KR20040020923A

KR20040020923A - 그루브 파동 방법에 의해 이루어진 제어된 디버전스를갖는 역반사기

Info

Publication number: KR20040020923A
Application number: KR10-2003-7016225A
Authority: KR
Inventors: 데니스 아이. 코우즈인; 시드니 에이. 히난
Original assignee: 애버리 데니슨 코포레이션
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2002-06-11
Publication date: 2004-03-09
Also published as: AU2002312427A1; US20060007543A1; HK1065975A1; CN100406240C; CN1514769A; EP1423258B1; US7427139B2; US20030075815A1; ES2342458T3; EP1423258A2; US6984047B2; WO2002101423A2; WO2002101423A3; DE60236297D1; KR20040020919A; KR100906738B1; EP1423258A4

Abstract

본 발명에 따라 압괘된 V자형 그루브들을 교차시키는 것을 포함하는 큐브 코너 소자들의 압괘는 압괘되고 있는 기판 및 절삭 공구가 V자형 그루브 중에서 상호 관련하여 진동되도록 V자형 그루브들 중의 적어도 하나가 제조되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따라 이루어진 압괘는 보다 광범위한 디버전스를 갖는 큐브 코너 소자를 생산하도록 디자인될 수 있다.

Description

그루브 파동 방법에 의해 이루어진 제어된 디버전스를 갖는 역반사기{RETROREFLECTOR WITH CONTROLLED DIVERGENCE MADE BY THE METHOD OF GROOVE UNDULATION}

본 발명은 제어된 디버전스를 갖는 역반사형 물품의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 물품들에 관한 것이다.

역반사형 물품들이 마이크로큐브 코너 소자들의 어레이로부터 제조될 수 있음을 잘 공지되어 있다. 마이크로큐브 코너 소자들의 그러한 어레이는 "웅부(male)" 큐브 코너들의 매스터를 플레이트의 플래너 표면으로 압괘함으로써 제조될 수 있다. 이는 일반적으로 스탬(Stamm)의 미합중국 특허 제US3,712,706호에 교시되어 있으며, 또한 프리콘(Pricone)의 미합중국 특허 제US4,478,769호에 교시되어 있다.

미합중국 특허 제US4,478,769호는 매스터 플레이트의 플래너 표면이 일련의 정확한 평행한 V자형 그루브들을 절삭하는 다이아몬드 절삭 공구에 의해 압괘되는 삼각형 큐브 코너 소자들의 잘 공지된 제조 방법을 개시하고 있다. 등변 삼각형큐브 코너들의 압괘를 위해, 60°각도로 상호 교차하는 3세트의 평행한 그루브들이 제조되며, 각각의 그루브는 실질적으로 70.53°로 대칭으로 배치된 입사각을 가질 것이고, 목적하는 큐브 코너들의 높이에 의해 결정되는 그루브 깊이로 압괘(rule)될 것이다. 이러한 방법은 매스터의 대향면 상에 반대로 배향된 등변 삼각형 마이크로큐브들의 쌍들의 어레이를 자동으로 초래한다. 등변 삼각형 이외의 큐브 코너들을 압괘하기 위해 병치 세트들 내의 그루브들은 예를 들면 로우랜드(Rowland)의 미합중국 특허 제US3,384,348호에 개시된 바와 같이, 70.53°이외의 각들을 함유할 것이고, 60°이외의 각도로 교차될 것이다. 삼각형 이외의 큐브 코너들의 압괘 방법들은 일반적으로 평행하게 대칭적으로 배치된 V자형 그루브들의 3 세트들을 사용하지 않고, 큐브 코너들의 대향면들은 그럼에도 불구하고 예를 들면 넬슨(Nelson)의 미합중국 특허 제US4,938,563호에 개시된 바와 같이 그루브들의 벽들로부터 형성된다.

이어서, 압괘된 매스터는 예를 들면 전기 주형법에 의해 일련의 복사본들을 제조하기 위해 사용될 수 있고, 복사본들은 단일의 "모판(mother)" 공구를 형성하기 위해 함께 어셈블된다. 어셈블된 "모판" 공구는 몰드들을 전기 주형하기 위해 사용되고, 이는 엠모싱, 주조, 또는 기타 당업계에 공지된 다른 방법들 등에 의해 플라스틱 시팅 물질의 웹 상에 마이크로큐브 역반사형 소자들을 제공할 수 있는 공구로 어셈블될 수 있다.

상기 방법에 의해 제조된 바의 마이크로큐브 코너 역반사형 시팅은 고속도로 표지판 및 포장 도로 마커들 등의 고속 도로 안전성 용도들로 사용된다. 그러한용도들에서, 마이크로큐브 코너 소자들은 차량의 헤드라이트들로부터 차량의 운전자로 다시 빛을 역반사한다. 이는 디버전스각(α)이 약 0°와 3°이상 사이의 범위인 부정확한 역반사이다. 임의의 주어진 상황에서 작용하는 α값은 차량의 형태 및 차량에서 역반사 물질에 이르는 거리에 좌우된다. 예를 들면, 대형 트럭의 우측 헤드라이트와 도로 표지판에서 약 40미터 거리에 있는 그의 운전자에 대한 디버전스각(α)은 약 3°일 것인 반면, 자동차의 좌측 헤드라이트 및 도로 표지판에서 약 600미터 거리에 있는 그의 운전자에 대한 디버전스각(α)은 약 0.05°일 것이다.

또한, 디버전스각과 관련하여, 디버전스 방향의 척도인 회전각(ε)이 있다. 회전각(ε)은 차량의 좌측 헤드라이트 및 우측 헤드라이트에 대해 상이할 것이고, 또한 차량 형태 및 도로 표지판의 위치에 좌우될 것이다.

이상적으로, 도로 표지판에 사용된 마이크로큐브 코너 역반사성 시팅은 일정 범위의 디버전스각 값들 및 회전각 값들에 걸쳐 충분한 세기를 갖는 역반사된 광선의 패턴을 생산할 것이다. 예를 들면, 심지어 도회지 이외의 역반사형 고속도로 표지판은 약 1°의 디버전스각을 통해 빛을 역반사해야 하고, 이는 대형 트럭의 우측 헤드라이트로부터 도로 표지판에서 약 120미터 거리에 있는 그의 운전자로의 α값에 대응한다.

마이크로큐브 코너 소자들이 매스터 플레이트 내에서 압괘될 수 있고 엠보싱에 의해 복사될 수 있는 정확도에 있어서의 개선들은 그러한 마이크로큐브 코너 역반사성 시팅이 약 0.0-0.5°등의 매우 협소한 범위의 디버전스각 뿐만 아니라 좁은범위의 회전각에 걸쳐 역반사될 수 있다는 생각을 유도하였다. 전체적으로 바람직한 범위의 디버전스를 생산하는 큐브 코너들을 갖는 압괘된 어레이를 압괘된 어레이 상의 매우 짧은 거리 내에서 제공하는 것이 바람직하다.

마이크로 크기의 큐브 코너 소자들에 의해 역반사된 빛은 매우 작은 크기의 마이크로큐브들 때문에 특정량의 회절을 경험할 것이다. 그러한 회절은 광범위한 범위의 디버전스각 및 회전각 모두에 걸쳐 역반사를 초래할 것이다. 특정 범위의 α및 ε는 주어진 마이크로뷰브의 특정 회절 패턴에 좌우될 것이고, 다시 큐브 크기, 큐브 형상, 큐브 물질의 굴절률, 및 큐브 대향면들이 금속화되었는지 여부에 좌우될 것이다. 그러나, 보다 큰 회절을 달성하는 매우 작은 마이크로큐브들이 실질적인 양의 빛이 약 3°이상의 디버전스각으로 역반사되게 하고, 여기서 이 빛은 차량 운전자에게 유용하지 않기 때문에, 회절은 폭넓은 디버전스각 및 회전각을 통한 역반사를 증진시키는 바람직한 방법이 아니다. 이는 표 1에 요약되어 있다.

표 1은 회절로 인한 역반사의 스프레딩을 나타낸다. 아크릴계 등변 삼각형 큐브 코너들이 각각의 경우에 사용된다. 밀리미터 치수는 삼각형의 에지 길이를 측정한다(동일하게는 2.449x큐브 깊이, 또는 1.155x압괘 스페이싱). 백분율은 얼마나 많은 전체 역반사된 플럭스가 1°, 2°또는 3°의 최대 관찰각 내에 속하는지를 나타낸다. 예를 들면, 0.05mm 측면을 갖는 삼각형 큐브 코너에 대해, 전체 역반사된 빛의 27.9% 만이 0°와 1°의 관찰 각들 사이에 도달한다.

표 1. 상이한 크기의 삼각형 큐브 코너들로부터 역반사의 회절 스프레딩

	0.4mm	0.2mm	0.1mm	0.05mm
0°내지 1°	91.6%	82.5%	66.7%	27.9%
0°내지 2°	95.7%	91.6%	82.4%	66.6%
0°내지 3°	97.1%	94.4%	88.9%	79.1%

회절은 차량의 운전자에게 가장 유용하게 될 방식으로 역반사된 빛을 분배하기 쉽지 않은 특이한 패턴들을 초래한다. 이는 도 4A-D에 도시되어 있다.

큐브 코너 소자들의 2면각들을 90°에서 약간 벗어나게 함으로써 큐브 코너 소자들에서 의도하는 수차(aberration)를 생성하는 것은 당업계에 공지되어 있다. 고전 논문 ("Study of Light Deviation Errors in Triple Mirrors and Tetrahedral Prisms," J. Optical Soe. Amer., 제48권, 제7호, 제496-499페이지, 1958년 7월, P.R Yoder, Jr.)은 그러한 수차로부터 초래되는 잘 공지된 스폿 패턴들을 개시하고 있다.

공동 양수인에게 양도되고 본 명세서에 참고 문헌으로 인용된 히난(Heenan)의 미합중국 특허 제US3,833,285호는 나머지 둘보다 더 큰 매크로 크기의 큐브 코너 소자의 하나의 2면각을 갖는 것이 매크로큐브들 내에서 연장된 관찰 유향 각도를 초래하고, 특히 역반사된 빛은 신장된 패턴으로 발산하는 것을 교시하고 있다.

애플돈(Appledorn)의 미합중국 특허 제US4,775,219호는 맞춤 디버전스 프로필들을 갖는 역반사성 물품들을 개시하고 있고, 여기서 큐브 코너 소자들은 평행한 V자형 그루브들의 3개의 교차하는 세트들에 의해 형성되고, 이 세트들 중의 적어도 하나는 서로 상이한 적어도 2개의 그루브 측면각들을 반복하는 패턴으로 포함한다.

공동 양수인에게 양도된 히난(Heenan) 등의 미합중국 특허 제US6,015,214호는 V자형 그루브들을 복수개의 평평한 플레이트들의 에지 내로 압괘함으로써 마이크로큐브들을 형성하는 방법들을 교시하고 있고, 압괘 중인 표면에 관련된 절삭 공구의 경사각은 각각의 그루브이 압괘된 표면을 따라 절삭 공구에 의해 운행된 거리의 함수로서 절삭되면서 연속적으로 조절될 수 있다.

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 제어된 폭 넓은 디버전스를 갖는 역반사성 마이크로큐브 코너 소자들의 어레이를 포함하는 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그러한 물품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 특허 출원은 2001년 6월 11일자로 출원된 미합중국 지방 특허 출원 제60/297,394호의 우선권을 주장한다.

제어된 폭 넓은 디버전스를 갖는 역반사성 물품은 복수개의 큐브 코너 소자들을 형성하기 위해 일반적으로 평행한 V자형 그루브들의 1개 이상의 세트들을 압괘함으로서 제공되고, 각각의 V자형 그루브는 그루브 루트에서 교차하는 2개의 측벽을 갖고, 여기서 정확히 90°에서 큐브 2면각들의 불균일한 편차들의 압괘는 절삭 공구 및 기판의 표면을 V자형 그루브들의 적어도 하나의 압괘 동안에 제어된 방식으로 서로에 관하여 진동하게 함으로써 고의로 도입된다. 파동하는 V자형 그루브의 측벽에 의해 한정된 적어도 하나의 대향면을 갖는 큐브 코너 소자 2면각들은 압괘 동안에 진동의 위상, 주파수 및 진폭에 좌우되어 변화하는 정도들에 대해 직교하지 않을 것이다. 단일의 압괘된 그루브 상에서 상호 매우 짧은 거리 내에 2면각들의 가변적인 제어된 비직교성의 도입은 그러한 압괘된 큐브 코너 소자들로부터 제조된 궁극적인 역반사성 물품의 제어된 폭 넓은 디버전스를 초래할 것이다.

도면의 간단한 설명

도 1은 x-y 평면에 배향되고, 선행 기술의 방법을 사용하여 y-방향으로 압괘된 V자형 그루브를 갖는 기판을 예시한다.

도 2는 본 발명을 실시하는 제1 모드에 따라 제조된 큐브 코너 소자들의 어레이의 일부를 예시하고, 여기서 그루브 파동의 크기 및 2면각들의 편차들은 예시의 목적상 크게 과장된 것이다.

도 3은 본 발명을 실시하는 제3 모드에 따라 제조된 큐브 코너 소자들의 어레이의 일부를 예시하고, 여기서 그루브 파동의 크기 및 2면각들의 편차들은 예시의 목적상 크게 과장된 것이다.

도 4A-D는 4개의 상이한 선행 기술의 수차되지 않은 큐브 코너들로부터의 회절 패턴들을 예시한다. 이들 패턴은 모든 회전 각도들에 걸쳐 0°내지 3°의 관찰 각을 보여준다. 도입각은 0°이다. 그 예시는 하나의 단계가 거의 2.5배의 역반사율 차이에 대응하도록 패턴을 대수학적으로 척도한다. 도 4A는 0.2mm의 기본 치수, 0.082mm의 압괘된 깊이의 경사지지 않은 아크릴계 삼각형 큐브에 대한 것이다. 도 4B는 알루미늄화될 때의 동일한 큐브 코너에 대한 것이다. 도 4C는 0.256mm의 기본 치수, 0.091mm의 압괘된 깊이의 -9.74°경사진 (보다 평행한 대향면) 아크릴계 삼각형 큐브에 대한 것이다. 도 4D는 0.194mm의 기본 치수, 0.089mm의 압괘된 깊이의 +11.17°경사진 (보다 평행한 에지) 아크릴계 삼각형 큐브에 대한 것이다. 회절 비교의 목적으로 동일한 광학적 활성 영역들을 갖는 큐브 크기들이 선택되어 왔다.

도 5는 도 4A의 선행 기술의 큐브 코너에 대해 계산된 회절 패턴을 예시하지만, 각각의 2면각에 대한 +14 아크 분의 간단한 수차를 갖는다. 기하학적 스폿 패턴은 1.1°의 평균 디버전스를 갖는다.

도 6A-B는 도 4A의 큐브 코너에 대해 계산된 회절 패턴들을 예시하지만, 본 발명의 제1 모드에 따른 수차를 갖는다. 도 6A는 기하학적 패턴에 1.1°의 평균 디버전스를 제공하기에 충분한 3개의 그루브들 각각 상에 사인 곡선 파동을 사용한다. 도 6B는 기하학적 패턴에 1.1°의 평균 디버전스를 제공하기에 충분한 3개의 그루브들 각각 상에 사인 곡선 파동과 각각의 2면각에 대한 9 아크 분의 간단한 수차의 조합을 사용한다.

도 7A-B는 도 4A의 큐브 코너에 대해 계산된 회절 패턴들을 예시하지만, 3개의 그루브들에 불균일하게 적용되는 본 발명의 제1 모드에 따른 수차를 갖는다. 도 7A에 대해, 3개의 그루브들중 하나만이 사인 곡선 파동을 수용한다. 도 7B에 대해, 3개의 그루브들중 2개가 사인 곡선 파동을 수용한다. 이들 디자인들 각각에 대해, 기하학적 빛 패턴은 1.1°의 평균 디버전스를 갖는다.

도 8은 "sin" 및 "sin±1/2sin²"이라 칭하는 2가지 형태의 파동을 비교한다.

도 9는 도 4A에 대한 선행 기술의 수차 없는 삼각형 큐브 코너의 계산된 관찰 유향 각도를 도 5, 도 6A에 대한 것들, 도 6A 및 6B의 "sin±1/2sin²" 변종인 본 발명에 따라 수차된 4개의 삼각형 큐브 코너들과 비교한다.

도 10은 본 발명의 제1 모드에 대한 수학식(1)-(3)의 적용을 예시한다.

도 11은 본 발명의 제2 모드에 대한 수학식(4)-(6)의 적용을 예시한다.

도 12는 본 발명의 제3 및 제4 모드에 대한 수학식(10)-(12)의 적용을 예시한다.

본 발명을 수행하는 최상의 모드

V자 형상의 절삭 공구에 의해 표면 내에 일반적으로 평행한 V자형 그루브들의 1개 이상의 세트들을 압괘하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제조된 큐브 코너 역반사성 물품들은 공구가 1개 이상의 V자형 그루브들을 절삭하는 제어된 방식으로 서로에 대하여 절삭 공구 및 기판을 진동시킴으로써 제어된 폭 넓은 디버전스를 구비할 수 있다. 압괘 동안의 제어된 진동은 파동하는 그루브의 어느 측면 상에 큐브 코너 소자들의 2면각들의 제어된 변화를 생산하는 파동하는 V자형 그루브를 초래할 것이고, 최종 역반사성 물품의 디버전스를 제어 가능하게 확대시킬 것이다. 바람직하게는, 디버전스의 전체 목적하는 범위는 그루브 길이의 매우 짧은 증분들에 걸쳐 제공될 것이다.

본 명세서에 사용된 바의 "자세(attitude)"라는 용어는 압괘될 기판 표면에 대해 상대적인 절삭 공구의 정의된 축의 배향을 의미한다. 정의된 축은 공구 팁 및 일반적으로 기판 표면에서 벗어난 지점에서 시작할 것이다.

본 명세서에 사용된 바의 "큐브 코너 소자들(cube corner elements)"라는 용어는 3개의 상호 교차하는 대향면들로 구성된 소자들을 포함하고, 그의 2면각들은 일반적으로 90°의 수치이지만, 반드시 정확하게 90°일 필요는 없다.

본 명세서에 사용된 바의 "그루브 루트(groove root)"라는 용어는 압괘중인 표면하에 절삭 공구의 포인트의 동작에 의해 한정되는 연속 곡선을 의미한다. 본 발명의 방법에 따라 절삭된 "그루브 루트"는 본 발명의 오퍼레이션 모드에 좌우되어 직선 또는 파형일 수 있다.

본 명세서에 사용된 바의 "그루브 각도(groove angle)"라는 용어는 그루브 길이를 따라 주어진 임의의 지점에서 절삭 공구에 의해 표면 내로 절삭된 그루브의 2개의 벽들 사이에서 그루브 루트에 수직인 평면에서 측정되는 끼인각을 의미한다.

본 명세서에 사용된 바의 "절삭 공구 및 기판은 서로에 관하여 진동한다 (the cutting tool and the substrate oscillate with respect to one another)"라는 어구 및 실질적인 대응구는 파동하는 V자형 그루브를 생성할 수 있도록, V자형 그루브의 압괘 동안에 절삭 공구가 기판에 대하여 진동하거나, 또는 기판이 절삭 공구에 대하여 진동하거나, 또는 절삭 공구 및 기판 모두가 동시에 진동하는 것을 의미한다.

본 명세서에 사용된 바의 "디버전스(divergence)"라는 용어는 역반사하는 소자(예, 큐브 코너)로 도입되는 광선과 그 소자에서 나온 후의 광선 간의 각도이다.

도 1은 당업계에 공지된 바와 같이, V자형 그루브들이 V자 형상의 절삭 공구에 의해 압괘될 수 있는 평면 표면을 갖는 기판(20)의 사시도를 예시한다. 도 1에 예시된 바와 같이, 기판(20)은 압괘될 표면(22)에 따라 배향되고, x-y-z 직교 기준 시스템의 x-y 기준 평면 내에 배치되고, 여기서 z 방향은 표면(22)에 대해 수직이다. 본 명세서 전반에서, "x-y 평면," "x-z 평면," 및 "y-z 평면"이라는 용어들은도 1의 x, y 및 z 기준 축들로 정의된 바와 같이 x-y 기준 평면, x-z 기준 평면, 및 y-z 기준 평면을 의미할 것이다. 도 1은 표면(22)에 상대적인 일정한 z-깊이로 직선인 그루브 루트(25)와 함께 y-축에 평행하게 압괘된 선행 기술의 전형적인 V자형 그루브(24)을 추가로 예시하고, 이 그루브는 일정한 끼인각을 갖는다.

편평하지 않은 기판 상의 압괘에 대해, 본 발명의 방법들은 당업계의 숙련자에게 명확한 적은 변형들을 필요로 할 것임을 이해해야 한다. 그러한 변형들은 본 발명의 범위 내에 속하는 것으로 고려된다.

본 발명은 4가지 오퍼레이션 모드의 견지에서 기재될 것이다. 그러나, 이들 4개의 오퍼레이션 모드는 반드시 상호 배타적일 필요는 없으며, 2개 이상의 그러한 오퍼레이션 모드들이 동시에 사용될 수 있다. 이해를 용이하게 하기 위해, 압괘 중인 큐브 코너 소자들이 경사지지 않은 등변 삼각형들인 가장 단순한 경우에 관하여 본 명세서에 기재되어 예시되어 있다. 그러나, 본 발명의 응용 가능성은 그다지 제한되지 않고, 본 발명의 방법들은 경사진 삼각형 압괘에 적용될 수 있고, 육각형 및 직사각형 큐브 코너 소자들은 미합중국 특허 제US5,914,813호(스미쓰(Smith) 등); 동 제US5,721,640호(스미쓰 등); 동 제US4,938,563호 (넬슨(Nelson) 등); 동 제US4,895,428호(넬슨 등)에 예시되어 있으며, 개시되어 있다. 더욱이, 본 명세서에 예시되고 개시된 파동들은 사인 곡선으로서 가장 쉽게 상상되지만, 그러한 사인 곡선 파동들은 본 발명의 요건이 아님을 인식해야 할 것이다. 유일한 요건은 파동들이 낱낱으로 유연해야 하고, 공구 가속화는 이들이 공구를 고장내지 않거나 또는 절삭을 파괴시키지 않도록 하는 것이다. 단일 그루브는 여러 가지 연속 부분들 내에서 제조될 수 있고, 이들 각각은 파동의 일부 양상을 포함한다.

제한시키고자 함이 아니라 실시예로써, 도 8은 본 발명의 여러 오퍼레이션 모드들에 사용하기 적절한 파동 곡선들의 2개의 형태를 예시한다. "sin"으로 라벨링된 곡선은 완전한 사인 곡선이다. "sin±1/2sin²"로 라벨링된 곡선은 0에서 π까지 sin-1/2sin²함수 및 이어서 π에서 2π까지 sin+1/2sin²함수에 따르고, 2개의 함수들 사이에서 교대하기를 계속한다. 거의 편평한 영역들을 가짐으로써 sin±1/2sin²파동은 수차 없는 큐브들에 보다 많은 중량을 부여한다. 도 8에서, sin 파동은 비교의 보다 적절한 근간을 제공하기 위해, sin±1/2sin²파동과 동일한 평균 기하학적 디버전스를 생산하도록 0.6*sin으로 조절되었다. 도 8의 수평 및 수직 척도들은 표 2에 나타낸 것들과 같이 큐브 코너 압괘의 치수들로의 추가의 조절을 필요로 함을 이해해야 할 것이다.

도 9에서 "20[sin]" 및 "33[sin±1/2sin²]"으로 라벨링된 2개의 곡선들은 도 9에 각각 예시된 sin 및 sin±1/2sin²파동에 대한 관찰 유향 각도의 차이를 보여준다. 두 파동들은 1.1°의 평균 기하학적 디버전스를 제공하도록 선택되었다. 파동 디자인들을 나타내기 위해 본 출원에 사용된 괄호 표기는 파동의 정도를 기재한다. "20[sin]"은 단일의 그러한 그루브의 압괘에서 2면각 에러의 최대 20 아크 분에 기여하도록 하는 진폭 및 피치의 사인 곡선 파동을 나타낸다. "33[sin±1/2sin²]"은 단일의 그러한 그루브의 압괘에서 2면각 에러의 최대 33 아크 분에 기여하도록 하는 진폭 및 피치의 sin±1/2sin²파동을 나타낸다. 아크릴계 제품에서 동일한 1.1°평균 기하학적 디버전스를 생산하는 두 압괘는 거의 편평한 영역들을 갖는 sin±1/2sin²파동에 의해 설명되고, 그에 따라 개체군에서 보다 큰 비율의 거의 수차되지 않은 큐브들을 생산한다. 본 발명에 유용한 파동은 완전히 주기적이지 않아야 하고, 임의의 명확한 수학적 함수들에 따르지 않아야 한다.

본 발명의 4개의 가장 간단한 오퍼레이션 모드들은 아래 설명된다. 다음 고찰에서, 표기는 본 발명의 제1 오퍼레이션 모드에 의해 도입된 각각의 그루브 루트의 상승 또는 하강에 있어서의 변화를 의미할 것이고; 표기는 본 발명의 제2 오퍼레이션 모드에 의해 도입된 x-y 평면 내의 그루브 루트의 방향의 변화를 의미할 것이고; 표기는 본 발명의 제3 및 제4 모드에 따라 압괘된 바의 각각의 그루브들의 절반 각들의 변화를 의미할 것이다.

제1 모드 - 수직 파동

본 발명의 제1 오퍼레이션 모드에서, 절삭 공구는 기판에 관하여 일정한 자세로 유지되고, 적어도 하나의 V자형 그루브의 압괘 동안에, 절삭 공구 및 기판은 수직 방향으로, 즉, 도 1의 z-축에 평행한 방향으로 서로에 관하여 진동한다. 이는 일정치 않은 그루브 각도를 갖는 V자형 그루브를 초래할 것이다. 생성되는 그루브 루트는 수직으로 파동하는 곡선이다. x-y 평면에서 그루브 루트의 2차원 투사는 직선이다. 그러나, 그루브 벽과 x-y 평면의 교차는 수평으로 파동하는 곡선이다. 상기한 바와 같이, "절삭 공구 및 기판은 서로에 관하여 진동한다"라는 어구의 정의에 따라, 절상 공구의 자세를 일정하게 유지하면서, 기판을 고정 위치에 유지하고, 수직으로 파동하는 곡선 내에 절삭 공구의 팁을 이동시킴으로써, 또는 절삭 공구 및 기판 모두의 z-방향으로의 동시 위상에서 벗어난 움직임에 의해 동일한 효과가 얻어질 수 있음을 인식해야 할 것이다. V자형 그루브의 절삭 동안에 절삭 공구를, 또는 기판을, 또는 이들 모두를 이동시킬지 여부의 선택은 절삭 공구를 제어하는 조각도 및 기판을 유지시키는 고정 장치의 디자인 및 기능성에 좌우될 것이다.

본 발명의 이러한 제1 오퍼레이션 모드의 제1의 중요하지 않은 효과는 압괘된 삼각형 큐브 코너 소자들의 패턴 내에 교차 에러들을 도입하는 것이다. 즉, 다른 2개의 그루브 세트들이 선행 기술의 직선 그루브들로 전체적으로 형성되는 경우 조차, 본 발명의 제1 오퍼레이션 모드에 따라 제조된 수직으로 파동하는 그루브 루트는 이들의 정확한 교차점들에서 다른 2개의 그루브 세트의 정점들을 항상 교차하지는 않을 것이다.

본 발명의 제1 오퍼레이션 모드의 제2의 중요한 효과는 파동하는 그루브의 측벽에 의해 형성된 큐브 대향면을 갖는 큐브들의 2면각들에 변동들 또는 "에러들"을 의도적으로 도입하는 것이다. 진동의 주파수는 진동의 하나의 기간이 여러 큐브 코너 폭들을 경과하도록 이루어질 것이다. 따라서, 파동하는 그루브 루트의 세그먼트에 의해 부분적으로 기재된 단일의 삼각형 큐브에 대해, 그루브 루트 세그먼트는 필연적으로 하강하거나, 필연적으로 상승하거나, 또는 필연적으로 수평이다. 그루브 루트 세그먼트의 하단부에서 또는 그 근처에서 종료하는 큐브 2면각은 그루브 루트가 수평인 것보다 약간 더 둔각일 것이다. 마찬가지로, 그루브 루트 세그먼트의 상승된 단부에서 또는 그 근처에서 종료하는 큐브 2면각은 그루브 루트 세그먼트가 수평인 것보다 약간 더 예각일 것이다. 실질적으로 등변 삼각형 큐브 코너들에 대해, 큐브 2면각에 대한 변화는으로 나뉜 그루브 기울기 각이다. 일반적으로, 큐브 코너 소자를 한정하는 모든 3개의 그루브들이 수직으로 파동하는 그루브들인 경우, 그러한 큐브 코너 소자 각각에 대해, 각각의 그루브의 깊이의 편차는 매우 근접하게 부가되는 2면각들에 대한 전체 효과에 의해, 그루브 측벽에 의해 부분적으로 한정되는 2개의 2면각들에 영향을 미칠 것이다.

도 10은 단일 큐브 내의 곡률이 현저하지 않기에 충분히 파동이 길 때 제1 모드로 인한 수차들을 요약한다. 웅부 등변 삼각형 큐브 코너는 3개의 그루브들로 형성된 것으로 예시된다. 각각의 그루브들 g₁, g₂, g₃은 지시된 방향으로 대응하는 각도량,,만큼 상승한 것으로 도시되어 있다.값이 음의 값인 경우, 그루브는 대신에 하강한다. 3개의 2면 에지들은 이들의 각 에러들 e₁; e₂; e₃, 즉, 완전한 90°로부터 이들의 편차들로 라벨링된다. 2면각 에러들은 근사하는 수학식(1)-(3)으로 주어진다.

(1)

(2)

(3)

이들 수학식들은 등변 삼각형 이외의 큐브 코너들에 대한 약간의 조절을 필요로 함을 인식해야 할 것이다.

도 2는 x-y 평면에서의 투사로서 관찰한 본 발명의 제1 오퍼레이션 모드에 따라 압괘된 단일 그루브(g)의 일부를 대략적으로 나타내고, 여기서 절삭 공구의 깊이는 압괘의 평면에 관하여 변화된다. 이러한 경우에, 절삭 공구의 팁은 공구가 도면에서 좌측으로부터 우측으로 그루브(g)를 따라 이동할 때 상승한다. 각각의 큐브에서, 2면각(d₁)은 그루브 루트 세그먼트의 하단부에서 또는 그 근처에서 종료한다. 이어서, 예시된 10개의 큐브들 모두에서, 2면각들(d₁)은 90°보다 약간 더 클 것이고, 2면각들(d₂)은 90°보다 약간 작을 것이다. 2면각들(d₁및 d₂)은 그루브 루트(g)에서 정확히 종료할 필요가 없고, 그루브 루트 근처에서 종료할 수 있음을 도 2에서 알게 될 수 있다. 또한, 2면각(d₃)은 그루브 루트(g)의 파동에 의해 영향받지 않음을 알게 될 수 있다.

제2 모드 - 수평 파동

제2 오퍼레이션 모드에서, 절삭 공구는 기판에 관하여 일정한 자세 및 일정한 깊이로 유지되고, 적어도 하나의 V자형 그루브의 압괘 동안에, 절삭 공구 및 기판은 압괘 방향에 대해 하나의 측면씩 수평 방향으로 서로에 관하여 진동한다. 이는 실질적으로 일정한 그루브 각도 및 z-축을 따라 일정한 깊이의 그루브를 초래할 것이고, 여기서 그루브 루트는 x-y 평면에 대해 평행한 평면 내에서 파동하는 곡선이다. 절삭 공구의 자세를 일정하게 유지하면서, 기판을 고정 위치에 유지하고, x-y 평면 내에서 파동하는 곡선 내의 절삭 공구의 팁을 이동시킴으로써, 또는 절삭 공구가 직선으로 이동하는 동안 기판의 수평 진동에 의해, 또는 절삭 공구 및 기판 모두의 동시 위상에서 벗어난 수평 움직임에 의해 동일한 효과가 얻어질 수 있음을 인식해야 할 것이다. 절삭 공구를, 또는 기판을, 또는 이들 모두를 이동시킬지 여부의 선택은 절삭 공구를 제어하는 조각도 및 기판을 유지시키는 고정 장치의 디자인 및 기능성에 좌우될 것이다. 그러한 선택은 압괘 관련 업계의 숙련자들에게 이해될 것이다. 더욱이, 절삭 공구의 목적이 파동하는 곡선에 대해 탄젠트보다 오히려 일정한 경우, 그루브 각도에서 매우 약한 변화가 존재할 수 있지만, 이러한 변동은 본 발명에 적용될 수 있는 그루브 파동들의 진폭들에 대한 디버전스에 현저한 영향을 미치지 않을 것이다.

본 발명의 이러한 제2 오퍼레이션 모드의 제1의 중요하지 않은 효과는 압괘된 삼각형 큐브 코너 소자들의 패턴 내에 교차 에러들을 도입하는 것이다. 즉, 다른 2개의 그루브 세트들이 선행 기술의 직선 그루브들로 전체적으로 형성되는 경우조차, 본 발명의 제2 오퍼레이션 모드에 따라 제조된 수평으로 파동하는 그루브 루트는 이들의 정확한 교차점들에서 다른 2개의 그루브 세트의 정점들을 항상 교차하지는 않을 것이다.

본 발명의 제2 오퍼레이션 모드의 제2의 중요한 효과는 삼각형 큐브 코너의 3개의 코너 각들이 변형되는 것이다. 삼각형 큐브 코너의 2면각은 그 각도가 보다 작게 변형되는 삼각형 코너에 부합되는 경우에 예각으로 된다. 마찬가지로, 삼각형 큐브 코너의 2면각은 그 각이 보다 크게 변형되는 삼각형 코너에 부합되는 경우에 둔각으로 된다. 실질적으로 등변 삼각형 큐브 코너에 대해, 2면각에 대한 변화는으로 나뉜 대응하는 삼각형 코너 각으로의 변화와 거의 동일하다. 영향받은 큐브 코너들의 2면각들에 대한 이들 변화는 보다 폭 넓은 디버전스를 갖는 큐브 코너 물품을 초래한다.

도 11은 단일 큐브 내의 곡률이 현저하지 않기에 충분히 파동이 길 때 제2 모드로 부터 초래되는 수차들을 요약한다. 웅부 등변 삼각형 큐브 코너는 3개의 그루브들로 형성된 것으로 예시된다. 삼각형을 형성하는 각각의 그루브들은 지시된 방향으로 대응하는 각도량,,만큼 회전된 것으로 도시되어 있다.값이 음의 값인 경우, 그루브는 반대로 회전한다. 3개의 2면 에지들은 이들의 각 에러들 e₁; e₂; e₃, 즉, 완전한 90°로부터 이들의 편차들로 라벨링된다. 이어서, 2면각 에러들은 근사하는 수학식(4)-(6)으로 주어진다.

(4)

(5)

(6)

제3 모드 - 앞(To) 뒤로(Fro) 요동

본 발명의 제3 오퍼레이션 모드에서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 절삭 공구의 팁의 이동이 x-y 평면에 평행한 직선 그루브 루트를 한정하고, 절삭 공구의 자세가 그루브 루트를 함유하는 평면 내에서 진동하도록 압괘된다. 즉, 절삭 공구의 상단부는 그루브의 방향과 평행하게 앞뒤로 진동한다. 기판에 관련한 공구의 자세는 그루브에 따른 절삭 공구의 위치의 함수로서 제어되어야 한다. 이러한 제3 오퍼레이션 모드에서, 진동의 중심은 절삭 공구의 팁인 것이 바람직하다. 이러한 모드는 끼인 그루브 각이 그루브의 길이를 따라 확장 및 수축하도록 파동하는 그루브 벽들을 갖는 그루브를 생산한다.

절삭 공구의 자세가 본 발명의 이러한 제3 모드에 따라 진동함에 따라, 끼인 그루브 각은 그루브 각에 대해 잘 공지된 조절 기술에 따라 연속적으로 변화될 것이다. 끼인 절반각 h을 갖고, 각도 R로 경사진 V자형 절삭기는 수학식(8)로 주어진 바와 같이 h보다 약간 더 큰 절반각 H의 그루브를 절삭한다.

(8)

경사 방향과 무관하게, R은 양의 값으로 고려하자. R에 적용된, 경사 자체보다 훨씬 더 작은 진폭의 작은 변화를 고려하자. 변분(ΔR)은 양의 값이거나 음의 값일 수 있다. 경사각이 R+ΔR로 변화할 때, 그루브의 끼인 절반각 H는 근사하는 수학식(9)으로 주어진 양 ΔH만큼 변화한다.

(9)

따라서, V자형 절삭기에서 경사 파동은 절반 그루브 각에서 거의 비례하는 파동을 생산한다.

도 3은 좌측에서 우측으로 좁아지는 그루브의 일부를 따라 10개의 큐브 코너들을 예시한다. 본 발명의 이러한 제3 오퍼레이션 모드에 따라 생산된 그루브 벽들은 끼인 그루브 각에서 변동들에 대응하는 파동 곡선들에서 x-y 평면을 교차할 것이다. 그루브의 길이를 따른 그루브 각의 이들 변동들은 그루브 측벽들에 의해 부분적으로 한정된 큐브 코너 소자들의 2면 각들의 변동을 초래할 것이다. 도 3에 예시된 큐브들 각각에 대해, 2개의 2면 각들(d₁및 d₂)은 거의 동일한 한편, 이들의 평균 값은 그루브(g)의 예시된 부분에 따라 좌측에서 우측으로 큐브에서 큐브로 감소한다. 2면각(d₃)은 영향받지 않고 남아 있다. 실질적으로 등변 삼각형 큐브 코너들에 대해, 그루브의 끼인 각을 증가시키는 것은로 나뉜 그루브의 증분과동일한 양만큼 그루브로부터 부분적으로 형성된 큐브 2면각들을 증가시키는 효과를 갖는다. 마찬가지로, 그루브의 끼인 각을 감소시키는 것은 동일한인자만큼 대응하는 큐브 2면각들을 감소시킨다. 2개 이상의 변경된 그루브들로부터 형성된 실질적으로 등변 삼각형 큐브 코너에 대해, 큐브 2면각들에 대한 변형들은 별개의 그루브 변경들의 효과의 매우 근접한 합들이다. 큐브 2면각들에서 고의로 도입된 변화들은 보다 폭 넓은 디버전스의 큐브 코너 역반사성 물품을 초래할 것이다.

도 12는 단일 큐브 내의 곡률이 현저하지 않기에 충분히 파동이 길 때 제3 모드로 인한 수차들을 요약한다. 웅부 등변 삼각형 큐브 코너는 3개의 그루브들로 형성된 것으로 예시된다. 삼각형을 형성하는 각각의 그루브들은 이들의 절반 그루브 각도 에러들,,, 즉, 완전한 35.26°로부터 이들의 편차들로 지정된다. 3개의 2면 에지들은 이들의 각 에러들 e₁; e₂; e₃, 즉, 완전한 90°로부터 이들의 편차들로 라벨링된다. 이어서, 2면각 에러들은 근사하는 수학식(10)-(12)으로 주어진다.

(10)

(11)

(12)

제4 모드 - 측면에서 측면으로의 요동

상기 제3 오퍼레이션 모드는 절삭 공구의 자세의 "전-후" 진동으로서 이해될 수 있는 반면에, 본 발명의 제4 오퍼레이션 모드는 절삭 공구의 "측면에서 측면으로"의 진동을 사용한다. 즉, 절삭 공구의 팁은 x-y 평면에 평행한 직선 그루브 루트를 여전히 한정하는 한편, 절삭 공구의 자세는 그루브 루트에 수직인 평면들 내에서 진동한다. 즉, 그 자세는 압괘 방향에 대해 가로로 진동한다. 이러한 방법에서, 그루브 각도 자체의 크기는 그루브의 길이를 따라 변화하지 않을 것인 한편, 그루브에 따른 절삭 공구의 자세의 점진적인 변화는 그루브의 어느 측면 상에 큐브 코너 소자들을 생산하는 그루브 벽들과 x-y 평면 사이의 각도의 변화들을 초래할 것이다. 그에 따라 파동하는 그루브 표면들에 의해 부분적으로 한정된 큐브 코너 소자들의 2면각들은 본 발명의 제3 오퍼레이션 모드와 유사하게 변형될 것이다. 동일한 수학식들(10)-(12)이 이러한 제4 모드에 적용된다. 2면각들에서 이들 에러들은 다시 보다 폭 넓은 디버전스의 큐브 코너 역반사성 물품을 초래할 것이다.

곡률

본 발명의 파동 방법은 압괘된 큐브 코너 대향면들의 평탄성으로부터 0.01°수치로 편차들을 제공할 수 있음이 예상된다. 예상되는 큐브 코너들의 크기들에 대해, 이는 가시 광선의 파장의 작은 분율일 것이다. 이러한 효과는 현저하지 않을 것이고, 특히 큐브 코너 어레이로부터 제조되는 역반사성 물품이 시팅, 역반사성 패브릭, 또는 교통 제어 디바이스들일 때 중요하지 않을 것이다.

모드들 간의 차이

수학식(1)-(3)(즉, 제1 오퍼레이션 모드) 또는 수학식(4)-(6)(즉, 제2 오퍼레이션 모드)에 대해, 수학식(7)이 유지되어야 하는 것을 알게 된다.

(7)e₁+ e₂+ e₃= 0

따라서, 기재된 바와 같이 적용되는 제1 및 제2 모드들은 순수한 2면각 에러가 없는 큐브 코너들을 초래한다. 때때로, 아래 실시예 4에 나타낸 바와 같이, 순수한 2면각 에러를 갖는 것이 바람직하다. 제1 또는 제2 모드들에 의해 순수 에러를 생산하기 위해, 파동에 의해 생산된 에러들을 넘어서 바이어스 에러를 혼입시키는 것은 간단한 문제이다. 예를 들면, 그루브 각도들은 완전한 70.53°로부터 상이하게 선택될 수 있고, 이들 완전하지 않은 그루브들은 수직(제1 모드) 또는 수평(제2 모드) 파동에 적용될 수 있다. 바이어스에 대해 바람직한 불완전한 그루브 각도들을 결정하기 위해, 수학식(10)-(12)는 2면 에러들의 견지에서 그루브 에러들에 대해 해결될 수 있다. 이는 새로운 수학식(13)-(15)을 제공한다.

(13)

(14)

(15)

다시, 이들 수학식들은 등변 삼각형 이외의 큐브 코너들에 대한 약간의 조절을 필요로 함을 인식해야 할 것이다. 수학식들(13)-(15)로부터,,은 제1 또는 제2 모드에 따라 추가의 에러들을 생산하도록 파동될 그루브 각도들에 대한 바이어싱 조절로서 작용할 것이다. 제3 또는 제4 모드들을 사용할 때, 수학식(13)-(15)로부터 발견된 바이어스들은 파동의,,의 일부일 수 있기 때문에, 어떠한 별개의 바이어싱도 필요가 없다.

본 발명의 상기 오퍼레이션 모드들 각각에서, 그 결과는 본 발명의 방법에 의해 절삭된 그루브들에 의해 형성된 큐브 코너 소자들의 2면 각들이 하나의 큐브 코너 소자로부터 다음 소자로 분화하도록 할 것이다. 큐브 코너 소자들의 이러한 비등가성은 등가가 아닌 큐브 코너 소자들을 포함하는 어레이로부터 제조된 역반사성 구조물의 디버전스를 제어된 방식으로 확대시킬 것이다.

상기 오퍼레이션 모드들은 임의의 조합으로 사용될 수 있음을 인식해야 할 것이다. 큐브 코너 소자들이 거의 평행한 그루브들의 3개의 교차하는 세트들로부터 제조되는 경우, 그루브 변동들은 하나의 세트, 및 1개, 2개 또는 3개의 세트의 임의의 수의 그루브들로 제조될 수 있다. 1개 이상의 그루브들이 가변되는 경우, 그 결과는 일반적으로 각각의 큐브에서 3개의 2면각들의 랜덤화된 조합일 것이다.

또한, 각각의 파동은 진동의 기본적인 4개의 모드들 또는 임의의 기타 모드의 임의의 수의 조합에 의해 생산된 복합 파동일 수 있다. 예를 들면, 조각도는 즉시 수직으로 및 수평으로 진동될 수 있거나(모드 1 + 모드 2), 즉시 전후로 및측면으로 좌우로 요동될 수 있거나(모드 3 + 모드 4), 또는 9개의 다른 논리적 조합들 중의 임의의 것으로 진동될 수 있다. 모든 그러한 경우에, 수학식 세트(1)-(3), (4)-(6) 및 (10)-(12)는 하나의 큐브에 대해 2면각 에러들을 얻기 위해 개별적으로 적용될 수 있고, 복합 모드 파동의 2면각 에러들을 결정하기 위해 별개의 결과들이 부가된다.

도 10-12 및 대응하는 수학식 세트들(1)-(3), (4)-(6), 및 (10)-(12)는 단일 큐브 코너의 수차에 대한 본 발명의 상이한 모드들의 효과를 보여준다. 본 발명의 목적은 매우 다양한 수차된 큐브 코너들을 갖는 어레이를 광학 디자이너가 생산할 수 있게 하는 것이다. 각각의 삼각형 큐브 코너는 그와 동일한 배향을 갖는 6개의 인접하는 이웃들(그의 정점들 각각에서 2)을 갖는다. 이들 이웃들은 제1 큐브와 공통인 하나의 그루브로부터 형성될 것이고, 약간 변화될 것이고, 2개의 그루브들은 처음과 공통되지 않고, 이는 제1 큐브를 형성하는 대응하는 그루브들의 파동들을 갖는 위상에서 벗어난 파동들을 가질 수 있기 때문에, 제1 큐브 코너의 이들 이웃들 각각은 일반적으로 제1 큐브와 상당히 상이한 수차들을 가질 것이다. 당업계의 숙련자들이라면 모든 기하학적 빛 패턴들이 본 발명에 의해 달성될 수 있음을 인식할 것이다. 한 가지는, 요더(Yoder) 논문에 나타난 바와 같이, 2면 수차들에 의해 달성 가능한 기하학적 빛 분포들에 대한 제한이 존재한다. 다른 하나는, 본 발명에 의해 2면 수차의 모든 분포들이 달성될 수는 없다는 것이다. 3개의 그루브 변동들을 임의로 조합하는 임의의 기술은 모든 "교차 용어들(cross terms)"을 포함해야 하고, 즉, 그루브 1 변동의 임의의 부분, 그루브 2 변동의 임의의 부분 및 그루브 3 변동의 임의의 부분에 대해, 이들 3 부분들은 어레이의 어느 부분에서 큐브 코너를 형성하는 데 있어서 함께 발생할 것이다. 아래 기재된 실시예 3-6에 예시된 바와 같이, 이는 본 발명을 빛의 보다 정확한 배치를 위해서 보다 역반사의 원활한 스프레딩에 보다 적합하게 만든다.

비교예

다음 실시예 1-6 모두는 0.082mm 압괘 깊이에 대응하는 0.2mm 기본 치수를 갖는 경사지지 않은 아크릴계 삼각형 큐브 코너에 기초하여 이루어질 것이다. 0°내지 3°의 관찰 각도들이 고려될 것인 한편, 도입각은 0°로 고정된다. 광원은 백열 램프에 대응하는 CIE 발광체 A의 스펙트럼 파워 분포를 갖는 것으로 추정되고, 검출기는 인간의 명기 시야에 대응하여 스펙트럼 감응성 함수 CIE V(λ)를 갖는 것으로 추정된다.

모든 실시 결과들은 광학적 계산의 결과이다. 파동 모델링들은 1000개의 임의로 발생된 큐브 코너들에 기초한다. 속기는 사인 곡선 파동들을 기재하는 데 이용되고 있으며; N[sin]은 단일의 그러한 그루브의 2면각 에러에 N 이하의 아크 분을 기여시키도록 하는 정도의 파동으로서 이해될 것이다.

실시예 1 (선행 기술)

실시예 1은 도 4A에 도시된 역반사된 빛 패턴을 갖는 완전한 수차되지 않은 큐브 코너이다. 기하학적 빛 패턴은 0 디버전스를 가져야 하지만, 큐브 크기는 표 1에 요약된 바와 같이 인식할 수 있는 회절을 도입한다. 상이한 빛 패턴의 관찰각 국면은 "수차 없음(aberrationless)"으로 라벨링된 곡선으로서 도 9에 또한 도시된다. 도 9의 곡선은 도 4A로부터 유도된다.

단일의 큐브 코너로부터 기하학적 빛 패턴은 P.R. 요더 쥬니어의 인용된 작업에 설명된 바와 같이 6개의 천공 스폿들로 구성된다. 수차되지 않은 큐브 코너는 그의 6개의 스폿들을 동시 발생으로 생산한다. 다음 실시예들 2-6에서, 큐브 코너들을 수차하기 위해 상이한 기술들이 사용된다. 비교의 목적으로, 이들 실시예들 각각에서 수차들은 각각의 경우의 기하학적 빛 패턴이 약 1.1°의 평균 디버전스를 갖도록 선택되고, 여기서 디버전스는 모든 천공 스폿들의 중심으로부터 측정된다. 모든 예시는 기하학적 패턴들보다는 회절 빛 패턴들을 보여주며, 이는 작은 큐브 코너들이 실제로 생산되는지와 마찬가지이다.

실시예 2 (선행 기술)

실시예 2는 1.1°의 평균 기하학적 디버전스를 갖는 수차된 큐브 코너들의 어레이를 제조하기 위해 선행 기술에 공지된 가장 간단한 방식을 나타낸다. 각각의 큐브 코너의 각각의 2면각은 완전한 90°보다 14분 크게 제조된다. 도 5는 생성된 회절 패턴을 보여준다. 대부분의 에너지는 상기한 바의 특징적인 6개의 천공 스폿들에 근사하고, 그의 회절은 링에 합류한다. 도 9는 약 1.1°로 피킹되고, 14, 14, 14로 라벨링된 곡선에서 험프로서 링을 보여준다. 1.1°의 관찰 각도에서 평균 세기는 0°관찰 각도에서 세기의 약 8배이다. 이러한 종류의 역반사기는 그것이 임의의 거리에서 모든 범위의 차량들(트럭에서 승용차들까지)이 유리할 수 없는 그와 같이 짧은 범위의 관찰각들에 걸쳐 잘 기능하기 때문에 도로 용도를 가질 수 없다. 그것은 기구화에 대해 특수화된 용도들을 가질 수 있다.

실시예 3-6은 본 발명에 따라 이루어질 수 있는 압괘를 예시한다. 예시적인 압괘는 확대된 디버전스 프로필들을 초래하는 계획된 수차들을 갖는다. 모든 이들 실시예에서, 파동들은 선행 기술의 실시예 2에서와 같이 동일한 평균 기하학적 디버전스 1.1°를 제공하도록 조절된다. 도 6A 및 6B는 실시예 3 및 4의 압괘에 따라 달성되는 원만한 디버전스 스프레딩을 예시하는 한편, 도 7A 및 7B는 실시예 5 및 6의 압괘에 의해 달성되는 일부 제한된 목적의 가능성을 보여준다. 표 2는 실시예 3-6에 대응하는 압괘 세부 사항을 제공한다.

표 2. 수직 파동을 사용하는 압괘 세부 사항

실시예	속기	도면	형태	피치	진폭	시작
	33[sin±1/2sin²]		sin±1/2sin²	4mm	0.0097mm	무작위
3	20[sin]	6A	sin	4mm	0.0116mm	무작위
4	g + 15[sin]	6B	sin	4mm	0.0087mm	무작위
5	35[sin] on G3	7A	sin	4mm	0.0204mm	무작위
6	24[sin] on G1&G2	7B	sin	4mm	0.0135mm	무작위

도 9는 실시예 1-4의 압괘에 의해 달성된 관찰 유향 각도 뿐만 아니라 33[sin±1/2sin²]를 예시한다.

실시예 3

실시예 3에 대해, 사인 곡선 수직 파동은 본 발명의 모드 1에 따르는 것으로 추정된다. 압괘 치수들은 20[sin] 하에 표 2에 나타낸다. 도 6A는 결과의 계산된 회절 패턴을 보여준다. 그것은 완만한 중심 피크를 갖고, 약 2°의 관찰각으로 벗어난 회절 및 수차 인공물들로 흩뜨려지지 않는다. 이는 실시예 1 및 2에서와 같지 않은 큐브 코너들의 유리한 결과이다. 도 9는 곡선 20[sin]으로서 실시예 3의 관찰 유향 각도를 보여준다. 1.1°에서 세기는 1.1°에서 선행 기술의 그것의 단지 37%이다. 그러나, 0°에서 그의 세기는 선행 기술의 실시예 2의 그것의 16배이고, 2°에서 그의 세기는 선행 기술의 실시예 2의 그것의 2.2배이다. 실시예 2와 달리, 실시예 3의 수차된 큐브 코너들을 갖는 역반사기는 한정된 용도들로 제한되지 않고, 넓은 거리의 범위에 걸쳐 잘 수행된다.

실시예 4

실시예 4에 대해, 모드 1에 따른 사인 곡선 수직 파동은 각각의 2면각에 대한 9 아크 분 에러의 바이어스와의 조합으로 추정된다. 즉, 모든 그루브들은 초기에 2면 에러의 9 아크 분을 만들도록 계획되고, 실시예 3의 그것과 같이 큰 사인 곡선 파동 15/20은 이에 중첩된다. 압괘 치수들은 9+15[sin] 하에 표 2에 주어진다. 도 6B는 약 1.5°로 실질적으로 편평한 결과의 회절 패턴을 보여준다. 회절 패턴 예시는 대수에 의한 척도이고 하나의 단계는 거의 2.5배의 역반사율의 차이에 대응함을 인식해야 한다. 도 9는 실시예 4의 관찰 유향 각도가 약 1.5°로 거의 편평함을 나타낸다. 실시예 4는 도로 용도에서 가까운 거리의 역반사기로서 기능할 수 있다.

실시예 5

실시예 5는 모드 1에 따른 사인 곡선 수직 파동의 효과를 나타내지만 삼각형 큐브 코너들을 제조하기 위해 압괘된 그루브들 G1, G2, G3의 3개의 세트들 중의 그루브들 G3의 하나의 세트에 대해서만 추정된다. 압괘 치수들은 "35[sin] on G3"하에 표 2에 주어진다. 수학식(1)-(3)은 이것이 3개의 2면각들 중의 2개에 어떻게 영향을 미치는지를 보여준다. 도 7A는 회절 패턴을 보여준다. 이러한 실시예는 본 발명의 방법이 지향된 관찰 유향 각도에 따라 어떻게 패턴들을 생산하는지를 예시한다. 이는 이러한 실시예 5가 도 9의 곡선들 사이에 포함되지 않고, 이는 모든 방향들에 걸쳐 평균이기 때문이다.

실시예 6

실시예 6은 3개의 그루브 세트들 중의 2에 대해 추정되는 모드 1에 따른 사인 곡선 수직 파동의 효과를 보여준다. 압괘 치수들은 "24[sin] on G1&G2" 하에 표 2에 주어진다. 수학식(1)-(3)은 이것이 3개의 2면각들 중의 2개에 어떻게 영향을 미치는지를 보여준다. 도 7B는 회절 패턴을 보여준다. 이러한 실시예는 본 발명의 방법에 따라 달성될 수 있는 상이한 유형의 지향된 관찰 유향 각도를 예시한다.

실시예 3-6은 표 2의 치수들을 사용하는 모드 1을 사용하는 한편, 모드 2는 동일한 결과를 제공하기 위해 상이한 치수들로 사용될 수 있으며 모드 3 및 4는 거의 동일한 결과를 제공한다.

바람직하게는, 디버전스의 전체 목적하는 범위는 얼룩 투성이의 외관을 피하기 위해, 그루브 길이의 짧은 증분에 걸쳐 제공될 것이다. 역반사성 도로 표지판 용도들에 대해, 인접한 패치들로부터 시각적으로 상이하게 약 4mm 직경보다 더 큰 어떠한 패치들도 없어야 한다. 실제 파동 방법들은 조각도가 그의 전체 변화 주기를 4 mm 내로 만드는 경우에 가능하다. 본 발명의 제1 또는 제2 모드들에 대해,전형적인 그루브 파동들은 4mm 주기에 걸쳐 약 10미크론 진폭을 갖는다. 본 발명의 제1 또는 제2 모드들을 사용함으로써, 3개의 그루브들 모두에 대한 사인 곡선 파동은 보다 큰 사다리꼴 상에 설치된 보다 작은 삼각형 형상을 닮은 것으로서 기재될 수 있는 분포 곡선을 갖는 큐브 코너 2면각 에러들을 초래한다.

본 발명의 각각의 단일 모드에서, 절삭 공구, 또는 기판, 또는 이들 모두의 이동의 진폭은 모두 단일 그루브의 길이를 따라서 및 하나의 그루브에서 다음 그루브로 일정하거나 또는 가변적일 수 있고, 그에 따라 압괘 디자이너가 목적하는 바와 같이 압괘된 기판 상의 어느 곳에서든지 관찰 유향 각도의 제어된 확대를 고무시킬 수 있다는 것을 알게 된다. 모드들이 복합적일 때, 이들 모드는 진폭 또는 길이에 있어서 일치할 필요가 없다. 더욱이, 그러한 제어된 가변성은 삼각형 마이크로큐브들의 압괘에 있어서 1개, 2개 또는 3개 모두의 그루브 세트들로 및 각각의 그루브 세트 내의 일부 또는 모든 그루브들 내로 도입될 수 있다.

본 명세서에 기재된 방법들에 의해 이루어진 압괘는 당업계에 공지된 방법에 따라 역반사성 제품들을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 압괘된 표면은 연속되는 세대들을 통해 복제될 수 있고, 복제물들은 수차되지 않은 큐브 코너 어레이들의 복제물들의 존재 또는 부재하에 함께 어셈블될 수 있다. 어셈블리의 이음매 없는 사본들은 균일한 두께의 공구들을 제공하기 위해 니켈의 전기 증착 등에 의해 제조될 수 있다. 그러한 패턴들의 큐브 코너 소자들을 갖는 공구들은 시팅 등의 역반사성 제품들을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 제조 방법들은 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들면 엠보싱, 주조 및 압축 몰딩을 들 수 있다.본 발명의 공구는 이들 제조 방법들 및 그의 변형들 각각에 사용될 수 있다.

본 발명은 바람직한 실시예들 및 방법론들의 견지에서 본 명세서에 개시되었다. 당업계의 숙련자들이라면 본 발명의 범위에 속하는 본 명세서에 개시된 실시예에 대한 변형들이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims

절삭 공구를 사용하여 복수개의 V자형 그루브들을 기판 표면 상으로 압괘함으로써, (상기 기판 표면은 직교하는 x-y-z 기준 시스템의 x-y 평면에 놓인 것이고, 상기 절삭 공구 및 기판 표면은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 압괘 동안에 서로에 관하여 진동하는 것임) 기판 표면 상에 큐브 코너 소자들의 패턴을 제조하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 절삭 공구 및 상기 기판 표면은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 상기 압괘 동안에 z 방향으로 서로에 관하여 진동되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 상기 절삭 공구 및 상기 기판은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 상기 압괘 동안에 그루브의 방향에 대해 x-y 평면의 측면 방향으로 서로에 관하여 진동되는 것인 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 절삭 공구의 팁의 이동이 x-y 평면에 대해 평행한 곧은 그루브 루트를 한정하도록 압괘되고, 절삭 공구의 자세는 그루브 루트를 함유하는 평면 내에서 진동하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 절삭 공구의 팁의 이동이 x-y 평면에 대해 평행한 곧은 그루브 루트를 한정하도록 압괘되고, 절삭 공구의 자세는 그루브 루트에 대해 수직이 평면들 내에서 진동하는 것인 방법.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 기판에 대해 상대적인 절삭 공구의 팁의 이동이 복합 파동을 생산하도록 압괘되는 것인 방법.
a. 절삭 공구를 사용하여 복수개의 V자형 그루브들을 기판 표면 상으로 압괘함으로써, (상기 기판 표면은 직교하는 x-y-z 기준 시스템의 x-y 평면에 놓인 것이고, 상기 절삭 공구 및 기판 표면은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 압괘 동안에 서로에 관하여 진동하는 것임) 기판 표면 상에 큐브 코너 소자들의 패턴을 제조하는 단계;

b. 상기 압괘로부터 복제 공구를 제조하는 단계 (상기 복제 공구는 상기 패턴의 큐브 코너 소자들을 생성하는 것임); 및

c. 상기 패턴의 큐브 코너 소자들의 복제를 포함하는 역반사성 물품을 형성하기 위해 상기 공구를 사용하는 단계를 포함하는, 역반사성 물품의 제조 방법.
제7항에 있어서, 상기 절삭 공구 및 상기 기판 표면은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 상기 압괘 동안에 z 방향으로 서로에 관하여 진동되는 것인 방법.
제7항에 있어서, 상기 절삭 공구 및 상기 기판은 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나의 상기 압괘 동안에 그루브의 방향에 대해 x-y 평면의 측면 방향으로 서로에 관하여 진동되는 것인 방법.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 절삭 공구의 팁의 이동이 x-y 평면에 대해 평행한 곧은 그루브 루트를 한정하도록 압괘되고, 절삭 공구의 자세는 그루브 루트를 함유하는 평면 내에서 진동하는 것인 방법.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 절삭 공구의 팁의 이동이 x-y 평면에 대해 평행한 곧은 그루브 루트를 한정하도록 압괘되고, 절삭 공구의 자세는 그루브 루트에 대해 수직이 평면들 내에서 진동하는 것인 방법.
제7항에 있어서, 적어도 하나의 V자형 그루브는 기판에 대해 상대적인 절삭 공구의 팁의 이동이 복합 파동을 생산하도록 압괘되는 것인 방법.
V자형 그루브들을 교차시킴으로써 큐브 코너 소자들의 패턴을 그의 표면 상에 갖는 (상기 표면은 직교하는 x-y-z 기준 시스템의 x-y 평면에 놓인 것이고, 각각의 V자형 그루브는 그루브 루트에서 교차하는 2개의 그루브 측벽들을 포함하고, 상기 V자형 그루브들 중의 적어도 하나는 파동하는 그루브임) 물품.
제13항에 있어서, 상기 파동하는 그루브의 상기 그루브 루트는 x-y 평면에 대해 수직인 평면 내에서 파동하는 커브인 물품.
제13항에 있어서, 상기 파동하는 그루브의 상기 그루브 루트는 x-y 평면에 대해 평행한 평면 내에서 파동하는 커브인 물품.
제13항에 있어서, 상기 파동하는 그루브의 상기 그루브 루트는 끼인 그루브 각도가 그루브의 길이를 따라 확장 및 수축하도록 상기 파동하는 그루브 파동의 상기 그루브 벽들 및 x-y 평면에 대해 평행한 직선인 물품.
제13항에 있어서, 상기 파동하는 그루브의 상기 그루브 루트는 끼인 그루브 각도가 그루브의 길이를 따라 실질적으로 일정하도록 상기 파동하는 그루브 파동의 상기 그루브 벽들 및 x-y 평면에 대해 평행한 직선인 물품.
제13항에 있어서, 상기 파동하는 그루브는 x-y-z 기준 시스템 내에 복합 파동을 갖는 것인 물품.