(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車用のバックミラー組立体であって、ハウジングと、該ハウジングに取付けたミラーと、車内の運転者または乗客から見えるように配置された視覚的ディスプレイと、電子式コンパス・センサと、該電子式コンパス・センサから信号を受取り車両の方向を表わす表示信号を視覚的ディスプレイへ送るための処理回路と、ミラーと車両間のピボット接続部とを備えたバックミラー組立体において、
電子式コンパス・センサが前記ハウジング内部に取付けられ前記ミラーと共にピボット可能であり、前記ミラーの車両に関してピボット可能な運動を補償する補償手段を更に備えるバックミラー組立体。
【請求項２】
前記ハウジング内に配置された処理回路を保持する電気回路板を更に備え、該電気回路板がミラーと共にピボット可能であり、前記電子式コンパス・センサが前記電気回路板に取付けられる、請求項１記載のバックミラー組立体。
【請求項３】
前記処理回路は、コンパス・センサ信号と関連するデータ値について働くマイクロプロセッサを含み、前記補償手段は、車両に関するミラーの水平ピボット角度を表わす所定値をデータ値へ加算することを含む請求項１記載のバックミラー組立体。
【請求項４】
前記所定値が１８°である請求項３記載のバックミラー組立体。
【請求項５】
前記補償手段は、車両に関する前記ミラーの垂直方向の傾きを補償する楕円補償アルゴリズムを前記処理回路に含む請求項１記載のバックミラー組立体。
【請求項６】
前記補償装置は、前記電子式コンパス・センサを前記ミラーと前記ハウジングの一方に該ミラーとハウジングに対する所定値を表わす角度で取付け、該ミラーとハウジングの一方の車両に関する平均水平方向ピボットを補償することを含む請求項１記載のバックミラー組立体。
【請求項７】
自動車用のバックミラー組立体であって、ハウジングと、該ハウジングに取付けたミラーと、車内の運転者または乗客から見えるように配置された視覚的ディスプレイと、電子式コンパス・センサと、該電子式コンパス・センサから信号を受取り車両の方向を表わす表示信号を視覚的ディスプレイへ送るための処理回路と、ミラー・ハウジングを車両に取付けるブラケットと、前記ミラー・ハウジングと前記ブラケット間のピボット接続部とを備えたバックミラー組立体において、
前記電子式コンパス・センサは、前記ハウジング内部のブラケットに取付けられることにより、前記電子式コンパス・センサは車両に関して固定された状態のままであるものの、前記ハウジングは前記電子式コンパス・センサの周囲にピボット可能である、バックミラー組立体。
【請求項８】
ミラー・ハウジングと、
前記ミラー・ハウジングが垂直および水平の両方向に傾けられるように、前記ミラー・ハウジングを車両にピボット可能に取付ける取付構造部と、
前記ミラー・ハウジングに取付けられるミラーと、
前記ミラー・ハウジングに配置され、コンパスの処理回路に結合されたコンパス・センサと、
前記ミラー・ハウジングが前の位置から傾けられたときを検出し、傾き検出信号を生成してこれを前記コンパスの処理回路へ送る傾き検出器と、
を備える車両用のバックミラー組立体。
【請求項９】
前記コンパス処理回路は、前記バックミラー組立体の一構成要素として前記ミラー・ハウジング内に配置される請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１０】
前記ミラー・ハウジング内に取付けられ、前記コンパス処理回路に結合されて該処理回路から車両の現方向を示す表示信号を受取るディスプレイを更に備える請求項９記載のバックミラー組立体。
【請求項１１】
前記傾き検出器は、前記取付構造部のボールと前記ミラー・ハウジングに取付けられた回路板との間に結合された曲げセンサを含み、該曲げセンサが、前記取付構造部に関する前記ミラー・ハウジングのピボットの結果として曲げられるとき前記傾き検出信号を生成する請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１２】
前記傾き検出器は、前記ミラー・ハウジングの外周囲部に配置され、該ミラー・ハウジングの接触を検出し、前記ミラー・ハウジングが接触されるとき前記傾き検出信号を生成する近接センサを含む請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１３】
前記近接センサは容量性結合スイッチである請求項１２記載のバックミラー組立体。
【請求項１４】
前記傾き検出器は、前記ミラー・ハウジングに取付けられ該ミラー・ハウジングの運動を検出する電子式傾斜計を含む請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１５】
前記傾き検出器は、自動ミラー位置調整機構の少なくとも１つのメモリ位置ポテンショメータを含む請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１６】
前記傾き検出器は、前記取付構造部のボール・マウントから延長し且つ前記ミラー・ハウジング内部に取付けられる光エミッタ・アレイと光検出器アレイとの間に配置されたグレー・コード・ホイールを含み、これにより、前記グレー・コード・ホイールが前記アレイに関して動くとき生じる光レベルの変化を前記光検出器の少なくとも１つが検出するときに傾き検出信号が生成される請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１７】
前記傾き検出器は、前記取付構造部のボール・マウントから延長し且つ前記ミラー・ハウジング内部に取付けられる１対のリーフ・スイッチ間に配置されたパドルを含み、これにより該パドルが動いて前記リーフ・スイッチを閉路位置へ押しつけ、前記リーフ・スイッチの１つが閉路位置へ動かされるときに傾き検出信号が生成される請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１８】
前記傾き検出器は、少なくとも１つの光源と、該光源から発光された光を検知するフォトダイオードとを含む請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項１９】
車両バックミラー・ハウジングが傾けられるボール・マウント構造部に関する前記車両バックミラー・ハウジングの傾きを前記傾き検出器が検出し、該傾き検出器は、
前記ボール・マウント構造部の他の周囲領域とは異なる視覚特性を持ち、該ボール・マウント構造部の領域に設けられたターゲットと、
光をボール・マウント構造部へ投射する光源と、
前記ボール・マウント構造部から反射された光レベルを検出する光検出器と、
前記光検出器に結合され、該光検出器により検出された反射光レベルが変化するときを検知し、変化が検知されるとき傾き検出信号を生成する処理回路と、
を含む請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項２０】
前記ボール・マウント構造部は、前記ターゲットが設けられた突出するターゲット領域を含む請求項１９記載のバックミラー組立体。
【請求項２１】
前記傾き検出器は、前記ミラー・ハウジングに取付けられ、前記取付構造部のボール・マウントに動作的に結合されるアクチュエータの回転を検知するポテンショメータを含み、前記ミラー・ハウジングが垂直方向に傾けられるとき前記アクチュエータが回転し、該アクチュエータの回転に応答してポテンショメータは前記傾き検出信号を生成する請求項８記載のバックミラー組立体。
【請求項２２】
前記傾き検出器は更に、前記ミラー・ハウジングに取付けられ、前記取付構造部のボール・マウントに動作的に結合される第２のアクチュエータの回転を検知する第２のポテンショメータを含み、前記ミラー・ハウジングは水平方向に傾けられる時に前記第２のアクチュエータが回転し、前記第２のポテンショメータは前記第２のアクチュエータの回転に応答して前記傾き検出信号を生成する請求項２１記載のバックミラー組立体。
【請求項２３】
ハウジングと、
前記ハウジングが垂直および水平の両方向に傾けられるように、前記ハウジングを車両に対しピボット可能に取付ける取付構造部と、
前記ハウジングに取付けられたミラーと、
前記ハウジングが前の位置から傾けられたときを検出し、前記検出器が前記ハウジングの傾きを検出するときに傾き検出信号を生成する傾き検出器と、
前記ハウジングに配置され、地球の磁界の方向成分を検知し、検知された方向成分を表わす電気信号を供給するコンパス・センサ回路と、
前記ハウジング内部に配置され前記コンパス・センサ回路に結合され、該コンパス・センサ回路により供給される電気信号を処理し、車両の現方向を表わす車両方向信号を生成するコンパス処理回路と、
を備え、該コンパス処理回路は前記傾き検出器に結合されて傾き検出信号を受取る、
車両用のバックミラー組立体。
【請求項２４】
前記処理回路が傾き検出信号を受取るとき、前記傾き検出信号が受取られる直前および直後に検出される前記コンパス・センサにより検知された方向成分における変化量だけ、該処理回路がただちに再校正を行う、請求項２３記載のバックミラー組立体。
【請求項２５】
前記傾き検出器は、車両バックミラー・ハウジングが傾けられるボール・マウント構造部に関する前記車両バックミラー・ハウジングの傾きを検出し、該傾き検出器は、
前記ボール・マウント構造部領域に設けられ、前記ボール・マウント構造部の他の周囲領域とは異なる視覚特性を持つターゲットと、
光をボール・マウント構造部へ投射する光源と、
前記ボール・マウント構造部から反射された光レベルを検出する光検出器と、
前記光検出器に結合されて該光検出器により検出された反射光レベルが変化するときを検知し、変化が検知されるとき傾き検出信号を生成する処理回路と、
を備える請求項２３記載のバックミラー組立体。
【請求項２６】
バックミラー・ハウジングが傾けられるボール・マウント構造部に関する前記バックミラー・ハウジングの傾きを検出するバックミラー組立体用の傾き検出器であって、
前記ボール・マウント構造部領域に設けられ、該ボール・マウント構造部の他の周囲領域とは異なる視覚特性を持つターゲットと、
光を前記ボール・マウント構造部へ投射する光源と、
前記ボール・マウント構造部から反射された光レベルを検出する光検出器と、
前記光検出器に結合され、該光検出器により検出された反射光レベルが変化するときを検知し、変化が検知されるとき傾き検出信号を生成する処理回路と、
を備える傾き検出器。
【請求項２７】
光を前記ボール・マウント構造部へ投射する少なくとも１つの別の光源を更に備え、該光源は、前記処理回路が前記光源の各々ごとに前記光検出器により検出される反射光レベルを個々に読出し可能に順次駆動され、これにより前記バックミラー・ハウジングが傾けられたかどうか決定する請求項２６記載の傾き検出器。
【請求項２８】
前記光源は発光ダイオードである請求項２７記載の傾き検出器。
【請求項２９】
前記発光ダイオードが赤外光を発光する請求項２８記載の傾き検出器。
【請求項３０】
前記ボール・マウント構造部から反射された光レベルを検出する少なくとも１つの追加の光検出器を更に備え、該光検出器は、前記処理回路に結合され、前記処理回路が前記光検出器により検出された反射光レベルを個々に読出すことを可能にし、これによりミラー・ハウジングが傾けられたかどうかを決定する請求項２６記載の傾き検出器。
【請求項３１】
前記ボール・マウント構造部は、前記ターゲットが設けられる突出したターゲット領域を含む請求項２６記載の傾き検出器。
【請求項３２】
前記突出ターゲット領域は、前記ターゲットとして働く平坦な乱反射領域を含む請求項３１記載の傾き検出器。
【請求項３３】
前記突出ターゲット領域は傾斜エッジを有する請求項３２記載の傾き検出器。
【請求項３４】
前記光源は、前記ミラーがボール・マウント構造部における移動端部付近にあるとき前記ターゲット表面のほぼ面内にあるように配置される請求項３２記載の傾き検出器。
【請求項３５】
前記光源は前記ターゲットの面から遠ざかるよう回転するとき、前記光源からの徐々に増加する量の光が、前記ターゲットにより遮られ、前記フォトセンサにより検知される請求項３４記載の傾き検出器。
【請求項３６】
光をボール・マウント構造部へ投射する少なくとも１つの追加の光源を更に備え、該光源が、前記処理回路が前記各光源ごとに前記光検出器により検出される反射光レベルを個々に読出し可能に順次付勢し、これにより前記バックミラー・ハウジングが傾けられたかどうかを決定する請求項３２記載の傾き検出器。
【請求項３７】
前記光源は発光ダイオードである請求項３６記載の傾き検出器。
【請求項３８】
前記発光ダイオードは赤外光を発光する請求項３７記載の傾き検出器。
【請求項３９】
ミラー・ハウジングと、
前記ミラー・ハウジングを車両内に取付ける取付構造部と、
前記ハウジングに配置されたミラーと、
前記ミラー・ハウジングに配置され、該ミラー・ハウジングの傾きを検知する傾斜計と、
前記ミラー・ハウジング内に配置され、前記傾斜計に結合されて該傾斜計から受取る情報を処理する処理回路と、を備え、
前記傾斜計は前記ミラー・ハウジング内に配置され且つコンパス処理回路に結合され、前記ミラー・ハウジングが傾く時に傾き検出信号を発生してコンパス処理回路へ送信する、
バックミラー組立体。
【請求項４０】
ミラー・ハウジングと、
前記ミラー・ハウジングを車両内に取付ける取付構造部と、
前記ハウジングに配置されたミラーと、
前記ミラー・ハウジングに配置され、該ミラー・ハウジングの傾きを検知する傾斜計と、
前記ミラー・ハウジング内に配置され、前記傾斜計に結合されて該傾斜計から受取る情報を処理する処理回路と、を備え、
前記処理回路は前記傾斜計から受信された情報に応答して転覆の警告を発生する、
バックミラー組立体。
【請求項４１】
ミラー・ハウジングと、
前記ミラー・ハウジングを車両内に取付ける取付構造部と、
前記ハウジングに配置されたミラーと、
前記ミラー・ハウジングに配置され、該ミラー・ハウジングの傾きを検知する傾斜計と、
前記ミラー・ハウジング内に配置され、前記傾斜計に結合されて該傾斜計から受取る情報を処理する処理回路と、を備え、
車両の縦揺れおよび横揺れを検出する第２の傾斜計をさらに含む、
バックミラー組立体。
【請求項４２】
前記処理回路が、前記第２の傾斜計から受取る情報に応答して転覆の警告を生成する、請求項４１記載のバックミラー組立体。
【請求項４３】
前記第２の傾斜計はマウント部分に設けられる、請求項４１記載のバックミラー組立体。
【請求項４４】
前記処理回路は両方の傾斜計により検出された相対傾斜を比較し、前記ミラー・ハウジングの傾きと坂の上下移動との間を差別化する請求項４１記載のバックミラー組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
本発明は、車両バックミラー組立体に関し、特に電子式コンパスの構成要素を内蔵するバックミラー組立体に関する。
【０００２】
コンパス・システムを車両におけるバックミラーと関連させることは公知である。図１は、このようなコンパス・システムを内蔵する公知のバックミラー組立体の一例を示している。ミラー組立体１０は、開口面を持つミラー・ハウジング１２と、ミラー１４と、回路板１６とを含んでいる。ミラー１４は、グレアの関数としてミラーの反射率を自動的に変化させるための駆動回路１８により駆動されるエレクトロクロミック素子を含む。典型的に、ミラー１４が、夜間のグレアの低減を可能にするプリズム機構（図示せず）を持つ簡単な平面ミラーでよいことが理解されよう。
【０００３】
ハウジング１２は、ピボット接続部２０とブラケット・ハウジング２２とによって、車両に取付けられる。図１においては、ミラー・ハウジング１２は、車内のバックミラーの場合のように車両のフロントガラス２４上でブラケット・ハウジング２２に取付けられた状態で示されている。図１に示されたピボット接続部２０は、ミラー・ハウジング１２に固定されかつスペーサ２８のソケットに枢着されたボール２６を有する。スペーサ２８の他端部は、ブラケット・ハウジング２２に固定された別のボール３０を収受するソケットを有する。このように、典型的なミラー・ハウジング１２は、ボール２６、３０のいずれかをその各ソケット内で手で回転させることにより車両のフロントガラス２４に対してピボット可能であることが判る。１つのボールおよびソケットピボットを用いてミラー・ハウジングを車両に対して取付けることも公知である。更に、スイッチの遠隔操作により車両に対してピボットさせることが可能であるハウジング１２に電動機構を内蔵することが公知である。
【０００４】
図１のコンパス・システムは、地球の磁界を検知して、回路板１６に対するワイヤ３４を経て回路板１６へ磁界を表わす電気信号を提供するためブラケット・ハウジング２２内に取付けられた磁場センサ３２を含んでいる。回路板１６上のコネクタ３６は、ミラー・ハウジング１２の開口３７へ延長して他のミラー・システム構成要素間に電力および信号を授受する。回路板１６は、センサ３２からの信号を処理して典型的な出力信号を車両の向きを表示するディスプレイ４０へ提供する処理回路３８を有する。図１の事例では、ディスプレイ４０は、ミラー１４の透明窓４２を介して観察者により見ることができる。このディスプレイは、ミラー要素の背後あるいはミラーに隣接しかつミラー要素からずれた領域に取付けられる。あるいはまた、ディスプレイは、図上コンソール、計器パネル、Ａ−ピラーなどのような車両の他の場所に取付けることもできる。
【０００５】
磁場センサ３２は、車両の進行方向に対し直角のＸ軸センサ４４と、車両の進行方向と平行なＹ軸センサ４６とを含んでいる。更に、両方のセンサ４４、４６は、地表と平行に取付けられる。換言すれば、磁場センサ３２は、車両に対して固定される。磁場センサ３２は、磁気抵抗型センサおよび磁気誘導型センサ他のタイプの磁場センサの使用が公知であるが、典型的には磁束ゲート・センサである。
【０００６】
このような構造では、地球の磁界の磁界成分を検知するコンパスの検知回路素子は、典型的には、ミラー取付ブラケットの脚部か図上コンソールなどの車両の別の領域に取付けた別のハウジングに一緒に取付けられる。ミラー取付ブラケットの脚部におけるセンサは、車両の他の場所に存在し得る低レベルの磁気干渉のため選好されてきた。ミラー取付ブラケットの脚部に磁場センサを取付けることの問題は、この脚部が非常に大きくなり、従ってフロントガラスを介する運転者の視野の比較的大きな部分を阻害するおそれがあることである。また、エレクトロクロミック型ミラーの場合は、大きなミラー・ハウジングがその周囲のセンサ開口に到達する光レベルを減じる。
【０００７】
コンパス・ディスプレイが一般にミラー・ハウジングに取付けられるゆえに、典型的に、コンパス処理回路をディスプレイおよびその関連回路と共にハウジングに取付けることが望ましい。このため、コンパスの磁場センサをコンパスの処理回路に密に接して取付けることもまた、センサと処理回路間に多くのワイヤを延ばす必要を避けるためには有利である。更に、処理回路から磁場センサを離して取付けると、他の付近の電子回路からのワイヤ・ハーネスにより拾われる電磁干渉（ＥＭＩ）のためシステムにノイズを誘起する。センサと処理回路間に誘起するＥＭＩノイズを減じるには、ＥＭＩフィルタが必要とされる。
また、ワイヤ・ハーネス自体は、車両のラジオに対してノイズを誘導するおそれがあるＥＭＩ放出を生じる傾向がある。ワイヤ・ハーネス、コネクタ、センサ・ハウジングおよびＥＭＩフィルタは全て、ミラー自体のコストを増大すると共に、車両におけるミラー組立体の取付けの複雑さとコストも増加させる。
【０００８】
ミラー・ハウジングの内側は、１つの場所にコンパスの全ての構成要素を提供すると共に他の構成要素に対するバックミラー取付ブラケットの脚部の領域を解放するために、センサに対する最も望ましい場所であるように見えるが、バックミラー・ハウジングにおけるコンパス・センサのモニターの取付けは、コンパスの精度に著しい影響を持つ大きな問題となっていた。特に、バックミラー・ハウジングは、取付ブラケットあるいはミラーの背後に設けられた１つ以上のユニバーサル・ボール・ジョイントの周囲に垂直および水平の両方向にピボット可能になるよう車両に対して取付けられる。このようなピボット可能な運動は、異なる大きさの運転者に適合しかつ車両の後方窓での明瞭な見通しを得るように運転者がその座席位置における任意の調整に従ってミラーを調整することを許容するために必要である。これに見合うミラー・ハウジングのこのような運動は、コンパス検知回路の磁場センサの運動を生じる。コンパス・センサのこのような運動は、処理回路により処理されて運転者へ表示される車両の向きの情報におけるかなり著しい誤差を生じ得る。
【０００９】
自ら連続的に再校正する電子コンパス回路は公知である（例えば、米国特許第４，９５３，３０５号、同第５，７３７，２２６号、同第５，７６１，０９４号および同第５，８７８，５７０号参照）が、このようなシステムは、ミラー・ハウジングの水平方向および垂直方向の傾きにより誘起され得る全ての誤差を補償するものではない。これらのミラー回路がこのように、誘起され得る誤差の一部を補正する程度に、これらの回路は検知された磁界の強さのその時の変化に応答しないように特にプログラムされるというより、所定期間かあるいは所定の他の条件のいずれかが検知された後にのみ再校正を行うようにプログラムされる。このように、これらの電子コンパスは、車両の方向の変化により生じないコンパス・センサによって検知される磁界に対する多くの一時的変化は無視しながら、劣化あるいは屋根に取付けられた磁界アンテナのような他の製造後の影響によって生じ得る車両の磁界における変化を勘定に入れるように再校正する。このような一時的ではあるが大きな磁界の読みにおける変動は、鉄道のレール、橋梁、および大きな建造物のような大量の強磁性材料を有する物体を車両が通過するとき、あるいは車両が自動車洗浄設備を通過するときに生じる。従って、このような回路は、これらが検知する多くの一時的磁界変動を無視するかあるいは他の方法でゆるやかな応答時間を持つようにプログラムされる。このため、これらの回路は、バックミラー・ハウジングに配置されても、ミラー・ハウジングおよびセンサ素子の運動の結果検知されるいかなる変動に対してもただちに応答しないことになる。一方、これらのコンパス処理回路が何らかの突然の磁界の変動を無視しないかあるいは更に反応しやすいものであったならば、これら回路は、一時的な磁界の変動しか存在しないときは、不正確な車両の向きの表示を頻繁に生じることになる。
【００１０】
更に、先に述べた従来技術の電子コンパス回路は、一般に瞬時の再校正は行わない。再校正は、通常は、１つ以上の３６０°のループ路を通るか、あるいは米国特許第３，７３７，２２６号の場合は、少なくともある大きな角度の曲がり角を通ることを必要とする。
【００１１】
従って、バックミラー組立体ハウジングの垂直方向の傾斜に対し電子コンパスを迅速かつ正確に補償する機構に対する需要が存在する。また、ミラー組立体のコストを著しく増すことなくバックミラー組立体ハウジングの垂直方向の傾斜に対し電子コンパスを補償する機構に対する需要も存在する。
【００１２】
発明の概要
従って、本発明の特質は、バックミラー・ハウジングが垂直方向に傾斜されるとき影響を受けないように電子コンパスの検知回路をバックミラー・ハウジングに取付けることを可能にする上記の問題に対する解決法を提供することである。本発明の上記および他の特質を達成するために、本発明のバックミラー組立体は、ハウジングと、ミラー・ハウジングが垂直および水平の両方向に傾斜され得るようにハウジングを車両にピボット可能に設けるための取付構造体と、ハウジングに取付けられるミラーと、ハウジング内に配置されコンパス処理回路に接続されるコンパス・センサと、ハウジングが前の位置から傾斜されたときを検出して傾斜検出信号を生成してコンパスの処理回路へ送るための傾斜検出器とを含んでいる。
【００１３】
本発明においては、コンパス・システムに対する磁場センサは、ミラー・ハウジング内に良好に取付けられる。本発明の一特質においては、磁場センサは、回路板がミラーと共にピボット可能にハウジング内の回路板へ直接取付けられる。所定補償角度は、車両に対するミラーの典型的な回転位置を勘定に入れるように処理回路に組込まれている。本発明の別の特質においては、磁場センサは、ハウジングと車両との間で単一のボールピボット結合状態に固定的に取付けられ、これによりハウジングが車両に対し、かつハウジング内部に含まれる磁場センサの周囲てピボット可能となる。
【００１４】
本発明の更に別の特質においては、磁場センサがミラーに対しピボット可能に取付けられ、ハウジング内の動力化された動作機構からの運動量を表わす信号を測定することによって、処理回路がＸ軸とＹ軸におけるミラーの運動を補償する。本発明の更に他の特質においては、Ｘ軸とＹ軸の補償は、グローバル位置決めシステム（ＧＰＳ）からのＧＰＳ信号をもちいて車両の方向に対するミラーのピボットを測定することによって行われる。ある特質においては、車両に対する水平軸の周囲のミラーのピボットは、処理回路における楕円補償アルゴリズムの使用により補償される。
【００１５】
本発明の上記および他の特徴、利点および目的については、当業者には、以降の記述、請求の範囲および添付図面を参照することにより更に理解されるであろう。
【００１６】
望ましい実施形態の詳細な記述
典型的に形造されたプラスチックで形成されたハウジング１２０と、ミラー１４０と、回路板１６０とを含む本発明によるバックミラー組立体１００が、図２において示される。ミラー１４０は、回路板１６０に対しワイヤ１４２により接続されたエレクトロクロミック素子として示されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、プリズム技術あるいは他の電気光学的技術でよいことが理解されよう。本発明は、ミラー・ハウジング内のどこかにおけるコンパスの向きの表示を目的とするが、必ずしも図２に示される如きミラーによるものではない。この向きは、ダッシュボードあるいは図上コンソールに遠隔表示させることもできる。その結果、本発明に対して特定種類のミラーは重要ではない。
【００１７】
図２におけるミラー・ハウジング１２０は、従来の方法でハウジング１２０に固定されスペーサ２８０の対応するソケットに収受されたボール２６０によって車両のフロントガラス２４０にピボット可能に接続されている。同様に、取付ブラケット４５０から固定されて延長するボール３００は、スペーサ２８０の他端部におけるソケットに収受される。取付ブラケット４５０は、主として一切の電子装置を収容する必要がないゆえに、図１に示された従来技術の取付け用ブラケット・ハウジング２２より非常に小さいことが判る。図２の実施形態は、車両のフロントガラス２４０に取付けられた内部のバックミラーを含み、この場合取付ブラケット４５０の小さな輪郭がフロントガラスにおけるより広い展望を可能にする。また、１４０などのエレクトロクロミック・ミラー素子の場合は、周囲光センサ（図示せず）により更に多くの周囲光を受取ることができ、エレクトロクロミック駆動回路に対して更なる開口性能を提供する。本発明は内部のバックミラーに限定されず、コンパスの表示が車外のバックミラーと関連させられることが要求されるとしても、車外のバックミラーと等しく関連付けが可能なことが理解されよう。ある用途においては、磁場センサを車内のバックミラー組立体ではなく車内のバックミラー組立体に配置することが更に望ましい。車外のバックミラーでは、ハウジング自体が車両に対して運動しないことが理解されよう。その代わり、ハウジング内のミラーは運動し、従って以下本文に開示される構造はこのような相違を許容することになろう。
【００１８】
バックミラー組立体１００は更に、ミラー・ハウジング１２０に取付けられたミラー１４０と、ミラー・ハウジング１２０内に配置されてコンパス処理回路３８０に接続されるコンパス・センサ３２０とを含んでいる。コンパス・センサ３２０は、一般に、Ｘ軸磁場センサ４４０と、Ｙ軸磁場センサ４６０とを含んでいる。センサ４４０および１６０は、コンパス処理回路３８０と同様に、印刷回路板１６０に置かれることが望ましい。
【００１９】
バックミラー組立体１００はまた、車両のその時の向きを表示するためミラー・ハウジング１２０内部に取付けられたディスプレイ４００を含むことが望ましい。ディスプレイ４００は、ミラー１４０の反射面に設けられた窓部４２０を介して光を投射するように印刷回路板１６０の前面に取付けられることが望ましい。図３Ａに関して以下に述べるように、ディスプレイ４００は、コンパス処理回路３８０に接続されて検知された車両の向きを受取る。
【００２０】
ミラー１４０は、プリズム・ミラーでよいが、望ましくはエレクトロクロミック素子７１（図３Ａ）が反射面の前方に置かれたエレクトロクロミック・ミラーである。エレクトロクロミック・ミラー１４０の透過率、従ってその反射率を自動的に変化させるセンサおよび回路もまた、印刷回路板１６０上に置かれることが望ましい。このような回路は、任意の従来の方法でワイヤ１４２を介してミラー１４０に接続される。
【００２１】
エレクトロクロミック・ミラー１４０は、１９９９年１０月２０日出願のＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９９／２４６８２号に開示された実施形態の１つに対応する構造を有することが望ましい。
【００２２】
図９ないし図２８に関して以下に更に述べるように、バックミラー組立体１００は更に、ミラー・ハウジング１２０が前の位置から傾斜させられたときを検出するための傾斜検出器５００を含む。次に、傾斜検出器５００は、車両の向き表示信号を計算して生成するときコンパス処理回路３８０がミラー・ハウジング１２０、従ってセンサ３２０が傾斜したことを勘定に入れるように、傾斜検出信号を生成し、これをコンパス処理回路３８０へ送る。
【００２３】
次に図３Ａにおいて、本発明の電子装置は、マイクロプロセッサ６４と、表示駆動回路６５を介してマイクロプロセッサ６４に接続された表示装置４００と、磁力計用途特化集積回路（ＡＳＩＣ）および支援回路６０を介してマイクロプロセッサ６４に接続されるＸ軸センサ４４０とＹ軸センサ４６０とを含むコンパス・センサ３２０と、マイクロプロセッサ６４に接続された傾斜検出器５００と、これもマイクロプロセッサ６４に接続された不揮発性メモリ６６と、図３Ａに示された全ての構成要素へ電力を供給するための車両バッテリまたは車両点火装置のいずれかに接続される電源６８と、マイクロプロセッサ６４において電源６８に接続される電源故障検出回路７０とを含んでいる。電源故障検出回路７０の詳細については、図３Ｂに関して以下に述べる。これらの構成要素のうち、マイクロプロセッサ６４、回路６０および不揮発性メモリ６６は、図２および図９に参照され示されるコンパス処理回路３８０を構成する。これらの構成要素の機能については以下において更に論述する。
【００２４】
図３Ａに示されるように、バックミラー組立体１００における回路は、マイクロプロセッサ６４とミラー１４０のエレクトロクロミック素子７１との間に接続されたエレクトロクロミック駆動回路７２を含む。ミラー１４０がエレクトロクロミック素子でなければ、構成要素７１および７２は含まれない。マイクロプロセッサ６４は、一般に、外部の気温を検出してこの情報を表示装置４００で表示するためマイクロプロセッサ６４へ供給するように、バックミラー組立体１００から離れた位置にある温度センサ６９に対して接続される。ミラー１４０がエレクトロクロミック素子であるならば、バックミラー組立体１００は、前進方向における車外の周囲光レベルを検知し、ミラー１４０に当たるグレアレベルを検知するための周囲光／グレアセンサ７４も含むことが望ましい。センサ７４は、マイクロプロセッサ６４が検出された光レベルに応答してエレクトロクロミック素子７１の反射率を調整するように、マイクロプロセッサ６４に接続される。
【００２５】
バックミラー組立体１００は更に、マイクロプロセッサ６４に接続される傾斜計７６を内蔵する。あるいはまた、傾斜計７６は、（ミラーの取付ブラケットの脚部のように）マイクロプロセッサ６４から離れて配置され、その出力は専用線により、あるいは車両のバス・システム（図示せず）を介して供給される。傾斜計の機能については、以下において更に述べる。
【００２６】
多くの異なる構成要素が図３Ａに示される。当業者には、更に多くの種々の構成要素が含まれるかあるいはマイクロプロセッサ６４に接続されることが理解されよう。例えば、マイクロプロセッサ６４は、バックミラー内部の構成要素を制御するため後で用いられる異なる種類の多数の情報を受取るように車両のバスに接続される。例えば、マイクロプロセッサ６４は、種々の情報を計算して車両の乗員へ表示し、従って車両トリップ・コンピュータとして機能するために、車両の走行距離、車両速度、および燃料の残量を受取る。また、ミラー組立体１００は、マイクロプロセッサ６４の指令下で制御されるマップ灯を含み、従ってドア開放信号あるいは車内灯点灯信号が車両バス上でマイクロプロセッサ６４により受取られ、ミラー組立体１００におけるマップ灯を照明するのに用いられる。更に、マイクロプロセッサ６４は、車内のミラー１４０と同時に反射率を変化させるように、車外のエレクトロクロミック・ミラーに接続されることが望ましい。本発明の一部の実施形態が図２、図５、図８および図９に示され、車内のバックミラー組立体に関して以下に記述されるが、当業者には、ミラー組立体１００もまた車外のバックミラー組立体でよいことが明らかであろう。
【００２７】
本発明の第１の実施形態によれば、水平方向の傾斜に対する補償は、処理回路により他に計算されて８つの点の方位（北、北東、東、南東、南、南西、西、北西）のどれを表示するかを決定するのに用いられる方位値に、所定誤差値を加算あるいは減算することによって行われる。このような手法が有効である理由については、図４ないし図６において示される。図４と図５において、例示の目的のため、Ｙ軸が車両の方位と整合された軸として定義され、Ｘ軸がＹ軸に直角であり地表と平行である軸として定義され、Ｚ軸がＸ軸とＹ軸に対して直角である軸として定義される。
【００２８】
コンパスの２つの磁場センサが（図１に示されるように）車両のフロントガラスに取付けられるミラー取付ブラケットの脚部に固定されるとき、センサの１つがＹ軸に沿う磁界成分を検出するように恒久的に取付けられ、他はＸ軸に沿う磁界成分を検出するように恒久的に取付けられる。ミラー面がＸ軸に平行である面Ｐ１内にあるものとすれば、２つのセンサは、Ｘ軸センサがミラーに平行にかつＹ軸センサがミラー面に直角に取付けられるとき、車両のＸ軸とＹ軸に対して同じ関係を持つことになる。このため、Ｘ軸センサにより磁界成分が検知されず、正の磁界成分がＹ軸センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は車両が北に向いていると判定する。同様に、磁界成分がＸ軸センサにより検知されず、負の磁界成分がＹ軸センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が南を向いていると判定する。同様に、磁界成分がＹ軸センサにより検知されず、正の磁界成分がＸ軸センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が東を向いていると判定することになる。磁界成分がＹ軸センサにより検知されず、負の磁界成分がＸ軸センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が西を向いていると判定することになる。等しい正の磁界成分がＸ軸とＹ軸の両センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が北東を向いていると判定することになる。等しい負の磁界成分がＸ軸とＹ軸の両センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が南西を向いていると判定することになる。正の磁界成分が負の磁界成分の絶対値に等しいとＹ軸センサにより検知されるならば、コンパス処理回路は、車両が北西に向いていると判定することになる。Ｙ軸センサにより検知される負の磁界成分の絶対値がＸ軸センサにより検知された正の磁界成分の値に等しければ、コンパス処理回路は、車両が南東を向いていると判定することになる。水平面内で検知される如き地球の磁界の強さは一般に地球の所与の場所に対して変化しないので、Ｘ軸とＹ軸（それぞれ、ＢxおよびＢy）において検知される如き地球の磁界（ＢE）の成分値は、ピタゴラスの定理を用いて決定される、すなわち、ＢE＝Ｂx2＋Ｂγ2（ここで、磁界は一般にミリガウス（ｍＧ）で計測される）。このように、車両が３６０°のループで旋回したとき磁場センサの出力レベルがＸ軸とＹ軸とに対してプロットされるならば、相互に対するレベルは、図６における円Ａとして示される円を形成することになる。
【００２９】
このような電子式コンパスが一般に８つの異なる方位（北、北東、東、南東、南、南西、西、北西）を表すだけであり、Ｘ軸およびＹ軸のセンサにより検知される磁界成分がつねにゼロでなくつねに等しくはないので、コンパスの処理回路は一般にＸ軸とＹ軸に対する方位角θを計算し、この方位角を８つの異なる方位の表示の各々間の境界を画定する閾値に対比する。このように、図６に示された円のプロットＡは、８つの異なる表示の方位に対応する４５°の８つの角度セグメントへ有効に分けられる。コンパスの処理回路は、単にどのセグメントに方位角θが所定するかを判定して、８つの方位のどれを表示するかを決定する。
【００３０】
ミラーの面が面Ｐにあるように、バックミラーが水平方位に傾斜するとき（図４）、車両のＸ軸およびＹ軸はもはやセンサの軸とは対応しない。その代わり、センサのＸ′軸およびＹ′軸は、車両のＸ軸およびＹ軸の原点の周囲で角度φだけ回転される。このような回転の効果は、コンパスの処理回路が角度φに等しい量だけ正しくない車両の方位角を計算することである。理想的には、ミラーが傾斜する正確な角度φを決定することができ、コンパスの処理回路は単に検知された車両の方位角θに関して角度φを加減することができるに過ぎない。ミラーが傾斜する相対角度φは、車両の実際の方位の計算のため前記値を表わす信号をプロセッサ６４へ与えることにより電気的に測定することもできる。（ハウジング１２０も傾斜させるかどうかに拘わらず）ミラー１４０を回転させる駆動機構が存在する場合は、信号はプロセッサ６４による更なる動作のための角度φの正確な測定を基準とする駆動機構から得ることができる。ミラー・ハウジング１２０が中心から回転されるか所定角度より更に回転されたときに信号を生じる１つ以上のマイクロスイッチのような、単独センサあるいはスイッチもまた、ミラーの回転の表示として用いることができる。更にまた、角度φの測定のためグローバル位置決めシステム（ＧＰＳ）から信号を受取る回路を組み込むことは、本発明の範囲内に含まれる。
【００３１】
あるいはまた、所定ミラーの水平方向の傾斜角度φは、電子式コンパスに対する大半の米国が原産国である装置の製造者の誤差公差による、かつコンパスのみの表示が正確な角度単位の方位ではなくあり得る８つの車両の方位の１つであるという事実により、実際の水平方向の傾斜角度のいかんに拘わらず、コンパスの処理回路へプログラムすることが可能である。例えば、異なる大きさの運転者と異なる大きさの車両のサンプルにおいて、典型的な実際の水平方向の傾斜角φが１５°と２１°の間にあるものと判定された。大半の米国原産の装置製造者は、最後の表示の読みの生成に対して±１０°の典型的な誤差を受入れることになろう。所定水平方向の傾斜角φを１８°に設定することにより、このような所定角度は、実際の水平方向の傾斜角から僅かに±３°だけ異なるに過ぎない。このような電子式コンパス・システムにおいて固有の他の誤差と組合わせると、水平方向の傾斜から結果として生じるこの±３°の誤差は製造者の±１０°の誤差の公差外の誤差を生じることはない。
【００３２】
処理回路３８０における誤差の生成を更に最小化するためには、必要ではないが、従来技術の８ビット処理の代わりに１６ビット計算を用いることが望ましい。このことは、基本精度を改善するため粒度および丸め誤差を減じて、システムが耐えられかつ更に±１０°の仕様内に収まる最大限の回転を増大する。設定位置データが利用可能であれば、バスその他の接続により、他のデータが得られなければ、これはミラー位置を近似させるのに用いられる。
【００３３】
磁場センサをミラー・ハウジングに組込むための第２の実施形態が、類似の構成要素が図２のそれと同じ番号を持つ図５に示される。ここで、磁場センサ３２０は、図２の実施形態のように回路板１６へ直接取付けられるが、この取付けはＸ軸センサ４４０およびＹ軸センサ４６０が回路板１６に対し所定角度φで取付けられる如くである。先に述べたデータに基いて、この角度φは１８°となることが望ましい。当該実施形態では、Ｘ−Ｙ面からの磁場センサ３２０の傾斜は楕円補償すなわち利得補償によって補償することができる。あるいはまた、傾斜の所定最適角度を決定することができ、かつセンサ３２０が前記の傾斜を勘定に入れる角度で回路板に取付けることができる。
【００３４】
磁場センサをミラー・ハウジングへ組込むための第３の実施形態は、類似の構成要素が図２に対するものと同じ番号を有する図８に示される。図２または図５の実施形態間および図８の実施形態の主な相違が、磁場センサ３２０が印刷回路板１６０へ取付けられず、これによりミラー１４０の面に対して固定されるが、むしろブラケット４５０から伸びる堅固なアーム４４５に固定されることは容易に判る。当該実施形態においては、ボール５０１がアーム４４５の端部に固定的に置かれ、ハウジング１２０はボール５０１を収受してピボット結合を形成するソケット４４６を有する。ソケットの基部の開口４４７はボール５０１のハウジング１２０への延長部を収受し、これが磁場センサ３２０が固定されるブラケット４４８を支持している。ワイヤ４５４は、磁場センサ３２０を回路板１６０へコネクタ４５５により電気的に接続する。このように、ミラー・ハウジング１２０（および、ミラー１４０、およびミラーと関連する回路板１６０）は、ピボット接続部の周囲で自由にピボットし、ハウジング内部の磁場センサ３２０は車両に対して固定される。当該実施形態においては、ミラーの垂直方向の傾斜を勘定に入れるため楕円補償アルゴリズムあるいは他の傾斜センサを組込むことは必要でない。しかし、楕円補償法は、種々のフロントガラス角度には有効であろう。
【００３５】
先に述べた手法は、水平方向の傾斜の補償のためには有効であるが、これらの手法はハウジングの垂直方向の傾斜は補償しない。バックミラー・ハウジングの垂直方向の傾斜は、ある幾何学的領域において垂直方向（すなわち、「Ｚ軸方向」）における地球の磁界強さ成分は地球の磁界の北極に近づくその水平方向成分よりはるかに強いという事実に照らして非常に厳しいものとなる。従って、電子式コンパスのＸ軸とＹ軸の磁場センサが垂直方向に傾斜するとき、地球の磁界における大きな偏りはＸ軸およびＹ軸のセンサにおいて検知され、これによりコンパスの検出回路により検知される磁界の強さに著しいずれを生じる。図７は、ミラーを垂直方向に傾斜させる効果を示している。特に、円Ｂは、傾斜に先立ちセンサの出力レベルのプロットを表わし、円Ｃは垂直方向の傾斜に続くセンサの出力レベルのプロットを表わしている。図７から明らかなように、ミラーおよびセンサの垂直方向の傾斜が完全円形のプロットを、Ｙ軸センサにより検知される地球の磁界のＺ軸成分の部分に等しい量だけＹ軸に沿ってずれを生じる。このようなずれは、車両が東または西に向くときに著しい誤差を生じる。水平方向の傾斜に関する先の論議から明らかなように、垂直方向の傾斜により生じる付加的な誤差は製造者の誤差の公差を越えることがある。
【００３６】
ミラーおよびコンパスのセンサの垂直方向の傾斜を補償する１つの可能な方法は、最初にＺ軸方向に配向された更に多くの磁場センサを設けることにより垂直方向の傾斜が生じたかどうかを検出し、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸のベクトルおよびＸ軸、Ｙ軸の大きさの両方の結果を監視することによる。Ｘ軸，Ｙ軸、Ｚ軸のベクトルの結果は変化しないが、Ｘ軸とＹ軸の大きさが急に変化するならば、ミラーが垂直方向に傾斜したものと見なされる。このような垂直方向の傾斜が検出されると、マイクロプロセッサ６４が、米国特許第５，７３７，２２６号に開示された迅速な再校正ルーチンを実施し、これが、車両が３６０°のループで進行するときセンサから得られるデータの円形プロットの中心に対応するようにＸ軸とＹ軸の原点を実質的に再位置決めする。
【００３７】
別の手法は、マイクロプロセッサ６４に組込まれる米国特許第４，９５３，３０５号に開示された形式の楕円（すなわち、利得）補償アルゴリズムを用いて、Ｘ−Ｙ面からの磁場センサ３２０の傾斜を補償する。傾斜角度φを勘案する別の方法は、ルックアップ・テーブルを所与の車両に対する特定値を含むマイクロプロセッサ６４あるいは任意の不揮発性メモリにプログラムすることである。
【００３８】
以下において詳細に述べる図９に示されるように、本発明のバックミラー組立体１００の第４の実施形態が、ミラー・ハウジング１２０と、ミラー・ハウジング１２０が車両に対して垂直および水平の両方向に傾斜されるように、ミラー・ハウジング１２０を車両へピボット可能に設ける取付構造４４５とを含んでいる。図９において、参照番号２４０は、取付構造４４５が固定される車両のフロントガラスを表わす。当業者には、取付構造４４５がフロントガラス上方の車両の屋根構造に代わって固定されることが理解されよう。ある用途においては、１つのボールにおける回転位置の測定が車両におけるミラーの位置を正確に示すように１つのボール・マウントが望ましい。
【００３９】
先に述べたように、ミラー・ハウジング１２０、従ってセンサ４４０、４６０が動かされたときを検知する傾斜検出器５００が設けられる。このような運動がセンサ４４０、４６０の読みの精度を低下させるので、コンパスの処理回路３８０がセンサの読みまたは表示信号を補償し、そして（または）コンパスの再校正手段として校正点を補償することによりこのような運動の検出に応答する。特に、コンパスの処理回路は、校正点（すなわち、基準のＸ軸およびＹ軸の原点、および軸自体）を、傾斜検出信号が受取られた直後に検出されるセンサ４４０、４６０により検知される方向成分の変化に等しい量だけただちにシフトする。このように、コンパスの処理回路３８０は、ミラー・ハウジングおよびセンサの直接の運動の結果として生じる誤差の量をただちに決定し、この検出された誤差に基いてコンパスの補償および再校正をただちに行う。このように、コンパスの処理回路３８０は、再校正モードに入る必要がなく、これにより車両は、新たな校正点を決定するため１つ以上の閉ループあるいは閉ループの各部で最初の転回を行わなければならない。
【００４０】
同様に譲渡された１９９９年５月７日出願の米国特許出願第０９／３０７，１９１号「フォトダイオード光センサ（ＰＨＯＴＯＤＩＯＤＥ  ＬＩＧＨＴ  ＳＥＮＳＯＲ）」に記載されたセンサは、色々な形態のフォトダイオードを置換し得る望ましい光センサである。このセンサは、表面実装パッケージにパッケージされるべきである。前記米国特許出願第０９／３０７，１９１号に記載されたようなセンサは、２段階からなっている。最初の段階では、光レベルは制御された期間だけサンプルされる。第２の段階おいて、入射光レベルとサンプル時間の積に比例するパルス出力期間が、センサにより出力される。当該設計におけるマイクロコントローラは、サンプル積分期間を開始して制御することができ、かつ全てが１つの２方向性の入出力ポートを介する光レベルを表わすセンサの出力パルスを読出すことができる。各ＬＥＤの明るさを補償するため格納された校正限度は単に積分パルス幅の設定であり得、これにおいては各々の積分パルス幅設定は対応するＬＥＤの光レベルに反比例する。
【００４１】
図３Ｂは、電源６８と電源故障検出回路７０とに対する望ましい構成を示している。電源回路６８は、車両の点火からの電圧を５ボルト・レベルへ変換する周知の電源回路でよい。図３Ｂに示されるように、電源故障検出回路７０は、点火電力線に接続される分圧器８８におけるタップから得た電圧を、５ボルト電源に接続される別の分圧器８６から得た基準電圧に比較するコンパレータ８５を含む。このため、図示のように、この基準電圧は２ボルトである。点火電圧レベルが８ボルトであるとき、分圧器８８から得た電圧は基準電圧に等しいことが望ましい。このように、点火電圧が８ボルトより高いかぎり、当例では、コンパレータ８５は、点火電力がオンであるかオフであるかを判定時に、マイクロプロセッサ６４へ使用のため供給される電力良好信号を出力する。
【００４２】
本発明の概念を全般的に述べたが、傾斜検出器の種々の実施形態を以下に述べる。傾斜検出器の第１の実施形態は、図１０ないし図１４に示される。
図１０において、１つのボール・ミラー・マウントに対するピボット部の一部、回路板の一部、および前記マウント上のミラー位置を測定するのに使用される構成要素が示される。ボール５０１は、図示しない取付ブラケットを介してステム５０２により自動車へ取付けられる。組立体は、上から見られる。ボールソケット５０３は、ばねブラケット５０４によりボール５０１へ押しつけられている。ばねブラケット５０４は、回路板１６０におけるように、図示しないミラー・ケースへ堅固に取付けられ、その一部が示される。ターゲット５０５がピボットボールに取付けられ、拡散、望ましくはランベルト（Ｌａｍｂｅｒｔｉａｎ）反射表面５０５ａを有する。４つのＬＥＤの２つ５０６、５０７が図１０に示される。これらのＬＥＤは、一時に１回瞬間的に発光され、各々のＬＥＤにより面表面５０５ａから個々に反射された光は、フォトダイオード５１６により測定される。ＬＥＤおよびフォトダイオードは、表面実装素子であることが望ましい。更に、光レベルの均一性が重要であるため、ＬＥＤは拡散器を内蔵することが望ましい。素子５１０がＬＥＤ５０６とフォトダイオード５１６の間に置かれて、ＬＥＤ５０６からフォトダイオード５１６へ直接届かないように光を遮断する。ターゲット５０５の周囲部５２０は、この面からの光がフォトダイオードへ反射しないように開先加工されるべきである。
【００４３】
図１１は、ミラーのボール５０１上の端位置の１つへ回転されたミラーを示している。当例では、角度φは約３０°である。この構成の形状は、ＬＥＤ５０６がターゲット５０５の表面５０５ａとほぼ同一面内にある如きものである。このような位置では、ＬＥＤ５０６からの光はほとんどあるいは全く表面５０５ａに達しない。ミラーが回転されて角度φを減じると、表面５０５ａに当たりフォトダイオード・センサ５１６へ乱反射されるＬＥＤ５０６からの光は、角度φが約５°に減じるまで円滑に増加する。角度φが約５°から−３０°に減じると、ＬＥＤ５０６からフォトダイオード５１６へ表面５０５ａにより反射される光はほぼ一定のままである。ＬＥＤ５０７からの独立的に測定された光レベルは、ＬＥＤ５０６から反射された光レベルのほぼミラー・イメージである。使用において、ミラーはつねに、右側または左側の運転位置に基く片側または他の側に対して角度を有し、従ってＬＥＤ５０６とＬＥＤ５０７の両方からの光レベルが−５°と５°の間の最大値に達するという事実は機能にとって決定的ではない。また、車内バックミラーは、典型的に、平均的な大きさの運転者に対して目の高さに取付けられ、従ってミラーは典型的に垂直下方へに傾斜させられる。
【００４４】
図１２において、図１１に示された角度φの関数としてのＬＥＤ５０６の出力レベルがＲＬ６により示され、ＬＥＤ５０７の出力レベルはＲＬ７で示される。ＬＥＤ５０６およびＬＥＤ５０７について検出されたピーク光レベルが同じでないことに注目されたい。これは主として、光出力が１つのＬＥＤから他のＬＥＤの間で変動するゆえである。望ましい実施形態においては、各々のＬＥＤの光出力は製造テストおよび校正の間に測定される。これらの相対レベルは、メモリに記憶される。校正におけるこれらの読みは、範囲が図１３におけるＲＬ６ＳおよびＬＲ７Ｓにより示される如く一致するように、マイクロコントローラによって個々のＬＥＤの読みをスケールするのに用いられる。表面５０５ａに当たる光エネルギ束は、光線が表面５０５ａに当たる表面に関する立上り角度の正弦に比例するから、フォトダイオードにより読出されるＬＥＤ５０６またはＬＥＤ５０７からの光レベルは、角度φの強い関数および傾斜角度の弱い関数である。このことは、水平面におけるマウントに対するミラーの方位角および垂直面内のミラーの傾斜角度がある程度の独立性をもって測定する必要があるので好都合である。当該構成の別の有利な特徴は、傾斜角度が増加されるにともない、一定であるが大きい傾斜角度における図１２および図１３の傾斜角度に似たプロットが角度φが０°を通る実効範囲を持つことである。このように、実効範囲が重なり、中間には「デッド」スポットが存在しない。このことはまた、水平面内の比較的大きな方位角における垂直面内の傾斜角度に対するカーブにも適合する。このことは、実際に、傾斜角度が非常に小さいが、方位角はミラーの通常の用途に対して決して小さくないから、必要な特性である。
【００４５】
図１４は、フォトダイオード５１６と、４つのＬＥＤ５０６ないし５０９と、ブロック・ライト５１０ないし５１３に対する４つの構成素子とを示している。垂直軸の周囲の回転は、図１０および図１１に示されている。ＬＥＤ５０８および５０９は、非常によく似た方法で水平軸周囲の傾斜角度を測定するのに用いられる。
【００４６】
この構成は、初めて見ると複雑ではないが、多くの代替的な構成に勝る非常な利点を有する。第一に、表面５０５ａは大きくかつセンサとＬＥＤ光源に比較的接近し、従って拡散光源と共に用いても、センサに反射される光レベルは比較的高い。拡散光源は、望ましいものであり、おそらくは利用可能なスペースに適合する低コストの表面実装構成素子に対する唯一の光源である。集束されかつ非常に特徴的な照明パターンは要求されず、組込まれるならば、一般にコストおよび製造公差の問題を大幅に増すことになろう。第二に、主として、表面５０５ａに当たる入射光線による照明レベルがターゲットに当たる点に対する入射光線の立上り角度の正弦に比例するという事実によって、ほぼ理想的な応答パターンが達成される。別の言い方をすれば、光源からより多くの光が表面に当たるように表面が回転されるにともなって表面の照度が増大する。このことは、表面５０５ａの反射率における特別なグレースケール等級の必要をなくす。表面５０５ａの陰影その他の特徴付けの付加は応答特性の更なる調整のために用いられるもので、本発明の範囲外ではないことに注目されたい。また、表面５０５ａの照明レベルが適用し得る移動の極限においてほぼゼロまで低減するようなＬＥＤの位置決めは設計上の重要な特徴であることにも注目されたい。この設計の別の利点は、各ＬＥＤからセンサへの主要経路では、光が１つの反射のみを受け、従って設計は素材の選定、製造公差、あるいは年齢による減光による表面５０５ａのやや低下した反射率に対してそれほど鋭敏でないことである。
【００４７】
比較すれば、望ましい実施形態におけるターゲットの領域の５分の１より少ない白いターゲットを組込んだ代替的な設計である。この代替的な設計では、ターゲットは、ミラー・ボールに非常に接近して配置され、これに対応してフォトダイオード・センサおよびＬＥＤ光源から更に離れて配置された。類似のＬＥＤに対する検知される光レベルは、ほぼ係数５だけ低かった。更にまた、ターゲットを囲みセンサから見える背景領域は、この領域における表面の暗部を注視しても、背景の光レベルが異様に高かった。
【００４８】
同様に譲渡された１９９９年５月７日出願の米国特許出願第０９／３０７，１９１号「フォトダイオード光センサ（ＰＨＯＴＯＤＩＯＤＥ  ＬＩＧＨＴ  ＳＥＮＳＯＲ）」に記載されたセンサは、色々な形態のフォトダイオードを置換し得る望ましい光センサである。このセンサは、表面実装パッケージにパッケージされるべきである。前記国特許出願第０９／３０７，１９１号に記載されたようなセンサは、２段階からなっている。最初の段階では、光レベルは制御された期間だけサンプルされる。第２の段階おいて、入射光レベルとサンプル時間の積に比例するパルス出力期間が、センサにより出力される。当該設計におけるマイクロコントローラは、サンプル積分期間を開始して制御することができ、かつ全てが１つの２方向性の入出力ポートを介する光レベルを表わすセンサの出力パルスを読出すことができる。各ＬＥＤの明るさを補償するため格納された校正限度は単に積分パルス幅の設定であり得、これにおいては各々の積分パルス幅設定は対応するＬＥＤの光レベルに反比例する。
【００４９】
ターゲット５０５ａは、比較的均等な、ほぼ平坦な散漫反射領域を持つことが望ましい。望ましい拡散光源は、ミラーがピボットボールにおいて運動する限度付近にあるとき、ターゲットのほぼ表面内にあるように配置される。これにより、ターゲットは、このような形態における光源からの光をほとんどあるいは全く妨げることがない。ＬＥＤ光源が更にターゲット面から遠ざかるにともない、ＬＥＤからの徐々に増加する光量がターゲットにより遮られる。拡散ターゲット面は、このような光を多くの方向に反射し、センサはこのような乱反射された光のレベルを直接サンプルするように配置される。このため、検知される光出力は、ＬＥＤ光源がターゲットの視認できる側でその面から更に遠ざかる位置へ回転させられるにともない、徐々にかつ予測可能に増大する。多くのＬＥＤが一時に１つずつ用いられて異なる方向におけるあるいは異なる軸の周囲のミラーの回転を測定する。
【００５０】
第２に、今述べた位置の検知によれば、ルックアップ・テーブルおよび（または）計算を用いて、然るべき精度で４つの光レベルの読みの関数としてボール上のミラーの実際位置を決定する。この光レベルの読み、あるいは任意にこれらの読みから計算される位置がメモリに置かれ、ボール上のミラーのその時の位置が、ボール位置センサの光レベルを読出してこれらを比較に適する形態へ変換することによって、繰返し決定される。光レベルにおける変化あるいは任意にボールにおけるミラーの計算位置を用いて、ミラーが再調整されたときを判定する。再調整が行われた直後に、安定した連続的な位置の読みにより示されるように、ボールにおけるミラーのこのような新たな位置の相違もまた、ピボットボールにおけるミラーの角度の調整増分を表わすように計算される。このような調整の増分がコンパスの読みにおける補正を保証するのに充分に大きい（例えば、３°）とき、調整値が比較される直前に行われた対応する読みに関してミラーがそのピボット接続部で回転された直後に記録された磁気ベクトルの読みにおける変化が比較されて、コンパスの磁気ベクトルの読みの関数として表示された方向の計算時に用いるため新たな補正を決定する。この磁気ベクトルの読みは、ボール・マウントにおけるミラーの回転と共に平滑に変化するはずであり、ボールにおけるミラーの位置における測定増分変化と測定磁界における増分変化との間に妥当な相関が存在するはずである。このような相関が調べられ、妥当でなければ、即時の補正は行わず、車両の何回かのターン後の変化を補正する自動的校正まで延ばすことが望ましい。このような手段が用いられなければ、即時の補正は、異常な状況により、表示される方向の読みにおける誤差を減じるのではなく増大するおそれがある。
【００５１】
磁気ベクトルおよび（または）表示された方向の読みがボールにおけるミラーの位置の変化と妥当に相関するかどうかを判定する多くの比較アルゴリズムがあり得る。簡単なアルゴリズムは、例えば、磁界の読みから、実際にミラーの調整の直前であった方向の読みへの変換を用いて、これをミラー位置の調整の直前または直後に行われた磁界の読みに適用することである。これら２つの計算された方向の読みにおける角度の差は、次に調整によるボールにおけるミラー位置の角度の変化に比較される。次いで、基準となるのは、例えば、計算された方向の読みにおける角度差が２．５対１以上の比によるミラーの調整の角度増分を越えるならば、磁気ベクトルから方向の読みへの変換の即時修正をバイパスすることである。
【００５２】
第３に、いったん補正されたコンパスの読みは、車両の前方に関してではなく水平面内のミラーの方向に関する方向を表示する。水平面内のボールにおけるミラーの実際の方向が測定されるので、コンパスの方向の読みは水平面内の車両に関するミラーの実際の角度について補正するようにオフセットされる。このような任意の補正が行われると、ミラーの水平方向における変化の補正が全体的な補正時に２回適用されないように、磁界ベクトルからの方向を計算することをアルゴリズムの修正の決定において勘定に入れなければならない。
【００５３】
図１５において、ターゲットの検出器の第２の実施形態が示される。この第２の実施形態においては、ターゲット５２５は、その時のミラーのボール５０１からターゲット５２５の反対側に円筒表面２５ａを持つように構成される。このような円筒面は、傾斜検出器５００が垂直あるいは水平の方向における傾斜を検出するように設計されるときに用いられる。図１５に示されるように、この円筒面は垂直方向の傾斜の検出のために構成されている。このようなターゲットが用いられると、ＬＥＤ５０６、５０７（図１４）の一方または両方を用いる必要がある。図１５に示された形態では、円筒表面２５ａは、１つのエッジで非常に反射し他の端部ではそれほど反射せず、頂部と底部エッジ間で反射率が徐々に低減するような変化する反射率のコーディングなどを持つことが望ましい。これは、表面２５ａに対して用いられる白からグレー、更に黒へのスケールによって達成される。
【００５４】
このように、ミラーが正常な運転位置であるところを越えて回転されるならば、反射率が変化してこのような運動の検出を可能にする。車両の乗員がメークアップを調べあるいは車両のバスケット領域を見るためにミラーを動かすときのように急激な運動が検知されるならば、反射の著しい低下が検出されて、ミラーが有効な位置へ戻されるまでコンパスの処理回路３８０が表示された方位をロックすることもあり得る。
【００５５】
本発明の傾斜検出器の第３の実施形態が、図１６Ａおよび図１６Ｂに示される。当該実施形態は、ＬＥＤ（または他の光源）からの光がターゲットから外れて反射された後センサにより検知される初めの２つの実施形態に類似している。しかし、この実施形態は、ターゲット面５０１ａがミラーのボール・マウント５０１の表面に直接設けられている点で異なる。初めの２つの実施形態の用に、この第３の実施形態は、それぞれセンサ５１６の上下に配置されたＬＥＤ５０６、５０７を含んでいる。図１７に示されるように、第３の実施形態の傾斜検出器は、バックミラー組立体の水平方向の傾斜を検知するためセンサ５１６のいずれかの側に側方に配置されたＬＥＤ５０８、５０９を更に含む。図１４に示された第１の実施形態のように、最初にターゲット面から外れて反射することなく、ＬＥＤの１つから直接発光される光センサ５１６に光が達するのを防止するため、光遮蔽要素５１０−５１２が設けられている。
【００５６】
ターゲット５０１ａは、黒あるいは暗色のボール５０１に設けられた白い点である。反対に、ターゲットは白か非常に反射するボール５０１上の黒い点でもよい。基本的には、ターゲットは、ミラーのボールと対照するどんな色でもよく、ここで「色」とは、用いられる光のスペクトルにおける反射率として定義される。一般に、ターゲットの領域５０１ａと測定される周囲の領域との間のコントラストの差である。ターゲットは、ボール５０１上に塗布してもよく、あるいは別のプラスチック部材（先の２つの実施形態におけるような）でも、粘着性ステッカ、あるいは更にボール５０１の表面の模様の変形でもよい。更に、明るい背景で黒いターゲットとして見えるくぼみをボール５０１に作ることができる。更に、ボール５０１は、金属から作ることもでき、ターゲット５０１ａとして働くよう鏡片を持つこともできる。
【００５７】
ターゲット検出器において実現するためにＬＥＤについて先および以下に述べるが、白熱灯、蛍光灯などのとびとびの光源を用いることができる。それにも拘わらず低コストで、回路板に容易に取付けられ、かつ比較的小さなサイズであるため、ＬＥＤが選好される。
【００５８】
一般に赤外（ＩＲ）光のみを発光するＬＥＤ５０６−５０９がこのように選択され、このため、主としてＩＲ  ＬＥＤから発光される波長範囲の光のみを検知フォトダイオード５１６が１つであり得る。ＩＲ  ＬＥＤを傾斜検出器用に用いることにより、本発明がエレクトロクロミック・ミラーにおいて実現されるときは、ＬＥＤからの迷光が周囲光センサおよびグレアセンサに悪影響を及ぼすことがない。さもなければ、ある遮光構造その他の処置が取られなければ、ターゲット・センサのＬＥＤから発光される可視光が周囲光あるいはグレアのセンサにより検出される迷光を生じて、これによりセンサにより実際に存在するよりも多くの周囲光レベルあるいはグレアレベルが存在すると表示させるおそれがある。それにも拘わらず、可視光を発するＬＥＤは、その低コストのゆえに望ましい。
【００５９】
図１８は、ＬＥＤ５０６−５０９を駆動し、光センサ５１６により検知される光レベルを読出すために用いられる回路例を示している。光センサ５１６は、フォトダイオード、ＣｄＳフォトセル・ダイオード、などでよい。図１８に示されるように、ＬＥＤ５０６−５０９はそれぞれ抵抗６０１を介して共通のグラウンドに結合されている。ＬＥＤ５０６−５０９はまた、各々のトランジスタ・スイッチ６０２−６０５を介して共通の電源に接続されている。抵抗のゲートは、回路板結合器６０８の入力ピンに結合され、これら入力ピンは更にマイクロプロセッサ６４（図３Ａ）に結合されている。抵抗６１０−６１３が、結合器６０８のピンおよびトランジスタ６０２−６０５間の入力経路に設けられる。光センサ５１６は、グラウンドと、積分増幅器６１５の入力との間に結合され、この増幅器はその出力が結合器６０８のピンに結合され、このピンは更にマイクロプロセッサ６４の入力に結合している。
【００６０】
図１９に示されるように、マイクロプロセッサ６４は、ＬＥＤ５０６−５０９の各々の順次の付勢を生じるトランジスタ６０２−６０５の各々へパルスを順次送る。このため、一時に１つのＬＥＤしかターンオンされない。付勢パルスがスイッチ６０２−６０５へ送られるとき、マイクロプロセッサ６４が光センサ５１６の増幅される出力を監視する。光センサ５１６から生じる出力の一例もまた図１９に示される。ミラーが下方へ傾けられると、ターゲット５０１ａがボール５０１の残部より更に反射し、ＬＥＤ５０７が発光されるとき、センサ５１６が検出する光の量はＬＥＤ５０６が発光されるときよりも多くなる。これは、ＬＥＤ５０７からの光が、ターゲット５０１ａから反射されるＬＥＤ５０６からの光の部分より多くターゲット５０１ａからセンサ５１６へ反射されるからである。このように、ミラーが下方へ傾けられるときの出力が、図１９に信号Ａとして示される。しかし、ミラーが上方へ傾けられるときは、逆も真となる。このように、光センサ５１６により検出されるレベルは、図１９に示される信号Ｂを表わすことになる。ミラーが水平に動かされるならば、ＬＥＤ５０８、５０９が個々に発光されるときに検出される関連する光レベルが変動し、従ってマイクロプロセッサ６４により検出されることに注目されたい。
【００６１】
先に述べたように、コンパスの処理回路は、一般に、傾斜の直前および傾斜が検出された直後のセンサの読み間の差異に基いて、ミラーが傾けられ、コンパスの補償あるいは再校正を行うときを決定する。先に述べ以下に述べる実施形態における手法を用いて、傾斜の程度が、検出された光レベルが変動する程度によって確認される。このように、コンパスの処理回路は、傾きが検出される直前と直後に検知されたレベル間の差異を用いるのではなく、コンパスを補償しあるいは再校正するときの実際の傾斜の程度を交互に勘案することができる。
【００６２】
図２０は、ＬＥＤ５０７、５０９のみが用いられることを除いて、第３の実施形態と類似する本発明の傾斜検出器の第４の実施形態を示している。明らかに、ＬＥＤ数を減じることにより、ミラーの構成要素の数およびコストを低減することができる。ミラーの相対運動もまた、単にセンサ５１６により検出される光の量がＬＥＤ５０７、５０９のいずれか１つが発光される前の測定値から変動するかを監視するだけで決定することができる。しかし、図１７に示された実施形態が温度を比較的受けず、装置間の変形が少ないゆえに、図１７に示された形態が図２０に示されたものよりも選好されることに注意すべきである。また、変動する周囲光レベルがいつでもセンサ５１６に達するならば、このような光は、実際にミラーが傾けられたかどうかを検出する傾斜検出器の能力に影響を及ぼし得る。しかし、図１７に示された形態を用いると、周囲光が増加するならば、センサ５１６により検知された光レベルは４つ全てのＬＥＤがターンオンされた瞬間ごとに増加されることになり、このことが、他方のＬＥＤが発光されるときは高い光レベルを生じるが、１つのＬＥＤが付勢されるときはより低いレベルを生じることになるため、ミラーが傾けられなかったことを表示することになる。
【００６３】
図２１は、１つのＬＥＤ５０７しか用いられない本発明の傾斜検出器の第５の実施形態を示している。この実施形態もまた、ミラーの構成要素の数およびコストを低減するという利点を提供する。更に、１つのＬＥＤしか用いられないならば、これは１００％のデューティ・サイクルに設定することができ、ＥＭＩ放出を低減する。図２１にも示されるように、ターゲット５０１ａは、光センサ５１６に対するターゲットの運動の程度を決定する傾斜検出器の能力を強化するために、垂直方向において黒からグレー、更に白へ変動するよう構成される。
【００６４】
図２２は、本発明の傾斜検出器の第６の実施形態を示し、これは、ターゲット５０１ａが方形のターゲット領域を対角方向に跨がって設けられる黒からグレーへ、白へのグレースケールを持つことを除いて、第４の実施形態と類似する。このような手法は、垂直および水平の両方向において更に正確な検出を可能にするように反射率の勾配が対角方向に提供されることを除いて、第５の実施形態で用いられるものと類似する。
【００６５】
上記の実施形態は１つの光センサと１つ以上のＬＥＤを用いるが、発想を逆にして、図２３に示されるように、１つの光源５３０と、当該実施形態においてはＣｄＳセルであることが望ましい１対の光センサ５３２、５３４とを用いる。第７の実施形態に寄れば、第１の光源５３２は、正の電圧供給線とセンサの出力線５３５との間に結合され、第２の光源５３４は出力線５３５とグラウンドとの間に結合される。このような構成により、ＶOUTは傾斜の位置と共に変化する。僅かに２つのセンサが垂直方向の傾斜の検知のために示されるが、更に２つのセンサを水平方向の傾斜の検知のために提供することができる。このような構成が用いられると、ＬＥＤ５３０から発光される光がこれもＣｄＳセルであるグレアおよび周囲光のセンサに達することを阻止するため、更に多くのバッフル効果が提供されることに注意すべきである。
【００６６】
図２４Ａおよび図２４Ｂは、本発明の傾斜検出器の第８の実施形態を示している。図示のように、２進グレー・コード・ホイール５４０がボール５０１に固定される。例えば、３つの直線的に配置されたエミッタを含むエミッタ・アレイ５４２と、３つの対応する検出器を含む検出器アレイ５４４とは、ホイール５４０がその間に充分な空間をおいてエミッタ・アレイ５４２と検出器アレイ５４４間で延長して、ミラーが動かされるとホイール５４０をアレイ５４２と５４４に対して動かすように、印刷回路ボードに取付けられる。グレー・コード・ホイールは、一般に、透過性か非透過性を有する離散的な領域を有する。この離散領域は、エミッタと検出器の数に対応して、全体的に複数の列と３つの弧状の行で配列される。各列は、検出器はどの列がエミッタと検出器との間に存在するか検出できるように透過性／非透過性の領域の独自の２進シーケンスを含む。列を識別することによって、ホイール（従って、ミラー）の１つの面内の運動の程度が決定される。コーディング方式の一例が、図２４Ａに示され、下表に示される。このような同じ手法は、グレースケール・ディスクを用いて使用することもできる。
【００６７】
【表１】
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【００６８】
図２５は、本発明の傾斜検出器の第９の実施形態を示している。図示のように、パドル５５０がボール５０１に取付けられ、このパドルは１対のリーフ・スイッチ５５２、５５４間に延長する。明らかなように、ミラーが下方へ傾けられると、パドル５５０がリーフ・スイッチ５５２へ近づき、最後にスイッチ５５２の下部接点を上部接点へ押つけることにより、スイッチ５５２と関連する出力線５５３に電圧の変化を生じる。同様に、ミラーが垂直上方へ傾けられると、パドル５５０が、下部接点と接触状態になるまでリーフ・スイッチ５５４の上部接点で下方へ押しつけ、これにより出力線５５５において電圧を検出させる。このように、このような構成が３つの離散的な位置、すなわち、上方、下方および中心を提供する。このような形態は、パドル５５０に更に近く重ねられたリーフ・スイッチがその前にミラーの垂直方向の傾き度に応じて外方へ付勢された状態となるので、傾斜の量について更なる解決法を提供するため複数のこのようなリーフ・スイッチを重ねることにより改善することができる。
【００６９】
図２６Ａないし図２６Ｃは、本発明の傾斜検出器の第１０の実施形態を示している。当該実施形態は、米国特許第５，１５７，３７２および同第５，３０９，１３５号に開示された可変抵抗曲げセンサのような曲げセンサを用いる。図示のように、曲げセンサ５６０が一端部で回路板１６０に固定され、他端部においてボール５０１に固定される。理想的には、曲げセンサの縁部が回路１６０とボール５０１に固定され、エッジは曲げ表面が９０°捩られて相互に直角に伸びるようにする。曲げセンサのこのような捩りが、垂直および水平の両方向の傾きの変化の検知を可能にする。このような手法は運動の接近は弁別しないが、ミラーの位置が変化したことを表わすことができ、これによりコンパスの処理回路が先に述べた方法で補償または再校正を行うことを可能にする。
【００７０】
図２７Ａおよび図２７Ｂは、本発明の傾斜検出器の第１１の実施形態を示している。基本的には、この傾斜検出器は、ジョイスティック形式の組立体、模型飛行機の遠隔制御装置、などに広く用いられるものである。図示のように、ボール５０１は、１対の直角に配置された半円形アクチュエータ５７２、５７４間に伸びるロッド５７０が備えられる。半円形アクチュエータ５７２、５７４は、ロッド５７０が貫通する長形のスロットを含む。アクチュエータ５７２、５７４は、水平軸と垂直軸の各々の周囲に回転することができるように取付けられる。ミラーが例えば水平方向に回転されると、アクチュエータ５７４が回転される間、ロッド５７０は水平に配置された半円形アクチュエータ５７２の長形のスロット内で摺動する。ポテンショメータ５７８は、ミラーの水平方向の傾きの結果として垂直アクチュエータ５７４の回転運動を検知する。同様に、ミラーが垂直方向に傾けられると、アクチュエータ５７２が回転される間、ロッド５７０は垂直方向に配置された半円形アクチュエータ５７４の長形スロット内で摺動する。アクチュエータ５７２の回転の程度は、アクチュエータ５７２の一端部に設けられたポテンショメータ５７６により検知される。この回転量は、コンパスの読みの補償において用いられるコンパスの処理回路へ送られる。
【００７１】
図２８は、本発明の傾斜検出器の第１２の実施形態を示している。図２８に示されるように、近接センサ７００がミラー・ハウジング１２０の周囲部に設けられる。このような近接センサは、例えば、米国特許第５，５９４，２２２号に開示されたような容量性タッチ・スイッチを用いて提供することができる。このような近接センサはミラーの実際の運動を検出しない点において上記実施形態とは異なるが、センサ７００は、ミラーが接触されたときを検出することができ、従ってコンパス・センサが車両の方向における突然の変位を検知するときミラーが傾けられそうであると仮定することができる。このような手法の１つの利点は、これが単一ボールあるいは２重ボールのマウントにおいて働くことである。このような実施形態が用いられると、センサ７００が、車両の点火が遮断されたときミラーが動かされたかを検出する電力が与えられることが望ましい。これは、低電力の構成要素を使用し、常にあるいは少なくとも車両の点火がオフであるときに車両のバッテリ電源への接続を維持し、あるいは車両の点火がオーディオ・ファイルであるとき電力供給のための他の周知の方法を用いることによって達成することができる。
【００７２】
本発明の傾斜検出器の更に別の実施形態は、バックミラー組立体にメモリ・ミラー自動位置決め機構が存在するとき、この機構のポテンショメータの出力を用いることである。このような機構は、これらがミラーを自動的に任意の記憶位置へ戻せるようにミラーの正確な位置を検出するために既に構成されている。
【００７３】
センサに関するミラーの垂直方向の傾きの影響についてＹ軸のみに沿ってデータの円形プロットの原点のシフトを生じるように先に述べたが、不均一な磁界が車両内部に存在するとき、垂直方向の傾き、特に水平方向の傾きがＸ軸方向における校正円の原点のシフトを生じることもできる。例えば、磁場センサが車両の乗客側に最も近いミラーのエッジ付近に配置されるならば、またミラーが水平方向に著しく傾けられるならば、センサは、検知された磁界における車両の影響が前の位置とは異なる車両内の異なる位置へ動かすことができる。これは、金属板、電線およびスポット溶接における変化によるものである。しかし、この変化に対する１つの最大の誘因は、幾つかのサンルーフ用のモータ・パックにおける永久磁石である。このため、先に述べた事例においては、磁場センサは、ミラーが水平方向あるいは垂直方向に傾けられるときサンルーフのモータの永久磁石に近づけられあるいは遠ざけられる。このような磁界の不均一性の影響を減じるため、センサの物理的変位を最小化することができ、これによりセンサをミラーの回転中心へ最も近く置くことにより校正中心点の運動を最小化する。センサを正確な回転中心に置くことは物理的に実際的ではないが、センサをピボット点にできるだけ近づけることで、センサの車両内の異なる位置への運動による磁界の変化をセンサが受ける可能性を最小化するものである。更にまた、車両ごとの変化が少ない場合のように、車内の磁界の変化が予測し得たならば、ピボット点に最も近きに最大磁界変化を受けるようにＸ軸またはＹ軸のセンサを配置することもできる。
【００７４】
車内の不均一な磁界の影響を減じる代替的あるいは他の手法は、最小の位置変化と最小の磁界変化を必要とすることである。これは、ミラーが傾けられるとき磁界が安定していることの保証はないゆえである。大部分の人達は、停車中あるいは直進中に自分のミラーを調整するが、道路の金属補強材、フロントガラスのワイパーのノイズ効果などにより磁界強さの変化を生じ得る。傾きおよび（または）回転における２°ないし３°の変化のためには、５０ｍＧの磁界変化が典型的であるが、これは車両の磁界変化およびノイズ源および遮蔽効果に基いて変化し得る。ポイントの過剰なシフトは、誤差を累積しやすい。
【００７５】
本発明の傾斜検出器の更に別の実施形態は、車内のバックミラーの内部に電子傾斜計７６（図３Ａ）を設けることである。この傾斜計は、ミラーの傾き度を直接測定し、この情報を傾き度の補償に使用されるコンパスの処理回路へ提供するのに用いられる。傾斜計は先に述べた他の一部の手法より高価であるが、傾斜計は他の目的に役立ち得る。例えば、傾斜計は、車両に生じる縦揺れおよび横揺れ量を測定することができる。この情報は、運転者へ「転覆」の警告表示を与えるのに用いることができる。また、このような情報は、車両のダイナミック制御のための加速度計と関連して用いられ、そして（または）多くの積荷を積んだ車両に対してサスペンションの調整に用いられる。更に、この情報は、車両のセキュリティ・システムの一部として「カージャック防止」センサとして用いることができる。ソリッドステートあるいは電気化学でもよい傾斜計を含む電子回路を、静止位置を許容するようにミラー取付ブラケットの脚部のハウジングに置くこともできる。電力はミラー内部の電子装置から供給され、傾斜計の出力は処理のためのミラー内部の回路へ送られる。更に、このような情報は、車両のバスで車両の他の電子素子へ与えられる。傾斜計は、ミラーの傾きを検出するため用いられるようにミラー・ハウジング内部に取付けられる。
【００７６】
第２の傾斜計も用いることができ、バックミラー取付ブラケットの脚部に組込むことができる。傾斜計をミラーの脚部とミラー・ハウジング内部の両方に内蔵することによって、傾斜計により検知される相対的な傾きが、ミラー・ハウジングの傾きと、坂の上下移動との間の差別化のために比較される。
【００７７】
以上の記述は、望ましい実施形態のみの記述であると見なされる。本発明の変更については、当業者および発明者またはその使用者には着想されよう。従って、図面に示され本文に述べた実施形態は単に例示の目的のためであって、本発明の範囲を限定することを意図するものではなく、均等の法理を含む特許法の原理により解釈されるように、頭書の請求の範囲によって規定されることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コンパス・システムを含む従来技術のバックミラー組立体の分解斜視図である。
【図２】  本発明のバックミラー組立体の第１の実施形態の分解斜視図である。
【図３】  図３Ａは、本発明のバックミラー組立体の電子回路を示すブロック形態における電気回路図である。
図３Ｂは、図３Ａに示された電源故障検出回路を示す略図形態における電気回路図である。
【図４】  Ｘ軸およびＹ軸の面内のミラー・ハウジングの典型的な回転範囲を示す平面概略図である。
【図５】  傾斜位置で示される本発明のバックミラー組立体の第２の実施形態の分解平面図である。
【図６】  コンパスが適正に校正されるときのコンパス・センサ・データのプロットを示すグラフである。
【図７】  コンパス・センサがミラー・ハウジングに取付けられるときのバックミラー組立体の垂直および水平方向の傾斜効果を示すコンパス・センサ・データのプロットのグラフである。
【図８】  本発明のバックミラー組立体の第３の実施形態の分解斜視図である。
【図９】  本発明のバックミラー組立体の第４の実施形態の分解斜視図である。
【図１０】  ミラーが第１の無傾斜位置に配置されるときの本発明の傾斜検出器の第１の実施形態の平面斜視図である。
【図１１】  ミラーが第１の傾斜位置に配置されるときの傾斜検出器の第１の実施形態の平面斜視図である。
【図１２】  傾斜範囲内で検出されたセンサ・レベルを示すグラフである。
【図１３】  正規化された表示後に得た傾斜範囲にわたる傾斜検出器の理想的な読みを示すグラフである。
【図１４】  本発明の傾斜検出器の第１の実施形態の一部の正面図である。
【図１５】  本発明の傾斜検出器の第２の実施形態の斜視図である。
【図１６】  図１６Ａは、本発明の傾斜検出機構の第３の実施形態の側面図である。
図１６Ｂは、本発明の傾斜検出機構の第３の実施形態の側面図である。
【図１７】  傾斜検出機構の第３の実施形態の一部の斜視図である。
【図１８】  本発明の第３の実施形態により構成された傾斜検出器の電気的構成要素を示す略図形態における電気的回路図である。
【図１９】  ＬＥＤへ送られ本発明の傾斜検出器のセンサにより検知される信号の事例を示す電気信号のタイミング図である。
【図２０】  本発明の傾斜検出器の第４の実施形態の斜視図である。
【図２１】  本発明の傾斜検出器の第５の実施形態の斜視図である。
【図２２】  本発明の傾斜検出器の第６の実施形態の斜視図である。
【図２３】  本発明の傾斜検出器の第７の実施形態の斜視図である。
【図２４】  図２４Ａは、本発明の傾斜検出器の第８の実施形態の一部の平面図である。
図２４Ｂは、第８の実施形態により構成された傾斜検出器の側面図である。
【図２５】  本発明の傾斜検出器の第９の実施形態の斜視図である。
【図２６】  図２６Ａは、本発明の傾斜検出器の第１０の実施形態の一部の斜視図である。
図２６Ｂは、第１０の実施形態により構成された傾斜検出器の側面図である。
図２６Ｃは、本発明の第１０の実施形態において使用される如き磁束センサ例の側面図である。
【図２７】  図２７Ａは、本発明の傾斜検出器の第１１の実施形態の側面図である。
図２７Ｂは、図２７Ａに示された傾斜検出器の斜視図である。
【図２８】  本発明のバックミラーの第４の実施形態の斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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