專利名稱：由凹糟波動(dòng)方法制作的具有可控發(fā)散的反光鏡的制作方法
本申請(qǐng)要求2001年6月11日遞交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)60/297394的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及具有可控發(fā)散的反光物品的制作方法以及由該方法制作的物品。
眾所周知，反光物品可由一微立方體角單元陣列制成。這樣的微立方體角單元陣列可通過(guò)向平板的平面表面內(nèi)刻劃“陽(yáng)”立方體角的靠模而制成。這由Stamm的美國(guó)專利3712706進(jìn)行了一般的論述；還在Pricone的美國(guó)專利4478769進(jìn)行了詳細(xì)的論述。這些專利中的每一個(gè)均通過(guò)對(duì)其參考而整體包含于本文中。
美國(guó)專利4478769描述了一個(gè)眾所周知的制作三角形立方體角單元的方法，其中，靠模板的平面表面用金剛石切割工具加以刻劃，它切割出一系列精確平行的V形凹槽。為了刻劃等邊三角形立方體角，制作了3組在60°角度下相互相交的平行凹槽；每條凹槽還將具有對(duì)稱放置的基本為70.53°的夾角，且刻劃的凹槽深度決定于要求的立方體角的高度。此方法自動(dòng)在靠模的表面形成一個(gè)相對(duì)定向的等邊三角形微立方體對(duì)的列。為了刻劃非等邊三角形立方體角，如在Rowland的美國(guó)專利3384348中披露的，平行組內(nèi)的凹槽包含的角度不同于70.53°，且在不同于60°的角度下相交。非等邊三角形立方體角的刻劃方法通常不應(yīng)用三組對(duì)稱放置的平行的V形凹槽，但是立方體角的表面仍由凹槽壁形成，如在Nelson的美國(guó)專利4938563中披露的。
徑刻劃的靠模接著可通過(guò)諸如電成型被用于制造一系列復(fù)制品，復(fù)制品被組裝在一起以形成單件“母”工具。組裝的“母”工具被用于電成型模具，然后它能組裝成一種工具，這種工具能通過(guò)壓花、澆鑄或其它本技術(shù)已知的方法在塑料薄層卷上形成微立方體反光單元。
諸如應(yīng)用上述方法制成的微立方體角反光薄層被用于公路安全應(yīng)用中，諸如公道標(biāo)志和人行道指標(biāo)。在這些應(yīng)用中，微立方體角單元將來(lái)自車輛前燈的光線反射至車輛的駕駛?cè)?。這是一種不嚴(yán)格的反光，其中發(fā)散角α大致在0°與大于3°之間變化。在任何給定情況下都有效的α值決定于車輛的幾何形狀和車輛至反光材料的距離。例如，對(duì)大型載重汽車的右前燈，當(dāng)其駕駛?cè)伺c道路標(biāo)志相隔的距離約為40米時(shí)，發(fā)散角α約為3°，而對(duì)小汽車的左前燈，當(dāng)其駕駛?cè)伺c道路標(biāo)志相隔的距離約為600米時(shí)，發(fā)散角α約為0.05°。
與發(fā)散角α相關(guān)聯(lián)的還有轉(zhuǎn)動(dòng)角ε，它是發(fā)散方向的量度。ε值對(duì)車輛的左、右前燈是不同的，它也決定于車輛的幾何形狀以及道路標(biāo)志的位置。
理論上，應(yīng)用于道路標(biāo)志的微立方體角反光薄層將在發(fā)射角值和轉(zhuǎn)動(dòng)角值的范圍內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)具有足夠強(qiáng)度的反射光圖案。例如，即使非城市的反光公路標(biāo)志也將通過(guò)約1°的發(fā)散角α反射光線，這相當(dāng)于大型載重車右前燈反射至道路標(biāo)志之外約120米處的其駕駛?cè)说摩林怠?br> 對(duì)微立方體角單元在模板中的刻劃和壓花復(fù)制的精度的改進(jìn)導(dǎo)至關(guān)心以下問(wèn)題，即這樣的微立方體角反光薄層只能在非常狹窄的發(fā)散角范圍內(nèi)，諸如約0.0-0.5度，以及在狹窄的轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍內(nèi)反光。最好提供一種被刻劃的列，其立方體角產(chǎn)生全要求范圍的發(fā)散，以及在被刻劃的列上的十分短的距離內(nèi)。
被微米尺寸的立方體角單元反光的光線將經(jīng)受一定量的衍射，因?yàn)槲⒘⒎襟w的尺寸非常小。這樣的衍射將造成在發(fā)散角和轉(zhuǎn)動(dòng)角兩者均較寬的范圍內(nèi)反光。α和ε的具體范圍將決定于給定微立方體的特定衍射圖形，它轉(zhuǎn)而又決定于立方體尺寸、立方體形狀、立方體材料的折射率，以及立方體表面是否經(jīng)過(guò)金屬化。但是，衍射不是一個(gè)通過(guò)較寬的發(fā)散和轉(zhuǎn)動(dòng)角強(qiáng)化反光的較好方法，因?yàn)殡m然微小的微立方體能給出較大的衍射，但會(huì)引起相當(dāng)大的光線量以大于約3°的發(fā)射角α被反射，而在此處，光線對(duì)車輛駕駛?cè)耸菬o(wú)用的。這總結(jié)于表1內(nèi)。
表1指示出由于衍射引起的反射展寬。在每種情況均應(yīng)用了丙烯酸等邊三角形立方體角。用毫米尺寸量度三角形的邊緣長(zhǎng)度(等同于2.449×立方體深度，或1.155×刻劃間距)。百分?jǐn)?shù)表示總反光流量中有多少位于1°、2°或3°的最大觀察角度內(nèi)。例如，對(duì)于側(cè)邊為0.05mm的三角形立方體角僅有27.9％的總反光光線到達(dá)0°與1°的觀察角之間。
表1.由不同尺寸三角形立方體角反射的反光衍射展寬0.4mm 0.2mm 0.1mm 0.05mm0°至1°91.6％ 82.5％ 66.7％ 27.9％0°至2°95.7％ 91.6％ 82.4％ 66.6％0°至3°97.1％ 94.4％ 88.9％ 79.1％衍射造成特異性圖形，這樣的圖形不一定會(huì)以對(duì)車輛駕駛?cè)俗钣杏玫男问椒植挤瓷涔饩€。這示于圖4A-D中。
在本領(lǐng)域中已知可通過(guò)使立方體角單元的二面角角度稍微偏離90°，以便在立方體角單元中建立有目的的畸變。P.R.Yoder，Jr.發(fā)表于1958年7月美國(guó)光學(xué)雜志(J.Optical Soc.Amer.)第48卷，第7期496-499頁(yè)的經(jīng)典文章“三垂面反射鏡和四面體棱鏡中光線偏離誤差的研究”描述了眾所周知的由這種畸變?cè)斐傻陌唿c(diǎn)圖形。
Heenan的美國(guó)專利3833285(委托給共同代理人，并通過(guò)參考而將其全文包含于本文中)論述了大尺度立方體角單元的一個(gè)二面角角度大于其余兩個(gè)二面角角度時(shí)會(huì)造成大立方體中擴(kuò)張的觀察角度，特別是反射的光線以細(xì)長(zhǎng)的圖形發(fā)散。
Appledorn的美國(guó)專利4775219披露了具有特定發(fā)散剖面的反光物體，其中立方體角單元由三組相交的平行V形凹槽組形成，且其中至少有一組，以重復(fù)的形式出現(xiàn)，至少包含有兩個(gè)相互不同的凹槽側(cè)角。
Heenan等的美國(guó)專利6015214(委托給共同代理人)論述了通過(guò)進(jìn)入若干平面平板的邊緣刻劃V形凹槽以形成微立方體的方法，還披露了切割工具相對(duì)被刻劃邊緣的表面的傾斜角，在切割每條凹槽時(shí)，可以切割工具沿被刻劃表面移過(guò)的距離為函數(shù)，加以連續(xù)調(diào)整。
這樣，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種物品，它包括一列具有可控的、更寬的發(fā)散的反光微立方體角單元。
本發(fā)明的另一目的是提供制作這種物品的方法。

發(fā)明內(nèi)容
一種反光物品，它具有可控的、更寬的發(fā)散，這種反光物品通過(guò)刻劃一組或多組大致平行的V形凹槽以形成若干立方體角單元而獲得，每條V形凹槽具有兩面在凹槽根部相交的側(cè)壁，其中，在刻劃至少一條V形凹槽期間，立方體二面角角度與嚴(yán)格90°的刻劃非均勻偏離是通過(guò)以可控的形式使切割工具和基片表面相互相對(duì)振動(dòng)而有目的地引入的。這樣形成的V形凹槽將是一條波動(dòng)凹槽。立方體角單元的二面角至少有一個(gè)面是由波動(dòng)的V形凹槽的側(cè)壁限定的，因而二面角角度根據(jù)刻劃期間振動(dòng)的相、頻率和振幅的不同，是可變非正交的。在單獨(dú)被刻劃凹槽上，在相互十分短的距離內(nèi)引入二面角角度的可變、可控的非正交性，將形成由這樣刻劃的立方體角單元制成的最終反光物品具有可控的、更寬的發(fā)散。
附圖簡(jiǎn)述

圖1表示一塊基片，它定向于X-Y平面內(nèi)，并具有應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)方法沿Y方向刻劃的V形凹槽；而圖2展示了一立方體角單元陣列的一小部分，該立方體角單元陣列是根據(jù)所描述的實(shí)施本發(fā)明的第一模式制作的，其中，凹槽波動(dòng)的量及二面角角度的偏離值為展示起見(jiàn)而被大大夸大。
圖3展示了一立方體角單元陣列的一小部分，該立方體角單元陣列是根據(jù)所描述的實(shí)施本發(fā)明的第三模式制作的，其中，凹槽波動(dòng)的量及二面角角度的偏離值為展示起見(jiàn)而被大大夸大。
圖4A-D展示了四種現(xiàn)有技術(shù)同的未畸變立方體角的衍射圖形。圖形表示在所有轉(zhuǎn)動(dòng)角范圍的觀察角為0°至3°。入射角為0°。示圖以對(duì)數(shù)定標(biāo)圖形，因此一個(gè)步長(zhǎng)大致相當(dāng)2.5倍的反射率差。圖4A是對(duì)非斜置的丙烯酸三角形立方體，其基底尺寸為0.2mm，刻劃深度為0.082mm。圖4B是對(duì)相同的、但鍍鋁的立方體角。圖4C是對(duì)-9.74°(表面更為平行)的斜置丙烯酸三角形立方體，基底尺寸為0.256mm，刻劃深度為0.091mm。圖4D對(duì)+11.17°(邊緣更為平行)的丙烯酸三角形立方體，基底尺寸為0.194mm，刻劃深度為0.089mm。立方體尺寸選擇成具有相等的光學(xué)有效面積以便進(jìn)行衍射比較。
圖5展示了圖4A中現(xiàn)有技術(shù)的立方體角的計(jì)算的衍射圖形，但此立方體角具有在每一二面角角度上14弧分的簡(jiǎn)單畸變。幾何斑點(diǎn)圖形所具有的平均發(fā)散為1.1°。
圖6A-B展示了圖4A的立方體角的計(jì)算的衍射圖形，但此立方體角具有根據(jù)本發(fā)明第一模式給出的畸變。圖6A在三條凹槽的每條凹槽上均應(yīng)用足以給予幾何圖形以平均發(fā)散為1.1°的正弦波動(dòng)。圖6B應(yīng)用了在每個(gè)二面角角度施加9弧分簡(jiǎn)單畸變與在三條凹槽的每條凹槽上均應(yīng)用足以給予幾何圖形以平均發(fā)散為1.1°的正弦波動(dòng)的組合。
圖7A-B展示了圖4A的立方體角的計(jì)算的衍射圖形，但此立方體角具有本發(fā)明第一模式給出的畸變，這些畸變不相等地施加至三條凹槽上。對(duì)于圖7A，三條凹槽中只有一條接受正弦波動(dòng)。對(duì)于圖7B，三條凹槽中有兩條接受了正弦波動(dòng)。對(duì)這些結(jié)構(gòu)中的每一種，幾何光線圖形均具有1.1°的平均發(fā)散。
圖8比較稱為“sin”和“sin±1/2sin2”的兩種形式的波動(dòng)。
圖9將圖4A的現(xiàn)有技術(shù)無(wú)畸變?nèi)切瘟⒎襟w角的計(jì)算的觀察角度與根據(jù)本發(fā)明加以畸變的4個(gè)三角形立方體角進(jìn)行了比較，這4個(gè)三角形立方體角是圖5、圖6A、圖6A的“sin±1/2sin2”修改方案和圖6B。
圖10展示了方程(1)-(3)對(duì)本發(fā)明描述的第一模式的應(yīng)用。
圖11展示了方程(4)-(6)對(duì)本發(fā)明描述的第二模式的應(yīng)用。
圖12展示了方程(10)-(12)對(duì)本發(fā)明描述的第三和第四模式的應(yīng)用。
發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例通過(guò)應(yīng)用V形切割工具在一個(gè)表面中刻劃一組或多組基本平行的V形凹槽的過(guò)程而制成的立方體角反光物品可賦予受控的、更寬的發(fā)散，其方法是當(dāng)工具切割一條或多條V形凹槽時(shí)，以受控的形式使切割工具和基片相互相對(duì)振動(dòng)。刻劃期間的受控振動(dòng)將造成波動(dòng)的V形凹槽，在波動(dòng)凹槽兩側(cè)的立方體角單元的二面角角度中產(chǎn)生受控的變化，這將可控地加寬最終反光物品的發(fā)散。最好，整個(gè)要求的發(fā)散范圍將設(shè)置在凹槽長(zhǎng)度的十分短的增長(zhǎng)上。
本文應(yīng)用的名詞“狀態(tài)”意為切割工具的限定軸線相對(duì)欲刻劃的基片表面的定向。限定軸線開(kāi)始于工具的尖端，并通常背向基片表面。
本文應(yīng)用的名詞“立方角單元”包含這些單元，它們由三個(gè)相互相交的面構(gòu)成，其二面角通常為90°的量級(jí)，但不必嚴(yán)格為90°。
本文應(yīng)用的名詞“凹槽根部”意為由切割工具尖端在欲刻劃表面之下的運(yùn)動(dòng)限定的連續(xù)曲線。根據(jù)本發(fā)明的方法切割的“凹槽根部”隨本發(fā)明運(yùn)轉(zhuǎn)模式的不同可或是直線或是波狀的。
本文應(yīng)用的名詞“凹槽角”意為在垂直于凹槽根部的平面中沿凹槽長(zhǎng)度于任一給定點(diǎn)測(cè)量的由切割工具向表面內(nèi)切出的凹槽兩壁之間的夾角。
本文應(yīng)用的短語(yǔ)“切割工具與基片相互相對(duì)振動(dòng)”及基本等效物意為V形凹槽刻劃期間，或者切割工具相對(duì)基片振動(dòng)，或者基片相對(duì)切割工具振動(dòng)，或者切割工具與基片兩者同時(shí)振動(dòng)，從而建立波狀的V形凹槽。
本文應(yīng)用的名詞“發(fā)散”是進(jìn)入反光單元(如立方體角)的光線與離開(kāi)單元后的光線之間的角。
圖1展示了基片20的透視圖，基片20具有平面表面22，如在現(xiàn)有技術(shù)中已知的，在其上可用V形切割工具刻劃出V形凹槽。如圖1中所示的，基片20的定向是，將欲刻劃的表面22放置在X-Y-Z正交參考系統(tǒng)的X-Y參考平面中，其中Z方向垂直于表面22。在此整個(gè)專利中，名詞“X-Y平面”、“X-Z平面”和“Y-Z平面”意指由圖1中X、Y和Z參考軸線限定的X-Y參考平面、X-Z參考平面和Y-Z參考平面。圖1還展示了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)中的典型V形凹槽24，它平行于Y軸線而刻劃，其凹槽根部25是一條直線，位于相對(duì)表面22為恒定的Z深度，且凹槽具有恒定的夾角。
可理解到，為了在非平面基片上刻劃，本發(fā)明的方法要求進(jìn)行對(duì)本技術(shù)技術(shù)人員很明顯的小修改。這樣的修改被認(rèn)為在此發(fā)明的范圍之內(nèi)。
將根據(jù)4種運(yùn)行模式對(duì)發(fā)明加以說(shuō)明。但是，應(yīng)理解到，這4種運(yùn)行模式不一定是相互排斥的，兩種或多種運(yùn)行模式可同時(shí)應(yīng)用。為易于明了起見(jiàn)，運(yùn)行模式在此處將相對(duì)最簡(jiǎn)單的情況加以說(shuō)明和展示，其中被刻劃的立方體角單元是非斜置的等邊三角形。但是，本發(fā)明的應(yīng)用性并未受到限制，本發(fā)明的方法可應(yīng)用于斜置的三角形刻劃，以及諸如展示和說(shuō)明于美國(guó)專利5914813(Smith等)、美國(guó)專利5721640(Smith等)、美國(guó)專利4938563(Nelson等)和美國(guó)專利4895428(Nelson等)中的六角和矩形立方體角單元。此外，雖然此處展示和說(shuō)明的波動(dòng)最容易想像為正弦波，但應(yīng)明白，這樣的正弦波波動(dòng)并非本發(fā)明的要求。唯一的要求是，波動(dòng)必須是逐段光滑的，工具的加速應(yīng)使它們不會(huì)損壞工具或切割。單條凹槽可由若干連續(xù)部分構(gòu)成，每一部分包含某個(gè)方面的波動(dòng)。
通過(guò)舉例而不是限制，圖8展示了兩種形式的波動(dòng)曲線，它們適用于本發(fā)明的各種運(yùn)行模式。標(biāo)有“sin”的曲線是精確的正弦波。標(biāo)有“sin±1/2sin2”的曲線在0至π沿著函數(shù)sin-1/2sin2而行，而從π至2π沿著函數(shù)sin+1/2sin2而行，并繼續(xù)在兩個(gè)函數(shù)之間改變。sin+1/2sin2波動(dòng)由于具有幾乎為平坦的區(qū)域，從而給予未畸變立方體更多的權(quán)重。圖8中，sin波動(dòng)調(diào)節(jié)至0.6*sin，從而產(chǎn)生與sin±1/2sin2波動(dòng)相同的平均幾何發(fā)散，以便提供更為合適的比較基礎(chǔ)。應(yīng)明白，圖8的水平和垂直尺度要求進(jìn)一步隨立方體角刻劃的尺寸加以調(diào)節(jié)，諸如如表2所示。
圖9中標(biāo)有“20[sin]”和“33[sin±1/2sin2]”的兩條曲線表示分別示于圖8中的sin和sin±1/2sin2波動(dòng)的觀察角度(observationangularity)的差別。這兩種波動(dòng)均被選成給出1.1°的平均幾何發(fā)散。本申請(qǐng)中應(yīng)用的表示波動(dòng)結(jié)構(gòu)的括號(hào)標(biāo)志說(shuō)明波動(dòng)的范圍?！?0[sin]”表示在這種振幅和節(jié)距的正弦波動(dòng)下，單條這樣的凹槽能在刻劃中提供最大為20弧分的二面角角度誤差?！?3[sin±1/2sin2]”表示在這種振幅和節(jié)距的sin±1/2sin2波動(dòng)下，單條這樣的凹槽能在刻劃中提供最大為33弧分的二面角角度誤差。這兩種刻劃在丙烯酸產(chǎn)品中均產(chǎn)生同為1.1°的平均幾何發(fā)散，此現(xiàn)象可解釋如下，即sin±1/2sin2波動(dòng)具有幾乎為平坦的區(qū)域，從而在總立方體數(shù)中產(chǎn)生較大部分的幾乎未畸變的立方體。對(duì)本發(fā)明有用的波動(dòng)不一定是精確周期性的，且不一定遵循任何顯式數(shù)學(xué)函數(shù)。
下面將說(shuō)明本發(fā)明的4個(gè)最簡(jiǎn)單的運(yùn)行模式。在下述討論中，標(biāo)志 將意指由本發(fā)明第一運(yùn)行模式引入的每一凹槽根部上升或下降的變化；標(biāo)志 將意指由本發(fā)明第二運(yùn)行模式引入的凹槽根部方向在X-Y平面內(nèi)的變化；而標(biāo)志 將意指根據(jù)本發(fā)明第三和第四兩個(gè)運(yùn)行模式刻劃的相應(yīng)凹槽的半角的變化。
第一模式-垂直波動(dòng)在本發(fā)明的第一運(yùn)行模式中，切割工具相對(duì)基片保持恒定狀態(tài)，在至少一條V形凹槽的刻劃期間，切割工具和基片相互相對(duì)在垂直方向，即在平行于圖1的Z軸線方向振動(dòng)。這將造成V形凹槽具有非恒定的凹槽角。最終的凹槽根部是一條垂直波動(dòng)的曲線。凹槽根部在X-Y平面的兩維投影是一條直線。然而，凹槽壁與X-Y平面的相交線是一條水平波動(dòng)的曲線。根據(jù)以上提出的短語(yǔ)“切割工具與基片相互相對(duì)振動(dòng)”的定義，將看到，為獲得相同的效果可或者在保持切割工具狀態(tài)不變的同時(shí)，通過(guò)將基片夾持于固定位置，沿垂直波動(dòng)的曲線移動(dòng)切割工具的尖端；或者通過(guò)垂直振動(dòng)基片，同時(shí)沿直線移動(dòng)切割工具；或者通過(guò)切割工具和基片兩者沿Z方向的同時(shí)異相運(yùn)動(dòng)。切割V形凹槽期間，選擇移動(dòng)切割工具或基片，或兩者將取決于控制切割工具的雕刻機(jī)和夾持基片的夾具的結(jié)構(gòu)和功能。
本發(fā)明的這一第一運(yùn)行模式的第一個(gè)非相應(yīng)發(fā)生的效應(yīng)是在刻劃的三角形立方體角單元圖形中引入相交誤差。也即，即使另外兩個(gè)凹槽組完全由現(xiàn)有技術(shù)的直線凹槽構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明第一運(yùn)行模式制作的垂直波動(dòng)的凹槽根部也不總是在另外兩個(gè)凹槽組的嚴(yán)格相交點(diǎn)相交它們的頂點(diǎn)。
本發(fā)明的這一第一運(yùn)行模式的第二個(gè)相應(yīng)發(fā)生的效應(yīng)是在一些立方體的二面角中有意識(shí)的引入變化或“誤差”，這些立方體的一個(gè)立方體面由波動(dòng)凹槽的一面?zhèn)缺谛纬?。振?dòng)的頻率應(yīng)是，振動(dòng)的一個(gè)周期橫跨若干立方體角的寬度。這樣，對(duì)于部分由波動(dòng)凹槽根部段描述的單個(gè)三角形立方體，凹槽根部段是基本下降、基本上升或基本水平。終止于凹槽根部段的向下端或其附近的立方體二面角將比凹槽根部段是水平的稍微更鈍一些。同樣，終止于凹槽根部段的向上升端或其附近的立方體二面角將比凹槽根部段是水平的稍微更銳一些。對(duì)于基本為等邊三角形的立方體角，立方體二面角角度的變化是凹槽傾斜角度除以 通常，當(dāng)限定立方體角單元的所有三條凹槽均為垂直波動(dòng)凹槽時(shí)，則對(duì)每一個(gè)這樣的立方體角單元，每條凹槽深度的偏離將影響部分由該凹槽側(cè)壁限定的兩個(gè)二面角，而對(duì)二面角的總效應(yīng)幾乎是完全相加的。
圖10總結(jié)了當(dāng)波動(dòng)足夠長(zhǎng)，以至在單個(gè)立方體內(nèi)的曲率微不足道時(shí)，由第一模式引起的畸變。展示了一個(gè)由三條凹槽形成的陽(yáng)等邊三角形立方體角。所示的每條凹槽g1、g2、g3在指示的方向由于相應(yīng)的角度量 而上升。如果 值是負(fù)的，則凹槽代之而下降。三條二面角邊緣用它們的角誤差e1、e2、e3，即它們與精確90°的偏離加以標(biāo)志。二面角角度誤差由近似方程(1)-(3)給出。
e1≈δ·3-δ·26---(1)]]>e2≈δ·1-δ·36---(2)]]>e3=δ·2-δ·16---(3)]]>很明白，對(duì)于非等邊三角形立方體角，要求對(duì)這些方程進(jìn)行某些調(diào)整。
圖2大致表示了根據(jù)本發(fā)明第一運(yùn)行模式刻劃的部分單條凹槽g在X-Y平面的投影，其中切割工具的深度相對(duì)刻劃線平面而變化。這時(shí)，當(dāng)工具沿著圖中凹槽從左向右移動(dòng)時(shí)，切割工具的尖端上升。在每個(gè)立方體中，二面角d1終止于凹槽根部段下降端或其附近，而二面角d2終止于凹槽根部段上升端或其附近。于是，在所示的所有十個(gè)立方體中，二面角d1將稍大于90°，而二面角d2將稍小于90°。由圖2可看到，二面角d1和d2不一定嚴(yán)格終止于凹槽根部g，而是可終止于凹槽根部附近。還可看到，二面角d3不受凹槽根部g波動(dòng)的影響。
第二模式-水平波動(dòng)在第二運(yùn)行模式中，切割工具相對(duì)基片保持恒定狀態(tài)和恒定深度，在至少一條V形凹槽的刻劃期間，切割工具和基片相互相對(duì)在橫向于刻劃方向的水平方向振動(dòng)。這將造成凹槽沿Z軸線的深度恒定以及凹槽角基本恒定，其中凹槽根部是一條在與X-Y平面相平行的平面中的波動(dòng)曲線。很清楚，為獲得相同的效果，在保持切割工具狀態(tài)不變的同時(shí)，可通過(guò)將基片夾持于固定位置，沿X-Y平面中的一條波動(dòng)曲線移動(dòng)切割工具的尖端，或者在切割工具沿直線移動(dòng)的同時(shí)，水平振動(dòng)基片，或者通過(guò)切割工具和基片兩者的同時(shí)異相水平運(yùn)動(dòng)。選擇移動(dòng)切割工具或基片，或兩者，將取決于控制切割工具的雕刻機(jī)和夾持基片的夾具的結(jié)構(gòu)和功能。這樣的選擇對(duì)劃線技術(shù)中的技術(shù)人員是很明白的。此外，在切割工具的目標(biāo)不變，而不是切于波動(dòng)曲線的區(qū)域，凹槽角將有十分微小的變化，但這種變化在應(yīng)用于本發(fā)明的凹槽波動(dòng)的振幅下，對(duì)發(fā)散不產(chǎn)生顯著的影響。
本發(fā)明的這一第二運(yùn)行模式的第一個(gè)非相應(yīng)發(fā)生的效應(yīng)是在刻劃的三角形立方體角單元圖形中引入相交誤差。也即，即使另外兩個(gè)凹槽組完全由現(xiàn)有技術(shù)的直線凹槽構(gòu)成，根據(jù)本發(fā)明第二運(yùn)行模式制作的水平波動(dòng)的凹槽根部也不總是在另外兩個(gè)凹槽組的嚴(yán)格相交點(diǎn)相交它們的頂點(diǎn)。
本發(fā)明的這一第二運(yùn)行模式的第二個(gè)相應(yīng)發(fā)生的效應(yīng)是三角形立方體角的三個(gè)角的角度發(fā)生改變。三角形立方體角的二面角變銳，如果它相遇的三角形角，其角度變得較小。同樣，三角形立方體角的二面角變鈍，如果它相遇的三角形角，其角度變得較大。對(duì)于基本為等邊三角形的立方體角，二面角角度的變化大致等于相應(yīng)三角形角的角度的變化除以 受影響的立方體角的二面角角度的這些變化造成立方體角物體具有更寬的發(fā)散。
圖11總結(jié)了當(dāng)波動(dòng)足夠長(zhǎng)，以至在單個(gè)立方體內(nèi)的曲率微不足道時(shí)，由第二模式引起的畸變。展示了一個(gè)由三條凹槽形成的陽(yáng)等邊三角形立方體角。所示的形成三角形的每條凹槽在指示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度量 如果 值是負(fù)的，則凹槽向反方向轉(zhuǎn)動(dòng)。三條二面角邊緣用它們的角誤差e1、e2、e3，即它們與精確90°的偏離加以標(biāo)志。二面角的角誤差由近似方程(4)-(6)給出。
e1≈δ··3-δ··23---(4)]]>e2≈δ··1-δ··33---(5)]]>e3=δ··2-δ··13---(6)]]>很明白，對(duì)于非等邊三角形立方體角要求對(duì)這些方程進(jìn)行某些調(diào)整。
第三模式-往復(fù)搖動(dòng)在發(fā)明的第三運(yùn)行模式中，至少一條V形凹槽被這樣地刻劃，即切割工具的尖端的運(yùn)動(dòng)限定直線凹槽根部平行于X-Y平面，而切割工具的狀態(tài)在包含凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。也即切割工具的上端平行于凹槽的方向而往復(fù)振動(dòng)。工具相對(duì)基片的狀態(tài)必須作為切割工具沿凹槽的位置的函數(shù)加以控制。在此第三運(yùn)行模式中，振動(dòng)的中心最好是切割工具的尖端。此模式產(chǎn)生這樣的凹槽，其凹槽壁的振動(dòng)使凹槽夾角沿凹槽長(zhǎng)度擴(kuò)張和收縮。
當(dāng)切割工具的狀態(tài)根據(jù)本發(fā)明的第三模式振動(dòng)時(shí)，凹槽夾角將按照熟知的凹槽角的調(diào)節(jié)技術(shù)連續(xù)改變。具有半夾角h的V形切割器，傾斜至角度R，切割一條半角為H的凹槽，該半角H略大于h，并由方程(8)給出。
H=tan-1(tanhcosR)---(8)]]>不論傾斜方向如何，認(rèn)為R為正。考慮將一個(gè)數(shù)值大大小于傾斜本身的小變化施加至R。變化ΔR可以是正或負(fù)的。當(dāng)前傾角改變至R+ΔR，凹槽的半夾角H改變量ΔH，它由近似方程(9)給出。
ΔH≈sinH×cosH×sinR×R(9)這樣，V形切割器的傾斜波動(dòng)在半凹槽角中產(chǎn)生了大致正比的波動(dòng)。
圖3展示了沿一部分凹槽的10個(gè)立方體角，該凹槽從左向右變窄。按本發(fā)明第三模式生產(chǎn)的凹槽壁將沿對(duì)應(yīng)凹槽夾角變化的波形曲線相交X-Y平面。凹槽角沿凹槽長(zhǎng)度的這些變化將造成部分由凹槽側(cè)壁限定的立方體角單元的二面角角度的變化。對(duì)示于圖3中的每一個(gè)立方體，2個(gè)二面角角度d1和d2近似相等，而它們的平均值從左向右沿著所示的凹槽部分g一個(gè)一個(gè)立方體地減少。二面角角度d3仍不受影響。對(duì)于基本為等邊三角形的立方體角，增加凹槽的夾角具有增大部分由該凹槽形成的立方體二面角角度的效應(yīng)，增大的量等于凹槽的增量除以 同樣，減少凹槽的夾角使相應(yīng)立方體二面角角度減少同一因子 。對(duì)于由兩條或多條改型凹槽形成的基本為等邊三角形的立方體角，立方體二面角角度的改變非常接近單條凹槽改變的效應(yīng)的總和。有意識(shí)地在立方體二面角角度中引入改變將造成發(fā)散更寬的立方體角反光物體。
圖12總結(jié)了當(dāng)波動(dòng)足夠長(zhǎng)，以至在單個(gè)立方體內(nèi)的曲率微不足道時(shí)，由第三模式引起的畸變。展示了一個(gè)由三條凹槽形成的陽(yáng)等邊三角形立方體角。形成三角形的每條凹槽由它們的半凹槽角度誤差， 即它們與精確的35.26°的偏離加以標(biāo)志。三條二面角邊緣用它們的角度誤差e1、e2、e3，即它們與精確90°的偏離加以標(biāo)志。于是二面角角度誤差由近似方程(10)-(12)給出。
e1≈δ···3-δ···22---(10)]]>e2≈δ···1-δ···32---(11)]]>e3=δ···2-δ···12---(12)]]>很清楚，對(duì)于非等邊三角形立方體角，這些方程要做某些調(diào)整。第四模式-左右搖動(dòng)如果前述第三運(yùn)行模式可理解為切割工具狀態(tài)的“前后”振動(dòng)，則本發(fā)明的第四運(yùn)行模式采用了切割工具的“左右”振動(dòng)。也即，切割工具的尖端仍限定一條平行于X-Y平面的直線凹槽根部，但切割工具的狀態(tài)在垂直于凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。也即，狀態(tài)橫越刻劃的方向而振動(dòng)。此方法中，在凹槽角度本身的值沿凹槽長(zhǎng)度不改變的同時(shí)，切割工具狀態(tài)沿凹槽的連續(xù)變化將造成X-Y平面與在凹槽兩側(cè)產(chǎn)生立方體角的凹槽壁之間的角度的改變。與發(fā)明的第三運(yùn)行模式相似，部分被波動(dòng)凹槽表面限定的立方體角單元的二面角角度從而將改變。恒等式方程(10)-(12)適用于此第四模式。二面角角度的這些誤差將轉(zhuǎn)而造成發(fā)散更寬的立方體角反光物體。
曲率曾預(yù)期，本發(fā)明的波動(dòng)方法會(huì)產(chǎn)生與被刻劃的立方體角表面的平面性相差量級(jí)為0.01°的偏離。但對(duì)預(yù)期的立方體角的尺寸，這只是可見(jiàn)光波長(zhǎng)的一個(gè)小份額。此效應(yīng)將微不足道，特別當(dāng)由立方體角列制成的反光物體是薄層、反光纖維或交通控制裝置。
模式間的差別不管對(duì)于方程(1)-(3)(即第一運(yùn)行模式)還是對(duì)方程(4)-(6)(即第二運(yùn)行模式)，可看到必然成立方程(7)。
e1+e2+e3＝0 (7)這樣，如所述似地應(yīng)用第一和第二模式將造成立方體角沒(méi)有凈二面角角度誤差。但如下面的實(shí)例4所示，有時(shí)要求具有凈的二面角角度誤差。為應(yīng)用第一或第二模式產(chǎn)生凈誤差，一個(gè)簡(jiǎn)單的方法是在由波動(dòng)產(chǎn)生的誤差底下合并偏移誤差。例如，凹槽角度可選成不同于精確的70.53°，這些不精確的凹槽可經(jīng)受垂直(第一模式)或水平(第二模式)波動(dòng)。為確定偏移所希望的不精確凹槽角度，可求解方程(10)-(12)，用二面角誤差表示凹槽誤差。這給出新方程(13)-(15)。
δ···1≈-e1+e2+e32---(13)]]>δ···2≈+e1-e2+e32---(14)]]>δ···3≈+e1+e2-e32---(15)]]>同樣，將明白，對(duì)于非等邊三角形立方體角，這些方程要求某些調(diào)整。由方程(13)-(15)得到的 將用作對(duì)凹槽角度的偏移調(diào)節(jié)，然后將按照第一或第二模式加以波動(dòng)以產(chǎn)生附加誤差。當(dāng)應(yīng)用第三或第四模式時(shí)，不一定有單獨(dú)的偏移，因?yàn)橛煞匠?13)-(15)發(fā)現(xiàn)的偏移可以是部分的波動(dòng)的 在每一前述本發(fā)明的運(yùn)行模式中，其結(jié)果將是，由應(yīng)用本發(fā)明方法切割得到的凹槽形成的立方體角單元的二面角角度將由一個(gè)立方體角單元不同于下一個(gè)立方體角單元。立方體角單元的這一不等效將以受控的方式擴(kuò)寬由包含不等效立方體角單元的列制成的反光結(jié)構(gòu)的發(fā)散。
很清楚，上述運(yùn)行模式能以任何組合加以應(yīng)用。當(dāng)立方體角單元是由三組近似平行的凹槽組相交形成時(shí)，能在一個(gè)組的，以及在一組、兩組或三組的任何數(shù)目的凹槽中制造凹槽變化。如果多于一個(gè)凹槽組內(nèi)的凹槽加以變化，則一般講，其結(jié)果則是每一立方體中三個(gè)二面角角度的隨機(jī)化組合。
每個(gè)波動(dòng)還可以是由任何數(shù)目的4個(gè)基本振動(dòng)模式或任何其它振動(dòng)模式的組合產(chǎn)生的復(fù)合振動(dòng)。例如，雕刻機(jī)可同時(shí)既垂直地又水平地振動(dòng)(模式1+模式2)，或者它可以同時(shí)往復(fù)搖動(dòng)和左右搖動(dòng)(模式3+模式4)，或者其余9個(gè)邏輯組合中的任一組合。在復(fù)合模式中，波動(dòng)的振幅和長(zhǎng)度不一定一致。在所有這些情況中，方程組(1)-(3)、(4)-(6)和(10)-(12)均能單獨(dú)應(yīng)用以獲得一個(gè)立方體的二面角角度誤差，為確定復(fù)合模式波動(dòng)的二面角角度誤差則添加單獨(dú)結(jié)果。
圖10-12以及相應(yīng)的方程組(1)-(3)、(4)-(6)和(10)-(12)表示本發(fā)明不同模式對(duì)單個(gè)立方體角的畸變的影響。本發(fā)明的目的是使光學(xué)設(shè)計(jì)者得以生產(chǎn)具有種類繁多的經(jīng)畸變的立方體角的列。每個(gè)三角形立方體角具有6個(gè)定向與其相同的鄰接鄰居(在其每一頂點(diǎn)上有2個(gè))。第一立方體角的這些鄰居中的每一個(gè)鄰居，一般講，所具的畸變與第一立方體角有相當(dāng)?shù)牟顒e，因?yàn)檫@些鄰居將由與第一立方體角共同的一條凹槽，它將略有改變，以及與第一立方體角非共同的兩條凹槽形成，而這兩條凹槽的波動(dòng)與形成第一立方體的相應(yīng)凹槽的波動(dòng)異相。本技術(shù)的技術(shù)人員將意識(shí)到，不是所有的幾何光學(xué)圖形都能通過(guò)本發(fā)明獲得的。首先，如Yoder的文章所示，對(duì)通過(guò)二面角畸變獲得的幾何光線分布存在限制。其次，不是所有二面角畸變分布都可通過(guò)本發(fā)明獲得。隨機(jī)組合三條凹槽變化的任何技術(shù)必須包含所有“交叉項(xiàng)”，即，對(duì)于凹槽1變化的任何部分、凹槽2變化的任何部分和凹槽3變化的任何部分，這三個(gè)部分將一起發(fā)生于列中某個(gè)部位形成的立方體角中。這使本發(fā)明能比精確布置光線更適合于反光的光滑擴(kuò)寬，如下文說(shuō)明的實(shí)例3-6所示。
對(duì)比實(shí)例以下所有實(shí)例1-6均以未斜置的丙烯酸三角形立方體角作為基礎(chǔ)，其基底尺寸為0.2mm，對(duì)應(yīng)刻劃深度為0.082mm。將考慮的觀察角度為自0°至3°，而入射角固定在0°。假定光源具有對(duì)應(yīng)白熾燈的CIE亮度A的光譜功率分布，并假定檢測(cè)器具有對(duì)應(yīng)人類明視覺(jué)的光譜靈敏度功能CIE V(λ)。
所有實(shí)例的結(jié)論是光學(xué)計(jì)算結(jié)果。波動(dòng)模擬以1000個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的立方體角作為基礎(chǔ)。在描述正弦波動(dòng)中應(yīng)用了簡(jiǎn)寫(xiě)N[sin]將理解為這樣的波動(dòng)度，它使單條這樣的凹槽對(duì)二面角角度誤差的貢獻(xiàn)最高可達(dá)N弧分。
實(shí)例1(現(xiàn)有技術(shù))第一實(shí)例是精確的、未畸變的立方體角，其反射光線圖形示于圖4A。幾何光線圖形肯定為零發(fā)散，但立方體尺寸引入了顯著的衍射，如表1中總結(jié)的。衍射光線圖形的觀察角形狀也以標(biāo)有“無(wú)畸變”的曲線示于圖9中。圖9中的曲線由圖4A導(dǎo)出。
由單個(gè)立方體角得出的幾何光線圖形由六種細(xì)小的斑點(diǎn)構(gòu)成，如列舉的P.R.Yoder，Jr.的文章中所解釋的。未畸變的立方體角重疊地產(chǎn)生其6種斑點(diǎn)。在以下實(shí)例2-6中，應(yīng)用了不同技術(shù)以畸變立方體角。為比較起見(jiàn)，每個(gè)實(shí)例中的畸變被選成，每一情況的幾何光線圖形所具的平均發(fā)散大致為1.1°，其中發(fā)散是從所有細(xì)小斑點(diǎn)的形心測(cè)得的。所有插圖表示衍射光線的圖形而不是幾何圖形，因?yàn)檫@就是小立方體角真正產(chǎn)生的。
實(shí)例2(現(xiàn)有技術(shù))實(shí)例2代表現(xiàn)有技術(shù)已知的制作畸變立方體角列的最簡(jiǎn)單方法，該畸變立方體角列的平均幾何發(fā)散為1.1°。每個(gè)立方體角的每一二面角角度制成比精確90°大14分。圖5表示最終的衍射圖形。大部分能量如上所述位于特征的6種細(xì)小斑點(diǎn)附近，該衍射連接成環(huán)中。圖9以標(biāo)有14、14、14的曲線中在約1.1°處達(dá)到頂峰的駝峰表示環(huán)。在1.1°觀察角度的平均強(qiáng)度約為0°觀察角的強(qiáng)度的8倍。這類反光鏡沒(méi)有道路應(yīng)用意義，因?yàn)樗辉谟^察角的如此近程的范圍內(nèi)運(yùn)行有效，以致無(wú)論遠(yuǎn)近，車輛(從載重車至小汽車)的全程都不能受益。它對(duì)測(cè)量?jī)x器可能有特殊的應(yīng)用。
實(shí)例3-6展示了能根據(jù)本發(fā)明制作的刻劃。展示的刻劃具有有部署的畸變，它們?cè)斐蓴U(kuò)寬的發(fā)散剖面。在所有這些實(shí)例中，波動(dòng)被調(diào)節(jié)成如現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例2中的，給出相同的平均幾何發(fā)散1.1°。圖6A和6B展示了應(yīng)用實(shí)例3和4的刻劃獲得的光滑的發(fā)散擴(kuò)寬，而圖7A和7B表示應(yīng)用實(shí)例5和6的刻劃獲得的受限的瞄準(zhǔn)能力。表2給出對(duì)應(yīng)實(shí)例3-6的刻劃細(xì)節(jié)。
表2.應(yīng)用垂直波動(dòng)的刻劃細(xì)節(jié)實(shí)例簡(jiǎn)寫(xiě) 圖號(hào) 形式 節(jié)距振幅 出發(fā)點(diǎn)33[sin±1/2sin2] sin±1/2sin24mm 0.0097mm 隨機(jī)3 20[sin]6A sin4mm 0.0116mm 隨機(jī)4 9+15[sin] 6B sin4mm 0.0087mm 隨機(jī)5 在G3上35[sin] 7A sin4mm 0.0204mm 隨機(jī)6 在G1和G2上24[sin] 7B sin4mm 0.0135mm 隨機(jī)圖9展示了應(yīng)用實(shí)例1-4以及33[sin±1/2sin2]的刻劃獲得的觀察角度。
實(shí)例3對(duì)于實(shí)例3，正弦垂直波動(dòng)假定按照本發(fā)明的模式1進(jìn)行。刻劃尺寸示于表2中20[sin]之下。圖6A表示最終的計(jì)算衍射圖形。它具有平緩的中心高峰，向外至約2°的觀察角不因衍射和人造畸變而混亂。這是立方體角的有益結(jié)果，不像它們?cè)趯?shí)例1和2中那樣。圖9以曲線20[sin]表示實(shí)例3的觀察角度。其在1.1°的強(qiáng)度僅是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例2在1.1°的強(qiáng)度的37％。但是，其在0°的強(qiáng)度是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例2強(qiáng)度的16倍，其在2°的強(qiáng)度是現(xiàn)有技術(shù)實(shí)例2強(qiáng)度的2.2倍。不像實(shí)例2，實(shí)例3的反光鏡具有經(jīng)畸變的立方體角，因此不限于近距離應(yīng)用，而能在一個(gè)很寬的距離范圍內(nèi)良好運(yùn)行。
實(shí)例4對(duì)于實(shí)例4，假定根據(jù)模式1的正弦垂直波動(dòng)與每一二面角角度上的9弧分誤差的偏移相組合。也即，對(duì)所有凹槽最初有計(jì)劃地施加9弧分的二面角誤差，然后將如實(shí)例3中一樣大小的正弦振動(dòng)15/20疊加于其上?？虅澇叽缃o出于表2中的9+15[sin]之下。圖6B表示最終的衍射圖形，至約1.5°基本是平坦的。一定要清楚，衍射圖形圖是以對(duì)數(shù)定標(biāo)的，因此一個(gè)步長(zhǎng)大致相當(dāng)于2.5倍的反射率的差。圖9展示，實(shí)例4的觀察角度至約1.5°幾乎是平坦的。實(shí)例4可用作道路應(yīng)用中的近距離反光鏡。
實(shí)例5實(shí)例5表示按照模式1的正弦垂直波動(dòng)的效果，但假定只對(duì)被以制作三角形立方體角的三組凹槽組G1、G2、G3中的一組凹槽組G3施加?？虅澇叽缃o出于表2中的“在G3上35[sin]”項(xiàng)之下。方程(1)-(3)表示這是如何影響三個(gè)二面角角度中的2個(gè)的。圖7A表示衍射圖像。此實(shí)例表示此方法能產(chǎn)生具有定向觀察角度的圖形。這就是此實(shí)例5不包括在圖9中曲線之間的道理，因?yàn)樗鼈兪窃谒蟹较蛏霞右云骄摹?br> 實(shí)例6實(shí)例6表示按照模式1的正弦垂直波動(dòng)的效果，但假定只對(duì)三組凹槽組中的兩組施加。刻劃尺寸給出于圖2中的“在G1和G2上24[sin]”項(xiàng)之下。方程(1)-(3)表示這是如何影響三個(gè)二面角角度中的2個(gè)的。圖7B表示衍射圖像。此實(shí)例展示了用本發(fā)明方法能獲得的不同類型的定向觀察角度。
將看到，雖然實(shí)例3-6在使用表2中尺寸的同時(shí)應(yīng)用了模式1，但在不同尺寸下應(yīng)用模式2也可給出相同的結(jié)果，而模式3和4給出幾乎相同的結(jié)果。
整個(gè)要求發(fā)散的范圍最好設(shè)置在凹槽的短增長(zhǎng)上，以避免多斑點(diǎn)的外觀。對(duì)于反光道路標(biāo)志的應(yīng)用，應(yīng)沒(méi)有明顯不同于相鄰斑紋的、直徑大于約4mm的斑紋。實(shí)際的波動(dòng)方法是可能的，其中，雕刻機(jī)使其整個(gè)變化周期位于4mm之內(nèi)。對(duì)于本發(fā)明的第一或第二模式，典型的凹槽波動(dòng)在4mm周期范圍的振幅約為10微米。應(yīng)用本發(fā)明的第一或第二模式，在所有三組凹槽上的正弦波動(dòng)造成立方體角的二面角角度誤差具有分布曲線，這可用類似較小的三角形安裝在較大梯形上的形狀加以描述。
可看到，在本發(fā)明的每個(gè)單獨(dú)運(yùn)行模式中，不管是切割工具，還是基片，或是切割工具和基片兩者沿單條凹槽和從一條凹槽至下一條凹槽的運(yùn)動(dòng)振幅均可是恒定或是變化的，從而更便于刻劃設(shè)計(jì)者在被刻劃基片的任何部位上按要求進(jìn)行觀察角度的可控?cái)U(kuò)寬。當(dāng)模式為復(fù)合模式時(shí)，它們?cè)谡穹蜷L(zhǎng)度上不必一致。此外，在刻劃三角形微立方體時(shí)，這種可控易變性可引入至一組、兩組或所有三組凹槽中，以及引入至每組凹槽組中的某些或所有凹槽中。
由文中描述的方法進(jìn)行的刻劃可用于按本技術(shù)已知方法制作反光產(chǎn)品。例如，被刻劃的表面可通過(guò)循序漸進(jìn)的生產(chǎn)加以復(fù)制，而復(fù)制品可與或不與未畸變的立方體角列的復(fù)制品組裝在一起。組裝件的無(wú)縫拷貝可通過(guò)諸如電鍍鎳而制造，以形成厚度均勻的工具。具有這樣立方體角單元圖形的工具可用于生產(chǎn)諸如薄層的反光產(chǎn)品。本技術(shù)中已知的這種生產(chǎn)方法包括例如壓花、澆鑄和壓模。本發(fā)明的工具可應(yīng)用于每一這樣的生產(chǎn)方法及其修改方案。
此處已根據(jù)較優(yōu)實(shí)施例及方法論說(shuō)明了本發(fā)明。本技術(shù)的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可對(duì)文中披露的實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)加以修改。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用切割工具通過(guò)向基片表面內(nèi)刻劃若干V形凹槽，在基片表面上制作立方體角單元圖形的方法，所述基片表面位于正交X-Y-Z參考系統(tǒng)的X-Y平面內(nèi)，其中，在刻劃至少一條所述V形凹槽期間，切割工具和基片表面相互相對(duì)地振動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一條所述V形凹槽的所述刻劃期間，所述切割工具和所述基片表面沿Z方向相互相對(duì)地振動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一條所述V形凹槽的所述刻劃期間，所述切割工具和所述基片相互相對(duì)地在X-Y平面內(nèi)橫向于凹槽方向而振動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具尖端的運(yùn)動(dòng)限定平行于X-Y平面的直線凹槽的根部，而切割工具的狀態(tài)則在包含凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具尖端的運(yùn)動(dòng)限定平行于X-Y平面的直線凹槽的根部，而切割工具的狀態(tài)則在垂直于凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具相對(duì)基片的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合波動(dòng)。
7.一種制作反光物品的方法，該方法包括a.應(yīng)用切割工具通過(guò)向基片表面內(nèi)刻劃若干V形凹槽，在基片表面上制作立方體角單元圖形，所述基片表面位于正交X-Y-Z參考系統(tǒng)的X-Y平面內(nèi)，其中，在刻劃至少一條所述V形凹槽期間，切割工具和基片表面相互相對(duì)地振動(dòng)；b.由所述刻劃制作復(fù)制的工具，所述復(fù)制的工具具有所述立方體角單元的圖形；以及c.應(yīng)用所述工具以成形反光物品，該反光物品包括所述立方體角單元的圖形的復(fù)制品。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述至少一條所述V形凹槽的所述刻劃期間，所述切割工具和所述基片表面沿Z方向相互相對(duì)地振動(dòng)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在所述至少一條所述V形凹槽的所述刻劃期間，所述切割工具和所述基片相互相對(duì)地在X-Y平面內(nèi)橫向于凹槽方向而振動(dòng)。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具尖端的運(yùn)動(dòng)限定平行于X-Y平面的直線凹槽的根部，而切割工具的狀態(tài)則在包含凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具尖端的運(yùn)動(dòng)限定平行于X-Y平面的直線凹槽的根部，而切割工具的狀態(tài)則在垂直于凹槽根部的平面內(nèi)振動(dòng)。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，至少一條V形凹槽是這樣刻劃的，即切割工具相對(duì)基片的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合波動(dòng)。
13.一種物品，該物品在其表面上具有由相交的V形凹槽限定的立方體角單元的圖形，所述表面平行于正交X-Y-Z參考系統(tǒng)的X-Y平面而放置，每條V形凹槽包括兩面相交于凹槽根部的凹槽側(cè)壁，其中，至少一條所述V形凹槽是波動(dòng)凹槽。
14.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽根部是一條在某一平面內(nèi)的波動(dòng)曲線，該平面垂直于X-Y平面。
15.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽根部是一條在某一平面內(nèi)的波動(dòng)曲線，該平面平行于X-Y平面。
16.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽根部是一條平行于X-Y平面的直線，還在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽壁是這樣地波動(dòng)，以致凹槽夾角沿著凹槽長(zhǎng)度擴(kuò)張和收縮。
17.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽根部是一條平行于X-Y平面的直線，還在于，所述波動(dòng)凹槽的所述凹槽壁是這樣地波動(dòng)，以致凹槽夾角沿著凹槽長(zhǎng)度基本為常量。
18.如權(quán)利要求13所述的物品，其特征在于，所述波動(dòng)凹槽具有在X-Y-Z參考系統(tǒng)內(nèi)的復(fù)合波動(dòng)。
全文摘要
一種立方體角單元的刻劃，它包括相交刻劃的V形凹槽，其特征在于，至少一條V形凹槽(g)是這樣制作的，即刻劃期間，在基本被刻劃時(shí)，基片和切割工具相互相對(duì)地振動(dòng)。用此方法進(jìn)行的刻劃能設(shè)計(jì)成產(chǎn)生具有更寬發(fā)散的立方體角單元。
文檔編號(hào)G02B5/122GK1514769SQ02811691
公開(kāi)日2004年7月21日 申請(qǐng)日期2002年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月11日
發(fā)明者丹尼斯·I·庫(kù)津, 丹尼斯 I 庫(kù)津, A 希南, 西德尼·A·希南 申請(qǐng)人:艾弗里·丹尼森公司, 艾弗里 丹尼森公司