Зеркало заднего вида транспортного средства с широким углом обзора и уменьшенным искажением изображения - RU2233753C2
Код документа: RU2233753C2
Чертежи
Описание
Техническая область
Настоящее изобретение относится к зеркалу заднего вида с широким углом обзора и уменьшенным искажением изображения, которое соответствующим образом выполнено с возможностью использования его в качестве наружного зеркала для транспортных средств.
С зеркалом данного типа можно получить угол обзора до 85° без неприемлемого искажения изображения. Кроме того, на всей отражающей поверхности создается одно непрерывающееся изображение.
Предшествующий технический уровень
Обычные плоские зеркала заднего вида или зеркала заднего вида с небольшой кривизной, предназначенные для транспортных средств и установленные снаружи кабины, не позволяют получить широкий угол обзора, и угол обзора у них обычно составляет только приблизительно 20° или даже меньше.
При отражательном устройстве данного типа водитель не может визуально обнаружить присутствие, например, догоняющих транспортных средств, поскольку, начиная с определенной точки, они создают участок обзора, закрытый от водителя, который не охватывается углом обзора зеркала.
Это приводит к возникновению большого риска, так как подобная ситуация может побудить водителя к выполнению маневров, которые он будет считать безопасными, а вместо этого он может столкнуться с другим транспортным средством, которое окажется очень близко от него, но не будет видимым для него.
Для устранения этого недостатка были сконструированы зеркала, которые имеют дифференцированные зоны, обеспечивающие наличие плоских поверхностей рядом со сферическими или асферическими поверхностями.
При использовании таких зеркал столкнулись с множеством ограничений, поскольку отраженное изображение оказалось уменьшенным и искаженным.
В частности, уменьшенное изображение не позволяет оценить расстояние от наблюдаемого объекта и не позволяет оценить скорость его приближения.
Вследствие этого данные проблемы привели к законодательным предписаниям, которые запрещают использование таких зеркал на легковых автомобилях и автомобилях для коммерческих перевозок до тех пор, пока вместе с ними не будут установлены обычные плоские зеркала, известные как асферические зеркала.
Такие зеркала [зеркала с дифференцированными зонами] имеют максимальный угол обзора 42°, но они приводят к созданию двух различных изображений: обычного - на плоском зеркале и уменьшенного и искаженного - на самой наружной асферической части.
Чтобы устранить эту ситуацию, в последнее время были разработаны инновационные технологии, такие как использование миниатюрных телевизионных камер или другие концепции, такие как идея призматического зеркала; они представляют интерес, но являются сложными и дорогими при практическом применении.
Описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является разработка зеркала, которое позволяет устранить проблемы, свойственные обычным зеркалам, используемым в настоящее время.
В рамках этой общей задачи цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить зеркало, которое позволяет получить широкий угол обзора, в частности, с той стороны транспортного средства, на которой оно установлено.
Другая цель заключается в обеспечении зеркала, которое не дает значительных искажений отраженных изображений и формирует единственное изображение.
Еще одна цель состоит в обеспечении зеркала, которое позволяет водителю транспортного средства иметь достоверное представление о расстоянии от объектов, которые он видит отраженными, даже в том случае, когда такие объекты являются движущимися.
Еще одна цель состоит в обеспечении зеркала, которое является очень простым в изготовлении и, соответственно, имеет низкую стоимость.
Эта общая задача, эти и другие цели, которые станут очевидными из нижеприведенного описания, преимущественным образом достигаются с помощью зеркала заднего вида с широким углом обзора и уменьшенным искажением единственного изображения, при этом данное зеркало в особенности предназначено для транспортных средств и отличается тем, что оно содержит монолитное тело, изготовленное из прозрачной пластмассы, в котором поверхность, обращенная к объектам, подлежащим обнаружению, является плоской, а противоположную отражающую поверхность получают с асферической формой, радиус R кривизны которой связан, от точки, с расстоянием Е до глаза водителя [зависит в каждой точке от расстояния до глаза вoдитeля] транспортного средства и с угловым увеличением М, которое определяют заранее по формуле
где М представляет собой угловое увеличение отраженного изображения;
Е представляет собой расстояние от глаза водителя или пассажира до поверхности зеркала;
R представляет собой возможно, но не обязательно, переменный радиус кривизны вогнутого зеркала в точке отражающей поверхности.
Если зеркало является сферическим, R представляет собой радиус кривизны отражающей поверхности. Угловое увеличение М, которое соответственно характеризует углы, под которыми глаз наблюдателя видит объект и мнимое изображение, отраженное в зеркале, представляет собой более удобный параметр по сравнению с поперечным увеличением оптической системы, характеризуемым выражением
где h представляет собой высоту или другое измерение точки объекта над оптической осью (положительное) или под оптической осью (отрицательное), в см;
h' представляет собой высоту или другое измерение точек изображения над осью (отрицательное) или под осью (положительное), см.
Краткое описание чертежей
Дополнительные характеристики и преимущества изобретения станут очевидными из подробного описания предпочтительного варианта реализации изобретения, приведенного в виде неограничивающего примера и проиллюстрированного на сопровождающих чертежах, в которых:
фиг.1 представляет собой теоретическую схему, на которой показаны символы, используемые в формулах;
фиг.2 представляет собой изображение зеркала, согласно изобретению;
фиг.3 представляет собой перспективный вид отражающего монолитного тела;
фиг.4 представляет собой сечение отражающего тела, выполненное по плоскости IV-IV на фиг.3;
фиг.5 представляет собой график, изображающий кривую, с помощью которой формируется отражающая поверхность, согласно известной формуле, параметры которой зависят от Е и М, которые задаются заранее и обусловлены конструкцией автомобиля или транспортного средства;
фиг.6 представляет собой график, показывающий угловое увеличение для нескольких значений расстояния Е.
Описание предпочтительных вариантов реализации изобретения
При обращении к вышеуказанным фигурам видно, что зеркало согласно изобретению, показано в виде приведенного в качестве примера варианта реализации на фиг.2, где отражающая часть обозначена ссылочным номером 10 и опирается на рамку 11, с которой связан боковой элемент [“крыло”] 12, который обеспечивает возможность соединения зеркала снаружи с конструкцией транспортного средства, на котором зеркало должно быть установлено.
На фиг.3 в виде примера проиллюстрирована отражающая часть 10 за исключением ее конфигурации по периметру, которая не имеет значения [для изобретения].
Как четко показано, отражающая часть образована единым монолитным блоком 13, который изготовлен из прозрачной пластмассы с помощью способов, которые в зависимости от используемого материала могут представлять собой литье под давлением или литье без применения давления, при этом посредством данных способов может быть достигнута чрезвычайно малая шероховатость, что позволяет получить отражающую поверхность путем осаждения металла, такого как серебро, или алюминий, или хром.
Отражающая часть 10 также может представлять собой поверхность материала (алюминия) в виде пленки или панели, которая имеет очень малую толщину и выполнена с возможностью соответствующего вмонтирования ее в изогнутую часть на пластмассовом монолитном блоке в процессе изготовления.
Отражающая поверхность, обозначенная ссылочным номером 14 на фиг.3, имеет конфигурацию, которая теоретически получается за счет вращения кривой, описываемой уравнениями, которые могут быть получены, исходя из нижеприведенных замечаний, и соответственно связаны с конструкцией и являются чисто оптическими с точки зрения охватываемой области.
Обусловленное конструкцией уравнение можно получить следующим образом:
С учетом выбранного угла М увеличения, как можно более близкого к 1 (где 1 берется для того, чтобы обеспечить соответствие поверхности эквивалентного зеркала, имеющего плоскую отражающую поверхность и такие же размеры), чтобы избежать получения слишком малых и искаженных изображений, общая формула, которая связывает различные параметры, должна иметь следующий вид:
и при упрощении дает выражение
которое действует, когда расстояние Е (см) между исходной точкой (началом координат) О изогнутого зеркала и глазом наблюдателя или водителем транспортного средства значительно меньше расстояния S до наблюдаемого объекта, что имеет место в действительности.
Параметрами формулы являются следующие:
М представляет собой угол увеличения изображения;
h представляет собой высоту точки объекта над оптической осью зеркала (положительную) или под оптической осью зеркала (отрицательную), см;
h' представляет собой высоту точек изображения объекта на отражающей поверхности над оптической осью зеркала (отрицательную) или под оптической осью зеркала (положительную), см;
S представляет собой фактическое расстояние от точек объекта до исходной точки О зеркала (см) справа от исходной точки;
S' представляет собой расстояние от мнимого изображения до исходной точки О зеркала (слева), см;
R представляет собой радиус кривизны зеркала, который может изменяться от точки к точке на части (как в обычных “сферических” зеркалах) или на всей отражающей поверхности зеркала в соответствии с изобретением, см.
На фиг.6 графически показано угловое увеличение М как функция радиуса кривизны сферического зеркала для различных расстояний Е от глаза наблюдателя до зеркала.
Расстояние Е, составляющее приблизительно 50 см, относится к зеркалу на стороне водителя, а расстояние Е, составляющее приблизительно 100 см, относится к зеркалу на стороне пассажира.
Следует отметить, что при одинаковом радиусе кривизны увеличение, относящееся к зеркалу, расположенному на стороне водителя, отличается от увеличения зеркала, расположенного на стороне пассажира; этот недостаток устраняется при использовании зеркала согласно изобретению, имеющего переменный радиус R кривизны, которое позволяет обеспечить соответственно значительно меньший участок обзора, закрытый от водителя, и уменьшенное искажение.
Второе уравнение относится к вариации R в точках, которая уже известна и может быть получена из оптических вычислений, которые позволяют приближенно рассчитать кривую, которая может быть получена за счет вращения вокруг оси Z, параллельной средней оси транспортного средства, и описывается выражением
X, Y и Z обозначают координаты поверхности 14 по фиг.3, а параметры С (коэффициент кривизны), S (коэффициент формы) и А (коэффициент коррекции) зависят эмпирически от параметров Е и М вышеприведенной расчетной формулы.
Изобретение позволяет спроектировать и изготовить монолитное зеркало, расположенное на стороне водителя и на стороне пассажира, сочетающее в себе конструктивные особенности зеркала, обусловленные транспортным средством, с оптическими требованиями к отражающей поверхности с целью получить широкий угол обзора и единственное изображение, которое не будет чрезмерно уменьшенным и не искажается.
Как показано на фиг.4, отражающую поверхность 14 получают с помощью способа, при котором сначала осаждают выравнивающее покрытие и затем осаждают тонкий слой металла, который, в свою очередь, покрывают антикоррозийным покрытием.
Поверхность 15 после отверждения обрабатывают водоотталкивающими веществами для избежания проблем, связанных с абразивным износом или царапанием.
Металлизированная асферическая поверхность может образовывать резистивный элемент, который при подаче на него напряжения обеспечивает возможность удаления льда и/или устранения запотевания зеркала при необходимости.
В качестве альтернативного варианта резистивное покрытие может быть предусмотрено на поверхности 15 вместе с покрытием, обладающим стойкостью к абразивному износу и образованию царапин.
Прозрачный материал, используемый с целью получения монолитного блока, может представлять собой поликарбонат, полиметилметакрилат или аналогичный пластик, обеспечивающий высокую прозрачность.
Также можно использовать прозрачные и электропроводящие пластмассы; в данном случае путем размещения соответствующих электродов можно добиться полного нагрева монолитного блока 13 с целью удаления льда и/или устранения запотевания.
При использовании зеркала данного типа можно получить угол обзора до 85° без чрезмерного или неприятного искажения единственного изображения.
При использовании в транспортном средстве достаточно получить угол [обзора], составляющий 60°, который позволяет иметь очень хороший задний вид.
Преимущества зеркала, полученного таким образом, очевидны.
Прежде всего устраняются участки обзора, закрытые от водителя, но дополнительным и важным преимуществом является возможность исключения из конструкции систем с электрическим приводом, используемых в настоящее время для смещения отражающей поверхности в случае маневров, когда необходимо проверить положение препятствия, которое обычно невидимо, поскольку оно находится на участке обзора, закрытом от водителя.
Устранение этих механизмов позволяет получить очень дешевое зеркало, которое функционирует безотказно.
Описание и иллюстрации показывают, что общая задача и все цели были достигнуты и получено зеркало с широким углом обзора.
Отражающее покрытие также может быть нанесено во время образования монолитного тела в процессе формования, при котором используется технология нанесения покрытия внутри формы, или путем вставки в форму пленки или небольшой тонкой панели, которую изготавливают отдельно от процесса изготовления прозрачного монолитного блока.
Реализованные на практике варианты реализации и размеры зеркала, естественно, могут быть различными, но при этом они вытекают из описанной и проиллюстрированной концепции изобретения и функционально являются эквивалентными по отношению к характеристикам транспортных средств, положениям сидений, расположению зеркала и статистическим параметрам водителя (росту, положению ног, заднему углу сиденья и т.д.).
Также следует отметить, что вышеприведенное описание, относящееся к увеличению угла обзора в горизонтальном направлении, также может быть применено к увеличению угла обзора в вертикальном направлении при повороте зеркала на 90°. Это позволяет в особенности в тех случаях, когда транспортное средство не движется или стоит на стоянке, контролировать движения относительно препятствий и объектов, которые имеются на земле рядом с транспортным средством вблизи его задней части.
Естественно, используемые материалы могут отличаться от указанных, но при этом они должны обладать вышеописанными свойствами.
Описания, приведенные в заявке на патент Италии № PD99A000062, на основе которой испрашивается приоритет данной заявки, включены в данную заявку путем ссылки.
Реферат
Изобретение относится к зеркалам с широким углом обзора и уменьшенным искажением изображения, предназначенное для использования в качестве наружного зеркала заднего вида для транспортных средств. Зеркало выполнено в виде монолитного элемента путем литья под давлениям или литья без применения давления из материала с высокой прозрачностью, наружная поверхность (15) зеркала, на которую падают лучи, является плоской, в то время как отражающую заднюю часть (14) получают с помощью асферической поверхности, которая образуется путем вращения вокруг оси, которая идеально параллельна центральной осевой линии транспортного средства - кривой, которая определяет, с хорошим приближением, профиль, позволяющий избежать существенного искажения отраженных изображений. Технический результат заключается в обеспечении широкого угла обзора и устранении искажений изображения. 2 н.з. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.
Формула
