JP2009507256A - 偏光ビームスプリッタ及びコンバイナ - Google Patents

Abstract

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）及びコンバイナは、ガラスプリズム間に挟まれる、二色性コーティングに隣接する多層複屈折スタックを含む。この構成は、最良の偏光性能を維持しつつ、従来の多層複屈折キューブＰＢＳに関連付けられる反射波歪みを解決する。ＰＢＳ及びコンバイナの適用例は、４ポートＬＣＯＳ結像システムにおいて見られる。ＰＢＳに基づくＬＣＯＳプロジェクション構造も開示する。
【選択図】 図１

Description

関連出願への相互参照

本願は、２００５年９月２日に出願された「A New Hybrid PBS for LCOS Projection」なる名称の米国特許仮出願番号第６０／５９６，１５７号の優先権を主張する。本願はさらに、２００５年９月１４日に出願した「Hybrid PBS for LCOS Projection」なる名称の米国特許仮出願番号第６０／７１７，１３４号の優先権を主張する。

本願は、偏光ビームスプリッタに係り、より具体的には、プロジェクションシステム用の偏光ビームスプリッタ及びコンバイナに係る。

偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、入射光を反対の偏光状態を有する２つのビームに分割するようフロント及びリアプロジェクションシステムにおいて使用される光学素子である。ＰＢＳはさらに、単一のポートから出力されるよう２つのポートからの光を合成するよう使用されてきている。一部のプロジェクションアプリケーションでは、ＰＢＳは、例えば、コロラド州ボルダーにあるカラーリンク社によるＣｏｌｏｒＱｕａｄ（ＴＭ）及びＣＱ３（Ｒ）の構造内に設けられるように、光の分割及び再合成の両方に使用されてきている。このことは、本願に参照として組み込む共通に譲受された米国特許第６，１８３，０９１号及び第６，９６１，１７９号にも記載される。多層複屈折キューブＰＢＳ、マクニール（ＭａｃＮｅｉｌｌｅ）型ＰＢＳ、及びワイヤグリッド偏光子型ＰＢＳを含む様々なＰＢＳが周知である。これらのＰＢＳ及び関連のプロジェクションシステム構造に関する詳細は、M. Robinson、J. Chen及びG. Sharpによる「POLARIZATION ENGINEERING FOR LCD PROJECTION 97-98、Wiley & Sons出版、２００５年（以下、「POLARIZATION ENGINEERING」とする）を参照されたい。この文献は、あらゆる目的で本願に参照として組み込む。

図１は、例示的な多層複屈折キューブ（ＭＢＣ）ＰＢＳ１００を示す。ＭＢＣ ＰＢＳ１００は、一般的に、交互にされる高／低屈折率を有する（即ち、レイヤ２０８及び２１０）多層複屈折スタック２００から形成される。多層複屈折スタック２００は、２つのバルクガラスプリズム１０２、１０４によって挟まれる。ガラスプリズムは、一般的に、ハイインデックスガラスから形成され、例えば、ＰＢＨ５６及びＳＦ５７といったように鉛含有量が高い。

図２は、偏光フィルムから形成される一般的な多層複屈折スタック２００の構造を示す。多層複屈折スタック２００は、共通の光軸を有し、異なる一軸性複屈折材料２０８、２１０が交互にされる交互層を含む。１つの方向では、これらの材料の屈折率は合致し、屈折率ｎを有する。直交方向では、複屈折材料の平面において、複屈折材料２０８及び２１０の屈折率は、それぞれ、ｎ_２及びｎ_１である。多層複屈折スタック２００の構造は均質に見えるので、この方向に沿って偏光される光（例えば、ｓ偏光）は、損失なく透過される。直交方向では、構造は、薄膜多層ミラーの形を取って不均質である（例えば、ｐ偏光について）。

多層複屈折スタック２００に使用されうる偏光フィルム材料は、一般的に、１００乃至８００個の交互のポリマー層２０８、２１０を有しうる。以下に説明する色が特定された実施形態では、層の数は、３００ほどでありうる。熱処理された押出多層ポリマーから形成され、層構造全体は、層２０８及び２１０において必要な複屈折を形成するよう伸張される。このようにして異常光屈折率を制御し、１つの偏光について高い反射力を達成し、一方で正常軸は一致され、それにより、直交偏光の高い透過率がもたらされる。全ての層の光軸は、伸張方向と実質的に平行であり、従って、複合フィルムの光軸とみなすことができる。影響を受けない透過波はこの光軸に対して直角であるので、この偏光子は、事実上、透過時はｏ型偏光子であり、反射時はｅ型偏光子である。

図２の多層複屈折反射偏光材料（多層複屈折スタック）２００をガラスプリズム間に入れることによって、図１に示すような多層複屈折キューブＰＢＳ１００が得られる。多層複屈折スタック２００に関して、光軸の向きが、従来のシート偏光子と同様に、透過偏光及び反射偏光を決定する。これは、原則として、ｓ偏光又はｐ偏光のどちらかの透過を可能にする。

図３Ａ及び図３Ｂは、２つの構成及びそれぞれの光軸を示す。図３Ａは、ｐ偏光３０２を透過し、ｓ偏光３０４を反射するＭＢＣ ＰＢＳ３００を示すブロック図である。多層複屈折スタック２００が直交に配置される別の構成では、図３Ｂは、ｓ偏光３０４を透過し、ｐ偏光３０２を反射するＭＢＣ ＰＢＳ３５０を提供する。図３Ａに示すＭＢＣ ＰＢＳ３００の構成は、Ｖｉｋｕｉｔｉ（ＴＭ）の商標で３Ｍ社から開発販売されている。

マクニール型ＰＢＳではなくＭＢＣ ＰＢＳ１００を使用することには様々な利点がある。このようなＭＢＣ ＰＢＳ１００は、従来のマクニールキューブＰＢＳに関連付けられる幾何学的な偏光軸回転という欠点を有さずに良好なコントラスト及び高い透過率をもたらす。

しかし、不利点は、多層複屈折スタック２００の平面性が低いことによる反射路における波面歪み（front wave distortion）がひどいことである。この制限は、反射像がプロジェクションシステムにおいて適切に伝達されることを妨げるので、従って、例えば、ＣｏｌｏｒＱｕａｄ（ＴＭ）又はＣＱ３（Ｒ）の構造を使用するような光学結像システムといった光学結像システムにおいてＭＢＣ ＰＢＳ１００の４つのポートを使用することを阻止してしまうので不都合である。

図４における変調サブシステム４００のブロック図は、従来のＭＢＣ ＰＢＳ１００及び２つの異なる波長レンジに対する２つのＬＣ変調器１２０、１２２が遭遇する波面歪みを示す。この例では、ｓ偏光１３０は、多層複屈折スタック２００から第１のＬＣパネル１２０に向けて反射する。第１のＬＣパネル１２０は、光１３０を変調して、ｐ偏光１３２を出力ポートに向けて多層複屈折スタック２００内を透過させる。入射ｐ偏光１３４は、第２のＬＣパネル１２２に向けて多層複屈折スタック２００を透過する。第２のＬＣパネル１２２により変調される光は、変調されて、ｓ偏光１３６として多層複屈折スタック２００に向けて反射される。反射路における波面歪みによって、ｓ偏光１３８は、低品質の反射像を与える。従って、ＭＢＣ ＰＢＳ１００は、２つのＬＣ変調パネル１２０、１２２を使用する４ポート変調サブシステム４００における使用には適さない。

ＭＢＣ ＰＢＳ１００のもう１つの性能上の懸念事項は、ポリマー層２００及び周囲のガラス１０２、１０４の両方における応力により誘起される複屈折に関する。任意の固有又は誘起複屈折は、光の偏光状態を変えて、低システムコントラスト及び不均一な画像などといった不均一なシステム性能特性をもたらすので懸念事項である。

ＰＢＳ内の誘起複屈折は、幾つかの条件で発生する。第一に、ガラスの形成による内部応力である。第二に、ガラス素子の接合及び取付けは応力を回避するよう慎重に行われるべきである。最後に、熱誘起複屈折は、細やかなシステム熱管理によって制御されるべきである。誘起複屈折は、温度勾配によるガラスの不均一な膨張、及び、材料の熱係数の不一致からもたらされる。これらの熱的効果が見られる範囲は、ガラスの光弾性定数だけでなく、吸収、熱膨張係数、及びヤング率も関連する。

ＭＢＣ ＰＢＳは、ＳＫ８のような低屈折率であるが高い透過性を有するガラスを使用して深刻な熱応力問題を回避することができる。しかし、この解決策は、広帯域で高入射角のマクニールキューブにはあまり適さない。

発明の概要

複屈折多層キューブＰＢＳの高透過性能は、ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ（Ｒ）波長フィルタに基づく共有ＰＢＳ ＬＣｏＳプロジェクションシステムには常に魅力であってきた。しかし、常に障害となってきたのは、反射波面の歪みがひどいことである。ハイブリッドキューブアプローチの一部として、従来のマクニール型コーティングを多層複屈折スタックに隣接させて組み込むことにより、この問題を解決し且つ高性能な小型プロジェクタ構造を可能にする。

一実施形態では、偏光ビームスプリッタは、二色性コーティングに隣接する多層複屈折スタックを含み、これらは、第１のプリズムと第２のプリズムとの間に挟まれる。多層複屈折スタックは、一軸性ポリマー複屈折材料の層が交互にされる交互層を含みうる。これらの層は、共通の光軸を有する。二色性コーティングは、第２のプリズムの斜面上に被覆される、高屈折率材料の層及び低屈折率材料の層が交互にされる交互層を含みうる。このような実施形態では、多層複屈折スタックは、第１の波長レンジのｓ偏光を反射し、二色性コーティングは、第２の波長レンジのｓ偏光を反射するよう動作可能でありうる。

別の面では、偏光ビームスプリッタは、偏光を選択的に反射及び透過させる光学界面を有する。光学界面は、多層複屈折スタック及び多層複屈折スタックに隣接する二色性コーティングを含む。多層複屈折スタックは、入射ｓ偏光を第１の方向に反射し、入射ｐ偏光を第２の方向に透過させるよう動作可能である。二色性コーティングは、第４の方向（第２の方向と平行であるが反対方向）からのｓ偏光を第３の方向に反射するよう動作可能である。

さらに別の面では、プロジェクションシステムは、第１のＰＢＳ、第２のＰＢＳ、及び第３のＰＢＳを含む。第１のＰＢＳは、多層複屈折スタックと、多層複屈折スタックに隣接する二色性コーティングを含む光学界面を有する。第３のＰＢＳは、第１のＰＢＳ及び第２のＰＢＳからの光を合成し、出力ポートを通して合成光を出力するよう動作可能である。

本願に開示する原理及びその利点をより完全に理解する目的で添付図面と共に以下の説明を参照する。

従来の多層複屈折キューブ（ＭＢＣ）偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を示すブロック図である。

本開示によるスタック複屈折フィルムを示すブロック図である。

ｐ偏光を透過し、ｓ偏光を反射する従来のＭＢＣ ＰＢＳを示すブロック図である。

ｓ偏光を透過し、ｐ偏光を反射する別の従来のＭＢＣ ＰＢＳを示すブロック図である。

従来の多層複屈折キューブＰＢＳ及び２つの異なる波長レンジ用の液晶（ＬＣ）変調器を示すブロック図である。

本開示によるＰＢＳを示すブロック図である。

本開示による、ハイブリッドＰＢＳ及び２つの異なる波長レンジ用のＬＣ変調器を含む変調サブシステムを示すブロック図である。

本開示によるＰＢＳを含む例示的なプロジェクションシステム構造を示すブロック図である。

図５は、上述の懸念事項等に対処するＰＢＳ５００を示すブロック図である。ＰＢＳ５００は、図示するように配置される第１のプリズム５０２、第２のプリズム５０４、多層複屈折スタック５０６、及び二色性コーティング５１２を含む。

多層複屈折スタック５０６は、共通の光軸を有し、高屈折率の一軸性複屈折材料５０８及び低屈折率の一軸性複屈折材料５１０が交互にされる交互層を含む。多層複屈折スタック５０６の構造は、図２の多層複屈折スタック２００を参照して説明した構造と同様である。多層複屈折スタック５０６は、第１のプリズム５０２及び第２のプリズム５０４の間に挟まれ、二色性コーティング５１２に隣接する。

二色性コーティング５１２は、マクニール型偏光子に使用される二色性コーティングと同様であり、高屈折率材料及び低屈折率材料が交互にされる交互層を含む。二色性コーティング５１２は、第２のプリズム５０４の斜辺面上に被覆される。二色性コーティングの材料は、全ての界面においてブルースター（Ｂｒｅｗｓｔｅｒ）の角条件が満たされる、より好適には、以下の式に従って屈折率間でバニング（Ｂａｎｎｉｎｇ）関係を実質的に満足させるよう選択される。

ここでは、ｎ_ｓｕｂは、ガラスプリズム５０２、５０４及び接着層（図示せず）の屈折率であり、ｎ_Ｌは、低屈折率の被覆材料の屈折率であり、ｎ_Ｈは、高屈折率の被覆材料の屈折率である。従来のコーティング材料では、これは、高屈折率ガラスキューブに適している。さらに、高屈折率ガラスは、空気中での入射角はガラス媒体内では圧縮されるので入射角の範囲に亘って偏光性能を維持することを支援する。

図６は、ＰＢＳ５００、第１の変調パネル６２０、及び、第２の変調パネル６２２を含む例示的な変調サブシステム６００を示す略図である。変調パネル６２０及び６２２は、ＬＣｏＳの一種でありうるが、偏光状態を変調する他の変調パネルを用いてもよい。変調サブシステム６００の構造は、２つの変調器ポート６１９及び６２１間で２つの直交偏光波長レンジを分離する。４分の１波長板６２４が、変調器ポート６２１とＬＣ変調パネル６２２の間に配置されて、マクニール偏光子５１２からの偏光軸回転効果を補償しうる。本願に記載する実施形態を参照するに、ＬＣ変調パネルは、ミラー状のオフ状態を作成するのに必要な更なる補償器を含むと想定されるが、これらの補償器は、本開示にはあまり関係がないので本願には説明しない。

多層複屈折スタック５０６及び二色性コーティング５１２は共に、両方の波長レンジのｐ偏光（即ち、光６３２、６３４）を高度に透過するよう設計されるべきであり、このことは、高コントラスト及び高透過率には望ましい。しかし、ｓ偏光（即ち、光６３０、６３６）の反射は、波長レンジによって特定され、多層複屈折スタック５０６は、第１の波長レンジ（例えば、緑）を反射するよう最適化され、二色性コーティング５１２は、第２の波長レンジ（例えば、赤）を反射するよう最適化される。一部の実施形態では、多層複屈折スタック５０６及び二色性コーティング５１２は共に動作して、重なり合う波長レンジ（例えば、黄）のｓ透過を抑制しうる。これは、多層複屈折スタック５０６と二色性コーティング５１２の表面間の任意の多重反射は、一般的に、プロジェクションレンズ（図示せず）の収束から散乱し、失われるからである。

一般的に、従来のＰＢＳでは、ＰＢＨ５６又はＳＦ５７といった高屈折率ガラスが好まれて、それにより、良好な角度性能を実現していた。しかし、ＰＢＳ５００の場合、多層複屈折スタック５０６は、二色性コーティング５１２の角度性能における任意のロールオフを相殺する非常に大きい視野を有する。第１の波長レンジに対して多層複屈折スタック５０６の波長レンジを、第２の波長レンジに対して二色性コーティング５１２の波長レンジを最適化することによって、ガラスプリズム５０２及び５０４の高屈折率要件が下げられうる。このことは、鉛のない又は低鉛含有量の環境にやさしいガラス（例えば、ＳＦ６、ＳＦ１、ＳＦ２、Ｎ−ＢＫ７など）を第１のプリズム５０２及び第２のプリズム５０４に使用し、同時に高性能の光学特性を維持することを潜在的に可能にする。このような低鉛含有量ガラスは、さらに、一般的に製造するのに費用がかからず、大量生産の利点につながる。

動作時、ｓ偏光６３０及びｐ偏光６３４は、第１のプリズム５０２に入る。ｓ偏光６３０は、多層複屈折スタック５０６により第１の変調器ポート６１９に向けて反射される。第１の変調器ポートおいて、第１の補償ＬＣ変調パネル６２０が配置される。第１のＬＣ変調パネル６２０は、第１の波長レンジ光を変調し、この光は、多層複屈折スタック５０６に向けてｐ偏光６３２として反射される。多層複屈折スタック５０６及び二色性コーティング５１２は共に、第１の波長光を、ｐ偏光６３２として出力ポート６３８に向けて透過させる。

第１のプリズム５０２に入るｐ偏光６３４の経路を参照するに、光６３４は、多層複屈折スタック５０６及び二色性コーティング５１２によって第２の変調器ポート６２１に向けて透過される。第２の変調器ポート６２１には、第２の補償ＬＣｏＳパネル６２２が配置され、また、第２の変調器ポート６２１と第２の補償ＬＣｏＳパネル６２２との間には４分の１波長板補償器６２４が配置されうる。同様に、第２のＬＣｏＳパネル６２２は、光６３４の第２の波長レンジを変調し、ｓ偏光である変調光６３６を、二色性コーティング５１２に向けて反射する。二色性コーティング５１２において、ｓ偏光６３６は、出力ポート６３８に向けて反射される。

１つの例示的な実施形態では、第１の波長レンジは、可視スペクトルの緑部分であり、第２の波長レンジは、可視スペクトルの赤部分である。別の実施形態では、第１の波長レンジは、異なる色であってもよく、例えば、可視スペクトルの青部分であり、第２の波長レンジは、可視スペクトルの赤部分でありうる。当業者には、他の実施形態において様々な波長レンジの組み合わせが実現可能であることは明らかであるべきである。

図７は、図６の変調サブシステム６００を使用する例示的なプロジェクションシステム７００を示す。プロジェクションシステム７００は、多層複屈折スタック５０６と多層複屈折スタックに隣接する二色性コーティング５１２との光学界面を有する第１の偏光ビームスプリッタ５００を含む。プロジェクションシステム７００は、さらに、第２のＰＢＳ７２０と、第１のＰＢＳ５００及び第２のＰＢＳ７２０からの光を合成するよう動作し、出力ポート７３２を通るよう光を方向付ける第３のＰＢＳ７３０を含む。一般的に、プロジェクションシステム７００は、コロラド州ボルダーのカラーリンク社によるＣＱ３の構造との類似性を有する。これは、本願に参照として組み込む共通に譲受された米国特許６，９６１，１７９号にも記載される。一実施形態では、第２のＰＢＳ７２０は、ＭＢＣ ＰＢＳでもマクニールＰＢＳでもよいが、ＭＢＣ ＰＢＳの方がより優れた性能を提供する可能性がある。第３のＰＢＳ７３０は、マクニール型ＰＢＳであってよく、第１の、第２の、及び第３の波長レンジの変調光を合成する機能を果たす。なお、第２のＰＢＳ７２０にマクニール型偏光子が使用される場合、４分の１波長板補償器（図示せず）を、ＰＢＳ７２０と第３のＬＣ変調パネル７１５との間に配置して、マクニールＰＢＳの幾何学効果を補償しうる。

ＣＱ３の構造は、偏光に基づいた波長選択性のパッシブスペクトルフィルタ７０６、７０８、７２５を使用する。このようなフィルタは、ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ（Ｒ）フィルタであってよく、これは、１つの色の偏光をその補色に対して選択的に回転し、また、コロラド州ボルダーのカラーリンク社から入手可能である。ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ（Ｒ）フィルタの動作及び技術的な説明は、共に本願に参照として組み込む、共通に譲受された米国特許第５，７５１，３８４号及び第５，９５３，０８３号に記載される。プロジェクションシステム７００はさらに、二色性ミラー７０２及びワイヤグリッド偏光子７０４、７１０、並びに第３の波長レンジ（例えば、青）用の第３のＬＣ変調器７１５をさらに含む。入射光７０１が出射光７４０に対して垂直である「９０度」の構成（図示する）は、入射光７０１が出射光７４０と平行となる「１８０度」の構成に容易に変更可能である。

動作時、ｓ偏光された白色光７０１が、プロジェクションシステム７００に入る。二色性ミラー７０２において、一実施形態では、赤及び緑の色帯からなる光７０３は、第１のＰＢＳ５００に向けて透過され、一方、青色光７０５は、第２のＰＢＳ７２０に向けて反射される。最初に、第１のＰＢＳ５００の動作を参照するに、ワイヤグリッド偏光子７０４は、ｓ偏光７０３を整える。赤−シアン（ＲＣ）ＣｏｌｏｒＳｅｌｅｃｔ（Ｒ）フィルタでありうる波長選択フィルタ７０６は、シアン光（緑を含む）をｓ偏光として透過させ、赤色光の偏光状態を偏光の直交状態（ｐ−偏光）に回転する。従って、一実施形態では、第１の波長レンジは、緑であり（シアンレンジ内に含まれる）、ｓ偏光として透過され、また、第２の波長レンジは赤であり、ｐ偏光に変換される。従って、変調サブシステム６００は、図６の説明に従って動作し、それにより、出力ポート６３８における光は、第３のＰＢＳ７３０と、その出力ポートと第３のＰＢＳとの間に配置される波長選択フィルタ７０８に向けて方向付けられる。この実施形態では、波長選択フィルタ７０８は、マゼンタ／緑（ＭＧ）波長選択フィルタであってよく、このフィルタは、第１の波長レンジ光（即ち、緑）をｐ偏光として通し、一方、第２の波長レンジ（即ち、赤）の偏光状態を回転することを可能にする。

第２のＰＢＳ７２０に向けられるｓ偏光７０５については、ワイヤグリッド偏光子によって、ｓ偏光が境界７２２を第３のＬＣ変調パネル７１５に向けて反射するよう光７０５を整える。第３のＬＣ変調パネル７１５は、第３の波長レンジ（即ち、青）を変調し、変調光７２４は、ｐ偏光であり、第３のＰＢＳ７３０に向けて方向付けられる。波長選択フィルタ７２５が、第２のＰＢＳ７２０と第３のＰＢＳ７３０との間に配置されて、それによりｐ偏光からｓ偏光に偏光の状態を回転しうる。従って、第３の波長レンジ（即ち、青）変調光は、境界７３１において出力ポート７３２に向けて反射される。次に、組み合わされた変調光７４０が、プロジェクションレンズ（図示せず）に向けて方向付けられうる。

他の実施形態は、上述の実施形態の変形を含みうる。例えば、別の実施形態では、赤及び青のＬＣ変調パネルをＰＢＳ５００の出力ポートに配置し、緑変調ポートを第２のＰＢＳ７２０に配置して離してもよい。別の実施形態では、共通に譲受された米国特許出願番号第１１／３６７，９５６号（「Four Panel Projection System」なる名称）の教示内容に従って、４つのＬＣ変調パネル（例えば、赤、緑、青、及び黄の波長レンジ用）を使用してもよい。この特許出願は、本願に参照として組み込む。このような実施形態では、変調サブシステム６００といった変調サブシステムが、変調サブシステム６００及びＰＢＳ７２０が位置付けられる場所に位置付けられる。さらに、そのような実施形態は、各ポートの各波長レンジに対して最適にされた反射性境界を供給する。当業者は理解するように、本願における教示内容は、教示内容の精神又は本質的な特徴から逸脱することなく他の特定形式に具現化可能である。ここに開示する実施例は、従って、あらゆる点において例示的にすぎず、限定的に解釈すべきではない。本発明の範囲は、上述の説明ではなく請求項により示され、請求項の等価物の意味及び範囲内となる全ての変更は、請求項に包含されることを意図する。

さらに、セクションのタイトルは３７Ｃ．Ｆ．Ｒ．§１．７７下の提案に従う又は体系付けるために設けたものである。これらのタイトルは、この開示内容から派生しうる任意の請求項における発明を限定又は特徴付けるものではない。具体的且つ例示的に、「技術分野」とのタイトルがあるが、請求項は、いわゆる技術分野を説明するためにこのタイトル下で選択した用語に限定されるべきではない。さらに、「背景技術」における技術の説明は、本開示における任意の発明に対してその技術は先行技術であることを認めていると解釈すべきではない。同様に「発明の概要」も、本願の請求項に記載する発明の特徴として解釈すべきではない。さらに、本開示における単数での「発明」との言及は、本開示において一点にしか新規性がないと解釈する根拠に用いるべきではない。本開示に関連付けられる複数の請求項の限定に従って複数の発明を提供し、また、請求項もそのように発明及びその等価物を定義し、従って、保護される。いずれにせよ、請求項の範囲は、明細書を鑑みてその実体により考慮されるべきであり、本願に記載するタイトルによって制限されるべきではない。

Claims (20)

1. 光が入射する一の第１の面と、当該第１の面と鋭角をなす一の第２の面とを含む一の第１のプリズムと、
   前記第１のプリズムの前記第２の面に面するよう配置される一の第２のプリズムと、
   前記第１のプリズムの前記第２の面に隣接する一の多層複屈折スタックと、
   前記多層複屈折スタックと前記第２のプリズムとの間の一の二色性コーティングと、
   を含む、偏光ビームスプリッタ。
2. 前記多層複屈折スタックは、一軸性ポリマー複屈折材料の層が交互にされる複数の交互層を含み、
   前記複数の交互層は、一の共通光軸を有する、請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ。
3. 前記二色性コーティングは、前記第１のプリズムの前記第２の面に面する前記第２のプリズムの一の面上に被覆される、高屈折率材料の層及び低屈折率材料の層が交互にされる複数の交互層を含む、請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ。
4. 前記多層複屈折スタックは、第１の波長レンジのｓ偏光を反射するよう動作可能であり、
   前記二色性コーティングは、第２の波長レンジのｓ偏光を反射するよう動作可能である、請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ。
5. 前記第１の波長レンジは、可視スペクトルの緑部分を表し、
   前記第２の波長レンジは、可視スペクトルの赤部分を表す、請求項４に記載の偏光ビームスプリッタ。
6. 前記第１の波長レンジは、可視スペクトルの青部分を表し、
   前記第２の波長レンジは、可視スペクトルの赤部分を表す、請求項４に記載の偏光ビームスプリッタ。
7. 前記多層複屈折スタックは、第１の波長レンジのｓ偏光を反射するよう最適化される、請求項２に記載の偏光ビームスプリッタ。
8. 前記二色性コーティングは、第２の波長レンジのｓ偏光を反射するよう最適化される、請求項３に記載の偏光ビームスプリッタ。
9. 前記第１のプリズム及び前記第２のプリズムは、低鉛含有量のガラスを含む、請求項１に記載の偏光ビームスプリッタ。
10. 前記低鉛含有量のガラスは、０．２ｎｍ／ｃｍ／１０^５Ｐａより大きい光弾性定数を有する、請求項９に記載の偏光ビームスプリッタ。
11. 前記多層複屈折スタック及び前記二色性コーティングは、組み合わせで、第３の波長レンジにおけるｓ偏光を抑制するよう動作可能である、請求項５に記載の偏光ビームスプリッタ。
12. 前記第３の波長レンジは、可視スペクトルの黄部分を表す、請求項１１に記載の偏光ビームスプリッタ。
13. 偏光を選択的に反射及び透過する一の光学界面を有する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、
    前記光学界面は、
    一の多層複屈折スタックと、
    前記多層複屈折スタックに隣接する一の二色性コーティングと、
    を含み、
    前記多層複屈折スタックは、入射ｓ偏光を第１の方向に反射し、入射ｐ偏光を第２の方向に透過するよう動作可能であり、
    前記二色性コーティングは、ｓ偏光を第３の方向に反射するよう動作可能である、ＰＢＳ。
14. 一の第１のガラスプリズムと、
    一の第２のガラスプリズムと、
    をさらに含み、
    前記第１のガラスプリズム及び前記第２のガラスプリズムは、前記多層複屈折スタック及び前記二色性コーティングを挟む、請求項１３に記載のＰＢＳ。
15. 前記第１のガラスプリズム及び前記第２のガラスプリズムは、低鉛含有量のガラスを含む、請求項１４に記載のＰＢＳ。
16. 一の光学界面を有する一の第１の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）と、
    一の第２のＰＢＳと、
    前記第１のＰＢＳ及び前記第２のＰＢＳからの光を合成し、当該合成光を一の出力ポートを通り出力させるよう動作可能な一の第３のＰＢＳと、
    を含み、
    前記光学界面は、一の多層複屈折スタックと、当該多層複屈折スタックに隣接する一の二色性コーティングとを含む、プロジェクションシステム。
17. 前記多層複屈折スタックは、第１の偏光状態を有する入射光を一の第１の変調パネルに向けて反射し、第２の偏光状態を有する入射光を一の第２の変調パネルに向けて透過させるよう動作可能であり、
    前記第１の偏光状態は、前記第２の偏光状態に対して直角であり、
    前記二色性コーティングは、前記第２の変調パネルからの第１の偏光状態の光を一の出力ポートに向けて反射するよう動作可能である、請求項１６に記載のプロジェクションシステム。
18. 前記第２のＰＢＳは、二色性ＰＢＳ及び多層複屈折スタックＰＢＳのいずれかである、請求項１６に記載のプロジェクションシステム。
19. 前記第３のＰＢＳは、二色性ＰＢＳである、請求項１６に記載のプロジェクションシステム。
20. 前記第２のＰＢＳの一のポートに位置付けられる一の第３の変調パネルをさらに含み、
    前記第１の変調パネルは、緑光を変調するよう動作可能であり、
    前記第２の変調パネルは、赤光を変調するよう動作可能であり、
    前記第３の変調パネルは、青光を変調するよう動作可能である、請求項１７に記載のプロジェクションシステム。

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