JP2012215794A - 光回折素子及び光学ローパスフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】透明な基板と、基板の一方の面に形成され、配向方向の第1パターンが基板の主面に沿った第1の方向に周期的に配列された第1配向層とを備え、第1パターンは、第1配向層に含まれる高分子の配向の方向が互いに異なる3以上の小領域が第1の方向に配列されて形成され、3以上の小領域を透過した光の相互の干渉により回折光を生じる光回折素子を発明した。
【選択図】図7
Description
特許文献 国際公開第2008/004570号パンフレット
次に、第1パターン内の隣り合う小領域同士の第1の方向に沿った幅と、光回折素子の1次回折光効率の関係について考察した実験例を示す。
本実験では、図7に示す態様の光回折素子について考察を行った。つまり、この例における光回折素子は少なくとも基板200、第1配向層202、位相差層206、第2配向層208を含む。
次に、1つの第1パターン内の設けられる小領域の数と、光回折素子の1次回折光効率の関係について考察した実験例を図17から図21に示す。
本実験では、図7に示す態様の光回折素子について考察を行った。つまり、この例における光回折素子は少なくとも基板200、第1配向層202、位相差層206、第2配向層208を含む。
以上の条件により実験を行ったところ、この光回折素子の1次回折光効率は、0.93となった。この結果を図17に示す。
1つの第1パターンを6の小領域に分割した以外は、実験例2と同様に条件を設定した。つまり、小領域内の高分子の配向の向きは、それぞれ30°、60°、90°、120°、150°、180°となっている。
以上の条件により実験を行ったところ、この光回折素子の1次回折光効率(4点に分離した1次回折光の合計が素子全体の出射光に占める割合)は、0.83となった。この結果を図18に示す。
1つの第1パターンを4の小領域に分割した以外は、実験例2と同様に条件を設定した。つまり、小領域内の高分子の配向の向きは、それぞれ45°、90°、135°、180°となっている。
以上の条件により実験を行ったところ、この光回折素子の1次回折光効率(4点に分離した1次回折光の合計が素子全体の出射光に占める割合)は、0.66となった。この結果を図19に示す。
1つの第1パターンを3の小領域に分割した以外は、実験例2と同様に条件を設定した。つまり、小領域内の高分子の配向の向きは、それぞれ60°、120°、180°となっている。
以上の条件により実験を行ったところ、この光回折素子の1次回折光効率(4点に分離した1次回折光の合計が素子全体の出射光に占める割合)は、0.47となった。この結果を図20に示す。
次に、光回折素子に円偏光が入射した実験例を図22に示す。
本実験では、図7に示す態様の光回折素子について考察を行った。つまり、この例における光回折素子は少なくとも基板200、第1配向層202、位相差層206、第2配向層208を含む。
102 光学系
104 光回折素子
106 撮像素子
200 基板
202 第1配向層
204 第1液晶層
205 配向膜
206 位相差層
207 液晶層
208 第2配向層
210 第2液晶層
212 第1パターン
214 小領域
216 第2パターン
220 配向方向
222 小領域
224 小領域
304 光回折素子
306 第1液晶層
308 第2配向層
310 第2液晶層
312 第1パターン
316 第2パターン
400 入射光
402 出射光
404 1次回折光
500 マスク
502 偏光
Claims (24)
- 透明な基板と、
前記基板の一方の面に形成され、配向方向の第1パターンが前記基板の主面に沿った第1の方向に周期的に配列され、異方性を有する高分子を含む第1配向層と、
を備え、
前記第1パターンは、前記第1配向層に含まれる高分子の配向の方向が互いに異なる3以上の小領域が前記第1の方向に配列されて形成され、前記3以上の小領域を透過した光の相互の干渉により回折光を生じる光回折素子。 - 透明な基板と、
前記基板の一方の面に形成され、配向方向の第1パターンが前記基板の主面に沿った第1の方向に周期的に配列され、異方性を有する高分子を含む第1配向層と
を備え、
前記第1パターンは、配向の方向が前記第1の方向に沿って変化して形成され、前記第1パターンを透過した光の相互の干渉により回折光を生じる光回折素子。 - 前記第1配向層は液晶であり、
前記第1パターンは、前記基板の主面の面内における前記液晶の配向方向が互いに異なる小領域からなる
請求項1又は2に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層は固化された光配向性化合物であり、
前記第1パターンは、前記基板の主面の面内における前記光配向性化合物の配向方向が互いに異なる小領域からなる
請求項1又は2に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層の配向方向に倣って周期的に配向した液晶を含む第1液晶層を、前記第1配向層上に有し、
前記第1液晶層を透過した光の相互の干渉により回折光を生じる
請求項4に記載の光回折素子。 - 前記第1パターンの前記小領域の前記第1の方向に沿った幅の長さが互いに等しい請求項1又は請求項3から5のいずれか1項に記載の光回折素子。
- 前記第1パターンは、矩形形状の前記小領域を前記第1の方向に配置したストライプパターンを含む
請求項1又は請求項3から6のいずれか1項に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層は、
前記第1の方向及び前記第1の方向に交差し、前記基板の主面に沿った第2の方向に周期的にマトリクス状に配置される複数の前記第1パターンを有し、
前記第1パターンは、前記第1配向層に含まれる高分子の配向の方向が互いに異なる前記3以上の小領域が前記第1の方向及び前記第2の方向にマトリックス状に配列されるマトリックスパターンを含む
請求項1又は請求項3から6のいずれか1項に記載の光回折素子。 - 前記3以上の小領域の前記基板の主面内の配向方向は、
前記第1の方向に沿って隣り合う前記小領域ごとに徐々に回転する
請求項1又は請求項3から8のいずれか1項に記載の光回折素子。 - 前記第1の方向に沿って隣り合う前記小領域の、前記主面内の配向方向の角度差が同じである
請求項9に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層上に設けられた、前記第1配向層の配向方向に倣って周期的に配向した液晶を含む第1液晶層と、
前記第1液晶層の上面に形成され、配向方向の第2パターンが前記基板の主面に沿った第2の方向に周期的に配列され、異方性を有する高分子を含む第2配向層と、
前記第2配向層上に設けられた、前記第2配向層の配向方向に倣って周期的に配向した液晶を含む第2液晶層と、を備え、
前記第2パターンは、前記第2配向層に含まれる高分子の配向の方向が互いに異なる3以上の小領域が前記第2の方向に配列されて形成され、
前記第1の方向と前記第2の方向は交差し、
前記第1配向層及び前記第1液晶層を透過した光の相互の干渉により入射光を前記第1の方向に沿って回折し、
前記第2配向層及び前記第2液晶層を透過した光の相互の干渉により入射光を前記第2の方向に沿って回折する
請求項1又は2に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層上に設けられた、前記第1配向層の配向方向に倣って周期的に配向した液晶を含む第1液晶層と、
前記第1液晶層の上面に形成され、配向方向の第2パターンが前記基板の主面に沿った第2の方向に周期的に配列され、異方性を有する高分子を含む第2配向層と、
前記第2配向層上に設けられた、前記第2配向層の配向方向に倣って周期的に配向した液晶を含む第2液晶層と、を備え、
前記第2パターンは、配向の方向が前記第2の方向に沿って変化して形成され、
前記第1の方向と前記第2の方向は交差し、
前記第1配向層及び前記第1液晶層を透過した光の相互の干渉により入射光を前記第1の方向に沿って回折し、
前記第2配向層及び前記第2液晶層を透過した光の相互の干渉により入射光を前記第2の方向に沿って回折する
請求項1又は2に記載の光回折素子。 - 前記第1液晶層と前記第2配向層の間に設けられた1/4波長位相差層を有する
請求項11又は12に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層のリタデーションと、前記第1液晶層のリタデーションの合計が1/2波長であり、
前記第2配向層のリタデーションと、前記第2液晶層のリタデーションの合計が1/2波長である
請求項13に記載の光回折素子。 - 前記第1の方向と前記第2の方向が直交する
請求項13又は14に記載の光回折素子。 - 前記第1パターンの前記第1の方向に沿った幅は、前記第2パターンの前記第2の方向に沿った幅と等しい、
請求項13から15のいずれか1項に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層のリタデーションと、前記第1液晶層のリタデーションの合計が1/4波長であり、
前記第2配向層のリタデーションと、前記第2液晶層のリタデーションの合計が1/2波長である
請求項11又は12に記載の光回折素子。 - 前記第1の方向と前記第2の方向のなす角度が45°である
請求項17に記載の光回折素子。 - 前記第2パターンの前記第2の方向に沿った幅は、前記第1パターンの前記第1の方向に沿った幅の21/2倍である
請求項18に記載の光回折素子。 - 前記第1配向層のリタデーションと、前記第1液晶層のリタデーションの合計が1/2波長であり、
前記第2配向層のリタデーションと、前記第2液晶層のリタデーションの合計が1/4波長である
請求項11又は12に記載の光回折素子。 - 前記第2配向層は固化された光配向性化合物である
請求項11から20のいずれか1項に記載の光回折素子。 - 前記第2パターンの前記小領域の前記第2の方向に沿った幅の長さが互いに等しい請求項11に記載の光回折素子。
- 前記第2パターンは、前記小領域を前記第2の方向に配置したストライプパターンを含む
請求項11に記載の光回折素子。 - 請求項1から23のいずれか1項に記載の光回折素子を用いた光学ローパスフィルタ。
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