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Periskopische Rückblichkeinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf
Rückblickeinrichtungen für Fahrzeuge und richtet sich insbesondere auf eine periskopische
Rückblickeinrichtung mit verbesserter Bildübertragung.
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Periskopische Rückblickeinrichtungen für Fahrzeuge kennt man auf den
Automobilsektor schon seit geraumer Zeit. Obwohl solche Systeme einen Weitwinkelrückblick
ermöglichen, sind nur wenige von den vielen vorgeschlagenen periskopischen Abänderungen
tatsächlich annehmbar und/oder brauchbat. Eine wesentliche Schwierigkeit besteht
in der Bildzerstörung, die über den Weitwinkelsichtbereicht entsteht, insbesondere
an den Außenrändern des Linsensystems.
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Durch die Erfindung soll eine periskopische Weitwinkelrückblickeinrichtung
unter Verwendung zyindrischer Linsen geschaffen
werden, die eine
verbesserte Bildübertragung mit herabgesetzter Randstörung liefert.
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Darüber hinaus soll durch die Erfindung ein periskopisches Weitwinkelrückblickfahrzeugsystem
unter Verwendung von Zylinderlinsen und Augenlinsen derart geschaffen werden, daß
sich eine verbesserte Bildübertragung durch eine kleine, jedoch extrem wichtige
Änderung in der Linsenanordnung ergibt.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert
werden. fJie Zeichnungen zeigen in: Fig. 1 eine Teilseitenansicht einer ersten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen neuartigen Systems in Verbindung mit einem Fahrzeug; Fig.
2 ein Strahlengangdiagramm bei der neuartigen Linsenanordnung nach Fig. 1; Fig.
3 ein Strahlengangdiagramm bei einer bekannten Anordnung; iii;. 4 ein seitliches
Strahlengangdiagramm mit einem Paar üblicher Linsen zur Wiedergabe der korrekten
optischen Verhältnisse zwischen ihnen im Zusammenhang mit der Erklärung der Erfindung;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines Paares von Linsen nach Fig. 4 zur Wiedergabe einer
unrichtigen Einstellung zwischen ihnen; Fig. 6 eine Seitenansicht einer abgeänderten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems unter Verwendung
anderer
Arten von Augenlinsen; und in Fig. 7 eine auseinandergezogene Strahlengangdarstellung
des Systems nach Fig. 6.
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Die erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückblicksystems 10
ist im Zusammenhang mit dem Einbau in ein Fahrzeug 1 2 wiedergegeben. as System
enthält zwei Linsen und zwar eine übertragende und eine reflektierende Linse und
einen Umkehrspiegel, die alle in einer besonderen Beziehung bezüglich des Fahrzeuges
und seines Fahrers angeordnet sind.
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Die Objektivlinse 14 erstreckt sich quer über die Mittellinie iG dem
Fahrzeuges. Sie ist vorzugsweise zwischen vertikal versetzten Teilen des Fahrzeugdaches
angeordnet, um einen weiten Blickwinkel nach hinten zu erreichen. Die Linse ist
fest montiert und an den oberen und unteren Fläehen eingedichtet. Diese Zylinderlinse
weist eine konvexe Rückfläche von oben nach unten auf. Sie kami eine plane Vorderseite
aufweisen. Ihre Brennweite liegt normalerweise im bereich von 20 cm bis 50 cm (8
bis 20 Zoll). Die Augenlinse ist ebenfalls eine Zylinder- oder geradlinige Linse,
die über die Mittellinie des Fahrzeuges angeordnet ist. Auch sie weit eine Brennweite
in der Größenordnung von 20 bis 50 cm (8 bis 20 Zoll) auf. Die Augenliense ist beträchtlich
kürzer, Sie weist gewöhnlich eine Länge von einem Drittel oder weniger der Objektivlinsenlänge
auf.
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Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die
Augenlinse ein erster Oberflächenreflektor mit einer konkaven reflektierenden Oberfläche
zylindrischer Form, das heißt ein zylindrischer konkaver Augenspiegel.
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Zwischen den beiden Linsen befindet sich ein ebener Umkehr
spiegel
17, welcher die Strahlen von der Linse 14 zu der reflektierenden Augenlinse 20 reflektiert.
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Die Augen 24 des Fahrzeugfahrers stehen auf einer Seite der Fahrzeugmitte,
so daß die Mittellinie 26 des Fahrzeugsfahrers parallel zur Mittellinie des Fahrzeuges
verläuft.
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Die Augenlinse ist diagonal über die Fahrzeugmittellinie 16 angeordnet.
Grundsätzlich ist dieses System ein "Relais-System", weil parallele in das System
eintretende Strahlen umgekehrt und bei Erregung des Systems parallel gehalten werden.
Dies ist jedoch nur dann richtig, wenn die beiden Linsen durch die Summe ihrer Brenaweiten
getrennt sind.
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Da jedoch der Fahrer auf einer Seite eines solchen Systems sitzt,
wenn er ein Objekt durch ein solches Relais-System erblickt, sind die tatsächlichen
von den Lichtstrahlen durchlaufenen Abstände unterschiedlich, gewöhnlich größer
als die Summe der Brennweiten, dae die Lichtstrahlen nicht senkrecht auf die Oberflächen
der Linsen auftreffen. Wennr Abständ längs des lichtwege größer als die Summe der
Brennweiten ist, dann werden die in das System eintretenden Strahlen beim Auftreffen
konvergent gehalten. Es ist wichtig, sich im Gedächtnis zu behalten, daß die genannten
Parallelstrahlen durch eine Punktlichtquelle erzeugt werden und praktisch gesprochen
deshalb parallel sind, weil ein großer Abstand von dieser Stelle bis zum System
vorhanden ist. Aus den Fig. 4 und 5 erkennt man beispielsweise, daß, wenn die Strahlen
30 in einen Teil der Objektvlinse 14' eintreten, die von der Augenlinse 20' um einen
Abstand entfernt ist, der genau der Summe der Brennweiten entspricht, die eintretenden
Strahlen parallel verlaufen und desgleichen auch die austretenden Strahlen 30a parallel
sind. Es tritt deshalb eine Störung auf. Wenn Teile der Linse, durch welche die
Strahlen hindurchgehen, um ein größeres Stück voneinander entfernt sind, als die
Summe der lerni;weiten, wie man aus Fig. 5 erkennt, dann werden
die
einfallenden parallelen Strahlen 30 nach dem Durchgang durch die Objektivlinse 14'
und die Augenlinse 20' konvergent mit einem Winkel von # ° gehalten. Sol-nit sieht
ein Auge 24' innerhalb des konvergierenden Strahlengangs Bildstörungen, weil die
ursprünglich parallelen Strahlen nunmehr dem Auge als solche erscheinen, die einen
Winkel von 79, miteinander einschließen. Diese Erscheinung verschafft dem Auge die
Illusion, daß nunmehr die punktförmige Lichtquelle ein vertikaler Streifen ist.
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Gewöhnlich sind Objektiv und Augenlinsen eines periskopischen Fahrzeugrückblicksystems
entsprechend der Anordnung nach Fig. 3 montiert. Wenn sich die Linsen vollständig
über den Sichtbereich des Auges 24a des Fahrers erstrecken, wie es beispielsweise
durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 angegeben ist und der Fahrer ein Bild unmittelbar
hinter ihm erblickt hat, dann steht der Strahlengang normal zu den Linsen entsprechend
dem Strahlengang 30c. Infolgedessen würden die Linsen parallel sein und einen optischen
Abstand von F1 2 F2 aufweisen, d.h. von der Summe der Brennweiten der Augenlinse
und der Objektivlinse. Da jedoch das Bild im allemeine aus der Fahrzeugmittellinie
zentriert ist, sind die Parallellinsen weiter entfernt, so daß F1 + F2 längs der
Fahrzeugmittellinie vom Punkt 15 in der Mitte der Linse 14a zum Punkt 21 in der
Mitte der Linse 20a gemessen wird. Bei diesen Verhältnissen würde ein durch die
I9iitte der Linsen gehender Strahl rich-tig übertragen werden, weil er die Summe
der Breitweiten zwischen den Linsen durchläuft. Die eigentlichen Strahlen durch
das Rückblicksystem im Weitwinkelbereich schwanken jedoch zwischen den Enden der
Strahlengänge 30b und 30e, so daß der Lichtweg über den der Systembreite völlig
unterschiedlich vom Wert F1 + F2 ist. Der Anteil X des Strahles 30e zwischen den
Linsen ist merklich kürzer als F1 + F2, während der Anteil z der Strahlen SOb viel
größer ist. Das Resultat ist eine zum winde hin sich spreizende
Störung.
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Bs wurde gefunden, daß durch eine andere Beziehung zwischen den Linsen
die Bildstörung wesentlich verringert werden kann, so daß die Bildübertragung merklich
verbessert ist.
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Dies erreicht man dadurch, daß man die Augenlinse von der Objektivlinse
in einem optischen Abstand gleich F1 + F2 setzt und dann die Objektivlinse so verkippt,
daß die beiden Endender diagonal verlaufenden Objektivlinse optisch entsprechend
den Strecken von den zwei entsprechenden Enden der Augenlinse voneinander entfernt
sind. Dann ist der optische Abstand z' zwischen den äußersten Enden der Linsen gleich
dem optischen ibs-tald x' zwischen den innersten lenden.
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Die Linsen befinden sich nun in einem nichtparallelen Zustand im direkten
Gegensatz zu der früheren Lehre. Es hat sich herausgestellt, daß die oben aufgezeigte
Störung wesentlich verbessert und in einigen Fällen durch diese einzigartige Einstellung
der Linsen sogar praktisch völlig beseitigt wird. Damit ist die Bildübertragung
bedeutend verbessert.
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In den Fig. 6 und 7 der Zeichnungen ist eine zweite Ausfahrungsform
des erfindungsgemäßen Systems wiedergegeben.
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iNach Fig. 6 enthält das System eine Objektivlinse 14 gleich derjenigen
bei der ersten Ausführungsform gemäß der Erfindung, jedoch anstelle der konkaven
zylindrischen Augenlinse oder besser des Augenspiegels enthält die Augenlinse eine
plan-konvexe übertragende durchsichtige Linse 40. Um diese Linse wirkungsvoll im
Fahrzeug verwenden zu können, muß man ein Paar reflektierender Spiegel 42 und 44
verwenden.
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Der Spiegel 42 nimmt die Strahlen von der Objektivlinse auf und reflektiert
sie nach unten durch die plan-konvexe langgestreckte Linse 40, welche dann die Strahlen
auf dem Augenspiegel 44 ur Reflexion in das Auge 24 des Fahrers sammelt.
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Es gelten die gleichen Kriterien hinsichtlich des Abstandes der Linsen
wie oben. Die wichtige Abmessung ist der optiseie Abstand zwischen den beiden Linsen
14 und 40 statt des physikalischen Abstandes. So sind die Mitten 50 und 52 der Linsen
14 und 40 Optisch einen Abstand von gleich F1 + F2 voneinander entfernt, das heißt
der Summe der Brennweiten der Linsen und die entsprechenden Enden der beiden Linsen
diagonal zur Fahrzeugmittellinie haben einen Abstand gleich den optischen Abständen,
so daß X" gleich ist z1.
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Das Resultat dieser verhältnismäßig kleinen, jedoch extrem wichtigen
Änderung der Beziehung zwischen der Augenlinse und der Objektivlinse ergibt ein
viel praktischeres System mit einer wesentlich verbesserten Bildübertragung.
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Zusätzliche Vorteile ergeben sich für den Fachman ohne Weiteres aus
dem Studium der Figurenbeschreibung. Selbstverständlich kann man auch geringere
Änderungen in den Verfahren zur Befestigung der Konstruktion im Fahrzeug oder bei
der Formgebung des Fahrzeugkörpers zur Aufnahme des periskopischen Systems anwenden.
Die Erfindung ist desialb nicht streng auf das wiedergegebene Ausfahrungsbeispiel
beschränkt.
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- Patentansprüche: -