KR20060103924A - Variable optical arrays and variable manufacturing methods - Google Patents

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KR20060103924A
KR20060103924A KR1020067012174A KR20067012174A KR20060103924A KR 20060103924 A KR20060103924 A KR 20060103924A KR 1020067012174 A KR1020067012174 A KR 1020067012174A KR 20067012174 A KR20067012174 A KR 20067012174A KR 20060103924 A KR20060103924 A KR 20060103924A
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피터 디. 폴젠
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머린 테크놀로지 리미티드 라이어빌리티 컴퍼니
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Abstract

The invention divides the lens focusing process into two or more surfaces that incorporate multiple curved axial optic elements on each surface. The axial optics may be manufactured by molding, machining, or by suspended film (248). If suspended film is used, then both sides of an optic may have a suspended film that is transparent. Alternatively, one side of the suspend film optic may use a reflective film.

Description

가변성 광학 어레이와 그 제조 방법{VARIABLE OPTICAL ARRAYS AND VARIABLE MANUFACTURING METHODS} Variable optical array and its manufacturing method {VARIABLE OPTICAL ARRAYS AND VARIABLE MANUFACTURING METHODS}

관련된 출원의 참고:Reference in Related Applications:

본 특허 출원은 미국 가출원 제60/523076호, "넓은 범위의 크기와 농도에 걸쳐 쉽게 제작 가능한 광학 어레이"(출원일: 2003.11.18)의 이익을 주장한다. 상기 출원의 명세서는 여기에서 전체적으로 참고되었다. This patent application claims the benefit of US Provisional Application No. 60/523076, "Easily Manufactured Optical Arrays Over a Wide Range of Sizes and Concentrations" (filed Nov. 18, 2003). The specification of this application is incorporated herein by reference in its entirety.

본 출원은 미국 가출원 제60/523006호, "반사성 다중 이미지 표면"(출원일: 2003.11.18, 2004.11.18)에 관련된다. 본 출원은 미국 가출원 제60/53681호, "공간 다중화 이미지 프로젝터 "(출원일: 2204.01.16)에 관련된다. 본 출원은 미국 가출원, "반사 굴절 프로젝션 스크린"(출원일: 2004.05.25)에 관련된다. 본 출원은 미국 가출원 제10/961834호, "강한 환경관 내에서 작동하는 프로젝션-수신 표면"(출원일: 2004.10.07)에 관련된다.This application is related to US Provisional Application No. 60/523006, "Reflective Multiple Image Surfaces" (filed Nov. 18, 2003, Nov. 18, 2004). This application is related to US Provisional Application No. 60/53681, "Spatial Multiplexed Image Projector" (filed: 2204.01.16). This application is related to US Provisional Application, "Reflective Refraction Projection Screen" (filed May 25, 2004). This application is related to US Provisional Application No. 10/961834, "Projection-Receiving Surfaces Operating in a Strong Environment View" (filed 2004.10.07).

본 발명은 렌즈 어레이, 렌즈 어레이 제작방법 및 다양한 렌즈 어레이 시스템의 구성에 관한 것이다. The present invention relates to a lens array, a method of manufacturing a lens array, and a configuration of various lens array systems.

구부러진(curved) 축 성분을 이용하는 광학 어레이는 여러 가지 용도를 가지고 있다. 그러나 종래의 노력은 샤워문의 사생활 유리(어레이에 집합된 원통 모양의 유리)와 같은 용도로만 직접 연결되어왔다. 이전에는 그러한 요소를 광학 요소의 렌즈에 적용시키는 노력이 없었다. 설령 있었다 하더라도, 매우 작은 렌즈를 제작할 수 있는 능력이 부족하며, 많은 양의 렌즈 성분을 어레이(array)로 제작해야하는 어려움과 어레이 제작 도구가 가공된 후에는 렌즈의 특성을 바꿀 수 없다는 문제가 있다. 그러한 도구를 만드는 것은 매우 비싸고, 어려우며, 만들어진 후에는 수정이 불가능하다.Optical arrays using curved axis components have many uses. However, conventional efforts have been directly connected only to applications such as privacy glass (cylindrical glass aggregated in an array) of shower doors. Previously, there was no effort to apply such elements to the lenses of the optical elements. Even if it is, there is a lack of ability to manufacture very small lenses, the difficulty of producing a large amount of lens components in an array (array) and the problem that the characteristics of the lens can not be changed after the array fabrication tool is processed. Making such a tool is very expensive, difficult, and impossible to modify after it is made.

발명의 요약 Summary of the Invention

본 발명은 앞서 말한 단점을 전혀 다르게 접근함으로써 극복했다. 특히, 본 발명은 렌즈 초점 과정을 각각의 면에 다중 축성 광학 요소(multiple axial optic elements)를 합성하는 두 개 이상의 면으로 나누었다. 여기서 “축성 광학(axial optics)"은 예로 원통 렌즈의 사용을 포함한다. 원통 렌즈의 경우, 렌즈가 원통축에 대해 가로지르게 절단되면, 렌즈를 따라 교차 절단하여 얻은 것과 동일한 윤곽을 띄게 된다. The present invention overcomes the aforementioned disadvantages by taking a completely different approach. In particular, the present invention divides the lens focus process into two or more planes that combine multiple axial optic elements on each plane. “Axial optics” here includes the use of cylindrical lenses, for example. In the case of cylindrical lenses, if the lens is cut transversely to the cylindrical axis, it will have the same contour as obtained by cross cutting along the lens.

본 발명이 결코 원통 렌즈에 제한된 것이 아니더라도, 축성 광학의 예로 편리하고 쉽게 이해될 것이다. 비슷하게, 본 발명이 광선(예를 들어 음파 또는 전자파)이 아닌 에너지에 관한 것일지라도, 광학계와 쉽사리 연관될 수 있으므로 후술하는 논의는 광선에 제한된다. Although the present invention is by no means limited to cylindrical lenses, it will be conveniently and easily understood as an example of axial optics. Similarly, although the present invention relates to energy rather than light (eg acoustic or electromagnetic waves), the discussion below is limited to light because it can be easily associated with the optical system.

축성 광학은 몰딩, 기계가공 또는 부유된 필름(suspended film)을 통해 생산될 수 있다. 만약 부유된 필름을 이용할 경우, 여러 가지 선택이 있다. 먼저, 광학의 양쪽 모두 투명한 부유된 필름을 가질 수 있다. 이는 하기에 상세히 설명된 멀티-이미지 장치 또는 후면 투사 스크린과 같은 실용적인 용도로 이어진다. 두 번째로, 광학의 한쪽 면이 반사 필름으로 된 경우, 하기에 상세히 설명된 전면 투사 스크린 또는 공동 계류 중인 미국 특허 출원 “반사성 다중 이미지 표면” (출원일: 2004.11.18)에 묘사된 종류의 멀티이미지 장치로 이어지는 반사성 필름을 이용할 수 있다. The layered optics can be produced through molding, machining or suspended film. If suspended film is used, there are several options. First, both of the optics can have a transparent suspended film. This leads to practical applications such as multi-imaging devices or rear projection screens described in detail below. Secondly, if one side of the optic is a reflective film, the multi-image of the kind described in the front projection screen or co-pending US patent application “reflective multi-image surface” (filed Nov. 18, 2004), detailed below. Reflective films leading to the device can be used.

본 발명의 강력한 실용적 영향은 대량의 광학 요소가 좁은 영역(대략 90,000 렌즈/평방 피트)에서 생산될 수 있다는 것과, 렌즈의 곡률이 렌즈 요소의 툴링(tooling)을 바꾸지 않고도 다양하다는 것이다.The strong practical impact of the present invention is that a large amount of optical elements can be produced in narrow areas (approximately 90,000 lenses / square feet) and that the curvature of the lens varies without changing the tooling of the lens elements.

본 발명에서 그 이상의 용도 분야는 하기 상세한 설명을 통해 더 명백해질 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 중 상세한 설명 및 특정 예들은 단지 설명을 위한 것일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다. Further fields of use in the present invention will become more apparent from the following detailed description. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The detailed description and specific examples of the preferred embodiments of the present invention are merely illustrative and are not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명은 다음의 상세한 설명과 하기의 첨부된 도면을 통해 더 이해될 것이다. The invention will be further understood through the following detailed description and the accompanying drawings which follow.

도 1A는 빛을 수용하는 곡면을 가진 첫 번째 축의 광학 요소와 빛이 나가는 평면을 상측에서 바라본 모습이며, 존재하는 빛은 초점면에 몰려있다. FIG. 1A is a view from above of the optical element of the first axis having a curved surface to receive light and a plane from which light exits, and the existing light is concentrated in the focal plane.

도 1B는 빛을 수용하는 평면을 가진 두 번째 축의 광학 요소와 빛이 나가는 곡면을 상측에서 바라본 모습이며, 존재하는 빛은 초점면에 몰려있다. FIG. 1B is a view of the optical element of the second axis having a plane for receiving light and a curved surface from which light is emitted, and the existing light is concentrated in the focal plane.

도 1C는 빛의 물리적 방해물을 보여주며, 도 1D는 빛의 부분적인 물리적 방해물을 보여준다. FIG. 1C shows the physical obstructions of light, and FIG. 1D shows the partial physical obstructions of light.

도 2A는 곡면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 바라본 모습이며, 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 2A is a view from above, with the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other with respect to the curved surface, with one focus indicating that light passes through both elements.

도 2B는 곡면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 관찰하여 나타낸 도 2B를 꼭대기에서 바라본 경우이며, 이 역시 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 2B is a top view of FIG. 2B, which is viewed from the upper side with the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other with respect to the curved surface, and one focus also indicates that light passes through both elements.

도 2C는 곡면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 관찰하여 나타낸 도 2A의 측면도이며, 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 2C is a side view of FIG. 2A viewed from above with the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other about a curved surface, with one focal point indicating that light passes through both elements.

도 3A는 평면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 관찰하여 나타낸 것이며, 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 3A shows the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other with respect to the plane and viewed from above, with one focal point indicating that light passes through both elements.

도 3B는 평면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 관찰하여 나타낸 도 3A를 꼭대기에서 바라본 경우이며, 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 3B is a top view of FIG. 3A seen from the top with the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other about a plane, and one focal point shows that light passes through both elements.

도 3C는 평면을 중심으로 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 서로 수직되게 하여 상측에서 관찰하여 나타낸 도 3A의 측면도이며, 하나의 초점은 빛이 두 요소 모두 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 3C is a side view of FIG. 3A viewed from above with the optical elements of the first and second axes perpendicular to each other about a plane, with one focal point indicating that light passes through both elements.

도 4는 빛이 생기면서 평행하게 되며 두 교차된 렌즈를 빛이 통과하는 곡면을 중심으로 한 첫 번째와 두 번째 축의 광학 요소를 위쪽에서 관찰한 모습이다. 4 is a view of the optical elements of the first and second axes around the curved surface through which the light intersects with two crossed lenses.

도 5는 축렌즈 요소의 어레이를 위쪽에서 바라본 모습이다. 5 is a view from above of the array of axis lens elements.

도 6A는 곡면을 중심으로 축렌즈 요소의 첫 번째 어레이와 축성의 광학요소의 두 번째 어레이를 서로 수직되게 놓고 위쪽에서 바라본 모습이며, 하나의 초점은 두 광학 요소를 뚫고 지나감을 나타낸다. FIG. 6A is a view from above with the first array of axial lens elements and the second array of axial optical elements perpendicular to each other with respect to the curved surface, with one focal point passing through the two optical elements.

도 6B는 축렌즈 요소의 어레이를 나타낸 도6A의 또 다른 측면도이다. 6B is another side view of FIG. 6A showing an array of axial lens elements.

도 6C는 곡면을 중심으로 축렌즈 요소의 첫 번째 어레이와 축성의 광학요소의 두 번째 어레이를 서로 수직되게 놓고 위쪽에서 바라본 도 6A를 꼭대기에서 바라본 모습이다. FIG. 6C is a top view of FIG. 6A viewed from the top with the first array of axial lens elements and the second array of axial optical elements perpendicular to each other with respect to the curved surface.

도 7A는 축렌즈 요소의 두 번째 어레이의 둥글린 면에 접근한 평면을 갖는 축렌즈 요소의 첫 번째 어레이를 상측에서 바라본 모습이며, 첫 번째 어레이는 두 번째 어레이와 서로 수직되어 있으며 그로 인한 투영도 나타나있다. FIG. 7A is a top view of the first array of axis lens elements with a plane approaching the rounded face of the second array of axis lens elements, the first array being perpendicular to each other and the resulting projections as well have.

도 7B는 도 7A의 측면도이다. FIG. 7B is a side view of FIG. 7A.

도 7C는 도 7A를 꼭대기에서 바라본 모습이다. FIG. 7C is a top view of FIG. 7A.

도 8A는 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소 어레이의 겹치는 부분을 나타낸 모 습이며, 투영도의 숨겨진 모습이다. 8A shows the overlapping portions of the first and second axis lens element arrays and is a hidden view of the projection view.

도 8B는 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소 어레이의 겹치는 부분을 나타낸 도8A를 상측에서 바라본 모습이며, 투영을 위쪽에서 바라본 경우이다. FIG. 8B is an upper side view of FIG. 8A showing the overlapping portions of the first and second axis lens element arrays, and a projection from above.

도 8C는 곡면이 서로 마주보고, 투영이 가려진, 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소를 45도 기울인 모습을 꼭대기에서 관찰하여 나타낸 것이다. FIG. 8C shows the top view of the curved surfaces facing each other and tilting the first and second axial lens elements 45 degrees with the projection obscured.

도 8D는 곡면이 서로 마주보고, 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소를 45도 기울인 모습을 나타낸 도 8C를 상측에서 관찰하여 나타낸 것이다. 투영은 상측 모습이다. FIG. 8D is a sectional view of FIG. 8C showing the curved surfaces facing each other and tilting the first and second axis lens elements by 45 degrees. The projection is from the top.

도 8E는 굽은 면을 서로 마주보게 하고, 투영이 가려진, 레지스트리(registry) 중심으로 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소 어레이를 꼭대기에서 바라본 모습이다.8E is a top view of the first and second axis lens element arrays centered on the registry, with the curved sides facing each other and with the projection obscured.

도 8F는 도 8E에 보이는 바와 같이 굽을 면을 서로 마주보게 하고, 레지스트리를 중심으로 첫 번째와 두 번째 축렌즈 요소 어레이를 상측에서 바라본 모습이다. 투영은 상측 모습이다. FIG. 8F is a view of the first and second axis lens element arrays viewed from the upper side with the bent surfaces facing each other as shown in FIG. 8E. The projection is from the top.

도 9A는 광학 요소 어레이의 첫 번째 곡면의 측면도이다. 9A is a side view of the first curved surface of the array of optical elements.

도 9B는 광학 요소 어레이의 두 번째 곡면의 측면도이다. 9B is a side view of a second curved surface of the array of optical elements.

도 9C는 광학 요소 어레이의 세 번째 곡면과 방해물의 측면도이다. 9C is a side view of a third curved surface and obstruction of the array of optical elements.

도 9D는 광학 요소 어레이에서 정점을 형성하는 평면 연속의 측면도이다. 9D is a side view of a planar continuation forming a vertex in an array of optical elements.

도 9E는 광학 요소 어레이에서 일정하지 않은 곡면의 연속의 측면도이다. 9E is a continuous side view of a non-uniform curved surface in the array of optical elements.

도 10은 도구에 현탁된 필름을 위쪽에서 바라본 모습이다. 10 is a view from above of a film suspended in a tool.

도 11은 외부 부속물 주형의 모습이다. 11 is a view of an external accessory mold.

도 12는 외부 부속물 주형을 나타낸 도 11의 조립도이다. FIG. 12 is an assembly view of FIG. 11 showing the outer accessory mold. FIG.

도 13은 본 발명의 교차된 광학 어레이를 이용하는 후면 투사 스크린의 모습이다.Figure 13 is a view of a rear projection screen utilizing the crossed optical arrays of the present invention.

도 14는 광선예는 선택된 렌즈 소스 그룹으로부터 나오며, 광원, 합성 이미지, 렌즈 어레이 및 관찰자 각 범위 내 두 개의 다른 시각 이미지에 대한 공간 다중적 이미지 해독기의 실용적인 용도 부류의 일반적 구상을 도시한다. 14 shows a general concept of a practical class of uses of a spatial multiplex image decoder for a light source, a composite image, a lens array, and two different visual images within the viewing angle range, from a selected lens source group.

도 15A 및 도 15B는 9개의 화소의 합성 이미지와 아닌 이미지로 이루어진 총 81화소의 9*9 어레이를 나타낸 모습이다. 15A and 15B show a 9 * 9 array of a total of 81 pixels consisting of a composite image and a non-image of nine pixels.

도 16은 이미지가 자신의 초점에 위치하였을 때의 렌즈의 일반적인 특성을 도시한 것으로서, 중앙 광선이 각각의 세 개의 픽셀로부터 나올 때의 합성 이미지 대 시각 이미지에 대한 픽셀 위치의 관계와, 특정한 렌즈 소스 그룹 내에서 픽셀의 배열, 관람자를 향해 보내지는 소스 이미지을 만드는 다른 픽셀들처럼 동일한 방향에서 에너지를 보내는 굴절성 광학의 특성에 따른 픽셀의 위치를 도시한다. Fig. 16 shows the general characteristics of a lens when the image is at its focal point, where the relationship of the pixel position to the composite image versus the visual image when the center ray emerges from each of the three pixels, and the specific lens source The arrangement of the pixels within the group, the position of the pixels according to the characteristics of the refractive optics that send energy in the same direction as the other pixels making up the source image directed towards the spectator.

도 17은 도 16에 나타난 바와 같이 다른 방향으로 이미지 요소를 분리 시키는 각각의 렌즈를 갖고 합성 이미지 요소에 대하여 동일한 초점 간격, 크기와 위치를 가진 세 개 렌즈의 프로파일(profile)을 도시한다. FIG. 17 shows a profile of three lenses with each lens separating the image elements in different directions as shown in FIG. 16 and having the same focal length, size and position for the composite image element.

도 18은 1차원 렌즈 어레이를 나타낸다. 18 shows a one-dimensional lens array.

도 19는 2차원 렌즈 어레이를 나타낸다. 19 shows a two-dimensional lens array.

도 20은 글라스 비드(유리 염주)막의 밑바탕을 나타낸다. 20 shows the base of the glass bead (glass beads) film.

도 21은 유리 염주와 관련된 혼선 조직을 나타낸다. 21 shows crosstalk tissue associated with free beads.

도 22는 원통 렌즈를 투과하고 정반사기에 의해 뒤로 물러나는 동일한 렌즈를 통해 다시 반사하는 투사 광선을 도시한다.FIG. 22 shows the projection light beam penetrating the cylindrical lens and reflecting back through the same lens backed off by the specular reflector.

도 23은 밀집된 원통 렌즈 어레이의 제작을 위한 부용 필름의 배치예를 도시한다.Fig. 23 shows an example of arrangement of a bouillon film for producing a dense cylindrical lens array.

도 24는 원통 모형으로 벌크(bulk) 깨끗한 굴절 필(fill) 재료에 부착된 깨끗한 필름과 원통 모형으로 벌크 필의 다른 면에 부착된 반사성 필름의 종합적 구상을 도시한다.FIG. 24 shows a comprehensive plot of a clean film attached to a bulk clean refractive fill material in a cylindrical model and a reflective film attached to the other side of the bulk fill in a cylindrical model.

도 25A는 종래의 전면 투사 스크린 기술을 뛰어넘는 향상된 명암 대비의 높은 이득과 다중 이미지의 가능성 등의 많은 장점을 지니며 투사 스크린의 매트릭스(matrix)를 제작할 수 있는 전형적인 단독 조직의 상측도를 도시한다.FIG. 25A shows a top view of a typical single tissue that can be fabricated with a matrix of projection screens, with many advantages including improved contrast and improved image contrast and the possibility of multiple images over conventional front projection screen technology. .

도 25B는 도 25A의 조직의 위쪽 측면에서 바라본 모습이다. 25B is a view from above of the tissue of FIG. 25A.

도 25C는 도 25A의 조직을 위쪽에서 바라본 모습이다. FIG. 25C is a top view of the tissue of FIG. 25A. FIG.

도 26은 작은 크기의 비드로 형성된 얇은 고탄력 스크린을 나타낸다. 26 shows a thin, high elastic screen formed from small size beads.

축성 광학 (AXIAL OPTICS) Axial Optics

본 발명의 세부 사항에 앞서, 축성 광학의 개념과 본 발명으로부터 어떻게 축성 광학이 얻어지는지 설명하는 것이 도움이 된다. 축성 광학은 하기 제시된 기 계가공 또는 몰드에 의해 얻어질 수 있다. Prior to the details of the present invention, it is helpful to explain the concept of axial optics and how axial optics are obtained from the present invention. Axial optics can be obtained by machined or mold shown below.

먼저, 축성 광학은 기계가공으로 얻어질 수 있다. 특히, 밀링(milling) 작용 중 광학 호환성 물질 조각은 밀링대(milling bed)에 설치되고, 적어도 하나의 관측 관점에서 검사될 때 선형인 연속적인 절단을 얻기 위해 연속 축을 따라 절단기(볼밀(ball mill) 또는 다른 절단 모양)에 투입된다. 밀링대는 앞서 말한 관점과 동일하게 관찰되었을 때 또한 선형인 하나의 절단을 생성하기 위해 오프셋(offset)될 수 있다. 이러한 평행한 절단들은 축성 광학을 생성한다. 부수적인 평행 절단들을 계속함으로써 축성 광학의 어레이를 만들 수 있다. First, the layering optics can be obtained by machining. In particular, during the milling operation, a piece of optically compatible material is placed in a milling bed and cut along a continuous axis (ball mill) to obtain a linear continuous cut when inspected from at least one observation point of view. Or other cut shapes). The mill can be offset to produce one cut which is also linear when observed in the same manner as mentioned above. These parallel cuts produce axial optics. By continuing the incidental parallel cuts an array of axial optics can be made.

축성 광학을 얻기 위한 또 다른 기계조작은 압출 작업이다. 축성 광학은 압출을 통해 만들어 질 수 있는 반면, 구형 광학은 압출을 통해 만들어질 수 없다. 압출 몰드는 세로로 가공한 다음 연마된다. 본 발명의 축성 광학 이용의 특징은 하기 설명과 함께 앞서 말한 평방인치 표면 위의 일백만 개 구형 렌즈의 예를 통해 인식되어질 것이며 이는 축성 광학의 오버레이(overlays)를 이용함으로써 제작 문제가 수천 배 감소하는 것을 보여준다. Another mechanical operation for obtaining layered optics is extrusion. Axial optics can be made through extrusion, while spherical optics cannot be made through extrusion. The extrusion mold is processed longitudinally and then polished. A feature of the use of the layered optics of the present invention will be recognized through the example of one million spherical lenses on the square inch surface described above, together with the following description, which reduces manufacturing problems by thousands of times by using overlays of layered optics. Shows that

대체로 말하면, 많은 기술이 축성 광학면 제조에 적합하다. 적당한 표면의 물체조각의 모사에 사용되는 도구의 가공이 이에 포함된다. 도구를 만들기 가능한 꽤 많은 기술중에는 밀링, 브로칭(broaching), 주조, 압축, 스탬핑(stamping), 에칭(etching), 진공성형, 전자성형 및 압출가공이 있다. 이러한 도구들은 캐비티들(cavity)에 물질들을 부착(주입, 주조, 증착, 침전, 포토프로세스(photo-process), 압출 등), 또는 추출(제분, 브로칭, 에칭, 포토프로세스 등), 또는 치 환(압연, 평판 압축, 스탬핑, 용해성형 등)을 통해 조각들을 가공하는데 쓰인다. Generally speaking, many techniques are suitable for producing layered optical surfaces. This includes the machining of tools used to simulate pieces of objects on suitable surfaces. Quite a few techniques for making tools are milling, broaching, casting, compression, stamping, etching, vacuum forming, electroforming and extrusion. These tools attach materials to cavities (injection, casting, deposition, precipitation, photo-process, extrusion, etc.), or extraction (milling, broaching, etching, photoprocesses, etc.), or teeth. Used to process pieces through rings (rolling, plate compaction, stamping, melt molding, etc.).

Ⅰ. 교차된 축성 광학과 제조방법(CROSSED AXIAL OPTICS AND METHODS OF MANUFACTURE)I. CROSSED AXIAL OPTICS AND METHODS OF MANUFACTURE

본 발명은 두 개 또는 그 이상의 축성 광학 요소(elements)를 두 개 또는 그 이상의 축 세트를 함께 서로 엇갈리게 이용함으로써, 두 개 이상의 축성 광학 요소를 두 개 이상의 축 표준광학(카메라 렌즈, 투영기 렌즈, 망원경 렌즈 등)에 의해 개시된 두 축 초점 과정을 두 개 이상의 한 축 단계로 나눈다. 교차된 축성광학을 사용하여 렌즈 어레이를 제작하는 것은 표준 두 축 렌즈 어레이 제작보다 더 실용적이고 경제적이다.The present invention uses two or more axial optical elements staggered together by using two or more sets of axes together so that two or more axial optical elements can be used in two or more axial standard optics (camera lenses, projector lenses, telescopes). The two axis focusing process initiated by a lens or the like) into two or more single axis steps. Fabrication of lens arrays using crossed axial optics is more practical and economical than fabrication of standard two-axis lens arrays.

도 1A 및 도 1B을 참조하면, 평행된 광선들이 위쪽부터 수직으로 두 렌즈에 입사되는 것이 도시된다. (서로 평행하거나 렌즈 표면에 수직인 충돌 광선은 본 발명의 요구 사항이 아니지만, 인용된 구상의 설명을 용이하게 하고자 함이다.) 원통 렌즈는 라인에 광선 초점을 맞춘다. 이러한 초점은 렌즈 원통의 축과 한쪽 방향으로 정렬된 효과를 갖는다. 광선은 원통의 뒤틀림 또는 렌즈가 만들어진 물질의 굴절률 등의 다양한 특성에 따라 렌즈로부터 특정한 거리에 모인다. 광선이 라인에 모인 후, 물리적 방해물이 없을 경우, 광선은(이미 초점에 맞춰진 후) 유입 각도와 동일한 발산 각도로 계속해서 발산된다. 광선은 밀집된 라인의 한 측면에 다른 방향으로부터 수렴한다. 또 다른 측면에는 광선이 이동함에 따라 발산된다. 1A and 1B, parallel rays are shown incident on two lenses from above vertically. (The impinging light beams that are parallel to each other or perpendicular to the lens surface are not a requirement of the present invention, but are intended to facilitate the description of the cited sphere.) Cylindrical lenses focus the beams on the lines. This focus has the effect of being aligned in one direction with the axis of the lens cylinder. Light rays converge at a certain distance from the lens depending on various characteristics such as the warping of the cylinder or the refractive index of the material from which the lens is made. After the rays have collected in the line, if there are no physical obstructions, the rays continue to diverge at the same divergence angle as the incoming angle (after being already in focus). The light beams converge on one side of the dense line from the other. On the other side, the rays diverge as they move.

그러나 본 발명은 전체적 또는 부분적인 물리적 방해물(15, 17)이 사용된 경 우를 포함한다. 또한 부분적인 물리적 방해물(15, 17) 역시 본 발명에 포함되었다. 물리적 방해물(15 및 17)은 도 1C와 도 1D에 도시된다. 부분적인 물리적 방해물(15, 17)의 용도는 렌즈 효과적 개구(aperture)의 통제, 전달/반사형의 이미지를 가진 매개 초점면을 통한 이미지의 화소의 들어오는 광선의 상호 작용, 공간 필터링(filtering)을 통한 정보 인코딩(encoding)을 포함하는 등 제한적이지 않다. 물리적 방해물의 예로는 사진 필름, CCD 비디오 칩 및 감광성 물질들이 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 부분적인 방해물(15, 17)은 요구되어질 수 있다. 부분적인 방해물(15, 17)의 예로는 컬러 필터 어레이(array of color filters)가 있다. 이러한 필터는 들어오는 광선의 패턴과 어레이의 초점에 있는 패턴의 종합인 합성 이미지를 만들기 위한 어레이 초점면에 설치된다. 본 발명은 이러한 예에 제한되지 않으며, 채색된 방해물 대신 중성색 방해물을 이용하는 등 다른 많은 가능성들이 존재한다. 어레이의 선택된 (부분적) 방해물의 추가적인 예로는 이미지 정보 인코더/디코더(encoder/decoder), 슬라이드(slide) 투명 필름 및 사진용 필름의 이용이 있다. 이는 부분적인 방해물과 전체적 방해물(15, 17)이 광선 방해 또는 구성 요소의 물리적 위치로 일컬어 질 수 있으므로 구성 요소의 다소 투명한 중재물 또는 공간 필터링(filtering)의 특정 영역 전체적인 광선 방해 요소 또는 이 둘의 혼합의 결과일 수 있다.However, the present invention includes the case where a total or partial physical blockage 15, 17 is used. Partial physical obstructions 15 and 17 are also included in the present invention. Physical obstacles 15 and 17 are shown in FIGS. 1C and 1D. The use of partial physical obstructions 15, 17 is to control the lens effective aperture, the interaction of incoming rays of the pixels of the image through the intermediate focal plane with transmission / reflective images, and spatial filtering. Including, but not limited to, encoding information. Examples of physical obstructions include, but are not limited to, photographic films, CCD video chips, and photosensitive materials. In addition, partial obstructions 15 and 17 may be required. An example of partial obstructions 15, 17 is an array of color filters. These filters are installed in the array focal plane to produce a composite image that is a composite of the pattern of incoming light and the pattern at the focal point of the array. The present invention is not limited to this example, and there are many other possibilities, such as using neutral color blockers instead of colored blockers. Further examples of selected (partial) obstructions of the array include the use of image information encoder / decoder, slide transparent film, and photographic film. This is because the partial obstruction and the overall obstruction 15, 17 may be referred to as the light obstruction or the physical location of the component, so that a rather transparent mediation of the component or a specific area of spatial filtering the overall light obstruction element or both It may be the result of mixing.

도 1A 및 도 1B의 제 1 원통 렌즈(14a)와 제 2 원통 렌즈(14b)를 서로 직각으로 정렬시키고 서로 수직으로 쌓고, 전체적으로 도면 부호 "12" (도 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C 및 4)에 보여지는 바와 같은 입사광이 들어오는 경로와 반대 반향으로 정렬시키면, 제 1 렌즈(14a)는 입사광(12)을 라인(18)을 형성하는 출사광 라인(16)에 초점을 맞춘다. 두 렌즈(14a, 14b)의 합동 효과는 광선을 점(22)에 초점 맞춘다. 상기 점(22)은 대략 독립적으로 여겼을 때 두 렌즈와 각각 연결된 두 개의 출사 광선(16)의 교차점을 나타낸다. 점(22)에 초점 맞춰진 입사광(12)은 두 원통 렌즈의 겹쳐지는 부분으로 대략 정의되는 영역을 침해하는 것이다. 따라서 도 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C에 도시된 바와 같이, 교차된 원통 렌즈는 집광기(collector of light)로 함께 작용한다. 도 2A, 2B 및 2C는 각각의 곡률(curvature)이 서로를 향해 있는 두 렌즈를 나타내고, 도 3A, 3B 및 3C는 서로 평평한 면이 마주보는 것을 도시한 것이다.The first cylindrical lens 14a and the second cylindrical lens 14b of FIGS. 1A and 1B are aligned at right angles to each other and stacked vertically with each other, and generally referred to as “12” (FIGS. 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, When the incident light as shown in 3C and 4 is aligned in the opposite direction to the incoming path, the first lens 14a focuses the incident light 12 on the outgoing light line 16 forming the line 18. The joint effect of the two lenses 14a and 14b focuses the light beam at point 22. The point 22 represents the point of intersection of the two outgoing light beams 16 each connected with the two lenses when considered approximately independent. Incident light 12 focused at point 22 impinges on an area that is roughly defined as the overlapping portion of the two cylindrical lenses. Thus, as shown in FIGS. 2A, 2B, 2C, 3A, 3B, 3C, crossed cylindrical lenses act together as a collector of light. Figures 2A, 2B and 2C show two lenses with their curvatures facing each other, while Figures 3A, 3B and 3C show flat surfaces facing each other.

상기 예를 든 렌즈가 반드시 한쪽은 곡률을 갖고 다른 한쪽은 평평할 필요가 없다는 것에 유의해야 한다. 사실, 교차된 원통 어레이를 같은 조각물질의 반대편에 놓는 것은 도3A, 3B 및 3C의 배열과 거의 동일하다. 대개 본 발명의 설명을 위해 사용되는 모형이 볼록렌즈일지라도, 반드시 그에 한정되는 것은 아니라는 점에 주의해야 한다. 더 나아가, 본 발명에서는 두 개 이상의 축성 광학면을 연속하여 쌓을 수 있다. It should be noted that the lens in the above example does not necessarily have curvature on one side and flat on the other. In fact, placing the crossed cylindrical arrays on opposite sides of the same piece of material is almost identical to the arrangement of Figures 3A, 3B and 3C. It should be noted that although the model usually used for the description of the present invention is a convex lens, it is not necessarily limited thereto. Furthermore, in the present invention, two or more axial optical surfaces can be stacked in succession.

도 4는 교차된 렌즈 어레이가 광을 모으는 것만큼 쉽게 집광하는데 쓰일 수 있음을 도시한다. 도 4에서, 두 렌즈(14a, 14b)의 합성 초점에 위치한 광원(26)으로부터 나오는 광선(28)은 제 1 렌즈(14a)쪽으로 방출하도록 되어있다. 광선(28)은 제 1 렌즈(14b)를 빠져 나와 발산되어 집광된다. 집광된 광선(30)은 제 2 렌즈(14a)로부터 빠져 나온다. 두 렌즈가 겹치는 영역의 영향에 속하는 광선(30)은 광원(26)으로부터 바깥쪽으로 처음 방출되는 광선(28)보다 더 많이 집광 될 것이다. 4 shows that crossed lens arrays can be used to condense as easily as collecting light. In FIG. 4, light rays 28 coming from the light source 26 located at the combined focus of the two lenses 14a and 14b are adapted to emit toward the first lens 14a. The light rays 28 diverge out of the first lens 14b and are focused. The collected light rays 30 exit from the second lens 14a. Rays 30 that fall under the influence of the region where the two lenses overlap will be more concentrated than rays 28 initially emitted outward from the light source 26.

도 5는 한 개 이상의 축성 광학이 제공될 수 있는 물질 조각 표면을 도시한다. 여기에서, 다섯 개의 원통 렌즈로 이루어진 축성 렌즈 어레이(32)는 서로의 접합부로 나타내어진다. (표면에서의 모든 축성 광학이 도 9A-9E에 보이는 것과 같이 같은 횡단면에서 일치하는 것이 본 발명에서의 필요조건은 아니다.) 5 illustrates a surface of a piece of material in which one or more layering optics may be provided. Here, the axial lens array 32 consisting of five cylindrical lenses is represented by the junction of each other. (It is not a requirement in the present invention that all of the axial optics on the surface coincide in the same cross section as shown in Figures 9A-9E.)

상기 설명한 단일 원통 렌즈와 더불어, 다중 원통 렌즈(32a)의 물질 조각은 다중 원통 렌즈(32b)를 가진 또 다른 조각과 교차시킴으로써, 도 6A에 나타난 바와 같은 2차원 렌즈 어레이를 제작할 수 있다. 여기에서, 각각의 원통 렌즈 요소와 연관된 특정한 오버레이(overlay) 영역(20)은 상기 영역(20)에 부딪히는 광선을 이용하여 스스로의 초점(24)을 만드는 집광기이다. 도 6A, 6B 및 6C에는 두 번째 어레이(32b) 표면 안의 다섯 개 원통 렌즈 표면 위에 가로축으로 쌓여있는 하나의 어레이(32a)의 다섯 개 원통 렌즈 표면으로부터 나오는 단일 영역이 25개 있다.In addition to the single cylindrical lens described above, a piece of material of the multi-cylindrical lens 32a can be intersected with another piece having the multi-cylindrical lens 32b to produce a two-dimensional lens array as shown in FIG. 6A. Here, the specific overlay area 20 associated with each cylindrical lens element is a condenser that makes its own focus 24 using the light beams striking the area 20. 6A, 6B and 6C have 25 single regions emerging from the five cylindrical lens surfaces of one array 32a transversely stacked on the five cylindrical lens surfaces in the second array 32b surface.

본 발명은 물질조각의 각 축성 광학이 같은 조각의 다른 축성 광학과 일치할 필요는 없는 배열을 포함한다. 도 6C에서 25개의 겹치는 영역은 파선으로 나타나 있다. 그러나, 도 6A, 6B 및 6C의 모든 겹치는 부분은 광선의 영향을 보여주지는 않는다. The present invention includes an arrangement in which each layered optic of a piece of material does not have to coincide with other layered optics of the same piece. In FIG. 6C the 25 overlapping regions are shown with dashed lines. However, not all overlapping portions of FIGS. 6A, 6B and 6C show the effect of the light rays.

도 7A, 7B 및 7C는 2차원 렌즈 어레이(32a, 32b)를 도시한 것으로서, 다축성 광학(32a, 32b)의 겹치는 영역(20)에 의해 만들어진 렌즈(32a, 32b)의 초점(22)에 각각 위치한 다수의 광원(26)으로부터 발산되는 집광기를 적용한 것이다. 실제 로, 이 상태는 도 6A, 6B 및 6C에 나타난 어레이(32a, 32b)를 반대로 이용한 것이다. 7A, 7B, and 7C illustrate two-dimensional lens arrays 32a and 32b, which focus on the focal point 22 of the lenses 32a and 32b made by the overlapping regions 20 of the multiaxial optics 32a and 32b. The condenser emits from a plurality of light sources 26 positioned respectively. In practice, this state uses the arrays 32a and 32b shown in Figs. 6A, 6B and 6C in reverse.

축성 광학(32a, 32b)의 두 세트(sets)의 축들은 서로 수직으로 배열될 필요는 없다. 예를 들어, 원통 광학 설명에 이어서, 도 8E 및 8F는 축들이 서로 정렬되어 있을 때, 각 점들의 어레이에 초첨이 맞추는 것이 아닌 일련의 평행선들에 초첨이 맞추는 것으로 결과가 나타나는 것을 보여준다. 도 8A-8D에 개시된 것처럼, 세트가 비평행(non-parallel) 경향을 가질 때, 초점은 점들에서 발생하기 시작한다. 그러나, 점들은 세트가 서로 가로 방향의 성향을 가지므로, 점들은 대칭이 아니다. 따라서 도 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F에서, 조각들은 서로에 대해 회전함에 따라, 투사되는 광선의 결과적인 수렴은 원모양, 타원모양, 일직선 순서로 움직인다. The axes of the two sets of axial optics 32a and 32b need not be arranged perpendicular to each other. For example, following the cylindrical optical description, Figures 8E and 8F show that when the axes are aligned with each other, the results appear to focus on a series of parallel lines rather than on each array of points. As disclosed in FIGS. 8A-8D, when the set has a non-parallel tendency, focus starts to occur at the points. However, the points are not symmetric because the sets have a propensity to cross each other. Thus in Figures 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, as the pieces rotate relative to each other, the resulting convergence of the projected rays moves in the order of a circle, an ellipse, and a straight line.

전술한 바와 같이, 축성 광학은 일정한 공통 모형을 가질 필요도 없고, 또한 똑같은 풋프린트(footprint) 크기, 똑같은 목적을 가질 필요도 없으며, 연속 직선, 원형, 또는 적용될 수 있는 다른 축 타입 제작을 제외하고 다른 공통 모형이 같을 필요도 없다. As mentioned above, the axial optics need not have a constant common model, nor do they have the same footprint size, the same purpose, except for continuous straight, circular, or other axial type fabrication that can be applied. The different common models do not have to be the same.

그러나, 요구되는 광학적 효과가 독립적인 광학적 요소의 어레이를 창조하는 것을 지지하는 것이 본 발명의 공통 특징이다. 이는 같은 물질 조각의 면에 있는 세트의 축성 광학에 관한 것이든 또 다른 면의 단독의 축성 광학에 관한 것이든 사실이다. 이는 본 발명이 단일 치환 또는 초점을 총괄하여 제작하는 프뢰즈넬(Fresnel) 렌즈와 같은 다른 광학 시스템과의 중요한 차이점이다. 예를 들어, 프레스넬 광학 시스템은 하나의 시스템을 이용할 때 한 장면에서 오로지 하나의 이미 지만 생성되도록 되어 있다. 프뢰즈넬과 달리, 본 발명은 하나의 시스템을 사용할 때 한 장면에서 다수의 이미지를 제작할 수 있도록 지지한다. However, it is a common feature of the present invention to support creating an array of optical elements that is independent of the optical effects required. This is true whether it is about the axial optics of a set on the face of the same piece of material, or about the axial optics alone on the other side. This is an important difference from other optical systems, such as Fresnel lenses, in which the invention collectively produces a single displacement or focal point. Fresnel optical systems, for example, are designed to produce only one image in a scene when using one system. Unlike Freusnel, the present invention supports the creation of multiple images in one scene when using one system.

1000개의 축성 광학의 어레이가 1000개의 축성 광학 어레이와 교차되었을 때, 일백만 개의 렌즈가 생성된다.When an array of 1000 layered optics intersects with 1000 layered optical arrays, one million lenses are created.

본 발명에 적용될 수 있는 축성 광학의 몇몇 단면적 예가 도 9A, 9B, 9C, 9D, 9E에 도시되어 있다. 비록 상기 도면들이 본 발명의 모든 가능한 예를 철저히 보여주는 것은 결코 아닐지라도, 상기 도면들은 몇몇 중요한 모형 개념을 나타낸다.Some cross-sectional areas of layering optics that may be applied to the present invention are shown in FIGS. 9A, 9B, 9C, 9D, 9E. Although the drawings in no way exhaustive all possible examples of the invention, they illustrate several important model concepts.

또한 본 발명에 의해 포위되는 형상들은, 그곳에는 축성 광학들은 플라스틱, 유리 또는 다른 적당한 투명 물질 내에서의 선형 공동들(linear cavities)과 같은 물질 조각들 내에 삽입된다.In addition, the shapes encompassed by the present invention, where the layering optics are inserted into pieces of material, such as linear cavities in plastic, glass or other suitable transparent material.

그리고 다양한 굴절성과 투명성질의 액체 및 기체는 적당한 때에 따라 렌즈 어레이의 초점, 색 및 다른 특징을 바꾸기 위해 시스템 내에서 흐를 수 있다.And liquids and gases of various refractive and transparent properties can flow within the system to change the focus, color and other characteristics of the lens array as appropriate.

발명가에 의해 만들어지고 시험된 현재 본 발명의 바람직한 실시예는, 1/16’’간격으로 떨어져 있고 초점 거리 1/8’’를 갖는 축성 렌즈의 수지를 주조함으로써 두 축성 광학 조각이 만들어지는 설계이다. 도 6A, 6B, 6C와, 도 7A, 7B, 7C에 개시된 어레이를 제작하기 위해, 원통 모양의 축성 광학을 이용하는 두 조각을 각각 도 2A, 2B, 2C, 또는 도 3A, 3B, 3C처럼 교차시킨다. 이 특정 실시예가 현재 바람직하더라도, 본 발명은 이 실시예에서 사용된 모양, 크기, 제작기술에 제한을 두지 않는다. A presently preferred embodiment of the present invention made and tested by the inventors is a design in which two axial optical pieces are made by casting a resin of the axial lens with a 1/16 '' spacing and a focal length of 1/8 ''. . To fabricate the arrays disclosed in FIGS. 6A, 6B, 6C, and 7A, 7B, 7C, two pieces using cylindrical axial optics are intersected as shown in FIGS. 2A, 2B, 2C, or 3A, 3B, 3C, respectively. . Although this particular embodiment is presently preferred, the present invention does not limit the shape, size, or fabrication techniques used in this embodiment.

본 발명의 매우 유용한 특징은 비용이 효율적인 2차원 렌즈 어레이의 제작이 가능하다는 것과, 가능하다면 종래 광학 제작 방법을 이용하여 비실용적인 공간밀도의 렌즈 어레이의 제작을 용이하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 몇 실시예에서, 광학 특징은 가공 후 쉽게 변화될 수 있다. A very useful feature of the present invention is that it is possible to fabricate a cost-effective two-dimensional lens array and, if possible, to facilitate the fabrication of an impractical spatial density lens array using conventional optical fabrication methods. In addition, in some embodiments of the present invention, the optical characteristics can be easily changed after processing.

어레이 결과물의 용도는 이에 제한되지는 않지만, 다음 광학 예와 같다. 광학 연산, 통신 및 코딩(coding); 극장, 가정, 학교의 후면 및 전면 투사기; 광고 신호계 및 점수판; 각각의 눈에 집광 선택 화소로써 다른 3차원 이미지를 나타내기 위한 전투 시현장치 및 가상 현실 시스템의 안경 등등이다. 상기에 나타난 바와 같이, 본 발명은 광학 용도에 제한되지 않는다. 본 발명은 또한 다른 전기장 스펙트럼 분야 및 음향, 기계 에너지에도 적용 가능하다. The use of the array results is not limited to this, but is as the following optical example. Optical computing, communication, and coding; Rear and front projectors of theaters, homes, schools; Advertising signs and scoreboards; Combat vision devices for displaying different three-dimensional images as condensing selection pixels in each eye, glasses of a virtual reality system, and the like. As indicated above, the present invention is not limited to optical applications. The invention is also applicable to other electric field spectrum fields and to acoustic and mechanical energy.

Ⅱ. 부유 필름을 이용한 굴절된 축성 광학(Curved axial optics using suspended film)II. Curved axial optics using suspended film

지금까지 기계 가공 또는 몰드된 광학을 채용하는 광학 어레이에 대해 살펴보았다. 앞으로, 광학을 만드는 전혀 다른 방법-부유 필름(suspended film)에 대해 알아보겠다. 그 다음 부유 필름 광학을 이용하는 추가의 실용적 용도에 대해 설명한다. So far we have seen an optical array employing machined or molded optics. In the future, we will look at a completely different method of making optics—suspended films. Next, further practical uses using floating film optics are described.

도 10에서, 바람직하게 1mm인 거리D에 위치한 얇은 벽(102)를 만들기 위해 일련의 세로 절단 연속을 만듦으로써 도구(134)이 얻어진다. 도구(134)는 v-모양의 세로 절단으로 도시되었지만, 정사각형 절단도 가능하다. 구멍(미도시) 또는 홈은 차압 V와 에서 통신을 제공하기 위해 절단의 바닥부분을 따라 놓여질 수 있다. 투명하거나 또는 반사적인 필름(104)은 벽(102)을 덮는다. 다음, 필름(104)을 밀어내기 위해 벽(102) 사이에 있는 구멍으로 차압 V가 가해지고, 구부러진(curvde) 축성 광학(110)이 형성된다. 여기서 광학 품질 표면을 얻기 위해 요구되는 더 이사의 광학 연마(polishing)가 없음을 이해하는 것이 매우 중요하다. 그 다음, 첫 번째 실시예에서 폴리머(112)를 구부러진 축성 광학(110) 뒤에 부으면, 도 2A에 도시된 것과 같은 광 초점 능력을 갖는 영구 축성 광학이 생성된다. 바람직한 폴리머 물질은 어플라이드 폴러라믹스 인코포레이트사(Applied Poleramics, Incorporated, of Benicia, California)로부터 얻어질 수 있다. Applied Poleramics의 바람직한 특정 물질은 "EFM15"와 "EFM18 페놀릭스(phenolics) 또는 "266 에폭시"와 "AU16 폴리우레탄(polyurethane)" 이다. 부가적으로 광학의 바깥쪽은 광학 표면의 보호를 위해 코팅할 수 있으며 예를 들면, 산화, 마모 등 다른 손상 방지를 위하여 얇은 아크릴로 코팅하거나 또는 폴리에탈린으로 코팅할 수 있다. 이러한 코팅은 피보디 레보레토리스사(Peabody Laboratories, Inc. located at 1901 S. 54th Street, Philadelphia PA 19143)에서 구매할 수 있으며, "PERMALAC"이라는 상표 이름으로 판매된다. 차압은 축성 광학의 곡률을 다양하게 하기 위해 변할 수 있다. In FIG. 10, the tool 134 is obtained by making a series of longitudinal cut sequences to make the thin wall 102 located at a distance D, which is preferably 1 mm. The tool 134 is shown as a v-shaped longitudinal cut, but square cuts are also possible. A hole (not shown) or groove may be placed along the bottom of the cut to provide communication at the differential pressure V. Transparent or reflective film 104 covers wall 102. Next, a differential pressure V is applied to the hole between the walls 102 to push the film 104, and a curved axial optic 110 is formed. It is very important here to understand that there is no further optical polishing required to obtain an optical quality surface. Then, in the first embodiment, the polymer 112 is poured behind the bent axial optics 110, resulting in permanently axial optics with optical focusing capabilities as shown in FIG. 2A. Preferred polymeric materials can be obtained from Applied Poleramics, Incorporated, of Benicia, California. Particularly preferred materials of Applied Poleramics are "EFM15" and "EFM18 phenolics or" 266 epoxy "and" AU16 polyurethane. " And may be coated with a thin acrylic or polyetalin, for example, to prevent other damages such as oxidation, abrasion, etc. Such coatings are available from Peabody Laboratories, Inc. located at 1901 S. 54th Street, Philadelphia PA 19143) and sold under the trade name “PERMALAC.” The differential pressure can be varied to vary the curvature of the layered optics.

두 번째 실시예에서, 투명한 도구(100)는 필름(104)과 함께 사용될 수 있다. 여기서 구부러진 축성 광학은 차압의 변화 정도에 따라 그 곡률이 계속해서 변한다. 투사된 이미지가 구부러진 축성 광학을 통해 초점이 맞춰졌을 때, 광학의 곡률은 차압 V의 정도를 바꿈으로써 변화시킬 수 있으며, 그로 인해 이미지의 초점이 다양하게 나타난다. 초점을 바꾸는 것이 이미지를 바꾸거나 또는 관찰자의 위치를 바꾸는 것과 함께 조정되었을 때, 이것은 매우 유용한 용도를 갖는다. In a second embodiment, the transparent tool 100 can be used with the film 104. Here, the bent axial optics continue to change their curvature in accordance with the degree of change in the differential pressure. When the projected image is focused through bent axial optics, the curvature of the optics can be varied by varying the degree of differential pressure V , resulting in varying focus of the image. When changing the focus is coordinated with changing the image or changing the position of the observer, this has a very useful purpose.

또 다른 바람직한 실시예에서, 두께가 바람직하게 0.25mils에서 1mil사이일 때 필름(104)은 아세테이트(acetate), 폴리에틸렌(polyethlene), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 아크릴(acrylic)로 사용될 수 있다. In another preferred embodiment, the film 104 is made of acetate, polyethlene, polypropylene, polycarbonate, or acrylic when the thickness is preferably between 0.25 mils and 1 mil. Can be used.

두 개의 도구(100)가 서로 교차하여 마주보며 동시에 적용되는 경우, 교차된 광학 어레이가 생성되는 것을 쉽게 볼 수 있다. 다음, 필름(104) 사이의 공간은 플라스틱으로 채워질 수 있다.(“플라스틱”이란 용어는 폴리머에 제한된 것이 아니라 일반적으로 넓은 의미로 이용됨을 의미하는 것이다). 바람직한 플라스틱의 하나인 전술한 에폭시는 낮은 점성도 때문에, 필름 사이에 물처럼 부어지며, 가열된 후 경화된다. 이러한 접근은 도 11 및 도 12를 참고로 사용된다. 도 11 및 12에서 몰드(mold)가 전체적으로 부호 "116"에 보여진다. 몰드(116)는 받침 구조로써의 다리 받침(118), 바닥 받침(120), 안정판(122), 직립 받침(124) 및 공간 블럭(126)을 구비한다. 힌지(hinge,128)는 후에 흔들림과 이동할 수 있는 여닫이 도어(130)를 허용함으로써 캐비티 내부에 쉽게 접근 가능하도록 한다. 이러한 도어(130)는 2차 손질이 포함될 수 있는 전/후 경화 작용을 고려한 모든 가능한 요소들로의 단일 접근 생산을 가능케 한다. 도 12에 더 잘 보여지듯이, 몰드(116)는 도어(130), 라디에이터(131), 라디에이터 개스킷(gasket)(132), 진공대(134), 공간 개스킷(136)을 구비한다. 도구(100)는 진공대(134)의 각각 사이드에 위치해 있다. 도 11에서 더 자세 히 볼 수 있듯이, 온도 센서 어레이(140)는 외부 열원(142)(고온 접착제를 이용하여 도어(130)에 고정됨), 고온 유체 흡입구 호스(144), 진공 호스(148)와 같이 몰드(116)의 외부에 부착된다. 일반적으로 필름(104)은 진공대(134)의 각 면에 있는 두 도구(100) 위에 각각 위치한다. 도어(130)는 닫히고, 조립(150)을 걸어 잠근다. 차압은 부유 필름(104)을 밀어내고 구부러진 축성 광학 모양으로 고형시키기 위해 진공 호스(140)를 통해 주입된다. 두 필름 모두 서로로부터 밀려 멀어진다. 여기서 압력은 진공이 아닌 진공호스(140)를 통해 주입되는 것이 중요하다. 플라스틱 이후 바람직한 에폭시를 붓고 경화시킨다. 마지막으로 바깥쪽으로 구부러지고 공통 중심을 갖는 축성 광학 고체 물질이 결과적으로 생성된다. 커버(조각들)는 적절한 용도에 따라 다양한 정도로 유연하거나 단단할 수 있다. 커버는 중력, 접착제, 용매, 진공, 용해, 압력, 기계 장치 및 다른 종류의 사용과 함께 합쳐질 수 있다. 쌓인 조합들의 모서리들은 왼쪽으로 열리거나 봉인될 수 있다. (봉인은 청결과 유체 봉쇄를 위함이다; 가스, 액체 또는 이 둘의 혼합의 유체) 어레이 조립 결과물은 두개 또는 그 이상의 축이 생성된 광학 층과 같거나 다른 형태, 마무리, 재료 또는 용도에 적합한 다른 특징을 지닌 층으로 이루어져 있다. It is easy to see that when the two tools 100 intersect each other and are applied simultaneously, a crossed optical array is created. The space between the films 104 may then be filled with plastic (the term “plastic” is not limited to polymer but generally means being used in a broad sense). One of the preferred plastics, the aforementioned epoxy, is poured like water between the films because of its low viscosity, and cured after being heated. This approach is used with reference to FIGS. 11 and 12. In Figures 11 and 12 the mold is shown at 116 throughout. The mold 116 includes a leg support 118, a bottom support 120, a stabilizer plate 122, an upright support 124, and a space block 126 as a support structure. Hinge 128 allows easy access to the interior of the cavity by allowing swinging door 130 to swing and move later. This door 130 allows for a single access production with all possible elements taking into account the pre and post curing action that may include secondary trimming. As better seen in FIG. 12, the mold 116 includes a door 130, a radiator 131, a radiator gasket 132, a vacuum table 134, and a space gasket 136. The tools 100 are located on each side of the vacuum table 134. As can be seen in greater detail in FIG. 11, the temperature sensor array 140 includes an external heat source 142 (fixed to the door 130 using a high temperature adhesive), a high temperature fluid inlet hose 144, a vacuum hose 148. Likewise attached to the outside of the mold 116. In general, the film 104 is positioned on each of the two tools 100 on each side of the vacuum table 134. The door 130 is closed and locked by the assembly 150. The differential pressure is injected through the vacuum hose 140 to push the floating film 104 and solidify it into a bent axial optical shape. Both films are pushed away from each other. It is important that the pressure is injected through the vacuum hose 140, not the vacuum. Pour the desired epoxy and cure after plastic. Finally, an axial optical solids material is bent outward and has a common center, resulting in a result. The cover (pieces) may be flexible or rigid to varying degrees depending on the appropriate use. The cover can be combined with gravity, adhesives, solvents, vacuums, melts, pressures, mechanical devices, and other types of use. The edges of the stacked combinations can be left open or sealed. (Seal is for cleanliness and fluid containment; fluids of gas, liquid or a mixture of the two) The array assembly output is the same or different in shape, finish, material or application as the optical layer in which two or more axes are created. It is composed of layers with characteristics.

Ⅱ.A. 전통적인 렌즈 타입 용도(TRADITIONAL LENS-TYPE APPLICATIONS)II.A. TRADITIONAL LENS-TYPE APPLICATIONS

어레이 조립 결과물은 스스로 또는 기계, 전자 또는 다른 광학 시스템과 결합하여 쓰여질 수 있다. 그 중에서도 두 필름(104) 모두 투명한 경우, 렌즈 어레이 결과물은 난시 교정, 나노 규모의 광선 효과 제공 및 밀리미터당 렌즈의 크기 조정 을 위한 교차된 어레이 배열에서 다양한 축성 광학 너비로 사용될 수 있으며, 화소-대-화소 레벨로 집광할 수 있다.Array assembly output can be written by itself or in combination with mechanical, electronic or other optical systems. Among other things, if both films 104 are transparent, the lens array output can be used with various axial optical widths in a crossed array arrangement for astigmatism correction, nanoscale light effects, and sizing of lenses per millimeter, Can focus at the pixel level.

Ⅱ.B. 후면 투사 스크린 용도(REAR PROJECTION SCREEN APPLICATIONS)II.B. Rear Projection Screen Purpose (REAR PROJECTION SCREEN APPLICATIONS)

그리고 매우 높은 품질의 후면 투사 스크린이 제작될 수 있다. 도 13에서 나타나듯, 어레이 조립 결과물은 후면 투사 스크린(151)을 형성하는데 사용될 수 있다. 특히, 후면 투사 소스(152)는 교차된 광학 어레이인 후면 투사 스크린(151)을 통해 광선을 투사하고 그 결과로 볼 수 있는 이미지(154)를 생성한다.And very high quality rear projection screens can be produced. As shown in FIG. 13, the array assembly output can be used to form the rear projection screen 151. In particular, the rear projection source 152 projects light rays through the rear projection screen 151, which is an intersected optical array, and produces an image 154 that can be viewed as a result.

Ⅱ.C. 공간 다중화 이미지 해독기 용도(SPATIALLY MULTIPLEXED IMAGE DECONVOLVER APPLICATIONS)II.C. SPATIALLY MULTIPLEXED IMAGE DECONVOLVER APPLICATIONS

투명한 필름을 이용하는 어레이 조립 결과물의 실용적 용도 세 번째 부류로써, 공간 다중화 이미지 해독기(디코더)가 생성될 수 있다. 이는 같은 면으로부터 하나 이상의 사진을 나타내왔던 프리즈마틱(prismatic) 기술을 뛰어넘는 두드러진 개선을 나타낸다. 이미지의 개수는 프리즘의 2~3개보다는 수백 개와 비슷할 수 있다. 또한, 프리즘은 하나의 축이라는 제한이 있지만, 이미지들은 하나 이상의 축을 따르는 각운동에 의해 선택될 수 있다. 본 발명에 의해 특수 안경 없이 3차원 이미지를 성취할 수 능력 또한 크게 강화될 것이다. 다음에 제한을 두지 않지만, 용도에는 예술 작품, 광고, 가정 장식, 포장, 엔터테인먼트 배경막, 놀이공원 등이 포함된다. 본 발명이 홀로그램(hologram) 이미지가 아닌 렌즈의 이미지에 적용함에 있어, 본 발명은 종래 기술 시스템을 넘어서는 장점을 지니고 있다. Practical Uses of Array Assembly Results Using Transparent Films As a third class, spatial multiplexed image decoders (decoders) can be created. This represents a marked improvement over prismatic technology, which has shown more than one picture from the same side. The number of images can be similar to hundreds rather than two or three prisms. Also, while the prism is limited to one axis, the images can be selected by angular motion along one or more axes. The ability to achieve three-dimensional images without special glasses will also be greatly enhanced by the present invention. Applications include, but are not limited to, works of art, advertising, home decor, packaging, entertainment backdrops, amusement parks, and the like. When the present invention is applied to an image of a lens rather than a hologram image, the present invention has advantages over prior art systems.

본 발명의 이해를 돕고자 용어의 정의가 하기에 제공된다.Definitions of the terms are provided below to aid the understanding of the present invention.

소스 이미지(Source Image)는 합성 이미지를 형성하기 위해 또 다른 소스 이미지로의 요소와 얽혀있는 요소를 갖는 단일 이미지를 일컫는다. 관찰자는 일정한 각 범위 안에서 특정 해독된 소스 이미지를 보게 되며 이미지는 본 발명의 정해진 파라미터와 부합된다. 본 발명은 관찰 가능한 다른 각도에서 몇몇 소스 이미지와 통합시킬 때 가장 두드러지지만, 하나의 소스 이미지만으로도 작용 가능하다. A source image refers to a single image having elements that are entangled with elements into another source image to form a composite image. The observer sees the specific decoded source image within a certain angular range and the image conforms to the defined parameters of the present invention. The present invention is most prominent when integrating with several source images at different observable angles, but can work with only one source image.

도 15에 나타난 바와 같이, 요소 또는 화소는 합성 이미지의 렌즈 소스 그룹 사이에 위치한 소스 이미지의 “조각”이다.As shown in FIG. 15, an element or pixel is a “fragment” of a source image located between lens source groups of a composite image.

다중화 이미지(Multiplexed Image)라고도 불리우는 합성 이미지(Composite Image)는 본 발명의 렌즈 어레이가 각 소스 이미지를 해독하도록 하는 방식으로 모든 소스 이미지가 얽혀 있는 것이다. 즉, 관찰자를 위해 간섭성의 이미지가 보여지도록 각각의 소스 이미지의 픽셀들을 정렬하는 것을 말한다. 이 용어는 다양한 물질로 만들어질 수 있고 렌즈 어레이의 뒤에 위치한 물리적 합성 이미지에도 적용된다. 일반적으로 본 발명이 제공하는 해독의 도움 없다면, 합성 이미지는 이해할 수 없는 무작위의 점들의 집합처럼 보인다. Composite images, also called multiplexed images, are all source images entangled in such a way that the lens array of the present invention decodes each source image. That is, to align the pixels of each source image so that a coherent image is shown for the observer. The term can be made from a variety of materials and also applies to physical composite images located behind the lens array. In general, without the assistance of the decoding provided by the present invention, the composite image looks like a set of random dots that are incomprehensible.

렌즈 소스 그룹(Lens Source Group)은 렌즈 어레이 사이의 단일 렌즈 뒤에 있는 픽셀들의 집합이다. 보통 렌즈 어레이에는 렌즈 소스 그룹의 수만큼 개별 렌즈들이 존재한다. 바람직한 실시예에서 렌즈 소스 그룹은 각 소스 이미지로부터 적어도 하나 이상의 픽셀을 포함한다.A lens source group is a collection of pixels behind a single lens between lens arrays. Usually there are as many individual lenses in the lens array as the number of lens source groups. In a preferred embodiment the lens source group comprises at least one pixel from each source image.

렌즈 어레이(Lens Array)는 합성 이미지의 앞에 위치한 렌즈들의 어레이이다. 어레이의 각각의 렌즈는 그 밑에 소스 이미지로부터 대응하는 픽셀을 포함하는 렌즈 소스 그룹을 갖는다. Lens Array is an array of lenses located in front of a composite image. Each lens of the array has a lens source group below that contains corresponding pixels from the source image.

볼 수 있는 이미지(Viewable Image)는 관찰자에 의해 보여지는 소스 이미지이다. 이 이미지는 소스 이미지 중의 하나로 렌즈 어레이의 작용으로 합성 이미지 내부의 다른 소스 이미지로부터 해독되어 온 것이다. Viewable Image is the source image seen by the observer. This image is one of the source images and has been decoded from another source image inside the composite image by the action of a lens array.

관람자 각 범위(Viewer Angular Region)는 본 발명에 있어서 관찰자가 해독된 소스 이미지를 볼 수 있는 각의 범위를 일컫는다. 즉, 볼 수 있는 이미지가 보이는 영역을 의미한다.Viewer Angular Region refers to the range of angles at which an observer can see the decrypted source image in the present invention. That is, it means the area where the viewable image is visible.

도 14에는 이런 종류의 본 발명의 실용적인 용도의 일반적인 개념이 도시되어있다. 각각의 광원(152), 합성 이미지(150), 렌즈 어레이(156), 두 관찰자 각 범위(158) 사이에 있는 두 개의 볼 수 있는 이미지(154)의 위치 및 선택된 렌즈 소스 그룹으로부터 방출되는 광선 예가 나타나있다. 14 illustrates the general concept of this kind of practical use of the invention. Examples of each light source 152, composite image 150, lens array 156, the location of two viewable images 154 between two observer angular ranges 158 and examples of rays emitted from the selected group of lens sources Appear.

도 15A는 전체적으로 도면 부호 "200"에 나타나있는 합성 이미지를 구성하는 9*9 화소들의 어레이 즉, 총 81개 픽셀들(1a-9a, 1b-9b, 1c-9c, 1d-9d, 1e-9e, 1f-9f, 1g-9g, 1h-9h 및 1i-9i)을 보여준다. 또한 상기 도면에는 9개의 픽셀들(1a-9i)로 이루어진 하나의 소스 이미지(220)도 나타나있다. 합성 이미지의 각각의 픽셀(1a-9i)은 9개의 다른 소스 이미지(1a-9i)로부터 나온 하나의 픽셀이다. 소스 이미지로부터의 픽셀들(1a-9i)는 합성 이미지(200)에 특정한 배열로 표시되었다. FIG. 15A is an array of 9 * 9 pixels, ie, a total of 81 pixels (1a-9a, 1b-9b, 1c-9c, 1d-9d, 1e-9e) constituting the composite image shown at 200 as a whole. , 1f-9f, 1g-9g, 1h-9h and 1i-9i). Also shown in the figure is a source image 220 consisting of nine pixels 1a-9i. Each pixel 1a-9i of the composite image is one pixel from nine different source images 1a-9i. The pixels 1a-9i from the source image are displayed in an arrangement specific to the composite image 200.

본 도면에서 합성 이미지(200)는 9개의 렌즈 소스 그룹(210)의 어레이로 만 들어진다. 각 소스 이미지(220)의 각각의 픽셀(1a-9i)은 숫자와 소문자로 분류되어 있다. 숫자는 픽셀이 독특한 소스 이미지(220)에 속하는 것을 확인하고, 문자는 소스 이미지(220) 내에서의 각 픽셀의 위치를 가리킨다. 즉, 같은 소문자를 가진 픽셀은 같은 소스 그룹(210)에 속하고, 같은 숫자를 가진 픽셀은 같은 소스 이미지(220)에 속한다. 예를 들어, 숫자 "1"로 표시된 모든 픽셀은 소스 이미지 "1"에 속한다. 소문자 "a"로 표시된 모든 픽셀은 렌즈 소스 그룹 "a"에 속한다.In this figure, the composite image 200 is made up of an array of nine lens source groups 210. Each pixel 1a-9i of each source image 220 is classified into numbers and lowercase letters. The numbers identify which pixels belong to the unique source image 220, and the letters indicate the location of each pixel within the source image 220. That is, pixels with the same lowercase letter belong to the same source group 210 and pixels with the same number belong to the same source image 220. For example, all pixels represented by the number "1" belong to the source image "1". All pixels indicated by the lowercase letter "a" belong to the lens source group "a".

픽셀(222)은 소스 이미지(220)가 볼 수 있는 이미지(200)로 해독된 경우의 일관성을 위해 특정한 렌즈 소스 그룹(210)에 위치하게 된다. 즉, 같은 방향의 어레이로부터 모든 픽셀들이 내보내지는 것으로 충분한 것이 아니라, 이미지의 적절한 구조를 생성하기 위해 적당한 자리에 정리되어야만 한다. 도 16은 합성 이미지(200)에서 볼 수 있는 이미지(220)으로의 픽셀 배치의 관계를 도시한다.Pixel 222 is placed in a particular lens source group 210 for consistency when source image 220 is decoded into viewable image 200. That is, it is not enough for all pixels to be emitted from the array in the same direction, but they must be arranged in place to create the proper structure of the image. 16 illustrates the relationship of pixel placement to image 220 as seen in composite image 200.

합성 이미지(220) 내에서의 렌즈 소스 그룹(210)의 배열은 픽셀이 포함하는 문자 표시로 결정된다. 렌즈 소스 그룹(210)의 배열은 소스 이미지(220) 내에서의 픽셀들의 배열과 대응해야 한다. 즉, 합성 이미지(200) 내에서의 렌즈 소스그룹(210)의 상대적인 위치는 소스 이미지(220) 내에서의 픽셀들(1a-9i)의 상대적인 위치와 대응되어야 한다. 만약 픽셀(1a)가 소스 이미지(220)의 왼쪽 상단 구석에 위치해 있다면, 픽셀(1a)을 포함한 렌즈 소스 그룹(210) 또한 합성 이미지(200)의 왼쪽 상단 구석에 위치해야 한다. 예를 들어, 도 16의 픽셀을 이용하자면, 소스 이미지(1a)에서 픽셀(1a)이 왼쪽 상단 구석에 위치해 있으므로, 합성 이미지(200)에서 픽셀(1a)을 포함하는 렌즈 소스 그룹(210)은 합성 이미지(200)의 왼쪽 상단 구 석에 반드시 위치해야한다. The arrangement of the lens source groups 210 in the composite image 220 is determined by the character display that the pixels include. The arrangement of lens source group 210 should correspond to the arrangement of pixels in source image 220. That is, the relative position of the lens source group 210 in the composite image 200 should correspond to the relative position of the pixels 1a-9i in the source image 220. If pixel 1a is located in the upper left corner of source image 220, lens source group 210 including pixel 1a should also be located in the upper left corner of composite image 200. For example, using the pixel of FIG. 16, since the pixel 1a is located at the upper left corner of the source image 1a, the lens source group 210 including the pixel 1a in the composite image 200 It must be located in the upper left corner of the composite image 200.

각각의 렌즈 소스 그룹(210) 내에서 픽셀들의 배열은 매우 특정되며, 도 16과 도 17에서 보이듯이, 픽셀들의 위치는 관람자를 향해 보내지는 소스 이미지을 만드는 다른 픽셀들처럼 동일한 방향에서 에너지를 보내는 것과 같은 굴절성 광학의 특성에 조화된다. 위치의 이동 중에는 항상 어떤 레벨의 블리딩(bleeding)이 존재한다는 것이 인식되나, 대부분의 관람범위는 이미지가 디자인되는 공간 내에서 이미지의 오버렙(overlap)은 가지지 않을 것이다.The arrangement of pixels within each lens source group 210 is very specific, and as shown in FIGS. 16 and 17, the positions of the pixels are similar to those of sending energy in the same direction as other pixels making up the source image directed towards the viewer. It is in harmony with the characteristics of the same refractive optical. It is recognized that there is always some level of bleeding during the movement of the location, but most viewing range will not have an overlap of the image in the space in which it is designed.

본 예에서 소스 이미지의 숫자 "9"와 각 렌즈 소스 그룹의 픽셀 숫자 "9"가 일치하게 사용된 것은 결코 본 발명의 필요 조건으로 해석되어서는 안된다. 렌즈 소스 그룹의 개수를 결정하는 것은, 소스 이미지 자체의 개수가 아닌 가장 높은 해상도를 가진 소스 이미지 사이에 있는 픽셀들의 개수이다. 예를 들어, 소스 이미지가 1000개의 픽셀을 포함한 경우, 본 발명은 오직 하나의 소스 이미지와 1000개의 소스 그룹을 가질 수 있다.In this example, the use of the number "9" of the source image and the pixel number "9" of each lens source group coincident should never be interpreted as a requirement of the present invention. Determining the number of lens source groups is not the number of source images themselves, but the number of pixels between the source images with the highest resolution. For example, if the source image contains 1000 pixels, the present invention may have only one source image and 1000 source groups.

모든 소스 이미지의 해상도는 동일할 필요는 없다. 예를 들어 5개의 소스 이미지를 가지는 시스템은 20개 픽셀들을 갖는 소스 이미지를 가질 수 있고, 나머지 4개의 소스 이미지는 더 적은 숫자의 다양한 픽셀들을 가질 수 있는 것이다. 그러므로 합성 이미지는 20개의 렌즈 소스 그룹을 가지지만, 각각의 소스 그룹은 낮은 해상도를 갖는 소스 이미지의 픽셀을 반드시 포함할 필요는 없다. 각 소스 그룹 내에서의 픽셀 개수는 다양한데, 그 이유는 볼 수 있는 이미지에서 원하는 각 범위에 달려 있기 때문이다. 이는 그 분야를 사용하는 디자이너에게 달려있다. All source images do not have to have the same resolution. For example, a system with five source images may have a source image with 20 pixels, while the remaining four source images may have fewer numbers of various pixels. Therefore, the composite image has 20 lens source groups, but each source group does not necessarily include pixels of a source image having a low resolution. The number of pixels within each source group varies because it depends on each desired range of visible images. It is up to the designer to use the field.

게다가, 렌즈 소스 그룹 내에서의 픽셀들은 반드시 동일한 크기일 필요가 없다. 볼 수 있는 이미지가 보다 큰 관찰자 각 범위를 갖게 하기 위해서는, 픽셀들은 다른 픽셀들보다 더 크게 부합하도록 만들어 질 수 있다(이는 볼 수 있는 이미지의 총 각의 범위를 감소시킬 것이다). In addition, the pixels in the lens source group do not necessarily have to be the same size. In order for the viewable image to have a larger observer angle range, the pixels can be made larger to match the other pixels (which will reduce the range of the total angle of the viewable image).

합성 이미지(200)는 불투명(opaque), 투명(transparent) 및 중성(neutral)의 색을 띠거나, 채색되어(colored) 있거나, 분극화되거나(polarized) 또는 분극화되지 않거나(unpolarized) 또는 이것들의 어떠한 조합의 물질에 적용될 수 있다. 합성 이미지(200)는 또한 후면 투사 스크린에 투사될 수 있다. Composite image 200 may be opaque, transparent and neutral colored, colored, polarized or unpolarized, or any combination thereof. Applicable to the material of The composite image 200 may also be projected onto the rear projection screen.

렌즈 어레이는 구별할 수 있는 이미지들이 관찰자를 향해 투사된 것 같이 산재된 픽셀들을 해독하는데 쓰여진다. 프로파일의 도 16은 이미지가 초점에 위치했을 때 렌즈(224)의 일반적인 특징을 나타낸다. 여기에서 렌즈(224)는 본 발명의 렌즈 어레이에 존재하는 어느 하나의 렌즈로 고려되어 질 것이다. 렌즈와 연관된 렌즈 소스 그룹의 3가지 대표 픽셀이 각각 "1a", "4a", "7a"로 나타나있다. 이는 픽셀이 소스 이미지 "1","4","7"로부터 비롯된 것이며, 부합하는 소스 이미지 사이에서의 위치는 "a"임(이 경우 합성 이미지(200)의 왼쪽 상단 구석)을 가리킨다. The lens array is used to decode scattered pixels as distinguishable images are projected toward the viewer. FIG. 16 of the profile shows the general characteristics of lens 224 when the image is in focus. Lens 224 will be considered herein to be one of the lenses present in the lens array of the present invention. Three representative pixels of the lens source group associated with the lens are shown as "1a", "4a", and "7a", respectively. This indicates that the pixel originates from the source images "1", "4", "7" and the position between matching source images is "a" (in this case, the upper left corner of the composite image 200).

도 16은 각각의 픽셀 "1a", "4a", "7a"로부터 나오는 중앙 광선들의 예를 도시한 것이다. 렌즈로부터 방출되는 광선들은 서로 평행한데 그 이유는 렌즈는 픽셀로부터 초점 거리에 위치하기 때문이다. 따라서 각각의 픽셀로부터의 광선은 다른 방향으로 렌즈를 빠져나가며, 상기 방향은 렌즈의 특성과 픽셀의 위치에 따라 좌우된다. 이는 다른 방향에 위치한 관찰자들이 다른 볼 수 있는 이미지를 대응되게 관 찰하는 것처럼, 도 16에서 3개의 서로 다른 위치를 나타내는 3개의 볼 수 있는 이미지(222)를 만든다. FIG. 16 shows an example of the central rays of light coming from each pixel "1a", "4a", and "7a". The light rays emitted from the lens are parallel to each other because the lens is located at the focal length from the pixel. The light rays from each pixel thus exit the lens in a different direction, depending on the characteristics of the lens and the position of the pixel. This creates three viewable images 222 representing three different locations in FIG. 16, as observers located in different directions correspondingly see different viewable images.

초점에서의 렌즈 위치가 렌즈를 “채우기(fill)”위해 각각의 픽셀로부터 나오는 광선을 야기시키는 것을 유념하는 것 또한 중요하다. 이는 도 16의 픽셀(7a)로부터 방출되는 광선과 함께 나타나있다. 합성 이미지 내의 소스 이미지 픽셀들 사이의 공간이 존재한다 하더라도, 이러한 “채우기(filling)”의 결과는 한결 같은 볼 수 있는 이미지이다. It is also important to note that the lens position at the focal point causes the light rays coming out of each pixel to “fill” the lens. This is shown with the light rays emitted from pixel 7a of FIG. Even if there is a space between the source image pixels in the composite image, the result of this "filling" is a consistently visible image.

도 17은 합성 이미지의 요소들(elements)에 대하여 초점 거리, 크기 및 위치가 일치하는 3개 렌즈의 프로파일(profile)을 도시한 것이다. 도 16에 나타난 바와 같이, 각각의 렌즈는 이미지 요소를 다른 방향으로 분리시킨다. 도면에 제공된 예에서, 9*9 렌즈 소스 그룹으로 덮힌 9*9 렌즈 어레이는 도 14의 공간 다중화 요소를 9개의 단일 소스 이미지로 풀어서 볼 수 있는 이미지로 한다. FIG. 17 shows a profile of three lenses whose focal length, size and position coincide with elements of the composite image. As shown in Figure 16, each lens separates image elements in different directions. In the example provided in the figure, a 9 * 9 lens array covered with a 9 * 9 lens source group makes the spatial multiplexing element of FIG. 14 resolve to nine single source images.

렌즈 어레이는 도 18에 묘사된 구부러진 축성 어레이(32)로 제시된 바와 같이 1차원으로 구부러진 렌즈 어레이(32)이거나, 또는 도 19에 나타난 예와 같이 2차원으로 구부러진 렌즈 어레이이거나, 또는 이 둘의 조합이 될 수 있다. 상기 어레이의 선택은 합성 이미지를 풀고 미리 선택된 관찰자 각 범위 쪽으로 투사하는 위해, 광학 특징으로 적합하게 만들어진다.The lens array is a lens array 32 bent in one dimension as shown by the bent layering array 32 depicted in FIG. 18, or a lens array bent in two dimensions, as in the example shown in FIG. 19, or a combination of the two. This can be The selection of the array is made suitable for optical features, in order to solve the composite image and project it towards the preselected viewer angular range.

렌즈 어레이 사이에서의 렌즈가 상기 어레이 사이에서의 다른 렌즈와 동일하거나 완벽하기 위한 것이 요구되지 않는다. 렌즈가 뒤틀렸을 경우에는 이를 없애기 위해 이미지 평면의 조정이 가능하다. 특히, 특정 렌즈 소스 그룹 사이의 픽셀은 조합하는 렌즈들 사이의 결함 또는 차이점을 조정하기 위해 놓여질 수 있다. 또한 렌즈 어레이의 렌즈 위치 또는 초점 거리가 대칭 또는 균일일 것이 요구되지 않는다. It is not required for a lens between lens arrays to be the same or perfect as other lenses between the arrays. If the lens is warped, the image plane can be adjusted to eliminate it. In particular, pixels between particular groups of lens sources can be placed to reconcile defects or differences between the combining lenses. It is also not required that the lens position or focal length of the lens array be symmetrical or uniform.

이미지를 관찰하는 것과 관계된 광선은 역광(backlighting), 전광(front lighting) 또는 이 둘의 조합을 통해 제공될 수 있다. 광원은 또한 합성 이미지의 변화가 실시간 이루어지는 상기 실시예서의 투사기로부터 나올 수 있다. 광선은 중성이거나 채색되어 있거나, 분극화가 되거나 또는 분극화가 아닐 수 있다. Rays associated with observing an image can be provided through backlighting, front lighting or a combination of both. The light source can also come from the projector of the above embodiment, in which changes in the composite image are made in real time. The light rays may be neutral or colored, polarized or not polarized.

상기에 설명된 바와 같이, 관찰자는 다중의 볼 수 있는 이미지를 보게 될 것이다. 하지만 각각의 볼 수 있는 이미지는 제한된 관찰자 각 범위에서만 보일 것이다. 각각의 볼 수 있는 이미지의 관찰자 각 범위는 합성 이미지의 설계와 렌즈들의 특성에 이해 미리 정해진다. As described above, the observer will see multiple viewable images. However, each viewable image will only be visible in a limited observer angle range. The observer angular range of each viewable image is predetermined based on the design of the composite image and the characteristics of the lenses.

광학 축의 큰 각에서, 렌즈 성능 및 구조는 합성 이미지에 위치한 정보로부터 적절한 볼 수 이미지를 제공하지 못할 수 없다. 각이 큰 경우, 픽셀 요소는 상세한 이미지를 본 발명의 몇몇 실시예의 요소로 나타난 방해물에 표시함으로써 이루어질 수 있다.At large angles of the optical axis, lens performance and structure cannot provide adequate viewable images from the information located in the composite image. If the angle is large, the pixel element can be made by displaying a detailed image on the obstruction represented by the element of some embodiments of the present invention.

방해물을 포함한 실시예에서, 픽셀의 광선을 요구되는 방향으로 굴절하지 않는 렌즈의 광학 성능 구조 사이에 없는 빛은, 렌즈 모서리에 위치한 “벽”에 비추기 위해 사용될 수 있다. 이러한 벽들은 각 렌즈의 방해벽이 전체 방해물에 그려진 패턴과 일치하는 반사성질을 갖는 것 외에는 표준 렌즈 방해물과 비슷하다. In embodiments involving obstructions, light that is not between the optical performance structures of the lens that does not refract the light rays of the pixels in the desired direction can be used to illuminate the “wall” located at the edge of the lens. These walls are similar to standard lens obstructions except that the obstructions of each lens have reflective properties that match the pattern drawn on the entire obstruction.

본 발명의 현재 바람직한 실시예는 쉽게 수정이 가능한 기본적인 모델이다. 이 기본적인 모델은 광원(후면 스크린 투사기 또는 다른 광원), 재료에 적용되거나 또는 후면 투사 스크린에 투사되는 합성 이미지, 렌즈 어레이 및 다양한 소스 이미지를 포함한다. 다중 투사기는 단일 프로젝터가 언급되는 어느 곳에서나 본 발명의 상세한 설명 모두를 통해 이용될 수 있다. The presently preferred embodiment of the present invention is a basic model that can be easily modified. This basic model includes light sources (rear screen projectors or other light sources), composite images applied to materials or projected onto rear projection screens, lens arrays, and various source images. Multiple projectors can be used throughout the detailed description of the invention wherever a single projector is mentioned.

본 발명은 합성 이미지의 외형(configuration)을 바꿈으로써 뿐만 아니라 렌즈 어레이와 합성 이미지를 서로 횡단하게 움직임으로써, 그리고 구부러진 축성 광학의 곡률(curvature)과 그 방위(각 및 기울기)를 바꿈으로써, 볼 수 있는 이미지가 보내지는 관찰자 각 범위의 방향을 바꿀 수 있다. 또한, 볼 수 있는 이미지의 관찰자 각 범위의 숫자와 크기는 픽셀들의 크기를 바꿈으로써 합성 이미지의 디자인을 미세하게 조정될 수 있다. 이는 합성 이미지를 매개체로 하는 후면 투사 스크린 (TV스크린도 포함)을 통제하는 컴퓨터를 이용함으로써 실시간으로 행해질 수 있다. The invention can be seen not only by changing the configuration of the composite image, but also by moving the lens array and the composite image transverse to each other, and by changing the curvature of the bent axial optics and its orientation (angle and tilt). You can change the direction of each range of viewers in which an image is sent. In addition, the number and size of each range of observers in the viewable image can be finely tuned to the design of the composite image by changing the size of the pixels. This can be done in real time by using a computer to control the rear projection screen (including the TV screen) via the composite image.

상기 시스템은 소스 이미지의 높은 해상도부터의 픽셀만이 렌즈 어레이의 초점이 잘 맞춰졌을 때 볼 수 있는 이미지로 해독됨으로써 디자인될 수 있다. 그러나 렌즈 어레이가 초점이 살짝 빗나간 경우, 높은 해상도의 소스 이미지 픽셀은 낮은 해상도 소스 이미지의 더 큰 픽셀을 형성하기 위해 평균값을 낸다. 즉, 각각의 렌즈 소스 그룹의 픽셀 그룹은 낮은 해상도 소스 이미지의 하나의 픽셀을 형성한다. 픽셀 그룹은 낮은 해상도 소스 이미지의 정확한 밝기와 색을 갖기 위해 평균값을 내도록 디자인되어 있다. The system can be designed by decoding only the pixels from the high resolution of the source image into an image that can be seen when the lens array is well focused. However, if the lens array is slightly out of focus, the high resolution source image pixels are averaged to form larger pixels of the low resolution source image. That is, the pixel group of each lens source group forms one pixel of the low resolution source image. The group of pixels is designed to average out to have the correct brightness and color of the low resolution source image.

볼 수 있는 이미지의 관찰 위치는 합성 이미지 평면의 각뿐만이 아니라 본 발명으로부터의 간격을 근거로 한다. 이러한 효과는 렌즈 어레이의 단일 렌즈로부터 방출되는 광선이 모든 렌즈들이 평행하는 것과 같은 방향으로 더 이상 흐르지 않고 소스 이미지의 픽셀을 살짝 빗겨나게 함으로써 얻어진다. 모든 렌즈에 평행하게 광선을 쏘는 대신 렌즈는 합성 이미지 평면으로부터 적당한 거리에 떨어져서 광선을 방출한다. 따라서 관찰자가 상하, 좌우 및 가깝게 혹은 멀게 움직임에 따라 현저하게 변하는 시각적으로 역학적인 기호를 생성하기 위해 거리와 각 속성을 결합하는 것이 가능하다. 본 발명의 이러한 실시예는 광학 파라미터의 미묘한 교환을 포함하는 주의 깊은 디자인이 요구된다. The viewing position of the viewable image is based on the distance from the present invention as well as the angle of the composite image plane. This effect is obtained by lightly deviating pixels of the source image without the light rays emitted from a single lens of the lens array no longer flowing in the same direction as all the lenses are parallel. Instead of shooting the beam parallel to all lenses, the lens emits the beam at a reasonable distance from the composite image plane. Thus, it is possible to combine distance and angular properties to create visually dynamic symbols that change significantly as the viewer moves up, down, left, and near or far. This embodiment of the present invention requires careful design that involves the subtle exchange of optical parameters.

Ⅲ. 반사성 필름을 이용한 구부러진 축성 광학(CURVED AXIAL OPTICS USING REFLECTIVE FILM)III. CURVED AXIAL OPTICS USING REFLECTIVE FILM

앞서 제시된 교차된 축성광학의 다양한 실용적인 용도들은 축성 곡선 모양의 광학 어레이가 명백한 환경에서 이루어져 왔다. 그러나 더 나아가 부수의 실용적인 용도들이 축성 곡선 모양의 광학 어레이가 하나의 반사성 면을 갖는 경우에도 존재할 수 있다. 반사성인 하나의 면을 가진 부유 필름(104)을 이용하면 전혀 새로운 실용적인 용도가 나타난다. 한 쪽 반사성 면을 지닌 특별히 적당하고 유연하며 변형 가능한 필름(104)은 던모어사(Dunmore Corporation, 145 Wharton Road, Bristol, PA 19007-1620)의 알루미늄 캡톤(aluminized Kapton, 0.5/1000~1.0/1000 인치 두께)과 시그마 테크놀러지(Sigma Technology, Tucson, Arizona)의 알루미늄 폴리에스테르(aluminized polyester)를 포함한다. 쓰리엠사(3M company) 또한 비금 속 반사성 필름을 생산하고 판매한다. Various practical applications of the crossed axial optics presented above have been made in environments where axially curved optical arrays are evident. However, further practical uses may exist even when the axially curved optical array has one reflective face. The use of floating film 104 with one side that is reflective results in a completely new practical use. A particularly suitable, flexible and deformable film 104 with one reflective surface is an aluminum Kapton, 0.5 / 1000 to 1.0 / 1000 of Dunmore Corporation, 145 Wharton Road, Bristol, PA 19007-1620. Inch thickness) and aluminum polyester from Sigma Technology, Tucson, Arizona. 3M company also produces and sells non-metal reflective films.

Ⅲ.A. 반사성 다중 이미지 표면(REFLECTIVE MULTI-IMAGE SURFACE)III.A. REFLECTIVE MULTI-IMAGE SURFACE

필름(104)이 이용되면, 반사성 다중 이미지 표면이 생성된다. 이러한 표면은 공동 출원 중인 미국 출원 "반사성 다중 이미지 표면(출원일: 2004.11.18)"의 주제이며, 이로써 전체적으로 참조된다. If film 104 is used, a reflective multiple image surface is created. This surface is the subject of the co-pending US application "Reflective Multiple Image Surface (filed November 18, 2004)", which is hereby incorporated by reference in its entirety.

Ⅲ.B. 전면 투사 스크린(FRONTt PROJECTION SCREEN)III.B. Front projection screen (FRONTt PROJECTION SCREEN)

별도 출원의 주제였던 앞서 말한 실용적인 용도에 덧붙여, 전면 투사 스크린 또한 창작될 수 있다. 아래에 어떻게 스크린이 만들어지는지 자세히 설명된다. In addition to the foregoing practical uses, which were the subject of a separate application, a front projection screen can also be created. Below is a detailed description of how the screen is made.

투사된 이미지의 콘트라스트(contrast)는 배경 소스로부터 관찰 가능한 광선의 강도에 대하여 관찰 가능한 투사된 광선의 강도에 관한 것이다. 관람 환경(viewing environment)의 배경 소스로부터의 관찰 가능한 광선의 증가된 강도가 관찰자의 투사된 이미지의 어두운 부분을 보는 능력을 저하시킴에 따라, 밝은 관람 환경에서의 콘트라스트 제한이 대부분 이미지의 더 밝은 부분의 배경조명의 영향이 아닌 이미지 요소들에서 어둡기의 손실에 의해 나타난다. Contrast of the projected image relates to the intensity of the projected light beam observable with respect to the light intensity observable from the background source. As the increased intensity of the observable light from the background source of the viewing environment degrades the viewer's ability to see dark portions of the projected image, contrast constraints in a bright viewing environment are mostly the brighter parts of the image. This is caused by the loss of darkness in the image elements rather than the effect of the background lighting.

궁극적으로 관찰자에게 보여지는 스크린으로 비춰지는 배경조명이 없다면, 사람의 눈이 감지할 수 있는 임계점을 넘어서는 프로젝션에서 적어도 충분한 광선이 존재하며, 스크린 그 자체가 투사 광선의 횡단 확산(transverse diffusion)을 통해 콘트라스트를 저하(혼선, crosstalk)시키지 않는다는 전제하에, 관찰자는 투 사 이미지의 고유 콘트라스트를 볼 수 있는 능력을 지닌다. 달성가능한 배경 조명 제거의 한 방법은 관찰자 눈 부근의 비투사성 광선을 제거하는 것이다(예, 암실이용). 하지만 배경조명 자체가 아닌 관찰자가 보는 관람 환경이 배경조명에 에워싸여진 것이 문제임을 고려해보면, 다른 선택들도 명백해진다. 따라서, 강한 배경 조명이 있는 조건이라도 투사 이미지의 고유 콘트라스트 유지가 조성될 수 있다. 이는 관찰자의 시야로부터 배경조명을 전환시키는 투사 스크린을 이용함으로써 가능하다. Ultimately, if there is no back light on the screen seen by the observer, there is at least enough light in the projection beyond the threshold that the human eye can detect, and the screen itself can be Assuming that the contrast is not degraded (crosstalk), the observer has the ability to see the inherent contrast of the projected image. One method of achievable background light removal is to remove non-transmissive light near the observer's eye (eg, using a darkroom). However, considering that the viewing environment of the observer, not the background lighting itself, is surrounded by the background lighting, the other choices become obvious. Thus, inherent contrast retention of the projected image can be created even under conditions with strong background lighting. This is possible by using a projection screen that switches the backlight from the viewer's field of view.

스크린에 투사된 이미지의 콘트라스트는 이미지 밝기의 증가, 배경 조명 영향의 감소 및 이 둘의 조합을 통해 향상될 수 있다. 첫 번째 방법(밝기의 증가)으로 콘트라스트를 향상시키는 것은 스크린에 의해 산란된 투사된 광선의 볼륨(volume)을 제한하여 투사 광선의 정량으로 나타나는 관람 되는 이미지의 밝기를 증가시키는 것이다. 두 번째 방법은(배경조명의 감소) 투사기가 청중을 포함하는 볼륨으로 재조정될 수 있는 것이 아닌 소스로부터 스크린에 비춰지는 광선의 볼륨을 제한함으로써 콘트라스트를 향상시킨다. 이러한 콘트라스트를 향상시키고자 하는 본 발명의 접근은 또 다른 가능성을 제공한다. 콘트라스트 향상 스크린으로써 본 발명의 이용은 투사기로부터의 광선이 관람자를 향해 집중되고, 관람자가 설계된 관람 볼륨(viewing volume) 바깥쪽 위치로 이동할 경우 투사 광선이 정밀하게 비추는 각 스크린 반사 프로파일(angular screen-reflection profile)을 제공한다. 그러한 강도의 정밀한 비춤으로 인하여 다중, 비간섭 이미지을 특정 관람 볼륨 내에서 관찰 가능한 각각의 이미지과 함께 스크린에 띄울 수 있는 가능성이 더해진 다. The contrast of the image projected on the screen can be improved by increasing the image brightness, reducing the background lighting effect, and a combination of both. Improving contrast with the first method (increase in brightness) is to limit the volume of projected light scattered by the screen, increasing the brightness of the image being viewed as a quantitative projection light. The second method (reduced background lighting) improves contrast by limiting the volume of light shining on the screen from the source, rather than being able to readjust the projector to the volume containing the audience. The approach of the present invention to improve this contrast offers another possibility. The use of the present invention as a contrast enhancement screen results in an angular screen-reflection where the light beam from the projector is focused towards the viewer and the projection beam is precisely shining when the viewer moves to a position outside the designed viewing volume. profile). Precise lightening of such intensity adds the possibility of displaying multiple, non-interfering images on the screen with each image observable within a particular viewing volume.

본 발명은 상술한 유리한 스크린의 모든 3개의 요소들을 제공한다. 더 나아가 본 발명은 비슷한 속성을 지닌 스크린의 제작 방법보다 더욱 손쉽게 제작될 수 있다. 이러한 장점은 도구 제작의 간편성과 재료의 적절한 가격을 통해 이루어진다 (두 가지 장점만을 말하자면).The present invention provides all three elements of the advantageous screen described above. Furthermore, the present invention can be manufactured more easily than the manufacturing method of screens having similar properties. These advantages are achieved through the simplicity of tool making and the appropriate price of materials (two advantages only).

투사된 이미지의 콘트라스트를 증가시키기 위한 다른 기술들이 이용되어 왔다. 예를 들어 간단한 확산되는 백색 반사 표면들(예, 백색 페인트 및/또는 플라스틱 확산 시트)과 비교했을 때, 반사 시트(230)의 표면에 접착된 작은 유리 비드(bead, 232)를 이용하는 것이 강도에서 유리하다. 작은 비드(232)는 광선(228)을 백색 페인트 코팅들과 플라스틱 확산기들이 가지는 특징들보다 더 작은 관람 볼륨으로 집중시키는 작은 렌즈와 같은 역할을 한다. 이러한 유리 비드 스크린의 기본적 개념이 도 20에 도시되어 있다.Other techniques have been used to increase the contrast of the projected image. For example, using small glass beads 232 bonded to the surface of the reflective sheet 230 compared to simple diffused white reflective surfaces (eg, white paint and / or plastic diffuser sheet) in strength, It is advantageous. The small bead 232 acts like a small lens that focuses the ray 228 at a smaller viewing volume than the features of white paint coatings and plastic diffusers. The basic concept of such a glass bead screen is shown in FIG. 20.

약간의 광선 강도의 이득이 유리 비드 스크린으로 이루어졌다 하더라도, 혼선(cross-talk, 화소간의 교신장애)은 플라스틱 확산기 및/또는 유리 비드를 이용한 스크린에서 관찰되는 현저한 저하이다. 플라스틱 확산기(diffuser)의 경우 광선(226)의 확산은 다소 확산기 사이 측면의 광선 확장이 가능한 등방성이다. 그러한 측면 확장은 투사된 이미지에서 공간적으로 적합한 요소들의 콘트라스트와 색 농도(color integrity)의 손실을 초래한다. 구 모양의 유리 비드(232)는 또한 비드(232)들 사이의 비슷한 측면 확장(226)을 일으킨다. 혼선(cross-talk)의 이유로는 (1) 광선의 굴절률 경계면에서 내부 다중-바운스(bounce)(226)가 횡단으로 기하 하적 이동한다는 사실, (2) 비드의 곡률이 투사 광선이 구의 바깥쪽 모서리에 다가갈수록 계속해서 더 높은 입사각을 만든다는 사실 등이 있다. 프뢰즈넬(Fresnel) 관계식에 따라, 반사 계수는 접각(tangential angles)에 따라 커진다. 이는 광선(228)이 비드(232)에 들어가기 이전에도 혼선 문제를 두드러지게 한다. 도 21은 유리 비드(232)와 관련된 혼선 결과를 도시한다. Although some light intensity gains are made with glass bead screens, cross-talk is a significant drop observed in screens using plastic diffusers and / or glass beads. In the case of a plastic diffuser, the spread of the light rays 226 is somewhat isotropic, allowing light rays to expand laterally between the diffusers. Such lateral expansion results in a loss of contrast and color integrity of spatially suitable elements in the projected image. Spherical glass beads 232 also cause similar lateral extensions 226 between the beads 232. The reason for the cross-talk is that (1) the internal multi-bounce 226 moves geometrically across the refractive index interface of the ray, and (2) the curvature of the bead causes the projection ray to be the outer edge of the sphere. As you approach it, you will continue to make higher angles of incidence. According to the Fresnel relation, the reflection coefficient increases with the tangential angles. This makes the crosstalk problem stand out even before the light rays 228 enter the beads 232. 21 illustrates crosstalk results associated with glass beads 232.

분명히 대부분의 굴절성 구는 선택된 정확한 관람 볼륨에 투사 광선의 반사를 초점 맞추는데 기여하지 않는다. 구의 아주 작은 부분만이 이에 도움을 준다. 나머지는 인접한 구(232)의 혼선뿐만이 아니라 바람직한 관람볼륨(226) 외부 영역으로 투사 광선을 보내는 확산성(diffusivity)을 야기시킨다. Clearly most refractive spheres do not contribute to focusing the reflection of the projection beam at the correct viewing volume chosen. Only a small part of the phrase helps. The remaining causes not only crosstalk of adjacent spheres 232, but also diffusivity, which directs the projection beam to the region outside the desired viewing volume 226.

굴절 요소들을 이용한다 하더라도, 본 발명은 바람직한 관람 볼륨으로 광선을 식별되게 반사시키는 데 도움이 되지 않는 굴절 형상의 그러한 부분들을 조합하지 않는다. 효과적으로, 굴절 고체의 선택된 부분만이 사용된다. 더 나아가 비드 구체들이 밀집된 어레이 및 다른 양방향 굴절 고체 대신 조밀하게 모인 굴절 원통 요소들(1차원 굴절매체)을 사용한다. 여기 설명한 바와 같이 굴절 원통의 선택된 적당한 일부만이 이용되며, 그렇지 않으면, 유리 구체와 마주함으로써 혼선의 동일한 유형이 원통의 교차축(cross-axis)을 따라 야기될 것이다.(참고: 비순환 교차 섹션의 조각들은 본 발명의 관점에서 "원통"으로 이해되며 바람직한 관람 볼륨으로 반사되는 투사 광선의 제한을 달성하기 위해 정확한 모양이 요구된다.)Even with the use of refractive elements, the present invention does not combine those parts of the refractive shape that do not help to discriminately reflect the ray at the desired viewing volume. Effectively, only selected portions of the refractive solids are used. Furthermore, bead spheres use dense cylindrical elements (one-dimensional refraction medium) instead of dense arrays and other bidirectional refractive solids. As described herein, only a suitable portion of the articulation cylinder is used, otherwise by facing the glass sphere the same type of crosstalk will result along the cross-axis of the cylinder. Are understood to be "cylinders" in the sense of the present invention and precise shapes are required to achieve the limitation of the projection light reflected at the desired viewing volume.)

들어오는 투사기 광선(234)은 원통 렌즈(238)를 뚫고 지나가며, 렌즈(238)가 정반사성(specular)의 굴절매체(240)에 의해 뒤로 물린 경우에는 도 22에 나타난 바와 같이, 동일한 렌즈(238)를 통해 뒤로 반사시킨다. 렌즈 어레이(238)의 효과는 다른 횡단면의 두드러진 분산 없이 원통축의 면을 가로지르는 면의 반사광선(236)을 분산시키는 효과를 지니고 있다. 적절한 파라미터(parameter)를 선택한 경우, 반사광선(236)은 작고 명확한 분산 각도 안에 모인다. 렌즈(238)의 원호가 알맞으면, 들어오는 투사광선의 상당량이 거의 표준각도에서 렌즈 표면을 비춘다. 이는 렌즈에 들어가는 광선(234)의 높은 비율(percentage)로 나타난다(이전 도 21에 도시된 바와 같이, 유리 비드 접근 방법보다 현저히 더 많은 광선). The incoming projector beam 234 passes through the cylindrical lens 238, and the same lens 238 as shown in FIG. 22 when the lens 238 is bitten back by the specular refractive medium 240. Back). The effect of the lens array 238 has the effect of dispersing the reflected light 236 across the plane of the cylindrical axis without noticeable dispersion of other cross sections. When the appropriate parameter is selected, the reflected light 236 converges within a small and clear dispersion angle. If the arc of the lens 238 is adequate, a significant amount of incoming projection light shines on the lens surface at nearly a standard angle. This is represented by a high percentage of light rays 234 entering the lens (notably more light rays than the glass bead approach, as shown previously in FIG. 21).

들어오는 광선의 효율성 증가 값은 더 많은 광선을 원통 렌즈의 굴절성 효과에 종속시키려는 바램을 넘어서 확장된다. 전면 반사의 감소는 정밀한 각 차단 프로파일(angular cutoff profile)의 유지에 중요하다. 짧게 설명될 바와 같이, 본 발명은 투사광선이 원통 렌즈를 통과한 후 노출된 반사성 표면으로의 투사 광선을 위한 반사 과정을 보존하고자 한다.The increase in efficiency of the incoming beam extends beyond the desire to subordinate more rays to the refractive effect of the cylindrical lens. Reduction of front reflections is important for maintaining a precise angular cutoff profile. As will be briefly described, the present invention seeks to preserve the reflection process for the projection light beam to the exposed reflective surface after the projection light beam passes through the cylindrical lens.

굴절성 원통 재료로 들어오는 광선의 비율 향상이 요구된다면, 원통 표면은 갑작스런 굴절률 변화를 줄이기 위해 반사 방지 코팅으로 덮힐 수 있다. 본 발명에서는 굴절률이 원통의 기판 굴절률보다 작고 원통 기판 지수의 제곱근인 이상적인 반사 방지율을 가진 필름을 이용하여 반사 방지층을 굴절성 표면에 손쉽게 더할 수 있다. If an improvement in the proportion of light entering the refractive cylindrical material is desired, the cylindrical surface may be covered with an anti-reflective coating to reduce sudden refractive index changes. In the present invention, the antireflection layer can be easily added to the refractive surface by using a film having an ideal antireflection that is smaller than the refractive index of the cylindrical substrate and is the square root of the cylindrical substrate index.

반사 방지층이 요구되지 않더라도, 재료(248)는 매우 높은 렌즈 표면 피니쉬(finish)를 획득하기 위하여 사용될 수 있다. 실제로 본 발명의 제작 실시예에서 그러한 재료가 표면 피니쉬(굴절 및 반사 표면)의 분리를 위해 사용되었다. 이는 굴절 및 반사 표면의 좁다란 구조 요소들(252) 사이에서 부유된 필름(248)을 사용함으로써 가능하다. 도 23은 밀집된 원통형(구부러진 축) 렌즈 어레이(248)의 제작을 위한 필름 부유(film-suspension) 배열의 예를 도시한다. Although no antireflective layer is required, material 248 can be used to obtain a very high lens surface finish. Indeed, in the fabrication embodiments of the present invention such materials have been used for the separation of surface finishes (refractive and reflective surfaces). This is possible by using a film 248 suspended between the narrow structural elements 252 of the refractive and reflective surface. FIG. 23 shows an example of a film-suspension arrangement for the manufacture of a dense cylindrical (bent axis) lens array 248.

원통 렌즈 어레이(256)의 사용과 더불어, 본 발명은 원통 렌즈 어레이(256) 뒤의 비평면 정반사성 굴절매체(non-planar specular reflector, 258)를 이용하여 반사 굴절 시스템(catadioptric system)을 만든다. 굴절매체 예로는 명목상 원통(구부러진 축성 요소들) 굴절매체(258)의 조밀한 부분의 어레이가 있다. 이와 같은 반사성 어레이(256)는 도 10의 굴절 어레이의 생성과 비슷한 방법으로 부유 필름(254, 258)에 의해 제작된다. 원통 반사축의 방위(orientation)는 굴절 원통의 것과 동일하지 않다. 정렬되지 않은 조건에서 원통 반사경(258)은 굴절 원통 요소들(254)에 의한 분산과는 달리 축을 따라 투사 광선을 분산시킨다. 도 24는 원통 모형으로 부피를 가진(벌크, bulk) 깨끗한 굴절 채움(fill) 재료(256)에 부착된 깨끗한 필름(254)과 원통 모형으로 벌크(bulk) 채움 재료(256)의 반대 면에 부착된 반사성 필름(258)의 전반적 개념을 도시한다(도면에서 굴절 요소들(254)과 반사 요소들(258)의 축들이 직각이라 할지라도, 이는 본 발명의 모든 실시예의 필요조건은 아니다). 본 발명의 배열의 효과는 높은 이득의 향상된 콘트라스트와 다중 이미지점과 같은 종래 전면 투사 스크린 기술을 뛰어넘는 많은 이점들과 함께 투사 스크린 반사 셀(cell)의 매트릭스(matrix)를 제작할 수 있다는 것이다. 전형적인 단일 조직은 도 25A, 도 25B 및 도 25C에 도시되어 있다. In addition to the use of the cylindrical lens array 256, the present invention utilizes a non-planar specular reflector 258 behind the cylindrical lens array 256 to create a catadioptric system. An example of a refractive medium is an array of dense portions of a nominal cylindrical (bent layering elements) refracting medium 258. Such reflective array 256 is fabricated by floating films 254 and 258 in a manner similar to the generation of the refractive array of FIG. 10. The orientation of the cylindrical reflection axis is not the same as that of the refractive cylinder. In an unaligned condition, the cylindrical reflector 258 disperses the projection light along the axis as opposed to the dispersion by the refractive cylindrical elements 254. 24 is a clean film 254 attached to a bulky, bulky, clean refractive fill material 256 with a cylindrical model and attached to the opposite side of a bulk fill material 256 with a cylindrical model. The overall concept of reflective film 258 is illustrated (although the axes of refractive elements 254 and reflective elements 258 in the drawing are at right angles, this is not a requirement of all embodiments of the present invention). The effect of the arrangement of the present invention is that it is possible to fabricate a matrix of projection screen reflective cells with many advantages over conventional front projection screen techniques such as high gain enhanced contrast and multiple image points. A typical single tissue is shown in Figures 25A, 25B and 25C.

몇몇 인자들은 셀 배열에서 투명한 벌크(bulk) 채움 재료(256)의 두께 선정 에 영향을 끼친다(본 발명은 투명한 벌크 채움 재료 안에 기체, 액체 또는 고체의 틈(gaps)을 예상한다). 대부분의 경우, 셀간(cell-to-cell)의 혼선 회피가 중요하다. 이는 전면과 후면 사이에 작은 거리를 유지하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 굴절하는 광선-편향은 표면에서 나타나며, 물질 내부는 초점 공간을 제공하는 것 외에 주요 효과가 없다. 대부분의 설계에서, 광선이 가로로 움직일 수 있도록 굴절면과 반사면의 적당한 거리가 요구된다. 그러나 광선이 셀들 사이를 지나 입광한 곳이 아닌 다른 셀로 나갈 만큼 두꺼워서는 안된다. 셀들(260)이 작은 경우, 두께 또한 작게 유지될 수 있으며 스크린(262)도 매우 유연(flexible)하게 제작될 수 있다. 도 26은 작은 셀(260)로 이루어진 얇고 유연한 스크린(262)을 도시한다. Some factors affect the selection of the thickness of the transparent bulk filling material 256 in the cell arrangement (the present invention anticipates gaps in gas, liquid or solid within the transparent bulk filling material). In most cases, cell-to-cell crosstalk avoidance is important. This can be done by keeping a small distance between the front and back sides. Refracting light-deflection appears at the surface, and the interior of the material has no major effect besides providing a focal space. In most designs, a reasonable distance between the refracting surface and the reflecting surface is required so that the light beam can move horizontally. However, the beam should not be thick enough to pass through cells and into other cells than where they were received. If the cells 260 are small, the thickness can also be kept small and the screen 262 can also be made very flexible. 26 shows a thin flexible screen 262 composed of small cells 260.

상기 도면에 나타난 본 발명의 실시예는 원통 모양의 렌즈와 반사경의 어레이를 제작하기 위하여 필름 부유(film suspension)를 이용한다. 이는 반사기 표면의 형태 제작과 다듬이질을 분리하는데 용이한 유용하고 독특한 형태이다(참고: 도 10 및 도 12에서 보이듯이 필름(165 또는 248) 도구(134 또는 246)에 살짝 접촉될 수 있으며, 필름이 네거티브(negative) 도구 마크(marks)에 걸쳐 부유되는 한 피니쉬와 형태의 분리는 지속된다). 필름 부유가 특별한 장점을 가진다 하더라도, 본 발명은 사출성형, 플레이팅(plating), 침전(deposition), 에칭 및 다른 화학적 기계적 기술과 함께 획득될 수 있는 다른 형상제조 방법 이용을 기대한다.The embodiment of the present invention shown in the figure uses a film suspension to fabricate an array of cylindrical lenses and reflectors. This is a useful and unique form that is easy to form and separate the shape of the reflector surface (see: Films 165 or 248) may be slightly in contact with the tools 134 or 246 as shown in FIGS. As long as it floats across these negative tool marks, separation of finish and form persists). Although film flotation has particular advantages, the present invention contemplates the use of other shaping methods that can be obtained with injection molding, plating, deposition, etching and other chemical and mechanical techniques.

바람직한 실시예에서, 도 10과 도 22에 잘 나타나있는 융기부(ridges) 시리즈 사이의 폭(spans)에 걸친 투명한 필름(254)과 반사성 필름(258)의 부유를 위해 간편한 도구(134 또는 246)가 준비된다. 선형 방위(linear orientation)에 비스듬 한 융기부 꼭대기의 형상은 용도에 맞는 어느 구조든 가능하나, 일반적으로 얇은 크레스트(crest)가 바람직하다. 본 발명에서, 앞서 설명된 바와 같이, 확장을 따라 융기부의 형상은 직선일 필요는 없다. 사실상, 본 발명에서는 깊이, 측면, 또는 양자 모두에서 융기부에 곡률을 제공하는 몇몇 환경 내에서의 이점이 기대된다. In a preferred embodiment, a convenient tool 134 or 246 for the floating of the transparent film 254 and the reflective film 258 across the spans between the series of ridges as shown in FIGS. 10 and 22. Is ready. The shape of the top of the ridge oblique to the linear orientation may be of any construction suitable for the application, but generally a thin crest is preferred. In the present invention, as described above, the shape of the ridges along the expansion need not be straight. Indeed, the present invention is expected to benefit within some environments that provide curvature in the ridges at depth, side or both.

부유 필름(165 또는 248)은 중력, 원심력, 자기장, 전기장, 차압(differential pressure), 또는 이들의 조합에 의해 부과되는 힘의 적용을 이용하여 바람직한 형태(형상)으로 변형된다. 변형을 일으키는 중력과 원심력의 경우, 필름(165 또는 248)의 탄성 및 질량은 그러한 힘으로부터 야기되는 변형의 주요 요소들이다. 자기 및 전기 기술의 경우 도구 밑면의 전폭(span)과 필름 사이의 자기장 및 전기장의 세기가 주된 요소들로써 필름의 탄성과 결합된다. Floating film 165 or 248 is transformed into the desired shape (shape) using the application of force imposed by gravity, centrifugal force, magnetic field, electric field, differential pressure, or a combination thereof. In the case of gravity and centrifugal forces causing deformation, the elasticity and mass of the film 165 or 248 are the main elements of the deformation resulting from such force. In magnetic and electrical technology, the span of the underside of the tool and the strength of the magnetic and electric fields between the film are the main factors coupled with the elasticity of the film.

차압의 경우, 필름(165 또는 248)은 필름(165 또는 248) 각각의 면으로부터 분리될 수 있는 유체(기체, 액체 또는 이 둘의 혼합)로 둘러 쌓여있다. 바람직한 형태로의 균일한 변형을 형성하기 위해 유체 차압을 필름(165 또는 248)의 반대면에 가한다. In the case of differential pressure, the film 165 or 248 is surrounded by a fluid (gas, liquid or a mixture of both) that can be separated from the side of each of the films 165 or 248. Fluid differential pressure is applied to the opposite side of the film 165 or 248 to form a uniform deformation to the desired shape.

필름(165 또는 248)을 바람직한 형태로 변형시키기 위한 앞서 설명한 힘의 생성의 모두 또는 일부에서 필름(165 또는 248)의 특성은 필름(165 또는 248)이 종속되는 온도와 물리적 화학적 환경에서의 다른 변수들의 적용에 의해 변할 수 있다. 본 발명은 그러한 조건들의 이용을 예상한다. The properties of the film 165 or 248 in all or part of the generation of forces described above for deforming the film 165 or 248 to the desired shape are dependent upon the temperature at which the film 165 or 248 depends and other variables in the physical and chemical environment. Can be changed by their application. The present invention contemplates the use of such conditions.

도 10 및 도 22에 보이는 필름 부유의 모서리(edges)로 사용되는 융기부 시리즈는 융기부 사이 스팬(span)의 깊이에 대하여 충분히 높게 설계되었으며 바람직 한 형태로의 변형 중, 필름(165 또는 248)은 부유 아래의 영역에서 도구(134 또는 246)에 접촉되지 않도록 한다. 만약 접촉이 일어난 경우 도구에 대한 압력이 매우 약하게 되어 도구의 피니쉬가 필름(165 또는 248)의 형태로(부과된) 전환되지 않는다.(주의: 부유 과정 전 혹은 후에 반사성 재료는 반사경 표면에 적용되며, 두 경우 모두 본 발명에 의해 예상된다.)The ridge series used as the edges of the film suspension shown in FIGS. 10 and 22 are designed sufficiently high with respect to the depth of span between the ridges and during the transformation into a preferred form, the film 165 or 248 Prevents contact with the tool 134 or 246 in the area under the float. If contact occurs, the pressure on the tool will be so weak that the finish of the tool will not be converted (imposed) in the form of a film (165 or 248). Both cases are expected by the present invention.)

부유된 필름(165 또는 248)에 가해지는 힘에 의해 바람직한 형상을 띄게 되면, 벌크(bulk) 투명 재료가 적용된다. 이 재료를 렌즈의 형상을 보존하기 위해 경화 또는 고체화시킨다(냉각, 화학 반응 기타등을 통해). 원통 렌즈 표면의 제작을 위해 사용된 필름(165 또는 246)의 화학적, 광학적 및 물리적 특성은 렌즈의 바람직한 광학적 형태를 보존하기 위해 사용된 벌크(bulk) 재료의 것과 현저히 다를 수 있다. 이러한 차이는 장점이 될 수 있다. 예를 들어, 만약 광학적으로 투명한 벌크 재료(256)가 표준 에폭시(epoxy)일 경우, 렌즈 어레이에 환경 및 기계에 의한 손해(긁힘)에 대한 더욱 강한 보호를 할 수 있는 몇몇의 투명한 필름 화학적 성질들이 가능하다. 더욱이, 상기에 제시된 바와 같이, 필름(165 또는 248)의 굴절률은 벌크 재료의 것보다 적당하게 적게 정해짐으로써 벌크 재료를 위한 단단한 반사 방지 쉴드(shield)를 제작할 수 있다. Once the desired shape is brought about by the force exerted on the suspended film 165 or 248, a bulk transparent material is applied. This material is cured or solidified (via cooling, chemical reactions, etc.) to preserve the shape of the lens. The chemical, optical and physical properties of the film 165 or 246 used for the manufacture of the cylindrical lens surface may differ significantly from that of the bulk material used to preserve the desired optical form of the lens. This difference can be an advantage. For example, if the optically transparent bulk material 256 is a standard epoxy, there are several transparent film chemistries that can provide greater protection against environmental and mechanical damage to the lens array. It is possible. Moreover, as set forth above, the refractive index of the film 165 or 248 may be moderately less than that of the bulk material, thereby producing a rigid antireflective shield for the bulk material.

원통 반사경의 어레이는 원통 렌즈 제작과 비슷한 방법으로 제작된다. 즉, 필름(165 또는 248)이 융기부의 시리즈에 걸쳐 부유되고 렌즈 어레이 가공에서 묘사된 형태 중의 하나로 변형되고 벌크 기판의 이용에 의해 일정한 형태로 고체화된다. 그러나, 이러한 경우에, 필름(165 또는 248)은 부유 및 고체화의 전, 중간 또 는 후 중에 반사하도록 만들어지는 것이다(상기 설명된 바와 같이 원통 반사매체 어레이의 방위는 의도적으로 원통 굴절매체(렌즈) 어레이의 방위와 다르게 되어 있다).Arrays of cylindrical reflectors are fabricated in a similar way to the manufacture of cylindrical lenses. That is, the film 165 or 248 is suspended over a series of ridges and deformed into one of the shapes depicted in lens array processing and solidified to a uniform shape by the use of a bulk substrate. In this case, however, the film 165 or 248 is made to reflect before, during, or after suspension and solidification. The orientation of the array is different).

바람직한 실시예에서, 렌즈 필름(254)과 반사경 필름(258)은 서로 마주보는 두 도구와 동시에 부유된다. 방해벽(barrier wall)은 두 도구의 가장자리 부근에 놓여진다. 벌크 재료(256)는, 도 24에 도시된 세 요소들이 함께 붕괴(collapsing)되는 것에 의해 그림으로 구상될 수 있는 것처럼, 두 필름(254, 258)이 동시적으로 잠기게(lock) 하고 단일 조각으로 형상화되게 하기 위하여, 필름들(254, 258) 사이로 새어나오지 않게, 두 필름(254, 258) 사이로 부어질 수 있다. 본 발명은 벌크 채움 재료(256)가 단일 가공보다는 조각들이 함께 부착된 다중 단계를 통해 제공될 수 있다.In a preferred embodiment, lens film 254 and reflector film 258 are suspended simultaneously with two tools facing each other. Barrier walls are placed near the edges of the two tools. Bulk material 256 allows two films 254 and 258 to simultaneously lock and single pieces, as can be envisioned by the three elements shown in FIG. 24 collapsing together. It may be poured between two films 254, 258 so as not to leak between the films 254, 258 to be shaped. The present invention may provide a bulk filling material 256 through multiple steps in which pieces are attached together rather than in a single process.

이 바람직한 실시예는 시각적으로 자외선 투명 재료(256)로부터 적어도 하나 이상의 부유 도구(suspension tool)를 만드는 것을 포함한다. 이는 가공 중 필름의 외형과 벌크 재료가 수용될 만한 경우 적합한 폴리머의 UV-경화에 따르는 필름(254, 258)과 벌크 채움 재료(256)의 시각 검열을 가능케 한다. This preferred embodiment includes visually making at least one suspension tool from the ultraviolet transparent material 256. This allows visual inspection of the films 254, 258 and bulk fill material 256 following UV-curing of suitable polymers if the film's appearance and bulk material are acceptable during processing.

본 발명의 일반적인 특징은 굴절 및 반사 구조의 형태(곡률)의 차이를 허용한다. 실제로, 그것들은 종종 다르게 설계될 수 있다. A general feature of the invention allows for differences in the form (curvature) of the refractive and reflective structures. In fact, they can often be designed differently.

더욱이 구조 선택 중에 반사광 캔팅(canting)을 용이하게 하는 작은 프리즘을 제작하는 투명한 벌크 채움(256)의 형상 선택은 장점으로 꼽힐 수 있다. 이는 높은 이득을 가진 스크린(262)은 큰 투사 스크린(262)의 전체 구역에 걸쳐 바람직 한 관람자 볼륨을 달성하기 위해 어떤 곡률 내에서 형성될 필요가 없다는 것을 의미한다. 본 발명은 이러한 프리즘의 이점을 부유 융기부의 높이 스테어-케이싱(stair-casing)과 중간면(neutral side, 결과적인 프리즘의 후면으로서 투사광선이 비추지 않는 곳) 위에 벽에 대하여 팽팽하게 깨끗한 필름(254)의 일부를 잡아당기는 것에 의하여 달성할 수 있다. 스테어-케이싱(stair-casing) 실시예의 하나는 대안은 벌크 채움(256)의 굴절율과 다른 굴절율을 가진 프리즘을 끼워 넣는 것이다. Moreover, the selection of the shape of the transparent bulk fill 256, which produces a small prism that facilitates reflected light canting during structure selection, may be an advantage. This means that the screen 262 with high gain does not need to be formed within any curvature to achieve the desired viewer volume over the entire area of the large projection screen 262. The present invention takes advantage of these prisms to provide a film that is tautly clean against the wall above the height stair-casing and the neutral side of the floating ridges, where the projection light does not shine as the back of the resulting prism. This can be accomplished by pulling a portion of 254. One of the stair-casing embodiments is an alternative to embed a prism with a refractive index that is different from the refractive index of the bulk fill 256.

본 발명의 설명은 단지 사실상 전형적인 것이므로 본 발명의 요점에 벗어나는 변동들은 본 발명의 범위를 넘지 않는다. 그러한 변동들은 본 발명의 의도 및 범위에 벗어나는 것으로 간주되지 않는다. The description of the invention is merely exemplary in nature and variations that do not depart from the gist of the invention do not go beyond the scope of the invention. Such variations are not to be regarded as a departure from the intent and scope of the present invention.

Claims (16)

독립적인 축성 광학 요소들의 제 1 어레이; 및,A first array of independent axial optical elements; And, 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 제 1 어레이와 전자기적으로 통신 가능하며, 유입되는 평행 광이 다중 이미지를 생성하기 위하여 다중 초점들이 생성되도록 상대적으로 위치하는 독립적인 축성 광학 요소들의 제 2 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.A second array of independent layered optical elements in electromagnetic communication with the first array of independent layered optical elements, the incoming parallel light being positioned relatively such that multiple focal points are created to produce multiple images; Optical system, characterized in that. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 제 1 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And the first array of independent axial optical elements has a shape of any one of sine wave shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly bent shape. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 제 2 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And the second array of independent axial optical elements has a shape of any one of sine wave shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly bent shape. 투명 필름; 및,Transparent film; And, 상기 투명 필름에 고정되는 고체화된 채움 재료;를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이.And a solidified fill material secured to the transparent film. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이.Wherein said array of independent layered optical elements has any one of sinusoidal shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly curved shape. Array of fields. 반사 필름; 및,Reflective film; And, 상기 반사 필름에 고정되는 고체화된 채움 재료;를 포함하는 것을 특징으로 하는 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이.And a solidified fill material secured to said reflective film. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 독립적인 축성 광학 요소들의 어레이.Wherein said array of independent layered optical elements has any one of sinusoidal shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly curved shape. Array of fields. 독립적인 축성 광학 요소들의 제 1 어레이; 및,A first array of independent axial optical elements; And, 상기 제 1 어레이에 결합되는 독립적인 축성 광학 요소들의 제 2 어레이;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And a second array of independent axial optical elements coupled to the first array. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1 어레이는 투명 필름과 고체화된 채움 재료를 포함하고,The first array comprises a transparent film and a solidified fill material, 상기 제 2 어레이는 투명 필름과 고체화된 채움 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And said second array comprises a transparent film and a solidified fill material. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제 1 어레이는 투명 필름과 고체화된 채움 재료를 포함하고,The first array comprises a transparent film and a solidified fill material, 상기 제 2 어레이는 반사 필름과 고체화된 채움 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And said second array comprises a reflective film and a solidified fill material. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 제 1 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And the first array of independent axial optical elements has a shape of any one of sine wave shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly bent shape. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 독립적인 축성 광학 요소들의 제 2 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 시스템.And the second array of independent axial optical elements has a shape of any one of sine wave shape, bent shape, baffled shape, planar shape, vertex shape, and non-uniformly bent shape. 일련의 구부러진 축성 광학 요소들을 형성하기 위하여 광학 재료에 일련의 평행한 절단들(cuts)을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 어레이의 제조 방법. Manufacturing a series of parallel cuts in the optical material to form a series of curved axial optical elements. 일련의 구부러진 축성 광학 요소들의 몰드를 형성하기 위하여 몰드 재료에 일련의 평행한 절단들(cuts)을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 어레이를 위한 몰드 제조 방법.Manufacturing a series of parallel cuts in the mold material to form a mold of the series of bent axial optical elements. 필름을 도구 위에 부유시키는 단계;Floating the film onto the tool; 상기 필름의 부분들을 구부러진 위치로 이동시키기 위하여 상기 필름에 차압을 인가하는 단계; 및,Applying a differential pressure to the film to move portions of the film to the bent position; And, 축성 광학 어레이를 형성하기 위하여 상기 필름의 일 측면에 채움 재료(filler material)를 인가하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 어레이의 제조 방법. Applying a filler material to one side of the film to form a layered optical array. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 축성 광학 요소들의 어레이는 사인파 형상, 구부러진 형상, 배플화된(baffled) 형상, 평면 형상, 꼭지점 형상, 및 비 균일 구부러진 형상 중의 어느 하나의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 광학 어레이의 제조 방법.And wherein said array of axial optical elements has any one of a sinusoidal shape, a bent shape, a baffled shape, a planar shape, a vertex shape, and a non-uniformly bent shape.
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