WO2016032135A1 - 사이드 미러 - Google Patents

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WO2016032135A1
WO2016032135A1 PCT/KR2015/007906 KR2015007906W WO2016032135A1 WO 2016032135 A1 WO2016032135 A1 WO 2016032135A1 KR 2015007906 W KR2015007906 W KR 2015007906W WO 2016032135 A1 WO2016032135 A1 WO 2016032135A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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lens
mirror
curvature
incident
side mirror
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/007906
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김시호
박현빈
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority claimed from KR1020140178660A external-priority patent/KR101596601B1/ko
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Publication of WO2016032135A1 publication Critical patent/WO2016032135A1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02—Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/06—Rear-view mirror arrangements mounted on vehicle exterior
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/02—Rear-view mirror arrangements
    • B60R1/08—Rear-view mirror arrangements involving special optical features, e.g. avoiding blind spots, e.g. convex mirrors; Side-by-side associations of rear-view and other mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R1/00—Optical viewing arrangements; Real-time viewing arrangements for drivers or passengers using optical image capturing systems, e.g. cameras or video systems specially adapted for use in or on vehicles
    • B60R1/12—Mirror assemblies combined with other articles, e.g. clocks

Definitions

  • the present invention relates to a side mirror that allows the driver to view the image of the rear and rear, and more specifically, to reduce the protruding length of the existing side mirror and to improve the air resistance, the side using the lens and the reflective mirror that continuously changes the curvature It's about mirrors.
  • the side mirror of the vehicle is located next to the front door of the vehicle, and serves to secure the driver's both sides and the rear clock while driving.
  • 1 is a view showing a conventional side mirror.
  • 2 is a view illustrating a driver's viewing angle according to a side mirror and a room mirror structure of a conventional vehicle.
  • the side mirrors 3 and 4 are mounted on both sides of the front door of the vehicle as a device that allows the driver D to secure a rear clock and contribute to safe driving. Some vehicles have a side mirror attached to the side rather than the door.
  • the side mirrors 3 and 4 provide a visual indication of the situation behind the driver D when the vehicle 1 is about to change lanes or overtake other vehicles, or when the vehicle 1 is parked or reversed when turning left or right. It is used to confirm.
  • the side mirrors 3 and 4 of the vehicle 1 have a limited field of view, so that an unobservable blind spot is formed, so the risk of contact accident is very high.
  • the rear angle visible by the room mirror is excluded, and still a blind spot is formed.
  • the front view by the binocular of the driver D, the view by the two side mirrors 3 and 4 and the room mirror cannot cover all the view around the vehicle 1. That is, as shown in FIG. 1, blind spots are formed on both sides of the vehicle 1. Therefore, blind spots formed on both sides of the vehicle 1 are not likely to be seen by the driver D, and thus there is a high possibility of an accident.
  • the vehicle 1 is designed to be streamlined to reduce air resistance, which increases the air resistance of the side mirrors 3 and 4 during high-speed driving of the vehicle 1.
  • the structure of the side mirrors 3 and 4 which protrudes only these side mirrors 3 and 4 is not suitable for aerodynamics.
  • the fuel economy may be lowered due to the side mirrors 3 and 4 protruding on both sides of the vehicle 1.
  • the side mirrors 3 and 4 protruding from both sides of the vehicle 1 may collide with each other when the vehicle 1 is parked, and may cause a limitation in the appearance design of the vehicle 1.
  • the present invention is to solve the above problems, to provide a side mirror that can be integrally formed in the vehicle using a lens and a mirror and at the same time can eliminate the blind spot of the driver.
  • the present invention provides a side mirror that can minimize the air resistance by reducing the protrusion of the side mirror by using a lens and a mirror of the curvature continuously changing, and can prevent the damage to the side mirror due to contact accidents, etc. It is.
  • the present invention is to provide a side mirror that can reduce the distortion of the image formed on the planar mirror by using a lens including a plurality of radii of curvature.
  • a vehicle side mirror comprising: a lens having a concave shape of at least one of the incident surface and the exit surface while refracting light incident from the side and rear of the vehicle; And a reflection mirror for reflecting the light refracted by the lens to a driver's field of view, wherein the lens includes a lens axis of the incident surface and a lens axis of the exit surface arranged at a predetermined angle on an xy plane,
  • the surface provides a vehicle side mirror formed with a plurality of radii of curvature for causing the refracted light to be incident at equal intervals on the reflection mirror with respect to an incident angle difference of incident light incident at an equal incident angle.
  • the present invention for achieving the above object, includes a lens for refracting incident light and a mirror for reflecting the light refracted by the lens, the lens is incident light is incident and a predetermined radius of curvature
  • the incident surface and the refracted light is emitted and includes an emission surface formed with a plurality of radii of curvature, wherein the plurality of radii of curvature of the exit surface is the difference in the incident angle of the incident light incident at an equal incidence angle,
  • a side mirror having a radius of curvature for causing refracted light to enter the mirror at equal intervals.
  • a lens including an incident surface and an exit surface and a mirror for reflecting the light refracted by the lens, each of the incident surface and the exit surface
  • the radii of curvature are different from each other, and are formed in the longitudinal direction of the lens, and the emission surface is equally spaced between the refracted mirror and the reflection mirror with respect to an angle of incidence of incident light incident on the incident surface at an equal angle of incidence. It provides a side mirror formed with a plurality of radii of curvature to be incident to the.
  • the present invention by implementing a side mirror using a lens and a reflecting mirror that continuously changes the curvature, it is possible to minimize the blind spot of the driver, reduce the projection area of the side mirror to reduce the air resistance coefficient when driving the vehicle fuel economy Improvement can be achieved.
  • the present invention by reducing the size of the protrusion of the side mirror, it is possible to prevent the pedestrian injuries or the possibility of damage of the side mirror itself due to the accident of contact with the protruding side mirror.
  • the mirror portion of the side mirror is provided inside the vehicle, thereby increasing the effective area of the reflection mirror compared to the side mirror attached to the outside of the conventional vehicle, thereby expanding the driver's side and rear visible area.
  • 1 is a view showing a conventional side mirror.
  • FIG. 2 is a view illustrating a viewing angle of a driver according to a side mirror and a room mirror structure of a conventional vehicle.
  • FIG 3 is a view for explaining a vehicle side mirror according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a vehicle side mirror is mounted on a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining an angle at which the lens axis between the entrance and exit surfaces of the lens is twisted.
  • 6A to 6D are diagrams illustrating paths of light according to incident angles of light when the lens axes between the entrance and exit surfaces of the lens are shifted by 15 degrees.
  • FIG. 7 is a view illustrating a position of an image formed on a mirror along a path of light of FIGS. 6A to 6D.
  • FIG. 8 is a view for explaining a vehicle side mirror according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram for describing the curvature of the vehicle side mirror of the vehicle side mirror according to the present invention in more detail.
  • FIG. 10 is a graph illustrating a relationship between nine curvatures and an incident angle according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining an embodiment in which the curvature of the emission surface is continuous with respect to the incident angle by using interpolation.
  • FIG 12 and 13 are views for explaining a lens applied to a side mirror for a vehicle according to another embodiment of the present invention.
  • 14A to 14C are diagrams illustrating a state of use of a vehicle side mirror according to an embodiment of the present invention.
  • 15 and 16 are views for explaining a vehicle side mirror according to another embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a side mirror that reduces blind spots by using a lens and a mirror and reduces air resistance by reducing a portion protruding outside the vehicle.
  • the present invention can provide a side mirror capable of minimizing image distortion while at the same time achieving the above object.
  • the present invention provides a side mirror comprising a lens and a mirror that reflects light refracted through the lens.
  • the present invention by using a lens in which the lens axis of the entrance surface and the lens axis of the exit surface is twisted by a predetermined angle, or by using a lens formed so that the exit surface includes at least one radius of curvature, the image distortion formed in the mirror It can be minimized.
  • the side mirror according to the present invention can be used not only in a vehicle but also in other applications in which the side mirror is employed, and is not limited to a vehicle.
  • a case in which the side mirror according to the present invention is used in a car is described as an embodiment.
  • the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
  • FIG. 3 is a view for explaining a vehicle side mirror 300 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 shows an example in which the vehicle side mirror 300 is mounted on a vehicle according to an embodiment of the present invention Drawing.
  • FIG. 3 an embodiment in which the side mirror of the present invention is mounted on the left and right front doors is provided, but the position of the side mirror may be attached to the side wall of the vehicle, not the front door. Therefore, the scope of the present invention is not limited to that the side mirror shown in FIG. 3 is attached to the front door.
  • a vehicle side mirror 300 includes a lens 212 and a mirror 114.
  • the lens 212 refracts the light incident from the side and rear of the vehicle, and the mirror 114 reflects the light refracted by the lens 212 into the driver's field of view.
  • the side mirror 300 may be installed on the side body 105 of the vehicle.
  • the lens axis of the incident surface of the light and the lens axis of the exit surface are arranged at a predetermined angle on the x-y plane.
  • the lens axes of the entrance face and the exit face of the lens 212 are distorted, distortion of an image coming into the driver's field of view through the lens 212 and the mirror 114 may be reduced.
  • the lens 212 may have a concave shape, and more preferably, both the entrance and exit surfaces of the lens 212 may have a concave shape.
  • the lens 212 may include a concave aspherical lens or a concave Fresnel lens
  • the mirror 114 may include a planar mirror or a concave mirror.
  • the driver D may check light reflected from the mirror 114 via the lens 212 and identify an object on the side of the vehicle 100. Since the lens 212 can secure a wider range of view, the blind spot of the driver formed on both sides of the vehicle 100 can be eliminated. That is, the present invention collects light to the lens 212 using the lens 212 and the mirror 114, and then forms an image on the mirror 114, thereby securing a much wider range of field of view than a general side mirror. have.
  • a predetermined angle between the lens axis of the lens 212 incident surface and the lens axis of the exit surface may be between 5 and 20 degrees. This will be described in detail later.
  • FIG. 5 is a view for explaining an angle at which the lens axis between the entrance and exit surfaces of the lens is twisted.
  • R1 and R2 are the radii of curvature of the entrance face 212a and the exit face 212b of the lens 212, respectively, and ⁇ is a twist between the lens axis of the entrance face 212a and the lens axis of the exit face 212b. It's in degrees. That is, when the normal direction of one surface of the lens 212 is orthogonal to the y axis (parallel to the x axis), the normal direction of the other surface forms a predetermined angle ⁇ with respect to the x axis.
  • FIGS. 6A to 6D are diagrams illustrating paths of light according to incident angles of light when the lens axes between the entrance and exit surfaces of the lens 212 are shifted by 15 degrees.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a position of an image formed on a mirror along the light path of FIGS. 6A to 6D.
  • the radius of curvature R1 of the incident surface 212a of the lens 212 is 35 cm
  • the radius of curvature R2 of the exit surface 212b is 40 cm
  • the width of the mirror 114 is about 30 cm.
  • the mirror 114 is concave on the x-y plane, and the radius of curvature of the concave surface is 110 cm.
  • the curvature and the area of the mirror 114 may be designed based on the point where the reflected light in the range of 0 to 30 degrees is formed on the mirror 114.
  • the angle ⁇ the twisted angle of the lens axis between the incident surface 212a and the exit surface 212b is 0 degrees, that is, the lens axis is not twisted
  • the incident angle of light is 0 degrees, 10 degrees
  • the position of the image formed on the reflective surface of the mirror 114 becomes 28 cm, 26 cm, 23 cm, and 13 cm, respectively. Therefore, when the lens axis is not twisted, a portion where an image is formed at an angle of incidence of 0 to 20 degrees is concentrated on one side of the mirror 114, and distortion may occur severely.
  • the angle ⁇ which is the twist angle of the lens axis between the entrance face 212a and the exit face 212b
  • the incident angle of light is 0 degrees, 10 degrees, 20 degrees, 30 degrees, and thus half of the mirror 114.
  • the position of the image on the slope is 26.5cm, 22.5cm, 16cm and 8cm respectively.
  • the angle ⁇ which is the twist angle of the lens axis between the entrance face 212a and the exit face 212b
  • the incident angle of the light becomes 0 degrees, 10 degrees, 20 degrees, 30 degrees, and is formed on the mirror 114.
  • the image positions are 19 cm, 15 cm, 8 cm and 2 cm respectively.
  • the position of the image formed on the mirror 114 according to the incident angle of light is relatively even, and thus is formed on the mirror 114.
  • Image distortion may be reduced.
  • the lens axis of the light incident surface 212a and the lens axis of the emission surface 212b are arranged about 15 degrees, the position of the image formed on the mirror 114 according to the angle of incidence of the light is most uniform. It can be seen that the distortion of the image is least.
  • FIG 8 is a view for explaining a vehicle side mirror 300 according to another embodiment of the present invention.
  • the vehicle side mirror 300 may include a lens 212 that refracts incident light (incident light) and a mirror 114 that reflects light refracted by the lens 212.
  • the lens 212 includes an incident surface 212a in which light is incident and a predetermined radius of curvature, and a refracted light is emitted, and an emission surface 212b formed in a plurality of radius of curvature.
  • Mirror 114 may be a planar mirror in one embodiment.
  • the incident surface 212a may have a concave shape including one radius of curvature.
  • the radii of curvature of the incident surface 212a and the exit surface 212b are different radii of curvature formed on the xy plane, and the lens 212 may include a radius of curvature in the z-axis direction, which is illustrated in FIG. 12. This is explained in more detail below.
  • the x-y plane is a plane parallel to the longitudinal direction of the lens 212, and the z-axis direction, which is an axis perpendicular to the x-y plane, corresponds to the height direction of the lens 212. That is, the radius of curvature of the incident surface 212a and the exit surface 212b is formed in the longitudinal direction of the lens 212, and may include a radius of curvature in the height direction of the lens 212.
  • the emission surface 212b of the lens 212 includes a plurality of radii of curvature for incident light at equal angle intervals and refracted by the lens 212 to be incident on the plane mirror 114 at equal intervals.
  • the emission surface 212b is, as an example, refracted with respect to light incident at a constant incident angle interval (incident light), for example, when the incident angle is incident at intervals of 5 degrees from 0 to 40 degrees. It may include a plurality of radii of curvature to allow light to enter the planar mirror 114 at equal intervals.
  • the incident angle is an angle formed between the incident light beam and the vehicle wall (vehicle side) 105.
  • the emission surface 212b of the lens 212 is in the form of a continuous curved surface including a plurality of radius of curvature.
  • the emission surface 212b of the lens 212 may be a spherical lens whose curvature changes according to a specific position so that the refracted light is incident on the plane mirror 114 at equal intervals.
  • the light refracted by the lens 212 is reflected after being incident at equal intervals on the plane mirror 114, so that the image may be uniformly formed on the plane mirror 114, and eventually, The distortion of the image can be significantly reduced.
  • the light passing through the lens 212 according to the present invention is refracted and reflected from the planar mirror 114, so that the driver may secure a view of the vehicle rear side rear.
  • the driver may secure a viewing angle of 0 to 40 degrees without a blind spot, and the lens 212 may protrude up to about 7 cm out of the vehicle 100. A specific embodiment for this is described later in FIG.
  • the blind spot can be minimized and the driver's side rear view can be secured without protruding more than 20 cm outside as in the conventional side mirror.
  • the air resistance by the side mirror can be reduced, and the light refracted through the lens 212 is incident and reflected at equal intervals to the plane mirror 114, thereby minimizing image distortion can do.
  • the position of the lens 212 and the planar mirror 114, the degree of protrusion, the radius of curvature of the lens 212, and the size of the planar mirror 114 may vary.
  • FIG. 9 is a view for explaining the curvature of the vehicle side mirror 300 in the x-y plane according to the present invention in more detail.
  • each of 0 degrees, 5 degrees to 40 degrees represents an incident angle of incident light.
  • the angle of the x-axis and the plane mirror 114 may be designed to be 10 degrees, and the angle of the straight line and the x-axis perpendicular to the reference line (lens axis of the exit surface 212b), which will be described later, may be designed to be 80 degrees. have.
  • the radius of curvature R1 of the incident surface 212a is 80 cm in one embodiment and the width of the planar mirror 114 is 18 cm.
  • the emission surface 212b may be designed to include nine curvature radii (42 cm, 45 cm, 56 cm, 70 cm, 130 cm, 200 cm, -1000 cm, -147 cm) as an embodiment.
  • the center of the curvature circle is positioned at a reference line inclined by 10 degrees with respect to the lens axis of the incident surface 212a with respect to the curvature of the lens of the emission surface 212b.
  • the lens axis of the incident surface 212a means the optical axis of the incident surface 212a.
  • the reference line is the axis where the centers of the curvature circles of the exit face lens are located.
  • the negative curvature indicates that the center of the circle is above the baseline outside the vehicle, and the plus value is above the baseline inside the vehicle.
  • the optical axis of the entrance surface 212a lens and the optical axis of the exit surface 212b lens should be designed to be inclined at an angle to each other, and when the lens is made of glass, plastic, or the like having a refractive index of about 1.3 to 1.5, Preferably, the angle between the two axes may have a value between 1 degree and 20 degrees.
  • FIG. 10 is a graph showing a relationship between nine curvatures and an incident angle according to an embodiment of the present invention, wherein the curvature is calculated as an inverse of the radius of curvature (1 / curvature radius, that is, 1 / R1).
  • the discontinuity function can be changed into a continuous function form, or a continuous function can be found through interpolation, and the curvature of the emission surface 212b can be designed using the continuous function.
  • FIG. 10 illustrates an embodiment in which the incident angle is a discrete function. However, when the incident angle is a continuous function, the curvature of the emission surface 212b may be continuously changed.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment in which the curvature of the emission surface is continuous by using interpolation when the incident angles are continuous.
  • it is proposed to calculate the curvature of the exit surface as a continuous function by setting the incident angle at 5 degree intervals.
  • the interval of incident light may be reduced to 5 degrees or less.
  • the curvature of the exit surface 212b can be calculated by inverse transformation so that light (incident ray) in the 0-40 degree field of view is uniformly formed on the plane mirror 114, and the exit surface 212b has a curvature according to a specific position. It may be of varying form.
  • the emission surface 212b emits refracted light, and the light emitted by the plurality of radii of curvature is incident on the plane mirror 114 at equal intervals.
  • the radius of curvature of the exit surface 212b may be variously designed so that the emitted light may be incident on the plane mirror 114 at equal intervals, and the angle of the lens axis of the entrance surface 212a and the plane mirror 114 may be adjusted. It may be designed in consideration.
  • the centers of the plurality of radii of curvature of the exit surface 212b are positioned on a reference line that differs from the lens axis of the incident surface 212a by a predetermined angle, where the preset angle may be 10 degrees.
  • the angle of the lens axis and the reference line of the incident surface 212a may be variously designed according to an embodiment, and the size and position of the image formed on the plane mirror 114 may vary depending on the angle of the lens axis and the reference line of the incident surface 212a. Can be variable.
  • FIG 12 and 13 are views for explaining a lens 212 applied to a vehicle side mirror according to another embodiment of the present invention.
  • the lens 212 illustrated in FIG. 12 has a shape including a radius of curvature formed on an x-y plane and a radius of curvature in the z-axis direction.
  • the x-y plane is a plane parallel to the longitudinal direction of the lens 212
  • the z-axis direction perpendicular to the x-y plane is parallel to the height direction of the lens 212. That is, the lens 212 includes a radius of curvature formed in the longitudinal direction and the height direction of the lens 212.
  • the incident surface 212a and the exit surface 212b of the lens 212 include the curvature radii R3 and R4 in the z-axis direction (the height direction of the lens 212).
  • the z-axis radius of curvature R3 of the surface 212a and the z-axis radius of curvature R4 of the emission surface 212b may be different from each other.
  • the lens 212 has a radius of curvature in the z-axis direction (the height direction of the lens 212), so that an image formed on the plane mirror 114 is in the z-axis direction (the lens 212). Height direction), and the driver's z-axis field of view may be widened.
  • FIG. 13A is a diagram showing a case in which a lens of a form that does not include a radius of curvature in the z-axis direction (the height direction of the lens 212) is used
  • FIG. 13B is a z-axis direction (lens ( 212) shows a case in which a lens of a form including a radius of curvature of the height direction 212 is used.
  • the curvature in the z-axis direction (the height direction of the lens 212)
  • the same field of view can be ensured even through the planar mirror 114 of a smaller area.
  • the radius of curvature in the z-axis direction may be variously designed according to the embodiment.
  • the area of the planar mirror 114 may be determined according to the radius of curvature formed on the x-y plane and the radius of curvature in the z-axis direction (the height direction of the lens 212). More specifically, the width of the planar mirror 114 may be determined according to the radius of curvature formed on the xy plane, and the height of the planar mirror 114 may be determined according to the radius of curvature of the z-axis direction (the height direction of the lens 212). Can be determined.
  • 14A to 14C are views illustrating a state of use of the vehicle side mirror 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle side mirror 300 may further include a driving motor 116 for rotating the lens 212 and the planar mirror 114. By rotating the driving motor 116, the lens 212 and the plane mirror 114 may be moved to fold the vehicle side mirror 300.
  • the vehicle side mirror 300 may be folded at the angle B of FIG. 14B, thereby further reducing air resistance of the vehicle 100.
  • the driving motor 116 is further rotated to move the vehicle side mirror 300 toward the side vehicle body 105 (car wall) as shown in FIG. 14C. You can make it invisible. Therefore, when the vehicle 100 is not used, the side mirror 300 may be inserted and not visible, and the operation of the side mirror 300 may be applied to a vehicle such as an electric vehicle that is currently commercially available.
  • 15 is a view for explaining a vehicle side mirror according to another embodiment of the present invention.
  • the lens 212 and the planar mirror 114 of FIG. 15 may be separately adjusted.
  • the lens 212 is fixedly attached at a predetermined angle from the vehicle wall 105, and the position or angle of the flat mirror 114 may be adjusted.
  • the longitudinal axis of the planar mirror 114 is parallel to the x-y plane and the height axis of the mirror 114 is parallel to the z axis.
  • the planar mirror 114 may rotate about a length axis or a height axis of the planar mirror 114.
  • an area in which the input image of the incident angle is refracted by the lens 212 and reflected on the planar mirror 114 may be adjusted.
  • Rotating the planar mirror 114 about the length axis of the planar mirror 114 can adjust the upper and lower ranges on the input. Rotating the planar mirror 114 around the height axis of the planar mirror 114 allows input from the car wall surface. The left and right range of the image may be adjusted.
  • the length axis or height axis of the planar mirror 114 may be rotated by the drive motor 116 or by attraction.
  • the driver's preferred viewing area in the rear and rear can be adjusted by the driver.
  • 16 is a view illustrating a vehicle side mirror according to another embodiment of the present invention.
  • the side mirror described in FIG. 16 includes a housing 900 in the side mirror 300 described above.
  • the lens 212 may be installed to protrude out of the vehicle 100, and the housing 900 may reduce air resistance that may occur due to the lens 212.
  • Conventional side mirrors also include a housing that reduces air resistance, but it is desirable to minimize the housing because air resistance by the housing itself also exists.
  • the housing surrounding the lens 212 may also be much smaller than that of the related art. It can reduce the air resistance.

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Abstract

곡률이 연속적으로 변화하는 렌즈 및 반사 거울을 이용하는 사이드 미러에 관한 기술이 개시된다. 개시된 사이드 미러는, 입사광을 굴절시키는 렌즈 및 상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하며, 상기 렌즈는 상기 입사광이 입사되며 기 설정된 곡률 반경으로 형성된 입사면 및 상기 굴절된 빛이 출사되며, 복수의 곡률 반경으로 형성된 출사면을 포함한다.

Description

사이드 미러
본 발명은 측후방의 영상을 운전자가 볼 수 있는 사이드 미러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기존 사이드 미러의 돌출 길이 축소 및 공기 저항 개선을 위해, 곡률이 연속적으로 변화하는 렌즈 및 반사 거울을 이용한 사이드 미러에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 사이드 미러는 차량의 프론트 도어의 옆에 위치하고 있으며, 운전 중 운전자에게 차량의 양측방 및 후방시계를 확보할 수 있도록 하는 역할을 한다.
도 1은 종래의 사이드 미러를 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 종래의 차량의 사이드 미러 및 룸 미러 구조에 따른 운전자의 시야각을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 운전자(D)가 후방의 시계를 확보하여 안전 운행에 기여할 수 있는 장치로 사이드 미러(3, 4)가 차량의 프론트 도어 양쪽에 각각 장착되어 있다. 일부 차량은 사이드 미러가 도어가 아닌 측면에 부착되는 경우도 있다. 사이드 미러(3, 4)는 차량(1)의 주행시 차선 변경이나 다른 차량을 추월하고자 할 때, 또는 좌회전이나 우회전시 차량(1)의 주차나 후진시 운전자(D)가 후방의 상황을 시각적으로 확인할 수 있도록 사용된다.
그러나, 차량(1)의 사이드 미러(3, 4)는 시계 범위가 제한되어 있어서 관측 불가능한 사각 지대가 형성됨으로써 접촉 사고의 위험성이 매우 높다. 또한, 차량(1)의 내부에 설치된 룸 미러를 사용하더라도 룸 미러에 의해 볼 수 있는 후방각이 제외되어 있어 여전히 사각 지대가 형성된다. 운전자(D)의 두 눈에 의한 전방 시야, 두 사이드 미러(3, 4) 및 룸미러에 의한 시야만으로는 차량(1) 주변의 모든 시야를 커버할 수 없다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 양 측면에 사각지대(Blind Spot)가 형성된다. 그리하여, 차량(1)의 양 측면에 형성되는 사각지대(Blind Spot)는 운전자(D)가 보지 못하여 사고가 발생할 가능성이 높다.
또한, 차량(1)의 대부분의 디자인은 공기저항을 줄이는 유선형으로 설계되는데, 차량(1)의 고속 주행 시 사이드 미러(3, 4) 부분의 공기저항이 증가한다. 이러한 사이드 미러(3, 4)만 튀어나온 사이드 미러(3, 4)의 구조는 공기 역학에도 적합하지 않은 구조이다. 그리하여, 차량(1)의 양 측면에 튀어나온 사이드 미러(3, 4)로 인해 연비가 저하될 수 있다. 그리고, 차량(1)의 양 측면에 튀어나온 사이드 미러(3, 4)는 차량(1)의 주차 시 부딪힐 염려가 있고, 차량(1)의 외관 디자인에도 제약을 초래할 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 렌즈 및 거울을 이용하여 차량에 일체로 형성됨과 동시에 운전자의 사각 지대를 없앨 수 있는 사이드 미러를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 곡률이 연속적으로 변화하는 렌즈 및 거울을 이용하여 사이드 미러의 돌출부를 줄여 공기 저항을 최소화하고, 접촉 사고 등으로 인한 사이드 미러의 파손 등을 미연에 방지할 수 있는 사이드 미러를 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 복수의 곡률 반경을 포함하는 렌즈를 이용하여 평면 거울에 맺히는 상의 왜곡을 감소시킬 수 있는 사이드 미러를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차량용 사이드 미러에 있어서, 차량의 측후방에서 입사되는 빛을 굴절시키며 입사면 및 출사면 중 적어도 하나의 면이 오목한 형태의 렌즈; 및 상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 운전자의 시야로 반사시키는 반사 거울을 포함하며, 상기 렌즈는, x-y 평면 상에서 상기 입사면의 렌즈축과 상기 출사면의 렌즈축이 소정 각도 틀어져 배치되며, 상기 출사면은, 균등한 입사 각도로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 반사 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경으로 형성된, 차량용 사이드 미러를 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 입사광을 굴절시키는 렌즈 및 상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하며, 상기 렌즈는 상기 입사광이 입사되며 기 설정된 곡률 반경으로 형성된 입사면 및 상기 굴절된 빛이 출사되며, 복수의 곡률 반경으로 형성된 출사면을 포함하며, 상기 출사면의 복수의 곡률 반경은 균등한 입사 각도로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 곡률 반경인 사이드 미러를 제공한다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 입사면 및 출사면을 포함하는 렌즈 및 상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하며, 상기 입사면 및 출사면 각각의 곡률 반경은 서로 다르고, 상기 렌즈의 길이 방향으로 형성되며, 상기 출사면은, 균등한 입사 각도로 상기 입사면으로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 반사 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경으로 형성된 사이드 미러를 제공한다.
본 발명에 따르면, 곡률이 연속적으로 변화하는 렌즈 및 반사 거울을 이용하여 사이드 미러를 구현함으로써, 운전자의 사각지대를 최소화할 수 있고, 사이드 미러의 돌출부 면적을 줄여 차량 주행시 공기 저항 계수가 감소하여 연비 향상을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 사이드 미러의 돌출부 크기를 줄임으로써, 돌출된 사이드 미러와의 접촉 사고로 인한 보행자의 부상이나 사이드 미러 자체의 파손 가능성 등을 미연에 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 복수의 곡률 반경으로 형성된 출사면을 포함하는 렌즈를 이용함으로써, 평면 거울에 맺히는 상의 왜곡을 최소화할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 사이드 미러의 거울 부분이 차량 내부에 설치됨으로써, 종래 차량의 외측에 부착되는 사이드 미러에 비하여 반사 거울의 유효 면적을 증가시켜서 운전자의 측후방 가시 영역을 확대시킬 수 있다.
도 1은 종래의 사이드 미러를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 차량의 사이드 미러 및 룸 미러 구조에 따른 운전자의 시야각을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러가 차량에 장착된 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 렌즈의 입사면과 출사면의 렌즈 축이 틀어진 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 렌즈의 입사면 및 출사면 간의 렌즈축이 15도 틀어져 있는 경우에, 빛의 입사각에 따른 빛의 경로를 각각 도시한 도면이다.
도 7은 도 6a 내지 도 6d의 빛의 경로에 따른 거울에 맺히는 상의 위치를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 사이드 미러의 x-y 평면에 대한 곡률을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예 따른 9개의 곡률과 입사각과의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다.
도 11은 보간법(interpolation)을 사용하여 출사면의 곡률이 입사각에 대하여 연속하도록 설계하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러에 적용되는 렌즈를 설명하기 위한 도면이다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드 미러의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 15 및 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 렌즈와 거울을 이용하여 사각 지대를 감소시키며, 차량 외부로 돌출되는 부분을 줄여 공기 저항을 감소시킬 수 있는 사이드 미러에 대한 발명이다. 특히, 본 발명은 전술된 목적을 달성함과 동시에 상의 왜곡을 최소화할 수 있는 사이드 미러를 제공할 수 있다.
본 발명은 렌즈 및 렌즈를 통해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하는 사이드 미러를 제공한다. 이 때, 본 발명은 입사면의 렌즈축과 출사면의 렌즈축이 소정 각도 비틀어진 렌즈를 이용하거나, 출사면이 적어도 하나 이상의 곡률 반경을 포함하도록 형성된 렌즈를 이용함으로써, 거울에 맺히는 상의 왜곡을 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 사이드 미러는 차량뿐만이 아니라 사이드 미러가 채용되는 다른 응용 분야에서도 다양한 용도로 이용될 수 있으며, 차량 용도로 제한되지 않는다. 이하에서는 본 발명에 따른 사이드 미러가 차랑에 이용되는 경우가 일실시예로서 설명된다. 이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)를 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)가 차량에 장착된 일례를 도시한 도면이다. 도 3에서는 본 발명의 사이드 미러가 좌우측 프론트 도어에 장착되는 실시예를 제시하였으나, 차량의 설계에 따라서 사이드 미러의 위치는 프론트 도어가 아닌 차량의 측벽에 부착이 가능하다. 따라서, 도3에서 제시한 사이드 미러가 프론트 도어에 부착되는 것으로 본 발명의 범위가 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)는 렌즈(212) 및 거울(114)를 포함한다. 렌즈(212)는 차량의 측후방에서 입사되는 빛을 굴절시키며, 거울(114)은 렌즈(212)에 의해 굴절된 빛을 운전자의 시야로 반사시킨다. 이러한 사이드 미러(300)는 차량의 측면 차체(105)에 설치될 수 있다.
이때, x-y 평면 상에서 빛의 입사면의 렌즈축과 출사면의 렌즈축이 소정 각도 틀어져 배치된다. 렌즈(212)에서 입사면 및 출사면의 렌즈축이 틀어져 있음으로써, 렌즈(212) 및 거울(114)을 통해 운전자의 시야로 들어오는 상의 왜곡이 감소될 수 있다.
또한, 렌즈(212)의 입사면 및 출사면 중 적어도 하나의 면이 오목한 형상을 가질 수 있으며, 더 바람직하게는 렌즈(212)의 입사면 및 출사면이 모두 오목한 형상을 가질 수 있다. 이 때, 렌즈(212)는 오목 비구면 렌즈 또는 오목 프레넬 렌즈를 포함할 수 있고, 거울(114)은 평면 거울 또는 오목 거울을 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 운전자(D)는 렌즈(212)를 거쳐 거울(114)에서 반사된 빛을 확인하고 차량(100) 측면의 물체를 식별할 수 있다. 렌즈(212)가 더 넓은 범위의 시야를 확보할 수 있도록 하므로, 차량(100)의 양 측면에 형성되는 운전자의 사각 지대(Blind Spot)가 해소될 수 있다. 즉, 본 발명은 렌즈(212) 및 거울(114)을 이용하여 렌즈(212)로 빛을 모아준 후 거울(114)에 상이 맺히게 함으로써, 일반적인 사이드 미러에 비해 훨씬 넓은 범위의 시야를 확보할 수 있다.
특히, 렌즈(212)에서 입사면의 렌즈축과 출사면의 렌즈축이 서로 틀어져 있어, 운전자의 시야로 들어오는 상의 왜곡을 줄일 수 있다. 이때, 렌즈(212) 입사면의 렌즈축과 출사면의 렌즈축이 서로 틀어진 소정 각도가 5 내지 20도 사이일 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 상세히 살펴 보도록 한다.
도 5는 렌즈의 입사면과 출사면의 렌즈 축이 틀어진 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 R1 및 R2는 각각 렌즈(212)의 입사면(212a) 및 출사면(212b)의 곡률 반경이고, θ는 입사면(212a)의 렌즈축과 출사면(212b)의 렌즈축 간의 비틀어진 각도이다. 즉, 렌즈(212)의 일면의 법선 방향이 y축과 직교할 때(x축과 평행), 타면의 법선방향은 x축에 대해 소정의 각도 θ를 이루고 있다.
도 6a 내지 도 6d는 렌즈(212)의 입사면 및 출사면 간의 렌즈축이 15도 틀어져 있는 경우에, 빛의 입사각에 따른 빛의 경로를 각각 도시한 도면이다. 또한, 도 7은 도 6a 내지 도 6d의 빛의 경로에 따른 거울에 맺히는 상의 위치를 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6에서 렌즈(212)의 입사면(212a)의 곡률 반경(R1)은 35cm, 출사면(212b)의 곡률 반경(R2)은 40cm이며, 거울(114)의 너비는 약 30cm이다. 또한, 거울(114)은 x-y 평면 상에서 오목하고, 오목한 면의 곡률 반경은 110cm 이다. 이때, 거울(114)의 곡률과 면적은 0~30도 범위의 반사광이 거울(114)에 맺히는 지점을 기준으로 설계될 수 있다.
이러한 조건 하에서, 렌즈(212)로 입사되는 빛의 입사각이 0도(도 6a), 10도(도 6b), 20도(도 6c), 30도(도 6d)인 경우, 입사각이 증가할수록 거울(114)에 맺히는 상의 위치는 운전자로부터 멀어지며, 렌즈(212)와 거울(114)이 맡닿아 있는 지점으로부터 각각 22cm(V0), 17cm(V10), 11cm(V20), 5cm(V30) 지점이 된다. 그러므로, 도 7에 도시된 바와 같이, 거울(114)에 맺히는 상의 간격이 입사각에 따라 균등함을 알 수 있으며, 따라서 거울(114)에 맺히는 상의 왜곡이 크지 않다.
이에 반해, 입사면(212a) 및 출사면(212b) 간에 렌즈축의 비틀어진 각도인 θ가 0도인 경우, 즉 렌즈축을 틀지 않은 경우, 도면에 도시되지는 않았지만 빛의 입사각이 0도, 10도, 20도, 30도로 됨에 따라, 거울(114)의 반사면에 맺히는 상의 위치는 각각 28cm, 26cm, 23cm, 13cm 지점이 된다. 그러므로, 렌즈축을 틀지 않은 경우에는 입사각이 0~20도에서 상이 맺히는 부분이 거울(114)의 한쪽에 몰려 있어 왜곡이 심하게 발생할 수 있다.
또한, 입사면(212a) 및 출사면(212b) 간에 렌즈축의 비틀어진 각도인 θ가 5도인 경우, 빛의 입사각이 0도, 10도, 20도, 30도로 됨에 따라, 거울(114)의 반사면에 맺히는 상의 위치는 각각 26.5cm, 22.5cm, 16cm, 8cm 지점이 된다. 그리고, 입사면(212a) 및 출사면(212b) 간에 렌즈축의 비틀어진 각도인 θ가 20도인 경우, 빛의 입사각이 0도, 10도, 20도, 30도로 됨에 따라, 거울(114)에 맺히는 상의 위치는 각각 19cm, 15cm, 8cm, 2cm 지점이 된다.
즉, 입사면(212a)의 렌즈축과 출사면(212b)의 렌즈축이 소정 각도 틀어져 있을 경우, 빛의 입사각에 따른 거울(114)에 맺히는 상의 위치가 비교적 균등하며 따라서 거울(114)에 맺히는 상의 왜곡이 줄어들 수 있다. 특히, 빛의 입사면(212a)의 렌즈축과 출사면(212b)의 렌즈축이 15도 정도 틀어져 배치된 경우, 빛의 입사각에 따른 거울(114)에 맺히는 상의 위치가 가장 균등하므로 이 때, 상의 왜곡이 가장 적음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)는 입사되는 빛(입사광)을 굴절시키는 렌즈(212) 및 렌즈(212)에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울(114)을 포함하며, 렌즈(212)는 빛이 입사되며 기 설정된 곡률 반경으로 형성된 입사면(212a) 및 굴절된 빛이 출사되며, 복수의 곡률 반경으로 형성된 출사면(212b)을 포함한다. 거울(114)은 일실시예로서 평면 거울일 수 있다.
입사면(212a)은 하나의 곡률 반경을 포함하는 오목한 형태일 수 있다. 여기서, 입사면(212a) 및 출사면(212b)의 곡률 반경은 x-y 평면 상에서 형성되는 서로 다른 곡률 반경이며, 렌즈(212)는 z축 방향의 곡률 반경을 포함하는 형태일 수 있는데, 이는 도 12에서 보다 자세히 설명된다. x-y 평면은 렌즈(212)의 길이 방향과 평행한 평면이며, x-y 평면과 수직한 축인 z축 방향은 렌즈(212)의 높이 방향과 대응된다. 즉, 입사면(212a) 및 출사면(212b)의 곡률 반경은 렌즈(212)의 길이 방향으로 형성되며, 렌즈(212)의 높이 방향의 곡률 반경을 포함할 수 있다.
렌즈(212)의 출사면(212b)은, 등각도 간격으로 입사되어 렌즈(212)에 의하여 굴절된 빛이 평면 거울(114)에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경을 포함한다. 여기서, 출사면(212b)은 일실시예로서, 일정한 입사 각도 간격으로 입사된 빛(입사광)에 대해서, 예를 들어 입사각도가 0~40도 범위에서 5도 간격으로 입사된 경우에, 굴절된 빛이 평면 거울(114)에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경을 포함할 수 있다. 입사각은 입사 광선과 차 벽(차량 측면, 105)이 이루는 각도이다.
즉, 렌즈(212)의 출사면(212b)은, 복수의 곡률 반경을 포함하는 연속된 곡면의 형태이다. 렌즈(212)의 출사면(212b)은 굴절된 빛이 평면 거울(114)에 등간격으로 입사되도록, 특정 위치에 따라 곡률이 변하는 구면 렌즈일 수 있다.
즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 렌즈(212)에 의해 굴절된 빛은 평면 거울(114)에 등간격으로 입사된 후 반사되며, 따라서 평면 거울(114)에 상이 균등하게 맺힐 수 있고 결국, 상의 왜곡이 현저하게 감소될 수 있다.
또한 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(212)를 통과한 빛이, 굴절되어 평면 거울(114)에서 반사됨으로써, 운전자는 차량(100) 측후방의 시야를 확보할 수 있다. 이 때, 도 8에 도시된 바와 같이, 운전자는 사각 지대 없이 0~40도의 시야각을 확보할 수 있으며, 렌즈(212)는 최대 7cm 정도 차량(100) 외부로 돌출될 수 있다. 이를 위한 구체적 실시예는 도 5에서 후술된다.
결국 본 발명에 따르면, 종래 사이드 미러와 같이 20cm이상 외부로 돌출됨이 없이도, 사각지대를 최소화하며, 운전자의 측 후방 시야를 확보할 수 있다. 또한 외부로 돌출되는 길이를 최소화함으로써, 사이드 미러에 의한 공기 저항을 감소시킬 수 있으며, 렌즈(212)를 통해 굴절된 빛이 평면 거울(114)에 등간격으로 입사되어 반사됨으로써, 상의 왜곡을 최소화할 수 있다.
한편, 다양한 설계 변경을 통해, 렌즈(212) 및 평면 거울(114)의 위치, 돌출 정도, 렌즈(212)의 곡률 반경 및 평면 거울(114)의 크기는 달라질 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 차량용 사이드 미러(300)의 x-y 평면에 대한 곡률을 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9에서는 렌즈를 굴절률이 1.49인 아크릴로 제작하는 경우, 0도에서 5도 간격으로 40도까지의 입력상이, 수평에 대해서 10도 기울어진 반사 거울에 균등하게 입사되기 위한 각 입력 각도에 대한 렌즈의 곡률 설계의 실시예가 설명된다. 도 9에서 0도, 5도 내지 40도 각각은 입사광선의 입사각을 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, x축과 평면 거울(114)의 각도는 10도, 후술되는 기준선(출사면(212b)의 렌즈축)과 수직이되는 직선과 x축의 각도는 80도로 설계될 수 있다. 입사면(212a)의 곡률 반경(R1)은 일실시예로서 80cm이고 평면 거울(114)의 너비는 18cm이다. 그리고 출사면(212b)은 일실시예로서 9개의 곡률 반경(42cm, 45cm, 56cm, 70cm, 130cm, 200cm, -1000cm, -147cm)을 포함하는 형태로 설계될 수 있다.
도 9에서는 출사면(212b) 렌즈의 곡률에 대해, 입사면(212a)의 렌즈 축에 10도 기울어진 기준선에 곡률 원의 중심이 위치하도록 설계한 실시예이다. 여기서 입사면(212a)의 렌즈 축은 입사면(212a)의 광축을 의미한다. 기준선은 출사면 렌즈의 곡률 원들의 중심이 위치하는 축이 된다. 도 9에서 마이너스 곡률은 원의 중심이 차량외부의 기준선 위에 존재함을, 플러스 값은 차량 내부의 기준선 위에 존재함을 나타낸다. 입사면(212a) 렌즈의 광축과 출사면(212b) 렌즈의 광축은 서로 일정 각도 기울어 지도록 설계하여야 하며, 렌즈를 굴절률이 1.3 내지 1.5 정도의 값을 갖는 유리, 프라스틱 등을 재질로 설계하는 경우에는, 바람직하게는 두축의 각도는 1도에서 20도 사이의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른, 입사각 0도에서 40도에 대하여 5도 균등 간격으로 설정된 입사지점의 9개의 곡률과 입사각과의 관계는 도 10에서 보다 자세히 설명된다. 도 10은 본 발명의 일실시예 따른 9개의 곡률과 입사각과의 관계를 그래프로 나타낸 도면으로서, 여기서 곡률은 곡률 반경의 역수(1/곡률 반경, 즉 1/R1)로 계산된다. 입사각 구간을 작게 만들어, 불연속 함수를 연속 함수 형태로 변경하거나 또는 보간법을 통해 연속함수를 찾아내고, 연속함수를 이용하여 출사면(212b)의 곡률을 설계할 수 있다. 도 10은 입사 각도가 이산 함수(discrete)인 경우의 실시 예이지만, 입사각이 연속 함수일 때, 출사면(212b)의 곡률은 연속적으로 변화하도록 설계할 수 있다.
도 11은 입사각이 연속되는 경우 보간법(interpolation)을 사용하여 출사면의 곡률이 연속하도록 설계한 실시 예를 제시하고 있다. 도 11의 실시 예에서는 입사각을 5도 간격으로 설정하여 출사면의 곡률을 연속함수로 계산하는 것이 제시되었다. 렌즈 설계시에 더 정밀하게 곡률을 연속 함수로 계산하기 위해서는 입사광의 간격을 5도 이하로 줄이면 되며, 이러한 응용 설계는 본 특허의 실시 예를 참고하면, 통상의 지식을 가진 설계자에 의하여 용이하게 실시하는 것이 가능하다.
0~40도 시야의 빛(입사 광선)이 평면 거울(114)에 균등하게 맺힐 수 있도록 역변환을 통해 출사면(212b)의 곡률을 계산할 수 있으며, 출사면(212b)은 특정 위치에 따라 곡률이 변하는 형태일 수 있다.
출사면(212b)은 굴절된 빛을 출사시키며, 복수의 곡률 반경에 의해 출사되는 빛은 평면 거울(114)에 등간격으로 입사된다. 출사면(212b)의 곡률 반경은 출사되는 빛이 평면 거울(114)에 등간격으로 입사될 수 있도록 다양하게 설계될 수 있으며, 입사면(212a)의 렌즈 축과 평면 거울(114)의 각도를 고려하여 설계될 수 있다.
출사면(212b)의 복수의 곡률 반경의 중심은 입사면(212a)의 렌즈 축과 기 설정된 각도만큼 차이나는 기준선 상에 위치하며, 여기서, 기 설정된 각도는 10도일 수 있다. 입사면(212a)의 렌즈 축과 기준선의 각도는 실시예에 따라 다양하게 설계될 수 있으며, 입사면(212a)의 렌즈 축과 기준선의 각도에 따라 평면 거울(114)에 맺히는 상의 크기 및 위치가 가변될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러에 적용되는 렌즈(212)를 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 렌즈(212)는 x-y 평면 상에 형성되는 곡률 반경 및 z축 방향의 곡률 반경을 포함하는 형태이다. x-y 평면은 렌즈(212)의 길이 방향과 평행한 평면이며, x-y평면에 수직인 z축 방향은 렌즈(212)의 높이 방향과 평행하다. 즉, 렌즈(212)는 렌즈(212)의 길이 방향 및 높이 방향으로 형성된 곡률 반경을 포함한다. 보다 구체적으로 렌즈(212)의 입사면(212a) 및 출사면(212b)는 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경(R3, R4)을 포함하는 형태이며, 이 때, 입사면(212a)의 z축 곡률 반경(R3) 및 출사면(212b)의 z축 곡률 반경(R4)은 서로 상이할 수 있다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 렌즈(212)는 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경을 가짐으로써, 평면 거울(114)에 맺히는 상이 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)으로 축소되며, 운전자의 z축 시야가 넓어질 수 있다.
도 13(a)는 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경을 포함하지 않는 형태의 렌즈가 사용된 경우를 도시하는 도면이며, 도 13(b)는 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경을 포함하는 형태의 렌즈가 사용된 경우를 도시하는 도면이다. 평면 거울(114)에 맻힌 상을 확대해보면, 도 13(b)의 경우, 차량 후방의 나무가 모두(T2) 평면 거울(114)에 표시되며, 도 13(b)와 동일한 평면 거울(114)을 사용하는 도 13(a)의 경우, 차량 후방의 나무 중 줄기 부분(T1)이 평면 거울(114)에 표시되지 않다.
따라서, 본 발명에 따르면, z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률을 이용함으로써 보다 적은 면적의 평면 거울(114)을 통해서도 동일한 시야를 확보할 수 있다.
z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경은 실시예에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 그리고, x-y 평면 상에 형성되는 곡률 반경 및 z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경에 따라 평면 거울(114)의 면적이 결정될 수 있다. 보다 구체적으로 x-y 평면 상에 형성되는 곡률 반경에 따라 평면 거울(114)의 너비가 결정될 수 있으며, z축 방향(렌즈(212)의 높이 방향)의 곡률 반경에 따라 평면 거울(114)의 높이가 결정될 수 있다.
도 14a 내지 도 14c는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)의 사용 상태를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 사이드 미러(300)는 렌즈(212) 및 평면 거울(114)을 회전시키는 구동 모터(116)를 더 포함할 수 있다. 구동 모터(116)의 회전에 의해 렌즈(212) 및 평면 거울(114)을 이동시켜 차량용 사이드 미러(300)를 접을 수 있다.
예를 들어, 도 14a의 A 각도에서 구동 모터(116)를 회전시켜 도 14b의 B 각도로 차량용 사이드 미러(300)를 접을 수 있어 차량(100)의 공기 저항을 더 줄일 수 있다. 그리고, 차량(100)이 주차 등의 이유로 운행되지 않는 경우, 구동 모터(116)를 더 회전시켜 도 14c에 도시한 바와 같이 차량용 사이드 미러(300)를 측면 차체(105, 차 벽) 쪽으로 이동시켜 보이지 않도록 할 수 있다. 그러므로, 차량(100)을 사용하지 않을 시에는 사이드 미러(300)를 집어 넣어 보이지 않도록 할 수 있고, 이러한 사이드 미러(300)의 동작은 현재 시판되고 있는 전기차 등의 차량에도 적용될 수 있을 것이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러를 설명하기 위한 도면이다.
도 14에서 설명된 것과 달리, 도 15의 렌즈(212) 및 평면 거울(114)은 분리되어 조절될 수 있다. 렌즈(212)는 차 벽(105)으로부터 소정 각도 틀어져서 고정되어 부착되어 있고, 평면 거울(114)의 위치 또는 각도가 조절될 수 있다. 평면 거울(114)의 길이축은 x-y 평면과 평행하고 거울(114)의 높이축은 z 축과 평행하다.
평면 거울(114)은 일실시예로서, 평면 거울(114)의 길이축 또는 높이축을 중심으로 회전할 수 있다. 평면 거울(114)의 길이축 또는 높이축을 중심으로 거울을 회전시키면 입사각의 입력 영상이 렌즈(212)에 의해 굴절되어 평면 거울(114)에 반사되는 영역을 조절할 수 있다. 평면 거울(114)의 길이축을 중심으로 평면 거울(114)을 회전시키면 입력 상의 상하 범위가 조절될 수 있으며, 평면 거울(114)의 높이축을 중심으로 평면 거울(114)을 회전시키면 차 벽면으로부터 입력 상의 좌우 범위가 조절될 수 있다.
평면 거울(114)의 길이축 또는 높이축은 구동 모터(116) 또는 인력에 의해 회전될 수 있다. 결국, 본 발명에 따르면 운전자가 선호하는 측후방의 가시 영역이 운전자에 의해 조절될 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 사이드 미러를 도시한 도면이다.
도 16에서 설명되는 사이드 미러는, 전술된 사이드 미러(300)에 하우징(900)을 포함한다. 렌즈(212)는 차량(100) 외부로 돌출되어 설치될 수 있는데, 하우징(900)은 렌즈(212)로 인해 발생할 수 있는 공기 저항을 감소시킬 수 있다.
종래 사이드 미러의 경우도 공기 저항을 감소시키는 하우징을 포함하지만, 하우징 자체에 의한 공기 저항 또한 존재하기 때문에, 하우징을 최소화하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시예에 따르면 렌즈(212)가 차량(100) 외부로 돌출되는 길이가 7cm 정도에 불과하므로, 렌즈(212)를 감싸는 하우징 역시 종래 비해 매우 작아질 수 있으며, 결국, 하우징에 의해 발생하는 공기 저항을 절감할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (17)

  1. 차량용 사이드 미러에 있어서,
    차량의 측후방에서 입사되는 빛을 굴절시키며 입사면 및 출사면 중 적어도 하나의 면이 오목한 형태의 렌즈; 및
    상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 운전자의 시야로 반사시키는 반사 거울을 포함하며,
    상기 렌즈는, x-y 평면 상에서 상기 입사면의 렌즈축과 상기 출사면의 렌즈축이 소정 각도 틀어져 배치되며,
    상기 출사면은, 균등한 입사 각도로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 반사 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경으로 형성된, 차량용 사이드 미러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 소정 각도가 5 내지 20도 사이인, 차량용 사이드 미러.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 렌즈는, z축 방향으로 곡률을 가지는, 차량용 사이드 미러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈는, 상기 입사면의 z축 방향의 곡률 및 상기 출사면의 Z 축 방향의 곡률이 서로 상이한, 차량용 사이드 미러.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 렌즈는, x-y 평면 상에서의 곡률이 상기 z축 방향의 곡률과 서로 상이한, 차량용 사이드 미러.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 반사 거울은, 평면 거울인 차량용 사이드 미러.
  7. 입사광을 굴절시키는 렌즈 및
    상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하며,
    상기 렌즈는
    상기 입사광이 입사되며 기 설정된 곡률 반경으로 형성된 입사면; 및
    상기 굴절된 빛이 출사되며, 복수의 곡률 반경으로 형성된 출사면을 포함하며,
    상기 출사면의 복수의 곡률 반경은
    균등한 입사 각도로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 곡률 반경인
    사이드 미러.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 거울은
    평면 거울인
    사이드 미러.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 입사면 및 상기 출사면의 곡률 반경은
    상기 렌즈의 길이 방향으로 형성되는 곡률 반경인
    사이드 미러.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 입사면 및 상기 출사면은 상기 렌즈의 높이 방향의 곡률 반경을 포함하는 형태이며,
    상기 입사면의 상기 높이 방향의 곡률 반경 및 상기 출사면의 상기 높이 방향의 곡률 반경이 서로 상이한
    사이드 미러.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 출사면의 복수의 곡률 반경의 중심은
    상기 입사면의 렌즈 축과 기 설정된 각도만큼 차이나는 상기 출사면의 렌츠 축 상에 위치하는
    사이드 미러.
  12. 제 7항에 있어서,
    차량 외부로 돌출되어 설치되는 상기 렌즈의 공기 저항을 감소시키기 위한 하우징
    을 더 포함하는 사이드 미러.
  13. 입사면 및 출사면을 포함하는 렌즈 및
    상기 렌즈에 의해 굴절된 빛을 반사시키는 거울을 포함하며,
    상기 입사면 및 출사면 각각의 곡률 반경은 서로 다르고, 상기 렌즈의 길이 방향으로 형성되며,
    상기 출사면은, 균등한 입사 각도로 상기 입사면으로 입사되는 입사광의 입사 각도 차이에 대해, 상기 굴절된 빛이 상기 반사 거울에 등간격으로 입사되도록 하기 위한 복수의 곡률 반경으로 형성된
    사이드 미러.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 입사면은 상기 렌즈의 길이 방향으로 하나의 곡률 반경을 포함하는 형태이며,
    상기 출사면은 상기 렌즈의 길이 방향으로 상기 복수의 곡률 반경을 포함하는 형태인
    사이드 미러.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 거울의 위치 또는 각도에 따라 측후방의 가시 영역이 조절되는
    사이드 미러.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 거울은
    상기 거울의 길이축 또는 높이축을 중심으로 회전하는
    사이드 미러.
  17. 제 13항에 있어서,
    상기 거울은
    평면 거울인
    사이드 미러.
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