JP2016057346A

JP2016057346A - 再帰性反射体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2016057346A
Application number: JP2014181285A
Authority: JP
Inventors: 誠大坪; Makoto Otsubo
Original assignee: Asukanet Co Ltd
Current assignee: Asukanet Co Ltd
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-04-21

Abstract

【課題】製造を比較的容易になし得る再帰性反射体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】直角に交わる第１、第２の光反射面１２、１３を有し、両端部には、第１、第２の光反射面１２、１３に直交する第３、第４の光反射面１４、１５を備え、断面が直角二等辺三角形状となった反射体セット１６を、透明材料又は不透明材料からなる母材１１の表面側に多数並べて配置し、母材１１の表面側から光の入射及び出射を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は入射光と反射光が略同一の経路を通過する再帰性反射体及びその製造方法に関する。

透明球体や３面コーナーキューブを用いた再帰性反射体は、入射光と反射光の方向が略一致するので、交通標識や画像投影装置（特許文献１参照）等に応用されている。そして、透明球体を用いる場合より、３面コーナーキューブを用いた再帰性反射体の方がより強い反射光を得ることが知られている。

特開２０１０−７２５０４号公報

しかしながら、３面コーナーキューブは立方体の角を切り出した形状をしているので、微小の３面コーナーキューブを軸心を平行にして多数均一に並べて再帰性反射体を形成することは難しいという問題があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、製造を比較的容易になし得る再帰性反射体及びその製造方法を提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係る再帰性反射体は、直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、両端部には、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備え、断面が直角二等辺三角形状となった反射体セットを、透明材料又は不透明材料からなる母材の表面側に多数並べて配置し、前記母材の表面側から光の入射及び出射を行う。

第１の発明に係る再帰性反射体において、前記反射体セットは短溝状となって、前記母材の表面側に、縦横にかつ格子状に規則的に並べて配置されていることが好ましい。
また、第１の発明に係る再帰性反射体において、前記母材は板状となっているのが好ましい。

そして、第１の発明に係る再帰性反射体において、前記反射体セットの長さＬは該反射体セットの高さＨの１〜３倍の範囲にあるのが好ましい。

第２の発明に係る再帰性反射体は、断面直角二等辺三角形の横溝の斜面に形成される第１、第２の光反射面と、横方向に隣り合う前記横溝の間に該横溝の高さを超えて形成される縦溝の垂直壁面に形成される第３、第４の光反射面を備えた反射体セットを透明板材からなる母材の裏面側に多数並べて配置し、前記透明板材の表面側から、光の入射及び出射を行う。
第２の発明に係る再帰性反射体において、前記横溝の長さＬ２は該横溝の高さＨ２の１〜３倍の範囲にあるのが好ましい。

第３の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、１）直交する第１、第２の傾斜面を有し、両端部には、前記第１、第２の傾斜面に直交する第１、第２の垂直面を有する、断面が直角二等辺三角形の突出部を、ローラ又は平型板からなる型材の表面に多数形成し、２）該型材を透明板材又は不透明板材からなる母材に押し当てて、前記突出部の形状を前記母材の表面に転写し、３）転写面に鏡面処理を行うことによって、前記母材の表面側に、直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、両端部には、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備え、断面が直角二等辺三角形状となった反射体セットを形成する。

第３の発明に係る再帰性反射体の製造方法において、前記母材の表面で、前記反射体セットが形成されている領域以外に形成された不要な鏡面は除去又は塗り潰し処理を行うのが好ましい。

第４の発明に係る再帰性反射体の製造方法は、１）直交する第１、第２の傾斜面を有し断面が直角二等辺三角形の突出部と、長手方向に隣り合う前記突出部の間に仕切りが設けられ、両側に平行壁を有し、前記突出部の高さより高い凸条とを、ローラ又は平型板からなる型材の表面に多数形成し、２）該型材を透明板材からなる母材に押し当てて、前記突出部及び前記凸条の形状を前記母材の裏面に転写し、３）転写面に鏡面処理を行うことによって、前記母材の裏面側に、直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、その両端部には、前記第１、第２の光反射面より上側になって、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備える反射体セットを形成する。
以上の発明において、表面と裏面を逆にしてもよい。

第１、第２の発明に係る再帰性反射体、及び第３、第４の発明に係る再帰性反射体の製造方法によって製造された再帰性反射体は、従来のように立方体の一部から構成されるキュービックコーナーを必要とせず、構造がシンプルな断面直角二等辺三角形の谷又は山によって形成される第１、第２の光反射面と、その両側に形成される第３、第４の光反射面を用いているので、製造が容易となり、安価に製造できる。

（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る再帰性反射体の正面図、（Ｂ）は同平面図、（Ｃ）は同図（Ａ）におけるＰ−Ｐ’断面図である。同再帰性反射体の動作説明図である。（Ａ）、（Ｂ）は同再帰性反射体の別の製造方法の説明図である。（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る再帰性反射体の底面図、（Ｂ）は同平面図、（Ｃ）は同側面図である。同再帰性反射体の動作説明図である。（Ａ）は同再帰性反射体の動作説明図、（Ｂ）は同再帰性反射体の主要断面図である。（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施の形態に係る再帰性反射体の製造方法の説明図である。再帰性反射体を用いた立体像表示装置の説明図である。

続いて、添付した図面を参照しながら、本発明を具体化した実施の形態について説明する。
図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る再帰性反射体１０は板状の母材１１の表面側に、第１〜第４の光反射面１２〜１５を有する短溝状の反射体セット１６を多数並べて配置させている。これらの反射体セット１６は図１（Ａ）に示すように、一端部が直角に交わる第１、第２の光反射面１２、１３によって形成される谷部１７と山部１８を横方向に直線状に並べ、更に表面に鏡面処理がされた溝端面１９、２０（第３、第４の光反射面１４、１５）は縦方向に直線状に並べて配置するのが製作上好ましい。即ち、反射体セット１６は母材１１の表面側に縦横にかつ格子状に規則的に並べて配置されている。しかしながら、反射体セット１６の規則配置は必須の要件ではなく、隣り合う反射体セット１６をずらしたり、方向を変えたり、場合によっては大きさを変える場合であっても本発明は適用される。

なお、この実施の形態においては、直線状に並んだ反射体セット１６は長さＳの仕切り（非溝部）２２を有している。また、母材１１の原料としては、透明材料の一例である透明プラスチック、ガラス、不透明材料の一例である不透明プラスチック（着色プラスチックを含む）等がある。

反射体セット１６は断面が直角二等辺三角形となって、両傾斜面１２ａ、１３ａに金属蒸着を行って第１、第２の光反射面１２、１３が形成され、反射体セット１６の両端部には、短溝状となった窪み１６ａの両溝端面１９、２０に金属蒸着を行って、第３、第４の光反射面１４、１５が形成されている。第１、第２の光反射面１２、１３と第３、第４の光反射面１４、１５は直交して、それぞれ第１、第２の光反射面１２、１３と第３の光反射面１４で、一つのキュービックコーナーを形成し、第１、第２の光反射面１２、１３と、第４の光反射面１５で別のキュービックコーナーを形成している。
なお、金属蒸着を行うことは、表面を鏡面処理して反射面を形成することであり、蒸着を行う金属としては、銀、アルミニウム、チタン、クロム等の白色系の金属を使用する。

図２に示すように、第１、第２の光反射面１２、１３のそれぞれの幅Ｗは、例えば０．１〜２ｍｍ程度（以下の実施の形態においても同じ）で、第１、第２の光反射面１２、１３（反射体セット１６）の長さＬは、反射体セット１６の高さである谷部１７から山部１８の高さＨの例えば１〜５倍（より好ましくは、１〜３倍）程度である。隣り合う反射体セット１６の仕切り２２の長さＳはできるだけ小さいのが好ましいが、薄くすると強度上問題があるので、例えば、反射体セット１６の長さＬの０．１〜０．３倍程度とするのが好ましい。板状の母材１１の厚みｔは、谷部１７を基準とした山部１８の高さＨより大きく（例えば、１．２〜２倍）となっている。

この再帰性反射体１０の動作について説明すると、第１、第２の光反射面１２、１３と第３の光反射面１４（又は第４の光反射面１５）でキュービックコーナーを形成しているので、図２に示すように、例えば、母材１１の表面側から第２の光反射面１３に入射した光線２３は入射点ａで反射し、第１、第３の光反射面１２、１４の入射点ｂ、ｃを介して、母材１１の表面側で光線２３と同一方向に反射する。この場合、第１、第２、第３の光反射面１２、１３、１４又は、第１、第２、第４の光反射面１２、１３、１５を通らない光は存在するが、散乱光となり、再帰性反射体１０の性能に大きな影響は与えない。

図１、図２で示す再帰性反射体１０においては、再帰性反射体１０の製造過程において、仕切り２２の表面にも金属蒸着が行われるので、そのままでは光反射面を形成し、不要な光線を発生させるもととなるので、金属蒸着が行われた仕切り２２の表面に、非反射塗料（例えば、黒色塗料）を塗布するのが好ましい。

また、図３に示すように、仕切り２２の上に突出部２２ａを設け、母材１１の表側面の金属蒸着を行った後、突出部２２ａを切除することによって、仕切り２２の上位置に形成された金属蒸着面（鏡面）を除去できる。
この場合、母材１１の原料として、不透明（例えば、黒、紺色）のプラスチックを用いると、仕切り２２の部分も不透明となる。母材１１に透明の材料を使用する場合であっても、光線が仕切り２２を貫通するので、例えば、この再帰性反射体１０を後述する立体像表示装置の一部に使用する場合であっても、特に支障は生じない。

続いて、図４（Ａ）〜（Ｃ）、図５、図６（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る再帰性反射体２５について説明する。
この再帰性反射体２５においては、透明な板状の母材２６を用い、裏面側に窪み２７と、長手方向に隣り合う窪み２７の間に設けられた仕切り２８ａの中央に設けられたスリット状の縦溝２８を形成する。窪み２７は、図５、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、断面直角二等辺三角形の三角溝（横溝）状となって、第１、第２の傾斜面２９、３０を有し、両側には第１、第２の傾斜面２９、３０に直交する溝端面３１、３２を有している。縦溝２８の両側に形成される垂直壁面３４、３５は傾斜面２９、３０の高さ（横溝の高さ）Ｈ２の２〜４倍の高さを有し、かつ傾斜面２９、３０と直交している。３６、３７は窪みの谷部と山部を示す。

母材２６に使用する透明な材料としては、例えば、ガラスや、ポリカーボネイト、イソシアネート等の熱可塑性樹脂がある（再帰性反射体１０においても同様）。
窪み２７と縦溝２８は母材２６の裏面側から金属蒸着されて、傾斜面２９、３０上に第１、第２の光反射面３９、４０を、第１、第２の光反射面３９、４０を中央にして向かい合う縦溝２８の垂直壁面３４、３５上に、第１、第２の光反射面３９、４０に直交する第３、第４の光反射面４１、４２を形成している。なお、第１〜第４の光反射面３９、４０、４１、４２によって反射体セット４３を形成している。反射体セット４３は母材２６の裏面側に多数並べて配置されるが、光の入射及び出射は母材２６の表面側から行っている。

なお、窪み２７（横溝）の長さＬ２は、傾斜面２９、３０の高さＨ２の１〜５倍（より好ましくは、１〜３倍）の長さを有し、傾斜面２９、３０のそれぞれの幅は例えば、０．１〜２ｍｍ程度となっている。隣り合う窪み２７の間隔、即ち仕切り２８ａの長さＳは、（０．１〜０．５）×Ｌ２となって、中央に設けられている縦溝２８の幅は、仕切り２８ａの長さＳの例えば、０．３〜０．７倍程度となっている。

従って、この再帰性反射体２５においては、図５に示すように、入射した光線４４は、第１の光反射面３９、第２の光反射面４０、及び第３の光反射面４１によって構成されるキュービックコーナー、又は第１の光反射面３９、第２の光反射面４０、及び第４の光反射面４２によって構成されるキュービックコーナーを通過して、光線４４と平行な光路に反射される。
この実施の形態においては、裏面側の窪み２７は使用されていないので、透明又は不透明の樹脂を充填して底部平面状とすることができる。

続いて、再帰性反射体１０の製造方法の一例について、図７（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明する。
図７（Ａ）に示すように、断面が直角二等辺三角形となった突出部４６を表面に所定ピッチで多数有する型ローラ４７と平ローラ４８（それぞれローラからなる型材の一例）を設け、この突出部４６を透明板材４７ａ（又は不透明板材）からなる母材に押し当てて突出部４６の形状を母材の表面に転写する。なお、この突出部４６は、一端部となる外側端部が直交する第１、第２の傾斜面４８、４９を有し、両端部には、第１、第２の傾斜面４８、４９に直交する第１、第２の垂直面５０、５１を有する。

図７（Ａ）に記載の再帰性反射体の製造方法においては、突出部４６の長手方向が、型ローラ４７の円周方向を向いているが、図７（Ｂ）においては、突出部５３の向きが型ローラ５４の軸心に平行に設けられている点が相違するのみで、他の要素は同一である。
この後、転写された窪み１６ａ、仕切り２２（即ち、転写面）に金属蒸着（鏡面処理）を行い、母材の表面側に反射体セット１６を形成して、図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す再帰性反射体１０を作る。なお、仕切り２２の表面に鏡面が形成されていると、この部分で光が反射し、この反射光は有効反射光ではないので、仕切り２２の表面に形成された不要な鏡面を除去又は塗り潰し処理を行う。

図７（Ａ）、（Ｂ）では、第１の実施の形態に係る再帰性反射体１０を製造する方法について説明したが、第２の実施の形態に係る再帰性反射体２５についても、第１、第２の光反射面３９，４０を最終的に形成する断面が直角二等辺三角形の突出部と、第３、第４の光反射面４１、４２を最終的に形成する凸条を表面に多数有する型ローラを用いて、透明材料からなる母材の裏面側に所定形状の窪み２７と縦溝２８を形成できる。そして、転写面に鏡面処理を行って、第１〜第４の光反射面３９〜４２を備える反射体セット４３を形成できる。
凸条は長手方向に隣り合う突出部の間に形成され、両側に平行壁を有し、突出部の高さより高くなっている。なお、透明の母材は透明度の高い熱可塑性プラスチックを使用するのが好ましいが、所定温度に加熱して軟化させたガラス板を使用することも可能である。

図８には、これらの再帰性反射体１０、２５を用いた立体像表示装置５５を示すが、水平に配置された再帰性反射体１０（又は２５）と垂直に配置されたハーフミラー５６を有する。光源Ｄから照射された光線５８、５９（一部を示す）はハーフミラー５６を通過して、再帰性反射体１０（又は２５）に投光され、ハーフミラー５６に返って正反射し、Ｄ’の位置に結像する。

本発明は前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲でその構成を変更することもできる。例えば、上記実施の形態においては、数字を限定して説明したが、数字は再帰性反射体の大きさ、一つの反射体セット（写真のドットに相当する）の数によって異なるので、実施の形態に記載の数字によって本発明が限定されるものではない。
前記実施の形態に係る再帰性反射体の製造方法においては、型材としてロールを用いたが、平型板を使用する場合や、金型を使用する場合も本発明は適用される。

１０：再帰性反射体、１１：母材、１２〜１５：第１〜第４の光反射面、１２ａ、１３ａ：傾斜面、１６：反射体セット、１６ａ：窪み、１７：谷部、１８：山部、１９、２０：溝端面、２２：仕切り、２２ａ：突出部、２３：光線、２５：再帰性反射体、２６：母材、２７：窪み、２８：縦溝、２８ａ：仕切り、２９、３０：傾斜面、３１、３２：溝端面、３４、３５：垂直壁面、３６：谷部、３７：山部、３９：第１の光反射面、４０：第２の光反射面、４１：第３の光反射面、４２：第４の光反射面、４３：反射体セット、４４：光線、４６：突出部、４７：型ローラ、４７ａ：透明板材、４８：平ローラ、４８：第１の傾斜面、４９：第２の傾斜面、５０：第１の垂直面、５２：第２の垂直面、５３：突出部、５４：型ローラ、５５：立体像表示装置、５６：ハーフミラー、５８、５９：光線

Claims

直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、両端部には、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備え、断面が直角二等辺三角形状となった反射体セットを、透明材料又は不透明材料からなる母材の表面側に多数並べて配置し、前記母材の表面側から光の入射及び出射を行うことを特徴とする再帰性反射体。
請求項１記載の再帰性反射体において、前記反射体セットは短溝状となって、前記母材の表面側に、縦横にかつ格子状に規則的に並べて配置されていることを特徴とする再帰性反射体。
請求項１又は２記載の再帰性反射体において、前記母材は板状となっていることを特徴とする再帰性反射体。
請求項１〜３のいずれか１記載の再帰性反射体において、前記反射体セットの長さＬは該反射体セットの高さＨの１〜３倍の範囲にあることを特徴とする再帰性反射体。
断面直角二等辺三角形の横溝の斜面に形成される第１、第２の光反射面と、横方向に隣り合う前記横溝の間に該横溝の高さを超えて形成される縦溝の垂直壁面に形成される第３、第４の光反射面を備えた反射体セットを透明板材からなる母材の裏面側に多数並べて配置し、前記透明板材の表面側から、光の入射及び出射を行うことを特徴とする再帰性反射体。
請求項５記載の再帰性反射体において、前記横溝の長さＬ２は該横溝の高さＨ２の１〜３倍の範囲にあることを特徴とする再帰性反射体。
１）直交する第１、第２の傾斜面を有し、両端部には、前記第１、第２の傾斜面に直交する第１、第２の垂直面を有する、断面が直角二等辺三角形の突出部を、ローラ又は平型板からなる型材の表面に多数形成し、２）該型材を透明板材又は不透明板材からなる母材に押し当てて、前記突出部の形状を前記母材の表面に転写し、３）転写面に鏡面処理を行うことによって、前記母材の表面側に、直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、両端部には、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備え、断面が直角二等辺三角形状となった反射体セットを形成することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。
請求項７記載の再帰性反射体の製造方法において、前記母材の表面で、前記反射体セットが形成されている領域以外に形成された不要な鏡面は除去又は塗り潰し処理を行うことを特徴とする再帰性反射体の製造方法。
１）直交する第１、第２の傾斜面を有し断面が直角二等辺三角形の突出部と、長手方向に隣り合う前記突出部の間に仕切りが設けられ、両側に平行壁を有し、前記突出部の高さより高い凸条とを、ローラ又は平型板からなる型材の表面に多数形成し、２）該型材を透明板材からなる母材に押し当てて、前記突出部及び前記凸条の形状を前記母材の裏面に転写し、３）転写面に鏡面処理を行うことによって、前記母材の裏面側に、直角に交わる第１、第２の光反射面を有し、その両端部には、前記第１、第２の光反射面より上側になって、前記第１、第２の光反射面に直交する第３、第４の光反射面を備える反射体セットを形成することを特徴とする再帰性反射体の製造方法。