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Die Erfindung betrifft einen Rückspiegel für ein Fahrzeug mit einem Gehäuse und einem Spiegelelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Gattungsgemäße Rückspiegel sind aus dem Fahrzeugbau seit langem bekannt und weisen ein Spiegelelement zur Beobachtung des nachfolgenden Verkehrs und ein Gehäuse zur Befestigung des Spiegelelements am Fahrzeug auf. Am Spiegelelement ist dabei eine Reflektorschicht, beispielsweise eine aufgedampfte Metallschicht, vorhanden, an der das von hinten einfallende Licht zumindest teilweise reflektiert wird, um die notwendige Beobachtung des nachfolgenden Verkehrs zu ermöglichen. Dabei ergibt sich im Straßenverkehr das Problem, dass es beim Einsatz von Scheinwerfern am nachfolgenden Fahrzeug zu einer unerwünschten Blendwirkung kommen kann. Denn das helle Scheinwerferlicht wird am Rückspiegel reflektiert und bewirkt, insbesondere nachts, eine verkehrsgefährdende Blendwirkung im Auge des Fahrers.
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Zur Lösung dieses Problems wurden Rückspiegel vorgeschlagen, deren Reflexionsgrad verändert werden kann. Bei den bekannten Rückspiegeln wird dazu vor der Reflektorschicht eine elektrochrome Abdunklungsschicht vorgesehen, die bei Anlegen eines elektrischen Steuersignals abgedunkelt werden kann. Da das von hinten auf das Spiegelelement einfallende Licht zweimal die elektrochromatisch abdunkelbare Abdunklungsschicht durchläuft, wird die Blendwirkung entsprechend verringert.
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Ein Beispiel für eine derartige Lösung mit einer Abdunkelungsschicht zeigt die Schrift
US 2004/0075920 A1 . Zu diesem Zwecke sind zwischen einer vorderen Glasschicht und einer rückseitigen Spiegelschicht drei weitere zunächst transparente Schichten eingefügt. Hierbei bildet die am Glas anliegende Schicht eine erste Elektrode und die Spiegelschicht zugleich die zweite Elektrode. Zwischen den beiden Elektroden ist auf der Spiegelschicht eine für Wasserstoff-Ionen durchlässige Isolierschicht angeordnet und zwischen der Isolierschicht und der ersten Elektrode eine Farbschicht. Durch einen molekularen Transport der Wasserstoff-Ionen zwischen der Farbschicht und der Spiegelschicht aufgrund des Anlegens oder Entfernens einer Spannung erfolgt eine bläuliche Tönung der Farbschicht und somit eine Abdunkelung des Spiegels.
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In Abwandlung hierzu zeigt die Schrift
US 2007/0076288 A1 einen Spiegel, bei dem zwischen der transparenten Elektrode und der Farbschicht eine durchsichtige Ionen-Speicherschicht angeordnet ist. Insofern entfällt für die Spiegelschicht die Aufgabe, die Wasserstoff-Ionen bereitzustellen.
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Ein vergleichbares Wirkprinzip zeigt die Schrift
US 4,712,879 A mit einer doppelten Anordnung der Elektroden-Schichten und Farbschichten. Hierdurch soll insbesondere die Reaktionsgeschwindigkeit hinsichtlich der Abdunkelung verbessert werden.
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Eine ansonsten charakteristisch auftretende Farbveränderung in Richtung Blau oder Braun soll mit einer Lösung gemäß
US 2007/0183066 A1 vermieden werden. Zu diesem Zwecke werden spezifische Schichtfolgen eingesetzt, um die zwischen liegende Farbschicht gezielt abdunkeln zu können, ohne dass eine merkliche Verfärbung in Erscheinung tritt.
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Nachteilig an diesen bekannten Rückspiegeln mit veränderbarem Reflexionsgrad ist es, dass die Herstellung der elektrochromatischen Abdunklungsschicht relativ kostenaufwendig ist. Außerdem ergibt sich durch die Ergänzung der elektrochromatischen Abdunklungsschicht ein relativ komplexer Schichtaufbau des Spiegelelements, da das Spiegelelement regelmäßig zumindest vier Schichten, nämlich ein Deckglas, die dahinter liegende elektrochromatische Abdunklungsschicht, die Reflektorschicht und eine dahinter liegende Rückscheibe, aufweisen muss.
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Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen neuen Rückspiegel mit veränderbarem Reflexionsgrad vorzuschlagen, der einen einfacheren Aufbau aufweist und kostengünstiger hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rückspiegel nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Kern des erfindungsgemäßen Rückspiegels ist eine neuartige Reflektorschicht, die elektrisch ansteuerbar ist. Durch das Anlegen eines elektrischen Steuersignals kann dabei der Reflexionsgrad des Spiegelelements verändert werden. Im Ergebnis gelingt es dadurch, dass die unerwünschte Blendwirkung, beispielsweise durch das Scheinwerferlicht nachfolgender Fahrzeuge, durch geeignete Verringerung des Reflexionsgrads am Spiegelelement vermieden wird. Bei normalen Beleuchtungsverhältnissen, beispielsweise bei Tageslicht, kann der Reflexionsgrad des Spiegelelements dann wieder so weit erhöht werden, dass der nachfolgende Verkehr problemlos vom Fahrer beobachtet werden kann. Da die zur Vermeidung der Blendwirkung notwendige Abdunklung des Rückspiegels nicht mehr durch eine elektrochromatische Abdunklungsschicht bewirkt werden muss, ergibt sich ein entsprechend einfacherer Aufbau des Spiegelelements, da die Anpassung des Reflexionsgrads des Rückspiegels durch die Anpassung des Reflexionsgrads der Reflektorschicht selbst bewirkt wird und somit die Abdunklungsschicht entsprechend entfallen kann.
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Bei modernen Rückspiegeln, insbesondere Innenrückspiegeln, ist vielfach im Gehäuse hinter der Reflektorschicht des Spiegelelements zusätzlich noch eine Anzeigeeinrichtung angeordnet, mit der Lichtsignale angezeigt werden können. Beispielsweise sind Rückspiegel mit Kompass bekannt, wobei die jeweils der Fahrtrichtung entsprechende Himmelsrichtung von der Anzeigeeinrichtung hinter der Reflektorschicht angezeigt wird. Bei den bekannten Rückspiegeln ergibt sich dabei das Problem, dass aufgrund der von der elektrochromatischen Abdunklungsschicht verursachten Abdunklung des Rückspiegels eine sehr hohe Lichtleistung notwendig ist, damit die Lichtsignale der Anzeigeeinrichtung vom Fahrer durch die teiltransparente Reflektorschicht und die davor liegende elektrochromatische Abdunklungsschicht hindurch überhaupt noch erkannt werden können Die von den Anzeigeeinrichtungen erzeugte Lichtleistung liegt dabei üblicherweise drei- bis fünffach höher, als wenn die Anzeigeeinrichtung hinter einem völlig transparenten Abdeckelement angeordnet wäre. Anzeigeeinrichtungen mit entsprechend hoher Lichtleistung sind relativ teuer und weisen zudem den Nachteil auf, dass viel unerwünschte Abwärme entsteht, die nur schwer aus dem geschlossenen Gehäuse des Rückspiegels abgeführt werden kann. Außerdem kann es bei der Überlagerung des Spiegelbilds mit den von der Anzeigeeinrichtung abgegebenen Lichtsignalen aufgrund der hohen Lichtleistung der Lichtsignale zu unerwünschten optischen Effekten kommen. Insbesondere beim Einbau einer solchen Anzeigeeinrichtung hinter der Reflektorschicht ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn die Abdunklung des Rückspiegels nicht durch eine elektrochromatische Abdunklungseinrichtung, sondern durch die Änderung des Reflexionsgrads des Spiegelelements in erfindungsgemäßer Weise erfolgt. Da die Lichttransmission durch die Reflektorschicht aufgrund der fehlenden elektrochromatischen Abdunklungsschicht um bis zu 70 Prozent höher liegt, kann die Lichtleistung der Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der Lichtsignale für den Fahrerentsprechend abgesenkt werden, so dass einfachere und damit kostengünstigere Anzeigeeinrichtungen verwendbar sind und zudem die anfallende Abwärme im Rückspiegel verringert wird.
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Die optischen Eigenschaften der Reflektorschicht des Spiegelelements werden im Hinblick auf die Funktion maßgeblich vom Reflexionsgrad und vom Transparenzgrad bestimmt. Der Reflexionsgrad kennzeichnet dabei die Eigenschaften der Reflektorschicht dahingehend, welcher Anteil des einfallenden Lichts an der Reflexionsschicht zurückgeworfen, d. h. reflektiert, wird. Der Transparenzgrad dagegen charakterisiert die Eigenschaften der Reflexionsschicht, welcher Anteil des von vorne bzw. hinten einfallenden Lichts durch die Reflektorschicht durchtreten kann. Im Hinblick auf die Anordnung einer Anzeigeeinrichtung hinter der Reflektorschicht ist es deshalb besonders vorteilhaft, wenn auch der Transparenzgrad der Reflektorschicht durch Anlegen des elektrischen Steuersignals veränderbar ist. Abhängig von den Beleuchtungsrandbedingungen kann somit dafür gesorgt werden, dass durch Erhöhung bzw. durch Absenkung des Transparenzgrads ein entsprechend höherer bzw. niedrigerer Anteil des von der Anzeigeeinrichtung abgestrahlten Lichtsignals durchtreten und vom Fahrer wahrgenommen werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Reflexionsgrad einerseits und der Transparenzgrad andererseits durch Anlegen des elektrischen Steuersignals gegenläufig verändert werden. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass bei steigendem Reflexionsgrad der Transparenzgrad sinkt, wohingegen bei sinkendem Reflexionsgrad gegenläufig der Transparenzgrad der Reflektorschicht steigt.
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Die Bauart des Spiegelelements mit der elektrisch ansteuerbaren Reflektorschicht ist grundsätzlich beliebig. Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird die Reflektorschicht im Wesentlichen von einer Metall-Wasserstoff-Schicht gebildet, deren Reflexionsgrad und/oder Transparenzgrad durch Anlegen des elektrischen Steuersignals veränderbar ist. Die Veränderung des Reflexionsgrads bzw. des Transparenzgrads kann dabei insbesondere durch Wasserstoffabsorption bewirkt werden.
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Soweit eine Metall-Wasserstoff-Schicht als Reflektorschicht dient, sollte diese Metall-Wasserstoff-Schicht bevorzugt Magnesium und/oder Nickel enthalten. Insbesondere haben sich Magnesium-Nickel-Legierungen für die Herstellung entsprechend elektrisch ansteuerbarer Reflektorschichten bewährt.
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Alternativ zur Verwendung einer Magnesium-Nickel-Legierung können für die Herstellung der Metall-Wasserstoff-Schichten auch 3d-Übergangsmetalle, insbesondere Titan, Mangan, Eisen oder Kobalt verwendet werden.
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Um die Metall-Wasserstoff-Schicht gegen Oxidation und Wasserstoffdissoziation zu schützen, kann über der Metall-Wasserstoff-Schicht eine Deckschicht vorgesehen werden. Diese Deckschicht kann dabei bevorzugt aus Palladium oder Platin bestehen.
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Außerdem ist es zum Schutz der Reflektorschicht vorteilhaft, wenn diese zwischen einer transparenten Deckscheibe und einer hinteren Rückscheibe angeordnet sind.
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Um das elektrisch ansteuerbare Reflektorelement kostengünstig herstellen zu können, kann auf einen geeigneten Träger, beispielsweise die Rückscheibe des Spiegelelements, die Reflektorschicht durch Sputtern eines Substrats aufgetragen werden.
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Soll die elektrische Ansteuerung der Reflektorschicht auch zur Abdunklung des Rückspiegels in Abhängigkeit der Umgebungsbeleuchtung dienen, ist es besonders vorteilhaft, wenn der Rückspiegel ein lichtempfindliches Sensorelement zur Ermittlung der externen Lichtquellen umfasst. Der Reflexionsgrad des Spiegelelements einerseits und/oder der Transparenzgrad des Spiegelelements andererseits kann dann von einer Steuereinrichtung abhängig vom Sensorsignal des Sensorelements verändert werden.
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Soweit ein Sensorelement zur Ermittlung der Lichtstärke externer Lichtquellen am Rückspiegel vorgesehen ist, kann dieses Sensorsignal des Sensorelements auch zur Veränderung der Leuchtleistung der Anzeigeeinrichtung des Rückspiegels Verwendung finden, um die Leuchtleistung damit auf die jeweiligen Umgebungsrandbedingungen anpassen zu können.
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Die erfindungsgemäße Verwendung eines elektrisch ansteuerbaren Spiegelelements, dessen Reflektorschicht in ihrem Reflexionsgrad durch ein elektrisches Steuersignal verändert werden kann, ist sowohl zum Bau von Innenrückspiegeln als auch zur Herstellung von Außenrückspiegeln grundsätzlich geeignet.
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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird nachfolgend beispielhaft erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen schematisch dargestellten Innenrückspiegel mit Anzeigeeinrichtung zur Anzeige der gefahrenen Himmelsrichtung in Ansicht von hinten;
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2 den Innenrückspiegel gemäß 1 bei gebrochen dargestelltem Spiegelelement;
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3 einen schematischen Querschnitt des Spiegelelements gemäß der Schnittlinie I-I aus 2;
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4 eine schematische Darstellung zur Änderung des Reflexionsgrads und des Transparenzgrads des Spiegelelements gemäß
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3 bei Veränderung der Signalstärke des elektrischen Steuersignals.
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1 zeigt einen Innenrückspiegel 01 mit einem Gehäuse 02 und einem Spiegelelement 03 zur Beobachtung des nachfolgenden Verkehrs. In das Gehäuse 02 des Innenrückspiegels 01 ist außerdem ein Lichtsensor 04 eingebaut, mit dem die Umgebungsleuchtstärke aus Richtung des nachfolgenden Verkehrs detektiert werden kann, um abhängig von der jeweiligen Beleuchtungsstärke eine Abdunklung des Spiegelelements 03 bewirken zu können. Außerdem ist der Innenrückspiegel 01 mit einem Kompass und mit einem Temperaturfühler ausgestattet, so dass dem Fahrer die jeweils gefahrene Himmelsrichtung und die aktuelle Außentemperatur durch das Spiegelelement 03 hindurch angezeigt werden kann. Im dargestellten Beispiel fährt das Fahrzeug gerade Richtung Westen und es herrscht eine Außentemperatur von 15°C.
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In 2 ist der Rückspiegel 01 mit aufgebrochenem Spiegelelement 03 dargestellt. Man erkennt, dass im Gehäuse 02 hinter dem Spiegelelement 03 eine Anzeigeeinrichtung 05 angeordnet ist. Die Lichtsignale der Anzeigeeinrichtung 05 zur Anzeige der Himmelsrichtung und der Außentemperatur müssen also von der Innenseite des Gehäuses 02 aus durch das zumindest halbtransparente Spiegelelement 03 durchstrahlen, damit die entsprechenden Informationen vom Fahrer abgelesen werden können.
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3 zeigt das Spiegelelement 03 in einem schematisierten Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I. Zur Verbesserung der Erkennbarkeit sind die Schichtdicken der einzelnen Schichten des Spiegelelements 03 dabei nicht maßstäblich gezeichnet. Kern des Spiegelelements 03 ist eine Reflektorschicht 06, die durch Sputtern eines geeigneten Substrats auf eine Rückscheibe 07 hergestellt ist. Die Reflektorschicht 06 besteht dabei aus einer Metall-Wasserstoff-Schicht, wobei die Metallphase aus einer Magnesium-Nickel-Legierung besteht. Zum Schutz der Reflektorschicht 06 vor Oxidation und Wasserstoffdissertation ist vor der Reflektorschicht 06 eine Deckschicht 08 aus Palladium vorgesehen. Die Schichtdicken der Reflektorschicht 06 und der Deckschicht 08 sind in Realität sehr viel geringer und betragen üblicherweise nur wenige Mikrometer. Auf der zum Fahrer gerichteten Vorderseite des Spiegelelements 03 wird die Deckschicht 08 wiederum von einer transparenten Deckscheibe 09 abgedeckt.
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Die optischen Eigenschaften der Reflektorschicht 06 sind durch Anlegen einer elektrischen Steuerspannung veränderbar, so dass der Reflexionsgrad, d. h. der Anteil des an der Reflektorschicht 06 reflektierten Lichts 10, und der Transparenzgrad, d. h. der Anteil des durch die Reflektorschicht 06 von hinten durchtretenden Lichts 11, abhängig vom Sensorsignal des Lichtsensors 04 veränderbar ist.
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Das Diagramm gemäß 4 stellt dabei die Änderung des Reflexionsgrads R und des Transparenzgrads T in Abhängigkeit von der Signalstärke des elektrischen Steuersignals V dar. Durch Änderung des Spannungsniveaus der Steuerspannung ändern sich die optischen Eigenschaften des Spiegelelements, nämlich der Transparenzgrad und der Reflexionsgrad der Reflektorschicht 06 jeweils gegenläufig. Die Signalverläufe gemäß 4 sind dabei lediglich schematisch zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Innenrückspiegel
- 02
- Gehäuse
- 03
- Spiegelelement
- 04
- Lichtsensor
- 05
- Anzeigeeinrichtung
- 06
- Reflektorschicht
- 07
- Rückscheibe
- 08
- Deckschicht
- 09
- Deckscheibe
- 10
- Reflektiertes Licht
- 11
- Durchscheinendes Licht
