CN1751334A - 车辆信息显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及信息显示器组件(图1、7)和使用该信息显示器组件的各种转换显示器。

Description

车辆信息显示器
(对相关申请的交叉引用)
本申请要求在2003年2月12日提交的美国临时申请No.60/446872作为优先权，在此引用其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及车辆内使用的信息显示器，更具体地，公开了相对于观察者位于元件后面、使得信息显示器或其多个部分在没有被照亮时基本不可见的可视信息显示器。
背景技术
最近，已为后视镜组件开发了具有透反射(transflective)特性的元件。光源和/或信息显示器可以相对于观察者位于透反射元件后面，使得光源或信息显示器在没有被照亮时基本不可见。但是，当在操作中被照亮时，由信息显示器和/或背照光源(backlighting)发射的光线穿过透反射元件，使得相关信息可见。
当透反射特征与诸如电致变色自变暗镜(electrochromicself-dimming mirror)的自动变化反光镜组合时，由于从信息显示器发射的光线穿过透反射材料和电致变色介质，因此光强度的损失变得相当大。当使用背照式液晶显示器时，光强度的总损失可能会达到百分之九十五。
加入具有透反射可变反射率元件的任意类型的背照式液晶显示器或背照式信息显示器，除了要克服相关光线的光强度的衰减外，还具有许多固有的困难。透反射可变反射率元件会影响与显示器有关的显示器显色性(display color rendering)以及焦点、对比度和视角。当加入具有透反射元件的信息显示器时，镜面反射和色散方面也存在问题。
所需要的是信息显示器设计和优化的透反射性的、定向透射性的、优选反射性的、部分反射性的、优选吸性收的、部分吸收性的，优选透射性或部分透射性的元件，以提供美观的信息显示器。优选地，信息显示器在没有被照亮时基本不可见并在操作时产生聚焦的、美观的字符和/或图形标记。
发明内容
提供一种在没有被照亮时基本不可见的信息显示器。另外，提供可以以所需的视角描述字母数字和/图形细节的聚焦、美观的信息显示器。
在一个实施例中，提供一种信息显示器，所述信息显示器包含字符特定型的信息显示器背照光源(backlighting)。当不使用或不需要相关信息显示器的给定字符时，与给定字符相关的背照光源不会被照亮。
在另一实施例中，提供具有液晶显示器(LCD)、显示器驱动器、和相关的背照光源的信息显示器。优选的显示器驱动器可以控制比给定的LCD具有的字符还多的字符，并且，用显示器驱动器的附加字符控制能力控制相关的背照光源。
在另一实施例中，作为强光传感器、环境传感器、天空传感器或强光与环境传感器、强光与天空传感器、环境与天空传感器或环境、强光与天空传感器的组合，自动控制信息显示器和/或相关背照光源的光强度。在相关的实施例中，信息显示器和/或相关背照光源的光强度是相关元件的光透过特性的函数。
在另一实施例中，信息显示器具有改变从信息显示器和/或背照光源发射的光线的方向的漫射器。在相关实施例中，信息显示器包含具有与单个信息显示器背照光源相关的透镜的光学单元(opticsblock)。优选地，从信息显示器发射的光线的方向是显示器相对于预期的观察者的位置的函数。优选地，从信息显示器发射和被透镜和/或漫射器改变方向的光线的方向是由漫射器相对于预期的观察者的视角限定的平面的函数。
在另一实施例中，提供多色彩背照光源和/或多色彩显示器，使得显示的信息的颜色是对应的信息状态输入的函数。在相关的实施例中，信息显示器可以闪烁并/或具有作为信息状态输入的函数的光强度。
在另一实施例中，提供操作员界面，以使用户可以选择在给定的信息显示器上显示的信息。在相关实施例中，可以通过使用操作员界面，重新配置信息显示器的格式。
在另一实施例中，提供与元件组合的信息显示器。该信息显示器相对于观察者位于元件的后面。在优选实施例中，元件的光透过特性在于，使得信息显示器在没有被照亮时基本不可见。在相关实施例中，元件的光透过特性是由相关的信息显示器和/或背照光源发射的光的主波长的函数。
在另一实施例中，在诸如内部或外部后视镜、控制台、仪表板、控制板、遮光板等的各种车辆组件中加入信息显示器和/或多个显示器。
当根据附图和所附的权利要求书阅读详细的说明书时，本发明的附加优点将变得更加明显。
附图说明
图1表示具有多个信息显示区域的元件；
图2表示与相关元件相关的信息显示器的一个实施例的详细断面图；
图2a表示本发明的实施例中使用的光学单元的顶视图；
图2b表示图2a中所示的光学单元的示例性透镜的断面图；
图2c表示图2a中所示的光学单元的前视图；
图3表示位置与相关元件相关的信息显示器的一个实施例；
图4表示第二信息显示器实施例的分解图；
图5表示具有信息显示器的根据本发明的镜组件的一个实施例；
图6表示具有信息显示器的根据本发明的镜组件的断面图；
图7表示具有信息显示器的根据本发明的镜组件的分解图。
具体实施方式
首先参照图1，该图中示出包含第一、第二、第三和第四信息显示区域121、122、125、140的元件105。虽然示出四个隔开和分开的信息显示区域，但应理解，可以加入任意数量的信息显示区域。单个信息显示区域可以包含图1中所示的形状或可以具有圆形、椭圆形、正方形、三角形、六边形或任何其它几何形状。在一个实施例中，单个信息显示区域可以位于由元件的周边限定的区域内的任意位置。这里详述单个信息显示器。
应当理解，字母数字显示器、图形显示器、视频显示器和它们的组合在本发明的范围内。虽然图1所示的信息显示区域说明与车外温度、罗盘和乘客气囊相关的信息，但应理解，也可以显示与任何车辆相关器件相关的信息，该信息包含但不限于：遥测信息；车速；诸如油位、油温、冷却液温度、冷却液液位、PRM信息、燃料消耗、空气滤清器状态、燃料滤清器状态、正时、点火、化油器状态、燃油喷射状态等的发动机状态；油箱油位；车门状态；电池状态；轮胎气压；外部光线状态；车辆里程；行程里程；安全带状态；门锁状态；车辆内部温度；无线电信息；加热器状态；空调状态；除霜器状态；除雾器状态；车辆承载人数状态；GPS信息；镜子变暗状态(mirror dimmingstate)；雨传感器状态；来自摄像机的实时后视；停车中断状态；车辆维护提醒；巡航控制系统状态；闪光灯信号指示器；来自摄像机的实时侧视；会车及接近指示；驱动方向信息；其它车辆或物体的接近度指示；时钟显示；天气信息；电话显示；互联网显示；电子邮件显示；寻呼机显示；盲点指示器；危险报警；避碰信息；车道偏离报警；风挡玻璃喷洗器流体状态；安全车辆(报警器)报警；风挡玻璃刮水器状态；排气状态指示器；主叫用户身份；打入电话号码；呼出电话号码；出租车费和行程时间；自动公路收费亭事务信息等等。
图5-7表示在机动车辆中使用的内部后视镜组件中加入的根据本发明的信息显示器和相关元件。应当理解，除了内部后视镜组件以外，可将根据本发明的信息显示器和透反射性的、部分透射性的、优选透射性和定向透射性的元件加入到各种车辆位置中，包括：外部后视镜、遮阳板、仪表板、控制板(dash board)、头顶控制台(overhead console)、无线电显示器、加热控制器、空调控制器、除霜器控制器、除雾器控制器、座椅靠背、座椅间控制台等。
现在参照图2，该图示出与元件205有关的安装到子插件板(daughter board)298上的信息显示器241。在一个优选实施例中，元件205包含诸如共同受让的美国专利No.6512624和No.6356376以及共同受让的美国专利申请No.2002/015439和No.2002/0080463中所述的透反射涂层，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这里参照图3讨论一个优选的透反射元件的细节。使用透反射的反射元件使得可以将(多个)信息显示器相对于观察者设置在反射元件的后面，使得(多个)信息显示器在没有被照亮时基本不可见。这里说明信息显示器的操作和可见度以及与元件有关的细节。
仍然参照图2，信息显示器241优选包含相对于观察者位于元件205后面的液晶显示器(LCD)242。优选的LCD是可从日本东京Arakawa-ku的Optrex公司得到的基于TN或MTN技术的负模式LCD。该LCD显示器优选具有发射主要在红光光谱中的光线的信息显示器。优选将LCD的主轴优化为信息显示器相对于预期的观察者的位置的函数。对于希望驾驶员和乘客都能看到信息器的车辆的内部后视镜中的信息显示器，该主轴的取向优选与LCD的观察面垂直。仍然如图2所示，优选将信息显示器241安装到子插件板298上，LCD引线框架243穿过板298并焊接到其上。应当理解，在宽光谱带内使用的显示器是可以得到的并在本发明的范围内，并且，可以为本发明的替代性实施例选择为诸如绿色、黄色、蓝色、蓝色/绿色、琥珀色、橙色、白色等的其它光谱带优化的显示器。
在信息显示器的一个优选实施例中，单个字母数字字符的高度优选为约4.0～8.0mm，更优选为约4.84～7.6mm，最优选为约4.84mm、约5.76mm或约7.6mm。
在至少一个优选实施例中，各字符相对于背景的对比度优选为约2∶1～10∶1，更优选为约3∶1～8∶1，最优选为约7∶1。该对比度可以为环境传感器、强光传感器、天空传感器的函数，或这三种传感器的任意组合的函数。另外，该对比度可以为自变暗反射元件的反射率的函数。
在信息显示器的至少一个实施例中，使用大写字符和小写字符的组合。在优选的实施例中，字符为选自Hazeltine、Leroy、Lincoln-mitre、Huddleston的字体、或选自诸多现代哥特式(ModernGothic)字体的字体或诸如Simplistic、Arial、Century gothic、Courier等的其它任意字体。
在一个优选的实施例中，车辆扬声器同时以可听见的方式告示在给定的信息显示器上显示的信息。应当理解，同样可以以可听见的方式提供正在显示的这里所述的任何信息。
仍然参照图2，优选将第一和第二信息显示器背照光源244、245安装到子插件板298上，使得从背照光源发射的光线波投射穿过光学单元246、穿过漫射器247、穿过LCD 242并最后穿过元件205。优选地，各信息显示器背照光源244、245分别具有相应的透镜246a、246b。各透镜可以是正球面、负球面、正非球面、负非球面、菲涅耳透镜、复杂透镜、完全内反射(TIR)透镜，或者是包含各种透镜结构的组合的、可以改变从背照光源244、245发射的光线的方向的任何其它结构。各透镜优选为具有反射镜和折射镜的组合的反射折射镜。
另外，参照图2a、图2b和图2c，图中示出的优选的光学单元246包含六个单个透镜(其中的两个标示为246a和246b)和三个安装结构246c。优选地，各透镜246a和246b包含中心负折射部分246e，使得完全内反射(TIR)部分246d围绕该负折射部分。作为选择性方案，该折射部分可以如虚线246f所示具有正的折射率。在根据本发明的信息显示器的优选实施例中，显示器以有限的空间可用度容纳于后视镜内。因此，焦距受到与各LCD字符相关的孔径面积的限制。组合的负折射部分和TIR部分透镜特别适于这种应用，并导致从相关背照光源射向给定字符的光线的大部分改变方向。应当理解，其它透镜结构适用对于焦距没有限制的应用。在优选的实施例中，各透镜被配置成具有负折射部分，该负折射部分包围与相对于相关背照光源以约40°的角度发射的光线相关的区域，超过40°，则该透镜具有TIR特性。
仍然参照图2、图2a、图2b和图2c，安装结构246c优选包含作为固定到光学单元和相关电路板中的插孔的阻挡物(interference)的金属部分。这种优选的结构特别适于相关信息显示器将承受高振动的应用，诸如机动车辆的后视镜组件的内部。
优选地，各信息显示器背照光源为可从德国雷根斯堡德市OSRAM Opto Semiconductors GmbH公司得到的件号为LSE67B的表面安装发光二极管(LED)。在最优选的实施例中，信息显示器发射主波长为约630nm的红光。优选地，将LED优化为以由相关背照光源发射的光线的主波长进行工作。应当理解，背照光源可以为白炽的发光聚合物、发光等离子、有机LED、气体放电元件等，以代替LED。
仍然如图2所示，罩(boot)248优选定位为包围信息显示器241的各字符，以包含由背照光源244、245发射的光线，使其不会照亮除相关LCD字符以外的部分。优选用贯穿相关的板的接头(tab)248a将罩248安装到该相关的板上。应当理解，相关的罩可以包围整个信息显示器且不将各个单个字符分开，并且，可以一起省略罩。在一个实施例中，在罩内的光学单元下面的区域中用反射涂层涂敷相关的板，以有利于光线射向信息显示器。
仍然参照图2，光学单元246位于背照光源244、245和漫射器247之间。在优选的实施例中，光学单元246包含与各LCD字符相关的多个透镜246a、246b，使得各背照光源具有对应的透镜。各单个透镜位置接近相关的背照光源，以如虚线249所描绘的那样，改变射向漫射器的相应光线使其基本均匀地穿过相关的表面，并且，使得光线以与漫射器的与相关LCD字符相反侧的漫射器的表面基本垂直的方式、射到漫射器上。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以对于每一字符使用单个的透镜，或者对于所有的字符使用单个的透镜，以代替每个背照光源一个透镜。在一个实施例中，多个单个背照光源具有完整透镜(integral lens)；在该实施例中，光学单元是任选的。在另一实施例中，没有透镜或光学单元。在另一实施例中，省略漫射器，因此，由背照光源发射并由所有透镜改变方向的光线基本垂直地照射到相关的显示器上。
仍然参数图2，漫射器247优选位于LCD 242和光学单元246之间。在优选的实施例中，漫射器是由加利福尼亚州托兰斯市物理光学公司(Physical Optics Corporation)制造的95°×35°、总宽半最大值(FWHM)、全息、椭圆形漫射器。优选的漫射器247可以在水平方向提供相对较宽的视角(对于内侧后视镜实施例，从车辆驾驶员侧到乘客侧的视角)和相对较窄的垂直视角。这种构造使以驾驶员和乘客都可以看到信息显示器。优选如图2的虚线249所示，由背照光源发射的光线基本垂直地照射到由249a、249b限定的漫射器表面，并由漫射器改变方向，以产生所需的视角。
应当理解，可以对漫射器进行选择，使得可以作为信息显示器关于预期的观察者的位置的函数，并且/或者，作为由249a、249b限定的平面相对于预期的观察者的视角的角度的函数，以预定的方向改变由背照光源发射的光线的方向。在至少一个实施例中，优选的漫射器是提高相对于预期的观察者的信息显示器发射光线分布的效率、增强高端亮度(high end luminance)、降低光线散射并/或提高对比度的结构化、全息、椭圆形、立体平画漫射器。
优选地，漫射器也可以用作分散由背照光源发射的集中光线的“热”点。优选的漫射器可以在为信息显示器提供可接受的视角的同时保留聚焦的字符。在一个实施例中，漫射器形成为光学单元的整体部分。应当理解，产生基本聚焦的字符同时提供所需的视角的背照光源、光学器件、漫射器和显示器的任何组合都在本发明的范围内。在替代性实施例中，漫射器位于LCD和相关的元件之间。在另一实施例中，没有漫射器。
仍然参照图2，信息显示器241优选包含显示器驱动器250和输入/输出总线251。在优选的实施例中，由显示器驱动器250通过输入/输出总线251从控制器(图7中示为元件796)接收控制信号。优选地，将显示器驱动器安装到子插件板298上，将控制器安装到电路板(图7中示为元件795)上。优选的显示器驱动器是可从荷兰5600MD艾恩德霍芬市的飞利浦半导体公司(Philips Semiconductors)得到的件号为PCF2112CT的部件。应当理解，控制器可以位于相关车辆内的任何位置，诸如仪表板(dash)下、发动机舱内、附件模块内、行李箱内、控制台内等。
在优选的实施例中，控制器通过输入/输出总线251将信号传输到操纵单个字符以及相应的背照光源的显示器驱动器250。优选地，显示器驱动器可以控制比给定的信息显示器包含的字符更多的字符。因此，可以得到备用的(spare)显示器驱动器输出，以作为由显示器驱动器从控制器通过输入/输出总线接收的控制信号的函数，操纵背照光源。应当理解，可以在输入/输出总线以外从控制器向信息显示器提供附加的控制信号，以单独地控制背照光源。作为替代方案，不论单个的字符状态如何，背照光源都保持被照亮的状态。
应当理解，具有图2中所示的安装到子插件板上的相关构件的显示器241可以包含在诸如图7中所示的电路板795的一个电路板上的其它构件。输入/输出总线可以为串联、并联或诸如蓝牙或CAN总线的任何其它通信标准，并且可以为八位、十六位、三十二位或任何其它可接收的格式。优选地，在信息显示器214中加入四x或门(quad x-orgate)件号为74HC86的部件，使得相位不同以驱动LCD字符的方波信号重新取向，以驱动相应的背照光源。在最优选的实施例中，从控制器传输到显示器驱动器的信号具有32位结构。
在优选的实施例中，LCD具有如图1的显示区域122、140所示的三个字符。在一个实施例中，各LCD字符具有与其相关的两个背照光源。最优选地，罩248被配置成基本防止来自与给定的字符相关的背照光源的光线射到其它字符或信息显示器以外的任何其它器件上。
在一个实施例中，信息显示器被配置成提供相关车辆的罗盘方向的可见指示。在优选的罗盘显示中，信息显示器具有两个单个字符。在操作中，一个字符显示“N”(表示北)或“S”(表示南)，第二个字符显示“E”(表示东)或“W”(表示西)；例如，当航向为例如西北时，N和W都将变亮。在优选的实施例中，各LCD字符具有两个背照光源，在二字符LCD罗盘显示中共有四个背照光源。在车辆航向为“N”、“S”、“E”或“W”的情况下，只有与给定的字符相关的两个背照光源变亮；与其它字符相关的背照光源不变亮。当同时使用两个字符时，例如“NW”，所有四个背照光源都变亮。使用所述的“特定字符”增强信息显示器的整个外观，并导致未使用的LCD字符基本不可见。应当理解，各字符可以显示诸如“C”(表示校准)、“Z”(表示区域)的任何字母数字字符，并且这两个可以组合以显示0～99的数字。
在一个实施例中，在如图1所示的信息显示器中添加第三字符，以提供相关的罗盘处于校准模式或处于区域选择模式的时间的指示。优选地，第三字符具有与其相关的两个字符，这两个字符的动作优选与与其它字符相关的背照光源无关。在区域选择模式的过程中，例如，字符中的两个将进行组合以显示1～15的区域范围，表示与全世界范围的罗盘读数相关的公认的十五个磁性区域，并且第三字符显示“Z”(表示区域选择模式)。“CAL”变亮，以表示相关的罗盘控制处于校准模式。当如在一个优选的实施例中那样位于后视镜的透反射、反射元件后面时，那么当相关的背照光源没有变亮时，未使用的字符对于相关车辆的乘客是基本不可见的。如图1所示，部分给定的信息显示器122可以具有水平取向的字符，其它部分具有垂直取向的字符。应当理解，字符中的一些或其多个部分可以与其余部分具有不同的颜色，或者，各字符或其多个部分可以包含多种颜色。
优选地，各字符的背照光源可以在漫射器或LCD的表面上产生约每平方米10000～30000坎德拉(cd/m2)的光。最优选地，各字符的背照光源可以在漫射器或LCD的表面上产生约20000cd/m2的光。当与优选的透反射性的反射元件一起使用时，约20000cd/m2的LCD背照光源将从反射元件的第一表面产生约1500cd/m2的输出。
在优选的实施例中，背照光源的光强度作为环境光线传感器、强光传感器或强光传感器和环境光线传感器两者的函数得到自动控制。当信息显示器位于自动变暗元件后面时，除了环境光线传感器和/或强光传感器的函数，显示器背照光源光强度优选还是自动变暗元件的反射率的函数，或者，显示器背照光源光强度优选是自动变暗元件的反射率的函数，以代替作为环境光线传感器和/或强光传感器的函数。可以作为上面提到的参数的函数用一系列基本连续的离散步骤或其组合以增加的方式控制背照光源的光强度。白天光强度函数可以与晚间光强度函数不同。在共同受让的美国专利申请公开No.2002/0154379A1中说明了有用的光强度控制算法，在此引入其全部内部作为参考。
在最优选的实施例中，背照光源将得到自动控制，使得在白天条件下从相关元件的第一表面发射约250～2000cd/m2的光，在黑暗或晚间条件下发射约10～200cd/m2的光。最优选地，在白天条件下从第一表面发射约1500cd/m2的光，在晚间条件下发射约15cd/m2的光。
虽然说明了每个字符具有两个背照光源的一个实施例，但在不背离本发明的范围的情况下，每个字符可以具有一个、三个或更多个背照光源。应当理解，可以使用LED以外的辐射体，诸如白炽光、发光聚合物、发光等离子和气体放电灯，作为背照光源。另外，可以使用通孔LCD安装方法代替表面安装技术。应当理解，照明可以位于LCD的边缘或多个边缘，使得LCD为侧光源(sidelit)，或者，可以添加“光管”，以使光线从边缘向后面改变方向。代替字符特定的动作，使所有的背照光源不管任何给定的LCD字符如何都一起动作，属于本发明的范围。可以用单个背照光源照亮所有的字符。可以在电路板的与电路板的安装显示器一侧相反的一侧上，安装信息显示器背照光源，电路板中有与背照光源排列成直线的贯通孔，使得由背照光源发射的光线穿过电路板中的相关孔。
与使用LCD、VFD、点矩阵显示器、像素显示器、阴极射线管显示器、LED矩阵显示器、等离子显示器和分段LED显示器相关的一个优点在于，可以通过相关控制器和/或显示器驱动器中的软件对正在显示的信息进行重新配置。使用与背照式LCD和诸如红色/绿色/蓝色或蓝绿色/琥珀色的多色背照光源组合的这里所述的具有过剩的容量的显示器驱动器，可以改变颜色以及改变实际信息。在一个实施例中，在可重新配置的显示器中加入多色背照光源，以产生可以通过各种信息翻动或滚动并具有各种颜色和/或闪烁的显示器。该实施例最适于报警型显示器；例如燃料不足、车门打开、发动机过温等；其中，信息显示器通常情况下不被照亮，或者正显示其它信息，并且，一旦达到设计的阈值或响应传感器输入，则自动显示报警信息。
现在参照图3，与元件305相关联说明安装到电路板398上的信息显示器341。示出的元件305包含第一基本透明衬底306和第二基本透明衬底309，该第一基本透明衬底和第二基本透明衬底在限定包含电致变色介质313的室的周界线附近与位于其间的密封件312以某一间隔分开。仍然如图3所示，第一衬底306包含第一表面307和第二表面308。第二表面308涂敷有多种材料的第一层315和第二层316，以在第二表面上形成基本透明导电涂层。仍然参照图3，该图中示出第二衬底309具有限定第三表面310上的涂层的基层317、导电层318、透反射层319和闪光层(flash layer)320。
在一个优选的实施例中，元件305包含约120～150的硅(Si)的基层317、约200～250的ITO的导电层318和约250～300的金-银合金(约Ag7％/Au93％)的透反射层318；没有闪光层320。另一优选的实施例具有约600～800的ITO的导电层318和约250～300的金-银合金(约Ag7％/Au93％)的透反射层318；没有基层317和闪光层320。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用单层或在第三表面310上添加其它的层。在另一优选的实施例中，元件305仅包含施加到第二表面308上的约1500的氧化铟锡(ITO)的第一层315；没有第二层316。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以使用单层或在第二表面308上添加其它的层。应当理解，其中的一些层或所有各层可以基本覆盖整个相关的表面，而其它各层不延伸到相关密封件下面和/或外面的表面。
图3中所示的衬底309的第四表面311在其上包含基本不透明的材料314。在优选的实施例中，材料314是可从密西根州肯特伍德市Action Fabricators公司得到的基本不透明的抗震型P/N637-0152。去除材料314的一部分，以限定与信息显示器341对应的信息显示区域。应当理解，对于材料314，可以使用基本不透明的漆、环氧树脂或其它适当的材料。基本不透明的材料用于遮盖元件的多个部分，使得光线不会穿过除(多个)信息显示区域以外的这些多个部分。应当理解，可以通过去除材料314的其它多个部分，限定多个显示区域。
在至少一个实施例中，具有位于透反射、自动变暗、反射元件后面的背照式LCD的上述结构的镜组件将会具有通过漫射器产生的约百分之十的光损失、通过LCD产生的约百分之七十五的光损失和通过反射性元件产生的百分之七十七的光损失。但在一个实施例中，将优选由二向色材料(dichroic material)组成的“带通叠层(band passstack)”施加到第三表面310或第四表面311上，以产生与从相应的信息显示器和/或相关的背照光源发射的光的主波长匹配的择优(perferentially)透射元件。在车辆应用中，规定要求反视镜具有至少百分之三十五的反射率，在许多情况下，设计准则规定需要百分之七十五的反射率。因此，在优选的实施例中，提供这样一种元件，即，该元件关于从汽车前灯和尾灯发射的光线，具有约35～75％、优选70％的反射率，对于从相关信息显示器和/或相关背照光源发射的光的主波长，具有约80～90％的透射率。
应当理解，除了或代替施加到第三表面310上，还可以将层317、318、319、320中的任何层施加到第四表面311上。在一个实施例中，将透反射层319施加到第四表面311上，并然后用防止氧化的铅基颜料的保护涂层对其进行涂敷。第三表面包含基本透明的导电层318。第三表面可以选择性地包含基层317和/或闪光层320。应当理解，根据本发明的范围作为反射元件的该“第四表面反射体”可以包含更多或更少的层。
在一个优选的实施例中，元件具有透反射光线透射特性。通过选择透射与从给定的(多个)信息显示器发射的光的主波长匹配的预定光谱带的光线的特定的层315、317、318、319，对优选的透反射性反射元件进行优化。应当理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以使用第二表面308上的单层和第三表面310上的单层，或者，将其它的层添加到任一表面上。
在优选的实施例中，信息显示器被配置成发射主波长为约630nm的光线，并且元件被优化为透射约630nm的波长的光线，并且/或者，该透射的光线在红色光谱中比蓝色光谱中多。一定的实施例可以使用具有没有以最佳方式与给定的信息显示器匹配的透射特性的反射元件。但是，在其它实施例中，元件的透射特性将被优化为透射浅绿色(约480～520nm)、绿色(约500nm)、浅蓝色(约460～480nm)、蓝色(约475nm)、蓝绿色(约485nm)、黄色(约570nm)、浅黄色(约520～590nm)、白色(波长基本位于约3000～20000的黑体曲线上)、琥珀色(约580nm)、波长为约380～460nm或约620～780nm的光。
由ITO或其它透明导体制成的透明电极的厚度已被优化为使可见光(中心一般在550nm附近)的透射最大化。这些透射优化的厚度是非常薄的层(＜300)或在一般称为波、全波、1波等厚度得到优化的层。对于ITO，波厚为约1400，全波厚度为约2800。奇怪的是，对于在诸如银或银合金的金属反射体下具有透明导体的单一底层的透反射(即，部分透射，部分反射)电极，这些厚度不是最优的。对于波长为500nm的光，实现反射光的相对颜色中性的最佳厚度的中值为约波、3/4波、1波等光学厚度。换句话说，对于位于诸如银或银合金的下面的这种层，最佳光学厚度为(m*λ)./4，其中λ为对层进行优化时的光的波长(例如，500nm)，m是奇整数。这些最佳厚度与相同波长的透射最佳值的差为波。这种单层可以具有100～3500、优选200～250的厚度和约3Ω/□～3000Ω/□、优选低于100Ω/□的板电阻率。
再参照图3，图中示出，由第一基本透明衬底306、第二基本透明衬底309和密封件312的内周壁限定的室包含电致变色介质313。电致变色介质313优选可以选择性地衰减在其中穿过的光，并优选具有至少一个溶体相(solution phase)电致变色材料，和至少一个可以为溶体相、表面约束(surface confined)的附加的电活化材料或在表面上析出的材料。但是，如在共同受让的美国专利No.4902108、No.5128799、No.5278693、No.5280380、No.5282077、No.5294376、No.5336448、No.5808778和No.6020987中公开的那样，目前优选的介质是溶体相氧化还原电致变色体，在此引入这些专利的全部内容作为参考。如果使用溶体相电致变色介质，那么可以通过真空回填等公知的技术通过可密封的填充端口将其嵌入室内。
电致变色介质313优选包含可归入以下各类的电致变色阳极材料和阴极材料：
单层-电致变色介质是可以包含小的非均匀区并包含溶体相器件的材料的单层，其中，材料包含于离子导电型电解质中的溶液中，并且，在电化学氧化和还原时保留在电解质中的溶液中。发明名称为“近红外吸收电致变色化合物和包含该化合物的器件”的美国专利No.6193912、发明名称为“颜色稳定化的电致变色器件”的美国专利No.6188505、发明名称为“具有溶液化等分(moiety)的阳极电致变色材料”的美国专利No.6262832、发明名称为“具有浓度提高的稳定性的电致变色介质、其制造工艺和在电致变色器件中的应用”的美国专利No.6137620、发明名称为“具有改进的紫外线稳定性的电致变色材料”的美国专利No.6195192、发明名称为“用作阳极电致变色材料和电致变色介质的替代性金属茂合物和包括其的器件”的美国专利No.6392783、发明名称为“具有耐光性说明氧化状态的耦合电致变色化合物”的美国专利No.6249369公开了可在单层电致变色介质中使用的阳极和阴极材料，在此引入这些专利的全部内容作为参考。根据发明名称为“电致变色层和包含该电致变色层的器件”的美国专利No.5928572或发明名称为“制造使用电致变色聚合物固体膜的电致变色器件的电致变色聚合物固体膜、和该固体膜和器件的制造工艺”的国际专利申请No.PCT/US98/05570的启示，在交联聚合物母体的连续溶体中可以包含溶体相电活化材料，在此引入这些专利的全部内容作为参考。
如发明名称为“可以产生预选的颜色的电致变色介质”的美国专利No.6020987所述，可以组合其中至少两种电致变色的至少三种电活化材料，以提供预选的颜色，在此引入该专利的全部内容作为参考。在设计具有相关元件的信息显示器时，可以选择电致变色介质的颜色特别具有优点。
如发明名称为“电致变色系统”的国际申请No.PCT/WO97/EP498所述，可以通过桥接单元，组合或链接阳极和阴极材料，在此引入该发明的全部内容作为参考。还可以通过类似的方法链接阳极材料或阴极材料。还可以组合这些应用中所述的概念，以产生链接的各种电致变色材料。
另外，如发明名称为“电致变色聚合物系统”的国际申请No.PCT/WO98/EP3862、美国专利No.6002511或发明名称为“制造使用电致变色聚合物固体膜的电致变色器件的电致变色聚合物固体膜、和这种固体膜和器件的制造工艺”的国际专利申请No.PCT/US98/05570中所述，单层介质包含可以将阳极和阴极材料加入聚合物母体的介质，在此引入这些专利的全部内容作为参考。
还包含在器件的动作过程中介质中的一种或更多种材料发生相变的介质，例如，当电化学氧化或还原时在离子导电电解质中的溶液中包含的材料在导电电极上形成层或部分层的淀积系统。
多层-介质在多个层中形成并包含直接固定到导电电极上或限制在导电电极附近的至少一种材料，这种材料在受到电化学氧化或还原作用时仍保持固定或受限制的状态。这种类型的电致变色介质的例子是诸如氧化钨、氧化铟、氧化镍和氧化钒的金属氧化物膜。还可以考虑包含诸如固定到电极上的聚噻吩、聚苯胺或聚吡咯的一种或更多种有机电致变色层的介质作为多层介质。
另外，电致变色介质还可以包含诸如光吸收剂、光稳定剂、热稳定剂、防氧化剂、增稠剂或粘度调节剂的其它材料。
如在1997年4月2日提交的发明名称为“具有两个薄玻璃元件的电致变色镜和胶质电致变色介质”的共同受让的美国专利名称No.5940201公开的那样，需要将凝胶加入电致变色器件中。在此引入该美国专利的全部内容作为参考。
第一和第二基本透明衬底306和309可以为透明并具有足够强度从而可以在暴露器件的环境条件中工作的任何材料。衬底306和309可以包含在电磁光谱的可见光区透明的任何类型的硼硅酸盐玻璃、碱石灰玻璃、浮法玻璃或任何其它材料，诸如，例如，MYLAR、聚偏二氯乙烯、诸如聚偏二氟乙烯的聚偏二卤乙烯、诸如可从新泽西LLCof Summitt的Ticona得到的Topas等的循环烯烃共聚物的聚合物或塑料。优选由玻璃板制成元件28和30。
另外，可以如发明名称为“电致变色结构”的美国专利No.6239898、发明名称为“具有自清洁亲水涂层的电致变色器件”的美国专利No.6193378和在2000年6月23日提交的发明名称为“具有自清洁亲水涂层的电学器件”的美国专利申请No.09/602919所述的那样，对衬底306和309进行处理或涂敷，在此引入这些专利的全部内容作为参考。也可以想象采用诸如抗反射涂层、亲水涂层、低E涂层和UV阻挡层的其它处理方法。在本实施例和其它实施例中，也可以将这些涂层施加到元件28和30上。
共同受让的美国专利No.5940201、No.6193379、No.6195194、No.6246507和美国专利申请No.10260741说明了供本发明使用的许多反射元件，在此引入它们的全部内容作为参考。应当理解，如图2所示的特定的反射元件配置是一个实施例，并且，这里以及这里作为参考引入的参考文献中公开了多个实施例。
在共同受让的美国专利No.6356376和No.6512624以及美国专利申请No.2002/0080463和No.2002/0154379中公开的适于用作层315、316、317、318、319和320的材料；在此引入它们的全部内容作为参考。
在至少一个优选实施例中，将元件设计为优选对于窄带的波长的光具有透射性。美国专利No.5619375、No.5619374、No.5528422、No.5481409、No.D363920、No.5361190、No.5355284、No.5207492、No.5128659、No.5014167和No.5005009说明了供本发明使用的许多单带通元件，在此引入它们的全部内容作为参考。
优选地，将元件设计为优选对于一个以上窄带的波长的光具有透射性。在一个实施例中，提供包含十二层材料的元件。第一层是厚约599的氧化钛(TiO2)，第二层是厚约1066的氧化硅(SiO2)，第三层是厚约235的氧化钛(TiO2)，第四层是厚约262的氧化硅(SiO2)，第五层是厚约1560的氧化钛(TiO2)，第六层是厚约727的氧化硅(SiO2)，第七层是厚约487的氧化钛(TiO2)，第八层是厚约926的氧化硅(SiO2)，第九层是厚约546的氧化钛(TiO2)，第十层是厚约1625的氧化硅(SiO2)，第十一层是厚约892的氧化钛(TiO2)，第十二层是厚约985的氧化硅(SiO2)。这种多个层的叠层优化为透射两个窄带的光线波长，第一个在约490nm(蓝绿光谱)，第二在约655nm(琥珀色光谱)。优选地，将该双色叠层施加到元件305的第四表面311上。但应理解，可以施加基本透明的导电材料的层320作为第十三层，且可以将该叠层施加第三表面310上。还应理解，可以将该叠层分别施加到包含位于第一或第二表面307、308上的单个基本透明的衬底的元件上。
在另一实施例中，提供包含十四层材料的元件。第一层是厚约345的氧化钛(TiO2)，第二层是厚约979的氧化硅(SiO2)，第三层是厚约485的氧化钛(TiO2)，第四层是厚约837的氧化硅(SiO2)，第五层是厚约2070的氧化钛(TiO2)，第六层是厚约760的氧化硅(SiO2)，第七层是厚约392的氧化钛(TiO2)，第八层是厚约483的氧化硅(SiO2)，第九层是厚约356的氧化钛(TiO2)，第十层是厚约2620的氧化硅(SiO2)，第十一层是厚约767的氧化钛(TiO2)，第十二层是厚约1460的氧化硅(SiO2)，第十三层是厚约509的氧化钛(TiO2)，第十四层是厚约905的氧化硅(SiO2)。将这种多个层的叠层优化为透射三个窄带的光线波长，第一个在约465nm(蓝光光谱)，第二在约545nm(绿光光谱)，第三个在约655nm(红光光谱)。优选地，将该双色叠层施加到元件305的第四表面311上。但应理解，可以施加基本透明的导电材料的层320作为第十五层，且可以将该叠层施加第三表面310上。还应理解，可以将该叠层分别施加到包含位于第一或第二表面307、308上的单个基本透明的衬底的元件上。
在另一实施例中，提供材料的六层叠层，这六层叠层包含：厚约600的氧化钛(TiO2)的第一层，厚约27945的银(Ag)的第二层，厚约235的氧化钛(TiO2)的第三层，厚约6870的银(Ag)的第四层，厚约1560的氧化钛(TiO2)的第五层，厚约19063的银(Ag)的第六层。将这种多个层的叠层优化为透射三个窄带的光线波长，第一个在约490nm(蓝光光谱)，第二在约550nm(绿光光谱)，第三个在约655nm(红光光谱)。应当理解，可以将该叠层分别施加到元件305的第三或第四表面310或311上。还应理解，可以将该叠层分别施加到包含位于第一或第二表面307、308上的单个基本透明的衬底的元件上。
将叠层施加到优选在两个或三个窄带、特别在R/G/B或琥珀色/蓝绿色组合中具有透射性的元件上的优点在于，可以透射单个窄带的光线波长，以产生基本白色外观。因此，所述的叠层可以透射白光以及反射白光。在信息显示器的相关实施例中，相关的发射的光线将与元件的一个或更多个透射带相关。
在相关的实施例中，可以透射高透射率的光，同时提供高的反射率。在一个实施例中，通过发射R/G/B或琥珀色/蓝绿光，提供白光信息显示器，并且该元件将具有高宽带反射特性。这些实施例对于车辆后视镜特别有用。应当理解，窄带透射元件的其它组合在本发明的范围内。
应当理解，可以用任何上述叠层加入诸如氧化铁的优选吸收性材料，以提高给定的元件的整个透射、反射和重影预防特性。
因为诸如具有玻璃顶板的真空荧光显示器、LCD的许多发光显示器、或安装后使得在表面311和显示器314的前表面之间存在空气间隙的其它显示组件一般包含至少一个镜面，因此在显示器314的(多个)镜面反射回去的光在镜面上反射后离开镜面回穿相关的元件305、透反射层319、电致变色介质313、层315、316、317、318、320和元件305。显示器314的镜面的这种寄生(spurious)反射离开由此产生车辆乘客可看到的重像。由于元件305和元件周围的空气的折射率不同，因此在元件305的外表面307上产生附加的寄生反射。因此，光线被从表面308反射回镜子中，并且基本是反射离开透反射层319回穿介质313、层315、316、317、318、320和元件305。因此，需要采取各种措施，以消除或减少这些寄生反射的光强度并由此消除可由车辆乘客看到的讨厌的重影。可以采用各种变更方式以减少这些寄生反射。应当注意，这些寄生反射的亮度一般比非反射的图像低。
提高没有消除寄生反射的显示器的清晰度的一个方法是控制显示器亮度，使得第二图像的光强度比可见感觉阈值低。该亮度级将随环境光级改变。可以通过镜子中的光传感器，精确确定环境光级。可以使用这种反馈，以调整信息显示器和/或背照光源光强度，使得第二图像的亮度不足以得以采用。可以提供用于减少或防止从镜面和元件305的前表面307产生的反射的抗反射装置，该抗反射装置可以包含施加到元件305的后表面上或显示器组件341的任何和所有镜面反射表面上的抗反射膜。抗反射装置还可以包含施加到显示器组件341的后表面311或镜面表面上的光吸收遮掩模(mask)。可以将这种遮挡层(masking layer)制成为基本覆盖除位于显示器341的发光段正上方的区域之外的整个镜面。该遮挡层可以由诸如黑色涂料、黑带(blacktape)、黑色泡沫塑料衬里(black foam backing)的任何光吸收材料制成。应当理解，在环绕多个单个发光元件的所有区域都具有内部黑色掩模的真空荧光显示器是可以得到的。如果抗反射装置形成为抗反射层，为此基本上可以使用任何公知的抗反射膜。抗反射膜仅需被配置成防止从显示器341发射的特定波长的光的反射。
通过提供如上所述的抗反射装置，从透反射层319向显示器341的镜面反射回去的光被吸收或透射进入显示器341，从而不能通过元件从镜面反射到车辆乘客的眼睛中。应当注意，抗反射装置还可以包含可以减少或防止光从镜面反射的任何其它结构。并且，抗反射装置可以包含抗反射膜和遮挡层的组合，并且可以被加入到可以反射反射离开相关反射体的光的镜面反射表面，例如，衬底309的后表面、显示器341的前表面或显示器341中的任何内部表面上。
为了减少从与元件305的表面311之间的空气界面产生的寄生反射，可以在表面311上设置抗反射膜。该抗反射膜可以由任何常规的结构形成。嵌入透反射涂层和显示器之间的圆形偏振器也可以减少寄生反射。
与从透反射层319和显示器的镜面离开的来自显示器341的光的反射有关的问题的替代性解决方案在于，显示器314优选选自不包含任何形式的镜面的显示器。这种显示器的例子可以从惠普公司得到并参照为HDSP系列。这种显示器一般具有基本进行光吸收的前表面，使得很少的光甚至没有光会从显示器面向前方的表面反射离开。
不具有镜面反射表面(诸如在玻璃和空气之间)的显示器结构的另一例子是，直接在元件311的背面上层叠以消除显示器和元件之间的空气间隙或空气界面的背照式液晶显示器(LCD)。消除空气间隙是使所有显示器件的第一表面反射最小化的有效方法。如果使用的LCD的类型如正常情况那样是不透明的或黑色的，诸如具有平行的偏振器或相变的扭曲向列LCD，或具有黑色染料的客主(guest host)LCD，那么反射的光会被显示器吸收，不会向观察者重新反射回去。另外一种方法是使用具有交叉的偏振器的背照光源透射扭曲向列LCD。这样整个显示区将会被照亮，并与黑色数字形成对比。作为替代方案，可以使用正对比度或负对比度电致变色显示器以取代LCD，或者，可以将有机LED层叠或固定到元件的后表面上。
替代方案是由此在元件305的后表面311的后面安装显示器341，使得镜面以某一角度与后表面311倾斜。如果显示器的角度足够大，那么光束可以直接射向诸如施加到镜子的后面的黑色掩模的吸收表面上。应当注意，可以不使显示器转动某一角度，而是用其它任何装置，使反射的光束偏转，比如，在显示器的前面层叠透明的楔形体，其目的在于改变反射光的方向，使其离开显示器的观察锥体(viewing cone)或射向吸收介质或表面。
降低寄生反射的另外一种有用技术是，反射显示图像，使其以约45度的角度离开镜面(优选第一表面镜)并然后穿过透反射层319。然后，可以通过稍微改变显示器与透反射层的角度关系，改变反射离开透反射层319的图像的方向，使其离开显示器上的镜面。
克服上述问题的另外一种方法是，通过实际上在透反射层319的前面安装显示器，克服该问题。为了可以在反射层的前面安装显示器，利用诸如有机发光二极管(OLED)的基本透明显示器。OLED可从通用显示器公司(Universal Display Corportion)得到。这种OLED可以构成为，可安装在其中保持电致变色介质的室内的薄的透明显示器。因为OLE可以是透明的，因此它不会干扰车辆的驾驶员观察到的图像。另外，通过在多个衬底之间的室内提供OLED，使显示器受到保护不受不利环境的影响。因此，当在外部汽车后视镜中安装显示器时，特别需要这种配置。优选地，在衬底306和309之间的室内的透反射层319的前面安装OLED显示器。
应当理解，信息显示器的给定构件的任何界面可以包含抗反射涂层，或者，表面本身可以包含抗反射结构。在优选的实施例中，漫射器、LCD、元件的各表面、具有元件的各层，或其任何子组合，可以包含抗反射材料或表面结构。
每年销售许多镜子，这些镜子通过使用可以显示八个罗盘方向(N、S、E、W、NW、SW、NE、SE)的阿尔法数字真空荧光显示器(VFD)具有显示车辆的行驶方向的附加特征。这些类型的显示器用于诸如无线电装置和时钟的机动车辆中的许多其它应用中。这些显示器在荧光体数字段上具有玻璃外罩。当与透反射镜一起使用时，来自VFD的光的大部分没有穿过镜子，而是反射回到显示器。然后，该反射光中的一部分从VFD的外罩玻璃的顶面和底面反射离开，并回来穿过镜子。这种多次反射的结果是在显示器中得到非常不希望有的的重影或双像。如上所述，这个问题的解决方案是在VFD的外罩玻璃上提供抗反射涂层，但是，这种抗反射涂层增加了显示器的成本。VFD显示器的其它缺点是，它们成本高且易破碎。
分段的LED阿尔法数字显示器是在透反射镜中用作可重新配置显示器的真空荧光显示器或LCD的可行的替代方案。如上所述，分段LED显示器不具有镜面外罩玻璃，并因此不存在重影反射的问题。另外，可以将环绕LED各段的区域涂成黑色，以进一步抑制寄生反射。LED显示器还具有可靠性极高且寿命极长的优点。分段的阿尔法数字LED显示器可从商业途径得到，但其制造工艺复杂，且难以保持段与段之间的亮度和颜色一致性。最后，还难以防止来自某一段的光与另一段混合。也只能得到饱和的高度单色的色彩的分段的LED显示器，除了根据本发明可以使用一些磷光体LED组合。许多汽车制造商具有更宽光谱的显示器配色方案，难以甚至无法与LED技术匹配。在美国制造的大多数汽车具有蓝色显示器配色方案，根据本发明只能与蓝光LED匹配。
LED可以为发光聚合物、有机LED，或者可以为惠普公司制造的商标为“Pixar”的类型的LED。由于透反射涂层中的光损失，因此需要高亮度的LED。AlInGaP基LED适用这种应用，并且，可以得到绿色、红色、琥珀色和各种类似颜色的这种类型的LED。使用InGaN基LED可以得到蓝色和绿色。虽然InGaN基LED目前成本较高，但在分段的显示器中，需要的LED比要使用的少。作为使用诸如“Pixar”LED的封装的LED的替代方案，可以通过使用工业中公知的板上芯片(Chip-On-Board)的技术将它们直接结合到电路板上。
现在参照图4，该图中示出的信息显示器426包含隔离纸(releasepaper)428、粘接剂层429、具有定位孔431的壳体面板(body panel)430、光吸收层432、第一照明材料433、第二照明材料434、半透明或半透彻材料435和光密封构件(seal)436。光吸收层具有第一和第二开口432a、432b。光密封构件包含第一、第二和第三开口437、438、439。另外参照图6，信息显示器626位于反射元件605和信息显示器背照光源627之间，以形成背照式信息显示器。在如图4、图6和图7中所示的实施例中，有与“乘客气囊”相关的(多个)背照光源、与“关”相关的(多个)单独的背照光源、和与“开”相关的(多个)单独的背照光源。光密封构件436用于将来自(多个)各单独的背照光源的多个光束隔开，使得可以单独地照亮“乘客气囊”部分、“关”部分和“开”部分。应当理解，可以将其它字母数字字符加入信息显示器426中，以代替图4中所示的标记。例如，可以构成如图1所示的替代的罗盘显示器，使得一连串的照亮材料从左到右包含“S”、“SW”、“W”、“NW”、“N”、“NE”、“E”、“SE”。可以与一连串数字一起添加“C”和“Z”，以提供参照信息显示器241所述的功能。应当理解，可以将字母数字字符、图形和实时视频的任何组合加入给定的信息显示器或多个显示器中。
优选地，显示器426位于元件的顶部或底部附近(如图1中的显示区域121、125)并基本位于中心，使得右手驾驶和左手驾驶车辆容纳相同的部分。由于相关的信息显示器背照光源可以位于电路板的周边附近，因此，相关元件的顶部或底部的附近的“直线方式”的信显示器的位置有利于相关电路板空间的有效利用。优选地，背照光源位于各单个字符后面，使得各字符可得以独立控制。优选使用LED作为单个背照光源。LED可以位于在相关电路板上安装的顶侧，其方向向下瞄准穿过板上的排列的多个孔。优选采用较高密度的LED，以提供参照显示器241说明的光强度，该光射向观察者并从相关元件的第一表面投射。各背照光源优选射到各自的字符上，使得光密封构件隔开射向特定的字符的光线，使其不会照射到任何其它字符上。例如，“N”具有相关的背照光源(或多个背照光源)，并且它(或它们)会射到显示器的背面的“N”上。
信息显示器的位置优选相对于观察者接近相应元件的后表面，并且，如图6和图7所示在电路板上的显示器下面安装背照光源。优选地，为显示器背照光源使用标准表面安装LED，但是，可以使用共同受让的美国专利No.5803579和No.6335548以及美国专利申请No.09/835278公开的任何照明体，在此引入这些专利的每一个的全部内容作为参考。应当理解，可以将背照光源安装到与图7中示为795的电路板相同的电路板上。
光密封构件436可以为适应于电路板和显示器的各单个字符之间的空间以防止光束混合的塑料部件、橡胶成型部件或其它类型的弹性体成型部件。
由相应的背照光源发射的光束投射穿过元件，使得可望用一个优选的实施例实现光强度的约75％的损失。用优选的背照式信息显示器实现基本完美聚焦的字符。在一个优选的实施例中，即使当从轴外观察时，字符也保持在焦点上。
在根据信息显示器426的一个罗盘显示器实施例中，用如图1所示的单个的“C”和“Z”字符实现校准模式和区域选择。在校准模式中，仅照亮与“C”相关的背照光源。在区域选择模式中，照亮与“Z”相关的背照光源，并且照亮剩余的单个字符背照光源的预定组合，以代表1-15。例如，可以利用剩余字符中的四个代表1-15的二进制双位表示。作为替代方案，单个字符或多个字符的组可以以预定的图像闪烁以表示给定的数字1-15。作为替代方案，可以将多个单个数字添加到信息显示器上以直接代表1-15区。
可以通过改变背照光源颜色和/或壳体面板、光吸收层或照明材料，简单容易地重新配置显示器426颜色。共同让受的美国专利申请No.09/586813说明了具有与由相应的背照光源发射的光束的主波长匹配的光吸收和透射特性的材料的信息显示器的优选实施例，在此引入该专利的全部内容作为参考。
可以通过改变相关的照明材料，简单地重新配置给定信息显示器中加入的多个单个字符。例如，准备在德国使用的器件可以具有“OST”以代替“E”。类似地，可以通过将照明材料与给定的目的国语言匹配，为全球市场制造多语言信息显示器。应当理解，根据本发明的范围，可以使用任何字母数字或图形字符。
在信息显示器426的优选实施例中，作为强光传感器、环境传感器、强光和环境传感器和/或参照信息显示器241说明的相关的可变反射率元件的反射率的函数，控制背照光源的光强度。当被加入具有透反射、反射元件的镜组件时，信息显示器426将不会像显示器421那样具有与LCD相关的百分之七十五的光损失。因此，可以相应地减少背照光源的光强度以产生与关于信息显示器241的上述说明相同的第一表面光发射。
在信息显示器426的替代性实施例中，单独的透镜位于各背照光源附近，以改变相关光束的方向。另外，漫射器可以位于显示器和元件之间，以提供参照显示器241说明的所需的视角。优选地，漫射器还可以防止与由背照光源发射的集中的光束相关的“热点”。漫射器可以被配置为给定显示器的整体的一部分。
可以考虑采用各种段的控制方法。在最简单的形式中，根据行进方向，在给定的时间仅照亮八个罗盘方向指示器后的多个LED中的一个。在另一方案中，以弱光照亮全部八个指示器，而以比其它八个指示器更明亮的方式照亮与当前行进方向对应的指示器。在另一方案中，使用双色LED，并将与当前行进方向对应的LED指示器设置为与其它八个指示器不同的颜色。最后的替代性方案是只使具有与当前行进方向对应的指示器变亮，但随着汽车改变方向，指示器从一个指示器到另一个指示器逐渐变暗。
电路板位于使用隔离物(spacer)的镜子的后面。该隔离物有多种目的。首先，隔离物将电路板定位在远离镜子例如1/4英寸的某一距离的位置上，使得来自LED的光完全覆盖指示器。其次，该隔离物通过防止来自一个空腔的光进入另一个空腔，防止指示器之间的串扰。为了实现该目的，隔离物应由白色、高度反射性的材料制成。至少，隔离物必须不透明。最后，隔离物有利于将离开LED的反射光向指示器反射回去。这提高了系统的效率。隔离物甚至可以用环绕LED以最有效地使光向前发射的椭圆形反射罩构成。隔离物上的朗伯散射表面也有利于光线的漫射并提高指示器照度的均匀性。可以用包含漫射剂的环氧树脂或硅烷填充隔离物中的由开口形成的电路板和镜子之间的空置区域。这将进一步有助于光线的漫射并使指示器的外观更均匀。在由薄材料制成的遮挡层设置贴花，该遮挡层有覆盖除图像指示器以外的所有区域的黑色无光泽的掩模。用于图形的区域干净或有些发白且具有漫射性。可以通过在漫射塑料膜上丝网印制(silk-screening)黑色掩模图案，形成贴花。优选地，也用白色墨水遮挡(screen)面对LED的贴花的一侧。这将使没有穿过字母或图像区域的光线反射回到LED和隔离物上，在LED和隔离物上，这些光线将再次部分地向前反射回去。作为替代方案，可以通过直接在镜子的黑色表面上丝网印制黑色掩模，形成贴花。在Wayne J.Rumsey等于1999年5月13日提交的发明名称为“后视镜显示器”的美国专利No.6170956中公开了可以形成这种贴花的方式，在此引入其全部内容作为参考。
现在参照图5，在该图中，镜组件502包含镜框555和外壳556。镜框和外壳组合以限定用于包含除反射元件和信息显示器以外的特征部件(feature)的镜子外罩。共同受让的美国专利No.6102546、No.D410607、No.6407468、No.6420800和美国专利申请No.09/687743说明了供本发明使用的各种镜框、外壳和相关按钮结构，在此引入这些专利的全部内容作为参考。
如图5所示，镜组件可以包含第一和第二麦克风559、563。共同受让的美国专利申请No.09/144176和10/076158说明了供本发明使用的麦克风的例子，在此引入这些专利的全部内容作为参考。如图5、图6和图7所示，可以在镜组件的顶部、镜组件的底部、镜子外壳的背面或镜子外壳和镜框中的任何位置安装麦克风或多个麦克风。优选地，在镜子外壳的后侧将两个麦克风加入镜组件中(每一个都位于端部附近)，位于凹进部分659a中并具有声学屏障(dam)659b，如图5、图6和图7所示。这些系统的至少一部分可被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者可以与信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器上显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
仍然参照图5，镜组件502包含第一和第二照明组件567、571。在共同受让的美国专利No.5803579和NO.6335548以及共同受让的美国专利申请No.09/835278中说明了供本发明使用的各种照明组件和照明体，在此引入这些专利的全部内容作为参考。仍如图7所示，各照明组件优选包含反射体、透镜和照明体(未示出)。最优选有两个照明组件，一个一般定位为照亮前乘客座椅区域，第二个一般定位为照亮驾驶员座椅区域。可以仅有一个或可以有附加的照明体组件，诸如照亮中心控制台区域、头顶控制台区域或前座椅之间的区域的照明体组件。
仍然参照图5，镜组件502包含第一和第二开关575、577。在共同受让的美国专利No.6407468和No.6420800以及共同受让的美国专利申请No.09/687743和No.09/900500中详细说明了供本发明使用的适当的开关，在此引入这些专利的全部内容作为参考。可以加入这些开关以控制照明组件、显示器、镜面反射率、声音激活系统、罗盘系统、电话系统、公路收费所界面、遥测系统、前灯控制器、雨传感器等。可以在相关车辆的任何位置加入以及可以使用开关控制这里或作为参考引入的参考文献内说明的任何其它显示器或系统。
仍然参照图5，镜组件502包含第一和第二指示器580、583。在共同受让的美国专利No.5803579和No.6335548以及共同受让的美国专利申请No.09/835278中说明了供本发明使用的各种指示器，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这些指示器可以指示显示器、镜面反射率、声音激活系统、罗盘系统、电话系统、公路收费所界面、遥测系统、前灯控制器、雨传感器等的状态。这里和作为参考引入的参考文献中说明的任何其它显示器或系统可以被加入到在相关车辆的任何位置并可以具有指示器指示的状态。
仍然参照图5，镜组件502包含第一和第二光传感器586、588(图7中的强光和环境传感器787、789)。在共同受让的美国专利No.5923027和No.6313457中详细说明了供本发明使用的优选的光传感器，在此引入这些专利的全部内容作为参考。强光传感器和/或环境传感器自动控制自变暗反射元件的反射率以及信息显示器和/或背照光源的光强度。强光传感器用于传感牵引车辆的前灯，环境传感器用于检测系统工作时所处的环境的照明条件。在另一实施例中，可以加入天空传感器，并将其定位于检测一般位于相关车辆的上面和前面的亮度级，天空传感器用于自动控制自变暗元件的反射率、受控车辆的外部光线和/或信息显示器的光强度。
仍然参照图5，镜组件502包含位于镜框555中的第一、第二、第三和第四操作员界面590、591、592、593。图中的各操作员界面包含背照式(backlit)信息显示器“A”、“AB”、“A1”和“12”。应当理解，可以在相关车辆的任何位置，例如，镜子外壳、附属模块、操作面板、头顶控制台、控制板(dash board)、座椅、中心控制台等中，加入这些操作员界面。在共同受让的美国专利No.6407468和No.6420800以及共同受让的美国专利申请No.09/687743和No.09/900500中详细说明了适当的开关结构，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这些操作员界面可以控制照明组件、显示器、镜面反射率、声音激活系统、罗盘系统、电话系统、公路收费所界面、遥测系统、前灯控制器、雨传感器等。可以在相关车辆的任何位置加入以及可以通过使用操作员界面或多个操作员界面控制这里或作为参考引入的参考文献中说明的任何其它显示器或系统。例如，用户可以对显示器或多个显示器进行编程，以说明预定的信息，或者，对显示器或多个显示器进行编程，以滚过一系列信息，或者，用相关的传感输入装置键入与一定的操作设备相关的设置点，从而一旦发生给定的事件就显示一定的信息。例如，在一个实施例中，给定的显示器可以处于非照亮状态，直到发动机温度超过阈值，然后显示器被自动设置为显示发动机温度。另一个例子是位于车辆的后面的近程传感器可以与控制器相连，并与后视镜中的显示器组合，以向驾驶员指示物体的距离；该显示器可以被配置成长度与给定的距离成比例的条形图。
虽然在图5中示出这些附加特征部件的特定位置和数量，但应理解，可以在相关车辆中的任何位置以及如这里引入的参考文献中所述，加入更少或更多的各种器件。
现在参照图6，在该图中示出镜组件602的断面图。图6中所示的断面是沿图5中的切割线6-6切取的。图6示出的断面示出了第三和第四信息显示器626、641相对于由外壳656和镜框655限定的外罩内的反射元件605以及第三信息显示器背照光源627的位置关系。图中的镜组件602还包含麦克风659、第一操作员界面690以及电路板695、镜子装配台657和附属模块658。镜子装配台657和/或附属模块658可以包含罗盘传感器、照相机、前灯控制器、附加的微处理器、雨传感器、附加的信息显示器、附加的操作员界面等。
现在参照图7，图中示出镜组件702的分解图。图7提供关于多个单个构件的某一优选的位置关系的附加细节，并提供镜组件的附加结构细节。镜组件702包含位于镜框755和镜子外壳756内的反射元件705。它包含用于在车辆内安装镜组件的镜子装配台(mount)757。应当理解，可以在装配台757中加入许多附件，诸如雨传感器、照相机、前灯控制器、附加的微处理器、附加的信息显示器、罗盘传感器等。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器上显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
图7中示出的镜组件702还包含：具有第三信息显示器背照光源737、738、739的第三信息显示器726；第一和第二麦克风759、760；具有第一透镜769的第一反射体768；具有第二透镜773的第二反射体772；强光传感器787；环境光线传感器789；具有第一、第二、第三和第四操作员界面背照光源790a、791a、792a、793a的第一、第二、第三和第四操作员界面790、791、792、793；具有罗盘传感器模块799的电路板795；具有输入/输出总线接口797的子插件板798。
第一反射体768与第一透镜769和第一光源(未示出)组合以形成第一照明组件。第二反射体772与第二透镜773和第二光源(未示出)组合以形成第二照明组件。优选地，根据共同受让的美国专利No.5803579和No.6335548以及美国专利申请No.09/835278的方法构成具有相关光源的各照亮组件，在此引入这些专利的全部内容作为参考。
优选地，强光传感器787和环境光线传感器789是共同受让的美国专利No.6359274和No.6402328中所述的有源光传感器(active lightsensor)，在此引入这些专利的全部内容作为参考。可以将来自传感器787、789中的一个或两个的电输出信号用作对于控制器796的输入，以控制反射元件705的反射率和/或第三信息显示器背照光源727的光强度。共同受让的美国专利No.5956012、No.6084700、No.6222177、No.6224716、No.6247819、No.6249369、No.6392783和No.6402328中说明了这里使用的各种控制电路的细节，这里引入这些专利的全部内容作为参考。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器上显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
虽然图7中示出的罗盘传感器模块799被安装到电路板795上，但应理解，传感器模块可以位于装配台757、位置靠近镜组件702的附属模块758内或位于相关车辆的任何位置，诸如仪表盘下、头顶控制台、中心控制台、行李箱、发动机舱中等。共同受让的美国专利No.6023229和No.6140933以及共同受让的美国专利申请No.10/210910和No.60/360723和题目为“电子罗盘系统”的代理人卷号GEN10PP-443详细说明了供本发明使用的各种罗盘系统，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关信息显示器上显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
子插件板798在操作中与电路板795通信。电路板795可以包含诸如微处理器的控制器796，子插件板798可以包含信息显示器(图7中未示出)。例如，微处理器可以从罗盘传感器模块799接收(多个)信号并处理(多个)信号并将(多个)信号传输给子插件板，以控制显示器指示相应的车辆行驶方向。如这里以及这里作为参考引入的参考文献中所述，控制器可以从(多个)光传感器、(多个)雨传感器(未示出)、(多个)自动车辆外部光控制器(未示出)、(多个)麦克风、(多个)全球定位系统(未示出)、(多个)无线电通信系统(未示出)、(多个)操作员界面和许多其它器件接收(多个)信号，并控制(多个)信息显示器以提供适当的视频指示。
控制器796(或多个控制器)的至少一部分可以控制镜面反射率、外部光线、雨传感器、罗盘、信息显示器、风挡刮水器、加热器、除霜器、除雾器、空调、遥测系统、诸如基于数字信号处理器的声音致动系统的声音识别系统和车辆速度。控制器796(或多个控制器)可以从与这里以及这里作为参考引入的参考文献中所述的任何器件相关的多个开关或多个传感器接收多个信号，以自动操纵这里以及作为参考引入的参考文献中所述的任何其它器件。控制器796的至少一部分可以位于镜组件的外面，或者，可以在车辆的其它位置包含第二控制器或在车辆的任意位置包含附加的多个控制器。单个处理器可以被配置成在车辆上或在CAN车上通过蓝牙协议、无线通信、或任何其它适当的通信以串联或并联的方式进行通信。
根据本发明可以加入共同受让的美国专利No.5990469、No.6008486、No.6130421、No.6130448、No.6255639、No.6049171、No.5837994、No.6403942、No.6281632、No.6281632、No.6291812和美国专利申请No.09/448364、No.09/538389、No.09/605102、No.09/678856、No.09/800460、No.09/847197、No.09/938774、No.09/491192、No.60/404879、No.60/394583、No.10/235476、No.10/208142中所述的外部光控制系统，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器中显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
共同受让的美国专利No.5923027和No.6313457中说明了湿度传感器和风挡雾检测器(windshield fog detector)，在此引入这些专利的全部内容作为参考。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器中显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
共同受让的美国专利No.6262831中说明了供本发明使用的电源，在此引入该专利的全部内容作为参考。这些系统的至少一部分可以被集成为与信息显示器处于共同的控制之下，并且/或者与多个信息显示器共用多个构件。另外，可以在相关的信息显示器中显示这些系统和/或由此控制的器件的状态。
以上说明仅是对于优选实施例的说明。本领域技术人员以及完成或使用本发明的技术人员将会想到本发明的变更方式。因此，应当理解，附图中所示和以上说明的实施例的目的在于满足公开实施本发明的最佳方式的要求和充分的说明要求，其目的在于示例，而不在于限制本发明的范围。

Claims (30)

1.一种后视镜组件，包含：
信息显示器，该信息显示器相对于预期的观察者至少部分地位于反射元件后面；
所述信息显示器包含具有至少两个字符的负模式背照式液晶显示器，所述字符的每一个具有与其相关的单个背照光源，其中，可以以与任何其它字符的背照光源无关的方式控制给定字符的所述背照光源。
2.如权利要求1所述的后视镜组件，还包含具有比所述液晶显示器具有的字符更多的输出的显示器驱动器，其中，所述显示器驱动器的至少一个输出用于控制所述背照光源。
3.如权利要求1所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是所述自动变暗反射元件的反射率的函数。
4.如权利要求1所述的后视镜组件，还包含位于背照式液晶显示器和与所述液晶显示器有关的背照光源之间的漫射器，其中，所述漫射器作为所述液晶显示器相对于至少一个预期的观察者的位置的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
5.如权利要求1所述的后视镜组件，还包含位于背照式液晶显示器之间的漫射器，其中，所述漫射器作为相对于至少一个期望的观察者的视角的所述漫射器的平面的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
6.如权利要求1所述的后视镜组件，其中，所述反射元件至少部分地具有透射性，并且所述反射元件的最佳光线波长透射基本等于由所述信息显示器发射的光线的主波长。
7.如权利要求1所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是环境光线传感器的函数。
8.如权利要求1所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是强光传感器的函数。
9.一种信息显示器，包含：
液晶显示器，该液晶显示器具有至少两个字符，每个字符具有相关的背照光源；和
显示器驱动器，所述显示器驱动器具有比所述液晶显示器具有的字符更多的输出，其中，所述显示器驱动器的至少一个输出用于控制所述背照光源。
10.如权利要求9所述的信息显示器，还包含位于背照式液晶显示器和与所述液晶显示器有关的背照光源之间的漫射器，其中，所述漫射器作为所述液晶显示器相对于至少一个预期的观察者的位置的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
11.如权利要求9所述的信息显示器，还包含位于背照式液晶显示器之间的漫射器，其中，所述漫射器作为相对于至少一个期望的观察者的视角的所述漫射器的平面的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
12.一种后视镜组件，包含：
背照式液晶显示器，该背照式液晶显示器位于自动变暗反射元件后面，其中，所述背照式液晶显示器的光强度是所述自动变暗反射元件的反射率的函数。
13.如权利要求12所述的后视镜组件，还包含位于背照式液晶显示器和与所述液晶显示器有关的背照光源之间的漫射器，其中，所述漫射器作为所述液晶显示器相对于至少一个预期的观察者的位置的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
14.如权利要求12所述的后视镜组件，还包含位于背照式液晶显示器之间的漫射器，其中，所述漫射器作为相对于至少一个期望的观察者的视角的所述漫射器的平面的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向。
15.如权利要求12所述的后视镜组件，所述反射元件至少部分地具有透射性，并且所述反射元件的最佳光线波长透射基本等于由所述信息显示器发射的光线的主波长。
16.如权利要求12所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是环境光线传感器的函数。
17.如权利要求12所述的后视镜组件，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是强光传感器的函数。
18.一种信息显示器，包含：
位于背照式液晶显示器和与所述液晶显示器有关的背照光源之间的漫射器，其中，所述漫射器作为以下两个参数之一的函数改变由所述背照光源发射的光线的方向：所述液晶显示器相对于至少一个预期的观察者的位置和相对于至少一个预期的观察者的视角的所述漫射器的平面。
19.一种后视镜组件，包含：
信息显示器，该信息显示器相对于预期的观察者至少部分地位于反射元件后面；
所述信息显示器包含具有至少两个字符的负模式背照式液晶显示器，所述字符的每一个具有与其相关的单个背照光源，其中，可以以与任何其它字符的背照光源无关的方式控制给定字符的所述背照光源；
显示器驱动器，该显示器驱动器具有比所述液晶显示器具有的字符更多的输出，其中，所述显示器驱动器的至少一个输出用于控制所述背照光源；和
漫射器，该漫射器位于背照式液晶显示器和与所述液晶显示器相关的背照光源之间，其中，所述漫射器作为以下两个参数之一的函数改变由所述背照光源发射的光线：所述液晶显示器相对于至少一个预期的观察者的位置、和相对于至少一个预期的观察者的视角的所述漫射器的平面；
其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是所述自动变暗反射元件的反射率的函数；以及
所述反射元件至少部分地具有透射性，并且所述反射元件的最佳光线波长透射基本等于从所述信息显示器发射的光线的主波长。
20.如权利要求19所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是环境光线传感器的函数。
21.如权利要求19所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是强光传感器的函数。
22.一种后视镜组件，包含：
信息显示器和反射元件，其中，所述反射元件部分地具有透射性，并且所述反射元件的最佳光线波长透射基本等于从所述信息显示器发射的光线的主波长。
23.如权利要求22所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是环境光线传感器的函数。
24.如权利要求22所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度是强光传感器的函数。
25.一种后视镜组件，包含：
背照式液晶显示器，该背照式液晶显示器位于自动变暗反射元件后面，其中，所述背照式液晶显示器的光强度是环境光线传感器的函数。
26.如权利要求25所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的光强度还是强光传感器的函数。
27.一种后视镜组件，包含：
背照式液晶显示器，该背照式液晶显示器位于自动变暗反射元件后面，其中，所述背照式液晶显示器的光强度是强光传感器的函数。
28.一种后视镜组件，包含：
背照式液晶显示器，该背照式液晶显示器位于自动变暗反射元件后面，其中，所述背照式液晶显示器的对比度是环境光线传感器的函数。
29.如权利要求25所述的后视镜组件，其中，所述反射元件自动变暗，并且所述背照式液晶显示器的对比度还是强光传感器的函数。
30.一种后视镜组件，包含：
背照式液晶显示器，该背照式液晶显示器位于自动变暗反射元件后面，其中，所述背照式液晶显示器的对比度是强光传感器的函数。
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