本發(fā)明涉及定向反光制品領域，特別是涉及一種定向閃爍反光制品。

背景技術：

現(xiàn)有的定向反光裝置包括玻璃微珠結構制品和全反射內(nèi)三角反射器結構裝置，定向反光裝置可以將入射光按原入射方向反射出去，廣泛應用于交通路標、車輛無源警示燈。穩(wěn)定的入射光線通常從定向反光裝置產(chǎn)生穩(wěn)定的返回光線，即無法使返回光線的光強發(fā)生明顯地變化，如果使返回光線的光強發(fā)生周期性變化，光強周期性變化的閃爍將會起到更好的警示作用。

中國專利公告申請?zhí)枺篊N88106181.6-全方位定向反光貼片，申請人：吳東輝，披露了定向反射制品的原理及工藝。

中國專利公告申請?zhí)枺篊N97182267.0雙軸定向反光制品，申請人：美國3M公司，披露了移動雙軸定向反光結構以獲得間歇或閃爍定向反光。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種定向閃爍反光制品，用于提供能見度的被動式反光系統(tǒng)，如交通標志的被動式反光燈，使行進中的車輛的駕駛員獲得間歇或閃爍定向反光。

本發(fā)明的思路是：光源和所述定向閃爍反光制品之間發(fā)生相對運動，引起入射光射向所述定向閃爍反光制品的入射角發(fā)生變化，所述定向閃爍反光制品中設置光柵，入射角不斷變化的入射光照射光柵的黑條或反光條，即由光柵根據(jù)入射光的入射角度周期性地改變反射光的光強實現(xiàn)閃爍，閃爍頻率和相對運動速度成正比（線性或非線性）。

本發(fā)明采用的技術方案是：

一種定向閃爍反光制品，其特征是：包括透鏡、反光鏡、光柵，所述光柵設置在所述反光鏡的反光面上。

反光鏡位于透鏡的焦距處，平行入射光線通過透鏡會聚于反光鏡的反光面。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：透鏡為球形透鏡，反光鏡為球形反光鏡，所述球形透鏡和所述球形反光鏡圓心重合，所述球形透鏡焦距為f，所述球形反光鏡半徑為r2，滿足：r2=f。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：透鏡為球形透鏡，反光鏡為球形反光鏡，所述球形透鏡和所述球形反光鏡圓心重合，所述球形透鏡半徑為r1，所述球形反光鏡半徑為r2，滿足：r2= nr1/2(n-1)，n為球形透鏡的折射率。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：透鏡為球形透鏡，反光鏡位于所述球形透鏡的半球，球形透鏡的折射率為2。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：透鏡為非尼爾透鏡或非尼爾球形透鏡。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：反光鏡為非尼爾反光鏡或非尼爾球形反光鏡。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：光柵為一維光柵。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：光柵為二維光柵。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：所述光柵是如下形式之一或組合：等距光柵、或不等距光柵、或函數(shù)光柵；

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：閃爍頻率=車速*焦距/（(車速-焦距)*柵距），在規(guī)定行車速度的條件下，通過設計光柵的柵距及柵距的變化規(guī)律獲得要求的閃爍頻率或頻率的變化。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：由所述定向閃爍反光制品組成顯示屏，單個定向閃爍反光制品為顯示屏的像素，各定向閃爍反光制品的光柵之間的相位關系為如下之一或組合：等相位差排列、或不等相位差排列、或函數(shù)相位差排列。

所述的一種定向閃爍反光制品，其特征是：閃爍頻率=車速*焦距/（(車速-焦距)*柵距），在規(guī)定行車速度的條件下，通過設置光柵的柵距獲得閃爍頻率5~20Hz。

進一步，所述的任一種定向閃爍反光制品，其特征是：閃爍頻率=焦距/柵距，在規(guī)定行車速度的條件下，通過設置光柵的柵距獲得閃爍頻率5~20Hz。

本發(fā)明的有益效果是：提供一種定向閃爍反光制品，用于提供能見度的被動式反光系統(tǒng)，如車輛的被動式反光燈，包括但不限于，可以區(qū)分車輛的行駛狀態(tài)或停車狀態(tài)。

附圖說明

圖1為定向反光裝置結構原理圖。

圖2為定向閃爍反光制品結構原理圖。

圖3為豎直光柵。

圖4為水平光柵。

圖5為二維光柵。

圖6為定向閃爍反光制品閃爍產(chǎn)生示意圖。

圖7為球形透鏡定向閃爍反光制品的原理圖。

圖8為球形透鏡定向閃爍反光制品的一種實施方案。

圖9為球形透鏡折射率為2的定向閃爍反光制品的一種實施方案。

圖10為本發(fā)明采用非尼爾透鏡的方案。

圖11為本發(fā)明采用控制光柵相位差獲得活動圖案的原理圖。

圖12為采用本發(fā)明制品制成的“禁止駛?cè)搿睒伺啤?/p>

圖13為用本發(fā)明制品制成的圖案顯示屏。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1為定向反光裝置結構原理圖，101為透鏡，102為反光鏡，透鏡101的焦點落在反光鏡102的弧形立體面上，這樣，當光源104的光線射向透鏡101時，由透鏡101聚焦在其焦點上，而處于焦點處的反光鏡102將焦點處的光線反射至透鏡101，由透鏡101出射返回光線至觀察者眼睛103，返回光線和入射方向相反，即原路返回。

圖2為定向閃爍反光制品結構原理圖，相對圖1定向反光裝置結構，反光鏡102的反光面上設置有光柵，光柵由吸收光線的黑條201周期性排布組成，黑條之間的間隔是反光條202，具體見圖3為豎直光柵，柵距為d，柵距可以是均勻的，也可以是按設計要求變化的，通過柵距變化可以控制閃爍頻率的變化，圖4為水平光柵，圖5為二維光柵。

圖6為定向閃爍反光制品閃爍產(chǎn)生示意圖，假設車輛行進方向由601位置到602位置，在601位置時，入射光1通過透鏡101匯聚到反光鏡102上設置的光柵的黑條201上，入射光1被光柵的黑條吸收，無反射光線，所以601位置的觀察者得到的是暗的效果，當車倆行駛到602位置時，入射光2通過透鏡101匯聚在光柵的反光條202上，反射光通過透鏡101原路返回，即602位置觀察者獲得反射光2，得到亮的效果，如此，車輛不斷行進，觀察者獲得周期性暗、亮交替效果，即閃爍效果，閃爍頻率和相對運動速度成正比（線性或非線性），另外，通過調(diào)節(jié)光柵的柵距可以調(diào)節(jié)閃爍頻率（假設車速不變），圖3所示豎直光柵對水平運動敏感，圖4所示水平光柵對上下運動敏感。

在一般光強下，人眼對時間頻率的響應近似一個帶通濾波器，對15~20Hz信號最敏感，有很強閃爍感(flick)，大于75Hz響應為0，閃爍感消失，剛到達閃爍感消失的頻率叫做臨界融合頻率(CFF)，在較暗的環(huán)境下，呈低通特性，且CFF會降低，這時對5Hz信號最敏感，大于25Hz閃爍基本消失。據(jù)此，閃爍頻率選擇5~20Hz，對應的周期為0.04秒~0.2秒，通過選擇柵距值實現(xiàn)需要的閃爍頻率，如某段高速公路限速100公里每小時，也就是速度已知，通過調(diào)節(jié)柵距獲得閃爍頻率5~20Hz。

本發(fā)明提供一個粗略計算閃爍頻率的方法，根據(jù)成像公式：1/f=1/v+1/u，f為透鏡焦距，v是相距，u是物距，將v像距、u物距除以時間（或?qū)r間求導數(shù)）獲得速度，以物距速度代表車速，即1/焦距=1/像速+1/車速，再假設本發(fā)明制品的反光鏡上的光柵的柵距為d（采用豎直光柵），則像速/d為閃爍頻率，整理得到：閃爍頻率=車速*焦距/（(車速-焦距)*柵距），例如車速為27.8米每秒（100公里每小時），焦距為0.01米（1厘米），柵距為0.001米（1毫米），則得到閃爍頻率為27.8*0.01/((27.8-0.01)*0.001)=10(赫茲)，考慮到車速和焦距相差太大，全部約掉后獲得簡潔公式：閃爍頻率=焦距/柵距，由此可見，在車速和焦距相差很大的情況下，也就是我們平時的正常情況，閃爍頻率和車速無關，只和焦距/柵距比值有關，這樣就為圖12為采用本發(fā)明制品制成的“禁止駛?cè)搿睒伺坪蛨D13為用本發(fā)明制品制成的圖案顯示屏的實施方案打下計算基礎。

進一步，參照圖11為本發(fā)明采用控制光柵相位差獲得活動圖案的原理圖，1101和1102為本發(fā)明兩個制品的兩個光柵，假設兩個光柵都為等柵距光柵，dx=d，設置1101的相位和1102的相位相差一個柵距，即1101的光柵黑條對應1102的光柵反光條，這樣獲得的效果是1101和1102交替閃光（1101和1102本身也按自身的頻率閃光）；如果設置1101的相位和1102的相位相差一定的柵距，即1101的光柵黑條對應1102的光柵反光條的某個位置，這樣獲得的效果是1101和1102緩慢過度變光（1101和1102本身也按自身的頻率閃光），這樣通過大量的本發(fā)明制品獲得圖案變化。進一步，采用變柵距光柵，即一個完整的光柵由柵距不等的黑條組成，如柵距dx=F(x)，即柵距是某個函數(shù)的變化結果，這樣通過設計函數(shù)獲得需要的活動圖案。

如，參照圖12為采用本發(fā)明制品制成的“禁止駛?cè)搿睒伺疲?201為本發(fā)明制品，1202為傳統(tǒng)發(fā)光制品，這樣就可以獲得“禁止駛?cè)搿睒伺茩M杠的閃爍效果。

又如，參照圖13為用本發(fā)明制品制成的圖案顯示屏，本發(fā)明制品作為像素組成整個顯示屏，1301是本發(fā)明制品的一個，本發(fā)明制品的光柵形式為如下之一或組合：等距光柵、或不等距光柵、或函數(shù)光柵；采用本發(fā)明制品排列方式為如下之一或組合：等相位差排列、或不等相位差排列、或函數(shù)相位差排列。這樣，通過設置本發(fā)明制品代表的像素的閃爍頻率，并按設置安排各像素閃爍的相位差獲得圖案。

本發(fā)明制品作為像素單元的效果模式有：通過柵距控制閃爍頻率；過排布相同像素單元的相對位置控制閃爍的相位（即閃爍時序）；通過混合控制獲得不同的閃爍頻率和不同的相位（閃爍時序）；通過函數(shù)柵距獲得函數(shù)閃爍頻率；通過函數(shù)方式排布相同像素單元的相對位置獲得閃爍的函數(shù)相位（即閃爍的函數(shù)時序）；通過函數(shù)方式排布函數(shù)像素單元的相對位置獲得閃爍的函數(shù)效果。

采用本發(fā)明制作顯示屏的像素選擇為：傳統(tǒng)不閃爍定向反光單元，本發(fā)明不同頻率的定向閃爍反光制品單元。通過相位（閃爍時序）組合獲得活動圖案。

采用本發(fā)明制品組成的圖案顯示屏上可以涂覆不同的顏色獲得彩色。

圖7為球形透鏡定向閃爍反光制品的原理圖，圖中，701為球形透鏡，半徑為r1，702為球形反光鏡，半徑為r2，球形透鏡701由透明物質(zhì)制成，如玻璃、有機玻璃等，如果由玻璃制球，等效于凸透鏡，但不是通常的薄透鏡，普通透鏡公式不能直接套用，可以用折射定律與微積分解決.求解，處理方法是：入射平行光的延長線與出射光的反向延長線交點的集合定義為主平面，會聚點與主平面的距離為等效焦距，微積分求解等效焦距為f=nr1/2(n-1) ，n為透明物質(zhì)的折射率（相對于空氣的相對折射率），一般玻璃的折射率在1.5～1.85之間，例如，假設n=1.5 ，焦距 f=nr1/2(n-1)=1.5r1，n=1.85 ，焦距 f=nr1/2(n-1)=1.85r1/1.7＝1.09r1 ，所以，一般玻璃球的焦點在距離球心1.09r1~1.5r1的范圍內(nèi)，如果n=2 ，焦距 f=nr1/2(n-1)=r1 。球形透鏡定向閃爍反光制品要求r2=f，即球形反光鏡位置和等效焦距面重合，所以r2= nr1/2(n-1) ，這個位置反射光線的光強最大，在球形反光鏡702的反射面上設置光柵，包括圖3所示豎直光柵，圖4所示水平光柵，圖5所示的二維光柵。

圖8為球形透鏡定向閃爍反光制品的一種實施方案，半徑r1的球形透鏡和半徑r2的球形反光鏡802采用相同的透明物質(zhì)同心合成，如注塑制成，在r2球面印制黑條光柵，然后在r2球面上蒸鍍反射面，沒有印制黑條光柵的部分為反光條。

圖9為球形透鏡折射率為2的定向閃爍反光制品的一種實施方案，選取折射率為2的透明物質(zhì)，制作任意半徑的透明物質(zhì)球體902，如注塑制成， 在902的半球上印制黑條光柵，然后在印制黑條光柵的半球上蒸鍍反射面，沒有印制黑條光柵的部分為反光條。

本發(fā)明的制造工藝可以采用現(xiàn)有的注塑和真空鍍膜工藝，其步驟為：（1）按設計的尺寸注塑成型獲得透鏡面和反光鏡面；（2）在反光鏡面上按設計間隔及相位排布要求印制黑色條紋；（3）在反光鏡面蒸鍍反光膜；（4）在反光面外側(cè)涂覆保護層。本發(fā)明可以制造為單個產(chǎn)品或統(tǒng)一制成陣列。

圖10為本發(fā)明采用非尼爾透鏡的方案。至少1001為非尼爾透鏡，包括非尼爾球形透鏡，可選1002為非尼爾反光鏡，包括非尼爾球形反光鏡，本發(fā)明所有方案均可用圖10所示方案替代，采用非尼爾透鏡的優(yōu)勢是結構比較薄，節(jié)約材料。

上述實施方案均可將數(shù)個所述制品按一定的排列組成陣列，并保證組成單元光柵相對位置的一致性，制成反光牌等制品。

本發(fā)明的一個較佳實施方案是制作交通欄桿，按相位關系排布系列本發(fā)明制品，即對反光進行時序控制，形成道路右側(cè)呈現(xiàn)向前流水燈，道路左側(cè)呈現(xiàn)向后流水燈，這樣起到很好的夜間引導作用。

或按頻率排布系列本發(fā)明制品，形成道路右側(cè)呈現(xiàn)高頻率閃爍，道路左側(cè)呈現(xiàn)低頻率閃爍，這樣起到很好的夜間引導作用。