包括高強度顯示器的車輛后視組件的制作方法

專利名稱：包括高強度顯示器的車輛后視組件的制作方法
技術領域：
本發明總體涉及車輛后視組件和車輛顯示器。更具體地，本發明 涉及包括透反式(即部分反射，部分透射)鏡元件和高強度顯示器的 車輛后視組件。
背景技術：
近來流行的一種車輛附件是倒車輔助顯示器，其為駕駛員提供車 輛后方景物的視頻圖像，否則駕駛員在車輛后方的視野會受到阻礙。 運動型多功能汽車和卡車的受阻區域較大，從而特別受益于該特征。 該特征是重要的安全特征，因為其有助于消除有人可能倒車至在車輛 后方玩耍的兒童或寵物上，或者倒車至留在車輛后方的物體上的可能性。
在提供該選擇的車輛中，顯示器通常設置在儀表板中。更具體地 說，顯示器通常設置在另外提供導航和其它信息的同一顯示器中。這
樣可以在儀表板中利用單個液晶顯示器(LCD)用于多種用途。該倒 車顯示器僅僅在駕駛員倒車時才啟動，從而可見。在儀表板中僅僅為 了倒車顯示而設置較大的LCD顯示器是不實際或不經濟的。在儀表 板中設置倒車輔助顯示器引起的另一問題在于，駕駛員通常在倒車時 觀看后視鏡而不是儀表板。無論如何，難以同時觀看后視鏡和儀表板 中的顯示器。
因此，已經提出在后視鏡組件中設置倒車輔助顯示器，使得駕駛 員可以容易地同時觀看鏡元件和倒車輔助顯示器提供的圖像。
在共同轉讓的美國專利No.6，550，949和美國專利申請>5^才艮 No.2003/0103141 Al中公開了在后視鏡組件中設置視頻顯示器來提供 車輛后方景物的圖像。雖然已經提出將這類視頻顯示器結合在后視鏡
組件中，但汽車工業由于若干原因而未采納這些方案。
在這些方案中，已經提出在LCD視頻顯示器前方的區域中移除 鏡元件的反射層，從而能夠在諸如白天的高亮度背景條件下為駕駛員 顯示亮度足夠的圖像。然而，這導致鏡面的較大區域上沒有反射層， 使得當在傳統意義上使用鏡元件時，其對于駕駛員而言顯得小很多。 從而，另一方案是將顯示器置于在鏡元件上設置的公知為"透反，，層的 后方。"透反"層是一般在整個可見光鐠上部分反射且部分透射的鏡 層，從而使駕駛員能夠完全看見全色顯示器。雖然后一方案由于在不 使用顯示器時鏡表現為普通鏡而非常有利，但是由于商業可用的汽車 級LCD顯示器不夠亮而不能為車輛駕駛員提供足夠亮的圖像，所以 出現了困難。這是因為從顯示器發射的光的很大百分比被透反層減 弱。另 一問題在于透反層將從車輛后方照射到鏡上的背景光的高百分 比反射，該被反射的背景光容易沖淡來自LCD顯示器的圖像。這導 致顯示器的對比度不足以使駕駛員辨別出車輛后方可能的阻礙。
為了用作后視鏡組件中的視頻顯示器，LCD顯示器必須是"汽車 級，，的，并且一般應提供高于每平方米400坎德拉(cd/m2)的高對比 度圖像。應注意，導航LCD顯示器通常具有500cd/m2的光輸出。然 而，假定內部后視鏡組件通常需要至少60%的反射率，那么透反鏡一 般具有20%的透射率，這意味著設置輸出為500cd/n^的傳統LCD顯 示器在置于透反鏡元件后方時最多只能產生100cd/m2的光輸出。這是 不能接受的，導致了由于在LCD顯示器前方設置鏡面而使得對比度 減小的附加問題。
還要進一步注意，不是所有的LCD顯示器都是"汽車級"的。"汽 車級，，指的是LCD顯示器必須設計成在汽車環境下工作。這類顯示器 被加固并且對于沖擊和振動的耐受性強，工作溫度和存儲溫度范圍 寬，輻射發射敏感度高，并且亮度高。"汽車級"顯示器的標準規格是:
a. 工作溫度范圍-35。C到+85。C
b. 存儲溫度范圍-40。C到95°C
發明內容
根據本發明的一個實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件，其包括鏡元件，其具有部分反射、部分透射的涂層；視頻顯示器， 其位于所述鏡元件后方，使得可通過部分反射、部分透射的涂層看到 顯示圖像，該視頻顯示器的輸出強度使得該可視顯示圖像的強度為至 少250cd/m2。根據本發明的另一實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件， 其包括外殼；以及位于該外殼中的視頻顯示器，該視頻顯示器包括用于放大車輛乘員可看到的顯示圖像的尺寸的放大系統。根據本發明的另一實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件，其包括外殼，其具有帶彎曲邊緣的開口；以及位于該外殼中的視頻 顯示器，該視頻顯示器生成沿著所述外殼的所述彎曲邊緣的至少一部 分延伸并緊靠該部分的顯示圖像。根據本發明的另一實施方式，提供了一種顯示器，其包括顯示 裝置，其用于生成偏振顯示圖像；消偏振裝置，其位于所述顯示裝置 前方，將偏振后的顯示圖像消偏振，從而消除在觀察者通過偏振觀察 窗觀察顯示圖像時丟失顯示圖像的效應。根據本發明的另一實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件， 其包括外殼；位于該外殼中的視頻顯示器，其用于生成偏振顯示圖 像；以及消偏振裝置，其位于所迷視頻顯示器前方，用于將偏振后的 顯示圖像消偏振。根據本發明的另一實施方式，提供了一種液晶顯示器，其包括第一基板，其具有前表面和后表面；第二基板，其具有前表面和后表 面，所述第二基板的前表面和所述笫一基板的后表面空間上并置；布 置在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶材料；以及鏡面反射涂 層，其涂覆于所述第一基板的表面。根據本發明的另一實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件， 其包括外殼；以及布置在所述外殼中的一體的鏡元件和液晶顯示器。 所述一體的鏡元件和液晶顯示器包括第一基板，其具有前表面和后 表面；第二基板，其具有前表面和后表面，所述第二基板的前表面和 所迷第一基板的后表面空間上并置；第三基板，其具有前表面和后表 面，所述第三基板的前表面和所述第一基板的后表面空間上并置；布 置在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶材料；布置在所述第一 基板與所述第三基板之間的電致變色介質；以及鏡面反射涂層，其涂 覆于所述第二基板的表面。根據本發明的另一實施方式，提供了一種用于車輛的后視組件， 其包括外殼；布置在所述外殼中的后視元件；面向前的光傳感器， 其用于感測車輛前方的第一光級(lightlevel);面向后的光傳感器， 其用于感測車輛后方的第二光級；控制電路，其用于比較所述第一光 級和所述第二光級，并在所述第二光級比所述第一光級超過至少閾值 量時生成告警信號。根據本發明的另一實施方式，提供了一種液晶顯示器，其包括 液晶顯示裝置；以及用于背后照明所述液晶顯示裝置的背光子組件。 該背光子組件包括布置在基板上的多個發光二極管裝置；與所述多 個發光二極管裝置隔開的漫射器，使得來自所述多個發光二極管裝置 的光通過所述漫射器折射并朝向所述基板反射回；以及反射器，其設 置在所迷基板上，位于所述多個發光二極管裝置周圍和之間，以接收 從所述漫射器反射回的光并將該光朝向所述漫射器反射回。


附圖中圖1A是根據本發明的一個實施方式構造的后視鏡組件的前視 圖，其中后視顯示器開啟并且羅盤顯示器關閉；圖1B是根據本發明的一個實施方式構造的后視鏡組件的前視 圖，其中整個顯示器關閉；圖1C是根據本發明的一個實施方式構造的后視鏡組件的前視 圖，其中后視顯示器開啟并且羅盤顯示器開啟；圖1D是根據本發明的一個實施方式構造的后視鏡組件的前視
圖，其中后視顯示器關閉并且羅盤顯示器開啟；圖IE是根據本發明的一個實施方式構造的后視鏡組件的前視 圖，其中后視顯示器使用了利用彎曲或非矩形顯示的鏡反射區域的整 個表面；圖2是圖1A至圖ID所示的后視鏡組件的側視圖；圖3A是可用于圖1A至圖ID所示的后視鏡組件中的子組件的 第一實施方式的分解等軸側圖，其中該子組件包括鏡元件和顯示器；圖3B是圖3A所示的光管理子組件101a的剖面圖；圖3C是圖3B所示的區域III的放大剖面圖；圖3D是用于圖3A所示的顯示裝置100的機械層疊和組裝方法 的分解等軸側圖；圖3E是根據本發明的另一個實施方式構造的后視鏡組件的子組 件的一部分的分解等軸側圖；圖3F是可用于圖1A至圖1D所示的后視鏡組件中的子組件的另 一實施方式的分解等軸側圖，其中該子組件包括鏡元件和顯示器；圖3G是可用于圖1A至圖1D所示的后視鏡組件中的子組件的 另一實施方式的局部分解等軸側圖，其中該子組件包括鏡元件和顯示器；圖4A是用于圖3A所示的子組件的漫射器光學塊114的后視圖； 圖4B是沿圖4A的線B-B剖取的漫射器光學塊114的剖面圖； 圖4C是用于圖3B所示的漫射器光學塊的光線追蹤的剖面圖； 圖4D是圖4C的光線追蹤的區域IV的放大剖面圖； 圖4E表示光源輻射特性的曲線圖；圖4F是用于圖3A所示的子組件中的替代反射器115，的后視圖； 圖4G是沿圖4F的線C-C剖取的反射器光學塊115的剖面圖； 圖4H是用于圖4F和4G所示的替代漫射器和反射器的光線追 蹤的剖面圖；圖5是用于圖3A所示的子組件中的顯示裝置100的一部分的側視圖6是與圖5中的區域VI對應的顯示裝置100的一部分的放大 側視圖；圖7A是圖1A至圖1D所示的后視鏡組件的子組件的第二實施 方式的分解立體圖，其中該子組件包括鏡元件和顯示器； 圖7B是具有修整放大圖像的鏡元件的前視圖； 圖7C是具有在鏡元件范圍內修整的放大圖像的鏡元件的前視圖；圖7D是一個實施方式的分解等軸側圖，示出了單透鏡放大系統； 圖7E是表示通過多透鏡放大系統的光線追蹤的剖面圖； 圖7F是具有一致(conforming)圖像的鏡元件的前視圖； 圖8是包括根據本發明的一個實施方式的后視系統的車輛的總 體示意圖；圖9是根據本發明的一個實施方式的后視系統的框圖；圖IO是可用于圖1A至圖1D所示的后視鏡組件中的電光鏡元件 的一部分的剖面圖；圖11是示出在顯示器輸出與照相機輸入對比度范圍之間的關系 的三個曲線的曲線圖；并且圖12是可用于圖1A至圖1D所示的后視鏡組件中的替代顯示器 /鏡元件結構的一部分的剖面圖。
具體實施方式
如上所述，本發明總體涉及車輛后視鏡組件和車輛顯示器。圖 1A至1E和圖2表示后視鏡組件IO的實施例，后視鏡組件IO總體包 括安裝結構12，安裝結構12包括殼體15和用于將該殼體安裝到車輛 上的支架20。在圖2中，支架示出為將后視鏡組件10用于車輛擋風 玻璃上的支架類型，但應理解支架20也可以是將后視鏡組件10安裝 到車頂、車頂蓬(headliner)或車頂控制臺。后視鏡組件10可包括 以下進一步描述的各種其它部件和特征。后視鏡組件10還包括鏡元件30和位于殼體15內并位于鏡元件30后方的顯示裝置100。顯示裝置100可位于鏡元件30后方的任意 位置，并且可以為任何形狀或尺寸，并且可構成鏡元件30的區域的 全部或一部分。在用作內部后視鏡時，鏡元件30至少在顯示裝置100前方的區 域中優選表現出至少約60%的高端部反射率，同時還表現出至少5% 的透射率。如下所述，鏡元件30優選是電致變色元件。然而，鏡元 件30也可以是汽車工業中常用的棱鏡元件。顯示裝置IOO優選是液晶顯示器(LCD),其與鏡元件30—起 構造成在通過鏡元件30看去時提供的發光度至少約400cd/m2，更優 選為至少約500cd/m2，甚至更優選為至少約600cd/m2。另外，顯示裝 置IOO應為汽車級。如上所述，汽車級商用LCD在以上描述并在以下更詳細描述的 類型的鏡元件后方不能利用足夠的發光度。因此，已經為此構造了新 型的LCD 100。適用于該鏡元件30后方的LCD 100的實施例在圖3A 中示出并在以下進一步描述。如圖3A所示，顯示裝置IOO位于框架102內。顯示裝置100可 以是液晶顯示器，包括以下從鏡元件30的背部順序設置(如果設置 有的話)的液晶顯示部件中的至少一個或全部第一偏振膜103、第 一玻璃層104、第一配向膜105、液晶材料106、第二配向膜107、薄 膜晶體管膜108、撓性線纜組件109、第二玻璃層110、第二偏振膜 111、第一光學膜112、第二光學膜113、漫射器114、反射器115、 背光器116、第一視頻電子電路子組件117、第二視頻電子電路子組 件118和消偏振裝置121。這些部件中的每一個均在以下進行更詳細 地描述。框架102設計成捕獲并容納顯示裝置100的核心部件。框架102 可由鋁或其它金屬沖壓、熱塑成型材料、熱固成型材料、陶瓷材料或 橡膠材料制成。第一偏振膜103設置在第一玻璃層104的外表面上。第一偏振膜 103優選具有視角補償從而可以獲得有源矩陣視頻顯示器的最寬可能 視角，并且可具有大于約40%的高透射率。第一偏振膜103可具有至 少約99.95%的偏振效率、在具有高級防閃光的添加功能情況下200nm 以下的厚度以及10%以下的模糊度。適當的商用偏振膜是可從Nitto Denko買到的Part No.NWF-SEG-142AG30G或者等同物。第一玻璃層104可具有0.3mm的最小厚度，其距鏡元件30最遠 的一側涂覆有氧化銦錫(ITO)透明導電涂層，該涂層構圖為形成有 源矩陣顯示器的各個像素并用作電極。第 一配向膜105優選是具有一 系列平行微觀槽的聚合體材料膜， 所述微觀槽用于將液晶分子沿優選方向排列。液晶材料106優選是具有細長形狀分子的扭曲向列液晶材料，其 中當在導電玻璃層104與IIO之間通電時，分子的長軸沿長距離取向 順序排列。第二配向膜107優選類似于第一配向膜105，從而可由具有一系 列平行微觀槽的聚合體材料膜制成，所述微觀槽用于將液晶分子沿優 選方向排列。薄膜晶體管膜108優選是具有晶體管的聚合體材料膜，晶體管位 于每個像素相交處以在定義為交錯非晶硅(a-Si)的結構中用作電極。 薄膜晶體管膜108優選設計成減少像素之間的串擾并提高圖像穩定 性。撓性線纜109優選是包括覆晶(chip - on )撓性LCD驅動電路 的撓性線纜組件，以利用傳統的接口連接為有源矩陣顯示器供電。第二玻璃層110可具有0.3mm的最小厚度，其距鏡元件30最近 的一側涂覆有ITO透明導電涂層，該涂層構圖為形成有源矩陣顯示器 的各個像素并用作電極。第二偏振膜111可具有視角補償從而可以獲得有源矩陣視頻顯 示器可用的最寬可能視角。第二偏振膜111還可在200fim以下的厚度 下具有大于約40%的高透射率以及約99.95%的偏振效率。適當的商 用偏振膜是可從Nitto Denko買到的Part No.NWF-SEG-"25或者等 同物。
顯示裝置100的部件103-111合起來指定為子組件101。可作為 單件購買的適當的商用子組件101可從Optrex買到，如Part No.T-51981GD024H-T畫ABN。第一光學膜112優選是由丙烯酸和聚酯的組合制成的薄膜反射 偏振器，其采用偏振循環的原理來增加顯示器100的軸上亮度。該偏 振循環可通過在允許光進入出口朝向觀察者的觀察錐體之前連續反 射非偏振光離開觀察者直到光正確偏振而實現。該膜優選是最小厚度 為130jim的亮度增強膜。該光學膜可利用從3M Corporation買到的 Part No.DBEF-E45 Degree或其功能等同物實施。第二光學膜113優選也是由丙烯酸和聚酯的組合制成的亮度增 強膜。第二光學膜113優選采用折射反射原理以增加顯示器100的軸 上亮度。更具體地說，第二光學膜113通過將觀看錐體內的光朝向觀 察者折射并利用全內反射(TIR)光學器件將觀看錐體外部的光反射 離開觀察者，使得反射光可以循環直到其進入出口朝向觀察者的觀看 錐體，從而增加軸上亮度。該膜優選最小厚度為254nm，棱鏡角通常 為90。，棱鏡節距(pitch)通常為24pm。從3M Corporation買到的 Part No.BEF III-10T或其等同物提供了適當的商用光學膜113。漫射器114可以是由熱塑性材料或橡膠材料制成的光學塊，并且 包含設計成使背光器116發射的光加寬并且更加均勻的漫射材料。下 面參照圖4A進一步描述適當的漫射器114的實施例。反射器115優選是進行真空金屬處理的成型塑料，并且用作從第 一光學膜112和第二光學膜113以及漫射器透鏡114循環的光的反射 器。反射器115還可以用作將光管理子組件101a附接到背光器116 的裝置。反射器115還可以由非金屬聚合體制成的亮度增強膜構成， 該膜的最小厚度為65jim，并且用作從第一光學膜112和第二光學膜 113以及漫射器透鏡114循環的光的反射器。反射器115可利用3M Corporation的Enhanced Specular Reflector或其等同物實施。背光器116優選包括多個光源116a(圖5),優選多達九個光源。 這些光源優選是發光二極管(LED)，特別是發射白光的LED，例如
從Nkhal Rigel LED買到的Part No.NFSW036BT，或者從Osram、 Cree、 Lumileds或其它制造商買到的等同LED。這些LED優選是發 射白光的高功率LED，其能夠吸收90mA以上的電流。雖然公開了相 對于具有2.4英寸背光器的顯示器優選為九個LED,但也可利用任意 數量或布置的LED。視頻電子電路組件117和118優選包含設計成在照相機(或者其 它視頻信號源)與有源矩陣視頻顯示器之間作為接口的視頻驅動器電 路。下面參照圖9進一步描述該電路。消偏振裝置121優選由表現出至少88%的透射水平并且光學特 性使其將從偏振膜103出射的光消偏振的材料制成。消偏振裝置的目 的在于消除以下效應在觀察者通過諸如偏振太陽鏡的偏振觀察窗觀 看時，來自顯示裝置的顯示圖像丟失。在使用諸如聚碳酸酯的注射成 型材料時，當觀察者通過偏振觀察窗觀看圖像時，成型材料中的應力 生成不期望的雙折射環。優選的消偏振裝置由四分之一波片構成，四 分之一波片包括工業標準光學膜、聚合體膜或鏡元件的第四表面上的 涂層。如果使用光學膜，那么應該是定向雙折射純聚合體膜。在該膜 的制造期間，其被拉伸以實現所需厚度。通過拉伸膜，聚合體定向為 使得膜的光學特性類似于四分之一波片。四分之一波片相對于LCD 偏振膜的期望定向為相對于垂直玻璃的軸線成45度。當觀察者利用 四分之一波片消偏振裝置121通過偏振觀察窗觀看圖像時，偏振觀察 窗可以圍繞垂直玻璃的軸線旋轉360度，而不會丟失圖像或生成雙折 射環。在優選形式中，四分之一波片還通過層壓為第二不透明膜或者 利用不透明的墨水或涂料印刷或涂覆而用作將LCD開口遮住的裝置。消偏振裝置121優選由定向雙折射純聚合體膜121a (例如 Flexcon Polyester M400 )和不透明膜314，(例如3M Black Vinyl)構 成，不透明膜314，利用諸如Flexcon clear V-29的粘性劑層壓至膜 121a。然后將形成圖示的消偏振裝置121的膜的子組件應用到鏡元件 30的第四表面311，如圖3E所示。圖4A示出了漫射器114的實施例。如圖所示，漫射器對于每個 光源包括一個光學器件132a-132i。每個光學器件132a-132i優選包括 織構表面136、中心致偏表面135、平面134和與反射器115共同工 作的折射部分133。漫射器114可以按與美國公開申請公報 No.2004/0202001 Al公開類似的方式構造，其全部^^開通過引用并入 于此。參照圖3A、 3B和3C，示出了后視鏡組件的實施方式，其包括 含有光管理子組件101a的顯示裝置子組件100。光管理子組件101a 包括漫射器114、光學膜113、光學膜112、子組件101和消偏振裝置 121。應理解，光學膜113放置于漫射器114的凹部中并且光學膜112 在漫射器114的同一凹部中放置于光學膜113的頂部上。子組件101 被卡合在漫射器114中，捕獲膜112和113，使得它們不能從子組件 101a移除。消偏振裝置121通過使用卡合件或粘接方法附接到子組件 101或漫射器114。可以作為單件購買的合適的商用子組件101a是可 從Optrex買到的Part No.30014AA。而且參照圖3B，示出了顯示裝置的實施方式，其包括與背光板 116結合的具有視頻電子電路117的雙面印刷電路板。該雙面印刷電 路板包括視頻驅動電子設備的組合、第一至第九光源和用于將反射器 或透鏡附接到子組件的裝置，例如順應針。該雙面印刷電路板子組件 減少了將顯示裝置100并到后視鏡組件中所需的空間大小。參照圖3D,示出了用于顯示裝置100的組裝方法的實施方式， 其包括背光板116，其具有反射器對齊狹槽116c和對齊孔116d、 安裝銷116e、框架安裝孔116f和帶狀線纜109;反射器115，其具有 防旋轉接片(tab ) 115a、對齊孔115b和光管理子組件對齊狹槽115c; 光管理子組件101a，其具有安裝卡合件101c;以及框架102，其具有 安裝接片102a。安裝銷116e被插入背光板對齊孔116d,并且反射器 115的對齊孔115b被插入相應安裝銷116e上，使得反射器115的防 旋轉接片115a與背光印刷電路板116中的反射器對齊狹槽116c對齊， 并且反射器115的背面保持抵靠背光板116的前表面。防旋轉接片 115a還用作防止光管理子組件101a的帶狀線纜部分109與背光板116 的潛在磨損邊緣接觸的保護性裝置。帶狀線纜109在背光板116的背 面上連接到視頻電子設備。然后通過使用安裝卡合件將光管理子組件 101a附接到反射器115,使得安裝卡合件101c固定在反射器115的 光管理子組件對齊狹槽115c中，從而使光管理子組件101a相對于背 光板116按照期望關系附接到反射器115。通過使用被拉動通過背光 板116的框架安裝孔116f的安裝接片102a將框架102附接到背光板 116。應理解，安裝銷116e使得背光對齊孔116d與反射器對齊孔115b 配合，從而反射器115的防旋轉接片115a與背光板116中的反射器 對齊狹槽116c配合，并且光管理子組件101a的安裝卡合件101c與反 射器115的光管理子組件對齊孔115c配合，從而使背光板116相對 于反射器115和光管理子組件101a按照期望關系固定。應理解，光 源在電路板上的精確定位對于確保與相關的光管理子組件整體對齊 而言是期望的。根據本發明的另一實施方式，可使用例如圖3F和3G所示的顯 示裝置100b。顯示裝置100b是與鏡元件30和反射偏振器103b —起 的LCD,并構造成在通過鏡元件30觀察時提供的發光度為至少約 2000cd/m2，更優選為至少2750cd/m2，甚至更優選超過3500cd/m2。 通過組合鏡元件30和反射偏振器103b，鏡組件的反射率應大于45%。 另外，顯示裝置100b應該為汽車級。與圖3B所示的顯示裝置系統相 比，通過將反射表面與偏振器組合，提供了增至400%的光輸出。為了增加圖3B所示的顯示裝置100的發光度，可將LCD子組 件101的出口偏振器103從第一玻璃層104移除并用反射偏振器103b 替代，如圖3F和3G所示。反射偏振器103b可層壓至LCD的頂部 玻璃104上，層壓至鏡元件30在顯示器上方的第四表面上，層壓至 鏡元件30的整個第四表面上，包括鏡元件30的第三或第四表面上的 線柵偏振器或等同物，或者可層壓在消偏振裝置121與LCD的頂部 玻璃104之間。為了可觀察到來自LCD的圖像，反射偏振器的偏振 軸線應該與第一配向膜105平行。可在反射偏振器的區域中移除鏡元 件30的透反涂層。在一些情況下，期望在反射偏振器的區域中在玻
璃的第三表面或第四表面上具有低反射率涂層以遮住開口 。從而反射偏振器可替代鏡元件30的反射表面，只要其將未偏振光反射回觀察 者即可。反射偏振器103b可替代出口偏振器103,因為它們都表現出 相同的透光特性。適當的商用反射偏振膜是從3M Corporation買到 的Part No.DBEF-E45 Degree或其功能等同物。其它適當的反射偏振 器在共同轉讓的美國專利申請公報No. US 2006/0007550 Al中公開， 其全部公開通過引用并入于此。如圖3F所示，顯示裝置100b包括從鏡元件30的背部按順序設 置的以下部件消偏振裝置121、反射偏振膜103b、框架102和光管 理子組件101b。光管理子組件101b包括第一玻璃層104、第一配向 膜105、液晶材料106、第二配向膜107、薄膜晶體管膜108、撓性線 纜組件109、第二玻璃層110、第二偏振膜lll、第一光學膜112、第 二光學膜113、漫射器114、反射器115、背光器116、第一視頻電子 電路子組件117和第二視頻電子電路子組件118。反射偏振膜103b可 層壓到消偏振裝置121或LCD的第一玻璃層104。如圖3G所示，顯示裝置100b包括從鏡元件30的背部按順序設 置的以下部件消偏振裝置121、反射偏振膜103b和光管理子組件 101b。反射偏振膜可層壓到消偏振裝置或LCD的第一玻璃層，并利 用具有彎曲或非矩形顯示器的玻璃元件的整個可視區域。參照圖3F和3G,顯示裝置100b包括從鏡元件30的背部按順 序設置的以下部件鏡元件30和光管理子組件101b，在該鏡元件的 第三或第四表面上包括有反射偏振器，在該實施中未使用消偏振裝置 121。反射偏振器僅示出為設置在LCD可視區域前方的元件區域上， 但是可跨過整個鏡表面布置。而且參照圖3F、 3G和3H，第二偏振膜111可從LCD移除并且 可用第一光學膜112替代。將反射偏振器移動至第二玻璃層仍然使光 穿過第二配向膜107透射至LCD子組件中，而且使未透射至LCD子 組件中的光反射回光學系統而提高顯示裝置100b的總效率。下面回到圖4C、 4D和4E，示出了在電路板116上安裝具有反
射器115和漫射器114的光源116a。典型的光源將發射圖案如圖4C 所示的光線410。圖4E的x軸代表相對于光源的中心光軸的角觀察 位置，y軸代表光源的歸一化輻射特性。如圖所示，典型光源發射的 光線在超出相對于中心光軸120的某個給定視角之外的可見程度最 小。優選地，漫射透鏡114和反射器115設置成基本重定向光線，使 得通過顯示裝置發射的亮度均勻，并且顯示裝置的最小亮度水平為顯 示裝置的最大亮度水平的至少70%，更優選為80%。漫射透鏡114 還可以利用分段結構，從而光源的所有或所選子集可以通電以照亮顯 示裝置100的全部或一部分。優選的是，漫射透鏡114利用分段區域 之間的隔板以有效地將與通電光源相關的區域和與未通電光源相關 的區域分開。作為實施例，在圖1D的情況下，羅盤顯示區域中的光 源可能通電，而顯示裝置100的其余區域下的光源可能不通電。在這 種情況下，漫射透鏡114優選利用隔板結構以包含羅盤顯示區域中的 光。進一步參照圖4A、 4B、 4C和4D，示出了具有折射部分133、 平面134、致偏器部分135和織構表面136的漫射透鏡114。如圖4C 所示，穿過致偏器部分135的光線410a被不與光軸120平行地折射 和反射。通過使用錐形表面，被重定向的光線411a穿過漫射透鏡114 行進，并且在它們穿過織構表面136 (例如Charmilles光潔度24 )時 進一步偏離光軸，如光線412a所示。通過使用漫射透鏡114的偏差 錐形部分之間的半徑，可以將光線從漫射透鏡朝向反射器115的期望 部分重定向，如光線410b所示，并且反射向漫射透鏡114的折射部 分113，其中光線以使其基本平行于光軸120的方式被重定向，如光 線412b所示。可以看到，穿過平面134的光線410c被與光軸120不 平行地反射和折射。由于使用漫射材料和織構表面，通過漫射透鏡114 折射的光線偏離光路412c，如光線412ca所示。反射離開平面134的 光線被朝向反射器115重定向，使它們朝向漫射透鏡114的折射部分 133重定向，如光線410d所示。在光線穿過折射部分133時，它們被 重定向而基本平行于光軸120，如光線412d所示。如圖所示，漫射透 鏡114的致偏器部分135和平面134比折射部分133厚，該構造使得 相對LED光軸120的0度到41度發射的更高強度的光線穿過漫射材 料的較厚部分，減少了每個光學器件132a-132i的中心處的輸出，從 而生成跨過漫射器114的更均勻的光線外觀。進一步參照圖4F、 4G和4H，示出了背光子組件的另一實施方 式，其包括漫射透鏡114，、反射器115，和LED 116a。圖4F中示出了 反射器115，的實施例。如圖所示，反射器對于每個光源包括一個光學 器件142a-142i。圖4G和4H示出了反射器的進一步細節。可以看到， 穿過漫射透鏡114，的光線420a被與光軸120不平行地反射和/或折射。 通過漫射透鏡折射的光線生成光線422a。反射離開漫射透鏡表面 114a，的光線朝向反射器115，重定向，使得它們被反射離開重定向光 學器件，如光線420b所示，繼續通過漫射透鏡，如光線422b所示。 如圖4H所示，光線420e穿過漫射透鏡114',通過使用漫射材料，被 重定向的光線421e穿過漫射鏡頭114，行進，并且在它們穿過織構表 面136，(例如Charmilles光潔度24)時進一步偏離光軸，如光線422e 所示。如圖所示，反射離開漫射透鏡表面114a，的光被朝向觀察者重 定向，以增加光管理子組件的均勻性和強度。下面參照圖5和圖6進一步描述部件111-116的布置和功能。如 圖5所示，背光板116包括多個設置在電路板116b上的光源116a等。 光源116a優選是如上所述發射白光的表面安裝LED。電路板116b 優選是鋁電路板，這有助于LED 116a的散熱。反射器表面115設置 成將光重定向，而漫射器114與背光器116略微隔開設置。圖6表示 圖5中標有VI的區域所示的部件111-114的放大部分。圖5和圖6所示的組合光學元件設置成控制從背光組件116朝向 觀察者眼睛發射的光的方向。如圖5和圖6所示，光線l通過漫射器 114的表面114a折射和反射，從而形成光線la和lb，光線2類似地 通過表面114a折射和反射，從而形成光線2a和2b。光線la繼續穿過漫射器114進入第二光學膜113，其中隨機的 棱鏡結構113a將光朝向觀察者眼睛重定向以增加軸上強度。光線la
由未偏振光構成，直到其與偏振軸線和第二偏振器lll相同的第一光學膜112 (反射偏振器)相互作用，使得穿過第一光學膜112透射的 100%的光穿過第二偏振器111透射，如光線laa所示。該構造生成 了偏振軸線與第一光學膜112垂直的光線，該光線一般被第二偏振器 111吸收，如光線lab所示被第一光學膜112反射并再循環回到光學 系統中。光線lab —旦與第二光學膜113相互作用就轉變回未偏振光， 其中光通過漫射器114重定向，反射離開作為非金屬鏡面反射器的第 三光學膜115,繼續通過漫射器114進入第二光學膜113中，在第二 光學膜113處棱鏡表面113a將光朝向觀察者眼睛重定向以增加軸上 強度，如光線lac所示。偏振軸線與第二偏振器111垂直的光線lac 的光分量未示出，使得光以與光線lab相同或類似的光路繼續再循環， 直到光從系統發出而增加軸上強度，從系統沿不期望的方向發出，或 者從系統在與系統輸出相比軸上強度增益可忽視的點發出。光線lb反射離開第三光學膜115，繼續通過漫射器114進入第 二光學膜113，在第二光學膜113中隨機的棱鏡結構113a將光朝向觀 察者眼睛重定向以增加軸上強度。光線lb由未偏振光構成，直到其 與偏振軸線和第二偏振器111相同的第一光學膜112相互作用，使得 穿過第一光學膜112透射的100%的光穿過第二偏振器111透射，如 光線lba所示。該構造生成了偏振軸線與第一光學膜112垂直的光線， 該光線一般被第二偏振器111吸收，如光線lbb所示被第一光學膜112 反射并再循環回到光學系統中。光線lbb —旦與第二光學膜113相互 作用就轉變回未偏振光，其中光通過漫射器114重定向，反射離開第 三光學膜115,繼續通過漫射器114進入第二光學膜113中，在第二 光學膜113處棱鏡表面113a將光朝向觀察者眼睛重定向以增加軸上 強度，如光線lbc所示。偏振軸線與第二偏振器111垂直的光線lbc 的光分量未示出，使得光以與光線lab相同或類似的光路繼續再循環， 直到光從系統發出而增加軸上強度，從系統沿不期望的方向發出，或 者從系統在與系統輸出相比軸上強度增益可忽視的點發出。光線2a繼續通過漫射器114進入第二光學膜113中，在第二光 學膜113中隨機的棱鏡結構113a將光重定向。光線21由未偏振光構 成，直到其與偏振軸線和第二偏振器111相同的第一光學膜112相互 作用，使得穿過第一光學膜112透射的100%的光穿過偏振器111透 射，如光線2aa所示。在這種情況下，光線2aa沿著未有助于系統的 主軸上強度的不期望方向發射。然而，該構造生成了偏振軸線與第一 光學膜112垂直的光線，該光線一般被第二偏振器lll吸收，如光線 2ab所示被第一光學膜112反射并再循環回到光學系統中。光線2ab 一旦與第二光學膜113相互作用就轉變回未偏振光，其中光通過漫射 器114重定向，反射離開第三光學膜115，繼續通過漫射器114進入 第二光學膜113中，在第二光學膜113處棱鏡表面113a將光朝向，見 察者眼睛重定向以增加軸上強度，如光線2ac所示。偏振軸線與第二 偏振器111垂直的光線2ac的光分量未示出，使得光以與光線lab相 同或類似的光路繼續再循環，直到光從系統發出而增加軸上強度，從 系統沿不期望的方向發出，或者從系統在與系統輸出相比軸上強度增 益可忽視的點發出。光線2b反射離開第三光學膜115，繼續通過漫射器114進入第 二光學膜113中，在第二光學膜113中隨機的棱鏡結構113a將光朝 向觀察者眼睛重定向以增加軸上強度。光線2b由未偏振光構成，直 到其與偏振軸線和第二偏振器111相同的第一光學膜112相互作用， 使得穿過第一光學膜112透射的100%的光穿過第二偏振器111透射， 如光線2ba所示。偏振軸線與第二偏振器111垂直的光線2ba的光分 量未示出，使得光以與光線lab相同或類似的光路繼續再循環，直到 光從系統發出而增加軸上強度，從系統沿不期望的方向發出，或者從 系統在與系統輸出相比軸上強度增益可忽視的點發出。圖7A表示顯示裝置的第二實施方式，其中與第一實施方式的區 別僅在于增設了放大系統119，放大系統119將圖像160顯著放大而 投射放大后的圖像161，否則駕駛員將看到圖像160。優選地，放大 系統119包括至少一個顯示裝置、用于放大顯示裝置100生成的圖像 的至少一個放大光學器件或多個透鏡、以及成像表面。在從顯示裝置
到成像表面的距離不小于0.5毫米且不大于0.5米的情況下實現圖《象 的放大。參照圖7E，期望成像表面150生成盡可行地接近鏡元件30的最 后方表面311或位于最后方表面311上的圖像，該圖像可通過使用透 鏡光學器件、漫射材料或其組合從最寬的可能視角觀察到。生成成^f象 表面150的方法包括但不限于雙凸透鏡陣列、對于鏡元件30的最后 方表面311的微漫射表面處理、利用體漫射材料生成的透鏡、珠狀漫 射透鏡或者粘附到鏡元件30的最后方表面311的漫射膜。另外，成 像表面150可以與放大系統中的最終透鏡結合以降低部件成本或復雜 性。如圖7B詳細所示，通過使用放大系統，可以改變顯示裝置生成 的圖像的幾何形狀。顯示裝置生成的初始圖像160與后視鏡組件的傳 統邊界170不匹配。通過實施放大系統，圖像可放大成比可用的圖4象 表面區域更大，如放大圖像161所示。成像表面可構造成使得圖像162 在后視鏡組件的水平范圍內可見，并且在后視鏡裝置中的一些垂直位 置處截斷以生成對于觀察者而言具有美感的圖像，該圖像還保持傳統 的鏡邊界。雖然圖7B中的顯示區域顯示在鏡子的乘客一側上，但是可以期 望將顯示器設置在駕駛員一側上，使得顯示圖像接近駕駛員眼睛運 動，從而增加顯示圖像的感知亮度。如圖7C詳細所示，通過使用放大系統，可以用顯示裝置生成的 圖像包圍后視鏡組件的邊界內的整個玻璃區域。顯示裝置生成的初始 圖像165與后視鏡組件的傳統邊界170不匹配。通過實施放大系統， 圖像可放大成比可用的圖像表面區域更大，如放大圖像166所示。成 像表面可構造成使得圖像167在后視鏡組件范圍內可見，以生成對于 觀察者而言具有美感的圖像，該圖像還保持傳統的鏡邊界。另選地， 顯示器100的尺寸可增加并且可呈彎曲形狀或非矩形形狀，如圖7F 所示。如果這在將顯示器100靠近成像表面150安裝的同時完成，那 么在保持具有美感的彎曲鏡子殼體形狀15的同時可以增加放大圖像
中的對比度。而且通過使用彎曲或非矩形的顯示器，圖像可不必放大 而對應于鏡子的邊界，從而使顯示器能夠甚至更加靠近鏡元件設置。現在回到圖7D，示出了結合有顯示裝置100、折射透鏡140、成 像表面150和鏡元件30的放大系統。透鏡140設置成將來自顯示裝 置100的光線在成像平面150的范圍內放大。透鏡140將來自顯示裝 置100的光線重定向成基本平行于光軸120。如果省去成像表面150， 那么從除了放大系統119的光軸120之外的任何方向觀察圖像的觀察 者會看到扭曲或不完整的圖像。如圖所示，成像表面150可與最接近 鏡元件30的折射透鏡140組合。成像表面150構造成引導基本所有 光線以限定最終圖像相對于放大系統119的光軸120的視角。回到圖7E，示出了用于減小結合有顯示裝置100、折射透鏡145、 折射透鏡146、成像表面150和鏡元件30的組件的所需深度的多透鏡 放大系統的剖面圖。顯示裝置生成的圖像由光線3a表示。發散折射 透鏡145設置成將來自顯示裝置100的光線3a引導在折射透鏡146 的范圍內，如光線3b所示。透鏡146將來自折射透鏡145的光線重 定向成基本平行于光軸120,如光線3c所示。如果省去成像表面150， 那么從除了放大系統119的光軸120之外的任何方向觀察圖像的觀察 者會看到扭曲或不完整的圖像。如圖所示，成像表面150可與最接近 鏡元件30的折射透鏡146組合。成像表面150構造成引導基本所有 光線3d以限定最終圖像相對于放大系統119的光軸120的視角。圖8表示可實施本發明的車輛200的示意圖。車輛200由操作員 222駕駛。可操作一個或多個照相機系統226來觀察景物224。在所 示實施例中，景物224總體位于車輛200后方。然而，照相機系統226 可以按多種方式定向以觀察車輛200周圍其它位置(包括但不限于側 方、后方、前方、底側、頂側和內側)的景物。在所示實施例中，代 表景物的信號經由信道228發送到處理器系統230。處理器系統230 還可以利用來自背景光傳感器234和直接閃光傳感器236的輸入。處 理器系統230在一個或多個顯示系統232上產生景物224的增強圖像。照相機系統226可安裝在車輛200的尾燈中或者中央高位制動燈(CHMSL)組件中或者作為后窗后方的一體部件，如共同轉讓的美 國專利No.6，550，949中所公開的那樣，其全部公開通過引用并入于此。 照相機系統226優選覆蓋后方和側方較寬的視野，從而可以看到 車輛200正后方的步行者或其它物體，并可看到接近的側方行人車輛。 從而該系統可設計成使得在退出停車位時，可以在退入車道之前看到 接近的車輛。這需要視野接近180。的照相機系統226或者安裝在車輛 后部附近的幾個照相機系統226。在車輛前部附近安裝有一個或多個 照相機的模擬系統適于在進入十字路口交通的車道之前在"盲點，，交 叉處觀察十字路口交通。這些是補充傳統后視鏡的觀察功能的本發明 的期望應用。圖9表示可與本發明一起使用的優選后視系統的框圖。如圖9 所示，照相機系統226接收來自景物224的圖像光線250。圖像光線 250穿過任選的輸入可變衰減濾光器252，作為衰減后的圖像光線254 出現。光線250或254通過透鏡系統256聚焦，成為聚焦光線258。 在透鏡系統256的焦平面中設置圖像傳感器陣列260。圖像傳感器陣 列包括各個像素傳感器，像素傳感器理想上成排成列布置。圖像傳感 器接口控制單元262向圖像傳感器陣列260提供控制信號264,并接 收來自圖像傳感器陣列260的對應于景物224的電信號266。圖像傳 感器接口控制單元262可在傳送照相機系統輸出信號268之前對信號 266進行操作，優選包括將信號數字化。如果使用任選的透鏡衰減濾 光器252，那么通過透鏡衰減濾光信號272借助于透鏡衰減控制器270 控制衰減量。照相機系統226設計成處理大動態范圍。例如，照相機系統226 可捕捉和發送景物224的細節，否則該細節將由于低光照水平或者來 自諸如頭燈的閃光而模糊。對照相機系統輸出的動態范圍的一個限制是由于圖像傳感器陣 列中的像素傳感器造成的。優選實施方式使用互補的金屬氧化物半導 體/硅上金屬(CMOS)光電門有源像素傳感器(APS)單元。每個單 元中的光電門用于積分從入射光產生的電荷。 一存儲位置能夠保持積 分電荷。該存儲位置可重設為指示像素傳感器噪音的基準水平。可選 擇的緩沖電路輸出與積分電荷或存儲位置處的基準值成比例的信號。 通過從積分電荷信號減去基準噪音信號，可以消除明顯的噪音效果， 從而增加像素傳感器的靈敏度。對照相機系統的動態范圍的另一限制是由入射光產生的電荷的 積分時間長度的限制。當前系統限制積分時間略少于幀時間。由于期望接近實時地顯示景物224 ，所以要求優選每秒不少于30幀的高幀頻。 傳統上，這樣產生了不超過33毫秒的積分時間。在共同轉讓的美國專利No.6,008，486中描述了具有寬動態范圍 的光學傳感器組合圖像傳感器陣列260和圖像傳感器接口控制單元 262,其全部公開通過引用并入于此。即使對于處理較大的內景物動態范圍的圖像傳感器陣列260，照 相機系統226運行所必需的背景光水平也可能大于僅利用圖像傳感器 260所實現的背景光水平。例如，即使在明亮的月光下也會有一些可 見度，明亮的日光和明亮的月光之間的強度比大約為l，OOO，OOO比1。 因此，可使用一種或多種方法來增加可使用圖像傳感器260的范圍， 該范圍往往超過了圖像傳感器260的寬內景物動態范圍。為了適應這 種寬內景物的光照條件變化，可使用可變衰減濾光器252。在一個實 施方式中，使用具有自動可變光圏的透鏡。然而，這類機構目前昂貴， 并且適于與光圏一起作用的透鏡系統256可能需要更多元件，這些元 件對于如下所述使大動態范圍可行所需的特別高的對比度和低的光 色散的需求產生不利影響。因此優選的是利用具有固定孔徑的透鏡。 輸入衰減濾光器252還可實施為電子控制快門。此外，衰減濾光器252 可構造成選擇性地過濾紅外光，防止其到達圖像傳感器陣列。該濾光 器可利用電致變色元件構造，該元件具有在"有色"狀態下吸收IR輻 射的電致變色物質。然而該"有色"狀態可清楚地顯現。通過設置該IR 選擇性濾光器，可以在白天接通濾光器以阻擋來自太陽的IR輻射， 并在夜晚關閉濾光器以允許照相機感測IR輻射以供夜視。輸入衰減濾光器252可利用電致變色窗實施。該窗基于衰減濾光
信號272從基本清楚過渡至最大衰減。穩定狀態衰減是合理穩定并可 復制的電壓函數，使得在通過試驗確定電壓與光衰減之間的關系之 后，可使用控制器設定衰減量。這使得照相機系統226能夠在明亮的 白天情況下利用高度靈敏的圖像傳感器陣列260而不會發生過飽和。來自照相機系統226的數字輸出是理想的。圖像傳感器接口控制 單元262可使用11位或12位模數轉換器(ADC )以讀取像素輸出， 該像素輸出指示在像素傳感器位置接收的相應的積分光能級。以上ADC的替代方案是位數較少的多范圍ADC。還可使用包括 數字化值和范圍指示的雙范圍或多范圍方案。另一非線性ADC實施 方式利用對數前置放大器或對數轉換器以在低光級下提供比在高光 級下更大的量子化能級密度。再次參照圖9，進一步描述處理器系統230。通過圖像亮度檢測 器274和顯示器像素亮度映射控制器276處理照相機系統輸出268。 圖像亮度檢測器274可以確定整個圖像的亮度級，并可確定圖像內區 域的亮度級。LCD或其它顯示器在其可產生的亮度級比上受限，例如 LCD只能產生亮度是最亮像素的1/100的暗像素。因此限制于100: 1 的對比度。視頻照相機通常只能基于8位數字基礎在256: 1的范圍 或對比度上運行。照相機可調節獲得很亮或很暗的圖像，但是在最亮 和最暗像素之間存在限制。本說明書中另外描述的技術可以將該范圍 改進到1024: l以上。只說照相機的對比度范圍性能大于顯示器就夠 了。為了使圖像的清晰度和細節最大化，期望將亮度范圍壓縮以與顯 示器的性能匹配。圖11示出的實施例利用了對比度范圍為1000: 1 的照相機和對比度為100: 1的顯示器。底部的右線表示在10: 1000 比率以下截斷的輸入，因此沒有丟失暗細節。其它兩條線表示保持照 相機圖像的全范圍的方法。可基于輸入視頻信號、視頻特性、背景光 級和/或閃光級或者它們的任意組合來選擇或調節"曲線"或傳遞函數。 從而顯示器像素亮度映射控制器276可以將照相機系統輸出268的寬 動態范圍壓縮成供操作員222可舒適地觀察到。顯示器像素亮度映射 控制器276還可增加景物224的可見度，同時限制對操作員222的夜
視造成損害的更高的光級。顯示亮度信號278通過顯示器接口 280處 理以產生用于顯示系統232的顯示信號282。控制邏輯284通過總線 286與圖像亮度檢測器274通信，通過總線288與顯示器像素亮度映 射控制器276通信，通過總線290與顯示器接口 280通信，利用圖像 傳感器控制信號292與圖像傳感器接口控制單元262通信，利用輸入 衰減控制信號294與輸入衰減控制器270通信，以及和如下描述的其 它元件通信。在圖像亮度檢測器274中，對照相機系統輸出信號268取樣以獲 得數字化像素讀取。根據這些樣本，控制邏輯284計算并頻繁更新幀 中的平均像素亮度，而且更新在圖像幀中亮度最大和亮度最小的像素 數量。控制邏輯284可周期性地向圖像傳感器接口控制單元262發送 控制信號292，以調節積分時間，從而保持照相機系統輸出信號268 中期望的平均圖像亮度。在另一實施方式中，可以計算在一個幀上照 相機系統輸出信號268中的亮度標準偏差。作為另一特征，在百分比過高的像素處于最大亮度級時積分時段 和生成的平均亮度減少。此外，當少數像素飽和但更大百分比的像素 處于最小亮度時，積分時段增加以提高平均亮度。當景物224太亮而 不能僅僅利用積分時段適當控制照相機輸出信號268的總亮度時，利 用輸入衰減濾光信號272使輸入可變衰減濾光器252變暗以提供理想 程度的附加衰減。圖9所示的圖像亮度檢測器274以及電路的附加細 節的例示實施方式在共同轉讓的美國專利申請公報No. :2003/0103141 Al中描述，其全部公開通過引用并入于此。主要通過改變積分時間和方法在較寬的亮度范圍上控制照相機 靈敏度，從而合理地將圖像曝光集中在像素傳感器和相關電子設備的 電子讀出范圍內。該平衡近似通過顯示器像素亮度映射控制器276保 持，從而不需要進一步的調節，平均顯示亮度將保持幾乎恒定。然而， 由于顯示器IOO在白天比在夜晚看上去肯定亮得多，所以以上可能不 足以控制顯示系統232的強度。另外，盡管對較亮的頭燈的顯示水平 進行了壓縮和有效的限制，但是景物224的顯示圖像仍然具有大的動 態范圍，例如可以是200至1。為了使操作員222繼續觀看該亮度范 圍而不致于在夜間過亮，可以在很大的范圍上調節顯示系統232的平 均強度，該調節必須被根據所需很好地特性化為。只提供兩種設定(例 如頭燈關閉時的高強度級和頭燈打開時的低強度級)的任何系統可能 是遠遠不夠的。在控制由背景光傳感器234、閃光傳感器236、照相 機系統226或其組合檢測到的顯示系統232的強度(特別是在低背景 光條件下)方面， 一個考慮是應該將最大強度和平均強度保持在通常 合理地低的水平上以傳送所需信息，使得操作員222隨后辨認和響應 光照暗的圖像的能力不會不必要地降低。這在兒童或寵物藏在陰影中 而其它地方的景物被照亮的情況下是特別重要的。可以與照相機靈敏度設定成反比地調節照相機系統226的強度。 在處理器系統230中計算的積分時間用作確定亮度設定的基礎。然后 可以使用查找程序基于顯示器類型、相對于操作員222的顯示器安裝、 車輛200的光照條件以及其它因素而將積分時間轉換成亮度設定。一 個修改例將利用平均積分時間來穩定亮度設定。顯示器系統232的強度還可以在積分時段最大的光級左右處 (即，照相機系統226處于最大靈敏度時)穩定為最小閾值。在這些 條件下，景物224可能比操作員222在普通鏡子中看到的暗，從而顯 示的圖像可增強至與成像景物亮度接近的水平之上。當尾隨牟輛的光明顯加至平均后向光級上時利用另一特征。調節 照相機系統226至較低的靈敏度，因此在第一改進方法下，顯示器系 統232將設定為較高的強度級。該較高強度級對于操作員222的眼睛 已經適應的前向背景光級可能太高。為了補償，計算第二平均光級， 省去較亮像素的值。將第二平均值與所有像素的第一平均值相比，如 果第二平均值明顯小于第一平均值，那么可降低顯示器強度以使其更 加接近地對應于在不含亮光源時獲得的水平。可以基于具有雙重積分結構的照相機系統226的輸出使用非線 性方法控制顯示系統232的強度。控制邏輯284從數據值和范圍(短 或長積分時間)指示形成一個數。該數用作查找表中的索引來獲得顯
示器強度設定。在存在強亮度的條件下輸出的強度大小應該近似為照相機系統輸出信號268的亮度大小的對數函數。另選或者附加地，可利用基于幀的圖像處理來控制顯示系統232 的強度。檢查幀的各個區域并且基于景物的局部空間特性調節局部強 度。例如，可以按比例降低較亮區域中的亮度級。而且可以將包圍亮 光的區域與圖像中其它區域不同且更加劇烈地壓縮。而且，如果分析 表明光照非常平整，特別是在不存在頭燈閃光時，可以取消壓縮或者 可使用亮度擴展來增加對比度并有助于細節的清晰度。另選或者附加地，可利用來自面朝前的背景光傳感器234的背景 光信號296控制顯示系統232的強度。操作員222的眼睛在大致面朝 前的視野內主要適應平均光級。可使用背景光信號296的平均時間來 提供對由操作員222看到的背景水平的指示。背景光信號296可用于 替代或附加于照相機系統226的靈敏度設定以將顯示系統232的平均 強度規劃在低背景光級下的最小閾值與高背景光級下的高閾值之間。 面朝前的背景光傳感器的使用在美國專利No.4，917，477中描述，其全 部公開通過引用并入于此。另選或者附加地，可利用來自直接閃光傳感器236的閃光信號 298控制顯示系統232的強度。直接閃光傳感器236設置成感測落在 顯示系統232上的光級，該光級可能相對于四周背景光情況過高。對 于結合在后視鏡組件10中的顯示器100，后視鏡組件10中的閃光傳 感器236特別適用于該用途。顯示系統232的強度可從在存在這些情 況時的一般水平增加以防止沖淡。控制邏輯284可另外確定閃光信號298和背景光信號296在某些 光照條件下幅值有足夠不同，使得輸出信號提供給可用于警告系統的 潛在用戶的指示器或外部控制裝置。當在從光照暗的停車場倒車至明 亮的日光環境的車輛中操作該系統時，可能發生這種情況。在這種情 況下，面朝后的照相機可能具有或者不具有正確再現車輛保險杠近處 (暗)和遠處(亮)的景物所必需的動態范圍。因此為車輛操作員提 供仔細檢查車輛四周障礙的警告是有益的。該警告可通過靜態指示光299或者所述系統外部的其它裝置完成。此外，可通過車中面朝后方的專用傳感器238 (圖1C)控制顯 示亮度。如圖2所示，該傳感器238具有包括3度至25度之間的視 野238a，以確保完全感測來自不同駕駛員的所有鏡安裝位置。該傳感 器或者與背景光傳感器協作，或者作為獨立傳感器，其測量入射在玻 璃和/或顯示器上的光量以控制電致變色調光，從而增加LCD顯示器 與鏡子的反射面之間的對比度。該傳感器視野可僅利用傳感器實現， 或者利用傳感器與輔助光學透鏡的組合實現，如同美國專利申請公報 No. US 2005/0024729 Al中乂>開的那樣，其全部乂/^開通過引用并入于 此。該傳感器的光軸可傾斜以補償駕駛員設定的鏡安裝角度，從而更 好地檢測從駕駛員角度入射在鏡面上的光。光軸的變化可在傳感器自 身的光學設計中實現。該變化還可通過機械改變傳感器相對于鏡元件 的取向而實現，例如利用裝置的引線框架引入相對于傳感器的傾斜。 改變傳感器光軸的另一機械方式是將傳感器安裝在專用印刷電路板 (PCB)上并將該電路板以適當取向安裝。另一方法是將傳感器與會 改變傳感器光軸的輔助光學透鏡耦合。該輔助透鏡還可用于進一步調 諧傳感器的水平視野和垂直視野。此外，傳感器可設置在透反元件后方以減少實施該申請所需的動 態范圍。此外，可與傳感器/透反元件或者僅與傳感器結合使用另一中 性密度濾光器來實現相同目的。中性密度濾光器可以是從濾光器制造 商買到的膜式濾光器，或者可通過將熱塑性材料注模成型而實現濾光 效果。另外，上述輔助透鏡可用中性密度熱塑性材料成型以實現必需 的動態范圍。專用傳感器的位置對于其檢測特性有很大影響。小的后窗、后柱、 頭靠和中央高位制動燈(CHMSL)都能極大地影響傳感器的狹窄視 野所檢測到的光量。因此，傳感器的位置應該非常靠近LCD顯示器。 后座頭靠和后柱金屬片是阻礙傳感器所最需要考慮的。這些部件一般 位于鏡子視野的外邊緣上。由于LCD顯示器通常位于鏡子視野的外 邊緣上，所以這些阻礙會極大地影響照在LCD觀察區域上的背景光 量。考慮這點，專用傳感器238的最優位置是LCD顯示器的內邊緣， 如圖1C所示。該區域一般不會被車輛中的其它部件阻擋。將專用傳 感器設置在外邊緣上是不理想的，因為傳感器容易被阻擋，從而產生 在需要額外對比度時元件可能不暗的情況。此外，傳感器可位于顯示 器正上方或正下方的裝飾前蓋555 (圖1A)中。該專用傳感器系統還可用于改進在日出和日落情況下的電致變 色調光性能。在車輛駛入較暗的天空中，而后視鏡圖像為明亮的曰出 或日落時，控制鏡子的調光狀態是非常有挑戰性的。該第三傳感器238 可與背景光傳感器234和/或閃光傳感器236協作使用，或者獨立使用 以適當地調節該驅動情況所需的EC調光量。改變顯示系統232的強度的另 一技術不需要擴展計算，并可用作 改變顯示系統232強度的促進因素。當飽和像素和暗像素的比例都較 小時，顯示對比度較低的圖像并且可使用較低程度的壓縮或擴大。然而用于促進顯示系統232的強度修正的另一方法是估計或確 定在圖像幀上的亮度標準偏差。圖像亮度檢測器274、顯示器像素亮度映射控制器276和控制邏 輯284緊密相關。檢測器274和亮度映射控制器276中的一個或兩個 可部分或全部并入控制邏輯284中。另外，控制邏輯284可在用于檢 測器274或亮度映射控制器276中之前修正照相機系統輸出268。該 修正可包括濾光和特征提取。再次參照圖9，進一步描述顯示系統232。來自顯示器接口 280 的顯示信號282饋送到顯示器100。顯示器100產生的顯示光線204 穿過任選的顯示可變衰減濾光器206并作為濾光后的顯示光線208出 現。操作員222觀察表示景物224的濾光后顯示光線208。如果使用 任選的顯示衰減濾光器206，那么通過顯示衰減濾光信號212用顯示 衰減控制器210控制衰減量。除了用于背景光條件下的、范圍從黑暗到明亮日光變動的非常大 的總亮度范圍之外，許多顯示器沒有覆蓋一個幀內良好的動態范圍所
必需的亮度范圍。為了降低對顯示器100的要求，可以使用顯示可變 衰減濾光器206。在優選實施方式中，衰減濾光器206用電致變色窗 實施。通過顯示衰減控制信號214用處理器系統230控制衰減濾光器。 控制濾光器206的方法在共同轉讓的美國專利申請公報No. 2003/0103141 Al中更詳細地描述，其全部/〉開通過應用并入于此。可僅利用顯示衰減濾光器206,利用對顯示器100背光亮度、LCD 顯示器透射的控制，或者這些技術的任意或全部組合，來控制顯示系 統232的強度。為了補償個人操作員的喜好變化，可包括手動亮度調節器216。處理器系統230使用手動亮度信號218修正計算的亮度級。任選地，可使用內置于顯示器100中的亮度控制器作為對顯示器像素亮度映射控制器276的補充或替代。然而，可能仍然期望一些自動亮度調節滿 足車輛背景光條件下的廣泛變化要求。除了控制來自顯示系統232的光線204的亮度之外，還期望控制 低亮度情況下的顏色。研究表明，對于人類的夜視，藍光比紅光更加 具有破壞性。如果顯示器IOO為全色或局部色，那么有利的是在低背 景光條件下修正操作員222觀察到的光線208中的色平衡。 一種方法 是改變顯示器100的色平衡從而使顯示的顏色偏離較短的藍光波長。 另一種方法是在顯示可變衰減濾光器206中設置藍光阻塞濾光器，使 得當濾光器206中的衰減量增加時，波長較短的可見光的衰減程度比 波長較長的可見光的衰減程度大得多。這兩種方法可在同一系統中實 施。此外，可改變LCD的背光。背光可以是離散光譜光源的三色或 者其它組合。這樣顯示器可完全變為紅色以保護夜視。圖9所述的系統可以實施為硬件、軟件或兩者的組合。而且可利 用模擬電路和數字控制的組合進行視頻處理。信號通道可實施為離散 布線、光學電纜敷設、總線以及本領域公知的其它通道和介質。總線 可實施為串聯或并聯連接，并且可組合不同的總線。另外，可在本發 明的精神和范圍內組合或進一步分隔所述元件。如同在共同轉讓的美國專利申請公報No. 2003/0103141 Al (其
全部公開通過引用并入于此)中更詳細地描述的那樣，可調節照相機 曝光，使得在可用光充足時，圖像曝光度一般盡可能高，只是達不到 使不期望的大量像素照明讀取飽和。這樣的優點是在照相機的讀出范 圍中提供了最大的像素分辨率，而且從飽和像素中截去常常過亮的光 級。例如， 一般容忍足夠飽和的像素以允許在其上已經投射有尾隨車 輛頭燈圖像的非常少的像素飽和。如果在景物本身不能提供很高對比度時所有照相機像素照度水 平都映射到顯示器，那么顯示景物的對比度會很低，細節會丟失，在 顯示器上出現"沖淡"。因此，應使用對比度最高的可用映射函數，其 跨越了從低照度像素到最高未飽和像素讀取的范圍。可用映射函數繼 而應該包括對比度水平的合理范圍，而不會走最高或最低對比度的極 端，從而產生更難而不是更容易解釋的顯示圖像。本發明可與黑白照相機或彩色照相機 一 起使用，在該情況下編碼 是通過視頻信號的一個分量指示照相機像素照度和顯示像素照度而 由其它分量指示顏色的類型。在該形式中，上述處理應用于來自照相 機的照度分量，顏色分量可保持不變。注意，在對示例性顯示器可行的情況下，使用全亮度范圍表示景 物內的照度變化。盡管如此，也可壓縮照相機的寬動態范圍。不期望 的是額外使用像素亮度控制來在用于觀察駕駛中遇到的大范圍背景 光級所期望的寬范圍上改變整個顯示器強度。從而，通過其它方法處 理對整個顯示亮度的初步控制，所述方法可包括例如上述用于透射顯 示器的背光強度變化，或者通過使用用于顯示器的可變衰減濾光器206。這些方法和其它方法可單獨或組合使用，在該情況下處理器確 定累積效應，并據此分配顯示控制信號202和顯示衰減控制信號214 以實現所需的顯示器觀察亮度。這并未排除使用像素亮度來控制亮 度，而只是強調大多數顯示器不具有適當地組合控制景物亮度范圍和 顯示器總體亮度級兩者成為一個控制機構的動態范圍的事實。對于顯示可變衰減濾光器206，照相機曝光控制器與圖像亮度檢 測器274和顯示器像素亮度映射控制器276相組合用于將顯示保持在
相對穩定的亮度級，直到景物暗到照相機不能再檢測大部分景物為 止。從而，顯示亮度控制功能主要是改變總亮度而使顯示亮度與背景光條件匹配。從背景光傳感器234獲得背景光級的最佳測量，背景光 傳感器234定位成視野與駕駛員通常看到的基本相同。從而，背景光 傳感器設置在后視鏡組件中是特別適當的位置。該光級優選進行例如 15秒的時間平均，以導出用于確定所需顯示亮度的穩定的背景光級。 在鏡元件30是電致變色鏡元件時，電致變色介質從無色介質變 為有色介質。因此，有利的是調節顯示圖像的色調以補償電致變色介 質賦予圖像的任何著色。這樣，通過向控制邏輯284提供被提供給電 致變色鏡元件的信號，控制邏輯可預測電致變色介質的顏色變化并調 節顯示圖像的色調。這種色調調節可通過向照相機系統226發送控制 信號來進行，這樣可獨立地調節由照相機系統226提供的RGB彩色 信道上的增益。另選地，可在處理器系統230或顯示系統232中進行 色彩調節。處理器系統230可整體或部分地與照相機系統226或顯示系統 232結合，在照相機系統和顯示系統當中分開，或者與照相機系統和 顯示系統分離設置。處理器系統230可執行各種任務，例如圖像的 去扭曲/魚眼校正；對比度增強；圖像中物體的邊緣識別；圖像銳化； 校正顏色的顏色處理；保持圖像細節的高動態范圍合成；關于不同事 件(例如檢測某個物體)的顏色/音頻警告；檢測何時照相機被阻擋或 阻礙并為駕駛員提供指示；以及/或者畫中畫處理。這些處理任務可以 在可結合于后視鏡組件中的照相機模塊或者顯示器模塊中執行。照相機捕獲的圖像可以替代或附加地用于其它目的。例如，圖像 可進行處理用以避免碰撞、車道偏離告警、頭燈控制、交通標志識別、 行人穿越檢測、或者檢測車內或車周圍的物體。而且，圖像可饋送到 用于存儲和隨后檢索的黑匣子。如果用于車道偏離，照相機就可面朝 后、朝前或者兩者均可。處理器系統230還可接收來自各種其它傳感器(例如超聲倒車傳感器或雷達)的輸入以在車輛路徑中有物體時提供倒車警告。在這種
情況下，可以在后視鏡組件中通過選擇性啟動在顯示圖像中覆蓋的指 示符號而提供警告。該警告還可通過將顯示圖像的色調變為紅色等而 提供。其它的圖形覆蓋也是可行的，包括示出與景物中物體的相對距 離的圖形覆蓋、示出疊加在景物中的車輛的周邊的圖形圖像的圖形覆 蓋、示出指示行駛通過顯示景物的車輛的投影路徑的一條或多條線的 圖形覆蓋、諸如"鏡中物體可能比看上去要近"的免責語言、診斷信息 (例如，如果沒有視頻顯示器就為藍色)、音頻系統信息、路線規劃 導航指示、其它導航、氣候控制、輪胎壓力信息、車輛性能信息、行 程計算機信息、關注點、以及羅盤頭部和外側溫度。圖9所示的系統的各個部件之間的連接可以是有線、無線、模擬、 數字和光纖中的任一種組合。用于控制照相機系統226和顯示器100的其它方案在共同轉讓的 美國專利No. 6,550,949中公開，其全部公開通過引用并入于此。在優選實施方式中，通過根據背景光傳感器、閃光傳感器或者閃 光傳感器與背景光傳感器兩者自動控制背光強度來改變顯示裝置100 的強度。還可使用照相機系統226的輸出來確定背景光級(例如通過 將一些或所有像素輸出平均)，背景光級不僅可用于控制顯示器強度， 而且可控制鏡元件的反射率。當顯示器位于自動調光的電光鏡元件后 方時，除了根據背景光傳感器和/或閃光傳感器之外，或者作為替代， 顯示器背光強度優選是自動調光元件的反射率的函數。背光的強度可 以根據上述參數在一系列離散步驟、基本連續步驟或其組合中進行遞 增控制。白天強度函數可能不同于夜間強度函數。 一個有用的強度控 制算法在共同轉讓的美國專利No. 6,700,692中描述，其全部公開通過 引用并入于此。在優選實施方式中，自動控制背光，使得在日光條件下從相關元 件的第一表面發射約250cd/n^至約2000cd/n^的光，在黑暗或夜間條 件下發射約10cd/ii^至約200cd/n^的光。最優選地，在日光條件下從 第一表面發射約1500cd/ii^的光，在夜間條件下發射約15cd/n^的光。
雖然已經描述了一個具有9個LED的實施方式，但可在不偏離 本發明范圍的情況下使用更多或更少的LED。應理解，可使用除了 LED之外的輻射發射體用于背光，例如白熾燈、發光聚合體、發光等 離子體和氣體放電燈。此外，可使用通孔LED安裝來替代表面安裝 技術。應理解，照明設備可能位于LCD的一個或多個邊緣處，使得 LCD是側照明，或者可增設"發光管"以將光從LCD的邊緣重定向至 后部。顯示背光器可安裝在電路板的與其安裝有顯示器的一側相對的 一側上，通過使電路板的通孔與背光器對齊而安裝顯示器，使得背光 器發射的光線穿過電路板中的相關孔。LED還可包括紅外(IR)發射 LED作為所述LED的單獨部件或者附加的LED芯片。這些LED可 -故啟動以預熱LCD。從而，IRLED可先于車輛點火啟動，例如在從 密鑰卡接收車門解鎖信號時啟動。此外，可以在車輛的任何一個或多 個照相機的前方設置除霜器，這些除霜器也可在從密鑰卡接收車門解 鎖信號時啟動。這樣盡可能地清除了照相機視野中的霧或霜。使用LCD的一個相關優點在于將通過軟件顯示的信息重新配置 在相關控制器和/或顯示驅動器中的相關能力。與背光LCD和諸如紅/ 綠/藍或藍綠/琥珀黃的多色背光相結合使用容量過大的顯示驅動器， 提供了變色以及改變實際信息的能力。在一個實施方式中，可以在景 物224的圖像上或者景物圖像附近產生圖形覆蓋，圖形覆蓋可以與多 色背光結合，從而產生能夠通過不同信息以及不同顏色和/或閃光而翻 轉或巻動的顯示。該實施方式可應用于告警式顯示；例如燃料不足、 門微開、發動機過熱等等；其中信息顯示通常不照明，或者顯示其它 信息，然后在發生規劃閾值或者響應于傳感器輸入以及諸如溫度、時 鐘和羅盤顯示的其它信息顯示而自動顯示告警信息。如圖9所示，控制邏輯284還可以接收來自車輛總線的輸入，包 括在車輛倒車時指示的倒車指示信號。如果顯示用作倒車輔助，那么 控制邏輯284可通過啟動顯示器100而響應于該信號，因為不能總是 理想地使顯示器在前進檔或其它檔處啟動。如果顯示器是一直顯示后 方視野的全時后視系統，那么控制邏輯284可通過切換至來自倒車輔
助照相機(可以是向下對準車輛緊后方的不同照相機)的視野或者進 入示出來自倒車輔助照相機的圖像的畫中畫模式而響應于倒車信號。 顯示器可在車輛處于倒車檔時保持啟動，或者可在例如五分鐘的預定 時間段之后停用。該時間段可在每次車輛倒車時重設，從而在有人試 圖鉤住拖車時保持顯示器接通。另選地，顯示器接通的時間可基于鏡 子在給定時間幀內進出倒車的循環次數。如果關心黑客可能使車輛進 出倒車而保持顯示器接通，那么可能希望通過增設硬件電路而挫敗黑 客，該硬件電路在車輛在給定時間幀上第一次倒車時或者在顯示器接 通的同時開始給電容器充電。這樣，電容器上的電荷可用于暫停顯示器，而不管車輛已經倒車幾次。換言之，控制邏輯284可在重設之后 確定電容器仍然充電，從而將獲知車輛僅僅是片刻不再倒車，并且不 會重啟顯示時間段。另 一期望功能性是具有允許系統在一 系列某些用戶動作之后進 入診斷模式的機構。在診斷模式期間，顯示器可接通給定時間。這會 有助于停止系統系統恢復與顯示器或鏡組件不相關的問題，例如照相 機或束線的問題。照相機系統226可包括一個或多個照相機。這些照相機可提供立 體視圖。而且， 一個或多個照相機可具有不同的透鏡選項，透鏡可在 使用中安裝或動態改變。照相機可利用簡單的透鏡或多元件透鏡。在 照相機上還可使用衍射光學器件。此外，可在照相機前方的保護窗的 外側上設置疏水涂層。盡管以上關于提供全時后視或倒車輔助圖像的 照相機討論了本發明的各種特征，但照相機可在不同/附加的方向上安 裝和對準。例如，照相機可對準以觀察車內，對準車輛前方，沿著車 的側面或向外地朝向車側面對準。此外，側鏡組件可構成有補充或替 代側視鏡的顯示器。照相機可以是紅外(IR) /夜視照相機。現在轉到圖IO，關于電光鏡元件305描述顯示器100。元件305 示出為包括在其間利用密封件312隔開的基本透明的第 一基板306和 基本透明的第二基板309，密封件位于周邊附近以限定容納電致變色 介質313的腔室。如圖10進一步示出，第一基板306包括第一表面307和第二表面308。第二表面308涂覆有第一材料層315和第二材 料層316，從而在第二表面上形成基本透明導電的涂層。進一步參照 圖10，第二基板309示出為具有在第三表面310上限定涂層的基層 317、導電層318、透反層319和任選閃光層320。在一個實施方式中，電光鏡元件305包括近似120-150A的硅(Si) 基層317、近似200-250A的ITO導電層318和近似250-300A的金4艮 合金(約7%的銀和93%的金)透反層318;沒有閃光層320。另一 實施方式具有近似600-800A的ITO導電層318和近似250-300A的金 銀合金(約7%的銀和93%的金)透反層318;沒有閃光層320。應 理解，可在不偏離本發明范圍的情況下在第三表面310上利用單層或 者添加附加層。在該實施方式中，可在透反層318上布置第二ITO層 以用作閃光層320，在該情況下透反層318可由銀而不是銀合金制成。 這種疊層稱為IMI堆疊。在另 一實施方式中，元件305僅包括施加于第二表面308的近似 1500A的氧化銦錫(ITO)的第一層315;沒有第二層316。應理解， 可在不偏離本發明范圍的情況下在第二表面308上利用單層或者添加 附加層。應理解， 一些或所有層可基本覆蓋整個相關表面，而其它層 將不會延伸到相關密封件下方和/或之外的表面。圖10中示出基板309的第四或最后方表面311，在其上包括基 本不透明的材料314。在一優選實施方式中，材料314是可從Action Fabricators, Kentwood， Michigan買到的基本不透明的防碎帶P/N 637-0152。移除一部分材料314以限定對應于顯示器100的信息顯示 區域。應理解，材料314可使用基本不透明的涂料、環氧樹脂或其它 合適的材料。基本不透明的材料用于遮蓋鏡元件305的除了信息顯示 區域之外的部分不透射過光線。應理解，可通過移除材料314的附加 節段來限定多個顯示區域。應理解，層317、 318、 319、 320的任一個都可以施加于第四表 面311而替代施加于第三表面310，或者施加于這兩個表面上。在一 個實施方式中，透反層319施加于第四表面311，然后覆蓋有鉛基涂
料的保護涂層以防止氧化。笫三表面包括基本透明的導電層318。任 選地，第三表面可包括基層317和/或閃光層320。應理解，根據本發 明的范圍，該"第四表面反射器，，即反射元件可包括更多或更少的層。雖然顯示器100可構造成有效的全色顯示器以顯示整個可見光 譜內的光，但顯示器100也可構造成發射在兩個以上的離散波段內的 光，使光混合而形成包括白色的其它顏色，或者發射單個波段內的光。 通過發射兩個以上的波段內的光以獲得兩種以上顏色的混合，顯示器 可構造成更加有效地通過電致變色介質發射光，否則該介質將吸收大 量從顯示器發射的特定波段內的光(例如參見共同轉讓的美國專利 No. 6,700,692，其全部公開通過引用并入于此)。該顯示器還可以是 諸如黑和白的單色顯示器。顯示器100可構造成發射主波長為約630nm的光線，該元件優 化成發射波長約為630nm的光線，并且/或者紅色光譜比藍色光譜的 光線更多。某些實施方式可利用透射特性沒有與給定信息顯示優化匹 配的反射元件。然而，在其它實施方式中，元件的透射特性被優化而 發射淺綠色光(約480nm至約520nm )、綠色光(約500nm )、淺 藍色光(約460nm至約480nm )、藍色光(約475nm )、藍綠色光 (約485nm)、黃色光(約570nm )、淺黃色光(約520nm至5卯nm )、 白色光(波長基本落在黑體曲線上，從約3000至20,000)、琥珀黃 色光(約580nm )、約380nm至約460nm或約620nm至約780nm 的光。可通過選擇特定層315、 317、 318、 319來優化鏡元件30，從而 發射預定光i脊帶與從顯示器100發射的光的主波長匹配的光線。應理 解，在不偏離本發明的范圍和精神的情況下，在第二表面308和第三 表面310上可利用單層或者可在任一表面上添加附加層。由ITO制成的透明電極或者其它透明導體已經進行厚度優化以 使可見光(通常中心約為550nm)的透射最大化。這些透射優化的厚 度或者是很薄的層(<300A)，或者是厚度優化為通稱為^波長、全 波長、iy"皮長等的層。對于ITO， V2波長厚度為約1400A,全波長厚 度為約2800A。令人驚奇的是，這些厚度對于在諸如銀或銀合金的金 屬反射器下方具有單個透明導體底層的透反(即部分透射、部分反射) 電極而言都不是最優的。對于波長為500nm的光，實現反射光的相對 顏色中性的最優厚度集中為約W波長、3/4波長、1Y4波長等等的光學厚 度。換言之，對于位于諸如銀或銀合金的金屬反射器下方的層而言， 最優光學厚度為(mD/4，其中k是層優化的光波長(例如為500nm)， m是奇整數。這些最優厚度與同一波長的透射最優厚度相差W波長。 這種單層可具有IOOA與3500A,更優選為200A與250A之間的厚度， 以及約3Q/口與300Q/口之間，優選小于約100Q/口的片電阻率。再次參照圖10，由基本透明的第一基板306、基本透明的第二基 板309和密封件312的內周壁限定的腔室容納電致變色介質313。電 致變色介質313優選能夠選擇性地使穿過的光衰減，并優選具有至少 一種液相電致變色材料和優選至少一種附加電活性材料，電活性材料 可以是液相、表面固定、或者在表面上析出的一種材料。然而，當前 優選介質為液相氧化還原電致變色介質，例如共同轉讓的美國專利 4，902，108、 5,128,799、 5,278,693、 5，280，380、 5,282,077、 5,294,376、 5，336，448、 5,808,778和6,020,987中所公開的，它們的全部公開通過 引用并入于此。如果利用液相電致變色介質，那么其可通過諸如真空 裝填等的公知技術通過可密封填充口插入所述腔室中。電致變色介質313優選包括可分組成以下類別的電致變色陽極 和陰極材料單層——電致變色介質是單層材料，可包括非均質小區域并包括 液相裝置，在該裝置處材料容納于離子導電電解質溶液中，并且在電 化學氧化或還原時留在電解質溶液中。美國專利No.6，193，912、美國 專利No.6，188,505、美國專利No.6，262，832、美國專利No.6，137，620、 美國專利No.6，195，192 、美國專利No.6，392，783和美國專利 No.6，249，369公開了可用于單層電致變色介質的陽極和陰極材料，它 們的全部公開通過引用并入于此。根據授權的美國專利No.5，928，572 或者國際專利申請No.PCT/US98/05570 (它們的全部^>開通過引用并
入于此)的教習，液相電活性材料可容納于交聯聚合母體的連續液相 中。其中至少兩種為電致變色的至少三種電活性材料可組合以賦予預選顏色，如美國專利No. 6,020,987中所描述的，其全部公開通過引 用并入于此。這種選擇電致變色介質的顏色的能力在設計具有相關元 件的顯示器時是特別有利的，具體是因為電致變色介質可構造成不吸 收顯示器發射的波長內的光。陽極和陰極材料可通過橋接單元組合或連結，如國際專利申請 No.PCT/W097/EP498中所描述的，其全部7>開通過引用并入于此。 還可以通過類似方法連結陽極材料或陰極材料。這些申請中所述的概 念可進一步組合而產生多種連結的電致變色材料。此外，單層介質包括陽極和陰極材料可結合在聚合母體中的介 質，如國際專利申請No.PCT/W098/EP3862、美國專利No.6,002，511 或國際專利申請No.PCT/US98/05570中所描述的，它們的全部公開通 過引用并入于此。還包括一種介質，其中介質中的一種或多種材料在裝置操作期間 發生相變，例如一種沉積系統，其中含有在離子導電電解質溶液中的 材料在電化學氧化或還原時形成導電電極上的層或者局部層。多層——介質由多層構成，包括至少一種直接附著于導電電極或 者靠近導電電極受限的材料，該材料在電化學氧化或還原時保持附著 或受限。這類電致變色介質的實施例有金屬氧化膜，例如氧化鎢、氧 化銥、氧化鎳和氣化釩。含有一個或多個有機電致變色層的介質也可 看作是多層介質，例如附著于電極的聚噻吩、聚苯胺或者聚吡咯。此外，電致變色介質還可含有其它材料，例如吸光劑、光穩定劑、 熱穩定劑、抗氧化劑、增稠劑或粘度調節劑。期望的是在電致變色裝置中結合凝膠，如共同轉讓的美國專利 No. 5,940,201中所^>開的。該美國專利的全部z^開通過引用并入于此。基本透明的第 一基板306和第二基板309可以是透明并且強度足 以在裝置暴露的環境條件下工作的任何材料。基板306和309可包括
硼硅玻璃、鈉鈣玻璃、浮法玻璃的任一種，或者其它材料，例如MYLAR⑧、聚偏二氯乙烯、諸如聚偏二氟乙烯的聚偏二閨乙烯、聚 合體或塑料，例如可從Ticona， LLC of Summitt， New Jersey買到的 Topas⑧之類的環烯烴共聚物，其在電磁光i脊的可見區域中透明。元件 28和30優選由玻璃片制造。此外，基板306和309可進行處理或涂覆，如美國專利 No.6，239，898、美國專利No.6，193，378和美國專利No.6，816，297中所 描述的，它們的全部公開通過引用并入于此。也設想了其它處理，例 如消反射涂層、疏水涂層、低E涂層和抗UV涂層。而且，在該實施 方式和其它實施方式中，這些涂層可施加于元件306和309。特別關 注的是，向第一表面307施加消反射涂層以減少第一表面的二次反射， 從而提高顯示器100的感知對比率。共同轉讓的美國專利No.5，940，201、 No.6，193，379、 No.6，195，194、 No.6，246，507和美國專利申請公報No.2004/0061920 Al (它們的全部 公開通過引用并入于此)描述了與本發明一起使用的許多反射元件。 應理解，圖10所示的特定反射元件構造是一個實施方式，在本文和 通過引用并入于此的參考文獻中公開了多個實施方式。用作層315、 316、 317、 318、 319和320的適當材料在共同轉讓 的美國專利No.6，356，376 、 No.6，512，624 、 No.6，512，624以及 No.6，700，692中公開，它們的全部公開通過引用并入于此。在至少一個優選實施方式中，該元件設計成優選透射光波長的窄 波段。美國專利5，619，375、 5,619,374、 5，528，422、 5，481，409、 D363，920、 5,361,190、 5,355,284、 5,207,492、 5,128,659、 5，014，167和5，005，009 (它們的全部公開通過引用并入于此)描述了與本發明一起使用的許 多單帶通元件。鏡元件305可設計成優選透射一個以上光波長的窄波段。在一個 實施方式中，設置了包括十二層材料的元件。第一層是約599A厚的 氧化鈦(Ti02)，第二層是約1066A厚的氧化硅(Si02)，第三層是 約235A厚的氧化鈦(TK)2)，第四層是約262A厚的氧化硅(SiOj ， 第五層是約1560A厚的氧化鈦(Ti02),第六層是約727A厚的氧化 硅(Si02)，第七層是約487A厚的氧化鈦(Ti02)，第八層是約926A 厚的氧化硅(Si02)，第九層是約546A厚的氧化鈦(Ti02)，第十 層是約1625A厚的氧化硅(Si02)，第十一層是約892A厚的氧化鈦 (Ti02)，第十二層是約985A厚的氧化硅(SK)2)。該疊層優化成 發射兩個光線波長的窄波段，第一個約490nm (藍綠色光語)，第二 個約655nm (琥珀黃色光鐠)。優選地，該二色疊層施加于元件305 的第四表面311，然而應理解，可施加基本透明的導電材料層320作 為第十三層，并且該疊層可施加于第三表面310。而且應理解，該疊 層可施加于分別在第一表面307或第二表面308上包括單個基本透明 的基板的元件。在另一實施方式中，鏡元件305可包括十四層材料。第一層是約 345A厚的氧化鈦(Ti02)，第二層是約979A厚的氧化硅(Si02)， 第三層是約485A厚的氧化鈦(Ti02)，第四層是約837A厚的氧化 硅(Si02),第五層是約2070A厚的氧化鈦(Ti02)，第六層是約 760A厚的氧化硅(Si02)，第七層是約392A厚的氧化鈦(Ti02)， 第八層是約483A厚的氧化硅(Si02)，第九層是約356A厚的氧化鈦 (Ti02)，第十層是約2620A厚的氧化硅(Si02)，第十一層是約 767A厚的氧化鈦(TK)2)，第十二層是約1460A厚的氧化硅(SiO2), 第十三層是約509A厚的氧化鈦(Ti02)，第十四層是約905A厚的 氧化硅(Si02)。該疊層優化成發射三個光線波長的窄波段，第一個 約465nm (藍色光谞)，笫二個約545nm (綠色光傳)，第三個約 655nm(紅色光鐠)。優選地，該二色疊層施加于元件305的第四表 面311，然而應理解，可施加基本透明的導電材料層320作為第十五 層，并且該疊層可施加于第三表面310。而且應理解，該疊層可施加 于分別在第一表面307或第二表面308上包括單個基本透明的基板的 元件。在又一實施方式中，設置了六個疊層的材料，該材料的第一層是 約600A厚的氧化鈦(Ti02)，第二層是約27945A厚的銀(Ag )， 第三層是約235A厚的氧化鈥(Ti02 )，第四層是約6870A厚的銀(Ag )， 第五層是約1560A厚的氧化鈦(Ti02)，第六層是約19063A厚的銀 (Ag)。該疊層優化成發射三個光線波長的窄波段，第一個約4卯nm (藍色光譜)，第二個約550nm (綠色光鐠)，第三個約655nm(紅 色光譜)。應理解，該疊層可分別施加于元件305的笫三表面310和 第四表面311。而且應理解，該疊層可施加于分別在第一表面307或 第二表面308上包括單個基本透明的基板的元件。在元件上施加疊層的優點在于優選透射兩個或三個窄波段，特別 是R/G/B或琥珀黃/藍綠色組合的窄波段，而且光波長的各個窄波段 可從LED發射以生成基本白色的光外觀。因此，所述的疊層用于發 射白光以及反射白光。在信息顯示的相關實施方式中，相關的發射光 線將與該元件的一個或多個透射波段相關聯。在相關實施方式中，透射率高的光可以在提供高反射率的同時被 透射。在一個實施方式中，通過發射R/G/B或琥珀黃/藍綠色光來提 供白光信息顯示，并且所述元件將具有高寬帶反射特性。這些實施方 式對于車輛后視鏡特別有用。應理解，窄波段透射元件的其它組合落 在本發明的范圍內。應理解，諸如氧化鐵的優選吸收性材料可與任何上述疊層結合以 增強給定元件的整體透射、反射和防重像特性。因為許多發光顯示器(例如安裝成使得表面311與顯示器100 的前表面之間存在氣隙的LCD或任何其它顯示器組件)通常包括至 少一個鏡面，在顯示器100的鏡面反射回的光通過相關元件305、透 反層319、電致變色介質313、層315、 316、 317、 318和320以及元 件305從鏡面反射回。顯示器100的鏡面的該偽反射可能生成車輛乘 員看到的重像。由于元件305和元件周圍空氣的折射率的不同，在鏡 元件305的外表面307處發生附加偽反射。從而，光線從表面308反 射回鏡，隨后通過介質313、層315、 316、 317、 318和320以及元件 305從透反層319反射。因此期望實施各種措施以消除或減少這些偽 反射強度，從而消除車輛乘員可見的令人煩惱的重像。可以進行各種 改進以減少這些偽反射。應注意，這些偽反射的亮度總是低于未反射 圖像。一種改進顯示清晰度而不消除偽反射的方法是控制顯示亮度，寸吏 得二次圖像的強度低于視覺感知閾值。該亮度級將隨著背景光級改 變。背景光級可通過鏡子中的光傳感器精確確定。該反饋可用于調節 信息顯示和/或背光強度，使得二次圖像的亮度不足以引起不快。可設置消反射裝置以減少或防止來自元件305的鏡面和前表面307的反 射，該裝置可包括施加于元件305的后表面或者顯示器組件100的任 何所有鏡面反射面上的消反射膜。消反射裝置還可包括施加于后表面 311或者顯示器組件100的鏡面上的吸光掩模。這種掩模層可基本覆 蓋整個鏡面，除了直接位于顯示器100的發光段上方的區域之外。該 掩模可用任何吸光材料制成，例如黑涂料、黑帶、黑泡沫背襯等等。 如果消反射裝置形成為消反射層，那么為此可利用基本任何公知的消 反射膜。消反射膜只需構造成防止從顯示器100發射的特定波長的光 反射。通過如上所述設置消反射裝置，從透反層319朝向顯示器100 的鏡面反射回的任何光都被吸收或者透射至顯示器100中，使其不能 從鏡面通過所述元件反射向車輛乘員的眼睛。應注意，消反射裝置還 可包括能夠減少或防止光從鏡面反射的任何其它結構。另外，消反射 裝置可包括消反射膜和掩模層的組合，并且可結合在任何可以將光從 相關反射器反射的鏡反射面上，例如基板309的背面、顯示器100的 前表面或顯示器100的任何內表面。為了減少來自與元件305的表面311的空氣界面的偽反射，可在 表面311上設置消反射膜。消反射膜可由任何傳統結構形成。在透反 涂層與顯示器之間插入的圓偏振器也可用于減少偽反射。關于光從透反層319和顯示器鏡面反射出顯示器100的問題的替 代解決方案是顯示器100優選從不包括任何形式的鏡面的顯示器選 擇。這些顯示器的實施例可從Hewlett Packard買到，并且參考HDSP Series。這些顯示器一般具有基本吸光的前表面，使得很少(如果有 的話)的光從顯示器的面朝前的表面反射。沒有(例如位于玻璃和空氣之間的)鏡反射面的顯示器結構的另一實施例是背光LCD,背光LCD直接層壓在元件311的背面上以消 除顯示器與元件之間的氣隙或空氣界面。消除氣隙是使所有顯示裝置 的第一表面反射最少的有效手段。如果使用的LCD類型在正常情況 下不透明或較暗，例如具有平行偏振器的扭轉向列IXD或具有黑色 染料的相變或賓主型LCD，反射光就會被顯示器吸收而不會朝向觀察 者重新反射回。另一方法是使用具有交叉偏振器的背光透射扭轉向列 LCD。整個顯示區域因而被照亮并且與黑色數字對比。替代方案是將顯示器100安裝在元件305的后表面311的背部， 使得鏡面相對于后表面311傾斜一角度。如果顯示器的角度足夠大， 那么光束會被導向施加于鏡子背部的諸如黑色掩模的吸收面。應注 意，不是調節顯示器角度，而是通過在顯示器前部層疊透明楔形，從 而通過一些其它方式偏轉反射光束，目的是為了將反射光重新導出顯 示器的觀看錐體或者重新導向吸收介質或表面。減少偽反射的另一有用技術是使顯示圖像從鏡面(優選第一鏡 面)以約45。角反射，然后穿過透反層319。然后可通過略微調節顯示 器與透反層的角度關系而將反射出透反層319的圖像重新導向離開顯 示器上的鏡面。應理解，顯示器的給定部件的任何界面都可包括消反射涂層或者 表面本身可包括消反射紋理。在優選實施方式中，漫射器、LCD、元紋理。優選地，使用標準表面安裝LED進行顯示器背光，然而，可采 用共同轉讓的美國專利5,803,579、 6,335,548和6,521,916中公開的任 何照明器，這些專利的全部公開通過引用并入于此。如本文所示，只 利用九個LED裝置。現有的顯示器利用60個以上的LED裝置。如果利用電光鏡元件30，例如電致變色元件305，那么可在白天 有意地減少鏡元件的透射，以減少從透反層反射的背景光量，否則背
景光會沖淡顯示圖像并減小控制器對比率。雖然減少鏡元件透射使得 從顯示器發射的更多的光被電致變色介質吸收，但背景光量被吸收兩 次以上，因為這些被反射的背景光必須穿過電致變色介質兩次，而來 自顯示器的光僅穿過一次。事實上，光在其穿過兩次時作為穿過電致 變色介質的距離的平方函數被吸收得更多，從而進一步增加從顯示器 發射的光相對于從鏡元件反射的背景光的對比率。換言之，如果入射在鏡上的背景光具有強度a，那么從鏡子反射的背景光的強度b為 &=3*(￡(:透射)2乂 (透反層的反射率)，而顯示器的強度d為d-c x (EC透射)x (透反層的透射率)，其中c是入射在鏡元件30上 的來自顯示器的光的強度。從而，通過減少EC透射，可增加對比率 (d: b)。如上所述，除了調節EC透射外，可以調節背光亮度以增 加c從而增加d，并且賦予對相關對比率的額外控制。改進顯示器對 比率的各種技術在美國專利No.6，700，692中公開，其全部公開通過引 用并入于此。而且可以將電致變色鏡的兩個電極的一個或兩個分段，使得顯示 圖像前方的區域相對于鏡元件的其余部分可單獨變暗。這樣，電致變 色鏡在顯示器前方的區域可單獨變暗以改進顯示器對比率，同時不會 使電致變色元件的其余部分變暗。為此，鏡元件可以傳統方式形成， 但是在兩個基板密封在一起之前，其中至少一個進行諸如激光蝕刻的 蝕刻過程，從而將顯示器區域周邊周圍的電極涂層蝕刻，以提供顯示 區域與鏡區域其余部分之間的電連續性的中斷。此外，母線可被夾在 蝕刻接合部以允許電力單獨供應至設置在一個或兩個基板上的兩個 電極區域。可利用的其它透反層包括William L. Tonar等人在2006年3月 3日提交的名為"IMPROVED COATINGS AND REARVIEW ELEMENTS INCORPORATING THE COATINGS，，的共同轉讓的美 國專利申請No.60/779，369中公開的透反層，該專利的全部公開通過 引用并入于此。可利用的另一透反層是偏振反射層，例如以上所述或者在共同轉
讓的美國專利申請公報No.2006/0007550Al中公開的透反層，該申請 公報的全部公開通過引用并入于此。在這種情況下，透反層可構造成 允許從顯示器100輸出的偏振光以近似100%的透射率穿過其透射， 同時基本反射在與LCD顯示器100相同的偏振狀態下未偏振的所有 光。圖12表示本發明的另一實施方式，其中鏡元件30和顯示器100 形成為一個整體結構。具體地說，鏡元件30和顯示器100共享/>共 基板。當鏡元件30為電致變色鏡元件時，結構從后往前包括背光 子組件116;具有前表面和后表面的第一基板110;第一電極108a; 液晶材料106;第二電極108b;具有前表面和后表面的第二基板309; 施加于第二基板的前表面的鏡面反射涂層(310， 317， 318， 319， 320 ); 電致變色介質313;第三電極316;以及具有前表面和后表面的第三 基板306。除了共享公共基板之外，鏡元件30和顯示器可共享作為公共功 能元件的反射偏振器103b。具體地說，LCD的前偏振器可用反射偏 振器代替，該反射偏振器還可用于代替或補充鏡元件30的反射器。 從而反射偏振器可包含在顯示器中作為前偏振器，或者可包含在鏡元 件30中。而且顯示器和鏡元件可保持分離，但是或者鏡元件包括作 為反射器的反射偏振器并且顯示器不包括前偏振器，或者鏡元件可不 包括任何反射器或者局部反射器，同時顯示器包括作為前偏振器的反 射偏振器103b。由于典型的LCD伴隨有無反射前偏振器，所以通過 移除無反射偏振器并用反射偏振器替代來改進LCD。如果反射偏振器 結合在LCD中，那么反射LCD可以不需要任何鏡元件。在這種情況 下，如果期望衰減閃光并增加對比度，那么無反射電致變色元件可布 置在反射LCD的前方。回到圖1A和圖2，示出的鏡組件10包括前蓋555和殼體556。 前蓋和殼體組合限定了用于結合除了鏡元件30和顯示器100之外的 特征的鏡殼15。共同轉讓的美國專利No.6，102，546、 No.D 410,607、 No.6，407，468、 No.6，420，800和No.6，471，362 (它們的全部公開通過引 用并入于此)描述了與本發明一起使用的各種前蓋、殼體和相關按鈕 結構。如圖1A和圖2所示，鏡組件可包括一個或多個麥克風組件561。 與本發明 一起使用的麥克風組件的實施例在共同轉讓的美國專利 No.5，988，935和No.6，882，734 (它們的全部公開通過引用并入于此) 描述。如圖1A和圖2所示，可在后視鏡組件10的頂部上安裝一個或 多個麥克風，不過它們還可以安裝在鏡組件的底部上，或者鏡殼體的 背側上，或者鏡殼體或前蓋的任何地方。這些系統可至少部分地與顯 示器100集成公共控制，并且/或者與顯示器100共享部件。此外，這 些系統和/或受控裝置的狀態可顯示在顯示器100上。進一步參照圖1A，鏡組件10可包括第一照明組件567和第二照 明組件571。與本發明一起使用的各種照明組件和照明器在共同轉讓 的美國專利No.5，803，579、 No.6，335，548和No.6，521，916中描迷，它 們的全部公開通過引用并入于此。最優選的是具有兩個照明組件，一 個一般定位成為乘客前座區域照明，第二個一般定位成為駕駛員座區 域照明。可以只有一個照明組件，或者可有附加的照明組件，例如為 中央控制臺區域、車頂控制臺區域或者前座之間的區域照明的 一個照 明組件。進一步參照圖1A，鏡組件10可包括第一開關5"和第二開關 S77。與本發明一起使用的適當開關在共同轉讓的美國專利 No.6，407，468、 No.6，420，800、 No.6，471，362和No.6，614，579中詳細描 述，它們的全部公開通過引用并入于此。這些開關可結合以控制照明 組件、顯示器100、鏡反射率、聲控系統、羅盤系統、電話系統、高 速公路收費所界面、遙感勘測系統、頭燈控制器、感雨器等等。本文 或者參考結合的文獻中所述的任何其它顯示器或系統都可結合在相 關車輛中的任何位置，并且可利用這些開關控制。鏡組件10還可包括第一指示器580和第二指示器583。與本發 明一起使用的各種指示器在共同轉讓的美國專利No.5，803，579 、 No.6，335，548和No.6，521，916中描述，它們的全部公開通過引用并入
于此。這些指示器可指示顯示器、鏡反射率、聲控系統、羅盤系統、 電話系統、高速公路收費所界面、遙感勘測系統、頭燈控制器、感雨 器等等的狀態。本文或者參考結合的文獻中所述的任何其它顯示器或 系統都可結合在相關車輛中的任何位置，并且可利用這些指示器指示 狀態。鏡組件502可包括閃光傳感器236和背景光傳感器234。與本發 明一起使用的優選的光傳感器在共同轉讓的美國專利No.5，923，027和 No.6,313，457中描迷，它們的全部公開通過引用并入于此。閃光傳感 器和/或背景光傳感器自動控制自我調光的鏡元件30、 305的反射率以 及信息顯示和/或背光的強度。閃光傳感器236用于感測尾隨車輛的頭 燈，背景光傳感器用于檢測系統操作的背景照明條件。在另一實施方 式中可結合天空傳感器，其定位成一般檢測相關車輛上方和前方的光 級，天空傳感器可用于自動控制自我調光的元件的反射率、受控車輛 的外部光以及/或者顯示器100的強度。優選地，閃光傳感器236和背 景光傳感器234是在共同轉讓的美國專利No.6，359，274和 No.6，402，328 (它們的全部公開通過引用并入于此)中描述的有源光 傳感器。與本發明一起使用的各種控制電路的細節在共同轉讓的美國 專利5，956，012、 6,084,700、 6，222，177、 6,224,716、 6,247,819、 6,249,369、 6,392,783和6，402，328中描述，它們的全部公開通過引用并入于此。 這些系統可至少部分地與顯示器100集成公共控制，并且/或者與顯示 器100共享部件。此外，這些系統和/或受控裝置的狀態可顯示在顯示 器100上。進一步參照圖1A，鏡組件10包括位于鏡前蓋555中的第一、第 二、第三和第四操作員界面590、 591、 592、 593、 594。每個操作員 界面示出為包括背光信息顯示"A"、 "AB"、 "A1"和"12"。應理解，這些操作員界面可結合在相關車輛的任意位置，例如位于鏡殼、附屬模 塊、儀表板、車頂控制臺、控制板、座位、中央控制器等中。適當的 開關結構在共同轉讓的美國專利No.6，407，468和No.6,420,800以及共 同轉讓的美國專利No.6，471，362和No.6，614，579中詳細描述，它們的
全部公開通過引用并入于此。這些操作員界面可控制照明組件、顯示 器、鏡反射率、聲控系統、羅盤系統、電話系統、高速公路收費所界 面、遙感勘測系統、頭燈控制器、感雨器等等。本文或者參考結合的 文獻中所迷的任何其它顯示器或系統都可結合在相關車輛中的任何 位置，并且可利用一個或多個操作員界面控制。例如，使用者可對一 個或多個顯示器編程以顯示預定信息，或者對一個或多個顯示器編考呈 以巻動顯示一系列信息，或者可輸入與具有相關傳感器輸入的某個操 作設備相關的設定值，以在發生給定事件時顯示某些信息。例如在一 個實施方式中，給定顯示器可處于未顯示狀態，直到發動機溫度高于 閾值，然后顯示器自動設定為顯示發動機溫度。另一實施例是，位于 車輛后部上的近程傳感器可連接到控制器并與后視鏡中的顯示器組合以向駕駛員指示距目標的距離；顯示器可構造成長度與給定距離成 比例的桿。盡管在圖1A中示出這些附加特征的具體位置和數量，但應理解， 更少或更多的個體裝置可結合在相關車輛中的任何位置，如本文結合 的參考文獻中所描述的那樣。圖2表示包括外殼15和鏡支架20的安裝結構20，以及附屬模 塊658。鏡支架20和/或附屬模塊658可包括羅盤傳感器、照相機、 頭燈控制器、附加微處理器、感雨器、附加信息顯示器、附加操作員 界面等。這些系統可至少部分地與顯示器100集成公共控制，并且/ 或者與顯示器100共享部件。此外，這些系統和/或受控裝置的狀態可 顯示在顯示器100上。羅盤傳感器模塊可安裝在外殼15或附屬模塊658中的電路板上， 應理解，傳感器模塊可位于支架20內，或者相關車輛內的任何位置， 例如在控制板下方、車頂控制臺、中央控制臺、行李箱、發動機室等 中。共同轉讓的美國專利No.6，023，229、 No.6,140，933和No.6，968,273 以及共同轉讓的美國專利申請公報No.2004/0254727 Al (它們的全部 公開通過引用并入于此)詳細描述了與本發明一起使用的各種羅盤系 統。這些系統可至少部分地與顯示器100集成^^共控制，并且/或者與
顯示器100共享部件。此外，這些系統和/或受控裝置的狀態可顯示在 顯示器100上。鏡組件IO可包括諸如微處理器的控制器(在圖1A或圖2中未 示出)。微處理器例如可接收來自羅盤傳感器模塊的信號，處理信號 并將信號傳送至顯示器以指示對應的車頭方向。如本文和本文參考結 合的文獻中所述，控制器可接收來自光傳感器、感雨器(未示出)、 自動車輛外部光控制器(未示出)、麥克風、全球定位系統(未示出)、 遠程通信系統(未示出)、操作員界面和許多其它裝置的信號，并且 控制顯示器提供適當的視覺指示。一個或多個控制器可至少部分控制鏡反射率、外部光、感雨器、 羅盤、信息顯示器、擋風玻璃擦、加熱器、除霜器、除霧器、空調、 遙感勘測系統、基于聲控系統的諸如數字信號處理器的聲音識別系 統、以及車速。 一個或多個控制器可接收來自與本文和本文參考結合 的文獻中所述的任何裝置相關的開關或傳感器的信號，以自動操縱本 文和參考文獻中所述的任何其他裝置。控制器可至少部分位于鏡組件 外側，或者可包括位于車輛中其它地方的第二控制器或整個車輛的附 加控制器。各個處理器可構造成經由藍牙協議、無線通信、車輛總線、 CAN總線或任何其它適當通信而串聯、并聯通信。根據本發明，可結合有在共同轉讓的美國專利No.5，9卯，469、 No.6008,486、 No.6，130，421 、 No.6，130，448、 No.6，255，639、 No.6，049，171 、 No.5，837，994 、 No.6，403，942 、 No.6，281，632 、 No.6，281,632 、 No.6，291，812 、 No.6，469，739、No.6，399，049、No.6，465，963、No.6,621，616、No.6，587,573、 No.6,653，614 、 No.6,429，594 、 No.6，379,013 、 No.6，861，809 和 No.6,774，988以及美國專利申請公報No.2004/0143380 Al和 No.2004/0008410 Al (它們的全部公開通過引用并入于此)中所迷的 外部光控制系統。這些系統可至少部分地與顯示器100集成公共控制， 并且/或者與顯示器共享部件。此外，這些系統和/或受控裝置的狀態 可顯示在顯示器上。濕度傳感器和擋風玻璃霧檢測系統在共同轉讓的美國專利No.5，923，027和No.6，313，457中描述，它們的全部/>開通過引用并入 于此。這些系統可至少部分地與顯示器100集成公共控制，并且/或者 與顯示器共享部件。此外，這些系統和/或受控裝置的狀態可顯示在顯 示器上。共同轉讓的美國專利No.6，262，831 (其全部公開通過引用并入于 此)描述了與本發明一起使用的電源。這些系統可至少部分地與顯示 器100集成公共控制，并且/或者與顯示器共享部件。此外，這些系統 和/或受控裝置的狀態可顯示在顯示器上。雖然以上關于內部后視鏡組件描述了本發明，但本領域技術人員 應理解，以上安裝的顯示裝置100和/或任何其它部件可安裝在外部后 視鏡組件或者甚至一些其它位置中，例如車頂控制臺、擋風玻璃上的 微控制臺或儀表板中。以上描述了各種特征。這些特征的任何一個或多個可與其它特征 組合使用，只要在物理上是可行的。以上描述僅考慮到優選實施方式。本領域技術人員和制造或使用 本發明的人員可修改本發明。因此，應理解附圖所示和上述的實施方 式僅用于例示目的，而不用于限制本發明的范圍，根據專利法法則以 及等同物原則所解釋的，本發明的范圍由以下權利要求限定。
權利要求
1. 一種用于車輛的后視組件，其包括鏡元件，其具有部分反射、部分透射的涂層；視頻顯示器，其位于所述鏡元件后方，使得可通過所述部分反射、部分透射的涂層看到顯示圖像，該視頻顯示器的輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少250cd/m2。
2. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述部分反射、部 分透射的涂層的反射率為至少45%。
3. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少750cd/m2。
4. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少1000cd/m2。
5. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少1500cd/m2。
6. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少2000cd/m2,
7. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少2750cd/m2。
8. 根據權利要求2所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少3500cd/m2。
9. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少750cd/m2。
10. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少1000cd/m2。
11. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少1500cd/m2。
12. 根據權利要求l所迷的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少2000cd/m2。
13. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少2750cd/m2。
14. 根據權利要求l所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器的 輸出強度使得可視顯示圖像的強度為至少3500cd/m2。
15. 根據權利要求1所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器包 括至少一個液晶顯示部件。
16. 根據權利要求15所迷的后視組件，其中，所述視頻顯示器 還包括布置在所述至少一個液晶顯示部件前方的反射偏振器。
17. 根據權利要求16所述的后視組件，其中，所迷反射偏振器 設置在所述至少一個液晶顯示部件中的最前方一個的前表面上。
18. 根據權利要求16所述的后視組件，其中，所述反射偏振器 設置在所述鏡元件的后表面上。
19. 根據權利要求16所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器 還包括位于所述至少一個液晶顯示部件中的最前方一個的前方的消 偏振裝置，并且其中所述反射偏振器位于所述消偏振裝置與所述至少 一個液晶顯示部件中的最前方一個的前表面之間。
20. 根據權利要求16所述的后視組件，其中，所述鏡元件是電 致變色鏡元件，其包括第一基板，其具有前表面和后表面；以及第二基板，其具有前表面和后表面，所述第二基板的前表面和所 述第一基板的后表面空間上并置，在它們之間布置有電致變色介質。
21. 根據權利要求20所述的后視組件，其中，所述反射偏振器 設置在所述電致變色鏡元件的所述第二基板的后表面上。
22. 根據權利要求20所述的后視組件，其中，所述反射偏振器 設置在所述電致變色鏡元件的所述第二基板的前表面上。
23. 根據權利要求20所述的后視組件，其中，所述電致變色鏡 元件還包括布置在所述第二基板的一個表面上的反射器。
24. 根據權利要求15所述的后視組件，其中，所述至少一個液 晶顯示部件包括 第一基板部件，其具有前表面和后表面；以及第二基板部件，其具有前表面和后表面，所述第二基板部件的前 表面和所述第一基板部件的后表面空間上并置，在它們之間布置有液 晶材料部件。
25. 根據權利要求24所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器 還包括布置在所述第二基板部件的表面上的反射偏振器。
26. 根據權利要求l所述的后視組件，其中，所述鏡元件是電致 變色鏡元件。
27. —種用于車輛的后視組件，其包括 外殼；以及位于該外殼中的視頻顯示器，該視頻顯示器包括用于放大車輛乘 員可看到的顯示圖像的尺寸的放大系統。
28. 根據權利要求27所述的后視組件，該后視組件還包括位于 所述外殼中的鏡元件，其中所述視頻顯示器和放大系統位于所述鏡元 件的后方，使得放大的顯示圖像投射到所述鏡元件的后表面上，并可 通過所述鏡元件被看到。
29. 根據權利要求28所述的后視組件，其中，所述鏡元件包括 電光鏡元件。
30. 根據權利要求29所述的后視組件，其中，所述電光鏡元件 是電致變色鏡元件。
31. 根據權利要求27所述的后視組件，其中，所述放大系統投 射的圖像比所述外殼的彎曲邊緣內的區域大。
32. —種用于車輛的后視組件，其包括 外殼，其具有帶彎曲邊緣的開口；以及位于該外殼中的視頻顯示器，該視頻顯示器生成沿著所述外殼的 彎曲邊緣的至少一部分延伸并緊靠該部分的顯示圖像。
33. 根據權利要求32所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器 生成彎曲的顯示圖像以對應于所述外殼的彎曲邊緣的至少一部分。
34. 根據權利要求33所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器　還包括用于放大車輛乘員可看到的顯示圖像的尺寸的放大系統，其中 所述放大系統投射的圖像比所述外殼的彎曲邊緣內的區域大。
35. 根據權利要求32所述的后視組件，其中，所述視頻顯示器 具有彎曲邊緣。
36. —種顯示器，其包括顯示裝置，其用于生成偏振顯示圖像；和消偏振裝置，其位于所述顯示裝置前方，用于將偏振后的顯示圖 像消偏振，從而消除在觀察者通過偏振觀察窗觀察顯示圖像時丟失顯 示圖像的效應。
37. 根據權利要求36所述的顯示器，其中，所述顯示裝置包括 液晶顯示器。
38. 根據權利要求36所述的顯示器，其中，所述消偏振裝置包 括聚碳酸酯透鏡。
39. 根據權利要求36所述的顯示器，其中，所述消偏振裝置包 括定向聚合體膜。
40. —種用于車輛的后視組件，其包括 外殼；位于該外殼中的視頻顯示器，其用于生成偏振顯示圖像；以及 消偏振裝置，其位于所述視頻顯示器前方，用于將偏振后的顯示 圖像消偏振。
41. 根據權利要求40所述的后視組件，其中所述視頻顯示器包括液晶顯示器。
42. —種液晶顯示器，其包括 第一基板，其具有前表面和后表面；第二基板，其具有前表面和后表面，所述第二基板的前表面和所 述第一基板的后表面空間上并置；布置在所述第一基板和所迷第二基板之間的液晶材料；以及 鏡面反射涂層，其涂覆于所述第一基板的表面。
43. 根據權利要求42所述的液晶顯示器，其中，所述反射涂層　 的反射率為至少45%。
44. 根據權利要求42所述的液晶顯示器，其中，所述反射涂層 布置在所述第一基板的前表面上。
45. 根據權利要求42所述的液晶顯示器，其中，所述反射涂層 包括反射偏振器。
46. 根據權利要求42所述的液晶顯示器，該液晶顯示器還包括 第三基板，其具有前表面和后表面，所述第一基板的前表面和所述第三基板的后表面空間上并置；以及布置在所述第 一基板與所述第三基板之間的電致變色介質。
47. —種用于車輛的后視組件，其包括 外殼；以及布置在所述外殼中的一體的鏡元件和液晶顯示器，所述一體的鏡 元件和液晶顯示器包括第一基板，其具有前表面和后表面；第二基板，其具有前表面和后表面，所述第二基板的前表面 和所述笫一基板的后表面空間上并置；第三基板，其具有前表面和后表面，所述第三基板的前表面 和所述第 一基板的后表面空間上并置；布置在所述第一基板和所述第二基板之間的液晶材料；布置在所述第 一基板與所述第三基板之間的電致變色介質；以及鏡面反射涂層，其涂覆于所述第二基板的表面。
48. 根據權利要求47所述的后視組件，其中，所述反射涂層包 括反射偏振器。
49. 一種用于車輛的后視組件，其包括外殼；布置在所述外殼中的后視元件；面朝前的光傳感器，其用于感測車輛前方的第一光級；面朝后的光傳感器，其用于感測車輛后方的第二光級； 控制電路，其用于比較所述第一光級和所述第二光級，并在所述 第二光級比所述第一光級超過至少閾值量時生成告警信號。
50. 根據權利要求49所述的后視組件，其中，所述后視元件包 括視頻顯示器。
51. 根據權利要求50所述的后視組件，其中，所述后視元件還 包括布置在所述視頻顯示器前方的鏡元件。
52. 根據權利要求49所述的后視組件，其中，所述后視元件包 括鏡元。
53. —種液晶顯示器，其包括 液晶顯示裝置；以及用于背后照明所述液晶顯示裝置的背光子組件，該背光子組件包括布置在基板上的多個發光二極管裝置；與所述多個發光二極管裝置隔開的漫射器，使得來自所述多 個發光二極管裝置的光通過所述漫射器折射并朝向所述基板反射回； 以及反射器，其設置在所述基板上，位于所述多個發光二極管裝 置周圍和之間，從而接收從所述漫射器反射回的光并將該光朝向所述 漫射器反射回。
54. 根據權利要求53所述的液晶顯示器，其中，所述漫射表面 具有多個區域，每個區域與所述多個發光二極管裝置的對應一個相 關，每個區域具有多個功能區。
55. 根據權利要求54所述的液晶顯示器，其中，所述多個功能 區中的每一個包括提供中央致偏表面的第一區、提供平面的第二區和 提供折射部分的第三區。
56. 根據權利要求55所述的液晶顯示器，其中，每個所述折射 部分包括多個包圍每個所述平面的同心小面。
57. 根據權利要求56所述的液晶顯示器，其中，每個所述中央 致偏表面大致為圓形，并且在所述多個發光二極管的相關一個上定 心，并且其中每個所述平面為環形，并包圍每個所述中央致偏表面。
58. 根據權利要求53所述的液晶顯示器，其中，所述反射器為 平面的，并布置在所述基板的前表面上。
59. 根據權利要求53所述的液晶顯示器，其中，所述反射器具 有多個包圍所述多個發光二極管裝置的每一個的小面。
全文摘要
本發明的用于車輛的后視組件(10)可包括鏡元件(30)和包括光管理子組件(101b)的顯示器。該子組件可包括設置在鏡元件的透反層后方的LCD。盡管透反層的透射率較低，但本發明的顯示器能夠生成強度為至少250cd/m²并高達3500cd/m²的可視顯示圖像。顯示器包括新型的背光子組件(116)和新型的光學部件，光學部件包括放大系統(119)、消偏振器(121)、反射器(115)和反射偏振器(103b)。顯示器可構造成顯示邊緣輪廓與鏡元件邊緣對應的圖像。
文檔編號G02F1/01GK101401024SQ200780008441
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月9日 優先權日2006年3月9日
發明者C·M·肯普曼, D·A·布萊克, D·D·圖特勒, D·J·卡門加, E·J·李, J·B·奧斯特雷科, J·S·安德森, M·W·紐頓, W·L·托納爾, 小D·L·米尼凱伊 申請人:金泰克斯公司