汽車后視鏡的相關(guān)技術(shù)介紹

汽車后視鏡反映汽車后方、側(cè)方和下方的情況，使駕駛者可以間接看清楚這些位置的情況，它起著“第二只眼睛”的作用，擴(kuò)大了駕駛者的視野范圍。汽車后視鏡屬于重要安全件，它的鏡面、外形和操縱都頗講究。后視鏡的質(zhì)量及安裝都有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不能隨意。后視鏡以安裝位置劃分，分有外后視鏡、下后視鏡和內(nèi)后視鏡。以用途劃分，外后視鏡反映汽車后側(cè)方，下后視鏡反映汽車前下方，內(nèi)后視鏡反映汽車后方及車內(nèi)情況。用途不一樣，鏡面結(jié)構(gòu)也會(huì)有所不同。一般后視鏡鏡面主要有兩種，一種是平面鏡，顧名思義鏡面是平的，用術(shù)語表述就是“表面曲率半徑R無窮大”，這與一般家庭用鏡一樣，可得到與日視大小相同的映像，這種平面鏡常用做內(nèi)后視鏡。另一種是凸面鏡，鏡面呈球面狀，具有大小不同的曲率半徑，它的映像比日視小，但視野范圍大，好像相機(jī)“廣角鏡”的作用，這種凸面鏡常用做外后視鏡和下后視鏡。轎車及其它輕型乘用車一般裝配外后視鏡和內(nèi)后視鏡，大型商用汽車（大客車和貨車）一般裝配外后視鏡、下后視鏡和內(nèi)后視鏡。后視鏡有一個(gè)視界的問題，也就是指鏡面所能夠反映到的范圍。業(yè)界有視界三要素提法，即駕駛者眼睛與后視鏡的距離；后視鏡的尺寸大小和后視鏡的曲率半徑。這三要素之間具有一定的關(guān)系，當(dāng)后視鏡的距離和尺寸相同時(shí)，鏡面的曲率半徑越小，鏡面反映的視界越大.當(dāng)鏡面的曲率半徑相同時(shí)，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范圍越大，但同時(shí)鏡面反映的物體變形程度也越大，這有些像“哈哈鏡”，往往會(huì)造成駕駛者的錯(cuò)覺。從行車安全的角度出發(fā)，有一個(gè)映像失真率的問題。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(shí)物圖像。因此，鏡面的曲率半徑就有一個(gè)限制范圍，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定外后視鏡的曲率半徑為R1200，內(nèi)后視鏡的曲率半徑為無限大（平面鏡）。同時(shí)，后視鏡也有一個(gè)反射率指標(biāo)。反射率越大鏡面反映的圖像越清晰。反射率的大小與鏡內(nèi)表面反射膜材料有關(guān)。汽車后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(huì)有副作用，例如夜間行車在后面汽車前大燈的照射下，經(jīng)內(nèi)后視鏡的反射會(huì)使駕駛者產(chǎn)生眩日感，影響行車安全。因此內(nèi)后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里面反射率不一樣的特點(diǎn)，達(dá)到無眩日要求。白天采用反射率為80%的銀質(zhì)或鋁質(zhì)里面反射膜，晚上則用反射率只有4%左右的表面玻璃。為此，晚上只需略為將白天位置的內(nèi)后視鏡轉(zhuǎn)動(dòng)一下角度就行了。日前有一種自動(dòng)變色的內(nèi)后視鏡，它的電子感光檢測器能自動(dòng)分辨外界的自然光和強(qiáng)加光源，通過電流變?cè)趲酌腌妰?nèi)調(diào)節(jié)鏡內(nèi)的變色材料，從無色變到有色以調(diào)節(jié)內(nèi)后視鏡的反射率，從而解決眩光產(chǎn)近年來，國內(nèi)外科研人員和汽車廠商針對(duì)傳統(tǒng)光學(xué)后視鏡存在的缺陷，從不同的角度通過各種途徑和方法進(jìn)行革新與改進(jìn)，產(chǎn)生了不少新技術(shù)。這些新技術(shù)中，既有局部的、單方面的變革，也有全方位的、根本性的改造(采用新的工作原理)：既有從功能上的創(chuàng)新，也有為滿足個(gè)性化或美學(xué)要求的設(shè)計(jì)，它們有的己形成產(chǎn)品、投放市場，有的還停留在方案設(shè)計(jì)或試驗(yàn)階段。1、強(qiáng)化后視功能方面的新技術(shù)(1)鏡面新技術(shù)鏡子是光學(xué)反射式汽車后視裝置中的核心零件，鏡面又是它的關(guān)鍵部位，為提高行駛時(shí)特別超車、并線、轉(zhuǎn)彎、倒車或高速行駛時(shí)的安全系數(shù)，減輕駕駛員的疲勞，同時(shí)適應(yīng)不同的工作環(huán)境，它最低應(yīng)能滿足以下要求正確鮮明地反映物象，不變形或變形小；足夠的后視視野，后視范圍盡可能的大，最好能消除盲區(qū)；在雨、霧、寒冷等特殊天氣下能正常工作。日前的新技術(shù)大都是圍繞這幾個(gè)方面提出的。a?改變形狀，增加面積增加面積是汽車制造商為解決后視盲區(qū)的第一個(gè)反映，但鏡子大鏡框也大，會(huì)產(chǎn)生整體不協(xié)調(diào)的問題，同時(shí)也可能給視覺帶來不便。為解決這些矛盾，設(shè)計(jì)者從鏡子形狀、面積、安裝位置、整車風(fēng)格、車主愛好等多方面綜合考慮?，F(xiàn)在有不少汽車特別是大型車上采用狀如手臂的大面積后視鏡又稱“兔耳式后視鏡”，它們安裝的位置也和其它車輛不同，一般置與車輛前部。b?改變鏡面曲率平面鏡、球面鏡是傳統(tǒng)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(yōu)點(diǎn)是后視物體無失真，能真實(shí)反映車后物體的真實(shí)外形及實(shí)際距離，給司機(jī)有比較準(zhǔn)確的判斷信息。缺點(diǎn)是后視范圍較小，造成過多的視覺盲區(qū)。球面鏡：特點(diǎn)是后視物體縮小，后視范圍、視角擴(kuò)大，不能真實(shí)反映車后物體大小及實(shí)際距離，駕駛員需經(jīng)過一段適應(yīng)對(duì)比過程。對(duì)上述兩種鏡面各取所長，人們用改變鏡面曲率的方法開發(fā)出一些新技術(shù)和新產(chǎn)品。雙曲率鏡面：歐洲和日本已經(jīng)采用了一種后視鏡來消除駕駛員的盲點(diǎn)。這種后視鏡中間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(jī)就能看到車后的一個(gè)全景，消除轉(zhuǎn)彎時(shí)的盲點(diǎn)，視野擴(kuò)大了200%。為減少盲點(diǎn)，瑞典在10多年前就采用了具有凸面玻璃的外后視鏡。這種后視鏡看遠(yuǎn)處的物體有失真現(xiàn)象，其有助于消除盲點(diǎn)，現(xiàn)在己在世界不少地區(qū)使用。雙曲率鏡面是日前比較新穎的鏡面。它彌補(bǔ)了平面鏡后視范圍過小，球面鏡反映后方物體不真實(shí)的不足，它的球面部分曲率半徑較大，一般為SR2000左右。另外，在鏡面的設(shè)計(jì)上采用分界線的辦法來警示駕駛員變曲率面僅供觀察車后大致情況，在后視安全性的設(shè)計(jì)上是一個(gè)創(chuàng)新的進(jìn)步。變曲率鏡面：它是依據(jù)車型、駕駛員眼點(diǎn)位置與后視鏡相對(duì)位置、視野要求三個(gè)要素，運(yùn)用光學(xué)原理和數(shù)據(jù)方法，對(duì)車輛的前后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(jìn)一步擴(kuò)大視野、減少盲區(qū)，既滿足了國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，又解決了盲區(qū)問題。但制造工藝較為復(fù)雜，制造成本昂貝。(2)表面處理新技術(shù)鍍層技術(shù)后視鏡鏡面鍍層有鍍銀、鍍鋁、鍍銘、TiO2涂層(俗稱“藍(lán)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(duì)眼睛造成疲勞，且防腐蝕性能較差，容易產(chǎn)生氧化，成本較低。鍍鉻鏡面反射率比較適合于對(duì)眼部的刺激，防腐蝕性能較好，日前使用的后視鏡大多采用此類鍍層方式。TiO2涂層鏡面有防眩日的功能，以減少眼部的疲勞，日前對(duì)中高檔轎車后視鏡的采用也比較普遍，但加工工藝比較復(fù)雜，色差的穩(wěn)定性較難控制電化學(xué)后視鏡這種后視鏡含有一種膠黏體，施加小電荷，膠裁體就發(fā)暗，當(dāng)光敏傳感器感覺到眩日強(qiáng)光時(shí)，電荷就被激發(fā)，后視鏡就不晃眼了。保護(hù)膜與防護(hù)液這是為解決在用車輛后視鏡的防雨防霧防塵問題而開發(fā)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，產(chǎn)品種類也多，國內(nèi)尚未普及，成熟的產(chǎn)品也少見。保護(hù)膜與防護(hù)液工作的基本機(jī)理在于它有或能夠形成一個(gè)具有親水作用表層，使雨水不能形成水滴，光線沒有不規(guī)則反射。防強(qiáng)光反射則是因?yàn)橛械谋Ｗo(hù)膜呈藍(lán)色。同時(shí)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。2、方便操作方面的新技術(shù)電動(dòng)后視鏡與記憶儲(chǔ)存式電動(dòng)后視鏡駕駛員在行車前或行車過程中通過后視鏡觀察車側(cè)和車后情況時(shí)，有時(shí)需調(diào)節(jié)鏡面以便獲得最佳視野。對(duì)鏡面與鏡框固定的固定式后視鏡，在調(diào)節(jié)視角時(shí)操作者用手直接調(diào)節(jié)鏡框來完成，鏡框與支架連接是可調(diào)節(jié)的。這種調(diào)節(jié)方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難方便地一次完成視角的調(diào)節(jié)，駕駛員需用手伸出車窗外調(diào)節(jié)，在行車、雨天等情況下調(diào)節(jié)很不方便。對(duì)直接調(diào)節(jié)鏡面后視鏡，駕駛員在調(diào)節(jié)鏡面時(shí)，用手來按住鏡面直接調(diào)節(jié)視角。同固定式后視鏡比較類似，方便在于不必大動(dòng)干戈來扳動(dòng)整個(gè)后視鏡鏡框，也不致于破壞整車造型的美觀，但依然不方便。對(duì)拉索在車內(nèi)操作轉(zhuǎn)動(dòng)部件來調(diào)節(jié)鏡面的后視鏡，駕駛員在車內(nèi)通過后視鏡轉(zhuǎn)動(dòng)部件上的拉索來調(diào)節(jié)鏡面的視角。在行車時(shí)調(diào)節(jié)或雨天調(diào)節(jié)均比較安全方便，但自動(dòng)化程度不高。電動(dòng)后視鏡是日前高檔車上普遍使用的調(diào)節(jié)裝置，駕駛員在車內(nèi)通過按鈕用電氣裝置控制轉(zhuǎn)動(dòng)部件來調(diào)節(jié)鏡面達(dá)到所需視角，這樣的操作輕松、快捷、方便、正確，還解決了拉索后視鏡在調(diào)節(jié)右外后視鏡時(shí)因駕駛員遠(yuǎn)離按鈕而產(chǎn)生的操作不便的問題。經(jīng)過不斷完善，電動(dòng)后視鏡上可能出現(xiàn)的松動(dòng)問題、電磁干擾問題己基本解決。并進(jìn)一步發(fā)展為記憶儲(chǔ)存式后視鏡。此類后視鏡的鏡面調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)與駕駛員座椅、轉(zhuǎn)向盤、內(nèi)視鏡構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)駕駛員可根據(jù)個(gè)人身高與駕駛習(xí)慣的不同來調(diào)節(jié)后視鏡的最佳視角，座椅、轉(zhuǎn)向盤最佳舒適性，然后進(jìn)行記憶儲(chǔ)存。在其他人駕駛車輛后或被他人調(diào)整己記憶的視角后，車主可以非常輕松地開啟自己的記憶儲(chǔ)存，所有內(nèi)在設(shè)施就又恢復(fù)到最佳的設(shè)定狀態(tài)。日前，很多轎車上都配有這種后視鏡。后視鏡的加熱除霜功能汽車后視鏡加熱功能是指當(dāng)汽車在雨、雪、霧等天氣行駛時(shí)，后視鏡可以通過鑲嵌于鏡片后的電熱絲加熱，達(dá)到除霜確保鏡片表面清晰，功能與除霜玻璃一樣。當(dāng)在霧天或雨、雪天行駛時(shí)，由于霧氣造成的后視鏡鏡面的積霧、冬天積霜或雨水侵襲會(huì)造成司機(jī)對(duì)側(cè)后方的視線不清，需要駕駛員不時(shí)的伸出車窗外對(duì)鏡片表面進(jìn)行清潔，這樣不僅極不方便，又嚴(yán)重影響了行車安全，還只是暫時(shí)措施，霧氣及雨水又會(huì)馬上使之模糊不清。而具有加熱功能的后視鏡，當(dāng)遇到上述情況時(shí)，駕駛員只需開啟加熱除霜按鈕，后視鏡就會(huì)加熱(一般在45°C左右)，除去鏡片表面的積霧、積霜等，使后視鏡變的清晰，不僅方便省事了不少，而且還提高了行車時(shí)的安全系數(shù)。日前在國內(nèi)的中、高檔汽車上都配備了這種具有加熱功能的后視鏡。3、提高自身安全及經(jīng)久耐用性、延長裝置壽命方面的新技術(shù)(1)鏡面防飛濺后視鏡作為車身安全件，國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定，當(dāng)后視鏡受到強(qiáng)烈沖擊時(shí)，后視鏡鏡面不得因破碎而飛濺傷人。為了防止鏡面飛濺，設(shè)計(jì)時(shí)的措施有：采用安全玻璃：玻璃組件與整個(gè)裝置盡可能牢固聯(lián)接。(2)折疊功能駕駛者眼睛與后視鏡的距離，也就是后視鏡的安裝位置，直接影響到后視鏡的視界、清晰程度和汽車輪廓尺寸，對(duì)行車安全很重要。因此，后視鏡的安裝位置要求達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的視界要求；后視鏡應(yīng)盡可能靠近駕駛者的眼睛，應(yīng)方便駕駛者觀察，頭部及眼球轉(zhuǎn)動(dòng)盡量?。缓笠曠R應(yīng)安裝在車身上下振動(dòng)最小的位置上。以現(xiàn)在的轎車為例，外后視鏡主要裝配在前車門上，控制方式有電動(dòng)式和手動(dòng)式。電動(dòng)式外后視鏡的鏡片后面裝有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，它由小型可逆式直流電動(dòng)機(jī)、減速齒輪、電磁離合器組成，駕駛者在車內(nèi)控制開關(guān)對(duì)外后視鏡進(jìn)行上下左右調(diào)整，調(diào)整范圍30度以內(nèi)，并可以折疊。手動(dòng)式外后視鏡多采用杠桿式，駕駛者在駕駛座上擺動(dòng)車門上相應(yīng)的小手柄，即可上下左右調(diào)整鏡面角度，這種手動(dòng)后視鏡的結(jié)構(gòu)比較簡單，一般裝配在經(jīng)濟(jì)型轎車上。車輛在行車過程中難免發(fā)生一些意外事故，如車輛與車輛相擦、車輛與建筑物相擦、車輛與行人相擦等不經(jīng)意的意外碰撞事件。后視鏡作為安裝在車輛上寬度最寬的零部件，在造成相擦的情況下，最易受到?jīng)_擊。為了避免擦傷，也為了縮小停車泊位空間，研究人員想到了將鏡框折疊的辦法，設(shè)計(jì)時(shí)是通過改變聯(lián)接方式或增加折疊機(jī)構(gòu)，使后視鏡具有折疊功能。需要折疊時(shí)又有兩種辦法，通常是用手伸出窗外或人到車外將鏡框折攏，但不夠不便；日前有不少已是電動(dòng)的，駕駛員在車內(nèi)就可方便地調(diào)節(jié)，解決了許多操作上的方便。材料與鍍層要求由于后視鏡去裝在汽車外，長期日曬雨淋，氣候條件惡劣，汽車行駛過程中要經(jīng)受顛簸沖擊，因此現(xiàn)在后視鏡的材料選用時(shí)兼顧了溫度、濕度、強(qiáng)度與沖擊、彎曲性能等方面的要求，同時(shí)還要求材料不易老化、耐腐蝕、注塑性能和泊漆性能好等等。鍍層同樣影響產(chǎn)品的耐用性，有關(guān)技術(shù)己在前面論述。4、滿足美觀協(xié)調(diào)方面的新技術(shù)(1)注重后視鏡的整體風(fēng)格設(shè)計(jì)現(xiàn)代汽車，特別是高檔車，設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮后視鏡流線型及風(fēng)系數(shù)外，還非常重視后視鏡的整體風(fēng)格設(shè)計(jì)，藝術(shù)性、可觀賞性大大增強(qiáng)。(2)通過表面涂裝體現(xiàn)豪華氣派后視鏡組件的高質(zhì)量的噴涂能讓后視鏡上了一個(gè)檔次；或使其與車身渾然一體，或體現(xiàn)高雅氣質(zhì)，或別具一格。5、倒車安全新思路外后視鏡外形輪廓不但影響到車身的外觀，也影響到車身尺寸，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有轎車外后視鏡的安裝位置不得超出汽車最外側(cè)250毫米的規(guī)定。同時(shí)，由于一般轎車的速度提高，風(fēng)阻和噪聲是設(shè)計(jì)者要考慮的重要問題，因此外后視鏡外形輪廓要符合空氣動(dòng)力學(xué)，用園滑的線條盡量減少風(fēng)阻及風(fēng)噪。目前一些汽車的外后視鏡還具有除霜除霧功能和洗滌功能。由于外后視鏡最外端面也就是汽車最寬的位置，所以有些車上外后視鏡前端還增加了側(cè)面轉(zhuǎn)向燈，可以醒日提示汽車轉(zhuǎn)彎方向。至于內(nèi)后視鏡的附加功能就更加多了，在內(nèi)后視鏡后面裝置集成芯片，利用液晶顯示可將倒車?yán)走_(dá)、來電顯示、內(nèi)外溫度、汽車速度、胎壓、CD及GPS顯示等等信息在內(nèi)后視鏡上反映出來。隨著科技的發(fā)展，用攝像系統(tǒng)取替后視鏡已經(jīng)成為一些廠家今后的新日標(biāo)。它通過車輛兩側(cè)和車尾的攝像裝置及紅外線裝置，將攝到的圖像在后視顯示屏上顯示出來。例如去年第七屆北京國際車展上日產(chǎn)ideo概念車沒有傳統(tǒng)的后視鏡，四周一共安裝了14個(gè)攝像機(jī)(8個(gè)平面視圖攝像機(jī)和6個(gè)環(huán)視攝像機(jī))，其作用除了能夠幫助駕駛員確保行駛安全外，還能用來擴(kuò)展信息和收集圖像。整個(gè)儀表板是一個(gè)顯示屏，顯示了汽車后面及兩側(cè)的圖像，取替了后視鏡的作用。(1)增加光學(xué)輔助后視鏡這是一種在英國較為歡迎的后視鏡。其輔助后視鏡安裝到標(biāo)準(zhǔn)后視鏡之上，并且可相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)后視鏡進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，以擴(kuò)大其后視范圍。輔助后視鏡有主體部分和相對(duì)主體轉(zhuǎn)動(dòng)的殼體組成，殼體內(nèi)有用于保持鏡子的帶凸眉的傾斜部分，殼體的下表面中心有軸套，自由端有一副相背安裝支架，輔助后視鏡主體在同邊上有許多齒，其中心分叉式軸用于在其連接時(shí)插入殼體軸套，在殼體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，支架的齒與主體的齒相嚙合，這樣就固定了其相互的位置，同時(shí)鏡子相對(duì)主體傾斜，主體可用膠固定到標(biāo)準(zhǔn)后視鏡上。此輔助后視鏡的直徑約40-50m，安裝在標(biāo)準(zhǔn)后視鏡之上，對(duì)整車的風(fēng)阻沒有影響。然而，它仍有較大的盲區(qū)，且制造較為復(fù)雜，制作成本較高。（2汽車列車的側(cè)后視鏡這種可調(diào)式后視鏡結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)向或倒車時(shí)（特別對(duì)于列車）具有最佳的視野。在共用的殼體內(nèi)安裝一副側(cè)鏡 個(gè)動(dòng)的和一個(gè)不動(dòng)的，活動(dòng)的側(cè)鏡相對(duì)于不動(dòng)側(cè)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)并可形成不同的線角，活動(dòng)側(cè)鏡用電動(dòng)機(jī)經(jīng)桿件連接轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)側(cè)鏡與殼體一起，也可相對(duì)固定支架垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。而其盲區(qū)仍舊很大，且使整車寬度增大，不夠美觀。(3智能技術(shù)隨著電子技術(shù)的發(fā)展，許多智能化技術(shù)被廣泛應(yīng)用到汽車上。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，單用于汽車安全的智能技術(shù)就有20多種，智能化的后視技術(shù)層出不窮。如Gentex公司正在研究用一個(gè)數(shù)字輔助的后視鏡系統(tǒng)來加強(qiáng)駕駛員的視覺。這個(gè)系統(tǒng)并不僅僅反映能看到的景物，還用若干個(gè)傳感器捕捉和顯示不明顯的視覺信息，傳感器能改變物體間光線的反差，使在黑暗中不容易看見的物體顯現(xiàn)出來，還能發(fā)現(xiàn)在前照燈照不清楚或陽光眩日的地方的危險(xiǎn)障礙物。a?智能測距、顯示倒車?yán)走_(dá)技術(shù)采用雷達(dá)（激光、超聲波）測距原理制成的各種系統(tǒng)或裝置被廣泛用于汽車上。它能比較準(zhǔn)確地測量出波源與障礙物之間的距離，并以數(shù)字形式顯示于裝在駕駛員可視范圍的儀表上或發(fā)出警報(bào)或兩者兼而有之。b?紅外夜視技術(shù)利用紅外線可改善汽車夜間行駛的視野情況。戴姆勒-克萊斯勒公司利用具有與遠(yuǎn)光燈同樣照度的兩束激光紅外線光束照射汽車前方的景物，然后由放置在汽車頂部的一架紅外線攝像機(jī)拍攝下所有駕駛員不能看到的東西（行人、騎自行車的人等）。拍攝的圖像傳輸?shù)今{駛座前方的風(fēng)窗玻璃與儀表板之間的一個(gè)類似電