KR100608530B1 - 복합면을 갖춘 기하학적 구조를 포함하는 구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재귀 반사 시트 및 유사 물품용 몰드의 제조 방법에 관한 것으로, 이 방법에는 입방체 코너 요소와 같은 기하학적 구조체의 구조면을 갖춘 기재를 만드는 단계가 포함된다. 일 실시예에서 구조면은 이전에 생성된 구조면으로부터 부분적으로 복제되고, 기재 내에서 부분적으로 기계 가공된다. 구조면의 면 중에서 적어도 하나의 면은 기계 가공된 면 및 복제된 부분과 같은 기계 가공되지 않은 면을 갖춘 복합면이다. 본 발명의 방법은 핀을 다발로 묶는 기법이나 라미나의 사용을 요하지 않으면서, 평면상에서 육각형의 외곽선을 갖는 입방체 코너 요소와 같은 바람직한 기하학적 구조의 입방체 코너 요소를 갖춘 기재를 제조하는 데 이용될 수 있다. 이 방법은 입방체 코너 요소를 갖춘 제품을 제조하는 데 이용될 수 있는데, 여기서 이러한 입방체 코너 요소는 적어도 그 1개의 면이 입방체 코너 요소의 비이면각 에지에 평행하지 않은 변이 라인의 양측에 배치된 2개의 성분면을 갖춘다.

Description

복합면을 갖춘 기하학적 구조를 포함하는 구조면 제품 및 그 제조 방법{STRUCTURED SURFACE ARTICLES CONTAINING GEOMETRIC STRUCTURES WITH COMPOUND FACES AND METHODS FOR MAKING SAME}

본 발명은 미소 복제 기법을 이용하여 제조되는 구조면(structured surface)에 관한 것이다. 본 발명은 재귀 반사 입방체 코너 요소를 포함하는 구조면에 대한 독특한 용례를 갖춘 것이다.

본 명세서의 독자는 본 명세서에서 사용하는 특정 용어의 의미에 대한 안내로서 명세서 말미의 용어 해설을 참조하면 된다.

재귀 반사 시트, 기계적 파스너 및 접착 제품과 같은 다양한 최종 용례에 미소 복제된 구조면을 사용하는 것은 알려진 것이다. 이하의 설명은 재귀 반사에 초점을 맞추지만, 개시된 방법 및 제품은 미소 복사된 구조면을 이용하는 다른 분야에도 동일하게 적용될 수 있다는 것은 명백하다.

입방체 코너 재귀 반사 시트는 통상적으로, 실질적으로 편평한 전면과 뒤쪽의 구조면을 갖춘 얇고 투명한 층으로 이루어지는데, 구조면은 복수 개의 기하학적 구조로 이루어지고, 이들 일부 또는 전부는 입방체 코너 요소로서 형성되는 3개의 반사면을 포함한다.

입방체 코너 재귀 반사 시트는 공통적으로 우선 구조면을 갖춘 마스터 몰드(master mold)를 제조하여 생성되는데, 그러한 구조면은, 최종 시트가 입방체 코너 피라미드 또는 입방체 코너 공동 또는 이들 모두를 갖추는 것인지 여부에 따라, 최종 시트에서의 원하는 입방체 코너 요소의 기하 구조 또는 그 역의 (전환된) 복제본에 상응하는 것이다. 다음에, 엠보싱, 사출, 주조-및-경화와 같은 공정에 의해 입방체 코너 재귀 반사 시트를 형성하는 형(tooling)을 제조하기 위하여 종래의 니켈 도금, 화학 증착, 물리 증착과 같은 적합한 기법을 이용하여 몰드가 복제된다. (프리콘 등의) 미국 특허 제5,156,863호는 입방체 코너 재귀 반사 시트의 제조에 이용되는 형을 형성하는 공정의 예시적인 개요를 제공한다. 마스터 몰드를 제조하는 공지의 방법에는 핀 번들링(pin bundling) 기법, 라미네이트법 및 직접 기계 가공법이 포함된다. 이들 기법 각각은 그 자체의 이점 및 한계가 있다.

핀 번들링 기법에서는, 각각이 그 일단에 입방체 코너 요소와 같은 기하학적 형상을 갖춘 복수 개의 핀이 서로 모아져 마스터 몰드를 형성한다. (스팀슨의) 미국 특허 제1,591,572호 및 (히넌의) 미국 특허 제3,926,402호는 그 일례를 제시한다. 핀 번들링은 각각의 핀이 개별적으로 기계 가공되므로 단일 몰드 내에 매우 다양한 입방체 코너의 기하 구조를 제조할 수 있는 성능을 제공한다. 그러나, 그러한 기법은, 정확하게 기계 가공한 후 다발로 배열하여 몰드를 형성하는 데 요구되는 수많은 핀과 가늘어지는 크기로 인하여, (예컨대, 입방체의 높이가 약 1 mm 미만인) 작은 입방체 코너 요소를 제조하는 데에는 이용될 수 없다.

라미네이트법(laminate technique)에서는, 각각이 그 일단에 형성된 기하학적 형상을 갖춘, 라미나(lamina, 얇은 조각)로 알려진 복수 개의 판형 구조가 마스터 몰드를 형성하도록 조립된다. 라미네이트법은 소정 크기의 몰드 및 입방체 코너 요소에 대해 개별적으로 가공되어야 하는 부품의 수가 상당히 적기 때문에 핀 번들링 기법보다는 대체로 덜 노동 집약적이다. 그러나, 핀 번들링에 의해 얻을 수 있는 것보다는 설계 탄력성이 문제된다. 라미네이트법의 예는 (린드너의) 미국 특허 제4,095,773호, (미우라 등의) 국제 공개 WO97/04939 및 1997년 7월 2일에 출원된 "입방체 코너 시트 몰드 및 그 제조 방법"이라는 명칭의 미국 특허 출원 제08/886,074호에서 찾아 볼 수 있다.

직접 기계 가공법(direct machining technique)에서는, 마스터 몰드를 형성하도록 일련의 홈 측면이 편평한 기재의 평면에 형성된다. 주지의 일례에서는, 3개 세트의 평행한 홈이 서로 60도의 사이각으로 교차하여 입방체 코너 요소의 어레이를 형성하는데, 각각은 정삼각형이다(스탬의 미국 특허 제3,712,706호 참조). 다른 실시예에서는, 2개 세트의 홈이 60도 이상의 각도로 서로 교차하고, 3번째 세트의 홈은 60도 미만의 각도로 다른 2개 세트의 각각과 교차하여, 쌍을 이루는 기울어진 입방체 코너 요소를 형성한다(후프만의 미국 특허 제4,588,258호 참조). 직접 기계 가공법은 핀 번들링법이나 라미네이트법을 이용하는 경우에는 달성하기 어려운 방식으로 매우 작은 입방체 코너 요소를 정확하게 기계 가공하는 성능을 제공하는데, 그 이유는 후자의 기법은 몰드의 형성 중에 또는 그 밖의 시기에 서로에 대해 움직이거나 변위될 수 있고 서로 분리될 수 있는 구성 부품에 의존하기 때문이다. 또한, 직접 기계 가공법에서는 대체로 절삭 공구의 연속적인 움직임으로 수 많은 개별적인 면이 형성되고 그러한 개별적인 면은 몰드 제조 과정을 통하여 그 배열 상태를 유지하므로, 대체로 핀 번들링 또는 라미네이트법보다는 더 높은 균일성과 복제성을 갖춘 넓은 영역의 구조면을 생성한다.

그러나, 직접 기계 가공법의 심각한 결점은 제조 가능한 입방체 코너의 기하 구조의 종류에 있어서 설계 탄력성이 감소되는 것이었다. 예를 들자면, 앞에서 설명한 스탬의 특허에 기재된 입방체 코너 요소의 이론적인 최대의 전체 광 복귀는 대략 67 %이다. 상기 특허의 발행으로 인하여, 직접적인 기계 가공을 이용하는 설계자에게 유용한 입방체 코너 설계의 다양성을 상당히 확장시키는 구조와 기법이 공개되었다. 예를 들어 (애플던 등의) 미국 특허 제4,775,219; (넬슨 등의) 미국 특허 제4,895,428호; (벤슨 등의) 미국 특허 제5,600,484호; (벤슨 등의) 미국 특허 제5,696,627호; 및 (스미스의) 미국 특허 제5,734,501호를 참고하면 된다. 이들 후자의 특허에 개시된 입방체 코너 구조의 일부는 특정의 관측 및 입구 기하 구조에서 67 %를 넘는 유효 개구 값을 나타낼 수 있다.

그럼에도 불구하고, 본 명세서에서 "양호한 기하 구조" 또는 "PG" 입방체 코너 요소라 지칭하는 모든 종류의 입방체 코너 요소는 현재까지 공지의 직접 기계 가공법이 도달하지 않은 채로 남아 있다. 일종의 PG 입방체 코너 요소가 합체된 기재가 도 1의 평면도에 도시되어 있다. 여기에 도시된 입방체 코너 요소 각각은 3개의 정사각형 면과 평면도상으로 육각형의 외곽선을 갖추고 있다. 하나의 PG 입방체 코너 요소가 식별이 용이하도록 굵은 외곽선으로 돋보이게 되어 있다. 돋보이는 입방체 코너 요소는 PG 입방체 코너 요소라고 볼 수 있는데, 그 이유는 이 요 소가 구조면의 평면에 대해 경사져 있는 (6개의 에지 중 어느 하나는 굵은 선으로 돋보이게 되어 있는) 비이면각 에지(non-dihedral edge)를 갖추고 있고 그러한 에지는 이웃하는 입방체 코너 요소의 인접한 비이면각 에지에 평행하기 때문이다(굵은 선으로 돋보이게 되어 있는 각각의 이 에지는 6개의 이웃하는 입방체 코너 요소의 비이면각 에지에 대해 평행할 뿐만 아니라 연속적이기도 하다). 여기에는 직접적인 기계 가공법을 사용하는, PG 입방체 코너 요소와 같은 기하학적 구조를 만드는 방법이 기재되어 있다. 그러한 방법에 따라 제조되는 제품도 기재되어 있는데, 그러한 제품은 적어도 1개의 특별하게 형상화된 복합면을 갖춘 것이다.

몰드 또는 시트와 같은 구조면 제품이 개시되는데, 여기서 기하학적 구조는 복수 개의 면을 갖춘 것이다. 적어도 1개의 면은 기계 가공된 부분과 기계 가공되지 않은 부분으로 이루어진 복합면이다. 기계 가공되지 않은 부분은, 예컨대 적합한 도구에 의한 엠보싱 또는 다른 기재로부터의 복제에 의해 형성될 수 있다. 변이 라인은 기계 가공되지 않은 부분으로부터 기계 가공된 부분을 구분할 수 있다. 기하학적 구조는 물론 입방체 코너 요소를 형성하도록 배열된 면으로 이루어질 수 있다.

입방체 코너 요소와 그러한 요소의 어레이가 합체된 구조면을 개시하는데, 여기서 입방체 코너 요소의 적어도 1개의 면은 그 요소의 비이면각 에지에서 종단되고, 상기 면은 비이면각 에지에 평행하지 않은 변이 라인의 양측에 배치된 2개의 성분면으로 이루어진다. 입방체 코너 요소는 PG 입방체 코너 요소로 이루어질 수 있고, 그러한 요소의 정확히 1개, 정확히 2개, 또는 3개의 면 모두 각각의 비이면각 에지에 평행하지 않은 변이 라인의 양측에 배치된 2개의 성분면으로 이루어질 수 있다. 이웃하는 입방체 코너 요소의 어레이에 있어서, 이 어레이의 각각의 입방체 코너 요소는 전술한 바와 같이 성형된 적어도 1개의 면을 갖출 수 있다. 또한, 입방체 코너 요소는 채용된 직접적인 기계 가공법으로 인하여 (1 ㎜ 이하의 입방체 높이로) 매우 작게 만들어질 수 있다.

구조면이 적어도 하나의 공동에 인접하게 배치된 피라미드를 포함하는 몰드를 개시하는데, 여기서 공동은 기계 가공되지 않은 면으로 형성되고, 피라미드는 적어도 부분적으로 기계 가공된 면으로 형성된다.

본 발명은 적어도 하나의 기하학적 구조를 포함하는 구조면 제품을 제조하는 방법을 개시한다. 이 방법에는 기계 가공되지 않은 면을 갖추어 마련된 기재를 제공하는 단계와, 기계 가공된 면을 형성하도록 마련된 기재로부터 소재를 제거하여 기계 가공된 면과 기계 가공되지 않은 면이 함께 기하학적 구조의 일면을 형성하는 단계를 포함한다.

기준 평면을 따라 연장되고 PG 입방체 코너 요소를 포함하는 구조면을 기재에 형성하는 방법도 개시한다. 이 방법은 마련된 기재를 제공하는 단계와, 실질적으로 기준 평면에 평행한 축을 따라 연장되는 홈 측면을 마련된 기재에 형성하는 단계를 포함한다. 홈 측면에 의해 형성된 면은 마련된 기재에 합체된 다른 면과 결합하여 PG 입방체 코너 요소를 형성한다.

마련된 기재를 제공하는 다양한 방법이 개시된다. 그러한 방법 중의 하나는 제1 초기 기재에 기계적, 화학적, 전자기적 또는 그 밖의 적절한 수단에 의해서든 기계 가공되지 않는 돌출부(또는 공동)의 어레이를 형성하는 것으로부터 시작된다. 제1 초기 기재의 역 복제본(negative copy)은 기계 가공에 적합한 소재로 이루어진 제2의 초기 기재에 만들어진다. 제2 초기 기재 내의 돌출부의 상부는 피라미드를 형성하도록 기계 가공된다. 다음에 제2 초기 기재의 역 복제본이 만들어져 마련된 기재를 형성한다. 마련된 기재에는 제2 초기 기재에 형성된 피라미드에 상응하는 공동이 포함되고, 공동 사이의 돌출부도 포함된다. 몇 가지 실시예에서, 피라미드는 입방체 코너 피라미드이고, 따라서 공동은 입방체 코너 공동이다.

그와 같이 마련된 기재에서, 다음에는 돌출부에 형성된 기계 가공면이 이웃하는 입방체 코너 공동의 면("기계 가공되지 않은 면")과 실질적으로 정렬하는 방식으로, 돌출부의 선택적인 기계 가공에 의해 홈 측면이 형성되는데, 상기 면은 제2 초기 기재로부터 복제된 것이다. PG 입방체 코너 요소의 적어도 하나의 면은 기계 가공된 면 중의 하나와 기계 가공되지 않은 면 중의 하나의 양자를 포함하는 복합면이다. 복합면에는 기계 가공된 면으로부터 복제된 면을 구분하는 변이 라인이 포함될 수 있다. 다음에 재귀 반사 시트 또는 그 밖의 입방체 코너 제품은, 직접 기계 가공 작업에 의해 변형된 대로, 마련된 기재로부터 복제될 수 있다.

마련된 기재를 제공하는 다른 방법은 실질적으로 편평한 작업면을 갖추어 마련된 기재로부터 출발한다. 다음에 입방체 코너 공동의 어레이는 경화된 공구로 엠보싱함으로써 작업면에 깊게 형성된다. 입방체 코너 공동 사이의 돌출부를 형성하는 작업면의 중간 부분은 마감 처리되지 않고 남아 있다. 다음에 홈 측면이 돌 출부에 선택적으로 형성되어 기계 가공된 면을 형성하는데, 입방체 코너 공동의 기계 가공된 면과 엠보싱된 면은 함께 입방체 코너 요소의 어레이를 형성한다.

도 1은 종래 기술로서 알려진 일종의 PG 입방체 코너 요소 어레이를 포함하는 구조면의 평면도이고,

도 2는 마련된 기재의 사시도이고,

도 3은 일부 홈 측면을 기계 가공한 후의 도 2의 기재의 사시도이고,

도 4는 전체 홈 측면을 기계 가공한 후의 도 2의 기재의 사시도이고,

도 5는 도 4의 평면도이고,

도 6 내지 도 8은 기울어진 PG 입방체 코너 요소를 갖추고 도 2 내지 도 5와 관련하여 논의한 방법을 이용하여 제조될 수 있는 구조면의 평면도이고,

도 9는 마스크가 씌워진 기재의 사시도이고,

도 10은 마스크의 조력하에 그 내부에 돌출부를 형성한 후의 도 9의 기재의 사시도이고,

도 11은 도 10의 기재로부터 복제된 비가공 구조면을 갖춘 기재의 사시도이고,

도 12는 그 안에 입방체 코너 피라미드를 형성하도록 그 돌출부에 홈 측면을 직접 기계 가공한 후의 도 11의 기재의 사시도이고,

도 13은 도 2의 기재와 유사하게 마련된 기재를 형성하는, 도 12의 기재의 복제본의 사시도이고,

도 14a 내지 도 14d는 원하는 기하학적 구조에 매우 근접하는 구조면 제품으로부터 원하는 기하학적 구조를 갖춘 제품으로의 진행을 나타내는 2차원의 개략적 도면이고,

도 15a 내지 도 15d는 홈 측면을 형성하는 데에 채용될 수 있는 상이한 절삭 공구의 선단을 나타내고,

도 16a 내지 도 16f는 상이한 종류의 가능한 변이 라인을 보여주는 것으로, 2개의 성분 면이 만나는 영역을 확대하여 보여주는 개략적 단면도이고,

도 17은 성분 면 사이의 각각의 변이 라인이 한정된 폭을 갖춘 PG 입방체 코너 공동의 평면도이고,

도 18a는 4개측 돌출부의 어레이를 갖춘 초기 기재의 평면도이고, 도 18b는 도시된 기재의 단면도이고,

도 19는 돌출부 상부에 홈 측면을 형성한 후의 도 18a 및 도 18b의 기재의 평면도이고,

도 20a는 도 19의 기재의 역 복제본(negative copy)를 만들어 얻을 수 있는 기재와 그러한 역 복제본 상부의 기계 가공한 홈 측면의 평면도이고,

도 20b는 도 20a에서 가리키는 단면도이고,

도 21은 라미나 군(群)의 사시도이고,

도 22는 라미나를 정렬 상태로 되돌려 기울이고 그 작업면을 더 가공 한후에 단부에서 본 도면이고,

도 23은 도 22의 라미나의 측면도이고,

도 24는 얇은 조각을 정렬 상태로 되돌려 기울이고 그 작업면을 더 가공 한후에 단부에서 본 확대도이고,

도 25는 마련된 기재의 구조면의 평면도로서, 구조면은 도 24의 라미나에 의해 형성된 구조면의 역 복제본이고,

도 26은 홈 측면을 형성한 후의 도 25의 기재이고,

도 27은 돌출부 상부에 홈 측면을 형성한 후의 초기 기재의 평면도이고,

도 28은 도 27의 기재의 역 복제본을 만들어 이 역 복제본의 상부에 홈 측면을 기계 가공하여 얻을 수 있는 기재의 평면도이고,

도 29는 부가의 평행 홈의 세트를 기계 가공한 후의 도 28의 기재의 평면도이고,

도 30 내지 도 32는 도 27 내지 도 29와 유사한 형태의 변형예를 나타내고,

도면에서는 동일한 요소 또는 동일하거나 유사한 기능을 수행하는 요소를 나타내는 데 편리하도록 동일한 도면 부호를 사용하였다.

도 2에는, 마련된 기재(10)가 확대 사시도로 도시되어 있다. 마련된 기재(10)가 어떻게 제조될 수 있는지에 대해서는 뒤에 설명한다. 기재(10)에는 기준 평면 x-y를 대략적으로 정하는 구조면(12)이 갖추어져 있다. 구조면(12)에는 입방체 코너 공동(18)을 형성하는 3개조로 배열된 면(16)이 포함되어 있다. 구조면(12)상의 입방체 코너 공동(18) 사이에는 돌출부(20)가 산재되어 있다. 도시된 돌출부 각각에는 3개의 측면과 상면이 갖추어져 있고, 삼각형의 단면으로 되어 있다. 마련된 기재를 만드는 데 이용된 공정에 따라, 돌출부(20)의 측면은 수직보다 더 기울어지거나 덜 기울어진 범위로 기울어질 수 있다. 도면에서, 설명을 용이하게 하기 위하여 돌출부(20)의 상면상에 배치된 기준점(22)이 도시되어 있다. 돌출부(20)의 상부가 기준점(22)으로 표시한 위치를 통과하는지는 중요한 것이 아니며, 측면 또는 상면이 잘 정해진 형상, 방위 또는 표면 마무리를 갖추고 있는지도 중요한 것이 아니다. 이는 돌출부(20)의 외측부는 후속하는 직접 기계 가공 작업에서 제거되기 때문이다.

도 3은 전술한 직접 기계 가공 작업 중의 중간 단계에서의 마련된 기재(10)를 나타내고 있다. 절삭 공구(24a, 24b, 24c, 전체로서는 24로 표시함)는 홈 측면(26a, 26b, 26c, 26a는 도 3에서는 보이지 않는다)을 각각 형성하도록 절삭 공구 또는 기재 또는 이들 양자의 운동에 의해 구조면(12)을 따라 이동한다. 반드시 필요한 것은 아니지만, 각각의 공구(24)는 소위 "반각(half-angle)" 공구로 묘사되어 있는데, 이 공구는 소재를 통하여 진행함에 따라 양측의 홈 측면의 쌍보다는 단지 하나의 홈 측면을 생성하는 것이다. 직접 기계 가공 절차에 맞추어, 절삭 공구(24)는 x-y 기준 평면에 실질적으로 평행한 축(28a, 28b, 28c)을 따라 움직이고, 이로써 각각의 홈 측면도 기준 평면에 실질적으로 평행한 축을 따라 연장되는 것이 보장된다. 바람직하게는, 홈 측면이 입방체 코너 공동(18)의 인접한 면(16)과 (병진 운동 및 회전 운동 상으로) 실질적으로 정렬되도록, 축(28a, 28b, 28c)은 조심스럽게 배치되고, 공구 방위는 조심스럽게 선정된다. 그러나, 아래에서 설명하는 약간 정렬에서 벗어나는 것은, 입방체 코너 제품의 원하는 광학적 특성 및 이 용할 수 있는 절삭 기계의 정밀도의 함수로서 용인될 수 있거나 바람직할 수도 있다. 정렬의 정도에 상관없이, 변이 라인(30)은 공동(18)의 면(16)으로부터 홈 측면을 분리한다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 모든 절삭 공구에 의해 기계 가공된 돌출부(20)는 기하학적 구조(20a)로 지칭되는 돌출부를 형성하는데, 이 구조에는 각각의 홈 측면(26a, 26b, 26c)으로부터의 1개의 면이 포함되어 있다. 구조(20a)의 3개의 면이 공동(18)의 인접한 면(16)과 실질적으로 정렬되고, 그러한 공동(18)이 공통의 방위를 갖추는 경우에, (개별적으로 고려하는 경우에) 구조(20a)의 3개의 면은 "절두된(truncated)" 입방체 코너 피라미드를 형성한다. 그러한 피라미드는 구조면의 평면에서 "기초 삼각형"을 형성하는 정확히 3개의 비이면각 에지를 갖추는 것을 특징으로 한다.

기재(10)는 선을 긋거나 절삭하거나 아니면 후가공 변형없고 실질적으로 버어(burr)가 생기지 않은 채 기계 가공될 수 있는 소재로 이루어진다. 이는 기계 가공된 면 또는 다른 기재로의 복제본이 효과적인 광학 반사기로서 기능할 수 있게 해준다. 또한, 기재의 적합한 소재에 대하여 아래에서 설명한다.

도 3에서는 3개의 절삭 공구를 도시하였지만, 1개의 절삭 도구가 사용될 수 있다. 절삭 공구는 다이아몬드 또는 그 밖의 적합한 경질 소재로 만들 수 있다. 기계 가공된 면은 아래의 예와 같은 여러 가지의 공지의 소재 제거 기법 중의 하나에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 그 자체의 축을 중심으로 급회전하는 회전 커터가 기재의 표면을 따라 기울어지고 당겨지는 밀링(milling), 다이아몬드 커터와 같은 것이 급속하게 회전하는 휠의 둘레 또는 그 밖의 구조에 장착되어 기재의 표면 을 따라 당겨지는 플라이-절삭(fly-cutting), 다이아몬드와 같은 회전하지 않는 커터가 기재의 표면을 따라 당겨지는 선긋기(ruling), 및 절삭 팁 또는 에지가 갖추어진 회전하는 휠이 기재의 표면을 따라 당겨지는 그라인딩(grinding)이 있다. 물론, 바람직한 방법은 플라이 절삭과 선긋기이다. 기계 가공 작업 중에 절삭 공구, 기재 또는 이들 양자가 주변에 대해 이동하는 것은 중요하지 않다. 가능하다면 전각의 절삭 공구가 반각 공구보다 바람직한데, 그 이유는 전자가 파손 우려가 적으며 가공 속도가 더 높기 때문이다. 마지막으로, 원하는 광학적 또는 기계적 효과를 얻기 위하여 편평하지 않은 (만곡된) 표면(surface) 또는 면(face)을 제공하도록 만곡부(curved portion)를 갖춘 절삭 공구가 기재된 실시예에 사용될 수 있다.

도 4는 직접 기계 가공 작업에 의해 모든 홈 측면이 형성된 후의 기재(10)의 도면이다. 도시된 바와 같이, 앞에서 도 2와 도 3에 도시된 모든 돌출부(20)는 기하학적 구조(20a)를 이루도록 변경되었다. 각각의 기하학적 구조(20a)는 홈 측면(26a, 26b, 26c)으로부터 각각 하나씩의, 절두된 입방체 코너 피라미드를 이루도록 대략 상호 수직하게 형상화된 3개의 기계 가공된 면으로 이루어져 있다. 이들 3개의 면 각각은 인접한 입방체 코너 공동(18)의 가장 가까운 면과 실질적으로 정렬되도록 기계 가공된다. 이러한 이유로, 새로운 입방체 코너 공동(32)이 형성되는데, 각각의 새로운 입방체 코너 공동(32)은 하나의 입방체 코너 공동(18)과 이웃하는 기하학적 구조(20a) 각각의 하나의 면을 포함한다. 도면 부호 32a는 하나의 그러한 입방체 코너 공동(32)을 굵은 외곽선으로 나타내고 있다. 입방체 코너 공동(32) 중의 하나의 소정의 면은 입방체 코너 공동(18)의 일면과 기계 가공된 면(26a, 26b, 26c) 중의 하나로 이루어져 있다. 뒤에서 설명하는 바와 같이, 입방체 코너 공동(18)의 면(16)은 기계 가공되지 않은 면이다. 따라서, 각각의 입방체 코너 공동(32)은 기계 가공되지 않은 부분과 기계 가공된 부분으로 이루어진 복합면으로 이루어져 있다. 변이 라인(30)은 기계 가공되지 않은 부분과 기계 가공된 부분을 구분한다.

도 4에 도시된 구조면상에 형성된 새로운 입방체 코너 피라미드(34)를 식별할 수 있다. 각각의 입방체 코너 피라미드(34)는 입방체 코너 피라미드인 하나의 기하학적 구조(20a) 및 이웃하는 입방체 코너 공동(18)의 일면으로 이루어져 있다. 하나의 피라미드(34)의 각각의 면은 공동(18) 중의 하나으로부터의 기계 가공되지 않은 면(16)과 구조(20a)로부터의 기계 가공된 면(18)으로 이루어진 복합면이다. 도면 부호 34a는 그러한 입방체 코너 피라미드(34) 중의 하나를 굵은 선으로 나타내고 있다. 기준점(22)이 피라미드(34)의 최상부 말단 또는 정점에 배치되어 있다. 입방체 코너 피라미드(34)와 입방체 코너 공동(32)은 모두 PG 입방체 코너 요소인데, 그 이유는 이들 모두가 입방체 코너 요소의 기준 평면(x-y)에 평행하지 않은 비이면각 에지에서 종단되는 면을 갖추고 있기 때문이다.

도 5는 도 4의 구조면의 평면도이다. 변이 라인(30)은 PG 입방체 코너 요소, 즉 입방체 코너 공동(32)과 입방체 코너 피라미드(34)의 식별을 돕도록 다른 선들보다 좁은 선으로 그려져 있다. 상기 PG 입방체 코너 요소의 복합면에는 변이 라인(30)의 양측에 배치된 기계 가공 부분과 기계 가공되지 않은 부분이 있다. 도 2 내지 도 5의 실시예에서, 모든 변이 라인(30)은 변이 평면이라 지칭하는 공통 평 면에 놓여 있는데, 본 실시예의 경우에서 변이 평면은 x-y 평면과 동일 평면에 놓인다. 구조면의 비가공면은 변이 평면의 일측에 놓여 있고, 가공면은 다른 측에 놓여 있다.

기계 가공면과 비가공면의 구조적 차이는 구별하기 어려운 것이지만, 그러한 차이는 대체로 기초 소재의 검사로서 검출할 수 있다. 몇 가지 적합한 검사 기법에는 입자 또는 결정 구조, 분자 배향, 또는 크롬산염(chromate) 또는 윤활제와 같은 추적 원소의 양에서의 편차에 대한 검사가 포함된다.

도 2 내지 도 5의 직접 기계 가공된 입방체 코너 제품은, [입방체 코너 공동(32)에 의해] 위로부터 입사하는 광과, 기재가 적어도 부분적으로 투명한 경우에 [입방체 코너 피라미드(34)에 의해] 아래로부터 입사하는 광 모두에 대해 자체로서 재귀 반사 제품으로서 기능할 수 있다. 양 경우에 있어서, 복합면의 반사도를 증진시키도록, 기재의 조성에 따라 알루미늄, 은 또는 금과 같은 거울 반사성의 얇은 코팅이 구조면에 도포될 수 있다. 광이 아래로부터 입사되는 경우에, 반사성 코팅은 전체 내부 반사를 제공하는 공기 계면에 유리하도록 회피될 수 있다.

그러나, 보다 통상적으로는 도 2 내지 도 5의 직접 기계 가공되어 마련되는 기재는, 직접 또는 복수 개의 몰드를 만들건 간에 통상의 복제 기법을 이용하여 최종 사용되는 재귀 반사 제품이 만들어지는 몰드로서 사용된다. 그럼에도 불구하고, 직접 기계 가공되어 마련된 기재로 만들어지는 각각의 몰드 또는 그 밖의 제품은 입방체 코너 요소의 비이면각 에지에서 종단되는 적어도 하나의 면을 갖춘 입방체 코너 요소를 포함하게 되는데, 여기서 상기 적어도 하나의 면은 변이 라인의 양 측에 배치된 2개의 성분면으로 이루어지고, 변이 라인은 상기 비이면각 에지에 평행하지 않다. 도 4 및 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 변이 라인(30)은 x-y 평면과 일치하는 변이 평면에 놓여 있는데 반해, 굵은 선으로 도시된 PG 입방체 코너 공동(32)과 PG 입방체 코너 피라미드(34)에 대한 비이면각 에지는 x-y 평면에 대해 경사져 있다. 기재에서 상이한 깊이로 홈 측면을 형성함으로써 변이 라인이 모두 동일한 평면에 놓이지 않는 표면을 제조할 수도 있다.

전술한 직접 기계 가공법을 이용하여 매우 다양한 구조면을 제조할 수 있다. 도 5의 PG 입방체 코너 요소 각각은 구조면의 x-y 기준 평면에 수직한 대칭 축을 갖고 있다. 입방체 코너 요소는 통상적으로 대략적으로 대칭 축을 따라 요소에 입사하는 광에 응답하여 가장 높은 광학적 효율을 나타낸다. 입방체 코너 요소에 의해 재귀 반사되는 광의 양은 일반적으로 입사 각도가 대칭 축으로부터 벗어남에 따라 떨어진다. 도 6은, PG 입방체 코너 요소가 그 대칭 축이 구조면의 수직선에 대해 기울어지도록 모두 경사진 것을 제외하고는 도 5에 유사한, x-y 평면을 따라 연장된 구조면(36)의 평면도이다. 도 6의 각각의 PG 입방체 코너 공동(46)에 대한 대칭 축은 y-z 평면에 평행한 평면에 놓이고, + z 방향(지면으로부터 나오는 방향)의 수직 성분과 + y 방향으로 횡방향 성분을 갖고 있다. 도 6의 PG 입방체 코너 피라미드(48)에 대한 대칭 축은 - z 및 -y 방향의 성분을 가지며 반대 방향을 가리킨다. 표면(36)을 제조하는 데 있어서, 마련된 기재(후술하는 도 13 참조)가 사용되는데, 이것은 대략 삼각형 단면의 돌출부가 도 2에서와 같은 정삼각형이기 보다는 형상이 이등변이다. 또한, 기계 가공되지 않은 입방체 코너 공동 면은 유사한 형상의 이등변 삼각형 외곽을 갖도록 배열되어 있다.

구조면(36)에는, 4개의 구분되는 입방체 코너 요소, 즉, 가공되지 않은 면과 평면상 삼각형 외곽선을 갖춘 절두된 입방체 코너 공동; 가공된 면과 삼각형 외곽선을 갖춘 절두된 입방체 코너 피라미드; 복합면과 육각형 외곽선을 갖춘 PG 입방체 코너 공동; 및 역시 복합면과 육각형 외곽선을 갖춘 PG 입방체 코너 피라미드가 존재한다.대표적인 기계 가공되지 않은 입방체 코너 공동은 도 6에서 굵은 외곽선 40으로 표시되어 있고, 대표적인 기계 가공된 입방체 코너 피라미드는 굵은 외곽선 42로 표시되어 있다. 변이 라인(44)은 기계 가공되지 않은 면으로부터 기계 가공된 면을 구분하고, 모든 라인(44)은 x-y 평면에 평행한 변이 라인에 놓여 있다. 다른 실시예에서, 변이 라인은 변이 평면에 평행 놓이지만 이와 공통 평면은 아닐 수 있다. 공동(40) 및 피라미드(42)의 선택된 면은 경사진 PG 입방체 코너 요소, 특히 경사진 PG 입방체 코너 공동(46)과 경사진 PG 입방체 코너 피라미드(48)를 형성한다. 앞에서와 같이, 기준점(22)은 x-y 평면 위에 배치된 국지화된 선단 또는 정점을 확인해준다.

도 7은 도 6과 유사한 구조면(36a)을 나타내는데, 유사한 구성에는 도 6의 도면 부호에 첨자 "a"를 붙여 동일한 부호를 부여한다. 도 7의 PG 입방체 코너 요소는 구조면(36a)의 수직선에 대해 경사져 있지만, 도 6의 PG 입방체 코너 요소에 비해서는 방향이 다르다. 각각의 PG 입방체 코너 공동(46a)에 대한 대칭 축은 y-z 평면에 평행한 평면에 배치되어 있고, + z 방향의 수직 성분과 - y 방향의 횡방향 성분을 갖추고 있다.

도 8은 도 6 및 도 7과 유사한 구조면을 나타내고 있는데, 유사한 구성에는 도 6의 도면 부호에 첨자 "b"를 붙여 동일한 부호를 부여한다. 도 8의 PG 입방체 코너 요소도 역시 경사졌지만, 도 6 및 도 7의 PG 입방체 코너 요소와는 달리, 경사 각도는 PG 입방체 코너 요소 각각의 평면도상의 팔각형 외곽선이 대칭의 거울 영상면을 갖지 않도록 되어 있다. 도 8의 입방체 코너 공동 각각은 + z, + y 및 - x 방향의 성분을 갖는 대칭 축을 갖추고 있다. (도 6의) 변이 라인(44)에 의해 형성되는 삼각형은 각각이 60도 미만의 하나의 사이각만을 갖는 이등변 삼각형이고, (도 7의) 라인(44a)에 의해 형성되는 삼각형은 각각이 60도를 초과하는 하나의 사이각만을 갖는 이등변 삼각형이며, (도 8의) 라인(44b)에 의해 형성되는 삼각형은 부등변 삼각형이다. 그러한 삼각형의 사이각의 각도의 대표적인 값은 각각, (70, 70, 40); (80, 50, 50); 및 (70, 60, 50)이다.

도 9 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 사용하기에 적합한 마련된 기재의 제조 방법을 설명한다. 도시의 목적상, 도 6의 구조면을 제조하는 데 유용한 구조면이 도시되어 있다. 그러나, 다른 실시예에도 동일한 원리가 바로 적용될 수 있다. 요약하자면, 돌출부 어레이를 포함하는 구조면은 직접적인 기계 가공이 아닌 공정에 의해 제1 기재(도 9 및 도 10)에 형성된다. 다음에 구조면의 역 복제본이 기계 가공될 수 있는 물질로 이루어진 (도 11의) 제2 기재에 만들어진다. 이어서, 제2 기재의 구조면의 돌출부 상부는 (도 12의) 입방체 코너 피라미드를 형성하도록 직접적으로 기계 가공된다. 마직막으로, 기계 가공된 제2 기재의 구조면의 역 복제본가, 마련된 기재를 형성하도록 (도 13의) 제3 기재에 만들어지는데, 이 기재에서 (복제된 면을 갖춘) 입방체 코너 공동의 어레이는 돌출부의 어레이와 맞물린다. 이후에 기계 가공된 제2 기재는 원하는 경우에 이것으로부터 다수의 동일하게 마련된 기재가 전기 주조되거나 복제되는 마스터로서 사용될 수 있다.

이 공정은 수많은 변경이 가능하다. 그 하나로서, 제1 및 제2 기재를 회피하고, 원하는 구조면이 엠보싱 공구를 이용하여 마련된 기재에 직접적으로 부가될 수 있다. 다른 것으로는, 제1 기재가 기계 가공 가능한 소재로 이루어져, 입방체 코너 피라미드가 제1 기재에 형성되고, 제3 기재는 중간의 제2 기재보다는 제1 기재로부터 바로 복제된다. 이하에서 논의하는 바와 같이, 마련된 기재를 제조하는 데에 기계 가공 가능한 라미나가 사용될 수도 있다.

도 9로 돌아가면, 편평한 상하층(50, 51)을 포함하는 기재가 패턴화된 마스킹 층(52)을 수반하는 것으로 도시되어 있다. 마스킹 층(52)은 맞물린 삼각형 어레이의 형태로 패턴화되어 있고, 그 크기와 형상은 마무리된 몰드(도 6 참조)에서 나타나는 변이 라인의 네트워크에 매우 가깝게 선정된다. 층(52)이 삼각형 섬(52b)의 어레이을 포함하도록 삼각형 창(52a)이 형성되어 있다. 그러한 패턴화한 마스킹 층(52)을 형성하는 하나의 방법은 통상의 포토레지스트(photoresist)와 주지의 포토리소그래피(photolithographic) 기법에 의한 것이다. 예를 들어, 층(52)은 처음에 금속의 균일한 층으로서 기재에 도포될 수 있다. 다음에, 포지티브 또는 네가티브 포토레지스트 층이 층(52)의 상부에 도포된다. 포토레지스트의 일부는 삼각형 어레이 패턴 또는 그 역의 패턴을 갖춘 마스크를 이용하여 광에 선택적으로 노출되고, 이어서 포토레지스트의 노출되거나 노출되지 않은 부분이 화학 적으로 제거된다. 이로써 포토레지스트에서 삼각형 창이 열리게 되어, 표면에 도포되는 제2의 화학제는 층(52)의 노출된 부분을 선택적으로 공격할 수 있다. 남아 있는 포토레지스트를 제거한 후에는, 층(52)의 삼각형 섬만이 기재의 표면에 남는다.

도 10에서는 마스크가 입혀진 표면을 이방성 에칭 작용제에 노출시켜 상층(51)을 완전히 에칭함으로써 원하는 단면 형상을 갖춘 돌출부(56)가 기재에 형성되었다. 아래측 표면이 도 10에 이어 도 11 내지 도 13에서 어둡게 도시되어 있다. 층(50, 51)이 동일한 소재로 구성되는 것은 가능하지만, 더욱 바람직한 방법으로서 상층(51)은 폴리머 소재로 이루어지고, 층(50 및 52)은 에칭 정지부로서 작용하는 구리와 같은 금속으로 이루어지고, 에칭 작용제는 상면 전체를 비추는 강한 전자기 빔이다. 층(51)의 노출된 영역은 전자기 빔에 의해 제거되고, 섬(52b)에 의해 보호되는 영역은 그대로 남는다. 전자기 에칭 작용제는 등방성이기 보다는 실질적으로 표면에 대략 수직한 축만을 따라 소재를 통하여 진행한다. 이러한 거동은 마스킹 층 섬(52b) 아래의 기재의 소재를 언더컷(undercutting)하는 것을 피하고, 매우 경사진 벽과 실질적으로 편평한 바닥과 함께 적당하게 잘 형성된 공동을 생성하는데, 이 공동은 서로 보완하는 돌출부(56)의 어레이의 경계를 짓는다. 층(51)을 완전히 관통하여 기재에 깊이 D 만큼 에칭한 후에, 이방성 에칭 작용제는 제거되고 이어서 남아 있는 마스킹 층이 제거된다. 깊이 D는 마감 처리된 몰드에서의 PG 입방체 코너 요소의 입방체 높이와 같거나 그보다 크게 선정되는 것이 바람직하다.

또 다른 방법으로서, 패턴화한 마스킹 층(52)을 포함하지 않는다는 것을 제외하고는 도 9와 유사한 기재가 사용된다. 마스킹 층을 포함하는 대신, 52a에 상응하는 영역은 비추어지고 52b에 상응하는 영역은 비추어지지 않도록 통상적인 마스크와 광학 시스템에 의해 자체적으로 패턴화하는 전자기 빔에 상층(51)이 노출되어 삼각형 공동이 형성된다. 이러한 방법의 예로서는, 하층(50)은 구리이고 상층(51)은 두께가 0.125 ㎜인 것으로 이. 아이. 듀퐁 드네무어 앤드 컴퍼니(E. I. Du Pont de Nemours and Company)에서 판매하는 캡톤 에이치 필름(Kapton H film) 편인 기재에 시연되었는데, 캡톤 브이 필름(Capton V film)과 그 밖의 폴리이미드도 사용할 수 있다. 전자기 에칭 작용제는 파장이 248 ㎚이고 에너지 밀도가 0.5 내지 1.2 J/㎠인 펄스화한 크립톤-플루오라이드 레이저였다. 제거 처리에 이어서, 돌출부의 측벽은 수직으로부터 측정하여 약 5도의 각도로 돌출부의 상부보다 저부가 약간 더 크도록 경사져 있는 것으로 드러났다.

도 10에 도시된 표면을 만드는 선택적인 기법은 이온 밀링, 널링(knurling), 화학적 에칭, 및 기재가 왁스와 같이 연하고 융점이 낮은 소재로 이루어지는 고온 용융과 같은 기법으로서 미소 제조 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있는 것이다. 예를 들어 마크 매도우의 미소 제조의 원리(Fundamentals of Microfabrication)라는 책자(CRC 출판사, 1997년)의 제6장에 기재된 LIGA로 알려진 기법은 이용 가능한 또 다른 기법이다.

일반적으로, 도 10의 기재는 매끈하고 정밀한 표면을 직접적으로 기계 가공하기에 적합한 소재로 이루어지지는 않는다. 따라서, 도 10의 표면 형태는 복제되 거나, 도 11에서 도면 부호 58로 도시된, 직접 기계 가공에 적합한 소재로 구성된 다른 기재에 복제될 필요가 있다. 기재(58)는 기재(50)의 구조면의 역 복제본인 구조면을 갖추는 것으로 도시되어 있다. 따라서, 공동(60)은 실질적으로 돌출부(56)에 상응하고, 돌출부(62)는 실질적으로 기재(50)에서 돌출부(56)로 둘러싸인 공동에 상응한다. 기재(50)의 구조면의 정 복제본(positive copy)을 갖는 기재는 기재(58) 대신에 동일하게 잘 이용될 수 있다.

다음에 돌출부(62)의 상부는 전각 또는 반각 공구와 같은 적합한 절삭 공구로 직접적으로 기계 가공된다. 공구는 기재에 평행한 축을 따라 안내되고, 도 12에 도시된 바와 같은 홈 측면(64a, 64b, 64c)를 형성하도록 삼각형 돌출부의 가장 자리에 정확히 정렬된다. 절삭 공구의 깊이는 치수 D의 몇분의 일, 바람직하게는 1/2로 제한된다. 홈 측면은 절두된 입방체 코너 피라미드(66)가 돌출부(62)의 상부 반쪽에 형성되는 각도로 절삭된다. 돌출부(62)의 상부만을 기계 가공한 결과, 공동(60)의 하부는 그대로 남아 있고, 그 하부는 감소된 공동(60')으로 지칭된다. 감소된 공동의 깊이는 D'인데, 이는 바람직하게는 다음의 관계를 만족한다.

D' ≥ (원하는 PG 입방체 높이) - (입방체 코너 피라미드 66의 입방체 높이)

마지막으로, 마련된 기재를 얻기 위하여, 기재(58)의 구조면의 역 복제본이 적합한 복사 기법에 의해 기재(68)에 만들어지는데, 이것이 나중에 도 6에 도시된 PG 입방체 코너 요소가 형성되는 마련된 기재이다. 기재(68)는 입방체 코너 피라미드(66)에 상응하는 입방체 코너 공동(72)을 포함하는 구조면(70)을 갖추고 있다. 중요하게는, 각각의 입방체 코너 공동(72)의 면은 면(70)을 기계 가공하여 형성되 기보다는 다른 구조면으로부터 표면(70)을 복제하여 형성된다. 따라서, 입방체 코너 공동(72)의 면은 비가공면으로 지칭된다. 돌출부(74)는 구조면(70)에도 포함되는데, 이 돌출부는 감소된 공동(60')에 상응하는 것으로, 따라서 높이 D'를 갖는다. 기재(68)는 기계 가공될 수 있는 소재로 이루어져, 원하는 구조면 기하 관계를 얻도록, 정확한 홈 측면이 공동(72)의 비가공면과 정합되게, 마련된 기재에 후에 기계 가공될 수 있다.

입방체 코너 요소의 기울임과 관련하여, 기울어진 입방체 코너 요소가 소정의 광학적 효과를 위하여 최종 제품에 요구된다면, PG 입방체 코너 공동(46, 도 6 참조) 뿐만 아니라 상응하는 입방체 코너 공동(72)이 마찬가지로 기울어지도록 입방체 코너 피라미드(66)가 기울어지게 구성된다. 선택적으로, 입방체 코너 요소는 기울어질 필요는 없다.

도 10과 관련하여 논의한 바와 같이, 도 2 또는 도 13에 도시된 것과 같이 마련된 기재를 제조할 수 있는 선택적인 기법은 미소 제조 분야의 당업자에게 명백하다. 그러한 선택적 기법의 하나에 있어서, 삼각형 단면이며 그 일단에 입방체 코너 피라미드가 형성된 단일 핀이 적합한 플라스틱 소재의 기재에 반복 처리(step-and-repeat) 공정을 이용하여 오목한 입방체 코너 공동의 어레이를 엠보싱할 수 있다. 플라스틱 소재가 기계 가공될 수 있다면, 이것은 다음에 마련된 기재로서 기능할 수 있고, 이후의 공정에서 홈 측면이 입방체 코너 공동 사이의 돌출부에 기계 가공될 수 있다. 이 경우에, 그 결과로서의 기하학적 구조는 기계 가공 부분과 기계 가공되지 않은 부분을 갖춘 적어도 하나의 복합면을 구비하게 되는데, 기계 가공되지 않은 부분은 핀에 의해 형성된 입방체 코너 공동의 엠보싱된 면이다. 기재가 기계 가공될 수 없는 것이라면, 마련된 기재는 기계 가공 가능한 소재에서 구조면의 정 복제본을 제조하여 형성될 수 있다. 동일한 수의 종래의 복제 단계가 정 복제본을 제조하는 데 이용될 수 있다.

전술한 핀 엠보싱 기법의 변형예는 복수 개의 핀이 함께 고정되어 초기의 편평한 표면에 공통의 깊이까지 입방체 코너 공동을 동시에 엠보싱하는 것이다.

마련된 기재는 다양한 형태를 취할 수 있다. 전술한 각 실시예에서, 마련된 기재에는 입방체 코너 공동과 돌출부의 어레이로 이루어지는 구조면이 갖추어지는데, 각각의 돌출부는 가파르게 경사진 측벽과 크고 편평한 상면을 갖추고 있다. 홈 측면이 나중에 돌출부에 형성되는 경우, 가파르게 경사된 측벽과 후속하는 기계 가공된 면 사이의 각도는 종종 10도를 넘고, 통상적으로는 약 10도 내지 45도의 범위에 있으므로, 절삭 공구는 비교적 많은 양의 소재를 제거한다. 마감 처리된 몰드를 매우 근사하게 닯은 구조면을 갖춘, 변형되어 마련된 기재를 제공하는 것이 바람직할 수 있는데, 이 기재는 그 개별적인 면이 원하는 방위로부터 몇 도 이하, 바람직하게는 약 2도 내지 약 0.5도 범위에 있는 것이다. 최종적인 홈 측면 형성 중에 돌출부로부터 소재를 덜 제거함으로써 그러한 변형되어 마련된 기재에 홈 측면이 형성될 수 있고, 이로써 불리하게도 뒤틀림을 유발할 수 있는 절삭력이 감소된다. 절삭 공구의 마모가 적은 것은 또 다른 장점이다. 변형되어 마련된 기재는, 이로부터 상이하게 형성된 파생 몰드(daughter mold)의 그룹이 만들어질 수 있는 마스터로서도 사용될 수 있다.

도 14a 내지 도 14d는 단순하게 도시하기 위하여 삼차원의 구조면을 이차원으로 개략적으로 나타낸 것이다. 그러한 구조면은 공통적으로 적어도 3개 면의 피라미드와 적어도 3개 면의 공동을 포함하는 기하학적 구조로 이루어지는 것으로 이해된다. 도 14a에서, 변형되어 마련된 기재(76)에는 도시된 바와 같은 실제의 면(80a ~ 80d)을 포함하는 구조면(78)이 마련되어 있다. 변이 평면(84)에 놓인 변이 라인(점으로 표시된 82)은 면(80c, 80d)으로부터 면(80a, b)을 구분한다. 점선으로 도시된 기준면(86a ~ 86d)은 최종 몰드의 구조면에서의 일부 또는 모든 면의 원하는 위치를 나타내기 위한 것으로, 이도 역시 변이 라인(82)에서 종단된다. 최종 몰드가 재귀 반사되는 것으로 계획되는 경우에, 기준면(86a, 86d)은 서로 평행하고 면(86b, 86c)에 수직이다.

몇 가지 형태가 도 2의 기재(10)와 같은 전술한 마련된 기재로부터 변형되어 마련된 기재(76)를 구별해준다. 먼저, 면(80c, d)는 면(86c, d)보다 기울어져, 원하는 것보다 약간 더 깊은 공동을 생성한다. 그러한 더 깊은 공동은, 예컨대 대개 요구되는 것보다 더 높은 피라미드를 복제함으로써 형성될 수 있다. 둘째로, 면(80a, b)에 의해 형성된 돌출부는 마찬가지로 원하는 형태로부터 약간만 벗어나 있다. 면(80a, b)은 면(86a, b)보다 더 기울어져, 원하는 것보다 약간 더 높은 돌출부가 생성된다. 중요하게는, 실제의 면은 변이 라인(82)을 따라 변이 평면(84)에서 각각의 기준면과 교차한다.

다음에 평면(84) 위에 놓인 기재(76)의 일부는 기계 가공되어 원하는 면(86a, 86b)을 갖춘 돌출부를 만드는 데 필요한 적은 양의 소재를 깍아낼 수 있 다. 그러나, 보다 바람직하게는 기재(76)는 그 자체가 기계 가공되지 않는 대신, 추가의 몰드를 만드는 데 사용하도록 그대로 남아 있다. 그러한 경우에, 구조면(78)의 역 복제본은 먼저 다른 기재(도 14b의 90)에 만들어진다. 기재(76)의 요소에 상응하는 기재(90)의 요소에는 동일한 도면 부호를 부여하였으나, 프라임 부호를 부가하였다. 면(80c, d)으로부터 복제에 의해 형성된 면(80c', 80d')은 도 14b에 도시되어 있지 않는데, 그 이유는 후속하는 직접 기계 가공 단계에서 원하는 면(86c', 86d')에서 종단되도록 돌출부에 홈 측면을 형성하였기 때문이다. 면(80a', 80b')에 의해 형성된 공동은 원하는 것보다 깊은데, 그 이유는 이 공동이 복제되는 돌출부가 원하는 것보다 높기 때문이다.

기재(90)의 구조면(92)은 복합면을 포함하는 피라미드와 공동을 포함하는데, 하나의 복합면은 면(86d', 80a')으로 이루어지고, 다른 복합면은 면(80b', 86c')으로 이루어진다. 성분 면(86d', 80a')은 성분 면(80b', 86c')이 그러하듯이 서로 약간 정렬이 어긋나 있다. 따라서, 구조면(92)은 교차 특성을 갖는다. 즉 이 구조면은 [복합면(86d'-80a')과 복합면(80b'-86c')으로 나타나는] 입방체 코너 공동을 포함하는데, 여기서 평면(84') 일측상의 공동의 일부는 서로 수직인 성분면을 포함하고, 평면(84')의 타측상의 일부는 상호 수직하지는 않지만 수직에 근접한 성분면을 포함한다. 구조면(90)상에 형성된 입방체 코너 피라미드는 동일한 방식으로 특징지울 수 있다.

도 14c를 살펴 보면, 기재(94)는 구조면(92)으로부터 복제된 구조면(96)을 갖춘 것으로 도시되어 있다. 도 14a 및 도 14b의 도면 부호에 상응하는 도면 부호 에는 이중 프라임이 붙어있다. 구조면(92)과 같이, 구조면(96)도 복합면 입방체 코너 요소를 포함하고 있는데, 여기서 평면(84") 일측상의 요소의 일부는 상호 수직인 성분면을 포함하고, 평면(84")의 타측의 일부는 상호 수직하지는 않지만 수직에 근접한 성분면을 포함하고 있다. 도 14c에 도시된 기재(94)는 도 14d에 도시된 최종 몰드용의 마련된 기재로서 제공될 수 있다. 홈 측면은 평면(84") 위쪽에 있는 절삭 공구에 의해 기재에 직접 기계 가공될 수 있고, 이 공구에 의해 각각 복제된 면(86d", 86c")과 실질적으로 정렬되는 기계 가공된 면(86a", 86b")을 형성하도록 돌출부로부터 소량의 소재가 제거된다.

본 명세서에 기재된 입방체 코너 요소는, (애플던 등의) 미국 특허 제4,775,219호에서 교시하는 바와 같이, 제품에 의해 재귀 반사되는 광을 원하는 패턴 또는 발산 프로파일로 분배하도록 개별적으로 맞추어질 수 있다. 예컨대, PG 입방체 코너 요소를 구성하는 복합면은, 입방체 코너 요소의 다른 면과 상호 수직 관계를 이루는 방위로부터 수 아크-분(arc-minute)과 같은 적은 양으로 차이가 나는 방위의 반복 패턴으로 정렬될 수 있다. 이는 홈 측면을 "홈 반각 에러(groove half-angle error)"로 알려진 양에 의해 상호 수직 면을 생성하는 각도와 차이가 나는 각도로 (모두 궁극적으로 변이 평면 아래에서 마감 처리된 몰드의 면이 될 뿐만 아니라 변이 평면 위에서 마감 처리된 몰드의 면이 되는) 홈 측면을 기계 가공함으로써 이루어질 수 있다. 통상적으로 도입된 홈 반각 에러는 ±20 아크 분 미만이고, 종종 ±5 아크 분 미만이다. 일련의 연속하고 평행하는 홈 측면은 abbaabba... 또는 abcdabcd...와 같은 홈 반각 에러의 반복되는 패턴을 갖출 수 있 는데, 여기서 a, b, c 및 d는 고유의 포지티브 또는 네가티브 값이다. 하나의 실시예에 있어서, 변이 평면 위에서 마감 처리된 몰드의 면을 형성하는 데 이용되는 홈 반각 에러의 패턴은 변이 평면 아래에서 마감 처리된 몰드의 면을 형성하는 데 이용되는 홈 반각 에러와 조화될 수 있다. 이러한 경우에, 각각의 복합면의 기계 가공된 부분과 기계 가공되지 않은 부분은 서로 실질적으로 각도상으로 정렬된다. 다른 실시예에 있어서, 변이 평면 아래의 면은 0이 아닌 각도 에러의 소정 패턴을 띠고 있고 변이 평면 위의 면은 실질적으로 각도 에러가 없는 패턴을 띠고 있는 것과 같이, 일조의 면을 형성하는 데 이용되는 패턴은 다른 조의 면을 형성하는 데 이용되는 패턴과 다를 수 있다. 후자의 경우에, 각각의 복합면의 기계 가공된 부분과 기계 가공되지 않은 부분은 서로 정확하게 각도상으로 정렬되지 않는다.

유리하게는, 도 14a와 관련하여 논의한 기재(76)와 같은 기재는 파생 몰드의 전체 그룹이 만들어질 수 있는 마스터 기재로서 소용될 수 있는데, 이들 모두는 평면도상에서 입방체 코너 요소의 동일한 보편적인 형상을 띠고 있지만 면의 형태에서는 약간의 차이가 있다. 하나의 그러한 파생 몰드는, 각각이 그 성분면이 정렬된 복합면을 갖춘 입방체 코너 요소를 채용할 수 있는데, 복합면은 모두 입방체 코너 요소의 나머지 면에 대해 상호 수직하다(예컨대 도 14d 참조). 다른 상기 파생 몰드는 그 성분면이 정렬된 복합면을 역시 갖춘 입방체 코너 요소를 채용할 수 있지만, 복합면은 입방체 코너 요소의 나머지 면과는 수직 관계로부터 달라질 수 있다. 또 다른 상기 파생 몰드는 그 성분면이 정렬되지 않은 복합면을 갖춘 입방체 코너 요소를 채용할 수 있다(예컨대, 도 14b, 도 14c 참조). 모든 그러한 파생 몰 드는 기계 가공에 의해 최소량의 소재가 제거되면서 단일 마스터 몰드로부터 만들어질 수 있다.

변이 라인

앞서 설명한 도면에서, 복합면의 성분면 사이의 변이 라인은 단순한 선 또는 점으로 도시하였다. 사용된 절삭 공구의 상세 사양과 홈 측면을 형성하는 공정에서 절삭 공구의 운동이 다른 면과 정확하게 정렬되는 정도에 따라, 변이 라인은 일반적으로 매우 다양한 형태를 취할 수 있다. 수많은 용례에서 변이 라인은 인위적으로 최소화되지만, 다른 용례에서 변이 라인은 부분적으로 투명한 제품과 같은 원하는 광학적 효과를 얻는 데 유리하도록 이용될 수 있다.

도 15는 개시된 공정에서 사용할 수 있는 몇가지 가능한 절삭 공구의 개략적인 프로파일을 크게 확대하여 도시하고 있다. 도 15a 및 도 15b는 반각 공구(half-angle tool)를 나타내고, 도 15c 및 도 15d는 전각 공구(full-angle tool)를 나타낸다. 도 15a 및 도 15c의 공구에는 평탄하게 된 선단이 마련되어 있다. 도 15b 및 도 15d의 공구에는 예리한 모서리의 선단이 마련되어 있다. 다른 가능성으로서는 둥글게 되거나 반경이 일정한 형태의 선단을 갖춘 공구가 포함된다. 이들 공구 각각은 인조 다이아몬드 또는 본 발명의 기술 분야에 알려진 그 밖의 적합한 단단한 소재로 이루어질 수 있다.

도 16은 역시 크게 확대한 형태로, 복합면의 2개의 성분면이 만나는 영역을 개략적으로 나타내며, 여러 가지 종류의 가능한 변이 라인을 보여주고 있다. 각 도면은 각각의 변이 라인의 축을 따른 것이다. 도 16a에서, 기계 가공된 면(104) 은 기계 가공되지 않은 면(106)과 거의 완벽한 정합 상태로 형성되어, 최소 폭의 거의 미세한 변이 라인(108a)을 야기한다. 이 라인은 면(104와 106) 사이의 미세 표면 조직에서의 차이를 관찰하여야만 감지할 수 있다. 도 16b에서, 기재의 소재로 너무 멀리 들어가 위치하는 편평한 선단의 절삭 공구는 변이 라인(108b)을 이루는 작고 횡방향으로 배치된 편평한 면을 만들어낸다. 도 16c에서, 기재 소재로부터 너무 떨어져 위치하는 절삭 공구는 변이 라인(108c)을 형성하도록 돌출부 벽의 작고 수직으로 배치된 나머지를 남긴다. 도 16d에서, 기재 소재로 너무 깊이 너무 들어가 위치하는 예리한 선단의 공구는 톱니 모양의 변이 라인(108d)을 만들어낸다. 도 16e에서, 마련된 기재 및 (마련된 기재가 복제되는) 선구 기재 모두에 홈 측면을 형성하는 경우에 정렬되지 않는 예리한 선단의 공구는 더 심한 톱니 모양의 변이 라인(108e)을 만들어낸다. 도 16f의 변이 라인(108f)은 편평한 선단의 절삭 공구를 이용하여 만들어진다는 것을 제외하고는 라인(108e)과 비슷하다.

도 17은 앞서 도 4 및 도 5에서 도시한 구조면의 이상화된 변이 라인(30)을 대신하여 변이 라인(도 16의 108b)을 갖추었을 때의 효과를 나타낸다. 도 17은 PG 입방체 코너 공동(32)의 평면도를 나타낸다. 성분면(16 및 26a, 26b, 26c)은 편평한 변이 라인(108b)에 의해 분리되어 있다. 면이 높은 반사성을 가져 공동(32)이 재귀 반사성인 것을 상정하면, 각 변이 라인의 반사는 가시적이고, 108b'로 나타난다. [PG 입방체 코너 공동(32)의 3개의 이면각 에지의 반사도 역시 가시적이지만, 혼란을 피하기 위하여 도시하지 않았다.) 3개의 선(108b)과 그 상대측(108b')에 의해 만들어지는 영역은 재귀 반사에 효과적인 영역이 직접적으로 줄어든다. 따라서, 재귀 반사 활성 영역이 최대화하려면, 변이 라인의 폭은 절삭 공구의 위치를 조심스럽게 조절함으로써 최소화된다. 그러나, 이것은 재귀 반사성일 뿐만 아니라 단순히 편평한 거울로서 거동하거나 부분적으로 투명한 제품을 만드는 데에는 바람직할 수 있다. 그러한 경우에, 108b와 같은 변이 라인은 그러한 결과를 얻는 데 이용될 수 있다.

-- 추가의 실시예 --

완전히 재귀 반사성은 아닌 실시예

도 18a 및 도 18b에는 4개 측의 돌출부와 공동의 어레이를 갖춘 기재(110)가 도시되어 있다. 돌출부는 상면(112)과 이에 이웃하는 경사진 측면(114)으로 정해지며, 공동은 하면(116)과 이에 이웃하는 표면(114)으로 정해진다. 눌린 편평한 표면은 도 18a 및 도 19의 평면도에서 어둡게 도시되어 있다. 기재(110)의 표면은 도 11과 관련하여 앞서 논의한 기재(58)와 같은 방법으로 형성될 수 있다.

도 19에 도시된 바와 같이, 홈 측면(118, 120)은 각각 축(122, 124)을 따라 이동하는 절삭 공구의 작용에 의해 돌출부의 상부에 형성될 수 있다. 홈 측면은 돌출부에 4개 측면의 피라미드를 형성한다. 피라미드의 정점은 점(126)으로 정해진다. 하면(116)과 측면(114)의 하부는 그대로 남아 있다.

기계 가공된 기재(110)의 역 복제본은 기재(128)에 표준의 기법을 이용하여 만들어진다. 기재(110)의 정점(126)은 기재(128)에 구덩이(126a)를 생성하고, 구덩이(126a)는, 기재(110)의 위쪽으로 기울어진 홈 측면(118, 120)에 각각 상응하는 아래쪽으로 기울어진 홈 측면(118a, 120a)의 바닥에 놓인다. 각각 축(134, 136)을 따른 절삭 공구의 작용에 의해 그 내부에 홈 측면(130, 132)을 형성한 후에, 도 20a 및 도 20b에 도시된 정상이 편평한 돌출부가 하면(116)에 의해 기재(128)에 형성된다. 홈 측면(130, 132)은 각각 인접한 면(118a, 120a)과 실질적으로 정렬되어 있고, 피라미드 정점(138)과 함께 피라미드를 형성하고 있다. 변이 라인(140)은 복제된 면(118a, 120a)로부터 기계 가공된 면을 분리한다. 각각이 3측면으로 된 인접한 기계 가공된 면과 복제된 면은 4개 측면의 복합면을 형성하도록 결합된다. 그러한 복합면은 연장된 기하학적 구조[구덩이(126a)에 중심이 있는 공동과 정점(138)에 중심이 있는 피라미드의 양자, 대표적인 연장된 공동의 외곽선(142) 참조]를 정하는데, 이 구조는 기재(110)의 삼각형 면(118, 120) 또는 기재(128)의 삼각형 면(130, 132)으로부터 형성된 단순한 피라미드의 양자보다 더 넓고 더 깊다.

기재(128) 또는 그 정 복제본 또는 역 복제본은 다양한 목적에 이용될 수 있다. 면(118a)이 서로 수직하게 만들어지고, 면(120a, 130, 132)에 대해서도 마찬가지라면, 제품은 선택된 입사 평면에서만 재귀 반사하는 소위 섬광 작용 재귀 반사체로서 기능할 수 있다. 그러한 제품은 입사 방향이 도 20a의 평면에 수직하고 축(134) 또는 축(136)에 평행한 평면에 놓이는 광원에 대해서만 재귀 반사성을 띤다. 그러한 제품은 구체적 구성에 따라 구조면 측 또는 구조면과 반대의 편평한 측 또는 이들 양자로부터 빛나게 된다.

기재(128)는 연마 표면 또는 연마 복제품을 제조하기 위한 몰드로서도 사용될 수 있다. 그러한 용례에 있어서, 면(118a)은 면(120a, 130, 132)이 그러하듯이 상호 수직하게 만들어질 수 있거나, 원하는 연마 특성을 산출하도록 더 작거나 큰 각도로 배향될 수 있다.

라미나를 부분적으로 사용하는 실시예

전술한 실시예에서, 직접 기계 가공법은 에칭, 엠보싱, 복제 등과 같은 다른 기법과 함께 사용되어 이전에 전혀 사용되지 않은 직접적 기계 가공에 의해 구조면을 생성한다. 이하의 실시예는 직접 기계 가공법이 라미네이트 기법과 같은 비일원적인 기법과 결합하여 이용될 수 있는지를 보여준다. 요약하자면, 마련된 기재는 그 작업면이 기계 가공된 라미나의 군에 의해 형성되는 구조면을 복제함으로써 제조된다. 다음에, 마련된 기재는 마감된 구조면을 생성하도록 직접 기계 가공된다.

도 21에서는 각각이 작업면(148)을 갖춘 복수 개의 개별적인 라미나(146)가 베이스 평면(150)을 정하는 (도시하지 않은) 고정구에서 서로 유지되어 있다. 각각의 라미나는 매끄럽고 버어(burr)가 없는 표면을 기계 가공하기에 적합한 소재로 구성되어 있다. 라미나는 도 21에서 베이스 평면에 수직하게 그 위에 놓여 있다. 도 22는 라미나가 고정구에서 축(152)을 중심으로 각도 θ로 기울어지거나 회전하고, 일조의 인접한 v-형 홈이 축(152)에 수직하고 평면(150)에 평행한 축(154)에 평행하게 이동하는 절삭 공구에 의해 작업면(148)에 형성된 후에, 아래의 축(152)에서 본 단부를 나타낸다. 홈은 상측 에지(156) 및 하측 에지(158)에서 교차하는 홈 측면(155, 157)을 갖추고 있다. 도 23은 축(154)을 따라 본 라미나의 측면도를 나타낸다. 인접한 홈 측면(155, 157)은 대략 서로 수직하다.

다음에, 라미나는 도 21에서와 같이 똑바로 세워져, 축(152)에 평행하게 이동하는 절삭 공구의 작용에 의해 부가의 홈 측면(160)이 각각의 라미나의 작업면에 형성된다. 표면(160)은 표면(155, 157)에 대략 서로 수직하게 형성되고, 이로써 각각의 라미나의 작업면에 일렬의 입방체 코너 피라미드가 정해지는데, 각각의 입방체 코너 피라미드는 각 표면(155, 157, 160)의 하나를 포함한다. 마지막으로, 모든 다른 라미나는 축(152)에 평행한 방향으로 옵셋되어, 하나의 라미나의 에지(156)는 인접한 라미나의 에지(158)와 정렬된다. 3개의 라미나의 단부의 확대도면이 도 24에 도시되어 있는데, 이 도면은 도 22에 상응하는 것이다.

다음에 라미나에 의해 만들어진 구조면의 역 복제본이 단일 기재(162)에 만들어지는데, 도 25는 그 평면도를 나타낸다. 도 24의 것에 상응하는 면과 에지는 동일한 부호에 프라임을 붙여 식별한다. 라미나의 작업면은 입방체 코너 피라미드를 정하므로, 기재(162)의 구조면에는 복제된 면(155', 157', 160')에 의해 형성된 입방체 코너 공동이 갖추어진다. 도 24의 입방체 코너 피라미드와 도 25의 입방체 코너 공동은 모두 PG 입방체 코너 요소인데, 그 이유는 하나의 비이면각 에지(158 또는 158')가 구조면의 평면에 대해서는 경사지고 이웃하는 입방체 코너 요소의 인접하는 비이면각 에지에는 평행하기 때문이다. 기재(162)는 입방체 코너 공동의 어레이와 돌출부(164)의 어레이가 산재된 상태의 마련된 기재로 여겨질 수 있는데, 그 중 하나만이 도 25에서 점선으로 외곽선이 그려져 있다. 각각의 돌출부(164)에는 3개의 삼각형 면, 즉 면(155')의 상부, 면(157')의 상부 및 다른 2개의 면이 만나는 곳(166)에 도시된 실질적으로 수직한 면(166)의 경계를 짓는 삼각형 베이스가 갖추어져 있다.

다음에, 직접 기계 가공은 마련된 기재(162)상에서 수행되어, 돌출부(164)에 홈 측면(168)을 형성하는데, 홈 측면은 실질적으로 면(160')과 정렬되고 구조면의 평면에 평행한 축을 따라 연장된다. 변이 라인(170)도 상기 축을 따라 연장되어 복제된 면(160')으로부터 기계 가공된 면(168)을 구분한다. 선단 또는 정점(172)은 기계 가공된 면(168)과 복제된 면(155', 157')의 나머지 부분이 교차하는 곳에서 돌출부(164)에 형성된다. 인접한 면(168, 160')은 복합면을 형성한다.

도 26을 도 5와 비교하면, 기재(162)의 구조면은, 기재(10)가 그러한 것처럼, PG 입방체 코너 요소, 즉 PG 입방체 코너 피라미드와 PG 입방체 코너 공동을 갖추고 있다는 것이 드러난다. 기재(10)의 입방체 코너 요소는 3개의 복합면을 포함하고 각 복합면은 변이 라인의 양측에 배치된 2개의 성분면을 포함하지만, 기재(162)의 입방체 코너 요소는 단지 하나의 복합면을 갖추고 있다는 사실도 명백하다. 마지막으로, 도 26의 구조면은 하나의 기계 가공된 면(168)을 갖춘 3개면의 피라미드(164)의 어레이와, 기계 가공되지 않은 면에 의해 정해지는 공동의 어레이로 이루어지는 것으로 보이는데, 상기 공동은 구조면의 나머지[변이 라인(170)에 의해 정해지는 평면 아래에 놓이는 면 부분(155', 157',160')]를 포함하고, 각각의 피라미드는 하나의 공동에 근접하게 배치되고 적어도 부분적으로 하나의 공동 위로 연장된다.

입방체 코너 공동은 없고 광학적으로 반대인 입방체 코너 피라미드는 갖춘 실시예

도 27 내지 도 29에 연속하여 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 27은 돌출 부(182)와 공동(184, 음영으로 도시)의 어레이를 포함하는 구조면을 갖춘 최초의 기재(180)의 평면도를 나타내는데, 공동(184)은 돌출부(182)의 실질적인 수직의 벽과 맞닿아 있다. 기재(180)는 그 돌출부와 공동이 그 횡단면에서 삼각형이기 보다는 4개면의 다이아몬드 형상이라는 점을 제외하고는 도 12의 기재와 유사하다. 홈측면(a, b 및 c, d)은 각각 축(186, 188)을 따른 절삭 공구의 작용에 의해 기재에 형성되었다. 축(186, 188)은 구조면의 평면에 평행하고, 이로써 측면 a, b, c, d 모두가 상기 평면에 평행한 축을 따라 연장되는 것이 보장된다. 절삭 공구의 기하 구조는 표면 c에 실질적으로 수직한 면 "a"를 형성하고 표면 d에 실질적으로 수직한 표면 b를 형성하도록 선정된다. 따라서, 각각의 돌출부(182)는 구조면의 평면에 대해 경사지고 점(189)으로 표시되는 상승된 정점에서 만나는 4개의 면(a, b, c, d)을 갖춘다. 면 a, b, c, d는 입방체 코너 요소를 형성하지는 않는다.

이러한 구조면의 역 복제본은 전기 주조 또는 다른 적절한 수단에 의해 본 명세서에서 마련된 기재로서 지칭되는 기재(190)에 만들어진다. 최초 기재(180)의 면(a ~ d)은 마련된 기재(190)에 복제된 면(a' ~ d')을 형성한다. 기재(180)의 공동(184)은, 축(194, 196)을 따라 이동하는 절삭 공구에 의해 그 안에 홈 측면(e, f, g, h)이 형성된 후에 기재(190)에 돌출부(192)를 형성하는데, 그러한 돌출부는 도 28에 도시되어 있다. 절삭 공구는 각각의 복제된 면에 실질적으로 평행하고 실질적으로 정합하는 표면을 형성하도록 제어되어, 한 쌍의 개별적인 면(a'와 f, b'와 e, c'와 h, 및 d'와 g)이 각각 면 a'f, 면 b'e, 면 c'h 및 면 d'g로 표시된 복합면을 형성한다. 상기 면 a'f는 면 c'h과 실질적으로 수직하고, 면 b'e는 면 d'g 에 실질적으로 평행하다. 점(198)은 면(e, f, g, h)에 의해 형성된 피라미드의 정점에 위치한다. 모두 실질적으로 도면의 지면에 평행한 공통의 변이 평면에 배치된 변이 라인(200)은 기계 가공되지 않은 면(a'-d')으로부터 기계 가공된 면(e-h)을 구분한다.

도 29는 도시된 바와 같이 축(202)을 따라 절삭 공구의 작용에 의해 양측의 홈 측면(i와 j)을 포함하는 평행한 일조의 홈을 내부에 형성한 후의 기재(190)를 나타내고 있다. 도시된 실시예에서, 표면(i와 j)은 구조면의 수직선에 대해 동일한 각도로 경사져 있지만, 이것은 결코 요구되는 것이 아니다. 그러한 홈은 변이 라인(200)보다 기재(190)로 더 깊이 연장되고, 바람직하게는 면(a', b', c', d')의 교차점에 위치하는 국지적 최소부와 대략 동일한 깊이로 연장된다. 절삭 공구는 구조면의 가장 높은 부분을 제거하여, 최상위 정점을 (도 28)의 점(198)으로부터 점(204)으로 변위시킨다.

표면 i는 복합면(b'e와 d'g)에 실질적으로 수직하게 형성되고, 이로써 206으로 표시된 일군의 PG 입방체 코너 피라미드를 형성한다. 표면 j는 복합면(a'f 및 c'h)에 실질적으로 수직하게 형성되어, 208로 표시된 PG 입방체 코너 피라미드의 다른 그룹을 형성한다. 피라미드(206, 208)는 한 쌍의 입방체 코너 요소로 조화되는데, 그 이유는 하나의 피라미드는 다른 피리미드가 구조면에 수직한 축 둘레로 180도 회전된 것에 상응하고, 피라미드(206)와 피라미드(208)의 일대일 대응 관계가 있기 때문이다. 각각의 피라미드(206, 208)는 정확히 2개의 면을 갖추고 있는데, 이들은 복합면이다. 구조면은 입방체 코너 공동을 포함하고 있지 않다. 그러나, 절두된 기계 가공되지 않은 면(a', b', c', d')은 공동을 형성하고, 기계 가공된 면(e, g 및 i) 또는 기계 가공된 면(h, f 및 j)에 의해 형성된 피라미드는 구조면에 배열되어 복수 개의 그러한 피라미드는 소정 공동의 경계를 짓는다.

도 30 및 도 32에 연속하여 전술한 실시예의 변형예가 도시되어 있다. 도 30에서는, 초기 기재(210)에는 돌출부(212) 및 공동(214, 음영으로 도시)의 어레이가 내부에 갖추어지고, 축(216, 218)을 따라 작용하는 절삭 공구에 의해 돌출부의 상부에 홈 측면(a, b, c, d)이 형성되어 있다. 돌출부의 하부에는 평면도에서는 보이지 않는 실질적으로 수직의 벽이 갖추어져 있다. 공동(214)은 다수의 돌출부의 상기 수직 벽으로 연장되고 이에 의해 경계가 지워져 있는데, 그 이유는 전술한 도면에서와 같이 돌출부가 평면도상에서 완전히 상호 연결된 어레이를 형성하지는 않는 대신에, 부분적으로만 상호 연결된 어레이를 형성하기 때문이다. 따라서, 공공(214)은 모든 측면에서 돌출부 벽에 의해 실질적으로 완전히 경계가 지워지지 않으므로, "폐쇄" 공동이라기 보다는 "개방" 공동으로 지칭될 수 있다. 앞에서와 같이, 표면 "a"는 표면 c에 수직하고, 표면 b는 표면 d에 수직하다. 점(220)은 표면(a, b, c, d)에 의해 형성된 피라미드의 정점에 위치한다.

도 31은 다른 기재(222)의 구조면의 역 복제본을 나타내고 있다. 면(a ~ d)는 복제 면(a' ~ d')를 생성한다. 공동(214)은 연장된 돌출부(224)를 생성하는데, 여기에는 축(226, 228)을 따른 하나 이상의 절삭 공구의 작용에 의해 홈 측면(e, f, g, h)이 형성되고, 절삭 공구는 각각 표면(b', a', d', c')와 공동 평면에 있는 표면(e, f, g, h)를 형성하도록 제어되어 복합면(a'f, b'e, c'h, d'g)를 형성한다. 변이 라인(230)은 기계 가공되지 않은 면(a' ~ d')로부터 기계 가공된 면(e ~ h)를 구분한다. 점(232)는 이들 복합면에 의해 형성된 피라미드의 정점에 위치한다.

도 32는 3개의 상이하고 평행한 일조의 홈이 축(234, 236, 238)을 따라 내부에 형성된 후의 기재(222)를 나타내고 있다. 축(236)을 따른 홈은 도 15b 또는 도 15d의 것과 같은 날카로운 선단의 공구에 의해 형성되고, 대향하는 홈 측면(i와 j)으로 이루어져 있다. 축(234, 236)을 따른 홈은 도 15a 또는 도 15c의 것과 같은 편평한 선단을 갖춘 공구에 의해 형성된다. 홈 측면(n과 o)이 편평한 홈 바닥(p)으로부터 위쪽으로 경사진 것과 같이, 대향하는 홈 측면(k와 l)은 편평한 홈 바닥(m)으로부터 위쪽으로 경사져 있다. 표면(i, k, n)은 서로 평행하고 복합면(b'e 및 d'g)에 수직하다. 표면(j, l, o)는 서로 평행하고 복합면(a'f, c'h)에 수직하다. 이러한 기하학적 관계는 6개의 상이한 PG 입방체 코너 피라미드를 구조면 상에 산출하는데, 피라미드(240)는 면(k, b'e 및 d'g)을 갖추고, 피라미드(242)는 면(l, a'f, c'h)를 갖추고, 피라미드(244)는 면(i, b'e 및 d'g)를 갖추고, 피라미드(246)는 면(j, a'f 및 c'h)를 갖추고, 피라미드(248)는 면(n, b'e, d'g)를 갖추고, 피라미드(250)은 면(o, a'f, c'h)를 갖추고 있다. 피라미드(240, 242)는 피라미드(244, 246) 및 피라미드(248, 250)와 같이 쌍으로 조화되어 있다. 평행한 홈의 최종 세트의 깊이는, 꼭 필요한 것은 아니지만, 입방체 코너 피라미드(240, 242, 244, 246, 248, 250)의 정점이 모두 동일한 높이에 배치되도록 조정된다. 따라서, 축(236)을 따른 홈은 가장 깊은 홈 바닥을 갖추고, 축(234)을 따른 홈은 가장 얕은 홈 바닥(m)을 갖추고, 축(238)을 따른 홈은 중간 깊이의 홈 바닥(p)을 갖춘다.

도시한 바와 같은 상이한 홈 바닥을 갖춘 홈을 이용하는 것은 기재(222)의 구조면으로부터 만들어지는 재귀 반사 제품의 광학 성능에 강한 영향을 준다. 먼저, 편평한 홈 바닥(m, p)은 창으로서 작용할 수 있는 재귀 반사 제품에 편평한 형태를 만들어내어, 제품을 부분적으로 투명하게 만든다. 둘째로, 다양한 홈의 기하학적 구조는 입방체 코너 요소의 소위 종횡비(spect ratio)에 영향을 미치고, 이어서 관찰 각도(viewing angle)의 함수로서의 재귀 반사 성능에 강한 영향을 준다. 본 명세서에서 사용하는 종횡비는 평면도에서 보았을 때의 입방체 코너 요소의 외곽선의 연장 정도에 관련된다. 예를 들어, 굵은 외곽선으로 나타낸 PG 입방체 코너 피라미드(244)는 소정 폭으로 분리된 좌우 에지와 소정 길이로 분리된 상하 에지를 갖추고 있다. 폭에 대한 길이의 비는 특정 입방체 코너 요소에 대한 종횡비이다. 기재(222)의 PG 입방체 코너 피라미드는 모두 폭이 동일하지만, 피라미드(244, 246)는 길이가 가장 길고, 피라미드(240, 242)는 길이가 가장 짧고, 피라미드(248, 250)은 길이가 중간이다. 입방체 코너 개구의 종횡비를 조정하는 것은 바람직한데, 그 이유는 입방체 코너 제품의 발산 프로파일(divergence profile)(고정된 광원 위치에 대한 것, 관찰 각도의 함수로서 재귀 반사된 광의 양)과 입구 각도 조건(entrance angularity)(고정된 광원 위치에 대한 것, 광원 위치에 대한 함수로서 재귀 반사된 광의 양)이 맞추어진다.

도 32에 도시된 바와 같이 편평한 홈 바닥이 갖추어진 홈은 그러한 편평한 홈 바닥이 기재에서 다른 면과의 교차점에 위치하는 에치 또는 날카로운 오목한 점 보다 더 깊은 경우에 추가의 잇점을 갖는다. 그러한 경우에, 더 큰 몰드로 확대되도록 서로 결합될 수 있는 기재의 역 복제본은 손상에 대해 더 강하여 쉽게 손상되지 않는데, 그 이유는 역 복제본의 표면상의 가장 높은 부분은 상부가 편평한 리지(ridge)이기 때문이다. 그러한 역 복제본을 아래를 향하여 편평한 표면상에 두면, 상부가 편평한 리지는 그 넓은 표면적으로 인하여 그 자체가 약간 손상되고, 이웃하는 면에 의해 형성된 날카로운 점 또는 리지가 상기 편평한 표면과의 접촉에 의해 손상되는 것을 방지하게 된다.

도 29 및 도 32의 입방체 코너 요소는 원하는 바에 따라 기울어지거나 기울어지지 않을 수 있다. 더 큰 각도 또는 더 작은 각도로 기울어진 입방체 코너 요소의 제조는 다이아몬드형 돌출부(도 27, 30)의 형상을 맞춘 후 홈 측면(a, b, c, d, e, f, g, h, i, j 등)의 방위를 원하는 기울임 각도로 일치시켜 이루어진다. 도 29 및 도 32의 실시예를 제조하는 데 이용된 기법은 조화된 쌍의 광학적으로 반대의 입방체 코너 요소를 산출한다는 것은 이미 앞서 살펴 본 바이다. 기울이는 것이 이용된다면, 그러한 조화된 쌍은, (후프만의) 미국 특허 제4,588,258호, (스미스 등의) 제5,812,315호 및 제5,822,121호에서 논의한 원리에 일치하도록, 재귀 반사 각도 조건을 넓게 하여, 구조면을 갖춘 제품이 진입 각도의 넓은 범위에 걸쳐 가시 가능하게 한다.

다시 도 32를 참조하면, 여기에 도시된 구조면은, 도 4, 5, 6, 7, 8, 12, 14b, 14d, 19, 20a, 20b, 26, 27, 28, 29, 30, 31의 표면에 유사한 구조면과 같이, 기계 가공되지 않은 면에 의해 형성되는 공동과 적어도 부분적으로 기계 가공된 면 에 의해 형성되는 피라미드를 포함하고, 각각의 피라미드는 적어도 하나의 공동에 인접하게 배치되는 것으로 관찰된다. 도 32에서 절두되고 기계 가공되지 않은 면(a', b', c', d')은 공동을 형성하고, 피라미드는 기계 가공된 면(e, g 및 k, i 또는 n 중의 하나)에 의해 형성되거나 기계 가공된 면(h, f 및 l, j 또는 o 중의 하나)에 의해 형성된다.

논의

몰드 기재의 작업면은 최종 몰드 표면의 원하는 크기와 홈 표면을 절삭하는 데 이용되는 기계류의 각도 및 병진 운동상의 정확성을 포함한 선정 기준에 따라 어떠한 적합한 물리적 치수도 가질 수 있다. 작업면의 최소의 횡방향 크기는 2개의 입방체 코너 요소보다 큰데, 각각의 입방체 코너 요소의 횡방향 치수 및/또는 입방체 높이는 바람직하게는 약 25 ㎛ 내지 약 1 ㎜의 범위에 있고, 더욱 바람직하게는 약 25 ㎛ 내지 약 0.25 ㎜의 범위에 있다. 통상적으로 작업면은 측면에서 수 입방인치인데, 4 인치(10 ㎝)의 측면이 표준이다. 전체 구조면에 걸쳐 기계 가공되지 않은 표면과 정합하여 홈을 쉽게 절삭하는 데 더 작은 크기가 이용될 수 있다. 기재 두께는 약 0.5 내지 약 2.5 ㎜의 범위에 있을 수 있다. (본 명세서에서 치수는 예시의 목적으로 제시된 것이며, 한정하려는 의도는 없다.) 강성을 주도록 두꺼운 베이스에 얇은 기재가 장착될 수 있다. 이어진 재귀 반사 제품을 산출하는 데 이용될 수 있는 크게 이어진 몰드를 산출하도록, 복수 개의 마감 처리된 몰드가, 예컨대 공지의 이어진 배치로 용접함으로서 서로 결합될 수 있다.

재귀 반사 시트와 같은 재귀 반사 제품의 제조에 있어서, 기계 가공된 기재 의 구조면이 마스터 몰드로서 이용되는데, 이 몰드는 전기 주조 기법 및 그 밖의 통상의 복제 기법을 이용하여 복제될 수 있다. 구조면에는 실질적으로 동일한 입방체 코너 요소가 포함될 수 있거나, 다양한 치수, 기하학적 관계 또는 방위의 입방체 코너 요소가 포함될 수 있다. 본 기술 분야에서 종종 '스탬퍼(stamper)'라 불리는 복제품의 구조면에는 입방체 코너 요소의 네가티브 이미지가 포함된다. 이러한 복제품은 재귀 반사 제품을 성형하는 몰드로서 이용될 수 있다. 그러나, 보다 일반적으로는 다수의 적합한 복제품이 나란히 조립되어 이어진 재귀 반사 시트를 형성하는 데 이용하기에 충분히 크게 이어진 몰드를 형성한다. 다음에 재귀 반사 시트는, 예를 들어 전술한 바와 같은 입방체 코너 요소의 어레이로 미리 성형된 시트를 엠보싱하거나 유체 소재를 몰드 내에 주조함으로써 일체의 소재로서 제조될 수 있다. 일본 특허 공보 8-309851 또는 (프리콘의) 미국 특허 제4,601,861호를 참조하면 된다. 선택적으로는, 재귀 반사 시트는, (벤슨 주니어 등의) 국제출원 WO95/11464호 및 (로우랜드의) 미국 특허 제3,684,348호에서 교시하는 바와 같이 미리 성형된 필름에 입방체 코너 요소를 주조하거나 미리 성형된 필름을 미리 성형된 입방체 코너 요소에 적층함으로써 층진 제품으로서 제조될 수 있다. 예를 들면, 그러한 시트는 마스터 몰드상의 니켈의 전해 퇴적에 의해 형성되는 니켈 몰드를 이용하여 만들어질 수 있다. 전기 주조된 몰드는 굴절율이 약 1.59이고 두께가 대략 500 ㎛인 폴리카보네이트 필름상에 몰드의 패턴을 엠보싱하는 스탬퍼로서 이용될 수 있다. 이 몰드는 대략 175°내지 약 200℃에서 수행되는 프레스 작업에서 프레스에 이용될 수 있다.

전술한 다양한 몰드 기재는 대체로 2개의 그룹의 부류로 나눌 수 있다. 즉, 선행 기재로부터 복제에 의해 그 구조면의 적어도 일부를 받아들이는 복제된 기재 및 그렇지 않은 벌크 기재가 그것이다. 도 9에 도시된 기재는 벌크 기재의 예이고, 도 21 내지 도 24의 라미나(146)도 그러하다. 복제된 기재는, 도 2 ~ 5의 마련된 기재(10), 도 11 ~ 12의 기재(58), 도 13의 마련된 기재(68), 도 14b의 기재(90), 도 14c ~ 14d의 마련된 기재(94), 도 18a ~ b, 19의 기재(110), 도 20a, b의 기재(128), 도 25, 26의 마련된 기재(162), 도 27의 기재(180), 도 28, 29의 기재(190), 도 30의 기재(210) 및 도 31, 32의 기재(222)와 같이 그 구조면이 후속하여 기계 가공되는 것들과, 재귀 반사 시트를 엠보싱하거나 주조 및 경화하는 데 사용되는 최종 몰드와 같이 그 구조면이 후속하여 기계 가공되지 않는 것들로 추가적으로 분류할 수 있다.

벌크 몰드 기재에 사용하기에 적합한 소재는 본 기술 분야에 널리 알려진 것으로, 이에는 대체로 버어가 형성되지 않고 깨끗하게 기계 가공되고 홈 형성 후에 치수의 정확성이 유지되는 어떠한 소재도 포함된다. 기계 가공되는 플라스틱 또는 금속과 같은 다양한 소재가 이용될 수 있다. 아크릴은 플라스틱 소재의 예이고, 알루미늄, 황동, 무전해 니켈 및 구리는 이용 가능한 금속의 예이다.

후속하여 기계 가공되지 않는 복제된 몰드 기재에 사용하기에 적합한 소재는 본 기술 분야에 잘 알려진 것으로, 선행 구조면에 대한 정확성을 유지하는 플라스틱 또는 금속과 같은 다양한 소재가 포함된다. 아크릴 또는 폴리카보네이트와 같이 열적으로 엠보싱되거나 주조되는 플라스틱이 이용될 수 있다. 전해 또는 화학 적으로 증착된 니켈 또는 니켈 합금과 같은 금속도 역시 적합하다.

구조면이 후속하여 기계 가공되는 복제된 몰드 기재에 사용하기에 적합한 소재는 본 기술 분야에 널리 알려져 있다. 그러한 소재는 선행 구조면에 대한 정확성을 만족하고 소재가 다이아몬드 기계 가공되게 해주는 낮은 수축 또는 팽창, 낮은 응력 등과 같은 물리적 특성을 갖추어야 한다. 아크릴(PMMA) 또는 폴리카보네이트와 같은 플라스틱은 열적 엠보싱에 의해 복제된 후 후속하는 다이아몬드 기계 가공될 수 있다. 적합한 강성 또는 연성 소재에는 전해 증착된 구리, 무전해 니켈, 알루미늄 또는 그 합성물이 포함된다.

상기 몰드로부터 직접적 또는 간접적으로 만들어지는 재귀 반사 시트와 관련하여, 유용한 시트 소재로는 치수가 안정되고 내구성과 내후성을 갖추고 원하는 형상으로 쉽게 성형될 수 있는 소재가 바람직하다. 적합한 소재의 예에는 롬 앤드 하스(Rohm and Haas)로부터 구득할 수 있는 플렉시글라스(Plexiglas)와 같이 대체로 약 1.5의 굴절율을 갖춘 아크릴과, 열경화성 아크릴레이트 및 에폭시 아크릴레이트, 바람직하게는 굴절율이 약 1.6인 방사선 경화되는 폴리카보네이트, ['서린(SURLYN)'이라는 명칭의) 폴리에틸렌 기재의 이오노머(ionomer), 폴리에스테르, 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 포함된다. 통상적으로 열 및 압력하에 성형 가능하고 광학적으로 투과성인 어떠한 소재도 사용될 수 있다. 재귀 반사 시트를 형성하는 그 밖의 적합한 소재는 (스미스 등의) 미국 특허 제5,450,235호에 기재되어 있다. 시트에는 착색제, 염료, 자외선 흡수제 또는 그 밖의 요구되는 첨가제도 포함될 수 있다.

몇 가지 상황에서는 재귀 반사 시트에 받침층을 마련하는 것이 바람직하다. 받침층은 총 내부 반사의 원리에 따라 광을 반사하는 재귀 반사 시트에 특히 유용하다. 적합한 받침층은 채색된 소재를 포함하는 어떠한 투명 또는 불투명한 소재로도 만들어질 수 있는데, 이들 소재는 개시된 재귀 반사 시트와 효과적으로 결합될 수 있다. 적합한 받침 소재에는 알루미늄 시트 및 아연 도금된 강과, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리비닐 플루오라이드, 폴리카보네이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄 및 이들 및 그 밖의 소재로 만들어지는 매우 다양한 라미네이트와 같은 중합체 소재가 포함된다.

받침층 또는 시트는 그리드 패턴 및 반사 요소에 적합한 그 밖의 어떠한 형태로도 밀봉될 수 있다. 밀봉은 초음파 용접, 접착제를 포함하는 다수의 방법을 사용하거나 반사 요소의 어레이상의 불연속 위치에서의 열 밀봉에 의해서 이루어질 수 있다(미국 특허 제3,924,928호 참조). 밀봉은 오물 및/또는 습기와 같은 오염물의 침입을 방지하고 입방체 코너 요소의 반사면에 인접한 공간을 보존하는 데 바람직하다.

합성물에 부가의 강도 및 강성이 요구되는 경우에, 폴리카보네이트, 폴리부티레이트 또는 섬유 강화 플라스틱의 받침 시트가 사용될 수 있다. 산출된 재귀 반사 소재의 신축성 정도에 따라, 소재는 압연되거나 스트립 또는 그 밖의 적합한 디자인으로 절단될 수 있다. 재귀 반사 소재는 접착제와 해제 시트로 받쳐질 수 있는데, 이로써 사용 시에 접착제를 도포하거나 다른 고정 수단을 사용하는 부가의 단계없이 어떠한 기재에도 상기 소재를 이용할 수 있게 된다.

선택된 용어의 해설

"이웃하는 입방체 코너 요소의 어레이(array of neighboring cube corner elements)"는 소정의 입방체 코너 요소와 함께 이에 접하는 인접한 모든 입방체 코너 요소를 의미하는 것이다.

"폐쇄된 공동(closed cavity)"은 모든 측면이 돌출부 또는 피라미드의 벽에 의해 실질적으로 전체적으로 경계가 지워진 공동을 의미한다.

"복합면(compound face)"는 서로 인접한 적어도 2개의 구분되는 면("성분면"이라 부른다)으로 이루어지는 면을 의미한다. 성분면은 실질적으로 서로 정렬되지만, 본 명세서에서 설명하는 원하는 광학적 효과를 얻도록 (원호각으로 약 10도 미만 및 바람직하게는 원호각으로 약 1도 미만의) 비교적 적은 양으로 서로 병진 방향 및/또는 회전 방향으로 옵셋될 수 있다.

"입방체 코너 공동(cube corner cavity)"는 입방체 코너 요소로서 정렬된 3개의 면에 의해 적어도 부분적으로 경계가 지워진 공동을 의미한다.

"입방체 코너 요소(cube corner element)"는 광을 재귀 반사하거나 아니면 광을 원하는 위치로 지향시키도록 협동하는 3개 면의 세트를 의미한다. 3개 면 전부 또는 일부는 복합면일 수 있다. "입방체 코너 요소"에는 자체적으로 광을 재귀 반사하지 않거나 아니면 광을 원하는 위치로 지향시키지 않는 3개 면의 세트도 포함하지만, 이들은 (정 또는 역 또는 이들 모두의 의미에서) 적합한 기재에 복제되는 경우에 광을 재귀 반사하거나 원하는 위치로 광을 지향사키는 3개 면의 세트를 형성한다.

"입방체 코너 피라미드(cube corner piramid)"는 입방체 코너 요소로서 정렬되는 적어도 3개측의 면을 갖춘 소재 덩어리를 의미한다.

"입방체 높이(cube height)"는 기재에 형성 가능하거나 형성된 입방체 코너 요소에 대하여, 입방체 코너 요소 부분 사이의 기재에 수직한 축을 따른 최대의 거리를 의미한다.

입방체 코너 요소의 "이면각 에지(dihedral edge)"는 입방체 코너 요소의 3개 면 중에서 다른 2개의 면 중 일면과 인접한 동일 요소의 일면의 에지이다. 구조면상의 임의의 특정 에지는 고려되는 입방체 코너 요소에 따라 2면각 에지일 수도 있고 아닐 수도 있다.

"직접 가공(direct machining)"은 통상적으로 기재의 평면에 실질적으로 평행한 축을 따라 절삭 공구를 끌어당김으로써 기재의 평면상에 1개 이상의 홈 측면을 형성하는 것을 지칭한다.

"기하학적 구조(geometric structure)"는 복수 개의 면을 갖춘 돌출부 또는 공동을 의미한다.

"홈(groove)"는 홈 축을 따라 길게 연장되고 적어도 부분적으로 2개의 대향하는 홈 측면에 의해 경계가 지워지는 공동을 의미한다.

"홈 측면(groove side surface)"는 1개 이상의 절삭 공구를 기재를 가로질러 실질적으로 연속적인 선형의 운동으로 끌어당김으로써 형성될 수 있는 일 표면 또는 일련의 표면을 의미한다. 그러한 운동에는 플라이-절삭(fly-cutting) 기법이 포함되는데, 이 기법에서 절삭 공구는 실질적으로 선형의 경로를 따라 진행함에 따 라 회전 운동을 한다.

"가공되지 않음(non-machinable)"은, 기준 평면을 따라 연장되는 구조면에 대해 그러한 구조면이 기준 평면에 실질적으로 평행한 경로를 따라 단지 절삭 공구를 끌어당김으로써 제조될 수 없다는 것을 의미한다.

입방체 코너 요소의 "비이면각 에지(nondihedral edge)"는 입방체 코너 요소의 3개 면 중의 하나의 에지로서 그 입방체 코너 요소의 2면각 에지가 아닌 것이다. 구조면상의 임의의 특정 에지는 고려되는 입방체 코너 요소에 따라 비이면각 에지일 수도 있고 아닐 수도 있다.

"PG 입방체 코너 요소(PG cube corner element)"는 "양호한 기하학적 관계"의 입방체 코너 요소를 나타내고, 기준 평면을 따라 연장되는 입방체 코너 요소의 구조면의 관계에서 정해진다. 이 용례의 목적상, PG 입방체 코너 요소는 (1) 기준 평면에 평행하지 않고, (2) 이웃하는 입방체 코너 요소의 인접한 비이면각 에지에 실질적으로 평행한 적어도 1개의 비이면각 에지를 갖춘 입방체 코너 요소를 의미한다. 3개의 반사성 면이 모두 (정사각형을 포함하는) 직사각형인 입방체 코너 요소는 PG 입방체 코너 요소의 일례이다.

"마련된 기재(prepared substrate)"는 원하는 구조면 또는 최종 구조면의 일부에만 상응하는 복수 개의 면을 갖춘 기재를 의미한다.

"돌출부(protrusion)"는 폭넓은 통상의 의미를 갖는 것으로, 피라미드를 포함할 수 있다.

"피라미드(pyramid)"는 정점에서 만나는 3개 이상의 측면을 갖춘 것으로, 절 두체(frustum)를 포함할 수 있다.

"기준 평면(reference plane)"은 인접한 입방체 코너 요소 또는 그 밖의 기하학적 구조의 그룹 부근의 평면에 인접한 평면 또는 그 밖의 표면을 의미하는 것으로, 입방체 코너 요소 또는 기하학적 구조는 이 평면을 따라 배치된다.

"재귀 반사(retroreflective)"는 사선으로 입사하는 광이 입사 방향에 반대로 평행한 방향 또는 거의 그와 같이 반사되어, 광원 또는 그 근처에 있는 관찰자가 반사된 광을 인지할 수 있는 특성을 갖는 것을 의미한다.

"구조(structured)"는 표면과 관련하여 사용되는 경우에 다양한 방위로 배열된 복수 개의 구별되는 면을 갖춘 표면을 의미한다.

"대칭 축(symmetry axis)"는 입방체 코너 요소와 관련하여 사용되는 경우에 입방체 코너 정점을 통하여 연장되어 입방체 코너 요소의 3개 면과 동일한 각도를 이루는 축을 지칭한다. 이 용어는 종종 입방체 코너 요소의 광학 축을 지칭하기도 한다.

"변이 라인(transition line)"은 복합면의 성분면을 구분하는 선 또는 그 밖의 길게 연장된 요소를 의미한다.

본 명세서에서 언급된 특허 또는 특허 출원은 참고로서 본 명세서의 일부를 이룬다. 양호한 실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나는 일이 없이 그 형태 및 상세에 변경을 가할 수 있다.

Claims (91)

1. 복수 개의 면을 갖추고 구조면에 배치되는 기하학적 구조체로서, 상기 면 중 하나 이상의 면은 기계 가공된 부분과 기계 가공되지 않은 부분으로 이루어지는 복합면인 것인 것인 기하학적 구조체.
2. 제1항에 있어서, 그 하나의 면으로서 복합면을 갖춘 입방체 코너 요소를 포함하는 것인 기하학적 구조체.
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11. 제2항에 있어서, 상기 복합면은 상기 기계 가공된 부분과 상기 기계 가공되지 않은 부분을 구분하는 변이 라인을 갖춘 것인 기하학적 구조체.
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51. 제1항에 있어서, 상기 기계 가공된 부분은 상기 기계 가공되지 않은 부분과 실질적으로 정렬되는 것인 기하학적 구조체.
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53. 제1항에 있어서, 상기 기계 가공된 부분과 상기 기계 가공되지 않은 부분은 10도 미만의 원호각이 차이나는 각도 배향을 갖는 것인 기하학적 구조체.
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