(57)【要約】  偏光ビームスプリッタ、そのようなビームスプリッタの製造方法、及びそのようなビームスプリッタを組み込んだシステムが説明される。より具体的には、多層光学フィルムを組み込み、結像光を高有効解像度で視聴者又は鑑賞スクリーンへ反射する、偏光ビームスプリッタ、そのようなビームスプリッタの製造方法、及びそのようなビームスプリッタを有するシステムが説明される。【選択図】  図４
2014534480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットフィルムの製造方法であって、
多層光学フィルムを準備することと、
一時平面基板を準備することと、
前記多層光学フィルムの第１表面を、前記一時平面基板に着脱自在に取り付けることと、
永久基板を準備することと、
前記多層光学フィルムの第２表面を前記永久基板に取り付けることと、
前記多層光学フィルムを前記一時平面基板から取り除くことと、を含む方法。
【請求項２】
前記多層光学フィルムの第１表面を、前記一時平面基板に着脱自在に取り付ける前記工程は、
前記基板の表面を湿潤剤で湿潤させ、前記一時平面基板の湿潤面を作製することと、
前記多層光学フィルムを前記一時平面基板の前記表面に取り付けることと、
前記一時平面基板の前記表面に前記多層光学フィルムを押し付けることと、
前記多層光学フィルム、前記一時平面基板及び前記湿潤剤を乾燥させることと、を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記湿潤剤を第１平面基板上に噴霧することにより、前記基板の前記表面を湿潤させる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記湿潤剤は中性洗剤溶液である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記中性洗剤溶液は、水溶液中に１％未満の洗剤を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記多層光学フィルム、前記平面基板及び溶液を乾燥させることが、前記多層光学フィルムの前記表面を前記一時平面基板に適合させる、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
ウィッキングにより、前記光学フィルムと前記平面基板との間の溶液が、前記多層光学フィルムの縁へと引き込まれ、前記溶液が蒸発し、前記多層光学フィルムと前記平面基板との間に真空シールをもたらす、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
押し付けの前に、前記平面基板に取り付けられた前記表面とは反対の側で、前記多層光学フィルムに保護層が取り付けられる、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
前記多層光学フィルムを前記基板から取り除くことは、前記多層光学フィルムを前記基板から剥がすことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記平面基板はアクリルガラスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記永久基板は第１プリズムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法により製造されたフィルムの、前記第１プリズムとは反対の側に接着剤を塗布することと、平坦化された表面上の前記接着剤に対して第２プリズムカバーを取り付けることと、を含む、偏光ビームスプリッタの製造方法。
【請求項１３】
前記構造体を硬化させることを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記構造体を硬化させる前に、前記第１プリズム及び前記第２プリズムの主軸と副軸を整列させることを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
硬化させることは紫外線硬化を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記接着剤は光学接着剤を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記基板に前もって対面される前記多層光学フィルムの前記表面が、表面粗さＲａが４５ｎｍ未満又は表面粗さＲｑが８０ｎｍ未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
光学的に平坦な偏光ビームスプリッタを作製する方法であって、
多層光学フィルム反射偏光子を準備することと、
前記多層光学フィルムの第１表面に感圧性接着剤層を塗布することと、
前記多層光学フィルムとは反対の側で、前記感圧性接着剤層に対してプリズムを取り付けることと、
前記感圧性接着剤、前記多層光学フィルム及び前記プリズムに真空を加えることと、を含む方法。
【請求項１９】
前記第１表面とは反対の側の、前記多層光学フィルムの第２表面に、接着剤の第２層を塗布することと、接着剤の前記第２層の、前記多層光学フィルムとは反対の側に第２プリズムを取り付けることと、を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
接着剤の前記第２層、前記多層光学フィルム及び前記プリズムに真空を加えることを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２プリズムを取り付ける前に、前記第１プリズム及び前記第２プリズムの主軸と副軸を整列させることを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記構造体を真空槽内に配置することにより、前記構造体に真空を加える、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
共有及び同時係属中の米国特許出願第６１／５６４１６１号、表題「ＰＯＬＡＲＩＺＩＮＧ  ＢＥＡＭ  ＳＰＬＩＴＴＥＲＳ  ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ  ＨＩＧＨ  ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ  ＩＭＡＧＥＳ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭＳ  ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ  ＳＵＣＨ  ＢＥＡＭ  ＳＰＬＩＴＴＥＲＳ」は、本明細書に参照により援用される。
【０００２】
（発明の分野）
本明細書は、偏光ビームスプリッタ、そのようなビームスプリッタを組み込んだシステム、並びにそのようなビームスプリッタ及びシステムの製造方法に関する。より具体的には、本明細書は、多層光学フィルムを組み込み、結像光を高有効解像度（effective resolution）で視聴者又は鑑賞スクリーンへ向かって反射する、偏光ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッタの製造方法、そのようなビームスプリッタを有するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が組み込まれた照射システムが、投射ディスプレイ等の鑑賞スクリーン上に画像を形成するために使用されている。典型的な表示画像は照射源を組み込んでおり、この照射源は、照射源からの光線が、投射される所望の画像を含む画像形成装置（即ち、結像器）で反射するように配置されている。こうしたシステムは、照射源からの光線と投射される画像の光線とが、ＰＢＳと結像器との間の同じ物理的空間を共有するように光線を折曲する。ＰＢＳは、結像器からの、偏光状態が回転した光から、入射する照明光を分離する。ＰＢＳへの新たな需要により、ひとつには３次元投射及び結像等の用途における新規利用により、いくつかの問題が浮上してきている。本出願は、そのような問題に対処する物品を提供する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様において、本明細書は、フラットフィルムの製造方法に関する。本方法は、多層光学フィルムを準備する工程と、一時平面基板を準備する工程と、多層光学フィルムの第１表面を、一時平面基板に着脱自在に取り付ける工程と、永久基板を準備する工程と、多層光学フィルムの第２表面を永久基板に取り付ける工程と、多層光学フィルムを一時平面基板から取り除く工程と、を含む。少なくともいくつかの実施形態において、多層光学フィルムの第１表面を、一時平面基板に着脱自在に取り付ける工程は、副工程として、基板の表面を湿潤剤で湿潤させ、一時平面基板の湿潤面を作製する工程と、多層光学フィルムを一時平面基板の表面に取り付ける工程と、一時平面基板の表面に多層光学フィルムを押し付ける工程と、多層光学フィルム、一時平面基板及び湿潤剤を乾燥させる工程と、を含む。いくつかの実施形態では、湿潤剤を第１平面基板上に噴霧することにより、基板の表面を湿潤させる。多層光学フィルム、平面基板及び溶液を乾燥させることが、多層光学フィルムの表面を一時平面基板に適合させ、部分的には、溶液が縁へとウィッキングされることにより、真空シールがもたらされる。いくつかの実施形態では、永久基板は第１プリズム又はＰＢＳカバーであってよい。そのような実施形態においては、本明細書は、上述した方法により製造されたフィルムの、第１プリズムとは反対の側の表面上に、接着剤を塗布することと、接着剤に対して第２プリズムを取り付ける工程と、を含む、偏光ビームスプリッタの製造方法にも関する。２つのプリズムが取り付けられる場合、その主軸と副軸は整列させてよい。加えて、接着剤は紫外線硬化等の適当な方法で硬化してよい。
【０００５】
別の態様では、本明細書は、光学的に平坦な偏光ビームスプリッタを作製する方法に関する。本方法は、多層光学フィルム反射偏光子（polarizer）を準備する工程と、多層光学フィルムの第１表面に感圧性接着剤層を塗布する工程と、多層光学フィルムとは反対の側で、感圧性接着剤層に対してプリズムを取り付ける工程と、感圧性接着剤、多層光学フィルム及びプリズムに真空を加える工程と、を含む。いくつかの実施形態では、本方法は、第１表面とは反対の側の、多層光学フィルムの第２表面に、接着剤の第２層を塗布することと、接着剤の第２層の、多層光学フィルムとは反対の側に第２プリズムを取り付けることと、を更に含む。この工程が含まれる場合、接着剤の第２層、多層光学フィルム及びプリズムに真空が加えられてもよい。真空が加えられる場合、この構造体を真空槽内に配置することにより実施してもよい。更に、２つのプリズムが取り付けられる場合、その２つのプリズムの主軸と副軸を整列させてよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本明細書による偏光変換システムである。
【図２】本明細書による偏光ビームスプリッタである。
【図３】本明細書による投射サブシステムである。
【図４】ＰＢＳでの使用のための平坦な多層光学フィルムの製造方法を示すフローチャートである。
【図５】多層光学フィルムを用いた偏光ビームスプリッタの作製方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
高性能なＰＢＳは、シリコン基板上に載せた反射型液晶（ＬＣＯＳ）（Liquid Crystal on Silicon）結像器を用いるプロジェクタ用の発展可能な光学エンジンを作製するために必須である。加えて、ＰＢＳは、ＤＬＰ結像器等の名目上は非偏光の結像器に対してでさえ、そのような結像器が偏光を扱うことが要求されるときには、必要とされる場合がある。典型的には、ＰＢＳは、名目上は、ｐ偏光を透過し、かつ、名目上は、ｓ偏光を反射する。マクニール型ＰＢＳ及びワイヤグリッド偏光子を含め、いくつかの異なった種類のＰＢＳが使用されてきた。しかしながら、多層光学フィルムに基づくＰＢＳは、波長域及び入射角にわたって効果的に偏光させる能力を含む、投射システムにおける光の扱いに関連した問題に対して、最も効果的な偏光ビームスプリッタの１つであり、かつ、反射及び透過の両方について高い効率を有することが、わかってきた。このような多層光学フィルムは、Ｊｏｎｚａ  ｅｔ  ａｌ．に対する米国特許第５，８８２，７７４号及びＷｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．に対する米国特許第６，６０９，７９５号に記載されているように、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されている。
【０００８】
例えば、３次元投射及び結像を含む、いくつかの新しい結像及び投射用途の出現と共に、新たな課題が浮上している。具体的には、少なくともいくつかの３次元結像用途において、反射偏光フィルムを透過するときだけでなく、反射偏光フィルムによって反射されるときにも、ＰＢＳが（後に定義されるような）高有効解像度を有する結像光を提供することが要求される場合がある。不幸なことに、多層光学フィルムに基づく偏光子は、他の多くの利点にも関わらず、高解像度で結像光を反射するために必要な平坦度を有するよう処方することが困難な場合がある。むしろ、そのような多層フィルム反射偏光子を結像光を反射するために用いた場合、反射した画像は歪んでしまう場合がある。しかしながら、広範囲な角度及び波長の入射光を効率的に偏光させることに関する懸念にも対処しなければならない。それ故、視聴者又はスクリーンに向かってＰＢＳから反射した結像光に対して、有効解像度を高めることを達成すると同時に、多層光学フィルムを有するＰＢＳの利点を有した偏光ビームスプリッタを提供することが強く望まれている。本明細書では、そのような解決策が提供される。
【０００９】
図１は、本明細書による偏光サブシステムの一例を示す。偏光サブシステムは第１結像器１０２を含む。図１に示されているような、いくつかの実施形態においては、結像器は適切な反射型結像器である。大抵、投射システムで用いられる結像器は、典型的には、偏光を回転させる、液晶表示結像器等の画像形成装置であり、デジタル映像信号に合わせて画像を生成するために、光の偏光を回転させることにより動作する。このような結像器が、投射システムにおいて使用されるときは、典型的には、光を直交偏光状態（例えば、ｓ偏光とｐ偏光）の対へと分離する偏光子に依存している。図１に示されている実施形態で使用される場合がある一般的な２つの結像器としては、シリコン基板上に載せた反射型液晶（ＬＣＯＳ）結像器、又はデジタルライ卜プロセッシング（ＤＬＰ）（digital light processing）結像器が挙げられる。当業者であれば、ＤＬＰシステムにおいて、図１に示すＰＢＳ構成を使用するためには、偏光を回転させる外部手段（位相差板等）、並びに照明形状の多少の変更が必要であることを認識するであろう。この偏光サブシステムは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０４も含む。光源１１０からの光１１２は、ＰＢＳ  １０４へ向かって進む。ＰＢＳ  １０４の内部には反射偏光子１０６がある。反射偏光子は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から入手可能であり、かつ、例えば、それぞれの全体が参照により本明細書に援用される、Ｊｏｎｚａ  ｅｔ  ａｌ．に対する米国特許第５，８８２，７７４号及びＷｅｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．に対する米国特許第６，６０９，７９５号に記載されているもののような、多層光学フィルムであってよい。光１１２がフィルム１０６に入射するとき、入射光のある１つの直交偏光状態（ｐ偏光状態等）がフィルムを透過し、光１２０としてＰＢＳを出てから、次に結像器１０２へ入射する。前記入射光の直交偏光状態（この場合は、ｓ偏光）は、反射偏光子１０６によって、異なった方向（ここでは、ビーム１２０と直角）の分離ビーム１１８として反射される。
【００１０】
所与の偏光状態の未結像光１２０が結像器１０２に入射する。その後、この光は結像され、反射し、ＰＢＳ  １０４及び組み込まれた反射偏光子１０６へ向かって戻る。結像器１０２がＬＣＯＳ結像器であり、かつ、「オン（on）」状態のこれらのピクセルに対するものである場合、光１１４も直交偏光状態へ変換される。この場合、ｐ偏光入射光（まだ結像していない）は、ｓ偏光の結像光として反射される。そのｓ偏光が偏光ビームスプリッタ１０４、及び特に多層光学フィルム反射偏光子１０６に入射したとき、その光は、ｓ偏光のビーム１１６として、視聴者又は鑑賞スクリーン１３０へ向かって反射する。
【００１１】
先行技術のいくつかの実施形態において、結像器は、例えば、ビーム１１８が進む方向に位置してよい。このような実施形態においては、結像光は偏光ビームスプリッタ１０４で反射されるのではなく、偏光ビームスプリッタ１０４を透過するであろう。偏光ビームスプリッタを透過する結像光は、画像の歪みをより小さくできるため、より高い有効解像度を可能とする。しかしながら、後に更に説明するように、いくつかの実施形態においては、結像器１０２を図１で位置しているように備えることが望ましい場合がある。これにより、例えば、異なる偏光の画像を重ねることができる。多層光学フィルムの反射偏光子としての多くの利点にも関わらず、従来は、そのようなフィルムに反射する結像光に対して高有効解像度を達成することは困難であった。
【００１２】
素子により生成される画像又は光の有効解像度は、どのピクセルサイズが信頼性をもって解像され得るかを予測するのに役立つため、便利な定量的測定法である。最新の結像器（ＬＣＯＳ及びＤＬＰ）は約１２．５μｍ〜約５μｍのピクセルサイズを有する。そのため、反射型の結像状況において有用であるためには、リフレクタは少なくとも１２．５μｍ、理想的にはそれ以上にまで解像可能でなければならない。それ故、ＰＢＳの有効解像度は約１２．５μｍ未満、好ましくはより小さくなくてはならない。この場合には、高有効解像度であると言える。
【００１３】
本明細書に記載した手法を使用すれば、実際に、結像光を非常に高い解像度で反射できるＰＢＳ  １０４で使用するための多層光学フィルムを準備することができる。実際、図１を見ると、結像光１１６は、１２マイクロメートル未満の有効ピクセル解像度で、偏光ビームスプリッタ１０４から視聴者又は鑑賞スクリーン１３０へ向かって反射することができる。実際、いくつかの実施形態では、結像光１１６は、１１マイクロメートル未満、１０マイクロメートル未満、９マイクロメートル未満、８マイクロメートル未満、７マイクロメートル未満、又は可能性としては更に、６マイクロメートル未満の有効ピクセル解像度で、偏光ビームスプリッタ１０４から視聴者又は鑑賞スクリーン１３０に向かって反射することができる。
【００１４】
既に述べたように、少なくともいくつかの実施形態において、前記偏光サブシステム１００は第２結像器１０８を備える。一般的に、第２結像器１０８は、第１結像器１０６と同じ種類の結像器（ＬＣＯＳ又はＤＬＰ等）であってよい。ある１つの偏光状態の光（ｓ偏光等）はＰＢＳ  １０４から、特にＰＢＳの反射偏光子１０６から第２結像器へ向かって反射してよい。その後、この光は結像され、反射されてＰＢＳ  １０４へ戻ってよい。この場合も、ｓ偏光未結像光１１８が結像器１０８に入射した場合に、ｐ偏光結像光１２２が結像器１０８からＰＢＳ  １０４へ向かって戻る方へ向きを変えられるよう、第１結像器１０４と同様に、第２結像器１０８から反射した光は偏光変換される。結像器１０２から反射した光１１４は第１偏光状態（例えば、ｓ偏光）にあるため、ＰＢＳ  １０４から視聴者又は鑑賞スクリーン１３０へ向かって反射する一方で、結像器１０８から反射した光（例えば、光１２２）は第２偏光状態（例えば、ｐ偏光）であるため、ＰＢＳ  １０４を透過して視聴者又は鑑賞スクリーン１３０へ向かう。図１からわかるように、ＰＢＳが第１面１２６で第１結像器１０２からの結像光１１４を受け取り、かつ、第１面とは異なる第２面１２４で第２結像器１０８からの結像光１２２を受けるように、２つの結像器はＰＢＳ  １０４の異なる側に位置している。
【００１５】
一旦、結像光１１６、及び場合によっては光１２２が、ＰＢＳ  １０４を出ると、視聴者又は鑑賞スクリーン１３０へ向かって、方向づけられる。光を視聴者へ向かって最良に方向づけるため、かつ、画像を適切にスケーリングするため、光が投射レンズ１２８又は何らかの投射レンズシステムを通り抜けるようにしてもよい。単一要素の投射レンズ１２８を有するように図示されているのみであるが、必要であれば、偏光変換システム１００は更に結像光学系を含んでもよい。例えば、実際、投射レンズ１２８は、本願の権利者が所有し譲渡された米国特許第７，９０１，０８３号のレンズ群２５０のような、複数のレンズであってよい。なお、任意の結像器１０８が使用されない場合には、入力光１１２は光線１２０と同じ偏光状態を有するようにあらかじめ偏光させられる。これは、例えば、入力光の流れ１１２の偏光純度を上げるための偏光変換システム（ＰＣＳ）、付加的な若しくは反射型の若しくは吸収型の直線偏光子又は他のそのような装置の使用により達成できる。このような手法は、システムの全体的な効率性を改善することができる。
【００１６】
ＰＢＳ  １０４は反射偏光子１０６に加えて他の要素を含んでもよい。例えば、図１では、ＰＢＳ  １０４はまた第１カバー１３２及び第２カバー１３４を備える。反射偏光子１０６は、第１カバー１３２と第２カバー１３４との間に位置することで、これらのカバーによって、保護され、かつ、適切に配置される。第１カバー１３２及び第２カバー１３４は、ガラス、プラスチック、又は他の潜在的に適切な材料等、当該技術分野において既知の任意の適切な材料で作製されてよい。更に付加的な材料及び構造体が、例えば、ＰＢＳの表面に、又は反射偏光子と隣接して、かつ実質的に同一の広がりを持って、取り付けられてよいことが理解されるべきである。このような他の材料又は構造体としては、付加的な偏光子、ダイクロイックフィルタ／リフレクタ、位相差板、反射防止コーティング、カバーの表面に成形若しくは接着されたレンズ等を挙げることができる。
【００１７】
結像光が異なる偏光状態である、異なる結像器からの光を発する投射又は偏光サブシステムは、例えば、米国特許第７，６９０，７９６号（Ｂｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）で記載されるような３次元画像プロジェクタの一部として特に有用である。２つの結像器システムに基づくＰＢＳを使用することの明白な利点は、タイムシーケンス処理又は偏光シーケンス処理が必要とされないことである。これは、両方の結像器が常に動作し、プロジェクタの光の出力を効果的に重ね合わせていることを意味する。既に述べたように、偏光子から反射した結像光１１６が歪まず、かつ、高有効解像度を有するように、反射偏光子１０６が平坦であることは非常に重要である。平坦度は標準的な粗さパラメータＲａ（平均からの表面の垂直偏差の絶対値の平均）、Ｒｑ（平均からの表面の垂直偏差の二乗平均平方根）、及びＲｚ（各サンプリング長さにおける最も高い山頂と最も低い谷底との間の平均距離）によって定量化できる。特に、反射偏光子は、好ましくは、表面粗さＲａが４５ｎｍ未満であり、又は表面粗さＲｑが８０ｎｍ未満であり、より好ましくは、表面粗さＲａが４０ｎｍ未満であり、又は表面粗さＲｑが７０ｎｍ未満であり、更により好ましくは、表面粗さＲａが３５ｎｍ未満であり、又は表面粗さＲｑが５５ｎｍ未満である。フィルムの表面粗さ又は平坦度を測定する例示的な一つの方法が、以下の実施例のセクションで提供される。
【００１８】
別の態様では、本明細書は、偏光ビームスプリッタに関する。そのような偏光ビームスプリッタ２００の１つが図２に示されている。偏光ビームスプリッタ２００は、第１カバー２３２と第２カバー２３４との間に位置する、反射偏光子２０６を含む。図１の反射偏光子１０６と同様に、図２の反射偏光子２０６は、上記したもののような多層光学フィルムである。偏光ビームスプリッタ２００は結像光２１６を視聴者又は表面２３０へ反射することができる。視聴者又は表面へ向かって方向づけられる結像光２１６の有効ピクセル解像度は、１２マイクロメートル未満、可能性としては１１マイクロメートル未満、１０マイクロメートル未満、９マイクロメートル未満、８マイクロメートル未満、７マイクロメートル未満、可能性としては更に６マイクロメートル未満である。
【００１９】
図１のカバーと同様に、ＰＢＳ  ２００の第１カバー２３２及び第２カバー２３４は、とりわけガラス又は光学プラスチック等の当該分野において使用される、任意の数の適切な材料で作製されてよい。また、第１カバー２３２及び第２カバー２３４は、いくつかの異なる手段によりそれぞれ反射偏光子２０６へ取り付けられてよい。例えば、一実施形態においては、第１カバー２３２は、感圧性接着剤層２４０を用いて反射偏光子２０６に取り付けられてよい。好適な感圧性接着剤は３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１４１（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）より入手可能）である。同様に、第２カバー２３４は、感圧性接着剤層２４２を用いて反射偏光子に取り付けられてよい。他の実施形態においては、第１カバー及び第２カバーは、層２４０及び層２４２に対して異なる接着剤を用いて反射偏光子２０６に取り付けられてもよい。例えば、層２４０及び層２４２は硬化性光学接着剤で作製されてよい。好適な光学接着剤としては、ＮＯＡ７３、ＮＯＡ７５、ＮＯＡ７６又はＮＯＡ７８等のＮｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｕｒｙ、ＮＪ）により製造された光学接着剤、並びに、それぞれ本明細書に参照により援用される、本願の権利者が所有し譲渡された米国特許出願公開第２００６／０２２１４４７号（ＤｉＺｉｏ  ｅｔ  ａｌ．）、及び本願の権利者が所有し譲渡された米国特許出願公開第２００８／００７９９０３号（ＤｉＺｉｏ  ｅｔ  ａｌ．）に記載された光学接着剤を挙げることができる。また、紫外線硬化性接着剤を使用してもよい。更なる材料及び構造体が、例えば、ＰＢＳの表面に、又は反射偏光子と隣接して、かつ実質的に同一の広がりを持って、取り付けられてよいことが理解されるべきである。このような他の材料又は構造体としては、付加的な偏光子、ダイクロイックフィルタ／リフレクタ、位相差板、反射防止コーティング等が挙げられる。図１で記載したＰＢＳと同様に、図２の反射偏光子２０６は結像光２１６を歪ませることなく最も効率的に反射するために非常に平坦でなくてはならない。反射偏光子は、表面粗さＲａが４５ｎｍ未満、又は表面粗さＲｑが８０ｎｍ未満であってよい。米国特許第７，２３４，８１６（Ｂ２）号（Ｂｒｕｚｚｏｎｅ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているような、感圧性接着剤の典型的な塗布手順では、必要とされる反射偏光子表面の平坦度は達成されない。特定の種類の後処理によって、必要とされる表面の平坦度が達成できることが発見された。
【００２０】
更なる他の態様において、本明細書は投射サブシステムに関する。そのような投射サブシステムの１つが図３に示されている。投射サブシステム３００は光源３１０を含む。光源３１０は、投射システムで一般に使用される、任意の数の適切な光源であってよい。例えば、光源３１０は、赤色、緑色、又は青色光等の特定の色の光を発する、レーザー又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体エミッタであってよい。光源３１０は、発光源から光を吸収し、他の波長（一般的にはより長い波長）で再放出する、蛍光体又は他の光変換材料を含んでもよい。好適な蛍光体としては、ＣｅドープＹＡＧ（Ce-doped YAG）、ストロンチウムチオガレート（strontiumthiogallate）、ドープしたシリカ、及びサイアロン型（SiAlON-type）材料等の周知の無機蛍光体が挙げられる。他の光変換材料としては、ＩＩＩ〜Ｖ及びＩＩ〜ＶＩ族半導体、量子ドット、及び有機蛍光染料が挙げられる。あるいは、光源は、赤色、緑色又は青色ＬＥＤ等の、複数の光源からなっていてもよく、それらのＬＥＤは同時に作動してもよく、又は順に作動してもよい。光源３１０は、レーザー光源でもよく、又は可能性としては従前のＵＨＰランプでもよい。カラーホイール、ダイクロイックフィルタ又はリフレクタ等の補助的な構成要素が、光源３１０を付加的に構成してもよいことが理解されるべきである。
【００２１】
投射サブシステム３００は、更に偏光ビームスプリッタ３０４を含む。偏光ビームスプリッタ３０４は、光源からの光３１２を受けるように位置する。一般的に、この入射光３１２は、部分的には、２つの直交偏光状態（例えば、ｓ偏光部分とｐ偏光部分）からなっている。偏光ビームスプリッタ内には、この場合にもまた、反射偏光子１０６に関して上述したような多層光学フィルムである、反射偏光子３０６がある。光３１２は反射偏光子３０６に入射し、ある第１偏光（例えば、ｐ偏光）の光は光３２０として透過する一方で、直交する第２偏光（例えば、ｓ偏光）の光は光３１８として反射する。
【００２２】
反射偏光子３０６を透過する第１偏光の光３２０は、ＰＢＳ  ３０４に隣接して位置する第１結像器３０２へ向かって進む。光は結像され、第１結像器３０２で反射して、光の偏光が変換されてＰＢＳ  ３０４へ戻る。その後、変換された結像光３１４はＰＢＳ  ３０４で、光３１６として、画像平面３５０へ向かって反射する。光３１６はＰＢＳの反射偏光子３０６から反射し、１２マイクロメートル未満、及び可能性としては１１マイクロメートル未満、１０マイクロメートル未満、９マイクロメートル未満、８マイクロメートル未満、７マイクロメートル未満、又は可能性としては更に６マイクロメートル未満の有効解像度で、画像平面３５０に到達する。典型的には、反射偏光子３０６は表面粗さＲａが４５ｎｍ未満であり、又は表面粗さＲｑが８０ｎｍ未満である。
【００２３】
初めにＰＢＳ  ３０４の反射偏光子で反射した、第２偏光（例えば、ｓ偏光）の光は、光３１８として、第２結像器３０８へ向かって進む。第１結像器３０２と同様に、第２結像器３０８も、ＰＢＳ  ３０４の隣に位置しているが、第２結像器はＰＢＳの異なった側に位置している。入射光３１８は結像され、反射して、ＰＢＳ  ３０４へ向かって戻る。同様に、結像器からの反射の際、この光の偏光は９０度（例えば、ｓ偏光からｐ偏光へ）回転させられる。結像光３２２は、ＰＢＳ  ３０４を透過し、画像平面３５０へ送られる。第１結像器３０２及び第２結像器３０８は、図１の要素１０２及び１０８に関して上述したような、任意の適当な種類の反射型結像器であってよい。
【００２４】
既に述べたように、本明細書において、ＰＢＳから反射した結像光に対して高有効解像度を達成するためには、ＰＢＳの反射偏光子は特に光学的に平坦でなければならない。ここで、本明細書は、多層光学フィルムである、光学的に平坦な反射偏光子の製造方法、及び／又は光学的に平坦な偏光ビームスプリッタの製造方法を提供する。
【００２５】
そのような方法の１つが図４のフローチャートに示されている。この方法は、多層光学フィルム４１０を準備すること、及び平面基板４２０を準備することから開始される。多層光学フィルム４１０は、上述した物品に関して説明した多層光学フィルムと同様のものであってよい。平面基板は、アクリル、ガラス、又は他の適当なプラスチック等の、任意の数の適当な材料であってよい。最も重要なことは、基板４２０は少なくとも偏光ビームスプリッタに必要とされるのと同程度の光学的な平坦度を有していなければならず、かつ、その基板の表面に湿潤溶液を行き渡らせることが可能でなければならない。それ故、他のプラスチック、無機ガラス、セラミック、半導体、金属又はポリマー類が適当な材料となる場合がある。加えて、基板はわずかに可撓性であることが有用である。
【００２６】
次の工程において、平面基板の表面４２５を、多層光学フィルムの第１表面に着脱自在に取り付ける。少なくとも１つの実施形態において、着脱自在な取り付けを形成するために、平面基板の表面４２５若しくは多層光学フィルムの第１表面のどちらか、又はその両方を湿潤剤で湿潤させ、溶液４３０の薄い層にする。好適な湿潤剤は、基材又はフィルムを湿潤させるのに十分に低い表面エネルギー及び室温で蒸発可能な十分に高い蒸気圧を有しているべきである。いくつかの実施形態では、イソプロピルアルコールを湿潤剤として用いる。少なくともいつくかの実施形態において、湿潤剤は少なくとも少量の界面活性剤を含有する（例えば、１容量％未満）水溶液である。界面活性剤は、一般的な市販の工業用湿潤剤、又は更に食器用洗剤等の家庭用の材料でもよい。他の実施形態では、蒸発の際に残渣を残さない、アンモニア、酢、又はアルコール等の化合物の水性混合物であってもよい。湿潤剤は、（例えば、スプレー瓶からの）噴霧等を含む、適当な方法により塗布されてよい。次の工程では、多層光学フィルムは、溶液４３０がフィルムと基板との間に挟み込まれるように、基板４２５の表面に取り付けられる。典型的には、多層光学フィルムの接触表面にも湿潤剤を塗布する。その後、スキージ等の加圧器４３５を、多層光学フィルム４１０上全体で引きずり、光学フィルム４１０を、基板４２０の表面４２５にぴったりと平坦化され、これら２つを分離する溶液４３０の薄く、極めて均一な層のみが残るようにする。少なくともいくつかの実施形態において、初めに、基板４２０に塗布されている表面４４０とは反対の側で、多層光学フィルムに保護層を塗布してよい。ここで、この構造体を、溶液４３０を蒸発させるために放置する。押し付け処理では、少量のみが残るように、残留水を多層光学フィルムの縁を越えて押し出す。次に、多層光学フィルム、平面基板、及び湿潤剤を乾燥させる。時間の経過と共に、層４１０若しくは４２０を通して、又は蒸発の起き得る層４１０の縁への、層４１０と４２０との間の空間に沿ったウィッキングによってか、のどちらかで、湿潤溶液の揮発成分の全てが蒸発する。このプロセスが起きるにつれ、多層光学フィルム４１０は、層４１０が表面４２５にぴったりと適合するまで、基板４２０のより近くへと引っ張られていく。図４の次の工程にその結果が示されている。乾燥によりフィルム４１０が基板４２０にぴったりと引っ張られ、多層光学フィルムの底面４４０が効果的に平坦化されている。一旦この平坦度が達成されると、多層光学フィルム４１０は安定して平坦なまま残るが、基板に着脱自在に取り付けられる。ここで、フィルム４１０の露出面に、永久基板を付着させてもよい。
【００２７】
図５は、偏光ビームスプリッタの最終的な構造体の提供において行われる場合がある更なる工程を示す。例えば、接着剤５５０を、フィルム４１０の平坦化した表面４５０に塗布してもよい。接着剤は、ＰＢＳの光学的又は機械的性能に悪影響を及ぼさない任意の適当な接着剤であってよい。いくつかの実施形態では、接着剤は、Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ  Ｉｎｃ．（Ｃｒａｎｂｕｒｙ、ＮＪ）製のＮＯＡ７３、ＮＯＡ７５、ＮＯＡ７６又はＮＯＡ７８等の硬化性光学接着剤であってよい。他の実施形態においては、光学エポキシを使用してもよい。いくつかの実施形態では、接着剤は感圧性接着剤であってよい。次に、永久第２基板を準備することができる。１実施形態において、永久第２基板はプリズムであってよい。図５に示されているように、プリズム５６０は接着剤５５０に対して取り付けられ、この構造体は、必要に応じて、硬化される。ここで、フィルム４１０は、基板４２０から取り除かれてよい。少なくとも１つの実施形態において、フィルム４１０は、典型的には、基板４２０をわずかに曲げて、フィルム４１０を基板４２０から解放させることによって、基板４２０から剥がし取られる。紫外線接着剤又はエポキシ等の硬化接着剤に対しては、新たに露出したフィルム４４０の底面は、基板４２０の平坦度を保持する。感圧性接着剤に対しては、フィルム４４０の底面は、基板４２０の平坦度を保持するか、又は平坦度を維持するために更なる処理を必要とする場合がある。一旦、フラットフィルムの表面４４０が出来上がると、接着剤の第２層５７０をフィルム４４０の底面に取り付け、第２プリズム又は他の永久基板５８０を接着剤へ取り付けてよい。必要であれば、再び構造体を硬化させ、偏光ビームスプリッタが完成する。
【００２８】
光学的に平坦な偏光ビームスプリッタを製造する他の方法として、特に感圧性接着剤の使用が挙げられる。適当な手法により、多層光学フィルムをプリズムの平坦面にぴったりと適合させることができる。次の工程を含むことができる。初めに、多層光学フィルムが準備される。多層光学フィルムは反射偏光子として機能する。この多層光学フィルムは、表面４４０が、図４に示される工程を経て、既に実質的に平坦化されていなくてもよいという点を除いて、図５の反射偏光子光学フィルム４１０と同様であってよい。感圧性接着剤の層（ここでは、接着剤層５５０に対応する）は、多層光学フィルムの第１表面４４０へ塗布されてよい。次に、多層光学フィルム４１０とは反対の側で、プリズム５６０を感圧性接着剤層接着剤層に対して取り付けてよい。この方法は、接着剤の第２層（例えば、層５７０）を、第１表面４４０とは反対の側である、フィルムの第２表面５７５に塗布することを含んでもよい。その後、層５７０の、フィルム４１０とは反対の側に第２プリズム５８０を取り付けてよい。本発明の方法は、ＰＢＳからの結像された反射の解像度が向上するように、更に反射偏光子／プリズム接合面の平坦度を向上させる、この方法の改良版を提供する。感圧性接着剤５５０をプリズム５６０と多層光学フィルム４１０との間に塗布した後、その構造体に真空を加える。これは、例えば、この構造体を、従来の真空ポンプを備えた真空槽の中に配置することによって実施することができる。真空槽を所与の圧力まで減圧し、試料を所与の時間（例えば５〜２０分）、その圧力下で保持してよい。真空槽に空気が再導入されたとき、空気圧によりプリズム５６０と多層光学フィルム４１０は共に押し合わせられる。第２接着剤層及び第２プリズムがまた取り付けられた場合は、任意で、槽において真空を加える処理を、（例えば、層５７０における）第２接合面に対して繰り返してもよい。プリズム／ＭＯＦ組立体に対して真空を加えることにより、結像光がＰＢＳから反射するときに、高い有効解像度を提供するＰＢＳがもたらされる。真空処理の代わりに、又は真空処理と共に、熱／圧力処理が使用されてもよい。処理は、２回以上行うことが有利である場合がある。
【実施例】
【００２９】
材料及びその供給元の次の一覧は、実施例全体にわたって言及されている。他に指定がない場合、材料は、Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）から入手可能である。多層光学フィルム（ＭＯＦ）は、概して、例えば、米国特許第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，８２７，８８６号（Ｎｅａｖｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許出願公開第２００６／００８４７８０号（Ｈｅｂｒｉｎｋ  ｅｔ  ａｌ．）、同第２００６／０２２６５６１号（Ｍｅｒｒｉｌｌ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に記載される方法に従って調製された。
【００３０】
粗さ測定法
粘土上にプリズムを配置し、プランジャレベラ（plunger leveler）を用いて水平にした。Ｗｙｋｏ（登録商標）９８００光学干渉計（Ｖｅｅｃｏ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．（Ｔｕｃｓｏｎ、ＡＺ）から入手可能）を用いて、１０ｘの対物レンズ及び０．５ｘの視野レンズを用い、表面微細構成マップ（Topographic maps）を測定した。また、以下の設定を用いた、ＶＳＩ検出、個々のマップを６行５列にステッチングした４ｍｍ×４ｍｍのスキャン領域、１．８２μｍのサンプリングで２１９６×２１９６ピクセル、傾き及び球面補正を使用、後方スキャン長は３０〜６０マイクロメートル、前方スキャン長は６０〜１００、変調検出閾値２％。オートスキャン検出は、９５％において１０μｍのポストスキャン長（post scan length）（この短いポストスキャン長によりデータ収集で表面下の反射を回避した）で、可能とされた。
【００３１】
各プリズムの斜辺面の中心領域において、４ｍｍ×４ｍｍの領域を測定した。具体的には、各領域の表面微細構成を測定して、プロットし、粗さパラメータＲａ、Ｒｑ及びＲｚを計算した。プリズム毎に１つの測定領域を得た。各場合において、３つのプリズム試料を測定し、粗さパラメータの平均及び標準偏差を決定した。
【００３２】
実施例１：湿潤適用方法
反射偏光多層光学フィルム（ＭＯＦ）を、次の方法で、光学的に平坦な基板に着脱自在に配置した。初めに、水中におよそ０．５％の中性食器用洗剤を含む湿潤溶液をスプレー瓶に入れた。およそ６ｍｍの高光沢アクリルのシートを得、クリーンフード内で一方の側から保護層を取り除いた。表面全体が湿潤するように、露出したアクリル表面を湿潤溶液で噴霧した。別途、ＭＯＦ片を得、そのスキン層の一方をクリーンフード内で取り除いた。ＭＯＦの露出面を湿潤溶液で噴霧し、ＭＯＦの露出面をアクリルシートの湿潤面に接触させた。ＭＯＦへの損傷を防ぐために、重剥離ライナーをＭＯＦの表面に取り付け、３Ｍ（商標）ＰＡ−１アプリケータ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から入手可能）を用いて、アクリルの表面にＭＯＦを押し付けた。これにより、ほとんどの湿潤溶液が、２つの湿潤面の間から排出された。この後、第２スキン層をＭＯＦから取り除いた。取り付け済みＭＯＦの検査により、ＭＯＦの表面はアクリルの表面よりも凹凸が激しいことが示された。２４時間後に再度検査を行った際、ＭＯＦ表面の平坦度はアクリルシートと同程度であることが観察された。この観察された経時的な平坦化は、残留湿潤溶液が２つの表面の間から蒸発して、ＭＯＦをアクリルの表面にぴったりと適合させることができることと一貫性がある。ＭＯＦは、ぴったりとかつ安定してアクリルの表面に適合しているにも関わらず、アクリルの表面からＭＯＦを剥がすことで、このＭＯＦを簡単に取り除くことができた。
【００３３】
結像ＰＢＳは、Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ７３（Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ（Ｃｒａｎｂｕｒｙ、ＮＪ）から入手可能）を少量、ＭＯＦの表面上に塗布することによって用意された。１０ｍｍ、４５°斜辺のＢＫ７研磨済みガラス製プリズムを、接着剤に気泡が入り込まないように、ゆっくりと接着剤に接触するように配置した。接着剤の量は、プリズムを接着剤上に配置するときに、プリズムの縁まで流れ出るのに十分ではあるが、プリズムの周囲を越えて接着剤が大量にあふれ出るほどには多くない程度の接着剤が存在するように選択された。結果として、プリズムはＭＯＦの表面に対して実質的に平行となり、かつ、ほぼ均一な厚さの接着剤層によって分離された。
【００３４】
紫外線硬化ランプを使用し、プリズムを通して、接着剤層を硬化させた。硬化後、プリズムより大きく、かつ、プリズムを有したＭＯＦの切片をアクリル基板から剥がし取った。アクリル板を曲げることにより、堅いプリズムとＭＯＦの複合体をアクリル板からより容易に分離でき、取り除きやすくなった。プリズム／ＭＯＦ複合体の検査により、アクリル板から取り除かれたにも関わらず、ＭＯＦは平坦度を維持していることが示された。
【００３５】
その後、「粗さ測定法」で記載したように、ＭＯＦの粗さパラメータが測定された。次の表に報告する。
【００３６】
【表１】
2014534480.tif 000003
【００３７】
少量のＮｏｒｌａｎｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ａｄｈｅｓｉｖｅをプリズム／ＭＯＦ複合体のＭＯＦ表面に塗布した。第２の１０ｍｍ、４５°のプリズムを作製し、その斜辺を接着剤に接触するように配置した。第２プリズムを、その主軸と副軸が第１プリズムの主軸と副軸と実質的に平行になるように、整列させ、２つの斜辺面は実質的に同一の広がりを持っていた。紫外線硬化ランプを用いて、第２の４５°プリズムがプリズム／ＭＯＦ複合体に接着されるように、接着剤層を硬化させた。得られた構成は偏光ビームスプリッタであった。
【００３８】
実施例２：熱及び圧力を用いたＰＳＡ法
３Ｍ（商標）Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  ８１４１（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から入手可能）の試料を採取し、ロールラミネート処理を用いて反射偏光ＭＯＦに積層することにより、接着剤構造体を形成した。この接着剤構造体の１片を、実施例１で使用したものと同様のガラス製プリズムの斜辺に付着させた。得られたＭＯＦ／プリズム複合体をオートクレーブ炉内に配置し、６０℃、５５０ｋＰａ（８０ｐｓｉ）で２時間処理した。試料を取り除き、少量の熱硬化性光学エポキシをＭＯＦ／プリズム複合体のＭＯＦ表面に塗布した。実施例１と同様に、プリズムを整列させた。その後、試料を炉に戻し、再び６０℃、５５０ｋＰａ（８０ｐｓｉ）で、今度は２４時間処理した。得られた構成は偏光ビームスプリッタであった。
【００３９】
実施例２Ａ：熱及び圧力を用いたＰＳＡ法により得られた粗さ
実施例２の方法を用いて作製されたＭＯＦの粗さを、次のように判定した。１７ｍｍ×１７ｍｍのＭＯＦ片を、１７ｍｍの幅を有するガラス製の立方体に、ハンドローラーを用いて積層した。このガラス製の立方体は約０．２５λの平坦度（λ＝６３２．８０ｎｍ（光の基準波長））を有していた。ロールラミネート済みＭＯＦを、６０℃、５５０ｋＰａ（８０ｐｓｉ）で２時間オートクレーブ炉でアニールした。Ｚｙｇｏ干渉計（Ｚｙｇｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｄｌｅｆｉｅｌｄ、ＣＴ）から入手可能）を用い、λ＝６３２．８０ｎｍの波長を有する光を用いて、ロールラミネート済みＭＯＦの平坦度を測定した。Ｚｙｇｏ干渉計により、ＰＶ粗さ（peak to valley roughness）が報告された（傾き補正は使用されたが、球面補正は適用されていない）。１７ｍｍ×１７ｍｍ領域にわたって計測したＰＶ粗さは、１．４７５λ、又は約９３３ｎｍと判定された。
【００４０】
実施例３：真空を用いたＰＳＡ法
実施例２の接着剤構造体片を、実施例２と同様の方法で、ガラス製プリズムに付着させた。得られたプリズム／ＭＯＦ複合体を、従来の真空ポンプを備えた真空槽の中に配置した。前記槽を約７１ｃｍ（２８インチ）Ｈｇまで減圧し、試料を約１５分間真空下で保持した。
【００４１】
試料を真空槽から取り出し、「粗さ測定法」で記載したように、ＭＯＦの粗さパラメータが測定された。測定値を次の表に報告する。
【００４２】
【表２】
2014534480.tif 000004
【００４３】
実施例１の手法及び紫外線光学接着剤を用いて、第２プリズムをプリズム／ＭＯＦ複合体に取り付けた。得られた構成は偏光ビームスプリッタであった。
【００４４】
比較例Ｃ−１
米国特許第７，２３４，８１６号（Ｂｒｕｚｚｏｎｅ  ｅｔ  ａｌ．）に従い、偏光ビームスプリッタの構成を作製した。実施例２の接着剤構造体片を、ガラス製プリズムに、ハンドローラーを用いて付着させることにより、ＭＯＦ／プリズム複合体を形成した。
【００４５】
その後、「粗さ測定法」で記載したように、ＭＯＦの粗さパラメータが測定された。次の表に報告する。
【００４６】
【表３】
2014534480.tif 000005
【００４７】
実施例１の手法及び紫外線光学接着剤を用いて、第２プリズムをプリズム／ＭＯＦ複合体に取り付けた。得られた構成は偏光ビームスプリッタであった。
【００４８】
性能評価
実施例１、２、３及び比較例Ｃ−１の偏光ビームスプリッタに対し、解像度試験用プロジェクタを用いて、画像の反射能力を評価した。試験用プロジェクタに対して、発揮し得る最良の性能を確認するために、他の実施例で用いられた４５°プリズムのうちの１つからなり、かつ内部全反射（ＴＩＲ）リフレクタとして動作する基準リフレクタを使用した。
【００４９】
２４倍に縮小した試験対象に、アーク灯光源により背後から照光した。試験対象の前面に、これまでの実施例で用いられたものと同一の４５°プリズム（ここでは、照光プリズムと呼ぶ）が取り付けられた。光源から試験対象を通って水平に進む、試験対象からの光は、照光プリズムの一面に入り、（ＴＩＲを介して）斜辺から反射し、プリズムの第２面から出る。プリズムの第２面は、出射光が垂直に方向づけられるように、配向された。基準プリズム、並びに実施例からの種々のＰＢＳが、照光プリズムの第２面上に配置された。基準プリズムの斜辺、並びにＰＢＳ内の反射表面（ＭＯＦ）は、ＭＯＦ又は基準プリズムの斜辺から反射する光が、前方にかつ水平に方向づけられるように配向される。３Ｍ（商標）ＳＣＰ  ７１２デジタルプロジェクタ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ、ＭＮ）から入手可能）から得られた、Ｆ／２．４の投射レンズをＰＢＳ又は基準プリズムの出射面に配置し、試験対象に焦点を戻し、一種の「潜望鏡」配置を形成する。
【００５０】
その後、この光学システムを用い、反射モードで動作させながら、それぞれ異なるＰＢＳの、試験対象を解像する能力を評価した。前記システムにおいては、試験対象のおよそ５ｍｍ×５ｍｍ部分が、対角線約１５０ｃｍ（６０インチ）で投射された。試験対象のこの領域内には、複数の解像度の画像の繰り返しがあった。試験対象の別々の５つの同一反復が、投射された画像の異なった位置（左上、左下、中央、右上及び右下）で評価された。それぞれの試験対象が、明瞭に解像されるもっとも高い解像度を判定するために評価された。手順によると、最大解像度、並びにそのレベル未満の全ての解像度が解像されることが要求された。（わずかに異なる位置にある）より高い解像度が解像されたにも関わらず、局所的な歪みにより、より低い解像度が解像されない場合があった。このように選択した理由は、ＰＢＳが反射モードで有効に機能するためには、小さな領域だけではなく、全範囲が解像されなければならないからである。
【００５１】
各実施例の複数の試料について、試験が行われた。一度、各ＰＢＳの各位置に対して最大解像度が確認されると、平均及び標準偏差が各種のプリズム（即ち、実施例１〜３、比較例Ｃ−１及び基準プリズム）毎に計算された。「有効解像度」は、平均から標準偏差の２倍を引いたものとして定義された。このメトリックは「ラインペア／ｍｍ」（ｌｐ／ｍｍ）のデータから決定されてから、ｌｐ／ｍｍで表された有効解像度の逆数の１／２として決定された、解像可能な最小ピクセルサイズによって表わされた。この定義は、この解像度が、領域全体における最小の解像度とせいぜい同程度であるという事実によるものである。有効解像度は、特定のＰＢＳセットが信頼性をもって（画像の９５％にわたって）解像することを期待できる最大の解像度を表す。
【００５２】
表１は、本開示内の様々な実施例の測定結果を示し、表２は得られた有効解像度を示す。理解できるように、基準試料は５μｍのピクセルを解像できる。実施例１のＰＢＳも、５μｍに非常に近いピクセルを解像できる。実施例２は、少なくとも１２μｍまで解像でき、実施例３のＰＢＳは、７μｍまで解像できる。これら全ての構造体は、少なくともいくつかの反射式結像用途に十分であろう。一方で、比較例Ｃ−１のＰＢＳは、約１８マイクロメートルのピクセルを解像するにとどまり、反射式結像構造体として手堅い選択とはなりにくいであろう。
【００５３】
【表４】
2014534480.tif 000006
【００５４】
【表５】
2014534480.tif 000007
【００５５】
本発明は、上記の特定の実施例及び実施形態に限定されるものとみなされるべきではなく、そのような実施形態は、本発明の様々な態様の説明を容易にするように詳細に記載されている。むしろ本発明は、添付される特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨及び範囲内に含まれる様々な改変形態、等価の工程、及び選択的装置を含む、本発明の全ての態様を包含するものと理解されたい。
【図１】
2014534480.tif 000008
【図２】
2014534480.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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