专利名称：折射式多用途监视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于交通工具的摄影及光学影象转换方法。
本发明将应用者背向周边环境的适时影象经光学镜面折射后，用摄影机拍摄的原本“反向”的影象变为“正向”影象送处理器、分配器或显示器，达到让应用者适时、安全、准确判断背向周边环境状况的目的。
众所周知，现在各类汽车广泛使用光学玻璃镜作为反射器来观察汽车外部左、右和后部的环境状况。这种方式的弊端是观察范围有限且存在观察盲区。观察盲区是驾驶员产生误判，进而造成部分交通事故乃至重大交通事故的起因。
在汽车、轮船、火车、飞机等各类交通工具中，人们渴望象观察前方的适时景象那样来观察四周外部的适时景象(长期以来，人们更多的是依赖于安排专人来观察后部的适时景象，如火车、轮船)。以汽车为例我们知道，在人们拍摄背向影象时，由于摄象机是向后架设的，如果将拍摄所得的背向影象直接在显示器上显示，则此影象实际上是经“转动”了180度之后在显示器上显示的，那么，如果对该影象不作任何处理，则会产生背向移动物体的左右实际移动方向与显示器上所显示的方向恰好“相反”的现象，即，从左后侧正常超越本车的其他车辆看上去却是从本车的右侧超越，这将给本车驾驶员造成严重的误判。所以，在实际应用中，人们通常是将上述拍摄所得的影象左右翻转(专业术语叫“镜象”)后再送显示器显示。虽然现在普遍使用的由半导体电荷耦合器件及相关外围电路组成的小型摄象头(下称CCD)中的部分产品具有电子镜象功能，但这样的镜象仅仅“纠正”了前述物体左右移动方向相反的别扭状况，却使图象中的字母、数字等成了真正的反向影象了。而且，以上类似的倒车显示装置并不能真实、全面、准确地显示汽车周边环境的状况，同样存在可能误判并造成事故的弊端，这是造成此类倒车显示装置不能大量普及的原因。
我国刚上市不久的东南菱绅汽车(见《中国汽车画报》2004年第5期82页)和日本凌志LS430汽车(见同刊同期108页)上安装的就是这种字母、数字呈左右反向影象的倒车显示装置。
从现行汽车上人们用眼睛通过光学镜面折射之后观察周边环境的原理出发，我们可以用CCD来拍摄经光学镜面折射之后的背向周边环境的影象。也就是说，我们可以将CCD象人们的眼睛一样向前方或竖直安装，用人们以肉眼通过光学镜面折射观察物体相同的原理，将经光学镜面折射后的背向周边环境分别摄入左、右、后三台CCD，再将拍摄到的逼真的周边环境的影象送处理器、分配器或显示器显示。只有用这种方式获得的影象才能逼真地显示汽车周边的真实环境状况，不致误判。
这种方式，由于CCD安装位置可以做到尽可能科学合理，车内显示器离驾车者的眼睛又较近，显示器面积又可以比现行传统汽车光学后视镜的面积大，因而可以克服上述传统光学方式观察范围有限且存在观察盲区的弊端。
下面结合
和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。
图1是CCD利用光学镜面、以不同角度获取折射图象的示意图。图中，1是CCD，2是用于折射图象的光学镜面，3是入射的外部图象路径。1-1是光学折射镜面在下、CCD在上的结构示意图，1-1-L、1-1-R是1-1的左、右侧位示意图，1-2-L是光学镜面在左侧、CCD在右侧的结构示意图，1-2-R是光学镜面在右侧、CCD在左侧的结构示意图，1-3是光学折射镜面在上、CCD在下的结构示意图，1-3-L、1-3-R是1-3的左、右侧位示意图。
图2是由CCD、用于折射图象的光学镜面、透光玻璃、金属罩和安装基座组成的CCD组件结构示意图。图中，除1、2、3与图1同意外，4为透光玻璃，5为金属罩，6为安装基座。
图2所示的CCD组件并非是唯一的结构形式，根据安装载体、位置的不同，其实际结构可以多种多样，唯通过光学折射镜获取影象的原理不变。
图3是CCD组件在汽车上的安装位置示意图。图中QC是汽车车体，20°的夹角是汽车外部左、右侧传统光学后视镜的横向后视角度，30°的夹角是汽车车内传统光学后视镜的横向后视角度，70°夹角是安装在汽车车顶的后视CCD组件的横向后视角度，45°的夹角是汽车后部CCD组件的纵向后视角度，JL是汽车左外侧传统光学后视镜，JR是右外侧传统光学后视镜，ZJL是用于摄取汽车左外侧后视影象的CCD组件，ZJR是用于摄取汽车右外侧后视影象的CCD组件，ZJH是用于摄取汽车中后部影象的CCD组件，XS是由三个5～7英寸液晶显示器并列组成的显示组件，其余编号同图1。本图中，ZJL、ZJR、ZJH与XS共同组成汽车左、中、右三个方向的外部周边环境状况监视系统，该系统的好处一是真实反映了汽车外部周边环境的状况(最为重要的是能真实反映汽车外部周边环境中移动物体的大小、位置和方向)，二是驾驶员所能看到的外部周边环境状况的面积大大增加，三是消除了汽车传统光学后视系统存在的盲区(特别是本车右转弯时的右侧盲区)。
图4是折射式多用途监视系统用于汽车时的电气连接示意图。图中，ZJL是用于摄取汽车左外侧后部影象的CCD组件，ZJR是用于摄取汽车右外侧后部影象的CCD组件，ZJH是用于摄取汽车中后部影象的CCD组件，XSL是显示汽车左外侧后部影象的液晶显示器，XSR是显示汽车右外侧后部影象的液晶显示器，XSH是显示汽车中后部影象的液晶显示器，VIDEO是视频信号连接，DC12V是直流12伏供电连接，其余编号同图1。
具体实施方法以汽车为例，将图2所示的CCD组件安装在图3所示的三个位置，可以分别获取汽车左、中、右三个方向的外部背向周边环境影象，再将这三个影象信号以图4的方式连接后送到位于车内驾驶员视觉最方便且不阻挡前方视线的合适位置的三个5～7英寸液晶显示器上，即构成一个完整的、监视范围较为宽泛的车用周边环境状况监视系统。
本发明的有益效果是1.用光学折射这一简单科学的方法，解决了用传统摄象手段拍摄背向影象且将该影象不作任何处理而直接用于显示时，会产生背向影象左右移动的实际方向与显示器上影象移动的方向“相反”的“别扭”现象；2.上述“别扭”现象的解决及其实用性，不仅可以应用在汽车产业，还可广泛应用于火车、各类船舶、飞行器等交通工具的背向监视和其他安全保卫监控场所。
附件广东保千里电子有限公司TD-223W型数码中解像彩色摄像机网页资料1页。
权利要求
将各类汽车、火车、船舶、飞行器等交通工具和其他需要的场所的背向周边环境的适时影象经光学镜面折射后，用摄影机拍摄的影象送处理器、分配器或显示器，达到让应用者适时、安全、准确判断背向周边环境状况的目的。
全文摘要
本发明将各类汽车、火车、船舶、飞行器等交通工具的背向适时影象和其他需要的场所的适时影象经光学镜面折射后，用摄影机拍摄的原本“反向”的影象变为“正向”影象送处理器、分配器或显示器，达到让应用者适时、安全、准确判断背向周边环境状况的目的。
文档编号H04N7/18GK1570751SQ200410022469
公开日2005年1月26日 申请日期2004年5月9日 优先权日2004年5月9日
发明者刘忠平 申请人:刘忠平