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探测系统及探测方法

阅读:121发布:2020-05-08

专利汇可以提供探测系统及探测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种方法及系统,该方法在选择性地包含右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种旋向的圆偏振光已被感应的状态下,通过使圆偏振光的光路交叉而对象物通过时所感应的光量发生变化来探测对象物,该系统依次包含照射圆偏振光的照射部、对象物移动部及感应圆偏振光的检测部,上述检测部位于由上述照射部所照射的光入射的 位置 ,由上述照射部所照射的光入射于上述检测部的光的光路与上述对象物移动部交叉,由上述照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相同。通过本发明的方法及系统,使用光 传感器 ,能够在任意的环境下以高灵敏度且没有误探测地探测各种对象物。,下面是探测系统及探测方法专利的具体信息内容。

1.一种探测系统,其探测对象物,且是以下的第1探测系统或第2探测系统,其中,该第1探测系统依次包含照射圆偏振光的第1照射部、对象物移动部(24)及感应圆偏振光的检测部,
所述检测部位于由所述第1照射部所照射的光入射的位置
由所述第1照射部所照射的光入射于所述检测部的光的光路与所述对象物移动部(24)交叉,
由所述第1照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相同,
所述第1照射部包含光源及第1圆偏振光分离薄膜(1),且所述检测部包含第2圆偏振光分离薄膜(2)及受光元件,
所述第1探测系统依次配置有所述光源、第1圆偏振光分离薄膜(1)、所述对象物移动部(24)、第2圆偏振光分离薄膜(2)及所述受光元件,
第1圆偏振光分离薄膜(1)及第2圆偏振光分离薄膜(2)选择性地透射旋向互为相同的圆偏振光,
该第2探测系统包含照射圆偏振光的第2照射部、感应圆偏振光的检测部、对象物移动部(24)及镜面反射部件,
所述对象物移动部(24)位于所述第2照射部与所述镜面反射部件之间及/或位于所述镜面反射部件与所述检测部之间,
所述第2照射部及所述检测部位于由所述第2照射部所照射的光在所述镜面反射部件中镜面反射而入射于所述检测部的位置,
由所述第2照射部照射且入射于所述镜面反射部件的光的光路及/或入射光在所述镜面反射部件中反射并由所述检测部感应的光的光路与所述对象物移动部(24)交叉,由所述第2照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相反,
所述第2照射部包含光源及第3圆偏振光分离薄膜(11),且所述检测部包含第4圆偏振光分离薄膜(12)及受光元件,
所述第2探测系统依次包含光源、第3圆偏振光分离薄膜(11)及镜面反射部件,且依次包含所述镜面反射部件、第4圆偏振光分离薄膜(12)及受光元件,
第3圆偏振光分离薄膜(11)及第4圆偏振光分离薄膜(12)选择性地透射互为相反的圆偏振光,
所述检测部为能够测量光量的光量探测部,
在所述受光元件的受光面上配置了所述第2圆偏振光分离薄膜(2)。
2.根据权利要求1所述的探测系统,其中,
第1圆偏振光分离薄膜(1)、第2圆偏振光分离薄膜(2)、第3圆偏振光分离薄膜(11)及第
4圆偏振光分离薄膜(12)均为包含固定有胆甾醇型液晶相的圆偏振光分离层的薄膜。
3.根据权利要求1所述的探测系统,其中,
所述对象物为包含透明部分的物体。
4.根据权利要求1所述的探测系统,其中,
所述对象物为片状。
5.根据权利要求4所述的探测系统,其中,
所述对象物为纸币
6.根据权利要求4或5所述的探测系统,其中,
所述对象物移动部(24)配置成在所述对象物通过时所述光路相对于所述对象物的平面的法线方向倾斜。
7.根据权利要求6所述的探测系统,其中,
所述对象物为纸币且所述倾斜的方向与所述纸币的短边方向平行。
8.一种探测方法,其是权利要求1所述的探测系统的探测方法,在该探测方法中,探测对象物,所述对象物是包含透明部分的纸币,所述探测方法在选择性地包含右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种旋向的圆偏振光已被感应的状态下,通过使所述圆偏振光的光路交叉而对象物通过时所感应的光量发生变化来探测所述对象物。
9.根据权利要求8所述的探测方法,其中,
所述变化减少。
10.根据权利要求8或9所述的探测方法,其中,
所述对象物相对于所述对象物的平面的法线方向以使所述光路倾斜的方式通过所述光路。
11.根据权利要求10所述的探测方法,其中,
所述倾斜的方向与所述纸币的短边方向平行。

说明书全文

探测系统及探测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种探测系统及探测方法。更详细地,本发明涉及一种利用圆偏振光的探测系统及探测方法。

背景技术

[0002] 光传感器使用于各种领域,自动传感器中可看到检测当人进入门前区域时的光量变化的情形。并且,内置于自动售货机等中的纸币识别机使用光传感器来判别纸币的大小或读取纸币的印刷。
[0003] 以往作为使用光传感器的探测系统已知有使用偏振光的系统。例如,专利文献1中,在基板上照射经由第一直线偏振光滤波器的偏振红外光,并以将由硅基板的反射光或透射光经由第二直线偏振光滤波器而受光的系统来检测硅基板的龟裂。该技术利用了如下现象,即不存在龟裂的地方的反射光或透射光为直线偏振光且满足经由第二直线偏振光滤波器的这一特定的条件时,除此以外能够感应的光量减少,但在由龟裂的反射光或透射光中,通过漫反射产生由第二直线偏振光滤波器也能够感应的光。而且,专利文献2中公开有专利文献1的技术中利用圆偏振光的技术。在此,在光源与硅基板之间的光束的光路中所设置的第1圆偏振光滤波器和在光束的光路的延长线上且相对于硅基板与配置有第1圆偏振光滤波器的一侧相反侧所配设的第2圆偏振光滤波器具有相反的偏振光方向。
[0004] 专利文献3中公开有利用红外光来检查人的手或物体的自动栓装置中使用透射所照入的红外光的直线偏振光成分的第1偏振单元与使受光的红外光的直线偏振光成分透射的第2偏振单元来防止误探测的装置。在该装置中,第1偏振光机构及第2偏振光机构通过使所透射的光成为不同的偏振光成分来检测漫反射成分,以探测对象物。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1:日本专利公开2008-58270号公报
[0008] 专利文献2:日本专利公开2013-36888号公报
[0009] 专利文献3:日本专利公开2003-96850号公报

发明内容

[0010] 发明要解决的技术课题
[0011] 在以往的使用光传感器的系统中,因探测对象物的光学特征等,有时会出现误探测,因此需要时时改善。专利文献3为减少了误探测的结构的一例,其在背景光成为镜面反射光的环境中对存在对象物时的漫反射进行感应。专利文献1中所记载的技术及利用圆偏振光的专利文献2中所记载的技术同样也是在背景光成为镜面反射光的环境中对来自对象物的漫反射成分进行检测的技术。
[0012] 本发明的课题在于提供一种能够在各种环境及对象物中使用的灵敏度高且误探测少的探测系统。并且,本发明的课题在于提供一种使用光传感器而在任意的环境中以高灵敏度且没有误探测地探测各种对象物的方法。
[0013] 用于解决技术课题的手段
[0014] 本发明人等,为了解决上述课题,不断进行深入研究,发现了新的系统。即,本发明提供下述的[1]~[20]。
[0015] [1]一种系统,其探测对象物,其中,
[0016] 该系统依次包含照射圆偏振光的照射部、对象物移动部及感应圆偏振光的检测部,
[0017] 上述检测部位于由上述照射部所照射的光入射的位置
[0018] 由上述照射部所照射的光入射于上述检测部的光的光路与上述对象物移动部交叉,
[0019] 由上述照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相同。
[0020] [2]根据[1]所述的系统,其中,
[0021] 上述照射部包含光源及圆偏振光分离薄膜1,且上述检测部包含圆偏振光分离薄膜2及受光元件,
[0022] 该系统依次配置有上述光源、圆偏振光分离薄膜1、上述对象物移动部、圆偏振光分离薄膜2及上述受光元件,
[0023] 圆偏振光分离薄膜1及圆偏振光分离薄膜2选择性地透射旋向互为相同的圆偏振光。
[0024] [3]根据[2]所述的系统,其中,
[0025] 圆偏振光分离薄膜1及圆偏振光分离薄膜2均为包含固定有胆甾醇型液晶相的圆偏振光分离层的薄膜。
[0026] [4]一种系统,其探测对象物,其中,
[0027] 该系统包含照射圆偏振光的照射部、感应圆偏振光的检测部、对象物移动部及镜面反射部件,
[0028] 上述对象物移动部或位于上述照射部与上述镜面反射部件之间及/或位于上述镜面反射部件与上述检测部之间,
[0029] 上述照射部及上述检测部位于由上述照射部所照射的光在上述镜面反射部件中镜面反射而入射于上述检测部的位置,
[0030] 由上述照射部照射且入射于上述镜面反射部件的光的光路及/或入射光在上述镜面反射部件中反射并由上述检测部感应的光的光路与上述对象物移动部交叉,
[0031] 由上述照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相反。
[0032] [5]根据[4]所述的系统,其中,
[0033] 上述照射部包含光源及圆偏振光分离薄膜11,且上述检测部包含圆偏振光分离薄膜12及受光元件,
[0034] 该系统依次包含光源、圆偏振光分离薄膜11及镜面反射部件,且
[0035] 依次包含上述镜面反射部件、圆偏振光分离薄膜12及受光元件,
[0036] 圆偏振光分离薄膜11及圆偏振光分离薄膜12选择性地透射互为相反的圆偏振光。
[0037] [6]根据[4]或[5]所述的系统,其中,
[0038] 圆偏振光分离薄膜11及圆偏振光分离薄膜12均为包含固定有胆甾醇型液晶相的圆偏振光分离层的薄膜。
[0039] [7]根据[1]~[6]中任一项所述的系统,其中,
[0040] 上述对象物为包含透明部分的物体。
[0041] [8]根据[1]~[6]中任一项所述的系统,其中,
[0042] 上述对象物为包含透明部分及非透明部分的物体。
[0043] [9]根据[1]~[8]中任一项所述的系统,其中,
[0044] 上述对象物为片状。
[0045] [10]根据[9]所述的系统,其中,
[0046] 上述对象物为纸币。
[0047] [11]根据[9]或[10]所述的系统,其中,
[0048] 上述对象物移动部配置成在上述对象物通过时上述光路相对于上述对象物的平面的法线方向倾斜。
[0049] [12]根据[10]所述的系统,其中,
[0050] 上述对象物为纸币且上述倾斜的方向与上述纸币的短边方向平行。
[0051] [13]一种方法,其探测对象物,该方法在选择性地包含右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种旋向的圆偏振光已被感应的状态下,通过使上述圆偏振光的光路交叉而对象物通过时所感应的光量发生变化来探测上述对象物。
[0052] [14]根据[13]所述的方法,其中,
[0053] 上述变化减少。
[0054] [15]根据[13]或[14]所述的方法,其中,
[0055] 上述对象物为包含透明部分的物体。
[0056] [16]根据[13]~[15]中任一项所述的方法,其中,
[0057] 上述对象物为包含透明部分及非透明部分的物体。
[0058] [17]根据[13]~[16]中任一项所述的方法,其中,
[0059] 上述对象物为片状。
[0060] [18]根据[17]所述的方法,其中,上述对象物为纸币。
[0061] [19]根据[17]或[18]所述的方法,其中,
[0062] 上述对象物相对于上述对象物的平面的法线方向以使上述光路倾斜的方式通过上述光路。
[0063] [20]根据[19]所述的方法,其中,
[0064] 上述对象物为纸币且上述倾斜的方向与上述纸币的短边方向平行。
[0065] 发明效果
[0066] 根据本发明,作为使用了光传感器的探测系统能够提供一种新的系统。并且,本发明作为使用光传感器并能够探测对象物的方法提供一种新的方法。使用本发明的系统或方法,能够在任意的环境下以高灵敏度且没有误探测地探测例如包括包含透明部分的物品等的各种对象物。附图说明
[0067] 图1是表示根据本发明的系统的用于探测对象物的光源、受光元件及圆偏振光分离薄膜的配置例的图。
[0068] 图2是表示实施例中所使用的光源的发光光谱的图。

具体实施方式

[0069] 以下,详细说明本发明。
[0070] 另外,在本说明书中“~”是指将其前后所记载的数值作为下限值及上限值来包含的意思而使用。
[0071] 并且,在本说明书中,对于度(例如“90°”等的角度)及其关系(例如“平行”、“水平”等),视为包含本发明所属技术领域中所容许的误差的范围。例如,表示属于小于严格角度±10°的范围内等,严格角度的误差优选为5°以下,更优选为3°以下。
[0072] 在本说明书中,对圆偏振光使用“选择性”一词时,表示光的右旋圆偏振光成分或左旋圆偏振光成分中任一光量多于另一圆偏振光成分。具体而言,使用“选择性”一词时,光的圆偏振度,优选为0.3以上,更优选为0.6以上,进一步优选为0.8以上。实际上进一步优选为1.0。在此,圆偏振度是指在光的右旋圆偏振光成分的强度为IR,左旋圆偏振光成分的强度为IL时以|IR-IL|/(IR+IL)表示的值。
[0073] 在本说明书中,对圆偏振光使用“旋向(sense)”一词时是指为右旋圆偏振光或为左旋圆偏振光。圆偏振光的旋向如下定义,即在光朝向正面传播的方向进行观察时,电矢量的前端随时间的增加而向顺时针旋转时为右旋圆偏振光,而向逆时针旋转时为左旋圆偏振光。
[0074] 在本说明书中,对胆甾醇型液晶的螺旋的扭曲方向,有时使用“旋向”一词。基于胆甾醇型液晶的选择反射在胆甾醇型液晶的螺旋的扭曲方向(旋向)为右旋的情况下反射右旋圆偏振光并透射左旋圆偏振光,而在旋向为左旋的情况下反射左旋圆偏振光并透射右旋圆偏振光。
[0075] 在本说明书中,双折射表示照射光波长(发光峰)时的对象物的延迟。当对象物为薄膜时,表示包含波长λ时的面内延迟(Re)及厚度方向的延迟(Rth)。单位均为nm。特定波长λnm时的Re则在KOBRA 21ADH或WR(Oji Scientific Instruments制)中将波长λnm的光向薄膜法线方向入射来进行测量。在选择测量波长λnm时,可通过手动更换波长选择滤波器,或利用程序等转换测量值而进行测量。当所测量的薄膜为由单轴或双轴的折射率椭圆体来表示的薄膜时,通过以下方法计算出Rth。
[0076] 相对于将面内慢轴(由KOBRA 21ADH或WR来判断)作为倾斜轴(旋转轴)(在无慢轴时将薄膜面内的任意方向作为旋转轴)的薄膜法线方向,在从法线方向至单侧50°为止以10度单位分别从其倾斜的方向入射波长λnm的光,以测量共6点的特定波长λnm时的Re,并根据其所测量的延迟值与平均折射率的假定值及所输入的膜厚值,由KOBRA 21ADH或WR计算出特定波长λnm时的Rth。在上述中,当为从法线方向将面内慢轴作为旋转轴且具有在某一倾斜角中延迟值成为零的方向的薄膜时,倾斜角大于该倾斜角时的延迟值将其符号改变为负后,由KOBRA 21ADH或WR计算。另外,也可将慢轴作为倾斜轴(旋转轴)(在无慢轴时将薄膜面内的任意方向作为旋转轴),从任意倾斜的两个方向测量延迟值,并根据该值与平均折射率的假定值及所输入的膜厚值,通过以下式(A)及式(B)计算出Rth。
[0077] [数式1]
[0078]
[0079] 另外,上述Re(θ)表示从法线方向以角度θ倾斜的方向上的延迟值。并且,式(A)中的nx表示面内上慢轴方向的折射率,ny表示在面内上与nx正交的方向的折射率,nz表示与nx及ny正交的方向的折射率。d表示膜厚。
[0080] Rth=((nx+ny)/2-nz)×d………式(B)
[0081] [光]
[0082] 在本说明书中,使用光这一词时,可以是红外线或可见光或紫外线,也可以是红外线及可见光的波长区域、可见光及紫外线的波长区域、或横跨红外线、可见光及紫外线的波长区域的波长区域的光。也可以是1nm、10nm、50nm、100nm、150nm或200nm等特定波长宽度的光。宽度优选为50nm宽度左右以上。也可使用两种光即波长区域不同的两个光。
[0083] 可见光是电磁波中肉眼可见的波长的光,表示380nm~780nm的波长区域的光。红外线(红外光)为比可见光长且比电波短的波长区域的电磁波。近红外光一般是指780nm~2500nm的波长区域的电磁波。紫外线为比可见光短且比X射线长的波长区域或电磁波。紫外线只要是可与可见光及X射线区别的波长区域的光即可,例如为波长在10~380nm范围内的光。
[0084] 作为光,也优选使用近红外光。当作为光使用近红外光时,优选780nm~1500nm或800nm~1500nm的波长区域。典型而言,可使用在红外照相机、红外光电传感器或红外通信等中使用的对应近红外光波长区域的波长区域的光。
[0085] 在本说明书中,“反射光”表示包含镜面反射光(直接反射光)及漫反射光(散射光)。“透射光”表示包含散射透射光、直接透射光及衍射光。
[0086] 另外,在本说明书中,“光路”表示从光源至受光元件的光的路径。在附图等中,光路以直线来表示,但这并不表示照射光及被探测的光均限定于定向性高的光。光路可以仅表示光的最短路径。
[0087] [偏振光、圆偏振光]
[0088] 在本发明的探测系统及探测方法中,作为光使用偏振光。通过使用偏振光,相对于周围的光能够优选探测来自照射部的光,并能够提高S/N比。并且,能够探测透明的对象物。而且,在本发明中,作为用于探测的偏振光可使用圆偏振光。若利用圆偏振光探测来自对象物的反射光及透射光,则与作为偏振光使用直线偏振光的情形相比,用于检测偏振光的薄膜的方向的调整变得容易或无需调整。
[0089] 光的偏振状态可使用装配有圆偏振片的分光辐射亮度计或光谱仪进行测量。此时,通过右旋圆偏振片而进行测量的光的强度相当于IR,通过左旋圆偏振片而进行测量的光的强度相当于IL。并且,在光度计或光谱仪中安装圆偏振片也能进行测量。安装右旋圆偏振光透射板来测量右旋圆偏振光量,安装左旋圆偏振光透射板来测量左旋圆偏振光量,由此可测量比率。
[0090] [对象物]
[0091] 只要具有阻挡使用本发明的系统的方法或以本发明的方法探测的对象物光的功能的对象物即可。例如,具有光吸收功能及光反射功能即可。并且,在本发明的系统及方法中,检测中使用圆偏振光,因此也能够感应包含透明部分的物体的透明部分。透明部分只要具有双折射即可。在本说明书中,具有双折射表示例如当为薄膜或板状产品时Re或Rth为20nm以上,优选为50nm以上,更优选为100nm以上,进一步优选为200nm以上。通过对象物的双折射,所照射的圆偏振光的偏振状态发生变化,并且能够使检测部中检测的光量发生变化。
[0092] 另外,在本说明书中,透明表示探测中所使用的光的波长区域的自然光透射的状态。具体而言,可见光区域中的透光率为50%以上、60%以上、80%以上、90%以上或95%以上即可。用作透明尺度的透光率可使用JIS-K7105中所记载的方法即积分球式透光率测量装置来测量总透光率及散射光量,并从总透光率减去漫透射率来进行计算。
[0093] 作为对象物的例可举出人、动物、各种工业产品、卡片、纸及薄膜等。尤其作为具有透明部分的对象物的例,可举出聚酯瓶及各种光学薄膜等。也优选包含透明部分及非透明部分的对象物。
[0094] 作为对象物也优选纸币。作为纸币也可以是使用塑料基材的纸币。使用塑料基材的纸币从卫生观点、纸币寿命、防止伪造上具有优点。以防止用复印机来伪造等为目的,有些国家采用使用纸币中包含透明部分且使用塑料基材的纸币。在自动提款机或自动售货机等中使用的纸币识别机存在如下问题,即不能辨识透明的部分,或因难以辨识而无法判别是否有纸币或是否破损,从而成为误操作的原因,但本发明的系统及方法能够解决这种问题。
[0095] [探测方法及探测系统]
[0096] 在使用本发明的系统的方法或本发明的方法中,在选择性地包含右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种旋向的圆偏振光已被感应的状态下,通过使该圆偏振光的光路交叉而对象物通过时所感应的光量发生变化来探测对象物。变化相对于无对象物时的光量优选为光量减少的变化。当减少时,相对于无对象物时的光量例如变为80%以下、50%以下、20%以下、10%以下、5%以下、1%以下、0.5%以下、0.1%以下或0.05%以下的光量即可。
[0097] 以光量的变化量来判定对象物亦可。例如,区别透明物品与非透明物品亦可。
[0098] 本发明的系统可以是至少包含照射圆偏振光的照射部、对象物移动部及感应圆偏振光的检测部的装置,或者,也可以是对象物使用于移动的任意对象物移动部(例如电梯内或工厂的生产线)且包含照射圆偏振光的照射部及感应圆偏振光的检测部的组合等。
[0099] 在一方式(透射型)中,系统依次包含照射圆偏振光的照射部、对象物移动部及感应圆偏振光的检测部。此时,设成如下方式,即检测部位于由照射部所照射的光入射的位置,由照射部所照射的光入射于检测部的光的光路与对象物移动部交叉,由照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相同。
[0100] 在另一方式(反射型)中,系统包含照射圆偏振光的照射部、感应圆偏振光的检测部、对象物移动部及镜面反射部件。此时,设成如下方式,即对象物移动部位于照射部与镜面反射部件之间和/或镜面反射部件与检测部之间,照射部及检测部位于由照射部所照射的光在镜面反射部件中镜面反射而入射于检测部的位置。而且,设成如下方式,即由照射部所照射且入射于镜面反射部件的光的光路和/或入射光在镜面反射部件中反射且由检测部直接感应的光的光路与对象物移动部交叉,由照射部选择性地照射的圆偏振光的旋向与由检测部选择性地感应的圆偏振光的旋向相反。
[0101] 图1中示出用于探测对象物的光源、受光元件及圆偏振光分离薄膜的配置例。
[0102] 在透射型方式的配置A、B、C中,依次配置有光源22、光源侧的圆偏振光分离薄膜(在本说明书中有时称为圆偏振光分离薄膜1。)、对象物移动部24、受光元件侧的圆偏振光分离薄膜(在本说明书中有时称为圆偏振光分离薄膜2。)及受光元件23。圆偏振光分离薄膜1及圆偏振光分离薄膜2透射相同旋向的圆偏振光,当不存在对象物时,来自光源的光直接被受光元件感应。若通过由照射部所照射的光入射于检测部的光的光路与对象物移动部的交叉点,则根据对象物的光学特性,由受光元件感应的光的光量发生变化,根据其变化对象物被探测。在配置A、B、C中,对象物可沿如图所示的直线向左右方向移动,也可向纸面的正面及里面方向移动。另外,在本说明书中,对象物的“移动”可以是一个方向的移动,也可以是来回的移动。
[0103] 反射型方式的配置D为使用镜面反射部件16来探测反射光的结构,圆偏振光分离薄膜11透射与圆偏振光分离薄膜12相反旋向的圆偏振光。在配置D中,从对象物进行观察时在圆偏振光分离薄膜的相同侧面侧配置有光源及受光元件。在该结构中在受光元件与光源之间可设置阻挡光的层等,以使受光元件不受来自光源的直接光的影响。在配置D中,对象物可沿图所示的直线向纸面的上下方向移动,也可向纸面的正面及里面方向移动。
[0104] 当探测一种纸币或薄膜等片状的对象物且包含透明部分的物体时,光路优选与对象物的法线方向形成角度。即,光优选倾斜地入射于对象物。例如在配置B~D中,优选与作为对象物移动部来表示的平面平行地配置对象物。这是因为能够将在面内或厚度方向上具有双折射的塑料薄膜的双折射性反映于光量的变化中。例如,本发明人的研究过程中发现了具有透明部分的纸币时的纸币(加拿大元纸币、新加坡纸币、越南纸币)其波长550nm时的面内的延迟即Re(550)为0~100nm左右,波长550nm时的厚度方向的延迟即Rth(550)为500~1200nm左右。对于这种纸币,例如优选以使图1的配置B或配置C中所记载的对象物移动部的纸面左右方向与纸币的短边平行的方式通过光路与对象物移动部的交叉点。光路与对象物的法线方向所成角度(图1的配置B或配置C所示的倾斜角)为20°~70°、大于20°且70°以下及30°~60°等即可。
[0105] 如配置D所示,本发明的系统可设置有框体,以对对象物移动部24进行遮光。此时,如配置D所示,可在框体的窗部分中设置圆偏振光分离薄膜。
[0106] 作为系统的具体例,可举出纸币识别机、自动门或电梯等中的人感传感器及工厂的生产线等中确认产品通过的系统等。作为产品的例不作特别限定,但也能够探测薄膜等透明的产品。
[0107] [照射部]
[0108] 照射部以特定的光的波长区域来选择性地照射圆偏振光。所照射的光的波长区域根据对象物选择即可。照射部包含光源。并且,照射部优选包含光源及圆偏振光分离薄膜。当光源为照射直线偏振光的光源时,照射部可包含光源及λ/4相位差层等相位差薄膜。
[0109] 作为光源如卤素灯、钨灯、LED、LD、氙气灯及金属卤化物灯等只要是发射受光元件的感光波长的光的灯即可使用其中任一个,但从小型,发光定向性,单色光及脉冲调制适应性的点上优选LED或LD。
[0110] 照射部优选构成为例如在框体内部具有光源,在出射光的部分配设圆偏振光分离薄膜,从而使经由圆偏振光分离薄膜的光以外的光从光源不出射。并且,当圆偏振光分离层包含直线偏振光分离层及λ/4相位差层时,优选配置成λ/4相位差层成为外侧且直线偏振光分离层成为光源侧。
[0111] [检测部]
[0112] 检测部在由照射部照射的光的波长区域中选择性地感应圆偏振光即可。
[0113] 检测部例如由受光元件及圆偏振光分离薄膜构成即可。
[0114] 作为受光元件的例,可举出将使用了Si、Ge、HgCdTe、PtSi、InSb及PbS等半导体的光电二极管型传感器及光检测元件以线状排列的检测器及捕捉图像的CCD及CMOS。
[0115] 检测部优选为能够测量光量的光量探测部。
[0116] 圆偏振光分离薄膜作为检测部的组件只要可与能够检测由圆偏振光分离薄膜选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的波长的光的受光元件组合使用即可。在受光元件的受光面上配置圆偏振光分离薄膜即可。
[0117] 传感器优选构成为在框体内部具有受光元件,在光捕捉部分配设圆偏振光分离薄膜,从而使经由圆偏振光分离薄膜的光以外的光不能到达受光元件。当圆偏振光分离薄膜包含后述的直线偏振光分离层及λ/4相位差层时,优选配置成λ/4相位差层成为外侧且直线偏振光分离层成为受光元件侧。
[0118] [圆偏振光分离薄膜]
[0119] 圆偏振光分离薄膜为在特定波长区域中选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的薄膜。圆偏振光分离薄膜优选将从一侧面入射的特定的光(自然光、非偏振光)分离为右旋圆偏振光及左旋圆偏振光并能够使任一种光选择性地透射另一侧面侧。此时反射或吸收另外一种圆偏振光均可。
[0120] 圆偏振光分离薄膜可以是对从任意面入射的光也选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的薄膜,也可以是只对从任一侧面入射的光选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种而对从另一侧面入射的光不表现那种同样选择性透射的薄膜。当为后者的情况下而使用时,能够获得所期望的圆偏振光选择性的配置即可。并且,圆偏振光分离薄膜可以是即便从任意面入射的光也分离成右旋圆偏振光及左旋圆偏振光而将任一种光选择性地透射至另一侧面侧的薄膜,也可以是只对从任一侧面入射的光分离成右旋圆偏振光及左旋圆偏振光而将任一种光选择性地透射至另一侧面侧并对从另一侧面入射的光不表现那种圆偏振光分离的薄膜。当为后者的情况下而使用时,能够获得所期望的圆偏振光选择性的配置即可。
[0121] 圆偏振光分离薄膜在特定的50nm宽度以上的波长区域中入射右旋或左旋圆偏振光中任一种时的与入射光同一旋向的圆偏振光的透光率{(透射的圆偏振光的光强度)/(入射圆偏振光的光强度)×100}为70%以上、80%以上、90%以上、95%以上及99%以上,优选实际上为100%即可。同时在与上述相同的波长区域中,入射另外一种旋向的圆偏振光时的与入射光同一旋向的圆偏振光的透光率{(透射的圆偏振光的光强度)/(入射的圆偏振光的光强度)×100}为30%以下、20%以下、10%以下、5%以下及1%以下,优选实际上为0%即可。
[0122] <圆偏振光分离层>
[0123] 圆偏振光分离薄膜包含在特定波长区域中选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的圆偏振光分离层。另外,在本说明书中,有时将使用于光源侧的圆偏振光分离层称为圆偏振光分离层1,并且,有时将使用于受光元件侧的圆偏振光分离层称为圆偏振光分离层2。圆偏振光分离薄膜为了不因其他层而丧失由圆偏振光分离层选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的功能而包含圆偏振光分离层,因此具有在特定波长区域中选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的功能。
[0124] 由圆偏振光分离层选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的波长区域的波长区域宽度为5nm以上、10nm以上、20nm以上、30nm以上、40nm以上或50nm以上即可。由圆偏振光分离层选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的特定波长区域,配合圆偏振光分离薄膜的使用方式,可以包含适合用于检测对象物所需光的波长,也可以是800nm~1500nm的波长区域的50%以上、60%以上、70%以上、80%以上或90%以上,实际上也可以是100%。
[0125] 圆偏振光分离层对于选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的波长区域以外的光,透射或反射或吸收均可。并且,圆偏振光分离层选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种的同时,反射或吸收另外一种圆偏振光均可。
[0126] 作为圆偏振光分离层,例如可使用固定有胆甾醇型液晶相的层或由包含直线偏振光分离层及λ/4相位差层的层叠体构成的层。
[0127] (反射光散射性圆偏振光分离层、反射光非散射性圆偏振光分离层)
[0128] 圆偏振光分离薄膜可包含反射光散射性圆偏振光分离层。反射光散射性圆偏振光分离层中,另外一种旋向的圆偏振光的漫反射率/正规反射率大于在特定波长中选择性地透射的旋向的圆偏振光的散射透射率/直接透射率。在本说明书中,有时将包含反射光散射性圆偏振光分离层的圆偏振光分离薄膜称为散射型圆偏振光分离薄膜,将不包含反射光散射性圆偏振光分离层的圆偏振光分离薄膜称为镜面型圆偏振光分离薄膜。
[0129] 散射透射率/直接透射率及漫反射率/正规反射率分别为根据使用分光光度计及积分球单元来进行测量的值计算出的值。直接透射率及正规反射率可用分光光度计来进行测量,透射率及反射率的整个角度测量值可通过分光光度计中组合积分球单元来进行测量。直接透射率为入射角0°时的测量值,正规反射率根据情况例如为入射角5°时的测量值即可。散射透射率可从透射率的整个角度测量值减去直接透射率来计算,漫反射率可从反射率的整个角度测量值减去正规反射率来计算。为了测量任一种圆偏振光的直接透射率、正规反射率、透射率及反射率的整个角度测量值,可在光源侧设置测量波长中作为圆偏振光滤波器发挥功能的滤波器。
[0130] 反射光散射性圆偏振光分离层由固定有胆甾醇型液晶相的层构成即可,上述特定波长为后述的固定有胆甾醇型液晶相的层的圆偏振光反射(选择反射)的中心波长。反射光散射性圆偏振光分离层相对于一种旋向的特定波长(选择反射波长)的圆偏振光的反射光及透射光的散射性较大。另一方面,相对于其相反的圆偏振光散射性较低。即,例如当反射光散射性圆偏振光分离层由右螺旋的胆甾醇型液晶形成时,相对于其选择反射波长的右旋圆偏振光的反射圆偏振光及透射圆偏振光的散射性较大,另一方面,相对于左旋圆偏振光散射性较低即可。当反射光散射性圆偏振光分离层由左螺旋的胆甾醇型液晶形成时,相对于其选择反射波长的左旋圆偏振光的反射圆偏振光及透射圆偏振光的散射性较大,相对于右旋圆偏振光散射性较低即可。
[0131] 反射光散射性圆偏振光分离层中,上述特定波长的上述旋向的圆偏振光的散射透射率/直接透射率为0.00以上且0.10以下,优选为0.00以上且0.05以下即可。根据如此设定的值,能够确保特定光路中的高的光量及圆偏振度。并且,圆偏振光分离层中,与上述相反的旋向的圆偏振光的漫反射率/正规反射率为2.0以上且7.5以下,优选为3.0以上且5.0以下即可。若漫反射率/正规反射率大于7.5,则圆偏振光分离层的透明度可能会下降。
[0132] 并且,反射光散射性圆偏振光分离层中,以上述特定波长的自然光来测量的雾度值大于10且55以下,优选大于20且50以下即可。另外,在此,雾度值为{(自然光的散射透射率)/(自然光的散射透射率+自然光的直接透射率)×100(%)}。雾度值可根据如下值来计算,即对圆偏振光的散射透射率/直接透射率等的测量如上述那样使用分光光度计及积分球单元进行测量的值,在进行测量时,在光源侧不使用作为上述的圆偏振光滤波器发挥功能的滤波器而进行测量即可。
[0133] 圆偏振光分离层仅由不具有上述反射光散射性的反射光非散射性圆偏振光分离层构成或仅由反射光散射性圆偏振光分离层构成或由反射光散射性圆偏振光分离层及反射光非散射性圆偏振光分离层构成均可。当为由反射光散射性圆偏振光分离层及反射光非散射性圆偏振光分离层构成的圆偏振光分离层时,优选在最外面包含反射光散射性圆偏振光分离层。
[0134] 反射光非散射性圆偏振光分离层中,相对于一种旋向的特定波长(选择反射波长)的圆偏振光的反射光及透射光的散射性实际上与相对于其相反旋向的圆偏振光的散射性相同,上述特定波长的上述旋向的圆偏振光的散射透射率/直接透射率为0.00以上且0.05以下,优选为0.00以上且0.03以下,另外一种旋向的圆偏振光的漫反射率/正规反射率为0.00以上且0.05以下,优选为0.00以上且0.03以下即可。以上述特定波长的自然光来测量的雾度值为3.0以下,优选为1.0以下即可。
[0135] 作为反射光散射性圆偏振光分离层,可使用固定有胆甾醇型液晶相的层。作为反射光非散射性圆偏振光分离层,可使用固定有胆甾醇型液晶相的层或包含直线偏振光分离层及λ/4相位差层的层叠体。
[0136] (固定有胆甾醇型液晶相的层)
[0137] 胆甾醇型液晶相已知有显示选择性地反射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种旋向的圆偏振光的同时透射另外一种旋向的圆偏振光的圆偏振光选择反射。以往已知有多种显示圆偏振光选择反射性的胆甾醇型液晶化合物及由胆甾醇型液晶化合物形成的薄膜,在圆偏振光分离薄膜中使用固定有胆甾醇型液晶相的层时,可参考这些以往的技术。
[0138] 固定有胆甾醇型液晶相的层只要是已成为胆甾醇型液晶相且保持有液晶化合物的取向的层即可,典型而言是使聚合性液晶化合物成为胆甾醇型液晶相的取向状态下,再通过紫外线照射及加热等进行聚合及固化而形成没有流动性的层,同时还通过外磁场或外变换为取向形态中不会产生变化的层即可。另外,在固定有胆甾醇型液晶相的层中,胆甾醇型液晶相的光学性质保持在层中就足够,层中的液晶性化合物即使不显示液晶性亦可。例如,聚合性液晶化合物通过固化反应进行高分子量化后即使失去液晶性亦可。
[0139] 在本说明书中,将固定有胆甾醇型液晶相的层有时称为胆甾醇型液晶层或液晶层。
[0140] 胆甾醇型液晶层显示源于胆甾醇型液晶的螺旋结构的圆偏振光反射。其反射的中心波长λ取决于胆甾醇相中的螺旋结构的间距长度P(=螺旋的周期)并遵循胆甾醇型液晶层的平均折射率n与λ=n×P的关系。因此,通过调节该螺旋结构的间距长度,能够调整显示圆偏振光反射的波长。即,例如,为了在可见光波长区域的至少一部分中选择性地透射(反射)光,调节n值与P值而使中心波长λ成为380nm~780nm的波长区域即可,并且,为了在近红外光波长区域的至少一部分中选择性地透射(反射)右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种,调节上述的n值与P值而使中心波长λ成为780nm~1500nm,优选成为800nm~1500nm的波长区域即可。
[0141] 另外,例如,如在图1的配置C的圆偏振光分离薄膜1或圆偏振光分离薄膜2中使用胆甾醇型液晶层时等,当对胆甾醇型液晶层倾斜地入射光时,选择反射的中心波长向短波长侧位移。因此,配合光源或受光元件而相对于所需的选择反射的波长,优选调整n×P以使按照上述的λ=n×P式计算的λ成为长波长。将在折射率n2的胆甾醇型液晶层中相对于胆甾醇型液晶层的法线方向(胆甾醇型液晶层的螺旋轴方向)光线以θ2的角度通过时的选择反射的中心波长设为λd时,λd可由以下式表示。
[0142] λd=n2×P×cosθ2
[0143] 光从折射率1.0的空气层相对于胆甾醇型液晶层的法线方向以θ1的角度入射于折射率n2的胆甾醇型液晶层时的θ2可由以下式表示。
[0144] θ2=arcsin(sinθ1/n2)
[0145] 当以光倾斜地入射于胆甾醇型液晶层的方式来使用时,按照上述式调节n值与P值而使其成为所期望的中心波长即可。
[0146] 胆甾醇型液晶相的间距长度取决于与聚合性液晶化合物一同使用的手性剂的种类或其添加浓度,因此通过调整它们能够获得所期望的间距长度。另外,关于螺旋旋向及间距的测量法可使用《液晶化学实验入门》日本液晶学会编Sigma出版2007年出版,46p,及《液晶便览》液晶便览编集委员会丸善(Maruzen)196p中记载的方法。
[0147] 并且,选择反射(圆偏振光反射)带的半宽度遵循Δλ=Δn×P的关系而Δλ取决于液晶化合物的双折射Δn与上述间距长度P。因此,选择反射带的宽度的控制可调整Δn来进行。Δn的调整可以以调整聚合性液晶化合物的种类及其混合比率或控制取向固定时的温度来进行。
[0148] 圆偏振光反射波长区域的宽度在可见光区域中,常规的材料为50nm~100nm,因此通过层叠几种改变周期P的反射光中心波长不同的胆甾醇型液晶层能够扩展反射带宽。并且,在一个胆甾醇型液晶层内,通过相对膜厚方向缓慢改变周期P也能够扩展反射带宽。
[0149] 并且,胆甾醇型液晶层的反射圆偏振光的旋向与螺旋旋向一致。
[0150] 作为圆偏振光分离层可使用螺旋旋向为右旋或左旋中任一种的胆甾醇型液晶层,为了以特定波长来提高圆偏振光选择性等为目的进行层叠时,可层叠多个周期P相同且相同螺旋旋向的胆甾醇型液晶层。此时,可将通过后述的方法等另行制备的胆甾醇型液晶层用粘合层等来进行粘合,也可以在通过后述的方法等先形成的胆甾醇型液晶层的表面直接涂布包含聚合性液晶化合物等的液晶组合物并重复进行取向及固定的工序而进行层叠。通过后一方法,先形成的胆甾醇型液晶层的空气界面侧的液晶分子的取向方向与在其上面形成的胆甾醇型液晶层的下侧的液晶分子的取向方向相一致,且圆偏振光分离层的偏振特性变好。
[0151] 并且,为了扩展选择反射(透射)带宽可进行多层层叠,此时层叠相同螺旋旋向的胆甾醇型液晶层即可。
[0152] 胆甾醇型液晶层能够对于从任意面入射的光也选择性地透射右旋圆偏振光或左旋圆偏振光中任一种且即使是从任意面入射的光也能够分离成右旋圆偏振光及左旋圆偏振光而将任一种光选择性地透射至另一侧面侧。
[0153] 以下,对可使用于可见光反射层或圆偏振光分离层中的胆甾醇型液晶层的制备材料及制备方法进行说明。
[0154] 作为用于形成上述胆甾醇型液晶层的材料,可举出包含聚合性液晶化合物与手性剂(光学活性化合物)的液晶组合物等。根据需要还可将与表面活性剂或聚合引发剂等混合后在溶剂等中溶解的上述液晶组合物涂布于基材(成为支撑体、取向层、透明层及下层的胆甾醇型液晶层等)上并使胆甾醇取向熟化后进行固定化而形成胆甾醇型液晶层。
[0155] 聚合性液晶化合物
[0156] 聚合性液晶化合物为棒状液晶化合物或圆盘状液晶化合物均可,但优选棒状液晶化合物。
[0157] 作为形成胆甾醇型液晶层的棒状聚合性液晶化合物的例可举出棒状向列相液晶化合物。作为棒状向列相液晶化合物可优选使用偶氮甲类、化偶氮类、氰基联苯类、氰基苯酯类、苯甲酸酯类、环己烷羧酸苯酯类、氰基苯基环己烷类、氰基取代的苯基嘧啶类、烷氧基取代的苯基嘧啶类、苯基二噁烷类、二苯乙炔类及链烯基环己基苄腈类。而且,不仅使用低分子液晶化合物,还可使用高分子液晶化合物。
[0158] 聚合性胆甾醇型液晶化合物可通过在胆甾醇型液晶化合物中导入聚合性基来获得。作为聚合性基的例包含不饱和聚合性基、环氧基及吖丙啶基,优选不饱和聚合性基,尤其优选烯属不饱和聚合性基。对于聚合性基可用多种方法在胆甾醇型液晶化合物的分子中导入。聚合性胆甾醇型液晶化合物所具有的聚合性基的数量,优选1~6个,更优选1~3个。聚合性胆甾醇型液晶化合物的例包含Makromol.Chem.,190卷,2255页(1989年);
AdvancedMaterials5卷,107页(1993年);美国专利第4683327号说明书;美国专利第
5622648号说明书;美国专利第5770107号说明书;国际公开WO95/22586号公报;国际公开WO95/24455号公报;国际公开WO97/00600号公报;国际公开WO98/23580号公报;国际公开WO98/52905号公报;日本专利公开平1-272551号公报;日本专利公开平6-16616号公报;日本专利公开平7-110469号公报;日本专利公开平11-80081号公报及日本专利公开2001-
328973号公报等所述的化合物。而且可同时使用两种以上的聚合性胆甾醇型液晶化合物。
若同时使用两种以上的聚合性胆甾醇型液晶化合物,则能够降低取向温度。
[0159] 并且,相对于液晶组合物的固体成分质量(除去溶剂的质量),液晶组合物中的聚合性液晶化合物的添加量优选为80~99.9质量%,更优选为85~99.5质量%,尤其优选为90~99质量%。
[0160] 手性剂(光学活性化合物)
[0161] 手性剂具有诱导胆甾醇型液晶相的螺旋结构的功能。手性化合物由于通过化合物而诱导的螺旋旋向或螺距不同,因此根据目的进行选择即可。
[0162] 作为手性剂不作特别限制,可使用公知的化合物(例如,记载于液晶设备手册,第3章4-3项,TN、STN用手性试剂,199页,日本学术振兴会第142委员会编,1989)、异山梨醇及异甘露醇衍生物等。
[0163] 手性剂通常包含不对称原子,但不含不对称碳原子的轴不对称化合物或面不对称化合物也可用作手性剂。轴不对称化合物或面不对称化合物的例包含联、螺烯、对二甲苯二聚体及它们的衍生物。手性剂可具有聚合性基。当手性剂与固化胆甾醇型液晶化合物具有聚合性基时,通过聚合性手性剂与聚合性胆甾醇型液晶化合物之间的聚合反应,能够形成具有从胆甾醇型液晶化合物衍生的重复单元与从手性剂衍生的重复单元的聚合物。在该方式中,聚合性手性剂所具有的聚合性基优选与聚合性胆甾醇型液晶化合物所具有的聚合性基同类的基。因此,手性剂的聚合性基也优选不饱和聚合性基及环氧基或吖丙啶基,进一步优选不饱和聚合性基,尤其优选烯属不饱和聚合性基。
[0164] 并且,手性剂可以是液晶化合物。
[0165] 液晶组合物中手性剂的含量优选聚合性液晶性化合物量的0.01摩尔%~200摩尔%,更优选1摩尔%~30摩尔%。
[0166] 聚合引发剂
[0167] 液晶组合物优选含有聚合引发剂。通过照射紫外线来进行聚合反应的方式中,所使用的聚合引发剂优选为通过照射紫外线能够开始进行聚合反应的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂的例可列举α-羰基化合物(美国专利第2367661号及美国专利第2367670号的各说明书中的记载)、偶姻醚(美国专利第2448828号说明书中的记载)、α-取代的芳香族偶姻化合物(美国专利第2722512号说明书中的记载)、多核醌化合物(美国专利第3046127号及美国专利第2951758号各说明书中的记载)、三芳基咪唑二聚体与对基苯基的组合(美国专利第3549367号说明书中的记载)、吖啶及吩嗪化合物(日本专利公开昭60-105667号公报及美国专利第4239850号说明书中的记载)及噁二唑化合物(美国专利第4212970号说明书中的记载)等。
[0168] 相对于聚合性液晶化合物的含量,液晶组合物中的光聚合引发剂的含量优选为0.1~20质量%,进一步优选为0.5质量%~5质量%。
[0169] 交联剂
[0170] 液晶组合物为了提高固化后的膜强度及耐久性可任意含有交联剂。作为交联剂可优选使用以紫外线、热及湿气等进行固化的交联剂。
[0171] 作为交联剂不作特别限制,根据目的可适当进行选择,例如可列举三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等多官能丙烯酸酯化合物;缩水甘油(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二缩水甘油醚等的环氧化合物;2,2-双羟甲基丁醇-三[3-(1-吖丙啶基)丙酸酯]、4,4-双(乙烯亚氨基羰基氨)二苯基甲烷等的吖丙啶化合物;六亚甲基二异氰酸酯、缩二脲型异氰酸酯等的异氰酸酯化合物;侧链具有噁唑啉基的聚噁唑啉化合物;及乙烯基三甲氧基硅烷、N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷等的烷氧基硅烷化合物等。并且,相应于交联剂的反应性可使用公知的催化剂,而且,除了提高膜强度及耐久性之外还可提高生产率。对于它们单独使用一种或同时使用两种以上均可。
[0172] 交联剂的含量优选为3质量%~20质量%,更优选为5质量%~15质量%。若交联剂的含量小于3质量%,则有时不能获得提高交联密度的效果,若超过20质量%,则有时会降低胆甾醇型层的稳定性
[0173] 取向控制剂
[0174] 为了稳定且迅速地获得平面取向的胆甾醇型液晶层可在液晶组合物中添加取向控制剂。作为取向控制剂的例可列举日本专利公开2007-272185号公报的[0018]~[0043]段落等所述的氟(甲基)丙烯酸酯系聚合物及日本专利公开2012-203237号公报的[0031]~[0034]段落等所述的由式(I)~(IV)表示的化合物等。
[0175] 另外,作为取向控制剂单独使用一种或同时使用两种以上均可。
[0176] 相对于胆甾醇型液晶化合物的总质量,液晶组合物中取向控制剂的添加量优选为0.01质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~5质量%,尤其优选为0.02质量%~1质量%。
[0177] 其他添加剂
[0178] 另外,液晶组合物可含有用于调整涂膜的表面张力且使膜厚均匀的表面活性剂及选自聚合性单体等各种添加剂中的至少一种。并且,根据需要在不降低光学性能的范围内,液晶组合物中还可添加阻聚剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂颜色材料及金属氧化物微粒等。
[0179] 胆甾醇型液晶层将在溶剂中溶解聚合性液晶化合物及聚合引发剂、进一步根据需要添加的手性剂及表面活性剂等的液晶组合物涂布于基材上并进行干燥后获得涂膜,且在该涂膜上照射活性光线而聚合胆甾醇型液晶组合物,以此能够形成胆甾醇型规律性被固定化的胆甾醇型液晶层。另外,由多个胆甾醇型层构成的层叠膜可通过重复进行胆甾醇型层的制备工序来形成。
[0180] 作为在液晶组合物的配制中使用的溶剂,不作特别限制,可根据目的适当进行选择,但可优选使用有机溶剂
[0181] 作为有机溶剂不作特别限制,可根据目的适当进行选择,例如可列举酮类、卤代烷类、酰胺类、亚砜类、杂环化合物、烃类、酯类及醚类等。对于它们单独使用一种或同时使用两种以上均可。在考虑对环境的影响的情况下,在它们当中尤其优选酮类。
[0182] 在基材上的液晶组合物的涂布方法,不作特别限制,可根据目的适当进行选择,例如可列举线棒涂布法、帘式涂布法、挤出涂布法、直接凹版涂布法、逆向凹版涂布法、模涂法、旋涂法、浸涂法、喷涂法及滑动涂布法等。并且,可通过将涂设在另外的支撑体上的液晶组合物转印于基材上而实施。通过加热已进行涂布的液晶组合物来进行液晶分子的取向。加热温度优选200℃以下,更优选130℃以下。通过该取向处理可获得聚合性液晶化合物在相对于薄膜面实际上具有垂直的方向上以具有螺旋轴的方式扭转取向的光学薄膜。。
[0183] 已进行取向的液晶化合物还可进行聚合。聚合为热聚合或基于光照射的光聚合中2 2
任一种均可,但优选光聚合。光照射优选使用紫外线。照射能量优选为20mJ/cm~50J/cm ,更优选为100mJ/cm2~1,500mJ/cm2。为了促进光聚合反应也可在加热条件下或氮气氛下实施光照射。照射紫外线波长优选为350nm~430nm。从稳定性的观点考虑聚合反应率优选高的反应率,优选为70%以上,更优选为80%以上。
[0184] 聚合反应率可用IR吸收光谱确定聚合性的官能团的消耗比例。
[0185] 另外,圆偏振光分离层即胆甾醇型液晶层的厚度(层叠有多个层时为多个层的合计),优选为1μm~150μm,更优选为1μm~100μm,进一步优选为1.5μm~30μm,尤其优选为2μm~15μm。
[0186] (胆甾醇型液晶层的漫反射率/正规反射率的调整)
[0187] 经本发明人等的研究结果明确了在特定波长中漫反射率高的液晶层可通过在层的至少一侧表面,优选在层的两侧表面缩小液晶分子的倾角且通过随机设置液晶分子的面内取向方向来获得。即,通过调整上述倾角及面内取向方向,能够调整选择反射波长中的漫反射率。关于胆甾醇型液晶层表面附近的液晶取向方向及倾角,用透射电子显微镜(TEM)图像等来确认胆甾醇型液晶层截面的膜表面附近即可。
[0188] 通过按上述方式调整胆甾醇型液晶层表面的液晶分子的倾角与面内取向方向,能够实现在最表面具有胆甾醇型液晶相的螺旋轴的倾斜度的结构。具有螺旋轴的倾斜度表示存在后述的螺旋轴的倾斜度为2°以上的面内位置。认为通过在最表面具有胆甾醇型液晶相的螺旋轴的倾斜度的结构,能够使胆甾醇型液晶相的螺旋轴在面内具有细微起伏的方式分布。即,能够从层的法线方向产生螺旋轴的偏移。通过该螺旋轴的偏移,成为漫反射率/正规反射率高的散射性的层。在该层的内部可能会存在多个取向缺陷
[0189] 能够以以下方式获得胆甾醇型液晶层的最表面的螺旋轴的倾斜度。
[0190] 若对胆甾醇型液晶层截面进行TEM观察,则能够观察到明部及暗部的纹路。在与层面大致平行的方向上可观察到明部与暗部重复的纹路。重复两次该明部与暗部的量(两个明部及两个暗部)相当于螺旋1间距量。纹路的法线方向成为螺旋轴。胆甾醇型液晶层的最表面的螺旋轴的倾斜度能够通过以从最表面第1个暗部所形成的线与相同侧的最表面的角度来获得。
[0191] 通过以最表面的螺旋轴的倾斜度在面内发生变化的方式构成胆甾醇型液晶层,能够获得漫反射率/正规反射率高的反射光散射性圆偏振光分离层。另外,“螺旋轴的倾斜度发生变化”表示例如若在表面的任意直线上以恒定间隔测量螺旋轴的倾斜度,则可在直线传播方向上能够确认增加及减少的状态。增加及减少优选重复,变化优选为连续性的。
[0192] 最表面可以是胆甾醇型液晶层的至少任一侧(最上面或最下面),也可以是两侧(最上面及最下面),但优选为两侧。
[0193] 而且将螺旋轴的倾斜度的最大值设为20°以下左右即可。螺旋轴的倾斜度的最大值为2°以上且20°以下即可,优选为5°以上且20°以下。
[0194] 在本说明书中,“倾角”表示倾斜的液晶分子与层平面所成的角度,在液晶化合物的折射率椭圆体中,表示最大折射率的方向与层平面所成角度中最大的角度。因此,在具有正的光学各向异性的棒状液晶化合物中,倾角表示棒状液晶化合物的长轴方向即指矢方向与层平面所成的角度。
[0195] 液晶分子的面内取向方向表示在液晶分子的上述最大折射率的方向的、与层平行的面内上的方向。面内取向方向为随机表示通过TEM能够以确认到10%以上且20%以下的与面内的液晶化合物分子的面内取向方向的平均方向具有4°以上的不同面内取向方向的液晶分子的状态。
[0196] 另外,在本说明书中,使用液晶分子一词时,在液晶组合物中表示聚合性液晶化合物的分子,当聚合性液晶化合物通过液晶组合物的固化反应而进行高分子化时,表示相当于上述聚合性液晶化合物分子的部分结构。
[0197] 在进行形成胆甾醇型液晶层时的聚合性液晶化合物的取向时,位于下层侧表面的液晶分子的倾角优选在0度~20度的范围,更优选为0度~10度。通过以上述值来控制倾角,能够将取向缺陷的密度及螺旋轴的倾斜角分布设在优选范围内。
[0198] 为了形成反射光散射性圆偏振光分离层而进行形成胆甾醇型液晶层时的聚合性液晶化合物的取向时,为了如上述那样减小下层侧表面的液晶分子的倾角(预倾角)优选为水平且为了降低液晶分子的取向均匀性,优选对涂布液晶组合物的后述的透明层及基材或其他胆甾醇型液晶层的表面不进行摩擦等取向处理。为了使胆甾醇型液晶层的空气界面侧的液晶分子成为水平,优选使用前述的取向控制剂。
[0199] (包含直线偏振光分离层与λ/4相位差层的层叠体)
[0200] 由包含直线偏振光分离层与λ/4相位差层的层叠体构成的圆偏振光分离层中,从直线偏振光分离层的面入射的光通过反射或吸收变换为直线偏振光,然后通过λ/4相位差层而变换为右旋或左旋的圆偏振光。另一方面,当光从λ/4相位差层入射时,即使是任意偏振状态的光也通过最后透过的直线偏振光分离层而成为直线偏振光,但尤其入射光为圆偏振光时,通过λ/4相位差层变换为与直线偏振光层的透射轴平行或正交的直线偏振光,因此为了利用于入射圆偏振光旋向的识别,优选从λ/4相位差层侧入射光,而在利用出射圆偏振光的情况下,优选从直线偏振光分离层侧入射光。
[0201] 作为直线偏振光分离层能够使用直线偏振器,并且与所使用的光的波长区域对应的偏振器即可。
[0202] 直线偏振器
[0203] 作为能够优选使用的红外线直线偏振器,可举出层叠多层具有折射性且折射率不同的树脂并通过拉伸而已控制厚度及相位差值的多层介质反射偏振器、由多个平行导线排列(网格)构成的网格偏振器、排列固定具有形状各向异性的金属纳米粒子的偏振器及排列固定二色性色素的偏振器等。这些均容易形成为薄层状、薄膜状或板状,且在形成圆偏振光分离层的工序中,可只贴合后述的片状相位差层来形成。或者可在红外直线偏振器上直接涂布用于形成相位差层的组合物而形成相位差层,能够制备更薄膜的圆偏振光分离层。
[0204] 多层介质反射偏振器为只透射与面内透射轴平行的振动方向上的光且能够反射除此以外的光的偏振薄膜。作为这种薄膜可举出日本专利公表平9-507308号公报等所公开的多层薄膜。其为将由薄膜面内不具有双折射性的透明介质层1构成的层与由面内具有双折射性的透明介质层2构成的层相互交替层叠多层,且使透明介质层1的折射率与透明介质层2的寻常光折射率或非寻常光折射率中任一种相一致地形成的薄膜。而且这些透明介质层中至少任一层构成为使厚度(d)与透明介质层的折射率(n)的乘积(n×d)成为需进行反射的光的波长的四分之一。用于形成上述透明介质层的材料只要在所使用的红外线波长中为透光性的材料即可,例如可列举聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物及硅酮(包含有机硅聚脲等改性硅酮)等。
[0205] 网格偏振器为在所使用的红外线波长中在光透射性的高分子薄膜、玻璃基板及硅(Si)基板的单面设置有由或金等良导体薄膜构成的亚微米间距(短于入射光波长的间距)的多个平行导线排列结构(网格)的偏振器,可举出日本专利公开2002-328234号公报等所公开的偏振器。该偏振器在入射光中反射相对于网格平行的偏振光成分并透射垂直的偏振光成分,由此发挥作为偏振器的功能。根据需要可将其用玻璃夹住或设置防反射层。
[0206] 排列固定具有形状各向异性的金属纳米粒子的偏振器对纵横比大的卤化银颗粒或银颗粒进行取向并固定。该偏振器为吸收在颗粒的排列方向上具有电场振动面的红外光而透射与其正交的方向上的红外光的吸收型直线偏振片。作为这种偏振片可使用日本专利公开昭59-83951号公报,日本专利公开平2-248341号公报及日本专利公开2003-139951号公报所记载的偏振片。
[0207] 作为排列固定二色性色素的偏振器,可举出在PVA(聚乙烯醇)中吸附碘或掺杂二色性染料并进行拉伸且当作聚亚乙烯的红外偏振薄膜等。该偏振器吸收拉伸方向上具有电场振动面的红外光而透射与其正交的方向上的红外光。
[0208] 这是将PVA薄膜通过碘/碘化物等的染色组合物槽中而进行PVA层的染色后以4~6倍的倍率进行拉伸,以此能够获得二色性色素的取向。PVA向聚亚乙烯的转换可用如美国专利第2.445,555号中记载的盐酸蒸汽法来进行。并且为改善该偏振用材料的稳定性,使用含有酸及硼砂的水溶性硼酸盐化浴槽而进行硼酸盐化。作为与此相当的薄膜可举出市售的Edmund Optics.Japan company limited制的直线偏振薄膜。
[0209] 直线偏振光分离层的厚度,优选为0.05μm~300μm,更优选为0.2μm~150μm,进一步优选为0.5μm~100μm。
[0210] λ/4相位差层
[0211] 相位差片的面内慢轴设置在从上述偏振片的吸收轴或透射轴旋转45°的方向上。在作为光源使用LED或激光等单色光光源的情况下,相位差片的正面相位差优选为光源的发光波长的中心波长的1/4的长度或“中心波长*n±中心波长的1/4(n为整数)”,例如,若光源的发光中心波长为1000nm,则优选为250nm、750nm、1250nm及1750nm等的相位差。并且相位差对光入射角度的依赖性越小越优选,而持有中心波长的1/4长度的相位差的相位差片在此点上为最优选。
[0212] 在本发明的探测系统或探测方法中,作为红外线光源组合使用发光波长不同的多种光源或使用发光强度的峰值为二波长以上的光源及发光涉及宽波长范围的光源时等,要考虑需扩展显示圆偏振光选择性的波长区域的情况。在这种情况下也可使用上述的相位差片,但优选使用宽频带相位差片。宽频带相位差片是指横跨宽的波长范围其相位差角为恒定的相位差片,作为该例可列举将双折射率的波长分散互为不同的相位差层通过使其慢轴正交而变为宽频带的层叠相位差片、以分子级别使用该原理且对双折射率的波长分散互为不同的取代基使其排列轴正交而形成取向的高分子薄膜、将相对于所使用波长区域的波长(λ)的相位差为λ/2的层与λ/4的层使其慢轴以60度的角度相互交叉而层叠的相位差片等。
[0213] 作为上述相位差片的材料的例可列举结晶性玻璃或无机物结晶;聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物及硅酮(包含有机硅聚脲等改性硅酮)等聚合物;排列固定聚合性液晶化合物及高分子液晶化合物的化合物等。
[0214] λ/4层的厚度,优选为0.2μm~300μm,更优选为0.5μm~150μm,进一步优选为1μm~80μm。
[0215] <其他层>
[0216] 圆偏振光分离薄膜可含有包含支撑体、用于上述液晶化合物的取向的取向层及用于贴合圆偏振光分离层与可见光阻挡层的粘合层、用于不透射探测中所使用的特定波长区域以外的光的光阻挡层等其他层。
[0217] (支撑体)
[0218] 对于支撑体不作特别限定,作为例可举出塑料薄膜或玻璃等。优选不具有相互抵消可见光阻挡层或圆偏振光分离层的光学性质的性质,一般优选透明且低双折射性。作为塑料薄膜的例可列举聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等的聚酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃、纤维素衍生物及硅酮等。用于制备上述胆甾醇型液晶层而使用的支撑体可在圆偏振光分离薄膜中剥离。
[0219] 当将包含支撑体及圆偏振光分离层的圆偏振光分离薄膜用于照射部时,相对于圆偏振光分离层优选支撑体侧成为光源侧。并且,当将包含支撑体及圆偏振光分离层的圆偏振光分离薄膜用于检测部时,相对于圆偏振光分离层优选支撑体侧成为受光元件侧。
[0220] (取向层)
[0221] 取向层可通过有机化合物及聚合物(聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺及改性聚酰胺等树脂)的摩擦处理;无机化合物的倾斜蒸;具有微槽的层的形成或基于朗缪尔-布洛杰特法(LB膜)的有机化合物(例如,ω-二十三烷酸、双十八烷基甲基氯化铵硬脂酸甲酯)的累积各向同性法来进行设置。而且,已知有通过电场的施加及磁场的施加或光照射而产生取向功能的取向层。这些当中尤其优选通过聚合物的摩擦处理而形成的取向层。摩擦处理可用纸或布按一定方向摩擦聚合物层的表面来实施。
[0222] 可在不设置取向层的支撑体表面或对支撑体已进行摩擦处理的表面涂布液晶组合物。
[0223] (透明层)
[0224] 在制备反射光散射性圆偏振光分离层等时,作为在形成胆甾醇型液晶层时涂布液晶组合物的下层,可包含透明层。作为透明层,能够优选使用设置于其表面的由对液晶组合物中的聚合性液晶化合物分子赋予较低的预倾角的材料构成的层。
[0225] 作为透明层,例如能够使用涂布固化包含(甲基)丙烯酸酯单体、明胶及氨基甲酸酯单体等的非液晶性聚合性组合物的层。例如,涂布固化包含(甲基)丙烯酸酯单体的层而得到的丙烯酸层在面内中为各向同性,因此若对丙烯酸层表面不实施摩擦处理而形成液晶层,则与丙烯酸层相接的液晶的面内取向方向成为随机。
[0226] 因此能够将在丙烯酸层表面涂布液晶组合物而所形成的胆甾醇型液晶层设为具有取向缺陷的层。
[0227] 而且,若在具有取向缺陷的液晶层上形成液晶层,则能够形成同样具有取向缺陷的液晶层。
[0228] 除此以外,作为透明层还可使用聚酰亚胺(Nissan Chemical Industries,Ltd.制聚酰亚胺漆的Sunever 130等)、聚乙烯醇、聚酯、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺及改性聚酰胺等树脂等。为了形成漫反射率高的胆甾醇型液晶层,对涂布液晶组合物的透明层的表面优选不进行摩擦处理(例如,对聚合物层的表面用纸或布等按一定方向进行摩擦的摩擦处理)。
[0229] 透明层的厚度优选为0.01~50μm,进一步优选为0.05~20μm。
[0230] (粘合层)
[0231] 从固化方式的观点考虑作为粘合剂有热熔型、热固型、光固型、反应固化型及无需固化的压敏粘合型等,作为各自的原材料可使用丙烯酸酯系、氨基甲酸乙酯系、聚氨酯丙烯酸酯系、环氧系、环氧丙烯酸酯系、聚烯烃系、改性烯烃系、聚丙烯系、乙烯-乙烯醇系、氯乙烯系、氯丁橡胶系、氰基丙烯酸酯系、聚酰胺系、聚酰亚胺系、聚苯乙烯系及聚乙烯醇缩丁系等化合物。从操作性及生产性的观点考虑作为固化方式优选光固型,从光学透明性及耐热性的观点考虑原材料优选使用丙烯酸酯系、聚氨酯丙烯酸酯系及环氧丙烯酸酯系等。
[0232] (光阻挡层)
[0233] 圆偏振光分离薄膜相对于上述的特定波长区域以外的光优选具有较低的透光率。光阻挡层是为了阻挡上述的特定波长区域以外的光而设置的。
[0234] 作为光阻挡层可举出光反射层或光吸收层。
[0235] 作为光反射层的例能够使用多层介质膜及胆甾醇型液晶层等。
[0236] 多层介质膜是将无机氧化物、有机高分子材料的折射率不同的透明介质性的层相互交替层叠多层的膜。无机氧化物层例如可通过溅射法等形成于玻璃及耐热性高分子薄膜的表面。另一方面,作为有机高分子材料的例可列举聚碳酸酯、丙烯酸树脂、聚酯、环氧树脂、聚氨酯、聚酰胺、聚烯烃及硅酮(包含有机硅聚脲等改性硅酮)等,并可按照日本专利公表平9-507308号公报等公开的方法制造。
[0237] 胆甾醇型液晶层的反射波长中的反射率胆甾醇型液晶层越厚变得越高,但在常规液晶材料中的可见光波长区域中以2~8μm的厚度来饱和,并且只对单侧的圆偏振光进行反射,因此反射率最大为50%。为了与圆偏振光的旋向无关地进行光反射且使自然光的反射率成为50%以上,作为光反射层,能够使用层叠周期P相同且螺旋旋向为右旋的胆甾醇型液晶层与左旋的胆甾醇型液晶层的,或周期P相同且相同螺旋旋向的胆甾醇型液晶层与在其之间配设且相对于胆甾醇型液晶层的圆偏振光反射的中心波长具有半波长相位差的相位差膜构成的层叠体。
[0238] 作为光吸收层,能够使用将在包含分散剂、粘结剂或单体的溶剂中分散颜料或染料等着色剂的分散液涂布于基材(优选由受光元件进行检测的在红外线波长区域中具有足够透光性的材料)上而形成的层、用染料直接在高分子基材表面进行染色的层及由包含染料的高分子材料形成的层。
[0239] [实施例]
[0240] 以下,举出实施例进一步具体说明本发明。以下实施例中示出的材料、试剂、物质量及其比例、操作等只要不脱离本发明的主旨,可适当进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下的实施例。
[0241] <反射薄膜MR-1(镜面型)的制备>
[0242] 在未进行易粘接处理的TOYOBO CO.,LTD.制COSMOSHINE A-4100(厚度75μm)的PET面上实施摩擦处理,在室温下涂布了表1所示的涂布液1并使其干燥后的干膜的厚度成为5μm。在室温下将涂布层干燥30秒钟后,在85℃的气氛中加热2分钟,然后在30℃下用Fusion制D灯管(灯90mW/cm)以60%的输出进行6~12秒钟的UV照射,以制备液晶层,得到了反射薄膜MR-1。
[0243] <反射薄膜MR-2~MR-5(镜面型)的制备>
[0244] 除了代替涂布液1分别使用表1所示的涂布液2~5以外,以与反射薄膜MR-1的制备同样的步骤制备了反射薄膜MR-2~MR-5。
[0245] <反射薄膜SC-1(散射型)的制备>
[0246] 在室温下,用线棒在TOYOBO CO.,LTD.制COSMOSHINE A-4300(厚度75μm)的单面涂布了表2所示的涂布液B并使其干燥后的干膜的厚度成为8μm。在室温下将涂布层干燥30秒钟后,在85℃的气氛中加热2分钟,然后在30℃下用Fusion制D灯管(灯90mW/cm)以60%的输出进行6~12秒钟的UV照射而得到了丙烯酸层。在上述中所得到的丙烯酸层上不实施摩擦处理而在室温下涂布了表1所示的涂布液1并使其干燥后的干膜的厚度成为5μm。将得到的涂布膜与上述同样地进行干燥、加热及UV照射,以制备液晶层,得到了反射薄膜SC-1。
[0247] <反射薄膜SC-2~SC-5(散射型)的制备>
[0248] 除了代替涂布液1分别使用表1所示的涂布液2~5以外,以与反射薄膜SC-1的制备同样的步骤,制备了反射薄膜SC-2~SC-5。
[0249] 如表1所示,通用圆偏振光分离层形成用的涂布液的反射薄膜分别具有相同选择反射中心波长及螺旋旋向。
[0250] [表1]
[0251]
[0252] [化学式1]
[0253]
[0254] [表2]
[0255] 涂布液(B)
[0256]
[0257] <圆偏振光分离薄膜a1~a8的制备>
[0258] 如下表3所示,将已制备的反射薄膜MR-1~MR-5及反射薄膜SC-1~SC-5直接或贴合两种薄膜而制备了圆偏振光分离薄膜a1~a8。按照以下步骤贴合了上述中制备的MR薄膜与SC薄膜。
[0259] 在室温下,用线棒在表3所示的下层反射薄膜的液晶层侧的表面涂布了DICCorporation制UV固化型粘合剂Exp.U12034-6并使其干燥后的干膜的厚度成为5μm。以不进入气泡的方式贴合了涂布面与表3所示的上层反射薄膜的液晶层侧的面,并在30℃下用Fusion制D灯管(灯90mW/cm)以60%的输出进行12秒钟的UV照射。然后剥离上层的成为支撑体的PET薄膜。
[0260] 在表3中,作为λ/4板使用了Teijin Limited制Pure Ace W-142,作为直线偏振片使用了Sanritsu Corporation制HLC2-5618RE。使用DIC Corporation制UV固化型粘合剂Exp.U12034-6,并与上述的MR薄膜和SC薄膜的贴合同样的方式进行了λ/4板与直线偏振片的粘接。
[0261] [表3]
[0262]
[0263] <实施例1~9,比较例1>
[0264] 如表4所示,在照射部及检测部中组合使用已制备的圆偏振光分离薄膜a1~a8,并进行了样品探测。在实施例1~9中,照射部与检测部中所使用的圆偏振光分离薄膜的螺旋旋向为相同,在比较例1中,螺旋旋向成为相反。作为光源使用了在图2所示的发光光谱的450nm或880nm上具有发光强度的中心波长的LED,作为受光元件(光检测器)使用了ANRITSU CORPORATION制光功率计ML9001A,作为样品使用了5加元纸币(具有透明部分及非透明部分)。如表3所示,光源、光检测器及圆偏振光分离薄膜以图1的配置A~C所示的方式进行了配置。样品配置成样品平面的短边方向处于图1所示的对象物移动部的图示的面内,而样品平面的长边方向处于图示的纵深方向,并且进行探测时处于光路与对象物移动部的交叉点上。
[0265] 圆偏振光分离薄膜a1~a8设成当设置于光源时使表3所示的下层侧成为光源侧,当设置于光检测器时使表3所示的下层侧成为光检测器侧。按照表4所示选择了倾斜角及光源的波长。
[0266] 将用包含透明部及非透明部的物体来设置样品及没有样品的情况下的光检测器中的输出示于表4中。在表4中,示出在光源及检测器均未设置圆偏振光分离薄膜的状态下将检测器的输出设为100时的值。表4所示的S/N为相对于透明部的测量值无样品时的测量值的比。认为该比越大越难以发生误探测。
[0267] [表4]
[0268]
[0269] 符号说明
[0270] 1-圆偏振光分离薄膜1,2-圆偏振光分离薄膜2,11-圆偏振光分离薄膜11,12-圆偏振光分离薄膜12,16-镜面反射部件,22-光源,23-受光元件,24-对象物移动部,25-光路,32-照射部,33-检测部。
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