(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
湾曲した光学フィルタを製造する方法であって、
湾曲面を持つドラムを提供する工程と、
偏光子である第１の光学フィルムを、第１の速度で前記ドラムの前記湾曲面にフィードする工程と、
位相遅延板である第２の光学フィルムを、前記第１の速度より速い第２の速度で前記第１の光学フィルムの外面にフィードする工程と、
前記第１の光学フィルムの前記外面または前記第２の光学フィルムの内面に接着剤を塗布する工程と、
前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムをフィードするときに前記ドラムを回転させる工程と、
プレスローラを利用して前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを積層する工程と、
前記ドラムを利用して、積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを湾曲させる工程を備える方法。
【請求項２】
前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムは、それぞれ異なる角度で前記ドラムにフィードされる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ドラムおよび前記湾曲した光学フィルタの内面は、互いに同じ曲率を有する請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記接着剤は感圧接着剤である請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
前記積層する工程は、前記第２の光学フィルムの光軸を所望の配向に配置すべく、前記第１の光学フィルムに対して予め定められた角度で前記第２の光学フィルムを前記第１の光学フィルムに積層する工程を含み、
前記湾曲させる工程は、積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを湾曲させることにより、第２の光学フィルムに対して応力をかけて、前記第２の光学フィルムに対して応力に起因する複屈折を生じさせる工程を含む、請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムは、複合曲率を有し、
前記第２の光学フィルムは、ひずみ光学係数Ｋ、厚みｄ、および遅延Гを有する材料で形成され、割合
0005750141.tif 000021
が０．０１未満であり、
0005750141.tif 000022
は、前記複合曲率による前記湾曲した光学フィルタに引き起こされるひずみテンソルの大きさである、請求項１から請求項５のいずれか１に記載の方法。
【請求項７】
湾曲した光学フィルム同士を積層させる装置であって、
偏光子である第１の光学フィルムおよび位相遅延板である第２の光学フィルムを張り合わせる湾曲面を提供する湾曲ドラムと、
前記第１の光学フィルムを第１の速度で前記湾曲ドラムにフィードし、前記第２の光学フィルムを前記第１の速度より速い第２の速度で前記湾曲ドラムにフィードする少なくとも２つのフィーダと、
前記第１の光学フィルムまたは前記第２の光学フィルムの表面に接着剤を塗布する被膜装置と、
前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを加圧して、前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを積層させるプレスローラと
を備え、
前記湾曲ドラムは、積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを湾曲させる、装置。
【請求項８】
前記プレスローラは、前記少なくとも２つのフィーダよりフィードされた前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを加圧して、前記第２の光学フィルムを前記第１の光学フィルムに対して予め定められた角度で前記第１の光学フィルムに積層させ、
前記湾曲ドラムは、積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを湾曲させることで、前記第２の光学フィルムに対して応力をかけて、前記第２の光学フィルムに対して応力に起因する複屈折を生じさせる、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
積層された前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムは、複合曲率を有し、
前記第２の光学フィルムは、ひずみ光学係数Ｋ、厚みｄ、および遅延Гを有する材料で形成され、割合
0005750141.tif 000023
が０．０１未満であり、
0005750141.tif 000024
は、前記複合曲率による前記湾曲した光学フィルムに引き起こされるひずみテンソルの大きさである、請求項７または請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して光学フィルタに係り、より詳しくは、立体または非立体画像視用の湾曲した光学フィルタに係る。
【背景技術】
【０００２】
立体画像形成は、三次元（３−Ｄ）視覚情報を記録すること、または画像の奥行きを錯覚させることを含む。脳に奥行きを知覚させる簡単な方法の一つに、観察者の目への同じオブジェクトの２つの視野を表す２つの異なる画像に、両眼視により両目が自然に受け取る視野に類似した微小な偏差を与える方法がある。多くの光学システムはこの方法により立体画像を表示している。奥行きの錯覚は、写真、映画、ビデオゲーム、その他の二次元（２−Ｄ）画像で利用されうる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
立体および非立体眼鏡は、位相遅延板（例えば１／４波長板（ＱＷＰ））と、別個のロールストックからの偏光板とを積層することにより製造される低コストの光学フィルタを含みうる。ロールストックからの遅延板を、ロールストックからの偏光板に積層させる方法によると、層同士が適切な配向で切断、位置合わせ、および積層されることで、所望の光学特性が得られる。この方法の最終生成物は平面光学フィルタである。
【０００４】
本願は、湾曲構成の光学フィルタを開示する。光学フィルタは、偏光層と、偏光層に対して、予め決定された角度で積層される位相遅延層とを備え、位相遅延板および偏光層は、湾曲構成へと湾曲される。位相遅延板は、応力に起因する複屈折を有し、予め決定された角度により、応力に起因する複屈折が実質的に補償され、位相遅延板の光軸が所望の配向に配置される。一実施形態では、位相遅延板はＱＷＰである。別の実施形態では、位相遅延層は多層遅延板スタックである。別の実施形態では、偏光層は、位相遅延層の内部層に配置され、さらなる非複屈折層が位相遅延層の外面に積層される。他の構成も可能である。
【０００５】
本開示はさらに、所望の配向の位相遅延軸を有する湾曲フィルタの製造方法を提供する。方法は、光軸を持つ平面位相遅延板および平面偏光板を提供する。方法はさらに、平面位相遅延板を平面偏光板に積層させる角度を予め決定し、平面位相遅延板と平面偏光板とを予め決定した角度で積層させる。方法はさらに、平面位相遅延板と平面偏光板とを湾曲させ、これにより位相遅延板に応力をかけ、応力によって、位相遅延板に、応力に起因する複屈折を生じさせる。予め決定した角度により、応力に起因する複屈折が実質的に補償され、位相遅延板の光軸が所望の配向となる。
【０００６】
本開示はさらに、第１の光学フィルムおよび第２の光学フィルムを張り合わせる湾曲面を提供する湾曲ドラムを備える、湾曲した光学フィルム同士を積層させる装置を提供する。装置はさらに、第１の光学フィルムおよび第２の光学フィルムを湾曲ドラムにフィードする少なくとも２つのフィーダと、第１の光学フィルムまたは第２の光学フィルムの表面に接着剤を塗布する被膜装置と、第１の光学フィルムおよび第２の光学フィルムを加圧して、第１の光学フィルムおよび第２の光学フィルムを積層させるプレスローラとを備える。この装置を用いてフィルタを製造する方法も開示される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】平面偏光フィルタの概略斜視図である。
【０００８】
【図１Ｂ】湾曲した偏光フィルタの概略斜視図である。
【０００９】
【図１Ｃ】所望の配向の光軸を有する湾曲した偏光フィルタの概略斜視図である。
【００１０】
【図２】湾曲したフィルタにおける円筒曲線半径（cylindrical curve radius）と位相遅延板の角度調節とを相関付けたチャートである。
【００１１】
【図３】様々なフィルタの光学性能を示すチャートである。
【００１２】
【図４】複合曲率を有する湾曲した偏光フィルタの実施形態の概略斜視図である。
【００１３】
【図５】湾曲した偏光フィルタの別の実施形態の概略斜視図である。
【００１４】
【図６】積層装置の実施形態の概略図である。
【００１５】
【図７】立体画像視用の眼鏡に湾曲したフィルタが組み込まれた表示システムである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
３−Ｄ画像を提供する技術の一つに、各目用の光を異なる偏光で符号化する、というものがある。このようなスキームでは、互いに直交する直線偏光状態または互いに反対回りの円偏光状態が利用される。円偏光状態の３−Ｄ画像システムを用いて立体画像を提示する際には、反対回りの円偏光フィルタにより２つの画像を同じスクリーンに投影して重畳させる。観察者は、アナライザとしての機能を有する一対の反対回りの円偏光子（ＣＰ）を含む眼鏡を装着する。左回りの円偏光は、右側アナライザで遮蔽され、右回りの円偏光は、左側アナライザで遮蔽される。これにより直線偏光眼鏡による立体視と類似した結果が得られるが、本技術では、観察者が頭を傾けた場合にも偏光の符号化および復号化の品質が損なわれない。
【００１７】
同一出願人による、Lenny Liptonによる米国特許第4,792,850号明細書には（ここに参照として組み込む）、画像プロジェクタが表示する左画像および右画像と同期させて左回りと右回りとを交互することで電子的に駆動されるＣＰが開示されている。さらに直視型ディスプレイを利用して両目別々に偏光状態を符号化することができる（例えば、直視型ディスプレイの交互する画素が互いに異なる偏光状態の光を提供することができる）。この他にも、右目および左目画像を交互させる方法として、偏光スイッチを用いて画像の符号化処理をアクティブに行う単一のディスプレイまたはプロジェクタを利用する方法もある。これらの技術例は、同一出願人により２００６年６月１４日に出願された「Achromatic Polarization Switches」なる名称の米国特許出願第11/424,087号明細書に開示されており、ここに参照として組み込む。
【００１８】
３−Ｄの情報を偏光により符号化する代わりに、Maximus等による米国特許出願第10/576,707号明細書に開示されているように、左目および右目用の画像を別個の波長帯に符号化することもできる。次いで眼鏡を用い、各目に相応しい波長を選択的にフィルタリングする。Maximus等の特許文献に記載されているように、このフィルタリングはダイクロイックフィルタにより行うことができるが、このフィルタリングは偏光干渉により行うこともできる。
【００１９】
さらに、偏光干渉による光の選択的フィルタリングは、視野を向上させたり、および／または、有害な光線から目を保護させたりする目的から利用されてもよい。例えば、このようなフィルタリングはサングラス、色覚補正眼鏡（color corrective eyewear）、または保護眼鏡で利用することができる。入射光の選択的フィルタリングにより、所望の分光透過が行われる（可視光、および、目には不可視な光を含む）。フィルタリング構造は、多層偏光構造を含み、ダイからカットされるシート状積層の作製による安価な積層体の形成により形成することができる。選択的フィルタリングを行う装置の一実施形態は、位相遅延板スタックを挟持する一対の偏光部材を含む。眼鏡の設計のさらなる詳細については、同一出願人によるSharpによる米国特許第7,106,509号明細書に記載されており、ここに参照として組み込む。
【００２０】
偏光符号化による動画観察を行うべく、観察者は、一対の紙製のフレームまたはプラスチック製のフレームと偏光フィルタとを有する眼鏡を装着する。これら眼鏡のフィルタは通常、トリアセチルセルロース（triactyl cellulose）（「ＴＡＣ」）でカプセル化されている偏光板に、接着剤を用いて位相遅延板を積層することにより生成される。幾らかの実施形態では、位相遅延板は、ＱＷＰであってよく、積層に利用される接着剤は感圧接着剤（ＰＳＡ）である。他の実施形態では、位相遅延板は１／２波長板（「ＨＷＰ」）であってよい。このような観察用眼鏡は平面フィルタを利用する。
【００２１】
本願で記載する位相遅延板は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ技術を利用するよう設計されたＮ個の線形位相遅延板を含んでよく、Ｎ個の位相遅延板のインパルス応答により、偏光インパルス入力から少なくともＮ＋１個の出力インパルスが生成される。このようにして、中性偏光子間に位相遅延板スタックを配置してＦＩＲフィルタを形成し、ＦＩＲフィルタは標準的な信号処理方法により設計することができる。各応答出力インパルスの振幅は、位相遅延板およびアナライザ偏光子の配向により決まる。上述の位相遅延板スタックの設計方法のさらなる詳細については、同一出願人による米国特許第7,106,509号明細書および米国特許出願第09/754,091号明細書に記載されており、これらをここに参照として組み込む。
【００２２】
一般的には、位相遅延板および偏光子のコンポーネントストックフィルムは、平面形状である。しかし、光学面および美観面両方を向上させる目的から、湾曲したフィルタを有する眼鏡を製造することが望まれる。コンポーネントストックフィルムを積層した後でフィルタを成形して円筒状または複合曲率の構造としようとすると、許容できない程のひずみがコンポーネントフィルムにかかる可能性がある。このひずみにより、複屈折が生じたり、望ましい本来の複屈折が変質してしまったりして、フィルタ性能が劣化する。
【００２３】
Kawaki等に対する米国特許第5,051,309号明細書は、直線偏光部材を用いて偏光眼鏡を形成する方法を開示する。Kawaki等の方法には、偏光部材の前の複屈折ポリカーボネート層のアニールにより複屈折をなくすこと、または、これらの層を「超延伸」することにより偏光軸に平行な非常に大きな遅延を生じさせることが含まれる。偏光子は、ポリマーの複屈折を隠すことができるので好適である。Smith等による米国特許第6,177,032号明細書は、個々の機能層を予め形成しておき、その後、最終的なフィルタとして組み立てる方法を開示している。ここでも、偏光子の前にある層間の複屈折がアニールにより変質する。
【００２４】
例えばＣＰが位相遅延板スタックフィルタとの組み合わせで利用される場合には、特定の遅延および位相遅延板の角度が必要であるので、これら方法のいずれも利用できない。従って、応力を引き起こす複屈折を補償または最小限に抑える位相遅延板ベースの偏光フィルタが組み込まれた湾曲したフィルタを設ける必要が依然としてある。
【００２５】
湾曲した光学フィルタおよびその製造方法の例示的な実施形態を、図１Ａから６を参照しながら後述する。特に、ひずみに起因するフィルタの位相遅延層の変質を補償または最小限に抑える方法および装置が開示される。
【００２６】
図１Ａは、偏光子１０６に対して積層される位相遅延層１０４を有する平面フィルタ１００を示す。位相遅延層１０４は軸１２０に沿った光軸１１２を有し、偏光層１０６は軸１２２に沿った光軸１１４を有する。図示されている実施形態では、位相遅延層１０４はＱＷＰであるが、他の実施形態では、位相遅延層１０４は１／２波長板（「ＨＷＰ」）または本願に記載される任意の位相遅延板であってよい。幾らかの実施形態では、さらに光学コンポーネントを平面フィルタ１００に追加してよい。例えば、平面フィルタ１００はさらに、構造支持を強化する基板層を含んでよい。幾らかの他の実施形態では、位相遅延層および偏光層１０４および１０６の順序が逆になってもよい。フィルタ１００の構造は様々な設計ニーズを満たすべく変更してよい。
【００２７】
図１Ｂの実施形態では、フィルタ１００を第１湾曲軸（不図示）の回りに湾曲させて、フィルタ１００の端部１０２を引いて湾曲フィルタ１０１を形成する。円筒フィルタ１０１を眼鏡のフレームに取り付けることで、所望の湾曲構成を維持させることができる。他の実施形態では、フィルタ１０１を多数の湾曲軸の回りに湾曲させて複合曲率を維持させることもできる。幾らかの実施形態では、当技術分野で公知の熱成形処理を利用して所望の湾曲構成を維持することもできる。一実施形態では、フィルタ１０１を、第１および第２の湾曲軸の回りに湾曲させ、複合曲率を維持するよう熱成形する。
【００２８】
フィルタ１００の有限厚みにより、圧縮応力１１０が偏光層１０６に加わり、一方では、引張り応力１０８が位相遅延層１０４に加わる。これら層両方で、応力１０８および１１０の方向は、円筒フィルタの曲率に正接し、各応力の大きさは、湾曲フィルタ１０１の表面に亘り均一である。
【００２９】
ひずみ複屈折を示す材料を延伸または湾曲させる光学効果は、ひずみテンソル
0005750141.tif 000002
を用いて記述すると便利である。
0005750141.tif 000003
の固有ベクトル
0005750141.tif 000004
は、誘電率テンソルの主軸（誤って、光軸と称されることが多い）に対して平行である。厚みがｄで均一のフィルムの場合、複屈折Δｎは、
0005750141.tif 000005
の固有値の大きさの差に比例しており、遅延は、フィルムの厚みΔｎ・ｄにおけるΔｎの積分に等しい。線形の弾性を有する材料では、連続延伸処理は、ひずみテンソルを個々の処理に加えることと等しい。
【数１】
0005750141.tif 000006
遅延がГであり遅軸がｘ軸に平行な、延伸されたポリマーの位相遅延板フィルムのひずみテンソルは、以下のように表される。
【数２】
0005750141.tif 000007
Ｋはひずみ光学係数であり、ｄはフィルムの厚みである。都合上、直交方向のひずみは無視する（つまり、導出が一般的であることが示されてはいるが、ポワソン比０を選択することにする）。ｘ軸に平行なさらなる延伸により遅延が増加し、ｘ軸に垂直な方向の延伸により遅延が低減することが自明である。しかし、延伸がｘ軸に対して４５度の角度を持って行われる場合には、以下のひずみテンソルが追加される。
【数３】
0005750141.tif 000008
すると、
0005750141.tif 000009
の固有値は、以下のようになり、
【数４】
0005750141.tif 000010
0005750141.tif 000011
の配向は以下のように示される。
【数５】
0005750141.tif 000012
【００３０】
数式５を
0005750141.tif 000013
について拡張する場合、さらに僅かに光軸から４５度の延伸を加えることにより、
0005750141.tif 000014
で位相遅延板の配向の変化は直線となる。これに比して、数式４は、Δｎについて解くことができ、同じ極限の
0005750141.tif 000015
について、遅延変化が二次方程式状（quadratic）であることを示している。
【００３１】
上述に基づき、位相遅延板の光軸に平行または垂直な配向の延伸は、遅延の大きさのみを変化させ、光軸の配向については一定に維持されることが明らかである。これに比して、光軸に４５の角度の延伸により、光軸は比較的小さなひずみで回転する。
【００３２】
図１Ｂに戻ると、偏光軸１２２はひずみの配向に対して平行であるので、その配向も一定に維持される。しかし、引張り応力１０８により、位相遅延軸１１２がθ分、面内回転して（数式５）、数式４により遅延が増加する。位相遅延軸１１２は軸１２４沿いに配向している。位相遅延軸１１２の面内回転により、フィルタ１０１が、円偏光ではなくて楕円形状の偏光を生成し、左目画像および右目画像間の区別が曖昧になる。
【００３３】
図１Ｃに戻り、フィルム表面に亘る延伸の大きさおよび方向が均一である場合、遅延および光軸の配向における変化を予測して、フィルムの当初の遅延および配向を調節することで補償することができる。従って、大きなひずみ光学係数を有するポリカーボネートのような材料も利用可能である。図１Ｃに示す実施形態では、位相遅延板および偏光層を所定の角度で積層させて、位相遅延板のひずみを引き起こす複屈折を補償し、位相遅延軸を軸１２０が示す所望の配向状態にする。
【００３４】
ひずみの主方向がｘ軸に対してθ度で配向され、大きさがεと均一なひずみがあるときにｘ軸に平行な遅延Гを生成するには、当初の遅延である
【数６】
0005750141.tif 000016
は、
【数７】
0005750141.tif 000017
のように配向されるべきである。
【００３５】
数式６および７は、多層スタックの各層に適用されることで、ひずみ、遅延、および遅延の配向における差を説明する。所望の遅延がゼロのとき、自明な解が生じる。数式６および７は、当初の遅延がひずみによる遅延を正確にキャンセルするよう選択された場合には直感で理解できる結果に結びつく。
【００３６】
これらの結論はさらに偏光コンポーネントにも拡張できる。偏光板のポリマーマトリクスは、前のセクションからのさらなるひずみについての仮定が適用される可能性を下げるよう、高度に延伸されうる。しかし、対称性は依然として維持される、つまり、偏光軸の配向が、平行（および垂直）延伸では安定しており、偏光軸に対して４５度で延伸される場合には、回転しうる。この結果、偏光軸を、予期されるひずみの主要コンポーネントに平行または垂直に配向することが望ましい。
【００３７】
外部位相遅延層１０４の引張り応力１０８により内部偏光層１０６の圧縮応力を均衡させる円筒状フィルタ１０１の機械構造を分析的に、または数値的にモデルすることができる。フィルタ１００の層の弾性係数を知ることにより、引張り応力１０８を解くことができ、数式６および７を利用して、応力に起因する複屈折を補償することのできる当初の遅延および位相遅延板の配向を計算し、予め決定することができる。位相遅延板および偏光層を所定のオフセット角度１２８で積層させることにより、図１Ｃに示すように、位相遅延層１０４の光軸１１２を、湾曲したフィルタ１０１の湾曲、および、応力に起因する複屈折によって、軸１２６から所望の軸１２０へ回転させることができる。
【００３８】
実際には、異なる曲率半径を有する位相遅延板の変化を単に計測してから、応力の複屈折を補償することのできるオフセット角度のルックアップテーブルまたはチャートを生成することが好適な場合が多い。僅かなひずみの遅延の二次方程式状の補正により、積層中にフィルムの配向を調節するだけで、同じ位相遅延板を幅広い範囲の曲率に利用することができる。
【００３９】
図２は、ＣＰフィルタのルックアップチャートの一例を示す。ｘ軸沿いには、ＣＰフィルタの様々な半径が示されており、ｙ軸沿いには、これに対応する、応力に起因する複屈折を補償することのできるオフセット角度が示されている。データは、曲率半径を変化させてＣＰフィルタから出力される光の楕円率を計測することにより求められた。その後、光軸の配向の分析式を利用して、湾曲したフィルタの光軸の配向が求められ、これにより、補正に必要なオフセット角度も求められる。大きな半径の曲線については、オフセット角度はゼロとなる。極小の半径の曲線については、遅延の変化の重要度が増してくるにつれて関係がゆくゆくは破綻（break down）する。本開示の原理に基づき、同様のルックアップチャートを他の種類のフィルタに対しても作成可能であることを理解されたい。
【００４０】
図３は、様々なフィルタの光学性能を示すチャートである。予め調節されていないフィルタのものに比した際の応力に起因する複屈折を補償するべく調節が行われたフィルタの向上した性能を図３に示す。図３は、参照フィルタと交差させた２つの異なるフィルタについて得られたスペクトルのセットを示す。第１のフィルタは、位相遅延板について４５度の光軸の配向で製造され（予め調節しない）、第２のフィルタは、図２の切断角度のオフセットを利用して８ｃｍの曲率半径について予め調節されたものである。平面構成では、第１のフィルタからは、可視スペクトルの殆どにおいて０．２％未満のリークがあり、第２のフィルタからは、予期された通り、これよりもかなり高いリークが確認された。８ｃｍの曲率半径に湾曲されると、第１のフィルタからはスペクトル全体に亘り０．４％を超えるリークが確認され、補正の必要が顕著である。第２のフィルタは８ｃｍの半径において平面構成で第１のフィルタが発揮したものと略同様の良好な性能を発揮した。
【００４１】
当初の遅延および位相遅延の配向の調節に加えて、応力に起因する複屈折も、最適な材料特性を有する位相遅延板で低減させることができる。延伸方向に関わらず、引き起こされたひずみの効果は、当初の遅延の大きさが増すにつれて低減する。従って、最終生成物である構造に引き起こされるひずみの効果を最小限に抑えるには、当初の遅延を、量
0005750141.tif 000018
に対して極力大きくすると好適である。従って、フィルムの厚みｄ、および／または、ひずみ光学係数Ｋを最小にすることが望ましい。詳しくは、割合
0005750141.tif 000019
を０．０１未満として、遅延および光軸の配向において略１％の均一性を維持することが好適となる。
【００４２】
ポリカーボネートのひずみ光学係数は比較的高いので、ポリカーボネートベースの位相遅延板が上述の規定を全ての顕著なひずみについて満たすことは難しい。従って、このようなフィルムを利用する際には、薄いフィルムストックを選択すると好適である。ポリカーボネート位相遅延板の厚みが約６０μｍである場合には、厚みを１２μｍにまで薄くすることで、ひずみ光学安定性が５ファクタ上がる。このような薄いフィルムは概して製造現場においては扱い難く、溶剤溶着その他の積層処理中に損傷する虞がある。向上したひずみ抵抗は、二酢酸セルロースあるいは環状オレフィンコポリマー（「ＣＯＣ」）製の位相遅延板等の光学プラスチックにより得られる。これら材料のひずみ光学係数はポリカーボネートの約１０分の１であるので、より厚みのある基板を用いて製造を容易にすることができ、一方で応力に起因する複屈折も最小限に抑えることができる。実施形態の一例としては、Ａｒｔｏｎ（登録商標）というブランド名で製造されるＣＯＣベースのフィルムが挙げられる。この材料は、光学透明性に優れ、均一な複屈折を有し、様々な用途において熱成形を可能とする十分小さいひずみ光学係数を有する。
【００４３】
図４は、複数の湾曲軸周りに湾曲され、複合曲率を有する湾曲フィルタ２００を示す。フィルタ２００はさらに、基板層２０６を含む。フィルタ２００は、偏光層２０４に積層された位相遅延層２０２を含む。複合曲率は、熱成形処理を用いて維持することができる。一実施形態の熱成形処理には、基板層の加熱が含まれる。フィルタ２００の湾曲から生じる応力複屈折の効果を最小限に抑えるには、位相遅延層２０２を、０．００１から０．０２５の範囲のひずみ光学係数を有する材料から形成すると好適である。位相遅延層の厚みは、５０から１２０ミクロンの間とすると好適である。例示的な実施形態では、位相遅延層２０２は環状オレフィンブロックコポリマーから形成される。位相遅延層は、割合
0005750141.tif 000020
が約０．０１未満に抑えられる限りは、他の材料で形成されても、様々な厚みを有してもよいことを理解されたい。
【００４４】
図５は、湾曲した偏光フィルタ３００の別の実施形態の概略斜視図である。湾曲フィルタ３００は、光軸３０６を持つ偏光層３１４、光軸３０４を持つ位相遅延層３１６、および、非複屈折機構層３１８を含む。機構層３１８を追加することで、位相遅延層３１６を挟持して、位相遅延層３１６のひずみを均衡させる。幾らかの実施形態では、機構層３１８は負のｃ−プレートを含みうる。機構層３１８の厚みおよび弾性モジュロを適切に選択して、圧縮応力３１０を均衡させる引張り応力３１２を生成して、位相遅延板３１６に対する、応力に起因する複屈折を最小限に抑えることが望ましい。さらに、機構層３１８のひずみ光学係数は、引張り応力３１２が追加する面内複屈折が最小となるよう、十分に小さいことが好適である。例示的な実施形態では、偏光層３１４はＴＡＣカプセル化偏光子を含んでよく、機構層３１８のＴＡＣの均等の厚みにより、十分機械的に均衡がとられる。この結果、位相遅延層３１６の光軸３０４の配向は、応力に起因する複屈折の影響を受けない。
【００４５】
図６は、湾曲フィルタを生成する、湾曲フィルタのコンポーネントに対するひずみを最小限に抑えることのできる積層装置４００の実施形態の概略図である。積層装置４００は、第１および第２の光学フィルム４０２および４０４を結合する湾曲面を提供する湾曲ドラム４０６を含む。ドラム４０６の半径は、最終生成物である眼鏡の半径と整合することが望ましい。例示的な実施形態では、第１の光学フィルム４０２が偏光板であり、第２の光学フィルム４０４が位相遅延板（たとえばＱＷＰフィルム）である。別の例示的な実施形態では、第２のフィルム４０４が、第１のフィルム４０２に対して４５度に配向されたＱＷＰである。積層装置４００はさらに、第１および第２の光学フィルムを湾曲ドラム４０６にフィードする少なくとも２つのフィーダ４１２と、接着剤を第１および第２の光学フィルムの表面に塗布する被膜装置４１４とを含む。積層装置４００のプレスローラ４１０は、第１および第２の光学フィルム４０２および４０４を加圧して積層する。
【００４６】
処理においては、第１および第２のフィルム４０２および４０４を積層する際に、各フィルムを異なる速度でドラムにフィードすることで、各フィルムで異なる曲率半径に対応する。フィルム４０２および４０４は、ドラム表面を領域４０８を介して有限の時間の間運動して、内部応力を緩和させる。プレスローラ４１０は、フィルム４０２および４０４に対して加圧して、接着剤でフィルム４０２および４０４を張り合わせた時点で、積層処理を完了する。
【００４７】
本願で開示した湾曲フィルタは、開示された画像形成システムが表示する立体または非立体画像視用の様々な眼鏡に組み込むことができることを理解されたい。例えば、図７に示された表示システム６００は、投影スクリーン６０２と、２つの湾曲フィルタ６０６および６０８を含む偏光フィルタリング眼鏡６０４とを含む。立体３−Ｄ画像は、単一の偏光維持スクリーン６０２が左右視野画像を連続表示して、偏光フィルタリング眼鏡６０４を用いることにより観察される。幾らかの実施形態では、湾曲フィルタ６０６および６０８は、交互する直交偏光である。幾らかの特定の実施形態では、湾曲フィルタ６０６および６０８は、互いに反対回りの円偏光を提供する。例示的な実施形態では、偏光維持スクリーン６０２は直視型スクリーンである。
【００４８】
当業者であれば、本発明の精神または重要な性質を逸脱することなく他の特定の形態で本発明を実施することができることを理解されたい。開示された実施形態を、示された、および／または、記載された１以上の他の実施形態とともに組み合わせてもよい。これは実施形態の１以上の特徴についても当てはまる。開示し請求するステップは示されている順序で実行される必要はない。ステップは、少なくともある程度、任意の他の順序で実行することができる。
【００４９】
さらに、当業者であれば、様々な遅延および光軸の値が、フィルタの全層および接着剤の機械的特性に敏感に左右されることを理解する。さらに、開示する円偏光子を、様々な他の表示コンポーネントと組み合わせることで、同様の結果を生じることもできる。故に、開示される実施形態が専ら例示的であり制限的ではないことを留意されたい。本発明の範囲は、前述の記載によってではなく、添付請求項により示され、それらの均等物の意義および範囲内の全ての変形例を含むことを意図している。
【００５０】
さらに、本願に示すセクションの標題は、３７ＣＦＲ§１．７７に基づく提案と一貫するよう設けているか、そうでなければ、系統付けるために設けている。これらの標題は、本開示から得られる任意の請求項に記載する発明を限定又は特徴付けるものではない。具体的に、また、例示的に、「技術分野」の標題があるが、請求項は、いわゆる技術分野を説明するこの標題下で選択された用語に限定されるべきではない。さらに、「背景技術」における技術の説明は、その技術が本開示における任意の発明の従来技術であることを認めるものと解釈すべきではない。「発明の概要」も請求項に記載する発明を特徴付けると解釈すべきではない。さらに、本開示における単数形での「発明」との言及を、本開示において１つの新規点しかないという議論に使用すべきではない。本開示に関連付けられる複数の請求項の限定によって複数の発明を提示することができ、また、請求項は、それ相応にそれらの発明及びその透過物を定義し、保護する。いかなる場合においても、請求項の範囲は、明細書を鑑みて解釈されるべきであり、本願に記載する標題により制約されるべきではない。
［項目１］
所望の配向の位相遅延軸を有する湾曲フィルタを製造する方法であって、
光軸を有する平面位相遅延板を提供する工程と、
平面偏光板を提供する工程と、
前記平面位相遅延板を前記平面偏光板に対して積層する角度を予め決定する工程と、
前記平面位相遅延板と前記平面偏光板とを前記予め決定された角度で積層させる工程と、
積層された前記平面位相遅延板および前記平面偏光板を湾曲させて、前記位相遅延板に対して応力をかけて、前記位相遅延板に対して、応力に起因する複屈折を生じさせる工程とを備え、
前記予め決定された角度により、前記応力に起因する複屈折を実質的に補償し、前記位相遅延板の前記光軸を前記所望の配向に配置する方法。
［項目２］
前記予め決定された角度は、数学モデルを用いて決定される項目１に記載の方法。
［項目３］
前記予め決定された角度は、チャートまたはテーブルを用いて決定され、前記チャートまたはテーブルは、前記湾曲フィルタの半径と前記予め決定された角度とを相関付ける項目１に記載の方法。
［項目４］
前記平面位相遅延板は１／４波長板を含む項目１に記載の方法。
［項目５］
前記平面位相遅延板は多層遅延板スタックを含む項目１に記載の方法。
［項目６］
前記平面位相遅延板は、環状オレフィンブロックコポリマーまたは二酢酸セルロースから形成される項目１に記載の方法。
［項目７］
非複屈折板を前記平面位相遅延板に積層させる工程をさらに備え、
前記平面位相遅延板は、前記非複屈折板と前記偏光板との間に積層される項目１に記載の方法。
［項目８］
湾曲構成の光学フィルタであって、
位相遅延層と偏光層とを備え、
前記位相遅延層および前記偏光層は、複合曲率を有する光学フィルタ。
［項目９］
前記位相遅延層は、ひずみ光学係数が０．００１から０．０２５の間の材料から形成される項目８に記載のフィルタ。
［項目１０］
前記位相遅延層は、５０から１２０ミクロンの間の厚みを有する項目８に記載のフィルタ。
［項目１１］
前記光学フィルタは熱成形されている項目８に記載のフィルタ。
［項目１２］
湾曲構成の光学フィルタであって、
偏光層と、
前記偏光層に対して、予め決定された角度で積層されている位相遅延層とを備え、
前記位相遅延層および前記偏光層は前記湾曲構成へ湾曲され、
前記位相遅延層は、応力に起因する複屈折を有し、
さらに、前記予め決定された角度により、前記応力に起因する複屈折が実質的に補償され、前記位相遅延板の前記光軸が所望の配向に配置されているフィルタ。
［項目１３］
前記偏光層の外面は、前記位相遅延層の内面に積層される項目１２に記載のフィルタ。
［項目１４］
前記位相遅延層の外面に積層される非複屈折層をさらに備え、
前記非複屈折層は、前記位相遅延層の前記応力複屈折を補償する項目１３に記載のフィルタ。
［項目１５］
前記位相遅延層の外面は、前記偏光層の内面に積層される項目１２に記載のフィルタ。
［項目１６］
前記位相遅延層の内面に積層される非複屈折層をさらに備え、
前記非複屈折層は、前記位相遅延層の前記応力複屈折を補償する項目１５に記載のフィルタ。
［項目１７］
前記偏光層および前記位相遅延層は、感圧接着剤で積層される項目１２に記載のフィルタ。
［項目１８］
前記位相遅延層は多層遅延板スタックを含む項目１２に記載のフィルタ。
［項目１９］
前記位相遅延層は１／４波長板を含む項目１２に記載のフィルタ。
［項目２０］
前記平面位相遅延板は、環状オレフィンブロックコポリマーまたは二酢酸セルロースから形成される項目１２に記載のフィルタ。
［項目２１］
湾曲した光学フィルタを製造する方法であって、
湾曲面を持つドラムを提供する工程と、
第１の光学フィルムを、第１の速度で前記ドラムの前記湾曲面にフィードする工程と、
第２の光学フィルムを、第２の速度で前記第１のフィルムの外面にフィードする工程と、
前記第１のフィルムの前記外面または前記第２のフィルムの内面に接着剤を塗布する工程と、
前記第１のフィルムおよび前記第２のフィルムをフィードするときに前記ドラムを回転させる工程と、
プレスローラを利用して前記第１のフィルムおよび前記第２のフィルムを積層する工程とを備える方法。
［項目２２］
前記第１のフィルムおよび前記第２のフィルムは、それぞれ異なる角度で前記ドラムにフィードされる項目２１に記載の方法。
［項目２３］
前記ドラムおよび前記湾曲フィルタの内面は、互いに同じ曲率を有する項目２１に記載の方法。
［項目２４］
前記第１のフィルムは偏光子である項目２１に記載の方法。
［項目２５］
前記第１のフィルムは位相遅延板である項目２１に記載の方法。
［項目２６］
前記第１のフィルムは偏光子であり、前記第２のフィルムは位相遅延板である項目２１に記載の方法。
［項目２７］
前記接着剤は感圧接着剤である項目２１に記載の方法。
［項目２８］
前記第２の速度は前記第１の速度より速い項目２１に記載の方法。
［項目２９］
湾曲した光学フィルム同士を積層させる装置であって、
第１の光学フィルムおよび第２の光学フィルムを張り合わせる湾曲面を提供する湾曲ドラムと、
前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを前記湾曲ドラムにフィードする少なくとも２つのフィーダと、
前記第１の光学フィルムまたは前記第２の光学フィルムの表面に接着剤を塗布する被膜装置と、
前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを加圧して、前記第１の光学フィルムおよび前記第２の光学フィルムを積層させるプレスローラとを備える装置。
【図１Ａ】
0005750141.tif 000025
【図１Ｂ】
0005750141.tif 000026
【図１Ｃ】
0005750141.tif 000027
【図２】
0005750141.tif 000028
【図３】
0005750141.tif 000029
【図４】
0005750141.tif 000030
【図５】
0005750141.tif 000031
【図６】
0005750141.tif 000032
【図７】
0005750141.tif 000033