专利名称：异型镜片设计方法
技术领域：
本发明涉及汽车的外部后视镜的镜片设计方法，尤其涉及一种具有多个视区且镜像自然连续的异型镜片的设计方法。
背景技术：
汽车已经成为人类社会重要的交通和运输工具。在驾驶汽车过程中，司机需要通过汽车后视镜来观察汽车侧后方状况。现有的后视镜镜片设计方法简单，设计出的镜片采用单一曲率，存有较多的盲区， 当司机变道或转弯时难以观察到侧方来车，行车时难以观察到轮下和轮周围状况，倒车时难以观察到车尾部和尾部上、下的障碍物，停车时难以观察到路沿或停车位的框线。虽然有部分车辆其司机通过加装的多个后视镜来扩大视野范围，还有车辆通过加装的倒车雷达来了解车尾与后方障碍物的距离，但这些举措程序复杂、费用高，也不直观。有些车辆给后视镜上粘接了一面小凸面镜以获得较大视角，但粘接的小凸镜容易脱落，也影响美观；尤其是，小凸镜中的影像与后视镜中的影像不吻合，容易造成司机视觉上误判。汽车等机动车辆在运行过程中，司机通过车外两侧后视镜来观察侧后方来车及后方情况。由于普通后视镜面为单一曲率，视野有限，主要用于观察车侧后方，不能看到正侧方来车、车尾障碍物、前后车轮及所切路面。由此，业界需要一种新的异型镜片设计方法，以提供大视野的异型镜片。
发明内容
为了达成上述目的，本发明旨在提供一种用于汽车后视镜的异型镜片设计方法，包括如下步骤(a)用平面镜片作为设计使用的初始原型镜片；(b)根据设计要求和使用环境设计异型镜片轮廓及安装位置，并用原型镜片对设计进行测试和调整；(C)基于轮廓与位置设计，参考原型镜片对车后相关区域的映像，再根据设计要求进行视区划分；(d)基于所述的轮廓、位置和视区划分，根据设计要求计算、测试出各视区的曲率和倾角并据此制成新原型镜片；(e)新原型镜片达到异型镜片设计要求则结束设计，否则返回(b)调整设计。—些实施例中，步骤(b)需要根据所述汽车的类型、用途、造型、及所述汽车的驾驶员的标准身高来确定所述异型镜片的轮廓和安装位置，其中所述轮廓包括镜片的形状与尺寸，所述安装位置包括与所述汽车驾驶员的相对位置关系。一些实施例中，步骤(C)包括如下小步骤(Cl)在所述原型镜片上设置多个反映所述车后的不同区域状况的视区，各视区之间设有间隔。一些实施例中，所述视区划分为三组第一组为靠近车身的镜面部分，其上部分用于反映车身外侧面，其下部分用于反映车身外侧面下的地面；第三组为远离车身的镜面部分，其下部分用于反映车外侧车道以外区域，其上部分用于反映车外侧车道以外的车后方区域；第二组位于第一组和第三组之间，其下部分用于反映车外侧车道，其上部分用于反映车外侧车道的车后方区域。一些实施例中，所述视区包括1)车前身左/右外侧上方，2)车身中部左/右外侧上方，3)车尾左/右外侧上方，4)前门，5)后门，6)车尾左/右外侧，7)左/右前轮外侧切地点，8)左/右后轮外侧切地点， 9)车尾左/右外侧地面，10)车左/右侧道车后方，11)车左/右侧方，12)车左/右侧道以外车后方，13)车左/右侧道以外。一些实施例中，步骤(C)还包括如下小步骤(c2)在所述异型镜片周边指定三个基准点构成设计使用的基准面；且(c3)根据所述驾驶员的眼睛、所述视区和所述视区反映区域的空间坐标计算出各所述视区的曲率和相对于所述基准面的倾角，使得各所述视区既能够准确清晰地反映出指定区域，又使各所述视区镜像趋于平面镜的镜像。一些实施例中，在计算出异型镜片各视区的曲率和倾角后，挑选与对应视区曲率相同、但面积不大于对应视区的一组样本镜片，按对应视区的设计倾角固定在一块平行于所述基准面的基板上，作为所述的新原型镜片。一些实施例中，所述样本镜片位于所述基板对应所述视区的位置上，且与所述视区的高度相同。一些实施例中，所述样本镜片来自事先制作的样本镜片组，该样本镜片组包含多枚具有小于视区尺寸且符合视区设计曲率的镜片。一些实施例中，在前述步骤(b)、(C)、(d)中，将所述原型镜片安装在所述位置上进行测试，再根据测试数据对异型镜片的设计进行测试、调整和优化，复直到异型镜片的设计达到满意的效果。一些实施例中，各所述视区之间通过双三次样条曲面平滑连接，通过对各所述视区之间间隙宽度和样条曲面参数进行设计使得所有视区镜像自然连续。根据本发明的异型镜片设计方法能在一个镜片上通过位置、大小、曲率和倾角的变化上形成多个视区，以消除单一曲率镜片的多个盲区，有效地扩大了司机的视野范围；而且各视区之间平滑连接，使得各视区镜像自然连续，避免了镜面上各视区之间镜像跳跃、偏移和分界线给司机造成错觉。结合附图，根据下文的通过示例说明本发明主旨的描述可清楚本发明的其他方面和优点。
结合附图，通过下文详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中图I为本发明实施例的异型镜片设计流程图；图2为本发明实施例的异型镜片视区划分示意图。
具体实施例方式参见本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能对层及区域的尺寸及相对尺寸进行了放大或变形。现参考图I描述根据本发明实施例的异型镜片设计方法。本实施例中，以大型客车左侧后视镜为例，描述根据本发明的异型镜片设计图。然而，本发明不限于此，而是可应用于任何类型车辆的任何后视镜。根据本实施例的异型镜片设计方法中，在步骤S101，用平面镜片作为设计使用的初始原型镜片。在步骤S102，根据设计要求和异型镜片所使用的环境设计异型镜片轮廓及安装位置，并用原型镜片对设计进行测试和调整。异型镜片所使用的环境包括所述汽车的类型、用途、造型及所述汽车驾驶员的标准身高，其中所述轮廓包括所述镜片的形状与尺寸，所述安装位置包括异型镜片与所述汽车驾驶员的相对位置关系。根据该车功能用途、整体大小和造型设计，其后视镜镜片设计为200*600mm长方形，安装在车头左、右侧的前方400_处，司机标准身高为1700_，据此计算或测量出后视镜镜面中心点与司机的距离和角度等参数。所述参数可用于确定司机在座位上能够观察到的镜面映像及映像所在镜面上的位置。然后，用原型镜片对上述设计进行测试认定。在步骤S103，基于所述轮廓与位置设计，参考原型镜片对车后相关区域的映像，再根据设计要求进行视区划分。本实施例中，该大型客车左侧有前、后车门，供乘客上下车用。该车行走的道路其两旁绿化树木的树冠大且低，常有树枝被大雪压下或被大风吹折垂下影响车辆行驶。司机需要通过左侧后视镜观察前、后车门乘客上下车情况；在转弯和倒车时需要通过后视镜观察车顶与下垂树枝的距离；倒车时还需要通过后视镜观察车后和轮下的障碍物；停车时需要通过后视镜观察车轮与路沿的距离或轮下的停车位框线。因此，所述视区划分为三组第一组为靠近车身的镜面部分，其上部分用于反映车身外侧面，其下部分用于反映车身外侧面下的地面；第三组为远离车身的镜面部分，其下部分用于反映车外侧车道以外区域，其上部分用于反映车外侧车道以外的车后方区域；第二组位于第一组和第三组之间，其下部分用于反映车外侧车道，其上部分用于反映车外侧车道的车后方区域。具体地，所述视区包括1)车前身左外侧上方，2)车身中部左外侧上方，3)车尾左外侧上方，4)前门，5)后门，6)车尾左外侧，7)左前轮外侧切地点，8)左后轮外侧切地点，9)车尾左外侧地面，10)车左侧道车后方，11)车左侧方，12)车左侧道以外车后方，13)车左侧道以外。应理解，本发明不限于这些视区，而是可包括任何合适的视区。特别是，包括1)车前身右外侧上方，2)车身中部右外侧上方，3)车尾右外侧上方，4)前门，5)后门，6)车尾右外侧，7)右前轮外侧切地点，8)右后轮外侧切地点，9)车尾右外侧地面，10)车右侧道车后方，11)车右侧方，12)车右侧道以外车后方，13)车右侧道以外。在步骤S104，基于所述轮廓、位置设计与视区划分，首先利用所述异型镜片周边设计的三个基准点构成设计使用的基准面。基于异型镜片的轮廓与位置设计，参考原型镜片安装在设计位置时对车后相关区域的映像，再根据设计要求的视区数量在原型镜片的镜面上进行视区划分。此后，根据所述驾驶员的眼睛、所述视区和所述视区反映区域的空间坐标计算出各所述各视区的曲率和相对于所述基准面的倾角，使得各所述视区能够准确清晰地反映出指定区域，又使各所述视区镜像趋于平面镜的镜像。由于异型镜片凹凸不平，每一视区需要参照基准面确定高度和倾角。在制作原型镜片时，用平行于基准面的基板按照视区位置、高度和倾角来固定对应的样本镜片，基板相当于配近视镜时用的镜架。根据所述驾驶员的眼睛、所述视区和所述视区反映区域的空间坐标计算出各所述视区的曲率和相对于所述基准面的倾角，使得各所述视区既能够准确清晰地反映出指定区域，又使各所述视区镜像趋于平面镜的镜像。本实施例中，在计算出异型镜片各视区的曲率和倾角后，挑选与对应视区曲率相同、但面积不大于对应视区的一组样本镜片，按对应视区的设计倾角固定在一块平行于所述基准面的基板上，作为所述的新原型镜片。所述样本镜片位于所述基板对应所述视区的位置上，且与所述视区的高度相同。初始时用平面镜片作为原型镜片，参考平面镜安装在设计位置时对车后相关区域的映像，再根据设计要求的视区数量在原型镜片的镜面上进行视区划分，同时在设计视区 的曲率和倾角时，尽量取最小值本实施例中，所述样本镜片来自事先制作的样本镜片组，该样本镜片组包含多枚具有小于视区尺寸且符合视区设计曲率的镜片。本实施例中，将新原型镜片安装在所述位置上进行测试，如果测试结果符合异型镜片的设计要求则完成设计，否则返回前述步骤S102，直到异型镜片的设计达到要求。即在各视区映像正确前提下，使得各视区曲率和倾角为最小值，所有视区的画面平滑连续。本实施例中，所述多个视区之间设有间隔。并且，各所述视区之间通过双三次样条曲面平滑连接，通过对各所述视区之间间隙宽度和样条曲面参数进行设计使得所有视区镜像自然连续。本发明具有如下优点。(I)根据本发明的异型镜片设计方法，能在一个镜片上通过位置、大小、曲率和倾角的变化上形成多个视区，以消除单一曲率镜片的多个盲区，有效地扩大了司机的视野范围；而且各视区之间平滑连接，使得各视区镜像自然连续，避免了镜面上各视区之间镜像跳跃、偏移和分界线给司机造成错觉；(2)本发明的异型镜片设计方法由于采用样本镜片对设计进行测试、调整和优化，有效缩短了设计周期；而且，样本镜片选用灵活，且适于批量生产；(3)本发明应用范围广泛，虽然主要针对汽车后视镜异型镜片的设计，但也适用于其它用途的异型镜片设计。因本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离本发明的精神或范围。尽管业已描述了本发明的实施例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明精神和范围之内作出变化和修改。
权利要求
1.一种用于汽车后视镜的异型镜片设计方法，其特征在于，包括如下步骤(a)用平面镜片作为设计使用的初始原型镜片；(b)根据设计要求和使用环境设计异型镜片轮廓及安装位置，并用原型镜片对设计进行测试和调整；(C)基于轮廓与位置设计，参考原型镜片对车后相关区域的映像，再根据设计要求进行视区划分；(d)基于所述的轮廓、位置和视区划分，根据设计要求计算、测试出各视区的曲率和倾角并据此制成新原型镜片；(e)新原型镜片达到异型镜片设计要求则结束设计，否则返回(b)调整设计。
2.根据权利I所述的设计方法，其特征在于，步骤(b)中，根据所述汽车的类型、用途、造型、及所述汽车的驾驶员的标准身高来确定所述异型镜片的轮廓和安装位置，其中所述轮廓包括镜片的形状与尺寸，所述安装位置包括与所述汽车驾驶员的相对位置关系。
3.根据权利2所述的设计方法，其特征在于，步骤(c)包括如下小步骤(cl)在所述原型镜片上设置多个反映所述车后的不同区域状况的视区，各视区之间设有间隔。
4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述视区划分为三组第一组为靠近车身的镜面部分，其上部分用于反映车身外侧面，其下部分用于反映车身外侧面下的地面；第三组为远离车身的镜面部分，其下部分用于反映车外侧车道以外区域，其上部分用于反映车外侧车道以外的车后方区域；第二组位于第一组和第三组之间，其下部分用于反映车外侧车道，其上部分用于反映车外侧车道的车后方区域。
5.根据权利4所述的设计方法，其特征在于，所述视区包括1)车前身左/右外侧上方，2)车身中部左/右外侧上方，3)车尾左/右外侧上方，4)前门，5)后门，6)车尾左/右夕卜侧，7)左/右前轮外侧切地点，8)左/右后轮外侧切地点，9)车尾左/右外侧地面，10)车左/右侧道车后方，11)车左/右侧方，12)车左/右侧道以外车后方，13)车左/右侧道以外。
6.根据权利5所述的设计方法，其特征在于，步骤(c)还包括如下小步骤(c2)在所述异型镜片周边指定三个基准点构成设计使用的基准面；且化3)根据所述驾驶员的眼睛、所述视区和所述视区反映区域的空间坐标计算出各所述视区的曲率和相对于所述基准面的倾角，使得各所述视区既能够准确清晰地反映出指定区域，又使各所述视区镜像趋于平面镜的镜像。
7.根据权利6所述的设计方法，其特征在于，各所述视区之间通过双三次样条曲面平滑连接，通过对各所述视区之间间隙宽度和样条曲面参数进行设计使得所有视区镜像自然连续。
8.根据权利要求I所述的设计方法，其特征在于，在前述步骤(b)、(c)、(d)中，将所述原型镜片安装在所述位置上进行测试，再根据测试数据对异型镜片的相关设计进行调整和优化，复直到异型镜片的设计达到设计要求为止。
9.根据权利6所述的设计方法，其特征在于，在计算出异型镜片各视区的曲率和倾角后，挑选与对应视区曲率相同、但面积不大于对应视区的一组样本镜片，按对应视区的设计倾角固定在一块平行于所述基准面的基板上，作为所述的新原型镜片。
10.根据权利9所述的设计方法，其特征在于，所述各样本镜片固定在所述基板对应所述视区的位置上，且与所述视区的高度相同。
11.根据权利9、10所述的设计方法，其特征在于，所述的样本镜片来自事先制作的样本镜片组，该样本镜片组包含多枚具有小于视区尺寸且符合视区设计曲率的镜片。
全文摘要
本发明提供了一种用于汽车后视镜的异型镜片设计方法，包括如下步骤(a)用平面镜片作为设计使用的初始原型镜片；(b)根据使用环境设计异型镜片轮廓及安装位置，并用原型镜片对该设计进行测试和调整；(c)基于轮廓与位置设计，参考原型镜片对车后相关区域的映像进行视区划分；(d)基于所述的轮廓、位置和视区划分，计算、测试出各视区的曲率和倾角并据此制成新原型镜片；(e)新原型镜片达到异型镜片设计要求则结束设计，否则返回(b)调整设计。根据本发明的异型镜片设计方法，能在一个镜片上通过位置、大小、曲率和倾角的变化上形成多个视区，以消除单一曲率镜片的多个盲区，有效地扩大了司机的视野范围；而且各视区之间平滑连接，使得各视区镜像自然连续，避免了镜面上各视区之间镜像跳跃、偏移和分界线给司机造成错觉。
文档编号B60R1/08GK102935826SQ20121052130
公开日2013年2月20日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者赵风景, 计春雷, 赵阳, 沈学东, 宋晓勇, 王淮亭, 范光宇, 王小刚, 杨志和, 王天琪 申请人:上海电机学院