專利名稱：具有改進的在單平面或多平面上入射角的立體角制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有結構面的反光制品。具體地，本發(fā)明涉及具有一結構面的反光片，該結構面包括具有不規(guī)則底部三角的立體角反光元件，本發(fā)明還涉及成形所述反光立體角制品的模具。
背景技術：
由立體角反光元件構成的反光制品已經(jīng)在交通和人身安全標志等領域中獲得廣泛的應用。立體角反光片也已廣泛地用于弱光條件下和夜晚時路標的可視度或醒目性。例如，在美國，政府的規(guī)定要求在雙輪拖車上設置反光材料以提供這些車輛的醒目性。立體角反光片還應用于高能見度的服裝。
在反光技術領域中底部立體角反光元件是眾所周知的。這種元件一般是三面體結構的，具有基本上互相垂直的三個橫面，它們相交于同一個相關點或頂角，還有一與該頂點相對的底部三角形。該元件的對稱軸線或光學軸線是穿過立體角并且將立體角元件的內部空間分成三等份。工作狀態(tài)下，投射在立體角元件底部上的光線在一個橫面上反光且再朝向光源。由橫向立體角表面的反光可由鏡面反射實現(xiàn)，在此情況下，立體角元件的橫面涂有一層鏡象反射物質，例如鋁或銀。另外，反射可根據(jù)全反射原理進行，在此情況下，立體角元件的面上不涂覆鏡面反射材料。反光片一般有一結構表面，該結構表面包括至少一個陣列的立體角反光元件以增強物件的可視性。由反光片所反光的總光線是由單個立體角元件反光的光線總和。
“入射角”一詞一般用于描述反光片的反光性能，該性能是投射在反光片上的入射角和反光片取向的函數(shù)。投射光線的入射角一般是相對垂直于反光片底部面的一條軸線測得的。一個反光制品的反光性能可由投射在制品面的總光線被制品以一特定入射角返回的百分率來表示。
傳統(tǒng)的截頭立體角反光件存在較差入射角性能。當投射光線的入射角偏離元件的光學軸線時，由傳統(tǒng)立體角元件反光的光量可陡降。同樣地，采用非傾斜的截頭立體角元件的反光片響應于以高入射角投射在反光片上的光線顯示出其反光性能弱的問題。
在多個平面上存在寬入射角的反光片可應用于許多情況下，一種應用情況就是車輛工業(yè)中的醒目反光片。車輛醒目反光片一般放在卡車拖車的后部和側部，處于與拖車框架一致的水平方向和垂直方向上。為有效地起作用，反光片必須在反光片處于任何方向時都能以高入射角反射投射在拖車上的光線。因此，需要提供反光的車輛醒目片，它在兩個平面上都具有寬入射角度。在多個平面上具有寬入射角度的反光片也可用于標志。具體地，具有寬入射角度的多個平面的反光片可降低將反光片以特定取向置于標志上的重要性。
生產(chǎn)在多個平面中寬入射角度的反光制品的一種方法在本技術領域中一般稱為“貼片”，包括將多塊傾斜的立體角陣列組成的不連續(xù)片按不同方向布置在片層上。與貼片有關的公開技術表明“貼片”可有鏟地生產(chǎn)具有寬入射角度的多個平面的制品。然而，貼片具有固有的缺陷，即在任何給定方向上，只有少量的貼片截面的方向可使投射在其表面上的最大量光線反光。因此，所貼成的立體角片為了獲得多個平面的入射角而必然在任何給定的方向上存在光度損失。
美國專利4,588,258揭示了一種具有兩個平面的寬入射角的反光制品第一平面基本上與包括立體角元件的光學軸線的平面重合，第二平面與第一平面垂直。然而，這種制品一般存在第一平面中的入射角比第二平面中的寬的問題。
因此，需要提供一種具有兩個寬的入射角平面的反光片，該反光片在非零入射角時具有基本上相似的反光性能。更需要提供一種反光片，它可達到其光學性能而不會損失亮度，就如貼成的立體角反光片所需的那樣。在本技術領域中至今還既沒有揭示也沒有提出過達到這種光學性能的制品或方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在提供一種在一個或多個平面內具有改進的入射角度的立體角反光片，以及標準的制品和用于制造該制品的模具。按照其中的一個實施例，本發(fā)明提供了一種反光立體角制品，包括配對立體角元件陣列，其中配對中相對的元件具有在第一平面內傾斜的對稱軸線，傾角介于4度-15度之間，制品在與第一平面角度偏離的第二平面內具有最寬的入射角，并且立體角元件的取向使第二平面與制品邊緣的相交角度小于15度。
在較佳實施例中，按照本發(fā)明的反光制品在與第二平面相交角度介于75度-90度之間的第三平面內具有差不多的寬入射角。因此按照本發(fā)明的較佳制品具有兩個寬入射角度平面，它們在給定入射角下的反光性能基本相似。更好的是這兩個平面其中一個與制品邊緣基本平行而第二平面與制品邊緣基本垂直。
另一方面，本發(fā)明旨在提供一種具有包括一個立體角元件陣列的結構面的制品，該陣列由三組相交槽構成，其中包括一個初級槽組和兩個次級槽組。每個配對中相對的立體角元件具有在與初級槽組接近垂直的平面內傾斜的對稱軸線并且兩組次級槽組以小于60度相交。此外，基本上每個初組槽組的主要部分、較佳地是整個初組槽組都處于與制品邊緣相交角度介于35度-55度左右的平面內，該角度較佳地為45度。更好的是，結構面內槽組之間的距離小于600微米并且相對的立體角元件以4度-15度的傾角傾斜。
按照具體的實施例，制品包括制造反光片的模具。在該實施例中，初級槽組比較好是與模具縱向邊緣以35度-55度左右的角度相交，更好的是45度左右。按照另一具體實施例，制品包括反光片。在該實施例中，初級槽組比較好是與反光片縱向邊緣以35度-55度左右的角度相交，更好的是45度左右。按照該具體實施例制造的反光片具有與反光片縱向邊緣基本平行的第一寬入射角平面和與反光片縱向邊緣基本垂直的第二寬入射角平面。
按照具體實施例，該制品可以用作制造反光片的標志制品或者模具。在該實施例中，比較好的是至少一組初級槽位于與模具片縱向邊緣以35度-55度左右的角度相交的平面，更好的是相交角度是45度左右。按照另一具體實施例，制品為反光片本身。在該實施例中，比較好的是至少一組陣列中的初級槽位于與反光片縱向邊緣以35度-55度左右的角度相交的平面，更好的是相交角度是45度左右。使至少一組陣列按照本發(fā)明取向改進了貼片式反光片在與反光片縱向邊緣基本平行的平面內的入射角。
附圖的簡要說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明原理的立體角制品一個實施例的部分放大圖；圖2是圖1所示立體角制品的橫截面圖；圖3是表示如圖1所示制品的反光制品予計的反光性能的等亮度曲線圖；圖4是如圖1所示制品的反光制品的所測得的反光性能的等亮度曲線圖；圖5是返回的總光線圖，是向圖1-2所述立體角幾何形狀投射光的入射角的函數(shù)；圖6是與作為向如圖1-2所示立體角幾何形狀投射光線的入射角的函數(shù)的所返回的總光線與不同立體角幾何形狀的比較圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明原理的立體角反光片的一個實施例的示意圖；圖8是圖7所示反光片用作為卡車醒目片的汽車立體圖；圖9是采用不規(guī)則底部三角形的立體角元件的反光片立體10是根據(jù)圖9所示反光制品的預期反光性能的等亮度曲線圖；圖11是采用不規(guī)則底部三角形立體角元件的反光片的立體圖；圖12是圖11所示反光制品的預期反光性能的等亮度曲線圖；圖13是按本發(fā)明原理的立體角反光片的示意平面圖；圖14是市售立體角反光件的示意平面圖；
圖15是圖13所示反光片與圖14所示反光片光學性能的比較圖；圖16a-16j都是等亮度圖，表示成對的立體角反光元件增加傾斜角的等亮度曲線。圖1，2，7-9，11，13和14都沒有按比例畫。
實施發(fā)明的較佳方式本發(fā)明提供了一種立體角反光制品，它具有改進的光學性能特征。本發(fā)明的一個實施例旨在提供一種反光片，它在至少一個平面上具有改進的入射角度。如果不是必要的話，本發(fā)明的一個制品最佳地具有至少兩個寬入射角度平面。更佳的是本發(fā)明的一個制品在任一寬入射角平面上可以以一給定的入射角度使等量的光線返回。
本發(fā)明的一個方面取決于認識到已有的立體角技術中的某些假定可能性并不適用于所有立體角幾何形狀。特別地，在已有的立體角技術中一個重要的假定可能性是以一給定的角度在一特定平面上使立體角元件的光學軸線傾斜可改進制品在一個平面中的入射角度，該平面基本上與含有立體角元件的光學軸線平行并與反光片底部平面垂直。本發(fā)明證明這一假設對所有幾何形狀的立體角并不都適用。本發(fā)明第二個方面取決于認識到具有與立體角元件光學軸線所處平面不重合的寬入射角度平面的反光制品的光學性能可通過將寬入射角度平面以一特定角度與反光片的邊緣對齊。較佳地，寬平面入射角應近似地與反光片一條邊平行。
圖1是包括多個立體角元件12、14的制品的結構表面10部分放大示意平面圖，該立體角元件12、14由包括互相相交的三個槽組構成，各槽組包括一初級槽組30和兩個次級槽組36、37。各槽組中相鄰槽之間的距離測得在小于600微米和最好約150-200微米之間，然而應當認識到并不要求立體角元件的精密測量。圖1所示立體角元件12、14的底部三角形所包括的角度測出近似65度、65度和50度，然而，立體角元件12、14的底部三角形的特定幾何形狀并不是必要的，并且應認識到本發(fā)明并不僅限于具有這些特殊底部三角形測量值的立體角元件。
稱槽組30為初級槽組、槽組36、37為次級槽組是一種習慣做法。對于具有等腰底部三角形的立體角元件、如圖1所示的立體角元件，次級槽組36、37具有基本上相同的槽角(例如38.721°)。反之，初級槽30的槽角a1(例如27.795°)與次級槽組36、37的槽角不同。通過將一個槽組稱為次級槽組，陣列所處基底邊緣相關的立體角陣列的方向可由初級槽組30與基底邊緣相交的角度確定。
圖2是具有圖1所示結構表面10的制品2的部分橫截面圖。制品2包括一基底4，當平放時，該基底具有一位于底部平面內的底部表面6和一與底部表面6隔開的結構表面10。構成基底4的材料可根據(jù)制品2所處的具體應用情況改變。以下討論不同應用情況下所適用的材料。另外，在圖2所示的實施例中，結構表面10與底部表面6相對并且基本與之處于同一平面中，然而應當認識到結構表面10既不需要與底部表面6直接相對，也不需要與之共平面。
參見圖2，立體角元件12、14的對稱軸線24、26都與軸線28傾斜約7.47度的一個傾斜角α，該軸線28基本上垂直于底部表面6并且與各立體角元件12、14的頂點相交。然而，應當認識到并不需要一個精密的傾斜角α，本發(fā)明可采用從大約4度至15度的一系列傾斜角。在圖2所示的實施例中，立體角元件12、14都在一個平面傾斜，該平面近似垂直初級槽30。更精確地，立體角元件12、14都傾斜成這樣的，即對稱軸線24、26處于與初級槽30和底部表面6近似垂直的一個平面。如圖1-2所示的傾斜立體角元件可稱為“反向”傾斜立體角元件。反向傾斜的立體角元件進一步的特點在于立體角元件底部三角形僅有一個角測量出來是小于60度的；其它兩個角度至少為60度，并且在圖示實施例中，測量值約為65度。相反，向前傾斜的立體角的特點在于底部三角形的兩個角測量值小于60度，一個底部三角形角度測量值大于60度。
圖2也示出了初級槽30的槽邊角a1測量值近似29.795度。雖然圖2中未示，次級槽36、37的槽邊角測量值近似38.721度。具有基本上如圖1和2所示立體角元件的反光片揭示在美國專利2,310,790(Jungersen)中。
圖3是一等亮度值線圖，示出了由反向傾斜立體角元件12、14所形成的配對反光立體角元件的預期總返回光線，該反向傾斜立體角元件12、14由在入射角和取向角改變時折射指數(shù)為1.517的材料制成。立體角配對陣列的預期總返回光線可由百分有效面積和光線強度來計算。總光線返回量被限定為百分有效面積和光線強度的乘積。對直接加工的立體角陣列的總光線返回量的深入討論揭示在Stamm的美國專利3,812,706中。
就一種初始的單一光線強度而言，損失是由通過反光片的底部表面的兩次通過和三個立體表面中每一個上的反光損失所造成的。對于接近垂直投射和反光片折射指標約1.5的底部表面過渡損失大致都為0.92。已經(jīng)涂有反光層的立體角的反光損失取決于、例如涂層的類型、關于立體角表面法線的投射角。涂有鋁反光層的立方體表面的一般反光系數(shù)在每一立方體表面為0.85至0.9。取決于全反射的反光損失基本上為零。然而，如果相對立體角表面法線的光線投射角小于臨界角，那么全反射可減少并且會通過立體角表面穿過大量的光線。臨界角是立體角的折射指數(shù)和立體角后部物質(一般為空氣)的折射指數(shù)的函數(shù)。標準光學教科書、如Hecht“光學”第二版、AddisonWesley1987年著就介紹了前表面通過損失和全反射。
單個或各個立體角元件的有效面積可由立體三角形三個面在與折射的投影光垂直平面上的投影和第三反射的假想表面在相同平面上的投影的拓撲相交決定并與之相等。決定有效口徑的一種操作程序例如在由Eckhardt所著的“應用光學”、1971年7月、第7號第10卷1559-1566頁。在Straubel的美國專利第835,648號中也討論了有效面積或口徑的概念。單個立體角元件的百分有效面積然后由有效面積除以立體角表面的總投影面積確定。采用光學技術領域中普通技術人員所知的光學模型技術可計算百分有效面積，或者可采用傳統(tǒng)的光線跟蹤技術也可用數(shù)字決定百分有效面積。配有成對陣列的一個立體角的百分有效面積可由配對的兩個單獨立體角元件的平均百分有效面積計算出。換言之，百分有效口徑等于一正在反光的立體角陣列的面積除以陣列的總面積，百分有效面積受到立體角幾何形狀、折射指數(shù)、投射角和反光層方向的影響。
參見圖3，矢量V1表示包括立體角元件12、14的對稱軸線24、26的平面。例如，在圖1中，矢量V1處于基本上與初級槽30垂直的平面內。同心的等亮度曲線表示返回的預期總光量，是以入射角和取向角的多種組合投射在立體角元件12、14底部表面上的光線的百分率。由曲線圖中心的輻射運動表示入射角度加大，而圓周方向的運動表示立體角元件相對光源的方向的改變。最里面一條等亮度曲線是一組入射角的界線，以該入射角一對立體角元件12、14將投射在其底部三角形的接近90％的光線返回。逐漸遠離中心的等亮度曲線是這樣一些入射角，即在這些入射角時投射在立體角元件12、14的底部三角形的光線返回百分率逐漸減少。
圖4是一等亮度圖，與圖3所示類似，它示出了如圖1和2所示配對立體角元件具有相同幾何形狀的立體角元件時的測得的總光線返回百分率。立體角元件由BK7玻璃制成，其折射率為1.517。雖然由于制造缺陷和測量錯誤而在曲線圖中存在略微變化，但圖4中所示的測量結果仍與圖3所示的等亮度曲線的形狀相符。
應當注意到圖3-4所示的等亮度曲線圖的兩個方面。首先，曲線圖表明配對立體角元件12、14具有兩個寬入射角度平面，它們基本上相互垂直并且處于不與立體角元件傾斜平面重合的平面內，由矢量V1表示。對于圖1-2所示的配對立體角元件，入射角度的兩個寬平面都與立體角元件傾斜平面近似成45°，并且與兩個基本上垂直平面40、42在等亮度圖上相同，該兩個平面與等亮度圖的寬突出處重合。
圖3-4所示等亮度曲線的第二方面是立體角12、14相對平面V1對稱而產(chǎn)生的。因此，具有圖1-2所示幾何形狀的一對立體角元件將在平面40或42中返回以一給定入射角投射的光光量的百分率是近似相同的。該方面更詳細地示出在圖5中，該圖示出了立體角元件12、14的預期總返回光量，該光量是投射在平面40和42中的元件12、14底部上的光線入射角的函數(shù)。曲線44和46表示配對反光立體角元件的總返回光量，該立體角元件由折射指數(shù)1.6的材料制成。兩條曲線實際上在入射角的整個范圍內疊加的，表示由配對立體角所折射的總光量以一給定入射角時在平面40或平面42中是近似相等的。在60°以上時的輕微不同來自于立體角在非常高的入射角時的預期性能的數(shù)字誤差。曲線48和50都是由折射指數(shù)1.5的材料制成的配對反光立體角元件的模擬曲線。
圖6將圖1-2所示幾何形狀的配對立體角元件的反光性能與美國專利4,588,258(‘258專利)所揭示幾何形狀的前傾立體角元件相比。曲線52示出了’258專利幾何形狀下的總返回光量，它是入射角度最寬平面中的入射角的函數(shù)。曲線54示出了在‘258專利的幾何形狀下的總返回光量，它是第二寬入射角度平面內的入射角函數(shù)。曲線56和58示出了在圖1中所示幾何形狀下的總返回光量，它是入射角兩個寬度平面的入射角函數(shù)。圖6表示在大于35-40度的入射角時，如圖1所示的配對立體角元件在兩個寬入射角度40、42平面返回的光量百分率大于’258專利中所揭示的幾何形狀的立體角元件在“Y”平面內的返回光量。
圖7是一典型的反光片60的示意平面圖，根據(jù)本發(fā)明原理該反光片具有兩個入射角度寬平面。反光片60包括第一和第二縱向邊62以及基本上與圖1-2所示結構面有關的結構面。該結構面包括一個配對立體角元件陣列，該陣列由三組基本上平行槽相交形成，各槽包括一初級槽組66和兩組次級槽68、69。因為立體角元件具有等腰底部三角形，所以底部三角形的兩個角是相同的。初級槽組可由連接底部三角形的兩個相等角的槽組構成。其余的槽組可認為是次級槽組。在圖7所示的實施例中，陣列基本上完全穿過反光片的表面。各對立體角元件包括兩個在基本上與初級槽組66垂直的平面內傾斜的兩個相對單獨立體角元件70、72。另外，基本上每個初組槽組66的主要部分、較佳地是整個初組槽組66都處于以角度α與制品縱向邊緣62相交的平面內，該角度較佳地為45度。應當注意到結構表面為圖示清楚在圖7是放大的。實際上，相鄰槽組之間的距離一般測量值在60至600微米之間。
雖然在圖7中所示各配對的相對立體角元件70、72都是實際上相互直接面對初級槽組66，但可認識到這種實際相對位置并不是本發(fā)明的要求。最普遍地來說，本文所用的“相對”一詞可用于表示光學地相對。立體角元件可認為在它們產(chǎn)生“鏡像”反光圖形時是光學相對的。眾所周知，在立體角反光技術領域中，是另一個的物理鏡像的立體角元件-即元件基本上相同的只是相互轉過180度的立體角元件產(chǎn)生鏡像反光圖形。直接加工工藝有利于相對的立體角元件直接地使槽組相互相對，如圖7所示的。然而，可認識到相對立體角元件可物理地與反光片的另一個遠離。另外，可認識到相對立體角元件不需要相互有較佳地物理鏡向成像來產(chǎn)生光學相對的立體角元件。相對立體角元件的和理形狀略微變化將僅產(chǎn)生反光圖形的略微變化，這種變化在正常的觀察條件下人眼是察覺不到的。這種立體角元件仍然是本文所采用詞意范圍內的相對元件。
具有如圖7所示結構表面的反光片存在與圖3所示相同形狀的理論等亮度曲線。然而，因為立體角元件的陣列的方向是初級槽組66處于與反光片邊緣以近似45度相交的平面內，與圖3所示平面40對應的入射角寬度平面近似地與反光片60的縱向邊緣62平行。另一與圖3所示平面42對應的入射角寬平面近似地垂直反光片60的縱向邊緣。本技術領域中的普通技術人員將可認識到反光片60的反光性能可從圖3所示的理論性能開始變化，因為諸如制造缺陷、測量錯誤等原因。這種略微的變化認為也是在本發(fā)明范圍內的。
反光片60的一個特別有益的應用場合為車輛醒目片。圖8是一大型車輛82的示意圖，一條反光片60設置在垂直方向。反光片60可反射過往車輛的頭部光線以增加其醒目性。為了使水平反光片條60在高入射角度下所返回的光量最大，入射角的最寬平面應當基本上與其縱向邊緣62平行。相反，為了使垂直方向的反光片條60所返回的光量在高入射角時最大，入射角的最寬平面應當基本上垂直于其縱向邊緣62。
反光片60尤其適用于提高車輛的醒目性。當反光片60水平地設置在車輛82上時，入射角的一個寬平面基本上與反光片60的縱向邊緣62平行，從而使水平條84在高入射角時所返回的光量最大。相同地，當反光片60垂直地放在車輛上時，入射角的一個寬平面基本上垂直于反光片60的縱向邊緣62，從而使垂直條86在高入射角時所返回的光量最大。為這種應用提供單個反光片產(chǎn)品的能力可節(jié)省為這種醒目反光片所作的設計、制造和布置工序。
反光片60同樣適用于高速公路標志片。如上所述的，大多數(shù)傾斜立體角反光片產(chǎn)品的反光性能取決于反光片在標志上的取向。例如，‘258專利所示的反光片在與X平面相同的平面內具有較佳的入射角度。為了保證‘258專利的反光片的光學性能最佳，反光片的取向必須是X平面與投射光的入射平面重合。相反，圖7所示反光片的取向可是任一寬入射角度平面與投射光線的入射平面重合。
在大多數(shù)應用場合下，當最寬的入射角度的一個平面基本上與反光片的縱向邊緣62平行時，反光片60具有最佳的反光性能。對于圖7所示立體角幾何形狀而言，這對應于一結構表面，其中初級槽組66的大部分、較佳地是各初級槽66的整個長度都處于一平面內，該平面與反光片縱向邊緣62以測量角度45度相交。然而，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，初級槽不需要處于與一片反光片的邊緣交成45度的平面內。雖然制品的反光亮度在初級槽66與制品的邊緣62相交角度偏離45度時減少，但本發(fā)明的優(yōu)點仍可在圖7所示的幾何形狀下獲得，只要初級槽66與邊緣62的相交角度大約在35到55度之間、較佳地在約40至50度時獲得。另外，許多其它的立體角幾何形狀存在具有寬入射角度平面，這些平面離開立體角元件的光學軸線傾斜的平面。在反光技術領域中的普通技術人員將可認識到具有這種立體角元件的反光片的性能可通過將立體角元件的取向定為入射角度的寬平面基本上與反光片邊緣平行來改進。
本發(fā)明的光學優(yōu)點可采用圖1所示幾何形狀之外的其它立體角幾何形狀來實現(xiàn)。具有不規(guī)則底部三角形的一個寬等級的立體角元件具有等亮度曲線，它們適用于制造本發(fā)明的反光片。不規(guī)則底部三角形立體角元件的特點在于立體角元件所含的三個內角中的沒有一個是相同的。
采用典型不規(guī)則底部三角形立體角元件幾何形狀的結構表面100的一個例子示出在圖9中。各立體角反光元件的底部三角形的內角近似為69.09度，67.91度以及50.00度(分別為β1，β2，β3)。槽102(a2)的槽側角近似42.295度；槽104(a1)的槽側角近似26.284度；槽106(a3)的槽側角近似36.334度。各立體角元件的光學軸線與垂直基體的底部表面的軸線近似成8.38度，該基體處于一近似地平行槽104并且垂直材料的底部表面的平面內。
圖10是采用由折射指數(shù)1.590的材料制成、并且具有圖9所示幾何形狀的配對立體角元件的反光片的預期等亮度軸線。矢量V1對應于立體角元件傾斜的平面(例如含有立體角元件對稱軸線的平面)。圖9所示立體角幾何形狀具有兩個寬入射角度平面，如平面110、112，它們都是成角度地與立體角元件傾斜的平面偏離30度和120度。另外，平面110和112都近似地相互垂直。此外，結構表面的取向是槽104以30度或120度與反光片的縱向邊緣相交，而使一個入射角寬平面與反光片的縱向邊緣平行，另一個入射角度寬平面垂直反光片的縱向邊緣。
圖11示出了一結構表面120，該表面包括另一個不規(guī)則幾何形狀的立體角，其兩個入射角寬平面有角度地偏離相對立體角元件傾斜的平面。圖11所示立體角元件底部三角形的內角近似68.71度，63.29度和48.00度(分別為β1，β2，β3)。槽122(a2)的槽側角近似42.295度；槽124(a1)的槽側角近似26.284度；槽126(a3)的槽側角近似36.334度。各立體角元件的光學軸線與垂直基體的底部表面的軸線近似成9.51度，該基體處于一與槽122以近似45度相交的平面內。
如圖12所示的，包括如圖11所示一陣列立體角元件、且折射指數(shù)為1.590的反光片具有兩個入射角度寬平面130、132，它們與元件傾斜平面的矢量V1偏離約26度和116度。因此，結構表面的方向是槽124以49度或139度與反光片的縱向邊緣相交，而使一個入射角寬平面與反光片的縱向邊緣平行，另一個入射角度寬平面垂直反光片的縱向邊緣。
采用不規(guī)則底部三角形的立體角設計比具有等腰底部三角形的立體角元件還具有其它一些優(yōu)點。一個優(yōu)點是具有不規(guī)則底部三角形的立體角元件的結構表面可使制造過程中相對立體角元件傾斜角度較大，而不會對相鄰立體角元件造成物理損傷。
在采用三組相互相交的槽的直接加工立體角中，當任一槽側角超過45度時，立體角碎裂，而使切削工具將相鄰立體角的邊緣弄碎。例如，美國專利4,588,258中所示的立體角元件的幾何形狀傾斜角度在一傳統(tǒng)陣列中不能超出9.736度。在下文中的表格I中，示出了底部三角形內角(β)和槽側角(a)的典型不規(guī)則幾何形狀值時相對立體角元件在大致與一槽平行且垂直底部平面的一個平面內的傾斜。不規(guī)則幾何形狀可使任何槽側角超出45度之前的傾斜較大，從而允許立體角元件有超出切削工具造成的機械碎裂的已知極限的傾斜。例如，表I示出了可采用高達約13.376度的傾斜或斜角，而不會有邊緣碎裂。
表Iβ2 β3 β1a1 a2 a3 傾斜角40.0 73.321 66.679 36.695 21.063 45.78914.91241.0 72.845 66.155 36.577 21.677 45.48514.30542.0 72.358 65.642 36.464 22.300 45.16113.68942.5 72.110 65.390 36.408 22.614 44.99213.37643.0 71.858 65.142 36.354 22.931 44.81813.06144.0 71.345 64.655 36.247 23.571 44.45512.42145.0 70.817 64.183 36.145 24.221 44.07111.76946.0 70.274 63.727 36.047 24.881 43.66611.10547.0 69.713 63.287 35.953 25.550 43.23810.42648.0 69.133 62.867 35.864 26.230 42.7879.73349.0 68.533 62.467 35.780 26.921 42.3139.02550.0 67.912 62.088 35.700 27.623 41.8148.30051.0 67.266 61.734 35.626 28.336 41.2897.55952.0 66.595 61.405 35.558 29.061 40.7386.80153.0 65.896 61.104 35.495 29.797 40.1606.02454.0 65.167 60.833 35.440 30.545 39.5535.22855.0 64.405 60.595 35.391 31.304 38.9174.41256.0 63.607 60.393 35.349 32.075 38.2503.57457.0 62.770 60.230 35.316 32.857 37.5522.71558.0 61.892 60.109 35.291 33.650 36.8221.83359.0 60.967 60.033 35.275 34.452 36.0580.92760.0 60.000 60.000 35.264 35.264 35.2640.000結合本發(fā)明關于不在傾斜平面內改進的較佳入射角度的示教，不規(guī)則底部幾何形狀的立體角元件陣列也可使傾斜超出原先已知的極限，在該極限時垂直或法向地投射到立體角底部三角形上的光線總返回光量減少。反光片的總返回光量(TLR)是由百分有效口徑和反光的光線亮度的乘積。立體角幾何形狀、入射角和折射率、亮度的顯著減少的一些組合情況可使總返回光量相對減少，即使百分有效口徑相對大。一個例子是根據(jù)反光的光線的全反射的反光立體角元件陣列。只要全反射的臨界角超出一個立體角面，亮度就會顯著減弱。雖然在此情況下采用金屬或其它反光涂層是有用的，但這些涂層由于成本、工藝、外觀或其它一些因素而并不是總適合的。在此情況下，采用不規(guī)則底部三角形的立體角元件就是較佳的。
表II示出了垂直投射光線和折射率為1.586的立體角的總返回光線幾何形狀極限。例如對于一個52.2度-52.2度-74.6度的底部三角形的立體角元件，極限傾角是15.60度，例如美國專利4,588,258(Hoopman)所揭示的。然而，這一極限在采用不規(guī)則底部幾何形狀時可超出，而總返回光量不會減少，例如16.41度(45.40度-58.57度-76.03度)甚或18.830度(77.358度-65.642度-37.00度)。表II中的數(shù)據(jù)代表數(shù)字而非解析解。
表IIβ2 β3 β1a1 a2 a3傾斜角75.60052.200 52.20050.867 26.505 266.505 15.60275.74948.900 55.35150.939 24.769 28.08015.85776.03045.400 58.57050.924 22.949 29.68916.40876.62341.400 61.97750.985 20.840 31.29017.47677.35837.000 65.64250.816 18.582 33.06418.830本發(fā)明的原理也可應用于傾斜的反光片。如本發(fā)明所采用的，傾斜的結構表面包括相對反光片邊緣的不同方向上的配對立體角元件的多個不連續(xù)陣列。傾斜是用于生產(chǎn)具有多個寬入射角度平面的反光片的策略。傾斜的反光片在高入射角時固有地存在亮度損失，因為，確切地說，僅一部分陣列的方向可以在一給定入射角和反光片取向下反射最大量的光線。然而，通過使立體角元件陣列的取向根據(jù)本發(fā)明原理處于結構表面上可使傾斜反光片的固有亮度損失最小或者至少是減小。
傾斜的利用可結合圖7所示的反光片來說明。如上所述的，圖7所示反光的結構表面具有配對的單個立體角元件陣列，它可產(chǎn)生兩個入射角度寬平面第一平面基本上平行于反光片60的縱向邊緣62，第二平面基本上垂直于反光片60的縱向邊緣62。一傾斜的反光片、包括具有相對反光片邊緣處于兩個不同方向的兩個不同陣列位置的結構表面、可具有多達四個入射角度寬平面。相同地，一反光片、包括具有相對反光片邊緣處于三個不同取向的三個不同傾斜陣列可具有多達六個入射角度寬平面?？傊?，對于圖7所示的立體角形狀而言，具有X個入射角度寬平面的反光片可由具有相對反光片邊緣的X/2不同取向上的多個傾斜陣列的結構表面產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明，至少一個配對立體角元件的取向應為入射角度的一個寬平面近似地平行反光片的邊緣。因此，對于圖7所示的立體角幾何形狀而言，一個配對立體角元件陣列的方向應當為初級槽與制品的邊緣相交成45度。
其余陣列的取向取決于在結構表面中的配對立體角元件的不連續(xù)陣列的數(shù)量。對于圖7所示立體角幾何形狀而言，假設傾斜目的是產(chǎn)生一還轉動對稱的反光圖形，配對立體角元件陣列之間的角度差ε可由以下公式表示ε＝90/N其中N表示立體角元件不連續(xù)陣列的數(shù)量。因此，在具有四個入射角度寬平面的反光片中(例如采用N-2陣列的立體角元件)，立體角陣列取向上的角度差ε應當近似45度。因此，立體角元件的第二陣列的取向應當是初級槽與制品邊緣相交近90度。同樣地，在具有六個入射角度寬平面的反光片中，立體角陣列取向上的差ε近似30度。因此，立體角元件的第二陣列的取向應當是初級槽與制品邊緣相交成與反光片的縱向邊緣成15度，第三立體角元件陣列的取向應當是初級槽與制品邊緣相交成與反光片的縱向邊緣近似75度。這一系列可連續(xù)到所需的多個不同取向上。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的傾斜反光片150的一個實施例示意圖，它具有六個立體角元件陣列，而具有六個寬入射角度。在一較佳例中，反光片150制成為一薄的連續(xù)帶，柔軟的反光片可以繞成卷。反光片150的結構表面包括六組配對立體角元件陣列，處于相對反光片150的縱向邊緣152的六個不同取向上第一組陣列154的位置為初組槽與邊緣152相交成15度，第二組陣列158位置為初級槽與邊緣相交成75度，以及第三組陣列162的位置為初級槽與邊緣152相交成45度的銳角，第四組陣列155位置為初級槽與邊緣152相交成45度銳角，第五組陣列159的位置為初級槽與邊緣152相交成75度的銳角，第六組陣列的取向為初級槽與邊緣152相交成15度的銳角。各陣列由基本上與圖1和2有關的配對立體角元件相同的元件構成。矢量156、160和164表示立體角元件的各陣列154、158、162的初級槽各自的方向。相同地，矢量157、161和165分別表示陣列155、159和163的初級槽的方向。雖然不是必要的，但較佳的六個不同陣列組154、155、158、159、162和163都大約蓋住反光片150的結構表面的六分之一的表面積。
反光片150具有六個入射角度寬平面。與陣列組162、155對應的兩個入射角度寬平面相對反光片150的縱向邊緣152近似0度和90度。與陣列組154和159對應的入射角度兩個寬平面相對反光片150邊緣近似成60度和150度。與組158和163對應的兩個入射角度寬平面相對反光片150的邊緣近似成30度和120度。
圖13所示的反光片150采用了在六個不同取向上的六個陣列以產(chǎn)生具有六個入射角度寬平面的反光片，一個基本上與反光片150的縱向邊緣152平行。然而，將可認識到反光片150可具有更多或更少的陣列以形成反光片，并且具有相應的更多或更少的入射角度寬平面。
如上關于本發(fā)明的單個陣列實施例所討論的，該陣列不需要精確排列也能實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點。在許多應用情況下，將立體角陣列放置成大約5度的較佳方向將可足夠在一給定入射角度下產(chǎn)生所需的亮度。
圖14是反光片170的示意圖，它采用了與圖1-2所示類似的配對反向傾斜立體角元件的多個傾斜陣列。圖14所示的反光片由伊利諾斯州Niles的Stimsonite方便地購得，并且制成且以商標名稱為STIMSONITE的高性能級反光片(Lot1203W，產(chǎn)品號8432170)供應。反光片170的結構表面包括多個相對反光片170的縱向邊緣172的多個不同取向上的多個配立體角陣列組。立體角陣列的取向可以是陣列初級槽處于相對反光片170的縱向邊緣172成0度、30度、60度和90度的方向的平面內。
根據(jù)本發(fā)明將反光片的傾斜段定位以使入射角度的寬平面相對反光片150的縱向邊緣152近似成0度和90度可獲得比圖14所示傾斜反光片更顯著的性能。這些性能改進示在圖15中，該圖描述了反光片的亮度(每平方米燭光)是為改變傾斜段在反光片(例如改變槽排列角)方向的距離函數(shù)(米)。在圖15中的亮度數(shù)據(jù)表示一標準轎車達到一雙輪拖車以45度角橫停在路中時的亮度。反光片水平地在在雙輪拖車底邊上。產(chǎn)生圖15所示數(shù)據(jù)的檢試環(huán)境和方法的詳細描述可從由Woltman和Szczech所著的用于測試駕駛員需要、道路變化和標志材料的方法的標志亮度、由國家研究協(xié)會交通研究委員會1989年出版的交通研究記錄1213、人類行為和高速公路的能見度--設計安全和方法第21-26中得知。
在圖15中，曲線180對應于具有放置成0，30，60和90度的立體角陣列的反光片，如圖14所示的反光片。曲線182對應于具有放置成5，35和65度的立體角陣列的反光片，曲線184對應于具有在成10、40和70度的立體角陣列的反光片，曲線186對應于具有在成15、45和75度的立體角陣列的反光片，以及曲線188對應于具有在成20、50和80度的立體角陣列的反光片。圖15示出了具有放置成15、45和75度的立體角陣列的反光片幾乎在離開反光片的所有距離下都有最佳的反光性能。同樣地，具有放置成10、40和70度的立體有陣列的反光片以及立體角陣列方向為20、50和80度的反光片在模擬的距離范圍內都有良好的反光性能。對應于反光片170的0度方向存在最差的反光性能。根據(jù)本發(fā)明的傾斜反光片方向的工作性能比在曲線所示的所有距離下都優(yōu)于圖14所示的反光片。因此，本發(fā)明的反光片的亮度近似是約50至150米的臨界距離范圍中的亮度的兩倍。
根據(jù)本發(fā)明的反光片可由一片整體材料制成，例如在一預制片上模壓出所述陣列的立體角元件，或者用流體材料在一模具中鑄造而成。另外，這種反光片可制成為一疊層制品，例如如美國專利3,684,348所揭示的在一預制薄膜上鑄造元件，或者將一預制薄膜疊置在單個模塑元件的前面上。
用于制造本發(fā)明反光片的有用工具包括模壓模具，該模具可呈連續(xù)的帶狀或卷筒形。這種連續(xù)模具可用復制工藝制成，其一開始就在一可加工的基體上采用精密加工工具、例如金剛石固化機或車床直接加工一結構表面以產(chǎn)生一標準模制工具。結構表面可采用將鎳的電解沉積物在標準制品上復制而成。多個這樣的復制工具可連接到一模造或鑄造模具中。就本發(fā)明所述的具有新穎結構表面幾何形狀的范圍而言，本發(fā)明的權利要求書將覆蓋用于制造反光片的復制品、工具和模具。
用于本發(fā)明的反光制品或反光片的合適材料較佳地包括透明材料，其尺寸穩(wěn)定、耐用、耐氣候性，并且易于被復制成所需的形狀。合適材料的例子包括玻璃；折射指數(shù)約為1.5、由Rohm and Haas公司制造的如PLEXIGLAS牌丙烯酸樹脂；折射指數(shù)約為1.59的聚碳酸酯；英國專利2,027,441和美國專利4,576,850/4,582,885/和4,668,558所揭示的活性材料；可透過用于固化立體角元件的光化輻射波長的材料；從一組聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯以及多官能團丙烯酸單體的交聯(lián)鍵聚合物中選得的聚合材料；一類鏈型的聚乙烯、如市售的E.I.Dupont de Nemoursand Co.，Inc.的SURLYN牌聚乙烯；聚酯、聚氨基甲酸乙酯；以及醋酸-丁酸纖維素。聚碳酸酯是最合適的材料，因為其韌性和較高的折射批數(shù)，而可有利于在一較大的入射角范圍中改善反光性能。這些材料也可包括染料、著色劑、顏料、紫外線穩(wěn)定劑或其它添加劑。著色劑可包括熒光染料或顏料以改善反光片在日光下能見度和醒目性。材料的透明度可保證分離或平截表面可使光線透過制品或反光片的這些部位。
平截或分離表面的存在并沒有削弱制品的反光度，而是使整個制品局部透明。在一些需要局部透明材料的應用情況下，制品的低折射指數(shù)將改善透過制品的光線范圍。在這些情況下，丙烯酸的大透射范圍是理想的(折射指數(shù)約為1.5)。
在完全反光的制品中，具有高折射指數(shù)的材料是較佳的。在這些應用情況下，如折射指數(shù)約為1.59的聚碳酸酯可用于增加材料指數(shù)和空氣之間的差，從而增加反光度。聚碳酸酯一般也具有溫度穩(wěn)定性和沖擊耐力。
本發(fā)明還涉及用一利用所揭示的立體角元件的光學設計的鑄造和固化式制造工藝生產(chǎn)具有超高光學性能和極好柔軟度的反光片。采用這種工藝的一制品實施例包括第一立體角元件的聚合成分和熱塑材料的第二聚合疊層材料。較佳地，疊層材料對于制成立體角元件的樹酯固化的光化輻射波長是透明的。這一實施例材料的另一較佳特點是各單元有關的彈性模數(shù)。高彈性模數(shù)的材料用于立體角元件是較佳的，因為其具有抵抗變形阻力的機械特性。疊層材料較佳地是略低彈性模數(shù)的聚合材料。在對立體角單元固化過程中，取決于立體角材料的成分，單個立體角元件可經(jīng)受一定程度的收縮。如果疊層材料的彈性模數(shù)太高，當立體角元件在固化過程中收縮時會受到扭轉應力的作用。如果應力足夠高，那么立體角角元件就會變形而使光學性能降低。當疊層薄膜的彈性模數(shù)足夠地低于立體角材料的模數(shù)時，疊層可在立體角元件收縮時變形，而不會在立體角元件上施加其固有的變形應力，從而不會引起光學性能降低。
另外，立體角元件和疊層材料之間的彈性模數(shù)差不需要隨立體角元件的尺寸增大。當立體角元件較高時，立體角元件和疊層薄膜之間的彈性模數(shù)差不需要很大，假定由于較小的立體角元件在固化過程中收縮時不會受到和絕對尺寸單元所測得的一樣大的應力，所以疊層薄膜不與立體角元件互相作用使產(chǎn)生的扭轉和尺寸應力與較大立體角元件的范圍一樣大?？傊梢员砻鳢B層材料和立體角元件材料之間的模數(shù)差應在1.0至1.5×107帕的范圍中，或者更大的范圍中。當立體角元件的高度減小時，這一模數(shù)差立即可達到上述給定范圍的下限。然而，應當記住，實際上存在立體角元件材料的實際下限。在某一值下，一般在2.0至2.5×108帕范圍中，立體角元件會變得太軟，而沒有足夠的機械剛性而在一應力作用下發(fā)生適當?shù)钠屏?。在某些實施例中破裂是一所需的特征以便獲得不連續(xù)的立體角元件。沒有這一破裂，在應力作用下就不能實現(xiàn)單個立體角元件的解耦，而解耦對反光片獲得柔性和優(yōu)異的光學性能是至關重要的。
除了考慮立體角元件和立體角元件鑄造于其上的疊層薄膜之間的相關彈性模數(shù)之外，疊層薄膜的較低彈性模數(shù)也是需要的。如果制造目標是為了獲得在所生產(chǎn)的反光片材料中獲得高柔軟度，這一點就是重要的。較佳地，立體角元件用少量接合區(qū)鑄造在疊層薄膜上。假設接合區(qū)可以足夠地小，疊層薄膜的伸長或其它適當彈性變形可使得單個立體角元件之間的立體角材料破裂。這可由通過對疊層/立體角材料的后制造施加彈性應力、或者可通過簡單地將材料從制造裝置上去除的工藝來完成。這表明在制造時效率很高，即為實現(xiàn)相同的效果而使更多基本接合區(qū)破裂的明顯后鑄造操作是不必要的的，從而可節(jié)約制造成本。
由于立體角薄膜的少量接合區(qū)破裂，所以單個立體角光學元件相互間必須完全解耦以及從疊層材料上脫離。顯著的優(yōu)點來自于這一解耦。首要的是材料的超軟性。解耦的光學元件不再受接合區(qū)作用的機械約束。這使得彈性疊層/立體角復合材料的顯著變形，而同時可實質完成復合材料后變形的機械復原。同樣，單個立體角元件的解耦使之可能脫離施加于復合材料上的任何變形應力。其直接的益處在于施加于反光材料上的應力一般具有使材料的光學性能略微降低的作用。在已有技術的制造過程中，由于柔性小，施加于立體角復合材料一個區(qū)域上的局部應力可透到相鄰區(qū)域中，結果反光材料的很大區(qū)域上失去大量的光學特性。
在為了在一反光制品中獲得一定程度柔性的另一不同工藝中，第一步是暫時將一個立體角陣列固定到一片底部材料上。立體角元件可通過在底部材料上的可脫離涂層上鑄造一適合的材料而構成。那么，立體角元件的一反光層由金屬噴涂金屬或其它方式制成。底部材料層可以除去，而在基體上形成一較自由地存在露出的立體角陣列。
適合的后層可由透明或不透明材料制成，包括有色或無色材料，它們可以緊密地貼著反光片。合適的背材料包括鋁層、鍍鋅鋼、聚合材料、如聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚酰胺、聚氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯以及由這些和其它材料制成的多種疊層。
該背層或片可封到呈網(wǎng)格狀圖案或其它合適結構的反光立體角元件?？刹捎迷S多方法，包括超聲焊接、粘結劑、或者通過熱封封在反光元件的陣列不連續(xù)位置(例如見美國專利3,924,928)。密封是為了防止雜質進入、如土壤或水分的進入以及在立體角反光表面的周圍建立一個空間。邊緣密封在車輛醒目性的應用情況下是有利的，它需要較窄長的反光片條。
如果在復合材料中需要額外的強度或韌性，可采用聚碳酸酯、聚丁烯或纖維加強塑料制成的背層。根據(jù)制成的反光材料的柔軟度，材料可卷成筒或切成條或其它合適的設計。反光材料背上可涂上粘結劑和釋放層以使之施放于任何基體上，而不需要其它施加粘結劑的步驟或采用其它固定方式。
雖然在上述各實施例中沒有具體地揭示，但本發(fā)明還可以有具有立體角反光技術特點的許多變化或組合。例如，本技術領域中一個普通技術人員顯然可以在分離立體角元件的槽中提供一分離表面。另外，顯然可在結構表面一部分上涂覆一層鏡面反光物質，如通過在表面上蒸涂一層鋁或銀。而且，一個普通技術人員將可認識到相鄰立體角元件之間的二面角可以如Appeldorn的美國專利4,775,219中所揭示的那樣變化。具有明顯的變化或組合特點的產(chǎn)品都屬于本發(fā)明范圍內。
例I該例子示出了立體角元件傾斜的角度范圍，它可使立體角元件傾斜的光軸線所在平面和最寬入射角平面之間有所需的角度偏差。圖16A至16J都是等亮度曲線，表示如圖1-2所示配對立體角元件預期的反光性能?？傊?，圖16A至16E示出了當元件傾斜角度增加到產(chǎn)生一65-65-50底部三角形時入射角度最寬平面與立體角元件在其中傾斜的平面之間的偏離角度的增加。其后，相對立體角元件的傾斜角度的增加可使入射角度寬平面和立體角元件在其中傾斜的平面之間的角度差減少。
圖16為具有等邊底部三角形、折射指數(shù)為1.59的單個立體角元件的等亮度曲線。它有眾所周知的六葉形等亮度圖形，這是由等邊底部三角形立體角元件的三條對稱軸線所產(chǎn)生的。圖16B至16J示出了當相對立體角元件的傾斜角度增加時配對立體角元件的等亮度圖形的變形。相對立體角元件在水平地穿過等亮度曲線的平面內傾斜。圖16B表示1.60度傾斜以產(chǎn)生內角近似為61度、61度和58度的等腰底部三角形。圖16C表示3.14度傾斜以產(chǎn)生內角近似為62度、62度和56度的等腰底部三角形。圖16D表示4.63度傾斜以產(chǎn)生內角近似為63度、63度和54度的等腰底部三角形。圖16E表示7.47度傾斜，以產(chǎn)生內角近似為65度、65度和50度的等腰三角形。圖16F是10.15度傾斜，以產(chǎn)生內角近似67度、67度和46度的等腰三角形。
等亮度曲線的試驗結果表示入射角度最寬平面與相對立體角元件傾斜所在平面的角度差的增加。
其余等亮度曲線表示入射角度最寬平面和相對立體角所傾斜平面之間的角度誤差的減少。圖16G華僑2.69度以產(chǎn)生內角近似69度、69度和42度的等腰底部三角形。圖16H傾斜15.12度，以產(chǎn)生內角近似71度、71度和38度的等腰底部三角形。圖16I表明傾斜17.46度，以產(chǎn)生內角近似為73度、73度和34度的等腰底部三角形。圖16J表明傾斜19.72度以產(chǎn)生內角近似為75度、75度和30度的等腰底部三角形。
這一系列的等亮度曲線表明當相對立體角元件的傾斜角度增加到約12度時，制品的入射角度繼續(xù)在兩個基本上垂直的平面內變寬，該兩個平面相對立體角元件傾斜平面近似成45度。進一步傾斜可增加在這些平面內的入射角度并且減少與傾斜平面重合平面內的入射角度。而最佳的傾斜量近似為7.47度，對應于65-65-50的底部三角形，將可認識到從近似5度向近似12度的傾斜角度范圍是合理的，從而可生產(chǎn)出具有相互垂直的兩個入射角度寬平面的反光制品。
權利要求
1.一種用光透明材料制成的反光立體角制品，其特征在于包括具有放置在底部平面內底部表面的襯底；偏離底部表面并且包括由三個交叉的平行槽組構成的傾斜的配對立體角元件陣列的結構面，每個配對包括第一立體角元件和光學意義上相對的第二立體角元件，其中(a)位于陣列內具有在第一平面內傾角介于4度-15度之間的對稱軸線的多個立體角元件；(b)制品在與第一平面具有一定角度偏離的第二平面內具有最寬的入射角范圍；(c)立體角元件的取向使得第二平面與制品邊緣以小于15度的交角相交。
2.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于陣列內的多個立體角元件具有在第一平面內傾角介于5度-12度之間的對稱軸線。
3.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于立體角元件的取向使得第二平面與制品邊緣的交角小于5度。
4.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于第一傾斜立體角元件直接面對第二傾斜立體角元件槽放置。
5.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于槽組內相鄰槽之間的相隔距離小于600微米左右。
6.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于制品在第三平面內具有相似的寬范圍入射角；以及第三平面與第二平面的交角為75度-90度之間。
7.如權利要求6所述的反光制品，其特征在于制品包含折射率為1.5左右的材料并且以60度左右入射角入射到第三平面內的制品底部的光線至少有5％返回。
8.如權利要求6所述的反光制品，其特征在于制品包含折射率為1.6左右的材料并且以60度左右入射角入射到第三平面內的制品面上的光線至少有10％返回。
9.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于陣列內多個立體角元件包括由三個相交槽組其中一個槽限定的底面三角形，底面三角形是不等邊的。
10.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于至少一個槽組內的至少一個槽包括一個分離表面。
11.如權利要求10所述的反光制品，其特征在于分離表面是部分光透明的。
12.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于至少有一組槽組在重復模式中包括至少兩個互不相同的槽側角。
13.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于第一平面基本上與其中一個槽垂直。
14.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于制品包括薄而柔軟的聚合物膜。
15.如權利要求1所述的反光制品，其特征在于一部分結構表面上涂覆光反射材料。
16.一種由光透明材料構成的薄而柔軟的反光片，其特征在于包括具有放置在底平面內底部表面的襯底；與底部表面相對并且包括由三個交叉的平行槽組構成的傾斜的配對立體角元件陣列的結構面，每個配對包括第一傾斜立體角元件和與第一單元的初級槽相對放置的第二傾斜立體角元件，其中(a)位于陣列內具有在第一平面內相對底平面法線的傾角介于4度-1 5度之間的對稱軸線的相向立體角元件；(b)制品在與第一平面具有一定角度偏離的第二平面和第三平面內具有最寬的入射角范圍；(c)立體角元件陣列的取向使得第二平面與反光片邊緣基本平行。
17.如權利要求16所述的反光片，其特征在于第三平面與第二平面的交角介于75度-105度之間。
18.如權利要求16所述的反光片，其特征在于陣列內的多個立體角元件具有在第一平面內傾角介于5度-12度之間的對稱軸線。
19.一種制品，其特征在于包括具有放置在底部平面內底部表面的襯底；偏離底部表面并且包括由三個交叉的基本平行的槽組構成的傾斜的配對立體角元件陣列的結構面，每個配對包括第一立體角元件和光學意義上相對的第二立體角元件，陣列內幾乎每個配對包括具有在與初級槽和底部表面基本垂直的平面內傾角介于4度-15度之間的對稱軸線的第一立體角元件和具有在與初級槽和底部表面基本垂直的平面內傾角介于4度-15度之間的對稱軸線的光學相對的第二立體角元件，其中(a)次級槽組以小于15度的角度相交；(b)初級槽組中幾乎每個槽的主要部分位于與底部表面垂直并且與制品邊緣以35度-55度的角度相交的平面內。
20.如權利要求19所述的制品，其特征在于陣列內的多個立體角元件具有在第一平面內傾角介于5度-12度之間的對稱軸線。
21.如權利要求19所述的制品，其特征在于初級槽組中幾乎每個槽的主要部分位于與制品邊緣以40度-50度的角度相交的平面內。
22.如權利要求19所述的制品，其特征在于初級槽組中幾乎每個槽的主要部分位于與制品邊緣以45度的角度相交的平面內。
23.如權利要求19所述的制品，其特征在于至少一個槽組內的至少一個槽包括一個分離表面。
24.如權利要求23所述的制品，其特征在于分離表面是部分光透明的。
25.如權利要求19所述的制品，其特征在于至少有一組槽組在重復模式中包括至少兩個互不相同的槽側角。
26.如權利要求19所述的制品，其特征在于第一傾斜立體角元件直接面對第二傾斜立體角元件槽放置。
27.如權利要求19所述的制品，其特征在于槽組內相鄰槽之間的相隔距離小于600微米左右。
28.如權利要求19所述的制品，其特征在于制品為標志制品。
29.如權利要求19所述的制品，其特征在于制品為適于成型反光制品的模具。
30.如權利要求19所述的制品，其特征在于制品為反光片。
全文摘要
一種立體角反光制品,該制品在至少一個平面、較佳地在兩個或更多平面存在寬范圍的反射入射角度。本發(fā)明制品包括一具有由基本平行的槽的三個相交槽組構成的至少一個立體角元件陣列的結構表面。各立體角元件包括由三組相交槽中的每一組槽中的一個槽構成的底部三角形,該底部三角形是不規(guī)則的。
文檔編號G09F13/16GK1187245SQ96194639
公開日1998年7月8日 申請日期1996年6月6日 優(yōu)先權日1995年6月9日
發(fā)明者K·L·司密斯, G·M·本森 申請人:美國3M公司