專(zhuān)利名稱(chēng)：:定向反光片的制作方法本實(shí)用新型屬于一種定向反光器件，具體地說(shuō)，是涉及到一種回歸性定向反光片。目前，我國(guó)用于車(chē)輛等方面的定向反光片一般都采用″角錐矩陣式″光學(xué)結(jié)構(gòu)，其廣角性(指入射光與反射平面法線(xiàn)的夾角)一般均小于±20°，當(dāng)入射光超出這一角度范圍時(shí)，反光片對(duì)這一部份光線(xiàn)就不能進(jìn)行反光，從而也就起不到顯示的作用，這樣勢(shì)必會(huì)影響在不同場(chǎng)合或不同時(shí)間中的使用效果。其次，在現(xiàn)有的采用受光球面和反光球面的定向反光片中，因受光球面和反光球面的半徑僅僅是按照球面折射定律計(jì)算的，沒(méi)有提供修正值，所以，反光強(qiáng)度較差，且因受工藝條件限制，每?jī)蓚€(gè)反光單元的中心間距較大，最小也有8毫米，這就限制了在單位面積中的反光單元數(shù)，從而無(wú)法進(jìn)一步提高反光強(qiáng)度，這也同樣限制了現(xiàn)有反光片的適用范圍。此外，現(xiàn)有反光片在發(fā)光單元的間隙處無(wú)透光性，這樣也就使其不能用于制作透光燈箱中的各種符號(hào)。本實(shí)用新型的目的是為了提供一種廣角性和單位面積的反光強(qiáng)度都有所提高的定向反光片，從而使之有更大的適用范圍。附圖的圖面說(shuō)明圖1本實(shí)用新型中的反光單元的結(jié)構(gòu)圖；圖2本實(shí)用新型中的反光單元的光路原理圖；圖3本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本實(shí)用新型的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)的參見(jiàn)圖1，這種定向反光片一面是底板，另一面是安裝在底板上的反光板，反光板上密集排列著反光單元，反光單元由受光球面和反光球面二部份組成，二者的球心應(yīng)同心。從理論上講，二者的曲率半徑應(yīng)符合球面折射定律r1＝r2(n－1)式中r1受光球面的半徑r2反光球面的半徑n反光單元所采用的材料的折射率從上述公式可知，只有當(dāng)折射率n＝2時(shí)，r1才能等于r2，即使受光球面和反光球面為同一球體的兩個(gè)部份，入射光才能聚焦在球的底面。但是在實(shí)用中，制作反光單元的普通有機(jī)材料的折射率為1.4～1.6，這樣如果受光球面和反光球面仍為同一球體的話(huà)，入射光的聚焦點(diǎn)必然落在球的底面之外。這樣為了滿(mǎn)足上述球面折射定律，就必然要增大r2，即使反射球面設(shè)置在上述球體底面以外的某個(gè)位置，故反射球面的半徑r2必須大于受光球面的半徑r1。參見(jiàn)圖2，由于球面象差的存在，當(dāng)受光球面的半徑r1和反光球面的半徑r2符合球面折射定律時(shí)，如入射光線(xiàn)偏離光軸(圖中穿過(guò)球心O的點(diǎn)劃線(xiàn))較遠(yuǎn)時(shí)，入射光的聚焦點(diǎn)仍會(huì)偏離光軸，而反射光也會(huì)與入射光不平行(如圖中虛線(xiàn)所示)，即隨著入射角α(即入射光進(jìn)入受光球體時(shí)與受光球體法線(xiàn)的夾角)的變化，反射光與入射光之間的夾角θ也會(huì)發(fā)生變化，此角可稱(chēng)為擴(kuò)散角θ。眾所周知，擴(kuò)散角θ是定向反光片的反光特性的決定因素θ角小，則能見(jiàn)距離大，但可見(jiàn)范圍??；θ角大，則能見(jiàn)距離小，可見(jiàn)范圍大。當(dāng)本定向反光片應(yīng)用于不同場(chǎng)合時(shí)，必須先確定適當(dāng)?shù)摩冉?，這就要求在進(jìn)行光路設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)r1和r2作必要的修正，使定向反光片能做成符合各種不同使用場(chǎng)合的形式，而這一點(diǎn)正是實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的關(guān)鍵之所在。根據(jù)光學(xué)原理並經(jīng)復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，可得出r1，r2，θ及α的關(guān)系式為θ＝αrCSin〔n1Sin(4αrCSin(n1Sinα)/(n2)－2α－2αrCSin(n1Sinα)/(n3)＋2αrCSin(r1n1Sinα)/(r2n3))〕式中θ－－－擴(kuò)散角n1－－－受光球體前介質(zhì)的折射率n2－－－受光球體材質(zhì)的折射率n3－－－反光球面前介質(zhì)的折射率α－－－入射角、即入射光與受光球面法線(xiàn)方向的夾角r1－－－受光球面半徑r2－－－反光球面半徑上列方程式適用于所有的回歸性定向反光器件中的光路計(jì)算。上列算式可轉(zhuǎn)化為下列形式(r1)/(r2)＝(n3)/(n1Sinα)·Sin〔1/2(αrCSin(Sinθ)/(n＇)－4αrCSin(n1Sinα)/(n2)＋2α＋2αrCSin(n1Sinα)/(n3))〕此式稱(chēng)為本實(shí)用新型中對(duì)受光球面和反光球面的r1和r2的實(shí)際計(jì)算公式。在上述計(jì)算公式中，我們規(guī)定反射光偏離光軸時(shí)(與光軸無(wú)交點(diǎn))θ為正值；反射光偏向光軸時(shí)(與光軸有交點(diǎn))θ為負(fù)值。在上述計(jì)算公式中，我們只要確定θ，n1，n2，n3后，(r1)/(r2)即為α的函數(shù)，為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，令τ＝(r1)/(r2)＝f(α)，根據(jù)數(shù)學(xué)分析，只有當(dāng)f(α)為極小值f(α)min時(shí)，θ值才能達(dá)到最大值，即予先確定的值。r2的值原則上可以任意設(shè)定，r1＝r2·f(α)min。在反光球面的表面上鍍有反射層，反射層外面施加有保護(hù)層，而在兩個(gè)反光單元的間隙處不鍍以反射層，以形成一個(gè)透光區(qū)域。同時(shí)反光板采用耐候性，透光性好的塑料制成，在塑料中加入各種透明顏料即可獲得不同色彩的反光片。設(shè)定向反光片的外形輪廓可以隨意改變，亦可在反光板上制作各種圖案、文字、字母或數(shù)碼字。下面是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例，通過(guò)對(duì)該實(shí)施例的描述，將使本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和優(yōu)點(diǎn)更為明顯。參見(jiàn)圖1、圖3，本實(shí)施例中的定向反光片由底板〔1〕、反光板〔2〕和反光單元〔3〕構(gòu)成。反光板〔2〕呈平板狀，上面橫、豎依次密集排列有若干個(gè)反光單元〔3〕。反光單元〔3〕由受光球面〔3a〕和反光球面〔3b〕組成。在制作時(shí)，必須使受光球面〔3a〕和反光球面〔3b〕保持嚴(yán)格同心，同時(shí)必須使r1和r2嚴(yán)格符合計(jì)算值。受光球面與反光球面均采用改性聚苯乙稀，並使用特殊的注塑工藝與反光板同時(shí)一次注塑成形。同時(shí)，通過(guò)采用真空蒸鍍或?yàn)R射技術(shù)在反光球面〔3b〕的表面上鍍以反射層〔4〕，反射層可采用鋁、銅或其它合金材料，再利用噴鍍或真空蒸鍍技術(shù)在反射層〔4〕外面施加一層保護(hù)層，保護(hù)層可采用有機(jī)涂料或無(wú)機(jī)涂料，如丙烯酸酯類(lèi)涂料或氧化硅，在反光單元〔3〕之間的空隙處不鍍反射層，以形成一個(gè)透光區(qū)域，從而使反光片既有反光性又有透光性。本反光板采用白色為底色。其外形為長(zhǎng)方形，反光板與底板相連結(jié)，可以粘合或采用其它方法。作為本實(shí)施例的變體，整個(gè)反光片可以做成各種形狀和色彩，反光單元的大小也可以根據(jù)不同的使用場(chǎng)合加以變化，其半徑r1、r2只要符合上述公式中的比例關(guān)系，就不會(huì)影響其反光特性。關(guān)于r1和r2的數(shù)值，下面將給出二個(gè)應(yīng)用實(shí)例實(shí)例一遠(yuǎn)距離夜視反光片在本實(shí)用新型中，定向反光片的受光球面上沒(méi)有涂設(shè)反光膜，故n1＝1，即為空氣介質(zhì)的折射率，在本實(shí)施例中，因?yàn)槭芄馇蛎婧头垂馇蛎婢筛男跃郾揭蚁┲瞥?，故n2＝n3＝1.572，據(jù)國(guó)外有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，遠(yuǎn)距離夜視反光的理想θ值為θmαx＝＋1°，即主要是要求能見(jiàn)距離大，可見(jiàn)范圍較小則關(guān)系不大，此時(shí)如有車(chē)燈照在反光片上，在80米處即可獲得良好的反光效果。根據(jù)上述公式，用數(shù)學(xué)上的逐步逼近法求出的數(shù)值如下<tablesid="table1"num="001"><tablealign="center">α15°16°17°18°19°20°21°τ0.63740.63590.63490.63430.63420.63440.6349</table></tables>可見(jiàn)α＝19°時(shí)，τmin＝0.6342，即(r1)/(r2)＝0.6342，此時(shí)θ可達(dá)理想的θmαx值(＋1°)。從原則上講，r2可以任意設(shè)定，一般越小越好，但在實(shí)際上受到工藝條件的限制，本實(shí)施例采用特殊的模具工藝，r2可達(dá)到2.5毫米，r1可達(dá)到2.5毫米×0.6342＝1.5855毫米，如果按照r1＝r2(n－1)計(jì)算，r1＝2.5×(1.572－1)＝1.43毫米，可見(jiàn)二者差別是較大的。反光單元的中心距離可達(dá)到5毫米，較國(guó)外現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品密集度可以增加一倍以上。但必須注意的是在制造過(guò)程中，受光球面和反光球面的同心度及r1和r2的數(shù)值誤差均應(yīng)小于±0.02毫米。此外，按照本實(shí)施例，透光區(qū)域可占整塊定向反光片的66％，為制作透光燈箱提供了條件。實(shí)例二設(shè)計(jì)裝璜反光片這種定向反光片一般要求可見(jiàn)范圍大，而能見(jiàn)距離較小關(guān)系不大，據(jù)國(guó)外有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，θ的理想值為θmαx＝＋7°，這樣根據(jù)上述公式，用數(shù)學(xué)上的逐步逼近法求得的數(shù)值如下<tablesid="table2"num="002"><tablealign="center">α32°33°34°35°36°37°38°τ0.80770.80660.80600.80580.80610.80670.8078</table></tables>可見(jiàn)α＝35°時(shí)，τmin＝0.8058，即(r1)/(r2)＝0.8058時(shí)，θ可達(dá)理想的θmαx值(＋7°)。如設(shè)r2＝2.5毫米，則r1＝2.5毫米×0.8058＝2.0145毫米。參見(jiàn)圖4，這是本實(shí)施例的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，即用定向反光片作透光燈箱。該透光燈箱包括用金屬或塑料等材料做的箱體〔5〕、支撐桿〔6〕和面板〔7〕。箱體〔5〕和面板〔7〕均不透光，面板〔7〕上按照所需顯示的字母或文字、圖畫(huà)控空，此處為停車(chē)標(biāo)記″PARK″，然后裝上按照″PARK″字樣做成的定向反光片。燈箱中裝有電燈(圖中未畫(huà)出)。夜間，電燈打開(kāi)，燈光可透過(guò)定向反光片中的透光區(qū)域顯示″PARK″字樣，如發(fā)生停電故障，只要車(chē)燈照射在面板〔7〕上，依靠定向反光片仍可以顯示″PARK″字樣，從而減少了發(fā)生故障的可能性。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，這種結(jié)構(gòu)的反光單元在按照實(shí)際計(jì)算公式選取r1和r2后，可將反射光能量的98％集中在4°立體角內(nèi)，同時(shí)反光強(qiáng)度與用按照球面折射定律計(jì)算所得的r1和r2制得的反光片相比，從理論上講可提高17％，在實(shí)測(cè)中也已提高了12％。此外因反光單元之間的中心距離可以縮小到5毫米，這樣就使反光強(qiáng)度進(jìn)一步增加，如白色反光片的反光強(qiáng)度可以達(dá)到70燭光／勒克司／米2。其廣角性比現(xiàn)有反光片的廣角性增加了2倍多，可以達(dá)到±70°，這就使其有效的反光范圍也隨之增大。從而，本反光片顯示出的信息更明亮，可見(jiàn)視野大，適用范圍廣，可靠性強(qiáng)。本反光片的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際使用水平，反光強(qiáng)度達(dá)到美國(guó)L－S－306聯(lián)邦技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。這種定向反光片由于它本身不消耗能源，在燈光照射下強(qiáng)烈地向光源方向反射，從而可使駕駛?cè)藛T看到明亮的反射光，故可用它來(lái)制作改善夜間行車(chē)條件的交通設(shè)施；又由于它即可反光又可透光，可適于制作透光燈箱符號(hào)，即使一旦燈光失靈，它仍可起到一定的符號(hào)顯示作用。用本定向反光片代替現(xiàn)有世界各國(guó)汽車(chē)尾燈中″角錐矩陣式″制作的定向反光片，可避免在尾燈中出現(xiàn)黑斑的弊病。這種反光片可作為道路分隔設(shè)施、環(huán)島、安全路椿、橋梁欄桿、隧道及車(chē)輛安全反光器件，又可用在標(biāo)志符號(hào)、圖案、文字顯示等廣告方面。權(quán)利要求1.回歸性定向反光片，屬于定向反光器件的一種，它由底板、反光板和反光單元構(gòu)成，反光單元密集排列在反光板上，反光板連結(jié)在底板上，反光單元由受光球面和反光球面二部份組成，二者為同心球體，並在反光球面表面上鍍有反射層。本實(shí)用新型的特征在于，上述受光球面的半徑r1和反光球面的半徑r2由下列實(shí)際計(jì)算公式確定(r1)/(r2)=(n3)/(n1Sinα)Sin[1/2(αrcSin(Sinθ)/(n1)-4αrCSin(n1Sinα)/(n2)+2α+2arCSin(n1·Sinα)/(n3))］其中，θ，n1、n2、n3為已知值，故(r1)/(r2)=τ=f(α)，求出f(α)的極小值fmin(α)，並任意設(shè)定r2，則r1=r2·fmin(α)。2.據(jù)權(quán)利要求1所述的定向反光片，其進(jìn)一步的特征在于上述反光板及反光單元由改性聚苯乙烯采用注塑工藝一次成塑，上述r2＝2.5毫米，r1在用作遠(yuǎn)距離夜視反光片時(shí)取值為1.5855毫米，在用作設(shè)計(jì)裝璜反光片時(shí)取值為2.0145毫米，反光單元的中心間距為5毫米。3.據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定向反光片，其進(jìn)一步的特征在于，在上述反光單元的間隙處不鍍從反射層，以形成一個(gè)透光區(qū)域。專(zhuān)利摘要一種回歸性定向反光片。它由底板、反光板和反光單元構(gòu)成，反光單元密集排列在反光板上，反光板連結(jié)在底板上。反光單元由受光球面和反光球面組成，二者必須同心，且二者的中心間距應(yīng)小于8毫米，一般可達(dá)5毫米。反光球面上鍍有反射層，但在兩光反光單元不鍍反射層，使之既有反射性又有透光性。本反光片的廣角性和單位面積的反光強(qiáng)度都有所提高，且有更大的適用范圍。文檔編號(hào)G02B17/02GK85203885SQ85203885公開(kāi)日1986年7月30日申請(qǐng)日期1985年8月29日發(fā)明者葉敬德申請(qǐng)人:深圳大學(xué)信息工程有限公司信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展部導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan