具有特定的发散轮廊的立体角反光制品的制作方法

专利名称:具有特定的发散轮廊的立体角反光制品的制作方法
本发明是针对立体角反光制品的，即能将光朝光源反射回的制品，特别是针对这样一类立体角反光制品，其中的立体角反光元件是由三组相交的平行V形纹道构成。
来自反光制品的反射光。当其离开此反光制品时，一般以光传播到该反光制品之路径为中心轴线，分布成圆锥状图案。要使此种反光制品具有实用价值，是必须有这样一种分布方式的。例如，来自一辆迎面之车辆头灯的光，由反光标志牌反射向此车辆时，必须充分地发散开，使之能到达位于此头灯光束轴外的驾驶人员之眼睛。在传统的立体角反光制品中，上述这种呈锥状分布的后向反射光，是通过立体角反光元件中的不完善性(例如元件表面的不平度、元件表面由其相互垂直位置发生无意的倾斜等)，以及由于从此种元件的三个反射面之基棱限定的孔径中出射的后向反射光所引起之衍射(参看Stamm的美国专利3，712，706)而实现的。
然而，由立体角反光制品所分布开的光有着一些严重的缺陷。首先，此种后向反射的光锥，对于许多要求从更远的轴外处来看见反射光的那些用途来说，是太窄了。其次，这种立体角反光元件的有三个边的性质，使得后向反射成的光锥具有一种不合要求的不对称形式。这种不对称形式的结果是，使得此类立体角反光制品，当从不同的显示角(有关术语汇编附于本说明书后)来观察时，会受到反射亮度变化的影响。这些缺陷足以使并排靠坐在车辆中的两人，当车通过一覆盖有立体角反光薄片的标志牌时，对于此标志牌的亮度有着全然不同的感觉。
Tanaka的美国专利3，817，596，通过使相应立体角反光元件作适当倾斜，偏离其垂直性与正交性，去增大来自这种立体角反光制品的光线之发散或分布程度。正如一系列论文所指出的，令上述这类元件的面倾斜，会使此种立体角反光元件所反射的光，分裂成多达六个不同的光束，它们从该元件的参考轴发散开，而将光通过一较广的角度范围散布，这类论文例如有，P.R.Yoder“三垂面反射镜与四面体棱镜中光偏转误差的研究”，《美国光学学会杂志》，1958，7，48(7);N.E.Rityn“直角反光器的光学”，《理论与实验》，198页及此后部分(UDC538.318;531，719，24);以及H.D.Eckhardt“角反光器现象的简单模型”，《应用光学》，1971，7，10(7)。
尽管美国专利3，817，596提出的光的散布方式，增大了可通过向后反射来看到此种制品的观察角，但无助于避免由于立体角反光元件有三个边的性质而引起的基本不对称性。此外，在常常遇到的较小的观察角条件下，即对于靠近参考轴的窄小角度时，这样的散布结果会减少向后反射的光的亮度，这是由于在通常情形下已然被引导向此类较小观察角范围中的光，会在一较大的空间区域内散布开。因为上述制品一般是不会从这一放大了的空间之各处普遍看到，所散布开之光中的大部分便被浪费掉，而这种损失掉的光便将显著减少相应制品有效的反射亮度(参看美国专利3，817，596中的图6)。
在美国专利3，833，285中，Heenan以一种不同的方式改变了立体角反光制品中光的发散或分布，具体说来，是在此种制品中加入一组特殊的排成行的立体角反光元件。在这些特殊的立体角反光元件的每一个中，有两个面相交成一沿着这行元件的长向准直的线段，而这两个面相交处的二面角则大于通常的90度，例如90°30′其结果，正如上列著作中所讨论的，由这些元件向后反射的光，分裂成沿着上述行的长向发散开的两束光。据认为，在这一成行的不同元件中，相应的二面角所加大的程度可能有所不同，因而使光分布成一种细长的图案。
美国专利3，833，285中所公开的反光制品之一严重缺点在于，在许多的反光制品中，例如交通控制标志牌中，要是让显著不同于此制品的其它反光元件之一行孤立的反光元件，将光分配到图案中，就将引起混乱。例如，一名观察者所能看到的，将不是一块均匀照亮的反光标志牌，而是对了解此标志牌上所载信息感到困惑的不等亮度。此外，按照美国专利3，833，285所描述的制品，要求先精密加工出各个部件而后组合成这样一行元件，这就很难去精确地成形并组合此类不同的部件，以在要求的公差范围获得反向反光。
总之，以上这些为改变立体角反光制品之向后反射光的发散分布图案而做的努力，仍然使得此类制品存在着限制其实用性的一些基本缺陷。
本发明提供了一种新型的立体角反光制品，它们能够独个地加以构制，而将这类制品向后反射的光分配到所需的图案或发散分布图中。简单地说，这种新型反光制品在其一侧载有一列立体角反光元件，此元件的三个侧向反射面是由三组平行的V形纹道相交形成。这三组中至少有一组，在一种重复性的图案中，包含着一个相异于同一组中另一纹道侧角的纹道侧角。作为纹道侧角重复变化的结果，这一列立体反光元件即被分成重复性的子列，而每一子列则包括一批具不同外形的立体角反光元件。在这些不同的外形中，至少有一种是对应于非正交之立体角反光元件的，后者是指其至少有一面倾斜成这样的角度，它不同于此元件内全体二面角所要求的成为正交的角度;虽然这些二面角并非所有都是正交的，但这里仍把这样一种元件当作是立体角反光元件，因为它在外形与功能上是极其类似于理想的立体反光元件的。
这些外形不同的立体角反光元件，将入射光向后反射成一些不同形状的光图。由本发明之制品向后反射成的整个光图，即此种制品的发散分布图，包括了上述这些不同光图的总和，此制品中，一个子列内的不同外形的立体角反光元件向后反射着入射光;而这些各个不同外形的光图可予以选择，使总的分布图具有所需的形状或外观。
由本发明之制品所产生的光图形状可以有意想不到的灵活性。此种灵活性之所以出人意料，是由于这里的各个立体角反光元件相互间有着许许多多共同的东西。例如，沿着一条纹道互邻的元件有着一公共的面角，因为这些面都是由相同的纹道侧角所形成的。此外，所有这些元件的基平面都有相同的三角形外形(因为相交的平行纹道组限定出某种三角形外形)，而同一子列中的所有元件则相互固定在相同定向中。尽管有着上述明显的制约条件，但这种反光制品还是有着很大的灵活性，使得如以后所详述的，能以特定的方式构制它去达到重要的新颖效果，其中包括1)由本发明之交通控制标志牌向后反射的光能够取这样的布局，使较大部分的光只能由需要看见它的人，例如驶向该标志牌之车辆驾驶员所见到，而不会分配到不需要后向反光的大范围内;换句话说，由本发明之信号牌所来的发射分布图可以是非对称的，但这是将光分配至一些更有用之图案中的一种为人们所期望的非对称性;
2)能够提供这样的反光标志牌，它们可在观察位置的宽广范围内改进亮度的均匀性，例如，由立体角反光元件因具有三边性质而引起反向反射光锥的旋转不对称性可以减弱，除此，还能提供这样一种复合光锥，使其发散分布图更严格地符合于此种标志牌所希望的观察图，例如当驾驶员的车辆沿着公路行驶时，能更全面地环绕此驾驶员之眼睛的光路;
3)能够提供这样的反光标志牌，只在特定的车辆-标志牌距离内起作用，对特殊的突然事故作出报警;
4)能够提供在大的移动范围内起有效作用的反光制品，例如用作广告牌、夜间行驶用的交通路标等;
5)能够提供这样的反光制品，使图象似乎悬挂在观察者前方的空间中;
6)能够提供这样的反光制品，它们对于产品制造过程中所引起的尺寸误差以及制品在使用过程中所造成的尺寸变化，具有极其良好的允差。
所有以上优点大大提高了立体角反光产品的实用性，并能获得反光制品工艺中前所未有的成果。
本发明的一种有代表性的反光薄片材料10是由图1中此薄片材料的背面以及图2的剖面图所示明。如图1所示，薄片材料10构制有图案的背面是由三组相交的平行V形纹道11、12和13所限定，它们形成了一种致密的或完全填满的立体角反光元件阵列。这些纹道侧面的角度即纹道侧角经选择成使得在此类纹道交线处，例如图1中有代表性的立体角反光元件17中的三条线14、15与16处，所形成的二面角至少是接近于90°。然而，在一个重复性的图案中，这些相交的平行纹道组中至少有一组包括着这样的纹道，它们具有一或两个纹道侧角，相异于此同一组中至少一个其它的纹道侧角。所谓“重复性的图案”是指，在整个立体角反光元件的阵列上周期性地出现着特殊不同的纹道侧角，即这样的纹道侧角从其于此阵列中先前已发生的位置处，间隔开相同数目的纹道。
图2表明了有代表性的一组纹道的一部分，这类纹道所具有的纹道侧角，以加大了的方式相异于此同一组中其它的纹道侧角。具体说来，图2表明了图1中薄板材料的一组纹道13，即131、132、133与134。在这组纹道中，有四个不同的纹道侧角“a”、“b”、“c”与“d”展开在这些纹道的两边之中，以及一个垂直于由此种纹道底棱19所限定出之一个平面的平面18。这些个纹道侧角则排列成a-b-c-d-a-b-c-d的重复图案。此代表组中的纹道侧角“a”乃是这样一个角度，它将使得正交二面角形成于此纹道侧与其它两组纹道有适当角度之纹道侧的相交处(这种纹道侧角在这里有时称为“正交生成的”)。纹道侧角“b”、“c”与“d”则不生成正交的二面角。将会成为正交生成的纹道侧之位置示出于图4中的点线处，可以看到，角度“b”小于为获得正交性所需要的角度，而角度“c”与“d”则大于为获得正交性所需要的角度。
图3与4以示意性的平面图示明了本发明之反光制品的有代表性的纹道图案。在这两个图中，各条线道表示一个V形纹道，以一线道各侧上的文字表示该纹道此侧上的纹道侧角。正如这些例子所表明的，这三组纹道的每一组都具有一个不同的重复性的纹道侧角图案。在图3中，一组具有一种a-b-b-a图案，第二组具有一种a-b-a-b-b-a-b-a图案，而第三组具有一种c-d-e-f-d-c-f-e图案。在图4中，这些不同的纹道图案分别为a-b-b-a图案、a-b-a-b-b-b-a-b-a图案与c-d-d-c图案。
这种重复性的纹道图案，形成了周期性重复着的成组成组的立体角反光元件，或者子列，分配在此反光制品一个大面积的侧边上。根据图3中所示的纹道图案，构成了可能由十六个不同的立体角反光元件组成的子列;这就是说，假定a、b、c、d、e与f互不相同，则在该子列中会有十六个不同外形的立体角反光元件。这十六个元件中的每一个，在图3之制品的各子列中出现两次或是成对出现，而每对中的元件则相互转过180°。为方便起见，一对中的不同元件可以命名为左侧元件与右侧元件。这样，在所示的子列中，总共有三十二个立体角反光元件。由于这些纹道侧角可以相互独立地调节与选取，就可以不必是成对的元件，而在需要时，代之以相互全然不同的元件。之所以会在图3的阵列中出现成对的元件，是由于该阵列中采用了特殊的重复性图案，例如将其中的a-b图案旋转到了相邻纹道中的b-a图案。不论采用何种重复性图案，只要这类图案为周期性的，相应的子列都将成为相互一致的。
子列中的所有纹道侧角相互不同并排本质性的因素。例如，c与e可以相互一致，或者其它的纹道侧角可以相一致。不过，在这三组纹道中至少要有一组，而为了作出更大的调节，至少要有两组甚至此整个的三组，都至少能包括有一种纹道侧角，它相异于此同一组中至少一个其它的纹道侧角。结果使得一子列中有一批(即至少是两个)立体角反光元件在形状上有别，即具有相互不同的外形。这种外形上的差别不仅仅只是一个元件绕其自身轴线的一个旋转，例如上面提及的180°的旋转，或者美国专利4，588，258中之立体角反光元件的类似之180°旋转。相反，此种外形上的差别例如是起因于某个元件的一特定面在一种形状中不是正交生成的，而在另一种形状中的对应面则是正交生成的。或是起因于在一种形状中的特定面所偏离于正交生成时的量，不同于此对应面在另一形状中偏离于正交生成时的量。成批的不同形状之所以会出现，是由于一个组中有一批不同的纹道侧角，和/或是由于两个组或全部三个组都至少包括有一种相异于同一组中其它纹道侧角的纹道侧角。更理想的情况是，在一个重复性图案中有若干个或基本上全部的纹道侧角不是正交生成的，而子列中有若干个或基本上是所有的单个立体角反光元件，在形状上不同于此子列中其它立体角反光元件。
不同的形状乃是纹道侧角不等的结果，而一个子列中不同外形的或独特的立体角反光元件的可能个数，可以由下式确定Nu＝2(mno)/F式中的m，n与O分别代表三组不同纹道中基本重复图案内的纹道数(见图3)，而F为最大单一总数系数(它可以包括数“I”)，此系数可以均匀地分给各个数“m”，“n”与“o”(注意到一个重复性的图案乃是由全部的纹道组成)。前面之所以用到“可能”一词，是因为上式中给定的不同形状之元件总数，倘若一重复图案中的纹道侧角有某些是相同的，则未必能实现。
此不同形状之立体角反光元件可能个数最好小于纹道数m，n与O的组合总数(将m，n与O连乘，由于各纹道有两侧，再将其积乘以2即可算出)。这样做的结果最好可用下面两个说明性的实例予以解释。在第一个实例中，m＝5，n＝6，而o＝7，算得的组合数，即可以在其中组合成不同纹道侧角的不同立体角反光元件的个数为420。此外，对于此重复性图案中的这样一些纹道数，可以实现上述组合中的每一种。这就是说，正如上述有关可能个数的公式所断定的，子列中存在着可能有420个不同的立体角反光元件。
在第二个实例中，m＝6，n＝6和o＝6，而计算出的其中可以组合出许多不同纹道的立体角反光元件数为432。然而，这些个立体角反光元件的可能个数，如上述公式所断言的，却是72。
在第二实例中，子列内只能有72个不同的立体角反光元件而不是432个不同的可能组合，这一事实是有利的，这是由于赋予了此种制品的设计人员以灵活性。就是说，设计人员可以从432种不同的可能性立体角反光元件中，选取有72个元件的一组，构成其希望用来实现所需的发散分布图。相反，在第一个实例中，将要求设计者在一个420个元件的子列中采用全部420种不同的可能性立体角反光元件，这便对所能设计出的发散分布图给出了限制。
设计者从一组不同的组合中进行选择的自由度可以用一设计效率系数来表征，此系数的计算如下将子列中的面角总数(等于沿子列中三根轴线每一根的纹道数之总和乘以2)，除以此子列中不同立体角反光元件的总数，再乘以100。用方程的形式，采用上述公式中的命名，此关系式为设计效率系数＝(2)(m+n+o)(100)/Nu对上述的第一个实例，此设计效率系数＝(2)(18)(100)/420＝8.6%。
对第二个解释性的实例，设计效率系数＝(2)(18)(100)/72＝50%。
表1中列出了一批不同的实例，说明如何能获得所希望的高设计效率系数。理想的结果是以至少是25%的设计效率系数取得的，而更理想的则为50%或100%。
表Ⅰ不同的立体角 设计效率系数纹道数 面角数 总的可能组合数 反光元件数Nu (%)mno123 12 12 12 100222 12 16 8 150234 18 48 48 75333 18 54 18 100225 18 40 40 45345 24 120 120 20444 24 128 32 75336 24 108 36 66.7456 30 240 240 12.5555 30 250 50 60567 36 420 420 8.6666 36 432 72 50101010 60 2000 200 3091011 60 1980 1980 3
在本发明的某些制品中，立体角反光元件的阵列并非是完全填满的，即在这些元件间存在空隙。例如，可以包括一种处于平表面状的空隙，使光能透过制品，以便使来自汽车尾灯的光直接地透过此制品。或者，可以配备成这样的阵列，此阵列可能为一立体角反光元件所占有的部分，即由相交的三条纹道所围成的区域，是由另一种结构所占据。以上所述的方程，适用于立体角出现于所有处在三条相交纹道的位置处，而且能在只是其中一部分表面设有立体角反光元件的条件下予以修正。
本发明制品中每个由立体角反光元件构成的子列，最好在尺寸上小到当观察者看到此反光制品而其眼睛处于一典型的观看位置时，不能由该眼睛分辨出。这一般可表述为，表面上不能分辨出的有区别的部分应对应于不超过约1毫弧度的观察者视场。由于本发明之反光制品的观察距离通常是已知的，例如可以是离开将观察到的交通控制标志牌的最短距离，因而本发明的反光制品中一子列的分辨尺寸可以迅速确定。大多数在上方的交通标志牌至少可从100英尺(30米)远处看到，大多数公路傍的交通标志牌至少可从50英尺(15米)远处看清，而大多数的车辆牌照至少可从20英尺(6米)远处看见，这意味着相应的这类子列当所具有的线性尺寸分别不超过1.25英寸(3.2厘米)、0.625英寸(1.6厘米)和0.25英寸(0.6厘米)时，在上述这类标志牌或牌照上将是不能分辨的。由于本发明的制品一般在每平方英寸上包含着上千的立体角反光元件(每平方厘米内有数百个)，而一个子列中一般只有几百个元件，因而这些个子列可以是很小的而不能分辨出。绝大多数情形是，这类子列不会有大过约0.5或1厘米的线性尺寸。
各个子列的分辨力还进一步受制于这样的事实，即在这些子列之间有着很低的视觉反差同时一个子列在同一制品中又可取不同的形状。这一事实阐明于图5中，其中所给出的本发明之一种制品的纹道图案内，在一组纹道中采用了a-b-c-d-e-f的重复图案，在第二组纹道中采用了d-e-f-d-e-f的图案，而在第三组纹道中采用了g-h-i-g-h-i-g的图案。此阵列中的这些不同的立体角反光元件，即一些个三角形，各由一个数表征;由相同组合的纹道所定出的立体角反光元件采用相同的数。例如，数1是用于由纹道a、i与e所确定的立体角反光元件。一个子列的正常构形应为图5中以A指明的那种平行四边形，但应注意到，对于子列的完整一组立体角反光元件而言，还有着其它的构形，即多边形B、C、D与E，它们在其内部也封围着与平行四边形A中所围住的相同元件。这样，观察者的眼睛常常不会只盯住一特定的子列，因为这样的子列在同一制品中有着各种不同的形状。
各重复性图案中的各个纹道侧角可以象所说的那样，产生正交性与非正交性，但至少在一组中要有至少一个纹道侧角不同于此组中的其它纹道侧角，这就是说，在这一组中至少必须有一个纹道侧角不是正交生成的。来自一个将会是正交生成的角度的过盈量或不足量一般为几个弧分，即约为15-30弧分或更小，但也能采用较大的偏差。用来获得一正交的立体角反光元件所需的面角，是由相交的纹道组所限定的三角形形状，即由这些立体角反光元件的基平面所确定。此种选择性的纹道侧角最好在成形本发明之制品的压型装置中，于偏差在约正负 1/2 弧分的范围内，而更好是在正负 1/4 弧分的范围内得到。虽然在这种压制成形作业中还可能发生进一步的偏差，但这时以不超过2或3弧分的变化为宜，而更好是在此种压制作业中不超过1或2弧分的变化。
本发明可以实际应用于尺寸范围很广的立体角反光元件。当要求使衍射效应减到最小时，以采用较大的尺寸为有利。而为了获得一种挠性的薄片件，则可采用较小的尺寸。对于后一种应用，此种立体角反光元件一般由间隔不超过约一毫米，而最好不超过约半毫米的纹道来确定，在这样的情形下，每平方厘米上将会有数百个立体角反光元件。为了使本发明之制品的后向反射光的发散或观察图案具有精确的形状，最好这样地来选取立体角元件，使向后反射的光束或来自此种元件的光束具有很窄的发散分布图，为此例如可以通过避免面角中的缺陷，以及采用尺寸足够的立体角元件来实现。
如上所述，本发明的一个优点是，当凹刻出-V形纹道时，沿着此纹道各侧所产生出的所有面都精确地具有相同的角度。而且，此种相同的面角，可以在压型工具换档来重复相同纹道时，以相当高的精度取得。这种在形成一致性的立体角反光元件中的精确性，使得来自各立体角反光元件的后向反射光图能精确地搭接，从而使具有相同光学设计的立体角反光元件之间的差异或不一致性减到最小。此种相互影响的精确性有助于对光进行控制使用，使光仅仅指向所需要的角度。
形成本发明之制品的具有一定构形之表面的纹道，最好连续地伸过许多个子列，使众多这样的子列可以由此种纹道的重复结构所形成。这种连续式的纹道与形成一些各有其特殊立体角反光元件外形的独特的组件不同，后者例如用于大型的立体角反光元件(参看Heenan，美国专利3，833，285)中，也不同于VanArnam之美国专利4，242，618中所指出的方法，其中，包括有不同定向之立体角反光元件区的阵列，是通过在一束细件所形成的平坦表面上刻出纹道，然后放松此束，转动这些细件，再重新组合此束而形成。采用连续式的沟纹是合宜的，因为它们更便于凹刻，成本也较低，同时避免了在上述区域的边界上中断和损失反射性。在本发明中所采用的连续式纹道的重复性图案，能够在不用制造独立的细件的前提下构成子列。不过，本发明可以实际用于这样的反光制品，它们是按下述方法制备成的，即用准备好的压型件，对一束各不相同之部件所形成的平坦表面凹刻出纹道，然后转动这些部件，以改变铭刻于这些部件中之立体角反光元件的定向。一般地说，由一个部件所提供的平表面至少在面积上要和一子列区的大小相当。
如图3与4中这些有代表性的图案所示，改变一纹道侧角的一种方便的方法是将一种V形压型件转过180°，此种V形压型件例如为一种有尖的压型件，用来凹刻出最终制备成本发明之制品的阳模。事实上，图3与4中所示出之纹道组中的许多纹道，它们所具有的横截面外形仅仅是相互转过180°的结果。此外，要在一纹道中改变正交性，可以通过倾斜或偏置形成纹道用的有尖压型件之类的V形压型件来实现。同一压型件也可用来凹刻出一组以上的纹道。
如上面所讨论的，各个不同形状的立体角反光元件，将入射到此元件上的光重新导入一种不同形状的图或场，这样的图或场，其形状不同于由异于此种形状的那些立体角反光元件所产生的图或场。由一种特定形状之元件所产生的场可以根据经验确定，或能够结合几何光学(即光线描迹)与衍射光学，通过计算机设计来确定。几何光学，或者说光线描迹，已普遍地用来判断离开一非正交性立体角反光元件之光束路径，相应地去指出此光束中止在一平表面上的点位，但这种光线描迹的方法不足以全面地表征出，由面的非正交性为几个弧分之立体角反光元件产生出的光分布场之大小与形状。之所以如此1是由于，将立体角反光元件之一或多个面倾斜偏离于其正交生成的角度时，会使此元件从其出射孔径中有六个子孔径起到一个单一的光学孔径之作用下，改变为此六个子孔径将独立地起作用，且它们相互之间存在着一个特定的位相关系。这些子孔径间的此种位相关系对于发散分布图具有很强的影响。所产生的效应例如可采用付里叶分析法予以计算，后者考虑到了此种出射孔径中振幅及相位两层关系，可参看CSC/TM-77/6054，J.G.Kirk的”用于计算远场衍射图的立体角反光元件的模型设计程序之描述(实心的与空心的)”，1977年2月，本文是为美国国家航空和航天管理局，Goddar航天中心所写，合同号NAS5-11999，任务委托书824号。
图1与2所示的薄片材料属于美国专利号4，588，258中所说明的类型(该专利内容已综合在本申请中供作参考)，其中的立体角反光元件之光轴已斜置，偏离了与此薄片材料正面的垂直性。此种倾斜不同于本发明的各个纹道侧偏离正交性生成角的那种微度倾斜，即整个立体角反光元件按照美国专利4，588，258所述内容倾斜时，此元件的各个面在该倾斜过程中保持着它们的相对位置;而此元件中的二面角依据美国专利4，588，258中所述倾斜之后，能继续保持为90°。在本发明中，于一或多组纹道中，则至少有一或多个纹道侧，倾斜偏离于在此立体角反光元件中产生出所有90°之二面角的位置，从而构成了非正交性的立体角反光元件。如图1所示，在美国专利4，588，258涉及的那种薄片材料中，这些立体角反光元件是成对排列的，此种对中的各个元件相对于另一元件转过了180°。在图1中还可看到，美国专利4，588，258中述及之薄片材料中的立体角反光元件的基平面(对应于此种元件的出射孔径)为一等腰三角形;此种三角形有代表性的包括的角度为70°，55°与55°。
本发明还可用于这样的反光制品，其中的反光元件不按美国专利4，588，258中的那种方式倾斜，而是继续使其光轴垂直于此薄片材料的正面。至于这样一种立体角反光元件的基平面，则为一等边三角形。
尽管本发明的反光制品在图1与2中所阐明时是一种薄片材料，而且最好是一种例如可以卷绕于一贮存辊上的挠性薄片材料，但本发明也可用于其它反光制品。属于后者的可包括这样一些刚性板或反光体，例如用于安装在车辆后部的反光器;或是隆起的路面标志体，例如粘附在公路表面上以标绘出行驶路线，在此种标志体的侧面上形成有立体角反光元件，用来反射来自行驶在该公路之车辆头灯的光。
本发明的反光制品一般是先在一板上划线产生的压型(参看美国专利号3，712，706，17栏25行至21栏，44行)，来形成图3与4中所示的纹道图而制造出的。然后将此刻有纹道的板件用作阳模，例如在电铸工艺中去形成一模子，由此能够浇注、压制或者模塑出本发明的制品。有多种透明材料，有机聚合物材料可以用来形成此种制品，例如有热塑性的丙烯酸盐基的聚合物，特别是其改进了冲击性的变体、聚碳酸酯、乙烯基聚合物、醋酸-丁酸纤维素，以及例如Martens在美国专利4，576，850或Barber在美国专利4，582，885中所指出的聚氨酯类或活性聚合物。
本发明将进一步通过下面实例阐明例1本实例将说明一种可以为本发明之制品确定出所需发散分布图的方法，并采用图6至9来讨论。图6A示意地表明了行驶于公路上之车辆20、安装于一可能的有代表性位置之公路上方的交通控制标志牌21，以及车辆驾驶员之眼睛2在一垂直平面中的相对位置。其中示明了光由车辆头灯出发，顺照明轴23传播的入射角之垂直分量(即此入射角在一垂直平面上的投影)(Vφ)，以及驾驶员之观察角的垂直分量(Vα)，同时示明了车辆头灯与标志牌之间的距离D，头灯与驾驶员眼睛间的水平距离d，头灯与标志牌中心的距离H，以及头灯与驾驶员眼睛间的垂直距离h。上述观察角的垂直分量Vα由下式给定Vα＝arctg〔(D+d)/(H-h)〕-(arctg D/H)图6B示明了车辆、驾驶员与标志牌在一水平面内的相对位置，同时示明了车辆右头灯之观察角的水平分量(HαR)以及左头灯的水平分量(HαL)。驾驶员与左右头灯间的距离分别表示为XL与XR。观察角的上述水平分量值分别由以下方程组给定，此方程组因略去了驾驶员对于标志牌参考轴的位移量而简化为HαR＝arctg(XR/D)HαL＝arctg(XL/D)利用以上方程并取定如下的值，H为19.4英尺，d为8.5英尺，h为2.5英尺，XR为2.75英尺而XL为0.75英尺，同时对于各种不同距离D的有关Vα与HαR及HαL的值，则示明于下表中表ⅡH＝19.4英尺(21.5-2.1)XR＝2.75英尺h＝2.5英尺XL＝0.75英尺d＝8.5英尺D Vα HαR HαL(英尺) (度) (度) (度)2，000 ·074 ·079 ·0211，500 ·099 ·105 ·0291，000 ·151 ·158 ·043500 ·318 ·315 ·086250 ·697 ·630 ·172125 1.607 1.260 ·344图7为表Ⅱ中所列各值的曲线图，右头灯之观察角的水平分量标明于原点左方的横轴上，左头灯之观察角的水平分量标明于原点右方的横轴上，而观察角的垂直分量则标明在纵轴上。左上角象限中的实线表明着驾驶员对于右头灯向后反射之光在不同距离D时的不同观察角，因而表示了右头灯之光线为标志牌向后反射回的合乎需要之发散分布。相应地，在右上角象限中的虚线则表示出为标志牌向后反射回的左头灯光线的合乎要求之发散分布。在这两条曲线上，点q、r、s、t与u分别所表示的距离为3，000英尺，1，500英尺、1，000英尺、500英尺与250英尺。
图7于是描出了在图6所示的相对位置下，由标志牌21向后反射回之光线的一种理想的发散分布或观察分布。但由于这样的理想条件实际上并不存在(例如车辆将会位于稍微不同于行驶路线的位置，驾驶员将会处在不同的高度等)，因而事实上较为满意的是例如由图7中以点划线所确定出的一种更广的分布图。这样的点划线的分布同时也包含有上述实线与虚线之间的区域，因为象摩托车之类的车辆只有一个头灯，还因为公共汽车或卡车之类车辆的驾驶员则处于一个高于前面所假定的头灯上方的位置。
采用本发明的下述这样一种反光制品就可实现图7中以点划线所示的分布，在这种反光制品中的子列为八个立体角阵列，即此种阵列中有八个不同形状的立体角元件。这样一种有代表性的阵列以示意方式给出在图8中以及下列的表Ⅲ中，该表列出了各个立体角元件之面角偏离于正交生成的量(此时，当三组平行纹道相互相交成60°，于是各立体角反光元件的基平面为一等边三角形，而要是所有的纹道侧角均为35.264°，就会产生正交性)。在相同纹道侧角或面角处的面均以相同的字母标明。
表Ⅲa＝-0.058° g＝-0.145°b＝-0.145° h＝-0.058°c＝-0.058° i＝+0.145°d＝-0.291° j＝-0.058°e＝-0.291° k＝+0.145°f＝-0.058° l＝+0.058°
当光沿着本发明之具有上述角度的薄片材料之参考轴发射时，向后反射的光将具有如图7中点划线大致所描述的分布图，这就是说，如果此后向反射光为一垂直于该参考轴之平表面所截止，则将依该点划线所勾画出的图案来照明此平表面。这一情形阐明于图9中，其中表明了从图8中所示阵列的立体角元件之不同面所分配的光点或光束图案。应该注意到，当使立体角元件的面偏离于正交生成的角去形成具有图7中点划线分布的一种光束时，同样将形成一从所需光束转过180°的等同光束，这意味着此种制品的整个后向反射将具有图9所示之形状或发射分布图，我们称这种形状为“狗骨”形。此种狗骨形的下半部实际可以忽视，因为没有驾驶员一般会处在观看这部分图案的位置。
需要指出，这种反光制品不必要，且常常是希望不要把光均匀地分配在此分布图内。例如，由于环绕图7中点q的分布图内之区域表示的是驾驶员在远距离(2，000英尺)时看见的光，且由于从分隔开这样一段距离之头灯照亮一标志牌的光强，要小于从较近距离到达此标志牌的光强，本实例中的制品就会把此种后向反射光的较大部分导向此种分布图的上述区域内。这一情形示明于图9中，其中将较重的点用于那些有立体角元件的若干个面来导引光束的圆圈。示意地给出在这些圆圈内的点用来表示来自一个面的光束;圆圈的大小选择成可以表示光在各束之钟形分布内的光量。
例2此实例用于阐明本发明能对一立体角反光制品向后反射的光图，在其旋转对称性方面作出改进。作为比较，采用了一种由电铸法从有纹道的阳模制得之镍模压制成的，类似于Hoopman在美国专利号4，588，258中所述的碳酸酯薄片材料，而立体角反光元件的光轴按照该专利指出的那样倾斜，以增大入射斜度。在此种薄片中的所有立体角元件都是正交的，且具有相同形状。具有地说，此种纹道角度是以88.887°、60.640°与60.640°为目标(纹道侧角则等于此种纹道角的一半)。这种薄片的基平面有角度为70°、55°与55°，而前面指出的角度乃是以此种基底三角形产生出正交性的角度。在88.887°纹道间的间距为0.013948英寸，而在60.640°纹道间的间距为0.016英寸。
已制备出精确相似于上述比较用的薄片材料之本发明的反光薄片件，除了纹道侧角不同于类似图3中所示之纹道图案中作比较用的薄片件。角度a-f的目标值是与正交生成的角度相差以下的弧度分值a＝+2.3b＝-5c＝+2.3d＝+2.3e＝+2.3f＝-5下面的表Ⅳ列出了在本例的反光薄片与比较用薄片上，对于不同的显示角与不同的观察角所测得的最高与最低的后向反射光强。同时还列出了此最高与最低的光强差，以及此光强差相对于最高光强的百分率。
表Ⅳ比较用薄片件观察角 在不同显示角下的后向反射光强 差值对最高值之比率(度) 最低 最高 平均 差值 (%)0.1 2051 3215 2565 1164 360.2 1787 3726 2575 1939 520.3 1249 3065 2003 1816 590.4 390 1543 1056 1153 750.5 178 863 463 685 790.6 98 425 216 327 770.7 42 239 124 197 860.8 28 176 86 148 840.9 24 127 61 103 801.0 19 88 46 69 78本发明的薄片件观察角 在不同显示角下的后向反射光强 差值对最高值之比率(度) 最低 最高 平均 差值 (%)0.1 1829 2225 2043 396 180.2 1644 2033 1791 389 190.3 1234 1746 1468 512 290.4 678 1279 975 601 470.5 411 723 544 312 430.6 204 407 276 203 500.7 104 204 144 100 490.8 61 120 89 59 490.9 37 89 63 52 581.0 27 70 46 43 61
正如所要看到的，在本发明的薄片件中，后向反光强度在不同表示角下的变化是大大降低了。
后向反射亮度中的差别以曲线图示明于图10-13中，其中分别表示了等光强的恒值线(图10与12)以及发射的径向图(图11与13)。图10与11表明比较用薄片件的结果，而图12与13表明本例中薄片件的结果。
本发明的优点还可以通过与实例2中相比具有较小的立体角元件来实现。例如，当例2中纹道间的距离减小一因数2(即此时的间距为该例中间距的1/2)且重复性图案中各个角偏离于正交性的量增大一因数2时，我们已保持有相同于例2中所报导的相关光图与对称性，这就是说，尽管在较小观察角下的有所减弱，但是能够在较大的观察角下看清。一般地说，某些具有特殊影响的制品采用的间距为例2中之间距的1/p，而偏离于正交生成的角度量乃是例2中采用之量的p倍，而p最好是在2与2.67之间。
下面的实例说明了本发明在有关立体角反光之件之另一个问题上的优点，即在此种制品尺寸上的变化时，对其向后反射亮度之损失的敏感性。立体角反光元件要求能实现精确的构型，而形状上的稍许变化，例如发生在沿公路侧安装之标志牌中所经历的逐日温度循环，或在新模制出的立体角反光元件冷却过程中的稍许变化，都能大大地改变来自此种制品的向后反射光强。在本发明优选出的制品中，至少有一组纹道包含着至少这样一个纹道侧角，它超过了立体角元件正交性所需的角度;还至少包含这样一个纹道侧角，它小于正交性所需的角度。业已发现，具有这样一种纹道图案的制品较少受到因制品尺寸变化而发生之后向反射变化的影响。显然，反光制品在尺寸上的变化，常会使得至少有一个纹道侧角接近于正交性所需的角度，以补偿其它纹道侧角在正交性上的任何损失。
例3误差容限获得改进之证明(或对制造中压制温度的变化反应更为稳定)把据电铸法由一刻有纹道之阳模制得的镍模，用来在两种不同压制温度下压制出塑料膜。业已知道，不同的压制温度产生出不同反射亮度的薄片材料，这显然是由于立体角反光元件的形状会受到不同温度的影响。
1号模是作比较用的，且含有在名义上都具有相同几何结构之立体角反光元件的一个阵列(类似于美国专利4，588，258的)，纹道角为88.792°、60.585°与60.540°，纹道侧角为这些值的一半，而纹道间的间距对于88.792°的纹道为0.016英寸，对于60.585°的纹道为0.013948英寸。2号模是设计用来制造本发明之薄片材料的，且含有在大小与基本几何结构上与1号模相一致的立体角反光元件的一个阵列，但这些元件则是由具有一般类似于图3中之重复性图案相交之纹道组所确定;这些图案与图3中的一致，除了在“m”组的纹道中，“a”角与“b”角已置换为“y”与“h”;表Ⅴ对于各个纹道侧角给出了偏离于正交生成之角度的差值(以弧分给出)。
表Ⅴa＝-4.6 e＝-5.3b＝+2.6 f＝+2.0c＝+2.0 g＝-3.8d＝+2.0 h＝+3.4
1号模的图案面积为11.25英寸×11英寸，厚度为0.0249英寸;2号模的图案面积为11.5英寸×11.5英寸，厚度为0.0237英寸。
所用的塑料膜为10.5英寸×10.5英寸×0.030英寸的丙烯酸膜(Rohm-and Hass公司制造的胶质玻璃，DR树脂)。在用模子压型之前，将该塑料膜置于此模子的图案上，并相续地背衬以一层11英寸×11英寸×0.004英寸的聚酯膜、一层12.5英寸×13英寸×0.051英寸的铬板，以及一层16英寸×16英寸×0.034英寸的硬纸板。此模子则背衬一第二层的12.5英寸×13英寸×0.051英寸铬板。将如此合成的最终夹层件然后放到一油加热的台板式压印机上，使纸板压向上方台板上。将此压印机紧闭合，达到10，000磅的力，然后加热至所需的压制温度。一旦达到了这一温度，就将上述的力加大到100，000磅，并将该温度保持20秒。经过这段时间后，在这样高的压力下将此夹层件冷却，直至该台板的温度达到160°F。在此温度下打开该压印机然后取出此夹层件。当此底部铬板的表面温度达到110°F，打开此夹层件，从模子中取出已压制好的立体角反光薄片材料。各个模子都被用来在温度300°F与380°F下压制薄片材料，这样共生产出四件薄片材料。
用类似于美国国防出版物T987，003号所描述的一种反向光度计，在-4°入射角、显示角范围从15°至360°的恒定旋转角，以及0.2°与0.5°的观察角下，于一英寸直径的区域内测量了各薄片材料的反射亮度。测出的亮度用堪德拉/勒克斯/平方米(cd/lx/m2)为单位相对于显示角(度)，示明于表Ⅵ中。
表Ⅵ在不同压制温度下以1号模压制的不同薄片件在0.2°与0.5°观察角下的反射亮度380°压制温度 300°压制温度表示角 观察角，0.2° 观察角，0.5° 观察角0.2° 观察角0.5°(度) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2)15 1325 237 1871 32730 1376 151 1673 16645 1217 183 1628 13060 1583 186 2085 17175 2724 317 3061 39398 3235 666 3351 681105 2596 545 2747 545120 2018 507 2442 288135 2564 550 3089 429150 2648 544 3253 514165 1773 616 2563 455180 1377 398 2188 316195 1287 242 1888 298210 1397 158 1717 190225 1267 172 1569 150240 1382 162 1745 132
表Ⅵ(续上)在不同压制温度下以1号模压制的不同薄片件在0.2°与0.5°观察角下的反射亮度380°压制温度 300°压制温度表示角 观察角0.2° 观察角0.5° 观察角0.2° 观察角0.5°(度) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2)255 2386 237 2649 311270 3269 602 3307 649285 2931 589 2926 591300 2081 480 2443 306315 2348 624 2929 496330 2740 567 3291 457345 2060 678 2826 581360 1385 408 2291 34815 1969 568 1922 57730 1683 487 1633 50145 1922 428 1844 42260 2082 522 1974 48275 1891 614 1769 60490 1887 537 1737 545105 2088 519 1957 526120 2006 351 1967 384135 1653 402 1596 414
表Ⅵ(续上)在不同压制温度下以2号模压制的不同薄片件在0.2与0.5观察角下的反射亮度380°压制温度 300°压制温度显示角 观察角0.2° 观察角0.5° 观察角0.2° 观察角0.5°(度) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2) (cd/lx/m2)150 1770 449 1663 488165 2249 490 2145 521180 2382 544 2352 576195 2029 528 2007 539210 1645 476 1619 499225 1783 432 1725 428240 2089 466 1991 439255 1952 586 1828 566270 1810 507 1678 518285 2004 525 1856 527300 2087 380 2023 414315 1797 399 1737 388330 1738 463 1635 499345 2154 579 2020 600360 2382 590 2334 617
然后在各观察角下就各个模子对各个测出的显示角，计算了在300°F与380°F两个不同压制温度下制成的片状材料间的绝对百分率亮度差，结果报导在表Ⅶ中。
1号模 表 Ⅶ 2号模显示角 观察角0.2° 观察角0.5° 观察角0.2° 观察角0.5(度) (%) (%) (%) (%)15 29.2 27.5 2.4 1.630 17.8 9.0 3.1 2.845 25.2 41.9 4.2 1.460 24.1 8.8 5.5 8.375 11.0 19.3 6.9 1.690 3.5 2.2 8.6 1.5105 5.5 0.0 6.7 1.3120 17.4 76.0 2.0 8.6135 17.0 28.2 3.6 2.9150 18.6 5.8 6.4 8.0165 30.8 35.4 4.8 6.0180 37.1 25.9 1.3 5.6195 31.8 18.8 1.1 2.0210 18.6 16.8 1.6 4.6225 19.2 14.7 3.4 0.9240 20.8 22.7 4.9 6.2255 9.9 23.8 6.8 3.5270 1.1 7.2 7.9 2.1285 0.2 0.3 8.0 0.4300 14.8 56.9 3.2 8.2315 19.8 25.8 3.4 2.8330 16.7 24.1 6.3 7.2345 29.2 16.7 6.6 3.5360 39.5 17.2 2.1 4.4
根据以上数据，计算了亮度的平均改变率，此改变率的标准偏差以及此种均值的95%的置仅限(即真实的总体的值落到这样限度外的风险为50%)，结果给出在表Ⅷ中。表Ⅷ中还包括了，采用前述的相同方法，对此四种模具/压制温度的组合中的每一种制得的另外两种压制件的结果。这些压制件均按前述方式进行了测量，并对这三种压制件，就其在300°与380°温度压制时的平均绝对百分率亮度变化的平均值进行了计算，有关结果汇集于表Ⅷ中“重复性实验”的标题下。
表Ⅷ在300°与380°压制温度间的亮度变化观察角 1号模 2号模0.2° 亮度变化的平均值(%) 19.1 4.6标准偏差 (10.6) (2.3)95%置信限 14.5-23.7 3.6-5.60.5° 亮度变化的平均值(%) 21.9 4.0标准偏差 (17.6) (2.7)95%置信限 14.3-29.5 2.8-5.2重复性实验0.2°亮度变化的平均值(%) 15.5 3.1标准偏差 (3.12) (1.72)95%置信限 7.8-23.2 0-7.40.5° 亮度变化的平均值(%) 18.4 3.1标准偏差 (4.54) (1.47)95%置信限 7.3-29.7 0-6.7
表Ⅷ中报导的结果说明，用2号模时(本发明之薄片材料)，在前述两种压制温度间的这种平均百分率变化，从统计上看，在两种观察角下是低于作比较用之1号模，于这两种压制温度间的这样的平均变化值，这表明本发明的薄片件比起供比较用的薄片材料，在相对于压制过程可能发生的误差方面有着较高的稳定性。
实例4误差容限获得了改进的证明(或对制品在使用中的尺寸变化反应更为稳定)本例中，对两种压制成的塑料质立体角片状件(一为供比较用的，一为本发明的)进行拉伸，测定尺寸变化对制品亮度的影响。塑料质的立体角片状件或薄膜制品一般在使用中会发生尺寸变化。这种变化通常起因于此种制品质温度与湿度的环境变化影响而发生的膨胀与收缩，或是由于此种制品绕一小的曲率半径之器件，例如绕一种路面反光灯柱而弯曲。总是希望这种制品的亮度在尺寸发生变化时不会有显著改变。
这两种薄片材料都是由聚碳酸酯膜(Lexan树脂，通用电器公司制备)制成。比较用的薄片材料是一种0.0125英寸厚的薄膜，它所含之图案中的所有立体角元件，名义上都具有相同形状，纹道角为88.832°、60.569°与60.530°(纹道侧角则等于此种纹道角的一半)，而纹道间距则如例2所示。本发明的此种薄片材料是一种0.015英寸厚的薄膜，它所含的立体角元件之图案类似于例2中所描述的。
从各个薄片材料上沿着平行于88°纹道之长向切下-4.8英寸×1.25英寸的带。然后每次将一根带按递增的量拉长，对于各次递增变形的结果测量了带的亮度。这种带子被置放在例如美国国防出版物T987，003号所描述的一种反向光度计之下，使带的长轴垂直于入射角可以在其上改变的轴线。用千分尺测量了递增的长度，并在每次递增延长之后，在-4°入射角和0.2°观察角下测量了这种带的亮度。对两种片状材料测得的数据给出于表Ⅸ中。
表Ⅸ拉长后保留的亮度百分率比较用的薄片材料初始亮度为1560cd/lx/m2伸长值(密耳) 亮度(cd/lx/m2) 初始亮度保持的百分率(%)1 1408 90.22 1296 83.13 1172 75.15 1046 67.17 816 52.39 685 43.910 560 35.911 455 29.215 316 20.317 242 15.520 197 12.6
本发明的薄片材料初始亮度为1600cd/lx/m2伸长值(密耳) 亮度(cd/lx/m2) 初始亮度保持的百分率(%)1 1529 95.64 1353 84.66 1220 76.28 1075 67.211 984 61.512 878 54.914 787 49.215 715 44.717 625 39.120 535 33.4各种薄片材料以cd/lx/m2表示的亮度(初始亮度规-化为100%)相对于以密耳(千分之一英寸)表示的伸长值变化的曲线，示明于图14中，图中的曲线1指比较用的薄片材料，曲线2指本发明的薄片材料。从图中可以看到，本发明之薄片材料的亮度变化，在所实验的范围内伸长值相等的条件下，小于比较用之薄片材料。此种结果说明，在所实验的变形范围内，本发明之薄片材料的亮度反应变化较小。
实例5(能形成在空间中可以看见之图象的反光制品)
正如前面所指出的，当一平坦的表面件，例如一张半透明的屏，置于本发明之反光制品向后反光之光锥的路径中时，此光锥的发射分布图将出现在该屏幕上。有时，并不需要将此种分布图投影到一表面上去观察此分布内所含的光。如果此种反光制品大于观察者的视场，则向后反射的光可以形成不需借助于半透明屏幕而能看见的图象，而此图象看来有如浮在空间中。
本发明的这一特点阐明于图15中，其中一反光薄片材料25置放于一过道26终端的壁上。在此过道的壁28上，邻近太平门29处安装有一灯27，此光照明着此反光薄片材料25。此种薄片材料25经设计成能产生一指向太平门29的箭头图象，而此种箭头30对观察者31看来，似乎直接飘浮在该门前方的空间中。此种能给出这样一种箭头形结构图案描述于图16及下面的表Ⅹ中，此表给出了各个面角偏离于35.264°之正平生成角的弧分量值。这样的图案将产生两个分隔开转过180°的箭头，但此薄片件与光源的位置将使得此第二个箭头处于为此堵壁所据有一个点上，让它不会为观察者所注意到。
表ⅩA＝-22 D＝+24B＝-43 E＝-36C＝+25 F＝-21
术语汇编纹道侧角-介于此纹道侧与一平面间的角度，此平面延伸地平行于该纹道的长向，且垂直于由这样三组相交的V形纹道之底棱界定的平面。
参考中心-在反光器上或与之邻近的这样一个点，经指定为用来表征此种器件性能的器件中心。
照明轴-从参考中心至照明光源中心的一线段。
观察轴-由参考中心至光的接收体或观察者中心的一线段。
观察角-照明轴与观察轴间的角度。
参考轴-所规定的一条从参考中心出发的一条线段，用来描述反光器的角度位置，它对于包括本发明之薄片材料在内的大多数制品说来，为一垂直于该制品正面的线段。
入射角-在照明轴与参考轴之间的角度。
显示角-入射平面(由照明轴与参考轴形成)与观察平面(由照明轴与观察轴形成)间的二面角。
基准点-反光器上的这样一个点，用来指示此反光器相对于绕参考轴旋转的定向。
观察半平面-由照明轴出发的半平面，且其中包含着观察轴。
第一轴线-通过参考中心且垂直于观察半平面的轴线。
第二轴线-通过参考中心且垂直于第一轴线与参考轴两者的轴线。
旋转角-指这样一个二面角，从开始于参考轴且含有第二轴线之正向部分(即第二轴线的处于观察半平面中的部分)的半平面起，至从参考轴出发且含有基准点的半平面。注意到这一旋转角与上述显示角，当该基准点顺垂直方向对准制品的参考中心时，它们表示出的是相同的一种运动，此时的光接收体或观察者垂直地准直于照明轴，而该照明轴垂直于制品的正面。本发明的具有改进了的旋转对称性之制品是有其优越之外的，这是因为它能使以不同角度方向安装此种薄片件而在发射分布图中造成的差别减到最小。
观察角-观察轴与参考轴间的角。
发射分布图-作为观察角与显示角的函数之反射光强度的极坐标图，而此观察角是在r坐标上，显示角是在θ坐标上。
观察分布图或检视分布图-类似于发散分布图的一种极坐标图，但它所确定的是为一观察者相对于本发明之反光制品所设想的观察位置之范围。理想的情况是，反光制品的发散分布图应与设想的观察或检视分布图相符。
发散分布图一词这里一般是着重于用在当光离开反光制品时的光图，而观察或检视分布图则一般着重于用在光为一观察者所截止时。
权利要求
1.一种反光制品，在其一侧有一列立体角反光元件，此元件的三个侧向反射面是由三组相交的平行V形纹道构成，其特征在于这个三组在一重复性的图案中至少有一组包括着至少是一个这样的纹道侧角，它相异于同一组中的另一纹道侧角，由此，上述这些立体角反光元件所成的阵列被分成这样一批重复性的子列，每个子列包括一批量众多不同形状的立体角反光元件，将入射光向后反射成不同形状的光图。
2.如权利要求
1所述的一种反光制品，其中至少有两组所述的V形纹道，在一重复性图案中包含着这样一个纹道侧角，它相异于同一组中的另一纹道侧角。
3.如权利要求
1所述的一种反光制品，其中整个所述的三组V形纹道，在一重复性图案中都包含有这样一个纹道侧角，它相异于同一组中的另一纹道侧角。
4.如权利要求
1至3中任何一项所述的一反光制品，其中所说的至少一组纹道在一重复性图案中至少包括这样两种不同的纹道侧角，它们相异于为使由这些纹道侧角所定出之立体角反光元件的所有二面角都成为正交时所需的角度。
5.如权利要求
1至3中任何一项所述的一种反光制品，其中，实质上是所有的在所说之至少一组的重复性图案中的纹道侧角，都相异于为使这些纹道侧角所定出之立体角反光元件的所有二面角都成为正交时所需的角度。
6.如权利要求
1至5中任何一项所述的一种反光制品，其中，元件阵列中的立体角反光元件都排列成成对的元件，使各个形状不同的元件为由此第一个元件转过180°的具有相似形状之元件所匹配。
7.如权利要求
1至6中任何一项所述的一种反光制品，其中述及的至少一组的图案包括着一种a-b-b-a图案，这里的“a”与“b”各为一不同的纹道侧角。
8.如权利要求
1至7中任何一项所述的一种反光制品，其中，在一子列中的不同立体角反光元件的可能数(Nu)按以下方程确定Nu＝2(mno/F)式中的m、n与o分别为一重复性图案中三组相应之纹道中的纹道数，而F为一最大的单一总数因数，它可以均匀地分配给各个数m、n、与o，此Nu小于根据C＝2(mno)计算出的可能组合数(C)。
9.如权利要求
1至7中任何一项所述的一种反光制品，它显示出一个至少为25%的设计效率系数。
10.如权利要求
1至9中任何一项所述的一种反光制品，其中的立体角反光元件经选择成，使之能够在此种反光制品的发散分布图中的某些区域内，比起其它区域，集中有更多的反射光。
11.如权利要求
1至10中任何一项所述的一种反光制品，其中的零入射角光是以图9中所示的一种分布图向后反射。
12.如权利要求
1至11中任何一项所述的一种反光制品，在其用作交通控制标志牌的形式下，其中，在一子列内的不同立体角反光元件反射入射光而形成不同的光图，这些光图的总和则产生出一个总的后向反射光发散分布图，后者比起从所说阵列中所有立体角反光元件都相一致的一种制品获得的后向反射光发散分布图，更其近似地符合此种标志牌所希望的观察分布图。
13.如权利要求
1至12中任何一项所述的一种反光制品，它是由包括着一束各个不同之部件在内的平表面上刻出纹道而制备的一种压型件所制成，由各个部件所形成的平表面部分在面积上至少要同一单个子列的相等，且这些部件中至少要有某些在凹刻纹道作业结束后转动，然后重新组合在一起。
14.如权利要求
1至13中任何一项所述的一种反光制品，其中所述的立体角反光元件中至少有某些的光轴要斜向此种元件的一个棱边，以增大此种制品的光入射角。
15.如权利要求
1至14中任何一项所述的一种反光制品，其中不同形状之光图的总和产生出这样一个总的向后反射的光图，它与所说阵列中所有立体角反光元件都相一致的制品获得后向反射光图相比，具有更大的旋转对称性。
16.如权利要求
1至15中任何一项所述的一种反光制品，其中，在至少一组纹道中有至少一种纹道侧角，大于将与由这些纹道侧所限定之元件的其它面形成垂直相交的角度，而在此同一组纹道中至少有另一种纹道侧角，小于将与由这些纹道侧所限定之元件的其它面形成垂直相交的角度。
专利摘要
给出了这样一种立体角反光元件制品，其中的立体角反光元件是由三组相交的平行V形纹道形成，此三组中至少有一组在一重复性图案中包括着至少一组这样的纹道侧角，它相异于同一组中另一种纹道侧角。由于所述的纹道侧角不同，此类立体角反光元件的阵列分成一些重复性子列，各子列包含一批有众多不同形状的立体角反光元件，它们将入射光向后反射成不同形状的光图。
文档编号G02B5/12GK87107678SQ87107678
公开日1988年6月29日 申请日期1987年11月9日
发明者阿佩尔多恩·罗格·H, 尼尔森·约翰·C 申请人:明尼苏达州采矿制造公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan