JP6770470B2 - ウインドシールド - Google Patents
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Description
本発明は、自動車のウインドシールドに関する。
従来より、車両のウインドシールドに光を照射することで、車速等の情報を投影するヘッドアップディスプレイ装置が提案されている。このヘッドアップディスプレイ装置を用いると、運転者は、スピードメータなどの車内の計器の代わりに、ウインドシールドに投影された情報を見ることで車速を確認できるため、運転中に前方への視線を大きく動かす必要がない。したがって、運転時の安全性を向上できるという利点がある。
しかしながら、厚さが均一なウインドシールドに対して、上記のようなヘッドアップディスプレイ装置を用いると、ウインドシールドの内面で反射することにより視認される像と、ウインドシールドの外面で反射することにより視認される像とが生じるため、ウインドシールド上に投影される像、つまり車速などの情報が二重になる二重像現象が生じるという問題があった。これを解決するため、例えば、特許文献１では、ウインドシールドを外側ガラス板、内側ガラス板、及びこれらの間に挟まれる樹脂製の中間膜で構成し、さらに中間膜の断面形状を楔形にすることで、ウインドシールドの断面形状を全体として楔形にすることが提案されている。これにより、２つの像が重なるため、二重像を防止することができる。
ところで、近年、ヘッドアップディスプレイ装置によってウインドシールドに投影される情報の表示領域は、増大の傾向にある。そして、本発明者が検討をした結果、表示領域が大型化すると、上記のような楔形の中間膜を用いたとしても、依然として二重像が発生することが確認された。本発明は、この問題を解決するためになされたものであり、ヘッドアップディスプレイ装置からの情報が投影される表示領域が大型化しても、二重像の発生を防止することができる、ウインドシールドを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記の課題を解決するために、鋭意検討を重ねた。その結果、以下に掲げる発明により、二重像の発生を防止できることを見出した。
項１．ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光によって情報が投影される表示領域を有するウインドシールドであって、
外側ガラス板と、
前記外側ガラス板と対向配置される内側ガラス板と、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に配置される中間膜と、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点が規定され、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールド。
外側ガラス板と、
前記外側ガラス板と対向配置される内側ガラス板と、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に配置される中間膜と、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点が規定され、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールド。
項２．前記表示領域は、上下方向が１５０ｍｍ以上、水平方向が１５０ｍｍ以上の領域である、項１に記載のウインドシールド。
項３．前記中間膜の厚みが上方にいくにしたがって大きくなるように、当該中間膜の断面形状が楔形に形成されている、項１または２に記載のウインドシールド。
項４．前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、フロート法におけるガラスの流れ方向を上下方向としている、項１から３のいずれかに記載のウインドシールド。
項５．前記外側ガラス板及び内側ガラス板は、前記ガラスの流れ方向に垂直方向では、０．１μｍ／８ｍｍ以上の凹凸を有する項４に記載のウインドシールド。
項６．前記ガラスの流れ方向と、前記上下方向とのなす角は、１０°以内である項４または５に記載のウインドシールド。
項７．水平方向に対する車両への設置角度が６０°以下である、項１から６のいずれかに記載のウインドシールド。
項８．前記内側ガラス板は、水平方向において異なる曲率半径を有する複数の領域を有しており、
前記表示領域は、前記複数の領域のうち、最も曲率半径の大きい領域以外の領域に形成される、項１から７のいずれかに記載のウインドシールド。
前記表示領域は、前記複数の領域のうち、最も曲率半径の大きい領域以外の領域に形成される、項１から７のいずれかに記載のウインドシールド。
項９．ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光によって情報が投影される表示領域を有するウインドシールドの製造方法であって、
外側ガラス板を準備するステップと、
内側ガラス板を準備するステップと、
中間膜を準備するステップと、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に前記中間膜を配置して接着するステップと、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点を規定し、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールドの製造方法。
外側ガラス板を準備するステップと、
内側ガラス板を準備するステップと、
中間膜を準備するステップと、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に前記中間膜を配置して接着するステップと、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点を規定し、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールドの製造方法。
項１０．前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、フロート法により形成され、
前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、前記フロート法おけるガラスの流れ方向を上下方向としている、項９に記載のウインドシールドの製造方法。
前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、前記フロート法おけるガラスの流れ方向を上下方向としている、項９に記載のウインドシールドの製造方法。
本発明に係るウインドシールド及びその製造方法によれば、ヘッドアップディスプレイ装置からの情報が投影される表示領域が大型化しても、二重像の発生を防止することができる。
以下、本発明に係る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、ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光によって情報が投影される表示領域を有している。
図１は、本実施形態に係るウインドシールドの断面図、図２は図１の平面図である。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、外側ガラス板１１と、内側ガラス板１２と、これらガラス板１１，１２の間に配置される中間膜１３を有する合わせガラス１を備えている。そして、この合わせガラス１にはマスク層２が積層されている。以下、各部材について説明する。
＜１．外側ガラス板及び内側ガラス板＞
まず、外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２から説明する。外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２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１１、１２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１１により必要な日射吸収率を確保し、内側ガラス板１２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。
まず、外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２から説明する。外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２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１１、１２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１１により必要な日射吸収率を確保し、内側ガラス板１２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。
（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％
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％
（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。
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。
（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％
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％
本実施形態に係る合わせガラス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１１と内側ガラス板１２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１１と内側ガラス板１２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１１と内側ガラス板１２の厚みを決定することができる。なお、ガラス板の厚みは、マイクロメータで測定することができる。
外側ガラス板１１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、例えば、この合わせガラスを自動車のウインドシールドとして用いる場合には、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１１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。
内側ガラス板１２の厚みは、外側ガラス板１１と同等にすることができるが、例えば、合わせガラスの軽量化のため、外側ガラス板１１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、０．６〜２．３ｍｍ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１２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。
また、本実施形態に係る外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２の形状は、湾曲形状である。合わせガラスが湾曲形状である場合には、ダブリ量が大きくなると遮音性能が低下するとされている。ダブリ量とは、合わせガラスの曲げを示す量であり、例えば、合わせガラスの上辺の中央と下辺の中央とを結ぶ直線を設定したとき、この直線と合わせガラスとの距離のうち最も大きいものをダブリ量と定義する。
ここで、合わせガラス１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、合わせガラス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、平らな面に合わせガラスの湾曲面が載るように配置し、上記シックネスゲージで合わせガラスの端部を挟持して測定する。
＜２．中間膜＞
中間膜１３は、少なくとも一層で形成されており、一例として、図３に示すように、軟質のコア層１３１を、これよりも硬質のアウター層１３２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１３１と、外側ガラス板１１側に配置される少なくとも１つのアウター層１３２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１３１と、外側ガラス板１１側に配置される１つのアウター層１３２を含む２層の中間膜１３、またはコア層１３１を中心に両側にそれぞれ２層以上の偶数のアウター層１３２を配置した中間膜１３、あるいはコア層１３１を挟んで一方に奇数のアウター層１３２、他方の側に偶数のアウター層１３２を配置した中間膜１３とすることもできる。なお、アウター層１３２を１つだけ設ける場合には、上記のように外側ガラス板１１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１３２の数が多いと、遮音性能も高くなる。
中間膜１３は、少なくとも一層で形成されており、一例として、図３に示すように、軟質のコア層１３１を、これよりも硬質のアウター層１３２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１３１と、外側ガラス板１１側に配置される少なくとも１つのアウター層１３２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１３１と、外側ガラス板１１側に配置される１つのアウター層１３２を含む２層の中間膜１３、またはコア層１３１を中心に両側にそれぞれ２層以上の偶数のアウター層１３２を配置した中間膜１３、あるいはコア層１３１を挟んで一方に奇数のアウター層１３２、他方の側に偶数のアウター層１３２を配置した中間膜１３とすることもできる。なお、アウター層１３２を１つだけ設ける場合には、上記のように外側ガラス板１１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１３２の数が多いと、遮音性能も高くなる。
コア層１３１はアウター層１３２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１３１，１３２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１３２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１３１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。
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１３２に用いる硬質なポリビニルブチラール樹脂と、コア層１３１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１３２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１３１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。
また、中間膜１３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１３１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１３２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１３の総厚を一定とし、この中でコア層１３１の厚みを調整することもできる。なお、中間膜１３の層厚とは、中間膜１３が楔形である場合には、最も厚みの薄い部分を指す。例えば、ウインドシールドを自動車に取り付けた場合には、最下部の厚みを指す。
コア層１３１及びアウター層１３２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）によって合わせガラスの断面を１７５倍に拡大して表示する。そして、コア層１３１及びアウター層１３２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１３１、アウター層１３２の厚みとする。
また、中間膜１３の断面形状は、上方にいくにしたがって厚みが大きくなるような楔形に形成されている。この場合、中間膜１３の総厚、コア層１３１、アウター層１３２の厚みは、最も厚みの小さい箇所、つまり合わせガラスの最下辺部を測定する。そして、中間膜１３が上記のような３層で形成される場合、コア層１３１及び一対のアウター層１３２の少なくとも１つの断面が楔形に形成されていればよい。
また、中間膜１３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１３１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１３２の厚みは、コア層１３１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１３の総厚を一定とし、この中でコア層１３１の厚みを調整することもできる。
コア層１３１及びアウター層１３２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）によって合わせガラスの断面を１７５倍に拡大して表示する。そして、コア層１３１及びアウター層１３２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１３１、アウター層１３２の厚みとする。例えば、合わせガラスの拡大写真を撮影し、このなかでコア層やアウター層１３２を特定して厚みを測定する。
中間膜１３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１３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。
＜３．マスク層＞
図１に示すように、この合わせガラスの周縁には、黒などの濃色のセラミックにマスク層２が積層されている。このマスク層２は、車内また車外からの視野を遮蔽するのであり、合わせガラスの４つの辺に沿って積層されている。
図１に示すように、この合わせガラスの周縁には、黒などの濃色のセラミックにマスク層２が積層されている。このマスク層２は、車内また車外からの視野を遮蔽するのであり、合わせガラスの４つの辺に沿って積層されている。
マスク層２は、例えば、外側ガラス板１１の内面のみ、内側ガラス板１２の内面のみ、あるいは外側ガラス板１１の内面と内側ガラス板１２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。
＊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
＊２，主成分：ホウケイ酸ビスマス、ホウケイ酸亜鉛
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。
また、マスク層２は、セラミックを積層するほか、濃色の樹脂製の遮蔽フィルムを貼り付けることで形成することもできる。
＜４．ヘッドアップディスプレイ装置＞
次に、ヘッドアップディスプレイ装置について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置という）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。
次に、ヘッドアップディスプレイ装置について説明する。ヘッドアップディスプレイ装置（ＨＵＤ装置という）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。
これを防止するためには、図４に示すように、ウインドシールド１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１の内面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。なお、このときのウインドシールド１の楔角αは、ウインドシールド１の設置角度にもよるが、例えば、０．０１〜０．０４度（０．２〜０．７ｍｒａｄ）とすることができる。
＜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。
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。
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は成形型が通過する炉の側面図である。図５に示すように、この成形型８００は、両ガラス板１１，１２の外形と概ね一致するような枠状の型本体を備えている。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１１，１２の周縁部が載置される。そのため、このガラス板１１，１２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１１，１２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を配置することがあり、これによってガラス板１１，１２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。
そして、平板状の外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２に上述したマスク層２が積層された後、これら外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２は重ね合わされ、上記成形型８００に支持された状態で、図５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１１，１２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１１，１２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１１，１２は、徐冷炉８０３から外部に搬出されて放冷される。
こうして、外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２が成形されると、これに続いて、中間膜１３を外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２の間に挟む。次に、両ガラス板１１，１２、及び中間膜１３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。
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１３が、各ガラス板１１，１２に接着され、本実施形態に係るウインドシールドが製造される。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。
＜６．二重像の防止のための方策＞
ところで、ヘッドアップディスプレイ装置５００によるウインドシールド１の表示領域は、近年増大が検討されている。しかしながら、表示領域が増大すると、上述したように、ウインドシールド１の断面形状を楔形にしても二重像が解消されないことが、本発明者によって見出された。その理由は、ウインドシールド１の表面に、波形の凹凸が生じていることにあり、特に、凹凸の山と谷が水平方向に延びるような凹凸が二重像の発生に影響を与えていることが分かった。そして、このような凹凸は、表示領域が小さい場合には、問題がなかったが、例えば、上下方向に１５０ｍｍ以上、水平方向に１５０ｍｍ以上、さらには上下方向に２００ｍｍ以上、水平方向に２００ｍｍ以上のような大型の表示領域では、二重像の発生が顕著になることが本発明者によって見出された。そこで、本発明者は、このような大型の表示領域において、二重像の発生を抑制する方策を以下の通り、見出した。なお、表示領域１５とは、ウインドシールド上で、ＨＵＤ装置によって表示される情報（文字、図形など）のうち、上下方向の両端部、及び水平方向の両端部を通過する矩形状の領域である。
ところで、ヘッドアップディスプレイ装置５００によるウインドシールド１の表示領域は、近年増大が検討されている。しかしながら、表示領域が増大すると、上述したように、ウインドシールド１の断面形状を楔形にしても二重像が解消されないことが、本発明者によって見出された。その理由は、ウインドシールド１の表面に、波形の凹凸が生じていることにあり、特に、凹凸の山と谷が水平方向に延びるような凹凸が二重像の発生に影響を与えていることが分かった。そして、このような凹凸は、表示領域が小さい場合には、問題がなかったが、例えば、上下方向に１５０ｍｍ以上、水平方向に１５０ｍｍ以上、さらには上下方向に２００ｍｍ以上、水平方向に２００ｍｍ以上のような大型の表示領域では、二重像の発生が顕著になることが本発明者によって見出された。そこで、本発明者は、このような大型の表示領域において、二重像の発生を抑制する方策を以下の通り、見出した。なお、表示領域１５とは、ウインドシールド上で、ＨＵＤ装置によって表示される情報（文字、図形など）のうち、上下方向の両端部、及び水平方向の両端部を通過する矩形状の領域である。
＜６−１．合わせガラスの表面の凹凸の発生原因＞
二重像は、主として以下のいずれかの態様、あるいはそれらを複合した態様で発生すると考えられる。まず、図６に示すように、外側ガラス板１１と内側ガラス板１２には凹凸がほとんど生じていないが、中間膜１３の表面に凹凸が生じている場合である。この場合には、両ガラス板１１，１２と中間膜１３とを上記のように本接着したとき、中間膜１３の凹凸によって両ガラス板１１，１２にも凹凸が生じる可能性がある。
二重像は、主として以下のいずれかの態様、あるいはそれらを複合した態様で発生すると考えられる。まず、図６に示すように、外側ガラス板１１と内側ガラス板１２には凹凸がほとんど生じていないが、中間膜１３の表面に凹凸が生じている場合である。この場合には、両ガラス板１１，１２と中間膜１３とを上記のように本接着したとき、中間膜１３の凹凸によって両ガラス板１１，１２にも凹凸が生じる可能性がある。
また、図７に示すように、中間膜１３には凹凸がほとんど発生していないが、両ガラス板１１，１２に凹凸が生じている場合である。この場合にもウインドシールド１の表面に凹凸が生じる可能性がある。なお、図７は各ガラス板１１，１２の凹凸の凸同士が対向するように接着されているが、図８に示すように、各ガラス板１１，１２の凹凸の凸部分と凹部分とが対向するように接着されることもある。
＜６−２．楔角の検討＞
上記のような凹凸が生じる場合、本発明者は、次のような知見を得た。まず、図９に示すように、表示領域１５にピッチが２０ｍｍ以下の格子点を規定する。格子点の数は、表示領域の大きさによるが、規定された表示領域に入る最大数の格子点を設定する。続いて、干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、各格子点の楔角を求める。そして、得られた各格子点の楔角の最大値と最小値との差が０．３２ｍｒａｄ以内であれば、表示領域１５における二重像が抑制されることが分かった。表示領域１５の大きさが大きく、干渉計によって一度の測定で測定できない場合には、図１０に示すように、複数回（図示の例では８回）の測定によって測定する。
上記のような凹凸が生じる場合、本発明者は、次のような知見を得た。まず、図９に示すように、表示領域１５にピッチが２０ｍｍ以下の格子点を規定する。格子点の数は、表示領域の大きさによるが、規定された表示領域に入る最大数の格子点を設定する。続いて、干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、各格子点の楔角を求める。そして、得られた各格子点の楔角の最大値と最小値との差が０．３２ｍｒａｄ以内であれば、表示領域１５における二重像が抑制されることが分かった。表示領域１５の大きさが大きく、干渉計によって一度の測定で測定できない場合には、図１０に示すように、複数回（図示の例では８回）の測定によって測定する。
なお、本発明者の研究によると、楔角変動の主な原因となる「中間膜厚さの不規則な変動」「ガラスと空気の界面における、ガラス表面の不規則な凹凸」は、大きさ２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の凸レンズ部分もしくは凹レンズ部分によって形成されている。したがって、表示領域１５における格子点（測定点）の密度は、互いの間隔（ピッチ）が２０ｍｍ以下であれば、欠陥部分を見逃すことなく評価することができる。したがって、格子点のピッチは１５ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
この知見について、具体的な計算例に基づいて検討する。図１１は、ＨＵＤ装置による虚像の位置を模式的に示す図である。光源であるパターンＰから発した１本の光線が合わせガラス１の室内側表面で反射して観察者の眼Ｅに到達する場合、光線の反射点と入射角θyを定義することができる。パターンＰの虚像は眼Ｅと反射点（入射点）Ｒを結ぶ線の延長線上にある。このとき、反射点Ｒと虚像Ｚとの距離Ｌ３は、パターンＰと反射点Ｒの距離Ｌ１、反射点Ｒと眼Ｅの距離Ｌ２及びウインドシールド反射面のレンズ作用によって決定する。
図１２は、合わせガラスの一部拡大である。上記の通り、合わせガラス１は外側ガラス板１１、中間膜１３、内側ガラス板１２の３層によって構成され、両ガラス板１１，１２の厚さは一定であるが、中間膜１３には楔角が設けてある。ガラス板１１，１２の表面は反射点Ｒを基準とするトーリック面であり、図１２の紙面における曲率半径をＲｙ、図１２の紙面と垂直方向における曲率半径をＲｘと規定する。このとき、すべてのガラス表面は同じ曲面とする。
図１３は、合わせガラス１の車外側の表面（以下、車外面という）と車内側の表面（以下、車内面という）の反射光の経路を示す図である。車外面の反射光と車内面の反射光は経路が異なるので、虚像面において位置が異なる。これが二重像の原因である。そこで、典型的なウインドシールドとＨＵＤ装置の条件を設定して、楔角と二重像の大きさの関係を計算した。計算に用いたのは、米国 Lambda Research Corporation 製の光線追跡ソフトウェア OSLO Premium Edition Rev.6.3.0 である。
（設定条件）
合わせガラスを構成する各ガラス板１１，１２の厚さを２．０ｍｍ、屈折率を１．５２とした。中間膜１３の厚さを反射点Ｒにおいて０．８ｍｍ、屈折率を１．４８とした。合わせガラス１の曲率半径（トーリック面）は、反射点Ｒにおいて、Ｒｘ＝４０００ｍｍ、Ｒｙ＝８０００ｍｍとした。また、入射角θｙは６５°とした。
合わせガラスを構成する各ガラス板１１，１２の厚さを２．０ｍｍ、屈折率を１．５２とした。中間膜１３の厚さを反射点Ｒにおいて０．８ｍｍ、屈折率を１．４８とした。合わせガラス１の曲率半径（トーリック面）は、反射点Ｒにおいて、Ｒｘ＝４０００ｍｍ、Ｒｙ＝８０００ｍｍとした。また、入射角θｙは６５°とした。
また、パターンＰと反射点Ｒとの距離Ｌ１を９３０ｍｍ、反射点Ｒと眼Ｅとの距離Ｌ２を１０００ｍｍとすると、合わせガラス１の反射面のレンズ作用により、反射点Ｒと虚像Ｚとの距離Ｌ３は２０００ｍｍとなる。中間膜１３の楔角φｙは、図１２に示すように、中間膜１３の厚みが右側ほど厚くなる場合を正値とする。また、中間膜１３の楔角φｘは、図１２の紙面と垂直方向において、奥側が厚く、手前側が薄くなる場合を正値とする。
虚像の位置の関係は、図１３に示されるように車内面の反射光の虚像Ｚ１が車外面の反射光の虚像Ｚ２より下側にある場合、位置ズレΔｙを正値とする。また、車内面の反射光の虚像Ｚ１が車外面の反射光の虚像Ｚ２よりも紙面奥側にある場合、位置ズレΔｘを正値とする。以下、この位置ずれを二重像の大きさと称することもある。
(計算結果)
中間膜１３の楔角φx＝０として、φｙを変えた場合の二重像の大きさΔｘ、Δｙの値を図１４に示す。φy＝０（楔角無し）の場合はΔｙ＝＋４．８ｍｍの大きな二重像が発生するが、φｙ＝＋０．４３ｍｒａｄの楔角をつけることで二重像はほぼゼロとなる。また、左右方向の二重像Δxは発生しない。
中間膜１３の楔角φx＝０として、φｙを変えた場合の二重像の大きさΔｘ、Δｙの値を図１４に示す。φy＝０（楔角無し）の場合はΔｙ＝＋４．８ｍｍの大きな二重像が発生するが、φｙ＝＋０．４３ｍｒａｄの楔角をつけることで二重像はほぼゼロとなる。また、左右方向の二重像Δxは発生しない。
中間膜１３の楔角φy＝０として、φｘを変えた場合の二重像の大きさΔｘ、Δｙの値を図１５に示す。φxの値に比例して左右方向の二重像Δxが発生する。しかし、図１４と比べるとグラフの傾きははるかに小さい。これは、楔角φxの変動は左右方向の二重像Δxに、あまり影響しないことを示している。
（許容範囲）
図１４より、楔角φy＝０．４３ｍｒａｄが最適値であることは明らかである。しかし、肉眼の分解能には限界があるので、楔角φｙが最適値から多少ずれていても二重像は目につかない。肉眼の角度分解能は１分とされている。本計算例の場合、眼Ｅと虚像Ｚの距離はＬ２＋Ｌ３＝３０００ｍｍであることから、角度１分に相当するΔyの値は、３０００×ｔａｎ（１分）＝０．８７（ｍｍ）である。
図１４より、楔角φy＝０．４３ｍｒａｄが最適値であることは明らかである。しかし、肉眼の分解能には限界があるので、楔角φｙが最適値から多少ずれていても二重像は目につかない。肉眼の角度分解能は１分とされている。本計算例の場合、眼Ｅと虚像Ｚの距離はＬ２＋Ｌ３＝３０００ｍｍであることから、角度１分に相当するΔyの値は、３０００×ｔａｎ（１分）＝０．８７（ｍｍ）である。
図１４の傾きより、Δｙの値を±０．８７ｍｍの範囲とするためには、φｙの値を０．４３±０．０７８ｍｒａｄの範囲とすれば良い。この範囲であれば、二重像の大きさは肉眼で検出できないレベルとなる。
ところで、肉眼が分解能１分を発揮できるのは、視力検査で使われるコントラストが高く明るいチャートを集中して凝視する場合である。よって、より条件の悪いＨＵＤでの画像を眺める場合の分解能は、もっと大きい角度となる。ＨＵＤ装置の画像を眺める際の実質的な分解能を２分とすると、φｙの許容値は０．４３±０．１６ｍｒａｄの範囲となる。すなわち、楔角のばらつき、つまり楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以下であればよい。
上記の典型的な計算例では楔角φｙ＝＋０．４３ｍｒａｄが最適値であるが、最適値はウインドシールド１の厚さ、入射角、虚像位置Ｚ、ＨＵＤ装置の収差補正、といった条件によって変わってくる。しかしながら、許容範囲の変動は小さいので、条件によって最適値が変わっても、許容範囲は同じ数値を適用しても問題ない。
以上の知見からすると、格子点の楔角のばらつきが小さいほど、表示領域１５における二重像が抑制することができる。したがって、複数の格子点の楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以下であれば、二重像を抑制することができる。
＜６−３．ガラス板に形成される凹凸の抑制＞
図１６はフロート法によるガラスの流れを示す平面図であり、図１７は図１６のＡ−Ａ線断面図である。両ガラス板１１，１２は、一般的にフロート法により形成されるが、フロート法では、図１６及び図１７に示すように、ガラスの流れ方向と直交する方向に凹凸が生じやすいことが分かっている。したがって、両ガラス板１１，１２を、ガラスの流れ方向が上下方向となった合わせガラスにすれば、凹凸の山と谷が上下方向に延びる凹凸を形成することができる。すなわち、二重像の発生に影響の大きい、凹凸の山と谷が水平方向に延びるような凹凸を抑制することができる。但し、ガラスの流れ方向とウインドシールドの上下方向が完全に一致する必要はなく、例えば、ガラスの流れ方向とウインドシールドの上下方向とのなす角が１０°以内であることが好ましい。
図１６はフロート法によるガラスの流れを示す平面図であり、図１７は図１６のＡ−Ａ線断面図である。両ガラス板１１，１２は、一般的にフロート法により形成されるが、フロート法では、図１６及び図１７に示すように、ガラスの流れ方向と直交する方向に凹凸が生じやすいことが分かっている。したがって、両ガラス板１１，１２を、ガラスの流れ方向が上下方向となった合わせガラスにすれば、凹凸の山と谷が上下方向に延びる凹凸を形成することができる。すなわち、二重像の発生に影響の大きい、凹凸の山と谷が水平方向に延びるような凹凸を抑制することができる。但し、ガラスの流れ方向とウインドシールドの上下方向が完全に一致する必要はなく、例えば、ガラスの流れ方向とウインドシールドの上下方向とのなす角が１０°以内であることが好ましい。
このように、ガラスの流れ方向を上下方向とすれば、必然的に水平方向の凹凸が大きくなるため、左右方向の二重像発生が激しくなることが懸念される。ところが、ウインドシールド１の上下方向は鉛直方向から大きく傾いた状態で設置されている。このような場合には、図１４、図１５に示されるように、水平方向の凹凸（すなわち楔角Δｘの変動）による二重像は、上下方向の凹凸（すなわち楔角Δyの変動）による二重像よりもはるかに小さくなる。従って、水平方向の二重像の発生は軽微なものとなるので問題にならない。
なお、各ガラス板１１，１２の表面において、ガラスの流れ方向と垂直な方向の凹凸が、例えば、０．１μｍ／８ｍｍ以上である場合、二重像が生じやすくなるが、上記のように、複数の格子点の楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以下であれば、二重像を抑制することができる。このような凹凸は、例えば、表面粗さ測定機として、東京精密（株）製のサーフコム４７９Ａによって測定することができる。また、凹凸の大きさは、例えば、フロート法におけるガラスの搬送速度を変化させることで、調整可能である。
＜６−４．中間膜の凹凸＞
図７の観点からすれば、両ガラス板１１，１２と接着を行う前の中間膜１３の凹凸が小さければ、合わせガラスの表面に生じる凹凸を小さくすることができる。例えば、中間膜１３が複数の樹脂層で形成されている場合、これらの樹脂層の界面に凹凸が発生する。このような中間膜１３は、複数層を共押出によって積層することで形成するが、例えば、押出し速度が均一になるようにすると、凹凸を低減することができる。あるいは、成形時の高温によって樹脂層が軟化し、これによって凹凸が大きくなる可能性もある。したがって、温度の調整によっても凹凸を低減することができる。以上より、中間膜１３の製造条件を変更することで、凹凸を低減することができる。
図７の観点からすれば、両ガラス板１１，１２と接着を行う前の中間膜１３の凹凸が小さければ、合わせガラスの表面に生じる凹凸を小さくすることができる。例えば、中間膜１３が複数の樹脂層で形成されている場合、これらの樹脂層の界面に凹凸が発生する。このような中間膜１３は、複数層を共押出によって積層することで形成するが、例えば、押出し速度が均一になるようにすると、凹凸を低減することができる。あるいは、成形時の高温によって樹脂層が軟化し、これによって凹凸が大きくなる可能性もある。したがって、温度の調整によっても凹凸を低減することができる。以上より、中間膜１３の製造条件を変更することで、凹凸を低減することができる。
＜６−５．ウインドシールドの設置角度＞
ウインドシールド１の設置角度を調整することでも二重像の発生を抑制することができる。すなわち、図１８に示すように、水平方向に延びる水平線Ｈに対する車両への設置角度γを規定する。この設置角度γは、水平線Ｈと合わせガラス１の車内面との交差角である。この設置角度γが小さくなると、図４に示す光の入射角及び反射角が大きくなるため、二重像の発生が顕著になる。しかしながら、このよう設置角度γが小さい場合であっても、本発明のウインドシールであれば好適に二重像の発生を抑制することができる。この観点から、設置角度γは、６０度以下であることが好適であり、４５度以下であることがさらに好適である。一方、設置角度γがあまり大きくなるとＨＵＤ装置５００の位置がウインドシールドと運転者の間になり、邪魔になることから、設置角度γは６０度以下であることが好ましい。このように車内面を基準とした設置角度γを規定したのは、次の理由による。すなわち、本実施形態に係る合わせガラス１は、楔角が設けられているため、車内面と車外面とは平行ではない。一方、二重像は車内面の傾きが原因である。よって、本実施形態に係る設置角度γは、水平線Ｈと合わせガラスの車内面とのなす角としている。
ウインドシールド１の設置角度を調整することでも二重像の発生を抑制することができる。すなわち、図１８に示すように、水平方向に延びる水平線Ｈに対する車両への設置角度γを規定する。この設置角度γは、水平線Ｈと合わせガラス１の車内面との交差角である。この設置角度γが小さくなると、図４に示す光の入射角及び反射角が大きくなるため、二重像の発生が顕著になる。しかしながら、このよう設置角度γが小さい場合であっても、本発明のウインドシールであれば好適に二重像の発生を抑制することができる。この観点から、設置角度γは、６０度以下であることが好適であり、４５度以下であることがさらに好適である。一方、設置角度γがあまり大きくなるとＨＵＤ装置５００の位置がウインドシールドと運転者の間になり、邪魔になることから、設置角度γは６０度以下であることが好ましい。このように車内面を基準とした設置角度γを規定したのは、次の理由による。すなわち、本実施形態に係る合わせガラス１は、楔角が設けられているため、車内面と車外面とは平行ではない。一方、二重像は車内面の傾きが原因である。よって、本実施形態に係る設置角度γは、水平線Ｈと合わせガラスの車内面とのなす角としている。
＜７．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。
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。
＜７−１＞
ウインドシールド１は、図１９に示すように、水平方向において異なる曲率半径を有する複数の領域が連なることで形成されている。例えば、図１９の例では、７つの曲率半径の異なる領域Ｄ１〜Ｄ７が接続された内面を有するウインドシールド１が示されている。ここでは、領域Ｄ１〜Ｄ７の内面の曲率半径を、それぞれＲ１〜Ｒ７とする。但し、この内面は左右対称であるため、Ｄ１とＤ７、Ｄ２Ｄ５，Ｄ３とＤ６の曲率半径は同じである。そして、これら曲率半径の関係は、以下のようになっている。
Ｒ４＞Ｒ３＝Ｒ６＞Ｒ２＝Ｒ５＞Ｒ１＝Ｒ７
ウインドシールド１は、図１９に示すように、水平方向において異なる曲率半径を有する複数の領域が連なることで形成されている。例えば、図１９の例では、７つの曲率半径の異なる領域Ｄ１〜Ｄ７が接続された内面を有するウインドシールド１が示されている。ここでは、領域Ｄ１〜Ｄ７の内面の曲率半径を、それぞれＲ１〜Ｒ７とする。但し、この内面は左右対称であるため、Ｄ１とＤ７、Ｄ２Ｄ５，Ｄ３とＤ６の曲率半径は同じである。そして、これら曲率半径の関係は、以下のようになっている。
Ｒ４＞Ｒ３＝Ｒ６＞Ｒ２＝Ｒ５＞Ｒ１＝Ｒ７
ここで、曲率半径が小さくなると、表示領域１５に投影された情報の像の歪みが大きくなるため、表示領域１５は、できるだけ曲率半径の大きい領域に配置することが好ましい。したがって、表示領域１５は、領域Ｄ２〜Ｄ６に配置されることが好ましい。
＜７−２＞
上記実施形態では、中間膜１３の断面形状を楔形にすることで、ウインドシールド１の断面形状を楔形にしているが、例えば、外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２の少なくとも一方の断面形状を楔形にすることで、合わせガラスの断面形状を楔形にすることもできる。
上記実施形態では、中間膜１３の断面形状を楔形にすることで、ウインドシールド１の断面形状を楔形にしているが、例えば、外側ガラス板１１及び内側ガラス板１２の少なくとも一方の断面形状を楔形にすることで、合わせガラスの断面形状を楔形にすることもできる。
以下、本発明に係るウインドシールドの実施例について説明する。但し、本発明は、以下の実施例に限定されない。
本実施例では、合わせガラスで構成されたウインドシールド（概略形状：上下方向長さ１０６０ｍｍ×左右方向長さ１５６０ｍｍ）から、図２０に示すように、３００×３００ｍｍの大きさのサンプルを切り出して評価した。このサンプルのほぼ中央には、ＨＵＤ装置から情報が投影される表示領域（左右方向長さ２００ｍｍ×上下方向長さ１５０ｍｍ）が設けられている。サンプルの中央（各辺から１５０ｍｍ離れた点）における外側ガラス板、中間膜、内側ガラス板の厚さはそれぞれ２．０ｍｍ、０．７ｍｍ、２．０ｍｍである。両ガラス板は、フロート法により製造された平板ガラスを、高精度プレス工法により曲げ加工したものである。中間膜は、ウインドシールドの上下方向についてあらかじめ楔角が全面にわたって設けられているものを使用した。楔角により、ウインドシールドの上にいくほど中間膜の厚さは厚くなっている。
ウインドシールドは曲げ加工を施したものであることから、サンプルの表面も曲面で構成されている。自動車に取り付けた状態での左右方向をｙ方向、上下方向をｘ方向とすると、サンプルの中央におけるｘ方向の曲率半径Ｒｘは２７００ｍｍ、ｙ方向の曲率半径Ｒｙは９５００ｍｍである。ただし、ＲｘおよびＲｙの値はサンプル上の位置によって多少異なった値となる。
楔角の設計値は、表示領域全体に亘って一定値であり、Ｙ方向の楔角は０．４０ｍｒａｄ（上側ほど厚くなる方向）、Ｘ方向の楔角は０である。一方、サンプルの実際の楔角は、図２１に示す装置により評価した。同図に示すフィゾ―式干渉計（米国 Ｚｙｇｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ 製 ＭＡＲＫ ＧＰＩ ｘｐｓ型）から、参照平面を通して出射される平行レーザー光束（直径１０２ｍｍ、波長６３２．８ｎｍ）を、極薄減光フィルターを通してからサンプル（凸面側）に照射した。サンプルを透過した平行レーザー光束は、ミラー（直径９６ｍｍ）で反射し、同じ経路を逆に辿って干渉計に戻る。そして、この反射光と、参照平面による反射光とを干渉させて干渉縞を発生させた。干渉縞は、ピクセル数３２０×２４０のＣＣＤ画像に取り込んで解析した。
図２２に、干渉縞パターンを解析して、直径９６ｍｍ範囲での波面の傾きを図示した例を示す。サンプルの厚い部分を透過した波面ほど位相が遅れるので、波面の傾きはサンプル厚さの変化、すなわち楔角に対応している。楔角が一定値であれば波面は一定の傾きを有する平面となる。図２２の例の場合は、楔角が場所によって変動しているので、波面は完全な平面ではなく、揺らぎが生じていることがわかる。
波面の高い部分は厚さの薄い部分であり、記録された波面差１μmは厚さの変化２．０８３μｍに相当する。この厚さの変化は、楔角をなす中間膜の屈折率を１．４８として、１／（１．４８−１）＝２．０８３の計算による。図２０に示すように、干渉計による測定は、サンプル上の位置を変えて８回実施した（(１)〜(８)）。８回の測定により、表示領域がカバーされている。
(実施例)
上記の手法により求めた干渉計データから、図２３に示すように、表示領域の中央を基点としてＸ及びＹ方向に１０ｍｍ間隔で、横方向に２１、縦方向に１６の格子点を規定した。ここでは、左右方向において、左端の格子点番号を０とし、右端の格子点番号を２０とする。また、上下方向においては、上端の格子点番号を０、下端の格子点番号を１５とする。そして、各格子点でのＹ方向の楔角を計算した。図２４は、これら各格子点での楔角の値をまとめたものであり、横方向に一列にならぶ２１個（左右方向の格子点番号０〜２１）の格子点におけるＹ方向の楔角をプロットして、線でつないでいる。すなわち、図２４には、上下方向に並ぶ１６の線（上下方向の格子点番号０〜１５）が形成されている。楔角の値は設計値０．４０ｍｒａｄを基準として、−０．１０〜＋０．０４ｍｒａｄの範囲内に収まっている。このばらつきは、計算例による許容値である０．３２ｍｒａｄよりも充分に小さい。
上記の手法により求めた干渉計データから、図２３に示すように、表示領域の中央を基点としてＸ及びＹ方向に１０ｍｍ間隔で、横方向に２１、縦方向に１６の格子点を規定した。ここでは、左右方向において、左端の格子点番号を０とし、右端の格子点番号を２０とする。また、上下方向においては、上端の格子点番号を０、下端の格子点番号を１５とする。そして、各格子点でのＹ方向の楔角を計算した。図２４は、これら各格子点での楔角の値をまとめたものであり、横方向に一列にならぶ２１個（左右方向の格子点番号０〜２１）の格子点におけるＹ方向の楔角をプロットして、線でつないでいる。すなわち、図２４には、上下方向に並ぶ１６の線（上下方向の格子点番号０〜１５）が形成されている。楔角の値は設計値０．４０ｍｒａｄを基準として、−０．１０〜＋０．０４ｍｒａｄの範囲内に収まっている。このばらつきは、計算例による許容値である０．３２ｍｒａｄよりも充分に小さい。
図２５Ａ及び図２５Ｂに、この実施例におけるＨＵＤ装置の投影虚像の写真を示す。図２５Ａは、Ｙ方向の楔角が最大値となった格子点（左右１５番、上下９番）近傍の位置ズレを示している。この格子点の楔角は、基準である０．４０ｍｒａｄから＋０．０５ｍｒａｄずれており、Ｙ方向の位置ズレΔｙは、−０．６ｍｍであった。一方、図２５Ｂは、Ｙ方向の楔角が最小値となった格子点（左右６番、上下０番）近傍の位置ズレを示している。この格子点の楔角は、基準である０．４０ｍｒａｄから−０．０９ｍｒａｄずれており、Ｙ方向の位置ズレΔｙは、＋１．０ｍｍであった。すなわち、全ての格子点におけるＹ方向の楔角の最大値と最小値との差は、０．１４ｍｒａｄであった。したがって、楔角のばらつきが０．３２ｍｒａｄの範囲内であれば、これらの図に示すように、二重像の発生が十分に抑制されていることが分かる。以上より、この実施例では、Ｙ方向の二重像の発生は小さく、上記のように広い表示領域を形成するＨＵＤ装置にも、適切に使用することができる。
(比較例)
実施例とは別個のサンプルについて、同じ評価を実施した。図２６に、各格子点での楔角の値をまとめた。楔角の値は設計値０．４０ｍｒａｄを基準として、−０．１８〜＋０．１６ｍｒａｄの範囲となっており、計算例による許容値である０．３２ｍｒａｄを超えている。
実施例とは別個のサンプルについて、同じ評価を実施した。図２６に、各格子点での楔角の値をまとめた。楔角の値は設計値０．４０ｍｒａｄを基準として、−０．１８〜＋０．１６ｍｒａｄの範囲となっており、計算例による許容値である０．３２ｍｒａｄを超えている。
図２７Ａ及び図２７Ｂに、この比較例におけるＨＵＤ装置の投影虚像の写真を示す。図２７Ａは、Ｙ方向の楔角が最大値となった格子点（左右１１番、上下１５番）近傍の位置ズレを示している。この格子点の楔角は、基準である０．４０ｍｒａｄから＋０．１５ｍｒａｄずれており、Ｙ方向の位置ズレΔｙは、−１．７ｍｍであった。一方、図２７Ｂは、Ｙ方向の楔角が最小値となった格子点（左右１７番、上下２番）近傍の位置ズレを示している。この格子点の楔角は、基準である０．４０ｍｒａｄから−０．１８ｍｒａｄずれており、Ｙ方向の位置ズレΔｙは、＋２．０ｍｍであった。すなわち、全ての格子点におけるＹ方向の楔角の最大値と最小値との差は、０．３３ｍｒａｄであった。したがって、楔角のばらつきが０．３２ｍｒａｄよりも大きければ、これらの図に示すように、二重像が顕著に表れることが分かる。以上より、Ｙ方向の二重像の発生は大きく、ＨＵＤ装置用としては不適である。
１１ 外側ガラス板
１２ 内側ガラス板
１３ 中間膜
５００ ヘッドアップディスプレイ装置
１２ 内側ガラス板
１３ 中間膜
５００ ヘッドアップディスプレイ装置
Claims (10)
- ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光によって情報が投影される表示領域を有するウインドシールドであって、
外側ガラス板と、
前記外側ガラス板と対向配置される内側ガラス板と、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に配置される中間膜と、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点が規定され、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールド。 - 前記表示領域は、上下方向が１５０ｍｍ以上、水平方向が１５０ｍｍ以上の領域である、請求項１に記載のウインドシールド。
- 前記中間膜の厚みが上方にいくにしたがって大きくなるように、当該中間膜の断面形状が楔形に形成されている、請求項１または２に記載のウインドシールド。
- 前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、フロート法におけるガラスの流れ方向を上下方向としている、請求項１から３のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記外側ガラス板及び内側ガラス板は、前記ガラスの流れ方向に垂直方向では、０．１μｍ／８ｍｍ以上の凹凸を有する請求項４に記載のウインドシールド。
- 前記ガラスの流れ方向と、前記上下方向とのなす角は、１０°以内である請求項４または５に記載のウインドシールド。
- 水平方向に対する車両への設置角度が６０°以下である、請求項１から６のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記内側ガラス板は、水平方向において異なる曲率半径を有する複数の領域を有しており、
前記表示領域は、前記複数の領域のうち、最も曲率半径の大きい領域以外の領域に形成される、請求項１から７のいずれかに記載のウインドシールド。 - ヘッドアップディスプレイ装置から照射される光によって情報が投影される表示領域を有するウインドシールドの製造方法であって、
外側ガラス板を準備するステップと、
内側ガラス板を準備するステップと、
中間膜を準備するステップと、
前記外側ガラス板と内側ガラス板との間に前記中間膜を配置して接着するステップと、
を備え、
前記表示領域内に２０ｍｍ以下のピッチで格子点を規定し、
干渉計により、ピクセル数２４０×２４０以上で、前記各格子点における楔角を測定したとき、当該楔角の最大値と最小値との差が、０．３２ｍｒａｄ以内である、ウインドシールドの製造方法。 - 前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、フロート法により形成され、
前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板は、前記フロート法おけるガラスの流れ方向を上下方向としている、請求項９に記載のウインドシールドの製造方法。
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