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JP6717093B2 - 合わせガラス - Google Patents

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JP6717093B2 JP2016140812A JP2016140812A JP6717093B2 JP 6717093 B2 JP6717093 B2 JP 6717093B2 JP 2016140812 A JP2016140812 A JP 2016140812A JP 2016140812 A JP2016140812 A JP 2016140812A JP 6717093 B2 JP6717093 B2 JP 6717093B2
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Description

本発明は、合わせガラスに関する。
近年、車両のフロントガラスに画像を反射させて運転者の視界に所定の情報を表示するヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤとも言う。）の導入が進んでいるが、運転者が車外の風景やＨＵＤにより表示された情報を視認するに際し、二重像が問題となる場合がある。
車両の運転者にとって問題となる二重像には透視二重像と反射二重像があり、フロントガラスにＨＵＤで使用するＨＵＤ表示領域と、ＨＵＤで使用しないＨＵＤ表示外領域（透視領域）がある場合には、ＨＵＤ表示領域では透視二重像が問題となることもあるが、概ね反射二重像が主たる問題となり、ＨＵＤ表示外領域で透視二重像が問題となる。
このような反射二重像或いは透視二重像は、フロントガラスに水平方向から見た断面形状が楔状の合わせガラスを用いることで低減できることが知られている。例えば、２枚のガラス板で断面形状が楔状の中間膜を挟み、中間膜の楔角をフロントガラスの場所によって変化させた合わせガラスが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方燃費向上を目的として、フロントガラスに用いる２枚のガラスのうち１枚を薄くして軽量化を図りつつ、断面形状が楔状の中間膜を挟んだ合わせガラスが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２０１４−０２４７５２号公報 国際公開第２０１５／１３４８３６号
しかしながら、従来から提案されている合わせガラスや、それらの技術の組み合わせだけでは、高品質な透視像と反射像を得ることが困難である。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質な透視像と反射像を得ることを目的とする。
本合わせガラスは、車両の内側となる第１のガラス板と、前記車両の外側となる第２のガラス板と、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に位置して前記第１のガラス板と前記第２のガラス板とを接着する中間膜と、を備えた合わせガラスであって、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの前記合わせガラスの下側から、第１領域、遷移領域、及び第２領域、を備え、前記第１領域及び前記第２領域は、ヘッドアップディスプレイで使用する領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、前記遷移領域は、前記第１領域と前記第２領域とを繋ぐ領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、前記第１領域と前記第２領域には、結像距離が異なる虚像が表示され、前記第１領域、前記遷移領域、及び前記第２領域において、前記合わせガラスに沿って垂直方向に計測した楔角の最大値と最小値との差が０．０５ｍｒａｄ以上あり、前記最大値及び前記最小値が存在する間の領域における前記楔角の傾きをｍ［ｍｒａｄ／ｍｍ］、前記第１のガラス板の板厚をｔ［ｍｍ］としたときに、０．３≦ｔ≦１．６、かつ、０．００１≦｜ｍ｜≦０．００５、かつ、｜ｍ×ｔ｜≦０．００８であることを要件とする。
開示の技術によれば、一定でない楔角を持つ合わせガラスにおいて、従来より高品質な透視像と反射像を得ることができる。
二重像の概念について説明する図である。 車両用のフロントガラスについて説明する図である。 図２に示すフロントガラス２０をＸＺ方向に切ってＹ方向から視た部分断面図である。 図２に示すフロントガラス２０をＸＺ方向に切ってＹ方向から視た断面図である。 ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、及び、ＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角の大きさの一例を示す図（その１）である。 ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、及び、ＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角の大きさの一例を示す図（その２）である。 ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、及び、ＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角の大きさの一例を示す図（その３）である。 ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、及び、ＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角の大きさの一例を示す図（その４）である。 比較例及び実施例で作製する合わせガラスについて説明する図である。 比較例及び実施例で算出した楔角を模式的に示す図である。 比較例及び実施例の結果を示す表である。 比較例及び実施例の結果を示す図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。なお、ここでは、車両用のフロントガラスを例にして説明するが、これには限定されず、本実施の形態に係る合わせガラスは、車両用のフロントガラス以外にも適用可能である。
［反射二重像、透視二重像］
まず、反射二重像と透視二重像の概念について説明する。図１は、二重像の概念について説明する図であり、図１（ａ）は反射二重像、図１（ｂ）は透視二重像を示している。なお、図１において、フロントガラス２０を搭載する車両の前後方向をＸ、車両の左右方向をＹ、ＸＹ平面に垂直な方向をＺとしている（以降の図も同様）。
図１（ａ）に示すように、ＨＵＤの光源１０から出射された光線１１ａの一部は、車両のフロントガラス２０の内面２１で反射されて光線１１ｂ（１次ビーム）として運転者の眼３０に導かれ、フロントガラス２０前方に像１１ｃ（虚像）として運転者に視認される。
又、ＨＵＤの光源１０から出射された光線１２ａの一部は、車両のフロントガラス２０の内面２１から内部に侵入して屈折し、その一部が外面２２で反射される。そして、更にその一部が内面２１から車両のフロントガラス２０の外部に出て屈折し、光線１２ｂ（２次ビーム）として運転者の眼３０に導かれ、像１２ｃ（虚像）として運転者に視認される。
このように、運転者に視認される２つの像１１ｃと像１２ｃが反射二重像である。又、光線１１ｂ（１次ビーム）と光線１２ｂ（２次ビーム）とがなす角度が反射二重像の角度αである。反射二重像の角度αはゼロに近いほど好ましい。本願においては、運転者から見て上向きに２次ビームが見える場合の反射二重像を正の値と定義する。
又、図１（ｂ）に示すように、光源４０から出射された光線４１ａの一部は、車両のフロントガラス２０の外面２２から内部に侵入して屈折する。そして、その一部が内面２１からフロントガラス２０の外部に出て屈折し、光線４１ｂとして運転者の眼３０に導かれ、像４１ｃとして運転者に視認される。
又、光源４０から出射された光線４２ａの一部は、車両のフロントガラス２０の外面２２から内部に侵入して屈折し、その一部が内面２１で反射される。そして、更にその一部が外面２２で反射され、更にその一部が内面２１からフロントガラス２０の外部に出て屈折し光線４２ｂとして運転者の眼３０に導かれ、像４２ｃとして運転者に視認される。
このように、運転者に視認される２つの像４１ｃと像４２ｃが透視二重像である。又、光線４１ｂ（１次ビーム）と光線４２ｂ（２次ビーム）とがなす角度が透視二重像の角度ηである。透視二重像の角度ηはゼロに近いほど好ましい。
［フロントガラス（合わせガラス）］
図２は、車両用のフロントガラスを例示する図であり、フロントガラスを車室内から車室外に視認した様子を模式的に示した図である。なお、図２において、便宜上、ＨＵＤ表示領域を梨地模様（satin pattern）で示している。
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、フロントガラス２０は、例えば、ＨＵＤで使用するＨＵＤ表示領域Ａ１（第１のＨＵＤ表示領域）及びＨＵＤ表示領域Ａ２（第２のＨＵＤ表示領域）と、ＨＵＤで使用しないＨＵＤ表示外領域Ｂ（透視領域）とを有している。ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２は、ＨＵＤを構成する鏡を回転させ、ＪＩＳ Ｒ３２１２のＶ１点から見た際に、ＨＵＤを構成する鏡からの光がフロントガラス２０に照射される範囲とする。
図２（ａ）及び図２（ｂ）の例では、フロントガラス２０を車両に取り付けたときに、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２とは、フロントガラス２０に沿って垂直方向に所定間隔Ｌをあけて互いに接しないように配置されている。ＨＵＤ表示外領域ＢはＨＵＤ表示領域Ａ１又はＨＵＤ表示領域Ａ２に隣接して配置されている。
ＨＵＤ表示領域Ａ１、Ａ２は、図２（ａ）のように、Ｙ方向の全体に設けてもよいし、図２（ｂ）のように、両方のＨＵＤ表示領域をＹ方向の一部に設けてもよい。或いは、一方のＨＵＤ表示領域のみをＹ方向の一部に設けてもよい。又、ＨＵＤ表示領域をＹ方向の一部に設ける場合には、各領域のＹ方向の長さは同一でなくてもよい。
又、ＨＵＤ表示領域をＹ方向の一部に設ける場合には、各領域の中心位置がＹ方向にずれていてもよい。又、フロントガラス２０は、フロントガラス２０に沿って垂直方向に所定間隔をあけて互いに接しないように配置されている３個所以上のＨＵＤ表示領域を有してもよい。
又、フロントガラス２０の有するＨＵＤ表示領域は１つであってもよい。例えば、フロントガラス２０の有するＨＵＤ表示領域がＨＵＤ表示領域Ａ１のみであって、ＨＵＤ表示領域Ａ２は存在しなくてもよい（この場合、図２のＨＵＤ表示領域Ａ２はＨＵＤ表示外領域Ｂの一部となる）。
或いは、フロントガラス２０の有するＨＵＤ表示領域がＨＵＤ表示領域Ａ２のみであって、ＨＵＤ表示領域Ａ１は存在しなくてもよい（この場合、図２のＨＵＤ表示領域Ａ１はＨＵＤ表示外領域Ｂの一部となる）。
又、ＨＵＤ表示外領域Ｂは、合わせガラスを車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備えてもよいし、或いは、一定の厚さであってもよい（断面形状が楔状の領域を備えていなくてもよい）。
なお、ＨＵＤ表示領域とは、ＨＵＤの像（虚像）が映り得るフロントガラス２０上の領域である。ＨＵＤを構成する凹面鏡を回転させてフロントガラス２０上の像を移動させると、フロントガラス２０上の像が消える位置が存在する。その位置がＨＵＤ表示領域とＨＵＤ表示外領域との境界である。
ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２は、結像距離が異なる虚像が表示される領域である。ここで、結像距離とは、運転者の視点から虚像までの距離である。例えば、ＨＵＤ表示領域Ａ１は車両の近傍（例えば、３ｍ未満の結像距離）に虚像が表示される領域であり、ＨＵＤ表示領域Ａ２は車両の遠方（例えば、３ｍ以上の結像距離）に虚像が表示される領域である。
例えば、ＨＵＤ表示領域Ａ２には車両のスピードが常時表示され、ＨＵＤ表示領域Ａ１には必要な時のみに警告が表示される。但し、ここで示した表示内容は一例であり、これには限定されない。又、ＨＵＤ表示領域Ａ１を車両の遠方（例えば、３ｍ以上の結像距離）に虚像が表示される領域とし、ＨＵＤ表示領域Ａ２を車両の近傍（例えば、３ｍ未満の結像距離）に虚像が表示される領域としてもよい。
以降の説明は、フロントガラス２０がＨＵＤ表示領域Ａ１及びＡ２を有している場合を例にして行う。
図３は、図２に示すフロントガラス２０をＸＺ方向に切ってＹ方向から視た部分断面図であり、ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、ＨＵＤ表示領域Ａ２の近傍を図示している。なお、遷移領域Ｂ１は、ＨＵＤ表示外領域Ｂの一部である。
図３に示すように、フロントガラス２０は、第１のガラス板であるガラス板２１０と、第２のガラス板であるガラス板２２０と、中間膜２３０とを備えた合わせガラスである。
この合わせガラスにおいて、ガラス板２１０及び２２０は、製造時の延伸により生じる筋目を有する。中間膜２３０は、ガラス板２１０とガラス板２２０との間に位置し、ガラス板２１０の筋目とガラス板２２０の筋目が例えば直交するようにガラス板２１０とガラス板２２０とを接着する膜である。
車両の内側となるガラス板２１０の一方の面であるフロントガラス２０の内面２１と、車両の外側となるガラス板２２０の一方の面であるフロントガラス２０の外面２２とは、平面であっても湾曲面であって構わない。
ＨＵＤ表示領域Ａ１は、フロントガラス２０を車両に取り付けたときに、フロントガラス２０の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδＡ１である。ＨＵＤ表示領域Ａ２は、フロントガラス２０を車両に取り付けたときに、フロントガラス２０の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδＡ２である。
遷移領域Ｂ１は、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２との間に位置する領域であって、フロントガラス２０を車両に取り付けたときに、フロントガラス２０の下端側から上端側に至るに従って厚さが変化する断面視楔状に形成されており、楔角がδＢ１である。遷移領域Ｂ１は、非線形的で連続的に厚さが変化してもよい。
フロントガラス２０の断面形状が楔状の領域は、フロントガラス２０に沿って垂直方向に計測した楔角が一定とならないように設計されている。つまり、フロントガラス２０の断面形状が楔状の領域は、可変楔角を備えた領域を含んでいる。
フロントガラス２０において、各領域の楔角は、０．１ｍｒａｄ以上１．５ｍｒａｄ以下の範囲で変化し、フロントガラス２０の透明領域内で、フロントガラス２０に沿って垂直方向に計測した楔角の最大値と最小値との差は０．０５ｍｒａｄ以上ある。楔角の最大値と最小値との差が０．０５ｍｒａｄ以上ないと、可変楔角の効果が発揮できず、可変楔角を用いる意義がないからである。
フロントガラス２０に沿って垂直方向に計測した楔角の差は１．５ｍｒａｄ以下であることが望ましい。楔角が急激に変化すると、中間膜とガラスの圧着時に脱気不良が生じたり、反射二重像や透視二重像以外の合わせガラス品質が悪化したりするためである。従ってフロントガラス２０に沿って垂直方向に計測した楔角の差は好ましくは０．０５ｍｒａｄ以上１．５ｍｒａｄ以下、より好ましくは０．１ｍｒａｄ以上１．０ｍｒａｄ以下、更に好ましくは０．２ｍｒａｄ以上０．８ｍｒａｄ以下である。
フロントガラス２０における楔角の傾きｍは、０．００１ｍｒａｄ／ｍｍ以上０．００５ｍｒａｄ／ｍｍ以下であることが好ましい。楔角の傾きｍは、０．００１ｍｒａｄ／ｍｍ未満であると、楔角を変化させる意義が薄れ、０．００５ｍｒａｄ／ｍｍより大きいと、仮にガラス板２１０及び２２０が中間膜２３０の形状変化に追従したとしても、変化が急激過ぎて当該領域で透視歪が生じ易くなってしまうからである。
なお、上記の楔角δは、フロントガラス２０を車両に取り付けたときの垂直方向に５ｍｍ毎に測定したフロントガラス２０の板厚から、ある点の前後３０ｍｍの範囲に存在する１３個のデータから最小二乗法で求めたフロントガラス２０の板厚の平均変化率とする。又、上記の楔角の傾きｍは、同範囲において最小二乗法で求めた楔角の平均変化率とする。
なお、本実施の形態では、フロントガラス２０が、楔角が異なる２つのＨＵＤ表示領域Ａ１及びＡ２と、その間を繋ぐ遷移領域Ｂ１とを含む形態として説明するが、所定の数式に従ってフロントガラス２０の楔角が変化する形態としてもよいし、それ以外の形態としてもよい。
フロントガラス２０において、各領域の楔角は、少なくとも中間膜２３０を楔膜とすることで形成されているが、これに加え、ガラス板２１０及び２２０の何れか一方又は双方を楔状に形成してもよい。
ガラス板２１０、ガラス板２２０の一方又は双方を楔状に形成する場合には、フロート法によって製造する際の条件を工夫する。すなわち溶融金属上を進行するガラスリボンの幅方向の両端部に配置された複数のロールの周速度を調整することで、幅方向のガラス断面を凹形状や凸形状、或いはテーパー形状とし、任意の厚み変化を持つ箇所を切り出せばよい。
ガラス板２１０及び２２０はそれぞれフロート法による製造時の延伸により、進行方向に対して並行に筋状の細かな凹凸が入る（筋目）。車両用のフロントガラスとして用いる際、この筋目を観察者の視線に対して水平方向に見ると、歪が発生し視認性が悪化する。
ガラス板２１０及び２２０としては、例えば、ソーダライムガラス、アルミノシリケート、有機ガラス等を用いることができる。フロントガラス２０の外側に位置するガラス板２２０の板厚は、１．８ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。ガラス板２２０の板厚が１．８ｍｍより薄いと飛び石性能が落ち、３ｍｍより厚いと重たくなり、成形し難い。
フロントガラス２０の内側に位置するガラス板２１０の板厚は、０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であることが好ましい。ガラス板２１０の板厚が０．３ｍｍより薄いとハンドリングが難しくなり、１．６ｍｍより厚いと楔膜である中間膜２３０の形状に追従できなくなる。但し、ガラス板２１０及び２２０のそれぞれの板厚は必ずしも一定とする必要はなく、必要に応じて場所毎に板厚が変わってもよい。
フロントガラス２０は湾曲形状でなくても、湾曲形状であってもよいが、湾曲形状である場合、ガラス板２１０及び２２０として特に曲がりが深いガラスを２枚成形すると、２枚の形状差（ミスマッチ）が生じ、圧着後のガラス品質（例えば、残留応力）に大きく影響する。
可変楔角を用い、ガラス板２１０の板厚を０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることで、ガラス品質（例えば、残留応力）を維持することができる。ガラス板２１０の板厚を０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることは、曲がりの深いガラスにおけるガラス品質（例えば、残留応力）の維持に特に有効である。
フロントガラス２０が湾曲形状である場合、ガラス板２１０及び２２０は、フロート法による成形の後、中間膜２３０による接着前に、曲げ成形される。曲げ成形は、ガラスを加熱により軟化させて行われる。曲げ成形時のガラスの加熱温度は、大凡５５０℃〜７００℃である。
図４は、図２に示すフロントガラス２０をＸＺ方向に切ってＹ方向から視た断面図である。図４に示すように、フロントガラス２０が湾曲形状である場合において、フロントガラス２０の凹面２０Ｄの２組の対辺のうち長い方の対辺の中点どうしを結ぶ直線Ｌａから、凹面２０Ｄの最深部までの、直線Ｌａに対し垂直な方向における距離を、フロントガラス２０の最大曲げ深さＤとする。
フロントガラス２０の最大曲げ深さＤが１０ｍｍ以上であれば、筋目を曲げ成形によって十分に引き延ばすことができ、視認性を十分に向上できる。最大曲げ深さＤは、好ましくは１２ｍｍ以上、より好ましくは１５ｍｍ以上である。又、凹面２０Ｄの曲げ半径は、１００００ｍｍ以下であることが好ましい。
ガラス板２１０及び２２０のそれぞれの色は、可視光透過率（Ｔｖ）＞７０％を満たす範囲であれば特に限定されない。
又、フロントガラス２０の周辺部には所謂「黒セラ」と称される遮蔽層が存在すること好ましい。この遮蔽層は、黒セラ印刷用インクをガラス面に塗布し、これを焼き付けることにより形成される。この遮蔽層によって、フロントガラス２０の周辺部に黒色不透明層が形成され、この黒色不透明層によって、フロントガラス２０をその周辺で保持しているウレタン等の樹脂が紫外線により劣化することが抑制される。
又、フロントガラス２０の外側（ガラス板２２０の外面）や内側（ガラス板２１０の内面）に撥水機能、赤外線遮蔽機能、紫外線遮蔽機能、可視光反射率低減機能を有する被膜や、低放射特性を有する被膜を有していてもよい。
図３の説明に戻り、ガラス板２１０とガラス板２２０とを接着する中間膜２３０としては熱可塑性樹脂が多く用いられ、例えば、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂、可塑化ポリ塩化ビニル系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、可塑化飽和ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、可塑化ポリウレタン系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体系樹脂等の従来からこの種の用途に用いられている熱可塑性樹脂が挙げられる。
これらの中でも、透明性、耐候性、強度、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性、及び遮音性等の諸性能のバランスに優れたものを得られることから、可塑化ポリビニルアセタール系樹脂が好適に用いられる。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。上記可塑化ポリビニルアセタール系樹脂における「可塑化」とは、可塑剤の添加により可塑化されていることを意味する。その他の可塑化樹脂についても同様である。
上記ポリビニルアセタール系樹脂としては、ポリビニルアルコール（以下、必要に応じて「ＰＶＡ」と言うこともある）とホルムアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルホルマール樹脂、ＰＶＡとアセトアルデヒドとを反応させて得られる狭義のポリビニルアセタール系樹脂、ＰＶＡとｎ−ブチルアルデヒドとを反応させて得られるポリビニルブチラール樹脂（以下、必要に応じて「ＰＶＢ」と言うこともある）等が挙げられ、特に、透明性、耐候性、強度、接着力、耐貫通性、衝撃エネルギー吸収性、耐湿性、遮熱性、及び遮音性等の諸性能のバランスに優れることから、ＰＶＢが好適なものとして挙げられる。なお、これらのポリビニルアセタール系樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上を併用してもよい。但し、中間膜２３０を形成する材料は、熱可塑性樹脂には限定されない。
中間膜２３０の厚みは、最薄部で０．５ｍｍ以上であることが好ましい。中間膜２３０の厚みが０．５ｍｍ未満であるとフロントガラスとして必要な耐貫通性が担保できない。又、中間膜２３０の厚みは、最厚部で３ｍｍ以下であることが好ましい。中間膜２３０の厚みが３ｍｍよりも厚いと、重量が重くなり、取扱い性が悪くなる。
中間膜２３０は、遮音機能、赤外線遮蔽機能、紫外線遮蔽機能、シェードバンド（可視光透過率を低下させる機能）等を有する領域を備えていてもよい。又、中間膜２３０は、３層以上の層を有していてもよい。例えば、中間膜２３０を３層から構成し、真ん中の層の硬度を両側の層の硬度よりも低くすることにより、遮音性を向上できる。この場合、両側の層の硬度は同じでもよいし、異なってもよい。
このように、中間膜２３０の層数が増えると、各々の層の厚みが変化し、例えば前述の透視二重像等の光学品質が更に悪化する場合がある。この場合、ガラス板２１０の板厚を０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることで、中間膜２３０の楔膜に追従しやすくなるため、光学品質の悪化を抑制することができる。つまり、ガラス板２１０の板厚を０．３ｍｍ以上１．６ｍｍ以下とすることは、中間膜２３０の層数が増えた場合に特に有効である。
通常、ＨＵＤの光源は車室内下方に位置し、そこから合わせガラスに向かって投影される。投影像はガラス板２１０及び２２０の裏面と表面で反射されるため、二重像が発生しないように両反射像を重ね合わせるためには、ガラスの厚みは投影方向に対して平行に変化することが必要である。ガラス板２１０が筋目と直交する方向に厚さが変化している場合、情報が投影されるガラスとして用いられるためには、筋目方向が投影方向と直交、すなわち筋目が車室内観察者（運転者）の視線と水平方向となり、視認性が悪化する方向で使用しなければならない。
視認性を改善するために、ガラス板２１０、ガラス板２２０、中間膜２３０を用いて作製された合わせガラスは、ガラス板２１０の筋目とガラス板２２０の筋目とが直交するように配置される。この配置によりガラス板２１０単独では悪化した歪が、筋目が直交するガラス板２２０、ならびにガラス板２１０とガラス板２２０を接着する中間膜２３０の存在によって緩和され、視認性が改善される。
なお、ガラス板２１０及び２２０が楔ガラスでない場合、ガラス板２１０及び２２０ともに、筋目が車室内観察者（運転者）の視線と垂直方向となり、視認性が悪化することはない。
合わせガラスを作製するには、ガラス板２１０とガラス板２２０との間に中間膜２３０を挟んで積層体とし、例えば、この積層体をゴム袋の中に入れ、−６５〜−１００ｋＰａの真空中で温度約７０〜１１０℃で接着する。
更に、例えば１００〜１５０℃、圧力０．６〜１．３ＭＰａの条件で加熱加圧する圧着処理を行うことで、より耐久性の優れた合わせガラスを得ることができる。但し、場合によっては工程の簡略化、並びに合わせガラス中に封入する材料の特性を考慮して、この加熱加圧工程を使用しない場合もある。
なお、ガラス板２１０とガラス板２２０との間に、中間膜２３０の他に、電熱線、赤外線反射、発光、発電、調光、可視光反射、散乱、加飾、吸収等の機能を持つフィルムやデバイスを有していてもよい。
図５は、ＨＵＤ表示領域Ａ１、遷移領域Ｂ１、及び、ＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角の大きさの一例を示す図である。図５において、横軸はフロントガラス２０の下端から垂直方向の距離、縦軸は楔角である。
図５に示すように、ＨＵＤ表示領域Ａ１の楔角δＡ１とＨＵＤ表示領域Ａ２の楔角δＡ２とは異なる値に設定されている。これは、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２は、結像距離が異なる虚像が表示される領域であるため、それぞれの領域で反射二重像を消すための最適な楔角が異なるからである。
なお、図５は、ＨＵＤ表示領域Ａ１が車両の近傍（例えば、３ｍ未満の結像距離）に虚像が表示される領域であり、ＨＵＤ表示領域Ａ２が車両の遠方（例えば、３ｍ以上の結像距離）に虚像が表示される領域である場合の例である。そのため、楔角δＡ１（一定値）を楔角δＡ２（一定値）よりも大きな値にしている。
ＨＵＤ表示領域Ａ１を車両の遠方（例えば、３ｍ以上の結像距離）に虚像が表示される領域とし、ＨＵＤ表示領域Ａ２を車両の近傍（例えば、３ｍ未満の結像距離）に虚像が表示される領域とした場合には、図５とは反対に、楔角δＡ１（一定値）を楔角δＡ２（一定値）よりも小さな値にする必要がある。
但し、図５の例では、楔角δＡ１及び楔角δＡ２を一定値としているが、楔角δＡ１及び楔角δＡ２は一定値でなくてもよい。その場合には、ＨＵＤ表示領域Ａ１の平均楔角とＨＵＤ表示領域Ａ２の平均楔角とが異なる値に設定される（例えば、図６）。又、楔角δＡ１及び楔角δＡ２の何れかが０であっても良い（例えば、図７、図８）。
楔角の異なる領域が互いに接して設けられると、急激に楔角の変化する領域では大きな反射二重像が生じる。そのため、本実施の形態では、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２との間に遷移領域Ｂ１を配置して両領域間に所定間隔Ｌをおき、ＨＵＤ表示領域Ａ１からＨＵＤ表示領域Ａ２にかけて遷移領域Ｂ１で楔角を傾きｍで変化させている。これにより、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２との間で楔角が急激に変化し、大きな反射二重像が生じることを防止できる。
ここで、平均楔角とは、各ＨＵＤ表示領域のフロントガラス２０に沿った垂直方向の下端の厚さと上端の厚さの差を、フロントガラス２０に沿った垂直方向の距離で割ったものである。
ＨＵＤ表示領域Ａ１又はＡ２における楔角が一定でない場合、当該領域における楔角の傾きが遷移領域Ｂ１における傾きと同じであっても良い。この場合Ａ１とＢ１、或いはＢ１とＡ２の境界は、ＨＵＤを構成する凹面鏡を回転させてフロントガラス２０上の像を移動させた際にフロントガラス２０上の像が消える位置として定義され、平均楔角も各々の領域において垂直方向の下端の厚さと上端の厚さの差を垂直方向の距離で割ったものとすれば良い。
所定間隔Ｌは、２０ｍｍ以上であることが好ましい。所定間隔Ｌを２０ｍｍ以上とすると好ましい理由は、所定間隔Ｌが２０ｍｍに相当するような運転者の視点移動は簡単に生じるからである。すなわち、所定間隔Ｌが２０ｍｍ以上である場合、ＨＵＤ表示領域Ａ１とＨＵＤ表示領域Ａ２との間で簡単に視点移動が生じないため、異なる焦点距離の映像が近くに視認されて運転者に違和感を生じさせてしまうことを防止できる。
但し、所定間隔Ｌが３０ｍｍ以上であると更に好ましい。理由は、楔角変化が大きいと透視歪や発泡の危険性が高まるが、所定間隔Ｌを３０ｍｍ以上として楔角変化を小さくすることで、これらの危険性を低減できるからである。又、所定間隔Ｌを５０ｍｍ以上や１００ｍｍ以上とすることで、楔角変化を更に小さくすることが可能となり、これらの危険性を更に低減できる。
なお、結像距離が長くなると、ＨＵＤ表示領域に楔角を設ける必要がなくなる場合もある。つまり、複数のＨＵＤ表示領域のうちの一部には楔角を設けなくてもよい場合がある。
［実施例］
図９に示すように、０．５ｍｒａｄと０．７ｍｒａｄの中間膜を隣合せて配置し、２枚のガラス板で表裏面から挟んで、縦５００ｍｍ、横４００ｍｍの湾曲した合わせガラスを、内板となるガラス板の板厚を変えて複数種類作製した。
具体的には、比較例として、外板となるガラス板（以下、単に外板とする）の板厚／内板となるガラス板（以下、単に内板とする）の板厚を２．０ｍｍ／２．０ｍｍとしたものを作製した。
又、実施例１として、外板の板厚／内板の板厚を２．０ｍｍ／１．６ｍｍとしたものを作製した。又、実施例２として、外板の板厚／内板の板厚を２．０ｍｍ／１．１ｍｍとしたものを作製した。
各合わせガラスを作製後、Lumetrics社製の多層膜厚測定器Optigaugeで図９の破線で示した測定ラインに沿って、０〜５００ｍｍまで５ｍｍ毎に各合わせガラスの板厚を測定し、上記の方法で楔角を算出した。
又、図９の測定ラインの１５０ｍｍ〜４３０ｍｍの範囲で測定された楔角について、図１０に模式的に例示するように、最大楔角δｍａｘとその位置、最小楔角δｍｉｎとその位置、最大楔角δｍａｘと最小楔角δｍｉｎが存在する間の領域における楔角の最大傾きｍｍａｘを求めた。
又、５ｍｍ毎の設計上の楔角と、比較例及び実施例で算出した楔角とのずれの合算値（設計値からのずれ）を求めた。なお、５ｍｍ毎の設計上の楔角は、１５０ｍｍ〜２５０ｍｍで０．７ｍｒａｄ、２５０ｍｍ〜４３０ｍｍで０．５ｍｒａｄであり、図１０では実線で表示している。又、比較例及び実施例で算出した楔角は、図１０では一点鎖線で模式的に表示している。
結果を、図１１及び図１２に示す。図１１及び図１２に示すように、比較例及び実施例１、２の何れにおいても、最大楔角δｍａｘと最小楔角δｍｉｎとの間に最大傾きｍｍａｘが存在している。又、設計値からのずれは、外板の板厚と内板の板厚とが等しい比較例が最も大きく、内板の板厚が薄くなるにつれて改善される。
又、図１１及び図１２の結果から、内板の板厚ｔが１．６ｍｍ以下の薄いガラス板を用いた可変楔角を有する合わせガラスにおいても、０．００１≦｜ｍ｜≦０．００５、かつ、｜ｍ×ｔ｜≦０．００８を満たすことで、楔角の設計値からのずれを低減して楔角を精密に制御できることがわかる。
楔角を精密に制御できることで、内板の板厚ｔが１．６ｍｍ以下の薄いガラス板を用いた可変楔角を有する合わせガラスにおいても、透視二重像の発生を抑制可能となり、従来より高品質な透視像と反射像を得ることができる。
なお、前述のように、フロントガラス２０の透明領域内で楔角の最大値と最小値との差が０．０５ｍｒａｄ以上ないと、可変楔角の効果が発揮できず、可変楔角を用いる意義がなく、又、内板の板厚ｔが０．３ｍｍより薄いとハンドリングが難しくなる。これらを図１１及び図１２の結果に加味すると、透視二重像の発生を抑制して従来より高品質な透視像と反射像を得るためには、フロントガラス２０の透明領域内において、楔角の最大値と最小値との差が０．０５ｍｒａｄ以上あり、０．３≦ｔ≦１．６、かつ、０．００１≦｜ｍ｜≦０．００５、かつ、｜ｍ×ｔ｜≦０．００８であることが必要である。
以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
１０、４０ 光源
１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ 光線
１１ｃ、１２ｃ、４１ｃ、４２ｃ 像
２０ フロントガラス
２０Ｄ 凹面
２１ 内面
２２ 外面
３０ 眼
２１０、２２０ ガラス板
２３０ 中間膜
Ａ１、Ａ２ ＨＵＤ表示領域
Ｂ ＨＵＤ表示外領域
Ｂ１ 遷移領域
Ｌ 所定間隔
δＡ１、δＡ２、δＢ１ 楔角

Claims (10)

  1. 車両の内側となる第１のガラス板と、前記車両の外側となる第２のガラス板と、前記第１のガラス板と前記第２のガラス板との間に位置して前記第１のガラス板と前記第２のガラス板とを接着する中間膜と、を備えた合わせガラスであって、
    前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの前記合わせガラスの下側から、第１領域、遷移領域、及び第２領域、を備え、
    前記第１領域及び前記第２領域は、ヘッドアップディスプレイで使用する領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、
    前記遷移領域は、前記第１領域と前記第２領域とを繋ぐ領域であり、前記合わせガラスを前記車両に取り付けたときの上端側の厚さが下端側よりも厚い断面形状が楔状の領域を備え、
    前記第１領域と前記第２領域には、結像距離が異なる虚像が表示され、
    前記第１領域、前記遷移領域、及び前記第２領域において、前記合わせガラスに沿って垂直方向に計測した楔角の最大値と最小値との差が０．０５ｍｒａｄ以上あり、
    前記最大値及び前記最小値が存在する間の領域における前記楔角の傾きをｍ［ｍｒａｄ／ｍｍ］、前記第１のガラス板の板厚をｔ［ｍｍ］としたときに、０．３≦ｔ≦１．６、かつ、０．００１≦｜ｍ｜≦０．００５、かつ、｜ｍ×ｔ｜≦０．００８であることを特徴とする合わせガラス。
  2. 前記遷移領域が非線形で連続的に厚さが変化することを特徴とする請求項１に記載の合わせガラス。
  3. 前記第１のガラス板の板厚は、前記第２のガラス板の板厚よりも薄いことを特徴とする請求項１又は２に記載の合わせガラス。
  4. 合わせガラスの曲げ半径が１００００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の合わせガラス。
  5. 合わせガラスの最大曲げ深さが１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の合わせガラス。
  6. 前記中間膜が３層以上からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の合わせガラス。
  7. 前記第１領域及び前記第２領域の何れか一方は前記結像距離が３ｍ未満、他方は前記結像距離が３ｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の合わせガラス。
  8. 前記第１領域における平均楔角と前記第２領域における平均楔角とが異なることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の合わせガラス。
  9. 前記第１領域が前記第２領域よりも前記車両の近傍に虚像が表示される領域である場合には、前記第１領域における平均楔角が前記第２領域における平均楔角より大きく、
    前記第１領域が前記第２領域よりも前記車両の遠方に虚像が表示される領域である場合には、前記第１領域における平均楔角が前記第２領域における平均楔角より小さいことを特徴とする請求項８に記載の合わせガラス。
  10. 前記第１領域と前記第２領域とは、前記合わせガラスに沿って垂直方向に２０ｍｍ以上間隔をあけて互いに配置されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の合わせガラス。
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