KR101998086B1 - 광각 재귀반사시트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 넓은 범위의 입사각에 대해 입사광을 입사경로를 따라 다시 반사시키는 광각 재귀반사시트에 관한 것으로, 베이스시트; 상기 베이스시트 표면에 도포되어 입사광을 광원 쪽으로 되돌려 보내는 재귀반사유닛; 및 상기 재귀반사유닛의 표면 또는 내부에 형성되어 입사광의 진로를 변경시키는 산란부를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다. 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 간단한 구조로 입사광이 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위를 넓힐 수 있다. 또한, 제조 비용의 상승 없이 간단한 공정에 의해 광각 재귀반사시트를 구현할 수 있다.

Description

광각 재귀반사시트 {RETROREFLECTIVE SHEET WITH WIDE INCIDENCE ANGLE}

본 발명은 광각 재귀반사시트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 넓은 범위의 입사각에 대해 입사광을 입사경로를 따라 다시 반사시키는 광각 재귀반사시트에 관한 것이다.

재귀반사란 광원으로부터 나온 빛이 물체의 표면에서 반사되어 다시 광원 쪽으로 되돌아가는 반사를 말한다. 재귀반사 소재는 빛을 비춘 쪽에서 반사된 빛을 확인하기 용이하므로, 도로 표지나 안전조끼 등에 활용된다.

재귀반사 소재를 광학장치에 사용하기 적합하도록 제작한 재귀반사시트는 크게 2 가지 타입이 있다. 첫째는 유리구슬 타입의 재귀반사시트로서, 미세한 유리구슬이 원단이나 필름 위에 균일하게 도포되어 입사광이 유리구슬 내부에서 전반사되어 광원 방향으로 되돌아가도록 한다. 이때 재귀반사 성능을 향상시키기 위해 유리구슬의 뒷면에 특수 코팅 처리를 하여 반사 성능을 향상시킬 수도 있다. 둘째는 프리즘 타입의 재귀반사시트로서, 삼각뿔 모양의 프리즘이 원단 또는 필름에 규칙적으로 도포되어 입사광이 프리즘의 경사면에서 굴절되어 광원 방향으로 되돌아가도록 한다. 프리즘 타입의 재귀반사시트는 프리즘이 형성된 각도에 따라 성능이 결정된다.

도 1은 재귀반사의 원리를 도시한 것으로, 도 1(a)는 유리구슬 타입의 재귀반사시트의 경우를 도시한 것이고, 도 1(b)는 프리즘 타입의 재귀반사시트의 경우를 도시한 것이다. 재귀반사시트에 입사된 입사광이 유리구슬 또는 프리즘의 표면에서 굴절 및 전반사되어 광원 쪽으로 반사됨을 알 수 있다.

그런데 동일한 유리구슬 또는 프리즘을 사용한 종래의 재귀반사시트는 입사광이 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위가 좁아서 입사광이 특정 범위로 조사될 때에만 활용이 가능하다는 문제점이 있다. 이에 대한 해결책으로 유리구슬 또는 프리즘에 금속을 증착하여 거울반사 효과를 유도하거나 프리즘을 재귀반사시트 상에 2방향으로 배향하여 재귀반사 조건을 극복하는 연구 등이 도출되었다.

‘특허문헌 1’에는 도 2에 도시된 바와 같이 미세유리구슬(1)에 금, 은, 알루미늄 등의 금속을 증착하여 금속증착층(2)을 형성함으로써, 입사광이 금속증착층 표면에 맺히고 다시 반사되도록 한 재귀반사시트가 개시되어 있다. 상기 재귀반사시트는 미세유리구슬(1)의 표면에서 굴절된 입사광이 반사율이 높은 금속증착층(2)에서 반사됨으로써, 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위를 증가시킬 수 있다.

‘특허문헌 2’에는 도 3에 도시된 바와 같이 프리즘(3)이 표면에 형성된 제1 영역(4)과 프리즘이 상기 제1 영역(4)에 형성된 프리즘과 90°를 이루도록 형성된 제2 영역(5)이 교차하여 배열된 재귀반사시트가 개시되어 있다. 상기 재귀반사시트는 제1 영역(4)과 제2 영역(5)의 광학 특성이 서로 수직으로 발현되므로, 입사광의 입사각에 관계없이 수평 또는 수직으로 동일한 광학 특성이 나타나게 되어, 결과적으로 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위를 증가시킬 수 있다.

그러나 종래의 입사각의 범위를 증가시킨 재귀반사시트는 금속증착층과 같은 별도의 구성을 요구하거나, 프리즘을 2 방향으로 형성하는 것과 같이 복잡한 구성을 취함으로써, 제조 비용이 상승하고, 제조 공정이 복잡해지는 문제점이 있다.

KR 10-2008-0017593 A (2008. 2. 27.) KR 10-1999-0077381 A (1999. 10. 25.)

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 간단한 구조로 입사광이 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위를 넓힌 광각 재귀반사시트를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 베이스시트; 상기 베이스시트 표면에 도포되어 입사광을 광원 쪽으로 되돌려 보내는 재귀반사유닛; 및 상기 재귀반사유닛의 표면 또는 내부에 형성되어 입사광의 진로를 변경시키는 산란부를 포함하여 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 상기 산란부는 상기 재귀반사유닛의 내부에 형성되는 기공, 상기 재귀반사유닛의 표면에 형성되는 홈 또는 상기 재귀반사유닛의 표면에 부착되는 비드인 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 간단한 구조로 입사광이 재귀반사될 수 있는 입사각의 범위를 넓힐 수 있다.

또한, 제조 비용의 상승 없이 간단한 공정에 의해 광각 재귀반사시트를 구현할 수 있다.

도 1은 재귀반사의 원리도
도 2는 종래의 재귀반사시트
도 3은 또 다른 종래의 재귀반사시트
도 4는 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트의 사시도
도 5는 베이스시트의 단면도
도 6은 재귀반사유닛
도 7 및 도 8은 산란부가 형성된 재귀반사유닛

아래에서는 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트를 첨부된 도면을 통해 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 광각 재귀반사시트에 관한 것으로, 도 4는 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트의 사시도이다.

본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 베이스시트(10), 재귀반사유닛(20) 및 재귀반사유닛에 형성되는 산란부(30)로 구성된다. 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 재귀반사유닛(20)에 입사된 입사광이 산란부(30)에서 산란되어 재귀반사유닛(20) 내부로 분산되고, 상기 분산된 광이 재귀반사유닛(20)과 베이스시트(10)의 경계면에서 전반사된 후 다시 재귀반사유닛(20)의 바깥으로 방출된다. 아래에서는 각 구성요소에 대하여 상세히 설명한다.

도 5는 베이스시트의 단면도이다. 베이스시트(10)는 소정의 두께를 가진 판형의 구성요소로서, 표면에 재귀반사유닛(20)이 결합되어 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트를 형성한다.

베이스시트(10)는 사용목적에 따라 투명 또는 불투명한 재질로 제조될 수 있는데, 투명 베이스시트는 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트와 결합되는 배경이 외부로 노출되어야 하는 경우 또는 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트 이면에 광원이 있는 경우 등에 활용되고, 불투명 베이스시트는 안전밴드에 부착되는 경우 등에 활용된다.

베이스시트(10)는 중력에 의한 처짐을 방지하기 위하여 고형 재질일 수 있고, 옷이나 악세사리 등 굴곡이 있는 대상물에 잘 부착될 수 있도록 플렉시블한 재질일 수도 있다.

베이스시트(10)는 2 이상의 시트(12)가 결합된 복합 시트일 수 있다. 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트는 빛의 굴절 및 전반사를 이용하므로, 재귀반사유닛(20)과 베이스시트(10)의 굴절률을 조절함으로써 입사광을 광원 쪽으로 되돌려 보내는 패턴을 변경할 수 있다. 예를 들면, 일부 입사광은 재귀반사시키고, 일부 입사광은 투과시키는 형태로 광학 효과를 유도할 수 있다. 즉, 베이스시트(10)가 굴절률이 다른 2 이상의 시트(12)로 구성되는 경우 각 시트(12)의 굴절률을 조절하여 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트의 광학 특성을 변경할 수 있다.

또한, 베이스시트(10)의 일면에만 재귀반사유닛(20)이 도포되는 경우, 재귀반사유닛(20)이 도포되지 않은 면에는 사용의 편의를 위해 점착층(14)이 형성될 수 있다. 점착층(14)이 형성된 광각 재귀반사시트는 점착층(14)에 덮혀 있는 시트지(16)만 떼어내면 바로 광각 재귀반사시트를 대상물에 부착할 수 있기 때문에 편리성이 증대된다.

도 6은 재귀반사유닛을 도시한 것이다. 재귀반사유닛(20)은 베이스시트(10)의 표면에 도포되어 입사광을 광원 쪽으로 되돌려 보내는 구성요소로서, 도 6(a)와 같은 유리구슬 또는 도 6(b)와 같은 삼각뿔 형상이며, 가급적 굴절률이 높은 소재로 제작되는 것이 전반사 효율을 높여 입사광이 재귀반사되도록 하는데 유리하다.

재귀반사유닛(20)의 표면에는 코팅층(22)이 형성될 수 있다. 재귀반사유닛(20)은 빛을 투과시켜 다시 광원 쪽으로 돌려보내야 하므로 투명한 재질로 제작되는데, 투명한 재질로 된 소재가 원하는 광학 특성을 가지지 못하는 경우 코팅층(22)을 재귀반사유닛(20)의 표면에 얇게 도포하여 광학 특성을 개선할 수 있다.

재귀반사유닛(20)은 베이스시트(10)의 양쪽 면에 모두 형성될 수도 있다. 특정 상황에서는 양쪽에서 입사되는 빛을 모두 재귀반사시켜야 하는 경우가 있는데, 이러한 경우 재귀반사유닛(20)이 양면에 형성된 광각 재귀반사시트가 사용될 수 있다. 또한, 재귀반사유닛(20)을 베이스시트(10)의 양쪽 면에 모두 형성하고, 베이스시트(10)를 2 이상의 시트가 결합된 복합 시트로 구성하여 복합 시트의 굴절률을 적절히 조절하는 경우, 광각 재귀반사시트의 양면으로 입사되는 입사광의 일부는 재귀반사, 일부는 투과시키는 반투명 거울과 같은 기능성 광학 시트를 제작할 수 있다.

도 7 및 도 8은 산란부가 형성된 재귀반사유닛을 도시한 것이다. 산란부(30)는 재귀반사유닛의 표면 또는 내부에 형성되어 입사광의 진로를 변경시킴으로써, 본 발명에 따른 광각 재귀반사시트가 넓은 범위의 입사각에 대해 입사광을 광원 쪽으로 반사시킬 수 있도록 한다.

산란부(30)는 크게 2 가지 유형으로 형성될 수 있다. 첫째는 도 7과 같이 재귀반사유닛(20) 내부에 기공(32)을 형성하거나 표면에 홈(34)을 형성하는 것이고, 둘째는 도 8과 같이 비드(36)를 재귀반사유닛(20)의 표면에 부착하는 것이다.

기공(32) 또는 홈(34)으로 형성된 산란부(30)는 재귀반사유닛(20)의 내부 또는 표면에서 오목 렌즈 역할을 하게 되므로, 산란부(30)가 형성되지 않은 경우에 비하여 입사광이 더 넓게 퍼져나가 재귀반사될 수 없는 입사각의 입사광이라 하더라도 일부가 재귀반사되도록 하여 결과적으로 입사각을 넓히는 효과를 나타낸다. 기공(32) 또는 홈(34)으로 형성된 산란부(30)는 주로 재귀반사유닛(20)이 수지 재질인 경우에 사용하기가 용이한데, 베이스시트(10) 상에 재귀반사유닛(20)을 형성하면서, 내부에 기포를 주입하거나 외부에서 수지 표면을 가압함으로써 간단히 제작할 수 있다.

비드(36)로 형성된 산란부도 기공으로 형성된 산란부와 마찬가지로 재귀반사유닛(20)의 표면에서 렌즈 역할을 하여, 산란부가 형성되지 않은 경우에 비하여 입사광이 더 넓게 퍼져나갈 수 있게 한다. 다만, 이 경우는 굴절률에 따라 비드(36)가 오목 렌즈 역할을 할 수도 있고 볼록 렌즈 역할을 할 수 있는데, 오목 렌즈의 역할을 하는 경우에 입사광이 넓게 퍼져나가는 것은 산란부가 기공 또는 홈으로 형성되는 경우와 같고, 볼록 렌즈 역할을 하는 경우에도 초점거리 이상에서는 수렴된 빛이 퍼져나가게 되므로, 결과적으로 비드(36)의 굴절률의 대소에 관계없이 비드(36)는 입사광이 넓게 퍼져나게 하는 효과를 나타낸다. 비드(36)로 형성된 산란부는 기공을 형성하기 용이하지 않거나, 재귀반사유닛(20)의 굴절률과 산란부의 굴절률의 차이를 조절해야 할 필요가 있는 경우 사용될 수 있다.

산란부(30)의 형상에는 제약이 없으나, 표면장력의 작용으로 기공 또는 비드가 주로 타원체 또는 구체의 형상을 하게 된다. 또한, 표면이 매끈한 것보다는 거친 것이 입사광을 산란시키는 효과가 크므로, 산란부(30)의 표면에는 그레이팅이 형성될 수 있다.

10 베이스시트 12 시트
14 점착층 16 시트지
20 재귀반사유닛 22 코팅층
30 산란부 32 기공
34 홈 36 비드

Claims (9)

1. 베이스시트;
   상기 베이스시트의 표면에 형성되어 입사광을 광원 쪽으로 되돌려 보내는 재귀반사유닛;
   상기 재귀반사유닛에 형성되어, 입사광을 산란하여 상기 재귀반사유닛의 내부로 분산시키는 산란부를 포함하며,
   상기 산란부는 상기 재귀반사유닛의 표면에 부착되는 비드이며,
   상기 재귀반사유닛은 삼각뿔 형상을 가지며,
   상기 베이스시트는 굴절률이 다른 2 이상의 시트가 결합된 복합 시트로 구성되며,
   상기 베이스시트의 표면 중 일면에만 상기 재귀반사유닛이 형성되고, 상기 재귀반사유닛이 형성되지 않은 면에는 점착층 및 상기 점착층을 덮는 시트지가 형성되며,
   상기 산란부의 표면에는 그레이팅이 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 재귀반사시트.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 재귀반사유닛(20)의 표면에는 코팅층(22)이 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 재귀반사시트.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 재귀반사유닛(20)은 베이스시트(10)의 양쪽 면에 모두 형성되는 것을 특징으로 하는 광각 재귀반사시트.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images