JP5013962B2 - 車両用合わせガラス - Google Patents

Description

本発明は、車両に配置されたときに車外側になる外側ガラスと車内側になる内側ガラスとの間に樹脂製の中間層を挟んだ車両用合わせガラスに関する。

一般に自動車のフロントガラス等に使用される合わせガラスは、車外側に位置する外側ガラスと車内側に位置する内側ガラスとの間に、ポリビニルブチラールや塩化ビニル等の樹脂で構成した中間層を圧着することで、破損時におけるガラスの破片の飛散を防止するようになっている。

またフロントガラスに種々の情報を視認可能に表示して運転者に提供する、いわゆるヘッドアップディスプレイが公知である。図５は、かかるヘッドアップディスプレイの一例を示すもので、フロントガラス０１の車内側の表面にハーフミラー（コンバイナ）よりなる画像表示部０２を設け、ダッシュボードに設けた画像投射器０３から投射した画像０２ａを前記画像表示部０２で反射させ、フロントガラス０１前方の数メートル先に結像させることで、その画像０２ａを運転者に視認可能にすることができる。

しかしながら、コンバイナは半透明であるため、それをフロントガラスの広い面積に設置すると、フロントガラスを通しての運転者の視界を遮ることになるため、コンバイナの面積を充分に大きく確保できないという問題がある。

そこで、フロントガラスの内部に蛍光体粒子を担持した透明な発光層を設置し、それに紫外光を照射して蛍光体粒子を励起して発光させることで、発光層に画像を表示するものが提案されている。しかしながら、発光層上の画像から前方に出た光の一部はフロントガラスの車外側の表面に反射されて運転者の目に届くことになる。そのため、運転者の目には、発光層上の画像から直接出た光よりなる実像と、前記画像から出てフロントガラスの車外側の表面に反射された反射像との両方が、図３に示すように二重になって視認されてしまう。これを防止するには、運転者の視線の方向に対してフロントガラス０１を垂直に配置すれば良いが、空力上の理由、あるいはデザイン上の理由でそれは困難である。

そこで下記特許文献１に記載されたものは、上側が後方に傾斜したフロントガラスの厚さを、下側ほど薄くなるように変化させることで、発光層上の画像の実像および反射像のずれを最小限に抑えて視認性の向上を図っている。
特開平２−２７９４３７号公報

しかしながら上記特許文献１に記載されたものは、フロントガラスの厚さを、下側ほど薄くなるように変化させる必要があるため、その製造が困難でコストが増加するだけでなく、フロントガラスの下端で必要なガラスの強度を確保しようとすると、フロントガラスの上部でガラスの厚さが極端に厚くなって重量が増加するという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、合わせガラスに投射した画像の二重写りを簡単な構造で最小限に抑えることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、車両に配置されたときに車外側になる外側ガラスと車内側になる内側ガラスとの間に樹脂製の中間層を挟んだ車両用合わせガラスにおいて、前記内側ガラスと前記中間層との間に、車内の画像投射器から投射された励起光を受けて発光する蛍光体を担持した透明な画像表示層を挟み、前記画像表示層と前記外側ガラスの外表面との距離を前記内側ガラスの厚さよりも小さくしたことを特徴とする車両用合わせガラスが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記励起光は紫外光であり、前記中間層は紫外線を遮断する機能を有するものであることを特徴とする車両用合わせガラスが提案される。

請求項１の構成によれば、車両用合わせガラスの内側ガラスと中間層との間に画像表示層を挟み、画像表示層と外側ガラスの外表面との距離を内側ガラスの厚さよりも小さくしたので、画像表示層から外側ガラスの外表面までの距離が小さくなる。よって画像表示層に表示した画像から直接出た光よりなる実像と、前記画像から出て外側ガラスの外表面で反射された光よりなる反射像とのずれを減少させて、車両用合わせガラスの強度を確保したまま画像の二重写りを最小限に抑えて視認性を高めることができる。

また、特に内側ガラスと中間層との間に画像表示層を挟んだので、車室内から画像表示層に投射される励起光や、画像表示層の蛍光体から運転者に向かって出た光が中間層を透過することがなくなり、中間層における減衰を最小限に抑えて鮮明な画像を視認することができる。しかも車外側から入ってくる外光は中間層を透過して減衰した状態で画像表示層に達するので、画像表示層に表示した画像を更に鮮明に視認することができる。

また、車内の画像投射器から投射された励起光を受けて発光する蛍光体が担持された透明な層で画像表示層を構成したので、従来のコンバイナ方式に比して画像投射器の構成がシンプルにできるため省スペース化が可能であるばかりか、画像表示層を透明度が低い従来のコンバイナで構成したものに比べて、車両用合わせガラスを通しての視界をクリアなものにすることができる。

また請求項２の構成によれば、画像表示層の外側に配置される中間層は紫外線を遮断する機能があるため、車外からの紫外線を中間層で遮断して画像表示層に達するのを防止することができ、しかも画像投射器から投射された紫外光を中間層で遮断して車外に透過するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態および参考形態を添付の図面に基づいて説明する。

図１〜図３は本発明の実施の形態を示すもので、図１はヘッドアップディスプレイを備えた自動車のフロントガラスの断面図、図２は画像投射器の構成を示すブロック図、図３は二重になった画像を示す図である。

図１に示すように、合わせガラスで構成される自動車のフロントガラス１１は、車外側から車内側に向けて外側ガラス１２と、ポリビニルブチラールや塩化ビニル等の樹脂で構成した中間層１３と、ナノ粒子蛍光体を担持した透明膜よりなる画像表示層１４と、内側ガラス１５とを４層に積層して構成される。外側ガラス１２の厚さは例えば１．５ｍｍであり、中間層１３の厚さは例えば０．８ｍｍであり、画像表示層１４の厚さは例えば１００μｍであり、内側ガラス１５の厚さは例えば２．５ｍｍである。ここで重要なのは、外側ガラス１２の厚さが内側ガラス１５の厚さよりも小さくされて、画像表示層１４と外側ガラス１２の外表面との距離Ｔが内側ガラス１５の厚さよりも小さくなっていることである。

中間層１３は、フロントガラス１１の破損時における外側ガラス１２および内側ガラス１５の破片の飛散を防止する機能を有する以外に、紫外線を遮断する効果を有する。また画像表示層１４は、それに担持されたナノ粒子蛍光体が画像投射器１６から投射される紫外光により励起して発光することで、運転者により視認可能な画像を生成する。

図２に示すように、画像投射器１６は、制御回路２１と、紫外光発生手段２２と、ガルバノミラー駆動回路２３と、ガルバノミラー２４とで構成される。制御回路２１に接続された紫外光発生手段２２がヘッドアップディスプレイに表示すべき所定の画像を生成するための紫外光を送光し、制御回路２１に接続されたガルバノミラー駆動回路２３により作動するガルバノミラー２４が、前記紫外光を反射して上下方向および左右方向に走査する。その結果、紫外光が当たった画像表示層１４のナノ粒子蛍光体が励起して発光することで、画像表示層１４上に所定の画像を生成する。画像表示層１４上に生成した画像は風景に重畳して運転者により目視される。

画像表示層１４の画像１４ａ（図１参照）から車内側に出た光は、内側ガラス１５を透過して運転者の眼に入るが、画像１４ａから車外側に出た光は、中間層１３および外側ガラス１２を透過して該外側ガラス１２の外表面で反射し、更に外側ガラス１２、中間層１３および画像表示層１４および内側ガラス１５を透過して運転者の眼に入る。このとき、画像１４ａから直接的に運転者の眼に入る光（実線参照）と、外側ガラス１２の外表面で反射して間接的に運転者の眼に入る光（破線参照）とがずれるため、図３に示すように運転者には実像と反射像とが一部重なった画像が見えることになる。

実像と反射像とのずれ量は、画像表示層１４と外側ガラス１２の外表面との距離Ｔに比例するが、本実施の形態では外側ガラス１２と内側ガラス１５とを合わせた厚さを所定の厚さ以上にし、かつ外側ガラス１２を内側ガラス１５よりも薄くして、画像表示層１４と外側ガラス１２の外表面との距離Ｔを内側ガラス１５の厚さよりも小さくしたことで、外側ガラス１２および内側ガラス１５を同じ厚さにする場合に比べて、前記距離Ｔを小さくして実像と反射像とのずれ量を減少させ、ガラスの強度を確保したまま画像１４ａの視認性を高めることができる。

また中間層１３と内側ガラス１５との間に画像表示層１４を配置したので、画像投射器１６から画像表示層１４に投射される紫外光や、画像１４ａから運転者に向けて出た光が中間層１３を透過することがなくなり、中間層１３における減衰による画像１４ａの視認性の低下を防止することができ、しかも車外側から入ってくる外光に含まれる紫外線を大幅にカットすることができるため、画像表示層１４全体がぼんやりと発光することを防止でき、画像表示層１４に表示させた画像を更に鮮明に視認することができる。

更に、画像投射器１６から投射された紫外光を受けて発光するナノ粒子蛍光体が担持された透明膜で画像表示層１４を構成したので、従来のコンバイナ方式に比して画像投射器１６の構成がシンプルにできるため省スペース化が可能であるばかりか、画像表示層１４を半透明のハーフミラーで構成したものに比べて、フロントガラス１１を通しての前方視界をクリアなものにすることができる。

更にまた、画像表示層１４の外側に配置される中間層１３は紫外線を遮断する機能があるため、車外からの紫外線を中間層１３で遮断して画像表示層１４に達するのを防止することができ、しかも画像投射器１６から投射された紫外光を中間層１３で遮断して車外に透過するのを防止することができる。

なお、図４の参考形態に示すように、画像表示層１４を中間層１３と外側ガラス１２との間に配置して、画像表示層１４と外側ガラス１２の外表面との距離Ｔを小さくすることも考えられるが、このようにすると画像１４ａから後方に向けて出た光が中間層１３を透過して運転者の眼に入るため、中間層１３での減衰により画像１４ａの視認性が低下するとともに、励起光に紫外線を用いる場合は画像投射器１６から投射された励起光が中間層１３で吸収され、表示される画像の輝度が低下する。

以上、本発明の実施の形態および参考形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態ではナノ粒子蛍光体を担持した透明膜よりなる画像表示層１４に紫外光を投射して画像１４ａを生成しているが、感光性の微細ガラス粒を蛍光体として使用し、これを担持した透明膜よりなる画像表示層１４に赤外レーザー光を投射して画像１４ａを生成しても良い。

また実施の形態で示した外側ガラス１２、中間層１３、画像表示層１４および内側ガラス１５の厚さは一例であり、それに限定されるものではない。

実施の形態に係るヘッドアップディスプレイを備えた自動車のフロントガラスの断面図 画像投射器の構成を示すブロック図 二重になった画像を示す図 参考実施の形態に係る、前記図１に対応する図 従来例に係る、前記図１に対応する図

１２ 外側ガラス
１３ 中間層
１４ 画像表示層
１５ 内側ガラス
１６ 画像投射器
Ｔ 画像表示層と外側ガラスの外表面との距離

Claims (2)

1. 車両に配置されたときに車外側になる外側ガラス（１２）と車内側になる内側ガラス（１５）との間に樹脂製の中間層（１３）を挟んだ車両用合わせガラスにおいて、
   前記内側ガラス（１５）と前記中間層（１３）との間に、車内の画像投射器（１６）から投射された励起光を受けて発光する蛍光体を担持した透明な画像表示層（１４）を挟み、前記画像表示層（１４）と前記外側ガラス（１２）の外表面との距離（Ｔ）を前記内側ガラス（１５）の厚さよりも小さくしたことを特徴とする車両用合わせガラス。
2. 前記励起光は紫外光であり、前記中間層（１３）は紫外線を遮断する機能を有するものであることを特徴とする、請求項１に記載の車両用合わせガラス。

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