JPWO2009028162A1 - キューブコーナー型再帰反射物品 - Google Patents

Abstract

[課題] 本発明が解決しようとしている課題は、キューブコーナー素子の反射側面が２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形である四角形素子の再帰反射特性の改善にあり、特に、優れた入射角と回転角特性を有した四角形素子からなるキューブコーナー型再帰反射物品を提供することにある。[解決手段] キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形であるキューブコーナー型再帰反射素子が、互に１つの辺を共有して対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品において、台形状を有する反射側面（HAFCおよびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と他の稜線（HAおよびHB）の長さ（rHAおよびrHB）の比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．５〜１．５であることを特徴とするキューブコーナー型再帰反射物品。

Description

本発明は交通標識、工事標識、再帰反射衣料用品、光学センサー反射器あるいは車両マーキングなどに好ましく用いることの出来る再帰反射物品に関し、優れた入射角特性、観測角特性および回転角特性を有する再帰反射物品に関する。

さらに詳しくは、交通標識などに好ましく用いることが出来る再帰反射シートであって、改善された入射角特性、観測角特性および回転角特性を有する再帰反射シートに関する。

キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形である四角形素子を構成する五角形または二等辺三角形状の反射側面の１つの辺（DEまたはAB）を互に共有して対をなしている四角形素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品に関しては従来から多くの提案がなされている。

例えば、田中の日本特許公開 特開昭５１−０８２５９２号（特許文献１）、日本国特許 特公昭５２−０１１２００号（特許文献２）および日本国特許 特公昭５８−００５４０１（特許文献３）には、断面が四角形状のピンの先端に形成した四角形素子を多数束ねて作成したキューブコーナー型再帰反射物品において、該四角形素子の光学軸を傾斜することによって入射角特性を改善することが開示されている。具体的な光学軸の傾斜角度としては１２度が開示されているが、如何なる角度の傾斜が好ましいのかは記載されていない。また、如何なる形状を有した四角形素子が好ましい入射角特性、観測角特性及び回転角特性を有するのかも記載されていない。

また、ヒーナン（Heenan）の米国特許第３，８３３，２８５号（特許文献４）、米国特許第３，８７３，１８４号（特許文献５）、米国特許第３，９２３，３７８号（特許文献６）、米国特許第３，９２６，４０２号（特許文献７）および米国特許第ＲＥ２９，３９６号（特許文献８）には、プリズムの頂角に偏差を付与して観測角特性を改善する方法や、異なった方向の光学軸を持つ素子の組み合わせが開示されている。

さらに、ヒーナン（Heenan）の米国特許第６，０１５，２１４号（特許文献９）および米国特許第６，７６７，１０２号（特許文献１０）には、薄板の端部に形成した四角形素子を多数重ね合わせたキューブコーナー型再帰反射物品において、該四角形素子の光学軸を傾斜することによって入射角特性を改善することが開示されている。

特許文献９の図２８には、四角形素子の形状の変形の例が開示されている。第１の例は素子の頂点を中心から偏心（Apex Decentration）させた四角形素子が、また第２の例としては四角形素子の幅（boundary proportion）を広げた形状が、さらに、第３の例として光学軸を傾斜（Axis Cant）させた四角形素子の例示がされている。しかしながら、如何なる形状を有した四角形素子が好ましい入射角特性、観測角特性及び回転角特性を有するのかも記載されていない。

また、スミス（Smith）らの米国特許第５，９８１，０３２号（特許文献１１）、米国特許第６，３０２，９９２号（特許文献１２）、米国特許第６，８８４，３７１号、スミス（Smith）の（特許文献１３）、米国特許第７，１５２，９８３号（特許文献１４）、ベンソン（Benson）らによる米国特許第６，２５３，４４２号（特許文献１５）、および、ルーテル（Luttrel）らによる米国特許第６，３１８，９８７号（特許文献１６）には薄板（lamina）の端面にキューブコーナー素子を形成し、該薄板を多数組み合わせることにより四角形素子からなる再帰反射物品を製造するに用いる金型の形成方法が開示されている。

しかしながら、いずれの特許においてもいかなる形状の四角形素子を用いれば優れた再帰反射性能、特に、優れた入射角特性と回転角特性を付与できるかは開示されていない。

また、いずれの特許において開示された四角形素子の光学軸の傾斜方向は、四角形素子を構成する五角形または二等辺三角形形状の反射側面の１つの辺（DEまたはAB）と垂直な方向に限られている。
日本国特許 特開昭５１−０８２５９２号 日本国特許 特公昭５２−０１１２００号 日本国特許 特公昭５８−００５４０１号 米国特許第３，８３３，２８５号明細書 米国特許第３，８７３，１８４号明細書 米国特許第３，９２３，３７８号明細書 米国特許第３，９２６，４０２号明細書 米国特許第ＲＥ２９，３９６号明細書 米国特許第６，０１５，２１４号明細書 米国特許第６，７６７，１０２号明細書 米国特許第５，９８１，０３２号明細書 米国特許第６，３０２，９９２号明細書 米国特許第６，８８４，３７１号明細書 米国特許第７，１５２，９８３号明細書 米国特許第６，２５３，４４２号明細書 米国特許第６，３１８，９８７号明細書

本発明が解決しようとしている課題は、キューブコーナー素子の反射側面が２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形である四角形素子の再帰反射特性の改善にある。

特に、優れた入射角と回転角特性を有した四角形素子からなるキューブコーナー型再帰反射物品を提供することにある。

具体的な用途としては、交通標識、工事標識、再帰反射衣料用品、光学センサー反射器、車両ナンバープレートあるいは車両マーキングなどに好ましく用いることの出来る再帰反射物品を供給することにある。

本発明はキューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面（HAFCおよびHBGC）と１つの五角形（HADEB）または二等辺三角形状（HAB）の反射側面から構成された四角形キューブコーナー素子が、互に１つの辺を共有して対をなして多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品に関し、優れた入射角と回転角特性を有したキューブコーナー型再帰反射物品を提供することにある。

従来から、上記の四角形素子はよく知られていたが、どのような形状の四角形素子が優れた入射角と回転角特性を有しているかは明らかではなかった。

一般にキューブコーナー型再帰反射素子の再帰反射は、キューブコーナー素子が持つ３つの反射側面上での３回の反射により光源に向かって再帰反射することが達成される。その際、効率的に再帰反射するためには再帰反射素子の３つの反射側面が実質的に等しい面積であることが好ましい。

また、入射角特性を改善する手段としては、素子の持つ光学軸を傾斜させることが有効であることが古くから知られている。しかしながら、光学軸の傾斜は素子の持つ反射側面の形状を変形させ、再帰反射素子の３つの反射側面の面積比を変化させるために再帰反射効率を低下させることが知られている。

さらに、優れた回転角特性を有するためには、投影形状が六角形状の、いわゆるフルキューブに近い形状が好ましい。このフルキューブ素子は３つの面が正方形状を有しており、３つの反射側面の面積が等しいだけではなく、反射側面の長手方向と短手方向の長さが等しくなるような形状が好ましい。

さらに、異なった方向に傾斜した光学軸を持つ再帰反射素子を組み合わせて用いることも回転角特性の改善に寄与する。従来公知の三角錐型再帰反射素子や四角形素子においては光学軸が互に反対方向に傾斜した２個の素子をペアとして用いることが一般に行なわれてきた。

しかしながら、従来公知の技術においては、反射側面の形状が不必要に長くなり再帰反射に寄与しない面積が過大となり再帰反射効率の低下を生じやすくなっていた。また、どの様な形状の四角形素子が優れた再帰反射効率、入射角特性または回転角特性を得られるのかは知られていなかった。

本発明の四角形素子において優れた入射角特性または回転角特性を有するためには、素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形であるキューブコーナー型再帰反射素子が、互に１つの辺を共有して対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品であって、台形状を有する反射側面（HAFCおよびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と、２つの台形状の前記反射側面（HAFCおよびHBGC）と五角形または二等辺三角形状の前記反射側面が共有する他の稜線（HAおよびHB）の長さ（rHAおよびrHB）の比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．５〜１．５であることが好ましい。

長さ（rHAおよびrHB）の比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．５〜１．５であるような四角形素子は３つの反射側面（HAFC、HBGCおよびHADEB）の面積の差が小さく、反射側面の長手方向と短手方向の長さが等しくなるような形状になるために好ましい。

比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．５未満の素子においては反射側面（HAFC、HBGC）において稜線HCに対して稜線HAおよびHBの長さが短くなり反射側面の形状が過大に細長くなりすぎるために、反射側面を構成する点FおよびG付近の領域が再帰反射に寄与しなくなるために好ましくない。

一方、比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が１．５を超える素子においては反射側面（HAFC、HBGC）において稜線HCに対して稜線HAおよびHBの長さが長くなり、反射側面の形状が過大に短くなりすぎるために、反射側面を構成する点FおよびG付近の領域の再帰反射に寄与すべき面積が不足するために好ましくない。

さらに、本発明の四角形素子において、比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が、０．７〜１．３であることがより好ましく、更に０．８〜１．２であることが再帰反射効率及び回転角特性の改善の上でより好ましい。

台形状の反射側面（HAFC，およびHBGC）の面積（SaおよびSb）と五角形の反射側面（HADEB）または二等辺三角形状の反射側面（HAB）の面積（Sc）の比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が０．６〜１．４であることが再帰反射効率を高める上で好ましい。

反射側面の面積比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が０．６〜１．４であれば、３つの反射側面上で３回反射する効率が低下することを抑制できるため好ましい。

さらに好ましくは、反射側面の面積比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が、０．９５〜１．０５であり、０．９７〜１．０３であるとより一層再帰反射効率を高めることが出来る。

また、本発明における四角形素子における台形状を有する反射側面（HAFC，およびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と該素子の頂点（H）から２つのキューブコーナー型再帰反射素子の共有の底辺（DE）への垂線（HK）の長さ（rHK）の比率（rHK/rHC）が０．５５〜１．８であることが回転角特性と入射角特性を改善する上で好ましい。

該比率（rHK/rHC）を０．５５〜１．８とすることで、入射角特性を改善することができる。該比率が大きすぎても小さすぎても回転角特性が劣るので、入射角特性と回転角特性をバランス良く得るために、該比率を０．６５〜１．６５するのが好ましく、さらに、０．８〜１．４とすることが、回転角特性と入射角特性を改善する上でより好ましい。

本発明では、該素子の光学軸の傾斜角（θ）が、前記基準平面の垂線に対して−３０〜＋３０度傾斜していることができる

本発明においては、光学軸を傾斜させることで、入射角特性を改善することができ、傾斜角（θ）を−３０〜＋３０度、さらに、傾斜角（θ）が−２０〜−５度、または＋５〜＋２０度とすることが、より一層入射角特性を改善することができるので好ましい。

該素子を構成する台形状を有する反射側面（HAFC，およびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）が３０〜５００μｍであることが柔軟で曲面貼付が容易であることと反射物品をロール上に巻取る事が容易であるために好ましい。稜線の長さ（rHC）３０μｍ以上の素子においては回折効果が過大になりすぎず再帰反射光の広がりが大きくなることを防止できるため好ましい。また、３００μｍ以下の素子においては柔軟なシート状の製品を得易く好ましい。

さらに、該素子を構成する台形状を有する反射側面が（HAFC，およびHBGC）共有する稜線（HC）の長さ（rHC）は５０〜１５０μｍであることが柔軟で曲面貼付が容易であることと反射物品をロール上に巻取る事が容易であるために好ましい。稜線の長さ（rHC）が５０μｍ以上の素子においては回折効果が過大になりすぎず再帰反射光の広がりが大きくなることを防止できるため好ましい。また、１５０μｍ以下の素子においては柔軟なシート状の製品を得易く好ましいため好ましい。

また、本発明は、反射側面が２つの台形形状の反射側面（SA面，およびSB面）と１つの五角形または三角形形状の反射側面（SC面）から構成されており基準平面に対する投影形状が長方形（正方形を含む）であるキューブコーナー型再帰反射素子が、
１つの辺（DE）を共有して線対称形で対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品において、
該キューブコーナー型再帰反射素子の光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向に傾斜していることが好ましい。

本発明においては、該光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向に傾斜していることにより、入射角特性及び回転角特性を改善することができる。

該光学軸は、該共有の辺（DE）に平行であれば良く、全ての素子の光学軸が同一方向でも、光学軸が反対方向の素子が混在していても良い。

混在の態様は、特に限定されるものではないが、交互に並べたり、１つおきに並べたり、ある領域を同一方向とし隣接するある範囲を反対方向とすることもできる。

前記の領域を大きくしすぎると、出来上がるキューブコーナー型再帰反射物品が領域ごとに反射性能が悪くなるために外観が悪くなるので、交互に並べたり１つおきに並べるのが好ましい。

本発明においては、該光学軸が反対方向のものが混在している方が、入射角特性及び回転角特性をいっそう改善することができるので好ましい。

本発明においては、該素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜し、共有の辺（DE）の延長方向に隣接する素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜していることが、製造もしやすく、入射角特性及び回転角特性も改善しやすいので好ましい。

本発明においては、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に平行な方向の成分を水平傾斜角（θv）としたときに、θvが前記基準平面の垂線に対して０．５〜３０度、更には５〜２０度であることが入射角特性を改善できるので好ましい。

本発明においては、該キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向と該共有の辺（DE）と垂直な方向のいずれの方向にも傾斜していることが、入射角特性及び回転角特性をいっそう改善することができるので好ましい。

本発明においては、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に垂直な方向な成分を水平傾斜角（θh）としたときに、θhが前記基準平面の垂線に対して０．５〜３０度、更には５〜２０度であることが入射角特性を改善できるので好ましい。

本発明においては、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に平行な方向の成分を水平傾斜角（θv）と垂直な方向な成分を水平傾斜角（θh）との比率（θv／θh）が０．５〜１．５、更には０．８〜１．２、特には、１．０であることが、入射角特性及び回転角特性をバランス良く改善することができて好ましい。

該素子を構成する台形形状を有する反射側面（HAFC，およびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）が３０〜５００μｍであることが柔軟で曲面貼付が容易であることと反射物品をロール上に巻取る事が容易であるために好ましい。稜線の長さ（rHC）３０μｍ以上の素子においては回折効果が過大になりすぎず再帰反射光の広がりが大きくなることを防止できるため好ましい。また、３００μｍ以下の素子においては柔軟なシート状の製品を得易く好ましい。

さらに、該素子を構成する台形形状を有する反射側面が（HAFC，およびHBGC）共有する稜線（HC）の長さ（rHC）は５０〜１５０μｍであることが柔軟で曲面貼付が容易であることと反射物品をロール上に巻取る事が容易であるために好ましい。稜線の長さ（rHC）５０μｍ以上の素子においては回折効果が過大になりすぎず再帰反射光の広がりが大きくなることを防止できるため好ましい。また、１５０μｍ以下の素子においては柔軟なシート状の製品を得易く好ましい。

本発明によれば、入射角特性、観測角特性および回転角特性の改善が可能であり、特に入射角特性と回転角特性の改善された再帰反射物品を提供することができる。

従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対を説明する斜視図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の集合図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の平面図及び側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子の斜視図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の斜視図。 本発明のrHA/rHCの比率とrHK/rHCの比率を説明した図。 本発明のrHA/rHCの比率とrHK/rHCの比率を説明した図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の集合図を説明する斜視図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の平面図及び側面図。 従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の集合図を説明する斜視図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の側面図。 本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子対の集合図を説明する斜視図。

本発明によるキューブコーナー型再帰反射物品の好ましい形態を図を引用しつつ以下に説明を行う。

本発明は、キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形であるキューブコーナー型再帰反射素子（以降、四角形キューブコーナー素子または四角形素子とも呼ぶ）が、四角形素子を構成する五角形または二等辺三角形状の反射側面の１つの辺（DEまたはAB）を互に共有して対をなしている四角形素子対が多数配置されてなり、良好な入射角特性および回転角特性を示すキューブコーナー型再帰反射物品に関する。

図１は、従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図である。

図１では、キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面（HAFCおよびHBGC）と１つの五角形（HADEB）の反射側面から構成されている。本キューブコーナー素子の基準平面に対する投影形状は、長方形（FGPQ）となっている。

本発明においては、長さa1（rDK）と長さa2（rEK）は異なっていても等しくても良いが、回転角特性と加工性の面で等しいことが好ましい。

図２は、図１に示されているキューブコーナー型再帰反射素子が五角形（HADEB）の反射側面底辺DEを共有してDEに対して線対称のペアとした素子対の図である。

図３は、図２に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の集合図である。

図４は、図２に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図である。

図４に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の光学軸の傾斜角（θ）は０度である。すなわち、基準平面に対して垂直である。

本発明においては、台形状を有する反射側面（HAFCおよびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と他の稜線（HAおよびHB）の長さ（rHAおよびrHB）の比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）と、台形状を有する反射側面（HAFC，およびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と、該素子の頂点（H）から２つのキューブコーナー素子共有の底辺（DE）への垂線（HK）の長さ（rHK）の比率（rHK/rHC）によって、五角形（HADEB）反射側面の面積Scと台形の反射側面（HAFC）の面積Saの比Sc/Saが定まる。

本発明においては、比率Sc/Saの値が１に近い方が、反射効率が高くなるので好ましく、本発明においては、Sc/Saが０．６〜１．４であることが好ましく、更に０．９５〜１．０５であることがより好ましく、０．９７〜１．０３であることが、一層再帰反射効率を高めることができるので更に好ましい。

本発明においては、比率（rHK/rHC）を調整することで、入射角特性と回転角特性を改善することができ、本発明においては、該比率を０．５５〜１．８とすることが好ましく、０．６５〜１．６５、更には、０．８〜１．４とすることで、入射角特性と回転角特性をよりバランスよく改善することができる。

図５は、本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子の斜視図である。

図５では、図１において、線分DEが線分ABに一致した対応であり、キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの二等辺三角形の反射側面から構成されている。本発明においては、長さa1（rDK）と長さa2（rEK）は異なっていても等しくても良いが、回転角特性と加工性の面で等しいことが好ましい。

図６は、図５に示されているキューブコーナー型再帰反射素子が線分DE（AB）を共有して線分DE（AB）に対して線対称のペアとした素子対の図である。

図７は、本発明の長さrHAと長さrHCの比率rHA/rHCと長さrHKと長さrHCの比率rHK/rHCを説明した図である。

図７（Ａ）は、各線分（HA、HB、HC、HK）が等しい態様である。即ち、比率rHK/rHC＝１であって、比率rHA/rHC＝１の態様である。

図７は、図７（Ａ）を基準として、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）が比率rHA/rHCに関するものであり、図７（Ｄ）、図７（Ｅ）が比率rHK/rHCに関するものである。本発明では、面積Scと面積Saの比率Sc/Saを０．６〜１．４とすることが好ましく、０．９５〜１．０５、さらには、０．９７〜１．０３とすることが再帰反射効率を高める上でより好ましい。本発明では、比率rHK/rHCを調整することで比率Sc/Saを調整することができ、比率rHK/rHCを大きくすると比率Sc/Saを大きくすることができ、比率rHK/rHCを小さくすると比率Sc/Saも小さくすることができる。

図７（Ｂ）は、線分HAを線分HA_０より小さくすることで、比率rHA/rHCを１未満としており、図７（Ｃ）は、線分HAを線分HA_０より大きくすることで、比率rHA/rHCを１超としている。

図７（Ｄ）は、線分HDを線分HD_０より小さくすることで、比率rHK/rHCを小さくしており、図７（Ｅ）は、線分HDを線分HD_０より大きくすることで、比率rHK/rHCを大きくしている。

本発明においては、図７に示されているように、比率rHA/rHC、及び比率rHK/rHCを調整することが可能であり、比率rHA/rHCが０．５〜１．５であることが好ましく、更に０．７〜１．３であることがより好ましく、比率rHK/rHCが０．５５〜１．８であることが好ましく、更に０．６５〜１．６５であることがより好ましく、比率Sc/Saを０．６〜１．４とすることが好ましく、０．９５〜１．０５、さらには、０．９７〜１．０３とするのがより好ましい。

図８（Ａ）〜図８（Ｅ）は、それぞれ、図７（Ａ）〜図７（Ｅ）に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図である。

図８は、図８（Ａ）を基準として、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）が比率rHA/rHCに関するものであり、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）が比率rHK/rHCに関するものである。本発明では、比率Sc/Saを０．６〜１．４とすることが好ましく、０．９５〜１．０５、さらには、０．９７〜１．０３とすることが再帰反射効率を高める上でより好ましい。本発明では、比率rHK/rHCを調整することで比率Sc/Saを調整することができ、比率rHK/rHCを大きくすると比率Sc/Saを大きくすることができ、比率rHK/rHCを小さくすると比率Sc/Saも小さくすることができる。

図８（Ｂ）は、図８（Ｂ）の線分HAを図８（Ａ）の線分HAより小さくすることで、比率rHA/rHCを１未満としており、図８（Ｃ）は、図８（Ｃ）の線分HAを図８（Ａ）の線分HAより大きくすることで、比率rHA/rHCを１超としている。

図８（Ｄ）は、図８（Ｄ）の線分HKを図８（Ａ）の線分HKより小さくすることで、比率rHK/rHCを小さくしており、図８（Ｅ）は、図８（Ｅ）の線分HＫを図８（Ａ）のHKより大きくすることで、比率rHK/rHCを大きくしている。

本発明においては、図８に示されているように、比率rHA/rHC 、及び比率rHK/rHCを調整することが可能であり、比率rHA/rHCが０．５〜１．５であることが好ましく、０．７〜１．３であることがより好ましく、比率rHK/rHCが０．５５〜１．８であることが好ましく、０．６５〜１．６５であることがより好ましく、比率Sc/Saを０．６〜１．４とするのが好ましく、０．９５〜１．０５、さらには、０．９７〜１．０３とするのがより好ましい。

図９〜図１２は、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図および側面図である。

図９は、光学軸O.A.の傾斜角（θ）は、＋傾斜であり、面積Saが面積Sbと等しく、面積Scより大きい。

図１０は、光学軸O.A.の傾斜角（θ）が、図９のθよりもさらに＋に傾斜しており、面積Scの面積Saに対する比率がさらに小さくなっている。

図１１は、光学軸O.A.の傾斜角（θ）は、−傾斜であり、面積Saが面積Sbと等しく、面積Scより大きいが、面積Saと面積Scの面積比は１に近くなっている。

図１２は、光学軸O.A.の傾斜角（θ）が、図１１のθよりもさらに−に傾斜しており、面積Scが面積Saと等しくなっている。

次に本発明によるキューブコーナー型再帰反射物品の他の好ましい形態を図を引用しつつ以下に説明を行う。

本発明は、反射側面が２つの台形形状の反射側面（HAFC，およびHBGC）と１つの五角形または三角形形状の反射側面（HADEBまたはHAB）から構成されており基準平面に対する投影形状が長方形であるキューブコーナー型再帰反射素子が、１つの辺（DE）を共有して線対称形で対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品において、該キューブコーナー型再帰反射素子の光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向に傾斜していることを特徴とするキューブコーナー型再帰反射物品に関し、良好な入射角特性および回転角特性を示すキューブコーナー型再帰反射物品に関する。

さらに詳しくは、キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向と該共有の辺（DE）と垂直な方向のいずれの方向にも傾斜していることを特徴とするキューブコーナー型再帰反射物品に関する。

図１３は、従来技術及び本発明のキューブコーナー型再帰反射物品の素子を説明する斜視図である。

図１３では、キューブコーナー素子の反射側面が、２つの台形形状の反射側面（HAFC，およびHBGC）と１つの五角形形状の反射側面（HADEB）から構成されている。２つのキューブコーナー型再帰反射素子は共有の辺（DE）に対して線対称の形で対を形成している。

台形形状の反射側面HAFＣを反射側面SA、台形形状の反射側面HBGCを反射側面SB、５角形形状の反射側面HADBEを反射側面SCという。また、対となる台形形状の反射側面H’A’F’C’を反射側面SA’、台形形状の反射側面H’B’G’C’を反射側面SB’、５角形形状の反射側面H’A’DEB’を反射側面SC’という。

図１４は、図１３に示されている従来技術に基づくキューブコーナー型再帰反射素子対の集合図である。入射光線は図の下方の入射面から入射し反射素子の反射側面（SA，SBおよびSC）を反射をした後に光源の方向に向かって再帰反射する。本発明において基準平面とは入射面（SF）に平行な仮想的な面である。

図１５は、図１４に示されている従来技術によるキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図（A）および側面図（B）であり、光学軸がO.A.として示されている。

図１５に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の光学軸O.A.の傾斜角（θ）は基準面に対して垂直であり傾斜していない。

図１６は、図１４に示されている他のキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図（A）および側面図（B）であり、光学軸がO.A.として示されている。

図１６に示されているキューブコーナー型再帰反射素子対の光学軸は共有の辺（DE）に垂直な方向に基準面の垂線に対して角度θhだけ傾斜している。光学軸の傾斜方向は図面の右方向または左方向のいずれの方向にも傾斜することが出来るが、対を成す素子対の持つ２本の光学軸の傾斜は逆方向であることが入射角特性が改善されるために好ましい。

図１７には、図１５及び図１６に示された従来技術によるキューブコーナー型再帰反射素子を反射側面HADEBに垂直な面から見た側面図が示されている。

図１７に示されている態様においては、Hより共有の辺（DE）までの高さf1に比べ、ＨよりA及びＢを含む面までの高さf2が浅くなっており、また、d2とd3が等しくなっている。

図１７に示されている態様においては、辺HAの長さ=辺HBの長さ且つ高さf1＝高さf2であっても良く、辺HAと辺HBが異なった長さでも良く、頂点Aが頂点Dと同一または頂点Bが頂点Eと同一であっても良く、五角形HADEBは、三角形や四角形の態様を含むことができる。

図１８には、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子が示されている。

図１８は、キューブコーナー型再帰反射素子対の平面図（A），（C）および側面図（B）であり、光学軸がO.A.として示されている。図１８の態様では、該光学軸は辺（DE）に平行な方向のみに傾斜しており、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に平行な方向の成分である水平傾斜角（θv）が示されている。

図１９には、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図１９は、図１８に示されたキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図及び側面図である。図１９には、該素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜し、共有の辺（DE）の延長方向に隣接する素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜している態様が示されている。

本発明においては、該素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜し、共有の辺（DE）の延長方向に隣接する素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜していることが、製造もしやすく、入射角特性及び回転角特性も改善しやすいので好ましい。

図１９の態様においては、光学軸の傾きが同一方向のものと反対方向のものが交互に配置されているが、並べ方は特に限定されるものではなく、１つおきであっても、２つおきであっても良い。

本発明においては、光学軸が同一方向のものをまとめて配置すると、再帰反射シートを製造した際にキラキラ光る等外観不良を生じるので、まとめて配置する範囲としては、長さ方向で４ｍｍ以下、更には２ｍｍ以下、特に好ましくは１ｍｍ以下とするのが好ましい。

図２０には、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図２０は、キューブコーナー型再帰反射素子対の平面図（A），（C）および側面図（B）であり、光学軸がO.A.として示されており、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に平行な方向の成分である水平傾斜角（θv）と、該光学軸の傾斜角（θ）を基準平面に射影した場合の辺（HC）となす角（θr）と、該光学軸の傾斜角（θ）の共有の辺（DE）に垂直な方向な成分である水平傾斜角（θh）とが示されている。

本発明においては、該キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が該共有の辺（DE）に平行な方向と該共有の辺（DE）と垂直な方向のいずれの方向にも傾斜していることが、入射角特性及び回転角特性をいっそう改善することができるので好ましい。

図２１には、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図２１は、図２０に示されたキューブコーナー型再帰反射素子対の平面図及び側面図である。図２１では、該素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜し、共有の辺（DE）の延長方向に隣接する素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜している態様が示されている。

本発明においては、該素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行な方向と該共有の辺（DE）と垂直な方向のいずれの方向にも傾斜し、共有の辺（DE）の延長方向に隣接する素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜していることが、製造もしやすく、入射角特性及び回転角特性も改善しやすいので好ましい。

図２２は、図１９及び図２１に示されたキューブコーナー素子対の斜視図である。

図２２において、従来のキューブコーナー素子の光学軸は、辺DEに垂直方向に傾いていたが、本発明のキューブコーナー素子の光学軸は、辺DEに平行な方向で頂点Hが右方向に移動している。

図２３は、図１９及び図２１に示されたキューブコーナー素子対の斜視図である。

図２３において、従来のキューブコーナー素子の光学軸は、辺DEに垂直な方向に傾いていたが、本発明のキューブコーナー素子の光学軸は、辺DEに平行な方向で頂点Hが右方向に移動している。

図２４は、図１９及び図２１に示されたキューブコーナー素子対の集合体の斜視図である。

図２４のSFは、光の入射面を示している。

図２４には、図２２、図２３の素子が交互に並べられた態様が示されている。
図２５は、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図２５では、HよりAを含む面までの高さと頂点Hより頂点Bを含む面までの高さがいずれもf2で等しい。また、長さd2が長さd3より大きくなっており、辺HAの長さと辺HBの長さが異なっており、光学軸が傾斜している。

図２６は、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図２６では、HよりAを含む面までの高さf2より、頂点Hより頂点Bを含む面までの高さf3が大きく、また、長さd2が長さd3と等しくなっており、辺HAの長さと辺HBの長さが異なっており、光学軸O.A.が傾斜している。

図２７は、本発明のキューブコーナー型再帰反射素子対が示されている。

図２７では、HよりAを含む面までの高さf2より、頂点Hより頂点Bを含む面までの高さf3が大きく、また、長さd2が長さd3より大きくなっており、光学軸O.A.が傾斜している。

図２７に示される態様では、辺HAの長さと辺HBの長さが等しくなっており、光学軸は、辺DEに平行な方向にも辺DEに垂直な方向にも傾いており、輝度の入射角特性および回転角特性をバランスよく改善することができるので最も好ましい。

図２８は、図１９及び図２１に示されたキューブコーナー素子対の一態様の集合体の斜視図である。

図２８の態様においては、光学軸の傾きが同一方向のものと反対方向のものが、２つおきに配列されている態様が示されている。本発明においては、まとめて配置する範囲としては、長さ方向で４ｍｍ以下、更には２ｍｍ以下、特に１ｍｍ以下とすることが好ましく、この態様も外観に悪影響を及ぼすものではなく好ましい。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものでは無い。

（実施例１〜３０）
キューブコーナー再帰反射型物品として、図６に示される形状のようなキューブコーナー型再帰反射素子対を１００ｍｍ^２内に最密充填して並ぶように、3D CADにより作図した。各キューブコーナー型再帰反射素子対は、HCが１００μｍとして、光学軸傾斜角、Sc/Sa（Sc/Sb）、rHA/rHC（rHB/rHC）、rHK/rHCが表１に示す値とした。

（実施例３１）
また、図２０、図２１に示されるような形状のキューブコーナー型再帰反射素子対をθvが６度、θrが４５度となるようにして、実施例１と同様にして、キューブコーナー型再帰反射物品の図面を3D CADにより作図した。

（比較例１、２）
キューブコーナー再帰反射型物品として、図１、図２に示されるような形状のキューブコーナー型再帰反射素子対を光学軸傾斜角、Sc/Sa（Sc/Sb）、rHA/rHC（rHB/rHC）、rHK/rHCが表１に示す値としたこと以外は、実施例１と同様にして、3D CADにより作図した。

上記のように作図されたキューブコーナー型再帰反射物品について、光源を白色平行光とし、評価面を面積が約０．５ｍ^２で、キューブコーナー型再帰反射物品からの距離が１０ｍの位置とした条件で、評価面における照度を計算する光学シミュレーションを行った。光学シミュレーションは、３次元光学シミュレーションにおけるモンテカルロ光線追跡法により、三次元空間内における光の挙動を計算することで求めた。そして、入射角（β）が５度度および３０度について、回転角（ε）が０度〜３４５度の範囲で１５度毎に光学シミュレーションを実施した。こうして、得られた各回転角における照度の相加平均値を求めた。さらに、入射角（β）が５度および３０度において、各回転角での照度の変動を求めて、変動係数とした。なお、変動係数は、照度の相加平均に対する照度の標準偏差の比を意味し、（変動係数）＝（照度の標準偏差）／（照度の相加平均）×１００として求めた。

（入射角特性の評価）
入射角が５度において、評価面照度の相加平均値が８０００以上となった場合「◎」とし、評価面照度の相加平均値が７０００以上８０００未満の場合「○」とし、評価面照度の相加平均値が７０００未満の場合「×」とした。また、入射角が３０度において、評価面照度の相加平均値が３２００以上となった場合「◎」とし、評価面照度の相加平均値が２５００以上３２００未満の場合「○」とし、評価面照度の相加平均値が２５００未満の場合「×」とした。この結果を表２に示す。実施例１〜３０は、入射角５度及び３０度の双方において、各回転角での照度の相加平均値が高い結果となり、良好な入射角特性であることが分かった。また、入射角が５度において、実施例１，４，５，９，２０，２３，２４，２６〜３０は、照度の相加平均値が非常に高い結果となり、また、入射角が３０度において、実施例５，６，９〜１２は、照度の相加平均値が非常に高い結果となり、さらに良好な入射角特性であることが分かった。

（回転角特性の評価）
入射角が３０度において、変動係数が２３％未満の場合を「◎」とし、変動係数が２３〜２５％の場合を「○」とし、変動係数が２５％以上の場合を「×」とした。この結果を表２に示す。実施例１〜３１は、いずれも変動係数が低く抑えられる結果となり、良好な回転角特性であることが分かった。また、比較例１及び２は、入射角３０度における変動係数が、それぞれ４１．７％及び２５．７%となり、変動係数が大きいことが分かった。

本発明によれば、優れた入射角特性、観測角特性および回転角特性を有する再帰反射物品を提供することができ、交通標識、工事標識、再帰反射衣料用品、光学センサー反射器あるいは車両マーキングなどに好ましく用いることの出来る再帰反射物品を提供することができる。

Claims (27)

1. 素子の反射側面が、２つの台形状の反射側面と１つの五角形または二等辺三角形状の反射側面から構成されており、基準平面に対する投影形状が四角形であるキューブコーナー型再帰反射素子が、互に１つの辺を共有して対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品において、
   台形状の反射側面（HAFCおよびHBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）と他の稜線（HAおよびHB）の長さ（rHAおよびrHB）の比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．５〜１．５であることを特徴とするキューブコーナー型再帰反射物品。
2. 前記比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．７〜１．５であることを特徴とする請求項１に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
3. 前記比率（rHA/rHCおよびrHB/rHC）が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項２に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
4. 前記台形状の反射側面（HAFC，およびHBGC）の面積（SaおよびSb）と五角形の反射側面（HADEB）または二等辺三角形状の反射側面（HAB）の面積（Sc）の比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が０．６〜１．４であることを特徴とする請求項１〜３に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
5. 前記比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が０．９５〜１．０５であることを特徴とする請求項４に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
6. 前記比率（Sc/SaおよびSc/Sb）が０．９７〜１．０３であることを特徴とする請求項５に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
7. 前記稜線（HC）の長さ（rHC）と前記キューブコーナー型再帰反射素子の頂点（H）から共有の底辺（DE）への垂線（HK）の長さ（rHK）の比率（rHK/rHC）が０．５５〜１．８であることを特徴とする請求項１〜６に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
8. 前記比率（rHK/rHC）が０．６５〜１．６５であることを特徴とする請求項７に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
9. 前記比率（rHK/rHC）が０．８〜１．４であることを特徴とする請求項８に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
10. 前記キューブコーナー型再帰反射素子の光学軸の傾斜角（θ）が−３０〜＋３０度傾斜していることを特徴とする請求項１〜９に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
11. 前記傾斜角（θ）が−２０〜−５度、または＋５〜＋２０度傾斜していることを特徴とする請求項１０に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
12. 前記稜線（HC）の長さ（rHC）が３０〜５００μmであることを特徴とする請求項１〜１１に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
13. 前記稜線（HC）の長さ（rHC）が５０〜１５０μmであることを特徴とする請求項１２に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
14. 反射側面が２つの台形形状の反射側面（SA面，およびSB面）と１つの五角形または三角形形状の反射側面（SC面）から構成されており基準平面に対する投影形状が長方形であるキューブコーナー型再帰反射素子が、１つの辺（DE）を共有して線対称形で対をなしているキューブコーナー型再帰反射素子対が多数配置されてなるキューブコーナー型再帰反射物品において、
    該キューブコーナー型再帰反射素子の光学軸が前記共有の辺（DE）に平行な方向に傾斜していることを特徴とするキューブコーナー型再帰反射物品。
15. 前記キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が前記共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜していることを特徴とする請求項１４に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
16. 前記二本の光学軸が前記共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜した前記キューブコーナー型再帰反射素子対と、
    前記キューブコーナー型再帰反射素子対における前記二本の光学軸の傾斜方向とは反対の方向に傾斜した他のキューブコーナー型再帰反射素子対とが、
    混在していることを特徴とする請求項１４または１５のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
17. 前記キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が共有の辺（DE）に平行で同一の方向に傾斜し、
    前記共有の辺（DE）の延長方向において前記キューブコーナー型再帰反射素子対に隣接するキューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が反対方向に傾斜していることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
18. 前記光学軸の傾斜角（θ）の前記共有の辺（DE）に平行な方向の成分を水平傾斜角（θv）としたときに、θvが０．５〜３０度であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
19. 前記水平傾斜角（θv）が５〜２０度であることを特徴とする請求項１８に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
20. 前記キューブコーナー型再帰反射素子対の二本の光学軸が前記共有の辺（DE）に平行な方向と前記共有の辺（DE）と垂直な方向のいずれの方向にも傾斜していることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
21. 前記光学軸の傾斜角（θ）の前記共有の辺（DE）に垂直な方向な成分を水平傾斜角（θh）としたときに、θhが０．５〜３０度であることを特徴とする請求項２０に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
22. 前記水平傾斜角（θh）が５〜２０度であることを特徴とする請求項２１に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
23. 前記水平傾斜角（θv）と前記水平傾斜角（θh）との比率（θv／θh）が０．５〜１．５であることを特徴とする請求項１４〜２２のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
24. 前記比率（θv／θh）が０．８〜１．２であることを特徴とする請求項２３に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
25. 前記比率（θv／θh）が１．０であることを特徴とする請求項２４に記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
26. 前記反射側面（SA面；HAFC，およびSB面；HBGC）が共有する稜線（HC）の長さ（rHC）が３０〜５００μmであることを特徴とする請求項１４〜２５のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。
27. 前記稜線（HC）の長さ（rHC）が５０〜１５０μmであることを特徴とする請求項２６のいずれかに記載のキューブコーナー型再帰反射物品。

Images