特許 7602975 ウインドシールド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-12-11

(45)【発行日】2024-12-19

(54)【発明の名称】ウインドシールド

(51)【国際特許分類】

   B60J 1/02 20060101AFI20241212BHJP

   B60J 1/00 20060101ALI20241212BHJP

   G02B 27/01 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

B60J1/02 M

B60J1/00 H

G02B27/01

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021109773

(22)【出願日】2021-06-30

(65)【公開番号】P2023006910

(43)【公開日】2023-01-18

【審査請求日】2023-12-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000004008

【氏名又は名称】日本板硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124039

【弁理士】

【氏名又は名称】立花 顕治

(72)【発明者】

【氏名】小川 良平

(72)【発明者】

【氏名】朝岡 尚志

【審査官】上谷 公治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０３５４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１５４９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７３２９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｊ １／０２

Ｂ６０Ｊ １／００

Ｇ０２Ｂ ２７／０１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の表示領域を上下方向に切替可能なＨＵＤ装置が設けられるウインドシールドであって、
第１主面、及びこれとは反対の第２主面を有し、前記表示領域が形成されるガラス板を備え、
前記ガラス板は、上端部の厚みが下端部よりも厚く形成されることで、前記第１主面と前記第２主面とが許容楔角αをなすように構成され、
前記複数の表示領域の全てを含む全表示領域の上下方向の高さをＹ、
前記全表示領域の両側辺の上下方向の中心を通る線から上方へ０．１５Ｙ離れた線と下方へ０．１５Ｙ離れた線との間の第１領域における許容楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ、
前記全表示領域の上辺と、当該上辺から下方へ０．３Ｙ離れた線との間の第２領域における許容楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、
前記全表示領域の下辺と、当該下辺から上方へ０．３Ｙ離れた線との間の第３領域における許容楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｌｏｗｅｒとすると、
Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、且つＳ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｌｏｗｅｒを充足する、ウインドシールド。

【請求項2】

前記複数の表示領域が上下方向に重複するように構成されている、請求項１に記載のウインドシールド。

【請求項3】

水平方向において、車外に凸となるように湾曲している、請求項１または２に記載のウインドシールド。

【請求項4】

水平方向において、曲率半径の異なる複数の領域を有し、
前記表示領域は、水平方向において前記曲率半径の大きい領域に設けられる、請求項３に記載のウインドシールド。

【請求項5】

上下方向において、車外に凸となるように湾曲している、請求項１から４のいずれかに記載のウインドシールド。

【請求項6】

上下方向において、曲率半径の異なる複数の領域を有し、
前記表示領域は、上下方向において前記曲率半径の大きい領域に設けられる、請求項５に記載のウインドシールド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウインドシールドに関する。

【背景技術】

【0002】

ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）装置が用いられるウインドシールドは、二重像を防止するために、楔形に形成されている。また、特許文献１には、ウインドシールドに投影されたＨＵＤ装置による表示領域内に複数の格子点を規定し、各格子点での楔角を測定したときに、楔角の最大値と最小値の差が０．３２ｍｒａｄ以内となるようなウインドシールドが提案されている。これにより、表示領域が大型化しても二重像の発生を抑制することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６７７０４７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、近年は、運転者の目線の位置に合わせて表示領域を上下方向に切り替えることができるＨＵＤ装置が提案されている。本発明者が検討したところ、表示領域が上下方向に移動すると、それに伴って二重像を抑制できる最適な楔角が変化することが分かった。したがって、各表示領域での二重像を抑制するためには、最適な楔角の変化に対応するようウインドシールドの楔角を設定する必要があるが、そのようなウインドシールドは、製造が困難であると考えられ未だ提案されていない。本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、表示領域を上下方向に切り替えることができるＨＵＤ装置を用いた場合、全ての表示領域で二重像を抑制つつ、製造が容易な、ウインドシールドを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

項１．複数の表示領域を上下方向に切替可能なＨＵＤ装置が設けられるウインドシールドであって、
第１主面、及びこれとは反対の第２主面を有し、前記表示領域が形成されるガラス板を備え、
前記ガラス板は、上端部の厚みが下端部よりも厚く形成されることで、前記第１主面と前記第２主面とが楔角αをなすように構成され、
前記複数の表示領域の全てを含む全表示領域の上下方向の高さをＹ、
前記全表示領域の両側辺の上下方向の中心を通る線から上方へ０．１５Ｙ離れた線と下方へ０．１５Ｙ離れた線との間の第１領域における楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ、
前記全表示領域の上辺と、当該上辺から下方へ０．３Ｙ離れた線との間の第２領域における楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、
前記全表示領域の下辺と、当該下辺から上方へ０．３Ｙ離れた線との間の第３領域における楔角αの範囲を、Ｓ＿Ｌｏｗｅｒとすると、
Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、且つＳ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｌｏｗｅｒを充足する、ウインドシールド。

【0006】

項２．前記複数の表示領域が上下方向に重複するように構成されている、項１に記載のウインドシールド。

【0007】

項３．水平方向において、車外に凸となるように湾曲している、項１または２に記載のウインドシールド。

【0008】

項４．水平方向において、曲率半径の異なる複数の領域を有し、
前記表示領域は、水平方向において前記曲率半径の大きい領域に設けられる、項３に記載のウインドシールド。

【0009】

項５．上下方向において、車外に凸となるように湾曲している、項１から４のいずれかに記載のウインドシールド。

【0010】

項６．上下方向において、曲率半径の異なる複数の領域を有し、
前記表示領域は、上下方向において前記曲率半径の大きい領域に設けられる、項５に記載のウインドシールド。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、表示領域を上下方向に切り替えることができるＨＵＤ装置を用いた場合でも、全ての表示領域で二重像を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るウインドシールドの一実施形態を示す平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ線断面図である。

【図3】中間膜の製造方法の一例を示す断面図である。

【図4】図３の平面図である。

【図5】ウインドシールドの製造に用いる成形型の平面図である。

【図6】ウインドシールドの製造工程を示す概略図である。

【図7】ＨＵＤ装置とウインドシールドとを示す断面図である。

【図8】ＨＵＤ装置とウインドシールドとを示す断面図である。

【図9】ＨＵＤ装置による３つの表示領域を示す正面図である。

【図10】二重像の測定に用いる格子を示す図である。

【図11】上領域において測定された二重像を抑制する許容楔角を示すグラフである。

【図12】中央領域において測定された二重像を抑制する許容楔角を示すグラフである。

【図13】下領域において測定された二重像を抑制する許容楔角を示すグラフである。

【図14】３つの表示領域の許容楔角を示すグラフである。

【図15】３つの表示領域を示す正面図である。

【図16】３つの表示領域を示す正面図である。

【図17】ウインドシールドにおける表示領域の位置を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜１．ウインドシールドの概要＞
以下、本発明に係る自動車のウインドシールドの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るウインドシールドは、ＨＵＤ（ヘッドアップディスプレイ）装置により、照射される光が投影され、情報を表示するために用いられるものである。

【0014】

図１は、本実施形態に係るウインドシールドの正面図、図２は図１のＡ－Ａ線断面図である。図１及び図２に示すように、本実施形態に係るウインドシールドは、自動車に取り付けられたときに、車外側を向く外側ガラス板１と、車内側を向く内側ガラス板２と、これらガラス板１，２の間に配置される中間膜３と、を備えており、全体として断面が楔形（楔角α）に形成されている。そして、このウインドシールドには遮蔽層４が積層されている。なお、本実施形態の各図面では、説明の便宜のため、実際よりも誇張した楔角を示している。以下、各部材について説明する。

【0015】

＜２．外側ガラス板及び内側ガラス板＞
まず、外側ガラス板１及び内側ガラス板２から説明する。外側ガラス板１及び内側ガラス板２は、公知のガラス板を用いることができ、熱線吸収ガラス、一般的なクリアガラスやグリーンガラス、またはＵＶグリーンガラスで形成することもできる。但し、これらのガラス板１、２は、自動車が使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現する必要がある。例えば、外側ガラス板１により必要な日射吸収率を確保し、内側ガラス板２により可視光線透過率が安全規格を満たすように調整することができる。以下に、クリアガラス、熱線吸収ガラス、及びソーダ石灰系ガラスの一例を示す。

【0016】

（クリアガラス）
ＳｉＯ₂:７０～７３質量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０．６～２．４質量％
ＣａＯ：７～１２質量％
ＭｇＯ：１．０～４．５質量％
Ｒ₂Ｏ：１３～１５質量％（Ｒはアルカリ金属）
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ－Ｆｅ₂Ｏ₃）：０．０８～０．１４質量％

【0017】

（熱線吸収ガラス）
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ－Ｆｅ₂Ｏ₃）の比率を０．４～１．３質量％とし、ＣｅＯ₂の比率を０～２質量％とし、ＴｉＯ₂の比率を０～０．５質量％とし、ガラスの骨格成分（主に、ＳｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃）をＴ－Ｆｅ₂Ｏ₃、ＣｅＯ₂およびＴｉＯ₂の増加分だけ減じた組成とすることができる。

【0018】

（ソーダ石灰系ガラス）
ＳｉＯ₂:６５～８０質量％
Ａｌ₂Ｏ₃：０～５質量％
ＣａＯ：５～１５質量％
ＭｇＯ：２質量％以上
ＮａＯ：１０～１８質量％
Ｋ₂Ｏ：０～５質量％
ＭｇＯ＋ＣａＯ:５～１５質量％
Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ：１０～２０質量％
ＳＯ₃：０．０５～０．３質量％
Ｂ₂Ｏ₃：０～５質量％
Ｆｅ₂Ｏ₃に換算した全酸化鉄（Ｔ－Ｆｅ₂Ｏ₃）：０．０２～０．０３質量％

【0019】

外側ガラス板１は、台形状に形成され、上辺（短辺）１１、上辺１１よりも長い下辺（長辺）１２、右側辺１３、及び左側辺１４を有しており、自動車に取り付けられたときに、上辺１１が上側に配置され、右側辺１３及び左側辺１４は、それぞれ、車内側から見たときに、右側及び左側にそれぞれ配置される。

【0020】

内側ガラス板２も、同様に、台形状に形成され、上辺２１、下辺２２、右側辺２３、及び左側辺２４を有している。また、内側ガラス板２も車外側を向く第１面２０１及び車内側を向く第２面２０２を有しており、これら第１面２０１及び第２面２０２を連結する端面を有している。すなわち、本実施形態においては、外側ガラス板１と内側ガラス板２の両方が平板状に形成されている。

【0021】

そして、外側ガラス板１の第２面１０２と、内側ガラス板２の第１面２０１との間に上述した中間膜３が配置されている。

【0022】

本実施形態に係るウインドシールドの厚みは特には限定されないが、軽量化の観点からは、外側ガラス板１と内側ガラス板２の厚みの合計を、２．４～５．０ｍｍとすることが好ましく、２．６～４．６ｍｍとすることがさらに好ましく、２．７～３．２ｍｍとすることが特に好ましい。このように、軽量化のためには、外側ガラス板１と内側ガラス板２との合計の厚みを小さくすることが必要であるので、各ガラス板１，２のそれぞれの厚みは、特には限定されないが、例えば、以下のように、外側ガラス板１と内側ガラス板２の厚みを決定することができる。

【0023】

外側ガラス板１は、主として、外部からの障害に対する耐久性、耐衝撃性が必要であり、小石などの飛来物に対する耐衝撃性能が必要である。他方、厚みが大きいほど重量が増し好ましくない。この観点から、外側ガラス板１の厚みは、１．８～２．３ｍｍとすることが好ましく、１．９～２．１ｍｍとすることがさらに好ましい。何れの厚みを採用するかは、ガラスの用途に応じて決定することができる。

【0024】

内側ガラス板２の厚みは、外側ガラス板１と同等にすることができるが、例えば、ウインドシールドの軽量化のため、外側ガラス板１よりも厚みを小さくすることができる。具体的には、ガラスの強度を考慮すると、０．１～２．３ｍｍであることが好ましく、０．８～２．０ｍｍであることが好ましく、１．０～１．４ｍｍであることが特に好ましい。更には、０．８～１．３ｍｍであることが好ましい。内側ガラス板２についても、何れの厚みを採用するかは、ガラスの用途に応じて決定することができる。

【0025】

また、本実施形態に係る外側ガラス板１及び内側ガラス板２の形状は、湾曲形状である。すなわち、水平方向において車外に突出するように湾曲している。また、この湾曲においては、水平方向の曲率半径は一定ではなく、曲率半径の異なる複数の領域を有している。例えば、ウインドシールドの両端部の曲率半径を小さく、中央部分の曲率半径を大きくすることができる。

【0026】

同様に、このウインドシールドは、上下方向においても車外に突出するように湾曲している。また、この湾曲においては、上下方向の曲率半径は一定ではなく、曲率半径の異なる複数の領域を有している。例えば、ウインドシールドの上部の曲率半径を小さく、下部の曲率半径を大きくすることができる。

【0027】

ここで、ウインドシールドの厚みの測定方法の一例について説明する。まず、測定位置については、ウインドシールドの左右方向の中央を上下方向に延びる中央線上の上下２箇所である。測定機器は、特には限定されないが、例えば、株式会社テクロック製のＳＭ－１１２のようなシックネスゲージを用いることができる。測定時には、平らな面にウインドシールドの湾曲面が載るように配置し、上記シックネスゲージでウインドシールドの端部を挟持して測定する。

【0028】

＜３．中間膜＞
中間膜３は、両ガラス板１，２と同様に、台形状に形成されている。また、図２に示すように、中間膜３は、車外側を向く第１面３０１及び車内側を向く第２面３０２を有しており、これら第１面３０１及び第２面３０２を連結する端面を有している。ここでは、上辺側の端面を上端面３１１、下辺側の端面をした下端面３１２と称することとする。そして、中間膜３は、上端面３１１から下端面３１２にいくにしたがって、厚みが小さくなるような楔形に形成されている。第１面３０１と第２面３０２とのなす楔角αは、特には限定されないが、例えば、０．０２～０．１８ｍｒａｄとすることができ、さらには、０．０５～０．１５ｍｒａｄとすることができる。

【0029】

また、中間膜３は、少なくとも一層で形成されている。一例として、図２の拡大図に示すように、軟質のコア層３１を、これよりも硬質のアウター層３２で挟持した３層で構成することができる。但し、この構成に限定されるものではなく、コア層３１と、外側ガラス板１側に配置される少なくとも１つのアウター層３２とを有する複数層で形成されていればよい。例えば、コア層３１と、外側ガラス板１側に配置される１つのアウター層３２を含む２層の中間膜３、またはコア層３１を中心に両側にそれぞれ２層以上の偶数のアウター層３２を配置した中間膜３、あるいはコア層３１を挟んで一方に奇数のアウター層３２、他方の側に偶数のアウター層３２を配置した中間膜３とすることもできる。なお、アウター層３２を１つだけ設ける場合には、上記のように外側ガラス板１側に設けているが、これは、車外や屋外からの外力に対する耐破損性能を向上するためである。また、アウター層３２の数が多いと、遮音性能も高くなる。

【0030】

コア層３１はアウター層３２よりも軟質であるかぎり、その硬さは特には限定されない。各層３１，３２を構成する材料は、特には限定されないが、例えば、アウター層３２は、例えば、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）によって構成することができる。ポリビニルブチラール樹脂は、各ガラス板との接着性や耐貫通性に優れるので好ましい。一方、コア層３１は、例えば、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）、またはアウター層を構成するポリビニルブチラール樹脂よりも軟質なポリビニルアセタール樹脂によって構成することができる。軟質なコア層を間に挟むことにより、単層の樹脂中間膜と同等の接着性や耐貫通性を保持しながら、遮音性能を大きく向上させることができる。

【0031】

一般に、ポリビニルアセタール樹脂の硬度は、（ａ）出発物質であるポリビニルアルコールの重合度、（ｂ）アセタール化度、（ｃ）可塑剤の種類、（ｄ）可塑剤の添加割合などにより制御することができる。したがって、それらの条件から選ばれる少なくとも１つを適切に調整することにより、同じポリビニルブチラール樹脂であっても、アウター層３２に用いる硬質なポリビニルブチラール樹脂と、コア層３１に用いる軟質なポリビニルブチラール樹脂との作り分けが可能である。さらに、アセタール化に用いるアルデヒドの種類、複数種類のアルデヒドによる共アセタール化か単種のアルデヒドによる純アセタール化によっても、ポリビニルアセタール樹脂の硬度を制御することができる。一概には言えないが、炭素数の多いアルデヒドを用いて得られるポリビニルアセタール樹脂ほど、軟質となる傾向がある。したがって、例えば、アウター層３２がポリビニルブチラール樹脂で構成されている場合、コア層３１には、炭素数が５以上のアルデヒド（例えばｎ－ヘキシルアルデヒド、２－エチルブチルアルデヒド、ｎ－へプチルアルデヒド、ｎ－オクチルアルデヒド）、をポリビニルアルコールでアセタール化して得られるポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。なお、所定のヤング率が得られる場合は、上記樹脂等に限定されることはい。

【0032】

また、中間膜３の総厚は、特に規定されないが、０．３～６．０ｍｍであることが好ましく、０．５～４．０ｍｍであることがさらに好ましく、０．６～２．０ｍｍであることが特に好ましい。また、コア層３１の厚みは、０．１～２．０ｍｍであることが好ましく、０．１～０．６ｍｍであることがさらに好ましい。一方、各アウター層３２の厚みは、０．１～２．０ｍｍであることが好ましく、０．１～１．０ｍｍであることがさらに好ましい。その他、中間膜３の総厚を一定とし、この中でコア層３１の厚みを調整することもできる。以上の厚みは、楔形に形成されたる中間膜３の最も厚い部分の厚みとする。

【0033】

コア層３１及びアウター層３２の厚みは、例えば、以下のように測定することができる。まず、マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製ＶＨ－５５００）によってウインドシールドの断面を１７５倍に拡大して表示する。そして、コア層３１及びアウター層３２の厚みを目視により特定し、これを測定する。このとき、目視によるばらつきを排除するため、測定回数を５回とし、その平均値をコア層３１、アウター層３２の厚みとする。

【0034】

また、中間膜３の総厚は、特に規定されないが、０．３～６．０ｍｍであることが好ましく、０．５～４．０ｍｍであることがさらに好ましく、０．６～２．０ｍｍであることが特に好ましい。また、コア層３１の厚みは、０．１～２．０ｍｍであることが好ましく、０．１～０．６ｍｍであることがさらに好ましい。一方、各アウター層３２の厚みは、コア層３１の厚みよりも大きいことが好ましく、具体的には、０．１～２．０ｍｍであることが好ましく、０．１～１．０ｍｍであることがさらに好ましい。その他、中間膜３の総厚を一定とし、この中でコア層３１の厚みを調整することもできる。

【0035】

コア層３１及びアウター層３２の厚みは、例えば、以下のように測定することができる。まず、マイクロスコープ（例えば、キーエンス社製ＶＨ－５５００）によってウインドシールドの断面を１７５倍に拡大して表示する。そして、コア層３１及びアウター層３２の厚みを目視により特定し、これを測定する。このとき、目視によるばらつきを排除するため、測定回数を５回とし、その平均値をコア層３１、アウター層３２の厚みとする。例えば、ウインドシールドの拡大写真を撮影し、このなかでコア層やアウター層３２を特定して厚みを測定する。

【0036】

中間膜３の製造方法は特には限定されないが、例えば、上述したポリビニルアセタール樹脂等の樹脂成分、可塑剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、均一に混練りした後、各層を一括で押出し成型する方法、この方法により作成した２つ以上の樹脂膜をプレス法、ラミネート法等により積層する方法が挙げられる。プレス法、ラミネート法等により積層する方法に用いる積層前の樹脂膜は単層構造でも多層構造でもよい。また、中間膜３は、上記のような複数の層で形成する以外に、１層で形成することもできる。

【0037】

そして、本実施形態に係る中間膜３は、成形後の平面視長方形状の中間膜３をローラで引き延ばすことで、下辺側が長くなるように形成している。以下、この処理を延伸処理と称し、詳細に説明する。また、延伸処理前の中間膜を延伸前中間膜、延伸処理後の中間膜を延伸後中間膜と称することとする。

【0038】

図３に示すように、延伸処理は、２つの円錐状のローラ９１，９２の間を延伸前中間膜を通すことで行われる。ここでは、上側のローラを第１ローラ９１、下側のローラを第２ローラ９２と称することとする。また、各ローラ９１，９２の径が大きい方の軸方向の端部を第１端部９１１，９２１、径が小さい方の軸方向の端部を第２端部９１２，９２２と称することとする。これら第１ローラ９１及び第２ローラ９２は、回転軸Ｇ１，Ｇ２が平行になるように配置されている。また、両ローラ９１，９２における第１端部９１１，９２１及び第２端部９１２，９２２がそれぞれ、同じ側になるように配置している。これにより、両ローラ９１，９２の間には、第１端部９１１，９２１側が狭く、第２端部９１２，９２２側が広くなる隙間９００が形成される。

【0039】

したがって、延伸前中間膜をこれらローラ９１，９２の間を通過させると、図４に示すように、各ローラ９１，９２の第１端部９１１，９２１側の周速度が早いため、第１端部９１１，９２１側において、延伸前中間膜が引き延ばされる。これにより、平面視台形状の延伸後中間膜３が形成される。また、図３に示すように、両ローラ９１，９２の隙間９００が形成されているため、延伸後中間膜３の断面は、第１端部９１１，９２１側が厚くなり、第２端部９１２，９２２側が薄くなる。その結果、上端面３１１が厚く、下端面３１２が薄い中間膜３が形成される。

【0040】

＜４．遮蔽層＞
図１に示すように、このウインドシールドの周縁には、黒などの濃色のセラミックに遮蔽層４が積層されている。この遮蔽層４は、車内また車外からの視野を遮蔽するのであり、ウインドシールドの４つの辺に沿って積層されている。

【0041】

遮蔽層４は、例えば、外側ガラス板１の内面のみ、内側ガラス板２の内面のみ、あるいは外側ガラス板１の内面と内側ガラス板２の内面、など種々の態様が可能である。また、セラミック、種々の材料で形成することができるが、例えば、以下の組成とすることができる。

【表1】

＊１，主成分：酸化銅、酸化クロム、酸化鉄及び酸化マンガン
＊２，主成分：ホウケイ酸ビスマス、ホウケイ酸亜鉛

【0042】

セラミックは、スクリーン印刷法により形成することができるが、これ以外に、焼成用転写フィルムをガラス板に転写し焼成することにより作製することも可能である。スクリーン印刷を採用する場合、例えば、ポリエステルスクリーン：３５５メッシュ，コート厚み：２０μｍ，テンション：２０Ｎｍ，スキージ硬度：８０度，取り付け角度：７５°，印刷速度：３００ｍｍ／ｓとすることができ、乾燥炉にて１５０℃、１０分の乾燥により、セラミックを形成することができる。

【0043】

＜５．ウインドシールドの製造方法＞
次に、ウインドシールドの製造方法について説明する。まず、ガラス板の製造ラインについて説明する。

【0044】

ここで、成形型について、図５を参照しつつ、さらに詳細に説明する。図５は成形型の平面図である。図５に示すように、この成形型８００は、両ガラス板１，２の外形と概ね一致するような枠状の型本体８１０を備えている。この型本体８１０は、枠状に形成されているため、内側には上下方向に貫通する内部空間８２０を有している。そして、この型本体８１０の上面に平板状の両ガラス板１，２の周縁部が載置される。そのため、このガラス板１，２には、下側に配置されたヒータ（図示省略）から、内部空間を介して熱が加えられる。これにより、両ガラス板１，２は加熱により軟化し、自重によって下方へ湾曲することとなる。なお、型本体８１０の内周縁には、熱を遮蔽するための遮蔽板８４０を配置することがあり、これによってガラス板１，２が受ける熱を調整することができる。また、ヒータは、成形型８００の下方のみならず、上方に設けることもできる。

【0045】

次に、成型方法について、図６を参照しつつ説明する。図６は、成形型が通過する炉の側面図である。まず、湾曲前の外側ガラス板１及び内側ガラス板２に上述した遮蔽層２が積層される。次に、これら外側ガラス板１及び内側ガラス板２は重ね合わされ、上記成形型８００に支持された状態で、図６に示すように、加熱炉８０２を通過する。加熱炉８０２内で軟化点温度付近まで加熱されると、両ガラス板１，２は自重によって周縁部よりも内側が下方に湾曲し、曲面状に成形される。続いて、両ガラス板１，２は加熱炉８０２から徐冷炉８０３に搬入され、徐冷処理が行われる。その後、両ガラス板１，２は、徐冷炉８０３から外部に搬出されて放冷される。

【0046】

こうして、外側ガラス板１及び内側ガラス板２が成形されると、これに続いて、中間膜３を外側ガラス板１及び内側ガラス板２の間に挟む。中間膜３は、外側ガラス板１及び内側ガラス板２より、やや大きい形状とする。これにより、中間層３の外縁は、外側ガラス板１及び内側ガラス板２からはみ出した状態となる。また、中間膜３において厚みが大きい側の端部を両ガラス板１，２の上側に配置する。

【0047】

次に、両ガラス板１，２、及び中間膜３が積層された積層体を、ゴムバッグに入れ、減圧吸引しながら約７０～１１０℃で予備接着する。予備接着の方法は、これ以外でも可能であり、次の方法を採ることもできる。例えば、上記積層体をオーブンにより４５～６５℃で加熱する。次に、この積層体を０．４５～０．５５ＭＰａでロールにより押圧する。続いて、この積層体を、再度オーブンにより８０～１０５℃で加熱した後、０．４５～０．５５ＭＰａでロールにより再度押圧する。こうして、予備接着が完了する。

【0048】

次に、本接着を行う。予備接着がなされた積層体を、オートクレーブにより、例えば、８～１５気圧で、１００～１５０℃によって、本接着を行う。具体的には、例えば、１４気圧で１３５℃の条件で本接着を行うことができる。以上の予備接着及び本接着を通して、中間膜３が、各ガラス板１，２に接着される。最後に、外側ガラス板１及び内側ガラス板２からはみ出した中間膜３を切断すれば、図２に示すような断面を有するウインドシールドが製造される。すなわち、楔角αを有する中間膜３を用いることで、楔角αのウインドシールドが形成される。なお、これ以外の方法、例えば、プレス加工により、湾曲したウインドシールドを製造することもできる。

【0049】

＜６．ＨＵＤ装置＞
次に、ＨＵＤ装置について説明する。ＨＵＤ装置は、ウインドシールドに、車速等の情報を投射するものである。しかしながら、このＨＵＤ装置を用いると、ウインドシールドに投影された光により、二重像が形成されることが知られている。すなわち、ウインドシールドの内面（第２主面）で反射することで視認される像と、ウインドシールドの外面（第１主面）で反射することで視認される像とが別々に視認されるため、像が二重になっていた。

【0050】

これを防止するためには、本実施形態のような楔角αのウインドシールドを用いる。すなわち、図７に示すように、ウインドシールドにおいて、少なくともＨＵＤ装置５００から光が投影される表示領域においては、厚みが下方にいくにしたがって、小さくなるように形成する。これにより、ウインドシールドの内面（内側ガラス板２の第２面２０２）で反射して車内に入射する光と、ウインドシールドの外面（外側ガラス板１の第１面１０１）で反射した後、車内に入射する光とが、概ね一致するため、二重像が解消される。

【0051】

ところで、本実施形態に係るＨＵＤ装置５００は、図８及び図９に示すように、運転者の目の高さに合わせて表示領域を３段階に切替ができるようになっている。すなわち、ＨＵＤ装置５００からウインドシールドへの光の照射角度を変えることで、表示領域を切り替えることができるようになっている。ここでは、これら３つの表示領域を上領域５０１、中央領域５０２、及び下領域５０３と称することとする。なお、図９に示す表示領域５０１～５０３は車外側から見たものであり、全て同じ大きさである。これら３つの表示領域５０１～５０３は、上下方向に並び、互いに重なっている。すなわち、上領域５０１の下部と下領域５０３の上部とが重なっており、上領域５０１と下領域５０３との間に中央領域５０２が配置されている。したがって、中央領域５０２の内部には、３つの領域５０１～５０３が重なる領域が配置されている。

【0052】

この表示領域５０１～５０３は、前方から見たときにウインドシールドの右側に配置されている。すなわち、右ハンドルの自動車用に運転者の前に表示領域５０１～５０３が配置されている（図１７参照）。また、ウインドシールドは、上述したように水平方向に湾曲しているため、前方から見たときには、図９に示すように、各表示領域５０１～５０３は、湾曲に合わせて、上辺及び下辺が、左から右へ下るように傾斜している。なお、ウインドシールドにおいて、表示領域５０１～５０３が設けられる箇所は、水平方向及び上下方向の曲率半径が大きい箇所であることが好ましい。例えば、ウインドシールドの水平方向の中央の近く、且つ上下方向の下部であることが好ましい。

【0053】

＜７．表示領域と楔角との関係＞
本発明者は、上述した３つの表示領域５０１～５０３と、二重像を抑制できる楔角との関係について、以下の通り検討した。

【0054】

まず、図１０に示すような格子を各表示領域５０１～５０３に設定し、その二重像を測定した。外側ガラス板１及び内側ガラス板２の厚みは、それぞれ２ｍｍとし、中間膜３の最も薄い箇所での厚みを０．７６ｍｍとした。なお、図１０の格子は車内側から見たものである。この格子では、上下方向に６個の点Ａ～Ｇを配置し、水平方向に６個の線１～６を配置している（合計３６個の線）。そして、格子内の３６個の線Ａ－１～Ｇ－６の二重像によるズレ量が２ｍｍ以内となる楔角の範囲（許容楔角）をシミュレーションにより算出した。結果は、図１１～図１３に示すとおりである。

【0055】

図１１のグラフは、上領域５０１でのシミュレーション結果を示しており、横軸がウインドシールドにおける上下方向の位置、縦軸が楔角を示している。但し、図１１では、説明の便宜のため、各線Ａ－１～Ｇ－６での許容楔角の上下値及び下限値のみを示している。図１１によれば、上下方向に並ぶＡ～Ｇの各列において、線１～６の許容楔角は、１から６にいくにしたがって大きくなっている。すなわち、この上領域５０１では、車内側から見て左側から右側（ピラー側）に行くにしたがって、許容楔角の範囲が大きくなっている。また、上下方向に並ぶ列Ａから列Ｇにいくにしたがって、許容楔角の範囲が小さくなっている。すなわち、上領域５０１内では、下にいくほど許容楔角の範囲が小さくなっている。そして、図１１の中では、Ｇ－１の線が配置されている箇所において、許容楔角の上限値が最小になっている。

【0056】

図１２は中央領域、図１３は下領域でのシミュレーション結果を示している。これら中央領域５０２及び下領域５０３においても、上領域５０１と同様の傾向を示している。図１３の中では、Ａ－６の線が配置されている箇所において、許容楔角の下限値が最大になっている。

【0057】

図１４は、図１１～図１３を並べたものである。同図によれば、上領域５０１から下領域５０３にいくにしたがって許容楔角の範囲が増大していることが分かる。また、図１４からすると、全ての表示領域５０１～５０３で共通する許容楔角は、上限が上領域のＧ－１線での楔角であり、下限が下領域のＡ－６線での楔角である。したがって、この範囲（以下、制限許容楔角という）内で楔角を設定すれば、全ての表示領域５０１～５０３において二重像の発生を抑制することができる。

【0058】

しかしながら、制限許容楔角の範囲は狭いため、このような楔角のウインドシールドを製造することは容易ではない。この制限許容楔角が必要とされる領域は、図１５に示すように、上下方向において、Ｇ－１とＡ－６を含む領域であり、３つの表示領域５０１～５０３が重なる領域（以下、制限領域という）である。その一方で、図１４に示すように、上領域５０１及び下領域５０３においては、許容楔角の範囲が制限許容楔角の範囲よりも大きい。したがって、全ての表示領域５０１～５０３において二重像の発生を抑制するには、全ての表示領域５０１～５０３において制限許容楔角を充足する必要はなく、少なくとも制限領域において、制限許容楔角を充足していればよい。そこで、本発明者は、以下のように許容楔角を設定した。

【0059】

まず、図１６に示すように、全ての表示領域５０１～５０３を含む領域（以下、全表示領域という）の上下方向の長さをＹとする。次に、全表示領域の両側辺の中点Ｒ１，Ｒ２を通る線Ｘを規定し、この線Ｘと平行で、且つ線Ｘから上方向に０．１５Ｙ離れた線と、下方向に０．１５Ｙ離れた線を規定し、これらの間の領域を第１領域７０１とする。また、全表示領域の上辺を通る線と、この上辺と平行で且つ上辺から下方向に０．３Ｙ離れた線との間の領域を第２領域７０２とする。さらに、全表示領域の下辺を通る線と、この下辺と平行で且つ下辺から上方向に０．３Ｙ離れた線との間の領域を第３領域７０３とする。

【0060】

そして、第１領域７０１、第２領域７０２、及び第３領域７０３における許容楔角の範囲を、それぞれ、Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ、Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、Ｓ＿Ｌｏｗｅｒとすると、これらが以下の式（１）及び式（２）を充足すればよいことが分かった。
Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ （１）
Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒ＜Ｓ＿Ｌｏｗｅｒ （２）

【0061】

図１７はウインドシールドの車外側から見て左側を示す図である。上記式（１）及び式（２）を充足するには、少なくとも中間膜３において第１領域７０１に配置される部分の楔角を厳密に制御すればよい。すなわち、この部分における中間膜３の楔角がＳ＿Ｃｅｎｔｅｒにあればよい。一方、第２領域７０２及び第３領域７０３の楔角は、Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒよりも広い範囲であるため、厳密な制御が不要になる。なお、中間膜３には、もともと膜厚のばらつきが存在しており、このばらつきによって中間膜３の表面にうねりが生じる。そして、このうねりはウインドシールドを組み立てた後にも残る。したがって、例えば、中間膜３において、最もうねりの小さい箇所が第１領域７０１に配置されるようにウインドシールドを組み立てれば、上記式（１）及び式（２）を充足することができる。

【0062】

上記のシミュレーションでは、例えば、各表示領域５０１～５０３の高さを約１２０ｍｍ、幅を約１００ｍｍ、上領域５０１と下領域５０３とが重なる部分の上下方向の高さを約６４ｍｍとし、Ｙを約１７７ｍｍとした。この場合、二重像によるズレ量が２ｍｍ以内となる具体的な許容楔角の範囲として、Ｓ＿Ｃｅｎｔｅｒは、例えば、０．０５ｍｒａｄ以上０．１０ｍｒａｄ以下とすることができる。Ｓ＿Ｕｐｐｅｒは、例えば、０．１５ｍｒａｄ以上０．４５ｍｒａｄ以下とすることができる。Ｓ＿Ｌｏｗｅｒは、例えば、０．２０ｍｒａｄ以上０．５５ｍｒａｄ以下とすることができる。但し、これらはあくまでも一例であり、少なくとも上記式（１）（２）を充足していればよい。

【0063】

なお、上記の例では、二重像によるズレ量の上限値を２ｍｍとしているが、特には限定されず、要求に応じて適宜設定することができる。そのため、二重像のズレ量の上限値にかかわらず、設定された上限値に応じて、上記式（１）（２）を充足するウインドシールドを作製できれば、二重像を抑制することができる。

【0064】

なお、実際に楔角を測定する際には、各領域７０１～７０３にピッチが２０ｍｍ以下の複数の格子点を規定する。格子点の数は、各領域７０１～７０３の大きさによるが各領域７０１～７０３に入る最大数の格子点を設定する。そして、各格子点の楔角を干渉計によって測定し、各領域７０１～７０３での許容楔角の最大値と最小値との差を、それぞれＳ＿Ｃｅｎｔｅｒ、Ｓ＿Ｕｐｐｅｒ、Ｓ＿Ｌｏｗｅｒとする。または、各領域７０１～７０３の水平方向を概ね５等分となるよう高さ方向に切断し、切断して得られた各断面について、各領域７０１～７０３内を均一間隔となるように３点選び、マイクロスコープにて高さを計測して楔角を求めても良い。

【0065】

＜８．特徴＞
以上のように、本実施形態に係るウインドシールドによれば、３つの表示領域５０１～５０３の全てにおいて二重像を抑制することができる。このとき、中間膜３において、全ての表示領域５０１～５０３に配置される部分の楔角を厳密に制御する必要はなく、最も許容楔角の範囲が狭い第１領域７０１が配置される部分においてのみ中間膜３の楔角を厳密に制御し、他の領域７０２，７０３では第１領域７０１に比べて中間膜３の楔角の制御を緩めることができるため、製造が容易である。

【0066】

＜９．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。そして、以下に示す複数の変形例は適宜組合わせることが可能である。

【0067】

＜９－１＞
上記実施形態では、表示領域を３段階に切り替え可能なＨＵＤ装置５００を例に説明を行ったが、３段階以外の２段階、あるいは４段階以上に表示領域を切り替え可能なＨＵＤ装置５００を用いた場合でも、上記式（１）及び式（２）を充足すれば、全ての表示領域において二重像を抑制することができる。

【0068】

＜９－２＞
上記実施形態では、中間膜３が楔形に形成されているが、ウインドシールドが全体として楔形に形成されていればよいため、外側ガラス板１、内側ガラス板２、及び中間膜３の少なくとも１つが楔形に形成されていればよい。

【0069】

＜９－３＞
遮蔽層４の形状は特には限定されず、種々の形状が可能である。例えば、センサによる光の照射やカメラによる外部の撮影が可能なように、窓（開口）を設けた遮蔽層を形成することもできる。

【0070】

＜９－４＞
上記実施形態では、本発明のガラス板として、外側ガラス板１、内側ガラス板２、及び中間膜３を有する合わせガラスを用いたが、これに限定されるものではなく、単板であってもよい。

【符号の説明】

【0071】

２ 撮影装置
１０ ガラス板
１１０ 遮蔽層
１１３ 撮影窓（開口）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】