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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Spiegelanordnung für
ein Rückspiegelsystem
in einem Artikel der Kopfbedeckung, hauptsächlich für ein Rückspiegelsystem in einem Fahrrad-
oder Motorradhelm, obgleich sie nicht ausschließlich darauf beschränkt ist.
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Rückspiegelsysteme
für Fahrrad-
und Motorradhelme sind bekannt, wie zum Beispiel der in PCT/GB94/00485
(WO-A-94/22336) dargestellte Helm, der einen Helm betrifft, der
einen massiven Block aus lichtdurchlässigem Material mit reflektierenden
Oberflächen
aufweist, der innerhalb eines Kanals in der Schaumpolsterung eines
Helmes angeordnet wird. FR2631789 offenbart einen Helm mit einem
offenen, hohlen Kanal durch den Helm über dem Kopf des Trägers. Der
Helm weist zwei Spiegel auf der Oberseite des Kanals und einen Spiegel
auf der Unterseite des Kanals auf. Die Spiegel lenken das Licht
von hinter dem Träger
auf die Augen des Trägers.
EP0007432 offenbart einen Helm, der eine Reihe von Konvexlinsen
und eine optische Faser in dem Helm enthält, um zu ermöglichen,
dass der Träger hinter
sich sehen kann. Drei der Linsen werden radial zum Kopf des Trägers angeordnet.
Der Kanal durch den Helm ist hohl und nach außen offen. Ein weiterer Helm
ist von PCT/GB96/02349 (WO-A-97/10731) bekannt, wo mehrere Spiegel
auf einer einstückigen
Befestigung angeordnet werden, welche in einem Kanal in der Schaumpolsterung
innerhalb der Außenhülle des
Helmes angeordnet wird. Die Spiegelanordnung, die in PCT/GB96/02349
(auf welcher der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert) offenbart wird,
umfasst einen ersten konkaven Parabolspiegel, einen zweiten Flachspiegel
und einen dritten konvexen Parabolspiegel.
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Der Bereich des ausgeprägten Sehens
der Netzhaut des menschlichen Auges nimmt ungefähr 6° bezüglich der Flächenwinkel
ein. Mit anderen Worten, ohne die Augen zu bewegen, können nur
Objekte, die in einem Kegel des Spitzenwinkels 6° liegen, deutlich unterschieden
werden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte
Spiegelanordnung für
ein Rückspiegelsystem
in einem Artikel der Kopfbedeckung bereitzustellen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Spiegelanordnung
für ein
Rückspiegelsystem
in einem Artikel der Kopfbedeckung bereitgestellt, die einen ersten, einen
zweiten und einen dritten Spiegel umfasst, wobei der erste Spiegel
einen konkaven Parabolspiegel umfasst, der in Gebrauch benachbart
zu den Augen des Benutzers angeordnet wird, wobei der erste Spiegel
eine Hauptachse und einen effektiven Brennpunktabstand f1 aufweist, der zweite Spiegel im Wesentlichen
flach ist und zwischen dem ersten und dem dritten Spiegel angeordnet
wird, wobei der dritte Spiegel einen konvexen Parabolspiegel umfasst,
der eine Hauptachse und einen effektiven Brennpunktabstand f3 aufweist, gekennzeichnet dadurch, dass
der erste Spiegel ein konkaver außeraxialer Parabolspiegel ist,
wobei der dritte Spiegel ein konvexer außeraxialer Parabolspiegel ist
und die Spiegel so angeordnet werden, dass der erste und der dritte
Spiegel einen gemeinsamen Brennpunkt aufweisen und die Parabeln
so in Beziehung sind, dass 1,5 f1 ≤ f3 ≤ 3f1.
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Auf diese Weise erlaubt die Spiegelanordnung
der Erfindung ein erweitertes Gesichtsfeld, das in einer Kontaktspiegelanordnung
gesehen werden kann, welche in einem Kanal in der Schaumpolsterung
des Helmes angeordnet werden kann, ohne seine Schutzfunktion zu
beeinträchtigen.
Der beanspruchte Bereich der Parabelgeometrie stellt einen Bereich
des Gesichtsfeldes von 9 bis 18° bereit.
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Vorzugsweise ist f3 =
2f1.
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Auf diese Weise verdoppelt die Spiegelanordnung
in dem Helm das Gesichtsfeld, mit anderen Worten, das Gesichtsfeld
beträgt
ungefähr
12°. Dies ermöglicht,
dass ein 2 Meter hohes Objekt vollständig in einem Abstand von 10
Metern hinter dem Benutzer gesehen werden kann.
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Der zweite Flachspiegel wird vorzugsweise dichter
an dem ersten Spiegel als der dritte Spiegel angeordnet. Diese Anordnung
soll erlauben, dass sich die Größe des zweiten
Spiegels verringert und sich der Winkel des Lichteinfalles ∅ an
dem dritten Spiegel vergrößert.
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Der erste Spiegel wird vorzugsweise
in Gebrauch so angeordnet, dass er von beiden Augen des Benutzers
gesehen werden kann.
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Die Spiegel werden vorzugsweise in
einem Kanal in der Schaumpolsterung eines Helmes angeordnet. Die
Spiegel werden vorzugsweise auf dem Oberteil des Kanals so angeordnet,
dass sie in den Kanal zeigen.
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Die Spiegel können als ein Teil einer einstückigen Befestigung
gebildet werden. Die einstückige Befestigung
kann in dem oben genannten Kanal angeordnet werden. Vorzugsweise
umfasst die einstückige
Befestigung ein Paßstück auf einer
Kante davon und der Artikel der Kopfbedeckung enthält einen Kanal,
wobei der Artikel der Kopfbedeckung ein zusammenwirkendes Paßstück aufweist,
das längs
einer Kante des Kanals gebildet wird, wobei das Paßstück zusammenwirkt,
um die Spiegelanordnung auf dem Artikel der Kopfbedeckung zu halten.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird eine Befestigungsanordnung für ein Rückspiegelsystem bereitgestellt,
wobei die Befestigungsanordnung einen Artikel der Kopfbedeckung
umfasst, der einen darin gebildeten Kanal und eine Spiegelvorrichtung
aufweist, die auf dem Artikel der Kopfbedeckung befestigt wird,
um den Kanal zu überbrücken, wobei
die Spiegelanordnung ein Paßstück aufweist,
das längs
einer Kante davon gebildet wird, wobei der Artikel der Kopfbedeckung
ein zusammenwirkendes Paßstück aufweist,
das längs
einer Kante des Kanals wird, wobei die Paßstücke zusammenwirken, um die
Spiegelvorrichtung des Artikels der Kopfbedeckung zu halten.
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Dies stellt eine geeignete Methode
der Montage der Spiegelvorrichtung in dem Artikel der Kopfbedeckung
bereit.
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Vorzugsweise weist die Spiegelvorrichtung jeweilige
Paßstücke auf,
die längs
der gegenüberliegenden
Kanten davon gebildet werden, und weist der Artikel der Kopfbedeckung
jeweilige zusammenwirkende Paßstücke auf,
die längs
der gegenüberliegenden
Kanten des Kanals gebildet werden. Das Paßstück auf der Spiegelvorrichtung
oder dem Artikel der Kopfbedeckung kann mindestens einen Vorsprung
umfassen und das Paßstück auf der
anderen der Spiegelvorrichtung und des Artikels der Kopfbedeckung
kann mindestens einen Einschnitt umfassen, wobei der oder jeder
Vorsprung innerhalb des jeweiligen Einschnittes mit einem Preßsitz passt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Vorsprung auf der Spiegelvorrichtung bereitgestellt und wird
der Einschnitt auf der Kante des Kanals in dem Artikel der Kopfbedeckung
bereitgestellt.
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Vorzugsweise umfasst der Vorsprung
einen Ansatz, der einen Hals und einen Kopf aufweist, wobei der
Kopf größer als
der Hals ist, wobei der Einschnitt im Wesentlichen das Negativ des
Vorsprunges ist. Der Ansatz kann mit einer Kurve zwischen dem Hals
und dem Kopf gebildet werden.
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Auf diese Weise wird Stoß oder Spannung auf
den Artikel der Kopfbedeckung durch die Spiegelvorrichtung über die
gekrümmten
Ansätze
in den Körper
des Artikels der Kopfbedeckung abgeleitet. Die gekrümmten Ansätze verringern
die Spannungskonzentrationen und verringern daher das Risiko des Brechens
der Spiegelvorrichtung unter Spannungen, die auf den Artikel der
Kopfbedeckung angewendet werden. In dem Fall eines Helmes können die
Stöße stark
sein und die Konfiguration der Befestigung macht die Spiegelvorrichtung
sicherer als frühere derartige
Systeme.
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Vorzugsweise werden mehrere Vorsprünge und
entsprechend mehrere Einschnitte bereitgestellt. Insbesondere werden
mehrere gekrümmte
Ansatzvorsprünge
und jeweilige Paßeinschnitte
bereitgestellt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun
im Detail beispielhaft und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen zeigen:
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1 – einen
schematischen Seitenriss einer Spiegelanordnung gemäß der Erfindung.
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2 – eine Draufsicht
eines Fahrradhelmes, der eine Spiegelanordnung und Befestigungsanordnung
gemäß der Erfindung
vereinigt, und
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3 – einen
Querschnitt, der auf Linie III-III in 2 aufgenommen
wurde.
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Eine Spiegelanordnung 10 gemäß der Erfindung
wird innerhalb eines Artikels der Kopfbedeckung 12, wie
zum Beispiel eines Motorradhelmes, angeordnet. Die Spiegelanordnung 10 umfasst
einen ersten Spiegel 14, einen zweiten Spiegel 16 und
einen dritten Spiegel 18.
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Die Spiegelanordnung 10 befindet
sich in einem Kanal 20, der in der Schaumpolsterung 22 des Helmes 12 gebildet
wird, wobei sich der Kanal auf dem Oberteil des Kopfes des Trägers in
Gebrauch von der Nähe
der Stirn des Benutzers bis zur Nähe des Scheitels des Kopfes
des Benutzers erstreckt. Die Spiegel 14, 16, 18 befinden
sich auf einer Halterung (nicht gezeigt), welche sich auf dem Oberteil des
Kanals 20 erstreckt, wodurch alle Spiegel in den Kanal
in Richtung des Bodens des Kanals zeigen.
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Der erste Spiegel 14 umfasst
einen konkaven außeraxialen
Parabolspiegel. Der Spiegel 14 wird in so einer Position
angeordnet, dass der Träger den
Spiegel 14 mit beiden Augen sehen kann, wenn er den Artikel
der Kopfbedeckung 12 trägt.
Dementsprechend ist der Spiegel 14 breit genug, um von
beiden Augen gesehen zu werden und weist eine Länge von 10 bis 20 mm, insbesondere
16 mm, auf.
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Der zweite Spiegel 16 ist
im Wesentlichen flach und befindet sich dicht an dem ersten Spiegel. Dies
ermöglicht,
dass sich die Größe dieses
Spiegels verringert, was die Größe des Vorderteils
der Spiegelanordnung verringert. Ebenfalls die Bereitstellung eines
im Wesentlichen flachen Spiegels lenkt die ankommenden Lichtstrahlen
um, so dass der Winkel des Lichteinfalles ∅ an dem dritten
Spiegel vergrößert werden
kann, was die Bildqualität
verbessert. Ebenfalls die Bereitstellung des im Wesentlichen flachen
Spiegels 16 reflektiert die Lichtstrahlen im Wesentlichen
nach unten in den ersten Spiegel, wie in 1 gezeigt ist, was den Betrag verringert,
um den der erste Spiegel von dem Kopf des Benutzers entfernt sein
muss, um die Lichtstrahlen in das Auge des Benutzers zu reflektieren.
Ebenfalls ist die Bereitstellung einer ungeraden Anzahl von Spiegeln
erforderlich, um ein Bild bereitzustellen, das in der richtigen Weise
erscheint. Eine geradzahlige Anzahl von Spiegeln würde ein
Bild bereitstellen, welches umgekehrt war.
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Der dritte Spiegel 18 ist
ein konvexer außeraxialer
Parabolspiegel. Der dritte Spiegel 18 ist größer als
der erste und zweite Spiegel und wird hinter dem Artikel der Kopfbedeckung über dem
Scheitel des Kopfes des Benutzers angeordnet.
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Der erste Spiegel 14 weist
eine effektive Achse 14a auf und der dritte Spiegel 18 weist
eine effektive Achse 18a auf. Eine Linie parallel zu 18a ist
in 1 zu Zwecken der
Veranschaulichung angegeben. Der Winkel zwischen den Achsen 14a und 18a ist
als α gezeigt.
Dieser Winkel beträgt
in dem Fall von 1 ungefähr 16°. Die gekrümmten Spiegel 14, 18 weisen
einen gemeinsamen effektiven Brennpunkt R auf, der in 1 gezeigt ist. Dieser Brennpunkt
R wird längs
der Hauptachse des ersten Spiegels 14 mit Abstand angeordnet,
wie bei 14b in 1 gezeigt
ist. Die Positionierung des ersten und des dritten Spiegels und
die Geometrie der Parabeln werden gemäß der folgenden Gleichung definiert 1,5f1 < f3 < 3f1 wo
f1 – der
effektive Brennpunktabstand des ersten Spiegels 14 und
f3 – der
effektive Brennpunktabstand des dritten Spiegels 18.
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Die Orientierung und die Lage der
Spiegel werden durch ihre Geometrie bestimmt. Insbesondere die Geometrie
der Spiegel 14, 18 verändert die Position des gemeinsamen
Brennpunktes, welcher seinerseits die Änderung des Gesichtsfeldes
verändert, das
die Spiegelanordnung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
bereitstellt.
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Wie vorher erwähnt wurde, kann das menschliche
Auge einen Spitzenwinkel von 6° deutlich
unterscheiden. Dementsprechend wird das Licht, das in das Auge von
dem ersten Spiegel 14 eintritt, nur über einen Winkel von 6° an der Netzhaut
deutlich gesehen. Folglich ist es notwendig, um ein effektives Rückspiegelsystem
bereitzustellen, das Gesichtsfeld zu verändern. Die oben dargestellte
Anordnung vergrößert das
Gesichtsfeld auf zwischen 9° und
18°. In
der besonderen Anordnung, die in 1 dargestellt
ist, ist beabsichtigt, dass das Gesichtsfeld 12° beträgt. Mit anderen Worten ist
f3 = 2f1.
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Folglich ist die Geometrie der zwei
Parabeln verwandt. In der gezeigten Ausführungsform ist der gemeinsame
Brennpunkt R mit Abstand von dem ersten Spiegel doppelt so weit
angeordnet, wie er mit Abstand von dem dritten Spiegel angeordnet
ist.
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Offensichtlich wird die Auswahl einer
alternativen Beziehung zwischen dem ersten und dem dritten Spiegel
innerhalb des oben genannten Bereiches ein unterschiedliches Gesichtsfeld bereitstellen.
Ein Gesichtsfeld von 6°,
d. h. wo Planspiegel verwendet werden, ist für ein Rückspiegelsystem in einem Helm nicht
ausreichend.
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In der vorliegenden Ausführungsform,
wo die Anordnung als ein Rückspiegelsystem
für einen
Motorradhelm verwendet werden soll, ist es wichtig, dass der Träger die
Fahrzeuge hinter sich in einem ausreichend kurzen Abstand sehen
kann, ohne seinen Kopf umdrehen zu müssen. Ein Gesichtsfeld von 6°, wie durch
Planspiegel bereitgestellt wird, ist nicht ausreichend, da ein 2
Meter hohes Objekt nur vollständig
gesehen werden kann, wenn es mindestens 30 Meter hinter einem Motorradfahrer
ist, unter der Annahme, dass der Fahrer ungefähr 1,5 Meter groß ist, wenn
er auf seinem Motorrad sitzt. Durch Vergrößerung des Gesichtsfeldes verringert
sich der Abstand, in welchem Objekte dieser Größe gesehen werden können, ohne
den Kopf zu bewegen. Die einzige Alternative ist, eine größere Spiegelanordnung bereitzustellen,
welche die Integrität
des Helmes gefährden
würde.
Die vorliegende Anordnung stellt den Vorteil eines breiten Gesichtsfeldes
in einer kompakten Spiegelanordnung bereit, welche die primäre Funktion
des Helmes, nämlich
den Träger
zu schützen,
nicht gefährdet.
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In 2 vereinigt
ein Fahrradhelm 12 die Spiegelanordnung 10 von 1. Der Fahrradhelm 12 enthält einen
Kanal 20, der in der Polsterung des Helmes auf dem Oberteil
des Helmes von seiner Vorderseite zur Rückseite gebildet wird. Die
Spiegelanordnung 10 umfasst die Spiegel 14, 16, 18,
die sich, wie oben beschrieben, auf einer Halterung 24 befinden.
Die Halterung 24 ist verlängert und enthält vier ansatzähnliche
vorstehende Teile 26, die mit Abstand längs jeder Längskante davon angeordnet sind.
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Die Polsterung 22 des Helmes 12 weist
vier Einschnitte 28 auf, die mit Abstand angeordnet längs jeder
Kante des Kanals 20 gebildet werden. Die Einschnitte 28 sind
im Wesentlichen das Negativ der Vorsprünge 26 auf der Halterung 24,
so dass die Vorsprünge 26 innerhalb
der Einschnitte 28 mit einem Preßsitz aufgenommen werden. Die
Ansätze
und Einschnitte sind den Ansätzen
und Einschnitten ähnlich,
die in einem Puzzlespiel vorkommen. Jeder Ansatz 26 weist
einen Hals und einen vergrößerten Kopf auf,
wobei sich der Hals nach außen
in den Kopf krümmt
und die Einschnitte 28 in der gleichen Art gebildet werden.
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Um die Halterung 24 auf
dem Helm 12 zusammenzubauen, befindet sich die Halterung
auf dem Oberteil des Kanals mit den Spiegeln 14, 16, 18, die
in den Kanal zeigen. Die Ansätze 26 werden
anschließend
in die jeweiligen Einschnitte 28 gedrückt, bis sie ordnungsgemäß mit einem
Preßsitz
aufgenommen werden. Wegen des verengten Halses und des vergrößerten Kopfes
jedes Ansatzes 26 können die
Ansätze
aus den Einschnitten 28 nicht ohne weiteres herausgezogen
werden. Die Hülle
des Helmes befindet sich dann über
der gesamten Vorrichtung, um die Halterung 24 in dem Kanal 20 zu
halten. Im Falle eines Stoßes
auf den Helm dient die Hülle
zuerst dazu, einige Kraft, außer
den in die Polsterung übertragenen
Kräften,
abzuleiten und folglich in die Halterung 24. Jedoch aufgrund
der gekrümmten Konstruktion
der Halterungsansätze 26 und
der Einschnitte 28 wird die Spannung von der Halterung
in die Polsterung 22 des Helmes ohne Spannungskonzentration
abgeleitet. Die gekrümmte
Konstruktion der Halterungsansätze
erhöht
die Verschleißfestigkeit
der Spiegelanordnung und erlaubt die feste und sichere Befestigung
der Spiegelanordnung innerhalb des Helmes 12.