CH619790A5

CH619790A5 - Liquid crystal mirror to be used especially as rear view mirror in a vehicle

Info

Publication number: CH619790A5
Application number: CH67478A
Authority: CH
Inventors: Renato Malvano; Marco Omini; Natalino Carli
Original assignee: Fiat Spa
Priority date: 1977-01-25
Filing date: 1978-01-23
Publication date: 1980-10-15
Also published as: FR2378295A1; AT355436B; SE7800742L; IT1082518B; FR2378295B1; US4200361A; GB1554133A; BE863155A; ES466289A1; ATA55578A; AR220118A1

Description

Il presente trovato si riferisce ad uno specchio a cristallo liquido, da impiegare particolarmente come retrovisore in un veicolo.

E' noto l'inconveniente per cui il guidatore di un veicolo, in modo particolare di un'autovettura, viene abbagliato dai raggi luminosi provenienti dai proiettori dei veicoli che lo seguono, tali raggi essendo riflessi dallo specchio retrovisore di cui è munito il veicolo stesso.

Per evitare questo inconveniente è noto l'uso di specchi retrovisori il cui potere riflettente può essere commutato fra .un grado di riflessione elevato ed un grado di riflessione alquanto più debole, il che può essere ottenuto ad esempio facendo uso di un retrovisore con una superficie riflettente anteriore ed una superficie riflettente posteriore avanti rispettivamente un grado di riflessione debole ed elevato, queste due superfici essendo disposte una dietro l'altra ad una certa distanza.

Così di giorno si utilizza lo specchio in condizioni di grado elevato di riflessione allo scopo di offrire al guidatore una buona visibilità degli oggetti riflessi, di notte invece viene utilizzato lo specchio in condizioni di grado debole di riflessione onde evitare che il guidatore venga abbagliato.

Sono noti pure specchi che sfruttano le proprietà dei cristalli liquidi nematici i quali normalmente sono trasparenti alla luce, ma quando sono sottoposti ad una tensione elettrica sufficiente, oltre una certa soglia avente ordine di grandezza di 10-15 V, presentano uno strato di turbolenza per cui la luce viene attenuata in misura crescente al crescere del valore del campo elettrico applicato.

Sopprimendo il campo, il cristallo liquido ritorna allo stato trasparente. Con questi specchi si ottiene così a seconda che nel cristallo liquido agisce una tensione elettrica inferiore o superiore a detta soglia, un grado alto e basso di riflessione.

L'inconveniente di tutti questi sistemi è però che quando gli specchi lavorano nelle condizioni di riflessione debole, l'immagine degli oggetti riflessi giunge al guidatore notevolmente offuscata.

La presente invenzione si propone di realizzare uno specchio a cristallo liquido, da impiegare particolarmente come retrovisore in un veicolo, che, pur evitando l'abbagliamento del guidatore del veicolo da parte dei fari dei veicoli retrostanti, permetta a questo una visione sufficientemente netta degli oggetti riflessi dallo specchio quando il cristallo liquido è sottoposto ad una tensione per realizzare un basso grado di riflessione.

Conformemente all'invenzione lo specchio comprende un corpo sopportante una pluralità di elementi ottici formati sostanzialmente da una lastra anteriore trasparente ed elettricamente isolante, la cui superficie posteriore è ricoperta con uno strato sottile trasparente di materiale conduttore elettrico, da una lastra posteriore trasparente ed elettricamente isolante, affacciata alla lastra anteriore e la cui superficie rivolta verso la suddetta lastra anteriore è ricoperta con uno strato di materiale conduttore elettrico trasparente, mentre la superficie opposta è munita di uno strato riflettente e da una camera contenente una pellicola di cristallo in forma nematica interposta fra dette lastre, detta camera essendo limitata lateralmente e sigillata a tenuta da una striscia di materiale isolante interposta fra dette lastre lungo la periferia delle loro superfici affacciate, i suddetti strati di materiale conduttore essendo collegabili ad una sorgente di forza elettromotrice per creare un campo elettrico nella pellicola di cristallo liquido ed è caratterizzato dal fatto che la superficie posteriore della lastra anteriore trasparente presenta una pluralità di areole non rivestite di materiale conduttore elettrico e disposte in un reticolo secondo rette aventi direzioni sostanzialmente ortogonali.

Secondo una forma preferita di attuazione le suddette areole hanno forma quadrata.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni schematici annessi, forniti a titolo di esempio non limitativo in cui:

la fig. 1 rappresenta una vista di fronte di uno specchio secondo il presente trovato,

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la fîg. 2 rappresenta una sezione trasversale, eseguita secondo la linea II-II di fig. 1,

la fig. 3 è una vista della faccia posteriore della lastra anteriore del sistema ottico,

la fig. 4 è una sezione in maggiore scala secondo la linea IV-IV della fig. 3, e la fig. 5 illustra il circuito elettrico di regolazione della tensione fra gli strati conduttori dello specchio.

Con riferimento alle figg. 1 a 4, lo specchio secondo il presente trovato comprende un corpo 2 che racchiude gli elementi ottici dello specchio, ad esempio serrandoli fra una parte anteriore ed una parte posteriore, ed è collegato mediante uno snodo sferico 4 ad un'estremità di un elemento di sopporto 6 in forma di braccio il quale termina all'altra estremità con una piastra 8 che porta dei fori 10 per il fissaggio dello specchio alla carrozzeria del veicolo sul quale esso è montato.

Gli elementi ottici dello specchio sono contenuti in una sede 3 del corpo 2 e sono costituiti da una lastra anteriore 14 di materiale trasparente come vetro o materia plastica, la cui faccia posteriore è ricoperta con uno strato 18 di materiale conduttore elettrico molto sottile in modo da essere trasparente, dell'ordine 100 1000 Angstrom a seconda del tipo di strato conduttore.

Tale strato conduttore è discontinuo, in quanto la faccia posteriore della lastra 14 presenta una pluralità di areole 30 non rivestite aventi preferibilmente forma sostanzialmente quadrata con lato di 0,3 -1 mm, con i centri distanziati di circa 1,5-3 mm uno dall'altro, che sono disposti distribuiti su un reticolo secondo rette aventi direzioni sostanzialmente ortogonali fra di loro.

Dietro alla lastra 14 si trova una lastra trasparente 20, la cui faccia anteriore, rivolta verso la lastra 14, è ricoperta con uno strato continuo 24 di materiale conduttore molto sottile in modo da essere trasparente; mentre la faccia posteriore è metallizzata secondo la normale tecnica degli specchi con uno strato di materiale metallico onde conferire a detta faccia buone proprietà riflettenti, detto strato è a sua volta ricoperto da un deposito protettivo 27 come per i normali specchi.

Gli strati conduttori sopra descritti possono essere applicati in qualsiasi modo noto, ad esempio per deposizione sotto vuoto. Per realizzare tali strati si possono usare diversi materiali, quali cromo, ossidi di stagno o di indio, oppure ossido di indio drogato con ossido di stagno o con stagno.

Le lastre 14 e 20 affacciate, ma leggermente sfalsate in altezza, sono tenute distanziate da una striscia di materiale isolante 26 che corre lungo il bordo periferico delle loro superfici affacciate ed ha spessore tale da garantire fra di esse una distanza che va da alcuni centesimi a circa un decimo di millimetro, preferibilmente da 1 a 3 centesimi di millimetro, in modo da formare una camera 28 delimitata dalle lastre 14 e 20 e dalla striscia 26.

La camera 28 è riempita con una pellicola di una sostanza che almeno alle temperature medie di esercizio è in forma di cristallo liquido nematico, quale ad esempio il N-(p-Methoxy-benziliden)-p-n Butylanilin prodotto dalla Kodak od il prodotto Nematic mixture dynamic scattering II (Eastman 11880) della stessa ditta.

Il complesso degli elementi ottici sopra descritti è rivestito sulla sua superficie laterale con uno strato 40 di materiale cementante quale ad esempio il prodotto E-POX-E della ditta Woodhill.

Una fotocellula 50 alloggiata nella faccia anteriore del corpo 2 dello specchio è collegata tramite un conduttore 50a ad un circuito elettrico 52, alloggiato in un vano 51 dello specchio posteriormente agli elementi ottici ed alimentato dall'impianto elettrico del veicolo tramite conduttori 54 e 56

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che passano attraverso fori praticati nel braccio 6 e nel corpo 52.

Due conduttori 32 e 34, collegano le uscite del circuito 52 rispettivamente allo strato 18 ed allo strato 24.

I collegamenti fra tali strati ed i conduttori sono realizzati mediante una colla conduttrice, quale ad esempio la vernice Silver Print della Ditta O.C. Electronics (Rockford, III, U.S.A.), e ricoprendo il punto di connessione con vernice isolante.

Come illustrato nella fig. 5 la fotocellula 50 è collegata con l'ingresso 102 di un amplificatore 104 del circuito 52 il cui secondo ingresso 106 è collegato a massa.

L'uscita 108 dell'amplificatore 104 è connessa con la base di un transistore 110 il cui emettitore è collegato tramite una resistenza 112 all'ingresso 114 di un trigger 116, mentre il collettore del transistore 110 è collegato al conduttore 118 cui fa capo la tensione di alimentazione.

Un partitore di tensione costituito dalle resistenze 120 e 122 è collegato fra il conduttore 118 e la massa. L'ingresso 123 del trigger 116 è in contatto tramite un cursore 124 ed una resistenza variabile 126 con la resistenza 122 del partitore. L'uscita del trigger 116 perviene ad un primo ingresso 130 di un multivibratore astabile 132 il cui secondo ingresso 134 è collegato fra le resistenze 136 e 138 di un partitore di tensione costituito da queste due resistenze in serie con un condensatore 140. L'alimentazione dell'astabile perviene a questi attraverso il conduttore 142, mentre fra l'uscita dell'astabile e la massa è collegato un partitore 142, il cui cursore è connesso con la base di un transistore 144 avente funzione di amplificatore, il cui emettitore è connesso a massa, ed il cui collettore perviene ad un estremo del primario di un trasformatore 146, avente l'altro suo estremo collegato al conduttore di alimentazione 118. Il secondario del trasformatore è collegato con i conduttori 32 e 34 che alimentano gli strati conduttori 18 e 24.

Nel funzionamento del circuito sopradescritto il segnale di corrente della fotocellula 50 che perviene all'ingresso 102 dell'amplificatore 104, viene trasformato in tensione ed amplificato; nel punto B si ha una tensione che è funzione dell'intensità luminosa che colpisce la fotocellula.

II segnale dal punto B viene addotto al circuito comparatore con isteresi 116, l'isteresi serve per evitare commutazioni continue nel caso in cui l'intensità della luce incidente sulla fotocellula compia piccole oscillazioni intorno al valore di soglia.

Il valore di soglia è impostato agendo sul potenziometro 122 mentre l'ampiezza dell'isteresi è regolabile attraverso il reostato 126.

Quando la tensione all'ingresso 114 del comparatore 116 supera il valore di soglia più la tensione di isteresi diviso due il comparatore commuta e abilita gli stadi seguenti, quando la tensione all'ingresso 114 scende ed è inferiore al valore di soglia meno la tensione di isteresi diviso due il comparatore commuta in senso inverso.

L'uscita del comparatore 116 perviene al multivibratore astabile 132 che funge da oscillatore la cui frequenza di oscillazione è determinata dal valore delle resistenze 136 e oscillazione è determinata dal valore delle resistenze 136 e 138 e del condensatore 140.

La tensione alternata di uscita a bassa tensione dal multivibratore astabile 132 perviene al transistore 144, viene amplificata ed inviata al trasformatore 146 che alimenta tramite i conduttori 32 e 34 gli strati conduttori 18 e 24.

La tensione di comando del trasformatore 146 può essere regolata agendo sul potenziometro.

Il funzionamento dello specchio è il seguente.

Di giorno o comunque in condizioni tali per cui esso non dia luogo ad abbagliamento, i conduttori vengono isolati dalla sorgente di f.e.m. a cui essi sono collegati per cui non si ha

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campo elettrico all'interno della pellicola di cristallo liquido la quale presenta perciò la massima trasparenza. Le immagini provenienti dagli oggetti retrostanti il veicolo in cui si trova il guidatore si riflettono ed appaiono a questi con la loro massima intensità.

Quando invece lo specchio produrrebbe un abbagliamento, come accade ad esempio di notte quando il veicolo è seguito da altri che hanno i loro proiettori in funzione, la fotocellula 50, tarata su un valore di abbagliamento al limite della fastidiosità, tramite il circuito 52 collega automaticamente i conduttori 32 e 34 alla sorgente di f.e.m. in modo che la pellicola di cristallo liquido sia sottoposta ad una tensione elettrica superiore al valore minimo di soglia e conseguentemente la pellicola attenua alquanto la luce riflessa. Questa attenuazione non si ha però su tutta la superficie dello specchio, in quanto il campo elettrico agisce soltanto fra lo strato 24 e le parti della superficie posteriore della lastra 14 ricoperte dallo strato 18 di materiale conduttore ed in queste zone la luce riflessa viene effettivamente attenuata.

In corrispondenza delle areole 30 della superficie della lastra 14 non ricoperte da materiale conduttore il campo elettri-5 co non agisce e non si ha pertanto attenuazione della luce.

Le immagini degli oggetti retrostanti al veicolo vengono pertanto viste dal guidatore come attraverso un reticolo a celle alternativamente più o meno luminose, con il vantaggio di avere una sensibile diminuzione dell'abbagliamento che però io non è accompagnata da una perdita di nitidezza accessiva delle immagini riflesse.

La forma quadrata conferita alle areole 30, si é dimostrata particolarmente efficace nei confronti di altre forme per raggiungere nel modo migliore una diminuzione dell'abbaglia-15 mento compatibilmente con una nitida percezione delle immagini riflesse.

3 fogli disegni

Claims

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1. Specchio a cristallo liquido, da impiegare particolarmente come retrovisore in un veicolo, del tipo comprendente un corpo sopportante una pluralità di elementi ottici formati sostanzialmente da una lastra anteriore trasparente ed elettricamente isolante la cui superficie posteriore è ricoperta con uno strato sottile trasparente di materiale conduttore elettrico, da una lastra posteriore elettricamente isolante, affacciata alla lastra anteriore e la cui superficie rivolta verso la suddetta lastra anteriore è ricoperta con uno strato di materiale conduttore elettrico trasparente, mentre la superficie opposta è munita di uno strato riflettente e da una camera contenente una pellicola di cristallo liquido in forma nematica interposta fra dette lastre, detta camera essendo limitata lateralmente e sigillata a tenuta da una striscia di materiale isolante interposta fra dette lastre lungo la periferia delle loro superfici affacciate, i suddetti strati di materiale conduttore essendo collegabili ad una sorgente di forza elettromotrice per creare un campo elettrico nella pellicola di cristallo liquido, caratterizzato dal fatto che la superficie posteriore della lastra anteriore trasparente presenta una pluralità di areole, non rivestite di materiale conduttore elettrico e disposte in un reticolo secondo rette aventi direzioni sostanzialmente ortogonali.

2. Specchio a cristallo liquido secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le areole hanno forma quadrata.

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RIVENDICAZIONI

3. Specchio a cristallo liquido secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che dette areole sostanzialmente quadrate hanno un lato lungo da 0,3 -j- 1 mm, mentre i loro centri sono distanziati l'uno dall'altro di 1,5 3 mm.

4. Specchio a cristallo liquido secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo dello specchio è munito di una cavità situata posteriormente alla lastra posteriore, nella quale è disposta l'apparecchiatura elettrica di regolazione della tensione fra gli strati di materiale conduttore.

5. Specchio a cristallo liquido secondo le rivendicazioni 1

e 4, caratterizzato dal fatto che sulla parte anteriore esterna del corpo dello specchio è disposta una fotocellula collegata con detta apparecchiatura elettrica.

6. Specchio a cristallo liquido secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le lastre affacciate sono disposte sfalsate in altezza, i conduttori di alimentazione di detti strati essendo collegati a questi in corrispondenza delle zone estreme di questi.

7. Specchio a cristallo liquido secondo le rivendicazioni 1, 4 e 5, caratterizzato dal fatto che l'apparecchiatura elettrica comprende:

a) primi mezzi amplificatori del segnale proveniente dalla fotocellula,

b) mezzi comparatori a soglia atti a confrontare il segnale proveniente da detti primi mezzi amplificatori con una soglia prefissata,

c) mezzi oscillatori atti a trasformare l'uscita da detti mezzi comparatori in una tensione alternata a bassa tensione,

d) secondi mezzi amplificatori di detta tensione alternata a bassa tensione,

e) mezzi di taratura di detti secondi mezzi amplificatori,

f) mezzi di trasformazione e di collegamento.

8. Specchio a cristallo liquido secondo le rivendicazioni 1, 4, 5 e 7, caratterizzato dal fatto che detti mezzi oscillatori sono un multivibratore astabile.