专利名称：一种车用视野扩展透镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及汽车安全领域，是指一种用于消除盲区的车用视野扩展透镜。
背景技术：
驾驶员在汽车上有很多的观察死角，如A柱(前挡风玻璃和左、右前车门之间的柱) 对视野有很大的遮挡，倒车时对车后部的观察死角等。图1显示了左侧A柱3对驾驶员视 野的遮挡，其中A直线7为驾驶员左眼的视线，B直线8为驾驶员右眼的视线，由于左侧A 柱3的遮挡，驾驶员左眼视线和右眼视线之间的阴影区域成为驾驶员观察不到的左侧A柱 盲区6。该左侧A柱盲区6的宽度可以到达数米以上，从而遮住一辆自行车或一个成人，造 成严重的行车安全隐患。右侧A柱4遮挡范围小一些，但仍然存在安全问题。为了解决这个问题，目前已有如下几种解决方案，但都存在着一定的问题1.驾驶员不断移动头部，使得盲区不断变换，依靠驾驶员的记忆来形成完整的观 察空间。显然这会加快驾驶员的疲劳，造成新的安全隐患。而且当驾驶员技术不熟练时，更 不会有意识的这样做来避免盲区。2.在车外加装摄像头，车内加装显示器显示摄像头的观察区域，如申请号为 200610135233. 8、申请号为200810014922. 2和申请号为200920143027. 0的中国专利申请。 其成本高，并且驾驶员既要观察车外，同时还要看车内的显示器，也很不方便。3.在车前部加装两个后视镜。这一定程度上增加了视野，但驾驶员观察点也相应 增加了，并且还增加了风阻，外形也不够美观。4.在前挡风玻璃外加装折光玻璃，该玻璃截面呈三角形，如申请号为 200910196194.6的中国专利申请。由于加装在车外，容易丢失，而且调整不方便，对风阻也 有影响。5.在车内贴上市面上的商品倒车贴。该方案成本低廉，但通过倒车贴看到的图像 与直接通过挡风玻璃观察到的图像不连续，大部分驾驶员都有发晕的感觉。申请号为200510028829. 3的中国专利申请，公开了一种直视式消除车辆后视镜 盲区的方法，该专利是在车辆A柱车内一侧的附加能够调节角度的后视镜，通过角度的调 节以消除驾驶员的后视盲区。由于附加后视镜与后视镜的安装位置方位相同，使得驾驶员 可以保持原有习惯而不需要分散视线注视侧后方的路况。该方案仅适合于消除后视盲区， 而对于A柱所遮挡部分的盲区却无法采用该种方案解决。申请号为200720193146. 8的中国专利申请，公开了一种改进的车辆后视镜，该后 视镜主要设置于车辆前座车门的窗框与A柱相邻之处，其设有对应组装于车门的窗框三角 区域的座体，由座体往外延伸而设有视镜部，其中该座体设为透明状，藉此，达到驾驶视觉 宽广的功效，以提升行车安全。该方案在一定程度上改善了驾驶员的视觉盲区，但还不能 解决A柱所遮挡部分盲区的消除。申请号为200810025034.0的中国专利申请，公开了一种车辆盲区探测、报警装 置，该装置采用红外探头进行探测，其探测区域覆盖A柱盲区和车辆侧后部盲区。虽然可以消除盲区死角，但该方法使用装置较为复杂，成本较高，安装不方便，并且驾驶员并非采用 肉眼进行观察而是通过仪器的反应进行判断，其效果还有待考证。申请号为200910196194. 6的中国专利申请，公开了一种汽车左A柱视觉死角观察 镜，该观察镜由折光玻璃片和连接架组成。折光玻璃片固定在连接架上，连接架安装在汽 车左A柱的外面，并使折光玻璃片紧贴车辆前挡风玻璃左侧中央。其中折光玻璃片为上下 截面呈斜边的玻璃，折光玻璃片与连接架之间呈一角度，且角度可调。该专利申请可以使 得驾驶员在驾驶车辆时可以透过折光玻璃片看到原来被左A柱挡住的左前方视觉死角。但 由于其采用上下截面呈斜边的玻璃，使得从折光玻璃片上看到的景物与从前挡风玻璃看 到的景物之间不能形成良好的过渡，从而容易使驾驶员产生错觉。而且要完全消除盲区，需 要折光玻璃片的厚度比较厚，从而也比较重，在汽车上安装不方便。专利号为6108141的美国专利公开了一种菲涅耳透镜，该透镜与汽车前挡风玻璃 的弧度相适配，可以贴于前挡风玻璃上，透过该菲涅耳透镜可以扩大驾驶员的视野范围。采 用该专利的菲涅耳透镜在一定程度上可以消除驾驶员的盲区。但该菲涅耳透镜是普通圆盘 形透镜的变形，透过其观察到的图像与直接通过挡风玻璃观察到的图像不能连续，一定程 度上将影响到驾驶员的判断。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种扩展驾驶员视野的透镜，以减小或消 除驾驶员的观察死角。本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下一种车用视野扩展透镜，所述车 用视野扩展透镜为横截面呈凹形和/或凸形的柱面透镜，或者为柱面菲涅耳透镜。其中，所述柱面菲涅耳透镜为利用菲涅耳透镜原理以横截面呈凹形和/或凸形的 柱面透镜为基础设计的带有一系列横截面呈锯齿状的“阶梯”形带区的菲涅耳透镜，带区的 棱边为直线形并彼此相互平行。本实用新型的有益效果是采用透镜可使经过本实用新型车用视野扩展透镜的光 线产生折射，从而将A柱所遮挡的区域经车用视野扩展透镜折射进入驾驶员的视线，使得 驾驶员可以观察到A柱遮挡区域，消除A柱遮挡的盲区；采用横截面呈凹形和/或凸形的 柱面透镜或者与其具有同样折射效果的柱面菲涅耳透镜，可以减小透过该车用视野扩展透 镜所观察到的景物的变形，减轻对驾驶员判断的影响；本实用新型车用视野扩展透镜，可以 单独作为产品放置于挡风玻璃以及侧边车窗玻璃上，从而消除各处的盲区，也可以直接制 作在汽车的前、后挡风玻璃或侧边的车窗玻璃上，即在汽车玻璃的设计过程中就考虑到由 汽车玻璃来完成所需的折光过程，从而使制造出的汽车玻璃不仅满足强度、风阻等要求，还 满足解决驾驶员视野死角所需的折光要求；设计时柱面透镜的光心线可以是水平或垂直状 态，也可以是一个合适的倾斜角度，以达到消除盲区的目的。在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。进一步，所述车用视野扩展透镜为非光心线对称透镜。其中，所述光心线为柱面透镜或者柱面菲涅耳透镜的光心所处的直线。采用上述进一步方案的有益效果是，采用非光心线对称的透镜，使得通过本实用 新型车用视野扩展透镜观察到的景物和通过汽车玻璃观察到的景物之间能够产生良好的过渡，从而使驾驶员观察到的图像可以连续。 进一步，所述光心线处于车用视野扩展透镜的内部、外部或者边缘，即车用视野扩 展透镜的一边正好处于光心线上，或者车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一侧进行 适当延展，或者车用视野扩展透镜靠近光心线的一侧进行适当剪裁。采用上述进一步方案的有益效果是，可以根据实际需要对车用视野扩展透镜进行 调整，以利于消除盲区，扩大视野，方便安装。进一步，所述截面呈凹形和/或凸形的柱面透镜沿光心线方向延展出球面透镜。进一步，所述柱面菲涅耳透镜沿光心线方向延展出圆形菲涅尔透镜。采用上述进一步方案的有益效果是，可进一步扩大驾驶员的视野。进一步，所述车用视野扩展透镜的一个面的弧度与挡风玻璃或者车窗玻璃表面的 弧度相匹配。采用上述进一步方案的有益效果是，车用视野扩展透镜中的一个表面的弧度与汽 车挡风玻璃表面的弧度相匹配，一方面，若车用视野扩展透镜单独作为产品，可以使车用视 野扩展透镜容易安装于汽车挡风玻璃上，并且使通过车用视野扩展透镜观察到的景物和通 过挡风玻璃观察到的景物之间能够产生良好的过渡；另一方面，若车用视野扩展透镜直接 贴附或制作在汽车挡风玻璃或车窗玻璃上，可使玻璃表面过渡光滑美观，另一方面使得通 过车用视野扩展透镜观察到的景物和通过挡风玻璃观察到的景物之间能够产生良好的过 渡。进一步，所述车用视野扩展透镜的一个面为平面。采用上述进一步方案的有益效果是，若车用视野扩展透镜单独作为产品，易于生 产和安装，生产成本低，可以直接贴附在汽车玻璃上，在大多数汽车都可以上使用。进一步，所述车用视野扩展透镜设置于挡风玻璃的侧边、顶边或中间，或者车窗玻 璃的侧边，并与挡风玻璃或者车窗玻璃融为一体。采用上述进一步方案的有益效果是，与挡风玻璃或者车窗玻璃融为一体，使车体 美观，并且清除盲区效果更好。进一步，所述车用视野扩展透镜通过连接件设置于挡风玻璃或者车窗玻璃上，或 者直接贴附在挡风玻璃或者车窗玻璃上。其中，所述连接件包括吸盘、胶水，以及诸如由支 架、法兰盘、螺丝等组成的连接装置。进一步，所述车用视野扩展透镜材质为玻璃或者有机玻璃。采用上述进一步方案的有益效果是，成本低廉、易于制作。
图1为汽车左侧A柱盲区示意图；图2A为凹透镜折光原理图；图2B为凸透镜折光原理图；图3为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例一示意图；图4为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例二的菲涅耳柱面透镜示意图；图5A为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例三中一面为平面另一面为曲线柱 面的示意图；[0042]图5B为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例三中一面为平面另一面为菲涅耳 柱面透镜表面的示意图；图6A为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例四中采用柱面透镜+部分普通球 面透镜的示意图；图6B为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例四中采用柱面菲涅尔透镜+部分 普通圆形菲涅尔透镜的正视图一；图6C为本实用新型的车用视野扩展透镜实施例四中采用柱面菲涅尔透镜+部分 普通圆形菲涅尔透镜的正视图二 ；图7A为图3所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7B为图4所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7C为图5A所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7D为图5B所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7E为图6A所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7F为图6B所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图7G为图6C所示本实用新型的车用视野扩展透镜在关于光心线对称的另一边进 行适当延展的示意图；图8A为图3所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8B为图4所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8C为图5A所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8D为图5B所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8E为图6A所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8F为图6B所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图8G为图6C所示本实用新型的车用视野扩展透镜将靠近光心线的部分进行适当 缩减的示意图；图9为汽车采用本实用新型的车用视野扩展透镜时的效果示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下1、车体，2、前挡风玻璃，3、左侧A柱，4、右侧A柱，5、后视镜，6、左侧A柱盲区，7、A直线，8、B直线，9、光心线，10、车用视野扩展透镜，11、C直线，12、使用车用视野扩展透镜时 的盲区。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用 新型，并非用于限定本实用新型的范围。如图2A、图2B所示，凹透镜和凸透镜均能对光线产生折射，为矫正视力所配的各 类眼镜均是采用了凹透镜和凸透镜的原理制作的。图2A和图2B中所示为半边透镜，而并非 常见的光心对称的透镜，图2A和图2B分别所示的凹透镜和凸透镜对从左侧入射的光线，均 可以使透射光线更加偏左，特别是图2A所示的凹透镜，其左侧很大入射角范围的入射光对 应的透射光线只分布在比较小的角度范围内，因此很适合用于解决汽车观察死角的问题。 而且由于该透镜只有半边，对右侧入射的光线没有影响，因此其呈现的图像也是连续的。同 理也可以只采用右半凹透镜或左半凸透镜来折射右边的入射光线。下面的描述都只给出了 左半凹透镜，但同样的原理可以适用于右半凹透镜或左、右半凸透镜。实施例一与目前常见的到车贴不同，本实用新型的车用视野扩展透镜为一个柱面透镜，其 横截面呈现出凹形，如图3所示，也可以呈现凸形，并且本实用新型的车用视野扩展透镜为 非光心线对称透镜。实施例二本实用新型的车用视野扩展透镜还可以利用菲涅尔透镜同样的原理，将其设计成 柱面菲涅耳透镜，如图4所示。设计柱面菲涅耳透镜时利用一系列的带区来近似图3中曲 面凹形，以达到同样的效果。图3、图4所示的本实用新型车用视野扩展透镜可以安装在一个支架上，然后支架 再通过法兰盘与螺丝或吸盘安装在汽车A柱的内侧边，当然也可采用如胶水或者其他的方 式进行安装，或者直接贴附在挡风玻璃或者车窗玻璃上，使其基本与前挡风玻璃平行，且轴 向基本平行于汽车A柱。由于车用视野扩展透镜的折光作用，驾驶员左右两边的视野都得 到了很大的扩展。车用视野扩展透镜在支架上可以是固定的，也可以是活动的以便于驾驶 员调整。图3、图4所示的本实用新型车用视野扩展透镜还可以安装在一个支架上，然后支 架再通过法兰盘与螺丝或吸盘安装在汽车内部的后面，使其基本与后挡风玻璃平行，且轴 向呈水平。由于车用视野扩展透镜的折光作用，驾驶员可以比较好的观察到汽车后部的情 况。车用视野扩展透镜在支架上可以是固定的，也可以是活动的以便于驾驶员调整。实施例三本实用新型的车用视野扩展透镜还可以设计成一面是平面，另一面是曲线柱面或 光学等效的曲线柱面，如柱面菲涅耳透镜表面，如图5A、图5B所示。图5A和图5B所示的车用视野扩展透镜可以同图3和图4所示的车用视野扩展透 镜使用同样的方法来扩展前面或后面的视野。图5A和图5B所示的车用视野扩展透镜可以直接贴在车内前挡风玻璃上并使其靠 近A柱，轴向与A柱近似平行，从而扩展驾驶员前向的视野；也可以直接贴在后挡风玻璃内侧，轴向呈水平，从而扩展驾驶员后向的视野。当图5A和图5B所示的车用视野扩展透镜贴 在汽车玻璃上时，其平面的一面可以进一步改成与汽车挡风玻璃或车窗玻璃的弧度相匹配 的比较平滑的曲面以方便与汽车玻璃的贴合。实施例四图3、图4、图5A和图5B所示的车用视野扩展透镜沿光心线9方向的两头或一头 可以加上部分普通球面透镜或部分普通的圆形菲涅尔透镜从而进一步扩展视野，如图6A、 图6B、图6C所示。其中图6A为在柱面透镜沿光心线9方向的一头加上部分普通球面透镜 的示意图，当然也可以在柱面透镜沿光心线9方向的两头均加上部分普通球面透镜；图6B 为在柱面菲涅尔透镜沿光心线9方向的一头加上部分普通圆形菲涅尔透镜的示意图；图6C 为在柱面菲涅尔透镜沿光心线9方向的两头均加上部分普通圆形菲涅尔透镜的示意图。实施例五图3、图4、图5A、图5B、图6A、图6B、图6C所示的车用视野扩展透镜可以在光心线 9的另一侧适当延展，使得光心线9处于车用视野扩展透镜之内，从而进一步扩大视野，如 图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F、图7G所示。图6A、图6B、图6C、图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F和图7G所示的车用视野
扩展透镜可以和图3、图4所示的车用视野扩展透镜用同样的方法来扩展前面或后面的视野。图3至图7所示的车用视野扩展透镜也可以水平放置在前挡风玻璃的上半部分。实施例六根据使用需要，图3、图4、图5A、图5B、图6A、图6B、图6C所示的车用视野扩展透镜 的两头或侧边可以适当剪裁，以适应汽车挡风玻璃、侧窗玻璃的尺寸和驾驶员驾驶的需要。本实施例的车用视野扩展透镜在实施例二至四，图3、图4、图5A、图5B、图6A、图 6B、图6C所示的车用视野扩展透镜的基础上，将靠近光心线9的部分进行适当的剪裁，使得 光心线9处于车用视野扩展透镜之外，如图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F和图8G所 示。这样同样可以达到较好的效果。如图9所示，为将本实用新型车用视野扩展透镜10设置于前挡风玻璃2左侧后的 效果图。此时使用车用视野扩展透镜时的盲区12是C直线11、A直线7和左侧A柱3围成 的一个小空间，而由于左侧A柱3造成的左侧A柱盲区6的大部分景物都可以通过本实用 新型的车用视野扩展透镜12看到，由C直线11、A直线7和左侧A柱3围成的使用车用视 野扩展透镜时的盲区12远小于左侧A柱盲区6。如果由C直线11、A直线7和左侧A柱3 围成的使用车用视野扩展透镜时的盲区12的宽度足够小，那么即使有盲区存在，由于该盲 区无法容纳下一个人的身体，驾驶员实际上还是可以有效地观察前方的路况。本实用新型的车用视野扩展透镜不仅可以设置在靠近A柱的挡风玻璃以消除A柱 产生的盲区，也可以根据需要设置于挡风玻璃的侧边、顶边或中间，或者车窗玻璃的侧边， 从而达到消除盲区的最好效果。本实用新型的车用视野扩展透镜可以单独制作使用，也可 以在制造汽车挡风玻璃或者车窗玻璃时，同时加入本实用新型的车用视野扩展透镜，从而 使本实用新型的车用视野扩展透镜与挡风玻璃或者车窗玻璃融为一体。本实用新型车用视野扩展透镜可根据需要采用玻璃、有机玻璃等透明材料制作。本实用新型车用视野扩展透镜也可以直接制作在汽车的前、后挡风玻璃或侧边的车窗玻璃上，即在汽车玻璃的设计过程中就考虑到由汽车玻璃来完成所需的折光过程，从而使制造出的汽车玻璃满足不仅满足强度、风阻等要求，还满足解决驾驶员视野死角所需 的折光要求。设计时柱面透镜的光心线可以是水平或垂直状态，也可以是一个合适的倾斜 角度。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用 新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保 护范围之内。
权利要求一种车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野扩展透镜为横截面呈凹形和/或凸形的柱面透镜，或者为柱面菲涅耳透镜。
2.根据权利要求1所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野扩展透镜为 非光心线对称透镜。
3.根据权利要求2所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述光心线处于车用视野 扩展透镜的内部、外部或者边缘。
4.根据权利要求2所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述截面呈凹形和/或凸 形的柱面透镜沿光心线方向延展出球面透镜。
5.根据权利要求2所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述柱面菲涅耳透镜沿光 心线方向延展出圆形菲涅尔透镜。
6.根据权利要求1至5任一项所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野 扩展透镜的一个面的弧度与挡风玻璃或者车窗玻璃表面的弧度相匹配。
7.根据权利要求1至5任一项所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野 扩展透镜的一个面为平面。
8.根据权利要求1至5任一项所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野 扩展透镜设置于挡风玻璃的侧边、顶边或者中间，或者设置于车窗玻璃的侧边，并与挡风玻 璃或者车窗玻璃融为一体。
9.根据权利要求1至5任一项所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野 扩展透镜通过连接件设置于挡风玻璃或者车窗玻璃上，或者直接贴附在挡风玻璃或者车窗 玻璃上。
10.根据权利要求1至5任一项所述的车用视野扩展透镜，其特征在于所述车用视野 扩展透镜材质为玻璃或者有机玻璃。
专利摘要本实用新型涉及汽车安全领域，尤其是一种用于消除盲区的车用视野扩展透镜。该车用视野扩展透镜为横截面呈凹形和/或凸形的柱面非光心线对称透镜，可以为柱面菲涅耳透镜，或者为这两种透镜的延展或剪裁。将本实用新型的车用视野扩展透镜设置于前、后挡风玻璃或侧边的车窗玻璃上可有效的消除驾驶员盲区，特别是设置于前挡风玻璃的两侧边上，可以有效的消除A柱造成的盲区，并且可减小透过车用视野扩展透镜所观察到的景物的变形，通过车用视野扩展透镜观察到的景物和通过挡风玻璃观察到的景物之间能够产生良好的过渡，从而使驾驶员观察到的图像可以连续，减轻对驾驶员判断的影响，增加了行车的安全。
文档编号B60R1/08GK201769744SQ20102051153
公开日2011年3月23日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者杨学斌 申请人:杨学斌