KR20190127757A - 윈드실드 - Google Patents

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KR20190127757A
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히사시 오가와
료헤이 오가와
구니오 안도
사토시 간키
시게오 깃타카
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닛뽄 시트 글래스 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖는 윈드실드이며, 외측 유리판과, 상기 외측 유리판과 대향 배치되는 내측 유리판과, 상기 외측 유리판과 내측 유리판 사이에 배치되는 중간막을 구비하고, 상기 측정 영역 내에 20mm 이하의 피치로 격자점이 규정되고, 간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 상기 각 격자점에 있어서의 쐐기 각을 측정했을 때, 당해 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이내이다.

Description

윈드실드
본 발명은, 자동차의 윈드실드에 관한 것이다.
종래부터, 차량의 윈드실드에 광을 조사함으로써, 차속 등의 정보를 투영하는 헤드업 디스플레이 장치가 제안되고 있다. 이 헤드업 디스플레이 장치를 사용하면, 운전자는, 스피드 미터 등의 차내의 계기 대신에 윈드실드에 투영된 정보를 봄으로써 차속을 확인할 수 있기 때문에, 운전 중에 전방으로의 시선을 크게 움직일 필요가 없다. 따라서, 운전 시의 안전성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
그러나, 두께가 균일한 윈드실드에 대하여, 상기와 같은 헤드업 디스플레이 장치를 사용하면, 윈드실드의 내면에서 반사함으로써 시인되는 상과, 윈드실드의 외면에서 반사함으로써 시인되는 상이 발생하기 때문에, 윈드실드 상에 투영되는 상, 즉 차속 등의 정보가 이중이 되는 이중 상 현상이 발생한다는 문제가 있었다. 이것을 해결하기 위해서, 예를 들어 특허문헌 1에서는, 윈드실드를 외측 유리판, 내측 유리판 및 이들 사이에 끼워지는 수지제의 중간막으로 구성하고, 또한 중간막의 단면 형상을 쐐기형으로 함으로써, 윈드실드의 단면 형상을 전체로서 쐐기형으로 하는 것이 제안되어 있다. 이에 의해, 두 상이 중첩되기 때문에, 이중 상을 방지할 수 있다.
일본 특허 공개 제2007-223883호 공보
그런데, 근년, 헤드업 디스플레이 장치에 의해 윈드실드에 투영되는 정보의 표시 영역은, 증대되는 경향이 있다. 그리고, 본 발명자가 검토를 한 결과, 표시 영역이 대형화하면, 상기와 같은 쐐기형 중간막을 사용했다고 해도, 여전히 이중 상이 발생한다는 것이 확인되었다. 본 발명은 이 문제를 해결하기 위하여 이루어진 것이고, 헤드업 디스플레이 장치로부터의 정보가 투영되는 표시 영역이 대형화되어도, 이중 상의 발생을 방지할 수 있는, 윈드실드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 이하에 예로 드는 발명에 의해, 이중 상의 발생을 방지할 수 있음을 알아내었다.
항 1. 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖는 윈드실드이며,
외측 유리판과,
상기 외측 유리판과 대향 배치되는 내측 유리판과,
상기 외측 유리판과 내측 유리판 사이에 배치되는 중간막
을 구비하고,
상기 표시 영역 내에 20mm 이하의 피치로 격자점이 규정되고,
간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 상기 각 격자점에 있어서의 쐐기 각을 측정했을 때, 당해 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이내인, 윈드실드.
항 2. 상기 표시 영역은, 상하 방향이 150mm 이상, 수평 방향이 150mm 이상의 영역인, 항 1에 기재된 윈드실드.
항 3. 상기 중간막의 두께가 상방으로 감에 따라서 커지도록, 당해 중간막의 단면 형상이 쐐기형으로 형성되어 있는, 항 1 또는 2에 기재된 윈드실드.
항 4. 상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 플로트법에 있어서의 유리의 흐름 방향을 상하 방향으로 하고 있는, 항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 윈드실드.
항 5. 상기 외측 유리판 및 내측 유리판은, 상기 유리의 흐름 방향에 수직 방향으로는, 0.1㎛/8mm 이상의 요철을 갖는 항 4에 기재된 윈드실드.
항 6. 상기 유리의 흐름 방향과, 상기 상하 방향이 이루는 각은, 10° 이내인 항 4 또는 5에 기재된 윈드실드.
항 7. 수평 방향에 대한 차량으로의 설치 각도가 60° 이하인, 항 1 내지 6 중 어느 한 항에 기재된 윈드실드.
항 8. 상기 내측 유리판은, 수평 방향에 있어서 다른 곡률 반경을 갖는 복수의 영역을 갖고 있고,
상기 표시 영역은, 상기 복수의 영역 중, 가장 곡률 반경이 큰 영역 이외의 영역에 형성되는, 항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 윈드실드.
항 9. 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖는 윈드실드의 제조 방법이며,
외측 유리판을 준비하는 스텝과,
내측 유리판을 준비하는 스텝과,
중간막을 준비하는 스텝과,
상기 외측 유리판과 내측 유리판 사이에 상기 중간막을 배치하여 접착하는 스텝
을 구비하고,
상기 표시 영역 내에 20mm 이하의 피치로 격자점을 규정하고,
간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 상기 각격자점에 있어서의 쐐기 각을 측정했을 때, 당해 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이내인, 윈드실드의 제조 방법.
항 10. 상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 플로트법에 의해 형성되고,
상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 상기 플로트법에 있어서의 유리의 흐름 방향을 상하 방향으로 하고 있는, 항 9에 기재된 윈드실드의 제조 방법.
본 발명에 따른 윈드실드 및 그 제조 방법에 의하면, 헤드업 디스플레이 장치로부터의 정보가 투영되는 표시 영역이 대형화되어도, 이중 상의 발생을 방지할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 윈드실드의 일 실시 형태의 단면도이다.
도 2는, 도 1의 평면도이다.
도 3은, 중간막의 단면도이다.
도 4는, 헤드업 디스플레이 장치와 윈드실드의 위치 관계를 도시하는 측면도이다.
도 5는, 유리판의 제조 방법의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 6은, 유리판과 중간막의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7은, 유리판과 중간막의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 8은, 유리판과 중간막의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 9는, 표시 영역을 나타내는 윈드실드의 평면도이다.
도 10은, 쐐기 각의 측정 방법의 일례를 나타내는 도 9의 확대 평면도이다.
도 11은, 이중 상을 설명하는 도면이다.
도 12는, 이중 상을 설명하는 도면이다.
도 13은, 이중 상을 설명하는 도면이다.
도 14는, y 방향의 쐐기 각과 이중 상의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 15는, x 방향의 쐐기 각과 이중 상의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은, 유리판의 제조 방법의 일례를 도시하는 평면도이다.
도 17은, 도 16의 A-A선 단면도이다.
도 18은, 윈드실드의 단면도이다.
도 19는, 윈드실드의 단면도이다.
도 20은, 실시예 및 비교예에 관한 쐐기 각의 측정을 설명하는 평면도이다.
도 21은, 쐐기 각의 측정 장치의 개략 구성도이다.
도 22는, 간섭 줄무늬 패턴을 해석하여, 직경 96mm 범위에서의 유리면의 파면의 기울기를 도시한 도면이다.
도 23은, 갱신점이 배치된 측정 영역을 도시하는 도면이다.
도 24는, 실시예에 있어서의 격자점의 쐐기 각을 나타내는 그래프이다.
도 25a는, 실시예에 있어서의 격자점의 사진을 도시하는 도면이다.
도 25b는, 실시예에 있어서의 격자점의 사진을 도시하는 도면이다.
도 26은, 비교예에 있어서의 격자점의 쐐기 각을 나타내는 그래프이다.
도 27a는, 실시예에 있어서의 격자점의 사진을 도시하는 도면이다.
도 27b는, 실시예에 있어서의 격자점의 사진을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 윈드실드의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에 따른 윈드실드는, 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖고 있다.
도 1은, 본 실시 형태에 따른 윈드실드의 단면도, 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 윈드실드는, 외측 유리판(11)과, 내측 유리판(12)과, 이들 유리판(11, 12) 사이에 배치되는 중간막(13)을 갖는 접합 유리(1)를 구비하고 있다. 그리고, 이 접합 유리(1)에는 마스크층(2)이 적층되어 있다. 이하, 각 부재에 대하여 설명한다.
<1. 외측 유리판 및 내측 유리판>
먼저, 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)부터 설명한다. 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)은, 공지된 유리판을 사용할 수 있고, 열선 흡수 유리, 일반적인 클리어 유리나 그린 유리 또는 UV 그린 유리로 형성할 수도 있다. 단, 이 유리판(11, 12)들은, 자동차가 사용되는 나라의 안전 규격에 따른 가시광선 투과율을 실현할 필요가 있다. 예를 들어, 외측 유리판(11)에 의해 필요한 일사 흡수율을 확보하고, 내측 유리판(12)에 의해 가시광선 투과율이 안전 규격을 충족하도록 조정할 수 있다. 이하에, 클리어 유리, 열선 흡수 유리 및 소다 석회계 유리의 일례를 나타낸다.
(클리어 유리)
SiO2: 70 내지 73질량%
Al2O3: 0.6 내지 2.4질량%
CaO: 7 내지 12질량%
MgO: 1.0 내지 4.5질량%
R2O: 13 내지 15질량%(R은 알칼리 금속)
Fe2O3로 환산한 전체 산화철(T-Fe2O3): 0.08 내지 0.14질량%
(열선 흡수 유리)
열선 흡수 유리의 조성은, 예를 들어 클리어 유리의 조성을 기준으로 하여, Fe2O3로 환산한 전체 산화철(T-Fe2O3)의 비율을 0.4 내지 1.3질량%로 하고, CeO2의 비율을 0 내지 2질량%로 하고, TiO2의 비율을 0 내지 0.5질량%로 하고, 유리의 골격 성분(주로, SiO2나 Al2O3)을 T-Fe2O3, CeO2 및 TiO2의 증가분만큼 감한 조성으로 할 수 있다.
(소다 석회계 유리)
SiO2: 65 내지 80질량%
Al2O3: 0 내지 5질량%
CaO: 5 내지 15질량%
MgO: 2질량% 이상
NaO: 10 내지 18질량%
K2O: 0 내지 5질량%
MgO+CaO: 5 내지 15질량%
Na2O+K2O: 10 내지 20질량%
SO3: 0.05 내지 0.3질량%
B2O3: 0 내지 5질량%
Fe2O3로 환산한 전체 산화철(T-Fe2O3): 0.02 내지 0.03질량%
본 실시 형태에 따른 접합 유리의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 경량화의 관점에서는, 외측 유리판(11)과 내측 유리판(12)의 두께 합계를, 2.4 내지 5.0mm로 하는 것이 바람직하고, 2.6 내지 4.6mm로 하는 것이 더욱 바람직하고, 2.7 내지 3.2mm로 하는 것이 특히 바람직하다. 이와 같이, 경량화를 위해서는, 외측 유리판(11)과 내측 유리판(12)의 합계의 두께를 작게 할 필요가 있으므로, 각 유리판의 각각의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 이하와 같이, 외측 유리판(11)과 내측 유리판(12)의 두께를 결정할 수 있다. 또한, 유리판의 두께는, 마이크로미터로 측정할 수 있다.
외측 유리판(11)은, 주로, 외부로부터의 장해에 대한 내구성, 내충격성이 필요하고, 예를 들어 이 접합 유리를 자동차의 윈드실드로서 사용하는 경우에는, 자갈 등의 비래물에 대한 내충격 성능이 필요하다. 한편, 두께가 클수록 중량이 증가하여 바람직하지 않다. 이 관점에서, 외측 유리판(11)의 두께는 1.8 내지 2.3mm로 하는 것이 바람직하고, 1.9 내지 2.1mm로 하는 것이 더욱 바람직하다. 어느 두께를 채용할지는, 유리의 용도에 따라서 결정할 수 있다.
내측 유리판(12)의 두께는, 외측 유리판(11)과 동등하게 할 수 있지만, 예를 들어 접합 유리의 경량화를 위해, 외측 유리판(11)보다도 두께를 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 유리의 강도를 고려하면, 0.6 내지 2.3mm인 것이 바람직하고, 0.8 내지 2.0mm인 것이 바람직하고, 1.0 내지 1.4mm인 것이 특히 바람직하다. 나아가, 0.8 내지 1.3mm인 것이 바람직하다. 내측 유리판(12)에 대해서도, 어느 두께를 채용할지는, 유리의 용도에 따라서 결정할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에 따른 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)의 형상은, 만곡 형상이다. 접합 유리가 만곡 형상인 경우에는, 최대 만곡량이 커지면 차음 성능이 저하된다고 여겨지고 있다. 최대 만곡량이란, 접합 유리의 굽힘을 나타내는 양이고, 예를 들어 접합 유리의 상변의 중앙과 하변의 중앙을 연결하는 직선을 설정했을 때, 이 직선과 접합 유리의 거리 중 가장 큰 것을 최대 만곡량으로 정의한다.
여기서, 접합 유리(1)의 두께 측정 방법의 일례에 대하여 설명한다. 먼저, 측정 위치에 대해서는, 접합 유리의 좌우 방향 중앙을 상하 방향으로 연장되는 중앙선 상의 상하 2군데이다. 측정 기기는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가부시키가이샤 테크로크제의 SM-112와 같은 두께 측정기를 사용할 수 있다. 측정 시에는, 평평한 면에 접합 유리의 만곡면이 얹히게 배치하고, 상기 두께 측정기로 접합 유리의 단부를 끼움 지지하여 측정한다.
<2. 중간막>
중간막(13)은, 적어도 1층으로 형성되어 있고, 일례로서, 도 3에 도시한 바와 같이, 연질의 코어층(131)을, 이것보다도 경질의 아우터층(132)으로 끼움 지지한 3층으로 구성할 수 있다. 단, 이 구성에 한정되는 것은 아니고, 코어층(131)과, 외측 유리판(11)측에 배치되는 적어도 하나의 아우터층(132)을 갖는 복수층으로 형성되어 있으면 된다. 예를 들어, 코어층(131)과, 외측 유리판(11)측에 배치되는 하나의 아우터층(132)을 포함하는 2층의 중간막(13), 또는 코어층(131)을 중심으로 양측에 각각 2층 이상의 짝수의 아우터층(132)을 배치한 중간막(13), 혹은 코어층(131)을 끼워서 한쪽에 홀수의 아우터층(132), 다른 쪽의 측에 짝수의 아우터층(132)을 배치한 중간막(13)으로 할 수도 있다. 또한, 아우터층(132)을 하나만 마련하는 경우에는, 상기와 같이 외측 유리판(11)측에 마련하고 있지만, 이것은, 차외나 옥외로부터의 외력에 대한 내파손 성능을 향상시키기 위해서이다. 또한, 아우터층(132)의 수가 많으면, 차음 성능도 높아진다.
코어층(131)은 아우터층(132)보다도 연질인 한, 그 경도는 특별히 한정되지 않는다. 각 층(131, 132)을 구성하는 재료는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 아우터층(132)은, 예를 들어 폴리비닐부티랄 수지(PVB)에 의해 구성할 수 있다. 폴리비닐부티랄 수지는, 각 유리판과의 접착성이나 내관통성이 우수하므로 바람직하다. 한편, 코어층(131)은, 예를 들어 에틸렌비닐아세테이트 수지(EVA) 또는 아우터층을 구성하는 폴리비닐부티랄 수지보다도 연질의 폴리비닐아세탈 수지에 의해 구성할 수 있다. 연질의 코어층을 사이에 끼움으로써, 단층의 수지 중간막과 동등한 접착성이나 내관통성을 유지하면서, 차음 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 폴리비닐아세탈 수지의 경도는, (a) 출발 물질인 폴리비닐알코올의 중합도, (b) 아세탈화도, (c) 가소제의 종류, (d) 가소제의 첨가 비율 등에 의해 제어할 수 있다. 따라서, 그러한 조건으로부터 선택되는 적어도 하나를 적절하게 조정함으로써, 동일한 폴리비닐부티랄 수지여도, 아우터층(132)에 사용하는 경질의 폴리비닐부티랄 수지와, 코어층(131)에 사용하는 연질의 폴리비닐부티랄 수지의 구분 제작하기가 가능하다. 또한, 아세탈화에 사용하는 알데히드의 종류, 복수 종류의 알데히드에 의한 공아세탈화이나 단종의 알데히드에 의한 순아세탈화에 의해서도, 폴리비닐아세탈 수지의 경도를 제어할 수 있다. 일률적으로는 말할 수 없지만, 탄소수가 많은 알데히드를 사용하여 얻어지는 폴리비닐아세탈 수지일수록, 연질이 되는 경향이 있다. 따라서, 예를 들어 아우터층(132)이 폴리비닐부티랄 수지로 구성되어 있는 경우, 코어층(131)에는, 탄소수가 5 이상의 알데히드(예를 들어 n-헥실알데히드, 2-에틸부틸알데히드, n-헵틸알데히드, n-옥틸알데히드)를 폴리비닐알코올로 아세탈화하여 얻어지는 폴리비닐아세탈 수지를 사용할 수 있다. 또한, 소정의 영률이 얻어지는 경우에는, 상기 수지 등에 한정되는 일은 없다.
또한, 중간막(13)의 총 두께는, 특별히 규정되지 않지만, 0.3 내지 6.0mm인 것이 바람직하고, 0.5 내지 4.0mm인 것이 더욱 바람직하고, 0.6 내지 2.0mm인 것이 특히 바람직하다. 또한, 코어층(131)의 두께는, 0.1 내지 2.0mm인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.6mm인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 각 아우터층(132)의 두께는, 0.1 내지 2.0mm인 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.0mm인 것이 더욱 바람직하다. 기타, 중간막(13)의 총 두께를 일정하게 하고, 이 중에서 코어층(131)의 두께를 조정할 수도 있다. 또한, 중간막(13)의 층 두께란, 중간막(13)이 쐐기형인 경우에는, 가장 두께가 얇은 부분을 가리킨다. 예를 들어, 윈드실드를 자동차에 설치했을 경우에는, 최하부의 두께를 가리킨다.
코어층(131) 및 아우터층(132)의 두께는, 예를 들어 이하와 같이 측정할 수 있다. 먼저, 현미경(예를 들어, 키엔스사제 VH-5500)에 의해 접합 유리의 단면을 175배로 확대하여 표시한다. 그리고, 코어층(131) 및 아우터층(132)의 두께를 눈으로 보아 특정하고, 이것을 측정한다. 이때, 눈으로 보는 것에 의한 변동을 배제하기 위해서, 측정 횟수를 5회로 하고, 그 평균값을 코어층(131), 아우터층(132)의 두께로 한다.
또한, 중간막(13)의 단면 형상은, 상방으로 감에 따라서 두께가 두꺼워지는 쐐기형으로 형성되어 있다. 이 경우, 중간막(13)의 총 두께, 코어층(131), 아우터층(132)의 두께는, 가장 두께가 얇은 개소, 즉 접합 유리의 최하변부를 측정한다. 그리고, 중간막(13)이 상기와 같은 3층으로 형성되는 경우, 코어층(131) 및 한 쌍의 아우터층(132)의 적어도 하나의 단면이 쐐기형으로 형성되어 있으면 된다.
또한, 중간막(13)의 총 두께는, 특별히 규정되지 않지만, 0.3 내지 6.0mm인 것이 바람직하고, 0.5 내지 4.0mm인 것이 더욱 바람직하고, 0.6 내지 2.0mm인 것이 특히 바람직하다. 또한, 코어층(131)의 두께는, 0.1 내지 2.0mm인 것이 바람직하고, 0.1 내지 0.6mm인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 각 아우터층(132)의 두께는, 코어층(131)의 두께보다도 큰 것이 바람직하고, 구체적으로는 0.1 내지 2.0mm인 것이 바람직하고, 0.1 내지 1.0mm인 것이 더욱 바람직하다. 기타, 중간막(13)의 총 두께를 일정하게 하고, 이 중에서 코어층(131)의 두께를 조정할 수도 있다.
코어층(131) 및 아우터층(132)의 두께는, 예를 들어 이하와 같이 측정할 수 있다. 먼저, 현미경(예를 들어, 키엔스사제 VH-5500)에 의해 접합 유리의 단면을 175배로 확대하여 표시한다. 그리고, 코어층(131) 및 아우터층(132)의 두께를 눈으로 보아 특정하고, 이것을 측정한다. 이때, 눈으로 보는 변동을 배제하기 위해서, 측정 횟수를 5회로 하고, 그 평균값을 코어층(131), 아우터층(132)의 두께로 한다. 예를 들어, 접합 유리의 확대 사진을 촬영하고, 이 중에서 코어층이나 아우터층(132)을 특정하여 두께를 측정한다.
중간막(13)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상술한 폴리비닐아세탈 수지 등의 수지 성분, 가소제 및 필요에 따라서 다른 첨가제를 배합하고, 균일하게 혼련한 후, 각 층을 일괄적으로 압출 성형하는 방법, 이 방법에 의해 제작한 2개 이상의 수지막을 프레스법, 라미네이트법 등에 의해 적층하는 방법을 들 수 있다. 프레스법, 라미네이트법 등에 의해 적층하는 방법에 사용하는 적층 전의 수지막은 단층 구조여도 다층 구조여도 된다. 또한, 중간막(13)은, 상기와 같은 복수의 층으로 형성하는 것 이외에, 1층으로 형성할 수도 있다.
<3. 마스크층>
도 1에 도시한 바와 같이, 이 접합 유리의 주연에는, 흑색 등의 농색의 세라믹에 마스크층(2)이 적층되어 있다. 이 마스크층(2)은, 차내 또한 차외로부터의 시야를 차폐하는 것이고, 접합 유리의 네 변을 따라서 적층되어 있다.
마스크층(2)은, 예를 들어 외측 유리판(11)의 내면만, 내측 유리판(12)의 내면만, 혹은 외측 유리판(11)의 내면과 내측 유리판(12)의 내면 등 다양한 형태가 가능하다. 또한, 세라믹, 여러가지 재료로 형성할 수 있지만, 예를 들어 이하의 조성으로 할 수 있다.
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*1, 주성분: 산화구리, 산화크롬, 산화철 및 산화망간
*2, 주성분: 붕규산 비스무트, 붕규산 아연
세라믹은, 스크린 인쇄법에 의해 형성할 수 있지만, 이외에, 소성용 전사 필름을 유리판에 전사하여 소성함으로써 제작하는 것도 가능하다. 스크린 인쇄를 채용하는 경우, 예를 들어 폴리에스테르 스크린: 355 메쉬, 코팅 두께: 20㎛, 텐션: 20Nm, 스퀴지 경도: 80도, 설치 각도: 75°, 인쇄 속도: 300mm/s로 할 수 있고, 건조로에서 150℃, 10분의 건조에 의해, 세라믹을 형성할 수 있다.
또한, 마스크층(2)은, 세라믹을 적층하는 것 이외에, 농색의 수지제의 차폐 필름을 첩부함으로써 형성할 수도 있다.
<4. 헤드업 디스플레이 장치>
이어서, 헤드업 디스플레이 장치에 대하여 설명한다. 헤드업 디스플레이 장치(HUD 장치라고 함)는, 윈드실드에, 차속 등의 정보를 투사하는 것이다. 그러나, 이 HUD 장치를 사용하면, 윈드실드에 투영된 광에 의해, 이중 상이 형성된다는 것이 알려져 있다. 즉, 윈드실드 내면에서 반사함으로써 시인되는 상과, 윈드실드의 외면에서 반사함으로써 시인되는 상이 따로따로 시인되기 때문에, 상이 이중으로 되고 있었다.
이것을 방지하기 위해서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 윈드실드(1)에 있어서, 적어도 HUD 장치(500)로부터 광이 투영되는 표시 영역에 있어서는, 두께가 하방으로 감에 따라서, 작아지도록 형성한다. 이에 의해, 윈드실드(1)의 내면에서 반사하여 차내에 입사하는 광과, 윈드실드의 외면에서 반사한 후, 차내에 입사하는 광이, 대략 일치하기 때문에, 이중 상이 해소된다. 또한, 이때의 윈드실드(1)의 쐐기 각 α는, 윈드실드(1)의 설치 각도에 따라 다르지만, 예를 들어 0.01 내지 0.04도(0.2 내지 0.7mrad)로 할 수 있다.
<5. 윈드실드의 제조 방법>
이어서, 윈드실드의 제조 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 유리판의 제조 라인에 대하여 설명한다.
여기서, 성형 형에 대해서, 도 5를 참조하면서, 더욱 상세하게 설명한다. 도 5는 성형 형이 통과하는 로의 측면도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 이 성형 형(800)은, 양 유리판(11, 12)의 외형과 대략 일치하는 프레임형의 형 본체를 구비하고 있다. 이 형 본체(810)는, 프레임형으로 형성되어 있기 때문에, 내측에는 상하 방향으로 관통하는 내부 공간을 갖고 있다. 그리고, 이 형 본체(810)의 상면에 평판상의 양 유리판(11, 12)의 주연부가 적재된다. 그 때문에, 이 유리판(11, 12)에는, 하측에 배치된 히터(도시 생략)로부터, 내부 공간을 통하여 열이 가해진다. 이에 의해, 양 유리판(11, 12)은 가열에 의해 연화되고, 자중에 의해 하방으로 만곡되게 된다. 또한, 형 본체(810)의 내주연에는, 열을 차폐하기 위한 차폐판을 배치하는 경우가 있고, 이에 의해 유리판(11, 12)이 받는 열을 조정할 수 있다. 또한, 히터는, 성형 형(800)의 하방뿐만 아니라, 상방에 마련할 수도 있다.
그리고, 평판상의 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)에 상술한 마스크층(2)이 적층된 후, 이들 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)은 중첩되고, 상기 성형 형(800)에 지지된 상태에서, 도 5에 도시한 바와 같이, 가열로(802)를 통과한다. 가열로(802) 내에서 연화점 온도 부근까지 가열되면, 양 유리판(11, 12)은 자중에 의해 주연부보다도 내측이 하방으로 만곡되어, 곡면 형상으로 성형된다. 계속해서, 양 유리판(11, 12)은 가열로(802)로부터 서랭로(803)에 반입되어, 서랭 처리가 행하여진다. 그 후, 양 유리판(11, 12)은, 서랭로(803)로부터 외부로 반출되어서 방랭된다.
이렇게 해서, 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)이 성형되면, 이것에 이어서, 중간막(13)을 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12) 사이에 끼운다. 이어서, 양 유리판(11, 12) 및 중간막(13)이 적층된 적층체를, 고무백에 넣고, 감압 흡인하면서 약 70 내지 110℃에서 예비 접착한다. 예비 접착의 방법은, 이것 이외에도 가능하며, 다음의 방법을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 상기 적층체를 오븐에 의해 45 내지 65℃에서 가열한다. 이어서, 이 적층체를 0.45 내지 0.55MPa로 롤에 의해 압박한다. 계속해서, 이 적층체를, 다시 오븐에 의해 80 내지 105℃에서 가열한 후, 0.45 내지 0.55MPa로 롤에 의해 다시 압박한다. 이렇게 해서, 예비 접착이 완료된다.
이어서, 본 접착을 행한다. 예비 접착이 이루어진 적층체를, 오토클레이브에 의해, 예를 들어 8 내지 15기압으로, 100 내지 150℃에 의해, 본 접착을 행한다. 구체적으로는, 예를 들어 14기압으로 135℃의 조건에서 본 접착을 행할 수 있다. 이상의 예비 접착 및 본 접착을 통해서, 중간막(13)이, 각 유리판(11, 12)에 접착되어, 본 실시 형태에 따른 윈드실드가 제조된다. 또한, 이외의 방법, 예를 들어 프레스 가공에 의해, 만곡된 윈드실드를 제조할 수도 있다.
<6. 이중 상의 방지를 위한 방책>
그런데, 헤드업 디스플레이 장치(500)에 의한 윈드실드(1)의 표시 영역은, 근년 증대가 검토되고 있다. 그러나, 표시 영역이 증대되면, 상술한 바와 같이, 윈드실드(1)의 단면 형상을 쐐기형으로 해도 이중 상이 해소되지 않는다는 것이, 본 발명자에 의해 발견되었다. 그 이유는, 윈드실드(1)의 표면에, 파형의 요철이 발생되어 있는 것에 있고, 특히 요철의 산과 산골짜기가 수평 방향으로 연장하는 듯 한 요철이 이중 상의 발생에 영향을 주고 있는 것을 알게 되었다. 그리고, 이러한 요철은, 표시 영역이 작은 경우에는, 문제가 없었지만, 예를 들어 상하 방향으로 150mm 이상, 수평 방향으로 150mm 이상, 나아가 상하 방향으로 200mm 이상, 수평 방향으로 200mm 이상과 같은 대형의 표시 영역에서는, 이중 상의 발생이 현저해지는 것이 본 발명자에 의해 발견되었다. 그래서, 본 발명자는, 이러한 대형의 표시 영역에 있어서, 이중 상의 발생을 억제하는 방책을 이하와 같이, 알아내었다. 또한, 표시 영역(15)이란, 윈드실드 상에서, HUD 장치에 의해 표시되는 정보(문자, 도형 등) 중 상하 방향의 양단부 및 수평 방향의 양단부를 통과하는 직사각형의 영역이다.
<6-1. 접합 유리의 표면의 요철의 발생 원인>
이중 상은, 주로 이하의 어느 양태, 혹은 그것들을 복합한 양태로 발생한다고 생각된다. 먼저, 도 6에 도시하는 바와 같이, 외측 유리판(11)과 내측 유리판(12)에는 요철이 거의 발생하지 않았지만, 중간막(13)의 표면에 요철이 발생한 경우이다. 이 경우에는, 양 유리판(11, 12)과 중간막(13)을 상기와 같이 본 접착했을 때, 중간막(13)의 요철에 의해 양 유리판(11, 12)에도 요철이 발생할 가능성이 있다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 중간막(13)에는 요철이 거의 발생하지 않았지만, 양 유리판(11, 12)에 요철이 발생한 경우이다. 이 경우에도 윈드실드(1)의 표면에 요철이 발생할 가능성이 있다. 또한, 도 7은 각 유리판(11, 12)의 요철 볼록끼리가 대향하도록 접착되어 있지만, 도 8에 도시하는 바와 같이, 각 유리판(11, 12)의 요철 볼록 부분과 오목 부분이 대향하도록 접착되는 경우도 있다.
<6-2. 쐐기 각의 검토>
상기와 같은 요철이 발생하는 경우, 본 발명자는, 다음과 같은 지견을 얻었다. 먼저, 도 9에 도시하는 바와 같이, 표시 영역(15)에 피치가 20mm 이하의 격자점을 규정한다. 격자점의 수는, 표시 영역의 크기에 따르지만, 규정된 표시 영역에 들어가는 최대수의 격자점을 설정한다. 계속해서, 간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 각 격자점의 쐐기 각을 구한다. 그리고, 얻어진 각 격자점의 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가 0.32mrad 이내라면, 표시 영역(15)에 있어서의 이중 상이 억제된다는 것을 알게 되었다. 표시 영역(15)의 크기가 크고, 간섭계에 의해 한번의 측정으로 측정할 수 없는 경우에는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 복수회(도시의 예에서는 8회)의 측정에 의해 측정한다.
또한, 본 발명자의 연구에 의하면, 쐐기 각 변동의 주된 원인이 되는 「중간 막 두께의 불규칙한 변동」 「유리와 공기의 계면에 있어서의, 유리 표면의 불규칙한 요철」은, 크기 20mm 내지 50mm 정도의 볼록 렌즈 부분 또는 오목 렌즈 부분에 의해 형성되어 있다. 따라서, 표시 영역(15)에 있어서의 격자점(측정점)의 밀도는, 서로의 간격(피치)이 20mm 이하이면, 결함 부분을 간과하는 일 없이 평가할 수 있다. 따라서, 격자점의 피치는 15mm 이하인 것이 바람직하고, 10mm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
이 지견에 대해서, 구체적인 계산예에 기초하여 검토한다. 도 11은, HUD 장치에 의한 허상의 위치를 모식적으로 도시하는 도이다. 광원인 패턴 P로부터 발한 한 줄기의 광선이 접합 유리(1)의 실내측 표면에서 반사하여 관찰자의 눈 E에 도달하는 경우, 광선의 반사 점과 입사각 θy를 정의할 수 있다. 패턴 P의 허상은 눈 E와 반사점(입사점) R을 연결하는 선의 연장선 상에 있다. 이때, 반사점 R과 허상 Z의 거리 L3은, 패턴 P와 반사점 R의 거리 L1, 반사점 R과 눈 E의 거리 L2 및 윈드실드 반사면의 렌즈 작용에 의해 결정한다.
도 12는, 접합 유리의 일부 확대도이다. 상기한 바와 같이, 접합 유리(1)는 외측 유리판(11), 중간막(13), 내측 유리판(12)의 3층에 의해 구성되고, 양 유리판(11, 12)의 두께는 일정하지만, 중간막(13)에는 쐐기 각이 마련되어 있다. 유리판(11, 12)의 표면은 반사점 R을 기준으로 하는 토릭면이고, 도 12의 지면에 있어서의 곡률 반경을 Ry, 도 12의 지면과 수직 방향에 있어서의 곡률 반경을 Rx로 규정한다. 이때, 모든 유리 표면은 같은 곡면으로 본다.
도 13은, 접합 유리(1)의 차외측 표면(이하, 차외면이라고 함)과 차내측 표면(이하, 차내면이라고 함)의 반사광의 경로를 도시하는 도면이다. 차외면의 반사광과 차내면의 반사광은 경로가 상이하므로, 허상면에 있어서 위치가 상이하다. 이것이 이중 상의 원인이다. 그래서, 전형적인 윈드실드와 HUD 장치의 조건을 설정하여, 쐐기 각과 이중 상의 크기의 관계를 계산하였다. 계산에 사용한 것은, 미국 Lambda Research Corporation제의 광선 추적 소프트웨어 OSLO Premium Edition Rev.6.3.0이다.
(설정 조건)
접합 유리를 구성하는 각 유리판(11, 12)의 두께를 2.0mm, 굴절률을 1.52로 하였다. 중간막(13)의 두께를 반사점 R에 있어서 0.8mm, 굴절률을 1.48로 하였다. 접합 유리(1)의 곡률 반경(토릭면)은, 반사점 R에 있어서, Rx=4000mm, Ry=8000mm로 하였다. 또한, 입사각 θy는 65°로 하였다.
또한, 패턴 P와 반사점 R의 거리 L1을 930mm, 반사점 R과 눈 E의 거리 L2를 1000mm로 하면, 접합 유리(1)의 반사면의 렌즈 작용에 의해, 반사점 R과 허상 Z의 거리 L3은 2000mm로 된다. 중간막(13)의 쐐기 각 φy는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 중간막(13)의 두께가 우측일수록 두꺼워지는 경우를 정값으로 한다. 또한, 중간막(13)의 쐐기 각 φx는, 도 12의 지면과 수직 방향에 있어서, 안측이 두껍고, 전방측이 얇아지는 경우를 정값으로 한다.
허상의 위치 관계는, 도 13에 도시된 바와 같이 차내면의 반사광의 허상 Z1이 차외면의 반사광의 허상 Z2보다 아래측에 있는 경우, 위치 어긋남 Δy를 정값으로 한다. 또한, 차내면의 반사광의 허상 Z1이 차외면의 반사광의 허상 Z2보다도 지면 안측에 있는 경우, 위치 어긋남 Δx를 정값으로 한다. 이하, 이 위치 어긋남을 이중 상의 크기라고 칭하기도 한다.
(계산 결과)
중간막(13)의 쐐기 각 φx=0으로 하고, φy를 바꾼 경우의 이중 상의 크기 Δx, Δy의 값을 도 14에 도시한다. φy=0(쐐기 각 없음)의 경우에는 Δy=+4.8mm의 큰 이중 상이 발생하지만, φy=+0.43mrad의 쐐기 각을 갖게 함으로써 이중 상은 거의 제로가 된다. 또한, 좌우 방향의 이중 상 Δx는 발생하지 않는다.
중간막(13)의 쐐기 각 φy=0으로 하고, φx를 바꾼 경우의 이중 상의 크기 Δx, Δy의 값을 도 15에 도시한다. φx의 값에 비례하여 좌우 방향의 이중 상 Δx가 발생한다. 그러나, 도 14와 비교하면 그래프의 기울기는 훨씬 작다. 이것은, 쐐기 각 φx의 변동은 좌우 방향의 이중 상 Δx에, 별로 영향을 미치지 않음을 나타내고 있다.
(허용 범위)
도 14로부터, 쐐기 각 φy=0.43mrad가 최적값임은 명확하다. 그러나, 육안의 분해능에는 한계가 있어서, 쐐기 각 φy가 최적값으로부터 다소 어긋나 있어도 이중 상은 눈에 띄지 않는다. 육안의 각도 분해능은 1분으로 되어 있다. 본 계산예의 경우, 눈 E와 허상 Z의 거리는 L2+L3=3000mm인 점에서, 각도 1분에 상당하는 Δy의 값은, 3000×tan(1분)=0.87(mm)이다.
도 14의 기울기로부터, Δy의 값을 ±0.87mm의 범위로 하기 위해서는, φy의 값을 0.43±0.078mrad의 범위로 하면 된다. 이 범위라면, 이중 상의 크기는 육안으로 검출할 수 없는 레벨로 된다.
그런데, 육안이 분해능 1분을 발휘할 수 있는 것은, 시력 검사에서 사용되는 콘트라스트가 높고 밝은 차트를 집중하여 응시하는 경우이다. 따라서, 보다 조건이 나쁜 HUD에서의 화상을 바라보는 경우의 분해능은, 더 큰 각도가 된다. HUD 장치의 화상을 바라볼 때의 실질적인 분해능을 2분이라 하면, φy의 허용값은 0.43±0.16mrad의 범위로 된다. 즉, 쐐기 각의 변동, 즉 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이하이면 된다.
상기 전형적인 계산예에서는 쐐기 각 φy=+0.43mrad가 최적값이지만, 최적값은 윈드실드(1)의 두께, 입사각, 허상 위치 Z, HUD 장치의 수차 보정이라는 조건에 따라 바뀐다. 그러나, 허용 범위의 변동은 작으므로, 조건에 따라 최적값이 바뀌어도, 허용 범위는 같은 수치를 적용해도 문제없다.
이상의 지견으로부터 보면, 격자점의 쐐기 각의 변동이 작을수록, 표시 영역(15)에 있어서의 이중 상이 억제될 수 있다. 따라서, 복수의 격자점의 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이하이면, 이중 상을 억제할 수 있다.
<6-3. 유리판에 형성되는 요철의 억제>
도 16은 플로트법에 의한 유리의 흐름을 도시하는 평면도이고, 도 17은 도 16의 A-A선 단면도이다. 양 유리판(11, 12)은, 일반적으로 플로트법에 의해 형성되지만, 플로트법에서는, 도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 유리의 흐름 방향과 직교하는 방향으로 요철이 발생하기 쉽다는 것이 알려져 있다. 따라서, 양 유리판(11, 12)을, 유리의 흐름 방향이 상하 방향으로 된 접합 유리로 하면, 요철의 산과 산골짜기가 상하 방향으로 뻗는 요철을 형성할 수 있다. 즉, 이중 상의 발생에 영향이 큰, 요철의 산과 골이 수평 방향으로 연장되는 듯 한 요철을 억제할 수 있다. 단, 유리의 흐름 방향과 윈드실드의 상하 방향이 완전히 일치할 필요는 없고, 예를 들어 유리의 흐름 방향과 윈드실드의 상하 방향이 이루는 각이 10° 이내인 것이 바람직하다.
이와 같이, 유리의 흐름 방향을 상하 방향으로 하면, 필연적으로 수평 방향의 요철이 커지기 때문에, 좌우 방향의 이중 상 발생이 심해질 것이 염려된다. 그런데, 윈드실드(1)의 상하 방향은 연직 방향으로부터 크게 기운 상태에서 설치되어 있다. 이러한 경우에는, 도 14, 도 15에 도시된 바와 같이, 수평 방향의 요철(즉 쐐기 각 Δx의 변동)에 의한 이중 상은, 상하 방향의 요철(즉 쐐기 각 Δy의 변동)에 의한 이중 상보다도 훨씬 작아진다. 따라서, 수평 방향의 이중 상의 발생은 경미한 것이 되므로 문제가 안된다.
또한, 각 유리판(11, 12)의 표면에 있어서, 유리의 흐름 방향과 수직인 방향의 요철이, 예를 들어 0.1㎛/8mm 이상인 경우, 이중 상이 발생하기 쉬워지지만, 상기한 바와 같이 복수의 격자점의 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이하이면, 이중 상을 억제할 수 있다. 이러한 요철은, 예를 들어 표면 조도 측정기로서, 도쿄 세이미쯔(주)제의 서프콤 479A에 의해 측정할 수 있다. 또한, 요철의 크기는, 예를 들어 플로트법에 있어서의 유리의 반송 속도를 변화시킴으로써, 조정 가능하다.
<6-4. 중간막의 요철>
도 7의 관점에서 보면, 양 유리판(11, 12)과 접착을 행하기 전의 중간막(13)의 요철이 작으면, 접합 유리의 표면에 발생하는 요철을 작게 할 수 있다. 예를 들어, 중간막(13)이 복수의 수지층으로 형성되어 있는 경우, 이들 수지층의 계면에 요철이 발생한다. 이러한 중간막(13)은, 복수층을 공압출에 의해 적층함으로써 형성하지만, 예를 들어 압출 속도가 균일해지게 하면, 요철을 저감할 수 있다. 혹은, 성형 시의 고온에 의해 수지층이 연화되고, 이에 의해 요철이 커질 가능성도 있다. 따라서, 온도의 조정에 의해서도 요철을 저감할 수 있다. 이상으로부터, 중간막(13)의 제조 조건을 변경함으로써, 요철을 저감할 수 있다.
<6-5. 윈드실드의 설치 각도>
윈드실드(1)의 설치 각도를 조정함으로써도 이중 상의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 도 18에 도시하는 바와 같이, 수평 방향으로 연장하는 수평선 H에 대한 차량으로의 설치 각도 γ를 규정한다. 이 설치 각도 γ는, 수평선 H와 접합 유리(1)의 차내면의 교차각이다. 이 설치 각도 γ가 작아지면, 도 4에 도시하는 광의 입사각 및 반사각이 커지기 때문에, 이중 상의 발생이 현저해진다. 그러나, 이와 같이 설치 각도 γ가 작은 경우에도, 본 발명의 윈드 시일이라면 적합하게 이중 상의 발생을 억제할 수 있다. 이 관점에서, 설치 각도 γ는, 60도 이하인 것이 적합하고, 45도 이하인 것이 더욱 적합하다. 한편, 설치 각도 γ가 너무 커지면 HUD 장치(500)의 위치가 윈드실드와 운전자 사이가 되어, 방해된다는 점에서, 설치 각도 γ는 60도 이하인 것이 바람직하다. 이렇게 차내면을 기준으로 한 설치 각도 γ를 규정한 것은, 다음의 이유 때문이다. 즉, 본 실시 형태에 따른 접합 유리(1)는, 쐐기 각이 마련되어 있기 때문에, 차내면과 차외면은 평행하지 않다. 한편, 이중 상은 차내면의 기울기가 원인이다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 설치 각도 γ는, 수평선 H와 접합 유리의 차내면이 이루는 각으로 하고 있다.
<7. 변형예>
이상, 본 발명의 일 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서, 다양한 변경이 가능하다.
<7-1>
윈드실드(1)는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 수평 방향에 있어서 다른 곡률 반경을 갖는 복수의 영역이 이어짐으로써 형성되어 있다. 예를 들어, 도 19의 예에서는, 7개의 곡률 반경이 상이한 영역 D1 내지 D7이 접속된 내면을 갖는 윈드실드(1)가 도시되어 있다. 여기에서는, 영역 D1 내지 D7의 내면의 곡률 반경을, 각각 R1 내지 R7로 한다. 단, 이 내면은 좌우 대칭이기 때문에, D1과 D7, D2D5, D3과 D6의 곡률 반경은 동일하다. 그리고, 이들 곡률 반경의 관계는, 이하와 같이 되어 있다.
R4>R3=R6>R2=R5>R1=R7
여기서, 곡률 반경이 작아지면, 표시 영역(15)에 투영된 정보의 상의 왜곡이 커지기 때문에, 표시 영역(15)은, 가능한 한 곡률 반경이 큰 영역에 배치하는 것이 바람직하다. 따라서, 표시 영역(15)은, 영역 D2 내지 D6에 배치되는 것이 바람직하다.
<7-2>
상기 실시 형태에서는, 중간막(13)의 단면 형상을 쐐기형으로 함으로써, 윈드실드(1)의 단면 형상을 쐐기형으로 하고 있지만, 예를 들어 외측 유리판(11) 및 내측 유리판(12)의 적어도 한쪽의 단면 형상을 쐐기형으로 함으로써, 접합 유리의 단면 형상을 쐐기형으로 할 수도 있다.
실시예
이하, 본 발명에 따른 윈드실드의 실시예에 대하여 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
본 실시예에서는, 접합 유리로 구성된 윈드실드(개략 형상: 상하 방향 길이 1060mm×좌우 방향 길이 1560mm)로부터, 도 20에 도시하는 바와 같이, 300×300mm의 크기의 샘플을 잘라내서 평가하였다. 이 샘플의 거의 중앙에는, HUD 장치로부터 정보가 투영되는 표시 영역(좌우 방향 길이 200mm×상하 방향 길이 150mm)이 마련되어 있다. 샘플의 중앙(각 변으로부터 150mm 이격된 점)에 있어서의 외측 유리판, 중간막, 내측 유리판의 두께는 각각 2.0mm, 0.7mm, 2.0mm이다. 양 유리판은, 플로트법에 의해 제조된 평판 유리를, 고정밀도 프레스공법에 의해 굽힘 가공한 것이다. 중간막은, 윈드실드의 상하 방향에 대하여 미리 쐐기 각이 전체면에 걸쳐 마련되어 있는 것을 사용하였다. 쐐기 각에 의해, 윈드실드의 위로 갈수록 중간막의 두께는 두껍게 되어 있다.
윈드실드는 굽힘 가공을 실시한 것이라는 점에서, 샘플의 표면도 곡면으로 구성되어 있다. 자동차에 설치한 상태에서의 좌우 방향을 y 방향, 상하 방향을 x 방향이라 하면, 샘플의 중앙에 있어서의 x 방향의 곡률 반경 Rx는 2700mm, y 방향의 곡률 반경 Ry는 9500mm이다. 단, Rx 및 Ry의 값은 샘플 상의 위치에 따라 다소 다른 값이 된다.
쐐기 각의 설계값은, 표시 영역 전체에 걸쳐서 일정값이고, Y 방향의 쐐기 각은 0.40mrad(상측일수록 두꺼워지는 방향), X 방향의 쐐기 각은 0이다. 한편, 샘플의 실제 쐐기 각은, 도 21에 도시하는 장치에 의해 평가하였다. 동 도면에 도시하는 피조식 간섭계(미국 Zygo Corporation제 MARK GPI xps형)로부터, 참조 평면을 관통하여 출사되는 평행 레이저 광속(직경 102mm, 파장 632.8nm)을, 극박 감광 필터를 지난 뒤에 샘플(볼록면측)에 조사하였다. 샘플을 투과한 평행 레이저 광속은, 미러(직경 96mm)에서 반사되고, 동일한 경로를 반대로 더듬어 가서 간섭계로 되돌아간다. 그리고, 이 반사광과, 참조 평면에 의한 반사광을 간섭시켜서 간섭 줄무늬를 발생시켰다. 간섭 줄무늬는, 픽셀수 320×240의 CCD 화상에 도입하여 해석하였다.
도 22에, 간섭 줄무늬 패턴을 해석하여, 직경 96mm 범위에서의 파면의 기울기를 도시한 예를 나타낸다. 샘플의 두꺼운 부분을 투과한 파면일수록 위상이 지연되므로, 파면의 기울기는 샘플 두께의 변화, 즉 쐐기 각에 대응하고 있다. 쐐기 각이 일정값이라면 파면은 일정한 기울기를 갖는 평면으로 된다. 도 22의 예의 경우에는, 쐐기 각이 장소에 따라 변동하고 있으므로, 파면은 완전한 평면이 아닌, 요동이 발생하고 있음을 알 수 있다.
파면의 높은 부분은 두께가 얇은 부분이고, 기록된 파면 차 1㎛는 두께의 변화 2.083㎛에 상당한다. 이 두께의 변화는, 쐐기 각을 이루는 중간막의 굴절률을 1.48로 하여, 1/(1.48-1)=2.083의 계산에 의한다. 도 20에 도시하는 바와 같이, 간섭계에 의한 측정은, 샘플 상의 위치를 바꾸어서 8회 실시하였다((1) 내지 (8)). 8회의 측정에 의해, 표시 영역이 커버되고 있다.
(실시예)
상기 방법에 의해 구한 간섭계 데이터로부터, 도 23에 도시하는 바와 같이, 표시 영역의 중앙을 기점으로 하여 X 및 Y 방향으로 10mm 간격으로, 가로 방향으로 21, 세로 방향으로 16의 격자점을 규정하였다. 여기에서는, 좌우 방향에 있어서, 좌단의 격자점 번호를 0이라 하고, 우단의 격자점 번호를 20이라 한다. 또한, 상하 방향에 있어서는, 상단의 격자점 번호를 0, 하단의 격자점 번호를 15라 한다. 그리고, 각 격자점에서의 Y 방향의 쐐기 각을 계산하였다. 도 24는, 이들 각 격자점에서의 쐐기 각의 값을 정리한 것이고, 가로 방향으로 일렬로 배열되는 21개(좌우 방향의 격자점 번호 0 내지 21)의 격자점에 있어서의 Y 방향의 쐐기 각을 플롯하여, 선으로 연결하고 있다. 즉, 도 24에는, 상하 방향으로 배열하는 16개의 선(상하 방향의 격자점 번호 0 내지 15)이 형성되어 있다. 쐐기 각의 값은 설계값 0.40mrad를 기준으로 하여, -0.10 내지 +0.04mrad의 범위 내에 수렴되고 있다. 이 변동은, 계산예에 의한 허용값인 0.32mrad보다도 충분히 작다.
도 25a 및 도 25b에, 이 실시예에 있어서의 HUD 장치의 투영 허상의 사진을 도시한다. 도 25a는, Y 방향의 쐐기 각이 최댓값으로 된 격자점(좌우 15번, 상하 9번) 근방의 위치 어긋남을 나타내고 있다. 이 격자점의 쐐기 각은, 기준인 0.40mrad로부터 +0.05mrad 어긋나 있고, Y 방향의 위치 어긋남 Δy는, -0.6mm였다. 한편, 도 25b는, Y 방향의 쐐기 각이 최솟값으로 된 격자점(좌우 6번, 상하 0번) 근방의 위치 어긋남을 나타내고 있다. 이 격자점의 쐐기 각은, 기준인 0.40mrad로부터 -0.09mrad 어긋나 있고, Y 방향의 위치 어긋남 Δy는, +1.0mm였다. 즉, 모든 격자점에 있어서의 Y 방향의 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차는, 0.14mrad였다. 따라서, 쐐기 각의 변동이 0.32mrad의 범위 내이면, 이들 도면에 도시한 바와 같이, 이중 상의 발생이 충분히 억제되고 있음을 알 수 있다. 이상에서, 이 실시예에서는, Y 방향의 이중 상의 발생은 작고, 상기와 같이 넓은 표시 영역을 형성하는 HUD 장치에도, 적절하게 사용할 수 있다.
(비교예)
실시예와는 별개의 샘플에 대해서, 동일한 평가를 실시하였다. 도 26에, 각 격자점에서의 쐐기 각의 값을 정리하였다. 쐐기 각의 값은 설계값 0.40mrad를 기준으로 하여, -0.18 내지 +0.16mrad의 범위로 되어 있고, 계산예에 의한 허용값인 0.32mrad를 초과하고 있다.
도 27a 및 도 27b에, 이 비교예에 있어서의 HUD 장치의 투영 허상의 사진을 도시한다. 도 27a는, Y 방향의 쐐기 각이 최댓값으로 된 격자점(좌우 11번, 상하 15번) 근방의 위치 어긋남을 나타내고 있다. 이 격자점의 쐐기 각은, 기준인 0.40mrad로부터 +0.15mrad 어긋나 있고, Y 방향의 위치 어긋남 Δy는, -1.7mm였다. 한편, 도 27b는, Y 방향의 쐐기 각이 최솟값으로 된 격자점(좌우 17번, 상하 2번) 근방의 위치 어긋남을 나타내고 있다. 이 격자점의 쐐기 각은, 기준인 0.40mrad로부터 -0.18mrad 어긋나 있고, Y 방향의 위치 어긋남 Δy는, +2.0mm였다. 즉, 모든 격자점에 있어서의 Y 방향의 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차는, 0.33mrad였다. 따라서, 쐐기 각의 변동이 0.32mrad보다도 크면, 이들 도면에 도시한 바와 같이, 이중 상이 현저하게 나타난다는 것을 알 수 있다. 이상에서, Y 방향의 이중 상의 발생은 커서, HUD 장치용으로서는 부적합하다.
11: 외측 유리판
12: 내측 유리판
13: 중간막
500: 헤드업 디스플레이 장치

Claims (10)

  1. 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖는 윈드실드이며,
    외측 유리판과,
    상기 외측 유리판과 대향 배치되는 내측 유리판과,
    상기 외측 유리판과 내측 유리판 사이에 배치되는 중간막
    을 구비하고,
    상기 표시 영역 내에 20mm 이하의 피치로 격자점이 규정되고,
    간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 상기 각 격자점에 있어서의 쐐기 각을 측정했을 때, 당해 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이내인, 윈드실드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 표시 영역은, 상하 방향이 150mm 이상, 수평 방향이 150mm 이상의 영역인, 윈드실드.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중간막의 두께가 상방으로 감에 따라서 커지도록, 당해 중간 막의 단면 형상이 쐐기형으로 형성되어 있는, 윈드실드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 플로트법에 있어서의 유리의 흐름 방향을 상하 방향으로 하고 있는, 윈드실드.
  5. 제4항에 있어서, 상기 외측 유리판 및 내측 유리판은, 상기 유리의 흐름 방향에 수직 방향으로는, 0.1㎛/8mm 이상의 요철을 갖는 윈드실드.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 유리의 흐름 방향과, 상기 상하 방향이 이루는 각은, 10° 이내인 윈드실드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 수평 방향에 대한 차량으로의 설치 각도가 60° 이하인, 윈드실드.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내측 유리판은, 수평 방향에 있어서 다른 곡률 반경을 갖는 복수의 영역을 갖고 있고,
    상기 표시 영역은, 상기 복수의 영역 중, 가장 곡률 반경이 큰 영역 이외의 영역에 형성되는, 윈드실드.
  9. 헤드업 디스플레이 장치로부터 조사되는 광에 의해 정보가 투영되는 표시 영역을 갖는 윈드실드의 제조 방법이며,
    외측 유리판을 준비하는 스텝과,
    내측 유리판을 준비하는 스텝과,
    중간막을 준비하는 스텝과,
    상기 외측 유리판과 내측 유리판 사이에 상기 중간막을 배치하여 접착하는 스텝
    을 구비하고,
    상기 표시 영역 내에 20mm 이하의 피치로 격자점을 규정하고,
    간섭계에 의해, 픽셀수 240×240 이상에서, 상기 각 격자점에 있어서의 쐐기 각을 측정했을 때, 당해 쐐기 각의 최댓값과 최솟값의 차가, 0.32mrad 이내인, 윈드실드의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 플로트법에 의해 형성되고,
    상기 외측 유리판 및 상기 내측 유리판은, 상기 플로트법 있어서의 유리의 흐름 방향을 상하 방향으로 하고 있는, 윈드실드의 제조 방법.
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