JPH08211212A - 反射シートおよび反射効果板 - Google Patents

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、前記シートまたはプレートの表面
の一部または全面が、一方向のみに面が傾斜した円柱面
と前記円柱面と逆方向に全面が傾斜した曲面あるいは平
面を面結合してできる複合面（１）を連続または入射面
上の平面を挟んで断続的に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、前記複合面（１）の表
面積の大半が前記円柱面の表面積となる条件を具備する
形状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が、これらに限定す
るものではなく、後述の如く、さまざまな産業上の利用
分野が考えられる。

【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再帰反射
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、眩しすぎて逆に表示文字・記号等の識別が
しにくくなり、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ＪＩ
Ｓ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、当社が既に特
許申請中の出願番号平成６年特許願第２７０３１１号
に、さらに技術的改良を加えたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】裏面が反射面となった透
明性のある合成樹脂シートからなり、前記シートの表面
に、前記シートを正面から見たときに下方向のみに面が
傾斜した円柱面と前記円柱面と逆方向に全面が傾斜した
曲面を面結合してできる図１から図５に示すような複合
面（１）を連続して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、前記複合面（１）の表面
積の大半が前記円柱面の表面積となる条件を具備する形
状であることを特徴とする請求項１に記載の反射シー
ト。

【０００５】請求項１に記載の本発明において、透明性
のあるシートを透明性のある合成樹脂製またはガラス製
の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に記載の本発明の複合面（１）が、縦
方向において、光源より上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）の欠点であった再帰反射光束の強指
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
る複合面（１）中の円柱面上の入射点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、さらに前記円柱面上の一点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との間に生ずる前
記円柱面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
の角度をｉとし、屈折光線と法線との間の角度をｉ’と
して、この関係を本発明の前記円柱面上の点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１
５において、前記円柱面の光軸に相当する法線ｓ−ｓ’
に最も近い位置あるいは前記図中におけるコーナーキュ
ーブプリズム（２）の両端より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−ｒ−
ｔ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との間に生ずる前記円柱面上の傾斜面の角度差が
小さくなるに従い、拡散反射作用は減少してゆく。

【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４０ミクロンメー
ター程度の厚みの透明性のあるポリエステル樹脂成形に
よるシートからなり、前記シートの表面形状を、前記シ
ートを正面から見たときに下方向のみに面が傾斜した曲
率半径６２５ミクロンメーターの円柱面と上方向にのみ
全面が傾斜した曲面を面結合してできる複合面（１）を
連続して設けた形状とし、裏面を入射面側となる正三角
形形状の一辺の長さを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）を互いに隣接して複数配
列した形状とし、尚且つ、前記複合面（１）の表面積の
大半が前記円柱面の表面積となる条件と、前記複合面
（１）が前記コーナーキューブプリズム（２）を２個づ
つまたぐように配列する条件を具備する図１から図５が
示すような形状として前記合成樹脂にて両面エンボス成
形して一体型シート形状とする。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、反射面側に
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、必ずシート表面の前記円柱面が前記
シートを正面から見たときに必ず下方向に傾斜する方向
で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、入射面側の前
記円柱面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、前記円柱面の設け方
は、図１１に示すように、複数個のコーナーキューブプ
リズム（２）をひとつの複合面（１）がまたぐような形
状にすることで、円柱面形状を大きくし、成形上の精度
と容易性を向上させることが可能であり、成形技術上問
題が無ければ図８が示すように、前記複合面（１）を前
記円柱面と平面とを面結合した形状としてもよい。尚、
本発明において、再帰反射光の拡散は、縦方向において
光源より上方向のみに効率的に再帰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１をもとに、数種類の曲率半径の異なる円柱面を組み
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を本発明の表面に複合面
（１）として設けるか、図１３に示すように前記表面に
平面（４）と前記複合面（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、本発明に設ける前記複合面（１）は、面形状が同
一であれば、図６および図７が示すように、凹面状の複
合面（１）としても同様の効果が得られる。この場合、
複合面（１）の上面に透明な合成樹脂製の平面フイルム
（５）を超音波接着等で図１７のように設けることで、
本発明の入射面に厚みのある透明インキによる表面印刷
を施す場合でも、前記複合面（１）がインキ層で埋まっ
てしまう恐れがなくなる。また、本実施例において、前
記複合面（１）の配列は、傾斜面が上下方向になるよう
に配列し、コーナーキューブプリズム（２）の配列は、
前記コーナーキューブプリズム（２）の入射面側の正三
角形形状の一角が上下方向に向くようにして配列してあ
るが、この配列以外に、前記複合面（１）の配列はその
ままで、図１６が示すようにコーナーキューブプリズム
（２）の配列のみを、前記コーナーキューブプリズム
（２）の入射面側の正三角形形状の一角が左右方向に向
くようにして配列してもよい。この場合は、コーナーキ
ューブプリズム（２）の光学的特性上、横方向からの入
射光に対する再帰反射反応域をより広くする効果が得ら
れる。尚、本発明は、光源からの入射光を再び光源方向
に所定の拡散率を伴って再帰反射し、また前記拡散率は
自由に設定することが可能なことから、この光学的特性
を応用して、本発明の種目的とする保安用反射シートの
みならず、例えば、屋内の壁紙材などに使用して、天井
照明からの光の壁面反射光を前記壁面から上方向のみに
拡散反射させるなどして視覚的に屋内全体を明るく見せ
る等、各種の産業上の利用分野が考えられる。

【０００８】以下、請求項２に記載の実施例について説
明する。裏面が反射面となった１０００ミクロンメータ
ー程度の厚みの透明性のあるアクリル樹脂またはポリカ
ーボネイト樹脂等の樹脂成形あるいはガラス成形による
プレートからなり、前記プレートの表面形状を、前記プ
レートを正面から見たときに下方向のみに面が傾斜した
曲率半径６２５３ミクロンメーターの円柱面と上方向に
のみ全面が傾斜した曲面を面結合してできる複合面
（１）を連続して設けた形状とし、裏面を入射面側とな
る正三角形形状の一辺の長さを１５００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
して複数配列した形状とし、尚且つ、前記複合面（１）
の表面積の大半が前記円柱面の表面積となる条件と、前
記複合面（１）が前記コーナーキューブプリズム（２）
を２個づつまたぐように配列する条件を具備する図１か
ら図５が示すような形状として前記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、本発明はプレ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、必ず前記円柱面の傾斜が前記プレートを正面から見
たときに下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
記円柱面による拡散反射が、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を本発明の表面に複合
面（１）として設けるか、図１３に示すように前記表面
に平面（４）と複合面（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、本発明に設ける複合面（１）は、面形状が同一であ
れば、図６および図７が示すように、凹面状の複合面
（１）としても同様の効果が得られる。尚、上記以外の
実施例等については、請求項１に記載の本発明の実施例
の記載事項に概ね準ずる。

【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。さらに、視覚者たるドライバーの視点は、光源たる
車やバイクのヘッドライトより常に上方位置にあるとい
う位置関係にある。よって、反射シートおよびリフレク
ター等の拡散反射は、基本的には縦方向において光源よ
りも上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
ではなく円柱面とし、さらに、前記円柱面の傾斜方向を
下方向に限定することで、再帰反射する反射光の殆ど
が、縦方向において光源よりも上方向のみに適切な光の
拡散反射を行うよう再帰反射特性を補正し、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格段に高輝度且
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。特に、本発明によ
り、従来の反射シートで問題とされた観測角２°付近の
再帰反射輝度値を格段に増大させることが可能となり、
近距離におけるドライバーの反射標識等の視認性を向上
させることで、夜間の標識視認不足からくる交通事故防
止に大きく貢献出来る理想的な反射シートの実用化を可
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
調整することは光学的に極めて困難であるが、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
設定することも可能である。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、縦方向に
おいて光源より上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複合面（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複合面（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、円柱面と平面を面結合してできる複合面
（１）の断面図である。

【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、複合面（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】数式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。

【図１６】請求項１に記載の本発明の実施例において、
コーナーキューブプリズム（２）の入射側の正三角形形
状の一角を左右方向に配列した場合の配列状態を示す図
である。

【図１７】請求項１に記載の本発明の実施例において、
複合面（１）の上面に平面フイルム（５）を設けたとき
の前記実施例の断面図である。

【符号の説明】

１ 複合面 ２ コーナーキューブプリズム ３ ガラスビーズ ４ 平面 ５ 平面フイルム

【数１】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、一
   方向のみに傾斜した円柱面と前記円柱面と逆方向に全面
   が傾斜した曲面あるいは平面を面結合してできる複合面
   （１）を連続または入射面上の平面（４）を挟んで断続
   的に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、前記複合面（１）の表面積の大半が前記円
   柱面の表面積となる条件を具備する形状を特徴とする反
   射シート。
2. 【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、一方向のみに傾斜した円柱面と前記円柱面と逆方向
   に全面が傾斜した曲面または平面を面結合してできる複
   合面（１）を連続または入射面上の平面（４）を挟んで
   断続的に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、前記複合面（１）の表面積の大半が前記
   円柱面の表面積となる条件を具備する形状を特徴とする
   反射効果板。