JPH08105017A

JPH08105017A - 反射シートおよび反射効果板

Info

Publication number: JPH08105017A
Application number: JP6270311A
Authority: JP
Inventors: Kouji Nohara; 功自野原
Original assignee: NIPPON HATSUMEI FUKIYUU SHINKO; NIPPON HATSUMEI FUKIYUU SHINKOUKAI KK
Current assignee: NIPPON HATSUMEI FUKIYUU SHINKO; NIPPON HATSUMEI FUKIYUU SHINKOUKAI KK
Priority date: 1994-10-07
Filing date: 1994-10-07
Publication date: 1996-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】適切な拡散反射特性を伴った再帰反射を、各観
測角に亘って高輝度に行う、理想的な保安用反射シート
を実用化し、夜間の道路標識等の視認性を向上させ、視
認不足から発生する夜間の交通事故防止に貢献する。【構成】裏面が反射面となった透明性のあるシートまた
はプレートからなり、前記シートの表の面の一部または
全面が複数の円柱面（１）形状からなり、裏面が互いに
隣接して配された複数のコーナーキューブプリズム
（２）形状からなることを特徴とする反射シートおよび
反射効果板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、道路標識や道路案内
板およびリフレクター等に使用する保安用反射シートお
よび反射効果板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、道路標識や道路案内板およびリフ
レクター等に使用する保安用反射シートおよびリフレク
ターは、ガラスビーズ（３）を反射素子としたものと、
コーナーキューブプリズム（２）を反射素子としたもの
が主に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
両反射素子は、下記のような再帰反射特性上の欠点があ
り、そのままの形状で反射シートおよびリフレクターの
反射素子として使用した場合は、保安用反射シートおよ
びリフレクター用に定められた各種の工業規格を十分に
満たすのが極めて難しい現状にある。以下、ガラスビー
ズ（３）反射素子に関する再帰反射特性上の欠点を述べ
る。ガラスビーズ（３）反射素子は球レンズ特有の球面
収差が発生するために、完全な再帰反射を行わない。図
１２は、ガラスビーズ（３）の焦点距離をガラスビーズ
（３）の曲率半径とした場合の入射光と反射光の光路を
示した図であるが、この光路図が示すように、前述の焦
点距離から推測すると、ガラスビーズ（３）の反射面上
の点Ｐに全ての入射光束が合焦するはずであるが、実際
には前述の球面収差のために、前記入射光束は点Ｐに完
全合焦せず、その結果、前記入射光は全方向に比較的大
きな拡散反射を伴った再帰反射となり、これが再帰反射
光の輝度低下の大きな要因となり、前述の保安用反射シ
ートに関する各観測角輝度値を十分満足させるのが難し
い状況にある。以下、コーナーキューブプリズム（２）
反射素子に関する再帰反射特性上の欠点を述べる。コー
ナーキューブプリズム（２）反射素子による高輝度再帰
反射は、光源から前記コーナーキューブプリズム（２）
に入射された入射光束がコーナーキュブプリズム（２）
内で２面反射を行い、反射光として再び光源方向に再帰
反射する際の光束の入射角と反射角との角度差が殆ど無
いために、前記光源に極く近い位置から前記再帰反射光
を観測した場合にのみ、極めて高い輝度で再帰反射光を
観測者が視覚できるのであり、光源から観測者が数度の
角度を隔てて前記反射光を観測した場合には、視覚出来
る反射輝度は極端に低下してしまう強指向性の反射特性
を示す。また、前述のように、コーナーキューブ（２）
反射素子は光源に極く近い観測角から反射光を観測した
場合は、輝度が極端に高いため、案内板等に使用した場
合は、眩しすぎて逆に視覚効果が半減し、実用上不向き
といえる。そのため、前記コーナーキューブプリズム
（２）を反射素子に使用した反射シートにおいては、保
安用反射シートに関するＪＩＳ規格をはじめとする各種
の工業規格で定められた各観測角における規定輝度値を
十分に満足させることが難しく、そのため、現在、道路
標識等に前記反射素子を使用した反射シートは殆ど使用
されていないというのが現状である。本発明は、従来の
ガラスビーズ（３）反射素子を使用した反射シートより
高輝度な再帰反射を可能とし、尚且つ、前述の各種の工
業規格を十分満足させる理想的な反射シートを実用化さ
せるためになされたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】裏面が反射面となった透
明性のあるシートからなり、前記シートの表の面の一部
または全面が連続した同一の曲率半径を持つ複数の円柱
面（１）形状、あるいは、数種類の異なる曲率半径の円
柱面（１）を連続して複数設けた形状からなり、裏面が
互いに隣接して配された複数のコーナーキューブプリズ
ム（２）形状からなり、尚且つ、図１から図５までの各
図が示すように、各々のコーナーキューブプリズム
（２）の入射面に相当する前記シート表面の各円柱面
（１）部分が、必ず一方向のみの傾斜面となる条件を具
備する形状を特徴とする請求項１に記載の反射シート。

【０００５】請求項１に記載の透明性のあるシートを、
透明性のあるプレートとした請求項２に記載の反射効果
板。

【０００６】

【作用】図９および図１０の光路図が示すように、コー
ナーキューブプリズム（２）に入射する光束を、請求項
１および請求項２に記載の本発明の入射面形状が、縦方
向のみに適切な光の拡散反射特性を伴って再帰反射させ
ることで、拡散反射時の反射光の不必要な光量ロスを最
小限に抑え、コーナーキューブプリズム（２）の欠点で
あった反射光束の強指向性を理想的な指向特性に補正
し、尚且つ、ＪＩＳ規格等に定められた各規定観測角に
おける反射輝度数値を十分満たす理想的な再帰反射を可
能とする。尚、本発明による入反射光束の光学的作用
は、図１５の光路図が示すように、光源から放射された
光線が本発明の入射面である円柱面（１）の入射点ｊよ
り若干の屈折角を伴って入射し、コーナーキューブプリ
ズム（２）の第１反射面上の一点ｋで反射し、次に第２
反射面上の一点ｌで再度反射し、さらに円柱面（１）上
の一点ｍで屈折されて、入射角と異なる反射角度を伴っ
て再帰反射することで拡散反射効果作用が生じるのであ
る。この際の入射光と反射光の角度差は、前記円柱面
（１）上の光線の入射点ｊと、入射光が反射時に通過す
る点ｍとの間に生ずる円柱面（１）の傾斜角度の差によ
って生ずる。この角度差の算出は、図１４において、空
気層の屈折率をｎ、本発明の成形に使用する合成樹脂の
屈折率をｎ’とし、入射点ｐにおいて境界面に法線をた
てて入射光線と法線との間の角をｉとし、屈折光線と法
線との間の角をｉ’として、この関係を本発明の円柱面
（１）上の点ｊおよび点ｍの入反射点に各々置き換え
て、数１に代入することで求められる。また、本発明に
よる拡散反射作用は、図１５において、円柱面（１）の
光軸に相当する法線ｓ−ｓ’に最も近い位置から入射す
る光線が最大の拡散反射作用を示し、逆に前記図中にお
いてｏ−ｑ−ｌ−ｍの各点を通過する光線のように、入
射点ｏと反射時通過点ｔとの間に生ずる円柱面（１）上
の傾斜面の角度差が無くなるに従い、拡散反射作用は減
少してゆく。そして、この拡散反射作用は、反射光を拡
散反射域内で全域に亘って均等に分散するため、左記拡
散反射域内においては、どの観測角からでも、ほぼ同等
の反射輝度として反射光を視覚でき、従来のコーナーキ
ューブプリズム（２）反射素子による観測角０°付近に
限った高輝度再帰反射特性を理想的な再帰反射特性に補
正する。

【０００７】

【実施例】以下、請求項１に記載の本発明の実施例につ
いて説明する。裏面が反射面となったポリエステル樹脂
による透明なシートからなり、前記透明シートの表の面
に、反射角２°前後までの拡散反射をおこさせる補正曲
面として、図８において点ａから点ｂまでの長さと、点
ｂから点ｃまでの長さを各々１３０ミクロンメーターと
し、点ｂから点ｄまでの長さを１２ミクロンメーターと
し、曲面の曲率半径を６２５ミクロンメーターとした円
柱面（１）形状を、図１から図５までの各図が示すよう
に、縦方向に連続して設け、前記透明シートの裏面に
は、入射面を形作る正三角形の一辺の長さを１５０ミク
ロンメーターとしたコーナーキューブプリズム（２）を
互いに隣接して設け、尚且つ、前記円柱面（１）と前記
コーナーキューブプリズム（２）との位置関係は、図２
および図３が示すように、各々のコーナーキューブプリ
ズム（２）の入射面に相当することになる前記透明シー
ト表面の各円柱面（１）部分が、必ず一方向のみの傾斜
面となるようにする。本発明は以上のような形状および
構造で、これを使用するときは、反射面にアルミメッキ
を施した後、本発明を所望の文字・ロゴ等に切り抜き、
案内板等の基板に粘着剤等で固定して反射シートとして
使用する。この際、注意することは、本発明はシートに
反射特性上の方向性が持たせてあるため、前記シートを
カットする際、あるいは、前記シートを基板に固定する
際に、必ずシート面の連続する円柱面（１）が縦方向に
なるようにして使用しなければならない。尚、本発明を
透明なポリエステル等の合成樹脂に透明性のある有色顔
料を混入することで、各色の反射シートを製作すること
が可能である。また、本発明の入射面側に、シルク印刷
等で透明性のあるインキを使用して多色印刷を施して、
反射シートとすることも可能であるが、この場合は、入
射面側の円柱面（１）の曲率半径が前述のインキ層の厚
みによって拡大するため、入射光の再帰反射時の拡散率
が小さくなり、各観測角における反射輝度が若干変化す
るため、このような使用方法を採る場合は、本発明の成
形段階において、前記円柱面（１）の曲率半径を、前記
インキ層の厚み分を差し引いた曲率半径に設定して成形
するのが望ましい。さらに、本発明の成形に際し、前記
円柱面（１）の設け方は、図１１に示すように、４個あ
るいは６個等、偶数個のコーナーキューブプリズム
（２）をひとつの円柱面（１）がまたぐような形状にす
ることで、円柱面（１）形状を大きくし、成形上の精度
と容易性を向上させることが可能である。ただし、この
場合は、前記コーナーキューブ（２）をまたぐ数に伴っ
て、各コーナーキューブ（２）が所定の拡散反射率を満
たすように、円柱面（１）の曲率半径を設定しなければ
ならない。尚、本発明において、同一の曲率半径による
円柱面（１）を入射面に設けた場合、反射光の拡散は、
縦方向に、ほぼ均一な光量で反射光を拡散させる特性を
有することになるが、実際の使用条件において、局部的
に輝度の高い特異の拡散反射特性を望む場合は、数種類
の曲率半径の異なる円柱面（１）を組み合わせて本発明
の入射面側に設けることで、所望の拡散反射特性を自由
に設定することが可能である。また、本発明の実際の成
形において、成形精度上、コーナーキューブプリズム
（２）形状が完全な理論形状として成形出来ない場合も
あり、このような場合は、コーナーキューブプリズム
（２）の入射面を平面（４）とした場合でも、弱拡散反
射を伴う再帰反射特性となるため、前述の円柱面（２）
による拡散反射が、設計よりも大きな拡散反射率となる
場合もある。このような場合は、成形誤差を予め計算に
いれた曲率半径の円柱面（１）を本発明の表面に設ける
か、図１３に示すように前記表面に平面（４）と円柱面
（１）を所定の比率で混在させることで、所望の拡散反
射特性を得ることができる。さらに、本発明に設ける円
柱面（１）は、曲率半径が同一であれば、図６および図
７が示すように、凹面状の円柱面（１）としても同様の
効果が得られる。

【０００８】以下、請求項２に記載の実施例について説
明する。請求項１に記載の実施例において、コーナーキ
ューブプリズム（２）および円柱面（１）の各寸法を、
点ａから点ｂまでの長さ、および点ｂから点ｃまでの長
さを各々１３００ミクロンメーターとし、点ｂから点ｄ
までの長さを１３７ミクロンメーターとし、円柱面
（１）の曲率半径を６２５３ミクロンメーターとし、コ
ーナーキューブプリズム（２）の入射角を形作る正三角
形の一辺の長さを１５００ミクロンメーターとし、これ
をポリカーボネイトあるいはアクリル等の合成樹脂でプ
レート状に一体成形する。本発明は、以上のような形状
および構造で、これを使用するときは、反射面にアルミ
メッキを施すか、あるいは、そのままの状態で、ガード
レールや道路の中央分離帯等に設置するリフレクターと
して、任意のセルに粘着剤やビス等で固定して使用す
る。この際、注意することは、本発明はシートに反射特
性上の方向性が持たせてあるため、前記セルに固定する
際には、必ずプレート入射面の連続する円柱面（１）が
縦方向になるようにして固定しなければならない。尚、
本発明をアクリル等の透明な合成樹脂に透明性のある有
色顔料を混入してプレート状に成形することで、各色の
反射効果板を製作することが可能である。また、本発明
の実際の成形において、成形精度上、コーナーキューブ
プリズム（２）形状が完全な理論形状として成形出来な
い場合もあり、このような場合は、コーナーキューブプ
リズム（２）の入射面を平面（４）とした場合でも、弱
拡散反射を伴う再帰反射特性となるため、前述の円柱面
（２）による拡散反射が、設計よりも大きな拡散反射率
となる場合もある。このような場合は、成形誤差を予め
計算にいれた曲率半径の円柱面（１）を本発明の表面に
設けるか、図１３に示すように前記表面に平面（４）と
円柱面（１）を所定の比率で混在させることで、所望の
拡散反射特性を得ることができる。さらに、本発明に設
ける円柱面（１）は、曲率半径が同一であれば、図６お
よび図７が示すように、凹面状の円柱面（１）としても
同様の効果が得られる。

【０００９】

【発明の効果】光源たる車やバイクのヘッドライトと、
視覚者たるドライバーと、再帰反射材を使用した表示体
との間に生じる観測角は、常に縦方向によるものであ
る。よって、反射シートおよびリフレクター等の拡散反
射は、基本的には縦方向のみに行われれば、実用上の要
望を満たすことになる。本発明は、この観点に基づき、
再帰反射時に強指向性を持つコーナーキューブプリズム
（２）反射素子の再帰反射特性を、本発明の入射面側の
補正面を球面ではなく円柱面（１）とすることで、縦方
向のみの適切な光の拡散反射を伴った再帰反射特性に補
正し、不要な全方向拡散反射をカットし、その結果とし
て、拡散反射時の反射光量ロスを必要最小限にとどめ、
ガラスビーズ（３）反射素子による反射シートよりも高
輝度且つ、実用上十分な拡散反射を伴ったコーナーキュ
ーブプリズム（２）反射素子による理想的な反射シート
および反射効果板の実用化を可能とした。また、従来の
ガラスビーズ（３）反射素子またはコーナーキューブプ
リズム（２）反射素子をそのままの形状で反射シート用
の反射素子として使用した場合は、再帰反射時の各観測
角における反射光の輝度分布を調整することは物理的に
困難であるが、本発明においては、異なる曲率半径の円
柱面（１）を数種類組み合わせて、あるいは、入射面の
一部に平面（４）部分を混在させた入射面形状とするこ
とで、前述の輝度分布を自由に設定することが可能であ
る。尚、前述の本発明の縦方向のみの拡散反射特性は、
本発明に対する正面入射光のみならず、入射光が横方向
から斜めに入射した場合でも有効で、この場合において
も、光源方向に対し、縦方向のみに拡散反射を伴いなが
ら再帰反射するため、実用上、最も理想的な再帰反射特
性を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１及び請求項２に記載の本発明の正面図
である。

【図２】請求項１及び請求項２に記載の本発明を、図１
においてＡ−Ａ’でカットしたときの断面図である。

【図３】請求項１及び請求項２に記載の本発明を、図１
においてＢ−Ｂ’でカットしたときの断面図である。

【図４】請求項１及び請求項２に記載の本発明を、図１
においてＣ−Ｃ’でカットしたときの断面図である。

【図５】請求項１及び請求項２に記載の本発明を、図１
においてＤ−Ｄ’でカットしたときの断面図である。

【図６】請求項１及び請求項２に記載の本発明の実施例
において、図２の断面図を凹面形状の円柱面（１）とし
た場合の図である。

【図７】請求項１及び請求項２に記載の本発明の実施例
において、図３の断面図を凹面形状の円柱面（１）とし
た場合の図である。

【図８】請求項１及び請求項２に記載の本発明の実施例
において、円柱面（１）とコーナーキューブ（２）の位
置関係を説明するための図である。

【図９】図２における断面方向から見た場合の請求項１
及び請求項２に記載の本発明の光の拡散反射特性を説明
する光路図である。

【図１０】図９の入反射光束を、図４における断面方向
から見た場合の、請求項１及び請求項２に記載の本発明
の拡散反射特性を説明する光路図である。

【図１１】請求項１に記載の本発明の実施例を説明する
断面形状図である。

【図１２】ガラスビーズ（３）の再帰反射特性を説明す
る光路図である。

【図１３】請求項１及び請求項２に記載の本発明の実施
例において、円柱面（１）と平面（４）を混在させた入
射面を説明する断面形状図である。

【図１４】数１を補説するための図である。

【図１５】請求項１及び請求項２に記載の本発明の拡散
反射に関する光学的作用を説明するための光路図であ
る。

【符号の説明】

１円柱面２コーナーキューブプリズム３ガラスビーズ４平面

【数１】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】裏面が反射面となった透明性のあるシート
からなり、前記シートの表の面の一部または全面が複数
の円柱面（１）形状からなり、裏面が互いに隣接して配
された複数のコーナーキューブプリズム（２）形状から
なることを特徴とする反射シート。
【請求項２】裏面が反射面となった透明性のあるプレー
トからなり、前記プレートの表の面の一部または全面が
複数の円柱面（１）形状からなり、裏面が互いに隣接し
て配された複数のコーナーキューブプリズム（２）形状
からなることを特徴とする反射効果板。