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Diese
Erfindung betrifft elektrochrome Rückspiegel für Kraftfahrzeuge und insbesondere
verbesserte elektrochrome Rückspiegel,
welche einen dritten Flächenreflektor/Elektrode
in Kontakt mit wenigstens einem elektrochromen Lösungsphasenmaterial umfassen.
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Bisher
wurden verschiedene Rückspiegel
für Kraftfahrzeuge
vorgeschlagen, welche zum Zwecke eines Blendschutzes ausgehend von
Licht, das von den Scheinwerfern von von hinten herannahenden Fahrzeugen
ausgestrahlt wird, von dem Voll-Reflexionsmodus (Tag) zu dem (den)
Teil-Reflexionsmodus (modi) (Nacht) wechseln. Unter derartigen Vorrichtungen
gibt es jene, bei welchen der Transmissionsgrad durch thermochrome,
photochrome oder elektrooptische Mittel (z.B. Flüssigkristall, dipolare Suspension,
elektrophoretisch, elektrochrom usw.) verändert wird und bei welchem
die variable Transmissionsgradcharakteristik eine elektromagnetische Strahlung
beeinflusst, welche zumindest teilweise im sichtbaren Spektrum (Wellenlängen von
etwa 3800 Angström
bis etwa 7800 Angström)
liegt. Es wurden Vorrichtungen von umkehrbar veränderlichem Transmissionsgrad
zur elektrischen Strahlung als das Element mit variablem Transmissionsgrad
in Lichtfiltern mit variablem Transmissionsgrad, Spiegeln mit variablem
Transmissionsgrad und Anzeigevorrichtungen vorgeschlagen, welche
derartige Lichtfilter oder Spiegel zum Übertragen von Information verwenden.
Diese Lichtfilter mit variablem Transmissionsgrad weisen Fenster
auf.
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Vorrichtungen
von umkehrbar variablem Transmissionsgrad für elektromagnetische Strahlung,
bei welchen der Transmissionsgrad durch elektrochrome Mittel geändert wird,
sind im Stand der Technik bekannt. Derartige elektrochrome Vorrichtungen
können
in einem vollständig
integrierten Innen/Außen-Rückspiegelsystem
oder als gesonderte Innen- oder Außen-Rückspiegelsysteme verwendet werden.
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1 zeigt
ein typische elektrochrome Spiegelvorrichtung 10 mit einem
vorderen und einem hinteren ebenen Element 12 bzw. 16.
Eine transparente leitfähige
Beschichtung 14 ist auf der hinteren Fläche des vorderen Elements 12 platziert,
und eine weitere transparente leitfähige Beschichtung 18 ist
auf der vorderen Fläche
des hinteren Elements 16 platziert. Ein Reflektor (20a, 20b und 20c),
welcher typischerweise eine Silbermetalllage 20a umfasst,
die durch eine Kupfermetall-Schutzlage 20b bedeckt ist,
und eine oder mehrere Lagen aus Schutzfarbe 20c umfasst,
ist auf der hinteren Fläche
des hinteren Elements 16 angeordnet. Beispiele hiervon
sind in den US Patenten mit den Nummern 5,416,313 und 5,668,663
beschrieben. Zur Klarheit der Beschreibung einer derartigen Struktur
wird die vordere Fläche
des vorderen Glaselements manchmal als die erste Fläche bezeichnet
und wird die innere Fläche des
vorderen Glaselements manchmal als die zweite Fläche bezeichnet. Die innere
Fläche
des hinteren Glaselements wird manchmal als die dritte Fläche bezeichnet
und die Rückfläche des
hinteren Glaselements wird manchmal als die vierte Fläche bezeichnet.
Das vordere und das hintere Element sind parallel und mit Abstand
voneinander durch eine Dichtung 22 gehalten, wodurch eine
Kammer 26 erzeugt wird. Das elektrochrome Medium 24 ist
im Raum 26 enthalten. Das elektrochrome Medium 24 ist
in direktem Kontakt mit den transparenten Elektrodenlagen 14 und 18,
durch welche eine elektromagnetische Strahlung hindurchtritt, deren
Intensität
in der Vorrichtung durch eine variable Spannung oder ein variables
Potenzial, welches an die Elektrodenlagen 14 und 18 durch
Klemmkontakte und eine elektronische Schaltung (nicht dargestellt)
angelegt ist, umkehrbar moduliert.
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Das
im Raum 26 platzierte elektrochrome Medium 24 kann
flächenbegrenzte
elektrochrome Materialien vom Elektrodenpositionstyp oder Lösungsphasentyp
und Kombinationen hiervon umfassen. In einem vollständigen Lösungsphasenmedium sind
die elektrochemischen Eigenschaften des Lösungsmittels, eines optionalen
inerten Elektrolyts, anodischer Materialien, kathodischer Materialien
und beliebiger anderer Komponenten, welche in der Lösung vorhanden
sein können,
vorzugsweise derart, dass keine anderen signifikanten elektrochemischen oder
andere Änderungen
bei einem Potenzialunterschied, welcher anodisches Material oxidiert
und das kathodische Material reduziert, auftreten, als die elektrochemische
Oxidation des anodischen Materials, die elektrochemische Reduktion
des kathodischen Materials und die Selbstlöschreaktion zwischen der oxidierten
Form des anodischen Materials und der reduzierten Form des kathodischen
Materials.
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Wenn
kein elektrischer Potenzialunterschied zwischen transparenten Leitern 14 und 18 vorhanden ist,
ist das elektrochrome Medium 24 im Raum 26 in den
meisten Fällen
im Wesentlichen farblos oder nahezu farblos und eintreffendes Licht
(I0) tritt durch das vordere Element 12 hindurch ein, tritt
durch die transparente Beschichtung 14, die elektrochromes Material
enthaltende Kammer 26, die transparente Beschichtung 14,
das hintere Element 16 und reflektiert an einer Lage 20a und
verläuft
zurück
durch die Vorrichtung und aus dem vorderen Element 12 heraus.
Typischerweise ist die Größe des reflektierten Bildes
(IR) ohne elektrischen Potenzialunterschied etwa 45 % bis etwa 85
% der Intensität
(I0) des einfallenden Lichts. Der genaue Wert hängt von zahlreichen Variablen
ab, die unten herausgestellt werden, wie etwa z.B. die Restreflexion
(I-R) von der vorderen Fläche
des vorderen Elements, ebenso wie Sekundärreflexionen von den dazwischen
liegenden Zwischenflächen:
des vorderen Elements 12 und der vorderen transparenten
Elektrode 14, der vorderen Elektrode 14 und des
elektrochromen Mediums 24, des elektrochromen Mediums 24 und
der zweiten transparenten Elektrode 18, der zweiten transparenten
Elektrode 18 und des hinteren Elements 16. Diese
Reflexionen sind im Stand der Technik bekannt und treten aufgrund
des Unterschiedes der Brechungsindizes zwischen einem Material und
einem weiteren auf, wenn das Licht die Zwischenfläche zwischen
den beiden kreuzt. Wenn das vordere Element und das hintere Element
nicht parallel sind, wird die Restreflexion (I-R) oder andere Sekundärreflexionen nicht
das reflektierte Bild (IR) von der Spiegelfläche 20a überlagern,
und es wird ein Doppelbild auftreten (wobei ein Betrachter die tatsächliche
Anzahl an Objekten in dem reflektierten Bild doppet (oder dreifach) sähe).
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Es
gibt Minimalanforderungen für
die Größe des reflektierten
Bildes abhängig
davon, ob die elektrochromen Spiegel an der Innenseite oder der
Außenseite
des Fahrzeugs angeordnet sind. Beispielsweise haben gemäß derzeitiger
Anforderungen der meisten Automobilhersteller Innenspiegel vorzugsweise
ein höchstes
Reflexionsvermögen
von wenigstens 70 % und Außenspiegel
müssen
ein höchstes Reflexionsvermögen von
wenigstens 35 % aufweisen.
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Die
Elektrodenlagen 14 und 18 sind mit einer Elektronikschaltung
verbunden, welche derart wirkt, dass sie das elektrochrome Medium
mit elektrischer Energie versorgt, sodass dann, wenn ein Potenzial über die
transparenten Leiter 14 und 18 hinweg angelegt
wird, sich das elektrochrome Medium im Raum 26 verdunkelt,
sodass einfallendes Licht (I0) abgedämpft wird, während das
Licht zu dem Reflektor 20a hin verläuft und während es, nachdem es reflektiert
wurde, zurück
verläuft.
Durch Einstellen des Potenzialunterschieds zwischen den transparenten Elektroden
kann eine derartige Vorrichtung als eine "Graustufen"-Vorrichtung mit einem kontinuierlich veränderlichen
Transmissionsgrad über
einen breiten Bereich funktionieren. Für elektrochrome Lösungsphasensysteme
kehrt die Vorrichtung dann, wenn das Potenzial zwischen den Elektroden
beseitigt oder auf 0 zurückgestellt
wird, zu der gleichen Nullpotenzial-, Gleichgewichtsfarbe und Transmissionsgrad
zurück
wie die Vorrichtung hatte, bevor das Potenzial angelegt wurde. Andere
elektrochrome Materialien sind zur Herstellung elektrochromer Vorrichtungen
erhältlich.
Beispielsweise kann das elektrochrome Medium elektrochrome Materialien
umfassen, welche feste Metalloxide sind, Redox-Aktivpolymere sind,
und hybride Kombinationen von Lösungsphasen-
und Festmetalloxiden oder Redox-Aktivpolymeren; jedoch ist der oben
beschriebene Lösungsphasenaufbau
für die
meisten augenblicklich verwendeten elektrochromen Vorrichtungen
typisch.
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Das
U.S. Patent mit der Nummer 5,818,625 und die veröffentlichte europäische Patentanmeldung
mit der Nummer
EP 0
728 618 A2 , welche die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch
1 zeigen, offenbaren einen elektrochromen Spiegel mit einem Drittflächenreflektor.
Ein solcher aufbau weist Vorteile dahingehend auf, dass er einfacher
herzustellen ist, da weniger Lagen in die Vorrichtung einzubauen sind,
d.h. die transparente Drittflächenelektrode
ist nicht nötig,
wenn ein Drittflächenreflektor/elektrode vorhanden
ist. In der Vorrichtung der
EP
0 728 618 A2 können
Bereiche der Elektrode und des Reflektors entfernt sein, um zu gestatten,
dass eine Vakuumfluoreszenanzeige zu dem Fahrer des Fahrzeugs durchscheint.
Jedoch ist die Elektrode selbst nicht teilweise transmissiv.
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In
der Vergangenheit wurden Informationsbilder oder Symbole von Anzeigen,
wie etwa Vakuumfluoreszenanzeigen, an elektrochromen Rückspiegeln
für Kraftfahrzeuge
mit reflektierenden Lagen an der vierten Fläche des Spiegels angezeigt.
Die Anzeige ist für
den Fahrzeuginsassen sichtbar, indem man die gesamte reflektierende
Lage an einem Abschnitt der vierten Fläche entfernt und die Anzeige in
diesem Bereich platziert. Beispiele hiervon sind in den oben genannten
U.S. Patenten mit den Nummern 5,416,313 und 5,668,663 beschrieben.
Obwohl dieser Aufbau aufgrund der transparenten Leiter an der zweiten
und der dritten Fläche,
um dem elektrochromen Medium einen Strom zuzuführen, angemessen arbeitet,
ist derzeit kein Aufbau im Handel erhältlich, welcher gestattet,
dass eine Anzeigevorrichtung in einen Spiegel eingebaut ist, welcher
eine reflektierende Lage an der dritten Fläche aufweist. Ein Entfernen
der gesamten reflektierenden Lage an der dritten Fläche in dem
Bereich, welcher mit dem Anzeigebereich oder dem Blendsensorbereich
ausgerichtet ist, verursacht schwere Restfarbprobleme, wenn sich
das elektrochrome Medium verdunkelt und aufhellt, da, obwohl eine
Farbgebung an der transparenten Elektrode auf der zweiten Fläche auftritt,
es keine entsprechende Elektrode auf der dritten Fläche in dem
entsprechenden Bereich gibt, um die Ladung auszugleichen. Als Folge
wird die auf der zweiten Fläche
(gegenüber
dem Anzeigebereich oder dem Blendsensorbereich) erzeugte Farbe nicht
mit der gleichen Rate verdunkeln oder aufhellen, wie andere Bereiche
mit ausgeglichenen Elektroden. Diese Farbveränderung ist signifikant und
ist für
die Fahrzeuginsassen ästhetisch
sehr wenig ansprechend.
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Ähnliche
Probleme bestehen für
die außen angeordneten
Rückspiegelanordnungen,
welche Signallichter, wie etwa Abbiegesignallichter, hinter der Rückfläche des
Spiegels umfassen. Beispiele derartiger Signalspiegel sind offenbart
in den U.S. Patenten mit den Nummern 5,207,492, 5,361,190 und 5,788,357.
Durch Vorsehen eines Abbiegesignallichts in einer Außenspiegelanordnung
wird ein Fahrzeug oder werden andere Fahrzeuge, welche im toten
Winkel des Subjektfahrzeugs fahren, mit größerer Wahrscheinlichkeit bemerken,
wann der Fahrer das Abbiegesignal des Fahrzeugs aktiviert hat und werden
dadurch versuchen, einen Unfall zu vermeiden. Derartige Spiegelanordnungen
verwenden typischerweise einen dichroitischen Spiegel und eine Mehrzahl
von roten LEDs, welche hinter dem Spiegel als eine Signallichtquelle
angeordnet sind. Der dichroitische Spiegel umfasst ein Glassubstrat
und eine dichroitische reflektierende Beschichtung, welche an der
hinteren Fläche
der Glasplatte vorgesehen ist, die das von den LEDs erzeugte rote
Licht und ebenso Infrarotstrahlung transmittiert, während jegliches
Licht und Strahlung mit Wellenlängen
von weniger als jener des roten Lichts reflektiert werden. Durch
Verwendung eines dichroitischen Spiegels verbergen derartige Spiegelanordnungen
die LEDs, wenn diese nicht in Gebrauch sind, um das allgemeine Erscheinungsbild
eines typischen Rückspiegels bereitzustellen,
und gestatten dem roten Licht von den LEDs den Durchtritt durch
den dichroitischen Spiegel und die Sichtbarkeit für Fahrer
von Fahrzeugen hinter und seitlich des Fahrzeugs, in welchem eine
derartige Spiegelanordnung angebracht ist. Beispiele derartiger
Signalspiegel sind offenbart in den U.S. Patenten mit den Nummern
5,361,190 und 5,788,357. Beispiele von dichroitischen Beschichtungen,
welche auf die hinterste Fläche
eines Spiegelelements aufgebracht sind, sind offenbart in den U.S. Patenten
mit den Nummern 5,481,409 und 5,619,375.
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Bei
Tageslicht muss die Intensität
der LEDs verhältnismäßig hoch
sein, um jene in anderen Fahrzeugen in die Lage zu versetzen, die
Signallichter einfach zu bemerken. Da das zu dem Fahrer hin reflektierte
Bild bei Tageslicht ebenso verhältnismäßig hoch
ist, lenkt die Helligkeit der LEDs nicht übermäßig ab.
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Jedoch
könnte
die gleiche LED-Intensität
bei Nacht sehr ablenkend sein und daher potenziell gefährlich sein.
Um dieses Problem zu vermeiden, ist eine Tag/Nach-Erfassungsschaltung
in die Signallicht-Unteranordnung hinter dem dichroitischen Spiegel
angebracht, um zu erfassen, ob es Tag oder Nacht ist, und um die
Intensität
der LEDs zwischen zwei unterschiedlichen Intensitätsniveaus
umzuschalten. Der in der Tag/Nacht-Erfassungsschaltung verwendete
Sensor ist am empfindlichsten auf rotes und infrarotes Licht, um
besonders einfach zwischen Tageslichtbedingungen und dem hellen
Blenden von den Scheinwerfern eines sich von hinten nähernden Fahrzeugs
zu unterscheiden. Daher kann der Sensor hinter der dichromischen
Beschichtung auf dem dichromischen Spiegel angebracht sein.
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Die
dichromischen Spiegel, welche in den oben beschriebenen Außenspiegelanordnungen
verwendet werden, weisen aufgrund der gleichen Probleme zahlreicher
Außenspiegelanordnungen
Nachteile dahingehend auf, dass ihr Reflexionsvermögen nicht
dynamisch verändert
werden kann, um eine Blendung bei Nacht aufgrund der Scheinwerfer
anderer Fahrzeuge zu verringern.
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Obwohl
Außenspiegelanordnungen
existieren, welche Signallichter umfassen, und andere Außenspiegelanordnungen
existieren, welche elektrochrome Spiegel umfassen, wurden Signallichter
nicht in Spiegelanordnungen mit einem elektrochromen Spiegel vorgesehen,
da die dichromische Beschichtung, welche benötigt wird, um die LEDs des
Signallichts zu verbergen, typischerweise nicht an einem elektrochromen
Spiegel aufgetragen werden kann, insbesondere nicht an jenen Spiegeln,
welche eine(n) Drittflächenreflektor/elektrode
verwenden.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein elektrochromer Spiegel bereitgestellt zur Verwendung
in einer Rückspiegelanordnung
mit einer elektronischen Vorrichtung, welche hinter dem elektrochromen
Spiegel positioniert ist, um selektiv Licht durch diesen hindurch
zu projizieren und/oder zu empfangen, wobei der elektrochrome Spiegel
umfasst: ein vorderes und ein hinteres Element, welche mit Abstand
voneinander angeordnet sind, welche jeweils eine vordere und eine
hintere Fläche
aufweisen und dichtend und mit Abstand voneinander verbunden sind,
um eine Kammer zu definieren; eine transparente erste Elektrode,
umfassend eine Lage aus leitfähigem
Material, welche auf einer Fläche
von einem der Elemente getragen ist; ein elektrochromes Material,
welches in der Kammer enthalten ist; sowie eine zweite Elektrode,
welche über
der vorderen Fläche
des hinteren Elements in Kontakt mit dem elektrochromen Material
liegt, wobei der elektrochrome Spiegel dadurch gekennzeichnet ist,
dass die zweite Elektrode einen Bereich vor der elektronischen Vorrichtung
in ihrer Gesamtheit bedeckt, wobei die zweite Elektrode eine reflektierende
Lage aus reflektierendem Material sowie eine Beschichtung aus elektrisch
leitfähigem
Material umfasst, welches wenigstens teilweise transmissiv ist und über im Wesentlichen
der gesamten vorderen Fläche
des hinteren Elements angeordnet ist, wobei die zweite Elektrode wenigstens
teilweise transmissiv in dem Bereich vor der elektronischen Vorrichtung
ist, um zu ermöglichen,
dass Licht zu/von der elektronischen Vorrichtung durch den elektrochromen
Spiegel hindurch über
den Bereich transmittiert wird.
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Es
ist ein bevorzugter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, die
obigen Probleme zu lösen, indem
man eine elektrochrome Rückspiegelbaugruppe
bereitstellt, welche einen Reflektor umfasst, der als eine kontinuierliche
Lage über
die gesamte sichtbare Fläche
des hinteren Elements des Spiegels ausgebildet ist, selbst jene
Bereiche, welche vor einer Lichtquelle, wie etwa ein Signallicht,
eine Informationsanzeige oder eine Beleuchtungsanzeige oder ein Lichtsensor
oder eine Empfangseinrichtung, liegen, welche hinter dem elektrochromen
Spiegel positioniert ist.
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Noch
ein weiterer bevorzugter Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung
ist es, einen elektrochromen Spiegel mit einem Reflektor bereitzustellen,
welcher wenigstens in Bereichen von einer Lichtquelle, wie etwa
einer Anzeige, einer Beleuchtungseinrichtung oder einem Signallicht,
zumindest teilweise transmissiv ist. Noch ein weiterer bevorzugter
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, einen elektrochromen
Spiegel bereitzustellen, welcher einen teilweise reflektierenden,
teilweise transmissiven Reflektor aufweist, der keine zu gelbe Färbung aufweist
und eine relative Färbneutralität aufweist.
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Um
diese und andere Gesichtspunkte und Vorteile zu erzielen, umfasst
eine Außenrückspiegelanordnung
der vorliegenden Erfindung eine Lichtquelle hinter der hinteren
Fläche
eines ersten Elements, wobei die Lichtquelle derart positioniert
ist, dass sie Licht durch das erste Element hindurch und durch einen
Bereich eines Reflektors hindurch emittiert, welcher zu einer Seite
eines Fahrzeugs hin zumindest teilweise transmissiv ist. Eine derartige Rückspiegelanordnung
beleuchtet somit bequem Bereiche auf der Außenseite des Fahrzeugs, wie
etwa die Türgriffe
und Verriegelungsmechanismen.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
umfasst der elektrochrome Spiegel der vorliegenden Erfindung eine
zweite Elektrode, welche über
der vorderen Fläche
des hinteren Elements in Kontakt mit dem elektrochromen Material
liegt. Die zweite Elektrode umfasst eine Lage aus reflektierendem
Material und eine Beschichtung aus elektrisch leitfähigem Material,
welche wenigstens teilweise transmissiv ist und über im Wesentlichen der gesamten
vorderen Fläche
des hinteren Elements angeordnet ist. Die zweite Elektrode umfasst
ferner einen Bereich vor einer elektronischen Vorrichtung, welche
hinter dem elektrochromen Spiegel angeordnet ist, welcher wenigstens
teilweise transmissiv ist.
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Ein
zusätzlicher
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drittflächenreflektor/elektrode
(d.h. eine zweite Elektrode) bereitzustellen, welche in jenen Bereichen
vor der Lichtquelle wenigstens teilweise reflektierend ist, um eine ästhetisch
gefällige äußere Erscheinung
bereitzustellen. Um dies und andere Gesichtspunkte und Vorteile
zu erzielen, kann entweder eine dünne Lage des reflektierenden
Materials auf jene Bereiche vor der elektronischen Vorrichtung aufgetragen
sein, oder kann die elektrisch leitfähige Beschichtung, welche unter
der reflektierenden Lage liegt, aus Materialien hergestellt sein,
die nicht nur elektrisch leitfähig,
sondern auch teilweise reflektierend und teilweise transmissiv sind.
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Um
den obigen und andere Gesichtspunkte und Vorteile zu erzielen, umfasst
der Rückspiegel
der vorliegenden Erfindung alternativ einen Spiegel, umfassend ein
transparentes Substrat, eine auf einer Fläche des Substrats ausgebildete
reflektierende Beschichtung sowie einen innerhalb der reflektierenden Beschichtung
angeordneten transmissiven/reflektierenden Bereich, wobei der transmissive/reflektierende
Bereich Bereiche aufweist, die reflektierendes Material enthalten,
und Bereiche aufweist, die im Wesentlichen frei von reflektierendem
Licht sind, sowie eine Lichtquelle, welche hinter dem teilweise
transmissiven/reflektierenden Bereich des Spiegels angebracht ist,
um selektiv Licht durch den Spiegel hindurch zu projizieren, wobei
das reflektierende Material wirksam ist, um Licht durch das Substrat
hindurch zu reflektieren, wenn das Licht das reflektierende Material
erreicht, nachdem es durch das Substrat hindurchgegangen ist.
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Diese
und andere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der vorliegenden Erfindung
werden ferner von Fachleuten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung,
Ansprüche
und die angehängten Zeichnungen
verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
stellt dar:
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1 ist
eine vergrößerte Querschnittsansicht
einer elektrochromen Spiegelanordnung des Standes der Technik;
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2 ist
eine Aufrissvorderansicht, welche schematisch ein elektrochromes
Innen/Außen-Rückspiegelsystem
für Kraftfahrzeuge
zeigt, wobei der Innen- und
der Außenspiegel
die Spiegelanordnung der vorliegenden Erfindung trägt;
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3A–3G sind
Teilquerschnittsansichten von alternativen Konstruktionen des elektrochromen
Spiegels gemäß der vorliegenden
Erfindung entlang der Linie 3-3' in 2;
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4 ist
eine Teilquerschnittsansicht des elektrochromen Spiegels gemäß der vorliegenden Erfindung
entlang der Linie 3-3',
die in 2 gezeigt ist;
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5A–5E sind
Teilquerschnittsansichten von zusätzlichen alternativen Konstruktionen
des elektrochromen Spiegels gemäß der vorliegenden Erfindung
entlang Linien 3-3',
die in 2 gezeigt sind;
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6 ist
eine Aufrissvorderansicht, welche schematisch einen elektrochromen
Innenrückspiegel zeigt,
der die Spiegelanordnung der vorliegenden Erfindung trägt;
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7 ist
eine Teilquerschnittsansicht des in 6 gezeigten
elektrochromen Spiegels entlang Linie 7-7';
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8 ist
eine perspektivische Ansicht eines automatischen Außenrückspiegels,
umfassend ein Signallicht und ein elektrisches Schaltungsdiagramm in
Blockform einer Außenrückspiegelanordnung,
welche nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
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9 ist
eine Aufrissvorderansicht einer Signallichtunterbaugruppe, welche
in der Außenspiegelanordnung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
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10A ist eine Teilquerschnittsansicht entlang Linie
10-10' von 8,
welche einen Aufbau des Außenrückspiegels
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10B ist eine Teilquerschnittsansicht entlang Linie
10-10' von 8,
welche eine zweite alternative Anordnung des nach Maßgabe der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Außenrückspiegels zeigt;
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10C ist eine Teilquerschnittsansicht entlang von
Linien 10-10' von 8,
welche eine dritte alternative Anordnung des nach Maßgabe der
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Außenrückspiegels zeigt;
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10D ist eine Teilquerschnittsansicht entlang Linien
10-10' von 8,
welche eine vierte alternative Anordnung des nach Maßgabe einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebauten Außenrückspiegels zeigt;
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11 ist eine zeichnerische Darstellung von zwei
Fahrzeugen, von welchen eines den Signalspiegel der vorliegenden
Erfindung umfasst;
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12 ist eine Aufrissvorderansicht eines automatischen
Rückspiegels,
welcher den Informationsanzeigebereich einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung verkörpert;
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13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht,
wobei zur Deutlichkeit der Darstellung Abschnitte abgenommen sind,
des in 12 gezeigten automatischen
Rückspiegels;
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14 ist eine Aufrissvorderansicht des Informationsanzeigebereichs
des in 12 gezeigten automatischen
Rückspiegels,
wobei zur Deutlichkeit der Darstellung Abschnitte abgenommen sind;
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15 ist eine perspektivische Ansicht einer Signallichtanordnung
zur Verwendung mit einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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16 ist eine Aufrissvorderansicht einer Außenrückspiegelanordnung,
welche nach Maßgabe einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung augebaut ist;
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17 ist eine Teilquerschnittsansicht der in 16 gezeigten Rückspiegelanordnung
entlang Linie 17-17';
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18 ist eine perspektivische Ansicht eines äußeren Abschnitts
eines Beispielfahrzeugs, welches den Außenrückspiegel der vorliegenden
Erfindung verkörpert,
wie er in den 16 und 17 gezeigt
ist;
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19A ist eine perspektivische Vorderansicht einer
Indizes tragenden Maske nach Maßgabe eines
weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung;
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19B ist eine perspektivische Vorderansicht eines
Rückspiegels,
welcher nach Maßgabe
eines weiteren Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung aufgebaut
ist;
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20 ist eine perspektivische Vorderansicht einer
Schaltungsplatine, welche eine Mehrzahl von Lichtquellen enthält, die
in einer Konfiguration angeordnet sind, welche als eine Anzeige
nützlich
ist, und zwar nach Maßgabe
eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung; und
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21 ist eine Querschnittsansicht einer Anzeige
und eines Spiegels, welche nach Maßgabe eines Gesichtspunkts
der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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2 zeigt
eine Aufrissvorderansicht, welche schematisch eine Innenspiegelanordnung 110 und
zwei Außenrückspiegelanordnungen 111a und 111b für die Fahrerseite
bzw. Beifahrerseite zeigt, von welchen alle dazu ausgebildet sind,
an einem Kraftfahrzeug in einer herkömmlichen Art und Weise eingebaut
zu werden, und wobei die Spiegel zur Rückseite des Fahrzeugs weisen
und vom Fahrer des Fahrzeugs betrachtet werden können, um eine Sicht nach hinten
bereitzustellen. Die Innenspiegelanordnung 110 und die
Außenrückspiegelanordnungen 111a und 111b können eine
lichterfassende elektronische Schaltung von dem Typ umfassen, welcher in
dem oben genannten kanadischen Patent mit der Nummer 1,300,945,
dem U.S. Patent mit der Nummer 5,204,778 oder dem U.S. Patent mit
der Nummer 5,451,822 gezeigt und beschrieben ist, sowie andere Schaltungen,
welche in der Lage sind, grelles Licht und Umgebungslicht zu erfassen
und dem elektrochromen Element eine Treiberspannung zuzuführen. Die
Spiegelanordnungen 110, 111a und 111b sind
im Wesentlichen dahingehend identisch, dass gleiche Bezugszeichen
Komponenten des Innen- und der Außenspiegel identifizieren.
Diese Komponenten können
in ihrer Konfiguration geringfügig
unterschiedlich sein, funktionieren jedoch im Wesentlichen in der
gleichen Art und Weise und erhalten im Wesentlichen die gleichen
Ergebnisse wie mit ähnlichen Bezugszeichen
versehene Komponenten. Beispielsweise ist die Gestalt des vorderen
Glaselements des Innenspiegels 110 im Allgemeinen länger und schmäler als
die Außenspiegel 111a und 111b.
Weiterhin gibt es einige unterschiedliche Leistungsstandards, welche
am Innenspiegel 110 verglichen mit den Außenspiegeln 111a und 111b platziert
sind. Beispielsweise sollte der Innenspiegel 110 im Allgemeinen
dann, wenn er vollständig
gereinigt ist, einen Reflexionsgradwert von etwa 70 Prozent bis
etwa 85 Prozent oder höher
aufweisen, wohingegen die Außenspiegel
häufig
einen Reflexionsgrad von etwa 50 Prozent bis etwa 65 Prozent aufweisen.
Weiterhin weist in den Vereinigten Staaten (wie durch die Automobilhersteller
geliefert) der beifahrerseitige Spiegel 111b typischerweise
eine sphärisch
gekrümmte
oder konvexe Gestalt auf, wohingegen der fahrerseitige Spiegel 111a und
der Innenspiegel 110 derzeit eben sein müssen. In
Europa ist der fahrerseitige Spiegel 111a üblicherweise
eben oder asphärisch,
wohingegen der beifahrerseitige Spiegel 111b eine konvexe Gestalt
aufweist. In Japan weisen beide Außenspiegel eine konvexe Gestalt
auf.
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3A–3G zeigen
verschiedene alternative Konstruktionen für einen elektrochromen Rückspiegel
der vorliegenden Erfindung, insbesondere wenn eine Lichtquelle 170,
wie etwa eine Informationsanzeige (d.h. Kompass/Temperaturanzeige) oder
ein Signallicht, innerhalb der Spiegelanordnung hinter dem elektrochromen
Spiegel angeordnet ist.
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3A zeigt eine Querschnittsansicht einer Spiegelanordnung
mit einem vorderen transparenten Element 112, mit einer
vorderen Fläche 112a und
einer hinteren Fläche 112b,
und mit einem hinteren Element 114 mit einer vorderen Fläche 114a und
einer hinteren Fläche 114b.
Zur Deutlichkeit der Beschreibung einer derartigen Struktur werden
die folgenden Bezeichnungen nachfolgend verwendet. Die Vorderfläche 112a des
vorderen Glaselements wird als die erste Fläche bezeichnet und die hintere
Fläche 112b des
vorderen Glaselements als die zweite Fläche. Die vordere Fläche 114a des
hinteren Glaselements wird als die dritte Fläche bezeichnet, und die hintere
Fläche 114b des
hinteren Glaselements als die vierte Flächhe. Eine Kammer 125 ist
durch eine Lage eines transparenten Leiters 128 (getragen
auf der zweiten Fläche 112b),
eine(n) Reflektor/Elektrode 120 (auf der dritten Fläche 114a angeordnet)
und eine Innenumfangswand 132 eines Dichtelements 116 definiert.
Ein elektrochromes Medium 126 ist in der Kammer 125 enthalten.
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Wie
weit verbreitet in Gebrauch und hier beschrieben betrifft die Bezugnahme
auf eine Elektrode oder Lage als auf einer Fläche eines Elements "getragen" sowohl Elektroden
als auch Lagen, welche direkt auf der Fläche eines Elements angeordnet
sind oder auf einer weiteren Beschichtung, Lage oder Lagen angeordnet
sind, die direkt auf der Fläche
des Elements angeordnet sind.
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Das
vordere transparente Element 112 kann jedes beliebige Material
sein, welches transparent ist und eine ausreichende Festigkeit aufweist,
um in der Lage zu sein, in den Bedingungen, z.B. schwankende Temperaturen
und Drücke,
zu arbeiten, die man üblicherweise
in der Automobilumgebung findet. Das vordere Element 112 kann
einen beliebigen Typ aus Borosilikatglas, Kalknatronglas, Flachglas
oder irgend einem anderen Material umfassen, wie etwa z.B. ein Polymer
oder Plastik, das im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen
Spektrums transparent ist. Das vordere Element 112 ist
vorzugsweise eine Lage aus Glas. Das hintere Element muss die oben
umrissenen Betriebsbedingungen erfüllen, abgesehen davon, dass
es nicht in allen Anwendungen transparent zu sein braucht und daher
Polymere, Metalle, Glas, Keramik umfassen kann und ist vorzugsweise
eine Lage aus Glas.
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Die
Beschichtungen auf der dritten Fläche 114a sind dichtbar
mit den Beschichtungen auf der zweiten Fläche 112b mit Abstand
davon und parallel dazu durch ein Dichtelement 116 verbunden,
welches nahe dem Außenumfang
sowohl der zweiten Fläche 112b als
auch der dritten Fläche 114a angeordnet
ist. Das Dichtelement 116 kann ein beliebiges Material
sein, welches in der Lage ist, die Beschichtungen der zweiten Fläche 112b mit
den Beschichtungen der dritten Fläche 114a adhäsiv zu verbinden, um
den Umfang so abzudichten, dass elektrochromes Material 126 nicht
aus der Kammer 125 austritt. Optional kann die Lage ....(Knistern
und Rauschen) ... eines Reflektors/Elektrode 120 über einem
Abschnitt entfernt sein, wo das Dichtelement angeordnet ist (nicht
der gesamte Abschnitt, sonst könnte
das Betriebspotenzial nicht an die zwei Beschichtungen angelegt
werden). In einem solchen Fall muss das Dichtelement 116 gut
mit Glas verbinden.
-
Die
Leistungsanforderungen für
ein Umfangsdichtelement 116, welches in einer elektrochromen
Vorrichtung verwendet wird, sind ähnlich jenen für eine Umfangsdichtung,
welche in einer Flüssigkristallvorrichtung
(LCD) verwendet wird, welche im Stand der Technik wohlbekannt sind.
Das U.S. Patent mit der Nummer 5,818,625 offenbart diese Eigenschaften
und geeigente Dichtungsmaterialien und Aufbauten.
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Die
Lage aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material 128 ist
auf der zweiten Fläche 112b abgelagert,
um als eine Elektrode zu dienen. Das transparente leitfähige Material 128 kann
ein beliebiges Material sein, welches sich gut mit dem vorderen
Element 112 verbindet, gegenüber jeglichen Materialien in
der elektrochromen Vorrichtung korrosionsbeständig ist, beständig gegen
Korrosion durch die Atmosphäre
ist, einen minimalen diffusen oder Reflexionsgrad, hohe Lichtransmission,
nahezu neutrale Färbung
und eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Das transparente leitfähige
Material 128 kann jedes der Materialien sein, welches im
U.S. Patent mit der Nummer 5,818,625 beschrieben ist und die darin
offenbarten Dicken aufweist. Falls notwendig, kann eine optionale
Lage oder Lagen aus einem Farbunterdrückungsmaterial 130 zwischen
dem transparenten leitfähigen
Material 128 und der zweiten Fläche 112b angeordnet
sein, um die Reflexion jeglicher unerwünschter Anteile des elektromagnetischen
Spektrums zu unterdrücken.
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Nach
Maßgabe
der vorliegenden Erfindung ist ein Kombinationsreflektor/elektrode 120 vorzugsweise
an der dritten Fläche 114a angeordnet.
Der Reflektor/Elektrode 120 umfasst wenigstens eine Lage
aus einem reflektierenden Material 121, welche als eine
Spiegelreflexionslage dient und weiterhin eine integrale Elektrode
in Kontakt mit und in einer chemischen und elektrochemisch stabilen
Beziehung mit jeglichen Bauteilen in einem elektromagnetischen Medium
bildet. Durch Kombinieren des "Reflektors" und der "Elektrode" und Platzieren der
beiden auf der dritten Fläche
treten verschiedene unerwartete Vorteile auf, welche nicht nur die
Vorrichtungsherstellung weniger komplex machen, sondern auch ermöglichen,
dass die Vorrichtung mit höherer
Leistung arbeitet. Das Folgende wird die beispielhaften Vorteile des
kombinierten Reflektors/Elektrode der vorliegenden Erfindung umreißen.
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Als
Erstes weist der kombinierte Reflektor/Elektrode
120 auf
der dritte Fläche
im Allgemeinen eine höhere
Leitfähigkeit
auf als eine herkömmliche
transparente Elektrode und zuvor verwendete Reflektor/Elektroden,
was eine größere Konstruktionsflexibilität ermöglicht.
Man kann entweder die Zusammensetzung der transparenten leitfähigen Elektrode
auf der zweiten Fläche
zu einer Zusammensetzung ändern,
die eine niedrigere Leitfähigkeit
aufweist (die damit billiger und leichter zu produzieren und herzustellen
ist), während
man Farbgebungsgeschwindigkeiten aurrechterhält, welche jenen ähnlich sind,
die man mit einer Viertflächenreflektorvorrichtung
erhalten kann, während
man gleichzeitig die Gesamtkosten und Gesamtzeit zur Herstellung
der elektrachromen Vorrichtung deutlich verringert. Wenn jedoch
die Leistung einer bestimmten Konstruktion herausragend wichtig
ist, kann man eine transparente Elektrode mit mittlerer bis hoher
Leitfähigkeit
auf der zweiten Fläche
verwenden, wie etwa z.B. ITO, IMI usw. Die Kombination eines Reflektors/Elektrode
mit hoher Leitfähigkeit
(d.h. weniger als 250
vorzugsweise
weniger als 15
auf
der dritten Fläche
und einer transparenten Elektrode mit hoher Leitfähigkeit auf
der zweiten Fläche
wird nicht nur eine elektrochrome Vorrichtung mit einer gleichmäßigeren
Gesamtfärbung
erzeugen, sondern wird auch eine erhöhte Geschwindigkeit der Färbung und
Aufhellung ermöglichen.
Darüber
hinaus gibt es in Viertflächenreflektorspiegelanordnungen
zwei transparente Elektroden mit relativ niedriger Leitfähigkeit
und in zuvor verwendeten Drittflächenreflektorspiegeln
gibt es eine transparente Elektrode und einen Reflektor/Elektrode
mit relativ geringer Leitfähigkeit
und daher ist eine lange Kontaktstange am vorderen und am hinteren
Element notwendig, um Strom dort hinein und heraus zu bringen, um
eine angemessene Färbungsgeschwindigkeit
zu gewährleisten.
Der Drittflächenreflektor/elektrode
der vorliegenden Erfindung hat eine höhere Leitfähigkeit und weist daher eine sehr
gleichmäßige Spannungs-
oder Potenzialverteilung über
die leitfähige
Fläche
auf, sogar mit einer kleinen oder unregelmäßigen Kontaktfläche. Somit stellt
die vorliegende Erfindung eine größere Konstruktionsflexibilität bereit,
indem sie gestattet, dass der elektrische Kontakt für die Drittflächenelektrode sehr
klein sein kann, während
man immer noch eine angemessene Färbungsgeschwindigkeit aufrechterhält.
-
Zweitens
hilft ein Drittflächenreflektor/elektrode,
das Bild zu verbessern, welches durch den Spiegel hindurch betrachtet
wird. 1 zeigt, wie Licht durch eine
herkömmliche
Viertflächenreflektorvorrichtung
verläuft.
In dem Viertflächenreflektor
verläuft
das Licht durch: das erste Glaselement, die transparente leitfähige Elektrode
auf der zweiten Fläche,
das elektrochrome Medium, die transparente leitfähige Elektrode auf der dritten
Fläche
und das zweite Glaselement, bevor es durch den Viertflächenreflektor
reflektiert wird. Beide transparenten leitfähigen Elektroden weisen eine
hohe spiegelartige Transmittanz auf, besitzt jedoch ebenso eine
diffuse Transmittanz und reflektierende Komponenten, wohingegen
die in einem beliebigen elektrochromen Spiegel verwendete reflektierende
Lage hauptsächlich
aufgrund ihres spiegelartigen Reflexionsvermögens gewählt wird. Mit einer Komponente
diffusen Reflexionsvermögens
oder diffuser Transmittanz meinen wird ein Material, welches einen
Anteil eines beliebigen darauf auftreffenden Lichts gemäß einem Lambert-Gesetz
reflektiert oder transmittiert, wodurch die Lichtstrahlen aufgeweitet
oder gestreut werden. Mit Komponente spiegelartigen Reflexionsvermögens oder
spiegelartiger Transmittanz meinen wir ein Material, welches darauf
auftreffendes Licht gemäß dem Snell-Gesetz
der Reflexion oder Brechung reflektiert oder transmittiert. Praktisch
ausgedrückt
neigen diffuse Reflektoren und Transmittierer dazu, Bilder geringfügig zu verschmieren,
wohingegen spiegelartige Reflektoren ein hartes klares Bild zeigen.
Daher weist Licht, welches durch einen Spiegel mit einer Vorrichtung
mit einem Viertflächenreflektor
hindurch verläuft,
zwei diffuse Teil-Reflektoren (auf
der zweiten und der dritten Fläche)
auf, welche dazu neigen, das Bild zu verschmieren, und eine Vorrichtung
mit einem Drittflächenreflektor/elektrode
der vorliegenden Erfindung weist lediglich einen diffusen Reflektor
(auf der zweiten Fläche)
auf.
-
Da
die transparenten Elektroden als diffuse Teil-Transmittierer dienen
und je weiter der diffuse Transmittierer von der reflektierenden
Fläche
entfernt ist, desto gravierender das Verschmieren wird, erscheint
zusätzlich
ein Spiegel mit einem Viertflächenreflektor
deutlich verschleierter als ein Spiegel mit einem Drittflächenreflektor.
Bei dem in 1 gezeigten Viertflächenreflektor
ist beispielsweise der diffuse Transmittierer auf der zweiten Fläche von
dem Reflektor durch das elektrochrome Material, die zweite leitfähige Elektrode
und das zweite Glaselement getrennt. Der diffuse Transmittierer
auf der dritten Fläche
ist von dem Reflektor durch das zweite Glaselement getrennt. Durch
Einbauen eines kombinierten Reflektors/Elektrode auf der dritten
Fläche
nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung wird einer der diffusen Transmittierer entfernt
und der Abstand zwischen dem Reflektor und dem verbleibenden diffusen Transmittierer
ist um die Dicke des hinteren Glaselements näher. Daher stellt der Drittflächen-Metallreflektor/Elektrode
der vorliegenden Erfindung einen elektrochromen Spiegel mit einem überlegenen
Betrachtungsbild bereit.
-
Schließlich verbessert
ein Drittflächen-Metallreflektor/Elektrode
die Fähigkeit,
eine Doppelbilddarstellung in einem elektrochromen Spiegel zu verringern.
Wie oben gesagt wurde, gibt es verschiedene Zwischenflächen, an
welchen Reflexionen auftreten können.
Einige dieser Reflexionen können
durch Farbunterdrückung
oder Antireflexionsbeschichtungen deutlich verringert werden; jedoch
sind die nennenswertesten "doppelbilderzeugenden" Reflexionen durch
Fehlausrichtung der ersten Fläche
und der den Reflektor enthaltenden Fläche verursacht und die am besten
reproduzierbare Art und Weise, den Einfluss dieser Reflexion zu
minimieren, liegt darin, zu gewährleisten,
dass beide Glaselemente parallel sind. Derzeit wird häufig ein
konvexes Glas für
den beifahrerseitigen Außenspiegel
verwendet und manchmal wird asphärisches
Glas für
den fahrerseitigen Außenspiegel
verwendet, um das Gesichtsfeld zu vergrößern und mögliche tote Winkel zu verkleinern.
Es ist jedoch schwierig, aufeinanderfolgende Glaselemente mit identischen
Krümmungsradien
reproduzierbar zu krümmen.
Daher sind dann, wenn ein elektrochromer Spiegel gebaut wird, das
vordere Glaselement und das hintere Glaselement unter Umständen nicht
perfekt parallel (weisen keine identischen Krümmungsradien auf) und daher
werden die Doppelbilderzeugungsprobleme, die ansonsten unter Kontrolle
sind, wesentlich stärker
betont. Durch Einbauen einer kombinierten Reflektor/Elektrode auf
der dritten Fläche
der Vorrichtung nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung braucht Licht nicht durch das hintere
Glaselement hindurch zu verlaufen, bevor es reflektiert wird und
jegliche Doppelbilderzeugung, welche deshalb auftritt, weil die
Elemente nicht parallel sind, wird nennenswert verringert.
-
Es
ist beim Aufbau von Außenrückspiegeln wünschenswert,
dünneres
Glas einzubauen, um das Gesamtgewicht des Spiegels zu verringern,
sodass die Mechanismen, welche verwendet werden, um die Orientierung
des Spiegels zu manipulieren, nicht überlastet werden. Eine Verringerung
des Gewichts der Vorrichtung verbessert ebenso die dynamische Stabilität der Spiegelanordnung,
wenn sie Vibrationen ausgesetzt ist. Bisher waren keine elektrochromen
Spiegel im Handel erhältlich,
welche ein elektrochromes Lösungsphasenmedium
und zwei dünne Glaselemente
umfassten, da dünnes
Glas den Nachtei aufweist, dass es flexibel ist und verzug- oder
bruchanfällig
ist, insbesondere dann, wenn es extremen Umgebungen ausgesetzt ist.
Dieses Problem wird durch Verwendung einer verbesserten elektrochromen
Vorrichtung, welche zwei dünne
Glaselemente mit einem verbesserten Gelmaterial umfasst, deutlich
verbessert. Diese verbesserte Vorrichtung ist in dem gemeinsam übertragenen
U.S. Patent mit der Nummer 5,940,201 offenbart. Die Hinzufügung des
kombinierten Reflektor/Elektrode auf die dritte Fläche der
Vorrichtung hilft ferner dabei, jegliche Restdoppelbilderzeugung
zu beseitigen, welche daraus resultiert, dass die zwei Glaselemente
nicht parallel sind.
-
Die
wichtigsten Faktoren, einen zuverlässigen elektrochromen Spiegel
mit einem Drittflächenreflektor/elektrode 120 zu
erhalten, sind, dass der Reflektor/Elektrode ein ausreichendes Reflexionsvermögen aufweist
und dass der Spiegel, welcher den Reflektor/Elektrode umfasst, ein
angemessenes Betriebsleben aufweist. Was das Reflexionsvermögen betrifft,
bevorzugen die Automobilhersteller einen reflektierenden Spiegel
für den
Innenspiegel mit einem Reflexionsvermögen von wenigstens 60 Prozent,
wohingegen die Reflexionsvermögensanforderungen
für einen
Außenspiegel
weniger streng sind und im Allgemeinen bei wenigstens 35 Prozent
liegen müssen.
-
Um
einen elektrochromen Spiegel mit 70 Prozent Reflexionsvermögen zu erzeugen,
muss der Reflektor ein Reflexionsvermögen von mehr als 70 Prozent
aufweisen, da das elektrochrome Medium vor dem Reflektor das Reflexionsvermögen von
der Reflektorzwischenfläche
verglichen damit, dass der Reflektor sich in Luft befindet, aufgrund
des Umstands verringert, dass das Medium verglichen mit Luft einen
höheren
Brechungsindex aufweist. Weiterhin sind das Glas, die transparente
Elektrode und das elektrochrome Medium selbst in ihrem hellen Zustand
geringfügig
lichtabsorbierend. Typischerweise muss der Reflektor dann, wenn
ein Gesamtreflexionsvermögen
von 65 Prozent gewünscht
wird, ein Reflexionsvermögen
von etwa 75 Prozent aufweisen.
-
Was
Betriebsleben betrifft, müssen
die Lage oder Lagen, welche den Reflektor/Elektrode
120 umfassen,
eine angemessene Verbindungsfestigkeit zu der Umfangsdichtung aufweisen.
Die äußerste Lage muss
eine gute Lagerfähigkeit
aufweisen zwischen der Zeit, zu welcher sie beschichtet wird, und
der Zeit, zu der der Spiegel montiert wird, die Lage oder Lagen
müssen
gegenüber
atmosphärischer
und elektrischer Kontaktkorrosion widerstandsfähig sein und müssen sich
gut mit der Glasoberfläche
oder mit anderen darunter angeordneten Lagen verbinden, z.B. mit
der Basis- oder Zwischenlage (
172). Der Gesamtlagenwiderstand
für den
Reflektor/Elektrode
120 kann von etwa 0,01
bis
etwa 100
reichen,
und reicht vorzugsweise von etwa 0,2
bis etwa
25
Wie
unten ausführlicher
diskutiert werden wird, können
verbesserte elektrische Verbindungen, die einen Abschnitt des Drittflächenreflektors/elektrode
als einen Kontakt mit hoher Leitfähigkeit oder eine Kontaktschiene
für die
transparente leitfähige
Zweitflächenelektrode
verwendet werden, wenn die Leitfähigkeit
des Drittflächenreflektors/elektrode
unter etwa 2
liegt.
-
Es
wird für
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung auf 3A Bezug
genommen. Ein Reflektor/Elektrode, welcher aus einen einzelnen Lage
eines reflektierenden Silbers oder Silberlegierung 221 hergestellt
ist, ist derart vorgesehen, dass sie in Kontakt mit wenigstens einem
elektrochromen Lösungsphasenmaterial
ist. Die Lage aus Silber oder Silberlegierung bedeckt die gesamten
dritte Fläche 114a des
zweiten Elements 114 mit der Ausnahme einer Fensterfläche 146 vor
der Lichtquelle 170. Die reflektierende Silberlegierung
bedeutet eine homogene oder nicht-homogene Mischung aus Silber und einem
oder mehreren Metallen oder eine ungesättigte, gesättigte oder übersättigte feste
Lösung
aus Silber und einem oder mehreren Metallen.
-
Das
U.S. Patent mit der Nummer 5,818,625 offenbart die relevanten Eigenschaften
für eine
Anzahl von unterschiedlichen Materialien, welche für den Reflektor/Elektrode 120 der
vorliegenden Erfindung geeignet sind. Die einzigen Materialien mit
Reflexionseigenschaften, die zur Verwendung als ein Drittflächenreflektor/elektrode
in Kontakt mit wenigsten einem elektrochromen Lösungsphasenmaterial für einen
elektrochromen Innenspiegel für
ein Kraftfahrzeug geeignet sind, sind Aluminium, Silber und Silberlegierungen.
Aluminium verhältnis
sich sehr schlecht, wenn es in Kontakt mit Lösungsphasenmaterial(ien) in
dem elektrochromen Medium ist, da Aluminium mit diesen Materialien
reagiert oder durch diese korrodiert wird. Das reagierte oder korrodierte Aluminium
ist nicht-reflektierend und nicht-leitfähig und wird typischerweise
sich von der Glasfläche
ablösen,
abflocken oder abschälen.
Silber ist stabiler als Aluminium, kann jedoch dann versagen, wenn über die
gesamte dritte Fläche
aufgetragen ist, da es keine lange Lagerfähigkeit besitzt und gegenüber elektrischer
Kontaktkorrosion nicht widerstandsfähig ist, wenn es den Umweltextremen
ausgesetzt ist, die man in der Kraftfahrzeugumgebung vorfindet.
Diese Umweltextreme umfassen Temperaturen, die von etwa –40°C bis etwa
85°C reichen
und Feuchtigkeiten, die von etwa 0 Prozent bis etwa 100 Prozent
reichen. Ferner müssen
Spiegel bei diesen Temperaturen und Feuchtigkeiten für Farbgebungszykluslebensdauern
von bis zu 100.000 Zyklen halten.
-
Wenn
Silber mit bestimmten Materialien legiert wird, um einen Drittflächenreflektor/elektrode herzustellen,
können
die Silbermetall und Aluminiummetall zugeordneten Nachteile überwunden
werden. Geeignete Materialien für
die reflektierende Lage sind Legierungen aus Silber/Palladium, Silber/Gold, Silber/Platin,
Silber/Rhodium, Silber/Titan usw. Die Menge des gelösten Materials,
d.h. Palladium, Gold usw., kann variieren. Die Silberlegierungen
behalten überraschenderweise
das hohe Reflexionsvermögen und
die niedrigen Lagenwiderstandseigenschaften von Silber, während sie
gleichzeitig ihre Kontaktstabilität, Lagerungsfähigkeit
verbessern, und ebenso ihr Fenster einer Potenzialstabilität erhöhen, wenn
sie als Elektroden in Propylencarbonat verwendet werden, welches
0,2 Mol Tetraethylammonmiumtetrafluorborat enthält. Die derzeit bevorzugten
Materialien für
die reflektierende Lage 121 sind Silber/Gold, Silber/Platin
und Silber/Palladium.
-
Die
Elektrode 120 umfasst ferner eine Beschichtung 172 aus
elektrisch leitfähigem
Material, welches über
im Wesentlichen der gesamten vorderen Fläche 114a des hinteren
Elements 114 aufgetragen ist. Die Beschichtung 172 ist
wenigstens teilweise transmittierend, um zu ermöglichen, dass von der Lichtquelle 170 ausgesandtes
Licht durch den elektrochromen Spiegel über das Fenster 146 hindurch transmittiert
wird. Indem man die elektrisch leitfähige Beschichtung 172 über die
gesamte Fläche
des Fensters 146 bereitstellt, werden die elektrochromen Medien 125 in
dem Bereich des Fensters 146 auf die an die Klemmen angelegte
Spannung reagieren, als ob das Fenster 146 nicht einmal
vorhanden wäre.
Die Beschichtung 172 kann eine einzelne Lage aus einem
transparenten leitfähigen
Material sein. Eine derartige einzelne Lage kann aus den gleichen
Materialien hergestellt sein wie jenes der ersten Elektrode 128 (d.h.
Indiumzinnoxid (ITO = "Indium
Tinn Oxide"), usw.).
-
Transparente
Elektroden, die aus ITO oder anderen transparenten Leitern hergestellt
sind, wurden auf Dicken optimiert, um die Transmission von sichtbarem
Licht (typischerweise um etwa 550 nm herum) zu maximieren. Diese
transmissionsoptimierten Dicken sind entweder sehr dünne Lagen
(< 300 Å) oder
Lagen, welche darauf optimiert sind, was man üblicherweise als ½-Wellen-,
Vollwellen-, 1½ Wellen-
usw. Dicke bezeichnet. Für
ITO beträgt
die ½ Wellen-Dicke
etwa 1400 Å und
die Vollwellen-Dicke beträgt
etwa 2800 Å. Überraschenderweise
sind diese Dicken für
transflektierende (d.h. teilweise transmissive, teilweise reflektierende)
Elektroden mit einer einzelnen Unterlage aus einem transparenten
Leiter unter einem Metallreflektor, wie etwa Silber oder Silberlegierungen,
nicht optimal. Die optimalen Dicken, um eine relative Farbneutralität von reflektiertem Licht
zu erhalten, liegen um optische ¼ Wellen-, ¾ Wellen-,
1¼ Wellen-
usw. Dicken für
Licht von 500 nm Wellenlänge
herum. Mit anderen Worten ist die optimale optische Dicke für solch
eine Lage, wenn sie unter einem Metallreflektor, wie etwa Silber
oder einer Silberlegierung liegt, mλ/4, wobei λ die Wellenlänge von Licht ist, bei welchem
die Lage optimiert ist (z.B. 500 nm) und wobei m eine ungerade ganze
Zahl ist. Die optimalen Dicken sind eine ¼ Welle verschieden von den
Transmissionsoptima für
die gleiche Wellenlänge.
Eine derartige einzelne Lage kann eine Dicke von zwischen 100 Ǻ und
3500 Ǻ und besonders bevorzugt zwischen 200 Ǻ und
250 Ǻ aufweisen sowie einen Lagenwiderstand von zwischen
3
und
300
und
vorzugsweise weniger als etwa 100
-
Die
Lage 121 ist vorzugsweise aus Silber oder einer Silberlegierung
hergestellt. Die Dicke der reflektierenden Lage 121 in
der in 3A gezeigten Anordnung beträgt vorzugsweise
zwischen 30 Ǻ und 300 Ǻ. Die Dicke der Lage 121 hängt von
dem gewünschten
Reflexionsvermögen
und Durchlässigkeitseigenschaften
ab. Für
einen Innenrückspiegel weist
die Lage 121 vorzugsweise einen Reflexionsgrad von wenigstens
60 Prozent und eine Durchlässigkeit
durch das Fenster 146 hindurch von 10 bis 50 Prozent auf.
Für den
Außenspiegel
beträgt
das Reflexionsvermögen
vorzugsweise mehr als 35 Prozent und beträgt die Durchlässigkeit
vorzugsweise ca. 10 bis 50 Prozent und besonders bevorzugt wenigstens 20
Prozent für
jene Regionen, welche sich vor einem der Lichter eines Signallichts
befinden (wie unten ausführlicher
beschrieben ist).
-
Die
verschiedenen Lage des Reflektors/Elektrode 120 können durch
verschiedene Ablagerungsprozeduren abgelagert werden, wie etwa RF-
und DC-Sputtern, Elektronenstrahlverdampfung, chemische Dampfablagerung,
Elektrodenposition usw., welche Fachleuten bekannt sein werden.
Die bevorzugten Legierungen sind vorzugsweise abgelagert durch Sputtern
(RF oder DC) eines Ziels der gewünschten
Legierung oder durch Sputtern von gesonderten Zielen der einzelnen
Metalle, welche die gewünschte
Legierung bilden, sodass die Metalle sich während des Ablagerungsprozesses
mischen und die gewünschte
Legierung hergestellt wird, wenn sich die gemischten Metalle auf
der Substratoberfläche
ablagern und verfestigen.
-
Das
Fenster 146 in der Lage 121 kann gebildet sein
durch Maskieren einer Fensterfläche 146 während des
Auftrags des reflektierenden Materials. Zu dieser Zeit kann der
Umfangsbereich der dritten Fläche
ebenso maskiert sein, um zu verhindern, dass Materialien, wie etwa
Silber oder Silberlegierung (wenn sie als das reflektierende Material
verwendet werden), in Bereichen a bgelagert werden, an welchen die
Dichtung 116 anhaften muss, um eine stärkere Bindung zwischen der
Dichtung 116 und der Beschichtung 172 zu erzeugen.
Zusätzlich
kann auch eine Fläche
vor dem Sensor 160 (2) maskiert sein.
Alternativ kann ein adhäsionsförderndes
Material der Dichtung zugefügt
sein, um eine Adhäsion zwischen
der Dichtung und der Silber/Silberlegierungslage zu verbessern,
wie in der U.S. Patentanmeldung mit der Nummer 09/158,423 mit dem
Titel "IMPROVED
SEAL FOR ELEKTROCHROMIC DEVICES" beschrieben
ist.
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Es
ist manchmal wünschenswert,
eine optionale Flash-Überzugslage
(nicht dargestellt) über
der reflektierenden Lage 121 bereitzustellen, sodass sie (und
nicht die reflektierende Lage 121) das elektrochrome Medium
berührt.
Diese Flash-Überzugslage muss
ein stabiles Verhalten als eine Elektrode aufweisen, sie muss eine
gute Lagerungsfähigkeit
aufweisen, sie muss gut an der reflektierenden Lage 121 haften
und diese Haftung aufrechterhalten, wenn das Dichtungselement 116 damit
verbunden ist. Es muss ausreichend dünn sein, sodass es das Reflexionsvermögen der
reflektierenden Lage 121 nicht vollständig blockt. Wenn eine sehr
dünne Flash-Überzugslage über der
im hohen Maße
reflektierenden Lage platziert ist, kann die reflektierende Lage 121 ein
Silbermetall oder eine Silberlegierung sein, da die Flash-Lage die
reflektierende Lage schützt,
während sie
immer noch ermöglicht,
dass die in hohem Maße reflektierende
Lage 121 zu dem Reflexionsvermögen des Spiegels beiträgt. In derartigen
Fällen
wird eine dünne
(zwischen etwa 25 Ǻ und etwa 300 Ǻ) Lage aus Rhodium,
Platin oder Molybdän über der
reflektierenden Lage 121 abgelagert. Wenn die reflektierende
Lage 121 Silber ist, kann die Flash-Lage ebenso eine Silberlegierung
sein.
-
Es
wird erneut Bezug auf 3A genommen. Die Kammer 125,
definiert durch einen transparenten Leiter 128 (auf der
hinteren Fläche 112b des vorderen
Elements angeordnet), Reflektor/Elektrode 120 (auf der
vorderen Fläche 114a des
hinteren Elements angeordnet) und eine Innenumfangswand 132 des
Dichtungselements 116 enthält ein elektrochromes Medium 126.
Das elektrochrome Medium 126 ist in der Lage, durch es
hindurch verlaufendes Licht zu dämpfen
und hat wenigstens ein elektrochromes Lösungsphasenmaterial in intimem
Kontakt mit dem Reflektor/Elektrode 120 und wenigstens
ein zusätzliches
elektroaktives Material, welches eine Lösungsphase, oberflächenbegrenzt
oder ein Material sein kann, welches auf eine Fläche ausplattiert. Die derzeit
bevorzugten Medien sind jedoch Lösungsphasen-Redoxelektrochromika,
wie jene, die in den oben genannten U.S. Patenten mit den Nummern 4,902,108,
5,128,799, 5,278,693, 5,280,380, 5282,077, 5,294,376 und 5,336,448
offenbart sind. Das U.S. Patent mit der Nummer 6,020,987 mit dem Titel "ELEKTROCHROMIC MEDIUM
CAPABLE OF RODUCING A PRE-SELECTED COLOR" offenbart elektrochrome Medien, welche
man in ihrem normalen Betriebsbereich als grau wahrnimmt. Wenn ein elektrochromes
Lösungsphasenmedium
verwendet wird, kann es durch eine abdichtbare Füllungsöffnung durch bekannte Verfahren,
wie etwa Vakuumrückfüllung und
dgl., in die Kammer 125 eingeleitet werden. Es wird nun
erneut Bezug auf 2 genommen. Rückspiegel,
welche die vorliegende Erfindung verkörpern, umfassen vorzugsweise
eine Randeinfassung 144, welche um den gesamten Umfang
einer jeden einzelnen Anordnung 110, 111a und/oder 111b verläuft. Die
Randeinfassung 114 verbirgt und schützt die Federklemmen und die
Umfangsrandabschnitte des Dichtungselements und sowohl das vordere
als auch das hintere Glaselement (112 bzw. 114).
Eine breite Vielfalt von Randeinfassungsgestaltungen sind in dem
Fachgebiet bekannt, wie etwa z.B. die in dem oben genannten U.S.
Patent mit der Nummer 5,448,397 gelehrte und beanspruchte Randeinfassung.
Ebenso gibt es eine breite Vielfalt an Gehäusen, die im Fachgebiet bekannt
sind, um die Spiegelanordnung 110 an der Innenseite der
vorderen Windschutzscheibe eines Kraftwagens anzubringen, oder um
die Spiegelanordnungen 111a und 111b an der Außenseite
eines Automobils anzubringen. Eine bevorzugte Anbringungshalterung
ist in dem oben genannten U.S. Patent mit der Nummer 5,337,948 offenbart.
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Die
elektrische Schaltung umfasst vorzugsweise einen Umgebungslichtsensor
(nicht dargestellt) sowie einen Blendlichtsensor 160, wobei
der Blendlichtsensor entweder hinter dem Spiegelglas angeordnet
ist und durch einen Abschnitt des Spiegels hindurch schaut, wobei
das reflektierende Material vollständig oder teilweise entfernt
ist, oder der Blendlichtsensor kann außerhalb der reflektierenden Flächen angeordnet
sein, z.B. in der Randeinfassung 144 oder, wie unten beschrieben
ist, kann der Sensor hinter einer gleichmäßig abgelagerten transflektiven Beschichtung
angeordnet sein. Zusätzlich
kann eine Fläche
oder können
Flächen
der Elektrode und des Reflektors, wie etwa 146, vollständig entfernt
oder teilweise entfernt sein, wie unten beschrieben ist, um zu ermöglichen,
dass eine Vakuumfluoreszenzanzeige, wie etwa ein Kompass, eine Uhr
oder andere Anzeigen, zum Fahrer des Fahrzeugs hin durchscheinen
oder, wie ebenso unten beschrieben ist, kann diese lichtemittierende
Anzeigeanordnung durch eine gleichförmig abgelagerte transflektive
Beschichtung hindurch scheinen. Die vorliegende Erfindung ist ebenso
an einem Spiegel anwendbar, welcher lediglich einen Videochip-Lichtsensor
verwendet, um sowohl Blend- als auch Umgebungslicht zu messen, und
welcher ferner in der Lage ist, die Blendrichtung zu bestimmen.
Ein automatischer Spiegel auf der Innenseite eines Fahrzeugs, der
gemäß dieser
Erfindung aufgebaut ist, kann ebenso einen oder beide Außenspiegel
als Slaves in einem automatischen Spiegelsystem steuern.
-
Es
ist bevorzugt, jedoch nicht wesentlich, dass der Drittflächenrefletkor/elektrode 120 in
der Schaltung als die Kathode gehalten wird, da dies die Möglichkeit
einer anodischen Auflösung
oder anodischen Korrosion beseitigt, welche auftreten kann, wenn
der Reflektor/Elektrode als die Anode verwendet würde. Wenn
bestimmte Silberlegierungen verwendet werden, verläuft die
positive Potenzialstabilitätsgrenze
weit genug, z.B. 1,2 V, dass der Silberlegierungsreflektor/elektrode
sicher als die Anode in Kontakt mit wenigstens einem elektrochromen
Lösungsphasenmaterial
verwendet werden könnte.
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Eine
zu jener in 3A gezeigten alternative Konstruktion
ist in 3B gezeigt, wo die elektrisch leitfähige Beschichtung 172 aus
einer Mehrzahl von Lagen 174 und 176 gebildet
ist. Beispielsweise kann die Beschichtung 172 eine erste
Basislage 174 umfassen, welche direkt auf eine vordere
Fläche 114a des
hinteren Elements 114 aufgetragen ist, sowie eine mittlere
zweite Lage 176 umfassen, welche auf der ersten Lage 174 angeordnet
ist. Die erste Lage 174 und die zweite Lage 176 sind
vorzugsweise aus Materialien hergestellt, welche einen verhältnismäßig geringen
Lagenwiderstand aufweisen und welche wenigstens teilweise transmissiv
sind. Die die Lagen 174 und 176 bildenden Materialien
können
ebenso teilweise reflektierend sein. Wenn die lichtemittierende
Anzeige hinter der teilweise transmissiven Fensterfläche 146 häufig in
hellen Umgebungsbedingungen oder direktem Sonnenlicht betrachtet
werden muss, kann es wünschenswert
sein, das Reflexionsvermögen
der Fensterfläche
durch Verwendung von Metallen mit niedrigem Reflexionsvermögen oder
anderen dunklen, schwarzen oder transparenten Beschichtungen, welche
elektrisch leitfähig
sind, auf einem Minimum zu halten.
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Das
die Lage
174 bildende Material sollte angemessene Verbindungseigenschaften
in Bezug auf Glas oder andere Materialien aufweisen, aus welchen
das hintere Element
114 gebildet sein kann, während das
die Lage
176 bildende Material angemessene Eigenschaften
aufweisen sollte, um sich mit dem Material der Lage
174 zu
verbinden und eine gute Verbindung zwischen der aufgetragenen Lage
121 und
der Dichtung
116 bereitzustellen. Somit ist das für die Lage
174 verwendete
Material vorzugsweise ein Material, welches ausgewählt ist
aus der Gruppe, die im Wesentlichen besteht aus: Chrom, Chrom-Molybdän-Nickel-Legierungen,
Nickel-Eisen-Chrom-Legierungen, Silicium, Tantal, nicht rostender
Stahl und Titan. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform
ist die Lage
174 aus Chrom hergestellt. Das Material, welches
verwendet wird, um die zweite Lage
176 zu bilden, ist vorzugsweise ein
Material, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die im Wesentlichen
besteht aus, jedoch nicht beschränkt
ist auf: Molybdän,
Rhodium, Nickel, Wolfram, Tantal, nicht rostender Stahl, Gold, Titan
und deren Legierungen. In der am meisten bevorzugten Ausführungsform
ist die zweite Lage
176 aus Nickel, Rhodium oder Molybdän gebildet.
Wenn die erste Lage
174 aus Chrom gebildet ist, weist die
Lage
174 vorzugsweise eine Dicke von zwischen 5 Ǻ und
50 Ǻ auf. Wenn die Lage aus Chrom viel dicker ist, wird
sie keine ausreichende Transmittanz aufweisen, um Licht von einer
Lichtquelle
170, wie etwa einer Anzeige oder einem Signallicht,
zu gestatten, durch das Fenster
146 hindurch transmittiert
zu werden. Die Dicke der Lage
176 ist auf Grundlage des
verwendeten Materials ausgewählt,
um zwischen 10 bis 50 Prozent Lichttransmittanz durch beide Lagen
174 und
176 hindurch
zu ermöglichen.
Somit liegt die Lage
176 für eine zweite Lage
176,
die aus entweder Rhodium, Nickel oder Molybdän gebildet ist, vorzugsweise
zwischen 50 Ǻ und 150 Ǻ. Während die Dicken von Lagen
174 und
176 vorzugsweise
derart ausgewählt
sind, dass sie dünn
genug sind, um eine angemessene Transmittanz bereitzustellen, müssen sie ebenso
dick genug sein, um eine angemessene elektrische Leitfähigkeit
bereitzustellen, um die elektrochromen Medium
125 im Bereich
des Fensters
146 ausreichend aufzuhellen oder abzudunkeln.
Die Beschichtung
172 sollte somit einen Lagenwiderstand von
weniger als 100
und
vorzugsweise weniger als 50
bis
60
aufeisen.
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Die
in 3B gezeigte Anordnung stellt einige Vorteile gegenüber der
in Bezug auf 3A gezeigten und beschriebenen
Konstruktion dar. Genauer tragen die Metalle, welche zum Bilden
der Beschichtung 172 verwendet werden, zu dem Gesamtreflexionsvermögen des
Reflektors/Elektrode 120 bei. Dementsprechend braucht die
Lage des reflektierenden Materials 121 nicht so dick ausgebildet werden.
Wenn beispielsweise Silber oder eine Silberlegierung verwendet wird,
um die Lage 121 zu bilden, liegt die Dicke der Lage zwischen
50 Ǻ und 150 Ǻ, wodurch einige der Materialkosten
bei der Bereitstellung der reflektierenden Lage beseitigt werden.
Weiterhin sorgt die Verwendung von reflektierenden Metallen beim
Bilden der Beschichtung 172 für einen Grad an Reflexionsvermögen im Fenster 146,
wodurch ein sehr viel stärker ästhetisch
ansprechendes Erscheinungsbild bereitgestellt wird, als wenn das Fenster 146 von
jeglichem reflektierendem Material frei wäre. Idealerweise stellt die
Beschichtung 172 zwischen 30 und 40 Prozent Reflexionsvermögen im Fenster 146 bereit.
Wenn der Reflexionsgrad im Fenster 146 zu hoch ist, wäscht helles
Licht üblicherweise
die Anzeige aus, in dem Sinne, dass es den Kontrast zwischen dem
Licht der Anzeige und dem von der Beschichtung 172 nach
außen
reflektierenden Licht beseitigt.
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Ein
weiterer Vorteil der Verwendung von Metallen, um die leitfähige Beschichtung 172 zu
bilden, liegt darin, dass Metalle viel einfacher und weniger teuer
zu verarbeiten sind als Metalloxide, wie etwa Indiumzinnoxid. Derartige
Metalloxide erfordern einen Auftrag in sauerstoffreichen Kammern
bei sehr hohen Temperturen, wohingegen Metalllagen ohne besondere
Sauerstoffkammern und bei viel niedrigeren Temperaturen abgelagert
werden können.
Somit verbraucht der Prozess zum Auftragen mehrerer Metalllagen
viel weniger Energie und ist viel weniger teuer als die Prozesse
zur Bildung von Metalloxidlagen.
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Eine
dritte alternative Anordnung für
den elektrochromen Spiegel der vorliegenden Erfindung ist in 3C gezeigt. Die in 3C gezeigte
Konstruktion ist im Wesentlichen die gleiche wie die in 3B gezeigte, abgesehen davon, dass in dem Fenster 146 eine
dünne Silber-
oder Silberlegierungslage 178 auf der leitfähigen Beschichtung 172 gebildet
ist. Durch Bereitstellen lediglich einer dünnen Lage 178 aus
reflektierendem Material im Fenster 146 kann eine angemessene
Transmittanz immer noch durch das Fenster 146 hindurch
bereitgestellt sein, während
das Reflexionsvermögen
und die elektrische Leitfähigkeit
in dieser Fläche
erhöht
werden. Die Lage 178 kann eine Dicke von zwischen 40 Ǻ und 150 Ǻ aufweisen,
wohingegen die Lage des reflektierenden Materials 121 in
den anderen Bereichen eine Dicke in der Größenordnung von zwischen 200 Ǻ und 1000 Ǻ aufweisen
kann. Die dünne
Lage 178 aus reflektierendem Material kann ausgebildet
sein, indem man anfänglich
den Bereich des Fensters 178 maskiert, während man
einen Abschnitt einer reflektierenden Lage 121 aufträgt und dann
die Maske während
einer Ablagerung des Rests der Lage 121 entfernt. Umgekehrt
kann zuerst eine dünne
Lage aus reflektierendem Material abgelagert werden und dann kann
eine Maske über
das Fenster 146 aufgetragen werden, während der Rest der reflektierenden Lage 121 abgelagert
wird. Wie für
Fachleute offensichtlich sein wird, kann die dünne Lage 178 auch ohne
Maskierung ausgebildet werden, indem eine reflektierende Lage 121 bis
zu ihrer vollen Dicke abgelagert wird und nachfolgend ein Abschnitt
der Lage 121 im Bereich des fensters 146 entfernt
wird.
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Eine
Modifikation der in 3C gezeigten Konfiguration
ist in 3D dargestellt. Wie aus einem
Vergleich der Zeichnungen offensichtlich werden wird, unterscheidet
sich der Aufbau von 3D von dem in 3C gezeigten lediglich dadurch, dass die Lagen 174 und 176,
welche eine leitfähige
Beschichtung 172 bilden, in dem Bereich des Reflektors/Elektrode 120,
der vor der Lichtquelle 170 liegt, dünner ausgeführt sind (als dünne Lagen 180 und 181 bezeichnet).
Als solche kann die dünne
Lage 180 eine Dicke von zwischen 5 Ǻ und 50 Ǻ aufweisen, wohingegen
die Lage 174 Dicken irgendwo zwischen 100 Ǻ und
1000 Ǻ aufweisen kann. In ähnlicher Weise kann die dünne Lage 181 aus
dem gleichen Material hergestellt sein wie die Lage 176,
hätte jedoch eine
Dicke von zwischen 50 Ǻ und 150 Ǻ, während die
Lage 176 Dicken in der Größenordnung von 100 Ǻ bis
1000 Ǻ aufweisen kann. Somit kann mit dem in 3D gezeigten Aufbau die elektrische Leitfähigkeit,
das Reflexionsvermögen
und die Transmittanz im Bereich 146 in dem Bereich optimiert
sein, während
ermöglicht
wird, dass der Reflexionsgrad und die elektrische Leitfähigkeit
in anderen Bereichen optimiert werden, ohne dass die Transmittanz
in jenen Bereichen betroffen ist.
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3E zeigt noch einen weiteren alternativen Aufbau
für die
zweite Elektrode 120. In dem in 3E gezeigten
Aufbau umfasst die zweite Elektrode 120 eine elektrisch
leitfähige
Beschichtung 172 sowie eine reflektierende Beschichtung 178,
welche über
der gesamten dritten Fläche 114a des
Spiegels ausgebildet ist. Indem man die reflektierende Beschichtung 178 gleichmäßig teilweise
transmissiv ausführt,
kann eine Lichtquelle, wie etwa ein Anzeige- oder Signallicht, an einer beliebigen
Stelle hinter dem Spiegel angebracht werden und ist nicht auf eine
Positionierung hinter einem bestimmten in der zweiten Elektrode 120 ausgebildeten
Fenster eingeschränkt.
Wiederum weist die zweite Elektrode 120 für einen
Rückspiegel
ein Reflexionsvermögen
von wenigstens 35 Prozent für
einen Außenspiegel
und wenigstens 60 Prozent für
einen Innenspiegel auf und weist eine Transmittanz von vorzugsweise
von wenigstens 10 Prozent auf. Die leitfähige Beschichtung 172 ist
vorzugsweise eine einzelne Lage aus ITO oder anderen transparenten
leitfähigen
Materialien, kann jedoch ebenso aus einer oder mehreren Lagen der
oben diskutierten teilweise reflektierenden/teilweise transmissiven
elektrisch leitfähigen
Materialien bestehen.
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Die
reflektierende Beschichtung 178 kann aufgebaut sein unter
Verwendung einer einzelnen relativ dünnen Lage aus einem reflektierenden
elektrisch leitfähigen
Material, wie etwa Silber, Silberlegierung oder den anderen oben
diskutierten reflektierenden Materialien. Wenn das reflektierende
Material Silber oder eine Silberlegierung ist, sollte die Dicke einer
solchen dünnen
Lage auf etwa 500 Ǻ oder weniger begrenzt sein und es sollte
ein transparentes leitfähiges
Material, wie etwa ITO oder dgl., als elektrisch leitfähige Lage 172 verwendet
werden, sodass die zweite Elektrode 120 eine ausreichende
Transmittanz aufweisen kann, um zu ermöglichen, dass eine Anzeige
oder ein Signallicht von hinter dem Spiegel aus gesehen wird. Andererseits
sollte die Dicke der einzelnen Lage aus reflektierendem Material etwa
10 Ǻ oder mehr sein, abhängig von dem verwendeten Material,
um ausreichendes Reflexionsvermögen
zu gewährleisten.
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Um
die Merkmale und Vorteile eines gemäß der in 3E gezeigten Ausführungsform aufgebauten elektrochromen
Spiegels zu illustrieren, sind unten zehn Beispiele bereitgestellt.
In diesen Beispielen ist Bezug genommen auf die spektralen Eigenschaften
von Modellen von elektrochromen Spiegeln, welche nach Maßgabe der
Parameter aufgebaut sind, die in jedem Beispiel spezifiziert sind.
Bei der Diskussion von Farben ist es hilfreich, auf das Chromatizitätsdiagramm
der Commission Internationale de I'Eclairage's (CIE) 1976 CIELAB Bezug zu nehmen
(üblicherweise
als die L*a*b*-Karte bezeichnet). Die Farbtechnologie ist relativ
komplex, jedoch ist eine ziemlich umfangreiche Diskussion in F.W.
Billmeyer und M. Saltzman in Principles of Color Technology, 2. Auflage,
J. Wiley and Sons Inc. (1981) gegeben und die vorliegende Offenbarung,
sofern sie Farbtechnologie und -terminologie betrifft, folgt im
Allgemeinen dieser Diskussion. Auf der L*a*b*-Karte definiert L* die
Helligkeit, a* bezeichnet den Rot/Grün-Wert und b* bezeichnet den
Gelb/Blau-Wert.
Jedes der elektrochromen Medien weist ein Absorptionsspektrum bei jeder
bestimmten Spannung auf, das in eine Bezeichnung aus drei Zahlen
umgewandelt werden kann, nämlich
ihre L*a*b*-Werte. Um aus der spektralen Transmission oder dem spektralen
Reflexionsvermögen
einen Satz von Farbkoordinaten, wie etwa die L*a*b*-Werte, zu berechnen,
sind zwei zusätzliche Punkte
notwendig. Einer ist die spektrale Leistungsverteilung der Quelle
oder des Leuchtmittels. Die vorliegende Offenbarung verwendet das
CIE-Standardleuchtmittel A, um Licht von Automobilscheinwerfern zu
simulieren, und verwendet das CIE-Standardleuchtmittel D65, um Tageslicht zu simulieren. Der zweite
benötigte
Punkt ist die spektrale Antwort des Betrachters. Die vorliegende
Offenbarung verwendet den 2-Grad-CIE-Standardbetrachter. Die Leuchtmittel/Betrachter-Kombination,
welche im Allgemeinen für
Spiegel verwendet wird, ist dann repräsentiert als A/2-Grad und die
im Allgemeinen für
Fenster verwendete Kombination ist repräsentiert als D65/2-Grad. Viele
der unten angegebenen Beispiele beziehen sich auf einen Wert Y aus
dem CIE-Standard von 1931, da es stärker dem spektralen Reflexionsgrad entspricht
als L*. Der Wert C*, welcher unten ebenfalls beschrieben ist, ist
gleich der Quadratwurzel aus (a*)2 + (b*)2 und stellt somit ein Maß zur Quantifizierung von Farbneutralität bereit.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die optischen Konstanten von Materialien
mit dem Ablagerungsverfahren und den verwendeten Bedingungen etwas
schwanken. Diese Unterschiede können
einen wesentlichen Effekt auf die tatsächlichen optischen Werte und
die optimalen Dicken haben, welche verwendet werden, um einen Wert
für ein
gegebenes Beschichtungsgut zu erhalten.
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Gemäß einem
ersten Beispiel wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit
einer Rückenplatte 114 (3E) aus Glas, einer Lage 172 aus ITO von
ca. 2000 Ǻ, einer Lage 178 aus einer Legierung aus
Silber mit 6 Prozent Gold (im Folgendenals 6Au94Ag bezeichnet) von
ca. 350 Ǻ, eine elektrochrome Fluid/Gel-Lage 125 mit
einer Dicke von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca.
1400 Ǻ aus ITO sowie einer Glasplatte 112 von
2,1 mm. Bei Verwendung eines D65-Leuchtmittels bei 20 Grad Einfallswinkel
waren die Modellausgaben Y = 70,7, a* = +1 und b* = +9,5. Dieses
Modell zeigte ebenso eine spektralabhängige Transmittanz an, welche
15 Prozent über
dem blau-grünen
Bereich lag, in dem roten Farbbererich des Spektrums auf ca. 17
Prozent im blau-grünen
Bereich des Spektrums abnehmend. Elemente wurden aufgebaut unter
Verwendung der Werte und des Modells als Zielparameter für Dicke und
die tatsächlichen
Farb- und Reflexionswerte entsprachen stark jenen Modellen mit Transmissionswerten
von ca. 15 Prozent im blauen und grünen Bereich. In diesem Beispiel
würde 1400 Ǻ ITO
(½ Welle) ein
bei weitem stärker
gelbes Element (b* von ca. 18) erzeugen.
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Typischerweise
sind dünne
Silber- oder Silberlegierungslagen höher in der blau-grünen Transmission
und niedriger in der blau-grünen
Lichtreflexion, was dem relektierten Bild einen gelben Farbton verleiht.
Die 2000 Å Unterschicht
von ca. einer 1/3 Welle-Dicke ergänzt die Reflexion von blau-grünem Licht,
was zu einem neutraleren Farbton in der Reflexion führt. Andere
ungeradzahlige Vielfache von 1/4 Wellen (d.h. ¼, 5/4, 7/4 usw.) sind ebenso
wirksam hinsichtlich einer Verringerung des reflektierten Farbtons.
Es sollte angemerkt werden, dass andere transparente Beschichtungen,
wie etwa (F) SnO oder (AL)ZnO, oder eine Kombination von dielektrischen, semi-leitfähigen oder
leitfähigen
Beschichtungen verwendet werden können, um eine Blaugründe Reflexion
zu ergänzen
und einen neutraleren reflektierten Farbton in der gleichen Art
und Weise zu erzreugen.
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Gemäß einem
zweiten Beispiel der in 3E dargestellten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus
Glas, einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Titandioxid
ovn ca. 441 Å sowie
iener Unterlage von ITO von 200 Å, einer Lage 178 von
6Au94Ag von ca. 337 Å,
einem elektrochromen Fluid/Gel 125 mit einer Dicke von
140 Mikron, einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO
und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft zeigte das
Modell des konduktiven dünnen Films 120 auf
Glas 114 für
dieses Beispiel unter Verwendung des D65 Leuchtmittels bei 20 Grad
Einfallswinkel Werte von ca. Y = 82,3, a* = 0,3 und b* = 4,11. Dieses
Modell zeigte ebenso eine relaltiv breite und gleichmäßige Transmittanz
von 10 bis 15 Prozent über
das meiste des sichtbaren Spektrums, was es zu einer vorteilhaften
Konstruktion für
einen Innenrückspiegel
mit einer mehrfarbigen Anzeige oder einer Weißlichtanzeige oder einer Beleuchtungseinrichtung
macht. Wenn dieses Rückplatttensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu.
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Gemäß einem
dritten Beispiel eines elektrochromen Spiegels, welcher wie in 3E gezeigt aufgebaut ist, wurde ein elektrochromer
Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus
Glas, einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Titandioxid
von ca. 407 Å und
einer Unterlage aus ITO von 200 Å und einer Lage 178 aus
6Au94Ag von ca. 237 Å,
einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit einer Dicke
von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO und
einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft wies das Modell
des leitfähigen
dünnen
Films 120 auf Glas 114 für dieses Beispiel unter Verwendung
des D65-Leuchtmittels bei 20 Grad Einfallswinkel Werte von ca. Y
= 68,9, a* = 0,03 und b* = 1,9 auf. Diese Modell zeigte ebenso eine
relativ breite und gleichmäßige Transmittanz
von ca. 25 bis 28 Prozent über das
meiste des sichtbaren Spektrums hinweg, was es zu einer vorteilhaften
Konstruktion für
einen Außenrückspiegel
mit einer mehrfarbigen Anzeige oder einer Weißlichtanzeige oder einer Beleuchtungseinrichtung
macht. Wenn dieses Rückplattensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegle eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu.
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Gemäß einem
vierten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus Glas,
einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Titandioxid von
ca. 450 Å und
einer Unterlage aus ITO von 1600 Å, einer Lage- 178 aus
6Au94Ag von ca. 340 Å, einer
elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit einer Dicke von ca.
140 Mikron, einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO
und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft zeigte das
Modell des leitfähigen
dünnen Films 120 auf
Glas 114 für
dieses Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei 20 Grad
Einfallswinkel Werte von ca. Y = 80,3, a* = –3,45 und b* = 5,27. Dieses
Modell zeigte weiterhin einen relativen Transmittanzpeakt bei etwa
600 nm von ca. 17 Prozent. Wenn dieses Rückplattensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu. Wenn man
diese Packung mit dem zweiten Beispiel vergleicht, zeigt dies teilweise
ein Prinzip von sich wiederholenden Optima in der primärtransmissiven
Lage oder Lagen (z.B. Lage 172) dieser Konstruktionen,
wenn man ihre Dicke oder Dicken erhöht. Die Optima werden durch
verschiedene Faktoren bestimmt, welche gute Farbneutralität, Reflexion
und Transmission umfassen.
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Gemäß einem
fünften
Beispiel der in 3E gezeigten Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus Glas;
einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Titandioxid von
ca. 450 Å,
einer Unterlage aus ITO von 800 Å, einer Unterlage aus Siliciumoxid
von 50 Å und
einer zusätzlichen
Unterlage aus ITO von 800 Å;
einer Lage 178 aus 6Au94Ag von ca. 340 Å; einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit
einer Dicke von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca.
1400 Å aus
ITO; und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft zeigte das
Modell des leitfähigen
dünnen
Films 120 aus Glas 114 für dieses Beispiel unter Verwendung
des D65-Leuchtmittels bei 20 Grad Einfallswinkel Werte von ca. Y
= 80,63, a* = 4,31 und b* = 6,44. Dieses Modell zeigte ebenso einen
relativen Transmittanzpeak bei etwa 600 nm von ca. 17 Prozent. Wenn
dieses Rückplattensystem
in einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der Gesamtreflexionsgrad
ab und nimmt die Transmittanz zu. Diese Packung zeigt ebenso teilweise
ein Prinzip eines Flash-Lageneinbaus in diese Konstruktionen. In
diesem besonderen Fall trägt
die Siliciumoxidlage von 50 Å verglichen
mit dem vierten Beispiel nicht wesentlich zur Konstruktion bei,
noch weicht es davon in großem
Maße ab.
Die Einfügung
derartiger Lagen würde
nach Meinung der Erfinder keine Ansprüche umgehen, die von der Anzahl
an Lagen oder den relativen Brechungsindizes von Lagensätzen abhängen. Es
wurde gezeigt, dass Flash-Lagen wesentliche Vorteile verleihen,
wenn sie über
der Lage 178 verwendet werden und sie sind oben diskutiert.
Man glaubt auch, dass derartige Flash-Lagen Vorteile hinsichtlich
Adhäsionsförderung
oder Korrosionswiderstand haben könnten, wenn sie zwischen den
Lagen 172 und 178 und ebenso zwischen Glas 114 und
Lage(n) 120 positioniert sind, besonders dann, wenn sie aus
Metall/Legierungen gebildet sind, von denen oben gesagt ist, dass
sie derartige Funktionen in dickeren Lagen aufwiesen.
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Gemäß einem
sechsten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus
Glas, einer Lage 172 mit einer Unteralge aus Titandioxid
von ca. 450 Å und
einer Unterlage von ITO von 1600 Å, einer Lage 178 aus
Silber von 290 Å und
einre Flash-Lage von 6Au94Ag von ca. 50 Å, einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit
einer Dicke von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca.
1400 Å ITO
und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft auf Glas 114 wies
das Modell des leitfähigen
dünnen Films 120 für dieses
Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei 20 Grad Einfallswinkel
Werte von ca. Y = 81,3, a* = –3,26
und b* = 4,16 auf. Dieses Modell zeigte ebenso einen relativen Transmittanzpeak
bei etwa 600 nm von ca. 17 Prozent. Wenn dieses Rückplattensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu. Wenn man
diesen Stapel mit dem vierten Beispiel vergleicht, zeigt er teilweise
das Prinzip einer Verwendung einer Flash-Lage aus einer Silberlegierung über Silber.
Die potenziellen Vorteile eines solchen Systems für die Lage 178,
im Gegensatz zu einer einzelnen Legierungslage für das vierte Beispiel umfassen,
sind jedoch nicht beschränkt
auf, verringerte Kosten, erhöhtes
Reflexionsvermögen
bei der gleichen Transmission oder erhöhtes Transmissionsvermögen beim
gleichen Reflexionsgrad, verringerter Lagenwiderstand und die Möglichkeit,
einen höheren Prozentsatz
von legiertem Material in der Flash-Überzugslage zu verwenden, um
verbesserte Elektrodenflächeneigenschaften
zu behalten, die die Silberlegierung gegenüber purem Silber vorweist. Ähnliche
potenzielle Vorteile treffen auf die Fälle von unterschiedlichen Prozentsatzlegierungen
oder einer abgestuften Prozentsatzlegierung in Lage 178 zu.
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Gemäß einem
siebten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus Glas,
einer Lage 172 aus Silicium von ca. 180 Å, einer
Lage 178 aus 6Au94Ag von ca. 410 Å, einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit
einer Dicke von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca.
1400 Å aus ITO,
einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft, auf Glas 114,
zeigte das Modell des leitfähigen
dünnen Films 120 für dieses
Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei einem Einfallswinkel
von 20 Grad Werte von Y = 80,4, a* = 0,9 und b* = –3,39 auf. Im
Gegensatz dazu weist eine dünne
Lage aus 6Au94Ag auf Glas mit gleichem Reflexionsvermögen in der
Reflexion einen gelben Farbton auf. Dieses Modell zeigte ebenso
eine spektralabhängige
Transmittanz, welche einen Peak von etwa 18 Prozent bei 580 nm erreichte.
Wenn dieses Rückplattensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad und die Transmittanz zu. In diesem Falle wären die Werte
geeignet für
einen transflektiven Automobilinnenspiegel. Dieses System wäre besonders
nützlich, wenn
das Silicium als ein semi-leitfähiges
Material abgelagert wäre,
wodurch es möglich
wäre, die
Silberlegierungslage zu maskieren, sodass die Silberlegierung primär in dem
Sichtbereich abgelagert werden würde,
während
man Leitfähigkeit
an dem abzudunkelnden Bereich beibehält.
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Gemäß einem
achten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Rückspiegel
modelliert mit einer Rückplatte 14 aus
Glas, einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Silicium von
ca. 111 Å und
einer Unterlage von ITO von ca. 200 Å, einer Lage 178 aus
6Au94Ag von ca. 340 Å,
einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit einer Dicke
von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO
und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft, auf Glas 114,
zeigte das Modell des leitfähigen
dünnen
Films 120 für
dieses Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei einem
Einfallswinkel von 20 Grad Werte von ca. Y = 80,7, a* = 0,1 und
b* = 1,7. Das Modell zeigte ebenso eine spektralabhängige Transmittanz,
welche einen Peak bei etwa 18 Prozent bei 600 nm erreichte. Wenn
dieses Rückplattensystem 114, 120 in
einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und nimmt die Transmittanz zu. In diesem
Falle wären
die Werte für
einen transflektiven Automobilspiegel geeignet. In diesem Falle könnte ebenso
ein Maskieren der Silberlegierungslage in dem Dichtungsbereich stattfinden
und die Leitfähigkeit
der Rückelektrode
des Systems würde durch
die ITO-Lage beibehalten, ob nun das Silicium semi-leitfähig wäre oder
nicht. Dieses Beispiel ist dahingehend vorteilhaft, dass es dünne Lagen
verwendet, welche während
einer Herstellung in großen Stückzahlen
leichter auszubilden sind.
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Gemäß einem
neunten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus
Glas, einer Lage 172 mit einer Unterlage aus Silicium von
ca. 77 Å und
einer Unterlage aus ITO von ca. 200 Å, einer Lage 178 aus
6Au94Ag von ca. 181 Å,
einer elektrochromen Fluid/Gel-Lage 125 mit einer Dicke
von ca. 140 Mikron, einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO
und einer Glasplatte 112 von 2,1 mm. In Luft, auf Glas,
wies das Modell des leitfähigen dünnen Films 120 für dieses
Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei einem Einfallswinkel von
20 Grad Werte von ca. Y = 64,98, a* = 1,73 und b* = –2,69 auf.
Das Modell zeigte ebenso eine spektralabhängige Transmittanz an, die
bei 650 nm einen Peak von etwa 35 Prozent erreichte. Wenn dieses Rückplattensystem
in einen elektrochrome Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu. In diesem
Falle wären
die Werte für
einen transflektiven Automobilaußenspiegel geeignet.
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Gemäß einem
zehnten Beispiel der in 3E gezeigten
Ausführungsform
wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer Rückplatte 114 aus
Glas, einer Lage 172 aus Fluor-dotiertem Zinnoxid von ca.
1957 Å (¾ Wellen-Optima
Dicke), eienr Lage 178 aus 6Au94Ag von ca. 350 Å, einer elektrochromen
Fluid/Gel-Lage 125 mit einer Dicke von ca. 140 Mikron,
einer Lage 128 von ca. 1400 Å aus ITO und einer Glasplatte 112 von
2,1 mm. In Luft, auf Glas 114, wies das Modell des leitfähigen dünnen Films 120 für dieses
Beispiel unter Verwendung des D65-Leuchtmittels bei einem Einfallswinkel
von 20 Grad Ausgaben von ca. Y = 80,38, a* = 1,04 und b* = 5,6 auf.
Das Modell zeigte ebenso eine spektralabhängige Transmittanz an, die
insgesamt kleiner wurde, wenn die Wellenlänge im sichtbaren Bereich zunahm.
Die Transmittanz bei 630 nm wurde als ca. 10 Prozent vorhergesagt.
Wenn dieses Rückplattensystem
in einen elektrochromen Spiegel eingebaut ist, nimmt der vorhergesagte
Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz nimmt zu. In diesem
Falle wären
die Werte für
einen transflektiven Automobilinnenspiegel geeignet.
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Bei
einem Spiegelaufbau, wie etwa dem in 3E gezeigten,
weist der Spiegel vorzugsweise eine Reflexionsvermögen von
wenigstens 35 Prozent auf, stärker
bevorzugt von wenigstens 50 Prozent und stärkter bevorzugt von wenigstens
65 Prozent für einen
Außenspiegel
und weist der Spiegel für
einen Innenspiegel vorzugsweise einen Reflexionsgrad von wenigstens
70 Prozent und stärker
bevorzugt von wenigstens 80 Prozent auf. Um derartige Reflexionsgradniveaus
zu erhalten, sollte die reflektierende zweite Elektrode 120 einen
geringfügig
höheren Reflexionsgrad
aufweisen. Der Spiegel weist vorzugsweise eine Transmittanz von
wenigstens etwa 5 Prozent auf, stärker bevorzugt von wenigstens
etwa 10 Prozent und höchst
bevorzugt von wenigstens etwa 15 Prozent. Um diese Transmittanzniveaus
zu erreichen, sollte die zweite Elektrode 120 eine geringfügig niedrigere
Transmittanz aufweisen.
-
Da
elektrochrome Spiegel mit einem b*-Wert von größer als + 15 eine gelbliche
Färbung
aufweisen können,
gegen die man Einwände
erheben kann, ist es bevorzugt, dass der Spiegel einen b*-Wert von weniger
als etwa 15 aufweist und stärker
bevorzugt von weniger als etwa 10 aufweist. Somit weist die zweite
Elektrode 120 vorzugsweise ähnliche Eigenschaften auf.
-
Um
einen elektrochromen Spiegel mit relativer Farbneutralität zu erhalten,
sollte der C*-Wert des Spiegels weniger als 20 betragen. Vorzugsweise
ist der C*-Wert kleiner als 15 und besonders bevorzugt von weniger
als 10. Die zweite Elektrode 120 weist vorzugsweise ähnliche
C*-Werte auf.
-
Die
Erfinder haben erkannt, dass dann, wenn eine dünne Lage aus Silber oder einer
Silberlegierung in einem Rückspiegel,
wie etwa den oben beschriebenen, verwendet wird, die dünne Lage
eine helle gelbe Färbung
(b* größer als
+ 15) Objekten verleiht, welche in der Reflexion betrachtet werden, insbesondere
dann, wenn die dünne
Lage aus Silber oder Silberlegierung dünn genug ausgeführt ist,
um eine ausreichende Transmittanz von 5 Prozent oder mehr zu verleihen.
Dies bewirkt, dass der Spiegel nicht mehr farbneutral erscheint
(C* größer als
20). Umgekehrt ist die Transmission durch den Film für blaues
Licht höher
als für
rotes Licht. Die zehn vorhergehenden Beispiele kompensieren diese
Wahrscheinlichkeit durch Auswahl der geeigneten Dicken von verschiedenen
Unterlagen-Filmen. Ein anderer Ansatz, die Gelbfärbung der relektierten Bilder
zu minimieren, liegt darin, das transmittierte blaue Licht zurück durch
den Spiegel zu reflektieren. Typischerweise ist bei den Signal- oder Anzeigespiegeln
des Standes der Technik eine Beschichtung aus schwarzer Farbe auf
die vierte Fläche
des Spiegels in allen Bereichen außer dort, wo eine Anzeige montiert
ist (falls eine verwendet wird) aufgetragen. Eine derartige schwarze
Beschichtung war dazu ausgebildet, jegliches Licht zu absorbieren,
welches durch den Spiegel und seine reflektierende Lage(n) hindurch
transmittiert wird. Um die Gelbfärbung
des reflektierten Bildes zu minimieren, welche dann erscheint, wenn
ein dünnes
Material aus Silber/Silberlegierung verwendet wird, kann die schwarze
Beschichtung ersetzt sein durch eine Beschichtung 182,
welche das blaue Licht zurück
durch den Spiegel relfektiert, anstatt derartiges blaues Licht zu
absorbieren. Vorzugsweise wird blaue Farbe anstelle der schwarzen
Farbe verwendet, da der blaue Grund blaues Licht reflektiert. Alternativ
kann die Beschichtung 182 weiß, grau oder eine reflektierende
Beschichtung, wie etwa Chrom, sein, da diese auch blaues Licht zurück durch
die reflektierende Lage(n) und den Rest des Spiegels hindurch reflektieren
würden.
-
Um
die Effektivität
einer blauen Beschichtung
182 auf der vierten Fläche
114b eines
Spiegels zu demonstrieren, wurde ein elektrochromer Spiegel aufgebaut
mit einer dünnen
Lage aus Silber
178 über einer
ITO-Lage
172 mit 100
als
der Drittflächenreflektor/elektrode
120.
Das Reflexionsvermögen des
Spiegels für
weißes
Licht betrug etwa 25 Prozent und die Transmission von weißem Licht
lage bei etwa 30 Prozent. Der Spiegel hatte eine bemerkbare Gelbfärbung in
der Reflexion und eine Blaufärbung
in der Transmission. Der Spiegel wurde auf einem schwarzen Hintergrund
angeordnet und es wurde die Farbe unter Verwendung eines SP-65 Spektrophotometers von
X-Rite, Inc. aus Grandville, Michigan gemessen. Der gemessene b*-Wert
betrug + 18,72. Der gleiche Spiegel wurde dann auf einem blauen
Hintergrund angeordnet und die Farbe wurde erneut gemessen. Mit
dem blauen Hintergrund fiel der gemessene b*-Wert auf + 7,55. Der
Spiegel wies somit bemerkbar weniger Gelbfärbung in der Reflexion auf
dem blauen Hintergrund auf, verglichen mit einem schwarzen Hintergrund.
-
Noch
eine weitere Variation des Reflektors/Elektrode 120 ist
in 3F dargestellt. Wie dargestellt ist, ist der Reflektor/Elektrode 120 über im Wesentlichen
der gesamten vorderen Fläche 114a des
hinteren Elements 114 hinweg aufgebaut, mit einer elektrisch
leitfähigen
mehrlagigen Interferenz-Dünnfilmbeschichtung 190.
Die leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 ist
vorzugsweise angepasst, um die Transmittanz für Licht mit Wellenlängen innerhalb
eines engen Bandes zu maximieren, welches der Wellenlänge von
Licht entspricht, das von der Lichtquelle 170 ausgesendet
wird. Falls somit die Lichtquelle 170 ein Signallicht mit
roten, rot-orangen oder bernsteinfarbenen AlGaAs- oder AlInGaP-Leuchtdioden
wäre, hätte das
von diesen Leuchtdioden emittierte Licht Wellenlängen im Bereich von 585 nm
bis 660 nm und die leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 wäre angepasst,
die spektrale Transmittanz bei diesen Wellenlängen zu maximieren. Durch Erhöhen der
Transmittanz vorzugsweise innerhalb dieses relativ engen Wellenlängenbandes bleibt
der durchschnittliche Lichtreflexionsgrad für weißes Licht relativ hoch. Wie
aus den unten bereitgestellten Beispielen von Elektroden, die unter
Verwendung derartiger leitfähiger
Dünnfilmbeschichtungen
aufgebaut sind, offensichtlich werden wird, umfasst die so aufgebaute
leitfähige
Dünnfilmbeschichtung
eine erste Lage 184 aus einem ersten Material mit einem
relativ hohen Brechungsindex, eine zweite Lage 186 aus
einem zweiten Material, die auf der ersten Lage 184 ausgebildet
ist, wobei das zweite Material einen relativ niedrigen Brechungsindex
aufweist, sowie eine dritte Lage 187, welche auf der zweiten Lage 186 ausgebildet
ist und aus einem Material hergestellt ist, welches einen relativ
hohen Brechungsindex aufweist. Die leitfähige Dünnfilmbeschichtung 190 kann
ebenso eine dünne
vierte Lage 188 aus einem elektrisch leitfähigen Material
umfassen, welche auf der dritten Lage 187 ausgebildet ist.
Falls die dritte Lage 187 nicht elektrisch leitfähig ist,
muss die vierte Lage 188 aus einem elektrisch leitfähigen Material
auf der dritten Lage 187 angeordnet sein. Wenn die erste,
die zweite und die dritte Lage ausreichend Reflexionsvermögen bereitstellen,
kann eine vierte Lage 188 aus einem transparenten leitfähigen Material
hergestellt sein. Falls nicht, kann die vierte Lage 188 aus
einem reflektierenden Material hergestellt sein.
-
Die
leitfähige
Dünnfilmbeschichtung
190 weist
vorzugsweise auf: einen Lichtreflexionsgrad von 35 bis 95 Prozent,
einen reflektierten C*-Wert von 20 oder weniger, eine Signallicht/Anzeige-Lichtransmittanz
von 10 Prozent oder mehr und einen Lagenwiderstand von weniger als
100
Besonders bevorzugt
ist C* kleiner als 50 und höchst
bevorzugt kleiner als 10 und der Wert a* ist negativ. Als ein Vergleichsmaß kann die
Lichtreflexion und der reflektierte C* für diese Beschichtung unter
Verwendung eines oder mehrerer der CIE-Leuchtmittel A, B, C oder D55,
D65, einer weißen
Quelle gleicher Energie oder einer anderen Breitbandquelle, die
die SAE-Definition von Weiß erfüllt, gemessen
werden. Der Lichtreflexionsgrad und das reflektierte C* für diese
Beschichtung können
bei einem oder mehreren Einfallswinkeln zwischen 10° und 45° ausgehend
von der Flächennormalen
gemessen werden. Die Signallicht/Anzeige-Lichttransmittanz für diese
Beschichtung kann gemessen werden unter Verwendung einer oder mehrerer
Signal-Anzeigequellen, wie etwa bernsteinfarbene, orange, rot-orange,
rote oder tiefrote LEDs, Vakuumfluoreszenzanzeigen (VFDs) oder anderer
Lampen oder Anzeigen, sowie bei einem oder mehreren Einfallswinkeln
zwischen 20° und
55° ausgehend
von der Flächennormale.
Wie für
Fachleute offensichtlich sein wird, implizieren "Lichtreflexionsgrad" und "Signallicht/Anzeige-Lichttransmittanz" eine Verwendung
von einem oder beiden der 1931 CIE-2-Grad-Betrachter V
λ oder
V
λ' als die Augengewichtungsfunktionen.
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Durch
Konfigurieren der leitfähigen
Dünnfilmbeschichtung 190 derart,
dass sie einen Reflexionsgrad, eine Transmittanz, eine elektrische
Leitfähigkeit
und einen reflektierten C*-Wert innerhalb der obigen Parameter aufweist,
muss eine Elektrode somit aufgebaut sein, dass sie einen mittleren
bis hohen Reflexionsgrad, einen im Wesentlichen neutralen Reflexionsgrad
für ein
zuverlässiges
Rendern, eine mittlere bis hohe Inband-Signallicht/Anzeigetransmittanz für Effizienz
und Helligkeit und einen niedrigen Lagenwiderstand für eine gute
elektrochrome Funktionalität
aufweist.
-
In
den spezifischen Beispielen einer derartigen leitfähigen Dünnfilmbeschichtung
können
das erste und das dritte Material, welche die erste und die dritte
Lage 184 bzw. 187 bilden, das gleiche oder ein unterschiedliches
Material sein, welches ausgewählt ist
aus der Gruppe, die im Wesentlichen besteht aus Indiumzinnoxid,
Fluor-dotiertes Zinnoxid, Titandioxid, Zinndioxid, Tantalpentoxid,
Zinkoxid, Zirkonoxid, Eisenoxid, Silicium oder jedes beliebige andere
Material mit einem relativ hohen Brechungsindex. Die zweite Lage 186 kann
gebildet sein aus Siliciumdioxid, Niobenoxid, Magnesiumfluorid,
Aluminiumoxid oder einem beliebigen anderen Material mit einem niedrigen Brechungsindex.
Die erste Lage 184 kann eine Dicke von zwischen etwa 200 Å bis 800 Å aufweisen,
die zweite Lage 186 kann eine Dicke von zwischen etwa 400 Å bis 1200 Å aufweisen,
die dritte Lage 187 kann eine Dicke zwischen etwa 600 Å bis 1400 Å aufweisen
und die Lage 188 kann eine Dicke von etwa 150 Å bis 300 Å aufweisen.
Andere Optimadicken außerhalb
dieser Bereiche können
ebenso durch die obige Beschreibung erhältlich sein. Ein Einführen von
zusätzlichen
Lagensätzen
aus Materialien mit niedrigem und hohem Index kann den Reflexionsgrad
weiter erhöhen.
Vorzugsweise ist das elektrisch leitfähige Material, welches die
vierte Lage 188 bildet, aus einem reflektierenden Material
gebildet, wie etwa Silber oder Silberlegierung, oder aus einem transparenten
leitfähigen
Material, wie etwa ITO.
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Gemäß einem
ersten Beispiel einer leitfähigen
Dünnfilmbeschichtung 190 wurde
ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einem vorderen Element 112 mit
einer Dicke von 2,2 mm, einer ersten Elektrode 128, die
aus ITO hergestellt wurde und eine Dicke von ca. 1400 Å aufweist,
einem elektrochromen Fluid/Gel mit einer Dicke von ca. 137 bis 190
Mikron und einer auf einem hinteren Glassubstrat 114 vorgesehenen
leitfähigen
Dünnfilmbeschichtung 190.
Die leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 in diesem
ersten Beispiel umfasst eine erste Lage 184 aus ITO mit
einer Dicke von ca. 750 Å,
einer zweiten Lage 186 aus SiO2 mit
einer Dicke von ca. 940 Å,
einer dritten Lage 187 aus ITO mit einer Dicke von ca. 845 Å und einer
vierten Lage 188 aus Silber mit einer Dicke von 275 Å. In Luft
wies die in diesem ersten Beispiel modellierte leitfähige Dünnfilmbeschichtung 190 einen
Lichtreflexionsgrad von ca. 80,2 Prozent für weißes Licht und eine spektrale
Transmittanz von ca. 22,5 Prozent im Mittelwert für Licht
mit Wellenlängen
zwischen 620 nm und 650 nm auf. Derartige Charakteristika machen
die leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 gemäß diesem
ersten Beispiel geeignet für
eine Verwendung entweder in einem Innen- oder in einem Außenrückspiegel.
Wenn diese leitfähige
Dünnfilmbeschichtung
auf die vordere Fläche des
hinteren Glaselements aufgetragen und in einen elektrochromen Spiegel
eingebaut ist, nimmt der Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz
nimmt zu.
-
Gemäß einem
zweiten Beispiel wurde ein weiterer elektrochromer Spiegel modelliert
mit den gleichen Merkmalen, wie sie oben diskutiert wurden, mit
der Ausnahme, dass die leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 eine
erste Lage 184 aus ITO mit einer Dicke von ca. 525 Å aufwies,
eine zweite Lage aus SiO2 mit einer Dicke
von ca. 890 Å aufwies,
eine dritte Lage 187 aus ITO mit einer Dicke von ca. 944 Å aufwies
und eine vierte Lage 188 aus Silber mit einer Dicke von
ca. 168 Å aufwies.
In Luft hat die leitfähige Dünnfilmbeschichtung,
wie sie im zweiten Beispiel aufgebaut ist, einen Lichtreflexionsgrad
von ca. 63 Prozent für
weißes
Licht, welches darauf bei einem Einfallswinkel von 20° einfällt, und
hat eine spektrale Transmittanz von ca. 41 Prozent im Mittelwert
für Licht
mit Wellenlängen
im Wellenlängenbereich
von 620 nm bis 650 nm bei einem Einfallswinkel von 20°. Eine derartige
leitfähige
Dünnfilmbeschichtung 190 ist
besonders geeignet für
einen Außenrückspiegel. Wenn
diese leitfähige
Dünnfilmbeschichtung
auf die vordere Fläche
des hinteren Glaselements aufgetragen und in einen elektrochromen
Spiegel eingebaut ist, nimmt der Gesamtreflexionsgrad ab und die Transmittanz
nimmt zu.
-
Es
wurde eine leitfähige
Dünnfilmbeschichtung
gemäß einem
dritten Beispiel modelliert, die aus den gleichen Materialien hergestellt
war, wie sie für die
ersten beiden leitfähigen
Dünnfilmbeschichtungen
beschrieben wurden, mit der Ausnahme, dass die erste Lage 184 eine
Dicke von ca. 525 Å,
die zweite Lage 186 eine Dicke von ca. 890 Å, die dritte Lage 187 eine
Dicke von ca. 945 Å und
die vierte Lage 188 eine Dicke von ca. 170 Å aufwies.
In Luft hatte die so modellierte leitfähige Dünnfilmbeschichtung einen Lichtreflexionsgrad
von 63 Prozent bei 20° Einfallswinkel
für eine
Beleuchtung mit weißem Licht
sowie eine durchschnittliche spektrale Transmittanz von ca. 41 Prozent
für Licht
mit Wellenlängen zwischen
dem Wellenlängenbereich
von 620 nm und 650 nm bei einem Einfallswinkel von 20°. Wenn diese leitfähige Dünnfilmbeschichtung
auf die vordere Fläche
des hinteren Glaselements aufgetragen und in einen elektrochromen
Spiegel eingebaut ist, nimmt der Gesamtreflexionsgrad ab und die
Transmittanz nimmt zu.
-
Gemäß einem
vierten Beispiel wird eine nicht-leitfähige dreilagige Interferenzbeschichtung, welche
von Libbey Owens Ford (LOF) aus Toledo, Ohio, erhältlich ist,
in Kombination mit einer leitfähigen
vierten Lage
188 aus ITO oder dgl. verwendet. Dieser von
LOF erhältliche
Dünnfilmstapel
weist eine erste Lage
184 aus Si, eine zweite Lage
186 aus
SiO
2 und eine dritte Lage
187 aus
SnO
2 aus. Diese Beschichtung hat einen Reflexionsgrad
von ca. 80 Prozent und eine Transmittanz von ca. 4 Prozent für weißes Licht
sowie eine Transmittanz von 7 bis 10 Prozent für Licht mit Wellenlängen im
Bereich von 650 bis 700 nm. Die Transmittanz im Bereich von 650
bis 700 nm macht diesen Dünnfilmstapel
besonders geeignet für
einen Signalspiegel, welcher eine Quelle mit rotem Licht verwendet.
Während
das in dem LOF-Dünnfilmstapel
verwendete SnO
2, SiO
2 und
Si keine von sich aus in hohem Maße reflektierende Materialien
sind (insbesondere wenn sie als dünner Film aufgetragen sind),
erzeugen die abwechselnden Lagen aus derartigen Materialien mit
hohem und niedrigem Brechungsindex das erforderliche hohe Niveau von
Reflexionsvermögen.
Die schlechte elektrische Leitfähigkeit
dieses Dünnfilmstapels
erfordert, dass er mit einer elektrisch leitfähigen Lage implementiert wird,
welche eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist, wie etwa
eine Lage aus ITO oder dgl. Der LOF-Dünnfilmstapel, welcher mit einer
ITO-Lage überzogen
ist, die eine Halbwellendicke aufweist, wies einen Lagenwiderstand
von 12
auf.
Wenn der ITO/LOF-Dünnfilmstapel
als eine zweite Elektrode für
einen elektrochromen Spiegel verwendet wurde, hatte der Spiegel
einen Reflexionsgrad von 65 Prozent. Verschiedene unterschiedliche
Anzeigen wurden hinter dem zusammengebauten Spiegel platziert und
waren alle leicht erkennbar.
-
3G zeigt noch einen weiteren alternativen Aufbau,
welcher jenem in 3F gezeigten sehr ähnlich ist,
mit der Ausnahme, dass lediglich drei Lagen für die elektrisch leitfähige mehrlagige
Dünnfilmbeschichtung 190 verwendet
werden. Gemäß dem in 3G gezeigten Aufbau umfasst die Dünnfilmbeschichtung 190 eine
erste Lage 184 aus einem Material mit einem hohen Brechungsindex,
wie ewta die oben im Zusammenhang mit 3F genannten
Materialien, eine zweite Lage aus einem Material mit einem niedrigen
Brechungsindex, wie etwa jene Materialien, die ebenfalls oben für die Lage 186 in 3F diskutiert wurden, sowie eine dritte Lage 188 aus elektrisch
leitfähigem
Material. Die Lage 188 muss nicht aus einem Material mit
hohem Brechungsindex hergestellt sein, sondern kann vielmehr aus
einem beliebigen elektrisch leitfähigen Material hergestellt sein,
welches zur Verwendung in einem elektrochromen Spiegel geeignet
ist. Beispielsweise kann die Lage 188 ein im hohen Maße reflektierendes
Metall sein, wie etwa Silber oder eine Silberlegierung, oder kann
ein Metalloxid sein, wie etwa ITO. Um die Machbarkeit einer solchen
Beschichtung darzustellen, sind unten zwei Beispiele beschrieben.
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In
einem ersten Beispiel wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert
mit einer ersten Lage 184 aus ITO, welche auf einer vorderen
Fläche
eines hinteren Glassubstrats 114 mit einer Dicke 590 Å abgelagert
wurde, eine zweite Lage 186 aus Siliciumdioxid, welche
mit einer Dicke von 324 Å über der
ersten Lage 184 aufgetragen wurde, sowie eine dritte Lage 188 aus
Silber mit einer Dicke von 160 Å,
welche über
der zweiten Lage 186 aufgetragen wurde. Der elektrochrome
Spiegel wurde dann mit einem CIE-Leuchtmittel D65 Weißlichtquelle
bei einem Einfallswinkel von 20° beleuchtet.
Bei Beleuchtung mit einem derartigen weißen Licht wies der Spiegel
einen Lichtreflexionsgrad von 52 Prozent und a*- sowie b*-Werte
von ca. 1,0 bzw. 5,0 auf. Wenn er mit einer roten LED-Quelle bei
einem Einfallswinkel von 35° beleuchtet
wurde, wies der Spiegel eine Lichttransmittanz von 40 Prozent auf.
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Gemäß einem
zweiten Beispiel der in 3G gezeigten
Struktur wurde ein elektrochromer Spiegel modelliert mit einer ersten
Lage 184 aus Silicium, welche mit einer Dicke von 184 Å auf der
vorderen Fläche
des Glassubstrats 114 abgelagert wurde, einer zweiten Lage 186,
welche auf der ersten Lage 184 abgelagert wurde und aus
Siliciumdioxid mit einer Dicke von 1147 Å ausgebildet wurde, sowie mit
einer dritten Lage 188 aus ITO und einer Dicke von 1076 Å, welche über der
zweiten Lage 186 aufgetragen wurde. Der elektrochrome Spiegel
wurde mit einer CIE-Leuchtmittel-D65-Weißlichtquelle bei einem Einfallswinkel
von 20° beleuchtet.
Wenn der Spiegel wie mit einem solchen weißen Licht beleuchtet modelliert
wurde, wies er einen Lichtreflexionsgrad von 54 Prozent und einen
a*- sowie b*-Wert von –2,5
bzw. 3,0 auf. Wenn er, wie mit einer roten LED-Quelle bei 35° Einfallswinkel
beleuchtet modelliert wurde, wies der modellierte Spiegel eine Lichttransmittanz
von ca. 40 Prozent auf.
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Berücksichtigt
man, dass die obigen zwei dreilagigen Beispiele einen Lichtreflexionsgrad
von über
50 Prozent und eine Transmittanz von ca. 40 Prozent aufwiesen, erfüllt ein
Spiegel, welcher wie in 3G dargestellt
aufgebaut ist, die spezifischen Ziele, die oben in Bezug auf 3F genannt wurden, und ist daher zur Verwendung
in einem elektrochromen Außenrückspiegel
geeignet, welcher ein Signallicht beinhaltet.
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Wie
für Fachleute
offensichtlich sein wird, kann die oben beschriebene elektrisch
leitfähige mehrlagige
Dünnfilmbeschichtung
als ein Drittflächenreflektor
für einen
elektrochromen Spiegel implementiert werden, ungeachtet dessen,
ob das elektrochrome Medium eine Lösungsphase, Gelphase oder ein
Hybrid (Festzustand/Lösung
oder Festzustand/Gel) ist.
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Obwohl
die obigen alternativen Aufbauten, welche mit Bezug auf 3A–3G gezeigt
und beschrieben wurden, keine Flash-Over-Schutzlage umfassen, werden
Fachleute verstehen, dass eine derartige Flash-Over-Lage über eine
beliebige der verschiedenen Konstruktionen eines Reflektors/Elektrode 120,
die in 3A–3G gezeigt
sind, aufgetragen sein kann.
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4 zeigt
einen Querschnitt einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie sie in ähnlicher Weise oben in 3E gezeigt ist. Genauer treten durch Anbringung
einer Licht-aussendenden Anzeigeanordnung, Indikator, Enuziator
oder anderer Graphikeinrichtungen 170 hinter einer reflektierenden
Lage, wie etwa der Lage 178, Fehlreflexionen bei verschiedenen
Grenflächen
innerhalb des elektrochromen Spiegels auf, welche zu einem oder
mehreren Geisterbildern führen,
die von den Fahrzeuginsassen in einfacher Weise gesehen werden können. Die
wahrgenommene Trennung zwischen diesen Bildern nimmt zu, wenn die
reflektierenden Flächer
weiter auseinander bewegt werden. Im Allgemeinen werden die Bilder
weniger unerträglich,
je dünner
das in dem Spiegelaufbau verwendete Glas wird. Jedoch verbessert
ein Beseitigen oder Verringern der Intensität der Fehlreflexionen die Gesamtdeutlichkeit
der Anzeige. Wie in 4 gezeigt ist, sendet ein Beleuchtungspunkt
von der Anzeige 170 Licht durch ein Element 114 aus,
wie durch die Lichtstrahlen A und B veranschaulicht ist, welche
lediglich zwei von einer unendlichen Anzahl an Lichtstrahlen sind,
die von einer beliebigen Punktquelle ausgehend nachverfolgt werden
könnten.
Die Lichtstrahlen A und B werden dann durch eine transparente leitfähige Lage 172 mit wenigen
oder keinen Reflexionen bei der Grenzfläche zwischen der Elektrode 172 und
dem Element 114 aufgrund der Nähe der Brechungsindizes dieser beiden
Bauteile hindurch transmittiert. Das Licht erreicht dann die Grenzfläche zwischen
der transparenten Lage 172 und der reflektierenden Lage 178, wo
zwischen 10 und 20 Prozent des Lichts durch die reflektierende Lage 178 in
das elektrochrome Medium 125 hinein transmittiert wird.
Ein großer
Prozentsatz der auf die reflektierende Lage 178 einfallenden Lichtintensität wird somit
zurückreflektiert,
wie durch die Lichtstrahlen C und D veranschaulicht ist. Während reflektiertes
Licht, welches auf eine Farblage 182 auf der hinteren Fläche 114b des
Elements 114 (Strahl C) einfällt, im Wesentlichen in seiner
Gesamtheit absorbiert werden kann, wird Licht, das zurück zur Anzeige 170 reflektiert
wird (Strahl D), nicht durch die Lage mit absorbierender Farbe 182 absorbiert. Da
zahlreiche lichtemittierende Anzeigen, wie etwa eine Vakuumfluoreszenzanzeige
mit einer obersten Platte aus Glas, ein LCD oder eine andere Anzeigeanordnung,
welche derart angebracht ist, dass ein Luftspalt zwischen der Fläche 114b und
der vorderen Fläche
der Anzeige 170 besteht, typischerweise wenigstens eine
spiegelartige Fläche 171 umfassen, wird
Licht, das bei der (den) spiegelartigen Fläche(n) 171 der Anzeige 170 zurückreflektiert
wird (Strahl D) von der Fläche 171 weg
zurück
durch das Element 114, die reflektierende Elektrode 120,
das elektrochrome Medium 125, die Lagen 128 und 130 sowie Element 112 hindurch
reflektiert. Diese Fehlreflexion weg von der spiegelartigen Fläche 171 der
Anzeige 170 erzeugt somit ein Geisterbild, welches von
den Fahrzeuginsassen gesehen werden kann. Zusätzliche Fehlreflexionen treten bei
den äußeren Flächen 112a des
Elements 112 aufgrund der Unterschiede in den Brechungsindizes
von Element 112 und der den elektrochromen Spiegel umgebenden
Luft auf. Somit wird Licht, welches durch den Strahl F repräsentiert wird,
ausgehend von Fläche 112a zurück in den
Spiegel reflektiert und wird nachfolgend von der reflektierenden
Lage 178 weg zurück
durch das Medium 125, die Lagen 128 und 130 und
das Element 112 hindurch reflektiert. Es ist daher wünschenswert,
verschiedene Maßnahmen
zu implementieren, welche die Intensität dieser Fehlreflexionen eliminieren
oder verringern und dadurch die störenden Geisterbilder eliminieren,
welche für
die Fahrzeuginsassen sichtbar sind. Die 5A–5D,
welche unten beschrieben werden, zeigen verschiedene Modifikationen,
welche ausgeführt
werden können,
um diese Fehlreflexionen zu verringern. Es sollte angemerkt werden,
dass diese Fehlreflexionen stets eine geringere Helligkeit aufweisen
als das nicht reflektierte Bild. Ein Ansatz, die Deutlichkeit der
Anzeige zu verbessern, ohne Fehlreflexionen zu eliminieren, liegt darin,
die Anzeigehelligkeit derart zu steuern, dass die Intensität der Sekundärbilder
unter der Sichtbarkeits-Wahrnehmungsschwelle liegt. Dieses Helligkeitsniveau
wird mit Umgebungslichtniveaus schwanken. Die Umgebungslichtniveaus
können durch
Photosensoren in dem Spiegel genau bestimmt werden. Diese Rückmeldung
kann verwendet werden, um die Anzeigehelligkeit derart einzustellen, dass
die Sekundärbilder
nicht hell genug sind, um beanstandet zu werden.
-
In
der in 5A gezeigten Ausführungsform sind
Mittel 192 und 194 vorgesehen, um Reflexionen von
einer spiegelartigen Oberfläche 171 bzw.
einer vorderen Fläche 112a des
Elements 112 zu verringern oder zu verhindern. Antireflexionsmittel 192 können einen
Antireflexionsfilm umfassen, welcher auf die hintere Fläche 114b des
Elements 114 oder auf eine beliebige und alle spiegelartig
reflektierenden Flächen
der Anzeigeanordnung 170 aufgetragen ist. Die Antireflexionsmittel 192 können ebenso
eine lichtabsorbierende Maske umfassen, welche auf die hintere Fläche 114b oder
die spiegelartige Fläche 171 der
Anzeigeanordnung 170 aufgetragen ist. Eine derartige Maskierungslage 192 kann
ausgebildet sein, um im Wesentlichen die Gesamtheit der spiegelartigen
Fläche 171 abzudecken,
mit der Ausnahme jener Bereiche, welche unmittelbar über einem lichtemittierenden
Segment einer Anzeige 170 liegen. Die Maskierung kann mit
einem beliebigen lichtabsorbierenden Material hergestellt sein,
wie etwa schwarzer Farbe, schwarzem Band, einem schwarzen Schaumgrund
oder dgl. Es solle angemerkt sein, dass Vakuumfluoreszenzanzeigen
erhältlich
sind mit einer inneren schwarzen Maske in allen Bereichen um die
einzelnen lichtaussendenen Elemente herum. Wenn die Antireflexionsmittel 192 als
eine Antireflexionslage ausgebildet sind, kann im Wesentlichen jeder
bekannte Antireflexionsfilm zu diesem Zweck verwendet werden. Der
Antireflexionsfilm braucht lediglich derart aufgebaut sein, dass
er Reflexionen bei der bestimmten Wellenlänge des von der Anzeige 170 ausgesendeten
Lichts verhindert.
-
Durch
Bereitstellen von Antireflexionsmitteln 192, wie oben beschrieben,
wird jegliches Licht, das von der reflektierenden Lage 178 zu
einer spiegelartigen Fläche 171 der
Anzeige 170 zurückreflektiert wird,
entweder absorbiert oder in die Anzeige 170 transmittiert,
sodass es nicht von der Fläche 171 durch
die Vorrichtung hindurch zu den Augen der Fahrzeuginsassen reflektiert
werden kann. Es sollte angemerkt werden, dass Antireflexionsmittel 192 auch
eine beliebige andere Struktur umfassen können, welche in der Lage ist,
die Reflexion von Licht von der spiegelartigen Fläche 171 zu
verringern oder zu verhindern. Ferner können die Antireflexionsmittel 192 eine
Kombination aus einem Antireflexionsfilm und einer Maskierungslage
umfassen und die Lage 192 kann auf einer beliebigen spiegelartig
reflektierenden Fläche
eingebaut sein, welche Licht reflektieren könnte, das vom Reflektor 178 weg
reflektiert wird, beispielsweise entweder die hintere Fläche des Glaselements 14,
die vordere Fläche
der Anzeige 170 oder eine beliebige Innenfläche in der
Anzeige 170.
-
Um
die Fehlreflexionen von der Luftinterferenz mit der Fläche 112a des
Elements 112 zu verringern, kann ein Antireflexionsfilm 194 auf
der Fläche 112a vorgesehen
sein. Der Antireflexionsfilm 194 kann aus jeder beliebigen herkömmlichen
Struktur gebildet sein. Auch ein Zirkularpolarisierer, welcher zwischen
der transflektiven Beschichtung und der Anzeige eingefügt ist,
ist zur Verringerung von Fehlreflexionen nützlich.
-
5B zeigt eine alternative Lösung für die Probleme betreffend die
Reflexion von Licht von der Anzeige 170 weg von der reflektierenden
Lage 178 und der spiegelartigen Fläche der Anzeige. Genauer ist
die Anzeige 170 vorzugsweise aus jenen Anzeigen ausgewählt, welche
keinerlei Form von spiegelartiger Fläche umfassen. Beispiele für derartige
Anzeigen sind erhältlich
von Hewlett Packard und sind in den HDSP-Serien referenziert. Solche
Anzeigen weisen im Allgemeinen eine vordere Fläche auf, welche im Wesentlichen
lichtabsorbierend ist, sodass wenig bis gar kein Licht von der nach
vorne weisenden Fläche
der Anzeige weg reflektiert werden würde.
-
Ein
weiteres Beispiel eines Anzeigeaufbaus, welcher keine spiegelartig
reflektierende Fläche
aufweisen würde
(wie etwa zwischen Glas und Luft), wäre eine von hinten beleuchtete
Flüssigkristallanzeige
(LCD), welche direkt auf die hintere Spiegelfläche 114b auflaminiert
ist, um den Luftspalt oder die Luftgrenzfläche zwischen der Anzeige und
dem Spiegel zu eliminieren. Ein Eliminieren des Luftspalts ist ein
effektives Mittel, die Erstflächenreflexion
aller Anzegievorrichtungen zu minimieren. Wenn der verwendete LCD-Typ
normalerweise opak oder dunkel wäre,
wie etwa bei einer verdrillt nematischen LCD mit parallelen Polarisierern
oder einer Phasenänderungs-
oder Guest-Host-LCD
mit schwarzer Färbung, würde das
reflektierte Licht durch die Anzeige absorbiert werden und nicht
zurück
zum Betrachter erneut reflektiert werden. Ein weiterer Ansatz wäre, eine
von hinten beleuchtete transmissive, verdrillt nematische LCD mit
gekreuzten Polarisierern zu verwenden. Die gesamte Anzeigefläche wäre dann
erleuchtet und mit schwarzen Stellen kontrastiert. Alternativ könnte eine elektrochrome
Anzeige mit postivem oder negativem Kontrast anstelle der LCD verwendet
werden, oder könnte
eine organische LED auf die hintere Fläche 114b laminiert
oder an dieser befestigt sein.
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Eine
alternative Lösung
ist in 5C gezeigt, wodurch die Anzeige 170 hintere
die hintere Fläche 114b des
hinteren Elements 114 angebracht ist, sodass die spiegelartige
Fläche 171 mit
einem Winkel zur hinteren Fläche 114b geneigt
ist. Wie aus den Strahlenspuren in 5C deutlich
wird, wird jegliches von der Anzeige 170 emittiertes Licht,
welches von der reflektierenden Lage 178 zurück zur spiegelartigen
Fläche 171 der
Anzeige 170 reflektiert wird, von der spiegelartigen Fläche 171 mit
einem Winkel weg reflektiert, welcher den Lichtstrahl von den Betrachtern
weg beispielsweise zum Dach des Fahrzeugs hin richten könnte, oder
dann, wenn der Winkel der Anzeige groß genug ist, könnte der
Strahl zu einer absorbierenden Fläche gerichtet werden, wie etwa
einer schwarzen Maske, welche auf die Rückseite des Spiegels auf der
Fläche 114b aufgetragen ist.
Es sollte angemerkt werden, dass anstelle die Anzeige zu verwinkeln,
der reflektierte Strahl durch andere Mittel abgelenkt werden könnte, wie
etwa durch Laminieren einer transparenten ...gestalt auf die Vorderseite
der Anzeige, wobei das Ziel darin besteht, das reflektierte Licht
aus dem Betrachtungskonus der Anzeige heraus oder zu einem absorbierenden
Medium oder Fläche
umzulenken.
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Wie
in 5E gezeigt ist, ist eine weitere nützliche
Methode, die Fehlreflexionen zu verringern, das Anzeigebild von
einer Spiegelfläche 197 (vorzugsweise
ein Erstflächenspiegel)
bei einem Winkel von etwa 45° weg
und dann durch die transflektierende Lage 120 hindurch
zu reflektieren. Das von der transflektierenden Lage 120 weg
reflektierte Bild kann dann von den spiegelartigen Flächen auf
der Anzeige weg umgelenkt werden, indem man die Beziehung der Anzeige
zu der transflektierenden Lage geringfügig winkelig anstellt.
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5D zeigt noch einen weiteren Ansatz zum Überwinden
der oben genannten Probleme. Genauer überwindet die in 5D gezeigte Ausführungsform das Problem durch
tatsächliches
Anbringen der Anzeige vor der reflektierenden Lage 178. Um
zu ermöglichen,
dass die Anzeige vor der reflektierten Lage angebracht wird, wird
eine im Wesentlichen transparente Anzeige, wie etwa eine organische,
lichtemittierende Diode (OLED) 196 verwendet. OLEDs sind
von der Universal Display Corporation erhältlich. Derartige OLEDs können derart
aufgebaut sein, dass sie dünne
transparente Anzeigen sind, welche im Inneren der Kammer montiert
sein könnten,
in welcher das elektrochrome Medium gehalten ist. Da die OLED 196 transparent
sein kann, würde
sie mit dem durch den Fahrer des Fahrzeugs betrachteten Bild nicht
interferieren. Zusätzlich
ist durch Vorsehen der OLED 196 im Inneren der Kammer zwischen
den Substraten die Anzeige 196 vor jeglichen nachteiligen
Umwelteinwirkungen geschützt.
Somit ist eine derartige Anordnung besonders wünschenswert, wenn eine Anzeigevorrichtung in
einen Automobil-Außenrückspiegel
montiert wird. Die OLED 196 könnte auf der Lage 178,
der Lage 128, zwischen den Lagen 128 und 130,
zwischen der Lage 130 und dem Element 112, zwischen
den Lagen 172 und 178, zwischen der Lage 172 und
Element 114, an die hintere Fläche 114b des Elements 114 oder
an die Fläche 112a des
Elements 112 montiert sein. Vorzugsweise ist die OLED-Anzeige 196 vor
der reflektierenden Lage 178 in der Kammer zwischen den
Elementen 112 und 114 montiert.
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Um
die Tatsache zu nutzen, dass die reflektierende Lage in einem elektrochromen
Spiegel über ihre
gesamte Oberfläche
teilweise transmissiv sein kann, ein Lichtkollektor hinter der reflektierenden Lage
verwendet sein, um das Licht, welches auf den Spiegel auftrifft, über eine
viel größere Fläche zu sammeln,
als es vor möglich
war, und um das Licht zu verstärken,
wenn es auf einen Photosensor gerichtet wird. Wie weiter unten ausführlicher
beschrieben werden wird, überkompensiert
die Verwendung eines solchen Lichtkollektors das Fehlen des Vorsehens
einer Öffnung
in der reflektierenden Lage und kann tatsächlich die Sensitivität des Blendsensors
in einem elektrochromen Spiegel erhöhen.
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6 ist
eine Vorderansicht eines Innenrückspiegels,
welcher nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. 7 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Ebene 7-7' von 6. Gemäß diesem
Aufbau kann der Lichtkollektor aufgebaut sein als eine plano-konvexe
Linse 609, welche hinter einer teilweise transmissiven
reflektierenden Fläche 607 und
einer variablen Dämpfungslage 608 angebracht
ist. Wie in 7 gezeigt ist, projiziert die
Linse 609 Licht von der Quelle 601 auf den Brennpunkt 604 und
Licht von der Quelle 601 auf einen Brennpunkt 604a.
Ein Kleinfeldsensor, beispielsweise der Einzelpixelsensor der U.S.
Patentanmeldung mit der Nummer 09/237,107, eingereicht am 25. Januar
1999, ist vorgesehen, um Blendlicht vom Heck aus bei Betrachtung
durch die Linse 609, die teilweise transmissive Lage 607 und
optional durch die variable Dämpfungslage 608 zu
sensieren. Dieser Aufbau nutzt die Tatsache, dass die aktive Sensierfläche des
Sensors 605 klein ist, z.B. 100 Mikron auf einer Seite,
und dass ein relativ großer
Lichtkollektor, in diesem Beispiel die Linse 609, im Wesentlichen
hinter dem teilweise transmissiven Spiegel versteckt und derart
konfiguriert werden kann, dass eine relativ hohe optische Verstärkung für den Sensor
vorgesehen werden kann, während
man noch weiter ein charakterisiertes und verhältnismäßig großes Gesichtsfeld bereitstellt, über welches
Blendlicht sensiert wird. In dem in 7 gezeigten
Beispiel liegt die Lichtquelle 601a ca. 20 Grad weg von
der zentralen Achse und ist nahe dem Rand des verstärkten Sichtfelds.
Es ist anzumerken, dass unverstärktes
Licht, von welchem ein Teil unter Umständen nicht durch die Linse
tritt, verwendet werden kann, um eine gewisse Sensitivität gegenüber Blendlicht über ein
größeres Sichtfeld
aufrechtzuerhalten.
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Wenn
man einen Aufbau konstruiert, wie jene, die in den 6 und 7 gezeigt
sind, gibt es verschiedene Konstruktionsüberlegungen. Da die Quelle
des Lichts, welches auf den Spiegel auftrifft und Blendlicht erzeugt,
die Scheinwerfer von Automobilen hinter dem Fahrzeug sind, und derartige Lichtquellen
einen großen
Abstand relativ zur Größe der Linse
von dem Spiegel weg gelegen sind, sind die Strahlen von einer Automobilscheinwerferlichtquelle
im Wesentlichen parallel. Mit einer guten Linse werden die meisten
der auf die Linse von einer Quelle auftreffenden Strahlen zu einem
verhältnismäßig kleinen,
intensiven Punkt beim Brennpunkt 604 projiziert. Für eine andere
Sensierposition als bei dem Brennpunkt ist, als eine erste Annäherung,
die optische Verstärkung
das Verhältnis
der Fläche
der Linse, durch welche Licht eintritt, zu jener des Querschnitts
des fokussierten Kegels in der Ebene, in welcher das Licht sensiert
wird. In 7 wäre dies bei einer sphärischen
oder asphärischen
Linse 609 das Quadrat des Verhältnisses beim Durchmesser der Linse 609 zu
der Länge
der Linie 610. Dies ist, wie dargestellt, näherungsweise
10. Wenn der Sensor 605 am Brennpunkt 604 platziert
wäre, wie
es der Fall wäre,
wenn es ein Pixel in einem Bildgebungsfeld wäre, würde nahezu das gesamte durch
die Linse hindurchtretende Licht von der Lichtquelle 601 auf den
Sensor 605 treffen, was zu einer sehr hohen optischen Verstärkung führen würde. Jedoch
würde Licht
von einer Lichtquelle 601a den Sensor vollständig verfehlen
und das Sichtfeld wäre
extrem klein. In 7 ist der Sensor 605 bei
einem in hohem Maße defokussierten
Punkt platziert, was den Lichtkonussen von Lichtquellen mit Positionen
gemein ist, für welche
eine optische Verstärkung
aufrechterhalten werden sollte. Es wird angemerkt, dass die Ebene optional über dem
Brennpunkt gewählt
werden kann, oder es können
andere Diffusionsverfahren alleine oder in Kombination verwendet
werden, um das Sichtfeld aufzuweiten und zu charakterisieren. Für einen
wesentlich größeren axisfernen
Winkel wird der Sensor außerhalb
des projizierten Lichtkonus liegen und es wird keine optische Verstärkung bereitgestellt. Es
wird angemerkt, dass, um eine relativ hohe optische Verstärkung über ein
nennenswertes Sichtfeld bereitzustellen, die Sammelfläche verglichen
mit dem Sensor ziemlich groß sein
sollte. Die Fläche
der Öffnung
sollte die Fläche
des Sensors erstens um ca. das Verhältnis der optischen Verstärkung übersteigen
und dieses Verhältnis
sollte mit einem weiteren großen
Faktor multipliziert werden, um ein Sichtfeld bereitzustellen, das
einen festen Winkel hat, der viel größer ist als jener, welcher
auf den Sensor abgebildet werden würde, wäre dieser in der Brennpunktebene
der Linse platziert.
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Während dieser
besondere Spiegelaufbau oben so beschrieben wurde, dass er eine
sphärische oder
eine asphärische
Linse 609 umfasst, kann eine Fresnel'sche Linse die dargestellte plano-konvexe Linse
ersetzen. Zusätzlich
können
vollständig
innen reflektierende (TIR) Linsen oder Reflektoren verwendet werden
und zusätzliche
Vorteile bereitstellen, da für
große
Sichtfelder die Lichtstrahlen durch noch größere Winkel hindurch umgelenkt werden
müssen. Wenn
beispielsweise eine teilweise transmissive reflektierende Lage 607 mit
20 Prozent Transmission ausgewählt
ist und eine optische Verstärkung
von 10 verwendet wird, gleicht die optische Verstärkung den beim
Durchgehen durch den teilweise transmissiven Reflektor 607 auftretenden
Verlust mehr als aus. Darüber
hinaus braucht kein unansehnliches oder teuer herzustellendes Öffnungsfenster
für den
Sensor vorgesehen werden und es werden überdies Steuerungsvorteile
eines Sehens durch die Lage realisiert.
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Bei
Konfigurationen, bei welchen der Betrachtungswinkel in einer Richtung
groß,
jedoch in einer anderen relativ klein sein muss, kann eine zylindrische
Linse verwendet werden. Beispielsweise muss, um Licht von Fahrzeugen
in benachbarten Spuren zu erfassen, der Betrachtungswinkel relativ groß in der
horizontalen Richtung sein und kann das Betrachtungsfeld relativ
schmal in der vertikalen Richtung sein. In diesem Falle kann die
Linse 609 ersetzt sein durch eine zylindrische Linse mit
einer horizontalen Achse. Es wird ein Lichtsstreifen anstelle eines
Kreises projiziert, und da ein Lichtsammeln in einer anstelle von
zwei Richtungen stattfindet, geht der Vorteil der Quadratbildungswirkung
für die
relativen Flächen
der Linsenöffnung
in der Fläche
des projizierten Lichtmusters in der Ebene des Sensors verloren.
Optische Verstärkungen
von beispielsweise 5 sind jedoch immer noch ausführbar. Kompositlinsen, welche
ein Flickwerk von unterschiedlichen Elementen enthalten, einschlißlich beispielsweise
Abschnitten von asphärischen
Linsen mit unterschiedlichen Mittenpositionen und/oder Brennweiten
oder sogar Kombinationen von unterschiedlichen Arten von Elementen,
wie etwa asphärischen
und zylindrischen Linsen, können
verwendet werden, um eine vernünftige
optische Verstärkung
zu erhalten und das Sichtfeld zu charakterisieren. Eine Reihe von
Linsenabschnitten mit gestuften Brennmittelpunkten können gut
dazu dienen, das Sichtfeld in ausgewählten Richtungen zu verbreitern,
während
man eine gute optische Gesamtverstärkung beibehält. Ein
gewisser Diffusionsbetrag ist in all den Konstruktionen bevorzugt, um
eine ernstzunehmende Irregulatorität in dem erfassten Lichtniveau
aufgrund von ernstzunehmenden lokalisierten Unregelmäßigkeiten
in dem projizierten Lichtmuster zu verhindern, welche oft vorhanden sind.
Der Sensor mit extrem kleiner Fläche
wird diese Unregelmäßigkeiten
nicht zu irgend einem nützlichen Grad
ausmitteln. Einige Linsenkonstruktionen können optional an die Rückseite
des Spiegelelements zementiert sein.
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In
jedem der oben mit Bezug auf 6 und 7 beschriebenen
Aufbauten kann ein beliebiger der oben mit Bezug auf 3A–3G beschriebenen
Spiegelaufbauten zur Verwendung als der elektrochrome Spiegel verwendet
werden (dargestellt als Lagen 607 und 608 in 7).
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8 zeigt
eine Außenrückspiegelanordnung 200,
welche nach Maßgabe
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Die Außenrückspiegelanordnung 200 umfasst
einen Spiegel 210, welcher vorzugsweise ein elektrochromer
Spiegel ist, ein äußeres Spiegelgehäuse 212 mit
einem Anbringungsabschnitt 214 zur Anbringung der Spiegelanordnung 200 an
die Außenseite eines
Fahrzeugs, sowie ein Signallicht 220, welches hinter den
Spiegel 210 montiert ist. Um zu ermöglichen, dass das Licht von
dem Signallicht 220 durch den elektrochromen Spiegel 210 gelangt,
ist eine Mehrzahl von Signallichtflächen 222 in der Elektrode/Reflektor
des Spiegels 210 ausgebildet, welche Fensterbereiche umfassen,
die elektrisch leitfähiges Material
enthalten, das wenigstens teilweise transmissiv ist, ähnlich dem
Informationsanzeige- und Blenlichtsensorfensterbereichen, welche
oben mit Bezug auf die anderen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben sind. Der elektrochrome Spiegel 210 kann
ferner eine Sensorfläche 224 umfassen,
welche in der reflektierenden Beschichtung auf dem elektrochromen
Spiegel 210 angeordnet ist, und kann in ähnlicher
Weise Fensterbereiche umfassen, welche elektrisch leitfähiges Material
enthalten, das wenigstens teilweise transmissiv ist, um zu gestatten,
dass etwas von dem einfallenden Licht einen hinter der Sensorfläche 224 angebrachten
Sensor erreicht. Alternativ könnte
der Sensor 224 verwendet werden, um Blendlicht bei Nachtfahrtbedingungen
zu erfassen und das Dimmen des Außenspiegels unabhängig zu
steuern/regeln oder zu verifizieren, dass die Spiegel ausreichend
durch die Steuer/Regelschaltung in dem Innenspiegel gedimmt werden.
In einem solchen Fall kann ein empfindlicherer Photosensor erforderlich
sein, wie etwa ein CdS-Sensor.
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Das
Signallicht 220 ist vorzugsweise vorgesehen, um als ein
Abbiegesignallicht zu dienen und wird somit selektiv in Antwort
auf ein Steuer/Regelsignal betätigt,
welches durch einen Abbiegesignalaktuator 226 erzeugt wird.
Das Steuer/Regelsignal wird daher dem Signallicht 220 als
eine intermittierende Spannung zugeführt, um das Signallicht 220 mit
Energie zu versorgen, wenn ein Fahrer den Abbiegesignalhebel betätigt hat.
Wie in 11 gezeigt ist, kann der Fahrer
des Fahrzeugs B dann, wenn sich das Fahrzeug B im toten Winkel des
Fahrzeugs A befindet, in welchem der Fahrer des Fahrzeugs A das Fahrzeug
B nicht sehen kann, das Abbiegesignal am Heck des Fahrzeugs A nicht
sehen. Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs B dann, wenn der Fahrer
des Fahrzeugs A das Abbiegesignal aktiviert und versucht, die Spuren
zu wechseln, während
sich Fahrzeug B im toten Winkel befindet, keinerlei Vorabnotiz von
dem unmittelbar bevorstehenden Spurwechsel nehmen und kann somit
nicht in der Lage sein, einen Unfall zu vermeiden. Durch Bereitstellen
eines Abbiegesignallichts in einer Außenrückspiegelanordnung 200 des
Fahrzeugs A wird der Fahrer eines sich nähernden Fahrzeugs B in der
Lage sein, zu sehen, dass der Fahrer von Fahrzeug A kurz davor ist,
die Spuren zu wechseln und kann somit eine geeignete Handlung schneller
vornehmen, um einen Unfall zu vermeiden. Wie in 15 dargestellt ist und unten ausführlicher
beschrieben ist, ist das Signallicht vorzugsweise in der Spiegelanordnung
mit einem Winkel zur Spiegelfläche
angebracht, um das Licht von dem Signallicht nach außen in die
benachbarten Spuren in die nahe dem Fahrzeug liegenden Bereiche
toter Winkel zu projizieren.
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Es
wird erneut Bezug auf 8 genommen. Der elektrochrome
Spiegel 220 kann auf herkömmliche Art und Weise durch
eine Spiegelsteuer/regelschaltung 230 gesteuert/geregelt
werden, welche in der Innenrückspiegelanordnung
vorgesehen ist. Die Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 erhält Signale
von einem Umgebungslichtsensor 232, welcher typischerweise
in einer vorwärts
weisenden Position an dem Innenrückspiegelgehäuse angebracht
ist.
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Die
Steuer/Regelschaltung 230 erhält ebenso ein Signal von dem
Blendlichtsensor 234, welcher in einer nach hinten weisenden
Position der Innenrückspiegelanordnung
angebracht ist. Die Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 legt
eine Steuer/Regelspannung an ein Paar von Leitungen 236 in
einer herkömmlichen
Art und Weise an, sodass eine variable Spannung im Wesentlichen über die
gesamte Fläche
des elektrochromen Spiegels 210 angelegt ist. Somit kann
durch Variieren der an die Leitungen 236 angelegten Spannung
die Steuer/Regelschaltung 230 die Transmittanz des elektrochromen
Mediums in dem Spiegel 210 in Antwort auf die durch den Umgebungslichtsensor 232 und
den Blendlichtsensor 234 erfassten Lichtniveaus variieren.
Wie weiter unten erläutert
werden wird, kann eine optionale dritte Steuer/Regelleitung 238 zwischen
der Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 und
einer in der Außenspiegelanordnung 200 vorgesehenen
variablen Dämpfungseinrichtung 260 angeschlossen
sein, um das an die Leitungen 228 angelegte Bestromungssignal
von dem Abbiegesignalaktuator 226 zu dem Signallicht 220 in
Antwort auf das auf Leitung 238 gesendete Steuer/Regelsignal
selektiv zu dämpfen.
Auf diese Art und Weise kann die Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 selektiv
und aus der Ferne die Intensität
des Signallichts 220 auf Grundlage von Information steuern/regeln,
welche von den Sensoren 232 und 234 erhalten wird
und dadurch die Notwendigkeit beseitigen, dass ein Sensor in jeder
Spiegelanordnung angebracht ist, sowie die zugeordnete Sensorfläche 224 beseitigen.
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Die
Spiegelanordnung 200 kann ferner eine elektrische Heizvorrichtung
(nicht dargestellt) umfssen, welche hinter dem Spiegel 210 vorgesehen
ist und welche durch eine Heizvorrichtungs-Steuer/Regelschaltung 240 über Leitungen 242 selektiv
betätigt wird.
Von derartigen Heizvorrichtungen ist im Fachgebiet bekannt, dass
sie zum Enteisen und Entfernen von Beschlag derartiger Ausdrückspiegel
wirksam sind. Die Spiegelanordnung 200 kann optional einen Spiegelpositions-Servomotor
(nicht dargestellt) umfassen, welcher durch eine Spiegelpositions-Steuer/Regeleinrichtung 244 über Leitungen 246 betrieben
wird. Derartige Spiegelpositions-Servomotoren und -Steuer/Regeleinrichtungen sind
ebenso im Fachgebiet bekannt. Wie Fachleute verstehen werden, kann
die Spiegelanordnung 200 zusätzliche Merkmale und Elemente
umfassen, wie sie im Fachgebiet bekannt sind oder in der Zukunft
bekannt werden, ohen vom Grundgedanken und Umfang der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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Eine
beispielhafte Signallichtunterbaugruppe 220 ist in 9 gezeigt.
So ein Signallicht 220 ist offenbart in den U.S. Patenten
mit den Nummern 5,361,190 und 5,788,357, welche das Signallicht
in Kombination mit dichroitischen Außenrückspiegeln offenbaren, die
nicht elektrochrom sind. Wie unten erläutert wird, kann jedoch die
gleiche Signallichtunterbaugruppe in Verbindung mit einem elektrochromen
Spiegel verwendet werden, ebenso wie modifizierte Versionen der
Signallichtunterbaugruppe, die in 13 gezeigt
sind.
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Wie
in 9 gezeigt ist, umfasst das Signallicht 220 eine
gedruckte Leiterplatte 250, welche wiederum in ein Gehäuse 252 montiert
ist mit einem Umfangsrand, welcher als eine Hülle dient, um jegliches Streulicht
zu blockieren, sodass es die Signallichtunterbaugruppe nicht verlässt. Das
Signallicht 220 umfasst vorzugsweise eine Mehrzahl von
LEDs 254, welche an die Leiterplatte 250 montiert
sind. Die LEDs 254 können
in einem beliebigen Muster montiert sein, sind jedoch vorzugsweise
in einem Muster montiert, welches anderen Fahrzeugbetreiberns wahrscheinlich
suggeriert, dass das Fahrzeug mit derartigen Signalspiegeln kurz
vor dem Abbiegen steht. Die LEDs 254 können LEDs sein, welche rotes oder
bernsteinfarbenes Licht oder ein beliebiges anderes Farblicht aussenden,
das sich als wünschenswert
herausstellt. Die LEDs 254 sind ebenso vorzugsweise auf
die Leiterplatte 250 bei einem Winkel von der Richtung
des Fahrers weg montiert. Durch Winkelanstellung der LEDs relativ
zum Spiegel 210 kann das von den LEDs 254 projizierte
Licht nach außen
vom Fahrer weg zum Bereich C hin projiziert werden, in welchem der
Fahrer eines weiteren Fahrzeugs mit größerer Wahrscheinlichkeit das
Signallicht wahrnehmen würde,
wie in 11 gezeigt ist. Somit kann
das potenzielle Blendlicht von dem Signallicht, wie es durch den
Fahrer gesehen wird, effektiv verringert werden.
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Das
Signallicht 220 kann optional einen Tag/Nachtsensor 256 umfassen,
welcher ebenso auf die Leiterplatte 250 montiert ist. Wenn
der Sensor 256 auf die Leiterplatte 250 montiert
ist, ist ebenso eine Hülle 257 vorzugsweise
montiert, um den Sensor 256 vor dem durch die LEDs 254 erzeugten
Licht abzuschirmen. Wenn der Sensor 256 weiterhin im Signallicht 220 vorgesehen
ist, kann eine Tag/Nachterfassungsschaltung 258 ebenso
auf die Leiterplatte 250 montiert sein, um die Intensität der LEDs 254 in Antwort
auf die Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens von Tageslicht
durch den Sensor 256 zu variieren. Somit erhöht dann,
wenn der Sensor 256 Tageslicht erfasst, die Schaltung 258 die
Intensität
des von den LEDs 254 ausgesendeten Lichts auf ihr höchstes Niveau
und verringert die Intensität
des ausgestrahlten Lichts, wenn der Sensor 256 erfasst, dass
es Nacht ist. Das oben genannte Signallicht, welches in den U.S.
Patenten mit den Nummern 5,361,190 und 5,788,357 offenbart ist,
umfasst einen solchen Tag/Nachtsensor 256 und eine zugeordnete Steuer/Regelschaltung 258 und
somit wird eine weitergehende Beschreibung des Betriebs des Signallichts
in diesem Zusammenhang nicht bereitgestellt werden.
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Als
eine Alternative zum Bereitstellen eines Tag/Nachtsensors 256 in
jedem der Außenrückspiegel
des Fahrzeugs kann ein veränderlicher
Dämpfer 260 oder
eine andere ähnliche
Schaltung vorgesehen sein, um die Betriebsspannung, welche von dem Abbiegesignalaktuator 226 an
die Leitung 228 angelegt wird, in Antwort auf ein Steuer/Regelsignal
zu variieren, welches von der Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 auf
einer dedizierten Leitung 238 geliefert wird. Auf diese
Art und Weise kann die Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 die
Information verwenden, welche vom Umgebungslichtsensor 232 bereitgestellt
wird, ebenso wie die Information vom Blendlichtsensor 234,
um die Intensität
des von den LEDs 254 ausgesendeten Lichtes und das Signallicht 220 zu
steuern/regeln. Da die Umgebungslicht- und Blendlichtsensoren 232 und 234 bereits
in einem elektrochromen Innenrückspiegel
vorgesehen sind, beseitigt ein Bereitstellen einer derartigen Fernsteuerung
durch die Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 die Notwendigkeit,
zusätzliche
teuere Sensoren 256 in dem Signallicht 220 einer jeden
Außenspiegelbaugruppe
bereitzustellen. Als eine Alternative, einen gesonderten Draht 250 zu
jedem der Außenrückspiegel
zu verlegen, kann ein variabler Dämpfer 260 im Armaturenbrett
in der Nähe
des Abbiegesignalaktuators vorgesehen sein oder sonst wie in den
Abbiegesignalaktuator eingebaut sein, sodass eine einzelne Steuer/Regelleitung 238' von der Innenspiegel-Steuer/Regelschaltung 230 zum
Abbiegesignalaktuator verdrahtet sein kann, wie in 8 gezeigt ist.
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Die
Intensität
des von den LEDs emittierten Lichts kann somit als eine Funktion
des vom Umgebungslichtsensor 232 oder Blendlichtsensor 234 erfassten
Lichtniveaus variiert werden, oder als eine Funktion der von beiden
Sensoren 232 und 234 erfassten Lichtniveaus. Vorzugsweise
werden die LEDs 254 derart gesteuert/geregelt, dass sie
auf ihrer größten Intensität sind,
wenn der Umgebungssensor 232 Tageslicht erfasst, und auf
einer niedrigeren Intensität
sind, wenn der Sensor 232 kein Tageslicht erfasst. Da die
Transmittanz des elektrochromen Mediums verringert ist, wenn übermäßges Blendlicht unter
Verwendung des Blendlichtsensors 234 erfasst wird, wird
die Intensität
der LEDs 254 vorzugsweise entsprechend erhöht, um bei
Nacht eine verhältnismäßig konstante
Intensität
beizubehalten.
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Der
elektrochrome Spiegel 210 kann nach Maßgabe einer beliebigen der
alternativen Anordnungen aufgebaut sein, die oben in 3A–3F offenbart
sind, wobei die Lichtquelle 170 eine der LEDs 254 der
Singallichtunterbaugruppe 220 repräsentiert. Dementsprechend sind
jede mögliche
Kombination der verschiedenen in 3A–3F gezeigten
Konstruktionen mit der Signallichtunterbaugruppe 220 nicht
dargestellt oder in weiterer Ausführlichkeit beschrieben. Als
ein Beispiel jedoch zeigt 14 die
Art und Weise, in welcher eine Signallichtunterbaugruppe 220 hinter
einen bevorzugten Aufbau montiert werden könnte, welcher ansonsten identisch
mit jenem ist, der in 3C gezeigt ist. Wie aus einem
Vergleich der 3C und der 10 offensichtlich
wird, entspricht jede der Signallichtflächen 222 dem Fenster 146 von 3C. Wie oben diskutiert wurde, ist der Reflexionsgrad
des Reflektors/Elektrode für
einen Außenrückspiegel wenigstens
35 Prozent und die Transmittanz beträgt wenigstens 20 Prozent, um
die minimalen Reflexionsgradanforderungen zu erfüllen und ausreichend Transmittanz
zu gestatten, sodass das vom Signallicht 220 ausgesandte
Licht einfach durch den Fahrer eines sich annähernden Fahrzeugs bemerkt werden kann. 12 zeigt eine Vorderaufsicht, welche schematisch
eine Innenspiegelbaugruppe 310 gemäß einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Innenspiegelbaugruppe 310 kann
eine lichterfassende Elektronikschaltung von dem Typ enthalten,
welcher in dem oben benannten kanadischen Patent mit der Nummer
1,300,945, dem U.S. Patent mit der Nummer 5,204,778 oder dem U.S.
Patent mit der Nummer 5,451,822 dargestellt und beschrieben ist,
und kann andere Schaltungen umfassen, welche in der Lage sind, Blendlicht
und Umgebungslicht zu erfassen und das elektrochrome Element mit
einer Betriebsspannung zu versorgen.
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Rückspiegel,
welche die vorliegende Erfindung verkörpern, umfassen einen Deckring 344,
welcher die Federklemmen (nicht dargestellt) und die Umfangsrandabschnitte
des Dichtelements und sowohl das vordere als auch das hintere Glaselement (unten
ausführlich
beschrieben) verbirgt und beschützt.
Eine große
Vielfalt von Deckringkonstruktionen sind im Fachgebiet bekannt,
wie etwa der in dem oben genannten U.S. Patent mit der Nummer 5,448,397
offenbarte Deckring. Es gibt ebenso eine breite Vielfalt von bekannten
Gehäusen
zur Anbringung der Spiegelbaugruppe 310 an der Innenseite der
Windschutzscheibe eines Automobils; ein bevorzugtes Gehäuse ist
in dem oben genannten U.S. Patent mit der Nummer 5,337,948 offenbart.
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Die
elektrische Schaltung umfasst vorzugsweise einen Umgebungslichtsensor
(nicht dargestellt) und einen Blendlichtsensor 360, wobei
der Blendlichtsensor in der Lage ist, Blendlicht zu erfassen und
typischerweise hinter den Glaselementen positioniert ist und durch
einen Abschnitt des Spiegels hindurch blickt, wobei das reflektierende
Material teilweise nach Maßgabe
dieser besonderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung entfernt ist. Alternativ kann der Blendlichtsensor
außerhalb
der reflektierenden Flächen
positioniert sein, z.B. im Deckring 344. Zusätzlich kann
eine Fläche
oder Flächen
der reflektierenden Drittflächenelektrode,
wie etwa 346, teilweise nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung entfernt
sein, um eine Anzeige zu gestatten, wie etwa einen Kompass, Uhr,
oder andere Anzeigen, die zum Farher des Fahrzeugs durchscheinen.
Die vorliegende Erfindung ist auch anwendbar auf einen Spiegel, welcher
lediglich einen Videochip-Lichtsensor verwendet, um sowohl Blendlicht
als auch Umgebungslicht zu messen und welcher ferner in der Lage
ist, die Richtung von Blendlicht zu bestimmen. Ein automatischer
Spiegel an der Innenseite eines Fahrzeugs, welcher nach Maßgabe dieser
Erfindung aufgebaut ist, kann ebenso einen oder beide Außenspiegel
als Sklaven in einem automatischen Spiegelsystem steuern/regeln.
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13 zeigt eine Querschnittsansicht einer Spiegelanordnung 310 entlang
der Linie 13-13' von 12. Wie die oben beschriebenen Ausführungsformen
weist der Spiegel 310 ein vorderes transparentes Element 112 mit
einer vorderen Fläche 112a und
einer hinteren Fläche 112b auf,
sowie ein hinteres Element 114 mit einer vorderen Fläche 114a und einer
hinteren Fläche 114b.
Da einige der Lagen des Spiegels sehr dünn sind, wurde der Maßstab zur zeichnerischen
Deutlichkeit verzerrt. Eine Lage aus einem transparenten elektrisch
leitfähigen
Material 128 ist auf der zweiten Fläche 112b abgelagert,
um als eine Elektrode zu wirken. Transparentes leitfähiges Material 128 kann
irgend eines aus den oben für die
anderen Ausführungsformen
identifizierten Materialien sein. Falls es gewünscht ist; kann eine optionale
Lage oder Lagen aus einem Farbunterdrückungsmaterial 130 zwischen
dem transparenten leitfähigen
Material 128 und der hinteren Fläche 112b des vorderen
Glases abgelagert sein, um die Reflexion irgend eines unerwünschten
Anteils am elektromagnetischen Spektrum zu unterdrücken.
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Wenigstens
eine Lage aus einem Material, welches sowohl als ein Reflektor als
auch als eine leitfähige
Elektrode 120 wirkt, ist an der dritten Fläche 114a des
Spiegels 310 angeordnet. Ein beliebiger aus den Materialien/mehrlagigen
Filmen, die oben beschrieben wurden, können in ähnlicher Weise für den Reflektor/Elektrode 120 verwendet
werden. Das U.S. Patent mit der Nummer 5,818,625 beschreibt ausführlich einen
weiteren Reflektor/Elektrode 120.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Abschnitt eines leitfähigen Reflektors/Elektrode 120 entfernt,
um eine Informationsanzeigefläche 321 zu
belassen, welche gebildet ist aus einer nicht-leitenden Fläche 321a (um eine Anzeige
zu betrachten) und einer leitfähigen
Fläche 321b (um
das elektrochrome Medium einzufärben und
aufzuhellen), wie in 13 gezeigt ist. Obwohl es ausführlich lediglich
für die
Anzeigefläche 321 gezeigt
ist, kann die gleiche Konstruktion für die Blendlichtsensorfläche (160 in 12) verwendet werden, und ist dies vorzugsweise. 14 zeigt eine Vorderaufrissansicht, welche die
Informationsanzeigefläche 321 zeigt.
Wiederum wurde, da einige der Lagen dieser Fläche sehr dünn sind, der Maßstab der
Figuren zur zeichnerischen Deutlichkeit verzerrt. Der Abschnitt
eines leitfähigen
Reflektors/Elektrode, welcher entfernt ist, 321a, ist im
Wesentlichen frei von leitfähigem
Material, und der nicht entfernt Abschnitt sollte in elektrischem
Kontakt mit der verbleibenden Fläche
des Reflektors/Elektrode 120 sein. Das soll heißen, dass
es kleine oder keine isolierten Flächen oder Inseln des Reflektors/Elektrode 120 gibt,
welche nicht elektrisch mit den verbleibenden Abschnitten des Reflektors/Elektrode 120 verbunden
sind. Obwohl die geätzten
Flächen 321a als
U-förmig (13) gezeigt sind, können sie eine beliebige Gestalt
aufweisen, welche gestattet, dass ausreichend Strom durch die Leitungen 321b fließt, während man dem
Fahrer ermöglicht,
die Anzeige 170 durch die geätzten Flächen 321a hindurch
zu sehen und zu lesen. Der Reflektor/Elektrode 120 kann
durch verschiedene Methoden entfernt sein, wie beispielsweise durch Ätzen (Laser,
chemisch oder sonst wie), Maskieren während der Ablagerung, mechanisches Abkratzen,
Sandstrahlen oder anders. Laserätzen
ist aufgrund seiner Genauigkeit, Geschwindigkeit und Steuerung das
derzeit bevorzugte Verfahren.
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Die
Informationsanzeigefläche 321 ist
mit einer Anzeigevorrichtung 170 ausgerichtet, wie etwa einer
Vakuumfluoreszenzanzeige, Kathodenstrahlröhre, Flüssigkristalle, Flachbildanzeige
und dgl., wobei derzeit die Vakuumfluoreszenzanzeige bevorzugt ist.
Die Anzeige 170 mit zugeordneter Steuer/Regelelektronik
kann eine beliebige Information vorweisen, welche für einen
Fahrzeuginsassen nützlich
ist, wie etwa ein Kompass, Uhr, oder andere Anzeigen, sodass die
Anzeige durch den entfernten Abschnitt 321a zum Fahrzeuginsassen
durchscheint.
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Die
Fläche,
welche im Wesentlichen frei von dem leitfähigen Reflektor/Elektrode 321a ist
und die Fläche
mit einem vorhandenen leitfähigen
Reflektor/Elektrode 321b kann jede beliebige Gestalt oder Form
aufweisen, solange ausreichend Fläche mit leitfähigem Material
vorhanden ist, um eine saubere Einfärbung und Aufhellung des elektrochromen
Mediums zugestatten (d.h. die Transmittanz umgekehrt zu variieren),
während
sie gleichzeitig ausreichend Fläche
aufweist, die im Wesentlichen frei von leitfähigem Material ist, um ein
korrektes Sehen der Anzeigevorrichtung 170 zu gestatten.
Als allgemeine Regel sollte die Informationsanzeigefläche 321 ca. 70–80 Prozent
ihrer Fläche
im Wesentlichen frei von leitfähigem
Material 321a haben und sollte das leitfähige Material 321b die
verbleibenden 20–30
Prozent füllen.
Die Flächen
(321a und 321b) können eine Vielfalt von Mustern
aufweisen, wie etwa beispielsweise linear, kreisförmig, elliptisch
usw. Ebenso kann die Demarkation zwischen den reflektierenden Bereichen
und den von reflektierendem Material freien Bereichen weniger betont
sein, indem man die Dicke der reflektierenden Materialien variiert
oder indem man ein Muster auswählt,
welches eine sich verändernde
Dicke von reflektierendem Material aufweist. Es ist derzeit bevorzugt,
dass die Flächen 321a und 321b alterniernde
und zusammenhängende
Linien bilden (siehe 13). Als Beispiel, was in keinerlei Hinsicht
als den Rahmen der vorliegenden Erfindung beschränkend angesehen sollte, können die
Leitungen 321b im Allgemeinen ca. 0,00508 cm (0,002 Inch)
breit und ca. 0,015240 cm (0,006 Inch) mit Abstand voneinander durch
die im Wesentlichen von leitfähigem
Material freien Leitungen getrennt sein. Es sollte verstanden werden,
dass, obwohl die Figuren zeigen, dass die Leitungen (vom Fahrer
aus gesehen) vertikal sind, diese horizontal oder mit irgend einem
Winkel von der Vertikalen vorhanden sein können. Weiterhin müssen die
Leitungen 321a nicht gerade sein, obwohl gerade vertikale
Linien derzeit bevorzugt sind.
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Wenn
der gesamte Drittflächenreflektor/elektrode 120 in
der Informationsanzeigefläche 321 oder in
der mit dem Blendlichtsensor 160 ausgerichteten Fläche entfernt
ist, werden deutliche Einfärbungsschwankungen
zwischen jenen Bereichen und dem verbleibenden Abschnitt des Spiegels
auftreten, wo der Reflektor/Elektrode 120 nicht entfernt
ist. Dies ist so, da für
jedes elektrochrome Material, welches an einer Elektrode oxidiert
wird, ein entsprechendes elektrochromes Material vorhanden ist,
welches an der anderen Elektrode reduziert wird. Die Oxidation oder
Reduktion (abhängig
von der Polarität
der Elektroden), welche an der zweiten Fläche direkt gegenüber von
der Informationsanzeigefläche 321 auftritt, wird
gleichförmig über die
Fläche
der Informationsanzeigefläche
hinweg auftreten. Die entsprechende Elektrochemie auf der dritten
Fläche
wird jedoch nicht gleichmäßig sein.
Die Erzeugung von lichtabsorbierenden Arten wird an den Rändern der
Informationsanzeigefläche
(welche von dem Reflektor/Elektrode frei ist) konzentriert sein.
Somit wird in der Informationsanzeigefläche 321 die Erzeugung der
lichtabsorbierenden Arten bei der zweiten Fläche gleichmäßig verteilt sein, wohingegen
die lichtabsorbierenden Arten an der dritten Fläche dies nicht sein werden,
wodurch ästhetisch
wenig ansprechende Farbunterschiede den Fahrzeuginsassen gegenüber erzeugt
werden. Durch Vorsehen von Leitungen des Reflektors/Elektrode 120 Flächen über die
Informationsanzeigefläche 321 hinweg,
nach Maßgabe
der vorliegenden Erfindung, wird die Erzeugung von lichtabsorbierenden
Arten (an der zweiten und der dritten Fläche) in der Informationsanzeigefläche viel näher bei
der Gleichförmigkeit
liegen, welche man in anderen Flächen
des Spiegels mit vollständig
ausgeglichenen Elektroden sieht.
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Obwohl
Fachleute verstehen werden, dass zahlreiche Modifikationen ausgeführt werden
können,
kann das Laserätzen
unter Verwendung eines 50-Watt-Nd:YAG-Lasers
erreicht werden, wie etwa durch jenen, welcher durch XCEL Control
Laser, ansässig
in Orlando, Florida, hergestellt wird. Zusätzlich werden Fachleute realisieren,
dass Energieeinstellungen, die Laserapertur, der Modus des Lasers (kontinuierliche
Welle oder gepulste Welle), die Geschwindigkeit, mit welcher der
Laser sich über
die Oberfläche
bewegt, und die Wellenform des Lasers derart eingestellt sein können, dass
sie zu einer bestimmten Anforderung passen. Bei im Handel erhältlichen
Lasern gibt es verschiedene Wellenformen, denen der Laser folgt,
während
er die Oberflächenbeschichtungen
abträgt.
Diese Wellenformen umfassen gerade Linien, Sinuswellen bei verschiedenen Frequenzen
und Rampenwellen bei verschiedenen Frequenzen, obwohl zahlreiche
andere verwendet werden können.
In den derzeit bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind die von reflektierendem Material
freien Flächen 321a entfernt unter
Verwendung des Lasers in einem gepulsten Wellenmodus mit einre Frequenz
von ca. 3 kHz, mit einer engen (z.B. etwa 0,0127 cm) (0,005 Inch)) Strahlbreite,
wobei der Laser in einer geradlinigen Wellenform bewegt wird.
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Die 10B und 10C zeigen
zwei alternative Anordnungen zur Realisierung der vorliegenden Erfindung. 10B und 10C sind
Teilquerschnittsansichten entlang von Linien 10-10' von 8. 10B zeigt eine Anordnung ähnlich jener des Innenrückspiegels,
der in 13 gezeigt ist, bei welcher
parallele Leitungen des Reflektor/Elektrodenmaterials 222b über die
Signallichtfläche 222 durch
entweder Ausätzen
oder Maskieren von Leitungen 222a in Bereichen bereitgestellt
sind, welche vom Reflektor/Elektrodenmaterial frei sind. Jede der Signallichtflächen 222 ist
in einer Position auf dem Rückspiegel
vorgesehen, welche einer der LEDs 254 entspricht und über dieser
liegt, wie aus einem Vergleich von 8 und 9 offensichtlich
ist. Der elektrochrome Spiegel 410 kann in der gleichen
Art und Weise aufgebaut sein, wie oben für den Innenrückspiegel 310 der
vorhergehenden Ausführungsform
beschrieben ist. Genauer umfasst der Spiegel 410 ein vorderes
transparentes Element 112 mit einer vorderen Fläche und
einer hinteren Fläche
sowie ein hinteres Element 114 mit einer vorderen Fläche 114a und
einer hinteren Fläche 114b.
Der Spiegel 410 umfasst auch eine Lage 128 aus
einem transparenten leitfähigen
Material, welches auf die hintere Fläche des vorderen Elements 112 oder
auf ein optionales Farbunterdrückungsmaterial 130 abgelagert ist,
welches auf der hinteren Fläche
des vorderen Elements 112 abgelagert ist. Zusätzlich umfasst
ein Spiegel 410 wenigstens eine Lage 112, welche
auf einer vorderen Fläche 114a des
hinteren Elements 314 angeordnet ist, welche sowohl als
ein Reflektor als auch als eine leitfähige Elektrode fungiert. Ein elektrochromes
Medium ist in einer Kammer angeordnet, welche zwischen den Lagen 128 und 120 definiert
ist. Alle Komponentenelemente des Spiegels 410 können unter
Verwendung der gleichen Materialien hergestellt und unter Verwendung
der gleichen Methoden aufgetragen sein, wie oben mit Bezug auf die
vorhergehenden Ausführungsformen
beschrieben ist. Vorzugsweise ist jedoch das Reflektor/Elektrodenmaterial
der Lage 120 hergestellt unter Verwendung von Nickel, Chrom,
Rhodium, nicht-rostendem Stahl, Silber, Silberlegierungen, Platin,
Palladium, Gold oder Kombinationen davon.
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Der
Reflexionsgrad des Spiegels in den Signallichtflächen 222 oder der
Sensorfläche 224 kann ebenso
durch Verändern
des Prozentsatzes von jenen Flächen
gesteuert/geregelt werden, welche von reflektierendem Material frei
sind, oder durch Verändern
der Dicke der Reflektor/Elektrodenbeschichtung. Ferner kann das
Reflektor/Elektrodenmaterial, welches verwendet wird, um Leitungen 222b in
einer Signallichtfläche
auszubilden, von dem Reflektor/Elektrodenmaterial verschieden sein,
welches für den
Rest die Spiegels verwendet wird. Beispielsweise kann in der Signallichtfläche ein
Reflektor/Elektrodenmaterial mit einem höheren Reflexionsgrad verwendet
werden, sodass das Reflexionsvermögen in der Signallichtfläche das
gleiche ist wie jenes des Rests des Spiegels, trotz der Regionen
darin, welche von Reflektormaterial frei sind. Vorzugsweise bildet der
Bereich der Signallichtfläche,
welche von reflektierendem Material frei ist, zwischen 30 und 50
Prozent der Signallichtfläche
und die Fläche,
welche durch das reflektierende Material belegt ist, beträgt zwischen
50 und 70 Prozent der Signallichtfläche. Um diese Prozensätze zu erreichen,
sind die Leitungen aus Reflektor/Elektrodenmaterial vorzugsweise etwa
0,0254 cm (0,010 Inch) breit und die Abstände zwischen den Leitungen
sind etwa 0,01524 cm (0,006 Inch) breit.
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Die
in 10C gezeigte Anordnung unterscheidet
sich von jener in 10B gezeigten dahingehend,
dass das reflektierende Material auf der vierten Fläche (d.h.
der hinteren Fläche 114b des
hinteren Elements 114) ausgebildet ist. Mit einer solchen Anordnung
ist die Elektrode 340 auf der dritten Fläche vorzugsweise
aus einem transparenten Material hergestellt, ähnlich jenem der Elektrode 128,
welche auf der hinteren Fläche
des vorderen Elements 112 ausgebildet ist. Wie die in 10B gezeigte Anordnung umfasst die in 10C gezeigte Struktur eine Signallichtfläche 222 mit
abwechselnden Bereichen aus reflektierendem Material 222b und
Bereichen, welche von solchem reflektierenden Material 222a frei
sind. Auf diese Art und Weise können
die LEDs 254 besser vor der Sicht durch den Fahrer verborgen sein
und trotzdem kann Licht von den LEDs 254 durch alle Lagen
des elektrochromen Spiegels 410 hindurch strahlen, sodass
es für
Fahrer anderer Fahrzeuge sichtbar ist. In ähnlicher Weise kann dann, wenn
ein Tag/Nachtsensor 256 vorgesehen ist, eine Sensorfläche 224 in
der gleichen Art und Weise mit abwechselnden Regionen aus reflektierendem Material 224b und
Regionen, welche frei von reflektierendem Material 224a sind,
vorgesehen sein.
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Ein
Vorteil der Verwendung der oben beschriebenen Struktur im Zusammenhang
mit einem Signallicht liegt darin, dass die Verwendung einer dichroitischen
Beschichtung vermieden werden kann. Dichroitische Beschichtungen
sind im Allgemeinen nicht-leitend und können daher nicht in einem elektrochromen
Spiegel mit einem Drittflächenreflektor verwendet
werden. Weiterhin sind die einzigen momentanen dichroitischen Beschichtungen,
welche wirtschaftlich ausführbar
sind, jene, welche rotes und infrarotes Licht transmittieren und
andere Farben von Licht reflektieren. Somit können, um ein praktisches Signallicht
aufzubauen, lediglich LEDs verwendet werden, welche rotes Licht
aussenden. Dementsprechend gibt es in diesem Zusammenhang wenig
Flexibilität,
wenn eine dichroitische Beschichtung verwendet wird. Im Gegensatz
hierzu kann bei der Struktur der vorliegenden Erfindung ein beliebiges Farbsignallicht
verwendet werden.
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Die
Idee, einen Fensterbereich mit alternierenden Flächen bereitzustellen, die frei
von reflektierendem Material sind, kann in ähnlicher Weise auf einen nicht-elektrochromen Signalspiegel übertragen werden.
Un obwohl andere Materialien verwendet werden können, ist Chrom auf der ersten
oder zweiten Fläche
eines solchen nicht-elektrochromen Spiegels derzeit das bevorzugte
reflektierende Material.
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Die 10D und 15 zeigen
noch eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die Signalspiegel betrifft. Gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst der Signalspiegel eine zusätzliche Struktur, um das Signallicht
in Bezug auf das Sichtfeld des Fahrers besser zu verbergen. Während jede
der Ausführungsformen,
die die oben diskutierten Signalspiegel betreffen, das Signallicht
hinter dem Spiegel verbirgt, wenn sie nicht Energie versorgt sind
und im Allgemeinen das Signallicht verbirgt, wenn es aktiviert ist,
verbleibt die Möglichkeit
bei derartigen Ausführungsformen,
dass der Fahrer während
der Perioden abgelenkt wird, in welchen das Signallicht aktiviert
ist. Genauer kann der Fahrer, während
die LEDs des Signallichts mit einem Winkel nach außen weg
von den Augen des Fahrers vorgesehen sind, immer noch in der Lage
sein, die LEDs als Lichtpunkte durch Abschnitte der Spiegelanordnung
hindurch zu sehen. Dementsprechend stellt diese Ausführungsform
Mittel bereit zum Reduzieren der Transmission von Licht von dem
Signallicht durch den Spiegel in der Richtung des Fahrers. Wie unten erläutert wird,
können
diese zusätzlichen
Mittel verschiedene alternative oder zusätzliche Formen annehmen.
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Bezug
nehmend auf 10D ist ein Aufbau gezeigt,
durch welchen eine Ablenkanordnung 500 zwischen der Signallichtanordnung 220 und
der hinteren Fläche
der Spiegelanordnung 510 positioniert ist. Die in 14D gezeigte besondere Ablenkscheibenanordnung 500 umfasst
eine nach vorne gerichtete obere Platte 502 und eine nach
hinten gerichtete untere Platte 504, welche mit Abstand
und parallel voneinander durch eine Mehrzahl von Schenkeln 506 befestigt
sind. Wie in 14D und 19 gezeigt
ist, ist die untere Platte 504 in Seitenrichtung relativ
zu der nach vorne gerichteten Platte 502 in einer stärker nach
außen
gerichteten Position weg von dem Fahrer angeordnet. Die untere Platte 504 umfasst
eine Mehrzahl von Öffnungen 508,
welche in ihrer Größe und Position
einer jeden der LEDs 254 entsprechen. Die obere Platte 502 ist relativ
zur Öffnung 508 und geringfügig über den
LEDs 254 angeordnet, um die Sicht des Fahrers der LEDs 254 zu
blockieren. Die obere Platte 502 umfasst eine Öffnung 509,
durch welche Licht hindurchgehen kann, um einen Sensor 256 zu
erreichen. Die Abstände
zwischen der oberen Platte 502 und der unteren Platte 504 ebenso
wie die Öffnungen 508 in
der unteren Platte 504 stellen eine ausreichende Öffnung für Licht
bereit, welches von den angewinkelten LEDs 254 projiziert
wird, um durch den Spiegel 510 hindurch und in den in 15 gezeigten Bereich C transmittiert zu werden.
Die Ablenkscheibenanordnung 500, wie dargestellt, ist vorzugsweise
aus schwarzem Plastik oder dgl. hergestellt.
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Die
Funktionalität
der Ablenkscheibenanordnung 500 kann durch verschiedene
andere Mechanismen ergänzt
oder alternativ ausgeführt
werden, welche allgemein in 14D durch
Bezugszeichen 520 bezeichnet sind. Genauer kann das Element 520 ein
beliebiges oder eine Kombination aus einem Lichtsteuer/regelfilm,
einer Lage aus schwarzer oder dunkler Farbe oder einem Heizelement
sein. Ein Lichtsteuer/regelfilm, wie etwa jener, der von der Firma
3M unter der Handelsbezeichnung LCF-P erhältlich ist, kann verwendet
werden, welcher ein dünner Plastikfilm
ist, der eine Mehrzahl von mit engem Abstand voneinander angeordeten
schwarz eingefärbten
Mikrolouver umfasst. Ein derartiger Lichtsteuer/regelfilm ist in
den U.S. Patenten mit den Nummern 5,361,190 und 5,788,357 für eine Verwendung in
einem herkömmlichen
Signalspiegel offenbart. Wie in jenen Patenten offenbart ist, kann
ein derartiger Lichtsteuer/regelfilm eine Dicke von 0,0762 cm (0,030
Inch) aufweisen, wobei die Mikrolouver ca. 0,0127 cm (0,005 Inch)
voneinander entfernt angeordnet sind. Die Mikrolouver sind typischerweise schwarz
und bei verschiedenen Winkelpositionen angeordnet, um einen geeigneten
Betrachtungswinkel bereitzustellen. Ein derartiger Lichtsteuer/regelfilm gestattet,
dass Licht von den LEDs 254 bei dem geeigneten Betrachtungswinkel
transmittiert wird, sodass er den Bereich C erreicht (11). Der Lichtsteuer/regelfilm dient weiterhin
dazu, das von LEDs 254 projizierte Licht zu blockieren,
dass sie nicht außerhalb
des geeigneten Betrachtungswinkels in der Sichtlinie des Fahrers
verlaufen. Somit kann, anders als die in den 10D und 15 gezeigte Ablenkscheibenanordnung 500,
ein derartiger Lichtsteuer/regelfilm vollständig über und vor einer jeden der LEDs 254 platziert
sein. Ferner könnte
ein derartiger Lichtsteuer/regelfilm auch hergestellt sein unter
Verwendung anderer Formen von optischen Elementen, wie etwa Hologramm
und dgl.
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Wenn
das Element 520 eine Beschichtung aus einer opaken Farbe
ist, würde
eine solche Beschichtung nicht weit genug vor den LEDs verlaufen, um
Licht von den LEDs 254 zu blockieren, sodass es nicht durch
den Spiegel 510 in den Totwinkelbereich C (11) transmittiert wird: Alternativ könnte sich eine
solche Farbbeschichtung vollständig
vor den LEDs 254 erstrecken, vorausgesetzt sie wäre derart konfiguriert,
dass sie irgend eine Form eines Louvers oder einer äquivalenten
Struktur aufweist, welche in ihrer Oberfläche in den Bereichen des beabsichtigten Transmissionswegs
der LEDs 254 ausgebildet ist. Beispielsweise könnte die
Dicke einer solchen Farbbeschichtung derart gesteuert sein, dass
man effektive Louver erzeugt, unter Verwendung von Siebdruck, Formgebung,
Stanzen oder Laserabtragen. Ferner könnte, wenn der Reflektor/Elektrode 120 in
der oben mit Bezug auf die 10B und 10C beschriebenen Art und Weise konfiguriert ist,
das Element 520 eine Beschichtung aus schwarzer Farbe sein,
welche ähnliche
Balken oder Streifen in den über
den LEDs 254 liegenden Flächen aufweist, während sie
räumliche
Beziehungen relativ zu den Balken 222b des Reflektors/Elektrode 120 hat,
um einen Transmissionsweg bei dem geeigneten Winkel für Fahrzeuge
bereitzustellen, sodass man die Lichter dann sieht, wenn man in
den Totwinkelpunkten des Fahrzeugs ist, während man das Licht vom Sichtfeld
des Fahrers ... Ferner, wie in 10D gezeigt
ist, können
die Balken 222b des Reflektors/Elektrode 120 derart
konfiguriert sein, dass sie sich verändernde Breiten aufweisen,
welche mit zunehmendem Abstand vom Fahrer abnehmen, um eine Umfangstransmittanz durch
die Fläche 222 in
der Richtung des Fahrers zu verringern, oder können eine weniger betonte Randdefinition
haben, wie oben diskutiert ist.
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Wenn
das Element 520 unter Verwendung eines Spiegelheizelements
bereitgestellt ist, könnte das
Heizelement derart bereitgestellt sein, dass es über die gesamte vierte Fläche des
Spiegels hinweg verläuft
und Öffnungen
aufweist, welche in geeigneten Stellen ausgebildet sind, um zu ermöglichen, dass
von den LEDs 254 ausgesendetes Licht mit dem geeigneten
Winkel transmittiert wird.
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Ein
weiterer Mechanismus zum Abschirmen des Fahrers vor von den LEDs 254 ausgesendetem Licht
ist, die Dicke des Reflektors/Elektrode 120 in einem Bereich 530 zu
erhöhen,
welche jener der oberen Platte 502 entspricht, wodurch
die Transmittanz durch diesen Abschnitt des Reflektors/Elektrode 120 hindurch
verringert wird. Derzeit ... (knister, knister, rauschel, rauschel)
... vor Licht abzuschirmen, welches von den LEDs 254 transmittiert
wird, weist der Reflektor/Elektrode 120 vorzugsweise eine
Dicke im Bereich 530 auf, welche die Transmittanz durch
diese hindurch auf weniger als 0,5 Prozent und bevorzugt auf weniger
als 0,1 Prozent verringert.
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Das
Element 520 kann zusätzlich
oder alternativ verschiedene optische Filme umfassen, wie etwa einen
prismatischen oder Fresnel'schen
Film oder ein collimierendes optisches Element, wie im U.S. Patent
mit der Nummer 5,788,357 beschrieben ist, um das von den LEDs 254 emittierte
Licht zu collimieren und unter dem geeigneten Winkel zu richten, ohne
Licht auch in die Richtung des Fahrers zu transmittieren.
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Als
noch eine weitere mögliche
Lösung
können
die Seitenwände 252 der
Lichtanordnung 220 verlängert
sein, um die LEDs 254 weiter von der hinteren Fläche der
Spiegelanordnung 510 zu beabstanden, sodass die Seitenwände 252 jegliches
Licht von den LEDs 254 effektiv blockieren, sodass es nicht
in die Richtung des Fahrers des Fahrzeugs transmittiert wird.
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Obwohl
die in 10D gezeigte Struktur die Spiegelanordnung 510 so
zeigt, dass sie den Reflektor/Elektrode 120 umfasst, wie
er in der obigen in 10B gezeigten Ausführungsform
dargestellt ist, könnte
die Spiegelanordnung 510 eine beliebige der anderen Formen
annehmen, welche oben mit Bezug auf die Ausführungsform diskutiert wurden,
die mit Bezug auf 10A oder 3A–3G beschrieben
wurde.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung so beschrieben wurde, dass sie ein Signallicht
bereitstellt, das als ein Abbiegesignal verwendet wird, werden Fachleute
verstehen, dass das Signallicht als eine beliebige andere Form von
Anzeigeeinrichtung oder Signallicht dienen kann. Beispielsweise
könnte
das Signallicht anzeigen, dass eine Tür offen steht, um Fahrer von
sich annähernden
Fahrzeugen zu warnen, dass ein Fahrzeuginsasse kurz davor sein könnte, eine
Tür in
den herannahenden Verkehr zu öffnen, oder
das Licht hinter dem Spiegel könnte
ein Anzeigelicht sein, um anzuzeigen, dass die Spiegelheizungen
angeschaltet wurden, dass sich ein weiteres Fahrzeug in einem toten
Winkel befindet, dass der Druck niedrig ist, dass ein Abbiegesignal
an ist, oder dass Frostgefährliche
Bedingungen vorliegen.
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Während das
Signallicht der vorliegenden Erfindung oben als vorzugsweise aus
einer Mehrzahl von LEDs hergestellt beschrieben ist, kann das Signallicht
nichtsdestotrotz aus einer oder mehreren Glühdrahtlampen oder einer beliebigen
anderen Lichtquelle und einem in geeigneter Weise gefärbten Filter
hergestellt sein, ohne vom Grundgedanken oder Rahmen der vorliegenden
Erfindung abzuweichen.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in den 16–18 gezeigt.
In dieser Ausführungsform
ist eine Außenrückspiegelanordnung 700 bereitgestellt
mit einem Gehäuse 710,
welches zur Anbringung an der Außenseite eines Fahrzeugs ausgebildet
ist. Derartige Spiegel sind oft an die Fahrzeugtür 730 oder an die A-Säule des
Fahrzeugs montiert. In dem Gehäuse 710 befindet
sich eine Spiegelstruktur 720 und eine Lichtquelle 725,
welche hinter der Spiegelstruktur 710 angebracht ist. Der
Spiegel 720 kann nach Maßgabe irgend einer der oben
genannten Ausführungsformen
aufgebaut sein, sodass von der Lichtquelle 725 ausgesendetes
Licht durch den Spiegel 720 hindurch projiziert werden
kann. Der Spiegel 720 kann somit einen Reflektor aufweisen
mit einem maskierten Fensterabschnitt vor der Lichtquelle 725,
oder kann einen Bereich 726 aufweisen, welcher wenigstens
teilweise transmissiv vor der Lichtquelle 725 vorgesehen
ist. Als noch eine weitere Alternative kann der Bereich 726 vor
der Lichtquelle 725 einen Aufbau aufweisen, welcher ähnlich jenem
in 10 gezeigten ist, oder der gesamte
Reflektor im Spiegel 720 kann teilweise transmissiv sein.
Wie in 21 und 22 gezeigt
ist, ist die Lichtquelle 725 vorzugsweise derart angebracht,
dass sie Licht auf einen Bereich der Fahrzeugtür 730 projiziert,
an welchem der Fahrzeugtürgriff 735 und
ein Verriegelungsmechanismus 737 vorgesehen sind. Der Verriegelungsmechanismus 737 kann
ein Schlüsselloch
oder Touch Pad sein, wie es üblicherweise
verwendet wird, um zu ermöglichen,
dass die Fahrzeugtüren
verriegelt oder entriegelt werden.
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Die
Lichtquelle 725 kann eine beliebige Art von Lichtquelle
sein und ist vorzugsweise eine Quelle weißen Lichts. Eine bevorzugte
Lichtquelle ist in der gemeinsam zugewiesenen provisorischen U.S.
Patentanmeldung mit der Nummer 60/124,493 offenbart, mit dem Titel "SEMICONDUCTOR RADIATION EMITTER
PACKAGE", eingereicht
am 15. März
1999 von John K. Roberts.
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Die
Lichtquelle 725 kann derart aktiviert sein, dass sie in
Antwort auf die gleichen Handlungen Licht projiziert, mit welchen
die Fahrzeuginnenlichter ein- und
ausgeschaltet werden, wenn ein beleuchteter Einstieg in das Fahrzeug
bereitgestellt wird. Somit kann beispielsweise die Lichtquelle 725 einen
Abschnitt der Tür 730 beleuchten,
wenn eine Person den Verriegelungs- oder Entriegelungsschlüssel an einem
Schlüsselanhänger drückt, welcher
dem Fahrzeug für
einen schlüssellosen
Ferneinstieg (RKE = "Remote
Keyless Entry")
zugeordnet ist, wenn eine Person versucht, die Tür zu öffnen, oder wenn eine Person
einen Schlüssel
in den Verriegelungsmechanismus 773 einführt. Alternativ
kann ein Bewegungssensor vorgesehen sein, um die Lichtquelle 725 zu aktivieren.
Vorzugsweise ist die Lichtquelle 725 deaktiviert, sodass
sie nicht in der Lage ist, Licht zu projizieren, wenn die Zündung des
Fahrzeugs eingeschaltet wurd.
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Durch
Bereitstellen einer solchen Lichtquelle 725 in dem Außenrückspiegelgehäuse 710 kann
eine Lichtquelle an dem Fahrzeug angebracht sein, um den Bereich
am Außenraum
des Fahrzeugs zu beleuchten, wo ein Fahrzeuginsasse einen Kontakt
herstellen muss, um in das Fahrzeug einzusteigen. Ein solches Merkmal
ist vorteilhaft, wenn dass Fahrzeug insbesondere an dunklen Stellen
geparkt ist.
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Während die
Lichtquelle 725 derart beschrieben wurde, dass sie angebracht
ist, um Licht auf einen Türgriff 735 zu
projizieren, wird verstanden werden, dass die Lichtquelle 725 derart
angebracht sein könnte,
um Licht auch auf den Bodenbereich oder andere Bereiche des Außenraums
des Fahrzeugs zu projizieren, ebenso wie auf den Türgriff.
Dies könnte erreicht
werden, indem geeignete Optikeinrichtungen zwischen der Lichtquelle 725 und
der Spiegelstruktur 720 vorgesehen werden. Ebenso könnten zusätzliche
Lichtquellen angebracht werden, um Licht auf diese Bereiche zu projizieren.
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Der
oben beschriebene transflektive (d.h. teilweise transmissive, teilweise
reflektierende) Rückspiegel
gestattet die Anzeige von Information zu dem Fahrer, ohne einen
Abschnitt der reflektierenden Beschichtung zu entfernen. Dies führt zu einer ästhetisch
ansprechenderen Erscheinung und gestattet, dass der Spiegel als
ein kontinuierlicher Reflektor erscheint, wenn die Anzeige ausgeschaltet
ist. Ein Beispiel einer für
diese Anwendung besonders geeignete Anzeige ist eine Kompassanzeige.
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Jedes
Jahr werden zahlreiche Spiegel verkauft, welche das zusätzliche
Merkmal einer Anzeige der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs unter Verwendung
einer alphanumerischen Vakuumfluoreszenzanzeige (VFD) aufweisen,
welchein der Lage ist, acht Himmelsrichtungen (N, S, E, W, NW, SW,
NE, SE) anzuzeigen. Diese Arten von Anzeigen werden in vielen anderen
Anwendungen in Kraftfahrzeugen, wie etwa Radios, Uhren, verwendet.
Diese Anzeigen weisen eine Glasabdeckung über den Phosphorziffersegmenten
auf. Wenn sie mit einem transflektiven Spiegel verwendet werden,
wird der Großteil
des Lichts von der VFD nicht durch den Spiegel transmittiert, sondern
zurück
zur Anzeige reflektiert. Ein Anteil dieses reflektierten Lichts
wird dann sowohl von der oberen als auch von der unteren Fläche der
Glasabdeckung des VFDs weg und zurück durch den Spiegel reflektiert.
Diese mehrfach hin- und hergehenden Reflexionen führen zu
Geister- oder Doppelbildern in der Anzeige, welche in hohem Maße unerwünscht sind.
Wie oben diskutiert wurde, liegt eine Lösung für dieses Problem darin, eine
Antireflexionsbeschichtung auf dem Abdeckglas der VFD bereitzustellen,
wobei jedoch eine derartige Antireflexionsbeschichtung die Kosten
der Anzeige erhöht.
Andere Nachteile von VFD-Anzeigen sind, dass sie teuer und zerbrechlich
sind.
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Eine
alphanumerische LED-Anzeige ist eine gangbare Alternative zu einer
Vakuumfluoreszenzanzeige zur Verwendung in einem transflektiven
Spiegel. Wie oben diskutiert wurde, weisen LED-Anzeigen kein spiegelartiges
Abdeckglas auf und weisen somit nicht das Problem einer Geisterreflexion
auf. Zusätzlich
kann die die LEDs umgebende Fläche schwarz
eingefärbt
werden, um ein Unterdrücken von
Fehlreflexionen weiter zu unterstützen. LEDs weisen weiterhin
den Vorteil auf, dass sie eine extrem hohe Zuverlässigkeit
und lange Lebensdauer besitzen. Segmentierte alphanumerische LED-Anzeigen sind
im Handel erhältlich,
aber schwierig herzustellen, und es ist schwierig, eine Segment-zu-Segment-Helligkeit
und Farbbeständigkeit
aufrechtzuerhalten. Schließlich
ist es ebenso schwierig, zu verhindern, dass Licht von einem Segment
in ein anderes Segment hinein strömt. LEDs sind auch nur in gesättigten
hochmonochromatischen Farben erhältlich,
mit Ausnahme einiger Phosphor-LED-Kombinationen, welche momentan
sehr teuer sind. Viele Automobilhersteller haben Anzeigefarbschemata,
welche ein breiteres Spektrum aufweisen und welche schwierig, wenn
nicht gar unmöglich,
mit LED-Technologien in Einklang zu bringen sind. Die meisten der
in den Vereinigten Staaten hergestellten Fahrzeuge weisen ein blaues
Anzeigefarbschema auf, welches nur mit blauen LEDs erreicht werden
kann, die derzeit sehr teuer sind.
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Eine
Alternative zu einer segmentierten LED- oder VFD-Anzeige ist unten
beschrieben, welche die obigen Probleme überwindet, die mit LEDs und
VFDs verbunden sind. Während
die folgende Beschreibung lediglich eine Kompassanzeige betrifft, könnten die
Grundgedanken in einfacher Weise auf eine Vielzahl von Informationsanzeigen
ausgedehnt werden, wie etwa eine Temperaturanzeige und verschiedene
Warnlichter. Die Kompassanzeige wird in der bevorzugten Ausführungsform
als ein Beispiel verwendet, da sie am besten die Merkmale und Vorteile
der Erfindung zeigt. Ebenso wird sich die folgende Beschreibung
auf die Verwendung von LEDs als die bevorzugte Lichtquelle konzentrieren.
Jedoch sind auch zahlreiche andere Lichtquellen anwendbar, wie etwa
Glühfadenbirnen
oder neu auftauchende Technologien, wie etwa lichtaussendende Polymere und
organische LEDs. Die graphische, anstelle einer alphanumerischen
Natur dieser Anzeige unterscheidet sie deutlich von anderen alphanumerischen
Anzeigen in einem Fahrzeug, wie etwa der Uhr, usw. Daher wird es
nicht unerwünscht
aussehen, wenn diese Anzeige nicht mit dem Farbschema der VFD-Anzeigen
im gesamten Fahrzeug übereinstimmt,
was die Verwendung von effizienteren und kosteneffektiveren Anzeigen
ermöglicht.
Tatsächlich sollten
die kontrastierenden Farben der Anzeige zum ästhetischen Erscheinungsbild
des Fahrzeuginnenraums beitragen.
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Die
Anzeige der bevorzugten Ausführungsform
besteht aus mehreren LEDs, einer graphischen Applikationsmaskierungslage
und einem transflektiven Spiegel. Eine Vorderansicht der maskierenden Lage
ist in den 19A und 19B gezeigt.
Die graphische Applikation zeigt acht Punkte eines Kompass (801–808).
Die Applikation in 19A umfasst alle acht Richtungen,
wobei jedoch lediglich eine der acht Richtungen, wie in 19B gezeigt ist, abhängig von der Fahrtrichtung
erleuchtet sein wird. Der Bereich des Spiegels, welcher die anderen
Richtungen zeigt, wird reflektierend sein und keinerlei Inhalt anzeigen.
Eine zentrale Graphik (809) kann ein Emblem sein, wie etwa
der Globus in 19A und 19B,
und kann zur kosmetischen Anziehung hinzugefügt sein. Der Globus kann durch
eine LED einer Farbe beleuchtet sein, welche im Kontrast mit der Farbe
der Richtungsanzeiger steht.
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Es
wird an verschiedene Verfahren zur Steuerung/Regelung der Segmente
gedacht. In der einfachsten Form wird lediglich eine der LEDs hinter
den acht Himmelsrichtungsanzeigen bei einer gegebenen Zeit beleuchtet,
und zwar abhängig
von der Fahrtrichtung. Bei einem anderen Schema sind alle acht Anzeigen
schwach erleuchtet und die Anzeige, welche der momentanen Fahrtrichtung
entspricht, ist heller erleuchtet als die anderen acht. Bei einem
anderen Schema werden zweifarbige LEDs verwendet und der LED-Anzeiger,
welcher der momentanen Fahrtrichtung entspricht, ist auf eine andere
Farbe gesetzt als die anderen acht. Eine letzte Alternative läge darin,
lediglich die der momentanen Fahrtrichtung entsprechende Anzeige
zu erleuchten, jedoch allmählich
von einer Anzeigeeinrichtung zu einer anderen überzublenden, wenn das Fahrzeug
Richtungen ändert.
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Der
Aufbau der Anzeige ist mit Bezug auf 20 und 21 beschrieben. 20 zeigt die Anordnung von LEDs auf einer Leiterplatte
und 21 zeigt eine Explosionsansicht
der Anzeigebaugruppe. Die LEDs (812) sind auf einer Leiterplatte (811)
in einem Muster angeordnet, welches den Stellen der Anzeigeeinrichtungen
und der zentralen Graphik entspricht. Die LEDs (812) können von
dem Typ sein, welcher mit dem Handelsnamen "Pixar" von Hewlett Packard bezeichnet ist.
Aufgrund des Lichtverlusts in der transflektiven Beschichtung werden helle
LEDs benötigt.
AlInGaP-basierte LEDs sind für diese
Anwendung geeignet und in Grün,
Rot, Bernsteinfarben und verschiedenen ähnlichen Farben erhältlich.
Blaue und grüne
Farben können
durch Verwendung von InGaN-LEDs erhalten werden. Obwohl InGaN-LEDs
momentan teuer sind, werden viel weniger LEDs benötigt als
in einer segmentierten Anzeige verwendet wurden. Als eine Alternative
zur Verwendung von LED-Paketen ("packaged
LEDs"), wie etwa der "Pixar"-LED, können sie
direkt mit der Leiterplatte unter Verwendung einer Methode verbunden
sein, welche in der Industrie üblicherweise
als Chip-On-Board bekannt ist.
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Die
Leiterplatte (811) ist hinter dem Spiegel unter Verwendung
eines Abstandselements (813) positioniert. Das Abstandselement
(813) dient zu mehreren Zwecken. Erstens positioniert das
Abstandselement die Leiterplatte einen Abstand von dem Spiegel entfernt,
z.B. ¼ Inch,
sodass das Licht von der LED die Anzeigeeinrichtung vollständig bedeckt.
Zweitens verhindert das Abstandselement ein Überschneiden zwischen Anzeigeeinrichtungen,
indem es verhindert, dass Licht aus einer Kavität in eine andere Kavität gelangt.
Um dies zu erreichen, sollte das Anzeigeelement aus einem weißen, in
hohem Maße
reflektierenden Material hergestellt sein. Wenigstens muss das Abstandselement
opak sein. Schließlich
dient das Abstandselement dazu, eine Reflexion von Licht zu unterstützen, welches
die LED bei hohen Winkeln zurück
in Richtung der Anzeigeeinrichtung unterstützt. Dies verbessert die Effizienz des
Systems. Das Anzeigeelement kann sogar mit einer parabolischen Schüssel aufgebaut
sein, welche die LED umgibt, um das Licht besonders effektiv nach
vorne zu richten. Eine Lambert'sche
Streufläche
auf dem Abstandselement wird ebenso helfen, das Licht zu steuen
und die Gleichförmigkeit
der Anzeigeeinrichtungsbeleuchtung zu verbessern. Der leere Bereich
zwischen der Leiterplatte (811) und dem Spiegel (815),
welcher durch die Öffnungen
in dem Abstandselement (813) gebildet ist, kann mit einem
Epoxy oder Silikon gefüllt
sein, welches ein Diffusionsmittel enthält. Dies wird eine Diffusion
des Lichts weiter unterstützen
und helfen, dass die Anzeigeeinrichtungen gleichmäßiger erscheinen.
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Eine
Applikation (814) ist in einer Maskierungslage vorgesehen,
welche aus einem dünnen Material
hergestellt ist, das eine schwarze matte Maske aufweist, welche
alle Flächen
außer
den graphischen Anzeigeeinrichtungen bedeckt. Die Bereiche für die Graphik
sind hell oder etwas weiß und
diffus. Die Applikation kann gebildet sein durch Siebdrucken des
schwarzen Maskenmusters auf einen Film oder einen diffusen Kunststoff.
Vorzugsweise ist auch die Seite der Applikation, welche zu den LEDs
hinweist, mit einer weißen
Tinte siebgedruckt. Dies wird ermöglichen, das Licht, welches
nicht durch die Buchstaben oder den graphischen Bereich hindurchtritt,
zurück
auf die LED und das Abstandselement reflektiert wird, wo es dann
teilweise zurück
nach vorne reflektiert werden kann. Alternativ kann die Applikation
ausgebildet sein durch direktes Siebdrucken der schwarzen Maske
auf die schwarze Fläche
des Spiegels (815). Die Art und Weise, durch welche eine
derartige Applikation aufgebaut sein kann, ist in der U.S. Patentanmeldung
mit der Nummer 09/311,029 beschrieben, mit dem Titel "REARVIEW MIRROR DISPLAY", eingereicht am
13. Mai 1999 von Wayne J. Rumsey und anderen.
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Während die
Erfindung hier ausführlich
nach Maßgabe
gewisser bevorzuger Ausführungsformen derselben
beschrieben wurde, können
zahlreiche Modifikationen und Veränderungen an ihr von Fachleuten
ausgeführt
werden, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er in den
anhängenden Ansprüchen und
nicht durch die Details und Instrumente definiert ist, welche die
hier gezeigten Ausführungsformen
beschreiben.