(57)【要約】  レンズ（１２０）は、互いに嵌合する形状である少なくとも２つの部分又はボディ１２２、１２４から形成され、これらの２つの部分の間に多層光学フィルム１２５が挟まれている。各部分の平滑表面１２１ａ、１２４ａを合わせて、例えば、凹面、凸面、又は平坦な光学表面などの、レンズの第１光学表面１２０ａを提供する。この多層光学フィルムは、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成されたポリマー層のスタックを含み、これら複数のポリマー層の少なくともいくつかは複屈折性である。よって、この多層光学フィルムは、例えば反射性偏光子及び／又は狭帯域若しくはその他のノッチ反射体であり得るか又はこれらを含み得る。この多層光学フィルムは、これら２つの部分の平滑表面を分離する延長境界線１２５ｔ１を有する。この延長境界線に沿って存在し得る割れ又は剥離などのエッジ欠陥は、１００又は５０マイクロメートル以下の平均欠陥距離により特徴付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周縁表面により接合された、第１及び第２の相対する光学表面を有するレンズであって、該レンズは、
第１平滑表面及び側表面を有する第１レンズ部分と、
第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する第２レンズ部分と、
該第１レンズ部分と該第２レンズ部分との間の該レンズに埋め込まれた多層光学フィルムであって、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成された複数のポリマー層を含み、該複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折である、多層光学フィルムと、
を含み、
該第１光学表面が、該第１レンズ部分の該第１平滑表面と、該第２レンズ部分の該第１平滑表面とを含み、
該第２光学表面が、該第２レンズ部分の該第２平滑表面を含み、
該多層光学フィルムが、該第１レンズ部分の該第１平滑表面と該第２レンズ部分の該第１平滑表面とを分離する第１延長境界線を含む、レンズ。
【請求項２】
前記周縁表面が、前記第１レンズ部分の前記側表面と、前記第２レンズ部分の前記側表面とを含む、請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記第１光学表面が更に前記第１延長境界線を含む、請求項１に記載のレンズ。
【請求項４】
前記第１延長境界線が、前記第１レンズ部分の前記第１平滑表面と、前記第２レンズ部分の前記第１平滑表面とを分離する、第１延長ノッチ内に配置されている、請求項１に記載のレンズ。
【請求項５】
前記第１レンズ部分が更に第２平滑表面を有し、該第２光学表面が、該第１レンズ部分の該第２平滑表面と、前記第２レンズ部分の前記第２平滑表面とを含み、前記多層光学フィルムが、該第１レンズ部分の該第２平滑表面と該第２レンズ部分の該第２平滑表面とを分離する第２延長境界線を含む、請求項１に記載のレンズ。
【請求項６】
前記第２延長境界線が、前記第１レンズ部分の前記第２平滑表面と前記第２レンズ部分の前記第２平滑表面とを分離する第２延長ノッチ内に配置されている、請求項５に記載のレンズ。
【請求項７】
垂直入射光の少なくとも１つの可視光波長について、前記多層光学フィルムが反射性偏光子として構成されている、請求項１に記載のレンズ。
【請求項８】
請求項１に記載のレンズと、
前記多層光学フィルムに向けて画像光を導くよう配置された画像デバイスと、を含む、システム。
【請求項９】
前記システムがアイウェアを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
周縁表面により接合された、第１及び第２の相対する光学表面を有する光学コンポーネントであって、該光学コンポーネントは、
第１平滑表面及び側表面を有する第１部分と、
第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する第２部分であって、該第１部分と嵌合する形状である、第２部分と、
該第１部分と該第２部分との間の該光学コンポーネントに埋め込まれた多層光学フィルムであって、該多層光学フィルムが、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう配置された複数のポリマー層を含み、該複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折である、多層光学フィルムと、
を含み、
該第１光学表面が、該第１部分の該第１平滑表面と、該第２部分の該第１平滑表面とを含み、
該第２光学表面が、該第２部分の該第２平滑表面を含み、
該多層光学フィルムが、該第１部分の該第１平滑表面と該第２部分の該第１平滑表面とを分離する第１延長境界線を含む、光学コンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般に、レンズ及び光学成分に関し、特にビーム分割目的の部分反射性素子を含むレンズに応用される。本発明はまた、関連する物品、システム、及び方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的ビームスプリッターは周知である。一部のビームスプリッターは、間に反射フィルムを挟んで２つのプリズムを接着することにより作製される。反射性フィルムは典型的に、ビームスプリッターの相対するエッジの間に延在する。例えば、米国特許第７，３２９，００６号（Ａａｓｔｕｅｎら）を参照されたい。
【０００３】
レンズ（２つ以上の単純レンズを合わせて接着した複合レンズを含む）も周知である。米国特許第５，６５４，８２７号（Ｒｅｉｃｈｅｒｔ）では、レンズがビームスプリッターにより２つの部分に分かれているレンズについて記述している。
【０００４】
ヘッドアップディスプレイ又はヘッドマウントディスプレイ（本明細書ではＨＵＤと総称される）は、ユーザーの視野の全体又は一部を占める画像を投影することができる。一部のＨＵＤは、投影画像と外部環境の通常の画像とを統合する、コンバイナー光学素子を使用している。一部の場合において、このＨＵＤはニアアイディスプレイ（ＮＥＤ）であり、これは眼鏡と同様のフォームファクターを有し得る。例えば、米国特許第６，３５３，５０３号（Ｓｐｉｔｚｅｒら）を参照されたい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ニアアイディスプレイ及び類似のシステムにおいて、眼鏡のレンズ部分は、実世界と強化（投影）画像とを望ましいように組み合わせて、アーチファクトが最小限で高品質の光学的性能を提供し、更に、眼鏡に典型的な通常の取り扱い及び利用に耐えるのに十分な丈夫さを有する。
【０００６】
強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成されたポリマー層のスタックを含む多層光学フィルムは、現在まで長年にわたり、アーチファクトが最小限で高品質の光学的性能が必要とされる様々な用途（例えばノートブックコンピューターのバックライトディスプレイ用途など）に利用されている。しかしながら、ビームスプリッターとして機能させるために、そのようなフィルムをレンズに埋め込むことは、特にビームスプリッターがレンズの光学軸に対して軸外になるよう設計されている場合、またスタック中のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折である場合、特定の設計上の問題を提起し、決して容易ではない。レンズの光学軸と光学フィルムの向きとの間の不整合の度合が十分に大きい場合、この光学フィルムは、レンズの光学表面に接するか又は交差し得る。そのような交差は、光学表面の分岐をもたらし、多層光学フィルムのエッジが、この分岐した光学表面の２つの部分の間を分離する線を形成する。複屈折性であるポリマー層は、等方性であるものよりも脆い傾向があり、よって、複屈折ポリマー層を含む多層光学フィルムのエッジは、複屈折層を含まない別種のフィルムに比べ、そのようなエッジでの破損、割れ、及び／又は剥離がより起こりやすい傾向にある。そのような破損、割れ、及びその他のエッジの欠陥がフィルムのエッジに存在する場合には、特に、そうした破損、割れ等がレンズの光学表面又はその近くで、入射光の経路内、及び光学系の有効径内に位置することになるため、レンズの光学的性能を顕著に低減させる可能性がある。
【０００７】
我々は、複屈折ポリマー層を含む多層光学フィルムをレンズ内に首尾よく埋め込み、これによりニアアイディスプレイ及び類似の用途に好適であり得るビーム分割機能を提供し得ることを見出した。もし、レンズの光学軸と多層光学フィルムの向きとの間の不整合の度合が、レンズの光学表面がフィルムにより二叉に分かれるようなものである場合、二叉に分かれた光学表面の部分間の分離線を形成する多層光学フィルムのエッジが、破損、割れ、又は剥離などの過剰な欠陥を有さないことを確実にするために、注意を払うことができ、これによりレンズの高品質の光学的性能が実現される。フィルムのエッジにあるエッジ欠陥が最小限であるのを確実にすることにより、製品の製造中、取り付け中、又は使用中にレンズに生じ得る応力の存在下でのフィルムエッジにおけるレンズの破壊（例えば、エッジの剥離がフィルム全体に広がることによる）の可能性を低減して、製品の丈夫さを更に又は代替的に強化することができる。
【０００８】
よって、互いに嵌合する形状である少なくとも２つの部分又はボディから形成され、これらの２つの部分の間に多層光学フィルムが挟まれたレンズが開示される。各部分の平滑表面を合わせて、凹状、凸状、又は平坦な光学表面などの、レンズの第１光学表面が提供される。この多層光学フィルムは、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成されたポリマー層のスタックを含み、これら複数のポリマー層の少なくともいくつが複屈折性である。よって、この多層光学フィルムは、例えば反射性偏光子及び／又は狭帯域若しくはその他のノッチ反射体であるか又はこれらを含み得る。この多層光学フィルムは、これら２つの部分の平滑表面を分離する延長エッジ又は境界線を有する。この延長境界線に沿って存在し得る割れ又は剥離などのエッジ欠陥は、１００又は５０マイクロメートル以下の平均欠陥距離により特徴付けられる。
【０００９】
また本明細書において、とりわけ、周縁表面により接合されている第１及び第２の相対する光学表面を有するレンズについて記述し、このようなレンズは更に、第１及び第２レンズ部分と、その第１レンズ部分と第２レンズ部分との間でレンズ内に埋め込まれた多層光学フィルムとを含む。第１レンズ部分は第１平滑表面及び側表面を有し、第２レンズ部分は、第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する。この多層光学フィルムは、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成された複数のポリマー層を含み、複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折性である。このレンズの第１光学表面は、第１レンズ部分の第１平滑表面と、第２レンズ部分の第１平滑表面とを含む。第２光学表面は、第２レンズ部分の第２平滑表面を含む。この多層光学フィルムは、第１レンズ部分の第１平滑表面と、第２レンズ部分の第１平滑表面とを分離する、第１延長境界線を含む。
【００１０】
この周縁表面は、第１レンズ部分の側表面と、第２レンズ部分の側表面とを含み得る。一部の場合において、第１光学表面は第１延長境界線を含み得る。一部の場合において、第１延長境界線は、第１レンズ部分の第１平滑表面と第２レンズ部分の第１平滑表面とを分離する第１延長ノッチ内に配置されてよく、この第１延長ノッチは深さ２５０マイクロメートル以下であり得る。
【００１１】
この多層光学フィルムが第１延長境界線に沿って何らかのエッジ欠陥を有する限りにおいて、そのようなエッジ欠陥は、１００マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下の第１平均欠陥距離により特徴付けることができる。
【００１２】
第１光学表面は湾曲していてよく、第１延長境界線は円弧形状であり得る。第１光学表面はあるいは平坦であってよく、第１延長境界線は直線であり得る。
【００１３】
第１レンズ部分は更に第２平滑表面を有し得、第２光学表面は、第１レンズ部分の第２平滑表面と第２レンズ部分の第２平滑表面とを含み得、多層光学フィルムは、第１レンズ部分の第２平滑表面と第２レンズ部分の第２平滑表面とを分離する第２延長境界線を含み得る。そのような場合において、第２光学表面は更に第２延長境界線を含み得る。第２延長境界線はあるいは、第１レンズ部分の第２平滑表面と第２レンズ部分の第２平滑表面とを分離する第２延長ノッチ内に配置され得る。この多層光学フィルムが第２延長境界線に沿って何らかのエッジ欠陥を有し得る限りにおいて、そのようなエッジ欠陥は、１００マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下の第２平均欠陥距離により特徴付けることができる。
【００１４】
この多層光学フィルムは、垂直入射光の少なくとも１つの可視光波長に対する反射性偏光子として構成することができる。付加的に又は代替的に、この多層光学フィルムは、垂直入射光の少なくとも１つの偏光状態に対するノッチフィルターとして構成することができる。そのような場合において、この多層光学フィルムは、垂直入射光の少なくとも１つの可視光波長に対する反射性偏光子としても構成することができる。
【００１５】
このレンズは更に保護コーティングを含み得、これは、第１レンズ部分の第１平滑表面、第２レンズ部分の第１平滑表面、及び第１延長境界線を覆うことができる。このレンズは更に、第１光学表面又は第２光学表面を覆う吸収層を含み得、この吸収層は吸収性偏光子であるか又はこれを含み得る。このレンズは更に、第２レンズと接着されて、複合レンズを提供することができる。このレンズは更に、多層光学フィルムに対して画像光を導くよう配置された画像デバイスをも含むシステムの一部であり得る。この多層光学フィルムは、第１特性の可視光を選択的に反射し、第２特性の可視光を選択的に透過するよう構成することができ、画像光は第１特性を含み得る。第１及び第２特性はそれぞれ、直交した第１及び第２偏光状態であってよく、このレンズは更に、第２偏光状態の光を吸収するよう構成された吸収性偏光子を含み得る。このシステムは、アイウェアであるか又はこれを含み得る。
【００１６】
我々は更に、周縁表面により接合されている第１及び第２の相対する光学表面を有する光学コンポーネントを開示し、このような光学コンポーネントは、第１部分と、第２部分と、その第１部分と第２部分との間で光学コンポーネント内に埋め込まれた多層光学フィルムとを含む。第１部分は、第１平滑表面及び側表面を有し得、第２部分は、第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有し得、第２部分は第１部分に嵌合する形状であり得る。この多層光学フィルムは、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう配置された複数のポリマー層を含み得、この複数のポリマー層の少なくともいくつかは複屈折性である。第１光学表面は、第１部分の第１平滑表面と、第２部分の第１平滑表面とを含み得、第２光学表面は、第２部分の第２平滑表面を含み得、この多層光学フィルムは、第１部分の第１平滑表面と第２部分の第１平滑表面とを分離する第１延長境界線を含み得る。一部の場合において、第１及び第２光学表面の両方が平坦であり得る。
【００１７】
我々は更に、レンズの作製方法を開示し、この方法は、第１光学的ボディ及び第２光学的ボディを提供する工程であって、この第２光学的ボディは、第１光学的ボディに嵌合する形状である、工程と、多層光学フィルムを提供する工程であって、この多層光学フィルムは、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成された複数のポリマー層を含み、この複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折性である、工程と、第１光学的ボディと第２光学的ボディとを、これらの間にこの多層光学フィルムを挟んで接着して、複合光学的ボディを形成する工程と、この複合光学的ボディに第１光学表面を形成する工程であって、この形成は、第１光学的ボディに第１平滑表面を提供し、かつ第２光学的ボディに第２平滑表面を提供するよう実施され、この第１及び第２平滑表面が第１光学表面の一部となり、この光学的ボディが更に、第１光学表面に相対する第２光学表面と、これら第１及び第２光学表面を接合する周縁表面とを有するか、又は有するように作製されている、工程と、第１平滑表面と第２平滑表面とを分離する延長境界線に沿って多層光学フィルムを成端する工程と、を含む。
【００１８】
この成端工程は、延長境界線に沿った多層光学フィルムのエッジ欠陥を避けるように実施することができ、そのようなエッジ欠陥は、１００マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下の第１平均欠陥距離により特徴付けられる。この成端工程は、多層光学フィルムの端を研磨する工程を含み得、形成工程は、第１及び第２光学的ボディを研磨する工程を含み得る。
【００１９】
関連する方法、システム、及び物品についても論じる。
【００２０】
本出願のこれら及びその他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」より明らかになるであろう。しかしながら、上記の概要は、いかなる場合においても特許請求される主題に対する限定として解釈されるべきではなく、主題は、手続時に補正され得る添付の「特許請求の範囲」によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを含むシステムの概略斜視図である。
【図２Ａ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを組み込んだアイウェア、及び画像デバイスの概略平面図である。
【図２Ｂ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを組み込んだアイウェア、及び画像デバイスの概略平面図である。
【図３】多層光学フィルムの一部の概略側面又は断面図である。
【図４Ａ】多層光学フィルムの様々な可能な実施形態についての、反射率対波長の、理想化された仮説的グラフである。
【図４Ｂ】多層光学フィルムの様々な可能な実施形態についての、反射率対波長の、理想化された仮説的グラフである。
【図４Ｃ】多層光学フィルムの様々な可能な実施形態についての、反射率対波長の、理想化された仮説的グラフである。
【図５Ａ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズに画像デバイスが画像光を注入するシステムの、概略側面又は断面図である。
【図５Ｂ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズに画像デバイスが画像光を注入するシステムの、概略側面又は断面図である。
【図５Ｃ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズに画像デバイスが画像光を注入するシステムの、概略側面又は断面図である。
【図６】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズに画像デバイスが画像光を注入する別のシステムの、概略側面又は断面図である。
【図７】埋め込まれた多層光学フィルムを有する他のレンズの、概略側面又は断面図である。
【図８】埋め込まれた多層光学フィルムを有する他のレンズの、概略側面又は断面図である。
【図９】構成レンズの１つが、埋め込まれた多層光学フィルムを有する、複合レンズの概略側面又は断面図である。
【図１０】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズの概略正面図であり、多層光学フィルムが、レンズの光学表面の位置又はその近くに配置された延長境界線を有している。
【図１１】別の周縁形状を有するレンズの概略正面図である。
【図１２】別の周縁形状を有するレンズの概略正面図である。
【図１３】レンズの一部の概略断面図であり、図中、多層光学フィルムが２つのレンズ部分の間に挟まれており、多層光学フィルムの境界線が、レンズの湾曲した光学表面の位置又はその近くに配置されている。
【図１４】レンズの一部の概略断面図であり、図中、多層光学フィルムが２つのレンズ部分の間に挟まれており、多層光学フィルムの境界線が、レンズの湾曲した光学表面の位置又はその近くに配置されている。
【図１５】レンズの一部の概略断面図であり、図中、多層光学フィルムが２つのレンズ部分の間に挟まれており、多層光学フィルムの境界線が、レンズの湾曲した光学表面の位置又はその近くに配置されている。
【図１６】フィルムの延長境界線に沿って様々な理想化したエッジ欠陥を備えた多層光学フィルムの、概略平面又は断面図である。
【図１７Ａ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを製造するために、多層光学フィルムを２つの光学的ボディとどのように組み合わせることができるかを示す、概略側面又は断面図である。
【図１７Ｂ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを製造するために、多層光学フィルムを２つの光学的ボディとどのように組み合わせることができるかを示す、概略側面又は断面図である。
【図１７Ｃ】埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズを製造するために、多層光学フィルムを２つの光学的ボディとどのように組み合わせることができるかを示す、概略側面又は断面図である。
【００２２】
各図面において、同様の参照符号は、同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上述のように、互いに嵌合する形状である少なくとも２つの部分又はボディから形成され、これらの２つの部分の間に多層光学フィルムが挟まれたレンズが開示される。この多層光学フィルムは、レンズにビーム分割機能を付与するため、部分的に透過性かつ部分的に反射性である。部分的な透過性及び反射性は、主に垂直入射光の偏光状態の関数であり得（広帯域反射性偏光子と同様に）、若しくは、主に光波長の関数であり得（ノッチフィルターと同様に）、又は、これらの組み合わせ、及び／若しくは、他の特性との組み合わせであり得る。多層光学フィルムはレンズ内で、フィルムのエッジ又は境界線が、レンズの光学表面と交差するような向きに配置される。境界線は、２つのレンズ部分それぞれの平滑表面を分離し、そのような平滑表面が組み合わせられて、レンズの光学表面を提供する。このフィルム境界線に沿って存在し得る割れ又は剥離などのエッジ欠陥は、１００又は５０マイクロメートル以下の平均欠陥距離により特徴付けられることができる。
【００２４】
図１を参照すると、これは、埋め込まれた多層光学フィルム１２５を有するレンズ１２０を含むシステム１１０の概略図である。システム１１０は、例えば、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、又はニアアイディスプレイであるか、又はこれらを含み得る。フィルム１２５は、ビーム分割能力を備えたレンズ１２０を提供し、これにより観測者は、レンズの反対側にある物体を見ることができ（レンズ１２０を完全に透過する光を介して）、これは実世界画像と呼ばれ、また、画像デバイス１３０により生成された画像も見ることができ（フィルム１２５により反射され、レンズ１２０を少なくとも部分的に透過した光を介して）、これは投影画像と呼ばれる。図に示す眼１０２は、観測者の眼を表す。矢印１３２ａは、画像デバイス１３０から放射された光を表し、矢印１３２ｂは、多層光学フィルム１２５で反射された画像デバイス１３０からの光を表す。
【００２５】
レンズ１２０は、第１光学表面１２０ａと、この第１光学表面１２０ａに相対する第２光学表面１２０ｂとを有する。図示の実施形態において、これらの光学表面はそれぞれ、円形の開口部及び円形の周縁を有する。第１光学表面１２０ａは観測者から離れる方向に面し、観測者から離れている物体に面している。一方、第２光学表面１２０ｂは観測者に面し、離れた物体から離れる方向に面している。光学表面１２０ａ、１２０ｂはほぼ平滑であり、これにより、それぞれの表面で光が予測可能な状態で屈折されてよく、表面散乱はほとんど又は全くない。表面１２０ａ、１２０ｂは、空気又は真空に曝されていると仮定されるが、他の場合において、異なる光透過性媒体に曝されていてよく、又はオーバーコーティングされていてよく、更に一部の場合において、後述のように他の光学コンポーネントに接着されていてもよい。レンズとして適格であるようにするため、光学表面１２０ａ、１２０ｂの少なくとも一方は平坦ではなく、例えば凸状又は凹状などに湾曲している。この曲率は、球面であってよく、すなわち、光学表面全体にわたって実質的に一定の曲率半径を有し得、あるいは、非球面であってよく、この場合光学表面にわたって（通常は漸進的かつ連続的に）曲率が変化し得る。この曲率は、光学表面が両方とも同じ曲率を有している場合を除き、レンズ１２０に非ゼロの光出力を提供し、例えば、集束レンズの場合は正の光出力、発散レンズの場合は負の光出力を提供する。光学表面が両方とも同じ曲率を有している場合は、レンズ１２０はゼロの光出力を有し得、収束も発散もしない。球又は非球のいずれであっても、湾曲しているレンズ１２０の光学表面は典型的に、軸（例えば、レンズ１２０の光学軸に一致する軸）を中心に回転対称性を有する。
【００２６】
第１及び第２光学表面１２０ａ、１２０ｂは、周縁表面１２０ｃにより互いに接合されている。図示の実施形態において、周縁表面１２０ｃは、レンズ１２０の環形状の側表面である。
【００２７】
機械的構築の見地から、レンズ１２０は、第１レンズ部分１２２、第２レンズ部分１２４、及び多層光学フィルム１２５で構成されている。部分１２２、１２４は、互いに嵌合する寸法及び形状であるが、フィルム１２５が、これらの嵌合表面の間に挟まる。これらの部分は、例えば光学的に透明な接着剤、光学接着剤を使用して、又はその他の好適な手段により、フィルム１２５を介して互いに接着される。フィルム１２５は更に、加熱されたときに、その外側層が、部分的反射性をフィルムに提供する内側のミクロ層（後述）を融解又は破壊することなしに融解することができ、この融解した外側層がこのフィルム１２５をレンズ部分１２２、１２４に接着させることができるように設計され得る。フィルム１２５は、例えば、融解温度、軟化温度、及び／又はガラス転移温度がフィルムのミクロ層のそれら温度よりも低い、及び／又はフィルム１２５の透明化温度よりも低い、ポリマー材料から作製される、光学的に厚い外側スキン層を有し得、ここにおいて透明化温度とは、フィルム１２５が過剰な熱曝露により、その反射性を顕著かつ不可逆に変化させる温度を指す。フィルム１２５はこのように、第１レンズ部分と第２レンズ部分との間に挟まれ、レンズ内に埋め込まれるが、ただし、フィルム１２５の最も外側のエッジは、外部環境に曝され得る。
【００２８】
第１及び第２レンズ部分はそれぞれ、第１光学表面１２０ａの一部を形成する平滑表面を有する。すなわち、第１レンズ部分１２２は平滑表面１２２ａを有し、第２レンズ部分１２４は平滑表面１２４ａを有する。これらの平滑表面１２２ａ、１２４ａは、互いに対して、不規則又は任意の形状又は向きを有するものではない。むしろ、これらは互いに協調し合って同じ輪郭の形状に従い、この形状が、第１光学表面１２０ａの形状になり、例えば、所与の曲率又は曲率分布を備えた凹面、又は、所与の曲率又は曲率分布を備えた凸面、又は平坦になる。図１を見ると、レンズ部分１２２、１２４の間に多層光学フィルム１２５が存在し、フィルム１２５の延長境界線又はエッジ１２５ｔ１により分離されているため、平滑表面１２２ａ、１２４ａは実際には互いに接合又は接触してはいない。延長境界線は、第１光学表面１２０ａの位置又はその近くにあり、かつレンズ１２０の有効口径内で、直接に入射光線の経路内にある。これは、光学フィルム１２５が、レンズ１２０の光学軸に対して実質的に斜めの角度を向いている結果である。図１の目的のため、フィルム１２５は平坦（又はほぼ平坦）であると仮定し、第１光学表面１２０ａは凸状であると仮定し、これにより延長境界線１２５ｔ１は、レンズ１２０の光学軸に沿って見たときに、円弧形状になる。
【００２９】
レンズ部分１２２、１２４は、例えば、光学的に透明なポリマー（例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリレート、環状ポリオレフィンコポリマー、及び／又は環状ポリオレフィンポリマー）、あるいはシリコーン、あるいは光学ガラス又はセラミック（例えばソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、シリカ、又はサファイア）などの、任意の好適な光透過性光学材料で作製することができる。典型的に、部分１２２、１２４は、同じ又は類似の材料からなり、同じ又は類似の屈折率を有する。しかしながら一部の場合において、部分１２２、１２４は、実質的に異なる光学材料からなり、実質的に異なる屈折率を有してもよく、あるいは、いくつかの材料の組み合わせで、実質的に同じ屈折率を有してもよい。各部分の屈折率は典型的に、複屈折ではなく等方性である。
【００３０】
多層光学フィルム１２５は複数のポリマー層を含み、そのような複数のポリマー層は、光学的厚さが十分に小さく、屈折率が少なくとも１本の軸に沿って十分に異なっており、１つ以上の層スタック又は層パケットへの配置が、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう互いに協調し合うようなものである。この選択的反射により、一部の光（例えば、画像デバイス１３０からの可視光）が反射され、ユーザーがこの投影画像を感知することができると同時に、他の光（例えば、レンズの反対側の離れた物体からの可視光の補完スペクトル又は補完偏光状態）が透過され、ユーザーがこの実世界画像を感知することができる。好適な多層光学フィルムの詳細な説明は後述されるが、１つ以上の層スタック又は層のパケット内のポリマー層のうちの少なくともいくつか、場合によっては全て又は実質的に全ての層が、複屈折であることも注目に値する。そのような複屈折は典型的に、鋳造後の層状押出成形物を、フィルムの１つ又は両方の面内方向に伸張した又はその他の配向付けを行った結果である。
【００３１】
多層光学フィルム１２５は、レンズ１２０の外側境界又は表面の位置又はその近くに成端する。フィルムが、レンズ１２０又はその光学軸に対して歪んだ又は傾いた向きであるため、フィルム１２５は、第１光学表面１２０ａのエッジ又は境界線１２５ｔ１の位置で成端する。境界線１２５ｔ１は、平滑表面１２２ａと平滑表面１２４ａとを分離する。第２光学表面１２０ｂで、フィルム１２５は更に、エッジ又は境界線１２５ｔ２で成端し得る。境界線１２５ｔ２は、部分１２２の別の平滑表面と、部分１２４の別の平滑表面とを分離する。境界線１２５ｔ１、１２５ｔ２、又は少なくともこれらの大半が、それぞれの光学表面１２０ａ、１２０ｂの有効部分又は口径内に十分に収まっており、これにより、レンズ１２０の光学的性能を実質的に歪ませるか又は別の方法で低減させる可能性を有する。例えばフィルムの破損、フィルムの割れ、又はフィルムの剥離などの、フィルム境界線に沿った何らかの欠陥（本明細書ではエッジ欠陥と呼ばれる）は、光を屈折させる又は別の方法で光の方向を変えて、無歪み又は無影響の光学表面により付与されたはずの方向とは異なる方向に光を伝搬し、これにより、光学的性能を歪曲又は低下させ、例えばレンズ１２０を通して見られる実世界画像内に、歪曲の長い線が導入されることがある。多層光学フィルムのエッジ欠陥に対するレンズ１２０の感受性が高いため、フィルム１２５は、そのようなエッジ欠陥の数を低減するように、また、存在する場合、欠陥を、あらゆる光学的劣化又は歪みを管理可能なレベルに抑えるのに十分なだけ確実に物理的に小さいものにするように、切断、研磨、及び／又は他の方法で加工することができる。多層光学フィルム１２５のこの態様についても後述される。
【００３２】
画像デバイス１３０は、ＯＬＥＤディスプレイ、透過性液晶ディスプレイ、反射性ＬＣディスプレイ（例えば、シリコン上液晶（ＬＣｏＳ）ディスプレイ）、又はスキャンレーザーデバイスであるか、又はこれらを含み得る。デバイス１３０と多層光学フィルム１２５は、システム効率を向上させるよう、一致又は実質的に一致した光学的特性を有するよう設計又は選択することができ、例えばこれにより、フィルム１２５がデバイス１３０からの光の高い反射率を提供し、同時に、離れた物体からの光の高い透過率を提供する。このように、デバイス１３０は偏光を放射することができ、フィルム１２５は、その偏光状態に対して高い反射率を有し、直交した偏光状態の光に対して低い反射率（及び高い透過率）を有するように調整され得る。あるいは又はこれに加えて、デバイス１３０は、１つ以上の狭帯域において選択的に光を放射することができ（例えば、スペクトルの赤、緑、又は青領域などの狭帯域１つのみの光を放射することができ、あるいは、実質的に重複しないそのような２つ又は３つの狭帯域の光を放射することができる）、このフィルムは、デバイス１３０により放射された狭帯域のみにおいて高い反射率を有するように調整され得る。
【００３３】
図１に示すもののようなレンズ及び画像デバイスは、上述のようなニアアイディスプレイ又は類似の光学システムに組み込むことができる。そのようなシステムの一例を、図２Ａ及び２Ｂに模式的に示す。この図で、アイウェア２１０は左レンズ２２０及び右レンズ２４０を組み込んでおり、これらは図１のレンズ１２０と同じ又は類似であり得る。アイウェア２１０は、ニアアイディスプレイ（投影画像）を提供し、同時に、実世界画像の離れた物体をユーザーが見ることができる。レンズ２２０、２４０はそれぞれ、アイウェアフレーム２１２によって、ユーザーの眼２０２、２０３の前の適所に保持される。フレーム２１２は更に、それぞれ左右の画像デバイス２３０、２５０に対する取り付け構造を提供し、これらのデバイスは通電されると、左右のレンズそれぞれに向けて画像光を導くことができ、画像光が、関連付けられている多層光学フィルムにより反射され、左右の眼に投影画像を提供する。アイウェア２１０は、デカルトｘ−ｙ−ｚ座標系において示されており、ここでユーザーの眼はｘ軸に平行な軸に沿って存在し、レンズは、それぞれの光学軸がｚ軸に平行に伸びるような向きにあると想定される。
【００３４】
各レンズは、周縁表面により接合された、第１及び第２の相対する光学表面を有する。よって、左レンズ２２０は、それぞれ周縁表面２２０ｃにより接合された、第１及び第２の相対する光学表面２２０ａ、２２０ｂを有し、右レンズ２４０は、それぞれ周縁表面２４０ｃにより接合された、第１及び第２の相対する光学表面２４０ａ、２４０ｂを有する。光学表面の曲率は、レンズ材料の屈折率と合わせて、レンズの光出力を決定する。各レンズは更に光学軸を有すると想定され（レンズ２２０、２４０に対してそれぞれ軸２２１、２４１を参照）、これを中心に、レンズの光学表面が回転対称性を有し得る。
【００３５】
各レンズ２２０、２４０は、レンズ１２０に関して述べたように、ビームスプリッターとして作用する、埋め込まれた多層光学フィルムを含む。各レンズは更に２部構造を有し、間に多層光学フィルムが埋め込まれた状態で互いに嵌合する形状である２つの異なるレンズ部分を有する。よって、レンズ２２０は、第１レンズ部分２２２、第２レンズ部分２２４、及び多層光学フィルム２２５で構成されている。部分２２２、２２４は、互いに嵌合するような寸法及び形状であるが、フィルム２２５が、これらの嵌合表面の間に挟まり、これらの部分は、フィルム２２５を介して互いに接着される。レンズ２４０は同様に、第１レンズ部分２４２、第２レンズ部分２４４、及び多層光学フィルム２４５で構成されている。部分２４２、２４４は、互いに嵌合するような寸法及び形状であるが、フィルム２４５が、これらの嵌合表面の間に挟まり、これらの部分は、フィルム２４５を介して互いに接着される。画像デバイスが軸外配置されているため、多層光学フィルム２２５、２４５は、それぞれのレンズの光学軸に対して歪曲又は傾いており、これにより、画像光をユーザーのそれぞれの眼に適切に導く。図において、直交（垂直）軸２２５ｘは多層光学フィルム２２５に対して垂直であり、直交（垂直）軸２４５ｘは多層光学フィルム２４５に対して垂直である。これらの軸は、図２示すように、それぞれのレンズの光学軸に対して傾いている。
【００３６】
左レンズ２２０に関して、第１及び第２レンズ部分２２２、２２４は、集合的に同じ輪郭形状に従うように形成及び構成された平滑外側表面を有し、その輪郭形状が、第１光学表面２２０ａの形状となる。この実施形態において、第１光学表面２２０ａは凸状である。直交軸２２５ｘとレンズ光学軸２２１との間の傾きの程度により、多層光学フィルム２２５は延長境界線２２５ｔ１を有し、これは第１光学表面２２０ａの位置又はその近くにあり、レンズ部分２２２、２２４の平滑外側表面を分離する。第１及び第２レンズ部分２２２、２２４は更に、集合的に同じ輪郭形状に従うよう形成及び構成された平滑内側表面を有し、その輪郭形状が、第２光学表面２２０ｂの形状となる。この実施形態において、第２光学表面２２０ｂは凹状である。多層光学フィルム２２５は延長境界線２２５ｔ２を有し、これは第２光学表面２２０ｂの位置又はその近くにあり、レンズ部分２２２、２２４の平滑内側表面を分離する。第２光学表面２２０ｂは、第１光学表面２２０ａと同じ曲率を有してもよく、また異なる曲率を有してもよい。同じである場合は、レンズ２２０はゼロの光出力を有し得る。
【００３７】
右レンズ２４０は、左レンズ２２０の正確な又は近似の鏡像となる構成を有し得る。これらが互いに近似の鏡像である場合、これらは異なる光出力と、それぞれの光学表面の異なる曲率を有し得、これは従来型の眼鏡のレンズがしばしば、ユーザーの左右の眼の光学的処方の違いに対処するよう、異なる光出力を有するのと同じである。
【００３８】
よって、右レンズ２２０の第１及び第２レンズ部分２４２、２４４は、集合的に同じ輪郭形状に従うよう形成及び構成された平滑外側表面を有し、その輪郭形状が、第１光学表面２４０ａの形状となる。この実施形態において、第１光学表面２４０ａは凸状である。多層光学フィルム２４５は延長境界線２４５ｔ１を有し、これは第１光学表面２４０ａの位置又はその近くにあり、レンズ部分２４２、２４４の平滑外側表面を分離する。第１及び第２レンズ部分２４２、２４４は更に、集合的に同じ輪郭形状に従うよう形成及び構成された平滑内側表面を有し、その輪郭形状が、第２光学表面２４０ｂの形状となる。この実施形態において、第２光学表面２４０ｂは凹状である。多層光学フィルム２４５は延長境界線２４５ｔ２を有し、これは第２光学表面２４０ｂの位置又はその近くにあり、レンズ部分２４２、２４４の平滑内側表面を分離する。第２光学表面２４０ｂは、第１光学表面２４０ａと同じ曲率を有してもよく、また異なる曲率を有してもよい。同じ曲率である場合は、レンズ２４０はゼロの光出力を有し得る。
【００３９】
画像デバイス２３０、２５０は、システム効率を最大化又は強化する前述の画像デバイス１３０と同じ又は同様であり得る。これらは、上述のように、それぞれの多層光学フィルム２２５、２４５の、偏光及び／又は波長特性などの光学特性に一致又は実質的に一致するよう、調整又は選択することができる。
【００４０】
アイウェア２１０は、実世界画像をユーザーに提供する光（図２Ａ）と、投影画像をユーザーに提供する光（図２Ｂ）について示されている。図２Ａにおいて、離れた物体からの光２０４ａが左レンズ２２０に入り、第１光学表面２２０ａに当たる。この光の一部がレンズを透過し、第２光学表面２２０ｂを出て、光２０４ｂとして眼２０２に入る。レンズ２２０を透過する光の少なくとも一部が、多層光学フィルム２２５により透過されるが、少なくとも一部はフィルム２２５を透過しない場合があり、むしろ、フィルム２２５を通ることなしに、第１光学表面２２０ａから第２光学表面２２０ｂへと導く経路に従って、レンズ２２０を透過するがフィルム２２５を完全に回避し得る。光２０４ａの一部は第１光学表面２２０ａでフレネル反射され得、また一部は、多層光学フィルム２２５により透過されずに反射され得ることに注意されたい。右レンズ２４０は、左レンズ２２０と同様に機能し得る。よって、離れた物体からの光２０５ａが右レンズ２４０に入り、第１光学表面２４０ａに当たる。この光の一部がレンズを透過し、第２光学表面２４０ｂを出て、光２０５ｂとして眼２０３に入る。レンズ２４０を透過する光の少なくとも一部が、多層光学フィルム２４５により透過されるが、少なくとも一部はフィルム２４５を透過しない場合があり、むしろ、フィルム２４５を通ることなしに、第１光学表面２４０ａから第２光学表面２４０ｂへと導く経路に従って、レンズ２４０を透過するがフィルム２４５を完全に回避し得る。光２０５ａの一部は第１光学表面２４０ａでフレネル反射され得、また一部は、多層光学フィルム２４５により透過されずに反射され得る。
【００４１】
図２Ｂにおいて、アイウェア２１０は、実世界画像に重なり合った投影画像をユーザーに提供する光について示されている。ここで、画像デバイス２３０、２５０はそれぞれ画像光２３２ａ、２５２ａを、それぞれレンズ２２０、２４０に向けて放射するように、通電及び制御されている。この光の少なくとも一部が、第２光学表面（表面２２０ｂ及び２４０ｂを参照）を通ってレンズに入り、多層光学フィルム（フィルム２２５及びフィルム２４５）により反射され、第１光学表面（表面２２０ａ及び２４０ａを参照）には達せず、ここにおいてこの光は第２光学表面（表面２２０ｂ及び２４０ｂを参照）からレンズを出て、それぞれ光２３２ｂ及び２５２ｂとして眼（眼２０２及び眼２０３を参照）に入る。
【００４２】
上述のように、本開示のレンズに埋め込まれた多層光学フィルムは複数のポリマー層を含み、そのような複数のポリマー層は、光学的厚さが十分に小さく、屈折率が少なくとも１本の軸に沿って十分に異なっており、１つ以上の層スタック又は層パケットへの配置が、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう互いに協調し合うようなものである。好適又は潜在的に好適な多層光学フィルムについての情報は、米国特許第５，４８６，９４９号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）「Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｏｌａｒｉｚｅｒ」、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ」、米国特許第６，０４５，８９４号（Ｊｏｎｚａら）「Ｃｌｅａｒ  ｔｏ  Ｃｏｌｏｒｅｄ  Ｓｅｃｕｒｉｔｙ  Ｆｉｌｍ」、米国特許第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  Ｔｈｅｒｅｏｆ」、米国特許第６，５３１，２３０号（Ｗｅｂｅｒら）「Ｃｏｌｏｒ  Ｓｈｉｆｔｉｎｇ  Ｆｉｌｍ」、米国特許第６，９３９，４９９号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｌｙ  Ｄｒａｗｎ  Ｆｉｌｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ  Ｕｎｉａｘｉａｌ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒ」、米国特許第７，２５６，９３６号（Ｈｅｂｒｉｎｋら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｆｉｌｍｓ  ｗｉｔｈ  Ｄｅｓｉｇｎｅｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｈｉｆｔｓ」、米国特許第７，３１６，５５８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「Ｄｅｖｉｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ」、ＰＣＴ国際特許公開ＷＯ  ２００８／１４４１３６  Ａ１号（Ｎｅｖｉｔｔら）「Ｌａｍｐ−Ｈｉｄｉｎｇ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  ｆｏｒ  ａ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｌｉｔ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ」、ＰＣＴ国際特許公開ＷＯ２００８／１４４６５６  Ａ２号（Ｗｅｂｅｒら）「Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｓａｍｅ」に見出すことができる。便宜のため、開示のレンズに有用であり得る好適な多層光学フィルムのいくつかの関連する態様を、図３及び４を参照して概説する。
【００４３】
図３は、典型的な多層光学フィルム３２５の概略図を、それ自体のｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系と関連させて示しており、フィルム３２５はｘ’軸及びｙ’軸と平行に延在し、ｚ’軸は、フィルム及びその構成層に垂直であり、かつフィルムの厚さ軸と平行である。フィルム３２５は完全に平坦である必要はなく、湾曲していても、あるいは平面からかけ離れるように付形されていてもよく、これらの場合においても、任意に、フィルムの小さな部分又は領域が、図示のように局所的なデカルト座標系と関連付けられ得る。
【００４４】
多層光学フィルム３２５は部分的反射性かつ部分的透過性である。一般的に、当然ながら、透過率（Ｔ）＋反射率（Ｒ）＋吸収率（Ａ）は１００％に等しく、すなわち、Ｔ＋Ｒ＋Ａ＝１００％である。代表的な実施形態において、フィルム３２５は、対象とする波長スペクトル（例えば可視光スペクトル）にわたり低い吸収率を有する材料から全体的に構成される。そのような場合において、そのスペクトル範囲にわたる反射率と透過率は、Ｔ＋Ｒ＝１００％−Ａであるため相補的関係となり、Ａが小さいため、Ｔ＋Ｒ≒１００％である。そのようなフィルムについて、高い反射率（例えば所与の波長又は所与の偏光状態で）は、低い透過率に関連し、低い反射率は高い透過率に関連する。
【００４５】
多層光学フィルムは、種々の屈折率を有する個別の層を有するものであり、そのため、一部の光は隣接する層の間の境界面で反射される。「ミクロ層」と呼ばれることもあるこれらの層は、複数の境界面で反射された光が、強め合う干渉又は弱め合う干渉を受けて、多層光学フィルムに所望の反射又は透過特性を与えるように十分に薄い。光を紫外線、可視、又は近赤外線波長で反射するように設計された多層光学フィルムでは、各ミクロ層は、一般に約１μｍ未満の光学的な厚さ（物理的厚さに屈折率を乗じたもの）を有する。しかしながら、多層光学フィルムの外側表面の表面スキン層、又はミクロ層のコヒーレントな群（「スタック」又は「パケット」と呼ばれる）を分離させる多層光学フィルム内に配置されている保護境界層（ＰＢＬ）などの、より厚い層を含めることもできる。図３において、ミクロ層は「Ａ」又は「Ｂ」と記されており、「Ａ」層はある材料から構成され、「Ｂ」層はそれとは異なる材料から構成されており、これらの層は、交互に並ぶ構成で積み重ねられて、図示のように光学的繰り返し単位又は単位セルＯＲＵ  １、ＯＲＵ  ２、．．．ＯＲＵ  ６を形成している。典型的には、全体がポリマー材料で構成される多層光学フィルムは、高反射率が所望される場合、６つをはるかに超える光学繰り返し単位を含む。図の下部の実質的により厚い層３２７は、外側のスキン層、又は図に示すミクロ層のスタックをミクロ層の別のスタック又はパケット（図示せず）から分離するＰＢＬを表し得るものである。所望により、２枚以上の別々の多層光学フィルムが、例えば１枚以上の厚い接着剤層で、あるいは圧力、熱、又は積層体若しくは複合フィルムを形成する他の方法を用いて、互いに積層され得る。
【００４６】
多層光学フィルムのスタック内の隣接するミクロ層に関して、図３に示すように、主軸ｘ’、ｙ’及びｚ’軸に沿って偏光される光に関する、ミクロ層（例えば、図３の「Ａ」層）のうちの１つの屈折率をそれぞれ、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、及びｎ１ｚと称する。同じ軸に沿った隣接するミクロ層（例えば、図３の「Ｂ」層）の屈折率をそれぞれ、ｎ２ｘ、ｎ２ｙ、ｎ２ｚと称する。多層光学フィルム３２５の層、又は任意の材料が、対象とする波長範囲、例えば、スペクトルの紫外、可視、及び／又は赤外部分にある選択した波長又は帯域にわたって、異方性の誘電テンソルを有する場合、「複屈折性」であると見なされる。別の言い方をすれば、ある材料又は層の主屈折率（例えば、ｎ１ｘ、ｎ１ｙ、ｎ１ｚ）が全て同じでない場合、その材料又は層は「複屈折性」であるとみなされる。多層光学フィルム３２５の少なくとも１つのパケットにおける少なくともいくつかのミクロ層が複屈折であり、一部の場合において、フィルム３２５又はそのパケット内の全て又は実質的に全てのミクロ層が複屈折であり得る。パケット内の任意の２つの隣接するミクロ層（これらの一方又は両方が複屈折であってもそうでなくともよい）に関して、それぞれの屈折率の差は、ｘ’方向に沿ってΔｎｘ（＝ｎ１ｘ−ｎ２ｘ）、ｙ’方向に沿ってΔｎｙ（＝ｎ１ｙ−ｎ２ｙ）、ｚ’方向に沿ってΔｎｚ（＝ｎ１ｚ−ｎ２ｚ）とする。これらの屈折率の差の性質が、フィルム内（又はフィルムの所与のスタック内）のミクロ層の数及びミクロ層の厚さ分布と相まって、所与のゾーンにおけるフィルムの（又はフィルムの所与のスタックの）反射及び透過特性を制御する。
【００４７】
例えば、隣接するミクロ層が、ある面内方向に沿って、大きな屈折率の不整合（Δｎｘが大）を有し、それに直交する面内方向に沿って、小さな屈折率の不整合（Δｎｙ≒０）を有する場合、フィルム又はパケットは、垂直入射光について反射性偏光子として作用することができる。あるいは、隣接するミクロ層が、両方の面内軸線に沿って、大きな屈折率の不整合（Δｎｘが大かつΔｎｙが大）を有する場合、フィルム又はパケットは軸上のミラーとして作用することができる。反射性偏光子又はミラーが垂直入射光を反射する光学的波長帯域は、ミクロ層スタックの層厚さ勾配を調整することにより、調整される。斜めの入射光については、隣接するミクロ層間の各界面の反射率は、ｚ’軸に沿った（すなわち、フィルム３２５の厚さ軸に沿った）ミクロ層の屈折率の影響を受ける。ミクロ層の材料を適切に選択することにより、隣接するミクロ層は、ｚ軸に沿って一致する屈折率（Δｎｚ≒０）又は不一致の屈折率（Δｎｚが大）を呈するよう作製することができ、この不一致のΔｎｚは、一部の場合において、面内屈折率不一致と同じ極性又は符号であり得、また別の場合において、不一致のΔｎｚは、面内屈折率とは反対の極性又は符号であり得る。Δｎｚをそのように調整することは、斜め入射光のｐ偏光成分の反射率が、入射角の増加に伴って増加するか、減少するか、又は依然として同じであるかにおいて、重要な役割を果たす。
【００４８】
いくつかの場合において、ミクロ層は、１／４波スタックに対応する厚さ及び屈折率値を有すること、すなわち、各々が等しい光学的厚さの２つの隣接するミクロ層を有する光学的反復単位に構成されることができ（ｆ比＝５０％であり、このｆ比は、構成層「Ａ」の光学的厚さと完全な光学的反復単位の光学的厚さとの比である）、そのような光学的反復単位は、波長λが光学的反復単位の全体的な光学的厚さの２倍である強め合う干渉光により反射するのに効果的である。他の場合において、光学繰り返し単位のミクロ層の光学的厚さは互いに異なり、ｆ比は５０％超又は５０％未満であり得る。図３の実施形態において、「Ａ」層は、全体的に、「Ｂ」層よりも薄いものとして示されている。それぞれ表される光学繰り返し単位（ＯＲＵ  １、ＯＲＵ  ２など）は、構成層「Ａ」及び「Ｂ」の光学的厚さの合計と等しい光学的厚さ（ＯＴ１、ＯＴ２など）を有し、各光学繰り返し単位は、その波長λがその全体的な光学的厚さの２倍である光を反射する。
【００４９】
いくつかの実施形態において、各光学的反復単位の光学的厚さの２倍に等しい波長を中心とする、高反射率の狭い反射帯域を設けるために、層スタック内の光学的反復単位の光学的厚さは、全て互いに等しくてもよい。これは、図４Ａの理想化グラフに図示されており、曲線４０２は多層光学フィルム又はそのミクロ層パケットの反射率スペクトルであり、スペクトルは、可視光波長スペクトルの緑色領域で強く狭い反射帯域４０２ａを有している。平均層厚さが異なる、３つのそのようなパケットを含むフィルムの反射率スペクトルを、図４Ｂに示す。曲線４０４は、可視光スペクトルの赤色（帯域４０４ｃ）、緑色（帯域４０４ｂ）、及び青色（帯域４０４ａ）領域に強く狭い反射帯域を有する、理想化された反射率スペクトルである。
【００５０】
他の実施形態において、光学的反復単位の光学的厚さは、ｚ軸又はフィルムの厚さ方向に沿った厚さ勾配に従って異なっていてもよく、それにより、光学的反復単位の光学的厚さは、スタックの一方の側（例えば上部）からスタックの他方の側（例えば下部）へと進むにつれて、増加するか、減少するか、又は他の機能的関連性に従う。そのような厚さ勾配を使用すると、拡張した反射帯域を設けて、対象となる延長した波長帯域にわたって、及びまた対象となる全ての角度にわたって、光の透過及び反射をスペクトルに関して実質的に平坦にすることができる。これは、図４Ｃの理想化グラフに図示されており、曲線４０６は、可視光波長スペクトル全体にわたって広く延在している。このアプローチのバリエーションにおいて、層厚さの構成を調整して、広帯域の波長にわたって高反射率を提供するが、１つ以上の狭い透過率帯域（例えば、可視光スペクトルの赤色、緑色、及び／又は青色領域）において、低反射率で高透過率を提供するようにすることができる。１つ以上のそのような狭い透過帯域、又は１つ以上の狭い反射帯域を提供する多層光学フィルム（図４Ａ及び４Ｂを参照）は、本明細書において、ノッチ反射体又はノッチフィルターと呼ばれる。
【００５１】
図４Ａ〜４Ｃに示すものを含む、上述の段落に記述されているスペクトル反射率特性は、全ての偏光を反射する多層光学フィルムの特徴であってよく、又は、１つの偏光状態を反射し、それに直交する偏光状態を透過する多層光学フィルムの特徴であってもよい。例えば、ノッチフィルターは、垂直入射角又は設計入射角での反射帯域内の２つの直交する偏光状態を反射する、実質的に偏光非感受性であってよく、あるいは、反射帯域内の１つの偏光状態のみを反射し、直交する偏光状態を透過する、偏光感受性であってもよい。
【００５２】
また、米国特許第６，１５７，４９０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  Ｗｉｔｈ  Ｓｈａｒｐｅｎｅｄ  Ｂａｎｄｅｄｇｅ」で論じられているように、高反射率と高透過率との間の波長の遷移において、帯域端を先鋭化にするように調整された厚さ勾配も使用され得る。ポリマー多層光学フィルムの場合、鋭角な帯域端と「上が平坦な」反射帯域を有するように反射帯域を設計することができ、反射特性は、応用波長範囲全体にわたって本質的に一定である。５０％ではないｆ比を有する２つのマイクロ層光学繰り返し単位を有する多層光学フィルム、又は光学繰り返し単位が３つ以上のマイクロ層を含むフィルムなどの他の層配列も想到される。これらの代替的な光学繰り返し単位の設計は、ある高次の反射を低減するか又は誘起するように構成されることができ、これは、所望の反射帯域が近赤外波長に存在するか又はこの付近まで延びる場合に有用であり得る。例えば、米国特許第５，１０３，３３７号（Ｓｃｈｒｅｎｋら）「Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｆｉｌｍ」、同第５，３６０，６５９号（Ａｒｅｎｄｓら）「Ｔｗｏ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇ  Ｆｉｌｍ」、同第６，２０７，２６０号（Ｗｈｅａｔｌｅｙら）「Ｍｕｌｔｉｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｏｄｙ」、及び同第７，０１９，９０５号（Ｗｅｂｅｒ）「Ｍｕｌｔｉ−ｌａｙｅｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  Ｗｉｔｈ  Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｈｉｇｈ  Ｏｒｄｅｒ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ」を参照されたい。
【００５３】
代表的な多層光学フィルム３２５は、ポリマー材料から構成され、これは共押出、注型成形、及び配向プロセスを用いて製造することができる。米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ」、同第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ  Ｔｈｅｒｅｏｆ」、及び同第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｍａｋｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍｓ」を参照する。多層光学フィルムは、上述の参照文献のいずれかに記載されるポリマーの共押出により形成され得る。様々な層のポリマーが、好ましくは、大きな流れの障害を生じずに、共押出しできるように、同様のレオロジー特性（例えば、溶融粘稠度）を有するように選択され得る。押出し条件は、それぞれのポリマーを、連続的かつ安定した方式で供給流又は溶融流として、適切に供給、溶融、混合、及び圧送するように選択される。溶融流の各々を形成及び維持するために用いられる温度は、温度範囲の下端において凝固、結晶化、又は不当に大きな圧力低下を回避し、範囲の上端において材料劣化を回避する範囲内となるように選択されてもよい。
【００５４】
概要として、製作方法は、（ａ）最終的なフィルムに使用される第１ポリマー及び第２ポリマーと対応する樹脂の少なくとも第１流れ及び第２流れを提供する工程と、（ｂ）（ｉ）第１流路及び第２流路を含む勾配プレートであって、第１流路が流路に沿って第１位置から第２位置まで変化する断面積を有する勾配プレート、（ｉｉ）第１流路と流体連通する第１の複数の導管及び第２流路と流体連通する第２の複数の導管を有するフィーダーチューブプレートであって、各導管はその各独自のスロットダイに供給し、各導管は第１端部及び第２端部を有し、導管の第１端部は流路と流体連通し、導管の第２端部はスロットダイと流体連通するフィーダーチューブプレート、並びに（ｉｉｉ）任意により、上記導管の近位に位置する軸方向棒状ヒーター、を含むものなどの、好適なフィードブロックを使用して、第１流れ及び第２流れを複数の層内に分割する工程と、（ｃ）複合的な流れを押出ダイに通過させて、各層が隣接する層の主表面とほぼ平行である多層ウェブを形成する工程と、（ｄ）多層ウェブを場合によりキャストホイール又はキャストドラムと称される冷却ロール上にキャストしてキャスト多層フィルムを形成する工程と、を含み得る。このキャストフィルムは、完成した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通常、完成したフィルムの層よりも、かなり厚いものである。更に、キャストフィルムの層は通常、全て等方性である。
【００５５】
キャスト多層ウェブを製作する多くの別の方法が使用され得る。やはりポリマーの共押出を利用する１つのこのような別の方法が米国特許第５，３８９，３２４号（Ｌｅｗｉｓら）に記載される。
【００５６】
冷却後、多層ウェブは、延伸又は伸張されて、ほぼ完成した多層光学フィルムを生産することができ、その詳細は、上で引用した参照文献に見出され得る。延伸又は伸張は、２つの目的、つまり、所望の最終的な厚さに層を薄化すること、及び、層の少なくとも一部が複屈折性となるように層を配向することを達成する。配向又は伸張は、クロスウェブ方向に沿って（例えばテンターを介して）、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）を介して）、又はそれらの任意の組み合わせで、同時に又は逐次的に達成され得る。１つの方向に沿ってのみ伸張された場合、その伸張は、「非拘束的」（フィルムは、伸張方向に垂直な面内方向において寸法的に弛緩する）、又は、「拘束的」（フィルムは拘束され、したがって、伸張方向に垂直な面内方向において寸法的に弛緩しない）となり得る。両方の面内方向に沿って伸張された場合、その伸張は対称的に、すなわち直交する面内方向に沿って等しくなるか、又は非対称的となり得る。別法として、フィルムはバッチプロセスで伸張されてもよい。いずれの場合も、その後の又は同時の延伸の低減（draw reduction）、応力又は歪みの均一化、加熱硬化、及び他の加工操作もまたフィルムに施され得る。
【００５７】
多層光学フィルム３２５は、これらの光学的、機械的、及び／又は化学的特性のために選択された追加的な層及びコーティング、並びにその他の添加剤を含むことができる。例えば、ＵＶ吸収層は、フィルムの主要外側表面の一方又は両方に追加され得る。例えば、米国特許第６，３６８，６９９号（Ｇｉｌｂｅｒｔら）を参照されたい。
【００５８】
多層光学フィルム３２５により提供される選択的反射により、一部の光（例えば、画像デバイスからの可視光）が反射され、ユーザーがこの投影画像を感知することができると同時に、他の光（例えば、レンズの反対側の離れた物体からの可視光の補完スペクトル又は補完偏光状態）が透過され、ユーザーがこの実世界画像を感知することができる。
【００５９】
本明細書に記述されるレンズ及びシステムは、様々な構成及び特徴を有し得る。図５Ａ〜１５は、これらの構成及び特徴のいくつかを、模式的に示す。
【００６０】
図５Ａ〜５Ｃは、埋め込まれた多層光学フィルムを有するレンズに画像デバイスが画像光を注入する様々なシステムを示す。これらの図において、レンズに対する画像デバイスの異なる可能な配置又は向きを示すため、２つの画像デバイスが図示されている。レンズの設計態様は、特記されているものを除き、図１のレンズ１２０と同じ又は同様であり得、画像デバイスの設計態様は、特記されているものを除き、図１の画像デバイス１３０と同じ又は同様であり得る。
【００６１】
図５Ａにおいて、システム５１０ａは、レンズ５２０及び画像デバイス５３０、５３４を含む。レンズ５２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面５２０ａ、５２０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面５２０ｃを有する。レンズ５２０は更に、第１レンズ部分５２２、第２レンズ部分５２４、及び多層光学フィルム５２５を含む。フィルム５２５は、レンズ部分５２２、５２４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム５２５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分５２２は、第１及び第２平滑表面５２２ａ、５２２ｂを有し、第２レンズ部分５２４は、第１及び第２平滑表面５２４ａ、５２４ｂを有する。このレンズの第１光学表面５２０ａは凸状であり、第１平滑表面５２２ａ、５２４ａを含む。このレンズの第２光学表面５２０ｂも凸状であり、第２平滑表面５２２ｂ、５２４ｂを含む。多層光学フィルム５２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム５２５が、第１光学表面５２０ａと第２光学表面５２０ｂの両方に交差する程度である。第１光学表面で、フィルム５２５は延長境界線５２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面５２２ａと第１平滑表面５２４ａとを分離する。第２光学表面で、フィルム５２５は延長境界線５２５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面５２２ｂと第２平滑表面５２４ｂとを分離する。画像デバイスは、第１光学表面５２０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ（画像デバイス５３０を参照）、又は、周縁表面５２０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる（画像デバイス５３４を参照）。いずれの場合でも、多層光学フィルム５２５は画像光の一部を、第１光学表面５２０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６２】
図５Ｂにおいて、システム５１０ｂは、レンズ５４０及び画像デバイス５５０、５５４を含む。レンズ５４０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面５４０ａ、５４０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面５４０ｃを有する。レンズ５４０は更に、第１レンズ部分５４２、第２レンズ部分５４４、及び多層光学フィルム５４５を含む。フィルム５４５は、レンズ部分５４２、５４４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム５４５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分５４２は、第１平滑表面５４２ａを有し、第２レンズ部分５４４は、第１及び第２平滑表面５４４ａ、５４４ｂを有する。このレンズの第１光学表面５４０ａは凸状であり、第１平滑表面５４２ａ、５４４ａを含む。このレンズの第２光学表面５４０ｂも凸状であり、第２平滑表面５４４ｂに一致する。多層光学フィルム５４５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム５４５が、第１光学表面５４０ａと周縁表面５４０ｃに交差するが、第２光学表面５４０ｂとは交差しない程度である。第１光学表面で、フィルム５４５は延長境界線５４５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面５４２ａと第１平滑表面５４４ａとを分離する。画像デバイスは、第１光学表面５４０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ（画像デバイス５５０を参照）、又は、周縁表面５４０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる（画像デバイス５５４を参照）。いずれの場合でも、多層光学フィルム５４５は画像光の一部を、第１光学表面５４０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６３】
図５Ｃにおいて、システム５１０ｃは、レンズ５６０及び画像デバイス５７０、５７４を含む。レンズ５６０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面５６０ａ、５６０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面５６０ｃを有する。レンズ５６０は更に、第１レンズ部分５６２、第２レンズ部分５６４、及び多層光学フィルム５６５を含む。フィルム５６５は、レンズ部分５６２、５６４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム５６５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分５６２は、第１及び第２平滑表面５６２ａ、５６２ｂを有し、第２レンズ部分５２４は、第２平滑表面５６４ｂを有する。このレンズの第１光学表面５６０ａは凸状であり、第１平滑表面５６２ａに一致する。このレンズの第２光学表面５６０ｂも凸状であり、第２平滑表面５６２ｂ、５６４ｂを含む。多層光学フィルム５６５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム５６５が、第２光学表面５６０ｂと周縁表面５６０ｃに交差するが、第１光学表面５６０ａとは交差しない程度である。第２光学表面で、フィルム５６５は延長境界線５６５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面５６２ｂと第２平滑表面５６４ｂとを分離する。画像デバイスは、第１光学表面５６０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ（画像デバイス５７０を参照）、又は、周縁表面５６０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる（画像デバイス５７４を参照）。いずれの場合でも、多層光学フィルム５６５は画像光の一部を、第１光学表面５６０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６４】
図６は、画像光の折り畳み光路を使用するシステムを示す。この図において、システム６１０ａはレンズ６２０及び画像デバイス６３０、６３４を含む。レンズ６２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面６２０ａ、６２０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面６２０ｃを有する。レンズ６２０は更に、第１レンズ部分６２２、第２レンズ部分６２４、及び多層光学フィルム６２５を含む。フィルム６２５は、レンズ部分６２２、６２４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム６２５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分６２２は、第１及び第２平滑表面６２２ａ、６２２ｂを有し、第２レンズ部分６２４は、第１及び第２平滑表面６２４ａ、６２４ｂを有する。このレンズの第１光学表面６２０ａは凸状であり、第１平滑表面６２２ａ、６２４ａを含む。このレンズの第２光学表面６２０ｂも凸状であり、第２平滑表面６２２ｂ、６２４ｂを含む。多層光学フィルム６２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム６２５が、第１光学表面６２０ａと第２光学表面６２０ｂの両方に交差する程度である。第１光学表面で、フィルム６２５は延長境界線６２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面６２２ａと第１平滑表面６２４ａとを分離する。第２光学表面で、フィルム６２５は延長境界線６２５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面６２２ｂと第２平滑表面６２４ｂとを分離する。画像デバイスは、第２光学表面６２０ｂを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ（画像デバイス６３０を参照）、又は、周縁表面６２０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる（画像デバイス６３４を参照）。いずれの場合でも、多層光学フィルム６２５は画像光の一部を第２光学表面６２０ｂへと反射させるように向けられ、ここで部分的に反射してから、フィルム６２５を通って部分的に透過して戻り、第１光学表面６２０ａを通ってレンズ６２０から出て、ユーザーの眼に達する。望ましい場合、部分的に透明な薄い金属層、周囲の媒体とは異なる屈折率を有する誘電層、及び／又は高屈折率材料と低屈折率材料の複数の層を含む部分的反射性誘電体スタックなどの、部分的反射体を、第２光学表面６２０ｂの少なくとも一部の上に配置して、画像光の反射率を高めると同時に、離れた物体からの光がレンズ６２０を通過するようにすることができる。
【００６５】
図７〜９は、更に他のレンズ構成を示す。図７において、レンズ７２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面７２０ａ、７２０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面７２０ｃを有する。レンズ７２０は更に、第１レンズ部分７２２、第２レンズ部分７２４、及び多層光学フィルム７２５を含む。フィルム７２５は、レンズ部分７２２、７２４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム７２５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分７２２は、第１及び第２平滑表面７２２ａ、７２２ｂを有し、第２レンズ部分７２４は、第１及び第２平滑表面７２４ａ、７２４ｂを有する。このレンズの第１光学表面７２０ａは平坦であり、第１平滑表面７２２ａ、７２４ａを含む。このレンズの第２光学表面７２０ｂは凸状であり、第２平滑表面７２２ｂ、７２４ｂを含む。多層光学フィルム７２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム７２５が、第１光学表面７２０ａと第２光学表面７２０ｂの両方に交差する程度である。第１光学表面で、フィルム７２５は延長境界線７２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面７２２ａと第１平滑表面７２４ａとを分離する。第２光学表面で、フィルム７２５は延長境界線７２５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面７２２ｂと第２平滑表面７２４ｂとを分離する。画像デバイス（図示なし）は、第１光学表面７２０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ、又は、周縁表面７２０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる。いずれの場合でも、多層光学フィルム７２５は画像光の一部を、第１光学表面７２０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６６】
図８において、レンズ８２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１及び第２の相対する光学表面８２０ａ、８２０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面８２０ｃを有する。レンズ８２０は更に、第１レンズ部分８２２、第２レンズ部分８２４、及び多層光学フィルム８２５を含む。フィルム８２５は、レンズ部分８２２、８２４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム８２５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分８２２は、第１及び第２平滑表面８２２ａ、８２２ｂを有し、第２レンズ部分８２４は、第１及び第２平滑表面８２４ａ、８２４ｂを有する。このレンズの第１光学表面８２０ａは平坦であり、第１平滑表面８２２ａ、８２４ａを含む。このレンズの第２光学表面８２０ｂは凹状であり、第２平滑表面８２２ｂ、８２４ｂを含む。多層光学フィルム８２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム８２５が、第１光学表面８２０ａと第２光学表面８２０ｂの両方に交差する程度である。第１光学表面で、フィルム８２５は延長境界線８２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面８２２ａと第１平滑表面８２４ａとを分離する。第２光学表面で、フィルム８２５は延長境界線８２５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面８２２ｂと第２平滑表面８２４ｂとを分離する。画像デバイス（図示なし）は、第１光学表面８２０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ、又は、周縁表面８２０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる。いずれの場合でも、多層光学フィルム８２５は画像光の一部を、第１光学表面８２０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６７】
図９において、複合レンズ９００は、他のレンズ９４０に接着又は他の方法で接合されたレンズ９２０を含む。レンズ９２０、並びに複合レンズ９００及び他のレンズ９４０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズ９２０は、第１及び第２の相対する光学表面９２０ａ、９２０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面９２０ｃを有する。（同様に、レンズ９４０は、第１及び第２の相対する光学表面９４０ａ、９４０ｂ、並びにこれら光学表面を接合する周縁表面９４０ｃを有する。レンズ９４０の第１光学表面９４０ａは、レンズ９２０の第２光学表面９２０ｂと嵌合する形状である。）レンズ９２０は、第１レンズ部分９２２、第２レンズ部分９２４、及び多層光学フィルム９２５を含む。フィルム９２５は、レンズ部分９２２、９２４の嵌合表面の間に挟まれ、これらはフィルム９２５を介して互いに取り付けられ得る。第１レンズ部分９２２は、第１及び第２平滑表面９２２ａ、９２２ｂを有し、第２レンズ部分９２４は、第１及び第２平滑表面９２４ａ、９２４ｂを有する。このレンズ９２０の第１光学表面９２０ａは平坦であり、第１平滑表面９２２ａ、９２４ａを含む。このレンズ９２０の第２光学表面９２０ｂは凸状であり、第２平滑表面９２２ｂ、９２４ｂを含む。多層光学フィルム９２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。この傾き又は回転の量は、フィルム９２５が、第１光学表面９２０ａと第２光学表面９２０ｂの両方に交差する程度である。第１光学表面で、フィルム９２５は延長境界線９２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面９２２ａと第１平滑表面９２４ａとを分離する。第２光学表面で、フィルム９２５は延長境界線９２５ｔ２に沿って成端し、これが第２平滑表面９２２ｂと第２平滑表面９２４ｂとを分離する。画像デバイス（図示なし）は、第１光学表面９２０ａを通して画像光をレンズ内へ注入するよう配置することができ、又は、周縁表面９２０ｃを通して画像光を注入するよう配置することができる。いずれの場合でも、多層光学フィルム９２５は画像光の一部を、第１光学表面９２０ａを通してユーザーの眼へと反射させる。
【００６８】
図１０〜１２は、多層光学フィルムの延長境界線の様々な可能な形状、並びにレンズの外縁又は周縁がよりよくわかり、検討することができるように、代表的なレンズの正面図又は平面図を示す。図１０において、レンズ１０２０は、本明細書の他の部分で検討されているレンズと同じ又は類似であり得る。レンズ１０２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。レンズ１０２０は、第１光学表面１０２０ａ、相対する第２光学表面、及びこれら光学表面を接合する周縁表面１０２０ｃを有する。周縁表面１０２０ｃは実質的に円形である。レンズ１０２０は、第１レンズ部分、第２レンズ部分、及びこれらのレンズ部分の嵌合表面に挟まれる多層光学フィルムを含む。第１レンズ部分は、第１平滑表面１０２２ａを有し、第２レンズ部分も、第１平滑表面１０２４ａを有する。第１光学表面１０２０ａは、第１平滑表面１０２２ａ、１０２４ａを含む。この多層光学フィルムは、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ面に対して回転又は傾いている面内にある。傾き又は回転の量は、フィルムが少なくとも第１光学表面１０２０ａと交差する程度である。第１光学表面で、フィルムは延長境界線に沿って成端し、これが第１平滑表面１０２２ａと第１平滑表面１０２４ａとを分離する。この延長境界線の形状及び外観は、多層光学フィルムの形状（例えば、平坦及び平らであるか、それとも湾曲又はその他の非平坦であるか）と、第１光学表面１０２０ａの形状（例えば平坦か、凸状か、凹状か）とに依存する。図には、多層光学フィルムが平坦な場合の、３つの代替の延長境界線が示されている。円弧形状の延長境界線１０２５ｔ１’は、第１光学表面１０２０ａが凹状の場合であり、直線の延長境界線１０２５ｔ１’’は、第１光学表面１０２０ａが平坦な場合であり、円弧形状の延長境界線１０２５ｔ１’’’は、第１光学表面１０２０ａが凸状の場合である。多層光学フィルムの形状が平坦面から離れる場合、この延長境界線の平面図形状は、図１０に示すものから離れる。
【００６９】
図１１は、図１０と同じ又は同様であり得るレンズ１１２０を示すが、ただし、レンズの外縁又は周縁が実質的に正方形又は長方形である。よって、レンズ１１２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。レンズ１１２０は更に、第１光学表面１１２０ａ、相対する第２光学表面、及びこれら光学表面を接合する周縁表面１１２０ｃを有する。周縁表面１１２０ｃは実質的に正方形である。レンズ１１２０は、第１レンズ部分、第２レンズ部分、及びこれらのレンズ部分の嵌合表面に挟まれる多層光学フィルムを含む。第１レンズ部分は、第１平滑表面１１２２ａを有し、第２レンズ部分も、第１平滑表面１１２４ａを有する。第１光学表面１１２０ａは、第１平滑表面１１２２ａ、１１２４ａを含む。この多層光学フィルムは、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ面に対して回転又は傾いている面内にある。傾き又は回転の量は、フィルムが少なくとも第１光学表面１１２０ａと交差する程度である。第１光学表面で、フィルムは延長境界線に沿って成端し、これが第１平滑表面１１２２ａと第１平滑表面１１２４ａとを分離する。この延長境界線の形状及び外観は、多層光学フィルムの形状（例えば、平坦及び平らであるか、それとも湾曲又はその他の非平坦であるか）と、第１光学表面１１２０ａの形状（例えば平坦か、凸状か、凹状か）とに依存する。図には、多層光学フィルムが平坦な場合の、３つの代替の延長境界線が示されている。円弧形状の延長境界線１１２５ｔ１’は、第１光学表面１１２０ａが凹状の場合であり、直線の延長境界線１１２５ｔ１’’は、第１光学表面１１２０ａが平坦な場合であり、円弧形状の延長境界線１１２５ｔ１’’’は、第１光学表面１１２０ａが凸状の場合である。多層光学フィルムの形状が平坦面から離れる場合、この延長境界線の平面図形状は、図１１に示すものから離れる。
【００７０】
図１２は、図１０及び１１と同じ又は同様であり得るレンズ１２２０を示すが、ただし、レンズの外縁又は周縁が実質的に八角形である。よって、レンズ１２２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。レンズ１２２０は更に、第１光学表面１２２０ａ、相対する第２光学表面、及びこれら光学表面を接合する周縁表面１２２０ｃを有する。周縁表面１２２０ｃは実質的に八角形である。レンズ１２２０は、第１レンズ部分、第２レンズ部分、及びこれらのレンズ部分の嵌合表面に挟まれる多層光学フィルムを含む。第１レンズ部分は、第１平滑表面１２２２ａを有し、第２レンズ部分も、第１平滑表面１２２４ａを有する。第１光学表面１２２０ａは、第１平滑表面１２２２ａ、１２２４ａを含む。この多層光学フィルムは、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ面に対して回転又は傾いている面内にある。傾き又は回転の量は、フィルムが少なくとも第１光学表面１２２０ａと交差する程度である。第１光学表面で、フィルムは延長境界線に沿って成端し、これが第１平滑表面１２２２ａと第１平滑表面１２２４ａとを分離する。この延長境界線の形状及び外観は、多層光学フィルムの形状（例えば、平坦及び平らであるか、それとも湾曲又はその他の非平坦であるか）と、第１光学表面１２２０ａの形状（例えば平坦か、凸状か、凹状か）とに依存する。図には、多層光学フィルムが平坦な場合の、３つの代替の延長境界線が示されている。円弧形状の延長境界線１２２５ｔ１’は、第１光学表面１２２０ａが凹状の場合であり、直線の延長境界線１２２５ｔ１’’は、第１光学表面１２２０ａが平坦な場合であり、円弧形状の延長境界線１２２５ｔ１’’’は、第１光学表面１２２０ａが凸状の場合である。多層光学フィルムの形状が平坦面から離れる場合、この延長境界線の平面図形状は、図１２に示すものから離れる。
【００７１】
図１３〜１５は、埋め込まれた多層光学フィルムの延長境界線付近にあるレンズの光学表面の詳細を示すために拡大又は引き延ばされた概略断面図である。レンズの光学表面は凸状として示されているが、これはあるいは、平坦又は凹状であってもよい。図１３において、レンズ１３２０は、本明細書の他の部分で検討されているレンズと同じ又は類似であり得る。レンズ１３２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１光学表面１３２０ａを有し、これは周縁表面によって、相対する第２光学表面と接合されている周縁表面によって、相対する第２光学表面と接合されている。レンズ１３２０は更に、第１レンズ部分１３２２、第２レンズ部分１３２４、及び多層光学フィルム１３２５を含む。フィルム１３２５は、レンズ部分１３２２、１３２４の嵌合表面の間に挟まれている。第１レンズ部分１３２２は、第１平滑表面１３２２ａを有し、第２レンズ部分１３２４は、第１平滑表面１３２４ａを有する。このレンズの第１光学表面１３２０ａは凸状であり、第１平滑表面１３２２ａ、１３２４ａを含む。多層光学フィルム１３２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。傾き又は回転の量は、フィルム１３２５が少なくとも第１光学表面１３２０ａと交差する程度である。第１光学表面で、フィルム１３２５は延長境界線１３２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面１３２２ａと第１平滑表面１３２４ａとを分離する。
【００７２】
多層光学フィルム１３２５のエッジ又は境界線１３２５ｔ１は、切断及び機械的に研磨されて、平滑表面１３２２ａ、１３２４ａと実質的に位置が揃うよう配置された平滑表面を形成することができ、これにより、境界線１３２５ｔ１も、光学表面１３２０ａの一部を形成する。切断及び研磨は、フィルム１３２５のエッジを破損しないよう注意深く実施され、これにより、破損、割れ、剥離、又はその他のエッジ欠陥がフィルムの境界線の位置又はその近くで形成され得る可能性を減らす。
【００７３】
図１４において、レンズ１４２０は、図１３のレンズと同じ又は同様であり得るが、ただし、多層光学フィルムの境界線は、光学表面近くのノッチ又は溝内にある。よってレンズ１４２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１光学表面１４２０ａを有し、これは周縁表面によって、相対する第２光学表面と接合されている。レンズ１４２０は更に、第１レンズ部分１４２２、第２レンズ部分１４２４、及び多層光学フィルム１４２５を含む。フィルム１４２５は、レンズ部分１４２２、１４２４の嵌合表面の間に挟まれている。第１レンズ部分１４２２は、第１平滑表面１４２２ａを有し、第２レンズ部分１４２４は、第１平滑表面１４２４ａを有する。このレンズの第１光学表面１４２０ａは凸状であり、第１平滑表面１４２２ａ、１４２４ａを含む。多層光学フィルム１４２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。傾き又は回転の量は、フィルム１４２５が少なくとも第１光学表面１４２０ａと交差する程度である。第１光学表面近くで、フィルム１４２５は延長境界線１４２５ｔ１に沿って成端し、これは延長ノッチ又は溝１４２６内にあり、これが第１平滑表面１４２２ａと第１平滑表面１４２４ａとを分離する。ノッチ１４２６は典型的に、深さ２５０マイクロメートル以下、又は深さ１００マイクロメートル以下であり、１００〜２５０マイクロメートルの範囲の幅を有し得るが、これらの値は例示的なものであり、不当に制限されるべきものではないことを理解すべきである。フィルム境界線での機械的応力を低減するため、ノッチ１４２６は、強靱で透明な充填材料１４２７（例えばハードコート材料又はその他の好適なポリマー又はその他の固体材料など）で充填することができる。ノッチ１４２６に伴う光学的アーチファクトを低減するため、充填材料１４２７は、レンズ部分１４２２、１４２４の屈折率に一致又は実質的に一致する屈折率を有し得る。充填材料１４２７の外側表面は平滑であり、平滑表面１４２２ａ、１４２４ａと実質的に位置が揃う形状であり、これにより、充填材料１４２７の外側表面も、光学表面１４２０ａの一部を形成する。充填材料１４２７はノッチ１４２６内に提供されているが、依然として、フィルムのエッジの破損を避けるよう多層光学フィルム１４２５を加工し、これにより、破損、割れ、剥離、又はその他のエッジ欠陥が、フィルムの境界線の位置又はその近くに形成される可能性を減らすことが望ましい。
【００７４】
図１５において、レンズ１５２０は、図１３のレンズと同じ又は同様であり得るが、ただし、保護コーティングがレンズの光学表面に提供される。よってレンズ１５２０は、ｘ−ｙ−ｚデカルト座標系のｚ軸に平行な光学軸を有する。このレンズは、第１光学表面１５２０ａを有し、これは周縁表面によって、相対する第２光学表面と接合されている。レンズ１５２０は更に、第１レンズ部分１５２２、第２レンズ部分１５２４、及び多層光学フィルム１５２５を含む。フィルム１５２５は、レンズ部分１５２２、１５２４の嵌合表面の間に挟まれている。第１レンズ部分１５２２は、第１平滑表面１５２２ａを有し、第２レンズ部分１５２４は、第１平滑表面１５２４ａを有する。このレンズの第１光学表面１５２０ａは凸状であり、第１平滑表面１５２２ａ、１５２４ａを含む。多層光学フィルム１５２５は、上述のように部分的に光を反射しかつ部分的に光を透過し、ｘ−ｙ−ｚ座標系に対して回転又は傾いているｘ’−ｙ’−ｚ’デカルト座標系のｘ’−ｙ’面内にある。傾き又は回転の量は、フィルム１５２５が少なくとも第１光学表面１５２０ａと交差する程度である。第１光学表面で、フィルム１５２５は延長境界線１５２５ｔ１に沿って成端し、これが第１平滑表面１５２２ａと第１平滑表面１５２４ａとを分離する。多層光学フィルム１５２５のエッジ又は境界線１５２５ｔ１は、切断及び機械的に研磨されて、平滑表面１５２２ａ、１５２４ａと実質的に位置が揃うよう配置された平滑表面を形成することができ、これにより、境界線１５２５ｔ１も、光学表面１５２０ａの一部を形成する。切断及び研磨は、フィルム１５２５のエッジを破損しないよう注意深く実施され、これにより、破損、割れ、剥離、又はその他のエッジ欠陥がフィルムの境界線の位置又はその近くで形成され得る可能性を減らす。保護コーティング１５２８（例えばハードコート材料又はその他の好適なポリマー又はその他の固体材料など）は、境界線１５２５ｔ１並びに平滑表面１５２２ａ、１５２４ａの上に提供される。コーティング１５２８が光学表面１５２０ａに液体として適用されてから、硬化させて固体層とする場合、境界線１５２５ｔ１に存在し得る破損、割れ、剥離、又はその他のエッジ欠陥の中に侵入することができ、よって、光学的性能の見地から、そのようなエッジ欠陥を少なくとも部分的に修復することができる。
【００７５】
延長エッジ又は境界線の近くの多層光学フィルムの一部の概略拡大図を、図１６に示す。この図において、多層光学フィルム１６２５は、本明細書に記述されている他の光学フィルムと同じ又は同様であり得る。フィルム１６２５は、延長境界線１６２５ｔ１を有するように切断、研磨、及び／又は別の方法で加工され、この境界線は望ましくは、レンズの光学表面の位置又はその近くにある。フィルム１６２５は、デカルトｘ’−ｙ’−ｚ’座標系のｘ’−ｙ’面内にあると想定され、この座標系は、レンズの光学軸に揃った座標系に対して回転又は傾いている。図には、いくつかの理想化されたエッジ欠陥１６２５−１、１６２５−２、１６２５−３、及び１６２５−４が示されており、これらの欠陥は、多層光学フィルム１６２５の破損、割れ、又は剥離であるか又はこれらを含む。各欠陥は、欠陥距離により特徴付けられることができ、この欠陥距離は、境界線１６２５ｔ１に対して垂直に、フィルム１６２５の面内で測定される。よって、エッジ欠陥１６２５−１は欠陥距離Ｄ１により特徴付けられ、エッジ欠陥１６２５−２は欠陥距離Ｄ２にり特徴付けられ、エッジ欠陥１６２５−３は欠陥距離Ｄ３により特徴付けられ、エッジ欠陥１６２５−４は欠陥距離Ｄ４により特徴付けられる。これらの欠陥距離は合わせて平均され、境界線１６２５ｔ１又はその一部に対する平均欠陥距離を提供することができる。フィルム１６２５が埋め込まれているレンズの高品質な光学的性能を確保するため、この境界線１６２５ｔ１の平均欠陥距離は、１００マイクロメートル以下、又は５０マイクロメートル以下に制御される。
【００７６】
多層光学フィルムを２つの光学的ボディと組み合わせてレンズ（例えば本明細書に記述される任意のレンズ）を製造する一方法を示す模式図が、図１７Ａ〜１７Ｃに提供されている。これらの図に示されている製造技法は、不当に制限的に解釈されるべきではなく、単に説明のためのものである。図１７Ａにおいて、第１光学的ボディ１７２２、第２光学的ボディ１７２４、及び多層光学フィルム１７２５が提供される。ボディ１７２２、１７２４はそれぞれ嵌合表面１７２２ｃ、１７２４ｃを有する。図１７Ｂにおいて、複合光学的ボディは、多層光学フィルム１７２５を間に挟んでボディ１７２２、１７２４を合わせて接着することにより、形成される。光透過性接着層１７２７、１７２９は、光学的に透明な接着剤、光学接着剤、又は類似の材料であるか又はこれらを含み得、この接着層はまた、強靱な接合と丈夫な構造を確実にするために含めることができる。複合光学的ボディは次に、対象とする表面Ｓ１及びＳ２に沿って、切断及び研磨又はその他の方法で形成され、この表面Ｓ１及びＳ２は、望ましいレンズの相対する光学表面を提供するように成形される。図１７Ｃに示すように、光学表面の形成は、平滑表面１７２２ａ’を第１光学的ボディに提供し（これは、元の未切断ボディ１７２２と区別するために１７２２’と標記される）、平滑表面１７２４ａ’を第２光学的ボディに提供する（これは、元の未切断ボディ１７２４と区別するために１７２４’と標記される）ように行われる。これらの平滑表面１７２２ａ’、１７２４ａ’は、接着及び形成の結果として製造されたレンズ１７２０の第１光学表面１７２０ａの一部である。この形成で更に、平滑表面１７２２ｂ’を備えた第１光学的ボディ１７２２’と、平滑表面１７２４ｂ’を備えた第２光学的ボディ１７２４’とが提供され、これらの平滑表面１７２２ｂ’、１７２４ｂ’は、レンズ１７２０の第２光学表面１７２０ｂの一部であり得る。周縁表面１７２０ｃは、第１及び第２光学表面を接合し得る。形成の一環として、多層光学フィルム１７２５は更に、光学表面１７２０ａ、１７２０ｂの位置又はその近くで成端されて、それぞれ延長境界線１７２５ｔ１、１７２５ｔ２を提供することができ、境界線１７２５ｔ１は、平滑表面１７２２ａ’と平滑表面１７２４ａ’とを分離し、境界線１７２５ｔ２は、平滑表面１７２２ｂ’と平滑表面１７２４ｂ’とを分離する。フィルム１７２５は、延長境界線に沿った多層光学フィルム１７２５のエッジ欠陥を避けるように成端され、任意のそのようなエッジ欠陥は、１００マイクロメートル以下又は５０マイクロメートル以下の平均欠陥距離により特徴付けられる。
【００７７】
上述の教示には、多くの改変を行うことが可能である。そのような改変において、開示の設計及び技法は、レンズ以外の光学コンポーネントにも適用することができる。そのような他の光学コンポーネントは、開示の、埋め込まれた多層光学フィルムを有する任意のレンズと同じであるか又は類似であってよく、ただし、相対する光学表面が両方とも平坦にすることができ、すなわち、相対する光学表面のいずれも曲面でなくともよい。そのような光学コンポーネントは、第１平滑表面及び側表面を有する第１部分と、第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する第２部分とを含み得、この第２部分は第１部分と嵌合する形状であり、多層光学フィルムが、光学コンポーネントの第１部分と第２部分の間に埋め込まれていてよい。このコンポーネントの第１光学表面は、第１部分の第１平滑表面と、第２部分の第１平滑表面とを含み得、このコンポーネントの第２光学表面は、第２部分の第２平滑表面を含み得る。この多層光学フィルムは、第１部分の第１平滑表面と、第２部分の第１平滑表面とを分離する、第１延長境界線を含み得る。そのような光学コンポーネントは、一部の場合において、ビーム分割ウィンドウとして使用することができ、ニアアイディスプレイ及び類似の用途に好適であり得るアイウェアの１つ以上の画像デバイスと組み合わせることができる。
【００７８】
特に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用する、数量、特性の測定値などを表す全ての数値は、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、そうでないことが示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲に記載の数値パラメータは、本願の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化し得る近似値である。特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするものではないが、各数値パラメータは、少なくとも記載される有効桁数を考慮し、一般的な四捨五入法を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広義の範囲を示す数値的範囲及びパラメータは近似的な値ではあるが、任意の数値が本明細書に述べられる具体例に記載される限りにおいて、これらは妥当な程度に可能な範囲で正確に記載されるものである。しかしながら、いかなる数値も、試験又は測定の限界に伴う誤差を含み得る。
【００７９】
当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変更が明らかであり、本発明は本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されない点が理解されるべきである。読者は、１つの開示される実施形態の特徴は、特に断らない限りは他の全ての開示される実施形態にも適用することが可能であると仮定すべきである。本明細書において言及された全ての米国特許、米国特許出願公開、並びに他の特許及び非特許文献を、これらが上記の開示と矛盾しない限りにおいて本明細書に援用するものである。
【００８０】
本出願は、部分的反射性素子を有するレンズ及び関連光学コンポーネントに関する様々な項目を開示する。これには、下記の項目が含まれるが、これらに限定されない。
【００８１】
項目１は、周縁表面により接合された、第１及び第２の相対する光学表面を有するレンズであって、該レンズは、
第１平滑表面及び側表面を有する第１レンズ部分と、
第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する第２レンズ部分と、
該第１レンズ部分と該第２レンズ部分との間の該レンズに埋め込まれた多層光学フィルムであって、該多層光学フィルムが、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成された複数のポリマー層を含み、該複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折である、多層光学フィルムと、
を含み、
該第１光学表面が、該第１レンズ部分の該第１平滑表面と、該第２レンズ部分の該第１平滑表面とを含み、
該第２光学表面が、該第２レンズ部分の該第２平滑表面を含み、
該多層光学フィルムが、該第１レンズ部分の該第１平滑表面と該第２レンズ部分の該第１平滑表面とを分離する第１延長境界線を含む、レンズである。
【００８２】
項目２は、前記周縁表面が、前記第１レンズ部分の前記側表面と、前記第２レンズ部分の前記側表面とを含む、項目１に記載のレンズである。
【００８３】
項目３は、前記第１光学表面が、前記第１延長境界線を更に含む、項目１又は２に記載のレンズである。
【００８４】
項目４は、前記第１延長境界線が、前記第１レンズ部分の前記第１平滑表面と、前記第２レンズ部分の前記第１平滑表面とを分離する、第１延長ノッチ内に配置されている、項目１又は２に記載のレンズである。
【００８５】
項目５は、前記第１延長ノッチが深さ２５０マイクロメートル以下である、項目４に記載のレンズである。
【００８６】
項目６は、前記多層光学フィルムが前記第１延長境界線に沿って何らかのエッジ欠陥を有する限りにおいて、該エッジ欠陥が、１００マイクロメートル以下の第１平均欠陥距離により特徴付けられる、項目１〜５のいずれか一項に記載のレンズである。
【００８７】
項目７は、前記第１平均欠陥距離が５０マイクロメートル以下である、項目６に記載のレンズである。
【００８８】
項目８は、前記第１光学表面が湾曲しており、前記第１延長境界線が円弧形状である、項目１〜７のいずれか一項に記載のレンズである。
【００８９】
項目９は、前記第１光学表面が平坦であり、前記第１延長境界線が直線である、項目１〜７のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９０】
項目１０は、前記第１レンズ部分が更に第２平滑表面を有し、該第２光学表面が、前記第１レンズ部分の該第２平滑表面と、前記第２レンズ部分の前記第２平滑表面とを含み、前記多層光学フィルムが、前記第１レンズ部分の該第２平滑表面と前記第２レンズ部分の前記第２平滑表面とを分離する第２延長境界線を含む、項目１〜９のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９１】
項目１１は、前記第２光学表面が更に前記第２延長境界線を含む、項目１０に記載のレンズである。
【００９２】
項目１２は、前記第２延長境界線が、前記第１レンズ部分の前記第２平滑表面と前記第２レンズ部分の前記第２平滑表面とを分離する第２延長ノッチ内に配置されている、項目１０に記載のレンズである。
【００９３】
項目１３は、前記多層光学フィルムが前記第２延長境界線に沿って何らかのエッジ欠陥を有する限りにおいて、該エッジ欠陥が、１００マイクロメートル以下の第２平均欠陥距離により特徴付けられる、項目１０〜１２のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９４】
項目１４は、前記第２平均欠陥距離が５０マイクロメートル以下である、項目１３に記載のレンズである。
【００９５】
項目１５は、垂直入射光、又は他の任意の設計入射角の、少なくとも１つの可視光波長について、前記多層光学フィルムが反射性偏光子として構成されている、項目１〜１４のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９６】
項目１６は、垂直入射光、又は他の任意の設計入射角の、少なくとも１つの偏光状態について、前記多層光学フィルムがノッチフィルターとして構成されている、項目１〜１５のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９７】
項目１７は、垂直入射光、又は他の任意の設計入射角の、少なくとも１つの可視光波長について、前記多層光学フィルムが反射性偏光子として構成されている、項目１６に記載のレンズである。
【００９８】
項目１８は、前記第１レンズ部分の前記第１平滑表面、前記第２レンズ部分の前記第１平滑表面、及び前記第１延長境界線を覆う保護コーティングを更に含む、項目１〜１７のいずれか一項に記載のレンズである。
【００９９】
項目１９は、前記第１光学表面又は前記第２光学表面を覆う吸収層を更に含む、項目１〜１８のいずれか一項に記載のレンズである。
【０１００】
項目２０は、前記吸収層が吸収性偏光子である、項目１９に記載のレンズである。
【０１０１】
項目２１は、
項目１〜２０のいずれか一項に記載のレンズと、
項目１〜２０のいずれか一項に記載のレンズに接着された第２レンズと、を含む、複合レンズである。
【０１０２】
項目２２は、
項目１〜２１のいずれか一項に記載のレンズと、
前記多層光学フィルムに向けて画像光を導くように配置された画像デバイスと、を含む、システムである。
【０１０３】
項目２３は、前記多層光学フィルムが、第１特性の可視光を選択的に反射し、かつ第２特性の可視光を選択的に透過させるよう構成されており、前記画像光が該第１特性を含む、項目２２に記載のシステムである。
【０１０４】
項目２４は、前記第１及び第２特性がそれぞれ、直交した第１及び第２偏光状態であり、前記レンズが、該第２偏光状態の光を吸収するよう構成された吸収性偏光子を更に含む、項目２３に記載のシステムである。
【０１０５】
項目２５は、前記システムがアイウェアを含む、項目２２〜２４のいずれか一項に記載のシステムである。
【０１０６】
項目２６は、周縁表面により接合された、第１及び第２の相対する光学表面を有する光学コンポーネントであって、該光学コンポーネントは、
第１平滑表面及び側表面を有する第１部分と、
第１平滑表面、第２平滑表面、及び側表面を有する第２部分であって、該第１部分と嵌合する形状である、第２部分と、
該第１部分と該第２部分との間の該光学コンポーネントに埋め込まれた多層光学フィルムであって、強め合う干渉又は弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう配置された複数のポリマー層を含み、該複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折である、多層光学フィルムと、
を含み、
該第１光学表面が、該第１部分の該第１平滑表面と、該第２部分の該第１平滑表面とを含み、
該第２光学表面が、該第２部分の該第２平滑表面を含み、
該多層光学フィルムが、該第１部分の該第１平滑表面と該第２部分の該第１平滑表面とを分離する第１延長境界線を含む、光学コンポーネントである。
【０１０７】
項目２７は、前記第１及び第２光学表面が両方とも平坦である、項目２６に記載の光学コンポーネントである。
【０１０８】
項目２８は、レンズの製造方法であって、
第１光学的ボディ及び第２光学的ボディを提供する工程であって、該第２光学的ボディが、該第１光学的ボディと嵌合する形状である、工程と、
多層光学フィルムを提供する工程であって、該多層光学フィルムが、強め合う干渉及び弱め合う干渉により光を選択的に反射するよう構成された複数のポリマー層を含み、該複数のポリマー層の少なくともいくつかが複屈折性である、工程と、
該第１光学的ボディと該第２光学的ボディとを、これらの間に該多層光学フィルムを挟んで接着し、複合光学的ボディを形成する工程と、
該複合光学的ボディに第１光学表面を形成する工程であって、該形成工程は、該第１光学的ボディに第１平滑表面を提供し、かつ該第２光学的ボディに第２平滑表面を提供するよう実施され、該第１及び第２平滑表面が該第１光学表面の一部となり、該光学的ボディが更に、該第１光学表面に相対する第２光学表面と、該第１及び第２光学表面を接合する周縁表面とを有するか、又は有するように作製されている、工程と、
該第１平滑表面と該第２平滑表面とを分離する延長境界線に沿って該多層光学フィルムを成端する工程と、
を含む方法である。
【０１０９】
項目２９は、前記成端工程が、前記延長境界線に沿った前記多層光学フィルムのエッジ欠陥を避けるように実施され、任意のそのようなエッジ欠陥は、１００マイクロメートル以下の第１平均欠陥距離により特徴付けられる、項目２８に記載の方法である。
【０１１０】
項目３０は、前記成端工程が、前記多層光学フィルムの端を研磨する工程を含み、前記形成工程が、前記第１及び第２光学的ボディを研磨する工程を含む、項目２９に記載の方法である。
【０１１１】
項目３１は、
前記第１光学表面に延長ノッチを形成して、前記延長境界線が該延長ノッチ内に配置されるようにする工程を更に含む、項目２８〜３０のいずれか一項に記載の方法である。
【０１１２】
項目３２は、
前記第１光学表面の全体、又は実質的に全体、又は一部に、保護コーティングを形成する工程を更に含む、項目２８〜３１のいずれか一項に記載の方法である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【国際調査報告】
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