DE60212598T2

DE60212598T2 - Prismatischer retroreflektor mit einer multiplanaren facette

Info

Publication number: DE60212598T2
Application number: DE60212598T
Authority: DE
Inventors: Xiao-Jing Yorktown LU; J. Gary South Windsor GAUER; A. David Hilton JACOB; Erich Rochester MINIER
Original assignee: Reflexite Corp
Current assignee: Reflexite Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2007-05-24
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: US20020141060A1; EP1373944B1; US20040135272A1; ATE331229T1; ES2268021T3; EP1373944A1; JP4236469B2; CN1537242A; WO2002079819A1; US7371339B2; DE60212598D1; US6626544B2; CN1239926C; JP2004525415A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Eine rückstrahlende Verkleidung weist die Fähigkeit auf, auf eine Hauptfläche der Verkleidung einfallendes Licht zu der Quelle zurückzuwerfen, woher es kommt. Diese einzigartige Fähigkeit hat zu der weit verbreiteten Verwendung von rückstrahlenden Verkleidungen in vielen unterschiedlichen Bereichen mit Anwendungen zur Steigerung der Auffälligkeit geführt, die im Verkehr und der Sicherheitskennzeichnung von Personen eine Rolle spielen. Typische Beispiele zur Verwendung von rückstrahlenden Verkleidungen sind das Anbringen solcher Verkleidungen auf Verkehrsschildern, Verkehrshütchen und Absperrungen, um sie auffallender zu machen, insbesondere unter Bedingungen mit schwacher Beleuchtung, wie z.B. beim Fahren bei Nacht oder bei unfreundlichem Wetter. Bei diesen Anwendungen lässt sich die Verkleidung auf relativ flachen und steifen Oberflächen anbringen, womit erreicht wird, dass die Verkleidung relativ unbiegsam ist. Darüber hinaus zeichnen sich die Anwendungen an Verkehrszeichen dadurch aus, dass es sich dabei um relativ vorhersagbare, standardisierte geometrische Formen handelt.
Es gibt im Wesentlichen zwei Arten von rückstrahlender Verkleidung, eine mit Kügelchen beschichtete Verkleidung und eine Cube-Corner-Verkleidung. Bei einer mit Kügelchen beschichteten Verkleidung wird eine Vielzahl von unabhängigen Mikrokügelchen verwendet, um einfallendes Licht zurückzustrahlen. Aus optischer Sicht verfügt eine mit Kügelchen beschichtete Verkleidung wegen der symmetrischen Eigenschaften der Kügelchen typischerweise über eine vorteilhafte Rotationssymmetrie und Charakteristik der Eintrittswinkel. Darüber hinaus weist eine mit Kügelchen beschichtete Verkleidung typischerweise eine relativ gute Flexibilität auf, weil die Kügelchen unabhängig voneinander sind. Eine mit Kügelchen beschichtete Verkleidung zeigt dagegen im Vergleich mit einer Cube-Corner-Verkleidung eine relative geringe Helligkeit.
Bei einer rückstrahlenden Cube-Corner-Verkleidung wird eine Gruppierung von starren miteinander verbundenen Cube-Corner-Elementen verwendet, um einen Lichteinfall auf eine Hauptfläche der Verkleidung zurückzustrahlen. Das grundlegende Cube-Corner-Element weist im Allgemeinen eine tetraedrische Struktur mit drei gegenseitig im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehenden Seitenflächen auf, die sich an einem einzigen Referenzpunkt oder Apex schneiden, sowie ein gegenüber dem Apex liegendes Basisdreieck. Die Symmetrieachse oder optische Achse des Cube-Corner-Elements ist die Achse, welche durch den Apex des Würfels verläuft und den Innenraum des Cube-Corner-Elements in drei Teile unterteilt. Bei herkömmlichen Cube-Corner-Elementen mit einem gleichseitigen Basisdreieck steht die optische Achse senkrecht auf der das Basisdreieck enthaltenden Ebene.
Beim Betrieb wird das auf die Basis des Cube-Corner-Elements einfallende Licht von jeder der drei Seitenflächen des Elements reflektiert und zur Lichtquelle zurückgeworfen. Eine rückstrahlende Verkleidung enthält im Allgemeinen eine strukturierte Oberfläche mit mindestens einer Gruppierung von reflektierenden Cube-Corner-Elementen, um die Sichtbarkeit des Gegenstands zu steigern. Verglichen mit einer mit Kügelchen beschichteten Verkleidung zeigt eine rückstrahlende Cube-Corner-Verkleidung bei einfallendem Licht mit relativ kleinen Einfallswinkeln, z.B. nahe dem normalen Licht, eine relativ größere Helligkeit. Bei großen Einfallswinkeln zeigt eine rückstrahlende Cube-Corner-Verkleidung jedoch auch eine relativ geringe Rotationssymmetrie. Darüber hinaus ist eine rückstrahlende Cube-Corner-Verkleidung typischerweise steifer als eine mit Kügelchen beschichtete Verkleidung, da die Cube-Corner-Elemente oftmals alle miteinander verbunden sind.
Die Optik von rückstrahlenden Cube-Corner-Verkleidungen kann so konzipiert werden, dass bei einer ganz spezifischen Ausrichtung eine optimale Leistung erzielt wird. Dies kann erfolgen, indem die Cube-Corner-Elemente der rückstrahlenden Verkleidung so geformt werden, dass ihre optischen Achsen relativ zu einer senkrecht auf der Basisebene der Verkleidung stehenden Achse schräg stehen. In dem am 13. Mai 1986 an Hoopman erteilten US-Patent 4,588,258 ('258-Patent) wird eine rückstrahlende Verkleidung beschrieben, bei welcher eine Optik mit schräg stehenden Cube-Corner-Elementen verwendet wird, welche einander gegenüberliegende, aufeinander abgestimmte Paare bilden. Die im '258-Patent beschriebene Verkleidung weist eine primäre Ebene mit bei großen Eintrittswinkeln verbesserter rückstrahlender Leistung auf, welche in dem '258-Patent als X-Ebene bezeichnet wird, sowie eine sekundäre Ebene mit bei großen Eintrittswinkeln verbesserter rückstrahlender Leistung, welche in dem '258-Patent als Y-Ebene bezeichnet wird.
In einem anderen Patent, dem am 31. Juli 1945 an Jungersen erteilten US-Patent 2,380,447 ('447-Patent), wird in 15 des '447-Patents die optische Achse von Prismenpaaren beschrieben, welche von der gemeinsamen Kante weggeneigt ist.
In einem anderen Patent, dem am 15. Dezember 1992 an Walter erteilten US-Patent 5,171,624, wird eine rückstrahlende Verkleidung aus Mikroprismen beschrieben, bei welcher Prismenpaare in Bezug aufeinander um einen Winkel im Bereich von ca. 3 bis 10 Grad bei einer Prismengröße von 0,15 bis 0,64 mm (0,006 bis 0,025 Zoll) (Raum zwischen den Apices) verdreht sind, wobei mindestens eine Seitenfläche eines Prismas gekrümmt ist. Es wurde gefunden, dass sich Prismen mit gekrümmten Oberflächen äußerst schwierig herstellen lassen.
In der WO 00/60385 wird ein Verfahren zur Herstellung von Formen für eine rückstrahlende Verkleidung und dergl. Gegenstände beschrieben, wobei ein Substrat mit einer strukturierten Oberfläche aus geometrischen Strukturen wie z.B. Cube-Corner-Elementen hergestellt wird. In einer Ausführungsform wird die strukturierte Oberfläche teilweise aus einer früheren Generation einer strukturierten Oberfläche kopiert und teilweise in das Substrat eingearbeitet. Mindestens eine der Flächen der strukturierten Oberfläche ist eine Mischfläche, die einen eingearbeiteten Anteil und einen nicht eingearbeiteten Anteil, wie z.B. einen kopierten Anteil, aufweist. Dieses Verfahren lässt sich dazu verwenden, Substrate mit Cube-Corner-Elementen einer gewünschten Geometrie herzustellen, wie z.B. Cube-Corner-Elemente mit in Draufsicht hexagonalem Umriss, ohne dass dafür der Einsatz von Kegelbündelungs-Techniken oder Plättchen nötig wäre. Das Verfahren kann auch eingesetzt werden, Gegenstände mit Cube-Corner-Elementen herzustellen, in denen mindestens eine Fläche des Cube-Corner-Elements zwei Flächenbestandteile aufweist, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Übergangslinie angeordnet sind, welche nicht parallel zu einer nicht von zwei Flächen gebildeten Kante eines solchen Cube-Corner-Elements verläuft.
Es besteht jedoch nach wie vor ein Bedarf nach einer relativ leicht herzustellenden rückstrahlenden Struktur, die für eine gleichmäßigere Verteilung des Lichts sorgt.
Die vorliegende Erfindung ist wie in den Ansprüchen beansprucht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist auf eine rückstrahlende Struktur mit rückstrahlenden Cube-Corner-Elementen gerichtet. Die Struktur umfasst eine rückstrahlende Verkleidung mit einer Gruppierung von zu Prismenpaaren angeordneten durchsichtigen Prismen. Jedes Prisma umfasst eine Basisapertur und drei sich schneidende Seitenflächen, die sich an einer Spitze treffen. Jede der Seitenflächen umfasst an der Basis eine Kante, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet. Die Basiskante einer jeden Seitenfläche schneidet sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche, um einen Basispunkt zu bilden, wobei eine erste Fläche von mindestens einem Prisma in der Gruppierung eine erste ebene Erstflächenoberfläche und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche umfasst. Die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche grenzen längs einer einen ersten Endpunkt und einen zweiten Endpunkt aufweisenden Kante aneinander, wobei die Spitze, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zur Spitze eine kontinuierliche Kante bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine zweite Fläche des Prismas mit der ersten ebenen Erstflächenoberfläche und der zweiten ebenen Erstflächenoberfläche eine erste ebene Zweitflächenoberfläche und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst eine dritte Fläche des Prismas mit der ersten ebenen Erstflächenoberfläche und der zweiten ebenen Erstflächenoberfläche eine erste ebene Drittflächenoberfläche und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche. Die ebenen Oberflächen können von außerhalb des Prismas betrachtet eine konkave oder konvexe Form bilden.
In einer Ausführungsform umfasst die rückstrahlende Struktur ein Prisma, das entlang von zumindest einer Basiskante eine Länge zwischen etwa 0,0508 und 1,27 Millimeter (0,002 und 0,05 Zoll) aufweist. Vorzugsweise besteht zwischen den Prismenpaaren eine negative Verkantung. Die Gruppierung der Prismen kann zwischen etwa minus einem und minus fünfzehn Grad verkantet sein. In einer alternativen Ausführungsform sind die Prismen positiv zwischen etwa einem und fünfzehn Grad verkantet. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die rückstrahlende Struktur für eine spiegelnde Reflexion eine metallisierte Schicht auf der Facettenseite des rückstrahlenden Elements.
Gemäß weiterer Aspekte ist eine Form zum Gießen von rückstrahlenden Prismen vorgesehen, welche eine Anzahl von Rillen in einem Körper des Formmaterials umfasst. Die Rillen schneiden sich in einem Winkel, um eine zu Prismenpaaren gebildete Gruppierung von Prismen zu bilden. Jedes Prisma weist eine im Wesentlichen ebene Basisapertur und drei sich schneidende Seitenflächen auf, die sich an einem Vertex treffen. Jede der Seitenflächen weist an der Basis eine Kante auf, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet. Die Kante an der Basis einer jeden Seitenfläche schneidet sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche, um einen Basispunkt zu bilden. Eine erste Fläche von mindestens einem Prisma in der Gruppierung weist eine erste ebene Erstflächenoberfläche und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche auf. Die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche grenzen längs einer einen ersten Endpunkt und einen zweiten Endpunkt aufweisenden Kante aneinander, wobei der Vertex, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zum Vertex eine kontinuierliche Kante bilden.
Eine zweite Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche aufweisenden Prismas kann eine erste ebene Zweitflächenoberfläche und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche aufweisen. Eine dritte Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche aufweisenden Prismas kann eine erste ebene Drittflächenoberfläche und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche umfassen.
Gemäß weiterer Aspekte ist ein Verfahren zum Formen von rückstrahlenden Verkleidungen vorgesehen, welches die folgenden Schritte umfasst: Bildung einer ersten Form durch Ausbildung einer Anzahl von Rillen in einem Körper des Formmaterials, wobei sich die Rillen in einem Winkel schneiden, um eine zu Prismenpaaren gebildete Gruppierung von Prismen zu bilden. Jedes Prisma weist eine Basisapertur und drei sich schneidende Seitenflächen auf, die sich an einer Spitze treffen. Jede der Seitenflächen an der Basis umfasst eine Kante, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet. Die Basiskante einer jeden Seitenfläche schneidet sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche, um einen Basispunkt zu bilden, wobei eine erste Fläche von mindestens einem Prisma in der Gruppierung eine erste ebene Erstflächenoberfläche und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche aufweist. Die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche grenzen längs einer Kante mit einem ersten Endpunkt und einem zweiten Endpunkt aneinander, wobei die Spitze, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zur Spitze eine kontinuierliche Kante bilden. Eine zweite Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche aufweisenden Prismas kann eine erste ebene Zweitflächenoberfläche und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche aufweisen. Eine dritte Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche aufweisenden Prismas kann eine erste ebene Drittflächenoberfläche und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche umfassen.
Das Verfahren umfasst ferner den Schritt der Bildung einer zweiten Form in der ersten Form, wobei die zweite Form ein negatives Prismengruppierungsmuster der ersten Form aufweist. Die rückstrahlende Verkleidung wird sodann in der zweiten Form gebildet und daraus entnommen.
Die Erfindung weist viele Vorteile auf, einschließlich den eines weiteren, einheitlicheren Rückstrahlprofils als bei einer Verkleidung von Cube-Corner-Prismen mit Doppelorientierung. Die Erfindung ist von Nutzen, um die Kennzeichnung von Lastwagen auffälliger zu machen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines rückstrahlenden Cube-Corner-Elements in einer rückstrahlenden Struktur.
2 zeigt eine Seitenansicht der Seitenflächen des rückstrahlenden Cube-Corner-Elements längs der Linie 2-2 der 1.
3 zeigt eine Draufsicht auf eine rückstrahlende Verkleidung mit einer Gruppierung von Cube-Corner-Elementen gemäß den 1 und 2.
4 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 der 3.
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Verkleidungsprismas und gibt die Definitionen der technischen Ausdrücke wieder, die verwendet wurden, um die Leistung des Verkleidungsprismas zu bestimmen.
6 zeigt eine ausgezogene Kurve, welche das X-Profil der von regelmäßigen Cube-Cornern mit einer Basislänge von 0,089 mm (0,0035 Zoll) erhaltenen Lichtverteilung wiedergibt und eine gestrichelte Kurve, welche ein von Cube-Cornern mit einer Basislänge von 0,152 mm (0,006 Zoll) erhaltenes X-Profil wiedergibt.
7 vergleicht zwei X-Profile, welche von Cube-Cornern mit einer Basislänge von 0,089 mm (0,0035 Zoll) mit einer Verkantung von –3 Grad bzw +3 Grad erzeugt werden.
8 zeigt die Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform von Mikroprisma-Elementen, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruiert sind.
9 ist eine Draufsicht auf die Mikroprismaelemente der 8.
10 zeigt eine Schnittansicht einer anderen bevorzugten Ausführungsform von Mikroprisma-Elementen, die gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruiert sind.
11 ist eine Draufsicht auf die Mikroprismaelemente der 10.
12 gibt zwei X-Profile wieder, in denen die ausgezogene Kurve die von Cube-Cornern mit einer Basislänge von 0,135 mm (0,0053 Zoll) mit zwei Flächen pro Seite erhaltene Helligkeit in X-Richtung bezeichnet und die gestrichelte Kurve das X-Profil eines Cube-Corners mit einer Basislänge von 0,089 mm (0,0035 Zoll) anzeigt.
13 zeigt eine Draufsicht auf eine rückstrahlende Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen in einer Gruppe von Rillen.
14 zeigt eine Draufsicht auf eine rückstrahlende Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen in einer Sorte von Rillen.
15 zeigt eine Draufsicht auf eine rückstrahlende Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen in zwei Sorten von Rillen.
16 zeigt eine Draufsicht auf eine rückstrahlende Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen in drei Sorten von Rillen und mit einem Zwischenraum in jeder fünften V-förmigen Rille.
17 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer in Luft befindlichen rückstrahlenden Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 13 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
18 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer in Luft befindlichen rückstrahlenden Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 14 gezeigten Gruppierung konstruier wurde.
19 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer in Luft befindlichen rückstrahlenden Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 15 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
20 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer in Luft befindlichen rückstrahlenden Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 16 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
21 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer rückstrahlenden metallisierten Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 13 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
22 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer rückstrahlenden metallisierten Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 14 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
23 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer rückstrahlenden metallisierten Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 15 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
24 zeigt das Austrittsmuster des rückstrahlenden Lichts im Fernfeld von einer rückstrahlenden metallisierten Verkleidung mit Multi-Plane-Flächen, welche gemäß der in 16 gezeigten Gruppierung konstruiert wurde.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Das Vorstehende sowie weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende speziellere Beschreibung bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen verdeutlicht, so wie dies in den anhängenden Zeichnungen veranschaulicht wird, in denen sich durchwegs gleiche Bezugszeichen auf die gleichen Teile beziehen. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabgerecht, stattdessen wurde mehr Bedeutung auf die Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Lehre gelegt. Selbstverständlich dienen die besonderen Ausführungsformen nur der Veranschaulichung und sollen die Erfindung nicht einschränken. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung können in verschiedenen Ausführungsformen zum Einsatz kommen, ohne dass dadurch vom Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird. Wenn nicht anders angegeben, sind alle Prozent- und Teilangaben Gewichtsprozente bzw. Gewichtsteile.
Ein in einem rückstrahlenden Gegenstand verwendbares rückstrahlendes Cube-Corner-Element wird in 1 in perspektivischer Ansicht und in 2 in Seitenansicht gezeigt. Wie gezeigt, weist das Element 10 drei aufeinander senkrecht stehende Seitenflächen 12, 14, 16 auf, welche sich am Apex 18 treffen. Die Basiskanten 20 der Seitenflächen 12, 14, 16 sind linear und liegen in einer einzigen Ebene, d.h. der Basisebene 22 des Elements 10. Das Element 10 weist auch eine zentrale oder optische Achse 24 auf, welche den von den Seitenfächen 12, 14, 16 gebildeten Innenwinkel in drei Teile unterteilt und welche in Bezug auf eine senkrecht auf der Basisebene 22 stehende Linie 26 geneigt ist. Eine Retroreflexion tritt auf, wenn auf die Basisebene 22 des Elements einfallendes Licht innen durch eine der drei Seitenflächen zu einer zweiten Fläche und dann zu einer dritten Fläche reflektiert und sodann durch die Basis zurück zur Lichtquelle geschickt wird.
In rückstrahlenden Gegenständen wird im Allgemeinen ein wie in den 1 und 2 gezeigtes Cube-Corner-Element mit mindestens einem anderen Cube-Corner-Element als Teil eines zusammenpassenden Paares eingesetzt und wird gewöhnlich mit einer Gruppierung solcher Elemente verwendet. Die anderen Cube-Corner-Elemente werden so, wie sie in einer Gruppierung von Elementen auftreten könnten, in der Draufsicht der 3 gezeigt, in welcher die Rückseite eines repräsentativen rückstrahlenden Gegenstands 28a gezeigt wird. Die Elemente werden miteinander verbunden, indem sie z.B. als ein Teil eines einzigen integralen Schichtmaterials gebildet werden oder indem sie mit der Basisebene 22 an der Folie 36 angebracht werden.
4 zeigt ein Schnittbild eines Abschnitts des in 3 abgebildeten rückstrahlenden Gegenstands und zeigt, wie die Folie 36 aus einem Material wie z.B. einer Polymerfolie die Elemente 39a und 39b miteinander verbindet. Da die Basiskanten 20 des rückstrahlenden Elements 10 linear sind und in einer gemeinsamen Ebene liegen, wird eine Gruppierung von derartigen Elementen durch sich kreuzende Gruppen von Rillen definiert. In 3 wird das Element 10 durch drei V-förmige Rillen 30, 32, 34 definiert, welche jeweils ein Glied von drei Gruppen von Rillen darstellen, welche die Gruppierung in einem sich kreuzenden Muster durchlaufen, um zusammenpassende Paare von Prismaelementen bilden. Das zusammenpassende Prismenpaar 37a und 37b weist eine Höhe (h) und eine Länge (l) auf. In einer bevorzugten Ausführungsform mit einer Neigung von minus 3 Grad liegt die Höhe im Bereich von ca. 0,0508 bis 1,27 mm (0,002 bis 0,05 Zoll). Das Rastermaß (p) oder der Abstand zwischen den Rillen kann im Bereich von ca. 0,0457 bis 1,143 mm (0,0018 bis 0,045 Zoll) liegen.
Wie in 4 gezeigt trifft der Lichtstrahl (R) auf die Folie 36 und durchquert sie bis zum rückstrahlenden Element 10, wo er im Innern reflektiert wird und wieder durch die Folie 36 geschickt wird. Das zusammenpassende Paar von Elementen 10 weist eine Mittellinie 38 auf, die parallel zu den Linien 26 verläuft. Wie durch den Winkel α zwischen der optischen Achse 24 und der Linie 26 angezeigt, weist das gezeigte zusammenpassende Paar eine negative Neigung zur Mittellinie 38 auf. Die optische Achse 24 weicht von der Mittellinie 38 in Richtung auf die Lichtquelle (L) ab. Im Gegensatz dazu neigt sich die optische Achse bei einem zusammenpassenden Paar mit positiver Neigung der Mittellinie in die Richtung der Lichtquelle. In einer Ausführungsform kann die Neigung im Bereich von ca. minus 1 bis minus 15 Grad liegen. In einer anderen Ausführungsform kann die Neigung Null sein. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Neigung bei ca. minus drei Grad. In alternativen Ausführungsformen sind die Prismen zwischen einem und fünfzehn Grad positiv gekantet.
Die zusammenpassenden Prismen können zwischen den Prismen einen Zwischenraum (s) aufweisen. In einer Ausführungsform hat der Zwischenraum eine Länge von ca. 0,0005 bis 0,102 mm (0,00002 bis 0,004 Zoll). Der Zwischenraum (s) zwischen den Würfel auf einer oder mehreren Kanten dient der Erhöhung der spiegelnden Reflexion der Verkleidung. Der Zwischenraum kann entweder flach sein oder eine spezifische optische Form aufweisen. Die Verbesserung des Lumineszenzfaktors kann beträchtlich sein. Um die spiegelnde Reflexion von dieser Oberfläche noch mehr zu steigern, kann die Oberfläche geätzt, geläppt, abgeschliffen, matt gestrahlt, lasergeschrieben, formgepresst oder mit jeder anderen Art von Materialentfernungs- oder Verformungsverfahren behandelt sein, mit welchem eine uneinheitliche Oberfläche erzeugt wird. Eine polierte flache Oberfläche kann den Wert für die Luminanz eines mit Aluminium metallisierten Teils mit nur einem zweiprozentigen Verlust bei den rückgestrahlten Helligkeitswerten verdoppeln. Das Polieren fügt der flachen Oberfläche Texturen hinzu. Die Abstände können beim Herstellungsverfahren mit dem Bezugsformstück oder in den auf die Abnahme des Bezugsformstücks folgenden Verfahren erzeugt werden.
Im Allgemeinen werden die Prismen durch die Bildung eines Bezugsformstücks auf einer flachen Oberfläche einer Metallplatte oder eines anderen geeigneten Materials hergestellt. Um regelmäßige Cube-Corner zu formen, werden drei Reihen von parallelen, gleich beabstandeten, sich schneidenden V-förmigen Rillen um 60 Grad versetzt in die flache Platte eingeschrieben. Beträgt der Winkel zwischen den Rillen 70 Grad, 31 Minuten und 42,6 Sekunden, beträgt der durch die Kreuzung von zwei Würfelflächen gebildete Winkel (der Flächenwinkel) 90 Grad und das einfallende Licht wird zur Quelle zurück reflektiert. Das weibliche Prägestempelgegenstück wird sodann verwendet, um die gewünschte Cube-Corner-Gruppierung in eine feste, flache Fläche aus Kunststoff einzuarbeiten. Für die Reflektoren an Autoscheinwerfern wird der Flächenwinkel verändert, so dass das einfallende Licht nicht im rechten Winkel zum Fahrer hin und nicht zur Quelle hin zurückgeworfen wird.
Weitere Einzelheiten zu Strukturen und Betriebsweise von Cube-Corner-Mikroprismen können in dem am 15. August 1972 an Rowland erteilten US-Patent 3,684,348 nachgelesen werden. Ein Verfahren zur Herstellung einer rückstrahlenden Verkleidung wird auch in dem am 5. September 1972 an Rowland erteilten US-Patent 3,689,346 beschrieben. Das beschriebene Verfahren handelt von der Formung von Cube-Corner-Mikroprismen in einer gemeinschaftlich gestalteten Form. Die Prismen werden an die Verkleidung gebunden, welche darüber aufgebracht wird, um eine Composit-Struktur zu erhalten, in welcher die Cube-Corner-Anordnungen aus einer Oberfläche der Verkleidung herausragen. Die bevorzugten Stoffe für die Bildung der Verkleidung können aus jeder durchsichtigen Kunststofffolie bestehen. Meistens werden Polycarbonat, Polyester, Polyvinylchlorid und Polyurethan verwendet.
Die rückstrahlende Verkleidung der vorliegenden Erfindung kann im Allgemeinen gemäß der Verkleidung konstruiert werden, die in dem am 15. Juli 1997 an Martin erteiltem US-Patent 5,648,145 oder in dem am 23. Januar 1973 an Stamm erteilten US-Patent 3,712,706 beschrieben wird. Insbesondere beschreibt Martin eine "an Luft" rückstrahlende Verkleidung, in welcher die Mikroprismaelemente so angeordnet sind, dass das rückzustrahlende Licht in den durch die Flächen definierten Innenraum eindringt und eine Retroreflexion des eindringenden Lichts durch vollständige Innenreflexion des Lichts von Fläche zu Fläche des Elements auftritt. Das eindringende Licht, das im Wesentlichen weg von der Retroreflexionsachse des Elements geneigt wird (welche den durch die Flächen des Elements definierten Innenraum in drei Teile unterteilt), trifft auf die Fläche unter einem kleineren Winkel als der kritische Winkel, wodurch es eher durch die Fläche hindurch tritt als dass es reflektiert wird.
Um die Leistungen der Prismaverkleidungen zu ermessen, sollte man den auf die Kanten 20 eines Cube-Corner-Paares beruhenden Beugungseffekt berücksichtigen, wie dies in 5 gezeigt wird, wo auf dem rückstrahlenden Gegenstand 28a nur ein Paar von Cube-Cornern 39a und 39b gezeigt wird. Der Pfeil 15X steht für eine Koordinatenrichtung X und der Pfeil 15Y für eine andere Koordinatenrichtung Y in der Retroreflexionsebene 28a. Eine strichpunktierte Linie 26 ist die Bezugslinie, welche senkrecht auf der Prismaverkleidung 28a steht und eine gestrichelte Linie 26i, welche die Einfallsachse definiert, verbindet den Mittelpunkt der Prismaverkleidung mit der Lichtquelle. Eine ausgezogene Linie 26o ist vom Mittelpunkt der Prismaverkleidung bis zum Detektor oder menschlichen Auge gezogen, welche als Beobachtungsachse bezeichnet wird. Ein Kreis 27 stellt einen Querschnitt (eine Ebene) dar, welcher senkrecht auf der Einfallsachse 26i steht. Der Pfeil 23X steht für eine Koordinatenrichtung X und der Pfeil 23Y bezeichnet eine andere Koordinatenrichtung Y in der Querschnittsebene 27. Der Eintrittswinkel 27i ist der Winkel zwischen der Einfallsachse 26i und der Bezugsachse 26. Der Beobachtungswinkel 25o ist der Winkel zwischen der Beobachtungsachse 26o und der Einfallsachse 26i. Eine Ebene mit der Einfallsachse 26i und der Beobachtungsachse 26o kann nach verschiedenen Richtungen ausgerichtet werden und weist die Schnittlinie 23e auf, welche einen Orientierungswinkel 25e definiert, der von der X-Achse bis zur Linie 23e gemessen wird.
Trifft wie in 5 gezeigt ein paralleler Lichtstrahl längs der Einfallsachse 26i die rückstrahlende Verkleidung 28a unter einem bestimmten Einfallswinkel von z.B. 5 Grad, tritt das reflektierte Licht aus der rückstrahlenden Verkleidung 28a aus und wird in die entgegensetzte Richtung des auftreffenden Lichtstrahls zurückgeworfen. Die meisten Strahlen wandern in die Richtung, die dem einfallenden Strahl gerade entgegengesetzt ist, und einige Strahlen weichen von der Richtung ab und werden zu einem nahe gelegenen Kegel mit einem Raumwinkel von wenigen Grad gestreut (typischerweise ist der Raumwinkel –2 bis 2 Grad). Somit tritt über den Querschnitt 27 eine Lichtverteilung auf, welche gewöhnlich als Funktion des Beobachtungswinkels, des Orientierungswinkels und des Einfallswinkels beschrieben wird. Die Lichtverteilung ändert sich mit zunehmendem Abstand von der rückstrahlenden Verkleidung 28a bis zum Querschnitt 27. Sie wird konstant, wenn der Abstand nahe unendlich wird. Ein vernünftiger Abstand, um eine konstante Lichtverteilung einer Verkleidung mit Prismen mit einer Kantenlänge von 0,051 bis 0,127 mm (0,002 bis 0,05 Zoll) zu erhalten, ist ungefähr 15,24 m (50 Fuß). Die Lichtverteilung im Verhältnis zu den Winkeln wird auch als Beugungsmuster im Fernfeld bezeichnet. Die Beugung in 5 tritt wegen der Kanten 20 von jedem Cube-Corner auf. Ist durch eine theoretische Berechnung eine Lichtverteilung erst einmal erzeugt worden, können daraus im Laboratorium photometrische Daten erhalten werden und mit den bei spezifischen Beobachtungswinkeln, Orientierungswinkeln und Eintrittswinkeln gemessenen photometrischen Daten in Beziehung gesetzt werden.
Meistens können zwei Faktoren oder Spezifikationen von Cube-Cornern (oder Verkleidungen mit Prismen) ihre Leistung beeinflussen. Ein Faktor ist die Größe eines einzelnen Cube-Corners auf einer Verkleidung mit Prismen, welche in Form der Seitenkantenlänge des Cube-Corners beschrieben wird. Für eine Verkleidung mit Prismen kann es drei unterschiedliche Seitenkantenlängen in drei Richtungen geben. Jede von ihnen stellt einen Schnittzwischenraum in der entsprechenden Richtung dar. Für eine regelmäßige Prismenanordnung bilden diese drei Richtungen bei jeder zweiten davon einen Winkel von 60 Grad. Somit wird gewöhnlich eine Seitenkante als Hauptkante gewählt, um in den meisten Fällen die Größe eines Cube-Corners darzustellen. In 3 wird die Seitenkantenlänge für das zusammenpassende Prismenpaar 37a, 37b als die Größe (h) angezeigt. Die Seitenkante eines Cube-Corners ist klein und liegt zwischen 0,025 und 0,25 mm (0,001 bis 0,01 Zoll). In einer Ausführungsform liegt die Seitenkantenlänge im Bereich zwischen ca. 0,05 und 0,15 mm (0,002 bis 0,006 Zoll). In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Seitenkantenlänge im Bereich zwischen ca.0,088 und 0,114 mm (0,0035 bis 0,0045 Zoll).
In 6 werden zwei Kurven gezeigt, welche X-Profile der Lichtverteilung wiedergeben, die durch Beleuchtung von zwei Verkleidungen mit Prismen von 0,089 und 0,152 mm (0,0035 und 0,006 Zoll) Seitenkantenlänge mit weißem Licht erzeugt wurden. Die X-Profile wurden theoretisch für den Zweck der Ermittlung des Aufbaus für die Cube-Corner-Anordnung erzeugt. Bei Beobachtungswinkeln zwischen –0,2 und +0,2 Grad weist die Verkleidung mit Prismen von 0,089 mm (0,0035 Zoll) (ausgezogene Kurve) eine geringere Helligkeit auf als die der Verkleidung mit einer Seitenkantenlänge von 0,152 mm (0,006 Zoll) und eine größere Helligkeit bei Beobachtungswinkeln von –0,5 bis –0,2 und von +0,2 bis +0,5 Grad.
Ein zweiter Faktor, der die Leistung beeinflussen kann, ist die Richtung der optischen Achse des Cube-Corners, welche über die Neigungswinkel angegeben wird. Es werden zwei Winkel benötigt, um die optische Achse zu definieren. Ein Winkel wird als ein Winkel definiert, der zwischen der optischen Achse und der Richtung der Hauptseitenkante (oder der Bearbeitungsrichtung beim Gießverfahren für die Verkleidung mit Prismen) gebildet und als X-Richtung bezeichnet wird. Dieser Winkel wird Neigungswinkel genannt. Der zweite wird als ein Winkel definiert, um welchen eine Ebene, welche die optische Achse und die jeweilige Richtung der Seitenkante enthält, in Bezug auf die X-Richtung gedreht wird. In vielen Fällen der Konstruktion von Cube-Cornern oder Prismenanordnungen wird der zweite Winkel so gewählt, dass er Null ist, so dass es genügt, zur Beschreibung der optischen Richtung den Neigungswinkel anzugeben. Der Neigungswinkel wird gewöhnlich in positive und negative Neigungswinkel unterteilt.
In 7 werden zwei X-Profile der Lichtverteilung gezeigt, welche theoretisch von zwei Verkleidungen mit Seitenkantenlängen von 0,089 mm (0,0035 Zoll) mit Neigungen von –3 Grad bzw. +3 Grad bei Beleuchtung mit weißem Licht erzeugt wurden. Die Verkleidung mit einer Neigung von –3 Grad (ausgezogene Kurve) weist in der Mitte eine geringere Helligkeit auf und eine größere Helligkeit bei Beobachtungswinkeln von 0,33 und 0,5 Grad als die Verkleidung mit einer Neigung von +3 Grad (gestrichelte Kurve).
In 8 werden in einer Schnittansicht zusammenpassende Prismenelemente 41a, 41b gezeigt, die nach der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruiert sind, während in 9 der Prismenelemente der 8 in Draufsicht gezeigt werden. In einer Gruppierung von Prismen umfasst im Allgemeinen mindestens eines der Prismenelemente 41a, 41b eine Seitenfläche mit zwei oder mehr Ebenen darauf. Der Vorteil einer derartigen Konstruktion eines Prismas oder einer Gruppierung von Prismen besteht darin, dass das Muster des Lichtaustritts in gewünschter Art zu einer z.B. breiteren und einheitlicheren Verteilung signifikant verändert wird, was auf die Rückstrahlung der veränderten Seitenflächen zurückzuführen ist. Wegen einer Änderung der effektiven Aperturform 44a, 44b zusammen mit einer Änderung der Winkelebenen von jeder Seitenfläche verändert sich der Lichtaustritt. Es werden im Wesentlichen zwei unterschiedlich arbeitende Prismen an ihren Spitzen vereinigt, um das Element 41a bzw. 41b zu bilden, welches das Licht vorzugsweise mit größerer Einheitlichkeit zurückstrahlt.
Jedes Prismenelement 41a, 41b umfasst die Basiskanten 44a, 44b, welche den Umfang der Basisaperturen 44a, 44b bilden. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst mindestens eine Seitenfläche von mindestens einem Prisma, z.B. das Prismenelement 41a eine erste ebene Erstflächenoberfläche 40a und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche 42a, welche eine Mittelkante 48a bilden.
In einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehr Seitenflächen des Prismenelements 41a die erste ebene Zweitflächenoberfläche und die zweite ebene Zweitflächenoberfläche aufweisen. Diese Flächen können als erste ebene Zweitflächenoberfläche 40b, zweite ebene Zweitflächenoberfläche 42b, erste ebene Drittflächenoberfläche 40c und zweite ebene Drittflächenoberfläche 42c bezeichnet werden. Wie in den 8 und 9 veranschaulicht, kann jede Seitenfläche des Prismenelements 41a die ersten ebenen Oberflächen 40a, 40b, 40c und die zweiten ebenen Oberflächen 42a, 42b, 42c umfassen. In dem zusammenpassenden Paar umfasst das Prismenelement 41b drei erste ebene Oberflächen drei zweite ebene Oberflächen und eine Mittelkante 48b. Die ersten ebenen Oberflächen und die zweiten ebenen Oberflächen der Prismenelemente 41a und 41b liegen entlang der jeweiligen Kanten 48a und 48b nebeneinander, was man wie gezeigt als mittlere Aperturen ansehen kann.
Die in den 8 und 9 gezeigten ersten ebenen Oberflächen und zweiten ebenen Oberflächen bilden bei Betrachtung von außerhalb des Prismas eine konkave Form. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der erste Oberflächenwinkel α₂ über ein Winkelmaß im Bereich von ca. 34 bis 74 Grad verfügen und ist vorzugsweise ca. 57,591 Grad. Der zweite Oberflächenwinkel β₂ kann über ein Winkelmaß im Bereich von ca. 34 bis 74 Grad verfügen, und ist vorzugsweise ca.57,858 Grad.
Wie in 8 gezeigt ist h_b die Höhe zwischen der Mittenebene 48 und der Basisebene 44 und h_i ist die Höhe des Apex 18a von der Mittenebene 48. Das Verhältnis von h_b und h_b steht mit der Struktur des erfindungsgemäßen Prismas in Zusammenhang. Ein Verhältnis von 1 bedeutet z.B., dass h_i gleich h_b ist, was zu Flächen mit gleicher Höhe führt, und ein Verhältnis von 10 sorgt für eine Struktur, in welcher die zweite ebene Oberfläche der Hauptteil ist und die erste ebene Oberfläche nur einen schmalen Streifen darstellt. Im Allgemeinen kann der Bereich des Verhältnisses von h_i zu h_b von Null bis unendlich reichen, was zwei extreme Fälle sind. Das bevorzugte Verhältnis von h_i zu h_b liegt im Bereich von ca. 0,1 bis ca. 100.
In den 10 und 11 werden zueinander passende Prismenelemente veranschaulicht, welche ähnlich konstruiert sind, wie die Prismen 41a und 41b. In dieser Ausführungsform bilden jedoch die erste ebene Oberfläche und die zweite ebene Oberfläche von außen gesehen eine konvexe Form. In dieser Ausführungsform kann der erste Oberflächenwinkel α₂ ein Winkelmaß im Bereich von ca. 234 bis 74 Grad und vorzugsweise von ca. 57,858 Grad aufweisen. Der zweite Obertlächenwinkel β₂ kann ein Winkelmaß im Bereich von ca. 34 bis 74 Grad und vorzugsweise von ca. 57,591 Grad aufweisen.
Die Prismen der 8 und 9 können in eine positive oder negative Richtung gekantet (geneigt) sein. Das Kanten wird ausgehend von den ersten ebenen Oberflächen 40a und 40b bis zu einer theoretischen Spitze gemessen woraus dann wie in 4 offenbart eine Kantung berechnet werden kann.
Es wurde ein Auswertungsprogramm erstellt, um die Leistung einer wie in den 10 und 11 gezeigten Prismenverkleidung vorauszusagen. Die Spezifikation der Konstruktion ist wie folgt: die Seitenkante ist 0,135 mm (0,0053 Zoll) ohne eine Neigung; jede Seite weist zwei ebene Oberflächen auf, die eine konvexe Form bilden. Es gibt drei identische Flächenwinkel α₂ sowie drei identische Winkel β₂. Der Winkel α₂ ist um sechs Minuten größer als der Winkel β₂, welcher der Winkel eines regelmäßigen Prismas ist, 54 Grad, 44 Minuten und 8,2 Sekunden.
In 12 wird eine ausgezogene Kurve gezeigt, welche das von dem obigen Verkleidungsprisma mit einer Seitenkante von 0,135 mm (0,0053 Zoll) und zwei Oberflächen auf jeder Seite erhaltene X-Profil der Lichtverteilung wiedergibt. In 12 wird als Referenz eine gestrichelte Kurve gezeigt, welche auch das X-Profil einer Lichtverteilung wiedergibt, das aber von einer Verkleidung mit regelmäßigen Cube-Cornern mit einer Seitenkantenlänge von 0,089 mm (0,0035 Zoll) und ohne Neigung erhalten wurde. Die Cube-Corner mit zwei Oberflächen auf jeder Seite weisen eine höhere Helligkeit auf als die der regelmäßigen Verkleidung mit einer Seitenkantenlänge von 0,089 mm (0,0035 Zoll) bei Beobachtungswinkeln von 0,33, 0,50 und 1,0 Grad.
Die Multi-Plane-Prismen der vorliegenden Erfindung lassen sich formen, indem ein in dem am 30. April 1996 an Rowland erteilten US-Patent 5,512,219 beschriebenes Verfahren modifiziert wird. Rowland et al. beschreiben ein Verfahren zur Bildung einer wieder verwendbaren Form zum Aushärten einer Mikrostrukturmatrix aus einem strahlungshärtbaren Kunststoffmaterial mit einer Gruppierung von Prismenelementen. Es wird eine Prägeform mit einer Facettenseite mit einer Positivgruppierung von Prismenelementen und einer Basisseite geformt. Es wird eine Polymerverbindung auf der Facettenseite der Prägeform geformt, um eine Kunststoffform mit einer Negativgruppierung von rückstrahlenden Prismenelementen zu bilden. In der Negativgruppierung der rückstrahlenden Prismenelemente wird die rückstrahlende Verkleidung gebildet und danach aus der Form entfernt.
In der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise eine Prägeform oder Erstform geformt, indem eine Anzahl von Rillen 30, 32, 34 wie in 3 gezeigt in einen Körper des Formmaterials eingeformt wird. Die Rillen schneiden sich unter einem Winkel, um eine Gruppierung von Prismen zu bilden, die zu Prismenpaaren geformt werden, die mindestens ein Prisma in der Gruppierung aufweisen, welches wie z.B. in den 8 und 9 gezeigt, über eine erste ebene Erstflächenoberfläche und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche verfügt. Die Seiten mit drei Ebenen können geformt werden, indem die Seite ein zweites Mal unter einem zweiten Winkel über einen Abschnitt der Seite geschnitten wird. Die Prismen der ersten Form können ferner eine erste ebene Zweitflächenoberfläche und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche sowie eine erste ebene Drittflächenoberfläche und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche aufweisen.
In der ersten Form wird eine (nicht gezeigte) zweite Form oder Gießform geformt, welche ein Negativmuster der Prismengruppierung der ersten Form ist. Somit entspricht der Apex der ersten Form dem Vertex der zweiten Form. Die rückstrahlende Verkleidung wird in der Negativgruppierung der rückstrahlenden Prismenelemente geformt und danach der Form entnommen.
Beispiele
Die 13, 14, 15 und 16 veranschaulichen unterschiedliche Beispiele einer rückstrahlenden Verkleidung 28b, 28c, 28d, 28e, welche verschiedene von Mikroprismen mit Multi-Plane-Flächen gebildete Muster enthalten. Diese Mikroprismen weisen, wie unten beschrieben, konvexe Multi-Plane-Flächen auf, bei welchen der Winkel zwischen den Flächen ca. 179,73 Grad (180° – 16'/60°) ist. Nach der Lehre der vorliegenden Erfindung lassen sich natürlich andere Muster konstruieren, um ein gewünschtes Muster von zurückgestrahltem Licht zu erhalten.
Typische Cube-Corner-Prismen strahlen Licht in einem zentral gelegenen ersten Maximum und in sechs im Umfang beabstandeten radial sich ausdehnenden zweiten Maxima der Muster für die Austrittsenergie zurück, wie dies in 4 des am 5. Dezember 1992 an Walter erteilten US-Patents 5,171,624 gezeigt wird.
Die 17, 18, 19 und 20 zeigen im Fernfeld Austrittsmuster für zurückgestrahltes Licht von an Luft rückstrahlenden Verkleidungen mit Muliplane-Flächen, die jeweils nach den 13, 14, 15 und 16 konstruiert worden waren.
Jede Verkleidung ist auf mindestens einigen der Prismafacetten vorzugsweise mit einer spiegelnden rückstrahlenden Beschichtung beschichtet um die Rückstrahlleistung zu steigern und bei der Herstellung eines dünnen Produkts behilflich zu sein. Die erhaltene Verkleidung kann als eine metallisierte rückstrahlende Verkleidung bezeichnet werden. Die Beschichtungen können aus Aluminium, Silber, Gold oder ähnlichen Stoffen sein, welche bei ähnlichen gewünschten Eigenschaften eine Hilfe sind. Die 21, 22, 23 und 24 zeigen im Fernfeld zurückgestrahlte Lichtaustrittsmuster von metallisierten rückstrahlenden Verkleidungen aus Polyester mit Multi-Plane-Flächen, welche jeweils gemäß den 13, 14, 15 und 16 konstruiert worden waren.
Beispiel 1
Die rückstrahlende Verkleidung 28b der 13 zeigt Multi-Plane-Flächen der an die V-förmigen Rillen 34 angrenzenden Prismaflächen. Es ist zu erkennen, dass 17 für die Verkleidung an Luft und 21 für die metallisierte Verkleidung das Licht im Allgemeinen konzentriert auf eine einzelne Achse zeigen.
Beispiel 2
Die rückstrahlende Verkleidung 28c der 14 zeigt Multi-Plane-Flächen der Prismaflächen, die mit den V-förmigen Rillen 30 und 32 bei 60 Grad zueinander benachbart sind. 18 für die Verkleidung in Luft und 22 für die metallisierte Verkleidung zeigen das Licht im Allgemeinen auf zwei Achsen konzentriert, was der Form für ein X-Muster gleicht.
Beispiel 3
In 15 wird eine rückstrahlende Verkleidung 28d mit Multi-Plane-Flächen der Prismaflächen gezeigt, die jeweils mit den V-förmigen Rillen 30, 32 und 34 benachbart sind, d.h. sie ähneln den Prismenelementen 41a, 41b und 43a, 43b. Die in den 19 und 23 für die Verkleidung in Luft bzw. für die metallisierte Verkleidung gezeigten Muster für den Lichtaustritt sind im Allgemeinen auf drei Achsen konzentriert.
Beispiel 4
Die rückstrahlende Verkleidung 28e der 16 zeigt Multi-Plane-Flächen der Prismaflächen, die den bestimmten V-förmigen Rillen 30, 32 und 34 benachbart sind. In dieser Ausführungsform sind die Multi-Plane-Flächen, welche jeder fünften V-förmigen Rille benachbart sind, Multi-Plane-Flächen. Die in den 20 und 24 gezeigten Muster für den Lichtaustritt sind für die Verkleidung an Luft bzw. für die metallisierte Verkleidung ziemlich konzentriert. Diese Muster offenbaren komprimiertere Muster als die in den 19 und 23 gezeigten Muster, weil die Verkleidung 28e weniger Multi-Plane-Flächen aufweist, um das Licht aufzuspreizen. Der Betrag der Kompression lässt sich je nach der Menge der Prismen variieren, welche auf einer Facette eine zweite Fläche aufweisen. Je größer die Anzahl der Prismen mit Multi-Plane-Flächen, desto größer ist der Divergenzkegel für das zurückgeworfene Licht.

Claims

Prisma (41a) zur Verwendung in einer rückstrahlenden Verkleidung mit einer im Wesentlichen ebenen Basisapertur (44a) und drei sich schneidenden Seitenflächen, die sich an einer Spitze (18a) treffen, wobei jede der Seitenflächen an der Basis eine Kante (20a) aufweist, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet und diese Kante an der Basis einer jeden Seitenfläche sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche schneidet, um einen Funkt an der Basis zu bilden, wobei eine erste Fläche eine erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweist, wobei die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche längs einer einen ersten Endpunkt und einen zweiten Endpunkt aufweisenden Kante (48a) aneinandergrenzen, welche zumindest einen Abschnitt einer in der Mitte gelegenen Apertur bildet, in welcher die Spitze, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zur Spitze eine kontinuierliche Kante bilden.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem eine zweite Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Zweitflächenoberfläche (40b) und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche (42b) aufweist.
Prisma nach Anspruch 2, in welchem eine dritte Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Drittflächenoberfläche (40c) und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche (42c) aufweist.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem die erste ebene Oberfläche (40a) und die zweite ebene Oberfläche (40b) von außerhalb des Prismas (41a) betrachtet eine konvexe Form bilden.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem die erste ebene Oberfläche (40a) und die zweite ebene Oberfläche (40b) von außerhalb des Prismas (41a) betrachtet eine konkave Form bilden.
Prisma nach Anspruch 1, welches zumindest auf einigen seiner Seitenflächen eine metallisierte Schicht aufweist.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem die Seitenflächen an der Luft liegen.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem zumindest eine Basiskante (20a) des Prismas (41a) eine Länge zwischen etwa 0,0508 und 1,27 Millimeter (0,002 und 0,05 Zoll) aufweist.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem das Prisma (41a) negativ gekantet ist.
Prisma nach Anspruch 9, in welchem das Prisma (41a) zwischen etwa minus einem und minus fünfzehn Grad gekantet ist.
Prisma nach Anspruch 1, in welchem das Prisma (41a) positiv gekantet ist.
Prisma nach Anspruch 11, in welchem das Prisma (41a) zwischen etwa einem und fünfzehn Grad gekantet ist.
Rückstrahlende Verkleidung mit einer Gruppierung von durchsichtigen Prismen, wobei die Prismen Eigenschaften nach jedem der vorherigen Ansprüche aufweisen.
Form zum Gießen von rückstrahlenden Prismen mit einer Anzahl von Rillen in einem Körper des Formmaterials, wobei sich die Rillen in einem Winkel schneiden, um eine zu Prismenpaaren gebildete Gruppierung von Prismen (41a, 41b) zu bilden, wobei jedes Prisma eine im Wesentlichen ebene Basisapertur (44a) und drei sich schneidenden Seitenflächen aufweist, die sich an einem Vertex (18a) treffen, wobei jede der Seitenflächen an der Basis eine Kante (20a) aufweist, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet und diese Kante an der Basis einer jeden Seitenfläche sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche schneidet, um einen Basispunkt zu bilden, wobei eine erste Fläche von mindestens einem Prisma in der Gruppierung eine erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweist, wobei die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche längs einer einen ersten Endpunkt und einen zweiten Endpunkt aufweisenden Kante (48a) aneinandergrenzen, welche zumindest einen Abschnitt einer in der Mitte gelegenen Apertur bildet, in welcher der Vertex, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zum Vertex eine kontinuierliche Kante bilden.
Form nach Anspruch 14, in welcher eine zweite Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Zweitflächenoberfläche (40b) und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche (42b) aufweist.
Form nach Anspruch 15, in welcher eine dritte Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Drittflächenoberfläche (40c) und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche (42c) aufweist.
Form nach Anspruch 15, in welcher zumindest eine Basiskante (20a) des Prismas (41a) eine Länge zwischen etwa 0,0508 und 1,27 Millimeter (0,002 und 0,05 Zoll) aufweist.
Verfahren zur Bildung einer rückstrahlenden Verkleidung in den Schritten: a) a) Bildung einer ersten Form durch Ausbildung einer Anzahl von Rillen in einem Körper des Formmaterials, wobei sich die Rillen in einem Winkel schneiden, um eine zu Prismenpaaren gebildete Gruppierung von Prismen (41a, 41b) zu bilden, wobei jedes Prisma eine Basisapertur (44a) und drei sich schneidende Seitenflächen aufweist, die sich an einer Spitze (18a) treffen, wobei jede der Seitenflächen an der Basis eine Kante (20a) aufweist, welche einen Abschnitt des Umfangs der Basisapertur bildet und diese Kante an der Basis einer jeden Seitenfläche sich mit einer Kante an der Basis einer angrenzenden Seitenfläche schneidet, um einen Basispunkt zu bilden, wobei eine erste Fläche von mindestens einem Prisma in der Gruppierung eine erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und eine zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweist, wobei die erste ebene Erstflächenoberfläche und die zweite ebene Erstflächenoberfläche längs einer Kante (48a) mit einem ersten Endpunkt und einem zweiten Endpunkt aneinandergrenzen, wobei die Spitze, der erste Endpunkt und ein erster Basispunkt in einer Ebene liegen und vom ersten Basispunkt bis zur Spitze eine kontinuierliche Kante bilden; b) Bildung einer zweiten Form in der ersten Form, wobei die zweite Form ein negatives Prismengruppierungsmuster der ersten Form aufweist; c) Bildung der Verkleidung in der zweiten Form und d) Entnahme der Verkleidung aus der zweiten Form.
Verfahren nach Anspruch 18, in welchem eine zweite Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Zweitflächenoberfläche (40b) und eine zweite ebene Zweitflächenoberfläche (42b) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, in welchem eine dritte Fläche des die erste ebene Erstflächenoberfläche (40a) und die zweite ebene Erstflächenoberfläche (42a) aufweisenden Prismas (41a) eine erste ebene Drittflächenoberfläche (40c) und eine zweite ebene Drittflächenoberfläche (42c) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 19, in welchem zumindest eine Basiskante (20a) des Prismas (41a) eine Länge zwischen etwa 0,0508 und 1,27 Millimeter (0,002 und 0,05 Zoll) aufweist.