專利名稱：三角錐型立體角后向反射元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新型結(jié)構(gòu)的三角錐型立體角后向反射片。更詳細(xì)地說(shuō)，本發(fā)明涉及在道路標(biāo)志、工程標(biāo)志等的標(biāo)志類，汽車、摩托車等車輛的號(hào)牌類，衣服面料、救生器具等安全器材類，招牌廣告牌等的標(biāo)記等，即可見(jiàn)光、激光、或紅外線反射型傳感器類的反射板上，構(gòu)成有用的后向反射體的三角錐型立體角后向反射元件等后向反射元件(以下簡(jiǎn)稱后向反射元件，或反射元件)及其集合體。
背景技求以往，將入射的光線向光源反射的后向反射體是人們所熟悉的。利用其后向反射性的該反射體被廣泛用于上述那樣的利用領(lǐng)域。其中三角錐型立體角后向反射體(以下簡(jiǎn)稱三角錐型反射元件或CC反射元件)等利用內(nèi)部全反射原理的三角錐型立體角后向反射體(以下亦稱CC后向反射體)，與原先使用微玻璃球的后向反射體相比，光的后向反射效率要格外地好。由于這種出色的后向反射性能，其用途在逐年擴(kuò)大。
但是，迄今大家所熟悉的三角錐型反射元件根據(jù)反射原理，元件所具有的光學(xué)軸(通過(guò)三角錐頂點(diǎn)的，與構(gòu)成該三角錐型立體角后向反射元件的相互以90°的角度交叉的三個(gè)面處于等距離的軸)與入射光線所成的角度(以下稱入射角)在小角度的范圍內(nèi)表現(xiàn)出良好的后向反射效率，但隨著入射角增大，后向反射效率急劇下降(即入射角特性變壞)。另外，三角錐型反射元件的內(nèi)部全反射條件由構(gòu)成該三角錐型反射元件的透明介質(zhì)的折射率與空氣的折射率之比來(lái)決定，而滿足此內(nèi)部全反射條件的入射角度叫作臨界角(αc)。以小于臨界角的角度向三角錐型反射元件表面入射的光源，在該元件的界面上不發(fā)生全反射，而透射到該元件的背面。因此，使用三角錐型反射元件的后向反射片一般有入射角特性不佳的缺點(diǎn)。
另一方面，三角錐型的后向反射元件在該元件的幾乎遍及整個(gè)面內(nèi)都能在光的入射方向使光反射，因而不會(huì)像微玻璃球形反射元件那樣，由于球面像差等原因，反射光在很寬的角度范圍內(nèi)發(fā)散而不反射。但是，反射光的這種狹窄的發(fā)散角在實(shí)用方面也有不便之處。例如汽車前照燈發(fā)出的光被交通標(biāo)志后向反射時(shí)，會(huì)出現(xiàn)偏離其光軸的位置的例如難以到達(dá)駕駛員眼睛等的不便。尤其在汽車與交通標(biāo)志的距離臨近時(shí)，光線的入射軸與連接駕駛員和反射點(diǎn)的軸(觀測(cè)軸)所成的角度(觀測(cè)角)的增大，這種不便會(huì)越來(lái)越大(也就是觀測(cè)角特性下降)。
涉及諸如此類的立體角型后向反射片，尤其是三角錐型立體角后向反射片，已知很早就有許多提案，并進(jìn)行著對(duì)各種改進(jìn)措施的探討。
例如在Jungersen的美國(guó)專利第2 310 790號(hào)上講到了在薄片上設(shè)置各種形狀的后向反射元件而構(gòu)成的后向反射片以及它們的制作方法。上述美國(guó)專利上例示的三角錐型反射元件有頂點(diǎn)與位于底面三角形中心的、光學(xué)軸沒(méi)有傾斜(即光學(xué)軸對(duì)底面垂直)的三角錐型反射元件；頂點(diǎn)的位置不位于底面三角形中心的、光學(xué)軸有傾斜的三角錐型反射元件，并記載著它們對(duì)臨近駛來(lái)的汽車能有效地使光反射。另外，關(guān)于三角錐型反射元件的大小，有元件的深度在1/10英寸(2540μm)以內(nèi)的記載。還有，在其

圖15中，從圖示的三角錐型反射元件的底面三角形的長(zhǎng)邊與短邊之長(zhǎng)度比可以求得它表現(xiàn)為光學(xué)軸的傾鈄角度(θ)約為6.5°的三角錐型反射元件。
但是，在上述Jungersen的美國(guó)專利中，沒(méi)有像本發(fā)明所展示的那樣，有關(guān)非常小的三角錐型反射元件的具體展示。另外，為了得到良好的觀測(cè)角特性和入射角特性，三角錐型反射元件究竟應(yīng)該多大、光學(xué)軸的傾斜應(yīng)該如何等，也沒(méi)有任何記載和暗示。
另外，在本說(shuō)明書(shū)中，如以下的詳細(xì)說(shuō)明那樣，“光學(xué)軸向正(+)的方向傾斜” 意味著由三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該三角錐型反射元件的底面(Sx-Sx′)之交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)的距離(q)[這等于由交點(diǎn)(Q)至垂直于含有該元件對(duì)的共有底邊(x、x、...)的該底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx)的距離]，與由該元件的頂點(diǎn)對(duì)底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)的共有底邊(x、x、...)之距離(p)[這等于在由交點(diǎn)(P)至該垂直平面(Lx-Lx)的距離]之差(q-p)為正(+)的方向，光學(xué)軸有傾鈄。反之，在光學(xué)軸向(q-p)為負(fù)(-)的方向傾鈄時(shí)，以后就寫作“光學(xué)軸向負(fù)(-)的方向傾鈄”。
另外，在Stamm的美國(guó)專利第3712706號(hào)上講的是在薄片上將底面的三角形為正三角形的所謂正三角錐型立體角后向反射元件(從而，其光學(xué)軸對(duì)底面是垂直的)，其底面在共同面上作最緊密充填狀排列而構(gòu)成的后向反射片。在這個(gè)Stamm的美國(guó)專利中，完全沒(méi)有談及利用光學(xué)軸的傾斜而改善廣角性的方法。
另外，在Hoopman的歐洲專利第137 736B1號(hào)上敘述的是在薄片上，底面三角形為等腰三角形的傾斜三角錐型立體角后向反射元件的底面在共同面上作最緊密充填狀排列的后向反射片。在此專利上記載的三角錐型立體角后向反射元件的光學(xué)軸是向(-)負(fù)的方向傾斜，其傾鈄角約為7°～13°。
再者，在Szczech的美國(guó)專利第5 138 488號(hào)上展示的也是在薄片上將底面三角形為等腰三角形的傾斜三角錐型立體角后向反射元件，按其底面在共同面上作最緊密充填狀排列而構(gòu)成的后向反射片。在該美國(guó)專利上規(guī)定有該三角錐型反射元件的光學(xué)軸向面對(duì)面成對(duì)的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有邊方向傾鈄，其傾鈄角為2°～5°；元件的大小為25～100μm。
另外，與上述專利對(duì)應(yīng)的歐洲專利第548280B1號(hào)上記載有含有成對(duì)的兩個(gè)元件的共同邊且與共同平面相垂直的面至元件頂點(diǎn)的距離(p)，同元件的光學(xué)軸與上述共同平面的交叉點(diǎn)至上述垂直面的距離(q)不相等，即光學(xué)軸有傾斜，其傾鈄角為約2°～5°，并且從上述共同平面至元件頂點(diǎn)的高度為25～100μm。
如上所述，在Szczech的歐洲專利第548 280B1號(hào)上給出的是光學(xué)軸的傾斜范圍，包括正(+)、負(fù)(-)兩個(gè)方向，約為2°～5°。但是，在Szczech的上述美國(guó)專利和歐洲專利只給出了光學(xué)軸的傾鈄角為-8.2°、-9.2°及4.3°，元件高度(h)為87.5μm的三角錐型反射元件的實(shí)施例，此外無(wú)任何具體展示。
以上講到的眾所周知的Jungersen的美國(guó)專利第2 310 790號(hào)、Stamm的美國(guó)專利第3712706號(hào)、Hoopman的歐洲專利第137736B1號(hào)、Szczech的美國(guó)專利第5138488號(hào)、歐洲專利第548280B1號(hào)等所說(shuō)的三角錐型立體角后向反射元件，它們的共同點(diǎn)是作為光的入射及反射的核心的多個(gè)三角錐型反射元件的底面都在同一平面上，像這樣的由底面在同一平面上的三角錐型反射元件構(gòu)成的后向反射片，它們的入射角特性都不好。也就是說(shuō)，它們都有隨著光線對(duì)三角錐型反射元件的入射角的增大，后向反射亮度急劇下降的缺點(diǎn)。
一般希望三角錐型立體角后向反射片所具備的基本光學(xué)特性是高亮度性，也就是從該后向反射片從正面入射的光的反射亮度所代表的反射亮度的高度(大小)，和廣角性，另外，對(duì)廣角性的要求，包括觀測(cè)角特性、入射角特性和旋轉(zhuǎn)角特性等三種性能。
如前所述，迄今周知的一些由三角錐型立體角后向反射元件構(gòu)成的后向反射片，其入射角特性都不好，并且觀測(cè)角特性一般也得不到滿足，對(duì)此，在最近幾年本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)若設(shè)由該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)至該元件的底面(X-X′)上有一底邊的面(c面)的深度h′[與從頂點(diǎn)(H1，H2)至底面(X-X′)之高度相同]比起由該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)至含有與該c面實(shí)質(zhì)上作直角交叉的兩個(gè)面(a面與b面)的底邊(z、w)的面(假想平面Z-Z′)的深度h實(shí)質(zhì)上為大，則用這樣的三角錐型反射元件構(gòu)成的后向反射片的入射角特性可以得到改善。本發(fā)明人等的此項(xiàng)發(fā)明發(fā)表于1998年4月30目的向國(guó)際公開(kāi)的W098/18028號(hào)公報(bào)上。
發(fā)明的展示本發(fā)明的目的在于，提供尤其是入射角特性和旋轉(zhuǎn)角特性均得到改善的三角錐型立體角后向反射元件(CC反射元件)。
根據(jù)本發(fā)明，上述目的和利益可由具有以下特征的三角錐型立體角后向反射元件來(lái)實(shí)現(xiàn)在共同的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上突出的三角錐型立體角后向反射元件相互在該底面(Sx-Sx′)上共有一條底邊(x)，沿該底邊相向而在該底面(Sx-Sx′)上作最緊密充填狀配置；該底面(Sx-Sx′)是含有該三角錐型反射元件所共有的多條該底邊(x、x、...)的一個(gè)共同平面；相向的兩個(gè)三角錐型反射元件是對(duì)于含有該底面(Sx-Sx′)上的共有的該底邊(x、x、...)、并且垂直于該底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、...)形成實(shí)質(zhì)上面對(duì)面對(duì)稱的實(shí)質(zhì)上為同一形狀的元件對(duì)，在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)或負(fù)(-)的方向，該光學(xué)軸傾斜，該光學(xué)軸與該垂線所成的角度為0.5～1.5°。
在本發(fā)明中，對(duì)于從該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引的垂線而言，經(jīng)過(guò)該頂點(diǎn)的光學(xué)軸向(q-p)為正(+)或?yàn)樨?fù)(-)的方向傾鈄0.6～1.4°的三角錐型立體角后向反射元件比較合適。
在本發(fā)明中，在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)的方向，該光學(xué)軸傾鈄0.6～1.4°的三角錐型立體角后向反射元件更為適宜。
在假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，假設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，且假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件實(shí)質(zhì)上是hx比hy和hz都大的三角錐型立體角后向反射元件。
在假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，假設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，并假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件是hy和hz實(shí)質(zhì)上相同、hx比hy和hz實(shí)質(zhì)上都大的三角錐型立體角后向反射元件。
在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為負(fù)(-)的方向，該光學(xué)軸傾鈄，并在假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，假設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，且假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件是hy和hz實(shí)質(zhì)上相同、hx比hy和hz實(shí)質(zhì)上都小的三角錐型立體角后向反射元件。
本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件是這樣的三角錐型立體角后向反射元件上述hx、hy和hz中至少有兩個(gè)實(shí)質(zhì)上不等，其中最大者設(shè)為hmax，最小者設(shè)為hmin時(shí)，滿足1.03＜hmax/hmin＜1.3本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件是上述hx、hy和hz都在50μm以上，并且都在500μm以下的三角錐型立體角后向反射元件。
本發(fā)明更適宜的三角錐型立體角后向反射元件是上述hx、hy和hz都在60～200μm內(nèi)的三角錐型立體角后向反射元件。
本發(fā)明中，該三角錐型立體角后向反射元件的三個(gè)傾鈄面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)通過(guò)相互交叉而形成的棱鏡面角的大小至少有一個(gè)在89.5°～90.5°的范圍內(nèi)，稍微偏離90.000°的三角錐型立體角后向反射元件是適宜的。
在本發(fā)明中，此外，上述三角錐型立體角后向反射元件最好是構(gòu)成片狀的三角錐型立體角后向反射片。
以下對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1-A是3條底邊(x、y、z)位于同一底面上、光學(xué)軸向正(+)的方向傾鈄的本發(fā)明的CC反射元件對(duì)的平面圖，圖1-B是該反射元件對(duì)的剖面圖。
圖2是3條底邊(x)、(y)及(z)之中，底邊(x)比其它底邊(y)及(z)做得深、光學(xué)軸向正(+)的方向傾鈄的本發(fā)明的CC反射元件對(duì)被配置成的CC后向反射體的平面圖。
圖3-A是圖2所示CC后向反射體中的1組CC反射元件對(duì)的平面圖，圖3-B是該CC反射元件對(duì)的剖面圖。
圖4-A是3條底邊(x)、(y)及(z)之中，底邊(x)比其它底邊(y)及(z)做得淺、光學(xué)軸向負(fù)(-)的方向傾鈄的本發(fā)明的1組CC反射元件對(duì)的平面圖，圖4-B是該CC反射元件對(duì)的剖面圖。
圖5是由本發(fā)明的CC反射元件所構(gòu)成的三角錐型立體角后向反射片的一種形態(tài)結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖6是按實(shí)施例1、實(shí)施例2、比較例1及比較例2制作的三角錐型立體角后向反射片的入射角特性示意圖。
圖7是按實(shí)施例1、實(shí)施例2、比較例1及比較例2制作的三角錐型立體角后向反射片的旋轉(zhuǎn)角特性示意圖。
發(fā)明的詳細(xì)敘述在圖1-A和圖1-B中，示出了本發(fā)明的一對(duì)三角錐型立體角后向反射元件(CC反射元件)R1及R2的一種形態(tài)。圖1-A是其一對(duì)反射元件的平面圖，圖1-B是含有圖1-A中的點(diǎn)C2、H2、H1、C1，并且是垂直于含有多個(gè)成對(duì)的反射元件所共有的底邊(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)的反射元件R1及R2的剖面圖。
另外，在圖1-A和圖1-B中，H1和H2分別表示該反射元件R1及R2的立體角的頂點(diǎn)，突出在該反射元件R1及R2所共有的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上面，對(duì)共有該底面(Sx-Sx′)上的一條底邊(x、x、...)互相相向，構(gòu)成在該底面(Sx-Sx′)上作最緊密充填狀配置的CC后向反射體的一組CC反射元件對(duì)。
另外，圖1-B的虛線(H1-P)表示由該反射元件R1的頂點(diǎn)H1對(duì)底面(Sx-Sx′)所作的呈直角的垂線；虛線(H1-Q)表示通過(guò)該反射元件R1的頂點(diǎn)H1的光學(xué)軸，從而該反射元件R1的傾鈄可用θ表示。
另外，圖1-A中的線x-x表示它是該組CC反射元件R1及R2所共有的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上的，該組反射元件R1及R2所共有的一條底邊(x、x、...)。在圖1-B中，由該反射元件的頂點(diǎn)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引的垂線之交點(diǎn)用P表示，另外，經(jīng)過(guò)該反射元件R1的頂點(diǎn)H1的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)用Q表示。
另外，在圖1-B中，線Lx-Lx表示該反射元件R1及R2所共有的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上的、該兩元件R1及R2所共有的一條底邊(x)上的對(duì)該共有的一個(gè)底面(Sx-Sx′)垂直的面。
反射元件R1及R2是對(duì)垂直于底面(Sx-Sx′)的上述平面(Lx-Lx)實(shí)質(zhì)上呈面對(duì)面對(duì)稱的、實(shí)質(zhì)上為同一形狀的元件對(duì)，對(duì)后面的圖3-A、圖-3B及圖4-A、圖4-B也是一樣。
在本發(fā)明中，例如反射元件R1的光學(xué)軸(H1-Q)的傾鈄[對(duì)共有底面(Sx-Sx′)的傾鈄]為正(+)，意味著(q-p)為正(+)；為負(fù)(-)意味著(q-p)為負(fù)(-)，另外，(q-p)為0意味著該光學(xué)軸對(duì)含有構(gòu)成多個(gè)對(duì)的反射元件的底邊(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)成直角。
本發(fā)明是以三角錐型立體角后向反射元件具有傾鈄0.5～1.5°的光學(xué)軸為特征的，尤其具有傾鈄0.6～1.4°的光學(xué)軸的更為適宜。另外，在圖1-B中，為了便于理解傾斜狀態(tài)，不是把光學(xué)軸的傾角θ畫成本發(fā)明的CC反射元件的傾鈄0.5～1.5°，而是強(qiáng)調(diào)成約5°左右，后述的圖3-B、圖4-B也同樣。
在本發(fā)明中，光學(xué)軸的傾鈄[即上述的(q-p)]向正(+)的方向，或負(fù)(-)的方向傾斜都可以，但以光學(xué)軸向正(+)的方向傾斜為宜。
從而，在本發(fā)明中，在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與從該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)的方向，以該光學(xué)軸傾鈄0.6～1.4°的三角錐型立體角后向反射元件為宜。
根據(jù)本發(fā)明人等的研究，本發(fā)明的這類反射元件，不僅入射角特性好，旋轉(zhuǎn)角特性也很出色。
在圖2、圖3-A和圖3-B中，給出了本發(fā)明的一對(duì)三角錐型立體角后向反射元件(CC反射元件)R1及R2的另一形態(tài)，圖2是由反射元件配置成的CC后向反射體的平面圖，圖3-A是圖2所示CC后向反射體中的一組元件對(duì)的平面圖，圖3-B是含有圖3-A中的點(diǎn)C2、H2、H1、C1，并且是垂直于含有多個(gè)成對(duì)的反射元件所共有底邊(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)的反射元件R1及R2的剖面圖。
在圖2中，a1、b1、c1及a2、b2和c2是示出所配置的多個(gè)反射元件，例如圖2-A的反射元件R1及R2的各傾斜面，x示出相鄰反射元件例如R1及R2的各傾斜面(c1面)與傾斜面(c2面)所共有的底邊；y示出與R1及R2不同的另一相鄰反射元件的傾斜面(b1面)與傾斜面(b2面)所共有的底邊；z示出又一相鄰反射元件的傾斜面(a1面)與傾斜面(a2面)所共有的底邊。共有上述底邊(x、x、...)的相鄰的反射元件，是對(duì)于含有上述底邊(x、x、...)的、并且垂直于該底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、....)，實(shí)質(zhì)上形成面對(duì)面對(duì)稱的實(shí)質(zhì)上為同一形狀的元件對(duì)，相向地在該底面(Sx-Sx′)上作最緊密充填狀配置。
在圖3-A及圖3-B中，虛線Sx-Sx′表示含有多個(gè)該底邊(x、x、...)的底面，虛線Sy-Sy′表示含有多個(gè)該底邊(y、y、...)的底面，虛線Sz-Sz′表示含有多個(gè)該底邊(z、z、...)的底面。另外，hx表示從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件所共有的底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件之頂點(diǎn)(H1，H2)的高度，hy表示從含有另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至三角錐型反射元件之頂點(diǎn)(H1、H2)的高度，hz表示從含有該三角錐型反射元件的又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至三角錐型反射元件之頂點(diǎn)(H1，H2)的高度。
在本實(shí)施例中，底面(Sx-Sx′)處于比底面(Sy-Sy′)及底面(Sz-Sz′)更低的位置上，并且底面(Sy-Sy′)和底面(Sz-Sz′)在同一平面上。也就是說(shuō)，hx比hy及hz大，并且hy與hz相等。
因此，傾斜面(a1面、a2面)及傾斜面(b1面、b2面)呈現(xiàn)被傾斜面(c1面、c2面)稍微切掉了一些的形狀，傾斜面(a1面、a2面)及傾斜面(b1面、b2面)呈四邊形、傾斜面(c1面、c2面)呈五邊形。
由圖3-B可知，與圖1所示的CC反射元件一樣，在從該CC反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)之交點(diǎn)(P)至該CC反射元件對(duì)所共有的底邊(x)之距離(p)與從光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)之交點(diǎn)(Q)至該CC反射元件對(duì)所共有的底邊(x)之距離(q)之差(q-p)為正(+)的方向，該對(duì)CC反射元件所具有的光學(xué)軸(H1-Q、H2-Q)傾斜0.5～1.5°。
在圖4-A及圖4-B上，給出本發(fā)明的一對(duì)三角錐型立體角后向反射元件(CC反射元件)R1及R2的又一種形態(tài)，圖4-A是其一個(gè)反射元件元件對(duì)的平面圖，圖4-B是含有圖4-A中的點(diǎn)C2、H2、H1、C1、并且是垂直于含有多個(gè)成對(duì)的反射元件所共有的底邊(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)的反射元件R1及R2的剖面圖。
在本實(shí)施例中，含有多個(gè)該底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)處于比含有多個(gè)該底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)及含有多個(gè)該底邊(z、z、....)的底面(Sz-Sz′)更高的位置上，并且底面(Sy-Sy′)和底面(Sz-Sz′)在同一平面上。也就是說(shuō)，hx比hy及hz小，并且hy與hz相等。
因此，傾斜面(c1面、c2面)呈現(xiàn)被傾斜面(a1面、a2面)及傾斜面(b1面、b2面)稍微切掉了一些的形狀，傾斜面(a1面、a2面)及傾斜面(b1面、b2面)呈四邊形、傾斜面(c1面、c2面)呈三角形。
另外，由圖4-B可知，在從該CC反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)之交點(diǎn)(P)至該CC反射元件對(duì)所共有的底邊(x)之距離(p)與從光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)之交點(diǎn)(Q)至該CC反射元件對(duì)所共有的底邊(x)之距離(q)之差(q-p)為負(fù)(-)的方向，該CC反射元件對(duì)的光學(xué)軸(H1-Q、H2-Q)傾斜0.5～1.5°。
在從假設(shè)含有相向的兩個(gè)CC反射元件所共有的底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該CC反射元件之頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，從含有該CC反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該CC反射元件之頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，并且從含有該CC反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該CC反射元件之頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，hx比hy及hz相等也可以，不相等也可以，但從入射角的觀點(diǎn)來(lái)看，該光學(xué)軸向(q-p)為正(+)的方向傾鈄時(shí)，以hx實(shí)質(zhì)上大于hy及hz為宜。
另外，光學(xué)軸向(q-p)為負(fù)(-)的方向傾鈄時(shí)，以hx實(shí)質(zhì)上小于hy及hz為宜。
另外，上述hx、hy和hz中至少有兩個(gè)實(shí)質(zhì)上不等，當(dāng)將該hx、hy和hz中的最大者設(shè)為hmax，最小者設(shè)為hmin時(shí)，最好1.03＜hmax/hmin＜1.3，但1.03＜hmax/hmin＜1.3，則更好。
滿足上述hmax/hmin值的CC反射元件，可以做到使該CC反射元件的三個(gè)傾斜面，即傾斜面(c1面、c2面)的面積、傾斜面(a1面、a2面)的面積及傾斜面(b1面、b2面)的面積大致相等，從而使光由三面反射而增大后向反射光量。
上述CC反射元件的高度hx、hy及hz中的任一個(gè)最好都在50μm～500μm，但更希望在60μm～200μm。高度hx、hy或hz中的任一個(gè)不足50μm時(shí)，因反射元件的尺寸過(guò)小，由反射元件的平面開(kāi)口面積所決定的衍射效應(yīng)而使后向反射光的發(fā)散過(guò)大，降低了正面亮度特牲。另外，高度hx、hy或hz中的任一個(gè)超過(guò)500μm時(shí)，由于薄片的厚度過(guò)大，薄片不能做得柔軟，因而是不好的。
另外，由本發(fā)明的CC反射元件的棱鏡面即三個(gè)傾斜面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)的相互交叉而形成的三個(gè)棱鏡面角，實(shí)質(zhì)上都是直角，但并不一定要求它們是嚴(yán)格意義上的直角(90.000°)，而以賦予略為偏離直角的極小角度偏差為宜。由于給該棱鏡面角以極小的角度偏差，而使由如此獲得的反射元件的反射光有適度的發(fā)散。但是，如果此角度偏差過(guò)大，則得到的來(lái)自CC反射元件的反射光過(guò)于發(fā)散而降低了后向反射性能，因而要求這三個(gè)傾斜面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)的相互交叉而形成的三個(gè)棱鏡面角中至少有一個(gè)的大小一般在89，5°～90.5°的范圍內(nèi)，最好在89.7°～90.3°的范圍內(nèi)，以距90.000有極小的偏差為宜。
本發(fā)明的三角錐型立體角后向反射元件(CC反射元件)是將多個(gè)CC反射元件集合起來(lái)，做成CC后向反射體而利用的。一般是把多個(gè)CC反射元件加工成片狀，做成三角錐型立體角后向反射片，既可設(shè)置在目的物如車輛、交通標(biāo)志等的上面使用，又可將多個(gè)CC反射元件直接形成在目的物上使用，其使用形態(tài)并無(wú)限制，但一般是被加工成片狀而使用的。
下面，關(guān)于由本發(fā)明的CC反射元件配置成的三角錐型立體角后向反射片的一種適宜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，參照其剖面5進(jìn)行說(shuō)明。
在圖5中，1是本發(fā)明的三角錐型反射元件(R1、R2)作最緊密充填狀配置的反射元件層，2是維持CC反射元件形態(tài)的保持體層，10是光的入射方向。一般把反射元件層(1)和保持體層(2)做成一個(gè)整體，也可以將各層層疊在一起。根據(jù)本發(fā)明的后向反射片的使用目的和使用環(huán)境，可設(shè)表面保護(hù)層(4)、為了向觀察者傳達(dá)信息等而設(shè)置對(duì)薄片進(jìn)行著色的印刷層(5)、為了防止CC反射元件背面侵入水分而做成密封結(jié)構(gòu)的結(jié)合劑層(6)、支撐結(jié)合劑層(6)的支撐體層(7)、以及為了將該后向反射片貼附在其他結(jié)構(gòu)體上所用的粘合劑層(8)及剝離材料層(9)如剝離薄膜等。
對(duì)表面保護(hù)層(4)可以采用與反射元件層(1)中使用的相同樹(shù)脂，但為了提高其對(duì)氣候環(huán)境的適應(yīng)性，在表面保護(hù)層(4)中摻入紫外線吸收劑、光穩(wěn)定劑以及氧化防止劑等，它們可分別單獨(dú)摻入也可組合起來(lái)?yè)饺?。另外也可含有作為著色劑的各種有機(jī)顏料、無(wú)機(jī)顏料及染料等。
印刷層(5)通常可設(shè)在表面保護(hù)層(4)和保持體層(2)之間，或表面保護(hù)層(4)的上面，或CC反射元件(1)的反射面的上面，通?？捎冒及嬗∷?、絲網(wǎng)印刷及噴墨印刷等手段來(lái)設(shè)置。
構(gòu)成上述反射元件層(1)及保持體層(2)的材料，能滿足本發(fā)明的目的之一的柔軟性就可以了，并無(wú)特別限制，但希望具有光學(xué)上的透明性和均勻性。作為本發(fā)明中可以使用的材料，可舉出聚碳酸酯樹(shù)脂、氯乙烯樹(shù)脂、異丁烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯乙烯樹(shù)脂、聚脂樹(shù)脂、氟樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂或聚丙烯樹(shù)脂等聚烯烴樹(shù)脂、纖維素樹(shù)脂及聚氨基甲酸酯樹(shù)脂等。
對(duì)本發(fā)明中的反射元件層(1)來(lái)說(shuō)，為了使其滿足增大內(nèi)部全反射條件的臨界角的要求，一般在立體角后向反射元件的背面設(shè)置空氣層(3)。為防止在使用條件下由于水分的侵入而引起臨界角的降低及金屬層的腐蝕等不良現(xiàn)象，反射元件層(1)與支撐體層(7)由結(jié)合劑層(6)來(lái)密封較為適宜。作為密封方法可采用美國(guó)專利第3 190 178號(hào)、第4 025 159號(hào)、日本公開(kāi)實(shí)用新案昭和50-28669號(hào)等所展示的方法。作為用于結(jié)合劑層(6)的樹(shù)脂可以舉出異丁烯酸樹(shù)脂、聚脂樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等多種；作為接合的方法，采用大家熟悉的熱熔融性樹(shù)脂接合法、熱固化性樹(shù)脂接合法、紫外線固化性樹(shù)脂接合法、電子束固化性樹(shù)脂接合法等較適宜。
本發(fā)明用的結(jié)合劑層(6)，可在整個(gè)支撐體層(7)上涂敷設(shè)置，也可以在與后向反射元件層的結(jié)合部分采用印刷法等方法有選擇地設(shè)置。
構(gòu)成支撐體層(7)的材料有例如用于構(gòu)成后向反射元件層的樹(shù)脂或一般可形成膜狀的樹(shù)脂、纖維、布、不銹鋼或鋁等的金屬箔或板，它們可以單獨(dú)使用也可以組合起來(lái)使用。
為了將本發(fā)明的后向反射片粘貼在金屬板、木板、玻璃板、塑料板上的粘合劑層(8)以及供該粘合劑用的剝離層(9)，可選用熟知的適當(dāng)材料。
由本發(fā)明的CC反射元件配置成的三角錐型立體角后向反射片，使用時(shí)一般是將上述圖5所示的CC反射元件上下反轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，令光線10從表面保護(hù)層(1)的上方入射。從而，以上所述的CC反射元件的形狀呈反轉(zhuǎn)后的凹形狀，并按最緊密充填狀配置而作成立體角成形用金屬模具，安放在金屬帶上，可以將后述的柔軟且光學(xué)透明性及均勻性均佳的適當(dāng)?shù)臉?shù)脂片熱壓在此成形用金屬模具上，再把該金屬模具的形狀反轉(zhuǎn)、復(fù)制在樹(shù)脂片上。
上述立體角成形用金屬模具的典型的制作方法，例如在上述Stamm的專利上有詳細(xì)記載。本發(fā)明也可采用以該方法為準(zhǔn)的方法。
具體來(lái)說(shuō)，例如將表面研磨成平坦?fàn)畹幕w材料上用尖端角度為67.5～73.5°的超硬質(zhì)刀具(例如鉆石刀具、碳化鎢刀具等)，在兩個(gè)方向(圖2的y方向及z方向)，根據(jù)目的物CC反射元件的形狀定出各個(gè)方向的重復(fù)節(jié)距和溝的深度(hy、hz)以及相互的交叉角度，切削出截面形狀為V字形的平行溝。接著在第3方向(x方向)，用尖端角度為69.0～72.0°左右的同樣的超硬質(zhì)刀具，通過(guò)正在形成的y方向溝和z方向溝的交點(diǎn)，按著對(duì)這兩個(gè)方向的交叉角度(這里指銳角的交叉角度)的補(bǔ)角進(jìn)行二等分這樣的重復(fù)節(jié)距(圖2的線x的重復(fù)節(jié)距)，切削出V字形平行溝，于是可制作出凸?fàn)畹奈⑿∪清F作最緊密充填狀配置的微棱鏡母型。
本發(fā)明的合適的形態(tài)是y方向及z方向的重復(fù)節(jié)距為210.3～214.2μm、溝的深度(hy、hz)為50～500μm、相互的交叉角度為59.1～60.9°；而且，x方向的溝的節(jié)距為208.6～216.4μm、深度(hx)為39.5～650μm左右。
切削這些x方向、y方向及z方向的溝時(shí)，一般按各個(gè)溝的截面呈等腰三角形狀來(lái)切削，但根據(jù)需要，也可以把這三個(gè)方向的溝中的至少一個(gè)方向的溝的截面切削成稍微偏離等腰三角形的形狀。具體方法可舉例示出使用左右不對(duì)稱的刀具切削尖端形狀，或者將左右對(duì)稱的刀具稍微傾斜一點(diǎn)進(jìn)行切削等方法。通過(guò)將如此得到的溝的截面稍微偏離等腰三角形，所得到的CC反射元件的三個(gè)傾斜面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)的各個(gè)棱面角當(dāng)中，至少有一個(gè)棱面角的角度可做得極微偏離直角(90°)，因而可將來(lái)自CC反射元件的反射光從完全的后向反射方向適度地發(fā)散。
作為制作上述微棱鏡母型的合適的基體材料，應(yīng)該用維氏硬度(JIS Z2244)300以上，最好在380以上的，具體可以舉出例如非晶銅、電解鎳、鋁等，作為合金材料可以舉出例如銅-鋅合金(黃銅)、銅-錫-鋅合金、鎳-鈷合金、鎳-鋅合金、鋁合金等。
另外，也可以使用合成樹(shù)脂材料作為上述基體材料，為了不出現(xiàn)切削加工時(shí)因材料軟化而難以做到高精度切削等不良現(xiàn)象，使用其玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)在150℃以上，最好在200℃以上，并且洛氏硬度(JIS Z2245)在70以上、最好在75以上的合成樹(shù)脂材料為宜。具體可舉出例如聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯類樹(shù)脂、聚鄰苯二甲酸丁二醇酯類樹(shù)脂、聚碳酸酯類樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯類樹(shù)脂、聚酰亞胺類樹(shù)脂、聚芳基類樹(shù)脂、聚醚砜類樹(shù)脂、聚醚酰亞胺類樹(shù)脂及纖維素三醋酸酯類樹(shù)脂等。
用上述的合成樹(shù)脂制作平板時(shí)，可采用一般的樹(shù)脂成形法，例如擠壓成形法、砑光成形法、溶液鑄塑法，根據(jù)需要還可以再進(jìn)行加熱處理、延伸處理等。為了在經(jīng)如此制作的平板的平面上由用上述方法制造的棱鏡母型上制作電鑄模具時(shí)，便于進(jìn)行導(dǎo)電處理和/或電鑄加工，可事先作預(yù)導(dǎo)電處理。作為預(yù)導(dǎo)電處理的方法可舉出將金、銀、銅、鋁、鋅、鉻、鎳、硒等金屬蒸發(fā)的真空蒸發(fā)法；使用這類金屬的陰極濺射法；以及使用銅、鎳等的無(wú)電解鍍覆法等。另外，也可以在合成樹(shù)脂中摻入碳黑等導(dǎo)電性粉末或有機(jī)金屬鹽等，使平板本身具有導(dǎo)電性。
其次，在得到的微棱鏡母型的表面上進(jìn)行電鑄加工而形成金屬被覆膜。將此金屬被覆膜從母型表面剝離下來(lái)，即可做出本發(fā)明三角錐型立體角后向反射片成形用的金屬制模具。
在金屬制的微棱鏡母型的場(chǎng)合，根據(jù)需要將其表面洗凈后，可立刻進(jìn)行電鑄加工，但在合成樹(shù)脂制的微棱鏡母型的場(chǎng)合，進(jìn)行電鑄加工之前，為了賦予母型的棱鏡表面以導(dǎo)電性，有必要先進(jìn)行導(dǎo)電處理。作為此項(xiàng)導(dǎo)電處理，可以采用例如銀鏡處理、無(wú)電解鍍覆處理、真空蒸法處理、陰極濺射處理等方法。
作為上述的銀鏡處理方法，可以具體舉出以下的方法將用上述方法形成的母型表面用堿性洗滌劑洗凈除去油性成分等污垢后，利用丹寧酸等表面活化劑進(jìn)行活化處理，接著立刻用硝酸銀溶液進(jìn)行銀鏡化處理。這種銀鏡化過(guò)程可以采用使用硝酸銀水溶液和還原劑(葡萄糖、乙二醛等)水溶液的雙筒式噴槍的噴霧法、浸泡在硝酸銀水溶液和還原劑水溶劑中的浸漬法等。至于銀鏡被覆膜的厚度，在能滿足電鑄時(shí)的導(dǎo)電性的范圍內(nèi)，薄一點(diǎn)比較好，例如可例示厚度在0.1μm以下。
進(jìn)行無(wú)電解鍍覆處理時(shí)，可使用銅或鎳等金屬。在無(wú)電解鎳鍍液方面，可用硫酸鎳或氯化鎳等作為鎳的可水溶性金屬鹽，作為絡(luò)合劑可用以檸檬酸鹽或蘋果酸鹽為主成分的溶液，以及作為還原劑可用次亞磷酸鈉、硼氫化鈉、胺甲硼烷等，將它們混合起來(lái)可作鍍液使用。
真空蒸發(fā)處理的程序如下與銀鏡處理時(shí)一樣，在母型表面洗凈后將母型放入真空裝置內(nèi)，將金、銀、銅、鋁、鋅、鎳、鉻、硒等加熱氣化，使其析出在處于冷卻狀態(tài)下的該母型表面上，形成導(dǎo)電被覆膜。另外，陰極濺射處理的程序如下在真空裝置的內(nèi)部，設(shè)置有平滑而能貼裝所希望的金屬箔的陰極板和承載被處理材料的由鋁或鐵等金屬制的陽(yáng)極臺(tái)；將經(jīng)與真空蒸發(fā)處理同樣處理的母型，放置在陽(yáng)極臺(tái)上；將與真空蒸發(fā)的場(chǎng)合下所用的同樣的金屬箔裝在陰極上，使其帶電而發(fā)生輝光放電；通過(guò)使由此發(fā)生的陽(yáng)離子流與陰極的金屬膜撞擊，使金屬原子或微粒蒸發(fā)，使其析出在該母型表面上而形成導(dǎo)電被覆膜。作為用這類方法形成的導(dǎo)電被覆膜的厚度，據(jù)例示可達(dá)300。
為在合成樹(shù)脂制的棱鏡母型上進(jìn)行電鑄加工時(shí)能形成平滑而均勻的電鑄層，有必要對(duì)該母型的整個(gè)表面均勻地進(jìn)行上述導(dǎo)電處理。在導(dǎo)電處理不均勻的場(chǎng)合，可能出現(xiàn)導(dǎo)電性不佳部分的電鑄層表面的平滑性下降，或者產(chǎn)生形成不了電鑄層的缺損部分等不良現(xiàn)象。
為避免這類不良現(xiàn)象，可采取例如在即將進(jìn)行銀鏡處理之前，先用酒精等溶劑對(duì)處理面進(jìn)行處理的方法來(lái)改善銀鏡液的沾潤(rùn)性的方法，但是本發(fā)明所形成的合成樹(shù)脂制棱鏡母型，其凹部分是非常深的銳角，沾潤(rùn)性的改善往往不充分。這類基于凹部形狀的導(dǎo)電被覆膜的不良現(xiàn)象，在蒸著處理等的場(chǎng)合也容易引起。
為了使電鑄加工得到的電鑄層表面均勻，常常進(jìn)行活化處理。作為這類活化處理的方法，可以采用例如浸泡在10重量％的氨基磺酸水溶液的方法等。
在經(jīng)銀鏡處理的合成樹(shù)脂制母型上進(jìn)行電鑄加工的場(chǎng)合，銀層和電鑄層成的一體，可較容易地從合成樹(shù)脂制母型上剝離下來(lái)，但在經(jīng)無(wú)電解鍍覆處理或陰極濺射處理而形成鎳等導(dǎo)電被覆膜的場(chǎng)合，由于合成樹(shù)脂表面和該導(dǎo)電被覆膜的附著牢固，有時(shí)電鑄加工后的電鑄層與合成樹(shù)脂層的剝離出現(xiàn)困難。此時(shí)在電鑄加工之前，先在導(dǎo)電被覆膜層進(jìn)行鉻酸鹽處理等所謂剝離處理為宜。此時(shí)經(jīng)剝離的導(dǎo)電被覆膜殘留在合成樹(shù)脂上。
表面形成了導(dǎo)電被覆膜層的合成樹(shù)脂制棱鏡母型，經(jīng)過(guò)以上各種前期處理后，經(jīng)電鑄加工在該導(dǎo)電被覆膜上形成電鑄層。另外，對(duì)金屬制棱鏡母型來(lái)說(shuō)，如前所述，根據(jù)需要在將其表面先凈后，可在該金屬上直接形成電鑄層。
電鑄加工一般在例如氨基磺酸鎳60重量％的水溶液中、40℃、電流10A/dm2左右的條件下進(jìn)行。作為電鑄層的形成速度，假設(shè)例如在48小時(shí)/mm以下左右可較容易地得到均勻的電鑄層。高于此形成速度時(shí)，容易引起表面缺乏平滑性或電鑄層中產(chǎn)生缺損部分等的不良現(xiàn)象。
另外，在電鑄加工過(guò)程中，為改善金屬模具表面的耐磨性，也可以添加鈷等成分來(lái)進(jìn)行鎳-鈷合金電鑄。摻入10～15重量％的鈷后，所得到的電鑄層的堅(jiān)硬程度可達(dá)維氏硬度Hv300～400，因而使用如此制得的電鑄金屬模具使合成樹(shù)脂加工成形而制作本發(fā)明的三角錐型立體角后向反射片時(shí)，可以提高該金屬模具的耐久性。
如此從棱鏡母型制作的第一代電鑄金屬模具，還可以用來(lái)制作第二代電鑄金屬模具的電鑄原型而被反復(fù)使用。從而可以從一個(gè)棱鏡母型制作出許多個(gè)電鑄金屬模具。
制成的多個(gè)電鑄金屬模具經(jīng)精密切割后，可按照合成樹(shù)脂微棱鏡片成形用的最終金屬模具的尺寸進(jìn)行組合作連接之用。作為連接方法可以采取只是把切割好的端面面對(duì)面貼合起來(lái)的方法，也可以將組合后的連接部分用例如電子束焊接、YAG激光焊接、二氧化碳激光焊接等方法進(jìn)行焊接。
組合起來(lái)的電鑄金屬模具，作為合成樹(shù)脂成形用的金屬模具，用于合成樹(shù)脂的成形。作為合成樹(shù)脂成形的方法，可以采用壓縮成形或射出成形等方法。
壓縮成形例如將已形成的薄片狀的鎳電鑄模具、規(guī)定厚度的合成樹(shù)脂片以及用作襯墊材料的厚5mm左右的硅橡膠制的片插進(jìn)按規(guī)定溫度加熱的壓縮成形加壓機(jī)中，先在成形壓的10～20％的壓力下，進(jìn)行30秒鐘的預(yù)熱后，可在180～250℃、10～30kg/cm2左右的條件下加熱加壓約2分鐘。然后保持加壓狀態(tài)直至冷卻至室溫狀態(tài)再釋放壓力，這樣可得到棱鏡成形品。
再者，例如將用上述方法形成的厚約0.5mm的薄片電鑄金屬模具，用上述焊接法連接起來(lái)制成無(wú)終端帶狀金屬模具。將此帶狀金屬模具設(shè)置在由加熱軋輥和冷卻軋輥組成的一對(duì)軋輥之上使之轉(zhuǎn)動(dòng)，將溶融的呈片狀的合成樹(shù)脂供給在加熱軋輥之上的帶狀金屬模具上，經(jīng)1個(gè)以上的硅酮樹(shù)脂制軋輥加壓成形后，在冷卻軋輥上冷卻到玻璃轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度以下，再?gòu)膸罱饘倌＞呱蟿冸x而得到連續(xù)的片狀成品。
以下，根據(jù)實(shí)施例再具體說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，對(duì)第1方向(圖2的y方向)和第2方向(圖2的z方向)，用尖端角度為68.53°的鉆石刀具，按著第1方向和第2方向的重復(fù)節(jié)距為210.88μm，溝深(hy、hz)為100μm，第1方向與第2方向的交叉角度為58.76°，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形的平行溝。
然后，對(duì)第3方向(x方向)，用尖端角度為71.52°的鉆石刀具，按重復(fù)節(jié)距(圖1的線x的重復(fù)節(jié)距)為214.92μm，溝深(hx)為100μm，第1方向和第2方向與第3方向的交叉角度為60.62°，切削出V字形的平行溝，于是在黃銅板上形成了距三角錐型反射元件的假想面(Sx-Sx′)的高度(hx)為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此三角錐型反射元件的光學(xué)軸傾角θ為+1°，構(gòu)成三角錐的三個(gè)面的棱鏡面角皆為90°。
用此黃銅母型，借助于電鑄法做出了形狀被反轉(zhuǎn)了的凹形狀的立體角成形用鎳質(zhì)模具。利用此成形用金屬模具將厚度為200μm的聚碳酸酯樹(shù)脂片(三菱工程塑料股份有限公司制“Eupiron”E2000)在成形溫度200℃、成形壓力50kg/cm2的條件下壓縮成形后，在加壓條件下冷卻至30℃后取出樹(shù)脂片，形成了表面上的支撐體層厚度約為250μm的、對(duì)hx＝hy＝hz＝100μm的立體角作最緊密充填狀配置的聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
實(shí)施例2在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，用第1方向(y方向)和第2方向(z方向)的尖端角度為68.53°、第3方向(x方向)的尖端角度為71.52°的鉆石刀具，按著第1方向和第2方向的重復(fù)節(jié)距為210.88μm，溝深(hy、hz)為100μm，第1方向與第2方向的交叉角度為58.76°，第3方向的重復(fù)節(jié)距為214.92μm，切削溝深(hx)為110μm，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形溝，在黃銅板上形成了距三角錐型反射元件的假想面(Sy-Sy′)的高度(hy)為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此三角錐型反射元件的光學(xué)軸傾角θ為+1°，另外，hmax/hmin為110/100＝1.100。
以下，用與實(shí)施例1同樣的材料，制成凹形狀的立體角成形用的鎳質(zhì)模具，用此模具將與實(shí)施例1同樣的聚碳酸酯樹(shù)脂片按同樣的成形條件壓縮成形，制成表面上的支撐體層厚度約為250μm的、對(duì)hy＝hz＝100μm、hx＝110μm的立體角作最緊密充填狀配置的聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
實(shí)施例3在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，對(duì)第1方向和第2方向，用尖端角度為72.53°的鉆石刀具，按著第1方向和第2方向的重復(fù)節(jié)距為213.5μm，溝深(hy、hz)為100μm，第1方向與第2方向的交叉角度為61.21°，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形的平行溝。
然后，對(duì)第3方向(x方向)，用尖端角度為69.52°的鉆石刀具，按重復(fù)節(jié)距(圖1的線x的重復(fù)節(jié)距)為209.67μm，溝深(hx)為100μm，第1方向和第2方向與第3方向的交叉角度為59.40°，切削出V字形的平行溝，于是在黃銅板上形成了距三角錐型反射元件的假想平面(Sx-Sx′)的高度(hx)為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此三角錐型反射元件的光學(xué)軸傾角θ為-1°，構(gòu)成三角錐的三個(gè)面的棱鏡面角皆為90°。
以下，用與實(shí)例1同樣的材料，制成凹形狀的立體角成形用鎳質(zhì)模具，用此模具將與實(shí)施例1同樣的聚碳酸酯樹(shù)脂片，按同樣的成形條件壓縮成形，制成表面上的支撐體層厚度約為250μm的、對(duì)hx＝hy＝hz＝100μm的立體角作最緊密充填狀配置的聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
實(shí)施例4在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，用第1方向(y方向)和第2方向(z方向)的尖端角度為72.53°、第3方向(x方向)的尖端角度為69.52°的鉆石刀具，按著第1方向和第2方向的重復(fù)節(jié)距為213.50μm，切削溝深(hy、hz)為100μm，第1方向與第2方向的交叉角度為61.21°，第3方向的重復(fù)節(jié)距為209.67μm，切削溝深(hx)為90μm，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形溝，在黃銅板上形成了距三角錐型反射元件的假想面(Sy-Sy′)的高度(hy)為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此三角錐型反射元件的光學(xué)軸傾角θ為-1°，另外，hmax/hmin為100/90＝1.11。
以下，用與實(shí)施例1同樣的材料，制成凹形狀的立體角成形用鎳質(zhì)模具，用此模具將與實(shí)施例1同樣的聚碳酸酯樹(shù)脂片按同樣的成形條件壓縮成形，制成表面上的支撐體層厚度約為250μm的、對(duì)hy＝hz＝100μm、hx＝190μm的立體角作最緊密充填狀配置的聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
比較例1在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，用第1方向(y方向)、第2方向(z方向)及第3方向(x方向)的尖端角度為70.53°的鉆石刀具，按著第1方向、第2方向及第3方向的重復(fù)節(jié)距為212.13μm，并且第1方向與第2方向的交叉角度為60.00°，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形溝，在黃銅板上形成了立體角后向反射元件的高度為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此反射元件的光學(xué)軸傾角θ為0°，構(gòu)成三角錐三個(gè)面的棱鏡面角都是90°用與實(shí)施例1同樣的方法，制成了聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
比較例2在將表面研磨成平坦?fàn)畹?00mm見(jiàn)方的黃銅板上，用第1方向(y方向)和第2方向(z方向)的尖端角度為62.53°、第3方向(x方向)的尖端角度為74.37°的鉆石刀具，按著第1方向和第2方向的重復(fù)節(jié)距為207.68μm，第3方向的重復(fù)節(jié)距為225.42μm，并且第1方向與第2方向的交叉角度為54.86°，用快速切削法按重復(fù)圖案切削加工出截面形狀為V字形溝，在黃銅板上形成了反射元件的高度為100μm的凸?fàn)畹亩鄠€(gè)三角錐型立體角作最緊密充填狀配置的母型。此立體角后向反射元件的光學(xué)軸傾角θ為+4°，構(gòu)成三角錐三個(gè)面的棱鏡面角都是90°用與實(shí)施例1同樣的方法，制成了聚碳酸酯樹(shù)脂制三角錐型立體角后向反射片。
在上述實(shí)施例1～4及比較例1、2中測(cè)量了制成的三角錐型后向反射片的后向反射系數(shù)，其測(cè)量值如表1所示[反射亮度的單位皆為(cd/Lx·m2)]。
后向反射系數(shù)的測(cè)量，是根據(jù)JIS Z8714后向反射體-光學(xué)特性-測(cè)定法規(guī)定的測(cè)光測(cè)量方法進(jìn)行的，取觀測(cè)角與入射光的組合為0.2°/5°、0.2°/30°進(jìn)行測(cè)量。另外，關(guān)于測(cè)量試樣的旋轉(zhuǎn)角，將第3方向V形溝的方向定為0°，對(duì)測(cè)量試樣以從該方向旋轉(zhuǎn)了90°的方向作為旋轉(zhuǎn)角90°進(jìn)行測(cè)量。
為了觀察按上述實(shí)施例1～4及比較例1、2中制成的三角錐型后向反射片的入射角特性，將觀測(cè)角定在0.2°，入射角作5°、10°、20°、25°及30°等改變，測(cè)量各試樣的后向反射系數(shù)，在圖6中，以入射角為橫軸，縱軸上示出以在各個(gè)入射角的后向反射系數(shù)除以入射角為5°時(shí)的后向反射系數(shù)的值作為亮度變化率。
另外，為了觀測(cè)上述試樣的旋轉(zhuǎn)角特性，將觀測(cè)角定在0.2°，入射角固定在5°，從0°到180°改變旋轉(zhuǎn)角來(lái)測(cè)量各試樣的后向反射系數(shù)。圖7中，以旋轉(zhuǎn)角為橫軸、縱軸上示出以在各個(gè)旋轉(zhuǎn)角的后向反射系數(shù)除以各個(gè)試樣所示最大值的后向反射系數(shù)作為亮度變化率。
從下表1、圖6及圖7可知，根據(jù)本發(fā)明在實(shí)施例1～4中所示的后向反射片，無(wú)論哪一個(gè)，在較高的入射角下，后向反射系數(shù)的下降均不大，另外對(duì)旋轉(zhuǎn)角的變化而言，后向反射系數(shù)的變化也不大，相對(duì)而言，按比較例1制作的后向反射片，入射角大于15°時(shí)，亮度有明顯的下降，另外按比較例2制作的后向反射片，于旋轉(zhuǎn)角90°時(shí)的亮度下降較為明顯。
表1

本發(fā)明是一種三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在共同的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上突出的三角錐型立體角后向反射元件相互在該底面(Sx-Sx′)上共有一條底邊(x)，沿該底邊相向而在該底面(Sx-Sx′)上作最緊密充填狀配置；該底面(Sx-Sx′)是含有該三角錐型反射元件所共有的多條該底邊(x、x、...)的一個(gè)共同平面；相向的兩個(gè)三角錐型反射元件是對(duì)于含有該底面(Sx-Sx′)上的共有的該底邊(x、x、...)、并且垂直于該底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、...)形成實(shí)質(zhì)上面對(duì)面對(duì)稱的實(shí)質(zhì)上為同一形狀的元件對(duì)，在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)或負(fù)(-)的方向，該光學(xué)軸傾斜，該光學(xué)軸與該垂線所成的角度為0.5～1.5°。
由此，本發(fā)明的后向反射片不僅一般在三角錐型反射元件中所要求的基本光學(xué)特性-高亮度性，即該三角錐型反射元件由正面入射的光的反射亮度所代表的反射亮度方面出色，而且入射角特性及旋轉(zhuǎn)角特性也有大幅度的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在共同的一個(gè)底面(Sx-Sx′)上突出的三角錐型立體角后向反射元件相互在該底面(Sx-Sx′)上共有一條底邊(x)，沿該底邊相向而在該底面(Sx-Sx′)上作最緊密充填狀配置；該底面(Sx-Sx′)是含有該三角錐型反射元件所共有的多條該底邊(x、x、...)的一個(gè)共同平面；相向的兩個(gè)三角錐型反射元件是對(duì)于含有該底面(Sx-Sx′)上的共有的底邊(x、x、...)、并且垂直于該底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、....)形成實(shí)質(zhì)上面對(duì)面對(duì)稱的實(shí)質(zhì)上為同一形狀的元件對(duì)，在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)或負(fù)(-)的方向，該光學(xué)軸傾斜，該光學(xué)軸與該垂線所成的角度為0.5～1.5°。
2.如權(quán)利要求1所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于對(duì)于從該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)該底面(Sx-Sx′)所引的垂線而言，經(jīng)過(guò)該頂點(diǎn)的光學(xué)軸向(q-p)為正(+)或?yàn)樨?fù)(-)的方向傾鈄0.6～1.4°。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為正(+)的方向，該光學(xué)軸傾鈄0.6～1.4°。
4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，假設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，并假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，hx比hy和hz實(shí)質(zhì)上都大。
5.如權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，假設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，且假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，hy和hz實(shí)質(zhì)上相同，hx比hy和hz實(shí)質(zhì)上都大。
6.如權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于在從該三角錐型反射元件的光學(xué)軸與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(Q)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(q)，與從該元件的頂點(diǎn)(H1，H2)對(duì)底面(Sx-Sx′)所引垂線與該底面(Sx-Sx′)的交點(diǎn)(P)至該元件對(duì)所共有的底邊(x、x、...)之距離(p)之差(q-p)為負(fù)(-)的方向，該光學(xué)軸傾鈄，并假設(shè)從含有相向的兩個(gè)三角錐型反射元件的共有底邊(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hx，設(shè)從含有該三角錐型反射元件另一底邊(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hy，且假設(shè)從含有該三角錐型反射元件又一底邊(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至該三角錐型反射元件的頂點(diǎn)(H1，H2)的高度為hz的場(chǎng)合，hy和hz實(shí)質(zhì)上相同，hx比hy和hz實(shí)質(zhì)上都小。
7.如權(quán)利要求1～6任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于上述hx、hy和hz中至少有兩個(gè)實(shí)質(zhì)上不等，其中最大者設(shè)為hmax，最小者設(shè)為hmin時(shí)，滿足1.03＜hmax/hmin＜1.3。
8.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于上述hx、hy和hz都在50μm以上，并且都在500μm以下。
9.如權(quán)利要求1～7任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于上述hx、hy和hz都在60～200μm之內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于該三角錐型立體角后向反射元件的三個(gè)傾鈄面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)通過(guò)相互交叉而形成的棱鏡面角的大小至少有一個(gè)在89.5°～90.5°的范圍內(nèi)，稍微偏離90.000°。
11.如權(quán)利要求1～10任一項(xiàng)中所述的三角錐型立體角后向反射元件，其特征在于上述相向的兩個(gè)三角錐型立體角后向反射元件相互共有底邊(x、x、...)，并按最緊密充填狀配置成片狀。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，提供一種不僅能滿足一般三角錐型反射元件所要求的基本光學(xué)特性－高亮度性，即從三角錐型反射元件正面入射的光的反射亮度所代表的反射亮度是出色的，而且入射角特性及旋轉(zhuǎn)角特性也得到大幅度改進(jìn)的后向反射片。該三角錐型立體角后向反射元件的特征在于從三角錐型反射元件的光學(xué)軸與底面(S
文檔編號(hào)G02B5/124GK1409825SQ00817106
公開(kāi)日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2000年12月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者三村育夫 申請(qǐng)人:日本電石工業(yè)株式會(huì)社