JP2023113784A - 光学構成要素及び光学システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】湾曲した第１の主表面を有する第１の光学素子と、第１の光学素子の湾曲した第１の主表面に接合され、それに適合する光学積層体とを含む光学システムが説明される。光学積層体は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、反射型偏光子と、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層とを含む。非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約５５０ｎｍの波長で、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する。【効果】反射型偏光子を、例えば、より高いサグ対直径比に湾曲させることができ、形成プロセスに現れる欠陥を伴わずに好適な性能を維持することができる。【選択図】図１

Description

反射型偏光子は、様々な光学システムで使用される。いくつかの光学システムは、レンズの表面上に配置された反射型偏光子を利用する。他の光学システムは、２つのプリズムの間に配置された反射型偏光子を含む偏光ビームスプリッタを含む。

本明細書のいくつかの態様では、湾曲した第１の主表面を備える第１の光学素子と、第１の光学素子の湾曲した第１の主表面に接合され、それに適合する光学積層体とを含む光学システムが提供される。光学積層体は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を含む非接着性可撓性光学層とを含む。非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約５５０ｎｍの波長において、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する。

本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を備える第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を備える第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配置され、第１の斜辺及び第２の斜辺に接着された光学積層体とを含む偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学積層体は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層と、反射型偏光子と非接着性可撓性光学層との間に配置され、それらを接合する接着層とを含む。非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する。

本明細書のいくつかの態様では、少なくとも一方向に屈折力を有する第１の光学レンズと、第１の光学レンズに接着された光学積層体とを含むレンズアセンブリが提供される。光学積層体は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層と、反射型偏光子と非接着性可撓性光学層との間に配置され、それらを接合する接着層とを含む。非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する。

本明細書のいくつかの態様では、少なくとも一方向における屈折力、及び湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、第１の光学レンズの第１の主表面に接着された一体的に形成された反射型偏光子とを含むレンズアセンブリが提供される。一体的に形成された反射型偏光子は、複数の干渉層を含み、各干渉層は主に光学干渉によって光を反射又は透過する。少なくとも１つの干渉層は、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向される。反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。第１の主表面は、最大投影寸法Ｄ及び対応する最大サグ（sag）Ｓを有する活性領域を備え、ここで、Ｓ／Ｄ≧０．０３である。反射型偏光子の平均厚さは、約５０マイクロメートルより大きい。

本明細書のいくつかの態様では、複数の干渉層及び少なくとも１つの非干渉層を含む光学フィルムが提供される。各干渉層は、主に光学干渉によって光を反射又は透過する。少なくとも１つの非干渉層は、複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない。複数の干渉層の平均総厚は、約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである。少なくとも１つの非干渉層の平均総厚は、約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである。所定の波長範囲における実質的な垂直入射光に対して、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

本明細書のいくつかの態様では、一体的に形成された反射型偏光子と、反射型偏光子の最も外側の湾曲した主表面に直接形成され、それに適合する光学素子とを含む反射型偏光子アセンブリが提供される。

一体的に形成された反射型偏光子は、約５０マイクロメートルより大きい平均厚さを有し、複数の干渉層を含み、各干渉層は主に光学干渉によって光を反射又は透過する。少なくとも１つの干渉層は、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向される。一体的に形成された反射型偏光子が、最も外側の湾曲した主表面を有する。

本明細書のいくつかの態様では、少なくとも一方向における屈折力、及び望ましくない特性を有する湾曲した第１の主表面を有する第１の光学レンズと、反対向きの最も外側の第１及び第２の主表面を有する一体的に形成された反射型偏光子と、一体的に形成された反射型偏光子の第１の主表面を、第１の光学レンズの第１の主表面に接合する接着層とを含むレンズアセンブリが提供される。一体的に形成された反射型偏光子は、複数の干渉層を含み、各干渉層は主に光学干渉によって光を反射又は透過する。接合は、第１の光学レンズの第１の主表面の望ましくない無特性を補償する。一体的に形成された反射型偏光子の最も外側の第２の表面は、所望の特性を有する。

本明細書のいくつかの態様では、少なくとも一方向においてゼロより大きい屈折力を有する少なくとも１つのレンズと、所定の波長範囲において実質的な垂直入射光に対して少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、所定の波長範囲において第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、所定の波長範囲において直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子とを含む光学システムが提供される。光学システムは、光軸を有する。光軸に沿って伝搬する光線は、実質的に屈折することなく、少なくとも１つのレンズ、部分反射体、及び反射型偏光子を通過する。第２の偏光状態と所定の波長範囲における波長とを有する光の入射円錐であって、光軸を中心として約１００°～約１６０°の全円錐角を有する光の入射円錐の場合、入射光は、第１の偏光状態を有する第１の光成分と、第２の偏光状態を有する第２の光成分とを有して光学システムから出射する。第１の光成分の平均強度と、第２の光成分の平均強度との比は、約１００より大きい。

光学構成要素の概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 光学構成要素の概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 光学構成要素の概略断面図である。 偏光ビームスプリッタの概略断面図である。 偏光ビームスプリッタの概略断面図である。 光学システムの概略断面図である。 一体的に形成された反射型偏光子の概略断面図である。 光学フィルムの概略断面図である。 光学フィルムの概略断面図である。 反射型偏光子の層番号の関数としての層厚の概略図である。 ２つの干渉層のパケットを含む反射型偏光子の層厚対層番号のプロットである。 ２つの干渉層のパケットを含む反射型偏光子の層厚対層番号のプロットである。 レンズアセンブリの概略断面図である。 レンズアセンブリの概略断面図である。 反射型偏光子の透過の概略プロットである。 反射型偏光子の反射の概略プロットである。 反射型偏光子の吸光度の概略プロットである。 光学素子の概略断面図である。

以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも正確な比率の縮尺ではない。本明細書の範囲又は趣旨から逸脱することなく、他の実施形態が想到され、実施可能である点を理解されたい。したがって、以下の詳細説明は、限定的な意味では解釈されないものとする。

本明細書の光学構成要素は、反射型偏光子フィルム、反射型偏光子アセンブリ、レンズアセンブリ、及び偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）などの光学フィルムを含む。本明細書の光学システムは、本明細書の光学構成要素を組み込む光学システムを含む。場合によっては、光学システムは、折り畳まれた光学設計を利用する。本明細書のいくつかの実施形態によれば、光学積層体内の反射型偏光子を有する非接着性可撓性光学層を含むこと、及び／又は厚い多層光学フィルム反射型偏光子を使用することで、反射型偏光子を、例えば、より高いサグ対直径比に湾曲させることができ、形成プロセスに現れる欠陥を伴わずに好適な性能を維持することができることが見出された。例えば、本明細書の光学積層体又は反射型偏光子を組み込んだ、折り畳まれた光学設計を利用する光学システム、及び部分反射体は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような従来の光学積層体又は反射型偏光子を使用する場合と比較して、より高い偏光コントラストを達成することができることが見出された。別の例として、本明細書の光学積層体又は反射型偏光子を組み込んだ偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を利用する光学システムは、従来のＰＢＳを使用した光学システムと比較して、改善されたコントラストを提供し、欠陥なしにＰＢＳを製造する能力が改善されていることが見出された。

実質的に一軸配向されていない反射性偏光子フィルム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ（ミネソタ州セントポール）から入手可能なＤｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍｓ（ＤＢＥＦ））は、１００マイクロメートルより大きい総厚を有し、実質的に一軸配向されたフィルム（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｆｉｌｍｓ（ＡＰＦ））は、一般に、それよりも薄い。例えば、ＡＰＦフィルムは、一般に、約３５マイクロメートル未満の厚さである。本明細書によれば、実質的に一軸配向された反射型偏光子フィルムの厚さ（例えば、約５０マイクロメートルより大きい厚さ）は、例えば、湾曲形状に形成され、本明細書の他の箇所で更に説明される光学システムで使用される場合、改善された特性を提供することが見出された。改善された特性は、改善された機械特性及び改善された光学特性を含む。改善された機械特性は、フィルム内に欠陥（例えば、座屈からのしわ）を生じさせることなく、より高い曲率又はより高いサグ対直径比に対する改善された成形性を含む。改善された光学特性は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような、折り畳まれた光学設計を利用する光学システムにおいて使用されるとき、改善された偏光コントラストを含む。場合によっては、光学特性における改善は、より厚いフィルム又は光学積層体が湾曲形状に形成されたときに、反射型偏光子フィルムの所望の光学特性をより良好に維持することから生じる。代替的に、又はそれに加えて、光学特性における改善は、改善された反射型偏光子フィルムの開始（形成前）から生じ得る。例えば、低減されたブロック状態透過率を有する反射型偏光子フィルムは、いくつかの干渉層に二色性染料を組み込むことによって、及び／又は本明細書の他の箇所で更に説明されるような追加の干渉層を含めることによって提供することができる。

厚い反射型偏光子フィルムを使用することに加えて、又はその代わりに、形成前に非接着性可撓性光学フィルムを反射型偏光子に接合することは、物理的特性を改善することが見出された。反射型偏光子の厚さは、所与の厚さ範囲内に追加の干渉層を含むことによって（例えば、同じ又はほぼ同じ厚さ範囲を有する干渉層の２つのパケットを使用することによって）、及び／又は非干渉層の厚さを増加させることによって増加させることができる。

いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、高コントラストを提供するために、交互するポリマー干渉層の２つ以上のパケットを含む。このような反射型偏光子は、２０１７年３月６日に出願された米国仮特許出願第６２／４６７７１２号（Ｈａａｇら）に更に説明されており、この説明は、本明細書に矛盾しない範囲で、参照により本明細書に組み込まれる。「パケット」という用語は、交互する干渉層の連続的なセットを指すために使用され、このセットには、パケット内に形成された（例えば、連続的に配置された）スペーサ又は非干渉層のいずれも存在しない。いくつかの例では、スペーサ、非干渉層、又は他の層は、所与の積層体／パケットの外側に加えてよく、これにより、パケット内の干渉層の交互するパターンを破壊することなく、フィルムの外側層を形成する。いくつかの実施形態では、２つの異なるパケット内の干渉層の厚さ分布は、反射型偏光子のコントラスト比を増加させるために、実質的に重なり合う（例えば、両方が同じ所定の波長範囲をカバーする）。いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、少なくとも１００、又は少なくとも２００、又は少なくとも５００、又は少なくとも１０００、又は少なくとも２０００のコントラスト比（ブロック偏光状態における垂直入射光の透過率で除された通過偏光状態における垂直入射光の透過率）を有する。比較すると、従来の多層光学フィルム反射型偏光子は、約５０以下のコントラスト比を有することが多い。

図１は、湾曲した第１の主表面１１１及び反対向きの第２の主表面１１２を有する第１の光学素子１１０と、第１の光学素子１１０の湾曲した第１の主表面１１１に接合され、適合している光学積層体１２０とを含む光学構成要素１００の概略断面図である。いくつかの実施形態では、光学積層体１２０は、任意選択の接着層１３２を介して光学素子１１０に接合される。いくつかの実施形態では、光学積層体１２０は、光学素子１１０が光学積層体１２０上に、例えばインサート成形プロセスによって一体的に形成され、任意選択の接着層１３２が省略されることにより、光学素子１１０に接合される。光学積層体１２０は、第１の層１２２及び第２の層１２６を含む。第１の層１２２は、反対向きの第１の主表面１２３及び第２の主表面１２４を有し、第２の層１２６は、反対向きの第１の主表面１２７及び第２の主表面１２８を有する。いくつかの実施形態では、第１の層１２２及び第２の層１２６は、任意選択の接着層１３０を介して互いに接合される。いくつかの実施形態では、第１の層１２２及び第２の層１２６は、互いに一体的に形成されることによって互いに接合され、任意選択の接着層１３０は省略される。

本明細書で使用するとき、第２の要素と「一体的に形成された」第１の要素は、第１の要素及び第２の要素が、別個に製造されるのではなく、ともに製造され、その後結び付けられることを意味する。一体的に形成されたことは、第１の要素を形成し、次いで第２の要素を第１の要素の上に製造することを含む。複数の層を含む反射型偏光子は、層が別個に製造されるのではなく、ともに製造され（例えば、メルトストリームとして組み合わされ、その後、チルロールへ投じられ、層の各々を有するキャストフィルムが形成され、その後、キャストフィルムが配向され）、その後、結び付けられるのであれば、一体的に形成される。

本明細書で使用される接着層のいずれも、約１マイクロメートル～約５０マイクロメートルの平均厚さを有してもよい。接着層は、例えば、感圧接着剤、ホットメルト接着剤、熱硬化性接着剤、溶媒系接着剤、及び水系接着剤のうちの１つ以上であってもよく、又はこれらを含んでもよい。いくつかの実施形態では、接着層は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、直接隣接する層に実質的に一致された屈折率である。いくつかの実施形態では、この接着層は、光学的に透明な接着層である。適切な光学的に透明な接着剤は、例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なもの（例えば、３Ｍ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ ８１７１及び８１７２、それぞれ厚さ１ミル及び２ミル）や、Ｎｏｒｌａｎｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社（ニュージーランド、クランベリー）から入手可能なＮｏｒｌａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓを含む。

いくつかの実施形態では、第１の層１２２は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子であり、第２の層１２６は、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面１２７及び第２の主表面１２８を有する非接着性可撓性光学層である。いくつかの実施形態では、第２の層１２６は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子であり、第１の層１２２は、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面１２３及び第２の主表面１２４を有する非接着性可撓性光学層である。

いくつかの実施形態では、第２の層１２６は、第１の層１２２に剥離可能に接合されたライナーである。光学フィルムを保護するために、光学フィルムを湾曲形状に形成する前に、剥離ライナーを光学フィルムに適用することができる。剥離ライナーのうちの１つは、光学フィルム上にレンズ又は他の光学素子を成形する前に除去されてもよく、他の剥離ライナーは、（例えば、成形が、傷を付けたり、又は、光学フィルム上の成形から表面テクスチャを与えないように）光学フィルムを保護するために保持されてもよい。光学フィルムに接合されるが、光学フィルムを実質的に損傷することなく、光学フィルムからきれいに除去することができるライナーは、光学フィルムに剥離可能に接合されたものとして説明することができ、剥離ライナーとして説明することができる。いくつかの実施形態では、光学フィルムに剥離可能に接合されたライナーは、光学フィルムへの可視損傷を伴わずに光学フィルムから除去することができる。剥離可能に接合されたライナーは、基材に強く接着するが光学フィルムに弱く接合する接着層を有する基材を含んでもよい。例えば、ライナーは、接着剤への接合を増大させるために表面処理された基材に塗布された低粘着性接着剤の薄層を含んでもよい。他の適切なライナーとしては、例えば、米国特許第６，９９１，６９５号（Ｔａｉｔら）に説明されているように、光学フィルムに静電接合するものが挙げられる。適切なライナーの一例は、Ｓｕｎ Ａ Ｋａｋｅｎ社から入手可能なＯＣＰＥＴ ＮＳＡ３３Ｔである。

非接着性可撓性光学層の第１の主表面及び第２の主表面は、非接着性可撓性光学層が、無視できる屈折力を有するという点で、主表面が平行に十分近いのであれば、又は、第１の主表面及び第２の主表面の少なくとも８０％より大きい一対の反対向きの点の各々における傾斜が、３０°以下しか異ならないのであれば、実質的に平行であると説明することができる。いくつかの実施形態では、第１の主表面及び第２の主表面の少なくとも８０％、又は少なくとも８５％、又は少なくとも９０％より大きい各々の対の反対向きの点の傾斜は、２０°以下、又は１０°以下、又は５°以下異なる。反対向きの点は、非接着性可撓性光学層の厚さ方向に沿った線に沿った点を指し、線は、第１の主表面及び第２の主表面のうちの少なくとも１つに垂直である。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、望ましい形状に形成される前に平行な主表面を有したが、形成される層の厚さの変動に起因して、形成後に正確に平行でなくてもよい。

反射型偏光子は、所定の波長範囲において、直交する第１の偏光状態及び第２の偏光状態のうちの一方（例えば、電界がｘ軸に沿った第１の偏光状態）を有する光を実質的に反射し、第１の偏光状態及び第２の偏光状態のうちの他方（例えば、電界がｙ軸に沿った第２の偏光状態）を有する光を実質的に透過する。反射型偏光子は、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有し、反射型偏光子の面から、反射型偏光子に垂直に入射する光の少なくとも６０パーセントが、反射型偏光子を透過する場合には、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する光を実質的に透過すると言える。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する光の少なくとも７０パーセント、又は少なくとも８０パーセント、又は少なくとも８５％が、偏光子を透過する。反射型偏光子は、所定の波長範囲内で第２の偏光状態を有し、反射型偏光子の面から、反射型偏光子に垂直に入射する光の少なくとも６０パーセントが、反射型偏光子から反射される場合には、所定の波長範囲内で第２の偏光状態を有する光を実質的に反射すると言える。いくつかの実施形態では、第２の偏光状態及び所定の波長を有する光の少なくとも７０パーセント、又は少なくとも８０パーセント、又は少なくとも８５パーセントは、偏光子から反射される。いくつかの実施形態では、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、反射型偏光子は、第２の偏光状態を有する光を部分的に吸収する層を含んでもよい。

所定の波長範囲は、光学システムが動作するように設計された波長範囲であってもよい。例えば、所定の波長範囲は、可視範囲（４００ｎｍ～７００ｎｍ）であってもよい。別の例として、所定の波長範囲は、１つ以上の可視波長範囲を含んでもよい。例えば、所定の波長範囲は、２つ以上の狭波長範囲の結合（例えば、ディスプレイパネルの発光色に対応する分離した赤色、緑色、及び青色の波長範囲の結合）であってもよい。そのような波長範囲は、例えば、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）で更に説明されており、同文献は、本説明と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲は、他の波長範囲（例えば、赤外（例えば、近赤外（約７００ｎｍ～約２５００ｎｍ））、又は紫外（例えば、近紫外（約３００ｎｍ～約４００ｎｍ））、並びに可視波長範囲を含む。

本明細書の光学システムに使用される反射型偏光子は、どのような適切なタイプの反射型偏光子であってもよい。反射型偏光子は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）、及び米国特許第６，６０９，７９５号（Ｗｅｂｅｒら）において説明されるような、ポリマー多層反射型偏光子フィルムであってもよい。反射型偏光子は、実質的に一軸配向されてもよい。反射型偏光子又は反射型偏光子内の層は、実質的に１つの面内方向に配向され、直交面内方向に実質的に配向されず、実質的に厚さ方向に配向されない場合、実質的に一軸配向される。実質的に一軸配向された反射型偏光子は、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから、商品名Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ ＦｉｌｍすなわちＡＰＦで入手可能である。他のタイプの多層光学フィルム反射型偏光子（例えば、３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＤｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ＦｉｌｍすなわちＤＢＥＦ）も使用することができる。ＤＢＥＦフィルムは、直交面内方向よりも実質的に一面内方向に多く配向され、また、厚さ方向の配向も示す。「実質的に一軸配向された」と本明細書で使用された場合、ＤＢＥＦフィルムは、実質的に一軸配向されていない。

いくつかの実施形態では、曲面形状へ形成される前の反射型偏光子は、少なくとも０．７、又は少なくとも０．８、又は少なくとも０．８５の一軸特性度Ｕを有するという点で実質的に一軸配向され、ここで、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ－１）／（ＴＤＤＲ^１／２－１）であり、ＭＤＤＲは、縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲは、横方向の延伸比として定義される。そのような実質的に一軸配向された多層光学フィルムは、米国特許第２０１０／０２５４００２号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）で説明されており、これは、本説明と矛盾しない範囲で本明細書に組み込まれ、複数の交互する第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含むことができ、第１のポリマー層は、長さ方向（例えば、ｘ方向）及び厚さ方向（例えば、ｚ方向）では実質的に同じ屈折率を有するが、幅方向（例えば、ｙ方向）における屈折率とは実質的に異なる。例えば、ｘ方向とｚ方向とにおける屈折率の差の絶対値は、０．０２未満又は０．０１未満とすることができ、ｘ方向とｙ方向とにおける屈折率の差の絶対値は、０．０５より大きく、又は０．１０より大きくすることができる。屈折率とは、別段の指定のない限り、５５０ｎｍの波長での屈折率を指す。湾曲形状に形成された後、反射型偏光子は、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向される少なくとも１つの層を有してもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの場所における少なくとも１つの層は、層の厚さに沿った第１の方向における第１の屈折率、第１の方向に直交する第２の方向における第２の屈折率、並びに第１の方向及び第２の方向に直交する第３の方向における第３の屈折率を有し、第１の屈折率と第３の屈折率との差の絶対値は、約０．０２未満又は約０．０１未満であり、第２の屈折率と第３の屈折率との差の絶対値は、約０．０５より大きい又は約０．１０より大きい。いくつかの実施形態では、湾曲形状に形成された後、反射型偏光子は、複数の場所において実質的に一軸配向される少なくとも１つの層を有する。

本明細書によれば、従来の実質的に一軸配向された反射型偏光子フィルムよりも実質的に厚い、実質的に一軸配向された反射型偏光子フィルムは、湾曲形状に形成され、本明細書の他の箇所で更に説明される光学システムに使用されるとき、改善された特性を提供することが見出された。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の平均厚さは、約５０マイクロメートルより大きい、又は約６０マイクロメートルより大きい、又は約７０マイクロメートルより大きい。

反射型偏光子又は鏡フィルムにおける高屈折率干渉層に適切な材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＮ及びポリエステルを含有するコポリマー（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又はジ安息香酸）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレートが挙げられる。反射型偏光子又は鏡フィルムにおける低屈折率干渉層に適切な材料としては、例えば、ＰＥＮに基づくコポリエステル、ＰＥＴに基づくコポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はこれらの３つの部類の材料のブレンドが挙げられる。望ましい数の層に、より高い反射性を達成するために、隣接するミクロ層は、例えば、ブロック軸に沿って偏光された光に関して、少なくとも０．２の屈折率差を示すことができる。

非接着性可撓性光学層は、隣接する層を互いに接合し、可撓性である接着剤ではない光学層である。場合によっては、Ｄ＝（１／１２）Ｅｔ^３／（１－μ^２）によって与えられる層の曲げ剛性に関して、層の可撓性を特徴付けることが便利であり、ここで、ｔは層の厚さであり、Ｅはヤング率であり、μはポアソン比である。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、１００Ｎ－ｍ未満、又は５０Ｎ－ｍ未満、又は２０Ｎ－ｍ未満、又は１０Ｎ－ｍ未満、又は５Ｎ－ｍ未満、又は３Ｎ－ｍ未満、又は１Ｎ－ｍ未満、又は０．５Ｎ－ｍ未満の曲げ剛性を有する。

非接着性可撓性光学層は、例えば、ポリマーフィルム、反射防止コーティング、吸収型偏光子、中和密度フィルタ、リターダ、染色フィルム、光学フィルタ、電気回路を含むフィルム、電極、赤外線反射フィルム、多層光学フィルム、及び拡散体のうちの１つ以上であるか、又はそれを含むことができる。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などの光学的に透明なフィルム基材である。フィルム又は接着層は、所定の波長範囲（例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ）において、少なくとも８０パーセントの非偏光の垂直入射光の透過率を有し、２０パーセント未満のヘイズを有するのであれば、光学的に透明であると説明することができる。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、４００ｎｍ～７００ｎｍの波長範囲において、少なくとも８５パーセントの非偏光の垂直入射光の透過率を有する光学的に透明なフィルムであり、１０パーセント未満、又は５パーセント未満のヘイズを有する。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、染色フィルム及び／又は光学フィルタであり、透過光の一部の態様（例えば、色又は強度）を調整するために使用される。例えば、フィルタを透過した全ての可視光の強度を低減するために、中和密度フィルタを含めることができる。例えば、ディスプレイ素子又はタッチ感知素子を制御するために、電気回路を使用することができる。電極は、例えば、黒化液晶ディスプレイ素子に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような剥離ライナーである。いくつかの実施形態では、剥離ライナーは、例えばＰＥＴ基材を備える。

いくつかの実施形態では、第１の光学素子１１０は剛性である。例えば、第１の光学素子１１０は、第１の光学素子１１０が０．５ポンド（２．２ニュートン）の力の適用下で明らかに屈曲しない十分な厚さで、ガラス材料又はポリマー材料で作製されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の光学素子１１０は、非接着性可撓性光学層（第１の層１２２及び第２の層１２６のうちの１つ）よりも可撓性が低い。例えば、第１の光学素子１１０は、剛性であってもよく、非接着性可撓性光学層は、可撓性フィルム（例えば、０．５ポンドの力の適用下で、明らかに屈曲又は折れ曲がるフィルム）であってもよい。

光学構成要素１００は、光学システム内の構成要素として使用されてもよく、又は光学システム自体と見なされてもよい。いくつかの実施形態では、光学素子１１０は、光学レンズであり、光学構成要素１００は、レンズアセンブリである。いくつかの実施形態では、光学レンズは、少なくとも一方向に屈折力を有する。例えば、光学レンズは、図１のｘ－ｙ－ｚ座標系を参照して、ｙ方向に屈折力を有するシリンドリカルレンズであってもよい。別の例として、光学レンズは、２つの相互に直交する方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）に湾曲していてもよく、２つの相互に直交する方向（例えば、ｘ方向及びｙ方向）に屈折力を有してもよい。いくつかの実施形態では、光学レンズは、実質的に平坦な表面を有する（例えば、第２の主表面１１２は平坦であってもよい）。表面は、表面の少なくとも８０パーセントにわたる各点が、表面の最大横寸法の少なくとも５倍の曲率半径を有する場合、実質的に平坦である。いくつかの実施形態では、実質的に平坦な表面は、表面の最大横寸法の少なくとも５倍、又は少なくとも１０倍、又は少なくとも２０倍、又は少なくとも５０倍である曲線の少なくとも８０パーセント、又は少なくとも９０パーセント、又は少なくとも９５パーセントにわたる各点における曲率半径を有する。

図２は、光学システム２０１の概略断面図であり、レンズアセンブリ２００を含む。レンズアセンブリ２００は、光学構成要素１００に対応してもよく、第１のレンズ２１０と、第１のレンズ２１０の湾曲した主表面上に配置され、それに適合する光学積層体２２０とを含む。光学積層体２２０は、第１の層２２２及び第２の層２２６を含む。任意選択の接着層は、第１の層２２２と、第２の層２２６との間、及び／又は光学積層体２２０と第１のレンズ２１０との間に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の層２２２及び第２の層２２６のうちの一方は、反射型偏光子であり、第１の層２２２及び第２の層２２６のうちの他方は、非接着性可撓性光学層である。光学システム２０１は、リターダ２３５と、リターダ２３９と、第２のレンズ２４０の主表面上に配置された部分反射体２４２を有する第２のレンズ２４０とを更に含む。いくつかの実施形態では、光学システム２０１は、ディスプレイ２５０によって放射された画像を表示位置２６５に表示するように適合される。

いくつかの実施形態では、第１のレンズ２１０及び第１の光学積層体２２０は、第２のレンズ２４０から離間している。いくつかの実施形態では、第１のレンズ２１０は、実質的に非平行な第１の主表面及び第２の主表面を有する第１の光学素子であり、第２のレンズ２４０は、実質的に非平行な第１の主表面及び第２の主表面を有する第２の光学素子である。レンズの第１の主表面及び第２の主表面は、レンズが、無視できない屈折力を有するという点で主表面が十分に異なる場合、又は第１の主表面及び第２の主表面上の少なくとも一対の反対向きの点における傾斜が少なくとも１０°異なる場合に、実質的に非平行であると説明することができる。いくつかの実施形態では、第１の主表面及び第２の主表面上の少なくとも一対の反対向きの点における傾斜は、少なくとも２０°又は少なくとも３０°異なる。反対向きの点は、レンズの厚さ方向に沿った線に沿った点を指し、この線は、第１の主表面及び第２の主表面のうちの１つに垂直である。プリズムの第１の主表面及び第２の主表面は、表面間の角度が少なくとも約２０°である場合、実質的に非平行であると説明することができる。いくつかの実施形態では、プリズムの実質的に非平行な第１の主表面と第２の主表面との間の角度は、少なくとも約３０°である。

光学システム２０１の他の構成が可能である。いくつかの実施形態では、リターダ２３５を、第１のレンズ２１０と反対向きの光学積層体２２０上に配置してもよく、又は部分反射体２４２に反対向きの第２のレンズ２４０上に配置することができる。いくつかの実施形態では、リターダ２３９を、部分反射体２４２上に配置することができ、又はディスプレイ２５０上に配置することができる。いくつかの実施形態では、第１のレンズ２１０及び第２のレンズ２４０は、（例えば、１つの主表面上の部分反射体２４２と、反対向きの主表面上の光学積層体２２０とを備えた）単一のレンズと置き換えられる。更に他の実施形態では、３つ以上のレンズが含まれる。光学システムの他の可能な配置は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に説明されている。光学積層体２２０は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に説明されている実施形態のいずれかにおいて、反射型偏光子の代わりに使用することができる。

いくつかの実施形態では、ディスプレイ２５０は、反射型偏光子のブロック偏光状態で光を放射し、リターダ２３５及び２３９は、ディスプレイによって放射された光が、最初にブロック偏光状態で反射型偏光子に入射するように配置される。例えば、リターダ２３５及び２３９は、互いに対して約９０°に配向された高速軸を有してもよい。リターダ２３５及び２３９は各々、所定の波長範囲における少なくとも１つの波長における１／４波長リターダであってもよい。他の構成もまた可能である。例えば、リターダ２３５及び２３９は、それぞれの高速軸が整列された１／４波長リターダであってもよい。この場合、ディスプレイ２５０は、光が最初にブロック状態で反射型偏光子に入射するように、反射型偏光子の通過偏光状態で光を放射することができる。

リターダ２３５及び／又は２３９は、基材又はレンズ上のコーティングであってもよく、又はリターダフィルムであってもよく、例えば、米国特許出願公開第２００２／０１８０９１６号（Ｓｃｈａｄｔら）、米国特許出願公開第２００３／０２８０４８号（Ｃｈｅｒｋａｏｕｉら）、及び米国特許出願公開第２００５／００７２９５９号（Ｍｏｉａら）に説明されている線状光重合性ポリマー（ＬＰＰ）材料及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料を含む任意の適切な材料から形成されてもよい。適切なＬＰＰ材料としては、ＲＯＰ－１３１ ＥＸＰ３０６ ＬＰＰを含み、適切なＬＣＰ材料は、ＲＯＦ－５１８５ ＥＸＰ４１０ ＬＣＰを含み、両方ともスイス、アルシュヴィルのＲｏｌｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能である。いくつかの実施形態では、リターダ２３５は、所定の波長範囲（例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ）における少なくとも１つの波長における１／４波長リターダである。

部分反射体２４２は、任意の適切な部分反射体であってもよく、例えば、少なくとも２０％又は少なくとも３０％の所定の波長範囲における平均光反射率を有してもよい。例えば、部分反射体は、透明基材（例えば、その後、レンズに接着することができるフィルム、又は基材は、レンズであってもよい）上に金属（例えば、銀又はアルミニウム）の薄層をコーティングすることによって構築されてもよい。この部分反射体はまた、例えば、レンズ基材の表面上に薄膜誘電体コーティングを堆積させることによって、又は表面上に、金属コーティングと誘電体コーティングとの組み合せを堆積させることによって、形成することもできる。いくつかの実施形態では、部分反射体は、所定の波長で、又は各々２０％～８０％の範囲内にある、又は各々３０％～７０％の範囲内にある、又は各々４０％～６０％の範囲内にある、又は各々４５％～５５％の範囲内にある所定の波長範囲内で、平均光反射率及び平均光透過率を有する。部分反射体は、例えばハーフミラーであってよい。所定の波長範囲における平均光反射率及び平均光透過率は、特に指示がない限り、垂直入射で決定される所定の波長範囲にわたる、並びに光反射率及び光透過率それぞれの偏光にわたる、非加重平均を指す。いくつかの実施形態では、部分反射体は、反射型偏光子であってもよく、又は偏光依存反射率を有してもよい。しかしながら、一般に、垂直入射光反射率及び光透過率は、入射光の偏光状態とは独立している、又は実質的に独立していることが好ましい。そのような偏光独立性は、例えば、実質的に等方性の金属層及び／又は誘電体層を使用して得ることができる。

いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層は、低リターダンス又は高リターダンスを有することが好ましい。非接着性可撓性光学層（例えば、層２２６）が反射型偏光子（例えば、層２２２）と部分反射体２４２との間に配置される実施形態では、非接着性可撓性光学層が低リターダンスを有することが一般に好ましい。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満、又は約８０ｎｍ未満、又は約６０ｎｍ未満、又は約４０ｎｍ未満、又は約３０ｎｍ未満、又は約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満の光学リターダンスを有する。非接着性可撓性光学層（例えば、層２２２）が、反射型偏光子（例えば、層２２６）と部分反射体２４２との間の領域の外側に配置される実施形態では、非接着性可撓性光学層が高リターダンスを有することが好ましい場合がある。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）層は、層の厚さ及び配向度（例えば、一軸又は二軸）に応じて高リターダンスを有してもよい。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層の少なくとも１つの場所は、約２００ｎｍより大きい、又は約４００ｎｍより大きい、又は約８００ｎｍより大きい、又は約１０００ｎｍより大きい、又は約２０００ｎｍより大きい、又は約３０００ｎｍより大きい、又は約４０００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する。

層の場所における光学リターダンスは、その場所で層に垂直入射する層を透過する光の位相リターダンスである。位相リターダンスは、２つの直交偏光光線に対する位相の最大差である。入射光線の波長は、別段の指定のない限り、約５５０ｎｍである。リターダンスは、例えば、通常の製造の変動に起因して、場所によって変化し得る。いくつかの実施形態では、非接着性可撓性光学層の各場所は、本明細書の他の箇所に説明されている範囲のいずれかにおいて光学リターダンスを有する。

いくつかの実施形態では、第１のレンズ２１０及び第２のレンズ２４０の各々は、少なくとも一方向においてゼロより大きい屈折力を有する。いくつかの実施形態では、部分反射体２４２は、所定の波長範囲内における実質的な垂直入射光について、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。いくつかの実施形態では、反射型偏光子（第１の層２２２及び第２の層２２６のうちの１つ）は、所定の波長範囲において第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、所定の波長範囲において直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。光学システム２０１は、光軸２６０を有し、この軸に沿って、光軸２６０に沿って伝播する光線２６１が、実質的に屈折することなく、第１のレンズ２１０、第２のレンズ２４０、部分反射体２４２、及び反射型偏光子を通過すると理解することができる。実質的には屈折しないとは、表面に入射する光線と、その表面を通って透過される光線との間の角度が、１５°以下であることを意味する。いくつかの実施形態では、光軸２６０に沿って伝播する光線は、光学システム２０１の任意の主表面で、１０°よりも大きく、又は５°よりも大きく、又は３°よりも大きく、又は２°よりも大きく屈折することなく、第１のレンズ２１０及び第２のレンズ２４０、部分反射体２４２、及び反射型偏光子を通過する。

いくつかの実施形態では、光学システム２０１は、入射光を受光し、観察場所２６５において観察者に光を透過するように適合されている。光学システム２０１から出射する光は、第１の光成分２５５及び第２の光成分２５７によって概略的に例示される。

本明細書の光学積層体及び反射型偏光子は、光学システムが、従来の光学システムよりも高い偏光コントラストを達成することを可能にすることが見出された。いくつかの実施形態では、第２の偏光状態（反射型偏光子のブロック状態）と所定の波長範囲における波長とを有する光２５３の入射円錐であって、光軸２６０を中心として約１００°～約１６０°の全円錐角θを有する光２５３の入射円錐の場合、入射光は、第１の偏光状態（反射型偏光子の透過状態）を有する第１の光成分２５５と、第２の偏光状態を有する第２の光成分２５７とを有して光学システムから出射する。いくつかの実施形態では、第１の光成分２５５の平均強度と第２の光成分２５７の平均強度との比は、約１００より大きい、又は約１１０より大きい、又は約１２０より大きい、又は約１３０より大きい。

図３は、光学構成要素３００の概略断面図であり、これは、多くの手法において、光学構成要素１００と同様である。光学構成要素３００は、第１の光学素子３１０と、第１の光学素子３１０の湾曲した主表面に接合され、それに適合する光学積層体３２０とを含む。光学積層体３２０は、一方が反射型偏光子であってもよく、他方が非接着性可撓性光学層であってもよい第１の層３２２及び第２の層３２６を含む。いくつかの実施形態では、第１の軸３２２と第２の軸３２６とは、互いに一体的に形成されている。他の実施形態では、接着層を使用して、第１の層３２２及び第２の層３２６を互いに接着することができる。いくつかの実施形態では、第１の光学素子３１０は、光学積層体３２０と一体的に形成され、他の実施形態では、光学積層体３２０は、第１の光学素子３１０に接着される。第１の光学素子３１０は、第１の光学素子３１０の縁部３１４から遠い場所３１７でより薄く（厚さｔ１）、第１の光学素子３１０の縁部３１４に近い別の場所３１９でより厚い（厚さｔ２）。これと比較して、光学構成要素１００では、第１の光学素子１１０は、第１の光学素子１１０の縁部から遠い場所でより厚く、第１の光学素子１１０の縁部に近い別の場所でより薄い。

いくつかの実施形態では、第１の光学素子３１０又は他の光学素子（例えば、第２の光学素子又は非接着性可撓性光学層）の平均厚さは、約５０マイクロメートル～約５００マイクロメートル、又は約５０マイクロメートル～約１００マイクロメートルの範囲内にある。素子又は層の平均厚さは、素子又は層の総面積にわたる厚さの非加重平均である。

図４は、例えば光学構成要素１００について説明したようなものであり得る第１の光学素子４１０及び光学積層体４２０を含む光学システム４００の概略断面図である。光学積層体４２０は、一方が反射型偏光子であってもよく、他方が非接着性可撓性光学層であってもよい第１の層４２２及び第２の層４２６を含む。第１の層４２２及び第２の層４２６は、ともに（例えば、光学的に透明な接着剤で）接合されてもよく、光学積層体は、（例えば、光学的に透明な接着剤で）第１の光学素子４１０に接合されてもよい。光学システム４００は、第１の光学素子４１０に隣接し、実質的に非平行な第１の主表面４４３及び第２の主表面４４４を含む、第２の光学素子４４０を更に含む。例示される実施形態では、第１の光学素子４１０及び第２の光学素子４４０は、接着層４３４を介してともに接合される。他の実施形態では、第１の光学素子４１０及び第２の光学素子４４０は、互いに離間している。これは、光学システム５００の概略断面図である図５に示されている。素子５１０、５２０、５２２、及び５２６は、それぞれ素子４１０、４２０、４２２、及び４２６に対応する。光学システム５００は、第１の光学素子５１０に隣接し、第１の光学素子５１０から離間して配置され、反対向きの第１の主表面５４３及び第２の主表面５４４を有する第２の光学素子５４０を含む。例示される実施形態では、第２の主表面５４４は、実質的に平坦である。

いくつかの実施形態では、光学積層体は、第１の光学素子と第２の光学素子との間に配置される。これは、光学システム６００の概略断面図である図６Ａに示されている。素子６１０、６２０、６２２、及び６２６は、それぞれ素子４１０、４２０、４２２、及び４２６に対応する。光学システム６００は、第１の光学素子６１０に隣接して配置され、実質的に非平行な第１の主表面６４３及び第２の主表面６４４を有する、第２の光学素子６４０を含む。光学積層体６２０は、第１の光学素子６１０と第２の光学素子６４０との間に配置される。例示される実施形態では、光学積層体子６２０は、第２の光学レンズ６４０の第２の主表面６４４上に配置され、それに適合する。他の実施形態では、光学積層体６２０は、第２の主表面６４４に適合しなくてもよく、及び／又は、第２の光学素子６４０は、光学積層体６２０から離間していてもよい。例示される実施形態では、光学積層体６２０は、第１の光学素子６１０及び第２の光学素子６４０の各々の主表面（それぞれ６１１及び６４４）に接着される。他の実施形態では、光学積層体６２０は、第１の光学素子６１０及び第２の光学素子６４０のうちの他方ではなく、一方に接着されてよい。いくつかの実施形態では、光学積層体６２０は、例えば、インサート成形プロセスを介して第１の光学素子６１０及び／又は第２の光学素子６４０と一体的に形成されてもよい。

いくつかの実施形態では、第２の光学素子６４０は、実質的に平行な反対向きの主表面を有する第２の光学層と置き換えられる。これは、光学システム６００ｂの概略断面図である図６Ｂに示されている。光学システム６００ｂは、第２の光学素子６４０の代わりに第２の光学層６４０ｂが使用されることを除いて、光学システム６００に対応する。光学積層体６２０ｂは、第１の層６２２及び第２の層６２６、並びに第２の光学層６４０ｂを含む。いくつかの実施形態では、第１の層６２２は、第１の非接着性可撓性光学層であり、第２の層６２６は、反射型偏光子であり、第２の光学層６４０ｂは、第２の非接着性可撓性光学層である。第２の光学層６４０ｂの反対向きの主表面６４３ｂ及び主表面６４４ｂは、実質的に平行であってもよい。

いくつかの実施形態では、第１の光学素子は、第１の光学レンズであり、第２の光学素子は、含まれている場合、第２の光学レンズである。いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ及び第２の光学レンズは、含まれている場合、両凸レンズ、平凸レンズ、正メニスカス、負メニスカス、平凹レンズ、又は両凹状レンズからなる群から独立して選択されてもよい。他の実施形態では、光学素子は光学プリズムである。

図７は、湾曲した第１の主表面７１１を有する第１の光学素子７１０と、湾曲した第１の主表面７１１に接合され適合する光学積層体７２０とを含む、光学構成要素７００の概略断面図である。光学積層体７２０並びに第１の光学層７２２及び第２の光学層７２６は、光学積層体１２０並びに第１の光学層７２２及び第２の光学層７２６それぞれに対応し、これに説明されているものとすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の光学層７２２及び第２の光学層７２６のうちの一方は反射型偏光子であり、第１の光学層７２２及び第２の光学層７２６のうちの他方は非接着性可撓性光学層である。光学構成要素７００は、光学システム内の構成要素であってもよく、又は光学システム自体と見なされてもよい。いくつかの実施形態では、光学構成要素７００は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。

例示される実施形態では、第１の光学素子７１０は、第１の辺７１２及び第２の辺７１３と、湾曲した第１の主表面７１１を有する斜辺とを有する、第１の光学プリズムである。第１の辺７１２と第２の辺７１３との間の角度α１は、約８５°～約９５°の範囲であってもよい。第１の辺７１２と湾曲した第１の主表面７１１との間の角度α２は、約４０°～約５０°の範囲であってもよく、第２の辺７１３と湾曲した第１の主表面７１１との間の角度α３は、約４０°～約５０°の範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の光学素子７１０は、実質的に直交する第１の辺７１２及び第２の辺７１３と、実質的に４５°（例えば、４０～５０°）で第１の辺７１２及び第２の辺７１３の各々と交差する斜辺面（湾曲した第１の主表面７１１を有する面）とを有する。

光学素子の第１の主表面と第２の主表面との間の角度は、例えば、第１の主表面及び第２の主表面が縁部で接触する実施形態では、接触する、表面間の角度である。第１の主表面と第２の主表面が接触しないが、光学素子の副表面を提供する光学素子の縁部で互いに分離される実施形態では、第１の主表面と第２の主表面との間の角度は、縁部において第１の主表面及び第２の主表面へ接する線の間の角度として定義され得る。これは、第１の主表面２０１１及び第２の主表面２０１２を有する光学素子２０１０の概略断面図である図２０に示されている。第１の主表面２０１０及び第２の主表面２０１１は、それらの間に角度Φを形成する。いくつかの実施形態では、Φは、約４５°未満、又は約３５°未満である。いくつかの実施形態では、Φは、約１０°より大きい又は約２０°より大きい。

いくつかの実施形態では、光学素子の第１の主表面及び第２の主表面は、それらの間に約２０°～約１２０°の範囲内の角度を形成する。プリズムの場合、角度は、例えば、プリズムの幾何学形状に応じて約４５°又は約９０°であってもよく、プリズムの面（第１の主表面）上に、光学積層体又は反射型偏光子が配置される。光学レンズの場合、角度は、例えば約２０°～約４０°であってもよい。

図８は、第１の斜辺８１１を有する第１のプリズム８１０と、第１の斜辺８１１に面する第２の斜辺８４４を有する第２のプリズム８４０と、第１の斜辺８１１と第２の斜辺８４４との間に配置され、第１の斜辺８１１及び第２の斜辺８４４に接着された光学積層体８２０とを含む偏光ビームスプリッタ８００の概略断面図である。光学積層体８２０は、接着層８３２を介して第１の斜辺８１１に接着され、接着層８３４を介して第２の斜辺８４４に接着される。光学積層体８２０の第１の層８２２及び第２の層８２６は、接着層８３０を介して互いに接着される。光学積層体８２０は、例えば、光学積層体１２０に対応することができる。例えば、いくつかの実施形態では、光学積層体８２０は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子（第１の層８２２及び第２の層８２６のうちの１つ）と、反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を有する非接着性可撓性光学層（第１の層８２２及び第２の層８２６のうちの他方）とを含む。接着層８３０は、反射型偏光子と非接着性可撓性光学層との間に配置され、反射型偏光子を非接着性可撓性光学層に接合する。

図９は、第１のプリズム９１０及び第２のプリズム９４０の斜辺が実質的に平坦であり、光学積層体９２０が実質的に平坦であることを除いて、多くの手法において、偏光ビームスプリッタ８００と同様の偏光ビームスプリッタ９００の概略断面図である。光学積層体９２０の層は、光学積層体９２０の層が実質的に平坦であることを除いて、光学積層体８２０について説明した通りであってもよい。例えば、光学積層体９２０は、反射型偏光子と、接着層を介してともに接合された非接着性可撓性光学層とを含むことができる。光学積層体９２０は、それぞれの接着層を介して第１のプリズム９１０及び第２のプリズム９４０のそれぞれに接合されてよい。

いくつかの実施形態では、光学積層体８２０又は光学積層体９２０は、第２の非接着性可撓性光学層を含む。例えば、光学積層体８２０又は光学積層体９２０は、光学積層体６２０ｂに対応することができ、第１の非接着性可撓性光学層と第２の非接着性可撓性光学層との間に配置された反射型偏光子を含んでよい。

いくつかの実施形態では、偏光ビームスプリッタは、プリズムのうちの１つが湾曲した斜辺を有し、他方のプリズムが実質的に平坦の斜辺を有する、第１のプリズム及び第２のプリズムを含む。この場合、光学積層体は、１つの斜辺に適合してもよく、又はいずれの斜辺にも適合しなくてもよく、不均一な厚さを有する接着層を使用して、光学積層体を、それが適合しない斜辺に接合することができる。

図１０は、レンズアセンブリ１０００とディスプレイパネル１０５０とを含む光学システム１００１の概略断面図である。レンズアセンブリ１０００は、少なくとも一方向に屈折力を有し、湾曲した第１の主表面１０１１を有する第１の光学レンズ１０１０を含む。レンズアセンブリ１０００は、第１の主表面１０１１上に配置された光学層１０２０を更に含む。いくつかの実施形態では、光学層１０２０は、第１の主表面１０１１に接着され、これに適合する。いくつかの実施形態では、光学層１０２０は、本明細書の他の箇所に説明される光学積層体のいずれかである。例えば、いくつかの実施形態では、光学層１０２０は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子を含み、反射型偏光子に（例えば、接着層を介して）接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を有する非接着性可撓性光学層を含む。いくつかの実施形態では、光学層１０２０は、光学干渉によって主に光を反射又は透過する複数の干渉層を含む、一体的に形成された反射型偏光子である。他の実施形態では、第１の光学レンズ１０１０の第１の主表面１０１１に接合された反射型偏光子。

ディスプレイパネル１０５０は、最大投影寸法Ｄ及び対応する最大サグＳを有する第１の主表面１０１１の活性領域を決定する光１０７３を放射する。Ｄは、平面にわたって、及び平面内の寸法にわたって最大化された、平面上の活性領域の投影の最大寸法である。Ｓは、投影された寸法が最大化された平面に直交する方向で測定される、最大サグである。例示される実施形態では、投影寸法は、ｘ－ｙ平面における最大値、及びｚ軸に沿ったＳである。光学システム１００１が光軸を有する実施形態では、最大投影寸法は、一般に、光軸に垂直な平面に対する投影と、最大サグとが、一般に、光軸に沿っているときに生じる。いくつかの実施形態では、Ｓ／Ｄは、約０．０３以上、又は約０．０５以上、又は約０．１以上である。いくつかの実施形態では、Ｓ／Ｄは約０．５以下である。

図１１は、複数の干渉層１１７０及び非干渉層１１７７を含む、一体的に形成された反射型偏光子１１２９の概略断面図である。いくつかの実施形態では、複数の干渉層は、交互するポリマー層１１７２及びポリマー層１１７４を含む。例示される実施形態では、単一の非干渉層１１７７が含まれている。干渉層は、光学干渉によって反射層の反射率及び透過率が適切に説明されるか、又は光学干渉から生じるように適切に正確にモデル化することができるとき、主に光学干渉によって光を反射又は透過するとして説明することができる。そのような干渉層は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）及び米国特許第６，６０９，７９５号（Ｗｅｂｅｒら）に説明されている。異なる屈折率を有する干渉層の隣接する対は、光の１／２波長の組み合わされた光学的厚さ（屈折率倍の物理的厚さ）を有する場合、光学干渉によって光を反射する。干渉層は、一般に、約２００ナノメートル未満の物理的厚さを有する。非干渉層は、干渉による可視光の反射に寄与するために、大きすぎる光学的厚さを有する。一般に、非干渉層は、少なくとも１マイクロメートルの物理的厚さを有する。いくつかの実施形態では、２つ以上の非干渉層が含まれる。いくつかの実施形態では、複数の干渉層１１７０は、少なくとも１つの非干渉層１１７７の同じ側に配置される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの非干渉層（例示される実施形態における非干渉層１１７７）は、複数の干渉層１１７０と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない。いくつかの実施形態では、非干渉層１１７７は、本明細書の他の箇所で更に説明されるような非接着性可撓性光学層である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１１２９は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、第１の主面側１１７８から入射するブロック状態における光に対して、第２の主面側１１７９から入射するブロック状態における光とは異なる反射率を有する。

複数の干渉層１１７０の平均総厚は、Ｔｉｎｔであり、少なくとも１つの非干渉層１１７７の平均総厚は、Ｔｎｏｎである。いくつかの実施形態では、Ｔｉｎｔは、約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルの範囲であり、Ｔｎｏｎは、約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルの範囲である。総厚は、例えば、１つ以上の非干渉層の表面が構造化される場合に変動し得る。総厚はまた、例えば、通常の製造の変動に起因して変動し得る。平均総厚は、層の面積にわたる厚さの非加重平均である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の平均総厚（Ｔｉｎｔ＋Ｔｎｏｎ）は、少なくとも５０マイクロメートル、又は少なくとも６０マイクロメートル、又は少なくとも７０マイクロメートルである。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１１２９は、実質的に一軸配向される。いくつかの実施形態では、層１１７２は、例えば、ｘ軸に沿って実質的に一軸配向され、層１１７４は、実質的に等方性である。この場合、垂直入射光のブロック偏光状態は、一般に、ｘ軸に沿って偏光された光を伴う偏光状態であり、垂直入射光の通過偏光状態は、一般に、ｙ軸に沿って偏光された光を伴う偏光状態である。

図１２は、複数の干渉層１２７０と、複数の干渉層１２７０と一体的に形成された少なくとも１つの非干渉層１２７７ａ及び非干渉層１２７７ｂとを含む、光学フィルム１２２９の概略図である。少なくとも１つの非干渉層１２７７ａ及び非干渉層１２７７ｂの平均総厚は、非干渉層１２７７ａ及び非干渉層１２７７ｂの厚さの合計である。光学フィルム１２２９は、例えば光学レンズなどの光学素子にフィルムを接着するために使用することができる接着層１２３２を更に含む。光学フィルム１２２９は、複数の干渉層１２７０の各側に少なくとも１つの非干渉層を含む。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲における実質的な垂直入射光の場合、複数の干渉層１２７０は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

図１３は、第１のパケット１３７０－１及び第２のパケット１３７０－２に配置された複数の干渉層と、複数の干渉層と一体的に形成された複数の非干渉層１３７７ａ、１３７７ｂ及び１２７７ｃとを含む光学フィルム１３２９の概略図である。少なくとも１つの非干渉層１３７７ｂは、複数の干渉層内の２つの干渉層１３７０ａ、１３７０ｂの間に配置される。光学フィルム１３２９は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、平均光透過率及び反射率を有する反射型偏光子であってもよい。いくつかの実施形態では、第１のパケット１３７０－１及び第２のパケット１３７０－２は、重なり合う厚さ分布を有する。

いくつかの実施形態では、光学フィルム１２２９又は光学フィルム１３２９は、実質的に一軸配向された反射型偏光子であり、少なくとも５０マイクロメートル、又は少なくとも６０マイクロメートル、又は少なくとも７０マイクロメートルである反射型偏光子の平均総厚（Ｔｉｎｔ＋Ｔｎｏｎ）を有する。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの非干渉層は、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層を含み、非接着性可撓性光学層は、本明細書の他の箇所に説明される範囲のいずれか（例えば、１００ｎｍ未満又は２００ｎｍより大きい）において光学リターダンスを有する。

いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、Ｎ個の連続して番号付けられた層を含み、層の各々は約２００ｎｍ未満の厚さを有する。例えば、干渉層１１７０は、第１の主面側１１７８に直接隣接する層について、非干渉層１１７７に直接隣接する層のために、１からＮまで連続して番号付けられてもよい。いくつかの実施形態では、Ｎは、２００より大きく、約８００未満の整数である。図１４Ａは、層番号の関数としての層厚１４０７を概略的に示す。平均勾配ｍを有する近似曲線１４０９も図示されている。近似曲線１４０９は、層番号の関数として、反射型偏光子の層厚に適用される最適近似回帰である。いくつかの実施形態では、第１の層から第Ｎの層まで延びている領域における近似曲線の平均勾配ｍは、約０．２ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、Ｎ個の連続して番号付けられた層は、反射型偏光子内において積層体／パケットの一部を形成しない任意の非干渉層、スペーサ層、又は他の任意選択の光学層を除外する。いくつかの実施形態では、近似曲線１４０９は、最適近似線形回帰、最適近似非線形回帰、最適近似多項式回帰、及び最適近似指数回帰のうちの１つ以上である。いくつかの実施形態では、最適近似回帰は、線形最小二乗近似であり、平均勾配は、線形最小二乗近似の傾きである。いくつかの実施形態では、層番号１に隣接する端部及び／又は層番号Ｎの端部に、追加層が含まれる。追加層は、第１の層～第Ｎの層までほぼ線形の傾向線に追従せず、例えば、米国特許出願公開第２００５／０２４３４２５号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）に説明された鋭利な帯域縁部を提供するために含まれてもよい。

いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、複数のパケット（例えば、パケット１３７０－１及び１３７０－２）を含み、各パケットは、実質的に連続した曲線である層厚対層番号を有する。図１４Ｂは、２つのパケット（パケット１及びパケット２）を含む反射型偏光子の層厚対層番号を示す。いくつかの実施形態では、厚さプロファイルは、実質的に重なり合う（例えば、パケット１の厚さ範囲の５０パーセントより多くが、パケット２の厚さ範囲の５０パーセントより多くと重なり合う）。他の実施形態では、厚さ範囲内には、ほとんど又は全く重なりがない。図１４Ｂでは、２つのパケットの厚さプロファイルは、実質的に重なり合う。図１４Ｃは、２つのパケット（パケット１及びパケット２）を含む反射型偏光子の層厚対層番号を示し、２つのパケットの厚さ範囲において、ほとんど又は実質的に重なりがない。図１４Ｂでは、第１のパケットの干渉層は、１～３２５まで番号付けされ、第２のパケットの干渉層は、３２６～７００まで番号付けされている。図１４Ｃでは、第１のパケット及び第２パケットの各々の干渉層は、１～３２５まで番号付けられている。いくつかの実施形態では、各パケットは、約０．２ｎｍ未満の厚さプロファイルに対する近似曲線の平均勾配ｍを有する層厚さプロファイルを有する。

いくつかの実施形態では、層厚さプロファイルは、連続して番号付けられた干渉層の層番号の関数として、各パケットの厚さプロファイルに適用される最適近似線形式によって特徴付けることができる。いくつかの実施形態では、各パケットは、類似の傾き（例えば、互いの２０％以内）を有する、最適近似厚さプロファイルを有する。いくつかの実施形態では、反射型偏光子内の全てのパケットに対する最適近似線形回帰の平均勾配間の最大差は、約２０％未満である。このような反射型偏光子は、２０１７年３月６日に出願された米国特許仮出願第６２／４６７７１２号（Ｈａａｇら）に更に説明される。

図１５は、湾曲した第１の主表面１５１１を有する第１の光学レンズ１５１０と、反対向きの最も外側の第１の主表面１５６３及び第２の主表面１５６７を有する光学フィルム１５２０と、光学フィルム１５２０の第１の主表面１５２３を第１の光学レンズ１５１０の第１の主表面１５１１に接合する接着層１５３２とを含む、レンズアセンブリ１５００の概略断面図である。いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１５１０の第１の主表面１５１１は、望ましくない特性（例えば、曲率又は表面粗さ）を有し、接合は、第１の光学レンズ１５１０の第１の主表面１５１１の望ましくない特性を補償する。いくつかの実施形態では、光学フィルム１５２０は、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、反射型偏光子と、反射型偏光子に接合された非接着性可撓性光学層とを含む光学積層体である。いくつかの実施形態では、光学フィルム１５２０は、一体的に形成された反射型偏光子であるか、それを含む。いくつかの実施形態では、一体的に形成された反射型偏光子は、主に光学干渉によって光を反射又は透過する干渉層のような複数の干渉層を含む。

いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１５１０の第１の主表面１５１１は、表面曲率を含む望ましくない特性を有する。例えば、いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１５１０の湾曲した第１の主表面１５１１は、望ましくない曲率１／Ｒ１を有し、ここで、Ｒ１は、第１の主表面１５１１の曲率半径である。いくつかの実施形態では、光学フィルム１５２０の最も外側の第２の主表面１５６７は、望ましい曲率１／Ｒ２を有し得るので、第１の主表面１５１１への光学フィルム１５２０の接合は、望ましくない曲率を補償する。ここで、Ｒ２は、最も外側の第２の主表面１５６７の曲率半径である。

図１６は、湾曲した第１の主表面１６１１を有する第１の光学レンズ１６１０と、複数の干渉層を含む一体的に形成された反射型偏光子１６２０であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、反対向きの最も外側の第１の表面１６６３及び第２の表面１６６７を有する、反射型偏光子１６２０と、一体的に形成された反射型偏光子１６２０の第１の主表面１６２３を、第１の光学レンズ１６１０の第１の主表面１６１１へ接合する接着層１６３２とを有するレンズアセンブリ１６００の概略断面図である。例示される実施形態では、第１の光学レンズ１６１０の第１の主表面１６１１は、平均表面粗さを含む望ましくない特性を有する。一体的に形成された反射型偏光子１６２０の第１の光学レンズ１６１０への接合は、望ましい平均表面粗さを提供することによって、第１の光学レンズ１６１０の第１の主表面１６１１の望ましくない平均表面粗さを補償する。いくつかの実施形態では、一体的に形成された反射型偏光子は、反射型偏光子を含む本明細書の他の箇所に説明される光学積層体と置き換えられ、少なくとも１つの非接着性可撓性光学層は、第１の光学レンズに接合される。第１の光学レンズに反対向きの光学積層体の最も外側の主表面は、最も外側の第２の表面１６６７について本明細書に説明される特性を有し得る。

いくつかの実施形態では、平均表面粗さは、平均的な表面（表面粗さを無視する平滑面）からの表面の偏差の絶対値の平均値である粗さパラメータＲａである。いくつかの実施形態では、第１の主表面１６１１は、約２００ｎｍより大きい、又は約１５０ｎｍより大きい平均表面粗さＲａを有し、最も外側の第２の表面１６６７は、約１００ｎｍ未満、又は約５０ｎｍ未満の表面粗さＲａを有する。いくつかの実施形態では、第１の主表面１６１１は光学的に平滑ではなく（例えば、表面粗さに起因して光が散乱する）、第２の主表面１６６７は光学的に平滑である。

いくつかの実施形態では、レンズアセンブリ又は光学積層体又は光学システム内の２つ以上の層（例えば、２つの直接隣接する層）は、実質的に屈折率が一致される。実質的に屈折率が一致された層は、屈折率の差の絶対値が約０．２０未満であるような屈折率を有する。屈折率は、別段の指定のない限り、５５０ｎｍの波長において決定される。

いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１６１０と接着層１６３２との屈折率の差の絶対値は、約０．２０未満、又は約０．１５未満、又は約０．１０未満、又は約０．０８未満、又は約０．０６未満、又は約０．０４未満、又は約０．０２未満、又は約０．０１未満である。接着層が、光学積層体又は反射型偏光子をレンズ又はプリズムなどの光学素子に接合する、本明細書に説明される実施形態のいずれにおいても、光学素子と接着層との屈折率の差の絶対値は、これらの範囲のいずれかであってもよい。

いくつかの実施形態では、本明細書の光学フィルム（例えば、光学積層体、反射型偏光子）、又は光学フィルム内の複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。いくつかの実施形態では、平均光透過率は、光学フィルムの一方又は両方の面から光学フィルムに垂直入射する光に対して、第１の偏光状態について約８５％より大きい。いくつかの実施形態では、平均光反射率は、光学フィルムの一方又は両方の面から光学フィルムに垂直入射する光に対して、第２の偏光状態について約８０％より大きい。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、第２の偏光状態について約２％、又は５％、又は１０％より大きい平均光吸収を有し、それにより、所定の波長範囲において実質的に垂直入射する光に対して、光学フィルムは、光学フィルムの第１の主面側から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、光学フィルムの反対側の第２の主面側から入射する光に対しては、より小さい平均光反射率を有する。他の実施形態では、平均光透過率及び平均光反射率が光学フィルムの何れかの面からのものとほぼ同じであるように、平均光吸収率は約１％未満である。例えば、図１１を参照して示すように、非干渉層１１７７に近い干渉層１１７０のいくつかは、非干渉層１１７７からより遠い層よりも、第２の偏光状態のためにより高い吸光度を有し得、第２の主面側１１７９に入射する第２の偏光状態を有する光のより高い吸収のため、光学フィルムは、第１の主面側１１７８に入射する第２の偏光状態を有する光に対して、第２の主面側１１７９に入射する第２の偏光状態を有する光よりも高い平均反射率を有する。

光学フィルムの両主面側に入射する光の平均光反射率の差は、光学フィルムの複数の干渉層内の少なくともいくつかの層に、光吸収分子を含めることによって達成することができる。いくつかの実施形態では、複数の干渉層は、第２の偏光状態に沿って実質的に配向された複数の光吸収分子を含む。いくつかの実施形態では、複数の光吸収分子は、所定の波長範囲に、少なくとも部分的に吸収帯域を有する。光吸収分子は、フィルムを延伸（例えば、実質的に一軸延伸）することによってフィルムを配向する前に、フィルム内の層の少なくとも一部に光吸収分子を含めることによって配向することができる。その後、フィルムが延伸されたときに光吸収分子を整列させることができる。いくつかの実施形態では、複数の干渉層は、複数の交互する高屈折率の第１の層及び低屈折率の第２の層を含む。例えば、層１１７４は、高屈折率層であってもよく、層１１７２は、低屈折率層であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の層は、所定の波長範囲における少なくとも１つの波長に対して、第２の層よりも実質的に、より光吸収性がある。例えば、第１の層は、第２の層の少なくとも２倍、又は少なくとも５倍、又は少なくとも１０倍の吸光度を有することができる。いくつかの実施形態では、第１の層は、実質的に高濃度の光吸収分子を有し、第２の層は、実質的に低濃度の光吸収分子を有する。光吸収分子を組み込んだ反射型偏光子は、例えば、米国特許出願公開第２０１６／０３０６０８６号（Ｈａａｇら）及び米国特許第６，０９６，３７５号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）において説明され、これらの各々は、本明細書と矛盾しない範囲で参照により本明細書に組み込まれる。

適切な光吸収分子としては、日本の三井化学ファイン株式会社から入手可能なアントラキノン染料、アゾ染料、及び二色性染料（例えば、ＰＤ－３２５Ｈ、ＰＤ－３３５Ｈ、ＰＤ－１０４及びＰＤ－３１８Ｈ）が挙げられる。複数の光吸収分子は、複数の共通タイプの分子（例えば、単一のタイプの二色性染料）であってもよく、又は複数の異なるタイプの分子（例えば、二色性染料の混合物）を含んでもよい。

図１７は、反射型偏光子の１つの面から反射型偏光子に垂直入射する光に対する反射型偏光子の通過状態及びブロック状態の反射型偏光子の透過率の概略図である。透過率は、反射型偏光子の他方の面から反射型偏光子に垂直入射する光について、実質的に同じであってもよい。λ１～λ２の所定の波長範囲における波長に対する透過率の平均は、通過状態においてＴｐであり、ブロックにおけるＴｂは状態である。いくつかの実施形態では、λ１は約４００ｎｍであり、λ２は約７００ｎｍである。いくつかの実施形態では、Ｔｐは、約８０％より大きい、又は約８５％より大きい、又は９０％より大きい。いくつかの実施形態では、Ｔｂは、約１０％以下、又は約５％以下、又は約２％以下、又は約１％以下、又は約０．５％以下である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の１つの面に入射する光のＴｐ及びＴｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たし、いくつかの実施形態では、反射型偏光子の各面に入射する光のＴｐ及びＴｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たす。

図１８は、反射型偏光子の１つの面から反射型偏光子に垂直入射する光に対する反射型偏光子の通過状態及びブロック状態の反射型偏光子の反射率の概略図である。反射率は、反射型偏光子の他の面から反射型偏光子に垂直入射する光と実質的に同じであってもよく、又は、例えば、二色性染料の存在に起因して異なっていてもよい。λ１～λ２の所定の波長範囲における波長にわたる反射率の平均は、通過状態でＲｐであり、ブロックにおけるＲｂは状態である。いくつかの実施形態では、Ｒｂは、約７５％より大きい、又は約８０％より大きい、又は約８５％より大きい、又は約９０％より大きい。いくつかの実施形態では、Ｒｐは約２０％以下、又は約１５％以下、又は約１０％以下、又は約５％以下である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の１つの面に入射する光のＲｐ及びＲｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たし、いくつかの実施形態では、反射型偏光子の各面に入射する光のＲｐ及びＲｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たす。

図１９は、反射型偏光子の１つの面から反射型偏光子に垂直入射する光に対する反射型偏光子の通過状態及びブロック状態についての、複数の光吸収分子を組み込んだ反射型偏光子の吸光度の概略プロットである。吸光度は、吸光染料の存在に起因して、反射型偏光子の他方の面から反射型偏光子に垂直入射する光について異なる場合がある。λ１～λ２の所定の波長範囲における波長にわたる吸光度の平均は、通過状態においてＡｐであり、ブロックにおけるＡｂは状態である。いくつかの実施形態では、Ａｐは、約３％以下、又は約２％以下、又は約１％以下である。いくつかの実施形態では、Ａｂは、約２％よりも大きい、又は約５％よりも大きい、又は約１０％よりも大きい。いくつかの実施形態では、反射型偏光子の１つの面に入射する光に対するＡｐ及びＡｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たし、いくつかの実施形態では、反射型偏光子の各面に入射する光のＡｐ及びＡｂは、これらの条件のうちの少なくとも１つを満たす。いくつかの実施形態では、複数の光吸収分子は、λ３～λ４の吸収帯域１９０４を有する。いくつかの実施形態では、λ３～λ４の波長範囲は、少なくとも部分的に、λ１～λ２の所定の波長範囲内である。いくつかの実施形態では、λ３～λ４の波長範囲は、完全にλ１～λ２の所定の波長範囲内であり、いくつかの実施形態では、λ３～λ４の波長範囲はλ１未満の波長まで延び、及び／又はλ２より大きい波長まで延びる。
いくつかの実施形態では、光学フィルムは、光学フィルムの第１の主面側から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、光学フィルムの反対側の第２の主面側から入射する光に対しては、より小さな平均光反射率を有する。いくつかの実施形態では、ディスプレイによって放射された画像を観察位置に表示するための光学システムが提供される。光学システムは、光学フィルムを含み、光学フィルムの第１の主面側はディスプレイに面し、光学フィルムの第２の主面側は、観察位置に面する。例えば、図２を参照すると、層２２６は、光学フィルムの第１の主面側（ディスプレイ２５０に面する面）から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、光学フィルムの反対側の第２の主面側（層２２２に面する面）から入射する光に対しては、より小さな平均光反射率を有する反射型偏光子であってもよい。これは、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、二色性染料が光学フィルムのいくつかの層に含まれる場合に生じ得る。

いくつかの実施形態では、反射型偏光子、又は反射型偏光子を含む光学積層体は、湾曲形状に形成される。いくつかの実施形態では、成形された反射型偏光子又は成形された光学積層体は、光学接着剤を使用して光学素子の湾曲した面に接合される。他の実施形態では、光学素子は、例えば、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に一般に説明されているように、インサート成形を介して成形された反射型偏光子又は成形された光学積層体上に直接形成される。

反射型偏光子又は光学積層体は、例えば、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に一般に説明されているように、熱成形によって成形され得る。適切な熱成形システムとしては、ＭＡＡＣ Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社（イリノイ州キャロルストリーム）から入手可能な真空形成システム、及びＨｙ－Ｔｅｃｈ Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ（米国）社（アリゾナ州フェニックス）から入手可能な加圧成形システムが挙げられる。

「約、ほぼ」などの用語は、それらが本明細書の記載において使用され説明されている文脈において、当業者によって理解されるだろう。形状、量、及び物理的性質を表す量に適用される「約、ほぼ」の使用が、本明細書において使用され説明されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「約、ほぼ」は、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されるだろう。特定の値の約、ほぼとして与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、本明細書において使用され説明されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、約１の値を有する量は、０．９～１．１の値を有する量かつその値が１であり得ることを意味する。

「実質的に」などの用語は、それらが本明細書において使用され説明されている文脈において、当業者によって理解されるだろう。「実質的に平行な」の使用が、本明細書において使用され説明されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「実質的に平行な」は、平行の３０°以内を意味することになる。互いに実質的に平行であるとして説明される方向又は表面は、いくつかの実施形態では、平行の２０°以内又は１０°以内であり得るか、又は平行若しくは名目上平行であり得る。「実質的に垂直な」の使用が、本明細書において使用され説明されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「実質的に垂直な」は、平行の３０°以内を意味することになる。実質的に垂直であるとして説明される方向は、いくつかの実施形態では、垂直の２０°以内、又は１０°以内の平行であり得るか、又は垂直若しくは名目上垂直であり得る。

以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。

実施形態１は、光学システムであって、
湾曲した第１の主表面を備える第１の光学素子と、
第１の光学素子の湾曲した第１の主表面に接合され、それに適合する光学積層体とを備え、光学積層体は、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約５５０ｎｍの波長において、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層とを備える。

実施形態２は、実施形態１の光学システムであって、第１の光学素子が第２の主表面を更に備え、第１の光学素子の第１の主表面及び第２の主表面は、その間に約２０°～約１２０°の範囲の間の角度を形成する。

実施形態３は、実施形態１の光学システムであって、第１の光学素子が、２つの相互に直交する方向に屈折力を有する第１の光学レンズを備える。

実施形態４は、実施形態１の光学システムであって、第１の光学素子が、第１の光学プリズムを備える。

実施形態５は、実施形態１の光学システムであって、第１の光学素子に隣接し、実質的に非平行な第１の主表面及び第２の主表面を備える第２の光学素子を更に備える。

実施形態６は、実施形態１の光学システムであって、反射型偏光子は、Ｎ個の連続して番号付けられた層を備え、Ｎは２００より大きく、８００未満の整数であり、各層が約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、近似曲線は、層番号の関数として、反射型偏光子の層厚さに適用される最適近似回帰であり、第１の層～第Ｎの層まで延びる領域における近似曲線の平均傾斜は、約０．２ｎｍ未満である。

実施形態７は、実施形態１の光学システムであって、光学リターダンスが、約８０ｎｍ未満、又は約６０ｎｍ未満、又は約４０ｎｍ未満、又は約３０ｎｍ未満、又は約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満、又は約５ｎｍ未満である。

実施形態８は、実施形態１の光学システムであって、光学リターダンスが、約４００ｎｍより大きい、又は約８００ｎｍより大きい、又は約１０００ｎｍより大きい、又は約２０００ｎｍより大きい、又は約３０００ｎｍより大きい、又は約４０００ｎｍより大きい。

実施形態９は、実施形態１の光学システムであって、非接着性可撓性光学層が、ポリマーフィルム、反射防止コーティング、吸収型偏光子、中和密度フィルタ、リターダ、染色フィルム、光学フィルタ、電気回路を含むフィルム、電極、赤外線反射フィルム、多層光学フィルム、及び拡散体のうちの１つ以上を備える。

実施形態１０は、実施形態１の光学システムであって、非接着性可撓性光学層が、剥離ライナーである。

実施形態１１は、実施形態１の光学システムであって、反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、このポリマー多層光学フィルムが、
複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

実施形態１２は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、
第１の斜辺を備える第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を備える第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配置され、第１の斜辺及び第２の斜辺に接着された光学積層体とを備え、光学積層体は、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層と、
反射型偏光子と非接着性可撓性光学層との間に配置され、反射型偏光子を非接着性可撓性光学層に接合する接着層とを備える。

実施形態１３は、実施形態１２のＰＢＳであって、
第１の斜辺及び第２の斜辺のうちの少なくとも１つが湾曲している。

実施形態１４は、実施形態１２のＰＢＳであって、反射型偏光子が、複数の干渉層を備え、各干渉層が、主に光学干渉によって光を反射又は透過する。

実施形態１５は、実施形態１２のＰＢＳであって、反射型偏光子が、Ｎ個の連続して番号付けられた層を備え、Ｎは、２００より大きく、８００未満の整数であり、各層が約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、近似曲線は、層番号の関数として、反射型偏光子の層厚さに適用される最適近似回帰であり、第１の層～第Ｎの層まで延びる領域における近似曲線の平均傾斜は約０．２ｎｍ未満である。

実施形態１６は、実施形態１２のＰＢＳであって、反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、このポリマー多層光学フィルムが、
複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

実施形態１７は、レンズアセンブリであって、
少なくとも一方向に屈折力を備える第１の光学レンズと、
第１の光学レンズに接着された光学積層体とを備え、光学積層体は、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層と、
反射型偏光子と非接着性可撓性光学層との間に配置され、反射型偏光子を、非接着性可撓性光学層に接合する接着層とを備える。

実施形態１８は、実施形態１７のレンズアセンブリであって、非接着性可撓性光学層が、ポリマーフィルム、反射防止コーティング、吸収型偏光子、中和密度フィルタ、リターダ、染色フィルム、光学フィルタ、電気回路を含むフィルム、電極、赤外線反射フィルム、多層光学フィルム、及び拡散体のうちの１つ以上を備える。

実施形態１９は、実施形態１７のレンズアセンブリであって、非接着性可撓性光学層が、剥離ライナーである。

実施形態２０は、実施形態１７のレンズアセンブリであって、反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、このポリマー多層光学フィルムが、
複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

実施形態２１は、実施形態１７のレンズアセンブリであって、反射型偏光子が複数の干渉層を備え、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有し、第２の偏光状態について約２％より大きい平均光吸収を有し、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、光学フィルムは、反射型偏光子の第１の主面側から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、反射型偏光子の反対側の第２の主面側から入射する光に対しては、より小さい平均光反射率を有する。

実施形態２２は、レンズアセンブリであって、
少なくとも一方向における屈折力、及び湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、少なくとも１つの干渉層が、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向され、反射型偏光子は、第１の光学レンズの第１の主表面に接着され、反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、一体的に形成された反射型偏光子とを備え、
第１の主表面が、最大投影寸法Ｄ及び対応する最大サグＳ、Ｓ／Ｄ≧０．０３を有する活性領域を備え、
反射型偏光子の平均厚さは、約５０マイクロメートルより大きい。

実施形態２３は、実施形態２２のレンズアセンブリであって、反射型偏光子が、複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層を更に備え、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚は、約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルであり、複数の干渉層の平均総厚は、約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである。

実施形態２４は、光学フィルムであって、
複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

実施形態２５は、実施形態２４の光学フィルムであって、少なくとも１つの非干渉層が、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層を備え、非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍよりも大きい光学リターダンスを有する。

実施形態２６は、実施形態２４の光学フィルムであって、第２の偏光状態を有する所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光に対して約２％よりも大きい平均光吸収を有し、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、光学フィルムは、光学フィルムの第１の主面側から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、光学フィルムの反対側の第２の主面側から入射する光に対しては、より小さい平均光反射率を有する。

実施形態２７は、反射型偏光子アセンブリであって、
約５０マイクロメートルよりも大きな平均厚さを有し、複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、少なくとも１つの干渉層が、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向され、一体的に形成された反射型偏光子が、最も外側の湾曲した主表面を備える、一体的に形成された反射型偏光子と、
反射型偏光子の最も外側の湾曲した主表面上に直接形成され、それに適合する光学素子とを備える。

実施形態２８は、実施形態２７の反射型偏光子アセンブリであって、一体的に形成された反射型偏光子が更に、複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層を備え、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚は、約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルであり、複数の干渉層の平均総厚は、約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである。

実施形態２９は、実施形態２７の反射型偏光子アセンブリであって、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有し、第２の偏光状態について約２％より大きい平均光吸収率を有し、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、一体的に形成された反射型偏光子は、反射型偏光子の第１の主面側から入射する光に対しては、より大きな平均光反射率を有し、反射型偏光子の反対側の第２の主面側から入射する光に対しては、より小さい平均光反射率を有する。

実施形態３０は、レンズアセンブリであって、
少なくとも一方向における屈折力、及び望ましくない特性を有する湾曲した第１の主表面を有する第１の光学レンズと、
複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、一体的に形成された反射型偏光子が、反対向きの最も外側の第１の主表面及び最も外側の第２の主表面を備える、一体的に形成された反射型偏光子と、
一体的に形成された反射型偏光子の第１の主表面を、第１の光学レンズの第１の主表面に接合する接着層であって、接合は、第１の光学レンズの第１の主表面の望ましくない無特性を補償し、一体的に形成された反射型偏光子の最も外側の第２の表面は、望ましい特性を有する、接着層とを備える。

実施形態３１は、実施形態３０のレンズアセンブリであって、望ましくない特性が表面曲率を含み、第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面が、望ましくない曲率を有し、一体的に形成された反射型偏光子の最も外側の第２の表面が、望ましい曲率を有する。

実施形態３２は、実施形態３０のレンズアセンブリであって、望ましくない特性が、平均表面粗さを含み、湾曲した第１の主表面が、望ましくない平均表面粗さを有し、一体的に形成された反射型偏光子の最も外側の第２の表面が、望ましい平均表面粗さを有する。

実施形態３３は、実施形態３２のレンズアセンブリであって、最も外側の第２の表面が、湾曲した第１の主表面ではないが、光学的に平滑である。

実施形態３４は、
少なくとも一方向において、ゼロより大きい屈折力を有する少なくとも１つのレンズと、
所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光について、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
所定の波長範囲において、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、所定の波長範囲において、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子とを備えた光学システムであって、光学システムは光軸を有し、光軸に沿って光線が、実質的に屈折することなく、少なくとも１つのレンズ、部分反射体、及び反射型偏光子を通過して伝搬し、第２の偏光状態と所定の波長範囲における波長とを有する光の入射円錐であって、光軸を中心として約１００°～約１６０°の全円錐角θを有するする光の入射円錐の場合、入射光は、第１の偏光状態を有する第１の光成分と、第２の偏光状態を有する第２の光成分とを有して光学システムから出射し、第１の光成分の平均強度と第２の光成分の平均強度との比は約１００より大きい。

実施形態３５は、実施形態３４の光学システムであって、光学積層体が、反射型偏光子と、反射型偏光子に接合された非接着性可撓性光学層とを備える。

実施形態３６は、実施形態３５の光学システムであって、少なくとも１つのレンズが、第１のレンズを含み、第１のレンズが、湾曲した第１の主表面を含み、光学積層体が、湾曲した第１の主表面に接合されて適合する。

実施形態３７は、実施形態３４の光学システムであって、反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、このポリマー多層光学フィルムが、
複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が、約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する。

実施形態３８は、実施形態３４の光学システムであって、反射型偏光子が一体的に形成され、複数の干渉層を備え、各干渉層が、主に光学干渉によって光を反射又は透過し、反射型偏光子は、湾曲した第１の主表面に接着され、湾曲した第１の主表面は、最大投影寸法Ｄ及び対応する最大サグＳ、Ｓ≧０．０３を有する活性領域を備える。

実施形態３９は、実施形態３４の光学システムであって、反射型偏光子の平均厚さが、約５０マイクロメートルよりも大きい。

反射型偏光子１
複屈折反射型偏光子光学フィルムが、以下のように準備された。２つの多層光学パケットは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び低屈折率の等方性層の３２５個の交互層から構成される各パケットと共押出され、これは、屈折率が約１．５７であり、一軸方向で実質的に等方性を維持するように、ポリカーボネートとコポリエステル（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）とを混合して製造され、ＰＣ：ｃｏＰＥＴのモル比は約４２．５ｍｏｌ％ＰＣ及び５７．５ｍｏｌ％ｃｏＰＥＴであり、摂氏１０５℃のＴｇを有する。この等方性材料は、２つの非延伸方向における屈折率を延伸させた後、非延伸方向における複屈折材料の屈折率と実質的に一致したままとなるように選択され、一方では、延伸方向において、複屈折層と非複屈折層との間には屈折率の実質的な不一致が存在する。ＰＥＮ及びＰＣ／ｃｏＰＥＴポリマーは、別個の押出機から多層の共押出フィードブロックに供給され、これらは、合計６５２層に対して、積層された光学パケットの外側で、ＰＣ／ｃｏＰＥＴのより厚い保護境界層を加えて、３２５個の交互する光学層（それぞれ「パケット１」及び「パケット２」）のパケットに組み立てられた。フィルムは、米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）において説明されているように、放物線状テンターで実質的に一軸延伸された。フィルムは、約１５０℃の温度で約６の延伸比まで延伸された。

反射型偏光子１のこの層厚プロファイルは、示されたパケット１及びパケット２を有する図１４Ｂに示される。最小二乗線形回帰を用いるとパケット１の平均傾斜は約０．１７ｎｍ／層であり、パケット２の平均傾斜は、約０．１８ｎｍ／層であり、約６％の２つのパケットに対するそれぞれの傾斜における差を示している。反射型偏光子１は、ほぼ６３．２μｍの静電容量計によって測定された結果として得られた総厚、９０％の通過状態における透過率、及び０．０１５％のブロック状態における透過率を有していた。干渉層の総厚は５４．２マイクロメートルであり、非干渉層は、２．２マイクロメートル及び３．５マイクロメートルの厚さをそれぞれ有する最も外側の層（例えば、非干渉層１３７７ａ及び１３７７ｃに対応する）、及び３．３マイクロメートルの厚さを有する内側スペーサ層（例えば、非干渉層１３７７ｂに対応する）を含む。

実施例１
反射型偏光子１を、（ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な）厚さ１ミルの３Ｍ ８１７１の光学的に透明な接着剤を使用して、７５マイクロメートル厚のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルムにラミネートした。得られたラミネートを、真空形成プロセスを用いて０．０２６のサグ対直径比を有する湾曲形状に熱成形した。光学等級のアクリルを、インサート成形プロセスでラミネート上に射出成形することにより、レンズをラミネート上に形成した。熱成形及び射出成形は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）において説明されたように実行された。形成プロセス中にラミネートのしわは観察されなかった。

実施例２
反射型偏光子１を、（ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な）厚さ１ミルの３Ｍ ８１７１の光学的に透明な接着剤を使用して、７５マイクロメートル厚のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルムにラミネートした。得られたラミネートを、真空形成プロセスを用いて０．１３のサグ対直径比を有する湾曲形状に熱成形した。光学等級のアクリルを、インサート成形プロセスでラミネート上に射出成形することにより、レンズをラミネート上に形成した。熱成形及び射出成形は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）において説明されたように実行された。形成プロセス中にラミネートのしわは観察されなかった。

実施例３
反射型偏光子１を、（ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な）厚さ１ミルの３Ｍ ８１７１の光学的に透明な接着剤を使用して、２つの７５マイクロメートル厚のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム間にラミネートした。得られたラミネートを、真空形成プロセスを用いて０．０２６のサグ対直径比を有する湾曲形状に熱成形した。実施例３のラミネートは、実施例１のラミネートと比較して、その望ましい形状を、より良好な許容差に保持した。光学等級のアクリルを、インサート成形プロセスでラミネート上に射出成形することにより、レンズをラミネート上に形成した。熱成形及び射出成形は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）において説明されたように実行された。形成プロセス中にラミネートのしわは観察されなかった。

実施例４
反射型偏光子１を、（ミネソタ州セントポールの３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な）厚さ１ミルの３Ｍ ８１７１の光学的に透明な接着剤を使用して、２つの７５マイクロメートル厚のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）フィルム間にラミネートした。得られたラミネートを、真空形成プロセスを用いて０．１３のサグ対直径比を有する湾曲形状に熱成形した。実施例４のラミネートは、実施例２のラミネートと比較して、その望ましい形状を、より良好な許容差に保持した。光学等級のアクリルを、インサート成形プロセスでラミネート上に射出成形することにより、レンズをラミネート上に形成した。熱成形及び射出成形は、米国特許出願公開第２０１７／００６８１００号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）において説明されたように実行された。形成プロセス中にラミネートのしわは観察されなかった。

図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。具体的な実施形態を本明細書において例示し説明したが、様々な代替及び／又は同等の実施により、図示及び説明した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のあらゆる適合例又は変形例を包含することを意図する。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されるものとする。

Claims (19)

1. 湾曲した第１の主表面を備える第１の光学素子と、
   前記第１の光学素子の前記湾曲した第１の主表面に接合され、それに適合する光学積層体とを備え、前記光学積層体は、
   第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
   前記反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、前記非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約５５０ｎｍの波長において、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層とを備える、光学システム。
2. 前記第１の光学素子が、２つの相互に直交する方向に屈折力を有する第１の光学レンズを備える、請求項１に記載の光学システム。
3. 前記第１の光学素子が、第１の光学プリズムを備える、請求項１に記載の光学システム。
4. 前記反射型偏光子は、Ｎ個の連続して番号付けられた層を備え、Ｎは２００より大きく、８００未満の整数であり、各層が約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、近似曲線は、層番号の関数として、前記反射型偏光子の層厚さに適用される最適近似回帰であり、第１の層～第Ｎの層まで延びる領域における前記近似曲線の平均傾斜は、約０．２ｎｍ未満である、請求項１に記載の光学システム。
5. 前記反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、前記ポリマー多層光学フィルムが、
   複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、前記複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
   前記複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、前記少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記複数の干渉層は、前記第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、前記第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する、請求項１に記載の光学システム。
6. 第１の斜辺を備える第１のプリズムと、
   前記第１の斜辺に面する第２の斜辺を備える第２のプリズムと、
   前記第１の斜辺と前記第２の斜辺との間に配置され、前記第１の斜辺及び前記第２の斜辺に接着された光学積層体とを備え、前記光学積層体は、
   第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
   前記反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、前記非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層と、
   前記反射型偏光子と前記非接着性可撓性光学層との間に配置され、前記反射型偏光子を前記非接着性可撓性光学層に接合する接着層とを備える、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）。
7. 前記反射型偏光子は、Ｎ個の連続して番号付けられた層を備え、Ｎは、２００より大きく、８００未満の整数であり、各層が約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、近似曲線は、層番号の関数として、前記反射型偏光子の層厚さに適用される最適近似回帰であり、第１の層～第Ｎの層まで延びる領域における前記近似曲線の平均傾斜は約０．２ｎｍ未満である、請求項６に記載のＰＢＳ。
8. 前記反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、前記ポリマー多層光学フィルムが、
   複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、前記複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
   前記複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、前記少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記複数の干渉層は、前記第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、前記第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する、請求項６に記載のＰＢＳ。
9. 少なくとも一方向に屈折力を備える第１の光学レンズと、
   前記第１の光学レンズに接着された光学積層体とを備え、前記光学積層体が、
   第１の偏光状態を有する光を実質的に透過させ、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子と、
   前記反射型偏光子に接合され、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層であって、前記非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍより大きい光学リターダンスを有する、非接着性可撓性光学層と、
   前記反射型偏光子と前記非接着性可撓性光学層との間に配置され、前記反射型偏光子を前記非接着性可撓性光学層に接合する接着層とを備える、レンズアセンブリ。
10. 少なくとも一方向における屈折力、及び湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
    複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、少なくとも１つの干渉層が、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向され、前記反射型偏光子は、前記第１の光学レンズの前記第１の主表面に接着され、前記反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、一体的に形成された反射型偏光子とを備え、
    前記第１の主表面が、最大投影寸法Ｄ及び対応する最大サグＳ、Ｓ／Ｄ≧０．０３を有する活性領域を備え、
    前記反射型偏光子の平均厚さは、約５０マイクロメートルより大きい、レンズアセンブリ。
11. 複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、前記複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
    前記複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、前記少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する、光学フィルム。
12. 前記少なくとも１つの非干渉層が、実質的に平行な反対向きの第１の主表面及び第２の主表面を備える非接着性可撓性光学層を備え、前記非接着性可撓性光学層上の少なくとも１つの場所は、約１００ｎｍ未満又は約２００ｎｍよりも大きい光学リターダンスを有する、請求項１１に記載の光学フィルム。
13. 約５０マイクロメートルよりも大きな平均厚さを有し、複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、少なくとも１つの干渉層が、少なくとも１つの場所で実質的に一軸配向され、前記一体的に形成された反射型偏光子が、最も外側の湾曲した主表面を備える、一体的に形成された反射型偏光子と、
    前記反射型偏光子の前記最も外側の湾曲した主表面上に直接形成され、それに適合する光学素子とを備える、反射型偏光子アセンブリ。
14. 所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記複数の干渉層は、第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有し、前記第２の偏光状態について約２％より大きい平均光吸収率を有し、前記所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記一体的に形成された反射型偏光子は、前記反射型偏光子の第１の主面側から入射する光に対してはより大きな平均光反射率を有し、前記反射型偏光子の反対側の第２の主面側から入射する光に対してはより小さい平均光反射率を有する、請求項１３に記載の反射型偏光子アセンブリ。
15. 少なくとも一方向における屈折力、及び望ましくない特性を有する湾曲した第１の主表面を有する第１の光学レンズと、
    複数の干渉層を備える一体的に形成された反射型偏光子であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、前記一体的に形成された反射型偏光子が、反対向きの最も外側の第１の主表面及び最も外側の第２の主表面を備える、一体的に形成された反射型偏光子と、前記一体的に形成された反射型偏光子の前記第１の主表面を、前記第１の光学レンズの前記第１の主表面に接合する接着層であって、前記接合は、前記第１の光学レンズの前記第１の主表面の望ましくない無特性を補償し、前記一体的に形成された反射型偏光子の前記最も外側の第２の表面は、望ましい特性を有する、接着層とを備える、レンズアセンブリ。
16. 前記望ましくない特性が表面曲率を含み、前記第１の光学レンズの前記湾曲した第１の主表面が、望ましくない曲率を有し、前記一体的に形成された反射型偏光子の前記最も外側の第２の表面が、望ましい曲率を有する、請求項１５に記載のレンズアセンブリ。
17. 前記望ましくない特性が平均表面粗さを含み、前記湾曲した第１の主表面が、望ましくない平均表面粗さを有し、前記一体的に形成された反射型偏光子の前記最も外側の第２の表面が、望ましい平均表面粗さを有する、請求項１５に記載のレンズアセンブリ。
18. 少なくとも一方向において、ゼロより大きい屈折力を有する少なくとも１つのレンズと、
    所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光について、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
    前記所定の波長範囲において、第１の偏光状態を有する光を実質的に通過し、前記所定の波長範囲において、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射型偏光子とを備えた光学システムであって、前記光学システムは光軸を有し、前記光軸に沿って光線が、実質的に屈折することなく、前記少なくとも１つのレンズ、前記部分反射体、及び前記反射型偏光子を通過して伝搬し、前記第２の偏光状態と前記所定の波長範囲における波長とを有する光の入射円錐であって、前記光軸を中心として約１００°～約１６０°の全円錐角を有する光の入射円錐の場合、前記入射光は、前記第１の偏光状態を有する第１の光成分と、前記第２の偏光状態を有する第２の光成分とを有して前記光学システムから出射し、前記第１の光成分の平均強度と前記第２の光成分の平均強度との比は、約１００より大きい、光学システム。
19. 前記反射型偏光子が、ポリマー多層光学フィルムであり、前記ポリマー多層光学フィルムが、
    複数の干渉層であって、各干渉層が主に光学干渉によって光を反射又は透過し、前記複数の干渉層の平均総厚が約２０マイクロメートル～約７０マイクロメートルである、複数の干渉層と、
    前記複数の干渉層と一体的に形成され、主に光学干渉によって光を反射又は透過しない少なくとも１つの非干渉層であって、前記少なくとも１つの非干渉層の平均総厚が約４０マイクロメートル～約１００マイクロメートルである、少なくとも１つの非干渉層とを備え、所定の波長範囲において、実質的に垂直入射する光の場合、前記複数の干渉層は、前記第１の偏光状態について約８５％より大きい平均光透過率を有し、前記第２の偏光状態について約８０％より大きい平均光反射率を有する、請求項１８に記載の光学システム。

Images