JP7164650B2 - 低光漏出を伴う偏光ビームスプリッタ - Google Patents
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Description
本願は、2016年2月24日に出願され“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”と題された米国仮出願第62/299,547号、2016年2月25日に出願され“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”と題された米国仮出願第62/299,601号、2016年3月11日に出願され“POLARIZING BEAM SPLITTER WITH LOW LIGHT LEAKAGE”と題された米国仮出願第62/307,263号の各々の35 U.S.C. § 119(e)の下での優先権の利益を主張するものである。これらの優先権文書の開示は、全体が参照により本明細書中に援用される。
本願は、2014年11月27日に出願された米国出願第14/555,585号、2015年4月18日に出願された米国出願第14/690,401号、2014年3月14日に出願された米国出願第14/212,961号、2014年7月14日に出願された米国出願第14/331,218号の各々の全体を参照により援用する。
本開示は、光学デバイスに関し、より具体的には、ディスプレイデバイスのための偏光ビームスプリッタに関する。
(項目1)
偏光ビームスプリッタであって、
第1の対向面および第2の対向面を有する光学的に透過性のスペーサと、
前記第1の対向面上の第1の偏光器と、
前記第2の対向面上の第2の偏光器と
を備える、偏光ビームスプリッタ。
(項目2)
前記光学的に透過性のスペーサは、プレートである、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目3)
前記プレートは、湾曲プレートである、項目2に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目4)
前記光学的に透過性のスペーサは、第1の三角形プリズムおよび第2の三角形プリズムを分離し、
前記第1の偏光器は、前記第1の三角形プリズムと前記スペーサの前記第1の対向面との間にあり、
前記第2の偏光器は、前記第2の三角形プリズムと前記スペーサの前記第2の対向面との間にある、
項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目5)
前記第1の三角形プリズムおよび前記第2の三角形プリズムは、立方体タイプビームスプリッタを形成する、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目6)
前記光学的に透過性のスペーサは、前記第1の対向面と前記第2の対向面との間の吸収性偏光器を備える、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目7)
前記吸収性偏光器は、前記第1の対向面および前記第2の対向面と平行に延在する、項目6に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目8)
前記第1の偏光器および前記第2の偏光器は、同一偏光の光を透過させるように構成される、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目9)
前記第1の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器、薄膜偏光器、および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目10)
前記第2の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器、薄膜偏光器、および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、項目9に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目11)
前記第1の偏光器および前記第2の偏光器は、同一タイプの偏光器である、項目10に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目12)
前記光学的に透過性のスペーサは、ガラスまたはポリマーのうちの1つまたはそれを上回るものを含む、項目1に記載の偏光ビームスプリッタ。
(項目13)
ディスプレイシステムであって、
偏光ビームスプリッタであって、
第1の対向面および第2の対向面を有する光学的に透過性のスペーサと、
前記第1の対向面上の第1の偏光器と、
前記第2の対向面上の第2の偏光器と
を備える、偏光ビームスプリッタと、
光源と、
空間光変調器と、
反射体と
を備え、前記偏光ビームスプリッタは、
光を前記光源から前記反射体に向かって反射させることと、
前記反射体から前記空間光変調器に光を透過させることと、
前記光が前記偏光ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬するように、光を前記空間光変調器から反射させることと
を行うように構成される、ディスプレイシステム。
(項目14)
前記反射体および前記空間光変調器は、前記偏光ビームスプリッタの両側にあり、前記光源は、前記反射体から前記空間光変調器に延在する光学経路に直交する方向において光を前記偏光ビームスプリッタに出力するように位置付けられる、項目13に記載のディスプレイシステム。
(項目15)
前記偏光ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬する前記光を受信し、前記光を視認者に向かって透過させるように構成される、屈折光学素子をさらに備える、項目14に記載のディスプレイシステム。
(項目16)
内部結合光学要素と、
外部結合光学要素と
を備える導波管をさらに備え、
前記内部結合光学要素は、前記ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬する前記光を受信および内部結合するように構成され、
前記外部結合光学要素は、前記内部結合された光を視認者に向かって外部結合するように構成される、
項目14に記載のディスプレイシステム。
(項目17)
前記導波管のスタックをさらに備える、項目16に記載のディスプレイシステム。
(項目18)
前記スタックの各導波管は、前記導波管のスタックの1つまたはそれを上回る他の導波管と比較して、異なる発散量を伴って光を出力するように構成される、項目17に記載のディスプレイシステム。
(項目19)
前記光学的に透過性のスペーサは、プレートである、項目13に記載のディスプレイシステム。
(項目20)
前記光学的に透過性のスペーサは、第1の三角形プリズムおよび第2の三角形プリズムを分離し、
前記第1の偏光器は、前記第1の三角形プリズムと前記スペーサの第1の対向面との間にあり、
前記第2の偏光器は、前記第2の三角形プリズムと前記スペーサの第2の対向面との間にある、
項目13に記載のディスプレイシステム。
(項目21)
前記光学的に透過性のスペーサは、前記第1の対向面と前記第2の対向面との間の吸収性偏光器を備える、項目13に記載のディスプレイシステム。
(例示的ディスプレイシステム)
Claims (19)
- 偏光ビームスプリッタであって、
第1の対向面および第2の対向面を有する光学的に透過性のスペーサであって、前記光学的に透過性のスペーサは、湾曲プレートである、光学的に透過性のスペーサと、
前記第1の対向面上の第1の偏光器と、
前記第2の対向面上の第2の偏光器と、
前記第1の偏光器と前記第2の偏光器との間にありかつ前記スペーサ内にある介在反射防止偏光器と
を備え、
前記第1の偏光器は、ある偏光の光に対して反射性でありかつ前記偏光の光を漏出し、
前記第1の偏光器および前記第2の偏光器は、同一偏光の光を透過させるように構成され、
前記介在反射防止偏光器は、前記第1の偏光器を透過した前記漏出された光の前記偏光の光を優先的に吸収するように構成される、偏光ビームスプリッタ。 - 前記第1の対向面および前記第2の対向面は、相互に平行であり、かつ、前記プレートの長さ寸法に沿って湾曲している、請求項1に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記第1の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、請求項1に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記第2の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、請求項3に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記第1の偏光器および前記第2の偏光器は、同一タイプの偏光器である、請求項4に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記光学的に透過性のスペーサは、ガラスまたはポリマーのうちの1つ以上を含む、請求項1に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記光学的に透過性のスペーサは、前記第1の対向面と前記第2の対向面との間の吸収性偏光器を備える、請求項1に記載の偏光ビームスプリッタ。
- 前記吸収性偏光器は、前記第1の対向面および前記第2の対向面と平行に延在する、請求項1に記載の偏光ビームスプリッタ。
- ディスプレイシステムであって、
偏光ビームスプリッタであって、
第1の対向面および第2の対向面を有する光学的に透過性のスペーサであって、前記光学的に透過性のスペーサは、湾曲プレートである、光学的に透過性のスペーサと、
前記第1の対向面上の第1の偏光器であって、前記第1の偏光器は、ある偏光の光に対して反射性でありかつ前記偏光の光を漏出する、第1の偏光器と、
前記第2の対向面上の第2の偏光器と、
前記第1の偏光器と前記第2の偏光器との間にありかつ前記スペーサ内にある介在反射防止偏光器であって、前記介在反射防止偏光器は、前記第1の偏光器を透過した前記漏出された光の前記偏光の光を優先的に吸収するように構成される、介在反射防止偏光器と
を備え、前記第1の偏光器および前記第2の偏光器は、同一偏光の光を透過させるように構成される、偏光ビームスプリッタと、
光源と、
空間光変調器と、
反射体と
を備え、
前記偏光ビームスプリッタは、
前記光源からの光を前記反射体に向かって反射させることにより、前記反射体が前記光を反射するようにすることと、
前記偏光ビームスプリッタを通して前記反射された光を前記空間光変調器へと透過させることと、
前記空間光変調器からの光を、前記光が前記偏光ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬するように、反射させることと
を行うように構成される、ディスプレイシステム。 - 前記反射体は、前記偏光ビームスプリッタの第1の側にあり、前記空間光変調器は、前記第1の側とは反対側である前記偏光ビームスプリッタの第2の側にあり、前記光源は、前記反射体から前記空間光変調器に延在する光学経路に直交する方向において光を前記偏光ビームスプリッタに出力するように位置付けられる、請求項9に記載のディスプレイシステム。
- 前記偏光ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬する前記光を受信し、前記光を視認者に向かって透過させるように構成される、屈折光学素子をさらに備える、請求項10に記載のディスプレイシステム。
- 内部結合光学要素と、
外部結合光学要素と
を備える導波管をさらに備え、
前記内部結合光学要素は、前記ビームスプリッタおよび前記光源から離れるように伝搬する前記光を受信および内部結合するように構成され、
前記外部結合光学要素は、前記内部結合された光を視認者に向かって外部結合するように構成される、請求項10に記載のディスプレイシステム。 - 前記導波管のスタックをさらに備える、請求項12に記載のディスプレイシステム。
- 前記スタックの各導波管の前記外部結合光学要素は、前記導波管のスタックの1つ以上の他の導波管の前記外部結合光学要素と比較して、異なる発散量を伴って光を出力するように構成される、請求項13に記載のディスプレイシステム。
- 前記光学的に透過性の湾曲プレートは、前記第1の対向面と前記第2の対向面との間の吸収性偏光器を備える、請求項9に記載のディスプレイシステム。
- 前記吸収性偏光器は、前記第1の対向面および前記第2の対向面と平行に延在する、請求項15に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の対向面および前記第2の対向面は、相互に平行であり、かつ、前記プレートの長さ寸法に沿って湾曲している、請求項9に記載のディスプレイシステム。
- 前記第1の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、請求項9に記載のディスプレイシステム。
- 前記第2の偏光器は、ワイヤグリッド偏光器および多層複屈折スタック偏光器から成る群から選択される偏光器である、請求項18に記載のディスプレイシステム。
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