KR20160104662A - 근안 디스플레이 시스템을 위한 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 - Google Patents

근안 디스플레이 시스템을 위한 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 Download PDF

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Abstract

렌즈(120)가 서로 일치하도록 형상화된 적어도 2개의 섹션들 또는 몸체들(122, 124)로부터 형성되고 다층 광학 필름(125)이 이들 2개의 섹션들 사이에 개재된다. 각각의 섹션의 매끄러운 표면(121a, 124a)이 렌즈의 제1 광학 표면(120a), 예컨대, 오목, 볼록, 또는 평탄 광학 표면을 제공하도록 조합된다. 다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 중합체 층들의 스택을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이다. 따라서, 다층 광학 필름은 예컨대 반사형 편광기 및/또는 협대역 또는 그와 달리 노치형 반사기일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 2개의 섹션의 매끄러운 표면들을 분리하는 연장된 종단부(125t1)를 갖는다. 연장된 종단부를 따라서 존재할 수 있는 크랙 또는 탈층과 같은 임의의 에지 결함이 100 또는 50 마이크로미터 이하의 평균 결함 거리에 의해 특징지어진다.

Description

근안 디스플레이 시스템을 위한 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈{LENS WITH EMBEDDED MULTILAYER OPTICAL FILIM FOR NEAR-EYE DISPLAY SYSTEMS}
본 발명은 대체적으로 렌즈, 및 빔스플리팅(beamsplitting)을 위한 부분 반사 요소를 포함하는 렌즈에 대한 특정 적용과 관련된 광학 구성요소에 관한 것이다. 본 발명은 또한 관련되는 물품, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
광학 빔스플리터는 공지되어 있다. 일부 빔스플리터는 사이에 반사 필름을 두고 2개의 프리즘을 함께 접합시킴으로써 제조된다. 반사 필름은 전형적으로 빔스플리터의 서로 반대편인 에지들 사이에 연장된다. 예컨대, 미국 특허 제7,329,006호(아스투엔(Aastuen) 외) 참조.
둘 이상의 단순 렌즈들이 서로 접합된 복합 렌즈들을 포함하는, 렌즈들이 또한 공지되어 있다. 미국 특허 제5,654,827호(라이헤르트(Reichert))에는 렌즈가 빔스플리터에 의해 2개의 부분으로 나뉘어져 있는 렌즈들이 논의되고 있다.
헤드 업 디스플레이(Head-Up Display) 또는 헤드 마운트 디스플레이(Head-Mounted Display)(본 명세서에서는 집합적으로 HUD로 지칭됨)는 사용자의 시야의 전부 또는 일부를 채우는 이미지를 투영할 수 있다. 일부 HUD는 투영된 이미지를 외부 환경의 일상적인 이미지와 통합하는 광 조합기를 사용한다. 일부 경우에, HUD는 안경의 폼 팩터(form factor)와 유사한 폼 팩터를 가질 수 있는 근안 디스플레이(NED)이다. 예컨대 미국 특허 제6,353,503호(스핏저(Spitzer) 외) 참조.
근안 디스플레이 및 유사 시스템에서, 안경의 렌즈 부분은 바람직하게는 월드 뷰(world view) 및 증강 (투영된) 뷰를 조합하고, 최소의 아티팩트(artifact)로 고품질의 광학적 성능을 제공하고, 또한 안경에 대한 전형적인 정상적인 취급 및 사용을 견디기에 충분히 강인하다.
보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 중합체 층들의 스택을 포함하는 다층 광학 필름이 최소의 아티팩트와 함께 고품질의 광학적 성능이 요구되는 다양한 응용예에서, 예컨대, 랩톱 컴퓨터를 위한 백라이트형 디스플레이 응용예에서, 많은 시간동안 지금까지 사용되어 왔다. 그러나, 빔스플리터로서 기능하도록 그러한 필름을 렌즈 내로 매설하는 것은 - 특히 빔스플리터는 렌즈의 광학 축에 대해 축외(off-axis)에 있도록 설계되고, 또한 스택 내의 중합체 층의 적어도 일부는 복굴절성임 -, 소정의 설계 문제를 갖고 결코 사소한 일이 아니다. 렌즈의 광학 축과 광학 필름의 배향 사이의 오정렬의 정도가 충분히 큰 경우, 광학 필름은 렌즈의 광학 표면과 만날 수 있거나 그와 교차할 수 있다. 그러한 교차는 광학 표면이 양분되어, 다층 광학 필름의 에지가 양분된 광학 표면의 두 부분들 사이의 분리 선을 형성한다. 복굴절성인 중합체 층은 등방성인 것보다 더 취성인 경향이 있고, 따라서, 복굴절 중합체 층을 포함하는 다층 광학 필름의 에지는 복굴절 층을 포함하지 않는 대안적인 필름보다 더 많은 그러한 에지에서의 파손, 크랙, 및/또는 탈층을 갖는 경향을 띨 수 있다. 필름의 에지에 존재한다면, 그러한 파손, 크랙, 및 다른 에지 결함은 렌즈의 광학적 성능을 상당히 감소시키는 잠재력을 갖는데, 이는 특히 바로 입사 광선의 경로의 그리고 광학 시스템의 투명 개구 내의 렌즈의 광학 표면에 또는 그 근처에 결함이 위치되기 때문이다.
복굴절 중합체 층을 포함하는 다층 광학 필름이 렌즈 내에 성공적으로 매설되어 근안 디스플레이 및 유사한 응용예에 적합할 수 있는 빔스플리팅 기능을 제공할 수 있다는 것을 알아냈다. 렌즈의 광학 축과 다층 광학 필름의 배향 사이의 오정렬의 정도가 렌즈의 광학 표면이 필름에 의해 양분되도록 하는 것인 경우, 양분된 광학 표면의 부분들 사이의 분리 선을 형성하는 다층 광학 필름의 에지가 파손, 크랙, 또는 탈층과 같은 과도한 결함을 갖지 않는 것을 보장하도록 주의를 기울여, 그에 따라서 렌즈의 고품질의 광학적 성능을 가능하게 할 수 있다. 필름 에지가 최소 에지 결함을 갖는 것을 보장하여, 제품 제조, 설치, 또는 사용 동안 렌즈에 존재할 수 있는 응력의 존재 하에서 (예컨대, 필름 전체를 통하여 퍼지는 에지 탈층으로 인한) 필름 에지에서의 렌즈의 파단 가능성을 감소시킴으로써 제품 강인성을 또한 또는 대안적으로 향상시킬 수 있다.
따라서, 렌즈가 서로 일치하도록 형상화된 적어도 2개의 섹션들 또는 몸체들로부터 형성되고 다층 광학 필름이 이들 2개의 섹션들 사이에 개재된 렌즈가 개시되어 있다. 각각의 섹션의 매끄러운 표면이 렌즈의 제1 광학 표면, 예컨대, 오목, 볼록, 또는 평탄 광학 표면을 제공하도록 조합된다. 다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 중합체 층들의 스택을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이다. 따라서, 다층 광학 필름은 예컨대 반사형 편광기 및/또는 협대역 또는 그와 달리 노치형 반사기일 수 있거나, 이를 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 2개의 섹션의 매끄러운 표면들을 분리하는 연장된 에지 또는 종단부를 갖는다. 연장된 종단부를 따라서 존재할 수 있는 크랙 또는 탈층과 같은 임의의 에지 결함이 100 또는 50 마이크로미터 이하의 평균 결함 거리에 의해 특징지어진다.
무엇보다도, 원주 표면에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 렌즈 - 그러한 렌즈는 또한 제1 및 제2 렌즈 섹션 및 제1 렌즈 섹션과 제2 렌즈 섹션 사이에서 렌즈 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함함 - 가 또한 설명된다. 제1 렌즈 섹션은 제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖고, 제2 렌즈 섹션은 제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면, 및 측 표면을 갖는다. 다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 복수의 중합체 층들을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이다. 렌즈의 제1 광학 표면은 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함한다. 제2 광학 표면은 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함한다. 다층 광학 필름은 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함한다.
원주 표면은 제1 렌즈 섹션의 측 표면 및 제2 렌즈 섹션의 측 표면을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 제1 광학 표면은 제1 연장된 종단부를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 제1 연장된 종단부는 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 노치에 배치될 수 있고, 제1 연장된 노치는 깊이가 250 마이크로미터 이하일 수 있다.
다층 광학 필름이 제1 연장된 종단부를 따라서 어떠한 에지 결함을 갖는 한, 그러한 에지 결함이 100 마이크로미터 이하, 또는 50 마이크로미터 이하의 제1 평균 결함 거리에 의해 특징지어질 수 있다.
제1 광학 표면은 만곡될 수 있고, 제1 연장된 종단부는 아크 형상일 수 있다. 대신에, 제1 광학 표면은 평탄할 수 있고, 제1 연장된 종단부는 직선일 수 있다.
제1 렌즈 섹션은 또한 제2 매끄러운 표면을 가질 수 있고, 제2 광학 표면은 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함할 수 있고, 다층 광학 필름은 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 종단부를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 제2 광학 표면은 또한 제2 연장된 종단부를 포함할 수 있다. 제2 연장된 종단부는 대안적으로 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 노치에 배치될 수 있다. 다층 광학 필름이 제2 연장된 종단부를 따라서 어떠한 에지 결함을 갖는 한, 그러한 에지 결함이 100 마이크로미터 이하, 또는 50 마이크로미터 이하의 제2 평균 결함 거리에 의해 특징지어질 수 있다.
다층 광학 필름은 수직 입사 광의 적어도 하나의 가시광 파장에 대한 반사형 편광기로서 구성될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 다층 광학 필름은 수직 입사 광의 적어도 하나의 편광 상태에 대한 노치 필터로서 구성될 수 있다. 그러한 경우에, 다층 광학 필름은 또한 수직 입사 광의 적어도 하나의 가시광 파장에 대한 반사형 편광기로서 구성될 수 있다.
렌즈는 또한, 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면, 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면, 및 제1 연장된 종단부를 덮는 보호 코팅을 포함할 수 있다. 렌즈는 또한 제1 광학 표면 또는 제2 광학 표면을 덮는 흡수 층을 포함할 수 있고, 흡수 층은 흡수 편광기일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 렌즈는 또한 복합 렌즈를 제공하도록 제2 렌즈에 접합될 수 있다. 렌즈는 또한, 이미징 광을 다층 광학 필름을 향하여 지향시키도록 배치된 이미징 디바이스를 또한 포함하는 시스템의 일부일 수 있다. 다층 광학 필름은 제1 특징의 가시광을 선택적으로 반사시키고 제2 특징의 가시광을 선택적으로 투과시키도록 구성될 수 있고, 이미징 광은 제1 특징을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 특징은 각각 제1 및 제2 직교 편광 상태일 수 있고, 렌즈는 제2 편광 상태의 광을 흡수하도록 구성된 흡수 편광기를 추가로 포함할 수 있다. 시스템은 안경류일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
원주 표면에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 광학 구성요소 - 그러한 광학 구성요소는 제1 섹션, 제2 섹션, 및 제1 섹션과 제2 섹션 사이에서 광학 구성요소 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함함 - 가 또한 설명된다. 제1 섹션은 제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 가질 수 있고, 제2 섹션은 제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면, 및 측 표면을 가질 수 있고, 제2 섹션은 제1 섹션과 일치하도록 형상화될 수 있다. 다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 배열된 복수의 중합체 층들을 포함할 수 있고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이다. 제1 광학 표면은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함할 수 있고, 제2 광학 표면은 제2 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고, 다층 광학 필름은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 제1 및 제2 광학 표면 둘 모두는 평탄할 수 있다.
렌즈를 제조하는 방법이 또한 개시되어 있는데, 그러한 방법은 제1 광학 몸체, 및 제1 광학 몸체와 일치하도록 형상화된 제2 광학 몸체를 제공하는 단계; 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 복수의 중합체 층을 포함하는 다층 광학 필름을 제공하는 단계 - 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성임 -; 복합 광학 몸체를 형성하도록 다층 광학 필름이 사이에 개재된 채로 제1 광학 몸체와 제2 광학 몸체를 접합하는 단계; 복합 광학 몸체에 제1 광학 표면을 형성하는 단계 - 형성하는 단계는 제1 매끄러운 표면을 제1 광학 몸체에 그리고 제2 매끄러운 표면을 제2 광학 몸체에 부여하도록 수행되고, 제1 및 제2 매끄러운 표면은 제1 광학 표면의 일부이고, 광학 몸체는 또한 제1 광학 표면에 반대편인 제2 광학 표면, 및 제1 광학 표면과 제2 광학 표면을 연결하는 원주 표면을 갖거나 갖도록 제조됨 -; 및 제1 매끄러운 표면을 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 연장된 종단부를 따라서 다층 광학 필름을 종단시키는 단계를 포함한다.
종단시키는 단계는 다층 광학 필름 내의 연장된 종단부를 따른 에지 결함을 피하도록 수행되어, 어떠한 그러한 에지 결함도 100 마이크로미터 이하 또는 50 마이크로미터 이하의 제1 평균 결함 거리에 의해 특징지어질 수 있다. 종단시키는 단계는 다층 광학 필름의 단부를 연마하는 단계를 포함할 수 있고, 형성하는 단계는 제1 및 제2 광학 몸체를 연마하는 단계를 포함할 수 있다.
관련 방법, 시스템 및 용품이 또한 논의된다.
본 발명의 이들 및 다른 태양은 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나, 어떠한 경우에도, 상기의 개요는 청구된 요지에 대한 제한으로서 해석되어서는 안되며, 그 요지는 절차의 수행 동안에 보정될 수 있는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정된다.
도 1은 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈를 포함하는 시스템의 개략 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 및 이미징 디바이스를 포함하는 안경류의 개략 평면도이다.
도 3은 다층 광학 필름의 일부에 대한 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 다층 광학 필름의 여러 가능한 실시 형태에 대한 반사율 대 파장의 이상적인 가상적 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 이미징 디바이스가 이미징 광을 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 내로 주입하는 시스템의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 6은 이미징 디바이스가 이미징 광을 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 내로 주입하는 다른 시스템의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 매설된 다층 광학 필름을 갖는 더 많은 렌즈의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 9는 구성요소 렌즈들 중 하나가 매설된 다층 광학 필름을 갖는 복합 렌즈의 개략 측면도 또는 단면도이다.
도 10은 렌즈의 광학 표면에 또는 그 근처에 배치된 연장된 종단부를 갖는 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈의 개략 정면도이다.
도 11 및 도 12는 대안적인 원주 형상을 갖는 렌즈의 개략 정면도이다.
도 13, 도 14, 및 도 15는 다층 광학 필름이 2개의 렌즈 섹션들 사이에 개재되고 다층 광학 필름의 종단부가 렌즈의 만곡된 광학 표면에 또는 그 근처에 배치된 렌즈의 일부의 개략 단면도이다.
도 16은 필름의 연장된 종단부를 따른 다양한 이상적인 에지 결함을 갖는 다층 광학 필름의 개략 평면도 또는 단면도이다.
도 17a 내지 도 17c는 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈를 제조하기 위하여 다층 광학 필름이 2개의 광학 몸체와 어떻게 조합되는가를 도시하는 개략 측면도 또는 단면도이다.
도면에 있어서, 유사한 도면 부호는 유사한 요소를 지시한다.
전술된 바와 같이, 렌즈가 서로 일치하도록 형상화된 적어도 2개의 섹션들 또는 몸체들로부터 형성되고 다층 광학 필름이 이들 2개의 섹션들 사이에 개재된 렌즈를 개발해 왔다. 다층 광학 필름은 렌즈에 빔스플리팅 능력을 부여하기 위하여 부분적으로 투과성이고 부분적으로 반사성이다. 부분적인 투과성 및 반사성은 주로 (광대역 반사형 편광기에 의해서와 같이) 수직 입사 광의 편광 상태의 함수일 수 있거나, 주로 (노치형 필터에 의해서와 같이) 광학 파장의 함수일 수 있거나, 이들의 그리고/또는 다른 특징과 함께하는 조합일 수 있다. 다층 광학 필름은 필름의 에지 또는 종단부가 렌즈의 광학 표면과 교차하도록 렌즈 내에서 배향된다. 종단부는 2개의 렌즈 섹션 각각의 매끄러운 표면들을 분리하는데, 그러한 매끄러운 표면들은 조합하여 렌즈의 광학 표면을 제공한다. 필름 종단부를 따라서 존재할 수 있는 크랙 또는 탈층과 같은 임의의 에지 결함이 100 또는 50 마이크로미터 이하의 평균 결함 거리에 의해 특징지어질 수 있다.
도 1로 돌아가면, 매설된 다층 광학 필름(125)을 갖는 렌즈(120)를 포함하는 시스템(110)의 개략도가 도시되어 있다. 시스템(110)은, 예를 들어, 헤드 업 디스플레이, 헤드 마운트 디스플레이, 또는 근안 디스플레이일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다. 필름(125)은 관찰자가 (완전히 렌즈(120)를 통하여 투과된 광을 통해서) 렌즈의 반대편 측에 존재하는 물체를 볼 수 있도록 - 이는 월드 뷰로 지칭됨 - 그리고 또한 (필름(125)에 의해 반사되고 적어도 부분적으로 렌즈(120)를 통하여 투과된 광을 통해서) 이미징 디바이스(130)에 의해 생성된 이미지를 볼 수 있도록 - 이는 투영된 뷰로 지칭됨 - 빔스플리팅 능력을 렌즈(120)에 제공한다. 도면에 도시된 눈(102)은 관찰자의 하나의 눈을 나타낸다. 화살표(132a)는 이미징 디바이스(130)에 의해 방출된 광을 나타내고, 화살표(132b)는 다층 광학 필름(125)에 의해 반사된 이미징 디바이스(130)로부터의 광을 나타낸다.
렌즈(120)는 제1 광학 표면(120a), 및 제1 광학 표면(120a)에 반대편인 제2 광학 표면(120b)을 갖는다. 도시된 실시 형태에서, 이들 광학 표면의 각각은 원형 개구 및 원형 주연부를 갖는다. 제1 광학 표면(120a)은 관찰자로부터 먼 쪽을 향하고 관찰자로부터 원격인 물체 쪽을 향하는 한편, 제2 광학 표면(120b)은 관찰자 쪽을 향하고 원격의 물체로부터 먼 쪽을 향한다. 광학 표면(120a, 120b)은 표면 산란이 거의 또는 전혀 없이 예측가능한 방식으로 그들의 표면에서 광이 반사될 수 있도록 두드러지게 매끈하다. 표면(120a, 120b)은 공기 또는 진공에 노출되는 것으로 상정되지만, 다른 경우에 이들은 상이한 광투과성 매질에 노출될 수 있거나, 이들은 하기에서 추가로 논의되는 바와 같이 다른 광학 구성요소에 오버코팅될 수 있고, 일부 경우에, 그에 접합될 수 있다. 렌즈로서 자격을 부여하기 위하여, 광학 표면들(120a, 120b) 중 적어도 하나는 평탄하기보다는 오히려 만곡된, 예컨대, 볼록하거나 오목하다. 곡률은 구면일 수 있거나, 즉, 이는 실질적으로 전체 광학 표면에 걸쳐 일정한 곡률 반경을 가질 수 있거나, 이는, 통상 점진적이고 연속적인 방식으로 광학 표면에 걸쳐 곡률 반경이 변하는, 비구면일 수 있다. 렌즈(120)가 제로(zero) 광학 굴절력을 가질 수 있고 수렴도 발산도 아닐 수 있는 경우인 광학 표면 둘 모두가 동일한 곡률을 갖지 않는다면, 곡률은 렌즈(120)에 제로가 아닌 광학 굴절력을, 예컨대 수렴 렌즈의 경우에 양(positive)의 광학 굴절력 또는 발산 렌즈의 경우에 음(negative)의 광학 굴절력을, 제공한다. 구면이든 비구면이든, 만곡된 렌즈(120)의 광학 표면은 전형적으로 축에 대해, 예컨대, 렌즈(120)의 광학 축과 일치하는 축에 대해, 회전 대칭을 갖는다.
제1 및 제2 광학 표면(120a, 120b)은 원주 표면(120c)에 의해 서로 연결된다. 도시된 실시 형태에서, 원주 표면(120c)은 렌즈(120)의 링 형상인 측 표면이다.
기계적 구성의 관점에서, 렌즈(120)는 제1 렌즈 섹션(122), 제2 렌즈 섹션(124), 및 다층 광학 필름(125)으로 이루어진다. 섹션(122, 124)은 서로 일치하도록 크기 및 형상이 정해지지만, 필름(125)은 그들의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 섹션들은, 예컨대 광학적으로 투명한 접착제, 광학 접합제(optical cement)의 사용에 의해, 또는 다른 적합한 수단에 의해, 필름(125)을 통하여 서로 접합된다. 필름(125)은 또한, 그가 가열될 때, 그의 외부 층이 필름에 그의 부분 반사성을 제공하는 (아래에서 논의되는) 내부 미세층의 융용 또는 파괴 없이 용융될 수 있고 이어서 용융된 외부 층이 필름(125)을 렌즈 섹션(122, 124)에 접합시킬 수 있도록, 설계될 수 있다. 필름(125)은, 예를 들어, 용융 온도, 연화 온도, 및/또는 유리 전이 온도가 필름 내의 미세층의 그러한 온도보다 더 낮은 그리고/또는 필름(125)의 투명화 온도(clearing temperature) - 투명화 온도는 과도한 열 노출로 인해 필름(125)의 반사율이 유의하게 그리고 비가역적으로 변하는 온도를 지칭함 - 보다 더 낮은 중합체 재료로 제조된 광학적으로 두꺼운 외부 스킨 층을 가질 수 있다. 따라서, 필름(125)은, 외부 환경에 노출될 수 있는 필름(125)의 최외부 에지를 제외하고는, 제1 렌즈 섹션과 제2 렌즈 섹션 사이에 개재되어 렌즈 내에 매설된다.
제1 및 제2 렌즈 섹션은 각각 제1 광학 표면(120a)의 일부를 형성하는 매끄러운 표면을 갖는다. 즉, 제1 렌즈 섹션(122)은 매끄러운 표면(122a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(124)은 매끄러운 표면(124a)을 갖는다. 이들 매끄러운 표면(122a, 124a)은 서로에 대해 무작위로 또는 임의로 형상화 또는 배향되지 않고; 오히려, 이들은 동일한 윤곽 형상을 따르도록 서로 조정되는데, 그러한 형상은 제1 광학 표면(120a)의 형상, 예컨대, 주어진 곡률 또는 곡률 분포를 갖는 오목한 형상, 또는 주어진 곡률 또는 곡률 분포를 갖는 볼록한 형상, 또는 평탄한 형상이다. 도 1을 검토하면 매끄러운 표면들(122a, 124a)은 실제로 서로 만나거나 접촉하지 않지만, 렌즈 섹션들(122, 124) 사이의 다층 광학 필름(125)의 존재로 인해, 필름(125)의 연장된 종단부 또는 에지(125t1)에 의해 분리되어 있다는 것이 밝혀진다. 연장된 종단부는, 렌즈(120)의 더 투명한 개구 내에 그리고 입사 광선의 경로에서 바로, 제1 광학 표면(120a)에 또는 그 근처에 존재한다. 이는 광학 필름(125)이 렌즈(120)의 광학 축에 대해 실질적인 경사 각으로 배향된 결과이다. 도 1의 목적상, 필름(125)은 평면인 (또는 대략 평면인) 것으로 상정되고 제1 광학 표면(120a)은 볼록한 것으로 상정되는 데, 이는 렌즈(120)의 광학 축을 따라서 보았을 때 아크 형상인 연장된 종단부(125t1)를 생성한다.
렌즈 섹션(122, 124)은 임의의 적합한 광투과성 광학 재료, 예를 들어, 광학적으로 투명한 중합체, 예컨대 폴리카르보네이트, 아크릴레이트, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 환형 폴리올레핀 공중합체 및/또는 환형 폴리올레핀 중합체, 또는 실리콘, 또는 광학 유리 또는 세라믹, 예컨대 소다 석회 유리, 붕규산 유리, 실리카, 또는 사파이어로 제조될 수 있다. 전형적으로, 섹션들(122, 124)은 동일한 또는 유사한 광학 재료로 구성되고, 동일한 또는 유사한 굴절률을 갖는다. 그러나, 일부 경우에, 섹션들(122, 124)은 실질적으로 상이한 광학 재료들로 구성될 수 있고 실질적으로 상이한 굴절률들을 가질 수 있거나, 또는 일부 재료 조합으로 실질적으로 동일한 굴절률을 가질 수 있다. 각각의 섹션의 굴절률은 전형적으로 복굴절성이기보다는 오히려 등방성이다.
다층 광학 필름(125)은 복수의 중합체 층들을 포함하는데, 중합체 층들의 광학 두께들은 충분히 작고, 중합체 층들의 굴절률들은 적어도 하나의 축을 따라서 충분히 상이하고, 층들의 하나 이상의 스택(stack) 또는 패킷(packet)으로의 중합체 층들의 배열은 이들이 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키기 위하여 서로 협력하도록 한다. 선택적 반사는 일부 광이, 예컨대, 이미징 디바이스(130)로부터의 가시광이, 반사되게 하여 사용자가 투영된 뷰를 감지할 수 있는 한편, 동시에 다른 광이, 예컨대 렌즈의 반대편 측부 상의 원격 물체로부터의 가시광의 상호보완 스펙트럼 또는 상호보완 편광 상태가 투과되게 하여 사용자가 월드 뷰를 감지할 수 있다. 적합한 다층 광학 필름의 더 많은 설명이 아래에 추가로 제공되지만, 층들의 하나 이상의 스택 또는 패킷 내의 중합체 층들 중 적어도 일부, 그리고 일부 경우에는, 전부 또는 실질적으로 전부가 복굴절성인 것에 또한 주목할 가치가 있다. 그러한 복굴절성은 전형적으로 필름의 면내 방향들 중 하나의 또는 둘 모두의 방향으로 캐스팅 후의 층형 압출물을 신장 또는 그와 달리 배향한 결과이다.
다층 광학 필름(125)은 렌즈(120)의 외부 경계 또는 표면에서 또는 그 근처에서 종단된다. 렌즈(120) 또는 그의 광학 축에 대한 필름의 비스듬하거나 기울어진 배향으로 인해, 필름(125)은 제1 광학 표면(120a)에서의 에지 또는 종단부(125t1)에서 종단된다. 종단부(125t1)는 매끄러운 표면(122a)을 매끄러운 표면(124a)으로부터 분리한다. 제2 광학 표면(120b)에서, 필름(125)은 또한 에지 또는 종단부(125t2)에서 종단될 수 있다. 종단부(125t2)는 섹션(122)의 다른 매끄러운 표면을 섹션(124)의 다른 매끄러운 표면으로부터 분리한다. 종단부들(125t1, 125t2), 또는 그의 적어도 큰 부분들은 각각의 광학 표면(120a, 120b)의 활성 영역 또는 개구 내에 잘 놓이고, 이러한 이유로, 이들은 렌즈(120)의 광학적 성능을 실질적으로 왜곡시키거나 또는 그와 달리 열화시킬 잠재력을 갖는다. 필름 종단부를 따른 임의의 결함(본 명세서에서는 에지 결함으로 지칭됨)이, 예컨대, 필름 파손, 필름 크랙, 또는 필름 탈층이, 광을 굴절시키거나 또는 그와 달리 방향전환시켜서, 왜곡되지 않거나 교란되지 않은 광학 표면에 의해 부여될 방향과 상이한 방향으로 전파될 수 있고, 그에 따라, 렌즈(120)를 통해서 볼 때 월드 뷰에 왜곡의 연장된 라인을 도입시키는 것과 같이, 광학적 성능을 왜곡 또는 열화시킬 수 있다. 다층 광학 필름의 에지 결함에 대한 렌즈(120)의 민감도 때문에, 필름(125)은 그러한 에지 결함의 수를 감소시키는 방식으로, 그리고 결함이, 만일 존재한다면, 임의의 광학적 열화 또는 왜곡을 관리가능한 레벨로 유지하기에 물리적으로 충분히 작도록 보장하는 방식으로 절단, 연마, 및/또는 그와 달리 처리될 수 있다. 다층 광학 필름(125)의 이러한 태양은 아래에서 추가로 또한 논의된다.
이미징 디바이스(130)는 OLED 디스플레이, 투과성 액정 디스플레이, 반사성 LC 디스플레이(예를 들어, 규소 상 액정(LCoS) 디스플레이), 또는 스캔형 레이저 디바이스일 수 있거나, 또는 이를 포함할 수 있다. 디바이스(130) 및 다층 광학 필름(125)은, 이들이 시스템 효율을 향상시키기 위하여 정합(matching)하는 또는 실질적으로 정합하는 광학적 특징을 갖도록, 즉, 필름(125)이 디바이스(130)로부터의 광의 고반사율을 제공하면서 또한 원격 물체로부터의 광의 고투과율을 제공하도록, 설계 또는 선택될 수 있다. 따라서, 디바이스(130)는 편광을 방출할 수 있고, 이어서 필름(125)은 그러한 편광 상태의 경우 고반사율을 갖고 직교 편광 상태의 광의 경우 저반사율(및 고투과율)을 갖도록 조정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 디바이스(130)는 하나 이상의 협대역의 광을 선택적으로 방출할 수 있고 (예컨대, 이는 스펙트럼의 적색, 녹색, 또는 청색 영역과 같은 단 하나의 협대역의 광을 방출할 수 있거나, 이는 실질적으로 중첩되지 않는 2가지 또는 3가지의 그러한 협대역들의 광을 방출할 수 있고), 이어서 필름은 디바이스(130)에 의해 방출되는 협대역 또는 협대역들에서만 고반사율을 갖도록 조정될 수 있다.
도 1의 것들과 같은 렌즈 및 이미징 디바이스는 앞서 논의된 바와 같이 근안 디스플레이 또는 유사 광학 시스템 내로 포함될 수 있다. 그러한 시스템의 예가 도 2a 및 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다. 여기에서, 안경류(210)는 도 1의 렌즈(120)와 동일하거나 그와 유사할 수 있는 좌측 렌즈(220) 및 우측 렌즈(240)를 포함한다. 안경류(210)는 근안 디스플레이(투영된 뷰)를 제공하면서 사용자가 월드 뷰 내에서 원격 물체를 또한 보게 한다. 렌즈(220, 240)는 각각 안경류 프레임(212)에 의해 사용자의 눈(202, 203)의 전방에서 제위치에 유지된다. 프레임(212)은 또한 이미징 광을 좌측 렌즈 및 우측 렌즈를 향하여 각각 지향시키도록 에너지공급될 수 있는 좌측 이미징 디바이스(230) 및 우측 이미징 디바이스(250) 각각을 위한 장착 구조체를 제공하여, 이미징 광은 결합된 다층 광학 필름에 의해 반사되어 투영된 뷰들을 좌측 눈 및 우측 눈으로 제공할 수 있다. 안경류(210)는 x-y-z 직교 좌표계의 환경에서 도시되어 있는데, 사용자의 눈은 x-축에 평행한 축을 따라서 놓여 있는 것으로 상정되고, 렌즈는 그의 광학 축 각각이 z-축에 평행하게 연장되도록 배향되어 있는 것으로 상정된다.
각각의 렌즈는 원주 표면에 의해 연결되는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는다. 따라서, 좌측 렌즈(220)는 원주 표면(220c)에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 광학 표면(220a) 및 제2 광학 표면(220b)을 갖고, 우측 렌즈(240)는 원주 표면(240c)에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 광학 표면(240a) 및 제2 광학 표면(240b)을 갖는다. 광학 표면의 곡률은, 렌즈 재료의 굴절률과 함께, 렌즈의 광학 굴절력을 결정한다. 각각의 렌즈는 광학 축을 갖는 것으로 또한 상정되는데, 렌즈(220) 및 렌즈(240) 각각에 대한 축(221) 및 축(241) - 렌즈의 광학 표면이 이 축에 대해 회전 대칭을 가질 수 있음 - 을 참조하자.
렌즈(220, 240)의 각각은 빔스플리터로서 작동하는 매설된 다층 광학 필름을 포함하는데, 이는 렌즈(120)와 관련하여 논의된 바와 같다. 각각의 렌즈는 또한 다층 광학 필름이 사이에 매설된 채로 서로 일치하도록 형상화된 2개의 별개의 렌즈 섹션을 갖는 2개-부분 구조를 갖는다. 따라서, 렌즈(220)는 제1 렌즈 섹션(222), 제2 렌즈 섹션(224), 및 다층 광학 필름(225)으로 이루어진다. 섹션(222, 224)은 서로 일치하도록 크기 및 형상이 정해지지만, 필름(225)은 그들의 일치하는 표면들 사이에 개재되고, 섹션들은 필름(225)을 통하여 서로 접합된다. 렌즈(240)는 유사하게 제1 렌즈 섹션(242), 제2 렌즈 섹션(244), 및 다층 광학 필름(245)으로 이루어진다. 섹션(242, 244)은 서로 일치하도록 크기 및 형상이 정해지지만, 필름(245)은 그들의 일치하는 표면들 사이에 개재되고, 섹션들은 필름(245)을 통하여 서로 접합된다. 이미징 디바이스들의 축외 배치로 인해, 다층 광학 필름(225, 245)은 이미지 광을 사용자의 각각의 눈에 적절하게 지향시키기 위하여 그들 각각의 렌즈의 광학 축에 대해 비스듬하거나 기울어져 있다. 도면에서, 법선 (직교) 축(225x)은 다층 광학 필름(225)의 평면에 수직이고, 법선 (직교) 축(245x)은 다층 광학 필름(245)의 평면에 수직이다. 이들 축은 도면에 도시된 바와 같이 그들 각각의 렌즈의 광학 축에 대해 경사져 있다.
좌측 렌즈(220)에 관하여, 제1 및 제2 렌즈 섹션(222, 224)은 동일한 윤곽 형상을 총체적으로 따르도록 형상화 및 구성되는 매끈한 외부 표면을 갖는데, 그러한 형상은 제1 광학 표면(220a)의 형상이다. 본 실시 형태에서, 제1 광학 표면(220a)은 볼록하다. 법선 축(225x)과 렌즈 광학 축(221) 사이의 기울기의 양으로 인하여, 다층 광학 필름(225)은 제1 광학 표면(220a)에 또는 그 근처에 존재하고 렌즈 섹션(222, 224)의 매끈한 외부 표면들을 분리하는 연장된 종단부(225t1)를 갖는다. 제1 및 제2 렌즈 섹션(222, 224)은 또한 동일한 윤곽 형상을 총체적으로 따르도록 형상화 및 구성되는 매끈한 내부 표면을 갖는데, 그러한 형상은 제2 광학 표면(220b)의 형상이다. 본 실시 형태에서, 제2 광학 표면(220b)은 오목하다. 다층 광학 필름(225)은 제2 광학 표면(220b)에 또는 그 근처에 존재하고 렌즈 섹션(222, 224)의 매끄러운 내부 표면들을 분리하는 연장된 종단부(225t2)를 갖는다. 제2 광학 표면(220b)은 제1 광학 표면(220a)과 동일한 곡률 또는 상이한 곡률을 가질 수 있는데; 이들이 동일한 경우, 렌즈(220)는 제로 광학 굴절력을 가질 수 있다.
우측 렌즈(240)는 좌측 렌즈(220)의 정확한 또는 대략적인 거울 이미지인 구성을 가질 수 있다. 이들이 서로의 대략적인 거울 이미지인 경우, 이들은 이들 각각의 광학 표면들의 상이한 광학 굴절력들 및 상이한 곡률들을 가질 수 있는데, 이는 종래 안경의 렌즈들이 종종 사용자의 좌측 눈 및 우측 눈의 광학적 처방의 상이함을 보상하도록 상이한 광학 굴절력들을 갖는 것과 정확히 같다.
따라서, 우측 렌즈(240)의 제1 및 제2 렌즈 섹션(242, 244)은 동일한 윤곽 형상을 총체적으로 따르도록 형상화 및 구성되는 매끈한 외부 표면을 갖는데, 그러한 형상은 제1 광학 표면(240a)의 형상이다. 본 실시 형태에서, 제1 광학 표면(240a)은 볼록하다. 다층 광학 필름(245)은 제1 광학 표면(240a)에 또는 그 근처에 존재하고 렌즈 섹션(242, 244)의 매끄러운 외부 표면들을 분리하는 연장된 종단부(245t1)를 갖는다. 제1 및 제2 렌즈 섹션(242, 244)은 또한 동일한 윤곽 형상을 총체적으로 따르도록 형상화 및 구성되는 매끈한 내부 표면을 갖는데, 그러한 형상은 제2 광학 표면(240b)의 형상이다. 본 실시 형태에서, 제2 광학 표면(240b)은 오목하다. 다층 광학 필름(245)은 제2 광학 표면(240b)에 또는 그 근처에 존재하고 렌즈 섹션(242, 244)의 매끄러운 내부 표면들을 분리하는 연장된 종단부(245t2)를 갖는다. 제2 광학 표면(240b)은 제1 광학 표면(240a)과 동일한 곡률 또는 상이한 곡률을 가질 수 있는데; 이들이 동일한 곡률을 갖는 경우, 렌즈(240)는 제로 광학 굴절력을 가질 수 있다.
이미징 디바이스(230, 250)는 앞서 논의된 이미징 디바이스(130)와 동일하거나 유사할 수 있어서 시스템 효율을 최대화하거나 향상시킬 수 있다. 이들은 이들 각각의 다층 광학 필름(225, 245)의, 편광 및/또는 파장 특징과 같은, 광학 특징과 정합 또는 실질적으로 정합하도록 조정 또는 선택될 수 있는데, 이는 앞서 논의된 바와 같다.
안경류(210)는 사용자에게 월드 뷰를 제공하는 광(도 2a) 및 사용자에게 투영된 뷰를 제공하는 광(도 2b)의 상태로 도시되어 있다 도 2a에서, 원격 물체로부터의 광(204a)은 좌측 렌즈(220)에 충돌하여, 제1 광학 표면(220a)에 부딪친다. 이러한 광의 일부는 렌즈를 통과하여, 제2 광학 표면(220b)을 빠져 나가서 광(204b)으로서 눈(202)으로 들어간다. 렌즈(220)를 통과한 광의 적어도 일부는 다층 광학 필름(225)을 투과하지만, 적어도 일부는 필름(225)을 가로지르지 않고서 제1 광학 표면(220a)으로부터 제2 광학 표면(220b)으로 이어지는 경로를 따름으로써 필름(225)을 통과하지 않을 수 있고 대신에 필름(225)을 완전히 피하지만 렌즈(220)를 통과할 수 있다. 광(204a)의 일부가 제1 광학 표면(220a)에서 프레넬(Fresnel) 반사를 겪을 수 있고, 일부는 다층 광학 필름(225)에 의해, 투과되기보다는 오히려, 반사될 수 있다는 것에 유의하여야 한다. 우측 렌즈(240)는 좌측 렌즈(220)와 유사하게 작동할 수 있다. 따라서, 원격 물체로부터의 광(205a)은 우측 렌즈(240)에 충돌하여, 제1 광학 표면(240a)에 부딪친다. 이러한 광의 일부는 렌즈를 통과하여, 제2 광학 표면(240b)을 빠져 나가서 광(205b)으로서 눈(203)으로 들어간다. 렌즈(240)를 통과한 광의 적어도 일부는 다층 광학 필름(245)을 투과하지만, 적어도 일부는 필름(245)을 가로지르지 않고서 제1 광학 표면(240a)으로부터 제2 광학 표면(240b)으로 이어지는 경로를 따름으로써 필름(245)을 통과하지 않을 수 있고 대신에 필름(245)을 완전히 피하지만 렌즈(240)를 통과할 수 있다. 광(205a)의 일부가 제1 광학 표면(240a)에서 프레넬 반사를 겪을 수 있고, 일부는 다층 광학 필름(245)에 의해, 투과되기보다는 오히려, 반사될 수 있다.
도 2b에서, 안경류(210)는 월드 뷰 상에 겹쳐진 투영된 뷰를 사용자에게 제공하는 광의 상태로 도시되어 있다. 여기서, 이미징 디바이스(230, 250)는 각각 에너지공급되고 제어되어 이미징 광(232a, 252a)을 각각 렌즈(220, 240)를 향하여 방출한다. 이러한 광의 적어도 일부는 제2 광학 표면(표면(220b, 240b) 참조)을 통하여 렌즈 내로 들어가고, 제1 광학 표면(표면(220a, 240a) 참조)에 도달하지 않고서 다층 광학 필름(필름(225) 및 필름(245))에 의해 반사되어, 그 결과, 광은 제2 광학 표면(표면(220b, 240b) 참조)을 통하여 렌즈에서 나와 광(232b, 252b)으로서 각각 눈(눈(202) 및 눈(203) 참조)으로 들어간다.
전술된 바와 같이, 개시된 렌즈 내의 매설된 다층 광학 필름은 복수의 중합체 층들을 포함하는데, 중합체 층들의 광학 두께들은 충분히 작고, 중합체 층들의 굴절률들은 적어도 하나의 축을 따라서 충분히 상이하고, 층들의 하나 이상의 스택(stack) 또는 패킷(packet)으로의 중합체 층들의 배열은 이들이 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키기 위하여 서로 협력하도록 한다. 적합한 또는 잠재적으로 적합한 다층 광학 필름에 대한 정보는 하기에서 찾아볼 수 있다: 미국 특허 제5,486,949호(슈렌크(Schrenk) 외) "복굴절 간섭 편광기(Birefringent Interference Polarizer)"; 미국 특허 제5,882,774호(존자(Jonza) 외) "광학 필름(Optical Film)"; 미국 특허 제6,045,894호(존자 외) "투명 상태로부터 유색 상태로의 보안 필름(Clear to Colored Security Film)"; 미국 특허 제6,179,948호(머릴(Merrill) 외) "광학 필름 및 그의 제조 방법(Optical Film and Process for Manufacture Thereof)"; 미국 특허 제6,531,230호(웨버(Weber) 외) "색상 변환 필름(Color Shifting Film)"; 미국 특허 제6,939,499호(머릴 외) "실질적 단축 특성을 갖는 횡방향 연신 필름을 제조하기 위한 방법 및 장치(Processes and Apparatus for Making Transversely Drawn Films with Substantially Uniaxial Character)"; 미국 특허 제7,256,936호(허브린크(Hebrink) 외) "설계된 컬러 변동을 갖는 광학 편광 필름(Optical Polarizing Films with Designed Color Shifts)"; 미국 특허 제7,316,558호(머릴 외) "중합체 필름 연신 장치(Devices for Stretching Polymer Films)"; PCT 공개 WO 2008/144136 A1호(네비트(Nevitt) 외) "직하형 백라이트용 램프-은폐 조립체(Lamp-Hiding Assembly for a Direct Lit Backlight)"; PCT 공개 WO 2008/144656 A2호(웨버 외) "백라이트 및 이를 사용한 디스플레이 시스템(Backlight and Display System Using Same)". 편의를 위하여, 개시된 렌즈에 유용할 수 있는 적합한 다층 광학 필름의 일부 적절한 태양들이 도 3 및 도 4와 관련하여 요약되어 있다.
도 3은 전형적인 다층 광학 필름(325)의 개략도를 그 자신의 x'-y'-z' 직교 좌표계로 도시하는데, 이 좌표계에서 필름(325)은 x'-축 및 y'-축에 평행하게 연장하고, z'-축은 필름 및 그 구성 층에 수직하고 필름의 두께 축과 평행하다. 필름(325)은 전적으로 평탄할 필요는 없고 만곡되거나 평면으로부터 벗어나도록 달리 형상화될 수 있으며, 심지어 이들 경우에 필름의 임의의 작은 부분 또는 영역은 도시된 바와 같은 국소 직교 좌표계와 관련될 수 있다.
다층 광학 필름(325)은 부분적으로 반사성이고 부분적으로 광 투과성이다. 대체적으로, 당연하게는, 투과율(T) + 반사율(R) + 흡수율(A)은 100퍼센트, 또는 T + R + A = 100%이다. 예시적인 실시 형태에서, 필름(325)은 관심 대상의 파장 스펙트럼에 걸쳐서, 예컨대, 가시광 스펙트럼에 걸쳐서, 낮은 흡수율을 갖는 재료로 완전히 구성된다. 그러한 경우에, 그러한 스펙트럼 범위에 걸친 반사율 및 투과율은 상호보완 관계를 취하는데, 이는 T + R = 100% - A이기 때문이고, A가 작기 때문에, T + R
Figure pct00001
100%이다. 그러한 필름의 경우, 고반사율(예컨대 주어진 파장에서 또는 주어진 편광 상태의 경우)은 저투과율과 관련되고, 저반사율은 고투과율과 관련된다.
다층 광학 필름은 일부 광이 인접 층들 사이의 계면에서 반사되도록 상이한 굴절률들을 갖는 개별 층들을 포함한다. 때로는 "미세층"으로 지칭되는 이들 층은 충분히 얇아서, 복수의 계면에서 반사된 광이 다층 광학 필름에 원하는 반사 또는 투과 특성을 제공하기 위해 보강 또는 상쇄 간섭을 겪는다. 자외광, 가시광, 또는 근적외광 파장에서 광을 반사시키도록 설계된 다층 광학 필름의 경우, 각각의 미세층은 대체적으로 약 1 μm 미만의 광학 두께(즉, 물리적 두께에 굴절률을 곱한 것)를 갖는다. 그러나, 다층 광학 필름의 외부 표면에 있는 스킨 층들, 또는 미세층들의 일관성 있는 그룹들("스택들" 또는 "패킷들"로 알려짐)을 분리하도록 다층 광학 필름 내에 배치된 보호 경계 층(PBL)들과 같은 두꺼운 층들이 또한 포함될 수 있다. 도 3에서, 미세층들은 "A" 또는 "B"로 부호가 표기되며, "A" 층은 하나의 재료로 구성되고, "B" 층은 상이한 재료로 구성되며, 이들 층은 교번하는 배열로 적층되어 도시된 바와 같이 광학 반복 단위 또는 단위 셀들(ORU 1, ORU 3, … ORU 6)을 형성하도록 된다. 전형적으로, 전적으로 중합체 재료로 구성된 다층 광학 필름은, 고반사율이 요구되는 경우, 6개 초과의 많은 광학 반복 단위를 포함할 것이다. 도면의 아래쪽의 실질적으로 더 두꺼운 층(327)은 외측 스킨 층, 또는 도면에 도시된 미세층들의 스택을 미세층들의 다른 스택 또는 패킷(도시하지 않음)과 분리하는 PBL을 나타낼 수 있다. 원한다면, 둘 이상의 분리된 다층 광학 필름들이 예컨대 하나 이상의 두꺼운 접착제 층을 이용하거나, 압력, 열 또는 다른 방법을 이용하여 함께 라미네이팅되어(laminated) 라미네이트 또는 복합 필름을 형성할 수 있다.
다층 광학 필름의 스택 내의 인접한 미세층들과 관련하여, 도 3에 도시된 것들과 같은 주 x'-축, y'-축 및 z'-축을 따라 편광된 광에 대한 미세층들(예컨대, 도 3에서 "A" 층들) 중 하나의 굴절률을 각각 n1x, n1y, 및 n1z라고 한다. 동일한 축을 따르는 인접한 미세층(예컨대, 도 3에서 "B" 층)의 굴절률을 각각 n2x, n2y, 및 n2z라고 한다. 다층 광학 필름(325)의 층, 또는 임의의 재료가 관심 대상의 파장 범위, 예컨대 스펙트럼의 UV 부분, 가시광 부분, 및/또는 적외광 부분에서 선택된 파장 또는 대역에 걸쳐 이방성 유전체 텐서(tensor)를 가진다면, 그 재료는 "복굴절성"인 것으로 생각된다. 달리 말하자면, 재료의 주 굴절률(예컨대, n1x, n1y, n1z)이 모두 동일하지 않다면 그 재료 또는 층은 "복굴절성"인 것으로 생각된다. 다층 광학 필름(325)의 적어도 하나의 패킷 내의 미세층의 적어도 일부는 복굴절성이고, 일부 경우에, 필름(325) 내의 또는 그의 패킷 내의 미세층들의 전부 또는 실질적으로 전부는 복굴절성일 수 있다. 패킷 내의 임의의 2개의 인접한 미세층들(이들 중 어느 하나 또는 둘 모두는 복굴절성일 수 있거나 아닐 수 있음)과 관련하여, 그들 각각의 굴절률의 차이를 x'-방향을 따라서는 Δnx(= n1x ― n2x), y'-방향을 따라서는 Δny(= n1y ― n2y), 그리고 z'-방향을 따라서는 Δnz(= n1z ― n2z)라고 한다. 이들 굴절률 차이의 특성은 필름 내의 (또는 필름의 주어진 스택 내의) 미세층의 수와 그 두께 분포와 조합하여, 주어진 구역 내의 필름의 (또는 필름의 주어진 스택의) 반사 특성과 투과 특성을 제어한다.
예를 들어, 인접한 미세층들이 하나의 평면내 방향을 따라 큰 굴절률 부정합(큰 Δnx)을, 그리고 직교하는 평면내 방향을 따라 작은 굴절률 부정합(Δny
Figure pct00002
0)을 가진다면, 필름 또는 패킷은 수직 입사 광에 대해 반사형 편광기로서 거동할 수 있다. 대안적으로, 인접한 미세층들이 평면내 축들 둘 모두를 따른 큰 굴절률 부정합(큰 Δnx 및 큰 Δny)을 갖는 경우, 필름 또는 패킷은 축상(on-axis) 거울로서 거동할 수 있다. 광학 파장 대역(들) - 반사형 편광기 또는 거울이 광학 파장 대역(들)에 걸쳐 수직 입사 광을 반사함 - 은 미세층 스택의 층 두께 구배를 조정함으로써 조정된다. 경사 입사 광의 경우, 인접한 미세층들 사이의 각각의 계면의 반사율은 z'-축을 따른, 즉, 필름(325)의 두께 축을 따른 미세층의 굴절률에 의해 영향을 받는다. 미세층의 적절한 재료 선택에 의해, 인접한 미세층들은 z-축을 따른 굴절률 정합(Δnz
Figure pct00003
0) 또는 부정합(큰 Δnz)을 나타내도록 제조될 수 있고, 부정합 Δnz는 일부 경우에 평면내 굴절률 부정합(들)과 동일한 극성 또는 부호일 수 있는 한편, 다른 경우에 부정합 Δnz는 평면내 굴절률 부정합(들)과 반대인 극성 또는 부호일 수 있다. 그와 같은 Δnz 조정은 경사 입사광의 p-편광 성분의 반사율이 입사 각 증가에 따라 증가되는지, 감소되는지, 또는 그대로 유지되는지에 있어서 주요한 역할을 한다.
일부 경우에는, 미세층들은 ¼-파 스택(¼-wave stack)에 대응하는 두께 및 굴절률 값을 가질 수 있는데, 즉 동일한 광학 두께(f-비(f-ratio) = 50%, f-비는 구성층 "A"의 광학 두께 대 완전한 광학 반복 단위의 광학 두께의 비임)의 2개의 인접한 미세층들을 각각 갖는 광학 반복 단위로 배열될 수 있으며, 그러한 광학 반복 단위는 그것의 파장 λ가 광학 반복 단위의 전체 광학 두께의 2배인 보강 간섭 광에 의해 반사하는 데 효과적이다. 다른 경우에는, 광학 반복 단위에서 미세층의 광학 두께가 서로 다를 수 있으며, 그로써 f-비는 50%보다 크거나 작다. 도 3의 실시 형태에서, "A" 층은 일반화를 위해 "B" 층보다 더 얇은 것으로 도시된다. 각 도시된 광학 반복 단위(ORU 1, ORU 2 등)는 그 구성 "A" 및 "B" 층의 광학 두께의 합과 같은 광학 두께(OT1, OT2, 등)를 가지며, 각각의 광학 반복 단위는 파장 λ가 그의 총 광학 두께의 2배인 광을 반사한다.
일부 실시 양태에서는, 층 스택에서 광학 반복 단위의 광학적 두께는 서로 완전히 같아서, 각각의 광학 반복 단위의 광학 두께의 2배인 파장에 중심을 둔 고반사율의 좁은 반사 대역을 제공할 수 있다. 이의 묘사가 도 4a의 이상적인 그래프에 도시되어 있는데, 여기서 곡선(402)은 다층 광학 필름 또는 그의 미세층 패킷의 반사율 스펙트럼이고, 스펙트럼은 가시광 파장 스펙트럼의 녹색 영역에서 강하고 좁은 반사 대역(402a)을 갖는다. 평균 층 두께가 상이한 3개의 그러한 패킷들을 포함하는 필름의 반사 스펙트럼이 도 4b에 도시되어 있는데, 여기서 곡선(404)은 가시광 스펙트럼의 적색(대역(404c)), 녹색(대역(404b)), 및 청색(대역(404a)) 영역에서 강하고 좁은 반사 대역을 갖는 이상적인 반사율 스펙트럼이다.
다른 실시 형태에서, 광학 반복 단위의 광학적 두께는 필름의 z-축 또는 두께 방향에 따른 두께 구배에 따라서 상이할 수 있으며, 그에 의해서, 광학 반복 단위의 광학적 두께는 증감하거나, 스택의 일 면(예컨대, 상면)으로부터 스택의 타 면(예컨대, 하면)으로 진행함에 따라 어떤 다른 기능적 관계에 따른다. 그와 같은 필름의 두께 구배는 관심 대상의 연장된 파장 대역에 걸쳐 그리고 또한 관심 대상의 모든 각도에 걸쳐 실질적으로 스펙트럼이 평탄한 광의 투과 및 반사를 제공하는 넓은 반사 대역을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이의 묘사가 도 4c의 이상적인 그래프에 도시되어 있는데, 여기서 곡선(406)은 가시광 파장 스펙트럼에 걸쳐 넓게 연장된다. 이러한 접근법의 변형예에서, 층 두께 프로파일은 넓은 범위의 파장에 걸쳐 고반사율을 제공하지만, 하나 이상의 좁은 투과 대역에서, 예컨대 가시광 스펙트럼의 적색, 녹색, 및/또는 청색 영역에서, 저반사율 및 고투과율을 제공하도록 조정될 수 있다. 하나 이상의 그러한 좁은 투과 대역 또는 하나 이상의 좁은 반사 대역(도 4a 및 도 4b 참조)을 제공하는 다층 광학 필름은 본 명세서에서 노치형 반사기 또는 노치형 필터로 지칭된다.
도 4a 내지 도 4c에 도시된 것을 포함하여 이전 문단에서 설명된 스펙트럼 반사율 특징은 모든 편광을 반사시키는 다층 광학 필름의, 또는 하나의 편광 상태를 반사시키고 직교 편광 상태를 투과시키는 다층 광학 필름의 특징일 수 있다. 예를 들어, 노치형 필터는 실질적으로 편광 무의존성(polarization insensitive)이어서, 법선 입사에서 또는 설계 입사 각에서 반사 대역(들) 내의 2개의 직교 편광 상태를 반사시킬 수 있거나, 이는 편광 의존성(polarization sensitive)이어서, 반사 대역(들) 내의 단 하나의 편광 상태를 반사시키고 직교 편광 상태를 투과시킬 수 있다.
미국 특허 제6,157,490호(휘틀리(Wheatley) 외)의 "예리해진 대역 에지를 갖는 광학 필름(Optical Film With Sharpened Bandedge)"에 논의된 바와 같이, 고반사율과 고투과율 사이의 파장 천이에서의 대역 에지를 예리하게 하도록 조정된 두께 구배가 또한 사용될 수 있다. 중합체 다층 광학 필름의 경우, 반사 대역은 예리해진 대역 에지는 물론, 반사 특성이 응용의 파장 범위를 가로질러 본질적으로 일정한 "평탄한 상부" 반사 대역을 갖도록 설계될 수 있다. f-비가 50%와 상이한 2-미세층 광학 반복 단위를 갖는 다층 광학 필름 또는 광학 반복 단위가 2개 초과의 미세층을 포함하는 필름과 같은 다른 층 배열이 또한 고려된다. 이러한 대안적인 광학 반복 단위 설계는 원하는 반사 대역이 근적외광 파장에 존재하거나 그로 연장되는 경우 유용할 수 있는 소정의 고차(higher-order) 반사를 감소시키거나 여기시키도록 구성될 수 있다. 미국특허 제5,103,337호(슈렌크 외) "적외선 반사 광학 간섭 필름(Infrared Reflective Optical Interference Film)", 제5,360,659호(아렌즈(Arends) 외) "2 구성요소 적외선 반사 필름(Two Component Infrared Reflecting Film)", 제6,207,260호(휘틀리 외) "다중 구성요소 광학체(Multicomponent Optical Body)", 및 제7,019,905호(웨버) "고차 반사의 억제를 갖는 다층 반사기(Multi-layer Reflector With Suppression of High Order Reflections)"를 참조.
예시적인 다층 광학 필름(325)은 중합체 재료로 구성될 수 있으며, 공압출, 캐스팅 및 배향 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 미국 특허 제5,882,774호(존자(Jonza) 외) "광학 필름(Optical Film)", 미국 특허 제6,179,948호(머릴 외) "광학 필름 및 그의 제조 방법(Optical Film and Process for Manufacture Thereof)", 및 미국 특허 제6,783,349호(니아빈(Neavin) 외) "다층 광학 필름을 제조하기 위한 장치"(Apparatus for Making Multilayer Optical Films)가 참조된다. 다층 광학 필름은 임의의 전술한 참고 문헌에 설명된 바와 같이 중합체들의 공압출로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 다양한 층들의 중합체가 유사한 유동 특성, 예를 들어, 용융 점도를 가져서 상당한 유동 방해 없이 공압출될 수 있도록 선택된다. 압출 조건은 연속적이고 안정된 방식으로 공급 스트림 또는 용융 스트림으로서 각각의 중합체를 적절히 공급, 용융, 혼합 및 펌핑하도록 선택된다. 용융 스트림 각각을 형성하고 유지하는데 이용되는 온도는 온도 범위의 하한에서 동결, 결정화 또는 과도하게 큰 압력 강하를 피하고, 온도 범위의 상한에서 재료 열화를 피하는 범위 내에 있도록 선택될 수 있다.
간단히 요약하면, 본 제조 방법은 하기를 포함할 수 있다: (a) 적어도 최종 필름에 이용될 제1 및 제2 중합체들에 대응하는 수지의 제1 및 제2 스트림들을 제공하는 단계; (b) (i) 제1 및 제2 유동 채널들을 포함하는 구배 플레이트(gradient plate) - 제1 유동 채널은 유동 채널을 따라 제1 위치로부터 제2 위치로 변하는 횡단면적을 가짐 -, (ii) 제1 유동 채널과 유체 연통하는 제1 복수의 도관들 및 제2 유동 채널과 유체 연통하는 제2 복수의 도관들을 구비한 피더 튜브 플레이트(feeder tube plate) - 각각의 도관은 그 자신의 각자의 슬롯 다이에 공급하며 제1 단부와 제2 단부를 갖고, 도관의 제1 단부는 유동 채널과 유체 연통하고, 도관의 제2 단부는 슬롯 다이와 유체 연통함 -, 및 (iii) 선택적으로, 상기 도관에 근접 위치한 축방향 로드 히터(axial rod heater)를 포함하는 것과 같은 적합한 피드블록을 이용하여 제1 및 제2 스트림들을 복수의 층들로 분할하는 단계; (c) 각각의 층이 인접 층들의 주 면에 대체로 평행한 다층 웨브(web)를 형성하기 위하여 복합 스트림을 압출 다이에 통과시키는 단계; 및 (d) 다층 웨브를 때때로 캐스팅 휠 또는 캐스팅 드럼으로 지칭되는 냉각 롤 상으로 캐스팅하여 캐스트 다층 필름을 형성하는 단계. 이러한 캐스트 필름은 최종 필름과 동일한 개수의 층들을 가질 수 있지만, 캐스트 필름의 층들은 최종 필름의 층들보다 전형적으로 훨씬 더 두껍다. 더욱이, 캐스트 필름의 층들은 전형적으로 모두 등방성이다.
캐스팅된 다층 웨브를 제조하는 많은 대안적인 방법이 또한 사용될 수 있다. 중합체 공압출을 또한 이용하는 하나의 그러한 대안적인 방법이 미국 특허 제5,389,324호(루이스(Lewis) 외)에 기술되어 있다.
냉각 후, 다층 웨브는 거의-완성된 다층 광학 필름을 생산하도록 연신되거나 신장될 수 있으며, 이의 상세 사항은 위에 인용된 참고 문헌에서 찾아볼 수 있다. 연신 또는 신장은 2가지 목적을 달성한다: 이는 층을 그 원하는 최종 두께로 박화시키고, 이는 층을 층의 적어도 일부가 복굴절성이 되도록 배향시킨다. 배향 또는 신장은 (예컨대, 텐터(tenter)를 통해) 웨브-횡단 방향을 따라, (예컨대, 길이 배향기(length orienter)를 통해) 웨브 하류 방향을 따라, 또는 동시적이든 순차적이든 간에 이들의 임의의 조합에 따라 달성될 수 있다. 단지 하나의 방향만을 따라 신장되면, 신장은 "비구속"되거나(여기에서 필름은 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수상 이완될 수 있음) 또는 "구속"될 수 있다(여기에서 필름은 구속되어, 신장 방향에 수직인 평면내 방향으로 치수상 이완될 수 없음). 두 평면내 방향을 따라 신장되면, 신장은 대칭적, 즉 직교 평면내 방향을 따라 동일하거나, 또는 비대칭적일 수 있다. 대안적으로, 필름은 배치(batch) 공정으로 신장될 수 있다. 어느 경우에서도, 후속의 또는 동시의 연신 감소, 응력 또는 변형 평형, 열 고정, 및 다른 처리 작업이 또한 필름에 적용될 수 있다.
다층 광학 필름(325)은 광학적, 기계적 및/또는 화학적 특성을 위해 선택된 추가적인 층 및 코팅, 및 다른 첨가제를 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 필름의 주 외부 표면들의 일 표면 또는 양 표면에 UV 흡수층이 추가될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,368,699호(길버트(Gilbert) 외) 참조.
다층 광학 필름(325)에 의해 제공된 선택적 반사는 일부 광이, 예컨대, 이미징 디바이스로부터의 가시광이, 반사되게 하여 사용자가 투영된 뷰를 감지할 수 있는 한편, 동시에 다른 광이, 예컨대 렌즈의 반대편 측부 상의 원격 물체로부터의 상호보완 스펙트럼 또는 상호보완 편광 상태의 가시광이 투과되게 하여 사용자가 월드 뷰를 감지할 수 있다.
본 명세서에서 설명된 렌즈 및 시스템은 다양한 구성 및 특징을 가질 수 있다. 도 5a 내지 도 15는 이러한 구성 및 특징의 일부를 개략적으로 도시한다.
도 5a 내지 도 5c는 이미징 디바이스가 이미징 광을 매설된 다층 광학 필름을 갖는 렌즈 내로 주입하는 다양한 시스템을 도시한다. 이들 도면에서, 렌즈에 대한 이미징 디바이스의 여러 가능한 배치 또는 배향을 예시하도록 2개의 이미징 디바이스가 도시되어 있다. 렌즈의 설계 태양은 별도로 표시된 것을 제외하고는 도 1의 렌즈(120)와 동일하거나 유사할 수 있고, 이미징 디바이스의 설계 태양은 별도로 표시된 것을 제외하고는 도 1의 이미징 디바이스(130)와 동일하거나 유사할 수 있다.
도 5a에서, 시스템(510a)은 렌즈(520) 및 이미징 디바이스(530, 534)를 포함한다. 렌즈(520)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(520a, 520b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(520c)을 갖는다. 렌즈(520)는 또한 제1 렌즈 섹션(522), 제2 렌즈 섹션(524), 및 다층 광학 필름(525)을 포함한다. 필름(525)은 필름(525)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(522, 524)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(522)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(522a, 522b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(524)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(524a, 524b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(520a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(522a, 524a)을 포함한다. 렌즈의 제2 광학 표면(520b)은 또한 볼록하고 제2 매끄러운 표면(522b, 524b)을 포함한다. 다층 광학 필름(525)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(525)이 제1 광학 표면(520a) 및 제2 광학 표면(520b) 둘 모두와 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(525)은 제1 매끄러운 표면(522a)을 제1 매끄러운 표면(524a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(525t1)를 따라서 종단된다. 제2 광학 표면에서, 필름(525)은 제2 매끄러운 표면(522b)을 제2 매끄러운 표면(524b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(525t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스는 이미징 광을 제1 광학 표면(520a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나(이미징 디바이스(530) 참조), 이는 이미징 광을 원주 표면(520c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다(이미징 디바이스(534) 참조). 어느 경우든, 다층 광학 필름(525)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(520a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 5b에서, 시스템(510b)은 렌즈(540) 및 이미징 디바이스(550, 554)를 포함한다. 렌즈(540)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(540a, 540b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(540c)을 갖는다. 렌즈(540)는 또한 제1 렌즈 섹션(542), 제2 렌즈 섹션(544), 및 다층 광학 필름(545)을 포함한다. 필름(545)은 필름(545)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(542, 544)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(542)은 제1 매끄러운 표면(542a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(544)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(544a, 544b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(540a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(542a, 544a)을 포함한다. 렌즈의 제2 광학 표면(540b)은 또한 볼록하고 제2 매끄러운 표면(544b)과 일치한다. 다층 광학 필름(545)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(545)이 제1 광학 표면(540a) 및 원주 표면(540c)과 교차하지만 제2 광학 표면(540b)과는 교차하지 않도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(545)은 제1 매끄러운 표면(542a)을 제1 매끄러운 표면(544a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(545t1)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스는 이미징 광을 제1 광학 표면(540a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나(이미징 디바이스(550) 참조), 이는 이미징 광을 원주 표면(540c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다(이미징 디바이스(554) 참조). 어느 경우든, 다층 광학 필름(545)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(540a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 5c에서, 시스템(510c)은 렌즈(560) 및 이미징 디바이스(570, 574)를 포함한다. 렌즈(560)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(560a, 560b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(560c)을 갖는다. 렌즈(560)는 또한 제1 렌즈 섹션(562), 제2 렌즈 섹션(564), 및 다층 광학 필름(565)을 포함한다. 필름(565)은 필름(565)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(562, 564)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(562)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(562a, 562b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(524)은 제2 매끄러운 표면(564b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(560a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(562a)과 일치한다. 렌즈의 제2 광학 표면(560b)은 또한 볼록하고 제2 매끄러운 표면(562b, 564b)을 포함한다. 다층 광학 필름(565)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(565)이 제2 광학 표면(560b) 및 원주 표면(560c) 둘 모두와 교차하지만 제1 광학 표면(560a)과는 교차하지 않도록 한다. 제2 광학 표면에서, 필름(565)은 제2 매끄러운 표면(562b)을 제2 매끄러운 표면(564b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(565t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스는 이미징 광을 제1 광학 표면(560a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나(이미징 디바이스(570) 참조), 이는 이미징 광을 원주 표면(560c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다(이미징 디바이스(574) 참조). 어느 경우든, 다층 광학 필름(565)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(560a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 6은 이미징 광에 대한 겹침 광학 경로(folded optical path)를 이용하는 시스템을 도시한다. 본 도면에서, 시스템(610a)은 렌즈(620) 및 이미징 디바이스(630, 634)를 포함한다. 렌즈(620)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(620a, 620b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(620c)을 갖는다. 렌즈(620)는 또한 제1 렌즈 섹션(622), 제2 렌즈 섹션(624), 및 다층 광학 필름(625)을 포함한다. 필름(625)은 필름(625)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(622, 624)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(622)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(622a, 622b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(624)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(624a, 624b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(620a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(622a, 624a)을 포함한다. 렌즈의 제2 광학 표면(620b)은 또한 볼록하고 제2 매끄러운 표면(622b, 624b)을 포함한다. 다층 광학 필름(625)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(625)이 제1 광학 표면(620a) 및 제2 광학 표면(620b) 둘 모두와 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(625)은 제1 매끄러운 표면(622a)을 제1 매끄러운 표면(624a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(625t1)를 따라서 종단된다. 제2 광학 표면에서, 필름(625)은 제2 매끄러운 표면(622b)을 제2 매끄러운 표면(624b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(625t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스는 이미징 광을 제2 광학 표면(620b)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나(이미징 디바이스(630) 참조), 이는 이미징 광을 원주 표면(620c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다(이미징 디바이스(634) 참조). 어느 경우든, 다층 광학 필름(625)은 이미징 광의 일부를 제2 광학 표면(620b)으로 반사시키도록 배향되는데, 여기서 광은 부분적으로 반사되고, 이어서 필름(625)을 통하여 다시 부분적으로 투과되고, 제1 광학 표면(620a)을 통하여 렌즈(620)를 나가서 사용자의 눈으로 간다. 원하는 경우, 부분 반사기, 예컨대 얇은 부분적으로 투명한 금속 층, 주변 매질과 상이한 굴절률을 갖는 유전체 층, 및/또는 고굴절률 및 저굴절률 재료의 다수의 층을 포함하는 부분적으로 반사성인 유전체 스택은, 또한 원격 물체로부터의 광이 렌즈(620)를 통과하게 하면서, 이미징 광의 반사율을 증가시키도록 제2 광학 표면(620b)의 적어도 일부 상에 배치될 수 있다.
도 7 내지 도 9는 더욱 더 많은 렌즈 구성을 도시한다. 도 7에서, 렌즈(720)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(720a, 720b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(720c)을 갖는다. 렌즈(720)는 또한 제1 렌즈 섹션(722), 제2 렌즈 섹션(724), 및 다층 광학 필름(725)을 포함한다. 필름(725)은 필름(725)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(722, 724)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(722)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(722a, 722b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(724)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(724a, 724b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(720a)은 평탄하고 제1 매끄러운 표면(722a, 724a)을 포함한다. 렌즈의 제2 광학 표면(720b)은 볼록하고 제2 매끄러운 표면(722b, 724b)을 포함한다. 다층 광학 필름(725)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(725)이 제1 광학 표면(720a) 및 제2 광학 표면(720b) 둘 모두와 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(725)은 제1 매끄러운 표면(722a)을 제1 매끄러운 표면(724a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(725t1)를 따라서 종단된다. 제2 광학 표면에서, 필름(725)은 제2 매끄러운 표면(722b)을 제2 매끄러운 표면(724b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(725t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스(미도시)는 이미징 광을 제1 광학 표면(720a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나, 이는 이미징 광을 원주 표면(720c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다. 어느 경우든, 다층 광학 필름(725)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(720a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 8에서, 렌즈(820)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(820a, 820b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(820c)을 갖는다. 렌즈(820)는 또한 제1 렌즈 섹션(822), 제2 렌즈 섹션(824), 및 다층 광학 필름(825)을 포함한다. 필름(825)은 필름(825)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(822, 824)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(822)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(822a, 822b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(824)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(824a, 824b)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(820a)은 평탄하고 제1 매끄러운 표면(822a, 824a)을 포함한다. 렌즈의 제2 광학 표면(820b)은 오목하고 제2 매끄러운 표면(822b, 824b)을 포함한다. 다층 광학 필름(825)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(825)이 제1 광학 표면(820a) 및 제2 광학 표면(820b) 둘 모두와 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(825)은 제1 매끄러운 표면(822a)을 제1 매끄러운 표면(824a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(825t1)를 따라서 종단된다. 제2 광학 표면에서, 필름(825)은 제2 매끄러운 표면(822b)을 제2 매끄러운 표면(824b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(825t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스(미도시)는 이미징 광을 제1 광학 표면(820a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나, 이는 이미징 광을 원주 표면(820c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다. 어느 경우든, 다층 광학 필름(825)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(820a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 9에서, 복합 렌즈(900)에는 렌즈(920)가 다른 렌즈(940)에 접합되거나 그와 달리 결합되어 포함된다. 복합 렌즈(900) 및 다른 렌즈(940)뿐만 아니라 렌즈(920)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈(920)는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(920a, 920b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(920c)을 갖는다. (유사하게, 렌즈(940)는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들(940a, 940b), 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(940c)을 갖는다. 렌즈(940)의 제1 광학 표면(940a)은 렌즈(920)의 제2 광학 표면(920b)과 일치하도록 형상화된다.) 렌즈(920)는 제1 렌즈 섹션(922), 제2 렌즈 섹션(924), 및 다층 광학 필름(925)을 포함한다. 필름(925)은 필름(925)을 통하여 서로 부착될 수 있는 렌즈 섹션들(922, 924)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(922)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(922a, 922b)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(924)은 제1 및 제2 매끄러운 표면(924a, 924b)을 갖는다. 렌즈(920)의 제1 광학 표면(920a)은 평탄하고 제1 매끄러운 표면(922a, 924a)을 포함한다. 렌즈(920)의 제2 광학 표면(920b)은 볼록하고 제2 매끄러운 표면(922b, 924b)을 포함한다. 다층 광학 필름(925)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(925)이 제1 광학 표면(920a) 및 제2 광학 표면(920b) 둘 모두와 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(925)은 제1 매끄러운 표면(922a)을 제1 매끄러운 표면(924a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(925t1)를 따라서 종단된다. 제2 광학 표면에서, 필름(925)은 제2 매끄러운 표면(922b)을 제2 매끄러운 표면(924b)으로부터 분리하는 연장된 종단부(925t2)를 따라서 종단된다. 이미징 디바이스(미도시)는 이미징 광을 제1 광학 표면(920a)을 통하여 렌즈 내로 주입하도록 위치될 수 있거나, 이는 이미징 광을 원주 표면(920c)을 통하여 주입하도록 위치될 수 있다. 어느 경우든, 다층 광학 필름(925)은 이미징 광의 일부를 제1 광학 표면(920a)을 통하여 외부로 사용자의 눈까지 반사시킨다.
도 10 내지 도 12는 다층 광학 필름의 연장된 종단부의 상이한 가능한 형상 및 렌즈의 외주연부 또는 원주가 더 잘 도시되고 논의될 수 있도록 대표적인 렌즈의 정면도 또는 평면도를 도시하고 있다. 도 10에서, 렌즈(1020)는 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 렌즈와 동일하거나 유사할 수 있다. 렌즈(1020)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈(1020)는 제1 광학 표면(1020a), 반대편인 제2 광학 표면, 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(1020c)을 갖는다. 원주 표면(1020c)은 실질적으로 원형이다. 렌즈(1020)는 제1 렌즈 섹션, 제2 렌즈 섹션, 및 렌즈 섹션들의 일치하는 표면들 사이에 개재된 다층 광학 필름을 포함한다. 제1 렌즈 섹션은 제1 매끄러운 표면(1022a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션은 또한 제1 매끄러운 표면(1024a)을 갖는다. 제1 광학 표면(1020a)은 제1 매끄러운 표면(1022a, 1024a)을 포함한다. 다층 광학 필름은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y 평면에 대해 회전되거나 경사진 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름이 적어도 제1 광학 표면(1020a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름은 제1 매끄러운 표면(1022a)을 제1 매끄러운 표면(1024a)으로부터 분리하는 연장된 종단부를 따라서 종단된다. 연장된 종단부의 형상 및 외양은 다층 광학 필름의 형상에 따라, 예컨대, 그가 평탄하고 평면인지 또는 만곡되거나 또는 그와 달리 평탄하지 않은지에 따라, 그리고 제1 광학 표면(1020a)의 형상에 따라, 예컨대 그가 평탄한지, 오목한지, 또는 볼록한지에 따라 좌우된다. 3가지 대안적인 연장된 종단부는 다층 광학 필름이 평탄한 경우에 대해 도면에 도시되어 있는데: 아크 형상의 연장된 종단부(1025t1')는 제1 광학 표면(1020a)이 오목한 경우에 대한 것이고, 직선의 연장된 종단부(1025t1'')는 제1 광학 표면(1020a)이 평탄한 경우에 대한 것이고, 아크 형상의 연장된 종단부(1025t1''')는 제1 광학 표면(1020a)이 볼록한 경우에 대한 것이다. 다층 광학 필름의 형상이 평탄한 평면으로부터 벗어난 경우에, 연장된 종단부의 평면도의 형상은 도 10에 도시된 것들로부터 벗어날 것이다.
도 11은, 렌즈의 외주연부 또는 원주가 실질적으로 정사각형 또는 직사각형인 것을 제외하고는, 도 10의 것과 동일하거나 유사할 수 있는 렌즈(1120)를 도시한다. 따라서, 렌즈(1120)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈(1120)는 또한 제1 광학 표면(1120a), 반대편인 제2 광학 표면, 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(1120c)을 갖는다. 원주 표면(1120c)은 형상이 실질적으로 정사각형이다. 렌즈(1120)는 제1 렌즈 섹션, 제2 렌즈 섹션, 및 렌즈 섹션들의 일치하는 표면들 사이에 개재된 다층 광학 필름을 포함한다. 제1 렌즈 섹션은 제1 매끄러운 표면(1122a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션은 또한 제1 매끄러운 표면(1124a)을 갖는다. 제1 광학 표면(1120a)은 제1 매끄러운 표면(1122a, 1124a)을 포함한다. 다층 광학 필름은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y 평면에 대해 회전되거나 경사진 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름이 적어도 제1 광학 표면(1120a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름은 제1 매끄러운 표면(1122a)을 제1 매끄러운 표면(1124a)으로부터 분리하는 연장된 종단부를 따라서 종단된다. 연장된 종단부의 형상 및 외양은 다층 광학 필름의 형상에 따라, 예컨대, 그가 평탄하고 평면인지 또는 만곡되거나 또는 그와 달리 평탄하지 않은지에 따라, 그리고 제1 광학 표면(1120a)의 형상에 따라, 예컨대 그가 평탄한지, 오목한지, 또는 볼록한지에 따라 좌우된다. 3가지 대안적인 연장된 종단부는 다층 광학 필름이 평탄한 경우에 대해 도면에 도시되어 있는데: 아크 형상의 연장된 종단부(1125t1')는 제1 광학 표면(1120a)이 오목한 경우에 대한 것이고, 직선의 연장된 종단부(1125t1'')는 제1 광학 표면(1120a)이 평탄한 경우에 대한 것이고, 아크 형상의 연장된 종단부(1125t1''')는 제1 광학 표면(1120a)이 볼록한 경우에 대한 것이다. 다층 광학 필름의 형상이 평탄한 평면으로부터 벗어난 경우에, 연장된 종단부의 평면도의 형상은 도 11에 도시된 것들로부터 벗어날 것이다.
도 12는, 렌즈의 외주연부 또는 원주가 실질적으로 팔각형인 것을 제외하고는, 도 10 및 도 11의 것과 동일하거나 유사할 수 있는 렌즈(1220)를 도시한다. 따라서, 렌즈(1220)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈(1220)는 또한 제1 광학 표면(1220a), 반대편인 제2 광학 표면, 및 광학 표면들을 연결하는 원주 표면(1220c)을 갖는다. 원주 표면(1220c)은 형상이 실질적으로 팔사각형이다. 렌즈(1220)는 제1 렌즈 섹션, 제2 렌즈 섹션, 및 렌즈 섹션들의 일치하는 표면들 사이에 개재된 다층 광학 필름을 포함한다. 제1 렌즈 섹션은 제1 매끄러운 표면(1222a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션은 또한 제1 매끄러운 표면(1224a)을 갖는다. 제1 광학 표면(1220a)은 제1 매끄러운 표면(1222a, 1224a)을 포함한다. 다층 광학 필름은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y 평면에 대해 회전되거나 경사진 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름이 적어도 제1 광학 표면(1220a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름은 제1 매끄러운 표면(1222a)을 제1 매끄러운 표면(1224a)으로부터 분리하는 연장된 종단부를 따라서 종단된다. 연장된 종단부의 형상 및 외양은 다층 광학 필름의 형상에 따라, 예컨대, 그가 평탄하고 평면인지 또는 만곡되거나 또는 그와 달리 평탄하지 않은지에 따라, 그리고 제1 광학 표면(1220a)의 형상에 따라, 예컨대 그가 평탄한지, 오목한지, 또는 볼록한지에 따라 좌우된다. 3가지 대안적인 연장된 종단부는 다층 광학 필름이 평탄한 경우에 대해 도면에 도시되어 있는데: 아크 형상의 연장된 종단부(1225t1')는 제1 광학 표면(1220a)이 오목한 경우에 대한 것이고, 직선의 연장된 종단부(1225t1'')는 제1 광학 표면(1220a)이 평탄한 경우에 대한 것이고, 아크 형상의 연장된 종단부(1225t1''')는 제1 광학 표면(1220a)이 볼록한 경우에 대한 것이다. 다층 광학 필름의 형상이 평탄한 평면으로부터 벗어난 경우에, 연장된 종단부의 평면도의 형상은 도 12에 도시된 것들로부터 벗어날 것이다.
도 13 내지 도 15는 매설된 다층 광학 필름의 연장된 종단부 부근의 렌즈의 광학 표면의 상세사항을 도시하도록 확대 또는 증대된 개략 단면도이다. 렌즈의 광학 표면은 볼록한 것으로 도시되어 있으나, 이는 대안적으로 평탄하거나, 또는 오목할 수 있다. 도 13에서, 렌즈(1320)는 본 명세서의 다른 곳에서 논의되는 렌즈와 동일하거나 유사할 수 있다. 렌즈(1320)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 제1 광학 표면(1320a)을 갖고 이는 원주 표면에 의해 반대편인 제2 광학 표면에 연결된다. 렌즈(1320)는 또한 제1 렌즈 섹션(1322), 제2 렌즈 섹션(1324), 및 다층 광학 필름(1325)을 포함한다. 필름(1325)은 렌즈 섹션들(1322, 1324)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(1322)은 제1 매끄러운 표면(1322a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(1324)은 제1 매끄러운 표면(1324a)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(1320a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(1322a, 1324a)을 포함한다. 다층 광학 필름(1325)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(1325)이 적어도 제1 광학 표면(1320a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(1325)은 제1 매끄러운 표면(1322a)을 제1 매끄러운 표면(1324a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(1325t1)를 따라서 종단된다.
다층 광학 필름(1325)의 에지 또는 종단부(1325t1)는 매끄러운 표면(1322a, 1324a)과 실질적인 정합 상태에 있도록 배치된 매끄러운 표면을 형성하도록 절단되고 기계적으로 연마되어, 종단부(1325t1)가 광학 표면(1320a)의 일부를 또한 형성하게 할 수 있다. 절단 및 연마는 필름(1325)의 에지를 손상시키는 것을 피하도록 조심스럽게 수행되어, 그에 따라서, 파손, 크랙, 탈층, 또는 다른 에지 결함이 필름의 종단부에서 또는 그 근처에서 형성될 수 있는 가능성을 감소시킨다.
도 14에서, 렌즈(1420)는, 다층 광학 필름의 종단부가 광학 표면 근처의 노치 또는 홈에 놓이는 것을 제외하고는, 도 13의 렌즈와 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 렌즈(1420)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 제1 광학 표면(1420a)을 갖고 이는 원주 표면에 의해 반대편인 제2 광학 표면에 연결된다. 렌즈(1420)는 또한 제1 렌즈 섹션(1422), 제2 렌즈 섹션(1424), 및 다층 광학 필름(1425)을 포함한다. 필름(1425)은 렌즈 섹션들(1422, 1424)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(1422)은 제1 매끄러운 표면(1422a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(1424)은 제1 매끄러운 표면(1424a)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(1420a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(1422a, 1424a)을 포함한다. 다층 광학 필름(1425)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(1425)이 적어도 제1 광학 표면(1420a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면 근처에서, 필름(1425)은, 연장된 노치 또는 홈(1426) 내에 놓이고 제1 매끄러운 표면(1422a)을 제1 매끄러운 표면(1424a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(1425t1)를 따라서 종단된다. 노치(1426)는 전형적으로 깊이가 250 마이크로미터 이하이거나, 깊이가 100 마이크로미터 이하이고, 폭이 100 내지 250 마이크로미터 범위일 수 있지만, 이들 값은 예시적인 것이고 부당하게 제한적이지 않은 것으로 이해되어야 한다. 필름 종단부에서 기계적 응력을 감소시키기 위하여, 노치(1426)는 하드 코트(hard coat) 재료 또는 다른 적합한 중합체 또는 다른 고체 재료와 같은 강인하고 투명한 충전재 재료(1427)로 충전될 수 있다. 노치(1426)와 관련된 광학적 아티팩트를 감소시키기 위하여, 충전재 재료(1427)는 렌즈 섹션(1422, 1424)의 굴절률과 정합하거나 또는 실질적으로 정합하는 굴절률을 가질 수 있다. 충전재 재료(1427)의 외부 표면은 매끄러운 표면(1422a, 1424a)과 실질적인 정합 상태에 있도록 형상화될 수 있고 매끄러울 수 있어서, 충전재 재료(1427)의 외부 표면이 광학 표면(1420a)의 일부를 또한 형성하게 할 수 있다. 충전재 재료(1427)가 노치(1426) 내에 제공되더라도, 필름의 에지를 손상시키는 것을 피하도록 다층 광학 필름(1425)을 처리하는 것이 여전히 바람직하여, 그에 따라서, 파손, 크랙, 탈층, 또는 다른 에지 결함이 필름의 종단부에서 또는 그 근처에서 형성될 수 있는 가능성을 감소시킨다.
도 15에서, 렌즈(1520)는, 보호 코팅이 렌즈의 광학 표면 위에 제공되는 것을 제외하고는, 도 13의 렌즈와 동일하거나 유사할 수 있다. 따라서, 렌즈(1520)는 x-y-z 직교 좌표계의 z-축에 평행한 광학 축을 갖는다. 렌즈는 제1 광학 표면(1520a)을 갖고 이는 원주 표면에 의해 반대편인 제2 광학 표면에 연결된다. 렌즈(1520)는 또한 제1 렌즈 섹션(1522), 제2 렌즈 섹션(1524), 및 다층 광학 필름(1525)을 포함한다. 필름(1525)은 렌즈 섹션들(1522, 1524)의 일치하는 표면들 사이에 개재된다. 제1 렌즈 섹션(1522)은 제1 매끄러운 표면(1522a)을 갖고, 제2 렌즈 섹션(1524)은 제1 매끄러운 표면(1524a)을 갖는다. 렌즈의 제1 광학 표면(1520a)은 볼록하고 제1 매끄러운 표면(1522a, 1524a)을 포함한다. 다층 광학 필름(1525)은 전술된 바와 같이 광을 부분적으로 반사시키고 부분적으로 투과시키며, x-y-z 좌표계에 대해 회전되거나 경사진 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면 내에 놓여있다. 경사 또는 회전 양은 필름(1525)이 적어도 제1 광학 표면(1520a)과 교차하도록 한다. 제1 광학 표면에서, 필름(1525)은 제1 매끄러운 표면(1522a)을 제1 매끄러운 표면(1524a)으로부터 분리하는 연장된 종단부(1525t1)를 따라서 종단된다. 다층 광학 필름(1525)의 에지 또는 종단부(1525t1)는 매끄러운 표면(1522a, 1524a)과 실질적인 정합 상태에 있도록 배치된 매끄러운 표면을 형성하도록 절단되고 기계적으로 연마되어, 종단부(1525t1)가 광학 표면(1520a)의 일부를 또한 형성하게 할 수 있다. 절단 및 연마는 필름(1525)의 에지를 손상시키는 것을 피하도록 조심스럽게 수행되어, 그에 따라서, 파손, 크랙, 탈층, 또는 다른 에지 결함이 필름의 종단부에서 또는 그 근처에서 형성될 수 있는 가능성을 감소시킨다. 보호 코팅(1528), 예컨대, 하드 코트 또는 다른 적합한 중합체 또는 다른 고체 재료가, 종단부(1525t1) 및 매끄러운 표면(1522a, 1524a) 위에 제공된다. 코팅(1528)이 액체로서 광학 표면(1520a)에 적용되고 이어서 고체 층으로 경화되는 경우, 이는 종단부(1525t1)에 존재할 수 있는 어떠한 파손, 크랙, 탈층, 또는 다른 에지 결함 내로도 침투하고, 따라서, 광학적 성능 관점에서 그러한 에지 결함을 적어도 부분적으로 교정할 수 있다.
다층 광학 필름의 그의 연장된 에지 또는 종단부 부근의 일부의 개략적인 확대도가 도 16에 도시되어 있다. 그 도면에서, 다층 광학 필름(1625)은 본 명세서에서 논의된 다른 광학 필름과 동일하거나 유사할 수 있다. 필름(1625)은 연장된 종단부(1625t1)를 갖도록 절단, 연마, 및/또는 그와 달리 가공되어 있는데, 이러한 종단부는 바람직하게는 렌즈의 광학 표면에 또는 그 근처에 위치되어 있다. 필름(1625)은 x'-y'-z' 직교 좌표계의 x'-y' 평면에 놓여 있는 것으로 상정되는데, 이 좌표계는 렌즈의 광학 축과 정렬된 좌표계에 대해 회전되거나 경사져 있다. 몇몇 이상적인 에지 결함(1625-1, 1625-2, 1625-3, 1625-4)이 도면에 도시되어 있는데, 이 결함들은 다층 광학 필름(1625)의 파손, 크랙, 또는 탈층일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 각각의 결함은 종단부(1625t1)에 수직인 필름(1625)의 평면에서 측정된 결함 거리에 의해 특징지어질 수 있다. 따라서, 에지 결함(1625-1)은 결함 거리(D1)에 의해 특징지어지고, 에지 결함(1625-2)은 결함 거리(D2)에 의해 특징지어지고, 에지 결함(1625-3)은 결함 거리(D3)에 의해 특징지어지고, 에지 결함(1625-4)은 결함 거리(D4)에 의해 특징지어진다. 이들 결함 거리는 함께 평균되어 종단부(1625t1) 또는 그의 일부에 대한 평균 결함 거리를 제공할 수 있다. 필름(1625)이 매설된 렌즈의 고품질의 광학적 성능을 보장하기 위하여, 종단부(1625t1)에 대한 평균 결함 거리는 100 마이크로미터 이하, 또는 50 마이크로미터 이하가 되도록 제어된다.
본 명세서에서 논의되는 임의의 렌즈와 같은 렌즈를 제조하기 위하여 다층 광학 필름을 2개의 광학 몸체와 조합하는 하나의 방법을 도시하는 개략도가 도 17a 내지 도 17c에 제공되어 있다. 이들 도면에 예시된 제조 기법은 예시적인 것으로, 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다. 도 17a에는, 제1 광학 몸체(1722), 제2 광학 몸체(1724), 및 다층 광학 필름(1725)이 제공되어 있다. 몸체(1722, 1724)는 일치하는 표면(1722c, 1724c)을 각각 갖는다. 도 17b에서, 다층 광학 필름(1725)이 사이에 개재된 채로 몸체들(1722, 1724)을 함께 접합시킴으로써 복합 광학 몸체가 형성된다. 광학적으로 투명한 광학 접착제, 광학 접합제, 또는 유사한 재료일 수 있거나 이를 포함할 수 있는 광 투과성 접합 층(1727, 1729)이 강한 접합 및 강인한 구성을 보장하기 위하여 또한 포함될 수 있다. 이어서, 복합 광학 몸체는 관심 대상의 표면(S1, S2)을 따라서 절단 및 연마될 수 있거나 또는 그와 달리 형성될 수 있는데, 표면(S1, S2)은 원하는 렌즈의 서로 반대편인 광학 표면들을 제공하도록 형상화되어 있다. 도 17c에 도시된 바와 같이, 광학 표면의 형성은 매끄러운 표면(1722a')을 제1 광학 몸체(이는 이를 원래의 미절단 몸체(1722)로부터 구별하기 위하여 지금은 1722'로 라벨링되어 있음)에, 그리고 매끄러운 표면(1724a')을 제2 광학 몸체(이는 이를 원래의 미절단 몸체(1724)로부터 구별하기 위하여 지금은 1724'로 라벨링되어 있음)에 제공하기 위하여 수행된다. 이들 매끄러운 표면(1722a', 1724a')은 접합 및 형성의 결과로서 생성되는 렌즈(1720)의 제1 광학 표면(1720a)의 부분들이다. 이러한 형성은 또한 제1 광학 몸체(1722')에 매끄러운 표면(1722b')을 그리고 제2 광학 몸체(1724')에 매끄러운 표면(1724b')을 제공할 수 있고, 이들 매끄러운 표면(1722b', 1724b')은 렌즈(1720)의 제2 광학 표면(1720b)의 부분들일 수 있다. 원주 표면(1720c)은 제1 광학 표면과 제2 광학 표면을 연결할 수 있다. 이러한 형성의 일부로서, 다층 광학 필름(1725)은 또한 광학 표면(1720a, 1720b)에서 또는 그 근처에서 종단되어 각각 연장된 종단부(1725t1, 1725t2)를 제공할 수 있는데, 종단부(1725t1)는 매끄러운 표면(1722a')을 매끄러운 표면(1724a')으로부터 분리하고, 종단부(1725t2)는 매끄러운 표면(1722b')을 매끄러운 표면(1724b')으로부터 분리한다. 필름(1725)은 다층 광학 필름(1725) 내의 연장된 종단부를 따른 에지 결함을 피하는 방식으로 종단되고, 어떠한 그러한 에지 결함도 100 마이크로미터 이하 또는 50 마이크로미터 이하의 평균 결함 거리에 의해 특징지어진다.
상기한 교시에 많은 변형이 이루어질 수 있다. 그러한 한 가지 변형에서, 개시된 설계 및 기법은 또한 렌즈 이외의 광학 구성요소에 적용될 수 있다. 그러한 다른 광학 구성요소는, 서로 반대편인 광학 표면들이 평탄한 것으로 제조될 수 있는, 즉, 서로 반대편인 광학 표면들 어느 것도 만곡되지 않은 것을 제외하고는, 매설된 다층 광학 필름을 갖는 개시된 렌즈들 중 임의의 것과 동일하거나 유사할 수 있다. 그러한 광학 구성요소는 제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖는 제1 섹션, 제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖고 제1 섹션과 일치하도록 형상화된 제2 섹션, 및 제1 섹션과 제2 섹션 사이의 광학 구성요소 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함할 수 있다. 구성요소의 제1 광학 표면은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함할 수 있고, 구성요소의 제2 광학 표면은 제2 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함할 수 있다. 다층 광학 필름은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함할 수 있다. 그러한 광학 구성요소는 일부 경우에 빔스플리팅 윈도로서 사용될 수 있고, 근안 디스플레이 및 유사한 응용예에 적합할 수 있는 안경류에서 하나 이상의 이미징 디바이스와 조합될 수 있다.
달리 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에서 사용되는 양, 특성의 측정치 등을 표현하는 모든 숫자는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 반대로 지시되지 않는 한, 명세서 및 청구범위에 기재된 수치 파라미터들은 본 출원의 교시 내용을 이용하는 당업자가 얻고자 하는 원하는 특성에 따라 변할 수 있는 근사치이다. 청구범위의 범주에 대한 균등론의 적용을 제한하려고 시도함이 없이, 각각의 수치적 파라미터는 적어도 보고된 유효 숫자의 수의 관점에서 그리고 통상의 반올림 기법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범주를 기술하는 수치 범위 및 파라미터가 근사치임에도 불구하고, 임의의 수치 값이 본 명세서에 설명된 특정 예에 기술되는 한, 이들은 가능한 한 합리적으로 정확히 보고된다. 그러나, 임의의 수치 값은 시험 또는 측정 한계와 연관된 오차를 분명히 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 변형 및 변경이 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 당업자에게는 명백할 것이며, 본 발명이 본 명세서에 기재된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 독자는, 달리 지시되지 않는 한, 하나의 개시된 실시 형태의 특징이 또한 모든 다른 개시된 실시 형태에도 적용될 수 있는 것으로 추정해야 한다. 본 명세서에서 언급되는 모든 미국 특허, 특허 출원 공보와, 기타 특허 및 특허 외 문헌은, 그들이 전술한 개시 내용과 상반되지 않는 한, 참고로 포함된다.
본 발명은 부분 반사 요소를 갖는 렌즈 및 관련된 광학 구성요소에 관한 다양한 항목들을 개시한다. 이들은 하기의 번호가 매겨진 항목들을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
항목 1은 원주 표면에 의해 연결되는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 렌즈로서,
제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖는 제1 렌즈 섹션;
제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면, 및 측 표면을 갖는 제2 렌즈 섹션; 및
제1 렌즈 섹션과 제2 렌즈 섹션 사이에서 렌즈 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함하고,
다층 광학 필름이 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 복수의 중합체 층을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부가 복굴절성이고;
제1 광학 표면이 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함하고;
제2 광학 표면이 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고;
다층 광학 필름이 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함하는, 렌즈이다.
항목 2는, 원주 표면이 제1 렌즈 섹션의 측 표면 및 제2 렌즈 섹션의 측 표면을 포함하는, 항목 1의 렌즈이다.
항목 3은, 제1 광학 표면이 또한 제1 연장된 종단부를 포함하는, 항목 1 또는 항목 2의 렌즈이다.
항목 4는, 제1 연장된 종단부가 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 노치에 배치되는, 항목 1 또는 항목 2의 렌즈이다.
항목 5는, 제1 연장된 노치의 깊이가 250 마이크로미터 이하인, 항목 4의 렌즈이다.
항목 6은, 다층 광학 필름이 제1 연장된 종단부를 따라서 어떠한 에지 결함을 갖는 한, 그러한 에지 결함이 100 마이크로미터 이하의 제1 평균 결함 거리에 의해 특징지어지는, 항목 1 내지 항목 5 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 7은, 제1 평균 결함 거리가 50 마이크로미터 이하인, 항목 6의 렌즈이다.
항목 8은, 제1 광학 표면이 만곡되고, 제1 연장된 종단부가 아크 형상인, 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 9는, 제1 광학 표면이 평탄하고, 제1 연장된 종단부가 직선인, 항목 1 내지 항목 7 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 10은, 제1 렌즈 섹션이 또한 제2 매끄러운 표면을 갖고, 제2 광학 표면이 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고, 다층 광학 필름이 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 종단부를 포함하는, 항목 1 내지 항목 9 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 11은, 제2 광학 표면이 또한 제2 연장된 종단부를 포함하는, 항목 10의 렌즈이다.
항목 12는, 제2 연장된 종단부가 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 노치에 배치되는, 항목 10의 렌즈이다.
항목 13은, 다층 광학 필름이 제2 연장된 종단부를 따라서 어떠한 에지 결함을 갖는 한, 그러한 에지 결함이 100 마이크로미터 이하의 제2 평균 결함 거리에 의해 특징지어지는, 항목 10 내지 항목 12 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 14는, 제2 평균 결함 거리가 50 마이크로미터 이하인, 항목 13의 렌즈이다.
항목 15는, 수직 입사 광의 적어도 하나의 가시광 파장에 대해, 또는 다른 설계 입사 각에서, 다층 광학 필름이 반사형 편광기로서 구성되는, 항목 1 내지 항목 14 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 16은, 수직 입사 광의 적어도 하나의 편광 상태에 대해, 또는 다른 설계 입사 각에서, 다층 광학 필름이 노치 필터로서 구성되는, 항목 1 내지 항목 15 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 17은, 수직 입사 광의 적어도 하나의 가시광 파장에 대해, 또는 다른 설계 입사 각에서, 다층 광학 필름이 반사형 편광기로서 구성되는, 항목 16의 렌즈이다.
항목 18은, 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면, 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면, 및 제1 연장된 종단부를 덮는 보호 코팅을 추가로 포함하는, 항목 1 내지 항목 17 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 19는, 제1 광학 표면 또는 제2 광학 표면을 덮는 흡수 층을 추가로 포함하는, 항목 1 내지 항목 18 중 어느 한 항목의 렌즈이다.
항목 20은, 흡수 층이 흡수 편광기를 포함하는, 항목 19의 렌즈이다.
항목 21은 복합 렌즈로서,
항목 1 내지 항목 20 중 어느 한 항목의 렌즈; 및
항목 1 내지 항목 20 중 어느 한 항목의 렌즈에 접합된 제2 렌즈를 포함하는 복합 렌즈이다.
항목 22는 시스템으로서,
항목 1 내지 항목 20 중 어느 한 항목의 렌즈; 및
이미징 광을 다층 광학 필름을 향하여 지향시키도록 배치된 이미징 디바이스를 포함하는, 시스템이다.
항목 23은, 다층 광학 필름이 제1 특징의 가시광을 선택적으로 반사시키고 제2 특징의 가시광을 선택적으로 투과시키도록 구성되고, 이미징 광이 제1 특징을 포함하는, 항목 22의 시스템이다.
항목 24는, 제1 및 제2 특징이 각각 제1 및 제2 직교 편광 상태이고, 렌즈가 제2 편광 상태의 광을 흡수하도록 구성된 흡수 편광기를 추가로 포함하는, 항목 23의 시스템이다.
항목 25는, 안경류를 포함하는, 항목 22 내지 항목 24 중 어느 한 항목의 시스템이다.
항목 26은 원주 표면에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 광학 구성요소로서,
제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖는 제1 섹션;
제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖고 제1 섹션과 일치하도록 형상화된 제2 섹션; 및
제1 섹션과 제2 섹션 사이에서 광학 구성요소 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함하고,
다층 광학 필름이 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 배열된 복수의 중합체 층을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부가 복굴절성이고;
제1 광학 표면이 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함하고;
제2 광학 표면이 제2 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고;
다층 광학 필름이 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함하는, 광학 구성요소이다.
항목 27은, 제1 및 제2 광학 표면 둘 모두가 평탄한, 항목 26의 광학 구성요소이다.
항목 28은 렌즈를 제조하는 방법으로서,
제1 광학 몸체, 및 제1 광학 몸체와 일치하도록 형상화된 제2 광학 몸체를 제공하는 단계;
보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 복수의 중합체 층을 포함하는 다층 광학 필름을 제공하는 단계 - 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성임 -;
복합 광학 몸체를 형성하도록 다층 광학 필름이 사이에 개재된 채로 제1 광학 몸체와 제2 광학 몸체를 접합하는 단계;
복합 광학 몸체에 제1 광학 표면을 형성하는 단계 - 형성하는 단계는 제1 매끄러운 표면을 제1 광학 몸체에 그리고 제2 매끄러운 표면을 제2 광학 몸체에 부여하도록 수행되고, 제1 및 제2 매끄러운 표면은 제1 광학 표면의 일부이고, 광학 몸체는 또한 제1 광학 표면에 반대편인 제2 광학 표면, 및 제1 광학 표면과 제2 광학 표면을 연결하는 원주 표면을 갖거나 갖도록 제조됨 -; 및
제1 매끄러운 표면을 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 연장된 종단부를 따라서 다층 광학 필름을 종단시키는 단계를 포함하는, 방법이다.
항목 29는, 종단시키는 단계가 다층 광학 필름 내의 연장된 종단부를 따른 에지 결함을 피하도록 수행되어, 어떠한 그러한 에지 결함도 100 마이크로미터 이하의 제1 평균 결함 거리에 의해 특징지어지는, 항목 28의 방법이다.
항목 30은, 종단시키는 단계가 다층 광학 필름의 단부를 연마하는 단계를 포함하고, 형성하는 단계가 제1 및 제2 광학 몸체를 연마하는 단계를 포함하는, 항목 29의 방법이다.
항목 31은,
제1 광학 표면에 연장된 노치를 형성하여 연장된 종단부가 연장된 노치에 배치되게 하는 단계를 추가로 포함하는, 항목 28 내지 항목 30 중 어느 한 항목의 방법이다.
항목 32는,
제1 광학 표면의 전부, 또는 실질적으로 전부, 또는 일부 위에 보호 코팅을 형성하는 단계를 추가로 포함하는, 항목 28 내지 항목 31 중 어느 한 항목의 방법이다.

Claims (10)

  1. 원주 표면에 의해 연결되는 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 렌즈로서,
    제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖는 제1 렌즈 섹션;
    제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면, 및 측 표면을 갖는 제2 렌즈 섹션; 및
    제1 렌즈 섹션과 제2 렌즈 섹션 사이에서 렌즈 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함하고,
    다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 구성된 복수의 중합체 층을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이고;
    제1 광학 표면은 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함하고;
    제2 광학 표면은 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고;
    다층 광학 필름은 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함하는 렌즈.
  2. 제1항에 있어서, 원주 표면은 제1 렌즈 섹션의 측 표면 및 제2 렌즈 섹션의 측 표면을 포함하는 렌즈.
  3. 제1항에 있어서, 제1 광학 표면은 또한 제1 연장된 종단부를 포함하는 렌즈.
  4. 제1항에 있어서, 제1 연장된 종단부는 제1 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 노치에 배치되는 렌즈.
  5. 제1항에 있어서, 제1 렌즈 섹션은 또한 제2 매끄러운 표면을 갖고, 제2 광학 표면은 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면 및 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고, 다층 광학 필름은 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 종단부를 포함하는 렌즈.
  6. 제5항에 있어서, 제2 연장된 종단부는 제1 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면을 제2 렌즈 섹션의 제2 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제2 연장된 노치에 배치되는 렌즈.
  7. 제1항에 있어서, 수직 입사 광의 적어도 하나의 가시광 파장에 대해, 다층 광학 필름은 반사형 편광기로서 구성되는 렌즈.
  8. 제1항의 렌즈; 및
    이미징 광을 다층 광학 필름을 향하여 지향시키도록 배치된 이미징 디바이스를 포함하는 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 안경류를 포함하는 시스템.
  10. 원주 표면에 의해 연결된 서로 반대편인 제1 및 제2 광학 표면들을 갖는 광학 구성요소로서,
    제1 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖는 제1 섹션;
    제1 매끄러운 표면, 제2 매끄러운 표면 및 측 표면을 갖고 제1 섹션과 일치하도록 형상화된 제2 섹션; 및
    제1 섹션과 제2 섹션 사이에서 광학 구성요소 내에 매설된 다층 광학 필름을 포함하고,
    다층 광학 필름은 보강 또는 상쇄 간섭에 의해 광을 선택적으로 반사시키도록 배열된 복수의 중합체 층을 포함하고, 중합체 층들 중 적어도 일부는 복굴절성이고;
    제1 광학 표면은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면 및 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면을 포함하고;
    제2 광학 표면은 제2 섹션의 제2 매끄러운 표면을 포함하고;
    다층 광학 필름은 제1 섹션의 제1 매끄러운 표면을 제2 섹션의 제1 매끄러운 표면으로부터 분리하는 제1 연장된 종단부를 포함하는 광학 구성요소.
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