後視鏡有一個視界的問題,也就是指鏡面所能夠反映到的範圍。業界有視界三要素的提法,即駕駛者眼睛與後視鏡的距離、後視鏡的尺寸大小和後視鏡的曲率半徑。這三要素之間具有一定的關系,當後視鏡的距離和尺寸相同時,鏡面的曲率半徑越小,鏡面反映的視界越大。當鏡面的曲率半徑相同時,鏡面的尺寸越大,鏡面反映的視界越大。
但是,事物總有兩重性,雖然鏡面的曲率半徑越小視野範圍越大,但同時鏡面反映的物體變形程度也越大,這有些像“哈哈鏡”,往往會造成駕駛者的錯覺。從行車安全的角度出發,有一個映像失真率的問題。行業标準規定,平面鏡的失真率不得大于3%,凸面鏡的失真率不得大于7%,要求不能反映有歪曲變形的實物圖像(新法規已取消對失真率的要求)。
因此,鏡面的曲率半徑就有一個限制範圍,行業标準規定外後視鏡的曲率半徑r不小于1200mm,内後視鏡的曲率半徑為無限大(平面鏡)。此外,還規定了曲率半徑的偏差範圍(詳見GB15084)。
後視鏡也有一個反射率指标。反射率越大鏡面反映的圖像越清晰。反射率的大小與鏡内表面反射膜材料有關。汽車後視鏡反射膜一般用銀和鋁為材料,它們的最小反射率為80%。高反射率在一些場合會有副作用,例如夜間行車在後面汽車前大燈的照射下,經内後視鏡的反射會使駕駛者産生眩目感,影響行車安全。因此内後視鏡一般采用棱形鏡,雖然鏡面也是平的,但其截面形狀是棱形,它利用棱形鏡的表面反射率與裡面反射率不一樣的特點,達到無眩目要求。
白天采用反射率為80%的銀質或鋁質裡面反射膜,晚上則用反射率隻有4%左右的表面玻璃。為此,晚上隻需将白天位置的内後視鏡轉動一下角度就行了。目前有一種自動變色(Auto-Dimming)的内後視鏡,它的電子感光檢測器能自動分辨外界的自然光和強加光源,通過電流變化在幾秒鐘内調節鏡内的液晶材料,從無色變到有色從而調節内後視鏡的反射率,從而解決眩目問題。
三、後視鏡技術
後視鏡技術是由高分子化工、金屬、機械、光學、電子電器的綜合技術集成的高科技産品。我國的汽車後視鏡企業,根據其客戶市場的需求不同,其産品及功能技術要求也有所不同,包括鏡面光學及功能技術、鏡面調節角度技術、後視鏡折疊技術、後視鏡轉向燈技術、後視鏡分體技術、後視鏡噴漆技術等等。
1、鏡面新技術
鏡子是光學反射式汽車後視裝置中的核心零件,鏡面又是它的關鍵部位,為提高行駛時特别超車、并線、轉彎、倒車或高速行駛時的安全系數,減輕駕駛員的疲勞,同時适應不同的工作環境,它最低應能滿足以下要求正确鮮明地反映物象,不變形或變形小足夠的後視視野,後視範圍盡可能的大,最好能消除盲區在雨、霧、寒冷等特殊天氣下能正常工作。目前的新技術大都是圍繞這幾個方面提出的。
1)改變形狀,增加面積
增加面積是汽車制造商為解決後視盲區的第一個反映,但鏡子大鏡框也大,會産生整體不協調的問題,同時也可能給視覺帶來不便。為解決這些矛盾,設計者從鏡子形狀、面積、安裝位置、整車風格、車主愛好等多方面綜合考慮。現在有不少汽車特别是大型車上采用狀如手臂的大面積後視鏡又稱“兔耳式後視鏡”,它們安裝的位置也和其它車輛不同,一般置與車輛前部。
2)改變鏡面曲率
平面鏡、球面鏡是傳統鏡面采用的兩大系列,它們各有所長,但都存在明顯的功能缺陷。
平面鏡優點是後視物體無失真,能真實反映車後物體的真實外形及實際距離,給司機有比較準确的判斷信息。缺點是後視範圍較小,造成過多的視覺盲區。 球面鏡特點是後視物體縮小,後視範圍、視角擴大,不能真實反映車後物體大小及實際距離,駕駛員需經過一段适應對比過程。
對上述兩種鏡面各取所長,人們用改變鏡面曲率的方法開發出一些新技術和新産品。
2雙曲率鏡面技術
雙曲率鏡面是目前比較新穎的鏡面。它彌補了平面鏡後視範圍過小,球面鏡反映後方物體不真實的不足,它的球面部分曲率半徑較大,一般為SR2000左右,基本上解決了失真問題。變曲率鏡面它是依據車型、駕駛員眼點位置與後視鏡相對位置、視野要求三個要素,運用光學原理和數據方法,對車輛的前後左右不同視野角度選擇不同的曲率半徑,并平滑過渡。
這樣,能夠在滿足基本不失真的條件下進一步擴大視野、減少盲區,既滿足了國家強制性标準,又解決了盲區問題。另外,在鏡面的設計上采用分界線的辦法來警示駕駛員變曲率面僅供觀察車後大緻情況,在後視安全性的設計上是一個創新的進步,但制造工藝較為複雜,制造成本昂貴。
全景後視鏡歐洲和日本已經采用了一種全景後視鏡來消除駕駛員的盲點。這種後視鏡中間2/3的面積用平面鏡,靠外1/3的面積用大弧度的凸面鏡,這樣司機就能看到車後的一個全景,消除轉彎時的盲點,視野擴大了200%。為減少盲點,瑞典在10多年前就采用了具有凸面玻璃的外後視鏡。這種後視鏡看遠處的物體有失真現象,但其有助于消除盲點,現在己在世界不少地區使用。
3表面處理新技術
1) 鍍層技術
後視鏡鏡面鍍層有鍍銀、鍍鋁、鍍銘、TiO2塗層(俗稱“藍鏡”)四種。鍍銀、鍍鋁鏡面反射率較高,雖看得清晰,但長期觀察鏡面容易對眼睛造成疲勞,且防腐蝕性能較差,容易産生氧化,成本較低。鍍鉻鏡面反射率比較适合于對眼部的刺激,防腐蝕性能較好,目前使用的後視鏡大多采用此類鍍層方式。TiO2塗層鏡面有防眩目的功能,以減少眼部的疲勞,目前對中高檔轎車後視鏡的采用也比較普遍,但加工工藝比較複雜,色差的穩定性較難控制。
2)電化學後視鏡
這種後視鏡含有一種膠黏體,施加小電荷,膠裁體就發暗,當光敏傳感器感覺到眩目強光時,電荷就被激發,後視鏡就不晃眼了。1998年全球共用了700萬隻電化學後視鏡。
3)保護膜與防護液
這是為解決在用車輛後視鏡的防雨防霧防塵問題而開發的汽車輔助用品,有的還能防止陽光反射和夜間燈光的刺激。國外己較多使用,産品種類也多,國内尚未普及,成熟的産品也少見。保護膜與防護液的工作基本機理在于它有或能夠形成一個具有親水作用表層,使雨水不能形成水滴,光線沒有不規則反射。防強光反射則是因為有的保護膜呈藍色。同時注意,這些輔助用品在使用條件上有不少限制,使用壽命(周期)也不長。
三、後視鏡調節方式
1固定式
後視鏡的鏡面與鏡殼之間是固定的,鏡殼與支架之間是可以調節的。調節視角時駕駛員用手直接調節鏡殼。這種調節方法費時費力,很難一次完成視角調節,調節後鏡殼的空間位置改變,影響整車的美觀協調性。
2手動調節式
後視鏡的鏡面與鏡殼之間是可以調節的,調節視角時不用大動幹戈第調節整個鏡殼,不緻破壞整車的美觀協調性,但需要駕駛員将手伸到車窗外調節或駕駛員下車後到車外調節,很不方便。
3拉鎖調節式
後視鏡在車内通過調節器調節杆拉動二根拉索軟軸來調節後視鏡的鏡面角度,駕駛員不需要到車外調節,在行車或雨天調節比較安全方便。
4電動後視鏡
在車内通過電氣裝置調節按鈕開關,控制電動轉向器部件中的兩個微型電機,使鏡面的X軸或Y軸由電動機傳到螺杆、渦輪、減速齒輪、齒條上下運動帶動後視鏡鏡片,使其繞中心軸轉動,作水平或垂直方向調節。駕駛員可以在車内方便快捷的調節所需要的視角。
5記憶存儲式電動後視鏡
在電動後視鏡的基礎上發展的一種新型後視鏡,它将後視鏡的視角調節和座椅、轉向盤、車内後視鏡等組成一個整體的調節系統,每個駕駛員根據自己駕駛習慣設定好後視鏡的最适合的視角及座椅的位置後,進行位置記憶存儲,當後視鏡位置被其他駕駛員調節後,可以通過記憶功能自動恢複預先存儲的位置。記憶存儲式後視鏡由操作開關、機械傳動系統、電子控制系統組成,傳動系統包括兩個電機、減速齒輪、渦輪、螺杆、折疊結構等。
電子控制系統包括駕駛員姿勢存儲和複位開關、位置傳感器、ECU等。進行後視鏡視角調節操作時,動力依次由電動機、螺杆、渦輪、減速齒輪傳遞到後視鏡,每個後視鏡裡面裝有水平方向和垂直方向2個位置傳感器,用來檢測後視鏡所處的空間位置,輸出電壓信号,并将此電壓信号存儲在ECU中。
四、智能後視鏡發展趨勢
1)後視鏡的自動調整形式将更加多樣化
其調整模式從幾個簡單的轉向、泊車等操作變為更加多變的駕駛操作與行駛環境,并和車内後視鏡更多的緊密聯系,例如在轉向的時候,攝像頭拍攝的車後情況顯示到屏幕上面的同時外後視鏡也會根據輪胎轉動的幅度來調節後視鏡視角的大小,以配合車内後視鏡及其屏幕上所顯示的圖像信息。
2)語音識别、圖像識别等控制将會成為主流
在車内,駕駛員不僅能夠通過語音控制汽車内的各項功能開關,同時還可以在語音識别的基礎針對後視鏡進行語音操作調節,也可以通過識别駕駛員圖像信息來得到精确合理的後視鏡角度相匹配。
在語音、圖像識别技術發展的推動下,其識别的精準度有了很大的提升,加上這些算法都具備記憶功能,這樣也可以讓機器逐漸習慣車主的語音,并根據圖像識别常用主人來提高識别度,這樣在集成方面就需要更多的努力,去将更優化更精準的算法與方案集成到設備當中去。
3)ADAS是現下流行的汽車技術
這種主動安全技術依賴于在車道偏離預警、車道保持系統,碰撞避免或預碰撞系統和夜視系統等方面能極大的保證駕駛員的安全,但到現在還沒有真正的達到普及,那麼随着未來科技口新月異的發展,這種技術能夠得到更多的開展與普及,并目将更廣泛的應用在智能後視鏡上。
4)在互聯網時代,網絡是一切的中心
通過網絡給人們帶了許多的便利,那麼在未來中,這種便利也會應用到智能後視鏡當中,智能後視鏡配備通信功能将會成為未來汽車後視鏡發展主要趨勢之一,讓後視鏡集成為一個智能化多樣化的駕駛輔助工具。
五、結語
汽車後視鏡又俗稱汽車倒車鏡,作為汽車的主動安全裝置之一,它是行車或泊車時重要的必備安全配件,其主要功能是反映汽車兩側及後方的視野情況。
每個國家對于汽車安全裝置的規定中,均要求必須安裝後視鏡,且後視鏡能夠進行不同方向的調節,要求現有的轎車和其他輕型乘用車必須裝配内後視鏡和外後視鏡,大型汽車要裝有外後視鏡、下後視鏡和内後視鏡,因此可以看出良好的後方視野是汽車安全行駛的必要保障,後視鏡對于汽車安全有着至關重要的作用。
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