特表 2023-540798 ２つ以上のレンズ構成要素を有する反射屈折レンズアセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-26

(54)【発明の名称】２つ以上のレンズ構成要素を有する反射屈折レンズアセンブリ

(51)【国際特許分類】

   G02B 17/08 20060101AFI20230919BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20230919BHJP

   G02B 5/22 20060101ALI20230919BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20230919BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20230919BHJP

【ＦＩ】

G02B17/08

G02B3/00

G02B5/22

G02B5/30

G02B27/02 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023516065

(86)(22)【出願日】2021-08-13

(85)【翻訳文提出日】2023-03-10

(86)【国際出願番号】 IB2021057484

(87)【国際公開番号】W WO2022053891

(87)【国際公開日】2022-03-17

(31)【優先権主張番号】63/077,206

(32)【優先日】2020-09-11

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】ウォン，ティモシー エル．

(72)【発明者】

【氏名】ル，ジョン ディー．

【テーマコード（参考）】

2H087

2H148

2H149

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H087KA14

2H087LA01

2H087TA01

2H087TA04

2H148AA05

2H148CA04

2H148CA14

2H148CA20

2H148CA24

2H149AA00

2H149AA01

2H149AB01

2H149BA02

2H149BA03

2H149BA11

2H149DA02

2H149DA04

2H149DA12

2H149FA12Z

2H149FD09

2H149FD10

2H149FD46

2H149FD47

2H149FD48

2H199CA42

2H199CA47

2H199CA63

2H199CA64

2H199CA65

(57)【要約】

光学レンズアセンブリが、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含み、レンズがそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、眼用レンズの湾曲した第１の主面に配置され、眼用レンズの第１の主面に実質的に適合する。第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの湾曲した第２の主面及び中間レンズの湾曲した第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。第１のリターダ層が、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に配置され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面のそれぞれに実質的に適合し、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、ディスプレイレンズの湾曲した第２の主面に配置され、ディスプレイレンズの第２の主面に実質的に適合する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、
眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、前記眼用レンズ及び前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、前記レンズがそれぞれ、前記ディスプレイによって放たれた前記画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有し、それにより、少なくとも、対応する前記有効レンズ領域にわたって、
前記眼用レンズが、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも２倍未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、
前記中間レンズが、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、ｔｍａｘ１よりも少なくとも１．５倍大きい最大厚さｔｍａｘ２とを有し、
前記ディスプレイレンズが、第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する、中間レンズと、
前記眼用レンズの湾曲した前記第１の主面に近接して配置され、前記眼用レンズの湾曲した前記第１の主面に実質的に適合する、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムと、
前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面と前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面との間に配置され、前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面及び前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面のそれぞれに実質的に適合する、第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルムと、
前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間に配置され、前記中間レンズの前記第２の主面及び前記ディスプレイレンズの前記第１の主面のそれぞれに実質的に適合する、第１のリターダ層と、
前記ディスプレイレンズの湾曲した前記第２の主面に配置され、前記ディスプレイレンズの湾曲した前記第２の主面に実質的に適合するようになっている、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルムと、を備え、
実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、前記少なくとも部分的に光透過性の第１から第３の層がそれぞれ、第１の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも３０％を伝達し、前記少なくとも部分的に光透過性の第２及び第３の層がそれぞれ、直交する第２の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも３０％を阻止する、光学レンズアセンブリ。

【請求項2】

前記第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、ラミネーション、電気めっき、無電解めっき、真空蒸着、物理蒸着、プラズマ強化化学蒸着、及び印刷のうちの少なくとも１つにより、前記ディスプレイレンズの湾曲した前記第２の主面に配置される、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項3】

前記眼用レンズの湾曲した前記第１及び第２の主面の少なくとも一方が、互いに直交する２つの方向に湾曲している、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項4】

前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面が、互いに直交する２つの方向に湾曲している、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項5】

前記中間レンズの前記第２の主面が、実質的に平面状である、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項6】

前記中間レンズの前記第２の主面が、少なくとも１つの方向に湾曲している、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項7】

前記中間レンズの前記第２の主面が、実質的に円筒形である、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項8】

前記第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、前記眼用レンズの前記第１の主面に配置され、前記眼用レンズの前記第１の主面に実質的に適合する、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項9】

前記第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、接合層によって前記眼用レンズの湾曲した前記第１の主面に接合される、請求項８に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項10】

前記実質的に垂直な入射光、かつ前記可視波長範囲内の前記少なくとも１つの波長に対して、前記第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、前記第１及び第２の偏光状態のそれぞれに対して前記実質的に垂直な入射光の少なくとも８０％を伝達する、請求項２に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項11】

前記実質的に垂直な入射光、かつ前記可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、前記第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、前記第１の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達し、前記第２の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも３０％を吸収する、請求項１に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項12】

ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、
眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、前記眼用レンズ及び前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、前記レンズがそれぞれ、前記ディスプレイによって放たれた前記画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有し、それにより、少なくとも、対応する前記有効レンズ領域にわたって、
前記眼用レンズが、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面を有し、前記眼用レンズの前記主面がそれぞれ、第１の処方された表面プロファイルから第１の最大山対谷だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、前記第１の最大山対谷の逸脱が、約１０マイクロメートルよりも小さく、前記眼用レンズが、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、
前記中間レンズが、前記眼用レンズの前記第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面とを有し、前記中間レンズの前記第１及び第２の主面の少なくとも一方が、第２の処方された表面プロファイルから第２の最大山対谷だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、前記第２の最大山対谷の逸脱が、約１５マイクロメートルよりも大きく、前記中間レンズが、ｔｍａｘ１よりも少なくとも２倍大きい最大厚さｔｍａｘ２を有し、
前記ディスプレイレンズが、前記中間レンズの前記第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有するようになっている、中間レンズと、
前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面と前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面との間に配置され、前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面及び前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面のそれぞれに実質的に適合する反射偏光子であって、実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、第１の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達し、直交する第２の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を反射する、反射偏光子と、を備える光学レンズアセンブリ。

【請求項13】

ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、
眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、前記眼用レンズ及び前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、前記レンズがそれぞれ、前記ディスプレイによって放たれた前記画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有し、それにより、少なくとも、対応する前記有効レンズ領域にわたって、
前記眼用レンズが、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、前記眼用レンズの第１の箇所における最大厚さｔｍａｘ１と、前記第１の箇所から距離ｄ１だけ離間した前記眼用レンズの第２の箇所における最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、ｔｍｉｎ１が、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さく、（ｔｍａｘ１－ｔｍｉｎ１）／ｄ１が、約０．１よりも小さく、
前記中間レンズが、前記眼用レンズの前記第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、ｔｍａｘ２が、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きく、前記中間レンズが、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約１５ｎｍよりも小さい最大複屈折を有し、
前記ディスプレイレンズが、前記中間レンズの前記第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有するようになっている、中間レンズと、
前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面と前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面との間に配置され、前記眼用レンズの湾曲した前記第２の主面及び前記中間レンズの湾曲した前記第１の主面のそれぞれに実質的に適合する反射偏光子であって、実質的に垂直な入射光、かつ前記可視波長範囲内の前記少なくとも１つの波長に対して、第１の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達し、直交する第２の偏光状態を有する前記実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を反射する、反射偏光子と、を備える光学レンズアセンブリ。

【請求項14】

ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、
眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、前記眼用レンズ及び前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、前記レンズがそれぞれ、前記ディスプレイによって放たれた前記画像を前記光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有し、それにより、少なくとも、対応する前記有効レンズ領域にわたって、
前記眼用レンズが、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、
前記中間レンズが、前記眼用レンズの前記第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、ｔｍａｘ２が、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きく、
前記ディスプレイレンズが、前記中間レンズの前記第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有するようになっている、中間レンズを備え、
前記中間レンズ及び前記ディスプレイレンズの前記有効レンズ領域が、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の空間を画定し、１つ以上の光学要素が、前記空間を満たし、前記中間レンズと前記ディスプレイレンズを互いに接合し、前記空間において、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎ≧２０マイクロメートルである、光学レンズアセンブリ。

【請求項15】

前記空間を満たす前記１つ以上の光学要素が、１つ以上の接着剤層を備える、請求項１４に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項16】

前記空間を満たす前記１つ以上の光学要素が、リターダ層を備える、請求項１４に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項17】

前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の前記空間の間隙が、前記空間にわたって不規則に変化している、請求項１４に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項18】

ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、
眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、前記眼用レンズ及び前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、前記レンズがそれぞれ、前記ディスプレイによって放たれた前記画像を前記光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有し、それにより、少なくとも、対応する前記有効レンズ領域にわたって、
前記眼用レンズが、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、
前記中間レンズが、前記眼用レンズの前記第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、ｔｍａｘ２が、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きく、
前記ディスプレイレンズが、前記中間レンズの前記第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有するようになっている、中間レンズを備え、
前記中間レンズ及び前記眼用レンズの前記有効レンズ領域が、前記中間レンズの前記第１の主面と前記眼用レンズの前記第２の主面との間の空間を画定し、１つ以上の光学要素が、前記空間を満たし、前記中間レンズと前記眼用レンズを互いに接合し、前記空間において、前記中間レンズの前記第１の主面と前記眼用レンズの前記第２の主面との間の最小間隙がＨｍｉｎであり、前記中間レンズの前記第１の主面と前記眼用レンズの前記第２の主面との間の最大間隙がＨｍａｘであり、Ｈｍａｘ－Ｈｍｉｎ≧２０マイクロメートルである、光学レンズアセンブリ。

【請求項19】

前記空間を満たす１つ以上の前記光学要素が、１つ以上の接着剤層を備える、請求項１８に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項20】

前記空間を満たす１つ以上の前記光学要素が、反射偏光子を備える、請求項１８に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項21】

前記中間レンズの前記第１の主面と前記眼用レンズの前記第２の主面との間の前記空間の間隙（１３６）が、前記空間にわたって不規則に変化している、請求項１８に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項22】

光学レンズアセンブリであって、
ディスプレイレンズに隣接して配置され、前記ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘと、ｔｍａｘよりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎとを有し、前記ディスプレイレンズが、前記中間レンズの前記第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する、中間レンズと、
前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間に配置され、前記中間レンズの前記第２の主面及び前記ディスプレイレンズの前記第１の主面の少なくとも一方に接合された光学フィルムと、を備え、
前記中間レンズの前記第２の主面及び前記ディスプレイレンズの前記第１の主面が、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間に空間を画定し、前記空間において、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、前記中間レンズの前記第２の主面と前記ディスプレイレンズの前記第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎ≧２０マイクロメートルである、光学レンズアセンブリ。

【請求項23】

前記光学フィルムが、前記光学アセンブリに埋め込まれ、前記中間レンズの前記第２の主面及び前記ディスプレイレンズの前記第１の主面の一つとインサート成形される、請求項２２に記載の光学レンズアセンブリ。

【請求項24】

前記光学フィルムが、リターダ、反射偏光子、吸収偏光子、又はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムである、請求項２２に記載の光学レンズアセンブリ。

【発明の詳細な説明】

【発明の概要】

【0001】

本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む光学レンズアセンブリが提供される。レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。対応する有効レンズ領域にわたって、眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも２倍未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、中間レンズは、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、ｔｍａｘ１よりも少なくとも１．５倍大きい最大厚さｔｍａｘ２とを有し、ディスプレイレンズは、第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する。第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、眼用レンズの湾曲した第１の主面に近接して配置され、眼用レンズの第１の主面に実質的に適合する。第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの湾曲した第２の主面及び中間レンズの湾曲した第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。第１のリターダ層が、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に配置され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、ディスプレイレンズの湾曲した第２の主面に配置され、ディスプレイレンズの第２の主面に実質的に適合する。実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内（すなわち、人間にとって可視）の少なくとも１つの波長に対して、少なくとも部分的に光透過性の第１から第３の層はそれぞれ、第１の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも３０％を伝達し、少なくとも部分的に光透過性の第２及び第３の層はそれぞれ、直交する第２の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも３０％を阻止する。

【0002】

本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含み、レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する、光学レンズアセンブリが提供される。少なくとも、対応する有効レンズ領域にわたって、眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面を有し、眼用レンズの主面はそれぞれ、処方された表面プロファイルから第１の最大山対谷（peak-to-valley）だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、第１の最大山対谷の逸脱は、約１０マイクロメートルよりも小さく、眼用レンズは、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面とを有し、中間レンズの第１及び第２の主面の少なくとも一方は、処方された表面プロファイルから第２の最大山対谷だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、第２の最大山対谷の逸脱は、約１５マイクロメートルよりも大きく、中間レンズは、ｔｍａｘ１よりも少なくとも２倍大きい最大厚さｔｍａｘ２を有し、ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する。反射偏光子が、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの湾曲した第２の主面及び中間レンズの湾曲した第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達し、直交する第２の偏光状態を有する実質的に垂直な入射光の少なくとも５０％を反射する。

【0003】

本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含み、レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する、光学レンズアセンブリが提供される。少なくとも、対応する有効レンズ領域にわたって、眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、眼用レンズの第１の箇所における最大厚さｔｍａｘ１と、第１の箇所から距離ｄ１だけ離間した眼用レンズの第２の箇所における最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、それにより、ｔｍｉｎ１は、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さく、（ｔｍａｘ１－ｔｍｉｎ１）／ｄ１は、約０．１よりも小さくなる。中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなる。中間レンズは、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約１５ｎｍよりも小さい最大複屈折を有する。ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する。反射偏光子が、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの湾曲した第２の主面及び中間レンズの湾曲した第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。実質的に垂直な入射光、かつ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達し、直交する第２の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％を反射する。

【0004】

本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む光学レンズアセンブリが提供される。レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。少なくとも、対応する有効レンズ領域にわたって、眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなり、ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する。中間レンズ及びディスプレイレンズの有効レンズ領域は、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に空間を画定する。１つ以上の光学要素が、空間を満たし、中間レンズとディスプレイレンズを互いに接合する。空間において、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、それにより、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎは、約２０マイクロメートル以上である。

【0005】

本明細書のいくつかの態様では、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリであって、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む光学レンズアセンブリが提供される。レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。少なくとも、対応する有効レンズ領域にわたって、眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有し、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなり、ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する。中間レンズ及び眼用レンズの有効レンズ領域は、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間に空間を画定する。１つ以上の光学要素が、空間を満たし、中間レンズと眼用レンズを互いに接合する。空間において、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間の最小間隙がＨｍｉｎであり、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間の最大間隙がＨｍａｘであり、それにより、Ｈｍａｘ－Ｈｍｉｎは約２０マイクロメートル以上である。

【0006】

本明細書のいくつかの態様では、光学レンズアセンブリであって、ディスプレイレンズに隣接して配置され、ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘと、ｔｍａｘよりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎとを有し、ディスプレイレンズが、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する、中間レンズと、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に配置され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面の少なくとも一方に接合された光学フィルムと、を含む光学レンズアセンブリが提供される。中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面は、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に空間を画定し、空間において、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎ≧２０マイクロメートルである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】先行技術の典型的な２レンズ光学レンズアセンブリの破断側面図である。

【図2】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリの破断側面図である。

【図3A】本明細書のある実施形態による、図２の光学レンズアセンブリの側面図を提供し、更なる詳細を示す。

【図3B】本明細書のある実施形態による、図２の光学レンズアセンブリの側面図を提供し、更なる詳細を示す。

【図4】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリのレンズ境界面の詳細を示す。

【図5】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリの一部分のレンズ境界面の詳細を示す。

【図6A】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリの様々な層に関する垂直な入射光を定義する。

【図6B】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリの様々な層に関する垂直な入射光を定義する。

【図6C】本明細書のある実施形態による光学レンズアセンブリの様々な層に関する垂直な入射光を定義する。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

偏光反射屈折（すなわち、光の反射と屈折の両方を伴う）レンズ系は、高い形状精度と低い複屈折の両方を同時に有するレンズを必要とする。典型的な反射屈折レンズ系では、２つの表面が反射性であり、反射面が、入射角の２倍でビームを偏向させるため、高い形状精度が必要とされる。反射時の大きなビーム偏差のため、形状誤差（局所的な傾斜誤差を作り出す）が、反射時に大きな波面誤差をもたらす。偏光反射屈折レンズが偏光変換を使用して光路を「折り曲げる」ため、低い複屈折が必要とされる。レンズ内に存在する複屈折は、偏光状態を理想的な状態から改変し、結果として、レンズアセンブリのコントラストを低下させ、効率を低下させ、一次画像の輝度を低下させる。

【0010】

コンパクトかつ広視野の偏光反射屈折レンズ系を設計する場合、厚さの変化が大きい極端なレンズ形状が必要となることがある。成形プラスチックレンズ内の大きな厚さ変化により、著しい形状誤差と著しい複屈折の両方がもたらされることが、当該技術分野において周知である。形状誤差及び複屈折は両方とも、形状変化を引き起こし、内部応力を増大させる、射出成形プロセスの冷却段階中の熱収縮による。固有の引張応力、圧縮応力及び剪断応力により、レンズの局所的な屈折率が変化し、複屈折をもたらす。

【0011】

本明細書のいくつかの態様によれば、光学レンズアセンブリであって、構成要素レンズ（すなわち、光学レンズアセンブリを作製するために組み立てられ得る２つ以上のレンズ）の少なくとも１つのレンズが、強い屈折力を有しないため、厳密でない形状精度を有することが可能になり、構成要素レンズの別のレンズが、より容易な射出成形及び形状誤差の著しい低減を可能にするように形作られる、光学レンズアセンブリが提供される。例えば、光学レンズアセンブリの眼側に配置される構成要素レンズ（眼側レンズ、又は単に「眼用レンズ」）は、レンズにわたってほぼ一定の厚さで構成されてもよい。厚さが実質的に一定になるように眼用レンズを構成することにより、非常に小さい形状誤差を伴う眼用レンズを射出成形することが可能になる。

【0012】

本明細書のいくつかの態様によれば、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリが、眼用レンズ（すなわち、観察者の眼に最も近いレンズ）とディスプレイレンズ（すなわち、観察者に表示される画像を生成する、ディスプレイ又はピクチャ生成ユニットに最も近いレンズ）との間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む。レンズ（構成要素レンズ）はそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。

【0013】

いくつかの実施形態では、対応する有効レンズ領域にわたって以下が当てはまり得る。
眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約２倍未満、約１．９倍未満、約１．７倍未満、約１．５倍未満、約１．３倍未満、又は約１．１倍未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有してもよく、
中間レンズは、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、ｔｍａｘ１よりも少なくとも１．５倍、少なくとも２．０倍、少なくとも２．５倍、少なくとも３．０倍、少なくとも４．０倍、又は少なくとも５．０倍大きい最大厚さｔｍａｘ２とを有してもよく、
ディスプレイレンズは、第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有してもよい。

【0014】

いくつかの実施形態では、眼用レンズは、実質的に一定の厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの湾曲した第１の主面は、互いに直交する２つの方向に湾曲していてもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面は、実質的に平面状であってもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面は、少なくとも１つの方向に湾曲していてもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面は、実質的に円筒形であってもよい。いくつかの実施形態では、眼用レンズの湾曲した第１及び第２の主面の少なくとも一方は、互いに直交する２つの方向に湾曲していてもよい。

【0015】

いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムが、眼用レンズの湾曲した第１の主面に近接して配置され、眼用レンズの第１の主面に実質的に適合する。いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムは、眼用レンズの第１の主面に配置されてもよく、眼用レンズの第１の主面に実質的に適合してもよい。いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムは、接合層（例えば、光学接着剤層）によって眼用レンズの第１の主面に接合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムは、吸収偏光子であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルムは、光学的に透明な層であってもよい。

【0016】

いくつかの実施形態では、第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム（例えば、反射偏光子）が、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの湾曲した第２の主面及び中間レンズの湾曲した第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。第１のリターダ層（例えば、１／４波長板）が、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に配置され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面のそれぞれに実質的に適合する。

【0017】

いくつかの実施形態では、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルム（例えば、５０：５０ビームスプリッタフィルム）が、ディスプレイレンズの湾曲した第２の主面に配置され、ディスプレイレンズの第２の主面に実質的に適合する。いくつかの実施形態では、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルムは、ラミネーション、電気めっき、無電解めっき、真空蒸着、プラズマ強化化学蒸着、及び印刷のうちの１つ以上により、ディスプレイレンズの湾曲した第２の主面に配置されてもよい。

【0018】

この明細書の目的のために、「フィルム」という用語は、コーティング、薄膜、厚膜、単層フィルム、多層フィルム、ポリマーフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレートすなわちＰＥＴ）、又は層が隣接及び／若しくは接合される、レンズ若しくは構成要素と区別され得る任意の他の適切な層を意味し得る。

【0019】

いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内（すなわち、人間にとって可視）の少なくとも１つの波長に対して、少なくとも部分的に光透過性の第１から第３の層はそれぞれ、第１の偏光状態を有する垂直な入射光（例えば、層の基準ｘ軸に対して偏光された光）の少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％を伝達してもよく、少なくとも部分的に光透過性の第２及び第３の層はそれぞれ、直交する第２の偏光状態を有する垂直な入射光（例えば、ｘ軸に直交するフィルムの基準ｙ軸に対して偏光された光）の少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％を阻止する。いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、部分的に光透過性の第１の層（例えば、光学的に透明な層）は、第１及び第２の偏光状態のそれぞれに対して垂直な入射光の少なくとも８０％を伝達してもよい。いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、少なくとも部分的に光透過性の第１の層（例えば、吸収偏光子）は、第１の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％を伝達してもよく、第２の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも３０％を吸収してもよい。

【0020】

本明細書のいくつかの態様によれば、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリが、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含み、レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。

【0021】

いくつかの実施形態では、対応する有効レンズ領域にわたって以下が当てはまり得る。
眼用レンズ（すなわち、動作中に観察者の眼に最も近いレンズ構成要素）は、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面を有してもよく、眼用レンズの主面はそれぞれ、処方された表面プロファイルから第１の最大山対谷だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、第１の最大山対谷の逸脱は、約１０マイクロメートルよりも小さく、眼用レンズは、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有し、
中間レンズ（すなわち、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置されるレンズ構成要素）は、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面とを有してもよく、中間レンズの第１及び第２の主面の少なくとも一方は、処方された表面プロファイルから第２の最大山対谷だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有し、第２の最大山対谷の逸脱は、約１５マイクロメートルよりも大きく、中間レンズは、ｔｍａｘ１よりも少なくとも約２倍大きい最大厚さｔｍａｘ２を有し、
ディスプレイレンズ（すなわち、ディスプレイに最も近く、観察者から最も遠いレンズ構成要素）は、中間レンズの第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有してもよい。

【0022】

いくつかの実施形態では、反射偏光子が、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの第２の主面及び中間レンズの第１の主面のそれぞれに実質的に適合してもよい。いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、反射偏光子は、第１の偏光状態（例えば、ｘ軸）を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％を伝達してもよく、直交する第２の偏光状態（例えば、ｙ軸）を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％を反射してもよい。

【0023】

本明細書のいくつかの態様によれば、ディスプレイによって放たれた画像を観察者に表示するための光学レンズアセンブリが、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含み、レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。

【0024】

いくつかの実施形態では、対応する有効レンズ領域にわたって以下が当てはまり得る。
眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、眼用レンズの第１の箇所における最大厚さｔｍａｘ１と、第１の箇所から距離ｄ１だけ離間した眼用レンズの第２の箇所における最小厚さｔｍｉｎ１とを有してもよく、それにより、ｔｍｉｎ１は、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さくなり、（ｔｍａｘ１－ｔｍｉｎ１）／ｄ１は、約０．１よりも小さくなり、
中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有してもよく、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなり、中間レンズは、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して約１５ｎｍよりも小さい最大複屈折を有してもよく、
ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に接合された第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有してもよい。

【0025】

いくつかの実施形態では、反射偏光子が、眼用レンズの湾曲した第２の主面と中間レンズの湾曲した第１の主面との間に配置され、眼用レンズの第２の主面及び中間レンズの第１の主面のそれぞれに実質的に適合してもよい。いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、反射偏光子は、第１の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％を伝達してもよく、直交する第２の偏光状態を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも７０％を反射する。

【0026】

本明細書のいくつかの態様によれば、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリが、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む。レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。

【0027】

いくつかの実施形態では、対応する有効レンズ領域にわたって以下が当てはまり得る。
眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有してもよく、
中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有してもよく、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなり、
ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有してもよい。

【0028】

いくつかの実施形態では、中間レンズ及びディスプレイレンズの有効レンズ領域は、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に空間を画定してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学要素が、空間を満たし、中間レンズとディスプレイレンズを互いに接合してもよい。いくつかの実施形態では、空間を満たす１つ以上の光学要素は、１つ以上の接着剤層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、空間を満たす１つ以上の光学要素は、リターダ層（例えば、１／４波長板）を含んでもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の空間内の間隙が、空間にわたって不規則に変化している。すなわち、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に画定された空間は、１つ以上の光学要素で満たされていない（すなわち、光学要素が省略されている）ときに、空間の１つ以上の方向に沿って変化していてもよい。

【0029】

いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の空間内に画定された最小間隙がＧｍｉｎであり、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、それにより、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎは、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、又は約３０マイクロメートル以上になる。

【0030】

本明細書のいくつかの態様によれば、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って観察者に表示するための光学レンズアセンブリが、眼用レンズとディスプレイレンズとの間に配置され、眼用レンズ及びディスプレイレンズに接合された中間レンズを含む。レンズはそれぞれ、ディスプレイによって放たれた画像を光軸に沿って透過させるように構成された最大レンズ領域として画定された有効レンズ領域を有する。

【0031】

いくつかの実施形態では、対応する有効レンズ領域にわたって以下が当てはまり得る。
眼用レンズは、互いに反対側にある湾曲した第１及び第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有してもよく、
中間レンズは、眼用レンズの第２の主面に接合された湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘ２と、ｔｍａｘ２よりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎ２とを有してもよく、それにより、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも３０％大きくなり、
ディスプレイレンズは、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有してもよい。

【0032】

いくつかの実施形態では、中間レンズ及び眼用レンズの有効レンズ領域は、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間に空間を画定してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の光学要素が、空間を満たし、中間レンズと眼用レンズを互いに接合してもよい。いくつかの実施形態では、空間を満たす１つ以上の光学要素は、１つ以上の接着剤層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、空間を満たす１つ以上の光学要素は、反射偏光子を含んでもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間の空間内の間隙が、空間にわたって不規則に変化していてもよい。すなわち、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間に画定された空間は、１つ以上の光学要素で満たされていない（すなわち、光学要素が省略されている）ときに、空間の１つ以上の方向に沿って変化していてもよい。

【0033】

いくつかの実施形態では、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間の空間内に画定された最小間隙がＨｍｉｎであり、中間レンズの第１の主面と眼用レンズの第２の主面との間の最大間隙がＨｍａｘであり、それにより、Ｈｍａｘ－Ｈｍｉｎは、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、又は約３０マイクロメートル以上になる。

【0034】

本明細書のいくつかの態様によれば、光学レンズアセンブリが、ディスプレイレンズに隣接して配置され、ディスプレイレンズに接合された中間レンズであって、湾曲した第１の主面と、反対側の第２の主面と、最大厚さｔｍａｘと、ｔｍａｘよりも約３０％超小さい最小厚さｔｍｉｎとを有し、ディスプレイレンズが、中間レンズの第２の主面に面する第１の主面と、反対側の湾曲した第２の主面とを有する、中間レンズと、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に配置され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面の少なくとも一方に接合された光学フィルムと、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面の一つとインサート成形され、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面の一方に埋め込まれてもよい（すなわち、光学フィルムは、中間レンズ又はディスプレイレンズのいずれかと一体化され、中間レンズとディスプレイレンズとの間に埋め込まれるように配置されてもよい）。いくつかの実施形態では、光学フィルムは、リターダ、反射偏光子、吸収偏光子、又はポリマーフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）であってもよい。

【0035】

いくつかの実施形態では、中間レンズの第２の主面及びディスプレイレンズの第１の主面は、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間に空間を画定してもよく、空間において、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、中間レンズの第２の主面とディスプレイレンズの第１の主面との間の最大間隙がＧｍａｘであり、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎは、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、又は約３０マイクロメートル以上である。

【0036】

ここで図面を参照すると、図１は、先行技術の典型的な２レンズ光学レンズアセンブリの破断側面図である。２構成要素（又は「２レンズ」）光学レンズアセンブリにおける先行技術のレンズ１５０は、観察者側レンズ又は観察者レンズ１５に配置され、それに接合されたディスプレイ側レンズ又はディスプレイレンズ５０を特徴とする。ディスプレイレンズ５０は、ディスプレイ１０（「ピクチャ生成ユニット」又はＰＧＵ）に隣接して配置され、ディスプレイは、知覚画像１２として観察者２０の眼によって観察される、レンズアセンブリ１５０を透過する画像１１を生成する。観察者レンズ１５は、湾曲した第１の主面１４及び実質的に平面状の第２の主面１６を有する。この破断側面図において、第１の主面１４及び第２の主面１６は、観察者レンズ１５にわたって厚さが変化している断面を画定する。観察者２０に最も近い観察者レンズ１５の第１の主面１４は、その上に配置された反射偏光子（図示せず）を典型的に有する。観察者レンズ１５にわたる厚さの著しい変化のため、レンズは、高い残留成形応力を有することが予想され、結果として高い複屈折をもたらす可能性がある。観察者レンズ１５は、部品にわたる熱収縮の差による大きな形状誤差も有する。

【0037】

加えて、観察者レンズ１５がインサート成形又は「成形同時加飾（in-mold decoration）」プロセスによって製造される場合（すなわち、反射偏光子がインサート成形プロセス中に第１の主面１４上に配置される一方、レンズが冷却される）、レンズは、弾性係数及び熱膨張係数（ＣＴＥ）などの異方性の高い熱機械特性による大きな形状誤差を有することがある。

【0038】

図２は、本明細書による光学レンズアセンブリのある実施形態の破断側面図であり、図３Ａ及び図３Ｂは、図２の光学レンズアセンブリの側面図を提供し、追加の詳細及び層を示す。光学レンズアセンブリを高いレベルで示す図２をまず見ると、光学レンズアセンブリ２００は、ディスプレイレンズ５０と眼側レンズ又は眼用レンズ４０との間に配置され、それらに接合された中間レンズ３０を含む。すなわち、図１において単一構成要素の観察者レンズ１５として実装されたものが、図２の実施形態では２つのレンズ構成要素、すなわち中間レンズ３０及び眼用レンズ４０に分割される。レンズアセンブリを３つのレンズ構成要素として実装することにより、眼用レンズ４０を厚さが実質的に一定の薄いレンズとして構成することが可能であり、図１の先行技術の実施形態に見られる、厚さが変化している単一部品の観察者レンズ１５にわたる形状誤差が大幅に低減される。図１の観察者レンズ１５などの先行技術のレンズ構成要素と比較して、眼用レンズ４０は、より低い複屈折、減少した反り、減少した形状誤差、減少した非点収差、及び増加した信頼性を有し得る。例えば、眼用レンズ４０は、形状又は形態の著しい変化を伴わずに、極端な温度範囲及び湿度変動に耐える改善された能力を有し得る。加えて、中間レンズ３０は、厳しい形状公差を有する必要がなく、厳しい形状公差を維持するための過度の努力なしに低い複屈折のために最適化できるので、成形がより容易である。いくつかの実施形態では、中間レンズ３０の嵌合面（すなわち、眼用レンズ４０及びディスプレイレンズ５０に接合される表面）は、強屈折面でも反射面でもなく、例えば、接合されるレンズ構成要素と同様の屈折率を伴う、光学セメント等の光学的に透明な接着剤を使用して、眼用レンズ４０及びディスプレイレンズ５０に接合することができる。

【0039】

図３Ａ及び図３Ｂは、図２の光学レンズアセンブリ２００に関する更なる詳細を提供し、これらの図を以下の説明のために一緒に確認されたい。光学レンズアセンブリ２００は、眼用レンズ４０とディスプレイレンズ５０との間に配置され、それらに接合された中間レンズ３０を含む。いくつかの実施形態では、中間レンズ３０は、湾曲した第１の主面３２と、反対側の第２の主面３３とを有する。いくつかの実施形態では、ディスプレイレンズ５０は、第１の主面５２と、反対側の湾曲した第２の主面５３とを有する。いくつかの実施形態では、眼用レンズ４０は、互いに反対側にある湾曲した第１の主面４２及び湾曲した第２の主面４３を有する。

【0040】

いくつかの実施形態では、眼用レンズの主面４２、４３はそれぞれ、処方された表面プロファイルから第１の最大山対谷値だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有してもよく、第１の最大山対谷の逸脱は、約１０マイクロメートルよりも小さくてもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズ３０の第１の主面３２及び第２の主面３３の少なくとも一方は、処方された表面プロファイルから第２の最大山対谷値だけ逸脱する実際の表面プロファイルを有してもよく、第２の最大山対谷の逸脱は、約１５マイクロメートル、約２０マイクロメートル、又は約２５マイクロメートルよりも大きい。

【0041】

図３Ｂを見ると、いくつかの実施形態では、眼用レンズは、最大厚さｔｍａｘ１と、ｔｍａｘ１よりも約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、又は約１５％未満小さい最小厚さｔｍｉｎ１とを有してもよい。いくつかの実施形態では、ｔｍａｘ１は、眼用レンズ４０の第１の箇所に位置し、ｔｍｉｎ１は、眼用レンズ４０の第２の箇所に位置し、第２の箇所は、第１の箇所から距離ｄ１にある。いくつかの実施形態では、（ｔｍａｘ１－ｔｍｉｎ１）／ｄ１の値は、約０．１よりも小さくてもよい。いくつかの実施形態では、中間レンズ３０は、最小厚さｔｍｉｎ２及び最大厚さｔｍａｘ２を有してもよく、ｔｍａｘ２は、ｔｍａｘ１よりも少なくとも２倍、少なくとも３倍、又は少なくとも４倍大きい。

【0042】

いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０が、眼用レンズ４０の湾曲した第１の主面４２に配置され、それに実質的に適合する。いくつかの実施形態では、この第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０は、吸収偏光子であってもよい。いくつかの実施形態では、この第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０は、光学的に透明なフィルムであってもよい。いくつかの実施形態では、第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０は、接合層１１０によって眼用レンズ４０の湾曲した第１の主面４２に接合されてもよい。

【0043】

いくつかの実施形態では、第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム７０が、眼用レンズ４０の湾曲した第２の主面４３と中間レンズ３０の湾曲した第１の主面３２との間に配置され、眼用レンズ４０の湾曲した第２の主面４３と中間レンズ３０の湾曲した第１の主面３２のそれぞれに実質的に適合する。いくつかの実施形態では、第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム７０は、反射偏光子であってもよい。いくつかの実施形態では、第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム７０は、１つ以上の接着剤層８３によって、眼用レンズ４０の湾曲した第２の主面４３及び中間レンズ３０の湾曲した第１の主面３２に接合されてもよい。

【0044】

いくつかの実施形態では、眼用レンズ４０は、実質的に一定の厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、眼用レンズ４０は、射出成形又はインサート成形プロセスを使用して作製されてもよい。いくつかの実施形態では、眼用レンズ４０は、眼用レンズ４０の両側にある第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０及び第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム７０と成形されてもよい。これにより、互いに反対側にある湾曲した第１の主面４２及び湾曲した第２の主面４３に配置された内側コア及び外側「スキン」を有する「サンドイッチ」構造が作り出される。

【0045】

いくつかの実施形態では、第１のリターダ層８０が、中間レンズ３０の第２の主面３３とディスプレイレンズ５０の第１の主面５２との間に配置され、それらのそれぞれに実質的に適合してもよい。いくつかの実施形態では、第１のリターダ層８０は、１つ以上の接着剤層８１、８３によって、中間レンズ３０の第２の主面３３及びディスプレイレンズ５０の第１の主面５２に接合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１のリターダ層８０は、中間レンズ３０又はディスプレイレンズ５０のいずれかとインサート成形（すなわち、一体化）されてもよい。そのような実施形態では、第１のリターダ層８０は、中間レンズ３０とディスプレイレンズ５０との間に埋め込まれてもよい。いくつかの実施形態では、第１のリターダ層８０は、１／４波長板であってもよい。

【0046】

いくつかの実施形態では、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルム９０が、ディスプレイレンズ５０の湾曲した第２の主面５３に配置され、それに実質的に適合してもよい。いくつかの実施形態では、第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルム９０は、５０：５０のビームスプリッタフィルムであってもよい。

【0047】

これらのレンズ構成要素（すなわち、中間レンズ３０、眼用レンズ４０、及びディスプレイレンズ５０）はそれぞれ、有効レンズ領域を有し、有効レンズ領域は、観察者２０の眼によって知覚画像１２として観察される、ディスプレイ１０によって放たれた画像１１を光学レンズアセンブリ２００に透過させるように構成された最大レンズ領域として画定される。これらの有効レンズ領域は、ディスプレイレンズ５０の有効レンズ領域５１、眼用レンズ４０の有効レンズ領域４１、及び中間レンズ３０の有効レンズ領域３１を含む。

【0048】

例示的な一実施形態では、画像１１は、画像光線９５としてディスプレイ１０によって伝達される。画像光線９５は、ディスプレイ１０から光学レンズアセンブリ２００に向けて伝達され、最初に５０：５０ビームスプリッタフィルム９０に入射し、ディスプレイレンズ５０を透過する。次いで、画像光線９５は、１／４波長板８０を通過し、反射偏光子７０によって反射され、１／４波長板８０を通過して戻り、ビームスプリッタフィルム９０によって反射され、最後に１／４波長板８０を通過して戻り、反射偏光子７０（ここでは通過に適切な偏光状態にある）を通って、眼用レンズ４０を通って出て、観察者２０の眼に知覚される画像１２を光軸１２０に沿って作り出し得る。様々なレンズ構成要素を通る画像光線９５の経路は、有効レンズ領域５１、３１及び４１のそれぞれを画定する。有効レンズ領域５１、３１及び４１の境界をより良く示すために、図３Ａには、最も外側の画像光線９５のみが例として示されていることに留意されたい。

【0049】

いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光１０１（入射光１０１、図６Ｂを参照）、かつ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長（例えば、約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ範囲内の人間にとって可視の光）に対して、反射偏光子は、第１の偏光状態（例えば、フィルムのｘ軸に一致する）を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも６５％を伝達してもよく、直交する第２の偏光状態（例えば、フィルムのｙ軸に一致する）を有する垂直な入射光の少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、又は少なくとも６５％を反射する。

【0050】

いくつかの実施形態では、実質的に垂直な入射光、かつ約４５０ｎｍ～約６５０ｎｍに及ぶ可視波長範囲内の少なくとも１つの波長に対して、少なくとも部分的に光透過性の第１から第３の層はそれぞれ、第１の偏光状態（ｘ軸）を有する垂直な入射光の少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、又は少なくとも４５％を伝達し、少なくとも部分的に光透過性の第２及び第３の層はそれぞれ、直交する第２の偏光状態（ｙ軸）を有する垂直な入射光の少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、又は少なくとも４５％を阻止する。第３の少なくとも部分的に光透過性のフィルム９０への垂直な入射光１０２の定義については、図６Ａを参照されたい。第２の少なくとも部分的に光透過性のフィルム７０への垂直な入射光１０１の定義については、図６Ｂを参照されたい。第１の少なくとも部分的に光透過性のフィルム６０への垂直な入射光１００の定義については、図６Ｃを参照されたい。

【0051】

図４は、ディスプレイレンズ５０と中間レンズ３０との間の境界面に関する更なる詳細を示す光学レンズアセンブリ２００の代替図を示し、図５は、眼用レンズ４０と中間レンズ３０との間の境界面に関する更なる詳細を示す。図４及び図５における構成要素の多くは、図３から繰り返されており、同様の番号が付された構成要素は、明示的に別様に述べない限り、本明細書の他の箇所ですでに説明したのと同様の機能を有するものと想定される。

【0052】

図４をまず見ると、光学レンズアセンブリ２００が、眼用レンズ４０とディスプレイレンズ５０との間に配置され、それらに接合された中間レンズ３０を含む。ディスプレイレンズ５０と中間レンズ３０との間の境界面は、詳細を誇張して示されており、（ディスプレイレンズ５０の）表面５２及び（中間レンズ３０の）表面３３が著しい表面プロファイル誤差を有し得ることを示している。すなわち、中間レンズ３０及びディスプレイレンズ５０は、強い屈折力を有しないので、厳密でない形状精度を有することが可能になり、ディスプレイレンズ５０及び中間レンズ３０のそれぞれの有効レンズ領域５１及び３１により、これらのレンズ構成要素の間に空間１３０がそれぞれ画定され、１つ以上の光学要素（例えば、接着充填材及び／又はリターダ層）によって満たされ得る。この空間１３０において、中間レンズ３０の第２の主面３３とディスプレイレンズ５０の第１の主面５２との間の最小間隙がＧｍｉｎであり、中間レンズ３０の第２の主面３３とディスプレイレンズ５０の第１の主面５２との間の最大間隙がＧｍａｘであり、それにより、Ｇｍａｘ－Ｇｍｉｎの値は、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、又は約３０マイクロメートル以上である。いくつかの実施形態では、空間１３０内の中間レンズ３０とディスプレイレンズ５０との間の間隙１３１が、空間１３０にわたって不規則に変化していてもよい。

【0053】

図５は、眼用レンズ４０と中間レンズ３０との間の境界面に関する同様の詳細を示す。明確さのために、光学レンズアセンブリ２００Ａの一部分のみが示され、眼用レンズ４０と中間レンズ３０との間の境界面に焦点が当てられていることに留意されたい。眼用レンズ４０と中間レンズ３０との間の境界面は、詳細を誇張して示されており、（眼用レンズ４０の）表面４３及び（中間レンズ３０の）表面３２が、著しい表面プロファイル誤差を有し得る。すなわち、中間レンズ３０及び眼用レンズ４０の少なくとも表面４３は、厳密でない形状精度を有し得る。眼用レンズ４０及び中間レンズ３０のそれぞれの有効レンズ領域４１及び３１により、これらのレンズ構成要素の間に空間１３５が画定され、１つ以上の光学要素（例えば、接着剤充填材及び／又は反射偏光子）によって満たされ得る。この空間１３５において、中間レンズ３０の第１の主面３２と眼用レンズ４０の第２の主面４３との間の最小間隙がＨｍｉｎであり、中間レンズ３０の第１の主面３２と眼用レンズ４０の第２の主面４３との間の最大間隙がＨｍａｘであり、それにより、Ｈｍａｘ－Ｈｍｉｎの値は、約２０マイクロメートル以上、約２５マイクロメートル以上、又は約３０マイクロメートル以上である。いくつかの実施形態では、空間１３５内の中間レンズ３０と眼用レンズ４０との間の間隙１３６が、空間１３５にわたって不規則に変化していてもよい。

【0054】

「約（about）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。特徴部のサイズ、量、及び物理的特性を表す量に適用される「約」の使用が、本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者にとって別途明らかではない場合、「約」とは、特定の値の１０パーセント以内を意味すると理解されよう。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０．９～１．１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。

【0055】

「実質的に（substantially）」などの用語は、これらが本明細書に使用及び記載されている文脈において、当業者によって理解されよう。「実質的に等しい（substantially equal）」の使用が、これが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、「実質的に等しい」は、ほぼ等しいことを意味し、ほぼ（about）は上記のとおりである。「実質的に平行（substantially parallel）」の使用が、これが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、「実質的に平行」は、平行の３０度以内を意味する。互いに実質的に平行として記載されている方向又は表面は、いくつかの実施形態では、平行の２０度以内、若しくは１０度以内であり得る、又は平行若しくは名目上平行であり得る。「実質的に位置合わせされている（substantially aligned）」の使用が、これが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、「実質的に位置合わせされている」は、位置合わせされている対象の幅の２０％以内で位置合わせされていることを意味する。実質的に位置合わせされていると記載されている対象は、いくつかの実施形態では、位置合わせされている対象の幅の１０％以内又は５％以内で位置合わせされてもよい。

【0056】

上記において参照された参照文献、特許、又は特許出願の全ては、それらの全体が参照により本明細書に一貫して組み込まれている。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。

【0057】

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。特定の実施形態が本明細書において図示及び説明されているが、図示及び記載されている特定の実施形態は、本開示の範囲を逸脱することなく、様々な代替的実施態様及び／又は等価の実施態様によって置き換えられ得ることが、当業者には理解されよう。本出願は、本明細書で論じられた特定の実施形態のいずれの適応例又は変形例も包含することが意図されている。したがって、本開示は、特許請求の範囲及びその均等物によってのみ限定されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【国際調査報告】