TWI629514B - 偏振光束分光器及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示偏振光束分光器。該偏振光束分光器包括：一第一聚合稜鏡；一第二聚合稜鏡；一反射偏振器，其安置於該第一聚合稜鏡與該第二聚合稜鏡之間且黏附至該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者的一斜面；及一安置於該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者上的硬塗層。該偏振光束分光器包括一輸入主表面及一輸出主表面。該輸入主表面及該輸出主表面中之至少一者具有至少3H之一鉛筆硬度。該偏振光束分光器具有一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少95%經偏振而具有該第一偏振狀態。

Description

偏振光束分光器及其製造方法 對相關申請案之交叉參考
本申請案係關於2011年11月28日申請的申請中之美國專利申請案第61/564161號「Polarizing Beam Splitters Providing High Resolution Images and Systems Utilizing Such Beam Splitters」(代理人案號第67895US002號)；2011年11月28日申請的申請中之美國專利申請案第61/564172號「Method of Making Polarizing Beam Splitters Providing High Resolution Images and Systems Utilizing Such Beam Splitters」(代理人案號第68016US002號)；2012年8月15日申請的美國專利申請案第61/683390號「Polarizing Beam Splitter Plates Providing High Resolution Images and Systems Utilizing Such Beam Splitter Plates」(代理人案號第70226US002號)；及2012年8月21日申請的美國專利申請案第61/691,537號「Viewing Device」(代理人案號第70234US002號)，該等案之全文以引用之方式併入本文中。
本描述係關於檢視器件。更具體而言，本描述係關於併有偏振光束分光器板之頭戴式檢視器件，該等偏振光束分光器板以高的有效解析度朝向檢視者反射成像光。
併有偏振光束分光器(PBS)之照明系統用以在諸如投影顯示器之 檢視螢幕上形成影像。典型顯示器影像併有照明源，該照明源經配置使得來自照明源之光線反射離開影像形成器件(亦即，成像器)，該影像形成器件含有待投射之所要影像。系統使光線摺疊，使得來自照明源之光線及經投射之影像的光線共用PBS與成像器之間的相同實體空間。PBS使入射照明光與來自成像器之偏振旋轉光分離。歸因於對PBS之新需求，部分歸因於其在諸如三維投影及成像之應用中的新用途，數個新問題已出現。本申請案提供解決此等問題之物品。
在一個態樣中，本描述係關於一種偏振子系統。偏振子系統包括第一成像器及偏振光束分光器。在一些實施例中，成像器可係LCOS成像器。偏振光束分光器部分地由反射偏振器構成，且接收來自成像器之成像光。反射偏振器可係多層光學膜。在一些實施例中，反射偏振器將具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm的表面粗糙度Rq。偏振光束分光器以小於12微米之有效像素解析度朝向檢視者或螢幕反射成像光。在一些實施例中，偏振光束分光器可以小於9微米或小於6微米之有效像素解析度朝向檢視者或螢幕反射成像光。偏振子系統可包括第二成像器，其中偏振光束分光器在一面處接收來自第二成像器之成像光，該面不同於偏振光束分光器的接收來自第一成像器之光的面。偏振子系統亦可包括投影透鏡，其朝向檢視者或螢幕投射來自偏振光束分光器的光。在一些狀況下，偏振子系統可係三維影像投影器之部分。
在另一態樣中，本描述係關於一種偏振光束分光器。偏振光束分光器包括定位於第一罩與第二罩之間的反射偏振器。反射偏振器可係多層光學膜。偏振光束分光器能夠以小於12微米且潛在地小於9微米或小於6微米之有效像素解析度朝向檢視者或螢幕反射成像光。偏振光束分光器之第一及/或第二罩可至少部分地由玻璃或合適光學塑 膠製成。第一及/或第二罩可用額外處理(諸如，曝露至真空)藉由合適光學黏著劑附接至反射偏振器，以達成多層光學膜之所要平坦度。反射偏振器可具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq。
在又一態樣中，本描述係關於一種投影子系統。投影子系統包括光源、偏振光束分光器、至少一第一成像器且潛在地第二成像器。偏振光束分光器接收來自光源之光，且包括由多層光學膜構成之反射偏振器。第一成像器鄰近於偏振光束分光器而定位。第二成像器鄰近於偏振光束分光器而定位於不同於第一成像器所在側的偏振光束分光器之一側上。來自光源之光入射於偏振光束分光器，且入射光之第一偏振透射穿過反射偏振器，而入射光之正交於第一偏振狀態之第二偏振由反射偏振器反射。第二偏振之光自偏振光束分光器行進至第二成像器，且經成像且朝向偏振光束分光器反射回。自第二成像器反射之光透射穿過偏振光束分光器至影像平面。第一偏振之光透射穿過偏振光束分光器至第一成像器，且經成像且朝向偏振光束分光器反射回。自第一成像器反射之光於偏振光束分光器處以小於12微米之有效像素解析度朝向影像平面反射。在至少一些實施例中，自第一成像器反射之光於偏振光束分光器處以小於9微米或小於6微米之有效解析度朝向影像平面反射。反射偏振器可具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq。投影子系統之光源可係任何合適光源，諸如弧光燈或一或多個LED。
在另一態樣中，本描述係關於一種偏振子系統。偏振子系統包括第一成像器及偏振光束分光器。偏振光束分光器部分地由反射偏振器構成，且接收來自成像器之成像光。反射偏振器可係多層光學膜。偏振光束分光器朝向檢視者或螢幕反射成像光。在一些實施例中，反射偏振器具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度 Rq。在一些實施例中，反射偏振器具有小於40nm之表面粗糙度Ra或小於70nm之表面粗糙度Rq。在一些實施例中，反射偏振器具有小於35nm之表面粗糙度Ra或小於55nm之表面粗糙度Rq。
在另一態樣中，一種偏振子系統包括第一成像器，及經調適以接收來自成像器之成像光的偏振光束分光器板。偏振光束分光器板包括：第一基板；安置於第一基板上之多層光學膜反射偏振器；第一最外主表面；及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。偏振光束分光器板朝向檢視者或螢幕反射接收到之成像光，其中經反射成像光具有小於12微米之有效像素解析度。
在另一態樣中，一種偏振光束分光器板包括：第一基板；第二基板；安置於第一基板與第二基板之間且黏附至第一基板及第二基板之多層光學膜反射偏振器；第一最外主表面；及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。偏振光束分光器板經調適以朝向檢視者或螢幕反射成像光，其中經反射成像光具有小於12微米之有效像素解析度。
在另一態樣中，一種投影子系統包括：光源；使接收自光源之光成像的第一成像器；及偏振光束分光器板，該偏振光束分光器板接收來自第一成像器之成像光，且包括多層光學膜反射偏振器、第一最外主表面及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。偏振光束分光器板以小於12微米之有效像素解析度朝向影像平面反射接收到之成像光。
在另一態樣中，一種偏振子系統包括第一成像器，及偏振光束分光器板，該偏振光束分光器板接收來自成像器之成像光，且包括多層光學膜反射偏振器、第一最外主表面，及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。偏振光束分光器板朝向檢視者或螢幕反射接收到之成像光。多層光學膜反射偏振器具有小於45 nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq。
在另一態樣中，一種產生一平坦膜之方法包括如下步驟：提供多層光學膜；提供暫時平坦基板；將多層光學膜之第一表面可釋放地附接至暫時平坦基板；及提供永久基板，其中該永久基板包括第一最外主表面，及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。方法進一步包括如下步驟：將多層光學膜之第二表面附接至永久基板，及自暫時平坦基板移除多層光學膜。
在另一態樣中，一種產生光學平坦偏振光束分光器板之方法包括如下步驟：提供多層光學膜反射偏振器；將壓敏黏著劑層塗覆至多層光學膜之第一表面；在與多層光學膜相反之側上抵靠壓敏黏著劑層施加第一基板，其中第一基板包括第一最外主表面，及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面；及將真空施加至壓敏黏著劑、多層光學膜及第一基板。
在另一態樣中，檢視器件包括：投影器，其投射第一成像光；及偏振光束分光器板，其接收來自投影器之經投射第一成像光，且反射接收到之第一成像光以供檢視者檢視。偏振光束分光器板接收第二影像，且透射第二影像以供檢視者檢視。偏振光束分光器板包括第一基板，及黏附至第一基板之多層光學膜反射偏振器。反射偏振器實質上反射具有第一偏振狀態之經偏振光，且實質上透射具有垂直於第一偏振狀態之第二偏振狀態的經偏振光。偏振光束分光器板亦包括第一最外主表面，及與第一最外主表面成小於約20度之角度的相反的第二最外主表面。偏振光束分光器板朝向檢視者反射接收到之第一成像光，其中經反射之第一成像光具有小於12微米之有效像素解析度。
在另一態樣中，偏振光束分光器包括：第一聚合稜鏡；第二聚合稜鏡；反射偏振器，其安置於第一聚合稜鏡與第二聚合稜鏡之間且黏附至第一聚合稜鏡及第二聚合稜鏡中之每一者的斜面 (hypotenuse)；及安置於第一聚合稜鏡及第二聚合稜鏡中之每一者上的硬塗層。該偏振光束分光器包括一輸入主表面及一輸出主表面。輸入主表面及輸出主表面中之至少一者具有至少3H之一鉛筆硬度。該偏振光束分光器具有一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少95%經偏振而具有該第一偏振狀態。
在另一態樣中，一種產生一光學元件之方法包括以下步驟：(a)提供一裝配件，其包括具有一頂部表面之頂部聚合薄片、具有底部表面之底部聚合薄片，及安置於頂部聚合薄片與底部聚合薄片之間並黏附至頂部聚合薄片與底部聚合薄片的光學膜；(b)改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面，從而導致具有複數個頂部結構及一頂部表面粗糙度之一頂部結構化表面，及一具有複數個底部結構及一底部表面粗糙度的底部結構化表面；(c)藉由以下操作形成一經塗佈裝配件：將一頂部塗層塗覆至該頂部結構化表面，從而導致一具有複數個頂部經塗佈結構及小於該頂部表面粗糙度之一頂部經塗佈表面粗糙度的頂部經塗佈結構化表面，且將一底部塗層塗覆至該底部結構化表面，從而導致一具有複數個底部經塗佈結構及小於該底部表面粗糙度之一底部經塗佈表面粗糙度的底部經塗佈結構化表面；及(d)沿著該經塗佈裝配件之一橫向方向將該經塗佈裝配件再分成至少兩個離散片段以形成該光學元件。
100‧‧‧偏振子系統
102‧‧‧第一成像器
104‧‧‧偏振光束分光器(PBS)
106‧‧‧反射偏振器/膜
108‧‧‧第二成像器
110‧‧‧光源
112‧‧‧光
114‧‧‧光
116‧‧‧光束
118‧‧‧單獨光束
120‧‧‧光/未經成像光
122‧‧‧經p型偏振之成像光
124‧‧‧第二面
126‧‧‧第一面
128‧‧‧投影透鏡
130‧‧‧檢視者/檢視螢幕
132‧‧‧第一罩
134‧‧‧第二罩
200‧‧‧偏振光束分光器
206‧‧‧反射偏振器
216‧‧‧成像光
230‧‧‧檢視者/表面
232‧‧‧第一罩
234‧‧‧第二罩
240‧‧‧壓敏黏著劑層
242‧‧‧壓敏黏著劑層
300‧‧‧投影子系統
302‧‧‧第一成像器
304‧‧‧偏振光束分光器
308‧‧‧第二成像器
310‧‧‧光源
312‧‧‧光
314‧‧‧經轉換之成像光
316‧‧‧光
320‧‧‧光
322‧‧‧成像光
350‧‧‧影像平面
410‧‧‧多層光學膜
420‧‧‧平坦基板
425‧‧‧表面
430‧‧‧溶液
435‧‧‧壓力施加器具
440‧‧‧表面
550‧‧‧黏著劑
560‧‧‧稜鏡
570‧‧‧第二黏著劑層
575‧‧‧第二表面
580‧‧‧永久基板/第二稜鏡
600‧‧‧偏振子系統
605‧‧‧光源
610‧‧‧第一成像器
615‧‧‧成像光
620‧‧‧偏振光束分光器板
622‧‧‧第一最外主表面
624‧‧‧相反的第二最外主表面
625‧‧‧光
630‧‧‧第一基板
640‧‧‧多層光學膜反射偏振器
650‧‧‧第二基板
660‧‧‧黏著劑層
670‧‧‧黏著劑層
675‧‧‧投影透鏡
680‧‧‧檢視者
690‧‧‧螢幕
695‧‧‧反射光/經反射成像光
800‧‧‧反射型成像系統
900‧‧‧透射型成像系統
1000‧‧‧反射透射型成像系統
1005‧‧‧成像光源
1020‧‧‧環境光
1100‧‧‧檢視器件
1101‧‧‧檢視者
1110‧‧‧投影器
1120‧‧‧第一成像光
1125‧‧‧經反射之第一成像光
1130‧‧‧偏振光束分光器板
1132‧‧‧第二影像
1140‧‧‧第一基板
1145‧‧‧相反的第二最外主表面
1150‧‧‧黏著劑
1160‧‧‧多層光學膜反射偏振器
1165‧‧‧第一最外主表面
1200‧‧‧頭戴式投影顯示器
1204‧‧‧右側投影器
1205‧‧‧左側投影器
1210‧‧‧框架
1220‧‧‧鼻架
1230‧‧‧右側及左側耳機
1240‧‧‧右側偏振光束分光器板
1245‧‧‧左側偏振光束分光器板
1310‧‧‧底部基板
1320‧‧‧擋止件
1330‧‧‧有機液體/聚合薄片
1335‧‧‧第一聚合薄片
1335a‧‧‧頂部表面
1335b‧‧‧頂部結構化表面
1337‧‧‧聚合薄片
1337a‧‧‧底部表面
1337b‧‧‧底部結構化表面
1338‧‧‧裝配件
1340‧‧‧黏著劑/黏著劑層
1341A‧‧‧垂直線
1341B‧‧‧垂直線
1342‧‧‧頂部基板
1345‧‧‧黏著劑/黏著劑層
1350‧‧‧光學膜/反射偏振器
1360‧‧‧頂部結構/頂部稜鏡/第一聚合稜鏡
1360A‧‧‧側面
1360B‧‧‧側面
1360C‧‧‧側面
1360D‧‧‧側面
1360E‧‧‧斜面
1362‧‧‧連接盤區域/頂部及底部連接盤區域
1362a‧‧‧頂部表面粗糙度
1362b‧‧‧底部表面粗糙度
1367‧‧‧頂部經塗佈結構
1370‧‧‧底部結構/底部稜鏡/第二聚合稜鏡
1370E‧‧‧斜面
1377‧‧‧底部經塗佈結構
1380‧‧‧頂部塗層/硬塗層
1381‧‧‧頂部經塗佈表面粗糙度
1382‧‧‧光
1383‧‧‧入射光
1385‧‧‧底部塗層/硬塗層
1386‧‧‧底部經塗佈表面粗糙度
1390‧‧‧經塗佈裝配件/光學元件/偏振光束分光器
1391‧‧‧離散裝配件
1396a‧‧‧輸入主表面
1396b‧‧‧輸出主表面
d‧‧‧最大間距
h‧‧‧最大厚度
圖1係根據本描述之偏振轉換系統。
圖2係根據本描述之偏振光束分光器。
圖3係根據本描述之投影子系統。
圖4係說明製造用於PBS中之平坦多層光學膜之方法的流程圖。
圖5說明用於使用多層光學膜產生偏振光束分光器的方法。
圖6係偏振子系統之示意圖。
圖7係偏振光束分光器板之最外表面的示意圖。
圖8係反射型成像系統之示意圖。
圖9係透射型成像系統之示意圖。
圖10係反射透射型成像系統之示意圖。
圖11係檢視器件之示意圖。
圖12係頭戴式投影顯示器之示意圖。
圖13a至圖13i說明產生光學元件之方法。
圖14係光學元件之示意圖。
圖15係另一光學元件之示意圖。
高效能PBS對於產生用於使用矽上液晶(LCOS)成像器之投影器之可行光學引擎係必不可少的。此外，當需要諸如DLP成像器之標稱非偏振成像器處置經偏振光時，此等成像器甚至亦可能需要PBS。通常，PBS將透射標稱p型偏振之光，且反射標稱s型偏振之光。已使用了數種不同類型之PBS，包括MacNeille型PBS及線柵偏振器。然而，基於多層光學膜之PBS已被證明係對於與投影系統中的光處置相關聯之問題而言最有效的偏振光束分光器中之一者，該等問題包括在一波長及入射角範圍內有效地偏振之能力及在反射及透射兩方面皆具有高效率。如在Jonza等人之美國專利第5,882,774號及Weber等人之美國專利第6,609,795中所描述，此等多層光學膜係由3M公司製造。
隨著包括(例如)三維投影及成像之數種新成像及投影應用的出現，新挑戰已出現。具體而言，在至少一些三維成像應用中，可需要PBS不僅在透射穿過反射偏振膜時提供具有高有效解析度(如下文所定義)的成像光，而且在由反射偏振膜反射時亦提供具有高有效解析度 (如下文所定義)的成像光。不幸地，基於多層光學膜之偏振器(儘管其具有其他主要優點)可能難以被配製而具有以高解析度反射成像光的必需平坦度。確切而言，在將此等多層膜反射偏振器用以反射成像光時，可使經反射影像失真。然而，仍必須解決有效地偏振廣泛的入射光角度及入射光波長的問題。因此將十分需要提供一種偏振光束分光器，其具有含有多層光學膜之PBS之益處，同時亦達成從PBS朝向檢視者或螢幕反射開之成像光的增高之有效解析度。本描述提供此解決方案。
圖1提供根據本描述之一偏振子系統的說明。偏振子系統包括第一成像器102。在數個實施例中，諸如說明於圖1中之實施例中，成像器將係適當之反射成像器。常常，用於投影系統中之成像器通常係偏振旋轉影像形成器件(諸如，液晶顯示器成像器)，其藉由旋轉光之偏振以產生對應於數位視訊信號的影像來操作。此等成像器在用於投影系統中時通常依賴於偏振器以將光分離成一對正交偏振狀態(例如，s型偏振及p型偏振)。可用於展示於圖1中之實施例中的兩種常見成像器包括矽上液晶(LCOS)成像器或數位光處理(DLP)成像器。熟習此項技術者將認識到，DLP系統將需要對照明幾何形狀以及使偏振旋轉之外部構件(諸如，延遲器板)進行一些修改，以便利用展示於圖1中之PBS組態。偏振子系統亦包括偏振光束分光器(PBS)104。來自光源110之光112朝向PBS 104行進。在PBS 104內的係反射偏振器106。反射偏振器可係多層光學膜，諸如可購自3M公司(St.Paul,MN)且描述於(例如)Jonza等人之美國專利第5,882,774號及Weber等人之美國專利第6,609,795號中的彼等多層光學膜，前述專利中之每一者的全文特此以引用之方式併入。當光112入射於膜106上時，入射光之一個正交偏振狀態(諸如，p型偏振狀態)將透射穿過膜，且作為接著入射於成像器102上之光120而離開PBS。入射光之正交偏振狀態(在此狀況下，s 型偏振光)將由反射偏振器106在不同方向(此處與光束120成直角)上反射作為單獨光束118。
給定偏振狀態之未經成像光120入射於成像器102上。光接著經成像且朝向PBS 104及經併入之反射偏振器106反射回。在成像器102係LCOS成像器的情況下且對於處於「接通」狀態之彼等像素，光114亦被轉換成正交偏振狀態。在此狀況下，尚未經成像之p型偏振之入射光被反射為具有s型偏振之成像光。當s型偏振之光入射於偏振光束分光器104且特別是多層光學膜反射偏振器106上時，光作為s型偏振的光束116反射朝向檢視者或檢視螢幕130。成像器102可係在應用中可需要的任何類型成像器。舉例而言，成像器102可係LCOS成像器、OLED成像器、微型機電系統(MEMS)成像器，或諸如DLP成像器的數位微鏡面器件(DMD)成像器。
在先前技術之數個實施例中，成像器可定位於(例如)光束118行進之方向上。在此實施例中，成像光將透射穿過偏振光束分光器104，而非在偏振光束分光器104中經反射。使成像光透射穿過偏振光束分光器允許影像之較低失真，且因此允許較高有效解析度。然而，如將進一步解釋，在數個實施例中可需要包括如在圖1中定位之成像器102。此情形可(例如)允許重疊具有不同偏振之影像。儘管多層光學膜作為反射偏振器有許多益處，但習知地難以達成反射離開此等膜之成像光的高有效解析度。
由元件產生之影像或光的有效解析度為有用的定量量測，此係因為其有助於預測能可靠地解析何種大小之像素。大多數當前成像器(LCOS及DLP)具有自約12.5μm小至約5μm之範圍內的像素大小。因此，為了在反射成像情形下係有用的，反射器必須能夠解析小至至少約12.5μm且理想地具有更好解析度。因此，PBS之有效解析度必須不大於約12.5μm，且較佳地係更低的。此情形將被視作高有效解析 度。
藉由使用本說明書中描述之技術，可實際上提供供PBS 104使用之多層光學膜，該PBS 104可以極高解析度反射成像光。實際上，參看圖1，可以小於12微米之有效像素解析度將成像光116自偏振光束分光器104朝向檢視者或檢視螢幕130反射。實際上，在一些實施例中，可以小於11微米、小於10微米、小於9微米、小於8微米、小於7微米或可能甚至小於6微米的有效像素解析度將成像光116自偏振光束分光器104朝向檢視者或檢視螢幕130反射。
如所論述，在至少一些實施例中，偏振子系統100可包括第二成像器108。第二成像器108可大體上為與第一成像器106相同之類型的成像器，例如，LCOS或DLP。具有一個偏振狀態之光(諸如，s型偏振光)可自PBS 104反射，且具體而言自PBS之反射偏振器106朝向第二成像器反射。其可接著經成像並朝向PBS 104反射回。再一次，如同第一成像器104，反射離開第二成像器108之光經偏振轉換，使得在s型偏振未成像光118入射於成像器108上的情況下，經p型偏振之成像光122被自成像器108朝向PBS 104重導向回。鑒於自成像器102反射之光114具有第一偏振狀態(例如，s型偏振)且因此反射離開PBS 104並朝向檢視者或檢視螢幕130，反射離開成像器108之光(例如，光122)具有第二偏振(例如，p型偏振)且因此朝向檢視者或檢視螢幕130透射穿過PBS 104。如自圖1可看出，兩個成像器位於PBS 104之不同側處，使得PBS於第一面126處接收來自第一成像器102的成像光114，且在不同於第一面之第二面124處接收來自第二成像器108的成像光122。
一旦成像光116及(可能地)光122離開PBS 104，其便被導引朝向檢視者或檢視螢幕130。為了將光最佳地導引至檢視者且適當地按比例縮放影像，可使光通過投影透鏡128或某種投影透鏡系統。雖然僅以單一元件投影透鏡128來進行說明，但偏振轉換系統100可按需要包 括額外成像光學元件。舉例而言，投影透鏡128可實際上為複數個透鏡，諸如共同擁有且讓渡之美國專利第7,901,083號的透鏡群組250。請注意，在未使用可選成像器108之狀況下，輸入光112可經預偏振以具有與光束120相同之偏振狀態。此可(例如)藉由使用偏振轉換系統(PCS)、添加反射或吸收線性偏振器或用於增強輸入光流112之偏振純度之其他此類器件來實現。此技術可改良系統之總體效率。
除反射偏振器106外，PBS 104亦可包括其他元件。舉例而言，圖1說明亦包括第一罩132及第二罩134之PBS 104。反射偏振器106定位於第一罩132與第二罩134之間，使得反射偏振器106由罩保護且被適當地定位。第一罩132及第二罩134可由此項技術中已知之任何適當材料(諸如，玻璃、塑膠或可能其他適當材料)製成。應理解，額外材料及建構可應用於(例如)PBS之面，或鄰近於反射偏振器且與反射偏振器實質上同延。此等其他材料或建構可包括額外偏振器、二向色濾光器/反射器、延遲器板、抗反射塗層，模製及/或接合至罩之表面的透鏡，及其類似者。
自不同成像器發射光的投影或偏振子系統(其中成像光具有不同偏振)尤其可用作如(例如)在美國專利第7,690,796號(Bin等人)中描述之三維影像投影器的部分。使用基於PBS之二成像器系統的明顯優點係，不需要進行時間定序或偏振定序。此情形意謂，兩個成像器皆一直操作，從而實際上使投影器之光輸出加倍。如所論述，反射偏振器106係平坦的使得反射離開偏振器之成像光116不失真且具有高的有效解析度非常重要。平坦度可藉由以下各者來量化：標準粗糙度參數Ra(表面與平均值之垂直偏差之絕對值的平均)、Rq(表面與平均值之垂直偏差之均方根平均)及Rz(每一取樣長度上最高峰值與最低谷值之間的平均距離)。具體而言，反射偏振器較佳具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq，且更佳地具有小於40nm之表 面粗糙度Ra或小於70nm的表面粗糙度Rq，且甚至更佳地具有小於35nm之表面粗糙度Ra或小於55nm的表面粗糙度Rq。在以下實例章節中提供一種量測膜之表面粗糙度或平坦度的例示性方法。
在另一態樣中，本描述係關於一種偏振光束分光器。一個此類偏振光束分光器200說明於圖2中。偏振光束分光器200包括定位於第一罩232與第二罩234之間的反射偏振器206。與圖1之反射偏振器106一樣，圖2之反射偏振器206係諸如上文所描述之彼等多層光學膜的多層光學膜。偏振光束分光器200能夠朝向檢視者或表面230反射成像光216。導引朝向檢視者或表面之成像光216的有效像素解析度係小於12微米且可能小於11微米、小於10微米、小於9微米、小於8微米、小於7微米或可能甚至小於6微米。
與圖1之罩一樣，PBS 200之第一罩232及第二罩234可由用於該領域中之許多適當材料(諸如玻璃或光學塑膠)製成。此外，第一罩232及第二罩234可各自由數種不同手段附接至反射偏振器206。舉例而言，在一個實施例中，第一罩232可使用壓敏黏著劑層240附接至反射偏振器206。合適壓敏黏著劑係3MTM光學清澈黏著劑8141(可購自3M公司(St.Paul,MN))。類似地，第二罩234可使用壓敏黏著劑層242附接至反射偏振器。在其他實施例中，第一罩及第二罩可針對層240及242使用不同黏著劑類型而附接至反射偏振器206。舉例而言，層240及242可由可固化光學黏著劑構成。合適光學黏著劑可包括諸如NOA73、NOA75、NOA76或NOA78之可購自Norland Products Inc.(Cranbury,NJ)之光學黏著劑，光學黏著劑描述於共同擁有且讓渡之美國專利公開案第2006/0221447號(DiZio等人)及共同擁有且讓渡之美國專利公開案第2008/0079903號(DiZio等人)中，該等專利公開案中的每一者特此以引用之方式併入本文。亦可使用UV可固化黏著劑。應理解，額外材料及建構可應用於(例如)PBS之面，或鄰近於反射偏振器 且與反射偏振器實質上同延。此等其他材料或建構可包括額外偏振器、二向色濾光器/反射器、延遲器板、抗反射塗層及其類似者。與圖1中描述之PBS一樣，圖2之反射偏振器206必須極其平坦以在不使成像光216失真的情況下最有效地反射成像光216。反射偏振器可具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq。藉由使用諸如描述於US 7,234,816 B2(Bruzzone等人)中之壓敏黏著劑之典型應用程序，未達成反射偏振器之所需表面平坦度。已發現，某些類型之後處理允許達成所需要之表面平坦度。
在又一態樣中，本描述係關於投影子系統。一個此類投影子系統說明於圖3中。投影子系統300包括光源310。光源310可係任何數目之通常用於投影系統中之適當光源。舉例而言，光源310可為固態發射器，諸如發射具有特定色彩之光(諸如紅光、綠光或藍光)的雷射器或發光二極體(LED)。光源310亦可包括磷光體或吸收來自發射源之光並重新發射處於其他(通常較長)波長的光的其他光轉換材料。合適磷光體包括熟知的無機磷光體，諸如摻雜Ce之YAG、硫代鎵酸鍶及經摻雜矽酸鹽，及SiAlON型材料。其他光轉換材料包括III-V及II-VI族半導體、量子點及有機螢光染料。或者，光源可由諸如紅色LED、綠色LED及藍色LED之複數個光源構成，其中此等LED可被一起或依序地啟動。光源310亦可為雷射光源，或可能為傳統UHP燈。應理解，諸如色彩轉輪、二向色濾光器或反射器及其類似者之輔助組件可額外地組成光源310。
投影子系統300進一步包括偏振光束分光器304。偏振光束分光器304經定位，使得其接收來自光源之光312。此入射光312可通常部分由兩個正交偏振狀態(例如，部分s型偏振光及部分p型偏振光)構成。反射偏振器306在偏振光束分光器內，在此狀況下其再一次係諸如關於反射偏振器106描述之彼等多層光學膜的多層光學膜。光312入 射於反射偏振器306上，且一第一偏振之光(例如，p型偏振光)作為光320而透射穿過，而第二正交偏振之光(例如，s型偏振光)經反射為光318。
透射穿過反射偏振器306之具有第一偏振的光320朝向鄰近於PBS 304定位之第一成像器302行進。光在第一成像器302處經成像且朝向PBS 304反射回，其中光的偏振經轉換。經轉換之成像光314接著在PBS 304處朝向影像平面350反射作為光316。光316反射離開PBS之反射偏振器306，且以如下有效像素解析度到達影像平面350：小於12微米且可能小於11微米、小於10微米、小於9微米、小於8微米、小於7微米或可能甚至小於6微米。反射偏振器306通常具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq。
最初由PBS 304之反射偏振器反射之第二偏振(例如，s型偏振)光的光作為光318朝向第二成像器308行進。與第一成像器302一樣，第二成像器308亦鄰近PBS 304而定位，但第二成像器定位於PBS之不同側上。入射光318經成像，且朝向PBS 304反射回。在自成像器反射之後，此光之偏振亦旋轉90度(例如，自s型偏振光至p型偏振光)。成像光322透射穿過PBS 304至影像平面350。第一成像器302及第二成像器308可係任何適當類型之反射成像器，諸如上文關於圖1之元件102及108描述的彼等反射成像器。
如所論述，為了達成反射離開本文之PBS之成像光的高有效解析度，PBS之反射偏振器必須格外地光學平坦。本描述現提供產生係多層光學膜之光學平坦反射偏振器的方法及/或產生光學平坦偏振光束分光器的方法。
一此類方法說明於圖4之流程圖中。方法以提供多層光學膜410且提供平坦基板420開始。多層光學膜410可類似於關於上文物品描述的多層光學膜。平坦基板可係任何數目之適當材料，諸如丙烯酸系樹 脂、玻璃或其他適當塑膠。最重要地，基板420必須具有至少與偏振光束分光器中所需之光學平坦度相同程度的光學平坦度，且必須允許潤濕溶液散佈在其表面上。因此，其他塑膠、無機玻璃、陶瓷、半導體、金屬或聚合物可係適當材料。另外，基板稍微可撓的係有用的。
在下一步驟中，將平坦基板之表面425可釋放地附接至多層光學膜之第一表面。在至少一實施例中，為了產生可釋放附接，藉由潤濕劑來潤濕平坦基板之表面425或多層光學膜之第一表面或兩者，從而導致溶液430之薄層。合適潤濕劑應具有使基板或膜濕透之足夠低之表面能，及可在室溫下蒸發之足夠高的蒸氣壓力。在一些實施例中，將異丙醇用作潤濕劑。在至少一些實施例中，潤濕劑將係含有至少少量界面活性劑(例如，以體積計小於1%)之含水溶液。界面活性劑可係常見市售工業潤濕劑，或甚至諸如餐具洗滌劑之家用材料。其他實施例可係在蒸發之後不留下殘餘物的化合物(諸如氨、醋或醇)之含水混合物。可藉由包括(例如)自噴霧瓶進行噴灑之數種適當方法來施加潤濕劑。在下一步驟中，多層光學膜被塗覆至基板425之表面，使得溶液430夾於膜與基板之間。通常，潤濕劑亦被施加至多層光學膜之接觸表面。接著在多層光學膜410之頂面緊密地拖動諸如壓輥之壓力施加器具435，從而使光學膜410平貼至基板420之表面425且僅有溶液430之薄的相當均勻的層將兩者分開。在至少一些實施例中，可首先在與施加至基板420之表面440相反之側上將保護層施加至多層光學膜。此時，留下該建構以允許溶液430蒸發。碾滾製程推動殘餘的水越過多層光學膜之邊緣，使得僅剩下少量水。接著，允許多層光學膜、平坦基板及潤濕劑乾燥。隨著時間過去，潤濕溶液之全部揮發性組份經由層410或420抑或藉由沿著層410與420之間的空間浸潤至層410之蒸發可發生之邊緣而蒸發。隨著此過程發生，多層光學膜410被愈來愈近地拖動至基板420，直至層410與表面425密切等形。結果展 示於圖4之下一步驟中，此時乾燥將膜410緊密地拖動至基板420，且有效地使多層光學膜之底部表面440變平。一旦已達成了此平坦度，多層光學膜410便保持為穩定地平坦的，但可釋放地附接至基板。此時，可將永久基板黏附至膜410之曝露表面。
圖5說明在提供偏振光束分光器之最終建構時可採用之其他步驟。舉例而言，可將黏著劑550塗覆於膜410之平坦化表面450上。黏著劑可係不會不利地影響PBS之光學或機械效能的任何適當黏著劑。在一些實施例中，黏著劑可係可固化光學黏著劑，諸如可購自Norland Products Inc.(Cranbury,NJ)之NOA73、NOA75、NOA76或NOA78。在其他實施例中，可使用光學環氧樹脂。在一些實施例中，黏著劑可係壓敏黏著劑。接著，可提供永久第二基板。在一個實施例中，永久第二基板可係稜鏡。如圖5中所展示，抵靠黏著劑550而施加稜鏡560，且在適當時固化該建構。現可自基板420移除膜410。在至少一個實施例中，通常藉由使基板420稍微撓曲以允許膜410自基板420釋放而將膜410自基板420剝離。對於諸如UV黏著劑或環氧樹脂之經固化黏著劑，膜440之新曝露底部表面保持基板420的平坦度。對於壓敏黏著劑，膜440之底部表面可保持基板420之平坦度，或可需要額外處理以維持平坦度。一旦已達成平坦膜表面440，便可將黏著劑570的第二層塗覆至膜440之底部表面且可將第二稜鏡或其他永久基板580施加至黏著劑。再一次，可按需要固化建構，從而導致完整的偏振光束分光器。
製造光學平坦偏振光束分光器之另一方法包括使用(具體而言)壓敏黏著劑。藉由適當技術，可使得多層光學膜與稜鏡之平坦表面密切等形。可包括以下步驟。首先，提供多層光學膜。多層光學膜將充當反射偏振器。除表面440可能尚未經由展示於圖4中之步驟實質上平坦化外，此反射偏振器可類似於圖5之反射偏振器光學膜410。壓敏黏著 劑層(此處對應於黏著劑層550)可塗覆至多層光學膜之第一表面440。接著，可在與多層光學膜410相反之側上抵靠壓敏黏著劑層來施加稜鏡560。方法亦可包括將第二黏著劑層(例如，層570)塗覆至膜的與第一表面440相反之第二表面575。第二稜鏡580可接著被施加至層570的與膜410相反之側上。本發明之方法提供對此方法之改良，本發明之方法進一步增強反射偏振器/稜鏡界面之平坦度，使得反射離開PBS之成像光具有增強之解析度。在將壓敏黏著劑550塗覆於稜鏡560與多層光學膜410之間之後，使建構經受真空。此情形可(例如)藉由將建構置於配備有習知真空泵之真空腔室中而發生。可使真空腔室減低至給定壓力，且可使樣本保持於該壓力下歷時給定量之時間(例如，5至20分鐘)。當空氣被重新引入至真空腔室中時，空氣壓力將稜鏡560與多層光學膜410推動至一起。在亦施加第二黏著劑層及第二稜鏡的情況下，視需要可針對第二界面(例如，在層570處)重複在腔室中經受真空。將真空施加至稜鏡/MOF裝配件導致如下PBS：當成像光反射離開PBS時，提供增高之有效解析度。替代真空處理或結合真空處理，亦可使用熱/壓力處理。進行該處理一次以上可係有利的。
實例
貫穿實例部分參考材料及其來源之以下清單。若未另外指定，則材料可購自Aldrich Chemical(Milwaukee,WI)。通常根據在(例如)以下各案中描述之方法來製備多層光學膜(MOF)：美國第6,179,948號(Merrill等人)、美國第6,827,886號(Neavin等人)、第2006/0084780號(Hebrink等人)、第2006/0226561號(Merrill等人)，及第2007/0047080號(Stover等人)。
粗糙度量測方法
將稜鏡置放於模型化黏土(modeling clay)上且使用柱塞式調平器來調平。藉由Wyko® 9800光學干涉儀(可購自Veeco Metrology, Inc.(Tucson,AZ))，使用10倍接物鏡及0.5倍場鏡且使用以下設定來量測地形圖：VSI偵測；使用6列及5行之個別地圖縫合之4mm×4mm掃描面積、具有1.82μm之取樣的2196×2196個像素；使用傾斜及球形校正；30至60微米後向掃描長度與60至100前向掃描長度；具有調變偵測臨限值2%。在95%時啟用自動掃描偵測，後掃描長度為10μm(此短的後掃描長度避免了在資料收集中之表面下反射)。
量測每一稜鏡之斜邊面之中心區中的4mm×4mm區。具體而言，每一區之地形經量測、繪圖，且計算粗糙度參數Ra、Rq及Rz。對於每一稜鏡獲得一個量測區。在每一狀況下量測三個稜鏡樣本，且判定粗糙度參數之平均及標準偏差。
實例1：潤濕應用方法
以如下方式將反射偏振多層光學膜(MOF)可釋放地安置於光學平坦基板上。首先，將包含大致0.5%之溫和餐具洗滌劑之潤濕水溶液置於噴霧瓶中。獲得大致6mm之高光澤丙烯酸系樹脂之薄片，且在潔淨風櫃(clean hood)中自一側移除保護層。用潤濕溶液噴灑曝露之丙烯酸系樹脂表面，使得整個表面被潤濕。單獨地獲得一片MOF，且在潔淨風櫃中移除其表層中之一者。用潤濕溶液噴灑MOF之曝露表面，且使MOF之潤濕表面與丙烯酸系樹脂薄片之潤濕表面接觸。將重的釋放襯層施加至MOF之表面以防止對MOF之損壞，且將3MTM PA-1施料器(可購自3M公司(St.Paul,MN))用以將MOF碾滾至丙烯酸系樹脂之表面。此情形導致大多數潤濕溶液被從兩個潤濕表面之間排出。在此操作完成之後，自MOF移除第二表層。對所施加MOF之檢查展示，MOF表面相較於丙烯酸系樹脂之表面不規則地多。在24小時之後的再次檢查時，觀測到MOF表面在平坦度上可比得上丙烯酸系樹脂薄片。此觀測到之隨時間之平坦化與殘餘潤濕溶液自兩個表面之間蒸發一致，從而允許MOF與丙烯酸系樹脂之表面密切地共形。即使MOF與 丙烯酸系樹脂之表面密切且穩定地共形，仍可易於藉由自丙烯酸系樹脂之表面剝離MOF而移除MOF。
藉由將少量Norland光學黏著劑73(可購自Norland Products(Cranbury,NJ))置於MOF之表面上來製備成像PBS。將10mm 45° BK7經拋光玻璃稜鏡之斜面緩慢地與黏著劑接觸，使得無氣泡夾帶於黏著劑中。黏著劑之量經選擇，使得當將稜鏡置於黏著劑上時，有足夠黏著劑以流出至稜鏡之邊緣，但不會多到使黏著劑大量溢流超出稜鏡之周邊。結果係稜鏡實質上平行於MOF之表面，且由具有大致均一厚度之黏著劑層分開。
將UV固化燈用以透過稜鏡固化黏著劑層。在固化之後，將MOF之大於稜鏡且含有稜鏡之部分自丙烯酸系樹脂基板剝離。藉由使丙烯酸系樹脂板彎曲，藉此允許剛性稜鏡與MOF複合物更易於自丙烯酸系樹脂板分離來促進移除。對稜鏡/MOF複合物之檢查展示，儘管被從丙烯酸系樹脂板移除，MOF仍保持其平坦度。
接著如「粗糙度量測方法」中所描述而量測MOF之粗糙度參數，且報告於下表中。
將少量Norland光學黏著劑塗覆至稜鏡/MOF複合物上的MOF表面。取得第二10mm 45°稜鏡，且使其斜面與黏著劑接觸。對準第二稜鏡，使得其主軸及副軸實質上平行於第一稜鏡之主軸及副軸，且兩個斜面表面係實質上同延的。將UV固化燈用以固化黏著劑層，使得第二45°稜鏡結合至稜鏡/MOF複合物。所得組態係偏振光束分光器。
實例2：使用熱及壓力之PSA方法
藉由獲取3MTM光學清澈黏著劑8141(可購自3M公司(St.Paul, MN))之樣本且使用滾動層壓製程將其層壓至反射偏振MOF來形成黏著劑建構。將一片此黏著劑建構黏附至類似於用於實例1中之玻璃稜鏡的玻璃稜鏡之斜面。將所得MOF/稜鏡複合物置於高壓爐(autoclave oven)中，且在60℃且550kPa(80psi)下進行處理歷時兩個小時。樣本經移除，且將少量之熱固化光學環氧樹脂塗覆至MOF/稜鏡複合物的MOF表面。如在實例1中對準稜鏡。接著將樣本返回至爐中且再次在60℃且550kPa(80psi)下進行處理，此次歷時24小時。所得組態係偏振光束分光器。
實例2A：由使用熱及壓力之PSA方法產生的粗糙度
使用實例2之方法產生之MOF的粗糙度被判定如下。使用手動輥將尺寸為17mm×17mm之一片MOF層壓至具有17mm寬度之玻璃立方體上。玻璃立方體具有約0.25λ之平坦度，其中λ等於632.80nm(光之參考波長)。在高壓爐中在60℃及550kPa(80psi)下使經滾動層壓之MOF退火歷時兩小時。將Zygo干涉儀(可購自Zygo Corporation(Middlefield CT))用以使用具有λ=632.80nm之波長的光來量測經滾動層壓之MOF的平坦度。Zygo干涉儀報告峰谷粗糙度，其中使用傾斜校正，且不應用球形校正。在17mm×17mm的區上量測之峰谷粗糙度經判定為1.475λ或約933nm。
實例3：使用真空之PSA方法
以類似於實例2中之方式的方式將實例2之一片黏著劑建構黏附至玻璃稜鏡。將所得稜鏡/MOF複合物置於配備有習知真空泵之真空腔室中。將腔室抽空至約71cm(28英吋)水銀柱高，且樣本被保持於真空下歷時約15分鐘。
自真空腔室移除樣本，且如「粗糙度量測方法」所描述量測MOF之粗糙度參數，且將所量測值報告於下表中。
使用實例1之技術及UV光學黏著劑將第二稜鏡附接至稜鏡/MOF複合物。所得組態係偏振光束分光器。
實例4：
將實例3之膜結合至7mm寬、10mm長且181微米厚之透明玻璃基板。使用3MTM光學清澈黏著劑8141(可購自3M公司(St.Paul,MN))將膜黏附至玻璃基板。黏著劑厚度係12.5微米。使玻璃基板及膜層合物通過輥夾持點。接著，將層合物以45度角結合至基板，使得反射偏振平行於基板，且透射偏振具有45度之標稱入射角。修改MPro 120微型投影器(亦購自3M公司)，使得來自投影器之照明源的光筆直地通過層合物而至投影器之LCoS成像器(其中層合物之膜側面向LCOS成像器)，且由成像器選擇之光被以90度角反射。
比較性實例C-1
根據美國第7,234,816號(Bruzzone等人)產生偏振光束分光器組態。使用手動輥將實例2之一片黏著劑建構黏附至玻璃稜鏡，藉此形成MOF/稜鏡複合物。
接著如「粗糙度量測方法」所描述而量測MOF之粗糙度參數，且報告於下表中。
使用實例1之技術及UV光學黏著劑將第二稜鏡附接至稜鏡/MOF複合物。所得組態係偏振光束分光器。
效能評估
使用解析度測試投影器評估實例1、2、3及比較性實例C-1之偏振光束分光器的反射影像之能力。將由用於其他實例中之45°稜鏡中 之一者組成且作為全內反射(TIR)反射器操作的參考反射器用以確立測試投影器之最佳可能效能。
用弧光燈光源來背後照明具有24倍減小之測試目標。將與用於較早實例中之彼等稜鏡相同的45°稜鏡(且本文中稱作照明稜鏡)附接至測試目標之正面。來自測試目標的光自光源水平行進穿過測試目標，進入照明稜鏡之一個面，反射離開斜面(經由TIR)，且離開稜鏡之第二面。稜鏡之第二面經定向，使得出射光被垂直導引。將來自實例之各種PBS以及參考稜鏡置於照明稜鏡之第二面的頂部上。PBS中之反射表面(MOF)以及來自參考稜鏡之斜面經定向，使得自MOF或參考稜鏡之斜面反射之光被向前且水平地導引。將獲得自3MTM SCP 712數位投影器(可購自3M公司(St.Paul,MN))之F/2.4投影透鏡置於PBS或參考稜鏡之出射面處且聚焦回到測試目標上，從而形成一種「潛望鏡」佈局。
接著將此光學系統用以評估每一不同PBS在以反射模式操作時解析測試目標的能力。在系統中，測試目標之大致5mm×5mm部分被投影至約150cm(60英吋)對角線。在測試目標之此區內係解析度影像之多個重複。在投影影像之不同位置中評估測試目標之五個不同的同樣重複：左上、左下、中心、右上及右下。評估每一測試目標以判定被清晰地解析之最高解析度。根據協定，需要解析最大解析度以及該位準以下之所有解析度。存在即使較高解析度(在稍微不同位置中)被解析，局部失真仍使得較低解析度未被解析之情況。此選擇之原因係，為了使PBS在反射模式中有效地起作用，必須解析完整的場而不僅為小的區。
測試每一實例之多個樣本。一旦確立了每一PBS上之每一位置的最大解析度，便針對每一類型之稜鏡(即，實例1至3、比較性實例C-1及參考稜鏡)計算平均及標準偏差。「有效解析度」被定義為平均值減 去兩個標準偏差。此量度係根據以「線對/mm」(lp/mm)為單位的資料進行判定，且接著依據最小可解析像素之大小來表達，該最小可解析像素經判定為以lp/mm表達之有效解析度之倒數的½。此定義考慮到解析度僅能達到與場上的最小解析度同等程度的事實。有效解析度表示可預期特定PBS裝置能可靠地(在影像之95%中)解析的最大解析度。
表1展示本發明之不同實例之量測的結果，且表2展示所得有效解析度。如可看出，參考樣本可解析5μm像素。來自實例1之PBS亦可解析極其接近5μm之像素。實例2能夠解析小至至少12μm，且來自實例3之PBS可解析小至7μm。所有此等建構應適用於至少一些反射成像應用。另一方面，來自比較性實例C-1之PBS限於解析約18微米的像素，且將不可能係用於反射成像建構的穩健選擇。
在一些狀況下，偏振光束分光器係呈具有相反的平行或近似平行的主表面之板形式。此等光束分光器板係薄的，且具有可導致投射於影像顯示器上及/或顯示給檢視者之影像的高對比度及高解析度的平坦最外主表面及內部主表面。偏振光束分光器包括結合至一或多個薄光學透明基板的多層光學膜反射偏振器。透明基板可係諸如玻璃之無機材料，或諸如聚合物之有機材料，或無機材料與有機材料之組合。
圖6係包括光源605、第一成像器610及偏振光束分光器板620之偏振子系統600的示意圖。光源605發射進行照明且由第一成像器610接收到之光625。第一成像器610調變接收到之光，且發射由偏振光束分光器板620接收到之成像光615。偏振光束分光器板朝向檢視者680或螢幕690反射接收到之成像光作為反射光695。偏振光束分光器板620包括第一基板630、安置於第一基板上之多層光學膜反射偏振器640，及第二基板650，其安置於多層光學膜反射偏振器640上，使得多層光學膜反射偏振器640安置於第一基板630與第二基板650之間。多層光學膜反射偏振器640經由各別黏著劑層660及670而結合或黏附至第一基板630及第二基板650，其中兩個黏著劑層中之每一者可係或包括本文中所揭示之任何黏著劑。舉例而言，在一些狀況下，一個或兩個黏著劑層660及670可係或包括壓敏黏著劑、UV固化黏著劑或光學環氧樹脂。偏振光束分光器板620包括第一最外主表面622及與主表面622成角度θ之相反的第二最外主表面624，其中角度θ小於約20度，或小於約15度，或小於約10度，或小於約7度，或小於約5度，或小於約3度，或小於約2度或小於約1度。
朝向檢視者680或螢幕690傳播之反射光695具有如下有效像素解析度：小於15微米，或小於12微米，或小於10微米，或小於9微米，或小於8微米，或小於7微米，或小於6微米，或小於5微米，或小於4 微米。在一些狀況下，偏振光束分光器板620係薄的。在此等狀況下，第一最外主表面622與第二最外主表面624之間的最大間距d小於約2mm，或小於約1.75mm，或小於約1.5mm，或小於約1.25mm，或小於約1mm，或小於約0.75mm，或小於約0.5mm。在一些狀況下，第一最外主表面622及第二最外主表面624為平坦的。在一些狀況下，第一最外主表面622及第二最外主表面624中之至少一者並非平面的。舉例而言，在一些狀況下，如通常示意性地展示於圖7中，第一最外主表面622及第二最外主表面624中之至少一者包括彎曲部分，或係凹入或凸起的。在一些狀況下，第一最外主表面622及第二最外主表面624中之至少一者彎曲遠離偏振光束分光器板620或朝向偏振光束分光器板620彎曲。
基板630及650中之每一者可係在應用中可能需要的任何類型基板。舉例而言，基板630及650可包括玻璃或聚合物。基板630及650可各自係單一層，意謂在基板內不存在嵌入或內部的主界面。在一些狀況下，第一基板630及第二基板650中之至少一者可包括兩個或兩個以上層。在一些狀況下，基板630及650為光學各向同性的，意謂基板沿著三個相互正交之方向具有實質上相等之折射率。在一些狀況下，基板630及650具有極低的光散射性質。舉例而言，在此等狀況下，基板630及650中之每一者具有如下漫透射：小於約5%，或小於約4%，或小於約3%，或小於約2%或小於約1%，或小於約0.5%。如本文中所使用，漫透射指代對於準直法向光入射，在2度半角錐之外部透射之光。
第一成像器605可係在應用中可能需要的本文中所揭示之任何第一成像器。舉例而言，在一些狀況下，第一成像器605可包括或係LCOS成像器。在一些狀況下，偏振子系統600包括投影透鏡675，其在光經成像之後自偏振光束分光器板620接收光，且朝向檢視者或螢 幕投射該光作為光695。在一些狀況下，多層光學膜反射偏振器620具有小於45nm之表面粗糙度Ra或小於80nm之表面粗糙度Rq，或者小於40nm之表面粗糙度Ra或小於70nm的表面粗糙度Rq，或者小於35nm之表面粗糙度Ra或小於55nm的表面粗糙度Rq。
偏振子系統600可併入於在應用可能需要的任何系統中。舉例而言，在一些狀況下，三維影像投影器包括偏振子系統600。光源605可係或包括本文中揭示之任何類型光源。在一些狀況下，光源605包括一或多個LED。在一些狀況下，投影系統包括投影子系統600，且第一成像器610經像素化且包括複數個像素。像素可形成一規則像素陣列(形成多列及多行的像素)。投影系統將複數個像素中之像素的影像投射至螢幕上。每一像素具有在螢幕上之預期位置、在螢幕上之預期面積、在螢幕上之實際位置及在螢幕上之實際面積。在一些狀況下，每一像素在螢幕上之實際位置係在以像素之預期位置為中心且具有小於像素之預期面積的100倍，或小於75倍，或小於50倍，或小於25倍，或小於15倍，或小於10倍，或小於5倍，或小於2倍的實際面積的圓內。在一些狀況下，在螢幕上經投影像素之實際面積小於螢幕上經投影像素之預期面積的10倍，或小於7倍，或小於5倍，或小於3倍，或小於2倍。
圖8係反射型成像系統800之示意圖，其中由光源605發射之光625由偏振光束分光器板620朝向成像器610透射，且由成像器朝向分光器板反射作為成像光615，該分光器板朝向檢視者680反射該成像光作為經反射光695。由於多層光學膜反射偏振器640為實質平坦的，因此經反射成像光695具有大大改良之有效像素解析度。圖9係透射型成像系統900之示意圖，其中由光源605發射之光625由偏振光束分光器板620朝向成像器610反射，且由成像器朝向光束分光器板反射作為成像光615，該光束分光器板朝向螢幕690(或類似於圖8中之系統800的 檢視者680)透射成像光作為經透射光695。由於多層光學膜反射偏振器640為實質平坦的，因此由光束分光器板朝向成像器反射之光以大大改良之均一性照明成像器。圖10係反射透射型成像系統1000之示意圖，其中由成像光源1005發射之成像光615由偏振光束分光器板620朝向檢視者680反射。檢視者680亦可檢視由環境光1020攜載且由光束分光器板620透射之環境影像。
可使用本文中所揭示之任何程序或方法來製造偏振光束分光器板620。舉例而言，除用基板630及650替換稜鏡560及580外，可使用關於圖4及圖5揭示之程序來建構或製造偏振光束分光器板620。
本文中揭示之偏振光束分光器板可用於需要在不降級或很少降級影像解析度及/或對比度的情況下反射來自反射偏振器之成像光的任何應用。舉例而言，圖11係提供兩個不同影像以供檢視者1101檢視之檢視器件1100的示意圖。檢視器件1100包括投影器1110，及可係或包括本文中所揭示之任何偏振光束分光器板的偏振光束分光器板1130。投影器1100投射朝向偏振光束分光器板1130傳播之第一成像光1120。偏振光束分光器板接收來自投影器之經投射的第一成像光，且反射所接收之第一成像光作為經反射之第一成像光1125以供檢視者1101檢視。經反射之第一成像光具有如下有效像素解析度：小於15微米，或小於12微米，或小於10微米，或小於9微米，或小於8微米，或小於7微米，或小於6微米，或小於5微米，或小於4微米。偏振光束分光器板1130亦接收第二影像1132，且透射第二影像以供檢視者檢視。第二影像1132可係任何類型影像，諸如環境影像。偏振光束分光器板1130包括類似於第一基板630之第一基板1140，及類似於反射偏振器640且藉由黏著劑1150黏附至第一基板1140的多層光學膜反射偏振器1160。反射偏振器1160實質上反射具有第一偏振狀態之經偏振光，且實質上透射具有與第一偏振狀態相反之第二偏振狀態的經偏振光。舉 例而言，反射偏振器1160反射具有第一偏振狀態之經偏振光的至少70%，或至少80%，或至少90%，或至少95%，或至少99%，或至少99.5%，且透射具有與第一偏振狀態相反之第二偏振狀態的經偏振光之至少70%，或至少80%，或至少90%，或至少95%，或至少99%，或至少99.5%。第二偏振狀態與第一偏振狀態相反，意謂兩個偏振狀態皆不具有沿著另一偏振狀態之分量。舉例而言，第一偏振狀態可係右旋圓偏振狀態，且第二偏振狀態可係左旋圓偏振狀態。在一些狀況下，第二偏振狀態可垂直於第一偏振狀態。在一些狀況下，反射偏振器1160可係寬頻反射偏振器。舉例而言，在一些狀況下，反射偏振器可實質上在自400nm至650nm區域內反射具有第一偏振狀態的經偏振光，且實質上在同一區域中透射具有與第一偏振狀態相反之第二偏振狀態的經偏振光。在一些狀況下，反射偏振器1160可在兩個或兩個以上離散波長區域中反射第一偏振狀態，且在其他區域中透射光。舉例而言，在一些狀況下，反射偏振器1160可實質上在445nm至460nm、530nm至550nm及600nm至620nm波長區域中反射具有第一偏振狀態的經偏振光，且實質上在其他波長區域中透射具有第一偏振狀態及相反或垂直之第二偏振狀態的光。
偏振光束分光器板1130包括第一最外主表面1165及與第一最外主表面1165成一角度之相反的第二最外主表面1145，該角度小於約20度，或小於約15度，或小於約10度，或小於約7度，或小於約5度，或小於約3度，或小於約2度或小於約1度。在一或兩個主表面彎曲的狀況下，藉由找到彎曲主表面之最佳平面擬合(planar fit)之間的角來判定兩個主表面之間的角。
投影器1110可係在應用中可能需要的任何類型的投影器。舉例而言，投影器1110可包括LCOS成像器、OLED成像器、微型機電系統(MEMS)成像器，或諸如DLP成像器的數位微鏡面器件(DMD)成像 器。在一些狀況下，投影器1110投射經偏振之第一成像光1120。在一些狀況下，投影器1110投射未經偏振之第一成像光1120。在一些狀況下，第一成像光1120可經偏振或未經偏振。在例示性檢視器件1100中，偏振光束分光器板1130接收來自偏振光束分光器板之多層光學膜反射偏振器1160側的經投射之第一成像光1120。在一些狀況下，光束分光器板可被顛倒，使得分光器板接收來自偏振光束分光器板之第一基板1140側的經投射之第一成像光。在例示性檢視器件1100中，偏振光束分光器板1130接收來自偏振光束分光器板之第一基板1140側的第二影像1132。在一些狀況下，可使光束分光器板倒轉，使得分光器板接收來自偏振光束分光器板之多層光學膜反射偏振1160側的第二影像。
一般而言，偏振光束分光器板1130可具有在應用中可能需要的任何形狀。舉例而言，在一些狀況下，諸如圖6或圖8中所展示，偏振光束分光器板1130為平坦的。作為另一實例，在一些其他狀況下，諸如圖11中所展示，偏振光束分光器板1130為彎曲的。可使用在應用中可能需要之任何方法來塑形偏振光束分光器板1130。舉例而言，可藉由(例如)對板進行加熱來塑形整個板。作為另一實例，第一基板1140可首先經塑形，且接著可將多層光學膜反射偏振器施加至基板。第一基板1140可係本文中所揭示之任何類型之基板。舉例而言，第一基板1140可包括玻璃及/或聚合物。在一些狀況下，第一基板1140之最大厚度小於2mm，或小於1.5mm，或小於1mm，或小於0.5mm，或小於0.25mm，或小於0.15mm，或小於0.1mm，或小於0.05mm。在一些狀況下，偏振光束分光器板1130係相當薄的。舉例而言，在此等狀況下，第一最外主表面1165與第二最外主表面1145之間的最大間距小於約5mm，或小於4mm，或小於3mm，或小於2mm，或小於1.5mm，或小於1mm，或小於0.75mm，或小於0.5mm，或小於0.25 mm。
在某狀況下，偏振光束分光器板1130之寬度及長度實質大於偏振光束分光器板之厚度。舉例而言，在此等狀況下，偏振光束分光器板之最小橫向尺寸對偏振光束分光器板之第一最外主表面與第二最外主表面之間的最大間距之比大於5，或大於10，或大於15，或大於20，或大於30。
圖11中之例示性偏振光束分光器板1130包括一個基板。在一些狀況下，諸如圖6中所展示，光束分光器可包括兩個基板。在此等狀況下，多層光學膜反射偏振器1160可安置於兩個基板之間，且使用黏著劑黏附至兩個基板。
圖12係頭戴式投影顯示器1200之示意圖，其包括經組態以安裝於檢視者之頭部上的框架1210。投影顯示器1200進一步包括投射成像光之右側投影器1204，及右側偏振光束分光器板1240，該右側偏振光束分光器板1240接收來自右側投影器的經投射之成像光且附接至框架，使得當框架安裝於檢視者之頭部上時，偏振光束分光器板面向檢視者之右眼且投影器安置於檢視者之頭部的右側上。投影顯示器1200進一步包括投射成像光之左側投影器1205，及左側偏振光束分光器板1245，該左側偏振光束分光器板1245接收來自左側投影器的經投射之成像光且附接至框架，使得當框架安裝於檢視者之頭部上時，偏振光束分光器板面向檢視者之左眼且投影器安置於檢視者之頭部的左側上。頭戴式投影顯示器1200進一步包括附接至框架的右側及左側耳機1230耳機，使得當框架安裝於檢視者之頭部上時，耳機接近檢視者之耳朵安置，且經組態以將音訊資訊提供至檢視者。在一些狀況下，投影器1204及1205以及耳機1230可整合至框架1210。
在例示性投影顯示器1200中，框架係呈一副眼鏡之形式，具有經組態以擱置於檢視者之耳朵上的耳機1230，及經組態以擱置於檢視 者之鼻子上的鼻架1220。一般而言，投影顯示器1200可具有在應用中可能需要的任何類型框架。舉例而言，在一些狀況下，框架可安裝於檢視者之頭部上，其中框架包圍頭部且具有用於調整框架之大小的構件。此外，在此等狀況下，顯示器可具有僅一個偏振光束分光器及一個投影器。
圖13a至圖13i說明製造或產生光學元件之方法。方法首先包括用於製造聚合薄片之程序。首先，如圖13a中示意性展示，提供底部基板1310。接著，如圖13b中示意性展示，在底部基板1310之頂部表面上且沿著底部基板1310之邊緣而置放擋止件1320。接著，如圖13c中示意性展示，用有機液體1330填充由擋止件1320界定之空穴。接著，如圖13d中示意性展示，將頂部基板1342置放於擋止件1320及有機液體1330上，且藉由使有機液體乾燥及/或固化而使有機液體凝固，從而導致聚合薄片1330。接著視需要使聚合薄片退火以減小聚合薄片之光學雙折射率。在一些狀況下，聚合薄片之最大厚度h係至少2mm，或至少3mm，或至少4mm，或至少5mm。
用於製造或產生光學元件之方法接著包括用於製造示意性地展示於圖13e中之裝配件1338的程序。首先，如本文中其他地方所展示並描述，提供暫時平坦基板。接著，將光學膜1350之第一表面可釋放地附接至暫時平坦基板。接著，使用黏著劑1340將第一聚合薄片1330/1335黏附至光學膜之相反的第二表面。接著自暫時平坦基板移除光學膜，且經由黏著劑1345將第二聚合薄片1330/1337黏附至光學膜之第一表面，從而導致裝配件1338，該裝配件1338包括安置於頂部聚合薄片1335與底部聚合薄片1337之間且藉由各別黏著劑層1340及1345而黏附至頂部聚合薄片1335及底部聚合薄片1337的光學膜1350，其中頂部聚合薄片具有頂部表面1335a，且底部聚合薄片具有底部表面1337a。在一些狀況下，頂部聚合薄片1335及底部聚合薄片 1337中之每一者的最大厚度係至少2mm，或至少3mm，或至少4mm，或至少5mm。
光學膜1350可係在應用中可能需要的任何類型的光學膜。舉例而言，光學膜1350可係或包括延遲器(諸如四分之一波延遲器或半波延遲器)，諸如吸收偏振器或反射偏振器之偏振器。任何合適類型之反射偏振器可用於反射偏振器1350，諸如：多層光學膜(MOF)反射偏振器；具有連續相及分散相之漫反射偏振膜(DRPF)，諸如可購自3M公司(St.Paul,Minnesota)之VikuitiTM漫反射偏振器膜(「DRPF」)；在(例如)美國專利第6,719,426號中描述之線柵反射偏振器；或膽固醇型反射偏振器。
舉例而言，在一些狀況下，反射偏振器1350可係或包括由具有不同聚合物材料之交替層形成的多層光學膜(MOF)反射偏振器，其中交替層之集合中之一集合由雙折射率材料形成，其中不同材料之折射率對於按一個線性偏振狀態偏振之光而言匹配，且對於處於正交的線性偏振狀態之光而言不匹配。在此等狀況下，處於經匹配偏振狀態之入射光實質上透射穿過反射偏振器1350，且處於不匹配偏振狀態之入射光實質上由反射偏振器1350反射。在一些狀況下，MOF反射偏振器1350可包括無機介電質層的堆疊。
作為另一實例，反射偏振器1350可係或包括部分反射層，該部分反射層在通過狀態下具有中間軸上平均反射率。舉例而言，部分反射層可對於在第一平面(諸如，xy-平面)中偏振之可見光具有至少約90%之軸上平均反射率，且對於在垂直於第一平面之第二平面(諸如，xz平面)中經偏振之可見光具有在自約25%至約90%之範圍內的軸上平均反射率。此等部分反射層描述於(例如)美國專利公開案第2008/064133號中，該案之揭示內容全文以引用之方式併入本文中。
在一些狀況下，反射偏振器1350可係或包括圓形反射偏振器， 其中在可係順時針指向(sense)或逆時針指向之一個指向上圓偏振(亦稱作左側或右側圓偏振)的光優先被透射，且在相反指向上偏振之光優先被反射。一個類型之圓偏振器包括膽固醇型液晶偏振器。
在一些狀況下，光學膜1350可係非偏振部分反射器。舉例而言，光學膜1350可包括部分反射的金屬及/或介電質層。在一些狀況下，光學膜1350可具有結構化表面。光學膜1350可係諸如聚合物之有機物，或無機物，或兩者之組合。
接著，改質頂部聚合薄片1335之頂部表面1335a及底部聚合薄片1337之底部表面1337a，從而導致具有複數個頂部結構1360及頂部表面粗糙度1362a之頂部結構化表面1335b，及具有複數個底部結構1370及底部表面粗糙度1362b的底部結構化表面1337b。結構1360及1370可係在應用中可能需要的任何類型的結構。舉例而言，在偏振光束分光器之狀況下，結構1360及1370可係稜鏡，諸如直角稜鏡。在此等狀況下，複數個頂部結構1360及複數個底部結構1370中之每一者包括複數個稜鏡。在一些狀況下，每一頂部稜鏡1360及每一底部稜鏡1370具有實質上正方形斜面。
作為另一實例，結構1360及1370可係如圖15中示意性展示之透鏡。在一些狀況下，諸如在展示於圖13f中之例示性狀況下，結構1360及1370由連接盤區域1362分離。在一些狀況下，諸如在展示於圖15中之例示性狀況下，結構1360及1370被緊密包裝，且未由連接盤區域分離。每一結構1360及1370包括一基底及複數個側面。舉例而言，展示於圖13f及圖13g中之每一例示性稜鏡結構1360包括斜面1360E及四個側面1360A、1360B、1360C及1360D。類似地，每一結構1370包括斜面1370E。
表面粗糙度1362a及1362b之大小或尺寸遠小於結構1360及1370的大小。舉例而言，在一些狀況下，斜面1360E或1370E之最大橫向尺 寸係大於1mm，或大於2mm，或大於3mm，或大於5mm，或大於7mm，或大於10mm，或大於15mm，且頂部表面粗糙度1362a或底部表面粗糙度1362b之平均大小係小於500微米，或小於250微米，或小於100微米，或小於75微米，或小於50微米。一般而言，頂部表面粗糙度1362a及底部表面粗糙度1362b係主要歸因於處理/製造限制，該等限制導致與光學平滑的頂部結構化表面1335b及底部結構化表面1337b之非所欲偏差，從而導致表面粗糙度疊加於所欲結構1360及1370上。
在一些狀況下，頂部結構化表面1335b具有複數個規則配置之頂部結構1360，且底部結構化表面1337b具有複數個規則配置之底部結構1370。
一般而言，在結構1360與1370之間存在一對一對應，儘管在一些狀況下，可能不存在此對應。舉例而言，在一些狀況下，諸如在展示於圖13f中之例示性建構中，底部結構1370與頂部結構1360垂直對準，且頂部及底部連接盤區域1362彼此垂直對準。
一般而言，任何合適方法皆可用以改質頂部聚合薄片1335之頂部表面1335a及底部聚合薄片1337之底部表面1337a，從而導致結構化表面1335b及1337b。例示性方法包括蝕刻、光微影、線切割放電加工、諸如研磨(諸如金剛石研磨)之加工、諸如金剛石端銑之銑削、金剛石車削，及諸如軸向飛切(fly-cutting)及徑向飛切的飛切。
用於製造或產生光學元件之方法接著包括沿著橫向方向(諸如，y方向)沿著經塗佈裝配件之連接盤區域1362中的垂直線1341A及1341B將裝配件1338再分成至少兩個離散片段以形成示意性展示於圖13h中之離散裝配件1391。任何合適方法皆可用以再分裝配件1338。例示性方法包括切割，諸如雷射切割、刀切或鋸切、旋轉切割、剃刀切割、刀模切割，及超音波振動切割；或諸如銑削及飛切的加工。
接著，藉由以下操作來形成經塗佈裝配件或光學元件1390：將頂部塗層1380塗覆至頂部結構1360，從而導致具有小於頂部表面粗糙度1362a之頂部經塗佈表面粗糙度1381的頂部經塗佈結構1367，且將底部塗層1385塗覆至底部結構1370，從而導致具有小於底部表面粗糙度1362b之底部經塗佈表面粗糙度1386的底部經塗佈結構1377。任何合適塗佈方法可用以塗覆頂部塗層1380及底部塗層1385。例示性方法包括藉由將離散裝配件浸漬於塗佈溶液中的浸漬塗佈、噴霧塗佈、真空塗佈、斜板式塗佈(slide coating)、狹縫塗佈、簾幕塗佈及諸如噴墨印刷之印刷。在一些狀況下，諸如當塗佈方法包括將離散裝配件浸漬於塗佈溶液中時，接著自塗佈溶液移除離散裝配件，且藉由使塗層乾燥及/或固化來使塗層凝固。在一些實施例中，頂部表面粗糙度1362a對頂部經塗佈表面粗糙度1381之比及底部表面粗糙度1362b對底部經塗佈表面粗糙度1386之比中的每一者係至少2，或至少3，或至少4,或至少5。
頂部塗層1380及底部塗層1385可係在應用中可能需要的任何類型塗層。舉例而言，在一些狀況下，塗層之主要益處係減小表面粗糙度。在一些狀況下，塗層係硬塗層。在此等狀況下，輸入主表面1396a及輸出主表面1396b中之至少一者具有至少3H或至少4H或至少5H的鉛筆硬度。在一些狀況下，輸入主表面1396a及輸出主表面1396b中之每一者具有至少3H或至少4H或至少5H的鉛筆硬度。在一些狀況下，不同於頂部結構1360及底部結構1370中之每一者的斜面之每一主表面具有至少3H或至少4H或至少5H的鉛筆硬度。在一些狀況下，塗層係具有減少反射之主要益處的抗反射塗層。在此等狀況下，頂部塗層1380及底部塗層1385中之每一者將可見光範圍之平均反射減少至少1%，或至少2%，或至少3%，或至少4%。在一些狀況下，塗層可係硬塗層與抗反射塗層之組合。一般而言，塗層可係單層塗層或 多個塗層。
在一些狀況下，用於製造或產生光學元件1390之所揭示方法可被依序進行。在一些狀況下，步驟中之至少一些的次序可被改變。舉例而言，在一些狀況下，形成經塗佈裝配件之步驟可在再分裝配件之前完成。作為一實例，在此等狀況下，頂部聚合薄片1335之頂部表面1335a及底部聚合薄片1337之底部表面1337a首先經改質，從而導致具有複數個頂部結構1360及頂部表面粗糙度1362a之頂部結構化表面1335b，及具有複數個底部結構1370及底部表面粗糙度1362b的底部結構化表面1337b。接著，藉由將頂部塗層塗覆至頂部結構化表面從而導致具有複數個頂部經塗佈結構及小於頂部表面粗糙度之頂部經塗佈表面粗糙度的頂部經塗佈結構化表面，且將底部塗層塗覆至底部結構化表面從而導致具有複數個底部經塗佈結構及小於底部表面粗糙度之底部經塗佈表面粗糙度的底部經塗佈結構化表面來形成經塗佈裝配件1399。接著，沿著經塗佈裝配件之橫向方向將經塗佈裝配件再分成至少兩個離散片段以形成光學元件1390。
光學元件1390包括入射光1383藉以進入光學元件之輸入主表面1396a，及進入的光藉以作為光1382離開光學元件的輸出主表面1396b。光學元件1390具有低雙折射率，從而意謂當具有第一偏振狀態之經偏振光1383自輸入主表面1396a進入光學元件1390且行進穿過光學元件的至少2mm並自輸出主表面1396b離開光學元件時，離開光學元件之光1382的至少90%，或至少92%，或至少95%，或至少97%，或至少99%經偏振而具有第一偏振狀態。在一些狀況下，當具有第一偏振狀態之經偏振光1383自輸入主表面1396a進入光學元件1390且行進穿過光學元件的至少3mm並自輸出主表面1396b離開光學元件時，離開光學元件之光1382的至少90%，或至少92%，或至少95%，或至少97%，或至少99%經偏振而具有第一偏振狀態。在一些 狀況下，當具有第一偏振狀態之經偏振光1383自輸入主表面1396a進入光學元件1390且行進穿過光學元件的至少4mm並自輸出主表面1396b離開光學元件時，離開光學元件之光1382的至少90%，或至少92%，或至少95%，或至少97%，或至少99%經偏振而具有第一偏振狀態。在一些狀況下，當具有第一偏振狀態之經偏振光1383自輸入主表面1396a進入光學元件1390且行進穿過光學元件的至少5mm並自輸出主表面1396b離開光學元件時，離開光學元件之光1382的至少90%，或至少92%，或至少95%，或至少97%，或至少99%經偏振而具有第一偏振狀態。
在一些狀況下，光學元件1390係包括以下各者之偏振光束分光器1390：第一聚合稜鏡1360、第二聚合稜鏡1370，及安置於第一聚合稜鏡1360與第二聚合稜鏡1370之間且藉由各別黏著劑層1340及1345黏附至第一聚合稜鏡1360及第二聚合稜鏡1370中之每一者的斜面之反射偏振器1350。反射偏振器1350實質上反射具有第一偏振狀態之經偏振光，且實質上透射具有相反之第二偏振狀態的經偏振光。偏振光束分光器1390進一步包括安置於第一及第二聚合稜鏡中之每一者上的硬塗層1380/1385。偏振光束分光器1390進一步包括輸入主表面1396a及輸出主表面1396b。輸入主表面及輸出主表面中之至少一者具有至少3H或至少4H或至少5H之鉛筆硬度。偏振光束分光器1390具有低雙折射率，使得當具有一偏振狀態之經偏振光1383自輸入主表面1396a進入光學元件且行進穿過偏振光束分光器的至少2mm或至少3mm或至少4mm或至少5mm，且自輸出主表面1396b離開偏振光束分光器時，離開偏振光束分光器之光1382的至少95%或至少97%或至少99%或至少99.5%經偏振而具有該偏振狀態。在一些狀況下，第一聚合稜鏡1360及第二聚合稜鏡1370中之每一者係直角稜鏡。在一些狀況下，第一聚合稜鏡1360及第二聚合稜鏡1370實質上形成立方體。在一些狀況下， 偏振光束分光器1390具有至少2mm或至少3mm或至少4mm或至少5mm或至少7mm或至少10mm的最大厚度。在一些狀況下，第一聚合稜鏡1360及第二聚合稜鏡1370中之每一者包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。在一些狀況下，硬塗層1380/1385包括丙烯酸酯及/或胺基甲酸酯或二氧化矽及/或陶瓷材料。在一些狀況下，硬塗層1380/1385之最大厚度小於約20微米，或小於約15微米，或小於約15微米，或小於約10微米，或小於約7微米，或小於約5微米，或小於約3微米，或小於約2微米，或小於約1微米。在一些狀況下，第一聚合稜鏡1360及第二聚合稜鏡1370中之每一者的折射率與硬塗層1380/1385之折射率之間的差小於約0.1，或小於約0.075，或小於約0.05，或小於約0.025，或小於約0.01。在一些狀況下，輸入主表面1396a平行於輸出主表面1396b。在一些狀況下，輸入主表面1396a垂直於輸出主表面1396b。
實例：
提供一種PMMA聚合薄片。該聚合薄片為44.7mm長，20.6mm寬且12.5mm厚。聚合薄片之頂部表面經金剛石飛切，從而導致具有約0.5微米之最大表面粗糙度的大體平面表面。接著，藉由以下操作製備塗佈溶液：添加12.31公克之1：1二醯化己二醇：異戊四醇三丙烯酸酯(HDDA：PETA)、0.51公克之丙烯醯胺基甲基乙酸丁酸纖維素、0.21公克之雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基膦氧化物(Irgacure 819)、0.04公克之聚矽氧聚醚丙烯酸酯(Tegorad 2250)，及29.19公克之異丙醇。以3500rpm攪拌溶液歷時1分鐘。接著，將經改質聚合薄片浸漬於塗佈溶液中。接著，移除經改質之薄片，經空氣乾燥且接著在70℃下烘焙歷時3分鐘。接著，使用250mW/cm2之廣譜性UV光在惰性氣氛中固化經烘焙樣本歷時36秒。所得樣本之最大表面粗糙度係約0.2微米。
以下內容係本發明之項目的清單：
項目1係一種偏振光束分光器，其包含：一第一聚合稜鏡；一第二聚合稜鏡；一反射偏振器，其安置該第一聚合稜鏡與該第二聚合稜鏡之間且黏附至該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者的一斜面，該反射偏振器實質上反射具有一第一偏振狀態之經偏振光且實質上透射具有一相反第二偏振狀態的經偏振光；一安置於該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者上的硬塗層；一輸入主表面；及一輸出主表面，該輸入主表面及該輸出主表面中之至少一者具有至少3H之一鉛筆硬度，該偏振光束分光器具有一低雙折射率，使得在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少95%經偏振而具有該偏振狀態。
項目2係項目1之偏振光束分光器，其中該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者係一直角稜鏡。
項目3係項目1之偏振光束分光器，其中該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡實質上形成一立方體。
項目4係項目1之偏振光束分光器，其中該反射偏振器包含一多層光學膜反射偏振器。
項目5係項目1之偏振光束分光器，其具有至少5mm之一最大厚度。
項目6係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入及輸出主表面中 之每一者具有至少3H的鉛筆硬度。
項目7係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入及輸出主表面中之至少一者具有至少4H的鉛筆硬度。
項目8係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入及輸出主表面中之每一者具有至少4H的鉛筆硬度。
項目9係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入及輸出主表面中之至少一者具有至少5H的鉛筆硬度。
項目10係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入及輸出主表面中之每一者具有至少5H的鉛筆硬度。
項目11係項目1之偏振光束分光器，其中不同於第一及第二聚合稜鏡中之每一者之斜面的每一主表面具有至少3H之鉛筆硬度。
項目12係項目1之偏振光束分光器，其中在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少99%經偏振而具有該偏振狀態。
項目13係項目1之偏振光束分光器，其中在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少99.5%經偏振而具有該偏振狀態。
項目14係項目1之偏振光束分光器，其中在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少5mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少95%經偏振而具有該偏振狀態。
項目15係項目1之偏振光束分光器，其中在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少5mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏 振光束分光器之光的至少99%經偏振而具有該偏振狀態。
項目16係項目1之偏振光束分光器，其中該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者包含聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
項目17係項目1之偏振光束分光器，其中該硬塗層包含丙烯酸酯及/或胺基甲酸酯。
項目18係項目1之偏振光束分光器，其中硬塗層包含二氧化矽及/或陶瓷材料。
項目19係項目1之偏振光束分光器，其中硬塗層之最大厚度小於約15微米。
項目20係項目1之偏振光束分光器，其中硬塗層之最大厚度小於約10微米。
項目21係項目1之偏振光束分光器，其中硬塗層之最大厚度小於約5微米。
項目22係項目1之偏振光束分光器，其中硬塗層之最大厚度小於約2微米。
項目23係項目1之偏振光束分光器，其中第一聚合稜鏡及第二聚合稜鏡中之每一者的折射率與硬塗層之折射率之間的差小於約0.05。
項目24係項目1之偏振光束分光器，其中第一聚合稜鏡及第二聚合稜鏡中之每一者的折射率與硬塗層之折射率之間的差小於約0.025。
項目25係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入主表面平行於該輸出主表面。
項目26係項目1之偏振光束分光器，其中該輸入主表面垂直於該輸出主表面。
項目27係一種產生一光學元件之方法，其包含以下步驟：提供一裝配件，其包含一具有一頂部表面之頂部聚合薄片、具 有一底部表面之底部聚合薄片，及一安置於該頂部聚合薄片與該底部聚合薄片之間並黏附至該頂部聚合薄片與該底部聚合薄片的光學膜；改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面，從而導致具有複數個頂部結構及一頂部表面粗糙度之一頂部結構化表面及一具有複數個底部結構及一底部表面粗糙度的底部結構化表面；藉由以下操作形成一經塗佈裝配件：將一頂部塗層塗覆至該頂部結構化表面，從而導致一具有複數個頂部經塗佈結構及小於該頂部表面粗糙度之一頂部經塗佈表面粗糙度的頂部經塗佈結構化表面，且將一底部塗層塗覆至該底部結構化表面，從而導致一具有複數個底部經塗佈結構及小於該底部表面粗糙度之一底部經塗佈表面粗糙度的底部經塗佈結構化表面；沿著該經塗佈裝配件之一橫向方向將該經塗佈裝配件再分成至少兩個離散片段以形成該光學元件。
項目28係項目27之方法，其中該光學元件具有一輸入主表面、一輸出主表面及一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該光學元件之至少2mm且自該輸出主表面離開該光學元件時，離開該光學元件之光的至少95%經偏振而具有該第一偏振狀態。
項目29係項目27之方法，其中該光學元件具有一輸入主表面、一輸出主表面及一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該光學元件之至少2mm且自該輸出主表面離開該光學元件時，離開該光學元件之光的至少97%經偏振而具有該第一偏振狀態。
項目30係項目27之方法，其中該光學元件具有一輸入主表面、一輸出主表面及一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振 光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該光學元件之至少2mm且自該輸出主表面離開該光學元件時，離開該光學元件之光的至少99%經偏振而具有該第一偏振狀態。
項目31係項目27之方法，其中步驟經依序進行。
項目32係項目27之方法，其中該提供該裝配件之步驟包含以下步驟：提供一暫時平坦基板；將該光學膜之一第一表面可釋放地附接至該暫時平坦基板；將該頂部聚合薄片或該底部聚合薄片黏附至該光學膜之一相反的第二表面；及自該暫時平坦基板移除該光學膜。
項目33係項目27之方法，其中光學膜係多層光學膜。
項目34係項目27之方法，其中光學膜係多層光學膜反射偏振器。
項目35係項目27之方法，其進一步包含使頂部及底部聚合薄片退火從而導致該等薄片具有減小之光學雙折射率的步驟。
項目36係項目35之方法，其中使聚合薄片退火之步驟包含對聚合薄片加熱。
項目37係項目27之方法，其中該改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面的步驟包含加工該頂部表面及該底部表面。
項目38係項目27之方法，其中該改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面的步驟包含飛切該頂部表面及該底部表面。
項目39係項目27之方法，其中該改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面的步驟包含軸向飛切該頂部表面 及該底部表面。
項目40係項目27之方法，其中該改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面的步驟包含徑向飛切該頂部表面及該底部表面。
項目41係項目27之方法，其中改質頂部聚合薄片之頂部表面及底部聚合薄片之底部表面的步驟包含金剛石端銑。
項目42係項目27之方法，其中改質頂部聚合薄片之頂部表面及底部聚合薄片之底部表面的步驟包含金剛石研磨。
項目43係項目27之方法，其中頂部表面粗糙度對頂部經塗佈表面粗糙度之比及底部表面粗糙度對底部經塗佈表面粗糙度之比中的每一者係至少2。
項目44係項目27之方法，其中頂部表面粗糙度對頂部經塗佈表面粗糙度之比及底部表面粗糙度對底部經塗佈表面粗糙度之比中的每一者係至少5。
項目45係項目27之方法，其中將頂部塗層塗覆至頂部結構化表面且將底部塗層塗覆至底部結構化表面之步驟包含將裝配件浸漬於塗佈溶液中。
項目46係項目45之方法，其進一步包含自塗佈溶液移除裝配件且使裝配件上之塗層乾燥的步驟。
項目47係項目27之方法，其中將頂部塗層塗覆至頂部結構化表面且將底部塗層塗覆至底部結構化表面之步驟包含噴霧塗佈頂部及底部結構化表面。
項目48係項目27之方法，其中將頂部塗層塗覆至頂部結構化表面且將底部塗層塗覆至底部結構化表面之步驟包含真空塗佈頂部及底部結構化表面。
項目49係項目27之方法，其中頂部及底部塗層係硬塗層及/或抗 反射塗層。
項目50係項目27之方法，其中頂部塗層及底部塗層中之每一者包含多個塗層。
項目51係項目27之方法，其中頂部及底部聚合薄片中之每一者的最大厚度係至少2mm。
項目52係項目27之方法，其中頂部及底部聚合薄片中之每一者的最大厚度係至少5mm。
項目53係項目27之方法，其中該頂部結構化表面具有複數個規則配置之頂部結構，且該底部結構化表面具有複數個規則配置之底部結構。
項目54係項目27之方法，其中複數個頂部結構及複數個底部結構中之每一者包含複數個稜鏡。
項目55係項目54之方法，其中每一稜鏡具有實質上正方形斜面。
項目56係項目27之方法，其中在頂部結構與底部結構之間存在一對一對應。
項目57係項目27之方法，其中光學元件係偏振光束分光器。
不應認為本發明限於上文所描述之特定實例及實施例，此係因為詳細地描述此等實施例以促進對本發明之各種態樣的解釋。確切而言，本發明應被理解為涵蓋本發明之所有態樣，包括屬於本發明之如由附加申請專利範圍界定之精神及範疇內的各種修改、等效程序及替代性器件。

Claims (10)

  1. 一種偏振光束分光器，其包含：一第一聚合稜鏡；一第二聚合稜鏡；一反射偏振器，其安置於該第一聚合稜鏡與該第二聚合稜鏡之間且黏附至該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者的一斜面，該反射偏振器實質上反射具有一第一偏振狀態之經偏振光且實質上透射具有一相反第二偏振狀態的經偏振光；一安置於該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者上的硬塗層；一輸入主表面；及一輸出主表面，該輸入主表面及該輸出主表面中之至少一者具有至少3H之一鉛筆硬度，該偏振光束分光器具有一低雙折射率，使得在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少95%經偏振而具有該偏振狀態。
  2. 如請求項1之偏振光束分光器，其中該第一聚合稜鏡及該第二聚合稜鏡中之每一者係一直角稜鏡。
  3. 如請求項1之偏振光束分光器，其中在具有一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該偏振光束分光器的至少2mm並自該輸出主表面離開該偏振光束分光器時，離開該偏振光束分光器之光的至少99%經偏振而具有該偏振狀態。
  4. 如請求項1之偏振光束分光器，其中該輸入主表面垂直於該輸出主表面。
  5. 一種產生一光學元件之方法，其包含以下步驟：提供一裝配件，其包含一具有一頂部表面之頂部聚合薄片、具有一底部表面之底部聚合薄片，及一安置於該頂部聚合薄片與該底部聚合薄片之間並黏附至該頂部聚合薄片與該底部聚合薄片的光學膜；改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面，從而導致具有複數個頂部結構及一頂部表面粗糙度之一頂部結構化表面及一具有複數個底部結構及一底部表面粗糙度的底部結構化表面；藉由以下操作形成一經塗佈裝配件：將一頂部塗層塗覆至該頂部結構化表面，從而導致一具有複數個頂部經塗佈結構及小於該頂部表面粗糙度之一頂部經塗佈表面粗糙度的頂部經塗佈結構化表面，且將一底部塗層塗覆至該底部結構化表面，從而導致一具有複數個底部經塗佈結構及小於該底部表面粗糙度之一底部經塗佈表面粗糙度的底部經塗佈結構化表面；沿著該經塗佈裝配件之一橫向方向將該經塗佈裝配件再分成至少兩個離散片段以形成該光學元件。
  6. 如請求項5之方法，其中該光學元件具有一輸入主表面、一輸出主表面及一低雙折射率，使得當具有一第一偏振狀態之經偏振光自該輸入主表面進入該光學元件且行進穿過該光學元件之至少2mm且自該輸出主表面離開該光學元件時，離開該光學元件之光的至少95%經偏振而具有該第一偏振狀態。
  7. 如請求項5之方法，其中該提供該裝配件之步驟包含以下步驟：提供一暫時平坦基板；將該光學膜之一第一表面可釋放地附接至該暫時平坦基板；將該頂部聚合薄片或該底部聚合薄片黏附至該光學膜之一相反的第二表面；及自該暫時平坦基板移除該光學膜。
  8. 如請求項5之方法，其中該改質該頂部聚合薄片之該頂部表面及該底部聚合薄片之該底部表面的步驟包含加工該頂部表面及該底部表面。
  9. 如請求項5之方法，其中該頂部結構化表面具有複數個規則配置之頂部結構，且該底部結構化表面具有複數個規則配置之底部結構。
  10. 如請求項5之方法，其中該光學元件係一偏振光束分光器。
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9851576B2 (en) 2012-08-15 2017-12-26 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitter plates providing high resolution images and systems utilizing such polarizing beam splitter plates
KR102139501B1 (ko) 2012-08-21 2020-07-30 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 관찰 장치
KR102069572B1 (ko) * 2012-08-22 2020-01-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 편광 빔 스플리터 및 이를 제조하는 방법
US9740030B2 (en) 2013-05-23 2017-08-22 Omnivision Technologies, Inc. Near-eye display systems, devices and methods
TW201528379A (zh) * 2013-12-20 2015-07-16 Applied Materials Inc 雙波長退火方法與設備
US9851575B2 (en) 2014-05-15 2017-12-26 Omnivision Technologies, Inc. Wafer-level liquid-crystal-on-silicon projection assembly, systems and methods
MX2017007613A (es) 2014-12-18 2018-04-10 3M Innovative Properties Co Etiqueta de identificacion.
MX2017007605A (es) 2014-12-18 2017-10-19 3M Innovative Properties Co Articulo y metodo para etiquetado en paralelo de un conjunto de conexiones.
KR20170139623A (ko) * 2015-04-24 2017-12-19 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 필름
US9927619B2 (en) 2015-11-06 2018-03-27 Omnivision Technologies, Inc. Pupillary adjustable head mounted device
WO2017179110A1 (ja) * 2016-04-11 2017-10-19 カラーリンク・ジャパン 株式会社 投影装置、投影システム、及び、眼鏡型表示装置
CN106526861A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 擎中科技（上海）有限公司 一种ar显示装置
JP2020522752A (ja) * 2017-06-05 2020-07-30 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多層光学フィルム及び薄い接着剤層を含む光学体
US11009662B2 (en) * 2017-09-05 2021-05-18 Facebook Technologies, Llc Manufacturing a graded index profile for waveguide display applications
US11573428B2 (en) * 2017-11-08 2023-02-07 Arizona Board Of Regents On Behalf Of The University Of Arizona Imaging method and apparatus using circularly polarized light
WO2020115679A2 (en) * 2018-12-07 2020-06-11 3M Innovative Properties Company Optical film and polarizing beam splitter
JP7062606B2 (ja) * 2019-03-08 2022-05-06 株式会社東芝 マルチビュー光学系、光学装置、撮像装置、及び、移動体
JP2023041424A (ja) * 2021-09-13 2023-03-24 日本電気硝子株式会社 Ａｔｒプリズム
CN114236855A (zh) * 2022-02-14 2022-03-25 北京瑞波科技术有限公司 光学系统和ar设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005008301A1 (fr) * 2003-07-23 2005-01-27 Thomson Licensing Dispositif d’eclairage a recyclage de polarisation dans un double prisme
WO2007016015A2 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 3M Innovative Properties Company Method for making polarizing beam splitters
CN101384649A (zh) * 2006-02-13 2009-03-11 3M创新有限公司 可固化组合物制成的光学制品
CN201820036U (zh) * 2010-01-22 2011-05-04 红蝶科技(深圳)有限公司 一种宽角度偏振分光器及使用其的投影光学引擎

Family Cites Families (54)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3704934A (en) * 1971-08-16 1972-12-05 Union Carbide Corp Laser polarizing beam splitter
JPH02148002A (ja) * 1988-11-30 1990-06-06 Nippon Sheet Glass Co Ltd 光学部品
US5638479A (en) * 1988-07-19 1997-06-10 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical part
JPH02154203A (ja) * 1988-12-07 1990-06-13 Toshiba Corp プリズムの製造方法
JP3036818B2 (ja) * 1989-11-20 2000-04-24 日本ゼオン株式会社 ハードコート層を有する成形品およびその製造方法
DE4123479A1 (de) * 1990-07-24 1992-01-30 Thomson Brandt Gmbh Einrichtung zur beleuchtung mit polarisiertem licht
FR2685100A1 (fr) * 1991-12-17 1993-06-18 Thomson Csf Separateur de polarisations optique et application a un systeme de visualisation.
EP0675790B1 (en) 1992-12-23 1997-04-23 Honeywell Inc. Replication of optically flat surfaces
US5376408A (en) 1992-12-23 1994-12-27 Honeywell Inc. Spin deposition of a nonconformal coating surface to machined optical asphere surfaces
US5882774A (en) 1993-12-21 1999-03-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Optical film
JP2911762B2 (ja) * 1994-10-27 1999-06-23 キヤノン株式会社 紙端部検知装置
US6036873A (en) 1997-11-26 2000-03-14 Eastman Kodak Company Process for generating precision polished non-plannar aspherical surfaces
US6179948B1 (en) 1998-01-13 2001-01-30 3M Innovative Properties Company Optical film and process for manufacture thereof
US6808658B2 (en) 1998-01-13 2004-10-26 3M Innovative Properties Company Method for making texture multilayer optical films
US6515785B1 (en) * 1999-04-22 2003-02-04 3M Innovative Properties Company Optical devices using reflecting polarizing materials
JP2002167132A (ja) 2000-12-06 2002-06-11 Hitachi Building Systems Co Ltd 乗りかご内位置表示器
US6609795B2 (en) 2001-06-11 2003-08-26 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitter
JP2003248122A (ja) * 2001-12-18 2003-09-05 Fuji Photo Film Co Ltd 楕円偏光板およびこれを用いた液晶表示装置
EP1478965A1 (en) 2002-02-28 2004-11-24 3M Innovative Properties Company Compound polarization beam splitters
JP2004211813A (ja) 2002-12-27 2004-07-29 Nsk Ltd 鉄道車両の車軸用軸受装置
US20040227994A1 (en) * 2003-05-16 2004-11-18 Jiaying Ma Polarizing beam splitter and projection systems using the polarizing beam splitter
CN100476505C (zh) 2003-07-18 2009-04-08 晶荧光学科技有限公司 一种三维/二维可切换的彩色投影显示装置及其方法
JP2005055884A (ja) * 2003-07-18 2005-03-03 Toray Ind Inc 熱可塑性プラスチックレンズ
US7234816B2 (en) * 2004-02-03 2007-06-26 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitter assembly adhesive
JP2005258120A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Fuji Photo Film Co Ltd 光学部品用硬化性樹脂組成物、光学部品及び画像表示装置
JP4510547B2 (ja) * 2004-08-09 2010-07-28 キヤノン株式会社 偏光分離素子及びそれを有する投影装置
KR100576870B1 (ko) 2004-08-11 2006-05-10 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 제조방법
US7345137B2 (en) 2004-10-18 2008-03-18 3M Innovative Properties Company Modified copolyesters and optical films including modified copolyesters
US20060221447A1 (en) 2005-03-31 2006-10-05 3M Innovative Properties Company Stabilized polarizing beam splitter assembly
KR101287740B1 (ko) 2005-04-08 2013-07-18 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 광학 필름의 열 경화법
US20070048457A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Fuji Film Corporation Producing method of film having coated layer, film having coated layer, optical film, polarizing plate and liquid crystal display
US20070047080A1 (en) 2005-08-31 2007-03-01 3M Innovative Properties Company Methods of producing multilayer reflective polarizer
US7548290B1 (en) * 2005-11-28 2009-06-16 Nitto Denko Corporation Polarizing plate with optical compensation layer and image display apparatus using the same
US7673993B2 (en) * 2005-12-22 2010-03-09 3M Innovative Properties Company Projection system using reflective polarizers
US20080013051A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitters incorporating reflective and absorptive polarizers and image display systems thereof
WO2008016905A1 (en) 2006-07-31 2008-02-07 3M Innovative Properties Company Optical projection subsystem
KR20090057289A (ko) 2006-09-29 2009-06-04 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 중합체 기반 광학 요소에서 아티팩트의 형성을 억제하는 접착제
JP5341332B2 (ja) * 2007-08-31 2013-11-13 東海光学株式会社 光学多層膜およびその製造方法
KR100951842B1 (ko) * 2007-09-14 2010-04-12 엘지전자 주식회사 광학필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 액정표시장치.
JP4979549B2 (ja) * 2007-11-20 2012-07-18 キヤノン株式会社 偏光分離素子及びそれを有する光学機器
US9493620B2 (en) * 2008-08-29 2016-11-15 Konica Minolta Opto, Inc. Optical film, anti-reflection film, polarizing plate and liquid crystal display device
JP2010060770A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Epson Toyocom Corp 光学物品及び光学物品の製造方法
JP5724171B2 (ja) * 2009-01-09 2015-05-27 ソニー株式会社 光学素子およびその製造方法、原盤およびその製造方法、ならびに表示装置
JP2010230856A (ja) * 2009-03-26 2010-10-14 Fujifilm Corp 偏光変換素子及び偏光照明光学素子並びに液晶プロジェクタ
KR101182468B1 (ko) * 2009-12-15 2012-09-12 주식회사 엘지화학 편광판, 그 제조방법 및 이를 이용한 화상 표시 장치
JP2011150984A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Toyo Aluminium Kk 電解質にヨウ素を含有しない非ヨウ素系の色素増感型太陽電池
JP2013019957A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Asahi Kasei Chemicals Corp 偏光透過光学部品及び光学投影装置
US20130063819A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-14 Donald K. Wilson Methods and apparatus for polarizing laser light
EP2786198A1 (en) 2011-11-28 2014-10-08 3M Innovative Properties Company Method of making polarizing beam splitters providing high resolution images and systems utilizing such beam splitters
KR20140098203A (ko) 2011-11-28 2014-08-07 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 고해상도 이미지를 제공하는 편광 빔 스플리터 및 그러한 빔 스플리터를 이용하는 시스템
US9851576B2 (en) 2012-08-15 2017-12-26 3M Innovative Properties Company Polarizing beam splitter plates providing high resolution images and systems utilizing such polarizing beam splitter plates
KR102139501B1 (ko) 2012-08-21 2020-07-30 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 관찰 장치
KR102069572B1 (ko) * 2012-08-22 2020-01-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 편광 빔 스플리터 및 이를 제조하는 방법
JP7138530B2 (ja) 2018-10-02 2022-09-16 三菱電機株式会社 光クロスコネクト装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005008301A1 (fr) * 2003-07-23 2005-01-27 Thomson Licensing Dispositif d’eclairage a recyclage de polarisation dans un double prisme
WO2007016015A2 (en) * 2005-07-29 2007-02-08 3M Innovative Properties Company Method for making polarizing beam splitters
CN101384649A (zh) * 2006-02-13 2009-03-11 3M创新有限公司 可固化组合物制成的光学制品
CN201820036U (zh) * 2010-01-22 2011-05-04 红蝶科技(深圳)有限公司 一种宽角度偏振分光器及使用其的投影光学引擎

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015532729A (ja) 2015-11-12
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US9488848B2 (en) 2016-11-08
JP2019066871A (ja) 2019-04-25
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JP6453217B2 (ja) 2019-01-16
CN104620158A (zh) 2015-05-13
US20170003514A1 (en) 2017-01-05
CN104620158B (zh) 2018-06-08

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