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Infrarot reflektierender Körper Die vorliegende Erfindung betrifft
Reflexionskörper für infrarote Strahlung aus zwei Schichten, die dadurch gekennzeichnet
sind, daß die dem Beobachter zugekehrte Schicht für das sichtbare Licht in der Weise
eingefärbt ist, daß sie es entweder völlig absorbiert, also schwarz erscheint, oder
nur insoweit reflektiert, als es auch von der Umgebung des Reflexionskörpers reflektiert
wird, so daß eine Farbangleichung des Reflexionskörpers an die Umgebung bezüglich
des sichtbaren Lichtes eintritt, wobei diese Schicht gleichzeitig eine hohe Transparenz
für infrarote Strahlung aufweist, während die Grundschicht eine möglichst hohe Reflexion
für infrarote Strahlung besitzt.
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Die Fortschritte der Infrarot-Technik, insbesondere auf dem Gebiet
der Verwertung der Infrarotstrahlung zur Bilddarstellung, eröffnen neue Möglichkeiten
auch im Fahrzeugverkehr.
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Es ist bekannt, daß z. B. die Infrarot-Photographie scharfe Abbildungen
auch dann noch liefert, wenn solche mit normal empfindlichem Film infolge der zwischen
Aufnahmegerät und Objekt liegenden Dunstschichten nicht mehr zu erhalten sind.
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In ähnlicher Weise gestattet z. B. der Einsatz von Bildwandlergeräten
ein klares Erkennen der Umgebung bei Dunst oder Nebel und insbesondere auch nachts
auf Entfernungen, die der unmittelbaren Beobachtung unter diesen Umständen auch
bei Scheinwerferbeleuchtung nicht mehr zugänglich sind.
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Die mögliche Geschwindigkeit eines Fahrzeuges richtet sich nun sehr
wesentlich nach den gegebenen Sichtverhältnissen. Sie kann durch Verwendung von
infrarotempfindlichen Geräten, wie z. B. Bildwandlergeräten, bei ungünstigen Sichtverhältnissen
sehr erheblich erhöht werden, weil mit diesen Geräten die Sichtgrenze hinausgeschoben
wird.
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Für das Fahren in Kolonne - wie es sich z. B. häufig auf den
Autobahnen ergibt - ist es nun wünschenswert, den Abstand von Fahrzeug zu
Fahrzeug groß halten zu können, da damit die Durchschnittsgeschwindigkeit der Kolonne
wesentlich erhöht werden kann. Naturgemäß ist dieser Abstand aber an das Auflösungsvermögen
der Bildwandlergeräte gebunden und kann nur dadurch noch weiter erhöht werden, daß
man an der Rückseite der Fahrzeuge stark infrarotreflektierende Bezirke anbringt,
die sich auch auf größere Entfernung noch stark von der Umgebung abheben und damit
das Fahrzeug auch in weiterem Abstand noch kenntlich machen.
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Bei der vorlieaenden Erfindung handelt es sich um Reflexionsplatten
oder -körper, die z. B. beim Einsatz von Bildwandlergeräten, die im Infraroten empfindlich
sind, eine möglichst hohe Reflexion für Infrarotstrahlung haben sollen. Diese möglichst
hohe Reflexion ist notwendig, um auf möglichst große Entfernung ein z. B. vorausfahrendes
Fahrzeug im Bildwandlergerät erkennen zu können. Andererseits soll durch eine Einfärbung
der Deckschicht, die das sichtbare Licht entweder völlig absorbiert, also schwarz
erscheint oder aber die Farbe des Fahrzeugs hat, die Reflexionsfläche für das infrarote
Licht so weit der Beobachtung im sichtbaren Licht entzogen werden, daß weder die
AusrÜstung eines Fahrzeuges mit speziellen Infrarot-Reflektoren ohne weiteres von
außen erkennbar wird, noch daß im sichtbaren Licht unschön wirkende, große, hellere
reflektierende Flächen, wie dies z. B. Aluminiumplatten sind, an dem Fahrzeua sichtbar
werden.
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Es hat nicht an Versuchen gefehlt, solche »keflexionsscheiben« zu
entwickeln, doch verliefen diese Arbeiten recht unbefriedigend, weil alle ausgesprochen
hoch reflektierenden Farben, wie Magnesiumoxyd oder Zinksulfid, auch im sichtbaren
Licht sehr hell bzw. weiß erscheinen und damit so stark gegen die gebräuchlichen
Fahrzeugfarben abstechen, daß die Anbringung eines solchen Reflexbelages dem Fahrzeughalter
nicht zugemutet werden kann.
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Versucht man aber die Reflexionsscheibe für das sichtbare Licht neutral
einzufärben, so lassen sich im Infraroten bestenfalls Reflexionswerte von etwa 650/9
erzielen, bezogen auf Magnesiumoxydstandard= 100,#fa. Diese Reflexion liegt etwa
doppelt so hoch als die allgemeine Umgebungsreflexion (Bäume und Blattwerk zeigen
etwa 30 bis 35% Reflexion).
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Wenn man also den maximalen Fahrzeugabstand ohne »Reflexionsscheiben«
mit 1 bezeichnet, so ist nach J, : J2 = r,2: r,2
der mit einer Reflexionsscheibe
mit 60 0,10 Reflexion zu
erreichende Fahrabstand rund 1,4, also nur unwesentlich erhöht.
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In der oben angegebenen Formel J, : J2 = r12
: r,2 bedeutet J, die im Abstand r. von einer Reflexionsscheibe bekannter
Art festzustellende reflektierte Intensität, J,. die im Abstand r, von einem Fahrzeug
ohne Reflexionsscheibe festzustellende reflektierte Intensität, wobei also der Index
1 auf den maximalen Fahrzeugabstand ohne »Reflexionsscheibe« und der Index
2 auf den maximalen Fahrzeugabstand mit »Reflexionsscheibe« hinweist.
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Katzenaugenanordnungen und Kombinationen von Schlußlicht mit Katzenaugen
sind bekannt. Beiden Lösungen ist gemeinsam, daß mit Glas oder anderen durchsichtigen
Baustoffen gearbeitet wird, d. h. daß das sichtbare Licht in vollem Umfang
und möglichst gut die Reflexion im Katzenauge erfahren soll. Es ist aber nicht deren
Zweck, den Infrarotanteil speziell auszufiltern, wie in der vorliegenden Anmeldung,
und es wird auch keine Angabe gemacht, daß die Ab-
deckung der reflektierenden
Körper besonders gut durchlässig sein soll für Infrarot.
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Während eine bekannte Lösung lediglich besondere Anordnungsforinen
fär die Aufteilung der reflektierenden und der das Licht der darunter angebrachten
Glühlampen durchlassenden Teile angibt, dagegen soll in der vorliegenden Erfindung
eine einheitlichere Reflexionswirkung ohne irgendwelche Unterteilungen innerhalb
der Fläche erzielt werden.
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Es sind auch Interferenzfilter bekanntgeworden, die zeigen, daß durch
Interferenz bei der Reflexion bestimmte, gewünschte Wellenlängen völlig ausgelöscht
werden sollen.
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Bei der vorliegenden Erfindung sollen nicht einzelne, bestimmte Wellenlängen
oder auch bestimmte Wellenlängenbereiche ausgelöst werden, sondern das gesamte sichtbare
Licht, soweit es sich von der Farbe des Fahrzeuges unterscheidet, soll ausgelöscht
werden, und nur das Infrarotlicht soll durchgelassen werden. Diese Problemstellung
läßt sich praktisch nur mit Folien- oder Massefiltern lösen, wie das erfindungsgemäß
vorgeschlagen wird, während Interferenzfilter einen zu kleinen Wellenlängenbereich
ausscheiden und insbesondere wegen ihres mit den Folienfiltern nicht mehr vergleichbaren
höheren Preises für die vorgeschlagene Anwendung nicht in Frage kommen.
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Bisher vorgeschlagene Interferenzfilter bilden auch technisch keine
Lösung des Problems. Sichtbares und infrarotes Licht werden weitgehend reflektiert
' während die im Ultraviolett auszulöschende Wellenlänge quantitativ vernichtet
wird. Auch hier findet also wiederum die Auslöschun ' g' einer relativ schmalen
Wellenlängenzone statt. Es wird zwar gezeigt, wie durch eine solche Interferenzfilteranordnung
schmalbandiges Licht mit hohem Reflexionsgrad ausgefiltert werden kann, daß aber
das Reflexionsvermögen für Infrarotlicht oberhalb 8000 AE, entsprechend 0,8,u,
nur langsam ansteigt und erst bei 1,6 R etwa 50,% erreicht. Demgegenüber haben die
erfindungsgemäßen Folienfilter eine außerordentlich steile Absorptionskante,
d. h., daß sie z. B. bei 0,8 [t noch eine Durchlässigkeit von 2% aufweisen
und bei 0,85 #t bereits eine solche von über 90% haben, die dann konstant bleibt
bis ins ferne Infrarot.
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Erfindun g sgemäß lassen sich nun im Infraroten stark reflektierende
Körper, die im Sichtbaren einen unauffälligen, neutralen Farbton aufweisen und die
z-. B. in Form von »Reflexionsscheiben« an Fahrzeugen befestigt werden können, in
der Weise herstellen, daß man eine im Infraroten stark reflektierende Fläche, z.
B. Metallfläche, mit einer für das sichtbare Licht neutral, z. B. braun oder dunkelrot,
eingefärbten Filterfolie überzieht. Die Filterfolie kann dann zum Schutz vor mechanischen
Beschädigungen noch mit Glas oder einem strahlungsdurchlässigen Kunststoff abgedeckt
werden. Die Filterfolie selbst kann etwa aus Zellglas bestehen, das in geeigneter
Weise eingefärbt wurde. Als Farbstoffe, von denen einige warenzeichenrechtlich geschützt
sind, eignen sich z. B. für Blau: Indanthren-Blau, Indanthren-Cyanin, Indanthren-Brillantblau;
für Schwarz: Indanthren-Schwarz; für Grün: Indanthren-Blaugrün; für Rot: Naphthol
AS-SR, gekuppelt mit Echtschwarzsalz B oder Echtrotsalz.
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Verwendet man nun z. B. als Grundfläche eine mattierte Aluminiumplatte
und überzieht sie mit einer mit den angegebenen Farbstoffen eingefärbten Folie,
die ab 0,8 #t eine Transparenz von etwa 90 % aufweist, so ergibt sich
folgendes Bild: Die Aluminiumplatte zeigt diffuse Reflexion, die etwa bei 40011/o
gegenüber dem Magnesiumoxydstandard liegt. Der zwehnalige Lichtdurchgang durch die
Filterschicht bewirkt eine Verminderung der Reflexion auf etwa 320 %, ein Wert,
der etwa das Zehnfache der Umgebungsreflexion darstellt. Der maximale Fahrabstand
erhöht sich damit - um im oben angegebenen Beispiel zu bleiben
- auf 3.
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Analog können natürlich auch an Stelle von Folienfiltern in der Masse
einggefärbte Glasfilter oder, besser, Kunststoffplatten, z. B. aus Polyester oder
Polyacrylnitril, als Abdeckung der Reflexionsschicht Verwendung finden, wobei die
Anpassung der Abdeckplatte an die gewünschte Fahrzeugfarbe durch Farbstoffe vom
Naphthol-AS-Typ wie auch durch Dispersionsfarben erreicht werden kann.
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Eine weitere. wesentliche Verbesserung läßt sich nun noch erzielen,
wenn man als Grundschicht eine Reflexionsplatte wählt, die eine Reflexion des einfallenden
Lichtes zurück in die Richtung der Lichtquelle bewirkt. Solche Reflektoren finden
bereits als sogenannte »Katzenaugen« und Rückstrahler ausgedehnte Anwendung. überzieht
man nun eine solche Rellexionsplatte mit einer Folie, wie oben angegeben, oder färbt
man das vor der Reflexionsschicht liegende Glas bzw. den Kunststoff so ein, daß
es bei der jeweils gewünschten Färbung im sichtbaren Licht eine hohe Transparenz
ffir Infrarot besitzt, so erhält man Reflexionskörper, die den beim Kolonnenfahren
erreichbaren maximalen Fahrzeugabstand auf das über Zehnfache gegenüber nicht mit
diesen Reflexionskörpern ausgerüsteten Fahrzeugen erhöhen. Gleichzeitig wird durch
diese Anordnung erreicht, daß der Reflexionskörper nur in Richtung zur Lichtquelle
hin »antwortet« und keine gegebenenfalls störend wirkenden Reflexe nach anderen
Seiten abstrahlt.
Beispiel 1
Eine Zellglasfolie von
0,1 mm Dicke wird mit Indanthren-Blau eingefärbt. Je nach Stärke der sichtbaren
Einfärbung wird dabei ein mittel- bis dunkelblauer Farbton und gleichzeitig eine
Infrarottransparenz von 90 bis 95% bei einer Wellenlänge von 1 [t erzielt.
Mitdieser Folie wird nun eine Messingplatte bespannt. Die fertige Platte weist bei
dunkelblauem sichtbarem Farbton eine Infrarotreflexion von etwa 300 % gegenüber
Magnesiumoxydstandard auf. Beispiel 2 Eine Polyesterplatte von 1 bis 3mm
Stärke, die mit Palanil- oder Resolin-Farbstoffen braun eingefärbt ist, wird mit
einer Katzenaugen-Reflexionsscheibe kombiniert. Die Kombination hat in der Richtung
des einfallenden Lichtes eine mehr als 1000% höhere Reflexion als Magnesiumoxydstandard,
wobei durch die sichtbare Einfärbung eine Anpassung an den z. B. gewünschten Farbton
»Braun.« erfolgt ist.