JPWO2016194961A1 - 反射構造体、機器、及び反射構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施形態1に係る液晶素子1を示す断面図である。図2は、液晶素子1を示す平面図である。図1に示すように、反射構造体としての液晶素子1は、液晶層3と、基板5Uと、基板5Lとを備える。液晶層3は、入射面13(第1入射面)と、出射面15と、複数の反射面17とを有する。
図4〜図6を参照して、本発明の実施形態1の変形例に係る液晶素子1について説明する。変形例に係る液晶素子1では、反射面17の傾斜角度が大きい点で、図1〜図3を参照して説明した実施形態1に係る液晶素子1と異なる。以下、変形例が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図7〜図9を参照して、本発明の実施形態2に係る液晶素子1について説明する。実施形態2では、反射面17が曲面である点で、実施形態1と異なる。以下、実施形態2が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図10〜図12を参照して、本発明の実施形態3に係る液晶素子1について説明する。実施形態3では、反射面17が凸凹形状である点で、実施形態1と異なる。以下、実施形態3が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図13〜図17を参照して、本発明の実施形態4に係る液晶素子1について説明する。実施形態4では、反射面17が螺旋面を形成している点で、実施形態1と異なる。以下、実施形態4が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図18を参照して、本発明の実施形態5に係る液晶素子1について説明する。実施形態5では、螺旋状構造体7の各々において螺旋のピッチpが異なっている点で、実施形態1と異なる。以下、実施形態5が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図19を参照して、本発明の実施形態6に係る液晶素子1について説明する。実施形態6に係る液晶素子1では、液晶層3が2つの領域(第1領域3A及び第2領域3B)を有する点で、実施形態1に係る液晶素子1と異なる。以下、実施形態6が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図1及び図20を参照して、本発明の実施形態7に係る液晶素子1について説明する。実施形態7に係る液晶素子1では、液晶層3をコレステリックブルー相により形成する点で、実施形態1に係る液晶素子1と異なる。つまり、実施形態7では、複数の螺旋状構造体7はコレステリックブルー相を形成する。以下、実施形態7が実施形態1と異なる点を主に説明する。
図1を参照して、本発明の実施形態8に係るフィルム(以下、「本フィルム」と記載する。)について説明する。本フィルムは、実施形態1(変形例を含む。)に係る液晶素子1の液晶層3に基づいて形成される。
図21を参照して、本発明の実施形態9に係る光アイソレーター100について説明する。図21は、実施形態9に係る光アイソレーター100を示す図である。図21に示すように、光アイソレーター100は、順方向FDに進む光S1を透過し、順方向FDの逆方向BDに進む光S4を反射する。順方向FDとは、光源51(例えば、レーザー)からターゲット53(例えば、光ファイバー)に向かう方向のことである。
図22(a)を参照して、本発明の実施形態10に係るスクリーン200について説明する。図22(a)は、実施形態10に係るスクリーン200を示す斜視図である。スクリーン200は、フィルム61と、ガラス基板63とを備える。フィルム61はガラス基板63の表面に貼付される。フィルム61は、実施形態8に係るフィルムである。スクリーン200は、例えば、ウェアラブルデバイスのディスプレイとして利用できる。
図23を参照して、本発明の実施形態13に係る機器500について説明する。機器500は、液晶素子1と、刺激付与部91と、制御部93とを備える。液晶素子1は、実施形態1〜実施形態7に係る液晶素子1のいずれかである。なお、機器500は、液晶素子1に代えて、実施形態8に係るフィルムを備えていてもよい。
図24を参照して、本発明の実施形態14に係る機器500Aについて説明する。機器500Aは、反射構造体としての液晶素子1Aと、制御部33とを備える。液晶素子1Aは、複数のユニット29を含む。複数のユニット29は、敷き詰めて配置されている。ユニット29の各々は略円柱状である。ユニット29の各々は、略円柱状の螺旋状構造体ユニット30と、略円柱状の支持体31と、略円柱状の回転体32とを含む。螺旋状構造体ユニット30の底面の直径と支持体31の上面の直径とは略同一である。支持体31の底面の直径と回転体32の上面の直径とは略同一である。複数のユニット29において、螺旋状構造体ユニット30の底面に対する上面に高さは略同一であり、支持体31の底面に対する上面の高さは略同一であり、回転体32の底面に対する上面の高さは略同一である。
図25及び図26を参照して、本発明の実施形態15に係る液晶素子1、製造装置、及び製造方法について説明する。実施形態15に係る液晶素子1は、ホログラム素子として機能する点で、実施形態1に係る液晶素子1と異なる。具体的には、実施形態15の反射面の形状及び螺旋状構造体の位相が、実施形態1の反射面17の形状及び螺旋状構造体7の位相と異なる。実施形態15の螺旋状構造体の構造は、実施形態1の螺旋状構造体7の構造と同様である。また、実施形態15の反射面は、実施形態1の反射面17と同様に、入射面に対して非平行である。以下、実施形態15が実施形態1と異なる点を主に説明する。また、理解を容易にするために、実施形態1の説明で使用した参照符号を使用して、実施形態14を説明する。
図1及び図27(a)を参照して、本発明の実施例1に係る液晶素子1について説明する。液晶素子1としては、実施形態1に係る液晶素子1を使用した。そして、液晶素子1に光を照射し、反射した光L3をマイケルソン干渉計によって観測した。
図5及び図27(b)を参照して、本発明の実施例2に係る液晶素子1について説明する。液晶素子1としては、実施形態1の変形例に係る液晶素子1を使用した。そして、液晶素子1に光を照射し、反射した光L3をマイケルソン干渉計によって観測した。
図28を参照して、本発明の実施例3に係る液晶素子1について説明する。液晶素子1としては、図7を参照して説明した実施形態2に係る液晶素子1を使用した。
図30を参照して、本発明の実施例4に係る液晶素子1について説明する。液晶素子1としては、図10を参照して説明した実施形態3に係る液晶素子1を使用した。そして、液晶素子1に光を照射し、反射した光L3をマイケルソン干渉計によって観測した。
図31を参照して、本発明の実施例5に係る液晶素子1について説明する。液晶素子1としては、図13を参照して説明した実施形態4に係る液晶素子1を使用した。そして、液晶素子1に光を照射し、反射した光L3をマイケルソン干渉計によって観測した。
図32〜図35を参照して、本発明の実施例6に係る液晶素子1の製造装置101について説明する。製造装置101としては、図25及び図26を参照して説明した実施形態15に係る製造装置101を使用した。
図32は、製造装置101が作成した物体データD1を示す図である。図32に示すように、物体データ作成部111は、仮想物体を表す物体データを作成した。仮想物体は、平面であり、図柄と文字列とを含んでいた。
7 螺旋状構造体
9、9A 構造単位
11 液晶分子(要素)
13 入射面(第1入射面)
17 反射面
19 入射面(第2入射面)
30 螺旋状構造体ユニット
31 支持体
32 回転体
91 刺激付与部
93 制御部
500 機器
A1 第1方向(所定方向)
B1 対称軸
E1 第1端部
E2 第2端部
p ピッチ
hp ハーフピッチ
Claims (15)
- 各々が所定方向に沿って延びる複数の螺旋状構造体を備え、
前記所定方向に交差するとともに、光が入射する第1入射面と、
前記所定方向に交差するとともに、前記第1入射面から入射した前記光を反射する反射面と
を有し、
前記第1入射面は、前記複数の螺旋状構造体のそれぞれの両端部のうちの一方端部を含み、
前記複数の螺旋状構造体の各々は、前記所定方向に沿って連なる複数の構造単位を含み、
前記複数の構造単位は、螺旋状に旋回して積み重ねられた複数の要素を含み、
前記複数の構造単位の各々は、第1端部と第2端部とを有し、
前記所定方向に沿って互いに隣接する前記構造単位のうち、一方の構造単位の前記第2端部は、他方の構造単位の前記第1端部を構成し、
前記複数の螺旋状構造体に含まれる複数の前記第1端部に位置する前記要素の配向方向は揃っており、
前記反射面は、前記複数の螺旋状構造体のそれぞれに含まれる少なくとも1つの前記第1端部を含み、
前記反射面は、前記第1入射面に対して非平行である、反射構造体。 - 前記反射面は、前記第1入射面に対して傾斜しており、直線状の勾配を有する、請求項1に記載の反射構造体。
- 前記反射面は、曲面を含む、請求項1又は請求項2に記載の反射構造体。
- 前記反射面は、対称軸に対して対称である、請求項3に記載の反射構造体。
- 前記反射面は、凸凹形状を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の反射構造体。
- 前記反射面は、螺旋面を含む、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の反射構造体。
- 前記複数の螺旋状構造体の各々において、螺旋のハーフピッチが異なり、又は螺旋のピッチが異なり、
前記ハーフピッチは、前記構造単位の前記第1端部から前記第2端部まで間隔を示し、
前記ピッチは、前記互いに隣接する前記構造単位のうち、前記一方の構造単位の前記第1端部から前記他方の構造単位の前記第2端部までの間隔を示す、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の反射構造体。 - 前記複数の螺旋状構造体は、コレステリック相、コレステリックブルー相、カイラルスメクチックC相、ツイストグレインバウンダリー相、ヘリコイダルコレステリック相、カイラル液晶相、螺旋無機物、螺旋金属、螺旋結晶、又はカイラルな構造体を形成する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の反射構造体。
- 複数の前記反射面を有し、
前記所定方向に交差するとともに、光が入射する第2入射面をさらに有し、
前記第2入射面は、前記複数の螺旋状構造体のそれぞれの前記両端部のうちの他方端部を含み、
前記複数の反射面のうち前記第1入射面の側の反射面の構造と前記第2入射面の側の反射面の構造とは、異なり、
前記第1入射面の側の前記反射面は、前記第1入射面から入射した前記光を反射し、
前記第2入射面の側の前記反射面は、前記第2入射面から入射した前記光を反射する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の反射構造体。 - 隣接する前記螺旋状構造体は、互いに結合されている、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の反射構造体。
- 前記反射面は、前記第1入射面から入射した前記光を反射し、前記光に対応する物体の像を形成する、請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の反射構造体。
- 単数又は複数の前記螺旋状構造体が螺旋状構造体ユニットを構成し、
前記反射構造体は、
複数の前記螺旋状構造体ユニットに対応して配置される複数の支持体と、
前記複数の支持体に対応して配置される複数の回転体と
をさらに備え、
前記支持体の各々は、前記対応する螺旋状構造体ユニットを支持し、
前記回転体の各々は、前記対応する支持体を回転させる、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の反射構造体。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の反射構造体と、
前記反射構造体に刺激を付与する刺激付与部と
を備え、
前記刺激は、電気的刺激、光刺激、機械的刺激、又は化学的刺激であり、
前記反射構造体は、前記刺激に応答する、機器。 - 請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の反射構造体を製造する製造方法であって、
前記複数の螺旋状構造体のそれぞれの前記両端部のうち、一方端部に位置する要素の配向方向を算出し、第1配向データを作成する工程と、
前記第1配向データに基づいて、第2配向データを作成する工程と
を含み、
前記第1配向データは、複数の前記一方端部にそれぞれ位置する複数の前記要素の配向方向を示し、
前記第2配向データは、前記複数の要素と接触して前記複数の要素を配向させる配向層の表面構造及び/又は表面物性を定め、
前記第1配向データを作成する前記工程では、前記複数の一方端部にそれぞれ位置する前記複数の要素が、互いに異なる配向方向を有する要素を含むように、前記第1配向データを作成する、反射構造体の製造方法。 - 物体を表す物体データを作成する工程をさらに含み、
前記第1配向データを作成する前記工程では、前記物体データに基づいて、前記複数の螺旋状構造体のそれぞれの前記両端部のうち、前記一方端部に位置する前記要素の配向方向を算出する、請求項14に記載の反射構造体の製造方法。
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