本发明涉及具备各向异性衍射光栅的偏振摄像装置。
背景技术：
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，在本发明以前存在若干先例。
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).
技术实现要素：
发明要解决的问题
于是，本发明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
本发明人等发现了以下的发明。
＜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。)。
＜11＞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(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；
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；
l表示1～12的整数；
m表示0～2的整数，m1、m2表示1～3的整数；
n表示0～12的整数(其中，在n＝0时b为单键)；
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)。
＜12＞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(11)～(13)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-；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数，m1表示1～3的整数；
r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，或者r表示羟基或碳数1～6的烷氧基)。
＜13＞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下述式(14)或(15)所示的光反应性侧链的光反应性高分子
(式中，a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；
l表示1～12的整数，m1、m2表示1～3的整数)。
＜14＞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下述式(16)或(17)所示的光反应性侧链的光反应性高分子(式中，a表示单键、-o-、-ch2-、-coo-、-oco-、-conh-、-nh-co-、-ch＝ch-co-o-、或-o-co-ch＝ch-；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数)。
＜15＞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(18)或(19)组成的组中的任1种感光性侧链的光反应性高分子
(式中，a、b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；
q1和q2中的一者为1且另一者为0；
l表示1～12的整数，m1、m2表示1～3的整数；
r1表示氢原子、-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)。
＜16＞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下述式(20)所示的光反应性侧链的光反应性高分子
(式中，a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；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数)。
发明的效果
根据本发明，能够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。
附图说明
图1示出多重记录各向异性衍射光栅的示意图。
图2为基于pl光栅的衍射特性示出ia±、ib±、ic±对于入射偏振光的振幅比角ψ的依赖性的图。
图3为说明本发明的偏振摄像装置的概要的图。
图4为说明实施例中使用的偏振摄像装置的构成的图。
图5为使用墨绿彩丽金龟(mimelasplendens)作为被拍摄物体，使用实施例中使用的偏振摄像装置进行成像测量的结果的图像。
图6示出通过图像处理从图5中得到的图像中提取-1阶光分量(i-1)和 1阶光分量(i 1)的像，并实施差量计算而求出的s3的成像图像。
具体实施方式
＜偏振摄像装置＞
本申请提供具备各向异性衍射光栅的偏振摄像装置。
电磁波的电场矢量的轨迹发生偏移的性质即“偏振”作为电磁波所具有的一个特性而被广泛利用。电磁波与物质发生相互作用(反射·散射·吸收等)时，电磁波的偏振状态变化，该偏振变化中包含物质特有的各种各样的信息。即，通过测定被拍摄物体的偏振特性，能够非接触·非破坏地调查物质特有的信息。本申请的偏振摄像装置能够利用快照对来自被拍摄物体的散射光的斯托克斯参数(描述偏振状态的参数)的空间分布进行成像测量。
本申请的偏振摄像装置具有：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。
需要说明的是，从被拍摄物体侧起依次配置透镜元件、各向异性衍射光栅元件、以及受光元件是较好的。也可以根据需要配置上述元件以外的其他元件。
＜各向异性衍射光栅元件＞
本申请的偏振摄像装置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。在以下说明使用了该各向异性衍射光栅元件的斯托克斯参数测定的原理。
电磁波的偏振状态可以用由4个要素组成的斯托克斯矢量(s0，s1，s2，s3)表示。
此处，s0表示全光强度、s1表示0deg线偏振光分量与90deg线偏振光分量之差、s2表示45deg线偏振光分量与-45deg线偏振光分量之差、s3表示右旋圆偏振光分量与左旋圆偏振光分量之差，称为斯托克斯参数。
将0deg线偏振光分量与90deg线偏振光分量之间的振幅比角和相位差分别设为ψ和δ时，各斯托克斯参数由下述式(1)定义。
由从被拍摄物体反射·散射·透射而来的光的强度信息求出这4个要素，从而能够明确被拍摄物体的偏振特性。
本申请的偏振摄像装置的特征在于，能够通过1次图像获取而成像测量这些斯托克斯参数。本装置的偏振检测的原理基于周期性地调制了光学各向异性的各向异性衍射光栅元件。
在针对装置的构成等进行说明之前，针对通过偏振全息图记录而制作的各向异性衍射光栅的衍射特性进行说明。
通常，在具有偏振敏感性的记录材料中，根据照射偏振光的偏振方位和偏振光椭圆率来记录光学各向异性的方位和双折射的大小。现在，考虑对振幅彼此相等的2个0deg线偏振光(即p偏振光)赋予一定的交叉角而使其干涉，将形成的光电场照射到偏振记录材料(本申请中，在没有特别说明的情况下，将该情况称为pl干涉(平行线偏振干涉；parallellinearpolarizationinterference))。此时，若假定诱导的各向异性的大小与光强度成正比，则表示诱导的各向异性分布的jones矩阵用下述式(2)表示。此处，δγ＝πδnd/λ，δn为偏振诱导双折射的最大值，d为记录材料的膜厚，λ为被衍射光的波长。
此处，将式(2)进行傅立叶级数展开时，贡献于±1阶的衍射的jones矩阵分量用下述式(3)表示。此处，将入射光的jones矢量定义为下述式(4)时，使用下述式(3)以及(4)，求出由下述式(5)表示的ipl±作为±1阶的衍射光的强度。
因此，可知通过pl记录而形成的各向异性光栅的衍射光强度高度依赖于入射光的振幅比角ψ。后文中，在本申请中没有特别说明的情况下，将该光栅称为pl光栅。
接着，考虑使振幅彼此相等的反向旋转的圆偏振光干涉并照射到偏振记录材料(本申请中，在没有特别说明的情况下，将该情况称为oc干涉(正交圆偏振c干涉；orthogonalcircularpolarizationinterference))。oc干涉的情况下，通过记录而形成的各向异性分布的jones矩阵可以用下述式(6)表示。
另外，将式(6)展开而能得到下述式(7)，由式(7)与pl记录的情况同样地求出相对于式(4)所给出的入射偏光的衍射光的强度时，求出下述式(8)所示的toc±。
因此，可知通过oc干涉所记录的oc记录而形成的各向异性光栅的衍射光强度依赖于入射光的相位差。后文中，为了简便，将该光栅称为oc光栅。
如上所述，通过偏振全息图记录而形成在偏振记录材料中的各向异性衍射光栅表现出依赖于入射偏振状态的衍射特性。因此，能够将入射光的偏振信息以强度信息的形式在空间上分离。因此，能够由各衍射阶次光的强度信息导出斯托克斯参数的值。作为一例，概要性说明具有不同格矢的4个各向异性衍射光栅重叠(overwrite)而成的斯托克斯参数检测元件。
将衍射光栅的示意图示于图1。
该各向异性衍射光栅在偏振记录材料内多重记录有4个光栅a、b、c、d。其中，a、b、c为pl光栅，d为oc光栅，以各自的格矢彼此成45度的角度的方式配置。此处，假定各光栅在记录材料中独立形成，将在对该膜垂直入射经偏振的光的情况下在屏幕上观测到的±1阶的衍射光的强度定义为im 和im-。需要说明的是，m＝a,b,c,d，ia 表示相对于光栅a的 1阶光的强度。
此处，由上述式(5)可知，与pl光栅对应的ia±、ib±、ic±依赖于入射光的振幅比角ψ而成正弦变化。另外，根据m式(5)，pl光栅的情况下，±1阶的衍射光强度相等，而不依赖于入射光的偏振状态，因此ia ＝ia-＝ia、ib ＝ib-＝ib、ic ＝ic-＝ic成立。
另一方面，根据式(8)，与oc光栅对应的id±依赖于入射光的相位差δ而振动。
如上，关于斯托克斯参数之中的s0、s1、s3，由式(1)求出下述式(9)。此处，apl和aoc为比例常数。
另一方面，由式(1)求出下述式(10)以及(11)。
即，能够由s1的信息求出振幅比角ψ的绝对值，能够由s3的信息求出相位差δ。
此处，基于pl光栅的衍射特性，将ia±、ib±、ic±对于入射偏振光的振幅比角ψ的依赖性示于图2。
由图2可知，在ib＞(ia ic)/2时，振幅比角为ψ＜0，在ib＜(ia ic)/2时，振幅比角为ψ＞0。
即，能够由ib的大小求出振幅比角ψ的符号。进而，将所得的振幅比角ψ和相位差δ代入上述式(1)，从而求出s2。因此，能够由来自图1的各向异性衍射光栅的衍射光ia、ib、ic、id±求出入射光的斯托克斯参数的全部要素。需要说明的是，只要得到斯托克斯参数的导出所需的强度信息，则即使是与图1的各向异性衍射光栅不同的各向异性图案，也能够测定斯托克斯参数。
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。
另外，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而在空间上分离并转化为强度信息的各向异性衍射光栅。进而，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。对于pl光栅、oc光栅，±1阶光的衍射效率最好的理想的相位差分别由上述式(5)和(8)求出。
具体而言，oc光栅的情况下，较好的是，为5％以上的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为0.448 2πm～5.82 2πm(m：自然数)的范围，优选为50％以上的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为1.57 2πm～4.71 2πm(m：自然数)的范围，理想的是100％的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为3.14 2πm(m：自然数)。
另外，pl光栅的情况下，较好的是，为5％以上的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为0.916～6.58、9.70～12.4、15.8～18.3、22.8～24.0的范围，优选为15％以上的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为1.69～5.72的范围，理想的是33.8％的衍射效率、即相位差(δ＝2πδnd/λ)为3.68。
各向异性衍射光栅元件可以如下制备。
即，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。
另外，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。此时，需要使由在光反应性高分子膜中形成的衍射图案得到的±1阶光的衍射效率良好，因此光反应性高分子膜中使用的光反应性高分子较好的是，能够利用所需偏振光的干涉曝光而诱导大的相位差、具体而言诱导上述范围的相位差的高分子。
各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅是较好的，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。
另外，各向异性衍射光栅元件包含如下的各向异性衍射光栅是较好的，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。
＜＜第一透明基体层和第二透明基体层＞＞
第一透明基体层和第二透明基体层由透明基体形成。
作为透明基体，取决于作为偏振摄像装置使用的特性，可以使用例如玻璃；亚克力、聚碳酸酯等塑料等。例如，作为透明基体，具有透过偏振紫外线的特性是较好的。
＜＜(b)低分子液晶层＞＞
此处，b)低分子液晶层中所含的低分子液晶可以使用以往用于液晶表示元件等的向列液晶、铁电液晶等。
具体而言，作为低分子液晶，可列举出4-氰基-4’-正戊基联苯、4-氰基-4’-正庚氧基联苯等氰基联苯类；胆甾醇乙酸酯、胆甾醇苯甲酸酯等胆甾醇酯类；4-羧苯基乙基碳酸酯、4-羧苯基正丁基碳酸酯等碳酸酯类；苯甲酸苯酯、邻苯二甲酸联苯酯等苯酯类；亚苄基-2-萘胺、4’-正丁氧基亚苄基-4-乙酰苯胺等希夫碱类；n,n’-双亚苄基联苯胺、对二茴香基联苯胺(p-dianisalbenzidine)等联苯胺类；4,4’-氧化偶氮茴香醚、4,4’-二正丁氧基氧化偶氮苯等氧化偶氮苯类；以下具体示出的苯基环己基系、三联苯系、苯基二环己基系等的液晶；等，但不限定于这些。
需要说明的是，采用如下的各向异性衍射光栅是较好的，即，所述各向异性衍射光栅通过将所需偏振光对上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。
＜＜光反应性高分子膜＞＞
较好的是，上述光反应性高分子膜具有光反应性高分子而形成，所述光反应性高分子具有发生选自由(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。
需要说明的是，本说明书中，光反应性是指，发生(a-1)光交联或(a-2)光异构化中的任一反应、以及这两种反应的性质。
光反应性高分子优选具有发生(a-1)光交联反应的侧链是较好的。
关于光反应性高分子，i)为在规定的温度范围内表现出液晶性的高分子，且为具有光反应性侧链的高分子。
关于光反应性高分子，较好的是，ii)利用250nm～450nm的波长范围的光发生反应、且在50～300℃的温度范围内表现出液晶性。
关于光反应性高分子，优选的是，iii)具有对250nm～450nm的波长范围的光、特别是偏振紫外线发生反应的光反应性侧链。
关于光反应性高分子，优选的是，iv)为了在50～300℃的温度范围内表现出液晶性而具有液晶原基团。
光反应性高分子如上所述具有具备光反应性的光反应性侧链。该侧链的结构没有特别限定，具有发生上述(a-1)和/或(a-2)所示的反应的结构，优选具有发生(a-1)光交联反应的结构。发生(a-1)光交联反应的结构在如下方面优选：即使其反应后的结构暴露于热等外部应力，也能够长期稳定地保持光反应性高分子的取向性。
光反应性高分子的侧链的结构具有刚直的液晶原成分时，由于液晶的取向稳定，故而优选。
作为液晶原成分，可列举出联苯基、三联苯基、苯基环己基、苯甲酸苯酯基、偶氮苯基等，但不限定于这些。
作为光反应性高分子的主链的结构，例如可列举出选自由烃、(甲基)丙烯酸酯、衣康酸酯、富马酸酯、马来酸酯、α-亚甲基-γ-丁内酯、苯乙烯、乙烯基、马来酰亚胺、降冰片烯等的自由基聚合性基团和硅氧烷组成的组中的至少1种，但不限定于此。
另外，作为光反应性高分子的侧链，优选为包含下述式(1)～(6)中的至少1种的侧链。
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。
侧链为选自由下述式(7)～(10)组成的组中的任1种光反应性侧链是较好的。
式中，a、b、d、y1、x、y2、以及r具有与上述相同的定义；
l表示1～12的整数；
m表示0～2的整数，m1、m2表示1～3的整数；
n表示0～12的整数(其中，在n＝0时b为单键)。
侧链为选自由下述式(11)～(13)组成的组中的任1种光反应性侧链是较好的。
式中，a、x、l、m、m1以及r具有与上述相同的定义。
侧链为下述式(14)或(15)所示的光反应性侧链是较好的。
式中，a、y1、l、m1以及m2具有与上述相同的定义。
侧链为下述式(16)或(17)所示的光反应性侧链是较好的。
式中，a、x、l以及m具有与上述相同的定义。
侧链为下述式(18)或(19)所示的光反应性侧链是较好的。
(式中，a、b、y1、r1具有与上述相同的定义。
q1和q2中的一者为1且另一者为0；
l表示1～12的整数，m1、m2表示1～3的整数；
侧链为下述式(20)所示的光反应性侧链是较好的。
式中，a、y1、x、l以及m具有与上述相同的定义。
另外，作为形成光反应性高分子膜的成分，可以具有具备选自由下述式(21)～(31)组成的组中的任1种液晶性侧链的高分子。例如，形成光反应性高分子膜的上述高分子的光反应性侧链不具有液晶性的情况下，或形成光反应性高分子膜的上述高分子的主链不具有液晶性的情况下，形成光反应性高分子膜的成分具有选自由下述式(21)～(31)组成的组中的任1种液晶性侧链是较好的。
式中，a、b、q1以及q2具有与上述相同的定义；
y3为选自由1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环、以及碳数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、卤素基团、碳数1～5的烷基、或碳数1～5的烷氧基取代；
r3表示氢原子、-no2、-cn、-ch＝c(cn)2、-ch＝ch-cn、卤素基团、1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环、碳数5～8的脂环式烃、碳数1～12的烷基、或碳数1～12的烷氧基；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数，其中，在式(23)～(24)中，全部m的合计为2以上，在式(25)～(26)中，全部m的合计为1以上，m1、m2和m3各自独立地表示1～3的整数；
r2表示氢原子、-no2、-cn、卤素基团、1价的苯环、萘环、联苯环、呋喃环、含氮杂环、以及碳数5～8的脂环式烃、以及烷基、或烷氧基；
z1、z2表示单键、-co-、-ch2o-、-ch＝n-、-cf2-。
＜＜光反应性高分子膜的制法＞＞
上述的光反应性高分子膜可以如下获得：通过使具有上述光反应性侧链的光反应性侧链单体聚合，根据情况使该光反应性侧链单体与具有上述液晶性侧链的单体共聚，从而获得。例如，可以通过参照wo2017/061536号公报(该公报的内容全部通过参照而被引入本申请)的[0062]～[0090]从而制造。
＜透镜元件＞
本发明的偏振摄像装置具有透镜元件。该透镜元件只要具有在后述受光元件进行成像的作用，就没有特别限定。
＜受光元件＞
本发明的偏振摄像装置具有受光元件。该受光元件只要可以由成像所得的数据求出上述s0～s3，就没有特别限定。
使用附图说明本发明的偏振摄像装置。
图3为说明本发明的偏振摄像装置的概要的图。
本发明的偏振摄像装置是具有成像透镜、彩色滤光片、各向异性衍射光栅、受光元件阵列而成的。
使成像透镜与受光元件阵列的配置距离可变，以使能够进行焦点调整。
各向异性衍射光栅的衍射角伴有波长依赖性，因此对于白色光会发生因角色散而图像模糊的问题。因此，插入彩色滤光片而降低了色散的影响。根据观测波长使延迟最佳化了的各向异性衍射光栅与对应的频带的干涉滤光片组合使用。
通过导入成像部(成像透镜、受光元件阵列)，从而能够不限定于点测量地进行成像测量。
通常为了求出斯托克斯参数，使用测定式(1)中的0deg线偏振光分量、90deg线偏振光分量、45deg线偏振光分量、-45deg线偏振光分量、右旋圆偏振光分量、左旋圆偏振光分量的各光强度的方法、旋转移相器法等傅立叶分析法。但是，这些方法在原理上需要多次测定，因此不适合于状态随时间发生变化的被拍摄物体的测定。
与此相对，本发明的偏振摄像装置通过将斯托克斯参数的测量所需的信息在空间上分离，以强度信息的形式一次性获取，从而能够进行利用快照的偏振成像测量。即，特征在于，即使是动态的被测定对象也能够测定。另外，还有一个特征在于，包括衍射光栅在内，不需要昂贵的光学元件，因此廉价。
关于本发明的偏振摄像装置，无论是动态的被测定对象还是静态的被测定对象都能二维测定，因此能够应用于各种领域。例如，可列举出医疗领域、汽车的自动驾驶技术领域、安全性领域等，但不限定于这些。
以下，对于本发明，使用实施例进行具体说明，但本发明并不仅限定于该实施例。
实施例
＜各向异性衍射光栅的制作＞
作为记录材料，使用了下述式所示的光交联性高分子液晶(4-(4-甲氧基肉桂酰氧基)联苯侧基；4-(4-methoxycinnamoyloxy)biphenylsidegroups(p6cb))。
将p6cb溶解于二氯甲烷，以膜厚成为300nm的方式旋涂到玻璃基板上。
准备2张涂布有p6cb薄膜的玻璃基板，使p6cb薄膜侧相对地粘在一起，从而制作空的单元。对于制作的空单元，使由he-cd激光器射出的波长325nm的紫外激光边进行oc干涉边以600mj/cm2的曝光能量照射。在照射后在150℃的烘箱中进行15分钟热处理，在热处理后将低分子液晶5cb(4-氰基-4’-戊基联苯；4-cyano-4'-pentylbiphenyl)注入到单元内，制作单元型的oc光栅。制作的各向异性衍射光栅的直径为8mm。
＜偏振摄像装置的制作＞
根据图3所示的偏振摄像装置的示意图，制作偏振摄像装置。
具体而言，如图4所示，偏振摄像装置以从被拍摄物体起依次为成像透镜、干涉滤光片(throrlabs公司制fl532-3(中心波长532nm)、上述得到的各向异性衍射光栅、以及受光元件的方式配置。需要说明的是，使用市售相机(sony公司制ilce6000s)作为受光元件，成像透镜、干涉滤光片、以及各向异性衍射光栅以包装成测量系统、能够安装于该市售相机的方式设计。
＜成像测量＞
本实施例中，使用表现出对于圆偏振光的选择反射特性的墨绿彩丽金龟作为被拍摄物体，进行成像测量。将其图像示于图5。
由图5可见，得到了3个图像点。左起依次相当于oc光栅的-1阶光、0次光、 1阶光分量。其中，-1阶光和 1阶光分量表示左旋圆偏振光分量和右旋圆偏振光分量的二维分布。
通过图像处理来提取-1阶光分量(i-1)和 1阶光分量(i 1)的像，基于下述数式实施差量计算，将由此求出的s3的成像图像示于图6。
s3＝(i 1-i-1)/(i 1 i-1)
由图6可知，得到了沿着墨绿彩丽金龟的外形的s3的空间分布。由该图像可知，对墨绿彩丽金龟进行反射·散射而得到的光主要包含左旋圆偏振光。这是与公知的墨绿彩丽金龟的圆偏振光的选择反射特性一致的结果。
因此，实际验证了通过本发明的偏振摄像装置能够利用快照对斯托克斯参数的空间分布进行成像测量。
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.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、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；
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；
l表示1～12的整数；
m表示0～2的整数，m1、m2表示1～3的整数；
n表示0～12的整数，其中，在n＝0时b为单键；
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，
11.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(11)～(13)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-；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数，m1表示1～3的整数；
r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、-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，或者r表示羟基或碳数1～6的烷氧基，其中，r0表示氢原子或碳数1～5的烷基，
12.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下述式(14)或(15)所示的光反应性侧链的光反应性高分子，
式中，a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各自独立地任选被-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；
l表示1～12的整数，m1、m2表示1～3的整数，
13.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下述式(16)或(17)所示的光反应性侧链的光反应性高分子，
式中，a表示单键、-o-、-ch2-、-coo-、-oco-、-conh-、-nh-co-、-ch＝ch-co-o-、或-o-co-ch＝ch-；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数，
14.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(18)或(19)组成的组中的任1种感光性侧链的光反应性高分子，
式中，a、b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各自独立地任选被-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；
q1和q2中的一者为1且另一者为0；
l表示1～12的整数，m1、m2表示1～3的整数；
r1表示氢原子、-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，
15.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下述式(20)所示的光反应性侧链的光反应性高分子，
式中，a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各自独立地任选被-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，式中，r0表示氢原子或碳数1～5的烷基；
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；
l表示1～12的整数，m表示0～2的整数，
