Область применения
Изобретение относится к оптическим наблюдательным устройствам для использования в автомобилях и других транспортных средствах.
Предшествующий уровень техники
Известна система зеркал заднего вида в автомобилях и других транспортных средствах, состоящая из внутрисалонного зеркала заднего вида (обычного, призматического, панорамного) и двух наружных боковых зеркал. Эта общепринятая система имеет ряд недостатков. Основной недостаток заключается в том, что все перечисленные зеркала находятся вне поля зрения водителя, смотрящего прямо в лобовое стекло. Центральное зеркало заднего вида может быть установлено у нижнего края лобового стекла, в поле зрения водителя, но в этом случае обзору мешают как сам водитель, так и сидящие сзади пассажиры. Поэтому зеркало заднего вида устанавливается обычно у верхнего края лобового стекла. При переключении взгляда на зеркало заднего вида, расположенное у верхнего края лобового стекла, особенно при переключении взгляда на наружные боковые зеркала, создаются условия для утраты контроля за состоянием движения на дороге впереди водителя. Поэтому водители, особенно в условиях интенсивного движения, лишь с какой-то периодичностью контролируют обстановку, видимую в зеркалах заднего вида. Это может создавать опасные ситуации на дорогах.
Кроме этого, в общепринятой системе зеркал заднего вида имеются зоны, которые не просматриваются водителем и которые крайне важны при перестроении транспортного средства в потоке машин.
Для обеспечения безопасности движения, при прочих условиях, водителю необходима постоянная полная информация о быстро меняющейся окружающей обстановке не только впереди, но и позади и с обеих сторон от движущейся машины.
Этой теме посвящены многочисленные патентные разработки.
Известны системы наружных видеокамер (например, патенты DE 4228794 А1 от 29.08.1992, RU 2096202 С1 от 26.08.96) или системы, использующие волоконную оптику, переносящую информацию на лобовое стекло, однако эти дорогостоящие и легко повреждаемые системы пока не нашли широкого применения.
Известны патенты, в которых изображение с наружного бокового зеркала переносится в кабину водителя, приближая изображение бокового пространства к водителю (например, патенты DE 3335981 С2, 20.10.88; DE 4235744 А1, 23.10.92; RU 2127201 C1, 03.04.95.; RF 2820097 А1, 30.01.01; EP 0891267 В1, 25.04.97). В этих патентах наружное боковое зеркало превращается в сложное оптическое устройство с применением комбинаций линз и призматических устройств. Существенным недостатком является необходимость устанавливать наружные боковые зеркала под острым углом к продольной оси машины. При таком положении зеркал значительно уменьшается зона бокового обзора.
Кроме того, изображение проецируется не в поле зрения водителя, а сбоку от него, заставляя водителя переводить взгляд, отвлекаясь от дороги.
В ряде патентов зеркало заднего вида располагается над кабиной водителя и через систему зеркал изображение заднего пространства передается на внутрисалонное зеркало заднего вида, расположенное у верхнего края лобового стекла (патент EP №0608385 В1 от 23.10.1992 г.), или передается на зеркало, расположенное у нижнего края лобового стекла, снаружи от него (патент DE №882043 от 08.07.1949 г.).
В первом случае окончательное изображение заднего пространства располагается вне поля зрения водителя.
Во втором случае наружное расположение нижнего зеркала на капоте машины затрудняет регулировку его, ставит в трудные условия в непогоду и частично закрывает вид на ближнее пространство перед машиной.
В определенной степени исправляет недостатки традиционной системы зеркал предложение, опубликованное 01.07.2004 г.в заявке РСТ WO 2004/054845 А1. В этой заявке предлагается установка на потолке кабины водителя комплекта зеркал, отражающих изображения пространств с наружных боковых зеркал и с зеркала заднего вида на зеркала, установленные на панеле управления, сбоку от водителя. Однако и в этом предложении имеется ряд недостатков. Во-первых, сохраняются те же зоны, которые не просматриваются водителем, что и в традиционной системе зеркал. Во-вторых, расположение отражающих зеркал на потолке кабины вблизи головы водителя травмоопасно и требует максимального уменьшения размеров зеркал, что отразится на качестве видимого водителем изображения. В-третьих, на зеркале, которое видит водитель, создаются множественные картины переднебоковых, заднебоковых и задних пространств, не связанных друг с другом. Эта множественность информации, естественно, затрудняет ее адэкватное восприятие. Поэтому автор предлагает использовать специальные шторы, закрывающие части получаемых изображений (переднебоковые пространства), что усложняет устройство. Но и заднебоковые и задние пространства также проецируются раздельно, не создавая картины единой панорамы. Кроме того, само конечное зеркало располагается сбоку от водителя, на панеле управления, и для его обзора водителю необходимо переводить взгляд вправо и вниз, отвлекаясь от дороги.
Раскрытие сущности изобретения
Учитывая указанные недостатки общепринятой системы расположения зеркал заднего вида и недостатки многочисленных опубликованных патентов, а также учитывая необходимость в постоянной полной информации водителя об обстановке сзади и сбоку от транспортного средства с целью повышения безопасности движения, предлагается перенести получаемую информацию в одно место вблизи зоны обычного направления взгляда водителя - на лобовое стекло, на нижнюю его часть, над панелью управления, или видоизменить панель управления, поставив в хорошо обозреваемую часть панели зеркало - экран удлиненной формы, далее называемое «переднее зеркало». На этом переднем зеркале предлагается создать панорамное изображение заднего и боковых пространств. Для достижения этой цели необходимо изображения заднего и боковых пространств с центрального зеркала заднего вида и с наружных боковых зеркал перенести на определенные части переднего зеркала. Это достигается определенной установкой зеркала заднего вида и наружных боковых зеркал таким образом, чтобы они отражали определенные части пространств на переднее зеркало или непосредственно, или через дополнительные зеркала. Кроме того, предлагается добавить в систему зеркал внутренние боковые зеркала, в которых непосредственно отражается та часть боковых пространств, которая не видна в наружных боковых зеркалах. Эти внутренние боковые зеркала устанавливаются в поле зрения водителя, рядом с передним зеркалом. При таком расположении зеркал создается панорамное изображение заднего и боковых пространств в поле зрения водителя.
Лучшие варианты осуществления изобретения
С целью осуществления поставленных задач над панелью управления (или в верхнем отделе видоизмененной панели), в нижнем отделе лобового стекла устанавливается зеркало удлиненной формы - переднее зеркало. Лучшим вариантом является разделение этого зеркала на части: в левой стороне проецируются изображения левого бокового пространства, в центре - заднего пространства и с правой стороны - правого бокового пространства. Зеркало может иметь определенную кривизну, каждая его часть должна быть расположена под определенным легко регулируемым углом.
С каждого края переднего зеркала устанавливаются внутренние боковые зеркала (левое и правое), расположенные под тупым углом по отношению к продольной оси транспортного средства. Такое положение зеркал позволяет им непосредственно отражать ту часть боковых пространств, которая не видна в наружных боковых зеркалах. Таким образом, сочетание наружных и внутренних боковых зеркал значительно увеличивает обзор боковых пространств, столь необходимый при различных дорожных ситуациях.
Важной особенностью внутренних боковых зеркал является их расположение в поле зрения водителя.
Наилучшим вариантом является создание единого блока переднего зеркала и внутренних боковых зеркал, т.е. внутренние боковые зеркала становятся краевыми частями переднего зеркала. Отличием внутренних боковых зеркал от остальной части переднего зеркала является то, что они отражают боковые пространства непосредственно, без дополнительных зеркал, и поэтому должны регулироваться отдельно.
Для проекции на переднее зеркало используются следующие системы зеркал:
1) Рядом с внутрисалонным зеркалом заднего вида, в одном блоке с ним, или на некотором расстоянии от него устанавливается второе дополнительное зеркало, отражающее изображение с зеркала заднего вида на переднее зеркало. При этом внутрисалонное зеркало заднего вида может быть установлено в верхнем отделе лобового стекла или в другом удобном месте.
2) Внутрисалонное зеркало заднего вида устанавливается таким образом, чтобы изображение пространства позади транспортного средства отражалось непосредственно на переднее зеркало.
3) Над лобовым стеклом машины, учитывая его обычно скошенное расположение, крепится наружное зеркало заднего вида таким образом, чтобы получаемое изображение либо проецировалось на переднее зеркало, либо непосредственно просматривалось водителем. Это зеркало может иметь два положения - над крышей машины или у верхнего края лобового стекла.
4) Наружные боковые зеркала отражают изображения боковых и частично задних пространств на переднее зеркало. В этом случае наружные боковые зеркала устанавливаются под острым углом по отношению к продольной оси транспортного средства.
5) Наружные боковые зеркала комплектуются с дополнительными зеркалами, отражающими изображение боковых и частично задних пространств транспортного средства на переднее зеркало.
Вариантов расположения наружных боковых и дополнительных зеркал может быть несколько:
а) Обычное расположение наружных боковых зеркал (в передненижнем углу застекленной части передней двери) с дополнительными зеркалами, установленными под потолком кабины водителя.
б) Обычное расположение наружных боковых зеркал (в передненижнем углу застекленной части передней двери), расположенных в одном блоке с дополнительными зеркалами.
в) Наружные боковые зеркала в одном блоке с дополнительными зеркалами располагаются у верхнего края передних дверей.
Во всех перечисленных случаях наружные боковые зеркала ставятся под углом, приближающимся к прямому по отношению к продольной оси транспортного средства. В таком положении увеличивается зона обзора бокового пространства транспортного средства.
г) Наружные боковые зеркала устанавливаются у верхнего края (правого и левого) лобового стекла. В этом случае возможны варианты прямого обзора бокового пространства через эти зеркала или отражение изображения бокового пространства на переднее зеркало непосредственно или через дополнительные зеркала.
Таким образом, на переднем зеркале и примыкающих к нему внутренних боковых зеркалах, находящихся в поле зрения водителя, отражается вся картина заднего и боковых пространств вокруг движущегося транспортного средства.
Краткое описание чертежей
Указанные варианты представлены на следующих чертежах.
На фиг.1 (вид сверху) и 2 (вид сбоку) представлен один из вариантов расположения комбинации внутрисалонного зеркала заднего вида и дополнительного зеркала к нему. В этом варианте изображение с зеркала заднего вида 7 отражается на дополнительное зеркало 10, расположенное сбоку и слегка выше от зеркала заднего вида 7. С дополнительного зеркала 10 изображение передается на переднее зеркало 4, которое находится в поле зрения водителя 1. В этом варианте внутрисалонное зеркало заднего вида 7 и дополнительное зеркало 10 могут располагаться в одном блоке, который фиксируется с возможностью регулировки под потолком кабины водителя у верхнего края лобового стекла.
Однако этот блок зеркала заднего вида 7 и дополнительного к нему зеркала 10 может располагаться и в другом месте, например под потолком кабины водителя позади водителя, как показано на фиг.3. В этом случае верхний край лобового стекла полностью освобождается от зеркала заднего вида 7 и дополнительного зеркала 10.
Раздельное расположение зеркала заднего вида 7 и дополнительного зеркала 10 показано на фиг.12. В этом варианте дополнительное зеркало 10 крепится с возможностью регулировки под потолком кабины позади водителя. Ход лучей, формирующих изображение на переднем зеркале 4, тот же, что и на фиг.1 и 2.
На фиг.4 зеркало заднего вида 7 располагается таким образом, что изображение передается сразу на переднее зеркало 4. В этом варианте зеркало заднего вида 7 почти не закрывает лобовое стекло 2. Недостатком этого варианта является отражение изображения под малым углом, но площадь зеркала заднего вида может быть увеличена. Возможен вариант с использованием зеркала заднего вида с определенной кривизной.
На фиг.5 и 6 показаны варианты расположения зеркала заднего вида 7 снаружи, над лобовым стеклом. Зеркало может иметь два положения: над крышей кабины водителя - фиг.5 (например, заднее стекло машины закрыто) или на уровне верхнего края лобового стекла - фиг.6. Изображение заднего пространства отражается на переднее зеркало 4 и оказывается в поле зрения водителя.
Возможно сочетание наружного зеркала заднего вида 7 и внутреннего дополнительного зеркала 10, отражающего изображение на переднее зеркало 4, - фиг.7.
Возможен вариант непосредственного обзора заднего пространства через наружное зеркало заднего вида 7 - фиг.8.
Наружное зеркало заднего вида 7 может быть небольших размеров, как показано на фиг.9, но может быть и широким, располагаясь вдоль всей ширины лобового стекла, соединяясь по краям с боковыми зеркалами 8 и 9 - фиг.10 и 10а. В этом случае зеркало отражает расширенную панораму заднего и боковых пространств и дополнительно выполняет роль противосолнечного козырька.
На фиг.11 показан один из вариантов передачи изображения с наружных боковых зеркал 8 и 9 на соответствующие части переднего зеркала - 4а и 4в. В этом варианте наружные боковые зеркала 8 и 9 отражают изображения соответствующего пространства непосредственно на переднее зеркало 4.
Как видно на схеме, переднее зеркало составлено из трех частей с возможностью регулировки каждой части:
4а - левая часть для отражения изображения с левого наружного бокового зеркала 8.
4б - центральная часть для отражения изображения от зеркала заднего вида 7.
4в - правая часть для отражения изображения с правого наружного бокового зеркала 9.
В варианте, показанном на фиг.11, наружные боковые зеркала 8 и 9 располагаются под острым углом к продольной оси транспортного средства. При таком расположении наружных боковых зеркал зона бокового обзора ограничена.
Это компенсируется внутренними боковыми зеркалами 5 и 6, которые располагаются под тупым углом к продольной оси транспортного средства, что значительно увеличивает зону обзора (см. фиг.22). Указанные внутренние боковые зеркала 5 и 6, как показано на схеме, устанавливаются в поле зрения водителя, лучше всего по краям переднего зеркала 4.
На схеме не показаны возможные варианты отражения заднего пространства на переднее зеркало 4б, т.к. эти варианты показаны отдельно на фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6 и 7.
На фиг.12 показан вариант передачи изображения с наружных боковых зеркал 8 и 9 через дополнительные зеркала 11 и 12 на соответствующие части переднего зеркала - 4а и 4в. Для этого дополнительные зеркала 11 и 12 располагаются под потолком кабины позади головы водителя. Эти дополнительные зеркала отражают изображение на соответственно левый и правый части переднего зеркала, информируя водителя об обстановке с обеих сторон от движущегося транспортного средства. Здесь же показано и зеркало заднего вида 7 с отдельно расположенным дополнительным зеркалом 10, которое отражает изображение заднего пространства на центральную часть переднего зеркала 46.
Существенным преимуществом такого расположения системы зеркал является возможность устанавливать наружные боковые зеркала под углом, приближающимся к прямому по отношению к продольной оси транспортного средства. Это увеличивает зону бокового обзора водителя.
Расположение наружных боковых и дополнительных к ним зеркал может быть и другим.
Наружные боковые зеркала 8 и 9 могут быть расположены, например, на крыше транспортного средства, в переднебоковых ее отделах, как показано на фиг.13. Дополнительные к ним зеркала 11 и 12 устанавливаются на застекленных частях передних дверей таким образом, чтобы отражение попадало на переднее зеркало - 4а и 4в. В этом варианте наружные боковые зеркала 8 и 9 не выступают за боковые габариты машины и могут быть увеличены в размерах, т.к. в большинстве случаев верхняя часть машины, в том числе и крыша, более узкая, чем основание машины
Наружные боковые зеркала 8 и 9 могут быть расположены впереди лобового стекла, например у верхненаружного его края. Этот вариант показан на фиг.9 и 10. При таком расположении боковых зеркал могут быть использованы различные варианты отражения боковых пространств:
На фиг.14 показан вариант прямой передачи изображения водителю. Угол поворота взгляда водителя здесь меньше, чем при стандартном расположении наружных боковых зеркал в передненижнем углу застекленной части передних дверей. Однако в этом варианте водитель все-таки отвлекается от дороги, посмотрев в наружные боковые зеркала. Кроме этого, обзор правого бокового пространства в этом варианте ограничен, т.к. правое боковое зеркало 9 расположено под острым улом к продольной оси транспортного средства.
Для того чтобы водитель не отвлекался от дороги, изображение с наружных боковых зеркал может быть направлено на переднее зеркало 4, расположенное в поле зрения водителя - фиг.15. В этом случае угол обзора обоих боковых пространств уменьшен, т.к. боковые зеркала 8 и 9 расположены под острым углом к продольной оси транспортного средства.
В третьем варианте, показанном на фиг.16, изображение с наружных боковых зеркал 8 и 9 передается на дополнительные зеркала 11 и 12, расположенные за лобовым стеклом. С дополнительных зеркал изображение отражается па переднее зеркало 4а и 4в, которое постоянно видит водитель.
Могут быть и комбинированные варианты, примеры которых представлены на фиг.17 и 17а, где наружное правое боковое зеркало 9 расположено у верхнего отдела правого края лобового стекла, а наружное левое боковое зеркало 8 остается в обычном месте в передне-нижнем треугольнике застекленной части передней левой двери. На фиг.17 водитель видит боковые пространства непосредственно в наружных боковых зеркалах, поворачивая взгляд и отрываясь от дороги. На фиг.17а изображена схема отражения правого бокового пространства от зеркала 9 через дополнительное зеркало 12 на переднее зеркало 4в. Это облегчает получение информации о правом боковом пространстве. В обоих случаях, как видно на представленных схемах - фиг.17 и 17а, обзор боковых пространств существенно дополняется внутренними боковыми зеркалами 5 и 6.
Возможна конструкция наружных боковых зеркал 8 и 9 в одном блоке с дополнительными зеркалами 11 и 12, отражающими изображения с наружных боковых зеркал на переднее зеркало 4. В этом случае блок может быть выполнен в стеклянном или прозрачном пластмассовом корпусе, предохраняющем боковые и дополнительные зеркала от дождя и грязи. Может быть предусмотрен подогрев блока в непогоду.
Располагаться такой блок может в обычном месте - в передненижнем углу застекленной части передней двери, как представлено на фиг.18 и 19.
Для того чтобы блок наружных боковых зеркал меньше выступал за наружные габариты машины, можно поместить его у верхнего края передней двери, где габариты машины обычно сужаются. Такой вариант показан на фиг.20 и 21. Это позволит увеличить площадь наружного бокового зеркала.
Во всех вариантах комбинации наружных боковых зеркал с дополнительными зеркалами наружные боковые зеркала 8 и 9 располагаются под прямым или тупым углом по отношению к продольной оси транспортного средства. Этим достигается увеличение зоны обзора бокового пространства.
Крайне важным элементом в предлагаемой системе зеркал, существенно увеличивающим объем видимого водителем бокового пространства, являются внутренние боковые зеркала 5 и 6, в которых непосредсвенно отражаются боковые пространства вокруг транспортного средства, которые не видны в наружных боковых зеркалах. Эти зеркала должны быть установлены, согласно защищаемой концепции, в поле зрения водителя, лучше всего, по краям переднего зеркала.
Каждое из указанных зеркал 5 и 6 установлено с возможностью его индивидуальной регулировки для получения оптимального изображения каждым водителем. Схемы расположения внутренних боковых зеркал 5 и 6 и просматриваемые благодаря этим зеркалам участки боковых пространств представлены на фигурах 9, 10, 10а, 11, 15, 16, 17, 17a, 18, 20, 22 и 23.
Как видно на представленных схемах, в том числе на фиг.22 и 23, зона бокового обзора во внутренних боковых зеркалах 5 и 6 представляет собой сектор А, который частично перекрывает сектор В, видимый в наружных боковых зеркалах 8 и 9. Совместно оба сектора А и В охватывают почти все боковое пространство, начиная от уровня расположения водителя. Угол наклона внутреннего бокового зеркала (β) по отношению к продольной оси транспортного средства, как видно на фиг.22 и 23, более 90 градусов. Чем больше этот угол, тем больше зона обзора: на фиг.22 угол β равен 110 градусам, на фиг.23 угол β почти достигает 120 градусов.
На фиг.22 и 23 показана также зависимость зоны обзора в наружных боковых зеркалах от угла их расположения (α) по отношению к продольной оси транспортного средства. На фиг.22 наружные боковые зеркала 8 и 9 расположены под острым углом α в 50 градусов, т.к. изображения боковых пространств проецируются непосредственно на переднее зеркало. На фиг.23 изображения боковых пространств проецируются на переднее зеркало через дополнительные зеркала 11 и 12. Поэтому наружные боковые зеркала могут быть поставлены под углом α в 90 градусов, что увеличивает зону бокового обзора.
При подобной расстановке зеркал в нижнем отделе поля зрения водителя создается постоянная панорама заднего и боковых пространств вокруг транспортного средства.
Таким образом, предлагается система зеркал для панорамного изображения заднего и боковых пространств в одном месте - на переднем зеркале, в нижнем секторе поля зрения водителя.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
1) Глаза водителя.
2) Лобовое стекло.
3) Рулевое колесо.
4) Переднее зеркало:
4а - часть переднего зеркала для левого бокового пространства,
4б - часть переднего зеркала для заднего пространства,
4в - часть переднего зеркала для правого бокового пространства.
5) Левое внутреннее боковое зеркало.
6) Правое внутреннее боковое зеркало.
7) Зеркало заднего вида.
8) Левое наружное боковое зеркало.
9) Правое наружное боковое зеркало.
10) Дополнительное зеркало к зеркалу заднего вида.
11) Дополнительное зеркало к левому наружному боковому зеркалу.
12) Дополнительное зеркало к правому наружному боковому зеркалу.
Изобретение относится к оптическим наблюдательным устройствам для использования в автомобилях и других транспортных средствах. Система зеркал транспортного средства состоит из зеркала заднего вида 7, наружных 8, 9 и внутренних 5, 6 боковых зеркал, дополнительных зеркал 10, 11, 12 и переднего зеркала 4. Переднее зеркало 4 и внутренние боковые зеркала 5, 6 расположены в поле зрения водителя. Переднее зеркало 4 состоит из отдельных регулируемых частей 4а, 4б, 4в и отражает панораму пространств, расположенных позади и с обеих сторон от водителя, с зеркала заднего вида 7 и наружных боковых зеркал 8, 9. Внутренние боковые зеркала 5, 6 непосредственно отражают части пространств, расположенных с обеих сторон от водителя, которые не видны в наружных боковых зеркалах 8, 9. Технический результат заключается в обеспечении безопасности движения за счет создания в поле зрения водителя панорамного изображения заднего и боковых пространств вокруг транспортного средства. 4 з.п. ф-лы, 23 ил.
| WO 2004054845 А, 01.07.2004 | |||
| US 3394978 А, 30.07.1968 | |||
| US 6247821 B1, 19.06.2001 | |||
| GB 925215 A, 01.05.1963. |
