偏振摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能利用快照进行偏振成像测量而无需机械工作部的偏振摄像装置、特别是不需要针对偏振元件的高精度对准的偏振摄像装置、更特别是在成本方面也较廉价的偏振摄像装置。本发明专利技术提供一种偏振摄像装置，其具有：周期性地调制了光学各向异性的各向异性衍射光栅元件、透镜元件、以及受光元件。

Polarization camera

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】偏振摄像装置
本专利技术涉及具备各向异性衍射光栅的偏振摄像装置。
技术介绍
测量偏振状态的技术自古以来已报道了各种各样的方法。最具代表性的偏振测量的方法有利用旋转的偏振片和波片的旋转检偏器法和旋转移相器法。这些方法中，边使偏振元件旋转边观测与入射光的偏振状态相应的光强度的时间波形。进而将所得时间波形进行傅立叶分析，恢复斯托克斯参数的信息。该方法的特征是，研究历史长，实施了各种误差减小，测定精度高。然而，由于在时间上边旋转偏振元件边分多次获取斯托克斯参数的恢复所需的信息，因此对于偏振状态在时间上发生变化的被测定物而言是不适合的方法。考虑将偏振测量应用于医疗装置、遥感等时，动态物体的偏振状态的测定的必要性极高，要求利用快照的偏振空间分布测量。作为使利用快照的偏振空间分布测量成为可能的偏振相机的偏振测量法中，在本专利技术以前存在若干先例。其一例是：在光接收元件阵列上分布将其光轴方位分为4个方位的波片和/或偏振片，以每4个像素负责相当于旋转检偏器法和/或旋转移相器法的测量(非专利文献1或2)。本方法中，不需要用于使偏振元件旋转的机械工作部，进而通过一次图像获取而能得到斯托克斯参数的获取所需的信息，因此静态且利用快照的成像偏振测量成为可能。然而，需要使光接收元件的阵列与偏振元件的阵列的位置准确匹配，制作并不容易。另外，由于在偏振元件阵列的边界部产生的相位差的不连续性，也存在产生在测定上不优选的衍射光的担心。使利用快照的偏振成像成为可能的以往研究的另一例是：使用了利用偏振光干涉时的空间载波的偏振萨伐尔板的摄像偏光计(非专利文献3)。该方法中，不会产生如前述阵列元件那样的衍射的影响。但是，该方法中需要萨伐尔板等高价的光学元件，因此存在成本变大的难点。现有技术文献非专利文献非专利文献1：T.Sato,T.Araki,Y.Sasaki,T.Tsuru,T.Tadokoro,andS.Kawakami,“Compactellipsometeremployingastaticpolarimetermodulewitharrayedpolarizerandwave-plateelements,”Appl.Opt.46,4963-4967(2007).非专利文献2：G.Myhre,W.L.Hsu,A.Peinado,C.LaCasse,N.Brock,R.A.Chipman,andS.Pau,“Liquidcrystalpolymerfull-stokesdivisionoffocalplanepolarimeter,”Opt.Express20,27393-27409(2012).非专利文献3：H.Luo,K.Oka,E.DeHoog,M.Kudenov,J.Schiewgerling,andE.L.Dereniak,“Compactandminiaturesnapshotimagingpolarimeter,”Appl.Opt.47,4413-4417(2008).
技术实现思路
专利技术要解决的问题于是，本专利技术的目的在于提供能利用快照进行偏振成像测量而无需机械工作部的偏振摄像装置、特别是不需要针对偏振元件的高精度对准的偏振摄像装置、更特别是在成本方面也较廉价的偏振摄像装置。用于解决问题的方案本专利技术人等发现了以下的专利技术。＜1＞一种偏振摄像装置，其具有：周期性地调制了光学各向异性的各向异性衍射光栅元件、透镜元件、以及受光元件。＜2＞上述＜1＞中，较好的是，各向异性衍射光栅元件具有具备彼此方向不同的多个格矢的各向异性衍射光栅，前述格矢的至少各向异性方位或双折射被周期性地调制。＜3＞上述＜1＞或＜2＞中，较好的是，各向异性衍射光栅元件具有：将入射光的斯托克斯参数的信息根据各向异性方位和双折射的分布进行空间上分离并转化为强度信息的各向异性衍射光栅。＜4＞上述＜1＞～＜3＞的任一项中，较好的是，各向异性衍射光栅元件包含具有光反应性高分子膜的各向异性衍射光栅，所述光反应性高分子膜具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的光反应性侧链。＜5＞上述＜1＞～＜4＞的任一项中，较好的是，各向异性衍射光栅元件包含由光反应性高分子膜形成的各向异性衍射光栅。＜6＞上述＜1＞～＜5＞的任一项中，较好的是，各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅具有：I)第一透明基体层；以及II)第一光反应性高分子膜，其具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的第一光反应性侧链。＜7＞上述＜1＞～＜4＞以及＜6＞的任一项中，较好的是，各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅具有：III)第二透明基体层；以及IV)第二光反应性高分子膜，其具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的第二光反应性侧链，前述II)第一光反应性高分子膜与前述IV)第二光反应性高分子膜以相对的方式配置，在前述II)第一膜和前述IV)第二膜之间配置有(B)低分子液晶层。＜8＞上述＜4＞～＜7＞的任一项中，较好的是，采用如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅通过使所需偏振光对光反应性高分子膜进行干涉曝光，在该高分子薄膜上形成任意的衍射图案，从而将入射至该高分子薄膜的光的斯托克斯参数的信息根据该高分子薄膜中形成的各向异性方位和双折射的分布而在空间上分离，并转换为强度信息。＜9＞上述＜1＞～＜8＞的任一项中，较好的是，各向异性衍射光栅元件具有±1阶光的衍射效率良好的各向异性衍射光栅。＜10＞上述＜4＞～＜9＞的任一项中，较好的是，光反应性高分子膜具有具备选自由下述式(1)～(6)组成的组中的任1种光反应性侧链的光反应性高分子(式中，A、B、D各自独立地表示单键、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH＝CH-CO-O-、或-O-CO-CH＝CH-；S为碳数1～12的亚烷基，它们上键合的氢原子任选被卤素基团所取代；T为单键或碳数1～12的亚烷基，它们上键合的氢原子任选被卤素基团所取代；Y1表示选自1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环和碳数5～8的脂环式烃中的环，或者为选自这些取代基中的相同或不同的2～6个环借助连接基团B键合而成的基团，它们上键合的氢原子各自独立地任选被-COOR0(式中，R0表示氢原子或碳数1～5的烷基)、-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的烷氧基取代；Y2为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、碳数5～8的脂环式烃、以及它们的组合组成的组中的基团，它们上键合的氢原子各自独立地任选被-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种偏振摄像装置，其具有：周期性地调制了光学各向异性的各向异性衍射光栅元件、透镜元件、以及受光元件。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170823 JP 2017-1602211.一种偏振摄像装置，其具有：周期性地调制了光学各向异性的各向异性衍射光栅元件、透镜元件、以及受光元件。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件具有具备彼此方向不同的多个格矢的各向异性衍射光栅，所述格矢的至少各向异性方位或双折射被周期性地调制。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件具有：将入射光的斯托克斯参数的信息根据各向异性方位和双折射的分布而在空间上分离并转换为强度信息的各向异性衍射光栅。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件包含具有光反应性高分子膜的各向异性衍射光栅，所述光反应性高分子膜具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的光反应性侧链。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件包含由所述光反应性高分子膜形成的各向异性衍射光栅。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅具有：
I)第一透明基体层；以及
II)第一光反应性高分子膜，其具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的第一光反应性侧链。


7.根据权利要求1～4以及6中任一项所述的装置，其中，所述各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅具有：
III)第二透明基体层；以及
IV)第二光反应性高分子膜，其具有发生选自由(A-1)光交联和(A-2)光异构化组成的组中的至少1种反应的第二光反应性侧链，
所述II)第一光反应性高分子膜与所述IV)第二光反应性高分子膜以相对的方式配置，在所述II)第一膜和所述IV)第二膜之间配置有(B)低分子液晶层。


8.根据权利要求4～7中任一项所述的装置，其中，采用如下的各向异性衍射光栅，所述各向异性衍射光栅通过使所需偏振光对所述光反应性高分子膜进行干涉曝光，在该高分子薄膜上形成任意的衍射图案，从而将入射至该高分子薄膜的光的斯托克斯参数的信息根据该高分子薄膜中形成的各向异性方位和双折射的分布而在空间上分离，并转换为强度信息。


9.根据权利要求4～8中任一项所述的装置，其中，所述光反应性高分子膜具有具备选自由下述式(1)～(6)组成的组中的任1种光反应性侧链的光反应性高分子，
式中，A、B、D各自独立地表示单键、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH＝CH-CO-O-、或-O-CO-CH＝CH-；
S为碳数1～12的亚烷基，它们上键合的氢原子任选被卤素基团所取代；
T为单键或碳数1～12的亚烷基，它们上键合的氢原子任选被卤素基团所取代；
Y1表示选自1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环和碳数5～8的脂环式烃中的环，或者为选自这些取代基中的相同或不同的2～6个环借助连接基团B键合而成的基团，它们上键合的氢原子彼此独立地任选被-COOR0、-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的烷氧基取代，其中，R0表示氢原子或碳数1～5的烷基；
Y2为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、碳数5～8的脂环式烃、以及它们的组合组成的组中的基团，它们上键合的氢原子各自独立地任选被-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的烷氧基取代；
R表示羟基、碳数1～6的烷氧基，或者表示与Y1相同的定义；
X表示单键、-COO-、-OCO-、-N＝N-、-CH＝CH-、-C≡C-、-CH＝CH-CO-O-、或-O-CO-CH＝CH-，在X的个数为2时，X彼此任选相同或不同；
Cou表示香豆素-6-基或香豆素-7-基，它们上键合的氢原子各自独立地任选被-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的烷氧基取代；
q1和q2中的一者为1且另一者为0；
q3为0或1；
P和Q各自独立地为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、碳数5～8的脂环式烃、以及它们的组合组成的组中的基团；其中，在X为-CH＝CH-CO-O-、-O-CO-CH＝CH-的情况下，-CH＝CH-所键合一侧的P或Q为芳香环，在P的个数为2以上时，P彼此任选相同或不同，在Q的个数为2以上时，Q彼此任选相同或不同；
l1为0或1；
l2为0～2的整数；
在l1和l2均为0时，在T为单键时A也表示单键；
在l1为1时，在T为单键时B也表示单键；
H和I各自独立地为选自由2价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环、以及它们的组合中的基团，





10.根据权利要求4～8中任一项所述的装置，其中，所述光反应性高分子膜具有具备选自由下述式(7)～(10)组成的组中的任1种光反应性侧链的光反应性高分子，
式中，A、B、D各自独立地表示单键、-O-、-CH2-、-COO-、-OCO-、-CONH-、-NH-CO-、-CH＝CH-CO-O-、或-O-CO-CH＝CH-；
Y1表示选自1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、吡咯环和碳数5～8的脂环式烃中的环，或者为选自这些取代基中的相同或不同的2～6个环借助连接基团B键合而成的基团，它们上键合的氢原子彼此独立地任选被-COOR0、-NO2、-CN、-CH＝C(CN)2、-CH＝CH-CN、卤素基团、...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本盛嗣，野田浩平，小野浩司，川月喜弘，筒井皇晶，后藤耕平，
申请(专利权)人：国立大学法人长冈技术科学大学，公立大学法人兵库县立大学，日产化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP