KR102439662B1 - 무작위 패턴을 가지는 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예는, 복수의 셀(cell)을 정의하는 광학 기판; 및 상기 광학 기판 상에 분포되고, 앵글 프로파일(Angle Profile) 또는 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 갖는 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하고, 상기 복수의 셀의 앵글 프로파일(Angle Profile)은 셀의 테두리 형태에 따라 정의되고, 상기 복수의 셀의 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
Description
본 실시예는 무작위 패턴을 가지는 마이크로 렌즈를 기초로 균질화되고 효율이 향상된 광을 전달할 수 있는, 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법에 관한 것이다.
3차원 정보를 파악하기 위한 방법으로 스테레오 비전(Stereo Vision) 방식, 구조광(Structured Light) 방식, 비행시간(Time of Flight) 방식이 널리 활용되고 있다.
3차원 정보를 파악하기 위한 방법의 종류와 무관하게 물체의 거리를 측정하기 위한 장치는 광원 및 광 확산장치를 포함하며, 광원에서 전달된 광을 광 확산장치를 통해 광을 물체에 도달시키고 그 물체에서 반사된 광을 수신부에 전달하여 물체를 인식하게 된다.
이 과정에서 물체의 정확한 거리 정보를 획득하기 위해서는 광원에서 발생한 광 또는 레이저를 물체에 균일하게 도달시킬 필요가 있다. 일반적으로 광을 균질화하기 위해 회절광학소자(DOE, Diffractive Optical Element), 비구면 렌즈(element group), 다각형 균질 막대(polygon homogenized rod), 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 등의 광 확산장치가 사용된다.
회절광학소자, 비구면 렌즈는 매우 작은 공차범위를 가지고, 다각형 균질 막대는 다른 광학 소자에 비하여 광 전송 효율이 낮다는 문제점을 가진다. 미광(stray light)이 적고 0차 회절 차수(zero diffraction order)가 없는 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array)가 이러한 한계점을 해결하는데 적합한 광학 소자로 채택될 수 있다.
종래의 규칙적 배열을 가지는 마이크로 렌즈 어레이는 규칙적 배열로 인해 특정 부분의 밝기와 다른 부분의 밝기가 달라져 회절 무늬를 형성하거나 특정 부분에만 광도피크(light intensity peak)가 발생하게 된다.
상기 문제점을 해결시키기 위해 광을 균질화 시키기 위한 광학 설계가 요구된다. 광 확산장치의 표면의 유리 또는 플라스틱을 에칭하여 무작위 높이를 가지는 표면 제공하거나, 무작위 패턴을 가지도록 표면을 가공하는 등 마이크로 렌즈 어레이를 투과하는 광의 굴절각을 다양하게 조절하도록 광 확산장치를 설계할 수 있다.
일반적으로 마이크로 렌즈 어레이의 무작위 패턴은 광 확산장치 별로 개별적 공정을 통해 제조된다. 이러한 무작위 패턴 생성은 개별 공정에 상당한 비용이 소모되어, 공정의 난이도를 증가시키고 광 확산장치의 제조 비용의 증가를 초래한다.
또한, 광 확산장치의 설계에서 개별 마이크로 렌즈는 배치되는 형태 또는 각도(angle)와 무관하게 설계되며, x축 또는 y축 방향의 2차원적인 평면 어레이 배치만이 고려되므로 무작위 패턴을 형성하는 자유도가 감소하게 된다. 따라서 기존의 마이크로 렌즈 어레이는 자유도가 부족하므로, 이를 광 확산장치로 포함하는 거리측정장치는 광원에서 출사된 광을 목표로 하는 대상에 균질하게 전달시키는데 한계를 가지게 된다.
이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 일 측면에서, 회전(rotating) 또는 틸트(tilting) 프로파일에 의해 무작위 패턴을 형성하는 마이크로 렌즈 어레이 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 제1 실시예는, 복수의 셀(cell)을 정의하는 광학 기판; 및 상기 광학 기판 상에 분포되고, 앵글 프로파일(Angle Profile) 또는 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 갖는 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하고, 상기 복수의 셀의 앵글 프로파일(Angle Profile)은 셀의 테두리 형태에 따라 정의되고, 상기 복수의 셀의 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 각각의 마이크로 렌즈들은 상기 마이크로 렌즈의 표면 형상을 정하는 형상 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 크기를 정하는 크기 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 패턴을 정하는 패턴 프로파일에 의해 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 복수의 셀의 앵글 프로파일 또는 틸트 프로파일은, 기 설정된 강도 프로파일에 맞추어 광빔을 형상화하도록 설정되는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 마이크로 렌즈 어레이는 복수의 광원을 포함하는 거리측정장치에 대응하여 영역이 구분되고, 상기 영역별로 앵글 프로파일 또는 틸트 프로파일이 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 복수의 셀 사이에 보조 렌즈를 더 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 마이크로 렌즈 표면에 미세돌기체를 더 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 복수의 셀 사이에 차벽이 배치되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 복수의 셀 사이에 감광 소재가 부착되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이에서 상기 복수의 셀 사이의 일부 영역은 글라스 가공되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이를 제공할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 제2 실시예는, 무작위 패턴을 가지는 마이크로 렌즈 어레이의 제조 방법에 있어서, 복수의 셀(cell)을 포함하는 광학 기판을 준비하는 단계; 상기 셀의 테두리 형태에 따라 앵글 프로파일(Angle Profile)을 설정하는 단계; 상기 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 기울임 프로파일(Tilting Profile)을 설정하는 단계; 및 상기 앵글 프로파일 또는 기울임 프로파일에 따라 광학 기판 상에 분포된 복수의 마이크로 렌즈들을 배치하는 단계;를 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 회전을 통해 무작위 패턴을 형성하여 마이크로 렌즈 어레이의 공정이 보다 용이해질 수 있고, 렌즈의 기울임에 의해 무작위성이 향상되어 보다 균질한 광을 근거리 또는 원거리에 존재하는 물체에 전달할 수 있다.
도 1은 반복된 패턴을 가지는 종래의 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 도면이다.
도 2는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 3은 셀의 형상에 따른 무작위 패턴의 차이를 나타낸 도면이다.
도 4는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 5는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 6는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제3 예시 도면이다.
도 7는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제4 예시 도면이다.
도 8는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 표면의 미세 구조체를 확대한 도면이다.
도 9는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 10은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제1 예시 도면이다.
도 11은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제2 예시 도면이다.
도 12은 마이크로 렌즈 사이의 경계면을 확대한 도면이다.
도 13은 마이크로 렌즈 어레이의 빛샘 현상을 설명하는 도면이다.
도 14은 빛샘 현상을 방지하기 위한 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 예시한 도면이다.
도 15은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이를 전자적 방식으로 나타낸 도면이다.
도 16은 마이크로 렌즈 어레이를 제1 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 17은 마이크로 렌즈 어레이를 제2 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 18은 마이크로 렌즈 어레이를 제3 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 고스트 현상을 시각화한 도면이다.
도 2는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 3은 셀의 형상에 따른 무작위 패턴의 차이를 나타낸 도면이다.
도 4는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 5는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 6는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제3 예시 도면이다.
도 7는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제4 예시 도면이다.
도 8는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 표면의 미세 구조체를 확대한 도면이다.
도 9는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 10은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제1 예시 도면이다.
도 11은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제2 예시 도면이다.
도 12은 마이크로 렌즈 사이의 경계면을 확대한 도면이다.
도 13은 마이크로 렌즈 어레이의 빛샘 현상을 설명하는 도면이다.
도 14은 빛샘 현상을 방지하기 위한 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 예시한 도면이다.
도 15은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이를 전자적 방식으로 나타낸 도면이다.
도 16은 마이크로 렌즈 어레이를 제1 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 17은 마이크로 렌즈 어레이를 제2 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 18은 마이크로 렌즈 어레이를 제3 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 19는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 고스트 현상을 시각화한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, a, b 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 반복된 패턴을 가지는 종래의 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 마이크로 렌즈 어레이(100)은 광학 기판(113) 및 마이크로 렌즈(111)를 포함할 수 있다.
마이크로 렌즈 어레이(100)은 거리측정장치에서 요구되는 크기에 부합하도록 제작되어야 한다. 광학 기판(113)의 크기가 커질수록 공정의 난이도는 상승하므로 개별 셀(110)을 생성하여 접합시켜 하나의 마이크로 렌즈 어레이(100)을 제조하게 된다.
마이크로 렌즈 어레이(100)는 복수의 셀(110)이 반복적으로 배치되어 형성될 수 있고, 종래에는 도 1과 같이 마이크로 렌즈 어레이를 형성하기 위하여 2차원 평면상에 각각의 셀(110)을 동일한 방향성을 가지고 반복 배치하는 것이 일반적이었다. 즉, 셀(110)의 복제 과정에서 반복성으로 인한 균질화 문제가 발생하게 된다.
종래의 마이크로 렌즈 어레이(100)는 셀(110)의 규칙적인 배열로 인해 특정 부분의 밝기와 다른 부분의 밝기가 달라져 회절 무늬를 형성하거나 특정 부분에만 광도피크(light intensity peak)가 발생하는 문제점이 발생한다. 규칙적 배열의 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 복수의 광들이 간섭하게 되고, 물체에 도달하는 광의 균일성(uniformity)이 감소하게 된다.
도 2는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 2를 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이(200)은 광학 기판(213) 및 마이크로 렌즈(211)를 포함할 수 있다.
광학 기판(213)은 광을 통과시킬 수 있도록 투과성을 가지는 물질로서 유리 또는 플라스틱으로 구성될 수 있고, 광효율을 감소시키지 않도록 적절하한 소재가 채택될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 광학 기판(213)에서 마이크로 렌즈(211)를 부착하거나, 광학 기판(213)을 물리적 또는 화학적으로 가공하여 마이크로 렌즈(211)를 형성할 수 있다.
광학 기판(213) 또는 마이크로 렌즈(211)은 자외선 경화 우레탄아크릴레이트(PUA), 폴리에스테르류, 에폭시계 수지, (메타) 아크릴레이트계 수지 등의 경화수지 조성물이 활용될 수 있고, 투명도, 투과율, 굴절률 등의 광학 소자의 특성을 고려하여 광학 기판(213)은 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
예시적으로, 광학 기판(213) 또는 마이크로 렌즈(211)은 아크릴 필름, 폴리스타이렌 필름, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 필름 등의 광학용 필름 또는 플레이트를 포함할 수 있다.
다른 예시적으로, 광학 기판(213) 또는 마이크로 렌즈(211)은 UV-경화 폴리머, 폴리카르보네이트, 아크릴, 용융실리카, 실리콘 및 이들의 조성물 중 하나 이상을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
광학 기판(213) 상의 셀(210)은 출력광을 물체에 균일하게 조사하기 위하여 무작위 배열을 가질 수 있고, 단일 렌즈의 형상, 위치, 곡률, 비구면 계수, 렌즈의 크기 등을 조절하거나 유사난수배치방법 등을 활용하여 산란광을 생성할 수 있다.
각각의 마이크로 렌즈들은 상기 마이크로 렌즈의 표면 형상을 정하는 형상 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 크기를 정하는 크기 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 패턴을 정하는 패턴 프로파일에 의해 정의될 수 있다.
일 실시예에 따라, 마이크로 렌즈의 곡률 반경, 마이크로 렌즈의 새그(sag), 마이크로 렌즈의 지름, 광의 발산 각도, 초점 거리, 상대적 수직 위치 또는 수평 위치 등의 임의의 변수를 조합하여 마이크로 렌즈의 패턴을 무작위화 할 수 잇다.
마이크로 렌즈 어레이(200)의 크기는 광원의 종류 및 조명 목적에 따라 다양하게 설정될 수 있고, 공정상의 한계로 단일한 셀(210)을 개별적으로 생성 후 이를 접합하는 공정을 통해 필요한 크기의 마이크로 렌즈 어레이(200)을 생성하게 된다. 이 경우 단일한 셀(210) 각각은 무작위 패턴을 가지도록 제조될 수 있으나, 예시적으로, 마이크로 렌즈 어레이(200)가 N개의 단일한 셀(210)을 반복하는 경우 N개의 셀이 동일한 형태로 반복되게 되므로 광의 산란도 및 균질도가 감소하게 된다.
이러한 방식의 규칙적인 주기를 가지는 마이크로 렌즈 어레이는 R-MLA(Regular periodic type Micro Lens Array)로 불릴 수 있다.
일 실시예에 따라, 단일한 셀(210)을 개별적으로 생성하고, 복수의 셀(210)을 활용하여 무작위 패턴을 형성하는 마이크로 렌즈 어레이(200)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따른 셀(210)은, 빛 또는 광을 균질하게 전달하기 위한 최소단위를 가지는 크기로 형성될 수 있다. 만약, 셀(210)의 크기가 지나치게 작은 경우 큰 확산각을 가지게 될 수 있으며, 이 경우 물체에 도달하는 광이 균질하게 전달될 수 없게 된다.
예시적으로, 셀(210)은 회전축(212)을 포함할 수 있고, 다양한 방향으로 회전될 수 있다.
일 실시예에 따라 셀(210)의 형상은 다각형일 수 있고, 예시적으로 사각형인 경우, 셀(210)은 네 방향으로 회전할 수 있다. 이 경우, 무작위 패턴을 형성하는 마이크로 렌즈 어레이(200)의 셀(210)이 선택할 수 있는 패턴은 셀(210)마다 4배로 늘어나게 되므로 무작위 패턴을 형성하기 위한 자유도가 4배로 증가하게 된다.
일 실시예에 따라, 마이크로 렌즈 어레이가 9개의 셀로 형성된 경우 하나의 동일한 셀로 
개의 패턴을 형성할 수 있으므로, 
개의 무작위성을 얻을 수 있게 된다. 각 셀(210)별로 무작위 공정을 진행하는 경우 개별 셀(210)별로 패턴을 형성하던 기존의 무작위 패턴을 형성하는 공정보다 제조 비용을 절감할 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이가 9개의 셀로 형성된 경우 9개의 영역을 개별적으로 형성하기 위해 요구되던 가공 횟수를 감소시킬 수 있게 된다.
이론상 셀(210)이 차지하는 면적을 감소시키고, 마이크로 렌즈 어레이(200)이 포함하는 셀(210)의 수를 증가시켜 무작위성을 최대로 늘릴 수 있다. 하지만, 셀(210)은 빛 또는 광을 균질하게 전달하기 위한 최소단위로 형성되어야 하므로 무작위 패턴을 형성하기 위한 최소 단위(minimum unit)은 광학 기판, 마이크로 렌즈의 크기, 형태, 배치 등에 따라 다양한 조건에 따라 달리 정해질 수 있다.
위와 같이 셀(210)의 테두리의 형태, 가상의 기준선, 임의의 작도법 등에 따라 앵글 프로파일(Angle Profile)을 정의할 수 있다.
일 실시예에 따라, 다각형의 한 면을 기준으로 앵글 프로파일(Angle Profile)을 설정할 수 있다. 예시적으로, 사각형의 테두리를 가지는 경우 회전할 수 있는 4가지 형태를 기준점으로 앵글 프로파일은 90도, 180도, 270도, 360도의 4가지 앵글 프로파일을 가질 수 있다.
다른 실시예에 따라, 앵글 프로파일(Angle Profile)은 가상의 기준선을 기초로 앵글 프로파일을 설정할 수 있다. 예시적으로, 6개의 가상의 기준선을 대칭적으로 배치하여 회전할 수 있는 6가지 형태를 기준선으로 하여 앵글 프로파일은 60도, 120도, 180도, 240도, 300도, 360도의 6가지 앵글 프로파일을 가질 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 앵글 프로파일(Angle Profile)은 임의의 작도법을 기초로 앵글 프로파일을 설정할 수 있다. 예시적으로, 원호의 길이 또는 원의 중심을 통해 균등하게 분할한 직선을 기초로 하여 앵글 프로파일의 최소 단위를 1도로 설정할 수 있다.
각 셀(210)의 앵글 프로파일(Angle Profile)은 순차적인 시계방향 회전 또는 반시계방향 회전에 의해 정하여질 수 있으나, 앵글 프로파일(Angle Profile)의 정의 방식을 하나 이상 사용하여 마이크로 렌즈 어레이의 무작위성을 최대화할 수 있다.
복수의 셀(210)이 가지는 앵글 프로파일(Angle Profile)은, 기 설정된 강도 프로파일에 맞추어 광빔을 형상화하도록 설정될 수 있다. 일 실시예에 따라, 앵글 프로파일(Angle Profile)은 평균적으로 동일한 수의 광빔이 원거리 영역 내에 도달하도록 임의의 산란 영역을 향하게 할 수 있다.
도 3은 셀의 형상에 따른 무작위 패턴의 차이를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 셀의 형상에 따른 무작위 패턴의 차이를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따라, 셀의 형상은 거리측정장치에 요구되는 광 확산장치의 형태에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
예시적으로, 마이크로 렌즈 어레이(300)의 셀(310)의 테두리 형태는 사각형일 수 있고, 마이크로 렌즈 어레이(400)의 셀(410)의 테두리 형태는 육각형일 수 있다.
셀의 형상과 무관하게 광학 기판 내의 복수의 마이크로 렌즈는 무작위적으로 배치 또는 형성될 수 있다. 단일 마이크로 렌즈의 곡률, 비규면 계수, 크기, 형상, 배치를 조절하여 빛의 직진성을 회피시킬 수 있다. 빛의 투과율, 광효율을 고려하여 단일 셀 내의 마이크로 렌즈는 다양한 방법으로 제조될 수 있다.
도 4는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제1 예시 도면이다.
도 5는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 6는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제3 예시 도면이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시킬 수 있다.
종래의 마이크로 렌즈 배열은 x축 방향 또는 y축 방향의 2차원 평면 내에서 비정규적인 배열을 형성하고, 단순히 렌즈의 곡률, 비구면계수, 크기 등의 파라미터(parameter)를 조절하여 무작위성을 형성하였다.
도 4를 참조하면, 셀(510)은 복수의 마이크로 렌즈(511a, 511b, 511c, 511d, 511e)를 포함할 수 있다. 복수의 마이크로 렌즈 각각은 원하는 광 경로(501, 503, 505, 507, 509)에 따라 다양한 파라미터를 활용할 수 있다.
일 실시예에 따른, 파라미터는 틸트 프로파일(Tilting Profile)일 수 있다. 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 렌즈 자체의 기울기 또는 편향성을 기초로 정의될 수 있고, 광학 기판의 기울기 또는 편향성을 형성하여 정의될 수 있다.
렌즈 자체의 기울기 또는 편향성을 기초로 정의된 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 종래의 x축 방향 또는 y축 방향의 2차원 평면 내에서의 무작위 패턴을 형성하던 방식에 비하여, z축 방향의 추가적인 자유도를 제공할 수 있다.
z축 방향의 렌즈 기울기 등을 고려한 틸트 프로파일(tiling profile)은 z축 방향의 추가적인 렌즈 설계를 통해 무작위성을 증대시키기 위함이다.
예시적으로, 도 7과 같이 임의의 가상선(602)을 기초로 렌즈의 기울기(θ2)를 정의할 수 있고, 렌즈의 기울기(θ2)에 따라 물체에 도달하는 광의 방향성을 조절할 수 있다.
틸트 프로파일(tiling profile)은 마이크로 렌즈의 형태, 종류, 배치에 따라 개별적으로 정해질 수 있다.
일 실시예에 따라, 구면의 형태를 가지는 경우 구의 중심에서 표면의 일 부분의 가상선을 기초로 각도를 정의할 수 있다. 예시적으로, 구의 일부를 잘라 마이크로 렌즈(511a)로 사용하는 경우 마이크로 렌즈의 제1 표면(512)의 중앙부를 기초로 각도를 정의할 수 있다. 이 경우 구의 틸트 프로파일은 45도로 정의될 수 있다. 다른 예시적으로, 구의 일부를 마이크로 렌즈(511a)로 사용하는 경우 마이크로 렌즈의 제2 표면(514)을 기초로 마이크로 렌즈의 각도를 정의할 수 있다. 제2 표면(514)이 광학 기판에 대해 수직인 경우, 구의 틸트 프로파일은 45도로 정의될 수 있다.
일 실시예에 따라, 틸트 프로파일(tiling profile)은 평면상의 길이 및 평면과 수직한 높이의 상관관계에 의해 정의될 수 있다. 예시적으로, 마이크로 렌즈의 평면상의 반지름 및 평면과의 수직한 높이의 비가 1:1인 경우 틸트 프로파일은 1로 정의될 수 있고, 마이크로 렌즈의 평면상의 반지름 및 평면과의 수직한 높이의 비가 2:1인 경우 틸트 프로파일은 0.5로 정의될 수 있다.
다른 실시예에 따라, 틸트 프로파일(tiling profile)은 평면상의 정사영 면적 및 표면의 면적의 상관관계에 의해 정의될 수 있다. 마이크로 렌즈의 평면과 수직한 높이가 계산에 추가적으로 고려될 수 있다. 예시적으로, 마이크로 렌즈의 평면상의 정사영 면적 및 표면의 면적의 비가 1:2인 경우 틸트 프로파일은 2로 정의될 수 있다. 다른 예시적으로, 마이크로 렌즈의 높이가 10 마이크로 미터인 경우 틸트 프로파일은 기존의 틸트 프로파일인 2를 10으로 나눈 0.5로 정의될 수 있다. 이 경우 높이별 틸트 프로파일이 정규화된다는 장점을 가지므로, 개별 마이크로 렌즈의 틸트 프로파일을 통일된 기준으로 정의할 수 있다.
개별 마이크로 렌즈의 틸트 프로파일(tiling profile)은 물체에 도달시키는 광의 방향성과 연계될 수 있다. 제1 광경로(501)는 마이크로 렌즈(511a)의 틸트 프로파일(tiling profile)에 의해 정의될 수 있다.
개별 마이크로 렌즈의 틸트 프로파일(tiling profile)에 의해 마이크로 렌즈(511a)는 제1 광경로(501)를 가지도록 설계될 수 있고, 마이크로 렌즈(511b)는 제2 광경로(503), 마이크로 렌즈(511c)는 제3 광경로(505), 마이크로 렌즈(511d)는 제4 광경로(507), 마이크로 렌즈(511e)는 제5 광경로(503)를 가지도록 설계될 수 있다.
일 실시예에 따라, 5개의 마이크로 렌즈(511a, 511b, 511c, 511d, 511e)를 포함하는 셀(510)은 5배 이상의 무작위성을 가질 수 있다. 예시적으로, 2차원 배열을 통한 마이크로 렌즈 배열 방법이 M개(M은 임의의 자연수임)인 경우, L개(L은 임의의 자연수임)의 틸트 프로파일을 가지는 경우 
개 이상의 서로 다른 무작위 패턴을 형성할 수 있다.
도 5를 참조하면, 복수의 마이크로 렌즈(511a, 511b, 511c, 511d, 511e)는 서로 다른 높이, 크기, 형상, 공간적 위치, 개수를 형성할 수 있다.
복수의 마이크로 렌즈 각각은 원하는 광 경로(501, 503, 505, 507, 509)에 따라 다양한 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 활용할 수 있다.
도 6을 참조하면, 광학 기판에 추가적인 기울임(tilting)을 기초로 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 정의할 수 있다. 평면과 비교하여 광학 기판의 기울기(θ1)를 정의할 수 있다. 이 경우 광학 기판의 기울기는 셀(510)의 전부 또는 일부에 기울기를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 좌측면은 일정한 기울기(θ1)을 가질 수 있고, 우측면은 기울기를 가지지 않는 평면일 수 있다. 좌측면의 일정한 기울기(θ1)를 형성하여 z축 방향에서 무작위 패턴 형성 및 자유도 제공이 용이하게 된다.
다른 실시예에 따라, 셀(510)의 단면은 나선형으로 회전하며 개별적인 기울기(θ1)를 가질 수 있다. 이 경우 평면과 광학 기판의 단면의 기울기는 회전을 통해 점차 증가하거나 감소할 수 있다. 이 경우 마이크로 렌즈 어레이의 패턴 형성 방법이 다양하게 된다.
광학 기판에 추가적인 기울임(tilting)에 기초한 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 통해 개별 마이크로 렌즈의 광 경로 변경을 더욱 정밀하게 설정할 수 있다.
도 7는 틸트 방식을 통해 광경로를 변경시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제4 예시 도면이다.
도 7을 참조하면, 셀(610)은 비대칭적인 마이크로 렌즈(611a, 611c)를 형성할 수 있고, 대칭적인 마이크로 렌즈(611b)를 포함할 수 있다.
임의의 가상선(602)을 기초로 렌즈의 기울기(θ2)를 정의할 수 있고, 렌즈의 기울기(θ2)에 따라 물체에 도달하는 광의 방향성을 조절할 수 있다.
렌즈의 기울기(θ2)를 기초로 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 정의할 수 있다.
도 8는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이 표면의 미세 구조체를 확대한 도면이다.
도 8을 참조하면, 마이크로 렌즈(611a)는 표면에 복수의 미세구조체(615)를 포함할 수 있다.
복수의 미세구조체(615)는 미세-복제(micro-replication), 고온 엠보싱(hot embossing), 사출-성형, 반응성-이온 에칭, 이온-빔 밀링, 또는 단일 점 레이저 라이팅(single-point laser writing)을 포함할 수 있다. 물리적인 절삭 또는 부착 공정을 포함할 수 있고, 화학적인 에칭 공정을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는 임의의 방법으로 복수의 미세구조체(615)를 형성할 수 있다.
복수의 미세구조체(615)는 동일한 크기, 형상을 가질 수 있으나, 기 정의된 파라미터들에 의해 무작위성을 추가하는 것이 바람직하다.
예시적으로, 미세구조체는 임의의 기하학적 형상일 수 있으나 다각형 형상으로서 외부 경계를 가질 수 있다. 이러한 미세 구조체에 기반하여 더욱 효율적이고 균일한 광 확산을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 복수의 미세구조체(615)는 마이크로 렌즈(611a)를 임의의 방법으로 가공하여 형성할 수 있으나, 위에 별개의 구조체가 부착 또는 배치될 수 있다.
도 9는 회전 방식을 통해 무작위 패턴을 형성시키는 마이크로 렌즈 어레이를 예시한 제2 예시 도면이다.
도 9를 참조하면, 셀(710)은 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 복수의 영역은 셀(710)을 형성하기 위해 광학 기판(713)이 다양한 방식으로 구분될 수 있고 크기, 형상, 배치는 기 설정된 규칙에 따라 다양하게 정하여질 수 있다. 예시적으로, 셀(710)은 복수 개의 직사각형들의 조합으로 형성될 수 있다. 각 영역에는 하나 이상의 마이크로 렌즈(711)이 제공될 수 있다. 마이크로 렌즈 어레이(700)은 회전축(712)을 기초로 회전하여 복수의 셀(710)에 의해 형성될 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 영역으로 구분된 셀(710) 및 복수의 마이크로 렌즈(711)을 회전하여 동일한 패턴의 셀(710)을 활용하여 무작위성이 증대된 마이크로 렌즈 어레이(700)을 형성할 수 있다.
도 10은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제1 예시 도면이다.
도 11은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이의 제2 예시 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 회전 방식과 틸트 방식을 통해 무작위 패턴을 가지는 마이크로 렌즈 어레이(800, 900)를 형성할 수 있다.
도 10에서 마이크로 렌즈 어레이(800)의 셀(810)은 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 가지는 마이크로 렌즈(811)을 광학 기판(813)위에 형성할 수 있다. 또한 이와 동일한 물리적 구조를 가지는 또 다른 셀(820)은 셀(810)과 서로 다른 앵글 프로파일(Angle Profile)을 가지도록 정의될 수 있다. 이 경우 셀(810, 820)의 틸트 프로파일은 동일하게 정의되지만, 앵글 프로파일을 조절하여 무작위 패턴을 형성할 수 있다.
도 11은 틸트 프로파일(Tilting Profile) 및 앵글 프로파일(Angle Profile)을 달리하는 복수의 셀(910, 920)을 포함하는 마이크로 렌즈 어레이(900)을 예시한 도면이다. 셀(910)의 마이크로 렌즈(911)의 틸트 프로파일 및 앵글 프로파일은 다른 셀(920)의 마이크로 렌즈(921)의 틸트 프로파일 및 앵글 프로파일과 상이할 수 있다.
각 마이크로 렌즈의 틸트 프로파일 또는 앵글 프로파일은 개별적으로 설정되는 것이 바람직하지만, 공정의 비용을 고려하여 일부의 마이크로 렌즈의 틸트 프로파일 또는 앵글 프로파일만을 선택적으로 설정할 수 있다.
2차원 평면 내에서 비규칙적인 배열을 형성하기 위한 렌즈의 곡률, 비구면계수, 크기 등의 파라미터(parameter)와 함께 틸트 프로파일(Tilting Profile) 및 앵글 프로파일(Angle Profile)을 설정하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따라, 틸트 프로파일 및 앵글 프로파일을 통해 배열을 불규칙적으로 하는 경우 무작위 배열의 난이도를 줄일 수 있고, 비용상의 문제를 해결할 수 있다.
도 12은 마이크로 렌즈 사이의 경계면을 확대한 도면이다.
도 12를 참조하면, 셀(1010) 사이의 경계면에 틈(1015)이 형성될 수 있다. 셀(1010)의 공정상 오차로 인한 틈(1015)일 수 있으나, 접착 또는 배치 과정에서 틈(1015)가 발생할 수도 있다. 공정상 완벽한 밀착력을 발생시키지 못하거나 접착제의 문제로 인해 틈(1015)가 발생할 수 있다.
상기 문제점은 경계뿐만 아니라 가장자리에서도 발생할 수도 있다.
예시적으로, 틈(1015)으로 인해 빛이 새는 현상이 발생할 수 있고, 물체에 계산된 광량으로 균질하게 광을 도달시킬 수 없는 현상이 발생할 수도 있다. 틈(1015) 사이를 통해 빛이 직진하여 물체에 도달하는 경우 안전상의 문제가 발생할 수 있으며, 특히 눈 보호(eye-safety) 문제가 발생할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위하여, 일 실시예에 따라 경계면 또는 가장자리의 틈(1015)에서 보조 렌즈(1017)을 사용할 수 있다. 보조 렌즈의 곡률, 비규면 계수, 크기, 형상, 배치 등은 필요에 따라 달리 설정될 수 있으나, 경계면 사이의 틈(1015)를 추가하기 위한 목적을 만족시키는 렌즈이면 제한되지 않는다.
셀(1010)의 표면이 원형과 같은 곡선 형태를 가지는 경우에도 경계면에서 틈(1015)가 발생할 수 있다. 이는 비충진 형태(non-filling shape)라고 불릴 수도 있으며, 보조 렌즈(107)을 통해 경계상에서 추가적인 커버(coverage)를 형성할 수 있다.
도 13은 마이크로 렌즈 어레이의 빛샘 현상을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이(1100)는 렌즈부(1110) 및 주변부(1120)을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따라 복수의 광원이 사용되는 거리측정장치에서 마이크로 렌즈 어레이(1100)가 복수의 영역으로 구분될 수 있다.
렌즈부(1110)는 도 2 내지 12에서 상술된 셀 또는 마이크로 렌즈들의 집합을 포함할 수 있다.
주변부(1120)은 광 확산장치 또는 칩(chip)을 설계에 따라 렌즈부 이외의 영역으로 분리된 영역이다. 이는 실제 구분된 영역일 수 있으나, 마이크로 렌즈의 배치 밀도, 위치 등을 고려한 가상의 영역일 수 있다.
일 실시예에 따라, 주변부(1120)은 ITO(Indium Tin Oxide) 패턴을 형성하여 전기적인 연결을 위하여 제공되는 여유 공간일 수 있다. 예시적으로 선폭의 간격은 200 마이크로미터 내외일 수 있다.
광원에서 전달되는 광은 광 확산장치를 통과하며 제1 광경로(1101) 및/또는 제2 광경로(1102)를 통해 전달될 수 있다.
광의 전달 과정에서 크로스토크(cross talk)가 발생할 수 있고, 이는 설계 과정에서 원하지 않는 전하 커플링, 유도 커플링, 저항 커플링 등으로 인한 예상하지 않는 전기적, 광학적 상호작용을 발생시킬 수 있다.
도 14은 빛샘 현상을 방지하기 위한 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 예시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 이러한 크로스 토크(cross talk) 현상 또는 빛샘 현상을 방지하기 위한 마이크로 렌즈 어레이의 구조를 확인할 수 있다.
일 실시예에 따라, 하나 이상의 광원에서 빛의 간섭을 방지하기 위한 다양한 구조(A, B, C)를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라, 하나 이상의 광원에서 빛의 간섭을 방지하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 구조(A)는 셀(1110) 사이에 차벽(1140)이 배치될 수 있다.
방사각 또는 출력이 다른 복수의 광원을 사용하는 경우, 광원의 방사각에 따라 차벽의 길이, 두께, 배치는 기 설정된 기준에 따라 조절될 수 있다. 예시적으로, 방사각이 다른 복수의 광원은 사양이 다른 복수 개의 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser, 수직 공진 표면 발광 레이저) 또는 LED(Light Emitting Diode, 발광 다이오드)를 사용할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 하나 이상의 광원에서 빛의 간섭을 방지하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 구조(B)는 셀(1110) 사이에 감광 소재(1150)가 배치될 수 있다.
예시적으로 감광 소재(1150)은 마스킹 테이프일 수 있고, 이에 제한되지 않는다.
또 다른 실시예에 따라, 하나 이상의 광원에서 빛의 간섭을 방지하기 위해 마이크로 렌즈 어레이의 구조(C)는 셀(1100) 사이에 차광 물질(1160)이 충진될 수 있다.
차광 물질(1160)은 빛을 흡수 또는 반사할 수 있고, 광을 투과시키지 않는 물질이면 충진제로서 활용될 수 있고, 종류에 제한되지 않는다. 차광 물질(1160)의 충진에 앞서, 광 확산장치 또는 마이크로 렌즈 어레이의 가공이 선행될 수 있다. 예시적으로, 광 확산장치가 유리로 이루어지는 경우, 경계면의 일부가 에칭(ething)될 수 있고, 에칭된 영역 내부에 감광 물질(1160)이 충진될 수 있다. 이 경우 에칭되는 깊이는 광 확산장치의 일부 깊이로서 광 확산장치의 지지력, 안정성을 고려하여 제한될 수 있다.
도 15은 회전 방식과 틸트 방식을 통해 제조한 마이크로 렌즈 어레이를 전자적 방식으로 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이를 컴퓨터 프로그램을 통해 시뮬레이션한 도면이다.
마이크로 렌즈 어레이의 영역별로 구분된 셀을 포함할 수 있고, 셀의 형태, 배치는 필요에 따라 달리 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라 마이크로 렌즈 어레이는 틸트 프로파일 또는 앵글 프로파일을 조절하여 복수 개의 광원칩을 가지는 거리측정장치의 목적에 맞추어 가공 또는 제조될 수 있다.
도 16은 마이크로 렌즈 어레이를 제1 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 17은 마이크로 렌즈 어레이를 제2 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 18은 마이크로 렌즈 어레이를 제3 부분을 통과한 광의 세기를 시각화한 도면이다.
도 16 내지 18을 참조하면, 마이크로 렌즈 어레이의 틸트 프로파일 또는 앵글 프로파일에 따라 광이 도달되는 위치 및 면적을 조절할 수 있고, 무작위 패턴을 형성하는 마이크로 렌즈 어레이를 통하여 균질한 광을 물체에 도달할 수 있다.
도 19는 일 실시예에 따른 마이크로 렌즈 어레이의 고스트 현상을 시각화한 도면이다.
도 19를 참조하면, 마이크로 렌즈의 일측면을 통과하는 광에 의해 고스트(ghost) 현상이 발생할 수 있다.
일 실시예에 따라 격벽면을 통과하여 진행하는 광이 목표로 하는 대상 이외의 지점으로 전달될 수 있다. 예를 들어, 고스트 현상의 발생 원인은 격벽 도는 마이크로 렌즈의 일 부분에 의해 내부 전반사에 의해 발생할 수 있다.
일 실시예에 따라 위와 같은 고스트 현상을 방지하기 위하여 마이크로 렌즈 어레이는 콜리메터 렌즈(Collimator Lens)를 더 포함할 수 있다. 예시적으로, 콜리메터 렌즈(Collimator Lens)는 마이크로 렌즈 아래에 설치되어 비대칭적이고, 새그가 높은 렌즈면에 의해 발생하는 고스트 현상을 방지할 수 있다. 또한 콜리메터 렌즈를 사용하여 광원의 거리 또는 각도를 조절하여 광효율을 증대시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 콜리메터 렌즈(Collimator Lens)는 마이크로 렌즈 어레이와 하나의 시스템을 형성하거나 분리된 별개의 시스템을 형성할 수 있다.
일 실시예에 따른 콜리메터 렌즈(Collimator Lens) 광원의 거리를 조절하거나 각도를 조절할 수 있는 것으로, 종래에 활용되던 콜리메터 렌즈를 사용할 수 있다.
일 실시예에 따라, 9개의 영역으로 구분된 마이크로 렌즈 어레이의 하단에 9개의 콜리메터 렌즈를 배치하여 1차적으로 입사 광원의 경로(path)를 조절하고, 2차적으로 마이크로 렌즈 어레이를 통해 최종 방사 빔의 각도와 형태를 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전술한 마이크로 렌즈 어레이 또는 콜리메터 렌즈는 복수 개의 광원을 가지는 거리측정장치와 함께 사용되어 기존의 단일한 광원을 가지는 거리측정장치에 비해 높은 효율을 보일 수 있다.
예시적으로, 기존의 하나의 광원을 가지는 거리측정장치의 광효율은 0.15W 효율을 가지는 경우에 비해 9개의 광원을 가지는 거리측정장치의 광효율은 1W의 효율을 가지도록 마이크로 렌즈 어레이를 형성할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따라, 광 효율의 측정은 입력 광량 대비 각 영역에 도달하는 광량을 측정 또는 계산하여 비교할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 광 효율의 측정은 설정된 기준에 따라 범위를 정의하고 광량을 측정 또는 계산하여 비교할 수 있다.
일 실시예에 따라, 목표로하는 지점의 광량에 따라 마이크로 렌즈 어레이 또는 콜리메터 렌즈의 형상, 크기, 배치 등을 기 설정된 기준에 따라 조절할 수 있다.
100: 마이크로 렌즈 어레이
110: 셀
111: 마이크로 렌즈
113: 광학 기판
200: 마이크로 렌즈 어레이
210: 셀
211: 마이크로 렌즈
213: 광학 기판
510: 셀
511a, 511b, 511c, 511d, 511e: 마이크로 렌즈
615: 미세구조체
1000: 마이크로 렌즈 어레이
1010: 셀
1015: 틈
1017: 보조 렌즈
1100: 마이크로 렌즈 어레이
1101: 제1 광경로
1103: 제2 광경로
1110: 렌즈부
1120: 주변부
1140: 차벽
1150: 감광 소재
1160: 차광 물질
110: 셀
111: 마이크로 렌즈
113: 광학 기판
200: 마이크로 렌즈 어레이
210: 셀
211: 마이크로 렌즈
213: 광학 기판
510: 셀
511a, 511b, 511c, 511d, 511e: 마이크로 렌즈
615: 미세구조체
1000: 마이크로 렌즈 어레이
1010: 셀
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1017: 보조 렌즈
1100: 마이크로 렌즈 어레이
1101: 제1 광경로
1103: 제2 광경로
1110: 렌즈부
1120: 주변부
1140: 차벽
1150: 감광 소재
1160: 차광 물질
Claims (11)
- 동일한 형태를 가지는 복수의 셀(cell)을 포함하고, 상기 복수의 셀이 서로 다른 방향으로 회전되어 배치되는 광학 기판; 및
상기 광학 기판 상에 분포되고, 앵글 프로파일(Angle Profile) 또는 틸트 프로파일(Tilting Profile)을 갖는 복수의 마이크로 렌즈들을 포함하고,
상기 복수의 셀의 앵글 프로파일(Angle Profile)은 셀의 테두리 형태에 따라 정의되고, 상기 복수의 셀의 회전 방향에 대응되고,
상기 복수의 셀의 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 정의되고, 상기 틸트 프로파일은 물체에 도달하는 광경로에 대응되는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 각각의 마이크로 렌즈들은 상기 마이크로 렌즈의 표면 형상을 정하는 형상 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 크기를 정하는 크기 프로파일, 상기 마이크로 렌즈의 패턴을 정하는 패턴 프로파일에 의해 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제2항에 있어서,
상기 복수의 셀의 앵글 프로파일 또는 틸트 프로파일은, 기 설정된 강도 프로파일에 맞추어 광빔을 형상화하도록 설정되는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제3항에 있어서,
마이크로 렌즈 어레이는 복수의 광원을 포함하는 거리측정장치에 대응하여 영역이 구분되고,
상기 영역별로 앵글 프로파일 또는 틸트 프로파일이 정의되는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제4항에 있어서,
복수의 셀 사이에 보조 렌즈를 더 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 마이크로 렌즈 표면에 미세돌기체를 더 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 셀 사이에 차벽이 배치되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 셀 사이에 감광 소재가 부착되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 셀 사이의 일부 영역은 글라스 가공되어 있는, 마이크로 렌즈 어레이. - 무작위 패턴을 가지는 마이크로 렌즈 어레이의 제조 방법에 있어서,
동일한 형태를 가지는 복수의 셀(cell)을 포함하는 광학 기판을 준비하는 단계;
상기 셀의 테두리 형태에 따라 상기 복수의 셀을 서로 다른 방향으로 회전시켜 앵글 프로파일(Angle Profile)을 설정하는 단계;
상기 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 기울임 프로파일(Tilting Profile)을 설정하는 단계; 및
상기 앵글 프로파일 또는 기울임 프로파일에 따라 광학 기판 상에 분포된 복수의 마이크로 렌즈들을 배치하는 단계;를 포함하고,
상기 복수의 셀의 앵글 프로파일(Angle Profile)은 셀의 테두리 형태에 따라 정의되고, 상기 복수의 셀의 회전 방향에 대응되고,
상기 복수의 셀의 틸트 프로파일(Tilting Profile)은 마이크로 렌즈의 기울기 또는 광학 기판의 기울기에 따라 정의되고, 상기 틸트 프로파일은 물체에 도달하는 광경로에 대응되는, 마이크로 렌즈 어레이 제조 방법. - 제4항에 있어서,
하나 이상의 콜리메터 렌즈(Collimator Lens)를 더 포함하는, 마이크로 렌즈 어레이.
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