DE19537902A1

DE19537902A1 - Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE19537902A1
Application number: DE19537902A
Authority: DE
Original assignee: OTA HARUMASA
Current assignee: OTA HARUMASA
Priority date: 1994-10-11
Filing date: 1995-10-11
Publication date: 1996-05-09
Also published as: KR960013825A; US5793542A; JPH08108800A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Ein am Fahrzeugäußeren angebrachter Rückspiegel, ein im Fahr zeuginneren angebracht er Rückspiegel sowie ein am Fahrzeugäu ßeren angebrachter Spiegel für Sicht nach unten sind wohlbe kannte Bestandteile der Spiegelvorrichtung eines Kraftfahrzeu ges zur Überwachung der Vorgänge hinter und um das Kraftfahr zeug herum. Zur Erweiterung dieses Sichtfelds ist zum Beispiel in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-20818 eine Spie gelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug beschrieben, die einen Haupt-Rückspiegelabschnitt umfaßt, der aus einem gekrümmten Spiegelkörper besteht und eine rechteckige Form hat, deren Längsrichtung in vertikaler Richtung verläuft, wobei sich ein Punkt als Schnittpunkt an einem Seitenrand des Haupt-Spiegel abschnittes an einer Stelle in der Nähe des oberen Randes be findet, ein weiterer Punkt als weiterer Schnittpunkt auf dem anderen Seitenrand an einer Stelle in der Nähe des unteren Randes vorgesehen ist, eine schräge Linie orthogonal zu der Linie verläuft, die diese beiden Schnittpunkte an ihrem Mit telpunkt verbindet, wobei eine Grenze mit einem kreisförmigen Bogen mit einem vorbestimmten Radius entsteht, der seinen Mit telpunkt auf der schrägen Linie hat und durch die genannten Schnittpunkte hindurchgeht, wobei eine andere Grenze mit einem kreisförmigen Bogen mit einem Radius entsteht, der größer als der beschriebene ist und denselben Mittelpunkt hat, und der den Seitenrand an einer Stelle in der Nähe des unteren Randes und den unteren Rand in der Nähe des anderen Seitenrandes schneidet, wobei diese Grenzen eine Rückspiegelzone definie ren, die aus einer gekrümmten Oberfläche besteht, welche ge genüber dem anderen oberen Seitenbereich versetzt ist und im wesentlichen die Hälfte der Fläche des Haupt-Rückspiegelab schnittes einnimmt, und eine Spiegelzone für Sicht nach unten mit einer gekrümmten Oberfläche, die sich im unteren Seiten bereich des Haupt-Rückspiegelabschnittes befindet, sowie eine Übergangszone mit einer gekrümmten Oberfläche, die diese bei den Zonen verbindet, und wobei eine Linie entsteht, die senk recht durch diesen Mittelpunkt verläuft, wobei der Krümmungs radius der gekrümmten Oberfläche für die Rückspiegelzone, de ren Mittelpunkt sich auf der genannten Linie befindet, einen vorbestimmten Wert hat, und wobei der Krümmungsradius der ge krümmten Oberfläche für die Spiegelzone für Sicht nach unten, deren Mittelpunkt sich auf der genannten Linie befindet, klei ner als derjenige der Rückspiegelzone ist, wobei der Krüm mungsradius der gekrümmten Oberfläche für die Übergangszone, deren Mittelpunkt sich auf der genannten Linie befindet, klei ner als derjenige der Rückspiegelzone, aber größer als derje nige der Spiegelzone für Sicht nach unten ist, wobei sich der Krümmungsradius an jeder Grenze sequentiell verändert und von einem großen Krümmungsradius kontinuierlich in einen kleineren übergeht, wodurch der nachfolgende den vorhergehenden einbe schreibt.

Bei der in der voranstehend erwähnten japanischen Offenle gungsschrift beschriebenen Kraftfahrzeugspiegelvorrichtung wird jedoch ein Spiegel mit einer starken Krümmung über einen Übergangsbereich einstückig mit einem Spiegel mit kleiner Krümmung kombiniert, so daß sich die Wiedergabe reflektierter Bilder im Spiegel mit starker Krümmung erheblich von der Wie dergabe im Spiegel mit kleiner Krümmung unterscheidet. Dement sprechend erweist sich die genaue Einschätzung der Entfernung des zu überwachenden Objekts als schwierig. Wenn überdies die Abbildung des zu überwachenden Objekts über die Fläche des Spiegels mit starker Krümmung, des Übergangsbereichs und des Spiegels mit kleiner Krümmung hinausgeht, da die Längen- und Seitenverhältnisse der Abbildung von einem Bereich zum anderen äußerst unterschiedlich sind und die Abbildung im Übergangsbe reich verzerrt ist, läßt sich das Objekt nicht genau einschät zen.

Mit vorliegender Erfindung sollen die voranstehend angeführten herkömmlichen Nachteile überwunden werden und eine Spiegelvor richtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, mit der aufgrund der Tatsache, daß das Sichtfeld zur Überwachung des hinteren Bereichs und des Bereichs um das Fahrzeug herum durch einen einfachen Aufbau erweitert wird, die Sicherheit während des Fahrvorganges verbessert wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug anzugeben, die dem Fahrer eine genaue Einschätzung des zu überwachenden Ob jekts ermöglicht, da sie dieses Objekt mit geringer Verzerrung wiedergibt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Spiegel vorrichtung für ein Kraftfahrzeug bereit zustellen, die das zu überwachende Objekt mit konstanten Längen- und Seitenverhält nissen reflektiert, um dem Fahrer eine genaue Einschätzung der Entfernung zu ermöglichen.

Zu diesem Zweck handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung um eine Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Spiegel, der mit einer Halterungsvorrichtung und einer Fassung in seiner Position einstellbar an einem Kraftfahrzeug befe stigt ist, wobei ein sich allmählich verändernder Spiegelab schnitt zumindest am oberen, unteren oder den seitlichen Rän dern eines Haupt-Spiegelabschnittes des Spiegels vorgesehen ist, wobei der sich allmählich verändernde Spiegelabschnitt so ausgebildet ist, daß er gekrümmte Oberflächen bezüglich ge krümmter Oberflächen hat, die durch kreisförmige Bögen verlau fen, deren Krümmungsradien aus der nachstehenden Gleichung berechnet werden, und die in ihrem Verlauf allmählich kleiner werden, sowie hyperbolische Kurven, wobei die hyperbolischen Kurven bezüglich jeder Position in einer Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung angenommen werden:

Da gemäß vorliegender Erfindung der sich allmählich verändern de Spiegelabschnitt einstückig mit dem Haupt-Spiegelabschnitt des Spiegels ausgebildet ist, so daß er gekrümmte Oberflächen bezüglich gekrümmter Oberflächen hat, die durch kreisförmige Bögen verlaufen, deren Krümmungsradien in ihrem Verlauf all mählich kleiner werden, sowie hyperbolische Kurven, wobei die hyperbolischen Kurven bezüglich jeder Position in einer Rich tung senkrecht zur Verlaufsrichtung angenommen werden, läßt sich eine Abbildung mit konstanten Längen- und Seitenverhält nissen reflektieren.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung, in der auf die nach stehend Ansprüche und die Zeichnungen Bezug genommen wird.

Es zeigen

Fig. 1 ein Diagramm, in dem Krümmungen eines sich allmäh lich verändernden Spiegelabschnittes dargestellt sind;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht, die eine Überblicks darstellung einer am Fahrzeugäußeren angebrachten Rückspiegelvorrichtung zeigt;

Fig. 3 eine Längsschnittansicht der Darstellung aus Fig. 2, entlang der Linie III-III;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Darstellung aus Fig. 2, entlang der Linie IV-IV;

Fig. 5 eine Darstellung, aus der hervorgeht, wie gekrümmte Oberflächen in seitlicher Richtung auf dem sich all mählich verändernden Spiegelabschnitt entstehen;

Fig. 6 eine Darstellung, aus der hervorgeht, wie gekrümmte Oberflächen in vertikaler Richtung auf dem sich all mählich verändernden Spiegelabschnitt entstehen;

Fig. 7 eine Darstellung, die das Prinzip zur Bildung ge krümmter Oberflächen in seitlicher Richtung auf dem sich allmählich verändernden Spiegelabschnitt ver anschaulicht;

Fig. 8 eine Darstellung, die das Prinzip zur Bildung ge krümmter Oberflächen in vertikaler Richtung auf dem sich allmählich verändernden Spiegelabschnitt ver anschaulicht;

Fig. 9 ein auf einem Schirm dargestelltes Gittermuster;

Fig. 10 eine Darstellung, aus der das mit einer herkömmli chen, am Fahrzeugäußeren angebrachten Rückspiegel vorrichtung erhaltene Sichtfeld zur Überwachung des Bereiches hinter dem Fahrzeug hervorgeht; und

Fig. 11 eine Darstellung, aus der das mit einer am Fahrzeug äußeren angebrachten Rückspiegelvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung erhaltene Sichtfeld zur Überwachung des Bereiches hinter dem Fahrzeug her vorgeht.

Es wird nunmehr eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen die vorlie gende Erfindung als ein am Fahrzeugäußeren angebrachter Rück spiegel dargestellt ist.

Wie in den Fig. 1-7 zu sehen ist, ist eine am Fahrzeugäuße ren angebrachte Rückspiegelvorrichtung 1 als Spiegelvorrich tung für ein Kraftfahrzeug mittels einer Halterung 3 anklapp bar an einer Tür eines Kraftfahrzeugs (beide nicht darge stellt) befestigt (obgleich in den Fig. 1-4 nur der rechte Außenspiegel dargestellt ist, hat der linke Außenspiegel je doch symmetrische Form, weshalb seine Darstellung und de taillierte Beschreibung hierin entfallen kann). Ein Spiegel 7 ist in seiner Stellung einstellbar in einer Fassung 5 der am Fahrzeugäußeren angebrachten Rückspiegelvorrichtung 1 ange bracht.

Der Spiegel 7 ist aus Glas oder Kunstharz mit beschichteter Oberfläche oder Rückseite und umfaßt einen Haupt-Spiegelab schnitt 9 und einen sich allmählich verändernden Spiegelab schnitt 11, der sich rechts vom Haupt-Spiegelabschnitt befin det. Der Haupt-Spiegelabschnitt 9 ist im wesentlichen als ebe ne Spiegelfläche ausgebildet. Die Grenze zwischen dem Hauptspiegelabschnitt 9 und dem sich allmählich verändernden Spie gelabschnitt 11 bildet die Anfangsposition der allmählichen Veränderung. Der sich allmählich verändernde Spiegelabschnitt 11 ist so angeordnet, daß er Krümmungsradien im Mittelab schnitt in vertikaler Richtung hat, die nach rechts hin klei ner werden, im Verhältnis, wie es in Gleichung 1 angegeben ist. Außerdem ist der sich allmählich verändernde Spiegelab schnitt 11 derart ausgebildet, daß die vertikale Oberfläche an jedem Punkt im Mittelabschnitt in vertikaler Richtung zum rechten Ende hin eine hyperbolische Kurve hat,

wobei A1, A2, . . . An-1, An Asphärizitätsfaktoren sind, die die Asphärizität an entsprechenden Positionen (x1, x2, . . . , xn-1, xn) in seitlicher Richtung darstellen, n eine beliebige ganze Zahl ist, K=0, und C=1/r0 (r0 stellt den Krümmungsradius an der Anfangsposition der allmählichen Veränderung dar, bei spielsweise ist r0 auf 400 000 eingestellt).

Es werden nunmehr die Krümmungen des sich allmählich verän dernden Spiegelabschnittes 11 beschrieben.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird eine Linie L1 angenom men, die vom Mittelpunkt (x0) der Anfangsposition allmählicher Veränderung in vertikaler Richtung nach rechts verläuft. Dann wird davon ausgegangen, daß die Positionen x1, x2, . . . , xn-1, xn auf der Linie L1 liegen, in gleichen Intervallen von der Anfangsposition der allmählichen Veränderung. Nachdem der Krümmungsradius an jeder Position durch Substitution des Wer tes einer jeden Position x1, x2, . . . , xn-1, und xn für Glei chung 1 berechnet wurde, werden Kreise mit den berechneten Krümmungsradien um entsprechende Mittelpunkte an den Positio nen gezeichnet, die den Asphärizitätsfaktoren A1, A2, . . . An-1, An entsprechen, so daß eine asphärische Linie C1 entsteht, die allgemein durch diese Kreise verläuft. Die asphärische Kurve hat Krümmungsradien, die von der Anfangsposition der allmählichen Veränderung nach rechts hin kleiner werden, wobei der am weitesten rechts befindliche Krümmungsradius beispiels weise 500 mm beträgt.

Ferner sind orthogonale Achsen an entsprechenden Positionen x1, x2, . . . , xn-1 und xn auf der Linie L1 als Lx1, Lx2, Lxn-1, Lxn und Ly1, Ly2, . . . , Lyn-1, Lyn definiert, und Schnittpunkte zwischen Lx1, Lx2, . . . , Lxn-1, Lxn und der asphärischen Kurve C1 sind als a1, a2, . . . , an-1 und an defi niert.

Dann werden gekrümmte Oberflächen erzeugt, indem hyperbolische Kurven definiert werden, die durch die Schnittpunkte a1, a2, . . . , an-1 und an mit der hyperbolischen Kurve C1 verlaufen.

Dies bedeutet, die entsprechenden Kurven C2 in den oberen Be reichen über der Linie L1 sind als hyperbolische Kurven defi niert, wie in Fig. 6 dargestellt. In Fig. 7 stellt das Bezugs symbol tk die Höhe des oberen Bereiches über der Linie L1 auf dem sich allmählich verändernden Spiegelabschnitt 11 dar, das Bezugssymbol dk stellt die Tiefe am oberen Bereich des sich allmählich verändernden Spiegelabschnittes 11 dar, das Bezugs symbol A stellt einen Schnittpunkt aα dar (wobei α eine belie bige ganze Zahl im Bereich von 1 α n ist), und das Bezugs symbol B stellt das obere Ende des sich allmählich verändern den Spiegelabschnittes 11 am Schnittpunkt aα dar. Dann wird ein hyperbolische Kurve Ck bestimmt, die durch diagonale Eck positionen Aα und Bα in einem Rechteck verläuft, das durch die Höhe tk und die Tiefe dk definiert ist.

Diese hyperbolische Kurve läßt sich durch eine Gleichung x²/a²-y²/b²=1 ausdrücken. Dann läßt sich eine durch Gleichung 2 definierte und in Fig. 8 dargestellte Beziehung ermitteln, indem davon ausgegangen wird, daß a Positionen auf der hyper bolischen Kurve durch die diagonalen Ecken eines Rechtecks mit diagonalen Ecken P(θ) und PO, Ak = P(θ) und Bk = PO verlaufen,

Gleichung 2
P(θ) = PO + tk · T + dk · D
tk = {P(θ) - PO} · T
dk = {P(θ) - PO} · D

wobei T die Einheitskomponente der Höhe ist, während D die Einheitskomponente der Tiefe darstellt.

Ferner läßt sich, wenn der Krümmungsradius am Punkt PO gleich RO ist, folgende Beziehung für eine hyperbolische Kurve ermit teln:

a + RO · b² = 0.

Da in obenstehender Gleichung a auf einen Wert an den entspre chenden Positionen a1, a2, . . . , an-1 und an bezüglich der asphärischen Kurve C1 eingestellt ist, und die Krümmungsradien R1, R2, . . . , Rn-1 und Rn an den entsprechenden Positionen a1, a2, . . ., an-1 und an auf einen gewünschten Wert gesetzt sind, wird die Gleichung der hyperbolischen Kurve durch Berechnung des Wertes von b aus den Positionen a1, a2, . . . , an-1 und an und den Krümmungsradien Rd1, R2, . . ., Rn-1 und Rn ermittelt.

Es wird nunmehr ein Gittermuster beschrieben, das in dem Hauptspiegel, der mit dem voranstehend beschriebenen, sich allmählich verändernden Abschnitt versehen ist, reflektiert wird.

Wenn ein Gittermuster mit 10 mm Zwischenabstand auf dem Spie gel 7 aufgezeichnet wird und Licht auf den Spiegel 7 fällt, dann wird auf einen dem Spiegel 7 gegenüberliegenden Schirm, wie in Fig. 9 dargestellt, ein Bild projiziert, das vergrößert ist, um konstante Längen- und Seitenverhältnisse von der An fangsposition der allmählichen Veränderung zum rechten Ende und zum oberen und unteren Ende hin zu haben, da der sich all mählich verändernde Spiegelabschnittes 11 in einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet ist, die hinsichtlich ihrer seitlichen Richtung durch Gleichung 1 und in ihrer Längsrichtung durch die hyperbolischen Kurven definiert ist. In diesem Fall wird im sich allmählich verändernden Spiegelabschnitt 11 des Spie gels 7 ein Bild reflektiert, das gegenüber dem auf den Schirm projizierten Bild allmählich kontrahiert ist, so daß es von der Anfangsposition der allmählichen Veränderung zum rechten Ende und zum oberen und unteren Ende hin konstante Längen- und Seitenverhältnisse hat.

Es wird nunmehr beschrieben, wie das Sichtfeld zur Überwachung des Bereiches hinter dem Fahrzeug vergrößert wird.

Wie in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist, wird das Sichtfeld zur Überwachung des hinteren Bereiches auf dem herkömmlichen Au ßenspiegel 21 durch den Winkel der Sichtlinie des Fahrers zum rechten Rand des Spiegels 23 hin bestimmt. Wie in Fig. 10 ge zeigt, kann in diesem Fall der Fahrer den hinteren Bereich in einem Winkel betrachten, der im wesentlichen dem Winkel zwi schen der Sichtlinie c und einer am rechten Rand des Spiegels 23 angenommenen vertikalen Linie entspricht. Im Gegensatz dazu kann bei der Außenspiegelvorrichtung 1 gemäß vorliegender Er findung, wie in Fig. 11 gezeigt, der Winkel zwischen Sichtli nie und einer imaginären vertikalen Linie, die von jeder be liebigen Position auf dem sich allmählich verändernden Spiege labschnitt 11 verlaufen kann, gegenüber dem herkömmlichen Win kel c um einen Winkel α erweitert werden, so daß der Fahrer einen breiteren hinteren Bereich betrachten kann. Aufgrund der bereits beschriebenen Tatsache, daß der sich allmählich ver ändernde Spiegelabschnitt 11 in jeder Position ein Bild mit konstanten Längen- und Seitenverhältnissen reflektieren kann, ist es in diesem Fall möglich zu verhindern, daß das in jeder Position reflektierte Objekt in Längs- oder seitlicher Rich tung vergrößert wird, so daß das Entfernungsgefühl zum reflek tierten Objekt beibehalten wird. Auf ähnliche Weise ist es möglich zu verhindern, daß das Bild im sich allmählich verän dernden Spiegelabschnitt 11 erheblich verzerrt wird, so daß das Objekt richtig betrachtet werden kann.

Obgleich in der voranstehenden Beschreibung die Kraftfahrzeug spiegelvorrichtung die am Fahrzeugäußeren angebrachte Spiegel vorrichtung 1 ist, und der sich allmählich verändernde Spie gelabschnitt 11 am äußeren Rand (rechter oder linker Rand) des flachen Haupt-Spiegelabschnittes 9 des Spiegels 7 vorgesehen ist, kann der sich allmählich verändernde Spiegelabschnitt 11 zusätzlich zum äußeren Rand auch am oberen bzw. unteren Rand oder an beiden Rändern vorgesehen werden. Der Haupt-Spiegelab schnitt 9 des Spiegels 7 kann ein konvexer Spiegel mit einem großen Krümmungsradius sein. Ferner kann die Kraftfahrzeug spiegelvorrichtung auch eine Innenrückspiegelvorrichtung sein. Wird die vorliegende Erfindung als Innenrückspiegel verwendet, kann der sich allmählich verändernde Spiegelabschnitt an jedem Außenrand des Hauptabschnittes, der aus einem flachen oder konvexen Spiegel besteht, vorgesehen sein.

Claims

1. Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem Spie gel, der mit einer Halterung und in einer Fassung in sei ner Position einstellbar an einem Kraftfahrzeug befestigt ist, wobei ein sich allmählich verändernder Spiegelab schnitt zumindest am oberen, unteren oder den seitlichen Rändern eines Haupt-Spiegelabschnittes des Spiegels vor gesehen ist, wobei der sich allmählich verändernde Spie gelabschnitt so ausgebildet ist, daß er gekrümmte Ober flächen bezüglich gekrümmter Oberflächen hat, die durch kreisförmige Bögen verlaufen, deren Krümmungsradien aus der nachstehenden Formel berechnet werden, und die in ihrem Verlauf allmählich kleiner werden, sowie hyperbo lische Kurven, wobei die hyperbolischen Kurven bezüglich jeder Position in einer Richtung senkrecht zur Verlaufs richtung angenommen werden, wobei A1, A2, . . . , An-1, An Asphärizitätsfaktoren sind, die die Asphärizität an entsprechenden Positionen in seitlicher Richtung darstellen, n eine beliebige ganze Zahl ist, K = 0, und C=1/r0 ist (wobei r0 den Krümmungs radius an der Anfangsposition der allmählichen Verände rung darstellt).

2. Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Spiegelabschnitt des Spiegels aus einem flachen Spiegel besteht.

3. Spiegelvorrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Spiegelabschnitt des Spiegels aus einem konvexen Spiegel mit einem großen Krümmungsradius be steht.