DE19622002A1 - Self-dimming rear-view or external mirror for motor vehicle - Google Patents
Self-dimming rear-view or external mirror for motor vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein selbstdimmendes Spiegelsystem nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 oder 7.The invention relates to a self-dimming mirror system according to the The preamble of claims 1 or 7.
Bei derartigen Spiegelsystemen soll Lichtreflexion und/oder die Stellung eines Spiegels in Abhängigkeit von den äußeren Lichtverhältnissen so geregelt werden, daß der Beobachter das im Spiegel gezeigte Bild möglichst blendfrei erfassen kann. Eine bevorzugte Verwendung derartiger Spiegelsysteme liegt z. B. darin, sie als Rück- oder Außenspiegel für Kraftfahrzeuge einzusetzen.In such mirror systems, light reflection and / or the position of a Mirror regulated in this way depending on the external lighting conditions be that the observer the image shown in the mirror as glare-free as possible can capture. A preferred use of such mirror systems is e.g. B. in using it as a rear or outside mirror for motor vehicles.
Fig. 3 zeigt zwei zueinander um 90° geklappte Ansichten eines selbstdimmen den Spiegelsystems, wie es bei kommerziell erhältlichen Systemen verwendet wird. Dabei wird die Differenz zwischen dem Frontlicht EF (Licht von vorne, entgegen der bevorzugten Blickrichtung eines Beobachters) und Hinterlicht ER (Licht von hinten, in bevorzugter Blickrichtung eines Beobachters) durch zwei optische Sensoren S₁, S₂ erfaßt. Die Sensoren sind längs der Achse einer sich durch die Spiegeloberfläche und das den Spiegel umgebenden Gehäuse erstreckenden Bohrung auf den sich gegenüberliegenden Seiten einer Steuerungsschaltung ECU angebracht. Die Intensität des entgegen der bevorzugten Blickrichtung des Beobachters auf den an der Spiegelrückseite angebrachten ersten Sensor S₁ einfallenden Frontlichts EF sowie die Intensität des in Blickrichtung des Beobachters auf den in der Kanalbohrung an der Vorderseite der Steuerungsschaltung liegenden Sensor S₂ einfallenden Hinterlichts ER wird in der Steuerungsschaltung erfaßt und ausgewertet. Aufgrund einer vorabgespeicherten Kennliniencharakteristik gibt die Steuerungsschaltung ECU in Abhängigkeit von den Signalen der beiden Sensoren S₁, S₂ ein Ausgangssignal auf einen mit den bewegbaren Spiegel verbundenen optischen Aktuator OA, welcher die Spiegelstellung entsprechend der Kennliniencharakteristik einstellt. Dabei ist die entstehende Reflexion EM des Spiegels eine Ausgangsgröße des Systems, d. h. sie wird nicht gemessen und folglich auch nicht direkt geregelt. FIG. 3 shows two views of a self-dimming mirror system that are folded by 90 ° relative to one another, as is used in commercially available systems. The difference between the front light E F (light from the front, against the preferred direction of view of an observer) and the rear light E R (light from behind, in the preferred direction of view of an observer) is detected by two optical sensors S 1, S 2. The sensors are mounted along the axis of a bore extending through the mirror surface and the housing surrounding the mirror on the opposite sides of a control circuit ECU. The intensity of the front light E F incident against the preferred direction of view of the observer on the first sensor S 1 attached to the rear of the mirror and the intensity of the observer in the direction of view of the sensor S 2 incident rear light E R lying in the channel bore on the front of the control circuit is in the Control circuit detected and evaluated. Due to a pre-stored characteristic curve, the control circuit ECU, depending on the signals from the two sensors S 1, S 2, outputs an output signal to an optical actuator OA connected to the movable mirror, which adjusts the mirror position in accordance with the characteristic curve. The resulting reflection E M of the mirror is an output variable of the system, ie it is not measured and, consequently, is not directly controlled.
Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild des Steuerungskreises eines derartigen selbstdimmenden Spiegelsystems nach dem Stand der Technik, welches nochmals verdeutlicht, daß hierbei das Frontlicht EF sowie das Hinterlicht ER zu messende Eingangsgrößen sind und das am Spiegel reflektierte Licht EM eine zu steuernde Ausgangsgröße ist. Fig. 4 shows a block diagram of the control circuit of such a self-dimming mirror system according to the prior art, which again shows that the front light E F and the rear light E R are input variables to be measured and the light E M reflected on the mirror is an output variable to be controlled .
Das in Fig. 3 und Fig. 4 gezeigte bekannte System der Reflexionssteuerung weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf: .. However, the known system of reflecting control shown in Figures 3 and 4 has a number of disadvantages:
- 1. Es wird ein vor allem unter ästhetischen und sicherheitstechnischen Aspekten als störend gefundenes Loch an der Vorderseite des Spiegels benötigt.1. It will be a particularly aesthetic and safety Aspects as a disturbing hole found on the front of the mirror needed.
- 2. Es wird ein Loch an der Rückseite des Spiegelgehäuses benötigt.2. A hole is required on the back of the mirror housing.
- 3. Es findet keine Messung des an der Spiegeloberfläche tatsächlich reflektierten Lichts statt.3. There is actually no measurement of that on the mirror surface reflected light instead.
- 4. Es ist keine Regelung der Reflexion möglich.4. No regulation of the reflection is possible.
- 5. Nichtlinearitäten und Toleranzen innerhalb des Systems können nur sehr schwer kompensiert werden.5. Nonlinearities and tolerances within the system can only are very difficult to compensate.
- 6. Umgebungsbedingte Anforderungen, z. B. Ausgleich eines Temperatur drifts, können nur sehr unvollkommen erfüllt werden.6. Environmental requirements, e.g. B. Compensate for a temperature drifts can only be fulfilled very imperfectly.
- 7. Um zu erreichen, daß die Systemreaktion den physiologischen Bedürfnissen des Betrachtes/Fahrers entspricht, muß zusätzlich ein der Spektralcharakteristik des menschlichen Auges angepaßtes optisches Filter verwendet werden.7. In order to ensure that the system response is physiological Meets the needs of the viewer / driver, one of the Spectral characteristics of the human eye adapted optical Filters are used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, verbesserte selbstdimmendes Spiegelsysteme bereitzustellen, welche jeweils möglichst viele Nachteile des Stands der Technik vermeiden. The object of the present invention is therefore to improve to provide self-dimming mirror systems, each as possible avoid many disadvantages of the prior art.
Dazu werden erfindungsgemäß selbstdimmende Spiegelsysteme mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1 oder 7 bereitgestellt, welche im Gegensatz zu den auf einer Reflexionssteuerung beruhenden, bekannten selbstdimmenden Spiegelsystemen Systeme zur Reflexionsregelung darstellen.According to the invention, self-dimming mirror systems with the Features of independent claims 1 or 7 provided, which in In contrast to the known ones based on reflection control self-dimming mirror systems represent systems for reflection control.
Bei diesen erfindungsgemäßen Systemen ist anstelle des beim Stand der Technik gemessenen Hinterlichts ER das an der Vorderseite des Spiegels reflektierte Spiegellicht EM die zu messende und zu regelnde Größe.In these systems according to the invention, instead of the backlight E R measured in the prior art, the mirror light E M reflected on the front of the mirror is the variable to be measured and controlled.
Ein erstes erfindungsgemäßes System ist so aufgebaut, daß ein erster Sensor das in bevorzugter Blickrichtung eines Betrachters einfallende Frontlicht EF erfaßt und ein zweiter Sensor das an der Vorderseite des Spiegels durch Spiegelung des Hinterlichts EF reflektierte Licht EM erfaßt, wobei von den beiden Sensoren in Abhängigkeit von dem jeweils auf sie einfallenden Licht ausgegebene Signale in eine Regelungslogik gegeben werden, die ein Regelungssignal auf einen auf die Stellung des Spiegels einwirkenden Aktuator gibt.A first system according to the invention is constructed in such a way that a first sensor detects the front light E F incident in the preferred direction of view of a viewer and a second sensor detects the light E M reflected at the front of the mirror by reflecting the back light E F , whereby of the two sensors depending on the light that is incident on them, signals are output in a control logic that outputs a control signal to an actuator acting on the position of the mirror.
Ein zweites erfindungsgemäßes System weist alternativ oder kumulativ zu den Merkmalen des ersten Systems das Merkmal auf, daß ihm die Systemgleichung EF = EM = k·EM′ zugrunde liegt. Dabei ist k ein Proportionalitätsfaktor, der im wesentlichen das Verhältnis zwischen der Intensität EM des an der Vorderseite des Spiegels reflektierten Lichts zu dem hiervon von einem Sensor registrierten Anteil EM′ kennzeichnet, und EF entspricht der Intensität des in Blickrichtung des Beobachters einfallenden Frontlichts. Hierbei erfolgt die Reflexionsregelung also so, daß die Intensität des Frontlichts EF gleich der Intensität des an der Vorderseite des Spiegels reflektierten Lichts EM ist. In diesem Fall erfolgt kein Blenden des Betrachters/Fahrers, da dieser Licht gleicher Intensität aus zwei Lichtquellen betrachtet, nämlich die "Hintergrund strahlung" (Frontlicht) sowie das Bild des Spiegels. Bei diesem zweiten erfindungsgemäßen System ist also keine komplizierte Formel und/oder Kennlinienvorgabe für die Regelungsschaltung nötig, weil ein Regelungssystem mit dieser Systemgleichung immer in die blendfreie Stellung "einrastet"As an alternative or cumulatively to the features of the first system, a second system according to the invention has the feature that it is based on the system equation E F = E M = k · E M '. Here, k is a proportionality factor which essentially characterizes the ratio between the intensity E M of the light reflected at the front of the mirror and the portion E M ′ registered by a sensor thereof, and E F corresponds to the intensity of the front light incident in the direction of view of the observer . Here, the reflection control is carried out so that the intensity of the front light E F is equal to the intensity of the light E M reflected on the front of the mirror. In this case there is no dazzling of the viewer / driver, since this looks at light of the same intensity from two light sources, namely the "background radiation" (front light) and the image of the mirror. In this second system according to the invention, no complicated formula and / or characteristic curve specification is necessary for the control circuit, because a control system with this system equation always "locks" into the glare-free position.
Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Ansprüchen in Verbindung mit den Zeichnungen; es zeigen: The advantages and features of the present invention also result from the following claims in conjunction with the drawings; show it:
Fig. 1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Spiegelsystems in der Ansicht von vorne sowie im Querschnitt; Figure 1 shows the schematic structure of a mirror system according to the invention in the view from the front and in cross section.
Fig. 2 ein Blockschaltbild des im erfindungsgemäßen Spiegelsystem nach Fig. 1 eingesetzten Regelkreises; FIG. 2 shows a block diagram of the control loop used in the mirror system according to the invention according to FIG. 1;
Fig. 3 den Aufbau eines herkömmlichen selbstdimmenden Spiegelsystems in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung; und . Fig. 3 shows the structure of a conventional selbstdimmenden mirror system in a representation corresponding to FIG 1; and
Fig. 4 ein Blockschaltbild des im bekannten Spiegelsystem nach Fig. 3 eingesetzten Steuerungskreises. Fig. 4 is a block diagram of the control circuit used in the known mirror system according to Fig. 3.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen selbstdimmenden Spiegelsystems. Der Spiegel M ist in einem umgebenden Gehäuse G integriert und der Rand des Spiegels von einer fluoreszierenden optischen Faser F umfaßt. Der Spiegel M ist im Gehäuse G gelagert und seine Stellung und/oder seine Reflexion kann mittels eines schematisch angedeuteten optischen Aktuators OA verändert werden. An der Rückseite des Spiegels sind im Gehäuseinneren eine Regelungslogik ECU sowie zwei optische Sensoren S₁ und S₃ untergebracht. Die erste Sensor S₁ erfaßt das in Blickrichtung des Beobachters einfallende Frontlicht und gibt in Abhängigkeit von der Intensität EF des Frontlichts ein Signal auf die Regelungslogik ECU. Fig. 1 shows the schematic construction of a preferred embodiment of a selbstdimmenden mirror system of the invention. The mirror M is integrated in a surrounding housing G and the edge of the mirror is surrounded by a fluorescent optical fiber F. The mirror M is mounted in the housing G and its position and / or its reflection can be changed by means of a schematically indicated optical actuator OA. At the back of the mirror, a control logic ECU and two optical sensors S₁ and S₃ are housed inside the housing. The first sensor S 1 detects the incident front light in the direction of view of the observer and, depending on the intensity E F of the front light, gives a signal to the control logic ECU.
Die die Spiegeloberfläche längs ihres Umfangs umfassende fluoreszierende optische Faser F sammelt einen Anteil EM′ = k·EM des an der Spiegel oberfläche durch Reflexion von in Blickrichtung des Beobachters einfallenden Hinterlichts reflektierten Lichts EM und leitet dies auf einen im Gehäuseinne ren untergebrachten Sensor S₃. Die Proportionalitätskonstante k ist eine charakteristische Systemkonstante, in die Größen wie der durch die Glasfaser erfaßte Raumwinkelanteil des an der Vorderseite des Spiegels reflektierten Lichts, die räumliche Reflexionscharakteristik des Spiegels M und die Übertragungscharakteristik der Faser F eingehen.The fluorescent optical fiber F encompassing the mirror surface along its circumference collects a portion E M ′ = k · E M of the light E M reflected on the mirror surface by reflection of the rear light incident in the direction of view of the observer and directs this to a sensor housed in the housing interior S₃. The proportionality constant k is a characteristic system constant, which includes quantities such as the solid angle portion of the light reflected by the glass fiber at the front of the mirror, the spatial reflection characteristic of the mirror M and the transmission characteristic of the fiber F.
Der Sensor S₃ gibt ein der reflektierten und empfangenen Lichtintensität EM′ entsprechendes Signal in die Regelungslogik ECU. Diese vergleicht die von den beiden Sensoren S₁ und S₃ eintreffenden Signale und erzeugt ein Regelungssignal, welches auf den optischen Aktuator OA derart einwirkt, daß die Stellung und/oder die Reflexion des Spiegels M so geändert wird, bis die Bedingung erfüllt ist, daß die Intensität des einfallenden Frontlichts gleich der Intensität des an der Spiegeloberfläche reflektierten Lichts EM ist.The sensor S₃ gives a reflected and received light intensity E M 'corresponding signal in the control logic ECU. This compares the incoming signals from the two sensors S₁ and S₃ and generates a control signal which acts on the optical actuator OA in such a way that the position and / or the reflection of the mirror M is changed until the condition is met that the intensity of the incident front light is equal to the intensity of the light E M reflected on the mirror surface.
Somit ergibt sich für diesen Fall eine Systemgleichung EF = EM = k·EM′, wobei k das Verhältnis zwischen dem an der Spiegeloberfläche reflektierten Licht EM sowie dessen durch die umgebende fluoreszierende optische Faser F an den Sensor S₃ weiter geleiteten Bruchteils EM′ angibt. Hierbei sind also die Maßnahmen der Ansprüche 1 und 7 kumulativ verwendet.This results in a system equation E F = E M = k · E M 'in this case, where k is the ratio between the light E M reflected on the mirror surface and its fraction E passed through the fluorescent optical fiber F to the sensor S 3 M 'indicates. The measures of claims 1 and 7 are therefore used cumulatively.
Fig. 2 zeigt schematisch den Regelkreis, der einem erfindungsgemäßen selbstdimmenden Spiegelsystem zugrundeliegt. Wird in der Regelungslogik ECU zugrundegelegt, daß das vom ersten Sensor S₁ gemessene Frontlicht in einem linearen Zusammenhang mit dem von dem zweiten Sensor S₃ gemessenen Spiegellicht EM steht, ergibt sich eine einfache Systemgleichung der Regelkreises die ohne die komplizierten Kennliniencharakteristik des in Fig. 4 gezeigten Steuerungskreises auskommt, in dem die Intensitäten des Frontlichts und des Spiegellichts direkt miteinander verglichen werden und wobei das reflektierte Spiegellicht EM lediglich eine Ausgabegröße des Systems darstellt. Fig. 2 shows schematically the control circuit underlies a selbstdimmenden mirror system according to the invention. If the control logic ECU is based on the fact that the front light measured by the first sensor S 1 is in a linear relationship with the mirror light E M measured by the second sensor S 3, there is a simple system equation of the control circuit which without the complicated characteristic curve of that shown in FIG. 4 Control circuit comes into play, in which the intensities of the front light and the mirror light are compared directly with one another and the reflected mirror light E M merely represents an output variable of the system.
Um eine Anpassung an die spektrale Empfindlichkeit des menschlichen Auges zu erzielen kann bei einem erfindungsgemäßen System entweder ein dem zweiten Sensor vorgelagertes Filtersystem mit einer der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges entsprechenden Absorptionscharakte ristik verwendet werden oder aber auch eine der spektralen Empfindlichkeit des menschlichen Auges entsprechende Kennkurve in der Regelungslogik ECU berücksichtigt werden, d. h. es gilt hier nicht mehr der Zusammenhang EF = EM = k·EM′. Dies unterstreicht, daß die Maßnahmen der voneinander unabhängigen Ansprüche 1 und 7 auch alternativ verwendbar sind. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, bei dem in der Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Spiegelsystem eine fluoreszierende optische Faser zu verwenden, welche ein Empfindlichkeitsmaximum im Bereich des sichtbaren grünen Lichts zeigt, um die Sensorcharakteristik der spektralen Charakteristik des menschlichen Auges anzupassen. In order to achieve an adaptation to the spectral sensitivity of the human eye, either a filter system upstream of the second sensor with an absorption characteristic corresponding to the spectral sensitivity of the human eye or a characteristic curve corresponding to the spectral sensitivity of the human eye can be used in a system according to the invention the control logic ECU are taken into account, ie the relationship E F = E M = k · E M ′ no longer applies here. This underlines that the measures of independent claims 1 and 7 can also be used alternatively. However, it is particularly advantageous to use a fluorescent optical fiber in the mirror system according to the invention shown in FIG. 1, which shows a sensitivity maximum in the range of visible green light in order to adapt the sensor characteristic to the spectral characteristic of the human eye.
Weiterhin wird die Systemauslegung des erfindungsgemäßen selbstdimmenden Spiegelsystems dadurch erleichtert, daß fluoreszierende optische Fasern verwendet werden, welche ein lineares Verhalten ihrer Absorptions- und Lichtleitungseigenschaften sowohl über die Intensität des einfallenden Licht als auch über ihre gesamte Länge hinweg zeigen.Furthermore, the system design of the self-dimming according to the invention Mirror system facilitated by the fact that fluorescent optical fibers are used, which have a linear behavior of their absorption and Light guiding properties both via the intensity of the incident light as well as showing their entire length.
Bei einer besonders einfachen konstruktiven Systemauslegung wird zudem eine optische Faser sowohl zur Messung des Spiegellichts als zur Messung des Frontlichts eingesetzt.With a particularly simple constructive system design is also an optical fiber both for measuring the mirror light and for measuring the Headlights used.
Zudem wird ein sehr guter Schutz gegen Staub und Feuchtigkeit erreicht, wenn die Faser fest in das Spiegelgehäuse eingeklebt und dieses abgedichtet wird. Dies ermöglicht ein vollständig abgeschlossene Spiegelsystem, daß z. B. die Herstellung von KFZ-Außenspiegeln sehr vereinfacht.In addition, very good protection against dust and moisture is achieved, when the fiber is firmly glued into the mirror housing and seals it becomes. This enables a completely closed mirror system that, for. B. the manufacture of vehicle exterior mirrors is very simplified.
Weiterhin werden so die EMV-Risiken gesenkt, die Kosten, insbesondere für die Montage, reduziert und die Gesamtqualität des Systems verbessert.Furthermore, the EMC risks are reduced, the costs, especially for assembly, reduced and improved the overall quality of the system.
Bevorzugtes Verwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Spiegelsysteme ist der Einsatz als Außen- und/oder Rückspiegel in Fahrzeugen jeder Art.The preferred area of use of the mirror systems according to the invention is the use as exterior and / or rear view mirror in vehicles of all kinds.
Claims (8)
daß ein erster Sensor (S₁) das Frontlicht (EF) erfaßt,
ein zweiter Sensor (S₃) das an der Vorderseite des Spiegels (M) durch Spiegelung des in Blickrichtung des Beobachters einfallenden Lichts (ER) reflektierte Licht (EM) erfaßt,
wobei von den beiden Sensoren (S₁, S₃) in Abhängigkeit von dem jeweils auf sie einfallenden Licht ausgegebene Signale in eine Regelungslogik (ECU) gegeben werden, die ein Regelungssignal auf einen auf die Stellung des Spiegels (M) einwirkenden Aktuator (OA) gibt.1. Self-dimming mirror system for adapting the position and / or reflection of a mirror relative to an observer as a function of the intensities of the front light incident from the rear of the mirror against a preferred viewing direction of the observer and of the incident on the front of the mirror in the viewing direction of the observer Light, characterized,
that a first sensor (S₁) detects the front light (E F ),
a second sensor (S₃) which detects light (E M ) reflected on the front of the mirror (M) by reflecting the light (E R ) incident in the viewing direction of the observer,
whereby from the two sensors (S₁, S₃) depending on the incident light output signals are given in a control logic (ECU) which gives a control signal to an actuator (OA) acting on the position of the mirror (M).
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- 1996-05-31 DE DE1996122002 patent/DE19622002B4/en not_active Expired - Fee Related
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