CN1086981C - 反光立体角片材所用模具及该模具的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种用来制造多个使用在模具中的薄片(10a、b、c、d、e、f、g、h)的方法，所述模具适用于形成反光立体角制品。每一薄片具有对置的第一和第二主表面，所述两表面之间形成一第一参考平面。每一薄片还包括一将第一和第二主表面连接起来的工作面。所述工作面形成一基本平行于所述工作面并垂直于所述第一参考平面的第二参考平面以及一垂直于所述第一参考平面的第三参考平面。所述方法包括以下步骤：(a)对一组件内的多个薄片进行取向，以使它们各自的第一参考平面彼此相互平行，并设置得与一固定参考轴线呈一第一角度；(b)在所述多个薄片的工作面上形成多个立体角单元，其中，所述多个立体角单元具有三个大体相互垂直的侧面，这些侧面彼此相交而形成一立体角单元顶峰；以及(c)从所述组件中除去多个薄片(10c，f)，以改变所述模具表面的构造。

Description

反光立体角片材所用模具及该模具的制造方法
                        发明领域
本发明总的涉及适用来形成由多个薄片制成的立体角反光片材的模具，本发明还涉及一种用来制造该模具的方法，以及用这些模具形成的反光片材，所述模具采用牺牲薄片的办法，从而能以一种理想方式来改变结构化表面的构造。
                         发明背景
反光材料的特征是，能改变入射光的方向使之朝着原始光源返回。这一特性使反光片材能被广泛地应用于各种希望引人注意的场合。反光片材经常用于平的、刚性的制品，例如道路标记和路障；但是，它们也往往用于不规则的或柔性的表面。例如，可以将反光片材粘附于一需要该片材覆盖住波纹形和突出的铆钉的卡车拖车的侧部，或者可以将片材粘附于诸如道路工的安全背心或其它安全衣物之类的柔性体部分。在下层表面为不规则的或柔性的情况下，反光片材最好是能与下层表面相吻合，并且不会牺牲反光性能。此外，反光片材经常需要成卷地包装和运输，因而需要片材有足够的柔性以卷绕到一芯轴上。
两种已知类型的反光片材是微球型片材和立体角片材。微球型片材有时又称作“珠形片材”，它采用了多个微球体，这些微球体一般至少部分地嵌入一粘结剂层，并具有相关的镜面或漫反射材料(例如，颜料颗粒、金属薄片或蒸镀层等)以反射入射光线。美国专利No.3,190,178(McKenzie)、4,025,159(McGrath)和5,066,098(Kult)揭示了这样的例子。有利的是，通常可以将微球型片材粘附于波纹状或柔性的表面。还有，由于珠形反光片具有对称的几何结构，当围绕一垂直于微球型片材表面的轴线旋转时，该片材可显示取向比较均匀的总的返回光。因此，这样的微球型片材对片材置放在一表面上时其取向的敏感程度相对较低。然而，总的来说，与立体角片材相比，这种片材的反光效率较低。
立体角反光片材包括一本体部分和一结构化的表面，前者具有一基本上平的基础平面，后者包括与基础平面相对的多个立体角单元。每个立体角单元包括三个基本上相互垂直的光学表面，它们相交在一单个的基准点或顶点上。立体角单元的底部可作为让光线进入立体角单元的孔径。使用时，入射到片材基础平面上的光线在片材的基础平面上折射，同时透射过设置在片材上的立体角单元的底面，并且在立体角单元的三个垂直的立体角光学面中的每一个面上发生反射而重新射向光源。立体角单元的对称轴线(又称作光轴)是穿过立体角顶点延伸的轴线，它与立体角单元的三个光学面形成相等的角度。立体角单元可对大致沿光轴入射到单元底部的光线显示出最高的光学效率。由一立体角反射件向后反射的光线数量会随着入射角度偏离光轴而变少。
立体角反光片材的最大反光效率是在片材结构化表面上的各立体角单元之几何结构的函数。在立体角技术中，用术语“有效面积”和“有效孔径”来表示可将入射到立体角单元底部的光线向后反射的那一部分单元。关于如何确定一立体角单元的有效孔径的问题不在本发明的范围之内。1971年7月7日的《Eckhardt，Applied Optics》v.10，n.7第1559-1566页上描述了一种可用来确定立体角几何结构的有效孔径的方法，授予Straubel的美国专利835,648号也揭示了有效孔径的概念。对某一给定的入射角度，可以这样来确定有效面积，即再将三个立体角面在一垂直于折射光的平面上的投影与第三反射图象表面在同一平面上的投影拓扑相交来确定有效面积。术语“有效面积百分比”是有效面积除以立体角表面之投影的总面积。反光片材的反光效率直接与片材上的立体角单元的有效面积百分比相关。
另外，反光片材的反光图案的光学特性部分地是各立体角单元的几何结构的函数。因此，立体角单元的扭曲变形会导致片材的光学特性也发生相应的扭曲变形。为了抑制不希望有的物理变形，反光片材的立体角单元通常是用具有相对较高的弹性模量的材料制成的，所述材料的弹性模量要足以抑制各立体角单元在片材挠曲或弹性拉伸的过程中所发生的物理变形。如上所述，人们经常希望反光片材的柔性足以允许它粘附于一波纹状的或本身为柔性的基体上，或者允许反光片材卷成一卷以便于保存和运输。
立体角反光片材传统上是这样制造的，即，先制造一个母模，它包括一种由所需的立体角单元的几何结构所形成的图案，图案可以是阴的或阳的。可以采用镍的电镀、化学蒸汽沉积或物理蒸汽沉积的方式来复制该母模，以便产生用于形成立体角反光片材的工具，授予Pricone等人的美国专利5,156,863综述了用于形成立体角反光片材制造工具的方法。用于制造该母模的方法包括已知的诸如模块拼合(pin-bundling)技术、直接机加工技术和层压技术。每一种技术都有其优点和缺点。
在模块拼合技术中，是将多个小模块组装在一起而形成一立体角反光表面，每个小模块都有一个具有一定几何结构的端部。美国专利1,591,572(Stimson)、3,926,402号(Heenan)3,541,606(Heenan等人)和3,632,695号(Howell)描述了这样的例子。模块拼合技术可以在一单个模具内形成种种立体角几何结构。然而，对制造小型立体角单元(例如小于大约1.0毫米)而言，显得不太经济，而且在技术上不太实用。
在直接机加工技术中，是在一单一基片上形成一系列的槽以构成若干个立体角单元，美国专利3,712,706(Stamm)和4,558,258(Hoopman)揭示了这样的例子。直接机加工技术能精确地机加工非常小的立体角单元，例如小于1.0微米左右，这些单元可用于制造柔性反光片材。然而，目前采用直接机加工技术不可能产生在较小入射角情况下具有很高有效孔径的立体角几何结构。例如，在美国专利3,712,706中，立体角几何结构的理论最大总返回光是大约67％。
在层压或叠层技术中，是将多个薄片组合起来而形成一立体角反光表面，每个薄片都有一个具有一定几何形状的端部。德国临时公告(OS)1917292、国际公告WO94/18581(Bohn等人)、WO97/04939(Mimura等人)和WO97/04940(Mimura等人)都揭示了模制的反光件，其中在多个薄片上形成一开槽表面。随后将这些薄片倾斜某一角度，并使每一第二片横向移动。该过程可产生多个立体角单元，每个单元都由片的两个被机加工面和一个侧面构成。授予Gubela的德国专利DE4236799揭示了一种用于生产模制工具的方法，该模制工具具有一用于生产高效立体角的立体角表面。在一条带一边的整个长度方向上，沿第一方向磨削或切削出一个斜面。随后，沿第二方向形成多个槽，从而在该条带上形成立体角反射器。最后，在条带的两侧垂直地形成多个槽。授予Gubela的德国临时专利4410994 C2是一个相关的专利。
立体角反光片材通常是由一种基本透光的聚合物基片构造而成，所述基片具有一基本平面状的前表面和多个位于其背面上的立体角单元。所述基片通常还包括一背衬片，它具有一种适当的粘接剂或其它设施，以将所述片材粘附于一所需物体上。
在反光技术领域中，术语‘入射斜度’是用来描述随入射光的入射角度而变化的片材反光效率的，诸如ASTM E808-94描述后向反射的标准方法所描述的那样。立体角反光片材的入射斜度通常是离一垂直于片材的平面状表面的轴线的入射光的入射角的函数，并且是片材取向的函数。
通常，在增强立体角反光片材在入射角较大情况下的入射斜度(即反光效率)和增强立体角反光片材在入射角较小情况下的反光效率之间是有矛盾的。因此，当人们对立体角片材作改进以增强其入射斜度时，当光线以下述入射角入射在片材上时，即，与一垂直于所述片材的轴线的夹角小于大约10度至大约20度，这种立体角片材的反光性能通常会降低。这种反光性能的降低削减了反光片材在一些应用场合中的实用性。因此，在本技术领域中，人们要求反光片材能具有较强的入射斜度性能，而同时不会使反光效率在入射角较小的情况下有显著降低，并且还需要一种制造这种反光片材的技术。
                    发明概要
本文所揭示的较佳反光片材具有一增强的入射斜度，而不会显著降低光线在以相对较小的入射角入射在所述片材上这一情况下的反光效率。本文还揭示了几种用来制造这种反光片材的较佳方法，这些方法包括那些用来制造一种适用于形成由多个薄片制成的反光片材的母模的方法。有利的是，根据这些方法制造的母模能制造这样一种反光立体角片材，该反光立体角片材在入射光以较小入射角入射在片材上的情况下仍能呈现出接近100％的反光效率。较佳的制造方法能制造出宽度约为0.050毫米至0.25毫米的立体角反光单元，从而可使所述片材具有柔性。本发明还揭示了几种对由多个薄片形成的模具进行制造的有效且成本较低的方法。
在一实施例中，揭示了一种用来制造多个使用在一模具中的薄片的方法，所述模具适用于形成反光立体角制品。每一薄片具有对置的第一和第二主表面，所述两表面之间形成一第一参考平面。每一薄片还包括一将第一和第二主表面连接起来的工作或加工面。所述工作面形成一基本平行于所述工作面并垂直于所述第一参考平面的第二参考平面。一第三参考平面被形成得垂直于所述第一参考平面和第二参考平面。所述方法包括以下步骤：对一组件内的多个薄片进行取向，以使它们各自的第一参考平面彼此相互平行，并设置得与一固定参考轴线呈一第一角度。在所述多个薄片的工作面上形成多个立体角单元，其中，所述多个立体角单元具有三个大体相互垂直的侧面，这些侧面彼此相交而形成一立体角单元。从所述组件中除去多个薄片的一部分，以改变所述模具表面的构造。
在所述模具表面上形成多个立体角单元的步骤包括以下步骤：形成两个次槽组，所述次槽组横向穿过所述多个薄片的工作面，并相交而形成各立体角单元的第一底角β1。形成一个主槽组，所述主槽组在相应诸薄片的主表面之间延伸与所述次槽组的各槽相交，而形成各立体角单元的第二底角β2和第三底角β3。在一实施例中，在形成主槽组之前，从所述组件中除去多个薄片，以改变模具表面的构造。
在其中所述第一角度大于0的另一实施例中，可以将所述立体角单元形成得具有两个槽组。在模具表面上形成多个立体角单元的步骤包括以下步骤：在每一薄片的工作面内形成一包括至少两个平行且相邻的V形槽的第一槽组。每一相邻槽形成一第一槽面和一第二槽面，所述第一和第二槽面基本垂直地相交，从而在每一薄片上形成一第一参考边缘。在多个薄片的工作面内形成一包括至少一个槽的第二槽组。第二槽组内的每一槽形成一第三槽面，所述第三槽面与所述第一和第二槽面基本垂直地相交，从而形成至少一个立体角单元。在形成第二槽组之前，最好将所述多个薄片定向得使它们各自的第一参考平面彼此相互平行并设置得与固定参考轴线呈一第二角度。可以使多个薄片围绕一垂直于第二参考平面的轴线旋转180°。除去诸薄片的一部分的步骤包括从所述组件中除去多个薄片和/或对一薄片的至少一个主表面进行机械加工。
可以使其中一个或多个薄片在所述组件内转过180°，从而使工作面与相邻的工作面大体上在同一平面内。可以将所述多个薄片定向得使它们各自的第一参考平面彼此相互平行并设置得与固定参考轴线呈一第一角度，将多个薄片夹持在一适当的夹具内，所述夹具形成一基础平面。所述固定参考轴线基本上垂直于所述基础平面。在一实施例中，第一角度的测量值约为0°。在另一实施例中，第一角度的值在大约0°和大约40°之间，较佳的是，大约7°至大约30°。
在另一实施例中，在形成多个立方体单元的过程中，使所述多个薄片定向得使它们各自的第一参考平面彼此平行并以一大于0度的第一角度进行设置。在形成所述多个立体角单元使它们各自的第一参考平面彼此相互平行并以一不同于第一角度的第二角度进行设置的步骤之后，对所述多个薄片进行重新定向。所述第二角度最好小于所述第一角度，较佳的是0度。
形成多个立体角单元的步骤包括将最接近多个薄片的工作面的所述多个薄片的某些部分除去。将所述多个薄片中的每一薄片的某些部分除去的步骤包括一种从刻线、快速切削、研磨和铣削中选择出来的材料去除技术。一槽组内的各相邻槽在所述薄片工作面内的槽深可以是不同的。在多薄片的工作表面内，槽组的相邻槽之间的距离是可以改变的。在机械加工阶段以及随后的模具形成过程中，在相邻薄片之间最好在所述各主表面之间保持一平面界面，从而可以将因对薄片进行搬动而产生的不对齐问题和损坏现象减至最低限度。
所述第一底角β1的值在大约0°和大约60°之间，较佳的是在大约10°和大约45°之间，最佳的是在大约24°和大约40°之间。可以在每隔第n个薄片内形成一主槽组，其中，n是一个大于1的数字。立体角单元通常是设置成彼此相对的各对。在另一实施例中，各立体角单元的光轴大体上是相互平行的，以提供取向角约在360°范围内的不对称的总反光。
除去多个薄片的步骤包括从相应工作面内没有一主槽的那一组薄片中选择除去薄片的步骤。所述方法还包括以下步骤：对各工作面内上具有一主槽的多个薄片进行重新组装，以形成一包括多个立体角单元段的模具表面。各立体角单元段最好具有各立体角单元的较多的光学有效部分。
本发明方法最好还包括对所述模具的工作面进行复制，以形成多个立体角单元的一阴复制件，所述阴复制件适于用作形成反光制品的模具。本发明还揭示了一种模具，它包括根据本发明方法所制造的多个立体角单元的一阴复制件。本发明还揭示了了一种形成反光片材的方法，它包括：提供所述的较佳模具；以及在所述模具内形成一反光片材。
一种用来制造一适于形成反光立体角制品的模具的方法，它包括以下步骤：提供一具有多个薄片的组件。在多个薄片的一工作面内形成多个立体角单元。多个立体角单元的每个的一部分最好延伸横穿过两个或多个薄片的一部分，其中每一立体角单元包括三个相互垂直的侧面，这些侧面相交形成一立体角单元。从所述组件中除去含有立体角单元的较少光学有效部分的多个薄片。
一种适于在形成立体角制品中使用的较佳母模，所述母模包括多个在一组件内彼此相邻设置的薄片。各薄片包括一具有微观结构的工作面，所述工作面包括多个立体角单元段。每一立体角单元段与一全成形的截头立体角单元的一部分相对应。所述薄片的厚度最好约为0.05毫米至大约0.25毫米。
本发明还揭示了一种改进的较佳反光片材，它可以提高在较大的入射角情况下的反光效率，同时还可以保持低入射角情况下具有较高的反光效率，所述片材包括一具有一基础平面和一与所述基础平面相对的结构化表面的基底层，所述结构化表面包括多个全成形截头立体角单元的光学相对立体角单元段，所述立体角单元段主要包括一具有一设计入射角和取向角的全成形截头立体角的光学有效部分。
                  附图简要说明
图1是适于在本发明方法中使用的单层薄片的立体图。
图2是多个薄片的立体图。
图3是在形成两槽组之后的工作面的俯视图。
图4是沿图3所示的工作面的平面I-I截取的侧视剖视图。
图5是沿图3所示工作面的平面II-II截取的侧视剖视图。
图6是沿图3所示工作面的平面III-III截取的横剖视图。
图7是在形成了第三槽组之后的图6所示工作面的俯视图，所述第三槽组在所述工作面内形成多个立体角单元。
图8是图7所示的多个立体角单元的俯视图，图中阴影部分是为了说明那些具有一设计入射角和定向角的较强光学有效的部分。
图9是从图8所示组件中除去多个薄片而形成的多个光学相对立体角单元段的俯视图。
图10是在形成了第三槽组之后的图6所示工作面的俯视图，所述第三槽组可在根据另一实施例的工作面内形成多个立体角单元。
图11是从图10所示组件中除去多个薄片而形成的多个光学相对立体角单元段的俯视图。
图12是在根据另一实施例的方法中使用的多个薄片的侧视图。
图13是在所述工作面内形成了两槽组之后的图12所示薄片的侧视图。
图14是在所示工作面内形成一第三槽组之后的图13所示薄片的侧视图。
图15是图14所示工作面的俯视图。
图16是从图15所示组件中除去多个薄片并重新进行定向而形成的多个光学相对立体角单元段的俯视图。
图17是图16所示的一组薄片的侧视图。
图18是图16所示的一组薄片的俯视图。
图19是以一第一方向取向的所述多个薄片的端视图。
图20是在第一次机加工作业之后的所述多个薄片的侧视图。
图21是在第二次机加工作业之后的所述多个薄片的端视图。
图22是一示意性立体角单元的示意图。
                 较佳实施例的具体描述
为了清楚起见，在描述本发明的较佳实施例时将采用一些专用术语。但是，不应认为本发明仅限于所选定的专用术语，而应予理解的是，所选定的每一术语均包含所有在功能上相类似的等效技术。于同一日提出的有关申请包括：立体角片材模具及其制造方法(美国专利申请No.08/886074)；反光立体角片材模具以及由此形成的片材(美国专利申请No.08/886998)；由高度倾斜的立体角单元构成的倾斜型反光片(美国专利申请No.08/887389)；反光立体角片材模具及其制造方法(美国专利申请No.08/887074)；以及双取向的反光片材(美国专利申请No.08/887006)。
较佳实施例可以采用多种尺寸和形状的反光单元，诸如全立体角单元和截头立体角单元。一阵列中的相邻的截头立体角单元的底缘通常在同一平面内。在一阵列中相邻的全立体角单元的底缘则不都在同一平面内。对一给定量的倾斜度全立体角单元所具有的总回光量比截头立体角单元的为高，但是，在较大的入射角时，全立体角单元很快损失总返光量。全立体角单元的一个优点是：在小入射角时，它具有较高的总返光量，而在较大的入射角时，其性能也不会有太大的损失。
一立体角配对阵列的预期总回光量(TLR)可由已知的百分有效面积和光线强度来计算。光线强度可以因前表面损失和后反光光线的三个立体角表面中每一表面的反射而降低。总回光量定义为百分有效面积和光线强度的乘积，或者定交为被后向反射的总入射光百分比。对直接机加工的立体角阵列的总回光量的讨论可参阅美国专利3,712,706(Stamm)。
下面将结合图1至图11对一薄片的一较佳实施例和制造所述薄片的方法进行描述。图1示出了一种在适于用来形成反光片的模具的制造中较为有用的、有代表性的薄片10。薄片10包括一第一主表面12和一对置的第二主表面14。薄片10还包括一工作面16和一在第一主表面12和第二主表面14之间延伸的对置的底面18。薄片10还包括一第一端面20和一对置的第二端面22。在一较佳实施例中，薄片10是一其中对置表面基本相互平行的直角矩形多面体。但是，应予理解的是，薄片10的对置表面不一定是要相互平行的。
为了描述清楚，可以通过叠加一笛卡尔坐标系来说明薄片10在三维空间内的各特征。将一第一基准平面24定位在主表面12和14的中心处。一也可称为x-z平面的第一基准平面24以y轴作为其法向矢量。一也可称为x-y平面的第二基准平面26与薄片10的工作面16基本共平面地延伸，并以z轴作为其法向矢量。将一称为y-z平面的第三基准平面28定位在第一端面20和第二端面22的中间位置，并以x轴作为其法向矢量。为了清楚起见，下面将结合如本文所指出的笛卡尔参考平面来对各较佳实施例的各种几何特征进行描述。但是，应予理解的是，这种几何特征也可以利用其它的坐标系或结合所述薄片的结构来加以描述。
较佳的薄片是由一种能保持精确容差的、尺寸稳定的材料制成的。所述薄片可以由多种材料构造而成，诸如可机加工的塑料(例如，聚对苯二甲酸乙酯，聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯)和包括黄铜、镍、铜和铝在内的金属。所述薄片的物理尺寸主要是受机加工的限制条件所约束的。所述薄片的厚度最好是至少0.1毫米，其高度是在5.0和100.0毫米之间，其宽度在10和500毫米之间。以上这些测得值仅仅是为了说明的目的而提供的，它们不应该认为是限制于这些数值的。
具有三个基本直角的内二面角的多个立体角单元形成在薄片10的工作面16上。所述立体角单元最好延伸得横过两或多个薄片。通过有选择地除去薄片，可以除去所述各立体角单元的某些部分。在一片薄片上，一立体角单元的那一具有三个相互垂直的光学表面的部分被称为立体角单元段。立体角单元的除去部分通常都不具有三个相互垂直的光学表面，因此，它们不是所述立体角单元段。较强光学有效立体角单元段的密度是集中起来的，从而可以增强光学性能。在机加工过程中以及后来由此形成的模具内，主表面12、14之间有一平面状界面保持在相邻薄片之间，从而可以将因对薄片搬动而造成的不对齐问题和损坏现象减至最低限度。
图2-图9示出了一种用来形成多个薄片的方法，所述薄片适于在一适用于形成反光片的模具内使用。简言之，将多个立体角单元形成在多个薄片的工作面内，此时将所述薄片固定在一组件内。最好将多个薄片10a-10n(在本文中以标号10来总的标示)装配成使它们各自的工作面16基本上在同一平面内，并且它们各自的主平面与垂直于基础平面81的第一参考轴线79呈一第一角度。在图2所示的实施例中，所示第一角度是零，并且工作面16垂直于固定参考轴线79。
第一和第二槽组形成在多个薄片10的工作面16内，每一第一、第二槽组最好包括多个相互平行、彼此相邻的V形槽，从而可以提供一具有多个四面角锥体的结构化表面(图3-图6)。包括多个V形槽的第三槽组形成在多个薄片10的工作面16内。所述第三槽组的形成导致了这样一种结构化表面，它包括在多个薄片10的工作面上的多个全成形的截头立体角单元(图7)。然后，将多个薄片10从所述组件上除去，并对其余的薄片10重新进行装配，以提供这样一种模具表面，所述模具表面具有多个与所述全成形的立体角单元的一部分相对应的立体角单元段(图9)。或者，可以对第一和/或第二主表面12、14进行机加工，以使得基本上只有图9所示的全成形的立体角单元段保留下来。较佳的是，各立体角单元段与全成形的立体角单元的较强光学有效部分相对应。或者，可以在机加工第一和第二槽组之后，但在机加工第三槽组之前，除去所述多个薄片。
下面将对图2-图9所示的实施例进行更具体的描述。现请参阅图1-图2，将多个较薄的薄片10组装在一起，以使一薄片10的第一主表面12位于一相邻薄片10的第二主表面附近。较佳的是在一能将多个薄片彼此紧邻地固定住的夹具内对多个薄片10进行组装。夹具的具体结构并不是本发明的关键所在。但是，为了描述的目的，所述夹具最好形成一基础平面，在一较佳实施例中，当将薄片10如图2所示那样定位时，所述基础平面与各薄片10的基础平面18相平行。多个薄片10可以由一如图2所叠加的迪卡尔坐标系来表示其在三维空间内的特征。较佳的是，当薄片被定位得使它们各自的第一参考平面24垂直于所述基础平面时，多个薄片10的各工作面16基本上在同一平面内。
现请参阅图3，在多个薄片10的工作面16内形成有一具有多个相互平行并彼此相邻的大体V形槽30的第一槽组。在多个薄片10的工作面16内形成有一具有多个相互平行并彼此相邻的大体V形槽38的第二槽组。槽38与槽30在多个薄片10的工作面16上的多个相交位置54处相交。相交位置54大约沿着各薄片10的工作面16的边缘而设置。或者，可以将几片薄片组合成一片薄片。例如，可以将薄片10a、10b；10d、10e和10g、10h组合起来，这样，相交位置54就近似位于组合薄片的中心处。
槽30和38是利用一种适当的材料去除技术、通过去除多个薄片的工作面16的某些部分而形成的。本发明可以采用多种材料去除技术，包括精密机械加工技术，诸如磨削、刻线(ruling)和快速切削。也可以采用化学蚀刻或激光烧蚀技术。根据一实施例，第一槽组的各槽30是以一种高精密机械加工方法而形成的，该方法是使一夹角为84.946°的金刚石切削工具沿着与基础平面81基本平行的轴线、反复地横向移动而横穿过多个薄片10的工作面16。同样，第二槽组的各槽38是藉助使一夹角为84.946°的金刚石切削工具沿着与基础平面81基本平行的轴线、横向地移动而横穿过各薄片10的工作面16来形成的，它以夹角β1(33.06°左右)与第一槽组的槽30相交。但是，应予理解的是，也可以使所述金刚石切削工具沿着一与基础平面81不平行的轴线移动，这样，所述切削工具切削横穿过所述多个薄片10的切削深度就将是变化的。还应予理解的是，可以使所述机械加工工具保持固定，而将所述多个薄片设置成可运动的；所述多个薄片10和所述机械加工工具之间的相对运动可以为任一种方式。
第一槽组30和第二槽组38的形成造成了这样一种结构化表面，所述结构化表面在所述多个薄片10的工作面16上具有一种四面锥体结构60的重复图案(图4)。槽30、38被形成得使结构60的表面62、66沿着一共同边64相交，从而可在所述两表面之间形成一基本垂直的内二面角。同样，表面68、72沿着一共同边70相交，从而在所述两表面之间形成一基本垂直的内二面角。在立体角反光技术领域中，通常将这些表面之间的相互关系称为相互垂直的关系。之所以用近似相互垂直或基本相互垂直这样的术语通常是因为考虑到与完全正交的情况稍有偏差的情况，稍有偏差可以很好地改变反射光的分布情况，如授予Appeldorn等人的美国专利NO.4,775,219中所揭示的那样。重要的是，表面62、66、68和72延伸横穿过两薄片的至少一部分薄片的工作面。此外，应注意的是，表面62和68也沿着一共同边74相交，表面66和72沿着共同边76相交。正如上面所指出的那样，通过将一些薄片组合起来，可以将各结构的共同边74和76定位在各薄片的主表面12、14之间的近似中心位置，
如图7所示的第三槽组包括形成在堆叠起来的多个薄片的工作面16内的多个槽46。所述第三槽组的加入在多个薄片10的工作面16上形成了多个全成形的截头立体角单元。一部分立体角单元最好延伸得横穿过几片薄片。改变各槽46的位置和槽的角度可以制造出种种几何形状的立体角单元。图7示出了一实施例，其中，沿着一轴线形成有多个基本V形的槽，所述轴线与图3中共同边74和76沿其延伸的各轴线基本平行并且最好与它们共轴。所述V形槽最好是利用如上文所述的适当的材料去除技术来形成。在一实施例中，槽46是通过使一夹角为34.528°的金刚石切削工具沿着一轴线移动来形成的，所述轴线与共同边74和76沿其延伸的轴线共轴，并与薄片边缘基本平行。
第三槽组的形成在多个薄片10的工作面16上提供多个光学相对的立体角单元80a、80b。在所揭示的实施例中，立体角单元80a和80b的形状和尺寸基本上是相同的，但是它们彼此之间是以180°的取向角来设置的。立体角单元80a具有三个相互垂直的光学表面：两个光学表面由表面62和66形成，第三光学表面86对应于第三槽46的一表面。表面62、66和86的底缘形成了具有夹角β1、β2和β3的底三角。光学表面62、66和86在一立体角单元尖峰88处相交。或者，光学表面62、66和86不必相交呈一尖峰。相反，可以形成一平顶或平整区域，以使光穿过所述反光片。立体角单元80b具有三个相互垂直的光学表面：两个光学表面由表面68和72形成，第三光学表面82与第三槽46的对置侧相对应。光学表面68、72和82的底缘形成了具有夹角β1、β2和β3的底三角。光学表面68、72和82在一立体角单元尖峰84处相交。
在本文所描述的所述实施例中，底角β1的值为33.06°，底角β2的值为73.47°，底角β3的值为73.47°。在立体角技术领域中，通常将具有不等边底三角的立体角单元称为‘倾斜式’立体角单元。在立体角技术领域中，采用术语‘前倾’或‘正倾’来描述其倾斜使底角β1增加的立体角单元。相反，在立体角技术领域中采用术语“后倾”或“负倾”来描述其倾斜使底角β1减小的立体角单元。对此，请参见美国专利No.5,565,151(Nilsen)和4,88,258(Hoopman)。
后倾式立体角单元的特征还在于，所述立体角单元底三角中只有一个夹角的值是小于60°的。其它两个夹角的值至少为60°。与之相比较，前倾式立体角的特征是，所述底三角中有两个夹角的值小于60°，并且有一个夹角的值大于60°。应予理解的是，这里所描述的具体几何形状仅仅是一较佳实施例。对于本技术领域的那些熟练人员来说，应予理解的是，也可以采用其它的倾斜度和立体角尺寸。对立方体的几何形状所作的非实质性变化将呈现出的基本相同的光学效果，因此这些变化应视为在本发明的保护范围内。
向后或向前倾斜的立体角单元可以增强入射倾斜度。向后倾斜的立体角单元可以伸长光学表面62、66，并可减小底角β1。此外，向后倾斜的立体角单元80还可以改善至少在与共同边64和70基本平行的平面内的立体角单元80的入射倾斜度特性。正如将在下文中描述的那样，立体角单元80的较强光学有效部分大体上是沿着所选择的薄片集中的。这种特性在那些设计成反射大入射角光的反光片材应用中是有用的。或者，底角β1、β2和β3可以是不同的(不等边三角形)，诸如WO 96/42024(Smith等人)中所描述的那样。
图8是图7所示立体角单元的总体示意图，其中阴影部分表示在入射角从大约0°至大约45°的情况下、立体角单元的较强光学有效部分89。立体角单元(立体角单元段)的较强光学有效部分89被集中在第三槽46的附近，而立体角单元的较弱光学有效部分91是偏离第三槽46的。较强光学有效部分89可以包括位于角β2、β3附近的较弱光学有效部分87。图8示出了图7所示的立体角单元的一相对较小部分是光学有效的。当所述入射角向0度逐渐减小时，较强光学有效部分89的面积和该区域的有效孔径减小。达某一程度时，所述有效孔径就变为一狭缝孔径，使离开反光制品的光主要在一含有所述立体角单元的光轴并垂直于所述狭缝的平面内衍射。
图9示出了藉助从图8所示的组件中除去多个薄片(10c和10f)而形成的多个光学相对的立体角单元段的俯视图。各立体角单元以配对的形式进行设置，各配对的立体角单元是由三个基本相互垂直的表面62、66和86的某些部分以及表面68、72和82的某些部分形成的。在另一实施例中，薄片10c、10f可以与相邻薄片诸如例如10b和10e中的一个是连续的。薄片10b、10e与10c和10f相对应的部分可以藉助机械加工来除去，诸如用平面化加工作业来除去。
在一较佳实施例中，图9所示的是从所述组件中除去了一些薄片的结果，所述的这些薄片具有一些设置在它们各自工作面上的立体角单元段的较弱光学有效部分。在本文中，将从组件10c、10f中除去的薄片称为牺牲或除去薄片。在一实施例中，将牺牲薄片从所述组件中除去，并在一适当的夹具内对其余的薄片重新进行组装，以提供一结构化表面，该表面包括多个与形成在原始组件内的多个薄片的工作面上的全成形立体角单元的较强光学有效部分相对应的立体角单元段。由于立体角单元段的较弱光学有效部分被除去，因此，与作为原始组件的表面的复制器而形成的反光器相比，作为此模的复制品而形成的反光器在大的入射角范围内可以呈现出高得多的反光效率。如上文所描述的那样，在形成第三槽组46之前，可以有选择地将薄片10c、10f从所述组件中除去。在机械加工过程中，并且在随后的模具中，最好在相邻薄片的主表面12、14之间维持一平面状的界面，从而可以将因对薄片进行搬动而产生的不对齐问题和损坏现象减至最低限度。
在除去牺牲薄片10c、10f之后，立体角单元80a的光学有效部分89具有一四方基底，并具有一由槽顶点46形成的第一侧、由薄片10e和10g相交而形成的、与第一侧相对的第二虚侧、以及由将第一、第二侧连接起来的槽30、38所形成的对置第三和第四侧。所述第一和第二互呈四方形的光学表面62、66自所述基底的第三和第四侧30、38延伸出来并沿着一共同边64相交，从而形成一近似垂直的二面角。三角形光学表面86自近似垂直于四方形光学表面62、66设置的基底的第一侧延伸出来。三角形光学表面86与第一、第二互呈四方形光学表面62、66一起形成另一立体角单元段。
立体角单元80b的光学有效部分89具有一四角形基底，其第一侧边由一槽顶46形成，一第二虚侧边与第一侧边相对而由薄片10b和10d的相交形成，相对的第三、第四侧则由连接第一、第二侧的槽30、38形成。所述第一、第二互成四角形的光学表面68、72从基底的相应第三、第四侧边30、38延伸并沿一共同边70相交以形成一近似垂直的两面角。三角形光学表面从基底的第一侧延伸，它设置得近似地垂直于四角形光学表面68、72。三角形光学表面连同第一、第二互成四角形的光学表面68，72一起形成另一个立体角单元段。
图10示出了在形成了一第三槽组之后的图3所示工作面的俯视图，所述第三槽组在根据本发明另一实施例的工作面内形成有多个立体角单元。应予理解的是，第三槽组的各槽46可以沿着这样一些轴线来形成，所述轴线偏离含有边缘74、76的轴线，如图7-图9所示的那样。在图10所示的实施例中，第三槽组的各槽46是沿着与每一第三薄片10(10c、10f、10i、101)的主表面12、14基本重合的轴线来形成的。这样就形成了一结构化表面，其中，每一第三薄片10均包括多个沿着薄片工作面彼此相邻设置的光学相对立体角单元段。其余的薄片(10a、10b、10d、10e、10g、10h、10j、10k、10m、10n)可以考虑作为牺牲薄片，可以从所述组件中除去，以提供一包括多个光学相对立体角单元在内的工作面。
在图10所示的实施例中，第三槽组的槽46是通过一夹角为17.264°且相对于纵轴不对称的金刚石切削工具移动横穿过工作面16来形成的。各槽可以交替地利用一相对于其纵轴对称的工具来形成，由此可以切除掉牺牲薄片10b、10d、10e、10g、10h、10j、10k、10m的工作面的某些部分。正如上文所描述的那样，可以将一些薄片，诸如10a、10b组合成一单一薄片。
图11是与图9相类似的、藉助将牺牲薄片(10a、10b、10d、10e、10g、10h、10j、10k、10m、10n)从图10所示组件中除去而形成的多个光学相对立体角单元段的俯视图。图11所示的立体角单元段包括三个相互垂直并在立体角尖峰98处相交的光学表面90、92、94以及一不必与光学表面90和92相互垂直的第四光学表面96。
当第三槽组46的夹角减小时，对槽组46的机械加工就变得越来越困难，这一部分是由于切削工具逐渐变窄并容易断裂的缘故。所以，本发明的牺牲薄片机械加工方法对于形成高度倾斜的立体角单元段是特别有用的，因为可以使用较宽范围的切削工具，不必考虑它们对牺牲薄片10a、10b、10d等的冲击。所述较宽范围的切削工具其结构可以是不对称的，或者可以相对于工作面16是倾斜的，以形成所述槽组46。
高度倾斜的立体角单元具有以下优点：当立体角单元的倾斜角度增大时，较弱光学有效区域87、141就减小。另一方面，狭缝孔内的衍射可将反射光主要导引在一平面内，并且可以降低后向反射光的发散轮廓的均匀性，如ASTM E808-94中所描述的那样。
图12-图18示出了另一实施例，其中，多个薄片100的工作面被加工时所述薄片是倾斜的，从而使侧表面134被设置得与垂直于基础平面104的第一参考轴线106呈θ角。这种倾斜可使成品立体角单元段内具有更为对称的孔径，因此降低了衍射的不均匀性。工作面102最好是平行的，但不在同一平面内。薄片100包括交替设置相对较薄的薄片100a、100c、100e，这些薄片的厚度大约是组装在一起的相对较厚薄片100b、100d、100f的厚度的三分之一，但所述厚度是可以改变的。较佳的是在一能将多个薄片彼此相邻地固定住的夹具内对多个薄片100进行组装。所述多个薄片100可以用图1所示的笛卡尔坐标系来描述其在三维空间内的特征。正如将在下文中描述的那样，薄片100b、100d、100f是最终将要从所述组件上除去的牺牲部分。
图13是图12所示薄片100在工作面102内形成了两组槽组之后的侧视图。图14是图13所示薄片100在工作面102内形成了一第三槽组之后的侧视图。薄片100的倾斜使得对称轴线135倾斜，从而在中间的机械加工过程中，可以制得高度倾斜的立体角单元124。当倾斜角度以后降低时，立体角单元段的倾斜度也降低。正如上文所描述的那样，可以在除去牺牲薄片100b、100d、100f之后，对第三槽组进行机械加工。
图15是图14所示工作面的俯视图。第一、第二和第三槽组包括多个形成在多个薄片100的工作面102内的、相互平行且彼此相邻的大体上呈V形的槽110、112、114。槽110、112和114最好在多个薄片100的工作面102上的多个相交处116相交。较佳的是，第三槽组114和相交处116沿着较薄薄片100a、100c、100e的工作面102a、102c、102e的侧面134而设置(参见图14)。
或者，所有的三槽110、112和114不必在一个位置相交，这样就形成了一平整的区域或平顶，以使光穿过反光片材。所述V形槽最好是利用上文所描述的较适当的材料去除技术来形成，诸如使一金刚石切削工具横穿过工作面16。槽110、112最好是利用一夹角约为86.147°的工具来形成，用来形成槽114的工具最好具有一约为30.048°的夹角。由于薄片100b、100d、100f最终是从所述组件上除去的，因此，工作面102b、102d、102f的损坏不会影响由本模具制得的反光制品的光学性能。
槽110、112被形成得使结构124的表面120、122沿着一共同边126相交，从而在其间形成一基本垂直的二面角。槽114可在立体角单元124上提供一第三光学表面140。光学表面120、122、140在一立体角尖峰144处相交，从而形成一全成形截头立体角单元124的三个相互垂直的光学表面。光学表面128、130、142在尖峰146处相交，但是由于所述组件的部分将被废弃掉，因此，不必要形成三个相互垂直的光学表面。光学表面120、122、140的底缘形成具有夹角δ1、δ2、δ3的底三角，其中，δ1的值为29.066°、δ2、δ3的值为75.467°。
图15以加阴影的方式示出了响应于0°入射角的光具有一在设计的入射角和一设计的定向角的立体角单元124的实际有效孔径。当倾斜角度减小时，所述有效孔径的形状将变化。由槽114形成的夹角减小了光学表面140的尺寸，并使得立体角单元124的较强光学有效部分变窄。与立体角单元段132相比，立体角单元124的部分143的光学有效作用较弱。立体角单元段132可以包括较弱光学有效部分141。
图16-图18示出了藉助从图15所示组件中除去多个薄片(100b、100d、100f)并使其余的薄片100a、100c、100e倾斜得竖直并平形于参考轴线10b而形成的多个光学相对立体角单元段。或者，例如，薄片100a、100b可以是一单一的薄片，并且部分100b可以藉助诸如平面化作业之类的机械加工而除去。立体角单元132添加了阴影，以说明较强光学有效部分。其余薄片100a、100c、100e上的立体角单元段132大体上是其余立体角单元124的光学有效作用最强的部分。从图17中可以最清楚地看到，薄片100a和100e可以垂直取向，并且可旋转180度，从而形成立体角单元段的匹配对，同时在两者之间维持一平面状界面。重新取向使薄片100a、100e垂直具有以下优点：光轴135可以更垂直地取向，从而形成负的或向后倾斜的立体角单元。
在一适当的夹具内对其余的薄片进行重新组装，以提供这样一个结构化表面，它具有多个与形成在原始组件的多个薄片的工作面内的全成形立体角单元124的较强光学有效部分相对应的多个立体角单元段。由于立体角单元段的较弱光学有效部分将被除去，因此，和从原始组件的表面复制的反光器相比，用该模具复制的反光器基本上可以在较大的入射角范围内呈现出更高的反光效率。
在另一实施例中，薄片100a和100e未经旋转，因此，立体角单元132的光轴135大体上是平行的。沿相同方向对齐的各立体角单元132的总回光量相对于360°范围的取向角来说是不对称的。对于某些应用场合来说，诸如从一较窄的取向角范围看的道路标记或其它物品，不对称的反射图案可能是较有用的。
图19-图21示出了用来形成多个具有两槽组而不是三个槽组的立体角单元的方法，如与本申请同一天提出的题为“反光立体角片材的模具和制造该模具的方法”(美国专利申请No.08/887074)中所揭示的那样。对多个薄片210进行定向，以使它们各自的第一参考平面224与一垂直于基础平面280的固定参考轴线282呈一第一角θ1。一包括多个平行且相邻的V形槽230的第一槽组形成在多个以θ1为夹角设置的薄片210的工作面216内。最低限度，至少两个相邻的槽230形成在多个薄片210的工作面216内。槽230a、230b、230c等(总的称作230)限定了第一槽面232a、232b、232c等(总的称作232)以及第二槽面234b、234c、234d等(总的称作234)，所述第一槽面和第二槽面如图所示在槽顶233b、233c、233d等(总的称作233)处相交。相邻槽的槽面232a和234b沿着一参考缘236a近似地垂直相交。同样，相邻的槽面232b和234c最好也沿着参考缘236b近似地垂直相交。这种几何形状可利用一夹角为90°的切削工具来形成各槽230而得。这种图案最好能在多个薄片210的整个工作表面216上重复。各槽顶233的间隔距离最好是在大约0.01毫米到1.0毫米之间，但本发明并不限于这些尺寸。
第一槽组的各槽230形成得具有一深度，以使各第一参考缘236与每一薄片的第一主表面212和第二主表面214相交。或者，也可以形成深度较浅的槽230。例如，如果切削工具的深度减小，各槽顶233将更靠近工作面216，因此，将形成较平整的的透射区。
为了在各薄片210的工作面216上最后形成立体角单元，可藉助沿着一与第一参考平面224平行的轴线、在每一薄片210内机加工出一个或多个槽246来形成一第二槽组。根据图21所示的本发明的一实施例，在形成所述第二槽组之前，以一第二角度来设置多个薄片210，使它们平行于固定参考轴线282。此外，可以将多个薄片从所述组件中除去和机加工主表面212、214以除去较弱光学有效部分。可以交替地将薄片(210b、210d、210f等)围绕一垂直于第二参考平面226或基础平面280的轴线转过180°，然后，对多个薄片重新组装，使它们各自的第一参考平面224最好基本上垂直于基础平面280来设置。在另一实施例中，第二槽组246是形成在一位置处，从而使某些薄片的光学有效作用比其它薄片的光学有效作用强。然后最好将较弱光学有效薄片从所述组件中除去。
图22示意地示出了薄片厚度“L”和一立体角单元150的几何形状之间的一种可能的相互关系。工具半角δ形成了其中一个槽组，ε是入射角，φ是折射后的光线入射角。“H”是立体角单元150的高度。薄片“L”的厚度与所述立体角单元段的长度相对应。折射率η0是1，η1大于1。所述立体角单元段的表面154分成两个区域D1、D2，所述两区域位于具有一入射角156的光线的两侧上，与顶点158相交，其中：
D1＝(L-Htanδ)(l-tanδtanφ)；以及
D2＝H(tanδ+tanφ)
D1∶D2之比最好在大约0.5至大约2.0的范围内，更佳的是约为1。
在本文中还揭示了一种用来制造反光片材的方法，所述反光片材包括一基本透光的表面层和多个光学相对的反光立体角单元段。所述立体角单元段包括一四角形基底，它具有一由一槽顶形成的第一侧边、与所述第一边相对的第二虚边，以及将所述第一、第二侧边连接起来的对置的第三和第第四侧边。所述第二虚边是一将第三和第四侧边的槽顶连接起来的虚轴线。所述第一和第二互成四角形的光学表面从所述基底的第三和第四侧边延伸出来。四角形光学表面沿着一共同边相交，从而形成一近似垂直的二面角。一三角形光学表面从所述基底的第一侧边延伸出来，它与所述四角形光学表面近似垂直，沿各自的共同边与第一和第二互成四角形的光学表面相交的所述三角形光学表面构成一立体角单元段。
在制造诸如反光片材之类的反光制品时，将多个薄片的结构化表面用作母模，它可以采用电成形技术或其它传统的复制技术来进行复制。多个薄片可以包括基本上相同的立体角单元，或者可以包括交替地具有不同尺寸、几何结构或取向的各种立体角单元。在本技术领域中称作“压模(stamper)”的复制品的结构化表面包含诸立体角单元的阴图像。可以将该复制品用作一用来形成一反光器的模具。然而，更通常的是，将大量的阳或阴复制品组合在一起，以形成一大得足以用来成形反光片材的模具。所述薄片所具有的厚度最好是约为0.05毫米至大约0.25毫米。
可以将较佳的反光片材制成一整体式材料，例如，用上述的立体角单元阵列对一预成型的片材进行模压，或者将一种流体材料注入一模具。对此，请参见JP 8-309851和美国专利No.4,601,861(Pricone)。或者，可以相对于一预成型的薄膜来模制各立体角单元，从而将反光片材制造层片式的产品，如PCT申请No.WO 95/11464(于1995年4月27日公开)和美国专利No.3,648,348所揭示的那样，或者将一预成型的薄膜层压到预成型的立体角单元上。举例来说，可以利用一镍模具来制造有效的片材，该镍模具是通过将镍电解沉积到一母模上而形成的。可以将电成型模具用作压模，以将模具的图案模压到厚度约为500μm、折射率约为1.59的聚碳酸酯薄膜上。还可以将该模具用在一压机中，在大约175°至200℃下进行压制。
用来制造较佳反光片材的较有用的材料是那些尺寸稳定、耐用、耐气候和能方便地成形为所需构造的材料。合适材料的例子包括：丙烯酸类树脂(其折射率通常为大约1.5)，诸如来自Rohm和Haas的有机玻璃(Plexiglas)树脂；热固性的(最好是辐射固化的)丙烯酸酯和环氧丙烯酸酯、聚碳酸酯，它们的折射率约为1.6；基于聚乙烯的离聚物(商品名为“SURLYN”)；聚酯；以及乙酸丁酸纤维。总的来说，可以采用一般在受热和受压情况下可成形的任何一种透光材料。授予Smith等人的美国专利No.5,450,235揭示了用于本发明的形成反光片材的其它合适的材料。所述片材还可包括着色剂、染料、UV吸收剂或其它需要的添加剂。
在某些情况下，人们希望能为反光片材提供一背衬层。背衬层对于按照总内反射原理来反射光线的反光片材是特别有用的。合适的背衬层可以利用透明或不透明的材料(包括着色材料)制成，这些材料可以与本发明所揭示的反光片材有效地配合。合适的背衬材料包括铝片、电镀钢材、聚合物材料(例如聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚酰胺、聚氟乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸乙酯)、以及由这些和其它材料制成的各种薄片。
背衬层或片材可以被密封在一个格子图案或适用于反光单元的其它任何构造内。密封作业可以利用种种方法来实施，这些方法包括：在反光单元阵列上的各离散位置进行超声波焊接、粘合剂粘结或热封(例如参见美国专利No.3,924,928)。密封有利于防止污染物(如尘土和/或水分)进入，并且可以在立体角单元的相邻反光表面附近保留空气空间。
如果该复合物需要另外增加强度或韧性，可以采用由聚碳酸酯、聚丁酸酯或纤维加强的塑料制成的背衬片材。根据所获得的反光材料的不同的柔性，可以将材料卷起或切割成条或其它合适的样式。还可以为反光材料背衬一粘合剂以及一防粘片，以便能直接施加于各种基体上而无需另加粘合剂或采用其它紧固装置。
文中所揭示的各立体角单元可以分别形成，以便使由制品反射的光续分布成一个合适的图案或发散形状，如美国专利No.4,775,219所揭示的那样。通常，所产生的槽半角误差小于±20弧度分，经常小于±5弧度分。
文中所提到的所有专利和专利申请，包括在本发明背景描述部分中所揭示的那些都援引在本发明中作参考之用。上面已结合若干个实施例对本发明进行了描述。熟悉本技术领域的人员应该可以在不偏离本发明范围的情况下根据所述实施例作出很多变化。因此，本发明的保护范围不应限于所述的较佳结构和方法，而应由范围更广的权利要求书来限定。

Claims (17)

1.一种用来制造适于在利用多个薄片来形成反光立体角制品中使用的模具的方法，每一薄片具有对置的第一和第二主表面(12，14.134.212.214)，所述两表面之间形成一第一参考平面(24，224)，每一薄片还包括一将第一和第二主表面连接起来的工作面(16，216)，所述工作面形成一基本平行于所述工作面并垂直于所述第一参考平面的第二参考平面(26)以及一垂直于所述第一参考平面和第二参考平面的第三参考平面(28)，所述方法包括以下步骤：
对一组件内的多个薄片进行取向，以使它们各自的第一参考平面彼此相互平行，并设置得与一固定参考轴线呈一第一角度；
在多个薄片的至少某些薄片的工作面上形成多个立体角单元(80a-b，124，150)，其中，所述多个立体角单元具有三个大体相互垂直的侧面，这些侧面彼此相交而形成一立体角单元；以及
从所述组件中除去至少一薄片(10c，10f，10i，101，100b，100d，100f)的一部分，以改变所述模具表面的构造。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述模具表面上形成多个立体角单元的步骤包括以下步骤：
形成两个次槽组，所述次槽组横穿过所述多个薄片的工作面，并相交而形成各立体角单元的第一底角β1；以及
形成一个主槽组，所述主槽组与所述次槽组的各槽相交，而形成各立体角单元的第二底角β2和第三底角β3。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，它还包括在形成主槽组之前，从所述组件中除去多个薄片。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括使其中一个或多个薄片在所述组件内部旋转180°。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，除去至少一个薄片的至少一部分的步骤包括：(a)从所述组件中除去多个薄片；或(b)对一薄片的至少一个主表面进行机械加工。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括以下步骤：在形成多个立体角单元的过程中，对所述多个薄片进行定向，使它们各自的第一参考平面彼此相互平行并以一大于0°的第一角度进行设置；以及
在对所述多个薄片进行定向使它们各自的第一参考平面彼此相互平行并以一不同于第一角度的第二角度进行设置的步骤之后，对所述多个薄片进行重新定向。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成多个立体角单元的步骤包括从刻线、快速切削、研磨和铣削中选择一种材料去除技术。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成多个立体角单元的步骤包括在所述薄片工作面内不同槽深处在一槽组内形成相邻的槽。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成多个立体角单元的步骤包括在一在所述薄片工作面内的一组槽组内使相邻槽之间的间距有所改变的步骤。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成主槽组内的各槽的步骤包括每隔第n个薄片形成各槽，其中，n是一个大于1的数字。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，除去至少一个薄片的至少一部分的步骤包括从各工作面内没有一主槽的那一组薄片中除去诸薄片的步骤。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，它还包括：
在一适当的夹具内对所述多个薄片进行组装，所述夹具形成一基础平面(104，280)，以使所述多个薄片的各第一参考平面彼此相互平行并且基本上垂直于所述基础平面；
机械加工除去所述工作面的某些部分，以在所述工作面上形成多个立体角单元(80a-b，124，150)，所述多个立体角单元由至少三个相交的槽组形成，所述槽组包括：
两个次槽组(30，38，110，112)，它们横穿过所述多个薄片的工作面并相交而形成各立体角单元的第一底角β1；以及
一主槽组的诸槽(46，114)，它们与次槽组的各槽相交，而形成各立体角单元的第二底角β2和第三底角β3；以及
除去多个薄片(10c，10f，10i，101，100b，100d，100f)以形成一具有多个立体角单元段(132)的模具表面，所述立体角单元段与所述立体角单元的某些部分相对应。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，在预定的入射角和取向角下，所述立体角单元段相对于立体角单元段的其余的部分来说具有光学有效作用较强的部分，
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述形成步骤从而使多个立体角单元延伸横穿过两个或多个薄片的至少一部分，并且
所述除去步骤包括：
从所述组件中除去多个薄片(10c，10f，10i，101，100b，100d，100f)，具有立体角单元较弱光学有效部分(91，143)
15.一种适于在形成立体角制品中使用的母模，所述母模包括多个在一组件内彼此相邻设置的薄片(10a-b，10d-e，10g-h，10j-k，100a，100c，100e)，各薄片包括一具有微观结构的工作面，所述工作面包括多个立体角单元段(132)，每一立体角单元段与一全成形的截头立体角单元(80a-b，124，150)的一部分相对应。
16.如权利要求15所述的母模，其特征在于，所述全成形截头立体角单元包括一在大约24°和大约40°之间的底角β1。
17.如权利要求15所述的母模，其特征在于，每一截头立体角单元包括一较强光学有效作用部分和一较弱光学有效作用部分，所述母模主要包括较强光学有效作用部分。
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