JPH08220315A - 可変色反射素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電気的エネルギーを一切使用せずに点滅するリ
フレクターを実用化し、ガードレールや中央分離体の視
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】前面を入射面とし、後面を反射面とし、尚且
つ、バックフォーカス値がゼロとなる条件を満たす球系
レンズ（１）の反射面に、少なくとも２色以上の反射膜
を施したことを特徴とする可変色反射素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ガードレールや道路
の中央分離体等に設置するリフレクターとして使用する
ことを主たる産業上の利用分野とする反射素子に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般道や高速道路等のガードレー
ルや中央分離体等に設けるリフレクターは、コーナーキ
ューブ反射素子を隣接して複数設けた形状をアクリル樹
脂等で板状に一体成形したものが主に使用されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記リ
フレクターは、再帰反射時の指向特性が極めて強いた
め、光源たる自動車のヘッドライトが下向きの場合は、
コーナーキューブ反射素子本来の高輝度再帰反射特性を
効率的に発揮することが出来ない。よって、対向車両へ
の配慮からヘッドライトを下向き状態で走行する場合が
多い近年の夜間の道路事情においては、前記リフレクタ
ーにより、ドライバーにガードレールや道路の中央分離
体等の位置を効果的に視覚させるには不十分といえる。
そのため、最近では、発光ダイオード素子等を使用した
自発光型の点滅式のもがガードレール等に前記リフレク
ターの代わりに設置される傾向にある。しかしながら、
前記の点滅式のものは、自発光ゆえに電源を必要とする
ため、設置コストが従来のリフレクターに比べ非常に割
高な上、震災等により、電力の供給が寸断されてしまっ
た場合は、作動そのものが停止してしまうという問題点
を抱えている。本発明は、電気的エネルギーを一切使用
することなく、高輝度かつ点滅式のリフレクターを具現
化す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】前面を入射面とし、後面
を反射面とし、尚且つバックフォーカス値がゼロとなる
条件を満たす曲率半径を反射面とする透明な合成樹脂あ
るいはガラスの一体成形からなる球系レンズ（１）の反
射面に、黒色の反射膜（６）と白銀色系の反射膜（７）
を同心円状または縞状に交互に設けたことを特徴とする
請求項１に記載の可変色反射素子。

【０００５】請求項１に記載の本発明において、球系レ
ンズ（１）の反射面の一部分に前記反射面の傾斜角と異
なる傾斜角の面から構成される溝状の形状を同心円状あ
るいは縞状に設けた請求項２に記載の可変色反射素子。

【０００６】請求項１に記載の本発明において、前記球
系レンズ（１）の反射面の一部分を入射光を透過させる
よう反射膜を施さず透明なままとした請求項３に記載の
可変色反射素子。

【０００７】入射面側となる補正レンズ（２）と、前記
補正レンズ（２）の焦点距離を曲率半径とする反射面を
有する反射体（３）とを、前記反射体（３）の反射面に
黒色の反射膜（６）と白銀色系の反射膜（７）を同心円
状または縞状に交互に設けた後、固定ビスあるいは接着
剤等で一体化した中空構造からなる請求項４に記載の可
変色反射素子。

【０００８】請求項４に記載の本発明において、反射面
の一部分を前記反射面の傾斜角と異なる傾斜角の面から
構成される溝状の形状を同心円状あるいは縞状に設けた
形状とし、反射体（３）の反射面にアルミメッキ処理に
よる反射膜を設けた請求項５に記載の可変色反射素子。

【０００９】請求項４に記載の本発明において、反射体
（３）の反射面の一部分を入射光を透過させるよう反射
膜を設けず透明なままとした請求項６に記載の可変色反
射素子。

【００１０】請求項４および請求項５に記載の本発明に
おいて、反射膜を設けず、反射率の高いステンレスやア
ルミ材等で反射体（３）そのものを製作し、前記の素材
そのものを反射膜の代用とした請求項７に記載の可変色
反射素子。

【００１１】請求項１から請求項７に記載の本発明にお
いて、入射面を、太陽光があたると変色し、他の光の波
長によって可逆的に元の透明な状態に戻る有機フォトク
ロミック化合物で表面コートした請求項８に記載の可変
色反射素子。

【００１２】

【作用】本発明は、反射シートに使用される微小の真
球、すなわちガラスビーズの再帰反射原理を応用したも
のである。屈折率１．９前後のガラスビーズは、バック
フォーカス値が概ねゼロであり、前記ガラスビーズに入
射した光束は、前記ガラスビーズの入射面で屈折され、
前記入射面と反対側の球面上の一点に焦点を結ぶ。よっ
て、前記球面部分にアルミメッキ等で反射膜を設けれ
ば、前記入射光束は、前記反射膜で反射し、次に前記入
射面を通過する際に再び屈折されて、最終的に光源方向
に再帰反射する。請求項１から請求項８に記載の本発明
は、バックフォーカス値がゼロとなる光学的形状を各々
持たせることにより、前記ガラスビーズの光学特性と同
様、入射光は必ず反射面上の一点に焦点を結ぶようにし
てある。図１０および図１１の光路図が示すように、前
記反射面がアルミメッキのような白銀色系の反射膜
（７）であれば、前述の再帰反射は最も高輝度に行わ
れ、逆に前記反射膜が黒色であれば前記入射光は反射膜
に吸収され再帰反射を行わない。よって、反射面側に白
銀色系の反射膜（７）と黒色の反射膜（６）を同心円状
に交互に設けることで、入射光線の入射角の変化に伴
い、再帰反射光を、あたかも点滅しているかのように光
源付近に位置する観測者に視覚させることが可能とな
る。図１２は、この光学的作用を点ｍおよび点ｎを本発
明、点ｏおよび点ｐを走行車両の光源として、前記車両
が本発明に接近するのに伴う入射光線の角度の変化を簡
易的に表現した図であるが、この図が示すように、本発
明をガードレール等のリフレクターとして使用した場
合、夜間走行車両のヘッドライトから本発明に照射され
た入射光束は、左記車両の本発明への接近に伴う左記光
束の入射角の変化によって、本発明の反射面上に交互に
設けた白銀色系と黒色の反射膜上を合焦しながらトレー
スすることになるため、前記車両のドライバーには、本
発明があたかも点滅しているかのように視覚出来るので
ある。さらに本発明の入射面の曲率半径を数十ミリ程度
の大型レンズ形状とすることで、極めて高い再帰反射輝
度となり、従来の発光ダイオードを上回る視覚効果を電
気的エネルギーを一切使用せずに実現できる。

【００１３】

【実施例】以下、請求項１に記載の本発明の実施例を説
明する。前面を入射面とし、後面を反射面とし、尚且つ
バックフォーカス値がゼロとなる条件を満たす曲率半径
を反射面とする透明なアクリル樹脂一体成形からなる図
１から図３に示す球系レンズ（１）の反射面に、黒色の
反射膜（６）と白銀色系の反射膜（７）を同心円状また
は縞状にシルク印刷等で交互に複数設ける。本発明は以
上のような構造で、これを使用するときは、図１６およ
び図１７に示すようなセル（４）に装着し、ガードレー
ル等にボルト等で固定してリフレクターとして使用する
か、固定ボルトと本発明を合成樹脂で一体構造に成形し
てそのまま使用してもよい。尚、本発明における入射面
側の半球の曲率半径は、少なくとも２０ミリメートル以
上に設定するのが反射効果上望ましい。また、本発明に
施す反射膜は、初めに黒色の反射膜（６）を設けた後、
反射面全面にアルミメッキ処理を施したのでもよい。さ
らに、本発明は、車両がほぼ一定速度で走行する高速道
路等に設ける場合は、前記反射膜の幅を調節すること
で、理想的な点滅間隔に設定することが可能である。但
し、本発明を一般道で使用する場合は、渋滞時等の低速
走行時には、黒色の反射膜（６）の設定幅によっては、
点滅間隔が長くなり、再帰反射作用をしない区間におい
てはリフレクターとしての役割を果たさなくなるため、
図１６および図１７のように、本発明の入射面の周囲に
従来の反射シートあるいは反射板を設けることで、その
対策とするのが望ましい。前記の対策に際し、当社が既
に特許出願中の平成６年特許願第２７０３１１号の反射
シートあるいは反射効果板（５）を設けることで、従来
のリフレクターを上回る再帰反射効果が期待出来る。
尚、本発明は、前述の如く、大型の球レンズ形状を採用
するため、日中の太陽光を長時間受光し続けた場合、本
発明の光学的集光作用により、反射面が高熱となり、前
記反射面形状が変形する場合も考えられるため、本発明
の成形に使用する樹脂は、耐熱型を使用するか、本発明
の上部に、ひさし用のつばを装着するのが望ましい。

【００１４】以下、請求項２に記載の本発明について説
明する。請求項１に記載の本発明において、前記球系レ
ンズ（１）の反射面の一部分に図４の断面図が示すよう
な前記反射面の傾斜角と異なる面から構成されるＶカッ
ト状あるいはＵ字状等の溝状の形状を同心円状あるいは
縞状に複数設けた反射面形状とし、白銀色系の反射膜
（７）を前記反射面全面にアルミメッキ処理またはシル
ク印刷等で設ける。本発明は以上のような構造で、使用
方法その他は請求項１に記載の本発明の実施例に準ず
る。本発明は、反射面側の一部を左記反射面と異なる傾
斜角の面形状とすることで、図１５の光路図が示すよう
に入射光を乱反射させ、再帰反射を生じさせないように
したものである。

【００１５】以下、請求項３に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。請求項１に記載の本発明の実施例にお
いて、黒色の反射膜（６）を施す代わりに、反射面の一
部分を入射光を透過させるよう反射膜を施さず透明なま
まのこした反射膜構造とする。本発明は以上のような構
造で、使用方法その他は請求項１に記載の本発明の実施
例に準ずる。本発明は、反射面側の一部を反射膜を施さ
ず、透明な状態のままとすることで、入射光がこの部分
に合焦した場合に、前記反射光を反射面後面に透過させ
ることで、再帰反射を生じさせないようにしたものであ
る。

【００１６】以下、請求項４に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。入射面側となる補正レンズ（２）と、
左記補正レンズ（２）の焦点距離を曲率半径とする反射
面を有する凹面状の反射体（３）とを、各々アクリル樹
脂にて成形し、前記反射体（３）の反射面に黒色の反射
膜（６）と白銀色系（７）の反射膜を同心円状または縞
状に交互に設けた後、ビス固定して図１４に示すように
一体構造とする。本発明は以上のような構造で、これを
使用するときは、図１３および図１４に示すように、ボ
ルト等を本発明に組込み、ガードレールに取付け、リフ
レクターとして使用する。本発明は、中空構造となるた
め、請求項１から請求項３に記載の本発明のような樹脂
一体成形タイプよりも軽量かつ安価に製作が可能であ
る。また、補正レンズ（２）の形状に自由度が生まれる
ため、図１３および図１４に示すように、補正レンズ
（２）の周囲に当社が既に特許出願中の平成６年特許願
第２７０３１１号の反射効果板（５）形状を一体で成形
することにより、再帰反射効果と量産時のコストダウン
の両面を満足させることが可能である。さらに、昼間の
太陽光による本発明の高温化対策についても、本発明の
反射体（３）を樹脂成形品ではなく、アルミ材やステン
レス材でキャスティング成型品とすることで解決出来
る。

【００１７】以下、請求項５に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。請求項４に記載の本発明の実施例にお
いて、反射面の一部分に前記反射面の傾斜角と異なる傾
斜角の面から構成されるＶ字状あるいはＵ字状等の溝状
の形状を図５から図７の角図が示すように同心円状ある
いは縞状に複数設けた反射面形状とし、反射体（３）の
反射面にアルミメッキ（４）による反射膜を設ける。本
発明は以上のような構造で、使用方法その他は請求項４
に記載の本発明の実施例に準じ、本発明の光学的作用
は、図８および図９の光路図が示すように、請求項２に
記載の本発明の実施例に準ずる。

【００１８】以下、請求項６に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。請求項４に記載の本発明の実施例にお
いて、黒色の反射膜（６）を施す代わりに、反射面の一
部分を入射光を透過させるよう反射膜を施さず透明なま
ま残した反射膜構造とする。本発明は以上のような構造
で、使用方法その他は請求項４に記載の本発明の実施例
に準じ、本発明の光学的作用は、請求項３に記載の本発
明の実施例に準ずる。

【００１９】以下、請求項７に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。請求項４および請求項５に記載の本発
明の実施例において、反射膜を設けず、ステンレスやア
ルミ材等で反射体（３）そのものをキャスティング成型
等で製作後、前記反射体（３）の反射面側を鏡面研磨仕
上げし、素材そのものを反射膜の代用とする。本発明は
以上のような構造で、使用方法その他は請求項４に記載
の本発明に準ずる。

【００２０】以下、請求項８に記載の本発明の実施例に
ついて説明する。請求項１から請求項７に記載の本発明
において、入射面に、太陽光があたると変色し、他の光
の波長によって可逆的に元の透明な状態に戻る有機フォ
トクロミック化合物のコーティング処理をシルク印刷等
で施す。本発明は、以上のような構造で、使用方法その
他は、請求項１から請求項７に記載の本発明の実施例に
各々準ずる。本発明は、太陽光の紫外線に反応して、前
述の有機フォトクロミック化合物が有色に変化し、本発
明への光の入射を入射面で遮光してしまうため、前述の
高熱化による反射面の形状変化が起こらない。また、夜
間においては、入射面は透明に戻るので、本発明への光
学的支障も生じない。

【００２１】

【発明の効果】再帰反射型リフレクターよりも視覚的効
果の高い点滅式のリフレクターを電気的エネルギーを一
切使用せずに実用化することで、夜間のガードレールや
中央分離体等の視認性を格段に向上させることが可能
で、夜間の視覚不足からくる交通事故等の防止に大きな
効果が期待出来る。さらに、本発明は、前述の白銀色系
および黒色の反射膜の代わりに、赤色や黄色等の数種類
の反射膜を施すことで、数色に変化する従来にない可変
色のリフレクターの製作も可能である。さらに、本発明
の光学的形状は大径の球系レンズ（１）形状から成るた
め、雨天時に本発明の入射面に雨滴が付着した場合で
も、光学作用上の影響を受けにくいため、雨天時に反射
輝度が極端に低下する従来のリフレクターに比べ、雨天
時においても良好な視覚効果が望める。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の本発明の球系レンズ（１）の
正面図である。

【図２】図１においてＡ−Ａ’でカットしたときの球系
レンズ（１）の断面図である。

【図３】請求項１に記載の本発明の球系レンズ（１）の
背面図である。

【図４】請求項２に記載の本発明の断面図である。

【図５】請求項５に記載の本発明の正面図である。

【図６】請求項５に記載の本発明の断面構造を説明する
図である。

【図７】請求項５に記載の本発明の背面図である。

【図８】請求項５に記載の本発明の再帰反射作用を示す
光路図である。

【図９】請求項５に記載の本発明の入射光の乱反射作用
を示す光路図である。

【図１０】請求項１に記載の本発明の高輝度再帰反射作
用を示す光路図である。

【図１１】請求項１に記載の本発明において、再帰反射
作用が不可能な状態を示す光路図である。

【図１２】請求項１から請求項８に記載の本発明をリフ
レクターとして使用した場合に、本発明に対して、接近
する車両の光源からの光線の照射角が変化する様子を簡
易的に説明する図である。

【図１３】請求項４に記載の本発明の実施例の正面図で
ある。

【図１４】請求項４に記載の本発明の実施例の断面図で
ある。

【図１５】請求項２に記載の本発明において、入射光が
乱反射する様子を示した光路図である。

【図１６】請求項１に記載の本発明の実施例の正面図で
ある。

【図１７】請求項１に記載の本発明の実施例の断面構造
を説明する図である。

【符号の説明】

１ 球系レンズ ２ 補正レンズ ３ 反射体 ４ セル ５ 反射効果板 ６ 黒色の反射膜 ７ 白銀色系の反射膜

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前面を入射面とし、後面を反射面とし、尚
   且つバックフォーカス値がゼロとなる条件を満たす球系
   レンズ（１）の反射面に、少なくとも２色以上の反射膜
   を施したことを特徴とする可変色反射素子。
2. 【請求項２】球系レンズ（１）の反射面の一部分を前記
   反射面のと異なる任意の面形状とした請求項１に記載の
   可変色反射素子。
3. 【請求項３】球系レンズ（１）の反射面の一部分に反射
   膜を施さない請求項１に記載の可変色反射素子。
4. 【請求項４】入射面側となる補正レンズ（２）と、前記
   補正レンズ（２）の焦点距離を曲率半径とする反射面を
   有する反射体（３）を、前記反射体（３）の反射面に少
   なくとも２色以上の反射膜を施した後、任意の固定方法
   で一体化した中空構造からなる可変色反射素子。
5. 【請求項５】反射面の一部分が前記反射面の曲率半径と
   異なる任意の面形状から成り、反射体（３）の前記反射
   面に白銀色系の塗装または印刷あるいはアルミメッキ処
   理で反射膜を設けた請求項４に記載の可変色反射素子。
6. 【請求項６】反射体（３）の反射面の一部分に反射膜を
   施さない請求項４に記載の可変色反射素子。
7. 【請求項７】反射膜を設けず、反射率の高い任意の素材
   を用いて反射体（３）とした請求項４および請求項５に
   記載の可変色反射素子。
8. 【請求項８】入射面を有機フォトクロミック化合物で表
   面コートした請求項１から請求項７に記載の可変色反射
   素子。