CN101971062B - 半透光的镜子 - Google Patents

Abstract

一种半透光的镜子，特别是用作机动车的后视镜或者机动车的车内镜，所述镜子特别适合用于和一个安置在其后侧的显示元件结合起来使用。为此目的，本发明的半透光镜子(1，1′)被以如下方式设置，即在标准光源C的情况下在光线以垂直角度入射时，所述镜子的光线入射面的光反射率是至少60％，较佳的是至少65％，镜子的光线射出面的光反射率是最高25％，较佳的是最高20％，并且，光透射率至少是20％，较佳的是至少25％。

Description

半透光的镜子

技术领域

本发明涉及一种半透光的镜子，特别是用于汽车领域的后视镜，尤其是作为车内镜。

背景技术

汽车领域的后视镜一般会根据一系列常规的标准来被构造和优化。在典型的已知的汽车镜子里，一般是用具有高度反射功能的金属比如银和/或铝作为涂层；对这类镜子，其主要的构造和优化标准之一是获取高度的反射率。此外，在一些现代化的制造汽车后视镜的技术方案里，还追求一系列的其他标准；这些标准旨在为驾驶员在不断变化的环境和光线状况下提供高度的映像准确度，而且在夜间行驶时提供较高程度的无眩光或低眩光效果。于此相关的，可以把光谱反射性能，颜色反射性能和低眩光效果等也作为构造标准的一部分。

上面所提的那些因素一般是在制造仅仅具有镜像功能的汽车后视镜时被加以考虑。在这类镜子里，如果忽略掉可能的对光线的吸收效果的话，是以把射到镜子上的光线基本上全部反射为出发点的。然而，尤其是在现代化的汽车驾驶舱或显示系统里，也有把镜子元件，特别是车内镜，超出其镜像功能以外还和其他显示功能结合起来的尝试和努力。为此目的，镜子元件本身应当被补充一个从观察者的角度来看是安置在镜子元件后侧的显示元件，这样，就可以通过合理地操作一个综合的显示设备来为观察者在同一个视域之内显示镜像之外的其他信息。上面提到的传统的汽车后视镜不适于应用于这种综合构造。

发明内容

因此，本发明要解决的问题是，提供一种尤其是用于机动车后视镜或者机动车车内镜的半透光的镜子，所述镜子特别适合用于和一个安置在其后侧的显示元件结合起来。

本发明解决上述问题的方式是，如此设置一个半透光的镜子，即该镜子在标准光源C的情况下在光线以垂直角度射入时，镜子的正面的光反射率是至少60％，较佳地，至少65％，镜子的背面的光反射率是最高25％，较佳地，最高20％，并且，光透射率至少是20％，较佳地，至少25％。

所述光反射率应当主要是按照国际照明委员会1951(CIE 1951)的眼睛对光线的敏感曲线来读取整数数值。而于此相关的光源方式则应以CIE 1971意义上的标准光源C为准，即和普通白天天光的光谱相符的光源。所述“正面”指的是在正常使用镜子的情况下镜子朝向观察者的那一面，也可称为光线入射面，如果是作为机动车车内镜使用的话，即朝向车内空间的一面。所述“背面”，指的是在正常使用镜子的情况下反向于观察者的那一面，在和一个后侧的显示元件结合起来的情况下，即朝向所述显示元件的那一面。

本发明的出发点是，为了使镜子可以合理地和其他的显示元件结合起来，就应把所述镜子构造成分光镜形式的半透光镜子，所述半透光镜子可以有目的性地针对在机动车领域的应用的要求而加以调节。这里，一方面镜子的主要功能，即在正常的机动车操作状况下具有较高的反射率，应当基本被保留，另一方面，还应当具有合适的透射率，以便提供足够的显示照明。在对透射率进行选择和设定时，还应当考虑到如下因素，即一方面尽管需要有一定的显示照明，另一方面镜子后面的元器件要尽量少地或者完全不要被驾驶员看到。此外，为了上述的应用目的，镜子背面的反射率要尽量地小，以便可以吸收漫射光，并藉此改善安置在镜子后面的显示元件的光差。

为了使镜子的性能可以更好地和典型的照明环境相适应，并获得较好的映像准确度和低眩光的效果，所述半透光镜子也应当在颜色性能方面相应地被构造。颜色应当在反射和透射时都是中性的。为此，较佳地，所述半透光的镜子应当被如此地设置，即在光源是标准光源C的条件下，光线以垂直角度入射，且观察角度是2°的情况下，其颜色值a^*(C，2°)和b^*(C，2°)分别在镜子正面即又称为光线入射面的反射时以及在透射时的绝对数值最高为10。为了定义颜色性能，此处使用的是为了在数量上和/或质量上区分颜色性能而常用的，并且被国际照明委员会(CommissionInternationale de CIE)所设定的所谓L^*a^*b^*色彩空间的颜色坐标L^*，a^*和b^*。

这些可以显示后视镜特性的颜色坐标是在光线以垂直的角度照射到后视镜上的情况下被测量的。

较佳地，所述半透光镜子是通过在一个透明的基片上，较佳的是钠钙玻璃，施以多层涂层的方式构成的。在特别优良的实施方式中，还应考虑到，已知的具有介电性的分光镜在反射时通常会有较高的透射率，所以在镜子装置后面的元器件会违反愿望地被看到，而且背面的反射率也比所希望的要高，其结果是，漫射光被多重反射从而降低背面的光差。与此相比，金属材质的分光镜，比如应用薄的铬层，在有透射的情况下却达不到所希望的较高的反射率，而且还比较容易遭受划损。薄金属涂层附加以镜化涂层虽然可以部分地满足光学上的要求，然而这种方案在反射时的光线吸收率仍然太高，而且镜子对划损也十分敏感，所以不能大量应用，而且应用时性能的可靠性也不高。

在考虑了所述因素的情况下，为了仍然能够可靠地取得所述的构造标准，在十分优良的实施方式中，所述半透光镜子应用的是多层的涂层系统，所述涂层系统由高度合理的涂层组合构成，一方面包括具有高屈光性的尤其是屈光指数至少是2的材料，另一方面又包括低屈光性的尤其是屈光指数最高是2的材料，以及一个金属层。较佳地，一个一侧由低屈光材料和另一侧由金属材料组成的双层涂层在其两侧分别被一个由高屈光材料构成的涂层按照三明治方式夹住。所希望的光学性能尤其可以用如下方式被达到，即从光线入射的方向来看，低屈光材料层被设置于金属材料层之前。

所述镜子可以按照所谓的位置1-镜子的方式设置，即镜子的涂层是被安置于位置1，也就是说观察者的一侧或称光线入射的一侧，而镜子的基片则构成镜子的背面；或者，也可以按照所谓的位置2-镜子的方式设置，即镜子的基片构成镜子的正面，而涂层被安置于位置2，即和光线入射面相反的一侧，这也是安置可能的显示元件的一侧。

对于位置1-镜子的设置，即镜子的基片构成镜子背面，而涂层位于观察者或者光线入射的一侧时，在十分优良的实施方式中，可以设置如下的涂层序列，即：基片/H/M/L/H，这里，H指的是由具有高屈光性的并且屈光指数至少是2的材料构成的涂层，L指的是由具有低屈光性的并且屈光指数最高是2的材料构成的涂层，M指的是金属材料的涂层。两个由高屈光材料构成的涂层H的参数，特别是关于它们的选材，厚度，或类似的属性，既可以是相同的，也可以是不同的。其屈光指数应当在波长为550nm的情况下读取。

极好的光学性能可以用如下方式取得，即后视镜在其光学性能方面，应当特别针对一个构想波长来构造，而这个构想波长在极大程度上是和眼睛对光的敏感曲线相适应的。特别合适的构想波长是550nm的波长，这个波长符合白天光线时的明视觉条件下光谱意义上的眼睛对光的敏感曲线的最大值。为了更好地使涂层系统适应这个构想波长，较佳地，具有介电性的涂层的涂层厚度，尤其是所谓的光学涂层厚度，即涂层的实际厚度和屈光指数的乘积，被相应地设定。

较佳地，在波长为550nm的情况下，与镜子的基片紧邻的涂层H应当具有一个从90nm到394nm的光学涂层厚度，较佳的是最高344nm，涂层L的光学厚度是58nm到203nm，较佳的是最高189nm，另一个H涂层的光学厚度是48nm到238nm，较佳的是190nm，而涂层M的厚度是2nm到7nm。

在可替换的，较佳的实施方式中，半透光镜子也可以做为位置2-镜子应用，在这个位置中，镜子的基片构成镜子正面，多层涂层则被安置于在基片相反于观察者或光线入射的一侧。在十分优良的实施方式中，在镜子基片的光线射出的一侧安置有如下序列的多层涂层，即：基片/H/L/M/H，这里，H指的是具有高屈光性的并且屈光指数至少是2的涂层，L指的是具有低屈光性的并且屈光指数最高是2的涂层，M指的是金属材料的涂层。两个有高屈光材料构成的涂层H的参数，特别是关于它们的选材，厚度，或类似的属性，既可以是相同的，也可以是不同的。为取得前面所述的和合适的构想波长的较佳的适应，所述半透光镜子在另一个较佳的实施方式中，在波长为550nm的情况下，与镜子基片紧邻的涂层H的光学涂层厚度是49到344，较佳的是最高246nm，涂层L的光学厚度是44nm到203nm，较佳的是最高174nm，另一个H涂层的光学厚度是95nm到167nm，而涂层M的厚度是3nm到9nm。

在上述两种镜子类型中，十分优良的性能可以用如下方式取得，即在另一个较佳的实施方式中，具有低屈光性的材料的屈光指数和具有高屈光性的材料的屈光指数相比，至少低0.2，较佳地，至少低0.5。

十分高值的，而且特别适用于机动车领域的镜子系统可以用如下方式取得，即在较佳的实施方式中，用来构成涂层H的具有高屈光性的材料包括二氧化钛(TiO₂)和/或五氧化二铌(Nb₂O₅)，用来构成涂层L的具有低屈光性的材料包括二氧化硅(SiO₂)，和/或用来构成涂层M的金属包括镍(Ni)，铬(Cr)和/或钛(Ti)。

较佳地，半透光镜子应当被应用于机动车，尤其是做为机动车的车内镜使用。

通过本发明取得的优点主要在于，通过有目的性地设定半透光镜子的光学性能，尤其是把这种设定借助上述的涂层序列加以实施，就可以制造出一种使用寿命特别长的，性能十分稳定的镜子，而且上述镜子十分适用于和与之关联的显示元件相结合。通过上述的光学性能的结合尤其可以达到如下效果，即在相对而言对机动车车内镜的要求比较高的环境中，也可以在极大程度上满足这些要求。

附图说明

下面将借助附图详细介绍本发明的具体实施方式。附图说明：

图1，2：分别是一个机动车后视镜的截面示意图。

相同的部件在两个附图中都具有相同的标记。

具体实施方式

图1和图2分别以截面图的方式示出的是一个用于机动车的半透光镜子的后视镜1和1’。所述半透光镜子包括一个涂层承载体或者基片2，所述基片在实施例中由透明的钠-硅酸盐玻璃(Natrium-Silikatglas)构成。为了保证取得映像功能，分别设置了具有部分反射功能的一个多层的涂层系统4，这里，图1中后视镜1是应用于所谓的位置2的，其基片2构成正面，而涂层4则被安置于基片2反向于箭头6所示的入射光线的一侧。与此相反，图2中的后视镜1′是应用于所谓的位置1的，这里，基片2构成背面，而涂层4则被安置于基片2朝向箭头6所示的入射光线的一侧。

后视镜1和1′分别都十分适合用作机动车的车内镜，这种车内镜可以和一个安排在镜子后部的显示元件或综合显示设备相结合。为此目的，后视镜1和1′分别都是由半透光镜构成，其光学性能被设置成专门和为达到上述目的而所需的要求相适应，这些要求具体是：总的来说较高的反射率，同时又仍然具备足够高的透射率，以便既可以提供足够的显示照明，又可以使背面具有较低的反射率以避免不为人所希望的漫射光。为此目的，镜子1和1′分别都被以如下方式设置，即在标准光源C的情况下，正面的光反射率至少是60％，在标准光源C的情况下，背面的光反射率最高是25％，而光透射率至少是20％。

为了能达到上述的设定目标，设置了一个拥有合理组合的多层的涂层系统，它包括一个由具有低屈光性的材料L构成的涂层10，其屈光指数在波长为550nm的情况下低于2，一个金属M构成的涂层12，该金属涂层在光线透射的方向上看紧随在涂层10之后，然后由这两个涂层组成的双层结构在两侧又分别被一个由具有高屈光性的材料H构成的涂层14和16按照三明治方式夹住，所述具有高屈光性的材料H在波长为550nm的情况下其屈光指数高于2。较佳地，构成涂层14和16的具有高屈光性的材料H包括TiO₂和/或Nb₂O₅。较佳地，构成涂层10的具有低屈光性的材料L包括SiO₂。较佳地，构成涂层12的金属M包括Ni，Cr和/或Ti。

在下面的表格1中，本发明所涉及的半透光镜子系统的特征性的数据被详细地列举。其中带有^*标记的例子只是比较例。

上面所列出的参数详细确定了单个涂层的实际厚度，以及分别所应用的材料。所述材料的光学厚度可以在波长为550nm的情况下通过把实际厚度乘以其屈光指数的方式求出，比如在TiO₂的情况下乘以2.46，在Nb₂O₅的情况下乘以2.38，在SiO₂的情况下乘以1.45。此外还给出了镜子在标准光源C的情况下在镜子正面和背面的反射率，以及在标准光源C的情况下的的透射率。关于重要的光学技术单位，请见下面的标准：

-DIN 5031-3(1982年3月)白天光线下的明视觉情况下眼睛对光的敏感曲线表V(λ)

-DIN 5033-2(1992年5月)标准色度观察者2°CIE1931和2°-色彩空间(DIN 5033-2(Mai 1992)Farbmetrischer Normalbeobachter 2CIE1931und 2°-Normvalenzsystem)

-DIN 5033-3(1992年7月)L^*a^*b^*色彩空间CIE 1976

-DIN 5033-7(1983年7月)标准光源C的相对光谱功率分布S(λ)表(DIN 5033-7(Juli 1983)Tabelle Strahlungsfunktion S(λ)derNormlichtart C)

-DIN 5036-1(1978年7月)

光反射率

$\mathrm{\ρ}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{\ρ}}}{\mathrm{\Φ}}=\frac{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{e\λ}}\·\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\λ}\right)\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{d\λ}}{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{e\λ}}\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{d\λ}}$

ρ(λ)

光谱意义上的反射率在使用标准光源C时，依赖于波长的光束Φ_eλ可以用S(λ)代替

同样的，光透射率

$\mathrm{\τ}=\frac{{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{\τ}}}{\mathrm{\Φ}}=\frac{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{e\λ}}\·\mathrm{\τ}\left(\mathrm{\λ}\right)\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{d\λ}}{\underset{0}{\overset{\∞}{\∫}}{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{e\λ}}\·V\left(\mathrm{\λ}\right)\·\mathrm{d\λ}}$

附图标记的说明

1，1′半透光的镜子

2基片

4涂层系统

6箭头

10涂层

12涂层

14，16涂层

L具有低屈光性的材料

M金属材料

H具有高屈光性的材料

Claims (23)

1.一种半透光的镜子（1,1′），所述半透光的镜子在标准光源C的情况下在光线以垂直角度入射时，镜子的正面的光反射率是至少60%，镜子的背面的光反射率是最高25%，并且，镜子的光透射率至少是20%。

2.如权利要求1所述的半透光的镜子（1,1′），其特征在于，所述半透光的镜子在标准光源C的情况下在光线以垂直角度入射时，镜子的正面的光反射率是至少65%。

3.如权利要求1所述的半透光的镜子（1,1′），其特征在于，所述半透光的镜子在标准光源C的情况下在光线以垂直角度入射时，镜子的背面的光反射率是最高20%。

4.如权利要求1所述的半透光的镜子（1,1′），其特征在于，所述半透光的镜子在标准光源C的情况下在光线以垂直角度入射时，镜子的光透射率至少是25%。

5.如权利要求1所述的半透光的镜子（1,1′），其特征在于，在光线以垂直角度入射，光源是标准光源C，观察角度是2°的情况下，所述半透光的镜子的颜色值a^*和b^*分别在镜子正面反射时以及在透射时的绝对数值最高为10。

6.如权利要求1或5所述的半透光的镜子（1），其特征在于，所述半透光的镜子包括一个透明的基片（2），在所述半透光的镜子的背面设置有一个多层的涂层，所述涂层的层次序列是：基片/H/L/M/H，其中，H是一个由具有高屈光性并且其屈光指数至少是2的材料构成的涂层（14,16），L是一个由具有低屈光性并且其屈光指数最高是2的材料构成的涂层（10），M是一个金属涂层(12)。

7.如权利要求6所述的半透光的镜子（1），其特征在于，所述透明的基片（2）是由钠钙玻璃制成的基片。

8.如权利要求6所述的半透光的镜子（1），其特征在于，具有低屈光性的材料的屈光指数和具有高屈光性的材料的屈光指数相比，至少低0.2。

9.如权利要求6所述的半透光的镜子（1），其特征在于，具有低屈光性的材料的屈光指数和具有高屈光性的材料的屈光指数相比，至少低0.5。

10.如权利要求6所述的半透光的镜子（1），其特征在于，在波长为550nm的情况下，与镜子的基片（2）紧邻的涂层H（14）的光学涂层厚度在49nm到344nm之间，涂层L（10）的光学厚度在44nm到203nm之间，另一个H涂层(16)的光学厚度在95nm到167nm之间，涂层M(12)的厚度在3nm到9nm之间。

11.如权利要求10所述的半透光的镜子（1），其特征在于，在波长为550nm的情况下，与镜子的基片（2）紧邻的涂层H（14）的光学涂层厚度是最高246nm。

12.如权利要求10所述的半透光的镜子（1），其特征在于，在波长为550nm的情况下，涂层L（10）的光学厚度是最高174nm。

13.如权利要求1或5所述的半透光的镜子（1′），其特征在于，所述半透光的镜子包括一个透明的基片（2），在所述半透光的镜子的正面设置有一个多层的涂层，所述涂层的层次序列是：基片/H/M/L/H，其中，H是一个由具有高屈光性并且其屈光指数至少是2的材料构成的涂层（14,16），L是一个由具有低屈光性并且其屈光指数最高是2的材料构成的涂层（10），M是一个金属涂层(12)。

14.如权利要求13所述的半透光的镜子（1），其特征在于，具有低屈光性的材料的屈光指数和具有高屈光性的材料的屈光指数相比，至少低0.2。

15.如权利要求14所述的半透光的镜子（1），其特征在于，具有低屈光性的材料的屈光指数和具有高屈光性的材料的屈光指数相比，至少低0.5。

16.如权利要求13所述的半透光的镜子（1′），其特征在于，在波长为550nm的情况下，与镜子的基片（2）紧邻的涂层H（16）的光学涂层厚度在98nm到394nm之间，涂层L（10）的光学厚度在58nm到203nm之间，另一个H涂层(14)的光学厚度在48nm到238nm之间，涂层M(12)的厚度在2nm到7nm之间。

17.如权利要求16所述的半透光的镜子（1′），其特征在于，在波长为550nm的情况下，与镜子的基片（2）紧邻的涂层H（16）的光学涂层厚度是最高344nm。

18.如权利要求16所述的半透光的镜子（1′），其特征在于，在波长为550nm的情况下，涂层L（10）的光学厚度是最高189nm。

19.如权利要求16所述的半透光的镜子（1′），其特征在于，在波长为550nm的情况下，另一个H涂层(14)的光学厚度是最高190nm。

20.如权利要求6所述的半透光的镜子（1,1′）,其特征在于，构成涂层H（14,16）的具有高屈光性的材料包括TiO₂和/或Nb₂O₅。

21.如权利要求6所述的半透光的镜子（1,1′）,其特征在于，构成涂层L（10）的具有低屈光性的材料包括SiO₂。

22.如权利要求6所述的半透光的镜子（1,1′）,其特征在于，构成涂层M（12）的金属包括Ni，Cr和/或Ti。

23.如权利要求13所述的半透光的镜子（1），其特征在于，所述透明的基片（2）是由钠钙玻璃制成的基片。

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