JP6430004B2

JP6430004B2 - 光学システム

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Publication number: JP6430004B2
Application number: JP2017521112A
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Inventors: ジシェンユン，; アンドリュージェイ．アウダーカーク，; ティモシーエル．ウォン，; エリンエー．マクドウェル，; グレッグエー．アンバー，
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Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2018-11-28
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Description

ディスプレイシステムは、ビームスプリッタ、四分の一波長位相子、及び反射偏光子を含み得る。

米国特許第７，２４２，５２５号（Ｄｉｋｅ）は、空間内に実像を投影し、その実像の視認性を向上させる、光路に沿って配置された１つ以上の特徴部を含む、光学システムを説明している。この光学システムは、実像を形成するように、光源光の一部分を収束させるための、収束要素を含む。

米国特許第６，２７１，９６９号（Ｍｅｒｔｚ）は、ディスプレイからの光を結像するための、光コリメーティングアセンブリを説明している。この光学アセンブリは、互いに直交する偏光方向を有する、第１の直線偏光フィルタ及び第２の直線偏光フィルタを含む。第１のビームスプリッタ、第１の１／４波長板、及び第２のビームスプリッタを含む、折り返し型結像アセンブリが、それらの偏光フィルタの間に配置される。

米国特許第８，７８０，０３９号（Ｇａｙら）は、ディスプレイ装置によって表示される画像が知覚される表面の、形状を変化させるための、光学システムを説明している。この光学システムは、離隔配置された、第１の部分反射体及び第２の部分反射体を備え、それらの少なくとも一方は、第１の非平坦形状と、平坦又は非平坦とすることが可能な第２の異なる形状との間で、切り替え可能である。これらの反射体は、偏光光学素子と共に、ディスプレイからの光が、少なくとも、第１の反射体によって部分的に透過され、第２の反射体によって部分的に反射され、第１の反射体によって部分的に反射され、第２の反射体によって部分的に透過されるような、光路を提供する。

反射偏光子は、多層光学フィルムとすることができる。米国特許第６，９１６，４４０号（Ｊａｃｋｓｏｎら）は、多層光学フィルムを、一軸方式で延伸させるためのプロセスを説明している。米国特許第６，７８８，４６３号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）は、二次成形多層光学フィルムを説明している。

本説明の一部の態様では、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された第１の光学積層体と、その第１の光学積層体と絞り面との間に配設された第２の光学積層体とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状であり、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状であり、第２の光学レンズと、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、多層反射偏光子と、その反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。

本説明の一部の態様では、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された第１の光学積層体と、その第１の光学積層体と絞り面との間に配設された第２の光学積層体とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、少なくとも１つの層を含む多層反射偏光子であって、少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、多層反射偏光子と、その反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。像面及び絞り面を通過する、実質的にいずれの主光線も、約３０度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する。

本説明の一部の態様では、歪みのない像を放出する画像源と、射出瞳と、部分反射体と、反射偏光子とを含む、光学システムが提供される。部分反射体は、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状の第１の形状を有し、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。反射偏光子は、第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状の異なる第２の形状を有し、これにより、射出瞳によって透過される、放出された歪みのない像の歪みは、約１０％未満となる。

本説明の一部の態様では、画像源と、射出瞳と、それら画像源と射出瞳との間に配設された第１の光学積層体と、その第１の光学積層体と射出瞳との間に配設された第２の光学積層体とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、多層反射偏光子と、その反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。所望の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される、実質的にいずれの主光線も、その射出瞳での視野の１．５％未満の、射出瞳での色分離距離を有する。

本説明の一部の態様では、画像源と、射出瞳と、それら画像源と射出瞳との間に配設された第１の光学積層体と、その第１の光学積層体と射出瞳との間に配設された第２の光学積層体とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、多層反射偏光子と、その反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。所望の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される、実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、射出瞳での色分離距離を有する。

本説明の一部の態様では、最大横寸法Ａを有する像面と、最大横寸法Ｂを有する絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された一体型光学積層体とを含む、光学システムが提供される。Ａ／Ｂは、少なくとも３である。この一体型光学積層体は、第１の光学レンズと、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、多層反射偏光子と、既定の複数の波長内の少なくとも１つの波長での、第１の四分の一波長位相子とを含む。絞り面及び像面を通って透過される、少なくとも１つの主光線は、少なくとも４０度の入射角で、絞り面を通過する。一体型光学積層体とは、例えば、その光学積層体内の様々な構成要素及び層が、一体に形成されるか若しくは一体に接着される、光学積層体として説明することができる。

本説明の一部の態様では、像面と、実質的に平面状の絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された、第１の光学レンズ、第２の光学レンズ、及び第３の光学レンズと、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、部分反射体と、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、多層反射偏光子と、既定の複数の波長内の少なくとも１つの波長での、第１の四分の一波長位相子とを含む、光学システムが提供される。この光学システムは、像面と絞り面との間に配設された、複数の主表面を含み、各主表面は、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状であり、少なくとも６つの異なる主表面が、６つの異なる凸面を有する。

本説明の一部の態様では、熱成形多層反射偏光子が提供され、この熱成形多層反射偏光子は、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸に対して実質的に回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状である。この熱成形多層反射偏光子は、頂点から離れた少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的一軸性である、少なくとも１つの内部層を有し、この反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所は、光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１は、少なくとも０．２である。

本説明の一部の態様では、熱成形多層反射偏光子が提供され、この熱成形多層反射偏光子は、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸に対して実質的に回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状である。この熱成形多層反射偏光子は、光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、その反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所を有する。ｓ１及びｒ１によって画定される、この反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動は、約２度未満である。

本説明の一部の態様では、光学積層体の作製方法が提供される。この方法は、工具軸を中心とし、その工具軸に対して回転非対称の外表面を有する、熱成形工具を準備するステップと、光学フィルムを加熱することにより、軟化光学フィルムを結果として得るステップと、少なくとも、直交する第１の方向及び第２の方向に沿って、工具軸から離れる方向で、その軟化フィルムを延伸させながら、この軟化光学フィルムを外表面に適合させることにより、その適合化フィルムの光軸に対して回転非対称であり、その光軸が工具軸と一致している、適合化光学フィルムを結果として得るステップと、その適合化光学フィルムを冷却することにより、光軸に対して回転対称の、対称性光学フィルムを結果として得るステップと、その対称性光学フィルム上に光学レンズを成型することにより、光学積層体を結果として得るステップと、を含む。

本説明の一部の態様では、所望の形状を有する、所望の光学積層体の作製方法が提供される。この方法は、所望の形状とは異なる第１の形状を有する外表面を有する、熱成形工具を準備するステップと、光学フィルムを加熱することにより、軟化光学フィルムを結果として得るステップと、少なくとも、直交する第１の方向及び第２の方向に沿って軟化フィルムを延伸させながら、軟化光学フィルムを第１の形状を有する外表面に適合させることにより、第１の形状を有する適合化光学フィルムを結果として得るステップと、その適合化光学フィルムを冷却することにより、所望の形状を有する所望の光学フィルムを結果として得るステップと、を含む。

本説明の一部の態様では、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された第１の光学積層体と、その第１の光学積層体と射出瞳との間に配設された第２の光学積層体とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、その第２の光学積層体の光軸に対して回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状の熱成形多層反射偏光子と、その反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。この熱成形多層反射偏光子は、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する。

本説明の一部の態様では、光学積層体が提供される。この光学積層体は、第１のレンズと、その第１のレンズに隣接する第２のレンズと、それら第１のレンズと第２のレンズとの間に配設された四分の一波長位相子と、第１のレンズの反対側で第２のレンズ上に配設された反射偏光子と、第２のレンズの反対側で第１のレンズ上に配設された部分反射体とを含む。反射偏光子は、２つの直交軸に対して湾曲しており、この光学積層体は、一体型光学積層体である。

本説明の一部の態様では、部分反射体と、多層反射偏光子と、それら部分反射体と多層反射偏光子との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む、光学システムが提供される。部分反射体は、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。多層反射偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。この多層反射偏光子は、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状であり、その多層反射偏光子の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その多層反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、その多層反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所を有する。この多層反射偏光子は、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である。

本説明の一部の態様では、第１の光学積層体と、その第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体と、それら第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、多層反射偏光子とを含む。この反射偏光子は、その第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その多層反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、その多層反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所を含む。この多層反射偏光子は、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である。

本説明の一部の態様では、第１の光学積層体と、その第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体と、それら第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、反射偏光子とを含む。この反射偏光子は、その第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、その多層反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所を有する。この光学システムは、その光学システムの視野にわたって、少なくとも５０のコントラスト比を有する。

本説明の一部の態様では、第１の光学積層体と、その第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体と、それら第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む、光学システムが提供される。第１の光学積層体は、第１の光学レンズと、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体とを含む。第２の光学積層体は、第２の光学レンズと、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する、反射偏光子とを含む。この反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所は、その第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１は、少なくとも０．１である。この光学システムは、調節可能な光屈折補正を実現するように適合されている。

本説明の一部の態様では、第１の光学システム及び第２の光学システムを含む、ヘッドマウント式ディスプレイが提供される。第１の光学システムは、第１の像面と、第１の射出瞳と、それら第１の射出瞳と第１の像面との間に配設された第１の反射偏光子と、その第１の反射偏光子と第１の部分反射体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含む。第１の反射偏光子は、２つの直交軸に対して凸状である。第１の部分反射体は、第１の反射偏光子と第１の像面との間に配設され、第１の部分反射体は、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。第２の光学システムは、第２の像面と、第２の射出瞳と、それら第２の射出瞳と第２の像面との間に配設された第２の反射偏光子と、その第２の反射偏光子と第２の像面との間に配設された第２の部分反射体と、それら第２の反射偏光子と第２の部分反射体との間に配設された第２の四分の一波長位相子とを含む。第２の反射偏光子は、２つの直交軸に対して凸状である。第２の部分反射体は、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。

本説明の一部の態様では、開口及び画像記録装置を含む、カメラが提供される。このカメラは、開口と画像記録装置との間に配設された反射偏光子を含む。この反射偏光子は、２つの直交軸に対して湾曲している。既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体が、反射偏光子と画像記録装置との間に配設されている。四分の一波長位相子が、反射偏光子と部分反射体との間に配設されている。

本説明の一部の態様では、ビームエキスパンダが提供される。このビームエキスパンダは、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、その部分反射体に隣接して配設され、その部分反射体から離隔配置された、反射偏光子と、それら反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子とを含む。反射偏光子は、２つの直交軸に対して湾曲している。

本説明の一部の態様では、光源と、その光源からの光を受光して、収束パターン化光を放出するように配設された画像形成装置と、ビームエキスパンダとを含む、投影システムが提供される。このビームエキスパンダは、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、その部分反射体に隣接して配設され、その部分反射体から離隔配置された、反射偏光子と、それら反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子とを含む。反射偏光子は、２つの直交軸に対して湾曲している。このビームエキスパンダは、画像形成装置からの収束パターン化光が部分反射体に入射して、そのビームエキスパンダが発散パターン化光を透過するように配設されている。

本説明の一部の態様では、ビームエキスパンダと、偏光ビームスプリッタと、光源と、反射構成要素とを含む、照明器が提供される。ビームエキスパンダは、２つの直交方向に対して湾曲している反射偏光子を含む。

偏光ビームスプリッタは、入力面、出力面、及び第１の斜辺を有する、第１のプリズムと、第１面及び第２の斜辺を有し、この第２の斜辺が、第１の斜辺に隣接して配設されている、第２のプリズムと、第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設された第２の反射偏光子とを含む。光源は、入力面に隣接して配設され、その入力面上に、入力アクティブ領域を画定する。反射構成要素は、光源から放出された光を受光し、収束光を放出するために、第１面に隣接して配設されている。この反射構成要素は、出力面上に出力アクティブ領域を画定する、最大アクティブ領域を有する。ビームエキスパンダは、収束光を受光して、発散光を透過するように配設されている。入力アクティブ領域及び出力アクティブ領域の一方若しくは双方は、反射構成要素の最大アクティブ領域の、約半分未満である。

本説明の一部の態様では、光学システムを含む拡大装置が提供される。この光学システムは、射出瞳と、その射出瞳に近位の、２つの直交軸に対して湾曲している反射偏光子と、射出瞳の反対側で反射偏光子に隣接して配設され、その反射偏光子から離隔配置された、部分反射体とを含む。部分反射体は、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する。四分の一波長位相子が、反射偏光子と部分反射体との間に配設されている。

光学システムの概略断面図である。光学システムの概略断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学積層体の一部分の断面図である。光学システムの概略断面図である。光学システムの概略断面図である。光学システムの概略断面図である。光学システムの概略断面図である。光学システムの概略断面図である。反射偏光子の断面図である。反射偏光子の正面図である。反射偏光子の断面図である。反射偏光子の正面図である。図１３Ａの反射偏光子の断面図である。光学システムのコントラスト比と、その光学システムの偏光精度とのプロットである。所望の形状を有する所望の光学フィルムの作製方法を示す、概略フロー図である。熱成形工具の概略断面図である。ヘッドマウント式ディスプレイの概略上面図である。光学システムの断面図である。光学システムの断面図である。光学システムの断面図である。光学システムの断面図である。光学システムの断面図である。光学システムの断面図である。１つ以上の光学システムを含む装置の、概略上面図である。１つ以上の光学システムを含む装置の、概略上面図である。１つ以上の光学システムを含む装置の、概略上面図である。照明器及びビームエキスパンダを含む装置の、概略側面図である。光学積層体の概略断面図である。ヘッドマウント式ディスプレイの光学システムの側面図である。図２７Ａの光学システムの上面図である。図２７Ａの光学システムの上面図である。異なる平面内でのトーリックレンズの断面図である。異なる平面内でのトーリックレンズの断面図である。

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。これらの図面は、必ずしも一定の縮尺ではない。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。それゆえ、以下の「発明を実施するための形態」は、限定的な意味で理解されるべきではない。

本説明によれば、２つの直交軸に対して凸状であり、絞り面（例えば、射出瞳又は入射瞳）と像面（例えば、ディスプレイパネルの表面、又は画像記録装置の表面）との間に配設された反射偏光子を含む、光学システムは、例えば、仮想現実ディスプレイなどのヘッドマウント式ディスプレイ、及び携帯電話内に含まれるカメラなどのカメラを含めた様々な装置で有用な、コンパクトな構成において、高視野、高コントラスト、低色収差、低歪み、及び／又は高効率を有するシステムをもたらし得ることが見出された。

この光学システムは、反射偏光子と像面との間に配設された部分反射体を含み得るものであり、少なくとも１つの四分の一波長位相子を含み得る。例えば、第１の四分の一波長位相子を、反射偏光子と部分反射体との間に配設することができ、一部の場合には、第２の四分の一波長位相子を、部分反射体と像面との間に配設することができる。この光学システムは、所望の複数の波長又は既定の複数の波長内の、波長を利用するように適合させることができ、部分反射体は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し得るものであり、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得る。四分の一波長位相子は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。一部の実施形態では、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、単一の連続的な波長範囲（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの可視範囲）とすることができ、又は、複数の連続的な波長範囲とすることもできる。部分反射体は、ノッチ反射体とすることができ、所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１つ以上の波長範囲を含み得るものであり、それらの波長範囲うちの少なくとも一部は、１００ｎｍ以下又は５０ｎｍ以下の半値全幅の反射帯域を有する。反射偏光子は、ノッチ反射偏光子とすることができ、部分反射体の反射帯域に合致するか又は実質的に合致する、反射帯域を有し得る。一部の場合には、この光学システムは、１つ以上のレーザと共に使用するように適合させることができ、複数の所望の波長又は複数の既定の波長は、そのレーザ波長に対する狭帯域（例えば、１０ｎｍの幅）を含み得る。

反射偏光子、部分反射体、及び／又は四分の一波長位相子はまた、２つの直交軸に対して湾曲状のものとすることもできる。一部の実施形態では、反射偏光子、第１の四分の一波長位相子、及び部分反射体のそれぞれは、２つの直交軸に対して湾曲しており、一部の実施形態では、これらの層又は構成要素のそれぞれは、像面に向けて凸状である。一部の実施形態では、絞り面と像面との間には、複数の表面が提供され、反射偏光子、第１の四分の一波長位相子、及び部分反射体のそれぞれは、それらの表面上のうちの１つに配設される。これらの層又は構成要素は、それぞれ異なる表面上に配設することができ、又は、それらの層、構成要素のうちの２つ以上を、単一の表面上に配設することもできる。一部の実施形態では、１つ、２つ、３つ、又はそれよりも多くのレンズが、絞り面と像面との間に配設され、複数の表面は、それら１つ以上のレンズの主表面を含み得る。それらのレンズのうちの１つ以上を、反射偏光子と部分反射体との間に位置決めすることができ、それらのレンズのうちの１つ以上を、絞り面と反射偏光子との間に位置決めすることができ、それらのレンズのうちの１つ以上を、部分反射体と像面との間に位置決めすることができる。

反射偏光子は、熱成形反射偏光子とすることができ、例えば、熱成形ポリマー多層光学フィルム反射偏光子とすることができ、又は熱成形ワイヤグリッド偏光子とすることもできる。熱成形とは、周囲温度よりも高温で実施される、成形プロセスを指す。反射偏光子を組み込む従来のディスプレイ設計は、平坦な反射偏光子を使用するか、又は、単一の軸に対して湾曲している、円柱状の湾曲形状で配設された反射偏光子を使用する。反射偏光子を円柱形状へと湾曲させることは、その反射偏光子を延伸させるものではなく、それゆえ、その反射偏光子としての性能を、実質的に変更するものではない。本説明の反射偏光子は、２つの直交軸に対して湾曲状のものとすることができ、反射偏光子を湾曲形状へと成形する結果として、延伸される場合がある。本説明によれば、そのような複合湾曲反射偏光子は、例えば、ディスプレイ用途及びカメラ用途のための光学システム内で使用することができ、それと共に、その反射偏光子が複合湾曲形状へと延伸されている場合であっても、様々な改善された光学特性（例えば、低減された色分離、低減された歪み、改善された視野、改善されたコントラスト比など）に寄与することが見出された。本明細書の他の箇所で更に論じられるように、熱成形の前には一軸配向されていたポリマー多層光学フィルムを、熱成形することによって作製された、凸状の反射偏光子は、本説明の光学システム内で使用される場合に、特に有利であることが見出された。一部の実施形態では、この一軸配向多層反射偏光子は、ＡＰＦ（３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より入手可能な、ＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌａｒｉｚｉｎｇＦｉｌｍ）である。一部の実施形態では、光学システムは、熱成形ＡＰＦを含み、その熱成形ＡＰＦに入射する、光学システム内でのいずれの主光線、又は実質的にいずれの主光線も、低い（例えば、約３０度未満、約２５度未満、又は約２０度未満の）入射角を有する。図１は、像面１３０と、絞り面１３５と、それら像面１３０と絞り面１３５との間に配設された第１の光学積層体１１０と、その第１の光学積層体１１０と絞り面１３５との間に配設された第２の光学積層体１２０とを含む、光学システム１００の概略断面図である。第１の光学積層体１１０及び第２の光学積層体１２０のそれぞれは、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面１３０に向けて凸状である。図１では、ｘｙｚ座標系が設定されている。直交する第１の軸及び第２の軸は、それぞれ、ｘ軸及びｙ軸とすることができる。像面１３０は、Ａの最大横寸法を有し、絞り面１３５は、Ｂの最大横寸法を有する。この最大横寸法は、円形の像面若しくは絞り面に関しては、直径とすることができ、又は、矩形の像面若しくは絞り面に関しては、対角線の距離とすることができる。一部の実施形態では、Ａ／Ｂは、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも４、又は少なくとも５とすることができる。像面１３０及び／又は絞り面１３５は、実質的に平面状とすることができ、あるいは湾曲状とすることもできる。

第１の光学積層体１１０は、反対側の第１主表面１１４及び第２主表面１１６を有する、第１の光学レンズ１１２を含む。第１主表面１１４及び／又は第２主表面１１６は、それらの上に配設された１つ以上の層若しくはコーティングを有し得る。第１の光学積層体１１０はまた、本明細書の他の箇所で更に説明されるように（例えば、図２及び図３Ａ〜図３Ｃを参照）、第１主表面１１４又は第２主表面１１６の一方の上に配設された部分反射体も含む。本説明の光学システム内に含まれる部分反射体のいずれも、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し得る。それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、可視波長範囲（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）、赤外波長範囲、紫外波長範囲、あるいは、可視波長、赤外波長、及び紫外波長の何らかの組み合わせとすることができる。一部の実施形態では、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１つの狭い波長範囲、又は複数の狭い波長範囲とすることができ、この部分反射体は、１００ｎｍ以下又は５０ｎｍ以下の半値全幅を有する少なくとも１つの反射帯域を有する、ノッチ反射体とすることができる。平均光反射率は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長にわたる反射率を平均化することによって、判定することができる。同様に、平均光透過率は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長にわたる透過率を平均化することによって、判定することができる。一部の実施形態では、この部分反射体は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、それぞれ３０％〜７０％の範囲の、又はそれぞれ４０％〜６０％の範囲の、平均光反射率並びに平均光透過率を有する。この部分反射体は、例えば、ハーフミラーとすることができる。任意の好適な部分反射体を使用することができる。例えば、この部分反射体は、透明な基材上に金属（例えば、銀又はアルミニウム）の薄層をコーティングすることによって、構築することができる。この部分反射体はまた、例えば、レンズの表面上に薄膜誘電体コーティングを堆積させることによって、又は、レンズの表面上に、金属コーティングと誘電体コーティングとの組み合わせを堆積させることによって、形成することもできる。一部の実施形態では、この部分反射体は、多層ポリマー反射偏光子（例えば、ＡＰＦ又はＤＢＥＦ）とすることが可能な、又はワイヤグリッド偏光子とすることが可能な、第２の反射偏光子とすることができる。

第２の光学積層体は、第１主表面１２４及び第２主表面１２６を有する、第２の光学レンズ１２２を含む。第１主表面１２４及び／又は第２主表面１２６は、それらの上に配設された１つ以上の層若しくはコーティングを有し得る。本明細書の他の箇所で更に説明されるように（例えば、図２及び図４Ａ〜図４Ｃを参照）、第２の光学積層体１２０は、反射偏光子及び第１の四分の一波長位相子を含み得るものであり、それらは、互いの上に（例えば、反射偏光子フィルムに積層された四分の一波長位相子フィルム（例えば、配向ポリマーフィルム）、又は反射偏光子フィルム上の四分の一波長位相子コーティング（例えば、液晶ポリマーコーティング））、かつ第１主表面１２４及び第２主表面１２６の一方の上に配設されるか、あるいは、反射偏光子が第１主表面１２４上に配設され、第１の四分の一波長位相子が第２主表面１２６上に配設される。第１の四分の一波長位相子は、例えば、第２の光学レンズ１２２と共に成型されたフィルムとすることができ、又は、第２の光学レンズ１２２が形成された後に第２主表面１２６に適用された、コーティングとすることもできる。四分の一波長位相子を形成するための好適なコーティングとしては、米国特許出願公開第２００２／０１８０９１６号（Ｓｃｈａｄｔら）、同第２００３／０２８０４８号（Ｃｈｅｒｋａｏｕｉら）、及び同第２００５／００７２９５９号（Ｍｏｉａら）で説明される、線状光重合性ポリマー（ＬＰＰ）材料、及び液晶ポリマー（ＬＣＰ）材料が挙げられる。好適なＬＰＰ材料としては、ＲＯＰ−１３１ＥＸＰ３０６ＬＰＰが挙げられ、好適なＬＣＰ材料としては、ＲＯＦ−５１８５ＥＸＰ４１０ＬＣＰが挙げられ、双方ともＲｏｌｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（Ａｌｌｓｃｈｗｉｌ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）より入手可能である。この四分の一波長位相子は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長とすることができる。

一部の実施形態では、第２の光学積層体１２０は、第１主表面１２４及び第２主表面１２６の一方の上に、反射偏光子を含む。光学システム１００は、第１のレンズ１１２と第２のレンズ１２２との間に配設された第１の四分の一波長位相子を含む。この第１の四分の一波長位相子は、第２の光学積層体１２２の第２主表面１２６上に配設することができ（この場合、その第１の四分の一波長位相子は、第２の光学積層体１２０の一部であると見なすことができ、又は、第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０との間に配設されているものと見なすこともできる）、又は、第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０との間で間隔を置いた、別個の構成要素として含めることもでき、又は、第１の光学積層体１１０の第１表面１１４上に配設することもできる（この場合、その第１の四分の一波長位相子は、第１の光学積層体１１０の一部であると見なすことができ、又は、第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０との間に配設されているものと見なすこともできる）。

多層反射偏光子は、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する。第１の偏光状態及び第２の偏光状態は、直線偏光状態とすることができる。第１の四分の一波長位相子は、反射偏光子と第１の光学積層体１１０との間に配設されている。

本説明の光学積層体は、その光学積層体内に含まれる任意のフィルムを熱成形し、次いで、例えばフィルムインサート成型プロセスを使用して、そのフィルム上にレンズを射出成型することによって作製することができる。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、この反射偏光子フィルムは、異方性の機械的特性を有し得るものであり、この特性により、回転対称の金型上で熱成形される場合には、そのフィルムは、冷却後に回転非対称となり得る。しわ又は他の欠陥をフィルム内に生じさせることなく、回転対称のレンズ上に、回転非対称のフィルムを射出成型することは、困難な場合がある。フィルムが異方性の機械的特性を有する場合には、回転非対称の熱成形金型を使用することにより、冷却後に、回転対称のフィルムを結果的に得ることができる点が見出された。得られた回転対称フィルム上には、その熱成形フィルムにしわを寄せるか又は損傷を与えることなく、回転対称のレンズをインサート成型することができる。

像面１３０は、像が形成される任意の表面とすることができる。一部の実施形態では、画像源が、像面１３０を備え、絞り面１３５は、射出瞳である。例えば、像面１３０は、ディスプレイパネルなどの画像形成装置の、出力表面とすることができる。絞り面１３５は、光学システム１００の射出瞳とすることができ、例えば、観察者の目又はカメラとすることが可能な、第２の光学システムの、入射瞳と重なり合うように適合させることができる。この第２の光学システムの入射瞳は、例えば、観察者の目の入射瞳とすることができる。画像源は、偏光又は非偏光を放出することができる。一部の実施形態では、像面１３０は、光学システム１００の外部の対象物から反射された光を受光するように適合された、開口である。

光学システム１００は、１つ以上の追加的な位相子を含み得る。例えば、第２の四分の一波長位相子を、第１の光学積層体１１０内に含めることができ、第１主表面１１４及び第２主表面１１６の一方の上に配設することができ、又は部分反射体上に配設することもできる。例えば、像面１３０が、偏光を発生するディスプレイパネルの表面である場合に、第２の四分の一波長位相子を含むことが望ましい場合がある。このディスプレイパネルは、直線偏光、円偏光、又は楕円偏光を放出することができる。例えば、このディスプレイパネルは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、又はシリコン基板上液晶（ＬＣｏＳ）ディスプレイとすることができ、直線偏光を放出することができる。一部の実施形態では、第２の四分の一波長位相子が、部分反射体と像面との間に配設され、一部の実施形態では、直線偏光子（例えば、直線吸収偏光子、又は第２の反射偏光子）が、その第２の四分の一波長位相子と像面１３０との間に配設される。一部の実施形態では、このディスプレイパネルは、実質的に平坦である。他の実施形態では、曲面ディスプレイパネルが使用される。例えば、曲面ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）ディスプレイを使用することができる。一部の実施形態では、透明又は半透明のディスプレイ（例えば、透明ＯＬＥＤ、ＬＣＤ、又は電気泳動ディスプレイ）を使用することができる。一部の実施形態では、画像源が、像面を備え、その場合、画像源は、ディスプレイパネルを含み得るものであり、任意選択的にシャッタを含み得る。一部の実施形態では、シャッタ（例えば、液晶シャッタ若しくはＰＤＬＣ（ポリマー分散液晶）シャッタ、又はフォトクロミックシャッタ、又は、シャッタとして機能することが可能な物理的に除去可能な障壁）を、透明又は半透明のディスプレイパネルと共に使用することにより、周囲光が、その透明又は半透明のディスプレイパネルを通過することを、選択的に許可又は禁止することができる。半透明のディスプレイパネルは、少なくとも１つの可視波長に関して、少なくとも２５パーセント、又は少なくとも５０パーセントの、そのディスプレイパネルの少なくとも１つの状態での透過率を有し得る。一部の実施形態では、画像源は、非可視光で照射されることにより可視画像を生成することが可能な、蛍光材料を備え得る。

一部の実施形態では、画像記録装置が、像面１３０を備え、絞り面１３５は、入射瞳である。例えば、カメラ用途では、そのカメラの開口絞りを、光学システム１００に関する入射瞳とすることができ、像面１３０は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサとすることが可能な、そのカメラの画像センサの表面とすることができる。

光学システム１００は、像面１３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な、折り返し光軸１４０を中心とし得る。光軸１４０は、その中心光線の光路が、第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０との間の、その光路の１つの区画内では、マイナスｚ方向で伝播し、第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０との間の、その光路の別の区画上では、プラスｚ方向で伝播するため、折り返される。

第１の光学積層体１１０と第２の光学積層体１２０とは、実質的に同じ形状を有し得るか、又は異なる形状を有し得る。同様に、第１の光学レンズ１１２と第２の光学レンズ１２２とは、実質的に同じ形状を有し得るか、又は異なる形状を有し得る。反射偏光子、第１の四分の一波長位相子、部分反射体、第１の光学レンズ１１２の第１主表面１１４及び第２主表面１１６、並びに第２の光学レンズ１２０の第１主表面１２４及び第２主表面１２６のうちの任意の１つ以上は、非球面多項サグ式によって記述される形状を有し得る。これらの様々な表面又は層は、同じ形状を有し得るか、又は異なる形状を有し得るものであり、同じ非球面多項サグ式又は異なる非球面多項サグ式によって説明することができる。非球面多項サグ式は、次の形を取り得るものであり、

式中、ｃ、ｋ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、及びＩは定数であり、ｚは、頂点からの距離（例えば、図１０での距離ｓ１）であり、ｒは、半径方向距離（例えば、図１０での距離ｒ１）である。パラメータｋは、円錐定数と称される場合がある。本説明の光学システムのいずれも、像面と絞り面との間に配設された反射偏光子、１つ以上の四分の一波長位相子、部分反射体、及び複数の主表面を含み得る。これらの反射偏光子、１つ以上の四分の一波長位相子、部分反射体、及び主表面のうちの任意の１つ以上は、非球面多項サグ式によって記述される形状を有し得る。

第１の光学積層体１１０は、像面１３０から距離ｄ１で配設され、第２の光学積層体１２０は、第１の光学積層体１１０から距離ｄ２で、かつ絞り面１３５から距離ｄ３で配設される。一部の実施形態では、距離ｄ１、距離ｄ２、及び／又は距離ｄ３は、調節可能である。一部の実施形態では、像面１３０と絞り面１３５との間の距離（ｄ１＋ｄ２＋ｄ３）は固定されており、ｄ１及び／又はｄ３が調節可能である。距離ｄ１、距離ｄ２、及び／又は距離ｄ３は、例えば、機械的な位置調節を提供するレール上に、第１の光学積層体１１０及び第２の光学積層体１２０の一方若しくは双方を搭載することによって、ユーザによる調節を可能にすることができる。

第１の光学積層体１１０及び／又は第２の光学積層体１２０の、それら自体に対する位置、あるいは像面１３０及び／又は絞り面１３５に対する位置を調節する、この能力により、光学システム１００によって実現される光屈折補正を、調節可能にすることが可能となる。例えば、第２の光学積層体１２０を移動させる一方、残余の構成要素を固定したまま保つことにより、像面１３０によって放出され絞り面を通って透過される光線を、絞り面１３５で平行なものから、絞り面１３５で収束又は発散するものへと、調節可能にすることが可能となる。一部の実施形態では、視度値を、機械的調節装置上に示すか、ハードストップ、戻り止め、又は同様の装置の使用を通じて物理的に選択可能とするか、あるいは、ステッパモータ、又は電子スケールと併用されるモータ若しくはアクチュエータなどで、電子的に調節することもできる。一部の実施形態では、像面１３０を備えるディスプレイパネル上の画像サイズを、この視度調節に基づいて変化させることができる。このことは、ユーザによって手動で行うことができ、又は、調節機構を通じて自動的に行うこともできる。他の実施形態では、１つ、２つ、３つ、又はそれよりも多くの光学レンズを設けることができる。第１のレンズの表面上に部分反射体が配設され、異なる第２のレンズの表面上に反射偏光子が配設される、いずれかの実施形態では、それら第１のレンズ及び／又は第２のレンズの、調節可能な位置を提供することによって、かつ／あるいは、第１のレンズと第２のレンズとの間の、調節可能な距離を提供することによって、少なくとも部分的に、可変性の屈折度数を提供することができる。

一部の実施形態では、第１の光学レンズ１１２及び第２の光学レンズ１２２の一方若しくは双方は、光学システム１００が、ユーザに対して所望の処方補正を実現することができるような、視度値及び／又は円柱度数を（例えば、２つの直交方向で異なる曲率半径を有する表面として説明することが可能な、トロイダル面を有するレンズを成型することによって）提供するように、成形することができる。反射における球面度数及び円柱度数を有し、本説明の光学システム内で利用することが可能な、トーリックレンズの実施例が、図２８Ａ及び図２８Ｂに示され、これらの図は、それぞれ、ｙ−ｚ平面及びｘ−ｚ平面内の、レンズの頂点を通る断面での、レンズ２８１２の断面図である。ｙ−ｚ平面（図２８Ａ）では、ｘ−ｚ平面（図２８Ｂ）よりも、曲率半径が小さい。一部の実施形態では、円柱度数は、屈曲させることが可能な薄いプラスチックレンズを使用することによって、作り出すことができる。同様に、本明細書で説明される光学システムの、１つ、２つ、３つ、又はそれよりも多くのレンズのうちのいずれかには、それらのレンズに好適な光学度数を提供することによって、処方補正を含めることができる。一部の実施形態では、この光学システムは、像面を備えるディスプレイパネルと、光屈折補正を実現し得ない、その光学システムの他のレンズとの間に配設された度付きレンズを組み込むように適合させることができ、又は、このシステムは、絞り面と、光屈折補正を実現し得ない、その光学システムの他のレンズとの間に配設された度付きレンズを組み込むように適合させることができる。

可動式光学レンズの別の用途は、立体視ビューアにおける輻輳調節矛盾を最小限に抑えることである。多くの立体視ヘッドマウント式ディスプレイでは、特定の対象物の左目の像と右目の像とを、より一体に近接するように移動させることによって、奥行き感が作り出される。対象物の虚像を鮮明に見るために、左右の目が寄せられ、このことが、奥行き感を与える要因となる。しかしながら、それらの目が、近傍に存在する実際の対象物を見る場合、それらの目が寄せられるばかりではなく、その近傍の対象物を網膜上の焦点に合わせるように、それぞれの目のレンズも焦点を合わせる（調節とも呼ばれる）。立体視ビューア内に存在する輻輳の要因と、近傍の対象物の虚像を見るための目の調節の欠如との間で、格差が生じ知るため、多くの立体視ヘッドマウント式ディスプレイのユーザは、視覚的不快感、眼精疲労、及び／又は悪心に悩まされる恐れがある。第１のレンズ及び第２のレンズの位置を調節することによって、虚像距離が近点に調節されることにより、その対象物の虚像を見るように、目が焦点を合わせることができる。輻輳の要因と調節の要因とを組み合わせることによって、輻輳調節矛盾を低減するか、又は実質的に排除することができるように、この光学システム内の１つ以上のレンズの位置を調節することができる。

一部の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイは、本説明の光学システムのうちのいずれかを含み、視標追跡システムもまた含み得る。この視標追跡システムは、ユーザが見ている虚像の場所を検出するように構成することができ、この光学システムは、その光学システム内の１つ以上のレンズの位置を調節することによって、その虚像距離を調節することにより、立体的に提示されるような対象物の奥行きに合致させるように、適合させることができる。

一部の実施形態では、第１の光学レンズ１１２及び／又は第２の光学レンズ１２２は、反射若しくは屈折、又は双方における、球面度数及び／又は円柱度数を有するように、成形することができる。このことは、例えば、所望の形状を有する熱成形金型及びフィルムインサート金型を使用して、行うことができる。円柱度数は、例えば、回転対称レンズに、射出成型プロセス後に冷却する際、応力を加えることによって作り出すことができる。あるいは、このレンズは、後処理、ダイヤモンド旋削、研削、又は研磨することによって、湾曲状（球面状又は円柱状、若しくは組み合わせ）にすることもできる。

一部の実施形態では、第１の光学レンズ１１２及び第２の光学レンズ１２２の一方若しくは双方は、この光学システム内で、動的又は静的に屈曲させることができる。静的屈曲の例は、レンズに対して、圧縮力若しくは引張力を静的に加える、止めネジ又は同様の機構である。一部の実施形態では、環状方式で止めネジを提供することにより、直乱視、倒乱視、及び斜乱視の、３つのタイプの乱視の全てに対応するための、複数の軸に沿った非点収差補正を実現することが可能である。このことにより、典型的には、３０度又は１５度又は１０度の斜度の増分で乱視に対処するように作製された、メガネのレンズなどを使用する、正確な補正がもたらされることになる。止めネジのピッチは、そのネジの回転又は部分的回転に基づいた、補正の尺度が提供されるように、円柱度数に関連付けることができる。一部の実施形態では、圧電アクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、又はステッパモータアクチュエータ、若しくは他のタイプのアクチュエータを使用して、レンズを（例えば、処方を入力することなどの、その装置へのユーザ入力に基づいて）屈曲させることができる。

度付きレンズ用語では、プラノレンズとは、屈折光学度数を有さないレンズである。一部の実施形態では、第１の光学レンズ１１２及び／又は第２の光学レンズ１２２は、透過における光学度数を殆ど又は全く有さない、プラノレンズとすることができるが、反射における（例えば、それらのレンズの全体的な曲率による）光学度数を有し得る。第１の光学レンズ１１２の第１主表面１１４及び第２主表面１１６の曲率は、同じものか、又は実質的に同じものとすることができ、第２の光学レンズ１２２の第１主表面１２４及び第２主表面１２６の曲率も、同じものか、又は実質的に同じものとすることができる。第１の光学レンズ１１２と第２の光学レンズ１２２とは、実質的に同じ形状を有し得る。一部の実施形態では、第１の光学レンズ１１２及び／又は第２の光学レンズ１２２は、透過における光学度数を有し得るものであり、また反射における光学度数も有し得る。

光学システム１００は、第２の光学積層体１２０内に、反射偏光子及び四分の一波長位相子を含み、第１の光学積層体１１０内に、部分反射体を含む。反射偏光子、四分の一波長位相子、及び部分反射体を、どのように光学積層体内に配置構成することができるかについては、様々な可能性が存在する。図２は、１つの可能な配置構成を示すものであり、図３Ａ〜図４Ａでは、他の配置構成が説明される。

図２は、像面２３０と、絞り面２３５と、それら像面２３０と絞り面２３５との間に配設された、第１の光学積層体２１０と、その第１の光学積層体２１０と絞り面２３５との間に配設された、第２の光学積層体２２０とを含む、光学システム２００の概略断面図である。第１の光学積層体２１０及び第２の光学積層体２２０のそれぞれは、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面２３０に向けて凸状である。図２では、ｘｙｚ座標系が設定されている。直交する第１の軸及び第２の軸は、それぞれ、ｘ軸及びｙ軸とすることができる。

第１の光学積層体２１０は、反対側の第１主表面２１４及び第２主表面２１６を有する、第１の光学レンズ２１２を含む。第１の光学積層体２１０は、第１主表面２１４上に配設された、部分反射体２１７を含む。部分反射体２１７は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得るものであり、それらの波長は、本明細書の他の箇所で説明される波長範囲のうちのいずれかとすることができる。

第２の光学積層体は、第１主表面２２４及び第２主表面２２６を有する、第２の光学レンズ２２２を含む。第２の光学積層体２２０は、第２主表面２２６上に配設された、反射偏光子２２７を含み、その反射偏光子２２７上に配設された、四分の一波長位相子２２５を含む。四分の一波長位相子２２５は、反射偏光子２２７上に積層されたフィルムとすることができ、又は、反射偏光子２２７に適用されたコーティングとすることもできる。光学システム２００は、１つ以上の追加的な位相子を含み得る。例えば、第２の四分の一波長位相子を、第１の光学積層体２１０内に含めることができ、第２主表面２１６上に配設することができる。光学システム２００内に含まれる、第１の四分の一波長位相子２２５及び任意の追加的な四分の一波長位相子は、既定の複数の波長又は所望の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。第２の光学積層体２２０は、あるいは、第２のレンズ２２２と、その第２のレンズ２２２上に配設された反射偏光子２２７を含むものとして説明することができ、第１の四分の一波長位相子２２５は、第２の光学積層体２２０内に含まれているのではなく、第２の光学積層体２２０上に配設されている、別個の層又はコーティングと見なすことができる。この場合には、第１の四分の一波長位相子２２５は、第１の光学積層体２１０と第２の光学積層体２２０との間に配設されているものとして説明することができる。一部の実施形態では、第１の四分の一波長位相子２２５は、第２の光学積層体２２０には取り付けられない場合があり、一部の実施形態では、第１の四分の一波長位相子２２５は、第１の光学積層体２１０と第２の光学積層体２２０との間に配設され、それらから離隔配置される。更に他の実施形態では、第１の四分の一波長位相子２２５は、部分反射体２１７上に配設することができ、第１の光学積層体２１０内に含まれているものとして説明することができ、又は、第１の光学積層体２１０と第２の光学積層体２２０との間に配設されているものとして説明することもできる。

光線２３７及び光線２３８はそれぞれ、像面２３０及び絞り面２３５を通って透過される。光線２３７及び光線２３８はそれぞれ、像面２３０から絞り面２３５へと（例えば、ヘッドマウント式ディスプレイ用途において）透過し得るものであり、あるいは、光線２３７及び光線２３８は、絞り面２３５から像面２３０へと（例えば、カメラ用途において）透過し得るものである。光線２３８は、中心光線とすることができ、その光路は、光学システム２００に関する折り返し光軸２４０を画定し、光学システム２００は、その折り返し光軸２４０を中心とし得る。折り返し光軸２４０は、折り返し光軸１４０に相当し得る。

光線２３７が、像面２３０から絞り面２３５へと透過される実施形態では、光線２３７（及び、同様に光線２３８に関して）は、順に、像面２３０を通って透過され、第２主表面２１６（及び、その上の任意のコーティング又は層）を通って透過され、第１の光学レンズ２１２を通って透過され、部分反射体２１７を通って透過され、反射偏光子２２７上に配設された四分の一波長位相子２２５を通って透過され、反射偏光子２２７から反射され、四分の一波長位相子２２５に戻って透過され、部分反射体２１７から反射され、四分の一波長位相子２２５を通って透過され、反射偏光子２２７を通って透過され、第２のレンズ２２２を通って透過され、絞り面２３５を通って透過される。光線２３７は、四分の一波長位相子２２５を通過する際に第１の偏光状態へと回転される偏光状態を有して、像面２３０から放出させることができる。この第１の偏光状態は、反射偏光子２２７に関する遮断状態とすることができる。光線２３７が、第１の四分の一波長位相子２２５を通過して、部分反射体２１７から反射され、四分の一波長位相子２２５に戻って通過した後は、その偏光状態は、第１の偏光状態に実質的に直交する、第２の偏光状態である。光線２３７は、それゆえ、最初に反射偏光子２２７に入射するときは、反射偏光子２２７から反射することができ、２回目に反射偏光子２２７に入射するときは、反射偏光子２２７を通って透過することができる。

他の光線（図示せず）は、マイナスｚ方向で部分反射体２１７に入射する場合、部分反射体２１７から反射され、又は、プラスｚ方向で部分反射体２１７に入射する場合に、部分反射体２１７によって透過される。これらの光線は、光学システム２００を抜け出ることができる。

一部の実施形態では、像面２３０及び絞り面２３５を通過する、実質的にいずれの主光線も、その主光線が、最初に、又は毎回、第１の光学積層体２１０若しくは第２の光学積層体２２０に入射するときは、約３０度未満、約２５度未満、又は約２０度未満の入射角で、第１の光学積層体２１０及び第２の光学積層体２２０のそれぞれに入射する。本説明の光学システムのいずれかでは、像面及び絞り面を通過する、実質的にいずれの主光線も、その主光線が、最初に、又は毎回、反射偏光子若しくは部分反射体に入射するときは、約３０度未満、約２５度未満、又は約２０度未満の入射角で、反射偏光子及び部分反射体のそれぞれに入射する。像面及び絞り面を通って透過される全ての主光線のうちの大部分（例えば、約９０パーセント以上、又は約９５パーセント以上、又は約９８パーセント以上）が、ある条件を満たしている場合には、実質的にいずれの主光線も、その条件を満たしていると言うことができる。

像面２３０によって放出された光が、最初に反射偏光子２２７に入射するときに、様々な因子により、反射偏光子２２７を通って光が部分的に透過される場合がある。このことは、絞り面２３５での、望ましくないゴースト発生又は像の不鮮明化を引き起こす恐れがある。これらの因子としては、様々な偏光構成要素の成形の間の性能劣化、及び、光学システム２００内での望ましくない複屈折を挙げることができる。これらの因子の影響が組み合わされることにより、光学システム２００のコントラスト比及び効率が、劣化する恐れがある。コントラスト比に対するこれらの因子の影響は、例えば図１４に見ることができ、図１４は、像面２３０によって放出される際に通過状態の偏光を有している光が、第１の四分の一波長位相子２２５を通過し、第１のレンズ２１２の第２主表面２１６上に配設された第２の四分の一波長位相子（図示せず）を通過した後に、最初に反射偏光子２２７に入射するとき、その反射偏光子２２７によって遮断される、百分率の関数としての、光学モデルを介して判定された絞り面２３５でのコントラスト比を示すものである。そのような因子は、例えば、レンズ内での望ましくない複屈折を低減することが可能な、比較的薄い光学レンズを使用することによって、また例えば、光学フィルムの熱成形に起因する光学的アーチファクトを低減することが可能な、薄い光学フィルムを使用することによって、最小限に抑えることができる。一部の実施形態では、第１の光学レンズ２１２及び第２の光学レンズ２２２はそれぞれ、７ｍｍ未満、５ｍｍ未満、又は３ｍｍ未満の厚さを有し、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ、又は１ｍｍ〜７ｍｍの範囲の厚さを有し得る。一部の実施形態では、反射偏光子２２７は、７５マイクロメートル未満、５０マイクロメートル未満、又は３０マイクロメートル未満の厚さを有し得る。一部の実施形態では、絞り面２３５でのコントラスト比は、光学システム２００の視野にわたって、少なくとも４０、又は少なくとも５０、又は少なくとも６０、又は少なくとも８０、又は少なくとも１００である。反射偏光子２２７が、熱成形の前には一軸配向されていた多層光学フィルム（例えば、ＡＰＦ）を、（２つの直交軸に対して湾曲するように）熱成形したものである場合には、２つの直交軸に対して湾曲している他の反射偏光子を使用することと比較して、コントラスト比が著しく高くなり得ることが見出された。非一軸配向の多層ポリマーフィルム反射偏光子、又はワイヤグリッド偏光子などの、他の反射偏光子もまた、使用することができる。

様々な主表面（例えば、第２主表面２２６及び第１主表面２１４）の形状を好適に選択する場合、この光学システムは、画像を予め歪ませる必要のない、十分に低い歪みをもたらし得ることが見出された。一部の実施形態では、歪みのない像を放出するように適合されている画像源が、像面２３０を備える。部分反射体２１７及び反射偏光子２２７は、絞り面２３５によって透過される、その放出された歪みのない像の歪みが、絞り面２３５での視野の約１０％未満、又は約５％未満、又は約３％未満となるように選択された、種々の形状を有し得る。絞り面での視野は、例えば、８０度超、９０度超、又は１００度超とすることができる。

図３Ａ〜図３Ｃは、光学積層体３１０ａ〜光学積層体３１０ｃの一部分の断面図であり、これらの光学積層体のいずれも、第２の光学積層体１１０に相当し得る。図３Ａ〜図３Ｃには示されないが、光学積層体３１０ａ〜光学積層体３１０ｃはそれぞれ、２つの直交軸に対して湾曲状とすることができる。光学積層体３１０ａ〜光学積層体３１０ｃのそれぞれは、第１主表面３１４及び第２主表面３１６を有する、レンズ３１２を含み、このレンズ３１２は、光学レンズ１１２に相当し得る。光学積層体３１０ａは、第１主表面３１４上に配設された、任意選択的に省略することが可能な、四分の一波長位相子３１５と、第２主表面３１６上に配設された、部分反射体３１７とを含む。光学積層体３１０ｂは、第１主表面３１４上に配設された、部分反射体３１７と、光学レンズ３１２の反対側で部分反射体３１７上に配設された、任意選択的に省略することが可能な、四分の一波長位相子３１５とを含む。光学積層体３１０ｃは、第２主表面３１６上に配設された、四分の一波長位相子３１５を含み、レンズ３１２の反対側で四分の一波長位相子３１５上に配設された、部分反射体３１７を含む。

図４Ａ〜図４Ｃは、光学積層体４２０ａ〜光学積層体４２０ｃの一部分の断面図であり、これらの光学積層体のいずれも、第２の光学積層体１２０に相当し得る。光学積層体４２０ａ〜光学積層体４２０ｃはそれぞれ、２つの直交軸に対して湾曲状とすることができる。光学積層体４２０ａ〜光学積層体４２０ｃのそれぞれは、第１主表面４２４及び第２主表面４２６を有する、レンズ４２２を含み、このレンズ４２２は、光学レンズ４２２に相当し得る。光学積層体４２０ａは、第１主表面４２４上に配設された、四分の一波長位相子４２５と、第２主表面４２６上に配設された、反射偏光子４２７とを含む。光学積層体４２０ｂは（図２と同様に）、第１主表面４２４上に配設された、反射偏光子４２７と、レンズ４２２の反対側で反射偏光子４２７上に配設された、四分の一波長位相子４２５とを含む。光学積層体４２０ｃは、第２主表面４２６上に配設された、四分の一波長位相子４２５を含み、レンズ４２２の反対側で四分の一波長位相子４２５上に配設された、反射偏光子４２７を含む。

代替的実施形態が図５に示され、この図５は、像面５３０と、絞り面５３５と、第１主表面５１４及び第２主表面５１６を有する光学レンズ５１２を含む、一体型光学積層体５１０とを含む、光学システム５００の概略断面図である。第１主表面５１４及び／又は第２主表面５１６は、それらの上に配設された、１つ以上の層若しくはコーティングを有し得る。一体型光学積層体５１０はまた、部分反射体、多層反射偏光子、及び第１の四分の一波長位相子も含む。これらの様々な層又は構成要素は、第１主表面５１４及び第２主表面５１６の１つ以上の上に配設することができる。例えば、一部の実施形態では、第１主表面５１４上に、部分反射体を配設することができ、その部分反射体上に、第１の四分の一波長位相子を配設することができ、その第１の四分の一波長位相子上に、反射偏光子を配設することができる。一部の実施形態では、第２の四分の一波長位相子を、第２主表面５１６上に配設することができる。一部の実施形態では、第２主表面５１６上に、反射偏光子が配設され、その反射偏光子上に、四分の一波長位相子が配設され、部分反射体は、四分の一波長位相子上に配設される。一部の実施形態では、第２の四分の一波長位相子が、部分反射体上に配設される。一部の実施形態では、第１主表面５１４に、反射偏光子が配設され、第２主表面５１６上に、第１の四分の一波長位相子が配設されて、その第１の四分の一波長位相子上に、部分反射体及び任意選択的な第２の四分の一波長位相子が配設される。一部の実施形態では、第１主表面５１４上に、第１の四分の一波長位相子が配設されて、その第１の四分の一波長位相子上に、反射偏光子が配設され、第２主表面５１６上に、部分反射体が配設されて、その部分反射体上に、任意選択的な第２の四分の一波長位相子が配設される。

像面５３０は、第１の最大横寸法を有し、絞り面５３５は、第２の最大横寸法を有する。一部の実施形態では、第２の最大横寸法で除算した第１の最大横寸法は、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも４、又は少なくとも５とすることができる。像面５３０及び／又は絞り面６３５は、実質的に平面状にすることができ、あるいは、１つ以上に軸に対して湾曲状にすることもできる。

部分反射体は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得るものであり、それらの波長は、本明細書の他の箇所で説明される波長範囲のうちのいずれかとすることができる。光学システム５００内に含まれる四分の一波長位相子は、それら既定の複数の波長又は所望の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。多層反射偏光子は、第１の偏光状態を有する（例えば、第１の方向で直線偏光された）光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する（例えば、第１の方向に直交する第２の方向で直線偏光された）光を実質的に反射する。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、この多層反射偏光子は、例えば、ポリマー多層反射偏光子（例えば、ＡＰＦ）とすることができ、又はワイヤグリッド偏光子とすることもできる。

光学システム５００は、像面５３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な、折り返し光軸５４０を中心とし得る。

一体型光学積層体５１０などの、単一の一体型光学積層体を使用することにより、コンパクトなシステム内で、高視野を提供することができる点が見出された。像面５３０の外縁を通って透過される光線５３７は、折り返し光軸５４０での絞り面５３５に、θの視野角で交差する主光線であり、この視野角は、例えば、少なくとも４０度、少なくとも４５度、又は少なくとも５０度とすることができる。絞り面５３５での視野は、２θであり、この角度は、例えば、少なくとも８０度、少なくとも９０度、又は少なくとも１００度とすることができる。

図６は、像面６３０と、絞り面６３５と、第１主表面６１４及び第２主表面６１６を有する光学レンズ６１２を含む、一体型光学積層体６１０とを含む、光学システム５００に相当し得る光学システム６００の概略断面図である。第１の四分の一波長位相子６２５が、光学レンズ６１２の第１主表面６１４上に配設され、反射偏光子６２７が、光学レンズ６１２の反対側で第１の四分の一波長位相子６２５上に配設されている。部分反射体６１７が、光学レンズ６１２の第２主表面６１６上に配設され、第２の四分の一波長位相子６１５が、光学レンズ６１２の反対側で部分反射体６１７上に配設されている。光学システム６００は、像面６３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な、折り返し光軸６４０を中心とし得る。

一体型光学積層体６１０は、最初に、反射偏光子６２７を形成して、その反射偏光子６２７に、第１の四分の一波長位相子６２５をコーティング又は積層し、次いで、得られたフィルムを、所望の形状へと熱成形することによって、作製することができる。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、熱成形工具は、このフィルムが冷却後に所望の形状を獲得するように、その所望の形状とは異なる形状を有し得る。部分反射体６１７及び第２の四分の一波長位相子６１５は、部分反射体フィルム上に四分の一波長位相子をコーティングすることによって、四分の一波長位相子フィルム上に部分反射体コーティングをコーティングすることによって、部分反射体フィルムと四分の一波長位相子フィルムとを一体に積層することによって、又は、最初に（反射偏光子６２７及び第１の四分の一波長位相子６２５を含むフィルム上に形成することが可能な）レンズ６１２を、フィルムインサート成型プロセスで形成し、次いで、その第２主表面６１６上に部分反射体６１７をコーティングして、その部分反射体６１７上に、四分の一波長位相子６１５をコーティングすることによって、作製することができる。一部の実施形態では、反射偏光子６２７及び第１の四分の一波長位相子６２５を含む、第１のフィルムが提供され、部分反射体６１７及び第２の四分の一波長位相子６１５を含む、第２のフィルムが提供され、次いで、フィルムインサート成型プロセスで、それら第１の熱成形フィルムと第２の熱成形フィルムとの間に、レンズ６１２を射出成型することによって、一体型光学積層体６１０が形成される。第１のフィルム及び第２のフィルムは、射出成型のステップの前に、熱成形することができる。本説明の他の光学積層体は、コートフィルム又は積層体とすることが可能な、光学フィルムを熱成形し、フィルムインサート成型プロセスを使用して光学積層体を作製することによって、同様に作製することができる。第２のフィルムを、フィルムインサート成型プロセスに含めることができ、それにより、その成型プロセスで形成されるレンズは、それらのフィルムの間に配設される。

画像源６３１は、像面６３０を含み、絞り面６３５は、光学システム６００に関する射出瞳である。画像源６３１は、例えば、ディスプレイパネルとすることができる。他の実施形態では、ディスプレイパネルは存在せず、その代わりに、像面６３０は、光学システム６００の外部の対象物から反射された光を受光するように適合された、開口である。入射瞳６３４を有する第２の光学システム６３３が、光学システム６００の近位に、絞り面６３５が入射瞳６３４に重なり合う状態で配設される。第２の光学システム６３３は、例えば、像面６３７を通って透過された像を記録するように適合された、カメラとすることができる。一部の実施形態では、この第２の光学システムは、観察者の目であり、入射瞳６３４は、その観察者の目の瞳である。そのような実施形態では、光学システム６００は、ヘッドマウント式ディスプレイ内で使用するように適合させることができる。

部分反射体６１７は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得るものであり、それらの波長は、本明細書の他の箇所で説明される波長範囲のうちのいずれかとすることができる。光学システム６００内に含まれる、第１の四分の一波長位相子６２５及び任意の追加的な四分の一波長位相子は、既定の複数の波長又は所望の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。多層反射偏光子６２７は、第１の偏光状態を有する（例えば、第１の方向で直線偏光された）光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する（例えば、第１の方向に直交する第２の方向で直線偏光された）光を実質的に反射する。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、多層反射偏光子６２７は、例えば、ポリマー多層反射偏光子（例えば、ＡＰＦ）とすることができ、又はワイヤグリッド偏光子とすることもできる。

光線６３７は、画像源６３１から放出され、像面６３０及び絞り面６３５を通って透過される。光線６３７は、第２の四分の一波長位相子６１５及び部分反射体６１７を通り、レンズ６１２内へと、及びレンズ６１２を通って透過される。他の光線（図示せず）は、第２の四分の一波長位相子６１５を通過した後、部分反射体６１７から反射して、光学システム６００から消失する。レンズ６１２を最初に通過した後、光線は、第１の四分の一波長位相子６２５を通過して、反射偏光子６２７から反射する。画像源６３１は、反射偏光子６２７に関する通過軸に沿った偏光を有する光を放出するように、適合させることができ、それにより、第２の四分の一波長位相子６１５及び第１の四分の一波長位相子６２５の双方を通過した後、その光は、反射偏光子６２７に関する遮断軸に沿って偏光されているため、その光が最初に反射偏光子６２７に入射する際、反射偏光子６２７から反射する。一部の実施形態では、第２の四分の一波長位相子６１５に入射する光が、所望の偏光を有するように、ディスプレイパネル６３１と第２の四分の一波長位相子６１７との間に、直線偏光子が含まれる。光線６３７が、反射偏光子６２７から反射した後、その光線は、第１の四分の一波長位相子６２５及びレンズ６１２に戻って通過し、次いで、部分反射体６１７から反射されて（図示されていない他の光線は、部分反射体６１７を通って透過される）、レンズ６１２を通って戻り、次いで、再び反射偏光子６２７に入射する。第１の四分の一波長位相子６２５を通過し、部分反射体６１７から反射して、第１の四分の一波長位相子６２５に戻って通過した後、光線６３７は、反射偏光子６２７に関する通過軸に沿った偏光を有する。光線６３７は、それゆえ、反射偏光子６２７を通って透過され、次いで、絞り面６３５を通り、第２の光学システム６３３内へと透過される。

代替的実施形態では、一体型光学積層体６１０は、図１、図２と同様の、第１の光学積層体及び第２の光学積層体で置き換えられるか、あるいは、図８と同様の、第１の光学積層体、第２の光学積層体、及び第３の光学積層で置き換えられる。

図７は、像面７３０と、絞り面７３５と、第１主表面７１４及び第２主表面７１６を有する光学レンズ７１２を含む、一体型光学積層体７１０とを含む、光学システム５００に相当し得る光学システム７００の概略断面図である。第１の四分の一波長位相子７２５が、光学レンズ７１２上に配設され、反射偏光子７２７が、第１の四分の一波長位相子７２５上に配設されている。部分反射体７１７が、第２主表面７１６上に配設されている。光学システム７００は、像面７３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な、折り返し光軸７４０を中心とし得る。

画像記録装置７３２が、像面７３０を含み、絞り面７３５は、光学システム７００に関する入射瞳である。この絞り面は、例えば、カメラの開口絞りとすることができる。画像記録装置７３２は、例えば、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ素子とすることができる。光学システム７００は、例えば、カメラ、又はカメラの構成要素とすることができ、携帯電話内に配設することができる。

部分反射体７１７は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得るものであり、それらの波長は、本明細書の他の箇所で説明される波長範囲のうちのいずれかとすることができる。光学システム７００内に含まれる、第１の四分の一波長位相子７２５及び任意の追加的な四分の一波長位相子は、既定の複数の波長又は所望の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。多層反射偏光子７２７は、第１の偏光状態を有する（例えば、第１の方向で直線偏光された）光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する（例えば、第１の方向に直交する第２の方向で直線偏光された）光を実質的に反射する。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、多層反射偏光子７２７は、例えば、ポリマー多層反射偏光子（例えば、ＡＰＦ）とすることができ、又はワイヤグリッド偏光子とすることもできる。

光線７３７は、絞り面７３５を通って透過され、像面７３０を通って、画像記録装置７３２内へと透過される。光線７３７は、順に、反射偏光子７２７を通って透過され（図示されていない他の光線は、反射偏光子７２７によって反射させることができる）、四分の一波長位相子７２５及び光学レンズ７１２を通って透過され、部分反射体７１７から反射され、レンズ７１２及び四分の一波長位相子に戻って透過され、反射偏光子７２７から反射され、四分の一波長位相子７２５、レンズ７１２、及び部分反射体７１７を通って透過される。光線７３７は、次いで、像面７３０を通って、画像記録装置７３２内へと透過される。

一体型光学積層体５１０、一体型光学積層体６１０、及び一体型光学積層体７１０のいずれも、第１のレンズに隣接する第２のレンズを任意選択的に含み得るものであり、それら２つのレンズの間に、反射偏光子、四分の一波長位相子、及び部分反射体のうちの１つ以上が配設される。これら２つのレンズは、光学的に透明な接着剤を使用して、一体に積層することができる。図２６は、光学システム５００内の一体型光学積層体５１０、光学システム６００内の一体型光学積層体６１０、及び光学システム７００内の一体型光学積層体７１０のいずれかの代わりに使用することが可能な、一体型光学積層体２６１０の概略断面図である。一体型光学積層体２６１０は、第１のレンズ２６１２と、第２のレンズ２６２２と、それら第１のレンズ２６１２と第２のレンズ２６２２との間に配設された、四分の一波長位相子２６２５とを含む。四分の一波長位相子２６２５は、例えば、第２のレンズ２６２２の主表面上にコーティングすることができ、光学的に透明な接着剤を使用して、第１のレンズ２６１２に、その四分の一波長位相子２６２５を取り付けることができる。あるいは、四分の一波長位相子２６２５は、第１のレンズ２６１２の主表面上にコーティングすることも可能であり、光学的に透明な接着剤を使用して、第２の光学レンズ２６２２に、その四分の一波長位相子２６２５を取り付けることも可能である。他の実施形態では、四分の一波長位相子２６２５は、第１のレンズ２６１２及び第２のレンズ２６２２の双方に積層された、別個のフィルムとすることができる。光学積層体は、第１のレンズ２６１２の反対側で第２のレンズ２６２２の主表面上に配設された、反射偏光子２６２７を含み、第２のレンズ２６２２の反対側で第１のレンズ２６１２の主面上に配設された、部分反射体２６１７を含む。部分反射体２６１７、四分の一波長位相子２６２５、及び反射偏光子２６２７は、それぞれ、本明細書の他の箇所で説明される、部分反射体、四分の一波長位相子、及び反射偏光子のうちのいずれかに相当し得る。

第１のレンズ２６１２及び第２のレンズ２６２２は、それぞれ、同じものか又は異なるものとすることが可能な、第１の材料及び第２の材料から形成することができる。例えば、レンズ２６１２、２６２２の材料は、同じガラスとすることもでき、異なるガラスとすることもでき、同じポリマーとすることもでき、異なるポリマーとすることもでき、又は、一方をガラスとすることもでき、かつ他方をポリマーとすることもできる。これらのレンズに関して選択される材料は、典型的には、同じ分散度（波長に対する屈折率の依存度）を呈することになる。一部の場合には、一方のレンズにおける分散が、他方のレンズにおける分散を相殺する、又は部分的に相殺するように、異なるレンズに関して異なる材料を選択することによって、分散の効果を低減することができる。材料のアッベ数を使用して、材料の分散を定量化することができる。アッベ数は、（ｎ_Ｄ−１）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）として与えられ、式中、ｎ_Ｄは、５８９．３ｎｍでの屈折率であり、ｎ_Ｆは、４８６．１ｎｍの屈折率であり、ｎ_Ｃは、６５６．３ｎｍでの屈折率である。一部の実施形態では、第１のレンズ２６１２と第２のレンズ２６２２とは、異なるアッベ数を有する。一部の実施形態では、第１のレンズ２６１２のアッベ数と第２のレンズ２６２２のアッベ数との差は、５〜５０の範囲である。一部の実施形態では、第１のレンズ２６１２及び第２のレンズ２６２２の一方は、４５超、又は５０超のアッベ数を有し、第１のレンズ２６１２及び第２のレンズ２６２２のもう一方は、４５未満、又は４０未満のアッベ数を有する。このことは、例えば、一方のレンズに関してはガラスを使用し、他方のレンズに関してはポリマーを使用することによって、達成することができる。

本説明の光学システムは、像面と絞り面との間に配設された、１つ、２つ、３つ、又はそれよりも多くのレンズを含み得る。一部の実施形態では、像面と絞り面との間に、複数の主表面が配設され、各主表面は、第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である。一部の実施形態では、少なくとも６つの、そのような主表面が含まれる。一部の実施形態では、少なくとも６つの異なる主表面が、少なくとも６つの異なる凸面を有する。光学システム内に３つ以上のレンズを含むことは、例えば、高解像度を有する小さいパネルが利用される場合に有用であり得るが、これは、３つ以上のレンズを有することにより、その光学システムの絞り面で所望の光学特性（例えば、大きい視野）を与えるように形状を選択することが可能な、６つ以上の主表面が提供されるためである。

図８は、第１主表面８１４及び第２主表面８１６を有する、第１の光学レンズ８１２と、第１主表面８２４及び第２主表面８２６を有する、第２の光学レンズ８２２と、第１主表面８６４及び第２主表面８６６を有する、第３の光学レンズ８６２とを含み、それぞれが像面８３０と絞り面８３５との間に配設されている、光学システム８００の概略断面図である。像面８３０及び／又は絞り面８３５は、実質的に平面状とすることができ、あるいは湾曲状とすることもできる。第１光学面及び第２光学面のいずれも、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、１つ以上の層又はコーティングを含み得る。光学システム８００は、像面８３０と絞り面８３５との間に配設された、部分反射体、多層反射偏光子、及び第１の四分の一波長位相子を含む。これらの構成要素のそれぞれは、主表面８６４、８６６、８２４、８２６、８１４、及び８１６のうちの１つの上に配設することができる。一部の実施形態では、部分反射体は、第２の光学レンズ８２２の第１主表面８２４上に配設される。一部の実施形態では、多層反射偏光子は、第３の光学レンズ８６２の第１主表面８６４上又は第２主表面８６６上に配設される。一部の実施形態では、第１の四分の一波長位相子は、その多層反射偏光子上に配設される。一部の実施形態では、第１の四分の一波長位相子は、第３の光学レンズ８６２の第１主表面８６４上に配設され、多層反射偏光子は、その多層反射偏光子上に配設される。一部の実施形態では、第２の四分の一波長位相子が、光学システム８００内に含まれる。この第２の四分の一波長位相子は、第２の光学レンズ８２２の第２主表面８２６上に配設することができ、又は、第１の光学レンズ８１２の第１主表面８１４及び第２主表面８１６の一方の上に配設することもできる。

像面８３０は、第１の最大横寸法を有し、絞り面８３５は、第２の最大横寸法を有する。一部の実施形態では、第２の最大横寸法で除算した第１の最大横寸法は、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも４、又は少なくとも５とすることができる。

光学システム８００は、像面８３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な、折り返し光軸８４０を中心とし得る。

部分反射体は、既定の複数の波長又は所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し得るものであり、また、それら既定の複数の波長又は所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得るものであり、それらの波長は、本明細書の他の箇所で説明される波長範囲のうちのいずれかとすることができる。光学システム８００内に含まれる、第１の四分の一波長位相子及び任意の追加的な四分の一波長位相子は、既定の複数の波長又は所望の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。多層反射偏光子は、直線偏光状態とすることが可能な、第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する直線偏光状態とすることが可能な、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射することができる。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、この多層反射偏光子は、例えば、ポリマー多層反射偏光子（例えば、ＡＰＦ）とすることができ、又はワイヤグリッド偏光子とすることもできる。

一部の実施形態では、主表面８６４、８６６、８２４、８２６、８１４、及び８１６のそれぞれは、残りの主表面のそれぞれの凸面とは異なる凸面を有する。換言すれば、主表面８６４、８６６、８２４、８２６、８１４、及び８１６は、６つの異なる凸面を有し得る。

画像源は、像面８３０を備え得るものであり、絞り面８３５は、第２の光学システムの入射瞳と重なり合うように適合させることが可能な、射出瞳とすることができる。この第２の光学システムの入射瞳は、例えば、観察者の目の入射瞳とすることができる。あるいは、画像記録装置が、像面８３０を備える場合もあり、絞り面８３５は、入射瞳とすることもできる。

図９は、像面９３０と絞り面９３５との間に配設された、第１の光学レンズ９１２及び第２の光学レンズ９２２を含む、光学システム９００の概略断面図である。光学システム９００は、光学システム１００又は光学システム２００に相当し得る。本明細書の他の箇所で更に説明されるように、像面９３０は、ディスプレイパネルなどの画像源の表面とすることができ、絞り面９３５は、射出瞳とすることができる。第１のレンズ９１２は、第１主表面９１４及び第２主表面９１６を含む。第１主表面９１４は、その上に配設された１つ以上の層９１４を含む。第２主表面９１６もまた、その上に配設された１つ以上の層を含み得る。第２のレンズ９２２は、第１主表面９２４及び第２主表面９２６を含む。第２主表面９２６は、その上に配設された１つ以上の層９４５を含む。一部の実施形態では、第１主表面９２４もまた、その上に配設された１つ以上の層を含み得る。図示の実施形態では、１つ以上の層９４５は、第２主表面９２６上に配設された反射偏光子を含み、その反射偏光子上に配設された、第１の四分の一波長位相子を含む。図示の実施形態では、１つ以上の層９４３は、部分反射体を含む。他の実施形態では、本明細書の他の箇所で更に説明されるように、反射偏光子、第１の四分の一波長位相子、及び部分反射体は、第１のレンズ９１２及び第２のレンズ９２２の、異なる表面上に配設される。

主光線９３７、並びにエンベロープ光線９３９ａ及びエンベロープ光線９３９ｂは、像面９３０を通り、絞り面９３５を通って透過される。主光線９３７、並びにエンベロープ光線９３９ａ及びエンベロープ光線９３９ｂは、像面９３０から絞り面９３５を通って伝播する。他の実施形態では、それらの光路の方向が逆となり、像面９３０は、画像記録装置の表面とすることができる。エンベロープ光線９３９ａ及びエンベロープ光線９３９ｂは、絞り面９３５の境界で、絞り面９３５に交差し、その一方で、主光線９３７は、像面９３０を通って透過される中心光線の光路によって画定することが可能な光軸９４０で、絞り面９３５に交差する。

主光線９３７は、光軸９４０での絞り面９３５に、入射角θで入射する。光軸９４０に沿った、絞り面９３５に入射する主光線の、絞り面９３５に対する最大入射角の２倍が、光学システム９００の視野である。一部の実施形態では、光学システム９００は、低い色収差を有する。例えば、一部の実施形態では、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長（例えば、４８６ｎｍの第１の波長、及び６５６ｎｍの第２の波長）を有し、像面９３０及び絞り面９３５を通って透過される、実質的にいずれの主光線も、絞り面９３５での視野の、１．５パーセント未満、又は１．２パーセント未満の、絞り面９３５での色分離距離を有する。一部の実施形態では、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面９３０及び絞り面９３５を通って透過される、実質的にいずれの主光線も、２０分角未満、又は１０分角未満の、絞り面９３５での色分離距離を有する。

本説明の更なる光学システムが、図１８〜図２３に示される。図１８は、光学積層体１８１０、像面１８３０、及び絞り面１８３５を含む、光学システム１８００の断面図である。像面１８３０は、パネル１８８９の表面である。光学積層体１８１０は、レンズ１８１２と、絞り面１８３５に向き合う、レンズ１８１２の主表面上に配設された、反射偏光子１８２７と、像面１８３０に向き合う、レンズ１８１２の主表面上に配設された、部分反射体１８１７とを含む。光学積層体１８１０内には、反射偏光子とレンズ１８１２との間に、又は部分反射体とレンズ１８１２との間に、四分の一波長位相子が含まれる。レンズ１８１２は、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、像面１８３０に向けて凸状である。像面１８３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面１８３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面１８３５から像面１８３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面１８３０から絞り面１８３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。パネル１８８９は、ディスプレイパネルとすることができ、又は画像記録パネルとすることもできる。反射偏光子の反射開口は、実質的に、その反射偏光子の全域とすることができ、又は、その反射偏光子の境界付近の部分を除く、その反射偏光子の全域を含み得る。図示の実施形態では、反射偏光子１８２７は、絞り面１８３５に向き合う、レンズ１８１２の主表面の全域と実質的に一致する、反射開口１８１４を有する。

図１９は、第１の光学積層体１９１０、第２の光学積層体１９２０、像面１９３０、及び絞り面１９３５を含む、光学システム１９００の断面図である。像面１９３０は、パネル１９８９の表面である。第１の光学積層体１９１０は、レンズ１９１２と、絞り面１９３５に向き合う、レンズ１９１２の主表面上に配設された、部分反射体とを含む。第２の光学積層体１９２０は、レンズ１９２２を含み、像面１９３０に向き合う、レンズ１９２２の主表面上に配設された、反射偏光子を含む。部分反射体に向き合う、反射偏光子上に配設された四分の一波長位相子、又は、反射偏光子に向き合う、部分反射体上に配設された四分の一波長位相子が含まれる。レンズ１９１２及びレンズ１９２２は、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、像面１９３０に向けて凸状である。像面１９３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面１９３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面１９３５から像面１９３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面１９３０から絞り面１９３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。パネル１９８９は、ディスプレイパネルとすることができ、又は画像記録パネルとすることもできる。

図２０は、第１のレンズ２０１２を有する光学積層体２０１０、第２のレンズ２０２２、像面２０３０、及び絞り面２０３５を含む、光学システム２０００の断面図である。像面２０３０は、パネル２０８９の表面である。光学積層体２０１０は、絞り面２０３５に向き合う、第１のレンズ２０１２の主表面上に配設された、反射偏光子を含み、像面２０３０に向き合う、第１のレンズ２０１２の主表面上に配設された、部分反射体を含む。光学積層体２０１０内には、反射偏光子と第１のレンズ２０１２との間に、又は部分反射体と第１のレンズ２０１２との間に、四分の一波長位相子が含まれる。反射偏光子及び部分反射体は、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、像面２０３０に向けて凸状である。像面２０３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面２０３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面２０３５から像面２０３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面２０３０から絞り面２０３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。パネル２０８９は、ディスプレイパネルとすることができ、又は画像記録パネルとすることもできる。

図２１は、第１の光学積層体２１１０、第２の光学積層体２１２０、像面２１３０、及び絞り面２１３５を含む、光学システム２１００の断面図である。像面２１３０は、パネル２１８９の表面である。第１の光学積層体２１１０は、レンズ２１２２と、像面２１３０に向き合う、レンズ２１１２の主表面上に配設された、部分反射体とを含む。第２の光学積層体２１２０は、レンズ２１２２を含み、像面２１３０に向き合う、レンズ２１２２の主表面上に配設された、反射偏光子を含む。光学システム２１００内には、部分反射体に向き合う、反射偏光子上に配設された四分の一波長位相子、又は反射偏光子に向き合う、部分反射体上に配設された四分の一波長位相子、又は絞り面２１３５に向き合う、レンズ２１１２の主表面上に配設された四分の一波長位相子が含まれる。反射偏光子は、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、像面２１３０に向けて凸状である。部分反射体は、実質的に平坦とすることができる。像面２１３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面２１３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面２１３５から像面２１３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面２１３０から絞り面２１３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。パネル２１８９は、ディスプレイパネルとすることができ、又は画像記録パネルとすることもできる。

図２２は、第１のレンズ２２１２、第２のレンズ２２２２を有する光学積層体２２２０、像面２２３０、及び絞り面２２３５を含む、光学システム２２００の断面図である。光学積層体２２２０は、像面２２３０に向き合う、レンズ２２２２の主表面上に配設された、部分反射体を含み、絞り面２２３５に向き合う、レンズ２２２２の主表面上に配設された、反射偏光子を含む。光学システム２２００内には、部分反射体に向き合う、反射偏光子上に配設された四分の一波長位相子、又は、反射偏光子に向き合う、部分反射体上に配設された四分の一波長位相子が含まれる。反射偏光子は、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、絞り面２２３５に向けて凸状である。部分反射体は、実質的に平坦なものとすることができ、又は、凸状若しくは凹状とすることもできる。像面２２３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面２２３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面２２３５から像面２２３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面２２３０から絞り面２２３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。

図２３は、第１のレンズ２３１２、第２のレンズ２３２２を含む光学積層体２３２０、第３のレンズ２３６２を含む光学積層体２３６０、像面２３３０、及び絞り面２３３５を含む、光学システム２３００の断面図である。光学積層体２３２０は、絞り面２３３５に向き合う、第２のレンズ２３２２の主表面上に配設された、部分反射体を含み、像面２３３０に向き合う、第３のレンズ２３６２の主表面上に配設された、反射偏光子を含む。光学システム２３００内には、部分反射体に向き合う、反射偏光子上に配設された四分の一波長位相子、又は、反射偏光子に向き合う、部分反射体上に配設された四分の一波長位相子が含まれる。反射偏光子及び部分反射体は、それぞれ、直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して、像面２３３０に向けて凸状である。像面２３３０上の３つの場所での、３つの光線束が図示されている。各束内の光線は、絞り面２３３５では実質的に平行である。これらの光線は、主に絞り面２３３５から像面２３３０へと（例えば、カメラ用途において）進行することができ、又は、主に像面２３３０から絞り面２３３５へと（例えば、ディスプレイ用途において）進行することもできる。

図１０は、頂点１０５７を有し、２つの直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して湾曲している反射偏光子１０２７の断面図である。反射偏光子１０２７は、頂点１０５７を通過する光軸１０４０からの半径方向距離ｒ１、及び、頂点１０５７で光軸１０４０に対して垂直な（ｘ−ｙ平面に平行な）平面１０５７からの変位ｓ１を有する、少なくとも１つの第１の場所１０５２を有する。比ｓ１／ｒ１は、少なくとも０．１、又は少なくとも０．２であり、かつ０．８未満、又は０．６未満とすることができる。例えば、一部の実施形態では、ｓ１／ｒ１は、０．２〜０．８の範囲、又は０．３〜０．６の範囲である。反射偏光子１０２７は、光軸１０４０からの半径方向距離ｒ２、及び平面１０４７からの変位ｓ２を有する、少なくとも１つの第２の場所１０５４を有する。一部の実施形態では、ｓ２／ｒ２は、少なくとも０．３であり、かつ０．８未満とすることができる。反射偏光子１０２７は、直径Ｄ及び最大サグＳｍを有する。

一部の実施形態では、この反射偏光子は、光軸１０４０に対して回転対称である、又は実質的に回転対称である。フィルム又は構成要素の形状の方位変動が、約１０パーセント以下である場合には、そのフィルム又は構成要素は、実質的に回転対称であると言うことができる。図１０及び図１１での実施形態では、方位変動とは、頂点１０５７を通る光軸１０４０、又は頂点１１５７を通る光軸１１４０に対する、方位角座標による変動を指す。一部の実施形態では、ｓ１／ｒ１の方位変動は、１０パーセント未満、又は８パーセント未満、又は６パーセント未満、又は４パーセント未満、又は２パーセント未満、又は１パーセント未満、又は更に０．５パーセント未満である。１つ以上の場所１０５２は、光軸１０４０からの共通の半径方向距離ｒ１を有する場所の環とすることができ、同様に、１つ以上の場所１０５４は、光軸１０４０からの共通の半径方向距離ｒ２を有する場所の環とすることができる。フィルムにしわを寄せることなく、フィルムを回転対称レンズ内に成型することができるほど、フィルムの形状の方位変動が十分に小さい場合には、そのフィルムは、回転対称であると言うことができる。フィルム又は構成要素の形状の方位変動が、約１パーセント以下、若しくは約０．５パーセント以下である場合には、そのフィルム又は構成要素は、回転対称であると言うことができる。座標ｓ１及び座標ｒ１は、光軸１０４０からの半径方向位置がｒ１以下であるか、又は、頂点１０５７からの、光軸に沿った距離がｓ１以下である、反射偏光子１０２７の領域Ａ１を画定する。

図１１は、反射偏光子１０２７に相当し得る、反射偏光子１１２７の正面図である。反射偏光子１１２７は、２つの直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して湾曲しており、頂点１１５７と、その頂点１１５７を通過する（ｚ軸に平行な）光軸１１４０とを有する。反射偏光子１１２７は、ポリマー多層反射偏光子とすることができ、頂点１１５７で実質的に一軸配向されている、少なくとも１つの層を有し得る。例えば、この少なくとも１つの層の配向は、頂点１１５７での矢印によって示されるような、ｙ方向のものとすることができる。この方向はまた、反射偏光子１１２７に関する遮断方向とすることもでき、直交方向（ｘ方向）は、この反射偏光子に関する透過軸とすることができる。反射偏光子１１２７はまた、光軸１１４０から離れた、少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所１１５３で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所１１５２で、実質的に光学的一軸性である、少なくとも１つの層も含む。

ポリマー多層光学フィルムを熱成形することにより、反射偏光子１１２７を提供することができる。この光学フィルムは、最初は、ｙ方向に沿った遮断軸で一軸配向された、少なくとも１つの層を有する。熱成形の間に、この光学フィルムは、熱成形工具の形状に適合するように延伸される。この光学フィルムが延伸される理由は、所望の形状が、２つの直交軸に対して湾曲しているためである。このこととは対照的に、１つの軸に対してのみ湾曲した形状に適合させるためには、光学フィルムを延伸する必要がない。熱成形のプロセスは、この光学フィルムを、第２の場所１１５２では実質的に一軸配向されたままに留めるが（このフィルムは、熱成形の間、この場所では、その配向方向に沿って延伸されるため）、第１の場所１１５３では、熱成形される際の光学フィルムの延伸により、二軸配向になり得る。第１の場所１１５３及び第２の場所１１５２での遮断軸は、それらの場所での矢印によって示されている。遮断軸は、第１の場所１１５３では、α度移行されている。透過軸は、遮断軸に直交し得るものであり、この透過軸もまた、第１の場所１１５３では、α度移行し得る。一部の実施形態では、反射偏光子１１２７の透過軸の（又は、遮断軸の）最大変動は、この反射偏光子の全域にわたって、若しくは、この反射偏光子の、ｓ１及びｒ１によって画定される領域にわたって、若しくは、この反射偏光子の反射開口にわたって、約５度未満、又は約３度未満、又は約２度未満、又は約１．５度未満、又は約１度未満であり、ｓ１及びｓ２は、反射偏光子１０２７に関して説明されるようなものである。反射開口とは、反射の際に光学システムによって利用される、その反射偏光子の部分を指す。反射開口は、実質的に、その反射偏光子の全域とすることができる、又は、その反射偏光子の境界付近の、反射偏光子の部分を除外することもできる。透過軸の最大変動は、透過軸と一定方向（例えば、図１１でのｘ方向）との最大角度差から、その透過軸と一定方向との最小角度差を差し引いたものとして決定することができる。

本明細書で説明される光学システムのいずれかで使用される、反射偏光子のいずれも、第１の直線偏光状態を有する光を反射し、その第１の直線偏光状態に直交する第２の直線偏光状態を有する光を透過するように適合させることが可能な、直線反射偏光子とすることができる。

本説明の光学システムのいずれかで使用される、反射偏光子のいずれも、熱成形ポリマー多層光学フィルムとすることが可能な、熱成形反射偏光子とすることができる。このポリマー多層光学フィルムは、交互配置された、複数の第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含み得る。このことは、交互配置された第１のポリマー層１２７２及び第２のポリマー層１２７４を含む、反射偏光子１２２７の側面図である、図１２に示されている。この図では、面外（厚さ）ｚ方向と、直交する面内のｘ方向及びｙ方向とが示されている。好適なポリマー多層反射偏光子は、例えば、米国特許第５，８８２，７７４号（Ｊｏｎｚａら）、及び同第６，６０９，７９５号（Ｗｅｂｅｒら）で説明されている。

一部の実施形態では、第１のポリマー層１２７２及び第２のポリマー層１２７４のうちの少なくとも１つの層は、その層内の一部の場所で、実質的に一軸配向されているものとすることができる。一部の実施形態では、この多層光学フィルムは、熱成形の前には、実質的に同じであるが、幅方向（例えば、ｙ方向）での屈折率とは異なる、長さ方向（例えば、ｘ方向）及び厚さ方向（例えば、ｚ方向）での屈折率を有する、少なくとも１つの層を有する。一部の実施形態では、この多層光学フィルムは、熱成形の前には、実質的に一軸延伸フィルムであり、少なくとも０．７、又は少なくとも０．８、又は少なくとも０．８５の一軸特性度Ｕを有し、この場合、Ｕ＝（１／ＭＤＤＲ−１）／（ＴＤＤＲ^１／２−１）であり、ＭＤＤＲは、縦方向の延伸比として定義され、ＴＤＤＲは、横方向の延伸比として定義されるものである。そのような一軸配向多層光学フィルムは、本説明と矛盾しない限りにおいて、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第２０１０／０２５４００２号（Ｍｅｒｒｉｌｌら）で説明されている。他の実施形態では、この多層光学フィルムは、熱成形の前には、実質的に一軸延伸されていない。

一軸配向多層反射偏光子としては、ＡＰＦ（３ＭＣｏｍｐａｎｙより入手可能な、ＡｄｖａｎｃｅｄＰｏｌａｒｉｚｉｎｇＦｉｌｍ）が挙げられる。ＡＰＦは、交互配置された複数の第１のポリマー層及び第２のポリマー層を含み、第１のポリマー層は、実質的に同じであるが、幅方向（例えば、ｙ方向）での屈折率とは異なる、長さ方向（例えば、ｘ方向）及び厚さ方向（例えば、ｚ方向）での屈折率を有する。例えば、ｘ方向とｚ方向との屈折率の差の絶対値は、０．０２未満又は０．０１未満とすることができ、ｘ方向とｙ方向との屈折率の差の絶対値は、０．０５超又は０．１０超とすることができる。ＡＰＦは、幅方向に沿った遮断軸、及び長さ方向に沿った通過軸を有する、直線反射偏光子である。本説明の光学システムのいずれかで使用される、反射偏光子のいずれも、熱成形ＡＰＦとすることができる。別段の指定のない限り、屈折率とは、５５０ｎｍの波長での屈折率を指す。

一軸配向されていない反射偏光子は、ＤＢＥＦ（３ＭＣｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）より入手可能な、ＤｕａｌＢｒｉｇｈｔｎｅｓｓＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔＦｉｌｍ）である。ＤＢＥＦは、それぞれ、約１．８０、１．６２、及び１．５０の、幅方向、長さ方向、及び厚さ方向での屈折率を有する、第１の層を有し得るものであり、その一方で、ＡＰＦは、それぞれ、約１．８０、１．５６、及び１．５６の、幅方向、長さ方向、及び厚さ方向での屈折率を有する、第１の層を有し得る。ＡＰＦ及びＤＢＥＦの双方とも、実質的に等方性の第２の層を有し得る。一部の実施形態では、この光学システムは、ＤＢＥＦを反射偏光子として使用することができ、一部の実施形態では、この光学システムは、ＡＰＦを反射偏光子として使用することができる。更に他の実施形態では、ＤＢＥＦ又はＡＰＦ以外の、多層ポリマー反射偏光子フィルムを使用することができる。ＡＰＦは、２つの直交軸に対して凸状の形状へと熱成形された場合に、ＤＢＥＦに勝る改善をもたらすことが、予期せずして見出された。そのような改善としては、ディスプレイシステム内で使用される場合の、より高いコントラスト比、及び軸外色の低減が挙げられる。他の改善としては、透過軸及び遮断軸の向きの変動の低減が挙げられる。

ＤＢＥＦ及びＡＰＦの双方とも、交互配置された複数のポリマー層を含む、ポリマー多層反射偏光子である。他の反射偏光子を、本説明の光学システム内で使用することもできる。一部の実施形態では、反射偏光子は、ワイヤグリッド偏光子である。このワイヤグリッド偏光子は、図１３Ａ、図１３Ｂに示されており、これらの図は、それぞれ、透明な基材１３７０上に配設されたワイヤグリッド層１３７５を含むワイヤグリッド偏光子１３２７の、概略上面図及び概略側面図である。そのようなワイヤグリッド偏光子は、２つの直交軸（例えば、ｘ軸及びｙ軸）に対して湾曲した形状へと、熱成形することができる。ワイヤグリッド層１３７５は、その反射偏光子の遮断方向（ｙ方向）に延びる平行な列に（熱成形の前に）配置構成された、複数のワイヤ又は金属トレース１３７７を含む。

一部の実施形態では、基材層上にワイヤグリッド層を含む、ワイヤグリッド偏光子を使用する代わりに、レンズの表面上に金属トレースを堆積させることによって、レンズ表面上にワイヤグリッド偏光子が形成される。

一部の実施形態では、光学システムは、部分反射体と、反射偏光子と、それら反射偏光子と部分反射体との間に配設された、第１の四分の一波長位相子とを含む。部分反射体及び反射偏光子は、互いに隣接して離隔配置することができる。この光学システムは、像面及び絞り面を含み得るものであり、それら像面と絞り面との間に、部分反射体が配設され、像面と部分反射体との間に、反射偏光子が配設される。画像源が、像面を備える場合があり、絞り面は、射出瞳とすることができ、又は、画像記録装置が、像面を備える場合もあり、絞り面は、入射瞳とすることができる。画像源は、透明又は半透明とすることが可能な、ディスプレイパネルを含み得るものであり、画像源は、シャッタを更に含み得る。一部の実施形態では、像面は、光学システムの外部の対象物から反射された光を受光するように、適合させることができる。部分反射体は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、また、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率も有し得る。それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１つ以上の連続的な波長範囲を含み得る。一部の場合には、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、可視波長範囲（例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍ）とすることができる。それら所望の複数の波長若しくは既定の複数の波長での、平均光反射率及び平均光透過率の双方とも、例えば、３０％〜７０％、又は４０％〜６０％とすることができる。第１の四分の一波長位相子及び任意の追加的な四分の一波長位相子は、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子とすることができる。四分の一波長位相子は、その位相子の高速軸が、反射偏光子の透過軸又は遮断軸に対して４５度に方向付けられるように、方向付けることができる。この反射偏光子は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲している。この光学システムは、像面と絞り面との間に配設された、複数の表面（例えば、１つ、２つ、３つ、又はそれよりも多くの光学レンズの主表面、例えば、図１、図２、図５〜図９を参照）を含み得るものであり、それら複数の表面の、１つ以上の表面上に、反射偏光子、第１の四分の一波長位相子、及び部分反射体を配設することができる。それら複数の表面の、いずれか又は全ての表面は、非球面多項サグ式によって記述される形状を有し得る。この光学システムは、以下の条件のうちの任意の１つ、以下の条件のうちの任意の２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、若しくは７つの任意の組み合わせ、又は以下の条件の全てを満たし得る。
（ｉ）反射偏光子及び部分反射体のそれぞれは、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である；
（ｉｉ）反射偏光子は、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、多層ポリマー反射偏光子であり、像面及び絞り面を通過する、いずれの主光線、若しくは実質的にいずれの主光線も、約３０度未満、又は約２５度未満、又は約２０度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する；
（ｉｉｉ）画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過される、その放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する；
（ｉｖ）可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される、いずれの主光線、若しくは実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の、１．５パーセント未満、又は１．２パーセント未満の、あるいは、２０分角未満、又は１０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する；
（ｖ）反射偏光子は、光軸に対して回転対称の、熱成形多層反射偏光子である。この反射偏光子は、例えば、ＡＰＦ、又はＤＢＥＦとすることができ、あるいは、ワイヤグリッド偏光子とすることもできる；
（ｖｉ）光学システムは、調節可能な処方（光屈折）補正を実現する。この処方補正は、反射偏光子と部分反射体との間の調節可能な距離、及び／又は、像面と絞り面との間に配設されたレンズの調節可能な形状によって実現され得る；
（ｖｉｉ）反射偏光子は、その反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有する、少なくとも１つの第１の場所を有する。比ｓ１／ｒ１は、少なくとも０．１、又は少なくとも０．２であり、かつ０．８未満、又は０．６未満とすることができる；
（ｖｉｉｉ）画像源が、像面を備え、絞り面でのコントラスト比は、光学システムの視野にわたって、少なくとも４０、又は少なくとも５０、又は少なくとも６０、又は少なくとも８０、又は少なくとも１００である。

本説明の光学システムのいずれかで使用される、部分反射体のいずれも、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し得るものであり、かつ／又は、所望の複数の波長又は既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有し得る。それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１つの所望の波長範囲又は１つの既定の波長範囲とすることができ、あるいは、複数の所望の波長範囲又は複数の既定の波長範囲とすることもできる。本説明の光学システムのいずれも、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、四分の一波長位相子である、１つ以上の位相子を含み得る。それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、例えば、この光学システムが動作するように設計されている、任意の波長範囲とすることができる。それら既定の複数の波長又は所望の複数の波長は、可視範囲とすることができ、例えば、４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲とすることができる。一部の実施形態では、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、赤外範囲とすることができ、あるいは、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含み得る。一部の実施形態では、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１つの狭い波長帯域、又は複数の狭い波長帯域とすることができ、部分反射体は、ノッチ反射体とすることができる。一部の実施形態では、それら所望の複数の波長又は既定の複数の波長は、１００ｎｍ以下又は５０ｎｍ以下の半値全幅を有する、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む。

本明細書で説明される光学システムのいずれかでは、文脈が明確にそうではないことを示さない限り、画像源が、像面を備え得るものであり、絞り面は、第２の光学システムの入射瞳と重なり合うように適合させることが可能な、射出瞳とすることができる。この第２の光学システムの入射瞳は、例えば、観察者の目の入射瞳とすることができる。本明細書で説明される光学システムのいずれかでは、文脈が明確にそうではないことを示さない限り、画像記録装置が、像面を備え得るものであり、絞り面は、入射瞳とすることができる。

本説明の光学システムのいずれも、実質的に平面状の像面、及び／又は実質的に平面状の絞り面を有し得るものであり、あるいは、これらの表面の一方又は双方は、湾曲状にすることもできる。像面は、最大横寸法Ａを有し得るものであり、絞り面は、最大横寸法Ｂを有し得るものであり、Ａ／Ｂは、少なくとも２、又は少なくとも３、又は少なくとも４、又は少なくとも５である。一部の実施形態では、Ａ／Ｂは、例えば、２〜２０、又は３〜１０の範囲とすることができる。

本説明の光学システムのいずれも、少なくとも８０度の、少なくとも９０度の、又は少なくとも１００度の視野を有し得る。本説明の光学システムのいずれも、絞り面及び像面を通って透過される、少なくとも１つの主光線が、少なくとも４０度、又は少なくとも４５度、又は少なくとも５０度の入射角で絞り面を通過し得るように、適合させることができる。

本説明の一部の態様では、本説明の光学システムのうちの任意の１つ以上を含む、装置が提供される。この装置は、例えば、ヘッドマウント式ディスプレイ若しくは投影システムなどのディスプレイ装置、投影器とすることも可能な照明器、ビームエキスパンダ、カメラ、又は拡大装置とすることができ、あるいは、それらを含み得るものである。拡大装置は、例えば、望遠鏡、双眼鏡、又は顕微鏡とすることができる。

一部の実施形態では、反射偏光子は、熱成形されている。反射偏光子などの光学フィルムは、異方性の機械的特性を有し得るものであり、この特性により、熱成形光学フィルムの所望の形状を得ることが困難なものとなるが、これは、熱成形金型からフィルムを取り出した後の、その光学フィルムの異方性の収縮によるものである。この異方性の機械的特性は、反射偏光子の少なくとも一部の層内での、ポリマー分子の異方性の配向により、その多層ポリマー反射偏光子内に生じ得るものである。ポリマーフィルムの表面上にワイヤを備える、ワイヤグリッド偏光子での、異方性の機械的特性は、１つの方向で延在し得るワイヤの異方性により生じ得るものである。本説明によれば、光学フィルムが異方性の機械的特性を有する場合に、所望の形状を有する光学フィルムを提供するための方法が見出された。

図１５は、所望の形状を有する所望の光学フィルムの作製方法１５８０を示す、概略フロー図であり、この方法は、（ｉ）所望の形状とは異なる第１の形状を有する外表面を有する、熱成形工具を準備するステップ（ステップ１５８２）と、（ｉｉ）光学フィルムを加熱することにより、軟化光学フィルムを結果として得るステップ（ステップ１５８４）と、（ｉｉｉ）この軟化光学フィルムを、少なくとも、直交する第１の方向及び第２の方向（例えば、図１６のｘ方向及びｙ方向）に沿って、軟化フィルムを延伸させながら、第１の形状を有する外表面に適合させることにより、第１の形状を有する適合化光学フィルムを結果として得るステップ（ステップ１５８６）と、（ｉｖ）その適合化光学フィルムを冷却することにより、所望の形状を有する所望の光学フィルムを結果として得るステップ（ステップ１５８８）と、を含む。冷却ステップは、光学フィルムを工具から離すステップを含み得る。例えば、一部の実施形態では、光学フィルムは、工具から取り外されて、放冷される。一部の実施形態では、この方法は、光学フィルム上に光学レンズを成型する（例えば、フィルムインサート成型する）ことにより、光学積層体を結果として得るステップを、更に含む。

一部の実施形態では、この所望の光学フィルムは、異方性の機械的特性を有する任意の光学フィルムであり、本明細書で説明される反射偏光子のうちのいずれかとすることができる。一部の実施形態では、この所望の光学フィルムは、四分の一波長コーティングを有する反射偏光子、あるいは、積層された反射偏光子フィルム及び四分の一波長位相子フィルムである。所望の形状は、その光学フィルムの（例えば、図１６のｚ軸に平行な）光軸に対して回転対称の形状とすることができる。この光学フィルムの光軸は、その光学フィルムを含む光学積層体の光軸と一致し得る。

図１６は、光学フィルムを熱成形する際に使用するために好適な、熱成形工具１６８１の概略断面図である。熱成形工具１６８１は、外表面１６８５を有し、基底部１６８７上に配設された、ドーム状部分１６８３を含む。外表面１６８５は、例えば、楕円体の一部分の形状を有し得る。この楕円体は、大径及び小径を有し得るものであり、大径と小径との比は、例えば、１．０１〜１．１の範囲、又は１．０１〜１．０５の範囲とすることができる。方法１５８０に従って、そのような楕円体の工具上で、反射偏光子フィルムを熱成形することにより、例えば、そのフィルムを工具から取り外して、そのフィルムを放冷した後に、回転対称の反射偏光子を提供することができる点が見出された。

本説明の光学システムのいずれかに含めることが可能な、本説明の反射偏光子のいずれも、プロセス１５８０に従って、かつ／又は熱成形工具１６８１を使用して、熱成形することができる。反射偏光子、及び他の光学フィルムは、例えば、フィルムインサート成型プロセスで、そのフィルム上に好適なレンズ材料（例えば、ポリカーボネート）を射出成型することによって、光学レンズを含む光学積層体内に組み込むことができる。

本説明の光学システムのいずれも、ヘッドマウント式ディスプレイ（例えば、仮想現実ディスプレイ）又はカメラ（例えば、携帯電話内に配設されたカメラ）などの装置内で、使用することができる。図１７は、フレーム１７９２、第１のディスプレイ部分１７９４ａ及び第２のディスプレイ部分１７９４ｂ、カメラ１７９６、並びに視標追跡ユニット１７９８を含む、ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０の概略上面図である。第１のディスプレイ部分１７９４ａは、外側表面１７８２ａ及び内側表面１７８４ａを含み、第２のディスプレイ部分１７９４ｂは、外側表面１７８２ｂ及び内側表面１７８４ｂを含む。カメラ１７９６は、外側表面１７８６及び内側表面１７８８を含む。第１のディスプレイ部分１７９４ａ及び第２のディスプレイ部分１７９４ｂのそれぞれは、本説明の光学システムのいずれかの像面を備える、ディスプレイパネルを含み得るものであり、この光学システムの絞り面は、ユーザの入射瞳に重なり合うように適合された、射出瞳である。例えば、第１のディスプレイ部分１７９４ａ（及び、同様に第２のディスプレイ部分１７９４ｂに関して）は、光学システム１００の、像面１３０並びに第１の光学積層体１１０及び第２の光学積層体１２０を含み得る。像面１３０は、外側表面１７８２ａに隣接して配設することができ、絞り面１３５は、観察者に向けた（内側表面１７８４ａからマイナスｚ方向の）、第１のディスプレイ部分１７９４ａの外側に存在し得る。一部の実施形態では、別個の複数のディスプレイパネルの代わりに、部分１７９４ａ及び部分１７９４ｂにわたる単一のディスプレイパネルを使用することができる。

任意選択的に省略することが可能な、カメラ１７９６は、本説明の任意の光学システムを含み得るものであり、絞り面は、その光学システムの入射瞳であり、画像記録装置が、像面を備える。例えば、カメラ１７９６は、光学システム１００の、第１の光学積層体１１０及び第２の光学積層体１２０を含み得る。像面１３０は、内側表面１７８８に隣接して配設された、画像記録装置の表面とすることができ、絞り面１３５は、外側表面１７８６に隣接して配設することができ、又は、観察者から離れる方向で（外側表面１７８６からプラスｚ方向で）、このカメラの外側に存在し得る。

ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、本説明の光学システムのうちの３つを含み得る。他の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイ内には、１つ又は２つのみの、本説明の光学システムが含まれる。例えば、一部の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイは、本説明の単一の光学システムを含むことにより、ユーザの一方の目に像が提供されると同時に、他方の目は、そのユーザの環境を遮られずに見通すことができる。更に他の実施形態では、本説明の４つ以上の光学システムを含めることができる。例えば、それぞれが本説明の光学システムを含む、２つのカメラユニットを含めることにより、図１７と同様に２つのディスプレイユニットを利用しつつ、ユーザに立体視を提供する、又は複数の視点（例えば、ピクチャーインピクチャー）を提供することができる。

ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、任意選択的に省略することが可能な、視標追跡ユニット１７９８を備える視標追跡システムを含み得る。このシステムは、画像センサ及び画像プロセッサを利用して、ユーザの瞳の直径及び位置を監視することができる。第１の部分１７９８内に含まれるディスプレイパネルからの光が、ユーザの瞳から反射して、第１の部分１７９８内に配設された光学システムの反射偏光子から、視標追跡ユニット１７９８内に反射し得る。あるいは、視標追跡ユニット１７９８は、第１の部分１７９４ａ内の反射構成要素に向けて光を放出する、光源（例えば、赤外光源）を含み得るものであり、その光は、観察者の目に向けて反射される。次いで、この光は、その目から反射して、第１の部分１７９４ａ内の反射構成要素から、視標追跡ユニット１７９８に向けて反射して戻る。

この目監視システムが検出することが可能な、目の属性としては、目の視線方向、瞳の直径及び直径の変化、眼瞼のまばたき、視標追跡対象、並びに眼球の衝動性移動のうちの１つ以上を挙げることができる。視標追跡パラメータとしては、眼球回転の速度、及び、対象物の移動と目の移動との時間差若しくは位相を挙げることができる。眼球の衝動性移動は、その移動の持続時間、速度、及びパターンを含んでもよい。このシステムは、周囲光条件を考慮に入れ、瞳孔反射に基づいて、そのシステムのユーザの疲労及び認知処理負荷を定量化することができ、履歴データに基づいて、そのユーザに対して個人化することができる。

一部の実施形態では、この視標追跡ユニットは、カメラ（例えば、赤／緑／青（ＲＧＢ）カメラ、又は赤外線（ＩＲ）カメラ）を含み、このカメラは、本説明の光学システムを含む場合もあれば、又は含まない場合もあり、目の画像を捕捉することが可能なものである。ＩＲカメラを使用することにより、周囲光条件を判定することができるが、これは、その目の画像の平均ＩＲ輝度が、周囲光レベルを示すためである。

一部の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、瞳のサイズの変化を検出し、その情報を使用して、ユーザの疲労及び認知処理負荷を定量化するように適合された、視標追跡システムを含む。一部の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、以下のステップのうちの１つ以上又は全てを実施するように（例えば、組み込みプロセッサ上で実行されるアルゴリズムを使用して）適合される。
ステップ１：目のグレースケール画像を捕捉する。
ステップ２：ノイズをフィルタ除去する（例えば、ガウシアンフィルタを使用）。
ステップ３：目の画像内の各画素に関する、勾配の大きさ及び方向を算出する。
ステップ４：より高い勾配の大きさを有する画素を特定する（これらは、対象物の縁部である可能性が高い）。
ステップ５：例えば、人間の視覚認知のヘルムホルツの原理に従って、前ステップで特定された画素を接続することによって、縁部を特定する。
ステップ６：縁部の線分を、多項式によって定義される楕円又は他の形状の式と比較する。最小の楕円状の形状を、瞳として特定することができる。虹彩の面積もまた、判定することができ、精度を向上させるために使用することができる。閃光などの、画像内に存在し得る他の楕円形状は、除外することができる。
ステップ７：従前に行った線適合、及び目とカメラとの距離に基づいて、瞳のサイズ（例えば、直径又は面積）を算出する。
ステップ８：周囲光条件を考慮に入れるために、調整係数を決定して、算出された瞳のサイズに適用する。周囲光条件は、ヘッドマウント式ディスプレイ内に含まれる追加的センサを使用して、又は、捕捉した画像の輝度解析を介して、判定することができる。
ステップ９：任意選択的に、調整済みの瞳のサイズを、データベース内に保存する。この瞳のサイズは、時間の関数として記録することができ、時系列（経時的に作成された一連のデータ点）として記憶させることができる。

ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、視標追跡ユニット１７９８を使用して判定された、瞳のサイズ及び／又は瞳の方向の情報に基づいて、第１の部分１７９４ａ及び第２の部分１７９４ｂ内での、ディスプレイパネルによって生成される光の強度を変化させるように、適合させることができる。この視標追跡システムは、ユーザが見ている虚像の場所を検出するように構成することができ、この光学システムは、本明細書の他の箇所で説明されるように、その光学システム内の１つ以上のレンズの位置を調節することによって、立体的に提示されるような、その対象物の奥行きに、その虚像距離を合致させるべく調節するように、適合させることができる。

一部の実施形態では、ヘッドマウント式ディスプレイ１７９０は、内側表面１７８４ａ及び／又は内側表面１７８４ｂに隣接して、度付きレンズを取り付けることができるように構成される。

本説明の一部の態様では、本説明の光学システムを含む、装置が提供される。そのような装置の実施例は、本説明の光学システムのうちの１つ以上を含むヘッドマウント式ディスプレイ１７９０などの、ヘッドマウント式ディスプレイである。図２４Ａは、光学システム２４００を含む装置２４９０の、概略上面図である。光学システム２４００は、反射偏光子２４２７と、部分反射体２４１７と、それら反射偏光子２４２７と第１の四分の一波長位相子２４２５との間に配設された、第１の四分の一波長位相子２４２５とを含む。反射偏光子２４２７、部分反射体２４１７、及び第１の四分の一波長位相子２４２５は、本明細書の他の箇所で説明される、反射偏光子、部分反射体、又は第１の四分の一波長位相子のいずれかに相当し得る。例えば、一部の実施形態では、反射偏光子２４２７は、ポリマー多層反射偏光子（例えば、ＡＰＦ）であり、一部の実施形態では、反射偏光子２４２７は、ワイヤグリッド偏光子である。反射偏光子２４２７は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、所望の形状へと熱成形することができる。部分反射体２４１７は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、あるいは、平坦状のものとするか、又は１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることもできる。同様に、第１の四分の一波長位相子２４２５は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、あるいは、平坦状のものとするか、又は１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることもできる。反射偏光子２４２７、部分反射体２４１７、及び第１の四分の一波長位相子２４２５は、本明細書の他の箇所で説明されるような、１つ以上のレンズの表面上に配設することができる。

装置２４９０は、例えば、ディスプレイ装置、ビームエキスパンダ、カメラ、又は、望遠鏡、顕微鏡、双眼鏡などの拡大装置とすることができる。双眼鏡又はヘッドマウント式ディスプレイの場合には、２つ以上の光学システム２４００を含めることができる。例えば、光学システム２４００の２つ（それぞれの目に対して１つ）を含めることができ、２つの光学システムを含む装置の実施例が、図２４Ｃに示される。ディスプレイ用途では、部分反射体２４１７が、そのディスプレイの画像形成装置（例えば、ディスプレイパネル）に向き合う状態に、光学システム２４００を方向付けることができる。カメラ用途では、反射偏光子２４２７が、そのカメラの入射瞳に向き合い、部分反射体２４１７が、見られる対象物又は環境に向き合う状態に、光学システム２４００を方向付けることができる。光学システム２４００の絞り面は、光学システム２４００の外部の対象物から反射された光を受光するように適合された、開口とすることができ、光学システム２４００の像面は、画像記録装置の表面とすることができる。望遠鏡、顕微鏡、及び双眼鏡の用途では、光学システム２４００を、対物部分装置で使用することができ、又は、その装置の接眼部で使用することもでき、反射偏光子は、いずれの場合にも観察者に向き合う。光学システム２４００の像面は、光学システム２４００の外部の対象物から反射された光を受光するように適合させることができ、光学システム２４００の絞り面は、観察者の瞳に重なり合うように適合された、射出瞳とすることができる。

図２４Ｂは、図２４Ａの光学システム２４００を含むディスプレイ装置２４９０ｂの、概略上面図である。ディスプレイ装置２４９０は、透明又は半透明のディスプレイパネル２４３１と、シャッタ２４９３とを含む。本明細書の他の箇所で説明されるように、透明又は半透明のディスプレイパネル２４３１は、例えば、ＯＬＥＤパネル又はＬＣＤパネルとすることができ、シャッタ２４９３は、例えば、ＰＤＬＣシャッタとすることができる。ディスプレイパネル２４３１は、反射偏光子２４１７に向けて凸状であるように示されている。他の実施形態では、ディスプレイパネル２４３１は、反射偏光子２４１７に向けて凹状とすることができる。更に他の実施形態では、ディスプレイパネル２４３１は、平坦なものとすることができる、又は実質的に平坦なものとすることができる（かつ、実質的に平面状の像面を有し得る）。ディスプレイパネル２４３１（及び、その像面）は、２つの直交軸に対して湾曲状のものとすることができる、又は、１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることができる。シャッタ２４９３は、ディスプレイパネル２４３１と同じ形状、又は異なる形状を有し得る。シャッタ２４９３は、２つの直交軸に対して湾曲状のものとすることができる、又は１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることができる、あるいは、実質的に平坦なもの（実質的に平面状のもの）とすることもできる。光学システム２４００に周囲光が進入することを可能にする、又は、光学システム２４００に周囲光が進入することを阻止するために、シャッタ２４９３を利用することができる。ディスプレイ装置２４９０ｂは、光学システム２４００とディスプレイパネル２４３１との間に配設された、任選択的な追加的偏光子２４６８を含み得る。任選択的な追加的偏光子２４６８は、直線偏光子とすることができ、反射偏光子又は吸収偏光子とすることもできる。一部の実施形態では、任選択的な追加的偏光子２４６８が含まれることはない、又は、任選択的な追加的偏光子２４６８を、例えば、ディスプレイパネル２４３１の構成要素として含めることができる。任選択的な追加的偏光子２４６８は、図示のように、実質的に平坦なものとすることができる、又は、１つの軸に対して、若しくは２つの直交軸に対して、湾曲状のものとすることもできる。

図２４Ｃは、接眼部分２４９７−１内に第１の光学システム２４００−１を含み、接眼部分２４９７−２内に第２の光学システム２４００−２を含む、装置２４９０ｃの概略上面図である。装置２４９０ｃは、例えば、双眼鏡又は顕微鏡とすることができる。第１の光学システム２４００−１は、反射偏光子２４２７−１と、部分反射体２４１７−１と、それら反射偏光子２４２７−１と四分の一波長位相子２４２５−１との間に配設された、四分の一波長位相子２４２５−１とを含む。第２の光学システム２４００−２は、反射偏光子２４２７−２と、部分反射体２４１７−２と、それら反射偏光子２４２７−２と四分の一波長位相子２４２５−２との間に配設された、四分の一波長位相子２４２５−２とを含む。反射偏光子２４２７−１及び反射偏光子２４２７−２、部分反射体２４１７−１及び部分反射体２４１７−２、並びに四分の一波長位相子２４２５−１及び四分の一波長位相子２４２５−２は、本明細書の他の箇所で説明される、反射偏光子、部分反射体、又は四分の一波長位相子のいずれかに相当し得る。反射偏光子２４２７−１及び反射偏光子２４２７−２は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、所望の形状へと熱成形することができる。部分反射体２４１７−１及び部分反射体２４１７−２もまた、任意選択的に、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、あるいは、図示のように平坦状のものとするか、又は１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることもできる。同様に、四分の一波長位相子２４２５−１及び四分の一波長位相子２４２５−２は、直交する第１の軸及び第２の軸に対して湾曲状のものとすることができ、あるいは、図示のように平坦状のものとするか、又は１つの軸に対してのみ湾曲状のものとすることもできる。反射偏光子２４２７−１及び反射偏光子２４２７−２、部分反射体２４１７−１及び部分反射体２４１７−２、並びに四分の一波長位相子２４２５−１及び四分の一波長位相子２４２５−２は、本明細書の他の箇所で説明されるような、１つ以上のレンズの表面上に配設することができる。

装置２４９０ｃは、対物部分２４９９−１及び対物部分２４９９−２を含む。対物部分２４９９−１及び対物部分２４９９−２は、見られている対象物に向き合うように適合され、接眼部分は、観察者の目に向き合うように適合される。光学システム２４００−１（及び、同様に光学システム２４００−２に関して）の像面は、部分反射体２４１７−１と対物部分２４９９−１との間に存在し得るか、対物部分２４９９−１内部に存在し得るか、又は接眼部分２４９７−１と対物部分２４９９−１との間に存在し得る。光学システム２４００−１（及び、同様に光学システム２４００−２に関して）の絞り面は、ユーザの瞳に重なり合うように適合された、射出瞳とすることができる。

対物部分２４９９−１は、１つ以上の光学レンズ２４９１−１を含み得るものであり、対物部分２４９９−２は、１つ以上の光学レンズ２４９１−２を含み得る。代替的実施形態では、接眼部分２４９７−１及び対物部分２４９９−１は、望遠鏡又は顕微鏡として使用するために、接眼部分２４９７−２及び対物部分２４９９−２を伴わずに提供される。

図２５は、本明細書で説明される光学システムのうちのいずれかを含み得る装置２５９０と、偏光ビーム分割システム２５０４ａを含む照明器２５０２ａとを含む、装置２５９０ａの概略側面図である。装置２５９０ａは、例えば、照明器として説明することができ、例えば、小型投影システムとすることができる。偏光ビーム分割システム２５０４ａは、偏光ビームスプリッタ２５００ａ、並びに第１の反射構成要素２５３２ａ及び第２の反射構成要素２５３４ａを含む。照明器２５０２ａは、光源２５５０ａを更に含む。偏光ビームスプリッタ２５００ａは、偏光ビームスプリッタ１００に相当し得るものであり、第１のプリズム２５１０ａ及び第２のプリズム２５２０ａ、並びに反射偏光子２５３０ａを含む。第１のプリズム２５１０ａは、入力面２５１２ａ、出力面２５１４ａ、及び第１の斜辺２５１６ａを含む。入力面２５１２ａは、入力アクティブ領域２５１３ａを有し、出力面２５１４ａは、出力アクティブ領域２５１５ａを有する。装置２５９０は、最大受光領域２５４３ａを有する。第２のプリズム２５２０ａは、結像面２５２４ａ及び第２の斜辺２５２６ａを有する。反射偏光子２５３０ａは、第１の斜辺２５１６ａと第２の斜辺２５２６ａとの間に配設されている。光源２５５０ａは、エンベロープ２５５２ａ及び中心光線２５５６ａを有する光ビームを生成し、この中心光線２５５６ａは、第１区画、第２区画、第３区画、及び第４区画、２５５７ａ−１〜２５５７ａ−４を有する、折り返し光軸２５５７ａを画定する。第１の反射構成要素２５３２ａは、光源２５５０ａの反対側で偏光ビームスプリッタ２５００ａに隣接して配設され、第２の反射構成要素２５３４ａは、装置２５９０の反対側で偏光ビームスプリッタ２５００ａに隣接して配設されている。

一部の実施形態では、第１のプリズム２５１０ａは、第１の体積を有し、第２のプリズム２５２０ａは、第２の体積を有し、第１の体積は、第２の体積の約半分以下（又は、約６０パーセント以下、若しくは約４０パーセント以下）である。

装置２５９０は、ビームエキスパンダとすることができ、装置２４９０に相当し得る。装置２５９０は、反射偏光子と、部分反射体と、それら反射偏光子と部分反射体との間に配設された第１の四分の一波長位相子とを含み得る。ビームエキスパンダとして使用される場合、装置２５９０は、部分反射体に入射する入力光ビームを受光して、拡大された出力光ビームを透過するように、適合させることができる。例えば、入力光ビームは、収束するか若しくは平行化されたものとすることができ、出力光ビームは、発散するものとすることができ、又は、入力光ビームは、第１の発散角を有し得るものであり、出力光ビームは、より大きい第２の発散角を有し得る。装置２５９０は、部分反射体が照明器２５０２ａに向き合うように、方向付けることができる。追加的偏光子（例えば、追加的な反射偏光子又は吸収偏光子）を、装置２５９０と出力面２５１４ａとの間に配設することができる、又は、装置２５９０内に、反射偏光子の反対側で部分反射体の近位に含めることもできる。照明器２５０２ａは、小型照明システムを提供し得るものであり、装置２５９０は、より広い視野を提供するための、ビームエキスパンダとして使用することができる。装置２５９０と共に使用することが可能な他の照明器が、２０１５年６月３０日出願の「Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｏｒ」と題された米国特許仮出願第６２／１８６９４４号で説明されており、本説明と矛盾しない限りにおいて、参照により本明細書に組み込まれる。装置２５９０は、互いに隣接して離隔配置された、部分反射体及び反射偏光子を含む、ビームエキスパンダとすることができ、このビームエキスパンダは、部分反射体に入射する収束光を受光して、反射偏光子を通して発散光を透過するように、適合させることができる。

第２の反射構成要素２５３４ａは、最大アクティブ領域２５３６ａを有する。第２の反射構成要素２５３４ａは、画像形成装置とすることができ、最大アクティブ領域２５３６ａは、その画像形成装置の最大画像領域とすることができる。エンベロープ２５５４ａ内に、第２の反射構成要素２５３４ａから、光が（例えば、反射されることによって）放出される。第１の反射構成要素２５３２ａ及び第２の反射構成要素２５３４ａの一方若しくは双方は、７０パーセント超、又は８０パーセント超、又は９０パーセント超の正反射率を有し得る。第１の反射構成要素２５３２ａ及び／又は第２の反射構成要素２５３４ａは、平坦状のものとすることができ、又は１つ以上の軸で湾曲状のものとすることもできる。

一部の実施形態では、第２の反射構成要素２５３４ａは、その上に入射する光を変調するように適合される。例えば、第２の反射構成要素２５３４ａは、空間的に変調された偏光状態を有する光を反射する、画像形成装置とすることができる。第２の反射構成要素２５３４ａは、画素化することができ、パターン化光を生成することができる。エンベロープ２５５４ａ内の、第２の反射構成要素２５３４ａから反射された光は、収束パターン化光とすることができる。第２の反射構成要素２５３４ａとして利用することが可能な、好適な画像形成装置としては、シリコン基板上液晶（ＬＣｏＳ）装置が挙げられる。このＬＣｏＳ装置は、平坦状のものとすることができ、又は１つ以上の軸で湾曲状のものとすることもできる。

図２５内の様々な構成要素は、例示の明瞭性のために、離隔配置されて示されている。しかしながら、例えば、これらの様々な構成要素を直接接触させるか、又は、光学的に透明な接着剤によって取り付けることも可能である点を理解されたい。一部の実施形態では、反射偏光子２５３０ａは、光学的に透明な接着剤層を使用して、第１のプリズム２５１０ａ及び第２のプリズム２５２０ａの一方若しくは双方に取り付けられる。一部の実施形態では、装置２５９０は、光学的に透明な接着剤で、出力面２５１４ａに取り付けられる。一部の実施形態では、光源２５５０ａは、入力面２５１２ａに直接隣接させることができ、又は、光学的に透明な接着剤層によって、入力面２５１２ａに取り付けることができる。一部の実施形態では、第１の反射構成要素２５３２ａ及び／又は第２の反射構成要素２５３４ａは、光学的に透明な接着剤で、第２のプリズム２５２０ａに取り付けることができる。反射偏光子２５３０ａは、本明細書の他の箇所で説明される反射偏光子のうちのいずれかとすることができる。一部の実施形態では、反射偏光子２５３０ａは、ポリマー多層反射偏光子、ワイヤグリッド偏光子、マクニール型反射偏光子、又はコレストリック反射偏光子である。

折り返し光軸２５５７ａは、光源２５５０ａから第１の反射構成要素２５３２ａへと第１の方向（正のｘ方向）で延びる第１区画２５５７ａ−１と、第１の方向の反対の第２の方向（負のｘ方向）で延びる第２区画２５５７ａ−２と、第３の方向（負のｙ方向）で延びる第３区画２５５７ａ−３と、第３の方向の反対の第４の方向（正のｙ方向）で延びる第４区画２５５７ａ−４とを含む。第１区画２５５７ａ−１と第２区画２５５７ａ−２とは重なり合うが、例示の容易性のために、図２５では、それらは小さい間隔を置いて示されている。同様に、第３区画２５５７ａ−３と第４区画２５５７ａ−４とは重なり合うが、例示の容易性のために、図２５では、それらは小さい間隔を置いて示されている。第１の方向及び第２の方向は、実質的に、第３の方向及び第４の方向に直交する。第１の反射構成要素２５３２ａは、実質的に、第１区画２５５７ａ−１に対して垂直であり、第２の反射構成要素２５３４ａは、実質的に、第３区画２５５７ａ−３に対して垂直である。

光源２５５０ａは、エンベロープ２５５２ａを有する光ビームを生成し、このエンベロープ２５５２ａは、照明器２５０２ａによって使用される、光源２５５０ａからの光で照明される入力面２５１２ａの領域としての、入力アクティブ領域２５１３ａを画定する。光源２５５０ａは、エンベロープ２５５２ａの外側の光を、実質的に生成し得ないものである、又は、このエンベロープの外側に生成されるいずれの光も、装置２５９０に進入することなく、この照明器から抜け出る角度のものである。

光源２５５０ａからの光の少なくとも一部分は、順に、第１のプリズム２５１０ａを通って透過され、反射偏光子２５３０ａを通って透過され、第２のプリズム２５２０ａを通って透過され、第１の反射構成要素２５３２ａから反射され、第２のプリズム２５２０ａに戻って透過され、反射偏光子２５３０ａから反射され、第２のプリズム２５２０ａを通って透過され、第２の反射構成要素２５３４ａに入射し、第２の反射構成要素２５３４ａから反射され、第２のプリズム２５２０ａ及び反射偏光子２５３０ａ及び第１のプリズム２５１０ａを通って透過され、最終的に、装置２５９０を通って照明器から出射される。このことは、図２５で、中心光線２５５６ａに関して示されている。一部の実施形態では、第１の反射構成要素２５３２ａは、四分の一波長位相子とすることが可能な、偏光回転子を含む。反射偏光子２５３０ａの通過軸に沿った偏光を有する、光源２５５０ａからの光は、反射偏光子２５３０ａを通って透過され、次いで、第１の反射構成要素２５３２ａから、反射偏光子２５３０ａに向けて反射して戻ることになる。第１の反射構成要素２５３２ａが、四分の一波長位相子を含む実施形態では、そのような光は、反射偏光子２５３０ａに向けて反射して戻る場合、その四分の一波長位相子を２回通過する。その場合、この光は、反射偏光子２５３０ａの通過軸に実質的に直交する偏光を有し、そのため、反射偏光子２５３０ａから第２の反射構成要素２５３４ａに向けて反射し、その第２の反射構成要素２５３４ａは、反射偏光子２５３０ａに向けて、空間的に変調された光を放出して（例えば、反射させて）戻すことができる。この空間的に変調された光は、空間的に変調された偏光を有し得る。反射偏光子２５３０ａの通過軸に沿った偏光を有する、その空間的に変調された光の部分は、結像光として反射偏光子２５３０ａを通過し、出力アクティブ領域２５１５ａを通って第１のプリズム２５１０ａから出射され、装置２５９０を通って照明器から出射されることになる。

照明器２５０２ａは、折り返し光路型照明器２５０２ａを通過する（エンベロープ２５５２ａ内の）光ビームを、画像形成装置（第２の反射構成要素２５３４ａ）上に方向付け、その画像形成装置から、（エンベロープ２５５４ａ内の）収束パターン化光を反射させることによって、画像が投影されることを可能にする。折り返し光路型照明器２５０２ａを通過する光ビームを方向付けするステップは、偏光ビームスプリッタ２５００ａに光を通過させて第１の反射構成要素２５３２ａに方向付けるステップと、その光の少なくとも一部を、偏光ビームスプリッタ２５００ａに向けて反射させて戻すステップと、その偏光ビームスプリッタ２５００ａからの光の少なくとも一部を、画像形成装置に向けて反射させるステップとを含む。この収束パターン化光の少なくとも一部分は、偏光ビームスプリッタ２５００ａを通って、かつ装置２５９０を通って透過される。

光源２５５０ａからの光は、その光が、第１の反射構成要素２５３２ａ及び反射偏光子２５３０ａから反射された後に、第２の反射構成要素２５３４ａの最大領域を照射する。この最大領域は、最大アクティブ領域２５３６ａに等しいものとすることができる。あるいは、最大アクティブ領域２５３６ａは、反射性である、第２の反射構成要素２５３４ａの最大領域とすることもできる。例えば、第２の反射構成要素２５３４ａは、最大画像領域を有する、画像形成装置とすることができる。この最大画像領域の外側で画像形成装置に入射するいずれの光も、装置２５９０に向けて反射させることはできない。この場合には、最大アクティブ領域２５３６ａは、その画像形成装置の最大画像領域となる。最大アクティブ領域２５３６ａは、出力面２５１４ａ上の出力アクティブ領域２５１５ａ、及び装置２５９０の最大受光領域２５４３ａを画定するが、これは、最大アクティブ領域２５３６ａから装置２５９０に向けて、エンベロープ２５５４ａ内で光が反射され、その光が、実質的に出力アクティブ領域２５１５ａ内でのみ、出力面２５１４ａを照射し、実質的に最大受光領域２５４３ａ内でのみ、装置２５９０を照射するためである。照明器２５０２ａは、第２の反射構成要素２５３４ａから反射されて装置２５９０を通過する、エンベロープ２５５４ａ内の光が、それら第２の反射構成要素２５３４ａと装置２５９０との間で収束するように構成されている。このことにより、最大アクティブ領域２５３６ａよりも小さい出力アクティブ領域２５１５ａよりも、最大アクティブ領域２５３６ａが小さくなるという結果が得られる。

一部の実施形態では、入力アクティブ領域２５１３ａ及び／又は出力アクティブ領域２５１５ａは、最大画像領域とすることが可能な、最大アクティブ領域２５３６ａの、約６０パーセント未満、又は約５０パーセント未満（すなわち、約半分未満）、又は約４０パーセント未満、又は約３５パーセント未満である。一部の実施形態では、入力面２５１２ａの最大表面積（入力面２５１２ａの総面積）は、最大画像領域の約半分未満である。一部の実施形態では、出力面２５１４ａの最大表面積（出力面２５１４ａの総面積）は、最大画像領域の約半分未満である。

光源２５５０ａ、又は本説明の光源のいずれかは、１つ以上の実質的に単色の発光素子を含み得る。例えば、光源２５５０ａは、赤色、緑色、又は青色の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含み得る。シアン及び黄色などの、他の色もまた、含めることができる。あるいは、又は更には、広域スペクトル（例えば、白色、又は実質的に白色）光源を利用することもできる。一部の実施形態では、光源２５５０ａは、青色発光体及び蛍光体を含む。一部の実施形態では、光源２５５０ａは、個別の光源からの光を組み合わせるために利用することが可能な、結合器を含む（例えば、この結合器は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、及び青色ＬＥＤからの光を組み合わせることができる）。光源２５５０ａは、偏光素子を含み得ることにより、実質的に単一の偏光状態を有する光が、反射偏光子２５３０ａに向けて、第１のプリズム２５１０ａ内に方向付けられる。一部の実施形態では、光源２５５０ａは、ＬＥＤ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、レーザ、レーザダイオード、白熱照明素子、及びアーク灯のうちの１つ以上とすることができ、あるいは、これらのうちの１つ以上を含み得る。光源２５５０ａはまた、ＬＥＤなどの発光素子に加えて、集光レンズなどのレンズも含み得る。一部の実施形態では、第１のプリズム又は第２のプリズムは、所望の光学度数（optical power）を提供するために、１つ以上の湾曲面を有し得る。

本説明の光学システムは、ヘッドマウント式ディスプレイの構成要素として使用される場合に、顔面に適合するように設計することが可能な、不均一な縁部プロファイルを有する、１つ以上のレンズを含み得る。それらのレンズは、平均的な顔面に適合する縁部プロファイル、顔面形状のカテゴリに適合する縁部プロファイルを有し得るか、又は、個人の顔面用に設計することもできる。

図２７Ａは、頭部１０上に位置決めされたヘッドマウント式ディスプレイの、光学システム２７００の斜視図であり、この頭部１０の鉛直プロファイルは、右目１２を中心としている。光学システム２７００のレンズは、眉からの間隙若しくはレリーフ（relief）１８、及び頬からの間隙若しくはレリーフ１６を提供している。光学システム２７００は、ディスプレイパネル２７３１を含むものであり、ディスプレイパネルが光学システムの像面を備え得る、本説明の光学システムのうちのいずれかに相当し得る。図２７Ｂは、光学システム２７００の上面図であり、光学システム２７００のレンズは、こめかみからのレリーフ２６、及び鼻梁からのレリーフ２８を提供している。

図２７Ｃは、光学システム２７００の別の上面図である。ディスプレイパネル２７３１は、この光学システムのレンズによって頭部の目内に集束される光を放出する、画素３４ａ、画素３４ｂ、及び画素３４ｃを有する。画素３４ａからの光の主光線３８は、４６度の入射角で目に送られる。こめかみからのレンズアセンブリ３６のレリーフの程度が、より大きくなると、画素３４ｃからの主光線４０は、より大きな６０度の入射角で目に送られることが可能となる。

これらのレンズアセンブリのレリーフは、そのレンズアセンブリを構成するレンズを成型する際に、作り出すことができる。あるいは、顔面の適切な測定値を使用して、それらのレンズを個人用にカスタム研磨することもできる。レンズに提供されるレリーフにより、ユーザに対して可視となるディスプレイ領域を、制限することができる。一部の実施形態では、コンピュータ制御ディスプレイパネル２７３１に、レリーフのデータが提供され、そのコンピュータは、例えば、消費電力を低減するために、かつ／又はゴースト像からの可視のアーチファクトを低減するために、そのディスプレイ領域を、ユーザに対して可視となる区域に限定することができる。

顔面からの整合した量のレンズのレリーフを提供することの利点は、周囲光を画像で有効に遮断しつつも、依然として、目の付近に適切な空気循環を提供することができる点である。これらの光学システムのレンズの拡張表面を利用することにより、ユーザに対する視野及び快適性の双方を改善することができる。

実施例１
光学システム２００と同様の光学システムをモデル化した。第２の四分の一波長位相子を、第２主表面２１６上に配設した。表面２２４、２２６、２１４、及び２１６に相当する表面のそれぞれは、式１によって記述される非球面の表面と見なし、多項式係数Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ．．．のそれぞれは、ゼロに等しいものとした。円錐定数ｋは、０．０４２４３５とし、表面半径、ｒ＝１／ｃは、−３６．８２３９１ｍｍとした。表１は、これらの表面のそれぞれを説明するパラメータを列挙するものである。

この表中の表面の数字は、絞り面２３５（表面１）から出発して像面２３０（表面８又はＩＭＡ）で終了する光線が、表面に入射する回数を計数するものである。表面２は、第１表面２２４に相当し、表面３及び表面５は、第２表面２２６に相当し、表面４及び表面６は、第１表面２１４に相当し、表面７は、表面２１６に相当する。直径とは、その表面の有効口径を指すものとし、ＥＶＡＮＡＳＰＨとは、偶数次の非球面を指す（ｒの偶数乗のみが、式１の展開に現れる）ものとし、半径は、式１のパラメータｃの逆数であり、円錐定数は、式１のパラメータｋであり、ＩＭＡとは、像面２３０を指すものとする。

第１の光学レンズ２１２は、１．５３の屈折率を有する、ＺｅｎｏｎＥ４８Ｒとしてモデル化し、第２の光学レンズ２２２は、１．５８５の屈折率を有する、ポリカーボネートとしてモデル化した。焦点距離は３２．２６２７１ｍｍとし、視野は９０度とし、画像の高さは２７．１４ｍｍとし（像面２３０の直径は５４．２８ｍｍとした）、Ｆ＃は２．１３とし、アイレリーフ（絞り面から第１のレンズの表面までの距離）は２３．８ｍｍとし、アイボックス（絞り面２３５の直径）は１５ｍｍとした。

像面によって放出され、絞り面を通って透過された各主光線は、その主光線が第１の光学積層体又は第２の光学積層体に入射する場合は毎回、約２０度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射するものとした。

この光学システムは、絞り面で９０度の視野を有していた。像面及び絞り面を通って透過された、４８６ｎｍ及び６５６ｎｍの波長を有する主光線は、絞り面での視野の約０．１２パーセントである、３．４分角の、絞り面での最大色分離距離を有していた。

実施例２
光学システム２００と同様の光学システムをモデル化した。第２の四分の一波長位相子を、第２主表面２１６上に配設した。表面２２４、２２６、２１４、及び２１６に相当する表面のそれぞれは、式１によって記述される非球面の表面と見なした。表２及び表３は、これらの表面のそれぞれを説明するパラメータを列挙するものである。これらの表中の用語は、実施例１のものと同様である。表３の非球面多項式係数に関する単位は、ｍｍの１−多項式のべき数乗である。

これらの表中の表面の数字は、絞り面２３５（表面１）から出発して像面２３０（表面１２又はＩＭＡ）で終了する光線が、表面に入射する回数を計数するものである。表面２は、第１表面２２４に相当し、表面３及び表面５は、第２表面２２６に相当し、表面４及び表面６は、第１表面２１４に相当し、表面７は、表面２１６に相当する。表面８〜表面１１は、像面２３０上に配設された表面層を指す。

第１の光学レンズ２１２は、１．５３の屈折率を有する、ＺｅｎｏｎＥ４８Ｒとしてモデル化し、第２の光学レンズ２２２は、１．５８５の屈折率を有する、ポリカーボネートとしてモデル化した。焦点距離は１７．５６０ｍｍとし、視野は９０度とし、画像の高さは１４．３６ｍｍとし（像面２３０の直径は２８．７２ｍｍとした）、Ｆ＃は２．５５とし、アイレリーフは１５ｍｍとし、アイボックス（絞り面２３５の直径）は１０．０ｍｍとした。

この光学システムは、絞り面で９０度の視野を有していた。像面及び絞り面を通って透過された、４８６ｎｍ及び６５６ｎｍの波長を有する主光線は、絞り面での視野の約０．３８パーセントである、１０．８分角の、絞り面での最大色分離距離を有していた。

実施例３
光学システム６００と同様の光学システムをモデル化した。表面６１４及び表面６１６に相当する表面のそれぞれは、式１によって記述される非球面の表面と見なした。表４及び表５は、これらの表面のそれぞれを説明するパラメータを列挙するものである。この表中の用語は、実施例１及び実施例２のものと同様である。

これらの表中の表面の数字は、絞り面６３５（表面１）から出発して像面６３０（表面６又はＩＭＡ）で終了する光線が、表面に入射する回数を計数するものである。表面２及び表面４は、第１表面６１４に相当し、表面３及び表面５は、第２表面６１６に相当する。

焦点距離は３５．０ｍｍとし、視野は９０度とし、画像の高さは３３．３ｍｍとし（像面６３０の直径は６６．６ｍｍとした）、Ｆ＃は２．３とし、アイレリーフは１９．４ｍｍとし、アイボックス（絞り面６３５の直径）は１５ｍｍとした。

この光学システムは、絞り面で９０度の視野を有していた。像面及び絞り面を通って透過された、４８６ｎｍ及び６５６ｎｍの波長を有する主光線は、絞り面での視野の約０．９パーセントである、２９．５分角の、絞り面での最大色分離距離を有していた。

実施例４
光学システム８００と同様の光学システムをモデル化した。第３の光学レンズ８６２の第２主表面８６６上に、反射偏光子を配設し、その反射偏光子上に、第１の四分の一波長位相子を配設した。第２の光学レンズ８２２の第１主表面８２４上に、部分反射体を配設し、第２の光学レンズ８２２の第２主表面８２６上に、第２の四分の一波長位相子を配設した。表面８６４、８６６、８２４、８２６、８１４、及び８１６に相当する表面のそれぞれは、式１によって記述される非球面の表面と見なした。表６及び表７は、これらの表面のそれぞれを説明するパラメータを列挙するものである。これらの表中の用語は、先行の実施例のものと同様である。

これらの表中の表面の数字は、絞り面８３５（表面１）から出発して像面８３０（表面１０又はＩＭＡ）で終了する光線が、表面に入射する回数を計数するものである。表面２は、第１表面８６４に相当し、表面３及び表面５は、第２表面８６６に相当し、表面４及び表面６は、第１表面８２４に相当し、表面７は、表面２６６に相当し、表面８は、表面８１４に相当し、表面９は、表面８１６に相当する。

焦点距離は１９．１８０ｍｍとし、視野は８２度とし、画像の高さは１５．８９ｍｍとし（像面８３０の直径は３１．８７ｍｍとした）、Ｆ＃は２．１２とし、アイレリーフは１１ｍｍとし、アイボックス（絞り面８３５の直径）は９ｍｍとした。

この光学システムは、絞り面で８０度の視野を有していた。像面及び絞り面を通って透過された、４８６ｎｍ及び６５６ｎｍの波長を有する主光線は、絞り面での視野の約０．５２パーセントである、１４．９分角の、絞り面での最大色分離距離を有していた。

実施例５
光学システム２００と同様の光学システムをモデル化した。第２の四分の一波長位相子を、第２主表面２１６上に配設した。表面２２４、２２６、２１４、及び２１６に相当する表面のそれぞれは、式１によって記述される非球面の表面と見なし、多項式係数Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ．．．のそれぞれは、ゼロに等しいものとした。表８は、これらの表面のそれぞれを説明するパラメータを列挙するものであり、その用語は、先行の実施例のものと同様である。

第１の光学レンズ２１２は、１．５３の屈折率を有する、ＺｅｎｏｎＥ４８Ｒとしてモデル化し、第２の光学レンズ２２２は、１．５８５の屈折率を有する、ポリカーボネートとしてモデル化した。焦点距離は４２．７ｍｍとし、視野は１００度とし、画像の高さは５０．９４ｍｍとし（像面２３０の直径は１０１．８８ｍｍとした）、Ｆ＃は３．２５とし、アイレリーフは２５ｍｍとし、アイボックス（絞り面２３５の直径）は１５ｍｍとした。

この光学システムは、絞り面で１００度の視野を有していた。像面及び絞り面を通って透過された、４８６ｎｍ及び６５６ｎｍの波長を有する主光線は、絞り面での視野の約０．２９パーセントである、１１．９分角の、絞り面での最大色分離距離を有していた。

像面２３０で生成される歪みのない像をシミュレートし、その像の絞り面２３５での歪みが、１パーセント未満であると判定された。

実施例６〜実施例８
ＤＢＥＦ（実施例６）、ＡＰＦ（実施例７）、及び四分の一波長位相子コーティングを有するＡＰＦ（実施例８）を熱成形して、レンズの外表面の幾何形状に、幾何学的に合致するフィルムを得た。これらのフィルムを、射出成型工具のレンズキャビティ内に適合するようにトリミングして、そのレンズキャビティの表面上に定置した。これらのトリミング済みフィルムは、６３ｍｍの直径、及び８７ｍｍの曲率半径を有するものとした。射出成型ポリカーボネート樹脂を使用して、そのフィルム上にレンズを形成した。これらのフィルムは、本説明の光学システム内で使用される場合に、そのレンズの、絞り面に向き合う側に形成するものとした。実施例７では、本説明の光学システム内で使用される場合に、ＡＰＦが絞り面に向き合い、四分の一波長位相子が絞り面から離れる方向を向くように、レンズ上にフィルムを形成した。

これらのフィルムの熱成形は、ＭＡＡＣシート給送熱成形システム内で行い、真空を使用して、熱成形工具１６８１と同様の熱成形工具の外表面上に、加熱されたフィルムを引き込むものとした。この外表面は、結果として得られる熱成形フィルムが、冷却及び弛緩の後に回転対称となるように、短軸の約１．０２倍の主軸を有する、ほぼ楕円体の形状を有するものとした。この熱成形プロセスのパラメータは、以下のものとした：シートのオーブン温度＝３２０°Ｆ〜３８０°Ｆ（１６０℃〜１９３℃）；成形時間＝１８秒；及び、シートの成形温度＝３３０°Ｆ〜３６５°Ｆ（１５６℃〜１８５℃）。

熱成形されたＤＢＥＦ（実施例６）及びＡＰＦ（実施例７）の反射偏光子試料の像を、非偏光の近ランバート光源を使用して、それらの試料を通過する光を、解析偏光子を含むカメラに放出して取得するものとし、この解析偏光子は、反射偏光子の遮断軸からの様々な角度で、その解析偏光子の遮断軸と合わせるものとした。ゼロ度では、双方のフィルムは、実質的に透過性であり、より高角度では、ＤＢＥＦは、ＡＰＦ試料では存在しなかった光学的アーチファクトを示した。例えば、７０度の角度では、ＡＰＦ試料は実質的に均一な暗さであったが、その一方で、ＤＢＥＦ試料は、色付きの環を示した。このフィルムインサート射出成型プロセスは、Ｋｒａｕｓｓ−Ｍａｆｆｅｒｉ（Ｇｅｒｍａｎｙ）によって構築された、往復スクリュー式水平クランプ射出成型システム内で行った。使用した射出成型工具は、６ベースレンズ部品用のものとし、ＢａｙｅｒＭＡＫＲＯＬＯＮ３１０７−５５０１１５ポリカーボネート樹脂（ＢａｙｅｒＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅＬＬＣ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）より入手可能）を使用して、レンズを形成した。この射出成型プロセスのパラメータは、以下のものとした：金型温度＝１８０°Ｆ（８２℃）；溶融温度＝５６０°Ｆ（２９３℃）；充填時間＝１．５６秒；保持時間＝５．５秒；保持圧力＝１１，０００ｐｓｉ（７５．８ＭＰａ）；冷却時間＝１５秒。

実施例９〜実施例１１
反射偏光子を、５０．８ｍｍの直径及び３８．６ｍｍの曲率半径を有する凸状の回転対称形状へと、実施例６〜実施例８で概説されるように熱成形した。これらの反射偏光子は、ＤＢＥＦ（実施例９）、ＡＰＦ（実施例１０）、及びワイヤグリッド偏光子（実施例１１）とした。偏光能の向きを、ＡｘｏｍｅｔｒｉｃｓＡＸＯＳＣＡＮ旋光計（Ａｘｏｍｅｔｒｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｈｕｎｔｓｖｉｌｌｅ，ＡＬ）より入手可能）を使用して、各試料に関して測定した。各試料に関して、フィルムの頂点を中心とし、直径２０ｍｍの円形の開口を有する、その試料の領域を特定し、その開口内での、その試料の透過軸の最大変動（一定方向からの透過軸の最大角偏差から、その一定方向からの透過軸の最小角偏差を差し引いたもの）を判定した。ＤＢＥＦに関しては、最大変動は１．７０７度であり、ＡＰＦに関しては、最大変動は０．７５１度であり、ワイヤグリッド偏光子に関しては、最大変動は０．９３１度であった。その領域の境界は、それらの試料の回転対称軸から１０ｍｍの半径方向距離で、１．３２ｍｍのサグを有するものとした。

以下は、例示的実施形態の列挙である。
実施形態１は、光学システムであって、
像面と、
絞り面と
像面と絞り面との間に配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状の第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体と絞り面との間に配設され、第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状の第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子と、
反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備える、光学システムである。

実施形態２は、画像源が、像面を備え、絞り面が、射出瞳である、実施形態１の光学システムである。

実施形態３は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態２の光学システムである。

実施形態４は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態３の光学システムである。

実施形態５は、画像源が、シャッタを備える、実施形態２〜実施形態４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６は、画像源が、光学システムの外部の対象物から反射された光を受光するように適合された開口を備える、実施形態１の光学システムである。

実施形態７は、画像記録装置が、像面を備え、絞り面が、入射瞳である、実施形態１の光学システムである。

実施形態８は、光学システムが、像面を通って透過される中心光線の光路によって画定される折り返し光軸を中心とする、実施形態１〜実施形態７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９は、絞り面が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態１〜実施形態８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態９の光学システムである。

実施形態１１は、絞り面が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態１の光学システムである。

実施形態１２は、画像源が、像面を備え、画像源が、非偏光を放出する、実施形態１の光学システムである。

実施形態１３は、第１の光学積層体が、部分反射体と像面との間に配設された第２の四分の一波長位相子を更に備える、実施形態１〜実施形態１２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１４は、画像源が、像面を備え、画像源が、偏光を放出する、実施形態１の光学システムである。

実施形態１５は、偏光が直線偏光である、実施形態１４の光学システムである。

実施形態１６は、偏光が円偏光である、実施形態１４の光学システムである。

実施形態１７は、偏光が楕円偏光である、実施形態１４の光学システムである。

実施形態１８は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態１〜実施形態１７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態１〜実施形態１８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０は、所望の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態１〜実施形態１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１は、所望の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態１〜実施形態２０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２２は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態２１の光学システムである。

実施形態２３は、所望の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態１〜実施形態２０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２４は、所望の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態１〜実施形態２０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態１〜実施形態２１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２６は、所望の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態２５の光学システムである。

実施形態２７は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態２６の光学システムである。

実施形態２８は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、実施形態１〜実施形態２７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態２８の光学システムである。

実施形態３０は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態２８の光学システムである。

実施形態３１は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態２８の光学システムである。

実施形態３２は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である第２の場所を有する、実施形態２８〜実施形態３１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、少なくとも１つの第１の場所を有し、ｓ１及びｒ１によって画定されるこの反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態１〜実施形態２７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３４は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態３３の光学システムである。

実施形態３５は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態１〜実施形態３４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３６は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態１〜実施形態３４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３７は、像面が、最大横寸法Ａを有し、絞り面が、最大横寸法Ｂを有し、Ａ／Ｂが、少なくとも３である、実施形態１〜実施形態３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３８は、第１の光学レンズが、第２の光学レンズに向き合う第１主表面と、像面に向き合う反対側の第２主表面とを有し、第２の光学レンズが、絞り面に向き合う第１主表面と、第１の光学レンズに向き合う反対側の第２主表面とを有する、実施形態１〜実施形態３７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３９は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面又は第２主表面上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４０は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４１は、部分反射体が、第１のレンズの第２主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面の反対側でその部分反射体上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４２は、第２の四分の一波長位相子が、第１の光学レンズの第１主表面上に配設され、部分反射体が、第１の光学レンズの第１主表面の反対側でその第２の四分の一波長位相子上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４３は、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第１主表面上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４４は、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面の反対側でその多層反射偏光子上に配設される、実施形態３８の光学システムである。

実施形態４５は、多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態１〜実施形態４４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して実質的に回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態１〜実施形態４５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４７は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態１〜実施形態４６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８は、像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する、実施形態１〜実施形態４７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、実質的に同じ形状を有する、実施形態１〜実施形態４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５０は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、異なる形状を有する、実施形態１〜実施形態４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５１は、第１のレンズ及び第２のレンズのそれぞれが、プラノレンズである、実施形態１〜実施形態５０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５２は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、実質的に同じ形状を有する、実施形態１〜実施形態４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５３は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、異なる形状を有する、実施形態１〜実施形態４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５４は、像面が、実質的に平面状である、実施形態１〜実施形態５３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５５は、像面が湾曲している、実施形態１〜実施形態５３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５６は、画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過されるその放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、実施形態１の光学システムである。

実施形態５７は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の５％未満である、実施形態５６の光学システムである。

実施形態５８は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の３%未満である、実施形態５６の光学システムである。

実施形態５９は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の１．５パーセント未満の絞り面での色分離距離を有する、実施形態１〜実施形態５８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６０は、絞り面での色分離距離が、絞り面での視野の１．２パーセント未満である、実施形態５９の光学システムである。

実施形態６１は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態１〜実施形態６０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６２は、絞り面での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態６１の光学システムである。

実施形態６３は、部分反射体が第１の形状を有し、多層反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態１〜実施形態６２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６４は、多層反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態１〜実施形態６３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６５は、多層反射偏光子が、ＡＰＦである、実施形態１〜実施形態６４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６６は、多層反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形１〜実施形態６４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６７は、多層反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態１〜実施形態６４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６８は、多層反射偏光子が、回転対称である、実施形態１〜実施形態６７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態６９は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、絞り面及び像面に対して調節可能な位置を有する、実施形態１〜実施形態６８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態７０は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、調節可能な形状を有する、実施形態１〜実施形態６９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態７１は、光学システムであって、
像面と、
絞り面と
像面と絞り面との間に配設された第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体と絞り面との間に配設された第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
少なくとも１つの層を備える多層反射偏光子であって、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、多層反射偏光子と、
反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約３０度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する、
光学システムである。

実施形態７２は、画像源が、像面を備え、絞り面が、射出瞳である、実施形態７１の光学システムである。

実施形態７３は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態７２の光学システムである。

実施形態７４は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態７３の光学システムである。

実施形態７５は、画像源が、シャッタを備える、実施形態７２〜実施形態７４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態７６は、画像源が、光学システムの外部の対象物から反射された光を受光するように適合された開口を備える、実施形態７１の光学システムである。

実施形態７７は、画像記録装置が、像面を備え、絞り面が、入射瞳である、実施形態７１の光学システムである。

実施形態７８は、光学システムが、像面を通って透過される中心光線の光路によって画定される折り返し光軸を中心とする、実施形態７１〜実施形態７７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態７９は、絞り面が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態７１〜実施形態７８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態８０は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態７９の光学システムである。

実施形態８１は、絞り面が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態７１の光学システムである。

実施形態８２は、画像源が、像面を備え、画像源が、非偏光を放出する、実施形態７１の光学システムである。

実施形態８３は、第１の光学積層体が、部分反射体と像面との間に配設された第２の四分の一波長位相子を更に備える、実施形態７１〜実施形態８２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態８４は、画像源が、像面を備え、画像源が、偏光を放出する、実施形態７１の光学システムである。

実施形態８５は、偏光が直線偏光である、実施形態８４の光学システムである。

実施形態８６は、偏光が円偏光である、実施形態８４の光学システムである。

実施形態８７は、偏光が楕円偏光である、実施形態８４の光学システムである。

実施形態８８は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態７１〜実施形態８７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態８９は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態７１〜実施形態８８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９０は、所望の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態７１〜実施形態８９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９１は、所望の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態７１〜実施形態９０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９２は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態９１の光学システムである。

実施形態９３は、所望の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態７１〜実施形態９２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９４は、所望の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態７１〜実施形態９３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９５は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態７１〜実施形態９１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９６は、所望の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態９５の光学システムである。

実施形態９７は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態９６の光学システムである。

実施形態９８は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、実施形態７１〜実施形態９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態９９は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態９８の光学システムである。

実施形態１００は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態９８の光学システムである。

実施形態１０１は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態９８の光学システムである。

実施形態１０２は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である第２の場所を有する、実施形態９８〜実施形態１０１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０３は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である少なくとも１つの第１の場所をフィルム上に有し、ｓ１及びｒ１によって画定されるこの反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態７１〜実施形態９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０４は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態１０３の光学システムである。

実施形態１０５は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態７１〜実施形態１０４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０６は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態７１〜実施形態１０４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０７は、第１の光学レンズが、第２の光学レンズに向き合う第１主表面と、像面に向き合う反対側の第２主表面とを有し、第２の光学レンズが、絞り面に向き合う第１主表面と、第１の光学レンズに向き合う反対側の第２主表面とを有する、実施形態７１〜実施形態１０６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１０８は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面又は第２主表面上に配設される、実施形態１０７の光学システムである。

実施形態１０９は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面上に配設される、実施形態１０８の光学システムである。

実施形態１１０は、部分反射体が、第１のレンズの第２主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面の反対側でその部分反射体上に配設される、実施形態１０８の光学システムである。

実施形態１１１は、第２の四分の一波長位相子が、第１の光学レンズの第１主表面上に配設され、部分反射体が、第１の光学レンズの第１主表面の反対側でその第２の四分の一波長位相子上に配設される、実施形態１０７の光学システムである。

実施形態１１２は、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第１主表面上に配設される、実施形態１０７の光学システムである。

実施形態１１３は、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面の反対側でその多層反射偏光子上に配設される、実施形態１０７の光学システムである。

実施形態１１４は、像面が、最大横寸法Ａを有し、絞り面が、最大横寸法Ｂを有し、Ａ／Ｂが、少なくとも３である、実施形態７１〜実施形態１１３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１１５は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して実質的に回転対称の、熱成形多層反射偏光子である、実施形態７１〜実施形態１１４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１１６は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して回転対称の、熱成形多層反射偏光子である、実施形態７１〜実施形態１１５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１１７は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の一方若しくは双方が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である、実施形態７１〜実施形態１１６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１１８は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の双方が、第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である、実施形態１１７の光学システムである。

実施形態１１９は、多層反射偏光子が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である、実施形態７１〜実施形態１１８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２０は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、実質的に同じ形状を有する、実施形態７１〜実施形態１１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２１は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、異なる形状を有する、実施形態７１〜実施形態１１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２２は、第１のレンズ及び第２のレンズのそれぞれが、プラノレンズである、実施形態７１〜実施形態１２１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２３は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、実質的に同じ形状を有する、実施形態７１〜実施形態１１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２４は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、異なる形状を有する、実施形態７１〜実施形態１１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２５は、像面が、実質的に平面状である、実施形態７１〜実施形態１２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２６は、像面が湾曲している、実施形態７１〜実施形態１２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２７は、像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する、実施形態７１〜実施形態１２６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１２８は、画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過されるその放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、実施形態７１の光学システムである。

実施形態１２９は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の５％未満である、実施形態１２８の光学システムである。

実施形態１３０は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の３%未満である、実施形態１２８の光学システムである。

実施形態１３１は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の１．５パーセント未満の絞り面での色分離距離を有する、実施形態７１〜実施形態１３０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３２は、絞り面での色分離距離が、絞り面での視野の１．２パーセント未満である、実施形態１３１の光学システムである。

実施形態１３３は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態７１〜実施形態１３２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３４は、絞り面での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態１３３の光学システムである。

実施形態１３５は、部分反射体が第１の形状を有し、多層反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態７１〜実施形態１３４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３６は、多層反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態７１〜実施形態１３５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３７は、多層反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形７１〜実施形態１３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３８は、多層反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態７１〜実施形態１３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１３９は、多層反射偏光子が、回転対称である、実施形態７１〜実施形態１３８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１４０は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、絞り面及び像面に対して、ユーザによる調節が可能な位置を有する、実施形態７１〜実施形態１３９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１４１は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、ユーザによる調節が可能な形状を有する、実施形態７１〜実施形態１４０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１４２は、光学システムであって、
歪みのない像を放出する、画像源と、
射出瞳と、
直交する第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状の第１の形状を有し、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状の異なる第２の形状を有し、これにより、射出瞳によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、約１０％未満となる、反射偏光子と、
を備える、光学システムである。

実施形態１４３は、射出瞳によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、約５％未満である、実施形態１４２の光学システムである。

実施形態１４４は、射出瞳によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、約３%未満である、実施形態１４２の光学システムである。

実施形態１４５は、画像源と射出瞳との間に配設された、一体型光学積層体が、第１の光学レンズ、第１の四分の一波長位相子、部分反射体、及び反射偏光子を備える、実施形態１４２〜実施形態１４４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１４６は、第１の四分の一波長位相子が、画像源に向き合う、第１の光学レンズの第１主表面上に配設され、部分反射体が、第１の光学レンズの反対側でその四分の一波長位相子上に配設される、実施形態１４５の光学システムである。

実施形態１４７は、部分反射体が、画像源に向き合う、第１の光学レンズの第１主表面上に配設される、実施形態１４５の光学システムである。

実施形態１４８は、第１の四分の一波長位相子が、第１主表面の反対側で第１の光学レンズの第２主表面上に配設される、実施形態１４７の光学システムである。

実施形態１４９は、反射偏光子が、第１の光学レンズの反対側で第１の四分の一波長位相子上に配設される、実施形態１４７の光学システムである。

実施形態１５０は、一体型光学積層体が、第２の四分の一波長位相子を更に備える、実施形態１４５〜実施形態１４９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１５１は、第２の四分の一波長位相子が、画像源に向き合う、部分反射体の主表面上に配設される、実施形態１５０の光学システムである。

実施形態１５２は、既定の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される実質的にいずれの主光線も、その射出瞳での視野の１．５％未満の、射出瞳での色分離距離を有する、実施形態１４２〜実施形態１５１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１５３は、既定の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、射出瞳での色分離距離を有する、実施形態１４２〜実施形態１５２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１５４は、光学システムであって、
画像源と、
射出瞳と、
画像源と射出瞳との間に配設された第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体と射出瞳との間に配設された第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
多層反射偏光子と、
反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
既定の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される実質的にいずれの主光線も、その射出瞳での視野の１．５％未満の、射出瞳での色分離距離を有し、多層反射偏光子が、２つの直交軸に対して凸状である、
光学システムである。

実施形態１５５は、射出瞳での色分離距離が、射出瞳での視野の１．２パーセント未満である、実施形態１５４の光学システムである。

実施形態１５６は、射出瞳での色分離距離が、２０分角未満である、実施形態１５４又は実施形態１５５の光学システムである。

実施形態１５７は、射出瞳での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態１５４又は実施形態１５５の光学システムである。

実施形態１５８は、光学システムであって、
画像源と、
射出瞳と、
画像源と射出瞳との間に配設された、第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体と射出瞳との間に配設された、第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
多層反射偏光子と、
反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
既定の複数の波長で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、画像源によって放出され、射出瞳によって透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、射出瞳での色分離距離を有し、多層反射偏光子が、２つの直交軸に対して凸状である、
光学システムである。

実施形態１５９は、射出瞳での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態１５８の光学システムである。

実施形態１６０は、射出瞳での色分離距離が、射出瞳での視野の１．５パーセント未満である、実施形態１５８又は実施形態１５９の光学システムである。

実施形態１６１は、射出瞳での色分離距離が、射出瞳での視野の１．２パーセント未満である、実施形態１５８〜実施形態１６０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６２は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、絞り面及び像面に対して調節可能な位置を有する、実施形態１５４〜実施形態１６０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６３は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、調節可能な形状を有する、実施形態１５４〜実施形態１６２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６４は、第１の光学積層体が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状である、実施形態１５４〜実施形態１６３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６５は、第２の光学積層体が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って画像源に向けて凸状である、実施形態１５４〜実施形態１６４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６６は、画像源が、最大横寸法Ａを有し、射出瞳が、最大横寸法Ｂを有し、Ａ／Ｂが、少なくとも３である、実施形態１４２〜実施形態１６５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６７は、画像源からの少なくとも１つの主光線が、少なくとも４０度の入射角で、射出瞳を通過する、実施形態１４２〜実施形態１６６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６８は、光学システムが、画像源によって放出される中心光の光路によって画定される折り返し光軸を中心とする、実施形態１４２〜実施形態１６７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１６９は、射出瞳が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態１４２〜実施形態１６８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７０は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態１６９の光学システムである。

実施形態１７１は、射出瞳が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態１４２〜実施形態１６９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７２は、画像源が、非偏光を放出する、実施形態１４２〜実施形態１７１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７３は、画像源が、偏光を放出する、実施形態１４２〜実施形態１７１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７４は、偏光が直線偏光である、実施形態１７３の光学システムである。

実施形態１７５は、偏光が円偏光である、実施形態１７３の光学システムである。

実施形態１７６は、偏光が楕円偏光である、実施形態１７３の光学システムである。

実施形態１７７は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態１４２〜実施形態１７６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７８は、部分反射体が、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態１４２〜実施形態１７７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１７９は、既定の複数の波長が、１つ以上の既定の波長範囲を含む、実施形態１４２〜実施形態１７８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８０は、既定の複数の波長が、可視範囲を含む、実施形態１４２〜実施形態１７９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８１は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態１８０の光学システムである。

実施形態１８２は、既定の複数の波長が、赤外範囲を含む、実施形態１４２〜実施形態１７９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８３は、既定の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態１４２〜実施形態１７９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８４は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態１４２〜実施形態１８０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８５は、既定の複数の波長が、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、少なくとも１つの波長範囲を含む、実施形態１８４の光学システムである。

実施形態１８６は、既定の複数の波長が、５０ｎｍ以下の半値全幅を有する、少なくとも１つの波長範囲を含む、実施形態１８４の光学システムである。

実施形態１８７は、反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、実施形態１４２〜実施形態１８６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１８８は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態１８７の光学システムである。

実施形態１８９は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態１８７の光学システムである。

実施形態１９０は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態１８７の光学システムである。

実施形態１９１は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態１８７〜実施形態１９０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９２は、多層反射偏光子が、その反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、少なくとも１つの第１の場所を有し、ｓ１及びｒ１によって画定される、この反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態１４２〜実施形態１８６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９３は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態１９２の光学システムである。

実施形態１９４は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態１４２〜実施形態１９３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９５は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態１４２〜実施形態１９３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９６は、反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態１４２〜実施形態１９５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９７は、反射偏光子が、その反射偏光子の光軸に対して実質的に回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態１４２〜実施形態１９６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９８は、反射偏光子が、その反射偏光子の光軸に対して回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態１４２〜実施形態１９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態１９９は、画像源によって放出され、射出瞳を通って透過される実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、反射偏光子及び部分反射体のそれぞれに入射する、実施形態１４２〜実施形態１９８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２００は、部分反射体が第１の形状を有し、反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態１４２〜実施形態２０２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０１は、反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態１４２〜実施形態２００のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０２は、反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形１４２〜実施形態２０１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０３は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態１４２〜実施形態２０１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０４は、反射偏光子が、回転対称である、実施形態１４２〜実施形態２０３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０５は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態１４２〜実施形態２０４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２０６は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態２０５の光学システムである。

実施形態２０７は、画像源が、シャッタを備える、実施形態２０４又は実施形態２０５の光学システムである。

実施形態２０８は、光学システムであって、
最大横寸法Ａを有する像面と、
最大横寸法Ｂを有し、Ａ／Ｂが少なくとも３である絞り面と、
像面と絞り面との間に配設された一体型光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子と、
既定の複数の波長内の少なくとも１つの波長での、第１の四分の一波長位相子と、
を備える、一体型光学積層体と、
を備え、
絞り面及び像面を通って透過される少なくとも１つの主光線が、少なくとも４０度の入射角で、絞り面を通過する、
光学システムである。

実施形態２０９は、一体型光学積層体が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状である、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２１０は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の１．５パーセント未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態２０８又は実施形態２０９の光学システムである。

実施形態２１１は、絞り面での色分離距離が、絞り面での視野の１．２パーセント未満である、実施形態２０８〜実施形態２１０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１２は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態２０８〜実施形態２１１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１３は、絞り面での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態２０８〜実施形態２１２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１４は、画像源が、像面を備え、絞り面が、射出瞳である、実施形態２０８〜実施形態２１３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１５は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態２１４の光学システムである。

実施形態２１６は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態２１５の光学システムである。

実施形態２１７は、画像源が、シャッタを備える、実施形態２１４〜実施形態２１６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２１８は、画像源が、光学システムの外部の対象物から反射された光を受光するように適合された開口を備える、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２１９は、画像記録装置が、像面を備え、絞り面が、入射瞳である、実施形態２０８〜実施形態２１３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２２０は、光学システムが、像面を通って透過される中心光線の光路によって画定される、折り返し光軸を中心とする、実施形態２０８〜実施形態２１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２２１は、絞り面が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２２２は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態２２１の光学システムである。

実施形態２２３は、絞り面が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２２４は、画像源が、像面を備え、画像源が、非偏光を放出する、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２２５は、既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、第２の四分の一波長位相子を更に備え、この第２の四分の一波長位相子が、部分反射体と像面との間に配設され、第１の四分の一波長位相子が、多層反射偏光子と部分反射体との間に配設される、実施形態２０８〜実施形態２２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２２６は、画像源が、像面を備え、画像源が、偏光を放出する、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２２７は、偏光が直線偏光である、実施形態２２６の光学システムである。

実施形態２２８は、偏光が円偏光である、実施形態２２６の光学システムである。

実施形態２２９は、偏光が楕円偏光である、実施形態２２６の光学システムである。

実施形態２３０は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態２０８〜実施形態２２９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３１は、部分反射体が、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態２０８〜実施形態２３０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３２は、既定の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態２０８〜実施形態２３１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３３は、既定の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態２０８〜実施形態２３２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３４は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態２３３の光学システムである。

実施形態２３５は、既定の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態２０８〜実施形態２３４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３６は、既定の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態２０８〜実施形態２３５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３７は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態２０８〜実施形態２３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２３８は、既定の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態２３７の光学システムである。

実施形態２３９は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態２３８の光学システムである。

実施形態２４０は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、実施形態２０８〜実施形態２３９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２４１は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態２４０の光学システムである。

実施形態２４２は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態２４０の光学システムである。

実施形態２４３は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態２４０の光学システムである。

実施形態２４４は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態２４０の光学システムである。

実施形態２４５は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、少なくとも１つの第１の場所を有し、ｓ１及びｒ１によって画定されるこの反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態２０８〜実施形態２４４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２４６は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態２４５の光学システムである。

実施形態２４７は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態２０８〜実施形態２４６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２４８は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態２０９〜実施形態２４６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２４９は、多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態２０８〜実施形態２４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５０は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して実質的に回転対称の、熱成形多層反射偏光子である、実施形態２０８〜実施形態２４９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５１は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して回転対称の、熱成形多層反射偏光子である、実施形態２０８〜実施形態２５０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５２は、像面及び絞り面を通過する、実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、部分反射体、多層反射偏光子、及び第１の四分の一波長位相子のそれぞれに入射する、実施形態２０８〜実施形態２５１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５３は、画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過される、その放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、実施形態２０８の光学システムである。

実施形態２５４は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約５％未満である、実施形態２５３の光学システムである。

実施形態２５５は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約３%未満である、実施形態２５３の光学システムである。

実施形態２５６は、部分反射体が第１の形状を有し、多層反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態２０８〜実施形態２５５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５７は、多層反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態２０８〜実施形態２５６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５８は、多層反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形２０８〜実施形態２５７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２５９は、多層反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態２０８〜実施形態２５７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２６０は、多層反射偏光子が、回転対称である、実施形態２０８〜実施形態２５９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２６１は、一体型光学積層体が、第２の光学レンズを備える、実施形態２０８〜実施形態２６０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２６２は、第１の四分の一波長位相子が、第１の光学レンズと第２の光学レンズとの間に配設される、実施形態２６１の光学システムである。

実施形態２６３は、多層反射偏光子が、絞り面に向き合う、第２の光学レンズの主表面上に配設され、部分反射体が、像面に向き合う、第１の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態２６１又は実施形態２６２の光学システムである。

実施形態２６４は、光学システムであって、
像面と、
実質的に平面状の絞り面と、
それら像面と絞り面との間に配設された、
第１の光学レンズ、第２の光学レンズ、及び第３の光学レンズと、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子と、
既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、第１の四分の一波長位相子と、
を備え、
この光学システムは、像面と絞り面との間に配設された複数の主表面を備え、各主表面が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状であり、少なくとも６つの異なる主表面が、６つの異なる凸面を有する、
光学システムである。

実施形態２６５は、複数の主表面が、第１の光学レンズの反対側の第１主表面及び第２主表面と、第２の光学レンズの反対側の第１主表面及び第２主表面と、第３の光学レンズの反対側の第１主表面及び第２主表面とを含み、各第１主表面が、絞り面に向き合い、各第２主表面が、像面に向き合う、実施形態２６４の光学システムである。

実施形態２６６は、第２の光学レンズが、第１の光学レンズと第３の光学レンズとの間に配設され、第３の光学レンズが、絞り面と第１の光学レンズとの間に配設される、実施形態２６５の光学システムである。

実施形態２６７は、部分反射体が、第２の光学レンズの第１主表面上に配設される、実施形態２６６の光学システムである。

実施形態２６８は、多層反射偏光子が、第３の光学レンズの第２主表面上に配設される、実施形態２６６又は実施形態２６７の光学システムである。

実施形態２６９は、第１の四分の一波長位相子が、多層反射偏光子上に配設される、実施形態２６８の光学システムである。

実施形態２７０は、既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、第２の四分の一波長位相子を更に備え、この第２の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設される、実施形態２６６〜実施形態２６９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２７１は、反射偏光子が、第３の光学レンズの第１主表面上に配設され、第１の四分の一波長位相子が、第３の光学レンズの第２主表面上に配設される、実施形態２６５の光学システムである。

実施形態２７２は、部分反射体が、第２の光学レンズの第１主表面又は第２主表面上に配設される、実施形態２７１の光学システムである。

実施形態２７３は、画像源が、像面を備え、絞り面が、射出瞳である、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２７４は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態２７３の光学システムである。

実施形態２７５は、ディスプレイパネルが、実質的に透明である、実施形態２７４の光学システムである。

実施形態２７６は、画像源が、シャッタを備える、実施形態２７３〜実施形態２７５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２７７は、画像記録装置が、像面を備え、絞り面が、入射瞳である、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２７８は、光学システムが、像面を通って透過される中心光線の光路によって画定される、折り返し光軸を中心とする、実施形態２６４〜実施形態２７７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２７９は、絞り面が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態２６４〜実施形態２７８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８０は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態２７９の光学システムである。

実施形態２８１は、絞り面が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８２は、画像源が、像面を備え、画像源が、非偏光を放出する、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８３は、光学積層体システムが、既定の複数の波長内の、少なくとも１つの波長での、第２の四分の一波長位相子を更に備え、この第２の四分の一波長位相子が、部分反射体と像面との間に配設され、第１の四分の一波長位相子が、多層反射偏光子と部分反射体との間に配設される、実施形態２６４〜実施形態２６９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８４は、画像源が、像面を備え、画像源が、偏光を放出する、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８５は、偏光が直線偏光である、実施形態２８４の光学システムである。

実施形態２８６は、偏光が円偏光である、実施形態２８４の光学システムである。

実施形態２８７は、偏光が楕円偏光である、実施形態２８４の光学システムである。

実施形態２８８は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態２６４〜実施形態２８７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２８９は、部分反射体が、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態２６４〜実施形態２８８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９０は、既定の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態２６４〜実施形態２８９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９１は、既定の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態２６４〜実施形態２９０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９２は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態２９１の光学システムである。

実施形態２９３は、既定の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態２６４〜実施形態２９２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９４は、既定の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態２６４〜実施形態２９３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９５は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態２６４〜実施形態２９４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９６は、既定の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態２９５の光学システムである。

実施形態２９７は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態２９６の光学システムである。

実施形態２９８は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、実施形態２６４〜実施形態２９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態２９９は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態２９８の光学システムである。

実施形態３００は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態２９８の光学システムである。

実施形態３０１は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態２９８の光学システムである。

実施形態３０２は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態２９８〜実施形態３０１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０３は、多層反射偏光子が、その多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、少なくとも１つの第１の場所を有し、ｓ１及びｒ１によって画定されるこの反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態２６４〜実施形態２９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０４は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態３０３の光学システムである。

実施形態３０５は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態２６４〜実施形態３０４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０６は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態２６４〜実施形態３０４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０７は、多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態２６４〜実施形態３０６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０８は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して実質的に回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態２６４〜実施形態３０７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３０９は、多層反射偏光子が、第２の光学積層体の光軸に対して回転対称の熱成形多層反射偏光子である、実施形態２６４〜実施形態３０８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１０は、像面及び絞り面を通過する、実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、部分反射体、多層反射偏光子、及び第１の四分の一波長位相子のそれぞれに入射する、実施形態２６４〜実施形態３０９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１１は、画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過される、その放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、実施形態２６４〜実施形態２７２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１２は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約５%未満である、実施形態３１１の光学システムである。

実施形態３１３は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約３%未満である、実施形態３１１の光学システムである。

実施形態３１４は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面によって放出され、絞り面によって透過される、実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の１．５パーセント未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態２６４〜実施形態３１３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１５は、絞り面での色分離距離が、絞り面での視野の１．２パーセント未満である、実施形態３１４の光学システムである。

実施形態３１６は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態２６４〜実施形態３１５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１７は、絞り面での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態３１６の光学システムである。

実施形態３１８は、部分反射体が第１の形状を有し、多層反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態２６４〜実施形態２４９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３１９は、多層反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態２６４〜実施形態３１８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２０は、多層反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形２６４〜実施形態３１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２１は、多層反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態２６４〜実施形態３１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２２は、多層反射偏光子が、回転対称である、実施形態２６４〜実施形態３２１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２３は、第１の光学レンズ、第２の光学レンズ、及び第３の光学レンズのうちの少なくとも１つが、絞り面及び像面に対して、ユーザによる調節が可能な位置を有する、実施形態２６４〜実施形態３２２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２４は、第１の光学レンズ、第２の光学レンズ、及び第３の光学レンズのうちの少なくとも１つが、ユーザによる調節が可能な形状を有する、実施形態２６４〜実施形態３２３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２５は、像面が、実質的に平面状である、実施形態２６４〜実施形態３２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２６は、像面が湾曲している、実施形態２６４〜実施形態３２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２７は、光学システムの視野にわたって、少なくとも４０の、絞り面でのコントラスト比を有する、実施形態１〜実施形態３２６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２８は、光学システムの視野にわたって、少なくとも５０の、絞り面でのコントラスト比を有する、実施形態１〜実施形態３２７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３２９は、光学システムの視野にわたって、少なくとも６０の、絞り面でのコントラスト比を有する、実施形態１〜実施形態３２８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３０は、光学システムの視野にわたって、少なくとも８０の、絞り面でのコントラスト比を有する、実施形態１〜実施形態３２９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３１は、光学システムの視野にわたって、少なくとも１００の、絞り面でのコントラスト比を有する、実施形態１〜実施形態３３０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３２は、少なくとも１つのレンズが、不均一な縁部プロファイルを有する、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３３は、光学システムがヘッドマウント式ディスプレイ内で使用される場合に、縁部プロファイルが、顔面に適合化された形状を備える、実施形態３３２の光学システムである。

実施形態３３４は、熱成形多層反射偏光子であって、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸に対して実質的に回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状であり、
頂点から離れた少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的一軸性である少なくとも１つの内部層と、
光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、その反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所と、
を有する、
熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３３５は、ｓ１及びｒ１によって画定される反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態３３４の熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３３６は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態３３５の光学システムである。

実施形態３３７は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態３３４〜実施形態３３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３８は、反射偏光子の反射開口内での、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態３３４〜実施形態３３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３３９は、上記の少なくとも１つの内部層が、頂点から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的二軸性である、実施形態３３４〜実施形態３３８のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４０は、熱成形多層反射偏光子であって、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸に対して実質的に回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状であり、
光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、その反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所を有し、
ｓ１及びｒ１によって画定されるこの反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、
熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４１は、反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態３４０の熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４２は、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、反射偏光子の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態３４０又は実施形態３４１の熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４３は、ｓ１／ｒ１が、約０．８未満である、実施形態３３４〜実施形態３４２のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４４は、反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態３３４〜実施形態３４３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４５は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、１０パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４６は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、８パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４７は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、６パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４８は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、４パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３４９は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、２パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３５０は、ｓ１／ｒ１の方位変動が、１パーセント未満である、実施形態３３４〜実施形態３４４のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３５１は、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態３３４〜実施形態３５０のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３５２は、熱成形ＡＰＦである、実施形態３３４〜実施形態３５１のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３５３は、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態３３４〜実施形態３５１のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である。

実施形態３５４は、２つの直交方向に対して湾曲している表面を有し、その表面上に配設された実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子を備える、レンズである。

実施形態３５５は、光学積層体であって、
第１のレンズと、
第１のレンズに隣接する第２のレンズと、
第１のレンズと第２のレンズとの間に配設された四分の一波長位相子と、
第１のレンズの反対側で第２のレンズ上に配設された、反射偏光子と、
第２のレンズの反対側で第１のレンズ上に配設された、部分反射体と、
を備え、
反射偏光子が、２つの直交軸に対して湾曲しており、この光学積層体が、一体型光学積層体である
光学積層体である。

実施形態３５６は、第１のレンズが、第１の材料を含み、第２のレンズが、第２の材料を含む、実施形態３５５の光学積層体である。

実施形態３５７は、第１の材料と第２の材料とが同じである、実施形態３５６の光学積層体である。

実施形態３５８は、第１の材料と第２の材料とが異なる、実施形態３５６の光学積層体である。

実施形態３５９は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも一方が、ポリマーである、実施形態３５５の光学積層体である。

実施形態３６０は、第１の材料が、第１のポリマーであり、第２の材料が、第２のポリマーである、実施形態３５９の光学積層体である。

実施形態３６１は、第１のポリマーと第２のポリマーとが異なる、実施形態３６０の光学積層体である。

実施形態３６２は、第１のレンズと第２のレンズとが、異なるアッベ数を有する、実施形態３５５、又は実施形態３５６、又は実施形態３５８〜実施形態３６１のうちのいずれか１つの光学積層体である。

実施形態３６３は、第１のレンズのアッベ数と第２のレンズのアッベ数との差が、５〜５０の範囲である、実施形態３６２の光学積層体である。

実施形態３６４は、第１のレンズ及び第２のレンズの一方が、４５超のアッベ数を有し、第１のレンズ及び第２のレンズの他方が、４５未満のアッベ数を有する、実施形態３５５〜実施形態３６３のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３６５は、第１のレンズ及び第２のレンズの一方が、５０超のアッベ数を有し、第１のレンズ及び第２のレンズの他方が、４０未満のアッベ数を有する、実施形態３５５〜実施形態３６４のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３６６は、反射偏光子が、実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である、実施形態３５５〜実施形態３６５のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３６７は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する、実施形態３５５〜実施形態３６６のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３６８は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態３５５〜実施形態３６７のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３６９は、部分反射体が、反射偏光子である、実施形態３５５〜実施形態３６８のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７０は、所望の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態３５５〜実施形態３６９のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７１は、所望の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態３５５〜実施形態３７０のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７２は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態３７１の光学積層体である。

実施形態３７３は、所望の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態３５５〜実施形態３７２のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７４は、所望の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態３５５〜実施形態３７３のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７５は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態３５５〜実施形態３７４のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７６は、所望の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態３５５〜実施形態３７５のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７７は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態３５５〜実施形態３７６のうちのいずれかの光学積層体である。

実施形態３７８は、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された、実施形態３５５〜実施形態３７６のうちのいずれかの光学積層体とを備える、光学システムである。

実施形態３７９は、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された、実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子とを備える、光学システムである。

実施形態３８０は、
像面と反射偏光子との配設された四分の一波長位相子と、像面と四分の一波長位相子との間に配設された部分反射体とを更に備える、
実施形態３７９の光学システムである。

実施形態３８１は、反射偏光子が、実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかによる熱成形多層反射偏光子である、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態３８２は、光学積層体の作製方法であって、
工具軸を中心とし、その工具軸に対して回転非対称の外表面を有する熱成形工具を準備するステップと、
光学フィルムを加熱することにより、軟化光学フィルムを結果として得るステップと、
少なくとも直交する第１の方向及び第２の方向に沿って工具軸から離れる方向にその軟化フィルムを延伸させながら、この軟化光学フィルムを外表面に適合させることにより、その適合化フィルムの光軸に対して回転非対称であり、その光軸が工具軸と一致している適合化光学フィルムを結果として得るステップと、
その適合化光学フィルムを冷却することにより、光軸に対して回転対称の、対称性光学フィルムを結果として得るステップと、
その対称性光学フィルム上に光学レンズを成型することにより、光学積層体を結果として得るステップと、
を含む、方法である。

実施形態３８３は、冷却ステップが、光学フィルムを工具から離すステップを更に含む、実施形態３８２の方法である。

実施形態３８４は、光学レンズを成型するステップが、光学フィルムの反対側で光学レンズ上に第２のフィルムを成型するステップを含む、実施形態３８２又は実施形態３８３の方法である。

実施形態３８５は、第２のフィルムが、部分反射体を備える、実施形態３８４の方法である。

実施形態３８６は、光学フィルムが、反射偏光子を備える、実施形態３８２〜実施形態３８５のうちのいずれかの方法である。

実施形態３８７は、光学フィルムが、四分の一波長位相子を更に備える、実施形態３８６の方法である。

実施形態３８８は、反射偏光子が、多層ポリマー反射偏光子である、実施形態３８６又は実施形態３８７の方法である。

実施形態３８９は、反射偏光子が、ＡＰＦである、実施形態３８８の方法である。

実施形態３９０は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態３８６又は実施形態３８７の方法である。

実施形態３９１は、所望の形状を有する所望の光学フィルムの作製方法であって、
所望の形状とは異なる第１の形状を有する外表面を有する熱成形工具を準備するステップと、
光学フィルムを加熱することにより、軟化光学フィルムを結果として得るステップと、
少なくとも直交する第１の方向及び第２の方向に沿ってその軟化フィルムを延伸させながら、この軟化光学フィルムを第１の形状を有する外表面に適合させることにより、第１の形状を有する適合化光学フィルムを結果として得るステップと、
その適合化光学フィルムを冷却することにより、所望の形状を有する所望の光学フィルムを結果として得るステップと、
を含む、方法である。

実施形態３９２は、冷却ステップが、適合化光学フィルムを工具から離すステップを更に含む、実施形態３９１の方法である。

実施形態３９３は、所望の形状が、所望の光学フィルムの光軸に対して回転対称である、実施形態３９１又は実施形態３９２の方法である。

実施形態３９４は、熱成形工具が、工具軸を中心とし、外表面が、工具軸に対して回転非対称である、実施形態３９１〜実施形態３９３のうちのいずれかの方法である。

実施形態３９５は、所望の光学フィルム上に光学レンズを成型することにより、光学積層体を結果として得るステップを更に含む、実施形態３９１〜実施形態３９３のうちのいずれかの方法である。

実施形態３９６は、光学レンズを成型するステップが、所望の光学フィルムの反対側で光学レンズ上に第２のフィルムを成型するステップを含む、実施形態３９５の方法である。

実施形態３９７は、第２のフィルムが、部分反射体を備える、実施形態３９６の方法である。

実施形態３９８は、所望の光学フィルムが、反射偏光子を備える、実施形態３９１〜実施形態３９７のうちのいずれかの方法である。

実施形態３９９は、所望の光学フィルムが、四分の一波長位相子を更に備える、実施形態３９８の方法である。

実施形態４００は、反射偏光子が、多層ポリマー反射偏光子である、実施形態３９８又は実施形態３９９の方法である。

実施形態４０１は、反射偏光子が、ＡＰＦである、実施形態４００の方法である。

実施形態４０２は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態３９８又は実施形態３９９の方法である。

実施形態４０３は、光学システムであって、
像面と、
絞り面と
像面と絞り面との間に配設された第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体と絞り面との間に配設された第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
その第２の光学積層体の光軸に対して回転対称であり、その光軸に直交する、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って像面に向けて凸状の熱成形多層反射偏光子であって、その熱成形多層反射偏光子の頂点を通過する光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、少なくとも１つの第１の場所を有する、熱成形多層反射偏光子と、
反射偏光子と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備える、光学システムである。

実施形態４０４は、画像源が、像面を備え、絞り面が、射出瞳である、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４０５は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態４０４の光学システムである。

実施形態４０６は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態４０５の光学システムである。

実施形態４０７は、画像源が、シャッタを備える、実施形態４０４〜実施形態４０６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４０８は、画像源が、光学システムの外部の対象物から反射された光を受光するように適合された、開口を備える、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４０９は、画像記録装置が、像面を備え、絞り面が、入射瞳である、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４１０は、光学システムが、像面を通って透過される中心光線の光路によって画定される折り返し光軸を中心とする、実施形態４０３〜実施形態４０９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４１１は、絞り面が、第２の光学システムの入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態４０３〜実施形態４１０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４１２は、第２の光学システムが、入射瞳で受け取った像を記録するように適合されている、実施形態４１１の光学システムである。

実施形態４１３は、絞り面が、観察者の目の入射瞳に重なり合うように適合されている、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４１４は、画像源が、像面を備え、画像源が、非偏光を放出する、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４１５は、第１の光学積層体が、部分反射体と像面との間に配設された第２の四分の一波長位相子を更に備える、実施形態４０３〜実施形態４１４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４１６は、画像源が、像面を備え、画像源が、偏光を放出する、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４１７は、偏光が直線偏光である、実施形態４１６の光学システムである。

実施形態４１８は、偏光が円偏光である、実施形態４１６の光学システムである。

実施形態４１９は、偏光が楕円偏光である、実施形態４１６の光学システムである。

実施形態４２０は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態４０３〜実施形態４１９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２１は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態４０３〜実施形態４２０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２２は、所望の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態４０３〜実施形態４２１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２３は、所望の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態４０３〜実施形態４２２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２４は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態４２３の光学システムである。

実施形態４２５は、所望の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態４０３〜実施形態４２４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２６は、所望の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態４０３〜実施形態４２５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２７は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態４０３〜実施形態４２６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４２８は、所望の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態４２７の光学システムである。

実施形態４２９は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態４２８の光学システムである。

実施形態４３０は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態４０３〜実施形態４２９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３１は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態４０３〜実施形態４３０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３２は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態４０３〜実施形態４３１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３３は、多層反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態４２４〜実施形態４３２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３４は、ｓ１及びｒ１によって画定される反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態４０３〜実施形態４３３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３５は、ｓ１及びｒ１によって画定される反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１．５度未満である、実施形態４０３〜実施形態４３３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３６は、ｓ１及びｒ１によって画定される反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約１度未満である、実施形態４０３〜実施形態４３３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３７は、第１の光学レンズが、第２の光学レンズに向き合う第１主表面と、像面に向き合う反対側の第２主表面とを有し、第２の光学レンズが、絞り面に向き合う第１主表面と、第１の光学レンズに向き合う反対側の第２主表面とを有する、実施形態４０３〜実施形態４３６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４３８は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面又は第２主表面上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４３９は、部分反射体が、第１のレンズの第１主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４４０は、部分反射体が、第１のレンズの第２主表面上に配設され、第２の四分の一波長位相子が、第１のレンズの第２主表面の反対側でその部分反射体上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４４１は、第２の四分の一波長位相子が、第１の光学レンズの第１主表面上に配設され、部分反射体が、第１の光学レンズの第１主表面の反対側でその第２の四分の一波長位相子上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４４２は、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第１主表面上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４４３は、多層反射偏光子が、第２の光学レンズの第２主表面上に配設され、第１の四分の一波長位相子が、第２の光学レンズの第２主表面の反対側でその多層反射偏光子上に配設される、実施形態４３７の光学システムである。

実施形態４４４は、多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、第２の光学積層体の光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態４０３〜実施形態４４３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４４５は、像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、第１の光学積層体及び第２の光学積層体のそれぞれに入射する、実施形態４０３〜実施形態４４４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４４６は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、実質的に同じ形状を有する、実施形態４０３〜実施形態４４５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４４７は、第１の光学積層体と第２の光学積層体とが、異なる形状を有する、実施形態４０３〜実施形態４４５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４４８は、第１のレンズ及び第２のレンズのそれぞれが、プラノレンズである、実施形態４０３〜実施形態４４７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４４９は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、実質的に同じ形状を有する、実施形態４０３〜実施形態４４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５０は、第１の光学レンズと第２の光学レンズとが、異なる形状を有する、実施形態４０３〜実施形態４４８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５１は、像面が、実質的に平面状である、実施形態４０３〜実施形態４５０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５２は、像面が、実質的に湾曲している、実施形態４０３〜実施形態４５０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５３は、画像源が、像面を備え、この画像源が、歪みのない像を放出し、絞り面によって透過される、その放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約１０％未満となるように、部分反射体が、第１の形状を有し、反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、実施形態４０３の光学システムである。

実施形態４５４は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約５％未満である、実施形態４５３の光学システムである。

実施形態４５５は、絞り面によって透過される、放出された歪みのない像の歪みが、絞り面での視野の約３%未満である、実施形態４５３の光学システムである。

実施形態４５６は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、絞り面での視野の１．５パーセント未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態４０３〜実施形態４５５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５７は、絞り面での色分離距離が、絞り面での視野の１．２パーセント未満である、実施形態４５６の光学システムである。

実施形態４５８は、可視波長範囲内で、少なくとも１５０ｎｍ離れた少なくとも第１の波長及び第２の波長を有し、像面及び絞り面を通って透過される実質的にいずれの主光線も、２０分角未満の、絞り面での色分離距離を有する、実施形態４０３〜実施形態４５７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４５９は、絞り面での色分離距離が、１０分角未満である、実施形態４５８の光学システムである。

実施形態４６０は、部分反射体が第１の形状を有し、多層反射偏光子が第２の形状を有し、それら第１の形状及び第２の形状の一方若しくは双方が、非球面多項サグ式によって記述される、実施形態４０３〜実施形態４５９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６１は、多層反射偏光子が、交互配置された複数のポリマー層を備える、実施形態４０３〜実施形態４６０のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６２は、多層反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形態４０３〜実施形態４６１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６３は、多層反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子を備える、実施形態４０３〜実施形態４６１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６４は、第１の光学積層体及び第２の光学積層体の少なくとも一方が、絞り面及び像面に対して調節可能な位置を有する、実施形態４０３〜実施形態４６３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６５は、第１の光学積層体が、調節可能な形状を有する、実施形態４０３〜実施形態４６４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４６６は、光学システムであって、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子であって、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状であり、その多層反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、その多層反射偏光子の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その多層反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、多層反射偏光子と、
部分反射体と多層反射偏光子との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備え、
多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、
光学システムである。

実施形態４６７は、多層反射偏光子が、部分反射体に隣接して配設され、部分反射体から離隔配置される、実施形態４６６の光学システムである。

実施形態４６８は、第１の光学積層体が、第１の光学レンズ及び部分反射体を備える、実施形態４６６又は実施形態４６７の光学システムである。

実施形態４６９は、第２の光学積層体が、第２の光学レンズ及び多層反射偏光子を備える、実施形態４６６〜実施形態４６８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４７０は、光学システムであって、
第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子であって、その多層反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その多層反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、多層反射偏光子と、
第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、
光学システムである。

実施形態４７１は、光学システムであって、
第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射偏光子であって、その反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である反射偏光子と、
第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
この光学システムが、その光学システムの視野にわたって、少なくとも５０のコントラスト比を有する、
光学システムである。

実施形態４７２は、コントラスト比が、少なくとも６０である、実施形態４７１の光学システムである。

実施形態４７３は、コントラスト比が、少なくとも８０である、実施形態４７１の光学システムである。

実施形態４７４は、コントラスト比が、少なくとも１００である、実施形態４７１の光学システムである。

実施形態４７５は、第２の光学積層体が、第１の光学積層体から離隔配置される、実施形態４６９〜実施形態４７４のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４７６は、光学システムであって、
第１の光学積層体であって、
第１の光学レンズと、
所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
を備える、第１の光学積層体と、
第１の光学積層体に隣接して配設され、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って凸状の第２の光学積層体であって、
第２の光学レンズと、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する反射偏光子であって、その反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、第２の光学積層体の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である反射偏光子と、
第２の光学積層体と第１の光学積層体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学積層体と、
を備え、
この光学システムが、調節可能な光屈折補正を実現するように適合されている、
光学システムである。

実施形態４７７は、反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態４６６〜実施形態４７６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４７８は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態４６６〜実施形態４７６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４７９は、調節可能な光屈折補正が、第１の光学積層体と第２の光学積層体との間の調節可能な距離、第１の光学積層体の調節可能な形状、及び第２の光学積層体の調節可能な形状のうちの１つ以上によって実現される、実施形態４７６の光学システムである。

実施形態４８０は、像面と、絞り面と、それら像面と絞り面との間に配設された部分反射体と、その部分反射体と絞り面との間に配設された反射偏光子とを更に備える、実施形態４６６〜実施形態４７９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８１は、反射偏光子が、直交する第１の軸及び第２の軸に対して像面に向けて凸状である、実施形態４８０の光学システムである。

実施形態４８２は、部分反射体が、直交する第１の軸及び第２の軸に対して像面に向けて凸状である、実施形態４８０又は実施形態４８１の光学システムである。

実施形態４８３は、像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約３０度未満の入射角で、部分反射体及び反射偏光子のそれぞれに入射する、実施形態４８０〜実施形態４８２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８４は、像面及び絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、部分反射体及び反射偏光子のそれぞれに入射する、実施形態４８０〜実施形態４８２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８５は、反射偏光子が、ＡＰＦである、実施形４６６〜実施形態４７７、又は実施形４７９〜実施形態４８２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８６は、反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形４６６〜実施形態４７７、又は実施形４７９〜実施形態４８５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８７は、部分反射体が、第２の反射偏光子である、実施形態４６６〜実施形態４８６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８８は、部分反射体が、所望の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光透過率を有する、実施形態４６６〜実施形態４８７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４８９は、所望の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態４６６〜実施形態４８８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９０は、所望の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態４６６〜実施形態４８９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９１は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態４９０の光学システムである。

実施形態４９２は、所望の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態４６６〜実施形態４９１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９３は、所望の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態４６６〜実施形態４９２のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９４は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態４６６〜実施形態４９３のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９５は、所望の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態４９４の光学システムである。

実施形態４９６は、半値全幅が５０ｎｍ以下である、実施形態４９５の光学システムである。

実施形態４９７は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態４６６〜実施形態４９６のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９８は、ｓ１／ｒ１が、０．２〜０．８の範囲である、実施形態４６６〜実施形態４９７のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態４９９は、ｓ１／ｒ１が、０．３〜０．６の範囲である、実施形態４６６〜実施形態４９８のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５００は、反射偏光子が、光軸からの半径方向距離ｒ２、及び、平面からの変位ｓ２を有し、ｓ２／ｒ２が、少なくとも０．３である、第２の場所を有する、実施形態４６６〜実施形態４９９のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５０１は、ｓ１及びｒ１によって画定される反射偏光子の領域に関して、その反射偏光子の透過軸の最大変動が、約２度未満である、実施形態４６６〜実施形態５００のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５０２は、ビームエキスパンダである、実施形態４６６〜実施形態５０１のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５０３は、実施形態４６６〜実施形態５０１のうちのいずれかの光学システムを備える、ビームエキスパンダである。

実施形態５０４は、実施形態５０３のビームエキスパンダと、パターン化光を放出するように適合された画像形成装置とを備え、そのパターン化光をビームエキスパンダに向けて方向付けるように構成された、投影システムである。

実施形態５０５は、ビームエキスパンダの光学システムが、部分反射体が画像形成装置に向き合う状態に、方向付けされる、実施形態５０４の投影システムである。

実施形態５０６は、画像形成装置とビームエキスパンダとの間に配設された偏光ビームスプリッタを更に備える、実施形態５０４又は実施形態５０５の投影システムである。

実施形態５０７は、ビームエキスパンダと偏光ビームスプリッタとの間に配設された第２の反射偏光子を更に備える、実施形態５０６の投影システムである。

実施形態５０８は、偏光ビームスプリッタが、第１のプリズム及び第２のプリズムと、それら第１のプリズム及び第２のプリズムの斜面に沿って第１のプリズムと第２のプリズムとの間に配設された平坦な反射偏光子とを備える、実施形態５０６又は実施形態５０７の投影システムである。

実施形態５０９は、第１のプリズムが、第２のプリズムと画像形成装置との間に配設される、実施形態５０８の投影システムである。

実施形態５１０は、第１のプリズムが、第１の体積を有し、第２のプリズムが、第２の体積を有し、第１の体積が、第２の体積の約半分以下である、実施形態５０８又は実施形態５０９の投影システムである。

実施形態５１１は、実施形態５０３のビームエキスパンダ、及び照明器を備え、その照明器からの光出力を、ビームエキスパンダに向けて方向付けるように構成された、投影システムである。

実施形態５１２は、照明器が、
偏光ビームスプリッタであって、
入力面、出力面、及び第１の斜辺を有する、第１のプリズムと、
結像面及び第２の斜辺を有し、この第２の斜辺が、第１の斜辺に隣接して配設されている、第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設された、第２の反射偏光子と、
を備える、偏光ビームスプリッタと、
入力面に隣接して配設され、その入力面上に入力アクティブ領域を画定する、光源と、
光源から放出された光を受光し、パターン化光を放出するための、結像面に隣接して配設された画像形成装置であって、最大画像領域を有し、この最大画像領域が、出力面上に出力アクティブ領域を画定する、画像形成装置と、
を備え、
入力アクティブ領域及び出力アクティブ領域の一方若しくは双方が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１１の投影システムである。

実施形態５１３は、入力アクティブ領域が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１４は、出力アクティブ領域が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１５は、入力アクティブ領域及び出力アクティブ領域のそれぞれが、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１６は、入力面の最大表面積が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１７は、出力面の最大表面積が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１８は、入力面の最大表面積が、最大画像領域の約半分未満であり、出力面の最大表面積が、最大画像領域の約半分未満である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５１９は、光源の反対側で偏光ビームスプリッタに隣接して配設された、反射構成要素を更に備える、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５２０は、第２の反射偏光子が、ポリマー多層反射偏光子、ワイヤグリッド偏光子、マクニール型反射偏光子、又はコレストリック反射偏光子である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５２１は、第２の反射偏光子が、ポリマー多層反射偏光子である、実施形態５１２の投影システムである。

実施形態５２２は、光学システムが、光屈折補正を実現するように適合されている、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態４７５のうちのいずれかの光学システムである。

実施形態５２３は、光屈折補正が調節可能である、実施形態５２２の光学システムである。

実施形態５２４は、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかの光学システムを備える、装置である。

実施形態５２５は、ヘッドマウント式ディスプレイである、実施形態５２４の装置である。

実施形態５２６は、ビームエキスパンダ、照明器、又は投影器である、実施形態５２４の装置である。

実施形態５２７は、カメラである、実施形態５２４の装置である。

実施形態５２８は、望遠鏡、顕微鏡、又は双眼鏡である、実施形態５２４の装置である。

実施形態５２９は、第１の光学システムを備え、その第１の光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかの光学システムである、ヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３０は、視標追跡システムを更に備える、実施形態５２９のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３１は、光学システムが、視標追跡システムから受信した信号に応答して、反射偏光子の位置、又は部分反射体の位置を調節するように適合されている、実施形態５３０のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３２は、第２の光学システムを更に備え、その第２の光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかの光学システムである、実施形態５２９のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３３は、視標追跡システムを更に備える、実施形態５３２のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３４は、光学システムが、視標追跡システムから受信した信号に応答して、第１の光学システムの反射偏光子の位置、又は第１の光学システムの部分反射体の位置を調節するように適合されている、実施形態５３３のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３５は、光学システムが、視標追跡システムから受信した信号に応答して、第２の光学システムの反射偏光子の位置、又は第２の光学システムの部分反射体の位置を調節するように適合されている、実施形態５３３又は実施形態５３４のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３６は、ヘッドマウント式ディスプレイであって、
第１の光学システムであって、
第１の像面と、
第１の射出瞳と、
第１の射出瞳と第１の像面との間に配設され、２つの直交軸に対して凸状の第１の反射偏光子と、
第１の反射偏光子と第１の像面との間に配設され、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する第１の部分反射体と、
第１の反射偏光子と第１の部分反射体との間に配設された第１の四分の一波長位相子と、
を備える、第１の光学システムと、
第１の光学システムの近位に配設された、第２の光学システムであって、
第２の像面と、
第２の射出瞳と、
第２の射出瞳と第２の像面との間に配設され、２つの直交軸に対して凸状の第２の反射偏光子と、
第２の反射偏光子と第２の像面との間に配設され、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する第２の部分反射体と、
第２の反射偏光子と第２の部分反射体との間に配設された第２の四分の一波長位相子と、
を備える、第２の光学システムと、
を備える、ヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３７は、画像源が、第１の像面及び第２の像面を備える、実施形態５３６のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３８は、画像源が、ディスプレイパネルを備える、実施形態５３７のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５３９は、ディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態５３８のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４０は、画像源が、シャッタを備える、実施形態５３７〜実施形態５３９のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４１は、第１の画像源が、第１の像面を備え、第２の画像源が、第２の像面を備える、実施形態５３６のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４２は、第１の画像源が、第１のディスプレイパネルを備える、実施形態５３６のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４３は、第１のディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態５４２のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４４は、第１の画像源が、第１のシャッタを備える、実施形態５４１〜実施形態５４３のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４５は、第２の画像源が、第２のディスプレイパネルを備える、実施形態５４１〜実施形態５４４のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４６は、第２のディスプレイパネルが、透明又は半透明である、実施形態５４５のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４７は、第２の画像源が、第２のシャッタを備える、実施形態５４１〜実施形態５４６のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４８は、第１の像面及び第２の像面が、実質的に平面状である、実施形態５３６〜実施形態５４７のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５４９は、第１の像面及び第２の像面の一方若しくは双方が、湾曲している、実施形態５３６〜実施形態５４７のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５０は、第１の光学システムが、第１の光学レンズを備える、実施形態５３６〜実施形態５４９のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５１は、第１の反射偏光子が、第１の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態５５０のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５２は、第１の光学レンズが、不均一な縁部プロファイルを有する、実施形態５５０又は実施形態５５１のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５３は、第２の光学システムが、第２の光学レンズを備える、実施形態５３６〜実施形態５５２のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５４は、第２の反射偏光子が、第２の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態５５３のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５５は、第２の光学レンズが、不均一な縁部プロファイルを有する、実施形態５５３又は実施形態５５４のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５６は、第１の反射偏光子が、実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である、実施形態５３６〜実施形態５５５のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５７は、第２の反射偏光子が、実施形態３３４〜実施形態３５３のうちのいずれかの熱成形多層反射偏光子である、実施形態５３６〜実施形態５５６のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５８は、視標追跡システムを更に備える、実施形態５３６〜実施形態５５７のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５５９は、第１の光学システムが、視標追跡システムから受信した信号に応答して、第１の反射偏光子と第１の部分反射体との間の距離を調節するように適合されている、実施形態５５８のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６０は、第２の光学システムが、視標追跡システムから受信した信号に応答して、第２の反射偏光子と第２の部分反射体との間の距離を調節するように適合されている、実施形態５５８又は実施形態５５９のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６１は、既定の複数の波長が、少なくとも１つの連続的な波長範囲を含む、実施形態５３６〜実施形態５６０のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６２は、既定の複数の波長が、可視範囲の波長を含む、実施形態５３６〜実施形態５６１のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６３は、可視範囲が、４００ｎｍ〜７００ｎｍである、実施形態５６２のヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６４は、既定の複数の波長が、赤外範囲の波長を含む、実施形態５３６〜実施形態５６３のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６５は、既定の複数の波長が、赤外波長、可視波長、及び紫外波長のうちの１つ以上を含む、実施形態５３６〜実施形態５６４のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６６は、部分反射体が、ノッチ反射体である、実施形態５３６〜実施形態５６５のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６７は、既定の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、１００ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態５６６の光学ヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６８は、既定の複数の波長が、１つ以上の連続的な波長範囲を含み、それら連続的な波長範囲のうちの少なくとも１つが、５０ｎｍ以下の半値全幅を有する、実施形態５６６の光学ヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５６９は、第１の光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかの光学システムである、実施形態５３６〜実施形態５６８のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５７０は、第２の光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかの光学システムである、実施形態５３６〜実施形態５６９のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５７１は、仮想現実ディスプレイである、実施形態５２９〜実施形態５７０のうちのいずれかのヘッドマウント式ディスプレイである。

実施形態５７２は、カメラであって、
開口と、
画像記録装置と、
開口と画像記録装置との間に配設され、２つの直交軸に対して湾曲している反射偏光子と、
反射偏光子と画像記録装置との間に配設され、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子と、
を備える、カメラである。

実施形態５７３は、第１の光学積層体を更に備え、この第１の光学積層体が、第１のレンズ及び部分反射体を含む、実施形態５７２のカメラである。

実施形態５７４は、第２の光学積層体を更に備え、この第２の光学積層体が、第２のレンズ及び反射偏光子を含む、実施形態５７２又は実施形態５７３のカメラである。

実施形態５７５は、一体型光学積層体を更に備え、この一体型光学積層体が、第１の光学レンズ、反射偏光子、部分反射体、及び四分の一波長位相子を備える、実施形態５７２のカメラである。

実施形態５７６は、一体型光学積層体が、第１の光学レンズに隣接する第２の光学レンズを更に備え、四分の一波長位相子が、第１の光学レンズと第２の光学レンズとの間に配設され、部分反射体が、第２の光学レンズの反対側で第１の光学レンズの主表面上に配設され、反射偏光子が、第１の光学レンズの反対側で第２の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態５７５のカメラである。

実施形態５７７は、反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、その反射偏光子の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、実施形態５７２〜実施形態５７６のうちのいずれかのカメラである。

実施形態５７８は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態５７７のカメラである。

実施形態５７９は、反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態５７７又は実施形態５７８のカメラである。

実施形態５８０は、反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形５７２〜実施形態５７９のうちのいずれかのカメラである。

実施形態５８１は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態５７２〜実施形態５７８のうちのいずれかのカメラである。

実施形態５８２は、反射偏光子が、画像記録装置に向けて凸状である、実施形態５７２〜実施形態５８１のうちのいずれかのカメラである。

実施形態５８３は、カメラが、光学システムを備え、この光学システムが、反射偏光子、四分の一波長位相子、及び部分反射体、像面及び絞り面を含み、像面が、画像記録装置の表面であり、絞り面が、開口によって画定された表面である、実施形態５７２のカメラである。

実施形態５８４は、光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかによって更に特徴付けられる、実施形態５８３のカメラである。

実施形態５８５は、ビームエキスパンダであって、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
部分反射体に隣接して配設され、部分反射体から離隔配置され、２つの直交軸に対して湾曲している反射偏光子と、
反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子と、
を備える、ビームエキスパンダである。

実施形態５８６は、ビームエキスパンダが、部分反射体に入射する収束光を受光して、反射偏光子を通して発散光を透過するように適合されている、実施形態５８５のビームエキスパンダである。

実施形態５８７は、第１の光学積層体を更に備え、この第１の光学積層体が、第１のレンズ及び部分反射体を含む、実施形態５８５又は実施形態５８６のビームエキスパンダである。

実施形態５８８は、第２の光学積層体を更に備え、この第２の光学積層体が、第２のレンズ及び反射偏光子を含む、実施形態５８５〜実施形態５８７のうちのいずれかのビームエキスパンダである。

実施形態５８９は、一体型光学積層体を更に備え、この一体型光学積層体が、第１の光学レンズ、反射偏光子、部分反射体、及び四分の一波長位相子を備える、実施形態５８５又は実施形態５８６のビームエキスパンダである。

実施形態５９０は、一体型光学積層体が、第１の光学レンズに隣接する第２の光学レンズを更に備え、四分の一波長位相子が、第１の光学レンズと第２の光学レンズとの間に配設され、部分反射体が、第２の光学レンズの反対側で第１の光学レンズの主表面上に配設され、反射偏光子が、第１の光学レンズの反対側で第２の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態５８９のビームエキスパンダである。

実施形態５９１は、反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、その反射偏光子の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、実施形態５８５〜実施形態５９０のうちのいずれかのビームエキスパンダである。

実施形態５９２は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態５９１のビームエキスパンダである。

実施形態５９３は、反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態５８５〜実施形態５９２のうちのいずれかのビームエキスパンダである。

実施形態５９４は、反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形５８５〜実施形態５９３のうちのいずれかのビームエキスパンダである。

実施形態５９５は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態５８５〜実施形態５９２のうちのいずれかのビームエキスパンダである。

実施形態５９６は、光源と、その光源からの光を受光してパターン化光を放出するように配設された画像形成装置と、その画像形成装置からのパターン化光が部分反射体に入射するように配設された、実施形態５８５〜実施形態５９５のうちのいずれかのビームエキスパンダとを備える、投影システムである。

実施形態５９７は、画像形成装置とビームエキスパンダとの間に配設された、偏光ビームスプリッタを更に備える、実施形態５９６の投影システムである。

実施形態５９８は、光源と、その光源からの光を受光して、収束パターン化光を放出するように配設された画像形成装置と、ビームエキスパンダとを備える投影システムであって、このビームエキスパンダが、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
部分反射体に隣接して配設され、部分反射体から離隔配置され、２つの直交軸に対して湾曲している反射偏光子と、
反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子と、
を備え、
このビームエキスパンダが、画像形成装置からの収束パターン化光が部分反射体に入射して、そのビームエキスパンダが発散パターン化光を透過するように配設されている、投影システムである。

実施形態５９９は、ビームエキスパンダが、実施形態５８６〜実施形態５９５のうちのいずれかによって更に特徴付けられる、実施形態５９８の投影システムである。

実施形態６００は、画像形成装置とビームエキスパンダとの間に配設された偏光ビームスプリッタを更に備える、実施形態５９８又は実施形態５９９の投影システムである。

実施形態６０１は、照明器であって、
２つの直交方向に対して湾曲している反射偏光子を備える、ビームエキスパンダと、
偏光ビームスプリッタであって、
入力面、出力面、及び第１の斜辺を有する、第１のプリズムと、
第１面及び第２の斜辺を有し、この第２の斜辺が、第１の斜辺に隣接して配設されている、第２のプリズムと、
第１の斜辺と第２の斜辺との間に配設された第２の反射偏光子と、
を備える、偏光ビームスプリッタと、
入力面に隣接して配設され、その入力面上に入力アクティブ領域を画定する、光源と、
光源から放出された光を受光し、収束光を放出するための、第１面に隣接して配設された反射構成要素であって、最大アクティブ領域を有し、この最大アクティブ領域が、出力面上に出力アクティブ領域を画定する、反射構成要素と、
を備え、
ビームエキスパンダが、収束光を受光して、発散光を透過するように配設され、入力アクティブ領域及び出力アクティブ領域の一方若しくは双方が、反射構成要素の最大アクティブ領域の約半分未満である、照明器である。

実施形態６０２は、ビームエキスパンダが、反射偏光子に隣接して離隔配置された部分反射体を更に備え、この部分反射体が、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有し、この部分反射体が、偏光ビームスプリッタと反射偏光子との間に配設される、実施形態６０１の照明器である。

実施形態６０３は、反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子を更に備える、実施形態６０２の照明器である。

実施形態６０４は、ビームエキスパンダが、実施形態５８５〜実施形態５９５のうちのいずれかによって更に特徴付けられる、実施形態６０１〜実施形態６０３のうちのいずれかの照明器である。

実施形態６０５は、反射構成要素が、画像形成装置である、実施形態６０１〜実施形態６０４のうちのいずれかの照明器である。

実施形態６０６は、画像投影器である、実施形態６０１〜実施形態６０５のうちのいずれかの照明器である。

実施形態６０７は、光学システムを備える拡大装置であって、この光学システムが、
射出瞳と、
射出瞳に近位の、２つの直交軸に対して湾曲している反射偏光子と、
射出瞳の反対側で反射偏光子に隣接して配設された部分反射体であって、反射偏光子から離隔配置され、既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
反射偏光子と部分反射体との間に配設された四分の一波長位相子と、
を備える、拡大装置である。

実施形態６０８は、光学システムが、実施形態１〜実施形態３３３のうちのいずれか、又は実施形態３７８〜実施形態３８１のうちのいずれか、又は実施形態４０３〜実施形態５２３のうちのいずれかによって更に特徴付けられる、実施形態６０７の拡大装置である。

実施形態６０９は、対物部分及び接眼部分を更に備える、実施形態６０７又は実施形態６０８の拡大装置である。

実施形態６１０は、対物部分が、反射偏光子、部分反射体、及び四分の一波長位相子を備える、実施形態６０９の拡大装置である。

実施形態６１１は、接眼部分が、光学システムを備える、実施形態６０９の拡大装置である。

実施形態６１２は、光学システムが、第１の光学積層体を更に備え、この第１の光学積層体が、第１のレンズ及び部分反射体を含む、実施形態６０７〜実施形態６１１のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６１３は、光学システムが、第２の光学積層体を更に備え、この第２の光学積層体が、第２のレンズ及び反射偏光子を含む、実施形態６０７〜実施形態６１２のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６１４は、光学システムが、一体型光学積層体を更に備え、この一体型光学積層体が、第１の光学レンズ、反射偏光子、部分反射体、及び四分の一波長位相子を備える、実施形態６０７〜実施形態６１１のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６１５は、一体型光学積層体が、第１の光学レンズに隣接する第２の光学レンズを更に備え、四分の一波長位相子が、第１の光学レンズと第２の光学レンズとの間に配設され、部分反射体が、第２の光学レンズの反対側で第１の光学レンズの主表面上に配設され、反射偏光子が、第１の光学レンズの反対側で第２の光学レンズの主表面上に配設される、実施形態６１４の拡大装置である。

実施形態６１６は、双眼鏡、望遠鏡、又は顕微鏡である、実施形態６０７〜実施形態６１５のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６１７は、反射偏光子上の少なくとも１つの第１の場所が、その反射偏光子の光軸からの半径方向距離ｒ１、及び、その反射偏光子の頂点で光軸に対して垂直な平面からの変位ｓ１を有し、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．１である、実施形態６０７〜実施形態６１６のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６１８は、ｓ１／ｒ１が、少なくとも０．２である、実施形態６１７の拡大装置である。

実施形態６１９は、反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、その少なくとも１つの層は、光軸から離れた、その少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に光学的二軸性であり、光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に光学的一軸性である、実施形態６０７〜実施形態６１８のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６２０は、反射偏光子が、熱成形ＡＰＦである、実施形６０７〜実施形態６１９のうちのいずれかの拡大装置である。

実施形態６２１は、反射偏光子が、ワイヤグリッド偏光子である、実施形態６０７〜実施形態６１８のうちのいずれかの拡大装置である。

特に指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用される、数量、特性の測定値などを表現する、全ての数値は、用語「約」によって修飾されているものとして理解されたい。したがって、そうではないことが示されない限り、本明細書及び特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本出願の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変動し得る、近似値である。特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限しようとするものではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告される有効桁数を考慮し、通常の四捨五入法を適用することによって解釈されるべきである。本発明の広義の範囲を記載する数値範囲及び数値パラメータは、近似値ではあるが、いずれの数値も、本明細書で説明される具体例に記載される限りにおいて、それらは、適度に可能な範囲で正確に報告されるものである。しかしながら、いずれの数値も、試験又は測定の限界に関連付けられた、誤差を含む可能性がある。

図中の要素に関する説明は、特に指示がない限り、又は文脈が明確にそうではないことを示さない限り、他の図中の対応する要素にも等しく適用されることを理解されたい。本明細書では、具体的な実施形態が図示及び説明されているが、本開示の範囲から逸脱することなく、それら図示及び説明された具体的な実施形態を、様々な代替的及び／又は等価的な実装で置き換えることができる点が、当業者には理解されるであろう。本出願は、本明細書で論じられた具体的な実施形態の、あらゆる適合例又は変形例を包含することを意図するものである。それゆえ、本開示は、特許請求の範囲及びその等価物によってのみ限定されるものとする。

Claims

像面と、
実質的に平面状の絞り面と、
前記像面と前記絞り面との間に配設された、
同一の光軸を有する、第１の光学レンズ、第２の光学レンズ、及び第３の光学レンズと、
既定の複数の波長で、少なくとも３０％の平均光反射率を有する部分反射体と、
第１の偏光状態を有する光を実質的に透過し、直交する第２の偏光状態を有する光を実質的に反射する多層反射偏光子と、
前記既定の複数の波長内の少なくとも１つの波長での第１の四分の一波長位相子と、
を備える、光学システムであって、
前記光学システムは、前記像面と前記絞り面との間に配設された複数の主表面を備え、各主表面が、直交する第１の軸及び第２の軸に沿って前記像面に向けて凸状であり、少なくとも６つの異なる主表面が、６つの異なる凸面を有し、
前記多層反射偏光子は、前記直交する第１の軸及び第２の軸に沿って前記像面に向けて凸状である、光学システム。
前記複数の主表面が、前記第１の光学レンズの、反対側の第１主表面及び第２主表面と、前記第２の光学レンズの、反対側の第１主表面及び第２主表面と、前記第３の光学レンズの、反対側の第１主表面及び第２主表面とを含み、各第１主表面が、前記絞り面に向き合い、各第２主表面が、前記像面に向き合い、前記第２の光学レンズが、前記第１の光学レンズと前記第３の光学レンズとの間に配設され、前記第３の光学レンズが、前記絞り面と前記第１の光学レンズとの間に配設される、請求項１に記載の光学システム。
前記既定の複数の波長内の少なくとも１つの波長での第２の四分の一波長位相子を更に備え、前記第２の四分の一波長位相子が、前記部分反射体と前記像面との間に配設され、前記第１の四分の一波長位相子が、前記多層反射偏光子と前記部分反射体との間に配設される、請求項１に記載の光学システム。
前記多層反射偏光子が、少なくとも１つの層を備え、前記少なくとも１つの層は、前記光軸から離れた、前記少なくとも１つの層上の少なくとも１つの第１の場所で、実質的に二軸配向であり、前記光軸から離れた少なくとも１つの第２の場所で、実質的に一軸配向である、請求項１に記載の光学システム。
前記多層反射偏光子が、前記光軸に対して回転対称の熱成形多層反射偏光子である、請求項１に記載の光学システム。
前記像面及び前記絞り面を通過する実質的にいずれの主光線も、約２５度未満の入射角で、前記部分反射体、前記多層反射偏光子、及び前記第１の四分の一波長位相子のそれぞれに入射する、請求項１に記載の光学システム。
画像源が、前記像面を備え、前記画像源が、歪みのない像を放出し、前記絞り面によって透過される前記放出された歪みのない像の歪みが、前記絞り面での視野の約１０％未満となるように、前記部分反射体が、第１の形状を有し、前記多層反射偏光子が、異なる第２の形状を有する、請求項１に記載の光学システム。
前記第１の光学レンズ、前記第２の光学レンズ、及び前記第３の光学レンズのうちの少なくとも１つが、前記絞り面及び前記像面に対してユーザによる調節が可能な位置を有する、請求項１に記載の光学システム。
前記第１の光学レンズ、前記第２の光学レンズ、及び前記第３の光学レンズのうちの少なくとも１つが、ユーザによる調節が可能な形状を有する、請求項１に記載の光学システム。