專利名稱：辨識裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種辨識裝置，特別是一種在可見光、近紅外和熱紅外的波段內(nèi)具有光譜選擇反射性的光學辨識裝置。本發(fā)明還涉及一種用辨識裝置標記物體的方法。
本辨識裝置和方法特別地，但非排他性地可應(yīng)用于車輛或其它結(jié)構(gòu)以幫助對其辨識。利用單獨或組合的可見光、近紅外和熱紅外成像技術(shù)，本發(fā)明能夠進行明確的辨識。
作為本發(fā)明的背景技術(shù)，隨著熱紅外(IR)成像技術(shù)的成熟和擁有成本的下降，出現(xiàn)了在較大比例的空中監(jiān)視飛行器上，如警用直升機上，裝備可見光波段、夜視系統(tǒng)和熱紅外照相機的趨勢。這些照相機用于跟蹤地面車輛，以幫助追蹤車輛中和徒步的歹徒，還可以在發(fā)生狀況時引導和協(xié)調(diào)其它的應(yīng)急服務(wù)車輛。這些功能依賴于對警用和其它應(yīng)急服務(wù)車輛的明確辨識和跟蹤。在可見光波段，通過在車輛頂部采用暗色標記與高對比度(淺色)的背景可以實現(xiàn)該技術(shù)，在一些情況下，這種對比度可以通過使用回射型邊框(boarder)得以增強，所述回射型邊框可以被采用諸如Nightsun探照燈的跟蹤飛行器所照亮。
在一些情況下，車輛上使用了較暗和中度色調(diào)，在這種情況下，利用暗色(優(yōu)選黑色)背景上的白色辨識標記，有時是回射性的，可以保持所需的高可見對比度。圖像對比度依賴于標記材料反射率的適當差異以及在適當波長處和適當方向上的光照射。英國警方最常使用的辨識形式就是在車輛頂部顯示一些字母、數(shù)字和形狀，如方形、圓形和三角形等等。這些字母通常高300mm，并使用字體行寬大于50mm的運輸字母字體。
在低光照水平的情況下，“夜視鏡(NVG)”或其它“夜視”(NV)裝備用于幫助監(jiān)視車輛的行進。然而，利用這些方法不容易分辨出車輛頂部的辨識標記，因為用于書寫文字的材料與背景在NVG和NV裝備所利用的部分波譜內(nèi)具有相近似的反射率。NVG和NV裝備對從對象表面反射來的適當來源的能量很靈敏。這樣NV裝備就隨后放大或“強化”了反射信號，因而這類裝備有另一個慣用名“圖像增強器”。
當沒有環(huán)境照明，例如夜晚時，熱成像用于跟蹤車輛。這種技術(shù)利用了這樣的事實所有0K以上的物體都發(fā)出輻射、并且在地球上人類居住地區(qū)通常出現(xiàn)的溫度范圍內(nèi)(-20到+40℃)會發(fā)生這種輻射，其被稱為熱紅外線。在熱紅外線中，常規(guī)的可見標記并不明顯。在熱成像儀工作的波長，即3-5微米(μm)或8-12微米(μm)處，暗色和淺色的可見有色材料具有相同的低反射率。因而它們看上去具有相同的“IR顏色”，車輛標記涂裝中使用的常規(guī)回射性材料正是如此。由于字母和背景都具有低反射率，因而沒有對比度，標記無法識別。盡管可以，但出于操作上的緣故不常優(yōu)選照亮被跟蹤的車輛，例如，這可能提醒歹徒察覺，或者當監(jiān)視大量車輛時。熱成像儀對從對象表面反射來的適當來源的能量以及從表面發(fā)射的能量很靈敏。
具有熱學性質(zhì)的辨識裝置是已知的，參見例如GB 2320902，其記載了一種包括不同熱發(fā)射率/溫度(因而具有不同“IR顏色”)的區(qū)域的顯示面板。然而，GB 2320902中記載的該辨識裝置是一種采用加熱記號的有源顯示器。因而GB 2320902的該辨識裝置具有需要電源驅(qū)動顯示器的連帶缺點。類似地，WO 89/07232記載了一種具有電加熱發(fā)射性結(jié)構(gòu)的訓練輔助器材。
除了標記執(zhí)法及其它民用應(yīng)急車輛之外，對其它車輛和容器的標記也引人關(guān)注，其用以幫助辨識和辨認車輛以便在空中跟蹤被許可和未經(jīng)許可的移動。
本發(fā)明的一個目的在于提供一種辨識裝置及方法，其能減少上述常規(guī)標識和標記方法的至少一些缺陷。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種辨識裝置和方法，其能夠用于在熱紅外和近紅外波段兩者內(nèi)被動和不突兀地標記物體，同時與可見標識相兼容，并且可用在物體需要這種標記用于跟蹤或辨識目的的情況下。
特別是，本辨識裝置和方法可用在應(yīng)急服務(wù)方面，更具體來說，用于執(zhí)法機關(guān)，以便幫助辨識單個車輛從而在空中指揮和控制地面車輛。除了提供車輛的辨識標記之外，本發(fā)明的辨識裝置可幫助記錄來自不同波段用于數(shù)據(jù)合成的重疊圖像。除執(zhí)法和民用緊急情況之外，該技術(shù)也可具有其它的用途。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這里提供了一種用于標記制品的辨識裝置，該辨識裝置在熱紅外波長處具有低發(fā)射率并且包括多個層，其中包括設(shè)置成在至少一個可見波長處是基本吸收性的從而賦予其可見色彩的第一層。
為了清楚起見，波譜的熱紅外(TIR)部分應(yīng)當理解為2000nm到20000nm，而波譜的可見(VIS)部分應(yīng)當理解為380nm到700nm。
本辨識裝置的優(yōu)勢在于其能同時檢測波譜的可見部分和熱紅外部分(利用適當?shù)某上裨O(shè)備)?？梢姷纳屎洼^低的熱輻射率可分別在可見和熱紅外波長處提供相對于應(yīng)用該裝置的制品的光學對比度。
在優(yōu)選的實施方案中，所述辨識裝置具有第二層，其設(shè)置成在熱紅外波長處是基本反射性的。例如，該第二層可以設(shè)置成在熱紅外波長處的反射率范圍是0.7-0.99。有利的是，該第二層設(shè)置成鏡面反射器的形式。
所述第二層可提供的另一個優(yōu)點是提高了熱紅外波長處辨識裝置與應(yīng)用其的制品之間的光學對比度。通過反射環(huán)境熱紅外線，例如寒冷天空的熱紅外輻射，所述第二層能夠以這種方式提高光學對比度。
優(yōu)選地，所述第一層設(shè)置成在熱紅外波長處是基本透射性的。
方便的是，所述第一層設(shè)置成在基本上全部的可見光譜中是基本吸收性的，使得肉眼看上去所述第一層在視覺上呈暗色。在這種情況下，該辨識裝置在可見波長處的反射率可低于0.2。特別是，光學濾光片可設(shè)置成在基本上整個可見光譜內(nèi)具有低反射率，這樣肉眼看上去所述第一層在視覺上呈黑色。在這種情況下，辨識裝置在可見波長處的反射率可低于0.15。
所述第一層可包括多種多色染料，優(yōu)選處于聚合物宿主中。
在另一種實施方案中，所述第二層包括金屬反射器。優(yōu)選地，所述第二層包括金屬，其含有鋁、鉻、鎳、金、銅、銀和鈦中的至少一種。
所述金屬可包括厚度范圍在20-100nm的鋁。除此之外或可替代地，所述金屬包括厚度范圍在50-200nm的鉻。所述金屬優(yōu)選具有每平方小于20Ohm的DC電阻率，甚至更優(yōu)選每平方小于5Ohm。
典型地，所述第一和第二層在基底層上疊層設(shè)置，所述基底層包括聚合物薄膜。疊層的順序是，第一彩色層在最外面，第二IR反射器層在之下，基底薄膜在最里面。使用時，將所述辨識裝置連接到制品上，使得基底薄膜優(yōu)選地與制品緊密接觸，第一層在最外面而第二層設(shè)置在基底薄膜和第一層之間。所述基底層優(yōu)選包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、取向聚丙烯(OPP)、雙軸取向聚丙烯(BOPP)、以及增塑聚氯乙烯(PVC)中的至少一種。對于技術(shù)人員來說很容易想到可以利用的其它基底材料。
通常，基底層的厚度在20-200μm范圍內(nèi)。
在另一種實施方案中，所述辨識裝置包括粘合劑層。
所述辨識裝置優(yōu)選進一步包括環(huán)保層，例如包括包含聚烯烴材料、聚乙烯、聚丙烯、取向聚丙烯(OPP)、雙軸取向聚丙烯(BOPP)、環(huán)聚烯烴材料、以及聚烯烴/苯乙烯共聚物中的至少一種的聚合物。
有利的是，所述環(huán)保層的厚度范圍在5-30μm。
根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，這里提供了一種用于標記制品的方法，包括將根據(jù)本發(fā)明第一方面的辨識裝置連接到所述制品上的步驟。
優(yōu)選地，所述辨識裝置連接到所述制品上使得在使用中所述辨識裝置與水平線所成的傾斜角度在0°到40°范圍，甚至更優(yōu)選與水平線成0°到30°角的范圍；典型地與水平線成0°、5°、10°、15°、20°或25°角。
在優(yōu)選的實施方案中，所述方法包括將覆蓋材料施加到辨識裝置區(qū)域中的進一步步驟，所述覆蓋材料與辨識裝置具有不同的紅外熱反射率。優(yōu)選地，所述覆蓋材料在熱紅外波長處具有低反射率，并且可以包括聚合物薄膜、涂料或可見的回射型材料中的至少一種。
有利的是，連接著辨識裝置的制品包括車輛，在這種情況下連接辨識裝置的步驟優(yōu)選包括將所述辨識裝置施加到所述車輛的上表面。在優(yōu)選的實施方案中，所述方法包括將所述辨識裝置施加到所述車輛頂部的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，這里提供了連接有根據(jù)本發(fā)明第一方面的辨識裝置的制品。優(yōu)選所述制品包括車輛。
在所述制品包括車輛的情況下，所述辨識裝置優(yōu)選連接到其上表面上，甚至更優(yōu)選是所述車輛的頂部。在這種設(shè)置中，使用時所述辨識裝置適于反射周圍環(huán)境熱輻射，例如天空熱輻射。
根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，當前提供了用于制造辨識裝置的方法，包括步驟(i)將金屬層沉積在基底薄膜的第一表面上，以及(ii)將具有可見色彩的彩色層沉積在所述金屬層上。
有利的是，所述方法進一步包括步驟(iii)在所述彩色層上沉積環(huán)保層。
所述方法還可以包括步驟(iv)將粘合劑層沉積在所述基底薄膜的第二表面上。
其中所述方法包括沉積粘合劑層的步驟，另一個步驟可以包括將可釋放的背襯層施加到所述粘合劑層上。
沉積金屬的步驟可包括燙箔印刷(hot foil printing)、真空沉積、蒸鍍、用含金屬薄片的油墨或涂料涂布、或者直接金屬印刷中的至少一種。
沉積彩色層的步驟可包括用流體涂布、施加層狀薄膜、以及燙箔印刷中的至少一種。
本發(fā)明如上面就多層結(jié)構(gòu)進行了描述，但沒有限制。盡管有前面的描述，但是本發(fā)明還可以認為是根據(jù)用于制品的辨識裝置來描述的，所采用的辨識裝置在使用中當施加到所述制品上時，在多種可見和不可見的波長處觀察可提供高對比度的標記。
在這種情況下，所述辨識裝置優(yōu)選在熱紅外波長處具有低發(fā)射率并且包括在至少一種可見波長處具有低反射率的光學濾光片，從而使其具有可見的色彩。
有利的是，所述光學濾光片設(shè)置成在熱紅外波長處具有高反射率。特別是，所述光學濾光片可設(shè)置成具有高度的鏡面反射率。
優(yōu)選地，所述光學濾光片在熱紅外波長處的反射率范圍為0.7-0.99。甚至更為優(yōu)選的是，所述光學濾光片在近紅外波長處也具有高反射率，例如在近紅外波長處具有至少0.75的反射率。
方便的是，所述光學濾光片設(shè)置成在熱紅外波長處具有低吸收率。
優(yōu)選地，所述光學濾光片設(shè)置成在基本上整個可見光譜內(nèi)具有低反射率，這樣肉眼看上去所述第一層在視覺上很暗。在這種情況下，所述光學濾光片在可見波長處可具有小于0.2的反射率。甚至更優(yōu)選地，所述光學濾光片設(shè)置成在基本上整個可見光譜內(nèi)具有低反射率，這樣肉眼看上去所述第一層在視覺上呈黑色。在這種情況下，所述光學濾光片在可見波長處可具有小于0.15的反射率。
有利的是，所述光學濾光片包括多種多色染料，優(yōu)選處于聚合物宿主中。
優(yōu)選地，所述光學濾光片包括金屬反射器。例如，所述光學濾光片可包含金屬，其含有鋁、鉻、鎳、金、銅、銀和鈦中的至少一種。
現(xiàn)在將參考附圖僅通過實施例的方式描述本發(fā)明，其中；

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方案的辨識裝置的橫截面示意圖。所述辨識裝置包括具有涂覆了多個層的柔性聚合物薄膜基底的光學濾光片。
圖2表示三種染料的反射光譜，其可以結(jié)合于圖1所示的辨識裝置的彩色層中以提供黑色外觀。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的辨識裝置在300nm至2500nm之間的反射光譜。在該實施方案中，所述辨識裝置包括光學濾光片，其包括通過將含有染料混合物的溶劑型聚合物宿主輥涂形成的第一層，從而在第二層上形成視覺上可見的黑色層，所述第二層通過將40nm厚的鋁層熱蒸鍍到聚合物薄膜基底的一面上而形成。隨后，通過將DURO-TAK壓敏粘合劑輥涂在基底薄膜的第二面上以沉積壓敏粘合劑層，從而形成黑色的自粘性可見(VIS)黑色、近紅外(NIR)反射性、熱紅外(TIR)反射性標記薄膜。
圖4表示與上述圖3中相同的辨識裝置在2微米(μm)和20微米(μm)之間的反射光譜。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的辨識裝置在300nm至2500nm之間的反射光譜。在該實施方案中，所述辨識裝置包括光學濾光片，其包括印制在Raflatac自粘性薄膜上的API阻隔印刷箔膜299，從而形成自粘性可見(VIS)黑色、近紅外(NIR)反射性、熱紅外(TIR)反射性標記薄膜。
圖6表示與上述圖5中相同的辨識裝置在2微米(μm)和20微米(μm)之間的反射光譜。
圖7表示在車輛頂部具有常規(guī)辨識標記的應(yīng)急服務(wù)車的熱成像。用于該車輛上標記的標準涂裝材料具有與覆蓋車體的涂料相似的發(fā)射率。結(jié)果，當通過熱成像照相機觀察時，涂裝和未涂裝的車輛看上去很相似。
圖8表示在車輛頂部具有根據(jù)本發(fā)明的辨識標記的應(yīng)急服務(wù)車的熱成像。辨識標記與車輛涂裝的不同發(fā)射率增加了熱學對比度，從而提高了熱學照相機的檢測。
現(xiàn)在參見本發(fā)明的第一種實施方案，本發(fā)明的辨識裝置具有在整個可見光譜(VIS)部分，這里取380到700nm，反射率低(＜0.1)的性質(zhì)，即，其在視覺上呈黑色。在NV和NVG使用的近紅外光譜(NIR)部分，這里取700到900nm(NVG通常在400到900nm很靈敏，只有780到900nm是NIR區(qū)域)，本發(fā)明的辨識裝置具有中等反射率(＞0.75)。在熱紅外光譜(TIR)部分，這里取2000到20000nm，本發(fā)明的辨識裝置具有反射性(0.7到0.9)。
通常但非排他性地，所述辨識裝置包括薄膜形式的光學濾光片。
車輛上使用的常規(guī)白色涂料在整個VIS光譜部分具有高反射率(＞0.9)，在TIR光譜部分具有低反射率(＜0.1)。通過在涂有常規(guī)白色涂料的車輛頂部標記根據(jù)本發(fā)明的辨識裝置，在VIS和TIR光譜部分都可以與周圍材料產(chǎn)生明顯的反射對比度(＞0.6到0.8)。
車輛上常規(guī)使用的涂層在VIS光譜部分具有不同的反射率分布，從而產(chǎn)生了不同的視覺色彩，但在TIR光譜部分都具有低反射率。為了使非白色車輛上的辨識標記保持高可見對比度，優(yōu)選黑色背景和白色字母。為了在TIR中產(chǎn)生類似的高對比度辨識標記，可將本辨識裝置用作常規(guī)的、具有或者不具有回射性的低TIR反射性白色字母的背景。
在NIR光譜部分，車輛涂層的反射率具有可變性，通常在低等(＜0.05)到中等(＜0.5)之間?？梢岳帽颈孀R裝置自身或者與常規(guī)的低反射率標記薄膜結(jié)合來標記車輛頂部，使其能夠利用NVG和NV設(shè)備辨識。在NIR區(qū)域具有適當較高(＞0.75)的反射率可以與被處理車輛的剩余部分形成明顯的對比。
作為對本辨識裝置操作的解釋，到達成像傳感器的TIR能量將為從環(huán)境中反射的能量與從車輛表面產(chǎn)生的能量之和。按照不透明物體的Kirchoff定律，表面的反射率ρ與其發(fā)射率ε相關(guān)，因此ε＝1-ρ
也就是說，具有高反射率的表面具有低發(fā)射率。在任何特定波長處表面產(chǎn)生的能量可以通過黑體在該波長處的出射度(exitance)與該波長處的發(fā)射率之積計算得到。在特定波長處，高反射率(低發(fā)射率)的表面比另一具有低反射率(高發(fā)射率)的表面在相同溫度下所發(fā)出的能量少。利用高TIR反射率表面涂層，來自車輛處理后的表面的直接輻射在所觀測到的輻射中的份額相應(yīng)減少。此外，通過在車輛頂部的辨識裝置中使用鏡面高反射率材料，則在從空中TIR成像儀觀察到的輻射中來自景物反射的份額通常將以天空反射為主。在小視角下，植物和其它部分的景物可以被反射。在車輛附近有高大建筑物的區(qū)域，來自它們的輻射也可以被反射并參與成像。
在多數(shù)情況下，與其它景物相比晴空輻射非常低(即，其屬于“冷源”)。天空中僅有的明顯TIR來源在白天是太陽以及被太陽照亮的月亮(當存在時)。它們對著的立體角都小于0.5°，因而不可能通過來自車輛頂部的鏡面反射觀察到，并且當存在時，它們的高輻射與“熱源”一樣顯著。在云層下對比度將減小，因為云的下面明顯比寒冷的晴空溫暖。云很少具有均勻的溫度，因此在具有移動車輛的典型場景中，以及由此得到的視角下，反射輻射由于其隨時間變化的特性將更加明顯。低熱紅外發(fā)射率的涂料往往是更明顯的漫反射體(morediffuse reflector)，并且往往在較大的立體角范圍內(nèi)平均化所述反射輻射，這樣，預(yù)計在沒有云的情況下所述反射的分量更多，從而減少了與鄰近低TIR發(fā)射率裝置的高發(fā)射率材料的對比度。
通常熱影像顯示為單色的灰階，黑色表示低熱能，白色表示高熱能。本辨識裝置的高TIR反射率主要具有結(jié)合在一起的自身發(fā)射率和反射率，其低于標記車輛或景物的其它部分，因而在灰色或白色背景上呈現(xiàn)出黑色。因此，貼到白色車輛頂面的辨識裝置，例如形成于根據(jù)本發(fā)明的視覺暗色和紅外反射材料中的文字或其它記號，在VIS和TIR圖像中都將呈現(xiàn)成在白色車輛上的黑色字母。類似地，安在位于車輛頂面包括本辨識裝置的黑色背景上的常規(guī)白色字母在VIS和TIR影像中都將呈現(xiàn)成黑色背景上的白色字母。
現(xiàn)在參見圖1，根據(jù)本發(fā)明一種實施方案的辨識裝置由標記薄膜2構(gòu)成，其包括涂覆有多個層的柔性聚合物薄膜基底4。在該柔性薄膜基底4的一面，設(shè)置有粘合劑層6，使得該復合標記薄膜可以貼到車輛或其它結(jié)構(gòu)上。該粘合劑層6方便地覆蓋有涂著“釋放層”10的另一薄膜8，以防止在使用前的存放、運輸和成形過程中所述標記薄膜粘連。對于技術(shù)人員來說很容易想出其它的應(yīng)用于車輛或其它結(jié)構(gòu)的方法，例如安裝在磁片上使標記暫時固定就位。在所述柔性薄膜基底4的另一面，沉積了金屬層12從而形成金屬反射器。在該金屬反射器層12上面，沉積了由環(huán)境耐用染色聚合物形成的彩色層14。在需要較高機械耐久性的部位設(shè)置任選的附加環(huán)保層，其是層壓在所述彩色層暴露表面上的連續(xù)聚合物薄膜或者沉積的聚合物薄膜。必須嚴格控制所述金屬反射器12上的層的厚度和化學組成，以防止在提供所需可見顏色和環(huán)保的同時對TIR和NIR能量的明顯吸收。
粘合劑6優(yōu)選是低初始粘性的壓敏粘合劑(PSA)，包括例如丙烯酸PSA，例如National Starch and Chemical company制造的DURO-TAK380-3511。對于技術(shù)人員來說很容易想出其它形式的合適粘合劑。
所述PSA覆蓋有涂著釋放層10的紙或薄膜8，直到準備應(yīng)用，例如涂有交聯(lián)的硅樹脂的紙。
載體薄膜4包括以下成膜聚合物中的至少一種厚度在20到100微米(μm)之間的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，厚度在50到125微米(μm)之間的取向聚丙烯(OPP)，厚度在50到125微米(μm)之間的雙軸取向聚丙烯(BOPP)，以及厚度在50到200微米(μm)之間的增塑聚氯乙烯(PVC)。
反射器層12包括以下材料中的至少一種DC電阻率小于20Ohm每平方、理想的小于5Ohm每平方的20到100nm厚的的鋁，DC電阻率小于20Ohm每平方、理想的小于5Ohm每平方的50到2000nm厚的鉻。
或者，也可以使用其它的IR反射性材料，包括鎳、金、銅、銀、鈦等等。它們可以通過能生成所需高TIR反射鏡面光潔度的任何技術(shù)進行沉積，最常使用的是真空沉積法，如蒸鍍法。鋁是選擇的材料，因其成本低，但對于鹽和清潔材料的化學腐蝕作用具有有限的耐受性。鉻是選擇的材料，針對更苛刻的化學環(huán)境?；蛘撸衫糜∷⒓夹g(shù)來施加所述反射器層12，例如燙箔印刷。
彩色層14通過以下類型的材料形成
溶劑可溶性的成膜聚合物(或清漆)，如丙烯酸或其它成膜聚合物，如UV引發(fā)或交聯(lián)的材料。清漆材料的實例有丙烯酸樹脂，如聚丙烯酸甲基、乙基或丁基酯。一個特別的實例是Elvacites 2041聚合物粘結(jié)劑(ICI Acrylics制造)。
通過輥涂聚合物的溶劑化溶液并加壓干燥/固化來沉積所述清漆。
作為一個特別的實例，通過在第二層上輥涂含染料混合物的溶劑型聚合物宿主以形成視覺上的黑色層來形成彩色層14，所述第二層是通過在聚合物膜4基底的一面上熱蒸鍍40nm厚的鋁層12而形成。隨后，可通過在基底薄膜的第二面輥涂DIRO-TAK壓敏粘合劑溶液，以形成黑色的自粘性視覺(VIS)黑色、近紅外(NIR)反射性、熱紅外(TIR)反射性標記薄膜從而沉積壓敏粘合劑層。圖3中表示了以這種方式制成的標記薄膜在300nm到2500nm之間的反射光譜。圖4中表示了以這種方式制成的標記薄膜在2微米(μm)到20微米(μm)之間的反射光譜。
在彩色層聚合物中，加入選擇的染料，在一些情況下，可以添加其它材料如固體顏料、氧化或UV穩(wěn)定添加劑、消光劑以改變成品膜的外觀。通常選擇在目的TIR和NIR波段具有最小吸收率同時在可見光波段具有最大吸收率的染料。
利用強烈的寬波帶吸收材料如碳黑，通?？梢栽谟湍⑷玖虾屯苛现袑崿F(xiàn)暗色效果，然而這些材料在本發(fā)明的應(yīng)用中并不優(yōu)選。
通過混合“多色染料”可以實現(xiàn)暗色效果，其中混合有許多具窄波帶吸收率的染料從而形成暗色。參見圖2，表示了三種染料的反射光譜，以及當所述染料組合成黑色染料時的反射光譜；注意該染料在800nm以上沒有明顯的吸收?？捎靡孕纬啥嗌诘娜玖峡梢詮囊韵骂愋偷娜玖现羞x擇合乎要求的染料包括偶氮、氧雜蒽和蒽醌染料。特別的實例是購自Town End(Leeds)Plc，Silvercourt，Intercity way，Leeds的溶劑染料藍36、溶劑染料紅24和溶劑染料黃56的混合物。
控制彩色層14的厚度以防止發(fā)射的TIR、反射的NIR和TIR、反射器層12產(chǎn)生的能量被吸收。彩色層14必須足夠厚以負載需要量的吸收染料，而不會在染料物種濃縮或者涂層厚度的作用下變得太脆弱。彩色層14的優(yōu)選厚度在0.5到20微米(μm)之間。
使彩色層14保持上述的最小厚度?？梢酝ㄟ^添加任選的(無色)環(huán)保層16來增添額外的耐久性。選擇聚合物層4以平衡耐久性、耐化學腐蝕性和VIS、NIR、TIR透明度。環(huán)保涂層16可以加載有UV吸收材料以及其它的降解穩(wěn)定添加劑，以減慢保護層16或者染料和彩色層聚合物開始發(fā)生氧化和UV損害。環(huán)保聚合物16可以作為另一溶劑化涂層通過輥涂或噴涂法沉積，隨后進行固化程序或者適當聚合物薄膜的層壓過程?；蛘?，使用其它的技術(shù)，例如燙箔印刷。
可以用作該保護層的聚合物可以選自聚烯烴家族，例如厚度在5到30微米(μm)的聚乙烯，厚度在5到20微米(μm)的聚丙烯(包括OPP和BOPP)，厚度在5到20微米(μm)的環(huán)聚烯烴類如Arton(JSR公司)，以及厚度在5到20微米(μm)的聚烯烴/苯乙烯共聚物如Kraton(Shell精細化工)。
阻隔箔片印刷法為施加反射器、彩色層和任選的環(huán)保層提供了另一種制造技術(shù)。作為特別的實例，API阻隔箔片印刷膜299可以經(jīng)燙箔印制到Raflatac自粘性薄膜上，從而形成黑色的、自粘性的、可見黑色NIR反射性、TIR反射性標記薄膜。圖5表示了以這種方式制成的膜在300到2500nm之間的反射譜。圖6表示了以這種方式制成的標記膜在2到20微米(μm)之間的反射譜。
可以使用替代性的技術(shù)來施加所述彩色層，這種技術(shù)對于技術(shù)人員來說是容易想到的。
圖7和圖8通過舉例給出了本辨識裝置效能的實際展示。圖7示出了車輛頂部具有常規(guī)辨識標記的應(yīng)急服務(wù)車輛的熱成像。用于車輛上標記的標準涂裝材料與覆蓋該車體的涂料具有近似的發(fā)射率。結(jié)果，當通過熱成像照相機觀看時，涂裝和未經(jīng)涂裝的車輛看起來相近似。相比之下，圖8示出了車輛頂部具有根據(jù)本發(fā)明的辨識標記的應(yīng)急服務(wù)車輛的熱成像。辨識標記與車輛涂裝的不同的發(fā)射率增加了熱學對比度，從而改進了利用熱學照相機對辨識標記的檢測。
權(quán)利要求
1.一種用于標記制品的辨識裝置，該辨識裝置在熱紅外波長處具有低發(fā)射率并且包括多個層，其中包括設(shè)置成在至少一個可見光波長處基本成吸收性的從而賦予其可見色彩的第一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的辨識裝置，具有設(shè)置成在熱紅外波長處基本成反射性的第二層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的辨識裝置，其中所述第二層設(shè)置成鏡面反射器形式。
4.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的辨識裝置，其中所述第一層設(shè)置成在熱紅外波長處是基本透射性的。
5.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的辨識裝置，其中所述第一層設(shè)置成在基本上整個可見光譜處基本成吸收性的，使得肉眼看上去所述第一層在視覺上呈暗色。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的辨識裝置，其中所述第一層設(shè)置成在基本上整個可見光譜處是基本吸收性的，使得肉眼看上去所述第一層在視覺上呈黑色。
7.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的辨識裝置，其中所述第一層包括多種多色染料，優(yōu)選處于聚合物宿主中。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或直接或間接從屬于權(quán)利要求2的權(quán)利要求4-7中任何一項的辨識裝置，其中所述第二層包括金屬反射器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的辨識裝置，其中所述第二層包括金屬，所述金屬含有鋁、鉻、鎳、金、銅、銀和鈦中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的辨識裝置，其中所述金屬包括厚度范圍在20-100nm的鋁。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的辨識裝置，其中所述金屬包括厚度范圍在50-200nm的鉻。
12.根據(jù)權(quán)利要求9-11中任何一項的辨識裝置，其中所述金屬具有每平方小于20Ohm的DC電阻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的辨識裝置，其中所述金屬具有每平方小于5Ohm的DC電阻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求2或3或直接或間接從屬于權(quán)利要求2的權(quán)利要求4-13中任何一項的辨識裝置，其中所述第一和第二層在基底層上疊層設(shè)置，所述基底層包括聚合物薄膜，使得所述第二層設(shè)置在所述第一層和所述基底層之間。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的辨識裝置，其中所述基底層包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、取向聚丙烯(OPP)、雙軸取向聚丙烯(BOPP)、以及增塑聚氯乙烯(PVC)中的至少一種。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15的辨識裝置，其中所述基底層的厚度在20-200μm范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16中任何一項的辨識裝置，進一步包括粘合劑層。
18.根據(jù)前面任何一項權(quán)利要求的辨識裝置，進一步包括環(huán)保層。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的辨識裝置，其中所述環(huán)保層包括聚合物，所述聚合物包括聚烯烴材料、聚乙烯、聚丙烯、取向聚丙烯(OPP)、雙軸取向聚丙烯(BOPP)、環(huán)聚烯烴材料、以及聚烯烴/苯乙烯共聚物中的至少一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19的辨識裝置，其中所述環(huán)保層的厚度范圍在5-30μm。
21.一種用于標記制品的方法，包括將根據(jù)權(quán)利要求1-20中任何一項的辨識裝置連接到所述制品上的步驟。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的用于標記制品的方法，包括將覆蓋材料施加到辨識裝置的區(qū)域中的進一步步驟，所述覆蓋材料與辨識裝置具有不同的紅外熱反射率。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所述覆蓋材料在熱紅外波長處具有低反射率。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的方法，其中所述覆蓋材料包括聚合物薄膜、可見的回射性膜和涂料中的至少一種。
25.根據(jù)權(quán)利要求21-24中任何一項的用于標記制品的方法，所述制品包括車輛，并且其中連接辨識裝置的步驟包括將所述辨識裝置施加到所述車輛的上表面。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的用于標記制品的方法，包括將所述辨識裝置施加到所述車輛頂部。
27.一種上面連接有根據(jù)權(quán)利要求1-20中任何一項的辨識裝置的制品。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的物體，包括車輛。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的制品，所述辨識裝置連接到所述車輛的上表面上，優(yōu)選是所述車輛的頂部。
30.根據(jù)權(quán)利要求28或29的制品，其中所述辨識裝置適于用來反射周圍環(huán)境的熱輻射。
31.一種用于制造辨識裝置的方法，包括步驟(i)將金屬層沉積在基底薄膜的第一表面上，以及(ii)將具有可見色彩的彩色層沉積在所述金屬層上。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的方法，進一步包括步驟(iii)在所述彩色層上沉積環(huán)保層。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32的方法，進一步包括步驟(iv)將粘合劑層沉積在所述基底薄膜的第二表面上。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，進一步包括將可釋放的背襯層施加到所述粘合劑層上的步驟。
35.根據(jù)權(quán)利要求31-34中任何一項的方法，其中沉積金屬的步驟包括燙箔印刷、真空沉積、蒸鍍、和直接金屬印刷中的至少一種。
36.根據(jù)權(quán)利要求31-35中任何一項的方法，其中沉積彩色層的步驟包括用流體涂布、施加疊層薄膜、以及燙箔印刷中的至少一種。
37.用于制品的辨識裝置，所述辨識裝置適用于當施加到所述制品上時提供在多種可見和不可見的波長處觀察時都具有高對比度的標記。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的辨識裝置，在熱紅外波長處具有低發(fā)射率并且包括在至少一個可見波長處具有低反射率的光學濾光片，從而賦予其可見色彩。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的辨識裝置，其中所述光學濾光片設(shè)置成在熱紅外波長處具有高反射率。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的辨識裝置，其中所述光學濾光片設(shè)置成在熱紅外波長處具有高的鏡面反射率。
41.根據(jù)權(quán)利要求37-40中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片在熱紅外波長處的反射率范圍為0.7-0.99。
42.根據(jù)權(quán)利要求37-41中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片在近紅外波長處具有高反射率。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的辨識裝置，其中所述光學濾光片在近紅外波長處具有至少0.75的反射率。
44.根據(jù)權(quán)利要求37-43中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片設(shè)置成在熱紅外波長處具有低吸收率。
45.根據(jù)權(quán)利要求37-44中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片設(shè)置成在基本上整個可見光譜內(nèi)具有低反射率，使得肉眼看上去所述第一層在視覺上呈暗色。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的辨識裝置，其中所述光學濾光片在可見波長處具有小于0.2的反射率。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的辨識裝置，其中所述光學濾光片設(shè)置成使得肉眼看上去所述第一層在視覺上呈黑色。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的辨識裝置，其中所述光學濾光片在可見波長處具有小于0.15的反射率。
49.根據(jù)權(quán)利要求37-48中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片包括多種多色染料。
50.根據(jù)權(quán)利要求37-49中任何一項的辨識裝置，其中所述光學濾光片包括金屬反射器。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的辨識裝置，其中所述光學濾光片包含金屬，所述金屬包含鋁、鉻、鎳、金、銅、銀和鈦中的至少一種。
全文摘要
一種用于標記制品的辨識裝置(2)，該辨識裝置在熱紅外波長處具有低發(fā)射率并且包括多個層，包括第一層(14)，其設(shè)置成在熱紅外波長處是基本透射性的并且在至少一個可見波長處是基本吸收性的從而賦予其可見色彩，以及第二層(12)，其設(shè)置成在熱紅外波長處為鏡面反射器的形式。一種用于標記制品的方法，特別是具有所述辨識裝置(2)的車輛。
文檔編號G09F3/02GK101039800SQ200580034927
公開日2007年9月19日 申請日期2005年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者E·S·奧克夫 申請人:秦內(nèi)蒂克有限公司