CN104685388A - 提供高分辨率图像的偏振分束器板和利用此类偏振分束器板的*** - Google Patents

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Abstract

本发明描述了偏振分束器板和组装了此类分束器板的***。偏振分束器板包括第一基底和设置在第一基底上的多层光学膜反射偏振片。偏振分束器板包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。偏振分束器板适于朝向观察者或带有所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射从成像器接收的成像光。

Description

提供高分辨率图像的偏振分束器板和利用此类偏振分束器板的***
相关申请的交叉引用
本专利申请与2011年11月28日提交的名称为“提供高分辨率图像的偏振分束器和利用此类分束器的***(Polarizing Beam SplittersProviding High Resolution Images and Systems Utilizing Such BeamSplitters)”的待审的美国专利申请序列号61/564161(代理人案卷号67895US002)和2011年11月28日提交的名为“制造提供高分辨率图像的偏振分束器和利用此类分束器的***的方法(Method of MakingPolarizing Beam Splitters Providing High Resolution Images and SystemsUtilizing Such Beam Splitters)”的待审的美国专利申请序列号61/564172(代理人案号68016US002)相关，其全文以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及偏振分束器板和组装了此类分束器板的***。更具体地，本发明涉及偏振分束器板以及具有此类分束器板的***，所述分束器板包含多层光学膜并且朝向观察者或具有高有效分辨率的观察屏反射成像光。
背景技术
采用偏振分束器(PBS)的照明***用于在诸如投影显示器的观察屏上形成图像。典型的显示图像包括照明源，该照明源被布置成使得来自该照明源的光线从包含待投影的所需图像的图像形成装置(即，成像器)反射出来。***将光线合拢，使得来自照明源的光线和投影图像的光线共用PBS与成像器之间的相同物理空间。PBS将入射的照明光与来自成像器的偏振旋转光分离。由于对PBS的新需求，部分地由于PBS在例如三维投影和成像的应用中的新用途，已出现了许多新的问题。本申请提供了解决此类问题的制品。
发明内容
在一个方面，本发明涉及偏振子***。偏振子***包括第一成像器和偏振分束器。在一些实施例中，成像器可为LCOS成像器。偏振分束器部分由反射偏振片构成，并且接收来自成像器的成像光。反射偏振片可为多层光学膜。在一些实施例中，反射偏振片将具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。偏振分束器朝向观察者或具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射成像光。在一些实施例中，偏振分束器可朝向观察者或具有小于9微米或小于6微米的有效像素分辨率的屏幕反射成像光。偏振子***可包括第二成像器，其中偏振分束器在与接收来自第一成像器的光的不同面处接收来自第二成像器的成像光。偏振子***还可包括投影透镜，该投影透镜从偏振分束器朝向观察者或屏幕投射光。在一些情况下，偏振子***可为三维图像投影仪的一部分。
在另一方面，本发明涉及一种偏振分束器。该偏振分束器包括定位在第一覆盖件与第二覆盖件之间的反射偏振片。该反射偏振片可为多层光学膜。偏振分束器能够朝向观察者或具有小于12微米、并且可能小于9微米或小于6微米的有效像素分辨率的屏幕反射成像光。偏振分束器的第一覆盖件和/或第二覆盖件可至少部分由玻璃或合适的光学塑料制成。可利用另外的处理(诸如暴露于真空)通过合适的光学粘合剂将第一覆盖件和/或第二覆盖件附接到反射偏振片，从而实现多层光学膜的所需平坦度。反射偏振片可具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
在另一方面，本发明涉及一种投影子***。该投影子***包括光源、偏振分束器、至少第一成像器，并且可能包括第二成像器。偏振分束器接收来自光源的光，并且包括由多层光学膜构成的反射偏振片。第一成像器定位在偏振分束器附近。第二成像器定位在偏振分束器的与第一成像器不同侧面上的偏振分束器附近。来自光源的光入射到偏振分束器上，并且入射光的第一偏振透射穿过反射偏振片，而与第一偏振态正交的入射光的第二偏振由该反射偏振片反射。第二偏振的光从偏振分束器行进到第二成像器，并且被成像和反射回该偏振分束器。从第二成像器反射的光穿过偏振分束器透射到像平面。第一偏振的光穿过偏振分束器透射到第一成像器，并且被成像和反射回该偏振分束器。从第一成像器反射的光在偏振分束器处朝向具有小于12微米的有效像素分辨率的像平面反射。在至少一些实施例中，从第一成像器反射的光在偏振分束器处朝向具有小于9微米或小于6微米的有效分辨率的像平面反射。反射偏振片可具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。投影子***的光源可为任何合适的光源，诸如弧光灯或者一个或多个LED。
在另一方面，本发明涉及偏振子***。该偏振子***包括第一成像器和偏振分束器。偏振分束器部分由反射偏振片构成，并且接收来自成像器的成像光。反射偏振片可为多层光学膜。偏振分束器朝向观察者或屏幕反射成像光。在一些实施例中，反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。在一些实施例中，反射偏振片具有小于40nm的表面粗糙度Ra或小于70nm的表面粗糙度Rq。在一些实施例中，反射偏振片具有小于35nm的表面粗糙度Ra或小于55nm的表面粗糙度Rq。
在另一方面，偏振子***包括第一成像器和适于从成像器接收成像光的偏振分束器板。偏振分束器板包括第一基底，设置在第一基底上的多层光学膜反射偏振片、第一最外主表面，以及与第一最外主表面成小于约20度角的相对第二最外主表面。偏振分束器板朝向观察者或者带有所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射所接收的成像光。
在另一方面，偏振分束器板包括第一基底、第二基底、设置在第一基底和第二基底之间并且附着至此的多层光学膜反射偏振片、第一最外主表面，以及与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。偏振分束器板适于朝向观察者或者带有所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射成像光。
在另一方面，投影子***包括光源、将从该光源接收的光成像的第一成像器，以及偏振分束器板，其从第一成像器接收成像光并且包括多层光学膜反射偏振片、第一最外主表面以及与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。偏振分束器板朝向具有小于12微米的有效像素分辨率的像平面反射所接收的成像光。
在另一方面，偏振子***包括第一成像器，以及偏振分束器板，其从成像器接收成像光并且包括多层光学膜反射偏振片、第一最外主表面以及与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。偏振分束器板朝向观察者或屏幕反射所接收的成像光。多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
在另一方面，一种制备平膜的方法包括以下步骤：提供多层光学膜，提供临时平坦基底，将多层光学膜的第一表面可剥离地附接到该临时平坦基底，以及提供永久基底，其中该永久基底包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。该方法还包括以下步骤：将多层光学膜的第二表面附接到永久基底，以及将该多层光学膜从临时平坦基底移除。
在另一方面，一种创建光学平坦偏振分束器板的方法包括以下步骤：提供多层光学膜反射偏振片，将压敏粘合剂层施加到该多层光学膜的第一表面，将第一基底紧贴施加在与多层光学膜相对侧面上的压敏粘合剂上，其中第一基底包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面，以及将真空施加到压敏粘合剂、多层光学膜和第一基底。
附图说明
图1为根据本发明的偏振转换***。
图2为根据本发明的偏振分束器。
图3为根据本发明的投影子***。
图4为示出一种制备用于PBS中的平坦多层光学膜的方法的流程图。
图5示出了一种使用多层光学膜创建偏振分束器的方法。
图6是偏振子***的示意图。
图7是偏振分束器板的最外表面的示意图。
图8是反射型成像***的示意图。
图9是透射型成像***的示意图。
图10是反射透射型成像***的示意图。
具体实施方式
高性能PBS对于创建用于使用硅基液晶(LCOS)成像器的投影仪的可行光学引擎是必要的。此外，当此类成像器需要来处理偏振光时，PBS甚至对于诸如DLP成像器的标称非偏振成像器来说可能是必要的。通常，PBS将透射标称p偏振光并反射标称s偏振光。多个不同类型的PBS包括MacNeille型PBS和线栅偏振片已在使用。然而，对于与投影***中的光处理相关联的问题，基于多层光学膜的PBS已被证实是最有效的偏振分束器之一，其包括在一定的波长和入射角范围内有效偏振并且在反射和透射两方面具有高效率的能力。此类多层光学膜由3M公司制造，如授予Jonza等人的美国专利5882774和授予Weber等人的美国专利6609795中所述。
随着多种新的成像和投影应用(包括例如三维投影和成像)的出现，已出现新的挑战。具体地，在至少一些三维成像应用中，不仅在透射穿过反射偏振膜时，而且在被该反射偏振膜反射时，可能需要PBS提供具有高有效分辨率的成像光(如下定义)。遗憾的是，基于多层光学膜的偏振片尽管具有其它主要优势，但是可能难以达到以高分辨率反射成像光所需要的平坦度。相反，在使用此类多层膜反射偏振片反射成像光的情况下，反射的图像可能失真。然而，关于有效地偏振入射光角度的宽阵列和入射光波长的问题仍必须解决。因此，高度期望提供一种偏振分束器，其具有包含多层光学膜的PBS的有益效果，同时还实现提高由PBS朝向观察者或屏幕反射的成像光的有效分辨率。本发明提供了此类解决方案。
图1提供了根据本发明的一个偏振子***的示例。偏振子***包括第一成像器102。在多个实施例中，诸如图1中所示，成像器将为适当的反射成像器。常常，投影***中使用的成像器通常为偏振-旋转的图像形成装置(例如液晶显示成像器)，其通过旋转光的偏振以产生对应于数字视频信号的图像来工作。此类成像器在用于投影***中时，通常依赖于将光分离成一对正交偏振态(如s偏振和p偏振)的偏振器。可用于图1中所示实施例中的两种通用成像器包括硅基液晶(LCOS)成像器或数字光处理(DLP)成像器。本领域中的技术人员将认识到，为了利用图1中所示的PBS构造，DLP***将需要对照明几何结构进行部分更改以及旋转偏振的外部手段(例如延迟板)。偏振子***还包括偏振分束器(PBS)104。来自光源110的光112朝向PBS 104行进。反射偏振片106在PBS 104内。反射偏振片可为多层光学膜，诸如购自美国明尼苏达州圣保罗3M公司(3M Company(St.Paul,MN))以及例如授予Jonza等人的美国专利5882774和授予Weber等人的美国专利6609795中所述的那些多层光学膜，这些专利中的每一个均据此全文以引用方式并入。当光112入射到膜106上时，入射光的一种正交偏振态(诸如p偏振态)将通过该膜透射，并作为光120离开PBS即然后入射在成像器102上。入射光的正交偏振态(在这种情况下，为s偏振光)将被反射偏振片106反射为在不同的方向的独立光束118，在此，该不同方向与光束120呈直角。
给定偏振态的非成像光120入射到成像器102上。接着该光被成像并反射回PBS 104，并且被并入反射偏振片106。在成像器102为LCOS成像器并且由于这些像素为“开启”状态的情况下，光114也被转换为正交偏振态。在这种情况下，尚未成像的p偏振入射光反射成s偏振的成像光。当s偏振光入射到偏振分束器104上并且具体地讲是多层光学膜反射偏振片106上时，该光被反射为朝向观察者或观察屏130的s偏振光束116。成像器102可以是在应用中所需的任何类型成像器。例如，成像器102可以是LCOS成像器、OLED成像器、微机电***(MEMS)成像器或数字微镜器件(DMD)成像器，诸如DLP成像器。
在现有技术的多个实施例中，成像器可例如在光束118行进所朝的方向上定位。在此类实施例中，成像光将通过偏振分束器104透射，而不是在偏振分束器104中反射。通过偏振分束器透射成像光能使图像的失真更少，并且因此具有更高的有效分辨率。然而，正如还将解释的，在多个实施例中包括如图1中所定位的成像器102可能是期望的。这可(例如)允许不同偏振的图像重叠。尽管作为反射偏振片的多层光学膜具有许多益处，但是从此类膜反射出的成像光通常难以使实现高有效分辨率。
由元件产生的图像或光的有效分辨率为有用的定量测量，这是因为其有助于预测多大尺寸的像素可被可靠地分辨。大多数当前成像器(LCOS和DLP)具有在约12.5μm至低至约5μm范围内的像素尺寸。因此，为了可用于反射成像情况中，反射器必须能够分辨低至至少约12.5μm，并且理想地更好。因此，PBS的有效分辨率必须不超过约12.5μm，并且更低是优选的。这将被认为是高有效分辨率。
使用说明书中所述的技术，实际上可提供用于PBS 104中的能够以非常高的分辨率反射成像光的多层光学膜。实际上，参见图1，成像光116可从偏振分束器104朝向观察者或具有小于12微米的有效像素分辨率的观察屏130反射。实际上，在一些实施例中，成像光116可从偏振分束器104朝向观察者或具有小于11微米、小于10微米、小于9微米、小于8微米、小于7微米或甚至可能小于6微米的有效像素分辨率的观察屏130反射。
如所讨论，在至少一些实施例中，偏振子***100可包括第二成像器108。第二成像器108与作为第一成像器106的成像器类型可以是大体相同的，如LCOS或DLP。一种偏振态的光(诸如s偏振光)可从PBS 104反射，并且具体地从PBS的反射偏振片106朝向第二成像器反射。然后它可被成像并反射回PBS 104。此外，与第一成像器104一样，第二成像器108反射出的光进行了偏振转换，使得在s偏振非成像光118入射到成像器108上的情况下，p偏振成像光122从成像器108反射回PBS 104。然而，从成像器102反射的光114为第一偏振态(如，s偏振)并因此由PBS 104朝向观察者或观察屏130反射，从成像器108反射出的光(如，光122)为第二偏振态(如，p偏振)并因此通过PBS 104朝向观察者或观察屏130传输。如从图1可见，两个成像器位于PBS 104的不同侧面，使得PBS在第一面126处接收来自第一成像器102的成像光114，并且在不同于第一面的第二面124处接收来自第二成像器108的成像光122。
一旦成像光116和可能的光122离开PBS 104，其便被导向观察者或观察屏130。为了将光最佳地导向至观察者并适当地缩放图像，光可以通过投影透镜128或一些类型的投影透镜***。虽然仅示出了单元件投影透镜128，但偏振转换***100可以按需要包括另外的成像光学器件。例如，投影透镜128可事实上为多个透镜，例如共同拥有和转让的美国专利7901083的透镜组250。注意，在未使用可选成像器108的情况下，输入光112可被预偏振以具有与光束120相同的偏振态。这可例如通过使用偏振转换***(PCS)，添加反射或吸收线性偏振片或用于增强输入光流112的偏振纯度的其它此类装置来实现。此类技术可提高***的总体效率。
PBS 104可包括除反射偏振片106之外的其它元件。例如，图1示出了还包括第一覆盖件132和第二覆盖件134的PBS 104。反射偏振片106定位在第一覆盖件132和第二覆盖件134之间，使得它不仅受到覆盖件的保护，还通过覆盖件适当地定位。第一覆盖件132和第二覆盖件134可由本领域中已知的任何适当材料制成，例如玻璃、塑料或可能的其它适当材料。应当理解，另外的材料和构造可应用于例如PBS的面或邻近反射偏振片并与其基本上共延。此类其它材料或构造可包括另外的偏振片、二向色滤光片/反射器、延迟板、防反射涂层、模塑和/或粘合至覆盖件表面的透镜等。
投影或偏振子***从不同成像器射出光，其中为不同偏振的成像光尤其可用作例如美国专利7690796(Bin等人)中所述的三维成像投影仪的一部分。使用基于PBS的两个成像器***的不同优势在于无需时间定序或偏振定序。这意味着两个成像器将始终工作，从而有效地加倍投影仪的光输出。如所讨论，反射偏振片106平坦是高度重要的，使得从偏振片反射出的成像光116不失真并具有高有效分辨率。平坦度可通过标准粗糙度参数Ra(表面与均值的竖直偏差的绝对值的平均)、Rq(表面与均值的竖直偏差的均方根平均)和Rz(每个取样长度中最高峰和最低谷之间的平均距离)来量化。具体地，反射偏振片优选具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq，并且更优选地具有小于40nm的表面粗糙度Ra或小于70nm的表面粗糙度Rq，并且甚至更优选具有小于35nm的表面粗糙度Ra或小于55nm的表面粗糙度Rq。测量膜的表面粗糙度或平坦度的一种示例性方法在下面的实例部分中提供。
在另一个方面，本发明涉及一种偏振分束器。一个此类偏振分束器200示于图2中。偏振分束器200包括定位在第一覆盖件232和第二覆盖件234之间的反射偏振片206。与图1的反射偏振片106一样，图2的反射偏振片206为多层光学膜，例如上文所述的那些。偏振分束器200能够朝向观察者或表面230反射成像光216。导向观察者或表面的成像光216的有效像素分辨率小于12微米，并且可能小于11微米，小于10微米，小于9微米，小于8微米，小于7微米，或可能甚至小于6微米。
与图1的覆盖件一样，PBS 200的第一覆盖件232和第二覆盖件234可由本领域中所用的任何数量的适当材料制成，诸如玻璃或光学塑料等等。此外，第一覆盖件232和第二覆盖件234可各自通过多种不同的方式附接到反射偏振片206。例如，在一个实施例中，第一覆盖件232可使用压敏粘合剂层240附接到反射偏振片206。合适的压敏粘合剂为3MTM光学透明粘合剂8141(购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))。类似地，第二覆盖件234可使用压敏粘合剂层242附接到反射偏振片。在其它实施例中，第一和第二覆盖件可使用不同类型的粘合剂层240和242附接到反射偏振片206。例如，层240和242可由可固化的光学粘合剂组成。合适的光学粘合剂可包括得自美国新泽西州克兰伯里诺兰产品有限公司(NorlandProducts Inc.(Cranbury,NJ))的光学粘合剂(例如NOA73、NOA75、NOA76或NOA78)，共同拥有和转让的美国专利公布2006/0221447(授予DiZio等人)以及共同拥有和转让的美国专利公布2008/0079903(授予DiZio等人)中所述的光学粘合剂，这些专利中的每一篇据此以引用方式并入。还可使用可紫外光固化的粘合剂。应当理解，另外的材料和构造可应用于例如PBS的面或邻近反射偏振片并与其基本上共延。此类其它材料或构造可包括另外的偏振片、二向色滤光片/反射器、延迟板、防反射涂层等。与图1中所述PBS一样，图2的反射偏振片206必须非常平坦，以使大多数有效反射的成像光216不失真。反射偏振片可具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。用例如US 7234816B2(Bruzzone等人)中所述的典型压敏粘合剂施加程序，无法实现反射偏振片的所需表面平坦度。已发现，某些类型的后处理允许实现所需的表面平坦度。
在另一方面，本发明涉及一种投影子***。一个此类投影子***示于图3中。投影子***300包括光源310。光源310可为投影***中常常使用的任何数量的适当光源。例如，光源310可为固态发射器，例如，发射特定颜色光(例如红光、绿光或蓝光)的激光器或发光二极管(LED)。光源310还可包括从发射源吸收光并且以其它(一般更长的)波长重新发射光的荧光体或其它光转换材料。合适的荧光体包括熟知的无机荧光体，例如，掺杂Ce的YAG、硫代镓酸锶、以及掺杂的硅酸盐和SiAlON型材料。其它光转换材料包括III-V和II-VI半导体、量子点和有机荧光染料。作为另外一种选择，光源可由多个光源(例如红色、绿色和蓝色LED)组成，其中此类LED可一起启动或顺序启动。光源310还可为激光光源，或者可能是传统的UHP灯。应当理解，诸如色轮、二向色滤光片或反射器等的辅助组件可另外包括光源310。
投影子***300还包括偏振分束器304。对偏振分束器304进行定位以使得其接收来自光源的光312。该入射光312可一般部分地由两种正交偏振态(如，部分s偏振光和部分p偏振光)组成。在偏振分束器内的是反射偏振片306，再次，在这种情况下为多层光学膜，诸如关于反射偏振片106所述的那些。光312入射到反射偏振片306上，并且一种第一偏振的光(如p偏振光)透射为光320，同时第二正交偏振的光(如s偏振光)反射为光318。
通过反射偏振片306透射的第一偏振的光320朝向邻近PBS 304定位的第一成像器302行进。光在第一成像器302处成像并以经转换光的偏振反射回PBS 304。然后，经转换的成像光314在PBS 304处朝向像平面350反射为光316。光316从PBS的反射偏振片306反射出并到达像平面350，该像平面具有小于12微米，并且可能小于11微米，小于10微米，小于9微米，小于8微米，小于7微米，或可能甚至小于6微米的有效分辨率。反射偏振片306通常具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
第二偏振(如，s偏振)的光初始被PBS 304的反射偏振片反射，接着作为光318朝向第二成像器308行进。与第一成像器302一样，第二成像器308也邻近PBS 304定位，但是第二成像器定位在PBS的不同侧面上。使入射光318成像并反射回PBS 304。在从成像器反射时，该光的偏振也旋转90度(如，从s偏振光至p偏振光)。成像光322通过PBS 304透射至像平面350。第一成像器302和第二成像器308可为任何适当类型的反射成像器，例如上文关于图1的元件102和108所述的那些反射成像器。
如所讨论，为了使从本文的PBS反射出的成像光实现高有效分辨率，PBS的反射偏振片必须异常光学平坦。本发明现提供制备为多层光学膜的光学平坦反射偏振片的方法和/或制备光学平坦偏振分束器的方法。
一种此类方法示于图4的流程图中。该方法始于提供多层光学膜410，以及提供平坦基底420。多层光学膜410可类似于关于上文制品所述的多层光学膜。平坦基底可为任何数量的适当材料，例如丙烯酸类树脂、玻璃或其它适当的塑料。最重要的是，基底420必须拥有与偏振分束器中所需的至少相同程度的光学平坦度，并且必须允许润湿溶液在其表面之上铺展。因此，其它塑料、无机玻璃、陶瓷、半导体、金属或聚合物可能是适当的材料。此外，基底略微柔性是有用的。
在下一步骤中，平坦基底的表面425可剥离地附接到多层光学膜的第一表面。在至少一个实施例中，为了创建可剥离的附接，用润湿剂润湿平坦基底的表面425或多层光学膜的第一表面，或两者，从而得到溶液薄层430。合适的润湿剂应当具有使得其将浸湿基底或膜的足够低的表面能以及使得其可在室温下蒸发的足够高的蒸气压。在一些实施例中，使用异丙醇作为润湿剂。在至少一些实施例中，润湿剂将为包含至少少量的表面活性剂(例如少于1体积％)的水性溶液。表面活性剂可为常见的可商购获得的工业润湿剂，或者为甚至诸如餐具洗涤剂的家用材料。其它实施例可为蒸发时无残留的化合物(例如氨、醋或醇)的水性混合物。润湿剂可通过多种适当的方法施加，包括喷涂，如从喷涂瓶进行喷涂。在下一步中，将多层光学膜施加到基底425的表面，使得溶液430被夹在膜和基底之间。通常，还将润湿剂施加到多层光学膜的接触表面。然后，将施压器械435(例如橡胶滚轴)横跨多层光学膜410的顶部牵拉，从而将光学膜410紧密地压平至基底420的表面425，并且仅留下将两者分开的相当均匀的溶液薄层430。在至少一些实施例中，首先可将保护层施加到多层光学膜的与施加至基底420的表面440的相对侧面上。此时，留下允许溶液430蒸发的构造。橡胶滚轴滚压过程推动残余水经过多层光学膜的边缘，使得仅留下少量。接着，允许多层光学膜、平坦基底和润湿剂变干。随时间推移，润湿溶液的所有挥发性组分通过层410或420蒸发，或者在可发生蒸发的情况下沿着层410和420之间的空间被芯吸至层410的边缘。随着该过程的发生，多层光学膜410被拉得越来越靠近基底420，直到层410紧密贴合表面425。结果在图4的下一步中显示为干燥过程将膜410拉近基底420，并且使多层光学膜的底部表面440有效变平。一旦已实现该平坦度，多层光学膜410便稳定地保持平坦，但是可剥离地附接到基底。此时，永久基底可被附着到膜410的暴露表面。
图5示出了在提供偏振分束器的最终构造时可采取的另外步骤。例如，可将粘合剂550施加在膜410的平坦表面450上。粘合剂可为不会对PBS的光学或机械性能产生不利影响的任何适当的粘合剂。在一些实施例中，粘合剂可为可固化的光学粘合剂，例如得自美国新泽西州克兰伯里诺兰产品有限公司(Norland Products Inc.(Cranbury,NJ))的NOA73、NOA75、NOA76或NOA78。在其它实施例中，可使用光学环氧树脂。在一些实施例中，粘合剂可为压敏粘合剂。接着，可以提供永久第二基底。在一个实施例中，永久第二基底可为棱柱。如图5中所示，将棱柱560紧贴粘合剂550施加，并且如果适当，使构造固化。现在可将膜410从基底420移除。在至少一个实施例中，通常通过略微弯曲基底420以允许膜410从基底420释放，而将膜410从基底420剥离。对于固化的粘合剂例如紫外粘合剂或环氧树脂，膜440的新暴露的底部表面保持基底420的平坦度。对于压敏粘合剂，膜440的底部表面可保持基底420的平坦度，或者可能需要另外的处理以维持平坦度。一旦已实现平坦的膜表面440，可将第二层粘合剂570施加到膜440的底部表面，并且可将第二棱柱或其它永久基底580施加至粘合剂。此外，可按需要固化该构造，从而得到完整的偏振分束器。
制备光学平坦偏振分束器的另一种方法具体地包括压敏粘合剂的使用。用适当的技术，可使多层光学膜紧密贴合棱柱的平坦表面。可包括以下步骤。首先，提供多层光学膜。多层光学膜将充当反射偏振片。这可能类似于图5的反射偏振片光学膜410，不同的是表面440可能尚未通过图4中所示的步骤而基本上变平。可将压敏粘合剂层(在此对应于粘合剂层550)施加到多层光学膜的第一表面440。接着，可将棱柱560紧贴压敏粘合剂层在多层光学膜410的相对侧面上施加。该方法还可包括将第二层粘合剂(如，层570)施加到膜的与第一表面440相对的第二表面575上。然后，可将第二棱柱580施加到层570的与膜410的相对侧面上。本发明方法提供了对该方法的改善，其进一步增强了反射偏振片/棱柱界面的平坦度，使得PBS的成像反射具有增强的分辨率。在将压敏粘合剂550施加到棱柱560和多层光学膜410之间后，使该构造经受真空。这可(例如)通过将该构造置于配备有常规真空泵的真空室中来发生。真空室可降低至给定压力，并且可将样品在该压力下保持给定的时间量，如5-20分钟。在将空气重新引入该真空室中时，气压将棱柱560和多层光学膜410推挤到一起。在还施加第二粘合剂层和第二棱柱的情况下，可选对第二界面(如，层570处)重复在室中经受真空。向棱柱/MOF组件施加真空得到在成像光从PBS反射出时提供提高有效分辨率的PBS。还可使用热/压力处理取代或结合真空处理。可能有利的是执行该处理不止一次。
实例
实例中涉及到以下材料列表及其来源。如果未另外指明，则材料可购自美国威斯康星州密尔沃基的奥德里奇化学公司(AldrichChemical(Milwaukee,WI))。一般根据(例如)U.S.6179948(Merrill等人)、6827886(Neavin等人)、2006/0084780(Hebrink等人)、2006/0226561(Merrill等人)和2007/0047080(Stover等人)中所描述的方法来制备多层光学膜(MOF)。
粗糙度测量方法
将棱柱置于模塑粘土上，并且使用柱塞式校平器进行校平。利用9800光学干涉仪(可购自亚利桑那州图森Veeco Metrology有限公司(Veeco Metrology,Inc.,Tucson,AZ))测量形貌图，所述光学干涉仪具有10倍物镜和0.5倍场透镜，并且具有以下设置：VSI检测；各个图使用6行和5列拼出的4mm×4mm扫描区域，2196×2196的像素与1.82μm的取样；使用倾斜校正和球形校正；30-60微米后扫描长度与60-100前扫描长度；并且调制检测阈值为2％。以95％与10μm后扫描长度启用自动扫描检测(该较短的后扫描长度避免了数据采集中的表面下反射)。
测量每个棱柱的斜边-面中心区中的4mm×4mm区域。具体地，对每个区域的形貌进行测量、绘图，并且计算粗糙度参数Ra、Rq和Rz。每个棱柱获得一个测量区域。在每种情况下测量三个棱柱样品，并且测定粗糙度参数的平均值和标准偏差。
实例1：湿施用方法：
将反射偏振多层光学膜(MOF)以下列方式可剥离设置到光学平坦基底上。首先，将在水中包含大约0.5％温和餐具洗涤剂的润湿溶液置于喷瓶中。获得大约6mm的高光泽丙烯酸类树脂的片材，并且在洁净的通风橱中从一个侧面移除保护层。用润湿溶液喷涂暴露的丙烯酸类树脂表面，使得整个表面被润湿。单独获得一片MOF，并且在洁净的通风橱中移除其表层之一。用润湿溶液喷涂MOF的暴露表面，并且使MOF的湿表面与丙烯酸类树脂片材的湿表面接触。将重质隔离衬片施加到MOF的表面以防止对MOF的损坏，并且使用3MTMPA-1涂覆器(购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))将MOF向下滚压至丙烯酸类树脂的表面。这将使大多数润湿溶液从两个润湿表面之间排出。完成该操作后，将第二表层从MOF移除。施加的MOF的检测显示，MOF表面比丙烯酸类树脂的表面不规则得多。在24小时后再次检测时，观察到MOF表面的平坦度与丙烯酸类树脂片材相差无几。随时间推移观察到的该变平与残留润湿溶液从两个表面之间蒸发从而允许MOF紧密贴合丙烯酸类树脂的表面相关。虽然MOF紧密且稳固地贴合丙烯酸类树脂的表面，但可以通过将MOF从丙烯酸类树脂的表面剥离而容易地将其移除。
通过将少量的诺兰光学粘合剂73(购自美国新泽西州克兰伯里的诺兰产品公司(Norland Products,Cranbury,NJ))置于MOF的表面上而制备成像PBS。缓慢地将10mm 45°BK7磨光玻璃棱柱的斜边放置成与粘合剂接触，使得不会在粘合剂中引入气泡。选择粘合剂的量，使得当将棱柱置于粘合剂上时，有足够的粘合剂流出棱柱的边缘，但是粘合剂不要太多，否则导致粘合剂大量溢出棱柱的周边。结果是棱柱基本上平行于MOF的表面，并且被一层大约均匀厚度的粘合剂分离。
使用紫外固化灯以通过棱柱固化粘合剂层。固化后，将MOF中大于棱柱并包含棱柱的一部分从丙烯酸类树脂基底剥离。通过弯曲丙烯酸类树脂板有利于移除，从而允许刚性棱柱和MOF复合材料更容易地从丙烯酸类树脂板脱离。棱柱/MOF复合材料的检测显示，尽管MOF从丙烯酸类树脂板移除，其仍保持其平坦度。
然后，MOF的粗糙度参数被测量并在下表中列出报告，所述测量在“粗糙度测量方法”中描述。
将少量的诺兰光学粘合剂施加至棱柱/MOF复合材料的MOF表面上。获得第二10mm 45°棱柱，并且将其斜边设置成与粘合剂接触。使第二棱柱对齐，使得其主轴线和副轴线基本上平行于第一棱柱的主轴线和副轴线，并且这两个斜边表面基本上共延。使用紫外固化灯固化粘合剂层，使得第二45°棱柱粘结至棱柱/MOF复合材料。所得构造为偏振分束器。
实例2：使用加热和压力的PSA(压敏粘合剂)方法
通过取3MTM光学透明粘合剂8141(购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))的样品，并使用滚筒层压方法将其层压至反射偏振MOF，而形成粘合剂构造。将一片该粘合剂构造附着到类似于实例1中所用的玻璃棱柱的斜边。将所得MOF/棱柱复合材料置于高压釜烘箱中，并且在60℃和550kPa(80psi)下处理两小时。取出样品，并且将少量的可热固化光学环氧树脂施加到MOF/棱柱复合材料的MOF表面。如实例1中所示将棱柱对齐。然后，将样品放回烘箱中，并且再次在60℃和550kPa(80psi)下处理，这个时间为24小时。所得构造为偏振分束器。
实例2A：使用加热和压力的PSA方法所得的粗糙度
使用实例2的方法制备的MOF的粗糙度如下测定。使用手压滚筒将一片测量为17mm×17mm的MOF层压成具有17mm宽度的玻璃立方体。该玻璃立方体具有约0.25λ的平坦度，其中λ等于632.80nm(光的基准波长)。将滚筒层压的MOF在高压釜烘箱中在60℃和550kPa(80psi)下退火两小时。使用翟柯干涉仪(ZygoInterferometer)(购自美国康涅狄格州米德尔菲尔德的翟柯公司(Zygo Corporation,Middlefield CT))，使用具有λ＝632.80nm波长的光来测量经滚筒层压的MOF的平坦度。翟柯干涉仪报告了峰到谷粗糙度，其中使用了倾斜校正，且未应用球形校正。在17mm×17mm区域之上测量的峰到谷的粗糙度测定为1.475λ或约933nm。
实例3：使用真空的PSA方法
将一片实例2的粘合剂构造以类似于实例2中的方式附着到玻璃棱柱。将所得的棱柱/MOF复合材料置于配备有常规真空泵的真空室中。将该室抽空至约71cm(28英寸)汞柱，并且将样品保持在真空下约15分钟。
从真空室中取出样品，并且如“粗糙度测量方法”中所述方法测量MOF的粗糙度参数，并将测量值列于下表中。
使用实例1的技术和紫外光学粘合剂，将第二棱柱附接至棱柱/MOF复合材料。所得构造为偏振分束器。
实例4：
实例3的膜被粘合到具有7mm宽度、10mm长度和181微米厚度的透明的玻璃基底。该膜使用3MTM光学透明的粘合剂8141(购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))被附着到玻璃基底。粘合剂厚度为12.5微米。玻璃基底和膜层压体穿过辊隙。接下来，层合体以45度角被粘合到基底，使得所反射的偏振平行于基底，并且所透射的偏振具有45度的标称入射角。MPro 120微投影仪(同样购自3M公司)被修改，使得来自投影仪的照明源的光径直穿过层合体到投影仪的LCoS成像器，层压体的膜侧面面向LCOS成像器，并且由成像器选择的光以90度角被反射。
比较例C-1
根据U.S.7234816(Bruzzone等人)形成偏振分束器构造。使用手压滚筒将一片实例2的粘合剂构造附着至玻璃棱柱，从而形成MOF/棱柱复合材料。
然后，如“粗糙度测量方法”中所述方法测量MOF的粗糙度参数，并将测量值列于下表中。
使用实例1的技术和紫外光学粘合剂，将第二棱柱附接至棱柱/MOF复合材料。所得构造为偏振分束器。
性能评估
使用分辨率测试投影仪评估实例1、2、3和比较例C-1的偏振分束器反射图像的能力。由在其它实例中使用并且作为全内反射(TIR)反射器工作的45°棱柱之一组成的基准反射器被用于确立该测试投影仪的最佳可能性能。
用弧灯光源对24X减小的测试目标进行背照。附接到测试目标的前表面的为45°棱柱，其与早前实例中使用的那些(并且在本文中称为照明棱柱)相同。从光源水平行进穿过测试目标的来自测试目标的光进入照明棱柱的一个面，从斜边(经由TIR)反射出，并且射出棱柱的第二面。将棱柱的第二面取向成使得射出的光是竖直导向的。将得自实例的各种PBS以及基准棱柱置于照明棱柱的第二面的顶部上。对PBS中的反射表面(MOF)以及来自基准棱柱的斜边取向，使得从MOF或基准棱柱的斜边反射的光向前并且水平导向。将从3MTMSCP712数字投影仪(购自美国明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN))获得的F/2.4投影透镜置于PBS或基准棱柱的射出表面处，并且聚焦回到测试目标上，从而形成一种“潜望镜”布局。
然后，使用该光学***以评估每个不同的PBS在以反射模式工作时分辨测试目标的能力。在该***中，将测试目标的大约5mm×5mm部分投影至约150cm(60英寸)对角线。在测试目标的该区域内，多次重复分辨率图像。测试目标在投影图像的不同位置的五个不同的同型重复被评估：左上、左下、中心、右上和右下。评估每个测试目标，以确定清晰分辨的最高分辨率。根据该方案，需要分辨最大分辨率以及低于该水平的所有分辨率。存在局部失真导致尽管较高的分辨率(在稍有不同的位置中)被分辨，但较低的分辨率无法被分辨的情况。该选择的原因是为了使PBS在反射模式中有效地运作，整个视场而非仅小区域必须被分辨。
对每个实例的多个样品进行测试。一旦确立每个PBS上的每个位置的最大分辨率，计算每种类型的棱柱(即，实例1-3、比较例C-1和基准棱柱)的平均值和标准偏差。将“有效分辨率”定义为平均值减去两个标准偏差。该尺度由以“线对/mm”(lp/mm)为单位的数据确定，并且然后以最小可分辨像素的大小表达，该最小可分辨像素被测定为以lp/mm表达的有效分辨率的倒数的1/2。该定义阐释了分辨率仅与横跨视场的最小分辨率一样好的事实。有效分辨率表示预期特定PBS组合能够可靠地(横跨图像的95％)被分辨的最大分辨率。
表1示出了本公开内不同实例的测量结果，并且表2示出了所得的有效分辨率。如可见，基准样品可分辨5μm的像素。得自实例1的PBS还可分辨几乎为5μm的像素。实例2能够分辨低至至少12μm，并且得自实例3的PBS能够分辨低至7μm。所有这些构造应当足以用于至少一些反射成像应用。另一方面，得自比较例C-1的PBS限于分辨约18微米的像素，并且对于反射成像构造可能不是可靠的选择。
表1：样品在五个位置处的线对/mm
表2：示例性膜的有效分辨率
在一些情况下，偏振分束器是以具有相对平行或接***行的主表面的板的形式。此类分束器板是薄的并且具有平坦的最外主表面和内部主表面，其可导致投影在图像播放上的和/或显示给观察者的高对比度和高分辨率的图像。偏振分束器包括粘合到一个或多个薄的光学透明的基底的多层光学膜反射偏振片。透明基底可以是无机材料，诸如玻璃，或者有机材料，诸如聚合物，或者无机材料和有机材料的组合。
图6是包括光源605、第一成像器610和偏振分束器板620的偏振子***600的示意图。光源605发射照明并且由第一成像器610接收的光625。第一成像器610调节所接收的光并且发射由偏振分束器板620接收的成像光615。偏振分束器板朝向观察者680或屏幕690将所接收的成像光反射为反射光695。偏振分束器板620包括第一基底630、设置在第一基底上的多层光学膜反射偏振片640，以及设置在多层光学膜反射偏振片640上的第二基底650，使得多层光学膜反射偏振片640设置在第一基底630和第二基底650之间。多层光学膜反射偏振片640经由相应的粘合剂层660和670被粘合或附着到第一基底630和第二基底650，其中这两个粘合剂层中的每一个可以是或者可以包括本文所公开的任何粘合剂。例如，在一些情况下，粘合剂层660和670中的一个或两个可以是或者可以包括压敏粘合剂、UV固化粘合剂，或者光学环氧树脂。偏振分束器板620包括第一最外主表面622和与主表面622成角度θ的相对的第二最外主表面624，其中角度θ小于约20度，或者小于约15度，或者小于约10度，或者小于约7度，或者小于约5度，或者小于约3度，或者小于约2度，或者小于约1度。
朝向观察者680或屏幕690传播的反射光695具有小于15微米，或者小于12微米，或者小于10微米，或者小于9微米，或者小于8微米，或者小于7微米，或者小于6微米，或者小于5微米，或者小于4微米的有效像素分辨率。在一些情况下，偏振分束器板620是薄的。在这些情况下，第一最外主表面622和第二最外主表面624之间的最大间隔d小于约2mm，或者小于约1.75mm，或者小于约1.5mm，或者小于约1.25mm，或者小于约1mm，或者小于约0.75mm，或者小于约0.5mm。在一些情况下，第一最外主表面622和第二最外主表面624是平坦的。在一些情况下，第一最外主表面622和第二最外主表面624的至少一个是非平坦的。例如，在一些情况下，第一最外主表面622和第二最外主表面624的至少一个包括弯曲部，或者如在图7中大体示意性地示出的，是凹面或凸面。在一些情况下，第一最外主表面622和第二最外主表面624的至少一个背向或朝向偏振分束器板620弯曲。
基底630和650的每一个可以是在应用中期望的任何类型的基底。例如，基底630和650可包括玻璃或聚合物。基底630和650可以各自是单层，意味着在基底内不存在嵌入的或内部主表面。在一些情况下，第一基底630和第二基底650的至少一个可包括两层或更多层。在一些情况下，基底630和650经目测是各向同性的，意味着基底具有沿三个互相正交的方向的基本上等同的折射率。在一些情况下，基底630和650具有非常低的光散射特性。例如，在这些情况下，基底630和650的每一个具有小于约5％，或小于约4％，或小于约3％，或小于约2％，或小于约1％，或小于约0.5％的漫透射。如本文所用，漫透射是指对于平行的垂直光入射角的2度的半角锥之外透射的光。
第一成像器605可以是在应用中可期望的本文所公开的任何第一成像器。例如，在一些情况下，第一成像器605可包括或可以是LCOS成像器。在一些情况下，偏振子***600包括投影透镜675，其在光被成像并且将其朝向观察者或屏幕投影为光695之后从偏振分束器板620接收光。在一些情况下，多层光学膜反射偏振片620具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq，或者小于40nm的表面粗糙度Ra或小于70nm的表面粗糙度Rq，或者小于35nm的表面粗糙度Ra或小于55nm的表面粗糙度Rq。
偏振子***600可以并入在应用中可期望的任何***。例如，在一些情况下，三维图像投影仪包括偏振子***600。光源605可以是或可以包括本文所公开的任何类型的光源。在一些情况下，光源605包括一个或多个LED。在一些情况下，投影***包括投影子***600并且第一成像器610被像素化并且包括多个像素。该像素可以形成像素的规则阵列，其形成像素的行和列。投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上。每个像素在屏幕上具有预期位置，在屏幕上具有预期面积，在屏幕上具有实际位置，并且在屏幕上具有实际面积。在一些情况下，在屏幕上的每个像素的实际位置在中心位于像素的预期位置的圆内，并且具有的实际面积小于该像素的预期面积的1/100，或者1/75，或者1/50，或者1/25，或者1/15，或者1/10，或者1/5，或者1/2。在一些情况下，在屏幕上投影的像素的实际面积小于在屏幕上投影的像素的预期面积的1/10，或者1/7，或者1/5，或者1/3，或者1/2。
图8是反射型成像***800的示意图，其中由光源605发射的成像光625由偏振分束器板620朝向成像器610反射并且由成像器朝向分束器板反射为成像光615，该分束器板将成像光朝向观察者680反射为反射光695。由于多层光学膜反射偏振片640基本上是平坦的，反射的成像光695具有极大改善的有效像素分辨率。图9是透射型成像***900的示意图，其中由光源605发射的成像光625由偏振分束器板620朝向成像器610反射并且由成像器朝向分束器板反射为成像光615，该分束器板将成像光朝向屏幕690(或者与图8中的***800类似的观察者680)透射为透射光695。由于多层光学膜反射偏振片640基本上是平坦的，由分束器板朝向成像器反射的光以极大改善的均匀度照射成像器。图10是反射透射型成像***1000的示意图，其中由成像光源1005发射的成像光615由偏振分束器板620朝向观察者680反射。观察者680还可以观察由环境光1020携带并且由分束器板620透射的环境图像。
偏振分束器板620可以使用本文所公开的任何过程或方法制造。例如，偏振分束器板620可以使用与图4和图5有关的公开的过程构造或制造，不同的是棱镜560和580用基底630和650替换。
以下为本公开各项的列表：
项1是偏振子***，包括：
第一成像器；和
偏振分束器板，其用于从所述成像器接收成像光并且包括：
第一基底；
多层光学膜反射偏振片，其设置在第一基底上；
第一最外主表面；和
与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面，
其中偏振分束器板朝向观察者或带有所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射所接收的成像光。
项2是根据项1的偏振子***，其中第二最外主表面与第一最外主表面成小于约15度的角。
项3是根据项1的偏振子***，其中第二最外主表面与第一最外主表面成小于约10度的角。
项4是根据项1的偏振子***，其中第二最外主表面与第一最外主表面成小于约5度的角。
项5是根据项1的偏振子***，其中第二最外主表面与第一最外主表面成小于约2度的角。
项6是根据项1的偏振子***，其中在第一最外主表面和第二最外主表面之间的最大间隔小于约1.5mm。
项7是根据项1的偏振子***，其中在第一最外主表面和第二最外主表面之间的最大间隔小于约1mm。
项8是根据项1的偏振子***，其中在第一最外主表面和第二最外主表面之间的最大间隔小于约0.75mm。
项9是根据项1的偏振子***，其中在第一最外主表面和第二最外主表面之间的最大间隔小于约0.5mm。
项10是根据项1的偏振子***，其中第一最外主表面和第二最外主表面的至少一个包括弯曲部。
项11是根据项1的偏振子***，其中第一最外主表面和第二最外主表面的至少一个是凹面。
项12是根据项1的偏振子***，其中第一最外主表面和第二最外主表面的至少一个远离偏振分束器板弯曲。
项13是根据项1的偏振子***，其中第一最外主表面和第二最外主表面的至少一个是凸面。
项14是根据项1的偏振子***，其中第一最外主表面和第二最外主表面的至少一个朝向偏振分束器板弯曲。
项15是根据项1的偏振子***，其中多层光学膜反射偏振片由粘合剂附着到第一基底。
项16是根据项1的偏振子***，其中第一基底包括玻璃。
项17是根据项1的偏振子***，其中第一基底包括聚合物。
项18是根据项1的偏振子***，还包括第二基底，多层光学膜反射偏振片设置在第一基底和第二基底之间。
项19是根据项18的偏振子***，其中多层光学膜反射偏振片由粘合剂附着到第一基底和第二基底。
项20是根据项1的偏振子***，其中偏振分束器板朝向观察者或带有所反射的成像光具有小于9微米的有效像素分辨率的屏幕反射所接收的成像光。
项21是根据项1的偏振子***，其中偏振分束器板朝向观察者或带有所反射的成像光具有小于6微米的有效像素分辨率的屏幕反射所接收的成像光。
项22是根据项1的偏振子***，其中第一成像器包括LCOS成像器。
项23是根据项1的偏振子***，还包括投影透镜，其在光被成像并且将其朝向观察者或屏幕投影之后从偏振分束器板接收光。
项24是根据项1的偏振子***，其中多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
项25是包括根据项1的偏振子***的三维图像投影仪。
项26是偏振分束器板，包括：
第一基底；
第二基底；
设置在第一基底和第二基底之间并且附着到第一基底和第二基底的多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面，其中偏振分束器板适于朝向观察者或屏幕反射成像光，反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率。
项27是根据项26的偏振分束器板，其中偏振分束器板适于朝向观察者或屏幕反射成像光，所反射的成像光具有小于9微米的有效像素分辨率。
项28是根据项26的偏振分束器板，其中偏振分束器板适于朝向观察者或屏幕反射成像光，所反射的成像光具有小于6微米的有效像素分辨率。
项29是根据项26的偏振分束器板，其中第一基底包括玻璃或聚合物。
项30是根据项26的偏振分束器板，其中第二基底包括玻璃或聚合物。
项31是根据项26的偏振分束器板，其中多层光学膜反射偏振片用压敏粘合剂、UV固化粘合剂，或者光学环氧树脂附着到第一基底和第二基底。
项32是根据项26的偏振分束器板，其中多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
项33是根据项26的偏振分束器板，其中第一基底和第二基底的至少一个具有小于约2％的漫透射。
项34是根据项26的偏振分束器板，其中第一基底和第二基底的至少一个具有小于约1％的漫透射。
项35是投影子***，包括：
光源；
第一成像器，其将从光源接收的光成像；和
偏振分束器板，其从第一成像器接收成像光并且包括：
多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
其中偏振分束器板朝向具有小于12微米的有效像素分辨率的像平面反射所接收的成像光。
项36是根据项35的投影子***，其中偏振分束器板朝向具有小于9微米的有效像素分辨率的像平面反射所接收的成像光。
项37是根据项35的投影子***，其中偏振分束器板朝向具有小于6微米的有效像素分辨率的像平面反射所接收的成像光。
项38是根据项35的投影子***，其中光源包括LED。
项39是根据项35的投影子***，其中多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
项40是包括根据项35的投影子***的投影***，第一成像器被像素化并且包括多个像素，投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上，在屏幕上每个像素具有预期位置和预期面积，在屏幕上每个像素的实际位置在中心位于像素的预期位置的圆圈内，并且具有的面积为像素的预期面积的1/50。
项41是包括根据项35的投影子***的投影***，第一成像器被像素化并且包括多个像素，投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上，在屏幕上每个像素具有预期位置和预期面积，在屏幕上每个像素的实际位置在中心位于像素的预期位置的圆圈内，并且具有的面积为像素的预期面积的1/10。
项42是包括根据项35的投影子***的投影***，第一成像器被像素化并且包括多个像素，投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上，在屏幕上每个像素具有预期位置和预期面积，在屏幕上每个像素的实际位置在中心位于像素的预期位置的圆圈内，并且具有的面积为像素的预期面积的1/5。
项43是包括根据项35的投影子***的投影***，第一成像器被像素化并且包括多个像素，投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上，每个像素在屏幕上具有预期面积并且在屏幕上具有实际面积，在屏幕上每个投影的像素的实际面积为在屏幕上投影的像素的预期面积的1/5。
项44是包括根据项35的投影子***的投影***，第一成像器被像素化并且包括多个像素，投影***以多个像素将像素的图像投影到屏幕上，每个像素在屏幕上具有预期面积并且在屏幕上具有实际面积，在屏幕上每个投影的像素的实际面积为在屏幕上投影的像素的预期面积的1/2。
项45是偏振子***，包括：
第一成像器；和
偏振分束器板，其从成像器接收成像光并且包括：
多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
其中偏振分束器板朝向观察者或屏幕反射所接收的成像光，并且其中多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
项46是根据项45的投影子***，其中多层光学膜反射偏振片具有小于40nm的表面粗糙度Ra或小于70nm的表面粗糙度Rq。
项47是根据项45的投影子***，其中多层光学膜反射偏振片具有小于35nm的表面粗糙度Ra或小于55nm的表面粗糙度Rq。
项48是制备平膜的方法，包括：
提供多层光学膜；
提供临时平坦基底；
将所述多层光学膜的第一表面可剥离地附接到所述临时平坦基底；
提供永久基底，永久基底包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
将所述多层光学膜的第二表面附接到所述永久基底；以及
将所述多层光学膜从所述临时平坦基底移除。
项49是根据项48的方法，其中将多层光学膜的第一表面可剥离地附接到临时平坦基底的步骤包括：
用润湿剂润湿临时平坦基底的表面，以创建临时平坦基底的湿表面；
将所述多层光学膜施加在所述临时平坦基底的表面上；
用橡胶滚轴将所述多层光学膜压在所述临时平坦基底的表面上；以及
允许多层光学膜、临时平坦基底和润湿剂干燥。
项50是根据项49的方法，其中基底的表面是通过将润湿剂喷涂到基底上变湿。
项51是根据项49的方法，其中润湿剂是温和的洗涤剂溶液。
项52是根据项51的方法，其中温和的洗涤剂溶液包括在水性溶液中的小于1％的洗涤剂。
项53是是根据项49的方法，其中允许多层光学膜、临时平坦基底和润湿剂干燥导致多层光学膜的表面适形于临时平坦基底。
项54是根据项49的方法，其中允许多层光学膜、临时平坦基底和润湿剂干燥的步骤包括将光学膜和平坦基底之间的润湿剂芯吸到用于润湿剂蒸发的多层光学膜的边缘，并且导致多层光学膜和临时平坦基底之间的真空密封。
项55是根据项49的方法，其中在用橡胶滚轴压之前，将保护层施加至多层光学膜的与施加到平坦基底的表面相对的侧面上。
项56是根据项48的方法，其中从临时平坦基底移除多层光学膜的步骤包括将多层光学膜从基底剥离。
项57是根据项48的方法，其中临时平坦基底包括丙烯酸玻璃。
项58是制备偏振分束器板的方法，包括：
在与永久基底相对的膜的侧面上将粘合剂施加到根据项48的方法制备的膜上；以及
将第二永久基底抵靠粘合剂施加。
项59是根据项58的方法，还包括固化该构造。
项60是根据项59的方法，其中固化包括UV固化。
项61是根据项58的方法，其中粘合剂包括光学粘合剂。
项62是根据项48的方法，其中之前面对临时平坦基底的多层光学膜的表面具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
项63是创建光学平坦偏振分束器板的方法，包括：
提供多层光学膜反射偏振片；
将一层压敏粘合剂施加到所述多层光学膜的第一表面；
将第一基底抵靠压敏粘合剂层施加到与多层光学膜相对的侧面上，第一基底包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；以及
将真空施加到压敏粘合剂、多层光学膜和第一基底。
项64是根据项63的方法，还包括：
将第二层粘合剂施加到与第一表面相对的多层光学膜的第二表面；以及
将第二基底从多层光学膜施加到第二层粘合剂的相对侧，第二基底包括第一最外主表面和与第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面。
项65是根据项64的方法，还包括将真空施加到第二层粘合剂、多层光学膜和第二基底。
项66是根据项65的方法，其中真空通过将构造放置在真空腔室中而施加到该构造。
本发明不应被认为限于上述特定实例和实施例，因为详细描述了此类实施例以有利于说明本发明的各个方面。相反，本发明应被理解为覆盖本发明的所有方面，包括落入由所附权利要求书限定的本发明的实质和范围内的各种修改、等同工艺和可供选择的装置。

Claims (10)

1.一种偏振子***，包括：
第一成像器；和
偏振分束器板，其用于从所述成像器接收成像光并且包括：
第一基底；
多层光学膜反射偏振片，其设置在所述第一基底上；
第一最外主表面；和
与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面，
其中所述偏振分束器板朝向观察者或带有所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率的屏幕反射所接收的成像光。
2.根据权利要求1所述的偏振子***，其中在所述第一最外主表面和第二最外主表面之间的最大间隔小于约1.5mm。
3.根据权利要求1所述的偏振子***，其中所述多层光学膜反射偏振片通过粘合剂附着到所述第一基底。
4.根据权利要求1所述的偏振子***，其中所述多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
5.一种偏振分束器板，包括：
第一基底；
第二基底；
设置在所述第一基底和第二基底之间并且附着到所述第一基底和第二基底的多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面，其中所述偏振分束器板适于朝向观察者或屏幕反射成像光，所反射的成像光具有小于12微米的有效像素分辨率。
6.一种投影子***，包括：
光源；
第一成像器，其将从所述光源接收的光成像；和
偏振分束器板，其从所述第一成像器接收所述成像光并且包括：
多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
其中所述偏振分束器板朝向具有小于12微米的有效像素分辨率的像平面反射所接收的成像光。
7.一种投影***，包括根据权利要求6所述的投影子***，所述第一成像器被像素化并且包括多个像素，所述投影***以所述多个像素将所述像素的图像投影在屏幕上，在所述屏幕上每个像素具有预期位置和预期面积，在所述屏幕上每个像素的实际位置在中心位于所述像素的预期位置的圆圈内，并且具有的面积小于所述像素的预期面积的1/50。
8.一种偏振子***，包括：
第一成像器；和
偏振分束器板，其用于从所述成像器接收成像光并且包括：
多层光学膜反射偏振片；
第一最外主表面；和
与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
其中所述偏振分束器板朝向观察者或屏幕反射所接收的成像光，并且其中所述多层光学膜反射偏振片具有小于45nm的表面粗糙度Ra或小于80nm的表面粗糙度Rq。
9.一种制备平膜的方法，包括：
提供多层光学膜；
提供临时平坦基底；
将所述多层光学膜的第一表面可剥离地附接到所述临时平坦基底；
提供永久基底，所述永久基底包括第一最外主表面和与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；
将所述多层光学膜的第二表面附接到所述永久基底；以及
将所述多层光学膜从所述临时平坦基底移除。
10.一种创建光学平坦偏振分束器板的方法，包括：
提供多层光学膜反射偏振片；
将压敏粘合剂层施加到所述多层光学膜的第一表面；
将第一基底抵靠所述压敏粘合剂层施加在相对所述多层光学膜的一侧，所述第一基底包括第一最外主表面和与所述第一最外主表面成小于约20度角的相对的第二最外主表面；以及
将真空施加到所述压敏粘合剂、所述多层光学膜和所述第一基底。
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