JP2000304919A - 直線偏光抽出光学素子 - Google Patents
直線偏光抽出光学素子Info
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Abstract
する光学素子において、素子の一方の側で、反射光及び
透過光の両方から、振動面が互いに直交する2つの直線
偏光成分の一方を取り出すことができるようにするとと
もに、反射/透過光量の割合を任意に調整する。 【解決手段】直線偏光抽出光学素子10は、光透過性基
材12上に、複屈折性を有するフィルムを3層以上に積
層した複屈折性層14を形成してなり、振動面が直交す
る2つの直線偏光成分の一方を反射、他方を透過させる
ものであり、その積層数を、一方の直線偏光成分を最大
反射率で反射するための必要数よりも少なくして、これ
を最大反射率よりも小さい反射率で反射し、残りを透過
させ、且つ、他方の直線偏光成分を透過するようにし
た。
Description
学素子に係り、特に、振動面が互いに直交する2つの直
線偏光成分のうちの一方を一部反射、残りを透過し、他
方を全部透過するようにした直線偏光抽出光学素子に関
する。
ては、例えば偏光ビームスプリッタ、あるいは偏光フィ
ルタがある。
なる平面状多層構造であって、各層の平面内で、振動面
が互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、一方の直
線偏光成分に対する厚さ方向に隣接する層間における屈
折率の差と、他方の直線偏光成分に対する厚さ方向に隣
接する層間における屈折率の差とが異なるようにして、
一方の直線偏光成分を反射し、他方の直線偏光成分を透
過するようにしたものである。
ッタ等は、反射/透過の分岐比が50/50と固定的で
あり、この分岐比を必要に応じて自在に変化させること
ができないという問題点がある。
光の反射光又は透過光の一方のみから目的の直線偏光成
分の一方を抽出できるものであって、反射光および透過
光の両方から、振動面が互いに直交する2つの直線偏光
成分の一方を取り出すことができないという問題点があ
る。
光成分の一方を透過し、他方を反射し、即ち、偏光方向
によって光を分離しているので、透過光及び反射光はそ
れぞれ一方の偏光成分のみからなる不自然な光となる。
偏光フィルタとして用いた場合は、撮影対象物によって
は、予期せぬ縞模様等が発生したりするという問題点が
ある。
れたものであって、素子の一方の側で、反射光及び透過
光の両方から、振動面が互いに直交する2つの直線偏光
成分の一方を取り出すことができるようにした、直線偏
光抽出光学素子を提供することを目的とする。
を任意に調整することができるようにするとともに、透
過光に、異なる偏光成分を混在させることによって、自
然光に近似した光を得ることができるようにした直線偏
光抽出光学素子を提供することを目的とする。
うに、光透過性基材上に複屈折性層を設けてなり、この
複屈折性層は、複屈折性材料を3層以上に積層してなる
平面状多層構造とし、各層の平面内で、振動面が互いに
直交する2つの直線偏光成分のうち、一方の直線偏光成
分に対する厚さ方向に隣接する層間における屈折率の差
と、他方の直線偏光成分に対する厚さ方向に隣接する層
間における屈折率の差とが異なるようにするとともに、
前記複屈折性材料の積層数を、前記一方の直線偏光成分
を最大反射率で反射するための必要数よりも少なくし、
該一方の直線偏光成分を最大反射率よりも小さい反射率
で反射し、且つ、他方の直線偏光成分を透過するように
したことを特徴とする直線偏光抽出光学素子により上記
目的を達成するものである。
複屈折性層に、更に、第2の複屈折性層を積層してな
り、この第2の複屈折性層は、複屈折性材料を3層以上
に積層してなる平面状多層構造とし、各層の平面内で、
振動面が互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、一
方の直線偏光成分に対する厚さ方向に隣接する層間にお
ける屈折率の差と、他方の直線偏光成分に対する厚さ方
向に隣接する層間における屈折率の差とが異なるように
するとともに、前記複屈折性材料の積層数を、前記他方
の直線偏光成分を最大反射率で反射するための必要数よ
りも少なくし、該他方の直線偏光成分を最大反射率より
も小さい反射率で反射し、且つ、前記一方の直線偏光成
分を透過するするようにしてもよい。
て、前記複屈折性層及び第2の複屈折性層の少なくとも
一方における複屈折性材料の積層数を、30〜150と
してもよい。
ら入射する光に対して反射光として所定の直線偏光を取
出し、又反対方向から入射する光の透過光として、前記
反射光と同一側に、反射光と同一振動面の直線偏光を取
り出すことができる。
例えば、直線偏光材料により、自然光では見えない情報
をパターニングして印刷した証券、クレジットカード等
の真贋を判定する際に、自然光から直線偏光を抽出し、
これをクレジットカード等に照射したり、照明ランプ光
を本発明の直線偏光抽出光学素子で反射させて、反射直
線偏光をクレジットカード等に照射する場合等に用いら
れる。
との比率を任意に調整することができるとともに、透過
光に、異なる偏光成分を混在させることによって、自然
光に近似した光を得ることができる。
を、図面を参照して詳細に説明する。
態の例に係る直線偏光抽出光学素子10について説明す
る。
性基材12上に複屈折性層14を形成してなり、互いに
垂直な振動方向を持つ2つの直線偏光の方を透過、他方
を反射させるものである。
ル酸メチル、ポリアクリル酸メチル等のアクリル酸エス
テル又はメタアクリル酸エステルの単独若しくは共重合
体、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフ
タレート等のポリエステル、ポリカーボネート、ポリエ
チレン等の透明な樹脂、透明なガラス、透明なセラミク
ス等の透光性材料からなる平面形状をしたシート状又は
板状の部材から構成される。
フィルムを3層以上に積層してなる平面状多層構造と
し、各層の平面内で互いに垂直な振動方向を持つ2つの
光のうちの、一方の光に対する厚さ方向に隣接する層間
における屈折率の差と、他方の光に対する厚さ方向に隣
接する層間における屈折率の差とが異なるようにされて
いる。
は、例えば特開平3−75705号公報等に開示されて
いるように、ポリカーボネ−ト系樹脂、ポリエステル系
樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、酢酸セルロース系
樹脂等の面内複屈折性(屈折率異方性)を示す物質を延
伸等の方法によって得ることができる。
のX軸方向に振動する光線に対する屈折率は実質的にn
xで同じであり、X軸方向での隣接する層間の屈折率差
Δnx(=|nx−nx|)は実質的に0である。
のうち第1層と第3層のY軸方向に振動する光線に対す
る屈折率を共にny1とし、第2層における同方向の屈
折率をny2(≠ny1)とすると、Y軸方向での隣接す
る層間の屈折率Δnyは実質的に0でない。
振動する光の反射は、屈折率差の小さい方向(X軸方
向)に振動する光の反射よりも大きく、又、X軸方向の
光の透過はY軸方向の光透過よりも大きくなる。
て、複屈折性層が、平面状多層構造であっても、屈折率
が実質的に同一であるので、複屈折性層への入射面及び
出射面の2箇所でわずかな表面反射が生じるのみであ
る。
っては、平面状多層構造体内の屈折率が各層間で異なる
ので、複屈折性層全体への入射面及び出射面のみなら
ず、各層間で表面(界面)反射が起こり、複屈折性材料
の層数が多いほどY軸方向に振動する光の反射回数が多
くなる。
射率を得るためには約200層を積層するが、本発明の
場合は、これより少なく、例えば20〜170層程度と
する。
10に入射する光のうち、相互に垂直な振動方向を持つ
2つの直線偏光成分のうち、図1において符号Xで示さ
れる一方は、200層の場合の最大反射率よりも低い反
射率で反射し、残りが透過し、符号Yで示される他方は
最大透過率よりも、必ず高い透過率で透過する。
した光の反射光として直線偏光Xを、又、下方から入射
した光の透過光としても直線偏光Xを、直線偏光抽出光
学素子10の上側で得ることができる。又、透過光中に
は、互いに垂直の振動方向を持つ2つの直線偏光成分が
含まれることになる。
することによって、前記反射率及び透過率を調整し、任
意の反射光量及び透過光量を得ることができる。
の第2例に係る直線偏光抽出光学素子20について説明
する。
屈折性層14に更に、第2の複屈折性層16を積層した
ものであり、この第2の複屈折性層16も、複屈折性層
14と同様に、最大反射率を得るための積層数よりも少
ない積層数とされている。
直線偏光成分は、前記複屈折性層14を透過する直線偏
光成分と同一となるようにされている。
おいて、複屈折性層14、第2の複屈折性層16の積層
枚数を適宜調整することによって、透過光及び反射光に
おける互いに垂直な振動方向を持つ2つの直線偏光成分
の割合を任意に調整することができる。
び20は、いずれも、ビームスプリッタあるいは偏光フ
ィルタとして利用することができる。
子の一方の側で、反射光及び透過光の両方から、振動面
が互いに直交する2つの直線偏光成分の一方を取り出す
ことができるとともに、反射/透過の割合を任意に設定
することができ、且つ、透過光には異なる偏光成分を混
在させることができるという優れた効果を有する。
出光学素子を示す略示断面図
出光学素子を示す略示断面図
Claims (3)
- 【請求項1】光透過性基材上に複屈折性層を設けてな
り、この複屈折性層は、複屈折性材料を3層以上に積層
してなる平面状多層構造とし、各層の平面内で、振動面
が互いに直交する2つの直線偏光成分のうち、一方の直
線偏光成分に対する厚さ方向に隣接する層間における屈
折率の差と、他方の直線偏光成分に対する厚さ方向に隣
接する層間における屈折率の差とが異なるようにすると
ともに、前記複屈折性材料の積層数を、前記一方の直線
偏光成分を最大反射率で反射するための必要数よりも少
なくし、該一方の直線偏光成分を最大反射率よりも小さ
い反射率で反射し、且つ、他方の直線偏光成分を透過す
るようにしたことを特徴とする直線偏光抽出光学素子。 - 【請求項2】請求項1において、前記複屈折性層に、更
に、第2の複屈折性層を積層してなり、この第2の複屈
折性層は、複屈折性材料を3層以上に積層してなる平面
状多層構造とし、各層の平面内で、振動面が互いに直交
する2つの直線偏光成分のうち、一方の直線偏光成分に
対する厚さ方向に隣接する層間における屈折率の差と、
他方の直線偏光成分に対する厚さ方向に隣接する層間に
おける屈折率の差とが異なるようにするとともに、前記
複屈折性材料の積層数を、前記他方の直線偏光成分を最
大反射率で反射するための必要数よりも少なくし、該他
方の直線偏光成分を最大反射率よりも小さい反射率で反
射し、且つ、前記一方の直線偏光成分を透過するように
したことを特徴とする直線偏光抽出光学素子。 - 【請求項3】請求項1又は2において、前記複屈折性層
及び第2の複屈折性層の少なくとも一方における複屈折
性材料の積層数を、30〜150としたことを特徴とす
る直線偏光抽出光学素子。
Priority Applications (6)
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EP07010093A EP1826592A3 (en) | 1999-04-20 | 2000-04-19 | Polarized light extraction optical element |
EP20000108570 EP1046934A1 (en) | 1999-04-20 | 2000-04-19 | Polarized light extraction optical element |
US10/115,036 US20020113923A1 (en) | 1999-04-20 | 2002-04-04 | Polarized light extraction optical element |
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP11113675A Pending JP2000304919A (ja) | 1999-04-20 | 1999-04-21 | 直線偏光抽出光学素子 |
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Country | Link |
---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7068345B2 (en) | 2001-11-09 | 2006-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Optical device |
JP2008139509A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | 積層体、粘着ラベル、記録媒体、ラベル付き物品及び判別方法 |
-
1999
- 1999-04-21 JP JP11113675A patent/JP2000304919A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7068345B2 (en) | 2001-11-09 | 2006-06-27 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Optical device |
CN100394224C (zh) * | 2001-11-09 | 2008-06-11 | 大日本印刷株式会社 | 相位差层叠层体、光学元件及其热处理方法 |
JP2008139509A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toppan Printing Co Ltd | 積層体、粘着ラベル、記録媒体、ラベル付き物品及び判別方法 |
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