KR20050117148A - 재귀반사체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각종 표지 등에 전방에서 조사되는 빛을 그 광원쪽으로 재귀 반사할 수 있게 설치되는 재귀반사체에 관한 것으로, 대략 90도의 면각(面角)으로 방사상으로 이웃하면서 뒤쪽의 한 지점에서 동시에 교차하는 4 개의 반사면을 구비한 것을 특징으로 하며, 이와 같은 재귀반사체는 입사되는 빛을 광학적 손실이 없이 재귀 반사할 수 있으므로 재귀반사율이 매우 높고, 사각에서 입사면의 재귀반사영역(재귀반사할 수 있는 영역)의 비율은 줄지 않기 때문에 사각(斜角)에서 반사휘도가 높으며, 구조가 매우 단순하기 때문에 설계 및 제조가 용이하여 제조원가도 매우 저렴하다.

Description

재귀반사체{Retro-Reflector}

본 발명은 각종 표지 등에 전방에서 조사되는 빛을 그 광원쪽으로 재귀 반사할 수 있게 설치되는 재귀반사체에 관한 것으로, 특히, 재귀 반사효율이 높은 재귀반사체에 관한 것이다.

교통표지나 표지병 또는 델리네이터 등과 같은 각종 교통안전시설물, 안전복, 가방 등 야간의 가시성 확보가 긴요한 물품에는 전방에서 조사되는 빛을 그 광원쪽으로 재귀 반사하여 야간 가시성을 높일 수 있는 재귀반사수단이 부착된다.

종래 위와 같은 물품에 적용되는 재귀반사수단으로는 글래스 비드나 큐브 코너 등을 구비한 재귀반사체들이 주로 이용되어 왔다.

그러나, 위 종래 재귀반사체들은 재귀반사효율이 낮거나 수명이 짧다는 문제점이 있었다.

예컨대, 글래스 비드를 이용한 종래 재귀반사체의 경우 글래스 비드의 모서리측으로 입사되거나(도 6의 (b) 참조) 또는 글래스 비드들 사이의 공극에 입사되는 빛을 재귀 반사하지 못하여 입사 광량에 비해 재귀 반사하는 광량이 적어 재귀반사효율이 낮았다. 뿐만 아니라 글래스 비드들을 고착시키기 위한 수지층, 글래스 비드의 배면에 빛을 반사할 수 있는 반사층, 상기 반사층을 보호하기 위한 보호층 등의 다층구조로 이루어지는데, 기간 경과에 따라 수분이나 자외선 등의 영향으로 접합력이 저하되면서 각 층간에 이물질이 침투하여 반사효율이 급격히 떨어지기 때문에 반사 수명이 매우 짧다는 문제점이 있었다.

그리고, 큐브 코너를 이용한 재귀반사체의 경우는 재귀반사를 하지 못하는 큐브 코너의 각 모서리 부분에서는 빛을 재귀 반사하지 못하기 때문에 반사효율이 낮다는 문제점이 있었다. 또한, 빛의 입사각이 커지는 경우 입사면적이 줄어 입사 광량이 줄어 반사휘도가 떨어지게 되는데, 큐브 코너의 경우는 입사면의 재귀반사영역(재귀반사할 수 있는 영역)이 입사각 증가율 보다 더 높은 비율로 축소되기 때문에 광원이 사각(斜角)에 위치하는 경우 재귀반사율이 매우 낮다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 위와 같은 종래 재귀반사체들의 문제점을 해소하기 위하여, 입사되는 광량 대부분을 재귀 반사하여 재귀반사효율이 매우 높은 재귀반사체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 입사각이 커질 때 재귀반사효율이 급격히 저하되지 않음에 따라 사각에서도 재귀반사효율이 높은 재귀반사체을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 재귀반사체는, 대략 90도의 면각(面角)을 가지고 방사상으로 이웃하면서 뒤쪽의 한 지점에서 동시에 교차하는 4 개의 반사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

위 재귀반사체는 꼭지가 뒤를 향하고 대략 90도의 면각(面角)으로 이웃하는 측면들의 각 내면으로 상기 반사면들을 형성하는 투과성 재질의 사각뿔체이거나, 또는, 전면에 평활한 입사면(43a)이 형성되고, 배면 상에는 꼭지가 뒤를 향하면서 대략 90도의 면각(面角)으로 접하는 측면들의 각 내면으로 상기 반사면들을 형성하는 복수 개의 사각뿔형 반사부(430)들이 돌출 성형된 투과성 재질의 판상(板狀)의 재귀반사체일 수 있다.

또한, 상기 재귀반사체는 전면에 이웃한 측면간의 면각이 대략 90도인 사각뿔의 형상으로 함몰된 함몰부가 형성되어 상기 함몰부의 내면들로 상기 반사면을 형성하는 재귀반사판일 수도 있다.

이상의 구성에서, 상기 재귀반사체의 전면과 배면에는 입사면과 반사면을 보호하기 위한 또는 그 외 용도의 수지층 등이 코팅될 수 있다. 그리고, 서로 마주보는 반사면들은 꼭지점에서 약 70.53도의 면각을 갖게 되는데, 각 반사면의 배면에는 임계각 보다 큰 입사각도로 입사되는 빛을 반사하기 위하여 반사층이 코팅될 수도 있다. 그러나, 반사면 입사되는 빛의 입사각은 대부분은 임계각을 초과하기 때문에 반사층이 없이도 충분한 반사휘도를 유지할 수 있다. 반사면들은 재귀반사체가 정사각뿔의 형상으로 제조될 경우 동일한 크기의 정삼각형을 이루게 되며, 이 경우 전방의 입사면은 종심선(사각뿔의 꼭지에서 밑면 중심을 연결한 선)에 대하여 수직방향으로 배치되며 정사각형을 이룬다. 그러나, 입사면이 종심선에 대하여 기울기를 갖게 형성되면 입사면의 형상은 사다리꼴이 되며 반사면들은 크기가 다른 정삼각형이 된다. 따라서, 본 발명은 반사면들이 대략 90도의 면각을 유지하는 한 보호 수지층과 반사층 등의 유무나 입사면과 반사면의 형상과 기울기 등에 의해서 한정되지는 않는다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 재귀반사체는 야간 가시성이 요구되는 교통표지 등과 같은 각종 시설물이나 물품 등에 부착되어 재귀반사체의 각 반사면에 입사되는 빛을 입사각과 소재 자체의 굴절률 등에 관계없이 광원 쪽으로 재귀반사할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 재귀반사체는 각 반사면에 입사되는 빛을 방사상으로 접하는 반사면들로 순차적으로 반사하여 재귀반사하게 되는데, 최초 입사된 반사면 이후에 순차적으로 반사하는 반사면들이 최초 입사 지점 보다 꼭지점에 가까운 반사영역을 통해 반사할 수 있다. 따라서, 입사면을 통해 각 반사면에 입사되는 빛을 불규칙한 산란으로 인해 손실되는 광량을 제외하고 모두 재귀 반사할 수 있어 재귀반사율이 매우 높을 뿐만 아니라 빛의 입사각이 커지더라도 입사면의 가시면적(광원쪽으로 보이는 입사면의 겉보기 면적)은 줄지만 재귀반사영역(입사면에서 재귀반사할 수 있는 영역)의 비율은 줄지 않기 때문에 사각(斜角)에서 반사휘도가 기존 재귀반사체들에 비해 월등히 높다.

본 발명에 따른 재귀반사체의 전술한 특징과 다른 특징 및 이점에 대해 이하에서 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 재귀반사체의 사시도가 도시되어 있고, 도 2와 3에는 그 정면도와 측면도가 각각 도시되어 있다. 도 4에는 도 1의 재귀반사체의 모서리를 그 모서리에 수직한 방향으로 자른 도 1의 A-A선 단면도가 도시되어 있고, 도 5에는 대각선 방향에서 본 측면도가 도시되어 있다.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 재귀반사체(1)는 대략 정사각뿔 형상의 투과성 소재의 성형체 또는 기계가공체로, 정면에는 평활한 정사각형의 입사면(10)이 형성되고, 배후에는 방사상으로 서로 이웃하면서 뒤쪽의 한 지점에서 동시에 교차하는 각 측면들의 내면(內面)에 반사면(11,12,13,14)들이 형성된다.

본 발명에 따른 반사체에서 상기 반사면(11,12,13,14)들은 도 4에 나타난 바와 같이 서로 이웃하여 변으로 접하게 되는 반사면들(11,12)(12,13)(13,14)(14,11) 사이의 면각(面角)(면과 면 사이의 각)이 대략 90도가 되도록 성형된다. 이 경우 상,하 반사면(12,14) 또는 좌,우 반사면(11,13)은 도 3에 도시된 바와 같이 꼭지점을 사이에 두고 약 70.53도의 면각을 가지고 마주 대하게 되며, 또한, 서로 마주보는 두 모서리는 도 5에 나타난 바와 같이 대략 90의 사잇각을 갖게 된다. 상기 재귀반사체의 표면에는 입사면(10)과 반사면(11,12,13,14)을 보호하기 위한 보호층(미도시)이나 또는 특정 대상물에 고착하기 위한 접착층(미도시)이 등이 코팅되거나 접착될 수 있다. 그리고, 각 반사면(11,12,13,14)의 배면에는 임계각 보다 큰 입사각도로 입사되는 경우 그 빛을 반사할 수 있도록 반사층(미도시)이 코팅될 수도 있다.

이와 같은 구성의 재귀반사체(1)는 야간 가시성(可視性)이 요구되는 교통표지 등과 같은 각종 시설물이나 물품 등에 부착되어 재귀반사체(1)의 각 반사면(11,12,13,14)에 입사되는 빛을 입사각과 소재 자체의 굴절률 등에 관계없이 광원 쪽으로 재귀반사할 수 있다. 특히, 각 반사면(11,12,13,14)에 입사되는 빛을 방사상으로 인접한 반사면(11,12,13,14)들이 순차적으로 반사하여(P₁₁→P₁₂→P₁₃→P ₁₄) 광원 쪽으로 재귀반사하게 되는데, 도 1 및 도 5에 나타난 바와 같이 최초 입사된 반사면(11) 이후에 순차적으로 반사하는 반사면(12,13,14)들이 최초 입사된 지점(P₁₁) 보다 꼭지점에 더 가까운 반사지점(P₁₂,P₁₃,P₁₄)에서 반사하여 즉 빛을 최초 입사된 지점(P₁₁) 보다 꼭지점으로 더 가까운 안쪽 영역에서 반사할 수 있기 때문에 즉 빛의 반사경로가 반사면(11,12,13,14)을 벗어나지 않기 때문에 입사면(10)이나 반사면(11,12,13,14)의 표면조도에 의한 불규칙한 산란으로 인해 손실되는 광량을 제외하고는 각 반사면(11,12,13,14)에 입사되는 모든 빛을 광량 손실 없이 재귀 반사할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 재귀반사체(1)는 도 6의 (a),(b),(c)에 나타난 바와 같이 종래 재귀반사체 즉 큐브 코너(7)나 글래스 비드(8) 등과 비교할 때 입사면(10) 상의 재귀반사영역(입사면에서 재귀반사가 가능한 영역)의 비율이 높아 재귀반사율이 훨씬 더 높다. 뿐만 아니라 빛의 입사각이 커지더라도 입사면(10)의 가시면적(광원에서 보이는 입사면(10)의 면적)이 감소되긴 하지만 도 7의 (a)에 나타난 바와 같이 재귀반사영역(RA: 빗금친 영역))의 비율은 감소되지 않기 때문에 사각(斜角)으로 가면서 입사면(70)(80)에서 재귀반사영역(RA)이 급감하는 도 7의 (b)의 큐브 코너(7)나 도 7의 (c)에 도시된 글래스 비드(8) 등과 같은 종래 재귀반사체들과 비교할 때 반사휘도가 월등히 높다.

도 8과 9에는 복수 개의 재귀반사체를 갖는 본 발명에 따른 재귀반사체(2)와 박판형으로 제작된 재귀반사체(3)가 각각 도시되어 있고, 도 10에는 도 9의 재귀반사체의 재귀반사구조가 도시되어 있다.

도 8 내지 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 재귀반사체(2)(3)는 단일 입사면의 배면에 도 1의 재귀반사체와 동일한 형상 즉 사각뿔 형상의 재귀반사부들이 복수 개 성형되거나 또는 위 재귀반사부들이 조밀하게 배열되어 성형되는 박판형으로 제조될 수 있다. 이와 같은 재귀반사체(2)(3)의 재귀반사효율은 입사면과 반사면의 형성되는 표면조도의 크기가 그 입사면과 반사면에 크기에 비해 상대적으로 커져 표면조도에 의한 영향을 받을 순 있지만 재귀반사부(사각뿔)의 크기와 수량 또는 입사면의 두께 등에 의해서는 재귀반사효율이 영향을 받지 않기 때문에 도 1에 도시된 재귀반사체 보다 광학적인 재귀반사효율이 떨어지지는 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 재귀반사체는 재귀반사효율의 저하를 감수하지 않고도 그 재귀반사체가 적용되는 대상물의 요구 조건에 따라 얇은 두께의 박판형으로 제조할 수 있다. 이 경우 두께를 크게 줄일 수 있지만 전면과 배면에 재귀반사체를 보호할 수 있는 보호층이나 접착층이 더 필요할 수 있다.

도 10에는 본 발명에 따른 재귀반사체의 또 다른 실시예가 도시되어 있다.

이 재귀반사체(4)는 광택성 금속판 예컨대 니켈이나 크롬이 도금된 금속판 등을 압연이나 판금 등의 기계가공을 통해 성형한 것으로, 이 재귀반사체(4)의 경우 전면에 위 도 1에 도시된 재귀반사체와 동일한 형상으로 함몰된 함몰부(4a)가 성형되어 그 함몰부(4a)의 각 내면으로 반사면(41,42,43,44)들을 형성한다. 이와 같이 본 발명에 따른 재귀반사체를 금속판으로 성형하면, 함몰부(4a)에 이물질이 끼는 것을 막기 위한 예컨대 투명재질의 커버나 수지층이 요구되고 가요성 성질을 갖도록 제조하기 어려운 단점이 있기는 하지만 높은 재귀반사효율은 그대로 유지할 수 있고, 가볍고 깨질 우려가 없기 때문에 취급이 매우 용이하며, 나사 등과 같은 체결수단을 이용하여 부착할 수 있으므로 탈착이 용이하다는 잇점이 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 재귀반사체는 야간 가시성이 요구되는 교통표지 등과 같은 각종 시설물이나 물품 등에 부착되어 재귀반사체의 각 반사면에 입사되는 빛을 입사각과 소재 자체의 굴절률 등에 관계없이 광원 쪽으로 재귀반사할 수 있는데, 각 반사면에 입사되는 빛을 최초 입사 지점 보다 꼭지점에 가까운 반사 영역에서 광학적 손실없이 재귀 반사할 수 있으므로 재귀반사율이 매우 높다.

또한, 빛의 입사각이 커지더라도 입사면에서 재귀반사영역(재귀반사가 가능한 영역)의 비율은 줄지 않기 때문에 입사각이 커질 때 재귀반사영역 비율이 급감하는 종래 재귀반사체들과 비교할 때 사각(斜角)에서 반사휘도가 월등히 높다.

뿐만 아니라, 재귀반사체가 대략 정사각뿔 형상의 단일 구조로 이루어져 그 구조가 매우 단순하기 때문에 설계 및 제조가 용이하여 제조원가도 매우 저렴하다.

도 1은 본 발명에 따른 재귀반사체의 사시도이고,

도 2와 3은 본 발명에 따른 재귀반사체의 정면도와 측면도이다.

도 4는 도 1의 A-A선을 따라 절취하여 보인 부분 단면도이고,

도 5는 본 발명에 따른 재귀반사체의 대각선 방향 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 재귀반사체와 종래 재귀반사체의 재귀반사영역을 비교한 정면도들이고,

도 7은 본 발명에 따른 재귀반사체와 종래 재귀반사체의 사각(斜角)에서의 재귀반사영역을 비교한 사시도이다.

도 8과 9는 본 발명에 따른 다른 재귀반사체 사시도이고,

도 10은 도 9의 재귀반사체의 측단면도이다.

도 11은 본 발명에 따른 또 다른 재귀반사체 사시도이다

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 ; 재귀반사체 10 ; 입사면

11,12,13,14 ; 반사면 RA ; 재귀반사영역

Claims (5)

1. 대략 90도의 면각(面角)을 가지고 방사상으로 이웃하면서 뒤쪽의 한 지점에서 동시에 교차하는 4 개의 반사면을 구비한 것을 특징으로 하는 재귀반사체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 재귀반사체는 꼭지가 뒤를 향하고 대략 90도의 면각(面角)을 가지고 이웃하는 측면들의 각 내면으로 상기 반사면들을 형성하는 투과성 재질의 사각뿔체인 것을 특징으로 하는 재귀반사체.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 재귀반사체는, 전면에 평활한 입사면이 형성되고, 배면 상에는 꼭지가 뒤를 향하면서 대략 90도의 면각(面角)을 가지고 이웃하는 각 측면의 내면으로 상기 반사면들을 형성하는 복수 개의 사각뿔형 반사부들이 돌출 성형된 투과성 재질의 판상체(板狀體)인 것을 특징으로 하는 재귀반사체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 재귀반사체는, 전면에 이웃한 측면간의 면각이 대략 90도인 사각뿔의 형상으로 함몰된 함몰부가 형성되어 상기 함몰부의 내면들로 상기 반사면을 형성하는 재귀반사판인 것을 특징으로 하는 재귀반사체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각 반사면 상에 형성되어 그 반사면에 입사되는 빛을 전반사하는 반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 재귀반사체.