用於車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統的製作方法

2023-05-16 22:26:41

專利名稱：用於車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統，具體地，用於機動車輛。儘管下文將參照一種用於機動車輛例如汽車、貨車、客車、卡車、拖拉機、挖掘機以及其他機動機械的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統來說明本發明的背景、目標以及優選實施方案，但是應該理解的是，本發明並不局限於此，而是具有更廣泛的用途。例如，該後視視頻攝像機與顯示屏幕系統可以用於一個機動車輛後面所拖拽的車輛，例如拖掛車、篷車、以及在道路施工、礦井與建築工地中所使用的移動式廠拌車。需要理解的是，本文所採用的術語僅僅是為了說明的目的，而不應視為限制。例如，術語「包括」或者「包含」，除非另外說明，應該理解為「包括」的意思。而且，術語「後視」應該理解為從車輛的左側和右側(即側視)向後觀看，以及從車輛的後面向後觀看(即後視)的意思。
背景技術：
機動車輛通常具有一個內部的後視鏡和多個外部的側視鏡，駕駛員依靠這些鏡子在駕駛時特別是在倒車、變更車道或者匯入車流時觀察車輛後面以及兩側的區域。並不是所有的駕駛員都能正確地使用後視鏡，即使他們正確使用了，這些鏡子也並不總能完全觀察到所希望的區域。對於車輛周圍的「盲點」尤其如此。通常的做法是轉頭來察看側面和後面，以彌補這些「盲點」。這並不總是一種安全的做法，因為駕駛員的頭部轉過去時，如果前方車輛突然停車或者駕駛員從其車道突然轉向，會與駕駛員前方車輛發生碰撞O當駕駛員正在倒入停車位時，一個內部的後視鏡只能提供有限的能見度。即使駕駛員將他的頭部向後轉以求更好的視野，駕駛員也可能不正確地估計他的車輛與停在他後面的車輛之間的距離。此外，這些外部側視鏡的位置有時會因為有意或者無意的接觸而使得它們的正確位置被擾動。類似地，內部的後視鏡也不會總是正確定位的，並且需要根據駕駛員的個頭大小或者坐姿、以及由此的眼睛的位置來進行調整。多個外部的側視鏡也易於受到由一定範圍的天氣情況所引起的潮溼所遮蓋，並且它們在車輛外側的位置幹擾了車輛的空氣動力學特性並且造成降低車輛燃油效率的空氣阻力。鑑於後視鏡的上述問題與缺陷，已經尋找到為駕駛員提供機動車輛的後向視野的替代措施。其他人已經作了為機動 車輛提供後視視頻攝像機與顯示屏幕系統的各種嘗試，但這些導致了非常複雜、昂貴並且易受損害的安排，這些安排不適用於更小型的、低價的並且低油耗機動車輛的更廣闊的市場。這些現有技術的系統也不具備註重安全的駕駛員和年輕人所最需要的那些特徵範圍，此時在這些駕駛員看來，駕駛失當是居高不下的。發明內容
本發明的目的是克服或者基本改良上述現有技術的至少某些缺點和問題，或者至少提供一種有用的替代物。本發明人已經發現，本發明的這些目的與其他目的總體上可以通過提供一種用於機動車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統來實現，包括外部安裝的多個左側視和右側視視頻攝像機用於觀察該車輛的多個側面區域，和安裝在該車輛後部的一個後視視頻攝像機用於觀察該車輛的一個後方區域；位於車輛儀錶盤上的一個顯示屏幕用於該車輛的駕駛員進行查看，該監視器顯示屏幕接收並顯示這些視頻攝像機所攝取的各個區域的影像，其中該後視視頻攝像機由一個旋轉機構進行控制，當駕駛員切換進入倒車檔位時，該旋轉機構將該攝像機移動到一個第一位置，其中該第一位置允許該攝像機觀察緊鄰該車輛後方的區域，當駕駛員接合了一個用於向前運動的檔位時，該旋轉機構還將該攝像機移動到一個第二位置，從而可以觀察在該車輛後部的一個更大的視野。優選地，該後視視頻攝像機所攝取的影像通過一個視頻線纜而被顯示在該監視器顯示屏幕中央的一個區段上。按照一種優選形式，該監視器顯示屏幕被進一步分割成多個其他區段，從而該右側視視頻攝像機將其影像顯示在一個右上區段上，而該左側視視頻攝像機將其影像顯示在該屏幕的一個左上區段上。優選的是，該屏幕的頂部中間區段被保留用於一個一體化的GPS系統，而該屏幕的一個底部區段被用來顯示所有其他儀錶盤指示。此外，優選地，該屏幕通過一個斜豎的切換機構是可調節的。按照一種進一步的優選形式，這些視頻攝像機中的每一個被容納在一個按照空氣動力學方式外斜的殼體中，該殼體耐風雨並且與車輛外殼一體化。優選地，該殼體的一個開口由一個透明的罩蓋進行密封，該攝像機通過該開口進行凝視，該罩蓋防止進水並且保護該攝像機免受石塊或者其他碎塊的撞擊而損壞。按照又一種進一步的優選形式，多個噴水嘴被安裝在車輛的外殼上鄰近這些側視視頻攝像機以及後視視頻攝像機中的每一個，用於噴灑出一股水射流以便將泥漿、灰塵、髒物、凝露以及類似物從該攝像機景像上清洗掉。至此已經非常粗略地概述了本發明更重要的特徵，從而下文中對本發明的詳細說明可以被更好地理解並且付諸實際實施，並且從而可以更好地認識本發明對技術的貢獻。本發明還有多個其他特徵，將會在下文中說明。因此，本領域的普通技術人員將會認識到，本披露所基於的思想易於用作設計用來實現本發明目的的其他組件與過程的基礎。因此，重要的是，上述本發明的粗略概述應該理解為包括不背離本發明的精神與範圍的所有等效構造。


為使本發明易於理解並且形成實用效果，現在將引用若干附圖，在附圖中圖I是一個機動車輛兩的俯視圖，配備了根據本發明的一個優選實施方案的一個後視攝像機與顯示屏幕系統，其中車輛外殼的一部分被切開以便示出安裝了監視器顯示屏幕的一個儀錶盤以及其他系統控制部件；圖2是圖I所示機動車輛的一個側視圖；圖3是圖I所示機動車輛的正視圖；圖4是圖I所示機動車輛後視圖；圖5是圖I所示車輛外殼的一個切開部分的一個放大示圖，示出一個外斜的殼體，該殼體包含一個視頻攝像機，攝像機旁邊是一個噴水嘴；圖6是根據本發明的一個優選實施方案的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統的一個示意性框圖；並且圖7是操作電子設備的一個簡化電路圖，該操作電子設備用於受倒車檔切換器控制的、用於圖I至6所示的系統的一個後視視頻攝像機一個雙位旋轉機構。
具體實施例方式圖I至4所示的機動車輛10是一個典型的轎車，但並不具備任何內裝的後視鏡或者外裝的側視鏡。該車輛被示出帶有切開的部分以便展示儀錶盤上安裝的這種後視攝像機與顯示屏幕系統的多個部件。一個監視器顯示屏幕12與方向盤14後面的儀錶盤一體化構成並且相互協作。屏幕12的旁邊安裝了一個噴水按鈕16、一個選擇器開關18、以及多個旋轉和縮放觸發鈕20，它們中每一個的結構與功能將在本說明書的下文說明。這個系統還包括三個外部安裝的視頻攝像機，即一個後視視頻攝像機22、一個左側視視頻攝像機24、和一個右側視視頻攝像機26，它們各自均可與監視器顯示屏幕12通 目。這些攝像機22、24、26是具有兆像素尺寸的微型星光視頻攝像機。這些側面的視頻攝像機24、26安裝在車輛每側最突出的部分上，並且儘量靠前和離地面儘量高，用於無遮擋的後向觀察。後視視頻攝像機22在車輛的尾端儘量靠中間安裝，以便觀察車輛後方的一個優化區域。視頻攝像機22、24、26中的每一個被容納在一個空氣動力學外斜的殼體28之中，殼體耐風雨，並且與該車輛的外殼30 —體化。殼體28的開口由一個透明的罩蓋32密封，攝像機鏡頭通過開口進行凝視，這個罩蓋防止進水並且保護攝像機免受石頭與其他碎塊的撞擊而損壞。還可以使用飛濺保護裝置。多個噴水嘴34安裝在車輛的外殼30上，緊鄰這些側視視頻攝像機24、26以及後視視頻攝像機22，用於噴灑出一股水射流來將泥漿、灰塵、髒物、凝露以及類似物從攝像機殼體28的罩蓋32上，或者在沒有罩蓋的情況下從這個攝像機的鏡頭上清洗掉。噴水按鈕16控制一個馬達36 (圖6和7所示)，該馬達操作一個選定的噴水嘴34，以便為了預期目的而噴灑出一股水射流。選擇器開關18用來選擇兩個側視視頻攝像機24、26中的哪一個將被旋轉，並使其 圖像通過一個縮放機構來被放大。這些旋轉和縮放觸發鈕20為一個選定的側視視頻攝像機24、26而控制一個適合的旋轉或者縮放馬達或者機構37。
後視視頻攝像機22可以被旋轉，並且通過對由倒檔切換器控制的一個雙位旋轉機構進行操作，來使其圖像通過一個縮放機構來被放大，雙位旋轉機構將在本說明書的下文中進行說明。這些攝像機22、24、26的視頻輸出通過適用的視頻電纜或者無線裝置與監視器顯示屏幕12通信。這些輸出被放大，並且通過一個適當的電子設施38(如圖6所示)進行接口，電子設施還保證在屏幕12上所顯示的視頻不是一個倒像。如圖I所示，各側視視頻攝像機24、26具有一個正常視角(Φ I)，該正常視角被設置用來在覆蓋整個車長的一個視野上觀察一條相鄰的交通車道，從而消除現有技術的側視鏡的「盲點」。用於這些側視視頻攝像機24、26的這些旋轉與縮放觸發鈕20允許旋轉與縮放機構將這一視野放大到一個更大的視角(Φ2)，從而可以觀察到額外的交通車道以及其他周圍目標。 圖7的簡化電路圖示出了用於後視視頻攝像機22的一個受倒車檔切換器控制的雙位旋轉機構。當駕駛員切換進入倒車檔時，旋轉機構可以將攝像機22移動到一個位置A。位置A允許攝像機22觀察緊鄰車輛後方的區域。當駕駛員接合了一個用於前進運動的檔位時，該旋轉機構還可以將攝像機22移動到位置B (通個一個角度Φ 3)，從而可以觀察車輛後部的一個更加寬廣的視野。用於這個受倒車檔位切換器控制的雙位旋轉機構的電路從由正極端子40與負極端子42所代表的該車輛的電池來供電。車輛的保險絲盤中有一個適當額定值的保護用的保險絲44，它與正極端子40相連。與保險絲44並聯有多個微動開關46、48。微動開關46是常開的並且由連接到這個倒車檔位的一個槓桿50來操作，並且當倒車檔位接合時，可操作為閉合。微動開關46具有一個例如O. 25秒的延遲，以便當該檔位槓桿在多個檔位之間切換時阻止操作。微動開關48是常閉的，並且由連接到該倒車檔的同一個槓桿50來操作。一旦倒車檔位被嚙合，微動開關48就迅速斷開。另一個微動開關52與微動開關46串聯，並且是常閉的。一旦後視攝像機22被向下轉動到位置A，通過第一凸榫54 (cog)的操作，微動開關52就迅速斷開。還有另外一個微動開關56與微動開關48串聯，並且是常閉的。當攝像機處在正常觀察位置B或者被位於攝像機22與一個馬達62之間用於在位置A和B之間改變攝像機22的位置的一個連接臂60轉回這一位置時，微動開關56通過第二凸榫58的操作而斷開。在向前並且平行於行駛表面行駛時，回復到後視攝像機22的正常觀察位置。馬達62具有一個前向運動端子64，激活時，該端子使得後視攝像機22向下旋轉，用於在倒車停車的過程中得到(例如)一個更好的圖像。當後視攝像機22已經轉到與水平面成例如70度的一個角度或者最適合於其安裝位置的任意角度(Φ3)時，可以獲得這樣一個圖像。馬達62還具有一個後向運動端子66，激活時，使得攝像機22向上轉回其正常觀察位置B。馬達62的一個共用端子68與負極端子42相連。來自後視視頻攝像機22的影像可以通過一個縮放機構來放大，該縮放機構可以通過多種方式來激活。後視影像的放大可以通過切換進入倒車檔位、或者在攝像機22接近一個後向物體、或者駕駛員觸控螢幕幕、或者一個單獨的手動控制件而觸發。後視攝像機22的視頻輸出可以通過，在這種情況中是一根視頻線纜，而最終顯示在這個安裝於儀錶盤上的監視器顯示屏幕12中央的一個區段70上。監視器顯示屏幕12還被分割成多個其他區段。右(駕駛員側)側視視頻攝像機26將其輸出顯示在一個右上區段72上，並且左(乘客側)側視視頻攝像機24將其輸出顯示在屏幕12的一個左上區段74上。屏幕12的頂部中間區段76可以保留用於一個一體化的GPS系統，而屏幕12的底部區段78可以用來顯示所有其他儀錶盤指示。監視器顯示屏幕12的安裝方式是，它可以被駕駛員瞥視觀察，並且所顯示的這些側視攝像機24、26的輸出與通過前擋風玻璃所見的影像融匯。屏幕12配備了一個斜豎的切換機構80，用來優化觀察與融匯。為了進一步易於觀察，屏幕12具有防反光特性，並且可以具有調光控制器。屏幕12與車載計算機相連。作為與儀錶盤一體化構造的一個替換形式，這種監視器顯示屏幕可以作為儀錶盤的一個「附加」工具包(或者改裝)而安裝。這些視頻攝像機可以被配置用來與多個接近傳感器協作，這些傳感器可以用可聽到的聲音來警告駕駛員撞車危險，例如，在倒車停車或者變更車道時。對於本技術領域的普通技術人員將會很清楚的是，用於機動車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統可以由許多合適的材料製成。通過以上說明，還很容易弄清楚的是，本發明具有各種優點。 而且，對本領域的普通技術人員很明顯的是，對於該用於機動車輛的這種後視視頻攝像機與顯示屏幕系統的這些實施方案的設計與製造的細節，以及在使用該系統的上述步驟中，可以做出各種修改，而不背離本發明的範圍與界限。
權利要求
1.一種用於機動車輛的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統，包括外部安裝的多個左側視和右側視視頻攝像機用於觀察該車輛的多個側面區域，和安裝在該車輛後部的一個後視視頻攝像機用於觀察該車輛的一個後方區域，位於該車輛的一個儀錶盤上的一個監視器顯示屏幕用於該車輛的一個駕駛員進行觀察，該顯示屏幕接收並且顯示這些視頻攝像機所攝取的這些區域中的每一個的影像，其中該後視視頻攝像機受一個旋轉機構控制，當該駕駛員切換進入倒車檔位時該旋轉機構將該攝像機移動到一個第一位置，其中該第一位置允許該攝像機觀察緊鄰該車輛後方的區域，當該駕駛員接合了一個用於向前運動的檔位時該旋轉機構還將該攝像機移動到一個第二位置，從而可以觀察在該車輛的後部的一個更加寬廣的視野。
2.如權利要求I所述的系統，其中該後視視頻攝像機所攝取的影像通過一個視頻線纜而被顯示在該監視器顯示屏幕中央的一個區段上。
3.如權利要求2所述的系統，其中該監視器顯示屏幕被進一步分割為多個其他區段，以便該右側視視頻攝像機將其影像顯示在一個右上區段上，並且該左側視視頻攝像機將其影像顯示在該屏幕的一個左上區段上。
4.如權利要求3所述的系統，其中該屏幕的一個頂部中間區段被保留用於一個一體化的GPS系統，並且該屏幕的一個底部區段被用來顯示所有其他儀錶盤指示。
5.如權利要求I所述的系統，其中該屏幕通過一個斜豎的切換機構是可調節的。
6.如權利要求I所述的系統，其中這些視頻攝像機中的每一個容納在一個根據空氣動力學外斜的殼體中，該殼體耐風雨並且與該車輛的外殼一體化。
7.如權利要求6所述的系統,其中該殼體的一個開口由一個透明的罩蓋進行密封，該攝像機通過該開口進行凝視，該透明罩蓋防止進水並且保護該攝像機免受石塊或者其他碎塊的撞擊而損壞。
8.如權利要求I所述的系統，其中多個噴水嘴被安裝在該車輛的外殼上鄰近這些側視視頻攝像機與後視視頻攝像機中的每一個用於噴灑出一股水射流以便將泥漿、灰塵、髒物、凝露以及類似物從該攝像機景像上清洗掉。
9.如權利要求8所述的系統，其中安裝在該儀錶盤上的一個噴水按鈕被用來控制一個馬達，該馬達操作一個選定的噴水嘴以便噴灑出該股水射流。
10.如權利要求9所述的系統，其中這些左側視和右側視視頻攝像機各自具有一個正常視角並且具有一個更大的視角，該正常視角被設定用來在覆蓋整車長度的一個視野上觀察一個鄰近的交通車道，通過該更大的視野可以觀察多個額外的交通車道以及其他周邊物體，並且其中安裝在該儀錶盤上的一個選擇器開關被用來選定該兩個側視視頻攝像機中的哪一個將使其視角被調節。
全文摘要
一種用於機動車輛(10)的後視視頻攝像機與顯示屏幕系統具有外部安裝的多個左側視和右側視視頻攝像機(24、26)用於觀察該車輛的多個側面區域，和安裝在該車輛後部的一個後視視頻攝像機(22)用於觀察該車輛的一個後方區域。該系統還包括位於該車輛的一個儀錶盤上的一個監視器顯示屏幕(12)用於該車輛的一個駕駛員進行觀察。該顯示屏幕(12)接收並且顯示這些攝像機所攝取的這些區域中的每一個的影像。該後視視頻攝像機(22)受一個旋轉機構控制，當該駕駛員切換進入倒車檔位時該旋轉機構將該攝像機移動到一個第一位置。該第一位置允許該攝像機(22)觀察緊鄰該車輛後方的區域。當該駕駛員接合了一個用於向前運動的檔位時，該旋轉機構還將該攝像機(22)移動到一個第二位置，從而可以觀察在該車輛的後部的一個更加寬廣的視野。
文檔編號B60R11/04GK102639363SQ201080044522
公開日2012年8月15日 申請日期2010年5月27日 優先權日2009年8月6日
發明者塞德·約瑟夫·史蒂芬 申請人:塞德·約瑟夫·史蒂芬