(57)【要約】【課題】再帰反射効率が高く、遠方からの光に対しても視認でき再帰反射光が形成可能な再帰反射素子及び再帰反射装置並びにそれを用いた再帰反射体を提供する。【解決手段】放物面鏡１５と放物面鏡１５に対向して配置された平面鏡１７を有し、放物面鏡１５の光軸が交わる底部中央には光孔１３が形成され、平面鏡１７は放物面鏡１５の１／２焦点位置の光軸に直交する平面上に配置された再帰反射素子１８を各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置１１であって、同一形状の各平面鏡１７は連続した一枚の平面鏡パネル１７ａを形成し、同一形状の各放物面鏡１５は連続した一枚の放物面鏡パネル１６を形成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放物面鏡と該放物面鏡に対向して配置された平面鏡を有する再帰反射素子であって、
前記放物面鏡の光軸が交わる底部中央には光孔が形成され、前記平面鏡は前記放物面鏡の１／２焦点位置の前記光軸に直交する平面上に配置されていることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項２】
請求項１記載の再帰反射素子において、前記放物面鏡の外側に、該放物面鏡と光軸を合わせて光学レンズが配置され、しかも、該光学レンズの焦点位置が前記光孔の中心位置にあることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項３】
請求項１及び２のいずれか１項に記載の再帰反射素子において、前記光孔の有効径は、前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲にあることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項４】
放物面鏡と該放物面鏡に対向して配置された平面鏡を有する再帰反射素子であって、
前記平面鏡は前記放物面鏡の光軸上で焦点距離位置に直交する平面上にあって、かつ前記平面鏡が前記光軸と交差する位置には光孔が形成されていることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項５】
請求項４記載の再帰反射素子において、前記平面鏡の外側に、前記放物面鏡と光軸を合わせて光学レンズが配置され、しかも、該光学レンズの焦点位置が前記光孔の中心位置にあることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項６】
請求項４及び５のいずれか１項に記載の再帰反射素子において、前記光孔の有効径は、前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲にあることを特徴とする再帰反射素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の再帰反射素子において、前記光孔から入った光が再び該光孔から出るまでの光路上に、偏光材、帯域フィルタ、及び特定波長の光を吸収する着色材のいずれか１からなる光制御手段を配置したことを特徴とする再帰反射素子。
【請求項８】
請求項１記載の再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成していることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項９】
請求項２の再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各光学レンズは連続した一枚のパネルを形成していることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項１０】
請求項８及び９のいずれか１項に記載の再帰反射装置において、前記光孔の有効径は前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲にあることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項１１】
請求項４記載の再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成していることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項１２】
請求項５記載の再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各光学レンズは連続した一枚のパネルを形成していることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項１３】
請求項１１及び１２のいずれか１項に記載の再帰反射装置において、前記光孔の有効径は前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲にあることを特徴とする再帰反射装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の再帰反射装置を平板状物体の表面に配置したことを特徴とする再帰反射体。
【請求項１５】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の再帰反射素子を曲面上に、該曲面の法線に光軸を合わせて配置したことを特徴とする再帰反射体。
【請求項１６】
請求項８〜１３のいずれか１項に記載の再帰反射装置を支持部材を介して三次元的に配置し、該再帰反射装置の光軸は種々の方向に向いていることを特徴とする再帰反射体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再帰反射素子及び再帰反射装置並びにそれを用いた再帰反射体に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から透明ビーズに入射した光が、透明ビーズの内面で反射したり、透明ビーズの内部を通過する際に屈折したり、透明ビーズを通過した光が反射材で反射したあと再び透明ビーズに入射したりするなどの複雑な経路を経て、最初に入射した方向に戻っていくという反射特性を有する透明ビーズを再帰反射素子として用いた再帰反射体が道路標識板等に利用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２６７４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、再帰反射体に垂直に入射する光に対しては再帰反射効率が高くなるが、再帰反射体に斜めに入射する光に対しては再帰反射効率が低下するという問題がある。一方、遠方から入射する光は、近似的に再帰反射体に垂直に入射する光と見なすため再帰反射効率は高くなるが、入射する光が弱いため（光量が少ないため）再帰反射光を確実に視認することができないという問題がある。このため、一定の再帰反射効率を得るには、再帰反射体に入射する光の方向や光量に制約が生じている。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、任意の方向から入射する光に対して再帰反射効率が高く、遠方からの光に対しても視認でき再帰反射光が形成可能な再帰反射素子及び再帰反射装置並びにそれを用いた再帰反射体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係る再帰反射素子は、放物面鏡と該放物面鏡に対向して配置された平面鏡を有する再帰反射素子であって、
前記放物面鏡の光軸が交わる底部中央には光孔が形成され、前記平面鏡は前記放物面鏡の１／２焦点位置の前記光軸に直交する平面上に配置されている。
前記目的に沿う第２の発明に係る再帰反射素子は、第１の発明に係る再帰反射素子において、前記放物面鏡の外側に、該放物面鏡と光軸を合わせて光学レンズが配置され、しかも、該光学レンズの焦点位置を前記光孔の中心位置としている。
また、第１、第２の発明に係る再帰反射素子において、前記光孔の有効径は、前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲であることが好ましい。
【０００７】
前記目的に沿う第３の発明に係る再帰反射素子は、放物面鏡と該放物面鏡に対向して配置された平面鏡を有する再帰反射素子であって、
前記平面鏡は前記放物面鏡の光軸上で焦点距離位置に直交する平面上にあって、かつ前記平面鏡が前記光軸と交差する位置には光孔が形成されている。
前記目的に沿う第４の発明に係る再帰反射素子は、第３の発明に係る再帰反射素子において、前記平面鏡の外側に、前記放物面鏡と光軸を合わせて光学レンズが配置され、しかも、該光学レンズの焦点位置を前記光孔の中心位置としている。
また、第３、第４の発明に係る再帰反射素子において、前記光孔の有効径は、前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲であることが好ましい。
ここで、光学レンズとは、球面凸レンズ、非球面凸レンズ、球面凸レンズを組合わせた組合せレンズ、非球面凸レンズを組合わせた組合せレンズ、球面凸レンズに球面凹レンズ、非球面凸レンズ、及び非球面凹レンズのいずれか１以上を組み合わせた組合せレンズを指す。なお、球面凸レンズ、非球面凸レンズは、片面が平面となった平凸レンズを含む。
【０００８】
第１〜第４の発明に係る再帰反射素子において、前記光孔から入った光が再び該光孔から出るまでの光路上に、偏光材、帯域フィルタ、及び特定波長の光を吸収する着色材のいずれか１からなる光制御手段を配置することができる。
【０００９】
前記目的に沿う第５の発明に係る再帰反射装置は、第１の発明に係る再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成している。
前記目的に沿う第６の発明に係る再帰反射装置は、第２の発明に係る再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各光学レンズは連続した一枚のパネルを形成している。
また、第５、第６の発明に係る再帰反射装置において、前記光孔の有効径は前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲であることが好ましい。
【００１０】
前記目的に沿う第７の発明に係る再帰反射装置は、第３の発明に係る再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成している。
前記目的に沿う第８の発明に係る再帰反射装置は、第４の発明に係る再帰反射素子が各光軸を平行にして並べて配置された再帰反射装置であって、
同一形状の前記各平面鏡は連続した一枚の平面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各放物面鏡は連続した一枚の放物面鏡パネルを形成し、同一形状の前記各光学レンズは連続した一枚のパネルを形成している。
また、第７、第８の発明に係る再帰反射装置において、前記光孔の有効径は前記放物面鏡の外径の１／５０以上で１／５以下の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
前記目的に沿う第９の発明に係る再帰反射体は、第５〜第８の発明に係る再帰反射装置を平板状物体の表面に配置している。
前記目的に沿う第１０の発明に係る再帰反射体は、第１〜第４の発明に係る再帰反射素子を曲面上に、該曲面の法線に光軸を合わせて配置している。
前記目的に沿う第１１の発明に係る再帰反射体は、第５〜第８の発明に係る再帰反射装置を支持部材を介して三次元的に配置し、該再帰反射装置の光軸は種々の方向に向いている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及びこれに従属する請求項２、３、７記載の再帰反射素子、請求項８〜１０記載の再帰反射装置においては、平面鏡の外側に、光孔の中心位置が焦点位置となり放物面鏡の焦点位置が底部中心位置となる鏡面対称放物面鏡が形成されることになる。このため、光孔の中心位置（鏡面対称放物面鏡の焦点位置）を通過した光は、平面鏡と放物面鏡の間で反射を繰り返して鏡面対称放物面鏡の底部中心位置（放物面鏡の焦点位置）に収束するように平面鏡に入射することになり、平面鏡で反射した光は再び光孔の中心位置に収束し、光孔から入射角度と同一の角度で出射する。
【００１３】
請求項４及びこれに従属する請求項５〜７記載の再帰反射素子、請求項１１〜１３記載の再帰反射装置においては、光孔の中心位置（放物面鏡の焦点位置）を通過した光は放物面鏡で反射されて放物面鏡の光軸に平行な（平面鏡に対して垂直な）光となって平面鏡に入射するので、光は平面鏡では平面鏡に対して垂直方向に反射されて再び放物面鏡に入射し放物面鏡の焦点位置（光孔の中心位置）に向けて反射される。このため、放物面鏡で反射された光は平面鏡に設けられた光孔から入射角度と同一の角度で出射することができる。
【００１４】
特に、請求項２、５記載の再帰反射素子、請求項９、１２記載の再帰反射装置においては、光学レンズで照射光を集光するので、明るい再帰反射光が得られる。
請求項３、６記載の再帰反射素子、請求項１０、１３記載の再帰反射装置においては、種々の入射角度で光孔に入射する光を再帰反射素子内に導入することができると共に再帰反射素子から出る光の放出角度を制限することができ、明るく、精度の高い再帰反射光を得ることができる。
請求項７記載の再帰反射素子においては、偏光した再帰反射光又は特定波長域の再帰反射光が得られる。
【００１５】
請求項１４記載の再帰反射体においては、再帰反射素子が配列された平板状物体に光を照射した際に再帰反射光を得ることができる。
請求項１５記載の再帰反射体においては、再帰反射素子が配列された曲面に光を照射した際に再帰反射光を得ることができる。
請求項１６記載の再帰反射体においては、再帰反射素子が配列された空間内に光を放出した際に、空間内の予期しない方向からの再帰反射光を受けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係り再帰反射素子が配列された再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図、（Ｂ）、（Ｃ）は変形例に係る再帰反射素子の正面図、再帰反射装置の拡大正面図、図２は同再帰反射体内に形成される再帰反射素子の側面図、図３は本発明の第２の実施の形態に係り再帰反射素子が配列された再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図、図４は同再帰反射体内に形成される再帰反射素子の側面図、図５は本発明の第３の実施の形態に係り再帰反射素子が配列された再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図、図６は同再帰反射体内に形成される再帰反射素子の側面図、図７は本発明の第４の実施の形態に係り再帰反射素子が配列された再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図、図８は同再帰反射体内に形成される再帰反射素子の側面図、図９は変形例に係る再帰反射体の説明図、図１０は別の変形例に係る再帰反射素子の説明図である。
【００１７】
図１（Ａ）に示すように、本発明の第１の実施の形態に係る再帰反射装置１１を用いた再帰反射体１０は、再帰反射装置１１が、平板状物体の一例である道路標識板１２の表面に密接配置されて形成されている。以下、詳細に説明する。
【００１８】
再帰反射装置１１は、光軸Ｌと交わる底部中心に設けられた光孔１３の中心から光軸Ｌ上で焦点距離の１／２の距離の位置で光軸Ｌに直交する平面上に開口縁１４が存在する正面視して円形の放物面鏡１５が連続して並んで（例えば、光軸Ｌの方向を揃えて、隣り合う放物面鏡１５の開口縁１４が密接するように並んで）形成された一枚の放物面鏡パネル１６に、平面鏡１７が連続して並んで形成された一枚の平面鏡パネル１７ａを対向させて密接配置して形成されている。なお、放物面鏡１５の開口縁１４の直径は１〜１０ｍｍである。また、放物面鏡パネル１６と平面鏡パネル１７ａは同一外形状で、正面視して、例えば、一辺の長さが１〜５０ｃｍの正方形、長方形、又は正三角形となっている。
【００１９】
従って、再帰反射装置１１は、図２に示すように、底部中央に光孔１３が形成された放物面鏡１５と、放物面鏡１５に対向する平面鏡１７とを有し、平面鏡１７は、放物面鏡１５の１／２焦点位置の光軸に直交する平面上に配置された再帰反射素子１８が、多数その光軸を平行にして並べて配置されることにより形成されている。ここで、光孔１３の直径ｄの下限値は、開口縁１４の直径Ｄの１／５０、好ましくは１／２０である。これによって、光孔１３の中心を通過する種々の入射角度の光を再帰反射素子１８内に導入させることができる。一方、光孔１３の直径ｄの上限値は、開口縁１４の直径Ｄの１／５、好ましくは１／６、より好ましくは１／７、更に好ましくは１／８である。これによって、再帰反射素子１８から出射する光の放出角度を制限することができ、再帰反射光の精度を高めることができる。
【００２０】
そして、再帰反射装置１１において、再帰反射素子１８は、図１（Ａ）に示すように隙間なく均一に並べる必要があり、例えば、再帰反射素子１８は、光孔１３の中心が、１辺の長さが開口縁１４の直径Ｄに等しい正三角形の各頂点位置に配置されるように並べる（正三角形頂点配置）。また、光孔１３の中心が、１辺の長さが直径Ｄに等しい正方形の各頂点位置に配置されるように並べることもできる（正方形頂点配置）。なお、正三角形頂点配置と正方形頂点配置を比較した場合、正三角形頂点配置の方が充填率が高くなるので、正三角形頂点配置を採用すると、道路標識板１２の単位面積当たりの再帰反射光強度が高くなる再帰反射装置１１が得られる。
なお、図１（Ｂ）に示すように、再帰反射素子１８ａを正面視して外形寸法Ｅの正六角形状とし、図１（Ｃ）に示すように、再帰反射素子１８ａをその光孔１３ａの中心が、１辺の長さＦが（１／２）・３１／２・Ｅに等しい正三角形の各頂点位置に配置されるように並べる（ハニカム構造とする）こともできる。
【００２１】
続いて、本発明の第１の実施の形態に係る再帰反射装置１１を用いた再帰反射体１０の作用について説明する。
再帰反射体１０では、図２に示すように、再帰反射装置１１を形成している再帰反射素子１８において、放物面鏡１５と平面鏡１７が対向配置しているため、平面鏡１７の裏面側（外側）に、光孔１３の中心位置が焦点位置となり放物面鏡１５の焦点位置が底部中心位置となる鏡面対称放物面鏡１９が形成される。このため、光孔１３の中心位置（鏡面対称放物面鏡１９の焦点位置）を通過した光は、平面鏡１７と放物面鏡１５の間で反射を繰り返して、鏡面対称放物面鏡１９の底部中心位置（放物面鏡の焦点位置）に収束するように平面鏡１７に入射することになり、平面鏡１７で反射した光は再び光孔１３の中心位置に収束し、光孔１３から入射角度と同一の角度で出射する。従って、再帰反射体１０に光が照射されると、再帰反射素子１８の光孔１３の中心位置を通過した光は光孔１３に戻ってくるので、再帰反射体１０では確実に再帰反射光が得られる。
【００２２】
図３に示すように、本発明の第２の実施の形態に係る再帰反射装置２１を用いた再帰反射体２０は、再帰反射装置２１が、平板状物体の一例である道路標識板２２の表面に密接配置されて形成されている。以下、詳細に説明する。
【００２３】
再帰反射装置２１は、光軸Ｍと交わる底部中心に設けられた光孔２３の中心から光軸Ｍ上で焦点距離の１／２の距離の位置で光軸Ｍに直交する平面上に開口縁２４が存在する正面視して円形の放物面鏡２５が連続して並んで（例えば、光軸Ｍの方向を揃えて、隣り合う放物面鏡２５の開口縁２４が密接するように並んで）形成された一枚の放物面鏡パネル２６に、平面鏡２７が連続して並んで形成された一枚の平面鏡パネル２７ａを対向させて密接配置して、更に、放物面鏡パネル２６の各放物面鏡２５の光軸Ｍの間隔と同一の間隔でその光軸が平行に並ぶように光学レンズの一例である球面凸レンズ（以下、単に凸レンズという）２８を連続配置したパネル２９を、各放物面鏡２５の光軸Ｍと各凸レンズ２８の光軸を合わせて放物面鏡パネル２６の外側に配置して形成されている。なお、放物面鏡パネル２６においては、光孔２３の外側には縮径側が光孔２３に連通し、拡径側が外側に開口した円錐台状の空間部３０が形成され、凸レンズ２８の片側は空間部３０内に突出している。また、放物面鏡パネル２６、平面鏡パネル２７ａ、パネル２９は同一外形状で、正面視して、例えば、一辺の長さが１〜５０ｃｍの正方形、長方形、又は正三角形となっている。
【００２４】
再帰反射装置２１は、図４に示すように、底部中央に光孔２３が形成された放物面鏡２５と、放物面鏡２５に対向する平面鏡２７と、放物面鏡２５と光軸を合わせて配置された凸レンズ２８とを有し、平面鏡２７は放物面鏡２５の１／２焦点位置の光軸Ｍに直交する平面上に配置され、凸レンズ２８の焦点位置が光孔２３の中心位置にある再帰反射素子３１が、多数その光軸Ｍを平行にして並べて配置されることにより形成されている。ここで、光孔２３の直径ｇの下限値は、開口縁２４の直径Ｇの１／５０、好ましくは１／２０である。これによって、凸レンズ２８の光軸に対して斜方向から凸レンズ２８に入射し焦点（光孔２３の中心）を通過しない光も再帰反射素子３１内に導入させることができる。一方、光孔２３の直径ｇの上限値は、開口縁２４の直径Ｇの１／５、好ましくは１／６、より好ましくは１／７、更に好ましくは１／８である。これによって、再帰反射素子３１から出射する光の放出角度を制限することができ、再帰反射光の精度を高めることができる。
【００２５】
また、再帰反射装置２１において、再帰反射素子３１は、隙間なく均一に並べる必要があり、例えば、再帰反射素子３１は、光孔２３の中心が、１辺の長さが開口縁２４の直径Ｇに等しい正三角形の各頂点位置に存在する正三角形頂点配置とする。また、光孔２３の中心が、１辺の長さが直径Ｇに等しい正方形の各頂点位置に存在する正方形頂点配置とすることもできる。なお、道路標識板２２の単位面積当たりの再帰反射光強度を高くした再帰反射装置２１を得るには、正三角形頂点配置を採用する。
なお、再帰反射素子を正面視して正六角形状とし、この再帰反射素子を隙間なく並べてハニカム構造とすることもできる。
【００２６】
続いて、本発明の第２の実施の形態に係る再帰反射装置２１を用いた再帰反射体２０の作用について説明する。
再帰反射体２０では、図４に示すように、再帰反射装置２１を形成している再帰反射素子３１に凸レンズ２８が設けられているため、再帰反射体２０に照射される光の中で、凸レンズ２８の口径内に含まれ、かつ凸レンズ２８の光軸に平行な光はすべて光孔２３の中心位置に収束するので、再帰反射体２０に照射される広範囲の光を再帰反射素子３１内に入れることができる。そして、再帰反射素子３１では放物面鏡２５と平面鏡２７が対向配置されているため、平面鏡２７の裏面側（外側）に、光孔２３の中心位置が焦点位置となり放物面鏡２５の焦点位置が底部中心位置となる鏡面対称放物面鏡３２が形成される。このため、凸レンズ２８の光軸に平行な光は光孔２３の中心位置（鏡面対称放物面鏡３２の焦点位置）に収束し、光孔２３の中心位置を通過した光は、平面鏡２７と放物面鏡２５の間で反射を繰り返して、鏡面対称放物面鏡３２の底部中心位置（放物面鏡２５の焦点位置）に収束するように平面鏡２７に入射することになり、平面鏡２７で反射した光は再び光孔２３の中心位置に収束して凸レンズ２８に入射するので、凸レンズ２８を通過した光は凸レンズ２８の光軸に平行な光となり、光孔２３から入射角度と同一の角度で出射されることになる。従って、自動車のヘッドライトのような平行光線が再帰反射体２０に垂直に入射すると、再帰反射素子３１の光孔２３の中心位置を通過した光は光孔２３に戻ってくるので、再帰反射体２０では確実に再帰反射光が得られる。
【００２７】
図５に示すように、本発明の第３の実施の形態に係る再帰反射装置３４を用いた再帰反射体３３は、再帰反射装置３４が、平板状物体の一例である道路標識板３５の表面に密接配置されて形成されている。以下、詳細に説明する。
【００２８】
再帰反射装置３４は、光軸Ｎと交わる底部中心から光軸Ｎ上で焦点距離の位置で光軸Ｎに直交する平面上に開口縁３６が存在する正面視して円形の放物面鏡３７が連続して並んで（例えば、光軸Ｎの方向を揃えて、隣り合う放物面鏡３７の開口縁３６が密接するように並んで）形成された一枚の放物面鏡パネル３８と、中央に光孔３９が設けられた平面鏡４０が連続して並んで形成された一枚の平面鏡パネル４０ａを、各放物面鏡３７の光軸Ｎと各光孔３９の中心を通過し各平面鏡４０に直交する光軸が一致するように対向して密接配置されることにより形成される。ここで、放物面鏡パネル３８及び平面鏡パネル４０ａは同一外形状で、正面視して、例えば、一辺の長さが１〜５０ｃｍの正方形、長方形、又は正三角形となっている。
【００２９】
再帰反射装置３４は、図６に示すように、放物面鏡３７と放物面鏡３７に対向して配置された平面鏡４０とを有し、平面鏡４０は放物面鏡３７の光軸Ｎ上で焦点距離位置に直交する平面上にあって、かつ平面鏡４０が光軸Ｎと交差する位置には光孔３９が形成されている再帰反射素子４１が、多数その光軸Ｎを平行にして並べて配置されることにより形成されている。ここで、光孔３９の直径ｈの下限値は、開口縁３６の直径Ｈの１／５０、好ましくは１／２０である。これによって、光孔３９の中心を通過する種々の入射角度の光を再帰反射素子４１内に導入させることができる。一方、光孔３９の直径ｈの上限値は、開口縁３６の直径Ｈの１／５、好ましくは１／６、より好ましくは１／７、更に好ましくは１／８である。これによって、再帰反射素子４１から出射する光の放出角度を制限することができ、再帰反射光の精度を高めることができる。
【００３０】
また、再帰反射装置３４において、再帰反射素子４１は、隙間なく均一に並べる必要があり、例えば、再帰反射素子４１は、放物面鏡３７の底部中心が、１辺の長さが開口縁３６の直径Ｈに等しい正三角形の各頂点位置に存在する正三角形頂点配置とする。また、放物面鏡３７の底部中心が、１辺の長さが直径Ｈに等しい正方形の各頂点位置に存在する正方形頂点配置とすることもできる。なお、道路標識板３５の単位面積当たりの再帰反射光強度を高くした再帰反射装置３４を得るには、正三角形頂点配置を採用する。
なお、再帰反射素子を正面視して正六角形状とし、この再帰反射素子を隙間なく並べてハニカム構造とすることもできる。
【００３１】
続いて、本発明の第３の実施の形態に係る再帰反射装置３４を用いた再帰反射体３３の作用について説明する。
図５、図６に示すように、再帰反射体３３において、再帰反射装置３４を形成している再帰反射素子４１は、平面鏡４０に形成された光孔３９の中心位置（放物面鏡３７の焦点位置）を通過した光は放物面鏡３７で反射されて放物面鏡３７の光軸Ｎに平行な（平面鏡４０に対して垂直な）光となって平面鏡４０に入射するので、光は平面鏡４０に対して垂直方向に反射されて再び放物面鏡３７に入射し、放物面鏡３７の焦点位置（光孔３９の中心位置）に向けて反射される。このため、放物面鏡３７で反射された光は光孔３９の中心位置に収束し、光孔３９から入射角度と同一の角度で出射する。従って、再帰反射体３３に光が照射されると、再帰反射素子４１の光孔３９の中心位置を通過した光は光孔３９に戻ってくるので、再帰反射体３３では確実に再帰反射光が得られる。
【００３２】
図７に示すように、本発明の第４の実施の形態に係る再帰反射装置４３を用いた再帰反射体４２は、再帰反射装置４３が、平板状物体の一例である道路標識板４４の表面に密接配置されて形成されている。以下、詳細に説明する。
【００３３】
再帰反射装置４３は、光軸Ｐと交わる底部中心から光軸Ｐ上で焦点距離の位置で光軸Ｐに直交する平面上に開口縁４５が存在する正面視して円形の放物面鏡４６が連続して並んで（例えば、光軸Ｐの方向を揃えて、隣り合う放物面鏡４６の開口縁４５が密接するように並んで）形成された一枚の放物面鏡パネル４７と、中央に光孔４８が設けられた平面鏡４９が連続して並んで形成された一枚の平面鏡パネル４９ａを、各放物面鏡４６の光軸Ｐと各光孔４８の中心を通過して各平面鏡４９に直交する光軸が一致するように対向して密接配置し、更に、平面鏡パネル４９ａの光孔４８の中心を通過して各平面鏡４９に直交する光軸の間隔と同一の間隔でその光軸が平行に並ぶように光学レンズの一例であり球面レンズの片側が平面となった平凸レンズ５０を連続配置したパネル５１を、各放物面鏡４６の光軸Ｐと各平凸レンズ５０の光軸を合わせて平面鏡パネル４９ａの外側に配置して形成されている。なお、平面鏡パネル４９ａにおいては、光孔４８の外側には縮径側が光孔４８に連通し、拡径側が外側に開口した円錐台状の空間部５２が平面鏡パネル４９ａに非透光性のバリヤー部５２ａを設けることにより形成され、平凸レンズ５０の凸側は空間部５２内に突出している。また、放物面鏡パネル４７、平面鏡パネル４９ａ、パネル５１は同一外形状で、正面視して、例えば、一辺の長さが１〜５０ｃｍの正方形、長方形、又は正三角形となっている。
【００３４】
再帰反射装置４３は、図８に示すように、放物面鏡４６と、放物面鏡４６に対向して配置された平面鏡４９と、光孔４８の外側に放物面鏡４６と光軸を合わせて配置された平凸レンズ５０とを有し、平面鏡４９は放物面鏡４６の光軸Ｐ上で焦点距離位置に直交する平面上にあって、かつ平面鏡４９が光軸Ｐと交差する位置には光孔４８が形成され、平凸レンズ５０の焦点位置は光孔４８の中心位置とした再帰反射素子５３が、多数その光軸Ｐを平行にして並べて配置されることにより形成されている。ここで、光孔４８の直径ｋの下限値は、開口縁４５の直径Ｋの１／５０、好ましくは１／２０である。これによって、光孔４８の中心を通過する種々の入射角度の光を再帰反射素子５３内に導入させることができる。一方、光孔４８の直径ｋの上限値は、開口縁４５の直径Ｋの１／５、好ましくは１／６、より好ましくは１／７、更に好ましくは１／８である。これによって、再帰反射素子５３から出射する光の放出角度を制限することができ、再帰反射光の精度を高めることができる。
【００３５】
続いて、本発明の第４の実施の形態に係る再帰反射装置４３を用いた再帰反射体４２の作用について説明する。
再帰反射体４２では、再帰反射装置４３を形成している再帰反射素子５３に平凸レンズ５０が設けられているため、再帰反射体４２に照射される光の中で、平凸レンズ５０の口径内に含まれ、かつ平凸レンズ５０の光軸に平行な光はすべて光孔４８の中心位置（放物面鏡４６の焦点位置）に収束するので、再帰反射体４２に照射される広範囲の光を再帰反射素子５３内に入れることができる。そして、再帰反射素子５３では、平面鏡４９に形成された光孔４８の中心位置を通過した光は放物面鏡４６で反射されて放物面鏡４６の光軸Ｐに平行な（平面鏡４９に対して垂直な）光となって平面鏡４９に入射するので、光は平面鏡４９に対して垂直方向に反射されて再び放物面鏡４６に入射し、放物面鏡４６の焦点位置（光孔４８の中心位置）に向けて反射される。このため、放物面鏡４６で反射された光は光孔４８の中心位置に収束し、光孔４８から入射角度と同一の角度で出射する。従って、自動車のヘッドライトのような平行光線が再帰反射体４２に垂直に入射すると、再帰反射素子５３の光孔４８の中心位置を通過した光は光孔４８に戻ってくるので、再帰反射体４２では確実に再帰反射光が得られる。なお、平凸レンズ５０の代りに、球面凸レンズを使用することもできる。
【００３６】
ここで、図７に示すバリヤー部５２ａは、必ずしも形成しなくてよい。図９に示すように、バリヤー部５２ａが存在しない再帰反射装置５４では、例えば、一つの再帰反射素子５５内に入光できる光は、再帰反射素子５５の平凸レンズ５０を介して再帰反射素子５５の光孔４８を通過する光と、再帰反射素子５５に対して最も近接した位置に配置された再帰反射素子５６の平凸レンズ５０を通過して再帰反射素子５５の光孔４８の中心を通過する光と、再帰反射素子５５に対して２番目に近接した位置に配置された再帰反射素子５７の平凸レンズ５０を通過して再帰反射素子５５の光孔４８の中心を通過する光になる。そして、再帰反射素子５５の光孔４８の中心を通過した光は、再帰反射素子５５の放物面鏡４６で反射して光孔４８の中心を通過し、それぞれ再帰反射素子５５の平凸レンズ５０、再帰反射素子５６の平凸レンズ５０、再帰反射素子５７の平凸レンズ５０に到達するので、各平凸レンズ５０に到達した光は、各平凸レンズ５０に入射した経路と同一の経路を逆進する再帰反射光となる。従って、再帰反射装置５４では、広範囲の光に対して再帰反射光が得られる。
【００３７】
また、図１０に示すように、放物面鏡４６の外側に配置する平凸レンズ５８の直径を放物面鏡４６の直径より小さく、例えば、放物面鏡４６の直径の１／５〜３／４とした再帰反射素子５９を構成することもできる。平凸レンズ５８の直径を小さくすることで、側面視して、平面鏡４９の光孔４８の中心と平凸レンズ５８の縁部を結んだ線分が光軸Ｐと交わる際の角度をφとした場合、光軸Ｐとのなす角度がφを超える角度で入射する光は光孔４８に対向する平凸レンズ５８を通過せずに光孔４８の中心を通って放物面鏡４６に入射することができ、放物面鏡４６で反射して光孔４８の中心を通り、平凸レンズ５８を通過せずに放出される。従って、再帰反射素子５９を用いた再帰反射装置に対して、近い位置から照射した光は平凸レンズ５８を通過せずに直接光孔４８に到達して放物面鏡４６に入射することができ、平凸レンズ５８を通過しないで直接放出することができる。一方、再帰反射素子５９を用いた再帰反射装置に対して、遠い位置から照射した光は平凸レンズ５８を通過して光孔４８に到達して放物面鏡４６に入射し、反射して光孔４８から出た光は平凸レンズ５８を通過して放出される。その結果、再帰反射素子５９を使用した再帰反射装置では、遠方からの入射光、近距離からの入射光に対しても再帰反射光を形成できる。
【００３８】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
例えば、再帰反射素子を、曲面を有する物体、例えば、道路のガードレール側部の曲面に曲面の法線に光軸を合わせて配置して再帰反射体を形成することができる。
再帰反射装置を、空間内、例えばトンネル内に、放物面鏡の光軸をトンネル内の道路の中央部側に向けて分散配置することもできる。再帰反射装置を支持部材を介して三次元的に、しかも、再帰反射装置の光軸を種々の方向に向けて配置することもできる。これによって、空間内に光を放出した際に、空間内の予期しない方向からの再帰反射光を受けることができ、演出効果を高めることができる。また、再帰反射素子において、光孔から入射した光が再び光孔から出射するまでの光路上に、偏光材、帯域フィルタ、及び特定波長の光を吸収する着色材のいずれか１からなる光制御手段を設置することができる。これによって、再帰反射体で偏光状態となった反射光又は波長選択された反射光を発生させることができる。
第１、第３の実施の形態で、屈折率及び光吸収率の低い透明材（例えばアクリル樹脂）を、放物面鏡と平面鏡で囲まれた空間内に充填してもよい。これによって光孔及び空間内に異物が進入するのを防止できる。
また、放物面と放物面の１／２焦点位置で放物面の中心軸に直交する平面とで囲まれる外形状を有する透明立体の外表面の鏡面処理により一側に平面鏡、他側に光軸が交わる底部中央に光孔が形成された放物面鏡をそれぞれ備えた再帰反射素子を形成し、この再帰反射素子の各光軸を平行にして並べることで、同一形状の各平面鏡が連続した一枚の平面鏡パネルを形成すると共に、同一形状の各放物面鏡が連続した一枚の放物面鏡パネルを形成することができる。更に、放物面と放物面の焦点位置で放物面の中心軸に直交する平面とで囲まれる外形状を有する透明立体の外表面の鏡面処理により一側に放物面鏡、他側に放物面鏡の光軸と交差する位置に光孔が形成された平面鏡をそれぞれ備えた再帰反射素子を形成し、この再帰反射素子の各光軸を平行にして並べることで、同一形状の各平面鏡が連続した一枚の平面鏡パネルを形成すると共に、同一形状の各放物面鏡が連続した一枚の放物面鏡パネルを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係り再帰反射素子が配列された再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図、（Ｂ）、（Ｃ）は変形例に係る再帰反射素子の正面図、再帰反射装置の拡大正面図である。
【図２】同再帰反射装置内に形成される再帰反射素子の側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図である。
【図４】同再帰反射装置内に形成される再帰反射素子の側面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図である。
【図６】同再帰反射装置内に形成される再帰反射素子の側面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る再帰反射装置を用いた再帰反射体の説明図である。
【図８】同再帰反射装置内に形成される再帰反射素子の側面図である。
【図９】変形例に係る再帰反射体の説明図である。
【図１０】別の変形例に係る再帰反射素子の説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０：再帰反射体、１１：再帰反射装置、１２：道路標識板、１３、１３ａ：光孔、１４：開口縁、１５：放物面鏡、１６：放物面鏡パネル、１７：平面鏡、１７ａ：平面鏡パネル、１８、１８ａ：再帰反射素子、１９：鏡面対称放物面鏡、２０：再帰反射体、２１：再帰反射装置、２２：道路標識板、２３：光孔、２４：開口縁、２５：放物面鏡、２６：放物面鏡パネル、２７：平面鏡、２７ａ：平面鏡パネル、２８：凸レンズ、２９：パネル、３０：空間部、３１：再帰反射素子、３２：鏡面対称放物面鏡、３３：再帰反射体、３４：再帰反射装置、３５：道路標識板、３６：開口縁、３７：放物面鏡、３８：放物面鏡パネル、３９：光孔、４０：平面鏡、４０ａ：平面鏡パネル、４１：再帰反射素子、４２：再帰反射体、４３：再帰反射装置、４４：道路標識板、４５：開口縁、４６：放物面鏡、４７：放物面鏡パネル、４８：光孔、４９：平面鏡、４９ａ：平面鏡パネル、５０：平凸レンズ、５１：パネル、５２：空間部、５２ａ：バリヤー部、５３：再帰反射素子、５４：再帰反射装置、５５、５６、５７：再帰反射素子、５８：平凸レンズ、５９：再帰反射素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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