专利名称：半透明壁元件和包括这种元件的机动车的制作方法
技术领域：
本发明涉及半透明壁元件，这种半透明壁元件包括用透明材料制 成的第一板状构件和用半透明材料制成的第二板状构件，第二板状构 件位于第一板状构件的外侧/第一侧面并基本上平行于第一板状构件。 这种半透明壁元件可以是人可以出现的封闭室的壁的一部分，或者可以是机动车的乘客隔间的车顶的一部分。半透明壁元件的内/第二側面 是朝向乘客隔间或室的内部的侧面，且半透明壁元件的第二侧面是另一侧，例如，朝向室外。
技术背景包括共同形成夹层结构的两个或更多半透明板状构件的半透明壁 元件是用于机动车的乘客隔间的惯常壁元件。这种夹层结构可包括三 层，即外层和内层以及塑料层，外层和内层均为用玻璃制成的板状构件，塑料层是如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，并且可位于这些玻璃制成的 板状构件之间。玻璃板状构件的标称厚度为2.1mm，且PVB层的标称 厚度为0.5mm，这样，壁元件的总厚度为如4.7mm。为了改进机动车乘客隔间的氛围，乘客隔间的车顶可设有这种半 透明壁元件，以使光辐射可从上面进入乘客隔间。可通过第二板状构 件(外玻璃板)的外側的涂层或通过利用低透射玻璃来降低光的透射。 这种光透射的降低可理想地用于避免阳光的直接辐射进入机动车的乘 客隔间。不过，在夜间光线暗时，机动车乘客隔间的车顶中的半透明壁元 件并不改进乘客隔间的氛围，而且甚至可形成并不适宜的"黑洞"。现 已发现，可通过从乘客隔间的车顶产生光辐射场来改进机动车乘客隔 间的氛围。文件US-A-2002/0167820描述了 一种用于改进机动车乘客隔间中 的照明条件的光导系统，在这种光导系统中，将板状光导元件布置在 车顶的内饰的区域中。通过位于光导元件边缘的一个或多个側向表面 将光耦合到光导元件中，并通过光导元件的大的内表面(前表面)以
均质方式将光射入机动车的乘客隔间中。 发明内容本发明的目的在于提供一种半透明壁元件，尤其是安装在机动车 乘客隔间的车顶中并能够从外部传递光辐射但也发射光辐射场的半透 明壁元件，这种光辐射场主要从并优选基本上完全从半透明壁元件的 内侧射入机动车的乘客隔间或人可以出现的室内，视具体情况而定。为了实现这个目的，设有用于将光耦合到第一板状构件中的装 置，这种装置尤其位于第一板状构件的一个或多个侧向表面。而第一 板状构件的表面设有光分布装置的点，这些光分布装置的点位于朝向 第二板状构件的侧面(第一侧面)，光分布装置横过第一板状构件将 光辐射朝着另一侧面(内側面)引导，以通过位于半透明壁元件的第 一板状构件的内侧面的表面耦合输出光辐射。通过将光分布装置定位 于光导第一板状构件的第一側面，将主要通过笫一板状构件的第二侧 面将光辐射耦合输出，以将光辐射放射到室内或放射到机动车的乘客 隔间中。用于光导第一板状构件的适当的材料是透明热塑塑料，尤其是聚乙烯醇缩丁醛(PVB )或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA )或聚碳酸脂(PC )。 玻璃也可用作光导材料，在这种光导材料中，优选将Fe203从玻璃材料 中除去。在一个优选实施例中，第二板状构件的材料是玻璃，优选这种玻 璃设有用于减小穿过玻璃的透射的装置，例如，在玻璃外表面的涂层 或玻璃中的光吸收材料。第二板状构件保护第一板状构件的第一侧面 不受到划伤和其它损害，且光透射减少装置降低日光的透射，尤其是 太阳光的直接辐射的透射。在另一个优选实施例中，光分布装置是第一板状构件的外表面上 的反射材料点。这些反射材料点可以是白色漆点或包括金属等的材料 的点。可容易地将这些点涂覆于第一板状构件的外表面上。在另一个优选实施例中，光分布装置是第一板状构件的笫一侧面 上的粗糙斑点(rugged spot)。在此情形中，在外表面上并不涂覆任 何材料，但通过材料去除操作或优选通过熔融操作对外表面进行局部 处理，其中，通过如激光束将笫一板状构件的外表面的材料的一小部
分熔化。在另一个优选实施例中，光分布装置是凹部，每个凹部具有内表 面，该内表面相对于第一板状构件的平面倾斜。这些倾斜表面反射光 导第一板状构件中的光辐射，反射方向为穿过第一板状构件的第二侧 面将所反射的光辐射的至少一部分耦合输出，以将所反射的光辐射的 至少 一部分照射到室内或照射到机动车的乘客隔间中。这些凹部可具有任何形状，这种形状主要具有相对于第一板状构 件的第二侧面倾斜的表面，但优选是锥形或金字塔形。若第一板状构 件的材料是通过如注模工艺而成形的热塑塑料，那么就可容易地在这 种工艺中制造外表面中的这些凹部。在一个优选实施例中，在第一板状构件的表面的光分布装置由不 透可见光的材料的斑点(spot)所覆盖，以进一步减少从第一板状构件 至半透明壁元件的第一侧面的光辐射。优选这些点比光分布装置略大，以使这些点覆盖整个光分布装置及其边缘区域。优选这些点的材料在其邻接第一板状构件的表面具有反射性，以 将光辐射反射回第一板状构件，并且可在该构件的另一侧将光辐射耦 合输出，并增加进入室内或机动车的乘客隔间的辐射，视情况而定。 优选这种点的这种材料是金属，更优选是铝。在一个优选实施例中，在第一板状构件与第二板状构件之间设有包覆，即包覆材料层。优选这种包覆的厚度至少约为1.5jLim，即约为 光的波长的两倍。这种包覆材料具有相对较低的折射率，这种折射率 基本上低于第一板状构件的材料的折射率，以确保在第一板状构件中 引导的光辐射的有效反射，且这种反射不会受到第一板状构件的表面 与其它物体的光学接触的影响。在一个优选实施例中，第三半透明板状构件优选用玻璃制成并位 于基本上与第一板状构件平行的第一板状构件的第二侧面，而优选包 覆材料层位于第一板状构件与第三板状构件之间。在此优选实施例 中，优选半透明壁元件包括用玻璃制成的两个板(第二和第三板状构 件)，光导构件(第一板状构件)在这两个板之间且光分布装置在光 导构件的外表面，其中，包覆材料层在光导构件的每个側面上。本发明还涉及具有乘客隔间的机动车，其中，乘客隔间的车顶设 有半透明壁元件，这种半透明壁元件包括用透明材料制成的第一板状
构件和用半透明材料制成的第二板状构件，第二板状构件位于第一板 状构件的第一侧面并基本上平行于第一板状构件，其中，第一板状构 件的表面设有位于朝向第二板状构件的侧面的光分布装置的点，光分 布装置朝向第一板状构件的第二侧面引导光辐射。
通过下面所描述的实施例就会明白本发明的这些和其它方面，并在图中图1是半透明壁元件的第一实施例的截面图；图2是图1的一部分的放大视图；以及图3是半透明壁元件的第二实施例的一部分的截面图。
具体实施方式
图1和图2图示了半透明壁元件的第一实施例的一小部分，半透 明壁元件包括用透明材料制成的第一板状构件1，这种透明材料具有相 对较高的折射率，即高于空气的折射率并高于与第一板状构件1光学 接触的周围的材料的折射率，以可将光辐射耦合输入第一板状构件1 的透明材料并能够在第一板状构件1的透明材料中引导光辐射。可穿 过位于第一板状构件1的边缘的侧向表面(在这些图中未示出)将光 辐射耦合输入，并反射到第一板状构件1的第一侧面20和第二侧面21 上，以将光辐射保持在第一板状构件1的透明材料中并在第一板状构 件1的透明材料中引导光辐射，如现有技术中公知的那样。第一板状 构件1的透明材料是如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。这种材料的折射率 约为1.485，这种折射率基本上等于玻璃的折射率。玻璃的折射率约为 1.50。用玻璃制成的板状构件2、 3分别位于第一板状构件1的第一和第 二侧面并平行于第一板状构件1。第二板状构件2位于第一板状构件1 的第一側面20 (这些图中的上侧面)，且第三板状构件3位于第一板 状构件1的第二侧面21 (下侧面)。第一板状构件1与第二和第三板 状构件2、 3包围包覆4、 5，即包覆材料层，这种包覆材料具有相对较 低的折射率，这种折射率基本上低于第一板状构件1的材料的折射率，
这样就确保在第一板状构件1中引导的光辐射的有效反射，且这种反 射不会受到第一板状构件的表面与其它物体的光学接触的影响。包覆4、 5必须与第一板状构件1光学接触。这种包覆材料是如透明硅橡胶， 这种透明硅橡胶也起到将板状构件1、 2、 3保持在一起的粘合剂的作 用，以获得半透明壁元件的牢固的夹层结构。将在板状构件1的表面7 反射由第一板状构件1所引导的光辐射，如光线6，只要光线6的入射 角大于特定值，该值取决于第一板状构件1的材料和包覆4、 5的材料 的折射率。如图1所示，光线6的入射角等于光线6的反射角。如图1所示且在图2中以较大比例所示出的那样，将光分布装置 即如白色漆点的斑点8涂覆在第一板状构件1的第一側面20 (图1中 的上侧面)的表面7上。点8的白色漆与第一板状构件1的材料光学 接触，这样，到达白色漆的点8的光线9就不会被以等于入射角的角 度反射，但会被以所有的方向散射。然后，光辐射会主要在第一板状 构件1的内侧面21 (这些图中的下側面)被耦合输出。这种光辐射会 经过第三板状构件3并在半透明壁元件的内侧面(这些图中的下侧面)离开半透明壁元件。由于点8仅包括薄的白色漆层，所以从薄的白色漆层散射的一些 光辐射也会被(在该图中)向上引导。为了避免光辐射在外侧面(这 些图中的上侧面)离开半透明壁元件，铝薄层10的斑点在上侧面覆盖 点8。铝层10不透光辐射并向下反射这种光辐射，这样就提高从半透 明壁元件的内侧面(下側面)的光辐射效率。若将半透明壁元件用在车辆的车顶中，第二板状构件2可略带灰 色并吸收光，以在白天将太多的日光保持在车辆的乘客隔间之外。在 外界黑暗时，可将光耦合输入第一板状构件1，以使一些光辐射从上面 进入乘客隔间，这样就方便了车辆中的乘客。图3示出了前面的第二个实施例中的半透明壁元件的一部分。用 如聚碳酸脂(PC)制成的第一板状构件11位于第二板状构件12与第 三板状构件13之间，第二板状构件U和笫三板状构件l3均用玻璃制 成。包覆材料层14、 15位于第一板状构件11与第二板状构件12和第 三板状构件13之间。笫一板状构件11的外側面的表面设有多个凹部 16，每个凹部16呈金字塔形，且凹部的所有表面相对于第一板状构件 11的平面倾斜。可用空气或其它气体填充这些凹部16，如图3所示，
但也可用层14的包覆材料填充这些凹部16。与第一实施例类似，可将光辐射耦合输入第一板状构件11，且在 这种光辐射由凹部16中的一个的倾斜表面反射时，这种光辐射的至少 一部分会被向下引导(在图3中)，这样，这种光辐射的至少一部分 在经过透明包覆15和透明第三板状构件13之后离开第一板状构件11 和半透明壁元件。在半透明壁元件的第二个实施例中，第二板状构件U设有光吸收 材料的涂层n，以减少穿过半透明壁元件的光的透射。前面所描述的半透明壁元件的两个实施例仅作为示例；可有多种 其它实施例和变化形式。
权利要求
1.一种半透明壁元件，所述半透明壁元件包括第一板状构件(1)，所述第一板状构件(1)用透明材料制成布置成基本上平行于用半透明材料制成的第二板状构件(2)，所述第二板状构件在所述第一板状构件的第一侧面(20)朝向所述第一板状构件，其特征在于将光耦合输入所述第一板状构件中的装置，所述第一板状构件的所述第一侧面的表面设有光分布装置(8)的斑点，所述光分布装置朝向第二侧面(21)引导光辐射并经过所述第一板状构件，所述第二侧面(21)与所述第一板状构件的所述第一侧面相对。
2. 如权利要求1所述的半透明壁元件，其特征在于所述第二板 状构件用玻璃制成，所述玻璃设有光透射减少装置。
3. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于所述光分布装置包括在所述第一板状构件的所述表面上的反射 材料斑点。
4. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于所述光分布装置包括在所述第一板状构件的所述表面上的粗糙 斑点。
5. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于所述光分布装置包括多个凹部，每个凹部具有内表面，所述内 表面相对于所述第一板状构件的所述表面(7)倾斜。
6. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于在所述第一板状构件的所述表面处的所述光分布装置由不透可 见光的材料的另一种斑点所覆盖。
7. 如权利要求6所述的半透明壁元件，其特征在于所述另一种斑点的材料在其邻接所述第一板状构件的表面处具有反射性，优选所 述斑点的所述材料是金属，更优选是铝。
8. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于折射率低于所述第一和第二板状构件的材料的折射率的包覆材 料层位于所述第一板状构件与所述第二板状构件之间。
9. 如前面的权利要求中的任何一项所述的半透明壁元件，其特征 在于将第三半透明板状构件设在所述第一板状构件的所述第二侧面 处并布置成基本上平行于所述第一板状构件。
10. —种汽车顶棚，其特征在于所述汽车顶棚包括前面的权利 要求中的任何一项所述的半透明壁元件。
11. 一种具有乘客隔间的机动车，其特征在于所述乘客隔间的 车顶设有权利要求1至9中的任何一项所述的半透明壁元件。
全文摘要
一种半透明壁元件，这种半透明壁元件包括用透明材料制成的第一板状构件(1)和用半透明材料制成的第二板状构件(2)，第二板状构件(2)位于第一板状构件(1)的外侧面并基本上平行于第一板状构件。设有光耦合输入该第一板状构件中的装置。第一板状构件(1)的表面(7)设有光分布装置(8)的斑点，光分布装置(8)位于朝向第二板状构件(2)的侧面。光分布装置(8)朝向第一板状构件(1)的另一个侧面引导光辐射。
文档编号G02B6/00GK101151560SQ200680010273
公开日2008年3月26日 申请日期2006年3月10日 优先权日2005年3月31日
发明者A·G·H·梅杰斯, J·P·M·安塞姆斯, L·黑嫩 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司