(57)【要約】  裸眼立体バックライト又はディスプレイでの使用に好適な微細複製によって作製することが可能な、対向する第１構造化表面と第２構造化表面とを含む光方向変換フィルムである。第１構造化表面は複数のレンチキュラー機構を含み、第２構造化表面は複数のプリズム機構を含む。場合によっては、少なくとも第１プリズム機構は、フィルム平面に対して垂直のフィルムの厚軸に対して傾斜している第１プリズム光軸を有する。場合によっては、少なくとも第１レンチキュラー機構は、厚軸に対して傾斜している第１レンチキュラー光軸を有する。場合によっては、このフィルムは、フィルムの中央部の中央フィルムキャリパー（厚さ）、及びフィルムの第１縁部の縁部フィルムキャリパーを有することができ、中央フィルムキャリパーは縁部フィルムキャリパーより大きい。
2014515499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裸眼立体バックライトでの使用に好適な光方向変換フィルムであって、前記フィルムはフィルム平面を画定し、対向する第１構造化表面と第２構造化表面を有するものであり、前記第１構造化表面は複数のレンチキュラー機構を備え、前記第２構造化表面は複数のプリズム機構を備え、前記プリズム機構のそれぞれはプリズム光軸を有し、前記プリズム機構の最初の１つは前記フィルム平面に対して垂直の前記フィルムの厚軸に対して傾斜している第１プリズム光軸を有する、光方向変換フィルム。
【請求項２】
前記複数のレンチキュラー機構のそれぞれが面内のレンチキュラー軸に対して平行に延在し、前記複数のプリズム機構のそれぞれが面内のプリズム軸に対して平行に延在し、前記プリズム軸が前記第１プリズム光軸に対して垂直である、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
前記第１プリズム光軸が前記厚軸に対して角度βで傾斜しており、βが−３０度〜＋３０度の範囲内である、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
前記複数のプリズム機構の２つ目が前記厚軸に対してほぼ平行の第２プリズム光軸を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項５】
複数のプリズム機構の３つ目が、前記厚軸に対して傾斜した第３プリズム光軸を有し、前記第１プリズム光軸の傾斜が前記第３プリズム光軸の傾斜と反対の極性である、請求項４に記載のフィルム。
【請求項６】
前記第２プリズム機構が、前記第１プリズム機構と前記第３プリズム機構との間に配置される、請求項５に記載のフィルム。
【請求項７】
前記複数のレンチキュラー機構が複合曲率を有し、前記複数のレンチキュラー機構のそれぞれがレンチキュラー光軸を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項８】
前記複数のレンチキュラー機構の最初の１つが、前記厚軸に対して傾斜した第１レンチキュラー光軸を有する、請求項７に記載のフィルム。
【請求項９】
前記第１レンチキュラー光軸が前記厚軸に対して角度αで傾斜しており、αが−３０度  〜＋３０度の範囲内である、請求項８に記載のフィルム。
【請求項１０】
前記複数のレンチキュラー機構の２つ目が、前記厚軸に対してほぼ平行である第２レンチキュラー光軸を有する、請求項９に記載のフィルム。
【請求項１１】
複数のレンチキュラー機構の３つ目が、前記厚軸に対して傾斜した第３レンチキュラー光軸を有し、前記第１レンチキュラー光軸の傾斜が前記第３レンチキュラー光軸の傾斜と反対の極性である、請求項１０に記載のフィルム。
【請求項１２】
前記第２レンチキュラー機構が、前記第１レンチキュラー機構と前記第３レンチキュラー機構との間に配置される、請求項１１に記載のフィルム。
【請求項１３】
前記第１レンチキュラー機構が前記第１プリズム機構と対に組み合わされ、前記第１プリズム光軸が前記厚軸に対して角度βで傾斜しており、前記第１レンチキュラー光軸が前記厚軸に対して角度αで傾斜しており、βの大きさがゼロより大きいがαの大きさより小さい、請求項８に記載のフィルム。
【請求項１４】
βの大きさがαの大きさの約半分である、請求項１３に記載のフィルム。
【請求項１５】
裸眼立体バックライトでの使用に好適な光方向変換フィルムであって、前記フィルムはフィルム平面を画定し、対向する第１構造化表面と第２構造化表面を有するものであり、前記第１構造化表面は複数のレンチキュラー機構を備え、前記第２構造化表面は複数のプリズム機構を備え、前記フィルムは前記フィルムの中央部に中央のフィルムの厚さを有し、前記フィルムの第１縁部に第１縁部のフィルムの厚さを有し、前記中央のフィルムの厚さが前記第１縁部のフィルムの厚さより大きい、光方向変換フィルム。
【請求項１６】
前記複数のレンチキュラー機構のそれぞれが面内のレンチキュラー軸に対して平行に延在し、前記フィルムが、前記面内のレンチキュラー軸に対して垂直の所与の面内の軸に沿って変化するフィルムの厚さを有する、請求項１５に記載のフィルム。
【請求項１７】
前記フィルムの厚さが、前記フィルムの前記中央部から前記フィルムの前記第１縁部にかけて、前記所与の面内の軸に沿って単調に減少する、請求項１６に記載のフィルム。
【請求項１８】
前記フィルムが、前記第１縁部の反対側の第２縁部を有し、そのフィルムの厚さもまた、前記フィルムの前記中央部から前記フィルムの前記第２縁部にかけて、その所与の面内の軸に沿って単調に減少する、請求項１７に記載のフィルム。
【請求項１９】
前記複数のプリズム機構のそれぞれがプリズム光軸を有し、前記複数のプリズム機構の最初の１つが、前記フィルム平面に垂直の前記フィルムの厚軸に対して傾斜した第１プリズム光軸を有する、請求項１５に記載のフィルム。
【請求項２０】
前記複数のレンチキュラー機構が複合曲率を有し、前記複数のレンチキュラー機構のそれぞれがレンチキュラー光軸を有し、前記複数のレンチキュラー機構の最初の１つが前記フィルムの厚軸に対して傾斜した第１レンチキュラー光軸を有する、請求項１５に記載のフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、裸眼立体ディスプレイでの使用のための微細構造化された光フィルムに関するものであり、そのようなフィルム、及びそのようなフィルムに関係する方法を取り入れた物品並びにシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
裸眼立体ディスプレイは、通常、右眼用と左眼用の個々の視点からの視差を有する画像を観察者に示す。観察者の両眼に視差画像を提供し、立体視体験をもたらす技術はいくつかある。第１技術では、観察者は、左眼用／右眼用の画像ディスプレイと交互に同期して、視聴者の目に光を伝える又はブロックする一対のシャッター、つまり３次元（「３Ｄ」）用眼鏡を利用する。第２技術では、右眼用画像及び左眼用画像が観察者のそれぞれの眼に対して別の方法として表示され、向けられるが、３Ｄ眼鏡の利用を伴わない。この第２技術は裸眼立体型と呼ばれ、観察者がどのようなタイプの特殊眼鏡もかける必要がないため、３Ｄ観察において有利である。
【０００３】
裸眼立体ディスプレイは、典型的には、ディスプレイパネル、特別に設計されたバックライト、及びバックライトとディスプレイパネルとの間に配置される特別に設計された光方向変換フィルムを備える。バックライトは、公称寸法がディスプレイパネルと同一の光出力領域を有する光ガイドを提供する。光ガイドの反対側縁部に沿って配置される光源は別の方法として通電され、光ガイドの出力領域に、２つの異なる高度に傾斜した角度で別の方法として光を放射させる。この光ガイドにより放射される光は、光方向変換フィルム（本明細書では３Ｄフィルムと称することもある）により遮られ、２つの異なるタイプの放射光を交互の光線に変換し、このうち１つは観察者の右眼に向けられ、もう一方は観察者の左眼に向けられる。光方向変換フィルムと観察者との間にＬＣＤパネルなどの電子的にアドレス可能なディスプレイパネルを配置し、このＬＣＤパネルを制御して、交互の光線と同期して右眼用及び左眼用画像を交互に提示することにより、観察者が３次元画像を認知できる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、裸眼立体ディスプレイ用途における改善された性能を提供することができる及び／又はユニークな光学的及び／又は機械的設計の特徴を有する一群の光方向変換（３Ｄ）フィルムを開発した。場合によっては、これらのフィルムは、フィルムの厚軸に対して傾斜した光軸を有する複数のプリズム機構を取り入れる。これらのフィルムは、厚軸に対して傾斜した光軸を有する複合曲率の複数のレンチキュラー機構もまた取り入れることができる。複数のプリズム機構及び／又は複数のレンチキュラー機構の傾斜角は、一機構又は一群の機構から次のものへと、フィルムの面にわたって変化することが好ましく、例えば、フィルムの１つの縁で一方向に最大傾斜を有し、フィルムの中央部においてはほとんど又は全く傾斜を有さず、フィルムの反対側の縁で反対方向に最大傾斜を有する。複数のプリズム機構と複数のレンチキュラー機構とが１対１で対応するように複数のプリズム機構を複数のレンチキュラー機構と対に組み合わせてもよい。そのような場合、第１レンチキュラー機構を第１プリズム機構と対に組み合わせ、そのレンチキュラー機構を角度αだけ傾斜し、プリズム機構を角度βだけ傾斜することができ、０＜｜β｜＜｜α｜であり、好ましくは、｜β｜は約｜α｜／２である。
【０００５】
場合によっては、それらの光方向変換フィルムは、例えばフィルムの作業面積にかけて変化するフィルムキャリパーすなわちフィルムの厚さを有し、フィルムの厚さは、フィルムの中央部とフィルムの一方又は両方の縁部とで異なる（例えば中央部の方が厚い）場合がある。フィルムの厚さ特性は、フィルムの構造化表面における複数のレンチキュラー機構の傾斜と関連づけられる場合があり、複数のレンチキュラー機構の傾斜角が大きいほどそのフィルムの厚さは減り、複数のレンチキュラー機構の傾斜角が小さいほど（傾斜のない複数のレンチキュラー機構を含む）そのフィルムの厚さは増す。
【０００６】
したがって、本発明者らは、裸眼立体ディスプレイ及びバックライトに使用するために好適な光方向変換フィルム及び様々なことについて本明細書に記載するものであり、このフィルムは、フィルム面を画定し、対向する第１構造化表面及び第２構造化表面を有する。第１構造化表面は、例えば平行の直線状又は細長いレンチキュラー構造のアレイである複数のレンチキュラー機構を備え、第２構造化表面は平行の直線状の又は細長い複数のプリズム構造のアレイである複数のプリズム機構を備える。複数のプリズム機構はそれぞれにプリズム光軸を有することができ、複数のプリズム機構の１つ目はフィルムの厚軸に対して傾斜した第１プリズム光軸を有することができ、厚軸はフィルム面に垂直である。複数のレンチキュラー機構は本明細書でレンズとも呼ばれる場合があり、複数のプリズム機構は本明細書でプリズムと呼ばれる場合がある。
【０００７】
複数のレンチキュラー機構はそれぞれに面内のレンチキュラー軸に平行に延在することができ、複数のプリズム機構はそれぞれに面内のプリズム軸に平行に延在することができる。プリズム軸は第１プリズム光軸に垂直であり得る。場合によっては、面内のプリズム軸と面内のレンチキュラー軸とは互いに平行であり得る。場合によっては、第１プリズム光軸は厚軸に対して角度βで傾斜し得、βは例えば−３０度から＋３０度の範囲内であり得る。場合によっては、複数のプリズム機構の２つ目は厚軸にほぼ平行な第２プリズム光軸を有することができる。そのような場合、複数のプリズム機構の３つ目は、厚軸に対して傾斜した第３プリズム光軸を有することができ、第１プリズム光軸の傾斜は第３プリズム光軸の傾斜と反対の極性であり得る。更に、第２プリズム機構を複数の第１及び第３プリズム機構との間に配置することができる。
【０００８】
場合によっては、複数のレンチキュラー機構は複合曲率を有することができ、複数のレンチキュラー機構はそれぞれにレンチキュラー光軸を有することができ、この軸はレンチキュラー機構の対称軸でもまたあり得る。複数のレンチキュラー機構の１つ目は厚軸に対して傾斜した第１レンチキュラー光軸を有することができる。第１レンチキュラー光軸は厚軸に対して角度αで傾斜することができ、αは−３０度から＋３０度の範囲内であり得る。複数のレンチキュラー機構の２つ目は厚軸にほぼ平行な第２レンチキュラー光軸を有することができる。更に、複数のレンチキュラー機構の３つ目は、厚軸に対して傾斜した第３レンチキュラー光軸を有することができ、第１レンチキュラー光軸の傾斜は第３レンチキュラー光軸の傾斜と反対の極性であり得る。そのような第２レンチキュラー機構は第１及び第３の複数のレンチキュラー機構の間に配置され得る。第１レンチキュラー機構を第１プリズム機構と対に組み合わせることができ、第１プリズム光軸を厚軸に対して角度βで傾斜することができ、第１レンチキュラー光軸を厚軸に対して角度αだけ傾斜することができ、βの大きさはゼロより大きく、αの大きさより小さくてよい。場合によっては、βの大きさはαの大きさの約半分であり得る。
【０００９】
本発明者らはまた、裸眼立体バックライトに使用するのに好適な光方向変換フィルムについて記載し、そのようなフィルムはフィルム面を画定し、対向する第１及び第２構造化表面を有する。第１構造化表面は複数のレンチキュラー機構を備え、第２構造化表面は複数のプリズム機構を備える。このフィルムは、フィルムの中央部に特定のフィルムの厚さ又はキャリパーを有し、フィルムの第１縁部に第１縁部のフィルムの厚さを有し、中央のフィルムの厚さは第１縁部のフィルムの厚さより大きい。複数のレンチキュラー機構のそれぞれは面内のレンチキュラー軸に平行に延在することができ、フィルムの厚さは、面内のレンチキュラー軸に垂直な所与の面内の軸に沿って変化し得る。フィルムの厚さは所与の面内の軸に沿ってフィルムの中央部からフィルムの第１縁部にかけて単調に減少し得る。フィルムは、第１縁部の反対側の第２縁部もまた有することができ、フィルムの厚さもまた、フィルムの中央部からフィルムの第２縁部にかけて所与の面内の軸に沿って単調に減少し得る。例えばフィルムの中央部からフィルムの所与の縁部にかけて単調でないやり方で変化する厚さなど、その他の厚さの特性もまた企図されることに注意されたい。
【００１０】
場合によっては、複数のプリズム機構のそれぞれはプリズム光軸を有することができ、複数のプリズム機構の１つ目はフィルムの厚軸に対して傾斜した第１プリズム光軸を有することができ、厚軸はフィルム面に垂直である。複数のレンチキュラー機構は複合曲率を有することができ、レンチキュラー機構のそれぞれはレンチキュラー光軸を有することができ、複数のレンチキュラー機構の１つ目はフィルムの厚軸に対して傾斜した第１レンチキュラー光軸を有することができる。
【００１１】
関連する方法、システム、及び物品も述べられる。開示されるフィルムは高容量の（例えばロールツーロール）製造法に好ましくは適合可能である。フィルムの構造化表面は、例えば、ポリマーフィルムのエンボス加工又は熱成形による既知の微細複製法を使用して又は連続した鋳造硬化工法を使用して作製することができる。
【００１２】
本願のこれらの態様及び他の態様は、以下の詳細な説明から明らかとなろう。しかしながら、上記の概要は、いかなる場合においても特許請求される主題に対する限定として解釈されるべきではなく、手続において補正され得る添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】ディスプレイ装置が左眼に異なる画像を提示することができる、バックライトを備える３Ｄ裸眼立体ディスプレイ装置の概略的側面図。
【図１ｂ】ディスプレイ装置が左眼に異なる画像を提示することができる、バックライトを備える３Ｄ裸眼立体ディスプレイ装置の概略的側面図。
【図２】例示的な裸眼立体ディスプレイ装置の概略的側面図。
【図３】光ガイドの２つの主面上の代表的な表面構造が誇張して示されている、光ガイドの概略的斜視図。
【図３ａ】図３の光ガイドの概略的側面図。
【図３ｂ】図３の光ガイドの概略的側面図。
【図４ａ】３Ｄ光方向変換フィルムの概略的断面図。
【図４ｂ】別の３Ｄ光方向変換フィルムの概略的断面図。
【図５】レンチキュラー機構が複合曲率及び対称軸を有する、代表的な光方向変換フィルムのレンチキュラー機構の概略的側面すなわち断面図。
【図６ａ】複合曲率を有する複数のレンチキュラー機構を取り入れた光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図。
【図６ｂ】複合曲率を有する複数のレンチキュラー機構を取り入れた光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図。
【図７】代表的な光方向変換フィルムのレンチキュラー機構がどのように回転又は傾斜し得るかを示す概略的側面すなわち断面図。
【図８】代表的な光方向変換フィルムのプリズム機構がどのように回転又は傾斜し得るかを示す概略的側面すなわち断面図。
【図９ａ】１対のレンチキュラー機構／プリズム機構を示しており、レンチキュラー機構もプリズム機構も傾斜していない、光方向変換フィルムの一部の概略的側面すなわち断面図。
【図９ｂ】レンチキュラー機構が回転又は傾斜している、図９ａのレンチキュラー／プリズム機構対の概略的側面すなわち断面図。
【図９ｃ】プリズム機構が回転又は傾斜している、図９ａのレンチキュラー／プリズム機構対の概略的側面すなわち断面図。
【図９ｄ】レンチキュラー機構及びプリズム機構の両方が回転又は傾斜している、図９ａのレンチキュラー／プリズム機構対の概略的側面すなわち断面図。
【図１０】複数のレンチキュラー及びプリズム機構が傾斜している、光方向変換フィルムの一部の概略的側面すなわち断面図。
【図１１】傾斜量がフィルムの作業面積に渡ってどのように変化するかを示している、傾斜した複数のレンチキュラー機構を取り入れた光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図。
【図１２】傾斜量がフィルムの作業面積に渡ってどのように変化するかを示している、傾斜した複数のレンチキュラー機構を取り入れた光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図。
【図１３】複数のレンチキュラー機構の頂点及び対応する複数のプリズム機構のプリズム頂点のみを示し、フィルムの厚さすなわちキャリパーがフィルムの作業面積にわたってどのように変化することができるかを実証している、光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図。
【図１４】光方向変換フィルムの部分は複合曲率を有する同一の複数のレンチキュラー機構を有し、且つ又対応する同一の複数のプリズム機構を有し、複数のレンチキュラー機構は傾斜を有さず（α＝０）、複数のプリズム機構もまた傾斜を有していない（β＝０）、裸眼立体バックライトシステムの光方向変換フィルムの一部から発された光に関してモデル化した放射輝度対観測角のグラフ。
【図１４ａ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｂ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｃ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｄ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｅ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｆ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｇ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｈ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１４ｉ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１４と同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１５】光方向変換フィルムの部分は単純（一定）曲率を有する同一の複数のレンチキュラー機構を有し、且つ又対応する同一の複数のプリズム機構を有し、複数のレンチキュラー機構は傾斜を有さず（α＝０）、複数のプリズム機構もまた傾斜を有さない（β＝０）、裸眼立体バックライトシステムの光方向変換フィルムの一部から発された光に関してモデル化した放射輝度対観測角のグラフ。
【図１５ａ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１５のそれと同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１５ｂ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１５のそれと同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【図１５ｃ】異なる傾斜角α及びβの値に関する、図１５のそれと同様のモデル化した放射輝度のグラフ。
【００１４】
図中、同様の参照番号は同様の構成要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
上で要約した設計機構については述べずに、裸眼立体システム及び物品の説明から始める（例えば、図１ａ〜４ｂを参照）。そのような機構については、本発明を実施するための形態の項で後に詳述する。読者は、本明細書に開示の任意の所与の実施形態の任意の設計機構を本明細書に開示の任意の他の実施形態の任意の設計機構と組み合わせることができることを本願が企図することを理解するであろう。
【００１６】
ここで図１ａ及び１ｂを参照すると、バックライト付き裸眼立体３Ｄディスプレイ１１０のいくつかの典型的な構成要素、並びに基本動作を表しているのがわかる。要するに、左眼ＬＥ及び右眼ＲＥを有する観察者がディスプレイ１１０を見て、その構成及び動作により３次元画像を認知する。説明を容易にするために、ディスプレイはデカルトｘ−ｙ−ｚ座標系上で表されるが、これにより、例えば、名目上平面的なディスプレイ、バックライト、又は光ガイドに本開示が制限されないことが理解されるであろう。
【００１７】
ディスプレイ１１０は、パネルの動作又は動作範囲を画定するマトリックス中に配置される個々のピクセルを有する液晶パネル１１２を備え、このピクセルは制御装置（図示せず）により個々にアドレス可能である。制御装置は、パネル１１２に制御信号を送り、好ましくは色付きの、つまりＲＧＢ（赤−緑−青）サブピクセルフォーマットで、パネル１１２の動作範囲に任意の所望の画像を形成する。ディスプレイ１１０は、一般には１１４の位置に見られるバックライトと共に提供され、観察者に対して画像が目立つようにする。バックライト１１４は、偏光器１１６、３Ｄ光方向変換フィルム１１８、光ガイド１２０、第１光源アセンブリ１２２及び第２光源アセンブリ１２４、及び背面反射体１２６、を備えるが考慮される。これらの構成要素の一部、例えば背面反射体１２６及び／又は偏光器１１６は、システム要件及び設計詳細に応じて省略されてよく、他の光管理フィルム又は構成要素、例えば偏光フィルム（反射偏光フィルムを含む）、ミラーフィルム、拡散フィルム、多層光学フィルム、窓用フィルム、リターダーフィルム、プリズム状輝度向上フィルム、及びその他微細構造化又は非微細構造化フィルムを、システム設計者が適切と見なすようにシステムに追加してよい。更に、いくつかの構成要素、例えば偏光器１１６及び／又は方向変換フィルム１１８は、バックライト１１４の一部としてよりもパネル１１２の一部であると見なしてよく、又はバックライト１１４若しくはパネル１１２の一部ではないと見なしてもよい。
【００１８】
光ガイド１２０は、バックライト１１４の重要部分である。光ガイドは、示されるように、第１及び第２主面１２０ａ、１２０ｂ、及び第１及び第２側面１２０ｃ、１２０ｄを有する。光ガイドは、光源アセンブリ１２２、１２４から側面１２０ｃ、１２０ｄを介して、好ましくは連続又は交互方式で受光し、これらのアセンブリのそれぞれから、少なくともパネル１１２の動作範囲に相当する光ガイドが広がる領域全体に、多重反射により光を発散させる。所定の光源アセンブリからの光は光ガイドの長さを横断するため、光ガイドの前面又は上面（主面１２０ａ）から光の一部が抽出される。この抽出光は、典型的には大きく傾いており、例えば、空気中で測定するとき、垂直方向（ｚ軸）から約７０度で輝度がピークとなり、又は５０〜８０度超、若しくは６０〜８０度超の典型的範囲においてピーク輝度を有する。この大きく傾いた光は、光ガイド１２０を出射する大きく傾いた光を方向変換するように微細構造化される方向変換フィルム１１８により遮断され、システムの光軸に近づく、すなわちｚ軸に近づく方向に向けられる。
【００１９】
光ガイド１２０の設計によって、アセンブリ１２４から発せられる光は、図１ａ及び１ｂの透視図より、左方向（＋ｙ方向に近づく）に大きく傾いた角度で光ガイドの表面１２０ａを出射し、一方アセンブリ１２２から発せられる光は、同じ透視図より、右方向（−ｙ方向に近づく）に大きく傾いた角度で表面１２０ａを出射する。方向変換フィルム１１８は、アセンブリ１２４から発せられる斜光を、一般に光線１３０ａに相当する方向、すなわち、観察者の右眼ＲＥの方向に方向変換するように設計される。方向変換フィルム１１８は同様に、アセンブリ１２２から発せられる斜光を、一般に光線１３２ａに相当する方向、すなわち、観察者の左眼ＬＥの方向に方向変換する。
【００２０】
図１ａ及び１ｂは、２つの異なる時点におけるディスプレイ１１０を表す。図１ａでは、光源アセンブリ１２４は通電されており（スイッチ「オン」）、光源アセンブリ１２２は通電されておらず（すなわち、スイッチ「オフ」）、図１ｂでは、光源アセンブリ１２２が通電されており、光源アセンブリ１２４は通電されていない。ディスプレイは、好ましくは制御され、これらの２つの照明状態を交互に発生させる。この交互照明に同調して、制御装置は、アセンブリ１２４が通電されると右眼用画像を、アセンブリ１２２が通電されると左眼用画像をパネル１１２に表示させる。右眼用画像（及びアセンブリ１２４）と左眼用画像（及びアセンブリ１２２）との間の迅速な同期切り替え、例えば、少なくとも９０Ｈｚ、又は１００Ｈｚ、又は１１０Ｈｚ、又は１２０Ｈｚ以上の切り替え周期により、いずれの特殊眼鏡の装着を観察者に要求せずに、観察者が安定した３Ｄビデオ画像を認知できる。
【００２１】
ディスプレイ１１０の動作時は、右眼用画像が表示されている間にバックライトからの光が左眼ＬＥに到達すると、及び／又は左眼用画像が表示されているときにバックライトからの光が右眼ＲＥに到達すると、クロストークが起こる。３Ｄ観察体験を低下させるこのようなクロストークは、図１ａの光線１３０ｂ、及び図１ｂの光線１３２ｂで表される。
【００２２】
代表的な光ガイドは、ポリマー又はガラスなどの好適な光透過性材料からなる。光ガイドは比較的剛性又は可撓性であってよく、比較的薄く（例えばフィルムの形状）又は厚くてよい。光ガイドは平面図においてほぼ長方形を有することができるが（例えば、図３の斜視図を参照）、長方形でない形もまた使用できる。光ガイドの後部、つまり背部主面（図１ａ及び１ｂの表面１２０ｂ参照）は、好ましくは成形されて複数の抽出要素を含み、複数の線状レンチキュラー機構又は複数の線状プリズム機構などの機構が有用である。線状プリズムが背部主面として使用される場合は、線状プリズムのそれぞれは側面１２０ｃ、１２０ｄに対して平行方向すなわち図示されているｘ軸に平行に延在することができるが、同一出願人による２０１０年１２月１６日付で出願された「Ｄｕｅｌ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  ａｎｄ  Ｄｉｓｐｌａｙ」と題する米国特許出願第１２／９６９，９９５号（代理人整理番号第６６８５７ＵＳ００２号）に記載のような他の配向もまた企図される。線状プリズム機構は、後部主面（表面１２０ｂ参照）に実質的に光を方向変換（例えば、反射、抽出など）させ、一方、前部主面（表面１２０ａ参照）に実質的に光を透過させる。一部の場合では、後部主面上又は後部主面に隣接する高反射表面が、バックライトから出射して前部主面を通過する光の方向変換を助ける。光ガイドの前部主面は、実質的に平坦であってもよいが、好ましくは、図３のｘ−ｚ平面において縦方向に光を拡散する複数のレンチキュラー機構、複数のプリズム機構、又は同様の複数の機構のような光拡散要素を用いて構造化される。裸眼立体バックライトで使用するのに好適な光ガイドに関する更なる設計詳細は、米国特許第７，２１０，８３６号（Ｓａｓａｇａｗａら）、及び米国特許出願公開第ＵＳ  ２００９／０３１６０５８号（Ｈｕｉｚｉｎｇａら）に見出すことができる。また、米国特許出願第２００８／００８４５１９号（Ｂｒｉｇｈａｍら）及び米国特許出願第２０１０／０１２８１８７号（Ｂｒｏｔｔら）も参照する。
【００２３】
代表的な光方向変換フィルム（３Ｄフィルム）は、フィルムの両主面上で構造化されている、すなわち面取りされている。観察者に面する前部主面は、複数の線状レンチキュラー機構を備えてよい。これらの複数のレンチキュラー機構は、１つの横断面では好ましくは湾曲している、すなわちレンズ形であり、直交する横断面では平坦又は真っ直ぐであり得る。光ガイドに面するフィルムの後部主面は、複数の線状プリズム機構を備えてもよい。複数の線状プリズム機構は、好ましくは互いに並行であり、それらは、フィルムの正面の複数の線状レンチキュラー機構に対して平行であり得るが、他の配向もまた可能である。ほとんどの場合、方向変換フィルムの線状レンチキュラー及びプリズム機構が光ガイドの後部主面の複数のプリズム機構に平行になるように、方向変換フィルムが配向され得るが、上記の参照した係属中の米国特許出願第１２／９６９，９９５号（代理人整理番号第６６８５７ＵＳ００２号）に記載されているように、他の配向もまた使用することができる。方向変換フィルムのレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構は、光ガイドの前部主面から放射される大きく傾いた光が、観察者が表示された画像の奥行きを認知できるような適切な角度で放射される、より軸方向に向けられた光に変換されるように、設計される。代表的な方向変換フィルムの更なる設計詳細は、米国特許７，２１０，８３６号（Ｓａｓａｇａｗａら）、並びに米国特許出願公開第２００５／００５２７５０号（Ｋｉｎｇら）、同第２００８／００８４５１９号（Ｂｒｉｇｈａｍら）、及び同第２００９／０３１６０５８号（Ｈｕｉｚｉｎｇａら）のうちの１つ以上に見出すことができる。
【００２４】
別の裸眼立体ディスプレイ２００を図２に示す。このディスプレイ２００は、ディスプレイパネル２２０、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル、及び液晶ディスプレイパネル２２０に光を供給するように配置されたバックライト２３０を含む。ディスプレイパネル２２０は、２枚のパネル又はプレート２２０ａ、２２０ｃの間に挟まれる液晶材料の内部ピクセル化層２２０ｂを含むようにして示される。バックライト２３０は、１つ以上の光ガイド２５０、１つ以上の右眼用画像の光源２３２、例えば固体光源、及び１つ以上の左眼用画像の光源２３４、例えば固体光源を備える。第１及び第２光源２３２、２３４はそれぞれ、オフ状態（光源２３２、２３４が光出力を生成しないか、非常に小さい光出力を生成する間）とオン状態（光源２３２、２３４が著しい光出力を生成する間）との間を、人間の目に見えない速度、例えば少なくとも片目あたり３０Ｈｚ、好ましくは少なくとも片目あたり６０Ｈｚで、繰り返し移行することができる。
【００２５】
光源２３２、２３４は無機固体光源、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又は半導体レーザであってよく、及び／又は有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であってよい。光抽出機構２９９、例えば複数のプリズム、レンチキュラー機構、白色ドット、ヘイズコーティング、及び／又はその他の機構は、光ガイド２５０の一方又は両方の表面２５１、２５２上に配置されてよい。本明細書に更に詳細に記載されるように、両面光方向変換光学フィルム２４０は、液晶ディスプレイパネル２２０と光ガイド２５０との間に配置される。この両面光学フィルム２４０は、光ガイド２５０に背を向けるように配向されている光学フィルム２４０の表面のレンズ２４２（複数の線状レンチキュラー構造又は機構）を含む。レンズ２４２のそれぞれは、光ガイド２５０の方を向いて配向されている光学フィルム２４０の表面の対応するプリズム２４１（線状プリズム状構造又は機構）に位置合わせされる。一般に、レンズ及びプリズムのピッチ寸法は、例えば、ディスプレイ２００内のモアレパターンの排除又は低減をもたらし得るピッチを選択することにより、決定できる。レンズ及びプリズムピッチは、製造可能性に基づいても決定され得る。ＬＣＤパネルが異なるピクセルピッチで製造されるとき、光学フィルムのピッチを変更し、ＬＣＤパネルの異なるピクセルピッチに対応させることが望ましい。裸眼立体光学フィルム２４０の有用なピッチ範囲は、例えば約１０マイクロメートル〜約１４０マイクロメートルである。
【００２６】
ディスプレイ２００は、任意の有用な形状又は構成を有することができる。多くの実施形態では、液晶ディスプレイパネル２２０及び／又は光ガイド２５０は長方形又は正方形の形状を有する。しかし、いくつかの実施形態では、液晶ディスプレイパネル２２０及び／又は光ガイド２５０は、４辺を超える辺を有してよく、及び／又は曲線形状を有してよい。光ガイド２５０の表面２５１、２５２は実質的に平行であってよく、又は光ガイド２５０はくさび状であってよい。一部の場合では、対応する光源を有する２つのくさび状の光ガイドを用いてよい。
【００２７】
同期駆動素子２６０は、右眼用画像及び左眼用画像の光源２３２、２３４、並びに液晶ディスプレイパネル２２０と電気的に接続される。同期駆動素子２６０は、画像フレームが液晶ディスプレイパネル２２０に供給され画像を生成するとき、右眼用画像の光源２３２及び左眼用画像の光源２３４の作動及び停止を同期させる。画像は、例えば静止画像のシーケンス、ビデオストリーム、及び／又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスであってよい。画像ソース２７０は、同期駆動素子２６０に接続され、画像フレーム（例えば、右眼用画像及び左眼用画像）を液晶ディスプレイパネル２２０に供給する。
【００２８】
液晶ディスプレイパネル２２０は、任意の有用な透過性の液晶ディスプレイパネルであることができる。多くの実施形態では、液晶ディスプレイパネル２２０は、１６ミリ秒未満、又は１０ミリ秒未満、又は５ミリ秒未満、又は３ミリ秒未満のフレーム応答時間を有する。適切なフレーム応答時間を有する市販の透過型液晶ディスプレイパネルとしては、例えば、Ｔｏｓｈｉｂａ  Ｍａｔｓｕｓｈｉｔａ  Ｄｉｓｐｌａｙ（ＴＭＤ）光学補償ベンド（ＯＣＢ）モードパネルＬＴＡ０９０Ａ２２０Ｆ（東芝松下ディスプレイテクノロジー株式会社、日本）が挙げられる。
【００２９】
光ガイド２５０は、右眼用画像の光源２３２に隣接する第１光入力側面２３１、及び左眼用画像の光源２３４に隣接する反対側の第２光入力側面２３３を備える。第１光ガイド表面２５１は、第１側面２３１と第２側面２３３との間に延在する。第２光ガイド表面２５２は、第１表面２５１の反対側にあり、第１側面２３１と第２側面２３３との間に延在する。光は、光ガイド２５０の表面２５１、２５２のいずれからも反射、又は放射されてよいが、一般には、光は、表面２５２から放射され、表面２５１から反射される。多数の実施形態において、高反射表面は、第１表面２５１に接するか又は隣接しており、第２表面２５２を介して光を方向転換させるのに役立つ。
【００３０】
いくつかの実施形態では、第１光ガイド表面２５１は、複数のプリズム、レンチキュラー機構、白色ドット、ヘイズコーティング、及び／又はその他機構など、複数の抽出要素２９９を備える。抽出機構の長手方向軸は、第１側面２３１及び第２側面２３３に対して実質的に平行方向に、又は両面光学フィルム２４０のプリズム及びレンズに対して実質的に平行方向に延びてよく、又は抽出機構は別の角度で配置されてよい。
【００３１】
光源２３２、２３４は任意の有用な光源であってよく、各光源２３２、２３４の光出力を、例えば少なくとも片目あたり３０Ｈｚ、好ましくは片目あたり６０Ｈｚ以上の速度で、オン（比較的高い光出力）からオフ（光出力がない又はごくわずか）へ変調させてよい。多くの実施形態では、複数の光源２３２、２３４は、Ｎｉｃｈｉａ  ＮＳＳＷ０２０Ｂ（日亜化学工業株式会社、日本）などの複数のＬＥＤである。いくつかの実施形態では、光源２３２、２３４は、複数の半導体レーザ又はＯＬＥＤを備える。光源２３２、２３４は、赤、青、及び／若しくは緑などの多数の可視光線の任意の波長、又は波長の範囲若しくは組み合わせを放射し、例えば白色光を生成することができる。
【００３２】
光ガイド２５０は、光ガイド２５０の両側面に隣接する光源を伴う光学的に透明な材料の単一層、又は、各層に対する光源により所望の方向に優先的に光を抽出する光学的に透明な材料の２つ（又はそれ以上の）層であってよい。
【００３３】
画像ソース２７０は、例えば、ビデオソース又はコンピュータでレンダリングされたグラフィックソースなどの画像フレーム（例えば、右眼画像及び左眼画像）を与えることができる任意の有用な画像ソースであってよい。多くの実施形態では、ビデオソースは、５０〜６０Ｈｚ、又は１００〜１２０Ｈｚ、又はそれ以上の画像フレームを供給することができる。
【００３４】
コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースが、ゲームコンテンツ、医用撮像コンテンツ、コンピュータ支援設計コンテンツなどを供給することができる。コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースには、例えばＮｖｉｄｉａ  ＦＸ５２００グラフィックカード、Ｎｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ９７５０  ＧＴＸグラフィックカード、又は、ノートパソコンなどの携帯型端末用にはＮｖｉｄｉａ  ＧｅＦｏｒｃｅ  ＧＯ  ７９００  ＧＳグラフィックカードなどのグラフィック処理ユニットが含まれ得る。コンピュータでレンダリングされたグラフィックソースはまた、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａの特許権下にある３Ｄステレオドライバーなどの、適切なステレオドライバーソフトウェアを組み込むこともできる。
【００３５】
画像ソース２７０は、ビデオコンテンツを供給することができる。画像ソースは、例えば、Ｎｖｉｄｉａ  Ｑｕａｄｒｏ  ＦＸ１４００グラフィックカードなどのグラフィック処理ユニットを含むことができる。ビデオソースには更に、例えば、ＯｐｅｎＧＬ、ＤｉｒｅｃｔＸ、又はＮｖｉｄｉａが特許を保有する３Ｄステレオドライバーなどの適切なステレオドライバーソフトウェアが含まれ得る。
【００３６】
同期駆動要素２６０は、右眼画像用光源２３２及び左眼画像用光源２３４の作動及び停止（すなわち、光出力の変調）を、例えば３０Ｈｚ又は好ましくは６０Ｈｚ又はそれ以上の速度で液晶ディスプレイパネル２２０に供給される画像フレームと同期させることによって、ビデオ又はレンダリングされたコンピュータグラフィックスを生成する、任意の有用な駆動要素を含むことができる。同期駆動素子２６０は、例えば特注の光源駆動電子部品に結合されたＷｅｓｔａｒ  ＶＰ−７ビデオアダプタ（Ｗｅｓｔａｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｓｔ．Ｃｈａｒｌｅｓ，Ｍｉｓｓｏｕｒｉ））などのビデオインターフェイスを有することができる。
【００３７】
図３は、開示のバックライトのいくつかでの使用に好適であり得る代表的な光ガイド３１２の概略的斜視図を示す。図は、光ガイド３１２の２つの主面の代表的な表面構造を誇張したやり方で示しているが、光ガイドの縁又は境界に対する構造化表面の他の配向が有益な場合もある。光ガイドの概略的側面図は、図３ａ及び３ｂに示される。光ガイド３１２は、ディスプレイパネル及び／又は観察者に向かって光が抽出される第１主面３１２ａと、第１主面の反対側の第２主面３１２ｂと、本明細書の他の部分で記載するような、部分的にコリメートされた左ビーム放射及び右ビーム放射光源に対する光入射面の役割ができる側面３１２ｃ、３１２ｄと、を備える。例えば、１つの光源アセンブリを側面３１２ｃに沿って配置し、光ガイド３１２から放射される左眼用ビームを供給してよく、同様のアセンブリを側面３１２ｄに沿って配置し、光ガイド３１２から放射される右眼用ビームを供給してよい。
【００３８】
光ガイドの背面主面３１２ｂを、好ましくは機械加工、成型、ないしは別の方法で形成し、図３ａに一番よく示されるプリズム構造体３１０の線状アレイを提供する。これらのプリズム構造体は、反射された光が、前部主面３１２ａから空気中に屈折し、ディスプレイパネル及び／又は観察者に進むことができるように（プリズム状光方向変換フィルムなどの１つ以上の介在光管理フィルムを用いて）、及びそのような反射された光が、光ガイドの長さに沿って比較的均一に前部主面から抽出されるように、光ガイドの長さに沿って伝播する光の適切な部分を反射するように設計される。表面３１２ｂをアルミニウムなどの反射フィルムでコーティングしてよく、又はこのような反射コーティングを有さなくてもよい。このような反射コーティングがない場合、光が反射されて光ガイド内に戻るように、別の背面反射体を表面３１２ｂに隣接して設置し、光ガイドを通過する任意の下向き伝搬光を反射してよい。好ましくは、プリズム構造体は、光ガイドの全厚と比較して浅い奥行き３１１、及び光ガイドの長さと比較して短い幅３１３を有する。光ガイドは、任意の透明な光学材料、好ましくはアクリルポリマー、例えばＳｐａｒｔｅｃｈ  Ｐｏｌｙｃａｓｔ材などの散乱性が低い材料で製造され得る。１つの代表的な実施形態では、光ガイドは、セルキャストアクリルなどのアクリル材料で製造され得、１．４ｍｍの全厚及びｙ軸に沿って１４０ｍｍの長さを有してよく、プリズムは、約１７２度のプリズム頂角に相当する、２．９マイクロメートルの奥行き３１１及び８１．６マイクロメートルの幅３１３を有してよい。読者は、これらの値が単なる例であり、限定的なものと解釈されるべきではないことを理解するであろう。
【００３９】
光ガイドの前部正面３１２ａは、互いに対して及び例えばｙ軸のような面内のレンチキュラー軸に対して平行な複数のレンチキュラー構造又は機構３２０の線状配列を提供するように、好ましくは機械加工、成形、又は他の何らかの方法で形成される。一方、プリズム状構造３１０は互いに対して及び例えばｘ軸のような面内のプリズム軸に対して平行であり得、それに沿ってプリズム構造３１０が延在する。レンチキュラー構造体を成形して、光ガイドから出て前部主面を通過する光のｘ軸に沿った角度の広がりを強めるように、並びに、必要に応じて前部主面からの反射により、光ガイド内に留まる光のｘ軸に沿った空間の広がりを制限するように、配向してよい。一部の場合では、レンチキュラー構造体３２０は、光ガイドの全厚と比較して浅い奥行き３２１、及び光ガイドの幅と比較して狭い幅３２３を有してよい。一部の場合では、レンチキュラー構造体は、図３ｂに示すように比較的強く湾曲してよいが、別の場合では、より弱く湾曲してもよい。一実施形態では、光ガイドは、セルキャストアクリルで製造されてよく、０．７６ｍｍの全厚、ｙ軸に沿って１４１ｍｍの長さ、及びｘ軸に沿って６６ｍｍの幅を有してよく、レンチキュラー構造体３２０は、例えば、３５．６マイクロメートルの半径、３２．８マイクロメートルの奥行き３２１、及び７２．６ｍｍの幅３２３を有してよい。本実施形態では、プリズム構造体３１０は、２．９マイクロメートルの奥行き３１１、８１．６マイクロメートルの幅３１３、及び約１７２度のプリズム頂角を有してよい。同じく、読者は、これらの実施形態が単なる例示であり、限定的なものと解釈されるべきではないこと、例えばレンチキュラー構造以外の構造を光ガイドの前部主面に使用してもよいことを理解するであろう。
【００４０】
図４ａでは、裸眼立体ディスプレイシステムで用いる代表的な３Ｄ光方向変換フィルム４００が示される。フィルム４００は、対向する第１及び第２表面４２０、４３０を有するウェブ４１０基材を備える。これらの第１面及び第２面４２０、４３０にそれぞれ第１及び第２微細複製構造体４２５、４３５が適用される。第１微細複製構造体４２５は複数の弓状すなわち複数のレンチキュラー機構４２６を備え、約１４２マイクロメートルの有効直径を有する円筒レンズであってよいが、別の直径も用いてよい。第２微細複製構造体４３５は複数の鋸歯状すなわち角錐プリズム機構４３６を含む。
【００４１】
示される例では、第１及び第２機構４２６、４３６は同じピッチ、つまり反復周期Ｐを有し、例えば、第１機構の周期は約１５０マイクロメートルであってよく、第２機構の反復周期は同じであってよい。典型的には、第１機構及び第２機構の周期の比は整数比（又は逆数）であるが、別の組み合わせは許容できる。示されている機構は面内のｘ軸に沿った無限の長さである。
【００４２】
図の例では、対向する微細複製機構４２６、４３６は複数の光学素子４４０を形成するように対に組み合わされている、すなわち整合されている。それぞれの光学素子４４０の性能は、それぞれの対向する機構４２９、４３９の整列に応じて変化し、したがって、複数のレンチキュラー及びプリズム機構の正確な整列又は位置合わせが好ましい場合がある。所与のプリズム機構を所与の複数のレンチキュラー機構の１つと整列又は整合して光学素子が形成される場合があるが、下からプリズム機構のような機構に入る全ての光が、プリズム機構と対に組み合わされた特定のレンチキュラー機構のみに作用するように何らかの方法でその光学素子に拘束されることを含蓄するものとして、このことを解釈すべきではないことに注意されたい。むしろ、そのようなプリズム機構に下から入る光線の一部は、フィルムを通じた屈折及び反射によって、他の光学素子に属する複数のレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構に伝播することができる。
【００４３】
場合によっては、フィルム４００は第１及び第２ランド部分４２７、４３７を含むことができる。ランド部分は、機材表面４２０、４３０と、それぞれ対応する機構の底部すなわち谷部分４２８、４３８との間の材料層とみなされ得る。第１ランド部分４２７は、レンズ側で少なくとも約２マイクロメートルの厚さであってよく、第２ランド領域４３７は、プリズム側で少なくとも約２マイクロメートルの厚さであってよい。ランド部分は、ウェブとの良好な剥離強さをそれらの機構が有するのを助けることができ、また、複製の忠実さも助ける場合がある。両方のランド部分の厚さの合計は、例えば０〜５０マイクロメートルの範囲内、好ましくは５〜１５マイクロメートルの範囲内で選択することができ、それぞれの個々のランド部分の厚さは、光学、製造、環境安定性のバランスを考慮して必要に応じて適合させることができる。
【００４４】
フィルム４００は、対向するウェブ表面上に精密に整列した微細複製構造体を生産する装置及び方法を用いて作製でき、この装置及び方法は、米国特許第７，２２４，５２９号（Ｋｉｎｇら）に詳細に記載されている。場合によっては、フィルム４００は、例えば１２４マイクロメートル（０．００４９インチ）の厚さである好適な厚さのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作られたウェブを使用して作製することができる。ポリカーボネート又は他の好適な光透過性ポリマーなど他のウェブ材料を使用してもよい。
【００４５】
図４ｂでは、裸眼立体ディスプレイシステムで用いるのに好適な別の３Ｄ光方向変換フィルム４５０が示される。一群の円筒形レンズ４５４（複数のレンチキュラー機構）がフィルム４５０の片側に形成され、一群の三角形状のプリズム４５２（複数のプリズム機構）がもう一方の側に形成される。本実施形態では、各プリズムの頂点から対応する各円筒レンズの中心に引かれた中心線４５６が、フィルム４５０上部の特定領域に集まる、つまり交差するように、プリズム４５２の中心間間隔、つまりピッチが意図的に円筒レンズのピッチよりも大きくなるように作製される。例えば、特定の領域は、フィルム４５０又は付随のディスプレイの中央部より２０〜１００ｃｍ上方又は前方の領域であってよい。図４ａに示されるような光方向変換フィルムの更なる詳細は、日本特許ＪＰ  ２００５−２６６２９３号（Ａｋｉｍａｓａら）に見出すことができる。
【００４６】
更に別の３Ｄ光方向変換フィルムの設計は、２００９年１２月２１日に出願された同一出願人による米国特許出願第１２／６４３，５０３号（代理人整理番号第６５９３５ＵＳ００２号）「Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｉｌｍｓ  Ｅｎａｂｌｉｎｇ  Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｙ」に記載されている。本出願は、特に、光学フィルムの第１面に配置されるいわゆる「円筒レンズ」と、光学フィルムの第２面に配置されるプリズムとを備え、第１面上の各レンズが第２面上のプリズムに位置合わせされる、両面光学フィルムを開示する。この出願はまた、光学フィルムの第１表面に配置されるレンズと、光学フィルムの第２表面に配置されるプリズムとを備え、第１表面上のレンズの回転が第１表面上の位置に伴って変化し、第１表面上の各レンズが第２表面上のプリズムに位置合わせされる、両面光学フィルムも開示する。
【００４７】
図５には、代表的な光方向変換フィルムのレンチキュラー機構５１１の概略的側面すなわち断面図が示されている。機構５１１は、図の平面内及び平面外に線状に、すなわちｙ軸に沿って、延在すると仮定され、機構の長さに沿ってｘ−ｙ面内の断面において弓状又は湾曲した表面５１２を維持すると仮定される。（読者は、図５〜１３のカーテシアンｘ−ｙ−ｚ基準軸が図１ａ〜４ｂで使用されているそれらと異なっているが、単純な変換を使用して１つの基準系（又はその軸）を別のそれと比較することができることに気づくであろう）。レンチキュラー機構５１１は上述の「円筒」型であり、すなわち、複合曲率を有し、つまり、弓状表面５１２の曲率はその表面の場所によって異なる。複合曲率は、直円柱又はその部分の場合のように弓状表面がその全面に沿って一定の曲率を有する単純曲率とは区別され得る。複合曲率の弓状表面５１２は、その構造体の上部すなわち中央部に頂点Ｖを有する。頂点Ｖの近接部５１２ａにおける表面５１２の形は曲率半径Ｒ１を有し、これは図のように中心がＣ１である円５１６ａに対応する。しかし、表面５１２に沿って周辺部５１２ｂに進むにつれて、表面の曲率は、好ましくは連続して又は徐々に変化し、したがって周辺部５１２ｂで表面５１２は中心がＣ２である円５１６ｂに対応する曲率半径Ｒ２を有する。代表的な実施形態では、特定の収差を減らすために、レンチキュラー機構の周辺部分の曲率半径Ｒ２は頂点の曲率半径Ｒ１より大きい。また、代表的な実施形態では、レンチキュラー機構及び弓状表面５１２は、例えば頂点Ｖ及び点Ｃ１を通る平面又は線５１４の周囲で鏡面対称を呈する。したがって、線５１４は、レンチキュラー機構５１１及び弓状表面５１２の対称軸且つ光軸であるとみなされる。部分５１２ｂの反対側の表面５１２の周辺部５１２ｃは部分５１２ｂと同じ曲率（Ｒ２）を有することができ、この部分５１２ｃの曲率が図のように点Ｃ３に中心を置くことに注意されたい。表面５１２が線５１４の周囲で鏡面対称を有する場合、点Ｃ２及びＣ３もまた線５１４の周囲に対称に配置される。
【００４８】
図５に示したような複合曲率の複数のレンチキュラー機構は、図６ａ及び６ｂに概略的に示したように３Ｄ光方向変換フィルムに取り入れることができる。それらの図において、フィルムの１つの構造化表面の複数のレンチキュラー機構（レンズ）は、フィルムの対向する構造化表面の複数のプリズム機構（プリズム）と１対１の対応で一致して、すなわち対に組み合わされて、示されており、それぞれが１つのレンチキュラー機構と１つのプリズム機構とを有する光学素子を有するフィルムを提供している。比較的少数の複数の、レンチキュラー機構、プリズム機構、及び光学素子が図６ａ及び６ｂに示されているが、読者は、実際の３Ｄ光学フィルムが典型的にはこれらの図に描かれているよりはるかに多くの光学素子を有するであろうことを理解するであろう。
【００４９】
図６ａは、レンズ／プリズム対６１１ａ／６１２ａ、６１１ｂ／６１２ｂ、６１１ｃ／６１２ｃ、６１１ｄ／６１２ｄ、６１１ｅ／６１２ｅ、６１１ｆ／６１２ｆ、６１１ｇ／６１２ｇ、６１１ｈ／６１２ｈ、及び６１１ｉ／６１２ｉに対応する光学素子を有する３Ｄ光方向変換フィルム６１５を概略的に例示している。レンズ６１１ａ〜６１１ｉは、図５に示されているような、又は任意の他の好適な形の、複合曲率を有する。レンズの頂点（図５の頂点Ｖを参照）を表すためにそれぞれのレンズに濃い円又は点が描かれている。フィルム６１５の１つの構造化表面のそれぞれのレンズ６１１ａ〜６１１ｉは、フィルム６１５の対向する構造化表面の対応するプリズム６１２ａ〜６１２ｉに位置合わせされる。隣接するレンズの頂点間距離はＰＬと表示されており、レンズのピッチとみなされ得る。隣接するプリズムの頂点間距離はＰＰと表示されており、プリズムのピッチとみなされ得る。図６ａの実施形態では、パラメータＰＬ及びＰＰはフィルム６１５の作業面積全体にかけて一定であり、ＰＬはＰＰとほぼ同等である。レンズ６１１ａ〜６１１ｉ及び複数のプリズム６１２ａ〜６１２ｉはいずれも連続的である。フィルム６１５の光学素子又はレンズ／プリズム対のクロスセクションはほぼ均一である、つまりｘ軸に沿って１つの対と次の対とで実質的に変化がない。
【００５０】
図６ｂは、レンズ／プリズム対６２１ａ／６２２ａ、６２１ｂ／６２２ｂ、６２１ｃ／６２２ｃ、６２１ｄ／６２２ｄ、６２１ｅ／６２２ｅ、６２１ｆ／６２２ｆ、６２１ｇ／６２２ｇ、６２１ｈ／６２２ｈ、及び６２１ｉ／６２２ｉに対応する光学素子を有する３Ｄ光方向変換フィルム６２５を概略的に図示している。レンズ６２１ａ〜６２１ｉは、図５に示されているような複合曲率又は任意の他の好適な形を有する。この図でも、各レンズに濃く描かれている円又は点はレンズの頂点を表す。フィルム６２５の１つの構造化表面のそれぞれのレンズ６２１ａ〜６２１ｉは、フィルム６２５の対向する構造化表面の対応するプリズム６２２ａ〜６２２ｉに再び位置合わせされるが、対応するレンズとプリズムの整列はフィルムの作業面積にわたって変化する。隣接するレンズの頂点間距離はＰＬと表示されており、レンズのピッチとみなされ得る。隣接するプリズムの頂点間距離はＰＰと表示されており、プリズムのピッチとみなされ得る。図６ｂの実施形態では、パラメータＰＬ及びＰＰはフィルム６１５の作業面積全体にかけて一定であるが、ＰＬはＰＰより小さい。これにより、プリズムはそれらの対応するレンズから異なる量だけオフセットされる。フィルムの中央では、レンズ６２１ｅの頂点は対応するプリズム６２２ｅの頂点とほぼ整列する。ＰＬとＰＰとの差のため、レンズ／プリズム対６２１ｄ／６２２ｄ、レンズ／プリズム対６２１ｅ／６２２ｅのすぐ隣の６２１ｆ／６２２ｆは、ＰＰとＰＬとの差の１／２だけオフセットされているレンズとプリズムを有する。レンズ／プリズム対６２１ｃ／６２２ｃ、６２１ｇ／６２２ｇ、６２１ｂ／６２２ｂ、６２１ｈ／６２２ｈ、６２１ａ／６２２ａ、６２１ｉ／６２２ｉにおけるレンズとプリズムとの間のオフセットは、この例では整列したレンズ／プリズム対６２１ｅ／６２２ｅである始点からの距離の関数として、ｘ軸に沿って両方向に増大している。
【００５１】
図６ｂ（及び下記の図１１及び１２）はｚ軸に対して精密に整列している唯一のレンズ／プリズム対のみを示しているが、読者は、光学フィルムが任意の数の整列したレンズ／プリズム対を含むように又は整列したレンズ／プリズム対を含まないように構成され得ることを理解するであろう。複数の整列したレンズ／プリズム対の場合では、フィルムは、レンズとプリズムとの間のオフセットがそれぞれの整列したレンズ／プリズム対からの距離とともに増大するような、レンズのピッチと異なるプリズムのピッチを有し得る。場合によっては、整列したレンズ／プリズム対は、整列したレンズ／プリズム対の対向する側に生じるレンズとプリズムとの間のオフセットを増大することが、光学フィルムからの光出力をディスプレイの中心軸又は観察軸の方へ向ける役割を果たすように、（裸眼立体バックライト及びディスプレイの中心ともまた対応して）３Ｄフィルムの中心に配置されてもよい。
【００５２】
図６ａ及び６ｂに実線で示されているものを含む、本明細書に記載のいくつかの３Ｄ光方向変換フィルムは、光学フィルムの両面に連続的な複数のレンチキュラー機構及びプリズム機構を有する。しかしながら、フィルムの両面の連続的な機構はいくつかの欠点を有し得る。レンズと基材との間及び／又はプリズムと基材との間のいずれかの薄いランドの厚さは、フィルムの光学により決定されるが、先鋭な曲がり角及びランドの厚さが小さ過ぎることは、ときとして層間剥離につながる場合がある。更に、光方向変換フィルム上の機構の大きさ及び構造における差によってフィルムの反りが悪化し得る。光学的観点からは、連続的機構を有する光方向変換フィルムは、望ましい範囲を超えた水平視野を有することもまたあり得る。これらの理由から、不連続のプリズム及び／又はレンズを提供するために、プリズム及び／又はレンズの間に分断を提供することが望ましい場合がある。光方向変換フィルムの裸眼立体光学作用の一部はプリズムのピークに依存するので、３Ｄ光方向変換フィルムはプリズムのベース間に分断を取り入れてプリズムを不連続にすることができる。これは図６ａに示されており、図中、ｖ形部分６３４を平坦な部分６３５と置換してもよく、図６ｂでは、ｖ形部分６４４を平坦な部分６４５と置換してもよい。複数の断続部の付近の複数のプリズムの形状は、複数のプリズムと基板との間の複数の断続部における移行の急激さを和らげるように調整することができる。例えば、急な移行部ではなく湾曲した移行部を用いることによってフィルムの機械的安定性を向上させることで、割れ及び層間剥離を防止し、かつ／又はフィルムの反りを低減することができる。
【００５３】
本明細書には、１つ以上の複数のレンチキュラー機構、１つ以上の複数のプリズム機構、又は両方がフィルムの厚軸に対して傾斜され得る、３Ｄ光方向変換フィルムについて記載する。これらのタイプの機構の一方又は両方を傾斜又は回転することが可能であるという柔軟性は、ユニークな性能特性を有する３Ｄフィルムの設計及び製造を可能にする。例えば、より広範囲のトーイン角を有する３Ｄフィルムを作製することができる。ここで言うトーイン角とは、フィルムが透過した光の傾斜した光の伝播角度を指し、例えば、図４ｂの収束している光線を参照されたい。トーイン角の増大は、視野距離の短縮及び／又は表示（及びフィルム）サイズの増大を可能にする。この新規な３Ｄフィルムはまた、高いトーイン角でより先鋭な立体縁も提供することができる。ここで言う立体縁とは、視野角に応じた左眼光線から右眼光線への又はその逆の急速な遷移を指す。
【００５４】
したがって、図７は、代表的な光方向変換フィルムのレンチキュラー機構７１１を傾斜又は回転することにより、傾斜したレンチキュラー機構７１１’をどのように生成するかを示す。レンチキュラー機構７１１（又はレンチキュラー機構７１１’）を部品として含む光方向変換フィルムはｘ−ｙ面に平行のフィルム面に延在していると仮定される。光方向変換フィルムの厚軸は、したがって、ｚ軸に平行であると仮定される。レンチキュラー機構７１１は、図の平面内及び平面外に線状に、すなわちｙ軸に沿って、延在すると仮定され、機構７１１の長さに沿ってｘ−ｙ面内の断面において弓状の、すなわち湾曲した、表面７１２を維持すると仮定される。レンチキュラー機構７１１は上述のように複合曲率を有する。複合曲率の弓状表面７１２は、その構造体の上部すなわち中央部７１２ａに頂点Ｖを有する。表面７１２の形は頂点Ｖの近接部に曲率半径Ｒ１（点Ｃに中心を置く）を有することができ、その表面の周辺部に異なる曲率半径Ｒ２を有することができる。好ましくはＲ２＞Ｒ１である。弓状表面７１２はまた、好ましくは、頂点Ｖ及び点Ｃを貫通する平面又は線７１４の周囲で鏡面対称を呈する。したがって、線７１４はレンチキュラー機構７１１及び弓状表面７１２の対称軸及び光軸であるとみなすことができる。光軸７１４は基準座標系のｚ軸に平行である。
【００５５】
機構７１１の傾斜した相手方は、光軸７１４上にある点Ｐを中心とした機構７１１の単純回転によって画定され得る。（この回転は、より正確には、ｙ軸に平行な点Ｐを通過する回転の軸の周囲で生じるものであると説明することができる）。この点の周囲でこの機構を角度αだけ回転することにより、傾斜又は回転したレンチキュラー機構７１１’を生成する。レンチキュラー機構７１１’は、回転を除いて表面７１２とほぼ同一の弓状表面７１２’を有する。したがって、弓状表面７１２’は表面７１２と同じやり方で複合曲率を有し、転心Ｐを通過する傾斜した対称軸又は光軸７１４’を有する。
【００５６】
レンチキュラー機構の回転又は傾斜は、傾斜したレンチキュラー機構７１１’の２つの異なるタイプの頂点を区別することを可能にする。傾斜した表面７１２’は、傾斜した対称軸７１４’との表面７１２’の交差により画定される頂点ＳＶを有する。頂点ＳＶは弓状表面７１２’の対称頂点、すなわち角度αによる点Ｐの周囲での表面７１２の原頂点Ｖの回転に対応する対称頂点であるとみなされ得る。傾斜した表面７１２’もまた、図７にＰＶとして記されている別の関心対象の頂点を有する。頂点ＰＶは、弓状表面７１２’のピーク頂点、すなわち図７の観点からの「最も高い」表面７１２’上の点、又はより一般的には、基準面ＲＰから最大の垂直距離に置かれる点であるとみなすことができる。基準面ＲＰはｘ−ｙ面に平行であり、したがって、レンチキュラー機構７１１’をその一部に含む光方向変換フィルムの平面に平行である。頂点ＰＶの物理的重要性は、レンチキュラー構造化表面を上向き、プリズム状構造化表面を下向きにして光方向変換フィルムが平らに置かれたときに、頂点ＰＶがレンチキュラー機構７１１’の最も高いすなわち最も外側の点となることである。ＰＶは所与のレンチキュラー機構の弓状表面の最も外側の点であるので、ピーク頂点ＰＶであるが、傾斜したレンチキュラー機構の近接部に３Ｄ光方向変換フィルムの全体的な厚さすなわちキャリパーを決定する、対称頂点ＳＶではない（傾斜していないレンチキュラー機構の場合、ＰＶ頂点及びＳＶ頂点は単一の頂点Ｖに低下する）。図７に使用した特定の外形に関しては、ＰＶから基準面までの距離がＶから基準面までの距離より小さいために、点Ｐの周囲のレンチキュラー機構の回転は基準面ＲＰの上のレンチキュラー機構の高さの減少をもたらすことに注意されたい。フィルムキャリパー及び、複数のレンチキュラー機構の傾斜とのその関係について、以下に更に詳述する。
【００５７】
本明細書は、レンチキュラー機構（単数又は複数）だけでなくプリズム機構（単数又は複数）もまたフィルムの厚軸に対して傾斜され得る３Ｄ光方向変換フィルムについて記載する。したがって、図８は、代表的な光方向変換フィルムのレンチキュラー機構８２１を傾斜又は回転することにより、傾斜したプリズム機構８２１’をどのように生成するかを示す。プリズム機構８２１（又はプリズム機構８２１’）をその一部に含む光方向変換フィルムはｘ−ｙ面に平行のフィルム面に延在していると仮定する。光方向変換フィルムの厚軸は、したがって、ｚ軸に平行であると仮定する。プリズム機構８２１は、図の平面内及び平面外に線状に、すなわちｙ軸に沿って、延在すると仮定され、機構８２１の長さに沿って断面において同じＶ形のプリズム面８２２を維持すると仮定する。Ｖ形の表面８２２は、プリズムの頂点Ｖの急な挟角（ラベル表示はされていない）を特徴とする。表面８２２は、その挟角を二分し頂点Ｖを通過する平面又は線８２４の周囲で鏡面対称を呈する。線８２４はプリズム機構８２１及びプリズム表面８２２の対称軸及び光軸であるとみなすことができる。
【００５８】
特徴８２１の傾斜した相手方は、便宜上プリズム頂点Ｖとして選択される所与の点の周囲の機構８２１の単純回転によって画定され得る。（この回転は、より正確には、ｙ軸に平行なプリズム頂点を通過する回転の軸の周囲で生じる回転であると説明され得る）。この機構を角度βだけ回転することにより、傾斜又は回転されたプリズム機構８２１’を生成する。プリズム機構８２１’は、回転を除き表面８２２とほぼ同一のＶ形のプリズム表面８２２’を有する。Ｖ形の表面８２２’は、したがって、表面８２２と同じ挟角を有し、プリズム頂点Ｖを通過する対称軸又は光軸８２４’を有する。プリズム頂点Ｖは転心として使用されたので、傾斜していないプリズム機構８２１と傾斜したプリズム機構８２１’とがそれを共有する。
【００５９】
図９ａは、光方向変換フィルムの一部の概略的側面すなわち断面図であり、フィルムの１つの光学素子９１０ａを示し、この光学素子は１つのレンチキュラー機構９１１と１つのプリズム機構９２１とが整合された対を有する。光学素子９１０ａは、それをその近隣の光学素子と区別する境界９３６を有する一方で、そのような境界をフィルムの他の部分からの光が自由に渡って、例えば１つの光学素子から別の光学素子への反射又は屈折により自由に伝播することを実現するものであるとみなすことができる。光学素子９１０ａの実施形態では、レンチキュラー機構もプリズム機構もフィルムの厚軸（ｚ軸）に対して傾斜している。レンチキュラー機構９１１は弓状表面９１２を有し、頂点Ｖの近接部にその曲率は、Ｃを中心とする円に対応する。好ましくは、表面９１２は上述のような複合曲率を有する。したがって、機構９１１はレンチキュラー頂点Ｖ及び軸曲率中心Ｃを通過する対称軸及び光軸９１４を有する。レンチキュラー機構に加えて、光学素子は、レンチキュラー機構９１１と少なくとも名目上位置合わせされた、すなわち対になっている、プリズム機構９２１もまた有する。プリズム機構９２１は、プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍの挟角、プリズム頂点を通過し挟角を二分する対称軸又は光軸９２４により特徴付けられるＶ形のプリズム表面９２２を有する。この実施形態では、プリズム光軸９２４はレンチキュラー光軸９１４と一致し、これらの軸はｚ軸又はフィルムの厚軸に平行であり、所望により、ｚ軸又はフィルムの厚軸ともまた一致する。
【００６０】
図９ａの３Ｄフィルムのプリズム及びレンズは、所望により連続的でも不連続でもよい。例えば、隣接したプリズムは、連続的であり、プリズムとプリズムとの間のｖ形部分９３４により特徴付けられてもよく、又は、不連続であり、プリズム間の平坦な部分９３５により特徴付けられてもよい。境界領域のプリズムの形は、プリズムからプリズムへの移行の先鋭度を低減するように適宜作製することができる。
【００６１】
光学素子９１０ａをその一部に含む光方向変換フィルムは、上記図４ａ又は下記図１０に示されるように層状構造を有してもよく、又は、このフィルムは単一の材料で作製された単体構造を有するものでもよい。もちろん、このフィルムの光学的性能は最終的には構造化表面の形又は外形だけではなく、使用される光透過性材料の屈折率にもまた依存することになる。
【００６２】
図９ｂは、レンチキュラー機構９１１が角度αだけプリズムの頂点Ｖｐｒｉｓｍの周囲で回転されていることを除いて、光学素子９１０ａと同様であり得る光学素子９１０ｂを図示する。元の回転されていないレンチキュラー機構９１１は参考として点線で図に含められている。結果として得られる傾斜したレンチキュラー機構９１１’は、対称頂点ＳＶ及びピーク頂点ＰＶを有する弓状表面９１２’を有する。表面９１２’は対称軸すなわち、ｚ軸及びプリズム光軸９２４と角度αで交差する光軸９１４’を有する。傾斜したレンチキュラー機構の光軸９１４’は、頂点ＳＶ及び軸曲率中心Ｃ’を通過するだけでなくプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍもまた通過する。代替実施形態では、傾斜したレンチキュラー機構は、傾斜したレンチキュラー機構の光軸がプリズム頂点を通過しないようにｘ方向及び／又はｚ方向に沿って移動又は変位され得る。
【００６３】
図９ｃは、プリズム機構９２１が角度βだけプリズムの頂点Ｖｐｒｉｓｍの周囲で回転されていることを除いて、光学素子９１０ａと同様であり得る光学素子９１０ｃを図示する。元の回転されていないプリズム機構９２１は参考として点線で図に含められている。得られる傾斜したプリズム機構９２１’は、回転を除いて表面９２２（図９ａ）とほぼ同一のＶ形表面９２２’を有する。表面９２２’はｚ軸及びレンチキュラー光軸９１４と角度βで交差する対称軸すなわち光軸９２４’を有する。このＶ形のプリズム表面９２２’はプリズム表面９２２と同じ挟角を有する。回転したプリズム機構９２１’は、頂点Ｖｐｒｉｓｍの周囲での回転のために、回転されていないプリズムと同じ頂点Ｖｐｒｉｓｍを共有するが、代替実施形態では、傾斜したプリズムの頂点が元の傾斜していないプリズムの頂点より高くなる、低くなる、左に及び／又は右になるように（図９ｃの観点から）、傾斜したプリズム機構をｘ方向及び／又はｚ方向に沿って移動又は変位することができる。
【００６４】
図９ｄは、レンチキュラー機構９１１がプリズムの頂点Ｖｐｒｉｓｍの周囲で角度αだけ回転され、プリズム機構９２１がプリズムの頂点Ｖｐｒｉｓｍの周囲で角度βだけ回転されていることを除いて、光学素子９１０ａとであり得る光学素子９１０ｄを図示する。元の回転されていないレンチキュラー機構９１１及び元の回転されていないプリズム機構９２１は参考として点線で図に含まれている。得られる傾斜したレンチキュラー機構９１１’は、図９ｂに関して上述したような弓状表面９１２’、対称頂点ＳＶ、ピーク頂点ＰＶ、軸曲率中心Ｃ’、及び光軸を有することができる。傾斜したプリズム機構９２１’は、図９ｃに関して上述したようなＶ形プリズム表面９２２’、頂点Ｖｐｒｉｓｍ、光軸９２４’を有することができる。したがって、例えば、代替実施形態では、傾斜したプリズムの頂点が（図９ｄの観点から）元の傾斜していないプリズムの頂点より高くなる、低くなる、左に及び／又は右になるように、傾斜したプリズム機構をｘ方向及び／又はｚ方向に沿って移動又は変位することができる。
【００６５】
傾斜した複数のレンチキュラー機構及び傾斜した複数のプリズム機構を両方とも有する光学素子に関して実施した設計調査は、角度α及びβを０＜｜β｜＜｜α｜になるように構成することが有利であることを明らかにした。場合によっては｜β｜≒｜α｜／２のようにα及びβを選択することが更に有利である。例えば、０．４｜α｜≦｜β｜≦０．６｜α｜である。これに関する更なる情報は下記に提供される。
【００６６】
ｘ−ｙ平面に平行に延在する３Ｄ光方向変換フィルム１０１０の一部を図１０に示す。この図で、１つのレンチキュラー機構１０１１がラベル付けされ、１つのプリズム機構１０２１がラベル付けされており、これらの機構１０１１、１０２１は互いに対して名目上位置合わせされており、したがって、それらが対に組み合わされてフィルムの光学素子を形成している。この実施形態では、両方の機構１０１１、１０２１はフィルム１０１０の厚軸、すなわち図のｚ軸に対して傾斜しているが、０＜｜β｜＜｜α｜の関係を満たすように異なる量だけ傾斜している。レンチキュラー機構１０１１は対称頂点ＳＶ、ピーク頂点ＰＶ、及び光軸１０１４の対称軸を有する。プリズム機構はＶ形プリズム表面１０２２、頂点Ｖｐｒｉｓｍ、対称軸すなわち光軸１０２４を有する。レンチキュラー機構の光軸１０１４は角度αだけ傾斜し、プリズム機構の光軸は角度βだけ傾斜し、角度βは角度αのおよそ２分の１である。プリズム機構１０２１に対するレンチキュラー機構１０１１の傾斜度及び配置は、レンチキュラー機構の光軸がプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍ又はその近くを通過するように選択される。
【００６７】
フィルム１０１０のそれぞれのレンチキュラー機構及びそれぞれのプリズム機構は図の平面内及び平面外に、すなわちｙ軸に沿って、延在すると仮定する。一実施形態では、フィルム１０１０の上位構造化表面を形成する複数のレンチキュラー機構は、１つのレンチキュラー機構（又は一群の機構）から次のものへとフィルムの面すなわち図１０のｘ軸に沿って変化する傾斜量を有する。同様に、フィルム１０１０の下位構造化表面を形成する複数のプリズム機構は、１つのプリズム機構（又は一群の機構）から次のものへとフィルムの面すなわちｘ軸に沿って変化する傾斜量を有することができる。例えば、図１０に示したその３Ｄフィルム１０１０の部分は、フィルムの左縁（図１０の観点から）近くに配置され得、３Ｄフィルム１０１０の中央部は図の右端に配置され得る。この場合、複数のレンチキュラー機構の傾斜量αは、それが右へ移動するにつれて単調に、より大きい値からより小さい値へと進むことができ、その傾斜角αはフィルムの中央では非常に小さい又はほぼゼロであり、その後、それが引き続き右へ、フィルムの中央からフィルムの右縁（図１０の観点から）へと進むにつれて、その傾斜量は、より小さい値からより大きい値へと単調に進むことができる（ただし、反対の極性で、例えば時計回りよりむしろ反時計回りに）。同様に、複数のプリズム機構の傾斜量βもまた、それが右へ移動するにつれて単調により大きい値からより小さい値へと進むことができ、その傾斜角βはフィルムの中央ではゼロであり、その後、それが引き続き右へ、フィルムの中央からフィルムの右縁へと進むにつれて、その傾斜量は、より小さい値からより大きい値へと単調に進むことができる（ただし、反対の極性で、例えば時計回りよりむしろ反時計回りに）。複数のレンチキュラー機構と複数のプリズム機構の１対１のペアリングは、そのような実施形態におい提示することができ、それぞれの光学素子は０＜｜β｜＜｜α｜及び｜β｜≒｜α｜／２の関係を満たすことができる。
【００６８】
フィルムの中央部からフィルムの所与の縁部までの単調な関数の他に、厚さ特性及び傾斜角の順序もまた考慮される。そのような他の関数は、例えば、不連続関数及び逆行関数、及び区分的単調関数であってもよく、すなわちそれらを含むことができる。近隣の光学素子の第１群は、例えば、同じ傾斜値（α及び／又はβの）及び同じ厚さを有することができるが、それらの値及び／又はその厚さは、第１群に隣接した光学素子の別の一群のそれらと異なっていてもよい。場合によっては、フィルムにわたっての厚さ特性及び／又は傾斜角の順序を表す関数は、例えば、ランダムな変化、定期的な変化、又はそれらの組み合わせといった不規則性を含んでもよく、それは、例えば、欠陥を隠す又はウェットアウト抵抗性のような視覚的アーチファクトの低減において、有益であり得る。
【００６９】
図１０は、１層の複数のレンチキュラー機構が内側フィルムの１つの主面に形成され、１層の複数のプリズム機構がその内側フィルムの反対側の主面に形成されている、内側（例えば、平らな）フィルムで構成された３Ｄフィルム１０１０を図示する。３Ｄフィルム１０１０のその部分の全体的厚さすなわちキャリパーは「ｔ」とラベル付けされている。この厚さｔは、構成要素の厚さｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄ、及びｔｅから成り、ｔａはレンチキュラー機構１０１１の高さ又は厚さ、ｔｂはレンチキュラー層のランドの厚さ、ｔｃは内側フィルムの厚さ、ｔｄはプリズム層のランドの厚さ、ｔｅはプリズム機構１０２１の高さ又は厚さである。全体的な厚さすなわちキャリパーｔが対称頂点ＳＶではなく傾斜したレンチキュラー機構１０１１のピーク頂点ＰＶの位置に基づくものであることに注意されたい。本明細書でほかにも言及しているように、図１０のような光方向変換フィルムはい単体構造を有してもよく、単一の光透過性材料で作られてもよい。
【００７０】
図１０は、フィルム１０１０の様々な特徴的な横断寸法もまた図示している。例えば、距離ｄ１は、隣接するレンズ又は複数のレンチキュラー機構の対称頂点間の最短距離を表す。隣接したレンズが異なる角度αで傾斜している場合、対称頂点はｘ−ｙ面に対して異なる高さ又は異なる垂直距離で置かれる場合があるため、１つの対称頂点を他の対称頂点と接続する線の部分はフィルムの平面（ｘ−ｙ面）に対して平行ではない場合がある。距離ｄ２は、隣接するレンズ又は複数のレンチキュラー機構のピーク頂点間の最短距離を表す。この場合も、隣接するレンズが異なる角度αで傾斜している場合、１つのピーク頂点を他のピーク頂点に接続する線の部分は、フィルムの平面（ｘ−ｙ面）に対して平行ではない場合がある。距離ｄ３は、隣接するプリズム頂点間の最短距離を表す。代表的な実施形態では、本明細書でほかにも記載しているように、作業面積にかけて変化するようにレンズの傾斜角を適宜調整することが可能であっても、距離ｄ１は、ｘ軸に沿ってフィルムの１つの縁からフィルムの中央及びフィルムの反対側の縁にかけて、フィルムの作業面積にわたって一定に保持され得る。更に、本明細書でほかにも記載しているように、作業面積にかけて変化するようにプリズムの傾斜角を適宜調製することが可能であっても、距離ｄ３もまた、フィルムの作業面積にかけて一定に保持され得る。更に、代替実施形態では、傾斜したプリズムの頂点が図１０に示した位置より高くなる、より低くなる、左になる、及び／又は右になるように、傾斜したプリズムをｘ方向及び／又はｚ方向に沿って移動又は変位することができる。
【００７１】
図１１及び１２は、傾斜され且つ複合曲率でもある複数のレンチキュラー機構を取り入れた３Ｄ光方向変換フィルムの概略的側面すなわち断面図であり、フィルムの作業面積にわたって変化するように傾斜量をどのように適宜調整することができるかを示している。これらの実施形態では、構造化表面及び個々のレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構は図の平面内及び平面外に、すなわち基準座標のｙ軸に沿って延在するものと仮定する。図１１及び１２には比較的少数の複数の、レンチキュラー機構、プリズム機構、及び光学素子が示されているが、読者は、実際の３Ｄ光学フィルムが典型的にはこれらの図に示されているよりはるかに多くの光学素子を有するであろうことを理解するであろう。
【００７２】
図１１は、レンズ／プリズム対１１１１ａ／１１２１ａ、１１１１ｂ／１１２１ｂ、１１１１ｃ／１１２１ｃ、１１１１ｄ／１１２１ｄ、１１１１ｅ／１１２１ｅ、１１１１ｆ／１１２１ｆ、１１１１ｇ／１１２１ｇ、１１１１ｈ／１１２１ｈ、及び１１１１ｉ／１１２１ｉに対応する光学素子を有する代表的な３Ｄ光方向変換フィルム１１１０を概略的に図示する。レンズ１１１１ａ〜１１１１ｉは、図５若しくは７に示されているような、又は任意の他の好適な形の、複合曲率を有する。レンズの対称頂点（図７の対称頂点ＳＶを参照）を表すために、それぞれのレンズに濃い円又は点が描かれている。それぞれの対称頂点を通過する点線は、対応するレンズの対称軸すなわち光軸を表す。フィルム１１１０の１つの構造化表面のそれぞれのレンズは、フィルムの対向する構造化表面の対応するプリズムに位置合わせされている。濃い円又は点は図１１のそれぞれのプリズムの頂点にも描かれており、それらのプリズムは、本明細書でほかにも記載されているように傾斜していても傾斜していなくてもよい。フィルム１１１０は、それぞれのレンズの光軸がその対応するプリズムの頂点を通過するように適宜調整される。更に、レンズの光軸は、角度α４、α３、α２、α１、α０、−α１、−α２、−α３、及び−α４によって示されるように、指定された順序に従って傾斜される。この順序で、複数のレンチキュラー機構の傾斜量αは、それがフィルムの左縁からフィルムの中央へ移動するにつれて、大きい値から小さい値に単調に進み、その傾斜角α＝α０はフィルムの中央では非常に小さい又はほぼゼロであり、その後、それが引き続きフィルムの中央からフィルムの右縁へと進むにつれて、その傾斜量は、より小さい値からより大きい値へと（ただし、反対の極性の値へと）単調に進む。
【００７３】
図１２は、図１１のフィルムと同様の代表的な３Ｄ光方向変換フィルム１２１０を概略的に示しているが、レンズからレンズへの距離とプリズムからプリズムへの距離との比率は、光学素子のいくつかに関してレンズがその対応するプリズムに対してある程度オフセットされるように変化する。したがって、フィルム１２１０は、レンズ／プリズム対１２１１ａ／１２２１ａ、１２１１ｂ／１２２１ｂ、１２１１ｃ／１２２１ｃ、１２１１ｄ／１２２１ｄ、１２１１ｅ／１２２１ｅ、１２１１ｆ／１２２１ｆ、１２１１ｇ／１２２１ｇ、１２１１ｈ／１２２１ｈ、及び１２１１ｉ／１２２１ｉに対応する光学素子を有する。レンズ１１１１ａ〜１１１１ｉと同様に、レンズ１２１１ａ〜１２１１ｉは複合曲率を有し、レンズの対称頂点を表す濃い円又は点がそれぞれのレンズに描かれている。ここでも点線は、対応するレンズの対称の軸又は光軸を表すようにそれぞれの対称頂点を通過している。光学素子のいくつかに関してのオフセットにもかかわらず、フィルム１２１０の１つの構造化表面のそれぞれのレンズは、フィルムの反対側の構造化表面の対応するプリズムと位置合わせされている。濃い円又は点は図１２のそれぞれのプリズムの頂点にも描かれており、それらのプリズムは、本明細書でほかにも記載されているように傾斜していても傾斜していなくてもよい。フィルム１２１０は、傾斜したそれぞれのレンズ（すなわち、１２２１ｅを除く、図に描かれている全てのレンズ）の光軸が対応するプリズムの頂点を通過しないように適宜調整される。更に、レンズの光軸は上述の指定の順序に従って、すなわちα４、α３、α２、α１、α０、−α１、−α２、−α３、及び−α４の角度の順に傾斜される。
【００７４】
図１３は、３Ｄ光方向変換フィルム１３１０の概略的側面すなわち断面図であり、この概略図は複数のレンチキュラー機構のピーク頂点（ＰＶ）及び対応する複数のプリズム機構のプリズム頂点（Ｖｐｒｉｓｍ）を示し、フィルムの厚さすなわちキャリパーがフィルムの作業面積にわたってどのように変化できるかを実証している。フィルム１３１０はｘ−ｙ平面に平行のフィルム平面にあり、複数の線状レンチキュラー機構の第１構造化表面を有し、複数の線状プリズム機構の第２構造化表面を有し、複数のレンチキュラー機構は、複数のプリズム機構と、複数のレンチキュラー機構が１対１で対応するように複数のプリズム機構と対に組み合わされ、１つのレンチキュラー機構と１つのプリズム機構でなるそれぞれの対は光学素子と呼ばれる。複数のレンチキュラー機構のそれぞれは複合曲率、光軸、対称頂点、及びピーク頂点を有する。複数のレンチキュラー機構のピーク頂点は、図のように、フィルムの左縁すなわち部分１３０２からフィルムの中央部１３０１へ、及びフィルムの右縁又は部分１３０３へと、ＰＶａ、ＰＶｂ、ＰＶｃ、．．．、ＰＶｊ、．．．、ＰＶｓの順にラベル付けされている。同様に、複数のプリズム機構の頂点は、Ｖｐｒｉｓｍａ、Ｖｐｒｉｓｍｂ、．．．、Ｖｐｒｉｓｍｊ、．．．、Ｖｐｒｉｓｍｍ、．．．、Ｖｐｒｉｓｍｒ、及びＶｐｒｉｓｍｓの順に、対応するやり方でラベル付けされている。したがって、例えば、フィルム１３１０の最も左の光学素子はＰＶａ及びＶｐｒｉｓｍａを含み、フィルムの中央の光学素子はＰＶｊ及びＶｐｒｉｓｍｊを含み、フィルムの最も右の光学素子はＰＶｓ及びＶｐｒｉｓｍｓを含む。図１１のフィルムと同様に、フィルム１３１０は、それぞれのレンチキュラー機構の光軸がその対応するプリズム機構の頂点を通過するように適宜調整される。更に、複数のレンチキュラー機構の光軸（代表的な光軸１３１４ａ、１３１４ｊ、及び１３１４ｓを参照）は指定の順に従って傾斜され、複数のレンチキュラー機構の傾斜量αは、それがフィルムの左の部分１３０２からフィルムの中央部１３０１へと移動するにつれて、より大きい値からより小さい値へと単調に進み、傾斜角αは中央部では非常に小さい又はほぼゼロであり、その後、それがフィルムの中央部１３０１からフィルムの右の部分１３０３へと進むにつれて、傾斜量はより小さい値からより大きい値（ただし、反対の極性の値）へと単調に進む。複数のプリズム機構は、図９ｄに示されているように、それらの対応する複数のレンチキュラー機構の傾斜量に比例した量だけ傾斜されるのが好ましい。あるいは、図９ｂに示されるように、フィルム１３１０の複数のプリズム機構は傾斜されなくてもよい。
【００７５】
傾斜角の順序及びフィルムの中央部からそれぞれの縁部までの厚さ特性は、図１３では単調であると仮定されているが、その他の非単調な関数もまた、上述したように使用することが可能である。
【００７６】
好ましくは、３Ｄフィルム１３１０は、所与のレンチキュラー機構の対称頂点からそれに対応するプリズム機構の頂点までの距離が、全ての光学素子に関してほぼ同じになるように設計されるのが好ましい。これは、フィルムの作業面積にわたっての全ての光学素子の良好な光学的性能を確保する。しかし、（ｉ）フィルムの異なる場所で複数のレンチキュラー機構が異なる量だけ傾斜されること、（ｉｉ）複数のレンチキュラー機構が複合曲率の形を有すると仮定されること、及び（ｉｉｉ）フィルムの平面の上の複合曲率のレンチキュラー機構のピーク頂点の高さが傾斜角の増大につれて減少すること、のために、この光学的設計は図１３に示されるピーク頂点及びプリズム頂点のプロファイルを生成する。プリズム頂点は、フィルム平面に対して平行な面内に残るが、複数のレンチキュラー機構のピーク頂点は、フィルム１３１０の中央部１３０１で最も高く、フィルム１３１０の、左の部分１３０２及び右の部分１３０３で最も低い、エンベロープすなわち曲線を辿る。これは、フィルムの中央部１３０１で最大（ｔ１）であり且つフィルムの縁部すなわち左の部分１３０２及び右の部分１３０３で最少（ｔ２）である、全体的なフィルムの厚さすなわちキャリパーをもたらす。
【００７７】
図１３の実施形態の代替実施形態では、複数のレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構は、レンチキュラー機構の対称頂点とそれに対応するプリズム機構の頂点との間に一定の距離を維持するようにｚ軸に沿って変位することができ、フィルムの中央でよりもフィルムの縁部で、より多くの変位が生じる。得られる３Ｄフィルムは、なお図１３のそれと同じ指定の順序にしたがった複数のレンチキュラー機構の傾斜を取り入れるが、複数のレンチキュラー機構のピーク頂点はフィルム平面に平行な平面内に全て置かれるように作られてもよく、一方、プリズム頂点はフィルムの中央部で最も低くフィルムの縁で最も高いエンベロープすなわち曲線を辿る。この場合も、これは、フィルムの中央部で最大（ｔ１）であり且つフィルムの縁部で最少（ｔ２）である全体的なフィルムの厚さすなわちキャリパーをもたらす。関係する代替実施形態では、複数の、レンチキュラー及びプリズム機構の変位は、複数のレンチキュラー機構のピーク頂点もプリズム頂点も全てが面内には置かれない結果をもたらすようなやり方で行われてもよく、むしろ、両方の頂点セットがフィルムの中央でフィルム平面から離れて下がるエンベロープすなわち曲線を辿ることができる。この実施形態も、フィルムの中央部で最大（ｔ１）であり且つフィルムの縁部で最少（ｔ２）である全体的なフィルムの厚さすなわちキャリパーをもたらす。
【００７８】
モデル化された実施例
上述のように、回転又は傾斜した複数のレンチキュラー機構だけでなく回転又は傾斜した複数のプリズム機構もまた取り入れることが可能な３Ｄフィルム設計が、トーイン角の増大及び、高いトーイン角でのより鮮鋭な立体エッジを含む多くの潜在的な性能上の利益を提供し得ることが見出された。
【００７９】
Ｌａｍｂｄａ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎより入手可能なＴｒａｃｅＰｒｏ  Ｅｘｐｅｒｔ（バージョン６．０．０）と呼ばれる市販入手可能な光学設計ソフトウェアを使用して、様々な３Ｄ光方向変換フィルム設計又はそのようなフィルムの部分をモデル化し、評価した。モデル化した例に関しては、図１０のものと同様の、内部の平らなフィルムと、その内部フィルムの主面の１つに配置されたモデル化したレンチキュラー層と、その内部フィルムの反対側の主面に配置されたモデル化したプリズム層と、の３層構成を仮定した。平らな内側フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で作製されたフィルムと同じ厚さ７６．２マイクロメートル（３ミル）及び屈折率１．６７を有すると仮定した。プリズム層及びレンチキュラー層の両方は、この用途に十分な物性を与える硬化材料をもたらす、モノマー、オリゴマー、及び光開始剤から成る硬化ブレンドアクリレートの層と同じ屈折率１．５１を有すると仮定した。複数のプリズム機構は互いに連続的である、すなわち、平らな部分によってではなくｖ形部分によって分離されていると仮定した。複数のプリズム機構はまた、プリズム頂点に６０度の挟角を有するとも仮定した。複数のレンチキュラー機構は、場合によっては、複合曲率を有すると仮定し、場合によっては、５９マイクロメートルの曲率半径を有する単純曲率を有すると仮定した。複合曲率は、複数のレンチキュラー機構に使用されるときは、５９マイクロメートルの軸曲率半径であり、そのレンチキュラー機構の外側部分又は谷部では約５９．９マイクロメートルの半径に曲率が変化すると仮定した（例えば、図４の谷部４２８を参照）。レンチキュラー機構の外側部分の曲率中心（図５の点Ｃ２及びＣ３を参照）は、軸曲率中心に対して、約１．７マイクロメートル低く（図５では−ｚ方向に１．７マイクロメートル）、横方向に０．０３マイクロメートル変位された点（レンズの正の面（＋ｘ）に関して−ｘ方向に０．０３マイクロメートル（図５の点Ｃ２を参照）、及びレンズの負の面（−ｘ）に関して＋ｘ方向に０．０３マイクロメートル（図５の点Ｃ３を参照））に配置した。複数のプリズム機構のピッチは７８マイクロメートルと仮定し、複数のレンチキュラー機構のピッチもまた７８マイクロメートルであった。モデル化したフィルムを構成している３つの個別の層のそれぞれは、等方性且つ均質であると仮定した。α＝β＝０を含む様々な回転角α（複数のレンチキュラー機構に関して）及びβ（複数のプリズム機構に関して）をモデル化し、全ての事例で、回転角α及びβはプリズムの頂点の周囲で旋回し、追加的な平行移動はないと仮定した。
【００８０】
モデルを簡易化するため及び裸眼立体バックライトの設計に関連する不要な複雑さを避けるために、単一のプリズム頂点の対向する側に、２つの短線光源を画定することによって、モデル化ツールを使用して別々に「エネルギーを付加する」ことができる別々に照らされる異なる光源をモデル化した（図１ａ及び１ｂ、項目１２２及び１２４を参照）。第１短線光源は、所与の（単一の）プリズムの頂点から所与のプリズムの一面と隣接したプリズムの頂点まで伸びる。第２短線光源は、所与の（単一の）プリズムの頂点から所与のプリズムの反対の面と隣接したプリズムの頂点まで伸びる。第１短線光源から始まる光線をトレースすることは、エネルギーが付加されている１つの光源（例えば、図１ａの項目１２４）をシミュレーションすることを可能にし、第２短線光源から始まる光線をトレースすることは、エネルギーが付加されている他方の光源（図１ｂの項目１２２）をシミュレーションすることを可能にした。短線光源のそれぞれは、ランダムグリッドのガウスビーム、２０度のソース半角、としてモデル化し、平均伝播方向はｚ軸に対して７０度で、所与の（単一の）プリズムに向かう方向とした。これらの短線光源のそれぞれに関して、光線分割機能をオフにして１０，０００光線を独立してトレースし、それらの光線の全てを、モデル化したフィルムシステムを通じてトレースし、データを収集し、解析した。データは、ＴｒａｃｅＰｒｏソフトウェアで極性イソカンデラプロットから得た。次いで、データをコンピュータスプレッドシート（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ（商標）Ｅｘｃｅｌ）にインポートし、角度のコサインで割り、Ｗ／（ｓｒ  ｍ２）を単位として用いて、放射強度から放射輝度に変換した。結果として、モデル化したそれぞれの３Ｄフィルム外形に関しての一対のシミュレーションされた光線分布を得た。シミュレーションしたそれぞれの光線（一方は３Ｄフィルムから発された左眼光線「Ｌ」を表し、もう一方は３Ｄフィルムから発された右眼光線「Ｒ」を表す）は、ｚ軸に対する、度数単位の観察角に対する放射輝度のプロットであった。
【００８１】
このモデル化を行う過程において、異なる３Ｄ光方向変換フィルム設計の光線トレースプロットもまた観察し、所与の量αだけ回転した所与のレンチキュラー機構に対して異なる量βだけ複数のプリズム機構を傾斜することの影響を観察することができた。それらの光線トレースプロットから、複数のプリズム機構の特定の回転βに関して、短い線光源から所与の（単一の）プリズム機構に入射する光の大部分が、所与のプリズム機構（同じ光学素子の一部としての）と関連づけられたレンチキュラー機構に「当たらない」で、むしろ他の光学素子へと伝播し、多くの場合、クロストークに相当する角度で３Ｄフィルムから出てくることが観察された。このことは、例えば、回転角α＝１５度及びプリズム回転角β＝０度を有する複合曲率の複数のレンチキュラー機構を使用する３Ｄフィルム実施形態に関して、及び同じ３Ｄフィルム実施形態であるがβ＝１５度である実施形態に関して、観察された。複数のプリズム機構の他の回転βに関しては、所与の（単一の）プリズム機構に関連づけられたレンチキュラー機構に「当たらない」ことが観察された光は実質的に少なく、光線トレースプロットに観察されたクロストークを構成する光は実質的に少なかった。このことは、例えば、回転角α＝１５度及びプリズム回転角β＝７．５度を有する複合曲率の複数のレンチキュラー機構を使用する３Ｄフィルムに関して観察された。
【００８２】
モデル化に関して上記の複合曲率を有する複数のレンチキュラー機構を使用した３Ｄフィルム設計について、モデル化情報の第１セットを生成した。このモデル化セットにおける最初の設計に関しては、複数のレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構の両方は回転又は傾斜がないものと仮定し、すなわちα＝β＝０とした。この３Ｄフィルム設計についてのモデル化の結果を図１４に示し、図中、「Ｌ」は３Ｄフィルムから発される左眼ビームを特定し、「Ｒ」は３Ｄフィルムから発される右眼ビームを特定している。次に、回転角α（複合曲率の複数のレンチキュラー機構に関する）及びβ（複数のプリズム機構に関する）のパラメータのみを変更して、この設計の異なるバリエーションをモデル化した。結果を図１４ａ〜１４ｉに示し、各グラフでそれぞれの特定の実施形態に関してα及びβに使用した値にラベルを付け、計算した左眼及び右眼ビームをプロットした。
【００８３】
図１４ａ〜１４ｉを比較することにより、プリズムの回転の影響を見る。レンチキュラー機構の回転角に対してプリズムの回転が小さ過ぎる又は大き過ぎると、立体ローブが歪められる。立体エッジもまた、（例えば左光源対右光源など）光源がどちら側かによって劣化する。しかし、レンチキュラー機構の約半分の角度でプリズムを回転すると、立体エッジの鮮鋭さはずっと維持され、擬似（spurious）ピークを最低限にすることができる。
【００８４】
次いで、モデル化に関して上記の単純曲率を有する複数のレンチキュラー機構を使用した３Ｄフィルム設計について、モデル化情報の第２セットを生成した。このモデル化セットの最初の設計に関しては、複数のレンチキュラー機構及び複数のプリズム機構の両方は回転又は傾斜がないものと仮定し、すなわちα＝β＝０とした。この３Ｄフィルム設計についてのモデル化の結果を図１５に示し、図中、ここでも「Ｌ」は３Ｄフィルムから発される左眼ビームを特定し、ここでも「Ｒ」は３Ｄフィルムから発される右眼ビームを特定している。次に、回転角α（複合曲率の複数のレンチキュラー機構に関する）及びβ（複数のプリズム機構に関する）のパラメータのみを変更して、この設計の異なるバリエーションをモデル化した。結果を図１５ａ〜１５ｃに示し、各グラフでそれぞれの特定の実施形態に関してα及びβに使用した値にラベルを付け、計算した左眼及び右眼ビームをプロットした。
【００８５】
図１５ａ、１５ｂ、１５ｃ及び図１４ｄ、１４ｅ、１４ｆを比較することにより、単純曲率のレンチキュラー機構と比較した、複合曲率のレンチキュラー機構の使用の影響がわかる。単純曲率のレンチキュラー機構は球面収差を有し、それは、回転角が大きくなるにつれてフィルムの光学的性能に及ぼす有害な影響を増大する。左眼ビーム「Ｌ」の立体エッジもまた、回転角が大きくなるにつれて劣化する。これらのマイナスの影響にもかかわらず、光をトーインするために単純曲率の複数のレンチキュラー機構を使用する３Ｄフィルム設計の能力は、回転又は傾斜した複数のプリズム機構を組み入れることによってなお改善される。
【００８６】
指示がない限り、本明細書及び請求項で使用される形体の大きさ、量、及び物理特性を示す全ての数字は、「約」と言う用語によって修飾されることを理解されたい。したがって、反することが示されない限り、本明細書及び添付特許請求の範囲に記載の数値的パラメータは、本発明の教示を利用して当業者により得ることが求められる所望の性質に応じて変化する近似値である。
【００８７】
本明細書で使用するとき、用語「微細構造体」又は「微細構造化」は、１ミリメートル未満である少なくとも１つの次元を有する表面レリーフの形体を指す。多くの実施形態において、表面レリーフの特徴は、５０ナノメートル〜５００マイクロメートルの範囲の次元を少なくとも１つ有する。
【００８８】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変形が当業者には明らかであり、本発明が本明細書に記載された例示的な実施形態に限定されるものではないことは理解されるはずである。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図９ｃ】
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【図９ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１４ｅ】
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【図１４ｆ】
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【図１４ｇ】
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【図１４ｈ】
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【図１４ｉ】
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【図１５】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１５ｃ】
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【国際調査報告】
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