DE19631409A1 - Variable transmission assembly preferably of glass - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine verspiegelte Glas baugruppe mit variabler Transmission bzw. Reflexion, welche besonders für den Einsatz bei Kraftfahrzeugrückblicksystemen, insbesondere in Kombination mit Displays und Sensoren, und bei Verglasungen von Kraftfahrzeugen und Gebäuden vorteilhaft ist.The present invention describes a mirrored glass assembly with variable transmission or reflection, which especially for use in automotive rearview systems, especially in combination with displays and sensors, and at Glazing of motor vehicles and buildings is advantageous.
Es sind zur Reduzierung der Blendwirkung durch Scheinwerfer nachfolgender Kraftfahrzeuge automatisch abblendbare Rückblick spiegelsysteme bekannt. Diese weisen in der Regel zwei Licht sensoren auf und erkennen aus der Differenz der auf den nach vorne (21) und auf den nach hinten (20) blickenden Sensor ein fallenden Lichtintensität den Blendzustand. Über ein elektri sches Feld wird dann eine Herabsetzung des Reflexionsgrades vom Spiegelglas (29) ausgelöst.There are known automatically dimmable rear view mirror systems to reduce the glare from headlights of subsequent motor vehicles. These generally have two light sensors and recognize the glare condition from the difference in the light intensity falling on the sensor facing forward ( 21 ) and rearward ( 20 ). A reduction in the degree of reflection from the mirror glass ( 29 ) is then triggered via an electrical field.
Zur Veränderung des Reflexionsgrades sind Polarisationssysteme auf Flüssigkristallbasis (LC) und Absorbtionssysteme auf elek trochromatischer Basis (EC, z. B. Wolframoxyd-Gel) bekannt. In Fig. 1 ist das derzeit gebräuchlichste EC-System dargestellt. Dabei befindet sich zwischen zwei mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Indium-Zinn-Schicht (IT) oder Indium- Zinn-Oxyd-Schicht (ITO) (2, 4) beschichteten transparenten Trä germaterialien, vorzugsweise Gläsern, (1, 5) eine EC-Schicht (3) . Fig. 2 zeigt ein optimiertes System. Zur Reduzierung von Geisterbildern ist hier die Verspiegelung (9) nicht auf der so genannten vierten Oberfläche, also hinter dem Glas (5) sondern auf der sogenannten dritten Oberfläche und damit zwischen Glas und EC-Schicht, in diesem Beispiel zwischen der IT-Schicht (4) und dem Glas (5), aufgebracht. Fig. 3 zeigt ein LC-System mit den Gläsern (1) und (5), den IT-Schichten (2) und (4), der LC-Schicht (7) sowie der nicht transparenten Verspiegelung (9). Im Unterschied zu den EC-Systemen, bei denen bei Ansteuerung durch ein elektrisches Feld eine Absorbtion in der EC-Schicht statt findet, ist hier bei den LC-Systemen noch der Einsatz von linear polarisierenden Filterschichten (6) und (8) erforder lich, da das LC-Medium lediglich die Polarisationsrichtung zwischen horizontal und vertikal drehen kann. Eine Transmissi onsreduzierung und damit eine Verdunklung tritt nur ein, wenn die Polarisationsrichtung des Lichtes nach der LC-Schicht nicht identisch mit der des nachgeschalteten linearen Polarisations filters ist. Die Verspiegelung (9) besteht nach dem Stand der Technik aus einer nichttransparenten Beschichtung auf Silber- oder Chrombasis. Damit erreichen EC-Systeme einen Reflexions grad im Hell- bzw. Dunkelzustand von etwa 70% bzw. 8%. LC-Sys teme können aufgrund der linearen Polarisationsfilter, die physikalisch bedingt maximal 50% Transmission aufweisen, nur einen Reflexionsgrad von maximal etwa 45% erzielen. Fig. 4 zeigt ein LC-System, bei dem im Gegensatz zum System nach Fig. 3 die Reflexionsschicht (9) zur Verringerung von Geister bildern vor dem Glas (5) auf der sogenannten dritten Oberfläche angeordnet ist.To change the reflectance, polarization systems based on liquid crystal (LC) and absorption systems based on electrochromatic (EC, e.g. tungsten oxide gel) are known. In Fig. 1, the currently most common EC system is shown. There is an EC between two transparent carrier materials, preferably glasses, coated with a transparent, electrically conductive indium tin layer (IT) or indium tin oxide layer (ITO) ( 2 , 4 ), ( 1 , 5 ) Layer ( 3 ). Fig. 2 shows an optimized system. To reduce ghosting, the mirroring ( 9 ) is not on the so-called fourth surface, i.e. behind the glass ( 5 ), but on the so-called third surface and thus between the glass and the EC layer, in this example between the IT layer ( 4 ) and the glass ( 5 ). Fig. 3 shows an LC system with the glasses ( 1 ) and ( 5 ), the IT layers ( 2 ) and ( 4 ), the LC layer ( 7 ) and the non-transparent mirror coating ( 9 ). In contrast to the EC systems, in which absorption takes place in the EC layer when controlled by an electric field, the use of linearly polarizing filter layers ( 6 ) and ( 8 ) is still necessary for the LC systems, since the LC medium can only rotate the direction of polarization between horizontal and vertical. A transmission reduction and thus darkening only occurs if the direction of polarization of the light after the LC layer is not identical to that of the linear polarization filter connected downstream. According to the prior art, the mirroring ( 9 ) consists of a non-transparent coating based on silver or chrome. EC systems thus achieve a degree of reflection in the light or dark state of around 70% or 8%. Due to the linear polarization filters, which have a maximum transmission of 50% due to their physical nature, LC systems can only achieve a maximum reflectance of around 45%. Fig. 4 shows an LC system in which, in contrast to the system of Fig. 3, the reflective layer ( 9 ) for reducing ghosting in front of the glass ( 5 ) is arranged on the so-called third surface.
Fahrzeugrückblickspiegel eignen sich aufgrund ihrer optisch günstigen Einbaulage zur Integration von Displays. Bei solchen Systemen wird beispielsweise die Uhrzeit oder die Himmelsrich tung (Kompaßfunktion) angezeigt. Dazu wird, wie in Fig. 5 und Fig. 13 gezeigt, im Bereich (26) der Anzeige die Verspiegelung (9) ausgespart. Das Display selbst ist in der Regel ein eigenständiges Flüssigkristalldisplay-Modul (10), das hinter dem Glas (5) angebracht ist.Vehicle rear view mirrors are suitable for integrating displays due to their optically favorable installation position. In such systems, for example, the time or the cardinal direction (compass function) is displayed. For this purpose, as shown in FIG 5 and FIG. 13 is. Shown recessed, the mirror coating (9) in the region (26) of the display. The display itself is usually an independent liquid crystal display module ( 10 ), which is attached behind the glass ( 5 ).
Nachteilig bei Systemen nach dem Stand der Technik ist, daß durch das für einen Sensor oder ein Display notwendige Aus sparen (26, 27) der Verspiegelung im Display- bzw. Sensor bereich der Spiegel seiner ureigentlichen Aufgabe der Reflexion nicht mehr gerecht werden kann. Das im Spiegel sichtbare Reflexionsbild ist durch die Fläche (26, 27) des Displays bzw. Sensors unterbrochen. Fig. 13.A disadvantage of systems according to the prior art is that the savings required for a sensor or a display ( 26 , 27 ) the mirroring in the display or sensor area of the mirror can no longer meet its original task of reflection. The reflection image visible in the mirror is interrupted by the surface ( 26 , 27 ) of the display or sensor. Fig. 13.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht nun, wie in Fig. 14 gezeigt, das Display so anzubringen, daß das Display im abge schalteten Zustand die spiegelnde Eigenschaft des automatisch abdunkelbaren Rückblicksystems an keiner Stelle beeinflußt und sowohl bei Tag als auch Nacht eine kontrastreiche Anzeige er möglicht. Bei hinter der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe (25) angeordneten Sensoren, wie beispielsweise der rückwärtige Lichtsensor (20), stellt sich, wie in Fig. 14 gezeigt, der gleiche positive Effekt des von außen nicht Erkennbarseins ein.The system according to the invention now enables, as shown in Fig. 14, to mount the display so that the display in the switched-off state does not affect the reflective property of the automatically darkening rear view system at any point and enables a high-contrast display both during the day and at night. In the case of sensors arranged behind the glass module ( 25 ) according to the invention, such as the rear light sensor ( 20 ), as shown in FIG. 14, the same positive effect of being invisible from the outside is achieved.
Idealerweise wird hierzu erfindungsgemäß die Reflexionsschicht (9) als semitransparente Reflexschicht (11, 13) ausgeführt. Besonders vorteilhaft erweist sich:hierbei die Ausführung als Interferenzverspiegelung (11) mit nichtlinearer Transmission und nichtlinearer Reflexion. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist dabei beispielsweise im unteren Wellenlängenbereich die Reflexion we sentlich höher und im oberen Wellenlängenbereich wesentlich niedriger als die Transmission. Eine solche Verspiegelung ist beispielsweise durch ein dünnes Schichtsystem auf Basis von Titanoxyden, Siliziumoxyden, und bzw. oder Eisenoxyden aufge baut. Durch Variation des Schichtmaterials und der Schicht dicken bzw. Schichtenanzahl kann nun das gewünschte Reflexions- bzw. Transmissionsverhalten und auch der Farbeindruck der Reflexionsschicht eingestellt werden. Ist beispielsweise das Display als rotes LED-Display ausgeführt, so ist im Wellen längenbereich von 630 nm eine hohe Transmission, im Wellenlän genbereich unterhalb von 600 nm eine hohe Reflexion zu realisie ren. Dabei ist es möglich, für das Spektrum des Displays eine Transmission von über 50% bei einer Gesamtreflexion nach DIN unter Normlicht A von ebenfalls über 50% zu erzielen. Um uner wünschte Transmissionen zu verhindern, ist wie in Fig. 7 das System in dem vom Display nicht genutzten Bereich rückseitig mit einer weiteren nicht transparenten Schicht (12) wie vor zugsweise schwarzem Lack oder Emaille zu versehen.Ideally, according to the invention, the reflection layer ( 9 ) is designed as a semi-transparent reflection layer ( 11 , 13 ). It proves to be particularly advantageous: the design as interference mirroring ( 11 ) with non-linear transmission and non-linear reflection. As shown in FIG. 6, the reflection is considerably higher in the lower wavelength range and significantly lower than the transmission in the upper wavelength range. Such mirroring is built up, for example, by a thin layer system based on titanium oxides, silicon oxides, and / or iron oxides. The desired reflection or transmission behavior and also the color impression of the reflection layer can now be set by varying the layer material and the layer thickness or number of layers. If, for example, the display is designed as a red LED display, high transmission can be achieved in the wavelength range of 630 nm and high reflection in the wavelength range below 600 nm. It is possible to transmit the spectrum for the display to achieve over 50% with a total reflection according to DIN under standard light A of also over 50%. In order to prevent undesired transmissions, as in FIG. 7, the system in the area not used by the display is to be provided on the back with a further non-transparent layer ( 12 ), such as preferably black lacquer or enamel.
Stehen Displays mit einer hohen Lichtintensität zur Verfügung und/oder genügt ein geringerer Gesamtreflexionsgrad nach DIN, so kann die semitransparente Reflexionsschicht auch durch eine dünne Verspiegelung, beispielsweise auf Chrom- oder Silberbasis realisiert werden. Eine solche Verspiegelung (13) weist in der Regel, wie in Fig. 8 gezeigt, eine lineare Transmissions- und Reflexionskennlinie auf. Dabei liegt die Transmission wellen längenunabhängig deutlich unter der Reflexion. Auch hier ist ein prinzipieller Aufbau wie in Fig. 7 gezeigt möglich.If displays with a high light intensity are available and / or a lower overall reflectance according to DIN is sufficient, the semi-transparent reflective layer can also be realized by a thin mirroring, for example based on chrome or silver. Such a mirror coating ( 13 ) generally has a linear transmission and reflection characteristic, as shown in FIG. 8. The transmission waves are clearly below the reflection regardless of their length. A basic structure as shown in FIG. 7 is also possible here.
Um ein LED-Display im abgeschalteten Zustand hinter einer semi transparenten Verspiegelung (11) bzw. (13) nicht erkennen zu können, ist es vorteilhaft, zwischen der Verspiegelung und dem Display (14) eine zusätzliche Filterschicht (15) mit nicht linearer Transmissionskennlinie anzuordnen. Fig. 9 zeigt einige solcher farbselektiven Transmissionskurven. Solche Filter (15) ermöglichen eine engere Transmissionsbandbreite als dies durch eine Interferenzverspiegelung (11) möglich ist. Aber auch bei einer semitransparenten Verspiegelung (13) mit linearer Trans missionskurve ermöglichen sie eine Optimierung des Gesamt systems. Eine optionale zusätzliche zirkular polarisierende Filterschicht (16) zwischen Glas (5) und Display (14) verhin dert unerwünschte Reflexionen am Display durch von außen auf das System einstrahlendes Licht und verbessert somit den opti schen Gesamteindruck des Systems, indem es das Display im abge schalteten Zustand von außen nicht sichtbar werden läßt. Idea lerweise sind diese beiden Filter (15) und (16) in einem zirku lar polarisierenden Filter (17) mit nichtlinearer Transmissi onskennlinie kombiniert.In order not to be able to recognize an LED display in the switched-off state behind a semi-transparent mirroring ( 11 ) or ( 13 ), it is advantageous to arrange an additional filter layer ( 15 ) with a non-linear transmission characteristic between the mirroring and the display ( 14 ) . Fig. 9 shows some such color selective transmission curves. Such filters ( 15 ) enable a narrower transmission bandwidth than is possible with interference mirroring ( 11 ). But they also enable optimization of the overall system in the case of semi-transparent mirroring ( 13 ) with a linear transmission curve. An optional additional circular polarizing filter layer ( 16 ) between the glass ( 5 ) and the display ( 14 ) prevents unwanted reflections on the display due to light shining on the system from the outside and thus improves the overall optical impression of the system by switching the display off Condition can not be seen from the outside. Ideally, these two filters ( 15 ) and ( 16 ) are combined in a circular polarizing filter ( 17 ) with a nonlinear transmission characteristic.
Soll das Display nur aus einem bestimmten Winkel ablesbar sein, um beispielsweise Informationen nur für den Fahrer bereit zu stellen, die vom Beifahrersitz aus nicht einsehbar sind, so kann zusätzlich zwischen dem Glas (5) und dem Display (10) ein Lichtleitfilm (18) angeordnet werden. Dieser in Fig. 10 ge zeigte Lichtleitfilm weist beispielsweise dünne absorbierende Lamellen (19) auf, die in dem gewünschten Blickwinkel ange stellt sind.If the display should only be readable from a certain angle, for example to provide only the driver with information that cannot be seen from the front passenger seat, a light guide film ( 18 ) can also be placed between the glass ( 5 ) and the display ( 10 ). to be ordered. This ge in Fig. 10 showed light guide film has, for example, thin absorbent lamellae ( 19 ), which are in the desired viewing angle.
Werden, wie aus der LC-Displaytechnik bekannt, die transparen ten elektrisch leitfähigen Schichten (2) und (4) in Segmenten ausgeführt und segmentweise kontaktiert, so ist auch bei einer Verspiegelung (9) nach Stand der Technik eine Displayanzeige möglich. Dies geschieht dann bei Tagbetrieb durch Abdunkeln bzw. bei Abblendbetrieb durch Aufhellen der relevanten Seg mente. Damit ergibt sich bei Tag eine dunkle Darstellung auf hellem Grund bzw. bei Nacht eine inverse helle Darstellung auf dunklem Grund. Nachteilig ist hier insbesondere bei Nacht der geringe Kontrast. Hier benötigt die helle Darstellung eine zu sätzliche Beleuchtung durch Umgebungslicht wie beispielsweise von nachfolgenden Fahrzeugen. Vorteilhafterweise kann erfin dungsgemäß mit einer semitransparenten Verspiegelung (11) oder (13) und einer Hintergrundbeleuchtung des Displays eine Kon trasterhöhung erzielt werden. Somit ist dann eine gute Lesbar keit der aktiven Anzeige bei Tag- und Nachtbetrieb möglich und das Display ist im abgeschalteten Zustand von außen verborgen und mindert die Gesamtreflexionsfläche des Fahrzeugrückblick systems nicht.If, as is known from LC display technology, the transparen th electrically conductive layers ( 2 ) and ( 4 ) are carried out in segments and contacted segment by segment, a display is also possible with a reflective coating ( 9 ) according to the prior art. This is done in daytime operation by darkening or in dimmer operation by brightening the relevant segments. This results in a dark display on a light background during the day and an inverse light display on a dark background at night. The disadvantage here is the low contrast, especially at night. Here, the bright display requires additional lighting from ambient light, such as from the following vehicles. Advantageously, a contrast increase can be achieved according to the invention with a semi-transparent mirroring ( 11 ) or ( 13 ) and a backlighting of the display. This makes it easy to read the active display during day and night operation and the display is hidden from the outside when switched off and does not reduce the overall reflective surface of the vehicle rear view system.
Mit dem erfindungsgemäßen System ist es nun möglich, automa tisch abdunkelbare Fahrzeugrückblicksysteme aufzubauen, in denen ein Display hinter dem Spiegelglas so integriert ist, daß das Display im abgeschalteten Zustand nicht erkennbar ist und die Reflexionsfläche des Systems nicht verringert oder stört. Solche Anzeigen können beispielsweise im Fahrzeuginnenspiegel Taxameter-Informationen wie Fahrpreis, Tarif, Taxen-Nummer etc. oder im Innen- und/oder Außenspiegel Abstandsanzeigen für Park assistenzsysteme oder im Außenspiegel Warnhinweise von soge nannten Blind-Spot-Detection Systemen oder auch Fahrtrichtungs anzeigen sein. Vorteilhafterweise können solche Displaysysteme auch als Multifunktionsdisplay mit BUS-Schnittstelle ausgeführt sein. Selbstverständlich ermöglicht das erfindungsgemäße System auch die, wie in Fig. 11 und Fig. 12 gezeigt, von außen nicht sichtbare Anbringung des zur Steuerung des EC- bzw. LC-Systems notwendigen rückwärtigen Lichtsensors (20) hinter der Glas baugruppe (25). In Fig. 12 ist auch der nach vorne durch eine Öffnung im Gehäuse (22) des Rückblicksystems wirkende Umge bungslichtsensor (21) sowie die Ansteuerelektronik (23) für die Steuerung der Transmission der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe (25) und die Elektronik (24) für das Display (10) gezeigt. Dabei kann eine Dimmung des Displays (10) mit Informationen über die Umgebungshelligkeit bzw. den Reflexionszustand gesteuert werden. Über ein Photoelement bzw. eine Solarzelle (28) kann eine Energieversorgung von Komponenten des Spiegels erfolgen.With the system according to the invention, it is now possible to build auto-darkening vehicle rear view systems in which a display is integrated behind the mirror glass so that the display is not recognizable when switched off and does not reduce or interfere with the reflective surface of the system. Such displays can include, for example, taximeter information such as fare, tariff, taxi number etc. in the vehicle interior mirror or distance indicators for parking assistance systems in the interior and / or exterior mirror or warnings from so-called blind spot detection systems in the exterior mirror or also display the direction of travel. Advantageously, such display systems can also be designed as a multifunction display with a BUS interface. Of course, the inventive system also allows, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, assembly invisible from the outside of the mounting necessary for the control of the EC and LC-system rear light sensor (20) behind the glass (25). In Fig. 12 is also the forward through an opening in the housing ( 22 ) of the rearview system ambient light sensor ( 21 ) and the control electronics ( 23 ) for controlling the transmission of the glass assembly according to the invention ( 25 ) and the electronics ( 24 ) for the Display ( 10 ) shown. A dimming of the display ( 10 ) can be controlled with information about the ambient brightness or the state of reflection. Components of the mirror can be supplied with energy via a photo element or a solar cell ( 28 ).
Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe stellen Schattierungssysteme dar. Dabei kann dann die semi transparente Reflexionsschicht so ausgeführt werden, daß die Reflexion im Infrarotbereich hoch und im Bereich des sichtbaren Lichtes gering ist. Durch das integrierte, in seiner Transmis sion variable Schichtsystem kann dann die Transmission des sichtbaren Lichtes gesteuert werden. Die erfindungsgemäße Glas baugruppe kann so beispielsweise in der Büroverglasung oder bei Kraftfahrzeugsonnendächern vorteilhaft eingesetzt werden.Another application of the glass assembly according to the invention represent shading systems. The semi transparent reflection layer are carried out so that the Reflection high in the infrared range and in the visible range Light is low. Through the integrated, in its transmis sion variable layer system can then the transmission of the visible light can be controlled. The glass according to the invention The module can be used in office glazing or for example Motor vehicle sunroofs are used advantageously.
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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