JP7265621B2 - センサー - Google Patents

Description

本発明は、測距装置等に利用されるセンサーに関する。

モーションキャプチャー、自動車の自動運転、および、ロボットの自動制御等に、対象物との距離を測定するための測距センサー（デプスセンサー）が利用されている。

例えば、特許文献１には、いわゆるタイムオブフライト方式の測距センサー（光学距離センサー）において、点滅した赤外線と距離測定対象物による反射光の位相のズレから、距離測定対象物の距離を算出することが記載されている。
具体的には、特許文献１には、赤外線を発光信号に応じた点滅光として距離測定対象物に出射し、距離測定対象物から反射された赤外線を受光して受光信号を生成し、発光信号と受光信号との波形（例えばパルス波形）の時間差すなわち位相差を求め、この位相差に基づいて、光学距離センサーと距離測定対象物との距離を求めることが記載されている。

米国特許公開２０１０／０１１８１２３号公報

このような測距センサーのみならず、光学的な測定を行うセンサーは、例えば、光源から測定光を出射し、対象物が反射した測定光を受光素子で測定し、測定結果を解析することで、各種の測定を行う。

ここで、センサーが測定を行う空間には、太陽光および照明等の様々な光が存在し、これらの光が、いわゆる外光として受光素子に入射する。
ここで、外光には、光源が発光する波長域の光、および、受光素子が感度を有する光が含まれている場合も多々ある。このような外光がセンサーの受光素子に入射すると、ノイズになって、センサーのＳＮ比(signal-noise ratio)を低下し、センサーによる測定精度を低下してしまう。

本発明の課題は、このような従来技術の問題点を解決することにあり、測距センサー等のセンサーおいて、ノイズとなる外光が受光素子に入射することを防止して、高いＳＮ比で高精度な測定を行うことを可能にするセンサーを提供することにある。

この課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
［１］ 光源、バンドパスフィルター、および、受光素子、を有し、
バンドパスフィルターは、コレステリック液晶相を固定してなる層であるコレステリック液晶層を有するものであり、
コレステリック液晶層は、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす領域を有し、
コレステリック液晶層の選択反射中心波長をλとすると、コレステリック液晶層は、波長λ／２に第２の選択反射ピークを有し、λ／２における第２の選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以下であるセンサー。
［２］ コレステリック液晶層の面内位相差Ｒｅの絶対値は１０ｎｍ以上である請求項１に記載のセンサー。
［３］ コレステリック液晶層は、波長λ／３に第３の選択反射ピークを有し、λ／３における第３の選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以下である請求項１または２に記載のセンサー。
［４］ コレステリック液晶層の選択反射中心波長における選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以上である請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサー。
［５］ コレステリック液晶層は、液晶エラストマーからなる、［１］～［４］のいずれかに記載のセンサー。
［６］ コレステリック液晶層は、温度が高いほど選択反射中心波長における選択反射ピークが長波長側にシフトする温度応答性を有する液晶エラストマーである［１］～［５］のいずれかに記載のセンサー。
［７］ 液晶コレステリック液晶層を伸縮させる外部変位機構を有する、［１］～［６］のいずれかに記載のセンサー。
［８］ λ－１００ｎｍ以上の波長域を８０％以上遮光する遮光部材、および、λ／２－５０ｎｍ以下の波長域を８０％以上遮光する遮光部材の少なくとも一方を有する請求項１～７のいずれか一項に記載のセンサー。

本発明によれば、ノイズとなる外光が受光素子に入射することを抑制して、高いＳＮ比で高精度な測定を行うことができるセンサーを提供することができる。

本発明のセンサーの一例を概念的に示す図である。 図１に示すセンサーが有するバンドパスフィルターのコレステリック液晶層を概念的に示す図である。 図２に示すバンドパスフィルターが有するコレステリック液晶層の液晶化合物の一部を螺旋軸方向から見た図である。 螺旋軸に沿って捩れ配向された複数の液晶化合物の一部を螺旋軸方向から見た図である。 コレステリック液晶層において、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。 通常のコレステリック液晶層の光反射特性の一例を概念的に示すグラフである。 本発明のセンサーが有するバンドパスフィルターの光反射特性の一例を概念的に示すグラフである。 本発明のセンサーに用いられる遮光部材の一例を説明するための概念図である。 本発明のセンサーを有する波長選択素子の一例を概念的に表す図である。 本発明のセンサーが有するバンドパスフィルターの他の一例を概念的に示す上面図である。

以下、本発明のセンサーについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、「（メタ）アクリレート」は、「アクリレートおよびメタクリレートのいずれか一方または双方」の意味で使用される。
本明細書において、「同じ」、「等しい」等は、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。

本明細書において、選択反射中心波長とは、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

［センサー］
本発明のセンサーは、
光源、バンドパスフィルター、および、受光素子、を有し、
バンドパスフィルターは、コレステリック液晶相を固定してなる層であるコレステリック液晶層を有するものであり、
コレステリック液晶層は、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす領域を有し、
コレステリック液晶層の選択反射中心波長をλとすると、コレステリック液晶層は、波長λ／２に第２の選択反射ピークを有し、λ／２における第２の選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以下であるセンサーである。

図１に、本発明のセンサーの一例を概念的に示す。
図１に示すセンサー１０は、光源１２と、受光素子１４と、バンドパスフィルター１６とを有する。

図１に示すように、光源１２は、外部（対象物Ｏ）に向けて測定光を照射するように配置される。バンドパスフィルター１６は、対象物Ｏで反射された測定光のうち、所定の角度で入射した測定光を受光素子１４に向けて反射するように配置される。受光素子１４は、バンドパスフィルター１６で反射された測定光を受光する位置に配置される。

このようなセンサー１０は、光源１２が出射して、対象物Ｏによって反射された測定光を、バンドパスフィルター１６を介して受光素子１４で測光し、測光結果を解析することで、対象物Ｏとの距離等の測定を行う（以下、単に対象物の測定ともいう）。ここで、バンドパスフィルター１６は、コレステリック液晶層を利用するもので、コレステリック液晶層における選択的な反射波長域内における狭帯域の光のみを透過する。本発明においては、コレステリック液晶層が、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす領域を有する構成とすることで、コレステリック液晶層が、選択反射中心波長の１／２の波長に半値幅の狭い第２の選択反射ピークを有する構成とすることができる。コレステリック液晶層が有する半値幅の狭い第２の選択反射ピークを利用して、狭帯域の光のみを受光素子１４に入射させる。そのため、本発明のセンサー１０は、外光の影響を低減して、ＳＮ比の高い高精度な測定が可能である。

本発明のセンサー１０による対象物Ｏの測定は、光学的なセンサーで行われている公知の測定が、各種、利用可能である。従って、対象物Ｏにも、制限はなく、人物でも、動物でも、物でもよい。
対象物Ｏの測定としては、一例として、対象物Ｏまでの距離の測定（測距）、対象物Ｏの形状の測定、対象物Ｏの動きの測定、および、対象物Ｏの識別等が例示される。
これらの測定は、いずれも、公知の方法で行えばよい。例えば、センサー１０は、タイムオブフライト方式（ＴｏＦ（Time of Flight））によって、対象物Ｏまでの距離を測定する。

〔光源〕
光源１２には、制限はなく、光学的なセンサーにおいて光源として用いられている公知の各種の光源が、全て、利用可能である。
光源としては、一例として、水銀灯などの電球、蛍光灯、ハロゲンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、および、半導体レーザなどのレーザ等が例示される。
なお、光源１２の出射光は、拡散光でも、コリメートされた光ビームのような平行光でもよい。また、センサー１０においては、必要に応じて、光源１２が出射した光を、一次元的または二次元的に走査（スキャン）してもよい。

光源１２が出射する光の波長にも、制限はなく、可視光でも、赤外線および紫外線などの非可視光でもよい。中でも非可視光である赤外線は、光源１２が出射する光として好適に利用される。
さらに、光源１２が出射する光は、無偏光でも偏光でもよい。光源１２が偏光を出射する場合には、出射光は直線偏光でも円偏光でもよい。

〔受光素子〕
受光素子１４にも制限はなく、光学的なセンサーにおいて受光素子として用いられている公知の各種の受光素子（光検出器（素子））が、全て、利用可能である。
受光素子１４としては、一例として、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサー、および、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）センサー等が例示される。
受光素子１４は、空間的な分解能を有さないものでもよいが、光をライン状に検出するラインセンサー、または、光を二次元的に検出するエリアセンサーが好ましく、特にエリアセンサーが好ましい。

受光素子１４は、光源１２が出射し、対象物Ｏで反射された測定光を、バンドパスフィルター１６を介して、測定する。

後述するとおり、バンドパスフィルター１６は、コレステリック液晶層によって第２の選択反射ピークの波長の光を反射して受光素子１４に入射させる。従って、本発明のセンサー１０では、光源１２として、バンドパスフィルター１６の第２の選択反射ピークの波長域内の波長を含む光を出射するものを用いる。また、受光素子１４として、バンドパスフィルター１６の第２の選択反射ピークの波長域内の波長を含む光に感度を有するものを用いる。

〔バンドパスフィルター〕
図２に、バンドパスフィルター１６の一例を概念的に示す。
図２に示すように、バンドパスフィルター１６は、支持体２０と、配向膜２４と、コレステリック液晶層２６とを有する。

なお、図示例において、各層および領域等の厚さおよび大きさ等は、本発明の構成を明確に示すために、適宜、調節しており、実際のバンドパスフィルターとは、異なる。
また、以下の説明では、支持体２０側を下方、コレステリック液晶層２６側を上方、とも言う。従って、支持体２０においては、コレステリック液晶層２６側を上面、逆側を下面、ともいう。また、配向膜２４およびコレステリック液晶層２６においては、支持体２０側の面を下面、逆側を上面ともいう。

＜支持体＞
支持体２０は、配向膜２４およびコレステリック液晶層２６を支持するものである。

支持体２０は、配向膜２４およびコレステリック液晶層２６を支持できるものであれば、各種のシート状物（フィルム、板状物）が利用可能である。
なお、支持体２０は、コレステリック液晶層２６における第２の選択反射ピークの波長域以外の波長域の光を反射せず、十分な透過率を有するものを用いるのが好ましい。

支持体２０の厚さには、制限はなく、バンドパスフィルター１６の用途および支持体２０の形成材料等に応じて、配向膜２４およびコレステリック液晶層２６を保持できる厚さを、適宜、設定すればよい。
支持体２０の厚さは、１～２０００μｍが好ましく、３～５００μｍがより好ましく、５～２５０μｍがさらに好ましい。

支持体２０は単層であっても、多層であってもよい。
単層である場合の支持体２０としては、ガラス、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、および、ポリオレフィン等からなる支持体２０が例示される。多層である場合の支持体２０の例としては、前述の単層の支持体のいずれかなどを基板として含み、この基板の表面に他の層を設けたもの等が例示される。

＜配向膜＞
バンドパスフィルター１６において、支持体２０の表面（上面）には配向膜２４が形成される。
配向膜２４は、バンドパスフィルター１６のコレステリック液晶層２６を形成する際に、液晶化合物３２を所定の配向状態に配向するための配向膜である。

配向膜２４は、公知の各種のものが利用可能である。
例えば、ポリマーなどの有機化合物からなるラビング処理膜、無機化合物の斜方蒸着膜、マイクログルーブを有する膜、ならびに、ω－トリコサン酸、ジオクタデシルメチルアンモニウムクロライドおよびステアリル酸メチルなどの有機化合物のラングミュア・ブロジェット法によるＬＢ（Langmuir-Blodgett：ラングミュア・ブロジェット）膜を累積させた膜、光配向性の素材に偏光または非偏光を出射して配向膜とした光配向膜等が例示される。

配向膜２４は、配向膜の形成材料に応じた、公知の方法で形成すればよい。
例えば、ラビング処理による配向膜は、ポリマー層の表面を紙または布で一定方向に数回こすることにより形成できる。
配向膜に使用する材料としては、ポリイミド、ポリビニルアルコール、特開平９－１５２５０９号公報に記載された重合性基を有するポリマー、特開２００５－９７３７７号公報、特開２００５－９９２２８号公報、および、特開２００５－１２８５０３号公報記載の配向膜等の形成に用いられる材料が好ましい。
また、配向膜２４を形成せずに、支持体２０にラビング処理およびレーザ加工等の処理を施すことで、支持体２０を配向膜として作用させてもよい。

配向膜３２は、光配向性の素材に偏光または非偏光を照射して配向膜３２とした、いわゆる光配向膜も好適に利用される。すなわち、配向膜３２として、支持体３０上に、光配向材料を塗布して形成した光配向膜が、好適に利用される。
偏光の照射は、光配向膜に対して、垂直方向または斜め方向から行うことができ、非偏光の照射は、光配向膜に対して、斜め方向から行うことができる。

本発明に利用可能な配向膜に用いられる光配向材料としては、例えば、特開２００６－２８５１９７号公報、特開２００７－７６８３９号公報、特開２００７－１３８１３８号公報、特開２００７－９４０７１号公報、特開２００７－１２１７２１号公報、特開２００７－１４０４６５号公報、特開２００７－１５６４３９号公報、特開２００７－１３３１８４号公報、特開２００９－１０９８３１号公報、特許第３８８３８４８号公報および特許第４１５１７４６号公報に記載のアゾ化合物、特開２００２－２２９０３９号公報に記載の芳香族エステル化合物、特開２００２－２６５５４１号公報および特開２００２－３１７０１３号公報に記載の光配向性単位を有するマレイミドおよび／またはアルケニル置換ナジイミド化合物、特許第４２０５１９５号および特許第４２０５１９８号に記載の光架橋性シラン誘導体、特表２００３－５２０８７８号公報、特表２００４－５２９２２０号公報および特許第４１６２８５０号に記載の光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミドおよび光架橋性ポリエステル、ならびに、特開平９－１１８７１７号公報、特表平１０－５０６４２０号公報、特表２００３－５０５５６１号公報、国際公開第２０１０／１５０７４８号、特開２０１３－１７７５６１号公報および特開２０１４－１２８２３号公報に記載の光二量化可能な化合物、特にシンナメート化合物、カルコン化合物およびクマリン化合物等が、好ましい例として例示される。
中でも、アゾ化合物、光架橋性ポリイミド、光架橋性ポリアミド、光架橋性ポリエステル、シンナメート化合物、および、カルコン化合物は、好適に利用される。

配向膜２４の厚さには制限はなく、配向膜の形成材料に応じて、必要な配向機能を得られる厚さを、適宜、設定すればよい。
配向膜の厚さは、０．０１～５μｍが好ましく、０．０５～２μｍがより好ましい。

なお、本発明のセンサー１０において、バンドパスフィルター１６は、支持体２０および／または配向膜２４を有さなくてもよい。
例えば、配向膜２４の表面にコレステリック液晶層２６を形成した後に、支持体２０を剥離してもよく、または、支持体２０および配向膜２４を剥離してもよい。また、支持体２０にラビング処理等を施すことで、支持体２０を配向膜として作用させてもよいのは、上述したとおりである。

＜コレステリック液晶層＞
バンドパスフィルター１６において、配向膜２４の表面には、コレステリック液晶層２６が形成される。
なお、図２においては、図面を簡略化してバンドパスフィルター１６の構成を明確に示すために、コレステリック液晶層２６は、コレステリック液晶相における液晶化合物３２の捩じれ配向の２回転分（７２０°回転分）のみを概念的に示している。すなわち、図２では、コレステリック液晶相における螺旋構造の２ピッチのみを示している。
しかしながら、コレステリック液晶層２６は、通常のコレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層と同様に、液晶化合物３２が、厚さ方向の螺旋軸に沿って、螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有し、液晶化合物３２が螺旋状に１回転（３６０°回転）して積み重ねられた構成を螺旋周期１ピッチとして、螺旋状に旋回する液晶化合物３２が、１ピッチ以上、積層された構造を有する。

すなわち、本発明において、コレステリック液晶相（コレステリック液晶層）とは、螺旋構造が１ピッチ以上、積層されたものである。コレステリック液晶層は、液晶化合物３２による螺旋構造が１ピッチ以上、積層されることで、後述する波長選択性を有する反射性を発現する。
従って、本発明においては、液晶化合物３２が、厚さ方向の螺旋軸に沿って、螺旋状に旋回して積み重ねられた螺旋構造を有する層であっても、螺旋周期が１ピッチ未満の層は、コレステリック液晶層ではない。

コレステリック液晶層２６は、コレステリック液晶相を固定してなるものである。すなわち、コレステリック液晶層２６は、液晶化合物３２（液晶材料）をコレステリック配向した層である。
周知のように、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層は、波長選択反射性を有する。
後に詳述するが、コレステリック液晶層の選択的な反射波長域は、上述した螺旋１ピッチの厚さ方向の長さ（図２に示すピッチＰ）に依存する。

ここで、本発明において、コレステリック液晶層２６は、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす。
本発明において、コレステリック液晶層２６は、図３に示すように、液晶化合物３２の配列を螺旋軸方向から見た際の、隣接する液晶化合物３２の分子軸がなす角度が漸次変化した構成を有する。言い換えると、液晶化合物３２の配列を螺旋軸方向から見た際の液晶化合物３２の存在確立が異なっている。これにより、コレステリック液晶層２６は、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす構成となっている。
なお、以下の説明において、コレステリック液晶層２６が、図３に示すように液晶化合物３２の配列を螺旋軸方向から見た際に、隣接する液晶化合物３２の分子軸がなす角度が漸次変化している構成を有することを、屈折率楕円体を有するともいう。

コレステリック液晶層２６が、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす構成とすることで、コレステリック液晶層２６により反射される反射光として、１次光と２次光とが得られる。その際、２次光は１次光と比べて非常に狭帯域な波長として得られる。なお、２次光の選択中心反射波長は、１次光の選択中心反射波長の半分となる。このようなコレステリック液晶層２６（バンドパスフィルター１６）の作用については後に詳述する。１次光は、本発明における、コレステリック液晶層の選択反射中心波長に選択反射ピーク（以下、第１の選択反射ピークともいう）に対応する光である。２次光は、本発明における第２の選択反射ピークに対応する光である。

＜＜コレステリック液晶相＞＞
コレステリック液晶相は、特定の波長において選択反射性を示すことが知られている。
一般的なコレステリック液晶相において、選択反射の中心波長（選択反射中心波長）λは、コレステリック液晶相における螺旋のピッチＰ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、この螺旋ピッチを調節することによって、選択反射中心波長を調節することができる。なお、本発明においては、λ＝ｎ×Ｐの関係に従い反射される波長の光が１次光である。
コレステリック液晶相の選択反射中心波長は、ピッチＰが長いほど、長波長になる。
なお、螺旋のピッチＰとは、上述したように、コレステリック液晶相の螺旋構造１ピッチ分（螺旋の周期）であり、言い換えれば、螺旋の巻き数１回分であり、すなわち、コレステリック液晶相を構成する液晶化合物のダイレクター（棒状液晶であれば長軸方向）が３６０°回転する螺旋軸方向の長さである。

コレステリック液晶層の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope））で観察すると、コレステリック液晶相に由来して、厚さ方向に明線（明部）と暗線（暗部）とを交互に有する縞模様が観察される。螺旋周期ピッチすなわちピッチＰは、厚さ方向の明線２本および暗線２本分の長さ、すなわち、厚さ方向の暗線２本および明線２本分の長さに等しい。

コレステリック液晶相の螺旋ピッチは、コレステリック液晶層を形成する際に、液晶化合物と共に用いるキラル剤の種類、および、キラル剤の添加濃度に依存する。従って、これらを調節することによって、所望の螺旋ピッチを得ることができる。
なお、ピッチの調節については富士フイルム研究報告Ｎｏ．５０（２００５年）ｐ．６０－６３に詳細な記載がある。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頁に記載される方法を用いることができる。

コレステリック液晶相は、特定の波長において左右いずれかの円偏光に対して選択反射性を示す。反射光が右円偏光であるか左円偏光であるかは、コレステリック液晶相の螺旋の捩れ方向（センス）による。コレステリック液晶相による円偏光の選択反射は、コレステリック液晶層の螺旋の捩れ方向が右の場合は右円偏光を反射し、螺旋の捩れ方向が左の場合は左円偏光を反射する。従って、コレステリック液晶相における螺旋の捩れ方向は、コレステリック液晶層に右円偏光および／または左円偏光を入射させることで、確認できる。
なお、コレステリック液晶相の旋回の方向は、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／または添加されるキラル剤の種類によって調節できる。

また、選択反射を示す選択反射波長域（円偏光反射波長域）の半値幅Δλ（ｎｍ）、すなわち、１次光の半値幅は、コレステリック液晶相の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、１次光の選択反射波長域（選択的な反射波長域）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、配向固定時の温度により調節できる。
１次光の半値幅は、バンドパスフィルター１６の用途に応じて調節すればよい。１次光の半値幅は、例えば、３０ｎｍ以上であればよい。

コレステリック液晶層において、選択反射中心波長には、制限はなく、バンドパスフィルター１６を用いるセンサー１０の用途に応じて、適宜、設定すればよい。
具体的には、コレステリック液晶層において、選択反射中心波長は、センサー１０が用いる測定光の波長に応じて、適宜、設定すればよい。後述するが、センサー１０は、バンドパスフィルター１６の第２の選択反射ピークの波長域の光を受光素子１４で受光する。第２の選択反射ピークの波長は、コレステリック液晶層の選択反射中心波長λの１／２波長である。従って、第２の選択反射ピークの波長が、測定光の波長域に含まれるように、コレステリック液晶層の選択反射中心波長を設定する。

前述のとおり、コレステリック液晶層の選択反射中心波長は、螺旋構造のピッチＰに依存する。従って、第２の選択反射ピークの波長が、測定光の波長域に含まれるように、螺旋構造のピッチＰを設定すればよい。螺旋構造のピッチＰは、コレステリック液晶層の断面をＳＥＭで観察して、コレステリック液晶相に由来する、厚さ方向に明線と暗線とを交互に有する縞模様を解析することで、確認できる。

＜＜コレステリック液晶層の形成方法＞＞
コレステリック液晶層は、コレステリック液晶相を層状に固定して形成できる。
コレステリック液晶相を固定した構造は、コレステリック液晶相となっている液晶化合物の配向が保持されている構造であればよく、典型的には、重合性液晶化合物をコレステリック液晶相の配向状態としたうえで、紫外線照射、加熱等によって重合、硬化し、流動性が無い層を形成して、同時に、外場または外力によって配向形態に変化を生じさせることない状態に変化した構造が好ましい。
なお、コレステリック液晶相を固定した構造においては、コレステリック液晶相の光学的性質が保持されていれば十分であり、コレステリック液晶層において、液晶化合物は液晶性を示さなくてもよい。例えば、重合性液晶化合物は、硬化反応により高分子量化して、液晶性を失っていてもよい。

コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層の形成に用いる材料としては、一例として、液晶化合物を含む液晶組成物が挙げられる。液晶化合物は重合性液晶化合物であるのが好ましい。
また、コレステリック液晶層の形成に用いる液晶組成物は、さらに界面活性剤およびキラル剤を含んでいてもよい。

＜＜重合性液晶化合物（棒状液晶化合物）＞＞
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。
コレステリック液晶相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等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。

重合性液晶化合物は、重合性基を液晶化合物に導入することで得られる。重合性基の例には、不飽和重合性基、エポキシ基、およびアジリジニル基が含まれ、不飽和重合性基が好ましく、エチレン性不飽和重合性基がより好ましい。重合性基は種々の方法で、液晶化合物の分子中に導入できる。重合性液晶化合物が有する重合性基の個数は、好ましくは１～６個、より好ましくは１～３個である。
重合性液晶化合物の例は、Ｍａｋｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．，１９０巻、２２５５頁（１９８９年）、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ５巻、１０７頁（１９９３年）、米国特許第４６８３３２７号明細書、米国特許第５６２２６４８号明細書、米国特許第５７７０１０７号明細書、国際公開第９５／２２５８６号、国際公開第９５／２４４５５号、国際公開第９７／００６００号、国際公開第９８／２３５８０号、国際公開第９８／５２９０５号、特開平１－２７２５５１号公報、特開平６－１６６１６号公報、特開平７－１１０４６９号公報、特開平１１－８００８１号公報、および、特開２００１－３２８９７３号公報等に記載の化合物が含まれる。２種類以上の重合性液晶化合物を併用してもよい。２種類以上の重合性液晶化合物を併用すると、配向温度を低下させることができる。

また、上記以外の重合性液晶化合物としては、特開昭５７－１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。さらに、前述の高分子液晶化合物としては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖および側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９－１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、および、特開平１１－２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。

＜＜円盤状液晶化合物＞＞
円盤状液晶化合物としては、例えば、特開２００７－１０８７３２号公報および特開２０１０－２４４０３８号公報等に記載のものを好ましく用いることができる。

また、液晶組成物中の重合性液晶化合物の添加量は、液晶組成物の固形分質量（溶媒を除いた質量）に対して、７５～９９．９質量％であるのが好ましく、８０～９９質量％であるのがより好ましく、８５～９０質量％であるのがさらに好ましい。

＜＜界面活性剤＞＞
コレステリック液晶層を形成する際に用いる液晶組成物は、界面活性剤を含有してもよい。
界面活性剤は、安定的に、または迅速に、コレステリック液晶相の配向に寄与する配向制御剤として機能できる化合物が好ましい。界面活性剤としては、例えば、シリコ－ン系界面活性剤およびフッ素系界面活性剤が挙げられ、フッ素系界面活性剤が好ましく例示される。

界面活性剤の具体例としては、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物、特開２０１２－２０３２３７号公報の段落［００３１］～［００３４］に記載の化合物、特開２００５－９９２４８号公報の段落［００９２］および［００９３］中に例示されている化合物、特開２００２－１２９１６２号公報の段落［００７６］～［００７８］および段落［００８２］～［００８５］中に例示されている化合物、ならびに、特開２００７－２７２１８５号公報の段落［００１８］～［００４３］等に記載のフッ素（メタ）アクリレート系ポリマー、などが挙げられる。
なお、界面活性剤は、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
フッ素系界面活性剤として、特開２０１４－１１９６０５号公報の段落［００８２］～［００９０］に記載の化合物が好ましい。

液晶組成物中における、界面活性剤の添加量は、液晶化合物の全質量に対して０．０１～１０質量％が好ましく、０．０１～５質量％がより好ましく、０．０２～１質量％がさらに好ましい。

＜＜キラル剤（光学活性化合物）＞＞
キラル剤（カイラル剤）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。キラル剤は、化合物によって誘起する螺旋の捩れ方向または螺旋周期ピッチが異なるため、目的に応じて選択すればよい。
キラル剤には制限はなく、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、および、イソマンニド誘導体等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また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、同種の基であるのが好ましい。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のが好ましく、不飽和重合性基であるのがより好ましく、エチレン性不飽和重合性基であるのがさらに好ましい。
また、キラル剤は、液晶化合物であってもよい。

キラル剤が光異性化基を有する場合には、塗布、配向後に活性光線などのフォトマスク出射によって、発光波長に対応した所望の反射波長のパターンを形成することができるので好ましい。光異性化基としては、フォトクロッミック性を示す化合物の異性化部位、アゾ基、アゾキシ基、または、シンナモイル基が好ましい。具体的な化合物として、特開２００２－８０４７８号公報、特開２００２－８０８５１号公報、特開２００２－１７９６６８号公報、特開２００２－１７９６６９号公報、特開２００２－１７９６７０号公報、特開２００２－１７９６８１号公報、特開２００２－１７９６８２号公報、特開２００２－３３８５７５号公報、特開２００２－３３８６６８号公報、特開２００３－３１３１８９号公報、および、特開２００３－３１３２９２号公報等に記載の化合物を用いることができる。

液晶組成物における、キラル剤の含有量は、液晶化合物の含有モル量に対して０．０１～２００モル％が好ましく、１～３０モル％がより好ましい。

＜＜重合開始剤＞＞
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のが好ましい。紫外線出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、紫外線出射によって重合反応を開始可能な光重合開始剤であるのが好ましい。
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、米国特許第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、米国特許第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）、ならびに、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。

中でも、重合開始剤は、二色性のラジカル重合開始剤であることが好ましい。
二色性のラジカル重合開始剤とは、光重合開始剤のうち、特定の偏光方向の光に対して吸収選択性を有し、その偏光により励起されてフリーラジカルを発生させるものをいう。つまり、二色性のラジカル重合開始剤とは、特定の偏光方向の光と、上記特定の偏光方向の光と直交する偏光方向の光とで、異なる吸収選択性を有する重合開始剤である。
その詳細及び具体例については、ＷＯ２００３／０５４１１１号パンフレットに記載がある
二色性のラジカル重合開始剤の具体例としては、下記化学式の重合開始剤が挙げられる。また、二色性のラジカル重合開始剤としては、特表２０１６－５３５８６３号公報の段落［００４６］～［００９７］に記載の重合開始剤を用いることができる。

液晶組成物中の光重合開始剤の含有量は、液晶化合物の含有量に対して０．１～２０質量％であるのが好ましく、０．５～１２質量％であるのがさらに好ましい。

＜＜架橋剤＞＞
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、および、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）アクリレートおよび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）アクリレートおよび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］および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および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；ならびに、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、液晶組成物の固形分質量に対して、３～２０質量％が好ましく、５～１５質量％がより好ましい。架橋剤の含有量が上記範囲内であれば、架橋密度向上の効果が得られやすく、コレステリック液晶相の安定性がより向上する。

＜＜その他の添加剤＞＞
液晶組成物中には、必要に応じて、さらに重合禁止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、色材、および、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。

液晶組成物は、コレステリック液晶層を形成する際には、液体として用いられるのが好ましい。
液晶組成物は溶媒を含んでいてもよい。溶媒には、制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、有機溶媒が好ましい。
有機溶媒には、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、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、および、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好ましい。

コレステリック液晶層を形成する際には、コレステリック液晶層の形成面に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶層とするのが好ましい。
例えば、配向膜２４上にコレステリック液晶層２６を形成する場合には、配向膜２４に液晶組成物を塗布して、液晶化合物をコレステリック液晶相の状態に配向した後、液晶化合物を硬化して、コレステリック液晶相を固定してなるコレステリック液晶層２６を形成するのが好ましい。
液晶組成物の塗布は、インクジェットおよびスクロール印刷等の印刷法、ならびに、スピンコート、バーコートおよびスプレー塗布等のシート状物に液体を一様に塗布できる公知の方法が全て利用可能である。

塗布された液晶組成物は、必要に応じて乾燥および／または加熱され、その後、硬化され、コレステリック液晶層を形成する。この乾燥および／または加熱の工程で、液晶組成物中の液晶化合物がコレステリック液晶相に配向すればよい。加熱を行う場合、加熱温度は、２００℃以下が好ましく、１３０℃以下がより好ましい。

配向させた液晶化合物は、必要に応じて、さらに重合される。重合は、熱重合、および、光出射による光重合のいずれでもよいが、光重合が好ましい。光出射は、紫外線を用いるのが好ましい。出射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²～５０Ｊ／ｃｍ²が好ましく、５０～１５００ｍＪ／ｃｍ²がより好ましい。光重合反応を促進するため、加熱条件下または窒素雰囲気下で光出射を実施してもよい。出射する紫外線の波長は２５０～４３０ｎｍが好ましい。

コレステリック液晶層の厚さには、制限はなく、バンドパスフィルター１６の用途、コレステリック液晶層に要求される光の反射率、および、コレステリック液晶層の形成材料等に応じて、必要な光の反射率が得られる厚さを、適宜、設定すればよい。

（液晶エラストマー）
本発明のコレステリック液晶層に液晶エラストマーを用いても良い。液晶エラストマーは液晶とエラストマーのハイブリッド材料である。例えば、ゴム弾性をもつ柔軟な高分子網目中に液晶性の剛直なメソゲン基が導入された構造をもつ。そのため、柔軟な力学特性を持ち伸縮性の特徴がある。また、液晶の配向状態と系のマクロな形状が強く相関しているため、温度や電場などで液晶の配向状態が変化すると, 配向度変化に応じたマクロ変形する特徴がある。例えば、液晶エラストマーをネマチック相からランダム配向の等方相となる温度まで昇温していくと、試料がダイレクタ一方向に収縮していき、その収縮量は温度上昇とともに、つまり液晶の配向度の減少とともに増加していく。変形は熱可逆的であり、再びネマチック相まで降温するともとの形状に戻る。一方、コレステリック相の液晶エラストマーは、昇温して液晶の配向度が減少すると、らせん軸方向のマクロな伸長変形が起きるため、らせんピッチ長が増加し、選択反射ピークの反射中心波長が長波長側にシフトする。この変化も熱可逆的で降温するとともに反射中心波長が短波長側に戻る。

＜＜コレステリック液晶層の屈折率楕円体＞＞
前述のとおり、コレステリック液晶層２６は、液晶化合物３２の配列を螺旋軸方向から見た際に、隣接する液晶化合物３２の分子軸がなす角度が漸次変化している構成である屈折率楕円体を有する。
屈折率楕円体について、図４および図５を用いて説明する。
図４は、螺旋軸に沿って捩れ配向された複数の液晶化合物の一部（１／４ピッチ分）を螺旋軸方向（ｙ方向）から見た図であり、図５は、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率を概念的に示す図である。

図４において、分子軸がｙ方向と平行な液晶化合物をＣ１とし、分子軸がｘ方向と平行な液晶化合物をＣ７とし、Ｃ１とＣ７との間の液晶化合物を液晶化合物Ｃ１側から液晶化合物Ｃ７側に向かってＣ２～Ｃ６とする。液晶化合物Ｃ１～Ｃ７は、螺旋軸に沿って捩れ配向されており、液晶化合物Ｃ１から液晶化合物Ｃ７の間で９０°回転している。捩れ配向された液晶化合物の角度が３６０°変化する液晶化合物間の長さを１ピッチ（図２中の「Ｐ」）とすると、液晶化合物Ｃ１から液晶化合物Ｃ７までの長さは１／４ピッチである。

図４に示すように、液晶化合物Ｃ１から液晶化合物Ｃ７までの１／４ピッチの中で、ｚ方向（螺旋軸方向）から見た、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が異なっている。図４に示す例では、液晶化合物Ｃ１と液晶化合物Ｃ２とのなす角度θ₁は、液晶化合物Ｃ２と液晶化合物Ｃ３とのなす角度θ₂よりも大きく、液晶化合物Ｃ２と液晶化合物Ｃ３とのなす角度θ₂は、液晶化合物Ｃ３と液晶化合物Ｃ４とのなす角度θ₃よりも大きく、液晶化合物Ｃ３と液晶化合物Ｃ４とのなす角度θ₃は、液晶化合物Ｃ４と液晶化合物Ｃ５とのなす角度θ₄よりも大きく、液晶化合物Ｃ４と液晶化合物Ｃ５とのなす角度θ₄は、液晶化合物Ｃ５と液晶化合物Ｃ６とのなす角度θ₅よりも大きく、液晶化合物Ｃ５と液晶化合物Ｃ６とのなす角度θ₅は、液晶化合物Ｃ６と液晶化合物Ｃ７とのなす角度θ₆よりも大きく、液晶化合物Ｃ６と液晶化合物Ｃ７とのなす角度θ₆は最も小さい。

すなわち、液晶化合物Ｃ１～Ｃ７は、液晶化合物Ｃ１側から液晶化合物Ｃ７側に向かうに従って、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が小さくなるように捩れ配向されている。
例えば、液晶化合物間の間隔（厚さ方向の間隔）が略一定であるとすると、液晶化合物Ｃ１から液晶化合物Ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物Ｃ１側から液晶化合物Ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成となる。
コレステリック液晶層２６においては、このように、１／４ピッチの中で、単位長さ当たりの回転角が変化する構成が繰り返されて、液晶化合物が捩れ配向されている。

ここで、単位長さ当たりの回転角が一定の場合には、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が一定であるため、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率はどの方向でも同じになる。
これに対して、上述のように、液晶化合物Ｃ１から液晶化合物Ｃ７までの１／４ピッチの中で、液晶化合物Ｃ１側から液晶化合物Ｃ７側に向かうに従って、単位長さ当たりの回転角が減少する構成とすることで、螺旋軸方向から見た液晶化合物の存在確率は、図５に概念的に示すように、ｙ方向に比べてｘ方向が高くなる。ｘ方向とｙ方向とで液晶化合物の存在確率が異なるものとなることで、ｘ方向とｙ方向とで屈折率が異なるものとなり、屈折率異方性が生じる。言い換えると、螺旋軸に垂直な面内において屈折率異方性が生じる。

液晶化合物の存在確率が高くなるｘ方向の屈折率ｎｘは、液晶化合物の存在確率が低くなるｙ方向の屈折率ｎｙよりも高くなる。従って、屈折率ｎｘ、屈折率ｎｙは、ｎｘ＞ｎｙを満たす。
液晶化合物の存在確立が高いｘ方向はコレステリック液晶層２６の面内の遅相軸方向となり、液晶化合物の存在確立が低いｙ方向はコレステリック液晶層２６の面内の進相軸方向となる。

このように、液晶化合物の捩れ配向において、１／４ピッチの中で単位長さ当たりの回転角が変化する構成（屈折率楕円体を有する構成）は、コレステリック液晶層となる組成物を塗布した後に、コレステリック液晶相（組成物層）に、螺旋軸と直交する方向の偏光を照射することで形成することができる。

偏光照射により、コレステリック液晶相を歪ませて面内のリタデーションを発生させることができる。すなわち、屈折率ｎｘ＞屈折率ｎｙとすることができる。

具体的には、照射した偏光の偏光方向と合致する方向に分子軸を有する液晶化合物の重合が進行する。このとき、一部の液晶化合物のみが重合するため、この位置に存在したキラル剤が排除されて他の位置に移動する。
従って、液晶化合物の分子軸の方向が偏光方向に近い位置では、キラル剤の量が少なくなり、捩れ配向の回転角が小さくなる。一方、液晶化合物の分子軸の方向が偏光方向に直交する位置では、キラル剤の量が多くなり、捩れ配向の回転角が大きくなる。
これによって、図４に示すように、螺旋軸に沿って捩れ配向された液晶化合物において、分子軸が偏光方向と平行な液晶化合物から、偏光方向に直交する液晶化合物までの１／４ピッチの中で、偏光方向に平行な液晶化合物側から偏光方向に直交する液晶化合物側に向かうに従って、隣接する液晶化合物の分子軸がなす角度が小さくなる構成とすることができる。すなわち、コレステリック液晶相に偏光を照射することで、ｘ方向とｙ方向とで液晶化合物の存在確率が異なるものとなり、ｘ方向とｙ方向とで屈折率が異なる、屈折率異方性が生じる。これによって、光学素子１０の屈折率ｎｘ、および、屈折率ｎｙは、ｎｘ＞ｎｙを満たすものとすることができる。すなわち、コレステリック液晶層が屈折率楕円体を有する構成とすることができる。

この偏光照射はコレステリック液晶相の固定化と同時に行ってもよいし、先に偏光照射を行ってから非偏光照射でさらに固定化を行ってもよいし、非偏光照射で先に固定化してから偏光照射によって光配向を行ってもよい。大きなリタデーションを得るためには偏光照射のみ、もしくは先に偏光照射することが好ましい。偏光照射は、酸素濃度０．５％以下の不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましい。照射エネルギーは、２０ｍＪ／ｃｍ²～１０Ｊ／ｃｍ²であることが好ましく、１００～８００ｍＪ／ｃｍ²であることがさらに好ましい。照度は２０～１０００ｍＷ／ｃｍ²であることが好ましく、５０～５００ｍＷ／ｃｍ²であることがより好ましく、１００～３５０ｍＷ／ｃｍ²であることがさらに好ましい。偏光照射によって硬化する液晶性化合物の種類については特に制限はないが、反応性基としてエチレン不飽和基を有する液晶性化合物が好ましい。

また、偏光の照射によってコレステリック液晶相を歪ませて面内のリタデーションを発生させる方法として、二色性液晶性重合開始剤を用いる方法（ＷＯ０３／０５４１１１Ａ１）、あるいは、分子内にシンナモイル基等の光配向性官能基を有する棒状液晶性化合物を用いる方法（特開２００２－６１３８）が挙げられる。

照射する光は、紫外線でも、可視光でも、赤外線でもよい。すなわち、塗膜が含有する液晶化合物および重合開始剤等に応じて、液晶化合物が重合できる光を、適宜、選択すればよい。

重合開始剤として二色性のラジカル重合開始剤を用いることによって、組成物層に偏光を照射した際に、偏光方向と合致する方向に分子軸を有する液晶化合物の重合をより好適に進行させることができる。

なお、面内の遅相軸の方向、進相軸の方向、屈折率ｎｘ、および、屈折率ｎｙは、分光エリプソ測定機であるＪ．Ａ．Ｗｏｏｌｌａｍ社製Ｍ－２０００ＵＩを用いて測定することができる。なお、屈折率ｎｘ、および、屈折率ｎｙは、位相差Δｎ×ｄの測定値から平均複屈折ｎ_aveと厚さｄの実測値を用いて求めることができる。ここで、Δｎ＝ｎｘ－ｎｙ、平均屈折率ｎ_ave＝（ｎｘ＋ｎｙ）／２である。一般に液晶の平均屈折率は１．５程度であるため、この値を用いてｎｘとｎｙを求めることもできる。また、本発明で用いられているコレステリック液晶層の面内の遅相軸の方向、進相軸の方向、屈折率ｎｘ、および、屈折率ｎｙを測定するときには、選択反射波長（本発明の場合は１次光の選択反射波長）より大きい波長（例えば選択波長の長波側の端よりも１００ｎｍ大きい波長）を測定波長とする。このようにすると、コレステリック選択反射に由来するリタデーションの旋光成分の影響を極力減らせるので精度のよい測定ができる。

また、屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層は、コレステリック液晶層となる組成物を塗布した後に、あるいは、コレステリック液晶相を固定化した後に、あるいは、コレステリック液晶相を半固定化した状態で、コレステリック液晶層を延伸することでも形成することができる。
延伸によって屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層を形成する場合には、一軸延伸であっても二軸延伸であってもよい。また、延伸の条件は、コレステリック液晶層の材料、厚み、所望の屈折率ｎｘおよび屈折率ｎｙ、等に応じて適宜設定すればよい。一軸延伸の場合、延伸倍率は、１．１～４とするのが好ましい。二軸延伸の場合、一方の延伸方向における延伸倍率と、他方の延伸方向の延伸倍率の比率が１．１～２とするのが好ましい。

＜＜コレステリック液晶層の作用＞＞
次に、上述の構成を有するコレステリック液晶層（バンドパスフィルター）の作用について説明する。
コレステリック液晶層２６に、選択反射波長の光（１次光）が入射するとコレステリック液晶相によって、反射される。

ここで、コレステリック液晶層２６が、上述の屈折率楕円体を有する場合には、１次光に加えて、２次光が反射される。
２次光の中心波長は、１次光の選択反射中心波長λの略半分の長さになる。また、反射２次光の帯域幅（半値幅）は、反射１次光の帯域幅よりも小さくなる。また、１次光は、コレステリック液晶相の旋回方向に応じた、右円偏光および左円偏光のいずれかの円偏光であるが、２次光は、右円偏光および左円偏光のいずれの成分も含む。

図６に、屈折率楕円体を有さない、一般的なコレステリック液晶層の反射特性を概念的に示す。図６および後述する図７は、横軸を波長、縦軸を反射率として反射特性を概念的に示すグラフである。
一般的なコレステリック液晶層は、反射に波長選択性を有し、図６に示すように、選択反射中心波長λの周辺の波長域の光を、ほぼ一様に高い反射率で反射する。選択反射中心波長λを含む波長域に選択反射ピークを有する反射光は１次光である。また、選択反射中心波長λの周辺以外の波長域の光に対する反射率は低い。

一方、屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層は、図７に示すように、選択反射中心波長λの周辺の波長域の光（１次光）に加えて、波長λ／２周辺の波長域の光（２次光）を、高い反射率で反射する。図７に示すように、波長λ／２における第２の選択反射ピークの半値幅は、波長λにおける第１の選択反射ピークの半値幅に比べて狭く、３０ｎｍ以下である。

従って、屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層２６を有するバンドパスフィルター１６を用いる本発明のセンサー１０は、対象物Ｏによって反射された測定光を、バンドパスフィルター１６で反射して受光素子１４に入射させることにより、受光素子１４に入射する光を、バンドパスフィルター１６を反射した狭帯域光のみにできる。
そのため、本発明のセンサー１０によれば、外光をバンドパスフィルター１６で反射せずに、所定の狭帯域光のみを受光素子１４に入射できるので、外光によるノイズを大幅に低減して、ＳＮ比の高い、高精度な測定を行うことができる。

前述のとおり、センサー１０において、コレステリック液晶層２６の、波長λ／２に現れる第２の選択反射ピークを用いて測定光を反射して受光素子１４に入射させる構成の場合には、光源１２は、波長λ／２の光を照射すればよい。

ここで、屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層２６は、図７に示すように、選択反射中心波長λの周辺の波長域の光（１次光）、および、波長λ／２周辺の波長域の光（２次光）に加えて、波長λ／３周辺の波長域の光（３次光）も、高い反射率で反射する。３次光の半値幅も１次光の半値幅よりも狭く、３０ｎｍ以下である。従って、センサー１０は、コレステリック液晶層２６の、波長λ／３に現れる第３の選択反射ピークを利用してもよい。具体的には、光源１２が、波長λ／３の測定光を照射し、対象物Ｏによって反射された波長λ／３の測定光を、バンドパスフィルター１６（コレステリック液晶層２６）で反射して受光素子１４に入射させる構成としてもよい。

さらに、屈折率楕円体を有するコレステリック液晶層２６は、波長λ／４に現れる第４の選択反射ピーク、波長λ／５に現れる第５の選択反射ピーク等の高次の選択反射ピークを有する。従って、センサー１０は、コレステリック液晶層２６の高次の選択反射ピークを利用してもよい。しかしながら、次数が高くなるほど選択反射ピークにおける反射率は低くなるため、第２の選択反射ピークまたは第３の選択反射ピークを用いるのが好ましく、第２の選択反射ピークを用いるのがより好ましい。

ここで、２次光の帯域幅（半値幅）をより小さくできる観点から、面内リタデーションＲｅ＝（ｎｘ－ｎｙ）×ｄの絶対値は、１０ｎｍ以上であるのが好ましい。

上述のように、バンドパスフィルター１６を構成するコレステリック液晶層２６の厚さには、制限はない。従って、コレステリック液晶層２６の厚さは、バンドパスフィルター１６の選択的な反射波長域、バンドパスフィルター１６に要求される反射率等に応じて、適宜、設定すれば良い。

本発明のセンサー１０において、例えば、第２の選択反射ピークの波長を用いて対象物Ｏの測定を行う場合でも、バンドパスフィルター１６は、コレステリック液晶層の第２の選択反射ピークの波長域以外に、選択反射波長域（第１の選択反射ピークの波長域）の光、および、第３の選択反射ピークの波長域等の光を反射する。そのため、選択反射波長域、および、第３の選択反射ピークの波長域の光がバンドパスフィルター１６に入射すると、バンドパスフィルター１６で反射して、受光素子１４によって測光されてしまい、ノイズとなりＳＮ比が低下する。

このような不都合を防止するために、本発明のセンサー１０は、図８に斜線によって概念的に示すように、バンドパスフィルター１６の第１の選択反射ピークの波長λ－１００ｎｍ以上の波長域を遮光する遮光部材、および、第２の選択反射ピークの波長λ/２－５０ｎｍ以下の波長域を遮光する遮光部材の少なくとも一方を設けることが好ましく、両方の遮光部材を設けることがより好ましい。
これにより、第２の選択反射ピークの波長域以外の光が受光素子１４に入射することを防止して、ＳＮ比が低下するのを防止できる。

なお、遮光部材としては、公知のフィルターが、各種、利用可能である。従って、遮光部材による遮光は、吸収でも反射でもよい。

遮光部材の配置位置は、光源１２から照射された光が対象物Ｏによって反射され、バンドパスフィルター１６によって反射され、受光素子１４に入射するまでの光路上であれば特に制限はない。遮光部材の配置位置は、受光素子１４に近い方が好ましい。

上述のとおり、本発明のセンサーは、光源の波長とバンドパスフィルターの第２の選択反射ピーク（高次の選択反射ピーク）の波長を合わせる必要がある。ここで、光源の波長は、環境温度など外部環境によって変化する場合がある。そのため、バンドパスフィルターの第２の選択反射ピークの波長も、温度変化によって変化することが望ましい場合がある。例えば、光源として半導体レーザーを用いた場合には、温度が４０℃上昇すると出射する光の波長は１０ｎｍ程度増加する。

バンドパスフィルターの第２の選択反射ピークの波長を温度変化によって変化させるには、バンドパスフィルターのコレステリック液晶層の熱膨張係数を大きくして、温度変化によって膨張するようにすることが好ましい。すなわち、温度変化に対する光源の波長の変化率と、バンドパスフィルターのコレステリック液晶層の反射波長の変化率とを合わせることが好ましい。バンドパスフィルターのコレステリック液晶層が膜厚方向に熱膨張することで、螺旋ピッチＰが変化して、選択反射波長（第１の選択反射ピークの波長）が変化するため、第２の選択反射ピークの波長も変化する。

また、コレステリック液晶層の熱膨張係数を大きくする以外に、コレステリック液晶層の支持体の熱膨張係数を負の値にする、すなわち、温度上昇に対して、長さが短くなる材料を用いてもよい。支持体として熱膨張係数が負の値を有する材料からなる支持体を用いることで、温度上昇した際に支持体が面内方向に縮むことによってコレステリック液晶層の厚みが増加するように変化するため、コレステリック液晶層が膜厚方向に熱膨張することで、螺旋ピッチＰが変化して、選択反射波長（第１の選択反射ピークの波長）が変化するため、第２の選択反射ピークの波長も変化する。

熱膨張率が負の値を有する材料としては、横振動モードや剛体単位モード、相転移など様々な物理的起源があり、例えば、立方晶タングステン酸ジルコニウム、ゴム弾性体、石英 、ゼオライト、高純度シリコン、立方晶フッ化スカンジウム、高強度ポリエチレン繊維などが知られており、Sci. Technol. Adv. Mater.13(2012)013001にも詳しく記載がある。

また、コレステリック液晶層の面内方向に外力を強制的に与え伸縮させることで、バンドパスフィルターの第２の選択反射ピークの波長を変化させてもよい。例えば、図１０に示すようにコレステリック液晶層を上面から見て両側からバイメタル４０で挟むと、温度変化に応じてコレステリック液晶層を伸縮させ、選択反射ピーク波長の温度依存性を制御することが出来る。その他の変位を与える任意の機構を設けても良い。このようにすると、様々な外部刺激によって、選択ピーク波長を任意の温度依存性に制御することが可能である。後に実施例で示すように、光源波長の温度依存性に合わせる様に調整してもよく、また温度依存性がゼロになるように調整しても良い。

本発明のセンサーは、必要な情報が含まれる波長のみを選択するセンサーなど、あらゆる用途に用いることができる。例えば、国際公開２０１８／０１０６７５号に述べられているような通信分野に用いられる光通信用の波長選択素子として用いることができる。例えば、図９に示す例のように、選択反射ピークの波長が異なる複数のバンドパスフィルター１６および複数の受光素子１４を有する構成とすることによって、複数の任意の波長の光を選択的に取得する波長選択素子として用いることができる。

本発明のセンサーは、コレステリック液晶層において、屈折率異方性を持つ液晶化合物の単調な周期構造に偏りを付与すること、および、高次の周期成分でかつ小さな位相制御であることを利用して、新たな狭帯域特性を発生させたということができる。このメカニズムは、液晶化合物を配向させたコレステリック液晶層以外でも、屈折率異方性を持つ配向要素を構造的に偏りを持たせて配列することで実現できる。例えば、高分子の配向異方性を三次元的に積層する方法、異方性重合を用いる方法、および、光の波長以下の微細構造、いわゆるメタマテリアルを用いた方法によっても実現できる。

以上、本発明のセンサーについて詳細に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんである。

以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、使用量、物質量、割合、処理内容、および、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。

［実施例１］
（配向膜の形成）
支持体としてガラス基板を用意した。支持体上に、下記の配向膜形成用塗布液をスピンコートで塗布した。この配向膜形成用塗布液の塗膜が形成された支持体を６０℃のホットプレート上で６０秒間乾燥し、配向膜Ｐ－１を形成した。

配向膜形成用塗布液
――――――――――――――――――――――――――――――――――
下記光配向用素材 １．００質量部
水 １６．００質量部
ブトキシエタノール ４２．００質量部
プロピレングリコールモノメチルエーテル ４２．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――

－光配向用素材－

（配向膜の露光）
得られた配向膜Ｐ－１を偏光紫外線照射（５０ｍＪ／ｃｍ²、超高圧水銀ランプ使用）
することで、配向膜の露光を行った。

（コレステリック液晶層の形成）
液晶組成物として、下記の組成物Ａ－１を調製した。この組成物Ａ－１は、選択反射中心波長が１２８０ｎｍで、右円偏光を反射するコレステリック液晶層（コレステリック液晶相）を形成する液晶組成物である。
組成物Ａ－１
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物Ｌ－１ １００．００質量部
重合開始剤ＬＣ－１－１ ４．００質量部
キラル剤Ｃｈ－１ ２．３０質量部
レベリング剤Ｔ－１ ０．０８質量部
メチルエチルケトン １５９．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――

棒状液晶化合物Ｌ－１

重合開始剤

キラル剤Ｃｈ－１

レベリング剤Ｔ－１

（偏光ＵＶ照射装置）
ＵＶ（紫外線）光源として３５０～４００ｎｍに強い発光スペクトルを有するＤ－Ｂｕｌｂを搭載したマイクロウェーブ発光方式の紫外線照射装置（Ｌｉｇｈｔ Ｈａｍｍｅｒ １０、２４０Ｗ／ｃｍ、Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ Ｓｙｓｔｅｍｓ社製）を用い、照射面から１０ｃｍ離れた位置に、ワイヤグリッド偏光フィルタ（ＰｒｏＦｌｕｘ ＰＰＬ０２（高透過率タイプ）、Ｍｏｘｔｅｋ社製）を設置して偏光ＵＶ照射装置を作製した。この装置の最大照度は４００ｍＷ／ｃｍ²であった。
上記組成物Ａ－１を配向Ｐ－１上に塗布し、塗布した塗膜をホットプレート上で９５℃に加熱し、その後、８０℃に冷却した後、窒素雰囲気下で上記偏光ＵＶ照射装置を用いて波長３６５ｎｍの紫外線を、２００ｍＷ／ｃｍ²の照度、３００ｍＪ／ｃｍ²の照射量で塗膜に照射することにより、液晶化合物の配向を固定化し、コレステリック液晶層を形成した。

コレステリック液晶層の断面をＳＥＭで確認したところ、コレステリック液晶相は６ピッチであった。

（バンドパスフィルターの評価）
実施例１で作製したバンドパスフィルター（コレステリック液晶層）の反射（透過）特性を分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））によって測定した。これにより、反射中心波長が１２６８ｎｍ、半値幅が１１０ｎｍの第一の選択反射ピークと、反射中心波長が６３４ｎｍ、半値幅が１２ｎｍの第二の選択反射ピークとを有することを確認した。また、コレステリック液晶層のレタデーションは、Ｒｅ＝７０ｎｍであった。

（センサーの作製）
中心波長が６３３ｎｍの光を照射するレーザー光源、ＬＥＤ光源（青色ＬＥＤ上に黄色蛍光体を形成したもの）、および、受光素子を用意した。レーザー光源は、本発明における測定光を照射する光源に相当し、ＬＥＤ光源は、外光に相当する光を照射するものとした。
各光源から、対象物としての白色板に光を照射して、白色板から反射した光を、バンドパスフィルターで反射させて受光素子に入射するように、センサーを作製した。バンドパスフィルターは、白色板で反射されたレーザー光源からの反射光が、バンドパスフィルター表面の垂線に対して５°傾いた方向から入射するように配置した。受光素子は、バンドパスフィルターで反射された反射光が受光面に垂直に入射するように配置した。

［比較例１］
実施例１において、バンドパスフィルターを有さない構成を、比較例１のセンサーとした。

（センサーの評価）
レーザー光源およびＬＥＤ光源から白色板に光を照射して、白色板が反射した光を、受光素子によって測定した。
その結果、比較例１のセンサーに対し、実施例１のセンサーは、ＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を検知することができた。

［実施例２］
支持体として、市販されているアクリルフィルム（住化アクリル販売（株）製、テクノロイ）を用意した。

（配向膜の形成）
支持体の表面に、下記の配向膜形成用塗布液を＃１０のワイヤーバーで塗布した。塗膜が形成された支持体を９０℃の温風で１８０秒間、乾燥し、配向膜を形成した。

配向膜形成用塗布液
――――――――――――――――――――――――――――――――――
ポリビニルアルコールＰＶＡ－２０３（クラレ） １０．００質量部
水 ９０．００質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――

（配向膜のラビング）
形成した配向膜表面を５００ｒｐｍで一方向に１往復、ラビング処理を行い、ラビング配向膜を形成した。

（コレステリック液晶層用塗布液）
液晶組成物として、下記の組成物Ａ－２を調製した。この組成物Ａ－２は、選択反射中心波長が１５７０ｎｍで、右円偏光を反射するコレステリック液晶層（コレステリック液晶相）を形成する液晶組成物である。
組成物Ａ－２
――――――――――――――――――――――――――――――――――
棒状液晶化合物Ｌ－２ １００．００質量部
重合開始剤Ｆ－１ ３．００質量部
キラル剤Ｃｈ－１ ２．００質量部
レベリング剤Ｔ－１ ０．０８質量部
メチルエチルケトン １５７．４０質量部
――――――――――――――――――――――――――――――――――

棒状液晶化合物Ｌ－２

重合開始剤Ｆ－１

（コレステリック液晶層の形成）
コレステリック液晶層用塗布液Ａ－２をラビング配向膜上に＃１６のワイヤーバーで塗布した。塗布後に膜面温度１００℃で１分間加熱乾燥して熟成し、均一なコレステリック液晶相を有するコレステリック液晶層を形成した。
さらに熟成後直ちにコレステリック液晶層に対して、酸素濃度０．３％以下の窒素雰囲気下において、ＵＶを照射（照度５０ｍＷ／ｃｍ²、照射量２０ｍＪ／ｃｍ²）してコレステリック液晶相を固定化し、コレステリック液晶層を作製した。

（コレステリック液晶層の延伸）
上記で作製したコレステリック液晶層を塗布した支持体を１０×１０ｃｍに裁断し、温度１２０℃、延伸倍率１．３倍で固定端一軸延伸し、コレステリック液晶層とした。

（バンドパスフィルターの評価）
実施例２で作製したバンドパスフィルター（コレステリック液晶層）の反射（透過）特性を分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））によって測定した。これにより、反射中心波長が１２７０ｎｍ、半値幅が１１５ｎｍの第一の選択反射ピークと、反射中心波長が６３５ｎｍ、半値幅が２３ｎｍの第二の選択反射ピークとを有することを確認した。また、コレステリック液晶層のレタデーションは、Ｒｅ＝５０ｎｍであった。

（センサーの評価）
実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、白色板から反射した光を測定した。
その結果、比較例１のセンサーに比して、実施例２のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を、検知することができた。

［実施例３］
受光素子とバンドパスフィルターとの間に下記の遮光部材を配置した以外は実施例１と同様にしてセンサーを作製した。

（遮光部材）
遮光部材として、波長５９０ｎｍ以下の波長域の光を遮光するロングパスフィルター（ＬＶ０５９０、朝日分光(株))、および、波長７５０ｎｍ以上の波長域の光を遮光するショートパスフィルター（ＥＴ７５０ｓｐ－２ｐ－ＩＲ、(株)ハイテック）の２枚の遮光部材を用いた。

（センサーの評価）
遮光部材を配置した以外は実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、遮光部材、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、白色板から反射した光を測定した。
その結果、実施例１のセンサーに比して、実施例３のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズがより軽減されて、レーザー光の感度が向上していた。

［実施例４］
（配向膜の形成）
実施例１と同様に、配向膜Ｐ－１を形成した。

（配向膜の露光）
実施例１と同様に、偏光ＵＶ照射装置で配向膜Ｐ－１の露光を行った。

（コレステリック液晶エラストマー用塗布液）
液晶組成物として、下記の組成物Ａ－３を調製した。この組成物Ａ－３は、選択反射中心波長が１２８０ｎｍで、左円偏光を反射するコレステリック液晶層（コレステリック液晶相）のエラストマーを形成する液晶組成物である。
組成物Ａ－３
──────────────────────────────────
棒状液晶化合物Ｌ－３ １００．００質量部
重合開始剤ＬＣ－１－１ ４．００質量部
キラル剤Ｃｈ－２ ３．５０質量部
レベリング剤Ｔ－１ ０．０８質量部
架橋剤（ビスコート＃２３０ 大阪有機化学工業(株)） ６．５質量部
液晶溶媒（５ＣＢ 東京化成工業（株）） ５０．００質量部
メチルエチルケトン １７１．１２質量部
──────────────────────────────────

棒状液晶化合物Ｌ－３

キラル剤Ｃｈ－２

（コレステリック液晶エラストマーの形成）
上記組成物Ａ－３を配向Ｐ－１上に塗布し、塗布した塗膜をホットプレート上で９５℃に加熱し、その後、８０℃に冷却した後、窒素雰囲気下で偏光ＵＶ照射装置を用いて偏光ＵＶを照射（照度２００ｍＷ／ｃｍ²、照射量６００ｍＪ／ｃｍ²）することにより、コレステリック液晶相を固定化した液晶ゲルを形成した。

上記の液晶ゲルを配向Ｐ－１から剥離したのち、ステンレスバットに入ったメチルエチルケトン中に液晶ゲルを浸漬して洗浄し、液晶溶媒を除去した。洗浄後、１００℃のオーブン内で１５分間乾燥させて、コレステリック液晶相を固定化した液晶エラストマーを形成した。この液晶エラストマーは実施例４におけるバンドパスフィルターである。

（バンドパスフィルターの評価）
実施例４で作製したバンドパスフィルターの反射（透過）特性を分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））によって測定した。これにより、反射中心波長が１２６８ｎｍ、半値幅が１１０ｎｍの第一の選択反射ピークと、反射中心波長が６３４ｎｍ、半値幅が２０ｎｍの第二の選択反射ピークとを有することを確認した。また、コレステリック液晶層のレタデーションは、Ｒｅ＝６０ｎｍであった。

実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、２５℃で白色板から反射した光を測定した。
その結果、比較例１のセンサーに比して、実施例４のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を、検知することができた。

［実施例５］
（支持体の形成）
固相反応法を用いてβ－Ｃｕ_１．８Ｚｎ_０．２Ｖ_２Ｏ_７の多結晶焼結体（セラミックス）試料を作製した。具体的には、化学量論比で秤量したＣｕＯ、ＺｎＯ及びＶ_２Ｏ_５を乳鉢で混合し、温度８７３～９５３Ｋの大気中で１０時間加熱した。得られた粉末を、スパークプラズマ焼結（ＳＰＳ）炉（ＳＰＳシンテックス株式会社製）を用いて焼結し、酸化物焼結体を得た。焼結は、真空（＜１０^－１Ｐａ）下、グラファイトダイを用いて７２３Ｋで５分間行った。本試料を用いて支持体を形成した。

形成した支持体の線熱膨張係数αを、レーザー熱膨張系（ＬＩＸ－２：株式会社アルバック製）を用いて測定したところ、α＝－１４ｐｐｍ／℃であった。（測定温度範囲１００～７００Ｋ）

（配向膜の形成）
実施例１と同様に、支持体上に配向膜Ｐ－１を形成した。

（配向膜の露光）
実施例１と同様に、偏光ＵＶ照射装置で配向膜Ｐ－１の露光を行った。

（コレステリック液晶層の形成）
実施例２と同様に、コレステリック液晶層の形成を行った。

（バンドパスフィルターの評価）
実施例５で作製したバンドパスフィルター（コレステリック液晶層）の反射（透過）特性を分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））によって測定した。これにより、反射中心波長が１２７０ｎｍ、半値幅が１１５ｎｍの第一の選択反射ピークと、反射中心波長が６３５ｎｍ、半値幅が２３ｎｍの第二の選択反射ピークとを有することを確認した。また、コレステリック液晶層のレタデーションは、Ｒｅ＝７０ｎｍであった。

（センサーの評価）
実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、白色板から反射した光を測定した。
その結果、比較例１のセンサーに比して、実施例５のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を、検知することができた。

［実施例６］
（支持体の形成）
実施例５と同様に、支持体を形成した。

（配向膜の形成）
実施例１と同様に、支持体上に配向膜Ｐ－１を形成した。

（配向膜の露光）
実施例１と同様に、偏光ＵＶ照射装置で配向膜Ｐ－１の露光を行った。
（コレステリック液晶エラストマーの形成）
実施例４と同様に、コレステリック液晶エラストマーの形成を行った。

（バンドパスフィルターの評価）
実施例６で作製したバンドパスフィルター（コレステリック液晶エラストマー）の反射（透過）特性を分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））によって測定した。これにより、反射中心波長が１２６８ｎｍ、半値幅が１１０ｎｍの第一の選択反射ピークと、反射中心波長が６３４ｎｍ、半値幅が１２ｎｍの第二の選択反射ピークとを有することを確認した。また、コレステリック液晶層のレタデーションは、Ｒｅ＝７０ｎｍであった。

（センサーの評価）
実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、白色板から反射した光を測定した。
その結果、比較例１のセンサーに比して、実施例６のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を、検知することができた。

［実施例７］
実施例４コレステリック液晶層を支持体から単体で自己保持するように剥がし、図１０の構成の様に、コレステリック液晶層を上面から見た時にバイメタルで挟む構造になるよう位置させた。バイメタルは日立金属ネオマテリアル製のＢＬシリーズを用い、コレステリック液晶層は２つのバイメタルの間に位置するよう固定し、温度が変化するとバイメタルが変位しコレステリック液晶層が伸縮するようにした。このようにして、バンドパスフィルターを作製した。

（センサーの評価）
実施例１と同様にして、光源、白色板、バンドパスフィルター、および、受光素子を配置してセンサーを作製し、白色板から反射した光を測定した。
その結果、比較例１のセンサーに比して、実施例７のセンサーはＬＥＤ光源によるノイズが軽減されて、レーザー光を、検知することができた。

（バンドパスフィルターの反射特性の温度依存性の評価）
実施例１、２、および４から７で作製したバンドパスフィルターの第二の選択反射ピークの反射特性を、分光光度計（ＵＶ－３１５０（ＳＨＩＭＡＤＺＵ社製））を用いて、温度が２５℃、４５℃、６５℃で測定した結果を表＊にまとめた。

実施例１、２のバンドパスフィルターと比較し、コレステリック液晶に液晶エラストマーを用いた実施例４、支持体に負の熱膨張係数を有する材料を用いた実施例５、コレステリック液晶に液晶エラストマー、支持体に負の熱膨張係数を有する材料を用いた実施例６、外部変位（バイメタル）による液晶の伸縮を用いた実施例７は、温度上昇による反射波長のシフト幅を大きくすることができた。
以上の結果より、本発明の効果は明らかである。

測距センサーなどの光学的な測定を行う各種センサーに好適に利用可能である。

１０ センサー
１２ 光源
１４ 受光素子
１６ バンドパスフィルター
２０ 支持体
２４ 配向膜
２６ コレステリック液晶層
３２ 液晶化合物
４０ バイメタル
Ｏ 対象物
Ｐ 螺旋ピッチ

Claims (8)

1. 光源、バンドパスフィルター、および、受光素子、を有し、
   前記バンドパスフィルターは、コレステリック液晶相を固定してなる層であるコレステリック液晶層を有するものであり、
   前記コレステリック液晶層は、面内の遅相軸方向の屈折率ｎｘと、進相軸方向の屈折率ｎｙとが、ｎｘ＞ｎｙを満たす領域を有し、
   前記コレステリック液晶層の選択反射中心波長をλとすると、前記コレステリック液晶層は、波長λ／２に第２の選択反射ピークを有し、λ／２における第２の選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以下であり、
   前記光源は、前記コレステリック液晶層の第２の選択反射ピークの波長域を含む波長の光を照射するものであり、
   前記バンドパスフィルターは、前記光源が出射し対象物で反射された測定光を反射して、前記受光素子は、前記バンドパスフィルターで反射された測定光のうち、第２の選択反射ピークの波長域の光を受光する、センサー。
2. 前記コレステリック液晶層の面内位相差Ｒｅの絶対値は１０ｎｍ以上である請求項１に記載のセンサー。
3. 前記コレステリック液晶層は、波長λ／３に第３の選択反射ピークを有し、λ／３における第３の選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以下である請求項１または２に記載のセンサー。
4. 前記コレステリック液晶層の選択反射中心波長における選択反射ピークの半値幅が３０ｎｍ以上である請求項１～３のいずれか一項に記載のセンサー。
5. 前記コレステリック液晶層は、液晶エラストマーからなる、請求項１～４のいずれか一項に記載のセンサー。
6. 前記コレステリック液晶層は、温度が高いほど選択反射中心波長における選択反射ピークが長波長側にシフトする温度応答性を有する液晶エラストマーである請求項１～５のいずれか一項に記載のセンサー。
7. 前記液晶コレステリック液晶層を伸縮させる外部変位機構を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のセンサー。
8. λ－１００ｎｍ以上の波長域を８０％以上遮光する遮光部材、および、λ／２－５０ｎｍ以下の波長域を８０％以上遮光する遮光部材の少なくとも一方を有し、
   前記遮光部材は、前記光源から照射された光が対象物によって反射され、前記バンドパスフィルターによって反射され、前記受光素子に入射するまでの光路上に配置されている請求項１～７のいずれか一項に記載のセンサー。

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