KR100632910B1 - 상이한 광출력의 렌티큘러 렌즈를 구비한 프로젝션 스크린 - Google Patents

상이한 광출력의 렌티큘러 렌즈를 구비한 프로젝션 스크린 Download PDF

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넬슨존씨.
토마스패트릭에이.
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 캄파니
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Abstract

후면 프로젝션 스크린(rear projection screen)은 분광 구성 요소(light dispersing component)로서 렌티큘러 렌즈 필름(lenticular lens film)을 사용한다. 단일 렌티큘러 렌즈 필름은 상이한 집속력(focal power)을 갖는 렌티큘러 렌즈 또는 2차원 패턴으로 형성된 렌티큘러 렌즈를 포함한다. 렌티큘러 렌즈 필름은 특정 위치에 위치된 사용자(viewer)가 볼 때 전체 스크린에 걸친 밝기 균일성(brightness uniformity)을 개선시킨다. 이 위치는 일반적으로 특정 분야에서 사용자가 위치될 개연성이 가장 높은 위치로 선택된다.
후면 프로젝션 스크린, 필름, 렌티큘러 렌즈 패턴, 집속 구성 요소, 초점 거리

Description

상이한 광출력의 렌티큘러 렌즈를 구비한 프로젝션 스크린{PROJECTION SCREEN WITH LENTICULAR LENSES OF DIFFERENT OPTICAL POWER}
본 발명은 일반적으로 전달 스크린(transmissive screen)에 관한 것으로, 특히 후면 프로젝션 시스템에 사용하는 데 적절한 전달 스크린에 관한 것이다.
후면 프로젝션 스크린은 일반적으로 가시 공간 내로 스크린의 후면에 투사된 화상을 전달하도록 설계된다. 프로젝션 시스템의 가시 공간은 비교적 대형(예컨대, 후면 프로젝션 텔레비전)이거나, 비교적 소형(예컨대, 후면 프로젝션 데이터 모니터)일 수도 있다. 후면 프로젝션 스크린의 성능은 스크린의 다양한 특성에 의해 설명될 수 있다. 스크린의 성능을 설명하는 데 사용되는 일반적인 스크린 특성은 이득(gain), 가시 각도(viewing angle), 해상도, 콘트래스트, 컬러 및 반점(color and speckle)과 같은 바람직하지 못한 인공물(artifact)의 존재 등을 포함한다. 일반적으로, 높은 해상도, 높은 콘트래스트 및 큰 이득을 갖는 후면 프로젝션 스크린이 바람직하다. 또한, 스크린은 큰 가시 공간에 걸쳐 광선을 전개(spread)시키는 것이 바람직하다. 불행하게도, 아래에서 완전하게 설명되겠지만, 하나의 스크린 특성이 개선될 때, 하나 이상의 다른 스크린 특성이 떨어지기도 한다. 예컨대, 동일한 전체 구조를 사용하여 스크린 이득을 증가시키기 위해서는, 일반적으로 스크린을 용이하게 볼 수 있는 가시 각도가 감소된다. 결국, 특정한 후면 프로젝션 디스플레이 분야에서 전체적으로 수용 가능한 성능을 갖는 스크린을 제조하기 위해서는 스크린 특성 및 성능에 대한 소정의 타협이 이루어지게 된다.
이와 같이, 스크린이 사용되는 후면 프로젝션 디스플레이 분야에 필요로 하는 최소 성능 기준을 충족시키면서 전체적인 성능이 개선된 스크린에 대한 필요성이 존재한다.
일반적으로, 본 발명은 후면 프로젝션 스크린 조립체에 관한 것으로, 특히 분광 구성 요소로서 렌티큘러 렌즈 필름을 사용하는 후면 프로젝션 스크린에 관한 것이다. 렌티큘러 렌즈 필름은 상이한 집속력을 갖는 렌티큘러 렌즈 또는 2차원 패턴으로 형성된 렌티큘러 렌즈를 포함할 수도 있다. 본 발명은 특정 위치에 위치된 사용자가 볼 때 전체 스크린에 걸쳐 밝기 균일성을 개선시키고자 한다. 이 위치는 일반적으로 특정 분야에서 사용자가 위치될 개연성이 가장 높은 위치로 선택된다.
일 실시예에서, 본 발명은 광원과 함께 사용하는 후면 프로젝션 스크린에 관한 것으로, 제1 및 제2 전달 영역을 갖는 기판을 포함한다. 제1 렌티큘러 렌즈 패턴은 기판에 광학 집속력을 제공하도록 기판의 제1 표면의 적어도 일부에 형성된다. 렌티큘러 렌즈 패턴의 제1 영역은 제1 초점 거리를 갖는 집속 요소를 포함하고, 렌티큘러 렌즈 패턴의 제2 영역은 제1 초점 거리와 상이한 제2 초점 거리를 갖는 집속 요소를 포함한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 제1 표면에 렌티큘러 렌즈 패턴을 구비한 제1 표면을 갖는 기판을 포함하는 후면 프로젝션 스크린에 관한 것이다. 제1 렌티큘러 렌즈 패턴의 집속 요소는 제1 표면에서 크기가 실질적으로 선형이 아니고, 인접 집속 요소는 2차원 렌티큘러 렌즈 패턴을 형성하도록 서로 실질적으로 평행하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 스크린은 광선을 전달하는 제1 투명 광선 전달 수단과, 광선 전달 수단의 적어도 하나의 표면에 배치된 분광 수단을 포함하고, 분광 수단은 광선 전달 수단을 통과하는 광선을 집속하는 복수개의 광선 집속 수단을 포함한다. 적어도 하나의 광선 집속 수단은 다른 광선 집속 수단의 초점 길이와 상이한 초점 길이를 갖는다.
본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각각의 설명된 실시예 또는 모든 실시예를 설명하고자 하는 것이 아니다. 다음의 도면 및 상세한 설명은 특히 이들 실시예를 예시하고 있다.
본 발명은 첨부 도면과 연계된 본 발명의 다양한 실시예의 다음 상세한 설명을 고려하면 완전히 이해될 것이다.
도1은 후면 프로젝션 디스플레이를 도시한 도면.
도2a 및 도2b는 후면 프로젝션 디스플레이의 일 실시예의 단면도.
도3은 수직 각도 및 수평 각도 및 가시 각도에 대해 작도된 광학 이득의 곡선을 도시한 도면.
도4a는 렌티큘러 렌즈 필름의 일 실시예를 도시한 도면.
도4b는 도4a의 렌티큘러 렌즈 필름의 단면도.
도5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름(variable power lenticular lens film)을 도시한 도면.
도5b는 도4a의 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름의 단면도.
도5c는 도5a 및 도5b에 도시된 가변 출력 렌티큘러 렌즈의 다양한 부분에 대한 가시 각도를 도시한 도면.
도6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름을 도시한 도면.
도7a 내지 도7d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상이한 궤적선(locus line)을 갖는 가변 출력 렌티큘러 렌즈를 개략적으로 도시한 도면.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 2개의 교차된 렌티큘러 패턴을 갖는 가변 출력 렌티큘러 렌즈를 도시한 도면.
도9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 확산 필름(bulk diffuser film)에 적층된 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름을 도시한 도면.
도9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 벌크 확산 입자를 합체한 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름을 도시한 도면.
도9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 분광면을 구비한 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름을 도시한 도면.
도10a 내지 도10c는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차원 렌티큘러 렌즈 패턴을 도시한 도면.
도11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 오프셋된 광학축(off-set optical axis)을 구비한 렌즈를 포함하는 다른 가변 출력 렌티큘러 렌즈 필름을 도시한 도면.
도11b 내지 도11d는 다양한 렌티큘러 렌즈의 단면도.
도12는 본 발명에 따른 샘플 스크린 조립체의 구조를 도시한 도면.
도13은 샘플 스크린 조립체의 중심 및 모서리의 지점들에 대한 가시 각도의 함수로서의 이득을 도시한 도면.
도14는 샘플 스크린 조립체의 모서리와 중심 사이의 이득 분율(fractional gain)을 도시한 도면.
본 발명은 다양한 수정 및 대체 형태가 가능하지만, 이에 대한 상세 사항은 도면에 예를 통해 나타나 있고, 이는 이제 상세하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 기재된 특정 실시예로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 한편, 본 발명은 첨부된 청구의 범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 기술적 사상 및 범주 내에 있는 모든 수정예, 등가예 및 대체예를 포함하도록 해석되어야 한다.
본 발명은 일반적으로 다수개의 상이한 스크린 조립체에 적용 가능하고, 후면 프로젝션 시스템에 사용되는 스크린 조립체에 특히 적합하다. 특히, 본 발명은 사용자(들)가 위치될 개연성이 가장 높은 위치가 알려져 있는 분야에서 유리하다. 즉, 본 발명은 스크린을 가로지르는 밝기 균일성을 증가시키도록 개연성이 가장 높은 사용자 위치로 스크린의 모든 부분으로부터의 광선을 안내하는 데 유용하다.
후면 프로젝션 디스플레이(100)는 도1, 도2a 및 도2b를 참조하여 설명하기로 한다. 디스플레이는 스크린(104)의 후면측 상으로 화상을 투사하는 화상 프로젝터(102)를 포함한다. 화상은 스크린(104)을 지나 소정 지점에 위치된 사용자(106)가 스크린(104)을 통해 투사된 화상(108)을 볼 수 있도록 스크린(104)에 의해 전달된다. 후면 프로젝션 디스플레이(100)는 예컨대 후면 프로젝션 텔레비전, 후면 프로젝션 컴퓨터 모니터 또는 다른 후면 프로젝션 표시 장치일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 화상 프로젝터(102)에 기초한 액정 디스플레이(LCD)가 스크린 조립체(104)의 후면 상으로 화상을 투사하도록 후면 프로젝션 디스플레이(100)에서 사용될 수 있다. 후면 프로젝션 디스플레이는 비교적 소형인 데이터 모니터로부터 대형 스크린인 텔레비전 및 비디오 벽에 이르기까지 크기가 다양할 수도 있다. 또한, 프로젝션 디스플레이(100)는 발명의 명칭이 "투사 화상(Projecting Images)"인 유럽 특허 출원 제EP783133호에 기재된 다양한 프로젝션 시스템 등과 같은 하우징 내의 꺾여진(folded) 화상 프로젝션 경로에 의존할 수도 있으며, 이 내용은 참조로 본원에 기재되어 있다. 아래의 설명으로부터 이해되겠지만, 이러한 시스템은 특히 아래에 기재된 다양한 스크린 조립체의 사용으로부터 이익이 된다.
이제 다양한 스크린 특성의 상세한 설명이 제공된다. 하나의 중요한 스크린 특성이 이득이다. 스크린의 이득은 가시 각도의 함수로서 스크린의 밝기를 나타낸다. 이득은 일반적으로 이상적인 람버션 표준(Lambertian standard)이 모든 각도에 대해 1로 설정된 이상적인 람버션 반사기를 사용하여 측정된다. 스크린(또는 스크린 요소)의 최대 이득은 소정 각도에서의 최대 이득과 일치한다. 예컨대, 수직 입사로 뒤로부터 조사된 벌크 확산 필름 스크린의 최대 이득은 일반적으로 스크린 표면에 수직인 각도로 스크린을 통해 전달된 광선으로 관찰된다.
다른 중요한 스크린 특성은 가시 각도이다. 본원에서 사용된 바와 같은 스크린의 가시 각도는 스크린의 이득이 최대 이득의 1/2로 떨어지는 각도이다. 많은 상황에서, 가시 각도는 전달된 화상의 강도가 스크린 표면에 수직으로 전달된 광선의 강도의 1/2로 떨어지는 각도와 일치한다.
후면 프로젝션 시스템의 분야는 바람직한 가시 각도를 결정한다. 일반적으로, 스크린으로부터 사용자가 위치될 개연성이 가장 높은 영역으로 가능하면 많은 광선을 안내하는 것이 유리하다. 예컨대, 후면 프로젝션 디스플레이가 데이터 모니터인 경우에, 사용자는 일반적으로 스크린에 대해 중앙에 그리고 스크린으로부터 대략 30.5 내지 91.4 ㎝(1 내지 3 피트) 내에 위치된다. 사용자의 눈은 스크린의 중심에 수직인 선 위에 위치될 수도 있지만, 사용자는 일반적으로 스크린 위로 30.5 또는 61 ㎝(1 또는 2피트) 정도의 거리로부터 스크린을 보지는 않는다. 또한, 사생활 또는 안전 때문에, 스크린의 수직선에 대해 예컨대 30°이상의 각도로 스크린으로부터 방출되는 광선량을 감소시키는 것이 바람직할 수도 있다. 이는 스크린의 축으로부터 멀리 위치되어 아마도 스크린의 내용을 볼 권한이 없는 사람이 스크린 상의 정보를 볼 수 있는 가능성을 감소시킨다.
후면 프로젝션 스크린을 위한 다른 분야는 홈 텔레비전 시스템(home television system)인데, 여기에서는 사용자가 보통 텔레비전 스크린의 직전방 이 외의 다른 위치에 착석하므로, 수평으로 큰 각도에 걸쳐 스크린으로부터 화상을 투사하는 것이 바람직하다. 한편, 스크린으로부터 상당히 떨어진 위 또는 아래 위치로부터 텔레비전 스크린을 보는 사람은 적으므로, 보통 화상이 전달되는 수직 방향으로의 각도를 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 텔레비전의 가시 각도는 일반적으로 수평 방향에서보다 수직 방향에서 작다. 또한, 텔레비전 스크린으로부터의 광선의 수직 발산은 바람직하게는 스크린으로부터의 수직선에 대해 하향으로 경사져 있다. 이는 예컨대 바닥으로부터 텔레비전을 시청하는 사용자의 편의를 도모한다. 사용자는 일반적으로 소정의 시간 동안 텔레비전을 시청하기 위해 서 있지 않으므로, 텔레비전 스크린으로부터 상향으로 광선을 편향시키는 것은 중요하지 않다.
이제 도2a를 고려하면, 화상 프로젝터(102)에 의해 발생된 화상 광선(110)은 스크린 조립체(124)로 안내된다. 스크린 조립체(124)는 일반적으로 사용자가 보는 화상을 제어하는 분산층(들)(134) 및 지지부를 제공하는 유리판(136) 등의 여러 개의 상이한 층을 포함한다. 분산층(134)은 스크린으로부터 원거리에 있는 사용자가 특정 지점으로부터의 화상 광선을 감지할 수 있도록 스크린의 특정 지점을 통과하는 광선을 소정 원추 각도로 분산 또는 확산시킨다. 분산층(134)은 일반적으로 사용자가 화상 프로젝터(102)에 의해 스크린 조립체(124) 상으로 투사된 전체 화상을 볼 수 있도록 스크린을 가로지르는 모든 지점으로부터 분광시킨다는 것을 이해하여야 한다.
축에 있는(on-axis) 광선(112)은 2θ의 가시 각도를 발생시키도록 분산층(134)에 의해 분산된다. 화상 프로젝터(102)로부터의 축에 있지 않은(off-axis) 광선(110)은 스크린 조립체(124)의 모서리에 조사되고, α의 각도로 축에 있는 광선(112)으로부터 분리된다. 축에 있지 않은 광선(110)이 분산층을 통과할 때, 이들은 스크린 수직선에 대해 α의 각도를 이루는 광선(111)에 대해 ±θ로 분산된다. 분광 이벤트는 화상 광원으로부터의 광선의 입사 각도에 민감할 수도 있으므로, 스크린의 모서리에서의 가시 각도는 스크린의 중심에서의 가시 각도와 동일할 필요가 없다는 것을 이해하여야 한다.
다른 스크린 조립체(104)가 도2b에 도시되어 있는데, 여기에서 화상 프로젝터(102)로부터의 광선(110)은 분산층(114)에 입사되기 전에 프레스넬 렌즈(Fresnel lens)(113)에 의해 평행하게 된다. 분산층(114)은 예컨대 유리 스크린일 수도 있는 지지층(116)에 지지된다. 이 경우에, 스크린(104)의 모서리를 통해 전달된 분산된 광선은 스크린에 수직한 광선(115)에 대해 분산된다. 프레스넬 렌즈가 없는 스크린 조립체(124)에 대한 스크린 조립체(104)의 장점은 스크린의 모서리로부터의 광선이 축에 있는 사용자에 의해 감지되도록 분산되어야 하는 각도가 감소되는 것이다. 분산된 광선의 강도는 일반적으로 분산 각도의 증가에 따라 감소하므로, 프레스넬 렌즈를 갖는 스크린 조립체(104)에서 사용자가 보는 화상은 프레스넬 렌즈가 사용되지 않는 경우보다 균일한 스크린을 가로질러 균일한 강도를 갖는 것으로 보인다.
텔레비전 스크린을 위한 소정의 이득 특성의 예가 도3에 도시되어 있다. 이 도면은 텔레비전에 사용된 스크린에 대해 얻어질 수도 있는 바와 같이 가시 각도(DC)와 관련된 이득을 2개의 곡선(302, 304)으로 도시하고 있다. 넓은 곡선(302)은 수평 방향으로의 각도(DC)의 함수로서 이득(G)을 도시하고 있다. 즉, 이는 사용자가 스크린으로부터 옆으로 떨어져 이동할 때 사용자에 의해 감지된 스크린의 밝기를 설명하고 있다. 수평 가시 각도(DCH)는 수평으로 분산된 광선의 강도가 축 상에서의 강도의 1/2 또는 최대 강도의 1/2로 떨어지는 각도이다.
좁은 곡선(304)은 수직 방향으로의 스크린에 대한 각도의 함수로서의 이득의 의존성을 나타낸다. 상기에서 논의된 바와 같이, 텔레비전 분야에서는 일반적으로 스크린으로부터의 화상이 바닥 및 천장을 조사하는 광선의 낭비를 피하여 사용자에 의해 감지되는 스크린 밝기를 증가시키도록 비교적 좁은 범위의 각도로 수직으로 안내되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 광선 강도가 축 상에서의 강도의 1/2 또는 최대 각도의 1/2인 수직 가시 각도(DCV) 즉 분산 각도는 수평 가시 각도(DCH)보다 상당히 작다.
따라서, 가시 각도가 대칭이 아닌, 즉 수직 가시 각도(DCV)가 수평 가시 각도(DCH)와 상이한 후면 프로젝션 디스플레이 스크린을 위한 여러 분야가 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 일방향 예컨대 수직 방향으로의 가시 각도는 각도의 대칭 함수(symmetric function)일 필요가 없다. 예컨대, 수직 방향으로의 이득은 스크린 축 아래에서 감소하는 각도보다 스크린 축 위에서 증가하는 각도와 함께 급속하게 떨어질 수도 있는데, 이는 θ=0°에서 최대 이득을 갖지만 상향보다는 하향 으로 더 많은 광선을 조사하는 곡선(306)으로 도시되어 있다.
본원은 스크린 조립체에 사용하는 분산 필름에 관한 것인데, 여기에서 분산 필름은 일반적으로 필름 형태의 렌티큘러 렌즈 어레이를 포함한다. 렌티큘러 렌즈 어레이(400)는 도4a에 개략적인 형태로 도시되어 있다. 렌즈(400)는 평행 배열된 다수개의 원통형 렌티큘러 렌즈(402)로부터 형성된다. 이 실시예에서, 각각의 렌티큘러 렌즈(402)는 폭(d)을 갖고, 어레이(400)의 제1 모서리(406)로부터 다른 모서리(408)까지 길이 방향으로 연장된다. 렌티큘러 렌즈 조립체(400)의 평면으로서 x-y 평면을 그리고 어레이(400)를 관통하는 광선의 전파의 주요 방향으로서 z-방향을 나타내는 축들을 주목하여야 한다. x-방향은 수평 방향으로서 그리고 y-방향은 수직 방향으로서 고려될 수도 있다.
렌티큘러 렌즈 어레이(400)의 단면도가 도4b에 도시되어 있다. 중앙 렌즈(412)는 광학축(410)을 갖는다. 광선(414, 416)은 렌즈(412)의 모서리를 통과하여, 초점까지 진행된 다음에 각도 θ[여기에서, θ≒d/2f0이고, f0는 렌즈(412)의 초점 길이]로 발산한다. 마찬가지로, 광선(424, 426)은 일단부의 렌즈(422)를 통해 전달되고, 광선(434, 436)은 렌티큘러 렌즈 어레이(400)의 다른 모서리의 렌즈(432)를 통과한다. 어레이(400) 내의 모든 렌즈(402, 412, 422, 432)는 각각의 렌즈(402, 412, 422, 432)에 의해 형성되는 초점을 통해 그려진 선(Li)에 의해 도시된 바와 같이 동일한 초점 길이(f0)를 갖는다.
이러한 렌티큘러 렌즈 어레이는 일방향 예컨대 x-방향을 따라 분광시키도록 후면 프로젝션 스크린에 사용된다. 렌티큘러 렌즈 어레이의 이러한 실시예에 의한 광선의 분산은 무방향성이므로, 2개의 교차된 렌티큘러 어레이는 x- 및 y-방향을 따라 분광시키는 데 사용될 수도 있다.
가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이(500)의 일 실시예가 도5a에 도시되어 있다. 어레이(500)는 병렬 배열된 다수개의 원통형 렌즈를 포함한다. 이 실시예에서, 각각의 렌티큘러 렌즈(502)는 폭(d)을 갖고, 어레이(500)의 제1 모서리(506)로부터 다른 모서리(508)까지 연장된다. 좌표축은 도4a에 도시된 것과 유사하다.
렌티큘러 렌즈 어레이(500)의 단면도가 도5b에 도시되어 있다. 중앙 렌즈(512)는 광학축(510)을 갖는다. 평행 광선(514, 516)은 중앙 렌즈(512)의 모서리를 통과하여, 렌즈(512)로부터 거리[f0: 여기에서, f0는 중앙 렌즈(512)의 초점 길이]에 있는 초점(518)까지 진행된다. 광선(514, 516)은 광학축(510)에 대해 각도(DC0)로 초점(518)으로부터 발산한다.
어레이(500)의 일단부에 있는 렌즈(522)는 광학축(520)을 갖는다. 평행 광선(524, 526)은 렌즈(522)의 모서리에 입사된다. 광선(524, 526)은 렌즈(522)의 초점 길이(f1)와 동일한 거리로 렌즈(522)로부터 분리된 위치의 초점(528)까지 진행된다. 각각의 광선(524, 526)은 광학축(520)에 대해 각도(DC1)로 초점(528)으로부터 멀리 발산한다. 또한, 어레이(500)의 다른 모서리에 있는 렌즈(532)는 초점 길이(f1)를 갖고, 렌즈(532)의 양측 모서리에 입사되는 평행 광선(534, 536)은 렌즈(532)로부터 초점 길이(f1)만큼 분리된 지점의 초점(538)까지 진행된다. 또한, 광선(534, 536)은 광학축(530)에 대해 DC1의 각도로 초점(538)으로부터 발산한다.
이 실시예에서, 렌티큘러 렌즈 어레이(500)의 상이한 렌즈의 초점 길이는 상이하다. 특히, 중앙 렌즈(512)의 초점 길이는 어레이(500)의 모서리에 있는 렌즈(522, 532)의 초점 길이와 상이하다. 따라서, 렌티큘러 렌즈 어레이(500)의 집속력은 광선이 어레이(500)에 충돌하는 위치에 따라 좌우된다. 도시된 예에서, 각각의 렌즈의 초점 지점들의 궤적은 선(Li)에 의해 그려진다. 선(Li)은 중앙 렌즈(512)에 대해 어레이(500)로부터 가장 멀리 그리고 어레이의 모서리에 있는 렌즈(522, 532)에 대해 어레이(500)에 가장 근접하게 위치된다. 선(Li)은 각각의 렌즈의 초점 길이가 중앙의 이웃한 렌즈의 초점 길이보다 동일한 크기만큼 짧은 것으로 보이도록 그려져 있지만, 렌티큘러 어레이 내의 렌즈들의 집속력은 상이한 크기로 변할 수도 있다. 예컨대, 초점 길이는 어레이의 모서리에 근접한 렌즈가 아니라 어레이의 중심에 근접한 렌즈에 대해 인접 렌즈들 사이에서 크게 변할 수도 있다. 즉, 이 경우에, 궤적선(Li)은 중심 렌즈(512)에서 첨점(cusp)을 가질 것이다.
렌티큘러 렌즈는 스크린에 의해 제공되는 분광의 크기가 스크린의 상이한 부분에 대해 상이하도록 선택될 수도 있기 때문에 스크린 설계자에게 장점을 제공한다. 따라서, 예컨대, 설계자는 스크린의 중앙에 위치된 사용자에 도달하는 광선량을 증가시키기 위해 중앙이 아니라 모서리에서 큰 분광을 갖도록 스크린을 설계할 수 있다. 이는 상기된 바와 같이 이득은 일반적으로 큰 분산 각도에 대해 떨어지므로 특히 중요할 수도 있다. 도5c에 도시된 이득 곡선을 고려하기로 한다. 제1 곡선(550)은 집속력이 스크린의 중앙에서와 동일한 경우의 스크린의 모서리 부분의 이득을 도시하고 있다. 스크린 중앙과 정렬된 사용자가 보는 스크린의 모서리의 밝기는 사용자가 각도(θV)로 스크린의 모서리를 보게 되므로 θV에서의 이득에 의해 제공된다. 스크린의 모서리 부분에 대한 분산 각도가 높은 집속력을 사용함으로써 증가될 때, 스크린의 모서리의 축 상에서의 이득(θ=0°)은 G1로부터 G2로 감소되지만, 각도(θV)로 사용자에 도달하는 광선량은 G3으로부터 G4로 증가된다.
또한, 스크린의 모서리에서의 광선의 발산은 가변 피치 렌티큘러 렌즈로 불리기도 하는 d보다 큰 폭을 갖는 렌티큘러 렌즈를 사용함으로써 증가될 수도 있다. 폭이 큰 렌티큘러 렌즈의 사용과 같은 렌티큘러 렌즈를 가로지르는 가변 피치의 도입은 스크린의 해상도를 감소시킬 수도 있다. 균일한 피치를 갖는 가변 출력 렌티큘러 렌즈의 사용은 스크린의 선택 영역에서 상이한 분산 각도를 가지면서 스크린을 가로질러 동일한 해상도가 유지되게 한다.
가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이의 다른 실시예가 도6에 도시되어 있다. 여기에서, 어레이(600)는 f2의 초점 길이를 갖는 어레이(600)의 한 모서리에서 렌즈(632)를 갖는다. 렌즈(632)의 모서리를 통해 집속된 광선(634, 636)은 광학축(630)에 대해 각도(θ2)로 초점(638)으로부터 발산한다. 어레이(600)는 f3의 초점 길이를 갖는 중앙에 위치된 렌즈(612)를 갖는다. 렌즈(612)의 모서리를 통해 집속된 광선(614, 616)은 광학축(610)에 대해 각도(θ3)로 초점(618)으로부터 발산한다. 어레이(600)의 다른 모서리에 있는 제3 렌즈(622)는 초점 길이(f4)를 갖는다. 렌즈(622)의 모서리를 통해 집속된 광선(624, 626)은 광학축(620)에 대해 각도(θ4)로 초점(628)으로부터 발산한다. 이 경우에, 궤적선(Li)은 어레이(600) 내의 렌즈들의 초점 길이가 제1 모서리(640)로부터 다른 모서리(642)까지 연속적으로 감소하는 것을 보여준다.
렌티큘러 렌즈 어레이(600)를 가로지르는 초점 길이의 변화는 선형이거나 규칙적일 필요가 없지만, 일부 다른 특성을 취할 수도 있다. 예컨대, 어레이(600)를 가로지르는 초점 길이의 변화는 모서리들 사이의 소정 장소에서 최대일 수도 있거나, 모서리에서 최소치를 갖는 것이 아니라 모서리들 사이에서 최소치가 될 수도 있다. 렌티큘러 렌즈 어레이를 가로지르는 다수의 상이한 종류의 집속력 변화가 있을 수도 있는데, 이것의 예들이 도7a 내지 도7d에 도시되어 있다. 이들 도면은 사각형으로서 렌티큘러 렌즈 어레이를 나타내고 있고, 필름을 가로지르는 위치의 함수로서 초점 지점의 궤적선(Li)을 보여주고 있다.
도7a에서, 궤적선(Li)은 평탄한 중앙 부분(702)을 갖고, 초점 길이는 렌티큘러 어레이(700)의 모서리들에 근접한 부분(704)에서 감소한다. 도7b에서, 궤적선(Li)은 평탄한 중앙 부분(712)과, 모서리를 향해 감소하는 부분(714)을 갖는다. 또한, 궤적선(Li)은 모서리에 근접한 평탄 부분(716)을 갖는다. 도7c에서, 궤 적선(Li)은 스크린(720)의 평탄 중앙 부분(722)으로부터 평탄한 주연 부분(724)까지 매끄러운 전이부를 구비한 가우스형 분포부(Gaussian-type distribution)를 갖는다. 도7d에서, 궤적선(Li)은 스크린(730)의 중앙에 있는 최소부(732)와, 중앙의 양측에 있는 최대부(734)를 갖는다. 궤적선들의 이러한 예들은 제한적이거나 완전한 것이 아니라, 궤적선 형상의 변화를 예시하기 위해 제공되는 것일 뿐이다. 궤적선 형상은 렌티큘러 렌즈 어레이에 대해 대칭일 필요가 없으며, 비대칭일 수도 있다.
가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이의 다른 실시예가 도8에 도시되어 있는데, 여기에서 렌티큘러 렌즈(800)는 2개의 렌티큘러 보조 어레이(lenticular sub array)(802, 804)를 갖는다. 제1 보조 어레이(802)는 x-z 평면에서 분광시키는 데 유용한 가변 출력 평행 렌즈(812)의 렌티큘러 어레이이다. 렌티큘러 렌즈(800)의 타측에 형성된 제2 렌티큘러 렌즈 보조 어레이(804)는 광선이 y-z 평면에서 분산되도록 제1 보조 어레이(802)에 대해 교차되는 가변 출력 평행 렌즈(822)의 렌티큘러 어레이이다. 따라서, 2개의 교차된 가변 출력 렌티큘러 패턴의 사용은 광선을 2개의 방향으로 분산시킨다. 각각의 가변 출력 렌티큘러 패턴 내의 렌즈들의 집속력은 렌티큘러 렌즈 필름(800)을 가로지르는 특정 비대칭 또는 불균일 광선 분배를 제공하도록 설계될 수도 있다.
도9a 내지 도9c는 추가적인 분광을 제공하는 렌티큘러 필름의 다른 실시예를 도시하고 있다. 도9a의 필름(900)은 예컨대 적층, 부착, 코팅 등을 통해 분산 필름(904)에 접촉되는 가변 출력 렌티큘러 필름(902)을 포함한다. 분산 필름(904)이 벌크 확산 필름인 경우에, 도시된 바와 같이, 분산 필름(904)은 필름(908)의 연속상의 굴절률과 상이한 굴절률을 갖는 다수의 입자(906)를 포함한다. 입자(906)들의 무작위 배향, 형상 및 위치는 벌크 확산 필름(904)을 통과하는 광선의 분산을 일으킨다. 이러한 분산은 일반적으로 대칭이다. 즉, 원형 단면을 갖는 원추를 형성한다. 사용될 수도 있는 분산 필름(904)의 다른 형태는 비드형(beaded) 필름이다.
가변 출력 렌티큘러 필름(920)의 다른 실시예가 도9b에 도시되어 있다. 이 실시예에서, 렌티큘러 필름(920) 자체는 필름(920)의 연속상(924) 내에 확산 입자(922)를 포함한다. 이 필름(920)의 장점은, 1차원 분산은 렌티큘러 표면(926)으로부터 제공되고, 2차원 분산은 벌크 확산 입자(922)로부터 제공되어 비대칭 분산 패턴을 일으키는 것이다.
가변 출력 렌티큘러 필름(940)의 다른 실시예가 도9c에 도시되어 있다. 이 실시예에는, 필름의 일측 표면에 가변 출력 렌티큘러 표면(942)이 있고, 다른 표면(944)은 다른 분산 표면으로서 제공된다. 분산 표면(944)은 예컨대 무작위 표면 확산 표면, 홀로그래픽 확산 표면 또는 미세 구조의 확산 표면을 포함하는 임의의 적절한 분산 표면일 수도 있다. 가변 출력 렌티큘러 표면으로는 렌티큘러 표면에 의해서만 제공되는 분광뿐만 아니라 추가적인 분광 특성을 제공하는 필름이 사용될 수도 있다.
렌티큘러 패턴에 의해 제공되는 것을 넘는 추가적인 분광을 합체하는 장점은 이것이 가시 각도의 추가적인 제어를 제공하는 것이다. 예컨대, 30°의 분산 각도 를 갖는 벌크 확산 필름과 20°의 수평 분산을 제공하는 렌티큘러 렌즈의 조합을 고려하기로 한다. 벌크 확산 필름과 단일 필름의 렌티큘러 확산의 조합은 대략 50°의 수평 가시 각도 및 대략 30°의 수직 가시 각도를 제공한다. 비대칭 가시 각도가 하나의 필름에서 제공되므로, 스크린 조립체는 제조하기가 간단하고 비용이 적게 든다.
또한, 분산 필름은 단지 일측에 간단한 렌티큘러 패턴을 가지므로, 분산 필름은 그 양측에 렌티큘러 패턴이 있는 경우보다 제조하기 쉽다. 고품질의 렌티큘러 구조는 일반적으로 렌티큘러 패턴의 곡률 반경이 작은 경우에 제조하기 쉽다. 렌티큘러 렌즈 필름이 입력측 및 출력측 모두에 렌티큘러 패턴을 갖는 경우에, 제2 렌티큘러 표면은 저굴절률 재료에 끼워지기 쉽다. 렌티큘러 렌즈와 저굴절률 재료 사이의 굴절률 차이는 일반적으로 렌티큘러 렌즈와 공기 사이의 굴절률 차이보다 작으므로, 제2 렌티큘러 패턴은 높은 곡률을 필요로 하는데, 이는 제조하기 어렵다. 단일 렌티큘러 렌즈 구조와 벌크 확산 필름 등의 다른 분산 구조(disperser)의 조합은 저굴절률 재료에 렌티큘러 렌즈 표면을 끼워야 하는 문제점을 회피시킨다.
또한, 흡광 입자(light absorbing particle)들이 렌티큘러 렌즈 어레이가 형성되는 필름 내에 분배될 수도 있다. 예컨대, 흡광 입자가 가시 영역 스펙트럼(visible spectrum)에 걸쳐 균일한 흡수를 나타내면, 흡광 입자는 일반적으로 스크린에 회색 또는 중성 색채(gray or neutral tint)를 부여할 것이다. 흡광 입자는 필름에 선택된 색상 특성을 제공하도록 가시 영역 스펙트럼의 소정 부분 에서 흡수할 수도 있다.
렌티큘러 렌즈의 렌즈들은 렌즈의 표면을 가로질러 선형으로만 연장될 필요가 없다. 렌즈들은 직선형 또는 선형 렌즈로부터 얻어진 1차원 패턴이 아니라 2차원 렌티큘러 패턴을 형성하도록 곡선형 또는 비선형일 수도 있다. 가변 출력 렌티큘러 필름의 일 실시예가 도10a에 도시되어 있다. 여기에서, 렌티큘러 필름(1000)은 이전 실시예에 도시된 직선형 렌즈가 아닌 일련의 동심 렌티큘러 렌즈(1002)를 포함한다. 이 배열의 장점은 특히 사용자의 눈이 스크린에 대해 축 상에 위치될 때 스크린의 코너들로부터의 조도 균일성이 교차된 직선형 렌티큘러 패턴에 의해 제공되는 것에 비해 개선될 수 있는 것이다. 이러한 렌티큘러 렌즈 패턴은 렌티큘러 렌즈들이 x- 및 y-방향 모두로 분광시키므로 2차원으로 불린다. 한편, 예컨대 도5a에 도시된 바와 같은 단일 직선형 렌티큘러 어레이는 x-방향으로만 분광시키므로, 1차원으로 불린다. 어레이(100)의 중심에 근접한 렌티큘러 렌즈(1004)는 어레이(1000)의 중심(1008)으로부터 멀리 위치된 렌티큘러 렌즈(1006)와 상이한 집속력을 가질 수도 있다. 이 배열에서, 렌티큘러 어레이 패턴은 필름의 일측에 위치될 수도 있지만, 여전히 스크린의 중심(1008)과 정렬된 사용자에게 어레이(1000)의 코너들로부터의 광선을 전환시키는 능력을 제공하는 것이 바람직하다.
2차원 렌티큘러 어레이 패턴은 소정의 바람직한 분광 패턴을 발생시키도록 선택될 수도 있다. 예컨대, 도10b에 도시된 렌티큘러 어레이(1050)는 어레이(1000)에서의 패턴과 같이 회전 대칭을 나타내는 렌티큘러 패턴을 갖지만, 여기에서 회전축(1058)의 중심은 어레이의 중심으로부터 벗어나 위치된다. 따라 서, 이 어레이(1050)에 의해 분산된 광선은 어레이(1050)의 중심과 정렬되는 것이 아니라 패턴(1058)의 중심에 대해 4분면(x, y-)에 있는 사용자를 향해 더 많이 안내된다. 이는 예컨대 사용자가 벽부착형 디스플레이(wall mounted display)의 경우에서와 같이 스크린의 중심으로부터 벗어나 위치된 것이 알려져 있는 경우에 유용할 수도 있다.
다른 2차원 어레이 렌티큘러 패턴이 도10c에 도시되어 있다. 여기에서, 렌티큘러 패턴(1060)은 타원형인데, 여기에서 타원형 렌티큘러 렌즈는 스크린(1064)의 중심의 한 지점(1062)을 중심으로 동심이다. 이러한 패턴은 일반적으로 타원형 패턴이 주축과 수평하게 놓이므로 수평 가시 각도보다 많은 스크린 상의 지점들에 대해 수직 가시 각도를 증가시킬 것으로 기대된다.
다른 2차원 렌티큘러 패턴이 사용될 수도 있지만, 2차원 패턴을 도10a 및 도10b에 도시된 것으로 제한시킬 의도는 없다는 것을 이해하여야 한다. 2차원 렌티큘러 패턴은 회전 대칭일 필요도 없고 임의 방식으로 대칭일 필요도 없다.
렌티큘러 어레이 내의 렌즈들은 이들의 광학축이 중심에 위치되도록 배열될 필요가 없다. 렌티큘러 어레이 내의 렌즈의 광학축은 특정 방향으로 분광시킬 뿐만 아니라 렌즈가 광선을 재안내하도록 렌즈의 중심으로부터 오프셋될 수도 있다. 이는 도11a를 참조하여 도시되어 있다. 이 예에서, 렌티큘러 어레이 필름(1100)은 중심 렌즈(1112)가 긴 초점 길이(f4)를 갖는 렌티큘러 표면(1102)을 포함한다. 또한, 광학축(1110)은 렌즈(1112)에 대해 중심에 위치된다. 따라서, 광선(1114, 1116)은 발산 각도(DC3)로 광학축(1110)에 대해 대칭으로 발산하는 위치(1118)에 집속된다.
f5의 초점 길이를 갖는 어레이(1100) 내의 다른 렌즈, 예컨대 렌즈(1122)는 그 광학축이 렌즈의 중심을 통과하지 않도록 형성될 수도 있다. 이러한 경우에, 렌즈(1122)로 진입하는 광선(1124, 1126)은 초점(1128)을 통해 안내되고, 렌즈(1122)의 축에 대해 비대칭으로 초점으로부터 발산된다. 광선(1129)은 렌즈(1122)의 중심을 통과하는 광선을 나타낸다. 광선(1129)은 어레이 필름(1100)에 의해 전달된 후에 광학축(1120)으로부터 이 경우에는 축(1110)을 향해 안내된다. 광선(1124, 1126)은 초점(1128)을 통과한 후 각각 각도(DC4 및 DC5)로 광학축(1120)에 대해 비대칭으로 분산된다. 따라서, 가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이는 광선이 거시적으로 재유도되도록 광학축이 렌즈 중심에 대해 오프셋된 렌즈를 포함할 수도 있다.
가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이 내의 임의의 렌즈의 단면 프로파일은 소정의 형상일 수도 있다. 어레이(1100) 내의 한 렌즈(1132)는 도11b에 확대하여 상세하게 도시되어 있다. 렌즈 표면(1134)은 반경(r)을 갖는 원형 프로파일을 갖는다. 이러한 종류의 렌즈 표면은 흔히 사용되지만, 수차(aberration)가 개입되기 쉽다. 다른 가능한 렌즈 표면 프로파일(1136)은 도11c에 도시되어 있는데, 여기에서 표면 프로파일(1136)은 비구면형이고, 고차 다항식(high order polynomial)으로 형성될 수도 있다. 다른 렌즈 표면 프로파일(1138)은 도11d에 도시되어 있다. 이 표면 프로파일(1138)은 z-축(1140)에 대해 비대칭이다. 따라서, 이 표면 프로파일을 통과하는 광선은 광선이 조사되는 렌즈 표면의 부분에 따라 상이한 집속 효과를 경험한다.
1차원 가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이 스크린 조립체가 제조되었는데, 그 결과는 다음과 같이 요약된다. 도12에 개략적으로 도시된 스크린 조립체(1200)는 3개의 층 즉 렌즈 필름(1202), 기판 필름(1204) 및 벌크 확산 필름(1206)으로부터 형성되었다.
렌즈 필름(1202)은 약 1.51의 굴절률을 갖는 아크릴레이트로부터 형성되었다. 렌티큘러 렌즈는 200㎛의 균일한 피치로 형성되었다. 스크린의 중심에 있는 렌티큘러 렌즈는 평면파 입사 광선(plane-wave incident light)에 대해 20°의 가시 각도를 발생시키는 데 충분한 광출력(optical power)을 갖는다. 중심으로부터 약 17.8㎝(7인치)에 위치된 스크린의 모서리에 있는 렌티큘러 렌즈는 평면파 입사 광선에 대해 약 45°의 가시 각도를 발생시키는 데 충분한 광출력을 갖는다. 렌즈 필름은 다이아몬드로 선삭된 마스터 롤(diamond-turned master roll) 상에서 성형함으로써 형성되었다.
기판 필름(1204)은 대략 250㎛(10밀즈) 두께의 폴리카보네이트의 층이다. 벌크 확산 필름(1206)은 대략 270㎛(10.6밀즈)의 코팅 두께를 갖고, 대략 1.47의 굴절률을 갖는 수지를 사용하여 형성되었다. 수지에는 약 15 중량%의 입자가 첨가되었다. 평균 입경은 약 5㎛이고, 입자의 굴절률은 1.54이다. 스크린 조립체(1200)는 폴리카보네이트 기판 필름(1204)을 필요로 하지 않는다.
전체 각도, 최대 강도 각도의 1/2인 스크린 조립체(1200)의 가시 각도는 스크린의 중심에서 44°(수평) 및 42°(수직)로 그리고 스크린의 모서리에서 56°(수평) 및 42°(수직)로 측정되었다.
스크린의 이득은 수직 입사로부터 20°의 각도로 입력 표면(1208)에서 평면파 조사에 대해 측정되었는데, 스크린 중심 및 스크린 모서리에서 이루어진 이득 측정의 결과는 도13에 도시되어 있다. 제1 곡선(1302)은 스크린의 중심에서 측정된 이득이고, 제2 곡선(1034)은 스크린의 모서리에서 측정된 이득이다. 각각의 곡선은 조사 광선의 각도 때문에 대략 20°부근에서 최대가 된다. 대략 -18°내지 +45°범위의 각도에 대해, 스크린의 중심에서 측정된 이득 즉 곡선(1302)은 스크린의 모서리에서 측정된 이득 즉 곡선(1304)보다 높다. 그러나, 가시 각도가 -18°보다 작거나 +45°보다 큰 경우에, 스크린의 모서리에서 측정된 이득 즉 곡선(1304)은 스크린의 중심에서 측정된 이득 즉 곡선(1302)보다 높다. 따라서, 이들 큰 가시 각도에서, 스크린은 렌티큘러 렌즈 필름이 그 폭을 가로지르는 일정한 출력을 갖는 경우보다 균일하게 조사된 것으로 감지된다.
이는 스크린의 중심 및 모서리에 대한 이득의 백분율 차이를 도시하는 도14를 참조하여 추가로 도시되어 있다. 이는 제2 곡선(1304)의 수치로부터 제1 곡선(1302)에 대한 수치를 빼고 제2 곡선(1304)의 수치에 대해 정규화함(normalizing)으로써 가시 각도의 각각의 수치에 대해 계산된다. 이와 같이, -18°와 +45°사이의 가시 각도에 대한 이득의 정미 감소가 있다. 이는 제1 곡선(1302)이 제2 곡선(1304)보다 높은 영역과 일치한다. 그러나, 약 -18°이하 및 +45°이상의 가시 각도에 대해, 정미 증가는 약 -55°의 가시 각도에 대해 15%에 이를 정도로 크다. 이는 가변 출력 렌티큘러 렌즈 스크린이 스크린을 가로지르는 밝기 균일성을 증가시키는 데 유용하고, 사용자가 스크린에 근접하거나 큰 각도로 스크린의 일부 부분을 보는 상황에 특히 유용할 수도 있다는 것을 보여준다.
가변 출력 렌티큘러 렌즈 스크린에 대한 여러 상이한 접근 방식이 상기된 바와 같이 이루어졌다. 이들 접근 방식의 다양한 조합이 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다. 예컨대, 상이한 2차원 렌티큘러 어레이 패턴이 상이한 렌티큘러 렌즈 프로파일과 함께 사용될 수도 있다. 또한, 렌즈 초점에 대해 상이한 궤적선이 2차원 렌티큘러 패턴과 함께 사용될 수도 있다. 예컨대, 벌크 확산 필름을 사용하는 추가적인 분산이 임의의 가변 출력 렌티큘러 렌즈 어레이와 함께 사용될 수도 있다. 이들 예는 사용될 수도 있는 모든 상이한 조합을 완전하게 소개하려는 것이 아니다.
본 발명은 렌티큘러 렌즈 어레이 내의 개별 렌즈들의 출력의 선택으로 스크린 상에 입사되는 광선의 특성 및 사용자의 예상 위치에 따라 스크린 강도의 균일성을 개선시킨다는 것을 주목하여야 한다. 또한, 본 발명은 스크린 성능의 불완전성을 보상하여 준다.
상기된 바와 같이, 본 발명은 후면 프로젝션 스크린에 적용 가능하고, 특히 비대칭 가시 각도를 필요로 하는 분야에서 사용되는 스크린에 적용 가능한 것으로 판단된다. 따라서, 본 발명은 상기된 특정예로 제한되지 말아야 하며, 첨부된 청구의 범위에 정당하게 기재된 바와 같은 본 발명의 모든 태양을 포함하도록 해석되 어야 한다. 본 발명을 적용 가능할 수도 있는 많은 구조뿐만 아니라 본원을 상세하게 검토하면 유도되는 다양한 수정 및 등가 과정도 당업자라면 명백하게 이해할 수 있다. 청구의 범위는 이러한 수정에 및 장치를 포함하고자 한다.

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  36. 제1 표면을 갖는 필름과,
    제1 렌티큘러 렌즈 패턴의 집속 요소의 일부는 제1 표면을 가로질러 비선형으로 연장되고, 인접 집속 요소는 2차원 렌티큘러 렌즈 패턴을 형성하도록 서로 실질적으로 평행한 제1 표면 상의 제1 렌티큘러 렌즈와,
    필름의 입력측 상에 배치된 프레스넬 렌즈를 포함하는 프로젝션 스크린.
  37. 제36항에 있어서, 2차원 렌티큘러 패턴은 제1 및 제2 직각 방향으로 특정 가시 각도를 발생시키도록 선택되고, 스크린을 가로지르는 상이한 위치는 상이한 특정 가시 각도와 관련된 프로젝션 스크린.
  38. 제36항에 있어서, 인접 집속 요소들 사이의 피치는 스크린을 가로질러 균일한 프로젝션 스크린.
  39. 제36항에 있어서, 2차원 렌티큘러 렌즈 패턴은 동심 렌티큘러 패턴인 프로젝션 스크린.
  40. 제36항에 있어서, 제1 렌티큘러 렌즈 패턴의 상이한 집속 요소는 상이한 초점 길이를 갖는 프로젝션 스크린.
  41. 제40항에 있어서, 렌티큘러 렌즈 패턴은 적어도 제1 및 제2 집속 요소를 포함하고, 제1 집속 요소는 제2 집속 요소보다 렌티큘러 렌즈 패턴의 중심에 더 근접하게 위치되고, 제1 집속 요소의 초점 길이는 제2 집속 요소의 초점 길이보다 긴 프로젝션 스크린.
  42. 광선을 전달하는 제1 투명 광선 전달 수단과,
    광선을 분광시키도록 광선 전달 수단의 적어도 하나의 표면에 배치되고, 적어도 하나의 표면의 일부를 가로질러 비선형으로 연장되는 적어도 2개의 동심 광선 집속 요소를 구비하는 분광 수단과,
    제1 투명 광선 전달 수단의 입력측 상에 배치된 프레스넬 렌즈를 포함하는 프로젝션 스크린.
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