▶ スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニーの特許一覧
(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】2024-08-15
(45)【発行日】2024-08-23
(54)【発明の名称】光学フィルム及び偏光ビームスプリッタ
(51)【国際特許分類】
G02B 5/30 20060101AFI20240816BHJP
【ＦＩ】
G02B5/30
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020521867
(86)(22)【出願日】2018-10-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-01-07
(86)【国際出願番号】 IB2018058100
(87)【国際公開番号】W WO2019077547
(87)【国際公開日】2019-04-25
【審査請求日】2021-10-15
【審判番号】
【審判請求日】2023-12-07
(31)【優先権主張番号】62/574,879
(32)【優先日】2017-10-20
(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】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】ユン，ジシェン
(72)【発明者】
【氏名】ネビット，ティモシー ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ル，ジョン ディー．
(72)【発明者】
【氏名】ケント，スーザン エル．
【合議体】
【審判長】神谷 健一
【審判官】廣田 健介
【審判官】清水 康司
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１１－５１６９２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００９－５４４０４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１５１３７１（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
G02B5/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のポリマー干渉層を含む、光学フィルムであって、各干渉層が、主に、少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲に含まれる少なくとも１つの波長に対する光干渉によって、光を反射又は透過し、前記干渉層の合計数は、１００より多く、３００未満であり、これにより、前記光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、前記少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲にわたり、前記光学フィルムが、第１の偏光状態に対して８５％超の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態に対して９５％超の平均光反射率、及び前記第２の偏光状態に対して５％未満の平均光透過率を有する、光学フィルム。
【請求項2】
前記第２の偏光状態に沿ったｘ軸、前記ｘ軸に垂直な前記第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びに前記ｘ軸及びｙ軸に直交する前記光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、前記複数のポリマー干渉層が、複数の交互にある第１の層及び第２の層を含み、各第１の層及び第２の層は、前記ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、前記ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及び前記ｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、各第１の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、前記第１の層のｎｘと前記第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項3】
各第１の層について、１．８≦ｎｘ≦１．９、１．５≦ｎｙ≦１．６、１．５≦ｎｚ≦１．６であり、各第２の層について、ｎｘ、ｎｙ、及びｎｚの各々が、１．５～１．６である、請求項２に記載の光学フィルム。
【請求項4】
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、前記第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
前記第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、前記光学フィルムが、前記第１のプリズムに面し前記複数のポリマー干渉層を含む第１の光学積層体、及び前記第２のプリズムに面し第２の複数のポリマー干渉層を含む第２の光学積層体を更に含み、前記第１の光学積層体は、前記第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間され、これにより、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次前記第１の光学積層体によって反射され前記光学フィルムを透過し前記第２の光学積層体によって反射された後に、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、前記光吸収直線偏光子は、前記画像光の２％未満を吸収するが、前記第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）。
【請求項5】
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、前記第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
前記第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、前記光学フィルムは、第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間された第１の光学積層体を含み、前記第１の光学積層体が、前記第１の斜辺に近く、前記第２の斜辺から遠く、前記第２の光学積層体は、前記第２の斜辺に近く、前記第１の斜辺から遠く、それぞれの光学積層体、及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、当該光学積層体は、５０～３００に達する複数の干渉層を含み、各干渉層が、主に、少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲に含まれる少なくとも１つの波長に対する光干渉によって、光を反射及び透過し、これにより、前記光学積層体上に実質的に法線入射する光に対して、前記少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲にわたり、前記光学積層体は、第１の偏光状態に対して８５％超の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態に対して９５％超の平均光反射率、及び前記第２の偏光状態に対して５％未満の平均光透過率を有し、前記斜辺に近い前記干渉層は主に、前記所定の波長範囲内で短い方の波長を反射するように構成され、前記斜辺から遠い前記干渉層は主に、前記所定の波長範囲内で長い方の波長を反射するように構成され、これにより、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次前記第１の光学積層体によって反射され前記光学フィルムを透過し前記第２の光学積層体によって反射された後に、前記偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、前記光吸収直線偏光子は、前記画像光の２％未満を吸収するが、前記第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
偏光ビームスプリッタは、隣接するプリズムの斜辺の間に配設された反射偏光子を含んでもよい。反射偏光子は、多層ポリマーフィルムであってもよい。
【発明の概要】
【0002】
本明細書のいくつかの態様では、複数のポリマー干渉層を含む、光学フィルムが提供される。各干渉層は、主に、少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲内で少なくとも１つの波長に対する光干渉によって、光を反射又は透過する。干渉層の合計数は、約１００より多く、約３００未満である。所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、複数の干渉層は、第１の偏光状態に対して約８５％超の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態に対して約９５％超の平均光反射率、及び第２の偏光状態に対して約５％未満の平均光透過率を有する。
【0003】
本明細書のいくつかの態様では、複数の積層された第２のポリマー干渉層上に配設された、複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む、光学フィルムが提供される。各第１の干渉層及び第２の干渉層は、主に、同じ所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対する光干渉によって光を反射又は透過する。複数の積層された第２の干渉層から最も遠い第１の干渉層である、最外の第１の干渉層、及び、複数の積層された第１の干渉層から最も遠い第２の干渉層である、最外の第２の干渉層について、最外の第１の干渉層及び最外の第２の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第１の波長及び第２の波長の４分の１に等しい光学厚さを有する。第１の波長と第２の波長との間の差は、約４０ｎｍ未満である。
【0004】
本明細書のいくつかの態様では、第２の光学積層体上に配設され及びそれから１つ以上のスペーサ層によって離間された第１の光学積層体を含む、光学フィルムが提供される。各光学積層体は、主に、少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍに広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって、光を反射及び透過する複数のポリマー干渉層を含み、これにより、所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、各光学積層体内の複数の干渉層は、第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過し、直交する第２の偏光状態を有する光の少なくとも９０％を反射し、第２の偏光状態を有する光の５％未満を透過する。１つ以上のスペーサ層内の各スペーサ層は、主に光干渉によって光を反射又は透過するものではない。各光学積層体は、１つ以上のスペーサ層に近くにあって長い方の波長を反射する干渉層、及び１つ以上のスペーサ層から遠くにあって短い方の波長を反射する干渉層を有する。第１の光学積層体及び第２の光学積層体並びに１つ以上のスペーサ層は、互いに一体的に形成されている。
【0005】
本明細書のいくつかの態様では、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも８０％を透過し、所定の波長範囲内で直交する第２の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも９５％を反射する、光学フィルムが提供される。光学フィルムは複数のポリマー層を含み、各ポリマー層は、約２００ｎｍ未満の平均厚さを有する。複数のポリマー層は、互いに最も遠く離れた複数のポリマー層内の２つのポリマー層として第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含み、第１の層及び第２の層は、それぞれの第１の厚さ及び第２の厚さを有し、第１の厚さと第２の厚さとの間の差は、約１０ｎｍ未満である。
【0006】
本明細書のいくつかの態様では、互いに反対側にある第１の主表面及び第２の主表面を有し、それらの間に配設された隣接する非重複の第１の光学積層体及び第２の光学積層体を含む、光学フィルムが提供される。第１の光学積層体は、第１の主表面に近く、第２の主表面から遠くに配設され、及び第２の光学積層体は、第２の主表面に近く、第１の主表面から遠くに配設される。それぞれの光学積層体及び当該光学積層体に最も近い主表面について、光学積層体は、５０～３００に達する複数の第１の干渉層を含み、各第１の干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過し、主表面に近い各第１の干渉層は、主表面から遠い各第１の干渉層よりも薄く、各第１の干渉層は、直交面内屈折率ｎｘ及びｎｙ、並びに第１の干渉層の厚さ方向における屈折率ｎｚを有し、ｎｙとｎｚとの差は０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの差は０．２より大きい。第１の光学積層体は、第２の光学積層体と一体的に形成されている。
【0007】
本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を有する第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を有する第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学フィルムは、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含む。光学フィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である。
【0008】
本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を有する第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を有する第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学フィルムは、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含む。光学フィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅を有する点拡散関数を有する。
【0009】
本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を有する第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を有する第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学フィルムは、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含む。光学フィルムは、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、６０μｍ未満の１５％値全幅を有する点拡散関数を有する。
【0010】
本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を有する第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を有する第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学フィルムは、第２の光学積層体上に配設され、それから光吸収直線偏光子によって離間された第１の光学積層体を含む。第１の光学積層体は、第１の斜辺に近く、第２の斜辺から遠く、及び第２の光学積層体は、第２の斜辺に近く、第１の斜辺から遠い。それぞれの光学積層体及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、当該光学積層体は、５０～３００に達する複数の干渉層を含み、主に、少なくとも４００ｎｍ～６００ｎｍに広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって光を反射又は透過し、斜辺に近い干渉層は主に、所定の波長範囲内で短い方の波長を反射するように構成され、斜辺から遠い干渉層は主に、所定の波長範囲内で長い方の波長を反射するように構成される。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する。
【0011】
本明細書のいくつかの態様では、第１の斜辺を有する第１のプリズムと、第１の斜辺に面する第２の斜辺を有する第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が提供される。光学フィルムは、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含む。光学フィルムは、少なくとも４３０ｎｍ～６３０ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有する。Ｔ３及びＴ４の各々の、所定の波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1A】多層光学フィルムの概略斜視図である。
【図2】第１の光学積層体及び第２の光学積層体を含む、光学フィルムの概略側面図である。
【図3】光学フィルムの層厚さプロファイルの概略図である。
【図4】偏光ビームスプリッタの概略側面図である。
【図5】偏光ビームスプリッタの概略側面図である。
【図6】光学システムの概略断面図である。
【図7】光学システム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】撮像システムの点拡散関数の概略グラフである。
【図10】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光についての透過率の概略プロットである。
【図11】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｐ偏光についての透過率の概略プロットである。
【図12】反射偏光子フィルム内の順次光学繰り返し単位数（ＯＲＵ数）の関数としての、反射偏光子フィルム内のＯＲＵの厚さのプロットである。
【図13】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光についての透過率のプロットである。
【図14】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｐ偏光についての透過率のプロットである。
【図15】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光の透過率のプロットである。
【図16】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光の透過率のプロットである。
【図17】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光の透過率のプロットである。
【図18】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｓ偏光の透過率のプロットである。
【図19】波長の関数としての、偏光ビームスプリッタ内の光学フィルムの、ｐ偏光についての透過率のプロットである。
【図20】反射偏光子フィルムを含む偏光ビームスプリッタを利用する、撮像システムの点拡散関数のプロットである。
【図21】反射偏光子フィルムについての透過係数のプロットである。
【図22】反射偏光子フィルムについての透過係数のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
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。
【0014】
本明細書のいくつかの実施形態によれば、従来のフィルムよりも改善された光学特性を有する、光学フィルムが提供される。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、ヘッドマウントバーチャルリアリティディスプレイ又はオーグメンテッドリアリティディスプレイをはじめとする、様々な光学システムにおける使用に好適な偏光ビームスプリッタにおける使用に好適な、反射偏光子フィルムである。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、高い反射率（例えば、約９５％超、９６％超、又は９７％超）を所定の波長範囲（例えば、４００ｎｍ～６００ｎｍ、又は４５０ｎｍ～６００ｎｍ、又は４３０ｎｍ～６８０ｎｍ、又は４３０ｎｍ～６３０ｎｍ、又は４５０ｎｍ～１０００ｎｍ）にわたって有する、交互にあるポリマー干渉層のパケットを含み、限定された合計数（例えば、約３００未満）の干渉層を有する。いくつかの実施形態では、広い帯域にわたる（例えば、少なくとも４００ｎｍ又は４５０ｎｍ～少なくとも１０００ｎｍ又は１０５０ｎｍにわたる）高い反射率は、限定された合計数（例えば、約３００未満）の干渉層により得られる。いくつかの場合では、帯域の端（例えば、少なくとも１０００ｎｍ又は少なくとも１０５０）はより長い波長であることが、フィルムが偏光ビームスプリッタに使用されるとき、性能の改善のために望まれる。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、交互にあるポリマー干渉層の２つの（又はそれより多い）パケットを含み、第２のパケットの厚い方の干渉層に近い第１のパケットの干渉層が厚い方となり、第２のパケットの薄い方の干渉層から遠い第１のパケットの干渉層が薄い方となる。このような光学フィルムにより、高品位画像反射及び非常に低い透過漏出（例えば、遮断状態で０．０５％未満の透過率）を同時に得ることができることが、見出された。いくつかの実施形態では、二色性偏光子（光吸収直線偏光子）は、２つのパケットの間に含まれる。これにより、２つのパケットの間の複数の反射からの画像汚染を低減することができること、及び／又は光学フィルム内の偏光解消散乱の影響を軽減することができることが見出された。いくつかの実施形態では、本明細書の光学フィルムは、撮像システムの偏光ビームスプリッタに使用されるとき、従来の光学フィルムを利用する他の方法での同等の撮像システムと比較して、改善された点拡散関数（例えば、より狭い２０％値全幅）を与える。
【0015】
本明細書中に記載される光学フィルムは、所定の波長範囲内で光を選択的に透過及び反射するように構成された、複数の光学層（例えば、干渉層）を有する多層光学フィルムとして特徴付けることができる。このようないくつかの実施形態では、光学フィルムは、異なる偏光状態の光を選択的に透過及び反射する、反射偏光子として機能する。例えば、図１Ａは、中心軸に沿って位置決めされた複数の干渉層１０２を含み、合計で（Ｎ）の干渉層１０２を有する光学フィルム１００を形成する、多層光学フィルム１００の一例の概略斜視図である。図１Ｂは、交互にある干渉層１０２ａ、及び１０２ｂを示す、光学フィルム１００のセグメントの概略斜視図である。図１Ａ～図１Ｂは、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向を画定する座標系を含む。
【0016】
使用中、入射する光１１０として描かれる光学フィルム１００の主表面（例えば、フィルム表面１０４）上に入射する光は、光学フィルム１００の第１の層に入り、複数の干渉層１０２を通って伝搬することができ、入射する光１１０の偏光状態に応じて、光干渉により選択反射され又は透過する。入射する光１１０は、互いに直交する第１の偏光状態（ａ）及び第２の偏光状態（ｂ）を含んでもよい。第１の偏光状態（ａ）は、「通過」状態と考えることができ、一方で第２の偏光状態（ｂ）は、「反射」又は「遮断」状態と考えることができる。入射する光１１０が複数の干渉層１０２を通って伝搬していくと、第２の偏光状態（ｂ）における部分の光は隣接する干渉層によって反射され、第２の偏光状態（ｂ）が光学フィルム１００によって反射される結果となり、一方で第１の偏光状態（ａ）における一部分の光は、まとまって光学フィルム１００を通過する。
【0017】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、入射する光１１０の第１の偏光状態（ａ）及び第２の偏光状態（ｂ）の反射率及び透過率の観点から特徴付けることができる。例えば、光学フィルム１００を透過する所定の波長に対する入射する光１１０の量は、第１の偏光状態（ａ）についての光透過率（Ｔａ）のパーセント、及び第２の偏光状態（ｂ）についての光透過率（Ｔｂ）のパーセントとして表すことができる。光学フィルム１００によって反射される所定の波長範囲に対する入射する光１１０の量は、第１の偏光状態（ａ）についての光反射率（Ｒａ）のパーセント、及び第２の偏光状態（ｂ）についての光反射率（Ｒｂ）の光パーセントとして表すことができる。所与の光学フィルムについて、透過率、反射率、及び損失、例えば吸収による損失の総計は、所定の波長範囲内の光に対して１００％となる。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、所定の波長範囲内の光に対して比較的低い吸光度を有してもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００による入射する光１１０の吸収度が比較的低いことにより、光学フィルム１００内で発生する熱を少なくすることができ、反射フィルムを全体としてより効率的なものにしていくことができる。他の実施形態では、光学フィルム１００は、本明細において他の箇所で更に記載されるように二色性吸収層を含んでもよい。
【0018】
所定の波長範囲は、任意の好適な波長範囲であってもよく、例えば可視光（例えば、約４００ｎｍ～７００ｎｍ）、ある範囲の可視光（例えば、約４００ｎｍ、又は約４２０ｎｍ、又は約４３０ｎｍ、又は約４５０ｎｍ～約６００ｎｍ、又は約６３０ｎｍ、又は約６３５ｎｍ、又は約６５０ｎｍ、又は約６８０ｎｍ、又は約７００ｎｍ）、近赤外線（例えば、約８００ｎｍ～１３００ｎｍ）、液晶ディスプレイのバックライトなどの光源の出力に基づく範囲（例えば、４２５ｎｍ～６７５ｎｍ）、及び法線外入射で所望の帯域幅（例えば、４００ｎｍ、又は４５０ｎｍ～１０００ｎｍ又は～１０５０ｎｍ）を提供することに基づく範囲が挙げられる。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、２つ以上の所定の波長範囲内、例えば可視光及び近赤外線の範囲内で、異なる偏光状態の光を透過及び反射するように構成されてもよい。例えば、所定の波長範囲は、約４３０ｎｍ～約４６５ｎｍの第１の範囲、約４９０ｎｍ～約５５５ｎｍの第２の範囲、及び約６００ｎｍ～約６６５ｎｍの第３の範囲を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、本明細書の他の箇所で更に記載されるように、各々が複数の干渉層を含む、多数の積層体／パケットを含んでよく、各積層体／パケットは、異なる所定の波長範囲を対象としてもよく、同じ所定の波長範囲を対象としてもよい。好ましい実施形態では、各積層体／パケットは、実質的に同じ所定の波長範囲を反射するように構成される。
【0019】
いくつかの実施形態では、干渉層を、一連の２層単位セル又は光学繰り返し単位として特徴付けることができる。各単位セルの厚さは、所定の波長範囲内の目標波長を反射するように構成されてもよい。いくつかの例では、単位セルに対する反射率の中心波長は、２層単位セルの光学的厚さの２倍に相当する。したがって、所定の波長範囲（例えば４２０ｎｍ～６３５ｎｍ）を反射するために、積層体／パケット内の単位セルは異なる厚さを有し、左帯域端から右帯域端までの波長をカバーする。層の光学厚さは、層の物理的厚さに層の屈折率を乗じたものを指す。遮断軸に沿った偏光を反射し、直交する通過軸に沿った偏光を透過させるように構成された光学フィルムの場合、光学厚さを決定するのに使用される屈折率は、遮断軸に沿った屈折率である。光学繰り返し単位内の２つの層は、等しい又はほぼ等しい光学厚さを有してもよい。いくつかの場合では、光学繰り返し単位については、層の対における高屈折率層の光学厚さを層の対の合計光学厚さで除算しての、「ｆ比」の観点から特徴付けることが有用である。いくつかの実施形態では、「ｆ比」は、約０．５である。０．５のｆ比は、これにより干渉層の光学積層体又はパケットの１次（一次）反射帯域の反射出力が最大化されるため、好ましい場合がある。
【0020】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、約１２００（Ｎ）未満の干渉層１０２を含み、各干渉層１０２は、主に光干渉によって、入射する光１１０を反射又は透過する。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、約１０００未満、又は約８００未満、又は約６００未満、又は約３００未満の、干渉層１０２を含む。１２００以上の干渉層１０２が光学フィルム１００に含まれてもよく、他方、いくつかの場合では、ディスプレイアセンブリ（例えば、ＬＣＤディスプレイ）の全体の厚さを減少させることが多くの用途において好ましいことから、フィルムの全体の厚さを減少させるために、合計の層を減らして使用して所望の光学性能を得ることが望ましい場合がある。加えて、又はあるいは、干渉層１０２の合計数を減らすことにより、製造プロセスにおける複雑性を軽減することができるとともに、変動（例えば、遮断又は通過状態におけるスペクトル変動）が入り込む可能性を低減し、又は最終の光学フィルムにおける製造誤差（例えば、層同士の間の偏光解消による遮断状態透過率の増加、通過状態透過率の減少）を低減することができる。いくつかの実施形態では、干渉層１０２の合計数Ｎは、約５０超、又は約１００超、又は約１５０超、又は約２００超である。
【0021】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００、又は光学フィルム１００に含まれる光学積層体は、所定の波長範囲内の実質的に法線入射する光１１０に対して、第１の偏光状態（ａ）について約８５％超の平均光透過率（Ｔａ）、直交する第２の偏光状態（ｂ）について約９５％超の平均光反射率（Ｒｂ）、及び第２の偏光状態（ｂ）について約５％未満の平均光透過率（Ｔｂ）を有する。いくつかの実施形態では、Ｔａは、約８０％超、又は約８５％超、又は約８７％超、又は約８９％超である。いくつかの実施形態では、Ｒｂは、約９０％超、又は約９５％超、又は約９６％超、又は約９７％超、又は約９８％超である。いくつかの実施形態では、Ｔｂは、約５％未満、又は約４％未満、又は約３％未満、又は約２％未満、又は約１％未満、又は約０．５％未満、又は約０．３％未満、又は約０．２％未満、又は約０．１％未満、又は約０．０５％未満、又は約０．０４％未満、又は約０．０３％未満、又は約０．０２％未満、又は約０．０１未満である。いくつかの実施形態では、所望のＴａ、Ｔｂ、及びＲｂは、約５０超、又は約１００超、かつ約１２００未満、又は約６００未満、又は約３００未満の合計の干渉層１０２を、光学フィルム１００内で、又は光学フィルム１００内に含まれる光学積層体内で使用して得られる。比較的少数の層による高Ｒｂ（例えば、約９５％超）及び低Ｔｂ（例えば、約５％未満）は、干渉層のための材料を選択し、フィルムの延伸比を制御することによって、得ることができ、これにより、第２の偏光状態を有する光についての隣接する干渉層の間の屈折率差は小さくなり（例えば０．００８未満）、第１の偏光状態を有する光についての隣接する干渉層の間の屈折率差は大きくなる（例えば、約０．２超）。屈折率すなわち屈折の率は、波長が指定されていない場合、５５０ｎｍの波長での屈折率とみなしてもよい。
【0022】
光学フィルムの透過率は、全般的に、透過する光の強度を入射する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関して、又は要素の後方の要素／空気界面のフレネル反射に関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。前方及び後方のフレネル反射を除くことは、計算によって（例えば、適切な関数を外部透過スペクトルから引き算することによって）、又は実験によってのいずれかで行うことができる。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ついて）であり、これにより、外部透過率が、内部透過率と比べ約１０％下方に変化する。本明細書で内部又は外部を指定せずに透過率に言及する場合、文脈により特に明記しない限り、透過率は、外部透過率を指すものと見なしてもよい。
【0023】
光学フィルムの反射率及び透過率は、例えば、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の２つのプリズムの間で使用されるとき、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内で使用されるような光学フィルムの総反射率及び総透過率の観点からそれぞれ表すことができる。総透過率は、所与の波長における透過出力を、所与の波長における光が入射するプリズム内の入射出力で、除算したものである。同様に、総反射率は、所与の波長における反射出力を、所与の波長における光が入射するプリズム内の入射出力で、除算したものである。
【0024】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００の干渉層１０２は、異なる屈折率の特性を示す２つの異なるポリマー材料の交互にある層（例えば、図１Ｂに描いたＡ及びＢ）を含む。図１Ｂに示すように、光学フィルム１００は、材料「（Ａ）」及び材料「（Ｂ）」と呼ばれる異なる光学材料の交互にある層（例えば、ＡＢＡＢＡ．．．）を含む。更に本明細書において他の箇所で記載されるように、２つの異なる材料の様々な層は、共に接着された多数の光学層１０２（ＡＢＡＢＡ．．．）を形成するために、層が共に押出される押出／ラミネーションプロセスにより形成されてもよい。
【0025】
いくつかの実施形態では、押出プロセス中、光学層１０２は、フィルムの様々な干渉特性を付与するために延伸されてもよい。例えば、Ａ及びＢの光学材料の層は、１つの軸（例えば、Ｘ軸）に沿って延伸されてもよく（例えば、５：１の比又は６：１の比で）、直交軸（例えば、Ｙ軸）に沿ってはあまり延伸されなくてもよい。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿った屈折率は、Ａの層又はＢの層のいずれかについてそれぞれｎｘ、ｎｙ、ｎｚと表記される。また、屈折率は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿ってそれぞれ、Ａの層及びＢの層についてそれぞれ、ｎ１ｘ，ｎ１ｙ，ｎ１ｚ、及びｎ２ｘ，ｎ２ｙ，ｎ２ｚとして表記されることもある。
【0026】
Ａの層及びＢの層を形成するために使用される光学材料の選択では、延伸プロセスの結果としてフィルムに特定の光学特性を付与するように選択されてもよい。例えば、光学層１０２ｂを形成する（Ｂ）材料は、延伸プロセスによって実質的に変更されない見掛け屈折率（例えば、１．５～１．６のｎ２）を有してもよい。このように、ｘ方向及びｙ方向（ｎ２ｘ及びｎ２ｙ）の両方における「Ｂ」の層１０２ｂについての屈折率は、延伸プロセス後に両方向について実質的に同じであってもよく、また厚さ方向における屈折率（ｎ２ｚ）と実質的に同じであってもよい。それに対して、光学層１０２ａを形成する（Ａ）材料は、延伸プロセスにより変化する屈折率を有してもよい。例えば、（Ａ）材料の一軸延伸層１０２ａは、Ｘ軸又は延伸方向１２０における屈折率が高くなってもよく（例えば、１．８≦ｎ１ｘ≦１．９）、Ｙ軸又は非延伸方向１２２に関連して異なる屈折率を有してもよく（例えば、１．５≦ｎ１ｙ≦１．６）、これは厚さ方向における屈折率と実質的に等しくてもよい（例えば１．５≦ｎ１ｚ≦１．６）。いくつかの実施形態では、ｎ１ｙとｎ１ｚとの間の差の絶対値は０．００８未満であり、ｎ１ｘとｎ１ｙとの差は約０．２より大きい。延伸方向における屈折率が高くなるため、材料（Ａ）を含む層１０２ａは、高屈折率（ＨＩＲ）層１０２ａと考えてもよく、一方で材料（Ｂ）を含む干渉層１０２ｂは、低屈折率（ＬＩＲ）層１０２ｂと考えてもよい。いくつかの実施形態では、ｎ２ｙとｎ２ｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満である。いくつかの実施形態では、ｎ２ｘ，ｎ２ｙ，及びｎ２ｚの各々が、１．５～１．６である。いくつかの例では、交互にあるＡＢの層の屈折率は、適切な材料選択及び加工条件によって制御されてもよい。いくつかの実施形態では、層１０２の光学特性により、光学フィルム１００が、非延伸軸１２２に対して配向された所定の波長範囲内で入射する光１１０の第１の偏光状態（ａ）成分を実質的に透過させる反射偏光子として作用し、一方で、延伸軸１２０は、所定の波長範囲内の第２の偏光状態（ｂ）における入射する光１１０の成分が光干渉により実質的に反射される反射軸に対応するものとなる。
【0027】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、延伸軸１２０に沿って交互にあるＨＩＲ層１０２ａとＬＩＲ層１０２ｂとの間の屈折率の差（すなわち、Δｎｘ＝ｎ１ｘ－ｎ２ｘ）により特徴付けることができる。このようないくつかの実施形態では、非延伸軸方向１２２に沿って交互にあるＨＩＲ層１０２ａとＬＩＲ層１０２ｂとの間の屈折率は、非延伸軸方向１２２における屈折率の差（すなわち、Δｎｙ＝ｎ１ｙ－ｎ２ｙ）が約０．０（例えば、約０．０２未満、又は約０．０１未満、又は約０．００５未満の｜Δｎｙ｜）であるように、実質的に同じであってもよい。いくつかの例では、ＨＩＲ層１０２ａとＬＩＲ層１０２ｂとの間のΔｎｘを増加させることで（例えば、材料の選択、及び／又はフィルムの一軸配向の制御によって）、同じ光出力を有する、より低いΔｎｘを有する光学フィルムと比較して、より少ない合計の数の干渉層を使用して、所与の波長範囲についての偏光が十分に透過／反射可能になる。例えば、実施例１の反射偏光フィルムの各パケットは、２７６の干渉層（１３８の光学繰り返し単位）を含み、各パケットは、通過状態において空気中で法線入射する光に対して８５％超の平均光透過率、遮断状態において空気中で法線入射する光に対して９５％超の平均光反射率及び５％未満の平均光透過率を有し、この場合、平均は約４００ｎｍ、又は約４５０ｎｍ～約１０００ｎｍ、又は約１０５０ｎｍの波長範囲にわたってのものである。（図２１に示したデータは、２パケット偏光子に関するものであるが、反射の大部分は入射する光に面するパケットによるものであるため、２つのパケットのうちの一方のみを有する反射偏光子について同様の結果が保持される）。こうして、いくつかの従来の反射偏光子フィルムと同様の数の層によって、ただし大幅に広い帯域幅にわたって、好適な反射率及び透過率が得られた。
【0028】
好ましくは、各干渉層１０２のＸ軸が各層についてＸ－Ｙ平面内の最大屈折率を得るための方向を表すように、干渉層１０２の各々の延伸軸の方向は、実質的に整列される（例えば、整列されるか、又はほぼ整列される）。しかし、機械公差及び干渉層１０２の数によって、干渉層（例えば、層に対する最大屈折率又は最大屈折を得る方向を表す）の各々に対する延伸軸１２０は、約±２°の変動内に整列されてもよい。
【0029】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００、又は光学フィルム１００に含まれる光学積層体は、主に光干渉によって光を反射又は透過する、合計で１００超かつ６００（Ｎ）未満又は３００（Ｎ）未満の、第１の層１０２ａ及び第２の層１０２ｂを含んでもよい。例えば、光学フィルム１００は、３００未満かつ１００超の第１の層１０２ａ、及び３００未満かつ１００超の第２の層１０２ｂを含んでもよい。別の例として、光学フィルム１００は、５０～３００の第１の層１０２ａを含んでもよく、また５０～３００の第２の層１０２ｂを含んでもよい。いくつかの実施形態では、隣接する第１の層１０２ａ及び第２の層１０２ｂの各々の対に対して、層は、最大屈折率がそれぞれの層について得られた方向を表す、延伸軸を画定することができる（例えば、２つの層に対する屈折率ｎ１ｘ及びｎ２ｘに対応するＸ軸／方向１２０）。一次軸に対する第１の層１０２ａと第２の層１０２ｂとの間の屈折率の差（例えば、Δｎｘ＝ｎ１ｘ－ｎ２ｘ）は、約０．２超、又は約０．２４超であってもよい。いくつかの実施形態では、干渉層１０２がそれぞれの延伸軸の方向の最大角度範囲を約２度未満に規定するように、第１の光学層１０２ａ及び第２の光学層１０２ｂの各々に対するそれぞれの延伸軸の方向は、実質的に整列されてもよい。
【0030】
複数の干渉層１０２を含む光学フィルム１００は、任意の好適な技術を使用して形成することができる。多層光学フィルムを形成するための全般的な技術は、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）「光学フィルム」、米国特許第６，１７９，９４８号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）「光学フィルム及びその製造プロセス」、米国特許第６，７８３，３４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「多層光学フィルムを作製するための装置」、及び米国特許出願公開第２０１１／０２７２８４９号（Ｎｅａｖｉｎら）「多層ポリマーフィルムを製造するための供給ブロック」に記載されている。例えば、それぞれ光学材料Ａ及び光学材料Ｂを含む層１０２ａ及び層１０２ｂは、共押出し、キャスティング及び配向プロセスを使用して作製され、数十から数百の干渉層１０２の積層体／パケットを形成し、その後、押出された層を延伸又はそうでなければ配向させて、干渉層１０２の積層体／パケットを形成することができる。各積層体／パケットは、光学フィルム１００の所望の特性に応じて約２００～約１０００の合計の干渉層を含んでもよい。本明細書で使用されるとき、「積層体／パケット」は、連続する一連の、交互にある干渉層１０２ａ、１０２ｂを指すために使用され、これには積層体／パケット内に形成された（例えば、順次配設された）スペーサ又は非干渉層のいずれも存在しない。いくつかの実施形態では、スペーサ、非干渉層、又は他の層は、所与の積層体／パケットの外側に加えてもよく、これにより、積層体／パケット内の干渉層１０２の交互にあるパターンを破壊することなく、フィルムの外側層を形成する。
【0031】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、共押出しによって作製することができる。作製方法は、（ａ）仕上げたフィルムに使用される第１のポリマー及び第２のポリマーに対応する樹脂の少なくとも第１のストリーム及び第２のストリームを提供することと、（ｂ）好適な供給ブロックを使用して、第１のストリーム及び第２のストリームを複数の層に分割することであって、例えば、供給ブロックが、（ｉ）第１の流れチャネル及び第２の流れチャネルを含む勾配プレートであって、第１のチャネルが流れチャネルに沿って第１の位置から第２の位置まで変化する断面積を有する、勾配プレートと、（ｉｉ）第１の流れチャネルと流体連通する第１の複数の導管、及び第２の流れチャネルと流体連通する第２の複数の導管を有する供給管プレートであって、各導管がそれ自体のそれぞれのスロットダイに供給し、各導管が第１の端部及び第２の端部を有し、導管の第１の端部が流れチャネルと流体連通し、導管の第２の端部がスロットダイと流体連通する、供給管プレートと、（ｉｉｉ）任意選択的に、上記導管の近位に配置された軸方向のロッドヒータと、を含む、ものである、分割することと、（ｃ）複合ストリームを押出ダイに通過させて、多層ウェブを形成することであって、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）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にキャストして、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、典型的には、仕上げたフィルムの層の数よりもはるかに厚い。
【0032】
冷却後、多層ウェブを再加熱し、引き伸ばし、又は延伸して、ほぼ仕上げた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により、２つの目標、すなわち、層をその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、ウェブの幅方向に沿って（例えば、テンターを介して）、ウェブの下流方向に沿って（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、同時又は順次のいずれでも達成することができる。１つの方向のみに沿って延伸する場合、延伸は「非拘束」（フィルムは延伸方向に直角な面内方向にて寸法的に緩和可能である）であってもよく、又は「拘束」（フィルムが拘束され、延伸方向に直角な面内方向にて寸法的に緩和可能ではない）であってもよい。両面内方向に沿って延伸する場合、延伸は対称的、すなわち、直交する面内方向に沿って等しくてもよく、又は非対称的であってもよい。あるいは、フィルムを、バッチプロセスで延伸してもよい。いずれの場合でも、後続の又は並行的な引き伸ばしの低減、応力又は歪みの平衡、ヒートセット、及び他の加工操作もフィルムに適用することができる。
【0033】
好ましくは、様々な層のポリマーは、あまり流れが乱れることなく共押出できるように、同様のレオロジー的特性、例えば溶融粘度を有するように選択される。押出条件は、それぞれのポリマーを供給ストリーム及び溶解ストリームとして、連続的かつ安定した様式で、適切に供給、溶融、混合、及びポンプ送りするように選択されてもよい。溶融ストリームの各々を形成し、維持するために使用される温度は、温度範囲の下限で凍結、結晶化又は過大な圧力低下を回避し、温度範囲の上限で材料劣化を回避する範囲内で選択されてもよい。
【0034】
光学フィルム１００に好適な例（Ａ）の材料は、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ＰＥＮを含有するコポリマー、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）、グリコール変性ポリエチレンテレフタレートを含んでもよい。光学フィルム１００に好適な例（Ｂ）の材料は、例えば、ＰＥＮをベースとするコポリエステル、ＰＥＴをベースとするコポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、又はこれら３種類の材料のブレンドを含んでもよい。妥当な数の層により高反射率を達成するために、隣接するミクロ層は、ｘ軸に沿って偏光された光について、例えば、少なくとも０．２の屈折率の差（Δｎｘ）を示すことができる。
【0035】
光学フィルム１００は、いくつかの実施形態では、約１００超かつ約６００未満又は約３００未満の合計で（Ｎ）の干渉層１０２を有するものとして記載されることがあるが、層の合計数（Ｎ）の下限は、記載された光学特性を得るように構成された、任意の好適な総計であってもよいことが理解される。いくつかの実施形態では、得られた光学特性と、層合計数（Ｎ）／得られたフィルムの厚さとの間で相殺関係となる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、フィルムのコントラスト比（Ｔａ／Ｔｂ）が、上述したような製造上の問題を全く有しない、光学フィルム１００内に含まれる干渉層１０２の合計数を増加させることによって全体的に増加してもよいが、フィルムの厚さはまた、層の数が増加するとともに増加する。いくつかの実施形態では、最新の薄型光学ディスプレイ装置においてなど、フィルムの全体的な厚さは、このような光学ディスプレイユニットにおいてスペースの利用可能性が制限されるため、制限要因となる場合がある。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００により、他のフィルム構造（例えば、いくつかの従来のディスプレイユニットで使用された吸収偏光子及び反射偏光の組み合わせ）と比較して、フィルム厚さを著しく減少させつつ（例えば、半分）、１つ以上の光学特性（例えば、コントラスト比）の著しい向上をもたらすことができる。更に、フィルムの過剰な厚さは、フィルムを伝搬する通過状態の光の偏光解消により、全体的なコントラスト比が減少するという危険性をもたらす場合がある。
【0036】
いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、約１００～約１２００の合計の干渉層１０２を有してもよく、任意の必須ではない非干渉層又は保護層を含む、光学フィルム１００の全体の厚さが約１００μｍ未満であってもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルム１００は、光学フィルム１００の層の全てにわたって、約１００μｍ未満（例えば、８０μｍ未満、又は５０μｍ～８０μｍの範囲内）の合計厚さを有する。
【0037】
いくつかの実施形態では、個々の干渉層１０２の厚さは、干渉層１０２の３０％未満が約２００ｎｍ超の厚さを有するように（例えば、干渉層１０２の５％未満が２００ｎｍ超の厚さを有するか、又は全ての干渉層１０２が約２００ｎｍ未満の厚さを有するように）、比較的薄くてもよいが、光学フィルム１００内の位置の関数として変化してもよい。いくつかの例では、光学フィルム１００は、フィルムの厚さプロファイルの観点から特徴付けることができる。例えば、個々の干渉層１０２の厚さは、個々の干渉層１０２の厚さが、最外の干渉層から光学フィルム１００の中心近くの干渉層まで移動するにつれ、全体的に増加するように（例えば、局所的な変動とは別に増加するように）、変化してもよい。
【0038】
いくつかの実施形態では、光学フィルムは、干渉層の２つ以上の積層体又はパケットを含む。図２は、光学フィルム２００の互いに反対側にある第１の主表面２０４と第２の主表面２１４との間に配設された、第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２を含む、光学フィルム２００の概略側面図である。第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２の各々は、複数の干渉層を含み、複数の干渉層１０２について記載したとおりであってもよい。光学フィルム２００内に含まれる干渉層の数は、図２に概略的に示されるものよりも大幅に多くてもよく、本明細書において他の箇所で記載される範囲のうちのいずれかのうちにあってもよい。第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２は、それらが層を全く共有せず、一方の光学積層体の層が他方の光学積層体の層に散在しないという点で、非重複である。第１の保護境界層（ＰＢＬ）２０５ａ及び第２のＰＢＬ２０５ｂは、第１の光学積層体２０２－１の両側に含まれ、第１の保護境界層２０７ａ及び第２の保護境界層２０７ｂは、第２の光学積層体２０２－２の両側に含まれる。図示した実施形態では、ＰＢＬ２０５ａ及び２０７ａは、光学フィルム２００の最外層である。中間層２０９は、ＰＢＬ２０５ｂと２０７ｂとの間に含まれる。中間層２０９は、ＰＢＬ２０５ａ及び２０７ｂと共に、第１の光学積層体２０２－１と第２の光学積層体２０２－２との間のスペーサ層として記載されてもよい。あるいは、第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２は、それらのそれぞれのＰＢＬを含むものとして記載されてもよく、中間層２０９は、スペーサ層として記載されてもよい。いくつかの実施形態では、ＰＢＬ２０５ａ、２０５ｂ、２０７ａ、及び２０７ｂの各々は、光学的に厚い（すなわち、厚さが、所定の波長範囲内の波長よりも実質的に大きい）。いくつかの実施形態では、光学的に厚い層は、約１μｍ超の厚さ、又は所定の波長範囲内の最大波長の２倍超、又は所定の波長範囲内の最大波長の３倍超の厚さを有する。いくつかの実施形態では、中間層２０９は、光学的に厚い。
【0039】
いくつかの実施形態では、中間層２０９は、光吸収直線偏光子である。いくつかの実施形態では、光吸収直線偏光子は、第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２の遮断軸（第２の偏光状態）の各々と実質的に整列された（例えば、５度以内、又は２度以内の）遮断軸を有する。いくつかの実施形態では、中間層２０９は、第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過し、第２の偏光状態を有する光の少なくとも５０％を吸収する、二色性偏光子である。いくつかの実施形態では、光学フィルム２００は、光学フィルム２００の各層を含む溶融ストリーム、中間層２０９内の二色性染料によるもの、を形成し、次いで溶融ストリームをチルロール上にキャストし、次いで、キャストフィルムを実質的に一軸配向することによって作製される。第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２の高屈折率層、並びに中間層内の二色性染料は、結果として実質的に同じ方向に沿って配向されてもよい。
【0040】
いくつかの実施形態では、光学フィルム２００は、一体的に形成される。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の要素は、第１の要素及び第２の要素が、別個に製造され次いでその後接合されるのではなく、一緒に製造されたことを意味する。「一体的に形成された」には、第１の要素を製造し、続いて第２の要素を第１の要素上で製造することが包含される。複数の層を含む光学フィルムは、層が別個に製造され次いでその後接合されるのではなく、一緒に製造される（例えば、共通の溶融ストリームからキャストし、次いでキャスト層を配向することによる）場合、一体的に形成される。２つ以上のパケットを有する一体的に形成された光学フィルムは、例えば、別個のパケットクリエータ内で溶融ストリームを形成し、パケットを共通の溶融ストリームに統合し、次いで、共通の溶融ストリームをキャストすることで、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することによって（例えば、実質的に一軸延伸することによって）、作製することができる。
【0041】
いくつかの実施形態では、第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２の各々は、主に、少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍ（例えば、４００ｎｍ～７００ｎｍ）、又は少なくとも４００ｎｍ～６００ｎｍ、又は少なくとも４５０ｎｍ～６５０ｎｍ、又は少なくとも４００ｎｍ～７００ｎｍ）に広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって光を反射及び透過する、複数の干渉層（例えば、ポリマー干渉層）を含む。
【0042】
いくつかの実施形態では、光学フィルム２００は、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも８０％を透過し、所定の波長範囲内で直交する第２の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも９５％を反射する。光学フィルム２００は、複数のポリマー層（第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２）の干渉層）を含んでもよく、各ポリマー層は、約２００ｎｍ未満の平均厚さを有する。複数のポリマー層は、複数のポリマー層内の互いに最も遠い２つのポリマー層として、第１のポリマー層２０３ａ及び第２のポリマー層２０３ｂを含んでもよい。第１の層２０３ａ及び第２の層２０３ｂは、それぞれの第１の厚さ及び第２の厚さ（例えば、図３に描かれた、厚さｔ１、及び厚さｔＮ）を有する。いくつかの実施形態では、第１の厚さと第２の厚さとの間の差の絶対値は、約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満、又は約８ｎｍ未満、又は約７ｎｍ未満である。
【0043】
いくつかの実施形態では、光学フィルム２００は、複数の積層された第２の干渉層（第２の光学積層体２０２－２の干渉層）上に配設された、複数の積層された第１のポリマー干渉層（第１の光学積層体２０２－１の干渉層）を含み、各第１の干渉層及び第２の干渉層は、主に、同じ所定の波長範囲内で少なくとも１つの波長に対する光干渉によって光を反射又は透過する。いくつかの実施形態では、最外の第１の干渉層（第１の層２０３ａ）は、複数の積層された第２の干渉層から最も遠い第１の干渉層であり、最外の第２の干渉層（第２の層２０３ｂ）は、複数の積層された第１の干渉層から最も遠い第２の干渉層である。いくつかの実施形態では、最外の第１の干渉層及び第２の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第１の波長及び第２の波長の４分の１に等しい光学厚さを有する。いくつかの実施形態では、第１の波長と第２の波長との間の差は、約８０ｎｍ未満、又は約６０ｎｍ未満、又は約４０ｎｍ未満、又は約３０ｎｍ未満、又は約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、第１の波長及び第２の波長の各々は、約４２０ｎｍ～約４８０ｎｍの範囲内である。
【0044】
いくつかの実施形態では、最内の第１の干渉層２０６ａは、複数の積層された第２の干渉層に最も近い第１の干渉層であり、最内の第２の干渉層２０６ｂは、複数の積層された第１の干渉層に最も近い第２の干渉層であり、最内の第１の干渉層２０６ａ及び第２の干渉層２０６ｂは、所定の波長範囲内でそれぞれの第３の波長及び第４の波長の４分の１に等しい光学厚さを有する。いくつかの実施形態では、第３の波長と第４の波長との間の差は、約１２０ｎｍ未満、又は約１００ｎｍ未満、又は約８０ｎｍ未満、又は約６０ｎｍ未満、又は約４０ｎｍ未満、又は約３０ｎｍ未満、又は約２０ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、第３の波長及び第４の波長の各々は、約６００ｎｍ～約６３５ｎｍの範囲内である。
【0045】
第２の光学積層体２０２－２から反射する光線２１３が、図示されている。他の光線は、第２の光学積層体２０２－２を通過し、第１の積層体２０２－１によって反射されてもよい。第１の積層体２０２－１によって反射された光の一部は中間層２０９によって吸収されてもよく、この光の一部は、第２の光学積層体２０２－２によって反射されてもよく、又は第２の光学積層体２０２－２を通って透過してもよい。いくつかの場合では、光は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱される。散乱された光は、概して、鏡面反射方向以外の方向に伝搬し、これは、例えば光学フィルム内の不純物又は欠陥から生じる可能性がある。より高い入射角での光線２１５が第２の光学積層体２０２－２を通過し、第１の光学積層体２０２－１から散乱され、中間層２０９によって吸収される。より全般的には、一部の光、特に高い入射角での光は、第１の光学積層体２０２－１及び第２の光学積層体２０２－２のうちの少なくとも一方によって散乱されてもよく、中間層２０９が、散乱された光の少なくとも一部分を吸収してもよい。
【0046】
本明細書の光学フィルムにおいて、様々な層厚さプロファイルを使用することができる。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、２つの光学積層体／パケットを含み、各々の積層体／パケットは、２つの光学積層体／パケットが同じ所定の波長範囲を反射するように、実質的に重複する厚さプロファイルを有する。薄い方の干渉層が光学フィルムの最外の表面に近いように、及び厚い方の干渉層が、いずれかの最外の表面から遠いように、光学パケットを配置することにより、様々な用途において改善された光学特性（例えば、偏光ビームスプリッタを利用するディスプレイ用途におけるもの）が得られることが見出され、したがって典型的には好ましいものであり、ただし、他の構成が可能である。光学フィルムにより、例えば、光学システムの偏光ビームスプリッタに使用されるとき、従来の反射偏光子フィルムと比較して、ｓ偏光について反射率が高くなること、ｐ偏光について透過率が高くなること、及びより広い範囲の入射角にわたるｓ偏光の透過率が低くなることのうちの１つ以上をもたらすことができる。
【0047】
図３は、２つの光学積層体又はパケットを含む光学フィルム２００などの、光学フィルムの層厚さプロファイルの概略図である。第１の光学積層体３０２－１は、光学フィルムの最外の干渉層でのｔ１から、第２の光学積層体３０２－２に最も近い光学フィルムの内部干渉層である第１の光学積層体３０２－１の最外の干渉層でのｔｍまでの範囲の厚さを有する、複数の干渉層を含む。第２の光学積層体３０２－２は、第１の光学積層体３０２－１に最も近い光学フィルムの内部干渉層である第２の光学積層体３０２－２の最外の干渉層でのｔｍ＋１から、光学フィルムの最外の干渉層でのｔＮまでの範囲の厚さを有する、複数の干渉層を含む。いくつかの実施形態では、｜ｔ１－ｔＮ｜は、約２０ｎｍ未満、約１５ｎｍ未満、又は約１２ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満、又は約８ｎｍ未満、又は約７ｎｍ未満、又は約６ｎｍ未満である。いくつかの実施形態では、｜ｔｍ－ｔｍ＋１｜は、約４０ｎｍ未満、又は約３０ｎｍ未満、又は約２０ｎｍ未満、又は約１５ｎｍ未満、又は約１２ｎｍ未満、又は約１０ｎｍ未満である。
【0048】
いくつかの実施形態では、光学フィルムは、複数のポリマー層を含み、各ポリマー層は、約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、複数のポリマー層は、複数のポリマー層内で互いに最も遠い２つのポリマー層として第１のポリマー層及び第２のポリマー層（例えば、層２０３ａ及び層２０３ｂ）を含み、第１のポリマー層及び第２のポリマー層は、それぞれの第１の厚さｔ１、及び第２の厚さｔＮを有し、第１の厚さと第２の厚さとの間の差（本明細書で非負のものとして定義される厚さの差）は、約２０ｎｍ未満であり、又は｜ｔ１－ｔＮ｜について記載されている範囲のいずれかにある。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、１つ以上のスペーサ層によって離間された第１の光学積層体及び第２の光学積層体を含み、第１の光学積層体は、複数のポリマー層内に第１の複数の層を含み、第２の光学積層体は、複数のポリマー層内に第２の複数の層を含み、第１の光学積層体は、第１のポリマー層を含み、第２の光学積層体は、第２のポリマー層を含む。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、第１の複数の層内に第３のポリマー層（例えば、第１の光学積層体２０２－１内に層２０６ａ）、及び第２の複数の層内に第４のポリマー層（例えば、第２の光学積層体２０２－２内に層２０６ｂ）を、互いに最も近いそれぞれ第１の複数の層及び第２の複数の層内の２つのポリマー層として含み、第３の層及び第４の層はそれぞれ第３の厚さ及び第４の厚さを有し、第３の厚さと第４の厚さとの間の差は、約４０ｎｍ未満であり、又は｜ｔｍ－ｔｍ＋１｜について記載されている範囲のいずれかにある。
【0049】
本明細書の光学フィルムは、様々な用途に使用することができる。例えば、光学フィルムは、ディスプレイ用途で通常的に使用される反射偏光子の代わりに使用することができる。いくつかの実施形態では、本明細書の光学フィルムは、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に組み込まれる。
【0050】
図４は、第１のプリズム４３０及び第２のプリズム４４０を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４５０の概略側面図である。第１のプリズム４３０は第１の斜辺４３２を含み、第２のプリズム４４０は、第２の斜辺４４２を含む。光学フィルム４００は、第１の斜辺４３２と第２の斜辺４４２との間に配設され、それらに接着されている。光学フィルム４００は、第１の斜辺４３２及び第２の斜辺４４２に、それぞれ光学的に透明な接着剤層（図４には図示せず）により接着されてもよい。光学フィルム４００は、本明細書に記載の光学フィルムのいずれであってもよい。例えば、光学フィルム４００は、光学フィルム１００又は光学フィルム２００に相当するものであってもよく、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルム４００は、光学フィルム２００に相当するものであってもよく、第１の斜辺４３２に近く第２の斜辺４４２から遠い第１の光学積層体２０２－１を有してもよく、及び第２の斜辺４４２に近く第１の斜辺４３２から遠い第２の光学積層体２０２－２を有してもよい。この場合では、層２０３ａは、第１の斜辺４３２に最も近い干渉層であり、層２０３ｂは、第２の斜辺４４２に最も近い干渉層である。
【0051】
プリズムは、図４に概略的に図示したように直角二等辺三角形である断面を有してもよく、又は他の断面を有してもよい。例えば、プリズムの側部のうちの１つが湾曲していてもよく、又は、断面は非二等辺三角形であってもよい。プリズムは、横方向寸法とほぼ同じ長さ（ページに）を有しても、又は横方向寸法と実質的に異なる長さを有してもよい。例えば、長さは、プリズムが実質的にロッド形状になるように、横方向寸法よりも実質的に大きくてもよい。ロッドはその後、実質的に立方体プリズムであってもよい複数のプリズムに分離されてもよい。
【0052】
図５は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５５０の概略側面図であり、多くの点で偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）４５０と同様である。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５５０は、第１の斜辺５３２を有する第１のプリズム５３０、及び第１の斜辺５３２に面する第２の斜辺５４２を有する第２のプリズム５４０、を含む。光学フィルム５００は、第１の光学的に透明な接着剤層５３４及び第２の光学的に透明な接着剤層５４４を介して、第１の斜辺５３２と第２の斜辺５４２との間に配設され、それらに接着されている。光学フィルム５００は、第２の光学積層体５０２－２上に配設され、それから光吸収直線偏光子５０９によって離間された第１の光学積層体５０２－１を含む。第１の光学積層体５０２－１は、第１の斜辺５３２に近く、第２の斜辺５４２から遠くにあり、及び第２の光学積層体５０２－２は、第２の斜辺５４２に近く、第１の斜辺５３４から遠くにある。いくつかの実施形態では、それぞれの光学積層体、及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、当該光学積層体は、主に、少なくとも４００ｎｍ～６００ｎｍ（例えば、４００ｎｍ～６００ｎｍ、又は４００ｎｍ～７００ｎｍ）に広がる、又は少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍに広がる、又は少なくとも４５０ｎｍ～６５０ｎｍに広がる、又は少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍ（例えば、４５０ｎｍ～１０００ｎｍ、又は４５０ｎｍ～１０５０ｎｍ）に広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって光を反射及び透過する、５０～３００に達する複数の干渉層を含む。いくつかの実施形態では、それぞれの光学積層体、及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、斜辺に近い干渉層が、主に所定の波長範囲で短い方の波長を反射するように構成され、斜辺から遠い干渉層が、主に所定の波長範囲で長い方の波長を反射するように構成される。例えば、光学フィルム５００内の干渉層の厚さプロファイルは、図３でのように見えることがあり、光学フィルムの外側表面に近い薄い方の層（短い方の波長を反射する）、及び光学フィルムの外側表面から遠い厚い方の層（長い方の波長を反射する）を有する。いくつかの実施形態では、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５５０は、光軸５５５を有し、又は、光軸５５５を有する光学システムに使用される。いくつかの実施形態では、光軸５５５は、光学フィルム５００と、約３０～６０度、又は約３５～５５度、又は約４０～５０度の角度αをなす。
【0053】
本明細書の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に使用されるプリズムは、任意の好適な材料から作製することができる。例えば、第１のプリズム及び第２のプリズムは、独立して、ガラス（例えば、ＢＫ７ガラス）、又はポリカーボネート若しくはポリアクリレートなどのポリマー材料から作製されてもよい。
【0054】
本明細書の偏光ビームスプリッタは、様々な用途に使用することができる。例えば、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、撮像又はディスプレイシステムに使用されてもよい。ディスプレイシステムは、バーチャルリアリティディスプレイ又はオーグメンテッドリアリティディスプレイなどのヘッドマウントディスプレイであってもよい。様々なディスプレイ用途における偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）の使用は、例えば、米国特許第８，３８２，２９３号（Ｐｈｉｌｌｉｐｓ３世ら）及び同第９，５３５，２５６号（Ｃａｒｌｓら）に記載されている。本明細書の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、これらの参考文献に記載されている光学システムのいずれかの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）の代わりに使用することができる。本明細書の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）は、光学システムに特に有利に使用され、光源からの非変調光が光学フィルムの一方の側から反射され、撮像器からの空間変調された光が光学フィルムの反対側から反射される。このような光学システムの例示的な実施形態を図６～図７に図示する。
【0055】
図６は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６５０、光源６７０、画素化空間光変調器６７２、及び反射構成要素６７３を含む、光学システム６７５の概略断面図である。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６５０は、本明細書のいずれの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であってもよく、第１のプリズム６３０と第２のプリズム６４０との間に配設された光学フィルム６００を含む。光源６７０は、光学フィルム６００の遮断状態で実質的に偏光された光出力６７６を生成するものである。例えば、光源６７０は、図６に描いたｘ’、ｙ’、ｚ’座標系を参照すると、ｙ’軸に沿って偏光された光を透過するように配設された、非偏光光源及び直線偏光子を含んでもよく、光学フィルム６００の遮断状態であってもよい。画素化空間光変調器６７２は、任意の好適な空間光変調器であってもよい。例えば、画素化空間光変調器６７２は、ケイ素上液晶（ＬＣｏＳ）パネルと偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６５０との間に４分の１波長位相子を有する、ＬＣｏＳパネルであってもよい。反射構成要素６７３は、好ましくは偏光変化反射体である。例えば、反射構成要素６７３は、ミラー、及びミラーと偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６５０との間に配設された４分の１波長位相子を含んでもよい。光源６７０からの光出力６７６は、光学フィルム６００から反射され、次いで、画素化空間光変調器６７２から、通過偏光状態を有し、光学フィルム６００を透過する変調光６７８として反射され、次いで、反射構成要素６７３から遮断偏光状態で反射され、次いで光学フィルム６００から反射される。いくつかの実施形態では、光６７６は、光学フィルム６００の遮断偏光状態であるｓ偏光状態で光学フィルム６００に最初に入射し、次いで、画素化空間光変調器６７２から反射された後、通過偏光状態であるｐ偏光状態で光学フィルム上に入射し、次いで反射構成要素６７３から反射された後、ｓ偏光状態で光学フィルム６００上に再び入射する。
【0056】
いくつかの実施形態では、光学フィルム６００は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体、並びに任意選択的にそれらの間に配設された光吸収直線偏光子を含む。いくつかの実施形態では、第１の光学積層体は、第１のプリズム６３０に面し、光源６７０からの光出力６７６を実質的に反射し、第２の光学積層体は、第２のプリズム６４０に面し、光学フィルム６００上に入射する光６７８を反射構成要素６７３から実質的に反射する。
【0057】
図７は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７５０、光源７７０、画素化空間光変調器７７２、及び反射構成要素７７３を含む、光学システム７７５の概略断面図である。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）７５０は、本明細書のいずれの偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であってもよく、第１のプリズム７３０と第２のプリズム７４０との間に配設された光学フィルム７００を含む。光源７７０は、光学フィルム７００の遮断状態で実質的に偏光された光出力７７６を生成するものであり、光源６７０について記載されたとおりであってもよい。画素化空間光変調器７７２は、任意の好適な空間光変調器であってもよく、画素化空間光変調器６７２について記載したとおりであってもよい。反射構成要素７７３は、好ましくは、反射構成要素６７３について記載したとおりの偏光変化反射器である。いくつかの実施形態では、反射構成要素７７３は、４分の１波長位相子、及びレンズの表面上に配設されたミラーを含み、第１のプリズム７３０に結合されても、又はそれから離間してもよい。他の実施形態では、第１のプリズム７３０は、湾曲した外部表面を含み、反射構成要素７７３は、第１のプリズム７３０の湾曲した外部表面上に配設される。光源７７０からの光出力７７６は、光学フィルム７００から反射され、次いで通過偏光状態で反射構成要素７７３から反射され、次いで光学フィルム７００を透過し、次いで、遮断偏光状態を有するパターニングされた光７７８として画素化空間光変調器７７２から反射され、次いで光学フィルム７００から反射される。
【0058】
光学システム６７５又は光学システム７７５のいずれかは、更なる構成要素（例えば、拡大光学素子及び／又は導波路）を含んでもよく、例えばヘッドマウントディスプレイに使用されてもよい。光学システム６７５及び／又は光学システム７７５は、撮像システムとして記載されてもよい。
【0059】
いくつかの実施形態では、光学フィルム７００は、第２の光学積層体上に配設され、それから光吸収直線偏光子によって離間された第１の光学積層体を含み、本明細書において他の箇所で更に記載されるとおりである。光出力７７６は、画素化空間光変調器７７２によってパターニングされて画像を形成することができるため、画像光と呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、画像光は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入り、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルム７００を透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出て、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満、又は１．５％未満、又は１％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％、又は少なくとも６０％、又は少なくとも７０％を吸収する。画素化空間光変調器７７２は、吸収直線偏光子の吸収決定のとき、完全にオンであってもよく、これにより、光出力７７６は、おおよそ画像光から光吸収直線偏光子によって吸収された光を差し引いたものになる。
【0060】
図８は、本明細書に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）及び光学フィルムの様々な特性を決定するのに有用な、光学システム８７５の概略断面図である。光学システム８７５は、非偏光点光源８７０、直線吸収偏光子８８１、点光源８７０によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ８８３、光学レンズ８８５、第１のプリズム８３０及び第２のプリズム８４０を含む偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８５０、並びに第１のプリズム８３０と第２のプリズム８４０との間に配設された光学フィルム８００を含み、光学レンズ８８５から光８７６を受光する。点光源８７０としては、ピンホール（例えば、小径、例えば、３０μｍの穴）を有するスクリーンの背後の光を挙げてもよい。光８７６の一部分は、光学フィルム８００から検出器８８８まで反射され、この検出器は、この反射光の強度を決定し、これによって反射率Ｒを決定するように構成される。ｘ’、ｙ’、ｚ’座標系を図８に図示する。直線吸収偏光子８８１は、ｙ’－ｚ’平面内で、特定の方向に沿って（例えば、ｙ’軸に沿って、又はｚ’軸に沿って）電界を有する光を、透過するように配向されてもよい。
【0061】
いくつかの実施形態では、光学レンズ８８５は、撮像光学レンズである。このような実施形態では、光学システム８７５は、撮像システムと呼ばれることがある。いくつかの実施形態では、検出器８８８は、画像表面８９０（光学システムが画像を形成する表面）に配設され、同様に、いくつかの実施形態では、検出器８８９は、画像表面８９２に配設される。いくつかの実施形態では、光学レンズ８８５は、例えば、４．５～５．５の範囲、又は４．９～５．１の範囲のｆ値を有し、又は、ｆ値は名目上５．０であってもよいが、通常の製造変動により、５．０と異なってもよい（例えば、約１％未満異なっていてもよい）。いくつかの実施形態では、検出器８８８は、撮像システムの点拡散関数（ＰＳＦ）を決定するように構成される。撮像システムのＰＳＦは、撮像システムの点光源に対する応答（例えば、画像表面８９０での光出力の拡散）を説明するものである。図９は、撮像システムのＰＳＦを概略的に図示する。ＰＳＦは最大値Ｍａｘを有し、半値全幅（ＦＷＨＭ）９９１、３０％値全幅（ＦＷ３０％Ｍａｘ）９９３、及び２０％値全幅（ＦＷ２０％Ｍａｘ）９９５を有する。ＰＳＦは、Ｍａｘが１に等しくなり、様々な幅の値に影響を及ぼすことのないように、正規化することができる。いくつかの実施形態では、撮像システムは、３３μｍ未満、又は３２μｍ未満、又は３１μｍ未満、又は３０．５μｍ未満、又は３０μｍ未満の２０％値全幅を有する、点拡散関数を有する。いくつかの実施形態では、撮像システムは、１５μｍ超、又は２０μｍ超の２０％値全幅を有する、点拡散関数を有する。いくつかの実施形態では、撮像システムは、６２μｍ未満、又は６０μｍ未満、又は５８μｍ未満、又は５６μｍ未満、又は５４μｍ未満、又は５２μｍ未満の１５％値全幅を有する、点拡散関数を有する。いくつかの実施形態では、撮像システムは、３５μｍ超、又は４０μｍ超の１５％値全幅を有する、点拡散関数を有する。いくつかの実施形態では、撮像システムは、２１μｍ未満、又は２０μｍ未満、又は１９．５μｍ未満、又は１９．１μｍ未満の３０％値全幅を有する、点拡散関数を有する。いくつかの実施形態では、撮像システムは、１０μｍ超、又は１５μｍ超の３０％値全幅を有する、点拡散関数を有する。
【0062】
いくつかの実施形態では、光学フィルム８００は、４００ｎｍ～７００ｎｍ、又は４３０ｎｍ～６３０ｎｍ、又は４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。実質的に反射するとは、少なくとも６０％の反射率を意味すると理解することができ、実質的に透過するとは、少なくとも６０％の透過率を意味すると理解することができる。第１の偏光状態を有する光は、ｚ’方向に電界を有するｐ偏光であってもよく、第２の偏光状態を有する光は、ｙ’方向に電界を有するｓ偏光であってもよい。いくつかの実施形態では、偏光子８８１は、コリメートレンズ８８３からのコリメート光が第２の偏光状態を有するように配向される。いくつかの実施形態では、光学レンズ８８５は、１．８～２．２、又は１．９～２．１、又は２．０～２．１の範囲内のｆ値を有する。いくつかの実施形態では、光学レンズ８８５は、光学フィルム８００と、約３０～６０度、又は約３５～５５度、又は約４０～５０度の角度をなす、光軸８５５を中心とする。いくつかの実施形態では、光学フィルム８００は、光８７６が光学フィルム８００の第１の主表面（第１のプリズム８３０に面する）上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ＝Ｔ１を有する。いくつかの実施形態では、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８５０は、第２のプリズム８４０が光学レンズ８８５に面するように位置決めされ、光学フィルム８００は、光８７６が光学フィルム８００の第２の主表面（第２のプリズム８４０に面する）上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ＝Ｔ２を有する。コリメートレンズ８８３からのコリメート光が第２の偏光状態を有するときの波長の関数として、透過率の概略図が、図１０に図示されている。所定の波長範囲は、λ１～λ２である。いくつかの実施形態では、Ｔ１とＴ２との最大差、Δｓｍａｘは、所定の波長範囲内での光８７６の波長の関数として、０．０２％未満、又は０．０１５％未満、又は０．０１％未満、又は約０．００８％未満、又は約０．００６％未満である。Δｓｍａｘは、所定の波長範囲にわたる｜Ｔ１－Ｔ２｜の最大値である。例えば、Ｔ１とＴ２との最大差は、Ｔ１が０．０１％（すなわち１０－４）であり、Ｔ２が０．００６％である波長で生じる場合があり、その結果、最大差は、０．００４％となる。いくつかの実施形態では、Ｔ１及びＴ２は、各々、所定の波長範囲内で各波長について、約０．０５％（すなわち約５×１０－４）未満、又は約０．０４％未満、又は約０．０３％未満、又は約０．０２％未満、又は約０．０１５％未満である。
【0063】
いくつかの実施形態では、偏光子８８１は、コリメートレンズ８８３からのコリメート光が第１の偏光状態を有するように配向される。このような実施形態では、光学フィルム８００は、光８７６が光学フィルム８００の第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ＝Ｔ３を有してもよく、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき（例えば、第２のプリズム８４０が光学レンズ８８５に面するように、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）８５０が位置決めされているとき）、総透過率Ｔ＝Ｔ４を有してもよい。コリメートレンズ８８３からのコリメート光が第１の偏光状態を有するときの波長の関数として、透過率の概略図が、図１１に図示されている。いくつかの実施形態では、Ｔ３とＴ４との平均差、Δａｖｇは、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として、３％未満、又は２％未満、又は１％未満、又は約０．５％未満である。Δａｖｇは、所定の波長範囲にわたる｜Ｔ３－Ｔ４｜の非加重平均である。いくつかの実施形態では、Ｔ３とＴ４との最大差、Δｐｍａｘは、所定の波長範囲内の光８７６の波長の関数として、５％未満、又は４％未満、又は約３％未満である。Δｐｍａｘは、所定の波長範囲にわたる｜Ｔ３－Ｔ４｜の最大値である。いくつかの実施形態では、Ｔ３及びＴ４の各々の、所定の波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％、又は少なくとも９３％、又は少なくとも９４％、又は少なくとも９５％である。
【0064】
「約、ほぼ（about）」及び「実質的に」などの用語は、それらが本発明の記載に使用され記載されている文脈において、当業者によって理解される。特徴部の大きさ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約、ほぼ」の使用が、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、ほぼ」は、特定の値の５パーセント以内を意味するものと理解される。特定の値の約、ほぼとして与えられる量は、正確にその特定の値であってもよい。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、０．９５～１．０５の値を有する量であること、及びその値が１でもよいことを意味する。「実質的に法線（substantially normal）」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、「実質的に法線」とは、法線の３０度以内を意味する。実質的に法線として記載される方向は、いくつかの実施形態では、法線の２０度以内、若しくは１０度以内であってもよく、又は法線若しくは名目上法線であってもよい。
【0065】
以下は、本明細書の例示的な実施形態の列挙である。
【0066】
実施形態１は、複数のポリマー干渉層を含む、光学フィルムであって、各干渉層が、主に、少なくとも４５０ｎｍ～１０００ｎｍに広がる所定の波長範囲内で少なくとも１つの波長に対する光干渉によって、光を反射又は透過し、干渉層の合計数は、約１００より多く、約３００未満であり、これにより、所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、複数の干渉層は、第１の偏光状態に対して約８５％超の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態に対して約９５％超の平均光反射率、及び第２の偏光状態に対して約５％未満の平均光透過率を有する、光学フィルムである。
【0067】
実施形態２は、第２の偏光状態に沿ったｘ軸、ｘ軸に垂直な第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びにｘ軸及びｙ軸に直交する光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、複数のポリマー干渉層が、複数の交互にある第１の層及び第２の層を含み、各第１の層及び第２の層は、ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及びｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、各第１の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、第１の層のｎｘと第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態１に記載の光学フィルムである。
【0068】
実施形態３は、各第１の層について、１．８≦ｎｘ≦１．９、１．５≦ｎｙ≦１．６、１．５≦ｎｚ≦１．６であり、各第２の層について、ｎｘ、ｎｙ、及びｎｚの各々が、１．５～１．６である、実施形態２に記載の光学フィルムである。
【0069】
実施形態４は、複数のポリマー干渉層と一体的に形成された二色性偏光子を更に含み、二色性偏光子が、第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過し、第２の偏光状態を有する光の少なくとも５０％を吸収する、実施形態１に記載の光学フィルムである。
【0070】
実施形態５は、第１の光学積層体が複数のポリマー干渉層を含み、光学フィルムは、第１の光学積層体上に配設された第２の光学積層体を更に含み、第２の光学積層体は、第２の複数のポリマー干渉層を含み、第２の光学積層体内の各干渉層は、主に所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対する光干渉によって、光を反射又は透過し、第２の光学積層体内の干渉層の合計数は、約１００より多く、約３００未満であり、これにより、所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、第２の複数の干渉層は、第１の偏光状態に対して約８５％超の平均光透過率を有し、第２の偏光状態に対して約９５％超の平均光反射率、及び第２の偏光状態に対して約５％未満の平均光透過率を有する、実施形態１に記載の光学フィルムである。
【0071】
実施形態６は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体が、１つ以上のスペーサ層によって離間されている、実施形態５に記載の光学フィルムである。
【0072】
実施形態７は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の各々が、１つ以上のスペーサ層に近くにあって長い方の波長を反射する干渉層、及び１つ以上のスペーサ層から遠くにあって短い方の波長を反射する干渉層を有する、実施形態６に記載の光学フィルムである。
【0073】
実施形態８は、１つ以上のスペーサ層が、第１の偏光状態を有する所定の波長範囲内での光の少なくとも８０％を透過し、第２の偏光状態を有する所定の波長範囲内での光の少なくとも５０％を吸収する、二色性偏光子を含む、実施形態６に記載の光学フィルムである。
【0074】
実施形態９は、第１の最外の干渉層が、第２の光学積層体から最も遠い第１の光学積層体内の干渉層であり、第２の最外の干渉層は、第１の光学積層体から最も遠い第２の光学積層体内の干渉層であり、第１の最外の干渉層及び第２の最外の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第１の波長及び第２の波長の４分の１に等しい光学厚さを有し、第１の波長と第２の波長との間の差は、約４０ｎｍ未満である、実施形態５に記載の光学フィルムである。
【0075】
実施形態１０は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１～９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１～９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0076】
実施形態１１は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅又は６０μｍ未満の１５％値全幅を有する点拡散関数を有する、実施形態１０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0077】
実施形態１２は、２０％値全幅が３３μｍ未満であり、１５％値全幅が６０μｍ未満である、実施形態１１に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0078】
実施形態１３は、２０％値全幅が３２μｍ未満であり、１５％値全幅が５６μｍ未満である、実施形態１１に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0079】
実施形態１４は、第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの反対側にある第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、４３０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である、実施形態１０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0080】
実施形態１５は、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの反対側にある第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の各々の、４３０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる、実施形態１０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0081】
実施形態１６は、複数の積層された第２のポリマー干渉層上に配設された、複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む、光学フィルムであって、各第１の干渉層及び第２の干渉層が、主に、同じ所定の波長範囲内の少なくとも１つの波長に対する光干渉によって光を反射又は透過し、最外の第１の干渉層は、複数の積層された第２の干渉層から最も遠い第１の干渉層であり、最外の第２の干渉層は、複数の積層された第１の干渉層から最も遠い第２の干渉層であり、最外の第１の干渉層及び最外の第２の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第１の波長及び第２の波長の４分の１に等しい光学厚さを有し、第１の波長と第２の波長との間の差は、約４０ｎｍ未満である、光学フィルムである。
【0082】
実施形態１７は、最内の第１の干渉層が、複数の積層された第２の干渉層に最も近い第１の干渉層であり、最内の第２の干渉層は、複数の積層された第１の干渉層に最も近い第２の干渉層であり、最内の第１の干渉層及び第２の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第３の波長及び第４の波長の４分の１に等しい光学厚さを有し、第３の波長と第４の波長との間の差は、約８０ｎｍ未満である、実施形態１６に記載の光学フィルムである。
【0083】
実施形態１８は、所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、複数の積層された第１のポリマー干渉層及び複数の積層された第２のポリマー干渉層の各々が、第１の偏光状態に対して約８５％超の平均光透過率を有し、直交する第２の偏光状態に対して約９５％超の平均光反射率、及び第２の偏光状態に対して約５％未満の平均光透過率を有する、実施形態１６に記載の光学フィルムである。
【0084】
実施形態１９は、第２の偏光状態に沿ったｘ軸、ｘ軸に垂直な第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びにｘ軸及びｙ軸に直交する光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、複数の積層された第１のポリマー干渉層及び複数の積層された第２のポリマー干渉層の各々が、複数の交互にある第１の層及び第２の層を含み、各第１の層及び第２の層は、ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及びｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、
各第１の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、第１の層のｎｘと第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態１８に記載の光学フィルムである。
各第１の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、第１の層のｎｘと第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態１８に記載の光学フィルムである。
【0085】
実施形態２０は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１６～１９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１６～１９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0086】
実施形態２１は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅又は６０μｍ未満の１５％値全幅を有する点拡散関数を有する、実施形態２０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0087】
実施形態２２は、第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの反対側にある第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である、実施形態２０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0088】
実施形態２３は、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの反対側にある第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の各々の、４３０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる、実施形態２０に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0089】
実施形態２４は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１６～１９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムが、第１のプリズムに面し複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む第１の光学積層体、及び第２のプリズムに面し複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む第２の光学積層体を更に含み、第１の光学積層体は、第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間され、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態１６～１９のいずれか一つに記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムが、第１のプリズムに面し複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む第１の光学積層体、及び第２のプリズムに面し複数の積層された第１のポリマー干渉層を含む第２の光学積層体を更に含み、第１の光学積層体は、第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間され、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0090】
実施形態２５は、第２の光学積層体上に配設され及びそれから１つ以上のスペーサ層によって離間された第１の光学積層体を含む、光学フィルムであって、各光学積層体が、主に、少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍに広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって、光を反射及び透過する複数のポリマー干渉層を含み、これにより、所定の波長範囲内の、光学フィルム上に実質的に法線入射する光に対して、各光学積層体内の複数の干渉層は、第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過し、直交する第２の偏光状態を有する光の少なくとも９０％を反射し、第２の偏光状態を有する光の５％未満を透過し、１つ以上のスペーサ層内の各スペーサ層は、主に光干渉によって光を反射又は透過するものではなく、各光学積層体は、１つ以上のスペーサ層に近くにあって長い方の波長を反射する干渉層、及び１つ以上のスペーサ層から遠くにあって短い方の波長を反射する干渉層を有し、第１の光学積層体及び第２の光学積層体並びに１つ以上のスペーサ層は、互いに一体的に形成されている、光学フィルムである。
【0091】
実施形態２６は、最外の第１の干渉層が、第２の光学積層体から最も遠い第１の光学積層体内のポリマー干渉層であり、最外の第２の干渉層は、第１の光学積層体から最も遠い第２の光学積層体内のポリマー干渉層であり、最外の第１の干渉層及び最外の第２の干渉層は、所定の波長範囲内でそれぞれの第１の波長及び第２の波長の４分の１に等しい光学厚さを有し、第１の波長と第２の波長との間の差は、約４０ｎｍ未満である、実施形態２５に記載の光学フィルムである。
【0092】
実施形態２７は、第２の偏光状態に沿ったｘ軸、ｘ軸に垂直な第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びにｘ軸及びｙ軸に直交する光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、各光学積層体に対して、複数のポリマー干渉層が、複数の交互にある第１の層及び第２の層を含み、各第１の層及び第２の層は、ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及びｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、各第１の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、第１の層のｎｘと第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態２５に記載の光学フィルムである。
【0093】
実施形態２８は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態２５～２７のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅又は６０μｍ未満の１５％値全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態２５～２７のいずれか一つに記載の光学フィルムと、
を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅又は６０μｍ未満の１５％値全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0094】
実施形態２９は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態２５～２７のいずれか一つに記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第１の光学積層体が、第１のプリズムに面し、第２の光学積層体は、第２のプリズムに面し、１つ以上のスペーサ層は、光吸収直線偏光子を含み、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態２５～２７のいずれか一つに記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第１の光学積層体が、第１のプリズムに面し、第２の光学積層体は、第２のプリズムに面し、１つ以上のスペーサ層は、光吸収直線偏光子を含み、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0095】
実施形態３０は、所定の波長範囲内で第１の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも８０％を透過し、所定の波長範囲内で直交する第２の偏光状態を有する法線入射する光の少なくとも９５％を反射する、光学フィルムであって、光学フィルムが、複数のポリマー層を含み、各ポリマー層は、約２００ｎｍ未満の平均厚さを有し、複数のポリマー層は、互いに最も遠い複数のポリマー層内の２つのポリマー層として第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含み、第１の層及び第２の層は、それぞれの第１の厚さ及び第２の厚さを有し、第１の厚さと第２の厚さとの間の差は、約１０ｎｍ未満である、光学フィルムである。
【0096】
実施形態３１は、１つ以上のスペーサ層によって離間された第１の光学積層体及び第２の光学積層体を含み、第１の光学積層体が、複数のポリマー層内に第１の複数の層を含み、第２の光学積層体は、複数のポリマー層内に第２の複数の層を含み、第１の光学積層体は、第１のポリマー層を含み、第２の光学積層体は、第２のポリマー層を含む、実施形態３０に記載の光学フィルムである。
【0097】
実施形態３２は、１つ以上のスペーサ層が、第１の偏光状態を有する光の少なくとも８０％を透過し、第２の偏光状態を有する光の少なくとも５０％を吸収する、二色性偏光子を含む、実施形態３１に記載の光学フィルムである。
【0098】
実施形態３３は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態３２に記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第１の光学積層体が、第１のプリズムに面し、第２の光学積層体は、第２のプリズムに面し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、二色性偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された、実施形態３２に記載の光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第１の光学積層体が、第１のプリズムに面し、第２の光学積層体は、第２のプリズムに面し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、二色性偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0099】
実施形態３４は、第２の偏光状態に沿ったｘ軸、ｘ軸に垂直な第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びにｘ軸及びｙ軸に直交する光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、複数のポリマー層が、複数の交互にある第１の干渉層及び第２の干渉層を含み、各第１の干渉層及び第２の干渉層は、ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及びｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、各第１の干渉層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各第２の層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、第１の層のｎｘと第２の層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態３０に記載の光学フィルムである。
【0100】
実施形態３５は、互いに反対側にある第１の主表面及び第２の主表面を含み、それらの間に配設された隣接する非重複の第１の光学積層体及び第２の光学積層体を含む、光学フィルムであって、第１の光学積層体が、第１の主表面に近く、第２の主表面から遠くに配設され、及び第２の光学積層体は、第２の主表面に近く、第１の主表面から遠くに配設され、それぞれの光学積層体及び当該光学積層体に最も近い主表面について、光学積層体は、５０～３００に達する複数の第１の干渉層を含み、各第１の干渉層は、主に光干渉によって光を反射又は透過し、主表面に近い各第１の干渉層は、主表面から遠い各第１の干渉層よりも薄く、各第１の干渉層は、直交面内屈折率ｎｘ及びｎｙ、並びに第１の干渉層の厚さ方向における屈折率ｎｚを有し、ｎｙとｎｚとの差は０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの差は０．２より大きく、第１の光学積層体は、第２の光学積層体と一体的に形成されている、光学フィルムである。
【0101】
実施形態３６は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0102】
実施形態３７は、Ｔ１及びＴ２が、各々、所定の波長範囲内で各波長について、約０．０５％未満である、実施形態３６に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0103】
実施形態３８は、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の間の、所定の波長範囲での平均差は、３％未満である、実施形態３６に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0104】
実施形態３９は、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３とＴ４との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として５％未満である、実施形態３６に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0105】
実施形態４０は、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの反対側にある第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の各々の、４３０ｎｍ～６３０ｎｍの波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる、実施形態３６に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0106】
実施形態４１は、光学フィルムが、第２の偏光状態に沿ったｘ軸、ｘ軸に垂直な第１の偏光状態に沿ったｙ軸、並びにｘ軸及びｙ軸に直交する光学フィルムの厚さ方向に沿ったｚ軸を画定し、複数の交互にある高屈折率層及び低屈折率層の各々は、ｘ軸に沿った屈折率ｎｘ、ｙ軸に沿った屈折率ｎｙ、及びｚ軸に沿った屈折率ｎｚを有し、各高屈折率層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００８未満であり、ｎｘとｎｙとの間の差は、０．２より大きく、各低屈折率層について、ｎｙとｎｚとの間の差の絶対値は、０．００５未満であり、高屈折率層のｎｘと低屈折率層のｎｘとの差は、０．２より大きい、実施形態３６に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0107】
実施形態４２は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、３３μｍ未満の２０％値全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0108】
実施形態４３は、点拡散関数が、６０μｍ未満の１５％値全幅を有する、実施形態４２に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0109】
実施形態４４は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、６０μｍ未満の１５％値全幅にて全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４００ｎｍ～７００ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、点光源、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び４．５～５．５の範囲内のｆ値を有する撮像光学レンズを含む撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させるとき、撮像システムは、６０μｍ未満の１５％値全幅にて全幅を有する点拡散関数を有する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0110】
実施形態４５は、点拡散関数が、３３μｍ未満の２０％値全幅を有する、実施形態４４に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0111】
実施形態４６は、点拡散関数が、２０μｍ未満の３０％値全幅を有する、実施形態４２～４５のいずれか一つに記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0112】
実施形態４７は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間された第１の光学積層体を含み、第１の光学積層体が、第１の斜面に近く、第２の斜面から遠く、第２の光学積層体は、第２の斜面に近く、第１の斜面から遠く、それぞれの光学積層体、及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、当該光学積層体は、５０～３００に達する複数の干渉層を含み、主に、少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍに広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって光を反射及び透過し、斜辺に近い干渉層は主に、所定の波長範囲内で短い方の波長を反射するように構成され、斜辺から遠い干渉層は主に、所定の波長範囲内で長い方の波長を反射するように構成され、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、第２の光学積層体上に配設され及びそれから光吸収直線偏光子によって離間された第１の光学積層体を含み、第１の光学積層体が、第１の斜面に近く、第２の斜面から遠く、第２の光学積層体は、第２の斜面に近く、第１の斜面から遠く、それぞれの光学積層体、及び当該光学積層体に最も近い斜辺に対して、当該光学積層体は、５０～３００に達する複数の干渉層を含み、主に、少なくとも４５０ｎｍ～６００ｎｍに広がる同じ所定の波長範囲内で光干渉によって光を反射及び透過し、斜辺に近い干渉層は主に、所定の波長範囲内で短い方の波長を反射するように構成され、斜辺から遠い干渉層は主に、所定の波長範囲内で長い方の波長を反射するように構成され、これにより、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が、撮像システムに組み込まれ、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）に入る画像光が、順次第１の光学積層体によって反射され光学フィルムを透過し第２の光学積層体によって反射された後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）から出る場合、光吸収直線偏光子は、画像光の２％未満を吸収するが、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のうちの少なくとも一方によって散乱された画像光の少なくとも５０％を吸収する、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0113】
実施形態４８は、第１の光学積層体の複数の干渉層が、第１の斜辺に最も近い第１の層を含み、第２の光学積層体の複数の干渉層は、第２の斜辺に最も近い第２の層を含み、第１の層及び第２の層は、それぞれの第１の厚さ及び第２の厚さを有し、第１の厚さと第２の厚さとの間の差は、約１０ｎｍ未満である、実施形態４７に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0114】
実施形態４９は、
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４３０ｎｍ～６３０ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の各々の、所定の波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
第１の斜辺を含む第１のプリズムと、
第１の斜辺に面する第２の斜辺を含む第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設され、それらに接着された光学フィルムと、を含む、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であって、光学フィルムの互いに反対側にある第１の主表面と第２の主表面との間に配設された、複数の、交互にある高屈折率層及び低屈折率層を含み、光学フィルムが、４３０ｎｍ～６３０ｎｍに広がる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透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射し、これにより、第１の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムは、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ３を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ４を有し、Ｔ３及びＴ４の各々の、所定の波長範囲にわたる平均は、少なくとも９２％となる、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【0115】
実施形態５０は、第２の偏光状態を有し、１．８～２．２のｆ値を有し光学フィルムと約３０～６０度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して、光学フィルムが、光が光学フィルムの第１の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ１を有し、光が光学フィルムの第２の主表面上に最初に入射するとき、総透過率Ｔ２を有し、Ｔ１とＴ２との間の最大差は、所定の波長範囲内で入射する光の波長の関数として０．０２％未満である、実施形態４９に記載の偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。
【実施例】
【0116】
実施例１
光学フィルムは、概して図２に描かれたように作製された。光学フィルムは、光学繰り返し単位（ＯＲＵ）の２つのパケットを含み、各パケットは１３８のＯＲＵを含んだ。各ＯＲＵは、低溶融ＰＥＮ（９０％のＰＥＮのコポリマーと１０％のＰＥＴとの高低屈折率層、及び、１５重量％のＰＥＴｇと８５重量％でブレンドされた、８５重量％のポリカーボネート／１５重量％のＰＣＴｇ材料からなる、低屈折率でほぼ等方性の層を含んだ。光学フィルムを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）に記載されているとおりの従来の多層光学フィルムプロセスを使用することによって作製した。所望の層を有する溶融ストリームを形成し、次いでキャスティングホイールにキャストしてキャストフィルムを形成した。次いで、このキャストフィルムを、放物線型テンターを使用して横方向に約６：１の引き伸ばし比で一軸配向して、光学フィルムを得た。ＯＲＵに、光学フィルムにわたって順次１から２７６まで番号付けした。得られたＯＲＵの厚さを、ＯＲＵ数の関数として図１２に示す。高屈折率層及び低屈折率層について得られた屈折率を、表１に示す。
光学フィルムは、概して図２に描かれたように作製された。光学フィルムは、光学繰り返し単位（ＯＲＵ）の２つのパケットを含み、各パケットは１３８のＯＲＵを含んだ。各ＯＲＵは、低溶融ＰＥＮ（９０％のＰＥＮのコポリマーと１０％のＰＥＴとの高低屈折率層、及び、１５重量％のＰＥＴｇと８５重量％でブレンドされた、８５重量％のポリカーボネート／１５重量％のＰＣＴｇ材料からなる、低屈折率でほぼ等方性の層を含んだ。光学フィルムを、米国特許出願公開第２００７／００４７０８０号（Ｓｔｏｖｅｒら）に記載されているとおりの従来の多層光学フィルムプロセスを使用することによって作製した。所望の層を有する溶融ストリームを形成し、次いでキャスティングホイールにキャストしてキャストフィルムを形成した。次いで、このキャストフィルムを、放物線型テンターを使用して横方向に約６：１の引き伸ばし比で一軸配向して、光学フィルムを得た。ＯＲＵに、光学フィルムにわたって順次１から２７６まで番号付けした。得られたＯＲＵの厚さを、ＯＲＵ数の関数として図１２に示す。高屈折率層及び低屈折率層について得られた屈折率を、表１に示す。
【表1】
【0117】
空気中で法線入射する光についての透過係数を、通過状態及び遮断偏光状態について測定した。これを図２１に示す。
【0118】
ＢＫ７ガラスプリズムの間に配設された光学フィルムを用いて、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を作製した。偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内で光学フィルム上に入射する光の波長の関数としての総透過率を、指定の偏光状態を有し、２．０４のｆ値を有し光学フィルムと４５度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内で光学フィルム上に入射するコリメート光について、測定した。指定の偏光状態は垂直偏光又は水平偏光のいずれかであり、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を位置決めすることにより、垂直偏光はｓ偏光として光学フィルム上に入射し、水平偏光はｐ偏光として光学フィルム上に入射した。光学フィルムの通過軸は、水平であった。透過率については、光学フィルムを配向させて決定し、フィルムのホイール側（キャスティングホイールにキャストした側）を光源（ＷＴＳと表記）に向け、フィルムの空気側（ホイール側の反対の側）を光源（ＡＴＳと表記）に向けた。図１３及び図１４は、フィルムの各側から光学フィルム上に最初に入射する、それぞれｓ偏光及びｐ偏光の波長に対する透過係数（総透過率）を示す。
【0119】
比較例Ｃ１～Ｃ４
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムを作製し、実施例１におけるように測定した。比較例Ｃ１の光学フィルムは、２つのパケットを含み、第２のパケットを実施例１の第２のパケットに対して裏返すことにより、一方の主表面に最も近いＯＲＵは、赤色波長を反射する厚い方の層となり、反対側にある主表面に近いＯＲＵは、青色波長を反射する薄い方の層となった。Ｃ１の光学フィルムは、約７５０の干渉層を含んだ。比較例Ｃ２の光学フィルムは、層厚さが光学フィルムにわたって単調に変化する、３２５の干渉層を有する、単一のパケットを有した。比較例Ｃ３の光学フィルムが、厚さ範囲が実質的に非重複である２つのパケットを含むことにより、一方のパケットは短い方の波長を反射し、他方のパケットは長い方の波長を反射した。Ｃ３の光学フィルムは、約７５０の干渉層を含んだ。比較例Ｃ４のフィルムは、比較例Ｃ２のものと同様であり、ただし、干渉層の合計数を２７５とし、より大きな屈折率差を使用して同様の反射率を得た。
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムを作製し、実施例１におけるように測定した。比較例Ｃ１の光学フィルムは、２つのパケットを含み、第２のパケットを実施例１の第２のパケットに対して裏返すことにより、一方の主表面に最も近いＯＲＵは、赤色波長を反射する厚い方の層となり、反対側にある主表面に近いＯＲＵは、青色波長を反射する薄い方の層となった。Ｃ１の光学フィルムは、約７５０の干渉層を含んだ。比較例Ｃ２の光学フィルムは、層厚さが光学フィルムにわたって単調に変化する、３２５の干渉層を有する、単一のパケットを有した。比較例Ｃ３の光学フィルムが、厚さ範囲が実質的に非重複である２つのパケットを含むことにより、一方のパケットは短い方の波長を反射し、他方のパケットは長い方の波長を反射した。Ｃ３の光学フィルムは、約７５０の干渉層を含んだ。比較例Ｃ４のフィルムは、比較例Ｃ２のものと同様であり、ただし、干渉層の合計数を２７５とし、より大きな屈折率差を使用して同様の反射率を得た。
【0120】
比較例Ｃ１～Ｃ４の各々について、これらのフィルムを製造するために使用される材料及びプロセスは、実施例１について記載されているとおりであり、ただし、干渉層の合計数及びそれらの構成については、上記のようにした。
【0121】
図１５～図１７は、比較例Ｃ１～Ｃ３の光学フィルムの各側上にそれぞれ最初に入射するｓ偏光についての総透過率を示しており、ＢＫ７プリズムキューブ内で、ｓ偏光状態を有し、２．０４のｆ値を有し光学フィルムと４５度の角度をなす光軸を中心とした光学レンズを通過した後に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルム上に入射する、コリメート光に対して決定した。ＲＴＳ及びＢＴＳは、それぞれ、光学フィルムの赤色で反射する層を有する側が光源に面していること、又は光学フィルムの青色で反射する層を有する側が光源に面していることを表す。
【0122】
実施例２
光学フィルムを作製し、実施例１においてのようにし、ただし、ＯＲＵの２つのパケットの間のセンタースペーサ層には、表２に列挙された４つの異なる偏光二色性染料の組み合わせを含めた。
光学フィルムを作製し、実施例１においてのようにし、ただし、ＯＲＵの２つのパケットの間のセンタースペーサ層には、表２に列挙された４つの異なる偏光二色性染料の組み合わせを含めた。
【表2】
【0123】
実施例２の二色性染料を、表３に示すような組み合わせで、ＯＲＵの２つのパケットの間のセンタースペーサ層に添加し、二色性染料を、示されたポンド／時間（ｐｐｈ）でＰＥＮ樹脂にてマスターバッチ化した。
【表3】
【0124】
空気中で法線入射する光についての透過係数を、通過状態及び遮断偏光状態について測定した。これを図２２に示す。
【0125】
フィルムを、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内で実施例１におけるように試験した。図１８及び図１９は、実施例２のフィルムの各側から光学フィルム上に最初に入射する、それぞれｓ偏光及びｐ偏光の波長に対する透過係数（総透過率）を示す。
【0126】
実施例３
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を、実施例１におけるように作製した。点光源（直径３０μｍのピンホールとしてモデル化）、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び５．０のｆ値を有する撮像光学レンズを有する撮像システム（図８参照）に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を組み込み、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させた。点拡散関数を決定した。これを、図２０に示す。半値全幅（ＦＷＨＭ）、３０％値全幅（ＦＷ３０％Ｍａｘ）、２０％値全幅（ＦＷ２０％Ｍａｘ）、及び２０％値全幅（ＦＷ２０％Ｍａｘ）を決定した。これを、表４に報告する。比較例Ｃ３及びＣ４の光学フィルムを実施例１の光学フィルムの代わりに用いて、測定を繰り返した。
偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を、実施例１におけるように作製した。点光源（直径３０μｍのピンホールとしてモデル化）、点光源によって発光された光をコリメートするためのコリメート光学レンズ、及び５．０のｆ値を有する撮像光学レンズを有する撮像システム（図８参照）に、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を組み込み、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）内の光学フィルムが撮像光学レンズから光を受光し、受光した光を画像表面に向け反射させた。点拡散関数を決定した。これを、図２０に示す。半値全幅（ＦＷＨＭ）、３０％値全幅（ＦＷ３０％Ｍａｘ）、２０％値全幅（ＦＷ２０％Ｍａｘ）、及び２０％値全幅（ＦＷ２０％Ｍａｘ）を決定した。これを、表４に報告する。比較例Ｃ３及びＣ４の光学フィルムを実施例１の光学フィルムの代わりに用いて、測定を繰り返した。
【表4】
【0127】
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。
【0128】
前述の参照文献、特許、及び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。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】