專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)縫主體及其制造方法
背景技術(shù)：
1、發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明包括多個(gè)方面，涉及光線成形漫射片領(lǐng)域，并涉及無(wú)縫主體及其制造方法，以及漫射片膜的縫隙復(fù)制，即，形成無(wú)斷點(diǎn)或斷痕的連續(xù)光線成形涂層。
特別是，本發(fā)明的第一方面涉及一種中空的、圓柱狀、無(wú)縫的、可翻面的、帶有一體化微表面結(jié)構(gòu)的彈性主體，并包括這種主體的制造方法。本發(fā)明的第二方面涉及一種與本發(fā)明第一方面相關(guān)的可變漫射片記錄裝置及其制造方法。本發(fā)明的第三方面涉及一種無(wú)縫的、上面制有一體化的微表面結(jié)構(gòu)的圓柱狀金屬主體及其制造方法，它與本發(fā)明的其它兩個(gè)方面有關(guān)。本發(fā)明的第四方面涉及根據(jù)上述三方面的無(wú)縫(連續(xù)膜)生產(chǎn)。
2、相關(guān)技術(shù)說(shuō)明漫射片主體被用來(lái)生產(chǎn)大量的光線成形漫射片，這些漫射片可以對(duì)從中傳輸?shù)墓饩€產(chǎn)生預(yù)期的光學(xué)影響。
例如，全息光線成形漫射片，是包括“全息記錄的”隨機(jī)化的表面結(jié)構(gòu)漫射片，這種表面結(jié)構(gòu)上的漫射片具有高傳輸效率、高光線成形質(zhì)量、和使光線均勻化的能力；這種全息光成形漫射片可以從美國(guó)加利福尼亞的托蘭斯物理光學(xué)公司(“POC”)買(mǎi)到，其商標(biāo)為L(zhǎng)SD。盡管被稱(chēng)為“全息記錄”，它們優(yōu)選只用一束光來(lái)記錄。
另外關(guān)于這方面，授予Jannson等人(被轉(zhuǎn)讓給了POC)的美國(guó)專(zhuān)利No.5,365,354在此并入作為參考，其披露了一種具有一體制成的光線成形漫射片微結(jié)構(gòu)的漫射片，其中的漫射片是由可以買(mǎi)到的感光介質(zhì)(例如商業(yè)光致抗蝕劑)加工而成，其中感光介質(zhì)中記錄有預(yù)先選定的斑紋圖案。
在美國(guó)專(zhuān)利No.5,534,386和No.5,609,939(兩者都被授予Petersen等人，并被轉(zhuǎn)讓給了POC)中披露了其它的光線成形漫射片，在此也并入作為參考。可以利用Petersen的兩種專(zhuān)利所傳授的方法，在感光介質(zhì)上加工并復(fù)制出內(nèi)部和/或表面微結(jié)構(gòu)，感光介質(zhì)包括例如傳統(tǒng)的光致抗蝕劑。微結(jié)構(gòu)可以以高效、均勻和可控制的方式對(duì)光進(jìn)行散射，而采用先前的方法就不能做到這一點(diǎn)。
在授予Perilloux等人的美國(guó)專(zhuān)利No.5,151,917中披露了一種方法，根據(jù)這種現(xiàn)有方法，微結(jié)構(gòu)被說(shuō)明為形成一層具有亞結(jié)構(gòu)的層壓片。在應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)這種層壓結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如，某些與層壓結(jié)構(gòu)有關(guān)的問(wèn)題包括層之間分離；層間界面表面上的傳輸損失(由于反射和/或折射)；或由粘結(jié)的光學(xué)層與用來(lái)粘結(jié)光學(xué)層的光學(xué)級(jí)環(huán)氧樹(shù)脂膠之間的折射率值的差異或者環(huán)氧樹(shù)脂膠中的小氣泡所產(chǎn)生的問(wèn)題。
優(yōu)選地，通過(guò)采用相干光在傳統(tǒng)的感光材料中一體地形成微結(jié)構(gòu)，從而制造光線成形漫射片。另外關(guān)于這方面，根據(jù)分配角的不同，這種光線成形漫射片可以達(dá)到85％至92％的傳輸率，波長(zhǎng)在365納米(“nm”)到1600nm之間。光線成形漫射片結(jié)構(gòu)的低反向散射在本質(zhì)上具有抗反射特性，可以利用原本會(huì)因菲涅耳衰減而損失的光線。
以下將簡(jiǎn)要介紹LSD漫射片的工作原理。LSD漫射片是通常只用一束光線從“全息記錄”主體中復(fù)制而來(lái)。所產(chǎn)生的光線成形和漫射片結(jié)構(gòu)具有完全隨機(jī)和非周期性的特性，可以被看作是微型透鏡。另外，LSD漫射片與光線波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，可以在白光、單色光、相干光或非相干光下工作。
光線成形性質(zhì)使得LSD漫射片具有精確的光線定形和分散能力。LSD漫射片可以獲得0°至100°的圓形角度范圍的輸出，或0.2°×5°至110°×90°橢3圓形角度范圍的輸出。
使光線均勻化的能力很重要，這是因?yàn)樵S多光源都會(huì)產(chǎn)生“熱點(diǎn)”和光線分配形式不均勻的問(wèn)題，這些光源包括發(fā)光二極管(“LED”)光源、燈絲基光源、電弧基光源以及光纖和激光光源。LSD漫射片對(duì)上述光源中的光線進(jìn)行“平滑”和均勻化，并提供可以在以下苛刻條件下應(yīng)用的均勻光傳導(dǎo)，這些應(yīng)用包括液晶顯示器(“LCD”)背光、LED顯示器、機(jī)器視覺(jué)、汽車(chē)照明和熒光屏。
然而，用于制造光線成形漫射片的傳統(tǒng)主體通常是平面的并且尺寸有限。目前生產(chǎn)用在熒光屏的光線成形漫射片的制造過(guò)程會(huì)造成這些主體的邊緣重疊、毗連、或彼此相鄰，進(jìn)而在漫射片上產(chǎn)生稱(chēng)為“縫”的相應(yīng)邊緣圖案；這是人們所不希望的，因?yàn)樗鼤?huì)產(chǎn)生“干擾”區(qū)域，對(duì)通過(guò)漫射片上“縫”部分的光線傳播能力產(chǎn)生不利的影響。還有，當(dāng)在長(zhǎng)的連續(xù)塑料片上制成大量的光線成形漫射片，并卷起以備存儲(chǔ)時(shí)，接縫就壓在卷繞著的其它漫射片上，因而會(huì)損壞那些漫射片。另外，在許多大型高清晰度顯示器的應(yīng)用中是無(wú)法容忍接縫的，這些應(yīng)用包括軍事訓(xùn)練、空戰(zhàn)模擬器、FFA實(shí)時(shí)交通控制顯示器和商業(yè)顯示器。
通過(guò)最近的改進(jìn)，這種漫射片上的邊緣“接縫”已經(jīng)被減小成一根很細(xì)的線。然而，在漫射片中，即使是一根非常細(xì)的線，也會(huì)對(duì)目前應(yīng)用的寬屏幕漫射片的性能產(chǎn)生不利的影響；這些寬屏幕的寬度可達(dá)30或40英尺寬，甚至達(dá)到100英尺或更寬，就像現(xiàn)在全世界著名的娛樂(lè)領(lǐng)域所期待的那樣。
因此，就有必要制造出一種無(wú)縫主體，以便用來(lái)生產(chǎn)無(wú)縫的LSD漫射片。甚至更需要生產(chǎn)出一種實(shí)際上具有無(wú)限長(zhǎng)度的漫射片，上面具有無(wú)縫光線成形漫射片表面。
發(fā)明概述本發(fā)明解決了與漫射片有關(guān)的一系列問(wèn)題，及與之相關(guān)的漫射片主體邊緣“干擾”圖案問(wèn)題；簡(jiǎn)而言之，本發(fā)明是關(guān)于一種無(wú)縫主體及其制造方法。簡(jiǎn)單地概括，本發(fā)明涉及三個(gè)方面。
本優(yōu)選實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種無(wú)縫主體，其外形呈圓柱狀并具有單體的結(jié)構(gòu)，在其圓周外表面上制有整體的無(wú)縫光線成形漫射片。這種無(wú)縫主體優(yōu)選是中空的并由一種硬金屬(例如鍍鎳)制成。
本發(fā)明的另一方面涉及一種用來(lái)制造無(wú)縫主體的裝置及其制造方法，其中采用的材料是一種預(yù)先制成的中空?qǐng)A柱狀、無(wú)縫、彈性的次主體，上面帶有無(wú)縫一體化制成的光線成形漫射片表面。優(yōu)選的彈性體材料是可以買(mǎi)到的硅橡膠。這種無(wú)縫的光線成形和漫射表面是整體地制成在中空無(wú)縫的彈性主體的外圓柱表面上。與本發(fā)明的這一特殊方面相關(guān)，上面提到的彈性主體(長(zhǎng)的，具有“套筒”外形)是可以翻面的，它具有最初形成在其內(nèi)圓柱表面上的無(wú)縫光線成形漫射片表面，由此就可以在橡皮套的外圓柱表面上形成無(wú)縫的一體化的光線成形漫射片表面。
本發(fā)明的另一方面涉及一種用來(lái)在感光介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)可變漫射片記錄的裝置和方法。本發(fā)明的最后一個(gè)方面涉及用橡皮套或鎳制圓柱(即橡皮套的復(fù)制品)在塑料基體上制造無(wú)縫漫射片膜的方法。


參照以下說(shuō)明的典型而非限定性的具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以更清楚地了解構(gòu)成本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征，其中包括以上概述的本發(fā)明的各方面細(xì)節(jié)，以及本發(fā)明提出的典型機(jī)構(gòu)的構(gòu)造和工作原理；這些具體實(shí)施例和附圖構(gòu)成了本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)的一部分，在這些視圖中，同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)相同的元件，其中圖1是一種帶有長(zhǎng)圓柱狀可旋轉(zhuǎn)元件的機(jī)構(gòu)的側(cè)視圖，這種機(jī)構(gòu)用來(lái)生產(chǎn)本發(fā)明的彈性主體；圖2是相對(duì)于圖1后續(xù)的、時(shí)序相關(guān)的側(cè)視圖，其說(shuō)明了把適量的可買(mǎi)到的可固化的液態(tài)感光介質(zhì)(例如普通的光致抗蝕劑)涂覆在圖1中所示的可轉(zhuǎn)動(dòng)元件的圓周外表面上的優(yōu)選方法；圖3也是一個(gè)帶有局部剖面的側(cè)視圖，它說(shuō)明了在完成圖2中的涂覆步驟之后，使感光材料變成可轉(zhuǎn)動(dòng)元件的圓周外表面上的基本無(wú)縫而均勻的涂層的優(yōu)選方法；圖4是一個(gè)側(cè)視正視圖，部分為剖視圖，部分為示意圖，它說(shuō)明了另一種可以在外圓周外表面上均勻地涂覆一層無(wú)縫的可固化的液態(tài)感光介質(zhì)的優(yōu)選方法；這個(gè)外圓周外表面位于圖1-3中的另一個(gè)實(shí)施例的長(zhǎng)圓柱體元件上；
圖5是一個(gè)用來(lái)固化感光介質(zhì)的裝置的透視圖；圖6是一個(gè)側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了一種在固化過(guò)的感光介質(zhì)上進(jìn)行可變散射片記錄的優(yōu)選裝置和方法；圖7是另一個(gè)示意圖，其與圖6相比放大了比例，說(shuō)明了本發(fā)明的某些原理；圖8是一個(gè)詳細(xì)視圖，其相對(duì)于圖7做了進(jìn)一步放大，用來(lái)說(shuō)明優(yōu)選物鏡裝置上的優(yōu)選元件，所述裝置與本發(fā)明的上述幾個(gè)方面之一相關(guān)；圖9是一個(gè)透視圖，其相對(duì)于圖7略有放大，說(shuō)明了圖6和圖7中邊沿上的一個(gè)元件的優(yōu)選孔徑的幾何尺寸，這個(gè)元件也是本發(fā)明上述方面的另一個(gè)元件；圖10是側(cè)面正視示意圖6的俯視平面視圖；圖11是側(cè)面正視示意圖6的俯視平面視圖的另一個(gè)具體實(shí)施例，用來(lái)說(shuō)明上述在感光介質(zhì)中記錄可變散射片的裝置和方法的特征，它是通過(guò)選擇性地改變圖7至圖9中所示的元件之間的間隔關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)的(從而使用上面說(shuō)明的相關(guān)原理)，它提供了與固化過(guò)的感光介質(zhì)的曝光相關(guān)的細(xì)節(jié)，如圖6、圖10和圖11中所說(shuō)明的那樣；圖12是一個(gè)帶有局部剖視的側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了一個(gè)大小可以容納圓柱體元件的中空容器，所述圓柱體元件的外圓柱表面上帶有固化過(guò)的曝光過(guò)的感光介質(zhì)，圖中還說(shuō)明了圓柱體元件正在被插入到中空容器之中；圖13也是一個(gè)帶有局部剖視的側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了一種用來(lái)對(duì)曝光過(guò)的感光介質(zhì)進(jìn)行顯影的優(yōu)選方法，在這種方法中，圖中所說(shuō)明的圓柱體元件(如圖1-3中所示)的外圓柱面上帶有曝光過(guò)的感光介質(zhì)(如圖6、圖10和圖11所示)，它是圖12中“插入”步驟的后續(xù)步驟；圖14是一個(gè)帶有局部剖視的側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了一種把可固化的彈性液體均勻地涂覆在曝光過(guò)的感光介質(zhì)的外圓柱表面上的優(yōu)選方法，它是在圖12和13中說(shuō)明的感光介質(zhì)的顯影方法完成之后進(jìn)行的；圖15是一個(gè)帶有局部剖視的側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了圖14所示的把可固化的彈性液體均勻地涂覆在曝光并顯影后的彈性介質(zhì)上的方法的隨后步驟；
圖16是一個(gè)側(cè)面正視圖，它說(shuō)明了把可固化的彈性液體均勻地涂覆在顯影后的感光介質(zhì)的外圓柱表面上的優(yōu)選方法的完成情況，通過(guò)這種方法，可以制造出由可固化彈性材料制成的長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱體(具有大體均勻的壁厚)；圖17是一個(gè)帶有局部剖視的側(cè)面正視圖，用來(lái)說(shuō)明在完成了所述彈性材料的固化之后，把剛固化的彈性元件(其外觀呈套筒狀)從制成的感光介質(zhì)上剝離下來(lái)的優(yōu)選方法，它是通過(guò)把固化后的中空?qǐng)A柱體彈性材料進(jìn)行反轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)的；圖18是一個(gè)底部元件的透視圖，它是另一種具體實(shí)施例或替代裝置上的一個(gè)元件，這種替代裝置被用于另一種具體實(shí)施例或替代方法以便制造出彈性元件(如圖14-17所示)；圖19是一個(gè)盤(pán)狀元件的透視圖，這個(gè)盤(pán)狀元件可以安裝在圖18所示的底座上；圖20是一個(gè)裝配后的透視圖，其比例相對(duì)于圖18和19略有縮小，它說(shuō)明了一個(gè)安裝在盤(pán)狀元件上的實(shí)心圓柱體元件，其又安裝在底座(圖18和19)上；其中所示的實(shí)心圓柱體元件是帶有與外圓柱表面形成一體的無(wú)縫光線成形漫射片表面圖案的主體；它是圖6、10和11中所述的中空?qǐng)A柱體元件的另一種具體實(shí)施例；圖21是另一個(gè)裝配后的透視圖，它帶有局部剖面，它說(shuō)明了中空?qǐng)A柱體的塑模部分，塑模部分連接成環(huán)狀環(huán)繞在圖20所示的實(shí)心圓柱體元件；圖22是圖21中所示組件的局部平面視圖，它說(shuō)明了圖21中所示的連接在一起的圓柱體塑模部分與其所圍繞的圖20中所示的實(shí)心圓柱體元件之間的間隙(或環(huán)狀間隔)；圖23是一個(gè)側(cè)面正視剖面圖，它說(shuō)明了一個(gè)中空?qǐng)A柱體元件和彈性主體(通過(guò)圖14-17中所示的方法制成)，在固化和翻轉(zhuǎn)之后，在所述的彈性體元件/中空?qǐng)A柱體元件的外圓柱表面上形成無(wú)縫光線成形漫射片圖案；圖23A是經(jīng)過(guò)大比例放大的示意圖，說(shuō)明了在光線下顯現(xiàn)的斑紋，所述光線用于在彈性體套筒上記錄光線成形漫射片的圖案，它與固化的彈性主體(通過(guò)圖14-17中的方法制造)的外圓柱表面制成一體，其中的斑紋是使用圓柱透鏡產(chǎn)生的，根據(jù)了圖7-9中所述的可變散射片記錄裝置和制造方法(包括原理)；圖23B是經(jīng)過(guò)大比例放大的示意圖，說(shuō)明了在光線下顯現(xiàn)的斑紋，所述光線用于在彈性體套筒上記錄光線成形漫射片的圖案，它與固化的彈性主體(通過(guò)圖14-17中的方法制造)的外圓柱表面做成一體，其中的斑紋是利用橢圓透鏡產(chǎn)生的，根據(jù)了圖7-9中所述的可變散射片記錄裝置和制造過(guò)程(包括原理)；圖23-2是圖23中所述的側(cè)面正視圖的另一個(gè)具體實(shí)施例。
圖24是彈性體元件/中空?qǐng)A柱體元件組件(如圖23所示)的端視圖，其中的中空?qǐng)A柱體具有一定的長(zhǎng)度尺寸(圖23)和外徑(圖24)尺寸，使得彈性體套筒的相應(yīng)長(zhǎng)度和內(nèi)徑足以為光線成形漫射片表面圖案提供支撐結(jié)構(gòu)；圖24-2是圖24中所述端視圖的另一個(gè)具體實(shí)施例。
圖25是一個(gè)側(cè)面正視剖面圖，它說(shuō)明了彈性元件的外圓柱表面上的由優(yōu)選材料制成的其它層，結(jié)果使整個(gè)組件形成一個(gè)多層管狀復(fù)合體，其中的光線成形漫射片表面被夾在所述的復(fù)合體層之間；圖26是圖25中所示的多層復(fù)合體的端視圖；圖27是一個(gè)側(cè)面正視剖面圖，它說(shuō)明了在把其它層去掉后圖25和26中復(fù)合體的最外層，其中在剩下的管狀層的內(nèi)圓柱表面上就形成了無(wú)縫的一體化的光線成形漫射片表面；圖28是圖27所示剩下的管狀層的端視圖；圖29是一個(gè)側(cè)面正視剖面圖，它說(shuō)明了圖27和28中所示的剩下的管狀層(即中空?qǐng)A柱體)，其中包括附加的圓柱層，如圖所示這個(gè)附加層形成在所剩下管狀層的內(nèi)圓柱表面上；圖29-2是圖29中所述的側(cè)面正視圖的另一個(gè)具體實(shí)施例。
圖30是圖29中所示的多層管狀復(fù)合體的一個(gè)端視圖；圖30-2是圖30所述的端視圖的另一個(gè)具體實(shí)施例。
圖31是一個(gè)側(cè)面正視剖面圖，它說(shuō)明了在剝離了外圓周層后圖29和30中所述的內(nèi)圓周層，其中在所述這樣的中空?qǐng)A柱體外表面上就形成了無(wú)縫而一體化的光線成形漫射片表面；圖32是圖31中的中空?qǐng)A柱體元件的端視圖；和圖33是一個(gè)透視圖，它說(shuō)明了一個(gè)長(zhǎng)的圖31和32中所述中空?qǐng)A柱體元件的另一個(gè)具體實(shí)施例，中空?qǐng)A柱體元件安裝在傳統(tǒng)的可轉(zhuǎn)動(dòng)元件上，與本發(fā)明的一種優(yōu)選工業(yè)應(yīng)用相關(guān)。
優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明請(qǐng)參看圖1-3，圖中說(shuō)明了一種方法和裝置，用來(lái)把適當(dāng)?shù)目晒袒囊簯B(tài)感光材料(例如可以買(mǎi)到的光致抗蝕劑)均勻地涂覆到長(zhǎng)的可旋轉(zhuǎn)的圓柱體元件上。圖中說(shuō)明了與這個(gè)裝置相關(guān)的底座100，它上面安裝著相對(duì)的支架102、104。這個(gè)裝置還包括一個(gè)安裝在支架102、104之間的長(zhǎng)的中空管106(或管狀件)，它通過(guò)一個(gè)曲柄108可以繞著軸A-A轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1中所示。
一種優(yōu)選的中空管106是由可以買(mǎi)到的光滑玻璃(例如一般的窗玻璃)制成。中空管106的另一種具體實(shí)施例，可以通過(guò)足夠光滑的民用塑料制成，例如三聚氰胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯，或合適的商用丙烯酸的塑料，例如有機(jī)玻璃。
一種把可固化的液態(tài)感光介質(zhì)110(例如光致抗蝕劑)涂覆在中空管106(優(yōu)選是玻璃)上的優(yōu)選方法是，用手把感光介質(zhì)110沿著中空玻璃管106的整個(gè)長(zhǎng)度傾注，如圖2所示；然后轉(zhuǎn)動(dòng)曲柄108，直至中空管106的整個(gè)外圓柱表面都被涂上一層均勻的光致抗蝕劑。這種“涂覆”操作優(yōu)選要進(jìn)行三次，在相鄰兩次涂覆之間保留大約四十分鐘的空氣干燥時(shí)間(在室溫下)，最終使得三個(gè)分離的感光材料涂覆層變成一個(gè)可固化的液態(tài)感光介質(zhì)110的均勻涂覆層。
在完成了“三次涂覆”步驟之后，感光介質(zhì)110在沿半徑方向上的厚度范圍大約在1微米到100微米之間。感光介質(zhì)110在沿半徑方向上的優(yōu)選厚度大約為35微米。
圖4所示的是另一種裝置和方法，用來(lái)把可固化的液態(tài)感光介質(zhì)110涂覆在另一個(gè)長(zhǎng)圓柱元件106A的外圓柱表面上，從而形成一個(gè)均勻涂覆的圓周層；長(zhǎng)圓柱元件106A是一個(gè)實(shí)心圓柱體。
如圖4所示，平臺(tái)114、泵116和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)118安裝在底板112上。圖中所示的圓柱體106A安裝在一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)120上，120可以繞著軸B-B轉(zhuǎn)動(dòng)。
在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)118與轉(zhuǎn)盤(pán)120之間連接了一種常規(guī)的動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)122，以便驅(qū)動(dòng)120繞著軸B-B轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)122被用來(lái)從驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)118到轉(zhuǎn)盤(pán)120之間傳遞動(dòng)力，以驅(qū)動(dòng)圓柱體元件106A繞著軸線B-B轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4所示。
仍參照?qǐng)D4，圖中說(shuō)明了一個(gè)通過(guò)導(dǎo)管126與泵116相連接的噴嘴124。噴嘴124本身及其安裝位置的配置優(yōu)選能夠沿圓柱體元件106A表面的整個(gè)長(zhǎng)度提供傳統(tǒng)流體(例如可固化的液態(tài)感光介質(zhì)110)。為此，裝在槽128中的可固化的液態(tài)感光介質(zhì)110通過(guò)導(dǎo)管130輸送到泵116中。
可以通過(guò)烘烤來(lái)實(shí)現(xiàn)液態(tài)感光介質(zhì)110的固化。例如，圖5中說(shuō)明了一種常見(jiàn)的烤爐132，可以將上面帶有一個(gè)均勻的感光材料層110的實(shí)心圓柱體106A(未示出)或長(zhǎng)的中空管106(見(jiàn)圖1-3)插入其中，以便對(duì)上述介質(zhì)110進(jìn)行所需要的固化。為實(shí)現(xiàn)預(yù)期的固化，可以在提高的溫度(例如100℃)下對(duì)感光介質(zhì)110進(jìn)行烘烤，烘烤時(shí)間為40分鐘至2小時(shí)。更優(yōu)選地，在90℃下對(duì)感光介質(zhì)110進(jìn)行1小時(shí)至2.5小時(shí)的烘烤，來(lái)固化感光介質(zhì)110。更優(yōu)選地，在60℃下對(duì)感光介質(zhì)110進(jìn)行1至3小時(shí)的烘烤，來(lái)固化感光介質(zhì)110。
可變漫射片有一些傳統(tǒng)的用途，例如，用在光導(dǎo)管中或液晶顯示器中。例如，象用于便攜式電腦上液晶顯示器(“LCD”)這樣的平板顯示器通常帶有背光系統(tǒng)，以便照亮液晶平板顯示器。傳統(tǒng)背光系統(tǒng)的重要要求是，在顯示板的整個(gè)表面上提供足夠均勻且足夠強(qiáng)度的光線分布，顯示板通常為平板。為達(dá)到這兩個(gè)要求，目前的背光系統(tǒng)中通常帶有一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)管，以便把光能從光源引到LCD板上。對(duì)于普通的散射背光系統(tǒng)，有必要在系統(tǒng)中引入一個(gè)或多個(gè)可變漫射片元件，可變化的漫射片元件可以沿著一個(gè)或多個(gè)普通光導(dǎo)管的一個(gè)表面安裝，以便把入射到它上面的光線散射到一個(gè)輸出平面上，以便達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)。輸出平面可以用一種常規(guī)的方式耦合至目前的LCD板，以便把光線耦合到LCD板上并通過(guò)LCD板。通過(guò)引入可變漫射片，所述可變漫射片可以沿著使用者的方向引導(dǎo)LCD板邊緣的光均勻地穿過(guò)屏幕，這種散射背光系統(tǒng)不僅可以通過(guò)控制散射面上散射介質(zhì)的分布來(lái)控制光線的分布，而且還提供了控制光線的分配角的能力，這兩者都是需要的。
因此，下面請(qǐng)參照?qǐng)D6-11，其說(shuō)明了把可變化的漫射片記錄在感光介質(zhì)上的優(yōu)選方法和裝置的基本原理和優(yōu)選元件，本發(fā)明中的一個(gè)方面已經(jīng)在上面做了簡(jiǎn)要介紹。
特別是在此方面，圖6-11說(shuō)明了一種優(yōu)選方法、裝置及其構(gòu)成，它可以在繞縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體元件的同時(shí)，使感光介質(zhì)固化層經(jīng)過(guò)相干光源的處理，以便使沿著整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上的固化感光介質(zhì)得到曝光，從而使得在充分地沿著長(zhǎng)度和外圓柱表面的曝光過(guò)的感光介質(zhì)上產(chǎn)生預(yù)期不同的光線成形和漫射微結(jié)構(gòu)，其中的曝光過(guò)的感光介質(zhì)可以顯影用來(lái)記錄斑紋圖案。
一種優(yōu)選的相干光源(或輻射源)就是普通的激光。在此方面，可以選擇可買(mǎi)到的紫外受激準(zhǔn)分子激光器或氪激光器。
首先參照?qǐng)D6，可以看到圖中所述的裝置包括底座200和遠(yuǎn)離底座的相干光源202。一種優(yōu)選的相干光源為激光。圖中所說(shuō)明的裝置包括長(zhǎng)的機(jī)構(gòu)204，204的特征是其上帶有相互間隔的支架206(其中之一顯示在圖6中的最前面)，206固定在底座200上，支架206(兩個(gè)支架在圖10中都可以看到)上架著一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的曲柄208，其中曲柄208可以繞著軸C-C轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄208位于底座200的上方并與底座平行，其中支架206上安裝著可以轉(zhuǎn)動(dòng)的管狀件106，106橫對(duì)著相干光源202。
還是參照上述把可變散射片記錄在感光介質(zhì)上的裝置，可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在機(jī)構(gòu)204(圖6，10和11)上的中空?qǐng)A柱體元件106(見(jiàn)圖1-3)的外圓柱表面上帶有固化過(guò)的均勻的感光材料層110A。
上述裝置還帶有一個(gè)位于底座200上方的光學(xué)物鏡裝置214。物鏡裝置214位于相干光源202和中空?qǐng)A柱體元件106之間，以便實(shí)現(xiàn)圖6、7、10和11中的物理關(guān)系，以下將對(duì)這種關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)簡(jiǎn)要參照?qǐng)D8，圖中說(shuō)明了一個(gè)優(yōu)選的光學(xué)物鏡裝置214，其特征是包括通常為20倍至60倍放大率的放大透鏡216、球面透鏡218，圓柱透鏡220和橢圓透鏡222，以及這些透鏡的組合，從而為相干光的橫截面區(qū)域提供放大鏡元件、長(zhǎng)的圓柱體元件、長(zhǎng)的橢圓柱體元件以及這些元件的組合。
回到圖6、10和11，圖中說(shuō)明的裝置還包括漫射片罩224，漫射片罩224安裝在底座200上并位于物鏡裝置214和圓柱體元件106之間，以便對(duì)來(lái)自光源220的相干光進(jìn)行散射并為相干光提供一個(gè)不規(guī)則的斑紋圖案，隨后這個(gè)圖案在圓柱體元件106的外圓柱表面上對(duì)固化的感光層110A進(jìn)行曝光。
象本領(lǐng)域技術(shù)人員所能理解的那樣，通過(guò)光學(xué)物鏡裝置214的相干光，可以根據(jù)需要具有放大的、縮小的、和/或圓柱狀的、和/或橢圓柱狀的橫截面區(qū)域，這是通過(guò)精確地組合光學(xué)物鏡裝置214中選擇的元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
然而，多數(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員并不知道，可以設(shè)計(jì)一種特殊的漫射片來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。例如，要通過(guò)特殊的漫射片來(lái)實(shí)現(xiàn)這樣一種結(jié)果，光學(xué)透光罩224優(yōu)選采用一種全息漫射片，這種全息漫射片可以對(duì)通過(guò)其中的光線提供一種所需的預(yù)先選擇的斑紋圖案，而這種光線被用來(lái)實(shí)現(xiàn)在感光介質(zhì)上的記錄，就像在美國(guó)專(zhuān)利5,365,354(授予Jannson等人)和美國(guó)專(zhuān)利5,534,386和5,609,939(兩個(gè)都授予Petersen等人)中所說(shuō)明的那樣，所有這些專(zhuān)利都被轉(zhuǎn)讓給了美國(guó)加利福尼亞的托倫斯(Torrance)物理光學(xué)公司，在此并入作為參考。通過(guò)簡(jiǎn)要的概括這些發(fā)明，我們的同事發(fā)現(xiàn)，預(yù)先選定的用于記錄漫射片的不規(guī)則斑紋圖案，通過(guò)重放，賦予了漫射片修改通過(guò)其中的輸出光形狀的能力。也可以采用磨砂玻璃或其它適當(dāng)?shù)耐腹庹?24。
參照?qǐng)D6，圖中說(shuō)明的裝置還包括一塊擋板226，擋板上帶有一個(gè)具有預(yù)先選定尺寸的開(kāi)口228(圖9)，擋板226安裝在底座200上并處于漫射片罩224和圓柱體元件106之間，其位置和方向要保證在感光介質(zhì)110B的固化層預(yù)先選定部位(如圖10所示的帶狀圓柱區(qū)230)上實(shí)現(xiàn)預(yù)期的和選定的曝光，固化后的感光介質(zhì)層110B位于中空?qǐng)A柱體元件106的外圓柱表面上；固化后的感光介質(zhì)層110B現(xiàn)在經(jīng)過(guò)了曝光，但未經(jīng)顯影。
參照?qǐng)D9，優(yōu)選的擋板226通常具有平面的外形和結(jié)構(gòu)，其方向通常垂直于相干光的光路，如圖6、7、10和11所示。
還是參照?qǐng)D9，所述的開(kāi)口228的形狀大體上呈矩形，且具有相對(duì)尖銳的邊沿，其寬度(“W”)的范圍大致從3英寸到10英寸，高度(“H”)大致從3英寸到5英寸，優(yōu)選為4英寸，但這取決于圓柱體元件106的尺寸。
還是參照?qǐng)D中所示的用來(lái)在感光材料上實(shí)現(xiàn)可變散射片記錄的裝置，如圖6、7、10和11所示，第一長(zhǎng)度(“L1”)的尺寸被定義為相干光在光學(xué)物鏡裝置214和漫射片罩224之間的傳播距離。
第二長(zhǎng)度(“L2”)的尺寸被定義為相干光在漫射片罩224和正在曝光的(圖7)感光材料層110B之間的傳播距離，感光材料層110B位于圓柱體元件106的外圓柱表面上。
第三長(zhǎng)度(“L3”)的尺寸被定義為相干光在感光介質(zhì)110B的曝光層(圖7)和帶有開(kāi)口(圖9)的擋板226之間的傳播距離，感光材料層110B位于圓柱體元件106的外圓柱表面上。
在所述的裝置的正常工作過(guò)程中，可以預(yù)期，第一、第二和第三長(zhǎng)度(“L1”-“L3”)尺寸中的任何一個(gè)都可以相對(duì)于上述長(zhǎng)度(“L1‘-”L3“)中的任何另一個(gè)尺寸而改變，且根據(jù)所選擇的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)控制改變，從而實(shí)現(xiàn)可變散射片在感光介質(zhì)110A上的記錄。
在操作中，中空?qǐng)A柱體元件106繞著機(jī)構(gòu)204上轉(zhuǎn)動(dòng)軸C-C的轉(zhuǎn)動(dòng)，是為了使感光介質(zhì)110A上的未曝光層接受相干光(來(lái)自光源202)的曝光，其中感光介質(zhì)110A位于圓柱體元件106的外圓柱表面上，而相干光首先通過(guò)光學(xué)物鏡214，然后通過(guò)漫射片罩224，最后通過(guò)擋板226上的開(kāi)口228，從而實(shí)現(xiàn)在管狀件106上感光介質(zhì)110B的一部分上的曝光。
根據(jù)以上說(shuō)明，一種在感光介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)可變散射片記錄的的方法，可以概述如下。
這種方法的特征總結(jié)為包括以下步驟，為長(zhǎng)圓柱元件106提供固化的尚未曝光過(guò)的感光介質(zhì)110A，106可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在支架206上并沿著縱向軸C-C安裝，110A位于圓柱體元件106的外圓柱表面上。
這種方法還應(yīng)包括以下步驟，把相干光源202產(chǎn)生的相干光線射到固化的未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A上，把光學(xué)物鏡214部件安裝在相干光源和未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A之間的相干光束中。
這種方法還包括以下步驟，把光學(xué)透光漫射片罩224安裝在光學(xué)物鏡裝置214和未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A之間的相干光束中；然后把限定預(yù)先選定尺寸開(kāi)口228的擋板226安裝在光學(xué)透光漫射片罩224和未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A之間的相干光束中。
這種方法還包括下一個(gè)步驟，即，改變漫射片罩224與光學(xué)物鏡裝置214之間、或漫射片罩224與未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)層110A之間、和/或擋板226與未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)層110A之間的距離(“L1”和/或“L2”和/或“K3”)尺寸，以便在固化的未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A上實(shí)現(xiàn)可變的曝光。
這種方法還包括以下步驟，通過(guò)手柄208或馬達(dá)(沒(méi)有畫(huà)出)使得圓柱體元件106繞其長(zhǎng)軸C-C轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)一個(gè)預(yù)先選定的角度d(如圖6中所示)，通過(guò)這種方法，把未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)層110A上需要曝光的弓形部位，在窄帶230(圖10)或?qū)拵?30A(圖11)內(nèi)，對(duì)相干光曝光，曝光進(jìn)行預(yù)先選定的時(shí)間段，以實(shí)現(xiàn)曝光于寬帶230或窄帶230A的目的，對(duì)于正被曝光的感光介質(zhì)110B而言，兩種帶寬都是合適的。
這種方法還包括以下步驟，即，在存在相干光的情況下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體元件106通過(guò)預(yù)先選定角度，就可以對(duì)未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A上的窄帶230(圖10)上的整個(gè)圓柱體范圍、或?qū)拵?30A(圖11)上的整個(gè)圓柱體范圍進(jìn)行曝光，而110A位于上述圓柱體元件106上。
參照?qǐng)D10，圓周面環(huán)帶230被定義為，感光介質(zhì)110B上的縱向圓周外表面在圓柱體元件106上轉(zhuǎn)動(dòng)360°曝光后的形成的一段縱向部分。圖11中說(shuō)明了一種類(lèi)似的曝光后的感光介質(zhì)的縱向圓周外表面110B，它作為相對(duì)寬些的圓周面環(huán)帶230A。因此，這種方法包括，使圓柱元件106相對(duì)光源沿縱向或橫向運(yùn)動(dòng)一段預(yù)先選定的距離(如圖10和11所示)，重復(fù)上述步驟，直至感光介質(zhì)110A上未曝光層的整個(gè)圓周外表面被曝光。
綜上所述，可變漫射片可以這樣制成，(1)使管狀件106部分地繞軸線C-C轉(zhuǎn)動(dòng)(圖10和11)，以在管狀件106上展現(xiàn)未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)110A上所需曝光的部分；(2)為物鏡裝置214選擇適當(dāng)?shù)耐哥R216、218、220和/或222；(3)選擇提供恰當(dāng)?shù)摹癢”和“H”尺寸的孔徑228(圖9)；(4)選擇適當(dāng)?shù)南鄬?duì)距離L1、L2和L3和罩224(圖7)；(5)打開(kāi)相干光源202，結(jié)果在需要曝光的感光介質(zhì)110B上獲得一個(gè)所期待的斑紋圖案。此后，帶有尚未曝光的感光介質(zhì)110A的管狀件106，根據(jù)需要相對(duì)于射來(lái)的光線向側(cè)面運(yùn)動(dòng)(圖10和圖11)，重復(fù)步驟(2)至(5)，以便在管狀件106上的曝光后的感光介質(zhì)110B中沿縱向?qū)崿F(xiàn)可變漫射片的特性。根據(jù)本發(fā)明的原理，一個(gè)可變散射片可以根據(jù)需要由窄圓周面環(huán)帶230(圖10)、或?qū)拡A周面環(huán)帶230A、或窄與寬圓周面環(huán)帶230與230A的組合來(lái)構(gòu)成，且每個(gè)環(huán)帶上已經(jīng)被記錄有各種光線成形和漫射微結(jié)構(gòu)，通過(guò)重放，這種微結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生不同的光線輸出特性，這樣就可以在一個(gè)單個(gè)的管狀件(例如管狀件106)上制成可變散射片?？梢酝ㄟ^(guò)以下表格中的數(shù)據(jù)以及隨后我們對(duì)這些數(shù)據(jù)的討論，來(lái)認(rèn)識(shí)以上說(shuō)明及說(shuō)明的裝置和方法的基本原理，這種裝置和方法可以實(shí)現(xiàn)在感光介質(zhì)上記錄可變散射片。
表

這個(gè)表格的最后一欄列出了最終主體的輸出角，即，最終主體輸出的成形光的錐角。在前兩條中，列出了一個(gè)對(duì)應(yīng)于圓形輸出光的角度，而具有兩個(gè)角度的表格條目則對(duì)應(yīng)于一個(gè)橢圓形輸出的大角度和小角度。在列出兩個(gè)角度的地方，第一個(gè)角度在曝光期間是沿著管狀件106的長(zhǎng)度方向設(shè)置的，而第二個(gè)角度是精確地沿著未經(jīng)曝光的感光介質(zhì)的圓柱表面(110A)圓周方向設(shè)置的。這種橢圓輸出，是從表格第一欄所說(shuō)明物鏡所具有的橢圓特性，和/或表格中說(shuō)明的Mid-Master的橢圓特性而獲得的。具有橢圓輸出的Mid-Master本身優(yōu)選預(yù)先被記錄為橢圓LSD漫射片，這是通過(guò)采用具有橢圓斑紋的記錄光進(jìn)行曝光而實(shí)現(xiàn)的，如圖23A和23B所示。
還要注意，在一般情況下，L2對(duì)于小的角度而言較大，而對(duì)于大角度而言則顯得較小。表格中的各種參數(shù)這樣變化，以便在受到曝光的感光介質(zhì)110B(例如圖6-11)的一個(gè)或多個(gè)部分上產(chǎn)生光線成形漫射片圖案，根據(jù)需要，圖案沿管狀件106的外圓柱表面既可以沿弧形方向也可以沿縱向設(shè)置。最后，我們發(fā)現(xiàn)一種優(yōu)點(diǎn)，如這里所說(shuō)明的感光材料的曝光所產(chǎn)生的曝光效果在邊緣區(qū)域呈毛刺狀連結(jié)，以至于形成了真正的無(wú)縫漫射片主體，即使在通過(guò)不同的記錄步驟記錄的主體的相鄰部分上也是如此。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面，管狀件106上的曝光后的感光介質(zhì)110B經(jīng)過(guò)顯影之后(例如圖23和13)，成為了真正的無(wú)縫漫射片主體，而曝光后且隨后經(jīng)過(guò)顯影的感光材料110C用于制造另外的無(wú)縫主體，就如以下所詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
以下實(shí)例提出并說(shuō)明了精選的流程和設(shè)備，據(jù)此可以生產(chǎn)出表中所說(shuō)明的數(shù)據(jù)。
實(shí)例配置光線和安裝設(shè)置合適的物鏡(通常20X至60X)；需要時(shí)可以放置一個(gè)針孔濾光器。在一個(gè)適當(dāng)?shù)淖雷由隙ㄎ话惭b中間主體(Mid-master)漫射片；固定地卡緊這個(gè)中間主體漫射片。根據(jù)所需要的角度，把一個(gè)適當(dāng)?shù)闹虚g主體放在支架上。把一個(gè)最終主體和相應(yīng)的支架放置到位；把支架卡緊并扎牢(例如，通過(guò)膠粘)。當(dāng)安裝大比例橢圓漫射片主體時(shí)，如表中所示，按照物鏡調(diào)整圓柱透鏡，使得形成一個(gè)3至9英寸寬的“軟”邊緣焦點(diǎn)。把狹縫射出的光線指向中間主體的中心。放置所有的擋板，以防止任何散射光射到最終主體上。最后，調(diào)整到達(dá)最終主體的相干光，讀數(shù)約為30μm瓦特。
這樣就結(jié)束了與實(shí)例相關(guān)的說(shuō)明。因此，參照?qǐng)D12和13，以下的說(shuō)明是關(guān)于曝光過(guò)而未經(jīng)顯影的感光介質(zhì)110B是如何轉(zhuǎn)變?yōu)轱@影過(guò)的感光介質(zhì)110C的。
剛曝光過(guò)的感光材料110B的顯影是這樣開(kāi)始的，即，選擇一個(gè)適合的中空?qǐng)A柱體容器300(圖12)，其長(zhǎng)度和內(nèi)徑要足以容納和保留圓柱體元件106，而106的外圓柱表面上帶有曝光后的感光介質(zhì)層110B。
然后，106被放入到容器300中。此后，把一種可以買(mǎi)到的顯影劑溶液注入到容器300中，優(yōu)選是注入到容器300和圓柱體元件106之間，如圖13所示。
這樣，如圖13所述，曝光后的感光材料110B的顯影優(yōu)選是這樣開(kāi)始，使曝光后的感光材料110B與有效量的優(yōu)選是10％的一種顯影劑溶液312相接觸，接觸時(shí)間范圍從大約30秒到大約1分鐘，顯影劑溶液312是可以買(mǎi)到的。
另外，一種與圖4中所示類(lèi)似的結(jié)構(gòu)可以用來(lái)對(duì)曝光后的感光介質(zhì)進(jìn)行顯影。例如，可以把顯影劑溶液噴射到曝光后的感光介質(zhì)上，根據(jù)需要，噴射后流走的顯影劑可以匯集到某個(gè)結(jié)構(gòu)(未示出)之中，這個(gè)結(jié)構(gòu)是用來(lái)收集(或許重新利用)顯影劑的。
無(wú)論如何，一旦著顯影步驟的結(jié)束，具有預(yù)先選定的不規(guī)則微結(jié)構(gòu)的一個(gè)光線成形漫射片表面就沿著圓柱體元件106的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面，定型在顯影后的感光介質(zhì)中了。光線成形漫射片表面在顯微鏡的尺寸級(jí)上是上述圖6-11中所示的漫射片記錄裝置上的一個(gè)長(zhǎng)的、選擇性變化的元件和/或元素。另外，閱讀了此說(shuō)明之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠理解，用一種功能相同的機(jī)構(gòu)來(lái)替代所示元件中的一個(gè)或多個(gè)，將會(huì)產(chǎn)生光線成形漫射片表面微結(jié)構(gòu)的所需方向即，根據(jù)需要，既可以垂直于，也可以平行于圓柱體元件106的縱向軸。
我們還發(fā)現(xiàn)，邊緣上的重疊效果，就如所期待的那樣，是由于一個(gè)具體實(shí)施例(圖10)中曝光后的窄圓環(huán)帶的重疊，或另一個(gè)具體實(shí)施例(圖11)中曝光后的寬圓環(huán)帶的重疊所產(chǎn)生的；這種邊緣上重疊區(qū)域的影響，并沒(méi)有造成沿著重疊區(qū)域存在的縫隙，相反卻產(chǎn)生了連續(xù)的真正無(wú)縫的、沿著圓柱體元件106的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面的光線成形漫射片表面。
現(xiàn)在參照?qǐng)D14-17，來(lái)說(shuō)明一種把可固化的彈性液體400涂覆到圓柱元件106上的優(yōu)選方法，其中的圓柱元件106現(xiàn)在帶有了一層光線成形漫射片表面，這層固定在圓柱元件106的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上，其中的光線成形漫射片表面是由圓柱元件106上的顯影后的感光介質(zhì)110C提供的。
可固化的彈性材料400被沿著圓柱元件106上的顯影后的感光材料110C的長(zhǎng)度和外圓柱表面涂覆，例如通過(guò)把一種適合的可買(mǎi)到的可固化液態(tài)彈性材料傾注到一個(gè)垂直放置的可買(mǎi)到的圓柱件106上，如圖14和15所示。
通過(guò)把有效量的可固化彈性液體400傾注到管狀件106(圖15)上，來(lái)覆蓋管狀件106的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面，可以產(chǎn)生一個(gè)中空?qǐng)A柱彈性體元件或套筒402，如圖16所示。然后，覆蓋著管狀件106的未經(jīng)固化的彈性元件或套筒402固化，從而產(chǎn)生一個(gè)固化的中空?qǐng)A柱彈性元件或套筒402A(圖17)，402A可以被翻轉(zhuǎn)，通過(guò)翻轉(zhuǎn)，402A從圓柱元件(或管子)106上脫離開(kāi)來(lái)。
優(yōu)選地，可翻轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱彈性元件402A的徑向厚度從大約1/16英寸到大約1/8英寸。由于固化的彈性元件402A在固化之前已經(jīng)與記錄在圓柱元件106上的感光介質(zhì)中的光線成形漫射片表面的微結(jié)構(gòu)緊密接觸，結(jié)果在產(chǎn)生的固化彈性元件402A上一體地形成了無(wú)縫的光線成形漫射片表面；這個(gè)無(wú)縫的光線成形漫射片表面，就是沿著未經(jīng)固化的彈性元件402(圖16)與圓柱元件106的表面微結(jié)構(gòu)曾經(jīng)緊密接觸的整個(gè)圓柱表面。開(kāi)始時(shí)，微結(jié)構(gòu)處于未經(jīng)固化的彈性元件402的內(nèi)圓柱表面上。固化后，經(jīng)過(guò)翻面(例如見(jiàn)圖17)，微結(jié)構(gòu)和光線成形漫射片表面呈現(xiàn)在固化彈性元件402A的外圓柱表面上。
還是參照?qǐng)D17，注意，在這一點(diǎn)上，固化的彈性元件402A本身可以用來(lái)制造無(wú)縫漫射片，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀了本發(fā)明之后就會(huì)理解所采用制造的方法。然而，我們寧愿用彈性元件402A來(lái)制造耐用得多的無(wú)縫主體，就如以下所詳細(xì)說(shuō)明的那樣。
為了使所述的未經(jīng)固化的彈性元件402(圖16)固化，優(yōu)選使這樣澆注而成的彈性元件經(jīng)受24小時(shí)的室溫時(shí)間。如這里所定義的，術(shù)語(yǔ)“室溫”應(yīng)理解為77°F(25℃)。
以下參照?qǐng)D18至22，以便說(shuō)明制造上述的固化中空?qǐng)A柱彈性元件的另一種方法。
采用圖18至22中元件和元件的另一種方法可以說(shuō)明如下。
根據(jù)本發(fā)明原理制成的實(shí)心的圓柱體元件106B優(yōu)選是玻璃的，在它的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上帶有一個(gè)無(wú)縫的光線成形漫射片表面；106B放在盤(pán)狀元件500上，而500放在底座502的頂部(圖18-20)。所述的底座502和盤(pán)狀元件500的形狀通常都呈圓形或碟形；當(dāng)與圓柱體元件106B組裝起來(lái)時(shí)，它們的尺寸和結(jié)構(gòu)要保證對(duì)中(圖22)，如圖20所示。
圓周的塑模部分504、506，其尺寸要足以環(huán)繞實(shí)心圓柱體元件106B，被安裝在盤(pán)狀元件500上并連結(jié)在一起，如圖21所示。當(dāng)連接在一起時(shí)，塑模部分504和506的長(zhǎng)度及內(nèi)徑尺寸，相對(duì)于實(shí)心圓柱體元件106B，要在連接起來(lái)的塑模504、506和圓柱體元件106B之間保持一個(gè)間隙508，如圖22所示。
然后，上述的可固化彈性液體400(圖14和15)被注入到間隙508中并固化，如上所述，在間隙508中產(chǎn)生一個(gè)上述的中空?qǐng)A周彈性元件的替代的具體元件。優(yōu)選地，這個(gè)中空?qǐng)A柱彈性元件(以上所述)的替代具體元件(沒(méi)有畫(huà)出)也可以類(lèi)似地翻轉(zhuǎn)，并且其徑向厚度也為大約1/16英寸到大約1/8英寸。上述制造單件中空?qǐng)A柱可翻轉(zhuǎn)彈性主體的方法，將在以下進(jìn)行概述。
這種方法包括一系列步驟。第一步要把適量的可固化液態(tài)感光介質(zhì)涂覆到圓柱體元件的外圓柱表面上。圓柱體元件優(yōu)選是長(zhǎng)的、帶有縱向軸線的元件。還有，圓柱體元件可以繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
另一個(gè)步驟是使帶有可固化液態(tài)感光介質(zhì)的圓柱體元件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而沿著圓柱體元件的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上，形成一層完全無(wú)縫而徑向尺寸均勻的可固化感光介質(zhì)層。
然后，感光介質(zhì)層在長(zhǎng)圓柱元件上固化。
這種方法的后面步驟包括，使感光介質(zhì)的固化層(已經(jīng)涂覆在圓柱體元件上)大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面對(duì)相干光源曝光，而此相干光此前已經(jīng)通過(guò)了一個(gè)中間主體漫射片，因而被賦予了斑紋的形狀；然后使圓柱體元件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使得感光介質(zhì)在整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上，以一種與相干光斑紋相一致的不規(guī)則圖案進(jìn)行曝光，其中曝光后的感光介質(zhì)可以被用來(lái)顯影。
然后，曝光后的感光介質(zhì)在圓柱體元件上的感光介質(zhì)大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面上進(jìn)行顯影，以便把感光介質(zhì)的不規(guī)則曝光區(qū)域固定為介質(zhì)中的物理微結(jié)構(gòu)。
這種方法還包括以下步驟，大體沿顯影后的感光材料的長(zhǎng)度和外圓柱表面上涂覆適量的可固化彈性液體，然后使這種液體固化，以產(chǎn)生一個(gè)具有預(yù)先選定徑向尺寸的長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱彈性體元件，該元件與剛顯影過(guò)的感光介質(zhì)微結(jié)構(gòu)緊密接觸，從而在彈性元件中產(chǎn)生一個(gè)無(wú)縫的光線成形漫射片表面，其中彈性元件通過(guò)這個(gè)表面與微結(jié)構(gòu)緊密接觸，中空?qǐng)A柱彈性元件是可翻面的。
然后將這個(gè)可翻面的中空?qǐng)A柱彈性元件從記錄有斑紋圖案的顯影后的感光材料上分離下來(lái)。這個(gè)可翻面的中空?qǐng)A柱彈性元件大體沿其長(zhǎng)度和內(nèi)圓柱表面帶有與之構(gòu)成一體的無(wú)縫光線成形漫射片表面。
這種方法的下一個(gè)步驟包括，把中空?qǐng)A柱彈性元件翻面，從而大體沿中空彈性圓柱體的長(zhǎng)度和外圓柱表面上形成一個(gè)無(wú)縫的光線成形漫射片表面，從而產(chǎn)生一個(gè)中空?qǐng)A柱彈性主體；根據(jù)需要，這個(gè)中空?qǐng)A柱彈性主體本身就可以用來(lái)制造無(wú)縫漫射片，或更耐用的無(wú)縫主體。
上述的中空?qǐng)A柱彈性體元件(或套筒)在其圓柱表面上一體地帶有光線成形和光線漫射片表面，其優(yōu)選由可以買(mǎi)到的硅橡膠制成。
如上所述，硅橡皮套402A優(yōu)選具有整體的光線成形和光線漫射片表面，這些光線成形和光線漫射片表面的外形為許多拉長(zhǎng)了的整體微結(jié)構(gòu)404A(圖23A)或404B(圖23B)；這些整體微結(jié)構(gòu)404A或404B優(yōu)選采用特別選定的光學(xué)物鏡裝置214(圖7和8)來(lái)形成，使得物鏡裝置214中要么包括圓柱透鏡狀元件(圖23A)，要么包括橢圓透鏡狀元件(圖23B)，如以上所述，這與本發(fā)明的可變散射片裝置和方法的方面有關(guān)。
下面參照?qǐng)D23-32，來(lái)說(shuō)明制造一個(gè)單件中空?qǐng)A柱無(wú)縫金屬主體的一種優(yōu)選方法，這是本發(fā)明多方面中的另一方面。以下的方法要參照所述原理進(jìn)行說(shuō)明。簡(jiǎn)言之，單件中空?qǐng)A柱無(wú)縫金屬主體在其外圓柱表面部分具有一體化的光線成形和光線漫射表面。
中空管件600優(yōu)選由可以買(mǎi)到的丙烯酸材料制成，其外圓周直徑約為6英寸；這個(gè)中空管件600的外圓柱表面(圖23和24)上設(shè)有翻著面的硅橡皮套402A，其優(yōu)選的徑向厚度為1/8英寸。這種硅橡皮套402A在其整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面上帶有無(wú)縫的光線成形漫射片表面。
管件600和橡皮套402A的尺寸相互具有大體上相同的長(zhǎng)度。另外，套筒402A的內(nèi)徑尺寸是相對(duì)于管件600的外徑而定的，這使得彈性套筒402A的內(nèi)徑只受到其外圓柱表面的輕微壓力；結(jié)果是，由于套筒402A的外圓柱表面成形之后經(jīng)過(guò)了翻面，其在大體沿管件600的整個(gè)外圓柱表面都受到了稍大一些的張力；所以，當(dāng)管件600可轉(zhuǎn)動(dòng)地承載著套筒402A時(shí)，套筒402A不會(huì)沿縱向方向相對(duì)于管件600而運(yùn)動(dòng)。
生產(chǎn)上述的單件體中空?qǐng)A柱無(wú)縫金屬主體的方法包括以下步驟，使彈性材料的外圓柱表面與適當(dāng)大小的第一金屬的涂層602緊密接觸。涂層602大體沿著套筒402A的整個(gè)長(zhǎng)度和外圓柱表面涂覆在套筒402A的光線成形漫射片表面上，以“改造”彈性套筒402A，而彈性套筒402A就是為了接受一種適當(dāng)?shù)挠步饘俚耐扛?。一種優(yōu)選的“改造”涂層是銀。除了如這里說(shuō)明的采用銀涂層之外，其它適當(dāng)?shù)慕饘佟案脑臁蓖繉?，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的，也可以通過(guò)其它適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)涂覆；而那些方法也為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知，例如，汽相淀積法。
這種“改造”涂層的目的，是為了使一種適當(dāng)?shù)挠步饘俦浑S后涂覆在硅橡皮套402A的光線成形漫射片表面部分上。其它適當(dāng)?shù)摹案脑臁苯饘僖部梢赃@樣涂覆在硅橡皮套402A的光線成形漫射片上，例如，通過(guò)汽相淀積法或電鍍的方法涂覆在上面提到的“改造”涂層上。
“改造”涂層602(如圖25中所述)優(yōu)選是銀涂層，其半徑方向上的尺寸為顯微鏡級(jí)的，其徑向厚度大約為1至40，而優(yōu)選的徑向厚度為1至9。
這樣，第一金屬涂層602具有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，內(nèi)圓柱表面與光線成形漫射片表面緊密接觸，而光線成形漫射片表面處于中空?qǐng)A柱彈性金屬層402A的外圓柱表面上。另外，第一金屬涂層的大小以及徑向尺寸與中空?qǐng)A柱彈性材料層402A的外圓柱表面相關(guān)，結(jié)果使得光線成形漫射片表面可以從套筒402A的外圓柱表面上復(fù)制到“改造”(第一金屬)涂層602上。
以上說(shuō)明了制造上述單件體中空?qǐng)A柱無(wú)縫金屬主體的方法，其中的無(wú)縫金屬主體被用來(lái)制造各種用途(特別是大屏幕)的無(wú)縫漫射片；這種方法還包括以下步驟，使“改造”(即第一金屬)涂層的外圓柱表面與優(yōu)選為可鈍化的第二金屬層604緊密接觸。第二金屬層604具有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，內(nèi)圓柱表面與第一金屬涂層602的外圓柱表面緊密接觸，使得當(dāng)圓柱元件600和中空?qǐng)A柱彈性材料層402A從第二金屬層604上分離之后，光線成形漫射片表面可以從第一金屬涂層(即改造涂層)的外圓柱表面到可鈍化的第二中間層604的內(nèi)圓柱表面沿半徑方向充分地復(fù)制，如圖27和28所示。
為說(shuō)明的目的，光線成形漫射片606被顯示為沿著金屬層604的整個(gè)長(zhǎng)度(圖27)和內(nèi)圓柱表面(圖28)。光線成形漫射片表面606(如圖27和28所示)與示例性的鈍化金屬層604的內(nèi)圓柱表面是一個(gè)整體。
把適當(dāng)?shù)挠步饘偻扛苍凇案脑臁蓖繉?02上的優(yōu)選方法是電鍍上一層適當(dāng)硬度的可鈍化金屬。如上所述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以選擇采用其它適當(dāng)?shù)募夹g(shù)，例如汽相淀積法，把適當(dāng)硬度的金屬涂層涂覆在適當(dāng)?shù)摹案脑臁蓖繉由稀?br> 制造上述的單件體中空?qǐng)A柱無(wú)縫金屬主體的方法包括下面的步驟，對(duì)第二金屬層的內(nèi)圓柱表面上的光線成形漫射片部分進(jìn)行鈍化，然后把剛鈍化過(guò)的第二金屬層604內(nèi)圓柱表面上的光線成形漫射片部分與一個(gè)第三金屬層608緊密接觸，如圖29和30所示。
第三金屬層608呈圓柱狀，并形成了一個(gè)內(nèi)圓柱表面，且?guī)в幸粋€(gè)光線成形漫射片接觸外圓柱表面，這個(gè)外圓柱表面與第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面緊密接觸；通過(guò)這個(gè)接觸面，光線成形漫射片表面從第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面到第三金屬層608的圓周的外圓柱表面沿徑向充分地復(fù)制，如圖31和32所示；從而沿整個(gè)長(zhǎng)度(圖31)和外圓柱表面(圖32)，整體而無(wú)縫地形成了一個(gè)帶有光線成形漫射片表面606的中空?qǐng)A柱金屬層608。
另外，就如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解的那樣，可以重復(fù)上述方法來(lái)制造金屬墊片608A的另一種具體實(shí)施例，608A具有一定的長(zhǎng)度和內(nèi)徑，可轉(zhuǎn)動(dòng)的安裝在可以買(mǎi)到的設(shè)備610上，以便生產(chǎn)所需寬度和長(zhǎng)度的無(wú)縫漫射片，如圖33所示。
為了闡明本發(fā)明的這個(gè)特殊的方面，現(xiàn)在將概述上述制造單件體圓柱無(wú)縫金屬主體的方法。
這種方法包括以下步驟，沿徑向把整體的彈性材料中空?qǐng)A柱層402A安裝在圓柱元件600的外圓柱表面部分上，402A確定了外圓柱表面并在其外圓柱表面上具有一體化的光線成形漫射片表面606(圖23和24)。光線成形漫射片表面限定了許多預(yù)先選定的斑紋圖案404A(圖23A)或404B(圖23B)，以及它們的合成的、相關(guān)的幾何形狀(例如，圖23A和23B)，這些形狀具有預(yù)先選定的橫向或縱向放置方向和尺寸以及預(yù)先選定的徑向尺寸。
本方法還包括以下步驟，使整體的彈性材料層402A的外圓柱表面與第一金屬(圖25和26)的一個(gè)適當(dāng)量的改造涂層602緊密接觸，其中的第一金屬(即“改造”)涂層602限定了外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，而內(nèi)圓柱表面與中空?qǐng)A周彈性材料層402A的外圓柱表面緊密接觸，并且其中第一金屬涂層602的大小和徑向尺寸與中空?qǐng)A柱彈性材料層402A的外圓柱表面有關(guān)，其結(jié)果使得光線成形漫射片表面被充分地復(fù)制，復(fù)制是從中空?qǐng)A柱彈性材料層402A的外圓柱表面沿徑向通過(guò)第一金屬涂層602到第一金屬涂層602的外圓柱表面。
這種方法還包括以下步驟，使第一金屬涂層602的外圓柱表面與第二金屬層604緊密接觸，其中的第二金屬優(yōu)選是可鈍化的，其中第二金屬層604限定了外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，內(nèi)圓柱表面與第一金屬涂層的外圓柱表面緊密接觸；結(jié)果使得當(dāng)圓柱元件600和中空?qǐng)A柱體彈性材料層402A(例如圖25和26)從第二金屬層604(例如圖27和28)上分離之后，光線成形漫射片表面被沿徑向充分地復(fù)制，復(fù)制是從第一金屬涂層602的外圓柱表面到可鈍化的第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面。
這種方法還包括以下步驟，在對(duì)第二金屬層604進(jìn)行鈍化之前，要把圓柱元件600和中空?qǐng)A柱體彈性材料層402A從第二金屬層604(例如圖25和26)上分離，光線成形漫射片表面606就被沿徑向充分地復(fù)制604上，復(fù)制是從第一金屬涂層602的外圓柱表面到鈍化的第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面。
這種方法還包括以下步驟，對(duì)第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面上光線成形漫射片表面部分606進(jìn)行鈍化，然后把第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面上光線成形漫射片表面部分606與第三金屬層608緊密地接觸，其中第三金屬層608呈圓柱形且限定了內(nèi)圓柱表面和外圓柱表面，而外圓柱表面與第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面緊密接觸；結(jié)果使得當(dāng)?shù)诙饘賹颖环蛛x后，光線成形漫射片表面606(例如圖29和30)可以沿徑向被充分地復(fù)制，復(fù)制是從第二金屬層604(例如圖31和32)的內(nèi)圓柱表面到鈍化的第三金屬層608的外圓柱表面。
這種方法還包括以下步驟，把鈍化的第二金屬層604從圓柱狀的第三金屬層608上分離下來(lái)，光線成形漫射片表面606就被沿徑向充分地復(fù)制到上面，復(fù)制是從第二金屬層604的內(nèi)圓柱表面到圓柱狀的第三金屬層的外圓柱表面。在上述方法中，第一金屬涂層602優(yōu)選采用銀，而第二金屬層604優(yōu)選為鍍鎳層。另外，所示的鍍鎳層604優(yōu)選是沿縱向伸展的、整體的、中空的，呈圓柱狀，其徑向厚度大約為.005英寸到.0010英寸。在以上概述中，第三金屬層608優(yōu)選也是鍍鎳層，外形為沿縱向伸展的、整體的、中空的，呈圓柱狀，其徑向厚度大約為.0020英寸。
在圖23-2、24-2、29-2和30-2中說(shuō)明了一種替代方法，現(xiàn)在對(duì)這種方法進(jìn)行介紹。這種方法涉及制造一種金屬(優(yōu)選是鎳)圓柱套筒的步驟。
如圖23-2和23-2所示，內(nèi)部圓周上帶有一體化的光線成形漫射片表面606的硅橡皮套402A沿縱向安裝在中空管件600中。管件600的內(nèi)徑與套筒402A的外徑大體相同，結(jié)果橡皮套402A非常吻合地裝在管件600中。套筒402A的徑向厚度優(yōu)選是1/10英寸。
然后，銀的“改造”涂層被涂覆在套筒402A的內(nèi)圓柱表面上，且優(yōu)選完全覆蓋一體化的光線成形漫射片表面606。
隨后，一種硬金屬，優(yōu)選是鎳，被電鍍到“改造”涂層上。銀的“改造”涂層的徑向厚度如以上所述。這種鍍鎳層的徑向厚度也如上所述，優(yōu)選為大約為5/1000英寸至7/1000英寸。
最后，如圖29-2和30-2所示，一種第三金屬層608被鍍到(上述的)鎳層上。第三金屬層608的徑向厚度如上所述。制造鎳套筒的隨后步驟也如上所述。
此前說(shuō)明和說(shuō)明的，是一種用來(lái)制造所需長(zhǎng)度和寬度的無(wú)縫光線成形漫射片的圓柱狀無(wú)縫金屬主體；這種無(wú)縫光線成形漫射片在沿其長(zhǎng)和寬方向上具有均勻或可變化的漫射特性。此前還說(shuō)明和說(shuō)明了無(wú)縫金屬漫射片的幾個(gè)方面，包括一種制造一個(gè)單件中空可翻面橡膠主體的方法，以及一種實(shí)現(xiàn)可變散射片在感光介質(zhì)(例如普通的光致抗蝕劑)上記錄的裝置和方法。雖然在以上文本和附圖中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但并不意味著發(fā)明者要把本發(fā)明局限于這里包括的優(yōu)選實(shí)施例。確實(shí)，在參照了本專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)構(gòu)思出本發(fā)明的其它具體實(shí)施例。基于這些原因，當(dāng)前的發(fā)明者希望他們所提出的發(fā)明受到的保護(hù)，要包括如所附權(quán)利要求中廣泛闡述的所有的替代實(shí)施例和等價(jià)實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種單件體圓柱無(wú)縫主體，其在表面部分上具有一體化的光線成形漫射片表面，其中所述圓柱主體限定有縱向軸線并可以繞所述軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中無(wú)縫主體是中空的、縱向伸展的，且限定有一個(gè)內(nèi)圓柱表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中中空無(wú)縫主體的徑向厚度大約為0.02英寸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中當(dāng)主體繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以用來(lái)生產(chǎn)無(wú)縫光線成形漫射片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中無(wú)縫主體是由硬金屬制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中無(wú)縫主體是由鍍鎳制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的單件體圓柱無(wú)縫主體，其中單件體無(wú)縫主體是中空的、縱向伸展的，且限定有內(nèi)圓柱表面，其中的中空的、縱向伸展的無(wú)縫主體的半徑方向厚度大約為0.02英寸，其中縱向伸展的無(wú)縫主體當(dāng)繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以用來(lái)生產(chǎn)無(wú)縫光線成形漫射片，其中所述無(wú)縫主體是由硬金屬制成，并且其中硬金屬是鍍鎳層。
8.一種制造單件圓柱無(wú)縫金屬主體的方法，包含以下步驟(1)在圓柱元件上沿徑向安裝整體的彈性材料中空?qǐng)A柱層，所述中空?qǐng)A柱層的外圓柱表面上具有一體化的光線成形漫射片表面，其中所述光線成形漫射片表面限定有特定的橫向或縱向排列的幾何形狀，這些幾何形狀具有特定的徑向尺寸；(2)使所述整體的彈性材料層的外圓柱表面與第一金屬涂層緊密接觸，其中的第一金屬涂層限定有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，所述內(nèi)圓柱表面與整體的彈性材料層的外圓柱表面緊密接觸，其中第一金屬涂層的數(shù)量和徑向尺寸與整體彈性材料層的外圓柱表面相關(guān)，結(jié)果使得光線成形漫射片表面得到充分的復(fù)制，復(fù)制是從整體的彈性材料層的外圓柱表面到第一金屬涂層的外圓柱表面；(3)使第一金屬涂層的外圓柱表面與第二金屬層緊密接觸，其中的第二金屬層是可以鈍化的，其中第二金屬層限定有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，所述內(nèi)圓柱表面與第一金屬涂層的外圓柱表面緊密接觸，結(jié)果使得光線成形漫射片表面沿徑向得到充分的復(fù)制，復(fù)制是從第一金屬涂層的外圓柱表面到可鈍化的第二金屬層的內(nèi)圓柱表面；(4)將圓柱元件和整體彈性材料層從第二金屬層上分離，因此光線成形漫射片表面沿徑向得到了充分的復(fù)制，復(fù)制是從第一金屬涂層的外圓柱表面到可鈍化的第二金屬層的內(nèi)圓柱表面；(5)對(duì)第二金屬層的內(nèi)圓柱表面的光線成形漫射片表面進(jìn)行鈍化；(6)使第二金屬層的內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面與第三金屬層緊密接觸，其中所述第三金屬層呈圓柱狀，并限定有內(nèi)圓柱表面和外圓柱表面，所述外圓柱表面與第二金屬層的內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面緊密接觸，結(jié)果使得第二金屬層內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面沿徑向充分地復(fù)制到圓柱狀第三金屬層的外圓柱表面上；(7)把鈍化的第二金屬層從圓柱狀的第三金屬層上分離，因此光線成形漫射片表面沿徑向得到了充分的復(fù)制，復(fù)制是從第二金屬層的內(nèi)圓柱表面到圓柱狀的第三金屬層的外圓柱表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其中整體的中空?qǐng)A柱彈性材料層的徑向厚度大約為1/16英寸到1/8英寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中所述的方法，其中第一金屬涂層是銀。
11.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其中第二金屬層是鍍鎳層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的方法，其中鍍鎳層縱向伸展的、整體的、中空的和圓柱狀的，其徑向厚度大約為5/1000英寸至10/1000英寸。
13.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的方法，其中第三金屬層是鍍鎳層。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的方法，其中鍍鎳層縱向伸展的、整體的，其徑向厚度大約為0.020英寸。
15.通過(guò)一種方法制成的一種單件體圓柱無(wú)縫主體，這種方法包含以下步驟(1)在圓柱元件上沿徑向安裝整體的彈性材料中空?qǐng)A柱層，所述中空?qǐng)A柱層限定了外圓柱表面并在外圓柱表面上具有一體化的光線成形漫射片表面，其中所述光線成形漫射片表面限定有特定的橫向或縱向排列的幾何形狀，這些幾何形狀具有特定的徑向尺寸；(2)使所述整體的彈性材料層的外圓柱表面與第一金屬有效數(shù)量的涂層緊密接觸，其中的第一金屬涂層限定有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，所述內(nèi)圓柱表面與中空?qǐng)A柱彈性材料層的外圓柱表面緊密接觸，其中第一金屬涂層的數(shù)量和徑向尺寸與中空?qǐng)A柱彈性材料層的外圓柱表面相關(guān)，結(jié)果使得光線成形漫射片表面得到充分的復(fù)制，復(fù)制是從中空?qǐng)A柱彈性材料層的外圓柱表面到第一金屬涂層的外圓柱表面；(3)使第一金屬涂層的外圓柱表面與第二金屬層緊密接觸，其中的第二金屬層是可以鈍化的，其中第二金屬層限定有外圓柱表面和內(nèi)圓柱表面，所述內(nèi)圓柱表面與第一金屬涂層的外圓柱表面緊密接觸，結(jié)果使得光線成形漫射片表面沿徑向得到充分的復(fù)制，復(fù)制是從第一金屬涂層的外圓柱表面到可鈍化的第二金屬層的內(nèi)圓柱表面；(4)將圓柱元件和中空?qǐng)A柱彈性材料層從第二金屬層上分離，因此光線成形漫射片表面沿徑向得到了充分的復(fù)制，復(fù)制是從第一金屬涂層的外圓柱表面到可鈍化的第二金屬層的內(nèi)圓柱表面；(5)對(duì)第二金屬層的內(nèi)圓柱表面的光線成形漫射片表面進(jìn)行鈍化；(6)使第二金屬層的內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面與第三金屬層緊密接觸，其中所述第三金屬層呈圓柱狀，并限定有有內(nèi)圓柱表面和外圓柱表面，所述外圓柱表面與第二金屬層的內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面緊密接觸，結(jié)果使得第二金屬層內(nèi)圓周的光線成形漫射片表面沿徑向充分地復(fù)制到圓柱狀第三金屬層的外圓柱表面上；(7)把鈍化的第二金屬層從圓柱狀的第三金屬層上分離，因此光線成形漫射片表面沿徑向得到了充分的復(fù)制，復(fù)制是從第二金屬層的內(nèi)圓柱表面到圓柱狀的第三金屬層的外圓柱表面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的無(wú)縫主體，其中整體的中空?qǐng)A柱彈性材料層的徑向厚度大約為1/16英寸至1/8英寸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16中所述的無(wú)縫主體，其中第一金屬涂層是銀。
18.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的無(wú)縫主體，其中第二金屬層是鍍鎳層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18中所述的無(wú)縫主體，其中鍍鎳層是整體的、縱向伸展的、中空的和圓柱狀的，其中鍍鎳層徑向厚度大約為5/1000英寸至10/1000英寸。
20.根據(jù)權(quán)利要求15中所述的無(wú)縫主體，其中第三金屬層是鍍鎳層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的無(wú)縫主體，其中鍍鎳層是整體的、縱向伸展的，沿半徑方向的厚度大約為0.020英寸。
22.在感光介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)可變散射片記錄的裝置，包括底座；與底座隔開(kāi)的相干光源；長(zhǎng)的機(jī)構(gòu)，安裝在底座上且限定了與底座隔開(kāi)的旋轉(zhuǎn)軸線；可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在所述機(jī)構(gòu)上的圓柱體元件；位于所述圓柱體元件外圓柱表面上的感光介質(zhì)層，在有相干光的情況下，通過(guò)讓圓柱體元件相對(duì)于底座繞所述機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使圓柱元件外圓柱表面上的感光介質(zhì)層受到曝光；光學(xué)物鏡部件，其與底座隔開(kāi)并位于相干光源和圓柱元件之間，以便對(duì)其間的相干光的橫截面區(qū)域產(chǎn)生影響；光學(xué)透光漫射片，其由底座支承并位于光學(xué)物鏡部件和圓柱元件之間，以便把預(yù)定的斑紋圖案漫射并傳遞給受到影響的相干光橫截面區(qū)域；限定了特定孔徑尺寸的擋板，其中擋板由底座支承并位于漫射片和圓柱元件之間，其方向和位置要保證可以實(shí)現(xiàn)感光介質(zhì)層上預(yù)先選定部分的曝光，所述感光介質(zhì)層位于圓柱元件的外圓柱表面上。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中第一長(zhǎng)度被定義為相干光在光學(xué)物鏡部件和漫射片之間的傳播距離；其中第二長(zhǎng)度被定義為相干光在漫射片和圓柱元件的外圓柱表面上感光介質(zhì)層之間的傳播距離；其中第三長(zhǎng)度被定義為相干光在圓柱元件的外圓柱表面上感光介質(zhì)層和擋板之間的傳播距離；因此，第一、第二和第三長(zhǎng)度中的任何一個(gè)可以相對(duì)于上述長(zhǎng)度中的另外任何一個(gè)而改變，以便對(duì)可變散射片在感光介質(zhì)上的記錄產(chǎn)生影響。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中光學(xué)物鏡部件至少包含放大鏡、球面透鏡、圓柱透鏡、橢圓透鏡其中之一和這些透鏡的組合，以便為相干光的橫截面分別相應(yīng)的提供至少放大元件、拉長(zhǎng)的圓柱狀元件、被拉長(zhǎng)的橢圓元件其中之一和這些元件的組合。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中光學(xué)透光漫射片是全息漫射片。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中擋板通常呈平面結(jié)構(gòu)，其中擋板的擺放方向通常垂直于相干光的光路，并且其中的孔徑通常為矩形，矩形的寬度大約為3英寸到10英寸，高度大約為4英寸。
27.一種在感光介質(zhì)中進(jìn)行可變漫射片記錄的方法，包括以下步驟提供長(zhǎng)的圓柱體元件，該元件限定有縱向軸線并可以繞此軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，其中圓柱體元件的外圓柱表面帶有感光介質(zhì)層；把由相干光源產(chǎn)生的相干光束射向感光介質(zhì)；在相干光束和感光介質(zhì)之間安裝光學(xué)物鏡部件；在光學(xué)物鏡部件和感光介質(zhì)之間放置光學(xué)透光漫射片；在光學(xué)透光漫射片和感光介質(zhì)之間的相干光束中放置限定有預(yù)先選定尺寸的擋板；改變漫射片和光學(xué)物鏡部件、或漫射片與感光介質(zhì)層、或擋板與感光介質(zhì)層之間的距離，以便實(shí)現(xiàn)感光介質(zhì)層上可變化的曝光。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包含以下步驟使圓柱體元件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)預(yù)先選定的角度，使感光介質(zhì)層的一部分對(duì)相干光曝光一段預(yù)先選定的時(shí)間間隔，結(jié)果使得上述感光介質(zhì)層受到曝光，在存在相干光的情況下，連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)圓柱體元件通過(guò)上述預(yù)先選定的角度，以便使圓柱體元件上的感光介質(zhì)環(huán)帶受到曝光，其中上述環(huán)帶被定義為圓柱元件的感光介質(zhì)層縱向圓柱外表面的一段圓柱部分；使光源和圓柱體元件其中之一相對(duì)于另一個(gè)在橫向方向上移動(dòng)預(yù)先選定的距離；重復(fù)上述步驟，直至感光介質(zhì)層的整個(gè)外圓柱表面受到曝光。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中光學(xué)物鏡部件至少包含放大鏡、球面透鏡、圓柱透鏡、橢圓透鏡其中之一和這些透鏡的組合，以便為相干光的橫截面分別相應(yīng)的提供至少放大元件、拉長(zhǎng)的圓柱狀元件、被拉長(zhǎng)的橢圓元件其中之一和這些元件的組合，在完成了感光介質(zhì)的完全曝光之前的移動(dòng)步驟之后，還包含改變光學(xué)物鏡部件的元件的步驟，以實(shí)現(xiàn)在感光介質(zhì)中的可變漫射片記錄。
30.一種制造單件體的中空?qǐng)A柱可翻面彈性主體的方法，包括以下步驟(1)把有效量的液態(tài)可固化感光介質(zhì)涂覆到長(zhǎng)圓柱元件的外圓柱表面上，所述長(zhǎng)圓柱元件限定有縱向軸線并可以繞此軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使圓柱體元件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以便大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面形成徑向尺寸大體均勻的無(wú)縫可固化的感光介質(zhì)層；(2)使長(zhǎng)圓柱元件上的感光介質(zhì)層固化；(3)使大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面的固化的感光介質(zhì)層對(duì)具有預(yù)先選定的斑紋圖案的相干光源進(jìn)行曝光，并使圓柱體元件繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使感光介質(zhì)曝光，并大體沿著圓柱元件上感光介質(zhì)的長(zhǎng)度和外圓柱表面，以不規(guī)則的方式在曝光后的感光介質(zhì)上產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)定斑紋圖案，因此上面曝光后的感光介質(zhì)能夠在隨后進(jìn)行顯影；(4)對(duì)曝光過(guò)的感光介質(zhì)進(jìn)行顯影，以便把感光介質(zhì)上不規(guī)則的曝光區(qū)域定形為介質(zhì)中的物理微結(jié)構(gòu)；(5)沿著顯影后的感光材料的長(zhǎng)度和外圓柱表面涂覆一種有效量的可固化彈性液體并固化這種彈性液體，以便產(chǎn)生具有預(yù)定徑向尺寸的長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱彈性元件，它與感光材料中記錄的斑紋圖案緊密接觸，從而在彈性元件中產(chǎn)生無(wú)縫的光線成形漫射片表面，此處彈性元件與斑紋圖案緊密接觸，其中的中空?qǐng)A柱元件是可翻面的；(6)把可翻轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱彈性元件從記錄有斑紋圖案的顯影后的感光材料上分開(kāi)，因此可翻面的中空?qǐng)A柱彈性元件大體沿著其長(zhǎng)度和內(nèi)圓柱表面上具有無(wú)縫光線成形漫射片表面；(7)翻轉(zhuǎn)中空?qǐng)A柱彈性元件，以便大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面呈現(xiàn)出無(wú)縫光線成形漫射片表面，這樣就生產(chǎn)出了中空?qǐng)A柱彈性主體。
31.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中感光介質(zhì)的徑向厚度大約為1微米至100微米。
32.根據(jù)權(quán)利要求30中的所述方法，其中感光介質(zhì)的徑向厚度大約為35微米。
33.根據(jù)權(quán)利要求30中的所述方法，其中感光介質(zhì)的固化是通過(guò)在提高的溫度下烘烤上述介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約為四十分鐘到兩個(gè)小時(shí)。
34.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中感光介質(zhì)的固化是通過(guò)在大約90℃下烘烤上述介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約為一個(gè)小時(shí)到兩個(gè)小時(shí)。
35.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中感光介質(zhì)的固化是通過(guò)在大約65℃下烘烤上述介質(zhì)而實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約為一個(gè)小時(shí)。
36.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中曝光后的感光介質(zhì)的顯影，是通過(guò)使上述介質(zhì)與有效量的10％重量比例的顯影劑水溶液相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，接觸時(shí)間范圍從大約30秒到大約1分鐘。
37.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中彈性液體的固化是通過(guò)使上述彈性液體在室溫下經(jīng)過(guò)大約二十四小時(shí)而實(shí)現(xiàn)的。
38.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的方法，其中感光介質(zhì)的中空?qǐng)A柱彈性元件的徑向厚度大約為1/16英寸到1/8英寸。
39.一種單件體中空?qǐng)A柱可翻面的彈性主體，是通過(guò)包括以下步驟的方法制成的(1)把有效量的液態(tài)可固化感光介質(zhì)涂覆到長(zhǎng)圓柱元件的外圓柱表面上，所述長(zhǎng)圓柱元件限定有縱向軸線并可以繞此軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，使圓柱體元件繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以便大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面形成徑向尺寸大體均勻的無(wú)縫可固化的感光介質(zhì)層；(2)使長(zhǎng)圓柱元件上的感光介質(zhì)層固化；(3)使大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面的固化的感光介質(zhì)層對(duì)具有預(yù)先選定的斑紋圖案的相干光源進(jìn)行曝光，并使圓柱體元件繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以便使感光介質(zhì)曝光，并大體沿著圓柱元件上感光介質(zhì)的長(zhǎng)度和外圓柱表面，以不規(guī)則的方式在曝光后的感光介質(zhì)上產(chǎn)生相應(yīng)的預(yù)定斑紋圖案，因此上面曝光后的感光介質(zhì)能夠在隨后進(jìn)行顯影；(4)對(duì)曝光過(guò)的感光介質(zhì)進(jìn)行顯影，以便把感光介質(zhì)上不規(guī)則的曝光區(qū)域定形為介質(zhì)中的物理微結(jié)構(gòu)；(5)沿著顯影后的感光材料的長(zhǎng)度和外圓柱表面涂覆一種有效量的可固化彈性液體并固化這種彈性液體，以便產(chǎn)生具有預(yù)定徑向尺寸的長(zhǎng)的中空?qǐng)A柱彈性元件，它與感光材料中記錄的斑紋圖案緊密接觸，從而在彈性元件中產(chǎn)生無(wú)縫的光線成形漫射片表面，此處彈性元件與斑紋圖案緊密接觸，其中的中空?qǐng)A柱元件是可翻面的；(6)把可翻轉(zhuǎn)的中空?qǐng)A柱彈性元件從記錄有斑紋圖案的顯影后的感光材料上分開(kāi)，因此可翻面的中空?qǐng)A柱彈性元件大體沿著其長(zhǎng)度和內(nèi)圓柱表面上具有無(wú)縫光線成形漫射片表面；(7)翻轉(zhuǎn)中空?qǐng)A柱彈性元件，以便大體沿長(zhǎng)度和外圓柱表面呈現(xiàn)出無(wú)縫光線成形漫射片表面，這樣就生產(chǎn)出了中空?qǐng)A柱彈性主體。
40.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中感光介質(zhì)徑向厚度大約為1微米到大約100微米。
41.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中感光介質(zhì)徑向大約為35微米。
42.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中感光介質(zhì)的固化，是通過(guò)在提高的溫度下對(duì)上述介質(zhì)進(jìn)行烘烤來(lái)實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約從四十分鐘到大約兩個(gè)小時(shí)。
43.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中感光介質(zhì)的固化，是通過(guò)在大約90℃下對(duì)上述介質(zhì)進(jìn)行烘烤來(lái)實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約從一小時(shí)到大約兩個(gè)小時(shí)。
44.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中感光介質(zhì)的固化，是通過(guò)在大約65℃下對(duì)上述介質(zhì)進(jìn)行烘烤來(lái)實(shí)現(xiàn)的，烘烤時(shí)間大約為一小時(shí)。
45.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中曝光后的感光介質(zhì)的顯影，是通過(guò)使上述介質(zhì)與一種適量的10％重量比例的顯影劑水溶液相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，接觸時(shí)間范圍從大約30秒到大約1分鐘。
46.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中彈性液體的固化，是通過(guò)使上述彈性液體在室溫下經(jīng)過(guò)大約二十四小時(shí)而實(shí)現(xiàn)的。
47.根據(jù)權(quán)利要求39中所述的單件體中空?qǐng)A柱狀可翻面彈性主體，其中中空?qǐng)A柱體元件徑向厚度為大約1/16到大約1/8英寸。
全文摘要
中空的、圓柱狀無(wú)縫金屬主體(604)，用來(lái)按預(yù)先選定的長(zhǎng)度和寬帶來(lái)制造無(wú)縫漫射片。本發(fā)明的另一方面包含一個(gè)中空?qǐng)A柱無(wú)縫的可翻面彈性主體(402)及其制造方法，以及在感光介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)可變散射片記錄的裝置和方法。
文檔編號(hào)B29C39/02GK1473104SQ01818540
公開(kāi)日2004年2月4日 申請(qǐng)日期2001年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月7日
發(fā)明者王三莊, 加金德拉·D·薩萬(wàn)特, Ed·凱澤, 康·S·李, ダ, 拉 D 薩萬(wàn)特, 澤 申請(qǐng)人:物理光學(xué)公司