KR20010027203A

KR20010027203A - 재귀 반사체

Info

Publication number: KR20010027203A
Application number: KR1019990038822A
Authority: KR
Inventors: 윤석일; 백종수; 최석철
Original assignee: 성재갑; 주식회사 엘지화학
Priority date: 1999-09-11
Filing date: 1999-09-11
Publication date: 2001-04-06
Also published as: KR100373209B1; US6890634B1; WO2001020373A1; EP1129371A1; JP3667693B2; JP2003509715A; EP1129371A4

Abstract

본 발명은 재귀 반사체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 재귀 반사체는 평평한 전면과 요철부를 가지도록 가공된 후면을 구비하고 있으며, 상기 후면의 요철부가, 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형의 연속적인 배열 및 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열된 선형의 삼각 프리즘을 포함함으로써, 향상된 재귀 반사 성능과 보다 넓은 앵귤래러티가 방향에 무관하게 확보되는 효과가 있다.

Description

재귀 반사체 {RETROREFLECTIVE ARTICLE}

본 발명은 재귀 반사체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평평한 전면과 요철부를 가지도록 가공된 후면을 구비하고 있으며, 상기 후면의 요철부가, 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형의 연속적인 배열 및 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열된 선형의 삼각 프리즘을 포함함으로써 우수한 재귀 반사 성능 및 보다 넓은 앵귤래러티가 방향에 무관하게 얻어지는 재귀 반사체에 관한 것이다.

재귀 반사체는 장식용 재료, 안전을 위한 반사 테이프, 반사 벨트, 도로 표지판, 경고용 반사판 등에 널리 사용되는 제품이다. 재귀 반사체는 입사하는 광을 입사방향의 반대방향으로 되돌려 반사시키는 재귀 반사의 원리를 이용하며, 이러한 재귀 반사는 큐브 코너(cube-corner)에서의 상호 직각을 이루는 세 옆면에서 광이 내부 전반사됨으로써 이루어진다.

일반적으로 재귀 반사체는 유리 또는 피엠엠에이(PMMA : poly methyl metacrylate)와 같은 광학적으로 투명한 재질로 이루어져 시트형태로 제작되며 시트의 일면 상에 큐브 코너가 연속적으로 배열되는 형상으로 시트의 일면이 가공되어 있다.

큐브 코너는 큐브, 즉 입방체의 한 쪽 코너부분을 잘랐을 때 생기는 삼각뿔을 생각하면 쉽게 이해된다. 큐브 코너의 기본적인 구조는 세 옆면이 서로 직각을 이루고 밑면은 삼각형인 삼각뿔의 구조이며, 재귀 반사체 일면의 기본적인 구조는 이러한 삼각뿔들이 연속적으로 배열된 구조로 이루어져 있다. 특히, 밑면이 정삼각형인 정삼각뿔(1) 형태의 큐브 코너가 일면 상에 연속적으로 배열되도록 가공된 재귀 반사체의 평면도가 도 1에 도시되어 있다.

큐브 코너의 광축은 뿔의 정점으로부터 세 옆면과 동일한 각도를 이루면서 밑면까지에 이르는 선으로 정의된다. 그리고, 재귀 반사 시트에 수직한 방향을 정면 방향으로 정의하며, 이 정면 방향으로 입사된 빛에 대해서는 재귀 반사 성능이 좋다. 반면에 정면 방향으로부터 어느 일정각도 이상 벗어난 각도로 입사하는 광은 삼각뿔의 세 옆면에서의 내부 전반사 조건을 만족하지 않게 되어 재귀 반사가 일어나지 않는다.

이와 같이 정면 방향과 소정의 각을 가지고 입사된 빛에 대한 재귀 반사 성능을 재귀 반사체의 앵귤래러티(angularity)라 하며, 일반적으로 넓은 앵귤래러티를 가지는 것을 선호한다. 실제로 도로 표지판용의 재귀 반사체에 대해서는 정면 및 30˚에서의 재귀 반사 성능을 법규상으로 규제하고 있다.

그러나, 도 1에 도시된 바와 같이 정삼각뿔(1)로 이루어진 재귀 반사체는 매우 협소한 앵귤래러티를 가진다. 도 2는 도 1에 도시된 재귀 반사체에서 정면 방향으로부터 0-40˚의 경사를 이루는 각으로 입사된 빛에 대해 재귀 반사 성능을 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 정면 방향으로 입사된 경우의 재귀 반사 성능을 최대값으로 하여 백분율로 나타낸 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 도 1과 같은 정삼각뿔(1) 형태의 큐브 코너로 이루어진 기본적인 재귀 반사체는 정면에서 약 20˚까지는 어느 정도 균일한 재귀 반사 성능이 확보되며, 그 재귀 반사 성능이 입사각의 방향에 무관하게 얻어지는 바람직한 성능을 나타낸다. 그러나, 재료의 굴절율에 따라 다소 차이가 나지만 대략 20-30˚이상의 입사각에 대해서는 재귀 반사 성능이 급격하게 저하되는 단점이 있다.

따라서 재귀 반사체가 보다 더 넓은 앵귤래러티를 가지도록 하기 위하여 재귀 반사 시트의 일면에 배열된 정삼각뿔 형상을 변형시킨다. 이는 큐브 코너의 광축을 특정한 방향으로 기울여서 밑면인 정삼각형을 이등변 또는 부등변 삼각형으로 변형시킨 것으로서, 큐브 코너의 광축을 특정 방향으로 기울이면 재귀 반사 성능이 정면에서는 감소하고 특정 방향에서는 향상된다.

광축의 기울임을 통해 기존의 정삼각뿔 구조에 비하여 향상된 재귀 반사 성능을 얻는 방법이 미국 특허 제4588258호에 개시되어 있다. 미국 특허 제4588258호에 의한 재귀 반사체의 평면도가 도 3에 도시되어 있으며, 여기서는 큐브 코너의 광축을 약 7˚내지 13˚기울임으로써 재귀 반사 시트의 면에 포함된 서로 수직하는 두 방향으로 잡은 X 및 Y 방향에 대해 30˚이상의 입사각에서의 재귀 반사 성능이 향상됨을 보였다.

도 3에 도시된 재귀 반사체를 이루고 있는 큐브 코너의 광축 기울임을 나타내기 위해 도 3에서의 4A 및 4B를 따라서 본 단면도가 각각 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 광축(x)은 재귀 반사 시트의 정면 방향(f)에 대해 기울임 각을 갖게 된다.

이러한 광축 기울임을 가진 큐브 코너로 이루어진 재귀 반사체의 재귀 반사 성능을 전산모사한 결과가 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 등광도 곡선으로서 도 3에 도시된 재귀 반사체에 여러 방향으로 빛을 입사시켰을 경우의 재귀 반사 계수치를 등치선도로 표현한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 재귀 반사 시트의 정면 방향으로부터 Y축 방향으로 입사각 변화를 줄 때 그 입사각이 40도 이상일 때에도 어느 정도의 재귀 반사 성능이 확보되고, X축 방향으로 입사각 변화를 줄 때에도 Y축 방향으로 입사각 변화를 줄 경우보다는 낮지만 재귀 반사 성능이 향상되었다. 즉, X축과 Y축에 대해서는 비교적 넓은 앵귤래러티를 얻을 수 있었다. 그러나 X와 Y축의 중간방향인 K축에 대해서는 매우 좁은 앵귤래러티를 나타내는 문제점이 있었다.

도 6은 재귀 반사 시트의 일면을 이루고 있는 큐브 코너가 정삼각뿔일 경우와 광축이 재귀 반사 시트의 정면으로부터 9.2˚만큼 기울어지도록 정삼각뿔에서 변형된 경우 각각에 대하여 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프이다. 이 때 큐브 코너가 정삼각뿔인 경우에는 X축 및 Y축에 대해 입사광의 각을 변화시키면서 재귀 반사 성능을 측정하였고, 큐브 코너의 광축을 9.2˚만큼 기울였을 경우에는 X축, Y축 및 K축에 대해 입사광을 각을 변화시키면서 재귀 반사 성능을 측정하였다. 앞에서 설명한 바와 같이, 큐브 코너의 광축을 기울이면 X축 및 Y축 방향 모두에 대해 정면과 가까운 방향으로는 재귀 반사 성능이 떨어지지만 보다 넓은 앵귤래러티를 확보할 수 있다. 그러나 광축을 기울였을 경우 X축 및 Y축 방향으로의 넓은 앵귤래러티에 비해 K축 방향으로는 협소한 앵귤래러티를 나타낸다.

상기한 바와 같이 미국 특허 제4588258호에서 큐브 코너의 광축을 약 7-13˚기울인 것과는 달리, 광축을 음의 각도로 기울인 방법도 있다. 미국 특허 제2310790호에서는 큐브 코너의 광축을 약 -7.4˚ 기울임으로써 광축을 포함하는 면에 수직한 방향으로 입사하는 광에 대한 앵귤래러티를 향상시켰다.

그러나, 이와 같은 광축의 기울임 각도는 특정한 입사 방향에 대해서는 재귀 반사 성능이 향상되나 그 외의 여러 입사 방향에 대해서는 재귀 반사 성능의 향상을 기대할 수는 없다. 이 문제를 해결하기 위한 방법으로는 타일링법이 있으며, 이것은 한 입사 방향에 대해 재귀 반사 성능이 우수한 재귀 반사체를 방향성을 주면서 타일링함으로써 여러 입사 방향에 대해 재귀 반사 성능을 향상시키고자 한 것이다. 하지만 타일링법에서는 전제적인 밝기가 저하되는 단점이 있었다.

상기한 바와 같은 방법들은 광축의 기울임 각도를 상하 방향만으로 변화시킨 것으로서 결과적으로 큐브 코너의 밑면은 이등변 삼각형의 형태를 가진다. 그러나, 이와는 달리, 광축의 기울임 각도를 상하 및 좌우 방향으로 동시에 변화시켜 큐브 코너의 밑면을 부등변 삼각형 형태로 함으로써 여러 입사 방향에 대해 재귀 반사 성능을 향상시키고자 시도한 방법이 있었다. 일례로는 미국 특허 제5822121호에 개시된 방법이 있으며, 여기서는 부등변 삼각형을 큐브 코너의 밑면으로 하면서 광축의 기울임 각도를 4˚내지 15˚로 조절하였다. 그러나 이 방법에서는 3가지 형상의 바이트로 큐브 코너의 홈을 가공해야 하기 때문에 공정이 번거로운 단점이 있었다. 그리고 부등변 삼각형을 밑면으로 가지는 큐브 코너의 경우에는 입사각이 증가함에 따라서 좋은 재귀 반사 성능을 확보할 수 없다는 단점이 있었다.

또 다른 방법으로서 크기가 다른 큐브 코너를 조합한 방법이 있다. 미국 특허 제5840406호에서는 큐브 코너 금형에서 일부분을 제거함으로써 크기가 다른 큐브 코너가 함께 배열되도록 하며 크기가 작은 큐브 코너에 자연적으로 생성된 면을 통해서는 내부 광이 투과할 수 있는 기능을 갖도록 하였다. 또한 미국 특허 제5122902호에서도 내부 조명의 투과가 가능하도록 잘려진 큐브 코너를 사용하였는데, 이 잘려진 면은 평면이거나 곡면이 되도록 하였다. 그러나 이러한 방법들은 입사된 광의 일부분은 투과되는 것을 목적으로 하기 때문에 재귀 반사되는 빛의 절대적인 밝기가 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 우수한 재귀 반사 성능 및 보다 넓은 앵귤래러티를 방향에 무관하게 얻을 수 있는 재귀 반사체를 제공하는 데 있다.

도 1은 정삼각뿔 형태의 큐브 코너가 일면 상에 연속적으로 배열되도록 일면이 가공된 재귀 반사체의 평면도이다.

도 2는 도 1에 도시된 재귀 반사체에서 정면으로부터 0-40˚의 경사를 이루는 입사각으로 입사된 빛에 대해 재귀 반사 성능을 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.

도 3은 종래 기술에 의한 재귀 반사체의 평면도이다.

도 4a 및 도 4b는 각각 도 3에서 4A 및 4B로 표시된 선을 따라서 본 단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 재귀 반사체의 재귀 반사 성능을 전산모사한 결과를 나타내는 등광도 곡선이다.

도 6은 큐브 코너가 정삼각뿔일 경우와 큐브 코너의 광축이 재귀 반사 시트의 정면으로부터 9.2˚만큼 기울어지도록 정삼각뿔에서 변형된 경우 각각에 대하여 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 후면이 요철부를 가지도록 가공된 재귀 반사체의 평면도이다.

도 8a 및 도 8b는 각각 도 7에서 8A 및 8B로 표시된 선을 따라 잘라본 단면도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따라 한쪽 방향으로만 선형의 삼각 프리즘이 배열된 재귀 반사체의 평면도이다.

도 10a 및 도 10b는 각각 도 9에 표시된 10A 및 10B로 표시된 선을 따라 잘라본 단면도이다.

도 11은 본 발명의 실시예 1에 따른 재귀 반사체의 재귀 반사 성능을 전산모사한 결과를 나타내는 등광도 곡선이다.

도 12a는 실시예 1에 따른 재귀 반사체에 대하여 X축 및 Y축의 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프이다.

도 12b는 실시예 1에 따른 재귀 반사체에 대하여 K축 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프이다.

도 13은 실시예 2에 따른 재귀 반사 시트에 대하여 X축 및 Y축의 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 재귀 반사체는 평평한 전면과 요철부를 가지도록 가공된 후면을 구비하고 있으며, 상기 후면의 요철부가, 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형의 연속적인 배열 및 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열된 선형의 삼각 프리즘을 포함한다.

이 때, 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리는 공동면에 존재할 수도 있고 또는 공동면에 존재하지 않을 수도 있다.

그리고, 상기 재귀 반사체는 굴절율이 1.4∼1.7인 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실질적으로 큐브코너 형상을 이루는 다면체의 광축은 상기 재귀 반사체의 전면에 수직인 축과 -15˚∼15˚를 이루는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 선형의 삼각 프리즘이 상기 실질적으로 큐브코너 형상을 이루는 다면체의 밑면 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열될 때, 한 모서리에 대해 적어도 하나 이상의 선형의 삼각 프리즘이 배열되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 실질적으로 큐브코너 형상을 이루는 다면체의 밑면의 모서리는 서로 다른 길이를 가지는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 재귀 반사체는 유리, 피엠엠에이와 같이 광학적으로 투명하고 굴절율이 1.4∼1.7인 물질로 이루어져 있고, 보통 시트형태로 제작되며 시트의 전면은 평평하고 후면은 요철부를 가지도록 가공되어 있다.

본 발명에서는 유리, 피엠엠에이, 폴리카보네이트, 자외선 경화수지, 또는 아크릴 등과 같이 광학적으로 투명하고 굴절율이 1.4∼1.7인 물질을 이용하고, 상기한 바와 같은 요철부를 가지도록 재귀 반사체의 후면을 가공하는 방법은 종래 기술과 마찬가지로 상기한 물질에 홈을 내는 방법이다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 후면이 요철부를 가지도록 가공된 재귀 반사체의 평면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 재귀 반사체의 후면에 가공된 요철부가, 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점(10)으로 삼는 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 연속적인 배열뿐만 아니라 삼각 기둥 형태의 프리즘(12α, 12β)을 포함하도록 한다. 그리고 삼각 기둥 형태의 프리즘(12α, 12β)은 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리(13α, 13β, 13γ)의 적어도 하나 이상을 따라서 배열되도록 한다. 이 때 상호 수직인 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)이 한 점을 공통의 꼭지점(10)으로 삼으면서 연속적으로 배열되면 앞에서 언급한 큐브 코너와 유사한 형상을 이루게 되며, 따라서 삼각 기둥 형태의 프리즘(12α, 12β)은 큐브 코너의 밑면 삼각형의 모서리를 따라서 선형적으로 배열되는 것이다. 큐브 코너와 유사한 형상이라고 한 이유는 본 발명의 실시예에 따라서는 큐브 코너와는 다른 형상이 될 수도 있기 때문이며, 이에 대해서는 후술하기로 한다. 즉, 본 발명에서는 재귀 반사체의 일면을 큐브 코너와 유사한 형상뿐만 아니라 삼각 기둥 형태의 프리즘 형상 또한 가지도록 가공한다. 이하, 이러한 삼각 기둥 형태의 프리즘을 선형의 삼각 프리즘이라 칭한다.

선형의 삼각 프리즘이 배열된 방향에 수직한 방향으로 재귀 반사체의 앵귤래러티가 향상된다. 도 7에는 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 모서리들 중 서로 공유되지 않은 세 모서리(13α, 13β, 13γ) 가운데, Y축에 수직한 방향의 모서리(13β)에 대해서는 두 개의 프리즘(12β)이 쌍을 이루어 배열되어 있고, 나머지 두 모서리(13α, 13γ)를 따라서는 한 개의 프리즘(12α)이 배열되어 있다. 이와 같이, 선형의 삼각 프리즘이 모서리를 따라서 배열될 때에 프리즘의 개수는 한 모서리에 대해 하나 이상이면 되며, 이는 이후의 다른 실시예에서도 마찬가지로 적용된다.

그리고, 상기한 공통의 꼭지점(10)으로부터 세 삼각형과 동일한 각도를 이루도록 기울어져 상기 재귀 반사체의 전면을 향해 연장된 축을 광축이라고 정의하면, 광축은 재귀 반사체의 정면 방향과 반드시 일치할 필요는 없으며, -15˚내지 15˚를 이루면 된다. 또한, 선형의 삼각 프리즘에 대해서도 두 옆면이 공유하는 모서리 위의 어느 한 점으로부터 두 옆면과 동일한 각도를 이루도록 기울어져 상기 재귀 반사체의 전면을 향해 연장된 축을 광축이라고 정의하면, 프리즘의 광축은 재귀 반사체의 정면 방향과 반드시 일치할 필요가 없으며 임의의 각을 이룬다. 이것은 이후의 다른 실시예에서도 마찬가지로 적용된다. 이러한 광축의 경사각은 도 7에서 8A 및 8B로 표시된 선을 따라 잘라본 단면도인 도 8a 및 도 8b에 잘 나타나있다.

도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 삼각형의 광축(X₁, X₁') 및 프리즘의 광축(X₂, X₂')은 재귀 반사체의 정면 방향(F)에 대해 소정 각도를 가지고 있다. 이 때 도 8a의 단면도를 우측으로 계속 연장한 것을 가정하여 설명하면, 광축 X₁'에 이어서는 X₁에 평행한 방향으로 광축을 기울이고, 여기에 이어서 다시 광축 X₁'에 평행한 방향으로 광축을 기울이면 재귀 반사 성능이 향상될 수 있다. 즉, 도 8a의 단면도에서는 X₁과 X₁'에 평행한 방향의 광축이 반복적으로 나타나는 것이 바람직하며, 이러한 반복성은 도 8b의 단면도에서도 마찬가지이다. 또한 도 8a에는 두 개가 한 쌍을 이룬 프리즘(12β)이 도시되어 있고, 도 8b에는 한 개의 프리즘(12α)이 도시되어 있다.

그리고, 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 모서리들 중에서 서로 공유되지 않은 세 모서리(13α, 13β, 13γ)는 서로 다른 길이를 가질 수 있으며, 이는 이후의 다른 실시예에서도 마찬가지로 적용된다.

또한, 특정 방향으로의 재귀 반사 성능을 향상시키기 위해 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 모서리들 중에서 서로 공유되지 않은 세 모서리(13α, 13β, 13γ) 가운데, 하나만을 따라서 선형의 삼각 프리즘이 배열될 수도 있다. 이러한 경우의 재귀 반사체의 평면도가 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 도시된 재귀 반사체는 Y축 방향으로만 재귀 반사 성능을 향상시키기 위해 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점(10)으로 삼는 세 삼각형(11α, 11β, 11γ)의 모서리들 중에서 서로 공유되지 않은 세 모서리(13α, 13β, 13γ) 가운데, Y축에 수직인 모서리(13β)에 대해서만 한 쌍의 프리즘(12β)이 배열되어 있다.

이 때 세 삼각형(11α, 11β, 11γ) 중에서 프리즘(12β)이 배열된 한 삼각형(11β)을 제외한 나머지 두 삼각형(11α, 11γ)을 형성할 때에는 홈을 더 깊게 내주어 전체적인 배열이 이루어지게 한다. 이 경우에는 프리즘이 배열되지 않은 두 모서리(13α, 13γ)가 프리즘(12β)이 배열된 모서리(13β)보다 더 깊은 깊이에 존재하기 때문에, 결과적으로 큐브 코너와는 다른 형상이 된다. 그리고 깊게 낸 홈에 의해 발생하는 부가적인 면적(14) 역시 재귀 반사에 참여하여 전체적인 재귀 반사 성능이 향상된다.

프리즘이 배열된 한 모서리와 배열되지 않은 두 모서리의 깊이가 다르다는 것은 도 9에 표시된 10A 및 10B로 표시된 선을 따라 잘라본 단면도인 도 10a 및 도 10b에 잘 나타나있다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 프리즘(12β)이 배열된 모서리(13β)는 재귀 반사체의 전면으로부터 t₁의 두께에 존재하며, 프리즘이 배열되지 않은 모서리(13α, 13γ)는 t₂의 두께에 존재한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

실시예 1

굴절율이 1.58인 폴리머 재료를 이용하여 도 9에 도시된 바와 같은 형상으로 가공하여 재귀 반사체를 제조하였다. 이 때 두 개가 쌍을 이루는 선형의 삼각 프리즘의 전체 폭(도 9에서 p₁에 해당)은 100㎛로 하고 각 홈 사이의 간격(도 9에서 g_d, g_v에 해당)은 각각 445㎛ 및 423㎛로 하였다. 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형이 이루는 다면체에서의 광축이 재귀 반사체의 정면 방향과 약 3˚의 각을 이루도록 하였고, 두 프리즘의 광축은 재귀 반사체의 정면 방향과 각각 Y방향과 -Y방향에 대해 약 18˚의 각을 이루도록 하였다. 이 경우 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형의 모서리들 중에서 이웃하는 두 삼각형에 의해 공유되지 않은 세 모서리 가운데, 선형의 삼각 프리즘이 배열된 모서리와 배열되지 않은 모서리가 존재하는 깊이의 차이는 약 19.72㎛이었다.

실시예 1에 따른 재귀 반사체의 재귀 반사 성능을 전산모사한 결과가 도 11에 도시되어 있다. 도 11은 등광도 곡선으로서 재귀 반사체에 여러 방향으로 빛을 입사시켰을 경우의 재귀 반사 계수치를 등치선도로 표현한 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 등광도 곡선은 원형에 가까운 모양을 나타내어, X축 방향, Y축 방향 및 X축과 Y축의 중간 방향인 K축 방향에 대해서도 모두 넓은 앵귤래러티가 확보된다. 이러한 실시예 1에 따른 재귀 반사체의 우수한 성능은 종래 기술에 따른 재귀 반사체에 대한 등광도 곡선인 도5와 비교하면 더욱 잘 이해된다.

도 12a는 실시예 1에 따른 재귀 반사 시트에 대하여 X축 및 Y축의 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프로서, 앞에서 언급한 미국 특허 제4588258호의 결과인 도 6의 그래프 중에서 X축 및 Y축 방향에 대한 결과를 함께 도시하여 비교하였다. 이로부터 실시예 1에 따른 재귀 반사체가 9.2˚경사진 광축을 가진 큐브 코너만을 이용한 종래 기술보다 X축 및 Y축 방향에 대해 재귀 반사 성능이 우수함을 알 수 있다.

도 12b는 실시예 1에 따른 재귀 반사 시트에 대하여 K축 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프로서, 앞에서 언급한 미국 특허 제4588258호의 결과인 도 6의 그래프 중에서 K축 방향에 대한 결과를 함께 도시하여 비교하였다. 이로부터 실시예 1에 따른 재귀 반사체가 9.2˚경사진 광축을 가진 큐브 코너만을 이용한 종래 기술보다 K축 방향의 재귀 반사 성능이 우수하고, 특히 앵귤래러티가 대폭 향상됨을 알 수 있다.

실시예 2

굴절율이 1.58인 폴리머 재료를 이용하여 도 7에 도시된 바와 같은 형상으로 가공하여 재귀 반사체를 제조하였다. 이 때 Y축에 수직한 방향으로 두 개가 쌍을 이루는 선형의 삼각 프리즘의 전체 폭(도 7에서 p₂에 해당)은 100㎛로 하고 나머지 두 방향으로 배열되는 프리즘의 폭(도 7에서 p₁'에 해당)은 약 52.6㎛로 구성하였으며, 각 홈 사이의 간격(도 7에서 g_d', g_v'에 해당)은 각각 615㎛ 및 584㎛로 하였다. Y축에 수직한 방향으로 두 개가 쌍을 이룬 선형의 삼각 프리즘은 Y축 방향에 대해 넓은 앵귤래러티를 확보하기 위한 것이다. 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형이 이루는 다면체에서의 광축이 재귀 반사체의 정면 방향과 약 3˚의 각을 이루도록 하였다. 프리즘의 광축은 재귀 반사체의 정면 방향과 일치하도록 하였다.

도 13은 실시예 2에 따른 재귀 반사 시트에 대하여 X축 및 Y축의 방향으로 입사광의 각을 변화시키면서 측정한 재귀 반사 성능을 도시한 그래프로서, 앞에서 언급한 미국 특허 제4588258호의 결과인 도 6의 그래프 중에서 X축 및 Y축 방향에 대한 결과를 함께 도시하여 비교하였다. 이로부터 실시예 2에 따른 재귀 반사체가 경사진 광축을 가진 큐브 코너만을 이용한 종래 기술보다 X축 및 Y축 방향에 대해 재귀 반사 성능이 우수하면서 유사한 앵귤래러티를 가짐을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 재귀 반사체는 종래 기술에 의한 재귀 반사체보다 보다 우수한 재귀 반사 성능을 나타냄과 동시에 보다 넓은 앵귤래러티를 나타내는 효과가 있다.

또한, 재귀 반사 성능이 X축, Y축에 대해서 뿐만 아니라 그 중간 방향에 대해서도 넓은 앵귤래러티를 나타내는 효과가 있다. 이로 인해 재귀 반사체를 응용할 때에 방향성에 크게 제약을 받을 필요가 없으므로 사용하기가 편리해지는 효과가 있다.

그리고, 재귀 반사체의 설계시 변수의 자유도가 크기 때문에 응용 분야에 따라 차별화된 재귀 반사 성능을 갖는 재귀 반사체를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

평평한 전면과 요철부를 가지도록 가공된 후면을 구비하고 있는 재귀 반사체에 있어서,

상기 후면의 요철부가, 상호 수직이고 한 점을 공통의 꼭지점으로 삼는 세 삼각형의 연속적인 배열 및 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열된 선형의 삼각 프리즘을 포함하는 재귀 반사체.
제 1 항에 있어서, 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리는 공동면에 존재하거나 또는 공동면에 존재하지 않는 재귀 반사체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 재귀 반사체가 굴절율이 1.4∼1.7인 물질로 이루어진 재귀 반사체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공통의 꼭지점으로부터 세 삼각형과 동일한 각도를 이루면서 상기 재귀 반사체의 전면을 향해 연장된 축이 상기 재귀 반사체의 전면에 수직인 축과 -15˚∼15˚를 이루는 재귀 반사체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 선형의 삼각 프리즘이 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리의 적어도 하나 이상을 따라서 배열될 때, 한 모서리에 대해 적어도 하나 이상의 선형의 삼각 프리즘이 배열되는 재귀 반사체.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세 삼각형의 모서리 중에서 서로 공유되지 않는 모서리가 서로 다른 길이를 가지는 재귀 반사체.