DE10011365A1 - System for expanding the field of vision in motor vehicles - Google Patents
System for expanding the field of vision in motor vehiclesInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zur Erweiterung des Blickfeldes von Fahrzeugführern mittels eines optischen Elementes, welches sich innerhalb des Fahrzeugs befindet. Dabei wird ein optisches Element im Blickfeld des Fahrzeugführers angeordnet, so daß dieser ohne sich aus seiner Sitzposition zu bewegen, Objekte, welche nicht in seinem natürlichen, direkten Blickfeld liegen und sich oberhalb vor oder seitlich neben dem Fahrzeug befinden, einsieht. Dies wird erreicht, indem ein Spiegel, ein Prisma oder eine Linse in Fresnel-Struktur ausgeführt und an geeigneter Stelle, wie zum Beispiel an der Windschutzscheibe oder am Armaturenbrett, angebracht ist. Zur Verbesserung der Straßenverkehrstauglichkeit ist das optische Element reflektions- und verzerrungsmindernd ausgestaltet und wirkt eventuellen Blendeffekten entgegen.The invention relates to a system for expanding the field of vision of vehicle drivers by means of an optical element which is located inside the vehicle. In this case, an optical element is arranged in the field of vision of the vehicle driver, so that the driver can see objects that are not in his natural, direct field of vision and are above or in front of or to the side of the vehicle without moving from his seating position. This is achieved by designing a mirror, a prism or a lens in a Fresnel structure and attaching it at a suitable location, such as on the windshield or on the dashboard. To improve roadworthiness, the optical element is designed to reduce reflection and distortion and counteracts any glare effects.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur Beobachtung von Dingen, welche sich oberhalb oder seitlich vor dem Fahrzeug befinden, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a system for observing things that are above or laterally in front of the vehicle, according to the preamble of claim 1.
Beim Halt an einer Verkehrskreuzung befinden sich oft die verkehrsregelnden Vorrichtungen (z. B.: Verkehrszeichen und Ampeln) soweit oberhalb oder seitlich vor dem Fahrzeug, außerhalb des natürlichen, direkten Blickfeldes des Fahrzeugführers. Dieser muß sich somit zu deren Beobachtung aus seiner Sitzposition bewegen.When you stop at a traffic intersection, there are often traffic regulators Devices (e.g. traffic signs and traffic lights) so far above or to the side the vehicle, outside the driver's natural, direct field of vision. The latter must therefore move from his sitting position to observe them.
Aus den Schriften GB 1177752 und WO 86-05749 sind dahingehende Modifikationen von Fahrzeug Rückspiegeln bekannt, die es erlauben diese durch geeignete Mittel (Seilzüge oder Elektromotoren) zu verdrehen, um vor das Fahrzeug zu schauen. Diese Vorrichtungen sind mechanisch aufwendig, insbesondere wenn auch noch der Blick zu oberhalb vor dem Fahrzeug befindlichen Objekten ermöglicht werden soll. Relevant modifications are disclosed in GB 1177752 and WO 86-05749 known from vehicle rear-view mirrors, which allow this by suitable means (Cables or electric motors) to look in front of the vehicle. This Devices are mechanically complex, especially when looking too objects above the vehicle should be made possible.
Eine aus der Patentschrift US 5316360 bekannte Vorrichtung sieht vor, eine kleines Fenster in der Sonnenblende zu integrieren, durch welches sich oberhalb vor dem Fahrzeug befindliche Objekte beobachten lassen. Die Erfindung zielt jedoch speziell auf einen Einsatz bei starkem Gegenlicht (tiefstehende Sonne) ab. Es wurde daher nicht beachtet, daß sich zur Beobachtung von Objekten, welche sich außerhalb des natürlichen, direkten Blickfelds des Fahrzeugführers befinden, dieser sich aus seiner Sitzposition heraus bewegen muß.A device known from the patent US 5316360 provides a small one Integrate windows in the sun visor, through which above the Have the objects in the vehicle observed. However, the invention aims specifically use in strong backlight (low-lying sun). It was therefore not note that for the observation of objects that are outside the natural, direct field of vision of the driver, this is from his Must move out of the sitting position.
In der Patentschrift US 5214540 wird ein aus einer Kombination von mehreren gewölbter Spiegeln bestehendes optisches System vorgeschlagen, welches durch geeignete Kombination und Anordnung beliebig positionierte Objekte in das Sichtfeld eines Beobachters spiegelt. Die Ausrichtung einer solchen Spiegelkombination stellt in der Praxis jedoch hohe Präzisionsanforderungen, insbesondere wenn ein und die selbe Vorrichtung von Fahrzeugführern unterschiedlicher Körpergröße verwendet werden soll.In US 5214540 one of a combination of several arched mirrors proposed existing optical system, which by suitable combination and arrangement of objects positioned anywhere in the field of vision of an observer reflects. The alignment of such a mirror combination represents in In practice, however, high precision requirements, especially if one and the same Device to be used by drivers of different heights.
Eine Vorrichtung, welche es einem Autofahrer ermöglicht Dinge vor dem Auto zu sehen, die er ohne sie nicht sehen kann wir in DE 195 09 385 gezeigt. Hierbei wird vorgeschlagen ein optisches Element, im Kraftfahrzeug fest oder in verschiedenen Positionen arretierbar zu installieren. Im Wesentlichen zielt die Erfindung darauf Lösungsmöglichkeiten bezüglich einer sinnvollen Plazierung, Befestigung und Bedienung aufzuzeigen. Auf speziell für den Einsatz im Straßenverkehr geeignete und in Bezug auf Wirtschaftlichkeit und Kundenakzeptanz optimierte Ausführungsformen des optischen Elementes wird in der Schrift nicht eingegangen.A device that enables a driver to see things in front of the car which he cannot see without them is shown in DE 195 09 385. Here will proposed an optical element, fixed in the motor vehicle or in different Lockable positions to install. In essence, the invention aims to achieve this Possible solutions regarding sensible placement, fastening and operation to show. On especially suitable for use in road traffic and in relation to Economy and customer acceptance optimized versions of the optical Element is not included in the script.
In der Schrift JP 97-554369 wird ein mit Fresnel-Struktur ausgebildeter Spiegel beschrieben, welcher in es erlaubt den Inhalt eines sich in einem Passagierflugzeug über den Sitzen befindlichen Gepäckfaches zu inspizieren.JP 97-554369 describes a mirror with a Fresnel structure described, which in it allows the contents of oneself in a passenger plane to inspect the overhead locker.
Aufgabe der Erfindung ist es ein System anzugeben, mittels dessen Dinge welche sich oberhalb oder seitlich vor dem Fahrzeug befinden beobachtet werden können und welches derart gestaltet werden kann, daß es in kostengünstiger Weise, möglichst unauffällig und in einer für den Straßenverkehr tauglichen Art in einem Fahrzeug integriert werden kann.The object of the invention is to provide a system by means of which things which can be observed above or to the side of the vehicle and which can be designed in such a way that it is possible in an inexpensive manner inconspicuous and in a manner suitable for road traffic in a vehicle can be integrated.
Die Aufgabe wird durch ein System gelöst, welches mindestens ein optisches Element, welches in Fresnel-Struktur ausgeführt ist.The task is solved by a system which has at least one optical element, which is executed in Fresnel structure.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments.
Ein optisches Element, zum Beispiel in Form eines Spiegels, wird auf dem Armaturenbrett in der Nähe der Windschutzscheibe angebracht, so daß sich ein großer Teil der Spiegeloberfläche im Blickfeld des Fahrers befindet. Um einen möglichst großen Bereich der sich oberhalb vor dem Fahrzeug befindlichen Umgebung im Spiegel abzubilden, wird der Spiegel in vorteilhafter Weise konvex oder sphärisch konvex ausgebildet.An optical element, for example in the form of a mirror, is placed on the Dashboard attached near the windshield so that there is a large one Part of the mirror surface is in the driver's field of vision. To be as big as possible Area of the area in front of the vehicle in the mirror map, the mirror is advantageously convex or spherical convex educated.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung stellt die Integration eines Prismas oder einer Linse fest in der Windschutzscheibe, im Schiebedach oder in bzw. an der Sonnenblende des Fahrzeugs dar. Beim Blick in Richtung dieses Prismas eröffnet sich dem Fahrzeugführer der Blick zu Objekten die sich oberhalb oder seitlich vor dem Fahrzeug befinden. Beim Blick in eine konkave Linse sieht er sowohl oberhalb als auch seitlich befindliche Fahrzeuge.Another advantageous embodiment of the invention is the integration of a prism or a lens firmly in the windshield, in the sunroof or in or on the Sun visor of the vehicle. When looking in the direction of this prism opens the driver the view of objects that are above or to the side of the Vehicle. When looking into a concave lens, he sees both above and vehicles on the side.
In erfinderischer Weise werden die oben beschriebenen optischen Elemente in erfinderischer Weise in Fresnel-Struktur ausgeführt, damit sie in kostengünstiger Weise, möglichst unauffällig und in einer für den Straßenverkehr tauglichen Art in einem Fahrzeug integriert werden können. Die aus dem Stand der Technik bekannten Anordnungen optischer Elemente zur Erweiterung des Sichtfeldes eines Fahrzeugführers bedienen sich alle konventioneller Optiken, welche bei der notwendigen Überdeckung eines weiten Winkelbereichs im Straßenverkehr in ihrer Dickenausdehnung im Bereich von 2-3 cm liegen. Die erfindungsgemäße, flache Ausführungsform des optischen Elementes in Fresnel-Struktur vereinfacht bei noch ausreichender optischer Qualität die Fertigung und reduziert das Gewicht der Vorrichtung erheblich. Außerdem sind derart flache Strukturen einfacher in bereits vorhandenen Fahrzeugelemente (Armaturenbrett, Windschutzscheibe, Sonnenblende oder Schiebedach) zu integrieren.In an inventive manner, the optical elements described above are shown in inventively executed in Fresnel structure so that they are inexpensive, as inconspicuous as possible and in a manner suitable for road traffic in one Vehicle can be integrated. The known from the prior art Arrangements of optical elements to expand a driver's field of vision use all conventional optics, which with the necessary coverage a wide angular range in road traffic in their thickness expansion in the area of 2-3 cm. The inventive flat embodiment of the optical Element in Fresnel structure simplifies the with sufficient optical quality Manufacturing and significantly reduces the weight of the device. They are also such flat structures easier in existing vehicle elements (dashboard, Windscreen, sun visor or sunroof).
Während der Fahrt ist es im allgemeinen nicht notwendig verkehrsregelnden Vorrichtungen die sich oberhalb, direkt vor dem Fahrzeug befinden zu beobachten. Deshalb ist es vorteilhaft, daß während sich das Fahrzeug bewegt, das optische Element in seiner Reflektions- bzw. Transmissionseigenschaft verändert wird, um zu vermeiden daß stark leuchtende Objekte (tiefstehende Sonne oder helle Straßenbeleuchtung) den Fahrzeugführer blenden. Die optischen Elemente werden mit elektrochromen oder elektroreflektiven Materialien aufgebaut, wie sie u. a. von elektrisch abblendbaren Innenspiegeln in Automobilen bekannt sind. Hierzu wird auf das optische Elemente eine elektrochrome oder elektroreflektive Beschichtung aufgebracht oder das optische Element wird aus elektrochromen oder elektroreflektiven Materialien gefertigt. Beispielsweise wird der Spiegel aus elektroreflektivem Material hergestellt, damit die Reflexion im Stand maximal und während der Fahrt minimal wird. Das Prisma oder die Linse werden z. B. aus elektrochromen Material hergestellt, damit die Transmission im Stand maximal und während der Fahrt minimal wird.While driving it is generally not necessary to regulate traffic Observe devices that are above, directly in front of the vehicle. Therefore, it is advantageous that while the vehicle is moving, the optical element is changed in its reflection or transmission property to avoid that strongly shining objects (low sun or bright street lighting) the Blind drivers. The optical elements are made with electrochromic or built up electro-reflective materials as u. a. of electrically dimmable Interior mirrors in automobiles are known. For this purpose, a electrochromic or electro-reflective coating applied or the optical Element is made from electrochromic or electro-reflective materials. For example, the mirror is made of electro-reflective material so that the Reflection at a maximum and minimal while driving. The prism or the Lens are z. B. made of electrochromic material so that the transmission in Stand maximum and become minimal while driving.
Die spitzen Winkel, welche die Prismenstruktur aus welcher konventionelle Fresnel- Strukturen aufgebaut sind, bewirken bei Lichteinstrahlung unter ungünstigen Einfallswinkeln interne Mehrfachreflektionen. Ist die Energie der einfallenden Lichtwelle groß gegenüber dem Umgebungslicht, wie beispielsweise direkte Sonneneinstrahlung bei Tag oder Straßenbeleuchtung bei Nacht, sind die mehrfach intern reflektierten Lichtstrahlen für den Fahrzeugführer als unerwünschte Lichtreflexe wahrnehmbar. Um diese Nachteile konventioneller, in Fresnel-Struktur ausgeführter, optischer Elemente auszugleichen, bietet es sich in vorteilhafter Weise an, die Winkel, welche die Prismen dieser Fresnel-Strukturen aufwiesen, nicht zu spitz zu wählen. In idealer Weise sind die Winkel nahe 90° auszulegen, jedoch zeigen sich auch schon bei Winkeln im Bereich von 70° bis 80° deutliche Verbesserungen. Die aus dieser erfinderischen Ausführungsform resultierenden Doppelabbildungen, welche ihre Ursache in der zusammenfallenden konkaven und konvexen Ausbildung des optischen Elementes haben, lassen sich einfach durch Abdecken oder entsprechendem Einfärben des die unerwünschte Abbildung zeigenden Teils des optischen Elemente unterdrücken.The acute angles that the prism structure from which conventional Fresnel Structures are built up, cause unfavorable effects when exposed to light Incidence angles internal multiple reflections. Is the energy of the incident light wave large compared to the ambient light, such as direct sunlight by day or street lighting at night, they are internally reflected several times Light rays perceptible to the driver as undesirable light reflections. Around these disadvantages of conventional optical elements in a Fresnel structure To balance, it is advantageous to adjust the angles that the prisms of these Fresnel structures had to be chosen not too pointed. They are ideal To design angles close to 90 °, however, are already apparent at angles in the range of 70 ° to 80 ° significant improvements. The from this inventive embodiment resulting double images, which have their cause in the coinciding have concave and convex design of the optical element can be simply by covering or coloring the unwanted Suppress the part of the optical element shown in the figure.
In realistischen Verkehrsszenarien befinden sich von vom Fahrzeugführer durch die optische Vorrichtung zu beobachtende Objekte an unterschiedlichen Stellen um Umfeld des Fahrzeuges. Herkömmliche optische Elemente bilden im allgemeinen aber nur einen eingeschränkten Bereich verzerrungsfrei ab, was dazu führt, daß meist das eine oder andere Objekt stark verzerrt abgebildet wird. Eine denkbare Situation hierfür ist der Fall, daß sich oberhalb und seitlich vom Fahrzeug ein Verkehrszeichen oder eine Ampel befindet. Um die Verzerrungen zu minimieren, ist eine Abweichung der optisch wirksa men Oberfläche von der radialsymmetrischen Form notwendig, im einfachsten Fall durch die Einführung eines entsprechenden Astigmatismus. Dieser kann direkt durch das optische Element realisiert sein. Ein solches Verfahren zu fertigen ist jedoch schwierig und kostspielig. In vorteilhafter Weise läßt sich eine solche Ausführung jedoch ersetzen durch die Kombination von zwei einfach zu fertigenden optischen Elementen, bei denen eines als Zylinderlinse bzw. zylindrischer Spiegel und das andere ebenfalls zylindrisch oder radialsymmetrisch ausgeführt wird.In realistic traffic scenarios are from the driver through the optical device objects to be observed at different locations around the surroundings of the vehicle. However, conventional optical elements generally only form one restricted area without distortion, which usually leads to one or the other other object is depicted in a highly distorted manner. A conceivable situation for this is the case that there is a traffic sign or traffic light above and to the side of the vehicle located. In order to minimize the distortion, a deviation of the optically effective The surface of the radially symmetrical shape is necessary, in the simplest case by introducing appropriate astigmatism. This can go straight through the optical element can be realized. However, such a method has to be manufactured difficult and expensive. Such an embodiment can, however, advantageously replace with the combination of two easy to manufacture optical elements, where one as a cylindrical lens or cylindrical mirror and the other also is executed cylindrical or radially symmetrical.
Beispielhaft wäre dies eine Kombination von zwei Zylinderlinsen unterschiedlicher Brennweite, deren Achsen senkrecht aufeinander stehen.For example, this would be a combination of two different cylindrical lenses Focal length, the axes of which are perpendicular to each other.
Bezüglich einer vorteilhaften Gestaltung der Halterung für das optische Element, ist es denkbar diese klapp- oder faltbar so auszubilden, so daß der Fahrer sie bei Bedarf ins Blickfeld bringen oder sie wegschwenken kann, damit der Fahrer durch das optische Element nicht geblendet wird. Eine klappbare Halterung ist z. B. für eine Linse durch Befestigung mit einem Scharnier an der Sonnenblende realisiert.Regarding an advantageous design of the holder for the optical element, it is conceivable to form this foldable or foldable so that the driver can use it if necessary Bring field of vision or swivel them away so that the driver through the optical Element is not dazzled. A foldable bracket is e.g. B. for a lens Fastened to the sun visor with a hinge.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das optische Element direkt in der Sonnenblende integriert. Da jedoch die Sonnenblende vom Fahrzeugführer in seiner Position frei eingestellt werden kann, kann das in der Sonnenblende integrierten optische Element bei Bedarf nicht richtig justiert sein. In vorteilhafter Weise ist deshalb das optische Element drehbar gelagert (z. B.: mittels Scharnier oder kardanischer Aufhängung) in der Sonnenblende gelagert. In a further advantageous embodiment of the invention, the optical element integrated directly into the sun visor. However, since the sun visor from the driver its position can be freely adjusted in the sun visor integrated optical element may not be correctly adjusted if necessary. Advantageously the optical element is therefore rotatably mounted (e.g. using a hinge or gimbal) stored in the sun visor.
Um die Ausmaße des optischen Elementes möglichst klein zu halten, um beispielsweise eine unauffällige Integration im Fahrzeuginnern zu erlauben, ist es denkbar eine mehrere der erfindungsgemäßen Vorrichtungen innerhalb eines Fahrzeugs anzuordnen. In besonders vorteilhafterweise lassen sich durch eine Anordnung von zwei jeweils als Linse ausgeführten Vorrichtungen oben rechts und oben links an oder in der Windschutzscheibe Ampelanlagen, welche sich oberhalb und seitlich vom Fahrzeug befinden, gleichzeitig beobachten.In order to keep the dimensions of the optical element as small as possible, for example Allowing an inconspicuous integration inside the vehicle is conceivable to arrange several of the devices according to the invention within a vehicle. In an especially advantageous manner, an arrangement of two can each be used as Devices executed on the top right and top left of the lens on or in the Windshield traffic lights, which are above and to the side of the vehicle , observe at the same time.
In besonders vorteilhafter Weise läßt sich das System in eine automatische Anlage zur Interpretation von Verkehrsszenen integrieren, wenn mindestens einem der optischen Elemente an die Stelle oder zusätzlich zum Fahrzeugführers eine Einheit zur Aufnahme und/oder Verarbeitung und/oder Wiedergabe von Bildinformationen nachgeschaltet wird. Auf diese Art könnte beispielsweise auf einfache eine ein großes Sichtfeld abdeckende automatische Ampel- oder Fußgängererkennung realisiert werden. Auch ist dann in erfinderischer Weise denkbar die durch die im System integrierte Einheit gewonnene Informationen über eine Kommunikationsverbindung an anderer Verkehrsteilnehmer oder eine Verkehrsüberwachungs- und koordinationszentrale zu übertragen.In a particularly advantageous manner, the system can be installed in an automatic system Integrate interpretation of traffic scenes if at least one of the optical Elements in place or in addition to the driver a unit for recording and / or processing and / or reproduction of image information downstream becomes. In this way, for example, a simple field of view could be large covering automatic traffic light or pedestrian detection. Is too then conceivable in an inventive manner by the unit integrated in the system information obtained via one communication link to another Road users or a traffic monitoring and coordination center too transfer.
Claims (20)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10011365A DE10011365A1 (en) | 1999-03-15 | 2000-03-13 | System for expanding the field of vision in motor vehicles |
| AU40996/00A AU4099600A (en) | 1999-03-15 | 2000-03-15 | System for enlarging the field of view in a motor vehicle |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10106898B4 (en) * | 2001-02-12 | 2005-02-10 | Wolfgang Weidig | Optical equipment for trucks, buses and trams |
| DE102005049703A1 (en) * | 2005-10-18 | 2007-04-26 | Freeglass Gmbh & Co. Kg | Vehicle side window with viewing angle steering |
| DE102006043838A1 (en) * | 2006-09-19 | 2008-03-27 | Bayerische Motoren Werke Ag | Motor vehicle, has prism i.e. Fresnel prism, attached at inner side of windscreen directly adjacent A-column, and another Fresnel prism from which viewing rays are coming and deflected to viewing area, which is hidden for driver by A-column |
| DE102018215549A1 (en) * | 2018-09-12 | 2020-03-12 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Motor vehicle with an optical device |
-
2000
- 2000-03-13 DE DE10011365A patent/DE10011365A1/en not_active Withdrawn
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