一種多曲率后視鏡鏡片的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種多曲率后視鏡鏡片，屬于汽車零部件【技術領域】。其中，鏡片的鏡面是由多個小鏡面組合而成的多曲率自由曲面，多個小鏡面之間的曲率半徑不同，每個小鏡面在不同方向上的曲率半徑也不同；整個鏡面的曲率半徑從上到下先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大；整個鏡面的曲率半徑從左到右先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大。本實用新型的多曲率后視鏡的整個鏡面呈現一種曲率半徑持續變化的狀態，每個小鏡面面積很小，可近似為一個點。多個小鏡面拼接起來后表面光滑，鏡面成像均勻無跳變，不會對駕駛員的行車觀察造成干擾，可以做到視場范圍大，同時圖像失真較小，其結構簡單，成本較低。
【專利說明】
一種多曲率后視鏡鏡片
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及汽車零部件【技術領域】，具體涉及一種多曲率后視鏡鏡片。
【背景技術】
[0002]一般車型的汽車后視鏡均為平面鏡或單一曲率的凸面鏡，普遍存在視野寬度不足的問題，或存在盲區，或有影像失真，因而駕駛員不能準確的判斷障礙物的位置及車身與障礙物的距離，將嚴重影響行車安全。據統計，由于后視鏡盲區造成交通事故在中國約占30%。因此，如何設計一款大視野、小盲區，且圖像失真小的后視鏡是當下重要的研究課題。
[0003]后視鏡作為汽車上的重要部件，近年來市面上已經推出了許多功能、外型各異的產品。后視鏡的成像效果與鏡面的曲率半徑有關，曲率半徑越大，圖像失真越小，但視場范圍也越小；反之，曲率半徑越大，視場范圍也越大，但是圖像失真也會嚴重。按照鏡面形狀的差異，現有的后視鏡大致可以分為以下幾類:第一類是平面鏡，其曲率半徑為無限大，圖像無失真，但視野范圍很小，易產生較大盲區，給駕駛帶來很多不便；第二類是單曲鏡，其鏡面形狀為單一曲率的凸面鏡，它縮小了平面鏡鏡面曲率半徑，其實質是以圖像失真為代價以擴大視野范圍；第三類是雙曲鏡。現在市面上的雙曲率后視鏡多為在平面鏡上加裝凸面小圓鏡來實現的，它雖然在一定程度上解決了影像失真和視野大小的矛盾，但由于需要駕駛者觀察鏡面上不同曲度的區域，給行車和判斷帶來不便，同時兩個鏡面的設計大大增加了成本，在外觀上也不美觀。第四類是多曲鏡，其實質是鏡面內側3/4范圍是平面的，外側1/4范圍是曲度漸變的曲面，其效果與雙曲鏡大致相同，只是將兩塊鏡子放于一個面中，仍存在觀察不便的問題，同時也加大了駕駛員判斷車身與障礙物距離的難度。例如申請號為CN201220074757.1的專利中公開了一種多曲率車輛后視鏡片，其鏡片本體包括第一曲率部及第二曲率部，第一曲率部曲率半徑大于第二曲率部，這雖然能表面上解決失真和盲區的矛盾，但在兩個不同曲率的鏡面拼接位置附近，曲率半徑變化劇烈，會造成影像失真，駕駛員難以通過后視鏡準確地判斷障礙物的距離。
[0004]現有后視鏡的缺陷在大卡車上更為明顯。現在市面上卡車后視鏡由6塊凸面鏡組成，分別為左側兩塊，右側四塊。以右側的四塊為例，從前到后分別是前下視鏡、主后視鏡、補盲鏡以及主后視鏡下方的廣角鏡。顧名思義主后視鏡主要觀察的是車輪以上，車位4m之后的區域，它的曲率半徑為R1800mm，視野范圍較大失真較小；前下視鏡主要是觀察車前下方位置，補盲鏡主要是觀察車身右下側位置，廣角鏡主要用于彌補主后視鏡的缺陷，用于觀察車輪位置。這三塊鏡面的曲率半徑約為R200-300mm，曲率半徑較小，失真非常嚴重。所以對整個后視鏡組來說，雖然通過多個鏡面取長補短，使得卡車后視鏡幾乎實現零盲區，但成像失真十分嚴重，駕駛員觀察時會產生嚴重的眩暈感，增加行車危險。
[0005]由上述可知，對于轎車后視鏡的改進已經提出了許多方法，然而針對大卡車后視鏡的改進卻非常少。在實際情況中，卡車司機多為在夜間或路況較差的郊區、山區行駛，更加加大了行車的危險，所以提出一種對卡車后視鏡的改進非常重要。
【發明內容】
[0006]鑒于以上問題，本實用新型的目的在于提供一種多曲率后視鏡鏡片，可以擴大視野，減少盲區，又能夠減少因曲率半徑減小帶來的圖像失真問題，可廣泛適用于各種轎車以及卡車上。
[0007]為了實現以上目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0008]一種多曲率后視鏡鏡片，鏡片的鏡面是由多個小鏡面組合而成的多曲率自由曲面，多個小鏡面之間的曲率半徑不同，每個小鏡面在不同方向上的曲率半徑也不同；整個鏡面的曲率半徑從上到下先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大；整個鏡面的曲率半徑從左到右先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大。
[0009]所述鏡面的曲率半徑的最小處和曲率半徑變化率的最小處為鏡面水平中心線上任意一點，且曲率半徑最小處于曲率半徑變化率最小處不一定重合。
[0010]所述鏡面關于水平中心線對稱，關于垂直中心線不一定對稱，且鏡面為光滑表面。
[0011]進一步地，所述鏡面中，關于水平中心線對稱的兩個小鏡面面型對稱，且兩個小鏡面在關于水平中心線對稱的方向上的曲率半徑相同，而關于垂直中心線對稱的兩個小鏡面面型不一定對稱，且兩個小鏡面在關于垂直中心線對稱的方向上的曲率半徑也不一定相同。
[0012]所述鏡片安裝在車的后視鏡上時，鏡面水平中心線與后視鏡的水平中心線不一定重合。上述水平中心線指的是初加工且未進行任何裁剪的原型多曲率后視鏡鏡片的鏡面水平中心線。將該鏡片安裝在車的后視鏡上時，需將原型鏡片進行裁剪，此時后視鏡鏡面的水平中心線與原型鏡片的鏡面水平中心線不一定重合，且總能在裁剪后的后視鏡鏡面上找到上述原型鏡面的水平中心線，使得鏡面關于該中心線面型和曲率半徑對稱。
[0013]所述鏡面上各點曲率半徑的范圍為R200mm?R2000mm。
[0014]所述鏡面的豎直方向上加設有標線。
[0015]進一步地，所述卡車的前下視鏡、廣角鏡和補盲鏡中的至少一種鏡子采用所述后視鏡鏡片。
[0016]對于普通球面鏡，成像效果與鏡面的曲率半徑有關，一般情況下，曲率半徑越大，圖像失真越小，但視場范圍也越小，這里所提到的失真側重于圖像是否產生扭曲或畸變。而本實用新型所提出的多曲率后視鏡鏡面是由曲率半徑持續變化的多曲率自由曲面，當人眼從該后視鏡正前方觀察鏡面時，鏡面中心位置的圖像幾乎沒有失真，從鏡面中心位置到左側和右側邊緣位置觀察鏡面時，失真逐漸嚴重。此外，本實用新型中的多曲率后視鏡上還設有標線，可用于幫助駕駛員進行距離判斷。由于不同距離不同尺寸的障礙物成像在反射鏡面的大小不同，可以根據對不同車型和駕駛員的大量測試結果，在后視鏡上標上兩條豎直標線，當后方來車或者障礙物位于兩條標線以內，或者其橫向尺寸小于兩條標線的間距時，說明后方來車在安全范圍內，可以進行超車和拐彎操作；當觀察到的障礙物邊界超出兩條標線或者其尺寸超出兩條標線間距時，說明該障礙物位于危險區，距離車身已經很近，不可以進行超車和拐彎操作。該標線的標定，解決了大視野后視鏡難以進行距離判斷的問題。
[0017]本實用新型中的多曲率后視鏡鏡片，從整體看來，整個鏡面呈現一種曲率半徑持續變化的狀態，每個小鏡面面積很小，可近似為一個點。拼接起來后表面光滑，鏡面成像均勻無明顯失真，不會對駕駛員的行車觀察造成干擾，可以做到視場范圍大，同時圖像失真較小且觀察舒適。由于本實用新型的多曲率后視鏡只有一個鏡面，結構簡單，加工難度較低，成本降低。另外，在鏡面上加標線，給駕駛員判斷距離提供依據，大大提高了行車安全，增強了后視鏡的實用性。
[0018]同時，本實用新型中的多曲率后視鏡鏡片也可用于卡車后視鏡上，用于替換現有的前下視鏡、補盲鏡、廣角鏡，可以有效地彌補原有后視鏡失真嚴重的問題，實現失真小、視野寬、無盲區、觀察舒適、成本低等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的多曲率后視鏡鏡片立體示意圖；
[0020]圖2為本實用新型多曲率后視鏡鏡片的俯視圖；
[0021]圖3為本實用新型多曲率后視鏡鏡片的前視圖；
[0022]圖4為本實用新型多曲率后視鏡鏡片的細節展示圖；
[0023]圖5為本實用新型多曲率后視鏡鏡片上設置標線的示意圖；
[0024]圖6為本實用新型多曲率后視鏡鏡片視野角度擴大的范圍的示意圖；
[0025]圖7為本實用新型多曲率后視鏡鏡片視野面積擴大的范圍的示意圖
[0026]圖8為本實用新型多曲率后視鏡鏡片在MATLAB環境下編程計算出視野范圍示意圖；
[0027]圖9為本實用新型多曲率后視鏡鏡片失真程度測量方法示意圖；
[0028]圖10為本實用新型多曲率后視鏡鏡片在卡車右側的應用示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本實用新型的多曲率后視鏡片可以用于普通小轎車和大卡車中，有效改進現有后視鏡市場小或失真嚴重的問題，同時做到控制成本，降低加工難度。
[0030]實施例1
[0031]本實施例描述了一種用于普通小轎車的多曲率后視鏡，且為左后視鏡。
[0032]如圖1所示，本實用新型的多曲率后視鏡為一具有弧形表面的鏡體1，該鏡體為左后視鏡，后視鏡的視場約為45°。
[0033]如圖2所示，本實施例所述鏡面，從俯視圖看該鏡面為一矩形，其尺寸為168mm*100mmο
[0034]如圖3所示，本實用新型的多曲率后視鏡為一具有弧形表面的鏡體1，將鏡面平放在桌面上，凸面朝上，從正前方角度看，凸面最高點到桌面的矢高為11.86mm。
[0035]如圖4所示，后視鏡的鏡面是由多個小鏡面組合而成的多曲率弧面，多個小鏡面的曲率半徑不同，每個小鏡面在不同方向上的曲率半徑也不同；整個鏡面的曲率半徑從上到下先減小后增大，相應的曲率半徑的變化率也是先減小后增大；該鏡面曲率半徑從內側到外側先減小后增大，相應的曲率半徑的變化率也是先減小后增大。
[0036]本實施例所述鏡面，水平方向曲率半徑的范圍是R400?R800mm，垂直方向曲率半徑的范圍是R200?R500mm。
[0037]整個鏡面中，關于水平中心線對稱的任意兩個小鏡面，在關于水平中心線對稱的兩個方向上的曲率半徑相同，關于垂直中心線對稱的兩個小鏡面曲率半徑不一定相同。在本實施例中，鏡面中心點的曲率半徑在水平方向和垂直方向分別是498.913250914137mm和300.578312673584mm。四個邊緣點A、B、C、D的曲率半徑分別為:
[0038]水平方向:A點:655.2851、B 點:655.2851、C 點:645.4441、D 點:645.4441。
[0039]垂直方向:A點:361.2046、B 點:361.2046、C 點:407.8382、D 點:407.8382。
[0040]其中A點和B點、C點和D點關于水平中心線對稱，B點與C點、A點與D點關于垂直中心線對稱。由此可以看出，A點與B點曲率半徑相同，C點和D點曲率半徑相同，但B點與C點、A點與D點之間曲率半徑并不相同。
[0041]如圖5所示，多曲率后視鏡上標有可以幫助判斷距離的標線2。從俯視圖上看，兩條標線2為從鏡面上邊緣到下邊緣的直線，兩條標線2位于鏡面的中間位置，間距為2?5mm。鏡面上，兩條標線和鏡面邊緣包圍的區域si為安全區域，兩條標線2外側的區域s2和s3為危險區域。從鏡中觀察，當后方來車或者障礙物位于區域si內，或者其橫向尺寸小于兩條標線2的間距時，說明后方來車在安全范圍內，可以進行超車和拐彎操作；當觀察到的障礙物邊界在區域s2和s3范圍內或者其尺寸超出兩條標線間距時，說明該障礙物位于危險區，距離車身已經很近，不可以進行超車和拐彎操作。
[0042]本實用新型所述的多曲率后視鏡鏡片的成像優勢具體如下:如圖6所示，在本實施例中，利用普通后視鏡觀察時，可觀察到視野范圍僅有15°，而利用本實用新型所述的多曲率后視鏡，視野范圍角度可擴大到45°。如圖7所示，整個實線框包圍的面積為模擬的利用本實用新型提出的多曲率后視鏡進行觀察時的視野范圍，其中虛線包圍的面積為利用普通后視鏡在同一位置進行觀察時的視野范圍。如圖8所示，為在MATLAB環境下編程計算出的本實用新型所述的多曲率后視鏡所能觀察到的角度范圍。由此可直觀看出利用本實用新型所述的多曲率后視鏡能夠有效地擴大視野范圍。
[0043]本實施例中，可對鏡面的失真程度進行模擬測試。如圖9所示，測量后視鏡鏡面成像失真程度的方法如下:先將方形網格或垂直直線或水平直線在后視鏡中成像，此時在后視鏡中看到的直線會有彎曲變形，主要表現為上凸或者下凹。彎曲變形程度越高說明成像失真越嚴重，反之直線彎曲程度越小則成像失真程度越小。對于某一條彎曲的上述直線，計算其上凸最高點或者下凹最低點與原未變形直線的最小距離a，再測量上述同一點到鏡面幾何中心點的距離b，則上述最小距離a與上述的到中心點的距離b的比值a/b即為該失真直線在后視鏡上失真率。最后計算鏡面上每一個小網格或者直線的失真率并求平均值，該平均值即為整個鏡面的成像失真率的近似值。
[0044]當駕駛員觀察本實施例的后視鏡中心處位置時，成像幾乎不失真，且視野范圍很大。對于駕駛員而言，利用后視鏡觀察周圍車況時，主要觀察鏡面的中心位置，所以使用本實施例提出的多曲率后視鏡，不僅失真小視野寬，還可以避免駕駛員因觀察鏡面而帶來的有眩暈感。此外，給鏡面加上標線，幫助駕駛員進行距離判斷，增加行車安全。
[0045]實施例2
[0046]本實施例描述了一種用于卡車的多曲率后視鏡組。
[0047]卡車后視鏡有6塊凸面鏡組成，分別為左側兩塊，右側四塊。以右側的四塊為例，從前到后分別是前下視鏡、主后視鏡、補盲鏡以及主后視鏡下方的廣角鏡。卡車左側只有主后視鏡和補盲鏡。其中前下視鏡、補盲鏡和廣角鏡的曲率半徑較小，失真嚴重。如圖10所示，本實施例就是利用本實用新型提出的多曲率后視鏡對這三種鏡子中的至少一塊進行替換，其中Ml—M3依次為前下視鏡、補盲鏡和廣角鏡。
[0048]利用本實用新型提出的多曲率后視鏡鏡片替代卡車后視鏡鏡片后，不僅很好地解決了現有卡車后視鏡成像失真嚴重的問題，還有效地緩解了觀察時因現有后視鏡失真嚴重而帶來的眩暈感。同時，必要時還可以給鏡面加上標線，幫助駕駛員進行距離判斷，增加行車安全。
【權利要求】
1.一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，鏡片的鏡面是由多個小鏡面組合而成的多曲率自由曲面，多個小鏡面之間的曲率半徑不同，每個小鏡面在不同方向上的曲率半徑也不同；整個鏡面的曲率半徑從上到下先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大；整個鏡面的曲率半徑從左到右先減小后增大，其曲率半徑的變化率也是先減小后增大。
2.根據權利要求1所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡面的曲率半徑的最小處和曲率半徑變化率的最小處為鏡面水平中心線上任意一點。
3.根據權利要求2所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡片安裝在車的后視鏡上時，鏡面水平中心線與后視鏡的水平中心線不一定重合。
4.根據權利要求1或2所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡面關于水平中心線對稱，關于垂直中心線不一定對稱，且鏡面為光滑表面。
5.根據權利要求4所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡面中，關于水平中心線對稱的兩個小鏡面面型對稱，且兩個小鏡面在關于水平中心線對稱的方向上的曲率半徑相同，而關于垂直中心線對稱的兩個小鏡面面型不一定對稱，且兩個小鏡面在關于垂直中心線對稱的方向上的曲率半徑也不一定相同。
6.根據權利要求5所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡片安裝在車的后視鏡上時，鏡面水平中心線與后視鏡的水平中心線不一定重合。
7.根據權利要求1或2所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡面上各點曲率半徑的范圍為1？200臟?1？2000臟。
8.根據權利要求1或2所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述鏡面的豎直方向上加設有標線。
9.根據權利要求3或6所述的一種多曲率后視鏡鏡片，其特征在于，所述后視鏡鏡片安裝在卡車的后視鏡上時，所述卡車的前下視鏡、廣角鏡和補盲鏡中的至少一種鏡子采用所述后視鏡鏡片。
【文檔編號】B60R1/08GK204136875SQ201420606864
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月20日 優先權日:2014年10月20日
【發明者】趙菲菲, 閆鋒, 彭浩, 朱曦, 李想, 潘巍松, 曹汛, 李正吉 申請人:南京閃像光電科技有限公司