CN1232838C - 三角锥型立体角后向反射元件 - Google Patents

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CN1232838C CNB018044077A CN01804407A CN1232838C CN 1232838 C CN1232838 C CN 1232838C CN B018044077 A CNB018044077 A CN B018044077A CN 01804407 A CN01804407 A CN 01804407A CN 1232838 C CN1232838 C CN 1232838C
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Abstract

本发明提供一种反射性能显著优异的三角锥型立体角后向反射元件。该三角锥型立体角后向反射元件的特征在于：在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件所共有的底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为hx，假设从含有该三角锥型反射元件的另一底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为hy，且假设从含有该三角锥型反射元件的又一底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，在该三角锥型反射元件的表面上具有镜面反射层，从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面的交点至该元件对所共有的底边之距离，与从该元件的顶点对该底面所引垂线与该底面的交点至该元件对所共有的底边之距离之差为正或负的方向该光学轴倾斜，该光学轴与该垂线所成的角度为0.5～1.5 °。

Description

三角锥型立体角后向反射元件
技术领域
本发明涉及新型结构的三角锥型立体角后向反射元件以及配置该元件的三角锥型立体角后向反射集合体。更详细地说，本发明涉及在道路标志、工程标志等的标志类，汽车、摩托车等车辆的视认条带、衣服面料、救生器具等安全器材类，招牌广告牌等的标记等，即可见光、激光、或红外光反射型传感器类的反射板上，构成有用的后向反射体的三角锥型立体角后向反射元件等后向反射元件(以下简称后向反射元件，或反射元件)及其集合体。
更详细地说，本发明涉及的三角锥型立体角后向反射元件具有以下特征：突出在共同的一个底面(Sx-Sx′)上的三角锥型立体角后向反射元件相互在该底面(Sx-Sx′)上共有一条底边(x)，沿该底边相向而在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置；该底面(Sx-Sx′)是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件含有该底面(Sx-Sx′)上的共有该底边(x、x、...)，并且对于垂直于该底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、...)形成实质上面对面对称的、实质上为同一形状的元件对；在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件的共有底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hx，假设从含有该三角锥型反射元件另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hy，且假设从含有该三角锥型反射元件又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，在该三角锥型后向反射元件的反射侧面具有镜面反射层。
背景技术
以往，令入射的光线向光源反射的后向反射体是人们所熟悉的，利用其后向反射性的该反射体被广泛用于如上述的应用领域。其中三角锥型立体角后向反射元件(以下简称三角锥型反射元件或CC反射元件)等利用内部全反射原理的三角锥型立体角后向反射体(以下亦称CC后向反射体)，与原先使用微玻璃球的后向反射体相比，光的后向反射效率格外地好，由于这种出色的后向反射性能，其用途在逐年扩大。
但是，迄今大家所熟悉的三角锥型后向反射元件根据其反射原理，元件所具有的光学轴(通过该三角锥顶点的，与构成该三角锥型立体角后向反射元件的相互以90°的角度交叉的三个反射侧面处于等距离的轴)与入射光线所成的角度(以下称之为入射角)在小角度的范围内表现出良好的后向反射效率，但随着入射角增大，后向反射效率急剧下降(即入射角特性变坏)。另外，三角锥型反射元件的内部全反射条件是由构成该三角锥型反射元件的透明介质的折射率与空气的折射率之比来决定的，而满足此内部全反射条件的入射角度叫作临界角度(αc)，以小于临界角度的角度向三角锥型反射元件表面入射的光线在该元件的界面上不发生全反射，而透射到该元件的背面，因此，使用三角锥型反射元件的后向反射片，一般有入射角特性不佳的缺点。
另一方面，三角锥型后向反射元件在该元件的几乎整个面上对光的入射方向都能使光反射，因而不会像微玻璃球形反射元件那样，由于球面像差等原因，反射光在很宽的角度范围内发散而不反射。但是，反射光的这种狭窄的发散角在实用方面也有不便之处，例如汽车前灯发出的光被交通标志后向反射时，会出现难以到达偏离其光轴的位置的例如驾驶员的眼睛等的不便。尤其在汽车与交通标志的距离临近时，光线的入射轴与连接驾驶员和反射点的轴(观测轴)所成的角度(观测角)的增大，这种不便会越来越大(也就是观测角特性变差)。
涉及诸如此类的立体角型后向反射片，尤其是三角锥型立体角后向反射片，已知很早就有许多关于它们的提案，并进行着对各种改进措施的探讨。
例如在Jungersen的美国专利第2 481 757号说明书展示的是：三角锥型反射元件的所有底边都在同一平面上的后向反射元件集合体，各个后向反射元件的光学轴都倾斜于与该基底平面垂直的方向，并且该后向反射元件的棱镜侧面的表面上设有镜面反射层的后向反射元件集合体。这些后向反射元件夹持共同底边而相向，形成后向反射元件对，该后向反射元件对的各个光学轴相互向相反方向倾斜。
另外，在Stamm的特开昭49-106839号公报(美国专利第3712706号说明书)中展示的有：后向反射元件底面为正三角形的正规三角锥型立体角后向反射元件，由其反射侧面的表面上设有镜面反射层的后向反射元件的集合体组成的后向反射片。此后向反射元件的光学轴垂直于该元件的底面。
上述两个提案中的三角形立体角后向反射元件在其棱镜侧面的表面上都有镜面反射层，因而入射的光几乎不穿透后向反射元件，实质上全部被反射，它与没有镜面反射层的、只依靠内部全反射原理的三角锥型立体角后向反射元件相比，后向反射的总光线量大大增加，同时入射角特性也得以改善。
然而，对光学轴被设计成有倾斜的CC反射元件来说，存在着三个反射侧面(a、b、c面)的面积差异过度，会降低后向反射性能的问题。
近年来本发明人等发现：若设由该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)至该元件的底面(X-X′)上有一底边的面(c面)的深度为h′[与从顶点(H1，H2)至底面(X-X′)之高度相同]比起由该三角锥型反射元件的顶点至含有与该c面实质上作直角交叉的两个面(a面与b面)的底边(z、w)的面(假想平面Z-Z′)的深度h实质上为大，则用这样的三角锥型反射元件构成的后向反射片的入射角特性可以得到改善。本发明人等的此项发明发表于特许第2954709号公报上。
然而，这些元件也未能解决入射光线的入射角增大后，因不能满足内部全反射条件，在反射侧面不被反射而穿透元件的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供对入射角在30°以上，最好是40°以上时，具有优异的后向反射性能的三角锥型立体角后向反射元件(CC反射元件)。
根据本发明，上述目的和效益可由具有以下特征的三角锥型立体角后向反射元件来实现：在共同的一个底面(Sx-Sx′)上突出的三角锥型立体角后向反射元件彼此在该底面(Sx-Sx′)上共有一条底边(x)，沿该底边相向而在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置；该底面(Sx-Sx′)是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件是对于含有该底面(Sx-Sx′)上的共有该底边(x、x、...)、并且垂直于该底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、....)形成实质上面对面对称的实质上为同一形状的元件对；在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件的共有底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hx，假设从含有该三角锥型反射元件的另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hy，且假设从含有该三角锥型反射元件又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不同，在三角锥型反射元件的反射侧面具有镜面反射层。
在本发明中，最好是在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为正(+)或负(-)的方向该光学轴倾斜，该光学轴与该垂线所成的角度为0.5～12°的三角锥型立体角后向反射元件。
在本发明中，最好是该三角锥型反射元件的光学轴与上述垂线所成的倾角为0.5～1.5°的三角锥型立体角后向反射元件。
在本发明中，最好还是该三角锥型反射元件的光学轴与上述垂线所成的倾角为4～12°的三角锥型立体角后向反射元件。
在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为正(+)的方向该光学轴倾斜，本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是hx比hy和hz实质上都大的三角锥型立体角后向反射元件。
本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是上述hy和hz实质上相同，hx比hy和hz实质上都大的三角锥型立体角后向反射元件。
在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为负(-)的方向该光学轴倾斜，本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是hx比hy和hz实质上都小的三角锥型立体角后向反射元件。
本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是上述hy和hz实质上相同，hx比hy和hz实质上都小的三角锥型立体角后向反射元件。
本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是：该hx、hy和hz中，最大者设为hmax，最小者设为hmin时，满足
1.03＜hmax/hmin＜1.3的三角锥型立体角后向反射元件
本发明更适宜的三角锥型立体角后向反射元件是上述hx、hy和hz都在50μm以上，并且都在500μm以下的三角锥型立体角后向反射元件。
本发明还提供：上述相向的两个三角锥型立体角后向反射元件彼此共有一条底边(x、x、...)，并且配置成最紧密充填状的形成为片状的三角锥型立体角后向反射片。
本发明提供一种三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：在共同的一个底面上突出的三角锥型立体角后向反射元件相互在该底面上共有一条底边，沿该底边相向而在该底面上作最紧密充填状配置；该底面是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件含有该底面上的共有的底边、并且对于垂直于该底面的平面形成实质上面对面对称的、实质上为同一形状的元件对；在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件所共有的多条该底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为，假设从含有该三角锥型反射元件的另一底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为hy，假设从含有该三角锥型反射元件的又一底边的底面至该三角锥型反射元件的顶点的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，在该三角锥型反射元件的反射侧面上具有镜面反射层；从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面的交点至该元件对所共有的底边之距离，与从该元件的顶点对该底面所引垂线与该底面的交点至该元件对所共有的底边之距离之差为正或负的方向该光学轴倾斜，该光学轴与该垂线所成的角度为0.5～1.5°。
以下对本发明作更详细的说明。
附图说明
图1是3个底边(x)、(y)及(z)之中，底边(x)比其它底边(y)及(z)做得深、光学轴向倾角为正(+)的方向倾斜的本发明的CC反射元件对被配置成的CC后向反射体的平面图。
图2(a)是图1所示CC后向反射体中的1组CC反射元件对的平面图，图2(b)是该CC反射元件对的剖面图。
图3(a)是3个底边(x)、(y)及(z)之中，底边(x)比其它底边(y)及(z)做得浅、光学轴向倾角为负(-)的方向倾斜的本发明的1组CC反射元件对的平面图，图3(b)是该CC反射元件对的剖面图。
图4是由本发明的CC反射元件配置的三角锥型立体角后向反射片的一种形态的结构的剖面图。
图5是按实施例1、实施例2及比较例制作的三角锥型立体角后向反射片的入射角特性示意图。
图中符号说明如下。
1：表面保护层
2：印刷层
3：后向反射元件层
4：镜面反射层
5：粘结剂层
6：剥离材料层
7：立体角型后向反射元件对
8：入射光
a1、a2、b1、b2、c1、c2：三角锥型后向反射元件的反射侧面
H1，H2：后向反射元件的顶点
hx：包含底边(x、x、....)的底面(Sx-Sx’)至顶点(H1、H2)的高度
hy：包含底边(y、y、....)的底面(Sy-Sy’)至顶点(H1、H2)的高度
hz：包含底边(z、z、....)的底面(Sz-Sz’)至顶点(H1、H2)的高度
Lx：反射元件R1及R2共有的一个底面(Sx-Sx’)上的、包含该两个元件R1及R2共有的一条底边(x、x、....)、对该共有的一个底面(Sx-Sx’)垂直的后向反射元件对的垂直面
P：自后向反射元件的顶点(H1、H2)引向元件的底面(Sx)的垂线与底面(Sx)之交点
Q：后向反射元件的光学轴与底面(Sx)之交点
p：自点(P)至CC反射元件对共有的底边(x)之距离
q：自点(Q)至CC反射元件对共有的底边(x)之距离
R1、R2：后向反射元件(对)
X、y、z：：后向反射元件的底边
θ：后向反射元件的光学轴的倾角
具体实施方式
在图1和图2中，示出了本发明的一对三角锥型立体角后向反射元件R1及R2的一种形态，图1是由CC反射元件配置的CC后向反射体的平面图，图2(a)是图1所示一对CC反射元件的平面图，图2(b)是含有图2(a)中的点C2、H2、H1、C1、并且是在垂直于含有多个成对的反射元件所共有的底边(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)的面处切断的反射元件R1及R2的剖面图。
在图1中，a1、b1、c1、a2、b2和c2表示所配置的多个反射元件，例如图2(a)的反射元件R1及R2的各个反射侧面；x表示相邻反射元件，例如R1及R2的各反射侧面(c1面)与反射侧面(c2面)所共有的底边；y表示与R1及R2不同的另一相邻反射元件的反射侧面(b1面)与反射侧面(b2面)所共有的底边；z表示又一相邻反射元件的另外的反射侧面(a1面)与反射侧面(a2面)所共有的底边。共有上述底边(x、x、...)的相邻反射元件，是对于含有上述底边(x、x、...)的、并且垂直于该底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、...)实质上形成面对面对称的实质上为同一形状的元件对，相向地在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置。
另外，在图2(a)和图2(b)中，H1和H2分别表示该反射元件R1及R2的立体角的顶点，虚线(H1-P)表示由该反射元件R1的顶点H1对底面(Sx-Sx′)所引的垂线，虚线(H1-Q)表示通过该反射元件R1的顶点H1的光学轴，从而该反射元件R1的光学轴的倾角可用θ表示。
图2(a)中的线x-x表示：它是该组CC反射元件R1及R2所共有的一个底面(Sx-Sx′)上的、该组反射元件R1及R2所共有的一条底边(x、x、...)，在图2(b)中，由该反射元件的顶点对该底面(Sx-Sx′)所引的垂线与该底面(Sx-Sx′)之交点用P表示，另外，经过该反射元件R1的顶点H1的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点用Q表示。
在图2(b)中，平面(Lx-Lx)表示包含该反射元件R1及R2所共有的一个底面(Sx-Sx′)上的、该两元件R1及R2所共有的一条底边(x)的对该共有的一个底面(Sx-Sx′)垂直的面。
反射元件R1及R2是对垂直于底面(Sx-Sx′)的上述平面(Lx-Lx)实质上呈面对面对称的、实质上为同一形状的元件对，后述的图3(a)、及图3(b)也同样。
在本发明中，例如反射元件R1的光学轴(H1-Q)的倾角[与垂线(H1-P)所有的角度]为正(+)，意味着(q-p)为正(+)；为负(-)意味着(q-p)为负(-)；另外，(q-p)为0的场合，意味着该光学轴对含有构成多个对的反射元件的底边(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)成直角。
由图2(b)可明显看出，在从该CC反射元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)之交点(P)至该CC反射元件对所共有的底边(x)之距离(p)与从光学轴与该底面(Sx-Sx′)之交点(Q)至该CC反射元件对所共有的底边(x)之距离(q)之差(q-p)为正(+)的方向，该对CC反射元件所具有的光学轴(H1-Q、H2-Q)倾斜。
另外，在图2(b)中，虚线Sx-Sx′表示含有多个该底边(x、x、...)的底面，虚线Sy-Sy′表示含有多个该底边(y、y、...)的底面，虚线Sz-Sz′表示含有多个该底边(z、z、...)的底面。另外，hx表示从含有相向的两个三角锥型反射元件所共有的底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件之顶点(H1、H2)的高度，hy表示从含有另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件之顶点(H1、H2)的高度，hz表示从含有该三角锥型反射元件的又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件之顶点(H1、H2)的高度。
在本实施形态的一个例子中，底面(Sx-Sx′)处于比底面(Sy-Sy′)及底面(Sz-Sz′)更低的位置上，并且底面(Sy-Sy′)和底面(Sz-Sz′)在同一平面上。也就是说，hx比hy及hz大，并且hy与hz相等。
因此，反射侧面(a1面、a2面)及反射侧面(b1面、b2面)呈现被反射侧面(c1面、c2面)稍微切掉了一些的形状，反射侧面(a1面、a2面)及反射侧面(b1面、b2面)呈四边形、反射侧面(c1面、c2面)呈五边形。
在该三角锥型反射元件的反射侧面(a1面、a2面)、反射侧面(b1面、b2面)及反射侧面(c1面、c2面)的表面上，形成镜面反射层(4)。
在图3(a)及图3(b)上，示出本发明的一对三角锥型立体角后向反射元件(CC反射元件)R1及R2的又一种形态。图3(a)是其中的一个反射元件的平面图，图3(b)是含有图3(a)中的点C2、H2、H1、C1并且是垂直于含有多个成对的反射元件所共有的底边(x、x、...)的共同底面(Sx-Sx′)的反射元件R1及R2的剖面图。
在图3(a)及图3(b)中，含有多个该底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)处于比含有多个该底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)及含有多个该底边(z、z、....)的底面(Sz-Sz′)更高的位置上，并且底面(Sy-Sy′)和底面(Sz-Sz′)在同一平面上。也就是说，hx比hy及hz小，并且hy与hz相等。
因此，反射侧面(c1面、c2面)呈现被反射侧面(a1面、a2面)及反射侧面(b1面、b2面)稍微切掉了一些的形状，反射侧面(a1面、a2面)及反射侧面(b1面、b2面)均呈四边形、反射侧面(c1面、c2面)呈三角形。
另外，由图3(b)可明显地看出，在从该CC反射元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线(H1-P、H2-P)与该底面(Sx-Sx′)之交点(P)至该CC反射元件对所共有的底边(x)之距离(p)与从光学轴与该底面(Sx-Sx′)之交点(Q)至该CC反射元件对所共有的底边(x)之距离(q)之差(q-p)为负(-)的方向，该CC反射元件对的光学轴(H1-Q、H2-Q)倾斜。
本发明的三角锥型立体角后向反射元件具有以下特征：突出在共同的一个底面(Sx-Sx′)上的三角锥型立体角后向反射元件彼此在该底面(Sx-Sx′)上共有一条底边(x)，沿该底边相向而在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置，该底面(Sx-Sx′)是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件是对于含有该底面(Sx-Sx′)上的共有该底边(x、x、...)、并且垂直于该底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、....)形成实质上面对面对称的、实质上为同一形状的元件对，假设从含有相向的两个三角锥型反射元件的共有底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hx，假设从含有该三角锥型反射元件另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hy，且假设从含有该三角锥型反射元件又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不同，在该三角锥型后向反射元件的反射侧面具有镜面反射层。
上述三角锥型反射元件的hx、hy和hz中任何一个的高度不一样都可以，但从提高入射角特性的观点，可适当地选择其大小，而使反射侧面(a1、b1、c1及a2、b2、c2)的面积相等。
在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为正(+)的方向，该光学轴倾斜的场合，最好是hx比hy和hz实质上都大；在(q-p)为负(-)的方向，该光学轴倾斜的场合，最好是hx比hy和hz实质上都小。
另外，上述hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，当将该hx、hy和hz中的最大者设为hmax，最小者设为hmin时，最好
1.03＜hmax/hmin＜1.3，但
1.05＜hmax/hmin＜1.2，则更好。
满足上述hmax/hmin值的CC反射元件可以做到使该CC反射元件的三个反射侧面，即反射侧面(c1面、c2面)的面积、反射侧面(a1面、a2面)的面积及反射侧面(b1面、b2面)的面积大致相等，从而能改善三面反射并且后向反射的后向反射性能。
上述CC反射元件的高度hx、hy及hz中的任一个最好都在50μm～500μm，但更推荐在60μm～200μm。高度hx、hy或hz中的任一个不足50μm时，因反射元件的尺寸过小，由于反射元件的平面开口面积所决定的衍射效应而使后向反射光的发散过大，会降低正面亮度特牲。另外，高度hx、hy或hz中的任一个超过500μm时，由于薄片的厚度过大，薄片不能做得柔软，因而不受欢迎。
在本发明中，三角锥型立体角后向反射元件最好具有0.5～12°倾角的光学轴。
在需要旋转角特性优异的三角锥型后向反射元件的场合，上述光学轴的倾角最好在0.5～1.5°，而0.6～1.4°就更好。
在需要入射角特性优异的三角锥型反射元件的场合，上述光学轴的倾角最好在4～12°，而5～10°就更好。
另外，由本发明的CC反射元件的棱镜面即三个反射侧面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)的相互交叉而形成的三个棱镜面角实质上都是直角，但并不一定是严格意义上的直角(90.000°)，而以赋予略微偏离直角的有极小角度偏差为宜。由于给该棱镜面角以极小的角度偏差，而使来自如此获得的CC反射元件的反射光有适度的发散。但是，如果此角度偏差过大，则得到的来自CC反射元件的反射光过于发散而降低了后向反射性能，因而要求这三个反射侧面(a1面、b1面、c1面)或(a2面、b2面、c2面)相互交叉而形成的三个棱镜面角中，至少有一个的大小一般在89,5°～90.5°的范围内，最好在89.7°～90.3°的范围内，以距90.000°有极微小的偏差为宜。
设置在本发明的后向反射元件表面上的镜面反射层使用何种镜面反射层虽没有限制，但可举出例如由铝、铜、银、镍等金属构成的镜面反射层。
作为镜面反射层的厚度可例示为800～1500。若镜面反射层的厚度在800以上，镜面反射层上的反射效率就足够，通过镜面反射层的光极少，是受欢迎的，但在800以下，不会出现后向反射效率降低或外观变暗等现象，也不错。
本发明的三角锥型立体角后向反射元件是将多个CC反射元件集合起来，做成CC后向反射体而被利用的，一般是把多个CC反射元件加工成片状，做成三角锥型立体角后向反射片，既可设置在目的物如车辆、交通标志等的上面使用，又可将多个CC反射元件直接形成在目的物上来使用，其使用形态并无限制，但一般是被加工成片状使用的。
下面，关于由本发明的CC反射元件配置的三角锥型立体角后向反射片的一种适宜的结构形态，参照其剖面图图4进行说明。
在图4中，3是本发明的三角锥型反射元件(R1、R2)(7)作最紧密充填状配置的反射元件层，4是存在于反射元件的反射侧面上的镜面反射层，8是光的入射方向。根据本发明的后向反射片的使用目的和使用环境，可设置表面保护层(1)、为了向观察者传递信息等而对薄片进行着色的印刷层(2)、为了将该后向反射片贴附在其他结构体上所用的粘结剂层(5)以及在贴附之前保护粘结剂层(5)用的剥离材料层(6)等。
对上述表面保护层(1)可以采用与后向反射元件层(3)中使用的相同树脂，但为了提高其对气候环境的适应性，可使用紫外线吸收剂、光稳定剂以及氧化防止剂等，它们可分别单独使用也可配合起来使用。另外，也可含有作为着色剂的各种有机颜料、无机颜料及染料等。
印刷层(2)通常可设在表面保护层(1)和后向反射元件(3)之间，或表面保护层(1)的光入射侧表面上，或反射侧面(a、b、c面)与镜面反射层之间，通常可用凹版印刷、丝网印刷及喷墨印刷等方法来设置。
为了将本发明的后向反射片粘贴在金属板、木板、玻璃板、塑料板上用的粘结剂层(5)以及保护该粘结剂用的剥离材料层(6)，可选用熟知的适当材料。
由本发明的CC反射元件配置的三角锥型立体角后向反射片使用时一般是令光线(8)从表面保护层(1)的上方入射。从而将上述的CC反射元件的形状作成反转后的凹形状，并按最紧密充填状配置而制作立体角成形用模具，将其安放在金属带上，可以将后述的柔软且光学透明性及均匀性均佳的适宜的树脂片热压在该成形用模具上，也就是把该模具的形状反转、复制在树脂片上，可得棱镜基体片。在该基体片上，例如用铝蒸发法形成镜面反射层而可制作出上述后向反射片。
上述立体角成形用模具的典型的制作方法有例如在上述Stamm的专利中详细记载的方法，本发明也可采用以这些熟知的方法为准的方法制作母型。
上述母型用电铸法可制出凹凸反转的电铸模具，通过复制制成的多个电铸模具经精密切割后，可用来组合连接至合成树脂微棱镜片成形用的最终的模具尺寸。
组合起来的电铸模具，作为合成树脂成形用的模具，用于合成树脂的成形。作为合成树脂成形的该种方法，可以采用压缩成形或射出成形等方法。
压缩成形：例如将所形成的厚度为1mm左右的薄片状的镍电铸模具、规定厚度的合成树脂片以及用作衬垫材料的厚度为5mm左右的硅酮橡胶片插进按规定温度加热的压缩成形加压机中，先在成形压的10～20％的压力下，进行30秒钟的预热后，可在180～230℃、10～30kg/cm2左右的条件下加热加压约2分钟。然后保持加压状态直至冷却至室温状态再释放压力，这样可得到棱镜成形品。
再者，例如将由上述方法形成的厚度约0.5mm的薄片电铸模具用上述熔接法连接起来制成无终端带状模具。将此带状模具设置在由加热轧辊和冷却轧辊组成的一对轧辊之上使之转动，将熔融的呈片状的合成树脂供给在加热轧辊之上的带状模具，经1个以上的硅酮树脂制轧辊加压成形后，在冷却轧辊上冷却到玻璃转化点温度以下，再从带状模具上剥离而得到连续的片状成品。
可以用作上述基体片成形的合成树脂，虽未被特别限定，但要求其光学透明性、均匀性好，例如可举出聚碳酸酯类树脂、氯化乙烯树脂、丙烯酸类树脂、环氧树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、氟树脂、聚乙烯树脂或聚丙烯树脂等的烯烃树脂、纤维素类树脂以及氨基甲酸乙酯树脂等。
本发明的三角锥型立体角后向反射片可在如此获得的上述基体片的后向反射元件的表面上，用真空蒸发、化学镀覆、溅射等方法，设置由铝、铜、银、镍等金属构成的镜面反射层。设置镜面反射层的方法当中，使用铝的真空蒸发法因其蒸发温度可降低，蒸发工序中的后向反射元件的热变形可抑制在最小，另外所得到的镜面反射层的色调也最为明亮，因而是理想的。
上述铝镜面反射层的连续蒸发处理设备由以下设备组成：真空度可维持在7～9×10-4mmHg左右的真空容器；将设置在其中的由基体片及在其光入射一侧的表面上层叠的表面保护层共两层组成的棱镜原反片抽出的卷绕设备；将蒸发处理后的原反片卷起来的卷绕设备；以及设置在他们中间的、在石墨坩锅中用电热器可使铝熔融的加热设备。将纯度在99.99重量％以上的纯铝颗粒和粒状金属钛按重量比100∶1的比例投放于石墨坩锅中，例如在交流电压350～360V、电流115～120A、处理速度30～70m/分钟的条件下熔融，以使经蒸发处理、蒸汽化的铝原子在反射侧面上形成镜面反射层。
此时，作为铝的熔融温度，可例示出950～1100℃左右的温度。
经蒸发处理的棱镜原反片，用卷绕设备缠绕在辊筒上之前，可以用水冷辊筒等进行冷却。
另外，也可以将作为工件的棱镜原反片设置在吊钟形的真空容器中，对工件进行真空蒸发。作为此时的蒸发条件，可采用上述同样的条件。
设有镜面反射层的立体角型后向反射元件，根据需要，再进行防锈处理后，可设置粘结剂层和剥离材料层。
下面，根据实施例再具体说明本发明。
实施例1
在将表面切削成平坦状的100mm见方的黄铜板上，对第1方向(图1的y方向)和第2方向(图1的z方向)，用尖端角度为68.53°的钻石刀具，按着第1方向和第2方向的重复节距为164.18μm，沟深(hy、hz)为80μm，第1方向和第2方向的交叉角度为50.68°，用快速切削法按重复图案切削加工出截面形状为V字形的平行沟槽。
然后，对第3方向(图1的x方向)，用尖端角度为77.04°的钻石刀具，按重复节距(图1的线x的重复节距)为191.81μm，沟深(hx)为88μm，第1方向和第2方向与第3方向的交叉角度为64.66°，切削出V字形的平行沟槽。于是在黄铜板上形成了距三角锥型反射元件的假想面(Sx-Sx′)的高度(hx)为88μm的凸状的多个三角锥型立体角作最紧密充填状配置的母型。此三角锥型反射元件的光学轴倾斜角θ为+7°，构成三角锥的三个反射侧面的棱镜面角皆为90°。另外，元件高度的最大值hmax与最小值hmim之比hmax/hmim为1.1。
用此黄铜母型，借助于电铸法制作了形状被反转了的凹形状的立体角成形用镍质模具。利用此成形用模具将厚度为200μm的聚碳酸酯树脂片(三菱工程塑料股份有限公司制“Eupiron”E2000)在成形温度200℃、成形压力50kg/cm2、加压时间3分钟的条件下压缩成形后，再用50μm的丙烯膜(三菱人造纤维股份有限公司制“Sanjuren H3000”)在同样的条件下加压制成薄片。然后在加压条件下冷却至30℃后取出树脂片，形成了表面上有厚度约为50μm的表面保护层和支撑体层的厚度约为150μm，h＝80μm的立体角作最紧密充填状配置的反射元件层共两层组成的棱镜原反片。
此棱镜原反片被设置在真空蒸发设备中，该真空蒸发设备由在石墨坩锅中用电热器可使铝熔融的加热设备构成，石墨坩锅则设置于真空度可维持在9×10-4mmHg左右的真空容器中。将纯度在99.99％以上的纯铝颗粒及粒状金属钛按重量比100∶1的比例投放于石墨坩埚中，在交流电压350V、电流115～120A、处理时间5分钟的条件下进行真空蒸发处理，用变成蒸汽的铝原子对CC反射元件的三个反射侧面作为镜面反射层进行了蒸发处理，此时的铝蒸发膜厚度为1100。
将此蒸发处理的棱镜原反片的蒸发面上厚度为60μm的丙烯酸感压型粘结剂(日本碳化物工业股份有限公司制NissetsuKP1818)和厚度为100μm的聚丙烯制剥离片(大仓工业社制)层叠起来制成三角锥型立体角后向反射片。
实施例2
在将表面研磨成平坦状的100mm见方的黄铜板上，对第1方向(图1的y方向)和第2方向(图1的z方向)，用尖端角度为68.53°的钻石刀具，按着第1方向和第2方向的重复节距为210.87μm，沟深(hy、hz)为100μm，第1方向和第2方向的交叉角度为58.76°，用快速切削法按重复图案切削出截面形状为V字形的平行沟槽。
然后，对第3方向(图1的x方向)，用尖端角度为71.52°的钻石刀具，按重复节距(图2的线x的重复节距)为214.92μm，沟深(hx)为105μm，第1方向和第2方向与第3方向的交叉角度为60.62°，切削出V字形的平行沟槽。于是在黄铜板上形成了距三角锥型反射元件的假想面(Sx-Sx′)的高度(hx)为105μm的凸状的多个三角锥型立体角作最紧密充填状配置的母型。此三角锥型反射元件的光学轴倾斜角θ为+1°，构成三角锥的三个面的棱镜面角皆为90°，hmax/hmim为1.1。
用此黄铜母型，使用与实施例1同样的方法制成了三角锥型立体角后向反射片。
比较例
在将表面切削成平坦状的100mm见方的黄铜板上，对第1方向(图1的y方向)和第2方向(图1的z方向)，用尖端角度为70.53°的钻石刀具，按着第1方向和第2方向的重复节距为169.71μm，沟深(hy、hz)为80μm，第1方向和第2方向的交叉角度为60.00°，用快速切削法按重复图案切削出截面形状为V字形的平行沟槽。
然后，对第3方向(图1的x方向)，用尖端角度为70.53°的钻石刀具，按重复节距(图2的线x的重复节距)为169.71μm，沟深(hx)为80μm，第1方向和第2方向与第3方向的交叉角度为60.0°，切削出V字形的平行沟槽。于是在黄铜板上形成了距三角锥型反射元件的假想面(Sx-Sx′)的高度(hx)为80μm的凸状的多个三角锥型立体角作最紧密充填状配置的母型。此三角锥型反射元件的光学轴倾斜角θ为0°，构成三角锥的三个反射侧面的棱镜面角皆为90°，元件的高度全都一样。
用此黄铜母型，使用与实施例1同样的方法制成了三角锥型立体角后向反射片。
在上述实施例1、实施例2及比较例中制成的三角锥型后向反射片的后向反射系数的测量值如表1所示[反射亮度的单位皆为(cd/Lx·m2)]。
后向反射系数的测量，是根据JIS Z8714后向反射体-光学特性-测定法规定的测光的测量方法进行的。取观测角与入射角的组合为0.2°/5°、0.2°/30°。
为了观察按上述实施例1、实施例2及比较例中制成的三角锥型后向反射片的入射角特性，在观测角为0.2°的条件下，对入射角作5°、10°、20°、30°、40°及50°等改变，测量各试样的后向反射系数。在图5中，横轴为入射角，纵轴给出的是在各个入射角测得的后向反射系数除以入射角为5°时的后向反射系数的值，即亮度变化率。
从表1、图5可明显看出，根据本发明的实施例1及实施例2所示的后向反射片，尤其对交通标志而言，可视性所特别要求的入射角为10°～30°时的反射性能特别优异，正面(入射角5°)的反射性能也有所提高。
这样的特性不仅可改善交通标志的可视性，而且当贴在拖车等的车体上时，还可显著提高在邻近车道上行驶的车辆的可视性。
另一方面，按比较例制作的后向反射片随着入射角的增大其反射性能下降，在交通标志中可视性是重要的入射角10°～30°，正面(入射角5°)的反射性能进一步下降。
                            表1
  实施例1   实施例2   比较例
  入射角   5°   816   1025   1138
  30°   691   876   424
本发明是一种三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：在共同的一个底面(Sx-Sx′)上突出的三角锥型立体角后向反射元件相互在该底面(Sx-Sx′)上共有一条底边(x)，沿该底边相向而在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置；该底面(Sx-Sx′)是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件含有该底面(Sx-Sx′)上的共有底边(x、x、...)，并且对于垂直于该底面(Sx-Sx′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、....)形成实质上面对面对称的、实质上为同一形状的元件对；在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件所共有的底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hx、假设从含有该三角锥型反射元件的另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hy、假设从含有该三角锥型反射元件的又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，在该三角锥型反射元件的反射侧面上具有镜面反射层。
因此，本发明的三角锥型立体角后向反射元件的入射角在30°以上，最好在40°时，其反射性显著优异。

Claims (8)

1.一种三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
在共同的一个底面(Sx-Sx′)上突出的三角锥型立体角后向反射元件相互在该底面(Sx-Sx′)上共有一条底边(x)，沿该底边相向而在该底面(Sx-Sx′)上作最紧密充填状配置；该底面(Sx-Sx′)是含有该三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的一个共同平面；相向的两个三角锥型反射元件含有该底面(Sx-Sx′)上的共有的底边(x、x、...)、并且对于垂直于该底面(Sx-Sx ′)的平面(Lx-Lx、Lx-Lx、...)形成实质上面对面对称的、实质上为同一形状的元件对；在假设从含有相向的两个三角锥型反射元件所共有的多条该底边(x、x、...)的底面(Sx-Sx′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hx，假设从含有该三角锥型反射元件的另一底边(y、y、...)的底面(Sy-Sy′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hy，假设从含有该三角锥型反射元件的又一底边(z、z、...)的底面(Sz-Sz′)至该三角锥型反射元件的顶点(H1、H2)的高度为hz的场合，hx、hy和hz当中至少有两个实质上不等，在该三角锥型反射元件的反射侧面上具有镜面反射层；
从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为正(+)或负(-)的方向该光学轴倾斜，该光学轴与该垂线所成的角度为0.5～1.5°。
2.如权利要求1所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为正(+)的方向该光学轴倾斜，实质上hx比hy和hz都大。
3.如权利要求2所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
hy和hz实质上相等，实质上hx比hy和hz都大。
4.如权利要求1所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
在从该三角锥型反射元件的光学轴与该底面(Sx-Sx′)的交点(Q)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(q)，与从该元件的顶点(H1、H2)对该底面(Sx-Sx′)所引垂线与该底面(Sx-Sx′)的交点(P)至该元件对所共有的底边(x、x、...)之距离(p)之差(q-p)为负(-)的方向该光学轴倾斜，实质上hx比hy和hz都小。
5.如权利要求4所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
hy和hz实质上相等，实质上hx比hy和hz都小。
6.如权利要求1所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
上述hx、hy和hz中，最大的设为hmax，最小的设为hmin时，满足
1.03＜hmax/hmin＜1.3。
7.如权利要求1所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
上述hx、hy和hz都在50μm以上，并且都在500μm以下。
8.如权利要求1所述的三角锥型立体角后向反射元件，其特征在于：
上述相向的两个三角锥型立体角后向反射元件相互共有底边(x、x、...)，同时按最紧密充填状配置成片状。
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