广角图象显示板和系统的制作方法

专利名称：广角图象显示板和系统的制作方法
背景本发明总体上涉及一种用于符号及类似对象的板，用以传递标记形式的信息。尤其，本发明涉及一种反光板。
在本说明书的结束处，为用户提供了术语表，用于指导这里所用的某些术语的意义。
已知可以用带图象的反光板对路标、广告牌等的组成部分进行图像显示。反光板一般是珠形种类或直角棱(cube corner)种类。珠形板使用与反射涂层有关的且由玻璃或其它透明材料组成的小珠子。直角棱板使用具有许多小型反射面的微型折弯结构表面，其中这些小型反射面被安排成由三个相互近似垂直的面组成的组，由三个面组成的每个这样的组称为直角棱元件。除了某些人行道标志的应用之外，一般把这种反光板设计成对零(0)度左右的入射角(即，光源位于与板垂直的轴上)具有最大的反光亮度。当入射角超过某个值时，反光亮度即趋向于减弱。
当用传统方法(即，在反光板前表面的选中部分上提供着色层或者彩色层，以形成标记)在这种板上形成图象时，入射角相当大的光照会使图象的可见度降低。因此，为了实现良好的图象可见度，往往要限制光源入射角的可能范围。这造成了装配符号显示系统的困难，以致把光源放在交通标志的符号表面(成象表面)的边缘附近，以便照亮标志。
曾尝试通过形成不平坦的板的前表面来加强大入射角时的反光板亮度。在JP-A-53-46363(Kuwata等人)、JP-A-53-46371(Kuwata等人)、JP-A-55-65224(Omori等人)、JP-A-57-10102(Izutani)、JP-A-57-193352(Seki等人)、JP-Y-62-41804(Okuno等人)、美国专利第4，605，461号(Ogi)和第4，758，469号(Lange)、和PTC出版物第WO97／01677号(Bacon等人)和第WO97／01678号(Bradshaw)中可以找到例子。不平坦势必改善在大输入角时的反光度。然而，要在形成图象显示板的不平坦的前表面上形成较佳可见度的图象是困难的。还有，接近零(0)入射角处的反光亮度势必降低。
美国专利第5，657，162号(Nilsen等人)揭示一种包括直角棱柱反射器(cubecorner prismatic reflector)；仅在某些棱柱表面上形成的诸如铝那样的反光涂层；以及与其余棱柱表面接触的彩色粘结层。如果使非金属的表面有适当的大小和组成，则可以制成粘结层以形成可以从反光板的前面平的一侧看到的图象区域。虽然，对于相当小的入射角的光照射，在较高的亮度下图象区域之外的区域可以比图象区域更容易看到，但是增加图象区域的可见度是困难的，因为它只是漫反射。
反光图象显示板(例如用于符号的)是众知的，其中第一反光板形成背景，而第二反光板形成图象或标记区域。例如，见美国专利第4，726，134(Woltman)和5，050，327(Waltman)。两个不同类型的板-一个用于背景，一个用于图象部分-具有不同的，作为入射角的函数的反光亮度特性，因此，可以在较广的入射角范围中比只用一个反光板时增加可见度。然而由于在大入射角处两种类型的板的限制，在相当大的入射角范围(例如，70°或更大)中不能增加亮度，因此在这种大入射角范围中可见度势必降低。
美国专利第4，025，159号(McGrath)揭示组合直角／照射珠子透镜产品。据报告，这种组合产品在大入射角处具有改进的反光性能，一般单个直角板的反光性在大入射角处快速地降低。此外，平坦的前表面适合于和通过如上所述的传统方法形成的图象板相配合。然而，这种板增加跨越整个板的前表面的亮度，而不改进图象的可见度，所述图象的可见度是通过图象部分(例如诸如字符、图案和具有字符或图案的区域之类的标记)的反光亮度和背景区域的反光亮度之间的有效差别形成的，以致加强了可视图象的对比度。
如果仅把上述McGrath板使用于诸如在Woltman的134的结构中，则可以增加图象的对比度，但是获得在大输入角范围中的足够的亮度仍是困难的。
在反光板技术中存在对一种图象显示板和系统的需求，所述图象显示板和系统在标记部分和背景部分之间具有较佳的对比度，这可以避免在大输入角(一般至少为70°)处的反光亮度特性的降低，并会改进对于这种大输入角的光入射的图象的可见度。
发明概要揭示了图象显示板，它包括放置在板的前表面的反光板和成象元件。成象元件包括具有配备多个平行棱柱的表面的发光棱柱板。成象元件还包括粘结层，它把棱柱板粘结到反光板的前表面上。值得注意地，至少一部分成象元件具有标记形式的形状。
在某些实施例中，棱柱板本身具有标记形式的形状。在其它实施例中，成象元件包括放置在反光板的前表面上的光反射彩色层并具有标记形式的形状。在以后的情况中，可以使棱柱的形状如前一样，以配合标记形状的彩色层，或它可以连续地伸越整个反光板。此外，一般在配备多个平行棱柱的表面的对面，棱柱板具有平坦的表面。棱柱板的平坦表面或棱柱表面都可以接触粘结层。
还揭示了一种图象显示系统，它包括上述的图象显示板和为了改进图象的可见度而放置的固定的光源。增加标记和背景之间的对比度的最有效的光源位置的范围与棱柱板的朝向有关。
附图简述

图1是图象显示板和系统的例子的透视图；图2是改进本发明的图象显示板的正视图；图3a-e是对于所揭示的各种实施例的在图2中沿线3-3的截面图；图4是对于各种板结构比较作为入射角的函数的反光亮度的图。
在图纸中，为了方便起见，使用相同的符号来指示相同的元件或完成相同功能的元件。
说明性实施例的详细描述图1示出道路10的透视图，沿该道路提供图象显示板12，供在该道路上行驶的汽车驾驶员观看。把板12安装在固定支架上以形成记号。板12还是图形显示系统12a的一部分，图形显示系统12a进一步包括一个位于适当位置上的光源14。
从远处接近该记号时，在装备前灯的车辆中驾驶的观察者最初从位置P1处看到该板，在位置P1处具有小的入射角β1，该角是垂直于板的基准轴16和照射轴18之间的角。(在图1中未示出分开的观察轴，因为观察者和车辆前灯很接近。通常观察角小于1°，一般取0．2°。)此后，观察者移动到在基准轴16和新的照射轴20之间具有更大的入射角β2(至少70°)的位置P2。根据本发明的一个方面，如此地构成板12，使之在较小入射角和较大入射角的两处都展现较佳的反光亮度，并在这些位置处得到形成板的图象和背景的标记之间的较佳对比度。
在图2中更详细地示出图象显示板12。板12具有形成图象的标记22，在本例子中是字“前面道路弯曲，减速”，但是也可以是图形、符号等等。沿板12上的图例(legend)轴24安排标记22。在预定的最终使用应用中，如此地安装板，使图例轴24相对于观察者具有预定的取向。然而，标记22和背景26两者至少以某个入射角范围反光。
板12包括具有平坦前表面的反光板和放置在前表面上的成象元件。为了在大入射角处得到反光，成象元件包括具有配备多个平行棱柱的表面的发光棱柱板。成象元件还包括把棱柱板粘结到反光板前表面的粘结层。在某些实施例中，成象元件还包括彩色发光板。下面讨论各种实施例的细节。然而，在每个实施例中，成象元件至少有一部分是标记形式的形状。
在图3a-e中示出对各种所揭示的实施例在图2中沿线3-3的截面图。这些实施例的每一个包括反光板28，该反光板可以包括任何传统的反光板材料，或者是珠形的品种(包括密封照射透镜结构，它覆盖板保持珠子的上部的空气交界面；以及埋入透镜结构，它把珠子的上部埋入聚合物板中)或直角棱的品种(包括对直角棱元件提供空气交界面的结构和在直角棱元件上提供金属蒸发涂层的结构)。板28具有相当平坦的前表面29，便于在其上印刷、涂复或粘结。图3a-e的实施例之间的差异与所使用的成象元件的特殊种类有关。
在图3a的实施例中，成象元件包括发光棱柱板30和粘结层32。板30具有如图2所示的对于轴25平行伸展的平行棱柱的棱柱表面。轴25垂直于轴24，而且也垂直于“观看平面”，即，在观察者一般所期望的位置上的平面(在图1中，包含基准轴16并平行于道路10的平面可以认为是观察平面)。棱柱板30具有改变入射在观察平面(或，对于不是入射在观察平面上的光，是这种光束在观察平面上的分量)上的光束方向的效果。当光从给定的方向入射在板上时，照射到板30上的部分弯曲，然后由板28反光，然后再弯回来，致使该光回到光源。照射到背景部分26上的入射光部分简单地由板28反光回到光源。
板30具有把具有小入射角的光转换成具有大入射角的光的效果，并反之。由于板28具有作为入射角的函数而变化的反光亮度，棱柱板30的这个特性有能力增加或降低由棱柱板30覆盖的板28部分的所觉察的反光亮度。而由于板的背景26和标记22部分之间的较佳的对比度，这又至少在小和大入射角处提供一个可以清楚地看到的图象。作为例子，对于大多数类型的反光板28，背景部分26使平行入射基准轴16的光以最大反光亮度返回光源。然而，使零入射角照射到标记22的部分以更小的反光亮度返回光源，因为它以较大的入射角射入板28。
在图3a的实施例中的粘结层32是不连续的。它包括跟随标记22的边界的窄带，在中央部分留出一个缺口。最好粘结层32是透明的，以致不仅是其上的中央部分而是整个标记22是反光的。
除了在图3b中粘结层32是连续的(即，不断开并和棱柱板30一起伸展)之外，图3b示出相似于图3a的一个实施例。只要粘结剂足够的透明，由于消除了与图3a中的缺口相关的两个空气分界面，图3b的实施例对标记22的亮度稍有加强。
除了把棱柱膜30翻转以致棱柱表面31对板28是面向下的之外，图3c还示出相似于图3a的一个实施例。棱柱表面31对面的平坦表面是面向上的。这样的优点是防止精密的棱柱表面31受到灰尘、磨损或其它有害的影响。在这种取向中，棱柱膜30还有使入射光弯曲的效果，以致产生标记22和背景部分26之间的较佳的对比度。然而，在两种取向中的膜30的操作之间还是存在差异的。例如，图3a-b的棱柱向上的取向，以优于图3c的棱柱向下的取向的，接近90°(例如87°)的入射角发射入射光。作为另一个例子，根据棱柱几何的细节和空气分界面的存在，棱柱向下取向可以造成使零入射角光直接从表面31反光，而不是把它发射到板28。
除了粘结层32不仅不连续，而且还安排成有规则的图形以形成缺口34的有规则的阵列之外，图3d示出相似于图3c的一个实施例。可以把图形做得足够地小，以致在正常的观察距离和条件下不能分辨。对于不连续的粘结层，在前表面29和棱柱膜30之间的粘结区域通常在30和80％之间。因此，当在平面图中看时，缺口34通常约取棱柱板30的区域的20到70％。
在图3a-d中所示的图象显示板中，棱柱板本身的形状表示图象。在小入射角范围中，背景变成亮的，而成象元件变得相当地暗。在接近90°的大输入角范围中，成象元件变成亮的，而背景变得相当地暗。在小和大输入角两种情况下，保持板的反光性，而且由于对背景的对比度较佳，可以清楚地看到图象。应注意，存在入射角的中间范围，其中背景亮度和成象元件亮度可以比拟。在该中间范围中，对比度是因为在反光亮度降低中的差异。然而，有可能选择合适的反光板和棱柱板，致使在中间入射角范围中成象元件和背景部分仍具有相当高的反光亮度，以致图象是可见的，即使图象相对于背景不具有较佳的对比度。
在图3e中示出一个实施例，其中成象元件包括具有棱柱表面37的棱柱膜36(相似于上述膜30)，以构成表面31的相同的方法来构成上述棱柱表面37；连续粘结层38(相似于在图3b中示出的连续粘结层32)；以及以标记22形式的形状的发光彩色层40。例如可以通过使用传统的发光墨水来印刷诸如一组字符之类的图象以形成彩色层40。棱柱板36连续地伸展以覆盖标记部分22和背景部分26两者。板36由于它的光弯曲能力而改善了这两个部分对于大输入角(通常至少为70°)的反光亮度，因此，改善了图象的可见度。在小入射角处，图象保持可见，虽然它的可见度由于标记22和背景26两者的反光亮度的降低而比传统的图象显示板有所降低。
如果需要，棱柱板36可以覆盖整个图象显示板12。另一方面，板36只可以覆盖一部分板12并具有和标记22不同的形状(例如，矩形、园或椭圆)，以产生由棱柱板覆盖的一部分图象和未覆盖的背景部分之间的对比效果。在再有一个方面，具有切割棱柱板36使之和彩色层40(不同地陈述，可以把彩色层加到图3b的实施例)具有相同的形状。最后所述的实施例，在小入射角处，图象和背景之间也具有较佳的对比度。即使由于彩色标记的存在而在中间入射角处，它也提供较佳的图象可见度。
在还有一个另外的实施例中，在相同的反光板上可以使用任何两个(或多个)上述图象显示板实施例。例如，当板具有图象(图象包括在相同的反光板上形成的两类不同的图象元件)时，有可能在所要求的入射角条件下只允许清楚地看到它们中间的一个。通过使用具有不同折射特征的棱柱板，一组与一种这样的棱柱板相关的标记可以在小输入角范围中用高亮度看到；而另一组与另一种棱柱板相关的标记可以在大输入角范围中用高亮度看到。产生具有不同折射特征的棱柱板的方法包括把板翻转(一个棱柱表面向上，另一个面向下)；或改变形状、尺寸或平行棱柱的距离。
作为例子，通过在同一反光板的前表面上放置第一成象元件和第二成象元件可以装配组合图象显示板，所述第一成象元件具有棱柱表面向上的棱柱板，而所述第二成象元件具有棱柱表面向下的棱柱板。对于从0到10°和从70°到更大的入射角，看第一元件比看第二元件更清楚；而从约25到60°的入射角，可以更清楚地看到第二元件。如下所述，可以加入一个光源来形成图象显示系统。
讨论本发明有用的棱柱板包括那些具有一个平坦表面和对面的表面带有多个平行的棱柱。通常这种板是由发光聚合物构成的。一般在棱柱平面上安排棱柱使之彼此平行。通常每个棱柱是三角形的，三角形的底面与棱柱表面对面的棱柱板的一般平坦的表面相平行。在图3a-e的实施例中，看不到每个三角形的底面，因为棱柱和余留的棱柱板形成一个整体单元。
对于平行三角形棱柱，不是如上所述的底面的三角形的两侧具有一般在70°和110°之间的包含角度，而最好是在80°和90°之间。包含角在该范围内，可以得到较佳的大入射角性能。满足该条件的棱柱板的例子是光学薄膜，在现有技术中众知的有光学照明薄膜、导光薄膜、亮度增强薄膜等。3M公司已经以“SOLF”、“TRAF”和“BEF”等牌号销售了许多这种薄膜。
也可以使用横截面不是三角形的棱柱形。例如，每个棱柱可以具有其中一个脊是园角的矩形形状。还有，棱柱的一侧可以是弧形的或是椭圆弧而不是直的。然而，“平行棱柱”一般不是指由平行槽的三个交叉组形成的传统的直角棱柱。
在棱柱表面上，棱柱的横距(pitch)(即，相邻棱柱的顶角之间的距离)通常是从20到约1000μm，而棱柱的高度(即，从棱柱顶角到棱柱底面的距离)通常是从20到约3000μm。棱柱板的厚度(从最高的棱柱顶角到平坦表面的距离)通常是从约0．1到约3mm。
在粘结层中可使用许多不同种类的粘结剂。一个特别有用的例子是厚度在1和200μm之间的聚丙烯粘结剂。
粘结剂可以包含各种粘结剂以给出所要求的视觉或机械特性。对于在图3a-d中示出的实施例，可以增加一种或多种荧光染料，以改进白天或昏暗光中的图象可见度。最好这种染料是二萘嵌苯类的荧光染料，因为它们有较佳的耐老化性，因此，当在户外使用图象显示板时，可以防止图象褪色。通常，所使用的荧光染料的量是在每100wt．(重量)0．1到5wt．部分之间。如果荧光染料的量太少，则图象的可见度会经受颜色不够的结果。如果量太大，则染料和粘结剂或粘结剂的溶剂的兼容度降低，而使板的外形变坏。
一般，粘结剂发光，通常至少60％。然而，如果粘结剂不连续，即，只有一部分粘结到反光板或彩色层，则粘结剂可能是不透明的。
允许选用在彩色层中的材料包括传统的发光墨水，它一般具有从3％到90％的光发射。在这方面，光发射意味着用合适组成的光谱仪(使用550nm的光，或如果需要的话，使用某些另外的设计波长)所测量的光学发射。发光墨水包括粘结剂和彩色材料。粘结剂的例子如聚丙烯树脂、氯乙烯树脂、氯乙烯-聚氯乙烯树脂、聚酯树脂等。彩色材料的例子如无机颜料、经处理的颜料包括散布在诸如氯乙烯树脂、氯乙烯-聚氯乙烯树脂等树脂中的颜料，诸如荧光染料等染料。
可以通过诸如丝网印刷、照相凹板印刷等传统的印刷方法或诸如滚动涂复、杆式(bar)涂复等传统的涂复方法来形成彩色层。另一方面，可以通过粘结已经切成要求形状的发光彩色粘结层并把它粘结到反光板的表面来形成彩色层。通常彩色层的厚度在1和100μm之间。应注意，在由棱柱板覆盖彩色层的实施例中，当在户外使用板时，可以避免诸如风、雨等环境因素造成的对由彩色层形成的图象的损害。
在形成成象元件时，在许多实施例中提供带粘结层的棱柱板，并粘结到反光板的前面。可以通过把粘结溶剂涂复在隔离层(分离纸)上并使其干燥而形成粘结层并把棱柱板叠在粘结层上而准备带粘结层的棱柱板。另一方面，在反光板的前面形成粘结层、然后在粘结层上提供棱柱板。
这里所揭示的任何成象元件的平面尺寸是没有限制的。例如，当用一组或一排字符作为图象时，每个字符的平面尺寸可以在10cm×10cm到1m×1m的正方形之内。符号、插图、或图形可以有相同的平面尺寸。
图象显示系统上述图象显示板结构暗示观察者的位置接近附带的光源，并且光源和观察者一起移动。例如，观察者可能是车辆的驾驶员，而光源是汽车的前灯。或，观察者是一个行人，他的手中持有闪光灯(火炬)。在每种情况中，从图象显示板处观察观察者和光源之间分开的角度都是较小的。
意想不到地，已经发现通过提供合适的，适当地放置的固定光源，可以加强所述图象显示板的图象的对比度，即使观察者的位置不接近固定光源和板之间的照射轴。通常会期望从固定光源来的大多数的光会返回光源，或紧接光源的附近。
在图象显示系统中所使用的光源的类型没有限制，到目前为止，光源可以在这里描述的条件下照射图象显示板的表面。例如，可以使用诸如点光和搜索光之类的具有强力照明的照明设备。发光元件可以包括白炽灯、卤素灯、荧光灯、金属卤素灯、氙气灯、钠灯等。希望固定光源提供从约10到400勒克司的照射强度(在图象显示板处测量到)。光源和板之间的距离一般约从3m到5m，最好约从5m到25m。
把固定光源放置在接近上述观察平面处，最好在该平面每侧约20°之内。此外，从光源发射的光的入射角是从10到小于90°。在这些角度限制之内，观察者在观察平面中或在接近观察平面处都可以改善图象的可见度。
更好地，例如图3a、3b、和3e，对于使用带面向上的棱柱表面的棱柱板(离开反光板)的实施例，最好入射角从约20到80°。在该范围中，特别容易增加图象(标记22)和背景部分26之间的对比度。这有助于消除上述觉察到图象和背景之间的对比度低的区域。
例如图3c和3d，对于使用带面向下的棱柱表面的棱柱板(对着反光板)的实施例，最好入射角从约60°到小于90°，更好是从约70°到87°。还有，这个角度范围产生的图象看来象高照射的亮度，而且与背景的对比度高。
可以使用图象显示系统作为路标、广告牌和可变的图形显示元件。还可以使用它们作为在弯曲的护栏或隧道中的目视引导符号。当使用图象显示板作为竖立在道路边上路标或目视引导符号时，组成棱柱板，以致沿棱镜轴伸展的棱柱基本上垂直于路面。
例子设计几个例子来展示本发明的工作。下面表1概括了在每个例子中使用的反光层的类型。下面表2概括了所使用的成象元件的结构细节。
表1反光板部分
表2成象元件部分
参考例对于参考例子，把两个成象元件放置在反光板上。通过把4片加倍涂复的粘结带(3M公司的VHB型，厚度1．1mm，宽度25mm)粘结到棱柱板的15cm×15cm的正方形片的平坦表面的相应的4个角上而准备成象元件A。通过把相同类型的带的相同的4个片粘结到棱柱板的另外的15cm×15cm的正方形片的平坦表面的相应的4个角上而准备其它的成象元件(“B”)。然后把两种成象元件粘结到反光板的前表面，使两片棱柱板分棱镜轴彼此基本上保持平行。约40μm厚的粘结层具有约85％的光发射。
在这个例子和其它例子中使用的棱柱板是已知为“SOLF”型的(ScotchTM光学照明薄膜)，是3M公司一次提供的。在棱柱表面的每个棱镜具有一个在约90°的两个照射面之间的包含角，而棱镜的横距约为360μm。
根据方法JIS Z9117对参考例子的背景部分(即，对于未被成象元件A或B覆盖的反光板部分)、成象元件A和成象元件B测量反光亮度，光以在垂直于棱柱板的棱镜轴的平面中在0和90°之间变化的入射角入射到样品上。检测器离开光源有一个恒定的0．2°的观察角。在图4中示出结果，其中方块标出背景部分的数据，三角形标出成象元件A的数据，而园标出成象元件B的数据。如图所示，在大入射角处，两个成象元件A和B比单个反光板具有更大的反光亮度，特别，在约70°或更大处。此外，对于成象元件A和B，反光亮度对于入射角的依赖性是不同的。
例子1切割棱柱板以得到“前面道路弯曲，减速”的日语字符形式的标记。通过在硅树脂处理的隔离纸上涂复由99．375重量部分的粘结聚合物和0．625重量部分的双酰胺交联键试剂组成的混合物，并在80℃下使混合物干燥以形成连续的粘结层，来准备粘结剂。把棱柱板叠到粘结层上，并在约1．5kg／cm3的压力下使棱柱板的平坦表面和粘结剂接触。切割该经堆叠的组合物，以得到“前面道路弯曲，减速”的日语字符形式的标记。除去隔离纸，标记将施加到棱柱板的前表面，其中所有字符的棱柱轴都平行对准。
通过组合图象显示板和强力照明而装配图象显示系统，并放在户外。板相对于地是垂直安装的，致使棱柱轴的方向是垂直向上的。在晚上，图象“前面道路弯曲，减速”由强力照明照射，使入射角逐渐地从0到约90°变化，并在约0．2°的恒定的观察角处观察。在全部的入射角范围内清楚地看到图象，可见度的等级为“优”。特别在约70°或更大的入射角处，字符的亮度比反光板的背景部分的亮度更高，可以清楚地读出字符。所使用的强力照明是汽车的前灯，对于所测量的所有入射角，光源到板的距离保持在约10m。
为了比较，把同样的字符印刷在不使用任何棱柱板的同样的反光板的前表面，并在相同的条件下观察。在该情况下，反光照明以约70°或更大的入射角而降低，象在传统图象显示板的情况中一样，读出字符很困难。
例子2用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了在粘结混合物中增加了红色荧光染料(LUMOGEN红色300，可从BASF得到)的0．500重量部分。用与图例子1相同的方法来观察该板。图象可见度的等级是“优”。特别，在约70°或更大的入射角处，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。此外，由于粘结剂包含荧光染料，在白天和昏暗时，图象的可见度也是优越的。
例子3用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。在如上述方法那样地检查时，图象的可见度等级是“优”。在约70°或更大的入射角处，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子4用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。在如上述方法那样地检查时，图象的可见度等级是“优”。在约65°或更大的入射角处，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子5用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了成象元件使用不连续的粘结层和棱柱板的棱柱表面面向下地对着反光板。使用由多个六边形(每边的长度约3mm)的粘结剂构成的蜂窝结构的粘结层得到粘结到邻近元件的部分粘结，并通过丝网印刷例子1中所使用的粘结剂来形成。粘结层的厚度约为20μm，六边形的每边的宽度约为40μm。用隔离纸覆盖粘结层直到把标记形状的棱柱板施加到反光板上。
用上述方法检查时，图象的可见度等级是“优”。在约40到80°的入射角范围中，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子6用与例子5的相同的方法来准备图象显示板，除了使用例子2的粘结剂混合物作为粘结剂。用上述方法检查时，在晚上、在白天、在昏暗中的图象的可见度等级是“优”。特别，在约40到80°的入射角范围中，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子7用与例子5的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。用上述方法检查时，图象的可见度等级是“优”。特别，在约60°和85°之间的的入射角处，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子8用与例子5的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。用上述方法检查时，图象的可见度等级是“优”。特别，在约50°和90°之间的的入射角处，字符的反光亮度比反光板的背景部分的反光亮度更高，可以清楚地读出字符。
例子9用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了使用例子5的成象元件结构(棱柱表面面向下)来形成字符“减速”。用与例子1相同的方法形成字符“前面道路转弯”，并把它称为成象元件(A)，以及把字符“减速”称为成象元件(B)。
用上述方法检查时，图象的可见度(成象元件(A)和(B)两者)等级是“优”。字符的外形以入射角的函数而变化。在0°和约10°之间的入射角范围中，和约75°或更大的入射角，成象元件(A)比成象元件(B)看得更清楚，而在从约25°到约70°的入射角范围中，成象元件(B)看得比成象元件(A)更清楚。
例子10用与例子9的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。用上述方法检查时，图象的可见度(成象元件(A)和(B)两者)等级是“优”。象例子9中的情况，字符的外形根据入射角而变化。
例子11用与例子9的相同的方法来准备图象显示板，除了使用不同类型的反光板。用通常的方法检查时，图象的可见度(成象元件(A)和(B)两者)等级是“优”。象例子9中的情况，字符的外形根据入射角而变化。
例子12在反光板的前表面上，通过使用150网板，用道路符号的印刷墨水(可从3M公司得到的“1000系列”墨水)丝网印刷字符，形成由日语字符“前面道路弯曲，减速”组成的彩色层。通过施加一个15cm×15cm正方形棱柱板在字符“前面道路弯曲”上而完成一个成象元件(指定为“A”)，在所述棱柱板的相应的4个角上具有加倍涂复的粘结带(见参考例子)的片。通过施加一个15cm×15cm正方形棱柱板在字符“减速”上而完成另一个成象元件(指定为“B”)，在所述棱柱板的相应的4个角上具有加倍涂复的粘结带(见参考例子)的片。对于成象元件A，粘结层和棱柱板的平坦表面接触，而对于成象元件B，粘结层和面向反光板的棱柱表面接触。
用通常的方法检查时，图象的可见度(成象元件(A)和(B)两者)等级是“优”。字符的外形根据入射角而变化。
例子13、14用与例子12的相同的方法来准备图象显示板，除了使用在表1中所示的不同类型的反光板。用通常的方法检查时，在两种情况中，图象的可见度(成象元件(A)和(B)两者)等级是“优”。字符的外形根据入射角而变化。
例子15用与例子12的相同的方法来准备图象显示板，除了(1)使用ScotchprintTM牌计算机辅助静电印刷系统(可从3M公司得到)来形成彩色层；(2)使用图形图样来代替语言字符；以及(3)只使用例子12的棱柱板和成象元件(A)的粘结层结构。
用通常的方法检查时，图象的可见度等级是“优”。由于把图样印刷在反光板的平坦前表面上，所看到的图形图样的细节是较好的。还有，由于成象元件的棱柱表面的面离开反光板，在约70°或更大的入射角处可清楚地看到图样。
例子16用与例子1的相同的方法来准备图象显示板，除了例子15的彩色层(形状是图形图样的形式)是形成在反光板的平坦前表面上的，而且例子1的字符形状的棱柱板叠在彩色层的上面。用通常的方法检查时，当入射角小时，图形图样比字符看得更清楚，而当入射角大(约60°或更大)时，只看到字符。因此，由棱柱板形成的字符象隐含字符。
例子17用与例子12的相同的方法来准备图象显示板，除了通过使用例子1的标记形状的棱柱板而不是棱柱板的15cm×15cm片来修改其上的成象元件(A)。把这些标记形状的棱柱板重合地叠在相应的丝网印刷字符“前面道路弯曲”上。成象元件(B)和例子12中的相同。
用通常的方法检查时，图象的可见度等级是“优”。字符的外形根据入射角而变化。
术语表“数据标记”指在反射件上的标记(真实的或假设的)，用来作为一种基准以指示有关基准轴的取向。
“入射角”(β)指照射轴和基准轴之间的角度。
“入射半平面”指一个半平面，它在基准轴上开始并包含照射轴。
“照射轴”指在基准中心和照射源之间伸展的线段。
“图象”指传递信息而构成的标记(例如，语言字符、符号、数字、图形)“观察角”(α)指照射轴和观察轴之间的角度。
“观察轴”指在基准中心和所选择的观察点之间伸展的线段。
“观察半平面”指一个半平面，它在照射轴上开始并包含观察轴。
“取向角”(ω)指在入射半平面和在基准轴上开始的半平面之间并包含数据标记的二面角。
“显示角”(γ)指入射半平面和观察半平面之间的二面角。
“基准轴”指从离开反射件的基准中心伸展的线段，通常垂直于在基准中心处的反射件。
“基准中心”指在反射件上或接近反射件的一个点，指定该点作为反射件的中心以指定它的性能。
“反光的”指具有一种特征，即斜射输入光以不平行于入射方向的方向反射，或接近于此，致使在光源处或接近光源处的观察者可以检测反射光。
“反光亮度”指一个物件的视在亮度，即，物件的反射照射强度除以照射光源的正常亮度和物件的表面面积，以每勒克司每平方米烛光来表示并缩写成cd／(1x·m2)。对于可见光谱之外的光，用无线电的度量而不是用光学的度量来表示相应的量。反光亮度假定观察者位于极接近照射源处，一般为0．2°的观察角。
“结构的”，当和表面联系在一起使用时指安排在不同取向的多个邻近的面。
虽然已经参考较佳实施例描述了本发明，但是熟悉现有技术的人员将理解，可以对形式或细节进行改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1．一种图象显示板，其特征在于，包括反光板和位于反光板前表面上的成象元件，成象元件包括发光棱柱板，具有配备多个平行的棱镜的表面；以及粘结层，它把棱柱板粘结到反光板的前表面；至少一部分成象元件的形状是标记形式的。
2．如权利要求1所述的板，其特征在于，棱柱板的形状是标记形式的。
3．如权利要求2所述的板，其特征在于，粘结层是不连续的，并接触配备多个平行棱镜的表面。
4．如权利要求2所述的板，其特征在于，棱柱板具有一个基本上平坦的表面，该表面面对着配备了多个平行棱镜的表面。
5．如权利要求4所述的板，其特征在于，粘结层接触棱柱板的平坦表面。
6．如权利要求1所述的板，其特征在于，反光板的前表面基本上是平坦的。
7．如权利要求1所述的板，其特征在于，成象元件包括发光彩色层。
8．如权利要求1所述的板，其特征在于，发光彩色层的形状是标记形式的。
9．如权利要求8所述的板，其特征在于，彩色层接触反光板的前表面，而粘结层把棱柱板粘结到彩色层。
10．如权利要求9所述的板，其特征在于，棱柱板的形状也是标记形式的。
11．如权利要求10所述的板，其特征在于，棱柱板和彩色层重合。
12．如权利要求1所述的板，其特征在于，安排多个标记使之平行于第一轴，而每个棱镜伸展成平行不同于第一轴的第二轴。
13．如权利要求12所述的板，其特征在于，第二轴基本上垂直于第一轴。
14．一种图象显示系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的板和一个固定放置以照射所述板的光源。
15．如权利要求14所述的图象显示系统，其特征在于，平行棱镜伸展成平行于棱镜轴，其中把光源放置在取向垂直于棱镜轴的观察平面的附近。
16．如权利要求14所述的图象显示系统，其特征在于，棱柱板的表面背离反光板的表面，并且把光源以从约20到约80度的入射角相对于图象显示板放置。
17．如权利要求14所述的图象显示系统，其特征在于，棱柱板的表面面向反光板的前表面，并且把光源以从约60到约90度的入射角相对于图象显示板放置。
全文摘要
把成象元件放置在反光板的前表面上以形成图象显示板。成象元件包括发光棱柱板,所述发光棱柱板具有配备多个平行棱镜的表面。成象元件还包括粘结层,所述粘结层把棱柱板粘结到反光板的前表面。至少一部分成象元件的形状是标记形式的。在某些情况中,棱柱板本身的形状是标记形式的。在其它情况中,成象元件包括放置在反光板的前表面上的发光彩色层而且其形状是标记形式的。在最近的情况中,可以使棱柱板的形状如前以配合标记形状的彩色层,或它可以在整个反光板上连续地延伸。可以增加一个固定的光源,并合适地放置以增强图象在观察平面中的可见度。
文档编号G09F13/16GK1292880SQ99803837
公开日2001年4月25日 申请日期1999年3月9日 优先权日1998年3月9日
发明者长冈好之, 中嶌敏隆 申请人:美国3M公司