防眩目車內(nèi)后視鏡反射比的確定

1、.防眩目車內(nèi)后視鏡反射比的確定重慶大學(xué) 羅虹 肖盛云AbstractMotor vehicle drivers are often glared by the lamplight come from behind vehicles and reflected by interior rear-view mirror of their own vehicles, it might be one of the hidden dangers causing traffic accidents. Hence the development of a glare proof rear-view mirr

2、or recently becomes a necessary project in studying motor vehicle safety. Based on the results of human body tests, this paper describes the determination of a minimum reflecting ratio limit of interior rear-view mirror without glare-reducing measures, for ensuring the drivers to be able to observe

3、the views behind vehicles clearly; and the determination of a maximum reflecting ratio limit of glare proof rear-view mirror for ensuring the drivers not to be glared and not to obstruct them to observe the views ahead, and also the determination of the longest changing time in both operating condit

4、ions of rear-view mirror mentioned above.【摘要】尾隨車的燈光通過車內(nèi)后視鏡對(duì)汽車駕駛員的眩目現(xiàn)象，是導(dǎo)致交通事故的隱患之一 ，防眩目后視鏡的研制，是當(dāng)今汽車安全性研究的一項(xiàng)課題：本文介紹了有關(guān)人體試驗(yàn)的結(jié)果。確定出車內(nèi)后枧鏡在非防眩狀態(tài)下的最小反射比限度，以保證駕駛員觀察車后景物的后視性；確定出車內(nèi)后枧鏡防眩狀態(tài)的最大反射比限度，以保證駕駛員不致眩目、不致影響觀察前方景物。還確定出后視鏡兩種工作狀態(tài)變換時(shí)間的最大值。 主題詞：汽車 后視鏡 反射比 一、引言 當(dāng)汽車在夜間行駛時(shí)，后面尾隨車的前照燈光通過車內(nèi)后視鏡反射到車駕駛員的眼睛上，會(huì)對(duì)駕駛員產(chǎn)生眩目

5、作用，輕則使駕駛員感到不舒適，重則使其對(duì)前方視野內(nèi)物體的觀察能力減弱，甚至完全喪失。車內(nèi)后視鏡的眩目問題，是導(dǎo)致交通事故產(chǎn)生的隱患之一。 為保證汽車夜間行駛的安全性，車內(nèi)后視鏡的防眩目問題已引起人們的關(guān)注。各種類型的防眩目后視鏡已相繼問世，其中，采用液晶顯示技術(shù)和電致變色顯示技術(shù)制造的防眩目后視鏡，最具有代表性它們都是通過對(duì)電場(chǎng)的控制對(duì)光線進(jìn)行傳導(dǎo)或阻斷，使后視鏡上圖像的明暗程度得以控制。各類防眩目后視鏡各自涉及的技術(shù)要求很多。但共同之處，是必須保證具有以下兩個(gè)基本功能： （）具有良好的后視性。后視鏡應(yīng)能產(chǎn)生一個(gè)足夠清晰、并具有一定亮度的圖像，使駕駛員能夠迅速、準(zhǔn)確地獲得汽車后方的交通信息。不

6、論是傳統(tǒng)的后視鏡還是防眩目后視鏡，都應(yīng)具有這個(gè)最起碼的功能。（）具有防眩目性能。防眩目后視鏡應(yīng)能減小其反射光的強(qiáng)度，使駕駛員不感到眩目，保持對(duì)前方視野內(nèi)物體的觀察能力，即保證良好的前視性。直接影響以上兩個(gè)基本性能的因素，是由后視鏡反射到駕駛員眼睛里韻光通量。一般來說，反射光越強(qiáng)，后視鏡的后視性越好但眩目的程度也越強(qiáng)；反之，反射光越弱，后視鏡的后視性越差。但防眩目的效果越好。由此可見確定適當(dāng)?shù)姆瓷涔鈴?qiáng)度，是防眩目后視鏡研究的一個(gè)重要內(nèi)容。后視鏡的反射率。是防眩目后視鏡的一個(gè)基本設(shè)計(jì)參數(shù)。如何確定這一參數(shù)，是本文討論的主要內(nèi)容。 除光源的光強(qiáng)度以外，駕駛員眼睛所接受到的后視鏡反射光的強(qiáng)弱還取決于兩

7、個(gè)因素：一是汽車后窗玻璃的透光率，即透射光通量與入射光通量之比。二是后視鏡的反射率，即反射光通量與入射光通量之比。為了便于分析研究，把后窗玻璃的透光率與后視鏡的反射率兩個(gè)因素綜合起來考慮，并將其乘積定義為“圖像亮度。圖像亮度表示了駕駛員眼睛接受的反射光光通量與被觀察物體發(fā)出的光通量之比（用百分?jǐn)?shù)表示）。一旦確定出合適的圖像亮度，也就容易確定出合適的后視鏡反射率了二、保證后視性的圖像亮度排除駕駛員的主觀因素后，駕駛員觀察物體的能力，首先取決于物體所在環(huán)境光線的強(qiáng)弱，即背景的亮度，其次取決于物體與環(huán)境的亮度對(duì)比當(dāng)背景亮度減弱，或者對(duì)比度降低時(shí)，駕駛員觀察物體的能力就會(huì)降低在黎明和黃昏時(shí)，背景亮度和

8、物體與背景的對(duì)比度都很低，這是駕駛員觀察交通狀況最困難的時(shí)候。因此，此時(shí)觀察車后景物需要較大的后視鏡圖像亮度。作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，應(yīng)確定出一個(gè)圖像亮度的最小極限，以保證在這樣的環(huán)境下仍具有良好的后視。國外的一些試驗(yàn)結(jié)果，為我們研究圖像亮度最小極限值提供了依據(jù)。圖是在黎明或黃昏）時(shí)的道路條件下，對(duì)年齡在3060歲的受試者進(jìn)行測(cè)試的結(jié)果。試驗(yàn)要求受試者根據(jù)自己的視覺感受，對(duì)9種不同的圖像亮度回答，亮度是否足夠。結(jié)果表明，當(dāng)圖像亮度大于40%時(shí)，接近100%的人都感覺到亮度足夠了；而圖像亮度小于40%時(shí)，感覺亮度足夠的人數(shù)急劇下降。 圖 對(duì)圖像亮度是否足夠的評(píng)定結(jié)果 圖是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的另一種試驗(yàn)結(jié)果，即受

9、試者在 14%、36%和68%三種不同圖像亮度條件下的反應(yīng)錯(cuò)誤率和反應(yīng)時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)圖像亮度大于 36%時(shí)，錯(cuò)誤率和反應(yīng)時(shí)間都趨于穩(wěn)定；而圖像亮度小于36%時(shí)，錯(cuò)誤率和反應(yīng)時(shí)間都急劇增加。上面兩個(gè)試驗(yàn)的結(jié)果有共同的趨勢(shì)，即36%的圖像亮度對(duì)駕駛員的觀察是足夠的但圖所示的試驗(yàn)，由于受試者中25歲以下的占了90%，故所得的圖像亮度最小值要較圖1小些，不適于年齡較大的駕駛員。因此，考慮到年齡因素，保證良好后視性的后視鏡圖像亮度最小極限可確定為40%。 圖2 圖像亮度對(duì)反應(yīng)時(shí)間和錯(cuò)誤率的影響三、保證防眩目性能的圖像亮度 汽車在夜間行駛時(shí)，從車內(nèi)后視鏡反射到駕駛員眼睛的光線較強(qiáng)時(shí)，一方面使駕駛員

10、感到不舒適，覺得煩躁甚至感到頭痛；另一方面，后視鏡的反射光在駕駛員眼中形成一道光屏，它顯著地減弱了前方視野內(nèi)物體與背景的對(duì)比度，使駕駛員無法視辨光線很弱的物體和與背景對(duì)比度小的物體。不過，如果后視鏡的反射光較弱，駕駛員在感覺上是能容許的，也能保持良好的前視性。光線照度由小變大，使人剛感到眩目時(shí)的光照度彌為“眩目光照度值”。眩目光照度值的大小受以下因素的影響：（）人的因素。每個(gè)人的眩目光照度值一般是不相同的，它和人的生理、心理特點(diǎn)有關(guān)。通常老年人的眩目光照度值比青年人低。（）環(huán)境光線。環(huán)境光線越強(qiáng)，眩目光照度值就越高；反之亦然。在白天行車，通常不會(huì)有眩目感覺，而夜間的環(huán)境光線弱，瞳孔放大，眩目的

11、感覺就很強(qiáng)烈。（）眩目光線角。眩目光線與人前視方向的夾角不同。眩目光照度值就不同。眩目光源越靠近正前方，眩目光照度值就越低。典型的車內(nèi)后視鏡的反射光與駕駛員的前視方向成45角。圖是一測(cè)試眩目光照度值的試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)的環(huán)境光亮度在0.0260.51cd/m范圍內(nèi)取了4個(gè)值，其低值大致相當(dāng)于在無照明條件的郊外夜間道路環(huán)境，其高值大致相當(dāng)于在黎明或黃昏時(shí)的光線較弱的環(huán)境。該試驗(yàn)的眩目光線與受試者正前方成 45。受試者中的老年人大于60歲，青年人小于25歲。試驗(yàn)結(jié)果表明老明人的眩目光照度值較青年人低。假設(shè)離后視鏡15處有一轎車遠(yuǎn)光燈照射且圖象亮度為100%（即后窗玻璃透光率的后視鏡反射率均為100%）

12、，后視鏡反射光的照度如圖3中水平虛線所示，則對(duì)于光亮為0.51cd/m的環(huán)境條件（大致相當(dāng)于黎明和黃昏的光線），這種光照度對(duì)青年人是不會(huì)引起眩目的。但對(duì)于較弱的環(huán)境光線，要使其不致眩目，后視鏡反射光照度就要相應(yīng)降低。由圖可以看到，當(dāng)環(huán)境光亮度分別為0.15cd/m和0.06cd/m時(shí)，光源還是離后視鏡15處的轎車遠(yuǎn)光燈時(shí)，則其眩目光照度值所對(duì)應(yīng)的圖像亮度分別為41%和7%（老年人為24%和6%）。圖 不同環(huán)境光亮度的眩目光照度值 青年人 老年人 由這一試驗(yàn)結(jié)果可知，在最暗的環(huán)境中，要防止眩目，保證前視性，圖象亮度應(yīng)不大于%。在光線稍強(qiáng)的環(huán)境中，保證防眩目的圖象亮度可相應(yīng)地大些。由前面的討論可知

13、，圖像亮度越大，后視性越好。因此，為兼顧前視性和后視性，圖象亮度應(yīng)取在保證防止眩目的最大值。理想的防眩目后視鏡圖象亮度應(yīng)在6%至40%的范圍內(nèi)，且隨環(huán)境光線的變化能連續(xù)地變化。也就是說，理想的后視鏡反射率應(yīng)能連續(xù)變化。 四、反射率的變換時(shí)間 目前，大多數(shù)防眩目后視鏡的反射率是不能連續(xù)變化的，即只有兩種反射率：非防眩狀態(tài)和防眩狀態(tài)。在夜間行車中當(dāng)尾隨車臨近時(shí)，后視鏡的反射率由高值變換為低值，在防眩狀態(tài)工作。反射率變換所需的時(shí)間彌為“變換時(shí)間，它對(duì)防眩目的作用有直接影響 當(dāng)反射光照度分別在2lx和5lx持續(xù)0.2s后變換為0.6lx再持續(xù)一段時(shí)間時(shí)則受試者感到不舒適的程度與變換時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

14、2lx和5lx分別大致為貨車和轎車的遠(yuǎn)光燈照度。圖中縱坐標(biāo)表示受試者對(duì)光照度的主觀評(píng)論的程度：7為受試者感到合適；5為還能容許；3為感到煩躁。由圖4的測(cè)試結(jié)果可以看到，當(dāng)光照度從 5lx變換為0.6lx的變換時(shí)間從4s提高到7s時(shí),不舒適程度有明顯增加。 圖 變換時(shí)間對(duì)舒適程度的影響 、反射光照度由2lx變換為0.6lx 反射光照度由51x變換為0.6lx 為確定適當(dāng)變換時(shí)間的另一試驗(yàn)結(jié)果如圖所示。它表示了不同的變換時(shí)間對(duì)駕駛員反應(yīng)時(shí)間的影響。駕駛員反應(yīng)時(shí)間的變化實(shí)質(zhì)上反映了駕駛員視覺能力的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明。變換時(shí)間在 0.5s、時(shí)，持續(xù)時(shí)問在T=時(shí)。反映時(shí)間增加了5%8%，其后又恢復(fù)至正常

15、狀態(tài)。在=后，反應(yīng)時(shí)間叉在一短時(shí)間內(nèi)有所增大。但是當(dāng)變換時(shí)間為時(shí)，持續(xù)時(shí)間在T時(shí)反應(yīng)時(shí)間開始增加后，幾乎一直不減小。通過對(duì)上述兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果的分析可以看出，防眩目后視鏡的反射率變換時(shí)間應(yīng)小于7s，即在7s內(nèi)就應(yīng)使圖像亮度從40%降至6%。 圖 不同變換時(shí)間的反應(yīng)時(shí)間變化 （a）變換時(shí)間為0.5s （b）變換時(shí)間為1s （c）變換時(shí)阿為4s （d）變換時(shí)間為7s五、結(jié)論綜合上述討論可以知道，防眩目后視鏡的圖像亮度應(yīng)滿足以下要求：（） 為保證良好的后視性，圖像亮度應(yīng)不小于40% （） 為保證防眩目以保持良好的前視性, 圖像亮度的最小值應(yīng)大于6%。為兼顧后視性，圖像亮度最好能在6%至40%范圍內(nèi)根據(jù)環(huán)境光線的不同而變化，最理想的是后視鏡反射率能連續(xù)變化。（） 后視鏡圖像亮度從40%至6%的變換時(shí)間應(yīng)小于7s。 這幾條要求中的圖像亮度涉及到汽車后窗玻璃的光學(xué)特性，主要針對(duì)透光率約為70%的有色后窗玻璃而言。更具體地來說，防眩目后視鏡的反射率應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： （） 非防眩狀態(tài)的后視