(57)【要約】  反射型偏光子フィルムなどの光学フィルム、及び光学フィルムを含む光学システムについて記載されている。光学システムは、少なくとも１つの湾曲した主表面を有する１つ以上の光学レンズと、部分反射体と、反射型偏光子と、を含む。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、反射型偏光子は、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、第２の偏光状態の平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である。
2021531497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学システムであって、
少なくとも１つの湾曲した主表面を有する１つ以上の光学レンズと、
部分反射体と、
反射型偏光子と、を備え、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、
前記部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、
前記反射型偏光子は、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、前記第２の偏光状態の平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である、
光学システム。
【請求項２】
前記反射型偏光子は、主に光干渉によって光を反射及び透過する複数の干渉層を含み、前記所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、前記複数の干渉層は、５０％〜９５％の範囲内の前記第１の偏光状態の平均光反射率と、少なくとも８０％の前記第２の偏光状態の平均光透過率と、１％以下の前記第２の偏光状態の平均光反射率と、を有する、請求項１に記載の光学システム。
【請求項３】
前記所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、前記反射型偏光子は、約１０％未満の平均光透過率Ｔｓを有する、請求項１又は２に記載の光学システム。
【請求項４】
前記光学システムの出射面に近接して位置する観察者に画像を表示するように構成されており、１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を含むオブジェクトから前記光学システムに入射し、かつ光の出射円錐として前記出射面を通って前記光学システムを出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、前記光の出射円錐が前記出射面に近接して結像されるときに、前記画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有し、Ｉｂは、前記明るい領域の中央９０％の平均輝度であり、Ｉｄは、前記暗い領域の中央９０％の平均輝度であり、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項５】
前記反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、前記第２のポリマー層の最大屈折率は、前記第１のポリマー層の最大屈折率よりも大きく、前記第２のポリマー層の前記最大屈折率と前記第１のポリマー層の最小屈折率との差は、約０．３未満である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項６】
前記反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、
各第１及び第２のポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、
前記第１の層は、前記第１の偏光状態に沿った屈折率ｎ１ｘと、前記第２の偏光状態に沿った屈折率ｎ１ｙと、前記第１及び第２の偏光状態に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、
前記第２の層は、前記第１の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｘと、前記第２の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｙと、前記ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、
ｎ１ｘとｎ１ｙとｎ１ｚとの間の最大差は、約０．００２未満であり、
ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２よりも大きい、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項７】
光学システムであって、
１つ以上の光学レンズと、
前記１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面上に配置され、前記１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面に適合する部分反射体と、
前記１つ以上の光学レンズの主表面上に配置され、前記１つ以上の光学レンズの主表面に適合し、かつ複数のポリマー層を含む反射型偏光子であって、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、
前記部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、
前記複数のポリマー層は、５０％≦Ｒｓ≦９５％である、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、Ｔｐ≧８０％である、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、を有する、反射型偏光子と、
出射面であって、前記光学システムは、前記出射面に近接して位置する観察者に画像を表示するように構成されている、出射面と、を備え、
１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を含むオブジェクトから前記光学システムに入射し、かつ光の出射円錐として前記出射面を通って前記光学システムを出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、前記光の出射円錐が前記出射面に近接して結像されるときに、前記画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有し、Ｉｂは、前記明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、前記暗い領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０である、
光学システム。
【請求項８】
前記明るい領域の各中央５０％領域は、前記明るい領域の面積の約５０％の面積を有する明るい領域の内部領域であり、前記暗い領域の各中央５０％領域は、前記暗い領域の面積の約５０％の面積を有する暗い領域の内部領域である、請求項７に記載の光学システム。
【請求項９】
前記光の入射円錐は、少なくとも５２０ｎｍ〜５７０ｎｍの波長を含み、Ｉｂ／Ｉｄ≧７２である、請求項７又は８に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記複数のポリマー層は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、
前記第１の層は、前記第１の偏光状態に沿った屈折率ｎ１ｘと、前記第２の偏光状態に沿った屈折率ｎ１ｙと、前記第１及び第２の偏光状態に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、
前記第２の層は、前記第１の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｘと、前記第２の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｙと、前記ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、
ｎ１ｘとｎ１ｙとｎ１ｚとの間の最大差は、約０．００２未満であり、
ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２よりも大きい、
請求項７〜９のいずれか一項に記載の光学システム。
【請求項１１】
２００〜５００の数の複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含む光学フィルムであって、
各第１及び第２のポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、
前記第１の層は、前記光学フィルムの平面内の第１の軸に沿った屈折率ｎ１ｘと、前記光学フィルムの前記平面内の直交する第２の軸に沿った屈折率ｎ１ｙと、前記第１及び第２の軸に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、
前記第２の層は、前記第１の軸に沿った屈折率ｎ２ｘと、前記第２の軸に沿った屈折率ｎ２ｙと、前記ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、
ｎ１ｘとｎ１ｙとｎ１ｚとの間の最大差は、約０．００２未満であり、
ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２よりも大きく、
前記所定の波長範囲内の前記少なくとも１つの波長を有する実質的に垂直に入射する光に対して、前記複数の交互の第１及び第２のポリマー層は、前記第１の軸に沿った第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、前記第２の軸に沿った第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐ及び平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦０．２５％、及び８０％≦Ｒｓ≦９５％である、
光学フィルム。
【請求項１２】
前記所定の波長範囲内の前記少なくとも１つの波長について、ｎ２ｙとｎ２ｚとの差は、約０．００２よりも大きく、かつ約０．００８未満である、請求項１１に記載の光学フィルム。
【請求項１３】
前記所定の波長範囲内の前記少なくとも１つの波長について、ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２２〜約０．２８の範囲内である、請求項１１又は１２に記載の光学フィルム。
【請求項１４】
光学システムであって、
１つ以上の光学レンズと、
前記１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面上に配置され、前記１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面に適合する部分反射体と、
前記１つ以上の光学レンズの主表面上に配置され、前記１つ以上の光学レンズの主表面に適合し、かつ複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含む反射型偏光子であって、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、
前記部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、
前記第２のポリマー層の最大屈折率は、前記第１のポリマー層の最大屈折率よりも大きく、前記第２のポリマー層の前記最大屈折率と前記第１のポリマー層の最小屈折率との差は、約０．３未満である、反射型偏光子と、
出射面であって、前記光学システムは、前記出射面に近接して位置する観察者に画像を表示するように構成されている、出射面と、を備え、
１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を含むオブジェクトから前記光学システムに入射し、かつ光の出射円錐として前記出射面を通って前記光学システムを出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、前記光の出射円錐が前記出射面に近接して結像されるときに、前記画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有し、Ｉｂは、前記明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、前記暗い領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０である、
光学システム。
【請求項１５】
前記第２のポリマー層の前記最大屈折率と前記第１のポリマー層の前記最小屈折率との前記差は、約０．２８未満である、請求項１４に記載の光学システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ヘッドマウント式ディスプレイ内で光学システムを使用することにより、例えば、観察者に画像を提供することができる。光学システムは、反射型偏光子フィルムなどの光学フィルムを含むことができる。
【発明の概要】
【０００２】
本明細書のいくつかの態様において、少なくとも１つの湾曲した主表面を有する１つ以上の光学レンズと、部分反射体と、反射型偏光子と、を含む光学システムを提供する。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、反射型偏光子は、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、第２の偏光状態の平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である。
【０００３】
本明細書のいくつかの態様において、１つ以上の光学レンズと、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面に適合する、部分反射体と、１つ以上の光学レンズの主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの主表面に適合し、かつ複数のポリマー層とを含む反射型偏光子であって、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する、反射型偏光子と、出射面と、を含む光学システムを提供する。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、複数のポリマー層は、５０％≦Ｒｓ≦９５％である、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、Ｔｐ≧８０％である、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、有する。光学システムは、出射面に近接して位置する観察者に画像を表示するように構成されている。１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を有するオブジェクトから光学システムに入射し、かつ光の出射円錐として出射面を通って光学システムを出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、光の出射円錐が出射面に近接して結像されるときに、画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有する。Ｉｂは、明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、暗い領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０である。
【０００４】
本明細書のいくつかの態様において、２００〜５００の数の複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含む光学フィルムを提供する。各第１及び第２のポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、第１の層は、光学フィルムの平面内の第１の軸に沿った屈折率ｎ１ｘと、光学フィルムの平面内の直交する第２の軸に沿った屈折率ｎ１ｙと、第１及び第２の軸に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、第２の層は、第１の軸に沿った屈折率ｎ２ｘと、第２の軸に沿った屈折率ｎ２ｙと、ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有する。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、ｎ１ｘとｎ１ｙとｎ１ｚとの間の最大差は、約０．００２未満であり、ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２よりも大きい。所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長を有する実質的に垂直に入射する光に対して、複数の交互の第１及び第２のポリマー層は、第１の軸に沿った第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、第２の軸に沿った第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐ及び平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦０．２５％、及び８０％≦Ｒｓ≦９５％である。
【０００５】
本明細書のいくつかの態様において、１つ以上の光学レンズと、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面に適合する、部分反射体と、１つ以上の光学レンズの主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの主表面に適合する、反射型偏光子と、出射面と、を含む光学システムを提供する。反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、第２のポリマー層の最大屈折率は、第１のポリマー層の最大屈折率よりも大きく、第２のポリマー層の最大屈折率と第１のポリマー層の最小屈折率との差は、約０．３未満である。光学システムは、出射面に近接して位置する観察者に画像を表示するように構成されている。１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を含むオブジェクトから光学システムに入射し、かつ光の出射円錐として出射面を通って光学システムを出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、光の出射円錐が出射面に近接して結像されるときに、画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有する。Ｉｂは、明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、暗い領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】光学システムの概略断面図である。
【図２】光学システムの概略断面図である。
【図３】第１の光学レンズと第２の光学レンズとを含む光学システムの概略断面図である。
【図４】ディスプレイパネルから観察者に画像を表示するように構成された光学システムの概略断面図である。
【図５Ａ】ディスプレイパネル上に表示することができるオブジェクトの概略図である。
【図５Ｂ】図５Ａのオブジェクトから形成された画像の概略図である。
【図６】ディスプレイパネルに面する部分反射体を含む光学システムの概略断面図である。
【図７】ディスプレイパネルに面する反射型偏光子を含む光学システムの概略断面図である。
【図８】波長の関数としての、光学フィルムの透過率、又は光学フィルム内に含まれる複数のポリマー層の透過率の概略プロットである。
【図９】波長の関数としての、光学フィルムの反射率、又は光学フィルム内に含まれる複数のポリマー層の反射率の概略プロットである。
【図１０Ａ】光学フィルムの概略斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ａの光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図１１Ａ】リターダンス対波長の概略プロットである。
【図１１Ｂ】リターダンス対波長の概略プロットである。
【図１２】ヘッドセットの概略上面図である。
【図１３】ブロック状態及び通過状態の波長に関する反射型偏光子を通る透過率のプロットである。
【図１４】ブロック状態及び通過状態の波長に関する反射型偏光子からの反射率のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下の説明では、本明細書の一部を構成し、様々な実施形態が実例として示される、添付図面が参照される。図面は、必ずしも一定の比率の縮尺ではない。本明細書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、実施可能である点を理解されたい。したがって、以下の発明を実施するための形態は、限定的な意味では解釈されないものとする。
【０００８】
例えば、米国特許第９，５５７，５６８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されているものなどの折り返された光学システム（optics system）は、反射型偏光子及び部分反射体を利用して、折り返された光路を提供する。ヘッドマウント式ディスプレイ内でこのような光学システムを使用することにより、例えば、観察者に、例えば、高い視野を提供することができる。このような光学システム内の反射型偏光子は、典型的には、高い効率を提供するために、ブロック状態において高い反射（例えば、９７％よりも大きいブロック状態における反射率（Ｒｓ））、及び通過状態において高い透過を提供するように選択されている。米国特許第９，５５７，５６８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されているように、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＡＰＦなどの一軸配向反射型偏光子は、折り返された光学システムで使用される場合、利点を提供する。２７５個の干渉層の単一パケットを有するＡＰＦフィルムは、約９８％の内部平均ブロック状態反射率Ｒｓ及び約２％の浸漬平均通過状態反射率Ｒｐを有した。本明細書によれば、実質的により低い通過状態反射率（例えば、通過状態反射率Ｒｐが１％以下、又は０．６％以下）を有する反射型偏光子は、低い通過状態反射率を提供するために、ブロック状態の反射率を犠牲にした場合（例えば、９５％以下のＲｓ）であっても、従来の反射型偏光子を使用する場合よりも高いコントラストを提供することが見出された。通過状態における反射型偏光子からの反射は、反射された通過状態光の光学システムにおける複数の後続の反射により、コントラストを低下させることが見出された。
【０００９】
所望の低Ｒｐを得るために、典型的にはＲｓが低減されることが見出された。例えば、いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、高屈折率ポリマー層と低屈折率ポリマー層との交互の層を含む多層光学フィルムである。このような反射型偏光子における層の数を減少させること、又は高屈折率層と低屈折率層との屈折率の差を減少させることにより、Ｒｐを（例えば、通過方向に沿った屈折率の不整合からの反射の減少により）減少させることができるが、Ｒｓもまた減少させることができる。別の例として、いくつかの実施形態では、反射型偏光子はワイヤグリッド偏光子である。ワイヤ密度を減少させることにより、Ｒｐを減少させることができるが、Ｒｓもまた減少させることができる。
【００１０】
図１は、少なくとも１つの湾曲した主表面１１２を有する１つ以上の光学レンズ１１０と、部分反射体１２０と、反射型偏光子１３０と、を含む光学システム１００の概略断面図である。光学システム１００は、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光１４０に対して、部分反射体１２０が、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、反射型偏光子１３０が、第１の偏光状態１４２の平均光反射率Ｒｓと、直交する第２の偏光状態１４４の平均光透過率Ｔｐと、第２の偏光状態１４４の平均光反射率Ｒｐと、を有するように構成されている。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８５％、又はＴｐ≧９０％である。いくつかの実施形態では、Ｒｐ≦０．８％、又はＲｐ≦０．６％、又はＲｐ≦０．４％、又はＲｐ≦０．２５％、又はＲｐ≦０．２％である。いくつかの実施形態では、８０％≦Ｒｓ≦９５％、又は８５％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光１４０に対して、反射型偏光子は、約１０％未満又は約５％未満の第１の偏光状態１４２の平均光透過率Ｔｓを有する。Ｔｐ、Ｔｓ、Ｒｐ、及びＲｓは、所定の波長範囲にわたる対応する透過率又は反射率の非加重平均を指す。場合によっては、対応する明所視平均透過率又は明所視平均反射率Ｔｐｐｈ、Ｔｓｐｈ、Ｒｐｐｈ、及びＲｓｐｈを、それぞれ指定することができる。Ｔｐｐｈ、Ｔｓｐｈ、Ｒｐｐｈ、及びＲｓｐｈは、Ｔｐ、Ｔｓ、Ｒｐ、及びＲｓに関して記載されるそれぞれの範囲のうちのいずれか内であってもよい。Ｔｐｐｈ、Ｔｓｐｈ、Ｒｐｐｈ、及びＲｓｐｈの決定に使用される明所視的な重み付けは、ＣＩＥ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ）１９３１  ２°Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｏｂｓｅｒｖｅｒによって定義さえ、Ｔｐｐｈ、Ｔｓｐｈ、Ｒｐｐｈ、及びＲｓｐｈを求める際に使用される光源は、ＣＩＥ  Ｉｌｌｕｍｉｎａｎｔ  Ｃであり得る。
【００１１】
所定の波長範囲は、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる。少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる波長範囲にわたる平均反射率及び平均透過率が、反射型偏光子を特徴付けるのに有用であることが見出された。所定の波長範囲は、４５０ｎｍよりも小さい波長及び／又は６００ｎｍよりも大きい波長までわたってもよい。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲は、少なくとも約４００ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる、又は少なくとも約４５０ｎｍ〜約６５０ｎｍにわたる、又は少なくとも約４５０ｎｍ〜約７００ｎｍにわたる、又は少なくとも約４００ｎｍ〜約７００ｎｍにわたる。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲は、約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍ、又は約４５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ、又は約４５０ｎｍ〜約７００ｎｍ、又は約４００ｎｍ〜約７００ｎｍである。
【００１２】
図示の実施形態では、部分反射体１２０は、１つ以上の光学レンズ１１０の湾曲した主表面１１２上に配置され、主表面１１２に適合する。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１３０は、１つ以上の光学レンズ１１０の主表面上に配置され、主表面１１２に適合する。例えば、反射型偏光子１３０は、１つ以上の光学レンズ１１０の主表面１１４上に（例えば、直接、あるいは１つ以上の光学層及び／又は１つ以上の接着剤層を介して間接的に）配置されてもよく、この１つ以上の光学レンズ１１０の主表面１１４は、図示されるように実質的に平坦な表面であってもよく、又は曲面であってもよい。図示の実施形態では、１つのみのレンズ１１０が含まれるが、光学システム１００は、１つよりも多くのレンズ（例えば、２つ以上の、又は３つ以上の光学レンズ）を含むことができることが理解されるであろう。例えば、部分反射体１２０は、主表面上に配置されてもよく、第１の光学レンズ及び反射型偏光子１３０は、異なる第２の光学レンズの主表面上に配置されてもよい（例えば、図３を参照）。
【００１３】
いくつかの実施形態では、光学システム１００は、光軸１５０を含み、光軸１５０に沿って伝播する光線は、実質的に屈折することなく、１つ以上の光学レンズ１１０、反射型偏光子１３０、及び部分反射体１２０を通過する。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学レンズ１１０、反射型偏光子１３０、及び部分反射体１２０は、光軸１５０を中心としている。実質的には屈折せず、とは、表面に入射する光線と、その表面を通って透過される光線との間の角度が、１５度以下であることを意味する。いくつかの実施形態では、この入射光線と透過光線との間の角度は、１０度未満、又は５度未満、又は３度未満、又は２度未満である。１つ以上の光学レンズ１１０、反射型偏光子１３０、及び部分反射体１２０は、互いに光学的に連通して配置される。２つのオブジェクトに適用される光学的連通とは、光が、光学的方法（例えば、反射、回折、屈折）を使用して、直接又は間接的のいずれかで、一方から他方へと透過され得ることを意味する。
【００１４】
いくつかの実施形態では、光学システム１００は、部分反射体１２０と反射型偏光子１３０との間に配置されたリターダを更に含む。リターダは、レンズ１１０と反射型偏光子１３０との間の別個の層であってもよく、又はレンズ１１０上若しくは光学システム内の別のレンズ上に配置されてもよく、あるいは反射型偏光子１３０上に配置されてもよい。リターダは、所定の波長範囲内の１つ以上の波長での四分の一波長リターダンスを有してもよい。
【００１５】
光１４０の経路は、図１に概略的に示されている。実際の経路は、図示されたものと異なってもよい（例えば、光路の異なる部分間の図示された間隔は、縮尺どおりでなくてもよい）。光１４０の一部分１４０ａは、部分反射体１２０を通って透過し、ブロック状態１４２で反射型偏光子に入射する。一部分１４０ａの（例えば、Ｒｓに比例する）一部分１４０ｃは、反射型偏光子１３０から反射され、（例えば、Ｔｓに比例する）別の一部分１４０ｂは、反射型偏光子を通って透過する。一部分１４０ｃの一部分１４０ｄは、部分反射体１２０から反射され、別の一部分（図示せず）は、部分反射体１２０を通って透過する。一部分１４０ｄは、通過状態１４４で反射型偏光子１３０に入射する。一部分１４０ｄが反射型偏光子１３０に入射するときに通過状態１４４にあるように、部分反射体１２０と反射型偏光子１３０との間にリターダを含めることができる。一部分１４０ｄの（例えば、Ｔｐに比例する）一部分１４０ｅは、反射型偏光子１３０を通って透過し、（例えば、Ｒｐに比例する）別の一部分１４０ｆは、反射型偏光子１３０から反射される。光１４０がディスプレイパネルからであり、光学システム１００が観察者に画像を表示するように構成されているいくつかの実施形態では、所望の画像は、一部分１４０ｅにある。一部分１４０ｆの一部分１４０ｇは、部分反射体１２０から反射され、別の一部分（図示せず）は、部分反射体１２０を通って透過する。一部分１４０ｇの（例えば、Ｒｓに比例する）一部分１４０ｈは、反射型偏光子１３０から反射され、（例えば、Ｔｓに比例する；図示せず）別の一部分は、反射型偏光子１３０を通って透過する。一部分１４０ｈの一部分１４０ｉは、部分反射体１２０から反射され、別の一部分（図示せず）は、部分反射体１２０を通って透過する。一部分１４０ｉの（例えば、Ｔｐに比例する）一部分１４０ｊは、反射型偏光子１３０から反射され、別の一部分（図示せず）は、反射型偏光子１３０から反射される。
【００１６】
望ましくない反射により、光学システム１００のコントラストが劣化する場合がある。一部分１４０ｊは、より高次の反射であっても、光学システム１００の知覚されるコントラストに（例えば、本明細書の他の箇所で記載されるように、Ｉｂ／Ｉｄによって定量化されるように）大きな影響を及ぼすことが見出された。一部分１４０ｂは、クリーンアップ偏光子（例えば、光学システム１００の反射型偏光子１３０と出射面との間の光吸収型偏光子）を含めることによりブロックされる場合があるが、一部分１４０ｊは、一部分１４０ｅと同じ偏光状態１４４を有するので、クリーンアップ偏光子は、一部分１４０ｊを排除せず、一部分１４０ｅも減衰させない。図１に必ずしも示されていない他の望ましくない反射もまた、コントラストを低減し得る。本明細書の他の箇所で更に記載されるように（例えば、図６参照）、望ましくない反射を低減するために、様々な屈折率整合層及び／又は反射防止コーティングを含めることができる。
【００１７】
光１４０を提供するためにディスプレイパネルを含めることができる。光吸収型偏光子及びリターダなどの偏光素子は、光１４０が反射型偏光子１３０に最初に入射するときに実質的に第１の偏光状態１４２にあるように、ディスプレイパネル内に含まれてもよく、又はディスプレイパネルと部分反射体１２０との間に配置されてもよい。
【００１８】
本明細書の光学システムのうちのいずれかで使用される部分反射体は、任意の好適な部分反射体であってもよい。例えば、部分反射体は、透明基材（例えば、次にレンズに接着することができるフィルム、又は基材はレンズであってもよい）上に金属（例えば、銀又はアルミニウム）の薄層をコーティングすることによって構築されてもよい。この部分反射体はまた、例えば、レンズ基材の表面上に薄膜誘電体コーティングを堆積させることによって、又はレンズ基材の表面上に、金属コーティングと誘電体コーティングとの組み合わせを堆積させることによって、形成することもできる。いくつかの実施形態では、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。いくつかの実施形態では、部分反射体の平均光反射率は、４０％〜６０％の範囲内である。いくつかの実施形態では、部分反射体は、それぞれ３０％〜７０％の範囲内である、又はそれぞれ４０％〜６０％の範囲内である、又はそれぞれ４５％〜５５％の範囲内である所定の波長範囲内における平均光反射率及び平均光透過率を有する。部分反射体は、例えばハーフミラーであってよい。
【００１９】
部分反射体の平均光反射率は、別段の指定がない限り、部分反射体に実質的に垂直に入射し、所定の波長範囲内の波長にわたって平均化（非加重平均）された実質的に非偏光の光に対する光反射率を指す。特定の偏光状態に対する反射型偏光子の平均光反射率及び平均光透過率は、それぞれ、別段の指定がない限り、指定の偏光状態で反射型偏光子に実質的に垂直に入射し、所定の波長範囲内の波長にわたって平均化（非加重平均）された光に対する光反射率及び光透過率を指す。
【００２０】
実質的に非偏光の光とは、十分に小さい偏光度を有する光であるため、垂直に入射する実質的に非偏光の光の透過率及び反射率は、垂直に入射する非偏光の光の透過率及び反射率と無視できる程度にしか変わらない。偏光の程度は、偏光される光の割合（強度による）である。いくつかの実施形態では、実質的に非偏光として記載される光は、１０％未満の偏光度を有する。いくつかの実施形態では、実質的に非偏光として記載される光は、非偏光又は名目上非偏光である。実質的に垂直に入射する光は、垂直入射に十分に近い光であるため、実質的に垂直に入射する非偏光の光の透過率及び反射率は、垂直に入射する非偏光の光の透過率及び反射率と無視できる程度にしか変わらない。実質的に垂直に入射する光は、いくつかの実施形態では、２０度以内若しくは１０度以内で垂直入射してもよく、又は垂直入射若しくは名目上垂直入射してもよい。
【００２１】
反射型偏光子は、所望の反射特性を有する任意の好適な反射型偏光子であってもよい。例えば、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％を提供するように選択された密度のワイヤ（例えば、ナノワイヤ）を有するワイヤグリッド偏光子を使用することができる。いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、第１及び第２のポリマー層の屈折率並びに第１及び第２のポリマー層の総数は、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％を提供するように選択される。
【００２２】
図２は、少なくとも１つの湾曲した主表面２１２を有する１つ以上の光学レンズ２１０と、部分反射体２２０と、反射型偏光子２３０と、を含む光学システム２００の概略断面図である。光学システム２００は、部分反射体及び反射型偏光子の相対的な配向を除いて、光学システム１００と多くの点で同様である。光学システム２００は、反射型偏光子２３０に入射した光を受光し、部分反射体２２０を通って光を観察者へと透過させるように構成されており、光学システム１００は、部分反射体１２０に入射した光を受光し、反射型偏光子１３０を通って光を観察者へと透過させるように構成されている。反射型偏光子２３０は、反射型偏光子１３０について説明したとおりであってもよく、部分反射体２２０は、部分反射体１２０について説明したとおりであってもよい。光学システム２００は、光学システム１００について説明したように、部分反射体２２０と反射型偏光子２３０との間に配置されたリターダを更に含んでもよい。図示の実施形態では、１つのみのレンズ２１０が図示されるが、光学システム２００は、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、１つよりも多くのレンズ（例えば、２つ以上の、又は３つ以上の光学レンズ）を含むことができることが理解されるであろう。例えば、反射型偏光子２３０は、主表面上に配置されてもよく、第１の光学レンズ及び部分反射体２２０は、異なる第２の光学レンズの主表面上に配置されてもよい（例えば、図３を参照）。
【００２３】
通過（第２の）偏光状態２４４を有する光２４０の経路は、図２に概略的に示されている。実際の経路は、図示されたものと異なってもよい（例えば、光路の異なる部分間の図示された間隔は、縮尺どおりでなくてもよい）。光２４０の（例えば、Ｔｐに比例する）一部分２４０ａは、反射型偏光子２３０を通って透過し、（例えば、Ｒｐに比例する）別の一部分２４０ｂは、反射型偏光子２３０から反射される。一部分２４０ｃは、部分反射体２２０を通って透過し、別の一部分２４０ｄは、部分反射体２２０から反射される。一部分２４０ｄは、ブロック（第１の）偏光状態２４２で反射型偏光子２３０に入射する。一部分２４０ｄの（例えば、Ｒｓに比例する）一部分２４０ｅは、反射型偏光子２３０から反射され、別の一部分（図示せず）は、反射型偏光子２３０を通って透過する。一部分２４０ｅの一部分２４０ｆは、部分反射体２２０を通って透過し、別の一部分（図示せず）は、部分反射体２２０から反射される。光２４０がディスプレイパネルからであり、光学システム２００が観察者に画像を表示するように構成されているいくつかの実施形態では、所望の画像は、一部分２４０ｆにある。反射型偏光子２３０を通って透過された一部分２４０ｂ（及び一部分２４０ｄの一部分及び一部分２４０ｉの一部分）は、一部分２４０ｇとして光学システム２００の前方のオブジェクト（図示せず）から反射される。一部分２４０ｇの（例えば、Ｔｐに比例する）一部分２４０ｈは、一部分２４０ｈとして反射型偏光子２３０を通って透過し、別の一部分（図示せず）は、反射型偏光子２３０から反射される。一部分２４０ｈの一部分２４０ｉは、部分反射体２２０から反射され、別の一部分（図示せず）は、部分反射体２２０を通って透過する。（例えば、Ｒｓに比例する）一部分２４０ｊは、反射型偏光子２３０から反射され、別の一部分（図示せず）は、反射型偏光子２３０を通って透過する。一部分２４０ｊの一部分２４０ｋは、部分反射体２２０を通って透過し、別の一部分（図示せず）は、部分反射体２２０から反射される。
【００２４】
望ましくない反射により、光学システム２００のコントラストが劣化する場合がある。一部分２４０ｋは、より高次の反射であっても、光学システム２００の知覚されるコントラストに大きな影響を及ぼすことが見出された。一部分２４０ｃは、クリーンアップ偏光子（例えば、光学システム２００の部分反射体２２０と出射面との間の光吸収型偏光子）を含めることによりブロックされる場合があるが、一部分２４０ｋは、一部分２４０ｆと同じ偏光状態を有するので、クリーンアップ偏光子は、一部分２４０ｋを排除せず、一部分２４０ｆも減衰させない。本明細書の他の箇所で更に記載されるように（例えば、図７参照）、望ましくない反射を低減するために、様々な屈折率整合層及び／又は反射防止コーティングを含めることができる。
【００２５】
光２４０を提供するためにディスプレイパネルを含めることができる。光吸収型偏光子などの偏光素子は、光２４０が反射型偏光子２３０に最初に入射するときに実質的に第２の偏光状態２４４にあるように、ディスプレイパネル内に含まれてもよく、又はディスプレイパネルと反射型偏光子２３０との間に配置されてもよい。
【００２６】
図３は、１つ以上の光学レンズ３１０を含む光学システム３００の概略断面図である。図示の実施形態では、１つ以上の光学レンズ３１０は、第１の光学レンズ３１１及び第２の光学レンズ３１３を含む。光学層３１５は、図示の実施形態では第１の光学レンズ３１１の湾曲した主表面である、第１の光学レンズ３１１の主表面上に配置され、第１の光学レンズ３１１の湾曲した主表面に適合する。光学層３１７は、図示の実施形態では第２の光学レンズ３１３の湾曲した主表面である、第２の光学レンズ３１３の主表面上に配置され、第２の光学レンズ３１３の湾曲した主表面に適合する。光学層３１５及び３１７のいずれか又は両方は、それぞれの第１の光学レンズ３１１及び第２の光学レンズ３１３上に配置されたフィルム又はコーティングであってもよい。いくつかの実施形態では、光学層３１５及び３１７のうちの一方は、多層光学フィルムであり得る（例えば、反射型偏光子１３０又は２３０に対応する）反射型偏光子であり、光学層３１５及び３１７の他方は、（例えば、部分反射体１２０又は２２０に対応する）部分反射体である。いくつかの実施形態では、光学システム３００は、光軸３５０を含み、光軸３５０に沿って伝播する光線３４０は、実質的に屈折することなく、１つ以上の光学レンズ３１０、並びに第１の光学層３１５及び第２の光学層３１７を通過する。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学レンズ３１０は、光軸３５０を中心としている。
【００２７】
図４は、光学システム４０１とディスプレイパネル４０５とを含む光学システム４００の概略断面図である。光学システム４０１は、例えば、光学システム１００又は２００又は３００に対応してもよく、光学システム４００は、例えば、本明細書の他の箇所で記載される光学システム６００又は７００に対応してもよい。いくつかの実施形態では、光学システム４０１は、１つ以上の光学レンズと、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの湾曲した主表面に適合する、部分反射体と、１つ以上の光学レンズの主表面上に配置され、１つ以上の光学レンズの主表面に適合し、かつ複数のポリマー層を含む反射型偏光子であって、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有し、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、複数のポリマー層は、５０％≦Ｒｓ≦９５％である、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒと、Ｔｐ≧８０％である、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、有する、反射型偏光子と、含む。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８５％、又はＴｐ≧９０％である。いくつかの実施形態では、Ｒｐ≦０．８％、又はＲｐ≦０．６％、又はＲｐ≦０．４％、又はＲｐ≦０．２５％、又はＲｐ≦０．２％である。いくつかの実施形態では、８０％≦Ｒｓ≦９５％、又は８５％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、複数のポリマー層は、約１０％未満又は約５％未満の第１の偏光状態の平均光透過率Ｔｓを有する。記号Ｒｓ、Ｒｐ、Ｔｓ、及びＴｐは、反射型偏光子についての、又は光干渉によって主に光を反射及び透過する複数の干渉層であり得る複数のポリマー層についての、第１及び第２の偏光状態の反射率及び第１及び第２の偏光状態の透過率をそれぞれ指すために使用されてもよい。反射型偏光子の値は、反射型偏光子内の追加の境界面に起因して、複数のポリマー層の対応する値とはわずかに異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、反射型偏光子及び複数のポリマー層は、上記の範囲のうちのいずれか内のＲｓ、Ｒｐ、Ｔｓ、及び／又はＴｐを有する。
【００２８】
光学システム４０１は、光学システム４０１に入射する光（例えば、ディスプレイパネル４０５から）が光学システム４０１を出射する表面である出射面４５２を含む。いくつかの実施形態では、出射面４０５は、ディスプレイパネル４０５から最も遠い光学システム４０１の構成要素の主表面である。いくつかの実施形態では、出射面４０５は、構成要素の表面ではなく、第２の光学システム（例えば、カメラ又は観察者の目）の入射瞳と重なり合うように適合された表面である。光学システム４００及び４０１は、出射面４５２に近接して位置する観察者４５４に画像を表示するように構成されている。
【００２９】
光学システムのコントラストの測定値は、光学システムを通して明るい領域及び暗い領域を有するオブジェクトを表示することと、オブジェクトの画像を形成することと、画像内の明るい領域の平均輝度と暗い領域の平均輝度との比率を求めることと、によって得ることができる。いくつかの実施形態では、低空間周波数（例えば、１ミリメートル当たり約１ライン対未満）を有するオブジェクトのコントラストを定義することが望ましい。場合によっては、このような遷移領域は高効果空間周波数を有することができ、低特殊周波数の限界におけるコントラスト比を定義することが望ましい場合があるため、明るい領域と暗い領域との間の遷移領域付近の明るい領域及び暗い領域の一部分は、コントラストを特徴付ける比率を形成するときに除外される。オブジェクトは、例えば、交互の明るいライン及び暗いライン、あるいは明るい正方形若しくは矩形又は暗い正方形若しくは矩形を含んでもよい。オブジェクトは、１ミリメートル当たりのライン対（明るいライン又は領域と暗いライン又は領域の対）という観点から特徴付けることができる。平均輝度は、カメラを使用して強度を測定することと、明るい領域（例えば、各中央領域が対応する明るい領域の面積の約５０％の面積を有する、明るい領域の中央領域）の指定面積にわたる強度及び暗い領域（例えば、各中央領域が対応する暗い領域の面積の約５０％の面積を有する、暗い領域の中央領域）の指定面積にわたる強度を平均することと、によって求めることができる。平均輝度とは、別段の指定がない限り、重み付けされていない平均強度を指す。１ミリメートル当たりの１ライン対未満の空間周波数は、光学システムのコントラストの測定値を求めるのに使用されてもよく、一方、例えば、光学システムがディスプレイ用途で使用されるときに他の空間周波数が利用されてもよい。例えば、使用時に、光学システムは、１ミリメートル当たり実質的に１ライン対よりも大きい空間周波数を有するオブジェクトの画像（例えば、高精細画像）を表示することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、１ミリメートル当たり約１ライン対未満（例えば、１ミリメートル当たり約０．１〜約１ライン対）の空間周波数を有するオブジェクト４０７から光学システム４０１に入射し（例えば、ディスプレイパネル４０５上に表示される）、かつ光の出射円錐４４１として出射面４５２を通って光学システム４０１を出射する、少なくとも１０度（例えば、１０度〜６０度、又は１５度〜４０度、又は２０度〜３５度、又は約３０度）の全円錐角θ（半値幅）を有する光の入射円錐４４０について、光の出射円錐４４１が出射面４５２に近接して結像されるときに、画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有する。例えば、図５Ａは、ディスプレイパネル４０５上に表示することができるオブジェクト５０７の概略図である。オブジェクト５０７は、ディスプレイパネルの一部分のみの上にわたってもよい。例えば、ディスプレイパネル上に１４個の正方形×１４個の正方形の碁盤目パターンを表示することができ、このパターンの一部分（例えば、１０個の正方形×１０個の正方形、又は６個の正方形×６個の正方形、又は５個の正方形×５個の正方形、又は４個の正方形×４個の正方形）ディスプレイパネルの中央付近の碁盤目パターン）をオブジェクト５０７とすることができる。オブジェクト５０７は、第１の方向（ｘ方向）に沿った単位距離ｄ１当たり１ライン対の第１の空間周波数と、直交する第２の方向（ｙ方向）に沿った単位距離ｄ２当たり１ライン対の第２の空間周波数と、を有する。オブジェクト５０７は、第１の空間周波数及び第２の空間周波数のうちの少なくとも１つが１ミリメートル当たり約１ライン対未満である場合、１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を有する。いくつかの実施形態では、第１及び第２の空間周波数の各々は、１ミリメートル当たり約１ライン対未満である。いくつかの実施形態では、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０であり、Ｉｂは、明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、暗い領域の中央５０％領域の平均輝度である。図５Ｂは、出射面４５２を通って光学システム４０１を出射した、オブジェクト５０７からの画像５０９形成光の概略図である。画像５０９は、全体スケールを除いてオブジェクト５０７として現れてもよく、又は画像５０９は、光学システムによって歪んでいることもある（その場合、そのような歪みは、所望であれば電子的に補正することができる）。画像５０９は複数の交互の明るい領域５７１及び暗い領域５７３を含む。明るい領域５７１ごとに、中央５０％領域５７６があり、暗い領域５７３ごとに、中央５０％領域５７９がある。中央５０％領域５７６は、明るい領域５７１の面積の約５０％の面積を有する明るい領域５７１の内部領域内の領域を指す。同様に、中央５０％領域５７９は、暗い領域５７３の面積の約５０％の面積を有する暗い領域５７３の内部の領域を指す。明るい領域５７１の中央５０％領域５７６の平均輝度は、中央５０％領域５７６上にわたる輝度（強度）を平均化することによって求められる。同様に、暗い領域５７３の中央５０％領域５７９の平均輝度は、中央５０％領域５７９上にわたる輝度を平均化することによって求められる。比Ｉｂ／Ｉｄは、例えば、赤色、緑色、及び青色のサブ画素について別々に測定することができ、又は白色光出力について求めることができ、又は所定の波長範囲内の１つ以上の波長について求めることができる。少なくとも１０度の全円錐角θは、光学システムのコントラストの測定値を求めるのに使用されてもよく、一方、例えば、光学システムがディスプレイ用途で使用されるときに他の円錐角が利用されてもよい。例えば、使用中、光学システムは、任意の好適な（例えば、１０度未満、約１０度、又は１０度よりも大きい）全円錐角を有する光の入射円錐を提供するディスプレイパネルを含んでもよい。
【００３１】
場合によっては、ディスプレイパネルを使用してオブジェクト４０７又は５０７を表示する代わりに、オブジェクト４０７又は５０７は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を使用して、例えば、ガラス上にコーティングされた碁盤目パターン（ガラス上にコーティングされたそのようなパターンは、例えば、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ（Ｒｕｓｈ，ＮＹ）から入手可能である）を照明することによって生成される。光学構成要素は、光源とガラスとの間に含まれて、特定の全円錐角θを生成することができる。ＬＥＤは、白色ＬＥＤであってよく、Ｉｄ及びＩｂは、例えば、カラーカメラの赤色、緑色、又は青色の色チャネルのうちの任意の１つ以上のカラーカメラを使用して求めることができる。Ｉｂ／Ｉｄに関して、カラーカメラの色チャネルの感度が高い波長範囲に対応する波長範囲内の光源を使用し、光源によって放射される光の波長範囲全体にわたる輝度を求めることによって、同様の又は実質的に同じ結果を得ることができる。例えば、白色光源及びカラーカメラの緑色の色チャネルを利用することにより、Ｉｂ／Ｉｄに関して、カラーカメラの緑色の色チャネルの波長に対応する波長分布を有する光源を使用し、放射された光の波長範囲全体にわたる輝度を求めることと同様の結果をもたらす。いくつかの実施形態では、Ｉｂ／Ｉｄを求めるために使用される光の入射円錐は、少なくとも５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ、及び／又は少なくとも４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、及び／又は少なくとも６１０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態では、光源は、所定の波長範囲内の光を放射する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、屈折率整合層、反射防止コーティング、追加のリターダ、及び／又は光吸収型偏光子（単数又は複数）は、望ましくない反射を低減し、それによって、例えば、Ｉｂ／Ｉｄを増加させるために、光学システムに含まれてもよい。本明細書の光学システムのいずれも、例えば、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０、Ｉｂ／Ｉｄ≧５５、又はＩｂ／Ｉｄ≧６０、又はＩｂ／Ｉｄ≧６５、Ｉｂ／Ｉｄ≧７０、又はＩｂ／Ｉｄ≧７２、又はＩｂ／Ｉｄ≧７５、又はＩｂ／Ｉｄ≧７６、又はＩｂ／Ｉｄ≧７７、又はＩｂ／Ｉｄ≧７８を有してもよい。いくつかの実施形態では、これらの範囲のうちのいずれか内においてＩｂ／Ｉｄを求めるために使用される光の入射円錐は、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長を含む。いくつかの実施形態では、これらの範囲のうちのいずれか内のＩｂ／Ｉｄを求めるために使用される光の入射円錐は、少なくとも５２０ｎｍ〜５７０ｎｍ、及び／又は少なくとも４３０ｎｍ〜４８０ｎｍ、及び／又は少なくとも６１０ｎｍ〜６６０ｎｍの波長を含む。いくつかの実施形態では、光の入射円錐は、少なくとも５００ｎｍ〜５７０ｎｍの波長、及びＩｂ／Ｉｄ≧７２、又はＩｂ／Ｉｄ≧７５、又はＩｂ／Ｉｄ≧７６、又はＩｂ／Ｉｄ≧７７、又はＩｂ／Ｉｄ≧７８を含む。図６〜図７は、各々が１つ以上の屈折率整合層及び１つ以上の反射防止コーティングを含む、２つの光学システムを概略的に示す。いくつかの実施形態では、屈折率整合層、反射防止コーティング、追加のリターダ、及び／又は光吸収型偏光子（単数又は複数）のうちの１つ以上が省略される。いくつかの実施形態では、追加の屈折率整合層、反射防止コーティング、追加のリターダ、及び／又は光吸収型偏光子（単数又は複数）が含まれる。
【００３３】
図６は、１つ以上の光学レンズ６１０と、部分反射体６２０と、反射型偏光子６３０と、を含む光学システム６００の概略図である。いくつかの実施形態では、部分反射体６２０は、１つ以上の光学レンズ６１０の湾曲した主表面６１２上に配置され、主表面６１２に適合し、反射型偏光子６３０は、１つ以上の光学レンズ６１０の主表面６１４上に配置され、主表面６１４に適合する。図示の実施形態では、部分反射体６２０は、１つ以上の光学レンズ６１０の主表面６１２上に直接配置され、反射型偏光子６３０は、１つ以上の光学レンズ６１０の主表面６１４上に間接的に配置される。図示の実施形態では、１つ以上の光学レンズ６１０のうちの１つの光学レンズ６１１のみが図示されている。他の実施形態では、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、２つ以上の光学レンズが含まれる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、光学システム６００は、光学システム６００の出射面６５２に近接して位置する観察者に（例えば、ディスプレイパネル６０５からの）画像を表示するように構成されている。反射型偏光子６３０は、部分反射体６２０と出射面６５２との間に配置される。リターダ６２５は、部分反射体６２０と反射型偏光子６３０との間に配置される。
【００３５】
図示の実施形態では、光学システム６００は、一体型光学スタック６９０を含む。一体型光学スタックは、互いに結合された光学層又は構成要素のスタックである。一体型光学スタック６９０は、順に、部分反射体６２０と、１つ以上の光学レンズ６１０のうちの第１の光学レンズ６１１と、第１の光学的に透明な接着剤層６５５と、リターダ６２５と、第２の光学的に透明な接着剤層６５７と、反射型偏光子６３０と、を含む。いくつかの実施形態では、一体型光学スタック６９０内の少なくとも一対の隣接する層について、屈折率整合層は、一対の隣接する層の間に配置される。例えば、図示の実施形態では、一体型光学スタック６９０はまた、第１の光学的に透明な接着剤層６５５とリターダ６２５との間に配置された第１の屈折率整合層６２４と、リターダ６２５と第２の光学的に透明な接着剤層６５７との間に配置された第２の屈折率整合層６２６と、第２の光学的に透明な接着剤層６５７と反射型偏光子６３０との間に配置された第３の屈折率整合層６２７と、を含む。いくつかの実施形態では、一体型光学スタック６９０は、第２の光学的に透明な接着剤層６５７の反対側の反射型偏光子６３０の主表面上に反射防止コーティング６２９を更に含む。
【００３６】
いくつかの実施形態では、光学システム６００は、出射面６５２と反射型偏光子６３０との間に配置された光吸収型偏光子６６１を含む。このような光吸収型偏光子は、クリーンアップ偏光子として使用することができる。いくつかの実施形態では、光吸収型偏光子６６１は、所定の波長範囲内における第１の（ブロック）偏光状態について、約５０％よりも大きい、又は約６０％よりも大きい、又は約７０％よりも大きい、又は約８０％よりも大きい平均光吸収率を有する。いくつかの実施形態では、光学システム６００は、光吸収型偏光子６６１と出射面６５２との間に配置されたリターダ６６３を含む。リターダ６６３は、光学システム６００から出射するとき、及び光学システム６００に再び入るときにリターダ６６３を通過した後、（例えば、観察者の目から）光学システムに戻る反射が光吸収型偏光子６６１のブロック状態に実質的に回転するように含まれ得る。
【００３７】
いくつかの実施形態では、光学システム６００は、１つ以上の光学レンズに面する最外主表面６６２を有するディスプレイパネル６０５を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル６０５の最外主表面６６２は、反射防止コーティング６４９を含む。反射防止コーティング６４９は、部分反射体６２０からディスプレイパネル６０５に向かって反射された光が部分反射体６２０に向かって反射されて戻るのを防ぐために含まれ得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル６０５は、リターダ６６５及び光吸収型偏光子６９１のうちの少なくとも１つを含み、ディスプレイパネル６０５の反射防止コーティング６４９は、リターダ６６５又は吸収型偏光子（absorbing polarizer）６９１上に配置される。図示の実施形態では、リターダ６６５及び光吸収型偏光子６９１が含まれ、反射防止コーティング６４９はリターダ６６５上に配置される。いくつかの実施形態では、屈折率整合層６４７は、光吸収型偏光子６９１とリターダ６６５との間に配置される。図示の実施形態では、ディスプレイパネル６０５は、順に、第１のディスプレイパネル６０４と、第１の光学的に透明な接着剤層６７５と、リターダ６８５と、第２の光学的に透明な接着剤層６７７と、光吸収型偏光子６９１と、第３の光学的に透明な接着剤層６７８と、屈折率整合層６４７と、リターダ６６５と、反射防止コーティング６４９と、を含む。追加の屈折率整合層（例えば、リターダ６８５の各主表面上の）も含まれ得る。第１のディスプレイパネル６０４は、非偏光の光を放射するように構成されてもよく、リターダ６８５、第２の光学的に透明な接着剤層６７７、及び光吸収型偏光子６９１は共に、円形偏光子（例えば、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイに一般的に含まれるような円形偏光子）であってもよい。光吸収型偏光子６９１及びリターダ６６５が含まれ得るため、光は、円形偏光状態で部分反射体６２０に入射し、その後、反射型偏光子６３０のブロック状態でリターダ６２５を通過後に反射型偏光子６３０に入射する。
【００３８】
図７は、１つ以上の光学レンズ７１０と、部分反射体７２０と、反射型偏光子７３０と、を含む光学システム７００の概略図である。いくつかの実施形態では、反射型偏光子７３０は、１つ以上の光学レンズ７１０の湾曲した主表面７１２上に配置され、１つ以上の光学レンズ７１０の湾曲した主表面７１２に適合し、部分反射体７２０は、１つ以上の光学レンズ７１０の主表面７１４上に配置され、主表面７１４に適合する。図示の実施形態では、反射型偏光子７３０は、１つ以上の光学レンズ７１０の主表面７１２上に直接配置され、部分反射体７２０は、１つ以上の光学レンズ７１０の主表面７１４上に間接的に配置される。図示の実施形態では、１つ以上の光学レンズ７１０のうちの１つの光学レンズ７１１のみが図示されている。他の実施形態では、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、１つよりも多くの光学レンズ７１１が含まれる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、光学システム７００は、光学システム７００の出射面７５２に近接して位置する観察者に（例えば、ディスプレイパネル７０５からの）画像を表示するように構成されている。部分反射体７２０は、反射型偏光子７３０と出射面７５２との間に配置される。リターダ７２５は、反射型偏光子７３０と部分反射体７２０との間に配置される。反射型偏光子７３０は、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、光学フィルム反射型偏光子であってもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、反射型偏光子６３０又は７３０は、複数のポリマー層を含み、各ポリマー層は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。いくつかの実施形態では、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、部分反射体６２０又は７２０は、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、複数のポリマー層は、５０％≦Ｒｓ≦９５％である、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、Ｔｐ≧８０％である、直交する第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐと、有する。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、及び５０％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、Ｔｐ≧８５％、又はＴｐ≧９０％である。いくつかの実施形態では、Ｒｐ≦０．８％、又はＲｐ≦０．６％、又はＲｐ≦０．４％、又はＲｐ≦０．２５％、又はＲｐ≦０．２％である。いくつかの実施形態では、８０％≦Ｒｓ≦９５％、又は８５％≦Ｒｓ≦９５％である。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、複数のポリマー層は、約１０％未満又は約５％未満の第１の偏光状態の平均光透過率Ｔｓを有する。いくつかの実施形態では、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、１ミリメートル当たり約１ライン対未満の空間周波数を含むオブジェクトから光学システム６００又は７００に入射し、かつ光の出射円錐として出射面６５２又は７５２を通って光学システム６００又は７００を出射する、少なくとも１０度の全円錐角を有する光の入射円錐について、光の出射円錐が出射面６５２又は７５２に近接して結像されるときに、画像は、複数の交互の明るい領域及び暗い領域を有する。いくつかの実施形態では、Ｉｂ／Ｉｄ≧５０であり、Ｉｂは、明るい領域の中央５０％領域の平均輝度であり、Ｉｄは、暗い領域の中央５０％領域の平均輝度である。いくつかの実施形態では、Ｉｂ／Ｉｄ≧５５、Ｉｂ／Ｉｄ≧６０、又はＩｂ／Ｉｄ≧６５、Ｉｂ／Ｉｄ≧７０、又はＩｂ／Ｉｄ≧７２、又はＩｂ／Ｉｄ≧７５、又はＩｂ／Ｉｄ≧７６、又はＩｂ／Ｉｄ≧７８である。いくつかの実施形態では、明るい領域の各中央５０％領域は、明るい領域の面積の約５０％の面積を有する明るい領域の内部領域であり、暗い領域の各中央５０％領域は、暗い領域の面積の約５０％の面積を有する暗い領域の内部領域である。
【００４１】
図示の実施形態では、光学システム７００は、一体型光学スタック７９０を含む。一体型光学スタックは、順に、反射型偏光子７３０と、１つ以上の光学レンズ７１０うちの第１の光学レンズ７１１と、第１の光学的に透明な接着剤層７５５と、リターダ７２５と、部分反射体７２０と、を含む。いくつかの実施形態では、一体型光学スタック７９０は、順に、リターダ７２５の反対側の部分反射体７２０上に配置された第２の光学的に透明な接着剤層７５７と、第２のリターダ７３５と、第３の光学的に透明な接着剤層７５９と、所定の波長範囲内における第１の偏光状態について、約５０％よりも大きい平均光吸収率を有し得る光吸収型偏光子７６１と、第３のリターダ７６３と、を更に含む。いくつかの実施形態では、一体型光学スタック７９０は、光吸収型偏光子７６１と第３のリターダ７６３との間に第４の光学的に透明な接着剤層７７９を更に含む。いくつかの実施形態では、一体型光学スタック７９０内の少なくとも一対の隣接する層について、屈折率整合層は、一対の隣接する層の間に配置される。例えば、図示の実施形態では、屈折率整合層７２４は、第１の光学的に透明な接着剤層７５５とリターダ７２５との間に配置され、屈折率整合層７２７は、第２の光学的に透明な接着剤層７５７とリターダ７３５との間に配置され、屈折率整合層７２９は、リターダ７３５と第３の光学的に透明な接着剤層７５９との間に配置され、屈折率整合層７６９は、第４の光学的に透明な接着剤層７７９と第３のリターダ７６３との間に配置される。いくつかの実施形態では、一体型光学スタックは、最外の第１及び第２の主表面７９７及び７９８を有し、第１の最外主表面７９７及び第２の最外主表面７９８の各々は、それぞれ、反射防止コーティング７９５及び７９６を有する。リターダ７６３は、光学システム７００から出射するとき、及び光学システム７００に再び入るときにリターダ７６３を通過した後、（例えば、観察者の目から）光学システムに戻る反射が光吸収型偏光子７６１のブロック状態に実質的に回転するように含まれ得る。
【００４２】
光学システム７００は、１つ以上の光学レンズ７１０に面する最外主表面７６２を有するディスプレイパネル７０５を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル７０５の最外主表面７６２は、反射防止コーティング７４９を含む。いくつかの実施形態では、ディスプレイパネル７０５は、リターダ７８５又は光吸収型偏光子７９１のうちの少なくとも１つを含み、ディスプレイパネル７０５の反射防止コーティング７４９は、リターダ７８５又は光吸収型偏光子７９１上に配置される。図示の実施形態では、ディスプレイパネル７０５は、順に、第１のディスプレイパネル７０４と、第１の光学的に透明な接着剤層７７５と、屈折率整合層７７４と、リターダ７８５と、屈折率整合層７４７と、第２の光学的に透明な接着剤層７７８と、光吸収型偏光子７９１と、最外主表面７６２に反射防止コーティング７４９と、を含む。光吸収型偏光子７９１が含まれ得るため、ディスプレイパネル７０５からの光は反射型偏光子７３０の通過偏光状態で反射型偏光子７３０に入射する。
【００４３】
任意の好適な屈折率整合層又は反射防止コーティングを、光学システムのうちのいずれかで使用することができる。２つの隣接する層又は構成要素の間の屈折率整合層は、典型的には、２つの隣接する層又は構成要素の屈折率の間に少なくとも１つの屈折率を有する。いくつかの実施形態では、屈折率整合層は、単一層を使用する場合と比較して、屈折率がより緩やかにシフトするように、２つ以上の副層を含む。反射防止コーティングは、単一層（例えば、ナノ構造反射防止層）であってもよく、又は２つ以上の副層を含んでもよい。例えば、弱め合う干渉をもたらすように選択された厚さを有する異なる屈折率の交互の層を使用することができる。屈折率整合層（単数又は複数）及び／又は反射防止コーティング（単数又は複数）は、例えば、アルミナ、チタニア、シリカ、ＭｇＦ２の層などの１つ以上の無機層を含んでもよい。
【００４４】
光学的に透明な接着剤層には、任意の好適な光学的に透明な接着剤が使用されてもよい。光学的に透明な接着剤は、所定の波長範囲における好適に高い透過率（例えば、所定の波長範囲内における実質的に垂直に入射する実質的に非偏光の光に対して、少なくとも８０％、又は少なくとも８５％、又は少なくとも９０％の透過率）及び好適に低いヘイズ（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３−１３試験規格によって決定した、２０％未満、又は１０％未満、又は５％未満のヘイズ）を有する接着剤である。
【００４５】
図８は、実質的に垂直に入射する光の直交する第１及び第２の偏光状態についての、光学フィルムの透過率、又は光学フィルムに含まれる複数のポリマー層（例えば、主に光干渉及び／又は交互の第１及び第２のポリマー層によって光を反射及び透過する複数の干渉層）の透過率の概略プロットである。λ１〜λ２の所定の波長範囲内の波長にわたる透過率の平均は、第１の偏光状態ではＴｓであり、第２の偏光状態ではＴｐである。いくつかの実施形態では、λ１は、約４００ｎｍ〜約４５０ｎｍの範囲内であり、λ２は、約６００ｎｍ〜約７００ｎｍ又は約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍの範囲内である。
【００４６】
図９は、実質的に垂直に入射する光の直交する第１及び第２の偏光状態についての、光学フィルムの反射率、又は光学フィルムに含まれる複数のポリマー層（例えば、主に光干渉及び／又は交互の第１及び第２のポリマー層によって光を反射及び透過する複数の干渉層）の反射率の概略プロットである。λ１〜λ２の所定の波長範囲内の波長にわたる反射率の平均は、第１の偏光状態ではＲｓであり、第２の偏光状態ではＲｐである。
【００４７】
図８〜図９に示す透過率及び／又は反射率は、光学フィルム上の位置についてでもよく、フィルム上の各位置は、例えば、形成（例えば、熱成形）プロセスにより、位置ごとにいくらか変動し得る対応する透過率及び反射率を有し得る。例えば、各位置は、一般に図９に示されるように、対応する反射帯域を有し得るが、帯域端波長λ０及び／又はλ３は、位置に伴っていくらか変動し得る。光学フィルムは、光学フィルム上の少なくとも１つの位置が、指定された範囲内の平均透過率及び／又は反射率を有する場合、光学フィルムは指定された範囲内の平均透過率及び／又は反射率を有すると言うことができる。いくつかの実施形態では、光学フィルムのエリアの少なくとも大部分における各位置、又は光学フィルムの全ての面積若しくは実質的に全ての面積における各位置は、指定された平均透過率及び／又は反射率を有し得る。
【００４８】
長波長帯域端λ３を図８及び図９に示し、短波長帯域端λ０を図９に示す。反射帯域は典型的に、反射率が急に低下する長波長帯域端及び短波長帯域端の両方を有する。図示の実施形態では、短波長帯域端λ０はλ１未満であり、長波長ｗ帯域端λ３はλ２よりも大きい。帯域端は、実質的に垂直に入射する光に対して求められる。帯域端の正確な波長は、いくつかの異なる基準を使用して定義することができる。帯域端の波長は、例えば、第１の偏光状態を有する垂直に入射する光に関する反射率が１／２Ｒｓまで低下する波長、又は第１の偏光状態を有する垂直に入射する光の透過率が１０％まで増加する波長としてもよい。
【００４９】
多層光学フィルムの生産に使用される材料は、典型的には、少なくとも可視波長及び近可視波長にわたって、並びにフィルム内の典型的な光路距離に対して、吸収率が非常に低いポリマー材料である。したがって、所与の光線に対する多層フィルムの反射率Ｒ及び透過率Ｔは、典型的には実質的に相補的であり、すなわち、Ｒ＋Ｔ≒１００％であり、通常、約１％以内の精度である。
【００５０】
光学フィルムの透過率は、一般的に、透過光の強度を入射光の強度によって除算したもの（所与の波長、入射方向などの光についてのもの）を指すが、「外部透過率」又は「内部透過率」という用語で表されることもある。光学フィルムの外部透過率が光学フィルムの透過率となるのは、周囲が空気であり、かつ要素の前方の空気／要素界面のフレネル反射に対して、又は要素の後方の要素／空気界面のフレネル反射に対していかなる補正もされない場合である。光学フィルムの内部透過率がそのフィルムの透過率となるのは、その前方表面及び後方表面のフレネル反射が除かれた場合である。前側及び後側のフレネル反射の除去は、計算的に（例えば、フレネル方程式及び光学フィルムの最外層の屈折率測定値から求めることができる外部透過／反射スペクトルから適切な関数を差し引くことによって）行われてもよく、又は実験的に行われてもよい（例えば、内部透過率及び内部反射率は、光学フィルムの前面に配置され、かつ光学フィルムと好適に整列された吸収型偏光子の有無にかかわらず、光学フィルムの反射率及び透過率の測定値、光学フィルムの前面及び後面に配置され、かつ光学フィルムと好適に整列された吸収型偏光子の有無にかかわらず、光学フィルムの反射率及び透過率の測定値、並びに吸収偏光子の反射率及び透過率の測定値から抽出されて得る）。多くのタイプのポリマー及びガラス材料では、フレネル反射は、２つの外部表面の各々で約４〜６％（法線入射角又はほぼ法線入射角に対して）であり、これにより、外部透過率が、内部透過率と比べ約１０％下方にシフトする。
【００５１】
したがって、光学フィルムの内部透過は、フィルム構成要素の２つの外側表面ではなく、内部部分からのみ生じる透過を指す。内部透過は、「内部反射」に類似している。フィルムの内部反射は、フィルム構成要素の２つの最外表面ではなく、内部部分からのみ生じる反射を指す。光学フィルムの透過率又は反射率はまた、ガラスなどのいくつかの媒質に浸漬されたフィルムについても求めることができる。例えば、ガラスが光学フィルムの外層の屈折率に近い屈折率を有し、屈折率整合接着剤を使用して、光学フィルムを光学フィルムの各面上のガラス（例えば、ガラスプリズム）に結合するために使用され、ガラスに浸漬された光学フィルムの垂直入射の透過率及び反射率は、それぞれ、垂直入射の内部透過率及び反射率とほぼ等しい。本明細書で内部又は外部を指定せずに透過率又は反射率に言及する場合、文脈により特に明記しない限り、透過率又は反射率は、内部透過率又は内部反射率を指すものと見なさなければならない。
【００５２】
内部反射及び透過特性は、光学モデリング又は実験室測定から容易に求めることができる。モデル化されたフィルムに対する反射率及び透過率の計算値の場合、内部反射及び透過は、計算された値からのそれらの表面反射の計算を省略することによって容易に達成される。反射スペクトル及び任意の角度での反射率、及び複屈折多層フィルムの帯域端などのその特徴の全ては、Ｂｅｒｒｅｍａｎ  ａｎｄ  Ｓｃｈｅｆｆｅｒ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．２５：５７７（１９７０）の４×４スタックコードを使用して計算することができる。本方法の説明は、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ（Ｈｏｌｌａｎｄ）により公開されたＡｚｚａｍ及びＢａｓｈａｒａによって書かれた書籍「Ｅｌｌｉｐｓｏｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ」に記載されている。
【００５３】
反射率又は透過率の測定値の場合、内部反射及び透過特性は、フィルムを空気中で測定し、表面反射率のみを表す計算値又は測定値を差し引くことによって求めることができる。例えば、干渉層よりもはるかに厚い平滑かつ透明な表面層を有する多層フィルムを所与として、この表面層の屈折率を測定することができる。表面層の屈折率が分かると、当該技術分野において周知の数式を使用することにより、測定された全反射率から表面反射率を差し引くことができる。
【００５４】
図１０Ａは、反射型偏光子であってもよく、本明細書の他の箇所に記載される光学システムのうちのいずれかにおいて使用することができる光学フィルム３１００の概略斜視図である。図１０Ｂは、光学フィルム３１００の一部分の概略斜視図である。光学フィルム３１００は、合計（Ｎ）個の干渉層を有する複数のポリマー干渉層３１０２を含む。図１０Ｂは、交互のより高屈折率ポリマー層３１０２ａ（Ａ層）及び低屈折率ポリマー層及び３１０２ｂ（Ｂ層）を示す。高屈折率層は、同じ方向における低屈折率層の屈折率よりも大きい少なくとも１つの方向における屈折率を有する。低屈折率層３１０２ｂは、第１の層と称されてもよく、高屈折率層３１０２ａは、第２の層と称されてもよい。いくつかの実施形態では、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の実質的に垂直に入射する光に対して、第２のポリマー層の最大屈折率は、第１のポリマー層の最大屈折率よりも大きく、第２のポリマー層の最大屈折率と第１のポリマー層の最小屈折率との差は、約０．３未満、若しくは約０．２８未満、若しくは約０．２〜約０．３の範囲、若しくは約０．２２〜約０．２８の範囲、又は約０．２５である。実質的に垂直に入射する光が参照されるため、最大屈折率及び最小屈折率は実質的に面内の屈折率である。
【００５５】
いくつかの実施形態では、複数の交互の第１ポリマー層３１０２ｂ及び第２のポリマー層３１０２ａは、約９００個未満の層、若しくは約５００個未満の層、若しくは約３００個未満の層を含むか、又は約２００個〜約３００個層の範囲内の総数（Ｎ個）の層を含む。いくつかの実施形態では、光学フィルム３１００は、約５００ミクロン未満の平均厚さｔを有する。平均厚さとは、光学フィルムの領域にわたる厚さ平均を指す。いくつかの実施形態では、厚さは実質的に均一であるため、光学フィルムの厚さは平均厚さｔに実質的に等しい。いくつかの実施形態では、光学フィルムは湾曲形状に形成され、形成プロセスから生じる厚さの変動を有する。いくつかの実施形態では、各ポリマー層３１０２は、約５００ｎｍ未満の平均厚さを有する。
【００５６】
使用中、入射光３１１０として描かれる光学フィルム３１００の主表面（例えば、フィルム表面３１０４）に入射する光は、光学フィルム３１００の第１の層に入り、複数の干渉層３１０２を通って伝播することができ、入射光３１１０の偏光状態に依存して、光干渉による選択反射又は選択透過を受ける。入射光３１１０は、互いに相互に直交する第１の偏光状態（ｂ）及び第２の偏光状態（ａ）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルム３１００は、偏光素子であり、第２の偏光状態（ａ）は、「通過」状態と考えることができ、一方で第１の偏光状態（ｂ）は、「ブロック」状態と考えることができる。いくつかの実施形態では、光学フィルム３１００は、延伸軸３１２０に沿って配向され、直交軸３１２２に沿っては配向されていない偏光子である。このような実施形態では、軸３１２２に沿った電界を有する垂直に入射する光の偏光状態は、第２の偏光状態（ａ）であり、軸３１２０に沿った電界を有する垂直に入射する光の偏光状態は第１の偏光状態（ｂ）である。いくつかの実施形態では、入射光３１１０が複数の干渉層３１０２を通って伝播していくと、第１の偏光状態（ｂ）における光の一部分は隣接する干渉層によって反射され、第１の偏光状態（ｂ）が光学フィルム３１００によって反射される結果となり、一方で第２の偏光状態（ａ）における光の一部分は、光学フィルム３１００をまとまって通過する。
【００５７】
干渉層は、干渉層の反射率及び透過率が光干渉によって合理的に説明できるか、又は光干渉の結果として合理的に正確にモデル化できる場合、光を主に光干渉によって反射及び透過すると説明されてもよい。異なる屈折率を有する干渉層の隣接する対は、対が、光の波長の１／２の合成光学厚さ（ブロック軸に沿った屈折率×物理的厚さ）を有するときに、光干渉によって光を反射する。いくつかの実施形態では、光学繰り返し単位における隣接する対の干渉層の光学厚さは、ほぼ等しい。干渉層は、典型的には、約５００ｎｍ未満又は約２００ナノメートル未満の物理的厚さを有する。いくつかの実施形態では、各ポリマー干渉層は、約４５ナノメートル〜約２００ナノメートルの範囲の平均厚さ（層にわたる物理的厚さの非加重平均）を有する。非干渉層は、干渉によって可視光の反射に寄与するには大きすぎる光学的厚さを有する。非干渉層は典型的に、少なくとも１マイクロメートル又は少なくとも５マイクロメートルの物理的厚さを有する。干渉層３１０２は、所定の波長範囲内において、光を主に光干渉によって反射及び透過する複数のポリマー干渉層であり得る。干渉層及び非干渉層を含む光学フィルムの平均厚さは、約５００ミクロン未満とすることができる。
【００５８】
交互のポリマー層のための好適な材料は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＮ及びポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）又は二安息香酸）を含有するコポリマー、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はこれらクラスの材料のブレンドを含む。
【００５９】
交互になったポリマー干渉層を含む光学フィルムの作製方法は、当該技術分野において既知であり、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）、同第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）、同第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）、及び同第９，１６２，４０６号（Ｎｅａｖｉｎら）に記載されている。簡潔に要約すると、製作方法は、（ａ）完成フィルム中で使用される第１及び第２のポリマーに対応する樹脂の少なくとも第１及び第２のストリームを提供することと、（ｂ）第１及び第２のストリームを、好適なフィードブロックを使用して複数の層に分割することと、（ｃ）複合ストリームを押出ダイに通して、各層が隣接する層の主表面に概ね平行である多層ウェブを形成することと、（ｄ）キャスティングホイール又はキャスティングドラムと呼ばれる場合があるチルロール上に多層ウェブをキャスティングして、キャスト多層フィルムを形成することと、を含むことができる。このキャストフィルムは、完成フィルムと同じ数の層を有してもよいが、キャストフィルムの層は、典型的には、完成フィルムの層よりもはるかに厚い。更に、キャストフィルムの層は、典型的には全て等方性である。多層ウェブがチルロール上で冷却された後、これを伸張又は延伸して、最終的な又はほぼ最終的な多層光学フィルムを製造することができる。引き伸ばし又は延伸して、２つの目標、すなわち、層をその所望の最終的な厚さまで薄くすること、また層の少なくともいくつかが複屈折となるように層を配向すること、を達成する。方向付けること又は延伸は、クロスウェブ方向に沿って（例えばテンターにより）、ダウンウェブ方向に沿って（例えばレングスオリエンタ（length orienter）により）、又はそれらの任意の組み合わせで、同時に又は連続的に達成することができる。
【００６０】
いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層相と第２のポリマー層とを含み、各第２のポリマー層は、１つ以上の位置において（例えば、反射型偏光子が実質的に平面である場合の全位置において、及び湾曲した反射型偏光子の頂点から反射型偏光子のブロック軸に概ね沿った円弧に沿った位置において）（例えば、図１０Ｂに示す軸３１２０に沿って）実質的に一軸配向されている。実質的に一軸配向された層は、１つの面内（例えば、長さ）方向及び厚さ方向の屈折率が実質的に同じ（例えば、０．０２以内又は０．０１以内）であるが、直交する面内（例えば、幅）方向における屈折率とは実質的に異なる（例えば、少なくとも０．０５異なる）屈折率を有する。いくつかの実施形態では、熱成形する前の多層光学フィルムは、実質的に単軸延伸されたたフィルムであり、少なくとも０．７、少なくとも０．８、又は少なくとも０．８５の一軸特性度Ｕを有し、ここで、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ１／２−１）であり、ＭＤＤＲは機械方向延伸比として定義され、ＴＤＤＲは横方向延伸比として定義される。このような実質的に一軸配向された多層光学フィルムは、米国特許出願公開第２０１０／０２５４００２号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）に記載されており、多層フィルムを配向するパラボラテンターを使用することによって得ることができる。米国特許第９，５５７，５６８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されるように、実質的に一軸配向された反射型偏光子フィルムは、折り返された光学システムにおいて改善された性能を提供する。いくつかの実施形態では、第２の層、複数の交互の第１のポリマー層及び第２のポリマー層は、約０．００８未満（例えば、約０．００２よりも大きく約０．００８未満の差）だけ異なる、通過方向及び厚さ方向の屈折率を有する。
【００６１】
いくつかの実施形態では、複数の交互の第１及び第２のポリマー層は、第１の偏光状態の平均光反射率Ｒｓと、第２の偏光状態の平均光透過率Ｔｐ及び平均光反射率Ｒｐと、を有し、Ｔｐ≧８０％、Ｒｐ≦１％、又はＲｐ≦０．８％、又はＲｐ≦０．６％、又はＲｐ≦０．４％、又はＲｐ≦０．２５％、及び８０％≦Ｒｓ≦９５％である。通過状態（第２の偏光状態）の反射率は、第１及び第２の層の通過方向の屈折率を厳密に整合させることによって（例えば、約０．００６未満又は約０．００５未満の差）、並びに／又は交互の第１及び第２のポリマー層の数を制限することによって（例えば、いくつかの実施形態では、交互の第１及び第２のポリマー層の数は２００〜５００個であり、いくつかの実施形態では、複数の交互の第１及び第２のポリマー層は、約３００個未満の層を含む）、望ましい低さにすることができる。第１及び第２の層のブロック方向おける有意差（例えば、約０．２よりも大きい、又は約０．２２よりも大きい差）のある屈折率を利用することによって、限定された数の層が含まれる場合、ブロック方向（第１の偏光状態）における反射率は、望ましい高さ（例えば、８０％≦Ｒｓ≦９５％）にすることができる。
【００６２】
第１及び第２の層の通過方向における屈折率は、材料の好適な選択によって、並びに、延伸比ＭＤＤＲ及びＴＤＤＲの好適な選択によって厳密に整合させることができる。場合によっては、所与のＴＤＤＲに関して、ＭＤＤＲは、より低いＲｐを生成するために、フィルム加工において一般的に利用されるものよりも低減される。そのような低ＭＤＤＲを利用することにより、加工中に光学フィルムの座屈を引き起こす可能性があるが、座屈がなく、かつ本明細書の光学システムに使用するのに十分なほど大きい光学フィルムの面積が生じる。例えば、１５重量％のＰＥＴＧ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）とブレンドされた８５重量％のポリカーボネートの等方性の第１の層は、屈折率ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、及びｎ１ｚが、約５５０ｎｍの波長で各約１．５７９２、及び６３３ｎｍの波長で各約１．５７０５であり、９０／１０ｃｏＰＥＮ（９０％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０％のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で構成されているポリマー）の配向された第２の層は、約６のＴＤＤＲ及び約０．４３のＭＤＤＲの延伸比で配向され、屈折率ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、及びｎ２ｚが、約５５０ｎｍの波長で、それぞれ、約１．８３７２、１．５７５５、及び１．５６９０、並びに約６３３ｎｍの波長で、それぞれ、約１．８１２０、１．５６５２、及び１．５５８７である。これにより、第１及び第２の層の通過方向における屈折率の間に適度に厳密な整合がもたらされた。
【００６３】
いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、複数の交互の第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、各第２のポリマー層は、１つ以上の位置において実質的に一軸配向される。いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、反射型偏光子の頂点を通過する光軸から離れた少なくとも１つの層上の少なくとも１つの位置において実質的に光学的に一軸である少なくとも１つの層を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの層は、少なくとも１つの位置で、厚さ方向における第１の屈折率、厚さ方向と直交する第２の方向における第２の屈折率、並びに厚さ方向及び第２の方向と直交する第３の方向における第３の屈折率を有し、第１の屈折率と第２の屈折率との差の絶対値が、０．０２未満、又は０．０１未満、又は０．００８未満であり、第２の屈折率と第３の屈折率との差の絶対値が、０．０５超、又は０．１超、又は０．１５超、又は０．２超である。
【００６４】
第１及び第２のポリマー層の屈折率は、実質的に垂直に入射する光に対して直交する偏光状態によって定義される方向に沿った屈折率成分に関して表すことができ、かつ／又は光学フィルムの平面内の直交する第１及び第２の軸に沿った屈折率成分に関して表すことができる。いくつかの実施形態では、隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、第１の層３１０２ｂは、第１の偏光状態に沿った（例えば、軸３１２０に沿って又はｘ軸に沿って偏光された）屈折率ｎ１ｘと、第２の偏光状態に沿った（例えば、軸３１２３に沿って又は軸に沿って偏光された）屈折率ｎ１ｙと、第１及び第２の偏光状態に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、第２の層３１０２ａは、第１の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｘと、第２の偏光状態に沿った屈折率ｎ２ｙと、ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有する。いくつかの実施形態では、隣接する第１及び第２のポリマー層の各対について、第１の層３１０２ｂは、光学フィルムの平面内の第１の軸（例えば、軸３１２０又はｘ軸）に沿った屈折率ｎ１ｘと、光学フィルムの平面内の直交する第２の軸（例えば、軸３１２３又はｙ軸）に沿った屈折率ｎ１ｙと、第１及び第２の軸に直交するｚ軸に沿った屈折率ｎ１ｚと、を有し、第２の層３１０２ａは、第１の軸に沿った屈折率ｎ２ｘと、第２の軸に沿った屈折率ｎ２ｙと、ｚ軸に沿った屈折率ｎ２ｚと、を有する。光学フィルムの平面は、一般に、光学フィルムに接する平面を指す。光学フィルムが平面内に配置される場合、この平面は光学フィルムの平面である。光学フィルムが湾曲している場合（例えば、レンズの曲面上に配置され、レンズの曲面に適合する）場合、光学フィルムの平面は、屈折率が指定される位置における接平面である。実質的に垂直に入射する光は、例えば、第１の軸に沿って第１の偏光状態で（すなわち、第１の偏光状態は、第１の軸に沿って電界を有する線形偏光状態であってもよい）、又は第２の軸に沿って第２の偏光状態偏光状態で（すなわち、第２の偏光状態は、第２の軸に沿って電界を有する線形偏光状態であってもよい）偏光されてもよく、光学フィルムは、本明細書の他の箇所に記載される範囲のうちのいずれか内の、第１及び第２の偏光状態に対する反射率及び透過率を有してもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、少なくとも約４５０ｎｍ〜約６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、ｎ１ｘとｎ１ｙとｎ１ｚとの間の最大差は、約０．００２未満であり、ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２よりも大きい。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長について、ｎ２ｙとｎ２ｚとの差は、約０．００２よりも大きく、かつ約０．００８未満である。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長について、ｎ１ｙとｎ２ｙとの差の絶対値は、約０．００６未満、又は約０．００５未満である。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長について、ｎ２ｘとｎ１ｘとの差は、約０．２２〜約０．２８の範囲内である。屈折率は、第１の層のポリマー及び第２の層のポリマーの好適な選択によって、任意の層の好適な配向度によって調整することができる（例えば、延伸比の増加により、配向された（高屈折率）層における延伸方向の屈折率を増加させることができる）。屈折率は、例えば、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長について指定されてもよく、及び／又は固定基準波長（例えば、５３２ｎｍ又は５５０ｎｍ又は６３３ｎｍ）で指定されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、約５５０ｎｍの波長において、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、及びｎ１ｚは、各約１．５７９２であり、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、及びｎ２ｚは、それぞれ、約１．８３７２、１．５７５５、及び１．５６９０である。いくつかの実施形態では、約６３３ｎｍの波長において、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、及びｎ１ｚは、各約１．５７０５であり、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、及びｎ２ｚは、それぞれ、約１．８１２０、１．５６５２、及び１．５５８７である。光学フィルムは、光学フィルム上の少なくとも１つの位置において、これらの範囲のうちのいずれか内の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、光学フィルムの全面積の少なくとも８０％、又は少なくとも９０％、又は実質的に全てにわたって、これらの範囲のうちのいずれか内の屈折率を有する。
【００６６】
いくつかの実施形態では、光学システムは、部分反射体と反射型偏光子との間に配置されたリターダを含む。いくつかの実施形態では、部分反射体と反射型偏光子との間に配置されたリターダは、所定の波長範囲内の１つ以上の波長での四分の一波長リターダンスを有する。いくつかの実施形態では、光学システムは、複数のリターダ（例えば、図６又は図７に示す複数のリターダ）を含む。いくつかの実施形態では、各リターダは、所定の波長範囲内の１つ以上の波長での四分の一波長リターダンスを有する。
【００６７】
本明細書の光学システムで使用されるリターダ層（単数又は複数）は、フィルム若しくはコーティング、又はフィルムとコーティングとの組み合わせとすることができる。適切なフィルムの例としては、例えば、Ｍｅａｄｏｗｌａｒｋ  Ｏｐｔｉｃｓ（Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ，ＣＯ）から入手可能なものなどの、複屈折ポリマーフィルムリターダが挙げられる。リターダ層を形成するのに好適なコーティングとしては、米国特許出願公開第２００２／０１８０９１６号（Ｓｃｈａｄｔら）、同第２００３／０２８０４８号（Ｃｈｅｒｋａｏｕｉら）、同第２００５／００７２９５９号（Ｍｏｉａら）、及び同第２００６／０１９７０６８号（Ｓｃｈａｄｔら）、並びに米国特許第６，３００，９９１号（Ｓｃｈａｄｔら）に記載されている、線状光重合性ポリマー（ＬＰＰ）材料及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料が挙げられる。適切なＬＰＰ材料にはＲＯＰ−１３１ＥＸＰ３０６ＬＰＰが含まれ、適切なＬＣＰ材料にはＲＯＦ−５１８５ＥＸＰ４１０ＬＣＰが含まれ、両方ともＲＯＬＩＣ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｌｔｄ（スイス、Ａｌｌｓｃｈｗｉｌ）より入手可能である。
【００６８】
図１１Ａは、リターダに関するリターダンス（例えば、ｎｍ単位）対波長の概略図である。リターダンス対波長は、波長分散曲線１６００ａである。分散曲線１６００ａは、例えば、Ｍｅｒｃｋ（Ｄａｒｍｓｔａｄｔ，Ｇｅｒｍａｎｙ）から入手可能な無色リターダの分散曲線と同様である。理想的な無色四分の一波長リターダの分散曲線１６０７も示されている。分散曲線１６００ａを有するリターダは、例えば、波長λａでの及びλｂでの四分の一波長リターダであってもよく、所定の波長範囲（例えば、λ１〜λ２）内の波長範囲にわたる実質的に四分の一波長（例えば、四分の一波長の５％以内のリターダンス）であってもよい。図１１Ｂは、異なるリターダ層に関する波長分散曲線１６００ｂの概略図である。分散曲線１６００ｂは、配向ポリマー層のリターダなどの従来のリターダの分散曲線と同様である。分散曲線１６００ｂは、所定の波長範囲内で波長の増加とともに単調に変化する。分散曲線１６００ｂを有するリターダ層は、例えば、波長λ３での実質的に四分の一波長リターダであってもよい。
【００６９】
本明細書の光学システム又はディスプレイシステムのいずれかは、ヘッドセット（例えば、ヘッドマウント式ディスプレイ、又は仮想現実ディスプレイ若しくは拡張現実ディスプレイのヘッドセット）などのデバイスで使用してもよい。ヘッドセットは、取り外し可能であってもよい１つ以上のディスプレイパネルを含んでもよい（例えば、ヘッドセットは、ディスプレイパネルを有する電話を受信するように適合されてもよい）。図１９は、フレーム１７９２と、左右のディスプレイ部分１７９４ａ及び１７９４ｂと、を含むヘッドセット１７９０の概略上面図であり、左右のディスプレイ部分１７９４ａ及び１７９４ｂは、左右の光学システムの各々が本明細書による光学システムである左右の光学システムをそれぞれ含み得る。任意選択の取り外し可能なディスプレイパネル１７８５が示されている。他の実施形態では、左右のディスプレイパネル又はディスプレイパネルの左右の部分は、左右のディスプレイ部分１７９４ａ及び１７９４ｂに含まれる。
【００７０】
特徴のサイズ、量、及び物理的性質を表す量に適用されるような「約」の使用が、本明細書に使用され記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、「約」は、指定された量の１０パーセント以内であるが、正に指定された量も含むことを意味すると理解されるだろう。例えば、本発明の記載に使用され記載されている文脈において、当業者にとって明らかではない場合、約１の値を有する量は、０．９〜１．１の値を有するが、ちょうど１の値も含むことを意味する。
【００７１】
実施例
実施例１
反射型偏光子を以下のように作製した。単一の多層光学パケットを共押出成形した。パケットは、９０／１０ｃｏＰＥＮと低屈折率等方性層との２７５層の交互の層を含んだ。９０／１０ｃｏＰＥＮは、９０％ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）及び１０％ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から構成されるポリマーである。等方性層を、屈折率を約１．５７とし、層が一軸配向の際に実質的に等方性のままとなるようにした、国際公開第２０１５０３５０３０号に記載のポリカーボネート及びコポリエステルのブレンド（ＰＣ：ｃｏＰＥＴ）で作製した。ＰＣ：ｃｏＰＥＴモル比は、ＰＣ約４２．５モル％及びｃｏＰＥＴ５７．５モル％であった。等方性層は、１０５℃のＴｇを有した。この等方性材料は、２つの非延伸方向における屈折率を延伸させた後、非延伸方向における複屈折材料の屈折率と実質的に整合したままとなるように選択され、一方で延伸方向において、複屈折層と非複屈折層との間には屈折率の実質的な不整合が存在した。９０／１０ＰＥＮ及びＰＣ：ｃｏＰＥＴポリマーを、別個の押出成形機から、９０／１０ｃｏＰＥＮが４４％、ＰＣ：ｃｏＰＥＴが５６％の合計流量比で、多層共押出フィードブロックへとそれぞれ供給した。材料を２７５の交互の光学層のパケットに組み立て、一方の面の９０／１０ＰＥＮ及び他方の面のＰＣ：ｃｏＰＥＴの各面により厚い保護境界層を加えて、合計２７７の層とした。この多層溶融物は次に、ポリエステルフィルムに関する従来の方法で、フィルムダイを通してチルロール上にキャストされ、急冷された。次いで、キャストウェブを、２００６年６月４〜９日にカリフォルニア州Ｓａｎ  ＦｒａｎｃｉｓｃｏでのＳｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ（ＳＩＤ）Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅにおいて発表された、著者Ｄｅｎｋｅｒらによる「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ  Ｆｉｌｍ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ｏｆ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙｓ」と題するＩｎｖｉｔｅｄ  Ｐａｐｅｒ  ４５．１、に記載されているものと同様のパラボリックテンターで延伸した。放物線状テンターの横方向延伸比（ＴＤＤＲ）は約６．０であり、機械方向延伸比（ＭＤＤＲ）は約０．４３であった。
【００７２】
垂直入射における空気中の反射率及び透過率（外部反射率及び外部透過率）は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）から入手可能な偏光子オプションを有するＬＡＭＢＤＡ  １０５０  ＵＶ／Ｖｉｓ  Ｓｐｅｃｔｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒを使用して測定した。光源には、ＣＩＥ光源Ｃを使用した。実施例１の反射型偏光子について、及び３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｌｍ（ＡＰＦ）のサンプルについて得られた空気中の透過率及び反射率を図１３〜図１４に示す。次に、反射型偏光子の最外層の屈折率を、４０４ｎｍ、５３２ｎｍ、及び６３３ｎｍの波長でＭｅｔｒｉｃｏｎ  ２０１０／Ｍプリズムカプラで測定した。以下の表は、実施例１の反射型偏光子について及びＡＰＦのサンプルについて、通過軸に対応する機械方向（ＭＤ）、ブロック軸に対応する横方向（ＴＤ）、並びに厚さ（Ｚ）方向で測定された最外層の屈折率（反射型偏光子の各最外層は同じポリマー材料を使用し、そのため、屈折率は、各最外層において同じであると想定された）を列挙する。
【００７３】
【表１】
2021531497.tif 000003
【００７４】
測定された屈折率から、表面の各々の明所視的平均反射率は、Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｉｎｃ（Ｔｕｃｓｏｎ，ＡＺ）から入手可能なＭａｃｌｅｏｄ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ｓｏｆｔｗａｒｅを使用して、約５．０３パーセントと判定された。次いで、内部反射率及び内部透過率を、内部反射率及び内部透過率に関して、並びに前面及び後面からの繰り返しフレネル反射に関して、外部反射率及び外部透過率を説明する式を同時に解くことによって求めた。一連の繰り返し反射は、反射型偏光子からの最大５回の反射を含んだ。実施例１の反射型偏光子の明所視平均結果は、Ｒｓｐｈ＝９２．４％、Ｒｐｐｈ＝０．１５％、Ｔｓｐｈ＝７．８％、及びＴｐｐｈ＝９９．７％であった。全ての明所視平均は、ＣＩＥ  １９３１  ２°Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｏｂｓｅｒｖｅｒに基づいて実施された。比較すると、ＡＰＦのサンプルに適用された測定方法の結果は、Ｒｓｐｈ＝９８．８％、Ｒｐｐｈ＝１．２％、Ｔｓｐｈ＝１．２％、及びＴｐｐｈ＝９８．４％であった。
【００７５】
実施例１の反射型偏光子のサンプルが反射型偏光子６３０として使用された、光学システム６００と同様の光学システムを構築した。光学システムは、ディスプレイパネル６０４の代わりに、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ（Ｒｕｓｈ，ＮＹ）から入手可能なガラス上の碁盤目パターンを利用した。光学システムで使用される光学的に透明な接着剤層の各々は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から入手可能なＯｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ８１７２の層であった。リターダ６８５、６２５、及び６６３は、各々、Ｔｅｉｊｉｎ  Ｃｏ．（日本）から入手可能なＴｅｉｊｉｎ  Ｆｍ１４３四分の一波長リターダであった。リターダ６８５及び６２５について、リターダ上に直接配置されたＳｉＯ２層及びＳｉＯ２層上に配置されたＡｌ２Ｏ３層から本質的になる屈折率整合層は、リターダの各主表面上に含まれた。反射防止層６２９を同様の屈折率整合層で置き換え、吸収型偏光子６６１をこの屈折率整合層に積層し、リターダ６６３を別の光学的に透明な接着剤層を介して吸収型偏光子６６１に積層した。この光学的に透明な接着剤層に隣接するリターダ６６３には、上述したような屈折率整合層が配置された。反射防止コーティングは、出射面６５２に面するリターダ６６３上に配置された。この反射防止コーティング及び反射防止コーティング６４９は、合計６層のＴｉＯ２及びＭｇＦ２の交互の層から本質的になっていた。吸収型偏光子６９１は、ＡＰＩ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒｓ，Ｉｎｃ．（Ｒｅａｄｉｎｇ，ＰＡ）から入手可能なＡＰ３８偏光子であった。吸収型偏光子６６１はＳａｎｒｉｔｚ  Ｃｏ．（日本）から入手可能なＡＰ  Ｓａｎｒｉｔｚ  ＨＬＣ２−５６１８であった。部分反射体６２０は、半銀鏡であった。レンズ６１０は、Ｅｄｍｕｎｄ  Ｏｐｔｉｃｓ（Ｂａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能な平凸ガラスレンズであった。
【００７６】
約１９ｍｍの開口内の明るい正方形及び暗い正方形の碁盤目パターンに配列された正方形の１４×１４アレイを、白色発光ダイオード（ＬＥＤ）光源を使用して碁盤目パターンを有するガラスに光を供給することによって表示した。表示されたパターンから画像を形成し、画像の中心付近の４つの正方形×４つの正方形の正方形領域（２つの明るい正方形及び２つの暗い正方形を含む４つの正方形）を解析した。明るい正方形及び暗い正方形の強度を、強度に比例した赤色、緑色、及び青色の色チャネルの各々のカウント数を記録したカラーカメラを用いて測定した。ＬＥＤと碁盤目パターンを有するガラスとの間にレンズ及び拡散体を配置して、約３０度の全円錐角を提供した。マスクは、明るい領域及び暗い領域（正方形）から遷移領域を除外するように定義された。これは、明るい領域及び暗い領域の各々の中央領域を定義した。中央領域の面積は変動し、中央領域の面積が、対応する明るい領域又は暗い領域の面積の約３０％〜約７０％の範囲内にあるときに、結果として生じるＩｂ／Ｉｄ比に対して最小限の効果を有することが見出された。８ｍｓ、１２ｍｓ、１６ｍｓ、及び２４ｍｓのカメラ露出を使用し、正確なベースラインを提供するために、カメラレンズキャップを所定の位置でダーク減算することを繰り返して測定を繰り返した。異なる露出の結果を統合して、高ダイナミックレンジ画像を形成した。明るい領域の中央領域における平均（ａｖｅｒａｇｅ）（平均（ｍｅａｎ））輝度Ｉｂを決定し、赤色、緑色、及び青色の色チャネルの各々について、暗い領域の中央領域における平均（平均）輝度Ｉｄを求めた。反射型偏光子がＡＰＦで置き換えられたことを除いて、試験光学システムと同等の別の光学システムを準備した。この光学システムについて、上記のように比Ｉｂ／Ｉｄを求めた。結果を以下の表に提供する。
【００７７】
【表２】
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【００７８】
実施例２
実施例１の反射型偏光子と同様の反射型偏光子をモデル化した。Ｂｅｒｒｅｍａｎアルゴリズムを用いた４×４マトリックス法を使用して、反射型偏光子における層界面によって生じる強め合う干渉及び弱め合う干渉のスペクトルを求めた。２７５個の交互の複屈折層と等方性層とを有するものとして反射型偏光子をモデル化し、ここで、複屈折層及び等方性層の厚さ及び屈折率は、実施例１の反射型偏光子の複屈折層及び等方性層の特性に基づいてモデル化された。各方向における等方性層の屈折率は、５５０ｎｍの波長で１．５７９２、及び６３３ｎｍの波長で１．５７０５となり、６３３ｎｍの波長と５００ｎｍの波長との間で、並びに６３３ｎｍ以上の波長及び５００ｎｍの波長のブローで滑らかに変動する。ブロック方向における複屈折層の屈折率は、５５０ｎｍでは１．８３７２、かつ１．８１２０及び６３３ｎｍとなり、可視スペクトルにわたって同様に変動した。通過方向における複屈折層の屈折率は、５５０ｎｍでは１．５７５５、かつ１．５６５２及び６３３ｎｍとなった。厚さ方向における複屈折層の屈折率は、５５０ｎｍでは１．５６９０、かつ１．５５８７及び６３３ｎｍとなった。両方とも、上記のように、可視スペクトルにわたって滑らかに変動すると見なされた。反射型偏光子の光学スタックの厚さを、原子間力顕微鏡測定によって得た。反射型偏光子光学スタック上に垂直に入射する光に関する透過状態及びブロック状態の内部反射率は、反射型偏光子スタック上の外部層の屈折率と整合する材料の１／２空間にスタック全体を埋め込むことによって計算した。４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長にわたって平均化された結果は、Ｒｓ＝８９．０％であり、Ｒｐ＝０．１９８％であった。
【００７９】
前述の参照文献、特許、又は特許出願はいずれも一貫した方法でそれらの全体を参照することにより本明細書に組み込まれる。組み込まれた参照文献の一部と本出願との間に不一致又は矛盾がある場合、前述の記載における情報が優先するものとする。
【００８０】
図中の要素の説明は、別段の指示がない限り、他の図中の対応する要素に等しく適用されるものと理解されたい。具体的な実施形態を本明細書において例示し記述したが、様々な代替及び／又は同等の実施により、図示及び記載した具体的な実施形態を、本開示の範囲を逸脱することなく置き換え可能であることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書において説明した具体的な実施形態のあらゆる適合例又は変形例を包含することを意図する。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその同等物によってのみ限定されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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