CN201004090Y - 防闪光的反射装置及透射装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及防闪光的反射装置和透射装置，所述装置包括：第一电极层；光透明的第二电极层；在第一和第二电极层之间夹入的二向色材料，当所述第一电极层和所述第二电极层处于第一电偏置状态时，所述二向色材料呈现较高的光吸收，当所述第一电极层和所述第二电极层处于不同于所述第一电偏置状态的第二电偏置状态时，所述二向色材料呈现较低的光吸收，其中，所述二向色材料在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换的转换时间小于0.1秒；以及耦合到所述第一电极层和所述第二电极层的控制电路。
Description
技术领域
本申请涉及用于包括太阳镜、机动车后视镜及侧视镜的多种应用的防闪光镜。
背景技术
许多机动车用镜都包括玻璃衬底、在所述衬底上镀的金属膜以及形成于所述金属膜之上的介电保护膜，并且根据具体的应用要求，所述镜具有不同数值的较高的光反射率。因此，例如当太阳在车辆的后面发光或者夜间后面的车头灯发光时，基于这种设计的后视镜或侧视镜引起的反射眩光会使车辆驾驶员暂时看不见。这种反射眩光会使驾驶员感到不适，并且还可能导致出现危险的驾驶状况。
为了减轻所述反射眩光，已经发展了多种降低眩光的镜子并已将其投入市场。一些设计可以将反射从高反射率转换为低反射率，以降低眩光。多种液晶材料也被用于产生变化的反射率。例如，参照第3,614,210号和第4,696,548号美国专利。但是，多种基于液晶的镜在制造过程中会受到某些限制，并且还没有实现大量的商用生产。电致变色层材料已被用于防闪光镜组件，并且已经投入商业生产。在第6,023,364号美国专利中描述了采用电致变色层材料的防闪光镜的一个示例。
发明内容
本申请特别公开了这种装置，其包括：第一电极层；光透明的第二电极层；在第一和第二电极层之间夹入的二向色材料，当第一和第二电极层处于第一电偏置状态时，所述二向色材料呈现较高的光吸收，当第一和第二电极层处于不同于第一电偏置状态的第二电偏置状态时，所述二向色材料呈现较低的光吸收；以及耦合到第一和第二电极层的控制电路，用于控制第一和第二电极层之间的电偏置，进而控制所述二向色材料的光吸收。这种装置可以用于构建诸如防闪光镜的光反射装置和诸如眼镜的光透射装置。所述二向色材料可以被选择为能够在小于0.1秒内，在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换。
在一种实施方案中，提供防一种闪光镜，包括：反射光的金属层；光透明的导电层；在金属层和导电层之间夹入的二向色层，当采用附加的电控制时，所述二向色层具有较高的光吸收，当不采用附加的电控制时，所述二向色层具有较低的光吸收；以及耦合到金属层和导电层的控制电路，用于对二向色材料施加电控制。所述二向色材料可以在小于0.1秒内，在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换。
在另一种实施方案中，提供一种防闪光镜，包括：反射光的金属层；光透明的导电层；在金属层和导电层之间夹入的二向色层，在采用或者不采用外部的电控制时，二向色层具有较高的光吸收，在施加或者关闭电控制电压时，二向色层具有较低的光吸收；以及耦合到金属层和导电层的控制，用于对二向色材料施加电控制。所述二向色材料可以在小于0.1秒内，在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换。
在另一种实施方案中，提供一种防闪光镜，包括：至少部分光透明的第一电极层；至少部分光透明的第二电极层，在第一电极层和第二电极层之间夹入的二向色材料，当第一和第二电极层处于第一电偏置状态时，二向色材料呈现较高的光吸收，当第一和第二电极层处于不同于第一电偏置状态的第二电偏置状态时，二向色材料呈现较低的光吸收；耦合到第一和第二电极层的控制电路，用于控制第一和第二电极层之间的电偏置，进而控制二向色材料的光吸收；以及被设置为用来接收通过第一电极、第二电极以及二向色材料的光并将接收到的光反射回去的反射层。二向色材料可以被选择为能够在小于0.1秒内，在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换。
在附图、具体实施方式以及权利要求书中将较详细地描述这些以及其它的实施方案。
附图说明
图1示出了采用电控制的二向色混合层的防闪光镜的夹层结构，所述二向色混合层响应于施加在其上的电压而改变光吸收。
具体实施方式
本发明人认识到电致变色层材料中的光密度恢复时间往往较长，例如大于几秒。这种较低的响应会潜在地给驾驶员带来由所述反射眩光造成的危险状况。此外，在采用电致变色层材料的某些防闪光镜中，电致变色层材料的光谱响应会导致具有电致变色层材料的变暗的镜子呈现绿色。反射图像呈绿色的色调是不自然的，并且是不希望出现的。防闪光镜需要快速的响应时间和呈现自然灰度级外观的图像。
本申请描述了采用光吸收材料的防闪光镜的多种实施方案，其中所述光吸收材料具有响应于电控制信号的可调节的吸收。在一种实施方案中，一种防闪光镜包括在高反射金属表面和透明传导的前电极之间夹入的二向色材料膜或二向色混合材料膜。当光线以垂直于所述材料的伸长的分子轴的方向通过时，所述二向色材料或二向色混合材料具有较低的吸收，当光线沿着分子的长轴方向传播时，所述二向色材料或二向色混合材料具有较高的吸收。通过施加电场，较低的吸收状态可以转换到较高的吸收状态，反之亦然。按照适当配方制造的二向色材料或二向色混合材料在较高的吸收状态和较低的吸收状态之间转换时，可以具有相对较快的转换速度，例如，小于0.1秒。此外，这种材料的吸收对波长不敏感，因此对于可见光波长的光具有基本上同等的吸收。所述二向色材料或二向色混合材料的这种宽带的光谱吸收，在变暗的镜子反射中产生了自然的外观。可以采用多种二向色材料或二向色混合材料。具有二向色材料或二向色混合材料的镜子可以有利地用作后视镜或侧视镜，所述后视镜或侧视镜能够具有较快的响应时间，例如，小于十分之一秒，并且能够在防止眩光状态和防止非眩光状态形成自然灰度级的黑白图像。如果需要，可以采用二向色染料以在所述防闪光镜的反射中特意地产生期望的色调。当所述镜被暗化时，可以采用不同的二向色染料来实现不同的色调。
图1示出了采用二向色材料或二向色混合材料的防闪光镜的示例。层1是背衬底，并且可以由不透明材料或透明材料构成。层2是作为镜的电控制机构的一部分的金属涂层，其可以是部分反射光或全部反射光的。层3是与二向色混合材料层4交界的电介质涂层。二向色混合材料层4响应于电控制信号(例如控制电压)以改变其光吸收，从而改变所述镜的反射程度。用于二向色混合材料层4的适当的材料的例子包括二向色染料，例如蒽醌染料。更多的具体的例子包括德国Nematel生产的二向色染料AG1、AR1以及AB3。在二向色混合材料层4的另一面提供第二电介质涂层5，以使得层4夹在两个电介质层3和5之间。在电介质层5的顶部，采用透明的电极涂层6(例如ITO)以作为所述镜的电控制机构的一部分。将所述电控制信号施加到电极涂层6和2，以控制和改变二向色混合材料层4上的电压。此外，可以将前透明衬底7(例如玻璃衬底)放置在电极层6的顶部。电控制电路可以包括由入射光和电源10控制的电开关9，所述电控制电路电连接到电极2和6以提供电控制信号。电开关9可以通过采用光传感器的多种光敏开关来实现，并且触发开关操作的阈值光强可以由基于采用所述防闪光镜的应用中的特殊的要求的设计来设定。可以将一个或多个光探测器作为开关9的一部分，并且可以例如安装在金属涂层2的后部以测量入射光。在某些实施方案中，电源10可以是2-11V之间的可调的交流电源。
在实际操作中，光通过前透明衬底7入射到图1中的镜子，穿过二向色混合材料层4并且被反射，从而再次穿过二向色混合材料层4。当所述镜接收的入射光达到或者超过光敏开关9的阈值光强时，金属层2和前电极6之间的交流电源被打开(或者对于不同的二向色材料被关闭)，以使二向色层4工作在较高吸收状态，以减少反射光。否则，二向色层4被设置成较低吸收状态。二向色层4中的吸收由控制电压来调节和控制。可以利用这种调节来为不同的驾驶员提供不同的舒适的视觉条件。
图1中的镜子可以进一步被配置成包括由LCD或LED构成的显示窗口，以显示不同的信息，例如转向信号，指南针以及温度。
在具体实施中，可以对用于二向色层4的材料进行选择，以便在层4上不施加电压时，达到较低的吸收状态。可选地，图1中的镜子还可以采用在所述控制电压关闭时具有较高的光吸收，而在所述控制电压打开时具有较低的光吸收的二向色材料或二向色混合材料。
可以将图1中的防闪光镜的夹层结构进行改进，以构建诸如防闪光眼镜和太阳镜的防闪光的透射器件。在一种防闪光的透射器件中，背衬底1和背部电极层2由透明材料构成，因而光可以通过整个结构。这种结构可用于多种应用中并且可以是例如太阳镜结构。小型电池可以用作电源10，从而采用这种设计的眼镜和太阳镜是轻便而小型的。
在可选择的实施方案中，金属层2可以用作光反射表面，同时将附加的透明电极层放置在金属层2和二向色混合材料层4之间，以便将二向色混合材料层4放置在所述附加的透明电极层和透明的电极层6之间。然后，在两层透明电极层之间施加控制电压。
总的来说，在此仅描述了几种实施方案。但是应该理解可以对其进行多种变化和改进。
Claims (20)
1.一种防闪光的反射装置，其特征在于，包括：
第一电极层；
光透明的第二电极层；
二向色材料，其夹入于所述第一电极层和所述第二电极层之间，当所述第一电极层和所述第二电极层处于第一电偏置状态时，所述二向色材料呈现较高的光吸收，当所述第一电极层和所述第二电极层处于不同于所述第一电偏置状态的第二电偏置状态时，所述二向色材料呈现较低的光吸收，其中，所述二向色材料在较高的光吸收和较低的光吸收之间转换的转换时间小于0.1秒；以及
控制电路，耦合到所述第一电极层和所述第二电极层。
2.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述控制电路进一步包括传感器，当所述镜接收的光大于阈值强度时，所述传感器导致所述第一电偏置状态被采用，当所述镜接收的光小于阈值强度时，所述传感器导致所述第二电偏置状态被采用。
3.如权利要求2所述的防闪光的反射装置，其特征在于，所述传感器包括安装在所述第一电极层后面以测量入射光的一个或多个光探测器。
4.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述第二电极层由ITO构成。
5.如权利要求4所述的防闪光的反射装置，其特征在于，进一步包括在所述ITO层和所述二向色材料之间的附加的电介质层。
6.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述二向色材料包括二向色液晶混合物。
7.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述二向色材料包括二向色染料。
8.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述第一电极层是至少部分反射光的。
9.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于，所述第一电偏置状态是将电压施加到所述二向色材料的状态，以及所述第二电偏置状态是未将电压施加到所述二向色材料的状态。
10.如权利要求1所述的防闪光的反射装置，其特征在于，所述第二偏置状态是将电压施加到所述二向色材料的状态，以及所述第一电偏置状态是未将电压施加到所述二向色材料的状态。
11.一种防闪光的透射装置，其特征在于，包括：
光透明的第一电极层；
光透明的第二电极层；
二向色材料，其夹入于所述第一电极层和所述第二电极层之间，当所述第一电极层和所述第二电极层处于第一电偏置状态时，所述二向色材料呈现较高的光吸收，当所述第一电极层和所述第二电极层处于不同于所述第一电偏置状态的第二电偏置状态时，所述二向色材料呈现较低的光吸收；以及
控制电路，耦合到所述第一电极层和所述第二电极层。
12.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于所述控制电路进一步包括传感器，当所述镜接收的光大于阈值强度时，所述传感器导致所述第一电偏置状态被采用，当所述镜接收的光小于阈值强度时，所述传感器导致所述第二电偏置状态被采用。
13.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于所述第一电极层和所述第二电极层由ITO构成。
14.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于所述二向色材料包括二向色液晶混合物。
15.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于所述二向色材料包括二向色染料。
16.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于，所述第一电偏置状态是将电压施加到所述二向色材料的状态，以及所述第二电偏置状态是未将电压施加到所述二向色材料的状态。
17.如权利要求11所述的防闪光的透射装置，其特征在于，所述二向色材料用于在小于0.1秒内，在所述较高的光吸收和所述较低的光吸收之间转换。
18.一种防闪光的反射装置，其特征在于，包括：
至少部分透明的第一电极层以及至少部分透明的第二电极层；
二向色材料，其夹入于所述第一电极层和所述第二电极层之间，当所述第一电极层和所述第二电极层处于第一电偏置状态时，所述二向色材料呈现较高的光吸收，当所述第一电极层和所述第二电极层处于不同于所述第一电偏置状态的第二电偏置状态时，所述二向色材料呈现较低的光吸收；
控制电路，耦合到所述第一电极层和所述第二电极层；以及
反射层，其被设置为接收通过所述第一电极、所述第二电极以及所述二向色材料的光，并将所接收的光反射回去。
19.如权利要求18所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述二向色材料用于在小于0.1秒内，在所述较高的光吸收和所述较低的光吸收之间转换。
20.如权利要求18所述的防闪光的反射装置，其特征在于所述二向色材料包括二向色染料。
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