DE19631409A1

DE19631409A1 - Baugruppe mit veränderbarer Transmission und Reflexbeschichtung

Info

Publication number: DE19631409A1
Application number: DE1996131409
Authority: DE
Inventors: Juergen Dipl Ing Heinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Heinz Juergen Dipl-Ing 91541 Rothenburg De
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 1998-02-12

Description

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine verspiegelte Glas baugruppe mit variabler Transmission bzw. Reflexion, welche besonders für den Einsatz bei Kraftfahrzeugrückblicksystemen, insbesondere in Kombination mit Displays und Sensoren, und bei Verglasungen von Kraftfahrzeugen und Gebäuden vorteilhaft ist.

Es sind zur Reduzierung der Blendwirkung durch Scheinwerfer nachfolgender Kraftfahrzeuge automatisch abblendbare Rückblick spiegelsysteme bekannt. Diese weisen in der Regel zwei Licht sensoren auf und erkennen aus der Differenz der auf den nach vorne (21) und auf den nach hinten (20) blickenden Sensor ein fallenden Lichtintensität den Blendzustand. Über ein elektri sches Feld wird dann eine Herabsetzung des Reflexionsgrades vom Spiegelglas (29) ausgelöst.

Zur Veränderung des Reflexionsgrades sind Polarisationssysteme auf Flüssigkristallbasis (LC) und Absorbtionssysteme auf elek trochromatischer Basis (EC, z. B. Wolframoxyd-Gel) bekannt. In Fig. 1 ist das derzeit gebräuchlichste EC-System dargestellt. Dabei befindet sich zwischen zwei mit einer transparenten, elektrisch leitfähigen Indium-Zinn-Schicht (IT) oder Indium- Zinn-Oxyd-Schicht (ITO) (2, 4) beschichteten transparenten Trä germaterialien, vorzugsweise Gläsern, (1, 5) eine EC-Schicht (3) . Fig. 2 zeigt ein optimiertes System. Zur Reduzierung von Geisterbildern ist hier die Verspiegelung (9) nicht auf der so genannten vierten Oberfläche, also hinter dem Glas (5) sondern auf der sogenannten dritten Oberfläche und damit zwischen Glas und EC-Schicht, in diesem Beispiel zwischen der IT-Schicht (4) und dem Glas (5), aufgebracht. Fig. 3 zeigt ein LC-System mit den Gläsern (1) und (5), den IT-Schichten (2) und (4), der LC-Schicht (7) sowie der nicht transparenten Verspiegelung (9). Im Unterschied zu den EC-Systemen, bei denen bei Ansteuerung durch ein elektrisches Feld eine Absorbtion in der EC-Schicht statt findet, ist hier bei den LC-Systemen noch der Einsatz von linear polarisierenden Filterschichten (6) und (8) erforder lich, da das LC-Medium lediglich die Polarisationsrichtung zwischen horizontal und vertikal drehen kann. Eine Transmissi onsreduzierung und damit eine Verdunklung tritt nur ein, wenn die Polarisationsrichtung des Lichtes nach der LC-Schicht nicht identisch mit der des nachgeschalteten linearen Polarisations filters ist. Die Verspiegelung (9) besteht nach dem Stand der Technik aus einer nichttransparenten Beschichtung auf Silber- oder Chrombasis. Damit erreichen EC-Systeme einen Reflexions grad im Hell- bzw. Dunkelzustand von etwa 70% bzw. 8%. LC-Sys teme können aufgrund der linearen Polarisationsfilter, die physikalisch bedingt maximal 50% Transmission aufweisen, nur einen Reflexionsgrad von maximal etwa 45% erzielen. Fig. 4 zeigt ein LC-System, bei dem im Gegensatz zum System nach Fig. 3 die Reflexionsschicht (9) zur Verringerung von Geister bildern vor dem Glas (5) auf der sogenannten dritten Oberfläche angeordnet ist.

Fahrzeugrückblickspiegel eignen sich aufgrund ihrer optisch günstigen Einbaulage zur Integration von Displays. Bei solchen Systemen wird beispielsweise die Uhrzeit oder die Himmelsrich tung (Kompaßfunktion) angezeigt. Dazu wird, wie in Fig. 5 und Fig. 13 gezeigt, im Bereich (26) der Anzeige die Verspiegelung (9) ausgespart. Das Display selbst ist in der Regel ein eigenständiges Flüssigkristalldisplay-Modul (10), das hinter dem Glas (5) angebracht ist.

Nachteilig bei Systemen nach dem Stand der Technik ist, daß durch das für einen Sensor oder ein Display notwendige Aus sparen (26, 27) der Verspiegelung im Display- bzw. Sensor bereich der Spiegel seiner ureigentlichen Aufgabe der Reflexion nicht mehr gerecht werden kann. Das im Spiegel sichtbare Reflexionsbild ist durch die Fläche (26, 27) des Displays bzw. Sensors unterbrochen. Fig. 13.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht nun, wie in Fig. 14 gezeigt, das Display so anzubringen, daß das Display im abge schalteten Zustand die spiegelnde Eigenschaft des automatisch abdunkelbaren Rückblicksystems an keiner Stelle beeinflußt und sowohl bei Tag als auch Nacht eine kontrastreiche Anzeige er möglicht. Bei hinter der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe (25) angeordneten Sensoren, wie beispielsweise der rückwärtige Lichtsensor (20), stellt sich, wie in Fig. 14 gezeigt, der gleiche positive Effekt des von außen nicht Erkennbarseins ein.

Idealerweise wird hierzu erfindungsgemäß die Reflexionsschicht (9) als semitransparente Reflexschicht (11, 13) ausgeführt. Besonders vorteilhaft erweist sich:hierbei die Ausführung als Interferenzverspiegelung (11) mit nichtlinearer Transmission und nichtlinearer Reflexion. Wie in Fig. 6 gezeigt, ist dabei beispielsweise im unteren Wellenlängenbereich die Reflexion we sentlich höher und im oberen Wellenlängenbereich wesentlich niedriger als die Transmission. Eine solche Verspiegelung ist beispielsweise durch ein dünnes Schichtsystem auf Basis von Titanoxyden, Siliziumoxyden, und bzw. oder Eisenoxyden aufge baut. Durch Variation des Schichtmaterials und der Schicht dicken bzw. Schichtenanzahl kann nun das gewünschte Reflexions- bzw. Transmissionsverhalten und auch der Farbeindruck der Reflexionsschicht eingestellt werden. Ist beispielsweise das Display als rotes LED-Display ausgeführt, so ist im Wellen längenbereich von 630 nm eine hohe Transmission, im Wellenlän genbereich unterhalb von 600 nm eine hohe Reflexion zu realisie ren. Dabei ist es möglich, für das Spektrum des Displays eine Transmission von über 50% bei einer Gesamtreflexion nach DIN unter Normlicht A von ebenfalls über 50% zu erzielen. Um uner wünschte Transmissionen zu verhindern, ist wie in Fig. 7 das System in dem vom Display nicht genutzten Bereich rückseitig mit einer weiteren nicht transparenten Schicht (12) wie vor zugsweise schwarzem Lack oder Emaille zu versehen.

Stehen Displays mit einer hohen Lichtintensität zur Verfügung und/oder genügt ein geringerer Gesamtreflexionsgrad nach DIN, so kann die semitransparente Reflexionsschicht auch durch eine dünne Verspiegelung, beispielsweise auf Chrom- oder Silberbasis realisiert werden. Eine solche Verspiegelung (13) weist in der Regel, wie in Fig. 8 gezeigt, eine lineare Transmissions- und Reflexionskennlinie auf. Dabei liegt die Transmission wellen längenunabhängig deutlich unter der Reflexion. Auch hier ist ein prinzipieller Aufbau wie in Fig. 7 gezeigt möglich.

Um ein LED-Display im abgeschalteten Zustand hinter einer semi transparenten Verspiegelung (11) bzw. (13) nicht erkennen zu können, ist es vorteilhaft, zwischen der Verspiegelung und dem Display (14) eine zusätzliche Filterschicht (15) mit nicht linearer Transmissionskennlinie anzuordnen. Fig. 9 zeigt einige solcher farbselektiven Transmissionskurven. Solche Filter (15) ermöglichen eine engere Transmissionsbandbreite als dies durch eine Interferenzverspiegelung (11) möglich ist. Aber auch bei einer semitransparenten Verspiegelung (13) mit linearer Trans missionskurve ermöglichen sie eine Optimierung des Gesamt systems. Eine optionale zusätzliche zirkular polarisierende Filterschicht (16) zwischen Glas (5) und Display (14) verhin dert unerwünschte Reflexionen am Display durch von außen auf das System einstrahlendes Licht und verbessert somit den opti schen Gesamteindruck des Systems, indem es das Display im abge schalteten Zustand von außen nicht sichtbar werden läßt. Idea lerweise sind diese beiden Filter (15) und (16) in einem zirku lar polarisierenden Filter (17) mit nichtlinearer Transmissi onskennlinie kombiniert.

Soll das Display nur aus einem bestimmten Winkel ablesbar sein, um beispielsweise Informationen nur für den Fahrer bereit zu stellen, die vom Beifahrersitz aus nicht einsehbar sind, so kann zusätzlich zwischen dem Glas (5) und dem Display (10) ein Lichtleitfilm (18) angeordnet werden. Dieser in Fig. 10 ge zeigte Lichtleitfilm weist beispielsweise dünne absorbierende Lamellen (19) auf, die in dem gewünschten Blickwinkel ange stellt sind.

Werden, wie aus der LC-Displaytechnik bekannt, die transparen ten elektrisch leitfähigen Schichten (2) und (4) in Segmenten ausgeführt und segmentweise kontaktiert, so ist auch bei einer Verspiegelung (9) nach Stand der Technik eine Displayanzeige möglich. Dies geschieht dann bei Tagbetrieb durch Abdunkeln bzw. bei Abblendbetrieb durch Aufhellen der relevanten Seg mente. Damit ergibt sich bei Tag eine dunkle Darstellung auf hellem Grund bzw. bei Nacht eine inverse helle Darstellung auf dunklem Grund. Nachteilig ist hier insbesondere bei Nacht der geringe Kontrast. Hier benötigt die helle Darstellung eine zu sätzliche Beleuchtung durch Umgebungslicht wie beispielsweise von nachfolgenden Fahrzeugen. Vorteilhafterweise kann erfin dungsgemäß mit einer semitransparenten Verspiegelung (11) oder (13) und einer Hintergrundbeleuchtung des Displays eine Kon trasterhöhung erzielt werden. Somit ist dann eine gute Lesbar keit der aktiven Anzeige bei Tag- und Nachtbetrieb möglich und das Display ist im abgeschalteten Zustand von außen verborgen und mindert die Gesamtreflexionsfläche des Fahrzeugrückblick systems nicht.

Mit dem erfindungsgemäßen System ist es nun möglich, automa tisch abdunkelbare Fahrzeugrückblicksysteme aufzubauen, in denen ein Display hinter dem Spiegelglas so integriert ist, daß das Display im abgeschalteten Zustand nicht erkennbar ist und die Reflexionsfläche des Systems nicht verringert oder stört. Solche Anzeigen können beispielsweise im Fahrzeuginnenspiegel Taxameter-Informationen wie Fahrpreis, Tarif, Taxen-Nummer etc. oder im Innen- und/oder Außenspiegel Abstandsanzeigen für Park assistenzsysteme oder im Außenspiegel Warnhinweise von soge nannten Blind-Spot-Detection Systemen oder auch Fahrtrichtungs anzeigen sein. Vorteilhafterweise können solche Displaysysteme auch als Multifunktionsdisplay mit BUS-Schnittstelle ausgeführt sein. Selbstverständlich ermöglicht das erfindungsgemäße System auch die, wie in Fig. 11 und Fig. 12 gezeigt, von außen nicht sichtbare Anbringung des zur Steuerung des EC- bzw. LC-Systems notwendigen rückwärtigen Lichtsensors (20) hinter der Glas baugruppe (25). In Fig. 12 ist auch der nach vorne durch eine Öffnung im Gehäuse (22) des Rückblicksystems wirkende Umge bungslichtsensor (21) sowie die Ansteuerelektronik (23) für die Steuerung der Transmission der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe (25) und die Elektronik (24) für das Display (10) gezeigt. Dabei kann eine Dimmung des Displays (10) mit Informationen über die Umgebungshelligkeit bzw. den Reflexionszustand gesteuert werden. Über ein Photoelement bzw. eine Solarzelle (28) kann eine Energieversorgung von Komponenten des Spiegels erfolgen.

Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäßen Glasbaugruppe stellen Schattierungssysteme dar. Dabei kann dann die semi transparente Reflexionsschicht so ausgeführt werden, daß die Reflexion im Infrarotbereich hoch und im Bereich des sichtbaren Lichtes gering ist. Durch das integrierte, in seiner Transmis sion variable Schichtsystem kann dann die Transmission des sichtbaren Lichtes gesteuert werden. Die erfindungsgemäße Glas baugruppe kann so beispielsweise in der Büroverglasung oder bei Kraftfahrzeugsonnendächern vorteilhaft eingesetzt werden.

Claims

1. Baugruppe mit mindestens zwei transparenten Trägerschichten, vorzugsweise Glas, mindestens einer Reflexionsbeschichtung und einem in seiner Transmission veränderbarem Schichtsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Baugruppe bzw. Glasbaugruppe mindestens eine semitransparente Verspiegelung aufweist.

2. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das in seiner Transmission veränderbare Schicht system aus einem Elektrochromatischen System besteht.

3. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das in seiner Transmission veränderbare Schicht system aus einem Flüssigkristallsystem besteht.

4. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die semitransparente Verspiegelung auf der vierten Oberfläche befindet.

5. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die semitransparente Verspiegelung auf der dritten Oberfläche befindet.

6. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ersten und/oder zweiten Oberfläche eine zusätzliche Verspiegelung aufgebracht ist.

7. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die semitransparente Ver spiegelung als Interferenzverspiegelung ausgeführt ist.

8. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die semitransparente Ver spiegelung als semitransparente Chromverspiegelung ausgeführt ist.

9. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die semitransparente Ver spiegelung als semitransparente Silberverspiegelung ausgeführt ist.

10. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die semi transparente Verspiegelung eine nichtlineare Transmissions- und Reflexionskennlinie ausweist.

11. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die semi transparente Verspiegelung im Bereich des sichtbaren Licht spektrums eine weitgehend lineare Transmissions- und Reflexionskennlinie aufweist.

12. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der semitransparenten Verspiegelung eine lichtabsorbierende Maske aufgebracht ist.

13. Erfindungsgemäßes System nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Maske Aussparungen für mindestens ein Display und/oder mindestens einen Sensor und/oder mindestens ein Photo element aufweist.

14. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske aus dunklem Lack und/oder Emaille besteht.

15. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der semitransparenten Verspiegelung eine farbselektive Filter schicht mit nichtlinearer Transmissionskennlinie angeordnet ist.

16. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der semitransparenten Verspiegelung eine zirkular polarisierende Filterschicht angeordnet ist.

17. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der semitransparenten Verspiegelung eine zirkular polarisierende und farbselektierende Filterschicht angeordnet ist.

18. Erfindungsgemäßes System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß hinter der semitransparenten Verspiegelung eine Schicht, beispielsweise in Form eines Lichtleitfilms mit dünnen absorbierenden Lamellen, aufgebracht ist, welche eine Blickwinkelselektivität bei einem dahinter angeordneten Display bewirkt.

19. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 18 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden elektrisch leitfähigen Schichten des in seiner Transmission steuerbaren EC- oder LC- Schichtsystems so segmentiert sind, das durch eine geeignete Verschaltung der Segmente eine Displaydarstellung mit heller Schrift auf dunklem Grund bzw. dunkler Schrift auf hellem Grund möglich ist.

20. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 19 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß hinter der semitransparenten Reflexionsschicht mindestens eine Lichtquelle zur Hinterleuchtung oder Beleuch tung angeordnet ist.

21. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 20 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß hinter der semitransparenten Reflexionsschicht mindestens ein LED-Display angeordnet ist.

22. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 20 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß hinter der semitransparenten Reflexionsschicht mindestens ein Flüssigkristall-Display angeordnet ist.

23. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 22 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß das System in einem Fahrzeuginnenrückblickspiegel integriert ist und das Display nach mindestens einem der An sprüche 19 bis 22 Taxameterinformationen anzeigen kann.

24. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 22 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß das System in einem Fahrzeugrückblickspiegel integriert ist und das Display nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 22 Parkassistance-Informationen wie beispiels weise Abstandsinformationen und/oder Fahrtrichtungsanzeigen und/oder Warnhinweise wie beispielsweise Meldungen eines Blind- Spot-Detection Systems anzeigen kann.

25. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 22 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß das System in einem Fahrzeugrückblickspiegel integriert ist und das Display nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 22 als Multifunktionsdisplay mit BUS-Schnitt stelle ausgeführt ist.

26. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 18 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß der zur Transmissionssteuerung des Systems erfor derliche rückwärtige Lichtsensor hinter dem System in einer Ausführung insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 18 angeordnet ist.

27. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 18 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß mindestens ein Photoelement hinter dem System in einer Ausführung insbesondere nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 18 angeordnet ist.

28. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 19 bis 25 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß die Leuchtstärke der mindestens einen Anzeige und/oder der Hinterleuchtung(en) mindestens einer Anzeige in Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit und/oder des Abdunkel zustandes der in ihrer Transmission veränderbaren Schicht und/oder des Zustandes des Fahrlichtes dimmbar ist.

29. Verwendung des durch mindestens einen der Ansprüche 1 bis 18 gekennzeichneten erfindungsgemäßen Systems, dadurch gekenn zeichnet, daß das System in der Gebäudeverglasung oder Kraftfahrzeugverglasung eingesetzt wird und mindestens eine hohe Reflexion im Infrarotbereich aufweist.