(57)【要約】【課題】通信安定性が高い光通信装置を提供する。【解決手段】光通信装置は、信号送信部と信号受信部とを備え、信号送信部は、発光素子と、発光素子が出射する光を入射して偏光を出射する第１の偏光板とを備え、信号受信部は、信号送信部からの光を入射させる第２の偏光板と、第２の偏光板を透過する光を受光する受光素子と、を備え、第１の偏光板は第１の反射型偏光子を備える。【選択図】図１
2018082262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号送信部と信号受信部とを備え、
前記信号送信部は、発光素子と、前記発光素子が出射する光を入射して偏光を出射する第１の偏光板とを備え、
前記信号受信部は、前記信号送信部からの光を入射させる第２の偏光板と、前記第２の偏光板を透過する光を受光する受光素子と、を備え、
前記第１の偏光板は第１の反射型偏光子を備える、光通信装置。
【請求項２】
前記信号送信部が出射する偏光が円偏光である、請求項１に記載の光通信装置。
【請求項３】
前記第１の反射型偏光子が直線偏光分離型の反射型偏光子であり、
前記第１の偏光板は、前記第１の反射型偏光子を透過する直線偏光を円偏光に変換するλ／４板をさらに備える、請求項２に記載の光通信装置。
【請求項４】
前記第１の反射型偏光子が円偏光分離型の反射型偏光子である、請求項２に記載の光通信装置。
【請求項５】
前記信号送信部が出射する偏光が直線偏光である、請求項１に記載の光通信装置。
【請求項６】
前記第１の反射型偏光子が直線偏光分離型の反射型偏光子である、請求項５に記載の光通信装置。
【請求項７】
前記第１の偏光板が反射板をさらに備える、請求項１〜６の何れか１項に記載の光通信装置。
【請求項８】
前記反射板の反射率が４０％以上である、請求項７に記載の光通信装置。
【請求項９】
前記第２の偏光板は、前記信号送信部から出射され前記信号受信部に入射する偏光を選択的に透過させる、請求項１〜８の何れか１項に記載の光通信装置。
【請求項１０】
前記第２の偏光板が円偏光分離型の反射型偏光子を備える、請求項９に記載の光通信装置。
【請求項１１】
前記第２の偏光板が、直線偏光分離型の反射型偏光子とλ／４板とを備える、請求項９に記載の光通信装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の光通信装置に用いられる前記第１の偏光板および前記第２の偏光板を含む、偏光板のセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置及び光通信装置に用いられる偏光板のセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
電波を用いた無線通信の需要増による電波帯域の枯渇などの事情に伴い、従来から、光を用いた光無線通信が注目されている。特に、高速変調可能なＬＥＤなどの発光素子の普及に伴い、可視光を用いた可視光通信技術の実用化に向けた試みが進められている。このような光通信技術では、発光素子を備える信号送信部が、伝送信号に対応して変調された光を出射し、受光素子を備える信号受信部が、受光した光に基づいて信号を得る。従来の光通信技術では、蛍光灯からの放射光などの外乱光ノイズの影響により、信号受信部におけるＳＮ比の低下または受光量のオーバーフローが生じ、その結果、通信安定性が低下するなどの問題が生じ得る。そこで、信号送信部および信号受信部に吸収型偏光板を配置し、偏光を利用して信号を伝送することにより、外乱光ノイズの影響を低減する通信方法が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２１７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の通信方法では、発光素子の出射光の一部が吸収型偏光板によって吸収され、信号送信部の出射光量が低減し、通信安定性が低下し得る。したがって、十分に高い通信安定性を実現するためには、発光素子の出射光量を高める必要があり、その結果、消費電力が増大し得る。本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであって、その目的は、通信安定性が高い光通信装置および該光通信装置に用いる偏光板のセットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光通信装置は、信号送信部と信号受信部とを備え、上記信号送信部は、発光素子と、上記発光素子が出射する光を入射して偏光を出射する第１の偏光板とを備え、上記信号受信部は、上記信号送信部からの光を入射させる第２の偏光板と、上記第２の偏光板を透過する光を受光する受光素子と、を備え、上記第１の偏光板は第１の反射型偏光子を備える。
１つの実施形態においては、上記信号送信部が出射する偏光が円偏光である。
１つの実施形態においては、上記第１の反射型偏光子が直線偏光分離型の反射型偏光子であり、上記第１の偏光板は、上記第１の反射型偏光子を透過する直線偏光を円偏光に変換するλ／４板をさらに備える。
１つの実施形態においては、上記第１の反射型偏光子が円偏光分離型の反射型偏光子である。
１つの実施形態においては、上記信号送信部が出射する偏光が直線偏光である。
１つの実施形態においては、上記第１の反射型偏光子が直線偏光分離型の反射型偏光子である。
１つの実施形態においては、上記第１の偏光板が反射板をさらに備える。
１つの実施形態においては、上記反射板の反射率が４０％以上である。
１つの実施形態においては、上記第２の偏光板は、上記信号送信部から出射され上記信号受信部に入射する偏光を選択的に透過させる。
１つの実施形態においては、上記第２の偏光板が円偏光分離型の反射型偏光子を備える。
１つの実施形態においては、上記第２の偏光板が、直線偏光分離型の反射型偏光子とλ／４板とを備える。
本発明の別の局面によれば、偏光板のセットが提供される。この偏光板のセットは、上記光通信装置に用いられる上記第１の偏光板および上記第２の偏光板を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、通信安定性が高い光通信装置および該光通信装置に用いる偏光板のセットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る光通信装置の概略図である。
【図２】本発明の別の実施形態に係る光通信装置の第１および第２の偏光板の断面図である。
【図３】本発明のさらに別の実施形態に係る光通信装置の第１および第２の偏光板の断面図である。
【図４】本発明の光通信装置に用いられ得る反射型偏光子の一例の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態には限定されない。
【０００９】
（用語および記号の定義）
本明細書における用語および記号の定義は下記の通りである。
（１）屈折率（ｎｘ、ｎｙ、ｎｚ）
「ｎｘ」は面内の屈折率が最大になる方向（すなわち、遅相軸方向）の屈折率であり、「ｎｙ」は面内で遅相軸と直交する方向（すなわち、進相軸方向）の屈折率であり、「ｎｚ」は厚み方向の屈折率である。
（２）面内位相差（Ｒｅ）
「Ｒｅ（λ）」は、２３℃における波長λｎｍの光で測定した面内位相差である。Ｒｅ（λ）は、層（フィルム）の厚みをｄ（ｎｍ）としたとき、式：Ｒｅ＝（ｎｘ−ｎｙ）×ｄによって求められる。例えば、「Ｒｅ（５５０）」は、２３℃における波長５５０ｎｍの光で測定した面内位相差である。
【００１０】
Ａ．光通信装置の全体構成
図１は、本発明の１つの実施形態に係る光通信装置の概略図である。本実施形態の光通信装置１００は、信号送信部１０と信号受信部２０とを有する。信号送信部１０は、発光素子１１と、発光素子１１が出射する光を入射して偏光を出射する第１の偏光板３０（以下、偏光板３０と称する場合がある）とを有する。偏光板３０は第１の反射型偏光子を有する。偏光板３０は、好ましくは、反射板をさらに備える。反射板の反射率は、好ましくは４０％以上である。偏光板３０は、好ましくは、第１の反射型偏光子の発光素子１１側に光拡散層を有する。信号受信部２０は、信号送信部１０からの光を入射させる第２の偏光板４０（以下、偏光板４０と称する場合がある）と、偏光板４０を透過する光を受光する受光素子２１と、を有する。偏光板３０は第１の反射型偏光子を有することにより、発光素子１１が出射する光の利用効率を高めることができ、その結果、光通信装置１００の通信安定性が向上し得る。
【００１１】
図２は、本発明の別の実施形態に係る光通信装置の第１および第２の偏光板の断面図である。信号送信部１０が出射する偏光は、好ましくは円偏光である。１つの実施形態では、図２に示すように、偏光板３０は、直線偏光分離型である第１の反射型偏光子３１と、第１の反射型偏光子３１の発光素子とは反対側に設けられた第１のλ／４板３２とを有することにより、円偏光を出射する。この場合、第１の反射型偏光子３１の反射軸と第１のλ／４板３２の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。別の実施形態では、偏光板３０は、円偏光分離型の第１の反射型偏光子を有することにより、円偏光を出射する。図２に示すように、偏光板４０は吸収型偏光子４１を有する。偏光板４０は、吸収型偏光子４１を保護する保護層（図示せず）をさらに備えていてもよい。なお、図２に示すように、偏光板４０が吸収型偏光子４１に代えて第２の反射型偏光子４２を有していてもよい。この場合、第２の反射型偏光子４２は、代表的には直線偏光分離型の反射型偏光子である。偏光板４０は、外乱光ノイズのうち振動方向が吸収型偏光子４１（または第２の反射型偏光子４２）の透過軸に直交する光を吸収（または反射）するとともに、信号送信部１０から出射された円偏光のうちの約半分の光を透過させる。信号送信部１０が円偏光を出射することにより、信号送信部１０の第１の反射型偏光子の透過軸と、信号受信部の偏光子（吸収型偏光子または反射型偏光子）の透過軸との軸ずれが生じた場合であっても、信号送信部から出射され信号受信部の受光素子が受光する光量の減少を抑制し得る。さらに、偏光板４０が外乱光ノイズの一部を吸収（または反射）することによって、受光素子に入射する外乱光ノイズの光量が減少し得る。その結果、信号受信部におけるＳＮ比が向上し得る。なお、偏光板４０が第２の反射型偏光子を有することにより、発光素子が出射する光の利用効率を高めることができ、信号受信部におけるＳＮ比を向上させ得る。一方で、偏光板４０が吸収型偏光子４１を有する場合、偏光板４０が第２の反射型偏光子４２を有する場合に比べて偏光板４０の厚みを薄くすることができる。
【００１２】
図３は、本発明のさらに別の実施形態に係る光通信装置の第１および第２の偏光板の断面図である。図３に示すように、偏光板４０が、吸収型偏光子４１と、吸収型偏光子４１の受光素子とは反対側に設けられた第２のλ／４板４３とを有する。吸収型偏光子４１の吸収軸と第２のλ／４板４３の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。図３に示すように、偏光板４０が吸収型偏光子４１に代えて直線偏光分離型の第２の反射型偏光子４２を有していてもよい。１つの実施形態では、信号送信部１０が出射する偏光は右回りの円偏光であり、偏光板４０は、右回りの円偏光を選択的に透過させて左回りの円偏光を吸収（または反射）させる。別の実施形態では、信号送信部１０が出射する偏光は左回りの円偏光であり、偏光板４０は、左回りの円偏光を選択的に透過させて右回りの円偏光を吸収（または反射）させる。これにより、信号送信部１０の第１の反射型偏光子の透過軸と、信号受信部の偏光子（吸収型偏光子または反射型偏光子）の透過軸との軸ずれが生じた場合であっても、偏光板４０は、理想的には信号送信部１０が出射した円偏光の全てを透過し得る。なお、信号送信部１０が出射する円偏光の回転方向（右回りであるか左回りであるか）は、第１の反射型偏光子３１の反射軸に対する第１のλ／４板３２の軸角度によって適切に設定され得る。偏光板４０が透過させる円偏光の回転方向（右回りであるか左回りであるか）は、吸収型偏光子４１の吸収軸（または第２の反射型偏光子４２の反射軸）に対する第２のλ／４板４３の軸角度によって適切に設定され得る。偏光板４０は、吸収型偏光子４１および第２のλ／４板４３に代えて、信号送信部１０が出射する円偏光を選択的に透過する円偏光分離型の反射型偏光子を有していてもよい。
【００１３】
さらに別の実施形態では、信号送信部１０が出射する偏光は直線偏光であり、偏光板４０は、図３を参照して説明したように、吸収型偏光子４１と、吸収型偏光子４１の受光素子とは反対側に設けられた第２のλ／４板４３とを有する。偏光板３０は、代表的には直線偏光分離型である第１の反射型偏光子を有する。偏光板４０は、信号送信部１０から出射された直線偏光を選択的に透過させる。具体的には、偏光板４０は、外乱光ノイズのうち右回りの円偏光または左回りの円偏光を吸収するとともに、信号送信部１０から出射された直線偏光のうちの約半分の光を透過させる。なお、図３を参照して説明したように、偏光板４０が吸収型偏光子４１に代えて直線偏光分離型の第２の反射型偏光子４２を有していてもよいし、吸収型偏光子４１および第２のλ／４板４３に代えて円偏光分離型の反射型偏光子を有していてもよい。
【００１４】
Ｂ．信号送信部
上記のとおり、信号送信部１０は発光素子１１と偏光板３０とを有する。偏光板３０は第１の反射型偏光子を有する。第１の反射型偏光子は、直線偏光分離型の反射型偏光子であってもよく、円偏光分離型の反射型偏光子であってもよい。発光素子１１が出射する光は、偏光板３０を介して信号送信部１０の外部に向けて出射される。これにより、信号送信部１０からは、偏光が出射される。
【００１５】
Ｂ−１．発光素子
発光素子は、伝送する信号に対応して変調された光を出射し得る任意の適切な素子で構成される。発光素子は、代表的にはＬＥＤである。発光素子が出射する光は、代表的には可視光または赤外光である。発光素子は、駆動回路（図示せず）から供給される電気信号により、伝送する信号に対応して変調された光を出射する。発光素子は、代表的には、伝送する信号に対応して光の点滅を繰り返す。
【００１６】
Ｂ−２．第１の偏光板
上記のとおり、偏光板３０は第１の反射型偏光子を有する。偏光板３０は、好ましくは、第１の反射型偏光子３１の発光素子１１側に光拡散層を有する。第１の反射型偏光子が直線偏光分離型の反射型偏光子である場合、偏光板３０は、好ましくは、第１の反射型偏光子３１の発光素子１１とは反対側に第１のλ／４板を有する。第１のλ／４板は、代表的には遅相軸を有する。第１の反射型偏光子３１の反射軸と第１のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。これにより、第１のλ／４板からは円偏光が出射される。信号送信部１０が円偏光を出射することにより、信号送信部１０の第１の反射型偏光子の透過軸と、信号受信部の偏光子（または反射型偏光子）の透過軸との軸ずれが生じた場合であっても、信号送信部から出射され信号受信部の受光素子が受光する光量の減少を抑制し得、ＳＮ比を高め得る。偏光板３０の各構成は、互いに離間して配置されてもよいし、任意の適切な接着層（例えば、接着剤層、粘着剤層：図示せず）を介して貼り合わせられてもよい。
【００１７】
Ｂ−２−１．第１の反射型偏光子
第１の反射型偏光子は、特定の偏光状態（偏光方向）の偏光を透過し、それ以外の偏光状態の光を反射する機能を有する。第１の反射型偏光子は、直線偏光分離型であってもよく、円偏光分離型であってもよい。第１の反射型偏光子が直線偏光分離型である場合、第１の反射型偏光子から直線偏光が出射され、第１の反射型偏光子が円偏光分離型である場合、第１の反射型偏光子から円偏光が出射される。
【００１８】
Ｂ−２−１−１．直線偏光分離型の反射型偏光子
図４は、直線偏光分離型の反射型偏光子の一例の概略斜視図である。反射型偏光子は、複屈折性を有する層Ａと複屈折性を実質的に有さない層Ｂとが交互に積層された多層積層体である。例えば、このような多層積層体の層の総数は、５０〜１０００であり得る。図示例では、Ａ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘがｙ軸方向の屈折率ｎｙより大きく、Ｂ層のｘ軸方向の屈折率ｎｘとｙ軸方向の屈折率ｎｙとは実質的に同一である。したがって、Ａ層とＢ層との屈折率差は、ｘ軸方向において大きく、ｙ軸方向においては実質的にゼロである。その結果、ｘ軸方向が反射軸となり、ｙ軸方向が透過軸となる。Ａ層とＢ層とのｘ軸方向における屈折率差は、好ましくは０．２〜０．３である。なお、ｘ軸方向は、後述する製造方法における反射型偏光子の延伸方向に対応する。
【００１９】
上記Ａ層は、好ましくは、延伸により複屈折性を発現する材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸ポリエステル（例えば、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネートおよびアクリル系樹脂（例えば、ポリメチルメタクリレート）が挙げられる。ポリエチレンナフタレートが好ましい。上記Ｂ層は、好ましくは、延伸しても複屈折性を実質的に発現しない材料で構成される。このような材料の代表例としては、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステルが挙げられる。
【００２０】
反射型偏光子は、Ａ層とＢ層との界面において、第１の偏光方向を有する光（例えば、ｐ波）を透過し、第１の偏光方向とは直交する第２の偏光方向を有する光（例えば、ｓ波）を反射する。反射した光は、Ａ層とＢ層との界面において、一部が第１の偏光方向を有する光として透過し、一部が第２の偏光方向を有する光として反射する。反射型偏光子の内部において、このような反射および透過が多数繰り返されることにより、光の利用効率を高めることができる。
【００２１】
１つの実施形態においては、反射型偏光子は、図４に示すように、偏光板１０と反対側の最外層として反射層Ｒを含んでいてもよい。反射層Ｒを設けることにより、最終的に利用されずに反射型偏光子の最外部に戻ってきた光をさらに利用することができるので、光の利用効率をさらに高めることができる。反射層Ｒは、代表的には、ポリエステル樹脂層の多層構造により反射機能を発現する。
【００２２】
反射型偏光子の全体厚みは、目的、反射型偏光子に含まれる層の合計数等に応じて適切に設定され得る。反射型偏光子の全体厚みは、好ましくは１０μｍ〜１５０μｍである。
【００２３】
反射型偏光子は、代表的には、共押出と横延伸とを組み合わせて作製され得る。共押出は、任意の適切な方式で行われ得る。例えば、フィードブロック方式であってもよく、マルチマニホールド方式であってもよい。例えば、フィードブロック中でＡ層を構成する材料とＢ層を構成する材料とを押出し、次いで、マルチプライヤーを用いて多層化する。なお、このような多層化装置は当業者に公知である。次いで、得られた長尺状の多層積層体を代表的には搬送方向に直交する方向（ＴＤ）に延伸する。Ａ層を構成する材料（例えば、ポリエチレンナフタレート）は、当該横延伸により延伸方向においてのみ屈折率が増大し、結果として複屈折性を発現する。Ｂ層を構成する材料（例えば、ナフタレンジカルボン酸とテレフタル酸とのコポリエステル）は、当該横延伸によってもいずれの方向にも屈折率は増大しない。結果として、延伸方向（ＴＤ）に反射軸を有し、搬送方向（ＭＤ）に透過軸を有する反射型偏光子が得られ得る（ＴＤが図４のｘ軸方向に対応し、ＭＤがｙ軸方向に対応する）。なお、延伸操作は、任意の適切な装置を用いて行われ得る。
【００２４】
反射型偏光子としては、例えば、特表平９−５０７３０８号公報に記載のものが使用され得る。
【００２５】
反射型偏光子は、市販品をそのまま用いてもよく、市販品を２次加工（例えば、延伸）して用いてもよい。市販品としては、例えば、日東電工株式会社製の商品名ＡＰＣＦ、３Ｍ社製の商品名ＤＢＥＦ、３Ｍ社製の商品名ＡＰＦが挙げられる。
【００２６】
Ｂ−２−１−２．円偏光分離型の反射型偏光子
円偏光分離型の反射型偏光子は、例えば、コレステリック液晶フィルムから構成される。上記コレステリック液晶フィルムは、コレステリック液晶ポリマーの配向層を含み、左回りまたは右回りのいずれか一方の円偏光を反射して他の光は透過する特性を有する。コレステリック液晶ポリマーの配向層は、光学活性基含有モノマー由来の構成単位を有するコレステリック液晶ポリマーにより形成することができる。コレステリック液晶フィルムの厚みは、好ましくは１μｍ〜３０μｍであり、より好ましくは２μｍ〜１５μｍである。なお、コレステリック液晶フィルムには上記液晶ポリマー以外のポリマーや安定剤、可塑剤などの無機化合物、有機化合物、金属やその化合物などの１種以上の添加剤を必要に応じて配合することができる。
【００２７】
上記円偏光分離型の反射型偏光子は、複数枚のコレステリック液晶フィルムを備え得る。好ましくは、反射波長が異なる複数枚コレステリック液晶フィルムが用いられる。このような構成とすることにより、広い波長範囲の透過円偏光が得られ得る円偏光分離型の反射型偏光子を形成することができる。
【００２８】
Ｂ−２−２．第１のλ／４板
第１のλ／４板の厚みは、好ましくは１μｍ〜２００μｍであり、より好ましくは１μｍ〜１００μｍである。第１のλ／４板３２は、好ましくは屈折率特性がｎｘ＞ｎｙ≧ｎｚの関係を示す。なお、ここで「ｎｙ＝ｎｚ」はｎｙとｎｚが完全に等しい場合だけではなく、実質的に等しい場合を包含する。したがって、本発明の効果を損なわない範囲で、ｎｙ＜ｎｚとなる場合があり得る。
【００２９】
第１のλ／４板の面内位相差Ｒｅ（５５０）は、好ましくは６０ｎｍ〜２００ｎｍであり、より好ましくは８０ｎｍ〜１４０ｎｍである。第１の反射型偏光子３１から出射され第１のλ／４板３２に入射する直線偏光は、第１のλ／４板３２によって円偏光に変換されて信号受信部側に出射される。
【００３０】
第１のλ／４板の複屈折Δｎｘｙは、例えば０．００２５〜０．００６０であり、好ましくは０．００２８〜０．００５０である。複屈折をこのような範囲に最適化することにより、薄く、かつ、所望の光学特性を有する第１のλ／４板が得られ得る。第１のλ／４板のＮｚ係数は、好ましくは０．９〜３、より好ましくは０．９〜１．３である。
【００３１】
第１のλ／４板は、光弾性係数の絶対値が好ましくは２×１０−１１ｍ２／Ｎ以下、より好ましくは２．０×１０−１３ｍ２／Ｎ〜１．６×１０−１１ｍ２／Ｎの樹脂を含む。光弾性係数の絶対値がこのような範囲であれば、加熱時の収縮応力が発生した場合に位相差変化が生じにくい。
【００３２】
１つの実施形態においては、第１のλ／４板は、上記の特性を満足し得る任意の適切な樹脂フィルムで構成され得る。そのような樹脂の代表例としては、環状オレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、セルロース系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂が挙げられる。上記ポリカーボネート樹脂としては、本発明の効果が得られる限りにおいて、任意の適切なポリカーボネート樹脂を用いることができる。好適に用いられ得るポリカーボネート樹脂の詳細は、例えば、特開２０１４−１０２９１号公報、特開２０１４−２６２６６号公報に記載されており、当該記載は本明細書に参考として援用される。
【００３３】
別の実施形態においては、第１のλ／４板は、液晶化合物の配向固化層であり得る。液晶化合物を用いることにより、得られる第１のλ／４板のｎｘとｎｙとの差を非液晶材料に比べて格段に大きくすることができるので、所望の面内位相差を得るための第１のλ／４板の厚みを格段に小さくすることができる。代表的には、棒状の液晶化合物が第１のλ／４板の遅相軸方向に並んだ状態で配向している（ホモジニアス配向）。上記液晶化合物の具体例および配向固化層の形成方法の詳細は、特開２００６−１６３３４３号公報に記載されている。当該公報の記載は本明細書に参考として援用される。別の実施形態においては、代表的には、円盤状の液晶化合物が、垂直配向、ハイブリッド配向及び傾斜配向のいずれかの状態で配向している。上記液晶化合物としては、例えば、特開２００７−１０８７３２号や特開２０１０−２４４０３８号に記載のものを好ましく用いることができるが、これらに限定されない。
【００３４】
Ｂ−２−３．光拡散層
光拡散層は、代表的には光拡散素子で構成される。光拡散素子は、マトリクスと当該マトリクス中に分散した光拡散性微粒子とを含む。
【００３５】
光拡散層の光拡散性能は、例えば、ヘイズ値および／または光拡散半値角で表すことができる。光拡散層のヘイズ値は、好ましくは１０％〜９９％であり、より好ましくは２０％〜９５％である。ヘイズ値を上記範囲にすることで、所望の拡散性能が得られ、信号受信部１０からの光の出射方向を拡大することができ、その結果、通信安定性の向上に寄与する。光拡散層の光拡散半値角は、好ましくは５°〜５０°であり、より好ましくは１０°〜３０°である。光拡散層の光拡散性能は、マトリクスの構成材料、ならびに、光拡散性微粒子の構成材料、体積平均粒子径および配合量等を調整することにより制御することができる。
【００３６】
光拡散層の全光線透過率は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは８０％以上であり、さらに好ましくは８５％以上である。
【００３７】
光拡散層の厚みは、構成および拡散性能等に応じて適切に調整することができる。光拡散層の厚みは、好ましくは５μｍ〜２００μｍである。
【００３８】
マトリクスは、例えば電離線硬化型樹脂で構成される。電離線としては、例えば、紫外線、可視光、赤外線、電子線が挙げられる。好ましくは紫外線であり、したがって、マトリクスは、好ましくは紫外線硬化型樹脂で構成される。紫外線硬化型樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、脂肪族系（例えば、ポリオレフィン）樹脂、ウレタン系樹脂が挙げられる。
【００３９】
光拡散性微粒子としては、任意の適切なものを用いることができる。光拡散性微粒子の詳細は、例えば特開２０１４−２２４９６４号公報に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【００４０】
Ｂ−３．反射板
反射板は、代表的には、発光素子の反射型偏光子とは反対側に設けられる。これにより、発光素子から後方（反射偏光子とは反対側）に出射された光は、反射板によって前方に反射され得る。さらに、反射型偏光子によって後方（発光素子側）に反射された偏光は、偏光状態を変換されるとともに前方に反射され得る。その結果、発光素子の出射光の利用効率を高めることができる。
【００４１】
反射板の反射率は、好ましくは４０％以上であり、より好ましくは８０％以上である。これにより、発光素子の出射光の利用効率をより一層高めることができる。
【００４２】
反射板は、反射機能を有する限り任意の材料で構成され得る。反射板は、鏡面反射板（ミラー）であってもよく、拡散反射板（白色板）であってもよい。鏡面反射板としては、例えば、反射率の高い金属であるアルミニウム、銀、ステンレス鋼などの金属シートまたは金属箔、並びに、基材と上記金属シートまたは上記金属箔との積層体を用いることができる。拡散反射板としては、例えば、入射光を拡散反射するための微細な凹凸が表面に形成された樹脂フィルム、基材にアルミニウム等を蒸着した蒸着シート、または基材と多数の反射ビーズが混入されてなる拡散層との積層体を用いることができる。
【００４３】
Ｃ．信号受信部
信号受信部２０は、受光素子２１と偏光板４０とを有する。受光素子２１は、発光素子１１が出射する光を、偏光板３０および偏光板４０を介して受光する。
【００４４】
Ｃ−１．受光素子
受光素子は、信号送信部から出射される光を検出し得る任意の適切な素子で構成される。受光素子は、代表的にはフォトダイオードである。受光素子は、発光素子が出射する光の波長に感度を有し、代表的には可視光または赤外光に対して感度を有する。受光素子は、受光した光に対応した電気信号を生成して演算回路（図示せず）に供給する。これにより、信号受信部は、信号送信部の制御回路において生成された電気信号に対応する信号を受信し得る。
【００４５】
Ｃ−２．第２の偏光板
上記のとおり、偏光板４０は、代表的には吸収型偏光子４１を有する。偏光板４０は、吸収型偏光子４１の片側に配置された保護層と、吸収型偏光子４１のもう一方の側に配置された保護層とを有し得る。偏光板４０は、好ましくは、吸収型偏光子４１に代えて、第２の反射型偏光子４２を有する。偏光板４０は、好ましくは、吸収型偏光子４１（第２の反射型偏光子４２）の受光素子２１とは反対側に第２のλ／４板を有する。第２のλ／４板は、代表的には遅相軸を有する。吸収型偏光子４１の吸収軸（第２の反射型偏光子４２の反射軸）と第２のλ／４板の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。これにより、第２のλ／４板に入射する円偏光が直線偏光に変換され、上記直線偏光の大部分が吸収型偏光子４１（第２の反射型偏光子４２）を透過し得る。吸収型偏光子４１（第２の反射型偏光子４２）と第２のλ／４板は、互いに離間して配置されてもよいし、任意の適切な接着層（例えば、接着剤層、粘着剤層：図示せず）を介して貼り合わせられてもよい。
【００４６】
Ｃ−２−１．吸収型偏光子
上記吸収型偏光子としては、目的に応じて任意の適切な吸収型偏光子が採用され得る。例えば、吸収型偏光子を形成する樹脂フィルムは、単層の樹脂フィルムであってもよく、二層以上の積層体であってもよい。
【００４７】
単層の樹脂フィルムから構成される吸収型偏光子の具体例としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルム、部分ホルマール化ＰＶＡ系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム等の親水性高分子フィルムに、ヨウ素や二色性染料等の二色性物質による染色処理および延伸処理が施されたもの、ＰＶＡの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等ポリエン系配向フィルム等が挙げられる。好ましくは、光学特性に優れることから、ＰＶＡ系フィルムをヨウ素で染色し一軸延伸して得られた吸収型偏光子が用いられる。
【００４８】
積層体を用いて得られる吸収型偏光子の具体例としては、樹脂基材と当該樹脂基材に積層されたＰＶＡ系樹脂層（ＰＶＡ系樹脂フィルム）との積層体、あるいは、樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて得られる吸収型偏光子が挙げられる。樹脂基材と当該樹脂基材に塗布形成されたＰＶＡ系樹脂層との積層体を用いて得られる吸収型偏光子は、例えば、ＰＶＡ系樹脂溶液を樹脂基材に塗布し、乾燥させて樹脂基材上にＰＶＡ系樹脂層を形成して、樹脂基材とＰＶＡ系樹脂層との積層体を得ること；当該積層体を延伸および染色してＰＶＡ系樹脂層を吸収型偏光子とすること；により作製され得る。このような吸収型偏光子の製造方法の詳細は、例えば特開２０１２−７３５８０号公報に記載されている。当該公報は、その全体の記載が本明細書に参考として援用される。
【００４９】
吸収型偏光子の厚みは、代表的には１μｍ〜８０μｍである。吸収型偏光子の厚みの上限は、好ましくは５０μｍであり、特に好ましくは１２μｍである。吸収型偏光子の厚みの下限は、好ましくは５μｍである。吸収型偏光子の厚みがこのような範囲であれば、加熱時のカールを良好に抑制することができ、および、良好な加熱時の外観耐久性が得られる。
【００５０】
吸収型偏光子の波長５８９ｎｍの透過率（単体透過率ともいう）は、好ましくは４１％以上であり、より好ましくは４２％以上である。なお、単体透過率の理論的な上限は５０％である。また、偏光度は、好ましくは９９．５％〜１００％であり、更に好ましくは９９．９％〜１００％である。
【００５１】
Ｃ−２−２．第２のλ／４板
上記のとおり、吸収型偏光子４１の吸収軸と第２のλ／４板４３の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。偏光板４０が吸収型偏光子４１に代えて第２の反射型偏光子４２を有する場合、第２の反射型偏光子４２の反射軸と第２のλ／４板４３の遅相軸とのなす角度は、好ましくは３８°〜５２°であり、より好ましくは４２°〜４８°であり、最も好ましくは約４５°である。第２のλ／４板４３の構成、機能等は、第１のλ／４板３２に関してＢ−２−２項で説明したとおりである。
【００５２】
Ｃ−２−３．第２の反射型偏光子
第２の反射型偏光子４２の構成、機能等は、第１の反射型偏光子３１に関してＢ−２−１項で説明したとおりである。
【００５３】
Ｄ．偏光板のセット
本発明の偏光板は、光通信装置の信号送信部と信号受信部とに配置される偏光板として用いられ得る。この場合、信号送信部の偏光板と信号受信部の偏光板とを含む偏光板のセットが提供され得る。
【実施例】
【００５４】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
【００５５】
実施例および比較例の第１および第２の偏光板を構成する各部材を、以下のとおり準備した。
（１）光拡散層
光拡散層として、光拡散シートを用いた。
（２）直線偏光分離型の反射型偏光子
反射型偏光子として、直線偏光分離型の反射型偏光子（３Ｍ社製、製品名「ＤＢＥＦ」）を用いた。説明の便宜上、以下では、第１の偏光板の反射型偏光子を「反射型偏光子Ａ」と称し、第２の偏光板の反射型偏光子を「反射型偏光子Ｂ」と称する場合がある。
（３）吸収型偏光子
厚さ８０μｍのポリビニルアルコールフィルムを、速度比の異なるロール間において、３０℃、０．３％濃度のヨウ素溶液中で１分間染色しながら、３倍まで延伸した。その後、６０℃、４％濃度のホウ酸、１０％濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に０．５分間浸漬しながら総合延伸倍率が６倍となるまで延伸した。次いで、３０℃、１．５％濃度のヨウ化カリウムを含む水溶液中に１０秒間浸漬することで洗浄した後、５０℃で４分間乾燥を行い、吸収型偏光子を得た。当該吸収型偏光子の両面に、けん化処理した厚さ８０μｍのトリアセチルセルロースフィルムをポリビニルアルコール系接着剤により貼り合せて保護層付き吸収型偏光子を作製した。
（４）λ／４板
λ／４板として、シクロオレフィン系樹脂フィルム（日本ゼオン（株）製、「ゼオノア  ＺＦ−１４フィルム」）を、テンター延伸機を用いて延伸角度４５°で斜め延伸することにより得られたλ／４板を用いた。説明の便宜上、以下では、第１の偏光板のλ／４板を「λ／４板Ａ」と称し、第２の偏光板のλ／４板を「λ／４板Ｂ」と称する場合がある。
（５）反射板
反射板として、反射率が８０％の反射板Ａ、反射率が６０％の反射板Ｂ、反射率が４０％の反射板Ｃ、または反射率が２０％の反射板Ｄを用いた。
【００５６】
＜実施例１＞
１．第１の偏光板
反射型偏光子Ａの反射軸とλ／４板Ａの遅相軸とのなす角度が４５°となるようにして、光拡散シートと、反射型偏光子Ａと、λ／４板Ａとを粘着剤を介してこの順に積層することにより、第１の偏光板を得た。
２．第２の偏光板
第２の偏光板として、反射型偏光子Ｂを用いた。
３．光通信装置の作製
光通信装置の信号送信部の偏光板と信号受信部の偏光板とを除去し、発光素子の背面側に反射板Ｂを取り付け、光拡散シートが発光素子側となるように信号送信部に第１の偏光板を取り付け、反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが平行となるように信号受信部に第２の偏光板を取り付けることにより、本実施例の光通信装置を作製した。
【００５７】
＜実施例２＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００５８】
＜実施例３＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが直交するように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００５９】
＜実施例４＞
１．第２の偏光板の作製
反射型偏光子Ｂの反射軸とλ／４板Ｂの遅相軸とのなす角度が４５°となるようにして、反射型偏光子Ｂとλ／４板Ｂとを粘着剤を介して積層することにより、第２の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
反射型偏光子Ｂが受光素子側となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００６０】
＜実施例５＞
反射板として反射板Ａを用いたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６１】
＜実施例６＞
反射板として反射板Ｃを用いたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６２】
＜実施例７＞
反射板として反射板Ｄを用いたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６３】
＜実施例８＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６４】
＜実施例９＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが直交するように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６５】
＜実施例１０＞
１．第２の偏光板の作製
吸収型偏光子の吸収軸とλ／４板Ｂの遅相軸とのなす角度が４５°となるようにして、保護層付き吸収型偏光子とλ／４板Ｂとを粘着剤を介して積層することにより、第２の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
保護層付き吸収型偏光子が受光素子側となるように、かつ、反射型偏光子Ａの透過軸と吸収型偏光子の透過軸とが平行となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００６６】
＜実施例１１＞
反射型偏光子Ａの透過軸と吸収型偏光子の透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１０と同様にして光通信装置を作製した。
【００６７】
＜実施例１２＞
反射型偏光子Ａの透過軸と吸収型偏光子の透過軸とが直交するように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１０と同様にして光通信装置を作製した。
【００６８】
＜実施例１３＞
１．第１の偏光板の作製
光拡散シートと反射型偏光子Ａとを粘着剤を介して積層することにより、第１の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
上記第１の偏光板を用いたこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００６９】
＜実施例１４＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１３と同様にして光通信装置を作製した。
【００７０】
＜実施例１５＞
１．第２の偏光板の作製
反射型偏光子Ｂの反射軸とλ／４板Ｂの遅相軸とのなす角度が４５°となるようにして、反射型偏光子Ｂとλ／４板Ｂとを粘着剤を介して積層することにより、第２の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
上記第２の偏光板を用いたこと以外は実施例１３と同様にして光通信装置を作製した。
【００７１】
＜実施例１６＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１５と同様にして光通信装置を作製した。
【００７２】
＜実施例１７＞
反射型偏光子Ａの透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが直交するように信号受信部に上記第２の偏光板を取り付けたこと以外は実施例１５と同様にして光通信装置を作製した。
【００７３】
＜比較例１＞
第１の偏光板および第２の偏光板を用いず、信号送信部に光拡散シートのみを取り付けたこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００７４】
＜比較例２＞
第１の偏光板を用い、第２の偏光板を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００７５】
＜比較例３＞
第１の偏光板を用い、第２の偏光板を用いなかったこと以外は実施例１３と同様にして光通信装置を作製した。
【００７６】
＜比較例４＞
１．第１の偏光板
光拡散シートと保護層付き吸収型偏光子とを粘着剤を介して積層することにより、第１の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
上記第１の偏光板を用い、第２の偏光板を用いなかったこと以外は実施例１と同様にして光通信装置を作製した。
【００７７】
＜比較例５＞
第２の偏光板として反射型偏光子Ｂを用い、吸収型偏光子の透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが平行となるように信号受信部に第２の偏光板を取り付けたこと以外は比較例４と同様にして光通信装置を作製した。
【００７８】
＜比較例６＞
吸収型偏光子の透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に第２の偏光板を取り付けたこと以外は比較例５と同様にして光通信装置を作製した。
【００７９】
＜比較例７＞
吸収型偏光子の透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが直交するように信号受信部に第２の偏光板を取り付けたこと以外は比較例５と同様にして光通信装置を作製した。
【００８０】
＜比較例８＞
１．第２の偏光板の作製
反射型偏光子Ｂの反射軸とλ／４板Ｂの遅相軸とのなす角度が４５°となるようにして、反射型偏光子Ｂとλ／４板Ｂとを粘着剤を介して積層することにより、第２の偏光板を得た。
２．光通信装置の作製
上記第２の偏光板を用いたこと以外は比較例５と同様にして光通信装置を作製した。
【００８１】
＜比較例９＞
吸収型偏光子の透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とのなす角度が４５°となるように信号受信部に反射型偏光子Ｂを取り付けたこと以外は比較例８と同様にして光通信装置を作製した。
【００８２】
＜比較例１０＞
吸収型偏光子の透過軸と反射型偏光子Ｂの透過軸とが直交するように信号受信部に反射型偏光子Ｂを取り付けたこと以外は比較例８と同様にして光通信装置を作製した。
【００８３】
各実施例および比較例の光通信装置、並びに第１および第２の偏光板を、以下の通り評価した。
（１）光通信装置の通信安定性の評価
各実施例および各比較例の光通信装置の信号送信部と信号受信部とを、発光素子と受光素子との間の距離が２ｍとなるように対向配置した。信号受信部の光入射面（第２の偏光板）に対して２０ｃｍ離れた位置から４５°の入射角で光を照射するようにスポット光源（林時計工業株式会社製、製品名「ＬＡ−ＨＤＦ１０８ＡＳ」）を配置した。上記の配置において、信号送信部から信号受信部へ信号を伝送しながら、上記スポット光源を用いて信号受信部に３５３２００ｃｄ／ｍ２の光を照射した。以下の基準で各実施例および各比較例の光通信装置の通信安定性を評価した。結果を表１に示す。
スポット光源からの光照射によって信号送信部から信号受信部への信号伝送が途切れなかった・・・通信安定性は高い（○）
スポット光源からの光照射によって信号送信部から信号受信部への信号伝送が途切れた・・・通信安定性は低い（×）
（２）第１および第２の偏光板を透過する光の輝度
各実施例および各比較例の光通信装置で用いた第１および第２の偏光板を互いに１ｃｍの間隔を空けて対向配置した。第１の偏光板の第２の偏光板とは反対側にＬＥＤ光源を配置し、ＬＥＤ光源の輝度Ｌを、対向配置した上記第１および第２の偏光板を介して輝度計（コニカミノルタ株式会社製、製品名「ＬＳ−１１０」）を用いて測定した。結果を表１に示す。
【表１】
2018082262.tif 000003
【００８４】
表１から明らかなように、信号送信部側の第１の偏光板が反射型偏光子を有する光通信装置は、通信安定性が高い。また、実施例４〜７から明らかなように、反射板の反射率が高いほど、第１および第２の偏光板を透過する光量が高い。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の光通信装置は、光無線通信機能を搭載した電子機器に好適に用いられ得る。本発明の光通信装置は、具体的には、携帯情報端末（ＰＤＡ），携帯電話，デジタルカメラ，携帯ゲーム機などの携帯機器、パソコンモニター，ノートパソコン，コピー機などのＯＡ機器、ビデオカメラ，液晶テレビ，電子レンジなどの家庭用電気機器、商業店舗用インフォメーション用モニターなどの各種用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００８６】
１０      信号送信部
１１      発光素子
２０      信号受信部
２１      受光素子
３０      第１の偏光板
３１      第１の反射型偏光子
３２      第１のλ／４板
４０      第２の偏光板
４１      吸収型偏光子
４２      第２の反射型偏光子
４３      第２のλ／４板
１００    光通信装置
【図１】
2018082262.tif 000004
【図２】
2018082262.tif 000005
【図３】
2018082262.tif 000006
【図４】
2018082262.tif 000007