CN102736151A - 改进钻石级反光膜反射光锥的结构及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构设计，所述改进钻石级反光膜反射光锥的结构由一系列反光元素组成，反光元素的三个侧面是通过三条交错的V形刀切割而成的，这三条交错的V形刀互成60度。为了让反光材料反射回来的光形成光锥效果，得到一个理想的光锥或发散的轮廓，让同一类沟槽以一定数量的沟槽重复，一个重复周期内每一个沟槽角不同于临近的沟槽角，且沟槽角的大小成等差增大或减小。其余两类沟槽也以相同的数量和相同的沟槽角重复。不同沟槽角重复的结果是，反光材料上的元素被划分为多个重复大单元，每个大单元里包含了很多形状不同的反光元素。

Description

改进钻石级反光膜反射光锥的结构及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种反光材料技术领域，具体涉及一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构及其加工方法。

背景技术

回归反光材料具有使入射光按原路返回的特性，这种特性不同于镜面反射和漫反射。回归反光材料的这种特性使得它广泛运用于各种交通警示和个人安全等方面。例如车辆上的警告标志或道路上的危险警告标志、交通控制标志和导航标志、广告牌等等。

目前的反光材料有两种类型：具有微球阵列结构的反光材料和具有微棱镜阵列结构的反光材料。微球阵列结构的反光材料又被称作“微珠”阵列结构的反光材料，它的反光层是由很多小微珠构成的，这些微珠均匀紧密的排列在粘合层上，微球的一部分嵌入在粘合层内。微珠型反光材料具有宽的入射角和观察角，但是其回光反射率较低，背面镀金属材料膜的过程相对复杂。中国专利CN2383080Y等介绍了微珠型反光材料的结构。微棱镜阵列结构的反光材料一般由一层薄的透明层（主体层）和表面带有立方体微棱镜的反光层构成。这些标准的立方体微棱镜由三个面构成，这三个面两两互相垂直。根据立方体微棱镜的结构不同可分为截角微棱镜和完整微棱镜。标准截角微棱镜的三个面是等腰直角三角形，而完整微棱镜的三个面是正方形。微棱镜反光材料由于其较好的反光性能而被广泛应用于各个领域。在中国专利CN101738661A、CN1208375A描述了微棱镜反光材料的结构和制作方法。

一般评价回归反光材料特性的好坏有四个指标：各向异性(Orientation)、入射光的广角性(Entrance angularity)、反射光锥的均匀性和结构的可加工性。通过旋转反光元素可以改善各向异性，通过偏转反光元素可以改善它的广角性，通过衍射方式或偏转反光元素的侧面可以改善反射光锥的均匀性，通过合理的设计来减少加工难度和时间，从而改善结构的可加工性。

制造微棱镜反光材料的第一道工序是制造表面带有微几何结构的母模（阳模），母模的表面结构就是最终产品反光元素的几何结构。然后利用这个母模通过合适的技术（例如镍电铸技术）来制作用于生产的模压工具（也就是模具的阴膜），再利用阴膜来压制产品。制造母模的方法有三种：针束捆绑技术、基片组合技术和整体加工技术。

针束捆绑技术就是由很多末端带有微棱镜的几何结构捆绑在一起形成母模。美国专利U.S.Pat.NO.1591572(Stimson)和U.S.Pat.NO.3926402（Heenan）介绍了相关结构和制造方式。针束捆绑技术可以在一个母模中制造很多不同的反光元素，因为母模中的每一个反光元素都是单独制造的。然而这样的技术用于制造微小的反光元素是不现实的，因为需要制造的反光元素有很多而且尺寸非常的小。

基片组合技术由很多窄的基片组合在一起构成母模，这些窄的基片上排列着微几何结构。基片组合技术相对于针束捆绑技术节省了很多劳动力，因为基片组合技术中很少一部分是单独制造。例如一条窄的基片上一般有400—1000个独立元素，而一个针束上只有一个单独的元素。与针束捆绑技术相比，基片组合技术有比较差的设计灵活度。U.S.Pat.NO.6015214(Heenan et al.)；U.S.Pat.NO.5981032(Smith)；U.S.Pat.NO.6057860(Luttrell)介绍了基片组合技术的相关实例。

整体加工技术就是通过一系列V形刀在一个平的工作面上切割，形成带有截角微棱镜结构的母模。这一排排反光元素是由三种类型的V形刀切割而成，这三种V形刀互成60度。这些反光元素的底面都是相同的等边三角形(参见U.S.Pat.NO.3712706(Stamm))。但是这三种V形刀之间的角度也可以不是60度，形成的反光元素是倾斜的(参见U.S.Pat.NO.4588258(Hoopman))。在整体加工技术中，同一排元素的侧面是由同一把V形刀切割形成的。由于这个原因，整体加工技术可以精确的制造出尺寸非常小的反光元素，但是减少了元素结构的设计灵活度，影响了反光材料的整体反光特性。

在实际的运用中，标准的角棱锥反光材料是不可行的。例如，光从汽车的车灯射向由反光材料制作的标志牌，然后光被反光材料按原路反射回车灯，由于人的眼睛和车灯不在同一个位置，因此人看不到标志。只有反射回来的光进入人的眼睛，标志才能被看到。因此，反射回来的光需要是一束发散的光，就像此前提到的反射光锥。在传统的反光材料中，形成光锥的方法有：（1）、使反射元素的面不平整(类似于漫反射)；（2）、通过光的衍射效应。参考U.S.Pat.No.3712706（Stamm）；（3）、改变反光元素的几何结构，使得反光元素的三个二面角偏离正交关系。

H.D.Eckhardt在1971年7月发表关于光学的论文“立方体反光器现象的简单模型”和N.E.Rityn发表的论文“立方体微棱镜的光学原理”揭露了立方体角棱镜散射入射光形成发散光的原理。如文章描述的，旋转反光元素的面，使它的面不是互相垂直或正交的。这样就导致被反光元素反射回来的光分散到不同方向（沿着入射光的反方向为中心分布）。从而得到发散的光。

很多设计努力改变反光材料的结构来提高反光材料的性能，但是仍然有很多缺陷限制了它的使用。企业希望找到更先进的设计结构和制造方法来制造反光材料，让这种反光材料具有很好的反光性能和制造效率。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种具有反光性能的改进钻石级反光膜反射光锥的结构及其加工方法。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

本发明提出一种新的微棱镜反光材料结构，这种结构是由V形刀按特定的方式切割形成的。简而言之，这种反光结构由一系列反光元素（单个反光单元）组成，反光元素的三个侧面是通过三条交错的V形刀切割而成的，这三条交错的V形刀互成60度，V形刀切割过后在工作面上形成V形沟槽。为了让反光材料反射回来的光形成光锥效果，得到一个理想的光锥样式（例如前面提到的所有元素的六点样式的叠加）或发散的轮廓，让同一类沟槽以一定数量的沟槽重复，一个重复周期内每一个沟槽角不同于临近的沟槽角，且沟槽角的大小成等差增大或减小。在一个重复单元内不同沟槽角的数量用Q表示，Q一般不大于20。其余两类也以相同的数量和相同的沟槽角重复。不同沟槽角重复的结果是，反光材料上的元素被划分为多个重复大单元，每个大单元里包含了很多形状不同的反光元素。其中至少有一个反光元素是非标准的，这个非标准的反光元素至少有一个面偏离了标准反光元素的对应面。即使这些反光元素的二面角不都是正交的，但仍然被看作是微棱镜反光元素，因为它在形状和功能上类似于理想的的微棱镜反光元素。

不同形状的反光元素反射入射光得到的六点样式的形状是不同的。本发明制造的反光材料反射得到的光锥样式是由所有不同反光元素反射得到的六点样式的叠加。在本发明中反光元素的六点样式形状是可以被选择的（通过改变反光元素二面角的大小），从而得到理想的光锥样式或散射轮廓。但这种选择是受限制的，因为一条V形槽切割出多个反光元素的面，V形槽切割出两列反光元素的面（两列反光元素分别在V形槽的两边）。如果改变V形槽角度的大小，将改变这两排与V形槽相邻的所有反光元素。尽管设计上有这样的限制，仍然可以通过这样的方式设计出很好的结构。

接下来将详细叙述本发明的反光材料结构，通过特定的方式切割来获得理想的光锥。

一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构，所述改进钻石级反光膜反射光锥的结构由系列排列的棱镜反光元素组成。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

作为优选，所述改进钻石级反光膜反射光锥结构上通过三种类型的V形槽刻画而行成系列排列的棱镜反光元素。

作为优选，所述三种类型的V形槽，所述同一类型的V形槽平行设置。

作为优选，所述同一类型平行设置的V形槽之间的距离相等，其范围是25微米至1000微米。

作为优选，所述同一类型的V形槽以一定数量重复，同一类V形槽的一个重复周期至少有两个不同的槽角。

作为优选，所述同一类V形槽在一个重复周期内的具有不同槽角的V形槽个数不大于20。

作为优选，所述同一类V形槽的一个重复周期内槽角的大小成等差增大或减小。

作为优选，所述槽角的大小变化范围是±1度。

作为优选，所述三种类型的V形槽之间互成60度夹角。

作为上述产品的一种加工方法，本发明还可以是：

一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构的加工方法，所述棱镜式的反光元素通过三种类型的V形金刚石刀交错切割形成棱镜式的反光元素。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：

与现有技术相比，本发明的改进钻石级反光膜反射光锥的结构的优点在于优化钻石级反光膜反射光锥结构，从而使钻石级反光膜反射光锥结构具有以下优点：

（1）用本发明制造的反光材料（如交通标志等），反射入射光得到的光锥样式可以控制，以至于很大一部分光将被需要看到的人看到。例如，我们可以控制光锥光的强度分布以及光锥角的大小。

（2）本发明制造的反光材料具有较好的各向异性，因为在反光材料的结构中有正单元和负单元，负单元相对与正单元旋转了60度，两种相叠加减小了各向异性的不均匀，从而改善了各向异性。

（3）本发明制造的反光材料是通过整体加工方式制造母模，V形刀在切割工作面时是沿直线运动，因此可以精确的切割出反光元素。另外相对于针束捆绑技术和基片组合技术，整体加工技术可以大大减少劳动力，降低成本。

这些特点使得本发明的反光材料具有很好的实用性。

附图说明

图1：截角微棱镜反光材料的层结构图；

图2：部分标准截角微棱镜反光材料反光层的背面图；

图3：图2中一个反光单元的放大图；

图4：图2中B—B的剖面图；

图5：截角微棱镜反光材料的各向异性示意图；

图6：截角微棱镜反光材料各向异性仿真结果图；

图7：截角微棱镜反光材料的广角性示意图；

图8：截角微棱镜反光材料广角性仿真结果图；

图9：截角微棱镜反光材料的光锥形成示意图；

图10a：单个反光元素没有改变二面角时得到的光锥样式图；

图10b：单个反光元素改变一个二面角时得到的光锥样式图；

图10c：单个反光元素改变两个二面角时得到的光锥样式图；

图10d：单个反光元素改变三个二面角时得到的光锥样式图；

图11：描述反光元素的二面角与V形槽之间关系的示意图；

图12：本发明具有代表性的截角微棱镜反光材料反光层的背面图；

图13：图12中C—C的剖面图；

图14：本发明沟槽角的不同个数Q为4时的反光元素详细图；

图15a-15c：本发明沟槽角的不同个数Q为4时，入射角φ为60度，θ分别为0度、15度、30度时形成的光锥样式图；

图16a-16c：本发明沟槽角的不同个数Q为4时，入射角θ为20度，φ分别为0度、30度、60度时形成的光锥样式图；

图17：本发明沟槽角的不同个数Q为3时的反光元素详细图；

图18a—18c：本发明沟槽角的不同个数Q为3时，入射角φ为60度，θ分别为0度、15度、30度时形成的光锥样式图；

图19a—19c：本发明沟槽角的不同个数Q为3时，入射角θ为20度，φ分别为0度、30度、60度时形成的光锥样式图。

图20a—20c：本发明沟槽角的不同个数Q为4时，入射角φ为60度，θ分别为0度、15度、30度时形成的光锥样式图；

图21a—21c：本发明沟槽角的不同个数Q为4时，入射角θ为20度，φ分别为0度、30度、60度时形成的光锥样式图。

图22a—22c：本发明沟槽角的不同个数Q为3时，入射角φ为60度，θ分别为0度、15度、30度时形成的光锥样式图；

图23a—23c：本发明沟槽角的不同个数Q为3时，入射角θ为20度，φ分别为0度、30度、60度时形成的光锥样式图。

图中：

反光材料100、保护层110、主体层120、反光层130、密封层140、粘接层150、剥离纸层160；

前表面111、反光元素112、气囊113、支座114；

反射材料10、沟槽11、沟槽12、沟槽13、沟槽角轴线18、面21、面22、面23、线24、线25、线26、反光元素27；

沟槽类型M、沟槽类型N、沟槽类型O、沟槽m1、沟槽m2、沟槽m3、沟槽m4、沟槽n1、沟槽n2、沟槽n3、沟槽n4、沟槽O1、沟槽O2、沟槽O3、沟槽O4、沟槽角数量Q、沟槽角的差值β、入射光的方向(θ，φ)

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明中提到的“反光元素”是指反光材料的反光层表面的立方体结构，如图2的（27）是单个反光单元；提到的“微棱镜反光材料”是指其反光层具有立方体的微棱镜结构的反光元素，根据反光元素的结构不同可以分为截角微棱镜反光元素和完整微棱镜反光元素。标准的截角微棱镜反光元素的特点就是组成元素的三个面是等腰直角三角形且两两互相垂直，而组成标准的完整微棱镜元素的三个面是正方形且两两互相垂直。在本发明中涉及的是截角微棱镜。这样的反光材料有时也被称作“反光板”或“反光膜”；提到的“反射光锥”是指入射光被反射材料反射回来，以入射光的反方向发散形成锥形的光，这种锥形的光称作反射光锥；提到的“V形刀”是指制作母模时采用的类似于V形结构的金刚石刀具。

为了得到一个理想的光锥效果，本发明在截角微棱镜反光材料的基础上提出了一种新型的结构，这种结构不仅可以产生理想的光锥效果，还具有良好的可加工性，大大的降低制造成本，提高工作效率。

如图1所示，本发明制造的反光材料100包含：保护层110、主体层120、反光层130、密封层140、粘接层150、剥离纸层160。保护层是用来保护反光材料避免受到外界环境的破坏（例如外应力的刮痕、油渍和水聚集在表面影响反光材料的回光反射率，阻挡紫外线，缓解反光材料的老化等等。）；主体层和反光层一般是一起通过模压的方法制造的，其材料相同都是透明的，反光层的下表面带有很多微棱镜的反光元素112，这些反光元素具有把入射光返回的功能；密封层又称“支撑层”，它的作用是与反光层相连接并在中间产生密封的气囊113，在支座114处与反光层连接，连接的方法有超声波焊接，热焊接等；粘接层是由具有粘性物质构成的，例如压敏胶、热熔胶等。可以直接粘在需要粘贴的地方；剥离纸层的作用是保护粘接层，在使用前先将剥离纸层揭开。如图所示入射光从前表面111进入，经过保护层和主体层，然后进入反光层，经过反光元素112的三个反射面作用，然后按原方向返回。

图2描述的是标准截角微棱镜反光材料反光层的背面图，在反射材料10的背面有很多紧密排列的微棱镜反光元素。如图2所示，这些反光元素是由三种类型的V形刀切割而成的，三种V形刀切割过后形成三种类型的V形槽。这三种V形槽分别用M、N、O代表，同一方向的V形槽属于同一类型（例如沟槽11都在同一方向，同属于O类的V形槽，同样沟槽12属于M类的V形槽，沟槽13属于N类的V形槽）。如图所示，M类的V形槽与Y轴平行，N类的V形槽与x轴之间的夹角成30度，O类的V形槽与x轴之间夹角成150度，三种V形槽之间互成成60度角。这三种类型的的V形槽都是等间距的（例如，沟槽11之间的距离、沟槽12之间的距离和沟槽13之间的距离都为d。反光元素的尺寸是由V形槽之间的距离和V形槽角度决定的，反光元素与基底相交的H一般为25微米至1000微米。

所述同一类V形槽的一个重复周期内槽角的大小成等差增大或减小。所述槽角的大小变化范围是±1度。

如图3所示，标准截角微棱镜反光材料的反光元素27由三个面组成，这三个面两两互相垂直，其两个面相交与一线，故有三条线，反光元素的底面是一个等边三角形。如图2，反光元素27由面21、22、23构成，这些面都是由V形刀切割而成。例如，面21是由M类的V形刀切割而成，面22是由N类V形刀切割而成，面23是由O类V形刀切割而成。正如之前提到的，V形刀切割过后形成V形槽，两条不同类型的V形槽相交于一条线，并形成一个二面角，这个二面角的大小由V形槽的角度决定的。例如，M类型的沟槽12与N类型的沟槽13相交于反光元素的线24，并形成了一个二面角。这个二面角的大小是由这两个沟槽角的大小决定的；M类型的沟槽12与O类型的沟槽11相交于反光元素的一条线(26)，并形成一个二面角，这个二面角的大小由这两个沟槽角的大小决定的；O类型的沟槽11与N类型的沟槽13相交于反光元素的一条线25，并形成一个二面角，这个二面角的大小是这两个沟槽角的大小决定的。在标准截角微棱镜反光材料的反光元素中，这些二面角的大小为90度，我们称这样的反光元素为标准反光元素。

如图4，是图2B—B的截面图，描述的是标准截角微棱镜反光材料的V形槽结构，m1、m2、m3、m4分别是四条沟槽，都属于M类型的沟槽，与图2中M类沟槽对应。他们的沟槽角都相等，其大小为70度32分。在这里将70度32分定义为V形槽的标准角，因为这个角度的沟槽可以使反光元素的二面角为90度（换句话说就是V形槽是70度32分，可以得到标准的反光元素）。18是沟槽角的轴线，它平分沟槽角并垂直于底面。

众所周知，评价反光材料结构的好坏有四个指标：入射光的各向异性(Orientation)、入射光的广角性(Entrance angularity)、反射光锥的均匀性和结构的可加工性。

如图5所示，描述的是反光材料入射光的各向异性示意图，入射光的方向由

表示。所谓的各向异性就是在角θ不变的情况下，入射光以Z轴为轴旋转360度，也就是

角由0度变为360度的过程。此时每一个

对应一个回光反射率，由于反光材料特殊的结构，每一个

对应的回光反射率都不相同，然后把所有的回光反射率标在一个坐标系上。

如图6是截角微棱镜反光材料各向异性仿真结果图，其入射光的θ角分别为10度、20度、30度，图中圆的半径大小代表回光反射率的大小，圆周围的数值代表

角的大小。从图中可以看到在

在30度、90度、150度、210度、270度、330度时的回光反射率要小于其他角，尤其是在入射角的θ增大时，表现的越明显。最理想的各向异性仿真结果图是所有的回光反射率都相等或接近。

如图7所示，描述的是截角微棱镜反光材料的广角性示意图，所谓的广角性就是入射光在

角不变的情况下，θ角变化，变化范围为0度到90度。同样，一个θ角对应一个回光反射率，然后把所有的回光反射率标在一个坐标上。如图8，是截角微棱镜反光材料广角性仿真结果图，其入射光的

角为30度。横坐标代表θ角的大小，纵坐标代表回光反射率的大小。从图中可以看到，随着θ角度的增大，回光反射率减小。理想的结果是所有的回光反射率都相等或接近（减小的越平缓越好）。

根据背景知识可以知道形成光锥的方法有三种：（1）、使反射元素的面不平整(类似于漫反射)（2）、通过光的衍射效应。（3）、改变反光元素的几何结构，使得反光元素的三个二面角偏离正交关系。在本发明中，就是通过改变二面角的大小来获得理想光锥效果的。如图9所示，描述的是截角微棱镜反光材料的光锥形成示意图。入射光沿一定的方向射入反光材料，经过反光材料作用后，光沿着入射光轴线（入射光入射方向的线为入射光轴线）以发散光的形式反射回来，像这样发散的光称为反射光锥，一般光锥的角度小于1度。这种光锥在实际的运用当中是很必要的。当光从车灯射向由反光材料制作的标志牌，然后返回车灯。司机的眼睛和车灯不在同一个位置，因此看不到标志牌，而有了这种特殊的光锥效果之后，司机就能够看到标志牌。在实际应用中，我们不会采用标准的具有微棱镜阵列结构的逆反射膜材料。因为当一束准直的光入射到标准的具有微棱镜阵列结构的逆反射膜材料的表面后，反射回来的光将沿着入射光的方向返回，并不会形成一个1度左右的反射光锥，因此标准的具有微棱镜阵列结构的逆反射膜并没有实用价值，但是它的结构特点和反光特性是我们研究的基础。

从H.D.Eckhardt在1971年7月发表关于光学“立方体反光器现象的简单模型”的论文和N.E.Rityn发表“立方体微棱镜的光学原理”的论文中我们知道旋转反光元素的面，使它的面不是互相垂直或正交的。这样可以使被反光元素反射回来的光分散成了六个不同方向的光点（沿着入射光的反方向为中心分布）。如图9，我们在入射光轴上建立一个局部坐标，Z轴与入射光轴重合，X轴与世界坐标的X轴平行，Y轴与X轴垂直。然后将返回来的光点标记在坐标内，这样就形成了光锥的仿真结果图。如图10a-10d所示，描述的是二面角改变后的单个反光元素反射入射光后得到的光锥的仿真结果图。图中圆周围的数字来描述光的位置，圆的半径表示光锥的角锥大小，一般光锥的角度小于1度。四个图的入射光角度都是相同的，θ为15度，

为20度。图10a表示的是反光元素的二面角没有改变，经过反射后的光按原路返回，没有偏离入射光轴线；图10b表示的是反光元素的一个二面角增大了9分（相对与标准反光元素的二面角90度），反射光偏离入射光轴线形成了两个光点；图10c表示的是两个二面角都增加9分，反射光偏离入射光轴线形成了四个光点；图10d表示的是三个二面角都增加9分，反射光偏离入射光轴线形成了六个光点。反光元素反射入射光后形成六个点的样式被称作六点样式。光锥样式就是由很多不同六点样式叠加而成的。

我们知道，二面角的大小是由V形槽的角度决定的，换句话说，改变二面角的大小可以通过改变V形槽的角度实现。随着V形槽角度的变化，对应的二面角也会发生变化。如图11是图2单个反光元素（27）的放大效果图。这个反光元素有三个二面角，分别是二面角D1-2、二面角D2-3、二面角D1-3。因为面21、22、23分别是由沟槽11、12、13构成的，因此沟槽11、12、13决定着二面角D1-2、D2-3、D1-3。由图11可知，二面角D1-2由沟槽12、13构成，二面角D2-3由沟槽11、13构成，二面角D1-3由沟槽11、12构成，其中每两个沟槽决定一个二面角。

为了让反光材料反射回来的光形成光锥，得到一个理想的光锥样式（例如前面提到的所有元素的六点样式的叠加）或发散的轮廓，让一类沟槽以一定数量的沟槽重复，一个重复周期内每一个沟槽角不同于临近的沟槽角，且沟槽角的大小成等差增大或减小。在一个重复单元内不同沟槽角的数量用Q表示，Q一般不大于20。其余两类也以相同的数量和相同的沟槽角重复。不同沟槽角这样重复的结果是，反光材料上的元素被划分为多个重复大单元，每个大单元里包含了很多形状不同的反光元素。其中至少有一个反光元素是非标准的，这个非标准的反光元素至少有一个面偏离了标准反光元素的对应面；即使这些反光元素的二面角不都是正交的，但仍然被看作是微棱镜反光元素，因为它在形状和功能上类似于理想的微棱镜反光元素。

图12是本发明具有代表性的截角微棱镜反光材料反光层的背面图，图中有三种类型的沟槽，分别为M、N、O。m1、m2、m3、m4属于M类的沟槽，且沟槽角的大小都不一样，沟槽角的大小成等差增大或减小，他们之间的差值用β表示（β角可以为正也可以为负，当为正值时沟槽角等差增加，当为负值时沟槽角等差减小。）。例如m1是标准的沟槽角，m2为标准沟槽角加上一个β，m3为标准沟槽角加2个β，而m4为标准沟槽角加3个β，然后以这四个沟槽为一个周期重复。同样N、O类的沟槽也按照这种方式重复。不同沟槽角重复的数量用Q可以改变。在这里Q=4，Q值越大，大单元内不同的反光元素越多。

图13为图12中C—C的截面图，用了一种夸张的方式表现了沟槽角的等差变化。图中m1、m2、m3、m4与图8中的m1、m2、m3、m4一致，它们的沟槽角各不相同，线（18）为沟槽轴线，虚线为标准沟槽角。沟槽的两边以沟槽轴线（18）为中心线等量的增大或减小沟槽角，其范围小于±1度。如图，m1与标准沟槽角相同，m2为标准沟槽角加上一个β，m3为标准沟槽角加2个β，而m4为标准沟槽角加3个β。然后以这四个沟槽角重复。

实施例一

图14是本发明具有代表性的反光材料的反光元素结构的详细说明图。在图中每一条线代表一个沟槽，旁边标注的字母代表着对应的沟槽，不同字母的沟槽的角度是不同的。如图14所示，是Q=4时反光元素结构的详细说明图，M类沟槽以m1、m2、m3、m4这四种不同的沟槽角为一个周期重复，N类沟槽以n1、n2、n3、n4这四种不同沟槽角为一个周期重复，O类以O1、O2、O3、O4这四种不同沟槽角为一个周期重复。得到的结果如图14，图中的黑框代表一个大单元，其中不同的反光元素用不同的***数字标记，总共有32个不同的反光元素。图中每一个三角形代表一个反光元素，在图中有两种三角形，分别为右三角形和左三角形，右三角形被称作正单元，左三角形被称作负单元（例如，1至16为正单元，17至32为负单元。）。每个反光元素有三个二面角，这些二面角的大小是由不同沟槽构成的。表1是Q=4，β=6分时沟槽角与二面角的关系：

表1

图15a—15c为Q=4，β=6分时，入射角

中的

为60度不变，θ取0度、15度、30度得到的光锥样式图。从图中可以看到θ角变化时，得到的光锥样式图在光锥角为1度内的光点很均匀，入射角θ的改变没有大的影响光锥样式。用这种结构制造的反光材料反射光后可以得到理想的光锥效果。图16a16c为Q=4，β=6分时，入射角

中的θ为20度不变，

取0度、30度、60度得到的光锥样式图。同样入射角的改变对得到的光锥样式没有大的影响，依然表现良好。

下表2是Q=4，β=-6分时沟槽角与二面角的关系：

表2

当Q=4，β=-6分时得到的光锥的样式图与Q=4，β=6分时得到的光锥样式图是一样的，故不再重复叙述。

实施例二

图17是Q=3时，反光元素结构的详细说明图。M类沟槽以m1、m2、m3这三种不同的沟槽角为一个周期重复，N类沟槽以n1、n2、n3这三种不同沟槽角为一个周期重复，O类以O1、O2、O3这三种不同沟槽角为一个周期重复。如图所示，一个大单元有18个不同的反光元素，其中1至9为正单元，10至18为负单元。下表3是描述Q=3，β=6分时沟槽角与二面角的关系：

表3

图18a—18c为Q=3，β=6分时，入射角中的

为60度不变，θ取0度、15度、30度得到的光锥样式图。图19a-19c为Q=3，β=6分时，入射角

中的θ为20度不变，

取0度、30度、60度得到的光锥样式图。

本实施例中Q=3，β=-6分时光锥样式图的结果与Q=3，β=6分时光锥样式图结果相同，故不再重复描述。

实施例三

下表4为Q=4，β=9分时沟槽角与二面角的关系：

表4

图20a—20c为Q=4，β=9分时，入射角

中的

为60度不变，θ取0度、15度、30度得到的光锥样式图。从图中可以看到θ角变化时，得到的光锥样式图在光锥角为1度内的光点很均匀，入射角θ的改变没有大的影响光锥样式。用这种结构制造的反光材料反射光后可以得到理想的光锥效果。图21a—21c为Q=4，β=9分时，入射角

中的θ为20度不变，取0度、30度、60度得到的光锥样式图。与Q=3时的光锥样式图比较可以发现，Q=3时的光锥样式图没有Q=4时光锥样式图好，形成的光点不是很均匀。这样在实际运用中就会有忽明忽暗的视觉效果，影响司机读取警示牌的信息。

同样本实施例中β=-9分时的光锥样式图结果与β=9分时光锥样式图结果相同，故不再重复描述。

实施例四

下表5为Q=3，β=9分时沟槽角与二面角的关系：

表5

图22a—22c为Q=3，β=9分时，入射角中的

为60度不变，θ取0度、15度、30度得到的光锥样式图。图23a—23c是入射角中，当θ为20度不变，

取0度、30度、60度得到的光锥样式图。

本实施例中β=-9分时光锥样式图结果与β=9分时光锥样式图结果相同，故不再重复描述。

另外本发明还具有很好的加工性，相比于针束捆绑技术和基片组合技术，整体加工技术是最省劳动力和成本的。在本发明中只需要Q种不同角度的V形金刚石刀具，可以很快的加工出母模。在整体加工中，V形金刚石刀具是按直线方向移动，因此可以精确的切割出非常小的反光元素，这保证了设计结构的可行性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述改进钻石级反光膜反射光锥的结构由系列排列的棱镜反光元素组成。

2.根据权利要求1所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述改进钻石级反光膜反射光锥结构上通过三种类型的V形槽刻画而行成系列排列的棱镜反光元素。

3.根据权利要求2所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述三种类型的V形槽，所述同一类型的V形槽平行设置。

4.根据权利要求3所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述同一类型平行设置的V形槽之间的距离相等，其范围是25微米至1000微米。

5.根据权利要求3所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述同一类型的V形槽以一定数量重复，同一类V形槽的一个重复周期至少有两个不同的槽角。

6.根据权利要求5所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述同一类V形槽在一个重复周期内的具有不同槽角的V形槽个数不大于20。

7.根据权利要求5所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述同一类V形槽的一个重复周期内槽角的大小成等差增大或减小。

8.根据权利要求7所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述槽角的大小变化范围是±1度。

9.根据权利要求2至8任意一项所述的改进钻石级反光膜反射光锥的结构，其特征在于，所述三种类型的V形槽之间互成60度夹角。

10.一种改进钻石级反光膜反射光锥的结构的加工方法，其特征在于，所述棱镜式的反光元素通过三种类型的V形金刚石刀交错切割形成棱镜式的反光元素。

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