光照射装置及传感器制造方法及图纸

本发明专利技术的课题在于提供一种薄且能够投影光学图案的光照射装置及使用该光照射装置的传感器。通过如下光照射装置来解决课题，所述光照射装置具有：发光元件，其在面内具有多个光射出部；及液晶光学元件，液晶光学元件具备使用液晶组合物来形成的光学各向异性层，光学各向异性层具有源自液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案，且具有在将源自液晶化合物的光学轴的朝向在面内旋转180°的长度设为1周期时1周期的长度不同的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光照射装置及传感器
本专利技术涉及一种使用控制从光源射出的光的方向的光学元件的光照射装置及使用该光照射装置的传感器。
技术介绍
光学图案的投影像光学三维(3D)投影那样被广泛使用。例如，在智能手机等移动电子设备中，通过光学图案的投影来进行照射的面部认证。具体而言，将从多个点光源射出的光束光学图案投影到使用者的面部，并由受光元件接收来自面部的反射光。对受光元件接收而得到的光学像进行处理，并与投影的光学图案进行比较，由此认证使用者的面部。为了将光照射到要检测的物体上，投影这种光学图案的传感器中利用小型的光照射装置。如专利文献1所示，作为一例，小型的光照射装置通过利用透镜使从在面内具备多个光射出部的光源射出的光向不同的方向进行配光来形成光学图案。通过用衍射光学元件在不同的方向上复制所形成的光学图案来将光学图案投影到宽范围内。然而，在专利文献1中，为了将光照射装置小型化，作为一例，具备多个光射出部的面光源中使用VCSEL(Vertical-cavitysurface-emittinglaser，垂直谐振腔面发光激光器)。然而，期望智能手机等移动电子设备进一步进行薄型化。为了解决该问题，已知有专利文献2中所记载的光学式导光元件。在专利文献2中所记载的光学式导光元件中，通过如下结构来实现薄型化：将入射的光用相对于光的入射方向以约45°的角度配置的第1反射面进行反射而将光的行进方向转换为与入射方向正交的方向，进而将光用与第1反射面平行地配置的第2反射面进行反射，并从光学式导光元件输出光。以往技术文献专利文献专利文献1：美国专利申请公开第2014/0376092号说明书专利文献2：日本特表2018-500589号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题如此，在以往的小型的光照射装置中，为了实现装置的薄型化，例如需要构成反射面以约45°的角度平行地配置的导光件。因此，导致装置的结构变复杂，进而薄型化也并不充分。并且，在以往的小型的光照射装置中，由于将光向不同的方向进行配光的透镜的厚度厚，因此成为妨碍薄型化的主要原因之一。本专利技术的目的在于解决这种以往技术的问题点，并提供一种薄且能够投影光学图案的光照射装置及使用该光照射装置的传感器。用于解决技术课题的手段为了解决该课题，本专利技术的光学元件具有以下结构。[1]一种光照射装置，其具有：发光元件，其在面内具有多个光射出部；及液晶光学元件，其中，液晶光学元件具有使用包含液晶化合物的液晶组合物来形成的光学各向异性层，光学各向异性层具有源自液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案，且具有在将源自液晶化合物的光学轴的朝向在面内旋转180°的长度设为1周期时液晶取向图案中的1周期的长度不同的区域。[2]根据[1]所述的光照射装置，其中，朝着液晶取向图案中的源自液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的一方向，液晶取向图案的1周期逐渐变短。[3]根据[1]或[2]所述的光照射装置，其中，液晶光学元件为使入射的光折射而透射的透射型的光学元件。[4]根据[3]所述的光照射装置，其中，光学各向异性层的液晶取向图案为以从内侧朝外侧的同心圆状具有源自液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的一方向的同心圆状的图案。[5]根据[3]或[4]所述的光照射装置，其中，在光学各向异性层的液晶取向图案中，朝一方向的源自液晶化合物的光学轴的朝向的旋转方向在所有的一方向上为相同的方向。[6]根据[1]或[2]所述的光照射装置，其中，光学各向异性层为将胆甾醇型液晶相固定而成的胆甾醇型液晶层。[7]根据[6]所述的光照射装置，其中，液晶取向图案中的源自液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的方向为一方向。[8]根据[6]或[7]所述的光照射装置，其具有：透镜元件，其使从发光元件的各光射出部射出并由液晶光学元件的胆甾醇型液晶层反射的多个光从胆甾醇型液晶层的面方向的中心朝着外方向发散，或者使其聚集在胆甾醇型液晶层的面方向的中心。[9]根据[1]至[8]中任一项所述的光照射装置，其中，在发光元件与液晶光学元件之间具有将具有透镜功能的小区域二维地排列而成的透镜阵列。[10]根据[9]所述的光照射装置，其中，透镜阵列中的一个小区域对应于发光元件的一个光射出部。[11]根据[9]或[10]所述的光照射装置，其中，透镜阵列的小区域具有使用包含液晶化合物的液晶组合物来形成且源自液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案，液晶取向图案为以从内侧朝外侧的同心圆状具有源自液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的一方向的同心圆状的图案，透镜阵列为将具有同心圆状的图案的小区域二维地排列而成的液晶透镜阵列。[12]根据[1]至[11]中任一项所述的光照射装置，其中，在发光元件与液晶光学元件之间具有相位差板。[13]根据[12]所述的光照射装置，其中，相位差板为λ/4板。[14]根据[12]或[13]所述的光照射装置，其中，在光的行进方向的比相位差板更靠上游的位置具有起偏器。[15]根据[1]至[14]中任一项所述的光照射装置，其中，发光元件射出红外线。[16]根据[1]至[15]中任一项所述的光照射装置，其中，发光元件为垂直谐振腔面发光激光器。[17]根据[1]至[15]中任一项所述的光照射装置，其中，发光元件为光子晶体激光器。[18]根据[1]至[17]中任一项所述的光照射装置，其中，发光元件的光射出部射出光束发散角在3°以内的光。[19]根据[1]至[18]中任一项所述的光照射装置，其中，在光的行进方向的比液晶光学元件更靠下游的位置具有衍射光学元件。[20]根据[19]所述的光照射装置，其中，衍射光学元件具有衍射方向不同的多个衍射元件。[21]根据[19]或[20]所述的光照射装置，其中，衍射光学元件具有液晶衍射元件，所述液晶衍射元件具有使用包含液晶化合物的液晶组合物来形成且源自液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案。[22]根据[21]所述的光照射装置，其中，衍射光学元件具有液晶衍射元件和相位差板。[23]根据[22]所述的光照射装置，其中，相位差板为λ/4板。[24]一种传感器，其具有[1]至[23]中任一项所述的光照射装置和受光元件。专利技术效果本专利技术的光照射装置薄且能够投影目标光学图案。并且，使用该光照射装置的本专利技术的传感器为薄型且装置结构简单。附图说明图1是概念性地表示本专利技术的光照射装置的一例的图。图2是概念性地表示液晶光学元件的一例的图。图3是概念性地表示图2所示的液晶光学元件的光学各向异性层的图。图4是图2所示的液晶光学元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光照射装置，其具有：/n发光元件，其在面内具有多个光射出部；及/n液晶光学元件，其中，/n所述液晶光学元件具有使用包含液晶化合物的液晶组合物而形成的光学各向异性层，/n所述光学各向异性层具有源自所述液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案，且具有在将源自所述液晶化合物的光学轴的朝向在面内旋转180°的长度设为1周期时所述液晶取向图案中的所述1周期的长度不同的区域。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180420 JP 2018-081639;20180518 JP 2018-0964001.一种光照射装置，其具有：
发光元件，其在面内具有多个光射出部；及
液晶光学元件，其中，
所述液晶光学元件具有使用包含液晶化合物的液晶组合物而形成的光学各向异性层，
所述光学各向异性层具有源自所述液晶化合物的光学轴的朝向沿着面内的至少一方向一边连续旋转一边变化的液晶取向图案，且具有在将源自所述液晶化合物的光学轴的朝向在面内旋转180°的长度设为1周期时所述液晶取向图案中的所述1周期的长度不同的区域。


2.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，
朝着所述液晶取向图案中的源自所述液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的所述一方向，所述液晶取向图案的所述1周期逐渐变短。


3.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其中，
所述液晶光学元件为使入射的光折射而透射的透射型的光学元件。


4.根据权利要求3所述的光照射装置，其中，
所述光学各向异性层的所述液晶取向图案为以从内侧朝外侧的同心圆状具有源自所述液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的所述一方向的同心圆状的图案。


5.根据权利要求3或4所述的光照射装置，其中，
在所述光学各向异性层的所述液晶取向图案中，朝所述一方向的源自所述液晶化合物的光学轴的朝向的旋转方向在所有的所述一方向上为相同的方向。


6.根据权利要求1或2所述的光照射装置，其中，
所述光学各向异性层为将胆甾醇型液晶相固定而成的胆甾醇型液晶层。


7.根据权利要求6所述的光照射装置，其中，
所述液晶取向图案中的源自所述液晶化合物的光学轴的朝向一边连续旋转一边变化的方向为一方向。


8.根据权利要求6或7所述的光照射装置，其具有：
透镜元件，其使从所述发光元件的各光射出部射出并由所述液晶光学元件的胆甾醇型液晶层反射的多个光从所述胆甾醇型液晶层的面方向的中心朝着外方向发散，或者使其聚集在所述胆甾醇型液晶层的面方向的中心。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的光照射装置，其中，
在所述发光元件与所述液晶光学元件之间具有将具有透镜功能的小区域二维地排列而成的透镜阵列。


10.根据权利要求9所述的光照射装置，其中，
所述透镜阵列中的一个所述小区域对应于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤宽，齐藤之人，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP