TWI494639B - 變色迷彩顯示結構 - Google Patents

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Description

變色迷彩顯示結構
本發明是有關於一種迷彩顯示結構，且特別是有關於一種可變色之迷彩顯示結構。
藉由匿蹤能力提升戰場存活率一直是世界軍事界相當重視的部分，因此針對不同的戰場發展出不同的偽裝迷彩，如叢林迷彩、沙漠迷彩、海洋迷彩等。然而一種迷彩只對其對應的特定環境有偽裝效果，如果迷彩種類與環境不搭配，反而可能造成反效果，而且戰場往往不僅有單一類型的環境，因此可隨環境變換迷彩的自適應偽裝(Adaptive Camouflage)是眾所期望，但受限於技術問題，目前並無這類產品，最接近的產品是由美國公司Crye Precision所推出的MultiCam迷彩(以下簡稱MC迷彩)。
MC迷彩的圖案是由超級電腦對大量叢林、沙漠、岩石等背景環境進行統計分析後模擬出來的，在設計中也考慮到許多其他因素例如地形、季節變化和光線，來不斷改進式樣、花紋和顏色。MC迷彩的匿蹤能力主要是利用人眼和人腦對於形狀體積和顏色的感知方法來進行設計。對於顏色，人眼僅感知到一小部份，而人腦會替人眼做其他大部份的判斷(“filling-in”)工作。MC迷彩就是利用這個原理來引導觀察者(observer)去”看到”屬於背景部份的顏色，而看不到不屬於背景部份的顏色。這幫助了MC 迷彩迷彩穿著者的輪廓變得模糊而消褪在他周圍無論是什麼顏色和形狀裡。即使觀察者可以看到(see)某些東西但確無法正確認知到(recognize)該物體。因此，MC迷彩的圖案可以用來反射一些環境的顏色，如在綠色森林遮蔭區中可呈現完全綠色的外表，在開放沙漠中則可呈現完全褐色的樣子，MC迷彩之圖案利用了”人腦會告訴人眼：觀察者看到了什麼”的優勢，而可以同時在沙漠、森林和城市三種環境下使用，但MC迷彩仍是屬圖案和各種顏色色塊的組合，並非其圖案和色塊真正產生顏色上的變化。
其它也有應用傳統顯示器的顯示原理，將整面膜體像素化(pixelized)，利用畫素驅動去改變各對應位置所顯示的顏色，達到自適應偽裝的功能，但是其具有結構複雜、驅動困難及成本過高等問題，在產品化時會有高度的困難。
根據本發明之一實施例，係提出一種變色迷彩顯示結構，包括一迷彩圖案層，和形成於該迷彩圖案層上方之一變色層。其中，經驅動變色層以使其變色，變色後可使該迷彩顯示結構自一第一色態呈現為一第二色態，該第二色態是以疊加該迷彩圖案層與該變色層的顏色方式呈現，且該第一色態與該第二色態係於一綠迷彩色態與一沙漠迷彩色態之間相互轉換。其中該變色層為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料、磁致變色材料、一光纖組件 或一導光板。
根據本發明之另一實施例，再提出一種變色迷彩顯示結構，至少包括一綠色迷彩圖案層；該綠色迷彩圖案層係由至少一具有可逆之紅位移特性不同顏色之變色材料所組成；其中經驅動綠色迷彩圖案層可使該層材料本身的紅位移特性而偏紅，以呈現一沙漠迷彩圖案層，並藉由可逆之紅位移特性而使該沙漠迷彩圖案層轉變回該綠色迷彩圖案層。其中該變色材料為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料、或磁致變色材料。
為讓本發明之上述內容能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
本實施例所提出之變色迷彩顯示結構，可在叢林迷彩與沙漠迷彩間由使用者自由調整，因此可達到自適應偽裝的功能，以適應各種環境所需，大幅提高匿蹤能力。另外，本實施例所提出之變色迷彩顯示結構簡單，製作成本低，解決了先前像素化技術因結構複雜、驅動困難及成本過高等所造成的無法產品化問題。因此，除了軍事的應用，實施例所提出之變色迷彩顯示結構也可廣泛地應用於民生用途，如衣物或產品外殼，提升了產品的價值與功能。
以下係提出第一和第二實施例，以詳細說明本發明所提出之變色迷彩顯示結構，但並非對本發明欲保護之範圍做限縮。
<第一實施例>
第1圖係繪示依照本發明第一實施例之一種變色迷彩顯示結構之示意圖。變色迷彩顯示結構1包括一迷彩圖案層11，和形成於迷彩圖案層11上方之變色層13。其中，可利用電、光、熱、或磁驅動使變色層13變色，變色層13變色可使顯示結構1自一第一色態呈現為一第二色態。
以綠色迷彩圖案層為例，可加上一層紅色透明或半透明之變色層13，此變色層13可在紅色與透明間變色。透明或半透明之變色層13尚未變色時，顯示結構1則呈現原來的綠色(第一色態)；當變色層13變紅色後，綠色迷彩圖案層11則因整面疊加上紅色後而使顯示結構1呈現偏黃褐色(第二色態)，即調整為沙漠迷彩。
另外，實施例中由第一色態變換至第二色態時，也可利用調整變色層13的變色程度，而呈現中間色態。例如以綠色迷彩圖案層加上一層紅色透明或半透明之變色層13為例，當變色層13變色呈淡紅色，顯示結構1可自原來的綠色(第一色態)呈現帶紅感的暗綠色(中間色態)，當變色層13的變色程度加深，變得更紅，則顯示結構1自暗綠色(中間色態)而呈現偏黃褐色(第二色態)的沙漠迷彩。當然，根據變色層13可呈現的變色程度其可變色調數目的不同，亦可使迷彩圖案層對應地呈現多種中間色態(類似黑與白中間的灰階顯示，可以從淺灰到深灰有許多不同的灰色程度)，因此本發明之實施例對中間色態的數目並無 特別限制。
本實施例中，欲使用熱驅動使結構達到自適應變化效果，例如可選用膽固醇液晶作為變色層13，以發熱元件來加熱膽固醇液晶，藉溫度的改變來控制膽固醇液晶的顏色，而使變色層13變色；亦可使用其他可因溫度改變而產生顏色變化之材料作為變色層13。實施例中，欲使用磁驅動使結構達到自適應變化效果，可設置磁阻線圈使變色層13變色。實施例中，欲使用光驅動使顯示結構達到自適應變化效果，可利用環境自然光線或發光源使變色層13變色。另外，這些加熱元件、磁阻線圈或光源等元件可內建於整體結構中，或是用外加的方式，以達到熱、磁或光驅動該結構而產生變色之目的。
第2A圖係繪示依照本發明一實施例之具有光纖之變色迷彩顯示結構示意圖。第2A圖中，變色迷彩顯示結構20包括一迷彩圖案層21，形成於迷彩圖案層21上方之複數條光纖23(變色層)，和位於光纖23一端之光源24。當迷彩圖案層21為綠色迷彩時，光源24可發出紅光至該些光纖23，在綠色迷彩圖案層21上方的光纖23可傳遞並向外發射紅光，使顯示結構1偏紅後而呈現為沙漠迷彩。
第2B圖係繪示依照本發明一實施例之具有導光板之變色迷彩顯示結構示意圖。第2B圖中，變色迷彩顯示結構25包括一迷彩圖案層26，形成於迷彩圖案層26上方之導光板(變色層)27，和位於導光板27一側之光源28。同樣地，當迷彩圖案層26為綠色迷彩時，光源28可發出 紅光至導光板27，在綠色迷彩圖案層26上方的導光板27可傳遞並向外發射紅光，使顯示結構1偏紅後而呈現為沙漠迷彩。實施例中，該些光源24和28例如是發光二極體(LED)，也可以是其他樣態之光源，對此並沒有特別限制。
本實施例中，欲使用電驅動使結構達到自適應變化效果，係使用電極層使變色層產生變色。請參照第3A~3C圖，係分別繪示依照本發明一實施例之具有電極之變色迷彩顯示結構之示意圖。
如第3A圖所示，第一種電驅動之變色迷彩顯示結構30包括一迷彩圖案層31，一變色層33，和分別形成於變色層33上下方之一上電極34a和一下電極34b；其中上電極34a和下電極34b均可使用透明電極，利於結構呈現顏色轉化的效果。
或者，可如第3B圖所示之第二種電驅動之變色迷彩顯示結構30’，將下電極34b設置於迷彩圖案層31下方，此時上電極34a可使用透明電極，下電極34b則可選用透明或不透明電極，並不特別限制。
或者，若迷彩圖案層具有導電性，則可如第3C圖所示之第三種電驅動之變色迷彩顯示結構35，直接將迷彩圖案層36當成下電極使用，僅在變色層37上設置上電極39即可，上電極39亦可使用透明電極，利於結構呈現顏色轉化的效果。
此實施例中，除了使綠色迷彩圖案層在變色層變紅色後，顯示結構1呈現偏紅之一沙漠迷彩色態；同樣的，也 可以使黃褐色的沙漠迷彩圖案層在變色層變色後，顯示結構1呈現綠色迷彩色態。以第3A圖所示之結構30為例，若迷彩圖案層31為一沙漠迷彩圖案層，則變色層33可選用可吸收紅色光之材料，當光線經過變色層33時，紅色光被變色層33吸收，剩下藍色光和綠色光到達迷彩圖案層31，呈黃褐色的沙漠迷彩圖案層會反射黃色光，吸收其他光。而黃色光是紅色光和綠色光混合成的，紅色光已被變色層33吸收，因此沙漠迷彩圖案層會吸收藍色光，反射綠色光，而呈現一綠迷彩色態。
實施例之變色迷彩顯示結構的實際應用十分廣泛，除了軍事的應用，也可廣泛地應用於民生用途。實施例例如是可應用在軍事武器之外殼或外膜，如坦克車的被覆層或頭盔、槍械之外膜層，或是戰鬥服等等。當然也可做為一般民生用品的產品外殼和織品等等，提升了產品的價值與功能。
以織品應用為例，請參照第4圖，其繪示應用本發明一實施例之變色迷彩顯示結構製成織品之示意圖。如第4圖所示，本實施例可如第3A圖之變色迷彩顯示結構，包括迷彩圖案層41、變色層43及上下電極44a、44b，製成纖維狀之變色纖維40(外形例如是長條狀或細絲狀)，並可與一般的透明纖維48交錯編織成一可變色迷彩的織布，使其具有如一般布料般的柔軟性。當然，前述之各種變色迷彩顯示結構皆可採用，並不限制僅使用第3A圖之結構。
另外一種提升變色迷彩顯示結構的柔軟性或延伸性 的方法是透過變色迷彩顯示結構的多個不連續切割，如第5圖所示(應用實施例所形成之變色迷彩膜層50具有多個不連續切割501之示意圖)，可增加其延伸性，提升曲面的覆蓋性與偽裝效果。再者，與傳統像素化方式使用單點畫素驅動達到變色結果相較，由於實施例之變色迷彩顯示結構，其變色層、電極層等均為整面形成、整面作動，進行不連續切割並不會對結構的變色迷彩顯示效果造成任何影響，又可賦予薄膜具有柔軟與可延伸之特性。
不論是應用電、光、熱或磁驅動方式，本實施例之變色層等，均可整面形成於迷彩圖案層上方，無需經過較繁複的圖案化步驟，因此可簡化結構，大幅降低製造成本，並使實施例之結構達到自適應變化效果。
<第二實施例>
第6圖係繪示依照本發明第二實施例之一種變色迷彩顯示結構之示意圖。本實施例中，變色迷彩顯示結構至少包括一綠色迷彩圖案層61，該綠色迷彩圖案層61係由至少一具有可逆之紅位移特性不同顏色之變色材料所組成。可經塗佈形成綠色迷彩圖案，其顏色可包含綠、黃、褐等。其中，變色材料，例如是電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料、或磁致變色材料，以分別利用電、光、熱、或磁驅動，使該綠色迷彩圖案層偏紅而轉變成一沙漠迷彩圖案層61’。
本實施例中，具有紅位移特性的不同顏色之變色材料 所塗佈成的綠色迷彩圖案層61，也可因紅位移程度的不同，使原來的綠色迷彩圖案變色而呈現中間色態如帶紅感的暗綠色，再調整紅位移程度可使其更加偏紅而轉變成沙漠迷彩。綠色迷彩圖案層61可呈現的變色程度係視其變色材料的紅位移狀況而定，亦可能因為變色材料的選擇而使迷彩圖案層對應地變色而呈現多種中間色態(類似黑與白中間的灰階顯示)。
與第一實施例不同的是，第二實施例之變色迷彩顯示結構，其綠色迷彩圖案層61不但具有迷彩圖案，且本身就是可變色材料所組成。當使用者想顯示沙漠迷彩時，可令綠色迷彩圖案層變色，其紅位移特性使其偏紅而轉變成一沙漠迷彩圖案層61’；當使用者需要顯示綠色迷彩時，由於其紅位移特性為可逆的，可去除變色後使沙漠迷彩圖案層61’再轉變回綠色迷彩圖案層61。
若使用電驅動使結構達到自適應變化效果，則可於綠色迷彩圖案層上下加上電極層。請參照第7圖，係繪示依照本發明第二實施例之一種具有電極之變色迷彩顯示結構之示意圖。電驅動之變色迷彩顯示結構70包括一綠色迷彩圖案層71，和分別形成於其上下方之一上電極74a和一下電極74b；其中綠色迷彩圖案層71係由具有一可逆之紅位移特性不同顏色之變色材料所組成。其中，上電極74a可使用透明電極，以利於顯示結構呈現顏色轉化的效果，下電極74b可透明或不透明。而第7圖中所繪示之基板79係為製作時之一載具，可做為暫時承載綠色迷彩圖案層71 之用，或永久的當成變色迷彩顯示結構的一部分。
請參照第8圖，係繪示依照本發明第二實施例之另一種具有電極之變色迷彩顯示結構之示意圖。如第8圖所示，電驅動之變色迷彩顯示結構80包括一綠色迷彩圖案層81，和分別形成於其上下方之一上電極84a和一下電極84b；其中綠色迷彩圖案層81之變色材料可為膽固醇液晶，則於下電極84b與基板89之間(第8圖)、或位於下電極84b與綠色迷彩圖案層81之間(未顯示)，可增加一光吸收層85。其中，上電極84a和下電極84b可使用透明電極，而基板89亦可做為製作時之一臨時載具，或永久的當成變色迷彩顯示結構的一部分。
第二實施例之變色迷彩顯示結構的實際應用，如第一實施例中所述，皆可廣泛地應用軍事和民生用途。亦可如第4圖所示，將第二實施例之結構與一般的透明纖維交錯編織成一可變色迷彩的織布。亦可如第5圖所示，應用第二實施例所形成之變色迷彩結構，可透過多個不連續切割，以增加其延伸性，提升曲面的覆蓋性與偽裝效果，又不會對結構的變色迷彩顯示效果造成任何影響。
本發明之一實施例所提出之變色迷彩顯示結構，可在叢林迷彩與沙漠迷彩間由使用者自由調整，亦可調整變色層的變色程度而在多種色態之間進行轉換，輕易地達到自適應偽裝的功能，以適應各種環境所需，大幅提高匿蹤能力。再者，其結構簡單，容易驅動、製作成本低，可大量 且廣泛地應用於軍事和民生用途，提高了產品的價值與功能。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1、20、25、30、30’、35、70、80‧‧‧變色迷彩顯示結構
11、21、26、31、36、41‧‧‧迷彩圖案層
13、33、37、43‧‧‧變色層
23‧‧‧光纖
24、28‧‧‧光源
27‧‧‧導光板
34a、39、44a、74a、84a‧‧‧上電極
34b、44b、74b、84b‧‧‧下電極
40‧‧‧變色纖維
48‧‧‧透明纖維
50‧‧‧變色迷彩膜層
501‧‧‧不連續切割
61、71、81‧‧‧綠色迷彩圖案層
61’‧‧‧沙漠迷彩圖案層
79、89‧‧‧基板
85‧‧‧光吸收層
第1圖係繪示依照本發明第一實施例之一種變色迷彩顯示結構之示意圖。
第2A圖係繪示依照本發明第一實施例之具有光纖之變色迷彩顯示結構示意圖。
第2B圖係繪示依照本發明第一實施例之具有導光板之變色迷彩顯示結構示意圖。
第3A~3C圖，係分別繪示依照本發明第一實施例之具有電極之變色迷彩顯示之三種結構之示意圖。
第4圖，其繪示應用本發明第一實施例之變色迷彩顯示結構製成織品之示意圖。
第5圖為應用實施例所形成之變色迷彩結構具有多個不連續切割之示意圖。
第6圖係繪示依照本發明第二實施例之一種變色迷彩顯示結構之示意圖。
第7圖係繪示依照本發明第二實施例之一種具有電極之變色迷彩顯示結構之示意圖。
第8圖係繪示依照本發明第二實施例之另一種具有電極之變色迷彩顯示結構之示意圖。
1‧‧‧變色迷彩顯示結構
11‧‧‧迷彩圖案層
13‧‧‧變色層

Claims (16)

  1. 一種變色迷彩顯示結構，包括：一迷彩圖案層；和一變色層，形成於該迷彩圖案層上方，其中經驅動使該變色層變色，變色後使該迷彩顯示結構自一第一色態呈現為一第二色態，該第二色態是以疊加該迷彩圖案層與該變色層的顏色方式呈現，且該第一色態與該第二色態係於一綠迷彩色態與一沙漠迷彩色態之間相互轉換；其中該變色層為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料、磁致變色材料、一光纖組件或一導光板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中該迷彩圖案層係為一迷彩圖案導電層，該結構更包括：一透明電極，設置於該變色層上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之結構，更包括：一透明上電極，設置於該變色層上；和一透明下電極，設置於該變色層與該迷彩圖案層之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之結構，更包括：一透明上電極，設置於該變色層上；和一下電極，設置於該迷彩圖案層下方。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中該變色層為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料或磁致變色材料時係為一膽固醇液晶。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中該迷彩圖案層係為一綠色迷彩圖案層，該第一色態為綠色，該變色層係在透明和紅色之間變色，致使該迷彩顯示結構在該變色層變紅色後，呈現偏紅之該沙漠迷彩色態。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中該迷彩圖案層係為一沙漠迷彩圖案層，光線經過該變色層為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料或磁致變色材料時，該變色層可吸收紅色光，而該沙漠迷彩圖案層則反射綠色光而呈現該綠迷彩色態。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中經驅動使該變色層變色後，使該迷彩顯示結構自該第一色態轉變為至少一中間色態，再自該中間色態轉變為該第二色態。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之結構，係具有多個不連續切割。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之結構，其中該驅動為利用電、光、熱或磁之驅動方式。
  11. 一種變色迷彩顯示結構，至少包括：一綠色迷彩圖案層，該綠色迷彩圖案層係由至少一具有可逆之紅位移特性不同顏色之變色材料所組成，其中，經驅動使該綠色迷彩圖案層因紅位移特性偏紅而呈現一沙漠迷彩圖案層，並藉由可逆之紅位移特性而使該沙漠迷彩圖案層轉變回該綠色迷彩圖案層；其中該變色材料為電致變色材料、光致變色材料、熱致變色材料、或磁致變色材料。
  12. 如申請專利範圍第11項之結構，更包括：一透明上電極，設置於該綠色迷彩圖案層上；和一下電極，設置於該綠色迷彩圖案層下方。
  13. 如申請專利範圍第11項之結構，其中該變色材料為一膽固醇液晶。
  14. 如申請專利範圍第13項之結構，更包括：一透明上電極，設置於該綠色迷彩圖案層上；一下電極，設置於該綠色迷彩圖案層下方；和一吸光層，設置於該下電極之下方。
  15. 如申請專利範圍第11項所述之結構，係具有多個不連續切割。
  16. 如申請專利範圍第11項所述之結構，其中經驅動使該綠色迷彩圖案層變色後轉變為偏紅之至少一中間色態，依據變色材料之偏紅程度再自該中間色態轉變呈現為該沙漠迷彩圖案層。
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