(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムであって、前記光学フィルムは
前記第１構造化表面上に形成され、かつ、第１傾斜表面と第２傾斜表面とを有する複数の伸長プリズムと、
前記第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
前記プリズム及び前記分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され、
各前記分離分散構造について、前記低分散部分が滑らかな表面特性を有し、前記高分散部分が粗面化された表面特性を有し、
前記光学フィルムは、前記第１傾斜表面に入射する斜めの光を前記高分散部分へと誘導し、前記第２傾斜表面に入射する斜めの光を前記低分散部分へと誘導し、
前記入射する斜めの光はｘ−ｙ面に対して斜めに進む光であり、ｘ−ｙ面は前記光学フィルムの面であり、ｙ軸は前記プリズムの伸びる軸である、
光学フィルム。
【請求項２】
相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムであって、前記光学フィルムは
前記第１構造化表面上に形成され、かつ、第１傾斜表面と第２傾斜表面とを有する複数の伸長プリズムと、
前記第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
前記プリズム及び前記分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され、
各前記分離分散構造が、前記第２構造化表面の湾曲セグメントを含み、各分離分散構造の前記低分散部分及び前記高分散部分が、前記湾曲セグメントの滑らかな部分及び粗面化された部分をそれぞれ含み、
前記光学フィルムは、前記第１傾斜表面に入射する斜めの光を前記高分散部分へと誘導し、前記第２傾斜表面に入射する斜めの光を前記低分散部分へと誘導し、
前記入射する斜めの光はｘ−ｙ面に対して斜めに進む光であり、ｘ−ｙ面は前記光学フィルムの面であり、ｙ軸は前記プリズムの伸びる軸である、
光学フィルム。
【請求項３】
相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムであって、前記光学フィルムは
前記第１構造化表面上に形成され、かつ、第１傾斜表面と第２傾斜表面とを有する複数の伸長プリズムと、
前記第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
前記プリズム及び前記分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され、
各分離分散構造について、前記高分散部分が粗面化された部分であり、前記低分散部分がレンズレットであり、
前記光学フィルムは、前記第１傾斜表面に入射する斜めの光を前記高分散部分へと誘導し、前記第２傾斜表面に入射する斜めの光を前記低分散部分へと誘導し、
前記入射する斜めの光はｘ−ｙ面に対して斜めに進む光であり、ｘ−ｙ面は前記光学フィルムの面であり、ｙ軸は前記プリズムの伸びる軸である、
光学フィルム。
【請求項４】
相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムであって、前記光学フィルムは
前記第１構造化表面上に形成され、かつ、第１傾斜表面と第２傾斜表面とを有する複数の伸長プリズムと、
前記第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
前記プリズム及び前記分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され、
各分離分散構造について、前記高分散部分がレンズレットであり、前記低分散部分が平坦である、
前記光学フィルムは、前記第１傾斜表面に入射する斜めの光を前記高分散部分へと誘導し、前記第２傾斜表面に入射する斜めの光を前記低分散部分へと誘導し、
前記入射する斜めの光はｘ−ｙ面に対して斜めに進む光であり、ｘ−ｙ面は前記光学フィルムの面であり、ｙ軸は前記プリズムの伸びる軸である、
光学フィルム。
【請求項５】
各分離分散構造の前記レンズレットが、発散性レンズレットである、請求項４に記載のフィルム。
【請求項６】
各分離分散構造の前記レンズレットが、収束性レンズレットである、請求項４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、微細構造化された光学フィルムに関するものであり、特に、相対する主表面が両方とも構造化されているフィルム、並びにそのようなフィルムを組み込んだ物品及びシステム、並びにそのようなフィルムに関係する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
相対する表面上に構造化表面を有する光学フィルムは、本明細書において両面光学フィルムと呼ばれ、そのような光学フィルムは既知である。そのようなフィルムのいくつかにおいて、一方の構造化表面にはレンズ状機構が形成され、他方の構造化表面にはプリズム機構が形成されている。プリズム機構及びレンズ機構には一対一対応があり、個々のプリズム機構は細長く、互いに、またやはり細長い個々のレンズ機構に対して平行に延在する。そのようなフィルムは、裸眼立体３Ｄディスプレイシステムにおいて光路変更光学フィルムとして使用するためのものとして開示されている。例えば、米国特許第８，０３５，７７１号（Ｂｒｏｔｔら）及び同第８，０６８，１８７号（Ｈｕｉｚｉｎｇａら）、並びに米国特許出願公開第ＵＳ  ２００５／００５２７５０号（Ｋｉｎｇら）、同第ＵＳ  ２０１１／０１４９３９１号（Ｂｒｏｔｔら）、及び同第ＵＳ  ２０１２／０２３６４０３（Ｓｙｋｏｒａら）を参照されたい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
我々は、新しい両面光学フィルム群を開発したが、この光学フィルムの一方の側に形成された構造は、光分散特性が低い一部分と、それに沿って配置される光分散特性が高い部分と、に分けられている。１つの低光分散部分と、これに隣接する１つの高光分散部分と、を組み合わせたものは、分離分散構造と呼ばれることがある。高光分散特性は、粗面及び／又は曲面の表面に関連付けることができ（例えばレンズレット又はその一部分）、低光分散特性は、滑らかな表面に関連付けることができ、場合によっては、この表面は平坦であり得、また別の場合には、この平面は曲面であり得る。この分離分散構造は、伸長されているか又は細長くてよく、光学フィルムの相対する側の構造化表面にある伸長された又は細長い（例えば直線状）プリズム機構と組み合わせられていてよく、例えば、プリズム機構と分離分散構造が一対一対応になっていてよい。所与のプリズム機構の一方の傾斜表面から入った光は、それに関連する分離分散構造の低光分散部分を通って透過する光に主に関連付けられることができ、そのプリズム機構の他方の傾斜表面から入った光は、その構造の高光分散部分を通って透過する光に主に関連付けられることができる。好適なライトガイド及び光源と組み合わせたとき、そのような光学フィルムは、独特の光学システムを提供するのに使用することができ、これには、電子的に切り替え可能な選択的プライバシー機能を有するディスプレイ、及び電子的に切り替え可能な選択的スポットライト機能を有する照明システムが挙げられる。
【０００４】
本出願は更に、とりわけ、第１構造化表面上に形成された複数の伸長プリズムと、第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を備えた、相対する第１及び第２構造化表面を有する両面光学フィルムを開示し、各分離分散構造は、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、プリズム及び分離分散構造は、プリズム及び分離分散構造が一対一対応で配置されている。
【０００５】
各プリズムは、その一方の側に第１傾斜表面、他方の側に第２傾斜表面を有し得、所与の分離分散構造の高分散部分は、その関連するプリズムの第１傾斜表面を介して伝達された光に主に関連付けられ得る。所与の分離分散構造の低分散部分は、その関連するプリズムの第２傾斜表面を介して伝達された光に主に関連付けられ得る。
【０００６】
各分離分散構造について、低分散部分は滑らかな表面特性を有し得、高分散部分は粗面化された表面特性を有し得る。各分離分散構造は、第２構造化表面の湾曲セグメントを含み得、各分離分散構造の低分散部分及び高分散部分は、湾曲セグメントの滑らかな部分及び粗面化された部分をそれぞれ含み得る。
【０００７】
各分離分散構造について、高分散部分は粗面化された部分であり得、低分散部分はレンズレットであり得る。各分離分散構造について、高分散部分はレンズレットであり得、低分散部分は平坦であり得る。各分離分散構造のレンズレットは、発散性レンズレットであり得る。各分離分散構造のレンズレットは、代わりに、収束性レンズレットであってもよい。
【０００８】
分離分散構造は、互いに平行であるそれぞれの伸長軸に沿って延在してよく、各分離分散構造について、低分散部分及び高分散部分は、平面図で伸長軸に平行な境界に沿って接し得る。プリズムは、互いに平行なそれぞれの第１伸長軸に沿って延在してよく、分離分散構造は、互いに平行なそれぞれの第２伸長軸に沿って延在してよく、第１伸長軸は第２伸長軸に平行であり得る。
【０００９】
光学フィルムは、参照面を画定することができ、プリズムはそれぞれのプリズム光学軸を有し得、各プリズム光学軸は参照面に対して垂直であり得る。あるいは、複数のプリズム光学軸が、参照面に垂直な直交軸に対して傾いていてよい。更に、各分離分散構造は分散構造光学軸を有し得、各分散構造光学軸は、参照面に対して垂直であってよく、又は複数の分散構造光学軸は、参照面に垂直な直交軸に対して傾いていてよい。
【００１０】
光学システムは、任意のそのような両面光学フィルムと、斜めの角度で優先的に光を放射するよう適合された主表面を有するライトガイドと、を含み得、ここにおいてこの光学フィルムは、ライトガイドに近接して、かつ、ライトガイドの主表面から発する光が第１構造化表面を通って光学フィルムに入るような向きに、配置される。
【００１１】
更に、光を放射するよう適合された主表面を有するライトガイドと、それぞれ異なる第１及び第２方向に沿ってライトガイド内に光を射出するよう構成された第１及び第２光源と、両面光学フィルムと、を含む、光学システムが開示される。この光学フィルムは、相対する第１及び第２構造化表面を有し、ライトガイドに近接して配置され、かつ、ライトガイドの主表面から発する光が光学フィルムによって偏向されこれを通過するように配向されて、第１及び第２光源のいずれが通電されたかに応じて出力ビームを提供する。出力ビームは、第１光源が通電されていて第２光源が通電されていないときに広角出力ビームであり、第２光源が通電されていて第１光源が通電されていないときに狭角出力ビームとなる。
【００１２】
広角出力ビームは、所与の観測面において少なくとも４０度のビーム幅（ＦＷＨＭ）を有し得、狭角出力ビームは、所与の観測面において３０度以下のビーム幅（ＦＷＨＭ）を有し得る。狭角出力ビームは、観測面内の広角出力ビームに包含され得る（すなわち、完全にその中に含まれ得る）。光学フィルムは、ライトガイドを向いた第１構造化表面と、第１構造化表面に相対する第２構造化表面と、を有し得る。複数の伸長プリズムが、第１構造化表面上に形成され得、また複数の伸長分離分散構造が、第２構造化表面上に形成され得、各分離分散構造は、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、プリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され得る。
【００１３】
このシステムは更に、第１及び第２光源に接続されたスイッチを含み得る。このシステムはディスプレイを含み得、スイッチは、切り替え可能なプライバシー／共有機能を備えたディスプレイを提供することができる。このシステムは、照明装置、作業灯、又は同様の照明デバイスを含み得、スイッチは、切り替え可能なスポットライト機能を備えたデバイスを提供し得る。
【００１４】
更に、ディスプレイパネルと、ディスプレイパネルの背後に配置され、１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を含むバックライトと、１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源に接続されて、そのような光源を選択的に通電させるためのスイッチと、を含む、ディスプレイシステムが開示される。このバックライトは、１つ以上の第１光源がオンでありかつ１つ以上の第２光源がオフのときに第１出力光ビームを提供するよう構成され得、更に、１つ以上の第１光源がオフでありかつ１つ以上の第２光源がオンのときに第２出力光ビームを提供するよう構成され得る。第１出力光ビームは、第２出力光ビームよりも広角の分散を有し得、これにより、このスイッチは、切り替え可能なプライバシー／共有機能を備えたディスプレイシステムを提供する。
【００１５】
バックライトは、相対する第１及び第２構造化表面を有する両面光学フィルムを含み得、この光学フィルムは、第１構造化表面上に形成された複数の伸長プリズムと、第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造は、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し得る。プリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置され得る。バックライトは、ライトガイドを含み得る。
【００１６】
関連する方法、システム及び物品についても検討する。
【００１７】
本出願のこれら及びその他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」より明らかになるであろう。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、手続時に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】
【００１８】
【図１Ａ】両面光学フィルムを含む代表的なディスプレイシステムの概略側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのディスプレイシステムにおいてバックライトとして機能可能な、又はその他の用途に使用可能な、照明システムの概略斜視図である。
【図２】ライトガイドの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、ライトガイドの概略斜視図である。
【図２Ａ】視準光源と組み合わせた図２のライトガイドの図であり、ライトガイドの所与の側のどの光源がオンになっているかに応じて、ライトガイドがいかに効果的に区画割り又は分割され得るかを示している。
【図３】図１Ｂのような照明システムの概略側面図であり、１つの光源が点灯しており、この光源は、両面光学フィルムから発する広角の出力ビームを生成している。
【図４Ａ】図３の照明システムで、反対側の光源が点灯している場合の概略側面図であり、この光源は、両面光学フィルムから出る狭角の出力ビームを生成している。
【図４Ｂ】図４Ａと同様であるが、両面光学フィルムが、ビームウェストを有する改変された狭角の出力ビームを生成するよう改変されている、照明システムの概略側面図である。
【図５】代表的な両面光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図６】図５と同じ又は類似の設計を有する両面光学フィルムの一部分の概略側面図であり、１つのプリズム／分離分散構造ペアを示している。
【図６Ａ】図６のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第１傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の高分散部分へと誘導される様子を示している。
【図６Ｂ】図６のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第２傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の低分散部分へと誘導される様子を示している。
【図７】別の代表的な両面光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図８】図７と同じ又は類似の設計を有する両面光学フィルムの一部分の概略側面図であり、１つのプリズム／分離分散構造ペアを示している。
【図８Ａ】図８のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第１傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の高分散部分へと誘導される様子を示している。
【図８Ｂ】図８のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第２傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の低分散部分へと誘導される様子を示している。
【図９】別の代表的な両面光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図１０】図９と同じ又は類似の設計を有する両面光学フィルムの一部分の概略側面図であり、１つのプリズム／分離分散構造ペアを示している。
【図１０Ａ】図１０のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第１傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の高分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１０Ｂ】図１０のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第２傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の低分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１１】別の代表的な両面光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図１２】図１１と同じ又は類似の設計を有する両面光学フィルムの一部分の概略側面図であり、１つのプリズム／分離分散構造ペアを示している。
【図１２Ａ】図１２のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第１傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の高分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１２Ｂ】図１２のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第２傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の低分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１３】別の代表的な両面光学フィルムの一部分の概略斜視図である。
【図１４】図１３と同じ又は類似の設計を有する両面光学フィルムの一部分の概略側面図であり、１つのプリズム／分離分散構造ペアを示している。
【図１４Ａ】図１４のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第１傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の高分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１４Ｂ】図１４のフィルム部分の概略側面図であり、光線が追加されて、プリズムの第２傾斜表面に入射する斜めの光が、主として分離分散構造の低分散部分へと誘導される様子を示している。
【図１５】代表的な両面光学フィルム又はその一部分の概略側面図であり、ここにおいて分離分散構造はそれぞれのプリズムと揃っており、分離分散構造のピッチはプリズムのピッチと同じである。
【図１６】代表的な両面光学フィルム又はその一部分の概略側面図であり、ここにおいて分離分散構造のピッチはプリズムのピッチとは異なっている。
【図１７】代表的な両面光学フィルム又はその一部分の概略側面図であり、ここにおいて分離分散構造のピッチはプリズムのピッチとは異なっており、プリズムは、フィルムの位置に応じて傾斜している光学軸を有する。
【図１８】プリズム／分離分散構造ペアの概略側面図であり、ここにおいて要素は互いに平行移動的及び回転移動的に揃っている。
【図１９】プリズム／分離分散構造ペアの概略側面図であり、ここにおいて要素は互いに平行移動的及び回転的にずれており、異なる量の傾きを有している。
【図２０Ａ】所与の両面光学フィルムに対する斜めの光入射の入力ビームの可能な角分散と、フィルムにより生成される広角の出力光ビームの、単純化したグラフである。
【図２０Ｂ】図２０Ａの両面光学フィルムに対する斜めの光入射の別の入力ビームの可能な角分散と、フィルムにより生成される狭角の出力光ビームの、単純化したグラフである。
【図２１】代表的な両面光学フィルムを利用したディスプレイシステムの概略平面図又は側面図である。
【図２２】別の代表的な両面光学フィルムを利用した別のディスプレイシステムの概略平面図又は側面図である。
【図２３】代表的な両面光学フィルムを利用した照明装置の概略側面図である。
【図２４】別の代表的な両面光学フィルムを利用した別の照明装置の概略側面図である。
【図２５Ａ】両面光学フィルム及び／又はライトガイドが有し得るいくつかの平面的形状及び非平面的形状を示した、光学システムの概略斜視図である。
【図２５Ｂ】両面光学フィルム及び／又はライトガイドが有し得るいくつかの平面的形状及び非平面的形状を示した、光学システムの概略斜視図である。
【図２５Ｃ】両面光学フィルム及び／又はライトガイドが有し得るいくつかの平面的形状及び非平面的形状を示した、光学システムの概略斜視図である。
【図２５Ｄ】両面光学フィルム及び／又はライトガイドが有し得るいくつかの平面的形状及び非平面的形状を示した、光学システムの概略斜視図である。
【図２５Ｅ】両面光学フィルム及び／又はライトガイドが有し得るいくつかの平面的形状及び非平面的形状を示した、光学システムの概略斜視図である。
【図２６】図５及び６に類似の両面光学フィルムにより生成される出力ビームの極角に応じたモデル化された輝度のグラフであり、このグラフは、広角出力ビーム及び狭角出力ビームを示している。
【図２７】図７及び８に類似の両面光学フィルムにより生成される出力ビームの極角に応じたモデル化された輝度のグラフであり、このグラフは、広角出力ビーム及び狭角出力ビームを示している。
【図２８Ａ】図２７のモデル化された広角出力ビーム等カンデラ極グラフである。
【図２８Ｂ】図２７のモデル化された狭角出力ビームの等カンデラ極グラフである。
【００１９】
図中、同様の参照番号は同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の両面光学フィルムの独特の特性を利用することが可能な光学システム１００を、図１Ａに示す。この場合、光学システム１００はディスプレイシステムであるが、照明装置や作業灯などの環境照明装置を含む他の装置及び用途も想到される。システム１００は、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されており、これにより、選択される機構の方向及び向きが容易に議論できるようになっている。システム１００は、ディスプレイパネル１２０（例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）パネル）と、ディスプレイパネル１２０に光を供給するように配置されたバックライト１３０と、を含む。バックライト１３０は、１つ以上のライトガイド１５０、１つ以上の第１光源１３４、及び１つ以上の第２光源１３２を含む。バックライト１３０は更に、両面光学フィルム１４０を含み、この詳細は以下で詳しく説明される。座標系のｘ−ｙ面は、フィルム１４０の面に対して平行になっていると仮定され、これも通常はライトガイド１５０及びディスプレイパネル１２０の面に対して平行になっている。
【００２１】
光源１３２、１３４はライトガイドの相対する端に配置され、相対する方向からライトガイド内に光を射出する。各光源は、公称白色である光、また望ましい色相又は色温度の光を発することができる。あるいは、各光源は、着色光（例えば赤、緑、青、又はその他の既知の非白色であると認識される光）を発することができ、並びに／又は、紫外線光及び／若しくは赤外線（近赤外線を含む）光を発することができる。光源は更に、個々の発光デバイスのクラスタであるか、又はこれを含んでよく、これらの一部又は全部は非白色光を発し得るが、この個々のデバイスからの光の組み合わせが、例えば赤、緑及び青の光の総和として、公称白色光を生成し得る。ライトガイドの相対する端にある光源は、異なる白色又は非白色の光を発することもできるし、同じ色の光を発することもできる。光源１３２、１３４は、任意の既知の設計又はタイプのものであり得、例えば、一方又は両方が冷陰極蛍光灯（ＣＣＦＬ）であるか又はこれを含み得、一方又は両方が１つ以上の無機ソリッドステート光源（例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーダイオード）であるか又はこれを含み得、並びに、一方又は両方が、１つ以上の有機ソリッドステート光源（例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）であるか又はこれを含み得る。図中、光源を表わすのに使用される円形は単に略図であり、ＬＥＤ又はその他の任意の好適なタイプの光源を除外すると解釈されるべきではない。光源１３２、１３４は、好ましくは電子的に制御可能であり、これによって、いずれか一方に通電してオン状態（最大又は顕著な光出力を生成する状態）にすることができ、同時に、他方をオフ状態（光出力がほとんど又は全くない状態）にすることができ、あるいは、望ましい場合には両方を同時にオン状態にすることができ、非使用時には両方をオフ状態にすることができる。多くの場合において、光源１３２、１３４は、スイッチ速度に関して特定の要件を満たす必要はない。例えば、光源１３２、１３４のいずれか一方又は両方が、人間の目では知覚できない速度（例えば、少なくとも３０又は６０Ｈｚ）で、オフ状態とオン状態との間の繰り返し移行を行うことが可能であり得るが、そのような性能は、多くの実施形態において必要ではない。（ちらつきのない作動のためには、この移行速度は５０〜７０Ｈｚの範囲又はそれ以上であり得、両側作動の場合は、ディスプレイパネル（使用される場合）及び光源について、移行速度は１００〜１４０Ｈｚの範囲（又はそれ以上）であり得る。）このように、オン状態とオフ状態との間の特有の移行時間がずっと遅い光源も、使用することができる。
【００２２】
ライトガイド１５０は、第１光源１３４に隣接する第１光入力側面１５０ｃと、第２光源１３２に隣接する反対側の第２光入力側面１５０ｄと、を含む。第１ライトガイド主表面１５０ｂは、第１側面１５０ｃと第２側面１５０ｄとの間に延在する。第２ライトガイド主表面１５０ａは、第１主表面１５０ｂに相対しており、第１側面１５０ｃと第２側面１５０ｄとの間に延在する。ライトガイド１５０の主表面１５０ｂ、１５０ａは、互いに実質的に平行であってよく、あるいは、非平行で、これによりライトガイド１５０がくさび形であってもよい。光は、ライトガイド１５０の表面１５０ｂ、１５０ａのいずれからも反射又は放射され得るが、一般的には、表面１５０ａから放射され、表面１５０ｂから反射される。場合によっては、高反射性表面が、第１表面１５０ｂ上か又はこれに隣接して設けられてよく、これにより、第２表面１５０ａを介して光を偏向させるのに役立つ。光抽出機構１５３（例えば、浅面プリズム、レンズ状機構、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、ライトガイド１５０の主表面１５０ｂ、１５０ａの一方又は両方に配置することができる。ライトガイドの代表的な光抽出機構を、図２に関連して以下に述べる。光抽出形状１５３は典型的に、主表面１５０ａから発する光が、垂直又はほぼ垂直な伝搬方向（ｘ−ｚ面で測定された場合に、ｚ軸に対して平行か、又はｚ軸からわずかだけ逸れている方向）で伝搬されるのではなく、ｘ−ｚ面で測定された場合に、好ましいように、きわめて斜めの角度で空中に伝搬されるよう選択される。例えば、表面１５０ａから空中に発する光は、面法線（ｚ軸）に対して６０度以上、又は７０度以上、又は８０度以上の角度をなすピーク強度方向を有し得、ここにおいてピーク強度方向とは、ｘ−ｚ面における出力ビームの強度分布が最大である方向に沿った方向を指す。
【００２３】
ライトガイド１５０は中実形態を有していてよく、すなわち、第１主表面１５０ａと第２主表面１５０ｂとの間が完全に固体の内部であり得る。この固体材料は、例えばガラス、アクリル、ポリエステル、又はその他の好適なポリマー若しくは非ポリマー材料など、任意の好適な光透過性材料であるか又はこれを含み得る。あるいは、ライトガイド１５０は中空であってよく、すなわち、内部は空気又はその他の気体、あるいは真空であり得る。中空の場合、ライトガイド１５０には、相対する側に光学フィルム又は類似の構成要素が設けられ、これにより第１及び第２主表面１５０ａ、１５０ｂが提供される。中空のライトガイドは更に、複数のライトガイドに区画割り又は分割されてもよい。中実又は中空のいずれであっても、ライトガイド１５０は実質的に平面的であってよく、又は例えば波形若しくは曲面などの非平面的であってもよく、また、その曲率はわずかであっても（平面に近い）大きくてもよく、これには、ライトガイドが丸まって完全又は部分的な管を形成する場合が含まれる。そのような管は、任意の望ましい形状を有してよく、これには、円形若しくは楕円形などの曲面形状、又は正方形、長方形、若しくは三角形などの多角形形状、又はこれらの任意の形状の組み合わせが挙げられる。中空の管状ライトガイドは、これに関して、１枚の光学フィルム又は類似の構成要素から形成され、丸められて、中空の管を形成してよく、この場合、ライトガイドの第１及び第２主表面は両方とも、そのような光学フィルム又は構成要素により提供されると解釈され得る。湾曲は、ｘ−ｚ面のみにあってもよく、又はｙ−ｚ面のみにあってもよく、又は両方の面にあってもよい。ライトガイド及び両面フィルムは非平面であり得るが、単純化のため、図では平面であるものとして示されている。前者の場合、ライトガイド及び／又は光学フィルムの十分に小さな一部分を示しているために平面に見えるものとして図を解釈することができる。中実又は中空のいずれであっても、構成材料及びそれぞれの厚さに応じて、ライトガイドは物理的に剛性であっても可撓性であってもよい。可撓性のライトガイド又は光学フィルムは、その形状を平面から曲面に、又はその逆に、あるいは、１つの面における湾曲から、直交する面における湾曲へと、変化させるよう屈曲させるか又は他の操作を行うことができる。
【００２４】
両面光学フィルム１４０は、ディスプレイパネル１２０とライトガイド１５０との間に配置される。フィルム１４０は、相対する構造化表面を有する。ライトガイド１５０から離れた方向を向く構造化表面には、分離分散構造１４２が形成される。分離分散構造１４２は、図１Ａ及び１Ｂでは連続的な伸長レンズレットとして示されているが、この詳細構造は単純化のために図では省略されており、これは以下で詳しく説明される。別の設計の分離分散構造も、後述される。
【００２５】
プリズム１４１は、フィルム１４０の反対側の構造化表面上に形成され、これはライトガイド１５０の方向を向いている。この向きにおいて、ライトガイド１５０の主表面１５０ａから発する光は、プリズム１４１に入射し、これが入射光を偏向させるのに役立つ。この入射光はフィルム１４０によって偏向されこれを通過して、フィルム１４０から出る出力光ビームを提供する。以下で詳しく説明されるように、出力ビームの特性は、光源１３２、１３４のどちらがオン状態であるかによって大きな影響を受ける。一方の光源がオンのとき、出力ビームは広角ビームになり得る。反対側の光源がオンのとき、出力ビームは狭角ビームになり得る。
【００２６】
プリズム１４１と分離分散構造１４２の両方は、典型的に線形であり、あるいは、一方又は両方が正確に線形ではない（例えば直線ではない）場合は、これらは特定の面内軸に沿って違った様相で伸長されるか又は長くなる。このように、分離分散構造１４２は、互いに平行なそれぞれの分散構造軸に沿って延在し得る。そのような１本の軸が図１Ｂにおいて軸１４４として示されており、これはｙ軸に平行であることが想定される。プリズム１４１は、互いに平行なそれぞれのプリズム軸に沿って延在し得る。分散構造の伸長軸は通常、プリズムの伸長軸に平行である。完全な平行は必要ではなく、完全な平行からわずかに逸れた軸も、平行であると見なすことができる。しかしながら、そのようなずれは、両面フィルムの作用表面上で、所与のプリズム／分離分散構造ペアの、それらの長さに沿って異なる場所の間で、異なる量の位置合わせをもたらし、そのような位置合わせの度合の差は（後述のように、関連する頂点又は参照点の位置合わせの度合が、精密な整列を有するよう調整されているかどうか、また、意図的なずれであるかどうかを問わず）、望ましくは約１マイクロメートル以下である。場合によっては、ライトガイドの主表面１５０ｂの抽出機構１５３は、フィルム１４０の分離分散構造及びプリズムの延長軸に対して平行な軸に沿って、線形又は細長くてよい。あるいは、そのような細長い抽出機構１５３は、他の角度で配向されていてもよい。
【００２７】
フィルム１４０又はその関係する部分において、プリズム１４１と分離分散構造１４２とは一対一対応している。よって、各プリズム１４１について、所与のプリズムが主に相互作用する独特の分離分散構造１４２が存在し、その逆もまた言える。分離分散構造１４２のうちの１つ、一部、及び全ては、それぞれのプリズム１４１と実質的に位置合わせされ得る。あるいは、フィルム１４０は、それぞれのプリズムに対して、分離分散構造の一部又は全ての、意図的なずれ又は位置不整合を含むよう設計され得る。プリズムと分離分散構造との整列又はずれに関係するのは、これらの要素の中心間間隔又はピッチである。ディスプレイシステムの場合、分離分散構造１４２のピッチ及びプリズム１４１のピッチは、ディスプレイパネル１２０の周期的機構に関してモアレ模様を低減又は排除するよう選択され得る。分離分散構造１４２のピッチ及びプリズム１４１のピッチは、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場合がある。光学フィルム１４０の構造化表面上のそれぞれの要素について、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が、これは不当に制限的に解釈されるべきではない。
【００２８】
システム１００は、任意の有用な形状又は形態を有し得る。数多くの実施形態において、ディスプレイパネル１２０、ライトガイド１５０、及び／又は両面光学フィルム１４０は、正方形又は長方形の形状を有し得る。しかしながら、いくつかの実施形態においては、これらの要素のいずれか又は全てが、４辺を超える形状、及び／又は曲線形状を有してもよい。
【００２９】
切り替え可能な駆動要素１６０は、第１及び第２光源１３２、１３４に電気的に接続されている。この要素は、光源１３２、１３４の一方又は両方に通電することができる、好適な電源（例えば、１つ以上の電圧源及び／又は電流源）を含み得る。この電源は、単一の電源モジュール又は要素であってよく、あるいは、例えば各光源につき１つの電源要素などの、電源要素群又はネットワークであってもよい。駆動要素１６０は更に、電源、及び光源に接続された給電線に連結された、スイッチを含み得る。このスイッチは単一のトランジスタ又はその他のスイッチ要素であってよく、あるいは、スイッチモジュール又は要素の群又はネットワークであってもよい。駆動要素１６０内のスイッチ及び電源は、いくつかの作動モードを有するよう構成され得る。これらのモードは、第１光源１３４のみがオンのモード、第２光源１３２のみがオンのモード、第１及び第２光源の両方がオンのモード、並びに、第１及び第２光源のいずれもオンではないモード（すなわち、両方がオフ）のうち、２つ、３つ、又は全てを含み得る。
【００３０】
コントローラー１７０は、切り替え可能な駆動要素１６０、及びディスプレイパネル１２０に連結される。コントローラー１７０は、駆動要素をこの作動モードのうちの１つに制御又は誘導して、これによって選択的に光源に通電することができる。コントローラー１７０と駆動要素１６０との間の連結は有線であっても無線であってもよく、又は有線と無線との何らかの組み合わせであってもよい。例えば、ユーザーは携帯電話又はその他の携帯無線デバイスを使用して、駆動要素１６０を始動させることができ、そのような携帯電話又はその他の携帯無線デバイスは、コントローラー１７０の一部と見なすことができる。コントローラー１７０は更に、ディスプレイパネル１２０を制御することができ、その結果、望ましい一画像又は一連の画像を表示させる。画像情報は、任意の既知の方法で、コントローラー１７０からディスプレイパネル１２０に提供することができる。画像は、例えば静止画像、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。
【００３１】
駆動要素１６０がどの光源を通電させるかに応じて、広角出力ビーム又は狭角出力ビームのいずれかを生成する機能を備えたバックライトを、この両面光学フィルム１４０がいかにして提供できるかについては、以下に詳しく説明される。広角出力ビームによって、バックライト１３０に対してより広く分散した角度又は位置にいる観測者が、画像を見ることが可能になる。これは、ディスプレイを、１人のユーザーだけでなく、互いに角度的にかなり離れている一群の人々が見ることができるため、光学システム１００の動作の「パブリック・ビューイング・モード」又は「共有モード」と見なすことができる。狭角出力ビームによると、バックライト１３０に対して（広角出力ビームに比べて）より狭い分散の角度又は位置にいる観測者のみが、画像を見ることが可能になる。これは、ディスプレイが、１人の主ユーザー以外の個人には容易に又は直ちに見ることができないため、光学システムの動作の「プライベート・ビューイング・モード」又は「非共有モード」と見なすことができる。このように、システム１００のディスプレイは、電子的に切り替え可能な、選択的プライバシー機能又は選択的共有機能を有すると言うことができる。ディスプレイパネル１２０を除去し、任意の他の好適な適合を行うことにより、システム１００は、電子的に切り替え可能な選択的スポットライト機能を有する照明システムに容易に転換することができる。
【００３２】
図１Ｂは、ライトガイド１５０、光学フィルム１４０、及び第２光源１３２を示す、バックライト１３０の概略斜視図である。図１Ａ及び１Ｂの間での類似要素は、類似の参照番号を有し、これらについては更に述べる必要はない。光学フィルム１４０は、ライトガイド１５０から遠ざかる方向を向いた分離分散構造１４２と、プリズム頂点がライトガイド１５０の方向を向いたプリズム１４１と、を含む。分離分散構造の伸長軸１４４は、プリズム１４１の伸長軸にも対応していてよく、ｙ軸に平行に示されている。プリズム１４１の場合、この伸長軸はプリズムの頂点に対して平行である。フィルム１４０は、ライトガイド１５０に近接しているが、わずかに間隔が空いた状態で示されている。フィルム１４０は、ライトガイド１５０に接触しているように取り付けられるか又は保持されてもよく、例えば、フィルム１４０は、ライトガイド１５０の上に載せることができ、同時に、（物理的には薄いが光学的には厚い空気層を有する状態で）プリズム１４１のファセット又は傾斜側面に空気／ポリマー界面を実質的に維持して、その反射特性を維持することができる。あるいは、低屈折率の接着材料をプリズム１４１とライトガイド１５０との間に使用して、フィルム１４０をライトガイドに接着することができる。この点において、超低屈折率（ＵＬＩ）を有するナノ空隙のある材料は、屈折率が空気にある程度近いこと、またこの目的で使用可能であることが知られている。例えば、国際特許出願公開第ＷＯ  ２０１０／１２０８６４号（Ｈａｏら）及び同第ＷＯ  ２０１１／０８８１６１号（Ｗｏｌｋら）を参照されたい。これらは、屈折率（ｎ）が約ｎ≒１．１５〜ｎ≒１．３５の範囲であるＵＬＩ材料について記載している。また、国際特許出願公開第ＷＯ  ２０１０／１２０４２２号（Ｋｏｌｂら）、同第ＷＯ  ２０１０／１２０４６８号（Ｋｏｌｂら）、同第ＷＯ  ２０１２／０５４３２０号（Ｃｏｇｇｉｏら）、及び米国特許出願公開第ＵＳ  ２０１０／０２０８３４９号（Ｂｅｅｒら）も参照されたい。空隙間隔技法、例えば、マイクロ複製された柱の配列を使用して、２つの構成要素の間の空隙を実質的に維持しながらこれらを結合させる方法も、使用することができる。例えば、米国特許出願公開第ＵＳ  ２０１３／００３９０７７号（Ｅｄｍｏｎｄｓら）を参照されたい。
【００３３】
本開示の両面光学フィルム及びこれに伴う構成要素は、様々な形態及び構成で提供され得る。場合によっては、両面光学フィルムは、例えば断片、シート、又はロール形態で、パッケージされ、販売され、又は単独で使用され得る。他の場合において、両面光学フィルムは、出力ビーム特性が両面フィルムとの使用に合わせて調整されたライトガイドと共に、パッケージされ、販売され、又は使用され得る。そのような場合において、両面フィルムは、上述のようにライトガイドに接着されていてもよいし、又は互いに接着されていなくともよい。場合によっては、両面光学フィルムは、両面フィルムとの使用に合わせて調整されたライトガイド、及びライトガイドに（例えば、図１Ａに概ね示されているように相対する側から）光を射出するよう適合された１つ以上のＬＥＤ又はその他の光源の両方と一緒に、パッケージされ、販売され、又は使用され得る。この両面フィルム、ライトガイド、及び光源は、互いに接着されていてよく、接合されていてよく、又は他の方法で近接位置に保持されていてもよく、これによって照明モジュールを形成し、この照明モジュールは、大型でも小型でもよく、剛性でも可撓性でもよく、実質的に平坦／平面状、あるいは非平坦／非平面状であってもよく、更に、単独で使用しても、他の構成要素と組み合わせて使用してもよい。両面光学フィルム、ライトガイド、及び１つ以上の光源を含む照明システムは、ディスプレイ、バックライト、照明装置、作業灯、又は汎用照明モジュールなど、任意の望ましい最終用途用に適合させることができる。
【００３４】
図２は、開示の両面光学フィルムのいくつか又は全てと共に使用するのに好適であり得る代表的なライトガイド２５０の概略斜視図を示す。ライトガイド２５０は、図１Ａのライトガイド１５０の代わりに用いることができ、ライトガイド１５０に関連して説明された特性、オプション、及び代替物は、ライトガイド２５０にも等しく適用されることが理解される。カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標は、図１Ａ及び１Ｂの座標と一貫した様相で、図２において提供される。図２は、ライトガイド２５０の２つの主表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、ライトガイドの縁又は境界に対する構造化表面の他の配向が使用されてもよい。ライトガイド２５０は、両面光学フィルムに向かって光を抽出する第１主表面２５０ａと、第１主表面と反対側の第２主表面２５０ｂと、本明細書の他の部分で記載されるような第１及び第２光源のための光射出表面としての役割を果たし得る側面２５０ｄ、２５０ｃと、を含む。例えば、１つの光源を側面２５０ｃに沿って配置して、ライトガイド２５０から放射される第１の斜めの光ビームを提供し、同様の光源を側面２５０ｄに沿って配置して、ライトガイド２５０から放射される第２の斜めの光ビームを提供することができる。ここにおいて斜めの光ビームとは、前述のように、面法線（ｚ軸）に対して、ｘ−ｚ面における強度分布が、６０度以上、又は７０度以上、又は８０度以上のピーク強度方向を有するような光ビームを指す。
【００３５】
ライトガイドの背面主表面２５０ｂは、好ましくは、浅いプリズム構造体２５２の線状配列を提供するように、機械加工されるか、成形されるか、又は別の方法で形成される。これらのプリズム構造体は、ｙ軸に平行な軸に沿って細長く、かつ、ライトガイドの長さに沿って（ｘ軸に沿って）伝搬される光の適切な一部分を反射するよう設計されており、これにより、反射光は、好適に斜めの角度で、前面主表面２５０ａから屈折して空気（又は、好適な低屈折率の有形材料）中に出て、両面光学フィルムの方に進む。多くの場合、屈折光は、ライトガイド２５０の長さに沿って比較的均一に前面主表面２５０ａから抽出されるのが望ましい。表面２５０ｂは、アルミニウムなどの反射フィルムでコーティングしてもよく、又はそのような反射コーティングを有さなくてもよい。そのような反射コーティングがない場合、光が反射されてライトガイド内に戻る、及びライトガイドを通過するように、別の背面反射体を表面２５０ｂに隣接して設置し、ライトガイドを通過する任意の下向きに伝搬する光を反射してもよい。プリズム構造体２５２は、典型的に、ライトガイドの全厚に対して比較的浅い奥行きを有し、ライトガイドの長さに対して比較的小さい幅又はピッチを有する。プリズム構造体２５２は、通常、開示の両面光学フィルムに使用されるプリズムの頂角よりもはるかに大きい頂角を有する。ライトガイドは、任意の透明な光学材料、典型的には、ポリカーボネート、又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作製され得る。１つの代表的な実施形態において、ライトガイドは、セルキャストアクリルなどのアクリル材料で作製されてもよく、１．４ｍｍの全厚及びｘ軸に沿って１４０ｍｍの長さを有してもよく、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及び８１．６マイクロメートルの幅を有してもよい。読者は、これらの値が単なる例であり、不当に限定的に解釈されるべきではないことを理解するであろう。
【００３６】
ライトガイドの前面主表面２５０ａは、互いに対して、及びレンチキュラー伸長軸に対して平行な、レンチキュラー構造又は機構２５４の線状配列を提供するように、機械加工、成形、又は他の何らかの方法で形成され得る。プリズム構造体２５２の伸長軸とは異なり、このレンチキュラー伸長軸は典型的に、ｘ軸に対して平行である。レンチキュラー構造体２５４は、ライトガイドから出て前面主表面を通過する光のｙ−ｚ面における角度の広がりを強めるように、及び、望ましい場合には、前面主表面からの反射により、ライトガイド内に留まる光のｙ軸に沿った空間の広がりを制限するような、形状及び向きにすることができる。場合によっては、レンチキュラー構造体２５４は、ライトガイドの全厚に対して比較的浅い奥行きを有し、ライトガイドの幅に対して比較的小さい幅又はピッチを有し得る。場合によっては、レンチキュラー構造体は、比較的強く湾曲していてよいが、別の場合では、より弱く湾曲していてもよい。一実施形態において、ライトガイドは、セルキャストアクリルで作製されてよく、０．７６ｍｍの全厚、ｘ軸に沿って１４１ｍｍの長さ、及びｙ軸に沿って６６ｍｍの幅を有してよく、レンチキュラー構造体２５４はそれぞれ、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、及び７２．６ｍｍの幅３２３を有してよい。この実施形態において、プリズム構造体２５２は、２．９マイクロメートルの奥行き、８１．６マイクロメートルの幅、及び約１７２度のプリズム頂角を有してよい。ここでも読者は、これらの実施形態が単なる例示であり、不当に限定的に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ライトガイドの前面主表面に使用してもよいことを理解するであろう。
【００３７】
上述のように、レンチキュラー構造体２５４は、前面主表面からの反射によりライトガイド内に留まる光のｙ軸に沿った空間の広がりを制限するような、形状及び向きにすることができる。ｙ軸に沿った空間の広がりの制限は、ライトガイドの面内（すなわちｘ−ｙ面内）において視準された光源で（実質的に視準されたものを含む）、達成又は強化することもできる。そのような光源は、比較的小さな面積のＬＥＤダイを、１つ以上の視準レンズ、ミラー、又は同様物と組み合わせたものであり得る。図２Ａは、側面２５０ｄに沿って配置された光源２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、及び側面２５０ｃに沿って配置された光源２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃと組み合わせた、図２のライトガイド２５０を示す。これらの光源は、実質的に視準されていてよく、又は、レンチキュラー構造体２５４は、光のｙ軸に沿った空間の広がりを制限するよう成形されてもよく、又はこれら両方であってもよい。この図において、光源２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃはオン、他の光源はオフとして示されている。光源の視準、レンチキュラー構造体２５４の形状、又はこれら両方によって、光源２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃは、ライトガイド２５０のそれぞれのストライプ又はバンド２５０−１、２５０−２、２５０−３を照らす。このバンドは、図に示すように重なりがほとんど又は全くない個々のものであってよく、あるいは、ある程度重なり合っていてもよい。各光源は、独立して操作可能であることができ、これにより、ライトガイドの各側のどの光源がオンになっているかに応じて、ライトガイドが効果的に区画割り又は分割される。例えば、バンド２５０−１、２５０−２、２５０−３のうちの１つのみが照らされてよいし、２つのみが照らされてもよいし、全てのバンドが照らされてもよい。光源２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃ、は、ライトガイドの相対する側に配置されており、側面２５０ｄの対応する光源と揃っていてよく、その結果、それらは、対応する同じバンド２５０−１、２５０−２、２５０−３を照らすようになっていてよい。あるいは、光源２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは、側面２５０ｄの光源に対してｙ方向にずれているか又は互い違いになっていてよく、その結果、それらは、バンド２５０−１、２５０−２、２５０−３と同様に、互いに重なり合っていてもよく重なり合っていなくてもよい他のバンドを照らしてもよい。光源２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃは全て、白色光を発してもよく、又は白色ではない色若しくは波長の光を発してもよく、あるいは、光源は別の色を発してもよい。ゆえに、ライトガイド２５０の所与の部分（例えばバンド２５０−１、２５０−２、２５０−３のいずれか）は、独立したライトガイドとして機能することができ、一方の側面（例えば表面２５０ｄ）の関連付けられている光源のみがオンかどうか、又は反対側の側面（例えば表面２５０ｃ）の関連付けられている光源のみがオンかどうか、又はそのような光源の両方がオンかどうかに応じて、３つの異なる出力ビームを発することができる。両面光学フィルムがそのようなライトガイドと共に使用されるとき、ライトガイドの空間的バンド状又はストライプ状の出力能力は、両面光学フィルムに実質的に移転され、その結果、適切な光源に通電することによって、広角出力ビームが両面光学フィルム全体（全てのストライプ又はバンド）から出ることができ、又は出力表面の一部分のみ（少なくとも１つだが、全てのストライプ又はバンドよりは少ない）から発することができ、又は出力表面のどの部分からも出なくてもよく（ストライプもバンドなし）、また、狭角出力ビームも同時に、両面光学フィルムの全体から出ることができ、又は一部分のみから出ることができ、又は出力表面のどの部分から出なくてもよい。
【００３８】
ここで図３を参照すると、図１Ａ、１Ｂ、及び２と一致する座標系との関連で、照明システム３００の３つの概略側面図が示されている。システム３００は、図１Ａ及び１Ｂのバックライト１３０と同じ又は類似していてよいが、ただし、図３のコントローラー１７０は、どのディスプレイパネルにも連結されておらず、また図３のライトガイド１５０は、実質的に図２のライトガイド２５０に関連して説明された設計を有し得る。これ以外、類似要素は類似の参照番号でラベル付けられており、これらについては更に述べる必要はない。更に、図３では、光源１３４のみが通電されており（オン）、光源１３２は通電されていない（オフ）。ライトガイド１５０の特性、光学フィルム１４０の特性、及びライトガイドと光学フィルムとの相互作用により、光源１３４からの光は、両面光学フィルムから出る第１出力ビーム３１０を生成し、この第１出力ビーム３１０は、ｘ−ｚ面において比較的広角の広がりを有する。
【００３９】
通電されている光源１３４からの光は、第１側面１５０ｃを通ってライトガイド１５０に入る。この光は、ライトガイド１５０に沿って概ね正のｘ方向に伝搬され、主表面１５０ａ、１５０ｂから反射する光は、第１の誘導された光ビーム１３４−１を提供する。ビーム１３４−１が伝搬される際、光の一部が主表面１５０ａで屈折又は他の方法で抽出されて、斜めの光ビーム１３４−２を提供するが、これは、ｘ−ｚ面における最大光強度の方向を表わす斜め向きの矢印で表わされている。斜めの光ビーム１３４−２は、典型的に、主表面１５０ａの表面積ほぼ全体にわたって（すなわち、主表面１５０ａの幾何学的中心だけでなく、複数の斜めの矢印で示されるように、縁位置又は縁近く、及びその間の中間位置でも）発せられる。斜めの光ビーム１３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った最大光強度方向を有する。ビーム１３４−２の最大光強度の方向は、正のｘ方向から、例えば、３０度以下、又は２０度以下、又は１５度以下、又は１０度以下偏向していてよい。
【００４０】
斜めの光ビーム１３４−２の指向性のため、光源１３４からの光は、主にフィルム１４０の下側構造化表面のプリズム１４１それぞれの１つのファセット又は斜め側面のみを通って、両面光学フィルム１４０に入る。ここで、フィルム１４０の上側構造化表面は、以下で詳しく説明されるように、そのような光が、関連する分離分散構造１４２の高分散部分へと主に誘導されるよう設計されている。その結果、光は、広角／第１出力ビーム３１０としてフィルム１４０から出る。広角出力ビーム３１０は、フィルム１４０にわたって各分離分散構造１４２から出る個々の出力ビーム又は「ビームレット」の総和から生ずる。そのような代表的なビームレット３つが、図３に示されている。ビームレット３１０−０は、フィルム１４０の幾何学的中心又はその近くから出、ビームレット３１０−１はフィルム１４０の第１端又は縁位置又はその近くから出、ビームレット３１０−２はフィルム１４０の第２端又は縁位置又はその近くから出ている。図示される実施形態において、個々のビーム又はビームレットの角分散は、名目上、出力ビーム３１０全体の角分散と同じである。すなわち、各ビームレットは広角分散を有する。広角分散は、反対側の光源から生成される出力ビームの（より狭い）角分散に比べて「広い」。多くの場合、広角分散は、ｘ−ｚ面の強度分布の半値全角幅が少なくとも５０度であり得る。他の実施形態では、個々のビーム又はビームレットの角分散は、全体的な出力ビーム３１０とはある程度異なっていてもよい。
【００４１】
第１光源１３４がオフであり、第２光源１３２がオンにされると、システム３００は、第２の、より狭い出力ビームを生成する。図４Ａ及び４Ｂには、そのようなより狭い出力ビームの、２つの異なる可能な場合が示されている。これらの２つの異なる場合は、両面光学フィルム１４０の異なる設計又は実施形態を想定したものであり、以下に詳しく述べられるが、それぞれの場合に、光学フィルム１４０は、図３に示すように、第１光源１３４のみがオンであるときに、比較的広角の出力ビーム３１０を生成する。
【００４２】
１つの場合において、フィルム１４０は、図４Ａに示すように第２出力ビームを生成するよう設計されてよく、この第２出力ビームは、図３の第１出力ビームよりも狭い。図４Ａにおいて、照明システム４００ａは、図３と一致する座標系との関連で示されている。システム４００ａは、照明システム３００と同じ又は類似しているが、ただし、光源１３４は通電されておらず（オフ）、光源１３２は通電されている（オン）。ライトガイド１５０の特性、光学フィルム１４０の特性、及びライトガイドと光学フィルムとの相互作用により、光源１３２からの光は、両面光学フィルムから出る第２出力ビーム４１０ａを生成し、この第２出力ビーム４１０ａは、ｘ−ｚ面において比較的狭角の広がりを有する。
【００４３】
通電されている光源１３２からの光は、第２側面１５０ｄを通ってライトガイド１５０に入る。この光は、ライトガイド１５０に沿って概ね負のｘ方向に伝搬され、主表面１５０ａ、１５０ｂから反射する光は、第１の誘導された光ビーム１３２−１を提供する。ビーム１３２−１が伝搬される際、光の一部が主表面１５０ａで屈折又は他の方法で抽出されて、斜めの光ビーム１３２−２を提供するが、これは、ｘ−ｚ面における最大光強度の方向を表わす斜め向きの矢印で表わされている。斜めの光ビーム１３２−２は、典型的に、主表面１５０ａの表面積ほぼ全体にわたって（すなわち、主表面１５０ａの幾何学的中心だけでなく、複数の斜めの矢印で示されるように、縁位置又は縁近く、及びその間の中間位置でも）発せられる。斜めの光ビーム１３２−２は、負のｘ方向と最も密接に揃った最大光強度方向を有する。ビーム１３２−２の最大光強度の方向は、負のｘ方向から、例えば、３０度以下、又は２０度以下、又は１５度以下、又は１０度以下偏向していてよい。
【００４４】
斜めの光ビーム１３２−２の指向性のため、光源１３２からの光は、主にフィルム１４０の下側構造化表面のプリズム１４１それぞれの１つのファセット又は斜め側面のみを通って、両面光学フィルム１４０に入り、このファセット又は斜め側面は、図３に関連して使用されるファセット／側面の反対側である。ここで、フィルム１４０の上側構造化表面は、以下で詳しく説明されるように、そのような光が、関連する分離分散構造１４２の低分散部分へと主に誘導されるよう設計されている。その結果、光は、狭角／第２出力ビーム４１０ａとしてフィルム１４０から出る。狭角出力ビーム４１０ａは、フィルム１４０にわたって各分離分散構造１４２から出る個々の出力ビーム又は「ビームレット」の総和から生ずる。そのような代表的なビームレット３つが、図４Ａに示されている。ビームレット４１０−０ａは、フィルム１４０の幾何学的中心又はその近くから出、ビームレット４１０−１ａはフィルム１４０の第１端又は縁位置又はその近くから出、ビームレット４１０−２ａはフィルム１４０の第２端又は縁位置又はその近くから出ている。図示される実施形態において、個々のビーム又はビームレットの角分散は、名目上、出力ビーム４１０ａ全体の角分散と同じである。すなわち、各ビームレットは狭角分散を有する。そのような角分散は、反対側の光源だけが通電されたときに生成される対応する出力ビームの対応する角分散に比べて狭いため、「狭い」と呼ばれる。多くの場合、狭角分散は、広角出力ビームよりも少なくとも２５度少ない半値全角幅（ＦＷＨＭ）を有し得る。ビームレット４１０−０ａ、４１０−１ａ、４１０−２ａは全て、実質的に同じ方向に向いている。この結果、第２出力ビーム４１０ａは、フィルム１４０から出る際に発散する。別の配置を図４Ｂに示す。
【００４５】
上述のように、図４Ｂは、図４Ａの別の一実施形態を示すが、図３とも互換可能である。換言すれば、両面光学フィルム１４０の一実施形態は、第１光源１３４のみがオンである時に図３の広角出力ビームを生成することができ、第２光源１３２のみがオンである時に図４Ａの狭角出力ビームを生成することができる。一方、両面光学フィルム１４０の別の一実施形態は、第１光源１３４のみがオンである時に図３の広角出力ビームを生成することができ、第２光源１３２のみがオンである時に図４Ｂの狭角出力ビームを生成することができる。
【００４６】
このように、この別の場合において、フィルム１４０は、図４Ｂに示すように第２出力ビームを生成するよう設計され、この第２出力ビームは、図３の第１出力ビームよりも狭い。図４Ｂにおいて、照明システム４００ｂは、図３と一致する座標系との関連で示されている。システム４００ｂは、照明システム３００と同じ又は類似しているが、ただし、光源１３４は通電されておらず（オフ）、光源１３２は通電されている（オン）。ライトガイド１５０の特性、光学フィルム１４０の特性、及びライトガイドと光学フィルムとの相互作用により、光源１３２からの光は、両面光学フィルムから出る第２出力ビーム４１０ｂを生成し、この第２出力ビーム４１０ｂは、ｘ−ｚ面において比較的狭角の広がりを有する。
【００４７】
図４Ａと同様、通電されている光源１３２からの光は、第２側面１５０ｄを通ってライトガイド１５０に入る。この光は、ライトガイド１５０に沿って概ね負のｘ方向に伝搬され、主表面１５０ａ、１５０ｂから反射する光は、第１の誘導された光ビーム１３２−１を提供する。ビーム１３２−１が伝搬される際、光の一部が主表面１５０ａで屈折又は他の方法で抽出されて、斜めの光ビーム１３２−２を提供する。これは、ｘ−ｚ面における最大光強度の方向を表わす斜め向きの矢印で表わされている。斜めの光ビーム１３２−２は、典型的に、主表面１５０ａの表面積ほぼ全体にわたって（すなわち、主表面１５０ａの幾何学的中心だけでなく、複数の斜めの矢印で示されるように、縁位置又は縁近く、及びその間の中間位置でも）発せられる。斜めの光ビーム１３２−２は、負のｘ方向と最も密接に揃った最大光強度方向を有する。ビーム１３２−２の最大光強度の方向は、負のｘ方向から、例えば、３０度以下、又は２０度以下、又は１５度以下、又は１０度以下偏向していてよい。
【００４８】
斜めの光ビーム１３２−２の指向性のため、光源１３２からの光は、フィルム１４０の下側構造化表面のプリズム１４１それぞれの１つのファセット又は斜め側面のみを主に通って、両面光学フィルム１４０に入り、このファセット又は斜め側面は、図３に関連して使用されるファセット／側面の反対側である。ここで、フィルム１４０の上側構造化表面は、以下で詳しく説明されるように、そのような光が、関連する分離分散構造１４２の低分散部分へと主に誘導されるよう設計されている。その結果、光は、狭角／第２出力ビーム４１０ｂとしてフィルム１４０から出る。狭角出力ビーム４１０ｂは、フィルム１４０にわたって各分離分散構造１４２から出る個々の出力ビーム又は「ビームレット」の総和から生ずる。そのような代表的なビームレット３つが、図４Ｂに示されている。ビームレット４１０−０ｂは、フィルム１４０の幾何学的中心又はその近くから出、ビームレット４１０−１ｂはフィルム１４０の第１端又は縁位置又はその近くから出、ビームレット４１０−２ｂはフィルム１４０の第２端又は縁位置又はその近くから出ている。図示される実施形態において、個々のビーム又はビームレットの（ｘ−ｚ面における）角分散はそれぞれ、出力ビーム４１０ｂ全体の角分散よりも小さい。例えば、個々のビームレットの角分散と、出力ビーム全体の角分散との差は、２度又は３度以上であり得る。各個々のビームレットは、ｘ−ｚ面の角分散が３０度以下であり得る。ビームレット４１０−０ｂ、４１０−１ｂ、４１０−２ｂは、図示されるように異なる方向を向いており、その結果、第２出力ビーム４１０ｂは、フィルム１４０から出る際に収束される。第２ビーム４１０ｂは、ビームウェスト４１０ｂ’で、（ｘ−ｚ面の光分布について）最小ビーム幅を達成し、これを超えるとビーム４１０ｂは発散する。ビームウェスト４１０ｂ’は、レンズの焦点に匹敵し、距離ｆは、フィルム１４０からビームウェスト４１０ｂ’までの軸距離として定義することができる。この距離ｆは、分離分散構造の低分散部分により生成されるビームレットの分散角及び傾斜角を制御することにより、調節することができる。そのようなビーム制御は、以下に詳述される。
【００４９】
ここで、本明細書で説明される光学システムのいずれかに使用可能な、いくつかの代表的な両面光学フィルム設計について検討する。一般に、そのようなフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面を有し、この第１構造化表面は、複数の伸長プリズムが中に形成されており、第２構造化表面は、複数の伸長分離分散構造が中に形成されている。各分離分散構造には、低分散部分に沿って高分散部分が配置されている。プリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置される。
【００５０】
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任意の既知のマイクロ複製法を使用して、あるいは、連続した鋳造硬化法を使用して、作製することができる。後者の場合、透明な担体フィルムと、好適に構成された構造化表面ツールと、の間に、硬化性ポリマー材料又はポリマー前駆体材料を適用することができる。次に、この材料を硬化させ、ツールから分離することにより、担体フィルムに接着されかつ望ましい微細構造化トポグラフィーを有する層を提供する。そのような層を、担体フィルムの片面に適用してプリズム（例えば図３のプリズム１４１を参照）を形成することができ、別のそのような層を担体フィルムの反対側の面に適用して分離分散構造（例えば図３の分離分散構造１４２を参照）を形成することができる。場合によっては、表面粗さを増大させて、各分離分散構造の高分散部分と低分散部分とを区別し、そのような場合に、既知の表面粗面化技法を使用して、構造化表面の一部を選択的に粗くして高分散部分を画定することができる。粗面化技法は、ツールの一部分に適用することができ、これによって、増大した表面粗さを有する部分が、ツールからフィルムを分離するとすぐに作られる。あるいは、又はそれに加えて、選択的粗面化技法をマイクロ複製の前又は後に表面に適用することができ、場合によってはマイクロ複製の代わりに適用することができる。マイクロ複製技法及び／又は粗面化技法がフィルムの製造に使用されるかぎりにおいて、これらは、フィルムの相対する構造化表面上の要素（例えば、所与の分離分散構造及び所与のプリズム）の相対的位置が制御できるように、また、これらの間の軸方向距離も制御できるように（例えばフィルム厚さ及びコーティング厚さの適切な選択により）採用されるのが望ましい。米国特許出願公開第ＵＳ  ２００５／００５２７５０号（Ｋｉｎｇら）を参照すると、これは、特に、マイクロ複製された構造をいかにして物品の相対する面で位置揃えを行うことができるかについて説明している。
【００５１】
本開示の両面光学フィルムの構造化表面、並びに、本開示のライトガイドの構造化表面は、別法として、又は追加的に、時に３次元印刷又は３Ｄ印刷と呼ばれる既知の付加製造法を使用して製造できる。
【００５２】
図５は、１つの代表的な両面光学フィルム５４０の一部分の概略図である。このフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面５４３、５４４を有する。フィルム５４０は、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されており、これは前の図の座標と一致している。第１構造化表面５４３は、複数のプリズム５４１が中に形成されている。プリズム５４１はそれぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。第２構造化表面５４４は、複数の分離分散構造５４２が中に形成されている。これらも、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。フィルム５４０は、３つの構成層又は要素５４５、５４６、５４７を含んで示されているが、これより多い又は少ない数の層も想到される。層５４７は、担体フィルムであってよく、層５４５、５４７は、例えば鋳造硬化工法又はその他の好適な方法を使用して、担体フィルムに接着される層であってよい。フィルム５４０及びその構成層は、可視スペクトル全体にわたって高い光伝送率と低い吸収率を備えた実質的に透明な材料を含むと想定されるが、場合によっては、フィルム５４０、又はその構成層のうち１つ以上は、フィルム５４０に着色及び／又はグレースケールの彩色を提供するための染料、顔料、及び／又はその他の吸収剤を含み得る。フィルムに使用するための代表的な材料は、光透過性ポリマー材料であるが、その他の好適な光透過性材料も使用することができる。フィルム、及び／又はその構成要素のうち一部若しくは全部は、可視光波長で、１．４〜１．７、又は１．５〜１．７（例えば、担体フィルムの屈折率は１．６７、層５４６及び／又は５４５を形成する樹脂の屈折率は１．５１）の範囲の屈折率を有し得るが、これらの範囲は例示的なものであり、不当に限定的に見なされるべきではない。
【００５３】
構造化表面５４３の各プリズム５４１は、一般に、２つの傾斜側面又はファセット５４１ａ、５４１ｂを有する。これらの傾斜表面のうちのいくつかの隣接するペアが交差して、プリズム頂点を形成し、一方、他のペアが交差して、各プリズム５４１の縁又は境界を形成する。図５には、頂点と縁／境界の両方が、尖った又はＶ字形として示されているが、尖っていない、また非Ｖ字形の形状（例えば先端を切り取った形状）も使用することができる。傾斜表面５４１ａ、５４１ｂは典型的に平坦であるが、ある程度湾曲した、又は他の様相で非平坦な表面も、使用することができる。各プリズム５４１は、たとえ頂点が鋭角でない場合であっても、頂角により特徴付けることができる。典型的な頂角は、５０〜９０度の範囲（例えば６３．５度）であるが、これは、不当に限定的に解釈されるべきではない。頂角を問わず、頂点はかなり鋭いことが多く、例えば、５以下、又は３以下、又は２以下、又は１以下の曲率半径を有する。プリズム５４１は、ピッチｐ１によって集合的に特徴付けることができる。ピッチは、図に示すように中心間で測定することができ、又は隣接するプリズムの縁から縁までを測定してもよい。ピッチは典型的には、構造化表面５４３の範囲にわたって均一であるが、場合によっては均一でなくともよい。
【００５４】
構造化表面５４４の各分離分散構造５４２は、高分散部分５４２ａ及び低分散部分５４２ｂが互いに沿って配置されている。図において、高分散部分は、低分散部分５４２ｂの滑らかな表面に比べて、粗面化された表面を示すために陰影で示されている。各分離分散構造５４２は、構造化表面５４４の湾曲したセグメント又はレンズレットとして示されている。しかしながら、高分散部分５４２ａに関する選択的粗面化により、各湾曲セグメントは全体として、従来のレンズレットよりも複雑な様相で光に応答する。各分離分散構造について、高分散部分５４２ａ及び低分散部分５４２ｂは、分離分散構造の伸長軸に平行な境界に沿って接する。そのような１つの境界５４２ｃが図５にラベル付けされており、この境界５４２ｃはｙ軸に平行である。いくつかの実施形態において、境界はｙ−ｚ面において波形であり得る。よって、より一般的には、高分散部分と低分散部分との間の境界は、平面図において伸長軸に対して平行であると言うことができる。境界５４２ｃは、高分散部分と低分散部分との間の転移によって特徴付けられ、これは鋭く突然であるか、又は別の方法として、ゆるやかで徐々に変化する。分離分散構造５４２は、ピッチｐ２によって集合的に特徴付けることができる。ピッチは、図に示すように中心間で測定することができ、又は隣接する分離分散構造の縁から縁までを測定してもよい。ピッチは典型的には、構造化表面５４３の範囲にわたって均一であるが、場合によっては均一でなくともよい。ピッチｐ２はｐ１に等しくてもよく、ここにおいて分離分散構造５４２のプリズム５４１に対する位置合わせの度合は、ｘ軸に沿ってフィルム５４０の該当領域にわたって一定又はほぼ一定のままである。あるいは、ｐ２はｐ１よりわずかに大又は小であってよく、ここにおいて構造５４２のプリズム５４１に対する位置合わせの度合は、ｘ軸に沿ってフィルム５４０の該当領域にわたって変化する。
【００５５】
図６には、図５のフィルム５４０と同じ、又は類似であり得る、両面光学フィルム６４０の一部分の概略図が示されている。図６は、図５に比べて拡大されており、６４８とラベル付けられた単一のプリズム／分離分散構造ペアを詳しく調べることができ、これは空気中にあると仮定される。図６のカーテシアン座標系は、図５及び前出の図の座標と一致している。フィルム６４０は、一体型として示されているが、別の方法として、図５の層状構成を有してもよいし、又は別の層状構成を有してもよい。フィルム６４０は、複数のプリズム６４１が中に形成された第１構造化表面６４３を有する。表面６４３及びプリズム６４１は、上述の対応する構造化表面５４３及びプリズム５４１と同じであり得る。この点に関して、プリズム６４１は２つの傾斜側面又はファセット６４１ａ、６４１ｂを有し、これは、上述の対応する傾斜表面５４１ａ、５４１ｂと同じであり得る。表面６４１ａ、６４１ｂは交差してプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成し、この頂点は、ｙ軸に平行に延びる線又は稜であり得る。
【００５６】
フィルム６４０はまた、複数の分離分散構造６４２が中に形成された第２構造化表面６４４を有する。表面６４４及び分離分散構造６４２は、上述の対応する構造化表面５４４及び分離分散構造５４２と同じであり得る。ゆえに、分離分散構造６４２は、上述の部分５４２ｂと同じであり得る低分散部分６４２ｂに沿って配置された、上述の部分５４２ａと同じであり得る高分散部分６４２ａを有する。図は、高分散部分６４２ａが、低分散部分６４２ｂに対して特徴的な粗面化された表面を有することを示している。部分６４２ａ、６４２ｂは、合わせて、単一の湾曲したセグメント又はレンズレットを形成すると見なすことができる。この湾曲セグメントの外側縁（これは、分離分散構造６４２の縁に対応する）及びプリズム６４１の外側縁は、点線の垂直線セグメントによって接続されて示されており、これは、プリズム／分離分散構造ペア６４８の境界をしるすものと見なし得る。湾曲セグメントの幾何学的中心（これは、頂点にも対応する）はＧＣとしてラベル付けされており、湾曲セグメントの曲率中心はＣとしてラベル付けされている。各分離分散構造の幾何学的中心は、分離分散構造全体の相対する縁又は境界の間の中間にある、構造化表面上の点を指し、図６では、そのような縁又は境界は、湾曲セグメントの終端である。図６において、この幾何学的中心は、高分散部分６４２ａと低分散部分６４２ｂとの間の境界に配置されているが、別の実施形態においては、高分散部分は拡大され、低分散部分は縮小され得、又はその逆もあり得、これによって分離分散構造の幾何学的中心は、高分散部分内、又は低分散部分内にある。幾何学的中心ＧＣ及びプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、分離分散構造６４２に対するプリズム６４１の整列（又はずれ）の度合を特性付けるための参照点として使用され得る。湾曲セグメントが均一な曲率を有する場合、曲率中心Ｃ（典型的に、ｙ軸に平行な線）は、頂点及び外側縁の両方を含む湾曲セグメント全体の曲率中心である。あるいは、湾曲セグメントは不均一な曲率を有し得、この場合、曲率中心Ｃは頂点にのみ該当し、湾曲セグメントの他の部分は、別の曲率中心を有し得る。
【００５７】
図６Ａ及び６Ｂは、図６のプリズム／分離分散構造ペア６４８の複製であるが、その上に、広角出力ビーム（例えば図３を参照）及び狭角出力ビーム（例えば図４Ａ又は４Ｂを参照）を生成するモードでの動作を示す光線を重ね合わせたものである。図６と同じ参照番号を有する品目は、対応する同じ要素を指し、これらについては更に述べる必要はない。
【００５８】
図６Ａにおいて、入射光線６３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム６４０の構造化表面６４３に当たる。これは図３に類似している。入射光線６３４−２は、斜めの光ビーム１３４−２（図３を参照）を適正に表している。光線６３４−２は、例えば、ｘ−ｚ面内に伝搬し、かつｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線６３４−２はプリズム６４１の第１傾斜側面６４１ａに入る。この後、光線は、図に概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。代表的な一実施形態において、フィルム６４０の屈折率は１．６７（中央の担体フィルム部分）、１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり得、プリズム頂角は約６０度であり得、湾曲セグメントの曲率半径は、均一であっても不均一であってもよく、また約４０マイクロメートルであり得、分離分散構造の幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は、約１１０マイクロメートルであり得る。上記の値は、特定の一実施形態の単なる例示であり、不当に制限的に解釈されるべきではない。これらの仮定を用いて、斜めの光線６３４−２は、図に概ね示されているように、フィルム６４０内を通って伝搬する傾向にあり、光線６１０Ａにより表わされる出力ビームとしてフィルム６４０から出る。光線６１０Ａは、広角出力ビーム３１０（図３）に類似した広角出力ビーム、又はその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム６４０は、主に分離分散構造６４２の高分散部分６４２ａに向かって、斜めの入射光線６３４−２を誘導する。これは、入射光線の一部が低分散部分６４２ｂへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア６４８の境界の外にある構造化表面６４４の一部へと誘導され得ても、そのようになる。
【００５９】
図６Ｂはその反対の場合であり、すなわち、狭角出力ビームを生成するモードの場合である。ここで、入射光線６３２−２は、負のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム６４０の構造化表面６４３に当たる。これは、図４Ａ又は４Ｂに類似している。入射光線６３２−２は、斜めの光ビーム１３２−２（図４Ａ、４Ｂを参照）を適正に表している。光線６３２−２は、例えば、ｘ−ｚ面内に伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線６３２−２は、プリズム６４１の第２傾斜側面６４１ｂに入る。この後、光線は、図６Ａと同じ設計特徴を仮定し、図６Ｂに概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。これにより光線６３２−２は、光線６１０Ｂにより表わされる出力ビームとして、フィルム６４０から出る。光線６１０Ｂは、狭角出力ビーム４１０ａ（図４Ａ）又は４１０ｂ（図４Ｂ）に類似の狭角出力ビーム、あるいはその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム６４０は、主に分離分散構造６４２の低分散部分６４２ｂに向かって、斜めの入射光線６３２−２を誘導する。これは、入射光線の一部が高分散部分６４２ａへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア６４８の境界の外にある構造化表面６４４の一部へと誘導されても、そのようになる。
【００６０】
別の設計の代表的な両面光学フィルムを、図７、８、８Ａ、及び８Ｂに示す。このフィルムは、上記のものと同じ又は類似の材料からなっていてよく、上記と同じ又は類似の製造技法及び設計特徴で製造することができる。
【００６１】
図７は、両面光学フィルム７４０を示す。このフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面７４３、７４４を有し、前の図と一致するカーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されている。第１構造化表面７４３は、複数のプリズム７４１が中に形成されている。プリズム７４１はそれぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。第２構造化表面７４４は、複数の分離分散構造７４２が中に形成されている。これらも、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。フィルム７４０は、３つの構成層又は要素７４５、７４６、７４７を有するが、これより多い又は少ない数の層も想到される。
【００６２】
構造化表面７４３の各プリズム７４１は、一般に、２つの傾斜側面又はファセット７４１ａ、７４１ｂを有する。これらの傾斜表面のうちのいくつかの隣接するペアが交差して、プリズム頂点を形成し、一方、他のペアが交差して、各プリズム７４１の縁又は境界を形成する。図７には、頂点及び縁／境界の両方が、尖った又はＶ字形として示されているが、尖っていない、また非Ｖ字形の形状（例えば先端が切り取られた形状）も使用することができる。第１傾斜表面７４１ａは実質的に平坦であり、一方第２傾斜表面７４１ｂは、ｘ−ｚ面において穏やかな曲率を有する。別の実施形態では、両方の表面は平坦であってよいし、両方が湾曲していてもよい。プリズム７４１は、ピッチｐ１によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ１と同じであっても異なっていてもよい。
【００６３】
構造化表面７４４の各分離分散構造７４２は、高分散部分７４２ａ及び低分散部分７４２ｂが互いに沿って配置されている。図７の実施形態において、高分散部分７４２ａと低分散部分７４２ｂの両方は、滑らかな表面によって特徴付けられ得る。しかしながら、高分散部分７４２ａは、図示されるように実質的に平坦であり得る低分散部分７４２ｂに対して、ｘ−ｚ面内で大きく湾曲している。各分離分散構造について、高分散部分７４２ａ及び低分散部分７４２ｂは、分離分散構造の伸長軸に平行な（すなわち、ｙ軸に平行な）境界に沿って接する。境界は、突然であっても徐々にであってもよい。分離分散構造７４２は、ピッチｐ２によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ２と同じであっても異なっていてもよい。
【００６４】
図８には、図７のフィルム７４０と同じ、又は類似であり得る、両面光学フィルム８４０の一部分の概略図が示されている。図８は、図７に比べて拡大されており、８４８とラベル付けられた単一のプリズム／分離分散構造ペアを詳しく調べることができ、これは空気中にあると仮定される。図８のカーテシアン座標系は、図７及び前出の図の座標と一致している。フィルム８４０は、一体型として示されているが、別の方法として、図７の層状構成を有してもよいし、別の層状構成を有してもよい。フィルム８４０は、複数のプリズム８４１が中に形成された第１構造化表面８４３を有する。表面８４３及びプリズム８４１は、上述の対応する構造化表面７４３及びプリズム７４１と同じであり得る。この点に関して、プリズム８４１は、２つの傾斜側面又はファセット８４１ａ、８４１ｂを有し、これは、上述の対応する傾斜表面７４１ａ、７４１ｂと同じであり得る。表面８４１ａ、８４１ｂは交差してプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成し、この頂点は、ｙ軸に平行に延びる線又は稜であり得る。
【００６５】
フィルム８４０は、複数の分離分散構造８４２が中に形成された第２構造化表面８４４も有する。表面８４４及び分離分散構造８４２は、上述の対応する構造化表面７４４及び分離分散構造７４２と同じであり得る。ゆえに、分離分散構造８４２は、上述の部分７４２ｂと同じであり得る低分散部分８４２ｂに沿って配置された、上述の部分７４２ａと同じであり得る高分散部分８４２ａを有する。高分散部分８４２ａは、低分散部分８４２ｂに比べ、ｘ−ｚ面に大きく湾曲した表面を有する。高分散部分８４２ａは、発散性又は凹面のレンズレットである。分離分散構造８４２の外側縁及びプリズム８４１の外側縁は、点線の垂直線セグメントによって接続されて示されており、これは、プリズム／分離分散構造ペア８４８の境界をしるすものと見なし得る。分離分散構造８４２の幾何学的中心（ｘ−ｚ面の観点から）はＧＣとラベル付けされている。幾何学的中心ＧＣ及びプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、分離分散構造８４２に対するプリズム８４１の整列（又はずれ）の度合を特性付けるための参照点として使用され得る。
【００６６】
図８Ａ及び８Ｂは、図８のプリズム／分離分散構造ペア８４８の複製であるが、その上に、広角出力ビーム（例えば図３を参照）及び狭角出力ビーム（例えば図４Ａ又は４Ｂを参照）を生成するモードでの動作を示す光線を重ね合わせたものである。図８と同じ参照番号を有する品目は、対応する同じ要素を指し、これらについては更に述べる必要はない。
【００６７】
図８Ａにおいて、入射光線８３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム８４０の構造化表面８４３に当たる。これは図３に類似している。入射光線８３４−２は、斜めの光ビーム１３４−２（図３を参照）を適正に表している。光線８３４−２は、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつｘ軸に対して１８±１０度の角度をなす光線としてモデル化された。光線８３４−２は、プリズム８４１の第１傾斜側面８４１ａに入る。光学的モデリングを使用して、この光線がこの後、フィルム内をどのように伝搬するかを決定した。モデリングは、次のように仮定された：フィルム８４０の屈折率は、１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり、プリズム頂角は約６３．５度であり、プリズム表面８４１ｂの曲率半径は１６０マイクロメートルであり、高分散部分８４２ａの曲率半径は３０マイクロメートルであり、幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１３マイクロメートルであった。これらの仮定を使用して、光学モデリングが、フィルム８４０を通る光線８３４−２の軌跡を計算し、その結果が光線８１０Ａとして示されている。図８Ａを確認することにより、光線８１０Ａが、広角出力ビーム３１０（図３）に類似の広角出力ビーム、又はその個々のビームレットのいずれかを提供することがわかる。光線８１０Ａの出力ビームは、第２傾斜表面８４１ｂが湾曲していることによって、いっそう広角になっている。この曲率は、高分散部分８４２ａの曲率と協力し合って作用して、複合レンズの作用と同様の方法で、傾斜表面８４１ｂが平坦である場合よりも光の広がりを提供する。図８Ａを確認することにより更に、フィルム８４０が、主に分離分散構造８４２の高分散部分８４２ａに向かって、斜めの入射光線８３４−２を誘導していることがわかる。これは、入射光線の一部が低分散部分８４２ｂへと誘導され、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア８４８の境界の外にある構造化表面８４４の一部へと誘導されても、そのようになる。
【００６８】
図８Ｂはその反対の場合であり、すなわち、狭角出力ビームを生成するモードの場合である。ここで、入射光線８３２−２は、負のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム８４０の構造化表面８４３に当たる。これは、図４Ａ又は４Ｂに類似している。入射光線８３２−２は、斜めの光ビーム１３２−２（図４Ａ、４Ｂを参照）を適正に表している。光線８３２−２は、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して１８±１０度の角度をなす光線としてモデル化された。光線８３２−２はプリズム８４１の第２傾斜側面８４１ｂに入る。光学的モデリングを使用して、この光線がこの後、フィルム内をどのように伝搬するかを決定した。このモデリングは、図８Ａと同じ設計特徴を仮定した。これらの仮定を使用して、光学モデリングが、フィルム８４０を通る光線８３２−２の軌跡を計算し、その結果が光線８１０Ｂとして示されている。図８Ｂにより、光線８１０Ｂは、狭角出力ビーム４１０ａ（図４Ａ）又は４１０ｂ（図４Ｂ）に類似の狭角出力ビーム、あるいはその個々のビームレットのいずれかを提供していることがわかる。図８Ｂを確認することにより、フィルム８４０が、主に分離分散構造８４２の低分散部分８４２ｂに向かって、斜めの入射光線８３２−２を誘導していることが更にわかる。これは、入射光線の一部が高分散部分８４２ａへと誘導され、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア８４８の境界の外にある構造化表面８４４の一部へと誘導されても、そのようになる。
【００６９】
別の設計の代表的な両面光学フィルムを、図９、１０、１０Ａ、及び１０Ｂに示す。このフィルムは、上記のものと同じ又は類似の材料からなっていてよく、上記と同じ又は同様の製造技法及び設計特徴で製造することができる。
【００７０】
図９は、両面光学フィルム９４０を示す。このフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面９４３、９４４を有し、前の図と一致するカーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されている。第１構造化表面９４３は、複数のプリズム９４１が中に形成されている。プリズム９４１はそれぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。第２構造化表面９４４は、複数の分離分散構造９４２が中に形成されている。これらも、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。フィルム９４０は、３つの構成層又は要素９４５、９４６、９４７を有するが、これより多い又は少ない数の層も想到される。
【００７１】
構造化表面９４３の各プリズム９４１は一般に、２つの傾斜側面又はファセット９４１ａ、９４１ｂを有する。これらの傾斜表面のうちのいくつかの隣接するペアが交差して、プリズム頂点を形成し、一方、他のペアが交差して、各プリズム９４１の縁又は境界を形成する。図９には、頂点及び縁／境界の両方が、尖った又はＶ字形として示されているが、尖っていない、また非Ｖ字形の形状（例えば先端が切り取られた形状）も使用することができる。第１傾斜表面９４１ａ及び第２傾斜表面９４２ｂは両方とも、実質的に平坦である。別の実施形態においては、一方又は両方の表面が、ｘ−ｚ面内でわずかに湾曲していてもよい。プリズム９４１は、ピッチｐ１によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ１と同じであってよく、また異なっていてもよい。
【００７２】
構造化表面９４４の各分離分散構造９４２は、高分散部分９４２ａ及び低分散部分９４２ｂが互いに沿って配置されている。図において、高分散部分９４２ａは、低分散部分９４２ｂの滑らかな表面に比べて、粗面化された表面を示すために陰影で示されている。図９の実施形態では、高分散部分９４２ａ及び低分散部分９４２ｂの両方が実質的に平坦かつｘ−ｙ面に平行であり得るが、低分散部分９４２ｂは、顕著な光分散を提供する粗面化された表面によって特徴付けられる高分散部分９４２ａに比べ、滑らかな（光散乱がほとんど又は全くない）表面によって特徴付けられる。各分離分散構造について、高分散部分９４２ａ及び低分散部分９４２ｂは、分離分散構造の伸長軸に平行な（すなわち、ｙ軸に平行な）境界に沿って接する。境界は、突然であっても徐々にであってもよい。分離分散構造９４２は、ピッチｐ２によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ２と同じであっても異なっていてもよい。
【００７３】
図１０には、図９のフィルム９４０と同じ、又は類似であり得る、両面光学フィルム１０４０の一部分の概略図が示されている。図１０は、図９に比べて拡大されており、１０４８とラベル付けられた単一のプリズム／分離分散構造ペアを詳しく調べることができ、これは空気中にあると仮定される。図１０のカーテシアン座標系は、図９及び前出の図の座標と一致している。フィルム１０４０は、一体型として示されているが、別の方法として、図９の層状構成を有してもよいし、別の層状構成を有してもよい。フィルム１０４０は、複数のプリズム１０４１が中に形成された第１構造化表面１０４３を有する。表面１０４３及びプリズム１０４１は、上述の対応する構造化表面９４３及びプリズム９４１と同じであり得る。この点に関して、プリズム１０４１は２つの傾斜側面又はファセット１０４１ａ、１０４１ｂを有し、これは、上述の対応する傾斜表面９４１ａ、９４１ｂと同じであり得る。表面１０４１ａ、１０４１ｂは交差してプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成し、この頂点は、ｙ軸に平行に伸びる線又は稜であり得る。
【００７４】
フィルム１０４０は、複数の分離分散構造１０４２が中に形成された第２構造化表面１０４４も有する。表面１０４４及び分離分散構造１０４２は、上述の対応する構造化表面９４４及び分離分散構造９４２と同じであり得る。ゆえに、分離分散構造１０４２は、上述の部分９４２ｂと同じであり得る低分散部分１０４２ｂに沿って配置された、上述の部分９４２ａと同じであり得る高分散部分１０４２ａを有する。高分散部分１０４２ａは、滑らかな低分散部分１０４２ｂに比べ、ｘ−ｚ面において粗面化された表面特性を有する。分離分散構造１０４２の外側縁及びプリズム１０４１の外側縁は、点線の垂直線セグメントによって接続されて示されており、これは、プリズム／分離分散構造ペア１０４８の境界をしるすものと見なし得る。分離分散構造１０４２の幾何学的中心（ｘ−ｚ面の観点から）はＧＣとラベル付けされている。幾何学的中心ＧＣ及びプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、分離分散構造１０４２に対するプリズム１０４１の整列（又はずれ）の度合を特性付けるための参照点として使用され得る。
【００７５】
図１０Ａ及び１０Ｂは、図１０のプリズム／分離分散構造ペア１０４８の複製であるが、その上に、広角出力ビーム（例えば図３を参照）及び狭角出力ビーム（例えば図４Ａ又は４Ｂを参照）を生成するモードでの動作を示す光線を重ね合わせたものである。図１０と同じ参照番号を有する品目は、それぞれ同じ要素を指し、これらについては更に述べる必要はない。
【００７６】
図１０Ａにおいて、入射光線１０３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１０４０の構造化表面１０４３に当たる。これは図３に類似している。入射光線１０３４−２は、斜めの光ビーム１３４−２（図３を参照）を適正に表している。光線１０３４−２は、例えば、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線１０３４−２は、プリズム１０４１の第１傾斜側面１０４１ａに入る。この後、光線は、図に概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。代表的な一実施形態において、フィルム１０４０の屈折率は１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり得、プリズム頂角は約６０度であり得、高分散部分１０４２ａの粗さ（Ｒａ）は低分散部分１０４２ｂよりもかなり大きい値であり得、幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１３マイクロメートルであり得る。上記の値は、特定の一実施形態の単なる例示であり、不当に制限的に解釈されるべきではない。これらの仮定を用いて、斜めの光線１０３４−２は、図に概ね示されているように、フィルム１０４０内を通って伝搬する傾向にあり、光線１０１０Ａにより表わされる出力ビームとしてフィルム１０４０から出る。光線１０１０Ａは、広角出力ビーム３１０（図３）に類似の広角出力ビーム、又はその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム１０４０は、主に分離分散構造１０４２の高分散部分１０４２ａに向かって、斜めの入射光線１０３４−２を誘導する。これは、入射光線の一部が低分散部分１０４２ｂへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１０４８の境界の外にある構造化表面１０４４の一部へと誘導され得ても、そのようになる。
【００７７】
図１０Ｂはその反対の場合であり、すなわち、狭角出力ビームを生成するモードの場合である。ここで、入射光線１０３２−２は、負のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１０４０の構造化表面１０４３に当たる。これは、図４Ａ又は４Ｂに類似している。入射光線１０３２−２は、斜めの光ビーム１３２−２（図４Ａ、４Ｂを参照）にを適正に表している。光線１０３２−２は、例えば、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線１０３２−２は、プリズム１０４１の第２傾斜側面１０４１ｂに入る。この後、光線は、図１０Ａと同じ設計特徴を仮定し、図１０Ｂに概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。これにより光線１０３２−２は、光線１０１０Ｂにより表わされる出力ビームとして、フィルム１０４０から出る。光線１０１０Ｂは、狭角出力ビーム４１０ａ（図４Ａ）又は４１０ｂ（図４Ｂ）に類似の狭角出力ビーム、あるいはその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム１０４０は、主に分離分散構造１０４２の低分散部分１０４２ｂに向かって、斜めの入射光線１０３２−２を誘導する。これは、入射光線の一部が高分散部分１０４２ａへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１０４８の境界の外にある構造化表面１０４４の一部へと誘導され得ても、そのようになる。
【００７８】
別の設計の代表的な両面光学フィルムを、図１１、１２、１２Ａ、及び１２Ｂに示す。このフィルムは、上記のものと同じ又は類似の材料からなっていてよく、上記と同じ又は同様の製造技法及び設計特徴で製造することができる。
【００７９】
図１１は、両面光学フィルム１１４０を示す。このフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面１１４３、１１４４を有し、前の図と一致するカーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されている。第１構造化表面１１４３は、複数のプリズム１１４１が中に形成されている。プリズム１１４１はそれぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。第２構造化表面１１４４は、複数の分離分散構造１１４２が中に形成されている。これらも、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。フィルム１１４０は、３つの構成層又は要素１１４５、１１４６、１１４７を有するが、これより多い又は少ない数の層も想到される。
【００８０】
構造化表面１１４３の各プリズム１１４１は一般に、２つの傾斜側面又はファセット１１４１ａ、１１４１ｂを有する。これらの傾斜表面のうちのいくつかの隣接するペアが交差して、プリズム頂点を形成し、一方、他のペアが交差して、各プリズム１１４１の縁又は境界を形成する。図１１には、頂点及び縁／境界の両方が、尖った又はＶ字形として示されているが、尖っていない、また非Ｖ字形の形状（例えば先端が切り取られた形状）も使用することができる。第１傾斜表面１１４１ａ及び第２傾斜表面１１４２ｂは両方とも、実質的に平坦である。別の実施形態においては、一方又は両方の表面が、ｘ−ｚ面内でわずかに湾曲していてもよい。プリズム１１４１は、ピッチｐ１によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ１と同じであっても異なっていてもよい。
【００８１】
構造化表面１１４４の各分離分散構造１１４２は、高分散部分１１４２ａ及び低分散部分１１４２ｂが互いに沿って配置されている。図において、高分散部分１１４２ａは、低分散部分１１４２ｂの滑らかな表面に比べて、粗面化された表面を示すために陰影で示されている。図１１の実施形態において、高分散部分１１４２ａ及び低分散部分１１４２ｂの両方が実質的に平坦でかつｘ−ｙ面に平行であり得るが、低分散部分１１４２ｂは、顕著な光分散を提供する粗面化された表面によって特徴付けられる高分散部分１１４２ａに比べ、滑らかな（光散乱がほとんど又は全くない）表面によって特徴付けられる。更に、高分散部分１１４２ａは低分散部分１１４２ｂに対して隆起しており、これは、選択的粗面化を促進するのに利用できる。例えば、構造化表面１１４４は最初に、部分１１４２ａを、隆起しているが滑らかな状態で形成することができ、次に粗面化作業をこの構造化表面に対して実施することができるが、このとき、部分１１４２ｂが引っ込んでいるため、部分１１４２ａのみが粗面化され、部分１１４２ｂは滑らかなままである。（部分１１４２ａ、１１４２ｂの役割が逆になっている別の実施形態において、隆起部分は滑らかなままであってよく、拡散又は散乱性材料は、引っ込んだ部分に印刷又は他の方法で付着させ、隆起部分には印刷又は付着させないようにすることができる。そのような場合、部分１１４２ａは低分散部分になり得、部分１１４２ｂは高分散部分になり得る。）各分離分散構造について、高分散部分１１４２ａ及び低分散部分１１４２ｂは、分離分散構造の伸長軸に平行な（すなわち、ｙ軸に平行な）境界に沿って接する。境界は、突然であっても徐々にであってもよい。分離分散構造１１４２は、ピッチｐ２によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ２と同じであっても異なっていてもよい。
【００８２】
図１２には、図１１のフィルム１１４０と同じ、又は類似であり得る、両面光学フィルム１２４０の一部分の概略図が示されている。図１２は、図１１に比べて拡大されており、１２４８とラベル付けられた単一のプリズム／分離分散構造ペアを詳しく調べることができ、これは空気中にあると仮定される。図１２のカーテシアン座標系は、図１１及び前出の図の座標と一致している。フィルム１２４０は、一体型として示されているが、別の方法として、図１１の層状構成を有してもよいし、別の層状構成を有してもよい。フィルム１２４０は、複数のプリズム１２４１が中に形成された第１構造化表面１２４３を有する。表面１２４３及びプリズム１２４１は、上述の対応する構造化表面１１４３及びプリズム１１４１と同じであり得る。この点に関して、プリズム１２４１は２つの傾斜側面又はファセット１２４１ａ、１２４１ｂを有し、これは、上述の対応する傾斜表面１１４１ａ、１１４１ｂと同じであり得る。表面１２４１ａ、１２４１ｂは交差してプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成し、この頂点は、ｙ軸に平行に伸びる線又は稜であり得る。
【００８３】
フィルム１２４０は、複数の分離分散構造１２４２が中に形成された第２構造化表面１２４４も有する。表面１２４４及び分離分散構造１２４２は、上述の対応する構造化表面１１４４及び分離分散構造１１４２と同じであり得る。ゆえに、分離分散構造１２４２は、上述の部分１１４２ｂと同じであり得る低分散部分１２４２ｂに沿って配置された、上述の部分１１４２ａと同じであり得る高分散部分１２４２ａを有する。高分散部分１２４２ａは、滑らかな低分散部分１２４２ｂに比べ、ｘ−ｚ面において粗面化された表面特性を有し、部分１２４２ａは部分１２４２ｂに対して隆起している。分離分散構造１２４２の外側縁及びプリズム１２４１の外側縁は、点線の垂直線セグメントによって接続されて示されており、これは、プリズム／分離分散構造ペア１２４８の境界をしるすものと見なし得る。分離分散構造１２４２の幾何学的中心（ｘ−ｚ面の観点から）は、ＧＣとラベル付けされている。幾何学的中心ＧＣ及びプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、分離分散構造１２４２に対するプリズム１２４１の整列（又はずれ）の度合を特性付けるための参照点として使用され得る。
【００８４】
図１２Ａ及び１２Ｂは、図１２のプリズム／分離分散構造ペア１２４８の複製であるが、その上に、広角出力ビーム（例えば図３を参照）及び狭角出力ビーム（例えば図４Ａ又は４Ｂを参照）を生成するモードでの動作を示す光線を重ね合わせたものである。図１２と同じ参照番号を有する品目は、それぞれ同じ要素を指し、これらについては更に述べる必要はない。
【００８５】
図１２Ａにおいて、入射光線１２３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１２４０の構造化表面１２４３に当たる。これは図３に類似している。入射光線１２３４−２は、斜めの光ビーム１３４−２（図３を参照）を適正に表している。光線１２３４−２は、例えば、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線１２３４−２はプリズム１２４１の第１傾斜側面１２４１ａに入る。この後、光線は、図に概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。代表的な一実施形態において、フィルム１２４０の屈折率は１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり得、プリズム頂角は約６０度であり得、高分散部分１２４２ａの粗さ（Ｒａ）は低分散部分１２４２ｂよりもかなり大きい値であり得、高分散部分１２４２ａと低分散部分１２４２ｂとの間の垂直距離は２５マイクロメートルであり得、幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１３マイクロメートルであり得る。上記の値は、特定の一実施形態の単なる例示であり、不当に制限的に解釈されるべきではない。これらの仮定を用いて、斜めの光線１２３４−２は、図に概ね示されているように、フィルム１２４０内を通って伝搬する傾向にあり、光線１２１０Ａにより表わされる出力ビームとしてフィルム１２４０から出る。光線１２１０Ａは、広角出力ビーム３１０（図３）に類似の広角出力ビーム、又はその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム１２４０は、主に分離分散構造１２４２の高分散部分１２４２ａに向かって、斜めの入射光線１２３４−２を誘導する。これは、入射光線の一部が低分散部分１２４２ｂへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１２４８の境界の外にある構造化表面１２４４の一部へと誘導され得ても、そのようになる。
【００８６】
図１２Ｂはその反対の場合であり、すなわち、狭角出力ビームを生成するモードの場合である。ここで、入射光線１２３２−２は、負のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１２４０の構造化表面１２４３に当たる。これは、図４Ａ又は４Ｂに類似している。入射光線１２３２−２は、斜めの光ビーム１３２−２（図４Ａ、４Ｂを参照）を適正に表している。光線１２３２−２は、例えば、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して約２０±１０度の角度をなす光線を、表わし得る。光線１２３２−２はプリズム１２４１の第２傾斜側面１２４１ｂに入る。この後、光線は、図１２Ａと同じ設計特徴を仮定し、図１２Ｂに概ね示されているように、フィルム内を伝搬する。これにより光線１２３２−２は、光線１２１０Ｂにより表わされる出力ビームとして、フィルム１２４０から出る。光線１２１０Ｂは、狭角出力ビーム４１０ａ（図４Ａ）又は４１０ｂ（図４Ｂ）に類似の狭角出力ビーム、あるいはその個々のビームレットのいずれかを提供する。フィルム１２４０は、主に分離分散構造１２４２の低分散部分１２４２ｂに向かって、斜めの入射光線１２３２−２を誘導する。これは、入射光線の一部が高分散部分１２４２ａへと誘導され得、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１２４８の境界の外にある構造化表面１２４４の一部へと誘導され得ても、そのようになる。
【００８７】
別の設計の代表的な両面光学フィルムを、図１３、１４、１４Ａ、及び１４Ｂに示す。このフィルムは、上記のものと同じ又は類似の材料からなっていてよく、上記と同じ又は同様の製造技法及び設計特徴で製造することができる。
【００８８】
図１３は、両面光学フィルム１３４０を示す。このフィルムは、相対する第１及び第２構造化表面１３４３、１３４４を有し、前の図と一致するカーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されている。第１構造化表面１３４３は、複数のプリズム１３４１が中に形成されている。プリズム１３４１はそれぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。第２構造化表面１３４４は、複数の分離分散構造１３４２が中に形成されている。これらも、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。フィルム１３４０は、３つの構成層又は要素１３４５、１３４６、１３４７を有するが、これより多い又は少ない数の層も想到される。
【００８９】
構造化表面１３４３の各プリズム１３４１は一般に、２つの傾斜側面又はファセット１３４１ａ、１３４１ｂを有する。これらの傾斜表面のうちのいくつかの隣接するペアが交差して、プリズム頂点を形成し、一方、他のペアが交差して、各プリズム１３４１の縁又は境界を形成する。図１３には、頂点及び縁／境界の両方が、尖った又はＶ字形として示されているが、尖っていない、また非Ｖ字形の形状（例えば先端が切り取られた形状）も使用することができる。第１傾斜表面１３４１ａ及び第２傾斜表面１３４２ｂは両方とも、実質的に平坦である。別の実施形態においては、一方又は両方の表面が、ｘ−ｚ面内でわずかに湾曲していてもよい。プリズム１３４１は、ピッチｐ１によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ１と同じであっても異なっていてもよい。
【００９０】
構造化表面１３４４の各分離分散構造１３４２は、高分散部分１３４２ａ及び低分散部分１３４２ｂが互いに沿って配置されている。この図において、高分散部分１３４２ａ及び低分散部分１３４２ｂの両方が、滑らかな表面によって特徴付けられ得る。しかしながら、高分散部分１３４２ａは、図されるように実質的に平坦でありかつｘ−ｙ面に平行であり得る低分散部分１３４２ｂに対して、ｘ−ｚ面内で大きく湾曲している。（高分散部分１３４２ａの曲率が、図７の高分散部分７４２ａの曲率とは反対であることに注意されたい。この分散部分１３４２ａは正すなわち焦点を結ぶレンズレットであり、分散部分７４２ａは負すなわち焦点を結ばないレンズレットである。）高分散部分１３４２ａは、収束性又は凸面のレンズレットである。各分離分散構造について、高分散部分１３４２ａ及び低分散部分１３４２ｂは、分離分散構造の伸長軸に平行な（すなわち、ｙ軸に平行な）境界に沿って接する。境界は、突然であっても徐々にであってもよい。分離分散構造１３４２は、ピッチｐ２によって特徴付けられ、これは、前述の実施形態のピッチｐ２と同じであっても異なっていてもよい。
【００９１】
図１４には、図１３のフィルム１３４０と同じ、又は類似であり得る、両面光学フィルム１４４０の一部分の概略図が示されている。図１４は、図１３に比べて拡大されており、１４４８とラベル付けられた単一のプリズム／分離分散構造ペアを詳しく調べることができ、これは空気中にあると仮定される。図１４のカーテシアン座標系は、図１３及び前出の図の座標と一致している。フィルム１４４０は、一体型として示されているが、別の方法として、図１３の層状構成を有してもよいし、別の層状構成を有してもよい。フィルム１４４０は、複数のプリズム１４４１が中に形成された第１構造化表面１４４３を有する。表面１４４３及びプリズム１４４１は、上述の対応する構造化表面１３４３及びプリズム１３４１と同じであり得る。この点に関して、プリズム１４４１は２つの傾斜側面又はファセット１４４１ａ、１４４１ｂを有し、これは、上述の対応する傾斜表面１３４１ａ、１３４１ｂと同じであり得る。表面１４４１ａ、１４４１ｂは交差してプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成し、この頂点は、ｙ軸に平行に伸びる線又は稜であり得る。
【００９２】
フィルム１４４０は、複数の分離分散構造１４４２が中に形成された第２構造化表面１４４４も有する。表面１４４４及び分離分散構造１４４２は、上述の対応する構造化表面１３４４及び分離分散構造１３４２と同じであり得る。ゆえに、分離分散構造１４４２は、上述の部分１３４２ｂと同じであり得る低分散部分１４４２ｂに沿って配置された、上述の部分１３４２ａと同じであり得る高分散部分１４４２ａを有する。高分散部分１４４２ａは、低分散部分１４４２ｂに比べ、ｘ−ｚ面に大きく湾曲した表面を有する。分離分散構造１４４２の外側縁及びプリズム１４４１の外側縁は、点線の垂直線セグメントによって接続されて示されており、これは、プリズム／分離分散構造ペア１４４８の境界をしるすものと見なし得る。分離分散構造１４４２の幾何学的中心（ｘ−ｚ面の観点から）はＧＣとラベル付けされている。幾何学的中心ＧＣ及びプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、分離分散構造１４４２に対するプリズム１４４１の整列（又はずれ）の度合を特性付けるための参照点として使用され得る。
【００９３】
図１４Ａ及び１４Ｂは、図１４のプリズム／分離分散構造ペア１４４８の複製であるが、その上に、広角出力ビーム（例えば図３を参照）及び狭角出力ビーム（例えば図４Ａ又は４Ｂを参照）を生成するモードでの動作を示す光線を重ね合わせたものである。図１４と同じ参照番号を有する品目は、それぞれ同じ要素を指し、これらについては更に述べる必要はない。
【００９４】
図１４Ａにおいて、入射光線１４３４−２は、正のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１４４０の構造化表面１４４３に当たる。これは図３に類似している。入射光線１４３４−２は、斜めの光ビーム１３４−２（図３を参照）を適正に表している。光線１４３４−２は、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつｘ軸に対して１８度の角度をなす光線としてモデル化された。光線１４３４−２はプリズム１４４１の第１傾斜側面１４４１ａに入る。光学的モデリングを使用して、この光線がこの後、フィルム内をどのように伝搬するかを決定した。モデリングは、次のように仮定された：フィルム１４４０の屈折率は、１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり、プリズム頂角は６０度であり、高分散部分１４４２ａの曲率半径は２２．３マイクロメートルであり、幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１３マイクロメートルであった。これらの仮定を使用して、光学モデリングが、フィルム１４４０を通る光線１４３４−２の軌跡を計算し、その結果が光線１４１０Ａとして示されている。図１４Ａを確認することにより、光線１４１０Ａは、広角出力ビーム３１０（図３）に類似の広角出力ビーム、又はその個々のビームレットのいずれかを提供していることがわかる。図１４Ａを確認することにより、フィルム１４４０が、主に分離分散構造１４４２の高分散部分１４４２ａに向かって、斜めの入射光線１４３４−２を誘導していることが更にわかる。これは、入射光線の一部が低分散部分１４４２ｂへと誘導され、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１４４８の境界の外にある構造化表面１４４４の一部へと誘導されても、そのようになる。
【００９５】
図１４Ｂはその反対の場合であり、すなわち、狭角出力ビームを生成するモードの場合である。ここで、入射光線１４３２−２は、負のｘ方向に最も密接に揃った方向に沿って、フィルム１４４０の構造化表面１４４３に当たる。これは、図４Ａ又は４Ｂに類似している。入射光線１４３２−２は、斜めの光ビーム１３２−２（図４Ａ、４Ｂを参照）を適正に表している。光線１４３２−２は、ｘ−ｚ面内を伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して１８±５度の角度をなす光線としてモデル化された。光線１４３２−２はプリズム１４４１の第２傾斜側面１４４１ｂに入る。光学的モデリングを使用して、この光線がこの後、フィルム内をどのように伝搬するかを決定した。このモデリングは、図１４Ａと同じ設計特徴を仮定した。これらの仮定を使用して、光学モデリングが、フィルム１４４０を通る光線１４３２−２の軌跡を計算し、その結果が光線１４１０Ｂとして示されている。図１４Ｂを確認することにより、光線１４１０Ｂは、狭角出力ビーム４１０ａ（図４Ａ）又は４１０ｂ（図４Ｂ）に類似の狭角出力ビーム、あるいはその個々のビームレットのいずれかを提供していることがわかる。図１４Ｂを確認することにより、フィルム１４４０が、主に分離分散構造１４４２の低分散部分１４４２ｂに向かって、斜めの入射光線１４３２−２を誘導していることが更にわかる。これは、入射光線の一部が高分散部分１４４２ａへと誘導され、また入射光線の一部が、特定のプリズム／分離分散構造ペア１４４８の境界の外にある構造化表面１４４４の一部へと誘導されても、そのようになる。
【００９６】
以上、分離分散構造及びプリズムを組み込んだいくつかの両面光学フィルムについて記述してきたが、ここで、これらの要素をフィルムに組み合わせて、照明システムにおいて望ましい出力ビームを生成することが可能な様々な方法について詳しく説明していく。特に注目されるのは狭角出力ビームが生成される動作モードであるが、広角出力ビームも影響を受ける。フィルム内の各プリズム／分離分散構造ペアの設計詳細（プリズムと分離分散構造の垂直距離、これらの要素の相対的な横方向位置（横方向に整列されているか否か）、プリズムの傾き量（傾いている場合）、及び分離分散構造の傾き量（傾いている場合）など）は、所与の入力光ビームについて、所与のプリズム／分離分散構造ペアにより生成される出力ビーム又はビームレットの形状及びその他の特性を決定する。場合によっては、相対的な横方向位置及び／又は傾き量の変化といった設計パラメータは、フィルムの面上で変化し、フィルム中心においてある値を有し、フィルムの外縁又は端に向かって単調に増加又は減少させる。そのような空間的変化を使用して、図４Ｂの出力ビーム４１０ｂのような出力ビームを生成できる。また他の場合においては、関連する設計パラメータは、フィルムの面全体にわたって全て実質的に同じであってよく、これにより、全てのプリズム／分離分散構造ペアにより生成されるビーム又はビームレットは、実質的に同じになる。そのような空間的均一性を使用して、図４Ａの出力ビーム４１０ａのような出力ビームを生成できる。
【００９７】
図１５には、両面光学フィルム１５４０の概略図が示されている。フィルム１５４０は、第１構造化表面１５４３及び第２構造化表面１５４４を有し、第１構造化表面１５４３は、複数のプリズム１５４１が中に形成され、第２構造化表面１５４４は、複数の分離分散構造１５４２が中に形成されている。一般化のため、分離分散構造１５４２は、薄い箱型又は長方形が集合して構造化表面を形成するものとして、非常に模式的に示されている。読者には、これらの薄い箱型が、本明細書に開示される分離分散構造のいずれかを表わし得ることが理解されよう。フィルム１５４０は、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されており、これは前の図と一致している。
【００９８】
各プリズム１５４１は、頂点Ｖｐｒｉｓｍで交差する２つの傾斜側面又はファセットを含む。各プリズム１５４１は更に、プリズム光学軸１５４９−１を有する。プリズム光学軸１５４９−１はｘ−ｚ面内にあり、プリズム頂点を通り、プリズム頂角を二等分し、その結果、両方の傾斜側面から等距離にある。プリズム１５４１は、ｘ軸に沿った中心間（例えばプリズム頂点の間）のプリズムピッチｐ１によって特徴付けられるが、ピッチｐ１は、乱雑さを低減させるために図１５にはラベル付けされていない。
【００９９】
各分離分散構造１５４２は、高分散部分及び低分散部分を有するが、これらは図１５には示されていない。各分離分散構造１５４２は、上述のように、幾何学的中心ＧＣと、分散構造光学軸１５４９−２と、によって特徴付けられる。分散構造光学軸１５４９−２は、幾何学的中心ＧＣを通過し、分離分散構造が実質的に対称である場合（例えば、図６及び１０の分離分散構造６４２及び１０４２をそれぞれ参照）、分散構造光学軸１５４９−２は、分離分散構造１５４２の対称軸である。あるいは、分離分散構造に実質的な対称性がないが、高分散部分又は低分散部分のうちの一方又は両方が平坦である場合（例えば、図８、１２、及び１４の分離分散構造８４２、１２４２、１４４２をそれぞれ参照）、分散構造光学軸１５４９−２はそのような平坦表面に対して垂直である。あるいは、分離分散構造に実質的な対称性がなく、高分散部分及び低分散部分のいずれも平坦でない場合、分散構造光学軸１５４９−２は、分離分散構造１５４２のトポグラフィーに最適に適合する面に対して垂直である。分離分散構造１５４２は、ｘ軸に沿った中心間（例えばＧＣ間）の分離分散構造ピッチｐ２によって特徴付けられるが、ピッチｐ２は乱雑さを低減させるために図１５にはラベル付けされていない。
【０１００】
フィルム１５４０において、構造化表面１５４３、１５４４はｐ１＝ｐ２となるように構成され、各プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍはそれぞれの分離分散構造のＧＣに垂直方向に整列しており、プリズム光学軸１５４９−１は互いにかつｚ軸に平行であり、分散構造光学軸１５４９−２も互いにかつｚ軸に平行である。よって、フィルム１５４０にある全てのプリズム光学軸１５４９−１及び全ての分散構造光学軸１５４９−２は、傾きゼロである。別の実施形態において、ｐ１はここでもｐ２に等しくてよいが、プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍはそれぞれの分離分散構造ＧＣ点から望ましい量だけずれていてよく、そのため、出力ビームを特定の方向に向けることができる。
【０１０１】
別の両面光学フィルム１６４０が図１６に示されており、これは、図１５のフィルムと同様の概略図である。フィルム１６４０は第１構造化表面１６４４及び第２構造化表面１６４４を有し、第１構造化表面１６４３は、複数のプリズム１６４１が中に形成されており、第２構造化表面１６４４は、複数の分離分散構造１６４２が中に形成されている。フィルム１６４０は、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されており、これは前の図と一致している。
【０１０２】
各プリズム１６４１は、上述のように、頂点Ｖｐｒｉｓｍで交差する２つの傾斜側面又はファセットと、プリズム光学軸１６４９−１と、を含む。プリズム１６４１はプリズムピッチｐ１により特徴付けられるが、これは、乱雑さを低減させるために図１６にはラベル付けされていない。
【０１０３】
各分離分散構造１６４２は、高分散部分及び低分散部分を有するが、これらは図１６には示されていない。各分離分散構造１６４２は、上述のように、幾何学的中心ＧＣと、分散構造光学軸１６４９−２と、によって特徴付けられる。分離分散構造１６４２は分散構造ピッチｐ２により特徴付けられるが、これは、乱雑さを低減させるために図１６にはラベル付けされていない。
【０１０４】
フィルム１６４０において、構造化表面１６４３、１６４４はｐ１＞ｐ２となるように構成され、プリズム光学軸１６４９−１は互いにかつｚ軸に平行であり、分散構造光学軸１６４９−２も互いにかつｚ軸に平行である。よって、フィルム１６４０にある全てのプリズム光学軸１６４９−１及び全ての分散構造光学軸１６４９−２は、傾きゼロである。フィルム中央にあるプリズム／分離分散構造ペアについては（フィルムの左端から５つめであり、かつフィルム右端から５つめの頂点）、プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、それぞれの分離分散構造のＧＣと垂直に揃っている。しかしながら、フィルム上の他のプリズム／分離分散構造ペアについては、そのような垂直整列はなく、ずれの量はフィルム１６４０の中心からの距離が増大するに従って単調に増加している。図１６に示される技法を使用して製造されたフィルム、又はより一般的にはｐ１≠ｐ２であるフィルムは、例えば図４Ｂに示すように、出力光の中心分布が内側を指す又は内側を向いて、収束効果を生じるような効果を生み出すことができる。ずれの度合が大きいほど、クロストークのレベルが大きくなり、ずれの最大許容度は、特定の用途での最大許容クロストークレベルにより制限され得る。名目上揃っている特徴のペア（プリズム／分離分散構造ペア）が、隣接ペアに重なり合い始めたところで、クロストークが生じる。場合によっては、このような光方向付けアプローチは、フィルムの直角方向（ｚ軸）と様々なプリズム／分離分散構造ペアの中央出力角との間が約１０度以下の角度に制限され得る。この偏向角の制限は、厚さ（図１８のＤｚを参照）、ピッチ、基板、含まれるプリズム角などのフィルムの幾何学的側面に依存する可能性があり、またライトガイドの出力分布により影響を受ける。
【０１０５】
更に別の両面光学フィルム１７４０が図１７に示されており、これは、図１５及び１６のフィルムと同様の概略図である。フィルム１７４０は、第１構造化表面１７４４及び第２構造化表面１７４４を有し、第１構造化表面１７４３は、複数のプリズム１７４１が中に形成されており、第２構造化表面１７４４は、複数の分離分散構造１７４２が中に形成されている。フィルム１７４０は、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されており、これは前の図と一致している。
【０１０６】
各プリズム１７４１は、上述のように、頂点Ｖｐｒｉｓｍで交差する２つの傾斜側面又はファセットと、プリズム光学軸１７４９−１と、を含む。プリズム１７４１はプリズムピッチｐ１により特徴付けられるが、これは、乱雑さを低減させるために図１７にはラベル付けされていない。
【０１０７】
各分離分散構造１７４２は、高分散部分及び低分散部分を有するが、これらは図１７には示されていない。各分離分散構造１７４２は、上述のように、幾何学的中心ＧＣと、分散構造光学軸１７４９−２と、によって特徴付けられる。分離分散構造１７４２は分散構造ピッチｐ２により特徴付けられるが、これは、乱雑さを低減させるために図１７にはラベル付けされていない。
【０１０８】
フィルム１７４０において、構造化表面１７４３、１７４４は、ｐ１＞ｐ２となるように構成され、分散構造光学軸１７４９−２は互いにかつｚ軸に平行である。よって、フィルム１７４０にある全ての分散構造光学軸１７４９−２は、傾きゼロである（ただし、別の実施形態においては、例えば図１９に参照されるように、ゼロではない傾きであってもよい）。しかしながら、プリズム光学軸１７４９−１は、フィルム上の位置に応じて傾斜し、中央のプリズム（フィルムの左端又は右端から５つめの頂点）は傾きゼロであり（ｚ軸に平行）、中央プリズムの左にあるプリズムは正の傾きを有し、この傾きは、中央プリズムからの距離が増大するにつれて単調に増加し、中央プリズムの右にあるプリズムは負の傾きを有し、この傾きは、中央プリズムからの距離が増大するにつれて（傾き量が）単調に増加する。ここで、正の傾きは時計方向の傾きを指し、負の傾きは反時計方向の傾きを指す。中央プリズムのプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍは、対応する分離分散構造のＣＧに垂直整列しているが、フィルム上の他のプリズム／分離分散構造ペアについては、そのような垂直整列は生じず、ずれの度合は、フィルム１７４０の中央からの距離が増大するにつれて単調に増加する。図１７に示される技法を使用して製造されたフィルム、又はより一般的には、プリズム及び／又は分離分散構造が傾いているフィルムは、例えば図４Ｂに示すように、出力光の中心分布が内側を指す又は内側を向いて、収束効果を生じるような効果を生み出すことができる。上述のように、ずれの度合が大きいほど、クロストークのレベルが大きくなり、ずれの最大許容度は、特定の用途での最大許容クロストークレベルにより制限され得る。場合によっては、このような光方向付けアプローチは、フィルムの直角方向（ｚ軸）と様々なプリズム／分離分散構造ペアの中央出力角との間が約３５度以下の角度に制限され得る。この偏向角の制限は、厚さ（図１８のＤｚを参照）、ピッチ、基板、含まれるプリズム角などのフィルムの幾何学的側面に依存する可能性があり、またライトガイドの出力分布により影響を受ける。この整列技法についての更なる詳細は、米国特許出願公開第ＵＳ  ２０１２／０２３６４０３号（Ｓｙｋｏｒａら）も参照される。
【０１０９】
更に別の代替設計において、図１５、１６、及び１７のうちのいずれかの分離分散構造は、例えば、フィルム上の位置に応じて変化する様相で、任意の望ましいやり方で傾けることができ、例えば、フィルムの中央では傾きゼロであり、中央からフィルムの左端に行くに従って正の傾きが増大し、また中央からフィルムの右端に行くに従って負の傾きが増大し得る。
【０１１０】
図１８及び１９は、両面光学フィルム内に存在し得る別のプリズム／分離分散構造ペアの拡大図を示す。図１８では、ペアの要素は互いに平行移動的及び回転移動的に揃っている。図１９では、これら要素は互いに平行移動的及び回転移動的にずれており、異なる量の傾きを有している。これらの図の両方において、一般化のため、図１５〜１７と同様に、分離分散構造は、薄い箱型又は長方形によって、模式的に示されている。
【０１１１】
図１８では、プリズム／分離分散構造ペア１８４８は、１つのプリズム１８４１と１つの分離分散構造１８４２と、を有する。プリズム１８４１は、頂点Ｖｐｒｉｓｍで接する傾斜側面又はファセット１８４１ａ、１８４１ｂを有する。プリズム１８４１は更に、上述のように、プリズム光学軸１８４９−１を有する。分離分散構造１８４２は、上述のように、幾何学的中心ＧＣ及び分散構造光学軸１８４９−２を有する。フィルム厚さ及び／又はコーティング厚さを適切に選択することにより、構造１８４２のプリズム焦点とＧＣとの間の垂直距離Ｄｚは、望ましい光学的性能の出力ビームを得られるように制御することができる。Ｄｚの光学的値を決定するには、通常、光学フィルムの屈折率も考慮に入れる。光学軸１８４９−１、１８４９−２は互いに平行かつｚ軸に対して平行であり、互いに揃っている。
【０１１２】
図１９では、プリズム／分離分散構造ペア１９４８は、１つのプリズム１９４１と１つの分離分散構造１９４２と、を有する。プリズム１９４１は、頂点Ｖｐｒｉｓｍで接する傾斜側面又はファセット１９４１ａ、１９４１ｂを有する。プリズム１９４１は更に、上述のように、プリズム光学軸１９４９−１を有する。分離分散構造１９４２は、上述のように、幾何学的中心ＧＣ及び分散構造光学軸１９４９−２を有する。フィルム厚さ及び／又はコーティング厚さを適切に選択することにより、構造１９４２のプリズム焦点とＧＣとの間の垂直距離Ｄｚは、望ましい光学的性能の出力ビームを得られるように、また、光学フィルムの屈折率も考慮に入れて、制御することができる。分離分散構造１９４２は、ｘ軸に沿ったずれ量Ｄｘだけ、プリズム１９４１に対して平行移動的にずれている。分離分散構造１９４２は更に、プリズム１９４１に対して回転移動的にもずれている。分散構造光学軸１９４９−２は、プリズム光学軸１９４９−１に対してｘ−ｚ面において傾いており、更に、分散構造光学軸１９４９−２及びプリズム光学軸１９４９−１の両方が、ｚ軸に対して傾いている。図に示すように、分散構造光学軸及びプリズム光学軸の傾き角を参照するために、角α及びβを使用することができる。本明細書に開示される両面光学フィルムは、設計パラメータＤｚ、Ｄｘ、α、及びβを適切に利用することができ、これらはフィルム面積にわたって（全てのプリズム／分離分散構造ペアについて）均一であってもよいし、又はそのような面積にわたって不均一であってもよく、これによって、１つの光源がオンのときに広角出力ビームを提供し、別の光源がオンの時に狭角出力ビームを提供することができる。
【０１１３】
図２０Ａ及び２０Ｂは、本開示の両面光学フィルムに関連する理想化した分布を示すグラフである。これらの図の曲線は実際のデータではなく、好適に調節した両面光学フィルムを含む光学システムの考えられる動作を理想化したものとして示している。これらの図は、極角θに応じたｘ−ｚ面内の相対的光強度をグラフにしたものであり、ここでθは、空気中の光の伝搬方向とｚ軸との間の角である。図２０Ａでは、光学システムの１つの光源（例えば図３の光源１３４）がオンであり、別の光源がオフである。光源からの光は、非常に斜めの光の入力ビーム２０３４−２として光学フィルムに供給される。例えば、図３の斜めの光ビーム１３４−２を参照されたい。この入力ビームは、プリズムの第１傾斜表面を通って両面光学フィルムに入るが、この第１傾斜表面は、分離分散構造の高分散部分に主に関連している。したがって、このビームは広角出力ビーム２０１０Ａとしてフィルムから出る。曲線２０１０Ａは、両面光学フィルムの面積全体にわたる光出力を表わすが、フィルムの各プリズム／分離分散構造ペアから出る個々のビーム又はビームレットそれぞれも表わし得る。
【０１１４】
図２０Ｂでは、反対側の光源（例えば図４Ａ又は４Ｂの光源１３２）がオンである。この光源からの光は、非常に斜めの光の入力ビーム２０３２−２として光学フィルムに供給される。例えば、図４Ａ又は４Ｂの斜めの光ビーム１３２−２を参照されたい。この入力ビームは、プリズムの第２傾斜表面を通って両面光学フィルムに入るが、この第２傾斜表面は、分離分散構造の低分散部分に主に関連している。したがって、このビームは狭角出力ビーム２０１０Ｂとしてフィルムから出る。曲線２０１０Ｂは、両面光学フィルムの面積全体にわたる光出力を表わすが、フィルムの各プリズム／分離分散構造ペアから出る個々のビーム又はビームレットそれぞれも表わし得る。プリズム及び／又は分離分散構造の光学軸を傾けることにより、並びに／あるいは、プリズムとそれに関連する分離分散構造とをずらすことにより、狭角出力ビームを調節して、フィルムに対して直角ではない主方向に沿って、フィルムから出るようにすることができる。例えば、代替の狭角出力ビーム２０１０Ｂ’及び２０１０Ｂ”を参照されたい。
【０１１５】
図２１は、代表的な両面光学フィルムを利用したディスプレイシステム２１００の概略図である。このシステムは、１つ以上の第１光源２１３４、１つ以上の第２光源２１３２、バックライトパッケージ２１３０、及びディスプレイパネル（図示なし）を含む。光源２１３４、２１３２は、上述の光源１３４、１３２と同じであるか、又はこれと類似し得る。バックライトパッケージ２１３０は、例えば図１Ａ及び１Ｂのように配列された、少なくとも１つのライトガイドと１つの両面光学フィルムとを含む。両面光学フィルムは、本明細書に記載される設計特性のいずれかを、この用途に好適に調節して有し得る。これらの設計特性に関する前述の議論に従って、この両面光学フィルムは、第１動作モードにおいて、第１光源２１３４がオンであり第２光源２１３２がオフのときに、広角出力ビーム２１１０Ａを提供し、第２動作モードにおいて、第２光源２１３２がオンであり第１光源２１３４がオフのときに、狭角出力ビーム２１１０Ｂを提供するよう設計される。システム２１００は望ましくは、第１動作モードから第２動作モードに、又はその逆に変更するようユーザーが作動できるスイッチを含む。第１動作モードでは、広角出力ビーム２１１０Ａが提供され、これによって中央にいる観測者２１０２だけでなく、周辺にいる観測者２１０３、２１０４も、ディスプレイを見ることができる。これは、システム２１３０のパブリックビューイング動作モードと見なすことができる。第２動作モードでは、狭角出力ビーム２１１０Ｂが提供され、これによって中央にいる観測者２１０２はディスプレイを見ることができるが、周辺にいる観測者２１０３、２１０４には見ることができない。これは、システム２１３０のプライベートビューイング動作モードと見なすことができる。このように、システム２１００は、電子的に切り替え可能なプライバシー機能を有することができる。
【０１１６】
図２２のディスプレイシステム２２００は、図２１と類似しているが、両面光学フィルムは、狭角出力ビームが光学フィルムから出る際に収束するよう調節されている。ゆえに、システム２２００は、代表的な両面光学フィルムを利用し、１つ以上の第１光源２２３４、１つ以上の第２光源２２３２、バックライトパッケージ２２３０、及びディスプレイパネル（図示なし）を含む。光源２２３４、２２３２は、図２１の光源２１３４、２１３２と同じであるか、又はこれと類似し得る。バックライトパッケージ２２３０は、図２１のバックライトパッケージ２１３０と類似し得るが、ただし、この両面光学フィルムは、個々のプリズム／分離分散構造ペアが、光学フィルムの出力領域にわたって異なる方向に配向されたビーム又はビームレットを生成するよう、構成されている。例えば図４Ｂを参照されたい。第１動作モードでは、両面光学フィルムは、第１光源２２３４がオンであり第２光源２２３２がオフのとき、広角出力ビーム２２１０Ａを提供する。第２動作モードでは、両面光学フィルムは、第２光源２２３２がオンであり第１光源２２３４がオフのとき、狭角出力ビーム２２１０Ｂを提供する。図示のように、狭角出力ビームは、光学フィルムから出る際に最初に収束して、ビームウェスト２２１０Ｂ’で最小ビーム幅を達成し、ここを超えるとビーム２２１０Ｂが発散する。システム２１００と同様に、システム２２００は、望ましくは、第１動作モードから第２動作モードに、又はその逆に変更するようユーザーが作動できるスイッチを含む。第１動作モードの広角出力ビーム２２１０Ａによって、中央にいる観測者２２０２だけでなく、周辺’にいる観測者２２０３、２２０４も、ディスプレイを見ることができる。第２動作モードの狭角出力ビーム２２１０Ｂによって、中央にいる観測者２２０２はディスプレイを見ることができるが、周辺にいる観測者２２０３、２２０４には見ることができない。このように、システム２２００も、電子的に切り替え可能なプライバシー機能を有することができる。中央にいる観測者２２０２は、システム２２００の中央の観測軸から偏向しすぎないかぎり（これは、出力ビーム２２１０Ｂによって画定され得る）、他の観測位置でもディスプレイを引き続き見ることができる（例えば観測者２２０２’を参照）。
【０１１７】
図２１及び２２の機能及び原理は、ディスプレイシステム以外に、照明システムにも適用することができる。図２３及び２４において、これらの原理は、その機能が、部屋、オフィス、又はその他の居住空間を照らすことである照明システムに適用される。図２３の照明システム２３００は、ディスプレイパネルが除去されていること以外は、図２１のディスプレイシステム２１００と類似し得る。よって、システム２３００は、１つ以上の第１光源、１つ以上の第２光源、ライトガイド、及び両面光学フィルムを含む。光源は、上述の他の光源と同じであるか、又はこれに類似し得る。両面光学フィルムは、本明細書で説明される設計特性のいずれかを、この用途に好適に調節して有することができる。この両面光学フィルムは、第１動作モードにおいて、第１光源がオンであり第２光源がオフのときに、広角出力ビーム２３１０Ａを提供し、第２動作モードにおいて、第２光源がオンであり第１光源がオフのときに、狭角出力ビーム２３１０Ｂを提供するよう設計される。システム２３００は、望ましくは、第１動作モードから第２動作モードに、又はその逆に変更するようユーザーが作動できるスイッチを含む。第１動作モードでは、広角出力ビーム２３１０Ａが提供され、これは部屋又は居住空間の広い面積を幅広く照らす。システム２３００は、床２３０５及び占有者２３０２がいる部屋の天井に取り付けられて示されている。第２動作モードでは、狭角出力ビーム２３１０Ｂが提供され、これは部屋のかなり小さな部分を照らす。第１モードの幅広い照明に比べ、この狭角照明は、スポットライト出力を提供するものと見なすことができる。このように、システム２３００は、電子的に切り替え可能なスポットライト機能を有することができる。
【０１１８】
図２４の照明システム２４００は、図２３と類似しているが、両面光学フィルムは、狭角出力ビームが光学フィルムから出る際に収束するよう調節されている。これは、第２動作モードのスポットライト効果を更に提供することができる。よって、システム２４００は、１つ以上の第１光源、１つ以上の第２光源、ライトガイド、及び両面光学フィルムを利用する。これらの品目はシステム２３００の対応する項目と同じ又は類似し得るが、ただし、この両面光学フィルムは、個々のプリズム／分離分散構造ペアが、光学フィルムの出力領域にわたって異なる方向に配向されたビーム又はビームレットを生成するよう、構成されている。例えば図４Ｂを参照されたい。第１動作モードでは、両面光学フィルムは、第１光源がオンであり第２光源がオフのとき、広角出力ビーム２４１０Ａを提供する。第２動作モードでは、両面光学フィルムは、第２光源がオンである第１光源がオフのとき、狭角出力ビーム２４１０Ｂを提供する。図示のように、狭角出力ビームは、光学フィルムから出る際に最初に収束して、ビームウェスト２４１０Ｂ’で最小ビーム幅を達成し、ここを超えるとビーム２４１０Ｂが発散する。システム２３００と同様に、システム２４００は、望ましくは、第１動作モードから第２動作モードに、又はその逆に変更するようユーザーが作動できるスイッチを含む。第１動作モードでは、広角出力ビーム２３１０Ａは、部屋又は居住空間の広い面積を幅広く照らす。システム２４００は、床２４０５、テーブル又はその他の高くなった表面２４０６、及び占有者２４０２がいる部屋の天井に取り付けられて示されている。第２動作モードでは、狭角出力ビーム２４１０Ｂは、部屋のかなり小さな部分を照らす。第１モードの幅広い照明に比べ、この狭角照明は、スポットライト出力を提供するものと見なすことができる。ビームウェスト２４１０Ｂ’は、システム２４００から軸距離ｆの位置にあり、両面光学フィルムは、ビームウェスト２４１０Ｂ’が望ましい軸方向位置（例えば床２４０５の上、又はテーブル２４０６の高さ）に配置されるように調節することができる。このように、システム２４００は、電子的に切り替え可能なスポットライト機能を有することができる。
【０１１９】
開示の両面光学フィルム、ライトガイド、及び関連構成要素に、数多くの改変を行うことができ、また数多くの機能を組み込むことができる。例えば、両面光学フィルム又はライトガイドの任意の構造化表面は、空間的に均一であってよく、すなわち、構造化表面の個々の要素又は構造は、構成要素の主表面全体を占める繰り返しパターンを形成し得る。例えば、図１Ｂ及び２を参照のこと。あるいは、任意のそのような構造化表面は、構造化表面の一部分がそのような個々の要素又は構造を含まないか、あるいは、その一部分がそのような個々の要素又は構造を含むが、そのような要素又は構造は、完全又は部分的に作動しないようになっている様相で、パターン化されていてもよい。構造化表面の一部分において、そのような個々の要素又は構造が欠落した状態は、まず全主表面にわたって要素又は構造を形成し、次に任意の好適な技法によって破壊又はその他の方法で除去することによって（例えば、十分な熱及び／又は圧力を適用して、望ましい部分の要素又は構造を（パターンによって）選択的に平らにすることによって）、達成することができる。あるいは、個々の要素又は構造が欠落した状態は、構造化表面の他の領域で要素又は構造化表面が形成されているときに（例えば好適にパターン化されたツールを使用して）、構造化表面の望ましい部分にこれらを形成しないことにより、達成することができる。個々の要素又は構造が、構造化表面の望ましい部分で完全又は部分的に作動できないようにされた場合は、その構造化表面は最初は空間的に均一であり得るが、個々の要素又は構造は、次いで、接着剤、印刷媒体、あるいは屈折率がその要素若しくは構造の屈折率に合致する（実質的に合致する場合を含む）ような好適な材料で、又は少なくとも空気若しくは真空とは異なる屈折率を有するようなその他の好適な材料で、パターンを用いた方法でコーティング又は他の方法で被覆することができる。そのようなパターンを用いて適用された材料は、構造化表面に適用した後に硬化又は架橋させてもよく、構造化表面の望ましい部分を平坦化することができる。個々の要素又は構造が欠落している、又は作動しないようにされているかどうかを問わず、光学システムは、１つのみの構造化表面（例えばライトガイドの構造化表面、又は両面フィルムの構造化表面）がパターン化されているか、又は２つのみの構造化表面がパターン化されているか、又は３つのみの構造化表面がパターン化されているか、又は４つの構造化表面がパターン化されるよう、設計できる。２つを超える構造化表面がパターン化される場合、任意の２つのパターン化表面に同じパターンを使用してもよいし、異なるパターンを使用してもよい。
【０１２０】
別の方法においては、好適に設計されたライトガイドを用いて、２枚の両面光学フィルムを、ライトガイドの相対する側に使用することができる。ライトガイドは、その相対する主表面それぞれから斜めの光ビームを提供するよう構成され、更に、両面フィルム１枚を、ライトガイドの各主表面に提供して、上述のように、どちらの光源がオンになっているかに応じて、斜めの光ビームを広角出力ビーム又は狭角出力ビームに変換することができる。例えば、図１Ｂでは、フィルム１４０の鏡像（ｘ−ｙ面に対して）である両面フィルムを、ライトガイド１５０の反対側に配置して、これによりライトガイドが２枚の鏡像両面光学フィルムの間に配置されるようにすることができる。
【０１２１】
別の方法としては、光学システムは更に、両面光学フィルムによって生成される出力ビームの光拡散の度合を制限又は低減するための、二次的構造を含んでもよい。例えば、従来型の覗き見防止ルーバーフィルム及び／又はシュラウド（例えば１つ以上の光ブロック部材を含む）を、両面フィルムの出力側に設けることができる。これらの二次的構造は、ｘ−ｚ面及び／又はｙ−ｚ面内で（例えば、図３、４Ａ、４Ｂのｘ−ｙ−ｚ座標方向を参照）、所与の初期出力ビームの一部分を塞ぐことによって操作することができ、これによって改変された出力ビームが生成され、この改変された出力ビームは、閉塞面の初期出力ビームよりも狭角になる。
【０１２２】
このライトガイド及び両面光学フィルムは両方とも、全体的な形状が実質的に平面であってよく、又は一方若しくは両方が非平面であってもよい。代表的な照明システムの実施形態の概略図が、図２５Ａ〜２５Ｅに示されている。これらの図のそれぞれにおいて、第１光源２５３４及び第２光源２５３２は、伸長した本体の相対する縁に沿って提供される。光源２５３４、２５３２は、上述の光源１３４、１３２と同じであるか、又はこれと類似し得る。伸長した本体は、図２５ＡにおいてＥＢａ、図２５ＢにおいてＥＢｂ、図２５ＣにおいてＥＢｃ、図２５ＤにおいてＥＢｄ、及び図２５ＥにおいてＥＢｅとしてラベル付けされており、これらは、ライトガイド、両面光学フィルム、又は両方を表わし得る。これらの図の伸長した本体は、前の図と一致する、カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系で示されている。平面からの逸脱は、可撓性の伸長した本体を示すものであり得、あるいは、非平面形状に形成された物理的に剛性の伸長した本体を示すものであり得る。伸長した本体ＥＢａは、実質的に平面的であり、ｘ−ｙ面に平行に延在する。伸長した本体ＥＢｂは非平面的であり、ｙ−ｚ面内で湾曲しているが、ｘ−ｚ面では湾曲していない。伸長した本体ＥＢｃも非平面的であり、ｘ−ｚ面内で湾曲しているが、ｙ−ｚ面では湾曲していない。別の実施形態では、ｘ−ｚ面とｙ−ｚ面の両方での湾曲を有し得る。伸長した本体ＥＢｄは非平面的であり、ｙ−ｚ面内で湾曲しているがｘ−ｚ面では湾曲しておらず、ｙ−ｚ面での湾曲は、本体自体が閉じて、管状構造を形成するようになっている。この管状構造は、図示するように、長手方向のスロット又は隙間を含み得る。この管状構造は、横断面（例えば、ｙ−ｚ面の断面）において実質的に円形であってよく、あるいは、楕円形又はその他の非円形であってもよい。伸長した本体ＥＢｄは非平面的であるが、ｘ−ｚ面内で湾曲しているがｙ−ｚ面では湾曲しておらず、ｘ−ｚ面での湾曲は、本体自体が閉じて、管状構造を形成するようになっている。この管状構造は、図示するように、長手方向のスロット又は隙間を含み得る。この管状構造は、横断面（例えば、ｘ−ｚ面の断面）において実質的に円形であってよく、あるいは、楕円形又はその他の非円形であってもよい。図２５Ａ〜２５Ｅの形状のいずれかを有する照明システムは、任意の望ましい形状要素に構築することができ、これには、従来型の電球に類似の形状要素が含まれ得、また、切り替え可能な広角／狭角出力ビーム分布の付加的機能を伴って、従来型の電球の代わりに使用することができる。
【実施例】
【０１２３】
図５及び６に示すものに類似した両面光学フィルムを、光学設計ソフトウェアを用いてモデル化した。このフィルムは、図６Ａ及び６Ｂに関連して上述された設計特性を有するものと想定され、すなわち：フィルムの屈折率は１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり、プリズム頂角は約６０度であり、湾曲セグメントの公称曲率半径（この半分は粗面化されている）は約４１マイクロメートルであり、分離分散構造の幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１１マイクロメートルであり、高分散部分の表面粗さ（Ｒａ）は約０．５８８マイクロメートルであった。この両面フィルムに隣接するライトガイドは、第１光源のみの通電に伴う第１入力ビーム、及び、第２光源のみの通電に伴う第２入力ビームとしてモデル化され、これらの入力ビームは、両面フィルムのプリズム側に当たるようにされた。これらの入力ビームの一方は、ｘ−ｚ面を伝搬し（座標系の向きについては図５及び６を参照）、かつ（正の）ｘ軸に対して２０±１０度の角度をなす光線としてモデル化され、他方の入力ビームは、ｘ−ｚ面を伝搬し、かつ（負の）ｘ軸に対して２０±１０度の角度をなす光線としてモデル化された。第１光源がオンであり、第２光源がオフであるとき、このシステムが生成する出力ビームの、極角（すなわちｚ軸に対する角）に応じたｘ−ｚ面の分布が、図２６の曲線２６０１として示されている。第１光源がオフであり、第２光源がオンであるとき、このシステムが生成する出力ビームのｘ−ｚ面の分布が、曲線２６０２として示されている。曲線２６０１の出力ビームは、曲線２６０２の出力ビームよりも広角である。曲線２６０１の形状を更に改変して、両面フィルムの設計詳細を適切に最適化することにより、単一の幅広の釣鐘型の輪郭を有する分布を提供することができることが予想される。
【０１２４】
別の両面光学フィルムが、光学設計ソフトウェアでモデル化された。このフィルムの設計は、図７及び８に示す設計と類似していた。このフィルムは、図８Ａ及び８Ｂに関連して上述された設計特性を有するものと想定され、すなわち：フィルム８４０の屈折率は、１．６７（中央の担体フィルム部分）及び１．５１（プリズム及び分離分散構造部分）であり、プリズム頂角は約６３．５度であり、プリズム表面の曲率半径は１６０マイクロメートルであり、高分散部分の曲率半径は３０マイクロメートルであり、幾何学的中心ＧＣとプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍとの間の距離は１１３マイクロメートルであった。プリズムの傾斜側面の一方に光線を入射することにより、第１の斜めの入力光ビーム（第１光源がオンであり第２光源がオフである場合に相似）がシミュレーションされた。入射光線は、以下の角範囲にわたって分散した：ｘ−ｚ面の光線投射（座標の向きについては図７及び８を参照）は正のｘ構成要素を有し、ｚ軸に対して６２〜８２度（７２±１０度）の角度をなし、ｙ−ｚ面の光線投射は正のｚ構成要素を有し、ｚ軸に対して−４０〜＋４０度（０±４０度）の角度をなした。両面光学フィルムは、この第１の斜め入力ビームを第１出力ビームに変換し、そのｘ−ｚ面における分布は、極角に応じて、図２７の相対的強度の曲線２７０１として示されている。次に、プリズムの他方の傾斜表面に光線を入射することにより、第２の斜めの入力光ビーム（第１光源がオフであり第２光源がオンである場合に相似）がシミュレーションされた。入射光線は、以下の角範囲にわたって分散した：ｘ−ｚ面における光線投射は負のｘ構成要素を有し、ｚ軸に対して６２〜８２度（７２±１０度）の角度をなし、ｙ−ｚ面における光線投射はやはり正のｚ構成要素を有し、ここでもｚ軸に対して−４０〜＋４０度（０±４０度）の角度をなした。両面光学フィルムは、この第２の斜め入力ビームを第２出力ビームに変換し、そのｘ−ｚ面にける分布は、極角に応じて、図２７の相対的強度の曲線２７０２として示されている。第１出力ビーム（曲線２７０１）の光の分散は、第２出力ビーム（曲線２７０２）に比べて広いことに注意されたい。第１出力ビームは、ｘ−ｚ面の半値全幅（ＦＷＨＭ）として測定された場合に、５５度の角分散を有し、第２出力ビームは、（同様に測定された場合に）１１度の核分散を有している。
【０１２５】
極角度及び方位角の両方に応じて、両面フィルムにより光がどのように放射されるかを示すには、コノスコーププロットが便利である。コノスコーププロットに密接に関係するのは等カンデラ極グラフである。これは、同様の便利な角度情報を提供するが、ただし、強度値は、等カンデラ極グラフにおいてはコサイン修正されていない。しかしながら、強度値を極角度のコサインで割ることにより、相対輝度データを得ることができる。このモデル化された両面光学フィルムの第１出力ビームの等カンデラ極グラフを図２８Ａに、また第２出力ビームの等カンデラ極グラフを図２８Ｂに示す。これらのプロットにおいて、ｚ軸は円スケールの中心点に対応し、極角度（ｚ軸に対する角度）はこの中心点からの径距離に対応し、方位角（ｙ軸に対する角度）は、円スケールの円周にある数０、１５、３０、４５、．．．３４５によって示されている。計算された相対的光強度は、各点においてグレースケールの陰影で示されている。グラフ上の濃い色の点は、より明るい光を示し、これは、相対的強度を示す左側の線形尺度によって提供されている。第２出力ビーム（図２８Ｂ）に比べて、第１出力ビーム（図２８Ａ）のほうが、ｘ−ｚ面（方位角９０度及び２７０度）において、より幅広い光分散を提供していることに注意されたい。
【０１２６】
特に指定されないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲において使用される、数量、特性の測定値などを表す全ての数値は、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、反することが示されないかぎり、本明細書及び特許請求の範囲に記載の数値的パラメータは、本願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いが、各数値パラメータは、少なくとも記載される有効桁数を考慮し、更に一般的な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示す数値的範囲及びパラメータは近似的な値であるが、任意の数値が本明細書に述べられる具体例に記載されるかぎりにおいては、これらは妥当な程度に可能な範囲で正確に記載されるものである。しかしながら、いかなる数値も、試験又は測定の限界に伴う誤差を含み得る。
【０１２７】
当業者には、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変更が明らかであり、本発明は本明細書に記載される例示的な実施形態に限定されない点が理解されるはずである。読者は、１つの開示される実施形態の特徴は、特に断らないかぎり、他の全ての開示される実施形態にも適用できることが可能であると仮定すべきである。本明細書において参照される、全ての米国特許、特許出願公開、並びにその他の特許文献及び非特許文献は、これらが上記の開示と矛盾しないかぎりにおいて参照により援用されるものとすることを理解されたい。
【０１２８】
本明細書は、数多くの実施形態を開示し、これには以下が挙げられるが、これらに限定されない。
項目１は、相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムであって、該光学フィルムは：
第１構造化表面上に形成された複数の伸長プリズムと、
第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
ここにおいてプリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置される、フィルムである。
【０１２９】
項目２は、項目１のフィルムであって、各プリズムが、その一方の側に第１傾斜表面、他方の側に第２傾斜表面を有し、所与の分離分散構造の低分散部分が、その関連するプリズムの第１傾斜表面を介して伝達された光に主に関連付けられている、フィルムである。
【０１３０】
項目３は、項目２のフィルムであって、所与の分離分散構造の低分散部分が、その関連するプリズムの第２傾斜表面を介して伝達された光に主に関連付けられている、フィルムである。
【０１３１】
項目４は、項目１のフィルムであって、各分離分散構造について、低分散部分が、滑らかな表面特性を有し、高分散部分が、粗面化された表面特性を有する、フィルムである。
【０１３２】
項目５は、項目１のフィルムであって、各分離分散構造が、第２構造化表面の湾曲セグメントを含み、各分離分散構造の低分散部分及び高分散部分が、それぞれ湾曲セグメントの滑らかな部分及び粗面化された部分を含む、フィルムである。
【０１３３】
項目６は、項目１のフィルムであって、各分離分散構造について、高分散部分が、粗面化された部分であり、低分散部分がレンズレットである、フィルムである。
【０１３４】
項目７は、項目１のフィルムであって、各分離分散構造について、高分散部分がレンズレットであり、低分散部分が平坦である、フィルムである。
【０１３５】
項目８は、項目７のフィルムであって、各分離分散構造のレンズレットが、発散性レンズレットである、フィルムである。
【０１３６】
項目９は、項目７のフィルムであって、各分離分散構造のレンズレットが、収束性レンズレットである、フィルムである。
【０１３７】
項目１０は、項目１のフィルムであって、分離分散構造が、互いに平行であるそれぞれの伸長軸に沿って延在し、各分離分散構造について、低分散部分及び高分散部分が、平面図で伸長軸に平行な境界に沿って接する、フィルムである。
【０１３８】
項目１１は、項目１のフィルムであって、プリズムが、互いに平行なそれぞれの第１伸長軸に沿って延在し、分離分散構造が、互いに平行なそれぞれの第２伸長軸に沿って延在する、フィルムである。
【０１３９】
項目１２は、項目１１のフィルムであって、第１伸長軸が第２伸長軸に平行である、フィルムである。
【０１４０】
項目１３は、項目１のフィルムであって、光学フィルムが参照面を画定し、ここにおいてプリズムがそれぞれのプリズム光学軸を有し、ここにおいて各プリズム光学軸が参照面に対して垂直である、フィルムである。
【０１４１】
項目１４は、項目１のフィルムであって、光学フィルムが参照面を画定し、ここにおいてプリズムがそれぞれのプリズム光学軸を有し、ここにおいて複数の各プリズム光学軸が、参照面に対して垂直な直交軸に対して傾いている、フィルムである。
【０１４２】
項目１５は、項目１のフィルムであって、光学フィルムが参照面を画定し、ここにおいて各分離分散構造が分散構造光学軸を有し、ここにおいて各分散構造光学軸が参照面に対して垂直である、フィルムである。
【０１４３】
項目１６は、項目１のフィルムであって、光学フィルムが参照面を画定し、ここにおいて各分離分散構造が分散構造光学軸を有し、ここにおいて複数の分散構造光学軸が、参照面に対して垂直な直交軸に対して傾いている、フィルムである。
【０１４４】
項目１７は、光学システムであって、
項目１の光学フィルムと、
斜めの角度で優先的に光を放射するよう適合された主表面を有するライトガイドと、を含み、
ここにおいて光学フィルムは、ライトガイドに近接して、かつ、ライトガイドの主表面から発する光が第１構造化表面を通って光学フィルムに入るような向きに、配置される、光学システムである。
【０１４５】
項目１８は、光学システムであって、
光を放射するよう適合された主表面を有するライトガイドと、
それぞれ異なる第１及び第２方向に沿ってライトガイド内に光を射出するよう構成された第１及び第２光源と、
相対する第１及び第２構造化表面を有する光学フィルムと、を含み、光学フィルムは、ライトガイドに近接して配置され、かつ、ライトガイドの主表面から発する光が光学フィルムによって偏向されこれを通過するように配向されて、第１及び第２光源のいずれが通電されたかに応じて出力ビームを提供し、
ここにおいて出力ビームは、第１光源が通電され第２光源が通電されていないときに広角出力ビームであり、第２光源が通電され第１光源が通電されていないときに狭角出力ビームである、光学システムである。
【０１４６】
項目１９は、項目１８のシステムであって、広角出力ビームが、所与の観測面において少なくとも４０度のビーム幅（ＦＷＨＭ）を有し、狭角出力ビームが、所与の観測面において３０度以下のビーム幅（ＦＷＨＭ）を有する、システムである。
【０１４７】
項目２０は、項目１８のシステムであって、狭角出力ビームが、所与の観測面内の広角出力ビームに包含される、システムである。
【０１４８】
項目２１は、項目１８のシステムであって、光学フィルムが、ライトガイドを向いた第１構造化表面と、第１構造化表面に相対する第２構造化表面と、を有する、システムである。
【０１４９】
項目２２は、項目２１のシステムであって、複数の伸長プリズムが、第１構造化表面上に形成され、複数の伸長分離分散構造が、第２構造化表面上に形成され、各分離分散構造は、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、プリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置される、システムである。
【０１５０】
項目２３は、項目１８のシステムであって、
第１及び第２光源に接続されたスイッチを更に含む、システムである。
【０１５１】
項目２４は、項目２３のシステムであって、システムがディスプレイを含み、スイッチが、切り替え可能なプライバシー／共有機能を備えたディスプレイを提供する、システムである。
【０１５２】
項目２５は、項目２３のシステムであって、システムが照明装置を含み、スイッチが、切り替え可能なスポットライト機能を備えた照明装置を提供する、システムである。
【０１５３】
項目２６は、ディスプレイシステムであって、
ディスプレイパネルと、
ディスプレイパネルの背後に配置され、１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源を含むバックライトと、
１つ以上の第１光源及び１つ以上の第２光源に接続されて、そのような光源を選択的に通電させるスイッチと、を含み、
ここにおいてバックライトは、１つ以上の第１光源がオンでありかつ１つ以上の第２光源がオフのときに第１出力光ビームを提供するよう構成され、更に、１つ以上の第１光源がオフでありかつ該１つ以上の第２光源がオンのときに第２出力光ビームを提供するよう構成され、
ここにおいて第１出力光ビームは、第２出力光ビームよりも広角の分散を有し、これにより、スイッチは、切り替え可能なプライバシー／共有機能を備えたディスプレイシステムを提供する、システムである。
【０１５４】
項目２７は、項目２６のシステムであって、バックライトは、相対する第１及び第２構造化表面を有する両面光学フィルムを含み、光学フィルムは、
第１構造化表面上に形成された複数の伸長プリズムと、
第２構造化表面上に形成された複数の伸長分離分散構造と、を含み、各分離分散構造が、低分散部分に沿って配置された高分散部分を有し、
ここにおいてプリズム及び分離分散構造は、プリズムと分離分散構造とが一対一対応で配置されている、システムである。
【０１５５】
項目２８は、項目２６のシステムであり、バックライトがライトガイドを含む、システムである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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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１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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【図２５Ｃ】
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【図２５Ｄ】
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【図２５Ｅ】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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