CN1964484B - 汽车监视系统 - Google Patents

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Abstract

一种汽车监视系统，包括一可观察车外景物的影像感测系统、一视野调节系统与一显示装置，该影像感测系统包括一镜头模块，该视野调节系统包括一装设于该镜头模块的入射光路中并往复移动的透明棱柱，该透明棱柱底面为等腰梯形，且具有相互平行的第一侧面与第二侧面及分别与第一侧面及第二侧面连接的第三侧面与第四侧面，其第一侧面面积大于第二侧面，第二侧面设于第一侧面与所述镜头模块之间，第三侧面及第四侧面即为该透明棱柱的二腰面且该二腰面为二反射镜面，该视野调节系统调节影像感测系统的视野，显示装置显示影像感测系统所接收的影像。该汽车监视系统明显扩大了视野，提高了驾驶汽车的安全性，不需要增加精密昂贵元件，结构简单，成本低廉。

Description

汽车监视系统
【技术领域】
本发明涉及一种汽车监视系统，特别涉及一种固定装设且具有宽阔视野的汽车监视系统。
【背景技术】
为了弥补后视镜存在观测盲区的缺点，越来越多的汽车安装了影像监视系统。目前多数车载影像监视系统由镜头和影像感测器件如电荷耦合器件(CCD)影像感测器或互补金属氧化物半导体(CMOS影像感测器等构成，由于汽车行驶中外置的可调节位置的影像监视系统容易受到撞击、刮擦等损伤，因此影像感测器件一般被封装在汽车内部，镜头则固定装设在汽车表面且尽量避免从表面上凸出，以防受到损伤。
一般车载影像监视系统的镜头的有效视角被设计为60度，但是对于汽车来说，车载影像监视系统仅有60度的固定视角往往不足以满足需要，例如倒车时，车载影像监视系统的镜头正对车尾即汽车后退的方向，由于镜头是固定的，此时驾驶员只能观测到相对于汽车后退方向左右两侧各偏30度范围内的物体影像，对于汽车两侧位于上述范围之外的障碍物则无法通过车载影像监视系统来观测，增加了驾驶的危险性。如果要直接将更大视角的广角镜头安装在汽车上，则会用到较多的高质量光学元件如高折射率元件、低色散率元件等，大大增加车载影像监视系统的复杂性和产品成本。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种结构简单、成本低廉且具有足够宽阔视野的汽车监视系统。
一种汽车监视系统，包括一可观察车外景物的影像感测系统、一视野调节系统与一显示装置，该影像感测系统包括一镜头模块，该视野调节系统包括一装设于该镜头模块的入射光路中并往复移动的透明棱柱，该透明棱柱底面为等腰梯形，且具有相互平行的第一侧面与第二侧面及分别与第一侧面及第二侧面连接的第三侧面与第四侧面，其中第一侧面面积大于第二侧面，第二侧面设于第一侧面与所述镜头模块之间，第三侧面及第四侧面即为该透明棱柱的二腰面且该二腰面为二反射镜面，该视野调节系统调节影像感测系统的视野，显示装置显示影像感测系统所接收的影像。
与现有技术相比，所述汽车监视系统明显地扩大了视野，提高了驾驶汽车的安全性，且不需要增加精密昂贵的元件，结构简单，成本低廉。
【附图说明】
图1为本发明的第一较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明的第一较佳实施例的原理图。
图3为本发明的第一较佳实施例使用时的示意图。
图4为本发明的第二较佳实施例的结构示意图。
图5为本发明的第二较佳实施例使用时的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明的一个较佳实施例公开了一种汽车监视系统，其包括一影像感测系统1、一视野调节系统2与一显示装置3。影像感测系统1与视野调节系统2装设在汽车外部便于观察周围环境如汽车车尾的位置。显示装置3与视野调节系统2电连接且装设在汽车内部便于驾驶员观察操作的位置，显示影像感测系统1所接收的影像供驾驶员观察。
影像感测系统1包括一影像感测器11与一镜头模块12，其中影像感测器11可为电荷耦合器件(CCD)影像感测器或互补金属氧化物半导体(CMOS)影像感测器，其装设在镜头模块12的出射光路上且与所述显示装置3电连接，用来接收镜头模块12摄入的影像并显示在显示装置3上。本实施例中镜头模块12固定装设在汽车尾部的正后方，且具有60度的视角，即能够观测到相对于汽车正后方左右两侧各偏30度范围内的物体影像。
请一并参阅图2，视野调节系统2包括一平面镜21与一转轴22，其中平面镜21为一很薄的双面反射镜，具有两个相对设置的镜面；该平面镜21可转动地装设在镜头模块12的入射光路上，平面镜21所反射的影像可以被镜头模块12摄入。转轴22一端固定连接装设在平面镜21一边缘的中央，其轴向与平面镜21的镜面平行，且该转轴22的另一端受到可自动匀速旋转的动力装置如电动机(图未示)控制，可在动力装置的带动下匀速旋转，进一步带动平面镜21围绕转轴22的轴向匀速旋转，且转速不小于每秒20转，即每转动一圈的时间不超过0.05秒。
显示装置3与影像感测器11电连接，用于处理并显示镜头模块12摄入的影像信号。
根据光的反射定律可以得出，当平面镜21与镜头模块12的取景方向夹角角度为n时，影像感测系统1就可以感测到与镜头模块12的取景方向(即图2中的OZ线)偏离角度为2n处的影像，其效果相当于将镜头模块12的取景方向旋转2n的角度。由于镜头模块12具有取景方向两侧各偏30度范围内的视角，只要平面镜21分别向两侧旋转30度，就相当于将镜头模块12的取景方向旋转60度，此时就能够令影像感测器11分别观测到汽车正后方两侧偏离30度至90度视角范围内的影像。
请参阅图3，该较佳实施例使用时，开动转轴22的动力装置带动平面镜21旋转。当平面镜21转到镜面与镜头模块12的取景方向夹角为30度时，汽车正后方取景方向一侧偏离30度至90度视角范围内的影像被平面镜21反射到镜头模块12的取景范围内，由镜头模块12摄入，并由影像感测器11将影像转换为电信号传输到显示装置3。当平面镜21镜面转过30度，与镜头模块12的取景方向夹角为0度时，由于镜面厚度很小，可以忽略其对镜头模块12的阻挡，此时镜头模块12摄入汽车正后方取景方向左右两侧各偏30度范围内的影像并传输到显示装置3。当平面镜21镜面再转过30度，与镜头模块12的取景方向夹角重新达到30度时，汽车正后方取景方向另一侧偏离30度至90度视角范围内的影像被平面镜21反射到镜头模块12的取景范围内，镜头模块12摄入该范围内的影像并传输到显示装置3。显示装置3对影像进行处理，将上述汽车后方各60度视角的三个范围内摄入的影像合成汽车后方180度视角范围内的全景影像显示在屏幕上。由于平面镜21每转动一圈的时间小于0.05秒，未超过人类的视觉暂留时间，因此显示装置3显示的前一幅影像在视觉暂留时间之内已经被平面镜21转过一圈后重新由镜头模块12摄入并由显示装置3合成显示的下一幅影像代替，因此肉眼无法感觉到平面镜21转动带来的影像变换，而是感觉到显示装置3上连续地显示汽车后方180度视角范围内的全景影像。
请参阅图4及图5，本发明的另一个较佳实施例中以一透明棱柱41代替平面镜21装设在镜头模块12的入射光路上，影像感测系统1与显示装置3则不作改变。
透明棱柱41底面为等腰梯形，且具有相互平行的一第一侧面411与一第二侧面412，及分别皆与第一侧面411及第二侧面412连接的一第三侧面413与一第四侧面414，其中第一侧面411面积大于第二侧面412，第二侧面412设于第一侧面411与镜头模块12之间；第三侧面413及第四侧面414与第一侧面411的夹角均为60度；第三侧面413与第四侧面414上设有反射镜面。该透明棱柱41可在动力装置如电动机(图未示)带动下往复移动，且往复移动的周期小于0.05秒。
该较佳实施例使用时，开启动力装置带动透明棱柱41往复移动，当透明棱柱41的第三侧面413移动到镜头模块12的入射光路上时，汽车正后方取景方向一侧偏离30度至90度视角范围内的影像被第三侧面413上的反射镜面反射到镜头模块12的取景范围内，被镜头模块12摄入并通过影像感测器11传输到显示装置3。当透明棱柱41的第二侧面412移动到镜头模块12的入射光路上时，汽车正后方取景方向左右两侧各偏30度范围内的影像不受影响地通过第一侧面411与第二侧面412，被镜头模块12摄入并传输到显示装置3。当透明棱柱41的第四侧面414移动到镜头模块12的入射光路上时，汽车正后方取景方向另一侧偏离30度至90度视角范围内的影像被第四侧面414上的反射镜面反射到镜头模块12的取景范围内，被镜头模块12摄入并传输到显示装置3。由于透明棱柱41的移动周期小于0.05秒，没有超过人类的视觉暂留时间，因此显示装置3显示的前一幅影像在视觉暂留时间之内已经被透明棱柱41往复移动一个周期后重新映入镜头模块12并由显示装置3合成显示的下一幅影像代替，因此肉眼无法感觉到透明棱柱41移动带来的影像变换，而是感觉到显示装置3上连续地显示汽车后方180度视角范围内的全景影像。

Claims (4)

1.一种汽车监视系统，包括一可观察车外景物的影像感测系统，其特征在于：该影像感测系统包括一镜头模块，所述汽车监视系统进一步包括一视野调节系统与一显示装置，该视野调节系统包括一装设于该镜头模块的入射光路中并往复移动的透明棱柱，该透明棱柱底面为等腰梯形，且具有相互平行的第一侧面与第二侧面及分别与第一侧面及第二侧面连接的第三侧面与第四侧面，其中第一侧面面积大于第二侧面，第二侧面设于第一侧面与所述镜头模块之间，第三侧面及第四侧面即为该透明棱柱的二腰面且该二腰面为二反射镜面，该视野调节系统调节影像感测系统的视野，显示装置显示影像感测系统所接收的影像。
2.如权利要求1所述的汽车监视系统，其特征在于：所述影像感测系统还包括一影像感测器，其中影像感测器装设在镜头模块的出射光路上，且该影像感测器为电荷耦合器件影像感测器或互补金属氧化物半导体影像感测器。
3.如权利要求2所述的汽车监视系统，其特征在于：所述透明棱柱往复移动的周期小于0.05秒。
4.如权利要求2所述的汽车监视系统，其特征在于：所述显示装置与所述影像感测器电连接，其处理并显示所述镜头模块摄入的影像信号。
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