CN102007016A

CN102007016A - 汽车后视镜

Info

Publication number: CN102007016A
Application number: CN2008801147472A
Authority: CN
Inventors: 李喆锡
Original assignee: SIRIS K Corp
Current assignee: SIRIS K Corp
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2008-11-05
Publication date: 2011-04-06
Also published as: KR100867439B1; JP2011509856A; US20100246040A1; WO2009061126A2; EP2205464A2; WO2009061126A3

Abstract

公开了一种汽车后视镜，该汽车后视镜包括主体单元和反射镜单元。该主体单元安装于汽车外部或内部，用于支撑和保护反射镜单元。该反射镜单元安装于主体单元前部，用于显示汽车左后方和右后方的其它车辆和物体的镜像。所述反射镜单元划分为至少两个各自具有不同离心率和折射率的区域，从而构成渐变式非球面反射镜。该后视镜能够防止视觉盲区、镜像失真、距离错觉和眩光现象。

Description

汽车后视镜

技术领域

本发明涉及一种汽车后视镜，更具体地说，涉及一种通过构造成非球面多焦点反射镜的形式从而能够防止出现在汽车后方产生视觉盲区、镜像失真、距离错觉、眩光等现象的汽车后视镜。

背景技术

在通常的汽车中，后视镜安装在左右前门的外部和车身内部，便于司机方便地观察左边、右边和后边的路况。根据安装位置，后视镜分为内视镜和侧视镜。通过后视镜，司机即使在观察前方左右两侧的同时也能够观察行驶在两边和后面的其它车辆的位置和速度，以便与其他车辆保持安全距离。此外，司机可以在不打扰行驶在后方的车辆的情况下安全地超车或变道。该汽车后视镜主要包括用于安装到汽车上的主体单元和安装在该主体单元上以便显示物像的反射镜单元。

例如，如果采用几乎不发生折射的平面镜作为内视镜的反射镜单元，则汽车后方其他车辆和物体的距离和形状能够相对正确地得以显示，而不会扭曲车辆和物体的镜像。然而，由于平面镜有视野狭窄的缺点，因此汽车的左边和右边成为司机观察不到的视觉盲区。

侧视镜分别安装在前座门的外部。因此，司机可以通过侧视镜的反射镜单元了解左边、右边和后边的路况。侧视镜的反射镜单元包括用于增大司机视野的球形凸镜。尽管球形凸镜比平面镜的视野更广，但是球形凸镜的缺点在于由于球面像差而导致镜像失真。

当曲率单一的球形凸镜或反射镜从中心到边缘的折射率变化时，会产生球面像差。从而，球形凸镜或反射镜会产生镜像失真，越靠近边缘失真程度越大。更具体的是，如图1所示，在球形凸镜或反射镜上，当入射光线平行于光轴时，经过边缘的光线聚焦在经过中心的光线的焦点的前面。因此，这种球形凸镜或反射镜形成镜像的位置根据其光线的传播位置不同而不同，因此造成镜像失真。

为了解决使用平面镜和凸面镜带来的诸如视野狭窄和镜像失真的问题，可以进一步在汽车上安装辅助后视镜。但是，这种情况下，司机必须反复调整辅助后视镜，使它与自己的位置和驾驶环境相适应，这个过程对于司机来说很麻烦。

此外，由于汽车后视镜为单焦镜，夜间驾驶的司机会因后面汽车头灯在眼部的直接聚焦而眼花。

此时，如公开号为2006-088954的日本专利所公开，为了改善这些问题，提出了一种通过使得反射镜边缘部分的曲率连续且不固定地变化来扩大视野的后视镜。然而，根据本项技术，除了普通曲率的部分，主要通过边缘部分曲率的增加使后视镜的视野扩大。因此，视野的扩大并不像期望的那么令人满意。

另外，在公开号为H07-300045的日本专利中公开了一种汽车后视镜，该后视镜的反射镜主体单元部分包括平面镜或曲率较大的凸面镜，该平面镜或凸面镜在其至少一个角上形成渐变的反射镜单元。该渐变的反射镜单元包括非球面凸镜，该非球面凸镜的曲率半径朝垂直方向的外部逐渐降低，从而以几乎固定的比率朝向一端连续地缩小反射镜像，因此在扩大视野的同时能够减少镜像失真和距离错觉。

然而，在如上公开的反射镜中，整个反射镜主体单元部分除了位于边缘的渐变反射镜单元之外都由平面镜或凸面镜组成。就是说，主要通过曲率渐变的反射镜单元使视野扩大，因此视野的扩大并不像期望的那么大。另外，虽然作为非球面镜的渐变的反射镜单元能够有效地降低镜像失真和由镜像失真造成的距离错觉的现象，但是由于凸面镜的性质，镜像会朝着边缘端逐渐减小且显示得较远。因此，与平面镜相比，凸面镜不能准确显示后面物体的距离。

发明内容

因此，本发明立足于上述问题，本发明的目的是提供一种能够最大程度地减小司机在行驶中的视觉盲区和改善反射镜像失真、距离错觉和眩光问题的汽车后视镜。

根据本发明的一个方面，上述和其它目的可以通过提供一种汽车后视镜来实现，该汽车后视镜包括：反射镜单元，该反射镜单元为渐变式非球面表面反射镜的形式，并且在水平方向上划分为至少三个分别具有不同折射率和离心率的渐变式非球面区域；和主体单元，该主体单元安装于车身，并支撑所述反射镜单元；其中，所述反射镜单元所划分的区域的折射率和离心率从内部区域到外部区域按以下方式逐渐增大，该方式具体地是，内部区域的折射率从该内部区域的中部到该内部区域与中部区域的边界逐渐增大，直到与中部区域的折射率相等，且中部区域的折射率从该中部区域的中部到该中部区域与外部区域的边界逐渐增大，直到与外部区域的折射率相等。

内部区域的离心率为0.1～0.2，内部区域在水平方向中间的折射率为0D，中部区域的离心率为0.2～0.3，中部区域在水平方向中间的折射率为+0.25D，外部区域的离心率为0.4，折射率为+0.5D。

所述内部区域、中部区域和外部区域的水平宽度比可以为4∶3∶3，并且该反射镜单元用于汽车的侧视镜。

所述内部区域和所述中部区域还可以各自分别划为上部和下部，使得内部区域的下部的离心率大于内部区域的上部的离心率，并且中部区域的下部的折射率大于中部区域的上部的折射率，并且中部区域的上部的离心率从垂直方向的中间至与中部区域的下部的边界逐渐增大，直到与中部区域的下部的离心率相等。在这种情况下，内部区域的下部的离心率可以为0.2～0.3，折射率与外部区域的折射率相同可以为+0.5D。

所述内部区域的上部与所述内部区域的下部的垂直宽度比可以为4∶1，所述中部区域的上部与所述中部区域的下部的垂直宽度比可以为4∶1。

上述结构的反射镜单元可以应用于安装在汽车前门外部的侧视镜。

根据本发明的另一个方面，提供了一种汽车后视镜，该汽车后视镜包括：反射镜单元，该反射镜单元为渐变式非球面表面反射镜的形式，并且在水平方向上划分为至少三个分别具有不同折射率和离心率的渐变式非球面区域；和主体单元，该主体单元安装于车身，并支撑所述反射镜单元；其中反射镜单元的左边区域和右边区域的反射率和离心率大于中部区域，中部区域的折射率从中间到与左边区域和右边区域的边界逐渐增大，直到与左边区域和右边区域的折射率相等。

中部区域的折射率可以为0.00～+0.25D，离心率可以为0.1～0.2，而左边区域和右边区域的折射率为+0.5D，离心率为0.3～0.5。

当驾驶座安装在汽车的左边时，反射镜单元构造为使得左边区域、中部区域和右边区域的宽度比例为3∶12∶5，并且右边区域的离心率大于左边区域的离心率。当驾驶座安装在汽车的右边时，该宽度比例设置为5∶12∶3，并且左边区域的离心率大于右边区域的离心率。

上述结构的反射镜单元可以应用于安装在汽车前部中间的内视镜。

如上所述，根据本发明实施方式的后视镜包括渐变式非球面反射镜，该渐变式非球面反射镜以预定宽度划分的每个区域分别具有不同的离心率和折射率，以使得离心率和折射率从内部区域或中部区域到外部区域逐渐增大。因此，与传统的平面镜和只在反射镜边缘增大曲率的另一种传统反射镜相比，该后视镜能够使司机的视野大大提高，从而最大程度地缩小了汽车后方的视觉盲区。此外，也可以最大程度地减小镜像失真和司机眩光的现象。

尤其是，由于在所划分的多个区域中，折射率从内部区域或中部区域到外部区域逐渐增大，因此即使通过凸面镜也能够较近地显示反射镜像。因此，距离感能像使用平面镜那样得到改善。

此外，根据本发明实施方式的后视镜，左右车道和汽车后下方的部件可以通过下部区域正确地显示出来，该下部区域是通过将构成侧视镜的反射镜单元的内部区域和中部区域进一步向上和向下划分而形成的。

此外，在作为内视镜的情况下，由于反射镜单元的折射率和离心率从中间向左右两侧增大，因此与传统的内视镜相比，该内视镜的尺寸得以减小。因此，可以减少内视镜对司机前方的视野的干扰。

附图说明

通过以下结合附图进行的详细说明能够更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，在附图中：

图1是显示传统球面凸镜的特征的视图；

图2是显示根据本发明实施方式的非球面凸镜的特征的视图；

图3是根据本发明第一实施方式的后视镜的立体图；

图4是如图3所示的后视镜的正视图；

图5是如图3所示的后视镜沿剖面线T-T’的剖视图；

图6是根据本发明第一实施方式的后视镜的修改方案的正视图；

图7是根据本发明第二实施方式的后视镜的立体图；

图8是如图7所示的后视镜的正视图；

图9是如图7所示的后视镜沿剖面线T-T’的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图对本发明的典型实施方式进行详细说明。在下面的描述中，为了使本发明清晰，众所周知的方法、过程和构件将不做详细描述。

本发明第一实施方式和第二实施方式的后视镜构造为渐变式非球面反射镜(aspheric progressive mirror)的形式。

在此，所述非球面的形状是指类似于缓慢渐变的正态分布曲线的形状，即，既非球面也非平面的形状。在非球面表面上，曲率可以从中心向边缘增大或减小，从而朝边缘或者朝中心逐渐变平。换句话说，非球面凸镜或非球面镜的曲率从中心到边缘变化，这种变化程度可以由离心率(eccentricity)或E值表示。非球面表面的形状根据离心率而变化。因此，与球面形状不同，非球面形状至少有两个不同的曲率。

图2所示的非球面凸镜阐释了本发明具体实施方式的渐变式非球面凸镜的特征。

参见图2，与球面凸镜不同，非球面凸镜将入射到中心和边缘的所有光线都聚焦于一点，因此减小了球面像差，换句话说，减小了在球面凸镜上会发生的图像失真。另外，由于非球面凸镜根据不同的区域相应地具有不同的离心率，因此非球面凸镜的视野比传统的球面凸镜的视野更宽。因此，当非球面凸镜运用于汽车后视镜时，汽车后方没有视觉盲区产生。

其中，关于渐变式反射镜，后视镜的反射镜单元划分为至少两个区域，每个区域有不同的折射率。折射率表示经过反射镜单元的光线的折射程度，可以用屈光度(D)表示。例如，折射率可通过改变反射镜单元的材料或厚度或者改变反射镜单元的前表面或后表面的曲率来改变。反射镜单元根据司机的视野划分为不同的区域，且各个区域采用不同的折射率，以便司机观察近距离和远距离。因此，司机可以更准确的看到近距离和远距离的其他车辆和物体的镜像。此外，夜间驾驶时，后面车辆的头灯分散地入射到多个区域的焦点上。因此，可以防止传统单焦后视镜产生的眩光现象。

如上所述，根据本发明第一实施方式和第二实施方式的后视镜，由于包括渐变式非球面反射镜，因此可以避免汽车后方视觉盲区的产生、镜像失真、距离错觉和司机的眩光。

下面将参考图3至图9对根据本发明第一实施方式和第二实施方式的后视镜进行详细说明。在第一实施方式中，侧视镜作为后视镜的例子进行描述。在第二实施方式中，将描述内视镜。

图3是根据本发明第一实施方式的后视镜的立体图，图4是图3所示后视镜的正视图，图5是图3所示后视镜沿剖面线T-T’的剖视图。

参见图3，后视镜包括主体单元10和反射镜单元50。

主体单元10可以安装于左右前门或者与前门整体形成。反射镜单元50安装于主体单元10的前侧。主体单元10不仅使反射镜单元50免受外部冲击，还用于支撑反射镜单元50。

安装于主体单元10前侧的反射镜单元50显示具有该反射镜单元50的汽车的左后方和右后方的汽车和物体的镜像。如图4和图5所示，根据第一实施方式的反射镜单元50可以划分为三个区域，即A区、B区和C区。这些区域的宽度比可以变化，但以该实施方式为例，A区、B区和C区在水平方向的宽度比为4∶3∶3。

从而，A区占了最大的面积，B区和C区占了相同宽度的面积。但是，可以根据后视镜的形状而不同地设置该宽度比。A区到C区的离心率和折射率均不相同，各自构成了渐变式非球面反射镜。根据本发明的该示例性实施方式，离心率和折射率从A区到C区逐渐增大。

更具体地，反射镜单元50包括三个相应地具有不同的离心率和折射率的渐变式非球面表面区域，这些离心率和折射率从内部区域到外部区域增大，同时这三个区域组成整个渐变式非球面反射镜，因此所有近距离、中距离和远距离的物体都可以清晰并不失真地显示在一个反射镜中。

在A区到C区的离心率相同的情况下，整个反射镜单元50可以构成一个非球面形状。但是，这种情况下，很难正确显示近距离、中距离和远距离的物体的镜像，即没有镜像失真或距离错误。

更具体的说，A区被分配在接近车身的最内侧的位置，其折射率为0.00D，离心率为0.1～0.2。因此，尽管A区的视野因其离心率而比平面镜的视野更宽，但是由于A区的离心率非常小，因此A区也能像平面镜那样不失真地显示近距离物体的镜像。

A区的离心率和折射率都比B区小。为了避免在A区与B区之间的边界处发生镜像跳跃，A区的一部分(即，从在水平方向的中间到与B区相接的部分)的折射率逐渐增大，直到与B区的折射率相等。

位于A区与C区中间的B区的折射率为+0.25D，离心率为0.2～0.3。因此，作为与A区相比视野更宽且折射率更大的渐变式非球面反射镜，B区能更准确的显示左后方和右后方中间的其它车辆和物体的镜像，几乎没有镜像失真。此外，由于B区的离心率和折射率比C区的大，为了避免B区与C区之间的边界处发生镜像跳跃，B区的一部分(即，从水平方向的中间到与C区相接的部分)的折射率逐渐增大，直到与C区的折射率相等。

C区位于反射镜单元50的最外侧的离车身最远的位置。在A区到C区这三个区域中，C区的离心率和折射率最大，即折射率为+0.5D，离心率至少为0.4。因此，在A区到C区这三个区域中，C区的视野最宽，且能显示汽车周围和传统后视镜视觉盲区的其它车辆和物体的镜像。

由于C区为折射率比B区大的渐变式非球面反射镜，因此C区能无失真地并尽可能近地显示镜像，从而获得类似于平面镜的最佳距离感。另外，由于折射表面根据折射率的变化而形成在反射镜单元50上，因此后方车辆头灯可以分散地照射到各个折射表面上，因此可减少司机在夜间驾驶时的眩光现象。

图6显示了根据本发明第一实施方式的修改方案的后视镜，该后视镜包括五个各自具有不同离心率和折射率的区域。

参见图6，更具体地，该后视镜包括A区、A’区、B区、B’区和C区。A区、B区和C区与上文所述的相同，因此不再做描述。

A’区位于A区的下端，因此A区和A’区在垂直方向的宽度比为4∶1。作为非球面表面的A’区的离心率为0.2～0.3，该离心率大于A区的离心率而与B区的离心率相等，而A’区的折射率与A区的折射率相等，即0.00D。如上构造的A’区能准确地显示汽车下方的车道。

B’区位于B区的下端，因此B区和B’区在垂直方向的宽度比为4∶1。作为非球面表面的B’区的离心率和A’区的离心率相等，而折射率为+0.50D，大于B区的折射率且与C区的折射率相等。为了避免在A区与B’区之间的边界处发生镜像跳跃，B’区从垂直方向A区的中间到A区与B区相接的部分的折射率逐渐增大，直到与B区的折射率相等。上述区域B’能正确显示汽车后下方的车道。

因此，司机通过A’区和B’区能看见左下方和右下方的车道，因此能更方便地停车。

司机与安装于车身两边的侧视镜之间的距离根据驾驶座的位置而变化。该距离决定了司机观察侧视镜时的视野。因此，侧视镜可以根据司机的视野而具有不同的离心率和反射率。

在根据第一实施方式的后视镜的具有渐变式非球面表面的反射镜单元50中，折射率和离心率根据预定区域相应地不同，且朝外部增大。因此，除了解决以前在汽车后方经常产生的视觉盲区问题以及左后方及右后方的其它车辆和物体的镜像失真的问题之外，还可以通过如平面镜那样尽可能近地显示镜像来增强距离感。

图7是根据本发明第二实施方式的后视镜的立体图。图8是图7所示后视镜的正视图，图9是图7所示后视镜沿剖面线T-T’的剖视图。

参见图7，根据第二实施方式的后视镜包括主体单元10和反射镜单元50。

主体单元10通常安装在前挡风玻璃和车内顶棚的边界上。反射镜单元50安装于主体单元10的前部。主体单元10支撑反射镜单元50并保护反射镜单元50免受外部冲击。当在主体单元10上设置连接结构时，后视镜可以可拆卸地安装于车内顶棚，而且也可以安装于除顶棚以外的任何能使司机看见后方的位置。

反射镜单元50为渐变式非球面反射镜的形式，显示汽车后方的其它车辆和物体。如图8和图9所示，根据第二实施方式的反射镜单元50划分为A区、B-1区和B-2区三个区域。A区位于反射镜单元50的中部，而B-1区和B-2分别位于A区的左边和右边。A区、B-1区和B-2区在水平方向的宽度比可以为3∶12∶5。

如果后视镜为矩形，则宽度比与相应区域之间的面积比几乎相等。即，A区占了反射镜单元50总面积的60％，B-1区占了15％，B-2区占了25％。在这种情况下，驾驶座优选地置于汽车左边。如果驾驶座置于右边，则B-1区和B-2区的面积比将相反。

根据该示例性实施方式，A区、B-1区和B-2区采用完全不同的离心率和折射率，各自构成了渐变式非球面反射镜。置于左边和右边的B-1区和B-2区的离心率和折射率大于置于中间的A区的离心率和折射率。

更具体的是，反射镜单元50包括三个渐变式非球面表面区域，这三个区域各自具有不同的离心率和折射率，这些离心率和折射率从中间部分到左外侧和右外侧增大，同时这三个区域组成整个渐变式非球面反射镜，因此所有近距离、中距离和远距离的物体可以在一个反射镜中清晰并不失真地得以显示。

在A区、B-1区和B-2区三个区的离心率都相同的情况下，整个反射镜单元50可以构成一个非球面形状。但是，这种结构与每个区域各种形成渐变式非球面表面的结构相比，其在准确显示镜像方面的能力较低。

A区的折射率为0.00D～+0.25D，离心率为0.1～0.2。由于A区具有适当的折射率和离心率，因此A区的视野比平面镜的更宽，从而能够通过更准确的距离感来更清晰地显示镜像。

考虑到因A区与B-1区和B-2区的折射率不同而可能在A区与B-1区和B-2区之间的边界上发生镜像跳跃，A区的折射率可以从其中间部分到与其左边B-1区的边界和与其右边B-2区的边界逐渐增大。

位于A区左边和右边的B-1区和B-2区的折射率为+0.50D，离心率为0.3～0.5，该折射率和离心率均大于A区的折射率和离心率。因此，尽管B-1区和B-2区的视野比A区的宽，但是作为折射率大于A区的渐变式非球面反射镜，B-1区和B-2区能够以不会导致镜像失真和距离错误的方式显示左后方和右后方的其它车辆和物体的镜像。

另外，B-1区和B-2区可以根据驾驶座的位置而具有不同的尺寸。更具体地说，当驾驶座置于汽车左侧从而使得司机到B-1区的距离小于到B-2区的距离时，B-1区的视野比B-2区的宽。因此，优选地，B-2区的面积、折射率和离心率大于B-1区。从而，B-1区和B-2区的面积、折射率和离心率可以根据驾驶座的位置而不同地进行设置。在司机到B-1区和到B-2区的距离差异不大的情况下，即B-1区和B-2区有类似的视野时，B-1区和B-2区可以采用相同的折射率和离心率。

如上所述，由于根据本发明第二实施方式的渐变式非球面反射镜形式的后视镜的视野宽，因此该作为内视镜的后视镜的尺寸与传统内视镜相比能够得以减小。因此，根据第二实施方式的内视镜能够较少地干扰司机的前方视野。尤其是，由于根据反射率的变化而在渐变式非球面反射镜单元50上形成反射表面，因此后方车辆头灯分散地照射于各个反射表面上，有效地减少了司机在夜间驾驶时的眩光现象。

尽管根据第一和第二实施方式的反射镜单元50包括三个或五个区域，但是这仅是示例性的，本发明并不局限于这些实施方式。

尽管以说明为目的公开了本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员可以理解的是，在不脱离如所附权利要求书所揭示的本发明的范围和要旨的情况下，可以进行各种修改、补充和替换。

Claims

1.一种汽车后视镜，该汽车后视镜包括：

反射镜单元，该反射镜单元为渐变式非球面表面反射镜的形式，并且在水平方向上划分为至少三个分别具有不同折射率和离心率的渐变式非球面区域；和

主体单元，该主体单元安装于车身，并支撑所述反射镜单元；

其中，所述反射镜单元的划分的区域的折射率和离心率从内部区域到外部区域按以下方式逐渐增大，该方式具体地是，所述内部区域的折射率从该内部区域的中部到该内部区域与中部区域的边界逐渐增大，直到与所述中部区域的折射率相等，而且所述中部区域的折射率从该中部区域的中部到该中部区域与所述外部区域的边界逐渐增大，直到与所述外部区域的折射率相等。

2.根据权利要求1所述的后视镜，其中，所述内部区域的离心率为0.1～0.2，所述内部区域在水平方向中间的折射率为0D，

所述中部区域的离心率为0.2～0.3，所述中部区域在水平方向中间的折射率为+0.25D，并且

所述外部区域的离心率为0.4，折射率为+0.5D。

3.根据权利要求1所述的后视镜，其中，所述内部区域和所述中部区域各自进一步划分为上部和下部，使得所述内部区域的下部的离心率大于所述内部区域的上部的离心率，并且所述中部区域的下部的折射率大于所述中部区域的上部的折射率，并且所述中部区域的上部的折射率从垂直方向的中间到与所述中部区域的下部的边界逐渐增大，直到与所述中部区域的下部的折射率相等。

4.根据权利要求3所述的后视镜，其中，所述内部区域的下部的离心率为0.2～0.3，折射率为+0.5D。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的后视镜，其中，所述内部区域、中部区域和外部区域的水平宽度比为4∶3∶3，并且所述反射镜单元用于汽车的侧视镜。

6.根据权利要求3或4所述的后视镜，其中，所述内部区域的上部与所述内部区域的下部的垂直宽度比为4∶1，所述中部区域的上部与所述中部区域的下部的垂直宽度比为4∶1。