CN106573574A - 具有选择性反射的后视镜和制造方法 - Google Patents

Abstract

一种用于汽车后视镜的光学组合件，其包括反射器，该反射器具有用于管理来自光学组合件中的光源的光并用于照亮后视镜中的被点亮特征的小面。反射器选择性地具有反射性，使得反射器内并非所有表面区域都具有反射性。用于制造反射器的方法包括用于选择性地金属化反射器的工艺。

Description

具有选择性反射的后视镜和制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年8月15日提交的序列号为62/037,837的美国临时专利申请的权益，其公开内容以其全文通过引用并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明总体上涉及用于汽车后视镜的光学组合件。更具体地，本发明涉及一种改进的光学组合件和使用选择性金属化来制造该组合件的方法。

背景技术

汽车后视镜需要给驾驶员提供某些视觉信息，同时不会对驾驶员或乘客或者附近行驶的其它车辆中的人造成干扰。用于照亮被点亮特征(illuminated feature)的现有汽车后视镜和光学组合件的一些示例在美国专利US 8,708,536中示出，该美国专利通过引用并入本文用于所有目的。期望后视镜中使用的光学组合件尽可能轻并且尽可能小，并且根据需要使用尽可能少的LED或光源。为了减少所使用的光源的数量，来自光学组合件中光源的光线被光学组合件中的一个或多个反射器反射和引导，以通过孔引导光以便照明被点亮特征或者如果需要则管理光。在光学组合件中使用的反射器可以是成角度的、平坦的、阶梯式的、弯曲的或其它形状，以引导和定向从光源所发射的光。形成反射表面形貌的这些角度、平面、曲线或其它形状被发明人称为“小面(facet)”。

随着汽车设计师和制造商持续需要更小和更薄的光学组合件，需求在与后视镜和其它镜组合件一起使用的光学组合件中的更好的光反射控制。小的、薄的反射器是期望的，因为它们提供较轻的重量和较小的形状因子，从而减小汽车反射镜的整体尺寸和重量。对于具有浅的小面(shallow facets)的薄反射器而言，变得更难以控制光学组合件中的光，并且因此更难以控制“杂散光”的量，杂散光即在不期望或者不理想的方向上发射的光。制造商还需要越来越高效的方法来制造复杂且小型的光学组合件以满足汽车设计师和制造商的规格。

通过在汽车后视镜中的光学组合件中使用选择性反射，可以减少薄反射器中固有的光控制难题。这使得能够将更多的光控制直接构建到反射器中，使得不再需要附加的光控制元件(例如光控制遮板)来控制杂散光。在选择性金属化工艺中使用掩模覆盖不应被金属化的反射器部分，并允许应被金属化的反射器部分被金属化，从而将选择性反射施加到反射器。该工艺是高效的和成本有效的，并且允许非常有效地改进光控制以满足汽车设计者和制造商对于更小、更薄的光学组合件的需要。

发明内容

汽车后视镜组合件包括壳体，安装在壳体内的反射镜，安装在反射镜后面用于照亮照明特征的光学组合件，光学组合件包括在组合件内的光源和反射器，反射器具有内表面，该内表面包括用于管理光方向的多个小面，并且反射层选择性地施加到反射器的内表面。

一种用于照亮汽车后视镜组合件中的被点亮特征的光学组合件包括反射器，该反射器具有内表面，将光发射到反射器内表面内的光源，反射器的内表面包括用于管理发射到反射器内的光线以最小化杂散光的装置，并且其中所述内表面是选择性反射的以在用于观察所述被点亮特征的暗区和亮区中提供期望的光控制。

一种制造用于汽车后视镜组合件的光学组合件的方法，所述光学组合件包括具有多个小面的反射器，所述方法包括以下步骤：识别光源和反射器形状以便为在汽车后视镜组合件中的被点亮特征提供期望的发光(luminescence)，识别反射器的小面以施加反射层以便在暗区和亮区中提供被点亮特征的期望的发光，制备掩模组合件以选择性地覆盖小面并暴露将接收反射层的其它小面，使用金属化工艺施加反射层，并且其中所述方法产生反射器的金属化区域和非金属化区域以提供期望的发光，而无需使用光控制遮板或其它光控制元件。

本领域技术人员将理解的是，本发明的一个或多个方面可以满足某些目的，而一个或多个其它方面可针对某些其它目的。本发明的其它目的、特征、益处和优点在本概述和所公开实施例的描述中将是明晰的，并且对于本领域技术人员而言将是明晰的。从结合附图的上述以及从其中得出的所有合理推断，这些目的、特征、益处和优点将是明晰的。

附图说明

图1是汽车后视镜组合件的环境视图，其使用光学组合件来照明被点亮的转向信号特征。

图2是示出根据本发明的光学组合件的最基本部件的图1中所示汽车后视镜组合件的分解等轴测图。

图3是汽车后视镜组合件的环境视图，其使用光学组合件来照明被点亮的盲点检测显示(“BSDD，Blind Spot Detection Display”)特征。

图4是示出根据本发明的光学组合件的最基本部件的图3中所示汽车后视镜组合件的分解等轴测视图。

图5是示出特别关注的用于管理杂散光并满足汽车后视镜中被点亮的转向信号特征的发光要求的不同区域的示意图。

图6是示出特别关注的用于管理杂散光并满足被点亮的BSDD特征的发光要求的不同区域的示意图。

图7a、图7b和图7c示出在用于被点亮的BSDD特征的光学组合件的反射器的一系列视图中由选择性金属化所实现的选择性反射。图7a是从驾驶员视角的角度看去的反射器位置的等轴测视图。图7b是同一反射器的平面视图，示出当直视时反射器将如何定位。图7c是从在道路上相邻车道上的车辆中的观察者的角度看去的同一反射器的位置的等轴测视图。

图8a、图8b和图8c示出在用于汽车上的左手侧后视镜组合件中的被点亮的转向信号特征的光学组合件的一系列视图中由选择性金属化实现的选择性反射。图8a是光学组合件的等轴测视图，示出从驾驶员视角的角度观察的位置。图8b是同一光学组合件的平面视图，示出当直视时它将如何显现。图8c是从在道路上相邻车道上的车辆中的观察者的角度位置看去的同一光学组合件的等轴测视图。

图9是图8中所示光学组合件的等轴测放大视图。

图10是反射器和用于选择性地金属化图8中所示光学组合件的掩模的分解等轴测视图。

图11a是用于与注塑成型的反射器一起使用的掩模的实施例的等轴测视图。图11b示出在生产期间在反射器上以及用于在选择性金属化工艺中使用的掩模。

图12a、图12b和图12c是示出在光学组合件中的选择性反射和选择性金属化的益处的一系列图示。图12a示出光学组合件的反射器，其中不存在衰减，并且一些杂散光不期望地向左逸出。图12b示出与图12a中相同的反射器，但添加了光控制膜以管理光，以减少在不期望的方向上逸出的光。图12c示出用于相同被点亮特征的反射器，但是通过选择性金属化采用选择性反射来管理光，并且其中光控膜不是必需的。

具体实施方式

本发明在用于汽车工业中后视镜的光学组合件的背景中将特别有用，但是对于具有被点亮特征的其它组合件而言的其它背景中也是有用的，例如在工业、建筑、农用车辆、住宅和商业照明，以及其它机器或设备中也是有用的。图1示出包括壳体51和反射镜52的汽车后视镜组合件50的一个示例，该反射镜具有被点亮特征53，即采用根据本发明的光学组合件的被点亮的转向信号特征。图2示出用于照亮图1中光学组合件的转向信号特征54的光学组合件55的基本部件。光学组合件55包括反射器57、具有光源59的电路板58以及盖60。典型的光源将包括一个或多个LED。图3中示出汽车后视镜组合件50的另一示例，但是该图中所示的被点亮特征53是盲点检测显示(“BSDD”)56。图4类似地示出用于BSSD特征的光学组合件55的基本部件。根据本发明的被点亮特征53将包括各种不同的特征，而不仅仅是如本申请中所示的转向信号特征54和BSDD特征56。其它类型的被点亮特征53可包括停车辅助特征，以及其它警告信号和视觉指示符。

如上所述，汽车后视镜必须向驾驶员提供某些视觉信息，同时不会对驾驶员或乘客或者附近行驶的其它车辆中的人造成干扰。图5和图6用于解释说明在设计光学组合件55和设计某些类型的被点亮特征53时可以考虑的发光要求和其它考虑的类型。

图5示出与转向信号被点亮特征相关的这些问题。如图所示，汽车70包括后视镜组合件50。图5示出在特别影响车辆的驾驶员和乘客的某些最大发光区71中，被点亮特征和汽车后视镜组合件需要满足某些最大发光要求，以确保被点亮特征(在这种情况下是转向信号特征)总体上不会损害或干扰车辆的驾驶员和乘客。类似地，在某些最小发光区72中，被点亮特征需要满足某些最小发光要求，以确保对包括相邻车道中的驾驶员在内的其它驾驶员的可见性。

图6示出所关注的可能与BSDD特征有冲突的发光要求类型。利用被点亮的BSDD特征，将存在亮区73，其中被点亮特征应当满足某些最小发光要求，以确保驾驶员能够看到该特征并且确保该特征对驾驶员有用。类似地，在BSDD应用中也将存在暗区74，其中在这些区域中，被点亮特征应该相对暗，以便不干扰或损害其它车辆的驾驶员的可见性。

发明人发明了通过使用选择性金属化工艺制造的具有选择性反射的光学组合件来针对并解决上述难题的改进的光学组合件。图7a、图7b和图7c示出在用于被点亮的BSDD特征的光学组合件的反射器的一系列视图中由选择性金属化所实现的选择性反射。图7a是从驾驶员视角的角度看去的反射器57的等轴测视图。图7b是同一反射器57的平面视图，示出当直视时反射器将如何显现。图7c是从在道路上相邻车道上的车辆中的观察者的角度看去的同一反射器57的等轴测视图。如图中可以看出的那样，反射器的内表面96包含小面80，这些小面用于引导和管理来自光学组合件的光源的光。关于小面的附加信息在美国专利US8,708,536中描述。反射器表面的一些区域是金属化区域81，这意味着在这些区域中反射金属材料被施加到反射器。反射器表面的其它区域是非金属化区域82，其中反射性金属不施加到反射器。如果反射器由暗材料制成，则非金属化区域保持为暗并且反射性最小。该选择性反射提供管理光学组合件内的光的改进方式。

所使用的金属化工艺可以是任何合适的金属化工艺，例如真空沉积工艺。真空沉积是用于在固体表面上沉积材料层的一系列工艺。这些工艺在远低于大气压的压力(真空)下操作，并且沉积层的厚度可从一个原子至高达几毫米。热蒸发是薄膜沉积的常用方法。源材料在真空中蒸发，真空允许蒸汽颗粒直接行进到目标对象(基底)，在那里蒸汽颗粒冷凝回到固态。真空沉积工艺的一个示例可包括：聚碳酸酯基底(没有底涂层)；接着进行铝真空金属化；进一步接着是腔室内面涂层(in-chamber top coat)。作为另一个示例，该工艺可包括：ABS基底；搪瓷底涂层；铝真空金属化；随后是搪瓷面涂层。在本发明的范围内也可以使用其它金属化工艺。

当将其应用于具有浅的小面的薄反射器时，根据本公开的选择性金属化是特别有益的。这种薄反射器是有益的，因为它们提供较轻的重量和较小的形状因子，从而减小汽车反射镜的整体尺寸和重量。对于具有浅的小面的薄反射器而言，变得更难以控制任何反射光的方向并管理杂散光，但是利用本公开的选择性金属化工艺，杂散光的量显著减少。这已经被发现是特别有效的，并且选择性金属化对于深度小于10毫米的薄反射器尤其有效，并且对于深度小于7毫米的反射器更是如此。

此外，通过在汽车后视镜反射器中使用选择性反射，可以减少薄反射器中固有的光控制问题，而无需借助于其它光控制元件，诸如光控制遮板，这些光控制元件会增加反射器封装的深度。由于不再需要这些附加元件，这减少了获得期望的光图案所需的部件数量和总体的反射器深度。更少的部件意味着更低的成本，并且这提供了商业优势。并且不需要在反射器和外部透明层之间添加光控制遮板，因此反射器甚至可直接密封到透明层。选择性反射的另一个益处是采用选择性反射的光学组合件或反射器需要更少的塑料部件或多次注入，并且在反射器的内表面上可能需要更少或更简单的小面化处理(faceting)。

在图8a、图8b和图8c中示出在不同的被点亮特征中的选择性反射的另一个示例，其提供用于在汽车上的左手侧后视镜组合件中的被点亮的转向信号特征的反射器57的一系列视图。图8a是反射器57的等轴测视图，因为它将从驾驶员视角的角度来定位。图8b是同一反射器57的平面图，示出当直视时它将如何定位。图8c是从在道路上相邻车道上的车辆中的观察者的角度看去的同一反射器57的等轴测视图。如图中所示，用于转向信号特征的反射器57包括用于光射出光学组合件并照亮转向信号特征的孔85。选择性金属化被用于金属化反射器57的某些表面并且仅使得这些表面具有反射性，从而当转向信号特征由驾驶员观察或者被直视(如图8a和图8b中那样)时，转向信号对于驾驶员而言仅最低限度地可见以便不会干扰或扰乱驾驶员。但是，应用金属化以使得当转向信号特征被相邻车道中的驾驶员看到时，被点亮特征将更亮并且对于那些驾驶员而言是容易可见的。这在图8c中示出，其是在该系列附图中金属化可见且示出反射器位置的唯一附图。图9是图8中反射器57的等轴测放大图，示出反射器57中孔85的金属化区域81的更近的视图。

为了实现这种选择性反射，在光学组合件的制造期间使用掩模90以选择性地金属化光学组合件的反射器或其它部件，产生金属化区域和非金属化区域。掩模90的示例如图10所示，图10是用于制造图8中的光学器件的反射器57和掩模90的分解等轴测视图。如图10中所示，掩模90具有突起91，当掩模在制造期间与反射器57配合时，使得突起91覆盖形成孔85的反射器表面的部分，而不覆盖其它部分。在制造期间的金属化工艺期间，这些部分成为金属化区域81。

图11a和图11b示出掩模99的另一个实施例，并且还示出制造用于BSDD被点亮特征的反射器95的方法，反射器95包括具有多个小面97的内表面96和反射材料层98，反射材料层98施加到内表面96上的所有表面积的一部分。更具体地，示出一次性地选择性金属化两个反射器95的方法。创建掩模99，该掩模选择性地覆盖每个反射器95的某些被覆盖的表面区域100，被覆盖的表面区域是不应被金属化的那些表面区域。掩模99在图11a中示出。在将掩模99放置在每个反射器95上之后，然后使暴露的表面区域101金属化，例如通过使用真空金属化或物理气相沉积来使暴露的表面区域101金属化，但是在所选择的基底表面区域上选择性地设置反射涂层或材料的任何手段都落在本公开的范围内。例如，在其它实施例(未示出)中，反射层95可通过粘合剂施加到相应选定的反射器基底表面区域。

如图11b中所示，一对反射器95被注塑成型，两个反射器95中的每一个通过来自流道的延伸部103支撑在流道102上。在制造期间，并且具体地，在将反射性材料98施加到内表面96期间(即，在金属化期间)，掩模99被装配在反射器95上。用于每个反射器基底的相应的单独掩模通过连接桥104固定到另一个掩模。并且每个掩模99通过多个夹持件105可释放地保持在其相应的反射器95上，夹持件105从掩模周边上的间隔开的位置延伸然后围绕反射器延伸。夹持件105是柔性的，因此可以弯曲，以便将掩模固定到反射器95，或者在将反射性材料98施加到所选择的暴露表面区域101之后将掩模从反射器95释放。

在一个实施例中，反射器95通过注射成型非反射性材料(诸如黑色塑料，诸如ABS(Acrylonitrile butadiene styrene，丙烯腈丁二烯苯乙烯)或PC(聚碳酸酯)材料)形成。但是在其它实施例中，形成基底的任何手段都在本公开的范围内。例如，可以使用其它材料，诸如木材或金属，并且产生期望的表面区域的其它方法，诸如通过机械加工或通过雕刻来产生期望的表面区域的其它方法也在本公开的范围内。在所示的实施例中，各个表面区域构成相对于反射器基底的纵向轴线以各种角度延伸的小面，从而产生各种可能的光反射方向。为了允许在一些方向但不是所有方向上的光反射，只有选择的表面区域具有施加的反射性材料的层。

在BSDD应用中，例如，部署选择性金属化以实现高水平的显示亮度和可接受的外观，包括在驾驶员的视角(例如40°至75°)的方向上的均匀性，同时显著地衰减显示器在相邻车道角度(例如120°或更高)处的亮度。选择性金属化结合以非反射性材料(通常为黑色热塑性塑料，诸如如ABS或PC)注射成型的反射器来工作。

选择性金属化工艺涉及对给定反射器和光源的光学能力和反射能力的分析。识别光源和反射器形状以及适于具体应用和被点亮特征的期望的发光特性。反射器的覆盖表面区域和暴露表面区域必须被识别为将成为反射器的金属化区域和非金属化区域的那些表面区域。可以设计和在适于反射器的金属化工艺期间使用掩模。选择用于金属化层的材料，并且将金属化层施加到反射器，从而使反射器的一些区域金属化，而不使其它区域金属化。

图12a、图12b和图12c是示出在光学组合件中的选择性反射和选择性金属化的益处的一系列图示。图12a示出光学组合件的反射器57，其中不存在衰减，或者至少不存在对组合件内的光的方向的显著操纵或管理，并且产生大量的杂散光。在图12a中，参照电路板58上的光源59示出反射器57。以实线表示沿期望方向110行进的光线，而以虚线示出以不期望方向111行进的光线，即杂散光。

图12b示出与图12a中相同的反射器57，其中添加了光控膜65以改善光管理和效率，这减少了沿不期望方向111逸出的光。

图12c示出根据本发明的改进，包括用于相同被点亮特征的反射器57，但是采用选择性反射和选择性金属化来管理光，并且其中光控膜不是必需的。选择性金属化表面在图12c中用附图标记106表示以对该构思进行说明。

虽然本文已经以被认为是最实用和优选的实施例描述了本发明，但是应当理解的是，本发明并不意旨限于上述具体实施例。相反，应当认识到，在不脱离本发明的精神或意图的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行变型，因此本发明被认为包括所附权利要求主题和本发明描述的所有合理等同物。

Claims (20)

1.一种汽车后视镜组合件，包括：

壳体；

安装在所述壳体内的反射镜；和

安装在所述反射镜后面用于照亮被点亮特征的光学组合件，所述光学组合件包括：

在所述组合件内的光源；和

反射器，所述反射器具有内表面，该内表面包括用于管理光方向的多个小面；和

选择性地施加到反射器内表面的反射层。

2.根据权利要求1所述的汽车后视镜组合件，其中选择性地施加到反射器内表面的反射层包括金属化区域和非金属化区域。

3.根据权利要求2所述的汽车后视镜组合件，其中所述反射层是通过选择性金属化来施加的。

4.根据权利要求1所述的汽车后视镜组合件，其中所述被点亮特征是被点亮的转向信号。

5.根据权利要求1所述的汽车后视镜组合件，其中所述被点亮特征是盲点检测显示。

6.根据权利要求1所述的汽车后视镜组合件，其中所述反射器的深度小于10毫米。

7.根据权利要求1所述的汽车后视镜组合件，其中所述反射器的深度小于7毫米。

8.一种用于照亮汽车后视镜组合件中的被点亮特征的光学组合件，包括：

反射器，所述反射器具有内表面；

光源，其将光发射到所述反射器的所述内表面内；

反射器的内表面包括用于管理发射到反射器内的光线以使杂散光最小化的装置；和

其中所述内表面选择性地反射以提供期望的光控制，从而产生用于观察所述被点亮特征的期望的暗区和亮区。

9.根据权利要求8所述的光学组合件，其中所述内表面包括反射层，该反射层是选择性地施加的并包括金属化区域和非金属化区域。

10.根据权利要求9所述的光学组合件，其中所述反射层是通过选择性金属化来施加的。

11.根据权利要求8所述的光学组合件，其中所述被点亮特征是被点亮的转向信号。

12.根据权利要求8所述的光学组合件，其中所述被点亮特征是盲点检测显示。

13.根据权利要求8所述的光学组合件，其中所述反射器的深度小于10毫米。

14.根据权利要求8所述的光学组合件，其中所述反射器的深度小于7毫米。

15.根据权利要求12所述的光学组合件，其中所述反射器的深度小于7毫米。

16.一种制造用于汽车后视镜组合件的光学组合件的方法，所述光学组合件包括具有多个小面的反射器，所述方法包括以下步骤：

识别光源和反射器形状以为汽车后视镜组合件中的被点亮特征提供期望的发光；

识别反射器的小面以应用反射层，以在暗区和亮区中提供被点亮特征的期望的发光；

准备掩模组合件以选择性地覆盖小面并暴露将接收反射层的其它小面；

使用金属化工艺来施加反射层；

其中所述方法产生反射器的金属化区域和非金属化区域以便提供期望的发光而无需使用其它光控制元件。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括提供支撑在流道上以接收所述反射层的一对反射器。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述掩模固定到所述一对反射器。

19.根据权利要求16所述的方法，其中所述反射器的深度小于10毫米。

20.根据权利要求16所述的方法，其中所述反射器的深度小于7毫米。