專利名稱：：傾斜的棱鏡逆反射結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明的技術(shù)背景Jungersen的專利[U.S.2，380,447(1945年7月31日授權(quán))]、Hoopman的專利[U.S.4，588,258(1986年5月13日授權(quán))]、和Stamm的專利[U.S.3，712,706(1973年1月23日授權(quán))]都詳細(xì)地介紹了本文所涉及的逆反射結(jié)構(gòu)(這些文獻(xiàn)都通過在此引述而合并于本文)。Jungersen專利的圖15以俯視圖說明了以不垂直于反射器的角度反射光線的反射棱鏡片。Hoopman的專利揭示了立方隅角逆反射器，在該反射器的棱鏡單元陣列中，棱鏡單元成對(duì)排列，而且這些單元的光軸向單元的一邊傾斜，從反射器的前表面看，認(rèn)為反射器上光線呈逆反射圖象。該傾斜方向在本文中定義為“正”傾斜；在Jungersen專利中，圖15所示的傾斜方向恰好相反，棱鏡對(duì)的光軸朝偏離公共邊的方向傾斜。在對(duì)歐洲專利EP137736B1(上述Hoopman的美國專利的相應(yīng)專利)的審查過程中，曾聲稱Jungersen專利中的傾斜方向(負(fù)方向)或許通過增加入射角的范圍更有效地提高了立方隅角反射光線的能力。更具體地說，“打開了接收(光線)進(jìn)入立方隅角的通道，因此反射更多的光線，特別是在后反射片的X-X平面”。另外聲稱的是，Hoopman專利的傾斜方向(正方向)提高了在X-X平面(水平)和Y-Y平面(垂直)中的斜度，這是出乎預(yù)料的但又是合乎需要的，特別適合交通控制信號(hào)。Walter的專利U.S.5,171,624(也以參考文獻(xiàn)形式全部并入)揭示了一種微型棱鏡反射片，其中棱鏡彼此相對(duì)傾斜，傾斜角3-10度，棱鏡尺寸為0.006-0.025(棱鏡頂部的間隔)并且其中至少有一個(gè)透鏡側(cè)表面是拱形的。Benson的專利U.S.5,122,902揭示了又一種逆反射立方隅角單元,在單元與(斜)截的立方隅角單元之間有分離的表面。本發(fā)明的概述和上述的早期技術(shù)相反，在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，立方隅角逆反射體具有廣角觀察性能，均勻取向性能和在多重視平面上的寬廣成角性，這些性能是由非常小的(0.0005英寸到0.006英寸以下)逆反射單元提供的，而且這些單元對(duì)彼此相對(duì)傾斜，優(yōu)先選擇的傾斜方向是使光軸傾斜，彼此偏離，即負(fù)傾斜。棱鏡單元由三個(gè)互相垂直的側(cè)面構(gòu)成，它們的底部由直線棱邊定義，但是直線棱邊不必在同一個(gè)公共平面上。當(dāng)棱鏡的三個(gè)互相垂直的反射面涂上薄薄的一層強(qiáng)反射的介電涂料或金屬涂料時(shí)，優(yōu)越的性能便展現(xiàn)出來。本發(fā)明的另一種實(shí)施例也與上述的早期技術(shù)相反，這種立方隅角逆反射體也具有廣角觀察性能，均勻取向的性能和在多重視平面上的成角性，而且具有高級(jí)的潔白特性和真實(shí)的色彩。這些性能是由逆反射棱鏡單元陣列提供的，其中棱鏡單元對(duì)在負(fù)方向上彼此傾斜，而且在某些棱鏡對(duì)的分界處形成小窗。棱鏡單元是一些立方隅角，它們由三個(gè)互相垂直的平直側(cè)面構(gòu)成，它們的底部由直線棱邊定義，但是這些棱邊不必處在同一公共平面中。小窗在利用模具澆鑄棱鏡單元時(shí)形成，在模具中，這部分模穴的邊緣被除掉一部分。除去一個(gè)模穴部分棱邊就建立起一個(gè)較小的棱鏡單元，它提高了觀察角性能。從載重汽車或飛機(jī)上觀看的逆反射體時(shí)，良好的觀察角性能尤為重要。因?yàn)樵谶@種場合光源距離駕駛員比距其駕駛的汽車更遠(yuǎn)。當(dāng)駕駛員離逆反射體非近時(shí)，這種改進(jìn)性能對(duì)于小汽車駕駛員也是重要的。附圖的簡要介紹圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的逆反射片的俯視圖。圖2是逆反射片上表面的一部分的側(cè)視圖，是圖1的I-I視圖。圖3是逆反射片上表面的一部分的側(cè)視圖，是圖1的II-II視圖。圖4是逆反射片上表面的一部分的側(cè)視圖，是圖1的III-III視圖。圖5是放大的俯視圖，表現(xiàn)棱鏡單元中的一對(duì)棱鏡(10A、10B)，說明本發(fā)明中的帶負(fù)傾斜的棱鏡對(duì)。圖6是圖5中的棱鏡單元沿V-V的剖視圖。圖7是先有技術(shù)棱鏡結(jié)構(gòu)的投影圖，給出了棱面的尺寸，長度單位是英寸，角度單位是度。圖8是圖9的VIII-VIII局部視圖。圖9是結(jié)合有圖7中的先有技術(shù)棱鏡的俯視圖。圖10是按照本發(fā)明制作的棱鏡的投影圖，它表現(xiàn)了棱面尺寸，尺寸單位是英寸，角度單位是度。圖11A-11C是按照先有技術(shù)制作的逆反射片反射光強(qiáng)度的極坐標(biāo)曲線。圖12A-12C是按照本發(fā)明制作的逆反射片反射光強(qiáng)度的極坐標(biāo)曲線。圖13是本發(fā)明實(shí)施例的經(jīng)過金屬化的棱鏡的剖面圖。圖14是本發(fā)明的逆反射片的局部俯視圖。圖15是圖14逆反射片的上表面的I-I局部側(cè)視圖。圖16是圖14逆反射片的上表面的II-II局部側(cè)視圖。圖17是圖14逆反射片的上表面的III-III局部側(cè)視圖。圖18是制作棱鏡陣列主模具的放大側(cè)視圖，說明圖14中的小棱鏡10C和10F面是怎樣形成的。圖19是本發(fā)明的一對(duì)棱鏡單元(10C/10B)放大俯視圖。圖20是圖19的VI-VI側(cè)視圖。圖21是另一種實(shí)施例的俯視圖。圖22是圖21的VIII-VIII側(cè)視圖。圖23是本發(fā)明第三種實(shí)施例的俯視圖。圖24A是反射光強(qiáng)度曲線，反射棱鏡尺寸0.055英寸，3度負(fù)傾斜，無窗，未金屬化，觀察角0.33度。圖24B是與圖24A相似的反射光強(qiáng)度曲線，觀察角相同，但逆反射棱鏡經(jīng)過了金屬化處理。圖24C是與圖24A相似的反射光強(qiáng)度曲線，但逆反射片按照本發(fā)明增加了小窗。圖24D是與圖24A相似的反射光強(qiáng)度曲線，按照本發(fā)明圖14描述的實(shí)施例增加小窗。圖25A是與圖24A相似的反射光強(qiáng)度曲線，其中反射棱鏡尺寸較小，棱鏡尺寸為0.004英寸，呈3度負(fù)傾斜，無窗，觀察角為0.50度。圖25B是與圖25A相似的反射光強(qiáng)度曲線，觀察角相同，棱鏡作了金屬化處理。圖25C是與圖25A相似的反射光強(qiáng)度曲線，有窗。圖25D是與圖25A相似的反射光強(qiáng)度曲線，按照?qǐng)D24的棱鏡實(shí)施例，有窗并且作了金屬化處理。圖26是按照本發(fā)明制作的棱鏡10B的投影圖。圖27是圖26棱鏡改進(jìn)后的投影圖，即按照本發(fā)明形成0.0041英寸的棱鏡50，并且三面都是平面10F。圖28是另一種棱鏡實(shí)施例的投影圖。圖29說明圖28中的棱鏡10B′經(jīng)過改進(jìn)后形成的棱鏡50′，其大小為0.0016英寸，在它每個(gè)側(cè)面都有平臺(tái)10F′。圖30是先有技術(shù)使用的反射棱鏡模具的俯視圖。圖31是按照本發(fā)明對(duì)圖30模具改進(jìn)后的局部俯視圖。圖32是示意的側(cè)視圖，它說明不同的凹槽寬度和深度可能為圖31所示的改進(jìn)作出第二種選擇。本發(fā)明詳述現(xiàn)在參閱圖1-圖6，圖中展現(xiàn)了本發(fā)明提出的超薄軟片100。在本文中，術(shù)語“薄片(Sheeting)”指的是較薄的片狀結(jié)構(gòu)以及稍厚的板和疊層材料等。從本質(zhì)上說，它們具有接受光線的前平面，而且有立體部分，這個(gè)部分對(duì)光線而言是透明的。該制品100由微型立方隅角單元緊密排列而成，單元成對(duì)的排列，如10A、10B；彼此相對(duì)傾斜的(負(fù)傾斜)單元的光軸17由棱鏡面11、12、13定義的內(nèi)角的三等分線定義。光軸相對(duì)于公共平面垂線19的傾斜角(β)最好大于1.0度且小于7.0度，立方隅角單元(10A和10B)的大小[高度(h)和寬度(w)以及傾斜方向]是最大限度地獲得廣角觀察性能又不犧牲制品的遠(yuǎn)距離反射性能所需的小角度觀察性能的一組關(guān)鍵參數(shù)。優(yōu)選立方隅角的底邊寬度W1、W2、W3位于同一公共平面上形成，且該立方隅角的各個(gè)面11、12、13也位于該平面，寬度的尺寸等于或大于0.0005英寸，小于0.006英寸。最好W1-W3都在0.002英寸左右。制作柔軟制品100的材料有折射指數(shù)要求，最好是從1.4到1.7。立方隅角棱鏡材料的厚度最好不低于0.0003英寸，不大于0.004英寸。該制品的總厚度由制造最終產(chǎn)品時(shí)使用的防護(hù)層和粘接層確定。溝槽角度(θ和α)(圖2、圖3、圖4)最好分別為73度和65度左右。按照本發(fā)明的非常小的立方隅角逆反射體，特別是底邊寬度介于0.0005英寸到0.006英寸時(shí)，逆反射體產(chǎn)生繞射作用，這有利于用于標(biāo)志、路邊線標(biāo)志和行人安全標(biāo)志所必需的觀察角性能。在立方隅角表面真空鍍鋁，將提高該制品的性能，這是指制品在負(fù)傾斜和寬度(小于0.006英寸)相同的條件所作的對(duì)比。當(dāng)光線以各種各樣的入射角和反射角在金屬化的立方隅角棱面上發(fā)生反射時(shí)，光的相位和偏振發(fā)生變化，這種變化導(dǎo)致逆反射光線發(fā)散，而且這種逆反射光線的發(fā)散性由于棱鏡表面金屬化而變大。此外，在立方隅角表面真空蒸鍍上鋁或銀時(shí)，繞射進(jìn)入二級(jí)和更高等級(jí)的繞射光束更少。包含在主光束中的光線占80％左右，呈均勻分布，并且隨著棱鏡尺寸減小，逆反射光圖案直徑均勻增加。所以，表面金屬化的較小的立方隅角對(duì)觀察角性能有利。負(fù)傾斜改進(jìn)了廣角性能。借助于在起載體作用的薄膜表面上鑄塑棱鏡的方法制造本體或者對(duì)預(yù)成型的薄片進(jìn)行模壓成型的方法或者采用對(duì)本體和棱鏡同時(shí)鑄塑的方法都可以方便地制作微棱鏡片100。通常鑄塑這種微棱鏡片用的樹脂是能夠交聯(lián)的熱塑性樹脂，并且要求這些樹脂提供柔軟性、耐光性和良好的耐候性。在某些實(shí)例中，可以用保護(hù)涂層保護(hù)逆反射片的前表面，比如用清漆或別的涂層材料作保護(hù)層。其他的適合作逆反射片的樹脂包括聚氯乙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚胺酯、聚甲基丙烯酸酯等。為了在加工期間保護(hù)較薄的反射體，可以將其臨時(shí)粘在較厚的載體上，載體厚度通常是0.005-0.008英寸。起臨時(shí)粘接作用的粘接劑要優(yōu)先選擇與載體粘接，這種粘接劑是硅氧烷粘接劑，粘接劑施加厚度大約是0.00025-0.0005英寸。在使用紫外線固化樹脂制作棱鏡時(shí)，粘接劑必須是透明的。盡管各種樹脂都可以用作載體，但是，最好使用聚酯樹脂，特別是對(duì)聚苯二甲酸乙二醇酯，因?yàn)樗鼈兊捻g性和耐加工性比較好。同樣，載體應(yīng)當(dāng)對(duì)起固化作用的紫外線是透明的。此外，載體表面可以進(jìn)行處理，以強(qiáng)化粘接劑對(duì)載體表面的優(yōu)先粘接。在1972年9月5日授予Rowland的專利U.S.3,689,346中介紹并要求了特別適用的制造逆反射片的方法。其中，使用協(xié)同成型模具鑄塑立方隅角造型，該模具提供了微棱鏡的成型模穴，并且能將微棱鏡造型粘到加進(jìn)來的片子上，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，在這種復(fù)合結(jié)構(gòu)中微棱鏡造型在片子的一個(gè)表面突出出來。在1981年1月31日授予Rowland的專利U.S.4,244,683中介紹了另一種制作微棱鏡片的方法，在這種方法中微棱鏡造型被模壓到一段片子上，該工藝需要適當(dāng)?shù)哪涸O(shè)備、有精確成型的微棱鏡模穴的模具以及需要有效地避免夾裹空氣的方法。后一種方法已被用于丙烯酸樹脂和聚碳酸酯樹脂片的成型。前一種方法也已被證實(shí)對(duì)用聚氯乙烯樹脂制作逆反射片特別有利，而且最近還證實(shí)該方法對(duì)以聚酯為本體和用各種樹脂成分(包括丙烯酸化的環(huán)氧低聚物)制作棱鏡也很有效。在微棱鏡的后面提供背襯片是通行的做法，這樣既保護(hù)了微棱鏡片又提供了平滑的表面滿足結(jié)構(gòu)應(yīng)用的要求。為了實(shí)現(xiàn)背襯片和逆反射片構(gòu)成疊層材料，通常使用粘接、射頻焊接或超聲焊接技術(shù)。如前所述，棱鏡的逆反射界面可以由反射涂層或空氣界面提供。在本發(fā)明優(yōu)先選用的實(shí)施例(圖13)中，反射涂層(32)至少用于一些微棱鏡(10)的表面。這種反射涂層最通用的是真空鍍鋁或者其他的金屬鏡面沉積技術(shù)，盡管金屬漆和其他的鏡面涂料也在使用。彩色涂料也可以用在某些棱鏡上，以提供白天的色彩。這種材料可以是加在片子表面的彩色漆、彩色的粘接劑或是其他的涂在棱鏡表面的彩色沉積物。習(xí)慣上使用彩色粘接劑，因?yàn)檫@可以粘接背襯(34)材料。利用空氣反射界面的棱鏡的逆反射材料和利用其他的反射涂料的逆反射材料都有若干優(yōu)點(diǎn)，在1989年1月31日授予Martin的專利(U.S.4,801,193)中有詳細(xì)的介紹。如果需要的話，可以借助于將背襯材料加到局部金屬化的片子上、保留未涂區(qū)域中的空氣界面的方法生產(chǎn)逆反射片。為了生產(chǎn)呈現(xiàn)白天色彩的片子，在局部金屬化的表面上涂滿彩色涂料，這樣色彩就直接加在未金屬化的棱鏡上了。然后，再加上背襯材料。在另一種利用空氣界面實(shí)現(xiàn)逆反射的著色方案中，將彩色的粘接劑按圖樣加到棱鏡表面，深度大于棱鏡的高度。當(dāng)背襯單元被疊加上來的時(shí)候，粘接劑使其與棱鏡分開，于是在沒有涂上的棱鏡周圍提供了空氣界面。背襯材料34可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?。就柔軟性而言，它是紡織纖維品或無紡纖維品，或者是柔軟耐用的聚合物材料。適當(dāng)?shù)臉渲ň垡蚁?、聚丙烯、聚胺酯、聚氨基丙烯酸酯或乙烯和乙烯基醋酸酯的共聚物。聚酯纖維和聚氨酯纖維以及天然纖維(如棉花)都可以使用。阻燃劑可以并入粘接劑以及纖維或樹脂背襯之中，賦予逆反射材料阻燃性。盡管其他的金屬可以用于提供金屬鏡面沉積物，如銀、銅、錫、鋅、銠、鈀，但是最好的最經(jīng)濟(jì)的工藝是真空鍍鋁。其他的沉積技術(shù)包括化學(xué)鍍、電鍍、離子鍍和濺射鍍。在逆反射片上粘貼背襯涉及下述步驟在片子(圖13)上涂好粘接劑36，涂好粘接劑的片子和背襯材料一起通過一對(duì)輥?zhàn)拥妮佅叮┘颖匾膲毫σ赃_(dá)到粘接目的。如果使用熱敏粘接劑，可以在通過輥?zhàn)又跋葘⒛娣瓷淦A(yù)熱，也可以給輥?zhàn)蛹訜?，以達(dá)到必要的敏化目的。但是，利用背襯材料本身的熱塑性通過超聲焊接或其他的焊接技術(shù)將背襯材料和逆反射片粘接起來也是切實(shí)可行的。為了在夜間給逆反射光增加顏色，可以將染料并入本體材料，甚至可以并入棱鏡原料之中。在某些樹脂系統(tǒng)中，必要時(shí)可以用粉碎得很細(xì)的顏料作為染料的替代品提供顏色，但是這樣將使逆反射率受到一些損失，這是由于直接處于光路中的顏料顆粒折射的結(jié)果。試驗(yàn)數(shù)據(jù)在本發(fā)明研制過程中進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，將按本發(fā)明制作的片子和Reflexite公司(本發(fā)明的受讓人)制作的早期工藝的標(biāo)準(zhǔn)片子作了比較。片子600在圖7-圖9中作了詳細(xì)的描述，通常它由0.006英寸的立方隅角對(duì)60A組成，在棱鏡對(duì)之間沒有傾斜。作為對(duì)照，圖10用給了尺寸的投影圖描述棱鏡(10B)，這是按本發(fā)明制作的棱鏡對(duì)10A，10B(圖5)中的一個(gè)棱鏡。圖11A-圖11C是來自在圖7-圖9中描述的早期工藝制作的片子的逆反射光強(qiáng)度(cd/1ux/m2)的極坐標(biāo)曲線，試驗(yàn)在各種入射角(0度到60度)和旋轉(zhuǎn)角(0度到360度)下進(jìn)行，以不同的觀察角進(jìn)行測量的結(jié)果。圖12A-圖12C是類似的逆反射光強(qiáng)度極坐標(biāo)曲線。不同的是片子按照本發(fā)明制作，即棱鏡尺寸為0.005英寸以及3度負(fù)傾斜。為了方便讀者，將上述的屬于極坐標(biāo)曲線和數(shù)據(jù)表的術(shù)語匯編如下術(shù)語匯編觀察角照明軸線與觀察軸線之間的角度；逆反射軸線在逆反射體的中心指定的線段，用于描述逆反射體的角度位置；旋轉(zhuǎn)角或方位角圍繞著逆反射軸線旋轉(zhuǎn)以后，表示方位的角度；入射角這個(gè)角度表示目標(biāo)的偏斜。在比較兩組曲線時(shí)，注意到在逆反射光強(qiáng)曲線的對(duì)稱性上取得了小幅的但關(guān)鍵的改進(jìn)。在負(fù)方向加上3度傾斜建立的逆反射光強(qiáng)分布在0度和90度方位角上是一樣的(即比較圖12A-圖12C與圖11A-圖11C，以及表1和表2)。其次，較小的棱鏡尺寸使繞射圖中心的最大值增大，因此改進(jìn)了在0.33度觀察角下的逆反射的亮度(參照比較圖11C和圖12C)。請(qǐng)注意圖11A-圖11C和圖12A-圖12C中敘述的全部結(jié)果都是利用丙烯酸環(huán)氧樹脂、采用鑄塑和紫外線固化工藝制作的立方隅角棱鏡陣列的試驗(yàn)結(jié)果。棱鏡10的反射面32鍍鋁(圖13)。陣列中棱鏡的前表面34通過粘接層36粘到0.002英寸厚的聚酯頂膜34上。表1總結(jié)了為圖11A-圖11C的曲線收集到的數(shù)據(jù)，方位角分別為0度和90度。表2總結(jié)的是為圖12A-圖12C收集的數(shù)據(jù)，方位角分別為0度、45度和90度。請(qǐng)注意對(duì)于大多數(shù)觀察角和入射角，表1中的0度和90度方位角的數(shù)據(jù)缺乏對(duì)稱性。這種情況與表2的數(shù)據(jù)形成鮮明的對(duì)比，對(duì)于大多數(shù)觀察角和入射角，0度和90度方位角的數(shù)據(jù)幾乎精確地對(duì)稱(表2)。表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="831">棱鏡尺寸(英寸).006.006傾斜角(度)0°0°方位角(度)0°90°觀察角入射角光線強(qiáng)度光線強(qiáng)度0.1052340.002312.00102230.002178.00201811.001666.00301267.001023.0040690.00460.5045443.40264.8050250.70132.606081.2717.020.2051228.001140.00101237.001110.00201155.00986.9030911.40720.1040546.30377.9045364.40230.3050212.40121.006073.7216.500.335277.60241.7010322.90237.0020424.10263.6030466.20298.1040346.50231.5045246.60163.4050148.4096.076059.3315.11</table></tables>表1(續(xù)表棱鏡尺寸(英寸).006.006傾斜角(度)0°0°方位角(度)0°90°觀察角入射角光線強(qiáng)度光線強(qiáng)度0.505204.50309.4010201.70258.3020159.10125.6030181.4058.7140195.5076.2645151.7075.555087.5457.606038.6712.381.00574.4939.671056.8237.712048.1824.693072.4628.094024.1822.484549.7711.345046.854.636011.723.731.50520.6116.731024.3313.902022.0410.533010.5711.954023.447.59456.894.715023.256.87609.571.47</table><p>表1(續(xù)表表2<p>表2(續(xù)表<p>制造軟制品100的材料的折射指數(shù)最好是從1.4到1.7，立方隅角棱鏡厚度的最小值和最大值最好分別為0.0002英寸和0.004英寸。最終制品的總厚度由保護(hù)層和粘接層決定(具體可見引述于本文的本申請(qǐng)的共懸未決申請(qǐng))。槽角(θ/α)(圖15、16、17)最好分別在64.5度和73.4度左右。至此，對(duì)制品100的描述實(shí)質(zhì)上如同上述對(duì)優(yōu)先選擇的實(shí)施例的敘述。這個(gè)方案的不同點(diǎn)在圖14和圖19中表現(xiàn)出來，從中可以看到棱鏡對(duì)中某些棱鏡10C至少有一個(gè)面13C比它對(duì)面的棱鏡面13要短小。從圖18所示的模具110的側(cè)視圖可以看出這是怎樣實(shí)現(xiàn)的，該模具用于制作圖14所示的片子100。模具110的結(jié)構(gòu)是用下述方法建立起來的。首先，在適當(dāng)?shù)哪噶?如黃銅或紫銅)上按三個(gè)方向(彼此間相差56度和62度)刻劃或快速切削出三組溝槽22、23、24，并且調(diào)整溝槽角度以實(shí)現(xiàn)3度傾斜(圖18)。然后進(jìn)行第二次加工，沿著B′-B′線切削至深度線21，將溝槽中每個(gè)棱鏡穴除去一部分(A)，但是被切削的立方隅角其余兩個(gè)面并不改變。在模塑片子100時(shí)，二次加工中被除去的部分建起一個(gè)平臺(tái)10F和一個(gè)較小的立方隅角逆反射棱鏡10C(圖19)。我們注意到通過二次切削形成的立方隅角10C有經(jīng)過改造的面13C和另外兩個(gè)比13C大的面(11、12)。新建的立方隅角結(jié)構(gòu)10C除了有經(jīng)過改造的面13C之外，還有一個(gè)稍有變形的有效光瞳，變形是因?yàn)榫€段寬度(W2、W3)比第一次加工后的立方隅角的寬度要小一些(ΔW3和ΔW2)。我們還注意到小窗10F不在立方隅角10C的底平面上(圖20)。這就是說，它不以立方隅角單元的傾斜面的底邊為邊界。第三，我們注意到10F面的平臺(tái)是以不改變比鄰的立方體角的方式建立起來的。在加工10F面的過程中立方隅角10B被原封不動(dòng)地保留下來。在一列棱鏡的一個(gè)面上去除區(qū)域的另一個(gè)實(shí)例在俯視圖(圖21)和側(cè)視圖(圖22)中被表現(xiàn)出來。在這個(gè)實(shí)例中小窗在底平面16中形成，形成的立方隅角有一個(gè)面F1或三個(gè)面F1-F3是經(jīng)過二次加工得到改進(jìn)的。立方隅角50所有的面都作了改造，形成一個(gè)小立方隅角。立方隅角52只有一個(gè)面得到改造，它有一個(gè)偏置的有效的小窗。在圖18和圖22中用虛線B′-B′，B-B表示的二次加工可以用多種方式完成。在圖14和圖23中表現(xiàn)了一些實(shí)例。這些經(jīng)過改造的溝槽確定了許多全新的小立方隅角，在這些小立方隅角當(dāng)中，有的是改造了一個(gè)面(52)，有的改造了兩個(gè)面(54)，有的三個(gè)面全被改造了(50)。在圖23中70個(gè)立方隅角當(dāng)中，8個(gè)未被觸及，占11.4％70個(gè)立方隅角當(dāng)中，40個(gè)一個(gè)面改變了，占57.1％70個(gè)立方隅角當(dāng)中，10個(gè)兩個(gè)面改變了，占14.3％70個(gè)立方隅角當(dāng)中，12個(gè)三個(gè)面改變了，占17.2％合計(jì)100％調(diào)整被改造的溝槽的間隔，可以根據(jù)要求確定小窗的數(shù)量以及逆反射面積，以提供需要的逆反射光。為了優(yōu)化小窗的大小以及由不同尺寸的立方隅角產(chǎn)生的逆反射光的分布，可以人為的定義二次加工中被除去的立方隅角的面積以及在第一次加工建立起來的立方隅角的尺寸。小窗10F對(duì)調(diào)整金屬化的和未金屬化的逆反射體的白度值或“capY”值也有影響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用按照本發(fā)明制作的逆反射體，針對(duì)各種觀測角繪出光強(qiáng)(以cd/lux/m2為單位)的極坐標(biāo)曲線，如圖24A-圖24D以及圖25A-圖25D所示。圖24A、24B、25A和25B分別是采用0.0055英寸和0.004英寸無小窗棱鏡獲得的光強(qiáng)極坐標(biāo)曲線，觀測角分別為0.33度和0.50度。圖24C、圖24D、圖25C以及圖25D是類似的曲線，逆反射棱鏡尺寸同上，但有小窗。通過比較圖24B和圖24D清楚地看到，盡管因?yàn)樵黾恿诵〈岸沽⒎接缃堑某叽鐪p小了，但是在0.33度觀測角下觀測角性能得到了改進(jìn)。圖24D表明在0.33度觀測角下由圖27所示的棱鏡結(jié)構(gòu)帶來的改進(jìn)，圖25D表明在0.50度觀測角下采用圖29實(shí)施例帶來的改進(jìn)。但是有一個(gè)最小的棱鏡尺寸，對(duì)于第一次切削這個(gè)尺寸大約是0.004英寸，二次切削建立的棱鏡最小尺寸大約是0.001英寸。這是得到最佳的廣角和窄角觀測效果的尺寸。上述制品產(chǎn)生優(yōu)異的入射角性能，這一點(diǎn)可以由圖24C、圖24D、圖25C和圖25D中的曲線看出。表I和表II對(duì)0.0055英寸，3度負(fù)傾斜并鍍了金屬的棱鏡得到的亮度(cd/lux/m2)作了對(duì)比。表I是不加小窗時(shí)的結(jié)果。表II所用的加工設(shè)備與表I基本相同，但按照本發(fā)明(如圖23和圖27所示)制作了小窗。在表II中某些數(shù)據(jù)前面有正號(hào)，這表明在該條件下的亮度比表I的數(shù)據(jù)有所增加，這是形成小窗時(shí)建立的0.0014至0.0016英寸的小棱鏡帶來的結(jié)果。表III和表V表示采用一次切削得到的0.004英寸的棱鏡(圖29)獲得的更好的結(jié)果。表I方位角<tablesid="table7"num="007"><tablewidth="1220">觀察角入射角01530456075901051201351501650.152309.002305.002286.002279.002278.002270.002287.002312.002326.002333.002329.002319.00102166.002155.002148.002141.002157.002161.002183.002206.002223.002223.002214.002188.00201654.001654.001657.001671.001703.001743.001780.001793.001791.001780.001754.001719.00301083.001065.001049.001053.001094.001145.001172.001180.001153.001135.001138.001135.0040585.00551.50509.70502.20521.80553.60583.00577.00549.10536.10562.60604.2045397.00360.40308.80303.50317.40340.70362.70357.40331.40318.10348.50403.0050246.90213.90155.30152.90165.90179.60192.40189.10169.40157.20180.30241.306093.1172.4629.5126.0639.0440.6539.1742.3637.9425.7443.8083.060.2051409.001375.001337.001299.001288.001290.001319.001358.001402.001427.001423.001408.00101359.001327.001294.001262.001250.001261.001289.001334.001374.001391.001378.001345.00201125.001118.001108.001094.001097.001113.001140.001179.001205.001205.001168.001114.0030754.50767.80787.80788.60798.40830.60853.60881.80878.90867.20837.20778.2040414.80411.90416.50420.50426.60450.10480.10482.10462.50455.40454.90439.0045292.60278.60262.60264.20269.10289.80313.50310.60289.10281.90295.00305.9050189.90171.50138.20137.90146.20158.50173.70170.60151.90143.70159.80192.206080.7063.5627.7124.7236.1937.8737.4140.1135.3624.5241.5273.37</table></tables>表1(續(xù)表)<p>表1(續(xù)表)表1(續(xù)表<p>表II方位角<p>表II(續(xù)表觀察角入射角01530456075901051201351501651.005+76.00+32.23+23.44-18.89-33.83-23.78-27.55-29.42+38.89-23.17-23.41+33.3510+71.70+33.27-19.17-18.84-34.75-23.68-24.03-27.92+39.63-22.62-20.82-32.9920+61.60+37.57-14.29-20.14-33.07-26.00-20.76-26.87+41.24-25.59-18.41-33.2730+41.55+27.52-15.28-21.45+33.51-29.51-23.82-28.16+38.91-25.53-19.09+28.2840+55.62+31.41-11.93+14.25+20.66+19.08-10.13+15.05+21.19+21.05+16.84+27.2045+39.98+24.86+11.41+15.28+2844+23.06+8.92+18.02-29.91+25.55+16.11+19.1650+16.87+14.35+11.31+15.38-27.90+24.30+11.74-18.64-28.10+24.94+15.08-10.8860+4.00+22.31+6.15+6.85+7.94+9.80+9.91+8.88+7.27-8.03+8.07+6.881.505-22.51-10.10+11.51-7.19-13.33-12.54-11.54-13.40-15.64-8.46+12.51-9.8810-23.27-9.31+10.91-7.52-12.59-11.70-10.69-12.42-14.96-8.45+11.47-9.4920+25.02+10.08-9.00-7.75-12.72-8.81-10.19-10.14-15.70-8.03+9.63-9.9130-26.90-8.15-5.42-5.82+12.62-7.09-7.13-6.31+15.24-5.94-6.80-6.9840+14.52-5.88+6.02-5.05-12.32-7.90+6.06-6.61-13.84-6.15-6.85-5.5845+21.01-6.79+6.31+4.56+7.36+6.09+5.05-4.95+7.24+6.10+7.54-6.7850+13.25+6.46-5.30+5.09+11.67+8.19+3.51+5.04+12.14+8.41+6.59+6.1460+2.13+39.30+3.25+3.67+5.95+5.61+3.14-3.48-5.37+5.70+3.71+3.12</table></tables>表II(續(xù)表<p>表III方位角數(shù)據(jù)單位是cd/lux/m2</tables>表III(續(xù)表<p>表III(續(xù)表)</table></tables>表III(續(xù)表<p>表IV方位角數(shù)據(jù)單位是cd/lux/m2表IV(續(xù)表)<p><p>總之，通過形成微型的立方隅角和在光軸彼此稍作傾斜的棱鏡對(duì)中形成窗面，使繞射和逆反射作用被結(jié)合并獲得最佳的逆反射圖。利用以空氣為背底和金屬化的非常小的棱鏡建立具有上述優(yōu)異的逆反射光學(xué)分布的逆反射體，可以制作非常薄的且持久耐用的逆反射制品?，F(xiàn)在結(jié)合圖30-圖32介紹本發(fā)明的第三種實(shí)施例。圖30是制造逆反射片的早期工藝模具300型的局部俯視圖。經(jīng)過劃線和機(jī)械加工在模具上形成三組平行槽301A、301B和301C，這三組槽相交形成棱鏡對(duì)P1、P2。每個(gè)棱鏡都有一個(gè)底面和三個(gè)相交于頂點(diǎn)A的側(cè)面F1、F2和F3。進(jìn)一步的細(xì)節(jié)參閱前面引證過的早期工藝專利。按照本發(fā)明，對(duì)圖30所示模具進(jìn)行二次劃線和加工，所作的改進(jìn)如同前面結(jié)合圖14、圖18、圖19所作的介紹，只是在這個(gè)實(shí)施例中棱鏡被除去的部分處水平高度A、B、C和/或厚度D、E不同，如側(cè)視圖(圖32)和放大的俯視圖(圖31)中所示。更具體地說，圖31中有各種大小不同的棱鏡(P1和P2)，這取決于二次加工中模具被除去部分的大小，即那些不同深度(A、B、C)和寬度(D或E)的槽，在圖32中用虛線表示，在俯視圖(圖31)中用實(shí)線表示。例如在圖31中槽E相當(dāng)寬，它留下一個(gè)比其他側(cè)面小的多的側(cè)面(F1)。另一方面A槽和B槽沒有這樣寬，留下的棱鏡P3和P4的側(cè)面F1和F2尺寸大致相同的。因此，能夠在模具的同一區(qū)域內(nèi)建立大小不同的棱鏡，這取決于二次加工后槽的深度和寬度。例如，比較由E槽、B槽、A槽建立的棱鏡P1和由兩條寬槽(D槽)與C槽建立的較小的棱鏡P3。注意一部分棱鏡表面可能保持不變，它們恰好是由第一次加工形成的槽301A、B、C建立的。等效方案本領(lǐng)域的技術(shù)人員將識(shí)別出或能夠用不多的例行試驗(yàn)弄清楚在這里詳細(xì)介紹的本發(fā)明的具體實(shí)施例的等效方案，這些等同物已被納入本申請(qǐng)的權(quán)利要求書中。例如，盡管優(yōu)先選擇的傾斜方向是負(fù)方向，但正向傾斜在改進(jìn)成角性時(shí)可能也是有利的。再比如，盡管棱鏡表面被表示成平面，但拱形表面可能在特殊應(yīng)用中使用。權(quán)利要求1.一種逆反射片，它由反射棱鏡成對(duì)排列而成，每個(gè)棱鏡由三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面組成，并且棱鏡的光軸由棱鏡側(cè)面定義的內(nèi)角的三等分線定義；所述的棱鏡寬度變化范圍從0.0005英寸到小于0.006英寸；而且棱鏡對(duì)的光軸彼此相對(duì)傾斜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射片，其中逆反射片中光軸按負(fù)方向傾斜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射片，其中逆反射片中傾斜角β變化范圍大約在1.0度到7.0度。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆反射片，其中逆反射片中棱鏡由介電材料制成并且在其表面上作金屬化處理。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆反射片，其中介電材料由交聯(lián)的熱塑性樹脂形成的。6.一種逆反射片，它由介電材料制成的反射棱鏡排列而成，每個(gè)棱鏡由三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面組成；棱鏡的光軸由棱鏡側(cè)面定義的內(nèi)角的三等分線定義；所述的棱鏡寬度變化范圍從大約0.0005英寸到小于0.006英寸；棱鏡對(duì)的光軸彼此相對(duì)傾斜，傾斜方向?yàn)樨?fù)方向，傾斜角從1度到大約7度。7.一種用于逆反射片成型的模具，該模具包括棱鏡對(duì)陣列，其中每個(gè)棱鏡由三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面組成，并且棱鏡的光軸由棱鏡側(cè)面定義的內(nèi)角的三等分線定義；所述的棱鏡寬度變化范圍從大約0.0005英寸到小于0.006英寸；而且棱鏡對(duì)的光軸彼此相對(duì)傾斜。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的模具，模具中傾斜角度β在1度到7度左右。9.一種制作逆反射片的方法，該方法包括下述步驟a)按照棱鏡對(duì)陣列的形狀制作一個(gè)模具，其中，每個(gè)棱鏡由三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面組成，并且棱鏡的光軸由用側(cè)面定義的內(nèi)角的三等分線定義；所述的棱鏡寬度的范圍為大約0.0005英寸到小于0.006英寸；而且棱鏡對(duì)的光軸彼此相對(duì)傾斜；b)用這個(gè)模具制作逆反射片，重復(fù)生產(chǎn)模具的造型，這樣，在片子上形成寬度在0.0005英寸到0.006英寸的棱鏡對(duì)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中模具通過形成許多隔開的并且以某些角度相交的平行的溝槽完成造型。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中平行溝槽組以大約60度的角度相交并且通過溝槽傾斜實(shí)現(xiàn)光軸傾斜。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中包括片子與模具分離，在棱鏡面上施加金屬膜，并且在與之相對(duì)的前表面形成非金屬膜頂層。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中的金屬膜是金膜或鋁膜。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中的頂層膜由透明的材料制成。15.一種逆反射片，包括反射棱鏡成對(duì)排列成棱鏡陣列，每個(gè)棱鏡都有一個(gè)底面和三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面，而且，在逆反射片的某些棱鏡對(duì)中至少有一個(gè)棱鏡的高度和寬度比其他的棱鏡要小。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的逆反射片，其中在較小的棱鏡旁形成小窗。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的逆反射片，其中的窗包括從較小的棱鏡面向比鄰棱鏡伸展的表面。18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的逆反射片，其中棱鏡由介電材料制成，而且棱鏡向負(fù)方向傾斜，傾斜角β的變化范圍從大于零度至小于10度。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的逆反射片，其中較小的棱鏡的寬度范圍從0.025英寸左右到0.0005英寸以下。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的逆反射片，其中窗從較小的棱鏡的底面向較大的棱鏡底面延伸。21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的逆反射片，其中的表面是平面。22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的逆反射片，其中的表面是拱面。23.根據(jù)權(quán)利要求15所述的逆反射片，其中窗在較小的棱鏡底面上方的平面展開。24.一種逆反射片，包括由介電材料制成的反射棱鏡成對(duì)排列而成的棱鏡陣列；每個(gè)棱鏡都有一個(gè)底面和三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面；棱鏡的光軸由三個(gè)側(cè)面定義的內(nèi)角的三等分線定義；棱鏡寬度大約是0.005英寸；棱鏡對(duì)的光軸在負(fù)方向上彼此相對(duì)傾斜，傾斜角度大于零度小于10度；而且，在某些棱鏡對(duì)中至少有一個(gè)棱鏡比別的棱鏡小，在較小的棱鏡面上有平面窗口。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的逆反射片，其中的窗在棱鏡底面上方的平面展開。26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的逆反射片，其中較小的棱鏡寬度變化范圍從0.025(英寸)左右到0.0005(英寸)以下。27.據(jù)權(quán)利要求24所述的逆反射片，其中窗從較小的棱鏡的所有棱鏡面伸展出去。28.一種制作逆反射片的方法，該方法包括以下步驟a)制作一個(gè)模具i)在模具本體上加工三組平行溝槽；這些溝槽以某個(gè)角度相交，形成許多棱鏡，每個(gè)棱鏡都有一個(gè)底面和三個(gè)相交于頂點(diǎn)的側(cè)面；ii)至少去除一個(gè)棱鏡面的一部分，形成與較大棱鏡比鄰的較小的棱鏡；b)用上述模具制作逆反射片；c)從模具上拆下逆反射片。29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中棱鏡成對(duì)地形成，且棱鏡對(duì)的光軸在負(fù)方向上傾斜。30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中的去除步驟還形成從較小的棱鏡面向外伸展的小窗。31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中的窗在棱鏡底面的上方形成。32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法制作的逆反射片。33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，包括在片子的棱鏡面的金屬化步驟。34.根據(jù)權(quán)利要求24所述的逆反射片，其中的棱鏡面是鍍金屬的。35.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，去除部分形成補(bǔ)充溝槽，補(bǔ)充溝槽至少與上述的溝槽組中的一條溝槽比鄰。36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，由補(bǔ)充溝槽所去除部分的深度在溝槽組的各深度之間變化。37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，由補(bǔ)充溝槽所去除部分的寬度在溝槽組中的各寬度之間變化。38.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中，溝槽的深度和寬度兩者在溝槽組中的范圍內(nèi)變化。全文摘要具有廣角觀察性能、均勻取向性能和在多重視平面上的成角性的立方隅角逆反射棱鏡,由尺寸非常小的(0.0005至0.0006英寸)棱鏡單元(10)組成,在這種結(jié)構(gòu)中棱鏡對(duì)(10A,10B)是傾斜的,傾斜方向最好取負(fù)方向。在一種替代方案中,逆反射棱鏡上形成小窗(10F),方法是去除棱鏡模具的一部分,留下棱鏡完整的頂端。以這種方式在鄰接大棱鏡的位置上形成小棱鏡。文檔編號(hào)B29L11/00GK1169780SQ9519590公開日1998年1月7日申請(qǐng)日期1995年9月18日優(yōu)先權(quán)日1994年9月28日發(fā)明者羅伯特·B·尼爾森申請(qǐng)人:瑞弗萊克塞特公司