JP2002172955A

JP2002172955A - 車両室内トリム

Info

Publication number: JP2002172955A
Application number: JP2001291789A
Authority: JP
Inventors: Werner Dr Scherber; シェルバーヴェルナー; Jochen Haering; ヘーリングヨッヘン
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2002-06-18
Also published as: US20020109919A1; EP1190908A2; DE10046982C1; EP1190908A3; US6746126B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ウィンドガラスにおける過剰な眩惑作用によ
って交通安全性を損なわないような明るい、装飾的に見
栄えの良い表面を提供する。【解決手段】透明な表面層２の上側の境界面７が、平
滑でないパターンを有しており、該境界面１の部分範囲
がフロントウィンドガラスに向かって傾けられており、
表面層２の下方に無光沢の吸収層５が配置されており、
表面層２と吸収層５との間に、なだらかな角度で衝突す
る、外部から車両室内へ入射した光線ビームのための全
反射作用を有するゾーンが設けられており、光線を拡散
させるための手段７，８，９が設けられていて、車両乗
員に対して自然の明るさ感覚が生ぜしめられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウインドシールド
ガラスもしくはフロントウィンドガラスまたはリアウイ
ンドガラスにおける低減された眩惑作用を有する車両室
内トリムに関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車室内の明るい色調は、特に高級感
を与える広々とした快適な空間を演出し、それゆえに有
利なデザイン的手段としてみなされる。明るい室内トリ
ムもしくは室内ライニングは、車両の気品ある高価なキ
ャラクタを強調するために、特別装備としてしばしばシ
ョーカーとして、メッセ等において使用される。

【０００３】しかし、明るいインテリアはデザイン上の
観点から重要であるだけではなく、ダストや汚れに対す
る低減された敏感性に基づいた実用的な利点や、太陽光
が直接入射した際の車内昇温が減じられることに基づい
た室内環境快適性の著しい改善をも提供する。

【０００４】他面において、明るい表面は特にインスト
ルメントパネル等のフロントパネル（Ｆｒｏｎｔａｂｌ
ａｇｅ）およびリアパッケージトレイ等のリアパネル
（Ｈｅｃｋａｂｌａｇｅ）の範囲では、ウィンドガラス
における不都合な反射を招き、こうして不都合な条件下
では知覚安全性を著しく低下させてしまう。このこと
は、なぜこれまで明るい車両室内トリムがシリーズ使用
ではほとんど採用されていないのかの理由の１つとして
挙げられる。

【０００５】この問題をウィンドガラス自体における反
射防止手段により解決することが知られている。しか
し、この技術は実際にはほとんど普及していない。眼鏡
レンズまたは写真レンズのコーティング時に使用される
ような反射防止被覆体を使用することも考えられるが、
このような反射防止被覆体が大きな面にわたって被覆さ
れ、しかも色的に中性であることが望まれる場合には、
極めて高いコストがかかってしまう。「グレーデッドイ
ンデックス層（屈折率分布形層）」、つまりガラス（ｎ
＝１．４５）から空気（ｎ＝１）への屈折率の穏やかな
移行を有する表面を使用することも考えられるが、しか
しやはり実際には使用不可能である。なぜならば、この
ような表面は不十分な硬度および耐摩耗性しか有してお
らず、しかも汚れに対して極めて敏感であるからであ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
課題は、ウィンドガラスにおける過剰な眩惑作用によっ
て交通安全性を損なわないような、車両室内のための明
るい、装飾的に見栄えの良い表面を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、 −透明な表面層が設けられていて、該表面層の上側の境
界面が、平滑でないパターン、つまり凹凸状のパターン
を有しており、該境界面の部分範囲が、フロントウィン
ドガラスまたはリアウィンドガラスに向かって傾けられ
ており、 −前記表面層の下方に無光沢の吸収層が配置されてお
り、 −前記表面層と前記吸収層との間に、なだらかな角度で
衝突する、外部から車両室内へ入射した光線ビームのた
めの全反射作用を有するゾーンが設けられており、 −光線を拡散させるための手段が設けられていて、車両
乗員に対して自然の明るさ感覚が生ぜしめられているよ
うにした。

【０００８】

【発明の効果】ウィンドガラス自体に導入された、上で
述べた公知の手段とは異なり、本発明によれば、インテ
リアの、ウィンドガラスに反射して映りかつ乗員の眩惑
を生ぜしめる恐れのある個所に導入された手段によって
「反射防止」を行うことが提案される。本発明による車
両室内トリムはとりわけフロントパネル（インストルメ
ントパネル）の範囲および／またはリアパネルの範囲に
配置される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００１０】図１には、本発明による車両室内トリムの
最も重要となる使用事例として、自動車のフロントパネ
ル（Ｆｒｏｎｔａｂｌａｇｅ）におけるジオメトリ（幾
何学的）な状況が示されている。眩惑の原因となる臨界
的な面には、方向に関連した特別な反射特性が備えられ
る。この反射特性は本発明によれば、以下の条件を満た
している：パネル（インストルメンタルパネル）の各臨
界点Ｐに関して、立体角ωから入射した光線は、反射点
Ｓの方向へ向けられる光線が極めて少なくなり、ひいて
は視線ｓを介して車両乗員の眼に届く光線が極めて少な
くなるように変向される。その他の視認角度、特に乗員
の位置からの視認角度（視線ｐ）からは、明るい色感覚
が得られ、このような明るい色感覚は周囲の材料に対応
しているか、または周囲の材料と調和している。

【００１１】このような要求が、公知の表面の標準的な
光学特性とは相容れないことは直ちに判る。白色の表面
または明るい表面は、光線の散乱反射により生ぜしめら
れ、拡散反射特性（ランベルトの反射特性）を有してい
る。これによって、入射方向とは無関係に常に高い光線
成分が方向ｓへ向けられて、眩惑を招く。もちろん、方
向付けられた（鏡面）反射特性を有する表面（一般に
「鏡」と呼ばれるもの）も、同じく不適当である。なぜ
ならば、その場合、事情によっては極めて高い光線強度
が方向ｓまたは方向ｐへ向けられ、問題を劇的に悪化さ
せてしまうからである。慣用の全ての表面の反射特性
は、極値である「理想的拡散反射」と「理想的鏡面反
射」との間のいずれかの場所に位置している。より暗い
色では、散乱された光線もしくは反射された光線の全光
線強度が吸収効果によって付加的に減じられるが、しか
し角度分布は基本的には変えられない。

【００１２】本発明による車両室内トリムの標準的では
ない方向分布は、複数の物理的な効果を協働させること
によって成立する。このことを図２につき詳しく説明す
る。図２には、車両のフロントパネルに配置された複数
の室内トリムが示されている。

【００１３】まず、「セカンドサーフェース（ＳＳ）」
が導入される。処理したい表面は、フレキシブルな透明
のプラスチック材料から成る光透過性の表面層２（以下
「ライトガイド」と呼ぶ）で被覆され、この場合、光線
反射のためには、もはや実際の表面１ではなく、第２の
境界面（ＳＳ）、つまり透明な表面層２の下面３が有効
となる。ＳＳがベースに一貫して結合されているのでは
なく、所定の個所毎でのみ結合されていて、かつその他
の個所でＳＳがベースに対して小さな間隔（エアギャッ
プ）を置いて位置している場合、このような構造には全
反射の現象を観察することができる。すなわち、なだら
かな入射角で入射した光線ビーム１０は符号１１で示し
たように全反射され（１００％）、それに対して急峻な
入射角からの光線は、境界面を貫通して、第３の（艶な
し黒色の）吸収層５に吸収される。このような配置構成
の反射特性は既に基本的には、上で挙げた条件を充足し
ているが、しかし本発明によれば、このような反射特性
が引き続き改良されなければならない。

【００１４】周知のように、平行平面の層では、外部か
ら到来した光線は光学の根本法則に従って全反射され得
ない。すなわち、これまでの思想は、導光体もしくはラ
イトガイド２自体で形成される光線に対してのみ適用さ
れる。しかし、課題設定の枠内では、周辺からの拡散光
線反射または拡散光線散乱によってしか生じ得ない自然
の明るさ効果を提供しようとしている。このためには、
透明な表面層２の表面６（図２ｂ）に、まず畝間状また
は円錐状のパターンが付与される。その場合、図２ｂに
示したように、光線ビーム１０は容易になだらかな角度
で侵入して、ＳＳ（表面３）で符号１１により示したよ
うに全反射され得る。それにもかかわらず、急峻な入射
角で入射した光線ビームは、この光線ビームが全反射の
限界角度を超えていなければＳＳで透過され、そして吸
収される。

【００１５】図２ｂに示した配置形式は、まだ実際の使
用のためには適していない。なぜならば、表面が乗員の
眼から見て鏡面反射特性を示し、かつ不都合な光線入射
時には過度に明るく見えてしまうからである。ところ
で、本発明の別の基本思想は、過剰光量を別の手段によ
り拡散させかつ選択的にこれに加えて減少させ、これに
より、快適な明るい拡散した色感覚が生じるが、しかし
それにもかかわらず方向ｓにおける不都合な光線反射が
抑制されるようにすることにある。

【００１６】表面のパターンを、畝間状の表面から、図
２ｃに例示したようなむしろ波形に近い表面７または不
規則的な表面７へ変えることによって、明度および拡散
度を段階的に調節することができる。明るさを決定する
要因となるのは、規定の限界角度で図面で見て左側へ光
線入射方向へ、つまりフロントウィンドガラスの方向へ
向けられた面素子（Ｆｌａｅｃｈｅｎｅｌｅｍｅｎｔ
ｅ）の占める割合である（入射アーパチュア）。その他
の面素子の粗波状のパターンはむしろ、出射する光線ビ
ーム１１を拡散させるために働く。全反射された光線ビ
ーム１１は、表面素子の角度位置に応じてライトガイド
２の表面７でのみ出射するか、またはもう一度全反射さ
れる（このことは図面を見易くするという理由で図２に
は図示していない）。ただし、この効果はこのような配
置形式の知覚可能な全明るさのためには重要ではない。
なぜならば、封入された光線ビームは、複数回反射され
た後でも再び出射し、これによって別の好都合な光線拡
散しか行われないからである。両パラメータである入射
アパーチュアと、前記パターンからの光線出射時におけ
るビーム変向とを用いて、適当な組み合わせが行われた
場合には既に極めて有用な解決手段を達成することがで
きる。パターン寸法は光線波長よりも大きく設定される
と望ましいが、しかし有利には、不都合となる模様を形
成しないようにするために眼の分解能よりも小さく設定
されることが望ましい。好都合な寸法設定は１０〜１０
０μｍの範囲にある。

【００１７】図２ｃに示したライトガイド２のための表
面パターンの他に、表面パターンは小さなプリズム、円
錐体、いぼ状突起、畝間または波状隆起部の形を有して
いてもよいし、あるいはまたその他の形式で不規則的に
粗面化されていてもよい。

【００１８】念のため付言しておくと、本発明による車
両室内トリムは一貫して、図２ｂに示した畝間状の表面
６を有していてよい。このためには、光線を拡散させる
ための付加的な措置が講じられるだけで済む。これによ
って、望ましくない鏡面反射特性の代わりに、望ましい
自然の明るさ感覚が生じるようになる。以下に、ライト
ガイドの上側の表面における拡散の代わりに、またはこ
の拡散に対して付加的に設けられている光線拡散のため
の複数の例を説明する。

【００１９】ライトガイド２の上側の表面における光線
の拡散の代わりに、またはこの拡散に対して付加的に、
ライトガイド２の下面のパターン化によって光線の拡散
を達成することができる。この場合、同じ法則性が適用
される。

【００２０】光線拡散もしくは「白色化（Ｗｅｉｓｓｆ
ａｅｒｂｕｎｇ）」は、択一的にまたは付加的にライト
ガイド２の範囲における手段によって達成することがで
きる（図２ｄ）。複数の透明なエレメント（散乱体８）
を埋蔵させることによって、光線ビームは屈折効果およ
び散乱効果に基づき、明るさを失うことなしに大きく扇
形に拡げられる。扇形に拡げられることにより付加的な
（なだらかな）角度範囲が生じ、これらの角度範囲はＳ
Ｓで全反射される。他方では、同じく形成された、急峻
な入射角度を有する角度範囲がＳＳにおいて反射のため
に失われ、このことは平均してほぼ相殺される。拡散の
度合いは、埋蔵されたエレメントの数および屈折率によ
ってコントロールすることができる。この場合、ピグメ
ント材料の屈折率と、透明なマトリックス２の屈折率と
の間の差が決定的となる。その場合には、たとえばＴｉ
Ｏ_２から成る高屈折性の散乱体も、埋蔵された中空室ま
たは中空ボールも使用可能となる。この場合に重要とな
るのは、散乱体の大きさである。散乱体の大きさは前方
散乱の範囲にあると有利であり、すなわち光線波長の数
倍であり、典型的には数μｍであることが望ましい。
０．１μｍよりも下の一層小さな寸法の場合には、等散
乱角度分布を有する「レイリー散乱（Ｒａｙｌｅｉｇｈ
−Ｓｔｒｅｕｕｎｇ）」が全散乱のうちのほとんどを占
め、このことは方向ｓへ高い光線量を投射して、目標と
される効果を無効にしてしまう。たとえば、粒子状また
は球状の散乱体、あるいはまた不規則に方向付けられた
透明な繊維を使用することができる。なお、埋蔵物また
は全マトリックス２を軽度に着色し、これによりその他
のインテリアまたは車体塗装（Ｗａｇｅｎｌａｃｋｉｅ
ｒｕｎｇ）にマッチした色調を達成するか、または過剰
光線強度を吸収することも、もちろん可能であると同時
に、所望の作用に関しても全く無害である。

【００２１】埋蔵された散乱体による拡散手段（図２
ｄ）は、慎重を期して使用されなければならない。なぜ
ならば、上で説明したような屈折および前方散乱の効果
だけが作用するのではなく、フレネル反射（Ｆｒｅｓｎ
ｅｌｒｅｆｌｅｘｉｏｎ）も作用するからである。すな
わち、各散乱体では、光学的な密度変動に基づき、小さ
な部分が反射され、ひいては方向ｓへも達する。図２ｅ
に例示した本発明のさらに別の構成を用いると、このよ
うな不可避の反射を抑制することができる。この解決手
段の根底を成しているのは、運転者の眩惑を招く原因と
なる光線ビームが、インストルメントパネルから約５０
〜７０゜の比較的制限された角度範囲でフロントウィン
ドガラスに衝突する（図１参照）という事実を認識する
ことである。ガラスパネルへ斜めに衝突する光線の反射
度が偏向方向に著しく依存することは光学的に知られて
いる。差はいわゆる「ブルースター角度（Ｂｒｅｗａｔ
ｅｒ−Ｗｉｎｋｅｌ）」において、つまり入射平面に対
して平行に偏光された光線波が完全に抑制される角度に
おいて特に大きくなる。ガラス・空気境界面のブルース
ター角度は５６゜である。すなわち、散乱体から発する
不都合な放射線の偏光によって、視線ｐと視線ｓとの間
での所望の方向選択性を付加的に高めることができる。
たとえば、散乱ゾーンの上方または下方に慣用の偏光フ
ィルタを取り付けることができる。偏光平面はこの場
合、運転者の視平面に位置する。「視平面」は運転者の
眼が向けられた方向と、この方向に位置する室内の反射
点とにより規定されている。前記偏光フィルタはその機
能に基づき、約５０％の一般的な暗化（Ａｂｄｕｎｋｅ
ｌｕｎｇ）を有している。しかし、上で説明したその他
の構造化手段もしくはパターン化手段が適宜に寸法設定
されている場合には十分な光線が導入され得るので、所
望の明るい色感覚が良好に達成可能となる。この技術の
変化形は、偏光フィルタの代わりに、視平面の方向に配
向された透明な繊維９を使用することにある。多重散乱
（散乱反射）と、上で説明したブルースター効果とに基
づき、出射した光線ビームは有利には繊維方向に偏光さ
れ、これによって視線ｓでは眼に見えなくなる。引き続
き、入射角度および出射角度に関して微分が行われる。
なぜならば、繊維ジオメトリにおいては、範囲１２にお
ける急峻な角度の場合に比べて、なだらかな角度１０，
１１の光線ビームに対してブルースター角度が生じるの
は統計学的に極めて希であるからである。この場合に
も、繊維が軽度に着色されていると好都合である。装飾
効果の他に、このような手段によってそれどころか偏光
度の増幅も生じる。

【００２２】これまで説明した手段は、自動車に用いら
れるインストルメントパネルの汎用の製作技術、すなわ
ち顔料着色されたプラスチックまたは繊維複合プラスチ
ックの使用、ラミネート、接着、深絞り成形、加飾のた
めの背面射出成形（Ｈｉｎｔｅｒｓｐｒｉｔｚｕｎ
ｇ）、インモールド技術等に対して十分な適合性を有し
ている。慣用的であるとは云えないが、製作技術的には
コントロール可能であると思われるのが、エアギャップ
４の実現である。これらのエアギャップ４は規定された
間隔を有する必要がないので、ライトガイドと吸収体と
の間の結合を所定の個所毎に遮断するか、またはたとえ
ば結合過程において材料成分の濡れを阻止する付着防止
剤または分離剤の導入によって堅固には形成しないだけ
で十分となる。支持個所の数および延在長さは、機械的
に安定した構造が生じると共に、他方では所望の色調の
ための十分な光線が反射され得るように調節されなけれ
ばならない。支持個所およびその間隔を極めて小さく、
たとえばミリメートル範囲またはそれ以下の範囲に設定
して、乗員の眼に認識可能となるテクスチャ構造（Ｔｅ
ｘｔｕｒ）が生じないようにすることが有利である。残
りの不均一性は顔料着色および光線ビームを扇状に拡開
させるための上で説明した別の手段によって均斉にされ
る。

【００２３】本発明による別の変化形では、エアギャッ
プの代わりに、ライトガイド材料の屈折率よりも著しく
高い屈折率を有するプリズム状もしくは角柱状の埋蔵物
が使用される。上でライトガイド層全体について説明し
た（図２ｂおよび図２ｃ）入力結合および全反射の効果
は、相応して、ライトガイドと吸収体との間の境界面に
固く結合されている高屈折性のエレメントにも該当す
る。このような配置形式は図３に示されている。プリズ
ムエレメントの寸法設定のためには、同じく既に説明し
た関連性が適用される。すなわち、プリズムエレメント
は有利には極めて小さく、ただし光波長よりも大きく設
定されなければならない。製作技術的に見て、１０μｍ
〜１ｍｍの底面長さが有利であると思われる。プリズム
はピラミッド形、円錐形またはレンズ形の形状を有して
いるか、または不規則的な表面を有していてよい。重要
となるのは、プリズムエレメントの下面（底面）が平坦
に形成されていることだけである。プリズムエレメント
の底面は土台もしくはベースに対してほぼ平行に延びて
いると有利である。フロントパネルの形状が、図１に示
した単純なジオメトリとは大きく異なる場合には、最適
なライトガイディング（光伝導）および分光のための別
の手段として、ベースに対する底面の傾斜を利用するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロントウィンドガラスにおけるジオメトリ特
性を示す概略図である。

【図２】本発明による車両室内トリムを種々の実施例
ａ、ｂ、ｃ、ｄおよびｅにつき示す横断面図である。

【図３】本発明による車両室内トリムのさらに別の実施
例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１表面、２表面層、３下面、４エアギャ
ップ、５吸収層、６，７表面、８散乱体、
９繊維、１０光線ビーム、１１方向ｐへ反射
された光線ビーム、１２方向ｓへ反射された光線ビ
ーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ヨッヘンヘーリングドイツ連邦共和国コンスタンツフェルヒェンガング 23 Ｆターム(参考） 3D044 BA24 BB01 BC03 BC09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フロントウィンドガラスまたはリアウィ
ンドガラスにおける低減された眩惑作用を有する車両室
内トリムにおいて、 −透明な表面層（２）が設けられていて、該表面層
（２）の上側の境界面（７）が、平滑でないパターンを
有しており、該境界面（１）の部分範囲が、フロントウ
ィンドガラスまたはリアウィンドガラスに向かって傾け
られており、 −前記表面層（２）の下方に無光沢の吸収層（５）が配
置されており、 −前記表面層（２）と前記吸収層（５）との間に、なだ
らかな角度で衝突する、外部から車両室内へ入射した光
線ビームのための全反射作用を有するゾーンが設けられ
ており、 −光線を拡散させるための手段（７，８，９）が設けら
れていて、車両乗員に対して自然の明るさ感覚が生ぜし
められていることを特徴とする車両室内トリム。
【請求項２】前記表面層（２）の、フロントウィンド
ガラスに向かって傾けられた面素子の角度位置、延在長
さおよび／または数が、全反射された光線の強度を制御
し、ひいては車両乗員によって知覚される明るさ感覚を
調節するために使用され得るようになっている、請求項
１記載の車両室内トリム。
【請求項３】全反射作用を有するゾーンが、前記表面
層（２）と前記吸収層（５）との間に設けられた複数の
エアギャップ（４）によって形成されている、請求項１
または２記載の車両室内トリム。
【請求項４】全反射作用を有するゾーンが、前記表面
層（２）と前記吸収層（５）との境界面の近くまたは該
境界面自体に設けられた複数の透明な成形体によって形
成されており、該成形体が、前記表面層（２）の材料よ
りも大きな屈折率を有している、請求項１または２記載
の車両室内トリム。
【請求項５】前記成形体が、ピラミッド状、円錐状、
レンズ状または不規則的に形成されていて、ほぼ平坦な
底面を有している、請求項４記載の車両室内トリム。
【請求項６】光線を拡散させるために、前記表面層
（２）の上側の境界面および／または下側の境界面が、
規則的にまたは不規則的にパターン化されている、請求
項１から５までのいずれか１項記載の車両室内トリム。
【請求項７】前記表面層（２）の上側の境界面および
／または下側の境界面が、プリズム、円錐体、いぼ状突
起、畝間または波状隆起部の形のパターンを有している
か、または不規則的に粗面化されている、請求項６記載
の車両室内トリム。
【請求項８】光線を拡散させるために、前記表面層
（２）内に複数の中空室または透明の散乱体（８）が埋
蔵されており、該中空室または散乱体（８）が、前記表
面層（２）の材料の屈折率とは異なる屈折率を有してい
る、請求項１から７までのいずれか１項記載の車両室内
トリム。
【請求項９】当該車両室内トリムが、少なくとも部分
的に偏光する作用を有しており、ただし偏光平面が運転
者の視平面に位置している、請求項１から８までのいず
れか１項記載の車両室内トリム。
【請求項１０】前記表面層（２）の内部で、前記透明
な散乱体（８）のゾーンの上方または下方に偏光フィル
タが設けられている、請求項９記載の車両室内トリム。
【請求項１１】前記表面層（２）の内部に、高屈折性
の透明な繊維（９）が、運転者の視平面に対して平行に
埋蔵されており、該繊維（９）が、偏光作用を発生させ
ると同時に散乱作用をも発生させるようになっている、
請求項９記載の車両室内トリム。
【請求項１２】前記表面層（２）内に配置された散乱
体（８）または成形体が、光線波長よりも大きく形成さ
れていて、有利には１０μｍ〜１ｍｍのサイズ範囲にあ
る、請求項１から１１までのいずれか１項記載の車両室
内トリム。
【請求項１３】前記表面層（２）内に配置された散乱
体（８）または成形体が、中性灰色またはその他の明る
い色調に着色されている、請求項１から１２までのいず
れか１項記載の車両室内トリム。