JP6723443B2 - 撮像装置および積層体 - Google Patents
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Description
また、特許文献2には、隠しカメラの前面に、スモーク板等の透光板を配置して、内部に配置された隠しカメラが外部から視認されにくくすることが開示されている。
また、産業用ロボットおよび非産業用ロボット等のロボット技術においても、周囲の状況を検出するためのセンサー等として、撮像装置が用いられている。
しかしながら、撮像装置が視認されにくくするためにハーフミラーを用いる構成では、ハーフミラー部分の外観は鏡のようになるため、様々な任意のデザイン性を付与することは難しいという問題があった。
また、スモーク板を用いる構成では、撮像装置が撮影する画像にスモーク板の色が写ってしまうため、鮮明な画像を撮影できないという問題があった。例えば、赤色のスモーク板を用いた場合には、画像全体が赤みを帯びた画像になってしまう。
すなわち、以下の構成により上記目的を達成することができることを見出した。
撮像ユニットの撮像素子に対して光が入射する側に配置され、入射する光の一部を反射する透過反射膜を有し、
透過反射膜が、コレステリック液晶層およびポリマー多層膜の少なくとも一方を有し、
撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際の、撮像ユニットの周辺の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50であり、
撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、透過反射膜が、少なくとも撮像ユニットおよび周辺領域を覆って配置される撮像装置。
(2) 透過反射膜がコレステリック液晶層を有する(1)に記載の撮像装置。
(3) 撮像ユニットと透過反射膜との間に配置され、撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、撮像ユニットの位置に開口部を有する遮蔽部材を有し、
遮蔽部材の、開口部の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50であり、
透過反射膜が、少なくとも遮蔽部材の開口部および周辺領域を覆って配置される(1)または(2)に記載の撮像装置。
(4) 遮蔽部材は、透過反射膜側の層と接している(3)に記載の撮像装置。
(5) 遮蔽部材と透過反射膜との間に、反射均一化層を有する(3)または(4)に記載の撮像装置。
(6) 撮像ユニットの撮像素子に対して光が入射する面とは反対側の面側および側面側を覆う、一面が開放された箱状部材を有し、
撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際の、箱状部材の、周辺領域に対応する領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50である(1)または(2)に記載の撮像装置。
(7) 撮像ユニットの、撮像素子の光が入射する面側に配置される反射防止層を有する(1)〜(6)のいずれかに記載の撮像装置。
(8) 撮像ユニットの、撮像素子の光が入射する面側に配置されるλ/4板および直線偏光板を有する(1)〜(7)のいずれかに記載の撮像装置。
(9) λ/4板が、入射角θ°における位相差をRe(θ)とした際に、入射波長λnmにおける1/4×λの値と位相差の値の差の絶対値を|ΔRe(θ)|=|1/4×λ−Re(θ)|と置いた際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|ΔRe(0)|<50を常に満たす(8)に記載の撮像装置。
(10) λ/4板が、入射角θ°における位相差をRe(θ)とした際に、入射波長λnmにおける1/4×λの値と位相差の値の差の絶対値を|ΔRe(θ)|=|1/4×λ−Re(θ)|と置いた際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|ΔRe(60)|<50を常に満たし、かつ、入射角θ°、入射波長λnmにおける位相差をΔRe(θ,λ)とし、各波長における1/4×λの値とフィルムの位相差の値の差の絶対値を|ΔRe(θ,λ)|=|1/4×λ−Re(θ,λ)|と置いた際、|ΔRe(60,450)|<|ΔRe(60,650)|を満たす(8)または(9)に記載の撮像装置。
(11) 透過反射膜がコレステリック液晶層を有し、
遮蔽部材と、透過反射膜との間に配置される円偏光板を有する(1)〜(10)のいずれかに記載の撮像装置。
(12) 円偏光板の入射角θ°における円偏光度をD(θ)とし、このときの円偏光度の絶対値を|D(θ)|とした際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|D(0)|>0.8を常に満たす(11)に記載の撮像装置。
(13) 円偏光板の入射角θ°における円偏光度をD(θ)とし、このときの円偏光度の絶対値を|D(θ)|とした際、波長400〜700nmのいずれの波長においても|D(60)|>0.8を常に満たし、さらに、入射角θ°、入射波長λnmにおける円偏光度をD(θ,λ)とし、この円偏光度の絶対値を|D(θ,λ)|とした際、|D(60,450)|>|D(60,650)|を満たす(11)または(12)に記載の撮像装置。
(14) 撮像ユニットと、直線偏光板または円偏光板との間に配置される第2のλ/4板を有する(8)〜(13)のいずれか一項に記載の撮像装置。
(15) 撮像ユニットと第2のλ/4板との間に配置される反射防止層または反射均一化層を有する(14)に記載の撮像装置。
(16) 透過反射膜がコレステリック液晶層を有し、
コレステリック液晶層は、選択反射波長が異なる2以上の反射領域を有する(1)〜(15)のいずれかに記載の撮像装置。
(17) 少なくとも1つの開口部を有する遮蔽部材と、透過反射膜とを有し、
透過反射膜が、コレステリック液晶層およびポリマー多層膜の少なくとも一方を有し、
遮蔽部材の主面に垂直な方向から見た際の、開口部の周辺の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50である積層体。
また、本明細書において、「直交」および「平行」とは、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、「直交」および「平行」とは、厳密な直交あるいは平行に対して±10°未満の範囲内であることなどを意味し、厳密な直交あるいは平行に対しての誤差は、5°以下であることが好ましく、3°以下であることがより好ましい。
また、「直交」および「平行」以外で表される角度、例えば、15°や45°等の具体的な角度についても、本発明が属する技術分野において許容される誤差の範囲を含むものとする。例えば、本発明においては、角度は、具体的に示された厳密な角度に対して、±5°未満であることなどを意味し、示された厳密な角度に対する誤差は、±3°以下であるのが好ましく、±1°以下であるのが好ましい。
本明細書において、「同一」は、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含むものとする。また、本明細書において、「全部」、「いずれも」または「全面」などというとき、100%である場合のほか、技術分野で一般的に許容される誤差範囲を含み、例えば99%以上、95%以上、または90%以上である場合を含むものとする。
またこれに限定されるものではないが、可視光のうち、420nm〜490nmの波長域の光は、青色光であり、495nm〜570nmの波長域の光は、緑色光であり、620nm〜750nmの波長域の光は、赤色光である。
赤外光のうち、近赤外光は780nm〜2500nmの波長域の電磁波である。紫外光は波長10〜380nmの範囲の光である。
本明細書において、選択反射波長とは、対象となる物(部材)における透過率の極小値をTmin(%)とした場合、下記の式で表される半値透過率:T1/2(%)を示す2つの波長の平均値のことを言う。
半値透過率を求める式: T1/2=100−(100−Tmin)÷2
本明細書において、Re(λ)、Rth(λ)は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)において、波長λで測定した値である。AxoScanにて平均屈折率((Nx+Ny+Nz)/3)と膜厚(d(μm))を入力することにより、
遅相軸方向(°)
Re(λ)=R0(λ)
Rth(λ)=((Nx+Ny)/2−Nz)×dが算出される。
なお、R0(λ)は、AxoScanで算出される数値として表示されるものであるが、Re(λ)を意味している。
また、本明細書において、Re(θ)は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)において、入射角θとなる方向から波長550nmで測定した値である。
また、本明細書において、Re(θ,λ)は、AxoScan OPMF−1(オプトサイエンス社製)において、入射角θとなる方向から波長λで測定した値である。
また、ポリマーハンドブック(JOHN WILEY&SONS,INC)、各種光学フィルムのカタログの値を使用することもできる。主な光学フィルムの平均屈折率の値を以下に例示する:セルロースアシレート(1.48)、シクロオレフィンポリマー(1.52)、ポリカーボネート(1.59)、ポリメチルメタクリレート(1.49)、ポリスチレン(1.59)である。
本発明の撮像装置は、
撮像素子を備える撮像ユニット、および、
撮像ユニットの撮像素子に対して光が入射する側に配置され、入射する光の一部を反射する透過反射膜を有し、
透過反射膜が、コレステリック液晶層およびポリマー多層膜の少なくとも一方を有し、
撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際の、撮像ユニットの周辺の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50であり、
撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、透過反射膜が、少なくとも撮像ユニットおよび周辺領域を覆って配置される撮像装置である。
図1に、本発明の撮像装置の一例の模式的な断面図を示す。
なお、本発明における図は模式図であり、各層の厚みの関係や位置関係などは必ずしも実際のものとは一致しない。以下の図も同様である。
撮像ユニット12の撮像素子20は、光学系22で結像された像を電気信号に変換し出力する。撮像素子20としては、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサー、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)イメージセンサー等の従来公知の撮像素子が適宜利用可能である。
撮像素子20から出力された電気信号には、図示しない画像処理部にて所定の処理が施されて画像データが生成される。生成された画像データは、必要に応じて、図示しない表示部で表示され、あるいは、公知の記憶媒体に格納される。
また、撮像素子20の上には、カラーフィルター、赤外線カットフィルター等の各種の機能性フィルムを配置してもよい。
光学系22の構成としては特に限定はなく、2枚以上のレンズを有する構成であってもよい。
また、鏡筒24の孔部の内側面は遮光性(黒色)の材料で形成されている。
また、図1に示す例では、鏡筒24の孔部の一方の端部側は閉塞されており、底部に撮像素子20が配置されている。
遮蔽部材16は、撮像ユニット12と透過反射膜14との間に配置され、撮像素子20の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、すなわち、光学系22の光軸方向から見た際に、撮像ユニット12(光学系22)の位置に開口部16aを有する。開口部16aの大きさ及び形状は、光学系22の入射面側の大きさ及び形状と略同等である。すなわち、遮蔽部材16は、撮像ユニット12の光学系22に入射する光を通過させる開口部16aを有し、光学系22の入射面側の周辺の領域を覆って配置される。
撮像ユニット12の周辺領域のL*を50以下とし、撮像ユニット12(光学系22)および周辺領域を透過反射膜14で覆うことで、撮像ユニット12が外部から視認されにくくすることができる。この点に関しては後に詳述する。
図2は、透過反射膜14を除いた撮像装置10aを光学系22の光軸方向から見た図である。
周辺領域は、撮像素子20の外接円の円周を内周、この外接円と同心円の円周を外周とする円環状の領域である。撮像素子20の外接円の直径をD0とし、周辺領域の外周の直径をD1とすると、D1は、D0の1.5倍である。
L*は、周辺領域中において、一般的な測色計、例えば、コニカミノルタ社のCM−700d、および、CM−2600dなどにより測定し、平均した値である。
また、遮蔽部材16は、撮像ユニット12を収容する筐体の一部であってもよいし、筐体とは別の部材であってもよい。
透過反射膜14は、遮蔽部材16の撮像ユニット12側の面とは反対側の面側に配置され、入射する光の一部を反射する部材である。
透過反射膜14は、ポリマー多層膜およびコレステリック液晶層の少なくとも一方を有することで、入射する光の一部を反射し、残りの一部を透過する。
透過反射膜14側から撮像ユニット12に向けて光が入射すると、入射光の一部の光Lr1は、透過反射膜14により反射される。入射光の残りの光Ll1は、透過反射膜14を透過し、遮蔽部材16の開口部16aを通過して、撮像ユニット12の光学系22に入射する。光学系22に入射した光Ll1は、撮像素子20に結像(入射)し、また、鏡筒24の内面は光の乱反射を抑制するため黒色にされているので、透過反射膜14側には反射されない(反射される量が少ない)。
そのため、撮像装置10aを透過反射膜14側から見た場合に、撮像ユニット12の位置に対応する領域は、透過反射膜14による反射光(光Lr1の反射光)のみが観察される。
ここで、遮蔽部材16の周辺領域は、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50である。すなわち、遮蔽部材16の周辺領域は黒色に近いため、遮蔽部材16に入射した光Ll2は、遮蔽部材16に吸収され、反射される割合が少ない。
そのため、撮像装置10aを透過反射膜14側から見た場合に、遮蔽部材16(周辺領域)の位置に対応する領域は、透過反射膜14による反射光(光Lr2の反射光)のみが観察される。
ポリマー多層膜は、一方の偏光方向の直線偏光を反射し、他方の直線偏光を透過するものである。また、コレステリック液晶層は、一方の偏光方向の円偏光を反射し、他方の円偏光を透過するものである。
ポリマー多層膜およびコレステリック液晶層については、後に詳述する。
光学系22の最表面側に反射防止層30を有する構成とすることで、光学系22に入射した光が光学系22のレンズ表面等で反射されるのを抑制することができ、撮像ユニット12をより視認されにくくすることができる。
反射防止層30としては限定はなく、光学機器で用いられる従来公知の反射防止層が適宜利用可能である。
反射防止フィルムは、一般に、防汚性層でもある低屈折率層、及び低屈折率層より高い屈折率を有する少なくとも1層の層(すなわち、高屈折率層、中屈折率層)を反射防止層として有する反射防止膜を透明基体上に設けてなる。本発明においては、透明基体として、本発明のセルロースアシレートフィルムを用いることが好ましい。
透明基体上に設けられる反射防止膜が3層の場合、すなわち、中屈折率層、高屈折率層、低屈折率層(最外層)の順序の層構成からなる反射防止膜は、以下の関係を満足する屈折率を有する様に設計される。
高屈折率層の屈折率>中屈折率層の屈折率>透明基体の屈折率>低屈折率層の屈折率。
本発明の反射防止フィルムにおける反射防止膜の高い屈折率を有する層(高屈折率層及び中屈折率層)は、平均粒径100nm以下の高屈折率の無機化合物微粒子及びマトリックスバインダーを少なくとも含有する硬化性膜からなることが好ましい。
高屈折率に用いられる無機化合物微粒子としては、屈折率1.65以上の無機化合物が挙げられ、好ましくは屈折率1.9以上のものが挙げられる。
高屈折率層のマトリックスを形成する材料としては、従来公知の熱可塑性樹脂、硬化性樹脂皮膜等が挙げられる。またラジカル重合性及び/又はカチオン重合性の重合性基を少なくとも2個以上含有のポリビニル化合物含有組成物、加水分解性基を含有の有機金属化合物及びその部分縮合体組成物から選ばれる少なくとも1種の組成物が好ましい。例えば、特開2000−47004号公報、同2001−315242号公報、同2001−31871号公報、同2001−296401号公報等に記載の化合物が挙げられる。さらに金属アルコキドの加水分解縮合物から得られるコロイド状金属酸化物と、金属アルコキド組成物から得られる硬化性膜も好ましい。これらについては、例えば、特開2001−293818号公報等に記載されている。
低屈折率層は、高屈折率層の上に順次積層してなる。低屈折率層の屈折率は1.20〜1.55の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは1.27〜1.47の範囲であるのがよい。低屈折率層は、耐擦傷性、防汚性を有する最外層として構築することが好ましい。耐擦傷性を大きく向上させる手段として表面への滑り性付与が有効で、従来公知のシリコーンの導入、フッ素の導入等からなる薄膜層の手段を適用できる。
なお、これら中空の無機微粒子の屈折率はアッベ屈折率計[アタゴ(株)製]にて測定することができる。
数式(12):w=(ri/ro)3×100
反射防止フィルム(又は偏光板保護フィルム上に設けられた反射防止膜)には、さらに、ハードコート層、前方散乱層、プライマー層、帯電防止層、下塗層、保護層等を設けてもよい。
ハードコート層は、反射防止フィルムに物理強度を付与するために、透明基体の表面に設けられる。特に、透明基体と前記高屈折率層の間に設ける(すなわち、中屈折率層がハードコート層を兼ね、中屈折率ハードコート層とする)ことが好ましい。
前方散乱層は、保護フィルムとして反射防止フィルムを使用した偏光板を液晶表示装置に適用した場合の、上下左右方向に視角を傾斜させたときの視野角改良効果を付与するために設けられる。上記ハードコート層中に屈折率の異なる微粒子を分散することで、ハードコート機能と兼ねることもできる。前方散乱層については、例えば、前方散乱係数を特定化した特開11−38208号公報、透明樹脂と微粒子の相対屈折率を特定範囲とした特開2000−199809号公報、ヘイズ値を40%以上と規定した特開2002−107512号公報等が挙げられる。
反射防止フィルムは、外光を散乱させるアンチグレア機能を有していてもよい。アンチグレア機能は、反射防止フィルムの表面、すなわち反射防止膜の表面に凹凸を形成することにより得られる。反射防止フィルムがアンチグレア機能を有する場合、反射防止フィルムのヘイズは、3〜50%であることが好ましく、5〜30%であることがさらに好ましく、5〜20%であることが最も好ましい。
なお、λ/4板および直線偏光板については、後に詳述する。
これに対して、遮蔽部材12と透過反射膜14との間に円偏光板32を配置することで、透過反射膜14を透過した、選択反射波長以外の波長の光(無偏光の光)のうち一方の偏光方向の光のみを透過して他方の偏光方向の光を遮蔽するので、撮像ユニット12に入射する光は、選択反射波長の光の光量も他の波長域の光量も、撮像装置に入射した光の光量の約半分となり、撮像ユニット12で撮影される画像の色のバランスがくずれることを抑制できる。
なお、直線偏光板34と第2のλ/4板38との組み合わせは、コレステリック液晶層が反射する円偏光の旋回方向とは逆の旋回方向の円偏光を透過する円偏光板となるように光学軸を合わせて配置する必要がある。
コレステリック液晶層を透過した円偏光が反射される場合、反射した円偏光は、その旋回方向が逆向きになる。そのため、撮像ユニット12および遮蔽部材16とコレステリック液晶層との間に直線偏光板34と第2のλ/4板38とを組み合わせ(円偏光板)を配置することで、旋回方向が逆向きになった反射光(円偏光)を吸収することができるため、反射光が撮像装置の外部に出射されるのを抑制でき、撮像ユニットの存在を視認されにくくすることができる。
図11は、本発明の撮像装置の他の一例を模式的に示す断面図であり、図12は、図11を透過反射膜側から見た正面図である。図11および図12に示す撮像装置10iは、透過反射膜14に代えて、透過反射膜40を有する以外は、図8の撮像装置10fと同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明では異なる部位を主に行なう。
第1反射領域における選択反射波長と第2反射領域における選択反射波長は互いに異なっている。例えば、第1反射領域が赤色光の右円偏光を反射し、第2反射領域が緑色光の右円偏光を反射する構成とすれば、透過反射膜40側から見ると、赤色の背景色の中に、緑色の三角形が複数配列された模様が観察される。
図16は、本発明の撮像装置の他の一例を模式的に示す断面図である。図16に示す撮像装置10kは、3層のコレステリック液晶層を有する以外は、図10の撮像装置10hと同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明では異なる部位を主に行なう。
このように、透過反射膜として、選択反射波長が異なる2層以上のコレステリック液晶層を有する構成とすることで、各コレステリック液晶層からの反射光によって、撮像装置の外観を白色等の選択反射波長以外の色とすることができる。
また、2層以上のコレステリック液晶層を積層した構成とする場合にも、各コレステリック液晶層は、選択反射波長の異なる2以上の反射領域を有する構成としてもよい。これにより、撮像装置の外観により様々な任意のデザイン性を付与することができる。
図17は、本発明の撮像装置の他の一例を模式的に示す断面図である。図17に示す撮像装置10lは、反射均一化層を有する以外は、図10の撮像装置10hと同じ構成を有するので、同じ部位には同じ符号を付し以下の説明では異なる部位を主に行なう。
反射均一化層48は、遮蔽部材16と第2のλ/4板38との間に配置されている。反射均一化層48は、撮像ユニット12の領域とその周辺の遮蔽部材16の領域とで反射率を均一化するためのものである。例えば、TAC(トリアセチルセルロース)フィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、および、アクリル樹脂フィルム等を反射均一化層として、遮蔽部材16の上に配置することで、撮像ユニット12の領域とその周辺の遮蔽部材16の領域とで反射率を均一化することができる。
これにより、撮像ユニット12の領域と、その周辺の領域とで反射光の光量を均一化することができ、撮像ユニット12をより視認されにくくすることができる。
また、図18に示す撮像装置10mのように、反射均一化層48を有し、かつ、青色光を反射するコレステリック液晶層14B、緑色光を反射するコレステリック液晶層14G、および、赤色光を反射するコレステリック液晶層14Rの3層のコレステリック液晶層を有する構成としてもよい。
例えば、スマートフォンのカバー(いわゆる、スマホカバー)が、透過反射膜14および遮蔽部材16を含む積層体を有し、このスマホカバーをスマートフォンと組み合わせることで、本発明の撮像装置の構成となるようにしてもよい。
このような積層体は、本発明の積層体である。この積層体は、透過反射膜14および遮蔽部材16以外に、反射防止層、円偏光板、直線偏光板、および、λ/4板等を有していてもよい。
図13に、本発明の撮像装置の他の一例の模式的断面図を示す。
図13に示す撮像装置10jは、撮像ユニット12と、透過反射膜14と、箱状部材46とを有する。
箱状部材46の内部には、光学系22側を箱状部材46の開放面に向けて撮像ユニット12が配置される。従って、撮像ユニット12の撮像素子20に対して光が入射する面とは反対側の面側および側面側は、箱状部材46に覆われている。
また、箱状部材46の開放面には、透過反射膜14が配置される。
このような構成とした場合でも、撮像装置を透過反射膜側から見た場合に、撮像ユニットに対応する領域、および、その周辺の周辺領域は、共に透過反射膜による反射光のみが観察されて、撮像ユニットに対応する領域、および、その周辺の周辺領域が同じように見えるので、撮像ユニットの存在が視認されにくくなる。
なお、撮像ユニットを視認されにくくする観点から、箱状部材の底面全面がL*≦50を満たすのが好ましく、箱状部材の内側の面全面がL*≦50を満たすのがより好ましい。
また、箱状部材の周辺領域に対応する領域はCIE−Lab(D50)色度系でL*≦20を満たすのが好ましく、L*≦10を満たすのがより好ましい。
次に、透過反射膜として用いられるコレステリック液晶層について説明する。
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を含み、特定の波長域の所定の旋回方向の円偏光に対して波長選択反射性を有する。
コレステリック液晶相の選択反射波長λは、コレステリック液晶相における螺旋構造のピッチP(=螺旋の周期)に依存し、コレステリック液晶相の平均屈折率nとλ=n×Pの関係に従う。そのため、この螺旋構造のピッチを調節することによって、選択反射波長を調節することができる。コレステリック液晶相のピッチは、重合性液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、またはその添加濃度に依存するため、これらを調節することによって所望のピッチを得ることができる。
また、選択反射を示す選択反射帯域(円偏光反射帯域)の半値幅Δλ(nm)は、コレステリック液晶相の屈折率異方性Δnと螺旋のピッチPとに依存し、Δλ=Δn×Pの関係に従う。そのため、選択反射帯域の幅の制御は、Δnを調節して行うことができる。Δnは、コレステリック液晶層を形成する液晶化合物の種類およびその混合比率、ならびに、配向時の温度により調節できる。なお、コレステリック液晶相における反射率はΔnに依存することも知られており、同程度の反射率を得る場合に、Δnが大きいほど、螺旋ピッチの数を少なく、すなわち膜厚を薄く、することができる。
螺旋のセンスおよびピッチの測定法については「液晶化学実験入門」日本液晶学会編 シグマ出版2007年出版、46頁、および「液晶便覧」液晶便覧編集委員会 丸善 196頁に記載の方法を用いることができる。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、反射領域を形成する液晶化合物の種類または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。
反射する光の波長領域を広くするには、選択反射波長λをずらした層を順次積層することで実現することができる。また、ピッチグラジエント法と呼ばれる層内の螺旋ピッチを段階的に変化させる方法で、波長範囲を広げる技術も知られており、具体的にはNature 378、467−469(1995)、特開平6−281814号公報、および、特許4990426号公報に記載の方法などが挙げられる。
あるいは、赤外線を選択反射波長とする反射領域を有していてもよい。なお、赤外線とは、780nmを超え、1mm以下の波長領域の光であり、中でも、近赤外領域とは、780nmを超え、2000nm以下の波長領域の光である。
また、紫外領域を選択反射波長とする反射領域を有していてもよい。なお、紫外領域とは、10nm以上380nm未満の波長領域である。
重合性液晶化合物を含む液晶組成物はさらに界面活性剤、キラル剤、重合開始剤等を含んでいてもよい。
重合性液晶化合物は、棒状液晶化合物であっても、円盤状液晶化合物であってもよいが、棒状液晶化合物であることが好ましい。
コレステリック液晶層を形成する棒状の重合性液晶化合物の例としては、棒状ネマチック液晶化合物が挙げられる。棒状ネマチック液晶化合物としては、アゾメチン類、アゾキシ類、シアノビフェニル類、シアノフェニルエステル類、安息香酸エステル類、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル類、シアノフェニルシクロヘキサン類、シアノ置換フェニルピリミジン類、アルコキシ置換フェニルピリミジン類、フェニルジオキサン類、トラン類およびアルケニルシクロヘキシルベンゾニトリル類が好ましく用いられる。低分子液晶化合物だけではなく、高分子液晶化合物も用いることができる。
[化合物(11)において、X1は2〜5(整数)である。]
キラル剤はコレステリック液晶相の螺旋構造を誘起する機能を有する。キラル化合物は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤としては、特に制限はなく、公知の化合物(例えば、液晶デバイスハンドブック、第3章4−3項、TN(twisted nematic)、STN(Super-twisted nematic)用カイラル剤、199頁、日本学術振興会第142委員会編、1989に記載)、イソソルビド、イソマンニド誘導体を用いることができる。
キラル剤は、一般に不斉炭素原子を含むが、不斉炭素原子を含まない軸性不斉化合物あるいは面性不斉化合物もキラル剤として用いることができる。軸性不斉化合物または面性不斉化合物の例には、ビナフチル、ヘリセン、パラシクロファンおよびこれらの誘導体が含まれる。キラル剤は、重合性基を有していてもよい。キラル剤と液晶化合物とがいずれも重合性基を有する場合は、重合性キラル剤と重合性液晶化合物との重合反応により、重合性液晶化合物から誘導される繰り返し単位と、キラル剤から誘導される繰り返し単位とを有するポリマーを形成することができる。この態様では、重合性キラル剤が有する重合性基は、重合性液晶化合物が有する重合性基と、同種の基であることが好ましい。従って、キラル剤の重合性基も、不飽和重合性基、エポキシ基またはアジリジニル基であることが好ましく、不飽和重合性基であることがさらに好ましく、エチレン性不飽和重合性基であることが特に好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。
感光性キラル剤とは、光を吸収することにより構造が変化し、コレステリック液晶相の螺旋ピッチを変化させ得る化合物である。このような化合物としては、光異性化反応、光二量化反応、および、光分解反応の少なくとも1つを起こす化合物が好ましい。
光異性化反応を起こす化合物とは、光の作用で立体異性化または構造異性化を起こす化合物をいう。光異性化化合物としては、例えば、アゾベンゼン化合物、および、スピロピラン化合物などが挙げられる。
また、光二量化反応を起こす化合物とは、光の照射によって、二つの基の間に付加反応を起こして環化する化合物をいう。光二量化化合物としては、例えば、桂皮酸誘導体、クマリン誘導体、カルコン誘導体、および、ベンゾフェノン誘導体などが挙げられる。
Ar1とAr2で表されるアリール基は、置換基を有していてもよく、総炭素数6〜40が好ましく、総炭素数6〜30がより好ましい。置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アシルオキシ基、カルボキシル基、シアノ基、または、複素環基が好ましく、ハロゲン原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、ヒドロキシル基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニル基、または、アリールオキシカルボニル基がより好ましい。
置換基の他の好ましい態様としては、重合性基を有する置換基が挙げられる。重合性基としては、例えば、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が挙げられ、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。
重合性基を有する置換基としては、さらにアリーレン基を含むことが好ましい。アリーレン基としては、フェニレン基が挙げられる。
重合性基を有する置換基の好適態様としては、式(A)で表される基が挙げられる。*は結合位置を表す。
式(A) *−LA1−(Ar)n−LA2−P
Arは、アリーレン基を表す。Pは、重合性基を表す。
LA1およびLA2は、それぞれ独立に、単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基としては、−O−、−S−、−NRF−(RFは、水素原子、又はアルキル基を表す。)、‐CO−、アルキレン基、アリーレン基、および、これらの基の組み合わせ(例えば、−O−アルキレン基−O−)が挙げられる。
nは、0または1を表す。
一般式(III)中のL1および一般式(IV)中のL2は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基、または、ヒドロキシル基を表し、炭素数1〜10のアルコキシ基、または、ヒドロキシル基が好ましい。
lは0、1〜4の整数を表し、0、1が好ましい。mは0、1〜6の整数を表し、0、1が好ましい。l、mが2以上のときは、L1とL2は互いに異なる基を表してもよい。
複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、フリル基、および、ベンゾフラニル基などが挙げられ、この中でも、ピリジル基、または、ピリミジニル基が好ましい。
液晶組成物が重合性化合物を含む場合は、重合開始剤を含有していることが好ましい。紫外線照射により重合反応を進行させる態様では、使用する重合開始剤は、紫外線照射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であることが好ましい。光重合開始剤の例には、α−カルボニル化合物(米国特許第2367661号、同2367670号の各明細書記載)、アシロインエーテル(米国特許第2448828号明細書記載)、α−炭化水素置換芳香族アシロイン化合物(米国特許第2722512号明細書記載)、多核キノン化合物(米国特許第3046127号、同2951758号の各明細書記載)、トリアリールイミダゾールダイマーとp−アミノフェニルケトンとの組み合わせ(米国特許第3549367号明細書記載)、アクリジンおよびフェナジン化合物(特開昭60−105667号公報、米国特許第4239850号明細書記載)およびオキサジアゾール化合物(米国特許第4212970号明細書記載)等が挙げられる。
液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、重合性液晶化合物の含有量に対して0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5質量%〜12質量%であることがさらに好ましい。
液晶組成物は、硬化後の膜強度向上、耐久性向上のため、任意に架橋剤を含有していてもよい。架橋剤としては、紫外線、熱、湿気等で硬化するものが好適に使用できる。
架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート等の多官能アクリレート化合物;グリシジル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテル等のエポキシ化合物;2,2−ビスヒドロキシメチルブタノール−トリス[3−(1−アジリジニル)プロピオネート]、4,4−ビス(エチレンイミノカルボニルアミノ)ジフェニルメタン等のアジリジン化合物;ヘキサメチレンジイソシアネート、ビウレット型イソシアネート等のイソシアネート化合物;オキサゾリン基を側鎖に有するポリオキサゾリン化合物;ビニルトリメトキシシラン、N−(2−アミノエチル)3−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアルコキシシラン化合物などが挙げられる。また、架橋剤の反応性に応じて公知の触媒を用いることができ、膜強度および耐久性向上に加えて生産性を向上させることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
架橋剤の含有量は、3質量%〜20質量%が好ましく、5質量%〜15質量%がより好ましい。架橋剤の含有量が、3質量%未満であると、架橋密度向上の効果が得られないことがあり、20質量%を超えると、コレステリック液晶層の安定性を低下させてしまうことがある。
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに界面活性剤、重合禁止剤、酸化防止剤、水平配向剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、金属酸化物微粒子等を、光学的性能等を低下させない範囲で添加することができる。
有機溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、アルキルハライド類、アミド類、スルホキシド類、ヘテロ環化合物、炭化水素類、エステル類、エーテル類などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、環境への負荷を考慮した場合にはケトン類が特に好ましい。上述の単官能重合性モノマーなどの上述の成分が溶媒として機能していてもよい。
透過反射膜として用いられるポリマー多層膜は、下記のようなものが挙げられる。
有機層の積層体を含む干渉膜については、例えば特表平9−506837号公報または特開2007−271896号公報を参照することができる。これらの文献を参照し、様々な有機材料を用い、互いに異なる屈折率を示す有機層を交互に積層することにより干渉膜が作製される。材料および厚みを調整することにより、450nm〜500nmの波長域に中心波長を20nm〜45nmの半値幅で有する選択反射を示す選択反射層を形成することができる。市販品としては、例えば、DBEF(登録商標)(3M社製)などが挙げられる。
有機層の積層体を含む干渉膜において、個々の有機層の厚みは50nm〜500nmであることが好ましく、100nm〜300nmであることがより好ましい。有機層の積層体を含む干渉膜全体の厚みは好ましくは1.0μm〜30μmの範囲、より好ましくは5.0μm〜30μmの範囲であればよい。
λ/4板(λ/4機能を有する板)とは、ある特定の波長の直線偏光を円偏光に、または、円偏光を直線偏光に変換する機能を有する板である。より具体的には、所定の波長λnmにおける面内レターデーション値がRe(λ)=λ/4(または、この奇数倍)を示す板である。この式は、可視光域のいずれかの波長(例えば、550nm)において達成されていればよい。
なお、λ/4板は、λ/4機能を有する光学異方性層のみからなる構成であっても、支持体にλ/4機能を有する光学異方性層を形成した構成であってもよいが、λ/4板が支持体を有する場合には、支持体と光学異方性層との組み合わせが、λ/4板であることを意図する。
λ/4板は、公知のλ/4板が利用可能である。
具体的には、Rth(550)が−50nm〜50nmであるのが好ましく、−30nm〜30nmであるのがより好ましく、Rth(λ)がゼロであるのがさらに好ましい。これにより、λ/4板に対して斜めに入射する円偏光を直線偏光に変換できる点で好ましい結果を得る。
これにより、正面方向からの光に対して、コレステリック液晶層の色や模様が撮像装置に写り込みづらくなる。
ここで、|ΔRe(θ)|は、入射光の波長λにおける1/4×λの値とλ/4板の位相差の値との差の絶対値である。すなわち、|ΔRe(θ)|=|1/4×λ−Re(θ)|である。
このような条件を満たすλ/4板として、ピュアエースS−148(帝人社製)、液晶型1/2波長板・1/4波長板 積層品(自社品)、液晶型 1/4波長板(自社品)などが挙げられる。
これにより、斜め方向からの光に対しても、コレステリック液晶層の色や模様が撮像装置に写り込みづらくなる。
ここで、|ΔRe(θ,λ)|は、入射角θ°、入射波長λnmにおける位相差をΔRe(θ,λ)とし、各波長における1/4×λの値と位相差の値との差の絶対値である。すなわち、|ΔRe(θ,λ)|=|1/4×λ−Re(θ,λ)|である。
このような条件を満たすλ/4板として、ピュアエースS−148(帝人社製)などが挙げられる。
直線偏光板は、一方向の偏光軸を有し、特定の直線偏光を透過する機能を有する。
直線偏光板としては、ヨウ素化合物を含む吸収型偏光板やワイヤーグリッドなどの反射型偏光板等の一般的な直線偏光板が利用可能である。なお、偏光軸とは、透過軸と同義である。
吸収型偏光板としては、例えば、ヨウ素系偏光板、二色性染料を利用した染料系偏光板、および、ポリエン系偏光板の、いずれも用いることができる。ヨウ素系偏光板、および染料系偏光板は、一般に、ポリビニルアルコールにヨウ素または二色性染料を吸着させ、延伸することで作製される。
本発明の撮像装置において、遮蔽部材、透過反射膜、λ/4板および直線偏光板等を接して積層する場合には、粘着層を介して貼り合わせればよい。
粘着層は、対象となる層(シート状物)を貼り合わせられる物であれば、公知の各種の材料からなるものが利用可能であり、貼り合わせる際には流動性を有し、その後、固体になる、接着剤からなる層でもよいし、貼り合わせる際にゲル状(ゴム状)の柔らかい固体で、その後もゲル状の状態が変化しない、粘着剤からなる層でもよいし、接着剤と粘着剤との両方の特徴を持った材料からなる層でもよい。従って、粘着層は、光学透明接着剤(OCA(Optical Clear Adhesive))、光学透明両面テープ、紫外線硬化型樹脂等、シート状物の貼り合わせに用いられる公知のものを用いればよい。
上述したとおり、λ/4板と直線偏光板を貼合したものは、円偏光板としての機能を有する。本発明において、円偏光板の入射角θ°における円偏光度をD(θ)とし、このときの円偏光度の絶対値を|D(θ)|とした際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|D(0)|>0.8であることが好ましい。
これにより、斜め方向からの光に対しても、コレステリック液晶層の色や模様が撮像装置に写り込みづらくなる。
なお、光の右円偏光成分の強度をIR、左円偏光成分の強度をILとしたとき、IR−IL/(IR+IL)を円偏光度と定義する。
光の偏光状態は、右円偏光と左円偏光の和によって表すことができる。例えば、左右の円偏光成分の強度が等しい場合には、その和は直線偏光となり、左右円偏光の位相差によって決まる方位でその電気ベクトルは振動する。右円偏光成分と左円偏光成分の強度が異なる場合には楕円偏光になり、いずれかの成分のみの場合には完全な円偏光となる。
また、円偏光のセンスは、光が手前に向かって進んでくるように眺めた場合に電場ベクトルの先端が時間の増加に従って時計回りに回る場合が右偏光であり、反時計回りに回る場合が左偏光である。
次に、選択反射波長の異なる2以上の反射領域を有するコレステリック液晶層の作製方法について図14を用いて説明する。
次に、ステップS2として、所定の開口パターンを有するマスクMを介して、感光性キラル剤が感光する波長の光を照射する露光装置Sを用いて、塗布層51aに露光処理を施し、一部を露光した塗布層51bを形成する。塗布層51bの露光部においては、感光性キラル剤が感光し、その構造が変化する。
次に、ステップS3として、マスクMを取り外して、再度、露光装置Sから感光性キラル剤が感光する波長の光を照射して、塗布層51bに露光処理を施し、露光した塗布層51cを形成する。
次に、ステップS4として、塗布層51cに対して加熱装置Hを用いて加熱処理(熟成処理)を施し、加熱した塗布層51dを形成する。塗布層51d中においては、液晶化合物が配向して、コレステリック液晶相が形成される。なお、塗布層51d中においては、露光量が異なる2つの領域があり、それぞれの領域では露光量に応じてコレステリック液晶相の螺旋ピッチの長さが異なる。これにより、選択反射波長が異なる2つの反射領域が形成される。
次に、ステップS5として、紫外線照射装置UVを用いて塗布層51dに紫外光照射による硬化処理を施し、コレステリック液晶相が固定してなる層である、コレステリック液晶層40を形成する。
なお、上記では感光性キラル剤を用いて、選択反射波長が異なる2つの反射領域を有するコレステリック液晶層の作製方法について述べたが、この態様には限定されず、例えば、特開2009−300662号公報に記載の方法など他の公知の方法を採用できる。
さらに、室温で配向可能な液晶化合物を用いる場合は、ステップS4の加熱処理を施さずにコレステリック液晶層を形成できる場合もある。
例えば、米国特許公開2016/0033806号、特許第5071388号、および、OPTICS EXPRESS 2016 vol.24 No.20 P23027-23036等に記載の方法を参考にして、コレステリック液晶層をUV(紫外線)硬化させずに、電圧印加あるいは温度変化によってコレステリック液晶層の液晶相の配向が可変な状態にすることで、コレステリック液晶層のパターンを変化させて、表示される絵および文字等を可変にする、すなわち、動画を表示するものとしてもよい。
<コレステリック液晶層の作製>
(液晶組成物1の調製)
以下に示す各成分を混合し、液晶組成物1を調製した。
・液晶化合物1(下記構造): 1g
・キラル剤1(下記構造): 98mg
・水平配向剤1(下記構造): 0.2mg
・水平配向剤2(下記構造): 0.5mg
・光ラジカル開始剤1(下記構造): 40mg
・重合禁止剤1(下記構造): 10mg
・メチルエチルケトン(MEK): 1.6g
具体的には、厚み100μmの東洋紡(株)社製PETフィルム(ポリエチレンテレフタレートフィルム、コスモシャインA4100)に、下記のアクリル系溶液を約2〜5μmの膜厚になるようにバー塗布し、窒素雰囲気下、60℃で300mJ/cm2のUV照射を行い硬化させ、配向調整層を形成した。
・バナレジンGH−1203(新中村化学工業(株)社製) 48wt%
・ビスコート#360(大阪有機化学工業(株)社製) 48wt%
・IRGACURE819(BASF社製) 3.99wt%
・上記の水平配向剤1 0.01wt%
なお、固形分が30wt%になるように、MEKおよびMIBK(メチルイソブチルケトン)(質量比 1wt%:1wt%)で調整した。
次いで、熱処理後の塗膜に対し、窒素雰囲気下(酸素濃度500ppm以下)、室温にて一定時間UV照射を施して塗膜を硬化することにより、コレステリック液晶層を形成した。なお、上述の工程を経て得られたコレステリック液晶層は、右円偏光反射性を示し、且つ、選択反射波長の異なる2つの反射領域を有する。
得られたコレステリック液晶層14、λ/4板36(帝人社製、S−148)、直線偏光板34(PANAC社製HLC−5618RE)、反射均一化層48(東洋紡社製、PETフィルム A4100)、遮蔽部材として黒い紙16(CIE−Lab(D50)のL*=10)をこの順に、それぞれ光学両面粘着フィルム(「MCS70」、(株)美舘イメージング社製)を用いて貼り合わせて積層体を形成した(図15参照)。
さらに、この積層体の黒い紙の側をスマートフォン(Apple社製iphone5)のカメラ12が配置される面側に貼合し、撮像装置を作製した(図15参照)。なお、黒い紙のカメラに対応する位置には、カメラ12部分と略同じ大きさの貫通孔を設けた。
上記積層体に代えてカラーセロハン(薦田紙工業株式会社製)をスマートフォンのカメラが配置される面側に貼合し撮像装置を作製した。
コレステリック液晶層となる液晶組成物として下記の液晶組成物2を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・液晶化合物1(上記構造): 1g
・重合性モノマー1(下記構造): 10mg
・キラル剤1(上記構造): 98mg
・水平配向剤1(上記構造): 0.4mg
・水平配向剤2(上記構造): 1.0mg
・光ラジカル開始剤2(下記構造): 40mg
・メチルエチルケトン(MEK): 1.55g
・シクロヘキサノン: 0.3g
コレステリック液晶層となる液晶組成物として下記の液晶組成物3を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・液晶化合物1(上記構造): 1g
・重合性モノマー1(上記構造): 10mg
・キラル剤1(上記構造): 58mg
・キラル剤2(下記構造): 25mg
・水平配向剤1(上記構造): 0.4mg
・水平配向剤2(上記構造): 1.0mg
・光ラジカル開始剤2(上記構造): 40mg
・メチルエチルケトン(MEK): 1.55g
・シクロヘキサノン: 0.3g
コレステリック液晶層となる液晶組成物として下記の液晶組成物4を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・液晶化合物1(上記構造): 1g
・重合性モノマー1(上記構造): 10mg
・キラル剤3(下記構造): 67mg
・水平配向剤1(上記構造): 0.4mg
・水平配向剤2(上記構造): 1.0mg
・光ラジカル開始剤1(上記構造): 20mg
・メチルエチルケトン(MEK): 1.55g
・シクロヘキサノン: 0.3g
コレステリック液晶層となる液晶組成物として下記の液晶組成物5を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・液晶化合物1(上記構造): 1g
・重合性モノマー1(上記構造): 10mg
・キラル剤4(下記構造): 68mg
・水平配向剤1(上記構造): 0.4mg
・水平配向剤2(上記構造): 1.0mg
・光ラジカル開始剤1(上記構造): 20mg
・メチルエチルケトン(MEK): 1.55g
・シクロヘキサノン: 0.3g
コレステリック液晶層を形成する基材の配向調整層となる塗布液として下記のアクリル水溶液2を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・KAYARAD PET30(日本化薬(株)社製) 100質量部
・IRGACURE819(BASF社製) 4.00質量部
・上記の水平配向剤1 0.01質量部
なお、固形分が30wt%になるように、MEKで調整した。
コレステリック液晶層を形成する基材の配向調整層となる塗布液として下記のアクリル水溶液3を用いた以外は実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
・上記の重合性モノマー1 100質量部
・IRGACURE819(BASF社製) 3.99質量部
・上記の水平配向剤1 0.01質量部
なお、固形分が30wt%になるように、MEKおよびMIBK(質量比 1wt%:1wt%)で調整した。
コレステリック液晶層の熱処理および硬化を下記のようにして行った以外は、実施例1と同様にして
配向調整層の上に液晶組成物1を塗布し、マスクを介してUV照射を行った後、塗膜が形成されたPETフィルムを90℃の送風乾燥機(エスペック社製SPHH−202)に30秒〜1分間静置することにより、塗膜に熱処理を施し、コレステリック液晶相の状態とした。
次いで、熱処理後の塗膜に対し、窒素雰囲気下(酸素濃度500ppm以下)、80℃にて一定時間UV照射を施して塗膜を硬化することにより、コレステリック液晶層を形成した。なお、上述の工程を経て得られたコレステリック液晶層は、右円偏光反射性を示し、且つ、選択反射波長の異なる2つの反射領域を有する。
積層体の構成を図19に示すように、コレステリック液晶層14、λ/4板36、直線偏光板34、第2のλ/4板38(帝人社製、S−148)、反射均一化層48(TACフィルム)、遮蔽部材16として黒色PETフィルムをこの順に貼り合わせた構成とした以外は、実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
黒色PETフィルムは、商品名「くっきりミエ〜ル」(巴川製紙所(株)社製)を使用し、これを複数枚重ねて、CIE−Lab(D50)色度系でL*=10となるように調整した。
積層体の構成を図20に示すように、コレステリック液晶層14、λ/4板36、直線偏光板34、遮蔽部材16(黒色PETフィルム)、第2のλ/4板38をこの順に貼り合わせた構成とした以外は、実施例1と同様にして撮像装置を作製した。
λ/4板36を液晶型 1/2波長板・1/4波長板 積層品(自社品)とした以外は実施例9と同様にして撮像装置を作製した。
λ/4板36を液晶型 1/4波長板(自社品)とした以外は実施例9と同様にして撮像装置を作製した。
λ/4板36をMCR140N(美館イメージング製)とした以外は実施例9と同様にして撮像装置を作製した。
λ/4板36をMGR125(美館イメージング製)とした以外は実施例9と同様にして撮像装置を作製した。
(視認性)
実施例および比較例の撮像装置を目視により観察し、カメラの視認性を評価した。
評価は10人で行なった。
実施例1〜14の撮像装置ではカメラを視認したのは0人であった。一方、比較例1の撮像装置ではカメラを視認したのは10人であった。
実施例および比較例の撮像装置のカメラを用いて撮影を行なったところ、比較例1のカメラで撮影した画像は、全体がカラーセロハンの色味(赤色)を帯びた画像となってしまった。一方、実施例1〜14で撮影した画像は、何らかの色味を帯びることなく、鮮明な画像であった。
<λ/4板 位相差の測定>
各実施例のλ/4板をAxoScan高速・高精度ミュラー行列ポラリメータ(Axometrics社製)のステージ上に設置し、400nm〜700nmの範囲で位相差の測定を行った。ステージのチルト角は、0°、および、60°の2段階で測定した。
各実施例の円偏光板をAxoScan高速・高精度ミュラー行列ポラリメータ(Axometrics社製)のステージ上に入射側が直線偏光板になるように設置し、400nm〜700nmの範囲で円二色性(CD)の測定を行った。ステージのチルト角は、0°、および、60°の2段階で測定した。
各実施例の積層体を、紫外可視近赤外分光光度計 自動絶対反射率測定システムARMN−735(JASCO Corporation製)の入射側にコレステリック液晶層側が来るように設置し、試料台を傾けて入射角が0°および60°になる2点で、400nm〜700nmの範囲で透過率を測定した。
また、直線偏光板(HLC―5618RE(パナック株式会社製))単独で測定したグラフと比較した際、グラフ形状に変化がない場合はA、グラフ形状の変化(特定波長の散乱)が観察される場合はBとした。グラフ形状に変化がある場合には、光漏れが生じている。
各積層体中のコレステリック液晶層14を、(i)青反射(反射中心波長 450nm)、(ii)赤反射(反射中心波長 580nm)の2水準でそれぞれ測定を行った。
結果を表3に示す。
λ/4板が、|ΔRe(0)|<50、および、|ΔRe(60)|<50、を満たさず、円偏光板が、|D(0)|>0.8、および|D(60)|>0.8を満たさない実施例13および14は、青反射のコレステリック液晶層を用いた場合に、0°入射で光漏れが生じてしまった。
以上の結果から本発明の効果は明らかである。
12 撮像ユニット
14、14R,14G、14B、40 透過反射膜
16 遮蔽部材
16a 開口部
20 撮像素子
22 光学系
24 鏡筒
30 反射防止膜
32 円偏光板
34 直線偏光板
36、38 λ/4板
42 第1反射領域
44 第2反射領域
46 箱状部材
48 反射均一化層
50 加飾フィルム
51a 塗布膜
51b 一部を露光した塗布膜
51c 露光した塗布膜
51d 加熱した塗布膜
S 露光装置
H 加熱装置
UV 紫外線照射装置
Claims (18)
- 撮像素子を備える撮像ユニット、および、
前記撮像ユニットの前記撮像素子に対して光が入射する側に配置され、入射する光の一部を反射する透過反射膜を有し、
前記透過反射膜が、コレステリック液晶層およびポリマー多層膜の少なくとも一方を有し、
前記撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際の、前記撮像ユニットの周辺の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50であり、
前記撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、前記透過反射膜が、少なくとも前記撮像ユニットおよび前記周辺領域を覆って配置される撮像装置。 - 前記透過反射膜がコレステリック液晶層を有する請求項1に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットと前記透過反射膜との間に配置され、前記撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際に、前記撮像ユニットの位置に開口部を有する遮蔽部材を有し、
前記遮蔽部材の、前記開口部の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50であり、
前記透過反射膜が、少なくとも前記遮蔽部材の前記開口部および前記周辺領域を覆って配置される請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記遮蔽部材は、前記透過反射膜側の層と接している請求項3に記載の撮像装置。
- 前記遮蔽部材と前記透過反射膜との間に、反射均一化層を有する請求項3または4に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットの前記撮像素子に対して光が入射する面とは反対側の面側および側面側を覆う、一面が開放された箱状部材を有し、
前記撮像素子の光が入射する面に垂直な方向から見た際の、前記箱状部材の、前記周辺領域に対応する領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50である請求項1または2に記載の撮像装置。 - 前記撮像ユニットの、前記撮像素子の光が入射する面側に配置される反射防止層を有する請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットの、前記撮像素子の光が入射する面側に配置されるλ/4板および直線偏光板を有する請求項1〜7のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記λ/4板が、入射角θ°における位相差をRe(θ)とした際に、入射波長λnmにおける1/4×λの値と位相差の値との差の絶対値を|ΔRe(θ)|=|1/4×λ−Re(θ)|と置いた際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|ΔRe(0)|<50を常に満たす請求項8に記載の撮像装置。
- 前記λ/4板が、入射角θ°における位相差をRe(θ)とした際に、入射波長λnmにおける1/4×λの値と位相差の値の差の絶対値を|ΔRe(θ)|=|1/4×λ−Re(θ)|と置いた際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|ΔRe(60)|<50を常に満たし、かつ、入射角θ°、入射波長λnmにおける位相差をΔRe(θ,λ)とし、各波長における1/4×λの値と位相差の値との差の絶対値を|ΔRe(θ,λ)|=|1/4×λ−Re(θ,λ)|と置いた際、|ΔRe(60,450)|<|ΔRe(60,650)|を満たす請求項8または9に記載の撮像装置。
- 前記透過反射膜がコレステリック液晶層を有し、
前記遮蔽部材と、前記透過反射膜との間に配置される円偏光板を有する請求項3〜5のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 前記円偏光板の入射角θ°における円偏光度をD(θ)とし、このときの円偏光度の絶対値を|D(θ)|とした際、波長400nm〜700nmのいずれの波長においても|D(0)|>0.8を常に満たす請求項11に記載の撮像装置。
- 前記円偏光板の入射角θ°における円偏光度をD(θ)とし、このときの円偏光度の絶対値を|D(θ)|とした際、波長400〜700nmのいずれの波長においても|D(60)|>0.8を常に満たし、さらに、入射角θ°、入射波長λnmにおける円偏光度をD(θ,λ)とし、この円偏光度の絶対値を|D(θ,λ)|とした際、|D(60,450)|>|D(60,650)|を満たす請求項11または12に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットと、前記直線偏光板との間に配置される第2のλ/4板を有する請求項8〜10のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットと、前記円偏光板との間に配置される第2のλ/4板を有する請求項11〜13のいずれか一項に記載の撮像装置。
- 前記撮像ユニットと前記第2のλ/4板との間に配置される反射防止層または反射均一化層を有する請求項14または15に記載の撮像装置。
- 前記透過反射膜がコレステリック液晶層を有し、
前記コレステリック液晶層は、選択反射波長が異なる2以上の反射領域を有する請求項1〜16のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 撮像素子を有する撮像ユニットを覆って用いられる積層体であって、
少なくとも1つの開口部を有する遮蔽部材と、透過反射膜とを有し、
前記透過反射膜が、コレステリック液晶層およびポリマー多層膜の少なくとも一方を有し、
前記遮蔽部材の主面に垂直な方向から見た際の、前記開口部の周辺の周辺領域が、CIE−Lab(D50)色度系でL*≦50である積層体。
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