特許 7361028 光学システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-04

(45)【発行日】2023-10-13

(54)【発明の名称】光学システム

(51)【国際特許分類】

   G02B 5/28 20060101AFI20231005BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20231005BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20231005BHJP

   G02B 27/28 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G02B5/28

G02B3/00

G02B5/30

G02B27/28 Z

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2020523371

(86)(22)【出願日】2018-10-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-01-07

(86)【国際出願番号】 IB2018058260

(87)【国際公開番号】W WO2019082080

(87)【国際公開日】2019-05-02

【審査請求日】2021-10-22

(31)【優先権主張番号】62/578,057

(32)【優先日】2017-10-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100130339

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 憲

(74)【代理人】

【識別番号】100110803

【弁理士】

【氏名又は名称】赤澤 太朗

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100171701

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 敬一

(72)【発明者】

【氏名】ウォン，ティモシー エル．

【審査官】横川 美穂

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／０３９７１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００５－２４２３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０２５６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４５８８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１８－５１３３９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０５６７６４７７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ５／２０－５／２８

Ｇ０２Ｂ ３／００

Ｇ０２Ｂ ５／３０

Ｇ０２Ｂ ２７／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

観察者に対して像を表示する光学システムであって、
湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
前記第１の光学レンズの前記湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合し、第１、第２、及び第３の色光のそれぞれに対して少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、
前記第２の光学レンズの前記湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する一体型反射型偏光子とを備え、
前記一体型反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する前記第１の色光を反射し、直交する第２の偏光状態を有する前記第１の色光を透過させ、かつ、前記第１及び前記第２の偏光状態のそれぞれについて前記第２及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配列された第１の複数干渉層と、
第１の合計厚さを有する１つ以上の第１の非干渉層によって前記第１の複数干渉層と隔てられ、前記第１の偏光状態を有する前記第２の色光を反射し、前記第２の偏光状態を有する前記第２の色光を透過させ、かつ、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態のそれぞれについて前記第１及び前記第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第２の複数干渉層と、
第２の合計厚さを有する１つ以上の第２の非干渉層によって前記第２の複数干渉層と隔てられ、前記第１の偏光状態を有する前記第３の色光を反射し、前記第２の偏光状態を有する前記第３の色光を透過させ、かつ、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態のそれぞれについて前記第１及び前記第２の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第３の複数干渉層と、を含み、前記第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過させ、前記第１及び前記第２の各非干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過させず、前記第２の複数干渉層は、前記第１の複数干渉層と前記第３の複数干渉層の間に配設されており、前記第１及び第２の合計厚さのそれぞれが１０％違った場合、前記光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％大きくなるように構成されている、
光学システム。

【請求項2】

前記第１の色光は赤色、前記第２の色光は緑色、前記第３の色光は青色である、請求項１に記載の光学システム。

【請求項3】

前記第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は、２００ｎｍ未満の厚さを有し、前記第１及び第２の各非干渉層は、１マイクロメートルを超える厚さを有する、請求項１に記載の光学システム。

【請求項4】

前記第１及び第２の合計厚さのそれぞれが１０％大きかった場合、前記光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％大きくなるように構成されている、請求項１に記載の光学システム。

【請求項5】

前記第１及び第２の合計厚さのそれぞれが１０％小さかった場合、前記光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％大きくなるように構成されている、請求項１に記載の光学システム。

【請求項6】

前記色収差は、軸方向の色収差である、請求項１に記載の光学システム。

【請求項7】

前記一体型反射型偏光子は、対向する第１及び第２の主表面を備え、前記第２の主表面は、前記観察者に面しており、前記光学システムは、前記第２の色光に対する前記第１の色光の第１の軸方向の色収差ｄ１を有し、前記第１の主表面が前記観察者に面するように前記一体型反射型偏光子を反転させることにより、前記光学システムは、前記第３の色光に対する前記第１の色光の第２の軸方向の色収差ｄ２を有するようになり、ｄ２＞ｄ１である、
請求項１～６のいずれか一項に記載の光学システム。

【請求項8】

観察者に対して像を表示する光学システムであって、前記一体型反射型偏光子は第１及び第２の反射ゾーンを備え、前記一体型反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、前記第１の反射ゾーンは、第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、前記第２の反射ゾーンは、前記第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、前記第１の波長範囲内の光を実質的に透過させ、前記第１及び第２の反射ゾーンは、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた厚み方向における第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、前記第１の反射ゾーンと前記第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させたときに引き起こされる、前記光学システムの、前記第２の波長範囲に対する前記第１の波長範囲の軸方向の色収差は、距離ｈであり、０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである、
請求項１に記載の光学システム。

【請求項9】

前記一体型反射型偏光子は、前記第１の反射ゾーンと前記第２の反射ゾーンの間に配設された第３の反射ゾーンを更に備え、前記第３の反射ゾーンは、前記一体型反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、前記第１の波長範囲と前記第２の波長範囲の間の第３の波長範囲内の光を実質的に反射する、請求項８に記載の光学システム。

【請求項10】

前記一体型反射型偏光子は、対向する第１及び第２の主表面を備え、前記第２の主表面は、観察者に面しており、前記光学システムは、前記第２の波長範囲内の光に対する前記第１の波長範囲内の光の第１の軸方向の色収差ｄ１を有し、前記第１の主表面が前記観察者に面するように前記一体型反射型偏光子を反転させた場合、前記光学システムが、前記第２の波長範囲内の光に対する前記第１の波長範囲内の光の第２の軸方向の色収差ｄ２を有し、ｄ２＞ｄ１である、
請求項８又は９に記載の光学システム。

【請求項11】

観察者に対して物体の像を表示する光学システムであって、前記一体型反射型偏光子は、対向する第１及び第２の主表面を含み、前記第１の主表面は、前記物体に面しており、前記光学システムは、前記第２の色光に対する前記第１の色光の第１の軸方向の色収差ｄ１を有し、前記第２の主表面が前記物体に対面するように前記一体型反射型偏光子を反転させた場合、前記光学システムが、前記第２の色光に対する前記第１の色光の第２の軸方向の色収差ｄ２を有し、ｄ２＞ｄ１である、
請求項１に記載の光学システム。

【請求項12】

前記一体型反射型偏光子において、
前記第１の複数干渉層は、第１の偏光状態について前記第１の色光を有する光を反射し、直交する第２の偏光状態について前記第１の色光を有する光を透過させ、かつ、前記第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて前記第２の色光を有する光を透過させるように構成され、
前記第２の複数干渉層は、第１の偏光状態について前記第２の色光を有する光を反射し、前記第２の偏光状態について前記第２の色光を有する光を透過させ、かつ、前記第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて前記第１の色光を有する光を透過させるように構成され、
前記第１及び第２の複数干渉層は、それぞれの厚み方向において第１及び第２の中間点を有し、前記第１の中間点と前記第２の中間点との距離が１０％違った場合、前記第１の軸方向の色収差が、少なくとも２０％大きくなるように構成されている、
請求項１１に記載の光学システム。

【請求項13】

観察者に対して物体の像を表示する光学システムであって、
前記一体型反射型偏光子は、前記物体に面する第１の主表面と、少なくとも５０個の複数のポリマー干渉層を有し、かつ少なくとも４００～６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内で主に光学干渉によって光を反射及び透過させ、前記第１の主表面が前記物体の反対方向を向くように前記一体型反射型偏光子を反転させた場合、前記光学システムの前記所定の波長範囲内の軸方向色収差が、少なくとも２０％大きくなるように構成されている、
請求項１に記載の光学システム。

【請求項14】

前記一体型反射型偏光子は、第１及び第２の反射ゾーンを備え、前記一体型反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、前記第１の反射ゾーンが所定の波長範囲内の第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない、前記所定の波長範囲内の第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、前記第２の反射ゾーンは、前記第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、前記第１の波長範囲内の光を実質的に透過させ、前記第１及び第２の反射ゾーンは、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた厚み方向における第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、前記第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させた場合に引き起こされる、前記光学システムの、前記第２の波長範囲に対する前記第１の波長範囲の軸方向の色収差が、距離ｈであり、０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである、
請求項１３に記載の光学システム。

【請求項15】

前記一体型反射型偏光子において、
前記第１の複数干渉層は、第１の偏光状態を有する第１の色光を反射し、直交する第２の偏光状態を有する前記第１の色光を透過させ、かつ、前記第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて第２及び第３の色光を透過させるように構成され、
前記第２の複数干渉層は、第１の合計厚さを有する１つ以上の第１の非干渉層によって前記第１の複数干渉層と隔てられ、前記第１の偏光状態を有する前記第２の色光を反射し、前記第２の偏光状態を有する前記第２の色光を透過させ、かつ、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態のそれぞれについて前記第１及び第３の色光を透過させるように構成され、
さらに、第２の合計厚さを有する１つ以上の第２の非干渉層によって前記第２の複数干渉層と隔てられ、前記第１の偏光状態を有する前記第３の色光を反射し、前記第２の偏光状態を有する前記第３の色光を透過させ、かつ、前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態のそれぞれについて前記第１及び第２の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第３の複数干渉層を含み、前記第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過させ、前記第１及び第２の各非干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過させず、前記第２の複数干渉層は、前記第１の複数干渉層と前記第３の複数干渉層の間に配設されており、前記第１及び第２の合計厚さのそれぞれが１０％違った場合、前記光学システムの前記所定の波長範囲内の軸方向の色収差の大きさが少なくとも２０％大きくなるように構成されている、
請求項１３又は１４に記載の光学システム。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

光学システムは光学収差を呈することがある。色収差は、光の横方向又は縦方向の焦点が波長につれて変動する光学収差である。縦方向の色（軸方向の色シフト又は焦点シフトと呼ばれることもある）では、異なる波長について焦平面の位置に差がある。

【発明の概要】

【0002】

本説明のいくつかの態様では、観察者に像を表示するための光学システムが提供される。この光学システムは、湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合し、第１、第２、及び第３の色光のそれぞれについて少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、第２の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する一体型反射型偏光子と、を備える。一体型反射型偏光子は、第１の偏光状態を有する第１の色光を反射し、直交する第２の偏光状態を有する第１の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第２及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第１の複数干渉層と、第１の合計厚さを有する１つ以上の第１の非干渉層によって第１の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第２の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第２の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第２の複数干渉層と、第２の合計厚さを有する１つ以上の第２の非干渉層によって第２の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第３の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第３の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第２の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第３の複数干渉層と、を含む。第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過させる。第１及び第２の非干渉層のそれぞれは、主に光干渉によって光を反射又は透過させない。第２の複数干渉層は、第１の複数干渉層と第３の複数干渉層との間に配設される。第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％変化させると、光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％増大する。

【0003】

本明細書のいくつかの態様では、観察者に対して像を表示する光学イメージングシステムが提供される。この光学イメージングシステムは、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第１のゾーンが第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第２のゾーンが第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、第１の波長範囲内の光を実質的に透過させる、第１及び第２の反射ゾーンを含む反射型偏光子を含む。第１及び第２の反射ゾーンは、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させたときに引き起こされる、光学イメージングシステムの、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差は距離ｈであり、ここで０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである。

【0004】

本明細書のいくつかの態様では、観察者に対して像を表示する光学イメージングシステムが提供される。この光学イメージングシステムは、対向する第１及び第２の主表面を有する反射型偏光子を含み、第１の主表面は物体に面する。この光学イメージングシステムは、第２の色波長に対する第１の色波長の第１の縦方向の色収差ｄ１を有し、第２の主表面が物体に対面するように反射型偏光子を反転させることにより、第２の色波長に対する第１の色波長の第２の縦方向の色収差ｄ２を有する光学イメージングシステムが得られ、ｄ２はｄ１より大きい。

【0005】

本明細書のいくつかの態様では、観察者に対して像を表示する光学イメージングシステムが提供される。この光学イメージングシステムは、物体に面する第１の主表面と、少なくとも５０個の複数のポリマー干渉層を有し、かつ、少なくとも４００～６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内で主に光学干渉によって光を反射及び透過させる反射型偏光子と、を含む。第１の主表面が物体と反対の方向に向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が少なくとも２０％増大する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】反射型偏光子の概略断面図である。

【図2】複数干渉層の概略断面図である。

【図3】非干渉層の概略断面図である。

【図4】非干渉層の概略断面図である。

【図5A】光学システムの概略断面図である。

【図5B】光学システムの概略断面図である。

【図6A】反射型偏光子の概略断面図である。

【図6B】反射型偏光子の概略断面図である。

【図7A】反射型偏光子の概略断面図である。

【図7B】反射型偏光子の概略断面図である。

【図8】光学システムの概略断面図である。

【図9】光学システムの概略断面図である。

【図10】光学システムの概略断面図である。

【発明の詳細な説明】

【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、必ずしも正確な比率の縮尺ではない。本開示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】

本明細書のいくつかの実施形態によれば、反射型偏光子を含む光学システムでは、システム内の縦方向の残留色は、好適な多層反射型偏光子の選択による色の光路長の差によって平衡させることが可能であると判明した。好適な反射型偏光子の選択には、例えば、赤色波長を反射する反射型偏光子からなる干渉層のセットと青色波長を反射する反射型偏光子からなる干渉層のセットとの間の適切な分離の選択を含むことができる。干渉層のセット間の適切な分離は、反射型偏光子の層の厚さプロファイルを変更して所望の分離を達成すること、及び／又は、干渉層のセットの間に非干渉層を含ませることによって達成することができる。本明細書の光学システムは、典型的には、屈曲光路を提供する。屈曲光学システムは、例えば、米国特許第９，５５７，５６８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されている。

【0009】

図１は、連続的に配置された第１の複数の干渉層１１０と、連続的に配置された第２の複数の干渉層１１２と、連続的に配置された第３の複数の干渉層１１４とを含む反射型偏光子１００の概略図である。第２の複数干渉層１１２は、第１の合計厚さｔ１を有する１つ以上の第１の非干渉層１２１によって第１の複数干渉層１１０から隔てられている。第３の複数干渉層１１４は、第２の合計厚さｔ２を有する１つ以上の第２の非干渉層１２３によって第２の複数干渉層１１２から隔てられている。第１の複数の干渉層１１０と第３の複数の干渉層１１４の中点間の距離Δが示されている。第１の複数干渉層１１０は、第１の偏光状態１３２を有する第１の（例えば、赤色）色光を反射し、直交する第２の偏光状態１３４を有する第１の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態１３２と第２の偏光状態１３４のそれぞれについて第２（例えば、緑色）及び第３（例えば、青色）色光を透過させるように構成されている。第２の複数干渉層１１２は、第１の偏光状態１３２を有する第２の色光を反射し、第２の偏光状態１３４を有する第２の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態１３２と第２の偏光状態１３４のそれぞれについて第１及び第３の色光を透過させるように構成されている。第３の複数干渉層１１４は、第１の偏光状態１３２を有する第３の色光を反射し、かつ、第２の偏光状態１３４を有する第３の色光を透過させ、第１の偏光状態１３２と第２の偏光状態１３４のそれぞれについて第１及び第２の色光を透過させるように構成されている。いくつかの実施形態では、第１、第２、及び第３の複数干渉層１１０、１１２及び１１４内の各干渉層は、２００ｎｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態では、ｔ１及びｔ２はそれぞれ、１マイクロメートルより大きい。

【0010】

いくつかの実施形態では、第１の色光は、赤色の範囲（例えば、６００ｎｍ超かつ７００ｎｍ以下、又は６２５ｎｍ～６７５ｎｍ）の波長λ１を有する。いくつかの実施形態では、第２の色光は、緑色の範囲（例えば、６００ｎｍ～７００ｎｍ、又は６２５ｎｍ～６７５ｎｍ）の波長λ２を有する。いくつかの実施形態では、第３の色光は、青色の範囲（例えば、４００ｎｍ以上かつ５００ｎｍ未満、又は４２５ｎｍ～４７５ｎｍ）の波長λ３を有する。いくつかの実施形態では、反射型偏光子１００を含む光学システムは、少なくとも３つの異なる色を有する複数の副画素（副画素）を有する、画素（ピクセル）で構成されたディスプレイを含む。第１、第２、及び第３の色光は、３つの異なる色の副画素からの光であってもよい。

【0011】

光１３０は、第１、第２、及び第３の色光を含み、第１の偏光状態１３２及び第２の偏光状態１３４を含む。光１３０の一部は、第３の複数干渉層１１４によって光１３１として反射され、光１３０の一部は、第３の複数干渉層１１４を光１３７として透過する。光１３１は、第３の色波長λ３及び第１の偏光状態１３２を有する。光１３７は、第２の偏光状態１３４を有する第３の色光を含み、第１の偏光状態１３２と第２の偏光状態１３４のそれぞれについて第１及び第２の色光を含む。光１３７の一部は、第２の複数干渉層１１２によって光１３３として反射され、光１３７の一部は、第２の複数干渉層１１２を光１３９として透過する。光１３３は、第３の複数干渉層１１４を透過させ、第２の色波長λ２及び第１の偏光状態１３２を有する。光１３９は、第１の偏光状態１３２を有する第１の色光を含み、第２の偏光状態１３４について第１、第２、及び第３の色光を含む。光１３９の一部は、第１の複数干渉層１１０によって光１３５として反射され、光１３９の一部は、第１の複数干渉層１１０を光１３６として透過する。光１３５は、第２の複数の干渉層１１２及び第３の複数の干渉層１１４を透過させ、第３の色波長λ３及び第１の偏光状態１３２を有する。光１３６は、第２の偏光状態１３４を有する第１、第２、及び第３の色光を含む。

【0012】

図２は、第１、第２、及び第３の複数干渉層１１０、１１２及び１１４のうちのいずれか１つに対応してもよい、複数干渉層２１０の概略断面図である。複数干渉層２１０は、主に光干渉によって光を反射及び透過させる、交互に配置された第１のポリマー層２４１及び第２のポリマー層２４２を含む。いくつかの実施形態では、第１のポリマー層２４１及び第２のポリマー層２４２はそれぞれ、約２００ｎｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態では、ポリマー層２４１及び２４２の厚さは、所望の波長範囲で反射を生成するために、複数干渉層２１０の厚さにわたって（例えば、単調に）変化する。いくつかの実施形態では、一体的に形成された光学積層体が複数干渉層２１０を含み、任意選択として、複数干渉層２１０の片側又は両側に非干渉層を含む。この非干渉層は、例えば、外被層又は保護境界層であってもよい。

【0013】

本明細書で使用するとき、第２の要素と「一体的に形成された」第１の要素とは、第１及び第２の要素が個別に製造されてから接合されるのではなく、一緒に製造されることを意味する。一体的に形成することには、第１の要素を製造し、続いて第２の要素を第１の要素上に製造することが含まれる。複数の層を含む反射型偏光子は、層が個別に製造されてから接合されているのではなく、一緒に製造されている（例えば、メルトストリームとして結合させてから、それぞれの層を有するキャストフィルムを形成し、次いで、キャストフィルムを配向させる）場合は、一体的に形成されている。一体的に形成された反射型偏光子は、一体型反射型偏光子と呼ばれることがある。

【0014】

本明細書の反射型偏光子１００及び他の反射型偏光子は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）、及び米国特許第６，６０９，７９５号（Ｗｅｂｅｒら）に記載されているものなどの従来の多層フィルム処理技術を用いて作製することができる。この作製方法は、（ａ）完成フィルムに使用される第１のポリマー層及び第２のポリマー層に対応する樹脂の少なくとも第１及び第２の流れを提供することと、（ｂ）好適な供給ブロックを使用して、第１及び第２の流れを複数の層に分割することであって、供給ブロックが、（ｉ）第１及び第２の流路を含み、第１の流路が、流路に沿って第１の位置から第２の位置へ変化する断面積を有する、勾配プレート、（ｉｉ）第１の流路と流体連通する第１の複数の導管及び、第２の流路と流体連通する第２の複数の導管を有し、各導管がそのそれぞれのスロットダイを供給し、各導管が第１の端部と第２の端部を有し、導管の第１の端部が流路と流体連通し、導管の第２の端部がスロットダイと流体連通している、供給管プレート、並びに（ｉｉｉ）任意選択として、導管の近傍に位置する軸方向のロッドヒータとを備える供給管を備えるようなものであることと、（ｃ）複合ストリームを押出ダイに通過させて、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）その多層ウェブを、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こともあるチルロール上で鋳造して、キャスト多層フィルムを形成することと、を含んでもよい。このキャストフィルムは、仕上げフィルムと同じ数の層を有し得るが、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。

【0015】

冷却後、多層ウェブを再加熱し、引き伸ばし、又は延伸して、近仕上げ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は、２つの目的、すなわち、層を所望の最終的な厚さプロファイルまで薄くすること、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。配向又は延伸は、クロスウェブ方向（例えば、テンターを介して）に沿って、ダウンウェブ方向に沿って（例えば、長さ配向器を介して）、又はそれらの任意の組合せで、同時に又は連続的に、達成することができる。１つの方向にのみ延伸される場合、延伸は「拘束しない」（フィルムは延伸方向に直角な面内方向に寸法的に緩和可能である）、又は「拘束する」（フィルムが拘束され、延伸方向に直角な面内方向で寸法的に緩和できない）。拘束しない延伸を使用して、米国特許第２０１０／０２５４００２号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）に記載されているように、実質的に一軸配向された多層光学フィルムを提供し得る。あるいは、フィルムは、バッチプロセスで延伸されてもよい。いずれの場合も、後続又は同時のドロー低減、応力又は歪み平衡、ヒートセット、及び他の処理操作もフィルムに適用することができる。

【0016】

反射型偏光子は、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する光の少なくとも６０パーセントがその反射型偏光子から反射されるなら、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する光を実質的に反射すると言える。いくつかの実施形態では、第１の偏光状態及び所定の波長を有する光の少なくとも７０パーセント、又は少なくとも８０パーセントが偏光子から反射される。反射型偏光子は、所定の波長範囲内で第２の偏光状態を有する光の少なくとも６０パーセントがその偏光子を透過するなら、所定の波長範囲内で第２の偏光状態を有する光を実質的に透過させると言える。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲内で第２の偏光状態を有する光の少なくとも７０パーセント、又は少なくとも８０パーセントが偏光子を透過する。

【0017】

非干渉層は、主に光学干渉によって光を反射及び透過させるのではなく、また、典型的には、光学的に厚い（すなわち、４００ｎｍ～７００ｎｍなどの所定の波長範囲内の波長を実質的に超える厚さを有する）。光学積層体の非干渉層は、光学フィルムの外層であってもよく、又は、例えば、１つ以上の第１の非干渉層１２１若しくは１２３内の層であってもよい。いくつかの実施形態では、非干渉層、又は２つ以上の非干渉層からなる積層体の厚さ（例えば、ｔ１又はｔ２）は、約１マイクロメートルより大きいか、約２マイクロメートルより大きいか、所定の波長範囲内の最大波長の約２倍より大きいか、又は、所定の波長範囲内の最大波長の約３倍より大きい。

【0018】

図３は、例えば、１つ以上の非干渉層１２１又は１２３に対応してもよい、１つ以上の非干渉層３２１の概略断面図である。図示した実施形態では、１つ以上の非干渉層３２１は、第１の層３４５及び第２の層３４７を含む。他の実施形態では、１つの非干渉層のみが含まれるか、又は３つ以上の非干渉層が含まれる。第１の非干渉層３４５及び第２の非干渉層３４７は、例えば、隣接する光学積層体の外被層であってもよい。

【0019】

図４は、例えば、１つ以上の非干渉層１２１又は１２３に対応してもよい、１つ以上の非干渉層４２１の概略断面図である。１つ以上の非干渉層４２１は、第１の外側非干渉層４４５及び第２の外側非干渉層４４７、並びに内側スペーサ非干渉層４４９を含む。第１の外側非干渉層４４５及び第２の外側非干渉層４４７は、例えば、隣接する光学積層体の外被層であってもよく、内側スペーサ非干渉層４４９によって、１つ以上の非干渉層４２１の全体的な厚さ（例えば、ｔ１又はｔ２に対応する）を増大させ得る。

【0020】

あるいは、又は加えて、第１の複数の干渉層１１０と第３の複数の干渉層１１４との中心間距離Δは、干渉層の層の厚さ、及び直接隣接する干渉層の間の屈折率差の選択によって調整することができる。直接隣接する干渉層のペアは、そのペアの合計の光学厚さ（屈折率×物理的厚さ）の２倍の波長を有する光を、隣接する層の間の屈折率差に応じた反射率で反射する。比較的大きな屈折率差を利用すると、所望の波長範囲にわたって所望の反射率を達成するために利用する干渉層を比較的少なくすることができ、これにより、第１の複数干渉層１１０と第３の複数干渉層１１４との中心間距離が、より短くなり得る。同様に、比較的小さい屈折率差を利用すると、比較的多くの干渉層が使用される場合に、所望の波長範囲にわたって所望の反射率を達成することができ、これにより、第１の複数干渉層１１０と第３の複数の干渉層１１４との間の中心間の分離が、より大きくなり得る。

【0021】

いくつかの実施形態では、光学システムは反射型偏光子を含み、ある指定された様式で反射型偏光子が変更されたときに、ある指定された様式で変化する色収差（例えば、縦方向の色収差）を有する。

【0022】

図５Ａは、所定の波長範囲内の波長を有するコリメートされた入力光５５２を受光する光学システム５５０の概略図である。この光学システムは、入力光５５２の波長のそれぞれを、光学システム５５０の光軸５５５上の、第１の点５５４と第２の点５５６の間の１点に集束させる。例えば、第１の波長を有する第１の光線５５３は、第１の点５５４に集束し、第２の波長を有する第２の光線５５７は、第２の点５５６に集束する。いくつかの実施形態では、第１及び第２の波長のうちの１つは、所定の波長範囲内で最短の波長であり、第１及び第２の波長の他方は、所定の波長範囲内で最長の波長である。第１の点５５４と第２の点５５６の間の距離ｄ１は、光学システム５５０の縦方向の色収差であり、これは、軸方向の色収差としても知られる。光学システム５５０は、本明細書の他の箇所で更に詳細に説明するように、反射型偏光子（図５には図示せず）を含む。

【0023】

図５Ｂは、光学システム５５０ｂの概略図を示し、このシステムは、光学システム５５０と同等であるが、光学システム５５０の反射型偏光子が、本明細書の他の箇所で更に詳しく説明するように修正（例えば、干渉層間の距離を変更、又は反射型偏光子を反転）されている点が異なる。光学システム５５０ｂは、縦方向の色収差ｄ２を有する。距離ｄ２は、反射型偏光子を修正したときに引き起こされる光学システムの縦方向の色収差と称されてもよく、また、ｈとして示されてもよい。

【0024】

いくつかの実施形態では、縦方向の色収差ｄ１及びｄ２は、特定の波長に対して指定される。例えば、いくつかの実施形態では、ｄ１及びｄ２は、第２の色波長に対する第１の色波長の縦方向の色収差として説明され得る。いくつかの実施形態では、縦方向の色収差ｄ１及びｄ２は、特定の波長範囲に対して指定される。例えば、いくつかの実施形態では、ｄ１及びｄ２は、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差として説明され得る。この場合、縦方向の色収差ｄ１及びｄ２は、指定された範囲内の波長についての最大の縦方向の色収差を指す。例えば、図５Ａでは、光線５５３及び光線５５７は、それぞれ第１の波長範囲内及び第２の波長範囲内の、最大のｄ１をもたらす波長を有してもよい。同様に、図５Ｂでは、対応する光線は、第１及び第２のそれぞれの波長範囲内の、最大のｄ２をもたらす波長を有してもよい。多くの場合、縦方向の色収差は波長の単調関数であり、このため、特定の波長範囲内の縦方向の色収差は、指定された波長範囲内の最長波長での縦方向の色収差と最短波長での縦方向の色収差との差の絶対値となる。

【0025】

いくつかの実施形態では、ｄ２がｄ１より大きいか、又は、ｄ２が少なくともｄ１の１．２倍（すなわち、ｄ２は、ｄ１から少なくとも２０％増大している）、少なくともｄ１の１．５倍、少なくともｄ１の１．７５倍、少なくともｄ１の２倍、少なくともｄ１の２．５倍、少なくともｄ１の３倍、少なくともｄ１の３．５倍、若しくは少なくともｄ１の４倍である。

【0026】

いくつかの実施形態では、図５Ａの反射型偏光子は、反射型偏光子１００であり、上記で言及した反射型偏光子の変更は、第１の分離距離ｔ１及び第２の分離距離ｔ２を１０％だけ変化させることである。いくつかの実施形態では、第１及び第２の分離距離は、どちらも１０％増大する。いくつかの実施形態では、第１及び第２の分離距離は、どちらも１０％縮小する。いくつかの実施形態では、この変更は、光学システムの色収差（例えば、縦方向の色収差）の大きさを、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％増大させる。いくつかの実施形態では、反射型偏光子は、それぞれの第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の複数干渉層を含み、上記で言及した反射型偏光子の変更は、第１の中間点と第２の中間点との距離を１０％だけ変化させることである（いくつかの実施形態では増大させ、いくつかの実施形態では縮小させる）。例えば、ここで言及する第１及び第２の複数干渉層は、図１に示す第１の複数干渉層１１０及び第３の複数干渉層１１４に対応してもよく、第１の中間点と第２の中間点との距離は、図１に示される距離Δに対応してもよい。別の例として、ここで言及する第１及び第２の複数干渉層は、図６Ａに示す第１の反射ゾーン６４３及び第２の反射ゾーン６４４に対応してもよく、第１の中間点と第２の中間点との距離は、図６Ａに示される距離ｄに対応してもよい。いくつかの実施形態では、この変更は、光学システムの縦方向の色収差の大きさを、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は、少なくとも５０％増大させる。

【0027】

いくつかの実施形態では、上記で言及した反射型偏光子の修正は、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンとの距離を（例えば、１０％だけ変更するか、又は第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するまで距離を短縮することによって）変更することである。図６Ａは、そのような第１の反射ゾーン６４３及び第２の反射ゾーン６４４を有する反射型偏光子６００の概略図である。いくつかの実施形態では、第１の反射ゾーン６４３及び第２の反射ゾーン６４４は、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第１の反射ゾーン６４３が第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第２の反射ゾーン６４４が第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ第１の波長範囲内の光を実質的に透過させるようになっている。例えば、第１の反射ゾーン６４３は、第１の複数干渉層１１０に対応してもよく、第１の波長範囲は、第１の色光の波長範囲（波長λ１）に対応してもよい。同様に、第２の反射ゾーン６４４は、第３の複数干渉層１１４に対応してもよく、第２の波長範囲は、例えば第３の色光の波長範囲（波長λ３）に対応してもよい。第１の反射ゾーン６４３と第２の反射ゾーン６４４の間の領域は、追加の反射ゾーン（例えば、第２の複数干渉層１１２に対応する第３の反射ゾーン）を含んでもよく、かつ／又は、１つ以上の非干渉層（例えば、非干渉層１２１及び／又は１２３）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１及び第２の反射ゾーン並びに追加の反射ゾーン（あれば）は、第１の偏光状態を有する対応する波長範囲内の光を反射し、かつ、直交する第２の偏光状態を有する光について、それぞれの波長範囲内の光を透過させる。

【0028】

第１の反射ゾーン６４３及び第２の反射ゾーン６４４は、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた第１の中間点６６３及び第２の中間点６６４（厚さ方向に沿った中間点）を有する第１の厚さｗ１及び第２の厚さｗ２を有する。

【0029】

図６Ｂは、第１の反射ゾーン６４３と第２の反射ゾーン６４４が直接隣接するように反射型偏光子６００の距離ｄを短縮させることによって得られる、反射型偏光子６００ｂの概略図である。

【0030】

いくつかの実施形態では、反射型偏光子６００を含む光学イメージングシステムは、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを短縮させたときに引き起こされる、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差を有し、これは、距離ｈであり、ここで、０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈ、又は０．３５ｈ≦ｄ≦０．６５ｈ、又は０．４ｈ≦ｄ≦０．６ｈである。例えば、実施例においてモデル化した光学システムでは、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンの間の分離をゼロにまで短縮したとき、約４８６ｎｍから約６５６ｎｍまでの縦方向の色収差は約８２マイクロメートルであった。この場合、反射型偏光子は、約２４３ｎｍの合計光学厚さを有する、直接隣接する第１の干渉層のペアからなる第１の反射ゾーンから４８６ｎｍの波長を反射することができ、また、反射型偏光子は、約３２８ｎｍの合計光学厚さを有する、直接隣接する第２の干渉層のペアからなる第２の反射ゾーンから６５６ｎｍの波長を反射することができる。第１及び第２のペアの厚さは４０マイクロメートルに比較して小さいので、第１のペアの中間点と第２のペアの中間点の間隔ｄを４０マイクロメートルから両ペアが直接隣接するまで変化させることは、４０マイクロメートルからゼロまで縮小させることによって近似できる。縦方向の色収差は、ｄが４０マイクロメートルのときは約２４マイクロメートルで、ｄを０まで縮小させたときは約８２マイクロメートルであった。この場合、ｄ＝４０マイクロメートル、ｈ≒８２マイクロメートルなので、ｄ≒０．４９ｈである。

【0031】

いくつかの実施形態では、上記で言及した反射型偏光子の修正は、反射型偏光子を反転させることである。反射型偏光子を反転させることは、反射型偏光子の形状を変化させないまま、（隣接する層間の境界面が同じ境界面のままとなり、かつ、片方の最も外側の主表面が他方の最も外側の面と交換されるように）層の順序（例えば、１～ＮからＮから１へ）及び層配向を反転させることとして説明できる。これを、図７Ａ～図７Ｂに示す。図７Ａは、第１の主表面７０８及び第２の主表面７０９を有する反射型偏光子７００の概略図であり、第１の主表面７０８は物体７７７に対面している。物体７７７は、例えば、この反射型偏光子７００が、観察者に対して物体の像を表示する光学イメージングシステムに使用されたときに、イメージャによって表示されてもよい。反射型偏光子７００は、説明を簡単にするために４つの層７０１、７０２、７０３、及び７０４を有して概略的に示されているが、典型的には、少なくとも５０個の層（例えば、５０～１２００個の干渉層、又は１００～１０００個の干渉層）を含む。図７Ｂは、第２の主表面７０９が物体７７７に対面するように反射型偏光子７００を反転させることにより得られる、反射型偏光子７００ｂの概略図である。

【0032】

いくつかの実施形態では、この光学システムは、観察者に対して物体の像を表示する光学イメージングシステムであり、反射型偏光子は、対向する第１及び第２の主表面を有し、第１の主表面は物体に対面する。いくつかの実施形態では、この光学イメージングシステムは、第２の色波長に対する第１の色波長の第１の縦方向の色収差ｄ１を有し、第２の主表面が物体に対面するように反射型偏光子を反転させることにより、第２の色波長に対する第１の色波長の第２の縦方向の色収差ｄ２を有する光学イメージングシステムが得られ、ここでｄ２＞ｄ１である。いくつかの実施形態では、ｄ２は、少なくともｄ１の１．２倍、少なくともｄ１の１．５倍、少なくともｄ１の１．７５倍、少なくともｄ１の２倍、少なくともｄ１の２．５倍、少なくともｄ１の３倍、少なくともｄ１の３．５倍、少なくともｄ１の４倍、少なくともｄ１の４．５倍、又は少なくともｄ１の５倍である。いくつかの実施形態では、観察者に対して物体の像を表示する光学イメージングシステムは、物体に対面する第１の主表面と、少なくとも５０個の複数のポリマー干渉層を有し、かつ、少なくとも４００～６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内で主に光学干渉によって光を反射及び透過させる反射型偏光子と、を含み、第１の主表面が物体の反対方向を向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が、少なくとも２０％、少なくとも５０％、少なくとも７５％、少なくとも１００％、少なくとも１５０％、少なくとも２００％、少なくとも２５０％、少なくとも３００％、少なくとも３５０％、又は少なくとも４００％増大する。例えば、実施例の光学システムは、約２４マイクロメートルのｄ１及び約１４１マイクロメートルのｄ２を有し、ｄ２はｄ１の約５．９倍であった。すなわち、ｄ２は、ｄ１より約４９０％（（１４１μｍ－２４μｍ）／２４μｍ×１００％）増大した。

【0033】

図８は、対向する第１の主表面１１及び第２の主表面１２を有する第１の光学レンズ１０と、第１の光学レンズ１０の第１の主表面１１上に配設され、かつそれに適合する部分反射体３０と、対向する第１の主表面２１及び第２の主表面２２を有する第２の光学レンズ２０と、第２の光学レンズ２０の第１の主表面２１上に配設され、かつそれに適合する反射型偏光子４０と、を含む、を含む光学システム８５０の概略図である。いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１０の第１の主表面１１は湾曲している。いくつかの実施形態では、第２の光学レンズ２０の第１の主表面２１は湾曲している。例えば、第１の主表面１１及び／又は第１の主表面２１は、直交する２つの方向のそれぞれに６ｍｍ～１０００ｍｍの範囲の曲率半径を有する位置を、少なくとも１つ有してもよい。図示される実施形態では、リターダ５０は、第１の光学レンズ１０の第２の主表面１２上に配設されている。他の実施形態では、リターダ５０は、第１のレンズと第２のレンズの間に別個のリターダ板として含まれるか、そうでなければ、部分反射体３０と反射型偏光子４０の間のどこかの位置に含まれる。

【0034】

いくつかの実施形態では、部分反射体３０は、所定の波長範囲内で、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、所定の波長範囲は約５５０ｎｍの波長を含んでもよく、例えば、５８７．６ｎｍの波長を含んでもよい。所定の波長範囲は、いくつかの実施形態では、約４００ｎｍ～約６００ｎｍ又は約７００ｎｍにわたってもよい。例えば、所定の波長は、青の原色波長、緑の原色波長、及び赤の原色波長を含むことができる。所定の波長範囲は、光学システムが動作するように設計されたどのような波長範囲であってもよい。いくつかの実施形態では、所定の波長範囲は他の波長範囲を含む。例えば、赤外線（例えば、近赤外線（約７００ｎｍ～約２５００ｎｍ））及び／又は紫外線（例えば、近紫外線（約３００ｎｍ～約４００ｎｍ））の波長、並びに可視光線（４００ｎｍ～７００ｎｍ）の波長が所定の波長範囲に含まれてもよい。いくつかの実施形態では、部分反射体３０は、第１の（例えば、赤色）、第２の（例えば、緑色）及び第３の（例えば、青色）色光のそれぞれについて、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。

【0035】

本明細書の光学システムのいずれかに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、部分反射体は、それぞれ２０％～８０％の範囲内にある、又はそれぞれ３０％～７０％の範囲内にある、又はそれぞれ４０％～６０％の範囲内にある、又はそれぞれ４５％～５５％の範囲内にある、所定の波長又は所定の波長範囲内で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。所定の波長範囲内の平均光反射率及び平均光透過率は、特に指示がない限り、垂直入射で測定された、所定の波長範囲にわたる、並びに光反射率及び光透過率それぞれの偏光にわたる、非加重平均を指す。所定の波長における平均光反射率と平均光透過率は、特に指示がない限り、垂直入射で測定された、光反射率と光透過率それぞれの偏光にわたる非加重平均を指す。いくつかの実施形態では、部分反射体は、反射偏光子であってもよく、又は偏光依存反射率を有してもよい。しかしながら、通常、垂直入射光反射率及び光透過率は、入射光の偏光状態とは独立している、又は実質的に独立していることが好ましい。そのような偏光独立性は、例えば、実質的に等方性の金属層及び／又は誘電体層を使用して得ることができる。

【0036】

リターダ５０は、所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対する四分の一波長リターダであってもよい。あるいは、リターダ５０は、所定の波長範囲内の波長の、例えば５／４又は９／４のリターダンスを有してもよい。本明細書の光学システムに使用されるリターダ層（例えば、リターダ５０）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の組み合わせであることができる。好適なフィルムとしては、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ために好適なコーティングには、米国特許出願第２００２／０１８０９１６号（Ｓｃｈａｄｔら）、第２００３／０２８０４８号（Ｃｈｅｒｋａｏｕｉら）、第２００５／００７２９５９号（Ｍｏｉａらａｌ．）及び第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。好適なＬＰＰ材料としては、ＲＯＰ－１３１ ＥＸＰ ３０６ ＬＰＰが挙げられ、好適なＬＣＰ材料としては、ＲＯＦ－５１８５ ＥＸＰ ４１０ ＬＣＰが挙げられ、双方ともＲＯＬＩＣ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｔｄ．（Ａｌｌｓｃｈｗｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より入手可能である。

【0037】

部分反射体３０及び反射型偏光子４０は、屈曲光路を提供するので、光学システム８５０は屈曲光学システムであると説明できる。米国特許第９，５５７，５６８号（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋら）に記載されているように、屈曲光学システムは、図８の第１の光学レンズ１０の右に画像レコーダが位置するカメラとして使用することができ、又は、第１の光学レンズ１０の右に表示パネルが位置する表示システムとして使用することもできる。

【0038】

図９は、光学システム８５０の第２の光学レンズ２０の第２の主表面２２に入射する、第２の偏光状態を有するコリメートされた光５２を有する光学システム８５０の概略図である。コリメートされた光５２を使用して、光学システム８５０の色収差を決定することができる。コリメートされた光５２は、例えば、コリメーティング光学レンズ及び直線偏光子を使用して準備することができる。いくつかの実施形態では、光学システム８５０は瞳孔を更に含み、瞳孔は、その中に開口部を有する。いくつかの実施形態では、光学システム８５０は、ディスプレイの用途に使用され、瞳孔は、射出瞳である。いくつかの実施形態では、光学システム８５０は、例えばカメラの用途に使用され、瞳孔は入射瞳である。光学システム８５０がディスプレイとカメラのどちらのシステムで使用されるのかにかかわらず、光学システム８５０の縦方向の色収差は、図９に概略的に示すとおりに決定することができる。光学システム８５０がディスプレイの用途に使用される場合、図９の光学システム８５０に入射するコリメートされた光５２の直径は、ディスプレイの用途に使用される光学システム８５０の射出瞳の直径に一致するように制限されてもよい。

【0039】

コリメートされた光５２は、第２の偏光状態を有して光学システム８５０に入射し、反射型偏光子４０及びリターダ５０を透過し、次に部分反射体３０から反射されてリターダ５０を透過し、次に反射型偏光子４０から反射され、リターダ５０及び部分反射体３０を通って焦点５４まで透過する。光学システム８５０の色収差は、図７Ａ～７Ｂに概略的に示されるように、異なる波長を有するコリメート光５２を使用して決定することができる。

【0040】

図１０は、光学システム８５０を含み、第１の光学レンズ１０に隣接し、かつそれに対面して配設されたイメージャ５５を更に含む、光学システム１０５０の概略図である。イメージャ５５は像１５を放射し、その像は第１のレンズ１０に入射する。光学システム１０５０は、光学イメージングシステムと呼ばれてもよく、観察者１６に対して像１５を表示する。射出瞳６０が、第２のレンズ２０に隣接し、かつ対面して配設され、射出瞳自体の中に開口部６１を画定する。第１の光学レンズ１０に入射した像１５は、射出瞳６０内の開口部６１を通って光学システム１０５０から出る。光学システム１０５０は、第１の直線吸収型偏光子８０、第２のリターダ９０、及び第２の直線吸収型偏光子８８を更に含む。第１の光学レンズ１０は、第２の光学レンズ２０と第２のリターダ９０の間に配設されている。第２のリターダ９０（例えば、第２の四分の一波長リターダ）は、第１の光学レンズ１０と第１の直線吸収型偏光子８０の間に配設されている。第２の光学レンズ２０は、第２の直線吸収型偏光子８８と反射型偏光子４０の間に配設されている。

【0041】

いくつかの実施形態では、第２のリターダ９０及び／又は第１の直線吸収型偏光子８０は、省略されてもよいし、又はイメージャ５５に組み込まれてもよい。いくつかの実施形態では、第２の直線吸収型偏光子８８は省略されるか、又は第２の光学レンズ２０の第２の主表面上に配設される。

【0042】

光学システム１０５０は、光軸１５５に沿って伝播する光線が、第１の光学レンズ１０及び第２の光学レンズ２０、部分反射体３０、反射型偏光子４０、及びリターダ５０を、実質的には屈折せずに通過するように構成されている。いくつかの構成では、第１の光学レンズ１０及び第２の光学レンズ２０、部分反射体３０、反射型偏光子４０、並びにリターダ層５０のうちの少なくとも１つは、回転対称である。いくつかの構成では、第１の光学レンズ１０及び第２の光学レンズ２０、部分反射体３０、反射型偏光子４０、並びにリターダ５０のうちの少なくとも１つは、非回転対称である。いくつかの構成では、第１の光学レンズ１０及び第２の光学レンズ２０、部分反射体３０、反射型偏光子４０、並びにリターダ５０のうちの少なくとも１つは、少なくとも１つの対称面を有する。

【0043】

光学システム若しくはディスプレイシステム、又は光学システム内の光学レンズ若しくは光学素子の光軸は、そのシステム、又はレンズ若しくは光学素子の中心付近の軸として理解することができ、光軸に沿って伝播する光線は、レンズ及び／又は光学素子を小さな屈折度又は最小の屈折度で通過するので、光軸とは異なる軸に沿って伝播する光の屈折度は、それよりも大きくなる。いくつかの実施形態では、それぞれのレンズの中心は、それぞれのレンズの１つの頂点を通る光軸上にある。光軸に沿った光線は、レンズ及び／又は光学素子を、屈折せずに、又は実質的には屈折せずに通過してもよい。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。一部の実施形態では、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。いくつかの実施形態では、光学システムの光軸は、その軸に沿って伝播する光線が、光学レンズ、部分反射体、反射偏光子、及びリターダ層を、実質的には屈折せずに通過するような軸である。いくつかの実施形態では、この軸に沿って伝播する光線は、この光学システムのどの主表面においても、１０度、５度、３度、又は２度のいずれかを超えて屈折することなく、光学レンズ、部分反射体、反射偏光子、及びリターダ層を通過する。

【0044】

光学システム８５０の、第１の光学レンズ１０及び第２の光学レンズ２０は、ガラス又はプラスチックなどの、どのような好適な材料で作られていてもよい。第１の光学レンズ１０は、ホウケイ酸ＢＫ７ガラス、ランタンクラウンＬＡＫ３４、ランタンフリントＬＡＦ７ガラス、フリントＦ２ガラス、高密度フリントＳＦ２、ランタン高密度フリントＬＡＳＦ４５、フルオロホスフェートＦＰＬ５１及びフルオロホスフェートＦＰＬ５５ガラスのうちの１つ以上を含んでもよい。第２の光学レンズ２０は、プラスチック製であってもよく、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、及びポリカーボネートのうちの１つ以上を含んでもよい。いくつかの実施形態では、第１の光学レンズ１０は一体型のガラス要素である。いくつかの実施形態では、第２の光学レンズ２０は一体型のプラスチック要素である。

【0045】

いくつかの実施形態では、イメージャ５５は、液晶ディスプレイパネル又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイパネルである。

【0046】

本明細書で使用及び記載されている文脈において、「約、ほぼ（about）」及び「実質的に」などの用語は、当業者には理解されるであろう。本明細書に使用及び記載されている文脈において、特徴部の形状、量、及び物理的性質を表す量に適用される「約、ほぼ」の用法が当業者にとって明らかではない場合、「約、ほぼ」は、特定の値の５パーセント以内を意味すると理解されるであろう。特定の値の約、ほぼとして与えられる量は、正確に特定の値であり得る。例えば、本明細書に使用及び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には、約１の値を有する量とは、その量が０．９５～１．０５の値を有すること、及び、その値が１である場合もあることを意味する。本明細書に使用及び記載されている文脈において「実質的に垂直」という用法が当業者にとって明らかではない場合、「実質的に垂直」とは、垂直から３０度以内を意味する。実質的に垂直として記載される方向は、いくつかの実施形態では、垂直から２０度以内、垂直から１０度以内又は、垂直若しくは名目上垂直であってもよい。

【0047】

以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。

【0048】

実施形態１は、観察者に対して像を表示するための光学システムであって、
湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合し、第１、第２、及び第３の色光のそれぞれに対して少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、
湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、
第２の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する一体型反射型偏光子とを備え、一体型反射型偏光子は、
第１の偏光状態を有する第１の色光を反射し、直交する第２の偏光状態を有する第１の色光を透過させ、かつ、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて第２及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配列された第１の複数干渉層と、
第１の合計厚さを有する１つ以上の第１の非干渉層によって第１の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第２の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第２の色光を透過させ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第２の複数干渉層と、
第２の合計厚さを有する１つ以上の第２の非干渉層によって第２の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第３の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第３の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第２の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第３の複数干渉層とを含み、第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は主に光干渉によって光を反射又は透過させ、第１及び第２の非干渉層は主に光干渉によって光を反射又は透過させるのではなく、第２の複数干渉層は第１の複数干渉層と第３の複数干渉層の間に配設されており、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％増大させると、光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％増大する。

【0049】

実施形態２は、第１の色光が赤色、第２の色光が緑色、第３の色光が青色である、実施形態１の光学システムである。

【0050】

実施形態３は、第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層が２００ｎｍ未満の厚さを有する、実施形態１又は２の光学システムである。

【0051】

実施形態４は、第１及び第２の非干渉層のそれぞれが、１マイクロメートルを超える厚さを有する、実施形態１～３のいずれか１つの光学システムである。

【0052】

実施形態５は、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％変化させることが、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％増大させることを含む、実施形態１～４のいずれか１つの光学システムである。

【0053】

実施形態６は、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％変化させることが、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％縮小させることを含む、実施形態１～４のいずれか１つの光学システムである。

【0054】

実施形態７は、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％変化させることが、光学システムの色収差の大きさを少なくとも３０％増大させる、実施形態１～６のいずれか１つの光学システムである。

【0055】

実施形態８は、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％によって変化させることが、光学システムの色収差の大きさを少なくとも４０％増大させる、実施形態１～６のいずれか１つの光学システムである。

【0056】

実施形態９は、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％変更することが、光学システムの色収差の大きさを少なくとも５０％増大させる、実施形態１～６のいずれか１つの光学システムである。

【0057】

実施形態１０は、色収差が縦方向の色収差である、実施形態１～９のいずれか１つの光学システムである。

【0058】

実施形態１１は、反射型偏光子が対向する第１及び第２の主表面を備え、第２の主表面が観察者に面しており、光学システムが、第２の色光に対する第１の色光の第１の縦方向の色収差ｄ１を有し、第１の主表面が観察者に対面するように反射型偏光子を反転させることにより、光学システムが、第３の色光に対する第１の色光の第２の縦方向の色収差ｄ２を有するようになり、ｄ２＞ｄ１である、実施形態１～１０のいずれか１つの光学システムである。

【0059】

実施形態１２は、反射型偏光子と部分反射体の間に配設されたリターダを更に備える、実施形態１～１１のいずれか１つの光学システムである。

【0060】

実施形態１３は、観察者に対して像を表示する光学イメージングシステムであり、第１及び第２の反射ゾーンを備える反射型偏光子を備え、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第１のゾーンが第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第２のゾーンが第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、第１の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第１及び第２の反射ゾーンは、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させたときに引き起こされる、光学イメージングシステムの、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差は距離ｈであり、ここで０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである。

【0061】

実施形態１４は、反射型偏光子が、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンの間に配設された第３の反射ゾーンを更に備え、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第３のゾーンが、第１の波長範囲と第２の波長範囲の間の第３の波長範囲の光を実質的に反射する、実施形態１３の光学イメージングシステムである。

【0062】

実施形態１５は、湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合し、第１及び第２の波長範囲のそれぞれについて少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、
湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、を更に備え、
反射型偏光子が、第２の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する、実施形態１３又は１４の光学イメージングシステムである。

【0063】

実施形態１６は、部分反射体と反射型偏光子の間に配設されたリターダを更に備える、実施形態１５の光学イメージングシステムである。

【0064】

実施形態１７は、ｄを１０％変化させることが、縦方向の色収差の大きさを少なくとも２０％増大させる、実施形態１３～１６のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0065】

実施形態１８は、反射型偏光子が対向する第１及び第２の主表面を備え、第２の主表面が観察者に対面しており、光学システムが、第２の波長範囲内の光に対する第１の波長範囲内の光の第１の縦方向の色収差ｄ１を有し、第１の主表面が観察者に対面するように反射型偏光子を反転させることにより、光学システムが、第２の波長範囲内の光に対する第１の波長範囲内の光の第２の縦方向の色収差ｄ２を有するようになり、ｄ２＞ｄ１である、実施形態１３～１７のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0066】

実施形態１９は、０．３５ｈ≦ｄ≦０．６５ｈである、実施形態１３～１８のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0067】

実施形態２０は、０．４ｈ≦ｄ≦０．６ｈである、実施形態１３～１８のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0068】

実施形態２１は、観察者に対して物体の像を表示する光学イメージングシステムであり、対向する第１及び第２の主表面を含む反射型偏光子を備え、第１の主表面が物体に対面しており、この光学イメージングシステムは、第２の色波長に対する第１の色波長の第１の縦方向の色収差ｄ１を有し、第２の主表面が物体に対面するように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムが第２の色波長に対する第１の色波長の第２の縦方向の色収差ｄ２を有するようになり、ここで、ｄ２＞ｄ１である。

【0069】

実施形態２２は、ｄ２が、少なくともｄ１の１．２倍、少なくともｄ１の１．５倍、少なくともｄ１の２倍、少なくともｄ１の２．５倍、少なくともｄ１の３倍、少なくともｄ１の３．５倍、又は少なくともｄ１の４倍である、実施形態２１の光学イメージングシステムである。

【0070】

実施形態２３は、
反射型偏光子が、
第１の偏光状態について第１の色波長を有する光を反射し、直交する第２の偏光状態について第１の色波長を有する光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第２の色波長を有する光を透過させるように構成された第１の複数干渉層と、
第１の偏光状態について第２の色波長を有する光を反射し、第２の偏光状態について第２の色波長を有する光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１の色波長を有する光を透過させるように構成された第２の複数干渉層と、を備え、
第１及び第２の複数干渉層が、それぞれの第１及び第２の中間点を有し、第１の中間点と第２の中間点との距離を１０％変化させることにより、第１の縦方向の色収差が少なくとも２０％増大する、
実施形態２１又は２２の光学イメージングシステムである。

【0071】

実施形態２４は、
湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合し、第１及び第２の色波長のそれぞれに対して少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、
湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、を備え、
反射型偏光子が、第２の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する、実施形態２１～２３のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0072】

実施形態２５は、反射型偏光子と部分反射体の間に配設されたリターダを更に備える、実施形態２１～２３のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0073】

実施形態２６は、反射型偏光子が第１及び第２の反射ゾーンを備え、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第１のゾーンが第１の色波長を含む第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない、第２の色波長を含む第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第２のゾーンが第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、第１の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第１及び第２の反射ゾーンが、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させたときに引き起こされる、光学イメージングシステムの、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差が距離ｈであり、０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである、実施形態２１～２５のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0074】

実施形態２７は、観察者に対して物体の像を表示する光学イメージングシステムであって、物体に対面する第１の主表面と、少なくとも５０個の複数のポリマー干渉層を有し、かつ、少なくとも４００～６００ｎｍにわたる所定の波長範囲内で主に光学干渉によって光を反射及び透過させる反射型偏光子と、を備え、第１の主表面が物体の反対方向を向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が、少なくとも２０％増大する。

【0075】

実施形態２８は、第１の主表面が物体の反対方向を向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が少なくとも５０％増大する、実施形態２７の光学イメージングシステムである。

【0076】

実施形態２９は、第１の主表面が物体の反対方向を向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が少なくとも１００％増大する、実施形態２７又は２８の光学イメージングシステムである。

【0077】

実施形態３０は、第１の主表面が物体と反対の方向に向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が少なくとも１５０％増大する、実施形態２７～２９のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0078】

実施形態３１は、第１の主表面が物体の反対方向を向くように反射型偏光子を反転させることにより、光学イメージングシステムの所定の波長範囲内の縦方向の色収差が少なくとも２００％、少なくとも２５０％、又は少なくとも３００％増大する、実施形態２７～３０のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0079】

実施形態３２は、所定の波長範囲が４００ｎｍ～７００ｎｍにわたる、実施形態２７～３１のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0080】

実施形態３３は、反射型偏光子が第１及び第２の反射ゾーンを備え、反射型偏光子に実質的に垂直に入射する光について、第１のゾーンが所定の波長範囲内の第１の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、別の重複しない、所定の波長範囲内の第２の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第２のゾーンが第２の波長範囲内の光を実質的に反射し、かつ、第１の波長範囲内の光を実質的に透過させ、第１及び第２の反射ゾーンが、それぞれに対応する、距離ｄだけ離れた第１及び第２の中間点を有する第１及び第２の厚さを有し、第１の反射ゾーンと第２の反射ゾーンが直接隣接するようにｄを減少させたときに引き起こされる、光学イメージングシステムの、第２の波長範囲に対する第１の波長範囲の縦方向の色収差は距離ｈであり、０．３ｈ≦ｄ≦０．７ｈである、実施形態２７～３２のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0081】

実施形態３４は、
反射型偏光子が一体的に形成され、
第１の偏光状態を有する第１の色光を反射し、直交する第２の偏光状態を有する第１の色光を透過させ、かつ、第１及び第２の偏光状態のそれぞれについて第２及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配列された第１の複数干渉層と、
第１の合計厚さを有する１つ以上の第１の非干渉層によって第１の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第２の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第２の色光を透過させ、かつ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第３の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第２の複数干渉層と、
第２の合計厚さを有する１つ以上の第２の非干渉層によって第２の複数干渉層と隔てられ、第１の偏光状態を有する第３の色光を反射し、第２の偏光状態を有する第３の色光を透過させ、第１の偏光状態と第２の偏光状態のそれぞれについて第１及び第２の色光を透過させるように構成された、連続的に配置された第３の複数干渉層とを含み、
第１、第２、及び第３の複数干渉層内の各干渉層は主に光干渉によって光を反射又は透過させ、第１及び第２の非干渉層は主に光干渉によって光を反射又は透過させるのではなく、第２の複数干渉層は第１の複数干渉層と第３の複数干渉層の間に配設されており、第１及び第２の厚さのそれぞれを１０％増大させると、光学システムの色収差の大きさが少なくとも２０％増大する、実施形態２７～３３のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0082】

実施形態３５は、
湾曲した第１の主表面を備える第１の光学レンズと、
第１の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、それに適合し、所定の波長範囲内で少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、
湾曲した第１の主表面を備える第２の光学レンズと、を更に備え、
反射型偏光子が、第２の光学レンズの湾曲した第１の主表面上に配設され、かつそれに適合する、実施形態２７～３４のいずれか１つの光学イメージングシステムである。

【0083】

実施形態３６は、部分反射体と反射型偏光子の間に配設されたリターダを更に備える、実施形態３５の光学イメージングシステムである。

【実施例】

【0084】

光学システム８５０に類似する光学システムを、Ｚｅｍａｘ ＯｐｔｉｃＳｔｕｄｉｏ（登録商標）モデリングソフトウェアを使用してモデル化した。反射型偏光子を、第２の光学レンズ２０の第１の主表面２１上の、４０マイクロメートル厚の要素としてモデル化した。ブロック偏光状態における光の反射を、第２の光学レンズ２０と反対側の最も外側の主表面、又は第２の光学レンズ２０に直接隣接する主表面のいずれかで生じるものとしてモデル化した。第１の光学レンズ１０をＮ－ＢＫ７ガラスとしてモデル化し、第２の光学レンズ２０をアクリルとしてモデル化した。第１の光学レンズ１０の第１の主表面１１は曲率半径５１．７ｍｍを有する球面で、第１の光学レンズ１０の第２の主表面１２は非球面であった。第１の光学レンズ１０の厚さは、第１の光学レンズ１０の中心で７ｍｍであった。第２の光学レンズ２０の第１の主表面２１及び第２の主表面２２は、式１によって記述される滑らかな球面であった。

【数1】

【0085】

第１の主表面２１では、長さの単位にｍｍを使用すると、ｃ＝－１／（１２０．４）、ｋ＝０、Ｅ＝２．５Ｅ－０６で、Ｆ及びＧはゼロであった。第２の主表面２２では、長さの単位にｍｍを使用すると、ｃ＝１／（２３１．３）、ｋ＝４．９１、Ｅ＝－１．４３Ｅ－０５で、Ｆ＝２．１１Ｅ－０８、Ｇ＝－９．３３Ｅ－１１であった。第２の光学レンズ２０の厚さは、第２の光学レンズ２０の中心で３．２ｍｍであった。

【0086】

焦平面の部分反射体に対する位置（図９では、これは、点５４から部分反射体３０までの光軸１５５に沿った距離である）は、波長の関数として定まり、以下の表で、３つの波長について報告する。

【0087】

【表1】

【0088】

最も外側の面で反射が生じた場合は、約４８６～約６５６ｎｍの所定の波長範囲にわたる縦方向の色収差は、０．１６２２５３ｍｍ－０．０７９７７１ｍｍ＝０．０８２４８２ｍｍ、すなわち約８２．５マイクロメートルであった。最も外側の面の４０マイクロメートル下で反射が生じた場合は、所定の波長範囲にわたる縦方向の色収差は、０．１０３６１３ｍｍ－０．０２１５８８ｍｍ＝０．０８２０２５ｍｍ、すなわち約８２．０マイクロメートルであった。

【0089】

また、上記の表中の３つの波長について、Ｚｅｍａｘソフトウェアを使用して、スポットダイアグラムを決定した。スポットダイアグラムによって、点物体からの像のサイズが決まる。収差がない場合、点物体は、１つの像点に収束する。収差は、スポットのサイズを増大させる。色収差は、より大きなスポットを作り出すいくつかの波長を生じる可能性があり、したがって、全体的なスポットサイズが大きくなる可能性がある。最も外側の面で反射が生じた場合、二乗平均平方根（ＲＭＳ）スポット半径は１３．２マイクロメートル、幾何学的スポット半径は２１．９マイクロメートルであった。最も外側の面の４０マイクロメートル下で反射が生じた場合、ＲＭＳスポット半径は１１．６マイクロメートル、幾何学的スポット半径は２９．７マイクロメートルであった。

【0090】

最も外側の主表面で、約４８６ｎｍの波長を有する光を反射するように適合され、かつ、この最も外側の主表面の４０マイクロメートル下の表面で、約６５６ｎｍの波長を有する光を反射するように適合された層を有する反射型偏光子は、０．１０３６１３ｍｍ－０．０７９７７ｍｍ＝０．０２３８４２ｍｍ、すなわち約２３．８マイクロメートルの縦方向の色収差を有する。この場合、ＲＭＳスポット半径は８．０マイクロメートルに決まり、幾何学的スポット半径は１２．５マイクロメートルに決まった。

【0091】

反射型偏光子を反転させて、最も外側の主表面で約６５６ｎｍの波長が反射され、この最も外側の主表面の４０マイクロメートル下の表面で約４８６ｎｍの波長が反射されるようすると、０．１６２２５３－０．０２１５８８＝０．１４０６６５ｍｍ、すなわち約１４１マイクロメートルの縦方向の色収差が得られる。この場合、ＲＭＳスポット半径は１６．７マイクロメートルに決まり、幾何学的スポット半径は２８．７マイクロメートルに決まった。

【0092】

上記特許出願において引用された全ての文献、特許文献又は特許出願は、一貫した形でそれらの全容が参照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。

【0093】

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るであろう。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】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】