本申請(qǐng)要求以下美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：申請(qǐng)?zhí)?2/049,941(2014年9月12日遞交)，申請(qǐng)?zhí)?2/050,018(2014年9月12日遞交)和申請(qǐng)?zhí)?2/164,834(2015年5月21日遞交)，所有這些申請(qǐng)?jiān)诖艘砸梅绞讲⑷搿?/p>

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型的領(lǐng)域涉及一種適用于與外部玻璃窗一起使用的光重定向結(jié)構(gòu)，以有選擇地增強(qiáng)外部光向內(nèi)部空間的穿透。

背景技術(shù)：

這種光定向結(jié)構(gòu)是眾所周知的，并且主要依賴(lài)于以高角度入射到平面透明元件上的光的全內(nèi)反射(TIR)，其或者形成玻璃窗表面，或者被平行于玻璃窗表面安裝。高角度的入射光，不是被朝向靠近窗戶的地板直接透射，而是被朝向天花板重定向，從而發(fā)生散射，然后作為自然光被更遠(yuǎn)地穿透到建筑物的內(nèi)部房間中。

應(yīng)當(dāng)很容易地意識(shí)到，控制重定向角度允許重定向的光更大地穿透，從而當(dāng)接近正午時(shí)以高角度入射時(shí)，光將被朝向天花板而不是地板定向。當(dāng)照射房間的天花板時(shí)重定向光將被散射，以便從上部提供自然擴(kuò)散光，而不是從被磨光的或者鏡子似的地板表面產(chǎn)生眩光，或者被地板覆蓋層吸收；其對(duì)于對(duì)工作表面的照射沒(méi)有貢獻(xiàn)。因此，自然光的這種重定向使得對(duì)人工照明的需求最小化，并且促進(jìn)生產(chǎn)率以及使附加的建筑物居民能夠享受自然光。

然而，這種光重定向結(jié)構(gòu)在通常是有效的同時(shí)具有局限性，并且在期望的益處與不期望的效果之間具有折衷。

通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目的、效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將是更加明顯的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，增加光重定向的效率，同時(shí)極大地減小現(xiàn)有技術(shù)中可能不被欣賞或者知之甚少的不期望的效果。

在本實(shí)用新型中，通過(guò)提供一種用于制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)第一目的，該方法包括以下步驟：提供具有對(duì)置的天然光學(xué)表面的平面內(nèi)部透明材料板，將該板切割成細(xì)長(zhǎng)的平行條，定向所述平行條的組件，其中所述天然光學(xué)表面彼此相對(duì)，并且切割表面形成上豎直平面和下豎直平面，其中每個(gè)條的至少一個(gè)天然表面是至少部分反射表面，將平行條的切割表面附著到所述上豎直平面和所述下豎直平面中的至少一者上的平面支撐元件，其中，該日光照明結(jié)構(gòu)具有多個(gè)間隔開(kāi)的至少部分反射表面。

本實(shí)用新型第二方面的特征在于，通過(guò)上述制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中該平面支撐元件在所附著的平行條的天然表面方向上具有寬度，并且該日光照明結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度橫向于所述平面支撐元件的寬度，并且所述寬度與所述長(zhǎng)度的縱橫比至少為大約12。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中每個(gè)平行條在天然表面中的一者上具有吸收涂層。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，在所述定向步驟之后進(jìn)一步包括至少一個(gè)將切割表面平坦化的步驟。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中所述多個(gè)間隔開(kāi)的至少部分反射表面具有至少大約500微米的間距。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中該間隔開(kāi)的至少部分反射表面具有邊緣，該邊緣的曲率半徑小于該間距的大約2％。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中所述至少部分反射表面是全內(nèi)反射表面。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于通過(guò)上述任何制造日光照明結(jié)構(gòu)的方法，其中所述至少部分反射表面是金屬性反射表面。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，日光照明結(jié)構(gòu)包括多個(gè)透明的實(shí)心聚合物條，聚合物條具有在豎直平面內(nèi)定向的對(duì)置的天然表面，每個(gè)條以一間隙與相鄰條的天然表面分隔開(kāi)；連接所述條的第一側(cè)上的共同表面的第一透明平面支撐元件，所述條的第一側(cè)與所述天然表面正交，介于所述聚合物條的共同表面與所述平面支撐元件之間并將兩者相連接的粘合劑材料，其中，該粘合劑材料填充被連接到透明的所述平面支撐元件的所述條的第一側(cè)上的光學(xué)缺陷。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于，該日光照明結(jié)構(gòu)中該粘合劑材料填充被連接到透明的所 述平面支撐元件的所述條的第一側(cè)上的光學(xué)缺陷。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何日光照明結(jié)構(gòu)，其中所述條是平行四邊形。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何日光照明結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步包括第二透明平面元件，該第二透明平面元件在所述第一透明平面支撐元件的相對(duì)側(cè)上被連接到所述聚合物條。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于任何上述日光照明結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)條的對(duì)置的所述天然表面中的一者具有吸收涂層。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何日光照明結(jié)構(gòu)，其中該吸收涂層具有與相鄰條的所述天然表面相接觸的間隔開(kāi)的峰尖。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何日光照明結(jié)構(gòu)，其中相鄰條之間的間隙具有至少大約0.5mm的間距。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，該板條采用如前所述的日光照明結(jié)構(gòu)，該板條具有至少大約6的縱橫比，并且具有間距為至少大約500微米的多個(gè)間隔開(kāi)的反射表面。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中該反射表面是全內(nèi)反射表面。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中，該反射表面的縱橫比為至少大約1.5，所述縱橫比為所述反射表面的所述間距與所述反射表面的高度的比。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中，該反射表面的邊緣的曲率半徑小于所述間隔開(kāi)的反射表面的間距的大約2％。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中，該間隔開(kāi)的反射表面彼此平行。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中，相鄰的間隔開(kāi)的反射表面具有三角形形狀、對(duì)稱(chēng)V形形狀和不對(duì)稱(chēng)V形形狀中的至少一種形狀。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，其中該板條具有透明的可見(jiàn)度，并且該反射表面是全內(nèi)反射表面。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，該板條具有至少大約12的縱橫比。

本實(shí)用新型另一方面的特征在于上述任何用于組裝成可變的光重定向百葉窗板組件的板條，該板條具有至少大約24的縱橫比。

本實(shí)用新型的高效日光定向結(jié)構(gòu)，采用緊密間隔的肉眼可見(jiàn)的透明樹(shù)脂條，來(lái)消除不同形式的眩光。分隔開(kāi)的表面，利用來(lái)自模具或注塑過(guò)程的非常平滑的天然表面，通過(guò)全內(nèi)反射或金屬性表面提供選擇的入射光的有效反射。通過(guò)各種附著方法很容易獲得緊密的間隔，以提高效率。該制造方法允許選擇性地沉積吸收層，諸如通過(guò)在交替的天然光學(xué)表面之間涂漆/印刷，以在高角度入射處提供單向透明性。用光學(xué)質(zhì)量粘合劑材料通過(guò)透明的支撐元件將所述條支撐在至少一個(gè)共同平坦表面上，且該光學(xué)質(zhì)量粘合劑材料填充所述條的共同平坦表面上的在制造過(guò)程中形成的任何缺陷。

通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述，本實(shí)用新型的上述和其他目的、效果、特征和優(yōu)點(diǎn)將是更加明顯的。

附圖說(shuō)明

圖1是光重定向結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的示意性剖面正視圖。

圖2A是用于制造圖1和圖3的光重定向結(jié)構(gòu)的步驟的流程圖，而圖2B-2F是在這些步驟中材料的轉(zhuǎn)變的示意性剖面正視圖。

圖3是光重定向結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的示意性剖面正視圖。

圖4是流程圖，用于說(shuō)明在制造本實(shí)用新型的不同變型時(shí)的附加的可選擇步驟。

圖5是流程圖，說(shuō)明用于形成光學(xué)元件的附加的過(guò)程。

圖6A-6E通過(guò)示意性剖面正視圖說(shuō)明圖4的處理步驟的一種變型，用于產(chǎn)生光重定向結(jié)構(gòu)的一種更優(yōu)選的實(shí)施例。

圖7A-7D說(shuō)明在圖2A、圖4和圖5的方法的一個(gè)可選擇性的方面發(fā)生變型的光學(xué)元件。

圖8A是本實(shí)用新型百葉窗面板形式的一個(gè)實(shí)施例的透視圖，而圖8B和8C說(shuō)明了多個(gè)百葉窗的可選擇的位置。

圖9A是關(guān)閉狀態(tài)的照片，說(shuō)明在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2014/0133030A1所披露的光重定向微結(jié)構(gòu)中所觀察到的源于低角度太陽(yáng)光的衍射和相關(guān)的眩光，圖9B中的黑線插圖表示在照片的灰度打印中不可見(jiàn)的色分離。

圖10A的照片表示在圖9A的整個(gè)窗戶上的眩光，而圖10B表示用本實(shí)用新型實(shí)施例針對(duì)高太陽(yáng)角度實(shí)現(xiàn)了眩光減小。

圖11A表示用于分析圖11B中不同尺寸種類(lèi)的光學(xué)部件的眩光和衍射效果的光學(xué)建模結(jié)構(gòu)，用于產(chǎn)生圖12A到12B的照片。

圖12A比較了圖11B中的光學(xué)部件與10倍(10X)更大尺寸結(jié)構(gòu)的光學(xué)部件在寬角度范圍上導(dǎo)致的來(lái)自圖11A的重定向透射光束的能量，而圖12B比較了圖11B結(jié)構(gòu)與20倍(20X)更大尺寸結(jié)構(gòu)。

圖13A-13D表示圖11B結(jié)構(gòu)(圖13A和13B)與10倍(10X)(圖13C)和20倍(20X)(圖13D)更大尺寸結(jié)構(gòu)的衍射和色散效果。

圖14A-14F表示制造本實(shí)用新型一個(gè)可選實(shí)施例(圖14F)的步驟，其中光學(xué)元件是平行四邊形。

圖15A是用于制造圖15B結(jié)構(gòu)中的光學(xué)元件的可選擇的板材的剖面正視圖，其中用金屬化的反射表面取代全內(nèi)反射表面。

圖15B是根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的光學(xué)重新定向結(jié)構(gòu)的剖面正視圖。

圖16A是用于制造圖16B結(jié)構(gòu)中的光學(xué)元件的可選擇的板料的剖面正視圖，其中用金屬化的反射表面取代全內(nèi)反射表面。

圖16B是根據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例的光學(xué)重新定向結(jié)構(gòu)的剖面正視圖。

圖17是一個(gè)可選擇的實(shí)施例的剖面正視圖，其中用金屬化反射表面取代全內(nèi)反射表面。

圖18A是具有板條形式宏觀尺寸和其他可選擇特征的用于減小眩光的另一種光重定向結(jié)構(gòu)的剖面正視圖，圖18B中用透射圖將其示出。

圖19是用于具有宏觀尺寸和其他可選特征的用于減小眩光的另一種光重定向結(jié)構(gòu)的模具的剖面正視圖。

圖20A是具有與圖19中的模具結(jié)構(gòu)相應(yīng)的宏觀尺寸的光重定向結(jié)構(gòu)的剖面正視圖，在圖20B中用透視圖將其示出。

圖21A是穿透型光定向結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施例的剖面正視圖，其中由圖21B或圖21C中的剖面正視圖中所示的平面板材制造該結(jié)構(gòu)，全內(nèi)反射或反射表面被吸收表面所取代。

圖22是本實(shí)用新型一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例的工藝流程圖。

圖23A-23E表示在圖22的工藝的選定步驟中發(fā)生的轉(zhuǎn)變。

圖24是圖22的工藝所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的剖面正視圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1到圖24，其中在不同的附圖中相同附圖標(biāo)記表示相同部件，其中說(shuō)明了一種新型和改進(jìn)的高效日光照明結(jié)構(gòu)，在此將其整體表示為100。

根據(jù)本實(shí)用新型，高效日光照明結(jié)構(gòu)100包括多個(gè)具有對(duì)置的天然光學(xué)質(zhì)量表面110a和110a’的透明光學(xué)元件、條或棒110，在圖1中的第一實(shí)施例中，這些條基本平行定向且優(yōu)選相對(duì)于其支撐基板120在豎直平面中定向。每個(gè)條110與相鄰條的天然表面110a或110a’通過(guò)寬度為g的間隙分隔。

如此處所使用的，天然表面意味著以板的形式完成或完工的光學(xué)平坦和平滑的表面，諸如在拋光的表面上被鑄造，或者作為低粘度流體池，諸如丙烯酸板的平坦表面。天然表面最好是通過(guò)在重力作用下而變平坦的靜態(tài)流體池的凝固來(lái)形成。然而，本實(shí)用新型范圍內(nèi)的天然表面可以通過(guò)復(fù)制另一天然表面，或者高度拋光的模制表面來(lái)形成。例如，通過(guò)在熔融錫槽上固化而形成的玻璃板，形成非常高質(zhì)量的天然光學(xué)表面，并且可以被用作進(jìn)行模制的表面。通過(guò)在這種平坦和光滑的玻璃板之間進(jìn)行異丁烯酸甲酯單體鑄件的熱固性模制過(guò)程，很容易形成丙烯酸類(lèi)樹(shù)脂板，聚甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂板。一種優(yōu)選的天然表面是通過(guò)鑄造而制造的表面,該表面復(fù)制玻璃模具的平滑性和平坦性。

可選擇地，可通過(guò)溶劑蒸汽拋光(在聚合物和樹(shù)脂的情形中)以及其他磨光步驟，將粗糙表面平坦化來(lái)形成模具表面或者光學(xué)質(zhì)量的天然表面，諸如拋光的減材過(guò)程或者涂覆多個(gè)薄層(這些薄層在重力作用下擴(kuò)展并填充表面缺陷從而提供平滑性)的增材過(guò)程。這種減材過(guò)程還包括將擠出的以及鑄造的板材表面平坦化。因而，天然表面還意指在一個(gè)相對(duì)較大的區(qū)域上被平坦化、并且在光學(xué)裝置制造的另外步驟中被保持的表面。通常，這種被拋光的表面或者天然表面具有小于大約0.2μmRMS的表面粗糙度，但更優(yōu)選小于大約25納米(nm)RMS，最優(yōu)選小于大約10nmRMS。

首先應(yīng)當(dāng)廣義地理解為，本實(shí)用新型通過(guò)將天然表面轉(zhuǎn)變成多個(gè)被定向成入射光的全內(nèi)反射表面的方法，由具有天然表面的基板構(gòu)造光重定向結(jié)構(gòu)。

還應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，光學(xué)結(jié)構(gòu)100優(yōu)選是一種宏結(jié)構(gòu)，其中全內(nèi)反射表面110a和/或110a’以基本等于或者寬于0.5mm的橫向間距(在部件100的表面平面方向上)分隔開(kāi)。在圖1和圖2A-2F的實(shí)施例中，以間隙g設(shè)置全內(nèi)反射表面110a和110a’，并且該全內(nèi)反射表面110a和110a’被設(shè)置在條110的支撐基板120的表面的法線方向上。本實(shí)用新型的附加方面在于這種具有天然全內(nèi)反射表面的宏觀光定向結(jié)構(gòu)及其形成方法，其可以包括制造方法和具有選擇性吸收層的結(jié)構(gòu)，以制造單向全內(nèi)反射和減小眩光的附加的特征和尺寸。

在一個(gè)更優(yōu)選實(shí)施例中，透明的平面支撐元件120連接處于條110的第一側(cè)上的共同表面110b’，該第一側(cè)與天然光學(xué)質(zhì)量表面正交，并且粘合劑材料130(其將條110附著到透明平面元件120)在被分別施加或連接到基板120或120’的過(guò)程中,填充條110的第一側(cè)110b和110b’的任何光學(xué)缺陷。

理想情況下相對(duì)于每個(gè)條的寬度w而言間隙g盡可能要窄，不過(guò)在優(yōu)選實(shí)施例中，間隙優(yōu)選大于大約1到2μm，以提供其他益處。條110具有高度H，高度H優(yōu)選至少為約5mm到1.5mm，并且優(yōu)選還具有至少大約1.5:1的縱橫比，也即H/W為大約1.5或更大，更優(yōu)選2:1，最優(yōu)選至少3:1。間距等于間隙加上寬度，間距優(yōu)選大于0.5mm，不過(guò)在最優(yōu)選的實(shí)施例中更優(yōu)選大于大約1.0mm，以提供制造的容易性并且提供改善的光學(xué)性能。為了便于處理和利用非常光滑的鑄造丙烯酸樹(shù)脂板坯料，使成本最小化，可以將優(yōu)選的坯料板材選擇為寬度W作為用于制造光學(xué)元件110的坯料板材的厚度。這種坯料板通?？色@得的厚度為大約1mm到大約30mm，使切開(kāi)或切割寬度提供大致的目標(biāo)高度H。縱橫比更優(yōu)選的范圍是2:1到3:1。多種創(chuàng)造性的組裝技術(shù)/方法使得這些高縱橫比成為可能，而在利用全內(nèi)反射光學(xué)構(gòu)造的微結(jié)構(gòu)中是不易于獲得的。這種更高的縱橫比，也即高于大約1.5:1，是對(duì)遠(yuǎn)離赤道以及在日間更短的冬季發(fā)生的低角度光有效地進(jìn)行重定向所更加期望的。

還可以用金屬化表面取代全內(nèi)反射表面，盡管預(yù)期這將是一種更加昂貴的制造方法，在此情形中，不需要間隙g。另外，在另一實(shí)施例中，當(dāng)在一個(gè)或兩個(gè)界面110a或110a’處不需要全內(nèi)反射或反射時(shí)，可以在坯料板材的一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)的表面上涂覆光吸收層即黑色層。圖21A中表示出用吸收層取代兩個(gè)全內(nèi)反射界面或反射界面的實(shí)施例。

棒通常是多邊形光學(xué)元件110，不過(guò)通常是透明的實(shí)心聚合物棒110，其任選地為平行四邊形(圖2F)或其他實(shí)施例中所示的矩形。在圖18A-圖20B中所示的其他實(shí)施例中，光學(xué)元件可具有不同的形狀，并且可以通過(guò)模制或鑄造工藝來(lái)制造，而不是分立的組件。

通過(guò)施加第二透明平面元件120’，優(yōu)選采用光學(xué)粘合劑130’密封開(kāi)放的間隙以產(chǎn)生用空氣填充的腔115，可以將圖1中的結(jié)構(gòu)100轉(zhuǎn)變成圖3中所示的更優(yōu)選的實(shí)施例。更優(yōu)選地，光學(xué)粘合劑130’是具有足夠低的粘度(viscosity)和高附著性(tack)的壓敏粘合劑，以便在層疊過(guò)程中從表面110b上的平滑處流入并填充任何凹陷和偏差。這種會(huì)降低光學(xué)性能的凹陷和相關(guān)的粗糙度偏差可能是制造棒110的方法諸如板材的切割或切開(kāi)中所固有的，是直接通過(guò)擠壓形成的表面中所固有的，或者僅僅是拋光或平滑步驟的殘留。這種粘合劑也可以是熱固性或UV固化粘合劑，其在第二透明平面元件120’施加之后固化。不過(guò)，在任何情形中， 粘合劑的粘度都應(yīng)當(dāng)足夠高，從而表面張力會(huì)阻礙液流填充間隙g，而液流填充間隙會(huì)阻礙在腔115的側(cè)壁上形成全內(nèi)反射表面。另外，粘合劑130或130’應(yīng)當(dāng)不會(huì)有助于間隙的角部的變圓，因?yàn)槿缦旅孢M(jìn)一步討論的，角部的變圓將會(huì)加重眩光。

不過(guò)，就通過(guò)金屬性反射層提供110a和/或110a’處的反射表面來(lái)說(shuō)，不需要間隙g，并且可以放松前面對(duì)粘合劑性質(zhì)和施加工藝的限制性考慮。通常優(yōu)選光學(xué)粘合劑130和130’的折射率與光學(xué)元件110以及基板120和120’中至少一者的折射率相同，并且優(yōu)選與這兩者的折射率都相同。

優(yōu)選基板120是比較剛性的，以支撐光學(xué)元件110使其處于間隔開(kāi)的關(guān)系，形成間隙和表面110a和110a’，以提供光重定向全內(nèi)反射表面。因此，透明覆蓋層120’可以比支撐層120更薄且更具有柔性。不過(guò)，在下面所討論的一些應(yīng)用中，更優(yōu)選基板120和頂板120’具有相同厚度。頂板120’將間隙g封閉，防止污染物溢出。不過(guò)，當(dāng)反射表面被金屬化時(shí)，無(wú)需頂板120’用于此目的。金屬化表面與全內(nèi)反射表面相比在更寬的入射角度范圍上具有反射性，因而盡管可能成本更高，不過(guò)在選擇的應(yīng)用中是有益的。光學(xué)元件表面110a和110a’的金屬化側(cè)面的主要優(yōu)點(diǎn)在于，可以省去間隙g，并且可以將整個(gè)組件粘接在一起。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)光學(xué)元件110是圖14B-14F中所示的平行四邊形時(shí)，在未超過(guò)全內(nèi)反射所需臨界角時(shí)的照明條件下，金屬化表面將是反射性的。

圖3中的線10追蹤了相對(duì)于表面120a的表面法線N入射光線10以高入射角度的穿透，示出在表面110a’處發(fā)生了全內(nèi)反射，使得光線10沿著與其進(jìn)入方向相反的方向射出結(jié)構(gòu)100。該相反的方向?yàn)槌驒M向方向(即平行于玻璃窗平面的側(cè)向方向)。

相反，線10’追蹤了更接近于法線入射的光線10’的穿透，表明在表面110a或110a’上沒(méi)有任何撞擊，因而沿著與入射光相同的橫向方向通過(guò)結(jié)構(gòu)100傳播。這說(shuō)明了小角度入射光直接穿過(guò)時(shí)該光學(xué)構(gòu)造的“透視”性。

光重定向薄膜和板是眾所周知的，且通常通過(guò)微制造方法來(lái)形成，其中全內(nèi)反射表面小于大約1mm寬。這種微制造一般采用母版表面或模具的微復(fù)制，樹(shù)脂利用模具浸漬母版表面的輪廓，使得在固化并去除時(shí)，母版表面被相反地復(fù)制。有些微復(fù)制方法也適合于對(duì)較寬的柔性薄膜絲網(wǎng)進(jìn)行輥到輥處理。柔性薄膜絲網(wǎng)可易于被切開(kāi)和切割成直接應(yīng)用于已安裝起來(lái)的玻璃窗表面、或者用于制造密封窗玻璃類(lèi)型的窗戶所使用的玻璃板時(shí)可能會(huì)需要的定制尺寸。不過(guò)，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種微制造結(jié)構(gòu)具有多種性能局限性。

可以使用導(dǎo)致性能局限性的微制造和微復(fù)制制造的光學(xué)表面在質(zhì)量和形狀方面具有多種 局限性。其中一種局限性在于加工母版模具，該母版模具被用于無(wú)論是分批還是連續(xù)地加工樹(shù)脂鑄造、壓花或任何模制操作。

另外，由于通常通過(guò)金剛石車(chē)削來(lái)制造母版的結(jié)構(gòu)，這就進(jìn)一步增加了對(duì)最優(yōu)化全內(nèi)反射過(guò)程的效率所需的形狀、精度和完美性的限制。用于產(chǎn)生母版模具的金剛石車(chē)削過(guò)程在角部的銳度方面有所限制。

另外，由于鑄造樹(shù)脂必須完全填充模具最深的特征部，然后沒(méi)有變形地脫模，因而對(duì)于特征部縱橫比和形狀具有實(shí)際限制，以便允許從模具中脫模出固化的鑄造薄膜。通常，特征部的縱橫比越深，則為了從模塑中進(jìn)行一致的脫模而不會(huì)發(fā)生光學(xué)特征部的塑性變形，必須提供更大的凈脫模斜度，這會(huì)導(dǎo)致光學(xué)扭曲或者損壞昂貴的模具表面。

除了模制和工藝限制之外，已經(jīng)觀察到在玻璃或窗戶表面上或附近存在微復(fù)制結(jié)構(gòu)的許多應(yīng)用中，存在令室內(nèi)居住者心煩的眩光現(xiàn)象(artifact)。還發(fā)現(xiàn)某些眩光的一個(gè)來(lái)源是微結(jié)構(gòu)對(duì)光的衍射。由于衍射是依賴(lài)波長(zhǎng)的，因此白光也將會(huì)發(fā)生光譜色散，這在眩光中導(dǎo)致離散色帶，光被重定向在例如白色天花板上時(shí)也是如此。

在美國(guó)專(zhuān)利No.4,989,952(1991年2月5日授予Edmonds)中已經(jīng)提出可以將塑料面板改為透明實(shí)心材料(諸如丙烯酸)的光重定向板，該專(zhuān)利以援引方式并入于此。Edmunds披露了使用激光切割工具燒蝕塑料樹(shù)脂，在板中產(chǎn)生狹縫或間隙的圖案。不過(guò)，這些結(jié)構(gòu)的性能受激光燒蝕過(guò)程的寬度或切口的限制，并且全內(nèi)反射表面的光學(xué)質(zhì)量較差。通常粗糙的激光燒蝕表面不夠平滑，因而會(huì)散射光，增加與散射有關(guān)的眩光，并且降低透視透明度和高角度入射的外部光(通常是太陽(yáng)光)朝向房間天花板的引導(dǎo)效率。另外，當(dāng)調(diào)整激光燒蝕過(guò)程以改善平滑度時(shí)，也會(huì)將角部變圓，產(chǎn)生較大的曲率半徑，并且增加制造時(shí)間。如下面所討論的，變圓的角部促使在微結(jié)構(gòu)和宏結(jié)構(gòu)光重定向光學(xué)元件中產(chǎn)生眩光。

相反，圖2A-2F、圖6A-6E和圖22中所示的宏制造方法，如下面所述，將產(chǎn)生可克服微結(jié)構(gòu)制造的所述缺陷的光學(xué)結(jié)構(gòu)100，以制造更完美的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)也將勝過(guò)通過(guò)前面所述的激光燒蝕或者其他組裝方法形成的任何結(jié)構(gòu)。

在圖2A的處理中，將優(yōu)選為UV穩(wěn)定丙烯酸樹(shù)脂的光學(xué)質(zhì)量材料板200(圖2B)切開(kāi)(步驟1100)以制造離散的棒110(圖2C)。棒110具有上表面110a和下表面110a’，該上表面110a和下表面110a’具有與板200的天然表面200a和200a’相同的表面光潔度。然而，由于通過(guò)包括切斷、鋸、激光切割、水射流切割等任何可能的切開(kāi)工藝去除材料時(shí)固有的偏差，與天然表面110a和110a’相比，切割或切開(kāi)的表面110b和110b’比較粗糙。

在步驟1120中，在支撐表面201上將相鄰的棒110分離(圖2D)，留下能夠進(jìn)行步驟1130(圖2D)的間隙，在步驟1130中將每個(gè)棒110旋轉(zhuǎn)90度，使天然光學(xué)表面110a和110a’彼此平行(圖2E)，并且該表面垂直于支撐表面201。

應(yīng)當(dāng)理解，可以針對(duì)每個(gè)棒110相繼進(jìn)行旋轉(zhuǎn)步驟1130，在相鄰的棒被旋轉(zhuǎn)之前完成第一個(gè)棒的旋轉(zhuǎn)?？梢允褂米ト『头胖脵C(jī)器人臂實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，使用微型真空吸盤(pán)和機(jī)器視覺(jué)來(lái)相繼地識(shí)別、抓取、抬起和旋轉(zhuǎn)每個(gè)棒。

類(lèi)似地，分離的處理步驟1120可以同時(shí)或者相繼進(jìn)行。不排除在相繼的分離步驟之后針對(duì)每個(gè)單獨(dú)的棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。分離是必須的，以便留出空間允許將經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的棒向下放置在通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)步驟1130所產(chǎn)生的陣列中最鄰近的棒之間。

通過(guò)將所有或者選定組的棒在一組V形導(dǎo)引楔之間前移，或者通過(guò)前移交替的棒，可以同時(shí)產(chǎn)生分離。例如，可以將一組交替的棒前移，而介于其中的交替的棒被約束或者沿著相反方向移動(dòng)?？梢砸詡?cè)向彎曲的形式將分離的棒(或者交替組相鄰的棒)前移，觸發(fā)前移端的旋轉(zhuǎn)，直至重心發(fā)生足夠的移位，使得整個(gè)棒以90度旋轉(zhuǎn)傾覆到支撐表面上，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)步驟1130。

另選地，由于棒110(在旋轉(zhuǎn)前)寬度大于其高度，還可以通過(guò)振動(dòng)致使其在前移的同時(shí)傾覆到窄槽或溝道中，借此將其有效地旋轉(zhuǎn)。

一旦將打算在步驟1140中被共固化以形成初期裝置的棒110旋轉(zhuǎn)(步驟1130，圖2D)，則它們?cè)谇虚_(kāi)步驟1110中形成的其中一個(gè)表面110b’將接觸支撐表面201，在切開(kāi)步驟1110中形成的對(duì)置的表面110b朝上。

應(yīng)當(dāng)理解，棒110還可以在不同的支撐表面201之間移動(dòng)，支撐表面201可任選地為真空吸盤(pán)，可以通過(guò)將真空吸盤(pán)旋轉(zhuǎn)180度而將棒旋轉(zhuǎn)180度，隨后釋放到平行的底層支撐表面201上，底層支撐表面201任選地也是真空吸盤(pán)。

此外，一旦棒110在支撐表面201上被旋轉(zhuǎn)，則在擠壓步驟1140中可以將其橫向推到一起，以消除步驟1120中所產(chǎn)生的空間。

在圖2E中所示的這一階段，可以通過(guò)多種方式將粗糙表面110b平滑或者平坦化。不過(guò)，該步驟是可選的，取決于在將所有光學(xué)元件附著到120的步驟1150中，用光學(xué)粘合劑填充裂縫以消除光學(xué)缺陷的能力?？蛇x擇地，還可以根據(jù)需要對(duì)透明塑料樹(shù)脂制成的擠出棒的一個(gè)或多個(gè)表面進(jìn)行平坦化，然后按照與此處所述相同的方式進(jìn)行組裝。這將省除切開(kāi)較大的板的步驟。

取決于形成棒的材料的硬度和微裂紋性質(zhì)，這種平坦化可以通過(guò)機(jī)械加工諸如采用金剛石車(chē)削設(shè)備，或者使用研磨劑或研磨劑表面的拋光步驟進(jìn)行。另外，由于天然光學(xué)表面110a非常平坦，通過(guò)金剛石車(chē)削或者切割對(duì)正交的更加粗糙的表面110b和/或110b’進(jìn)行機(jī)械加工，實(shí)質(zhì)上將導(dǎo)致完美的方形角部，因?yàn)榻遣康耐昝佬圆皇苡糜谇懈钅Ｖ票砻娴慕饎偸ぞ弑砻娴臏喜矍懈钅芰?或隨后的復(fù)制步驟的限制。

優(yōu)選地，在宏光學(xué)元件110中，角部110c具有小于大約10μm、更優(yōu)選小于大約5μm、最優(yōu)選小于大約2.5μm的曲率半徑(ROC)。更概括地說(shuō)，角部110c的曲率半徑優(yōu)選小于光學(xué)元件寬度w的大約1％，更優(yōu)選小于大約0.5％，最優(yōu)選小于大約0.25％。

在附著步驟1150之前，將分離的光學(xué)元件110擠壓或者以其它方式靠攏而形成間隙g，或者在另外的附著頂板120’的步驟中形成腔115。該間隙可以由天然表面中的長(zhǎng)而平滑的波紋自然地產(chǎn)生，或者通過(guò)為天然表面110a和110a’中的至少一個(gè)增加間隔物410來(lái)產(chǎn)生。

不過(guò)，為了提供高效的光透射率，希望控制間隙，使間隙相對(duì)于寬度或者光學(xué)元件間距而言相對(duì)較小，間距等于間隙加上寬度。表I表明對(duì)于恒定的0.025mm(25微米)的間隙，效率損失隨著寬度的增加而減小。

光學(xué)元件110優(yōu)選具有至少2:1的縱橫比，不過(guò)更優(yōu)選2.5:1，且最優(yōu)選至少大約3:1或者更大。因?yàn)樘峁挾鹊陌搴穸仍龃螅枰俚脑?lái)組裝一個(gè)給定寬度的分立的光學(xué)結(jié)構(gòu)100。不過(guò)，要求的縱橫比越高，則對(duì)于任何給定的寬度而言所產(chǎn)生的光學(xué)結(jié)構(gòu)100越厚，如下面的表II中所示：

應(yīng)當(dāng)注意，表2中提到的板條600是長(zhǎng)而窄的光學(xué)結(jié)構(gòu)100，具有大約50mm的優(yōu)選的寬度，主要用于下面將要參照?qǐng)D8A-圖8C進(jìn)一步描述的百葉窗組件。

圖6A-6E表示光學(xué)結(jié)構(gòu)100的一種變形的更優(yōu)選的制造過(guò)程，其中表面110a和110a’中僅一個(gè)提供全內(nèi)反射。應(yīng)當(dāng)理解，圖2D中所示的光學(xué)元件110的旋轉(zhuǎn)步驟，允許施加涂層或者面漆(finish)405抑制表面110a上的全內(nèi)反射，如圖6C中所示。

涂層或面漆405可以簡(jiǎn)單地為一層黑色涂料或者樹(shù)脂涂層，如在旋轉(zhuǎn)90度之前統(tǒng)一施加到所有面朝上的表面110a，如圖6D和6E中所示。盡管可以在圖6B階段的切開(kāi)之后施加涂層405，不過(guò)優(yōu)選在切開(kāi)步驟1110之前對(duì)整個(gè)平板200在表面200a上施加涂層405。

另外，為了便于形成均勻的寬度間隙，圖6E中的結(jié)構(gòu)100在相鄰光學(xué)元件110之間采用間隔物410。間隔物410可以在吸收層涂覆過(guò)程的同一步驟、在先或者隨后的步驟中被施加給表面110a，或者沒(méi)有吸收層涂覆過(guò)程。盡管可以在圖6B的切開(kāi)階段之后施加間隔物410，不過(guò)優(yōu)選在切開(kāi)步驟1110之前將間隔物410施加到整個(gè)平板200的表面200a上?？蛇x擇地，可以在切開(kāi)之前或者之后將間隔物施加到表面200a。如圖6E中所示可在沒(méi)有吸收層405的情況下采用間隔物410。

因此，在旋轉(zhuǎn)步驟之后(圖6D中示出已經(jīng)完成)，在隨后的擠壓步驟1140中，間隔物410限制間隙寬度g。間隔物410應(yīng)當(dāng)以足以提供均勻間隙的較低的密度被施加。因而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在每個(gè)間隙中間隔物410的圖示僅僅為了有助于理解間隔物410的功能，優(yōu)選實(shí)施例的任何實(shí)際的橫截面都將不可能示出處于每個(gè)間隙內(nèi)的間隔物410。

在圖6E中所示的最后一個(gè)步驟中，通過(guò)透明支撐元件120將光學(xué)元件或條110支撐在至少一個(gè)共同平坦表面上，用光學(xué)質(zhì)量粘合劑材料130填充條110共同平坦表面在制造過(guò)程中形成的任何缺陷。不過(guò)，如圖6D中所示，可以對(duì)支撐基板201進(jìn)行平坦化。

目前優(yōu)選的處理是使用金剛石線鋸進(jìn)行鋸割以切開(kāi)板200，并對(duì)表面110b和/或110b’進(jìn)行平坦化。

圖4的流程圖表示一組另選的處理步驟來(lái)制造本實(shí)用新型的一系列另選的實(shí)施例，諸如圖 6A-6E和圖14A-14F所示的處理。

應(yīng)當(dāng)注意，施加間隔物和/或涂層以消除交替的全內(nèi)反射表面的步驟1115，可以在切開(kāi)步驟1110之前或者之后發(fā)生。另選地，施加間隔物和/或涂層的步驟1115也可以在平坦化步驟1135之后實(shí)施。就期望通過(guò)向110a(或110a’)和110b(或110b’)的角部施加光吸收涂層諸如涂料或墨水來(lái)減小眩光方面而言，可以在旋轉(zhuǎn)之前和/或平坦化之前進(jìn)行，通過(guò)平坦化從靠近這種角部的表面區(qū)域去除過(guò)量的涂層。

類(lèi)似地，可選的平坦化步驟1135可以發(fā)生在擠壓步驟1140之前或之后，然而就平坦化方法產(chǎn)生碎屑方面而言，優(yōu)選在擠壓步驟1140之后進(jìn)行平坦化以最小化碎屑進(jìn)入間隙的可能。

在與步驟1135中被平坦化的表面相反的表面上的第二平坦化步驟1155，可以發(fā)生在擠壓步驟1140之前或之后，不過(guò)優(yōu)選發(fā)生在擠壓和步驟1150中附著第一側(cè)到基板之后，以便于通過(guò)移動(dòng)實(shí)質(zhì)上剛性的元件(諸如圖6E中所示的光學(xué)結(jié)構(gòu)100)，將棒110的整個(gè)陣列移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)到平坦化工作臺(tái)。

就通過(guò)激光燒蝕處理進(jìn)行切開(kāi)以在光學(xué)元件110上產(chǎn)生圓角110c來(lái)說(shuō)(圖2C)，優(yōu)選采用圖4中的平坦化處理步驟1135和/或1155，將角部的半徑減小到小于光學(xué)元件間隔即寬度加上間隙厚度的1％，更優(yōu)選小于元件間隔或間距的0.5％。圖2F的光學(xué)結(jié)構(gòu)100中表示出這種方角110c’。

圖22的流程圖提供了一種更優(yōu)選的處理實(shí)施例的概要，用于產(chǎn)生特別適合于最終使用高縱橫比板條600的高效日光照明結(jié)構(gòu)100。在步驟2205中，任選地通過(guò)任何之前描述的方法，為具有對(duì)置的平行天然光學(xué)表面的光學(xué)質(zhì)量材料板200(圖23A)(其更優(yōu)選UV穩(wěn)定丙烯酸樹(shù)脂)涂覆吸收層405。吸收層405優(yōu)選是黑色或灰色材料，不過(guò)可選擇諸如具有無(wú)光澤面漆(matte finish paint)的有色涂料，提供良好的色散的或者陡峭的峰尖406。這種涂料或涂層的一個(gè)非限定性示例為Rustoleum TM商標(biāo)2倍(2×)超級(jí)覆蓋無(wú)光澤噴漆。在無(wú)光澤涂料中，將通過(guò)干擾表面平坦性的填料制造出峰尖406，使得干燥涂料在其表面反射方面不再是鏡面的。當(dāng)在分離步驟2220和旋轉(zhuǎn)步驟2230之后的步驟2240中擠壓棒、條或光學(xué)元件110(通過(guò)在步驟2210中沿法線方向切開(kāi)或切割而形成)時(shí)，峰尖406充當(dāng)間隔物或隔離物?；谄涔鈱W(xué)吸收系數(shù)，吸收層或涂料405應(yīng)當(dāng)足夠厚，以便將天然表面110a或110a’(保持未涂覆)上全內(nèi)反射臨界角處的反射減小到大約十分之一，不過(guò)更優(yōu)選至少減小到百分之一。層405可以由多個(gè)子層組成，以產(chǎn)生期望的光學(xué)吸收來(lái)減小反射，使最終的層具有期望的顆粒以便產(chǎn)生陡峭而間隔較寬的峰尖406，峰尖406作為表面110a’與相鄰峰尖406之間的層405部分的間 隔物。用于形成涂料或涂層405的樹(shù)脂應(yīng)當(dāng)與板200的折射率密切匹配，以最小化界面反射。

在擠壓之前或之后從每個(gè)表面110c和110c’可選擇地去除切開(kāi)或切割碎片的步驟2235中，或者在擠壓棒或元件110的組件之后，在步驟2245中對(duì)第一側(cè)進(jìn)行平坦化。圖23C表示經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)的分離的棒或光學(xué)元件110置于一個(gè)通用的支撐體201上。在圖23D中將它們擠壓在一起，其中峰尖406提供表面110a’與層405的間隔。

對(duì)于每一個(gè)平坦化步驟(圖22中的2245和2265)來(lái)說(shuō)，以真空吸盤(pán)作為支撐表面201’擠壓并保持棒或條110組件(圖23D)，以減小最終光重定向結(jié)構(gòu)100中發(fā)生波紋的可能性。于是，當(dāng)覆蓋層120是具有至少大約15密耳厚度(mil：千分之一英寸)、更優(yōu)選20密耳厚度的光學(xué)質(zhì)量聚脂薄膜時(shí)，實(shí)質(zhì)上消除了波紋。圖23E示出在步驟2260之后施加至棒110的共同平坦化上表面110b的光學(xué)質(zhì)量聚脂薄膜120。之后，在更優(yōu)選的實(shí)施例中，輕彈該組件，使真空吸盤(pán)201’保持層120，并且第二表面或相反表面110b可以被平坦化(步驟2265)，清除碎片(步驟2275)，并且將第二光學(xué)薄膜層120’附著到該第二平面?zhèn)龋a(chǎn)生圖24所示的最終的光重定向結(jié)構(gòu)100。

優(yōu)選通過(guò)金剛石車(chē)削進(jìn)行平坦化步驟2245和2265，同時(shí)將被擠壓的棒組件保持在相同類(lèi)型的真空吸盤(pán)201中。在步驟2235，2250和2270中，優(yōu)選通過(guò)粘輥在經(jīng)旋轉(zhuǎn)的棒上、在它們的被擠壓組件或者在它們的經(jīng)平坦化的被擠壓組件(步驟2245和2265)上滾動(dòng)，來(lái)去除碎片。

因此，在分離步驟2220和旋轉(zhuǎn)步驟2230后，每個(gè)吸收層410(來(lái)自涂層405)提供在擠壓步驟2240之后充當(dāng)間隔物的峰尖406。棒或條110具有下表面110a’，該表面具有與板200的天然表面200a’同樣的表面光潔度。不過(guò)，由于在通過(guò)包括切斷、鋸、激光切割、水射流切割等的任何可能的切開(kāi)過(guò)程去除材料時(shí)固有的偏差，切割或切開(kāi)表面110b和110b’比天然表面110a和110a’粗糙。

因此，在分離步驟2220之后，將處于支撐表面201上的相鄰的條110分離(圖23C)，留出在步驟2230(圖23D)中可使每個(gè)棒110旋轉(zhuǎn)90度的間隙，使相鄰棒110的天然光學(xué)表面110a’彼此平行(圖23E)，并且該表面垂直于支撐表面201。重要的是，層405以相對(duì)均勻的厚度被施加，使得在擠壓步驟2240之后每個(gè)棒或元件110上的吸收層410不會(huì)扭曲或減小表面110a’的平行定向。

步驟2240中的擠壓程度也很重要，僅使層410中的峰尖406接觸相鄰表面110a’，從而來(lái)自表面110a’的有效的全內(nèi)反射得以被保持。峰尖406應(yīng)當(dāng)被寬廣地分散開(kāi)，不過(guò)具有一定的高度和寬度。

目前優(yōu)選的平坦化方法是金剛石車(chē)削，因?yàn)槠湓谝欢ㄩL(zhǎng)度上產(chǎn)生的平坦度適用于作為百葉窗板條600的光重定向結(jié)構(gòu)100，并提供了一種當(dāng)層疊覆蓋層120時(shí)能夠被光學(xué)質(zhì)量壓敏粘合劑130覆蓋的最終表面特性。更確切而言，金剛石車(chē)削過(guò)程例如步驟2245和2265，將粗糙程度減小到從峰尖到峰谷的高度為大約1-3微米。目前優(yōu)選的平坦化方式是用1.5mm半徑的金剛石切割工具在磨削主軸(milling spindle)中以2500RPM的速度以3英寸半徑旋轉(zhuǎn)。另外，切削刀具的進(jìn)給速度優(yōu)選大約3英寸到大約6英寸每分鐘。該平坦化的表面在重疊半徑截面具有研磨過(guò)的輪廓或圓形條痕，其通常是由金剛石邊緣平滑地切割的。當(dāng)在步驟2250和2270的每一個(gè)中去除微片形式的金剛石車(chē)削碎片時(shí)，剩余的清潔表面優(yōu)選具有小于大約7-10微米、更優(yōu)選小于大約3-6微米、最優(yōu)選小于大約1-3微米的峰尖到峰谷的變化。

優(yōu)選地，在步驟2260和2280中，帶有光學(xué)粘合劑130的透明的表皮層或覆蓋層120，通過(guò)輥層壓到表面110b和110b’而被附著，同時(shí)被擠壓的棒或條110保持在與擠壓后進(jìn)行平坦化所使用的同一真空吸盤(pán)201’中。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，處于光學(xué)元件110每一側(cè)上的至少15微米厚的表皮層或覆蓋層120于是將保持處于穩(wěn)定和平坦?fàn)顟B(tài)下用于放置在窗戶前面的百葉窗陣列中的縱橫比至少為12、更優(yōu)選至少為大約24的保持板條600。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在由真空吸盤(pán)和側(cè)面夾具保持棒110的同時(shí)在如上進(jìn)行飛切之后立即使用附著的壓敏光學(xué)粘合劑130層疊表皮狀覆蓋層120，產(chǎn)生顯著的層疊質(zhì)量，因?yàn)榘襞c棒的臺(tái)階高度很好地小于5μm。

從擠壓步驟2240到平坦化步驟2245和2265期間，隨后使用粘性輥墊去除平坦化碎片(步驟2250和2265)到用壓敏光學(xué)粘合劑130層疊覆蓋層120(步驟2260和2270)，將棒狀光學(xué)元件110保持在邊緣夾緊夾具中，消除了棒或光學(xué)元件110在高縱橫比板條600中以波動(dòng)圖案發(fā)生錯(cuò)位的趨勢(shì)。

不過(guò)，雖然在步驟2240中希望高夾緊壓力以便于這些處理，不過(guò)層疊壓力也會(huì)引起相鄰棒的天然表面110a與110a的接觸或配合，破壞全內(nèi)反射所需的空氣間隙。因此，希望在擠壓步驟2240之前在表面110a和110a’其中之一上提供一種間隔物，諸如無(wú)光澤涂料涂層405，因?yàn)楸砻婢哂蟹寮?06保持用于全內(nèi)反射的間隙，與涂層410的在這些峰尖406之間的區(qū)域的全內(nèi)反射表面最小程度地完全接觸。

圖5是表示用于制造圖7D中所示本實(shí)用新型一個(gè)另選實(shí)施例的另選處理步驟(相應(yīng)于圖7A-7C)的一種變形的流程圖。

在圖7D中，光學(xué)元件110具有被光吸收層113覆蓋的角部110C，使來(lái)自圓形角部的眩光最小化。該結(jié)構(gòu)通過(guò)擠出(圖5中步驟2110)圖7A中所示的近似光學(xué)質(zhì)量棒而產(chǎn)生，其具有圓形角部110c和可選擇的圓形側(cè)邊110a和110b。在圖7B中，與圖5中的步驟2120相應(yīng)，角部110c被黑色涂層或顏料113覆蓋或涂覆。盡管黑化步驟是可選的，不過(guò)就擠出棒來(lái)說(shuō)，需要至少3個(gè)側(cè)邊的平坦化以去除擠出帶來(lái)的表面粗糙度和圓形角部。

在圖5中的步驟2130中，將側(cè)面110a/a’和可選擇的110b/b’平坦化，以提供用于全內(nèi)反射的天然質(zhì)量光學(xué)表面。如圖7C中所示，平坦化去除了角部以外的所有側(cè)面的過(guò)量的吸收涂層113?？梢酝ㄟ^(guò)其它地方描述的任何處理方法將光學(xué)元件組裝并附著到基板120和頂板120’上，并且這種平坦化可以發(fā)生在一側(cè)或多側(cè)上，在附著到基板120或頂板120’或支撐表面201上之前或之后。

圖8A表示百葉窗600中的光學(xué)光重定向結(jié)構(gòu)100的構(gòu)造，百葉窗600可通過(guò)角度旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，以根據(jù)時(shí)間和季節(jié)以及房間用途改變?nèi)展獾拇┩?。百葉窗600實(shí)質(zhì)上是可以通過(guò)共同旋轉(zhuǎn)，諸如通過(guò)公共致動(dòng)器620經(jīng)由軸、鉸鏈或支撐元件，從平行的水平定向(圖8B)調(diào)節(jié)到一個(gè)至少部分豎直的堆疊定向(圖8C)的平坦的葉片或板條。另選地，板條通常可處于近似豎直的定向，用于高角度太陽(yáng)光最大程度的光重定向，并且可以調(diào)節(jié)到水平定向以便在日間重定向不同的光，或者當(dāng)太陽(yáng)被其他建筑物、樹(shù)木阻擋，或者僅處于窗戶沒(méi)有被太陽(yáng)直接照射的時(shí)間時(shí)，移動(dòng)到圖8A中所示的完全打開(kāi)位置，諸如在多云的天氣。支撐基板或底板120以及優(yōu)選地頂板120’被宏元件110加強(qiáng)時(shí)的剛性性質(zhì)產(chǎn)生I梁狀構(gòu)造，以提供剛性用以保持狹窄的百葉窗在其橫向跨度具有光學(xué)平坦性，其橫向跨度可以為寬度的20到50倍或者更多倍。寬度優(yōu)選為大約20到100mm，更優(yōu)選大約50mm。另外，將較大平板的棒形部分統(tǒng)一切開(kāi)、旋轉(zhuǎn)和粘接成足夠數(shù)量的棒110以便形成百葉窗寬度的方法方便了百葉窗制造過(guò)程。在該過(guò)程中，對(duì)一組棒110進(jìn)行操作的工具僅需要處理足以形成百葉窗610寬度的棒或光學(xué)元件110。另外，相同厚度的基板120和頂板120’提供一種能抵抗不同熱膨脹導(dǎo)致的熱致變形的剛性結(jié)構(gòu)。板條600優(yōu)選在水平方向(進(jìn)入圖8B和8C的紙面內(nèi))至少為大約4’(48”或1200mm)，用于形成實(shí)際長(zhǎng)度窗戶覆蓋物。因此，當(dāng)由期望厚度的板形成板條600以制造適當(dāng)縱橫比的棒形光學(xué)元件110時(shí)，其本身的縱橫比為24或更大(1200長(zhǎng)除以50mm寬)。由于板條600在其長(zhǎng)度上不應(yīng)當(dāng)具有永久的彎曲、歪曲、歪扭或扭曲，在由重量輕且相對(duì)撓性的聚合物或塑料材料制造時(shí)，與更重的玻璃材料相比，具有特別的挑戰(zhàn)性。

應(yīng)用在玻璃窗和相關(guān)開(kāi)窗上或者與其光學(xué)連通的優(yōu)選高效日光重定向結(jié)構(gòu)100采用緊密 間隔的肉眼可見(jiàn)的透明樹(shù)脂棒110，當(dāng)提供如下面進(jìn)一步所述的尺寸的特定組合時(shí)，可以消除不同形式的眩光。最低限度間隔開(kāi)的表面110和110a’提供有效的反射，優(yōu)選地通過(guò)來(lái)自模具或鑄造過(guò)程的超平滑的天然表面，或者金屬化平滑表面提供選定入射光提供全內(nèi)反射。另外，通過(guò)最小化各個(gè)宏元件之間的間隙實(shí)現(xiàn)全內(nèi)反射中重定向光的效率，這允許更大比例的光進(jìn)入每個(gè)單獨(dú)的元件并經(jīng)歷全內(nèi)反射重定向。通過(guò)各種附著方法很容易實(shí)現(xiàn)緊密間隔，以提高效率。該制造方法允許在交替的天然光學(xué)表面之間沉積或噴涂/印刷吸收層，來(lái)提供高角度入射光的不對(duì)稱(chēng)的重定向。在日間，來(lái)自上方的太陽(yáng)照射被朝向天花板重定向。不過(guò)，在夜間，來(lái)自下部諸如汽車(chē)前燈和路燈的明亮的燈光將不進(jìn)入房間內(nèi)部結(jié)構(gòu)；因?yàn)槲諏油ㄟ^(guò)吸收來(lái)自水平面下方的入射到頂部吸收層上的光而消除了全內(nèi)反射。另外，由于這些吸收層也消除了來(lái)自非常高仰角的多次反射的全內(nèi)反射，這降低了眩光以及來(lái)自下部的令人討厭的照明，如高樓大廈中的窗戶下面的前燈和路燈。就觀察者平行于吸收層、間隙和/或金屬化層進(jìn)行觀看而言，依然保持有可透視的透明度。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)金屬化層取代間隙處的全內(nèi)反射表面時(shí)可以采用這種吸收層。

已經(jīng)觀察到，此處披露的本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)與提供將入射光重定向到天花板的入射光全內(nèi)反射的微棱鏡和相關(guān)微結(jié)構(gòu)相比，具有多個(gè)顯著的性能優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)的用于玻璃窗結(jié)構(gòu)的日光重定向薄膜典型地包括具有小的有限尺寸的微遮光柵格/棱鏡。由于入射/出射縫隙較小，典型地小于大約200μm(0.2mm)，這種結(jié)構(gòu)在遮光柵格/棱鏡界面處也將強(qiáng)烈地衍射光。這些小的開(kāi)口和有限的邊界將光散射/重定向到不期望的方向。當(dāng)這些光線被引導(dǎo)到房間內(nèi)部居住者的眼睛中時(shí)，由于相對(duì)于其他光源這些光線處于較高的相對(duì)強(qiáng)度，因而被認(rèn)為是眩光。一種特別使人心煩和令人討厭的眩光形式，是觀察到的一個(gè)非常明亮和令人不愉快的窄光柱，稱(chēng)作“柱形眩光”。這種柱形眩光發(fā)生在包括太陽(yáng)、觀察者眼睛以及前兩者與薄膜的交線的垂直平面內(nèi)，其本身表現(xiàn)為處于窗戶覆蓋結(jié)構(gòu)上的一個(gè)高強(qiáng)度條紋801，如圖10A的照片中所示。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例可以明顯地減小這種柱形眩光，其中全內(nèi)反射或金屬化反射表面110c通常大于大約500μm(0.5mm)，并且優(yōu)選大于大約1.5mm。還觀察到，結(jié)構(gòu)100中圓形或非方形的角部110c有助于這種柱形眩光的產(chǎn)生。圖10B表示在本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中與圖10A中現(xiàn)有技術(shù)示例性微結(jié)構(gòu)中觀察到的亮條相比被減小的眩光。

透視性微結(jié)構(gòu)中的衍射也會(huì)在多個(gè)衍射光束級(jí)中產(chǎn)生色帶，如圖9A-9B中的照片所示。當(dāng)各個(gè)陣列元件的間距是宏觀量級(jí)、大約0.5mm或者更大，并且全內(nèi)反射或反射表面的角部具有 小于元件間隔/間距的大約0.5％的曲率半徑時(shí)，色帶能夠被最好地消除。如果角部具有更大的曲率半徑，則可以通過(guò)使圓形或非方形的表面進(jìn)行吸收而消除眩光。應(yīng)當(dāng)理解制造這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方法或者提供銳角部或者允許有選擇性地使角部黑化。

圖11A表示用于分析圖11B中光學(xué)部件不同尺寸類(lèi)型的眩光和衍射效果的光學(xué)建模幾何圖，以產(chǎn)生圖12A到12B的圖表。建模采用寬度為9μm和高度為32mm的入射光束I的光線追蹤，其中高度垂直于限定全內(nèi)反射表面或光反射表面的溝槽。當(dāng)以所示的比例以及10倍(10×)和20倍(20×)大比例撞擊到圖11B的光重定向結(jié)構(gòu)上時(shí)，入射光束中的所有光線都是平行的。圖11B中的光學(xué)元件也被披露于2014年5月15日公開(kāi)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No.2014/0133030A1中，該專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)诖艘砸梅绞讲⑷搿?/p>

圖12A和12B顯示了入射光束(I)產(chǎn)生的重定向透射光束的計(jì)算出的角展度，如圖11A中最左側(cè)的箭頭所示為距離法線入射方向(N)52度。注意圖表的x軸表示從30°到65°的傳輸角度范圍。相對(duì)于X軸上的重定向角度范圍，以對(duì)數(shù)標(biāo)度在Y軸上繪出光束的相對(duì)能量。從大約43°到大約54°存在一個(gè)強(qiáng)的中間光束，具有100×更低強(qiáng)度的翼部。雖然在這些翼部中強(qiáng)度是振蕩的，不過(guò)大體的趨勢(shì)(由黑色和白色虛線所示)是隨著與中間光束角度間隔的增大，強(qiáng)度線性減小(在對(duì)數(shù)標(biāo)度上)。應(yīng)當(dāng)注意，比較10倍(10×)和20倍(20×)結(jié)構(gòu)與圖11B的1倍(1×)標(biāo)度結(jié)構(gòu)，這些處于中間光束周?chē)囊聿吭诟蠛暧^尺度下具有更低的強(qiáng)度，而間距大于1.14mm(1140微米)。遠(yuǎn)離主重定向光束的更低強(qiáng)度減小了一種通過(guò)衍射所引起的眩光的來(lái)源。

圖13A-13D表示與圖12A和12B的圖表相同的數(shù)據(jù)，在X軸上具有大約42°到49°的窄得多的角度范圍，以更好地說(shuō)明主光束中的衍射所引起的分色。更具體地，通過(guò)描繪出與藍(lán)光、綠光和紅光對(duì)應(yīng)的450nm(0.45微米)、550nm(0.55微米)到650nm(0.65微米)波長(zhǎng)處的強(qiáng)度，示出在1倍(1×)(圖13A和13B)、10倍(10×)(圖13C)和20倍(20×)(圖13D)下每個(gè)結(jié)構(gòu)的分色。由于混疊，主光束在大約44度到大約48度的角度范圍上擴(kuò)展，這是當(dāng)入射光束被準(zhǔn)直時(shí)由全內(nèi)反射發(fā)生的偏移。

盡管在該角度范圍內(nèi)強(qiáng)度根據(jù)角度振蕩，不過(guò)與所描繪的波長(zhǎng)相應(yīng)的不同的顏色在10倍(10×)和20倍(20×)尺寸結(jié)構(gòu)中基本重疊。相反，如圖13A和圖13B的放大部分中所示，對(duì)于1倍(1×)結(jié)構(gòu)，每種顏色具有與其他顏色偏移的峰值，其自身顯現(xiàn)為在圖9A中示出的色帶，在圖9B中以標(biāo)為黑色和白色陰影的顏色(與圖9A中虛線框中的3個(gè)色帶相應(yīng))示出。色帶中心的亮白垂線是主光束，是太陽(yáng)光反射離開(kāi)汽車(chē)前燈所產(chǎn)生的。

圖14A-14F表示被用來(lái)形成光重定向結(jié)構(gòu)100時(shí)圖5中的處理步驟，其中全內(nèi)反射表面110a相對(duì)于支撐基板120的法線表面矢量是傾斜的，并且任選地在交替的潛在的全內(nèi)反射表面110a’上包括光吸收表面410，在元件110的側(cè)面110a保持全內(nèi)反射表面。應(yīng)當(dāng)理解，該傾斜表面110a并非總提供全內(nèi)反射，因?yàn)楣饪梢砸圆粫?huì)發(fā)生全內(nèi)反射的角度進(jìn)入，而在其他具有表面法線定向的全內(nèi)反射表面的實(shí)施例中，光學(xué)元件110的縱橫比可以使僅滿足全內(nèi)反射條件的入射光進(jìn)入并撞擊到全內(nèi)反射表面110a和/或110a’上。因而，如下面針對(duì)其他實(shí)施例所描述的，在該實(shí)施例中優(yōu)選用金屬反射表面取代全內(nèi)反射表面。另外，在該實(shí)施例中吸收表面405和間隔物410是任選的。

圖15A是用于制造圖15B的結(jié)構(gòu)中的光學(xué)元件110的另選光學(xué)質(zhì)量材料板300的剖面正視圖，其中金屬化反射表面210取代了全內(nèi)反射表面。金屬層210避免了產(chǎn)生空氣間隙的需要，并且在更高角度范圍上提供反射。金屬層210被支撐并且被直接附著到光學(xué)質(zhì)量材料平板200。除了不需要形成間隙以外，該制造過(guò)程可利用針對(duì)其他通常涉及在間隙處形成全內(nèi)反射表面的實(shí)施例所提及的步驟。不過(guò)，可使用粘合劑將每個(gè)光學(xué)元件110連接到下一個(gè)相鄰的光學(xué)元件，從而代替間隙。

圖16A是用于制造圖16B的結(jié)構(gòu)中光學(xué)元件110的另選板材300的剖面正視圖，其中金屬化反射表面210取代了全內(nèi)反射表面110a和110a’。雖然圖15A示出了金屬層210被直接附著到平面基板，在圖16A中，金屬層210被支撐并直接粘接到透明的柔性絲網(wǎng)或薄膜220，使用光學(xué)質(zhì)量粘合劑層213將絲網(wǎng)或薄膜220附著到光學(xué)質(zhì)量材料板200上，光學(xué)質(zhì)量粘合劑層213優(yōu)選是壓敏粘合劑。另外，基板200的其余部分是透明的且優(yōu)選具有平坦的平滑外表面，不過(guò)優(yōu)選為來(lái)自鑄造或模制的天然表面。

另選地，可以將光吸收層施加于圖15A或15B中所示板中任何一個(gè)的背側(cè)，如圖16A中的層205所示。如果在膠結(jié)或附著每個(gè)光學(xué)元件110到相鄰的光學(xué)元件110時(shí)所使用的粘合劑是不透明的，則金屬化層210必須被直接附著到板，或者通過(guò)光學(xué)質(zhì)量薄膜和光學(xué)質(zhì)量粘合劑附著。劣于最高光學(xué)質(zhì)量的透明材料的使用將會(huì)減小效率，并引起導(dǎo)致眩光的光散射。應(yīng)當(dāng)注意，雖然來(lái)自左上部的光線11經(jīng)歷全內(nèi)反射沿左下方射出，不過(guò)來(lái)自左上角部的光線11’被層205吸收，其虛線延長(zhǎng)線表示如果不是吸收而是發(fā)生全內(nèi)反射將射出基板120的光線。

另選地，如果在膠結(jié)或附著每個(gè)光學(xué)元件110到相鄰光學(xué)元件110時(shí)所使用的粘合劑是光學(xué)不透明的并且吸收入射光，則提供了其他實(shí)施例中的吸收層405和205的功能。

圖17是其中金屬化反射表面210取代了全內(nèi)反射表面的另選實(shí)施例的剖面正視圖，并且 該結(jié)構(gòu)沒(méi)有采用覆蓋層或頂板(在其他實(shí)施例中用附圖標(biāo)記120’表示)，因?yàn)闆](méi)有需要被保護(hù)免于污染的空氣間隙。

圖18A-圖20B表示在可傾斜的板條600中使用的其他光重定向宏結(jié)構(gòu)，其通過(guò)全內(nèi)反射或金屬化反射表面的較大的間隔或間距(優(yōu)選大于1mm)和任何光學(xué)表面彼此的界面處的銳角部的獨(dú)特組合而具有減小的眩光。

特別地，圖18A是使用45度傾斜棱錐18110面對(duì)光源的另選光重定向結(jié)構(gòu)的剖面正視圖，即針對(duì)玻璃窗應(yīng)用，太陽(yáng)處于窗戶外部。優(yōu)選通過(guò)模制、鑄造等將棱錐與支撐光學(xué)底座18120整體地形成，以便具有尖銳的小半徑內(nèi)部角部18110c’和尖銳的小曲率半徑外部峰尖18100c。

圖18B是與在圖8A-8C的實(shí)施例中使用的窄而長(zhǎng)的板條相同的結(jié)構(gòu)的透視圖。

特別地，圖18A是板條600或者其任選的光學(xué)可操作部分，在50mm寬的百葉窗/板條的情況下，具有45度棱鏡透明全內(nèi)反射結(jié)構(gòu)。間距或間隔(S)優(yōu)選至少為大約0.5mm，不過(guò)更優(yōu)選大于1mm，45°角部18110c’和18100c的半徑優(yōu)選等于或小于大約10μm，不過(guò)更優(yōu)選小于大約5μm，還優(yōu)選小于大約2.5μm以便于減小眩光。實(shí)際上，最優(yōu)選小于溝槽間距S的0.5％。

與在微尺度母版中相比，借助金剛石車(chē)床(DTM)通過(guò)飛切模制表面很容易在宏間隔或間距全內(nèi)反射表面中的角部18110c’和18100c處制造出這些小半徑。然后可以通過(guò)鑄造樹(shù)脂、注射成型或壓縮成型模制板條600。還可以模制成12”長(zhǎng)，并且在基板上排列成為24”、36”或48”長(zhǎng)。相反，微制造過(guò)程和模具不能提供特別是與全內(nèi)反射或反射表面的間距成比例的小曲率半徑。

圖19和圖20A和20B中示出一種更優(yōu)選的實(shí)施例，其中圖19是優(yōu)選通過(guò)金剛石車(chē)床制造的模具1900的剖面正視圖，用于分別模制圖20A和20B的剖面圖和透視圖中所示的光重定向板條600。模具1900具有高縱橫比的翼片19100，其下部或底部寬度為F’，高度為H，相鄰翼片19100之間的間隔為W’。翼片19100之間的間隔W’限定了每個(gè)光學(xué)元件610(圖20A)中全內(nèi)反射表面的間距P，其中每個(gè)光學(xué)元件610從一體模制的基底620豎立。因此，由模具1900制造出的光重定向板條600(圖20B)具有帶有間隙或溝槽611的光學(xué)元件610，以溝槽間隔或間距P提供稍微傾斜的橫向分隔開(kāi)的全內(nèi)反射表面，P等于W+F(每個(gè)溝槽的頂部的寬度)或者W’+F’。間距P至少等于或大于500μm，不過(guò)更優(yōu)選大于1000μm。溝槽611具有帶平坦底部的V字形。溝槽頂部和底部處的角部半徑應(yīng)當(dāng)小于5μm，以進(jìn)一步便于眩光減小。實(shí)際上，其優(yōu)選小于溝槽間隔或間距的0.5％。頂板120’密封間隙或溝槽611。

為了制造板條600，需要如圖19中所示的相反形狀的模具1900。注意，尖銳翼片19100 的縱橫比(H/W)優(yōu)選為大約6.8:1，不過(guò)所模制出的圖20A中的光學(xué)元件610的縱橫比為1.6:1。在低衍射、宏光學(xué)元件的情況下，針對(duì)500μm、1000μm和2000μm的溝槽間距，這些翼片的深度可選擇地分別為658μm、1316μm和2632μm。

通常，模具19000的較大的溝槽深度使其不易于將這些結(jié)構(gòu)復(fù)制到柱面上，如同諸如用于在柔性絲網(wǎng)上形成微結(jié)構(gòu)的光重定向結(jié)構(gòu)時(shí)所使用的微型單個(gè)字母“V”形狀或形式的情形。在此情形中，將需要在平面中對(duì)形狀/模具1900進(jìn)行飛切，并且在平面中進(jìn)行復(fù)制。在大型金剛石車(chē)床上這種母版制作是很容易的。另外，本實(shí)施例以及圖18A和18B中的復(fù)制過(guò)程或方法可以是在平面中的鑄造、注射成型、壓縮成型或UV固化。盡管對(duì)于連續(xù)薄膜結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)這些批量制造方法通常是不實(shí)際的，不過(guò)它們對(duì)于圖20A和20B中所示的板條600的直接制造是高效的。板條600可任選地以一厚度鑄造或模制或者鑄造或模制為具有肋條、凸出物和其他賦予剛性的結(jié)構(gòu)，或者層壓到透明基板以形成多個(gè)板條或一個(gè)更剛性的板。另選地，當(dāng)被層壓到光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)時(shí)，模制的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以是瓦片式組件或鑲拼組件。此外，可以使用鑲拼方法將2”×12”和12”×12”光學(xué)瓦片組裝到窗戶中。

應(yīng)當(dāng)理解，本實(shí)用新型的另一方面是縱橫比為6以上的板條600，不過(guò)縱橫比優(yōu)選至少12并且更優(yōu)選至少大約24或者更大，該板條600具有40-60mm的寬度。

這種板條中的光定向結(jié)構(gòu)可以以500微米或更大的間距布置反射表面以最小化眩光，光反射表面的具體構(gòu)造為圖18A的三角狀V形結(jié)構(gòu)、圖11B和18B的對(duì)稱(chēng)的深V形結(jié)構(gòu)以及非對(duì)稱(chēng)的深V形結(jié)構(gòu)，在非對(duì)稱(chēng)的深V形結(jié)構(gòu)中交替的反射表面平行于表面法線方向，從而相對(duì)于對(duì)稱(chēng)V形結(jié)構(gòu)中的表面法線傾斜。在深槽之間具有平坦上表面的深V形結(jié)構(gòu)由全內(nèi)反射反射表面的較大的間隔提供眩光減小的透視可見(jiàn)度。

現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型的制造方法和所產(chǎn)生的光學(xué)結(jié)構(gòu)提供了現(xiàn)有技術(shù)光重定向結(jié)構(gòu)的性能的多種改進(jìn)。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)當(dāng)被形成為具有非常高的縱橫比、尖銳的角部和小間隙全內(nèi)反射時(shí)具有高效率，結(jié)構(gòu)特征的這種組合不可能由現(xiàn)有的微制造方法來(lái)制造。宏結(jié)構(gòu)還減小了眩光，消除了由于衍射所致的被投射到天花板上的彩虹狀色帶。不過(guò)，是在依然保持期望的透視可見(jiàn)度的同時(shí)獲得這些益處的。在選擇的實(shí)施例中，僅當(dāng)光以較高角度沿向下方向入射時(shí)發(fā)生高入射角度光重定向，而來(lái)自下部的令人討厭的光源被吸收。另外，該制造方法便于制造提供相同光學(xué)益處的可旋轉(zhuǎn)的百葉窗或板條。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然現(xiàn)有技術(shù)中建議采用宏反射表面進(jìn)行光重定向，不過(guò)沒(méi)有意識(shí)到這種結(jié)構(gòu)也將產(chǎn)生眩光，除非角部是極其尖銳的?，F(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有披露能夠如此處針對(duì)優(yōu)選實(shí)施例所討論 的固有地產(chǎn)生這種方形的也即小曲率半徑角部的制造方法。

總而言之，宏光學(xué)元件光定向結(jié)構(gòu)的最優(yōu)選的實(shí)施例具有大于3:1的縱橫比，0.5mm或者更大的全內(nèi)反射表面間距，并且角部具有小于大約5μm的曲率半徑。所產(chǎn)生的用于制造反射表面特別是全內(nèi)反射表面的間隙，優(yōu)選小于全內(nèi)反射表面的橫截面(face cross-section)或間距的1％到2％。

圖21A中以透視型光定向結(jié)構(gòu)2100的剖面正視圖示出本實(shí)用新型的另一種變型，其中全內(nèi)反射或反射表面被吸收表面205取代，由圖21B或21C中的剖面正視圖中所示的平面板材400制造該結(jié)構(gòu)，平面板材400是在圖20B中在第二側(cè)上具有光吸收層205或在圖20B中在兩側(cè)上具有光吸收層205的光學(xué)質(zhì)量平板200。用于從板200或300制造其他實(shí)施例的任何制造方法可以被用于制造光學(xué)結(jié)構(gòu)2100。光學(xué)結(jié)構(gòu)2100具有吸收偏離表面法線的離軸入射光的性能。通過(guò)光學(xué)元件的縱橫比來(lái)設(shè)定透視透明度的角度范圍。因此，從紙面的頂部入射的光線14當(dāng)撞擊到層205上時(shí)被吸收，而光線14’則被透射。

應(yīng)當(dāng)理解，在一個(gè)實(shí)施例中對(duì)本實(shí)用新型的方面、特征或元件的描述不排除在不同實(shí)施例中其他特征、方面或元件的使用或組合。雖然已經(jīng)結(jié)合包括優(yōu)選實(shí)施例在內(nèi)的多個(gè)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，不過(guò)并不意圖將本實(shí)用新型的范圍局限于所闡述的特定形式，相反意在覆蓋可以處于所附權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍之內(nèi)的改變、變型和等效形式。