(57)【要約】光学フィルタは、入射光が実質的にビーズのみを通過するように、光の入射および出口開口部（３４）を提供するためのビーズの一部分を取り巻く不透明結合剤（１６）のマトリクス中にずらりと並んだ光透過性ビーズ（１４）を含む。不透明層の下の透明層（１２）は、出口開口部の直径を増大させるために役立つことが可能である。直交軸に沿って入射光の非対称分散を示すプリズム構造または光分散材料層（１５）は、別の直交軸に沿うよりも一つの直交軸に沿ってより広い出力角度内に光を分散させるためにビーズに関連して配置される。
2006504978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方および後方表面を含む実質的に不透明な材料の第一層：
入射光を受けるために第一層の前方表面を通して突き出るビーズの第一部分、および第一層内には配置されず不透明材料の第一層の後方表面を貫通して、それを通して光透過開口部を形成するビーズの残り部分を有する不透明材料の第一層内に単層配列で配置される複数の光透過性ビーズ；および
別の直交軸に沿う出力角度内の光透過に対して一つの直交軸に沿っての出力角度内の光透過を増強させるための、直交軸に対して垂線方向にあるその上に入射する光を分散させるためにビーズおよび第一層に関連して配置される、直交軸に沿っての非対称分散特質を有する光分散性材料の第二層、
を含む光フィルタ。
【請求項２】
第二層が開口部から発散する光を受けるために配置される請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項３】
第二層が入射光と第一層の前方表面の間に置かれる請求項１に記載の光フィルタ。
【請求項４】
第一層の前方表面を通して突き出る半径Ｒを有するビーズの第一部分をオーバーレイする透明レンズの層を含み、このレンズの層は入射光を受けるために配置される曲がり表面を含み、ビーズの半径Ｒに対して選択される曲率半径でビーズの第一部分をオーバーレイする、請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項５】
第二層が直交軸の一つに沿って方向付けられる細長いプリズムレンズを含むと共に、入射光に対して垂線方向に方向付けられる表面および入射光に対して曲げて方向付けられる傾斜表面を含み、この第二層は、垂直軸に沿う別の出力角度内の光透過に対して水平軸に沿っての一つの出力角度内の光透過を増強させるために、入射光と不透明層から突き出たビーズの第一部分との間に置かれる、請求項３に記載の光フィルタ。  
【請求項６】
第二層が直交軸の一つとしての垂直軸と実質的に一直線に方向付けられる細長いプリズムレンズを含むと共に、入射光に対して垂線方向に方向付けられる表面および入射光に対して曲げて方向付けられる傾斜表面を含み、この第二層は、垂直軸に沿う別のより小さな出力角度内の光透過に対して水平軸に沿っての一つの出力角度内の光透過を増強させるために開口部から発散する光を受けるように配置される、請求項２に記載の光フィルタ。
【請求項７】
傾斜表面が各種傾斜角度での多様なファセットを含む請求項５に記載の光フィルタ。
【請求項８】
入射光に対して垂線方向の表面に隣接する傾斜表面が各種角度で傾斜する請求項５に記載の光フィルタ。
【請求項９】
前方および後方表面を含む実質的に不透明な材料の第一層：
入射光を受けるために第一層の前方表面を通して突き出るビーズの第一部分、および第一層内には配置されず不透明材料の第一層の後方表面を貫通して、それを通して光透過開口部を形成するビーズの残り部分を有する不透明材料の第一層内に単層配列で配置される複数の光透過性の実質的に球状のビーズ；
開口部を通して発散する光を受けるために配置される透明材料の支持層；および
それぞれが実質的な垂直軸に沿って方向付けられる複数の実質的な平面を含む複数の提携プリズムを含み、直交軸に沿って非対称にそこへ供給される光を分散させるためにビーズの第一部分および支持層に関連して配置されるプリズム層であって、該プリズムは垂直軸に沿うよりも水平軸に沿ってより大きな角度内でそこを通して通過する光を分散する、
を含む光フィルタ。
【請求項１０】
プリズム層がフィルムである請求項９に記載の光フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光フィルタの分野に関し、さらに詳細には伝播方向に直角な光の非対称分散を示す光フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
透過投影スクリーンおよび光拡散器には、スクリーン片側の画像源からスクリーン反対側の見る人に光を透過するための光学的な分散媒質を提供する光フィルタが挙げられる。その主成分として屈折レンズシステムを含む基本的な屈折性光フィルタは、米国特許第２，３７８，２５２号に記載されている。屈折レンズシステムは、不透明な結合剤層中に埋め込まれ、透明な支持材料上に組み込まれるずらりと並んだ球状の透明なビーズを含む。一部の公知の光フィルタは、ビーズ層を画像源に、透明な支持材料を見る人に向けて方向付けられる。（例えば、米国特許第５，５６３，７３８号を参照すること）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
不透明な結合剤層は、ビーズを支持材料に貼り付け、フィルタの反射率を低減させ、レンズ系のビーズ間の隙間を通して透過される光の量を低減させる。画像からの光は、ビーズにより屈折され、ビーズの透過面を通して見る人に分散される。この透過面は、ビーズと支持材料間の接触点周囲の開口部、および不透明な結合剤層が薄すぎて屈折光を吸収できないこの点を取り巻く区域を含む。
【０００４】
透過投影スクリーンおよび光拡散器は、成分材料の構造および組成により決定される特質としてのそれらの周辺光除去率、分解能、ゲイン、およびコントラストにより特徴付けられる。例えば、視角の関数としての透過光強度の指標であるゲインは、主として、球状ビーズおよび周辺媒質の屈折率により決定される。同様に、光フィルタの周辺光除去率およびコントラストは、大部分、結合剤層の不透明度により決定される。スクリーンの分解能は、用いられるビーズの粒径およびそれらがいかにレンズ系中にぎっしり詰め込まれるかにより決定される。
【０００５】
しかし、一部の光学的性質の相互依存および成分材料の性質へのそれらの依存は、基本的な屈折性光フィルタの光学的性質の最適化を限定する。例えば、結合剤層の不透明度を増大させて画面の周辺光除去率を増強する場合、ビーズの透過面中の結合剤層を通しての屈折画像光の透過は低減される。加えて、使用可能な材料の屈折率の範囲も、また、こうしたフィルタの性能を限定する。こうした相互依存および材料限定は基本的な屈折性フィルタの性能を阻害する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による多層光フィルタは、不透明層中に支持されるガラスまたは樹脂ビーズの単層、および伝播方向に垂直な軸に沿って非対称な光分散特性を示す追加の連続光分散支持層または裏当て層を含む。光学部品のこの構造は、一つの軸、例えば水平軸に沿って光の拡散または散乱を増強させるが、直交軸、例えば垂直軸に沿っての光の拡散または散乱を変えることはない。こうした構造は、支持層の光出力側からの一つの（すなわち、水平）軸に沿って見られるより広い視角を増進する。こうした構造は、また、支持層の光出力側からの他の（すなわち、垂直）軸に沿って見られる、変わることのない視角を残す。
【０００７】
本発明の別の実施形態により、本構造のゲインは、突き出たビーズの輪郭と本質的に表面一致する、不透明層から突き出たビーズ部分のすべてまたは一部を覆うための本構造における入射光線側上の透明樹脂層の添加により変更することが可能である。
【０００８】
透明な樹脂層は、ビーズを通して透過される光の入射面を増大させると共に、空気／ビーズ界面を、そこで画像光の屈折および反射の両方を個別に調整することができる空気／樹脂および樹脂／ビーズ界面に取り替えることにより追加のゲイン制御を提供する。相対的な屈折率、輪郭、および等角層を形成する透明樹脂の厚さ、ならびにビーズの屈折率を選択することは、樹脂／ビーズ界面での屈折および反射を制御する。透明樹脂の薄い層は、ビーズの突き出た表面の形状を変更するために有効である。また、薄い透明層は、それを通じて屈折光の透過を増強するためのビーズの出射開口部を変更するために、ビーズの支持層との接触点および不透明な結合剤層の間に配置することが可能である。
【０００９】
加えて、支持層は、一つの方向において、直交方向におけるのとは違った量および角度を伴う光の非対称分散を示すことが可能である。これは、例えば、垂直軸に沿ってのより狭い視角に比べて水平軸に沿っての視角の拡大を容易にする。こうした支持層は、ビーズの単層に隣接する支持層または裏当て層を形成することが可能であるか、または、より硬い構造体中に透明な支持層を補完して光フィルタ組立品を通過する光の実質的に同じの非対称散乱を提供することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
さて、図１を参照し、本発明の一つの実施形態による光フィルタ１０部分の断面図が示される。本明細書において後にさらに詳しく記載されるように、非対称光分散特性を有する支持層１２は、支持層１２上で深く連続配列単層に実質的に方向を合わせる複数の球状ガラスまたは樹脂透明ビーズ１４に接触する。ビーズ１４と支持層１２間の隙間は、ビーズ１４を支持層１２に結合し、ビーズ１４のフロントセンタを通るのとは別のフィルタを通しての入射光１５の通路を抑制する不透明な結合剤１６により充填される。
【００１１】
有効に離れた画像源（示されていない）からほぼ平行化された光３８は、ビーズ１４の後方表面３６と、ビーズ間の不透明な結合剤層１６の後方表面１９でフィルタ１０に入射する。これらの表面は、光フィルタ１０の入射側すなわち画像側を規定する。支持層１２の外側表面１８は、見る人がそれを通して透過画像光を観察する光フィルタ１０の前側すなわち見る側を規定する。こうして、ビーズ１４上に入射する光は屈折され、ビーズ１４および関連する透過開口部３４を通して透過され、支持層１２を通して見る人に非対称に分散される。ビーズ１４間の結合剤層１６の後方表面１９上に入射する光３８は吸収されて、フィルタ組立品１０を通してのこの光の透過が低減される。
【００１２】
さて図２に関して、光軸３０から種々の距離でビーズ１４の後方表面３６上に入射する屈折光線２２、２４、２６、２８を追った通路図が示される。実質的に平行化された光線２２、２４、２６、２８は、入射点３１と光軸３０間の距離と共に増大する角度Ψで光軸３０に向けて屈折する。角度Ψは、また、ビーズ１４の屈折率と共に増大する。屈折した光線２２、２４、２６、２８は、ビーズ１４と支持層１２間の接触点、および介在する不透明な結合剤層１６が薄すぎて屈折光線２２、２４、２６、２８を吸収できない周囲の区域を含む、透過開口部３４を通して方向付けられる。対照的に、非平行化または屈折光線２９は、ビーズ１４の前方表面に当るが、透過開口部３４の外側に屈折される傾向にあり、不透明な結合剤層１６により吸収される。
【００１３】
屈折光線２２、２４、２６、２８は、ビーズ１４の透過開口部３４を通過後発散し、より大きな範囲の水平視角およびより狭い範囲の垂直視角にわたって支持層１２を通して分散する。フィルタ出力表面１８の垂線軸１１に対する種々の水平および垂直視角での透過光強度を分散させることにおけるビーズ１４および支持層１２の集団作用は、結果としてフィルタのゲインプロフィールとなる。高ゲイン光フィルタは、一般に、垂線視軸について狭い角度分布において画像光を透過し、一方で、低ゲインフィルタは、一般に、垂線視軸について広い分布において画像光を透過する。こうした光フィルタに対する最適なゲインは、その意図された用途に応じて決まり、本明細書において後に検討されるように、一つには、適切な屈折率を有するビーズ１４用の光学材料を選ぶことにより選択される。
【００１４】
図４のグラフに関して、それぞれ１．５、１．７、および１．９の屈折率を有するビーズ１４を含む基本的な屈折光フィルタ１０に対するゲインプロフィール４０、４２、４４がプロットされている。垂線１１に関する０°でのゲインは、低率ビーズ１４に対して最大であり、屈折率の増加につれて低下する。高率ビーズ１４のより高い屈折力は、低率材料よりも透過光線２２、２４、２６、２８を一層大きく屈折させると共に、こうした光線は次に垂線軸１１からより広い範囲の水平または垂直視角にわたって発散し、垂線軸１１に沿っては集束しにくい。
【００１５】
ゲインに加えて、光フィルタ１０はそれらの分解能、コントラスト、および周辺光除去率により特徴付けられる。これらのフィルタに対して、高分解能および高周辺光除去率の両方を有することは、一般的に望ましい。光フィルタ１０の分解能は、支持層１２上のビーズ１４の実装密度がこの表面上の透過開口部３４の密度を決めるので、ビーズ１４の粒径により決定される。この特質は、一般に、典型的には約２５〜１００ミクロン径の市販されている最も小さい直径のビーズ１４を用いてフィルタ１０を組立てることにより最大化することができる。選択されるビーズ１４の最小の実用的な径は、市販されているビーズ１４の品質および特性のばらつきにより決定することが可能である。
【００１６】
周辺光除去率は、光フィルタの見る側の表面上に入射する周辺光が、見る人に向って後ろ側に再分散される量に対していかにうまく吸収されるかまたは透過するかを測定する。この特質は、主として、支持層の前方表面１８の反射率、結合剤層１６の不透明度およびビーズ１４の屈折率に応じて決まる。フィルタ１０から見る人の目の中に反映してくる周辺光は、コントラストを減じることによって画像の品質を有意に損傷させることができる。
【００１７】
図１に示されるフィルタ組立品１０において、見る側の表面１８上に入射する周辺光は、ａ）不透明結合剤層１６と支持層１２；ｂ）ビーズ１４と不透明結合剤層１６；およびｃ）ビーズ１４と入射表面３６での空気間の界面で反射することが可能である。これらの中で、空気−ビーズ界面は、支持層１２、不透明結合剤層１６、およびビーズ１４の屈折率が最初の二つの界面からの反射をほとんど同程度に最小化することができるという理由により、最も重要であることが可能である。図１のフィルタ１０における周辺光除去率は、結合剤層１６の不透明度により影響を受ける。しかし、周辺光除去率を改善するために結合剤層１６の不透明度を増大させることは、ビーズ１４と支持層１２間の接触点周りの透過開口部３４を通して透過する画像光の量を低下させる。
【００１８】
さて図３に関して、支持層１２の光分散特質の絵図が示されている。この層１２は、一般に、数ミル厚さのシートとして市販されているポリマー材料から形成され、直交軸に沿っての入射光の非対称分散を増進する。ホログラフィック分散フィルム、微細加工レンズ状配列研磨フィルムおよび類似の材料を含む非対称分散性層の他の形態および型は、用いることが可能である。入射光１７はほぼ平行化することが可能であり、層の入射表面に対してほぼ垂線方向に層１２に入ることが可能である。こうした入射光は、一つの軸２１、例えば、水平軸に沿っては広く、しかし、直交（例えば、垂直）軸２３に沿っては極めて弱く分散される。
【００１９】
さて図５に関して、支持層１２の非対称または異方性光学特質が異なる軸に沿って有意に異なるものとして示され、そこにおいて、透過光は、垂直軸に沿って、約１０の初期ゲイン（垂線入射照度および軸上視点に対して）から、軸から約７°離れた視点では半分のゲインレベルに分散される。対照的に、透過光は、水平軸に沿っては、軸から約１８°離れた視点で半分のゲインレベルに分散される。
【００２０】
さて図６に関して、ビーズ１４が画像源（示されていない）からの実質的に平行化された光２２０を受けるためにそれを通して突き出ている表面１９を有すると共に、ビーズ１４がそこで異方性分散特質の支持層１２に接触する実質的に平らな界面２７を有する不透明結合剤層１６中に、構造的に支持される光透過ビーズ１４の単層配列を含む本発明の光フィルタ１２０の別の実施形態が示される。これは、複数の透過開口部３４および支持層１２を通して光の透過を各種水平および垂直視角内で見ることを可能とする。ビーズ１４は、それぞれ、選択される値Ｒにほぼ等しい半径を有する。光フィルタ１２０は、見る人（示されていない）に向かって方向付けられるフィルタ表面１８を有する、不透明結合剤層１６の表面２７に貼られる透明な支持層１２を含む。光フィルタ１２０は、また、突き出たビーズ１４の上部に、こうした厚さがビーズ１４の球状表面３６に対して垂線方向に測定される約０．１Ｒ〜１．０Ｒ間の実質的に均一な厚さまで配置される、光透過性材料１２８の追加の等角層を含む。この等角層１２８は、また、実質的に連続なビーズ１４間の不透明結合剤層１６の表面１９を覆うことができる。
【００２１】
等角層１２８は、入射光の分散を制御し、光フィルタ１２０の透過率を増大するための複数のレンズ１３１を規定する。それぞれのこうしたレンズ１３１はビーズ１４の突き出た表面３６上に配置され、ビーズ１４半径の約１．１〜２倍の曲率半径、またはビーズ１４半径の約０．１〜１倍のビーズ周りの平均厚さを有する実質的に球状かまたは曲がった入射表面１２９を有する。
【００２２】
等角層１２８は、入射光２２０に対して増大した入射表面を提供し、画像源（示されていない）からビーズ１４中への光２２０の収束性屈折の予備段階として機能する。これは、入射光の大部分がビーズ１４中に入ることを可能とし、そのように収束するこうした光２２０は、より大きな割合の光２２０がビーズ１４に入りビーズ１４の透過開口部３４中に伝播することを可能とする角度で、不透明層１６の上部に突き出たビーズ１４の表面３６上に入射する。透過開口部３４から発散する光は、次に、見る側の表面１８に対して垂線方向である軸１１に対して各種の水平および垂直視角を通して見るために支持層１２により非対称または異方性に分散される。こうして、水平視角内で約３５％までの一般的な透過率を有する従来型の単層光フィルタにより典型的に実現可能なものよりも、ビーズ１４の後方表面３６に突き当たる光２２０のより大きな割合がフィルタ表面１８を通して透過される。
【００２３】
等角層１２８は、また、スクリーン裏面での屈折率ミスマッチ（ηビーズ／η媒質）を低減させる。この率ミスマッチを低減させることは、ビーズ１４の表面３６を離れる光２２０の反射を低減させ、光フィルタ１２０の透過率を増大させる。ビーズ材料の一般的な屈折率は約１．４〜１．９である。
【００２４】
光フィルタ１２０のゲインは、さらに、等角層１２８の入射表面１２９の曲率程度により制御することができる。本発明のこれらの特質は、有益には、従来型の単層光フィルタにおけるような、反射により引き起こされる画像光強度の過度の損失を防止する。光フィルタ１２０における支持層１２の見る側の表面１８に対して垂線方向である軸１１に対する種々の角度Φを通しての光の分散の調整は、また、等角層１２８の光透過性材料の屈折率を適切に選択することにより達成することができる。熱および圧力は、光フィルタ１２０の改善された操作のため、等角層１２８の入射表面１２９を選択的に成形するために用いることができる。例えば、光フィルタ１２０の透過率は、本明細書において後に図８に関連してより詳細に示し記載するように、この層１２８の入射表面１２９の曲率半径を低減させることにより増大させることができる。
【００２５】
図７のグラフに関して、図６に示される光フィルタの光学特質は、垂直および水平方向における有意な非対称ゲインを示す。特に、初期ゲイン（垂線入射照度および軸上視点に対する）は、垂直軸に沿っての軸上方向からの視角では有意に減少するが、しかし、水平軸に沿っての軸上方向からの視角ではそれほど有意には減少しない。図６の光フィルタの一つの実施形態において、ゲインは、垂直軸に沿って、軸から約１８°離れた視点で初期レベルの半分に減少し、水平軸に沿っては、軸から約３８°離れた視点で初期ゲインの半分に減少し、視角の非対称は約３６°で最大化される。
【００２６】
さて図８に関して、本発明による光フィルタ１２２の別の実施形態が示され、そこにおいて、光透過性ビーズ１４の単層厚さの配列は、画像源（示されていない）からの実質的に平行化された光３２０、３２２を受けるためにそれを通して突き出ている入射表面１９を有すると共に、ビーズ１４がそれを通して突き出ている実質的に平らな前方表面２７を有する不透明結合剤層１６中に実質的に連続に支持される。大きな透過開口部３４は、それを通して、支持層１２により水平および垂直視軸に沿って非対称に拡散される光３２０、３２２の透過を可能とする。本発明による光フィルタ１２２のこの実施形態は、支持層１２とのビーズ１４単独の点接触を通して達成することができるよりも、より大きな透過開口部３４の形成を容易にするための、ビーズ半径Ｒの約１０％厚さまでの透明材料の薄い層１５を含む。透明層１５の厚さ（一般に、Ｒ以下まで）は、透過開口部３４の口径を、従ってフィルタのゲインを制御する。透明層１５を形成する材料の屈折率は、一般に、段階別率変化により全体組立品の反射率を低減させるために、ビーズの屈折率以下であることが可能である。
【００２７】
光フィルタ１２２は、また、ビーズ１４の入射表面３６および不透明結合剤層１６の上部に配置される光透過性材料の等角層１２８を含む。この追加等角層１２８は、ビーズ１４の曲率中心３４０に対する入射光源に向けての方向の前方に配置される局部点すなわち曲率中心３４２を有する、それぞれのビーズ１４の後ろ側に実質的に球状または放物線状のレンズ１３１を規定する。層１２８は、このようにして、ビーズ１４の球状に突き出た表面３６に対して垂線方向に測定する時に、非均一厚さを有する。
【００２８】
等角層１２８は、ビーズ１４中への入射光３２０、３２２の収束性屈折の予備段階を提供する。さらに、層１２８の入射表面１２９の曲率中心３４２すなわち焦点を、ビーズ１４の曲率中心３４０に対して入射光源に向っての方向の前方にずらすことが、こうした光３２０、３２２のビーズ１４中への収束を増大させると共に、こうした光を、透過開口部３４を通してこうした光３２０、３２２の屈折のための理想的な角度に一層近づけてビーズ１４中に収束させることは信じられる。このフィルタ組立品は、約６０％までの透過率を示すと信じられる。
【００２９】
支持層１２は、図３に関連して前に記載したように、見る側の表面１８に対して垂線方向の軸３０に対して各種の垂直および水平視角を通して透過開口部３４を経由して発散する光を拡散させる。あるいは、支持層１２は、図３に関連して前に記載したように、透明材料の厚い層上に（両側に）配置されるこうした異方性分散材料の薄いフィルムを含んで、光フィルタ１２０の改善された頑丈さのための複合支持層を形成することが可能である。支持層１２は、次に見る人（示されていない）に向かって方向付けられる見る側の表面１８を有する不透明結合剤層１６の表面２７に貼られる薄い透明層１５に貼られる。
【００３０】
ビーズ１４の屈折率は、好ましくは、画像光のビーズ１４中への透過を増大させるために等角層１２８の屈折率の１ｘ〜１．３ｘであるように選択される。等角層１２８用の適する材料には、ポリメタクリル酸メチルおよび熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、および類似の透明な熱可塑性材料が挙げられる。例えば、約１．５の屈折率を有する等角層１２８は、これら二つの材料のいずれかから製造することができると共に、ビーズ１４は約１．５〜１．９４間の範囲内の屈折率を有して選択されるガラスまたは樹脂材料から製造することができる。等角層１２８は、有益には、ビーズ１４の入射表面３６との界面で光３２０、３２２により出くわす屈折率の違い、すなわちミスマッチを低減させる。これはビーズ１４の透過率を増大させる。ゲイン制御は、また、上述のやり方で等角層１２８の厚さを制御すること、および／または入射表面１２９を選択的に成形することにより、提供することができる。本発明の代替実施形態において、層１２に関連して前に本明細書に記載した型の異方性または非対称の光拡散性材料の層は、垂直軸に沿うよりも水平軸に沿ってより大きな角度にわたって入射光を非対称に分散させるために用いることが可能である。
【００３１】
図８に示される実施形態の光フィルタ１２２を作製するための本発明の一つの方法は、カーボンブラックなどの着色剤と均一に混合される熱可塑性樹脂などの不透明結合剤、それぞれが半径Ｒの複数の光透過性ビーズ、および約０．１Ｒ〜０．５Ｒ間で選択される均一な厚さを有する透明材料の薄層１５、および異方拡散性フィルム１２の支持層１２を用いる。不透明結合剤は、粘性的に固まっていない状態および実質的に硬く固まった状態を有するように選択され、層１５における薄い透明材料は変形可能な半粘性の固まっていない状態および実質的に硬く固まった状態を有するように選択される。本方法は、薄い透明層１５の上に固まっていない状態の不透明結合剤層を堆積することを含み、この層は、支持層１２の上部に、約０．３〜０．８Ｒである全体厚さまで非対称拡散性支持層の入射表面上に配置される。複数の光透過性ビーズ１４は、不透明結合剤の表面１９上に単層配列状に配置されて、次に、複数の光透過性ビーズ１４は不透明結合剤の層１６中を貫通し、薄層１５を経て支持層１２に達する。次に、不透明結合剤層１６は活性化されて、非対称拡散層１２と接触するビーズ１４の透過開口部３４を有する所定の位置にある光透過性ビーズ１４を支持するために固まった状態になる。固まっていない状態にある光透過性材料１２８の層はビーズ１４の突き出た表面３６上に配置され、光透過性材料１２８の層に圧力がかけられて、層をビーズ１４の突き出た部分の形状に実質的に等角化すると共に、ビーズ１４および不透明結合剤１９に積層する。光透過性材料１２８の層は活性化されて、層１２８をビーズ１４に結合するための従来方式により固まった状態になる。本明細書において示され記載されるように、不透明層１６および薄い透明層１５を層状にすることは、ビーズ１４の入射表面３６の一部が不透明結合剤から突き出ることを確かにする。光透過層の変形可能な半粘性状態は、有益には、層がこれらのビーズ１４の突き出た部分の形状に等角化され、ビーズ１４の曲率中心の前方での曲率中心を有する規定されたレンズ１３１の形状を保持することを可能とする。これらのレンズ１３１の曲率半径は、また、このやり方で調整することができる。この方法は、ビーズ１４の入射表面３６に対して垂線方向に測定される層１２８の非均一厚さをもたらすことが可能である。あるいは、ビーズ１４の突き出た入射表面３６上に固まらない状態における光透過性材料の層１２８を堆積させる前に、少量の光透過性材料を主として突き出たビーズ１４のより高い頂上の上に堆積させることが可能である。ビーズ１４の入射表面３６上の透明材料の組合せ体積は、熱および／または圧力下で共に移動して、各ビーズ１４の入射表面３６に関して前に記載したように拡散レンズを形成する。
【００３２】
本発明の別の実施形態において、フィルタの非対称ゲインは、図９に部分的に示される構造を用いて別の直交軸に対する一つの軸に沿って増強することが可能である。特に、この図に示されるフィルタの断面図（すなわち、トップ断面図として）は、例えば、フィルタの水平軸に沿って反復し連続する位置付けにおける平面すなわち台地面４０２およびファセット化すなわち角ばった傾斜面４０４、４０６を有するプリズム「レンズ」４００の層３９９を示す。この実施形態において、プリズム「レンズ」の層３９９は、光源（示されていない）からの入射平行化光線Ａ、Ｂを受けるように配置される。台地面４０２上に入ってくる光線Ａは、偏ることなく層を通して透過され、ビーズ化層を含むフィルタの連続部分を経由して光の分散が前述のように進んでゆく。しかし、傾斜面４０４、４０６に入ってくる平行化光線Ｂは、入射方向から外れて（約２０°ほど）、前述のようにビーズ化層を含むフィルタの連続部分を通して、水平軸に沿って得られるより広い視角θ2を有する追加の分散を提供する。水平角度は、台地面４０２のサイズおよび傾斜面４０４、４０６の角度を変えることにより調整することが可能である。例えば、水平軸に沿って増強される視角は、フィルタのビーズ化部分の前または後に配置されるプリズム層３９９により、また入射光の軸に対していずれの方向にも面するプリズム表面４０２、４０４、４０６によりそれなりに増強することが可能であることは留意されるべきである。また、プリズム相３９９と支持層１２上のフィルタのビーズ化部分間に示される間隔は説明用だけであり、こうした間隔は連続の層構造に対してはゼロであってよい。
【００３３】
こうして、反射防止コーティングなどを受けることにつながる平面フィルタ構造体は、内部に方向付けられるプリズム表面を有するフィルタの入射すなわち入力側でプリズム層３９９を用いて達成することが可能である。透明材料の支持層は、こうした入力および出力表面間に置かれる前述の実施形態によるビーズ化部分と共にフィルタの出力側に配置することが可能である。あるいは、プリズム層３９９は、また、光出力の方向に向けて、または入射光に向けて方向付けられる傾斜面と共に、前述のようにビーズ化部分からの光出力を受けるように配置することが可能である。
【００３４】
本発明の代替実施形態によるプリズム層３９９の変形は図１０および１１のトップ断面図に示され、そこにおいて、傾斜表面の各種角度は水平軸に沿って拡大された視角を提供するために用いることが可能である。特に、図１０のトップ断面図に示されるように、傾斜表面は、各種角度で配置される２以上の表面すなわちファセット４０５、４０７から形成することが可能である。あるいは、図１１のトップ断面図において示されるように、プリズムレンズ４００は、台地面４０２の両側で各種傾斜角度での傾斜面４０９、４１１を有する台地面４０２についても非対称であることが可能である。
【００３５】
例えば、図９〜１１に示されるようなプリズムレンズの種々の構造は、刻まれるか、またはさもなければ、例えば、熱せられ熱可塑性シートの表面中に圧入される原像のマスター・プラテンによる浮き彫りによるように熱可塑性透明シート材料に成形されるマイクログルーブとして製造することが可能である。一般的なマイクログルーブは、底辺で約５０ミクロンの台地４００を形成する。
【００３６】
従って、非対称視角は、直交（例えば、垂直）視軸に沿う視角に比べて、一つの軸（例えば、水平軸）に沿ってより大きな視角を増進させる本発明によるフィルタ構造物を用いて達成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】光伝播の方向を示す本発明の一つの実施形態の断面図である。
【図２】図１の実施形態における球状ビーズによる光線の屈折を示す断面図である。
【図３】図１の実施形態における支持層を通しての非対称光分散を示す絵図である。
【図４】従来のビーズ化光フィルタに関する、ビーズ材料の屈折率の関数としての典型的なスクリーンゲインを示すグラフである。
【図５】図１の実施形態における支持層を通しての光の非対称分散強度を示すグラフである。
【図６】本発明による光フィルタの別の実施形態の断面図である。
【図７】図６に示される光フィルタの実施形態を通しての非対称光拡散を示すグラフである。
【図８】フィルタを通しての増強される光透過のための中間透明層を含む光フィルタの別の実施形態の断面図である。
【図９】別の直交軸に対する一つの軸に沿ってのゲインを増強するために用いることができる構造を示す本発明の別の実施形態の断面図である。
【図１０】マイクログルーブとして製造されるプリズムレンズの断面図である。
【図１１】マイクログルーブとして製造されるプリズムレンズの断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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