CN101088032A - 复合三角锥型立方隅角回射片及回射物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合立方隅角回射元件，其形成方法如下：通过断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将由3个大致以直角互相交叉的侧面划分的至少2个以上的副反射元件群向共有的副平面(SH－SH′)上的一侧突出而最密集填充地配置，并通过配置于主平面(S－S′)上的、断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群的互相交叉，将该副反射元件群配置在由3个大致以直角互相交叉的侧面划分的1个主回射元件上。

Description

复合三角锥型立方隅角回射片及回射物
技术领域
本发明涉及新型结构的三角锥型立方隅角回射片及回射物。具体而言，本发明涉及将新型结构的三角锥型反射元件最密集填充地配置的立方隅角型回射片及回射物。
详细地说，本发明涉及由道路标识(一般的交通标识及反光标牌)、路面标识(pavement maker)、工程标识等标识类、汽车及摩托车等车辆的号码牌类、贴在货车及拖车的车体的反射胶带、衣料、救生器具等安全器材类以及广告牌等标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板等中有用的三角锥型立方隅角回射元件(下面也简单称作三角锥型反射元件)构成的立方隅角型回射片及回射物。
具体而言，涉及一种三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：它包含按以下方式构成复合立方隅角回射元件，即通过断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的至少2个以上的三角锥型立方隅角回射元件群最密集填充地配置成向共有的副平面(SH-SH)上的一侧突出，并通过在主平面(S-S)上配置的、断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群的互相交叉，将该副反射元件群配置在由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的1个主反射元件上。
背景技术
传统技术中，将入射的光向光源反射的回射片及回射物已众所周知，利用其回射性的这种薄片可广泛用于上述的应用领域。其中，与使用传统的微型玻珠的回射片及回射物相比，利用三角锥型反射元件等立方隅角回射元件的回射原理的立方隅角型回射片及回射物，其光的回射效率特别优良，由于其优良的回射性能，其用途正逐年扩大。
但是，以小于满足由构成回射元件的透明介质的折射率与空气的折射率之比决定的内部全反射条件的临界角的角入射至反射侧面的光，在该反射侧面的界面上不被全反射，而会透过该反射侧面的背面，所以存在的缺点是使用三角锥型立方隅角回射元件的回射片及回射物的入射角特性通常会劣化。也就是说，在回射片的表面与入射光线构成的入射角小的角度范围内，显示良好的回射效率，但随着入射角增大，将发生回射效率急剧下降的问题。
另外，因为三角锥型回射元件能够在该元件的大致整个面上使光沿光入射的方向反射，由于不会象微型玻珠型反射元件那样，反射光因球面像差等原因而过度发散，因此具有优良的回射性能。
但是，在实用方面，当汽车的前灯发出的光在交通标识上回射时，易出现过窄的发散角的回射光难以达到处于离开其光轴位置上的驾驶员的眼睛这一不良情况。这种不良情况在汽车与交通标识的距离特别接近时，因为由光线的入射轴与连接驾驶员及反射点的观察轴构成的角所规定的观测角增大，所以特别地显著。也就是说存在以下的问题点，即公知的传统三角锥型立方隅角回射元件的观测角特性通常会劣化。
另外，三角锥型立方隅角回射元件是由三个反射侧面形成，其回射性能随着入射的光在反射侧面的哪个方向(称作方位角)入射而变化，所以在设置回射片时，元件的方向必须一定。如此，三角锥型立方隅角回射元件的回射性能存在方位角依存性，即存在方位角特性上的问题。
另外，公知的传统三角锥型立方隅角回射元件具有光轴，该光轴定义为通过三角锥型立方隅角回射元件的顶点、与构成该回射元件的大致以直角互相交叉的3个反射侧面等距的轴。
关于这种立方隅角型回射片及回射物，特别是三角锥型立方隅角回射片及回射物休的入射角特性或观测角特性的改进，迄今已提出许多方案，进行了各种改进研究。
例如，在杨格森(Jungersen)的美国专利第2,481,757号中，记载了在薄片上设置各种形状的回射元件。上述美国专利中例示的三角锥型反射元件是顶点位于底面三角形中心的光轴不倾斜的三角锥型反射元件以及顶点位置不位于底面三角形中心的光轴有倾斜的三角锥型反射元件，记载了使光有效地对正在接近的汽车反射(入射角特性的改善)的情况。
另外，记载了作为三角锥型反射元件的尺寸，元件的深度在1/10英寸(2.540μm)以内。另外，在该美国专利的附图15中图示了光轴(如下所述)向正(+)方向倾斜的三角锥型反射元件对，根据图示的三角锥型反射元件的底面三角形的长边与短边之长度比值求其光轴的倾斜角(θ)，推断为约6.5°。
但是，在上述Jungersen的美国专利中没有具体公开后述的极小三角锥型反射元件，另外，关于为了提供优良的观测角特性或入射角特性三角锥型反射元件应具有何种尺寸和光轴倾斜，该文献未作记载也没有提示。
另外，在斯塔姆(Stamm)的美国专利第3,712,706号中记载的回射片及回射物，是将薄片上的底面三角形形状为正三角形的所谓正三角锥型立方隅角回射元件加以配置，使其底面在共用面上成为最密集填充状。在Stamm的该美国专利中，对反射元件的反射面用例如铝等金属进行蒸镀处理，使入射光进行镜面反射，并使入射角增大，从而改善了回射效率下降的问题以及以未满足内部全反射条件的角度入射的光透过元件的界面而不回射的不良情况。
但是，在上述Stamm的提案中，作为广角性的改善手段，易出现以下的不良情况，即因为在反射侧面上设有镜面反射层，所以所得到的回射片及回射物的外观变暗，镜面反射层中采用的铝、银等金属使用中由于水及空气的浸入而发生氧化以及易于出现反射亮度下降等。另外，关于通过光轴的倾斜而改善广角性的手段完全未作记载。
另外，在霍普曼(Hoopman)的欧洲专利第137,736B1中记载的回射片及回射物是将在薄片上的底面三角形的形状为二等边三角形的一对倾斜三角锥型立方隅角回射元件以互相旋转180°的形式、使其底面在共用面上最密集填充的而排列。该专利中记载的三角锥型立方隅角回射元件的光轴的倾斜是向本说明书中记载的负(-)方向倾斜，倾斜角约7°-13°。
另外，在斯切杰科(Szczech)的美国专利第5,138,488号中公开的回射片及回射物是：同样地将在薄片上的底面三角形的形状为二等边三角形的倾斜三角锥型立方隅角回射元件，使其底面在共用面上为最密集填充地排列。在该美国专利中，该三角锤型反射元件的光轴是向相互面对而成对的二个三角锤型反射元件互相共有的边方向，即后述的正(+)方向倾斜，规定其倾斜角约2°～5°，元件的尺寸为25μm～100μm。
另外，在对应于上述专利的欧洲专利第548,280B1中记载了光轴的倾斜方向的倾斜角为约2°～5°，包含构成一对的二个元件的共用边且垂直于共有平面的面与元件顶点的距离与元件的光轴与共有平面的交叉点与上述垂直面的距离不等，元件的尺寸为25μm至100μm。
如上述一样，在Szczech的欧洲专利第548,280B1中，光轴的倾斜为包含正(+)及负(-)两者的约2°～5°的范围。但是，在Szczech的上述美国专利及欧洲专利的实施例中仅公开了光轴的倾斜角为(-)8.2°、(-)9.2°及(-)4.3°，元件的高度(h)为87.5μm的三角锥型反射元件。
另外，作为改善观测角特性的提案，例如在艾波道恩(Appeldorn)的美国专利第4,775,219号中，形成元件的V字形槽呈现该发明的附图7(b)所示的非对称形，相对于形成立方隅角的理论V字形槽的角度有微小的偏差。另外，试验了通过使导致与邻接的V字形槽的非对称性的偏差周期性地变化来改善观测角特性。
但是，使邻接的V字形槽的角度周期性地变化会增加模具加工的难度。即使能克服此难度，但所能给以的偏差组合是有限的，仍然不能使反射光均匀扩散。另外，即使对于一个V字形的槽方向，也需要准备多种形成V字形槽的金刚石刀头等加工工具。另外，在以非对称形式形成V字形槽时还需要高精度的加工技术。
另外，在瓦特尔(Walter)的美国专利第5,171,624号中，公开的是使用具有说明该发明的图7(c)所示的曲面状的断面形状的加工工具，形成具有一定的2次曲面的断面形状的反射侧面的三角锥型回射元件。在形成具有这种2次曲面的反射侧面的三角锥型回射元件中，能使回射光适当发散，能改善观测角特性，但制成具有这种曲面的断面形状的加工工具是非常难的。所以，考虑到工具的加工困难性，基于所构思的设计的2次曲面是难以获得的。
在尼尔森(Nilsen)的美国专利第5,565,151号尝试改善观测角特性，其中，切除该发明附图8所示的反射侧面(A-B-H)的一部分，由此形成三角柱形状(A-A1-A2-B2-B1-B)的部分和新的反射侧面(A2-H1-B2)，从而促进回射光的发散。
但是，在尼尔森的发明中，很少具体描述优选哪种形状的三角柱状的设置或者优选以哪个角度形成新的反射侧面。另外，为切除部分反射侧面而形成三角柱状部分需要特殊的工具。另外，新形成的三角柱形状的元件不具有回射功能，而仅为使光线向各个方向简单地分散而得到回射光的扩散。
另外，在布尔克(Bruke)的美国专利第4,202,600号和内斯特加德(Nestegard)等人的美国专利第5,706,132号中公开的试验是通过将配置具有不同方向的方位角(azimuthal orientation)的元件群的区域进行组合，使以不同方位角入射的光的回射性变得均匀。
总之，如图6所示，公知的Jungersen的美国专利第2,481,757号、Stamm的美国专利第3,712,706号、Hoopman的欧洲专利第137,736B1以及Szczech的美国专利第5,138,488号、欧洲专利第548,280B1等传统的三角锥型立方隅角回射元件均具有以下缺点，即在构成光的入射及反射的核心部的多个三角锥型反射元件的底面位于同一平面上的点以及相对的一对元件构成相似形的形状、且元件的高度相等的点是共有的，这样采用底面位于同一平面的三角锥型反射元件构成的回射片及回射物，如果其任何一个入射角特性劣化，即如果光线对于该三角锥型反射元件的入射角增大，则回射亮度急剧减少。
另外，在以上所述的公知的Appeldorn的美国专利第4,775,219号、Walter的美国专利第5,171,624号以及Nilsen的美国专利第5,565,151号中，同样地提出了采用各种办法来改善观测角特性的方案，但其中任何一项发明都存在工具制造及模具加工困难等缺点。
发明内容
本发明课题是改善上述公知的传统三角锥型立方隅角回射片及回射物所存在的入射角特性、观测角特性及方位角特性上的问题。
本发明的另一课题在于：改善采用三角锥型立方隅角回射片及回射物的道路标识(一般的交通标识及反光标牌)、路面标识(pavementmaker)、工程标识等标识类、汽车及摩托车等车辆的号码牌类、贴在货车及拖车的车体的反射胶带、衣料、救生器具等安全器材类以及广告牌等标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板等的回射性能。
本发明在进行上述的公知的传统回射元件具有的入射角特性、观测角特性及方位角特性的改善时，通过具有复合立方隅角回射元件实现，其形成方式如下：通过断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的至少2个以上的三角锥型立方隅角回射元件群最密集填充地配置成向共有副平面(SH-SH)上的一侧突出，并通过配置于主平面(S-S)上的、断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将该副反射元件群配置在由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的1个三角锥型立方隅角回射元件上。采用这种复合元件特别能促进观测角特性的改善。
另外，通过使用该副平面(SH-SH)与该主平面(S-S)平行的上述复合立方隅角回射元件实现的这种复合元件也特别能促进观测角特性的改善。
另外，通过使用该副反射元件和/或该主反射元件具有的光轴有倾斜的上述复合立方隅角回射元件实现的这种复合元件也特别能促进入射角特性的改善。
另外，通过使用形成该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边的至少一组方向的底边都不平行，最好用一组方向的底边为垂直的上述复合立方隅角回射元件来实现，采用这种复合元件特别能促进方位角特性的改善。
另外，通过与上述公知的传统改善技术组合，也能够有效地改善入射角特性、观察角特性及方位角特性中的任一特性。
包含本发明中的复合立方隅角回射元件而形成的三角锥型立方隅角回射片及回射物能够获得公知的传统回射元件中无法获得的优良入射角特性、观察角特性及方位角特性。
附图说明
图1是表示公知的传统回射元件的图。
图2是表示公知的传统回射元件的图。
图3是表示本发明的回射元件的图。
图4是表示本发明的回射元件的集合的图。
图5是表示本发明的回射元件的图。
图6是表示本发明的回射元件的图。
图7是表示本发明的回射元件的图。
图8是表示本发明的回射元件的集合的图。
图9是表示本发明的回射元件的图。
图10是表示本发明的回射元件的集合的图。
图11是表示本发明的回射元件的图。
具体实施方式
在说明用于实施本发明的最佳方式时，同时对公知的传统三角锥型立方隅角回射元件(下面也称作回射元件)，参照附图进行说明。
图1是说明公知的传统三角锥型立方隅角回射元件的图，表示的是共有底边(A-B)而相对的一对回射元件(A-B-C1-H1、A-B-C2-H2)。图1所示的反射元件是其底面形状(A-B-C1、A-B-C2)为正三角形的所谓正规三角锥型立方隅角回射元件对，由断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群(x、y及z方向)以60°的角度互相交叉的3个由大致以直角互相交叉的同一形状的直角等边三角形的反射侧面(a1、b1、c1及a2、b2、c2)划分开，这些反射元件对配置在共有平面(S-S)上。
图1中的回射元件的光轴与共有平面(S-S)垂直相交，且光轴不倾斜。
另外，因为元件的形状通常是三角形，所以其回射性能随着光在哪个方向(也称作方位角)入射而变化。在图1中以平行于底边(A-B)的方向入射时的回射性能与以直角入射时的回射性能不同。如此，回射性能的方位角依存性是三角锥型立方隅角反射元件存在的问题。
另外，图1中元件的尺寸能够由顶点至共有平面(S-S)的高度(h，下面也称作元件高度)代表。在入射到反射元件的光回射时，通过按元件的尺寸而定的衍射效果所引起的发散，以扩散方式回射。也就是说，元件高度(h)越小，衍射效果越大，能够使回射光扩散，获得观察效果的改善，但在具有过小的元件高度(h)的反射元件中发散效果会变得过大，其回射性能会下降。
另外，可在反射元件的反射侧面(a1、b1、c1及a2、b2、c2)上设置镜面反射层。在镜面反射层上能够采用各种金属制反射物质，例如铝、银、镍及铜等。在设有这种镜面反射层的反射元件中会产生以下缺点：由于在反射侧面上以大于临界角的角入射的光也能反射，虽然能够改善入射角特性，但回射片及回射物的外观变暗。
图2同样地是说明公知的传统的光轴倾斜的三角锥型立方隅角回射元件(下面也称作倾斜反射元件)的图。
在图2所示的倾斜回射元件中，表示的是顶点至共有平面(S-S)的垂线交点(P)与底边(A-B)的距离(p)以及光轴与共有平面(S-S)相交的点(Q)与底边(A-B)的距离(q)之差(q-p)不为零的元件。
特别地，在图2中表示的是(q-p)为正的所谓正倾斜元件，因为这种倾斜反射元件使方向朝倾斜的光轴的回射性能改善，所以入射角特性优良。无论(q-p)为正(正倾斜反射元件)或为负(负倾斜反射元件)，都能实现按照这种光轴的倾斜原理的入射角特性改善。
图3表示的是本发明的一种底面形状为正三角形、光轴不倾斜的复合三角锥型立方隅角回射元件形式。
图3中，通过将断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的4个副反射元件群最密集填充地配置，使其向共有的副平面(SH-SH)上的一侧突出。由这些副反射元件的顶点至共有的副平面(SH-SH)的距离所规定的元件的高度是以hs表示。
该副反射元件群配置在1个主反射元件上，该主反射元件在底面上具有正三角形(A-B-C1、A-B-C2)，通过配置于主平面(S-S)上的断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉而由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分开。
对于该主反射元件，形成该元件的3个反射侧面的延长面相交而形成的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离为hm。另外，副反射元件群共有的副平面(SH-SH)处于距假想顶点(Hm)的距离为hp的位置上。
在图3中，形成该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边都是平行的，形成底边的三角形是相似形，在任一个元件中光轴的倾斜角都是0°。
在图3所示的复合反射元件中通过主反射元件表示有效的回射性能，同时通过副反射元件，根据折射效果，产生反射光的发散，实现观测角特性的改善。
图4是图3所示的复合三角锥型立方隅角回射元件共有主反射元件的底边，同时最密集填充地配置。主反射元件是通过断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群(x、y、z)而形成，形成副反射元件的3个方向的V字形平行槽群也与形成主反射元件的V字形平行槽群(x、y、z)平行，这些V字形槽的底边位于共有的副平面(SH-SH)上。
图5表示的复合回射元件是在光轴(q-p)向正方向倾斜的正倾斜的主反射元件上设有具有同一光轴倾斜的元件高度小的4个副反射元件。在这种复合回射元件中能够通过光轴的倾斜，实现入射角特性的改善，通过副反射元件，实现观测角特性的改善。
在图5的复合回射元件中，光轴的倾斜方向无论(q-p)为正或为负都能实现入射角特性的改善，但其倾斜角度最好是，该副反射元件和/或该主反射元件的光轴倾斜1～13°，优选光轴倾斜1.5～7°。
在光轴的倾斜角小于1°时，入射角特性的改善不显著，在具有大于13°的大倾斜的反射元件中易产生正面方向的回射性下降这一不良情况。
与图3相同，图6表示的是本发明的一种底面形状为正三角形、光轴不倾斜的复合三角锥型立方隅角回射元件形式，但副反射元件的数量是16个，它们是高度小于图3所示的副反射元件的元件。
与图3所示的复合反射元件一样，图6的复合反射元件中形成该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边均平行，形成底边的三角形是相似形，在任一个元件中光轴的倾斜角都是0°。
另外，图7所示的是本发明的一种底面形状为正三角形、光轴不倾斜的复合三角锥型立方隅角回射元件形式，但其完整形状的副反射元件的数量是6个，其它的副反射元件由主反射元件的反射侧面切除。
另外，形成该主反射元件的3个方向的底边和形成该副反射元件的另3个方向的底边的一组方向的底边相互垂直，主反射元件相对的底边的配置方向与副反射元件相对的底边的配置方向相互垂直。
图8表示图7所示的复合三角锥型立方隅角回射元件共有主反射元件的底边而最密集填充地配置。主反射元件由断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群(x、y、z)形成。形成副反射元件的任一3个方向的V字形平行槽群与形成主反射元件的V字形平行组(x、y、z)都不平行，这些V字形槽的底边位于共有的副平面(SH-SH)上。另外，形成副反射元件的一个V字形槽的底边与形成主反射元件的V字形平行槽群(x)垂直。
图7及图8所示的元件的配置方向是直角的主反射元件与副反射元件的组合而形成的复合反射元件，可改善回射性能的方位角特性和观测角特性。另外，如果主反射元件及副反射元件都采用光轴有倾斜的反射元件，则也能实现入射角的改善而优选。另外，形成该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边的任一方向组的底边也可不平行。
图7及图8所示的复合回射元件光轴的倾斜方向无论(q-p)为正或为负，都能实现入射角特性的改善，但对于其倾斜角度，优选该副反射元件和/或该主反射元件具有的光轴倾斜1～13°的复合回射元件，光轴最好倾斜1.5～7°。
图9表示的是本发明中的复合回射元件对的另一形式。与图3和图6一样，图9表示的是本发明的一种底面形状为正三角形、光轴不倾斜的复合三角锥型立方隅角回射元件形式，但在主反射元件(A-C1-B及A-C2-B)上形成的副反射元件的数量是4个。
图9中的主反射元件(A-C1-B及A-C2-B)在由多个V字形槽(x、y、z)所确定的共有平面(S-S)上形成。另外，多个副反射元件由多个V字形槽(xh、yh、zh)而形成，存在于由多个V字形槽(xh、yh、zh)确定的共有的另一平面(SH-SH)上。另外，共有平面(S-S)存在于比另一共有平面(SH-SH)低的位置上。该多个V字形槽(x、y、z)与其它多个V字形槽(xh、yh、zh)的间隔相等地形成，仅槽的深度有不同。
与图3及图6所示的复合反射元件一样，图9的复合反射元件形成为该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边均平行，形成底边的三角形是相似形，在任一个元件中光轴的倾斜角都是0°。
在图10中表示的是图9所示的复合回射元件对的集合图。图10中，图9所示的复合三角锥型立方隅角回射元件共有主反射元件的底边而最密集填充地配置。形成图10所示的多个副反射元件的多个V字形槽(xh、yh、zh)未形成连续的直线及曲线轨迹。该轨迹可以选择与邻接的主反射元件上形成的其它副反射元件不同的轨迹。这样，能采用各种轨迹在改善观测角特性方面是有效的。
图11表示的是本发明的复合回射元件对的另一形式。与图9一样，图11表示的是本发明的一种底面形状为正三角形、光轴不倾斜的复合三角锥型立方隅角回射元件形式，但在主反射元件(A-C1-B及A-C2-B)上形成的副反射元件的数量是9个。
图11中的主反射元件(A-C1-B及A-C2-B)在由多个V字形槽(x、y、z)所确定的共有平面(S-S)上形成。另外，多个副反射元件由多个V字形槽(xh、yh、zh)形成，存在于由多个V字形槽(xh、yh、zh)所确定的共有的另一平面(SH-SH)上。另外，共有平面(S-S)存在于比另一共有平面(SH-SH)低的位置上。另外，多个V字形槽(x、y、z)与其它的多个V字形槽(xh、yh、zh)的间隔相等地形成，仅槽的深度有不同。
与图9所示的复合反射元件一样，图11的复合反射元件中，形成该主反射元件的3个方向的底边与形成该副反射元件的其它3个方向的底边都是平行的，形成底边的三角形是相似形，在任一个元件中光轴的倾斜角都是0°。
图9～图11所示的复合反射元件以及形成该复合反射元件的主元件和副反射元件的光轴的倾斜角是0°。但是，图9～图11所示的复合反射元件以及形成该复合反射元件的主元件和副反射元件的光轴也可以向正方向或负方向倾斜。光轴的倾斜角最好倾斜1～13°的复合回射元件，优选光轴倾斜1.5～7°。形成光轴的倾斜角为0°的副元件的V字形槽(xh、yh、zh)的深度最好相等。
另外，形成光轴有倾斜的副元件的V字形槽(xh、yh、zh)的深度也可不相等。光轴为反向倾斜的副元件中最好使xh方向的V字形槽的深度比yh、zh方向的V字形槽的深度更浅地形成，光轴正方向倾斜的副元件中xh方向的V字形槽的深度最好形成得比yh、zh方向的V字形槽的深度更深。
本发明中的复合反射元件的副平面(SH-SH)与主平面(S-S)不必特别要是平行的，在形成大型复合反射元件时，也可制成不平行的形状，但在形成用于回射片的小型复合反射元件时，副平面(SH-SH)最好与主平面(S-S)平行，因为可使元件的形成容易。
本发明的复合反射元件的主反射元件的尺寸最好这样，形成该主反射元件的3个反射侧面的延长面相交而成的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)大于50μm。在主反射元件的距离(hm)小于50μm时，因为主反射元件上能形成的副反射元件的尺寸变得过小或者反射光的发散变得过大，回射性能下降，所以不优选。
另外，在回射片使用的复合反射元件的场合，优选距离(hm)50μm以上，更优选80～300μm。在主反射元件的距离(hm)大于300μm时，回射片的厚度增大，得不到柔软的薄片。
本发明中的副反射元件的顶点(Hs)至该副平面(SH-SH)的距离(hs)与该主反射元件的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)优选0.1～0.5，更优选0.1～0.3。
当比值(hs/hm)小于0.1时，副反射元件的尺寸变得过小，在大于0.5时，副反射元件的尺寸变得过大，同时主反射元件的有效反射侧面的面积比例变得过小，所以会产生回射性下降。
主反射元件的假想顶点(Hm)至主平面(S-S)的距离(hm)与主反射元件的假想顶点(Hm)至该副平面(SH-SH)的距离(hp)之比(hp/hm)优选0.1～0.8 0.9，更优选0.3～0.5。
当比值(hp/hm)小于0.1时，副元件的形状变得过小，通过副反射元件产生的观测角特性难以得到改善，在大于0.9时，主反射元件的反射侧面的面积比率变得过小，所以会产生回射性能下降。
用于本发明中的复合反射元件的三角锥型立方隅角回射元件采用背景技术中详细说明的各种回射元件或其他公知的回射元件，从而能够得到回射性能的进一步改善。
另外，形成本发明中的复合反射元件的方法能够采用公知的传统飞旋切削法、划线法及刨削法等制作。制作反射元件的方法可通过采用上述机械加工法而形成3个方向的V字形槽而制作。制作的顺序也可以是以下任一种方法，即在形成副反射元件后，再形成深的槽而形成主元件的方法以及在形成主反射元件后，再在主反射元件中形成浅的槽而形成副元件的方法。
形成本发明中的复合反射元件的各立方隅角反射元件的3个反射侧面最好基本上垂直，但从通过使反射光微小地发散而改善观测角特性之目的看，也能够对互相垂直的角度给以偏差(棱镜顶角偏差)。为此，能够采用以下方法：对各方向的V字形槽的槽角给以偏差、采用使V字形槽的断面形状微小地弯曲的曲线状断面、使V字形槽的底部轨迹按弯折线状移动而将反射侧面做成多面体、或者使V字形槽的底部轨迹按弯折线状移动而将反射侧面做成曲面等方法。
形成本发明所示的多个副反射元件的多个V字形槽(xh、yh、zh)未形成连续的直线及曲线的轨迹。该轨迹可选择与邻接的主反射元件上已形成的其它的副反射元件不同的轨迹。这样，可采用各种轨迹，这在改善观测角特性的方面是有效的。形成主反射元件上形成的副反射元件的多个V字形槽(xh、yh、zh)可以分别采用不同的方法，对各方向的V字形槽的槽角给以偏差，可独立地采用以下方法：按各种反射元件对各方向的V字形槽的槽角给以偏差、采用使V字形槽的断面形状微小地弯曲的曲线状断面、使V字形槽的底部轨迹按弯折线状移动而将反射侧面做成多面体或者使V字形槽的底部轨迹按曲线状移动而将反射侧面做成曲面的方法等。
特别是最好将形成副反射面的V字形槽的底部轨迹按弯折线状移动而将反射侧面做成多面体。或者，特别是最好采用使形成副反射面的V字形槽的底部轨迹按曲线状移动而将反射侧面做成曲面等方法。
另外，形成该副反射元件的3个方向的V字形槽的底部轨迹的至少1个方向的轨迹，最好不同于形成邻接的主反射元件所含副反射元件的同一方向的V字形槽的轨迹。可以列举以下的方法：例如使一个主反射元件中包含的副反射元件的V字形槽的底部轨迹按弯折线状移动而将反射侧面做成多面体以及使邻接的主反射元件中包含的形成副反射元件的同一方向的V字形槽的底部轨迹按曲线状移动而将反射侧面做成曲面的等方法。具有这种形状的回射元件的观测角特性优良。在槽底部的轨迹为弯折线或曲线时，最好对直线给以相对于反射元件的底边长度为0.05～1％左右的偏差。
另外，形成该副反射元件的3个方向的V字形槽中至少1个方向的槽断面形状最好不同于形成邻接的主反射元件所含副反射元件的同一方向的V字形槽的断面形状。这里提到的所谓断面形状是指对V字形的断面形状的槽角度给以微小的偏差，或者在V字形断面上形成给以微小弯曲的曲面等方法。可以有例如将一个主反射元件中包含的副反射元件的V字形的断面形状与形成邻接的主反射元件所含副反射元件的同一方向的V字形槽的断面形状做成不同的形状等方法。具有这种形状的回射元件的观测角特性优良。
另外，可用于本发明中的复合反射元件的树脂和着色剂可适当采用，并无特别限制。另外，作为回射片及回射物而使用时的回射片及回射物的结构也可适当采用公知的传统制品结构。
实施例
下面按照实施例，更具体地说明本发明的详细内容，但不言而喻，本发明并不仅限定于实施例。
<回射系数>
从实施例开始，本说明书中记载的回射系数采用下面说明的方法进行测定。使用ガンマ-サイエンテイフイツク公司制的「Model920」作为回射系数测定器，按照ASTM E810-91，在观测角为0.2°及0.5°、入射角为5°、10°、20°及30°的角度条件下，对5个适当的位置测定100mm×100mm的回射片的回射系数，以其平均值作为回射片的回射系数。
<比较例1>
在形成具有图2所示的形状的光轴倾斜+7°的倾斜的三角锥型立方隅角回射元件，即元件高度(h)为130μm、x方向的平行V字形槽的内角为56.5°、重复节距为311.7μm、y和z方向的平行V字形槽的内角为77.0°、重复节距为266.8μm、x方向与y、z方向的相交角度为64.7°的加工要求下，使用飞旋切削法，形成配置多个倾斜三角锥型立方隅角回射元件的黄铜制模具。
使用此黄铜制母模，采用浓度为55％的氨基磺酸镍溶液，通过电镀法，制成材质为镍、形状被反转的凹状立方隅角成形用模具。回射片(对照样品1)的制作如下：使用此成形用模具，在成形温度200℃、成形压力50kg/cm2的条件下，将厚度200μm的聚碳酸酯树脂片(三菱工程塑料制品株式会社制「ユ-ピロン H3000」)压缩成形后，再在加压下冷却至30℃后，取出树脂片，制成将多个复合立方隅角回射元件在表面上最密集填充地配置的聚碳酸酯树脂制的复合立方隅角回射元件最密集填充地多个配置而成的回射片(比较样品1)。
<实施例1>
采用与比较例1相同的方法，得到将图3所示的形状，即在光轴的倾斜角为+7°、由形成主反射元件的3个反射侧面的延长面相交而形成的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)为130μm的主反射元件上设置4个元件光轴的倾斜角为+7°、高度(hs)为30μm的副元件群的复合回射元件。
该复合反射元件中的副反射元件的顶点(Hs)至该副平面(SH-SH)的距离(hs)与该主反射元件的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)为0.23，该主反射元件的假想顶点(Hm)至该副平面(SH-SH)的距离(hp)为50μm，比值(hp/hm)为0.385。
采用与比较例1相同的压缩成形法，制成将多个聚碳酸酯制的复合立方隅角回射元件最密集填充地配置而成的回射片(发明样品1)。
<实施例2>
采用与比较例1相同的方法，得到在图6所示的形状，即在光轴的倾斜角为+7°、由形成主反射元件的3个反射侧面的延长面相交而形成的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)为130μm的主反射元件上设置16个元件光轴的倾斜角为+7°、高度(hs)为30μm的副元件群的复合回射元件。
该复合反射元件中的副反射元件的顶点(Hs)至该副平面(SH-SH)的距离(hs)与该主反射元件的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)为0.23，该主反射元件的假想顶点(Hm)至该副平面(SH-SH)的距离(hp)为65μm，比值(hp/hm)为0.5。
采用与比较例1相同的压缩成形法，制成将多个聚碳酸酯制的复合立方隅角回射元件最密集填充地配置而成的回射片(发明样品2)。
<实施例3>
采用与比较例1相同的方法，得到在图9所示的形状，即在光轴的倾斜角为-6°、由形成主反射元件的3个反射侧面的延长面相交而形成的假想顶点(Hm)至该主平面(S-S)的距离(hm)为180μm的主反射元件上设置4个元件光轴的倾斜角为-6°、高度(hs)为70μm的副元件群的复合回射元件。再有，形成的4个副反射元件的高度稍有不同，所以将位于中央的最高的副反射元件的顶点与副平面(SH-SH)之间的高度作为hs。
该复合反射元件中的副反射元件的顶点(Hs)至该副平面(SH-SH)的距离(hs)与主反射元件的假想顶点(Hm)至主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)为0.39，该主反射元件的假想顶点(Hm)至该副平面OSH-SH的距离(hp)为160m，比值(hp/hm)为0.89。
采用与比较例1相同的压缩成形法，制成将多个聚碳酸酯制的复合立方隅角回射元件最密集填充地配置而成的回射片(发明样品3)。
将上述实施例1～3中制成的多个复合立方隅角回射元件最密集填充地配置而成的回射片(发明样品1、2及3)以及比较例1中制成的三角锥型立方隅角型回射片(对照样品1)的回射系数的值示于表1。将基于本发明的实施例1和实施例2的回射装置的回射系数与基于传统技术的比较例1的三角锥型立方隅角型回射片的回射系数相比较，在特别大的观测角下，在入射角大的方向上的回射特性更优良。
表1
    观测角     入射角     发明样品1     发明样品2     发明样品3     对照样品1
    0.5°     5°     650     587     620     750
    0.5°     10°     576     535     528     651
    0.5°     20°     417     466     494     447
    0.5°     30°     377     400     422     324
    1.0°     5°     350     375     366     436
    1.0°     10°     302     335     334     315
    1.0°     20°     152     198     252     94
    1.0°     30°     96     147     157     45
产业上的可应用性
本发明的三角锥型立方隅角回射片及回射物可用于道路标识(一般的交通标识及反光标牌)、路面标识(pavement maker)、工程标识等标识类、汽车及摩托车等车辆的号码牌类、贴在货车及拖车的车体上的反射胶带、衣料、救生器具等安全器材类以及广告牌等标志、可见光、激光或红外光反射型传感器类的反射板等，能够改善这些制品的回射性能。

Claims (17)

1.一种三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于包含复合立方隅角回射元件，其形成方式如下：通过断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的至少2个以上的三角锥型立方隅角回射元件(下面也称作副反射元件)的副反射元件群最密集填充地配置成向共有的副平面(SH-SH)上的一侧突出，并通过配置于主平面(S-S)上的、断面基本为对称形的3个方向的V字形平行槽群互相交叉，将所述副反射元件群配置在由3个大致以直角互相交叉的反射侧面划分的1个三角锥型立方隅角回射元件(以下也称作主反射元件)上。
2.如权利要求项1记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副平面(SH-SH)与所述主平面(S-S)平行。
3.如权利要求项1或2中记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副反射元件和/或所述主反射元件具有的光轴倾斜。
4.如权利要求项1～3中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副反射元件和/或所述主反射元件具有的光轴倾斜1～13°。
5.如权利要求项1～4中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副反射元件和/或所述主反射元件具有的光轴倾斜1.5～7°。
6.如权利要求项1～5中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个反射侧面的延长面交叉而形成的假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)为50μm以上。
7.如权利要求项1～6中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个反射侧面的延长面交叉而形成的假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)为80～300μm。
8.如权利要求项1～7中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副反射元件的顶点(Hs)至所述副平面(SH-SH)的距离(hs)与所述主反射元件的假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)为0.1～0.5。
9.如权利要求项1～8中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述副反射元件的顶点(Hs)至所述副平面(SH-SH)的距离(hs)与所述主反射元件的假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)之比(hs/hm)为0.1～0.3。
10.如权利要求项1～9中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)与所述主反射元件的假想顶点(Hm)至所述副平面(SH-SH)的距离(hp)之比(hp/hm)为 。
11.如权利要求项1～10中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：所述假想顶点(Hm)至所述主平面(S-S)的距离(hm)与所述主反射元件的假想顶点(Hm)至所述副平面(SH-SH)的距离(hp)之比(hp/hm)为0.3～0.5。
12.如权利要求项1～11中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个方向的底边与形成所述副反射元件的另3个方向的底边中的至少一组方向的底边平行。
13.如权利要求项1～11中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个方向的底边与形成所述副反射元件的另3个方向的底边中的任一组方向的底边都不平行。
14.如权利要求项1～11及13中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个方向的底边与形成所述副反射元件的另3个方向的底边中的一组方向的底边构成30°～60°的角度。
15.如权利要求项1～11及13中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述主反射元件的3个方向的底边与形成所述副反射元件的另3个方向的底边中的一组方向的底边成直角。
16.如权利要求项1～15中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述副反射元件的3个方向的V字形槽的底部的轨迹中的至少1个方向的轨迹，不同于形成邻接的主反射元件所含副反射元件的同一方向的V字形槽的轨迹。
17.如权利要求项1～16中任何一项记载的三角锥型立方隅角回射片及回射物，其特征在于：形成所述副反射元件的3个方向的V字形槽的至少1个方向的槽的断面形状，不同于形成邻接的主反射元件所含副反射元件的同一方向的V字形槽的断面形状。
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