JP2012051780A

JP2012051780A - ディスプレイ用ウインドシールドガラス及びその製造方法

Info

Publication number: JP2012051780A
Application number: JP2010270271A
Authority: JP
Inventors: Dong Eun Cha; 東垠車
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2012-03-15
Also published as: DE102010060936A1; KR101241494B1; KR20120020917A; US20120052264A1

Abstract

【課題】
外部ガラス板及び内部ガラス板の間にライン及び空白部の組合せでなるパターン部を形成させ、入射映像の二重像結像を防止するとともに製造が容易で、一定水準の透明性も保障できるディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法を提供する。
【解決手段】
本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス（ＷｉｎｄＳｈｉｅｌｄＧｌａｓｓ）は、外部ガラス板と、少なくとも１つのライン及び空白部の組合せからなり、入射される映像を前記ラインを用いて反射するパターン部と、前記パターン部の前面に接合される内部ガラス板とを含み、
前記パターン部は、不連続又は連続的な少なくとも１つの水平、垂直又は曲線ラインの組合せにより形成されるか、格子形ラインからなるか、少なくとも１つの円形、楕円、多角形又はファジーな形状のラインのうち何れか１つ以上の組合せからなることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、ディスプレイ用ウインドシールドガラス及びその製造方法に係り、より詳しくは、ディスプレイスクリーンの役割をするディスプレイ用ウインドシールドガラス及びその製造方法に関する。

一般に、ヘッドアップディスプレイ装置は、車両、航空機などの運行中に運転者の正面、即ち運転者の注視野の線を外れない範囲内で車両走行情報、道路案内情報、周辺状況情報などを示す。
図１は、従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す構成図である。
従来のヘッドアップディスプレイ装置は、車両走行情報、道路案内情報、周辺状況情報などの映像を示すマルチメディア装置１と、マルチメディア装置１で示される映像の経路を連続的に変化させ、映像の視野角を拡大させる光経路変換部２と、光経路変換部２で視野角が拡大された映像を車両のウインドシールドガラス５に反射させてユーザへ提供する第１ミラー３及び第２ミラー４とを含む。ここで、従来のヘッドアップディスプレイ装置に用いられるウインドシールドガラス５は、大きくコーティング（Ｃｏｍｂｉｎｄｅｒ）タイプとＰＶＢタイプに区分される。

図２は、従来のヘッドアップディスプレイ装置により車両のウインドシールドガラスに映像が結像された様子を示す写真である。図３は、従来のコーティングタイプのウインドシールドガラスの映像反射の様子を示す側断面図である。図４は、従来のＰＶＢタイプのウインドシールドガラスの映像反射の様子を示す側断面図である。
コーティング（Ｃｏｍｂｉｎｄｅｒ）タイプは、外部ガラス板と接合された内部ガラス板４０の後面（車両の室内方向）にコーティング膜（Ｔｉｏ２）を形成させ、コーティング膜（Ｔｉｏ２）がヘッドアップディスプレイ装置から提供される映像を結像させてユーザの目に反射させる。

しかし、ヘッドアップディスプレイ装置から提供される映像のうち一部は、コーティング膜により反射（Ａ）されてユーザに提供されるが、映像のうち一部は、コーティング膜を透過して内部ガラス板の後面にも結像（Ｂ）される。このように、ヘッドアップディスプレイ装置から提供される映像がコーティング膜及び内部ガラス板の後面に全て結像され二重像が発生するので、ユーザが映像を正常に確認することができない問題点がある。

一方、ＰＶＢタイプは、外部ガラス板１０及び内部ガラス板４０の間に楔（ｗｅｄｇｅｄ）状のＰＶＢフィルム３０ａを挿入し、ＰＶＢフィルム３０ａがヘッドアップディスプレイ装置から提供される映像を結像させて運転者に屈折及び反射させる。ここで、ＰＶＢフィルム３０ａは、ガラスの破損時にガラス破片と強力に接着されガラス破片の飛散を防止する目的で製作された安全フィルムである。

即ち、従来のＰＶＢタイプは、ＰＶＢフィルム３０ａを側断面で見るとき楔状に加工し、楔状のＰＶＢフィルム３０ａがマルチメディア装置で示される映像をユーザの目に屈折及び反射させる。ここに、ＰＶＢタイプは、従来のコーティングタイプとは異なって二重像の問題を解消することができる。しかし、ＰＶＢタイプは、マルチメディア装置で示される映像をユーザの目に屈折及び反射させるため、ＰＶＢフィルム３０ａの楔角度を精密に調節しなければならない設計上の困難がある。ここに、ＰＶＢフィルム３０ａの設計手続が複雑で、製造コストを多く要する問題点がある。

特開２００７−２０１７１６号公報

本発明は、外部ガラス板及び内部ガラス板の間にライン及び空白部の組合せでなるパターン部を形成させ、入射される映像に対する二重像の結像を防止し、容易な製造が可能であり、一定水準の透明性も保障するディスプレイ用ウインドシールドガラス及びその製造方法を提供することに目的がある。

本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス（ＷｉｎｄＳｈｉｅｌｄＧｌａｓｓ）は、外部ガラス板と、少なくとも１つのライン及び空白部の組合せからなり、入射される映像を前記ラインを用いて反射するパターン部と、前記パターン部の前面に接合される内部ガラス板とを含むことを特徴とする。

前記パターン部は、不連続又は連続的な少なくとも１つの水平、垂直又は曲線ラインの組合せにより形成されるか、格子形ラインからなるか、少なくとも１つの円形、楕円、多角形又はファジーな形状のラインのうち何れか１つ以上の組合せからなることを特徴とする。

前記映像の全体又は一部を前記内部ガラス板の方向に反射させ、前記空白部は、前記ラインとラインとの間に位置し前記映像の全体又は一部を前記外部ガラス板の方向に透過させることを特徴とする。

前記パターン部と前記内部ガラス板との間には、ＰＶＢ（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＢｕｔｙｒａｌ）フィルムがさらに介在されることを特徴とする。

前記ラインとラインとの間が１．６ｍｍ内外に形成され、前記ラインの幅は２５〜１００μｍに形成され、前記パターン部は酸化銀（ＡｇＯ_２）からなることを特徴とする。

本発明に係る前記映像は、スマートホンのＨＵＤ（Ｈｅａｄ−ｕｐｄｉｓｐｌａｙ）機能に伴い生成された映像であるか、ヘッドアップディスプレイ装置で生成された映像であることを特徴とする。

また、本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス（ＷｉｎｄＳｈｉｅｌｄＧｌａｓｓ）の製造方法は、（ａ）外部ガラス板の前面に少なくとも１つのライン及び空白部の組合せからなり、入射される映像を前記ラインを用いて反射するパターン部を形成するステップと、（ｂ）前記パターン部の前面に内部ガラス板を接合するステップとを含むことを特徴とする。

本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラスは、外部ガラス板及び内部ガラス板の間に複数個のライン及び空白部の組合せでなるパターン部を形成させる。ここに、前記ラインを介し殆どの映像を効果的に内部ガラス板（ユーザ）の方向に反射させ、一部（極少の）の映像のみを前記空白部を介し外部ガラス板に透過させ、外部ガラス板に透過される映像に対する結像をユーザが殆ど視認できないようにして、二重像の発生を防止する効果を有する。
さらに、映像の反射のため、多くの製造コストが発生する楔状のＰＶＢフィルムを備える必要がないので、製造コストを節減することができるとともに、パターン部のパターン形状を調節し屈折率／透過率を効果的に調節することができる。

従来のヘッドアップディスプレイ装置の構成を示す構成図である。従来のヘッドアップディスプレイ装置により車両のウインドシールドガラスに映像が結像された様子を示す写真である。従来のコーティングタイプのウインドシールドガラスの映像反射の様子を示す側断面図である。従来のＰＶＢタイプのウインドシールドガラスの映像反射の様子を示す側断面図である。本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス１００が、ヘッドアップディスプレイ装置から映像を伝達される様子を示す構成図である。本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス１００が、ヘッドアップディスプレイ機能を有するスマートホンから映像を伝達される様子を示す構成図である。本ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００の構成を示す側断面図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス１００のパターン部２０の形状の実施形態を示す構成図である。（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス１００のパターン部２０の形状の実施形態を示す構成図である。（ａ）は、昼間に本発明の車両の内部で、パターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。（ｂ）は、昼間に本発明の車両の内部で、ライン２２及び空白部２４の間隔及びライン２２の幅を調節したパターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。（ａ）は、夜間に本発明の車両の内部で、パターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。（ｂ）は、夜間に本発明の車両の内部で、ライン２２及び空白部２４の間隔及びライン２２の幅を調節したパターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。本発明に係るウインドシールドガラス１００の製造方法の順を示すフローチャートである。本発明に係るウインドシールドガラス１００のパターン部２０のライン２２を積分し、面になってディスプレイに活用することができる原理を示す構成図である。本発明に係るウインドシールドガラス１００の実際動作の様子を示す写真である。

以下、図を参照しながら本発明の実施形態を詳しく説明する。
図５は、本発明に係るディスプレイ用ウインドシールドガラス１００がヘッドアップディスプレイ装置から映像を伝達される様子を示す構成図である。図６は、ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００が、ヘッドアップディスプレイ機能を有するスマートホンから映像を伝達される様子を示す構成図である。
ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００は、従来の技術で言及した通常のヘッドアップディスプレイ装置から車両走行情報、道路案内情報、周辺状況情報などの映像が伝達されるか、ヘッドアップディスプレイ機能（アプリケーションなどを介し具現）を有するスマートホンなどのマルチメディア端末機から映像の伝達を受けることができる。

図７は、本ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００の構成を示す側断面図である。図８、９は、ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００のパターン部２０の形状の実施形態等を示す構成図である。
ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００は、外部ガラス板１０、パターン部２０、ＰＶＢ（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＢｕｔｙｒａｌ）フィルム３０、内部ガラス板４０などを含む。
外部ガラス板１０は、後面が車両の外部に露出し、前面は車両の内部を向くように車両に設けられる。

パターン部２０は、外部ガラス板１０の前面に形成され、少なくとも１つのライン２２及び空白部２４の組合せでなる。ここで、ライン２２は、マルチメディア端末機又はヘッドアップディスプレイ装置から伝達された映像の全体又は一部を反射させる。空白部２４は、ライン２２とライン２２との間に位置し、映像の全体又は一部を外部ガラス板１０の方向に透過させる。
ＰＶＢフィルム３０は、パターン部２０と内部ガラス板４０との間に形成される。
内部ガラス板４０は、ＰＶＢフィルム３０の前面に接合される。

以下、ウインドシールドガラス１００を、構成要素別にさらに具体的に説明する。
−外部ガラス板１０、内部ガラス板４０及びＰＶＢフィルム３０の構成−
外部ガラス板１０及び内部ガラス板４０は、硅砂、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムなどを高温で溶解した後、冷却して製造する通常の車両用ガラスが適用される。
ＰＶＢフィルム３０は通常ガラスの破損時に破片を防止する安全フィルムであって、６０〜９０％のＰＶＢ樹脂と１０〜４０％の可塑剤を主成分にして製造する。ＰＶＢ樹脂は、ＰＶＡをブチル化（Ｂｕｔｙｌａｔｉｏｎ）して製造し、ブチル化度を適宜な水準で調節してガラスとの接合時に接着力の水準が必要な水準まで到達できるようにする。ＰＶＢ樹脂は、適正水準の可塑剤を添加して柔軟性を有するフィルム形態に加工して用いる。本発明のＰＶＢフィルム３０は、従来のＰＶＢタイプのウインドシールドガラス１００のように楔状の形状を有するものではなく、側断面が直六面体の形状でなる。このような本発明のＰＶＢフィルム３０は、本来の通常の安全フィルムの役割と、前面、即ち内部ガラス板４０から入射される光を、屈折なく後述のパターン部２０及び外部ガラス板１０の方向に透過させる役割を果たす。

−パターン部２０の構成−
パターン部２０は、外部ガラス板１０の前面にプリンティングなどの方法で形成され、材質は酸化銀（Ａｇ_２Ｏ_２）でなる。ここで、パターン部２０はライン２２、空白部２４などを含む。一方、パターン部２０は、外部ガラス板１０及び内部ガラス板４０で映像を反射させる部分、即ちユーザにディスプレイする特定の部分にのみ選択的に形成され得る。
ライン２２は、映像の全体又は一部を反射させる。このようなライン２２は、少なくとも１つ、好ましくは複数個に設けられ、不連続又は連続的な水平、垂直又は曲線でなる。他の例として、ライン２２は格子形、蜂の巣状などに形成される。さらに、他の例として、ライン２２は円形、楕円、多角形又はファジー形状のうち何れか１つ以上の組合せでなり得る。

具体的に、図８（ａ）に示す通り、パターン部２０は不連続的な複数個のライン２２が水平に形成可能であり、図８（ｂ）に示す通り、パターン部２０は連続的な複数個のライン２２が曲線に形成可能である。図８（ｃ）に示す通り、パターン部２０は連続的な複数個のライン２２が水平に形成可能であり、図９（ａ）に示す通り、パターン部２０は複数個のファジー形状のライン２２に形成可能である。図９（ｂ）に示す通り、パターン部２０は複数個の連続的なライン２２が垂直に形成可能であり、図９（ｃ）に示す通り、パターン部２０は格子形のライン２２からなる。パターン部２０は、前記形状以外にも、一部は透過させ一部は反射させることができるよう、ライン２２及び空白部２４が含まれるのであれば、如何なる形状（斜線、迷路形、特定人、地形地物の態様）にも設計変更が可能である。

一方、ライン２２が映像の全体を反射させるとの意味は、ライン２２の透過率が０％の材質で設けられ、映像の１００％を内部ガラス板４０の方向に反射させることをいう。一方、ライン２２が映像の一部を反射させるとの意味は、ライン２２の透過率が、例えば７０％程度に設定され、映像の７０％は内部ガラス板４０の方向に反射させ、映像の３０％は外部ガラス板１０の方向に透過させることをいう。
空白部２４は、パターン部２０でライン２２が生成されていない部分を指す。このような空白部２４は、実際に何も形成されないこともあり、透明材質の物質で形成されてもよい。このような空白部２４は、ライン２２とライン２２との間に位置して映像の全体又は一部を外部ガラス板１０の方向に透過させる。

ここで空白部２４が映像の全体を透過させるとの意味は、空白部２４の透過率が１００％の材質で設けられ、映像の１００％を外部ガラス板１０の方向に透過させることを意味する。一方、空白部２４が映像の一部を透過させるとの意味は、空白部２４の透過率が、例えば９０％程度に設定され、映像の９０％は外部ガラス板１０の方向に透過させ、映像の１０％は内部ガラス板４０の方向に反射させることを意味する。

一方、パターン部２０は、好ましくはライン２２とライン２２との間が１．６ｍｍ内外に形成され、ライン２２の幅は好ましくは２５〜１００μｍに形成される。即ち、ライン２２とライン２２との間が遠過ぎると、ライン２２によるパターン部２０全体の反射率がずいぶん低くなる。その反面、ライン２２とライン２２との間が近過ぎると、ライン２２によるパターン部２０全体の反射率があまり高くなる。ここに、ライン２２とライン２２との間の値を最適値の１．６ｍｍに決定する。一方、ライン２２の幅も厚過ぎると、ライン２２によるパターン部２０全体の反射率がずいぶん高くなる。その反面、ライン２２の幅が薄過ぎると、ライン２２によるパターン部２０全体の反射率がずいぶん低くなる。ここに、ライン２２の幅を最適値の２５〜１００μｍに決定する。

図１０（ａ）は、昼間に本発明の車両の内部で、パターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。図１１（ａ）は、夜間に本発明の車両の内部で、パターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。
ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００は、パターン部２０を形成しておいても、昼間及び夜間で透過性が一般的なウインドシールドガラスと比較しても特別な差がなく対等であることが分かる。

一方、図１０（ｂ）は、昼間に本発明の車両の内部で、ライン２２及び空白部２４の間隔及びライン２２の幅を調節したパターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。図１１（ｂ）は、夜間に本発明の車両の内部で、ライン２２及び空白部２４の間隔及びライン２２の幅を調節したパターン部２０が形成されたディスプレイ用ウインドシールドガラス１００を介し車両の外部を眺める様子を示す写真である。
ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００は、ライン２２及び空白部２４の間隔及びライン２２の幅を調節し、ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００の透過率、反射率などを動的に調節することができる。

以下、本発明に係るウインドシールドガラス１００の製造方法を説明する。
図１２は、ウインドシールドガラス１００の製造方法の順を示すフローチャートである。
先ず、外部ガラス板１０を備え、備えられた外部ガラス板１０の前面一部のパターン部２０を形成する（Ｓ１０）。
次いで、パターン部２０の前面にＰＶＢフィルム３０を形成させる（Ｓ２０）。
次いで、ＰＶＢフィルム３０の前面に内部ガラス板４０を接合する（Ｓ３０）。

以下、本発明に係るウインドシールドガラス１００の作動原理を説明する。
ディスプレイ用ウインドシールドガラス１００は、外部のスマートホン又はヘッドアップディスプレイ装置から映像が照射されると、前記映像は内部ガラス板４０及びＰＶＢフィルム３０を経てパターン部２０に透過される。ここで、パターン部２０のライン２２は、前記映像の全体又は一部を反射させる。なお、パターン部２０でライン２２が形成されていない部分、即ち空白部２４は、前記映像の全体又は一部を外部ガラス板１０の方向に透過させる。ここに、前記映像がライン２２では反射され、空白部２４では透過されるので、ライン２２部分でのみ映像が形成される。

図１３は、ウインドシールドガラス１００のパターン部２０のライン２２を積分し、面になってディスプレイに活用することができる原理を示す構成図である。図１４は、ウインドシールドガラス１００の実際動作の様子を示す写真である。
普通、ミクロン単位の細線（ライン）を積分すれば面になる。本発明は、微細なライン２２及び空白部２４の組合せでなるパターン部２０を形成する。ここに、実際にはライン２２とライン２２との間に空白部２４があるが、ユーザの目には空白部２４が目で確認し難くなる。このような構造を介し、前記映像はライン２２を介して効果的に反射させることができるので二重像が防止される。さらに、ライン２２とライン２２との間に形成された空白部２４により、結果的にディスプレイ用ウインドシールドガラス１００の透過性もある程度保障することができる。ここに、ウインドシールドガラス１００は、車両のディスプレイ用ウインドシールドガラスとしての利用に適する。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１０外部ガラス板
２０パターン部
２２ライン
２４空白部
３０、３０ａＰＶＢフィルム
４０内部ガラス板
１００ディスプレイ用ウインドシールドガラス

Claims

ディスプレイ用ウインドシールドガラスであって、
外部ガラス板と、
少なくとも１つのライン及び空白部の組合せからなり、入射される映像を前記ラインを用いて反射するパターン部と、
前記パターン部の前面に接合される内部ガラス板と
を含むことを特徴とするディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記パターン部は、不連続又は連続的な少なくとも１つの水平、垂直又は曲線ラインの組合せで形成されるか、格子形ラインでなるか、少なくとも１つの円形、楕円、多角形又はファジー形状のラインのうち何れか１つ以上の組合せでなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記ラインは、前記映像の全体又は一部を前記内部ガラス板の方向に反射させ、
前記空白部は、前記ラインとラインとの間に位置して前記映像の全体又は一部を前記外部ガラス板の方向に透過させることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記パターン部と前記内部ガラス板との間には、ＰＶＢフィルムがさらに介在されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記パターン部は、前記ラインとラインとの間が１．６ｍｍ内外に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記ラインの幅は２５〜１００μｍに形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記パターン部は酸化銀（ＡｇＯ_２）からなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
前記映像は、スマートホンのＨＵＤ機能により生成された映像であるか、ヘッドアップディスプレイ装置で生成された映像であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラス。
ディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法であって、
（ａ）外部ガラス板の前面に少なくとも１つのライン及び空白部の組合せからなり、入射される映像は前記ラインを用いて反射パターン部を形成するステップと、
（ｂ）前記パターン部の前面に内部ガラス板を接合するステップと、
を含むことを特徴とするディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法。
前記パターン部は、不連続又は連続的な少なくとも１つの水平、垂直又は曲線ラインの組合せにより形成されるか、格子形ラインからなるか、少なくとも１つの円形、楕円、多角形又はファジーの形状のラインのうち何れか１つ以上の組合せからなることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法。
前記ラインは、前記映像の全体又は一部を内部ガラス板の方向に反射させ、前記空白部は、前記ラインとラインとの間に位置して前記映像の全体又は一部を前記外部ガラス板の方向に透過させることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法。
前記パターン部は、ラインとラインとの間が１．６ｍｍ内外に形成されることを特徴とする請求項１０に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法。
前記ラインの幅は２５〜１００μｍに形成されることを特徴とする請求項９に記載のディスプレイ用ウインドシールドガラスの製造方法。