JPH0792445A - 波長及び偏光選択性の結像光学素子及びその製造方法 - Google Patents
波長及び偏光選択性の結像光学素子及びその製造方法Info
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Abstract
選択性の結像反射を行う光学素子並びにその製造方法及
びその用途を提供する。 【構成】 該波長及び偏光選択性の結像光学素子は、少
なくとも1種のコレステリック液晶が湾曲した表面を有
する2つの光透過性基板の間の一定の厚さの中間室内に
封入されており、該液晶の螺旋軸が光透過性基板の湾曲
した表面に対して垂直に配向されている。 【効果】 該素子は、投影式ディスプレイにおけるビー
ムスプリッタ又は再結合素子として使用するために適当
である。
Description
含有する色及び偏光選択性反射を行う結像光学素子並び
にその製造方法に関する。
d Crystal;CLC)は、CLCの螺旋構造に依存する
波長範囲内の円偏光した光を反射する。反射色は螺旋構
造のピッチ(p)により決まりかつ帯域Δλを有する反
射帯の中心波長λmaxで表される。反射帯の中心波長を
以下には波長波長と記載する。反射波長は観察角度に依
存する。これは以下の方程式:
りかつψは入射光線と入射面の法線との間の角度であ
る]によって表される。従って、垂直入射の場合にはψ
=0°である。
軸の方向に又は該方向から僅かに変位して登場する。垂
直入射の際に反射された光の円偏光は、入射角度が増大
するに伴い減少する。従って、反射された光の円偏光は
小さな入射角度のためにのみ利用できるにすぎない。
て使用することは、米国特許第3,679,290号明
細書から公知である。波長及び反射された光の偏光のた
めの種々の調整可能性の他に、ノッチ及びバンドフィル
タとして作用するCLC層の組み合わせが記載されてい
る。CLC層は平坦に配置されている。
ら、湾曲した表面と平坦な表面との間にCLCを間挿
し、従ってCLCの厚さが一定でなく、規定された形式
で変動することが公知である。ごく僅かな層厚さを有す
る箇所では、全入射光線が透過され、有限の層厚さを有
する箇所では、コレステリック液晶の反射波長と入射光
線の波長が一致すると、光が反射される。光線プロフィ
ールをカットするための記載の装置は、CLC体積を制
限するために湾曲した面を利用する。この場合、曲率半
径が異なっていることに基づき、封入される体積は層厚
さで変動する。それにより、所望の位置に依存して異な
った透過率を生じる。
書では、円偏光を維持して可視光線の部分領域を反射す
るために、CLCからなる平坦なフィルタが使用され
る。該明細書に記載されたレフレクタは光の拡がり方向
だけを変化させるが、レンズに基づく結像作用はしな
い。更に、反射された光の記載された円偏光は、大きな
入射角度に基づき不完全である。
書から、鮮鋭度がCLCを使用することにより改良され
た赤外線フィルタが公知である。第2b図に示された、
保護眼鏡の図示のレンズ内の湾曲したコレステリック層
は、好ましくない波長の光を任意の方向で結像すること
なく反射し、そうして透過した光を濾波する。
Applied Physics, 29, No.10 1990,1974−1984”に、
投影式ディスプレイ用の色及び偏光選択のための平面C
LCレフレクタの装置を記載した。この場合には、CL
C層での反射は、それぞれ45°の角度で行われる。反
射された光の円偏光は入射角度が増大するに伴い減少す
るので、この偏光子の反射された光は殆ど偏光されてい
ない。
ック液晶が湾曲した表面を有する2つの光透過性基板の
間の一定の厚さの中間室内に封入され、該液晶の螺旋軸
が光透過性基板の湾曲した表面に対して垂直に配向され
ていることを特徴とする、波長及び偏光選択性の結像光
学素子を提供する。
LC)とは、その光学的特性がネマチックキラール相の
特性に相当するヘリカル相を有する物質であると解され
るべきである。
び偏光選択性のレフレクタの製造方法に関する。
ば投影式ディスプレイにおけるような高い光量を有する
装置において、ビームスプリッタ又は再結合素子として
使用することに関する。
るCLC色及び偏光選択性に依存して反射する。該レフ
レクタは、レンズの意味において結像光学素子として作
用する。反射されない光は、その光路を変化することな
くCLC層を経て進行する。従って、その作用が色及び
円偏光の回転方向に制限されかつその他の点では透過し
た光には影響しない結像レフレクタが生じる。このよう
な本発明による素子を用いると、色フィルタ、偏光子及
びレンズを1つの素子にまとめ合わせることができる。
00nm、特に350〜2000nmの波長を有する電
磁線であると解されるべきである。
LC層からなる光学素子は、その都度いずれの側が照射
されるかに基づき、一方の側では凹面鏡として、他方の
側では凸面鏡として作用する。第1の場合には、平行に
入射する光はCLC層を経て反射されかつ焦点に集光さ
れる。第2の場合には、該光は発散されかつ、図1〜4
に示されている用に、該素子の後方の仮想焦点から放出
されるように見える。
る素子の影響を受けない。該素子の焦点距離は使用レン
ズの焦点距離を適当に選択することにより調整すること
ができる。
に、一方の方向には曲率を有しないが、該方向に対して
垂直方向で放物面、円形もしくは楕円形に湾曲した円柱
形状を有するレンズは、湾曲した表面を有する光透過性
基板の別の例である。
に湾曲した表面を有するべきである。しかしながら、球
面状もしくは楕円状に湾曲した表面を有するレンズも本
発明による素子を製造するために使用することができ
る。
ば凸凹レンズ、凸凸レンズ又は凹凹レンズを使用するこ
とにより、反射された光成分だけを結像するのでなく、
また透過した光成分も結像する素子を製造することがで
きる。
る素子は、例えば投影式ディスプレイで使用するために
適当である。このような装置での高い光透過量は、感光
性の、光を吸収しない物質、例えばCLCの使用を必要
とする。従来は、このような装置でCLCを使用するこ
とは大きな角度で照射する際にCLCの弱い偏光作用が
障害になっていた。本発明による素子を使用すると、こ
の問題は解決される。それというのも、大きな角度が生
じないからである。更に、本発明による素子を使用する
ことにより、投影式ディスプレイにおける構成成分が減
少しかつディスプレイの光収率が高まる。
組み合わせることができる。5×8の本発明による凹面
鏡の領域からなるこのような組み合わせは、図5〜6に
示されている。
の湾曲した表面に場合により配向層を施した後に少なく
とも1種のコレステリック液晶を載せ、引き続きこのコ
レステリック液晶を、場合により同様に配向層を施した
光透過性基板の第2の湾曲した表面を載せて、両者の光
透過性基板の湾曲した表面の間に一定の厚さのCLC薄
膜が生ぜしめることにより製造することができる。基板
表面に施す前に、該液晶を流動性にするために、場合に
より透明にするか、又は透明点近くまで有利には20℃
に加熱する。有利には、また光透過性基板の湾曲した表
面を更にほぼ同じ温度に加熱する。
う1つの方法は、少なくとも1種のCLCを2つの湾曲
した表面の間の一定の厚さの中間室に間挿し、かつ液晶
質物質を自体公知方法で、螺旋軸が基板表面に対して垂
直になるように配向することよりなる。
は、光透過性である全ての材料が適当である。ガラス、
石英及び/又は高透明プラスチックを使用するのが有利
である。光学ガラス、例えばBK7(Schott Glaswer
k、ドイツ国マインツ在)を使用するのが有利である。
さの間隙が生じるように形成する。該間隙の厚さは、基
板表面相互の間隔を変更することにより調整可能であ
る。該間隙を所望の厚さに調整するために、スペーサを
使用することができる。所望の厚さは、有利には0.5
〜150μm、特に有利には2〜70μmである。従っ
て、湾曲した基板表面により一定の厚さの湾曲したセル
が形成される。
距離f(凸面)の平凸の球面レンズと焦点距離f(凹
面)の平凹レンズとの組み合わせであり、この場合に
は、両者のレンズは、凸面側が凹面側に接触するように
同一の屈折率nを有する(図1〜4参照)。
間の間隙の厚さである。一般に使用されるレンズは、1
0mmの最小焦点距離に相応して、5mmより大きい曲
率半径を有する。このことに比較して、一般に最大15
0μm、有利には最大70μmの空隙の厚さは無視する
ことができる。従って、一般に曲率半径が同じである
が、但し反対の符号を有するレンズを使用することがで
きる。このことに関しては、方程式:
率p(x,y)に関して以下の条件:
タを製造するために、複雑化した形状を有する表面を使
用することができる。
(x,y)の変形度と見做され、この場合も前記実施態
様によれば基板間の間隔は無視される。
えば5mm未満の曲率半径を有するレンズに関しては、
方程式(2)に基づきCLC層の厚さが考慮されるべき
である。
は、300〜3000nmの範囲内の光の波長で反射を
生じるピッチを有するそれぞれのCLCが適当である。
り、CLCのねじれ構造のピッチ、ひいては反射される
光の波長は決まる。該構造のねじれは、左巻きでもま右
巻きでもよい。更に、該CLCは、配向された構造の後
での固定を可能にする、重合性、重縮合性もしくは重付
加を行う基を含有することができる。このような基の例
は、メタクリルオキシ基及びアクリルオキシ基である。
イツ国特許第3,604,757号明細書、ヨーロッパ
特許公開(A2)第325208号明細書、ヨーロッパ
特許公開第公開(A)第006137号明細書(米国特
許第4,388,453号明細書に相当)又はD. J. Br
oer et al “Int. liquid Conf., Abstracts II, 921(1
992)に記載された文献に記載されている。
第358,208号明細書に記載された3次元的に架橋
可能なポリオルガノシロキサンである。
するためには、原則的に全てのCLCが適当である。1
種類のCLCを使用することもできるが、これらの液晶
の少なくとも2種のものの混合物を使用することもでき
る。コレステリック液晶質物質のモノマー混合物は、例
えばキラリティーを有するネマチック液晶の組み合わせ
により製造することができる。
囲内にある液晶質物質を使用することにより、任意の波
長のためのレフレクタを製造することができる。右巻き
又は左巻きの螺旋構造を有する液晶質物質を選択するこ
とにより、本発明によるレフレクタにより反射された円
偏光をそれぞれ所望に合わせて調整することができる。
して垂直なCLCの螺旋軸の均一な配向が必要である。
ためのあらゆる公知方法を用いて行うことができる。例
えば、配向層の剪断又は取付けにより配向することがで
きる。
リック材料の平面配向は、配向層として例えばポリイミ
ド又はナイロンもしくは別の適当な物質からなる薄いフ
ィルムを基板上に取付けるとにより製造することができ
る。この取付けは、例えばLCディスプレイの製造から
公知であるような方法に基づき行うことができる。例え
ばビロード布で擦ることにより、該フィルムはその平坦
な配向作用を有する。
ホモトロープ配向は、例えば配向層としてレシチンを施
すことにより生ぜしめることができる。
ると、配向はまた、セルに液晶質物質を充填した後に、
電界方向が基板表面に対して垂直に配向されるように電
界を印加することにより可能である。電界を用いた配向
は、例えば基板表面に導電性被覆を施すことにより可能
である。この手段は、例えば基板表面のITO蒸着によ
り行うことができる。
この充填は、毛管現象を利用することにより可能であ
る。
スペクトル範囲内の円偏光の平行光線は反射されかつレ
フレクタの焦点にフォーカシングされる。反射されない
光は、その光路を変化せずに進行する。従って、透過し
た光は、更に使用するために提供される。フォーカシン
グされた光は、例えば小さな鏡によりまず転向され、そ
うして初期の光路の外側で任意の用途のために利用可能
である。
ビームスプリッタ素子は、図7に示されている。球面の
平凸レンズ1、球面平凹レンズ2及びCLC層3からな
るレフレクタに、平行に入射し、偏光されていない白色
光4が入射する。該光の反射された成分は、鏡5にフォ
ーカシングされかつ集光レンズ6により収束される。こ
の部分光線7は、円偏光されかつスペクトルが反射帯に
制限される。透過した光8は、この成分を含んでいない
ので、該光は反射帯の内で反対方向に偏光されかつ反射
帯内には存在しない波長に関しては偏光されていない。
異なった色を有する結像光路の再結合素子は、図8に示
されている。入射する平行光線9は、集光レンズ6によ
り鏡5にフォーカシングされ、該鏡から球面の平凸レン
ズ1、球面の平凹レンズ2及びCLC層3からなる本発
明による素子に入射しかつ該素子から、円偏光及び色が
CLC層3によって反射された円偏光及び色と一致する
と、反射されかつ透過した光10と結合され、そうして
再結合された光11が得られる。透過した光10は、そ
れがCLC層3の反射帯域の外部の色成分のみを有する
場合には影響を受けない。
合素子はスペクトル範囲を分割ないしは結合するために
は、45°で入射する光を90°転向しかつ必要な偏光
をスペクトル範囲の分割とは別に実施するダイクロイッ
クミラーを使用するが、本発明によるビームスプリッタ
及び再結合素子は、スペクトル範囲の分割並びにそれぞ
れのスペクトル範囲の偏光を可能にする。
子を省くために、従来のビームスプリッタにおけるダイ
クロイックミラーの代わりに公知の平面CLC層を使用
することは、不可能である。それというのも、公知のコ
レステリック層の偏光作用は45°の角度での反射では
不十分であるからである(例えばSchat at al.,Japanes
e Journal of Applied Physics, 29, No.10 1990, 1974
-1984参照)。
と、一般に使用されるアパーチャで有利には20°未
満、特に有利には15°未満の小さな反射角度のみが生
じるので、垂直入射でコレステリック反射の良好な偏光
が維持される。
ぞれ異なったCLC層を有する3つの本発明によるビー
ムスプリッタ12a〜12cを組み合わせることによ
り、定義された円偏光を有する原色赤、緑及び青を選択
し(7a〜7c)、既に従来の技術において使用された
ような、それぞれ1つの液晶ディスプレイ13a〜13
cにより円偏光を位置変更する、即ち像点のその都度の
接続状態に基づき円偏光を逆転させるか又はそのまま維
持し、かつ3つの光路を本発明によるレフレクタ14a
〜14cからの第2の3結合によりそれぞれ異なったC
LC層と再結合させることができる。再結合した部分ビ
ーム11a〜11cは、結像対物レンズ15により観察
スクリンに投影する。原色赤、緑及び青を反射する素子
の前記のような組み合わせにより、偏光、色分解及び色
結合をコレステリック層で行う投影ディスプレイを構成
することができる。
レンズ2並びに両者のレンズ間のCLC層3からなる本
発明による光学素子の構造及び用途を示す。図中、rは
平凸レンズの曲率半径、Dは光学素子の直径、dはCL
C層の厚さ(レンズ1と2の間隔に相当)、aは凸レン
ズの中心部の厚さ、f及びFは凹面鏡として使用する際
の本発明による光学素子の焦点距離及び焦点、a′は凹
レンズの中心部の厚さ、f′及びF′は凸面鏡として使
用する際の本発明による光学素子の焦点距離及び焦点で
ある。
入された切断面が示されている。
図を示す。図1に記入された切断面が示されている。
使用する際の光路を示す。
使用する際の光路を示す。
明による凹面鏡の組み合わせ体の断面図を示す。図6に
記入された切断面が示されている。
示した図の横断面図を示す。5×8個の凸レンズ17の
領域を含む透明な基板表面と、5×8個の凹レンズ18
を含む透明な基板表面との間に、一定の厚さのCLC層
3が存在する。
光から定義された偏光を有する色を分離するための本発
明によるビームスプリッタ素子を示す。該図面におい
て、1は平凸レンズ、2は平凹レンズ、3はCLC層、
4は平行に入射する、偏光されていない白色光、5は平
面鏡、6は集光レンズ、7はコレステリック反射帯域の
スペクトル範囲を有する円偏光した光、8は透過した光
を示し、CLC層により反射された成分は省略されてい
る。
結合するための本発明によるビームスプリッタ素子を示
す。該図面において、1は平凸レンズ、2は平凹レン
ズ、3はCLC層、5は平面鏡、6は集光レンズ、9は
コレステリック反射帯のスペクトル範囲からの円偏光し
た光、10はコレステリック反射帯の外側の光、11は
再結合した光を示す。
赤、緑及び青を分離及び再結合するための複数のビーム
スプリッタ素子の組み合わせを示す。該図面において、
4は平行に入射する、偏光されていない白色光、7はコ
レステリック反射帯のスペクトル範囲を有する円偏光し
た光、11は再結合した光、12a〜cは図7に相当し
て(12aは赤、12bは緑及び12cは青光用)のビ
ームスプリッタ、13a〜cは(13a)赤、(13
b)緑及び(13c)青色部分像を発生するための液晶
ディスプレイ、14a〜cは(14a)赤、(14b)
緑及び(14c)青色光のための図8に相当する再結合
素子、15は結像光学系、16は観察スクリンへの像の
投影を示す。
円柱状平凹レンズ20並びに両者のレンズ間のCLC層
3からなる本発明による光学素子の構造及び用途を示
す。図中、rは平凸レンズの曲率半径、Dは光学素子の
直径、dはCLC層の厚さ(レンズ1と2の間隔に相
当)、aは凸レンズの中心部の厚さ、f及びFは凹面鏡
として使用する際の本発明による光学素子の焦点距離及
び焦点、a′は凹レンズの中心部の厚さ、f′及びF′
は凸面鏡として使用する際の本発明による光学素子の焦
点距離及び焦点である。
に記入された切断面が示されている。
縦断面図を示す。図10に記入された切断面が示されて
いる。
て使用する際の光路を示す。
て使用する際の光路を示す。
る。
の物質を使用した: 物質I:物質Wacker−LC−Silicon−C
C3767(Wacker-Chmie GmbH;81737 Nuenchenから
市販されている)は、ネマチックのコレステリック液晶
質オルガノシロキサンである。70℃で、このCLCの
反射最大は670nmである。反射された光は、左巻き
に偏光されている。
licon−CC3939(Wacker-Chmie GmbH;81737
Nuenchenから市販されている)は、ネマチックのコレス
テリック液晶質オルガノシロキサンである。70℃で、
このCLCの反射最大は390nmである。反射された
光は、左巻きに偏光されている。
ilicon−CC37150(Wacker-Chmie GmbH;8
1737 Nuenchenから市販されている)は、ネマチックの
コレステリック液晶質オルガノシロキサンである。70
℃で、このCLCの反射最大は1500nmである。反
射された光は、左巻きに偏光されている。
合により、390nm〜1500nmの各反射波長を調
整することができる。原色赤、緑及び青のために3種類
の混合物を製造した。これらの反射波長は、70℃で重
合させた場合、634nm(a:物質I95%及び物質
II5%)、530nm(b:物質I70%及び物質I
I30%)及び453nm(c:物質I40%及び物質
II60%)である。
質オルガノシロキサンを以下のようにして合成した: a)4−(プロペン−2−オキシ)安息香酸ドレステリ
ルエステルの製造 コレスタジエン(98%、Aldric GmbH,7924 Steinhei
m)50gを、酢酸30mlを添加した乾燥酢酸エチル
エステル800mlに溶かし、酸化白金1.5gを添加
した後に容積2リットルのオートクーブに移行させた。
水素添加は、50℃及び水素圧10atmで実施しかつ
一般に24時後に終了した。反応終了後に、触媒を濾別
し、溶剤を回転蒸発させかつ得られたドリステロールを
エタノールから再結晶させた。収量:42.5g(8
8.5%)。該物質の純度は、1H−NMR−及び13C
−NMR分光分析で確認した。
ロリド(公知方法に基づき4−ヒドロキシ安息香酸メチ
ルエステルから出発して、アリル化し、鹸化しかつ酸塩
化物に転化することにより製造した)17g及びドリス
テロール32gを乾燥トルエン中に溶かし、15時間還
流加熱する。引き続き、溶剤を留去し、残留物をエタノ
ールから再結晶させる;収量:44.9g(収率99
%)、融点92℃(n*105℃i)。
ステル1g、4−(プロペン−2−オキシ安息香酸−
4′−フェニルフェニルエステル(通常の製造方法に基
づき製造)1.53g及びペンタメチルシクロペンタシ
ロキサン646mgを乾燥トルエン20mlに溶かし、
かつジシクロペジエン白金ジクロリドの溶液(メチレン
クロリド中1重量%)0.1mlを添加した後に100
℃に1時間加熱する。50℃に冷却した溶液に、4−
(プロペン−2−オキシ)安息香酸−(4−メタクリル
オキシ)フェニルエステル(通常の製造方法に基づき製
造)1.45g、ヒドロキノン500ppm及び更に触
媒溶液0.1mlに加える。この溶液を70〜80℃で
半時間撹拌する。反応終了後に、触媒をシリカゲルを充
填した短いカラム(l=3cm,直径=3cm)を分離
し、かつ生成物をエタノールから析出する。60℃で4
56nmの反射波長を有する物質2.8g(60%)が
得られる。反射した光は右回りに偏光されている。
ZLI−1565(E.Merck,Darmstadt)に、キラリ
ティーのMerck−ZLI−811 20重量%を加
えることによりネマチックのコレステリック液晶を得
る、該液晶は770nmで左巻きの光を反射する。
す):焦点距離300mm及び−300mmを有するガ
ラス(nBK7=1.5187を有するBK7)からなる
平凸円柱レンズ19と平凹円柱レンズ20の間に、反射
性CLC層3を製造した。この際、530nmの反射波
長を有する物質Vbを使用しかつ後からの光重合のため
に光開始剤2%(Irgacure 907:Ciba Geigy)を混合し
た。詳細には、円柱レンズの湾曲した表面にまず硬化さ
せたポリイミド層を施し、引き続き配向するためにビロ
ード布で唯一方向に擦った。引き続き、約70℃に調温
した凹レンズの湾曲した表面に、十分な量の同様に70
℃に加熱したCLCを加え、引き続き同様に約70℃に
加熱した凸レンズを載せることにより、両面の間に薄膜
(層厚さ約10μm)が残留するまで分割した。
する結像特性は、±155.6mmの曲率半径を有する
円筒状凹面鏡の特性に合致する。自由凹面鏡の場合に
は、近軸光線の対する焦点距離は凹面側でr/2であり
かつ凸面側では−r/2である(図12+13)。レン
ズ基板のガラス板は光路に付加的な屈折制限面を導入す
るので、焦点距離は方程式:
m)に関してはf=52.6mm及び凸面鏡(a′=−
7.5mm;表1も参照)に関してはf′=−48.7
mmが得られる。
ラメータ(長さ単位[mm];略語は図面で使用したも
のに一致する;焦点距離f及びf′は方程式7に基づき
計算した;f(凸面):凸レンズの焦点距離;f(凹
面):凹レンズの焦点距離)
面を示す):焦点距離200mm及び−200mmを有
する平凸球面レンズ1と平凹球面レンズ2の間に、例1
に記載した工程に類似して物質IVaから赤色で反射す
る重合したCLC層3を製造した。反射帯からの左回り
の偏光した光に対する結像特性は、球面凹面鏡の特性と
同じである(図3,4参照)。該素子の寸法及び焦点距
離は、第1表にまとめて示す。
球面凹面鏡を製造した。
面鏡を製造した。
するCLCを有する球面凹面鏡を製造した。
度以下に冷却することにより固定した。
た。しかしながら、該素子の固定は、液晶の重合によら
ずに、レンズ縁部を市販の溶剤不含の接着剤(UHU Plus
速硬性)で接着することにより行った。
のレンズを有する球面凹面鏡を製造した(第1表参
照)。
のレンズを有する球面凹面鏡を製造した(第1表参
照)。
ンズを有する球面凹面鏡を製造した(第1表参照)。
成した(図3参照)。
W)のフィラメントをコンデンサを用いて無限遠に結像
させた。それによって、平行光線4がレフレクタに入射
した。緑色のスペクトル範囲内にあるCLC層の反射帯
域に相応して、入射する白色光の円偏光を鏡にフォーカ
シングした。射出光線7から、M. Born, E. Wolf; “Pr
inciples of Optics", (Pergamon Press 第6版; 552頁)
に記載された方法に基づき球面レフレクタでの発散開口
数に関する偏光度を測定した。この際、該アパーチャア
照明面の直径と、CLC層3と鏡5内の焦点の間の距
離、即ち鏡の焦点距離(第1表参照)との比により与え
られる。照明面は絞りにより調整することができる。
0.28の最大開口数まで、それぞれ、1の理想値に極
めて近い0.970±0.002の同じ偏光度を生じ
た。この場合、観察帯域幅は20nmに制限した。
して平坦なCLC(入射角度45°)で明らかに悪い
0.90の偏光度が測定された。
線に沿った断面図である。
図である。
示す図である。
示す図である。
鏡の組み合わせ体の平面図である。
Ibに沿った断面図である。
の構成図である。
ある。
図である。
のVIa−VIa線に沿った断面図である。
沿った断面図である。
路を示す図である。
路を示す図である。
4 平行に入射する、偏光されていない白色光、 5
平面鏡、6 集光レンズ、 7 コレステリック反射
帯のスペクトル範囲からの円偏光した光、 8 透過光
(CLCそうにより反射した成分を含まない)、 9
コレステリック反射帯のスペクトル範囲からの円偏光し
た光、 10 コレステリック反射帯の外側の光、 1
1 再結合した光、 12 赤(a)、緑(b)及び青
(c)光用のビームスプリッタ、13 赤(a)、緑
(b)及び青(c)色部分像を発生するための液晶ディ
スプレイ、 14 赤(a)、緑(b)及び青(c)色
光のための再結合子、15結像光学系、16 観察スク
リンへの像の投影、 18 凹レンズ、 19円柱状平
凸レンズ、 20 円柱状平凹レンズ、 r 平凸レン
ズの曲率半径、D 光学素子の直径、 d CLC層の
厚さ(レンズ1と2の間隔に相当)、a 凸レンズの中
心部の厚さ、 f及びF 凹面鏡として使用する際の光
学素子の焦点距離及び焦点、 a′ 凹レンズの中心部
の厚さ、 f′及びF′ 凸面鏡として使用する際の光
学素子の焦点距離及び焦点
Claims (6)
- 【請求項1】 少なくとも1種のコレステリック液晶が
湾曲した表面を有する2つの光透過性基板の間の一定の
厚さの中間室内に封入され、該液晶の螺旋軸が光透過性
基板の湾曲した表面に対して垂直に配向されていること
を特徴とする、波長及び偏光選択性の結像光学素子。 - 【請求項2】 コレステリック液晶として少なくとも1
種のオルガノシロキサンを使用する、請求項1記載の素
子。 - 【請求項3】 湾曲した表面を有する光透過性基板とし
て第1の円柱レンズの凹面側と第2の円柱レンズの凸面
側とが組み合わされ、円柱セグメントの形の素子を形成
する、請求項1又は2記載の素子。 - 【請求項4】 湾曲した表面を有する光透過性基板とし
て第1のレンズの凹面側と第2のレンズの凸面側とが組
み合わされ、凹面鏡の形のレフレクタを形成する、請求
項1又は2記載の素子。 - 【請求項5】 請求の範囲第1項から第4項までのいず
れか1項記載の光学素子を製造する方法において、少な
くとも1種のコレステリック液晶を2つの光透過性基板
の2つの表面の間の一定の厚さの中間室内に挿入し、か
つ液晶質物質を通常の方法で配向する、波長及び偏光選
択性の結像光学素子の製造方法。 - 【請求項6】 請求の範囲第1項から第4項までのいず
れか1項記載の光学素子を製造する方法において、光透
過性基板の場合により加熱した、湾曲した表面を場合に
より配向層を施した後に少なくとも1種の場合により加
熱した、コレステリック液晶を載せ、このコレステリッ
ク液晶に、引き続き、場合により同様に配向層を施し
た、光透過性基板の場合により加熱した、第2の湾曲し
た表面を載せることにより分割して、2つの光透過性基
板の湾曲した表面の間に一定の厚さのCLC薄膜を生ぜ
しめることを特徴とする、波長及び偏光選択性の結像光
学素子の製造方法。
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JPH1115013A (ja) | 輝度向上システム |
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