DE3744312C2 - Mehrschichtrückspiegel - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Mehrschichtrückspiegel, und insbesondere
einen Mehrschicht-Oberflächenrückspiegel mit besseren Eigen
schaften im Hinblick auf Blendfreiheit und Sichtigkeit.
Der Mehrschichtrückspiegel nach der Erfindung
ist nützlich bei Anwendungen, wie z. B. bei Rückspiegeln
für Kraftfahrzeuge oder Spiegeln mit einer konvexen
Oberfläche, die verwendet werden, um Fahrzeugfahrer über
Gefährdungen bei der nach vorne liegenden Straße zu
warnen.
Herkömmliche Spiegel, wie z. B. Rückspiegel für Kraft
fahrzeuge, bestehen im allgemeinen aus einem Glasträger,
der auf seiner Rückseite mit einem Metall, wie Aluminium
oder Chrom beschichtet ist, welches wiederum mit einer
Schutzschicht überzogen ist.
Zurückreflektierende Mehrschichtspiegel sind kürzlich auf
den Markt gekommen. Solche Spiegel bestehen aus einem
Glasträger, auf dessen Rückseite eine dielektrische
Mehrfachschicht aufgebracht ist, welche mit einer
schwarzen, lichtabsorbierenden Beschichtung überzogen
ist. Es sind auch Mehrschicht-Oberflächenspiegel
vorgeschlagen worden, die aus einem Glasträger bestehen,
auf dessen Vorderseite eine dielektrische
Mehrfachschicht aufgebracht ist und auf dessen Rückseite
eine schwarze, lichtabsorbierende Schicht vorhanden ist.
Bei einem Spiegel der erstgenannten Art, von dem ein
Beispiel in der ungeprüften, veröffentlichten,
japanischen Patentanmeldung Nr. 144504/1982 offenbart
ist, ist die dielektrische Mehrfachbeschichtung aus fünf
abwechselnden Schicht aus TiO₂ und SiO₂ mit einer
optischen Dicke von λ/4 oder 3 λ/4 zusammengesetzt, oder
aus einer Kombination solcher Schichten. Ein anderes
Beispiel eines zurückreflektierenden Mehrschichtspiegels
ist in der ungeprüften, veröffentlichten, japanischen
Patentanmeldung Nr. 98405/1985 offenbart, welche
dielektrische Mehrfachschichten mit vier abwechselnden
Schichten aus TiO₂ und SiO₂ beschreibt, von denen jeder
eine optische Dicke von n λ/4 aufweist, wobei n eine
ungerade Zahl ist. Bei einem Beispiel eines oberflächen
reflektierenden Spiegels der zweiten Art wird eine
dreischichtige dielektrische Beschichtung aus
TiO₂-SiO₂-TiO₂ verwendet, wobei jede Schicht eine
optische Dicke von λ/4 aufweist. Es wird angenommen, daß
im Handel erhältliche Produkte dieser Art eines Spiegels
in der Bundesrepublik Deutschland hergestellt worden
sind.
Aus der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 53-110541 ist
ein Mehrschichtrückspiegel mit 5 Schichten einer optischen
Schichtdicke λ/4, die über einer Schicht mit einer
optischen Dicke von λ/2 angeordnet sind, bekannt, wobei
die Schichten abwechselnd hohe und niedrige Brechungs
indizes aufweisen. Der Schichtaufbau ist so ausgelegt, daß
über den gesamten sichtbaren Wellenlängenbereich von
etwa 380 bis 700 nm eine gleichmäßige Aufteilung des
transmittierten und reflektierten Lichts zu jeweils 50%
erfolgt.
Aus der japanischen Patentanmeldung 57-144504 ist ein
Kraftfahrzeugrückspiegel bekannt, bei dem eine Vielzahl
von Schichten der optischen Schichtdicke λ/4 oder 3 λ/4
auf der
Rückseite eines durchscheinenden Substrats angeordnet
sind, wobei anschließend an den Schichtstapel eine
schwarze Abschlußschicht vorgesehen ist. Die Schichten
des Dünnschichtstapels weisen wieder abwechselnd hohe und
niedrige Brechungsindizes auf.
Die oben beschriebenen Spiegel nach dem Stand der Technik
weisen spektrale Reflexionskennlinien auf, wie sie in
Fig. 4 dargestellt sind, wobei sich die Kurve (a) auf
einen Aluminiumspiegel bezieht. Wie die Kurve (a) zeigt,
weist der Aluminiumspiegel ein großes Reflexionsvermögen
(80 bis 90%) und eine flache Reflexionskennlinie
auf, wobei beide nicht von der Wellenlänge abhängen. Wenn dieser
Aluminiumspiegel als ein Rückspiegel bei einem Kraft
fahrzeug verwendet wird, bewirkt er eine starke Refle
xion des Lichtflusses von den Scheinwerfern eines fol
genden Fahrzeugs, was zu einer Augenermüdung wegen der
durch das reflektierte Licht hervorgerufenen Blendung
führt.
Die spektrale Reflexionskennlinie des Chromspiegels
nach dem Stand der Technik ist mit der Kurve (b) in Fig.
4 dargestellt. Die Kurve (b) zeigt, daß der Chromspiegel
ein niederes Reflexionsvermögen (38 bis 50%) und ein
gewisses Maß von Blendfreiheit, verglichen mit dem Alu
miniumspiegel höheren Reflexionsvermögens aufweist. Je
doch ist die Blendfreiheitseigenschaft des Chromspiegels
nicht so groß, wie es wegen der flachen spektralen Kenn
linie des Spiegels zu erwarten gewesen wäre. Ferner ist
die Sichtigkeit bei dem Chromspiegel ziemlich schlecht.
Die zurückreflektierenden Spiegel mit dielektrischen
Mehrfachschichten, die in den ungeprüften, veröffent
lichten, japanischen Patentanmeldungen 144504/1982
und 98405/1985 offenbart sind, weisen spektrale Re
flektionskennlinien auf, wie sie durch die Kurve (c) bzw.
(d) in Fig. 4 gezeigt sind. Diese spektralen Reflexions
kennlinien sind jenen eines im Handel erhältlichen, zu
rückreflektierenden Mehrschichtspiegel ähnlich, der
durch die Kurve (e) in Fig. 4 dargestellt ist. Im all
gemeinen sind das Sichtvermögen bei diesen Spiegeln und
ihre Blendfreiheit aus den gleichen Gründen nicht zu
friedenstellend, die weiter unten im Hinblick auf im
Handel erhältliche Mehrschichtspiegel mit reflektieren
der Oberfläche angegeben sind. Ferner erzeugen diese
Spiegel vom zurückreflektierenden Typ Reflexionen von
der Vorderfläche des Glases, und die sich ergebende
Bildüberlappung verschlechtert die Auflösung.
Ein bekannter, im Handel erhältlicher Mehrschichtspiegel
mit reflektierender Oberfläche besteht aus einem
Glasträger, auf dessen Vorderseite eine dreischichtige
Beschichtung (TiO₂-SiO₂-TiO₂) und auf dessen Rückseite
eine lichtabsorbierende Beschichtung ausgebildet wird.
Die optische Dicke einer jeden Schicht der Beschichtung
beträgt λ/4. Dieser dreischichtige Spiegel besitzt eine
Reflexionskennlinie, wie sie durch die Kurve (e) in
Fig. 4 gezeigt ist. Das Reflexionsvermögen des Spiegels
beträgt 48% und erfüllt die Reflexionsforderung, die in
JIS (Japanische Industrienorm) D 5705 "Fahrzeugspiegel
system" für ein minimales Reflexionsvermögen von 38%
für den Chromspiegel angegeben ist. Wie sich aber ohne
weiteres aus der Kurve (e) in Fig. 4 ergibt, weist das
Reflexionsvermögen dieses Spiegels im Bereich von
430-550 nm eine Spitze auf und fällt scharf zu längeren
Bereichen bis zu 700 nm ab, wodurch bewirkt wird, daß
der Spiegel bläuliches Licht reflektiert. Somit ist der
von dem Spiegel gelieferte Farbausgleich derart gestört,
daß rot besonders schwierig zu erkennen ist. Somit ist
das Sichtvermögen bei diesem Spiegel beeinträchtigt.
Das spektrale, photometrische Strahlungsäquivalent
V′(λ) des menschlichen Auges, die spektrale
Energiekennlinie P(λ) eines Scheinwerfers eines
Kraftfahrzeugs und das Produkt aus P(λ)×V′(λ) sind
durch drei unterschiedliche Kurven in Fig. 5
dargestellt. Wie diese Kurven zeigen, ist das Ansprechen
des Auges eines Fahrers auf die Scheinwerfer eines dicht
folgenden Fahrzeuges bei Nacht bei Wellenlängen zwischen
480 und 550 nm am größten. Da dieser Bereich mit dem
Bereich zusammenfällt, wo die Spitze der spektralen
Reflexionskurve (e) in Fig. 4 auftritt, ist das
Vermögen bei im Handel erhältlichen Dreischichtspiegeln
und anderen herkömmlichen Spiegeln mit reflektierender
Oberfläche das Blenden durch Scheinwerfer eines
folgenden Fahrzeugs bei Nacht zu verhindern, nicht so
groß wie erwünscht.
Eine Zielsetzung der Erfindung besteht deshalb darin,
die vorgenannten Schwierigkeiten bei Spiegeln nach dem
Stand der Technik, insbesondere bei Spiegeln mit einer
Mehrschichtoberfläche zu lösen und einen Mehrschicht
spiegel zu schaffen, der verbesserte Eigenschaften im
Hinblick auf Blendfreiheit und Sichtvermögen aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch einen Mehr
schichtrückspiegel gemäß Anspruch 1.
Die Erfinder führten verschiedene Untersuchungen in
bezug auf die Zusammensetzung einer dielektrischen
Mehrschichtbeschichtung durch, die auf der Vorderseite
eines transparenten Glas- oder Kunststoffträgers
ausgebildet werden sollte, dessen Rückseite mit einer
lichtabsorbierenden Schicht versehen werden sollte, so
daß ein mehrschichtiger Spiegel mit reflektierender
Oberfläche hergestellt wird. Die bevorzugte,
dielektrische Mehrschichtbeschichtung, die schließlich
von den Erfindern hergestellt wurde, bestand aus drei
bis sechs dielektrischen Schichten mit abwechselnd
unterschiedlichen Brechungsindizes, die aufeinander
aufgeschichtet sind, wobei wenigstens eine dieser
aufgeschichteten, dielektrischen Schichten eine optische
Dicke von λ₀/2 (λ₀ ist die Wellenlänge des Lichts,
welches als Bezug für Konstruktionszwecke verwendet wird
und vorzugsweise in dem Bereich von 500 bis 580 nm bei
einem Einfallswinkel von 0° liegt), und wobei jede der
übrigen dielektrischen Schichten eine optische Dicke von
λ₀/4 aufweist. Die Erfinder fanden heraus, daß eine
dielektrische Mehrschichtbeschichtung dieser
Zusammensetzung ein größeres Maß an Blendfreiheit
aufweist, da die Reflexion im Bereich von 480 bis 550 nm
verringert wurde, wobei Dunkelanpassung das menschliche Auge eine
hohe Empfindlichkeit aufweist. Es wurde auch herausgefunden, daß diese
mehrschichtige dielektrische Beschichtung ein
verbessertes Sichtvermögen ergab, da das
Reflexionsvermögen in den Bereichen von 430 bis 480 nm
und 580 bis 750 nm erhöht wurde, in denen das
menschliche Auge weniger empfindlich als in der
Farbe Grün ist. Die vorliegende Erfindung wurde auf
Grundlage dieser Kenntnisse entwickelt bzw.
durchgeführt.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1, 2 und 3 jeweils einen Satz von Schnittdarstel
lungen in vergrößertem Maßstab des wesentlichen Teils
der Mehrschichtspiegel mit reflektierender Oberfläche
gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der spektralen
Reflexionskennlinien von verschiedenen Arten von Re
flektionsspiegeln nach dem Stand der Technik,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der spektralen Ener
giekennlinie eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs,
des spektralen, photometrischen Strahlungsäquivalents in
bezug auf die Dunkelanpassung des menschlichen Auges und
des Produkts dieser zwei Parameter, nämlich die spektra
le Energiekennlinie des Scheinwerfers eines Kraftfahr
zeugs, wie sie von dem menschlichen Auge wahrgenommen
wird,
Fig. 6 bis 16 spektrale Reflexionskennlinien von Re
flektionsspiegeln gemäß verschiedener Ausführungsformen
der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen unter wei
terer Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert.
Wie bereits erörtert wurde, ist die dielektrische Mehr
schichtbeschichtung bei dem Mehrschichtspiegel nach der
Erfindung aus drei bis sechs dielektrischen Schichten in
einer aufgeschichteten Beziehung mit abwechselnd unter
schiedlichen Brechungsindizes zusammengesetzt. Bei einer
besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die di
elektrische Beschichtung aus Schichten aus einem Mate
rial mit einem großen Brechungsindex (1,9 bis 2,4), welche
mit Schichten aus einem Material mit einem niedrigen
Brechungsindex (1,3 bis 1,8) abwechseln, wobei bevorzugt eine
Gesamtzahl von 3 bis 5 Schichten vorgesehen ist. Jede der
Schichten aus dem Material mit großem Brechungsindex ist
aus einem oder mehreren Materialien mit einem großen
Brechungsindex gebildet, und jede der Schichten aus
einem Material mit geringem Brechungsindex ist eben
falls aus einem oder mehreren Materialien mit niederem
Brechungsindex gebildet. Beispielshafte Materialien
mit hohem Brechungsindex umfassen Oxide wie TiO₂, Ta₂O₅,
ZrO₂, CeO₂, HFO₂ und La₂O₃, Sulfide wie ZnS und
Mischungen davon. Beispielhafte Materialien mit
niedrigem Brechungsindex umfassen MgF₂, SiO₂, CeF₃ und
Al₂O₃ und Mischungen davon.
Bezüglich der Dicke der dielektrischen Schichten, aus
der die dielektrische Mehrschichtbeschichtung herge
stellt ist, ist es für den Zweck der Erfindung wesent
lich, daß wenistens eine der dielektrischen Schichten
eine optische Dicke von λ₀/2 aufweist, wobei jede der
übrigen Schichten eine optische Dicke von λ₀/4 besitzt.
Wenn Schichten aus einem Material mit einem großen Bre
chungsindex mit Schichten aus einem Material mit einem
niedrigen Brechungsindex derart abwechseln, daß jede der
Schichten eine optische Dicke von λ₀/4 aufweist,
wechselwirkt das von einer Grenzschicht zwischen Schich
ten reflektierte Licht mit Licht, welches von einer an
deren Grenzschicht reflektiert wird, und der sich erge
bende Verstärkungseffekt erzeugt spektrale Reflexions
kennlinien, bei denen eine maximale Reflexion von λ₀
auftritt. Wenn andererseits abwechselnde Schichten mit
individuellen optischen Dicken von λ₀/4 bei einer
Schicht mit einer optischen Dicke von λ₀/2
zwischengeschoben werden, werden spektrale Reflexions
kennlinien erhalten, bei denen das Reflexionsvermögen
bei oder nahe bei λ₀ vergleichsweise geringer als die
Werte bei kürzeren und längeren Wellenlängenbereichen
ist.
Bei der gewerblichen Herstellung von Mehrschichtrück
spiegeln nach der Erfindung sollte die Dicke der Schich
ten bei der dielektrischen Mehrschichtbeschichtung, die
idealerweise eine optische Dicke von λ₀/4 aufweisen
sollten, innerhalb des Toleranzbereiches von λ₀/4×0,8 bis
λ₀/4×1,2 kontrolliert bzw. gehalten werden, und die
Schichten, die idealerweise eine optische Dicke von
λ₀/2 aufweisen, sollten in dem Toleranzbereich von λ₀/2×0,8
bis λ₀/2×1,2 kontrolliert bzw. überwacht werden. Die
einzelnen dielektrischen Schichten können mit verschie
denen Verfahren hergestellt werden, wobei physikalische
Beschichtungstechniken, wie Aufdampfen, Aufstäuben und
Ionenbeschichtung, chemische Dampfniederschlagstechni
ken (CVD) und Dünnschichttechniken, wie z. B. eine, bei
der eine organische Beschichtungslösung verwendet wird,
umfaßt werden.
Die folgenden sind besonders bevorzugte Schichtaufbauten
für die mehrschichtige, dielektrische Beschichtung,
welche auf der Vorderseite eines transparenten Trägers
bei dem Mehrschichtrückspiegel nach der Erfindung gebildet
wird.
- I. Wenn die mehrschichtige dielektrische Beschich
tung aus drei Schichten zusammengesetzt ist:
- (i) transparenter Träger - 2H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht
- (ii) transparenter Träger - H-Schicht - L- Schicht - 2H-Schicht
- II. Wenn die mehrschichtige, dielektrische Be
schichtung aus vier Schichten besteht:
- (i) transparenter Träger - L-Schicht - 2H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht
- (ii) transparenter Träger - 2L-Schicht - 2H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht
- (iii) transparenter Träger - L-Schicht - H-Schicht - L-Schicht - 2H-Schicht
- III. Wenn die mehrschichtige, dielektrische Beschich
tung aus fünf Schichten besteht:
- (i) transparenter Träger - 2H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht
- (ii) transparenter Träger - H-Schicht - 2L-Schicht - H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht
- (iii) transparenter Träger - H-Schicht - L-Schicht - H-Schicht - L-Schicht - 2H-Schicht
Bei vorstehend (I), (II) und (III) bedeutet die
H-Schicht eine Schicht mit hohem Brechungsindex und
einer optischen Dicke von λ₀/4, welche aus einem
Material mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4
hergestellt ist, bedeutet die 2H-Schicht eine Schicht mit
großem Brechungsindex und einer optischen Dicke von
λ₀/2, welche aus einem Material mit einem großen Bre
chungsindex von 1,9 bis 2,4 hergestellt ist; bedeutet
die L-Schicht eine Schicht mit einem niederen Brechungs
index und einer optischen Dicke von λ₀/4, welche aus
einem Material mit einem niederen Brechungsindex von
1,3 bis 1,8 hergestellt ist, und die 2L-Schicht eine
Schicht mit niederem Brechungsindex und einer optischen
Dicke λ₀/2, die aus einem Material mit einem nie
deren Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 hergestellt ist.
Die 2H-Schicht kann eine Kombination aus einer Schicht
mit hohem Brechungsindex (H₁-Schicht) und einer
optischen Dicke von λ₀/4 aus einem Material mit einem
hohen Brechungsindex und einer weiteren Schicht (H₂)
mit hohem Brechungsindex und einer optischen Dicke von
λ₀/4 sein, die aus einem anderen Material mit hohem
Brechungsindex hergestellt ist. In gleicher Weise kann
die 2L-Schicht eine Kombination aus einer Schicht mit
einem niederen Brechungsindex (L₁-Schicht) und einer
optischen Dicke von λ₀/4, die aus einem Material mit
einem niederen Brechungsindex hergestellt ist, und einer
anderen Schicht mit niederem Brechungsindex (L₂-Schicht)
und einer optischen Dicke von λ₀/4 sein, die aus einem
anderen Material mit niederem Brechungsindex hergestellt
ist.
Für den Mehrschichtspiegel nach der Erfindung wird Glas
oder Kunststoff als Material für den transparenten
Träger verwendet, auf dem die dielektrische Mehr
schichtbeschichtung gebildet wird. Glas wird als
Trägermaterial besonders bevorzugt. Die auf der Rück
seite des transparenten Trägers gebildete, lichtab
sorbierende Schicht weist vorzugsweise eine schwarze
Farbe auf.
Die folgenden Beispiele werden zur weiteren Erläuterung
der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gegeben,
sind jedoch in keiner Weise als diese begrenzend anzu
sehen.
Fig. 1(A) ist eine Schnittdarstellung, die im größeren
Maßstab den wesentlichen Teil eines Spiegels zeigt,
der gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung hergestellt ist, wobei die dielektrische
Beschichtung aus drei Schichten zusammengesetzt ist. In
dieser Figur bedeuten 1 ein Glasträger, 2 eine Schicht
mit hohem Brechungsindex (2H-Schicht), die aus TiO₂
hergestellt und eine optische Dicke von λ₀/2 (270 nm)
aufweist, 3 eine Schicht mit niederem Brechungsindex
(L-Schicht), die aus MgF₂ hergestellt ist und eine
optische Dicke von λ₀/4 (140 nm) aufweist, 4 eine
Schicht mit hohem Brechungsindex (H-Schicht) aus TiO₂
und mit einer optischen Dicke von λ₀/4 (140 nm) und
9 eine schwarze, lichtabsorbierende Schicht.
Somit weist der Mehrschichtspiegel gemäß Beispiel 1 eine
dielektrische Mehrschichtbeschichtung auf der Vordersei
te des Glasträgers auf, die in der Reihenfolge von der
Trägerseite her zusammengesetzt ist aus einer
2H-Schicht, einer L-Schicht und einer H-Schicht, wobei
die Rückseite des Glasträgers mit der schwarzen, licht
absorbierenden Schicht beschichtet ist. Die spektrale
Reflexionskennlinie des sich ergebenden Mehrschicht
spiegels ist in Fig. 6 dargestellt, aus der man folgen
des erkennen kann: verglichen mit dem herkömmlichen
Mehrschichtspiegel weist der Spiegel gemäß Beispiel 1
ein größeres Maß an Blendfreiheit auf, da das Refle
xionsvermögen im Bereich von 480 bis 550 nm verringert
ist, wo das Produkt aus dem spektralen, photometrischen
Strahlungsäquivalent (spectral luminous efficiency) für
die Dunkelanpassung und der spektralen Energie eines
Scheinwerfers einen hohen Wert aufweist. Zweitens ist
die Sichtigkeit des erfindungsgemäßen Spiegels erhöht,
da das Reflexionsvermögen in den Bereichen von 430 bis
480 nm und 580 bis 700 nm für blaues bzw. rotes Licht
erhöht ist, für welches das menschliche Auge weniger em
pfindlich als für grün ist.
Ein Spiegel der in Fig. 1(B) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 19
auf der Rückseite eines Glasträgers 11 und eine drei
schichtige, dielektrische Beschichtung auf der Vorder
seite des Trägers aufgebracht wurde. Die dielektrische
Beschichtung war in der Reihenfolge von der Träger
seite her zusammengesetzt aus einer H-Schicht 12 (TiO₂,
λ₀/4=135 nm), einer L-Schicht 13 (MgF₂, λ₀/4=135
nm) und eine H₁+H₂-Kombinationsschicht 14 (H₁=TiO₂,
λ₀/4=135 nm; H₂=La₂O₃, λ₀/4=135 nm), die zu einer
2H-Schicht (λ₀/2) äquivalent ist. Die spektrale Re
flexionskennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 7
dargestellt, aus der man die große
Blendfreiheit des Spiegels gemäß Beispiel 2 sowie dessen
große Sichtigkeit erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 2(A) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 29
auf der Rückseite eines Glasträgers 21 und eine vier
schichtige, dielektrische Beschichtung auf der Vorder
seite des Trägers gebildet wurde. Die dielektrische
Beschichtung war in der Reihenfolge von der Trägerseite
her zusammengesetzt aus einer L-Schicht 22 (SiO₂, λ₀/4
=135 nm), einer 2H-Schicht 23 (TiO₂, λ₀/2=270 nm),
einer L-Schicht 24 (MgF₂, λ₀/4=135 nm) und einer
H-Schicht 25 (TiO₂, λ₀/4=135 nm). Die spektrale
Reflexionskennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 8
dargestellt, aus der man die große Blendfreiheit des
Spiegels gemäß Beispiel 3 sowie dessen große Sich
tigkeit erkennen kann.
Ein Spiegel von der in Fig. 2(B) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 39 auf
der Rückseite eines Glasträgers 31 und eine vierschich
tige, dielektrische Beschichtung auf der Vorderseite des
Trägers gebildet wurden. Die dielektrische Beschichtung
war in der Reihenfolge von der Trägerseite her zusammen
gesetzt aus einer 2L-Schicht 32 (SiO₂, λ₀/2=270 nm),
einer 2H-Schicht 33 (TiO₂, λ₀/2=270 nm), einer L-
Schicht 34 (MgF₂, λ₀/4=135 nm) und einer H-Schicht 35
(TiO₂, λ₀/4=135 nm). Die spektrale Reflexions
kennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 9 dargestellt, aus
der man die große Blendfreiheit des Spiegels gemäß
Beispiel 4 sowie dessen Sichtigkeit erkennen kann.
Ein Spiegel von der in Fig. 2(C) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 49
auf der Rückseite eines Glasträgers 41 und eine
vierschichtige, dielektrische Beschichtung auf der
Vorderseite des Trägers gebildet wurde. Die di
elektrische Beschichtung war in der Reihenfolge von der
Trägerseite her zusammengesetzt aus einer L-Schicht 42
(MgF₂, λ₀/4=135 nm), einer H-Schicht 43 (TiO₂, λ₀/4=
135 nm), einer L-Schicht 44 (MgF₂, λ₀/4=135 nm) und
einer H₁+H₂-Kombinationsschicht 45 (H₁=TiO₂,
λ₀/4=135 nm; H₂=La₂O₃, λ₀/4=135 nm) die eine
2H-Schicht (λ₀/2) äquivalent ist. Die spektrale Re
flexionskennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 10 darge
stellt, aus der man die große Blendfreiheit des
Spiegels gemäß Beispiel 5 sowie dessen hohe Sichtigkeit
erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 3(A) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 59
auf der Rückseite eines Glasträgers 51 und eine fünf
schichtige dielektrische Beschichtung auf der Vorder
seite des Trägers ausgebildet wurden. Die dielektri
sche Beschichtung war in der Reihenfolge von der Träger
seite her zusammengesetzt aus einer H₁+H₂-
Kombinationsschicht 52 (H₁=TiO₂, λ₀/4=135 nm;
H₂=La₂O₃, λ₀/4=135 nm), die einer 2H-Schicht
(λ₀/2) äquivalent ist, einer L-Schicht 53 (SiO₂, λ₀/4=
135 nm), einer H-Schicht 54 (TiO₂, λ₀/4=135 nm),
einer L-Schicht 55 (SiO₂, λ₀/4=135 nm) und einer
H-Schicht 56 (TiO₂, λ₀/4=135 nm). Diese spektrale
Reflexionskennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 11
gezeigt, aus der man die große Blendfreiheit des
Spiegels gemäß Beispiel 6 sowie dessen hohe Sichtigkeit
erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 3(A) gezeigten Art wurde her
gestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 59 auf
der Rückseite eines Glasträgers 51 und eine fünfschich
tige, dielektrische Beschichtung auf der Vorderseite des
Trägers gebildet wurde. Die dielektrische Beschichtung
war in der Reihenfolge der Trägerseite her zusammenge
setzt aus einer H₁ + H₂-Kombinationsschicht 52 (H₁=
TiO₂, λ₀/4=135 nm; H₂=La₂O₃, λ₀/4=135 nm), die
einer 2H-Schicht (λ₀/2) äquivalent ist, einer L-Schicht
53 (SiO₂, λ₀/4=135 nm), einer H-Schicht 54 (ZrO₂,
λ₀/4=135 nm), einer L-Schicht 55 (SiO₂, λ₀/4=135
nm) und einer H-Schicht 56 (TiO₂, λ₀/4=135 nm). Die
spektrale Kennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 12
dargestellt, aus der man die große Blendfreiheit des
Spiegels gemäß Beispiel 7 sowie dessen hohe Sichtigkeit
erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 3(B) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 69
auf der Rückseite eines Glasträgers 61 und eine fünf
schichtige, dielektrische Beschichtung auf der Vorder
seite des Substrats gebildet wurde. Die dielektrische
Beschichtung war in der Reihenfolge von der Substrat
seite her zusammengesetzt aus einer H-Schicht 62
(TiO₂, λ₀/4=135 nm), einer L₁ + L₂-Kombinations
schicht 63 (L₁=Al₂O₃, λ₀/4=135 nm; L₂=SiO₂, λ₀/4=
135 nm), die einer 2L-Schicht (λ₀/2) äquivalent ist,
einer H-Schicht 64 (TiO₂, λ₀/4=135 nm), einer
L-Schicht 65 (SiO₂, λ₀/4=135 nm) und einer H-Schicht 66
(TiO₂, λ₀/4=135 nm). Die spektrale Reflexions
kennlinie dieses Spiegels ist in Fig. 13 dargestellt,
aus der man die große Blendfreiheit des Spiegels gemäß
Beispiel 8 sowie dessen hohe Sichtigkeit erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 3(C) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 79
auf der Rückseite eines Glasträgers 71 und eine fünf
schichtige, dielektrische Beschichtung auf der Vorder
seite des Trägers gebildet wurde. Die dielektrische
Beschichtung war in der Reihenfolge von der Trägerseite
her zusammengesetzt aus einer H-Schicht 72 (TiO₂, λ₀/4=
135 nm), einer L-Schicht 73 (SiO₂, λ₀/4=135 nm), einer
H-Schicht 74 (TiO₂, λ₀/4=135 nm), einer L-Schicht 75
(SiO₂, λ₀/4=135 nm), und einer H₁ + H₂-Kombinations
schicht 76 (H₁=TiO₂, λ₀/4=135 nm; H₂=ZrO₂, λ₀/4=
135 nm) die einer 2H-Schicht (λ₀/2) äquivalent ist.
Die spektrale Reflexionskennlinie dieses Spiegels ist
in Fig. 14 gezeigt, aus der man die große Blendfreiheit
des Spiegels gemäß Beispiel 9 sowie dessen hohe Sichtig
keit erkennen kann.
Ein Spiegel der in Fig. 3(D) gezeigten Art wurde
hergestellt, indem eine lichtabsorbierende Schicht 89
auf der Rückseite des Glasträgers 81 und eine fünf
schichtige, dielektrische Beschichtung auf der
Vorderseite des Trägers gebildet wurde. Die di
elektrische Beschichtung war in der Reihenfolge
von der Trägerseite her zusammengesetzt aus einer
H-Schicht 82 (TiO₂, λ₀/4=135 nm), einer L-Schicht 83
(SiO₂, λ₀/4=135 nm), einer H-Schicht 84 (TiO₂, λ₀/4=
135 nm), einer L-Schicht 85 (SiO₂, λ₀/4=135 nm)
und einer 2H-Schicht 86 (TiO₂, λ₀/2=270). Die
spektrale Reflexionskennlinie dieses Spiegels ist in
Fig. 15 gezeigt, aus der man die hohe Blendfreiheit des
Spiegels gemäß Beispiel 10 sowie dessen hohe Sich
tigkeit erkennen kann.
Der Spiegel mit mehrschichtiger, reflektierender Ober
fläche nach der Erfindung weist die folgenden techni
schen Vorteile auf.
Wenn bei einer Nachtfahrt Scheinwerferlicht eines fol
genden Fahrzeugs auf den Spiegel fällt, ergibt sich die
Lichtflußmenge, welche die Augen eines Fahrers nach Re
flektion an dem Spiegel erreicht dadurch, daß die In
tensität (Energie) des Lichts P(λ) (durch Kurve (2) in
Fig. 5 dargestellt) mit dem Ansprechvermögen des Auges
auf die Energie V′(λ) (spektrales, photometrisches
Strahlungsäquivalent), welches durch die Kurve (1) in
Fig. 5 dargestellt ist, wobei das Produkt der zwei
Parameter P(λ)×V′(λ) durch die Kurve (3) in Fig. 5
dargestellt ist, sowie mit dem spektralen Reflexions
vermögen des Spiegels multipliziert wird. Wie sich ohne
weiteres aus Fig. 5 ergibt, ist es von Bedeutung, um ein
höheres Maß an Blendfreiheit zu erreichen, daß das Re
flexionsvermögen des Spiegels einen kleinen Wert in den
Wellenlängenbereich aufweist, wo P(λ)×V′(λ) einen
großen Wert annimmt. Wie man in den Fig. 6 bis 15
erkennen kann, weist der Spiegel nach der Erfindung ein
geringes Reflexionsvermögen im Bereich von 480 bis 550
nm auf, wo P(λxV′(λ) einen großen Wert annimmt, wo
durch der Spiegel ein höheres Maß an Blendfreiheit er
reicht.
Wie oben unter (i) beschrieben, kann das Reflexionsver
mögen des Spiegels verringert werden, um ihn mit einem
größeren Maß an Blendfreiheit zu versehen, jedoch er
gibt dies ein geringeres Sichtvermögen bei dem
Spiegel. Das Sichtvermögen bei einem Spiegel nimmt
zu, wenn dessen Reflexionsvermögen zunimmt. Wie die
Fig. 6 bis 15 zeigen, besitzt der Spiegel nach der
Erfindung ein geringes Reflexionsvermögen in dem
Wellenlängenbereich, wo ein hohes Maß an Blendfreiheit
sichergestellt wird, weist jedoch in dem anderen Wellen
längenbereich ein ausreichend großes Reflexionsvermögen
auf, um ein besseres Sichtvermögen sicherzustellen.
Zusätzlich zu diesen guten Reflexionseigenschaften ist
der Spiegel nach der Erfindung durch guten Farbkontrast
gekennzeichnet, welcher zu einer weiteren Verbesserung
des Sichtvermögens des Spiegels beiträgt. Die drei
Farben blau, grün und rot entsprechen Wellenlängen von 400
bis 480 nm, 490 bis 580 nm bzw. 590 bis 700 nm. In
bezug auf die Helligkeit ist die visuelle Empfindlich
keit des Auges in den Blau- und Rot
bereichen gering, wie es aus der Kurve (1) in Fig. 5
offensichtlich ist. Der Spiegel nach der Erfindung ist
so ausgelegt, daß er ein geringeres Reflexionsvermögen
im Grünbereich, wo das Auge eine größere visuelle Empfindlichkeit
im Hinblick auf die Helligkeit aufweist, als in den
blauen und roten Bereichen, wodurch er gegenüber
den Farben geringer Helligkeit empfindlich gemacht wird,
um einen verbesserten Farbkontrast und somit eine Er
höhung des Sichtvermögens zu schaffen.
Als Ergebnis der vorgenannten Verbesserungen des Maßes
an Blendfreiheit und des Sichtigkeitswerts erzeugt der
Reflektorspiegel nach der Erfindung reflektiertes Licht
mit einem Magentaschein. Dieser Magentaschein ergibt ein
Wahrnehmungsvermögen von hohem Maße bei dem Spiegel und
ermöglicht dadurch, daß er ohne weiteres von anderen
Spiegeln im Handel unterschieden werden kann.
Die Fig. 6 bis 15 zeigen die spektralen Reflexionskenn
linien des Spiegels nach der Erfindung in dem Wellenlän
genbereich von 300 bis 750 nm. Die spektrale Reflek
tionskennlinie des gleichen Spiegels über den bis 1300
nm ausgedehnten Wellenlängenbereich ist in Fig. 16 dar
gestellt, aus der man erkennen kann, daß der Spiegel
nach der Erfindung den zusätzlichen Vorteil aufweist,
die Reflexion von unerwünschtem und schädlichem bzw.
gesundheitsschädlichem Licht, wie z. B. Ultraviolett- und
Infrarotstrahlung zu unterbinden und zu blockieren.
Claims (11)
1. Mehrschichtrückspiegel für ein Kraftfahrzeug mit einer
dielektrischen Mehrschichtbeschichtung auf der Vorderseite
eines transparenten Glas- oder Kunststoffträgers, wobei die
dielektrische Mehrschichtbeschichtung drei bis sechs aufein
ander aufgeschichtete und abwechselnd hohe und niedrige
Brechungsindizes aufweisende dielektrische Schichten auf
weist, von denen eine eine optische Dicke von λ₀/2 aufweist,
während die übrigen Schichten eine optische Dicke von jeweils
λ₀/4 aufweisen, worin λ₀ eine Wellenlänge aus dem Bereich
von 500-580 nm ist, und wobei die oberste, freiliegende
Schicht der dielektrischen Mehrschichtbeschichtung
eine Schicht mit hohem Brechungsindex ist, und eine Licht
absorbierende Schicht auf der Rückseite des Trägers auf
gebracht ist, so daß die Werte für die Reflexion im Bereich
von 480-550 nm in einer Mulde der Reflexionscharakteristik
liegen und niedriger sind als die Reflexionswerte in den an
grenzenden Wellenlängenbereichen.
2. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
drei auf der Vorderseite des transparenten Trägers gebildete
dielektrische Schichten aufweist, und zwar in der Reihenfolge
von der Trägerseite her eine 2H-Schicht aus Material mit einem
hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen Dicke
von λ₀/2, eine L-Schicht aus Material mit einem niedrigen
Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer optischen Dicke von
λ₀/4 und eine H-Schicht aus Material mit hohem Brechungsindex
von 1,9 bis 2,4 und einer optischen Dicke von λ₀/4.
3. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
drei auf der Vorderseite des transparenten Trägers
ausgebildete, dielektrische Schichten aufweist, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her eine H-Schicht aus Material
mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer
optischen Dicke von λ₀/4, eine L-Schicht aus Material mit einem
niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer optischen
Dicke von λ₀/4 und eine 2H-Schicht aus Material mit einem hohen
Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 mit einer optischen Dicke von
λ₀/2.
4. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus vier auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer L-Schicht aus
Material mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und
einer optischen Dicke von λ₀/4, einer 2H-Schicht aus Material
mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer
optischen Dicke von λ₀/2, einer L-Schicht aus Material mit
einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/4 und einer H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4.
5. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus vier auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer 2L-Schicht aus
Material mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und
einer optischen Dicke von λ₀/2, einer 2H-Schicht aus Material
mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer
optischen Dicke von λ₀/2, einer L-Schicht aus Material mit
einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/4 und einer H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4.
6. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus vier auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer L-Schicht aus
Material mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und
einer optischen Dicke von λ₀/4, einer H-Schicht aus Material
mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer
optischen Dicke von λ₀/4, einer L-Schicht aus Material mit
einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/4 und einer 2H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4.
7. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus fünf auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer 2H-Schicht aus
Material mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und
einer optischen Dicke von λ₀/2, einer L-Schicht aus Material
mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/4, einer H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4, einer L-Schicht aus Material mit einem
niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer optischen
Dicke von λ₀/4 und einer H-Schicht aus Material mit einem hohen
Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen Dicke von
λ₀/4.
8. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus fünf auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer H-Schicht aus
Material mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und
einer optischen Dicke von λ₀/4, einer 2L-Schicht aus Material
mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/2, einer H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4, einer L-Schicht aus Material mit einem
niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer optischen
Dicke von λ₀/4 und einer H-Schicht aus Material mit einem hohen
Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen Dicke von
λ₀/4.
9. Mehrschichtrückspiegel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die dielektrische Mehrschichtbeschichtung
aus fünf auf der Vorderseite des transparenten Trägers
gebildeten dielektrischen Schichten besteht, und zwar in der
Reihenfolge von der Trägerseite her aus einer H-Schicht aus
Material mit einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und
einer optischen Dicke von λ₀/4, einer L-Schicht aus Material
mit einem niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer
optischen Dicke von λ₀/4, einer H-Schicht aus Material mit
einem hohen Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen
Dicke von λ₀/4, einer L-Schicht aus Material mit einem
niedrigen Brechungsindex von 1,3 bis 1,8 und einer optischen
Dicke von λ₀/4 und einer 2H-Schicht aus Material mit hohem
Brechungsindex von 1,9 bis 2,4 und einer optischen Dicke von
λ₀/2.
10. Mehrschichtrückspiegel nach einem der Ansprüche 2 bis 7
oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die 2H-Schicht eine
Kombinationsschicht aus einer Schicht mit hohem Brechungsindex
aus einem Material mit hohem Brechungsindex und einer optischen
Dicke von λ₀/4 umfaßt, die mit einer anderen Schicht mit hohem
Brechungsindex aus einem anderen Material mit hohem
Brechungsindex und einer optischen Dicke von λ₀/4 kombiniert
ist.
11. Mehrschichtrückspiegel nach einem der Ansprüche 5 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die 2L-Schicht eine
Kombinationsschicht aus einer Schicht mit niedrigem
Brechungsindex aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex
und einer optischen Dicke von λ₀/4 umfaßt, die mit einer
anderen Schicht mit einem niedrigen Brechungsindex aus einem
anderen Material mit niedrigem Brechungsindex und einer
optischen Dicke von λ₀/4 kombiniert ist.
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