JP6599337B2 - 集積光学部品及び製造方法 - Google Patents

Description

液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ：liquid crystal on silicon）ベースのプロジェクターの作動には、偏光を使用する必要がある。かかるプロジェクターは、効率的に作動するために、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を使用する必要がある場合がある。これらの専門の光学部品は、典型的には手作業で組み立てられる。このため、これらのデバイスの労務費用は比較的高く、かつ、歩留りは比較的低い。これらの２つの要因により、一般的に部品のコストが高くなる場合がある。更に、手作業の組み立てのため、ＰＢＳが照明の用途に制限される場合がある。ＬＣＯＳ撮像素子が比較的安価であり、ＬＣＯＳベースのシステムは低コストシステムであるとされているので、部品のコストが高いことは皮肉である。これは、部品の高いコストが、撮像素子の低いコストを相殺する状況をもたらす場合がある。

本開示は、集積光学部品アレイ、及び投影装置又はその他の光学装置で有用な集積光学部品アレイの製造方法を提供する。集積光学部品アレイは、数個の素子を有する個々のＰＢＳを大規模並列の方法で組み立てた後に、個々の光学部品として個片化することができるように製造されたＰＢＳアレイであり、その結果、製造コストを大幅に低減することが可能である。

一態様では、本開示は、集積光学部品を提供し、集積光学部品は、平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と；複数の階段状部のそれぞれの上に配設され、かつ支持体と一体である、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える。ＰＢＳキューブは、立上り部に隣接した第１のプリズム面と、階段状部に隣接した第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と、を更に備え、第１のプリズム面は、第１のトラフによって立上り部から分離され、ＰＢＳキューブは、奥行き部及び立上り部と直交する対向する複数の端面を備える。

別の態様では、本開示は、集積光学部品を提供し、該集積光学部品は、平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と；支持体と一体であり、かつ複数の階段状部のそれぞれの上に一列に配設される、複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える。複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、立上り部に隣接した第１のプリズム面と、階段状部に隣接した第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と；対向する複数の端面であって、各対向する端面は反射性偏光子と直交する、対向する複数の端面と、を更に備え、各第１のプリズム面は第１のトラフによって立上り部から分離され、第２のトラフは立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する。

更に別の態様では、本開示は集積光学部品を提供し、該集積光学部品は、平らな第１の表面と、奥行き部と立上り部とを有する階段状部を備える反対側の第２の表面と、を有する支持体と；支持体と一体であり、かつ階段状部の上に一列に配設される複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える。複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、立上り部に隣接する第１のプリズム面と、階段状部に隣接する第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と；対向する複数の端面であって、各対向する端面は反射性偏光子と直交する、対向する複数の端面と、を更に備え、各第１のプリズム面は第１のトラフによって立上り部から分離され、第２のトラフは立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する。

更に別の態様では、本開示は光学部品の製造方法を提供し、該方法は、第１のポリマープレートと第２のポリマープレートとの間に反射性偏光子を積層するステップであって、第１のポリマープレートは第１の外側表面を有し、第２のポリマープレートは反対側の第２の外側表面を有するステップと；複数の平行な第１のトラフを、第２のポリマープレートに、反射性偏光子に対して４５度の角度で、第１の底面までミリング加工するステップであって、各平行な第１のトラフは、階段状部立上り部を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブの第１のプリズムから分離するステップと；複数の平行な第２のトラフを、第１のトラフに垂直にミリング加工し、それによって、複数の階段状部奥行き部を形成するステップであって、階段状部奥行き部のそれぞれは、第１の底面と共面であり、かつ第１の立上り部から隣接する第２の立上り部まで延在し、各第２のトラフが、奥行き部上の隣接するＰＢＳキューブの複数の端面を分離し、奥行き部と立上り部の交差部が、第１の外側表面に近接した第１のヒンジを画定するステップと；任意追加的に、それぞれが第３の底面を有し、それぞれが第１のトラフに平行である複数の平行な第３のトラフをミリング加工するステップであって、平行な第３のトラフのそれぞれは、対応する階段状部立上り部に垂直であり、かつＰＢＳキューブを支持するフランジを形成し、第３の底面は第２のヒンジによって奥行き部から分離されるステップと、を含む。上記方法は、第１のトラフに平行な複数のノッチをミリング加工するステップであって、各ノッチは、奥行き部に平行な第１のノッチ面と、立上り部に平行であり、かつその中まで延在する第２のノッチ面とを有し、第１のノッチ面が、奥行き部と反対側の第４のプリズム面を含み、第２のノッチ面が、第１のプリズム面と反対側の第３のプリズム面を含むステップと、を更に含み、ミリング加工するステップは任意の順序で実施され得る。

更に別の態様では、本開示は光学部品を提供し、該光学部品は、第１の主表面を有する第１の透明プレートと；第２の主表面を有する第２の透明プレートと；第１の主表面と第２の主表面との間に固着されるポリマー多層反射性偏光子と；第１の透明プレート及びポリマー多層反射性偏光子を貫通する、第１の対向する複数の面と第１の底面とを有する第１のアンダーカットトラフと、を備え、第１の透明プレート及び第２の透明プレートの少なくとも一方は、低複屈折を示す。

上の概要は、本開示の各々の開示される実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図しない。以下の図面及び詳細な説明により、実例となる実施形態をより具体的に例示する。

本明細書の全体を通じて添付の図面を参照するが、図中、同様の参照番号は、同様の要素を示す。
光学積層体の断面図を示す。 光学積層体の断面図を示す。 集積光学部品の概略斜視図を示す。 ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。 ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。 ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。 ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。 集積光学部品の概略斜視図を示す。 集積光学部品の概略斜視図を示す。 個片化されたＰＢＳの概略斜視図を示す。 図３Ａの個片化されたＰＢＳの概略側面図及び平面図を示す。 図３Ａの個片化されたＰＢＳの概略側面図及び平面図を示す。

図面は、必ずしも一定の縮尺ではない。図中に用いられる同様の数字は、同様の構成要素を示す。しかしながら、特定の図中のある構成要素を示す数字の使用は、同じ数字によって示される別の図中のその構成要素を限定しようとするものではないことは理解されるであろう。

本開示は、投影装置又はその他の光学装置に有用な、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）などの複数の光学部品を含むことができる、集積光学部品アレイ、及び集積光学部品アレイの製造方法を提供する。光学部品アレイは、数個の素子を有する個々の光学部品を大規模並列形式で組み立てることができ、その後、個々の光学部品として個片化（即ち、互いから分離）できるように製作可能である。この構築技術により、製造コストを大幅に低減する可能性が開け、光学部品を変動させる大きな要因となり得る手作業による組み立て作業の多くを取り除くことができる。

偏光制御部品、特にポリマー偏光制御部品の製造中に遭遇する障害の１つは、部品が十分に低い複屈折レベルを確実に示す必要があることである。大量生産の射出成形部品の場合、射出成形に関連する残留応力が、高い頻度で複屈折率を高くしてしまうため、このことが達成困難な場合がある。しかしながら、少なくともコスト及び寿命という理由から、プラスチック成形品は大変望ましい。

一態様では、本開示は、特に、熱安定化アクリルプレートなどの低複屈折材料を使用して製造することができる集積光学部品について記述し、この熱安定化アクリルプレートは、他の箇所に記載されるように、製造中にアクリルプレートに組み入れられた残留応力を解放することができる熱環境中にアクリルプレートを懸吊することによって調製することができる。残留応力は複屈折レベルの増大の原因となる可能性があり、熱安定化処理はこの応力を劇的に低減又は解消させることができ、その結果、好ましくは２０ｎｍ未満、より好ましくは１０ｎｍ未満、最も好ましくは５ｎｍ未満の位相差を有するアクリルプレートが得られる。

特定の一実施形態では、本明細書に記載される本発明の利益としては：キューブ表面を直接ミリング加工することにより、ＰＢＳキューブの縁部の面取りが不要になること；レーザーを使用して個片化する必要がなくなり、レーザーの使用により生じる関連したくずが出なくなること；個片化プロセスに起因した塗装／コーティングされていない縁部及び複数の端面がなくなること；特殊な特注工作機械を必要とすることなく機械加工によって精密でより頑強な開口を形成できること；二次的修正を必要とせずに一段階塗装／コーティングプロセスを可能にすること；及び、より安定しかつ自動化が可能な光学表面の研磨プロセスを可能にすること、が挙げられる。

以下の説明では、本明細書の一部を形成し、例示を目的として示される添付図面を参照する。本開示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、実施され得る点を理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は、限定的な意味で理解されるべきではない。

本明細書で使用する全ての科学的及び技術的用語は、特に断らない限り、当該技術分野において一般的に用いられる意味を有する。本明細書において与えられる定義は、本明細書中で頻繁に使用される特定の用語の理解を容易にするためのものであり、本開示の範囲を限定するためのものではない。

別途記載のない限り、本明細書及び「特許請求の範囲」で使用される特徴部の寸法、量、及び物理的特性を表す全ての数字は、いずれの場合においても「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨が示されない限り、上記の明細書及び添付の「特許請求の範囲」において示される数値パラメータは、本明細書に開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望される特性に応じて変わり得る近似値である。

本明細書及び添付の「特許請求の範囲」に用いられている単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、その内容が別段明示されない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲に用いられている「又は」という用語は、その内容が別段明示されない限り、「及び／又は」を含む意味で一般的に用いられる。

「下側」、「上側」、「下」、「下方」、「上方」、及び「その上」などを含むがこれらに限定されない空間的に関連した用語は、本明細書で使用される場合、ある要素の別の要素に対する空間的関係を述べる上で説明を容易にする目的で用いられる。このような空間的に関連した用語には、図に示され本明細書に述べられる特定の配向以外に、使用中又は作動中のデバイスの異なる配向が包含される。例えば、図中で示される対象物が反転又は裏返されている場合、他の要素の下方又は下として前に説明された部分は、その後はこれらの他の要素の上となる。

本明細書で使用されるとき、ある要素、部品、若しくは層が、例えば、別の要素、部品、若しくは層と「一致する境界面」を形成する、これらの「上にある」、これらと「接続される」、「結合される」、若しくは「接触する」として述べられる場合、その要素、部品、若しくは層は、例えば、特定の要素、部品、若しくは層の直接上にあるか、これらと直接接続されるか、直接結合されるか、直接接触してもよく、又は介在する要素、部品、若しくは層が特定の要素、部品、若しくは層の上にあるか、これらと接続されるか、結合されるか、若しくは接触してもよい。例えばある要素、部品、又は層が、別の要素の「直接上にある」か、別の要素に「直接接続される」、「直接結合する」、又は「直接接触する」ものとして表される場合、例えば介在する要素、部品、又は層は存在しない。

本明細書で使用されるところの「有する（have、having）」、「含む（include、including、comprise、comprising）」などは、非限定的（open ended）な意味で用いられており、一般に「含むが、これらに限定されない」ことを意味する。「〜からなる」及び「〜から本質的になる」なる語は、「〜を含む」なる語及び同様の語に含まれることが理解されよう。

また、本明細書に提供される説明の目的で、「所望の偏光状態に位置合わせされる」との語は、光学素子を通過する光の所望の偏光状態、すなわち、ｓ偏光、ｐ偏光、右円偏光、左円偏光等、所望の偏光状態に光学素子の通過軸（pass axis）を位置合わせすることに関することを意図する。図を参照して本明細書で説明する一実施形態では、第１の偏光状態に対して位置合わせされた偏光子などの光学素子は、ｐ偏光状態の光を通過させ、第２の偏光状態（この場合はｓ偏光状態）の光を反射又は吸収する、偏光子の配向を意味する。偏光子は、必要に応じて、むしろｓ偏光状態の光を通過させ、ｐ偏光状態の光を反射又は吸収するように位置合わせされ得ることを理解されたい。

ポケットプロジェクター市場に影響を与える１つの要因は、特にプロジェクターがバッテリー式である場合は、プロジェクターのコストが高いことである。ＬＣＯＳベースのプロジェクターは、撮像素子が半導体製造の技術を用いて製造可能であるため、低コストとなる可能性を有している。偏光スイッチング作用に基づき、これらのプロジェクターは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、偏光変換システム（ＰＣＳ）等の偏光制御部品、並びにカラーコンバイナ（ＣＣ）及びテーパ形状の光導波路等の従来の光学部品を必要とする。これらの部品の多くは、現在、手作業で組み立てられ、非常に高価な場合がある。本開示は、これらの部品のコストを桁違いに低減する道筋を提供する。このようなコスト低減がなされれば、ＬＣＯＳプロジェクターは、ポケットプロジェクター市場において、明らかな低コストの勝者（clear low-cost winner）になることができるだろう。

一つの態様では、本開示は、光学部品の切れ目ないアレイ及びこれらを製造するための技術を提供する。この技術は、原価及び廃棄物を激減させ、歩留りを実質的に改善する可能性を有する。特定の一実施形態では、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）のアレイは、ＰＢＳ形状の二次元アレイが光学積層体から削り出される機械加工手法によって製造される。光学積層体は、２つの透明プレートの間に接着された反射性偏光子を含む。透明プレートの少なくとも一方は、例えば熱安定化されたアクリルのように低複屈折を有し、反射性偏光子はポリマー多層光学フィルム（ＭＯＦ）（例えば３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＤＢＥＦ反射性偏光子など）であり得る。

透明プレートをＭＯＦに接着するために、あらゆる有効な技術を用いることができる。特定の一実施形態では、ＭＯＦは、平面上に取り外し可能に取り付けることができ、必要な量の接着剤がＭＯＦの上に置かれ、その範囲はプレートより大きくてもよい。その後、透明プレートが、接着剤のプールの上に置かれてもよく、これにより、接着剤が透明プレートの縁部から流れ出る。接着剤は、その後、硬化又は固定され得る（例えば、ＵＶ硬化又は熱硬化）。場合によっては、感圧性接着剤（ＰＳＡ）をＭＯＦ又は透明プレートのいずれかに塗布し、その後積層してもよい。

第１の透明プレートをＭＯＦに接着した後、ＭＯＦが取り外し可能に取り付けられた平面から透明プレートとＭＯＦを剥がすことができる。その後、この構造体を、ＭＯＦ側を上にして配置することができ、第２の量の接着剤を、ＭＯＦの反対側に配置することができる。この後、第２の透明プレートをＭＯＦ上に配置することができ、この場合もやはり接着剤が縁部に流れ出ることになり、その後、硬化され得る。更なるミリング／機械加工作業中に光学積層体を確実に整列させることができるように、透明プレートのそれぞれに整列特徴部を設けることができる。場合によっては、光学的に整合した接着剤を使用して２つ以上の透明プレートを光学積層体の両側に接着させて、剛性のための厚さ、又はより大きな光学部品を形成するのに十分な厚さを形成してもよい。

特定の一実施形態では、ＰＢＳアレイの製造技術は、光学表面又は製造される表面を、機械加工に対してだけではなく、例えば、光学コーティング、真空コーティング、反射防止（ＡＲ）コーティング、研磨等を含む一般的な従来のプロセスに対しても平面（垂直又は水平のいずれか）となるように配向させることを主眼としている。具体的には、機械加工を容易にするために、表面は、従来のＸ、Ｙ、又はＺ方向に整列されるのが好ましい。従来の向きに整列させることは、機械加工される表面がオフ角度で位置付けられる場合の有限階段状運動（ＸＹ並進移動）と比較して、正確かつ円滑な直線運動の機械作業を可能にするのに役立つ。王冠状の開口設計は、Ｚ寸法に関するいくらかのマージンを許容しつつ、Ｘ−Ｙを正確に制御するのを可能にするので、開口を機械加工するのに特に有用であり得る。それと同時に、そのような配向により、参照床面高さが動的部品領域の外側に移動することが可能となる。

一態様では、本開示は、複数の機能を有する個々の機械加工されたＰＢＳ部品を、個片化の前の大規模なアレイに形成することができるプロセスを提供する。特定の一実施形態では、個々の機械加工されたＰＢＳ部品は、光学的黒色コーティングでコーティングされた選択面を有するＰＢＳ；プリント開口の代わりに、機械加工及び研磨された開口特徴部を有するＰＢＳ；選択された表面上に塗布されたＡＲコーティング；選択研磨面；を含むことができ、面取りコーナは有さない。本開示は、動的光学部品領域の外側にあるランディング領域（即ち、個々のＰＢＳ素子のアレイの支持部分）を提供する。開示されるＰＢＳアレイの製造は、黒色コーティング、ＡＲコーティング、研磨、及び個片化などの他のプロセスとより相乗的であり得、また、ランディング領域を除去して個々のキューブを個片化する前に、キューブのアレイの各キューブに任意の機能性コーティング又は処理を行うことを可能にする。

図１Ａは、本開示の一態様による光学積層体１００の断面図を示す。光学積層体１００は、第１の厚さｔ３、第１の外側表面１０３、及び第１の内側表面１０５を有する第１の透明プレート１０１と、第２の外側表面１０４及び第２の内側表面１０６を有する第２の透明プレート１０２と、第１の透明プレート１０１と第２の透明プレート１０２との間に固着される基材１１８と、を含む。第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２の少なくとも一方は、低複屈折を示す。特定の一実施形態では、複屈折が十分に低いプレートを、作製する光学素子にとって十分な厚さで製造するのは困難であり得るので、第１の透明プレート１０１又は第２の透明プレート１０２の少なくとも一方は、図１Ａに示されるように、２つ以上の低複屈折を積層することによって厚くなるようにしてもよい。図１Ａに示されるように、第２の透明プレート１０２は、第１の個々の厚さｔ１を有する第１の個々の透明プレート１０２ａと、第２の個々の厚さｔ２を有する第２の個々の透明プレート１０２ｂと、を含むことによって厚くなるようにすることができ、これらは共通面１０２ｃに沿って相互に積層されて、合わせた厚さ（ｔ１＋ｔ２）を有する第２の透明プレートを形成する。

第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２は、光学部品で有用な可視光透過性ポリマー及び低複屈折ガラスなどの、機械加工可能な任意の好適なポリマー又はガラスであり得る。場合によっては、Ｓｃｈｏｔｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｇｌａｓｓ（Ｄｕｒｙｅａ ＰＡ）より入手可能なガラス等の光学品質のガラスが、特に有用となり得る。１つの特定の実施形態では、低い複屈折率を示し得るポリマーは、セル成形アクリル、ポリカーボネート、シクロ−オレフィンコポリマー等を含む。成形アクリルポリマーとしては、Ｓｐａｒｔｅｃｈ Ｐｏｌｙｃａｓｔ（商標）（Ｓｐａｒｔｅｃｈ Ｃｏｒｐ．（Ｃｌａｙｔｏｎ，ＭＯ）より入手可能））、Ｅｖｏｎｉｋ Ａｃｒｙｌｉｔｅ（商標）ＧＰ（Ｅｖｏｎｉｋ Ｃｙｒｏ ＬＬＣ（Ｐａｒｓｉｐｐａｎｙ，ＮＵ）より入手可能）、Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｒ−Ｃａｓｔ（商標）（Ｒｅｙｎｏｌｄｓ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｇｒａｎｄ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ，ＣＯ）より入手可能）、及びＰｌｅｘｉｇｌａｓ（商標）Ｇ（Ａｒｋｅｍａ Ｉｎｃ．（Ｂｒｉｓｔｏｎ，ＰＡ）より入手可能）が挙げられる。セル成形アクリルポリマーが好ましいが、それは、迅速に加工可能で、滑らかな表面をもたらし、加工作業からの熱効果が最小であり、複屈折率が低いからである。特定の一実施形態では、他の箇所に記載されるように、熱安定化されたアクリルが特に好ましい場合がある。この後の開示は、（例えば、図１Ａを参照して、第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２として以下に記載される）ポリマープレートの使用に言及しているが、本明細書に記載される任意の光学部品アレイを製造するために、代わりにガラスプレートを用いてもよいことが理解されるべきである。

基材１１８は、第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２の第１の内側表面１０５及び第２の内側表面１０６に固着される、接着される、又はそれらの間に安定して挟持され得る好適な基材であってよい。場合によっては、基材１１８は、実質的に表面全体にわたって固着又は接着されてもよいが、場合によっては、表面の一部のみが固着又は接着されてもよい。基材１１８は、二つの目的を果たすことができる。場合によっては、加工作業が確実に行えるよう、基材１１８は、光学部品アレイに強度等の物理的特性を与えることができる。場合によっては、基材１１８は、部品に偏光作用等の光学的特性を付与する光学部品の一部であってもよい。特定の一実施形態では、基材１１８は、無機フィルム及びコーティング又は多層フィルム積層体；ポリマーフィルム、ポリマーフィルム積層体などの有機フィルム、並びに反射性偏光子及び吸収型偏光子などの偏光子を含む多層ポリマーフィルム；ポリマー多層光学フィルム偏光子、ＭｃＮｅｉｌｌの偏光子、及びワイヤーグリッド偏光子などの偏光子；４分の１波長リターダ及び半波長リターダなどのリターダ；有機又は無機ダイクロイック反射体及び吸収体などのフィルム又はコーティング；及びこれらの組み合わせなどを含む、多層誘電体膜であり得る。場合によっては、基材１１８は、スパッタリング若しくは化学気相成長法等の気相堆積技術、又はコーティング若しくはスプレー等の液相成長技術を含む技術によって、第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２の第１の内側表面１０５及び第２の内側表面１０６の一方又は両方の上に堆積されてもよいコーティング又は層であってもよい。

特定の一実施形態では、基材１１８は、ポリマー反射性偏光子などの反射性偏光子１１８であり、この反射性偏光子１１８は、機械加工の前に、例えば、光学接着剤などの好適に透明な接着剤を使用して、第１の透明プレート１０１及び第２の透明プレート１０２の第１の内側表面１０５と第２の内側表面１０６との間に積層される。本明細書で使用するとき、基材は、反射性偏光子１１８（例えばポリマー多層反射性偏光子）であるとして参照されるが、上述の基材はいずれも、選択した基材に関連する所望の特性を有する光学物品を形成するように置き換えることができることが理解される。

１つの特定の実施形態では、任意の光学部品アレイの製造は、接着剤、可視光透過プラスチック等のプラスチック、ガラス、ダイクロイックコーティング、散乱材、反射性偏光子、吸収性偏光子、多層光学フィルム、リターダ、反射体、再帰性反射体、微細構造材、レンズ状構造材、フレネル型構造材、吸収体、又はこれらの組み合わせを含む、平面光学堆積体から開始することができる。平面光学堆積体は、所望の光学部品を製造するために必要に応じて配置されてもよく、その後、本明細書に記載される加工工程を経てもよい。尚、光学部品のアレイの製造は、三次元構造体の第１のアレイを三次元構造体の第２のアレイに積層する等、数個のアレイ製造工程の結果を組み合わせることを含んでもよいことを理解するべきである。場合によっては、このような組み合わせは、第１の部品の第１の個片化された素子、線形アレイ、又は矩形のアレイを、第２の部品の第２の個片化された素子、線形アレイ、又は矩形のアレイと組み合わせることを含んでもよい。

図１Ｂは、本開示の一態様による、光学積層体１００の断面図を示す。図１Ｂに示される要素１０１〜１０４のそれぞれは、既に説明した図１Ａに示される同様に番号付けされた要素１０１〜１０４に対応する。例えば、図１Ｂに示される第１の透明プレート１０１は、図１Ａに示される第１の透明プレート１０１に対応しており、以下同様である。対向する第１の面１６２、１６４と第１の底面１６６とを有する第１のアンダーカットトラフ１６０が光学積層体１００に形成されており、第１の透明プレート１０１及び反射性偏光子１１８を貫通している。第１のアンダーカットトラフ１６０は、第２の透明プレート１０２の任意の所望の深さまで延在していてもよいが、一般に、この深さは、光学積層体１００が２つに分離されないようなものである。第１のアンダーカットトラフ１６０は、反射性偏光子１１８とアンダーカット角度θを形成し、光学積層体１００全体を通って、図１Ｂに示される断面に垂直な方向に延在している。アンダーカット角度θは、製造される光学部品に応じて、所望の角度、例えば約１５度、又は約３０度、又は約４５度、又は約６０度、又は約７５度、あるいは、通常は約５度〜９０度の間の任意の所望の角度であり得る。特定の一実施形態では、例えば、ＰＢＳは、アンダーカット角度θが約４５度角となるように選択されることによって製造されてもよいが、他の角度も使用可能である。

第１のアンダーカットトラフは、結像ＰＢＳとして用いられる前に研磨等の追加の処理を必要としない、許容可能な表面仕上げを提供できる技術によって機械加工される。場合によっては、加工技術は、例えば、径方向フライカット、軸方向フライカット、高速ダイヤモンドエンドミル加工、又はダイヤモンド研削を含むダイヤモンド加工であってもよい。表面仕上げは、例えば、白色干渉法、触針式段差計、共焦点顕微鏡法、又は原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）を含む技法によって特徴付けることができる。その仕上げが、最高最低差測定（peak-to-valley measurement）において、３マイクロインチ（およそ７５ｎｍ）より良好であるならば、表面は「光学品質」を有すると一般的に認められるが、それぞれの光学用途によって、実際の許容可能な必要条件が決定される。場合によっては、例えば、機械研摩、フレーム研磨、蒸気研磨、又はこれらの組み合わせを含む技法を用いた研磨を含む、付加的な研磨を、必要に応じて実行してもよい。

特定の一実施形態では、第１のアンダーカットトラフ１６０の対向する第１の面１６２、１６４は、望まれる光学部品に応じて、互いに平行になるように機械加工されてもよく、さもなければ、それぞれは、互いに対して任意の所望の角度を形成するように機械加工されてもよい。場合によっては、第１の底面１６６は、望まれる光学部品に応じて、対向する第１の面１６２、１６４のそれぞれに垂直であってもよく、さもなければ、第１の底面１６６は、対向する第１の面１６２、１６４のそれぞれに対して任意の所望の角度を形成してもよい。特定の一実施形態では、複数のトラフ（図示せず）を光学積層体１００に機械加工してもよく、他の箇所に記載されるように、複数のトラフのそれぞれは、所望の光学部品を形成するために、互いに平行であってもよく、又は互いに対して所望の角度で機械加工されてもよく、かつ、任意の所望深さまで機械加工されてもよい。

図２Ａは、本開示の一態様による、図のように機械加工された場合に集積光学部品２００と説明することができる、ミリング加工された光学積層体２００の概略斜視図を示す。集積光学部品２００は、平らな第２の表面２０４と、反対側の第２の表面２０３と、を有する支持体２０２を備えている。反対側の第２の表面２０３は、複数の階段状部２９８のそれぞれの上に配設された複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブ２１０を含む複数の階段状部２９８を備えている。集積光学部品２００は、他の箇所に記載されるように、個々のＰＢＳキューブ２１０に個片化され得る。集積光学部品２００は、任意選択的に、機械加工作業中に集積光学部品２００を固定しかつ位置合わせするのに役立ち得る、１つ以上整列孔２９９を更に備えている。集積光学部品２００を作製するための代表的な製造工程が図２Ｂ〜図２Ｆに示されており、集積光学部品２００となるのに必要な典型的な製造工程が施されている、ミリング加工された光学積層体２００の一部の拡大図を示している。記載する製造工程を任意の所望の順序で実施して、個々のＰＢＳキューブ２１０に個片化される準備が整った、集積光学部品２００のアレイを作製できることを理解すべきである。

図２Ｂは、本開示の一態様による、全体として平らな第２の表面２０４を備えた第２の透明プレート２０２と記載することができる支持体２０２を有する、ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。図２Ｂに示されている要素２０１〜２１８のそれぞれは、既に説明した図１Ａに示される同様に番号付けされた要素１０１〜１１８に対応している。例えば、図２に示される第２の透明プレート２０２は、図１Ａに示される第２の透明プレート１０２に対応しており、以下同様である。図１Ａ〜図２Ｂを比べると容易に分かるように、図１Ａの光学積層体は、図２Ｂのミリング加工された光学積層体を形成するために、図１Ａの第１の外側表面１０３に機械加工された複数のノッチ２２２を有することができる。ノッチ２２２のそれぞれは、互いに直交する第１の表面２２６及び第２の表面２２８を有し、第１の透明プレート２０１を通り、反射性偏光子２１８を通って、第２の透明プレート２０２に至る。場合によっては、ノッチ２２２の機械加工は製造手順から省略されてもよいが、場合によっては、ノッチ２２２を備えることが望ましいことがある。

図２Ｃは、本開示の一態様による、平らな第２の表面２０４を備えた支持体２０２を有する、ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。図２Ｃに示される要素２０１〜２２８のそれぞれは、前述されている図２Ｂに示される同様に番号付けされた要素２０１〜２２８に対応する。例えば、図２Ｃに示される第２の透明プレート２０２は、図２Ｂに示される第２の透明プレート２０２に対応しており、以下同様である。図２Ｃにおいて、複数の第１のアンダーカットトラフ２２０は、図１Ｂに示されるのと同様の方法で、第１の透明プレート２０１を貫通し、反射性偏光子２１８を貫通して、第２の透明プレート２０２に至る。第１のアンダーカットトラフ２２０は底面と側面とを含み、これらはそれぞれ、階段状部奥行き部２０７及び階段状部立上り部２０６と呼ぶことができる。階段状部奥行き部２０７と段状部立上り部２０６とは第１の縁部２０８で交わり、この第１の縁部２０８は、第２の透明プレート２０２を通って平らな第２の表面２０４に至る第１のヒンジ２０９を形成する。場合によっては、第１のヒンジ２０９は、他の箇所に記載されるように、光学部品の隣接する列を分離するための第１の切断可能位置として有用であり得る。

図２Ｄは、本開示の一態様による、平らな第２の表面２０４を備えた支持体２０２を有する、ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。図２Ｄに示される要素２０１〜２２８のそれぞれは、前述されている図２Ｃに示される同様に番号付けされた素子２０１〜２２８に対応する。例えば、図２Ｄに示される第２の透明プレート２０２は、図２Ｃに示される第２の透明プレート２０２に対応しており、以下同様である。図２Ｄでは、複数の第２のトラフ２２５が機械加工されて、隣接するＰＢＳキューブ２１０を相互に分離している。第２のトラフ２２５は、奥行き部２０７が、第１のアンダーカットトラフ２２０と第２のトラフ２２５との間で同一平面であるように機械加工され得、各ＰＢＳキューブ２１０は、奥行き部２０７上でＰＢＳキューブ列２に整列される。第２のトラフ２２５はＰＢＳキューブ２１０のそれぞれを分離し、このＰＢＳキューブ２１０は、第１のプリズム２１２と、第２のプリズム２１６と、それらの間の反射性偏光子２１８と、対向する複数の端面２３０、２３５と、を備えていることが分かる。第１のプリズム２１２は、第１のアンダーカットトラフ２２０によって立上り部２０６から分離されている第１のプリズム面２１１と、奥行き２０７に隣接した第２のプリズム面２１３と、を備えている。第２のプリズム２１６は、第１のプリズム面２１１と反対側の第３のプリズム面２２１と、第２のプリズム面２１３と反対側の隣接する第４のプリズム面２２３と、を備えている。場合によっては、第１のプリズム２１２は、プリズム伸張部分２１４によって隣接する奥行き部２０７から分離された第２のプリズム面２１３を備えている。プリズム伸張部分２１４は、ＰＢＳキューブ２１０を奥行き部２０７から分離し、他の箇所に記載されるように、後続の処理ステップの際に機械切断され得る。

図２Ｅは、本開示の一態様による、平らな第２の表面２０４を備えた支持体２０２を有する、ミリング加工された光学積層体の概略斜視図を示す。図２Ｅに示される要素２０１〜２４０のそれぞれは、前述されている図２Ｄに示される同様に番号付けされた素子２０１〜２４０に対応する。例えば、図２Ｅに示される第２の透明プレート２０２は、図２Ｄに示される第２の透明プレート２０２に対応しており、以下同様である。図２Ｅにおいて、第２のプリズム２１６の第４のプリズム面２２３（図２Ｄに示される）に開口フレーム２１７を機械加工することによって、開口フレーム２１７の上方に延在する開口２１９を形成するための作業が行われる。開口フレーム２１７が第４のプリズム面２２３に機械加工された後、他の箇所に記載されるように、全ての表面を黒色吸収コーティングでコーティングするといった第１のコーティング作業が、ミリング加工された光学積層体に実施される。場合によっては、黒色吸収コーティングは、溶剤型塗料であってもよく、又は、２液型ウレタン、エポキシ、若しくは放射線硬化塗料などの硬化性塗料あってもよい。代表的な塗料としては、例えば、Ｄｕｐｌｉ−Ｃｏｌｏｒ（登録商標）Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｍａｔｃｈ（商標）ＢＵＮ０１００塗料（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｏ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）より入手可能）、Ｎ９２３ＳＰ Ｓａｔｉｎ Ｂｌａｃｋ ２液型ポリウレタン（Ｍａｔｔｈｅｗｓ Ｐａｉｎｔ（Ｄｅｌａｗａｒｅ，ＯＨ）より入手可能）、及びＦ６３Ｂ１２ ＰＯＬＡＮＥ（登録商標）Ｔ Ｓａｔｉｎ Ｂｌａｃｋ ２液型ポリウレタン（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｏ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）より入手可能）が挙げられる。次に、ミリング加工された光学積層体に後続の機械加工作業を行って、所望の黒色コーティングされた表面と研磨された光学表面とを有する集積光学部品を形成することができる。

図２Ｆは、本開示の一態様による、平らな第２の表面２０４を備えた支持体２０２を有する集積光学部品の概略斜視図を示す。図２Ｆは、第１のヒンジ２０９に沿って個片化する技術の１つに関するステップを示す。図２Ｆに示される要素２０１〜２４０のそれぞれは、前述されている図２Ｅに示される同様に番号付けされた素子２０１〜２４０に対応する。例えば、図２Ｆに示される第２の透明プレート２０２は、図２Ｅに示される第２の透明プレート２０２に対応しており、以下同様である。図２Ｆでは、複数の個々のＰＢＳキューブ２１０を有する集積光学部品を、個片化に備えて準備するための、更なる機械加工ステップが行われている。特定の一実施形態では、図２Ｅに示される第３のプリズム面２２１は、最初に、第３のプリズム面２２１に塗布された第１のコーティングを除去するように機械加工され、次に研磨されて、ＰＢＳキューブ２１０の前側出力面２１５が形成される。機械加工作業中に、奥行き部２０７沿った出っ張り２２７が形成され得る。同様に、開口２１９もまた、第１のコーティングを除去するように機械加工され、研磨され得る。所望の場合には、研磨後に、例えば、ＡＲコーティング等のような追加のコーティングを、前側出力面２１５及び開口２１９に塗布してもよい。

図２Ｆに示される特定の一実施形態では、次に、第１のヒンジ２０９が破断するまで第１のヒンジ２０９に沿って曲げることによって、各奥行き部２０７を第１の縁部２０８に沿って各立上り部２０６から分離し、その結果、ＰＢＳキューブ２１０の個々の列２４０を得ることができる。次に、除去可能な注封材料（図示せず）にＰＢＳキューブ２１０を埋め込むことによってＰＢＳキューブ２１０の列２４０を支持して、プリズム伸張部分２１４を除去し、研磨し、第２のプリズム面２１３を露出させる後続の機械加工を行うことができる。場合によっては、ＰＢＳキューブ２１０の列２４０は、代わりに、除去可能な接着面（図示せず）にＰＢＳキューブ２１０を接着させることによって支持されて、プリズム伸張部分２１４を除去し、研磨し、第２のプリズム面２１３を露出させる後続の機械加工を行うことができる。次に、除去可能な注封材料又は除去可能な接着面を除去して、個片化されたＰＢＳキューブを得ることができる。

図２Ｇは、本開示の一態様による、平らな第２の表面２０４を備えた支持体２０２を有する集積光学部品の概略斜視図を示す。図２Ｇは、第２のヒンジ２５９に沿って個片化する代替技術に関する工程を示す。図２Ｇに示される要素２０１〜２４０のそれぞれは、前述されている図２Ｆに示される同様に番号付けされた素子２０１〜２４０に対応する。例えば、図２Ｇに示される第２の透明プレート２０２は、図２Ｆに示される第２の透明プレート２０２に対応しており、以下同様である。図２Ｇでは、第３のトラフ２５０のそれぞれが第１のアンダーカットトラフ２２０と平行になり、かつ立上り部２０６と垂直になるように、複数の第３のトラフ２５０を機械加工し、これにより、第３のトラフ２５０は、ＰＢＳキューブ２１０を支持するフランジ２５８を形成する。第３のトラフ２５０は、対向する面２５２、２５４と底面２５６とを備え、奥行き部２０７と第２の面２５４との間に第２のヒンジ２５９を形成する。

図２Ｇに示される特定の一実施形態では、次に、第２のヒンジ２５９が破断するまで第２のヒンジ２５９に沿って曲げることによって、各奥行き部２０７を各立上り部２０６から分離して、ＰＢＳキューブ２１０の個々の列２４０を得ることができる。次に、除去可能な注封材料（図示せず）にＰＢＳキューブ２１０を埋め込むことによってＰＢＳキューブ２１０の列２４０を支持して、プリズム伸張部分２１４を除去し、研磨し、第２のプリズム面２１３を露出させる後続の機械加工を行うことができる。場合によっては、ＰＢＳキューブ２１０の列２４０は、代わりに、除去可能な接着面（図示せず）にＰＢＳキューブ２１０を接着させることによって支持されて、プリズム伸張部分２１４を除去し、研磨し、第２のプリズム面２１３を露出させる後続の機械加工を行うことができる。次に、除去可能な注封材料又は除去可能な接着面を除去して、個片化されたＰＢＳを得ることができる。

図３Ａは、本開示の一態様による、個片化されたＰＢＳ ３００の概略斜視図を示す。図３Ａに示される要素３１１〜３３０のそれぞれは、前述されている図２Ｇに示される同様に番号付けされた素子２１１〜２３０に対応する。例えば、図３Ａに示される開口２１９は、図２Ｇに示される開口２１９に対応しており、以下同様である。個片化されたＰＢＳ３００は、第１のプリズム３１２と、第２のプリズム３１６と、第１のプリズム３１２と第２のプリズム３１６との間に配設された反射性偏光子３１８と、を備えている。第１のプリズム３１２は、第１の表面３１１と、研磨されて光源（図示せず）の入力面３１３として機能することができる第２の表面３１３と、を備えている。第２のプリズム３１６は、第１の表面３１１と反対側の、出力面３１５であり得る第３の表面３１５を備えている。第２のプリズム３１６は、開口３１９と、開口３１９を取り囲む開口フレーム３１７と、を更に備えており、これらは一緒になって第２の表面の反対側となる。ＬＣｏＳイメージャ（図示せず）を開口３１９に対して位置付けることができ、光源（図示せず）を、入力面３１３に光を注入して出力面３１５から投影される像を生成するように位置付けることができる。特定の一実施形態では、他の箇所に記載されるように、第１の表面３１１、開口フレーム３１７、及び対向する複数の端部３３０、３３５は、不要な光が個片化されたＰＢＳ ３００に導入されるのを最小限にするために、吸収性黒色コーティングを含むことができる。

図３Ｂ〜図３Ｃは、本開示の一態様による、図３Ａの個片化されたＰＢＳ ３００の概略側面図及び平面図を示す。図３Ｂ〜図３Ｃにおいて、第１の張り出し距離「Ｌ１」及び第２の張り出し距離「Ｌ２」は、反射性偏光子３１８の切断縁部を保護するために有用であり得る。特定の一実施形態では、システムにおいて光路長が変化する可能性があり得るので、第１の張り出し距離Ｌ１及び第２の張り出し距離Ｌ２は、光学設計によって課せられる他の制約に依存して選択されてもよい。場合によっては、Ｌ１及びＬ２は、光路長の一部となってもよく、全体的な光学設計は、寸法の変化に対応する必要があり得る。当業者であれば、この追加の光路長を考慮する必要があることを認識するであろう。製造の観点からすると、張り出しは、場合によっては、２つの固体プリズムが一体となる接合部の形態を形成するのをより容易にすることができる。

ＰＢＳキューブの集積光学部品アレイを製造した。

接着剤の調製
最初に、４８．７８ポンド（２２．１５ｋｇ）の、２０．５％固形分の光学的に透明な接着剤（ＯＣＡ）溶液（ＯＣＡ溶液は、メチルエチルケトン／メタノール／トルエン／酢酸エチルの混合溶媒中の、９３％のイソオクチルアクリレート及び７％のアクリル酸を有するコポリマーであった）；１７．１４ポンド（７．７８ｋｇ）の、３５％固形分の高Ｔｇポリマー（高Ｔｇポリマーは、メチルエチルケトン／メタノール／トルエン／酢酸エチルの混合溶媒中、６９％のメチルメタクリレート、２５％のブチルメタクリレート、及び６％のメタクリル酸ジメチルアミノエチルを有するコポリマーであった）；８ポンド（３．６３ｋｇ）の４−ヒドロキシブチルアクリレート（ＢＡＳＦ（Ｆｌｏｒｈａｍ Ｐａｒｋ，ＮＪ）より入手可能）；０．１２ポンド（５４グラム）のメタクリレート官能性シランモノマー（Ｓｉｌａｎｅ Ａ−１７４、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）より入手可能）；０．４ポンド（１８２グラム）のＬｕｃｉｒｉｎ ＴＰＯ−Ｌ（ＢＡＳＦより入手可能）；０．２４４ポンド（１１１グラム）の、５％固形分のビスアミド架橋剤（トルエン中の１，１’−イソフタロイルビス（２−メチルアジリジン（methylaziridne））；４４．９４ポンド（２０．４ｋｇ）の酢酸エチル９９％（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈより入手可能）；及び、２９．９６ポンド（１３．６ｋｇ）のイソプロピルアルコール（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈより入手可能）、を一緒に混合することによって接着剤溶液を調製した。

接着剤溶液を、米国特許第５，７５９，２７４号（Ｍａｉｅｒら）に記載のダイコーティング法及び装置を用いて、１４インチ（３５．５６ｃｍ）の第１の剥離ライナー（ＳＫＣ ＲＦ２２Ｎ、厚さ７５マイクロメートル、ＳＫＣＨａａｓ（Ｓｅｏｕｌ，ＫＲ））にコーティングした。コーティングライン速度は２０ｆｔ／分（６．０９ｍ／分）であり、溶液のコーティング幅は１２インチ（３０．４８ｃｍ）であり、１インチ（２．５センチメートル）のコーティングされていないマージンをコーティングの両側に提供した。ギアポンプ溶液送達システムを用いて、溶液をダイに送達した。流量を調製し、１０マイクロメートルのコーティング厚を得た。コーティング溶液を有するライナーを一連のオーブンに通過させることによって、コーティングした溶液をインラインで乾燥させ、接着剤／第１の剥離ライナーをロール状に巻き上げる前に、露出している接着面に第２の１４インチ（３６センチメートル）幅の剥離ライナー（ＣＰｆｉｌｍ Ｔ−１０、厚さ３ミル（７６マイクロメートル）、ＣＰ Ｆｉｌｍｓ（Ｆｉｅｌｄａｌｅ，ＶＡ）より入手可能）を積層して、２重の剥離ライナーを有する接着剤を形成した。

熱安定化透明プレートの調製
Ｓｐａｒｔｅｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なＰＭＭＡ ＰＯＬＹＣＡＳＴ ＣＬＲプレートを切断して、１２”（３０．５ｃｍ）の正方形のプレートとした。大型クリップを使用してＰＭＭＡプレートを環境オーブンの中に吊るし、次のプロフィール：（１）オーブンを１時間かけて９５℃、３０％ＲＨまで上昇させる、（２）オーブンを９５℃、３０％ ＲＨで６０時間保持する、（３）オーブンを１時間かけて３０℃、０％ＲＨまで下降させる、を用いてアニールした。次に、アニールしたＰＭＭＡプレートを、従来のＣＮＣミル、及び平板状工具を使用して、最終透明プレート厚５．１０＋／−０．０１ｍｍまで平坦化した。

光学積層体の形成
ＡＧＬ社の工業用ラミネーター（ＡＧＬ Ｉｎｃ（Ｄｅｆｏｒｅｓｔ，ＷＩ）より入手可能）を使用して、幅１４”（３５．６ｃｍ）、厚さ４０マイクロメートルのＶｉｋｕｉｔｉ（商標）ＭＯＦ反射性偏光子（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能）の両面に、接着剤ＥＡＳ ２０５９を積層した。プロセス条件は、張力制御１０〜１５ｐｓｉ（６９〜１０３ｋＰａ）、ニップローラー圧約２０〜３０ｐｓｉ（１３８〜２０７ｋＰａ）、及び速度制御約５〜１０ｆｐｍ（１．５〜３ｍｐｍ）とした。得られた接着剤／ＭＯＦ／接着剤積層体を、剪断機を使用して、２５”（６３．５ｃｍ）のシートに延ばした。

Ｓｕｎ−Ｔｅｃ社のラミネーター（Ｓｕｎ−Ｔｅｃ（ＡＺ）より入手可能）を使用して、接着剤／ＭＯＦ／接着剤シートを平坦化されたアニール済みＰＭＭＡプレートに積層した。プロセス条件は、ニップローラー圧約０．３〜０．４ＭＰａ、及び積層速度約５０ｍｍ／秒であった。

ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ社のホットロールラミネータ（ＣｈｅｍＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．（Ｆａｉｒｆｉｅｌｄ，ＯＨ）より入手可能）を使用して、平坦化されたアニール済みＰＭＭＡ／接着剤／ＭＯＦ／接着剤を、別のアニール済みＰＭＭＡに積層した。プロセス条件は、ニップローラー圧約１００ｐｓｉ（６８９ｋＰａ）、及び積層速度約２分／分であった。

次に、得られたＰＭＭＡ／接着剤／ＭＯＦ／接着剤／ＰＭＭＡ積層体を、６０℃及び８０ｐｓｉ（５５２ｋＰａ）で８時間にわたって加圧滅菌処理した。Ｄｙｍａｘ ５０００−ＥＣ Ｓｅｒｉｅｓ ＵＶ Ｃｕｒｉｎｇ Ｆｌｏｏｄ Ｌａｍｐ Ｓｙｓｔｅｍｓ（Ｄｙｍａｘ（Ｔｏｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＣＴ）より入手可能）を約１Ｊ／ｃｍ２のＵＶＡ線量（空気を介して測定）で使用して、加圧滅菌処理したＰＭＭＡ／接着剤／ＭＯＦ／接着剤／ＰＭＭＡ積層体中の接着剤を硬化させた。

ＵＶ硬化の後、次に、出力板ＰＭＭＡ／接着剤／ＡＰＦ／接着剤／平坦化ＰＭＭＡの平坦でない側に、３Ｍ社の光学的に透明な接着剤（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙより入手可能なＯＣＡ ８１４６−５）を使用して、厚さ１／４”（０．６３５ｃｍ）の別のＰＭＭＡプレート（ＭｃＭａｓｔｅｒ−Ｃａｒｒより入手可能）を積層し、図１Ａに示されるものと同様の、二重厚の第２の透明プレート１０２を有する光学積層体を形成した。

集積光学部品アレイを形成するための光学積層体の機械加工
積層プロセスの後、積層体に製造プロセスを施した。ドリルで整列孔（図２Ａの整列孔２９９）を開け、平坦でないＰＭＭＡ表面を平坦化させた（図２Ａの平らな第２の表面２０４）。統合ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＡＥのＳｉｅｍｅｎｓ ＮＸソフトウェア７．５を使用するＨｕｒｃｏ ＣＮＣミル（Ｈｕｒｃｏ（Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ，ＩＮ））を用いて図面を作成し、光学部品を研削及び機械加工するための一部製造ソリューションを完成させた。図２Ｇを参照すると、異なるミリングビット（Ｈａｒｖｅｙ Ｔｏｏ（Ｒｏｗｌｅｙ，ＭＡ）より入手可能）を使用して、ＰＢＳキューブ２１０を有する集積光学部品アレイを製造した。Ｃａｒｂｉｄｅ ｐｌａｓｔｉｃ社の切削用エンドミル、工具番号４９９０８−Ｃ４（カッター径１／８”（０．３１８ｃｍ）、切断長さ５／８”（０．６２５ｃｍ）、Ｈａｒｖｅｙ Ｔｏｏｌ（Ｒｏｗｌｅｙ，ＭＡ）から入手可能）を使用して、第１のプリズム面２１１、開口フレーム２１７、及び対向する複数の端面２３０、２３５をミリング加工し、黒色コーティングに備えた。

黒色コーティングの塗布
ＫＬ４５３０デスクトップＣＮＣルータ（Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ（Ｈｏｆｆｍａｎ Ｅｓｔａｔｅｓ，ＩＬ）より入手可能）をＸＹＺロボットとして使用し、Ｎｏｒｄｓｏｎ ７８７ＭＳ−ＳＳ ＭｉｃｒｏＳｐｒａｙ精密スプレー弁（precision spray valve）（Ｎｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐ（Ｎｏｒｄｓｏｎ Ｃｏｒｐ）より入手可能）をその上に取り付けた。Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｒｅｎｏ，Ｎｅｖａｄａ）より入手可能な、ゲージの小さい（内径０．０１３”〜０．００４”（０．０３３ｃｍ〜０．０１ｃｍ））使い捨てエンドホール分注先端部を使用し、場合によっては、使い捨てサイドポート分注先端部（１８〜２６ゲージ）を使用した。Ｄｕｐｌｉ−Ｃｏｌｏｒ（登録商標）Ｐｅｒｆｅｃｔ Ｍａｔｃｈ（商標）ＢＵＮ０１００塗料（Ｓｈｅｒｗｉｎ−Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｃｏ．（Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ，ＯＨ）より入手可能）を、第１のプリズム面２１１上に正確にスプレーした。ＢＵＮ０１００塗料を、エアゾール缶から、開口フレーム２１７、及び対向する複数の端面２３０、２３５を含む全ての他の面に向けて手動でスプレーした。

開口、出力面、及びフランジのミリング加工
黒色コーティングプロセスの後、前側出力面２１５及び開口２１９をミリング加工して黒色コーティングを除去し、Ｃａｒｂｉｄｅ ｐｌａｓｔｉｃ社の切削用エンドミル、工具番号４８７１６−Ｃ４（カッター径１／４”（０．６４ｃｍ）、切断長さ３／４”（１．９ｃｍ））及びＰＣＤダイヤモンドエンドミル、工具番号１２１２４（カッター径３／８”（０．９５３ｃｍ）、切断長さ１／４”（０．６４ｃｍ））（共にＨａｒｖｅｙ Ｔｏｏｌ（Ｒｏｗｌｅｙ，ＭＡ）から入手可能）を使用してダイヤモンド研磨した。Ｃａｒｂｉｄｅ ｐｌａｓｔｉｃ社の切削用エンドミル、工具番号４９９０８−Ｃ４（カッター径１／８”（０．３１８ｃｍ）、切断長さ５／８”（０．６２５ｃｍ））（Ｈａｒｖｅｙ Ｔｏｏｌ（Ｒｏｗｌｅｙ，ＭＡ）から入手可能）を使用して第３のトラフ２５０をミリング加工し、フランジ２５８を形成した。

ＰＢＳキューブの個片化及び研磨
第２のヒンジ２５９に沿って手で破断することにより、別個のフランジ２５８上のＰＢＳキューブ２１０の列を形成した。各キューブストリップの開口２１９を、３Ｍ（商標）Ｒｅｍｏｖａｂｌｅ Ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｂｌｅ Ｔａｐｅ ６６６を使用してガラスプレート上に接着し、次に、Ｄｉａｂｌｏ １／４”×１”（０．６４ｃｍ×２．５ｃｍ）Ｃａｒｂｉｄｅ Ｓｔｒａｉｇｈｔ Ｒｏｕｔｅｒ Ｂｉｔモデル番号ＤＲ０４１０８（Ｆｒｅｕｄ（Ｈｉｇｈ Ｐｏｉｎｔ，ＮＣ）より入手可能）を使用して、フランジ２５８及びプリズム伸張部分２１４をミリング加工して除去し、個々のキューブに個片化させた。

得られたＰＢＳキューブは、図３Ａ〜図３Ｃに示される個片化されたＰＢＳ ３００と同様であり、次の寸法を有していた。３．６ｍｍ×５．８ｍｍの開口３１９は、開口フレーム３１７の上方に０．１ｍｍ隆起し、７．２ｍｍ×７．２ｍｍの上面と中心合わせされた。個片化されたＰＢＳ３００の対向する複数の端部３３０、３３５は、入力面３１３から開口３１９までが７ｍｍ、出力面３１５から第１の表面３１１までが７．２ｍｍであった。第１の張り出しＬ１は０．１ｍｍであり、第２の張り出しＬ２は０．２ｍｍであった。黒色コーティングは公称０．０４５ｍｍの厚みであった。

速度２００ｒｐｍ、抵抗力設定オフ／手圧で動作するＢｕｅｈｌｅｒ Ｖｅｃｔｏｒ Ｈｅａｄ／Ｂｅｔａ研磨機（Ｂｕｅｈｌｅｒ（Ｌａｋｅ Ｂｌｕｆｆ，ＩＬ）より入手可能）を使用して、光学表面を更に磨き、光学表面の山対谷粗さを約０．３２マイクロメートル未満とした。３Ｍ ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｔａｐｅ６６６を使用してキューブをガラスプレートに取り付けて、入力面３１３（即ち、底面のバックライト面）を磨いた。キューブ間の間隔に３Ｍ ＥＳＰＥインプリント３ライトボディ歯科用印象材を充填して、キューブを固定させた。Ｂｕｅｈｌｅｒ研磨ディスクＰ２５００を１．５時間にわたり使用して入力面３１３を再仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｍａｓｔｅｒ Ｐｒｅｐ ０．０５マイクロメートルスラリー溶液を使用して１分間磨いた。

３Ｍ ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｔａｐｅ６６６を使用してキューブをガラスプレートに取り付けて、出力面３１５を磨いた。キューブ間の間隔に３Ｍ ＥＳＰＥ Ｉｍｐｒｉｎｔ３ライトボディ歯科用印象材を充填して、キューブを固定させた。Ｂｕｅｈｌｅｒ研磨ディスクＰ１２００を３分にわたり使用して出力面３１５を研磨仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ研磨ディスクＰ２５００を１５〜２０分間使用して再仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｍａｓｔｅｒ Ｐｒｅｐ ０．０５マイクロメートルスラリー溶液を使用して１分間磨いた。

３Ｍ ｒｅｍｏｖａｂｌｅ ｔａｐｅ ６６６を使用してキューブをガラスプレートに取り付けて、開口３１９を磨いた。キューブ間の間隔に３Ｍ ＥＳＰＥ Ｉｍｐｒｉｎｔ ３ライトボディ歯科用印象材を充填して、キューブを固定させた。Ｂｕｅｈｌｅｒ研磨ディスクＰ１２００を３分にわたり使用して開口３１９を研磨仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ研磨ディスクＰ２５００を１５分間使用して再仕上げし、ＰＳＡを使用してガラスプレートに取り付けられた３Ｍ Ｌａｐｐｉｎｇ ｆｉｌｍ ５６２Ｘを１分間使用して再仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ ３ｕｍスラリー状懸濁液を３分間使用して再仕上げし、Ｂｕｅｈｌｅｒ Ｍａｓｔｅｒ Ｐｒｅｐスラリー溶液を使用して１分間磨き、ＰＳＡを使用してガラスプレートに取り付けられた３Ｍ Ｌａｐｐｉｎｇ ｆｉｌｍ ５６８Ｘを使用して手で１分間ラッピングした。

以下は、本開示の実施形態のリストである。

項目１は、平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と；複数の階段状部のそれぞれの上に配設され、かつ支持体と一体である、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える集積光学部品であって、ＰＢＳキューブは、立上り部に隣接した第１のプリズム面と、階段状部に隣接した第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と、を更に備え、第１のプリズム面は、第１のトラフによって立上り部から分離され、ＰＢＳキューブは、奥行き部及び立上り部と直交する対向する複数の端面を備える。

項目２は、各奥行き部が、第２のトラフによって分離された複数の端面を有する少なくとも２つのＰＢＳキューブを備える、項目１に記載の集積光学部品である。

項目３は、各第２のプリズム面が、プリズム伸張部分によって隣接する奥行き部から分離される、項目１又は項目２に記載の集積光学部品である。

項目４は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つの上に配設される黒色コーティングを更に含む、項目１〜項目３に記載の集積光学部品である。

項目５は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つが、研磨面を含む、項目１〜項目４に記載の集積光学部品である。

項目６は、第３のプリズム面が、立上り部内のノッチに隣接しており、ノッチは、奥行き部に平行な第１のノッチ面と、第２のプリズム面に隣接しかつ立上り部に平行な第２のノッチ面とを有する、項目１〜項目５に記載の集積光学部品である。

項目７は、各階段状部の奥行き部と立上り部とが、９０度の角度で交差する、項目１〜項目６に記載の集積光学部品である。

項目８は、各階段状部の奥行き部が、平らな第１の表面に対して４５度の角度で配設される、項目１〜項目７に記載の集積光学部品である。

項目９は、支持体、第１のプリズム、及び第２のプリズムのうちの少なくとも１つが、熱安定化されたアクリルを含む、項目１〜項目８に記載の集積光学部品である。

項目１０は、熱安定化されたアクリルが、２０ｎｍ未満の位相差を有する、項目９に記載の集積光学部品である。

項目１１は、第１のプリズム面が黒色コーティングされた後面であり、第２のプリズム面が研磨された光入力面であり、第３のプリズム面が研磨された出力面であり、第４のプリズム面が、液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ：liquid crystal on silicon）画像装置に好適な研磨された開口を含む、項目１〜項目１０に記載の集積光学部品である。

項目１２は、平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と；支持体と一体であり、かつ複数の階段状部のそれぞれの上に一列に配設される複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える集積光学部品であって、複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、立上り部に隣接する第１のプリズム面と、階段状部に隣接する第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と；対向する複数の端面であって、各対向する端面は反射性偏光子と直交する、対向する複数の端面と、を更に備え、各第１のプリズム面は第１のトラフによって立上り部から分離され、第２のトラフは立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する。

項目１３は、各第２のプリズム面が、プリズム伸張部分によって隣接する奥行き部から分離される、項目１２に記載の集積光学部品である。

項目１４は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つの上に配設される黒色コーティングを更に含む、項目１２又は項目１３に記載の集積光学部品である。

項目１５は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つが、研磨面を含む、項目１２〜項目１４に記載の集積光学部品である。

項目１６は、第３のプリズム面が、立上り部内のノッチに隣接しており、ノッチは、奥行き部に平行な第１２のノッチ面と、第２のプリズム面に隣接しかつ立上り部に平行な第２のノッチ面とを有する、項目１〜項目１５に記載の集積光学部品である。

項目１７は、各階段状部の奥行き部と立上り部とが、９０度の角度で交差する、項目１２〜項目１６に記載の集積光学部品である。

項目１８は、各階段状部の奥行き部が、平らな第１の表面に対して４５度の角度で配設される、項目１２〜項目１７に記載の集積光学部品である。

項目１９は、支持体、第１のプリズム、及び第２のプリズムのうちの少なくとも１つが、熱安定化されたアクリルを含む、項目１２〜項目１８に記載の集積光学部品である。

項目２０は、熱安定化されたアクリルが、２０ｎｍ未満の位相差を有する、項目１９に記載の集積光学部品である。

項目２１は、第１２のプリズム面が黒色コーティングされた後面であり、第２のプリズム面が研磨された光入力面であり、第３のプリズム面が研磨された出力面であり、第４のプリズム面が、液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ：liquid crystal on silicon）画像装置に好適な研磨された開口を含む、項目１〜項目２０に記載の集積光学部品である。

項目２２は、反射性偏光子が、放射線硬化性接着剤を用いて第１のプリズムと第２のプリズムとの間に接着される、項目１２〜項目２１に記載の集積光学部品である。

項目２３は、放射線硬化性接着剤が、紫外線放射によって硬化される、項目２２に記載の集積光学部品である。

項目２４は、平らな第１の表面と、奥行き部と立上り部とを有する階段状部を備える反対側の第２の表面と、を有する支持体と；支持体と一体であり、かつ階段状部の上に一列に配設される複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、を備える集積光学部品であって、複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、立上り部に隣接する第１のプリズム面と、階段状部に隣接する第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと；第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと；第１のプリズムと第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、支持体の平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と；対向する複数の端面であって、各対向する端面は反射性偏光子と直交する、対向する複数の端面と、を更に備え、各第１のプリズム面は第１のトラフによって立上り部から分離され、第２のトラフは立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する。

項目２５は、各第２のプリズム面が、プリズム伸張部分によって隣接する奥行き部から分離される、項目２４に記載の集積光学部品である。

項目２６は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つの上に配設される黒色コーティングを更に含む、項目２４又は項目２５に記載の集積光学部品である。

項目２７は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つが、研磨面を含む、項目２４〜項目２６に記載の集積光学部品である。

項目２８は、第３のプリズム面が、立上り部内のノッチに隣接しており、ノッチは、奥行き部に平行な第２４のノッチ面と、第２のプリズム面に隣接しかつ立上り部に平行な第２のノッチ面とを有する、項目１〜項目２７に記載の集積光学部品である。

項目２９は、奥行き部と立上り部とが、９０度の角度で交差する、項目２４〜項目２８に記載の集積光学部品である。

項目３０は、奥行き部が、平らな第１の表面に対して４５度の角度で配設される、項目２４〜項目２９に記載の集積光学部品である。

項目３１は、支持体、第１のプリズム、及び第２のプリズムのうちの少なくとも１つが、熱安定化されたアクリルを含む、項目２４〜項目３０に記載の集積光学部品である。

項目３２は、熱安定化されたアクリルが、２０ｎｍ未満の位相差を有する、項目３１に記載の集積光学部品である。

項目３３は、第２４のプリズム面が黒色コーティングされた後面であり、第２のプリズム面が研磨された光入力面であり、第３のプリズム面が研磨された出力面であり、第４のプリズム面が、液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ：liquid crystal on silicon）画像装置に好適な研磨された開口を含む、項目１〜項目３２に記載の集積光学部品である。

項目３４は、反射性偏光子が、放射線硬化性接着剤を用いて第１のプリズムと第２のプリズムとの間に接着される、項目２４〜項目３３に記載の集積光学部品である。

項目３５は、放射線硬化性接着剤が、紫外線放射によって硬化される、項目３４に記載の集積光学部品である。

項目３６は、光学部品の製造方法であって、第１のポリマープレートと第２のポリマープレートとの間に反射性偏光子を積層するステップであって、第１のポリマープレートは第１の外側表面を有し、第２のポリマープレートは反対側の第２の外側表面を有するステップと；複数の平行な第１のトラフを、第２のポリマープレートに、反射性偏光子に対して４５度の角度で、第１の底面深さまでミリング加工するステップであって、各平行な第１のトラフは、階段状部立上り部を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブの第１のプリズムから分離するステップと；複数の平行な第２のトラフを、第１のトラフに垂直にミリング加工し、それによって、複数の階段状部奥行き部を形成するステップであって、階段状部奥行き部のそれぞれは、第１の底面深さと共面であり、かつ第１の立上り部から隣接する第２の立上り部まで延在し、各第２のトラフが、奥行き部上の隣接するＰＢＳキューブの複数の端面を分離し、奥行き部と立上り部の交差部が、第１の外側表面に近接した第１のヒンジを画定するステップと；任意追加的に、それぞれが第３の底面を有し、それぞれが第１のトラフに平行である複数の平行な第３のトラフをミリング加工するステップであって、平行な第３のトラフのそれぞれは、対応する階段状部立上り部に垂直であり、かつＰＢＳキューブを支持するフランジを形成し、第３の底面は第２のヒンジによって奥行き部から分離されるステップと；第１のトラフに平行な複数のノッチをミリング加工するステップであって、各ノッチは、奥行き部に平行な第１のノッチ面と、立上り部に平行であり、かつその中まで延在する第２のノッチ面とを有し、第１のノッチ面が、奥行き部と反対側の第４のプリズム面を含み、第２のノッチ面が、第１のプリズム面と反対側の第３のプリズム面を含むステップと；を含み、ミリング加工するステップが任意の順序で実施され得る、光学部品の製造方法である。

項目３７は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つを研磨するステップを更に含む、項目３６に記載の方法である。

項目３８は、第１のプリズム面、第３のプリズム面、第４のプリズム面、及び端面のうちの少なくとも１つを、黒色コーティングでコーティングするステップを更に含む、項目３６又は項目３７に記載の方法である。

項目３９は、隣接する奥行き部を、第１のヒンジに沿って、互いから分離し、それによって、奥行き部上に支持されている複数のＰＢＳキューブのリニアーアレイを形成するステップを更に含む、項目３６〜項目３８のいずれか１つに記載の方法である。

項目４０は、各フランジを第２のヒンジに沿って分離し、それによって、フランジ上に支持されている複数のＰＢＳキューブのリニアーアレイを形成するステップを更に含む、項目３６〜項目３８に記載の方法である。

項目４１は、ＰＢＳキューブリニアーアレイを、埋め込み材料の中に又は接着面の上に固定し、又は第１の外側表面をミリング加工して第２のプリズム面とするステップ、を更に含む、項目３９又は項目４０に記載の方法である。

項目４２は、第２のプリズム面を研磨するステップを更に含む、項目４１に記載の方法である。

項目４３は、埋め込み材料又は接着面を除去し、それによって、個々のＰＢＳキューブを個片化するステップを更に含む、請求項４１に記載の方法である。

項目４４は、第１のポリマープレートが、第２のポリマープレートより大きい厚さを有する、項目３６〜項目４３に記載の方法である。

項目４５は、第１のポリマープレートが、第２のポリマープレートの２倍の厚さを有する、項目３６〜項目４４に記載の方法である。

項目４６は、第１のポリマープレートと第２のポリマープレートとの間に反射性偏光子を積層するステップが、第１のポリマープレートと第２のポリマープレートとを積層する前に、反射性偏光子の各主表面上に接着剤をコーティングすることと、接着剤を硬化させることと、を含む、項目３６〜項目４５に記載の方法である。

項目４７は、接着剤を硬化させるステップが、接着剤を紫外線放射で硬化させることを含む、項目４６に記載の方法である。

項目４８は、第１のポリマープレート及び第２のポリマープレートの少なくとも一方が、熱安定化されたアクリルを含む、項目３６〜項目４７に記載の方法である。

項目４９は、熱安定化されたアクリルが、２０ｎｍ未満の位相差を有する、項目４８に記載の方法である。

項目５０は、第１のプリズム面が黒色コーティングされた後面であり、第３のプリズム面が研磨された出力面であり、第４のプリズム面が、液晶オン・シリコン（ＬＣｏＳ）画像装置に好適な研磨された開口を備える、項目３６〜項目４９に記載の方法である。

項目５１は、第２のプリズム面が研磨された光入力面である、項目４１に記載の方法である。

項目５２は、第１の主表面を有する第１の透明プレートと；第２の主表面を有する第２の透明プレートと；第１の主表面と第２の主表面との間に固着されるポリマー多層反射性偏光子と；第１の透明プレート及びポリマー多層反射性偏光子を貫通する、第１の対向する複数の面と第１の底面とを有する第１のアンダーカットトラフと、を備え、第１の透明プレート及び第２の透明プレートの少なくとも一方が、低複屈折を示す、光学物品である。

項目５３は、第１の透明プレート及び第２の透明プレートが共に、低複屈折を示す、項目５２に記載の光学物品である。

項目５４は、第１の底面が、第２の透明プレート内に配設される、項目５２又は項目５３に記載の光学物品である。

項目５５は、第１の対向する面が平行であり、第１の底面が、第１の対向する面のそれぞれに対して垂直である、項目５２〜項目５４に記載の光学物品である。

項目５６は、第１のアンダーカットトラフに平行な第２のアンダーカットトラフを更に含み、第２のアンダーカットトラフは、第２の対向する複数の面と第２の底面とを有し、第２の底面は、第１の底面に垂直に配向される、項目５２〜項目５５に記載の光学物品である。

項目５７は、第２の対向する面が平行であり、第２の底面が、第２の対向する面のそれぞれに対して垂直である、項目５６に記載の光学物品である。

項目５８は、第２の底面と第１の底面とが、第２の低複屈折プレートの一部を含むヒンジによって分離される、項目５６又は項目５７に記載の光学物品である。

項目５９は、第１の透明プレート及び第２の透明プレートの少なくとも一方が、ポリマー多層反射性偏光子に平行な反対側の主表面を備える、項目５２〜項目５８に記載の光学物品である。

項目６０は、第１の透明プレート及び第２の透明プレートの少なくとも一方が、熱安定化されたアクリルを含む、項目５２〜項目５９に記載の光学物品である。

項目６１は、熱安定化されたアクリルが、２０ｎｍ未満の位相差を有する、項目６０に記載の光学物品である。

項目６２は、第１のアンダーカットトラフに垂直な少なくとも１つのサイドドラフ含み、少なくとも１つのサイドドラフは、第３の対向する面と第３の底面とを有し、第３の底面は第１の底面と平行である、項目５２〜項目６１に記載の光学物品である。

項目６３は、第１のトラフ、第２のトラフ、及び２つの隣接するサイドドラフが、全体として、偏光ビームスプリッタの境界を規定する、請求項６２に記載の光学物品である。

特に断らない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される、特徴のサイズ、量、及び物理的特性を表す全ての数字は、「約」なる語によって修飾されているものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨が示されない限り、上記の明細書及び添付の「特許請求の範囲」において示される数値パラメータは、本明細書に開示される教示を利用して当業者が得ようとする所望される特性に応じて変わり得る近似値である。

本明細書に引用される全ての参考文献及び刊行物は、それらが本開示と直接矛盾し得る場合を除き、それらの全容を参照により本開示において明示的に援用するものである。以上、本明細書において具体的な実施形態を図示、説明したが、様々な代替的かつ／又は等価的な実現形態を、本開示の範囲を逸脱することなく、図示及び説明された具体的な実施形態に置き換えることができる点は、当業者であれば認識されるところであろう。本出願は、本明細書において検討される具体的な実施形態のいかなる適合例又は変形例をも網羅しようとするものである。したがって、本開示は、「特許請求の範囲」及びその等価物によってのみ限定されるものとする。

Claims (6)

1. 平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、前記反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、前記複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して前記平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と、
   前記複数の階段状部のそれぞれの上に配設され、かつ前記支持体と一体である、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、
   を備える集積光学部品であって、
   前記ＰＢＳキューブは、
   前記立上り部に隣接した第１のプリズム面と、前記階段状部に隣接した第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと、
   前記第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、前記第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと、
   前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、前記支持体の前記平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と、
   を備え、
   前記第１のプリズム面が、空隙である第１のトラフによって前記立上り部から分離され、前記ＰＢＳキューブが、前記奥行き部及び前記立上り部と直交する対向する複数の端面を備える、集積光学部品。
2. 平らな第１の表面と反対側の第２の表面とを有する支持体であって、前記反対側の第２の表面は複数の階段状部を備え、前記複数の階段状部のそれぞれは奥行き部と立上り部とを有し、これらは交差して前記平らな第１の表面に近接したヒンジを形成する、支持体と、
   前記支持体と一体であり、かつ前記複数の階段状部のそれぞれの上に一列に配設される複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、
   を備える集積光学部品であって、
   前記複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、
   前記立上り部に隣接する第１のプリズム面と、前記階段状部に隣接する第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと、
   前記第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、前記第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと、
   前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、前記支持体の前記平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と、
   対向する複数の端面であって、各対向する端面は前記反射性偏光子と直交する、対向する複数の端面と、
   を備え、
   各第１のプリズム面が空隙である第１のトラフによって前記立上り部から分離され、空隙である第２のトラフが前記立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する、集積光学部品。
3. 平らな第１の表面と、奥行き部と立上り部とを有する階段状部を備える反対側の第２の表面と、を有する支持体と、
   前記支持体と一体であり、かつ前記階段状部の上に一列に配設される複数の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブと、
   を備える集積光学部品であって、
   前記複数のＰＢＳキューブのそれぞれは、
   前記立上り部に隣接する第１のプリズム面と、前記階段状部に隣接する第２のプリズム面と、を有する第１のプリズムと、
   前記第１の表面と反対側の第３のプリズム面と、前記第２の表面と反対側の第４のプリズム面と、を有する第２のプリズムと、
   前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとの間の斜面に配設される反射性偏光子であって、前記支持体の前記平らな第１の表面と平行である、反射性偏光子と、
   対向する複数の端面であって、各対向する端面は前記反射性偏光子と直交する、対向する端面と、
   を備え、
   各第１のプリズム面が空隙である第１のトラフによって前記立上り部から分離され、空隙である第２のトラフが前記立上り部の上の隣接するＰＢＳキューブを分離する、集積光学部品。
4. 光学部品の製造方法であって、
   第１のポリマープレートと第２のポリマープレートとの間に反射性偏光子を積層するステップであって、前記第１のポリマープレートは第１の外側表面を有し、第２のポリマープレートは反対側の第２の外側表面を有するステップと、
   いずれも空隙である複数の平行な第１のトラフを、前記第２のポリマープレートに、前記反射性偏光子に対して４５度の角度で、第１の底面までミリング加工するステップであって、各平行な第１のトラフは、階段状部立上り部を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）キューブの第１のプリズムから分離するステップと、
   いずれも空隙である複数の平行な第２のトラフを、前記第１のトラフに垂直にミリング加工し、それによって、複数の階段状部奥行き部を形成するステップであって、前記階段状部奥行き部のそれぞれは、前記第１の底面と共面であり、かつ第１の立上り部から隣接する第２の立上り部まで延在し、各第２のトラフが、前記奥行き部上の隣接するＰＢＳキューブの複数の端面を分離し、前記奥行き部と前記立上り部の交差部が、前記第１の外側表面に近接した第１のヒンジを画定するステップと、
   前記第１のトラフに平行な複数のノッチをミリング加工するステップであって、各ノッチは、前記奥行き部に平行な第１のノッチ面と、前記立上り部に平行であり、かつその中まで延在する第２のノッチ面とを有し、前記第１のノッチ面が、前記奥行き部と反対側の第４のプリズム面を含み、前記第２のノッチ面が、前記第１のプリズム面と反対側の第３のプリズム面を含むステップと、を含み、
   前記ミリング加工するステップが任意の順序で実施され得る、光学部品の製造方法。
5. さらに、それぞれが第３の底面を有し、前記第１のトラフに平行であり、かついずれも空隙である複数の平行な第３のトラフをミリング加工するステップであって、前記平行な第３のトラフのそれぞれは、前記対応する階段状部立上り部に垂直であり、かつ前記ＰＢＳキューブを支持するフランジを形成し、前記第３の底面は第２のヒンジによって前記奥行き部から分離されるステップを含む、
   請求項４に記載の、製造方法。
6. 第１の主表面を有する第１の透明プレートと、
   第２の主表面を有する第２の透明プレートと、
   前記第１の主表面と前記第２の主表面との間に固着されるポリマー多層反射性偏光子と、
   前記第１の透明プレート及び前記ポリマー多層反射性偏光子を貫通し、第１の対向する複数の面と第１の底面とを有し、かつ空隙である第１のアンダーカットトラフと、を備え、
   前記第１の透明プレート及び前記第２の透明プレートの少なくとも一方が、低複屈折を示す、光学物品。
   

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