CN102213783A - 具有周期性旋转图案化区的图案化薄片 - Google Patents

Abstract

在本发明的一个实施例中，揭示一种回射薄片。所述回射薄片包括具有与基底表面相对的几何光学表面的柔性光学材料膜或衬底。所述几何光学表面包含以相对于所述回射薄片的边缘的第一定向布置的隅角棱镜的背景图案区；以及周期性地中断隅角棱镜的所述背景图案区的圆形隅角棱镜区的阵列。所述圆形隅角棱镜区中的每一者具有相对于所述回射薄片的所述边缘的第二定向。所述多个圆形隅角棱镜区的所述阵列以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的方式反射入射光。

Description

具有周期性旋转图案化区的图案化薄片

相关申请案的交叉参考

本非临时美国(U.S.)专利申请案主张大卫里德(David Reed)等人在2010年3月5日申请的标题为“具有周期性旋转图案化区的标准工具和图案化薄片(MASTER TOOLS AND PATTERNED SHEETING WITH PERIODIC ROTATED PATTERNED REGIONS)”的第61/311,088号美国临时专利申请案的权益，所述美国临时专利申请案以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明的实施例大体涉及图案化回射薄片。

背景技术

标准设定委员会一直在增加各种类型的回射器(其中一些适用于道路标志)的回射性能标准，使得其在夜间更容易看到。回射薄片中的隅角棱镜的一些均匀图案可能不能满足较严格的回射性能标准。可满足要求的隅角棱镜的其它设计和图案制造起来且用于道路标志时可能过于昂贵。

需要提供可以低成本满足较严格的回射性能标准的回射薄片，使得其可适用于道路标志等等。

发明内容

本发明的实施例最佳通过所附的权利要求书来概括。

附图说明

图1A是说明光反射器被来自汽车的前灯的光线照射以及反射器的反射表面处所反射的光被驾驶者观看到的状态的图的侧视图。

图1B是光反射器的隅角棱镜反射元件的三维说明。

图2A说明回射器薄片的条带，所述回射器薄片具有拼接在一起的不同隅角棱镜图案使得入射角的范围和反射率存在总体改进。

图2B说明具有从同一回射薄片切割但针对相同入射光角具有不同反射率的条带的警告标志。

图2C说明具有从同一回射薄片切割但彼此正交而定向的一对条带的卡车的图。

图3A说明用于在薄片中形成复制品并制造图案的标准工具的俯视图。

图3B说明插入到标准工具的开口中以在其制造期间在图案化薄片中形成圆形图案区的可旋转按钮的透视图。

图3C-3G是不同形状的可旋转按钮和接纳可旋转按钮的顶部板中的对应开口的透视图。

图4说明可选套管的透视图，所述可选套管可放置在可旋转按钮上并插入到标准工具的开口中以在其制造期间在图案化薄片中形成密封结构。

图5A说明具有切割到表面中的隅角棱镜图案的标准工具的隅角的放大俯视图。

图5B是说明圆形隅角棱镜区与背景隅角棱镜区相比的不同定向的示意图。

图5C是图5A所示的标准工具的隅角的放大俯视图，其中可旋转按钮转动而使得圆形隅角棱镜区与背景隅角棱镜区相比具有不同定向。

图5D是图5C所示的标准工具的跨越旋转按钮和圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图。

图5E是图5A所示的标准工具的跨越旋转按钮和圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图。

图6A说明标准工具的隅角的放大俯视图，其具有切割到表面中的隅角棱镜图案和圆形隅角棱镜区周围的环。

图6B是说明圆形隅角棱镜区与背景隅角棱镜区相比的不同定向的示意图。

图6C是图6A所示的标准工具的隅角的放大俯视图，其中可旋转按钮转动使得圆形隅角棱镜区与背景隅角棱镜区相比具有不同定向。

图6D是图6C所示的标准工具的跨越旋转按钮和圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图。

图7A是以由图6C所示的标准工具形成的多个成矩形对准的复制品制造的回射薄片的俯视图。

图7B是以由图6C所示的标准工具形成的多个对角对准的复制品制造的回射薄片的俯视图。

图7C是图7A所示的回射薄片的隅角的放大俯视图，其说明密封环图案和与背景隅角棱镜区相比具有不同定向的圆形隅角棱镜区。

图7D是图7C所示的回射薄片的跨越圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图。

图7E是图7E所示的回射薄片的沿着延伸到背景隅角棱镜区中的圆形隅角棱镜区中的凹槽的部分的横截面图。

图8A是以由图5A所示的标准工具形成的多个成矩形对准的复制品制造的回射薄片的俯视图。

图8B是图8A所示的回射薄片的隅角的放大俯视图，其说明与背景隅角棱镜区相比具有不同定向的圆形隅角棱镜区。

图8C是图8B所示的回射薄片的跨越圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图。

图9是回射薄片的跨越其圆形隅角棱镜区的直径的部分的横截面图，其中隅角棱镜的图案经形成使得其峰被削去其高度的10％到20％。

图10A是回射薄片上的环密封图案的设计的俯视平面图，应了解环密封图案在回射薄片的长度和宽度上大体均匀地重复。

图10B是回射薄片上的环密封图案的设计的侧视立面图。

图10C是回射薄片上的环密封图案的设计的横截面图。

图10D是回射薄片上的环密封图案的设计的横截面图。

图11是回射薄片上的隅角棱镜表面图案的设计的放大俯视图。

图12A是具有替代实施例的正交圆形隅角棱镜区和圆形密封环的回射薄片上的隅角棱镜表面图案的设计的放大俯视图。

图12B是具有第一实施例的正交圆形隅角棱镜区的回射薄片上的隅角棱镜表面图案的设计的放大俯视图。

图13是用于向标准工具的表面中形成图案的机器的透视图。

图14A是用以说明从标准工具电化形成复制品的示范性电镀槽的剖视图。

图14B是在示范性电镀槽中与标准工具分离的图14A中形成的复制品的横截面图。

图15说明一起定位成环形以连续制造数卷回射薄片的多个复制品的示意图。

图16说明用于使用一起定位成环形的所述多个复制品制造一卷回射薄片的示范性制造系统的示意图。

图17A-17B是可与回射膜层压在一起的其它层及其定向的分解侧视图。

图18是一卷示范性回射薄片的透视图。

图式中相同参考数字和名称指示提供类似功能性的相同元件。图未按比例绘制，使得元件、特征和表面结构可借助实例展示且仅希望说明而非限制所主张的本发明的实施例。

具体实施方式

在本发明的实施例的以下详细描述中，陈述许多特定细节以便提供详尽理解。然而，应了解，本发明的实施例可在没有这些特定细节的情况下实践。在其它例子中，未详细描述已知的方法、程序、元件、组件和设备以免不必要地混淆本发明的实施例的方面。

引言

反射器可使用由光学材料形成的球形或球面透镜的阵列来反射例如光等入射辐射。在其它情况下，反射器可使用由光学材料形成的截头隅角棱镜的阵列米反射入射辐射。在其它例子中，反射器可使用由光学材料形成的全隅角棱镜的阵列来反射入射辐射。

全隅角棱镜往往比截头隅角棱镜更有效地反射。然而，全隅角棱镜较难制造。一般来说，本文中对隅角棱镜的参考是指截头隅角棱镜。

通常，反射器的回射薄片或膜由电磁辐射的所要波长(通常为可见光谱)可透过的薄塑料或光学材料膜形成。光学材料膜具有基底表面和顶部表面。顶部表面具有从标准工具的顶部表面图案转移到其处的铺贴顶部表面图案。回射薄片的基底表面通常为光学材料膜的平坦表面，其接收入射光并发射被反射的光。具有铺贴顶部表面图案的顶部表面具有以预定入射角自然反射入射光的截头隅角棱镜图案。将截头隅角棱镜的阵列制造到回射薄片或膜中的典型方法是通过模制、冲压或压印工艺。

模制工艺通常需要针对给定图案固定的一个或一个以上板牙或模具。将具有所要折射率的塑料、丙烯酸树脂或呈液体或熔融形式的其它类似光学材料倾注在板牙或模具上并进入板牙或模具中。所述光学材料需要板牙或模具中的固化时间以便呈现具有反射特性的形状。

冲压工艺通常需要使用具有固定图案的一个或一个以上矩形冲模或板牙。例如具有所要折射率的塑料等软的半固态或半液态光学材料通过冲模冲压成具有反射特性的形状。具有隅角棱镜图案的回射薄片可用于不同应用中。

现在参看图1A，用于反射光的光反射器接收来自外部光源(例如交通工具的前照灯等)的某一入射角的入射光线。所述光反射器包含多个隅角棱镜反射器的阵列，用于以不同角度(退出角)将入射光线反射回来，使得交通工具内的人(例如驾驶员或乘客)的眼睛在晚上或黑暗中可看见从所述反射器反射回来的光。光反射器可(例如)为安装在道路的一侧或两侧以如图所示充当信号或警告标记的信号标记或警告标记。或者，可将光反射器粘附到卡车集装箱、卡车、汽车或其它交通工具，以使人警惕其存在且/或提供关于其大小的信息。

现在参看图1B，现参考回射薄片100简要描述隅角棱镜元件的操作。所述薄片和隅角棱镜元件由半透明光学材料制成，所述半透明光学材料对所要波长的电磁辐射为半透明的，且具有可以所要入射角度提供全内反射的折射率。光学材料的约1.5或1.5以上的折射率可为典型的。隅角棱镜反射元件的典型形状为带直角的三角锥形部件。然而，所述带直角的三角锥形部件可以某一角度稍稍倾斜，因此其仅为用以增加接收入射光线的入射角的三角锥形部件。

为了展示光线的方向在回射薄片内的变化过程，假定隅角棱镜的锥形的顶点由原点O表示，第一反射平面(I)由边缘线OC和OB界定；第二反射平面(II)由边缘线OC和OA界定；且第三反射平面(III)由边缘线OA和OB界定。将理解，边缘线OA、OB和OC可分别与以大体直角彼此交叉的光轴Z、X和Y平行。

入射光线以入射角Θ撞击回射薄片100的平面表面PS。反射光线以退出角Φ退出回射薄片100的平面表面PS。回射薄片100中的隅角棱镜的图案可由本文所描述的标准工具的顶部表面形成。

入射光线在平面表面PS处折射，并作为经折射的光线在进入点101处进入薄片中。使经折射的光线作为内部光线朝隅角棱镜的第一反射平面(I)引导。所述内部光线分别在隅角棱镜的三个反射平面(I)、(II)及(III)处反射。

在点102处，内部光线由第一反射平面(I)朝第二反射平面(II)反射。在点103处，内部光线由第二反射平面(II)朝第三反射平面(III)反射。在点104处，内部光线由第三反射平面朝平面表面PS的退出点反射。在平面表面上的退出点105处，内部光线被折射，并作为反射光线以退出角Φ退出回射薄片。1974年6月18日颁发给田中(Tanaka)的第3,817,596号美国专利(其以引用的方式并入本文中)中阐释光线的反射和折射的详细角度和数学。1982年9月14日颁发给怀特(White)的第4,349,598号美国专利进一步描述隅角棱镜回射器的操作，所述美国专利以引用的方式并入本文中。

反射薄片100可包含多个截头隅角棱镜。每一隅角棱镜具有基底边缘(B)、尾部(T)、头部(H)、顶角或顶点(A)以及光可在其处反射的三个刻面或平面表面(S1、S2和S3)。三个平面表面(S1、S2和S3)在一隅角处接合在一起的顶点较接近每一隅角棱镜的头部。每一隅角棱镜的尾部与头部相对。每一隅角棱镜的基底边缘可与反射膜的基底表面齐平。一个隅角棱镜的基底边缘可沿柱而接合下一隅角棱镜的基底边缘。每一隅角棱镜类似一个四面体。就是说，每一隅角棱镜类似具有三个三角形侧面和一个三角形基底的三角锥形。所述三角锥形的形状可或可不对称。就是说，三个三角形侧面可具有不等的边，以形成不对称三角锥形或不规则四面体。这使得穿过顶点的线与垂直于与基底表面平行的平面的法线具有倾斜角。

现在参看图2A，具有有单个定向的隅角棱镜的回射薄片在旋转九十度时通常具有有限的性能。为了获得更多均匀性，已使用具有隅角棱镜的交替定向(例如0度和90度)的多个交替条带202A、203A、202B、203B，来提供具有比单个定向的性能改进的总体角度和反射性能的回射器200A。然而，使用两个不同条带是不方便的，且具有线性边缘。

现在参看图2B，警告标志200B具有从同一回射薄片切下(例如具有单个定向)的回射条带部分210A到201C。对于给定的光入射角，警告标志可能不均匀地反射。举例来说，对于给定的光入射角，垂直条带部分210C可比水平条带部分210A更亮地反射。所述不均匀性可使得警告标志在晚上看起来难以辨认。如果条带部分可从同一回射薄片切下且不管其在标志中的定向而较均匀地反射，那么将是优选的。

图2C说明牵引车挂车200C的具有单定向回射薄片切下的回射器条带部分222H和222V的集装箱220。将垂直条带部分222V粘附到卡车集装箱220，垂直条带部分222V的隅角棱镜定向为与水平条带部分222H的隅角棱镜的定向成九十度。因此，在某些光入射角下，条带部分222V或222H中的一者可比另一者易见。因此，在晚上当给定入射角的光照在集装箱220上时，无法充分了解集装箱220的大小。为条带部分提供较均匀的光反射性以使得在晚上可更好地确定集装箱的大小将是优选的。

基于各种行业规范对回射材料的可见性的需求以及对生产可在一个以上定向上应用的产品的期望，将两个或两个以上隅角棱镜定向的区域自由组合到回射薄片上是期望的。使用全内反射来反射入射光的隅角棱镜的构造是合乎需要的。在本发明的另一实施例中，在棱镜面与背膜之间提供密封气隙是进一步合乎需要的。

用以形成图案化薄片的标准工具

在图案化薄片(例如回射薄片)的制造期间，使用标准工具来形成图案化薄片中的表面图案。如本文中进一步论述，标准工具用以形成制造图案化薄片时所使用的复制品。虽然本文简要描述标准工具，但先前以引用的方式并入本文中的大卫·里德(David Reed)等人在2010年3月05日申请的标题为“标准工具和具有周期性旋转的图案化区的图案化薄片(MASTER TOOLS AND PATTERNED SHEETING WITH PERIODIC ROTATED PATTERNED REGIONS)”的第61/311,088号美国临时专利申请案中描述标准工具的实施例的额外细节。

现在参看图3A到图3B，标准工具300包含平板或顶部板302以及多个可旋转按钮304。顶部板302具有顶部微加工表面312。可旋转按钮304也具有顶部微加工表面314。顶部板302的顶部微加工表面是可复制且越过光学材料的表面铺贴在一起的单个贴片。顶部板的横截面形状以及所述贴片的形状可为规则的多边形形状、风筝形形状或菱形形状，使得其可容易地铺贴在一起。举例来说，贴片的形状以及顶部板的横截面形状可为正方形、等边三角形、规则五边形、规则六边形、规则八边形、规则九边形或规则十边形。

使用标准工具300来形成多个复制品(例如，见由图14A到图14B中的标准工具300形成的复制品1430)。在制造图案化薄片(例如回射薄片)期间，将所述多个复制品用作压模、压印机或模型。

顶部板302具有孔阵列306。多个可旋转按钮304配合在孔阵列306内，以形成所述工具中的多个按钮的阵列。所述按钮和开口的横截面为规则的多边形。

顶部板302的顶部表面312以及可旋转按钮304的顶部表面314由金属材料(黄铜或铜)制造，可用金刚石切割工具将所述金属材料加工成光学精加工件。顶部板302的顶部表面312以及可旋转按钮304的顶部表面314可布置成在同一平面内以用于切割，且作为单个图案同时切割。或者，顶部板302的顶部表面312以及可旋转按钮304的顶部表面314可布置成在不同平面内以用于切割，使得所述顶部表面可各自以不同图案单独被切割。

当形成复制品时，可使可旋转按钮304中的一者或一者以上或全部在孔306内旋转一旋转角R，以将其以及其表面314中的图案定向在与平板表面312中的图案不同的方向上。N个可复位按钮304可各自在标准工具300的孔306内旋转不同角度R₁到R_N，以形成在圆形区中具有与背景图案的所要变化的复制品且图案化薄片。举例来说，被旋转的N个按钮可在交替的行或列中。

圆形孔中的圆形可旋转按钮提供其可在上旋转的较宽范围的角度R₁到R_N。如果可支持较少角度，那么可旋转按钮以及其可插入的孔可采取不同于圆形的几何形状，例如等角(所有角都适度相等)且等边(所有边都具有相同长度)的规则多边形，包含规则的凸多边形和规则的星形多边形，使得按钮可在具有相似形状的孔中旋转、转动或重新定位。

现在参看图3C到图3G，展示具有不同圆柱形形状的可旋转按钮，其可配合到相同圆柱形形状的孔中。每一可旋转按钮的基底圆柱形形状比具有顶部表面图案的顶部圆柱形形状大，以便形成肩部。类似地，每一孔的中空基底圆柱形形状比中空顶部圆柱形形状大，以形成肩部架或止动件。此外，每一可旋转按钮和匹配孔均具有为规则多边形的横截面，所述规则多边形具有相等的长度边(等边)和每一顶角处的相等角(等角)。

图3C说明具有正方形可定向图案化表面314S和正方圆柱形主体的正方形可旋转按钮304S。正方形可旋转按钮304S配合到正方形孔306S中，且可重定向90度、180度和270度的九十(90)度增量。正方形可旋转按钮304S具有正方形肩部318S，其可达到搁置在正方圆柱形孔306S中的正方形架或止动件518S上。

图3D说明具有三角形可定向图案化表面314T和三角圆柱形主体的三角形可旋转按钮304T。三角形可旋转按钮304T配合到三角圆柱形孔306T中，且可重定向120度和240度的一百二十(120)度增量。三角形可旋转按钮304T具有三角形肩部318T，其可达到搁置在三角圆柱形孔306T中的三角形架或止动件518T上。

图3E说明具有五边形可定向图案化表面314P和五边圆柱形主体的五边形可旋转按钮304P。五边形可旋转按钮304P配合到五边圆柱形孔306P中，且可重定向72度、144度、216度和288度的七十二(72)度增量。五边形可旋转按钮304P具有五边形肩部318P，其可达到搁置在五边圆柱形孔306P中的五边形架或止动件518P上。

图3F说明具有六边形可定向图案化表面314H和六边圆柱形主体的六边形可旋转按钮304H。六边形可旋转按钮304H配合到六边圆柱形孔306H中，且可重定向60度、120度、180度、240度和300度的六十(60)度增量。六边形可旋转按钮304H具有六边形肩部318H，其可达到搁置在六边圆柱形孔306H中的六边形架或止动件518H上。

图3G说明具有星形可定向图案化表面314R和星形圆柱形主体的星形可旋转按钮304R。星形可旋转按钮304R配合到星形圆柱形孔306R中。如果如图所示具有五个边，那么星形可旋转按钮可重定向72度、144度、216度和288度的七十二(72)度增量。如果三角形形状具有N个边，那么星形可旋转按钮可重定向N/360度的增量。星形可旋转按钮304R具有星形肩部318R，其可达到搁置在星形圆柱形孔306R中的星形架或止动件518R上。

一般来说，可将可旋转按钮整形为具有等边侧面的任何其它几何圆柱形形状，以配合在具有相同几何圆柱形形状但等边侧面为中空的开口中。

可切割到标准工具300的顶部表面(背景图案化表面312和每一可定向图案化表面314)中的图案可为回射器的图案，例如全隅角棱镜图案。为了在薄片的表面中形成回射器的图案，在三个不同方向上加工三个V形凹槽，以形成具有近似彼此正交定向的三个面的隅角棱镜。隅角棱镜的光轴(或隅角棱镜面之间的对称轴)可倾斜从而远离与标准工具的顶部平面表面的正交轴，以便实现回射薄片的任一所界定检视平面内的较宽的有角性。先前以引用的方式并入本文中的大卫·里德等人在2010年3月05日申请的标题为“标准工具和具有周期性旋转的图案化区的图案化薄片(MASTER TOOLS AND PATTERNED SHEETING WITH PERIODIC ROTATED PATTERNED REGIONS)”的第61/311,088号美国临时专利申请案进一步描述切割到标准工具的顶部表面中的图案，包含V形凹槽。

可使用额外的V形凹槽、不同形状的凹槽、不同的切割角度、不同的定向角度、不同的切割深度、图案铺贴以及用以获得不同类型的隅角棱镜图案设计的其它已知图案化技术，且将其切割到顶部板的表面和按钮中，所列各顶可转印到回射薄片中。关于标准工具的顶部图案化表面的隅角棱镜图案的不同示范性设计的进一步信息在以下美国专利中描述：第3,057,256号美国专利(厄本(Erban)，1962年10月6日)；第3,712,706号美国专利(史丹(Stamm)，1973年1月23日)；第4,189,209号美国专利(希斯利(Heasley)，1980年2月19日)；第4,202,600号美国专利(伯克(Burke)，1980年5月13日)；第4,243,618号美国专利(凡·阿南(Van Arnam)，1981年1月6日)；第4,588,258号美国专利(霍普曼(Hoopman)，1986年5月13日)；第4,938,563号美国专利(纳尔逊(Nelson)，1990年7月3日)；第5,564,870号美国专利(本森(Benson)，1996年10月15日)；第5,565,151号美国专利(尼尔森(Nilsen)，1996年10月15日)；第5,706,132号美国专利(耐斯特贾德(Nestegard)，1998年1月6日)；第5,764,413号美国专利(史密斯(Smith)，1998年6月9日)；第5,831,767号美国专利(本森，1998年11月3日)；第5,898,523号美国专利(史密斯，1999年4月27日)；第5,936,770号美国专利(耐斯特贾德，1999年8月10日)；第6,168,275号美国专利(本森，2001年1月2日)；第6,258,443号美国专利(尼尔森，2001年7月10日)；第6,457,835号美国专利(尼尔森，2002年10月1日)；第6,533,887号美国专利(史密斯，2003年3月18日)；以及在1995年4月27日作为第WO 95/11465号国际公开案公开的第08/139,462号美国专利申请案(本森，1994年10月20日)；所有上述专利和专利申请案特此以引用的方式并入本文中。

现在参看图5A，展示本发明的一个实施例中的标准工具300A的隅角，其中可旋转按钮304A的顶部表面314布置成与顶部板302的表面312在同一平面内，使得可作为越过标准工具的所有顶部表面的单个隅角棱镜图案而同时切割三个V形凹槽。因此，如图5E所示，隅角棱镜312A的背景图案形成于顶部背景图案化表面312中，且隅角棱镜314A的圆形区形成于每一可旋转按钮304A的顶部可定向表面314中。图5E进一步说明可旋转按钮304A的肩部318，其搁置在孔或开口306的肩部架518上。

在本发明的一个实施例中，在越过标准工具的所有顶部表面切割均匀的隅角棱镜图案之后，可旋转按钮304A可接着各自旋转以一些或所有定向在与顶部背景表面图案化表面312A不同的定向上。可旋转按钮304A可旋转角度R(例如九十度)以提供总体图案设计以制造在多个检视平面内具有较宽有角性的回射薄片。

图5B是具有从初始切割位置旋转了角度R的可旋转按钮的标准工具300A’的隅角的示意图。在本发明的一个实施例中，可旋转按钮的重定向角度R为九十(90)度。然而，将理解，可实现可旋转按钮的其它旋转角度R。

现在参看图5C和图5D，标准工具300A’中的可旋转按钮304A’已(例如)从由图5B和图5E中的按钮304A所示的其初始定向旋转了九十度。与顶部板302的表面312叶的隅角棱镜312A的背景图案以及可旋转按钮304的初始定向中的隅角棱镜314A的圆形区相比，每一可旋转按钮304A’的顶部表面314中的隅角棱镜314A’的圆形区现在定向在不同方向上(例如垂直或正交)。

如果使用标准工具300A来形成回射薄片，那么针对入射光提供第一有角性和第一回射性能。如果改为使用标准工具300A’来形成回射薄片，那么不仅提供第一有角性与第一回射性能，而且针对入射光提供不同于标准工具300A所提供的第一有角性和第一回射性能的第二有角性与第二回射性能。就是说，通过使具有圆形隅角棱镜区314A的可旋转按钮304A在标准工具内旋转，可制造具有不同回射性能的不同回射薄片。

现在短暂参看图4，说明套管416，其可位于每一可旋转按钮304B周围(也见图6A、图6C、图6D)。每一套管与可旋转按钮子组合件可一起插入到标准工具的顶部板102的孔113中。如图6D所示，套管416具有延伸高出背景图案表面312A中的隅角棱镜的峰的平面以及每一可旋转按钮304A的顶部表面314中的隅角棱镜的可定向图案表面314A的高度。套管416可具有肩部418，其一侧对接在可旋转按钮304B中的肩部318上。肩部418的相对侧可达到对接或搁置在顶部板302中的肩部架或止动件618上。

可旋转按钮304B的直径小于顶部板302中的孔306的直径。套管416填充在可旋转按钮304B与孔306之间的间隙中，用于加工可定向图案化表面和背景图案化表面。在加工所述图案(例如隅角棱镜的图案)之后，套管416可定位成使得其稍稍突出超过所述图案，例如隅角棱镜图案的尖端或峰的平面。

套管416的延伸穿过孔306的部分可用以形成回射薄片中的密封图案。当制作压模或模型时，突出的套管的复制品将提供升高的密封表面以附接背膜，背膜不实质接触邻近的隅角棱镜或使邻近的隅角棱镜变形，所述布置提供邻近隅角棱镜的气隙。

图6A说明标准工具300B的隅角的俯视图，标准工具300B包含在每一可旋转按钮304B周围的套管416。在图6A中，可旋转按钮304B与其被切割时处于同一定向，因为背景图案化表面312A中的隅角棱镜的定向与每一可旋转按钮之上的可定向图案化表面314B中的隅角棱镜的定向相同。

在越过标准工具的所有顶部表面切割均匀的隅角棱镜图案之后，可旋转按钮304B可接着各自旋转以一些或所有均定向在与顶部背景表面图案化表面312A不同的定向上。可旋转按钮304B可旋转角度R(例如九十度)，以提供总体图案设计以制造在多个检视平面内具有较宽有角性的回射薄片。

图6B是具有从初始切割位置旋转角度R的可旋转按钮的标准工具300B’的隅角的示意图。在本发明的一个实施例中，可旋转按钮的重定向角度R为九十(90)度。然而，将理解，可实现可旋转按钮的其它旋转角度R。

现在参看图6C和图6D，标准工具300B’中的可旋转按钮304B’已(例如)从由图6A中的按钮304B所示的其初始定向旋转了九十度。与顶部板302的表面312中的隅角棱镜312A的背景图案以及可旋转按钮304B的初始定向中的隅角棱镜314B的圆形区相比，每一可旋转按钮304B’的顶部表面314中的隅角棱镜314B’的圆形区现在定向在不同方向上(例如垂直或正交)。

如果使用标准工具300B来形成回射薄片，那么针对入射光提供第一有角性和第一回射性能。如果改为使用标准工具300B’来形成回射薄片，那么不仅提供第一有角性与第一回射性能，而且针对入射光提供不同于标准工具300B所提供的第一有角性和第一回射性能的第二有角性与第二回射性能。就是说，通过使具有圆形隅角棱镜区314B的可旋转按钮304B在标准工具内旋转，可制造具有不同总体回射性能的不同回射薄片。可旋转按钮允许回射薄片的设计的总体回射性能随着可旋转按钮的位置的微小改变而选择性地改变。此外，如果使用标准工具300B或300B’的顶部表面图案来制造回射薄片，那么套管416形成整合到回射薄片的设计中的升高的密封图案。所述升高的密封图案允许背薄片和粘合剂的附接，同时维持气隙并保护全内反射隅角棱镜的图案使其免遭原本可能降低反射性能或光学效率的损坏、湿气等。

或者，可在背景图案化表面312A中在孔阵列中的每一孔306周围形成升高的环或升高的周边壁结构。或者，可在可定向图案化表面中围绕每一可旋转按钮304B的周边周围形成升高的环或升高的周边壁结构。在任一情况下，升高的环或升高的周边壁结构具有比隅角棱镜的峰所形成的平面高的高度。

虽然在顶部板的顶部表面中形成的隅角棱镜的背景图案和在每一可旋转按钮的顶部表面中形成的隅角棱镜的圆形区可在同时经切割为初始具有大体上均匀的图案，可旋转按钮的顶部表面可与顶部板的顶部表面分开来切割。可旋转按钮可被移除或下降到板的顶部表面下方。背景表面可由切割为顶部板的顶部表面的隅角棱镜的第一图案形成。可旋转按钮的顶部表面可接着升高到顶部板的背景表面的顶部平面上方，以允许在每一可旋转按钮的顶部表面中切割不同于第一图案的第二图案。在每一可旋转按钮中形成可定向图案化表面的第二图案可为具有与第一图案完全不同的定向的隅角棱镜第二图案或具有与第一图案不同的倾斜方向或不同的倾斜角度的隅角棱镜第二图案。

为了制造回射薄片，可在不同定向上形成且铺贴标准工具的复制件。图15说明标准工具的若干复制件1430，其在带1500上共同铺贴以制造回射薄片。或者，基础刀具的形状和相对大小可不同，以便制造不同的回射薄片设计。举例来说，标准工具的形状(包含顶部板和背部板)可具有菱形形状、矩形形状、六边形形状或可铺贴的其它几何形状。此外，可旋转按钮的阵列的大小可不同于12乘12，例如5乘20或60乘10。可旋转按钮的形状和大小也可变化。因此，标准工具的实施例提供了在任何所需方向上和/或以任何所需面积分率来定向隅角棱镜图案的子区域的实质自由，以便在回射薄片中形成所需的入射光有角隅角棱镜图案。

具有圆形隅角棱镜区的回射薄片

根据标准工具的设计，将总体图案形成到回射薄片的表面中。将标准工具的顶部表面的图案连续形成到光学膜或层的表面中以在图案化的膜、薄片层中产生连续图案。所述光学膜或层是可加热成液体状态的塑料材料，使得图案可经模制到其表面中的一个表面中。具有可旋转按钮的标准工具在图案化薄片中形成具有不同定向的周期性隅角棱镜区，以在回射薄片中提供具有回射性能的不同总体图案。在本发明的一些实施例中，周期性隅角棱镜区的边界是由圆形孔隙而非直线或边缘界定，以提供人眼较适应的总体回射器图案。可将具有印刷的字母、数字和/或符号的层层压到光学膜，使得所述印刷的字母、数字和/或符号的若干部分与圆形边界或分界线的若干部分重叠。通过圆形边界或分界线，当入射光回射时，印刷的字母、数字和/或符号对于人眼较容易识别。

在本发明的一些实施例中，周期性升高的脊密封图案一体式形成于图案化薄片中。升高的脊密封图案也可具有圆环形状，且在具有与背景隅角棱镜不同的定向的隅角棱镜的圆形区周围形成。一体式密封图案可避免增加可能与单独施加的密封图案相关联的外观缺陷和光学损失。

现在参见图7A，说明回射薄片700A的一部分的俯视图。具有套管416的标准工具300B’用以制作复制件且图案化柔性光学材料衬底750(由于其薄而也可称为膜)中的顶部几何光学表面以形成回射薄片700A。共同铺贴复制件，其边缘平行于薄片的边缘701、703，例如薄片700A的顶部几何光学表面中的第一铺贴标准工具图案705A和第二铺贴标准工具图案705B所示。包围或背景图案化区702和各自由密封环717包围的多个周期性定向图案化区704形成于薄片700A的顶部侧表面中。所述多个周期性定向图案化区在几何光学表面上间隔开。周期性定向图案化区704中的每一者包含位于几何形状分界线内的隅角棱镜阵列，其具有相对于回射薄片的边缘的定向。隅角棱镜702的背景图案化区包围周期性定向图案化区704中的每一者且具有关于薄片的边缘的定向。背景图案化区在回射性能上不同于所述多个周期性定向图案化区，因为其具有相对于薄片或膜的边缘的不同定向、相对于隅角棱镜图案的不同隅角棱镜设计，或不同定向和不同隅角棱镜设计两者。举例来说，以引用方式并入的美国专利中展示不同的隅角棱镜设计和形状。背景图案化区与所述多个周期性定向图案化区之间的定向的角度差异可根据标准工具的柔性而选自一角度范围(圆形按钮)或角度集合(具有规则多边形形状的按钮)。

图10A说明可在薄片中形成的圆形密封环的图案的具有较小放大率的俯视图，且图10B说明其具有较小放大率的侧视图。薄片的与顶部几何光学表面相对的背部表面具有光滑面以接收进入薄片的入射光射线且将反射的光射线发出到薄片外。

应注意，了解到并未按比例展示图式，以使得不会混淆本发明的重要方面。举例来说，隅角棱镜的高度(通常为50到200微米)在图中(例如，图7D到图7E)展示为大于膜或衬底的厚度(对于标志通常为200到500微米)，虽然情况可能不是这样。这允许更好地展示隅角棱镜的定向而不是展示隅角棱镜的按比例缩放的高度或薄片的厚度。而且，将经截断隅角棱镜的大小夸大以更清楚地展示不同定向，且因此，在横截面的整个直径上展示较少的隅角棱镜。隅角棱镜的数目可通常改为在所示直径上为数十、数百或数千个隅角棱镜。另外，回射薄片的图式中的一些图式展示了取决于衬底材料的宽度以及复制件的边缘是否与衬底材料的边缘对准、覆盖衬底材料的边缘或不足以覆盖衬底材料的边缘而可能或可能不会形成于其中的一个或一个以上任选边缘部分799。如果在薄片的边缘周围存在边缘部分799，那么其可大体上为衬底材料的厚度。此外，如果在薄片的边缘周围存在边缘部分799，那么可在一个或一个以上后续工艺步骤中对其进行修剪。

在本发明的一个实施例中，背景图案化区702A是具有第一定向的背景隅角棱镜图案化区，且周期性定向图案化区704A是具有不同于第一定向的第二定向的周期性圆形隅角棱镜区。图11说明具有第一定向的背景隅角棱镜图案化区的放大俯视图。图12A说明使具有第一定向的背景隅角棱镜图案化区与具有第二定向的周期性圆形隅角棱镜区分离的密封环的放大俯视图。图10C和图10D说明由形成于薄片700A中的密封环717(也称为升高的周边壁结构)包围的背景图案化区702和周期性定向图案化区704的横截面图。密封环717与隅角棱镜一体式形成以避免制造工艺中的额外步骤，且避免因任何额外步骤而损坏邻近的隅角棱镜。当将背衬层层压到密封环时，在隅角棱镜上可能产生气穴，使得灰尘、液体或其它外来对象不会耦合到隅角棱镜的刻面且更改其光学性质。背衬层可在相对的侧上具有粘合膜，使得回射器刻容易附接到对象。

薄片中的背景图案化区702在入射光相对于薄片的第一角度范围上提供第一回射性能。定向与薄片不同的周期性定向图案化区704在入射光相对于薄片的第二角度范围上提供第二回射性能，第二角度范围不同于第一角度范围。不同地定向的周期性定向图案区(圆形隅角棱镜区)704中的所述多个隅角棱镜阵列以不同于隅角棱镜的背景图案区702的方式反射入射光。举例来说，在进入薄片的入射光的给定入射角处，周期性定向图案区(圆形隅角棱镜区)704中的隅角棱镜在以不同于背景图案区的方式定向时以不同于背景图案区中的隅角棱镜的效率反射入射光。通过背景图案区702和周期性定向图案化区704中的不同隅角棱镜设计，第二回射性能曲线的形状也可不同于第一回射性能曲线的形状。举例来说，在周期性定向图案化区704中可使用菱形隅角棱镜图案，而在背景图案区702中可使用棱柱隅角棱镜图案。或者，在周期性定向图案化区704中的隅角棱镜和背景图案区702的隅角棱镜之间倾斜角度可简单地不同，以形成回射性能曲线的不同形状。通过在同一薄片中共同组合回射性能，薄片700A的总体性能可改善且提供相对于薄片的较广范围的入射角。

如本文论述，可以不同方式执行复制件的铺贴以提供不同图案且更改针对光的给定入射角的总体回射性能或效率。不具有正方形横截面的标准工具的形状可采用不同的多边形横截面，例如规则多边形、对称多边形或凸多边形横截面以便于共同铺贴复制件(贴片)的不同方式。共同铺贴复制件(贴片)的总体图案可在一宽度上且沿着光学材料薄片或膜的连续薄片的若干部分上转印。

现在参见图7B，说明回射薄片700B的一部分的俯视图。具有套管416的标准工具300B’用以制作复制件以形成回射薄片700B。铺贴复制件，其边缘与薄片的边缘701、703成角度，例如薄片700B的表面中的第一成角度铺贴标准工具图案707A、第二成角度铺贴标准工具图案707B和第三成角度铺贴标准工具图案707C所示。第一成角度铺贴标准工具图案707A是标准工具的完整部分。薄片700B中的第二成角度铺贴标准工具图案707B和第三成角度铺贴标准工具图案707C是标准工具图案的三角形隅角部分。由密封环717包围的背景图案化区702和周期性定向图案化区704形成于薄片700B中。

图7C说明回射薄片700A的隅角的放大俯视图。图7C还可表示回射薄片700B的图案的一部分。图7C说明薄片700A中的背景图案化区702和周期性圆形图案化区704的放大视图。另外说明包围周期性定向图案化区704的密封环717。图7C的放大视图还更清楚地展示周期性圆形图案化区704中的隅角棱镜可如何以不同于回射薄片的表面的背景图案化区702中的隅角棱镜的定向的方式来定向。如果背景图案化区702中的隅角棱镜具有零度的第一定向，那么周期性定向图案化区704中的隅角棱镜可具有大体上九十度或在九十度附近的角度范围(例如八十度与一百度之间)内的第二定向。

现在参见图7C和图7D，沿着背景图案化区702中的主要凹槽的若干部分且在周期性定向图案化区704中的主要凹槽的若干部分上指示若干峰和谷。密封环717使周期性定向图案化区704与背景图案化区702分离。

隅角棱镜如图7D所示沿着周期性定向图案化区704和背景图案化区702中的轴在谷710、713、720、724、728、730、732和738处会合。通过大体上九十度的不同定向，隅角棱镜沿着同一轴在周期性定向图案化区704内在峰718、722、726、729、747和734处会合，而隅角棱镜在背景图案化区702内在轴外的峰712、714、716、736处会合。

现在参见图7C和图7E，沿着周期性定向图案化区704中的主要凹槽的一部分且在背景图案化区702中的主要凹槽的若干部分上指示若干峰和谷。密封环717使周期性定向图案化区704与背景图案化区702分离。

隅角棱镜如图7C和图7E所示沿着周期性定向图案化区704和背景图案化区702中的轴在谷740、743、746、748、752和756处会合。通过大体上九十度的不同定向，隅角棱镜沿着同一轴在背景图案化区702内在峰742和754处会合，而隅角棱镜在周期性定向图案化区704内在轴外的峰745、747和751处会合。

如图7D和图7E中所示，密封环的顶部表面延伸高于周期性定向图案化区704和背景图案化区702中的隅角棱镜的峰。也就是说，密封环的顶部表面上的平面高于周期性定向图案化区704中的隅角棱镜的峰的顶部上的平面和背景图案化区702中的隅角棱镜的峰的顶部上的平面。

现在参见图8A，说明回射薄片800的一部分的俯视图。标准工具300A’用以制作复制件且图案化柔性光学材料衬底850(由于其薄而也可称为膜)中的顶部几何光学表面以形成回射薄片800。铺贴复制件，其边缘平行于薄片的边缘801、803，例如薄片800的表面中的第一铺贴标准工具图案810A和第二铺贴标准工具图案810B所示。包围或背景图案化区802和周期性定向图案化区804形成于薄片800中。所述多个周期性定向图案化区在几何光学表面上间隔开。周期性定向图案化区804中的每一者包含位于几何形状分界线内的隅角棱镜阵列，其具有相对于回射薄片的边缘的定向。隅角棱镜802的背景图案化区包围周期性定向图案化区804中的每一者且具有关于薄片的边缘的定向。在本发明的一个实施例中，背景图案化区802是具有第一定向的背景隅角棱镜图案化区，且周期性定向图案化区804是具有不同于第一定向的第二定向的周期性圆形隅角棱镜区。背景图案化区在回射性能上不同于所述多个周期性定向图案化区，因为其具有相对于薄片或膜的边缘的不同定向、相对于隅角棱镜图案的不同隅角棱镜设计，或不同定向和不同隅角棱镜设计两者。举例来说，以引用方式并入的美国专利中展示不同的隅角棱镜设计和形状。背景图案化区与所述多个周期性定向图案化区之间的定向的角度差异可根据标准工具的柔性而选自一角度范围(圆形按钮)或角度集合(具有规则多边形形状的按钮)。

现在参见图8B，说明回射薄片800的隅角的放大俯视图。图8B说明薄片800中的背景图案化区802和周期性圆形图案化区804的放大视图。周期性圆形图案化区804中的隅角棱镜以不同于回射薄片800的表面中的背景图案化区802中的隅角棱镜的定向的方式来定向。如果背景图案化区802中的隅角棱镜具有零度的第一定向，那么周期性定向图案化区804中的隅角棱镜可具有大体上九十度或在九十度附近的角度范围(例如八十度与一百度之间)内的第二定向。薄片800不包含在薄片700A到700B中存在的密封环717。图12A说明通过一圆形与具有第二定向的周期性圆形隅角棱镜区分开的具有第一定向的背景隅角棱镜图案化区的放大俯视图。

现在参见图8B和图8C，沿着背景图案化区802中的主要凹槽的若干部分且在周期性定向图案化区804中的主要凹槽的若干部分上指示若干峰和谷。

隅角棱镜如图8C所示沿着周期性定向图案化区804和背景图案化区802中的轴在谷710、713、720、724、728、730、732和738处会合。通过大体上九十度的不同定向，隅角棱镜沿着同一轴在周期性定向图案化区804内在峰718、722、726、729、747和734处会合，而隅角棱镜在背景图案化区802内在轴外的峰712、714、716、736处会合。在图8C中在点817A和817B处指示的圆形817使周期性定向图案化区804与背景图案化区802分离。

在本发明的另一实施例中，可进一步修改标准工具以铣磨顶部背景图案化表面312中的隅角棱镜背景图案312A中的隅角棱镜的峰以及每一可旋转按钮304A的顶部可定向表面314中的隅角棱镜314A的圆形区。可从具有经铣磨的峰的标准工具制成复制件。此外，可从复制件制成回射薄片以将标准工具的图案转印到回射薄片的表面中。

现在参见图9，说明回射薄片900的一部分的横截面图(沿着图8B和图8C所示的同一轴)。使用隅角棱镜的峰经切割或加工的标准工具来制作复制件且图案化柔性光学材料衬底950(由于其薄而也可称为膜)中的顶部几何光学表面以形成回射薄片900。沿着同一轴的图8C中所示的周期性定向图案化区804内的隅角棱镜的峰718、722、726、729、747和734已经平坦化为图9中所示的周期性定向图案化区904内的具有平坦三角形区域或横截面的三角形表面718’、722’、726’、729’、747’和734’。在轴外的图8C中所示的背景图案化区802内的隅角棱镜的峰712、714、716、736已经平坦化为图9中所示的背景图案化区902内的三角形表面712’、714’、716’和736’。在图9中在点817A和817B处指示的圆形(几何形状分界线)817使周期性定向图案化区904与背景图案化区902分离。所述多个周期性定向图案化区在几何光学表面上间隔开。周期性定向图案化区904中的每一者包含位于几何形状分界线内的隅角棱镜阵列，其具有相对于回射薄片的边缘的定向。隅角棱镜902的背景图案化区包围周期性定向图案化区904中的每一者且具有关于薄片的边缘的定向。背景图案化区在回射性能上不同于所述多个周期性定向图案化区，因为其具有相对于薄片或膜的边缘的不同定向、相对于隅角棱镜图案的不同隅角棱镜设计，或不同定向和不同隅角棱镜设计两者。根据具有平坦顶部隅角棱镜的标准工具的顶部表面图案设计用平坦顶部隅角棱镜制造的回射薄片可具有给定入射角度的入射光的回射的改善效率。

在图7A、图7B、图8A和图9的回射薄片700A、700B、800、900，背景图案化区702、802、902中的隅角棱镜的刻面具有第一回射性能主要平面。周期性定向图案化区704、804、904中的隅角棱镜的刻面具有第二回射性能主要平面。在背景图案化区702、802、902与周期性定向图案化区704、804、904之间的不同定向为大体上九十度或在九十度附近的角度范围(例如八十度与一百度之间)内的情况下，第一回射性能主要平面大体上垂直(九十度或在九十度附近的角度范围(例如八十度与一百度之间)内)于第二回射性能主要平面。在先前以引用方式并入本文的第5,706,132号(1998年1月6日，Nestegard)和第5,936,770号(1999年8月10日，Nestegard)美国专利中进一步描述大体上彼此垂直的回射性能主要平面。

在本发明的一些实施例中，隅角棱镜已展示为从膜突出，在此情况下形成到回射薄片的表面中的隅角棱镜是阳隅角棱镜。在本发明的其它实施例中，形成于回射薄片的表面中的隅角棱镜是阴隅角棱镜。在本发明的再其它实施例中，形成于回射薄片的表面中的隅角棱镜是阳隅角棱镜与阴隅角棱镜的组合。

回射薄片的设计和制造

本文中所描述的标准工具的实施例可直接用以创建压模或复制模型以用于制造回射薄片。隅角棱镜的所要图案可设计到标准工具中，其可转印到光学塑料薄片。

现在参看图13，示范性计算机化数值切割(CNC)机器1300经展示为具有六个自由度来将图案切割到标准工具300的顶部表面中，其包含位于顶部板302的顶部表面中的背景图案化表面302以及位于每一可旋转按钮304中的可定向图案化表面314。示范性CNC机器1300包含金刚石切割头1302，其可将所要图案切割到标准工具300的顶部表面中。通过六个自由度，CNC机器1300及其金刚石切割头1302可将大量图案切割到标准工具300的顶部表面中。在本发明的一个实施例中，将隅角棱镜图案切割到标准工具300的顶部表面(顶部板302的表面312以及可旋转按钮304中的每一者的可旋转表面314)中。

通常，通过划线、切割或微机械加工来将隅角棱镜、棱镜、棱椎或其它表面处理图案的图案形成到标准工具的顶部表面中。用具有切割面接面的两个边缘的金刚石工具借助于直接刻线技术来在标准工具的表面中形成隅角棱镜或其它类似回射器设计，且在金刚石磨盘上对其进行抛光，使得金属表面在光学上为平坦的且呈现具有高效率的镜面反射。金刚石工具切割三组V形凹槽，其中对每一V形凹槽进行两次切割。或者，可用销或其它压痕工具通过压痕来将隅角棱镜、棱镜、棱椎或其它表面处理图案的图案形成到标准工具的顶部表面中。

通过在相当柔软的金属(例如，铝、铜或黄铜)中刻划凹槽(所述金属的一个表面已被抛平坦而并未致使所述表面充满能够加重金刚石磨损的研磨剂)，金刚石工具向凹槽壁(棱锥的面)施加光学抛光，使棱锥的尖端变锐利，且在棱锥的面彼此相交的地方不留下毛刺或毛边。如果在整形器型刻线引擎(其中工具局限于在直线上行进，在前进冲程上切割，在返回冲程上提起，其中工件在每一切割冲程结束之后成直角地平移预先选择的增量)中使用单个金刚石工具，那么每一凹槽需要少至5遍且多至10遍来获得所要深度。此时，板牙完成，且不需要对棱锥的面进行额外抛光。然而，因为金属是柔软的，所以所述标准板牙通常不用以直接将图案压印到薄片中。因此，接着进行合适的复制程序，以便获得能够产生隅角棱镜空腔和隅角棱镜棱锥的板牙。

为了形成隅角棱镜，将彼此成角度分开(例如，分开六十度)的三连串V形凹槽雕刻到标准工具的顶部表面中。雕刻到表面中的V形可在凹槽之间不同以改变刻面的角度以将隅角棱镜切掉垂直光轴。此外，在本发明的一个实施例中，隅角棱镜的顶部可例如通过研磨来削掉以提供不同的回射结构。标准工具的实施例的额外细节描述于2010年3月5日先前由大卫·里德(David Reed)等人申请的题目为“标准工具和具有周期性旋转图案化区的图案化薄片(MASTER TOOLS AND PATTERNED SHEETING WITH PERIODIC ROTATED PATTERNED REGIONS)”的第61/311,088号美国临时专利申请案中，所述临时专利申请案以引用的方式并入本文中。

标准工具可视为阳模。可例如通过电镀、电铸、金属气相沉积或其它模制形成工艺来从标准工具形成多个阴复制板牙。所述多个阴复制板牙接着用以制造带有具有所要图案(例如，隅角棱镜阵列)的表面图案的塑料回射薄片。

现在参看图14A到14B，展示从标准工具300形成阴复制板牙1430的示范性简化方法。将在顶部板中具有顶部表面图案的标准工具300放入电镀槽1400中。向标准工具300充电以使得金属被吸引到其顶部表面且在上面成形以形成复制件1430，如图14A所示。移除电荷，且接着使复制件1430与标准工具300分开并将其从电镀槽1400移除，如图14B所示。所述工艺可重复额外次数以形成多个复制件1430，其各自具有标准工具中的顶部表面图案的相反形式。复制件1430可在冲压、压印或模制工艺中用以制造回射薄片。可用以形成标准工具的表面的复制件、板牙或模具的另外示范性方法大体上描述于以下美国专利中：第2,232,551号美国专利(默顿(Merton)-1941年2月18日)；第2,464,738号美国专利(怀特(White)-1949年3月15日)；第2,501,563号美国专利(考伯特(Colbert)-1950年3月21日)；第3,548,041号美国专利(斯特丁(Steding)-1970年12月15日)；以及第4,633,567号美国专利(蒙塔巴诺(Montalbano)-1987年1月6日)，所有所述专利均特此以引用的方式并入本文中。

现在参看图15，多个复制件(还称为复制品或复制物)1430可铺贴并组装在一起作为带1500的一部分。带1500可围绕一个或一个以上线轴、滑轮或滚柱旋转且按压在温暖的光学塑料上以连续地将图案化表面形成到回射薄片700A、700B、800、900中。复制件可为柔性的，使得其可围绕所述一个或一个以上线轴、滑轮或滚柱旋转且返回或回弹成形，同时将其表面图案转印到薄片。未固化的柔软半固体或半液体光学材料的表面被复制件1430的环压印有所要表面图案，被允许冷却并固化有所要表面图案，且接着与复制件分开。可用于制造回射薄片的压印机器和工艺的实例大体上描述于第2,849,752号美国专利(利里(Leary)-1958年9月2日)和第4,244,683号美国专利(罗兰(Rowland)-1981年1月13日)中，所述美国专利均特此以引用的方式并入本文中。

现在参看图16，说明制造系统1600的示范性示意图。多个复制件1430可在制造系统1600中围绕鼓轮1602组装在一起。制造系统1600接收光学塑料的多个球粒、珠粒、粉末或块体作为输入，所述光学塑料可被加热或熔化成液体光学塑料1604。挤压机可挤压所述液体光学塑料以便在系统的输出处形成一卷回射薄片。液体光学塑料1604可围绕鼓轮倾注到复制件1430中以形成回射薄片。滚柱可用以将图案化薄片冷却到较固体状态。可从线轴1610卷放出衬板或其它层并使其与回射薄片配合，且接着取回并缠绕在卷紧滚柱或线轴1612的周围。制造系统1600连续地制造回射薄片以制作一卷完整的回射薄片。可用于制造回射薄片的其它模制机器和工艺的实例大体上描述于第3,689,346号美国专利(罗兰(Rowland)-1972年9月5日)和第3,811,983号(罗兰(Rowland)-1974年5月21日)中，所述美国专利均特此以引用的方式并入本文中。

示范性制造系统1600可具有一个或一个以上熔化或液化材料流，其可组合在一起以获得回射薄片的多个层。层压机器可用以将多个材料层层压在一起，其中包含回射层。在另一情况下，真空成形器可用以将额外材料层施加到回射层。

现在参看图17A到图17B，可依据所要应用而将回射膜700、800、900与其它材料层层压在一起，以形成回射层压薄片。通常，至少一个层1702A耦合在形成于回射膜700、800、900的表面中的光学微结构上方以保护其免受可能会干扰其光学或回射效率的破坏、湿气等。回射膜700、800、900的表面中所形成的光学微结构(例如隅角棱镜)可形成在其中，以反射从光学微结构的前侧或从光学微结构的背侧入射的光。

在图17A中，入射光线1710A可耦合到回射层压薄片1700A的回射层700、800、900中的光学微结构的背侧中，以使光反射离开背侧。或者，入射光线1710B可耦合到回射层压薄片1700A的回射层700、800、900中的光学微结构的前侧中，以使光反射离开前侧。

在图17B中，入射光线1710A可耦合到回射层压薄片1700A的回射层700、800、900中的光学微结构的背侧中，以使光反射离开背侧。或者，入射光线1710B可耦合到回射层压薄片1700B的回射层700、800、900中的光学微结构的前侧中，以使光反射离开前侧。

图17A进一步说明一个或一个以上其它材料层可层压在回射层700、800、900的顶部和底部中的任一者或两者上。一个或一个以上层1701A到1701N可与回射层700、800、900在第一表面上层压在一起。一个或一个以上层1702A到1702N可与回射层700、800、900在与第一表面相反的第二表面上层压在一起。一个或一个以上层1702A到1702N覆盖在形成于回射膜700、800、900的表面中的光学微结构上方以保护其免受可能会干扰其光学或回射效率的破坏、湿气等。一个或一个以上层1701A到1701N、一个或一个以上材料层1702A到1702N或两者可在所要波长范围内为透明的，以允许所要波长的光穿过或滤除非所要波长的电磁辐射。

图17B进一步说明可与回射层700、800、900层压在一起的一个或一个以上其它材料层可具有各种宽度和各种厚度。举例来说，层1711具有宽度W1和厚度T1。层1712具有宽度W2和厚度T2，其各自分别不同于层1711的宽度W1和厚度T1。层的长度也可沿层压膜变化。此外，其它材料层的宽度、厚度和长度可在整个回射层700、800、900上不均匀。

不同宽度和长度可用以(例如)更改反射性效率以显示文字，或(例如)更改朝向源反射回的光的色彩或频率。不同厚度可类似地用以更改反射性效率，且可与提供所要效应所需要的材料量有关。

用以形成回射薄片700、800、900的材料的类型可更改回射层压物的反射性效率。其它材料的类型、其折射率和相对于光学微结构的位置也可更改任何回射层压物的反射性效率。此外，反射性效率可通过恰当选择其它材料层、其厚度和尺寸来针对一些频率或色彩的光最大化且针对其它频率或色彩的光最小化。其它材料层中的一些可对某些所要波长或频率的光而非其它光为透明或不透明的

回射薄片层700、800、900可为聚合物或塑料层，例如热塑性或其它材料层，其具有可将光学图案形成到表面中的光学性质。在一个实施例中，回射薄片层700、800、900为透明半晶质聚合物。

可与回射层700、800、900层压在一起的其它材料层的类型的实例为反射膜涂层、彩色颜料、墨水、磷光体、硅石、偏光器、密封剂、保护性涂层、粘接剂、衬底、粘合剂和可移除式释放薄片层。粘合剂层可为压敏粘合剂、热激活粘合剂或辐射激活粘合剂。可移除式释放薄片层可用以保护粘合剂层，直到反射性层压物准备好耦合到表面为止。

硅石(二氧化硅)可用以填充到由光学微结构形成的空隙中以成为平滑水平表面。可使用的一种形式的硅石为云母。其它材料可用以填充到回射薄片的v形凹槽和其它空隙中以增强回射薄片的性能或避免回射薄片的性能降级。

可提供保护性涂层以抵抗例如可由行进越过车道标记的轮胎所经受的磨损和污染。保护性涂层还可提供沙土和露水排斥性以在暴露到湿气和污垢或尘垢之后维持层压物的原始反射性效率。

可提供衬底以通过机械方式将反射层压物固定到表面，例如通过缝合到外农或鞋中。可提供粘接剂层或粘合剂层以将回射层压物粘附到表面。

例如由铝、黄铜、铜、金、镍、铂、银或钛薄层形成的金属箔等反射膜也可用以反射光且/或提供折射率差异。反射膜可层压或者喷涂到回射层700、800、900上。可用以形成回射膜层的其它材料(例如二氧化钛、氧化锆、钴/铁混合物、二氧化锆、氧化锌、铅白、氧化锑、硫化锌、氧化铝和氧化镁)。

其它层也可为两种聚合物的多个交替层，其各自具有小于100纳米的厚度，所述层经选择以具有折射率失配以致使光的相长干涉。

所述层可在挤压过程中通过压力和加热来层压在一起。替代地和/或联合地，所述层可通过压力且使用胶、粘接剂或环氧树脂薄层来层压在一起，所述薄层选择性地在层之间使用以将多个层固持在一起。

现在参看图18，说明包含回射薄片700、800、900的卷1822。如先前所论述，其它材料层可层压在回射薄片700、800、900的周围以形成回射层压物1800。回射层压物包含回射薄片700、800、900以及一个或一个以上其它材料的其它层，例如层1801到1804。如先前所论述且图17A到17B中所说明，所述一个或一个以上其它材料层可具有不同大小且位于回射薄片的任一侧上。

因此，卷1822可单独为一卷回射回射薄片700、800、900，而没有其它层。或者，卷1822可为回射层压物1800的卷，其包含与回射薄片700、800、900层压在一起的其它层。卷1822可进一步包含中心圆柱芯1810，回射薄片700、800、900或回射层压物1800可盘旋缠绕在所述中心圆柱芯1810上。中心圆柱芯1810可为线轴，其包含边缘以在回射薄片700、800、900或回射层压物1800由卷紧滚柱缠绕时将其对准。

回射膜700、800、900可在广泛范围的反射器应用中使用，所述反射器应用包含但不限于反射性标志、车道标记、运动装和防护衣服。反射器和回射膜可以多种方式并入到制品中。反射器可形成为物品的一部分，例如在用于自行车的轮辐反射器或用于交通工具的尾部反射器中。或者，反射器可形成为薄片或材料层条带，且接着施加或耦合到物品。举例来说，回射带可施加到衣服。回射薄片或膜可施加到公路标志或标记。回射膜700、800、900或回射层压物可在制造期间卷绕或缠绕离开滚柱1822且施加到物品。

结论

本发明的实施例促进标准工具制造的具成本效益的方法。本发明的实施例提供用以向表面中设计广泛多种具有不同倾斜角、定向和区域片段的隅角棱镜元件的自由度。本发明的实施例促进在回射薄片中设计整体密封图案。

虽然已描述并在附图中展示了本发明的某些示范性实施例，但应理解，这些实施例仪仪为说明性的而非限制性的，且本发明的实施例不限于所展示和描述的具体构造和布置，因为在阅读本发明之后可容易明白各种其它修改。举例来说，本文中将标准工具描述为用以向回射膜或薄片中设计和制造隅角棱镜图案。然而，标准工具还可用以在材料膜或薄片的表面中形成其它类型的结构或微结构。本发明应根据所附权利要求书来理解，而非将本发明的实施例限于本文所展示和描述的具体构造和布置。

Claims (31)

1.一种回射薄片，其包括：

柔性光学材料膜，其具有与基底表面相对的几何光学表面，所述几何光学表面包含

以相对于所述回射薄片的边缘的第一定向布置的隅角棱镜的背景图案区；

周期性地中断隅角棱镜的所述背景图案区的圆形隅角棱镜区的阵列，所述圆形隅角棱镜区中的每一者具有相对于所述回射薄片的所述边缘的第二定向；且

其中所述多个圆形隅角棱镜区的所述阵列以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的方式反射入射光。

2.根据权利要求1所述的回射薄片，其中

所述圆形隅角棱镜区中的每一者中的隅角棱镜图案不同于隅角棱镜的所述背景图案区中的隅角棱镜图案，使得所述多个圆形隅角棱镜区以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的方式反射入射光。

3.根据权利要求2所述的回射薄片，其中

所述圆形隅角棱镜区中的每-者中的所述隅角棱镜图案为菱形图案，且

所述背景区中的所述隅角棱镜图案为棱柱形图案。

4.根据权利要求1所述的回射薄片，其中

所述圆形隅角棱镜区中的每一者的所述第二定向不同于隅角棱镜的所述背景图案区的所述第一定向，使得所述多个圆形隅角棱镜区以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的方式反射入射光。

5.根据权利要求4所述的回射薄片，其中

所述第二定向平行于所述回射薄片的所述边缘，使得所述圆形隅角棱镜区中的所述隅角棱镜的初级凹槽平行于所述回射薄片的所述边缘，且

所述第一定向垂直于所述回射薄片的所述边缘，使得所述背景图案区中的所述隅角棱镜的初级凹槽垂直于所述回射薄片的所述边缘。

6.根据权利要求1所述的回射薄片，其中

所述柔性光学材料膜中的所述几何光学表面进一步包含

围绕所述圆形隅角棱镜区中的每一者的密封环，所述密封环具有顶部表面，所述顶部表面的高度大于所述背景图案区中的隅角棱镜的第一峰高度和所述圆形隅角棱镜区中的隅角棱镜的第二峰。

7.根据权利要求1所述的回射薄片，其中

隅角棱镜的所述背景图案区和圆形隅角棱镜区的所述阵列形成铺贴标准图案，所述铺贴标准图案跨越所述回射薄片的宽度并沿着所述回射薄片的长度在所述几何光学表面中大体重复。

8.根据权利要求7所述的回射薄片，其中

所述铺贴标准图案为菱形形状，使得其中的所述背景图案区为菱形形状，且圆形隅角棱镜区的所述阵列在所述背景图案区的所述菱形形状内以周期性图案隔开。

9.根据权利要求7所述的回射薄片，其中

所述铺贴标准图案为矩形形状，使得其中的所述背景图案区为矩形形状，且圆形隅角棱镜区的所述阵列在所述背景图案区的所述矩形形状内以周期性图案隔开。

10.根据权利要求7所述的回射薄片，其中

所述铺贴标准图案为正方形形状，使得其中的所述背景图案区为正方形形状，且圆形隅角棱镜区的所述阵列在所述背景图案区的所述正方形形状内以周期性图案隔开。

11.一种回射薄片，其包括：

光学材料膜，其具有与基底表面相对的顶部表面，所述顶部表面包含布置在一起的多个贴片，每一贴片具有

在所述光学表面上间隔开的多个周期性定向图案化区，所述周期性定向图案化区中的每一者包含具有相对于所述回射薄片的边缘的定向的几何形状分界线内的隅角棱镜的阵列；

包围所述周期性定向图案化区中的每一者的隅角棱镜的背景图案化区，所述背景图案化区不同于所述多个周期性定向图案化区；且

其中所述多个周期性定向图案化区以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的方式反射入射光。

12.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区与所述多个周期性定向图案化区的不同之处在于，所述背景图案化区中的所述隅角棱镜的定向以相对于所述回射薄片的所述边缘的第二定向布置，所述第二定向不同于所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列的所述定向。

13.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区与所述多个周期性定向图案化区的不同之处在于，所述背景图案化区中的所述隅角棱镜的形状不同于所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列的形状。

14.根据权利要求13所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区中的所述隅角棱镜以第一倾斜角倾斜，且所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列以不同于所述第一倾斜角的第二倾斜角倾斜。

15.根据权利要求14所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区与所述多个周期性定向图案化区的不同之处在于，所述背景图案化区中的所述隅角棱镜的定向以相对于所述回射薄片的所述边缘的第二定向布置，所述第二定向不同于所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列的所述定向。

16.根据权利要求15所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区中的所述隅角棱镜的所述定向与所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列的所述定向的差为九十(90)度。

17.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

每一贴片为矩形形状，使得所述背景图案化区为矩形形状。

18.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

每一贴片为菱形形状，使得所述背景图案化区为菱形形状。

19.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

每一贴片具有几何形状，使得所述背景图案化区具有所述几何形状；且

所述多个周期性定向图案化区中的每一者的分界线具有圆形或等角且等边的正多边形的几何形状。

20.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述背景图案化区中的所述隅角棱镜和所述周期性定向图案化区的每一者中的隅角棱镜的所述阵列的峰被切去。

21.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述多个布置在一起的贴片中的每一者进一步具有

在所述背景图案化区与所述周期性定向图案化区之间的围绕所述周期性定向图案化区中的每一者的升高的周边壁结构，所述升高的周边壁结构具有顶部表面，所述顶部表面的高度大于所述背景图案化区中的隅角棱镜的第一峰高度和所述周期性定向图案化区中的隅角棱镜的第二峰高度。

22.根据权利要求21所述的回射薄片，其中

所述升高的周边壁结构为圆环，所述圆环避免了线性边缘以提供对于人眼来说更适宜的总体回射器图案。

23.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述几何形状分界线为圆形，所述圆形避免了线性边缘以提供对于人眼来说更适宜的总体回射器图案。

24.根据权利要求11所述的回射薄片，其进一步包括：

具有经印刷的字母、数字和/或符号的层耦合到所述光学材料膜，且

其中所述几何形状分界线为圆形，所述圆形避免了线性边缘而使得所述经印刷的字母、数字和/或符号的部分覆盖所述圆形的部分，使得所述经印刷的字母、数字和/或符号对于人眼来说更清晰可辨。

25.根据权利要求11所述的回射薄片，其中

所述多个周期性定向图案化区以与隅角棱镜的所述背景图案区不同的效率反射处于给定入射角的入射光。

26.一种针对回射薄片的方法，所述方法包括：

将按钮的阵列重新定位在标准工具的顶部板内以用与背景图案化表面的定向不同的定向来定位每一按钮的可定向图案化表面，以形成所述标准工具的顶部图案化表面；

形成所述标准工具的所述顶部图案化表面的多个复制件；

将所述多个复制件铺贴在一起；以及

将光学材料耦合到所述多个复制件以跨越所述回射薄片的表面转印并复制所述标准工具的所述顶部图案化表面。

27.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括：

在重新定位按钮的所述阵列之前，将均匀的隅角棱镜图案切割到所述顶部板和按钮的所述阵列的顶部表面中以向每一按钮中分别形成所述背景图案化表面和所述可定向图案化表面。

28.根据权利要求27所述的方法，其进一步包括：

在重新定位按钮的所述阵列之前，

切去所述背景图案化区和所述周期性定向图案化区的每一者中的所述隅角棱镜的峰。

29.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括：

在重新定位按钮的所述阵列之前，将第一隅角棱镜图案切割到所述顶部板的顶部表面中且将不同于所述第一隅角棱镜图案的第二隅角棱镜图案切割到按钮的所述阵列的顶部表面中，以向每一按钮中分别形成所述背景图案化表面和所述可定向图案化表面。

30.根据权利要求26所述的方法，其中

将所述多个复制件成环形在带上铺贴在一起以耦合到所述柔性光学材料。

31.根据权利要求26所述的方法，其中

将所述多个复制件成环形在鼓轮周围铺贴在一起以耦合到所述柔性光学材料。

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