(57)【要約】  光学フィルムは、細長いレンズレットが中に形成される構造化表面と、細長いプリズムが中に形成される対向する構造化表面とを有する。レンズレットは、互い及びフィルム面に概ね平行にある伸長軸に平行に延在し、プリズムは、また、互い及び伸長軸に平行に延在する。プリズムは、隣接プリズムの分離されたクラスタにグループ化される。それぞれのプリズムクラスタは、レンズレットの対応する１つに関連し、かつ、少なくとも３個のプリズムを有する。それぞれのレンズレットは、焦点及び焦点面を画定する。プリズムクラスタ内のプリズムの頂点は、焦点面にて又は該焦点面近傍に配設される。斜光で照射されたとき、それぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア及び任意選択的に全体としての光学フィルムは、Ｎ本の角度的に分離された光ビームを生成し得、Ｎは、それぞれのプリズムクラスタ内のプリズムの数である。
2016536645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２の構造化表面を有する光学フィルムであって、
前記第１の構造化表面上に形成された、伸長軸に平行であるそれぞれのレンズレット軸に沿って伸長される、複数の細長いレンズレットと、
前記第２の構造化表面上に形成された、また、前記伸長軸に平行であるそれぞれの細長いプリズムの頂点を有する、複数の細長いプリズムと、を含み、
前記プリズムは、互いから分離されるプリズムクラスタにグループ化され、それぞれのプリズムクラスタは、前記プリズムのうちの少なくとも３つを有し、それぞれのプリズムクラスタは、前記レンズレットの対応する１つに関連しており、
それぞれのレンズレットは、焦点面を画定し、それぞれのレンズレットについて、前記レンズレットに関連した前記プリズムクラスタ内の前記プリズムのプリズム頂点は、前記焦点面にて又は前記焦点面近傍に配設される、光学フィルム。
【請求項２】
それぞれのレンズレットについて、前記レンズレットは、軸方向の焦点距離を有し、焦点空間は、前記焦点面を包含し、かつ、前記軸方向の焦点距離の２０％に等しい差分距離ＤＤだけ前記焦点面から分離される境界を有し、前記レンズレットに関連した前記プリズムクラスタ内の前記プリズムの前記プリズム頂点は、前記レンズレットの前記焦点空間内に配設される、請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
それぞれのレンズレットについて、前記焦点面は、前記伸長軸に垂直な横断面平面において第１の湾曲形状を有する、請求項１に記載のフィルム。
【請求項４】
それぞれのレンズレットについて、前記レンズレットに関連した前記プリズムクラスタ内の前記プリズムの前記プリズム頂点は、前記横断面平面において第２の湾曲形状に沿って配置される、請求項３に記載のフィルム。
【請求項５】
前記第１及び第２の湾曲形状は、両方とも凹状か又は両方とも凸状である、請求項４に記載のフィルム。
【請求項６】
前記光学フィルムは、フィルム面を画定し、厚さ軸は、前記フィルム面に垂直であり、前記レンズレットの少なくともいくつかは、複合曲率を前記伸長軸に垂直な横断面平面において有し、そのようなレンズレットは、また、それぞれのレンズレット対称軸を前記横断面平面において有し、前記レンズレット対称軸の少なくともいくつかは、前記厚さ軸に対して傾斜している、請求項１に記載のフィルム。
【請求項７】
光学システムであって、
請求項１に記載の光学フィルムと、
斜めの角度で優先的に光を出射するよう適合された主表面を有する光ガイドと、を含み、
前記光学フィルムは、前記光ガイドに近接して配設され、かつ、前記光ガイドの主表面から出射される光が前記第２の構造化表面を通って前記光学フィルムに入るように配向される、光学システム。
【請求項８】
前記光ガイドのそれぞれの第１及び第２の対向する端部に近接して配設された第１及び第２の光源を更に含み、前記第１及び第２の光源は、前記光ガイドの前記主表面から出射された異なるそれぞれの第１及び第２の斜光ビームを提供する、請求項７に記載の光学システム。
【請求項９】
前記光学フィルム及び前記光ガイドは、非平面である、請求項７に記載の光学システム。
【請求項１０】
前記光学フィルム及び前記光ガイドは、可撓性である、請求項７に記載の光学システム。
【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。プリズム機構とレンチキュラー機構の１対１対応が存在し、個々のプリズム機構は伸長されて、互いにかつ個々のレンチキュラー機構と平行に延在し、レンチキュラー機構もまた伸長されている。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２００５／００５２７５０号（Ｋｉｎｇら）、同第２０１１／０１４９３９１号（Ｂｒｏｔｔら）、及び同第２０１２／０２３６４０３号（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】
第１の構造化表面は、その中に形成される細長いレンズレットを有し、第１の構造化表面に対向する第２の構造化表面は、その中に形成される細長いプリズムを有する両面光学フィルムの新たなファミリーを開発した。レンズレットは互いに平行に延在し、フィルム面に概ね平行である伸長軸に平行に延在し、かつプリズムもまた互いに延在し、伸長軸に平行に延在する。プリズムは、隣接プリズムの分離されたクラスタにグループ化される。それぞれのプリズムクラスタは、レンズレットの対応する１つに関連し、かつ、少なくとも３つのプリズムを有する。それぞれのレンズレットは、焦点及び焦点面を画定する。プリズムクラスタ内のプリズムの頂点は、焦点面にて又は該焦点面近傍に配設される。例えば、焦点空間は、焦点面を包含し、かつ、レンズレットの軸方向の焦点距離の２０％に等しい差分距離ＤＤだけ焦点面から分離される境界を有する空間と定義され得、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、レンズレットの焦点空間内に配設される。斜光で照射されたとき、それぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア及び任意選択的に全体としての光学フィルムは、Ｎ本の角度的に分離された光ビームを生成し得、Ｎは、それぞれのプリズムクラスタ内のプリズムの数である。
【０００４】
本出願は、したがって、とりわけ、対向する第１及び第２の構造化表面を有する光学フィルムを開示し、第１の構造化表面は、その上に形成された複数の細長いレンズレットを有し、第２の構造化表面は、その上に形成された複数の細長いプリズムを有する。複数のレンズレットは、伸長軸に平行であるそれぞれのレンズレット軸に沿って伸長されており、細長いプリズムは、また、伸長軸に平行であるそれぞれの細長いプリズム頂点を有する。プリズムは、互いから分離されるプリズムクラスタにグループ化され、それぞれのプリズムクラスタは、プリズムのうちの少なくとも３つを有し、それぞれのプリズムクラスタは、レンズレットの対応する１つに関連する。それぞれのレンズレットは、焦点面を画定し、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、焦点面にて又は該焦点面近傍に配設される。例えば、それぞれのレンズレットについて、レンズレットは、軸方向の焦点距離を有し得、焦点空間は、焦点面を包含し、かつ、レンズレットの軸方向の焦点距離の２０％に等しい差分距離ＤＤだけ焦点面から分離される境界を有し、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、レンズレットの焦点空間内に配設され得る。場合によっては、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、焦点面とレンズレットとの間の焦点空間の一部内に配設され得る。
【０００５】
それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、平面内にあり得る。それぞれのレンズレットについて、焦点面は、伸長軸に垂直な横断面平面において第１の湾曲形状を有し得る。それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、横断面平面において第２の湾曲形状に沿って配置され得、第１及び第２の湾曲形状は、同じ極性を有し得、例えば、両方とも凹状であり得るか、又は、両方とも凸状であり得る。それぞれのプリズムクラスタは、プリズムのうちの５個、又は、プリズムのうちの１０個を含み得る。プリズムクラスタは、同数Ｎ個のプリズムを含み得、Ｎは、少なくとも３、又は少なくとも５、又は少なくとも１０である。
【０００６】
それぞれのレンズレットについて、関連のプリズムクラスタは、プリズムのＮを有し得、レンズレットは、第２の構造化表面が第１の光源からの斜光で照射されたとき、Ｎ本の角度的に分離された光ビームを画定する第１のレンズレット光出力を提供するために関連のプリズムクラスタと協働し得、Ｎは、少なくとも３であり得る。フィルムは、第１のレンズレット光出力を受光してＮ本の角度的に分離された光ビームを１本の光ビームに変換するように配設された拡散フィルムと組み合わされ得る。
【０００７】
光学フィルムは、フィルム面及びフィルム面に垂直な厚さ軸を画定し得、レンズレットの少なくともいくつかは、複合曲率を伸長軸に垂直な横断面平面において有し得る。そのようなレンズレットは、また、それぞれのレンズレット対称軸を横断面平面において有し得、レンズレット対称軸の少なくともいくつかは、厚さ軸に対して傾斜され得る。同様に、プリズムは、それぞれのプリズム対称軸を伸長軸に垂直な横断面平面において有し得、プリズム対称軸の少なくともいくつかは、厚さ軸に対して傾斜され得る。
【０００８】
レンズレットは、レンズレットピッチにしたがって離間され得、プリズムクラスタは、クラスタピッチにしたがって離間され得、レンズレットピッチは、クラスタピッチに等しくあり得る。あるいは、レンズレットピッチは、クラスタピッチに等しくはない場合がある。光学フィルムは、第１の構造化表面に近接して配設された拡散フィルムと組み合わされ得る。
【０００９】
本発明者らはまた、両面光学フィルムが斜角で優先的に光を出射するように適合された主表面を有する光ガイドと組み合わされる光学システムを開示し、この光学フィルムは、光ガイドに近接して配設され、かつ、光ガイドの主表面から出射される光が光学フィルムの第２の構造化表面を通って光学フィルムに入るように配向されてもよい。システムは、また、光ガイドのそれぞれの第１及び第２の対向する端部に近接して配設された第１及び第２の光源を含み得、第１及び第２の光源は、光ガイドの主表面から出射された異なるそれぞれの第１及び第２の斜光ビームを提供する。光学フィルム及び光ガイドは、非平面であってもよい。光学フィルム及び光ガイドは、可撓性であってもよい。光学フィルムは、光ガイドに装着されてもよい。
【００１０】
関連する方法、システム、及び物品についても論じる。
【００１１】
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】
【００１２】
本開示の発明の態様は、添付の図面に関連してより完全に理解され得る。
【図１Ａ】両面光学フィルムを含む代表的な照明システムの概略側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの照明システムのいくつかの構成部品の概略斜視図である。
【図２】光ガイドの概略斜視図であり、光ガイドの２つの主表面上の代表的な表面構造を強調して示す。
【図２Ａ】コリメートされた光源と組み合わせた図２の光ガイドの図であり、光ガイドの所与の側部のどの光源がオンになるかに応じて、どのように光ガイドを効果的に細分化又は分割することができるかを図示する。
【図３】図１Ａの照明システムの概略側面図であり、１つの光源が通電され、この光源は、両面光学フィルムから発する第１の組の出力ビームを生成する。
【図４】図３と類似の概略側面図であるが、反対側の光源が通電され、この光源は、両面光学フィルムから発する第２の組の出力ビームを生成する。
【図５】両面光学フィルムの一部の概略側面又は断面図である。
【図５Ａ】図５のレンズレットの１つの概略側面又は断面図であり。
【図５Ｂ】図５のプリズムクラスタの１つの概略側面又は断面図であり。
【図５Ｃ】斜光が図５のフィルムの第２の構造化表面を照射するときに生成作され得るＮ本の角度的に分離された光ビームを画定する仮想レンズレット光出力の理想とされたグラフである。
【図６】図５のものと類似の両面光学フィルムの一部の概略側面又は断面図であるが、プリズムのそれぞれのクラスタ内のプリズム頂点は、非同一平面上であり。
【図６Ａ】図６のプリズムクラスタの１つの概略側面又は断面図である。
【図７】図５のものと類似の両面光学フィルムの一部の概略側面又は断面図であるが、隣接プリズムクラスタは、深いＶ溝よりもむしろ平坦面によって分離される。
【図８】図６のものと類似の両面光学フィルムの一部の概略側面又は断面図であるが、隣接プリズムクラスタは、深いＶ溝よりもむしろ平坦面によって分離される。
【図９】レンズレットがそれぞれのプリズムと位置合わせされる代表的な両面光学フィルムの概略側面又は断面図であり、レンズレットのピッチはプリズムクラスタのピッチと同じである。
【図１０】レンズレットのピッチがプリズムクラスタのピッチと異なる代表的な両面光学フィルムの概略側面又は断面図である。
【図１０Ａ】図１０のフィルムの概略側面又は断面図であり、レンズレット／プリズムクラスタペアがどのように互いに平行ではないか、及び、フィルムの光軸との関係を示す。
【図１１】代表的なフィルムのレンズレットの概略側面又は断面図であり、レンズレットは、複合曲率及び対称軸つまり光軸を有する。
【図１２】光軸がフィルムの厚さ軸に対して傾斜しているレンズレット／プリズムクラスタペアの概略側面又は断面図であり、レンズレットは、厚さ軸に対して傾斜しているレンズレット対称軸を有し、個々のプリズムのプリズム対称軸も、厚さ軸に対して傾斜している。
【図１３】両面光学フィルムの概略斜視図である。
【図１３Ａ】第２の構造化表面が第１の光源からの斜めに入射する光で照射されたときの、図１３のフィルムのレンズレット光出力のモデル化された輝度のグラフであり。
【図１３Ｂ】類似のグラフであるが、第２の構造化表面が第１の光源の反対側の第２の光源からの斜めに入射する光で照射されたときのものである。
【図１３Ｃ】互いの上に図１３Ａ及び図１３Ｂからのトレースを重ね合わせるグラフであり。
【図１３Ｄ】それらのトレースの組み合わせを示すグラフである。
【図１４】両面光学フィルムの概略側面又は断面図であり。
【図１４Ａ】第２の構造化表面が斜めに入射する光で照射されたときのこのフィルムのモデル化されたフィルム光出力のグラフである。
【図１５】別の両面光学フィルムの概略側面又は断面図であり。
【図１５Ａ】第２の構造化表面が斜めに入射する光で照射されたときのこのフィルムのモデル化されたフィルム光出力のグラフである。
【図１６】別の両面光学フィルムの概略側面又は断面図であり。
【図１６Ａ】第２の構造化表面が斜めに入射する光で照射されたときのこのフィルムのモデル化されたフィルム光出力のグラフである。
【図１７】別の両面光学フィルムの概略側面又は断面図であり。
【図１７Ａ】第２の構造化表面が斜めに入射する光で照射されたときのこのフィルムのモデル化されたフィルム光出力のグラフである。
【図１８】拡散フィルムと組み合わせた図１７のフィルムの概略側面又は断面図であり。
【図１８Ａ】拡散体がどのように図１７Ａからフィルム光出力を修正又は補整することができるかを示すグラフである。
【図１９Ａ】両面光学フィルム及び／又は光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す光学システムの概略斜視図である。
【図１９Ｂ】両面光学フィルム及び／又は光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す光学システムの概略斜視図である。
【図１９Ｃ】両面光学フィルム及び／又は光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す光学システムの概略斜視図である。
【図１９Ｄ】両面光学フィルム及び／又は光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す光学システムの概略斜視図である。
【図１９Ｅ】両面光学フィルム及び／又は光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す光学システムの概略斜視図である。
【００１３】
本明細書に示される概略図は必ずしも正しい縮尺ではないが、グラフは、特に明記しない限り、正確な縮尺を有するものと仮定される。図中で使用する同様の参照数字は、同様の要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
開示する両面光学フィルムの固有の特性を利用可能な光学システム１００を図１Ａに示す。光学システム１００は、ディスプレイシステムの一部であり得るが、照明器具、作業光、及び静的バックライト付き標識を含め、他の装置及びアプリケーションも企図されている。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配向が容易に議論できるようになっている。システム１００は、１つ以上の光ガイド１５０、１つ以上の第１の光源１３４、及び１つ以上の第２の光源１３２を含む。システム１００は更に、両面光学フィルム１４０を含み、この詳細は以下で論じる。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、これも通常は光ガイド１５０の面に対して平行になっている。
【００１５】
光源１３２、１３４は、光ガイドの両端に配設され、反対の方向から光ガイド内に光を入射させる。光源のそれぞれは、名目上白い光及び所望の色相又は色温度の光を発生することができる。あるいは、例えば、赤、緑、青、若しくは別の既知の非白色であるとされている光等の各光源は、有色光を発生することができ、並びに／又は紫外線及び／若しくは赤外線（近赤外線を含む）光を発生することができる。光源はまた、個々の発光装置のクラスタであるか又はそれらを備えてもよく、それらの一部又は全ては、非白色有色光を発生することができるが、個々の装置からの光の組み合わせは、例えば、赤、緑、及び青色光の総和から等名目上の白色光を生成することができる。光ガイドの相対する端部の光源は、異なる白色又は非白色の光を発することができるか、又は、同じ色の光を発することができる。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。
【００１６】
光ガイド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光ガイド主表面１５０ｂは、第１側面１５０ｃと第２側面１５０ｄとの間に延在する。第２の光ガイド主表面１５０ａは、第１の主表面１５０ｂの反対側にあり、第１の側部１５０ｃと第２の側部１５０ｄとの間に延在する。光ガイド１５０の主面１５０ｂ、１５０ａは、実質的に互いに平行であってもよいか、又はそれらは、光ガイド１５０がくさび形になるような非平行であってもよい。光は、光ガイド１５０の面１５０ｂ、１５０ａのどちらからも反射又は出射されてよいが、一般的には、光は、表面１５０ａから出射され、表面１５０ｂから反射される。一部の場合において、高反射性面は、第１の面１５０ｂに接するか又は隣接して提供されて、第２の面１５０ａを介して光を方向転換させるのに役立ち得る。浅面プリズム１５２などの光抽出機構、又は、レンズ状機構、白色ドット、ヘイズコーティングなどのその他の光抽出機構、及び／又はその他の機構は、光ガイド１５０の主表面１５０ｂ、１５０ａの一方又は両方に配設することができる。光ガイドの代表的な光抽出機構を図２に関連して以下に論じる。光抽出機構は、典型的には、主面１５０ａから出射される光が、（ｘ−ｚ平面で測定した）ｚ軸と平行又はそれからわずかに逸れている、垂直又は垂直に近い伝搬方向に伝搬するよりも、ｘ−ｚ平面で測定した非常な斜角で空中に優先的に伝搬するように、選択される。例えば、表面１５０ａから空中に出射される光は、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てもよく、ピーク強度方向は、ｘ−ｚ平面における出力ビームの強度分布が最大である方向を意味する。
【００１７】
光ガイド１５０は、忠実形態を有してよく、即ち、第１の主面１５０ａと第２の主面１５０ｂとの間で完全に個体の内部を有してよい。中実材料は、ガラス、アクリル、ポリエステル、又は他の好適なポリマー若しくは非ポリマー材料等の任意の好適な光透過性材料であるか、又はこれを含んでもよい。あるいは、光ガイド１５０は、中空であってもよく、即ち、その内部が空気若しくは別のガス、又は真空であってもよい。中空の場合、光ガイド１５０には、その両側に光学フィルム又は類似の構成要素が備えられて、第１及び第２の主面１５０ａ、１５０ｂを提供する。中空の光ガイドを複数の光ガイドに分割又は細分化することもできる。中実、中空にかかわらず、光ガイド１５０は、実質的に平面であってよいか、又は例えば、波状の若しくは湾曲した非平面であってもよく、その湾曲は、わずか（平面に近い）であっても又は大きくてもよく、光ガイドがそれ自体で湾曲して完全な又は部分的な管を形成する場合を含む。そのような管は、円若しくは楕円等の湾曲した形状、又は正方形、矩形、若しくは三角形等の多角形状、又は任意のそのような形状の組み合わせを含む、任意の所望の断面形状を有してもよい。中空の管状光ガイドは、この点に関して単片の光学フィルム又はそれ自体で内側に曲がって中空の管を形成する類似の構成要素から作製されてよく、その場合において光ガイドの第１及び第２の主面は、両方ともそのような光学フィルム又は構成要素によって提供されると解釈されてよい。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。光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、光ガイド及び／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、光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。可撓性の光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。
【００１８】
ｘ−ｙ平面に概ね平行にフィルム面内にあるか又は該フィルム面を画定すると仮定される両面光学フィルム１４０は、光ガイド１５０から斜めに出射される光を受光するために配設される。フィルム１４０は、第１の構造化表面１４０ａ及び第１の構造化表面の反対側の第２の構造化表面１４０ｂを有する。細長いレンズレット１４４が、構造化表面１４０ａ内に形成され、該表面は、光ガイド１５０から概ね離れるように配向される。
【００１９】
細長いプリズム（下図でより良好に図示）が、第２の構造化表面１４０ｂ内に形成され、該表面は、概ね光ガイド１５０の方へ配向される。この配向では、光ガイド１５０の主表面１５０ａから出射られた光は、プリズムに入射し、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。以下で更に説明するように、フィルム光出力の特性は、光源１３２、１３４のどちらがオン状態にあるかによって、並びに、レンズレットとプリズムの空間関係によって影響を受ける可能性がある。一方の光源がオンであるとき、第１のフィルム光出力は、Ｎ本の角度的に分離された光ビームの第１の群を含み得る。反対側の光源がオンであるとき、第２のフィルム光出力は、Ｎ本の角度的に分離された光ビームの第２の群を含み得、該ビームは、光ビームの第１の群と実質的に整合される場合もあれば、整合されない場合もある。以下で他の図においてより良好に図示するように、プリズムは、隣接プリズムのクラスタにグループ化され、クラスタは、互いから分離され、それぞれのプリズムクラスタは、レンズレットの対応する１つに関連する。これらのプリズムは、例えば、強度対角度のプロットから測定される、鋭いビーム縁部を提供するように鋭い頂点を有する。
【００２０】
プリズム及びレンズレット１４４は両方とも、典型的に線形であるか、又は１つ若しくは両方が正確な線形でない（例えば、真っ直ぐでない）場合は、そうでなく特定の面内軸に沿って延在又は伸長されている。このように、レンズレット１４４は、互いに平行なレンズレット軸に沿って延在してもよい。１本のそのような軸線を、軸線１４５として図１Ｂに示し、これはｙ軸に平行であると仮定される。プリズムは、互いに平行なそれぞれのプリズム軸に沿って延在してもよい。伸長のレンズレット軸は、典型的に伸長のプリズム軸と平行である。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、所与のレンズレット／プリズムクラスタペアの、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。一部の場合において、光ガイドの主表面１５０ｂ上のプリズム構造体１５２などの抽出機構は、フィルム１４０のレンズレット及びプリズムの伸長軸に平行である軸線に沿って線形であるか又は伸長されてもよく、あるいは、光ガイドのそのような抽出機構１５０は、他の角度で配向されてもよい。
【００２１】
フィルム１４０又はその関連部分において、レンズレット１４４とプリズムクラスタとの１対１の対応が存在する。このように、各プリズムに対して所与のプリズムクラスタが主に相互作用する固有のレンズレット１４４が存在し、逆もまた同様である。レンズレット１４４の１つ、一部、又は全ては、それらのそれぞれのプリズムクラスタと実質的に整合されてよい。あるいは、フィルム１４０は、それぞれのプリズムクラスタに対してレンズレットの一部又は全ての意図的な位置ずれ又は不整合を組み込むように設計されてもよい。プリズム及びレンズレットの位置合わせ又は位置ずれに関連しているのは、中心間隔又はこれらの要素のピッチである。ディスプレイシステムの場合において、レンズレット１４４のピッチ及びプリズムクラスタのピッチ（並びにプリズムクラスタ内の個々のプリズムのピッチ）は、ディスプレイパネルにおける周期的な特徴に関するモアレパターンを低減又は排除するように選択されてもよい。これらの様々なピッチ寸法は、製造可能性に基づいて決定されることもできる。光学フィルム１４０の構造化表面上のそれぞれの構造化表面上のレンズレット１４４及びプリズムクラスタ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が、これは不当に制限的に解釈されるべきではない。
【００２２】
システム１００は、任意の有用な形状又は構成を有することができる。数多くの実施形態において、ディスプレイパネル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。
【００２３】
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の光源１３４だけがオンであるモード、第２の光源１３２だけがオンであるモード、第１及び第２の光源の両方がオンであるモード、並びに第１及び第２の光源のどちらもオンではないモード（即ち、両方がオフである）の２つ、３つ又は全てを含んでもよい。
【００２４】
隣接プリズムの分離されたクラスタが設けられたとき、両面光学フィルム１４０が密接であるが出射角において互いから分離される一群の光ビームによって特徴づけられる光出力を生成する能力を有する光学システムを提供することができる方法を以下で更に詳細に説明する。ビームの群は、ビームの２つの相対する境界にて鋭い縁部を有し、個々のビームも、鋭い縁部を有し得る。光出力の特性及び特徴は、以下で更に説明するように、レンズレット及びプリズムクラスタの設計詳細によって制御される。
【００２５】
図１Ｂは、光ガイド１５０、光学フィルム１４０、及び第２の光源１３２を示す光学システム１００の概略斜視図である。図１Ａ及び図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、光ガイド１５０から離れるように配向されたレンズレット１４４及びプリズム突出部が光ガイド１５０の方に配向されたプリズムを含む。レンズレットの伸長軸１４５は、またプリズムの伸長軸と対応してもよいものであり、ｙ軸に平行であると示される。構造化表面１４０ｂのプリズムの場合では、伸長軸は、プリズムの頂点と平行に走る。フィルム１４０は、光ガイド１５０に近接するが、わずかに離間していると示される。フィルム１４０は、光ガイド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、光ガイド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、低屈折率接着材料をプリズムと光ガイド１５０との間で使用して、フィルム１４０を光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。国際公開第２０１０／１２０４２２号（Ｋｏｌｂら）、同第２０１０／１２０４６８号（Ｋｏｌｂら）、同第２０１２／０５４３２０号（Ｃｏｇｇｉｏら）、及び米国特許出願公開第２０１０／０２０８３４９号（Ｂｅｅｒら）も参照されたい。例えば、微細複製柱列を使用して２つの構成要素をそれらの間のエアギャップを実質的に維持しながら互いに結合するような、エアギャップスペース配置技術もまた使用してよい。例えば、米国特許出願公開第２０１３／００３９０７７号（Ｅｄｍｏｎｄｓら）を参照されたい。
【００２６】
開示した両面光学フィルム及び関連構成要素は、様々な形態及び構成で提供することができる。一部の場合において、両面光学フィルムを単独で、例えば、断片、シート、又はロール形態で、パッケージ化、販売、又は使用することができる。他の場合において、両面光学フィルムを、出力ビームの特性が両面フィルムで使用するために調整されている光ガイドと共にパッケージ化、販売、又は使用することができる。そのような場合では、両面フィルムを上記のように光ガイドに結合してもよいか、又はそれらを互いに結合しなくてもよい。一部の場合において、両面光学フィルムを、両面フィルムで使用するために調整されている光ガイド、及び光ガイド内に、例えば、概して図１Ａに示されるようにその両端から、光を入射させるように適合されている１つ以上のＬＥＤ又は他の光源の両方と共にパッケージ化、販売、又は使用することができる。両面フィルム、光ガイド、及び光源を結合、装着、ないしは別の方法で互いの近くに保持して、ライティングモジュールを形成することができ、ライティングモジュールは、大きくても小さくても、剛性でも可撓性でも、実質的に平坦／平面でも非平坦／非平面でもよく、単独でも他の構成要素との組み合わせでも使用することができる。両面光学フィルム、光ガイド、及び１つ以上の光源を備えるライティングシステムを、例えば、ディスプレイ、バックライト、照明装置、作業光、静的バックライト付き標識、又は汎用ライティングモジュール等任意の所望の最終用途に適合させることができる。
【００２７】
図２は、開示の両面光学フィルムの一部又は全てと共に使用するのに好適であり得る代表的な光ガイド２５０の概略的斜視図を示す。光ガイド２５０は、図１Ａの光ガイド１５０に置き換えてもよく、特性、オプション、及び光ガイド１５０に関連して議論された代替物が、光ガイド２５０に等しく適用されることは理解されるだろう。カーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標が、図２において図１Ａ及び図１Ｂの座標と整合するように提供される。図２は、光ガイド２５０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を使用することができる。光ガイド２５０は、両面光学フィルムの方へ光が抽出される第１の主面２５０ａと、第１の主面と反対側の第２の主面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の光源の光入射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、光ガイド２５０から出射される第１の斜光ビームを供給してよく、同様の光源を側面２５０ｄに沿って配置して、光ガイド２５０から出射される第２の斜光ビームを供給してよい。この点に関して斜光ビームは、ｘ−ｚ平面の強度分布が上述のように面法線（ｚ軸）に対して、６０度以上、又は７０度以上、又は８０度以上のピーク強度方向を有する光ビームを指す。
【００２８】
光ガイドの背面主面２５０ｂは、好ましくは、浅いプリズム構造体２５２の線状アレイを提供するように、機械加工される、成形される、ないしは別の方法で形成される。これらのプリズム構造体は、ｙ軸に平行な軸線に沿って伸長され、反射した光が前側主面２５０ａから空気中（又は好適な低屈折率の有形材料）に好適な斜角で、かつ両面光学フィルムへと屈折するように、光ガイドの長さに沿って（ｘ軸に沿って）伝搬する光の適切な部分を反射するように設計される。多くの場合において、反射した光が、前側主面２５０ａから光ガイド２５０の長さに沿って比較的均一に抽出されることが望ましい。表面２５０ｂをアルミニウム等の反射フィルムでコーティングしてもよく、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、及び光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、光ガイドを通過する任意の下向き伝搬光を反射してもよい。プリズム構造体２５２は、典型的には光ガイドの全厚と比較して浅い奥行き、及び光ガイドの長さと比較して狭い幅又はピッチを有する。プリズム構造体２５２は、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概して非常に大きい頂角を有する。光ガイドは、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Ｓｐａｒｔｅｃｈ  Ｐｏｌｙｃａｓｔ材等のアクリルポリマーのような、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では、光ガイドは、セルキャストアクリル等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、過度に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。
【００２９】
光ガイドの前側主面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の線状アレイを提供するように機械加工される、成形される、ないしは別の方法で形成されてもよい。プリズム構造体２５２の伸長軸と対比して、レンチキュラー伸長軸は典型的にｘ軸に平行である。レンチキュラー構造体２５４を成形して、光ガイドから出て前側主面を通過する光のｙ−ｚ平面における角度の広がりを強めるように、並びに、必要に応じて前側主面からの反射により、光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に配向してよい。一部の場合において、レンチキュラー構造体２５４は、光ガイドの全厚と比較して浅い奥行き、及び光ガイドの幅と比較して狭い幅又はピッチを有してよい。一部の場合において、レンチキュラー構造体は、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、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。本実施形態では、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もよい。同じく、読者は、これらの実施形態が単なる例示であり、過度に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体以外の構造体を光ガイドの前側主面に使用してもよいことを理解するであろう。
【００３０】
上述したように、レンチキュラー構造体２５４を成形して、前側主面からの反射により、光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に配向してよい。制限されたｙ軸に沿った空間の広がりはまた、光ガイドの平面、即ちｘ−ｙ平面内でコリメートされた（実質的なコリメートを含む）光源を用いて達成、又は強化することもできる。そのような光源は、１つ以上のコリメートレンズ、ミラー等と組み合わせた比較的小さい領域のＬＥＤダイ又は複数のダイであってもよい。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の光ガイド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、光ガイド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、光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、光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、光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。バンド２５０−１、２５０−２、２５０−３のいずれかのような光ガイド２５０の所与の部分は、このように独立の光ガイドとして機能してよく、一方の側面（例えば面２５０ｄ）で関連の光源だけがオンであるかどうか、又は反対の側面（例えば、面２５０ｃ）で関連の光源だけがオンであるかどうか、又はそのような光源の両方がオンであるかどうか、に応じて少なくとも２つの異なる出力ビームを出射してよい。両面光学フィルムをそのような光ガイドと共に使用するとき、適切な光源を通電することによって、開示の光出力（角度的に分離された光ビームの群を含む）が両面光学フィルムから出力面の全体（全てのストライプ又はバンド）にわたって出射するか、又は一部のみ（少なくとも１つであるが全てのストライプ又はバンドより少ない）に出射するか、又は出射しないことが可能であるように、空間的にバンド化又はストライプ化した光ガイドの出力性能は、実質的に両面光学フィルムに伝達される。
【００３１】
ここで図３を参照すると、図１Ａの照明システム１００の別の概略側面図が示されている。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）。光ガイド１５０の特性、光学フィルム１４０の特性、及び光ガイドと光学フィルムとの相互作用のために、光源１３４からの光は、両面光学フィルムから出る第１の出力ビーム３１０を生成する。読者は、光出力３１０がフィルム１４０の中央部分より上方に描かれているが、この特定の実施形態に向けて、この同じ光出力が実質的に第１の構造化表面１４０ａ全体から出射されると仮定することを理解するであろう。光出力３１０は、密接である（角度θの関数として）が、角度的に分離された突出部３１０ａ、３１０ｂ、．．．、３１０ｈの群によって特徴づけられたｘ−ｚ平面において角度分布を有する。最外突出部３１０ａ、３１０ｈは、概ね扇形光出力３１０の外側の相対する縁部つまり側面にて鋭い遷移部を画定する。それらの外縁間で、出力３１０の輝度は、８つの異なった突出部３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃなどを画定するために迅速に及び実質的に角度の関数として変動する。突出部尖端間の変動の量及び突出部間の相対最低値によっては、突出部の一部又は全部は、以下で論じるように、別個の光ビームであると考え得る。異なった突出部つまり又はビームの数Ｎ、この場合Ｎ＝８は、以下で更に論じるように、構造化表面１４０ｂ上のプリズムクラスタのそれぞれ内の個々のプリズムの数に等しくあり得る。
【００３２】
通電されている光源１３４からの光は、第１側面１５０ｃを通って光ガイド１５０に入る。この光は、光ガイド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。
【００３３】
斜光ビーム１３４−２の指向性のため、光源１３４からの光は、フィルム１４０の第２の構造化表面１４０ｂのそれぞれのプリズムの傾斜した１つの側面のみを主に通って両面光学フィルム１４０に入射し得る。そのような傾斜面にて提供される屈折は、プリズムの他方の傾斜面で提供される反射と連携して、かつレンズレット１４４によって提供される屈折と連携して、光を第１のフィルム光出力３１０としてフィルム１４０から出射させる。第１のフィルム光出力３１０は、フィルム１４０全体にわたってそれぞれのレンズレット１４４から出射される個々の光出力の合計から生じ、該個々の出力は、レンズレット光出力と呼ばれる。簡潔さのために、フィルム１４０は、個々のレンズレット光出力が互いと同じ及びフィルム光出力３１０のそれと同じである角度分布を有するように構成されると仮定する。他の実施形態において、個々のレンズレット光出力の角度分布は、互いと異なり得、該レンズレット光出力は、その後、個々のレンズレット光出力のそれと異なる角度分布を有する全体的なフィルム光出力を提供するために共に合計されることになる。
【００３４】
第１の光源１３４がオフにされ、第２の光源１３２が上にされた場合、システム１００は、第２のフィルム光出力を生成し、該フィルム光出力は、また、ｘ−ｚ平面において、密接である（角度θの関数として）が角度的に分離された突出部の群であるか又は該群を含む概ね扇形角度分布によって特徴づけられ、最外突出部は、光出力の外側の相対する端部つまり側面にて鋭い遷移部を画定する。突出部尖端間の変動の量及び突出部間の相対最低値によっては、突出部の一部又は全部は、別個の光ビームであると考え得る。第２のフィルム光出力は、典型的には、第１のフィルム光出力のそれと異なる角度範囲を覆うが、これらの２つのフィルム光出力の角度分布は、それぞれの個々の突出部（つまりビーム）のいずれかが重なり合うかどうかを問わず典型的には重なり合う。図４は、図３の第１の出力３１０と整合するように生成され得る典型的な第２のフィルム光出力４１０を同じ両面光学フィルム１４０と共に示す。
【００３５】
したがって、図４において、照明システム１００は、光源１３４は通電されず（オフ）、光源１３２は通電される（オン）ことを除き、再び図示されている。光ガイド１５０の特性、両面光学フィルム１４０の特性、及び光ガイドと光学フィルムとの間の相互作用のために、光源１３２からの光は、光学フィルムから出る第２のフィルム光出力４１０を生成し、第２のフィルム光出力４１０は、典型的には図３の第１のフィルム光出力３１０と異なる角度分布を有する。
【００３６】
通電されている光源１３２からの光は、第２側面１５０ｄを通って光ガイド１５０に入る。この光は、光ガイド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。
【００３７】
斜光ビーム１３２−２の指向性のため、光源１３２からの光は、フィルム１４０の第２の構造化表面１４０ｂのそれぞれのプリズムの第２の傾斜した側面だけを主に通って両面光学フィルム１４０に入射し得、この第２の傾斜面は、図３に関連して用いられる傾斜面の反対側である。そのような傾斜面にて提供される屈折は、プリズムの他方の傾斜面で提供される反射と連携して、かつレンズレット１４４によって提供される屈折と連携して、光を第２のフィルム光出力４１０としてフィルム１４０から出射させる。第２のフィルム光出力４１０は、フィルム１４０全体にわたってそれぞれのレンズレット１４４から出射される個々の光出力の合計から生じ、該個々の出力は、レンズレット光出力と呼ばれる。簡潔さのために、フィルム１４０が個々のレンズレット光出力が互いと、及び、第２のフィルム光出力４１０のそれと同じである角度分布を有するように構成されると仮定する。他の実施形態において、個々のレンズレット光出力の角度分布は、互いと異なり場合があり、該レンズレット光出力は、その後、レンズレット光出力のそれぞれと異なる全体的なフィルム光出力を提供するために共に合計されることになる。
【００３８】
ここで、フィルムが、図３及び図４に示すものなど光出力を生成することを可能にし、特定の観察面内の角度分布は、分布の相対する側面又は縁部上に鋭い遷移部つまり縁部を有し、かつ、異なった光突出部つまりビームを画定するために迅速に及び角度の関数として実質的に変動する代表的な両面光学フィルムの設計詳細を論じる。概して、そのようなフィルムは、対向する第１及び第２の構造化表面を有し、第１の構造化表面は、その中に形成された複数の伸長レンズレットを有し、第２の構造化表面は、その中に形成された複数の伸長プリズムを有する。プリズムは、隣接プリズムのクラスタにグループ化され、クラスタは、互いから分離され、それぞれのプリズムクラスタは、少なくとも３つの個々のプリズムを有する。レンズレット及びプリズムクラスタは、プリズムクラスタにレンズレットの１対１の対応で配置される。個々のプリズムの大部分又は実質的に全ては、傾斜した側面の先端部分によって形成された鋭い頂点を有する。フィルムは、所与のプリズムクラスタのプリズム頂点は関連レンズレットの焦点面にて又は該焦点面近傍に位置するように構成される。例えば、焦点空間は、焦点面を包含し、かつ、レンズレットの軸方向の焦点距離の２０％に等しい差分距離ＤＤだけ焦点面から分離される境界を有する空間と定義され得、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、レンズレットの焦点空間内に配設される。
【００３９】
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レンズレット（例えば、図３の第１の構造化表面１４０ａ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プリズム及びプリズムクラスタ（例えば図３第２の構造化表面１４０ｂを参照）を形成することができる。微細複製法がフィルムの製造に使用される範囲において、微細複製法は、フィルムの反対側の構造化表面上の要素、例えば所与のレンズレット及び所与のプリズム、の相対位置を制御することができ、そのため、それらの間の軸方向距離もまた、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って制御することができるように使用されるのが望ましい。数ある中で、どのように物品の両側に一直線上に微細複製構造体を作製することができるかを説明する米国特許出願公開第２００５／００５２７５０号（Ｋｉｎｇら）を参照する。両面光学フィルムをポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、又は任意の他の好適な光透過性ポリマー（複数可）若しくは他の材料（複数可）から作製されたキャリアフィルムを用いて作製してもよい。
【００４０】
開示の両面光学フィルムの構造化表面は、開示の光ガイドの構造化表面と同様に、あるいは又は更に三次元印刷又は３Ｄ印刷と呼ばれることもある既知の付加的な製造方法を用いて、作製することができる。
【００４１】
図５は、１つの代表的な両面光学フィルム５４０の一部の概略図である。このフィルムは、対向する第１及び第２の構造化表面５４０ａ、５４０ｂを有する。フィルム５４０が使用時に典型的には空気又は真空中に浸漬されるか、又は、一方又は両方の主表面にて他の構成部品に装着されることになる材料の単一の層の構造を有すると図示されているが、他のフィルム構造も企図されている。例えば、フィルム５４０は、以下に、例えば図１３に示すように、他の材料層が装着される中央担体フィルムを有し得る。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。したがって、フィルム５４０は、ｘ−ｙ平面に概ね平行にあるか、又は、該平面画定し、かつ、ｚ軸に平行な厚さ軸を有する。
【００４２】
第１の構造化表面５４０ａは、その中に形成された複数のプリズム５４４を有する。これらのレンズレット５４４のそれぞれは、ｙ軸に平行である伸長軸に沿って延在する。レンズレット５４４は単一の均一な湾曲を有してよく、即ち、各レンズレットの曲面は直円柱の一部であってよいか、又は、それらは、例えば、中心部分でより小さな曲率半径を有し、エッジ付近でより大きな曲率半径を有する連続的な様々な湾曲、若しくは逆もまた同様、の不均一な湾曲を有してよい。不均一な湾曲を有するレンズレットは、複合湾曲を有すると言われる。それぞれのレンズレット５４４は、また、Ｖと記載される頂点を有する。レンズレット５４４が複合曲率、又は、単一の（均一な）曲率を有するかを問わず、頂点Ｖでのレンズレット５４４の曲率は図５でＣと記載される曲率中心によって特徴づけられ得る。尚、それぞれのレンズレット５４４の頂点Ｖ及び曲率中心Ｃは、以下で更に論じる軸５２５上にある。したがって、それぞれのレンズレット５４４の頂点Ｖ及び曲率中心Ｃが軸方向５２５に沿っていると言えよう。図５の実施形態において、軸５２５は、ｚ軸及びフィルム５４０の厚さ軸に平行である。それぞれのレンズレット５４４の別の特徴的な特徴部は、レンズレットの焦点であり、該焦点は、また、レンズレットの焦点面及び焦点空間に関係する。過度の混乱を回避するために、レンズレット５４４のこれらの特徴部は、図５から省略されているが以下で図５Ａに図示されている。レンズレット５４４は、例えば、図１４に以下で図示するようにピッチＰ１によって全体的に特徴づけられてもよい。ピッチは、隣接レンズレットの中心間（頂点間）又は縁部間で測定してよい。ピッチは、典型的に構造化表面５４０ａの範囲にわたって均一であるが、一部の場合において、均一でなくてもよい。
【００４３】
第２の構造化表面５４０ｂは、その中に形成された複数のプリズム５４１を有する。レンズレット５４４と同様に、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。各プリズム５４１は、２つの傾斜した側面を有し、これらは、Ｖｐｒｉｓｍと記載されたプリズムの鋭いピークつまり頂点で交わる。頂角と呼ばれる、頂点でのそれぞれのプリズム５４１の角度は、典型的には５０〜９０°、例えば、６３．５°であるが、これは、不当に制限的と解釈されるべきではない。頂角にかかわらず、頂点は、例えば、わずか３ミクロン以下、又はわずか２ミクロン以下、又はわずか１ミクロン以下の曲率半径を有する切頭又は円形よりもむしろ尖っている。プリズム頂点は、この点に関して鋭端として記述されてもよい。プリズム５４１は、第２の構造化表面５４０ｂ全体を占有せず、隣接プリズム５４１の群つまりクラスタ５４３に纏められ、クラスタ５４３は、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部によって互いから分離される。図５の実施形態において、クラスタ５４３は、大きい個々のＶ溝５２０によって構造化表面５４０ｂ上で互いから分離される。
【００４４】
レンズレット５４４：プリズムクラスタ５４３の１対１の対応がある。所与のレンズレット５４４について、プリズムクラスタ５４３の１つは、光学的に主にレンズレットと相互作用し（かつ、典型的にはレンズレットに最も近く）、したがって、レンズレット５４４及びこのように該レンズレットに関連したプリズムクラスタ５４３は、レンズレット／プリズムクラスタペア５４８を形成すると言うことができる。２つの当該の完全なペア５４８を図５に示す。隣接するペア５４８の境界は、図５では５５０と記載される。典型的には、境界５５０は、一切の物理的構造、境界部、又は、障壁を表さず、したがって、フィルム５４０を通って進む光線は、１つのレンズレット／プリズムクラスタペア５４８から次のレンズレット／プリズムクラスタペアに自由に伝搬し得る。
【００４５】
開示する両面フィルムの構成及びデザインを説明する際、それぞれのプリズムクラスタに、クラスタを構成する個々のプリズムの群内で中央に位置する代表特徴部を割り当てることが有用である。最も関連性のある当該の代表特徴部は、プリズムクラスタ内で中央に位置するプリズムについてプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍであり、例えば、クラスタ内の等しい数の残りのプリズムが、中央プリズムの相対する側面上に位置する。中央に位置するプリズムがない場合、クラスタの代表特徴部は、プリズムクラスタ内で中央に最も近くに位置するプリズムのプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍであると取ることができる。図５の実施形態において、１１個のプリズム５４１が、それぞれのプリズムクラスタ５４３内にあり、したがって、中央に位置するプリズムが存在し、このプリズムのプリズム軸Ｖｐｒｉｓｍは、また、プリズムクラスタ５４３のそれぞれのＶｃｌｕｓｔｅｒと記載される。代替実施形態において、他の数Ｎ個のプリズム５４１、例えば、Ｎ＝３、又は、５又は、１０以上が使用されてもよい。軸Ｖｃｌｕｓｔｅｒをプリズムのクラスタの中央頂点、つまり、クラスタ頂点と呼ぶ。フィルム内の全てのプリズムクラスタについて一貫して画定されるとき、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒは、関連のレンズレットに対して、及び、他のプリズムクラスタに対してクラスタの位置を特徴づけるために使用することができる。互いに対するプリズムクラスタの位置は、例えば、以下で図１４で図示するように、ピッチＰ２によって特徴づけられてもよい。ピッチは、隣接プリズムクラスタ５４３のクラスタ頂点間で測定されてもよい。ピッチは、典型的に構造化表面５４０ｂの範囲にわたって均一であるが、一部の場合において、均一でなくてもよい。ピッチＰ２は、Ｐ１と等しくてもよく、そうするとレンズレット５４４のプリズムクラスタ５４３に対する重ね合わせの程度は、ｘ軸に沿ってフィルム５４０の関連領域にわたり一定のままであるか、又は実質的に一定である。あるいは、Ｐ２は、Ｐ１よりわずかに大きくても小さくてもよく、そうするとレンズレット５４４のプリズム５４１に対する重ね合わせの程度は、ｘ軸に沿ってフィルム５４０の関連領域にわたり変化する。相対する構造化表面５４０ａ上の関連のレンズレットに対するプリズムクラスタの位置は、レンズレット５４８、例えば、レンズレット頂点Ｖの中央特徴部を関連のプリズムクラスタ、例えば、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの中央特徴部と接続する光軸によってそれぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア５４８について特徴づけられてもよい。そのような光軸が導入されたので図５では５２５と記載されている。
【００４６】
図５Ａをここで参照すると、孤立して、代表レンズレット５４４を示す図５から構造化表面５４０ａの一部があるとわかる。レンズレット５４４は、先に論じたように、頂点Ｖ、曲率中心Ｃ、及び光軸５２５を有する。レンズレット５４４は、また、焦点ｆを有する。焦点ｆは、伝搬方向が光軸５２５に平行であるコリメート光５１１の観点から画定することができる。特に、及び、収差にかかわらず、又は、収差を無視して、レンズレット５４４は、そのような光５１１を焦点ｆに集束する。その後、レンズレット５４４様々な他の方向にわたって伝搬するコリメート光との相互作用を考える場合、焦点ｆは、レンズレット５４４の焦点面上の１つの地点であると見る。例えば、コリメート光５１１’は、軸５２５’に平行である伝搬方向を有し、該軸は、軸５２５に対して角度θだけ回転又は傾斜している。レンズレット５４４は、そのような光５１１’をｆ’と記載される新しい点に集束する。レンズレット５４４の限界を包含する範囲にわたって角度θを掃引することによって、全ての点ｆ’の軌跡が、焦点面５５２を画定する。焦点面５５２は、光軸５２５との焦点面５５２の交差部にて焦点ｆを含む。
【００４７】
それぞれのレンズレット５４４について、レンズレットの焦点面５５２に近接する空間つまり容積の領域を定義することが有用であり、該領域を焦点空間と呼ぶ。レンズレット５４４の軸方向の焦点距離を特定することによって始まり、該軸方向の焦点距離は、光軸５２５に沿って焦点ｆにレンズレットの頂点Ｖから測定する。この軸方向の焦点距離は、図５ＡではＤと記載される。その後、この距離の一部を焦点面５５２に対する焦点空間の境界を説明する基準として使用することができる。具体的には、Ｄの２０％に等しいように差分距離ＤＤを定義し、焦点面５５２と同じであるが光軸５２５に沿ってレンズレット５４４の方へ距離ＤＤだけ並進されるように表面５５２ａを定義し、焦点面５５２と同じであるが光軸５２５に沿ってレンズレット５４４から距離ＤＤだけ離れるように表面５５２ｂを定義する。外側面５５０ａ、５５０ｂは、閉鎖された容積部を形成するように表面の５５２ａを表面の５５２ｂに接続するレンズレット／プリズムクラスタペア５４８の境界５５０（図５を参照）の拡張部と定義する。レンズレット５４４の結果的に得られる焦点空間５５５は、レンズレットの焦点面５５２を包含して、表面５５２ａ、５５２ｂ、５５０ａ及び５５０ｂによって境界が示される。
【００４８】
この焦点空間５５５の拡大図を、レンズレット５４４に関連するプリズムクラスタ５４３と共に図５Ｂに示す。鋭い縁部又は遷移部をレンズレット及び／又はフィルムの光出力の角度分布において提供するために、プリズムクラスタ５４３内のプリズム５４１の頂点Ｖｐｒｉｓｍは、焦点面５５２にて又は該焦点面近傍に配設される。焦点面近傍に配設される１つ目安は、当該の頂点又は頂点類が上述の焦点空間５５５内に配設されると指定することである。したがって、図５Ｂでわかるように、クラスタ５４３内のプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍの全ては、焦点空間５５５内に配設される。この特定の実施形態において、プリズム頂点は、同一平面上であり、焦点面５５２が非平面であるので、頂点Ｖｐｒｉｓｍは、焦点面５５２から様々な距離にある。所望であれば、フィルム５４０の全厚は、頂点Ｖｐｒｉｓｍが全て焦点空間５５５内に留まることを確保しながら、それぞれ、レンズレット５４４から離れるように（及び、表面５５２ｂに近づくように）、又は、レンズレット５４４の方へ（かつ、表面５５２ａに近づくように）プリズムクラスタ５４３を移動するために増減してもよい。出力突出部間の変動量を低減しながら、また、膜厚を材料費軽減及び可撓性向上及び剛性低減のために小さく保ちながら、鋭い縁部を光出力の角度分布において維持するために（例えば、強度対角度のプロットにおいて扇形分布のより広義のカテゴリにも該当し得る平坦な「頂冠」分布に最も密接に近似する角度分布を達成しようとするために）、状況によっては、頂点Ｖｐｒｉｓｍの一部若しくは全部が、焦点面とレンズレットとの間で焦点空間の一部において、すなわち、表面５５２、５５２ａ、５５０ａ、及び５５０ｂ間の領域において配設されるように、膜厚、レンズレット曲率、屈折率などのフィルムの設計パラメータを制御することが望ましい可能性がある。
【００４９】
図５Ｂの拡大図のために、図５に示されなかったプリズムの一部の詳細が示されている。特に、それぞれのプリズム５４１は、角度θｉｎｃ、すなわち頂角を頂点Ｖｐｒｉｓｍを形成する傾斜した側面間で有する。典型的な実施形態において、クラスタ５４３内の全てのプリズム、並びに、第２の構造化表面上の他のプリズムクラスタのプリズムの頂角は、同じである。上述したように、この角度は、典型的には、５０〜９０°、例えば、６３．５°である。それぞれの頂角θｉｎｃを二等分しているのは、プリズム軸ＰＡである。プリズム軸ＰＡは、したがって、所与のプリズム５４１の光軸であると考えることができる。図５及び図５Ｂの実施形態において、プリズム軸ＰＡは、全て、フィルムの厚さ軸及びレンズレット／プリズムクラスタペアの光軸５２５に平行である。プリズム５４１は、隣接プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍ間のプリズムピッチＰ３にしたがって、ｘ軸に沿って均一に離間され得る。
【００５０】
図５Ｃは、斜光が図５のフィルムの第２の構造化表面を照射したときに生成され得るＮ個の角度的に分離された突出部つまりビームを画定する仮想的レンズレット光出力５１０の理想とされたグラフである。斜光の性質を指定しないことから、斜光は、片側、例えば、光ガイド（例えば、図１Ａ内の光源１３４）の片側の第１の光源から、又は、光ガイド（例えば、図１Ａ内の光源１３２）の反対側の第２の光源から始まるが両側でなくてよいか、又は、２面、例えば、第１及び第２の両方の光源から始まってよい。いずれにしても、出力５１０は、相対最大Ｉｍａｘ及び相対最低Ｉｍｉｎの交互シーケンスを生成するために角度θ（例えばｚ軸に対してｘ−ｚ平面において測定）の関数として相対的な強度が変動する。これらの最大値及び最低値は、１１個の突出部５１０ａ、５１０ｂ、．．．５１０ｋを画定する。最外突出部５１０ａ、５１０ｋは、扇形分布である（ｘ−ｙ平面においてプロット時）光出力５１０の外縁部又は外側であると考えることができる最外縁部又は遷移部を有する。隣接する最大値間の相対最大Ｉｍａｘと相対最低値との間で変動量によっては、突出部５１０ａ、５１０ｂなどの一部又は全部は、別個の光ビームであると考えられ得る。本出願の目的上、光出力の角度分布内の２つの隣接する突出部はそのような突出部間の相対最低Ｉｍｉｎがそのような突出部の２つの相対最大Ｉｍａｘの小さい方の半分を下回る場合には異なる別個の光ビームであると考えられる。２つの隣接する突出部間の相対最低Ｉｍｉｎがそのような突出部の２つ相対最大Ｉｍａｘの小さい方の５０％又はそれ以上である場合、突出部は、別個のビームよりもむしろ単一のビームの一部であると考えられる。尚、別個の光ビームのこの状態は、光出力の空間分布よりもむしろ角度分布に関して示されている。こういう理由で、この検査を用いて異なる光ビームは、それにもかかわらず、特に両面光学フィルムに近い位置又は観察平面にて空間的に互いとに重なり合い得る。図５Ｃに示す特定の仮想的光出力５１０において、相対最低値及び相対最大値は、Ｎ個の突出部（Ｎ＝１１）５１０ａ、５１０ｂなどがＮ本の別個の光ビームであると考えられるように示される。
【００５１】
図６をここで参照すると、図５のフィルム５４０と類似であるがプリズムのそれぞれのクラスタ内のプリズム頂点が非同一平面上である両面光学フィルム６４０の一部の概略側面又は断面図が示されている。フィルム６４０は、対向する第１及び第２の構造化表面６４０ａ、６４０ｂを有する。フィルム６４０は、材料の単一の層の構造を有すると図示されているが、他のフィルム構造も、本明細書の他の場所で論じるように企図されている。フィルム６４０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。
【００５２】
第１の構造化表面６４０ａは、その中に形成された複数のレンズレット６４４を有する。レンズレット６４４は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。レンズレット６４４は、単一の均一な曲率を有してもよく、又は、複合曲率を有してもよい。それぞれのレンズレット６４４は、また、頂点Ｖを有する。頂点Ｖでのレンズレット６４４の曲率は、Ｃと記載される曲率中心によって特徴づけられてもよい。それぞれのレンズレット６４４の頂点Ｖ及び曲率中心Ｃは、図５の軸５２５と同様に軸６２５上にある。軸６２５は、フィルム６４０のｚ軸及び厚さ軸に平行である。それぞれのレンズレット６４４の別の特徴的な特徴部は、レンズレットの焦点であり、該焦点は、また、図５Ａに関連して先に論じたようにレンズレットの焦点面及び焦点空間に関係する。レンズレット６４４は、全体的にピッチＰ１（例えば、図１４を参照）によって特徴づけられてもよく、該ピッチは、構造化表面６４０ａの範囲にわたって典型的には均一であるが、場合によっては、均一でなくてよい。
【００５３】
第２の構造化表面６４０ｂは、その中に形成された複数のレンズレット６４１を有する。レンズレット６４４と同様に、プリズム６４１は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。それぞれのプリズム６４１は、鋭い尖端つまり頂点にてＶｐｒｉｓｍにて交わる２つの傾斜した側面を有する。プリズム頂点の詳細を本明細書の他の場所で論じている。
【００５４】
プリズム６４１は、隣接プリズム６４１の群又はクラスタ６４３に纏められ、該群つまりクラスタは、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部によって互いから分離される。図６の実施形態において、クラスタ６４３は、大きい個々のＶ溝６２０によって構造化表面６４０ｂ上で互いから分離される。レンズレット６４４：プリズムクラスタ６４３の１対１の対応がある。所与のレンズレット６４４について、プリズムクラスタ６４３の１つは、光学的に主にレンズレットと相互作用し、かつ、典型的にはレンズレットに最も近く、したがって、レンズレット６４４及びこのように該レンズレットに関連したプリズムクラスタ６４３は、レンズレット／プリズムクラスタペア６４８を形成すると言うことができる。２つの当該の完全なペア６４８を図６に示す。隣接するペア６４８間の境界６５０は、図５の対応する境界と同じ又は類似のものである。
【００５５】
フィルム６４０とフィルム５４０の１つの違いは、フィルム６４０において、プリズムクラスタ５４３内のプリズム頂点と異なり、所与のプリズムクラスタ６４３内のプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍが共通平面内にないということである。フィルム６４０において、所与のクラスタ６４３内のプリズム頂点は、図６Ａに関連して以下で論じるように湾曲経路に沿ってある。
【００５６】
プリズムクラスタ６４３は、中央に位置するプリズム頂点によって特徴づけられ、該プリズム頂点は、ちょうど図５の場合と同様に、クラスタ頂点と呼ばれ、かつ、Ｖｃｌｕｓｔｅｒと記載される。図６の実施形態において、１１個のプリズム６４１が、それぞれのプリズムクラスタ６４３内にあり、したがって、中央に位置するプリズムが存在し、このプリズムのプリズム軸Ｖｐｒｉｓｍは、また、プリズムクラスタ６４３のそれぞれのＶｃｌｕｓｔｅｒと記載される。代替実施形態において、他の数Ｎ個のプリズム６４１、例えば、Ｎ＝３、又は、５又は、１０以上が使用されてもよい。互いに対するプリズムクラスタの位置は、例えば、以下で図１４で図示するように、ピッチＰ２によって特徴づけられてもよい。ピッチは、典型的には均一であるが、場合によっては、均一でなくてよい。ピッチＰ２は、Ｐ１に等しくてよいか、又は、Ｐ２は、先に論じたように、若干Ｐ１を上回るか又は下回ってよい。光軸６２５は、レンズレット６４８の中央特徴部、例えば、レンズレット頂点Ｖを関連のプリズムクラスタの中央特徴部、例えば、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒと接続する。
【００５７】
図６Ａでは、図６のプリズムクラスタ６４３の１つの拡大概略図が示されている。プリズムクラスタ６４３は、関連のレンズレット６４４の焦点空間６５５に関して示されている。焦点空間６５５は、上述の焦点空間５５５と同様に定義される。したがって、焦点空間６５５は、焦点ｆ及びレンズレット６４４の焦点面６５２を包含し、かつ、表面６５２ａ、６５２ｂ、６５０ａ及び６５０ｂによって境界が示される。これらの要素の全ては、図５Ａの対応する要素と同じ又は類似の特性及び特性を有する。鋭い縁部又は遷移部をレンズレット及び／又はフィルムの光出力の角度分布において提供するために、プリズムクラスタ６４３内のプリズム６４１の頂点Ｖｐｒｉｓｍは、焦点面６５２にて又は該焦点面近傍に配設される。更に詳しくは、クラスタ６４３内のプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍの全ては、焦点空間６５５内に配設される。この実施形態のプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍが、同一平面上でなく、図６Ａでわかるように湾曲経路に沿ってある。この湾曲経路は、焦点面６５２の曲率と同じ極性である曲率を有し、両方とも図６Ａにおいて上方へ湾曲する。換言すると、焦点面６５２が第１の湾曲形状を有し、プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍがｘ−ｚ平面において第２の湾曲形状に沿って配置される場合、第１及び第２の湾曲形状は、一方の斜視図から見たときに両方とも凹状であり、反対の斜視図から見たときに両方とも凸状である。図６Ａの実施形態において、これらの形状の極性（曲率）は同じであるばかりでなく、実際の曲率も同じ又は類似のものであり、所与のプリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍから焦点面６５２までの距離が、プリズムクラスタ６４３内のプリズム６４１の全てについて同じ又は類似のものであるようになっている。図５Ａに関連して上述したように、フィルム６４０の全厚は、頂点Ｖｐｒｉｓｍが全て焦点空間６５５内に留まることを確保しながら、それぞれ、レンズレット６４４から離れるように（かつ、表面の６５２ｂに近づくように）、又は、レンズレット６４４の方へ（かつ、表面の６５２ａに近づくように）プリズムクラスタ６４３を移動するために増減されてもよい。以前に示した理由で、状況によっては、頂点Ｖｐｒｉｓｍの一部若しくは全部が、焦点面とレンズレットとの間で焦点空間の一部において、すなわち、表面６５２、６５２ａ、６５０ａ、及び６５０ｂ間の領域において配設されるように、フィルムの設計パラメータを制御することが望ましい可能性がある。
【００５８】
それぞれのプリズム６４１は、頂角θｉｎｃを有し、該頂角は、典型的にはクラスタ６４３内の全てのプリズムについて、及び、第２の構造化表面上の他のプリズムクラスタのプリズムについて同じである。それぞれの頂角θｉｎｃを二等分するのは、プリズム軸ＰＡであり、該プリズム軸は、所与のプリズム６４１の光軸であると考えることができる。図６及び図６Ａの実施形態において、中央に位置するプリズム６４１のプリズム軸ＰＡは、フィルム及び光軸６２５の厚さ軸に平行であるが、プリズムクラスタ６４３内の他のプリズム６４１のプリズム軸ＰＡは、それらの軸に対して傾斜又は回転され、傾きの大きさは、中央に位置するプリズムからの距離と共に単調に増加し、傾きの極性は、反対側と比較すると中央に位置するプリズムの片側では異なる。クラスタ６４３内のプリズム６４１にこのような可変的な傾きを与えることは、レンズレットの焦点面６５２をより密接に適合させることによって頂冠分布の両側でより鋭い縁部を維持する一助となることができる。光をペアになったレンズレットの方へ方向変換させることによって隣接レンズレット／プリズムクラスタペア間のクロストークを低減するという更なる利点を有する。プリズム６４１は、隣接プリズム頂点Ｖｐｒｉｓｍ間のプリズムピッチＰ３にしたがって、ｘ軸に沿って均一に離間され得る。あるいは、プリズム６４１は、頂点Ｖｐｒｉｓｍを接続する湾曲経路に沿って均一に離間されてもよく、その場合、ｘ軸に沿ったプリズムピッチＰ３は、不均一、すなわち、クラスタ６４３の中心にて最大、クラスタ６４３の縁部つまり末端にて最小になる。
【００５９】
構造の詳細によっては、図６及び図６Ａのフィルム６４０は、図５Ｃに示す光出力と同様に、斜光がフィルムの第２の構造化表面６４０ｂを照射したときにＮ本の角度的に分離された突出部つまりビームを画定するレンズレット光出力を生成し得る。達成されるＩｍａｘ及びＩｍｉｎの値によっては、突出部の一部又は全部は、先に論じたように異なる別個の光ビームである基準を満足する場合があるか、又は、突出部のいずれも、その基準を満足しない場合がある。
【００６０】
図７は、別の代表的な両面光学フィルム７４０の一部分の概略図である。フィルム７４０は、隣接プリズムクラスタが深いＶ溝５２０よりもむしろ平坦面７２１によって分離されることを除き、図５のフィルム５４０と類似のものである。読者は、平坦面及びＶ溝は、プリズムクラスタ間の空間内で使用することができる多くの可能な表面の構成及び形状のうちの２つにすぎないと理解するであろう。以下で論じる調査をモデル化する際、平坦面が、光学フィルムの光出力における側波帯照射の強度を低減するために少なくともいくつかの実施形態で見られた。
【００６１】
フィルム７４０は、対向する第１及び第２の構造化表面７４０ａ、７４０ｂを有し、前の図と一致するカーテシアンｘ−ｙ−ｚ座標系に関連して示されている。第１の構造化表面７４０ａは、その中に形成された複数のレンズレット７４４を有する。レンズレット７４４は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。レンズレット７４４は、単一の均一な曲率を有してもよく、又は、複合曲率を有してもよい。それぞれのレンズレット７４４は、また、頂点Ｖを有する。頂点Ｖでのレンズレット７４４の曲率は、曲率Ｃの中心によって特徴づけられてもよい。それぞれのレンズレット７４４の頂点Ｖ及び曲率中心Ｃは、軸７２５上にある。レンズレット７４４は、全体的にピッチＰ１によって特徴づけられてもよい（例えば、図１４を参照）。これらの様々な要素は、フィルム５４０の対応する要素と同一若しくは同様であり得る。
【００６２】
第２の構造化表面７４０ｂは、その中に形成された複数のプリズム７４１を有する。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。それぞれのプリズム７４１は、鋭い尖端つまり頂点にてＶｐｒｉｓｍにて交わる２つの傾斜した側面を有する。プリズム７４１は、隣接プリズム７４１の群又はクラスタ７４３に纏められ、該群つまりクラスタは、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部によって互いから分離される。レンズレット７４４：プリズムクラスタ７４３の１対１の対応がある。所与のレンズレット７４４について、プリズムクラスタ７４３の１つは、光学的に主にレンズレットと相互作用し、かつ、典型的にはレンズレットに最も近く、したがって、レンズレット７４４及びこのようにレンズレットに関連したプリズムクラスタ７４３は、レンズレット／プリズムクラスタペア７４８を形成する。２つの当該の完全なペア７４８を図７に示す。境界７５０が、隣接レンズレット／プリズムクラスタペア７４８間に画定される。これらの様々な要素は、クラスタ７４３は、大きい個々のＶ溝によってよりもむしろ平坦面７２１によって構造化表面６４０ｂ上で互いから分離されるという点を除き、フィルム５４０の対応する要素と同じ又は類似のものであり得る。
【００６３】
本明細書の他の場所で論じるフィルムの設計面は、また、図７のフィルム７４０に適用することができ、構造の詳細によっては、図７のフィルム７４０は、図５Ｃに示す光出力と同様に、斜光がフィルムの第２の構造化表面７４０ｂを照射したときにＮ本の角度的に分離された突出部つまりビームを画定するレンズレット光出力を生成し得る。達成されるＩｍａｘ及びＩｍｉｎの値によっては、突出部の一部又は全部は、先に論じたように異なる別個の光ビームである基準を満足する場合があるか、又は、突出部のいずれも、その基準を満足しない場合がある。
【００６４】
図８は、別の代表的な両面光学フィルム８４０の一部分の概略図である。フィルム８４０は、隣接プリズムクラスタが深いＶ溝６２０よりもむしろ平坦面８２１によって分離されることを除き、図６のフィルム６４０と類似のものである。平坦面及びＶ溝は、プリズムクラスタ間の空間内で使用することができる多くの可能な表面の構成及び形状のうちの２つにすぎない。以下で論じる調査をモデル化する際、平坦面が、光学フィルムの光出力における側波帯照射の強度を低減するために少なくともいくつかの実施形態で見られた。
【００６５】
フィルム８４０は、対向する第１及び第２の構造化表面８４０ａ、８４０ｂ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の構造化表面８４０ａは、その中に形成された複数のレンズレット８４４を有する。レンズレット８４４は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。レンズレット８４４は、単一の均一な曲率を有してもよく、又は、複合曲率を有してもよい。それぞれのレンズレット８４４は、また、頂点Ｖを有する。頂点Ｖでのレンズレット８４４の曲率は、曲率Ｃの中心によって特徴づけられてもよい。それぞれのレンズレット８４４の頂点Ｖ及び曲率中心Ｃは、軸８２５上にある。レンズレット８４４は、全体的にピッチＰ１によって特徴づけられてもよい（例えば、図１４を参照）。これらの様々な要素は、フィルム６４０の対応する要素と同一若しくは同様であり得る。
【００６６】
第２の構造化表面８４０ｂは、その中に形成された複数のプリズム８４１を有する。プリズム８４１は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。それぞれのプリズム８４１は、鋭い尖端つまり頂点にてＶｐｒｉｓｍにて交わる２つの傾斜した側面を有する。プリズム８４１は、隣接プリズム８４１の群又はクラスタ８４３に纏められ、該群つまりクラスタは、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部によって互いから分離される。レンズレット８４４：プリズムクラスタ８４３の１対１の対応がある。所与のレンズレット８４４について、プリズムクラスタ８４３の１つは、光学的に主にレンズレットと相互作用し、かつ、典型的にはレンズレットに最も近く、したがって、レンズレット８４４及びこのようにレンズレットに関連したプリズムクラスタ８４３は、レンズレット／プリズムクラスタペア８４８を形成する。２つの当該の完全なペア８４８を図８に示す。境界８５０が、隣接レンズレット／プリズムクラスタペア８４８間に画定される。これらの様々な要素は、クラスタ８４３は、大きい個々のＶ溝によってよりもむしろ平坦面８２１によって構造化表面８４０ｂ上で互いから分離されるという点を除き、フィルム６４０の対応する要素と同じ又は類似のものであり得る。
【００６７】
本明細書の他の場所で論じるフィルムの設計面は、また、図８のフィルム８４０に適用することができ、構造の詳細によっては、図８のフィルム８４０は、図５Ｃに示す光出力と同様に、斜光がフィルムの第２の構造化表面８４０ｂを照射したときにＮ本の角度的に分離された突出部つまりビームを画定するレンズレット光出力を生成し得る。達成されるＩｍａｘ及びＩｍｉｎの値によっては、突出部の一部又は全部は、先に論じたように異なる別個の光ビームである基準を満足する場合があるか、又は、突出部のいずれも、その基準を満足しない場合がある。
【００６８】
図９及び図１０において、要素のピッチ並びにこれらの対向する構造化表面上の要素の位置合わせ又は整合（若しくは、位置ずれ又は不整合）に対する光学フィルムの対向する構造化表面上の要素のいくつかの可能なレイアウトを概略的に例示する。図９において、本明細書で説明する両面光学フィルムのいずれかと同じ又は類似のものであり得る両面光学フィルム９４０は、第１の構造化表面９４０ａ及び対向する第２の構造化表面９４０ｂを有する。第１の構造化表面９４０ａは、レンズレット９４４がその中で形成され、該レンズレットのそれぞれは、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。レンズレット９４４は、ほかの場所で説明するように頂点Ｖ、曲率中心、及び焦点を有する。レンズレット９４４は、均一なピッチＰ１を有する。
【００６９】
フィルム９４０の第２の構造化表面９４０ｂは、複数のプリズム（この概略図には図示せず）を含み、該プリズムのそれぞれは、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。これらのプリズムのそれぞれは、また、この概略図には図示されていない鋭い尖端つまり頂点を有する。プリズムは、隣接プリズムの群又はクラスタ９４３に纏められ、該群又はクラスタは、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部、例えば、平坦面、大きいＶ溝、又は、他の好適な表面の形状によって互いから分離される。一般性のために、プリズムクラスタ９４３を図９において概略的にのみ示す。それぞれのプリズムクラスタ９４３は、中央に位置するプリズム頂点によって特徴づけられ、該プリズム頂点は、ちょうど他の図の場合と同様に、クラスタ頂点と呼ばれ、かつ、Ｖｃｌｕｓｔｅｒと記載される。それぞれのプリズムクラスタ９４３は、Ｎ個の個々のプリズムを含み、Ｎは、例えば、少なくとも３、又は５、又は１０又はそれ以上である。プリズム９４３は、均一のピッチＰ２によって特徴づけられる。Ｐ２は、Ｐ１に等しいと仮定される。レンズレット９４４：プリズムクラスタ９４３の１対１の対応があり、プリズムクラスタへのレンズレットの関連づけによって、レンズレット／プリズムクラスタペア９４８が生成される。フィルム９４０において、９つのそのようなペア９４８が図示されている。典型的なフィルムにおいて、何十、何百、又は何千ものそのようなペアが存在してもよい。
【００７０】
レンズレット９４４及びプリズムクラスタ９４３は、同じピッチを有するだけでなく、フィルム９４０のｚ軸つまり厚さ軸に沿って互いと位置合わせされている。即ち、所与のレンズレット／プリズムクラスタペア９４８について、レンズレットの頂点Ｖ及びプリズムクラスタの中央特徴部Ｖｃｌｕｓｔｅｒは、異なるＺ座標、ただし同じｘ座標を有する。したがって、それぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア９４８は、ｚ軸に平行である光軸を有する。レンズレット９４４が同じデザインであり、プリズムクラスタ９４３も同じデザインであると仮定すると、レンズレット／プリズムクラスタペア９４８は、したがって、互いと実質的に同じ又は類似のものとなり（ｘ軸に沿った並進を除く）、かつ、角度分布も実質的に同じ又は類似であるレンズレット光出力を生成することになる。これらのレンズレット光出力は、その後、角度分布が個々のレンズレット光出力の角度分布と実質的に同じ又は類似のものであるフィルム９４０について全体的なフィルム光出力を提供するために共に合計されることになる。レンズレット、プリズム及びプリズムクラスタの設計詳細によっては、レンズレット光出力及びフィルム光出力は、斜光が図５Ｃに示す光出力と同様にフィルムの第２の構造化表面９４０ｂを照射したときにＮ本の角度的に分離された突出部つまりビームを画定し得る。達成されるＩｍａｘ及びＩｍｉｎの値によっては、突出部の一部又は全部は、先に論じたように異なる別個の光ビームである基準を満足する場合があるか、又は、突出部のいずれも、その基準を満足しない場合がある。
【００７１】
図１０の両面光学フィルム１０４０は、レンズレットは、プリズムクラスタのピッチと異なるピッチを有するという点において、図９の両面光学フィルムと異なる。本明細書で説明する両面光学フィルムのいずれかと同じ又は類似のものであり得る両面光学フィルム１０４０は、第１の構造化表面１０４０ａ及び対向する第２の構造化表面１０４０ｂを有する。第１の構造化表面１０４０ａは、レンズレット１０４４がその中で形成され、該レンズレットのそれぞれは、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。レンズレット１０４４は、ほかの場所で説明するように頂点Ｖ、曲率中心、及び焦点を有する。レンズレット１０４４は、均一なピッチＰ１を有する。
【００７２】
フィルム１０４０の第２の構造化表面１０４０ｂは、複数のプリズム（この概略図には図示せず）を含み、該プリズムのそれぞれは、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って延在する。これらのプリズムのそれぞれは、また、この概略図には図示されていない鋭い尖端つまり頂点を有する。プリズムは、隣接プリズムの群又はクラスタ１０４３に纏められ、該群又はクラスタは、細長いプリズムを含まない１つ以上の特徴部、例えば、平坦面、大きいＶ溝、又は、他の好適な表面の形状によって互いから分離される。一般性のために、プリズムクラスタ１０４３を図１０において概略的にのみ示す。それぞれのプリズムクラスタ１０４３は、中央に位置するプリズム頂点によって特徴づけられ、該プリズム頂点は、ちょうど他の図の場合と同様に、クラスタ頂点と呼ばれ、かつ、Ｖｃｌｕｓｔｅｒと記載される。それぞれのプリズムクラスタ１０４３は、Ｎ個の個々のプリズムを含み、Ｎは、例えば、少なくとも３、又は５、又は１０又はそれ以上である。プリズム１０４３は、均一のピッチＰ２によって特徴づけられる。Ｐ２は、Ｐ１異なると仮定され、図１０は、Ｐ２がＰ１を上回るように描かれている。レンズレット１０４４：プリズムクラスタ１０４３の１対１の対応があり、プリズムクラスタへのレンズレットの関連づけによって、レンズレット／プリズムクラスタペア１０４８が生成される。フィルム１０４０において、９つのそのようなペア１０４８が図示されている。典型的なフィルムにおいて、何十、何百、又は何千ものそのようなペアが存在してもよい。
【００７３】
レンズレット１０４４及びプリズムクラスタ１０４３は、異ピッチを有することから、その多くは、フィルム１０４０のｚ軸つまり厚さ軸に沿って互いと位置ずれ又は不整合にある。すなわち、レンズレット／プリズムクラスタペア１０４８の大部分について、レンズレットの頂点Ｖ及びプリズムクラスタの中央特徴部Ｖｃｌｕｓｔｅｒは、異なるｘ座標（並びに異なるＺ座標）を有する。図示する実施形態において、フィルム１０４０内で中央に位置するレンズレット／プリズムクラスタペア１０４８は、関連のプリズムクラスタ１０４３とである不整合のレンズレット１０４４を有すると仮定され、フィルム１０４０の中心から漸進的により遠く離れて（かつ、フィルム１０４０の縁部により近くに）位置するレンズレット／プリズムクラスタペア１０４８について、レンズレット及びプリズムクラスタは、互いと漸進的に位置ずれとなる。したがって、中央に位置するレンズレット／プリズムクラスタペアの光軸は、ｚ軸に平行であるが、他のレンズレット／プリズムクラスタペアの光軸は、そうではなく、大きさがフィルム１０４０の中心からの距離の増大と共に漸進的に増加する角度にてｚ軸に対して傾斜している。これを図１０Ａに示しており、同じフィルム１０４０が図示され、レンズレット／プリズムクラスタペアのそれぞれの光軸は、１０２５ａ、１０２５ｂ、．．．１０２５ｉと記載される。中央に位置するレンズレット／プリズムクラスタペアの光軸１０２５ｅは、ｚ軸に平行であり、また、フィルム１０４０の光軸と一致する。フィルム１０４０の縁部に最も近いレンズレット／プリズムクラスタペアの光軸１０２５ａ、１０２５ｉは、ｚ軸に対して最も傾斜している。
【００７４】
レンズレット１０４４が同じデザインであり、プリズムクラスタ１０４３も同じデザインであると仮定すると、レンズレット／プリズムクラスタペア１０４８は、したがって、先に論じた漸進的な位置ずれを除き、互いと類似のものとなり、かつ、角度分布が互いに対して角度がずれるレンズレット光出力を生成することになる。これらのレンズレット光出力は、その後、図１０Ａで概略的に示すように、フィルム１０４０について全体的なフィルム光出力を提供するために共に合計されることになる。ピッチＰ２：ピッチＰ１の比率を増減することによって、光軸１０２５ａ、１０２５ｂなどが全て互いと交差する点は、フィルム１０４０により近く又は該フィルムからより遠くに離れて設置することができる。
【００７５】
任意の所与のレンズレット／プリズムクラスタペアについてであるが、特に、光軸がｚ軸に対して傾斜しているレンズレット／プリズムクラスタペアについて、レンズレットが、対称軸、つまり、ｚ軸に対して相応して傾斜している光軸、並びに、個々の対称軸、つまり、プリズム軸ＰＡがやはりｚ軸に対して相応して傾斜しているプリズムを有することが望ましいであろう。
【００７６】
対称的に設計されるとき、単一の曲率よりもむしろ複合曲率を有するレンズレットは、単一の、明確に定義された対称軸線つまり光軸を有する。そのようなレンズレット１１１２を図１１に概略的に示す。レンズレット１１１２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−ｚ面内の断面において弓状又は湾曲した表面を維持すると仮定される。（図１１のカーテシアンｘ−ｙ−ｚ基準軸は、前出図で使用された基準軸と一致する）レンズレット１１１２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。レンズレット１１１２の複合曲率の弓状表面は、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１１１２ａにおける表面の形は曲率半径Ｒｌを有し、これは図のように中心がＣｌである円１１１６ａに対応する。しかし、表面に沿って周辺部１１１２ｂ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１１１２ｂで表面は中心がＣ２である円１１１６ｂ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、Ｒ２＞Ｒｌであるように、レンズレットの周辺部分の曲率半径は頂点の曲率半径より大きい。また、代表的な実施形態では、レンズレットは、例えば頂点Ｖ及び点Ｃｌを通る平面又は線１１１４の周囲で鏡面対称を呈する。したがって、線１１１４は、レンズレット１１１２の対称軸且つ光軸であるとみなされる。部分１１１２ｂの反対側の表面の周辺部１１１２ｃは部分１１１２ｂと同じ曲率（Ｒ２）を有することができ、この部分１１１２ｃ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。表面が線１１１４の周囲で鏡面対称を有する場合、点Ｃ２及びＣ３もまた線１１１４の周囲に対称に配設される。
【００７７】
開示する両面光学フィルムのいずれかに存在し得る一般化されたレンズレット／プリズムクラスタペア１２４８の概略図を図１２に示す。ペア１２４８の光軸１２２５はフィルム（ｚ軸）の厚さ軸に対して傾斜され、ペア１２４８は、相応して傾斜しているレンズレット対称軸を有する複合湾曲レンズレット１２４４、並びに、個々のプリズム１２４１がまた傾斜しているプリズム軸ＰＡを有するプリズムクラスタ１２４３を含む。このペア１２４８では、要素は互いに並進的及び／又は回転的の両方で不整合であり、それらはまた、異なり得る量だけ傾斜する。
【００７８】
レンズレット１２４４は、傾斜していると仮定され、この点を踏まえて、図９及び図１０などの前出図のいくつかに示した単一のレンズレット頂点Ｖは、図１２において２つのレンズレット頂点、すなわち、尖端頂点ＰＶ及び対称頂点ＳＶになる。ピーク頂点ＰＶは、レンズレットの表面上の最高点、即ち、ｚ座標が最大である点に位置する。対称頂点ＳＶは、例えば、レンズレットの終端点間の中間等のレンズレットの対称の点に、又は、レンズレットの中心部分の湾曲内に局所的最大値又は局所的最小値が存在するように、レンズレットの湾曲がレンズレットにわたって変化する場合は、そのような局所的最大値又は局所的最小値の点に位置する。レンズレットの光軸及びペア１２４８の光軸１２２５は、両方とも対称頂点ＳＶを通過する。この特定の実施形態について、レンズレットの光軸はペア１２４８の光軸１２２５と一致すると仮定されるが、他の場合において、レンズレットの光軸は、ペアの光軸に対して傾斜されてもよい。
【００７９】
プリズムクラスタ１２４３は、５つの個々のプリズム１２４１を有すると図示されるが、読者は、他の数の（少なくとも３つの）プリズムが、また、使用され得ると理解するであろう。プリズム１２４１は、全て、頂点Ｖｐｒｉｓｍを有する。クラスタ１２４３内で中央に位置するプリズムの頂点は、クラスタ頂点（Vcluster）で指定される。それぞれのプリズム１２４１は、また、プリズムの頂角θｉｎｃを二等分するプリズム軸ＰＡを有する。この実施形態において、プリズム１２４１の頂角は、同じ又は類似のものであると仮定されるが、プリズム１２４１は、ｚ軸に対してプリズム軸ＰＡａ、ＰＡｂ、ＰＡｃ、ＰＡｄ、及びＰＡｅの異なる傾斜角により例証されるように、ｚ軸に対して異なる量だけ傾斜していると仮定される。（代替実施形態において、所与のクラスタ内のプリズムは、全て、同一量だけ傾斜されてよく、一方、異なるクラスタ内のプリズムは、異なる量だけ傾斜されてもよい）全体としてのプリズムクラスタ１２４３の傾きは、中央に位置するプリズムの傾きにより、すなわち、プリズム軸ＰＡｃの傾きにより最も良好に特徴づけられ得る。
【００８０】
フィルム厚さ及び／又はコーティング厚さの適切な選択によって、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒとレンズレット対称頂点ＳＶとの間の垂直距離Ｄｚを制御して、光出力の所望の光学性能を光学フィルムの屈折率も考慮して提供することができる。レンズレット１２４４は、中央に位置するプリズムによって表されるように、ｘ軸に沿って変位量Ｄｘだけプリズムクラスタ１２４３と並進的に位置ずれしている。レンズレット１２４４は、また、プリズムクラスタ１２４３と回転時に位置ずれし、レンズレット光軸１２２５は、プリズム軸ＰＡｃに対してｘ−ｚ平面において傾斜され、更に、レンズレット光軸１２２５及びプリズム軸ＰＡｃは、ｚ軸に対して傾斜している。図に示すように角度α及びβを使用して、レンズレット光軸及び中央プリズム軸の傾斜角について述べることができる。本明細書に開示の両面光学フィルムでは、設計パラメータＤｚ、Ｄｘ、α、及びβを適切に使用することができ、これらはフィルムの領域にわたって（全てのレンズレット／プリズムクラスタペアについて）均一であっても、そのような領域にわたって不均一であってもよい。これらのパラメータを使用して、所望通りにレンズレット光出力及び／又はフィルム光出力を調整してもよく、そのような光出力は、２つの光源の１つだけがオンであるとき、又は、他の光源だけがオンであるとき、又は、両方のそのような光源がオンであるときに提供される。
【００８１】
図１２に示されるようなプリズム及び／又はレンズレットの傾斜を使用する両面光学フィルムは、例えば図１０Ａに示されるような集光効果をもたらすように出力光の中心分布が内側を向くか又は内側を狙うことができるという効果を得ることができる。位置ずれの度合いが大きいほど、大きな重なり量が出力光の角度分布間に生成される。場合によっては、このような出力分布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１２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、また光ガイドの出力分布により影響を受ける。
【００８２】
図１３は、パフォーマンスがモデル化された両面光学フィルム１３４０の概略斜視図である。フィルム１３４０は、対向する第１及び第２の構造化表面１３４０ａ、１３４０ｂを有する。フィルム１３４０は、単体構造よりもむしろ３層構造を有し、均一な厚さの中心層１３４７が、担体フィルムを表し、該フィルムに装着され、かつ、関連の構造化表面を有する外層１３４６、１３４７が、好適な構造化成形面に対して硬化可能なポリマー組成物を注型及び硬化させることによって作製された層を表す。中心層１３４７は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を表す１．６７の屈折率及び２ｍｉｌ（５０．８ミクロン）の厚さを有する。外層１３４６、１３４７は、被硬化アクリレート材料を表す１．５１の屈折率を有する。
【００８３】
レンズレット１３４４は、第１の構造化表面１３４０ａ内に形成され、それぞれのレンズレットは、先に全体的に説明したように、頂点Ｖ、並びに、焦点、焦点面、及び焦点空間を有する。それぞれのレンズレット１３４４は、ｙ軸に沿って直線的に延在し、かつ、３７．３ミクロンの中間曲率半径及び３５．４ミクロンの頂点Ｖでの曲率半径で複合曲率をｘ−ｚ平面において有する。複合曲率は、レンズレットの焦点での球面収差を最小限に抑えるために調整されたものである。それぞれのレンズレット１３４４の光軸は、ｚ軸に対して０の傾きを有する。層１３４６の最大厚さ、すなわち、レンズレット頂点Ｖのいずれかにて測定時の層１３４６の物理的厚さは、１５ミクロンである。レンズレット１３４４のピッチは、５０ミクロンである。
【００８４】
複数のプリズム１３４１が第２の構造化表面１３４０ｂに形成される。プリズム１３４１は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って直線的に延在する。それぞれのプリズム１３４１は、図１３において記載されてないが他の図において記載される鋭い尖端つまり頂点Ｖｐｒｉｓｍにて交わる２つの傾斜した側面を有する。それぞれのプリズム１３４１は、６０°のプリズム角度θｉｎｃ、及び、そのような角度を二等分するプリズム軸を有する。プリズム１３４１は、２１個の隣接プリズム１３４１のクラスタ１３４３に纏められ、該クラスタは、大きい個々のＶ溝１３２０によって互いから分離される。レンズレット１３４４：プリズムクラスタ１３４３の１対１の対応があり、該レンズレット及びプリズムクラスタのうちの関連があるものが、レンズレット／プリズムクラスタペア１３４８を形成する。それぞれのクラスタ１３４３内で中央に位置するプリズム１３４１の頂点は、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの役目をする。この中央に位置するプリズムは、ｚ軸に対して０の傾きを有するが、クラスタ１３４３内の他のプリズム１３４１は、クラスタ１３４３の縁部にて最大２０°まで増加する０以外の傾きを有する。所与のクラスタ１３４３内のプリズム頂点は、全て、関連のレンズレット１３４４の焦点空間内に位置し、焦点空間は、先に論じた焦点空間５５５と同様に定義される。所与のクラスタ１３４３内のプリズム頂点は、また、非同一平面上であり、曲率半径が１１１ミクロンである湾曲経路に沿ってある。この湾曲経路は、レンズレット１３４４の焦点面の曲率と同じ極性（例えば、凹状又は凸状）であった。ｘ軸に沿ったプリズムのピッチは、２ミクロン（クラスタ１３４３の中心にて）〜１．８８ミクロン（クラスタ１３４３の縁部にて）であり（それぞれのプリズム１３４１は、レンズレット１３４４の頂点Ｖ周りの２°の回転によって隣接プリズム１３４１に対して特徴づけられる）、プリズムクラスタ１３４３のピッチは、５０ミクロン、すなわち、レンズレット１３４４のピッチと同じである。同じピッチを有する他に、プリズムクラスタ１３４３及びレンズレット１３４４は、また、互いに対して位置合わせつまり整合され、それぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア１３４８の光軸がｚ軸に平行であるようになっている。
【００８５】
フィルム１３４０の全厚つまりキャリパ、すなわち、所与のレンズレット頂点Ｖから対応するクラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒまでの物理的距離は、１１１ミクロンである。
【００８６】
異なる形式の斜光を、その後、フィルム１３４０に注入して、第２の構造化表面１３４０ｂに光を出射する光ガイドをシミュレートした。左の入力分布と本明細書でいう第１の入力斜光は、正のｘ成分を有するｚ軸から７０°の角度での最大強度、及び、２０°の半値全幅を伴う、ガウス形である角度分布を有するものであった。図１３Ａは、この第１の入力斜光で照射されたときのフィルム１３４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。右の入力分布と本明細書でいう第２の入力斜光は、負のｘ成分を有するｚ軸から７０°の角度での最大強度、及び、２０°の半値全幅を伴う、ガウス形である角度分布を有するものであった。図１３Ｂは、この第２の入力斜光で照射されたときのフィルム１３４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。比較のために、図１３Ｃでは、図１３Ａ及び図１３Ｂのプロットを重ね合わせる。第３の入力斜光は、第１及び第２の入力斜光の和であった。図１３Ｄは、この第２の入力斜光で照射されたときのフィルム１３４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。即ち、図１３Ｄの角度分布は、図１３Ａ及び図１３Ｂの角度分布の和である。
【００８７】
また、更なる両面光学フィルムを光学シミュレーションによってモデル化及び評価した。図１４は、１つのそのようなフィルム１４４０を示す。フィルム１４４０は、対向する第１及び第２の構造化表面１４４０ａ、１４４０ｂを有する。フィルム１４４０は、３層構造を有し、均一な厚さの中心層１４４７が、担体フィルムを表し、外層１４４５、１４４６が、該フィルムに装着され、かつ、図示するように、関連の構造化表面を有する。中央層１４４７は、１．６７の屈折率と約２ミリ（５０．８ミクロン）の厚さを有する。外層１４４５、１４４６は、１．５１の屈折率を有する。
【００８８】
レンズレット１４４４は、第１の構造化表面１４４０ａ内に形成され、それぞれのレンズレットは、先に全体的に説明したように、頂点Ｖ、並びに、焦点、焦点面、及び焦点空間を有する。それぞれのレンズレット１４４４は、ｙ軸に沿って直線的に延在し、かつ、３４．５ミクロンの一定の曲率半径を伴ってｘ−ｚ平面において単一の曲率を有する。層１４４６の最大厚さ、すなわち、レンズレット頂点Ｖのいずれかにて測定時の層１４４６の物理的厚さは、１５ミクロンである。レンズレット１４４４のピッチＰ１は、４４ミクロンである。
【００８９】
複数のプリズム１４４１が、第２の構造化表面１４４０ｂに形成される。プリズム１４４１は、それぞれｙ軸に平行な伸長軸に沿って直線的に延在する。それぞれのプリズム１４４１は、鋭い尖端つまり頂点にて交わる２つの傾斜した側面を有する。それぞれのプリズム１４４１は、６０°のプリズム角度θｉｎｃ、及び、そのような角度を二等分するプリズム軸を有する。プリズム１４４１は、７個の隣接プリズム１４４１のクラスタ１４４３に纏められ、該クラスタは、大きい個々のＶ溝１４２０によって互いから分離される。レンズレット１４４４：プリズムクラスタ１４４３の１対１の対応があり、該レンズレット及びプリズムクラスタのうちの関連があるものが、レンズレット／プリズムクラスタペア１４４８を形成する。５つの完全なペア１４４８だけを図に示すが、モデル化されたフィルム１４４０は、正確に２１個のそのようなペア１４４８を有していた。それぞれのクラスタ１４４３内で中央に位置するプリズム１４４１の頂点は、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの役目をする。この中央に位置するプリズム、並びに、クラスタ内の６個の他のプリズム１４４１は、全て、ｚ軸に対して０の傾きを有する。所与のクラスタ１４４３内のプリズム頂点は、全て、関連のレンズレット１４４４の焦点空間内に位置し、焦点空間は、先に論じた焦点空間５５５と同様に定義される。所与のクラスタ１４４３内のプリズム頂点は、同一平面上である。プリズム１４４１のピッチＰ３は、４ミクロンであり、プリズムクラスタ１４４３のピッチＰ２は、４４ミクロン、すなわち、レンズレット１３４４のピッチと同じである。同じピッチを有する他に、プリズムクラスタ１４４３及びレンズレット１４４４は、また、互いに対して位置合わせつまり整合され、それぞれのレンズレット／プリズムクラスタペア１４４８の光軸がｚ軸に平行であるようになっている。
【００９０】
フィルム１４４０の全厚つまりキャリパＤ、すなわち、所与のレンズレット頂点Ｖから対応するクラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒまでの物理的距離は、１０１ミクロンである。
【００９１】
異なる形式の斜光を、その後、フィルム１４４０に注入して、第２の構造化表面１４４０ｂに光を出射する光ガイドをシミュレートした。入力光は、２つのガウス分布の和であり、該ガウス分布の一方は、正のｘ成分を有するｚ軸から７０°の角度での最大強度及び２０°の半値全幅を伴う角度分布を有し、他方は、負のｘ成分を有するｚ軸から７０°の角度での最大強度及び同じ半値全幅を伴う角度分布を有していた。図１４Ａは、この入力斜光で照射されたときのフィルム１４４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。
【００９２】
光学シミュレーションによってモデル化及び評価した別の両側光学フィルムを図１５に示す。フィルム１５４０は、層１４４５の厚さを低減して、プリズム及びプリズムクラスタをレンズレットの方へｚ軸に沿ってずらし（その結果、フィルムの全厚を低減し）、同時に、尚も、プリズム頂点が全てレンズレットの焦点空間内であることを確保した点を除き、フィルム１４４０と実質的に同じであった。
【００９３】
フィルム１５４０は、したがって、それぞれ、対向する第１及び第２の構造化表面１５４０ａ、１５４０ｂ、及び３層構造を有し、均一な厚さの中心層１５４７が、担体フィルムを表し、外層１５４５、１５４６が、該フィルムに装着され、かつ、図示するように、関連の構造化表面を有する。層１５４５、１５４６及び１５４７は、フィルム１４４０の対応する層と同じ屈折率を有し、層１５４７は、層１４４７と同じ厚さを有する。
【００９４】
レンズレット１５４４は、第１の構造化表面１５４０ａ内に形成され、それぞれのレンズレットは、全て、レンズレット１４４４の対応する特徴部と同じである、頂点Ｖ、並びに、焦点、焦点面、及び焦点空間を有し、レンズレット１５４４は、ｙ軸に沿って直線的に延在し、かつ、レンズレット１４４４と同じ一定の曲率半径でｘ−ｚ平面において単一の曲率を有する。層１５４６の最大厚さは、層１４４６の最大厚さと同じであり、レンズレット１５４４のピッチＰ１は、レンズレット１４４４のピッチＰ１と同じである。
【００９５】
複数のプリズム１５４１が、第２の構造化表面１５４０ｂに形成される。プリズム１５４１は、それぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って直線的に延在し、それぞれのプリズムの２つの傾斜した側面は、鋭い尖端つまり頂点にて交わる。プリズム１５４１は、プリズム１４４１のプリズム角度θｉｎｃと同じプリズム角度θｉｎｃを有し、かつ、７個の隣接プリズム１５４１のクラスタ１５４３に纏められ、該クラスタは、大きい個々のＶ溝１５２０によって互いから分離される。レンズレット１５４４：プリズムクラスタ１５４３の１対１の対応があり、該レンズレット及びプリズムクラスタのうちの関連があるものが、レンズレット／プリズムクラスタペア１５４８を形成する。モデル化されたフィルム１５４０は、正確に２１個の完全なペア１５４８を有していた。それぞれのクラスタ１５４３内で中央に位置するプリズム１５４１の頂点は、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの役目をする。この中央に位置するプリズム、並びに、クラスタ内の６個の他のプリズム１５４１は、全て、ｚ軸に対して０の傾きを有する。所与のクラスタ１５４３内のプリズム頂点は、全て、関連のレンズレット１５４４の焦点空間内に位置し、焦点空間は、先に論じた焦点空間５５５と同様に定義される。所与のクラスタ１５４３内のプリズム頂点は、同一平面上である。プリズム１５４１のピッチＰ３及びプリズムクラスタ１５４３のピッチＰ２は、フィルム１４４０の対応するピッチと同じであり、プリズムクラスタ１５４３及びレンズレット１５４４は、また、互いに対して位置合わせつまり整合される。
【００９６】
フィルム１５４０の全厚つまりキャリパＤを１５ミクロンだけフィルム１４４０の対応する寸法に対して低減させたが、これには、焦点とレンズレットとの間で、レンズレット１５４０の焦点から１５ミクロンの距離にてクラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒを位置決めするという効果があった。
【００９７】
フィルム１４４０に関連して使用された同じ入力斜光を、その後、フィルム１５４０の第２の構造化表面１５４０ｂに注入した。図１５Ａは、この入力斜光で照射されたときのフィルム１５４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。図１５Ａを図１４Ａと比較すると、フィルム１５４０の厚さを（フィルム１４４０に対して）低減することは、ＩｍａｘとＩｍｉｎとの相対差を低減して、光出力の前縁及び後縁（左右）を維持すると同時にそのような縁部内又は間のエンベロープを補整しながらより角度的に均一な頂冠又は扇形出力分布が得られるという効果を有することがわかる。
【００９８】
光学シミュレーションによってモデル化及び評価した別の両側光学フィルムを図１６に示す。フィルム１６４０は、プリズムクラスタ間の表面部分は、単一の深いＶ溝１５２０から平坦面に変更されたという点を除き、フィルム１５４０と実質的に同じであった。
【００９９】
フィルム１６４０は、したがって、それぞれ、対向する第１及び第２の構造化表面１６４０ａ、１６４０ｂ、及び３層構造を有し、均一な厚さの中心層１６４７が、担体フィルムを表し、外層１６４５、１６４６が、該フィルムに装着され、かつ、図示するように、関連の構造化表面を有する。層１６４５、１６４６及び１６４７は、フィルム１５４０の対応する層と同じ屈折率を有し、層１６４７は、層１５４７と同じ厚さを有する。
【０１００】
レンズレット１６４４は、第１の構造化表面１６４０ａ内に形成され、それぞれのレンズレットは、全て、レンズレット１５４４の対応する特徴部と同じである、頂点Ｖ、並びに、焦点、焦点面、及び焦点空間を有し、レンズレット１６４４は、ｙ軸に沿って直線的に延在し、かつ、レンズレット１５４４と同じ一定の曲率半径でｘ−ｚ平面において単一の曲率を有する。層１６４６の最大厚さは、層１５４６の最大厚さと同じであり、レンズレット１６４４のピッチＰ１は、レンズレット１５４４のピッチＰ１と同じである。
【０１０１】
複数のプリズム１６４１が、第２の構造化表面１６４０ｂに形成される。プリズム１６４１は、それぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って直線的に延在し、それぞれのプリズムの２つの傾斜した側面は、鋭い尖端つまり頂点にて交わる。プリズム１６４１は、プリズム１５４１のプリズム角度θｉｎｃと同じプリズム角度θｉｎｃを有し、かつ、７個の隣接プリズム１６４１のクラスタ１６４３に纏められる。大きい個々のＶ溝によって互いから分離されるよりはむしろ、クラスタ１６４３は、平坦面１６２１によって分離される。レンズレット１６４４：プリズムクラスタ１６４３の１対１の対応があり、該レンズレット及びプリズムクラスタのうちの関連があるものが、レンズレット／プリズムクラスタペア１６４８を形成する。モデル化されたフィルム１６４０は、正確に２１個の完全なペア１６４８を有していた。それぞれのクラスタ１６４３内で中央に位置するプリズム１６４１の頂点は、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの役目をする。この中央に位置するプリズム、並びに、クラスタ内の６個の他のプリズム１６４１は、全て、ｚ軸に対して０の傾きを有する。所与のクラスタ１６４３内のプリズム頂点は、全て、関連のレンズレット１６４４の焦点空間内に位置し、焦点空間は、先に論じた焦点空間５５５と同様に定義される。所与のクラスタ１６４３内のプリズム頂点は、同一平面上である。プリズム１６４１のピッチＰ３及びプリズムクラスタ１６４３のピッチＰ２は、フィルム１５４０の対応するピッチと同じであり、プリズムクラスタ１６４３及びレンズレット１６４４は、また、互いに対して位置合わせつまり整合される。
【０１０２】
フィルム１６４０の全厚つまりキャリパＤは、フィルム１５４０の対応する寸法と同じであった。
【０１０３】
フィルム１５４０に関連して使用された同じ入力斜光を、その後、フィルム１６４０の第２の構造化表面１６４０ｂに注入した。図１６Ａは、この入力斜光で照射されたときのフィルム１６４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。図１６Ａを図１５Ａと比較すると、大きいＶ溝をプリズムクラスタ間で平坦面と入れ替えることは、図１５Ａの約＋２５°及び−２５°に位置する疑似尖端を排除するという効果を有することがわかる。
【０１０４】
光学シミュレーションによってモデル化及び評価した別の両側光学フィルムを図１７に示す。フィルム１７４０は、それぞれのプリズムクラスタ内の７個の個々のプリズムは、１３個のより小さいプリズムで入れ替えられたという点を除き、フィルム１６４０と実質的に同じだった。
【０１０５】
フィルム１７４０は、したがって、それぞれ、対向する第１及び第２の構造化表面１７４０ａ、１７４０ｂ、及び３層構造を有し、均一な厚さの中心層１７４７が、担体フィルムを表し、外層１７４５、１７４６が、該フィルムに装着され、かつ、図示するように、関連の構造化表面を有する。層１７４５、１７４６及び１７４７は、フィルム１６４０の対応する層と同じ屈折率を有し、層１７４７は、層１６４７と同じ厚さを有する。
【０１０６】
レンズレット１７４４は、第１の構造化表面１７４０ａ内に形成され、それぞれのレンズレットは、全て、レンズレット１６４４の対応する特徴部と同じである、頂点Ｖ、並びに、焦点、焦点面、及び焦点空間を有し、レンズレット１７４４は、ｙ軸に沿って直線的に延在し、かつ、レンズレット１６４４と同じ一定の曲率半径でｘ−ｚ平面において単一の曲率を有する。層１７４６の最大厚さは、層１６４６の最大厚さと同じであり、レンズレット１７４４のピッチＰ１は、レンズレット１６４４のピッチＰ１と同じである。
【０１０７】
複数のプリズム１７４１が、第２の構造化表面１７４０ｂに形成される。プリズム１７４１は、それぞれ、ｙ軸に平行な伸長軸に沿って直線的に延在し、それぞれのプリズムの２つの傾斜した側面は、鋭い尖端つまり頂点にて交わる。プリズム１７４１は、プリズム１６４１のプリズム角度θｉｎｃと同じプリズム角度θｉｎｃを有するが、７個の隣接プリズムのクラスタに纏められるよりはむしろ、プリズム１７４１は、１３個の隣接プリズム１７４１のクラスタ１７４３に纏められ、４ミクロンのプリズムピッチＰ３を有するよりはむしろ、プリズムピッチＰ３は、２ミクロンである。クラスタ１７４３は、やはり、平坦面１７２１によって分離され、レンズレット１７４４：プリズムクラスタ１７４３の１対１の対応があり、該レンズレット及びプリズムクラスタのうちの関連があるものが、レンズレット／プリズムクラスタペア１７４８を形成する。モデル化されたフィルム１７４０は、正確に２１個の完全なペア１７４８を有していた。それぞれのクラスタ１７４３内で中央に位置するプリズム１７４１の頂点は、クラスタ頂点Ｖｃｌｕｓｔｅｒの役目をする。この中央に位置するプリズム、並びに、クラスタ内の１２個の他のプリズム１７４１は、全て、ｚ軸に対して０の傾きを有する。所与のクラスタ１７４３内のプリズム頂点は、全て、関連のレンズレット１７４４の焦点空間内に位置し、焦点空間は、前と同様に定義される。所与のクラスタ１７４３内のプリズム頂点は、同一平面上である。プリズムクラスタ１７４３のピッチＰ２は、プリズムクラスタ１６４３のピッチＰ２と同じであり、プリズムクラスタ１７４３及びレンズレット１７４４は、また、互いに対して位置合わせつまり整合される。
【０１０８】
フィルム１７４０の全厚つまりキャリパＤは、フィルム１６４０の対応する寸法と同じであった。
【０１０９】
フィルム１６４０に関連して使用された同じ入力斜光を、その後、フィルム１７４０の第２の構造化表面１７４０ｂに注入した。図１７Ａは、この入力斜光で照射されたときのフィルム１７４０のモデル化された出力光の角度分布を示す。図１７Ａを図１６Ａと比較すると、個々のプリズムのサイズを低減することは、頂冠つまり扇形出力分布内の尖端の数を増大させ、かつ、分布の総合角度幅を維持するによって尖端の角度分離を減少させ、それによって分布内のエンベロープを補整するという効果を有することがわかる。
【０１１０】
少なくとも図１４Ａ〜図１７Ａでわかるように、開示する両面光学フィルムは、分布が相対的に高い平均強度が間にある鋭い左右の縁部を有する限り、角度分布が強度対角度のプロットにおいて「頂冠」分布に近似する光出力を生成することができる。強度分布は、強度がそれらの左右の縁部間で平坦であるよりもむしろ角度の関数として急激に変動する限り、頂冠とは異なる。急激な変動は、数Ｎ個の突出部に対応することが多く、Ｎは、また、プリズムのそれぞれのクラスタ内の個々のプリズムの数に等しい場合がある。場合によっては、急激な変動は、例えば、光学フィルムに対してｘ方向に沿って移動する目的の急変する照射を提供するために、又は、フィルムを直に見るユーザのためにフィルムに縞模様の外観を与えるために特定の用途に望ましい場合がある。
【０１１１】
他の場合では、急激な変動は、望ましくない場合があり、鋭い左右の縁部間の平坦又はより平坦な強度分布が、望まれる場合がある。すなわち、望まれる出力は、強度対角度のプロットにおいて、鋭い左右の縁部間で変動がほとんどなく維持される高い強度を伴う頂冠分布であり得る。更に、光出力の左右の縁部間の角度分離が、実質的に単一のスパイク状の突出部を上回るが、それでも、程度が、例えば、範囲が、例えば、１０〜５０°又は２０〜４０°で制限されることが望ましい場合がある。これなどの頂冠分布は、制限又は制御された光散乱量を追加することによって開示する光学フィルムのいずれかで取得され得る。散乱は、光出力の左右の縁部がそれでも鋭いように十分に低いが、それらの縁部間の変動がはるかに均一な（より平坦な）強度レベルを提供するために混在する、つまり、共に混ざり合うように十分に高くあり得る。例えば、この拡散は、０．５°、１°、５°、又は、１０°ＦＷＨＭ拡散体で、Ｌｕｍｉｎｉｔ、ＬＬＣから入手可能である光成形拡散光学フィルムによって提供されるなど１０°以下のＦＷＨＭ角度広がりを有し得る。左右の縁部の鋭さは、２０１３年３月２５日出願の本出願と同一の譲受人に譲渡された米国特許出願第１３／８５０，２７６号、「Ｄｕａｌ−Ｓｉｄｅｄ  Ｆｉｌｍ  ｗｉｔｈ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ  Ｐｒｉｓｍｓ」で論じられているように、１０％〜９０％の強度レベル間の遷移角度に関して定義され得る。制御された拡散体で、左縁部及び右縁部の１０％〜９０％の角度遷移が、わずか１０°に保持され得る。
【０１１２】
開示するフィルムの１つが制御された光散乱量と組み合わされるシステムの概略図を図１８に示す。このシステムにおいて、両面光学フィルムは、図１７のフィルム１７４０であり、制御された散乱は、フィルム１７４０の第１の構造化表面１７４０ａに近接して配設された拡散フィルム１８６０によって提供される。図１７の参照番号と同じであるいくつかの参照番号が、図１８に含まれているので更なる説明は不要である。拡散フィルム１８６０は、両面フィルムの機能性を破壊することなく、両面光学フィルムと任意の所望の方法で組み合わされてもよい、例えば、フィルム１８６０は、両面フィルムに単に載置されるか、又は、第１の構造化表面上のレンズレットの機能性を維持するために小さい隔離された場所にて及び／又は超低指数（ＵＬＩ）材料で該フィルムに装着されてもよい。
【０１１３】
図１８Ａにおいて、光学フィルム１７４０の光出力の角度分布が再現されて（１７Ａ図を参照）１８０２と記載される。曲線１８０４は、急激な角ばった変動を混ぜ合わせるか又は平均化するように、５°以下又は４°以下などなどの小さい角度範囲にわたって光を散乱する拡散体で曲線１８０２を修正することによって予想されると思われる分布の近似である。結果は、システムの光出力の頂冠角度分布にはるかに密接に近似する。
【０１１４】
本明細書で使用する用語「強度」は、任意の好適な輝度の基準、又は標準（余弦補正）輝度及び余弦補正前（non-cosine-corrected）の輝度並びにラジアンス（余弦補正及び余弦補正前）の両方を含む光の強さを指してよい。
【０１１５】
開示の両面光学フィルム、光ガイド、及び関連する部品に多数の修正を行い、多数の機構を組み込むことができる。例えば、両面光学フィルム又は光ガイドの任意の所与の構造化表面は空間的に均一であってよく、即ち、構造化表面の個々の要素又は構造体は、部品の主面全体を占める繰り返しのパターンを形成してもよい。例えば、図１Ｂ及び図２を参照されたい。あるいは、構造化表面の部分がそのような個々の要素若しくは構造体を含まない、又は部分がそのような個々の要素若しくは構造体を含むが、そのような要素若しくは構造体が完全に若しくは部分的に動作不能の状態になっているような方法で、任意のそのような構造化表面をパターン形成してもよい。構造化表面の部分上にそのような個々の要素又は構造体がない状態は、主面全体上に要素又は構造体を形成し、次に、例えば、要素又は構造体を平らにするために十分な熱及び／又は圧力を適用するが、所望の部分に（パターンに関して）選択的に適用する等、任意の好適な技術によってそれらを破壊ないしは別の方法で除去することによって実現してもよい。あるいは、個々の要素又は構造体がない状態は、構造化表面の他の領域に要素又は構造体が形成されているときに、例えば好適にパターン形成したツールを用いる等、構造化表面の所望の部分にそれらを形成しないことによって実現してもよい。構造化表面の所望の部分で個々の要素又は構造体が完全に又は部分的に動作不能の状態である場合は、構造化表面は、最初は空間的に均一であってよいが、個々の要素又は構造体は、次に接着剤、印刷媒体、又は（実質的な一致を含み）屈折率が要素若しくは構造体の屈折率と一致する他の好適な材料、又は少なくとも空気若しくは真空と異なる屈折率を有する他の好適な材料を用いたパターンに関する方法でコーティングあるいはカバーされてもよい。そのようなパターンに関して適用した材料は、構造化表面に適用した後に硬化又は架橋されてよく、構造化表面の所望の部分を平坦化してもよい。個々の要素又は構造体が省略されているか動作不能の状態であるかにかかわらず、光学システムは、１つの構造化表面（例えば、光ガイドの構造化表面、若しくは両面フィルムの構造化表面）だけがパターン形成されるか、又は２つの構造化表面だけがパターン形成されるか、又は３つの構造化表面だけがパターン形成されるか、又は４つの構造化表面がパターン形成されるように設計されてもよい。３つ以上の構造化表面がパターン形成される場合、任意の２つのパターン形成された表面に同じパターンを使用してもよく、そうでなければ異なるパターンを使用してもよい。
【０１１６】
好適に設計された光ガイドによる他の代替では、２つの両面光学フィルムを光ガイドの両側で使用することができる。光ガイドは、２つの対向する主表面のそれぞれから斜光ビームを提供するように構成されてもよく、１つの両面フィルムが、斜光ビームを光ガイドのそれぞれの側で（場合によっては頂冠角度分布を含む）扇形光出力に変換するために光ガイドのそれぞれの主表面にて提供することができる。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、光ガイド１５０の反対側に配置して、これにより光ガイドが２枚の鏡像両面光学フィルムの間に配設されるようにすることができる。
【０１１７】
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光出力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。これらの二次構造は、ｘ−ｚ平面及び／又はｙ−ｚ平面内で所与の初期光出力の一部を閉塞することによって動作して、改変した出力ビームを生成することができ、改変した出力ビームは、閉塞面で初期出力ビームよりも狭くなる。
【０１１８】
この光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１９Ａ〜図１９Ｅに示されている。これらの図のそれぞれにおいて、第１の光源１９３４及び第２の光源１９３２が拡張本体の対向する縁部に沿って提供される。光源１９３４、１９３２は、上述の光源１３４、１３２と同じ又は同様であってもよい。伸長した本体は、図１９ＡにおいてＥＢａ、図１９ＢにおいてＥＢｂ、図１９ＣにおいてＥＢｃ、図１９ＤにおいてＥＢｄ、及び図１９ＥにおいてＥＢｅとしてラベル付けされており、これらは、光ガイド、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１９Ａ〜図１９Ｅの形状のいずれかを有するライティングシステムを、従来の電球と同様の形状因子を含む任意の所望の形状因子で構成してもよく、光源が通電される関数として、切換え可能な出力ビーム分布の機能を付加して従来の電球の代わりに使用してもよい。
【０１１９】
特に指定されない限り、本明細書及び特許請求の範囲において使用する、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限り、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はあるが、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限りにおいて、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。
【０１２０】
本明細書で使用される場合、「頂部」、「底部」、「左」、「右」、「上部」、「下部」、「上方」、「下方」、並びにその他の方向及び配向などの任意の方向は、本明細書において、図を参照する便宜のために使用され、実際のデバイス、物品、又はシステム若しくはその使用を制限しない。本明細書に記載される装置、物品、及びシステムは、様々な方向及び向きで使用されてもよい。
【０１２１】
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を行い得ることは明らかであり、本発明は本明細書に記載される代表的な実施形態に限定されない点は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、特に断らない限りは他のすべての開示される実施形態にも適用す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、米国特許、特許出願公開、並びに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限りにおいて参照により援用するものとする。
【０１２２】
本明細書は数多くの実施形態を開示し、これには下記が含まれるがこれらに制限されない。
項目１は、対向する第１及び第２の構造化表面を有する光学フィルムであって、
第１の構造化表面上に形成された、伸長軸に平行であるそれぞれのレンズレット軸に沿って伸長される、複数の細長いレンズレットと、
第２の構造化表面上に形成された、また、伸長軸に平行であるそれぞれの細長いプリズムの頂点を有する、複数の細長いプリズムと、を含み、
プリズムは、互いから分離されるプリズムクラスタにグループ化され、それぞれのプリズムクラスタは、プリズムのうちの少なくとも３つを有し、それぞれのプリズムクラスタは、レンズレットの対応する１つに関連しており、
それぞれのレンズレットは、焦点面を画定し、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、焦点面にて又は該焦点面近傍に配設される。
【０１２３】
項目２は、項目１のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、レンズレットは、軸方向の焦点距離を有し、焦点空間は、焦点面を包含し、かつ、軸方向の焦点距離の２０％に等しい差分距離ＤＤだけ焦点面から分離される境界を有し、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、レンズレットの焦点空間内に配設される。
【０１２４】
項目３は、項目２のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、焦点面とレンズレットとの間の焦点空間の一部内に配設される。
【０１２５】
項目４は、項目１のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、平面内にある。
【０１２６】
項目５は、項目１のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、焦点面は、伸長軸に垂直な横断面平面において第１の湾曲形状を有する。
【０１２７】
項目６は、項目５のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、レンズレットに関連したプリズムクラスタ内のプリズムのプリズム頂点は、横断面平面において第２の湾曲形状に沿って配置される。
【０１２８】
項目７は、項目６のフィルムであり、第１及び第２の湾曲形状は、両方とも凹状か又は両方とも凸状である。
【０１２９】
項目８は、項目１のフィルムであり、各プリズムクラスタは、プリズムのうちの５個を有する。
【０１３０】
項目９は、項目８のフィルムであり、各プリズムクラスタは、プリズムのうちの１０個を有する。
【０１３１】
項目１０は、項目１のフィルムであり、それぞれのプリズムクラスタは、同数Ｎ個のプリズムを含み、Ｎは、少なくとも３、又は少なくとも５、又は少なくとも１０である。
【０１３２】
項目１１は、項目１のフィルムであり、それぞれのレンズレットについて、関連のプリズムクラスタは、プリズムのＮを有し、レンズレットは、第２の構造化表面が第１の光源からの斜光で照射されたとき、Ｎ本の角度的に分離された光ビームを画定する第１のレンズレット光出力を提供するために関連のプリズムクラスタと協働し、Ｎは、少なくとも３である。
【０１３３】
項目１２は、第１のレンズレット光出力を受光し、かつ、Ｎ本の角度的に分離された光ビームを１本の光ビームに変換するように配設された拡散フィルムと組み合わせた項目１１のフィルムである。
【０１３４】
項目１３は、項目１のフィルムであり、光学フィルムは、フィルム面を画定し、厚さ軸は、フィルム面に垂直であり、レンズレットの少なくともいくつかは、複合曲率を伸長軸に垂直な横断面平面において有し、そのようなレンズレットは、また、それぞれのレンズレット対称軸を横断面平面において有し、レンズレット対称軸の少なくともいくつかは、厚さ軸に対して傾斜している。
【０１３５】
項目１４は、項目１のフィルムであり、光学フィルムは、フィルム面を画定し、厚さ軸は、フィルム面に垂直であり、プリズムは、それぞれのプリズム対称軸を伸長軸に垂直な横断面平面において有し、プリズム対称軸の少なくともいくつかは、厚さ軸に対して傾斜している。
【０１３６】
項目１５は、項目１のフィルムであり、レンズレットは、レンズレットピッチにしたがって離間され、プリズムクラスタは、クラスタピッチにしたがって離間され、レンズレットピッチは、クラスタピッチに等しい。
【０１３７】
項目１６は、項目１のフィルムであり、レンズレットは、レンズレットピッチにしたがって離間され、プリズムクラスタは、クラスタピッチにしたがって離間され、レンズレットピッチは、クラスタピッチに等しくはない。
【０１３８】
項目１７は、第１の構造化表面に近接して配設された拡散フィルムと組み合わせた項目１のフィルムである。
【０１３９】
項目１８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出射するよう適合された主表面を有する光ガイドと、を含み、
光学フィルムは、光ガイドに近接して配設され、かつ、光ガイドの主表面から発する光が第２の構造化表面を通って光学フィルムに入るように配向される、光学システムである。
【０１４０】
項目１９は、項目１８の光学システムであり、光ガイドのそれぞれの第１及び第２の対向する端部に近接して配設された第１及び第２の光源を更に含み、第１及び第２の光源は、光ガイドの主表面から出射された異なるそれぞれの第１及び第２の間接的な光ビームを提供する。
【０１４１】
項目２０は、光学フィルム及び光ガイドが非平面である、項目１８に記載の光学システムである。
【０１４２】
項目２１は、光学フィルム及び光ガイドが可撓性を有する、項目１８に記載の光学システムである。
【０１４３】
項目２２は、光学フィルムが光ガイドに装着される、項目１８に記載の光学システムである。
【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４】
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【図５】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図６Ａ】
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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１０Ａ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１４Ａ】
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【図１５】
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【図１５Ａ】
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【図１６】
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【図１６Ａ】
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【図１７】
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【図１７Ａ】
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【図１８】
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【図１８Ａ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図１９Ｅ】
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【国際調査報告】
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