CN105765420A - 改善光角性的棱镜式逆反射体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种同时改善逆反射效率和光角性的阶梯棱镜式逆反射体，所述逆反射体排列有逆反射元件，所述逆反射元件包括：主反射角，由几何学上单一平面的共用反射面和与所述共用反射面以直角接触的虚拟的阶梯面而成；多个副反射角，由相互以直角接触的一对专用反射面而成，沿所述阶梯面排列，其中，所述逆反射元件以如下方式排列，即各副反射角的角比(1/w)为1.5以上，各主反射角的角方向对入射面的法线偏向10度以上，反射方向以10度以内的偏向角偏向，各主反射角的角方向的偏向方向朝相反方向相互交替交叉，如上所述构成的逆反射体不仅对正面光的逆反射效率非常高，而且，逆反射区域也非常宽。

Description

改善光角性的棱镜式逆反射体
技术领域
本发明涉及一种阶梯棱镜式逆反射体，其为反射角复合而成的逆反射结构，可将入射光朝光源侧逆反射，尤其涉及一种同时改善逆反射效率及光角性的阶梯棱镜式逆反射体。
背景技术
在各种交通标志、路灯、轮廓标、三脚架等各种交通安全设施或安全服、汽车、自行车、帽子、鞋等夜间需要确保可视距离的物品中都设置或附着逆反射体，该逆反射体将从前方入射的光逆反射至透射其光的光源侧，从而，能提高物品的可视性。
以往作为适用于上述物品的逆反射体主要使用了具备玻璃珠(glassbead)或角锥(cubecorner)的逆反射体。这些以往逆反射体根据入射光的入射角其逆反射特性不同，各自具有优点及缺点。
例如，利用玻璃珠的逆反射体，虽逆反射效率均匀与入射角无关，但整体上逆反射效率低，而且在表面沾有水时，会丧失反射功能。
而且，利用立方角反射镜的现有逆反射体的情况，对入射角小的光即正面光的逆反射效率高，但是，对入射角大的侧面光其辉度急剧降低，能逆反射的入射角即逆反射视界(反射视界)非常狭小。而且，很难改变设计来逆反射视界的方向主要逆反射入射角大的光。
为解决所述问题，本申请人提出了逆反射单元及逆反射体(韩国专利申请第10-2006-7038号公报)，该发明是在相直交的两个反射面中的一个反射面以阶梯形态排列相直交的反射面来构成复合全反射棱镜式的逆反射结构，从而整体逆反射率高，尤其，在设计阶段从法线方向不受方向及角度的限制能容易改变被定义为逆反射率最高的入射方向的主反射方向的方向。
但是，上述逆反射体的逆反射单元由2个反射面(共用反射面和阶梯部)构成，只能逆反射特定入射角范围的入射光，因此，存在逆反射范围非常狭窄的问题。例如，被开发为用于正面光时，虽对入射角0度的入射光具有非常高的逆反射效率，但入射角为10度以上时，由于入射光透过共用反射面，而逆反射单元的局部丧失逆反射功能，因此，存在对侧光的逆反射性能差的问题，而且，被开发为用于侧光时，存在与侧光相比对正面光的逆反射效率非常低的问题。如此，韩国专利申请第10-2006-7038号的逆反射体，存在反射范围非常狭小，并且，用于正面光或侧面光的用途受限制的问题。
发明内容
技术问题
本发明是为解决所述问题而提出的，其目的在于，提供一种改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，该逆反射体不仅对正面光的逆反射效率非常高，而且，对入射角大的入射光也不丧失逆反射功能而可以逆反射，因此，能大幅度提高逆反射范围。
解决技术问题的手段
根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，排列有逆反射元件，所述逆反射元件包括：主反射角，由几何学上单一平面的共用反射面和与所述共用反射面以直角接触的虚拟的阶梯面而成；多个副反射角，由相互以直角接触的一对专用反射面而成，沿所述阶梯面排列，其特征在于，以如下方式排列而成，即副反射角的角比1/w为1.5以上，所述主反射角的角方向对入射面的法线偏向10度以上，反射方向以10度以内的偏向角偏向，主反射角的角方向的偏向方向朝相反方向相互交替交叉。
所述结构中，所述副反射角的角比1/w为3以上。
并且，所述各逆反射元件的反射方向的偏向角优选为15至30度范围。
有益效果
如上所述构成的根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体对正面光的逆反射效率非常高。尤其，对入射角大的入射光也具有一定水准以上的有效的逆反射效率，从而，能逆反射的入射角的范围变得非常大，随之逆反射区域非常宽。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体的正视图。
图2a是图1的沿Ⅱ-Ⅱ线的截面图。
图2b是图2a的反射路径图。
图2c是图2a的其他反射路径图。
图3是根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体的逆反射元件的分解模式图。
图4是根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体的逆反射元件的立体图。
图5是根据本发明的反射角的横截面图。
具体实施方式
图1是根据本发明的一实施例的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体的平视图，图2a是图1的沿Ⅱ-Ⅱ线的截面图。
根据本发明的一实施例的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体1是由聚碳酸酯、紫外线硬化树脂、丙烯、玻璃等透光性材料制成的板状逆反射体，如图所示，在逆反射体的背面以规定间隔密集地排列形成有逆反射元件10。
在逆反射体中逆反射元件10是能逆反射入射光的最小单位的逆反射结构，根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体1中，共用反射面11a和与所述共用反射面11a以90度的面角接触的虚拟阶梯面11b构成全反射棱镜形态的主反射角11，在所述阶梯面11b上密集地排列形成小反射角的副反射角12，从而，所述副反射角12与所述共用反射面11a一起形成一个阶梯棱镜式反射元件10。
作为优选的构成，在根据本发明的阶梯棱镜式逆反射体1的背面可通过蒸镀等工程涂布反射膜14，从而，防止光透射而能提高反射率。
图3及图4是示出在根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体中作为最小单位的逆反射结构采用的阶梯棱镜式逆反射元件的图。
如图所示，阶梯棱镜式逆反射元件10形成逆反射结构的阶梯棱镜式逆反射结构，是在具有相直交的两个反射面(共用反射面11a及阶梯面11b)的全反射棱镜(直角棱镜)的一个面(阶梯面11b)形成为阶梯形，所述共用反射面11a和阶梯面11b相互以90度的角度接触而形成主反射角11，所述专用反射面12a、12b的相邻接的一对在所述主反射角11内的阶梯面11b上形成副反射角12。由此，如图3所示，各逆反射元件10通过互相成对形成副反射角12的专用反射面12a、12b与共用反射面11a一起形成1组逆反射结构，从而，逆反射入射到元件10内的光。
作为参考，反射角是指全反射棱镜的反射结构即相垂直的两个反射面形成的反射结构，在根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体中，主反射角11和副反射角12对应于上述的反射角。如图3所示，主反射角11是共用反射面11a和与共用反射面11a以90度的面角度接触的虚拟阶梯面11b形成的反射角，副反射角12是专用反射面12a、12b彼此相面对成一对而形成的，所述专用反射面是沿着所述阶梯面11b互相以90度的面角度相接触排列而成。
根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体中，各逆反射元件10的副反射角12具有1.5以上的角比(1w)。并且，主反射角11对入射面1a的法线N分别具有10度以上偏向的角方向Dc和以10度以内的偏向角偏向的反射向Dr。
在改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体中，如图3所示，副反射角12的角比1/w是指反射角的纵横比1/w，这比对入射角大的入射光的逆反射性能产生很大的影响，角比1/w越大，越能改善入射角大的入射光的逆反射效率。结果，副反射角的角比1/w对能以有效的反射效率逆反射的反射范围造成很大的影响，从而成为阶梯棱镜式逆反射体的非常重要的设计要素。根据本发明的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，将副反射角的角比1/w优选设定为1.5以上，本实施例中设定了2.2，从而能确保放大的反射范围。
如图5所示，反射角11中角方向Dc被定义为反射角11的几何学上的配置方向，即二等分几乎呈直角的角A的角二等分线的方向，这会成为决定反射角11能角反射的方向和其反射区域的要素。即反射角11能逆反射以角方向Dc为中心大致左右45度范围内的入射角入射至其角11的光。阶梯棱镜式逆反射元件10的情况，主反射角11的角方向Dc决定其元件10能逆反射的方向和区域，能逆反射在主反射角11的角方向Dc的左右45度以内的范围内入射至主反射角11内的光。
反射角11的反射方向Dr是指能以最大效率角反射入射光的方向，如图5所示，看反射角的横截面时，被定义为从角A连接其大边13(连接角两末端的线)的中点M的中间线(MediaLine)的方向。因此，形成反射角11的两侧反射面11a、11b的宽度不同时，反射方向Dr会朝宽度宽的反射面侧偏向。
根据本实施例的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体1，如图2b所示，相面对的逆反射元件10的主反射角11的角方向Dc相对于入射面1a的法线N分别朝左右以22度的偏向角αc偏向，且反射方向Dr偏向-1度，从而，可以逆反射在入射面1a的折射角λr最大达42度的侧光。结果，当材料的折射率为1.5时，可以逆反射入射角λi几乎达90度的侧光。
而且，根据本实施例的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体1，如图2c所示，逆反射元件10的主反射角11的反射方向Dr相对于入射面1a的法线N具有-1度左右的偏向角αr，从而，能以最高的效率逆反射入射角1度以内的正面光。
作为参考，在本实施例中指称各反射面之间的面角的90度是指相对于反射面形成反射角的光学直角即几何学的90度，在1度范围内稍微大或小的角度，这样形成的原因是将入射光以圆锥形形状扩散后进行逆反射。所以，本说明书中指的90度并不是几何学上的90度，而是在1度范围内比90度大或小的光学上的90度，即应解释为“约90度”。
如上所述构成的本发明的改善光角性的阶梯棱镜式反射体，主反射角11的反射方向Dr朝向正面，当忽略入射面1a的照度而产生的散射或材料的透光率等光学损失时，可以将从正面入射的正面光全部逆反射，因此逆反射效率非常高。而且，主反射角11的角方向Dc相互朝反方向以规定角度以上偏向，因此，对入射角偏向60度以上的侧光也可以逆反射，从而逆反射范围也非常宽。

Claims (5)

1.一种改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，所述逆反射体排列有逆反射元件，所述逆反射元件包括：主反射角，由几何学上单一平面的共用反射面和与所述共用反射面以直角接触的虚拟的阶梯面而成；多个副反射角，由相互以直角接触的一对专用反射面而成，沿所述阶梯面排列，其特征在于，
所述逆反射元件以如下方式排列，即各副反射角的角比(1/w)为1.5以上，各主反射角的角方向(Dc)对入射面的法线(N)偏向10度以上，反射方向(Dr)以10度以内的偏向角偏向，各主反射角的角方向(Dc)的偏向方向朝相反方向相互交替交叉。
2.根据权利要求1所述的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，其特征在于，所述副反射角的角比(1/w)为3以上。
3.根据权利要求1或2所述的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，其特征在于，所述主反射角的反射方向的偏向角(αr)为5至30度。
4.根据权利要求1或2所述的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，其特征在于，所述主反射角的角方向偏向角(αc)为5度以下。
5.根据权利要求1或2所述的改善光角性的阶梯棱镜式逆反射体，其特征在于，在所述逆反射元件的背面形成有反射膜。
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