JP2018162050A - ウインドシールド - Google Patents
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Abstract
Description
をしない領域を設けたりすることで、遮蔽層の一部に可視光の透過率の高い領域を情報取得領域として形成する。これによって、車内に設置された情報取得装置は、遮蔽層に阻害されることなく、情報取得領域を通して車外の情報を取得することができる。
項1:光の照射及び/又は受光を行うことで車外からの情報を取得する情報取得装置が配置可能な自動車のウインドシールドであって、
前記情報取得装置と対向し前記光が通過する情報取得領域、及び前記自動車を運転する運転者が運転の際に交通状況を確認する視野領域を有するガラス板を備え、
前記情報取得領域の光の透過率は、前記視野領域の光の透過率と相違するように構成される、ウインドシールド。
前記情報取得領域は、前記遮蔽層に隣接する又は前記遮蔽層に周囲を囲まれるように配置される、項1または2に記載のウインドシールド。
前記視野領域の可視領域の光の透過率は、70%以上である、項1から3のいずれかに記載のウインドシールド。
前記情報取得領域のヘイズ率は0.6%以上である、項1から4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、前記中間膜、及び前記内側ガラス板は、前記情報取得領域及び前記視野領域で実質的に同じ光の透過率を有するように構成され、
前記情報取得領域における前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板のいずれかの面に、
光の透過率を低下させるように構成されたフィルム材が貼着されていることにより、前記情報取得領域は、前記視野領域の光の透過率よりも低い光の透過率を有するように構成される、項1から6のいずれかに記載のウインドシールド。
前記防曇層には、平均粒径が1nm〜500nmである微粒子が添加されていることにより、前記情報取得領域は、前記視野領域の光の透過率よりも低い光の透過率を有するように構成される、項1から7のいずれかに記載のウインドシールド。
前記基材層は、偏光フィルムにより構成されている、項1から7のいずれかに記載のウインドシールド。
低反射膜が配置されている、項1に記載のウインドシールド。
前記低反射膜が配置されていない、項12に記載のウインドシールド。
前記表面部の屈折率は、前記本体部の屈折率よりも小さく空気の屈折率よりも大きい、項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。
前記複数の層の屈折率は、前記ガラス板から離れるにしたがって小さくなるように構成されている、項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。
前記複数の層は、前記ガラス板側から積層される第1層と、少なくとも1つの第2層と、を有し、
前記第1層の屈折率は、前記ガラス板の屈折率よりも大きく、前記第2層の屈折率は、前記ガラス板の屈折率よりも小さい、項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
がこの順で積層された防曇性フィルムが配置されており、
前記基材層の屈折率が前記ガラス板の屈折率よりも大きく、
前記防曇層の屈折率が前記基材層の屈折率よりも小さい、項1に記載のウインドシールド。
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層の屈折率は、前記基材層の屈折率よりも小さい、項1に記載のウインドシールド。
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層の表面に凹凸が形成されている、項1に記載のウインドシールド。
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層には、可視光域で光吸収物質が含有されている、項1に記載のウインドシールド。
光の照射及び/又は受光を行うことで車外からの情報を取得する情報取得装置が配置可能な自動車のウインドシールドであって、
前記情報取得領域における前記ガラス板の面に配置される低反射膜を備えている。
まず、図1及び図2を用いて、本実施形態に係るウインドシールド100を説明する。図1及び図2は、本実施形態に係るウインドシールド100の一例を模式的に例示する正面図及び断面図である。
まず、ガラス板1について説明する。図2に例示されるとおり、本実施形態に係るガラス板1は、ガラス板1は、車外側に配置される外側ガラス板11と、車内側に配置される内側ガラス板12と、外側ガラス板11及び内側ガラス板12の間に配置される中間膜13と、を備えている。
両ガラス板(11、12)は、互いにほぼ同形であり、平面視台形状に形成されている。両ガラス板(11、12)は、面直方向に湾曲していてもよいし、平らであってもよい。本実施形態では、各ガラス板(11、12)の車外側の面が凸となり、車内側の面が凹となるように湾曲した形状を有している。
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。
中間膜13は、両ガラス板(11、12)の間に挟持され、両ガラス板(11、12)を接合する膜である。中間膜13は、実施の形態に応じて適宜構成することができる。例えば、中間膜13は、軟質のコア層を、これよりも硬質の一対のアウター層で挟持した3層構造で構成することができる。中間膜13をこのように軟質の層及び硬質の層の複数層で構成することによって、ガラス板1の耐破損性能及び遮音性能を高めることができる。
次に、図3を更に用いて、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層2について説明する。図3は、本実施形態に係るウインドシールド100の情報取得領域3付近を模式的に例示する部分拡大図である。
*2,主成分:ホウケイ酸ビスマス、ホウケイ酸亜鉛
次に、図4を更に用いて、防曇性フィルム4について説明する。図4は、防曇性フィルム4を含む情報取得領域3付近を模式的に例示する部分断面図である。
まず、防曇層43について説明する。防曇層43は、防曇性フィルム4の最外層として配置され、防曇機能を発揮する層である。本実施形態に係る防曇層43には、防曇性フィルム4を貼着した情報取得領域3の光の透過率が視野領域5の光の透過率よりも低くなるように、光を散乱させる微粒子44が添加される。防曇層43の種類は、微粒子44を添加可能であり、かつ防曇性を有しているものであれば、特に限定されなくてもよく、公知のものを用いることができる。一般的に防曇層の種類として、水蒸気から生じる水を水膜として表面に形成する親水タイプ、水蒸気を吸収する吸水タイプ、及び水蒸気から生じる水滴を撥水する撥水タイプがある。防曇層43には、いずれのタイプも利用可能である。
まず、吸水性樹脂について説明する。防曇層43は、吸水性樹脂として、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、及びポリビニルアルコール樹脂からなる群から選択される少なくとも1種類のポリマーを含むことができる。ウレタン樹脂として、ポリイソシアネートとポリオールとで構成されるポリウレタン樹脂が挙げられる。ポリオールとしては、アクリルポリオール及びポリオキシアルキレン系ポリオールが好ましい。エポキシ系樹脂としては、グリシジルエーテル系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系エポキシ樹脂、グリシジルアミン系エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂が挙げられる。好ましいエポキシ樹脂は、環式脂肪族エポキシ樹脂である。以下、好ましい吸水性樹脂であるポリビニルアセタール樹脂(以下、単に「ポリアセタール」)について説明する。
次に、撥水基について説明する。撥水基は、防曇層の強度と防曇性との両立を容易にすると共に、防曇層の表面を撥水性として水滴が形成されたとしても入射する光の直進性を確保することに貢献する。撥水基による効果を十分に得るためには、撥水性が高い撥水基を用いることが好ましい。例えば、防曇層43は、(1)炭素数3〜30の鎖状又は環状のアルキル基、及び(2)水素原子の少なくとも一部をフッ素原子により置換した炭素数1〜30の鎖状又は環状のアルキル基(以下、「フッ素置換アルキル基」ということがある)から選ばれる少なくとも1種類の撥水基を含むことができる。
撥水基を防曇層43に配合するためには、撥水基を有する金属化合物(撥水基含有金属化合物)、特に撥水基と加水分解可能な官能基又はハロゲン原子とを有する金属化合物(撥水基含有加水分解性金属化合物)又はその加水分解物を、防曇層を形成するための塗工液に添加するとよい。言い換えると、撥水基は、撥水基含有加水分解性金属化合物に由来するものであってもよい。撥水基含有加水分解性金属化合物としては、以下の式(I)に示す撥水基含有加水分解性シリコン化合物が好適である。
ここで、Rは、撥水基、すなわち水素原子の少なくとも一部がフッ素原子により置換されていてもよい炭素数1〜30の鎖状又は環状のアルキル基であり、Yは加水分解可能な官能基又はハロゲン原子であり、mは1〜3の整数である。加水分解可能な官能基は、例えば、アルコキシル基、アセトキシ基、アルケニルオキシ基及びアミノ基から選ばれる少なくとも1種であり、好ましくはアルコキシ基、特に炭素数1〜4のアルコキシ基である。アルケニルオキシ基は、例えばイソプロペノキシ基である。ハロゲン原子は、好ましくは塩素である。なお、ここに例示した官能基は、以降に述べる「加水分解可能な官能基」としても使用することができる。mは好ましくは1〜2である。
ここで、R及びmは、上述したとおりである。加水分解及び重縮合の後、式(II)により示される化合物は、実際には、防曇層中において、シリコン原子が酸素原子を介して互いに結合したネットワーク構造を形成する。
次に、金属酸化物成分について説明する。金属酸化物成分は、例えば、Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物成分であり、好ましくはSiの酸化物成分(シリカ成分)である。吸水性樹脂を含む場合、防曇層43は、吸水性樹脂100質量部に対し、0.01質量部以上、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、さらに好ましくは1質量部以上、特に好ましくは5質量部以上、場合によっては7質量部以上、必要であれば10質量部以上、また、60質量部以下、特に50質量部以下、好ましくは40質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下、特に好ましくは20質量部以下、場合によっては18質量部以下となるように、金属酸化物成分を含むことが好ましい。金属酸化物成分は、防曇層の強度、特に耐擦傷性を確保するために必要な成分であるが、その含有量が過多となると防曇層の防曇性が低下する。
本実施形態では、防曇層43は、金属酸化物成分の少なくとも一部として金属酸化物微粒子を含む。この金属酸化物粒子は、光を散乱させる微粒子44に相当する。金属酸化物微粒子を構成する金属酸化物は、例えば、Si、Ti、Zr、Ta、Nb、Nd、La、Ce及びSnから選ばれる少なくとも1種の元素の酸化物であり、好ましくは、シリカ微粒子、ITO(Indium Tin Oxid;酸化インジウムスズ)微粒子、ジルコニア微粒子である。シリカ微粒子は、例えば、コロイダルシリカを添加することにより防曇層に導入できる。この金属酸化物粒子を微粒子44として防曇層43に添加することにより、防曇性フィルム4を貼着した情報取得領域3の光の透過率を低下させ、またヘイズ率を上昇させることができる。さらに、このような微粒子は、単体又は凝集して防曇層の表面近傍に存在することで、防曇層43の表面に凹凸が作製されるため、防曇層43の表面での光の反射を抑制することができる。その結果、カメラ8への車内の映り込みが軽減され、カメラ8がよりノイズの少ない明瞭な画像を取得することができる。このような微粒子としては、例えば、防曇層の屈折率に近いシリカ微粒子が特に好ましい。また、金属酸化物微粒子は、防曇層に加えられた応力を防曇層を支持する透明物品に伝達する作用に優れ、硬度も高い。したがって、金属酸化物微粒子の添加は、防曇層の耐摩耗性及び耐擦傷性を向上させる観点から有利である。更に、防曇層に金属酸化物微粒子を添加すると、微粒子が接触又は近接している部位に微細な空隙が形成され、この空隙から防曇層中に水蒸気が取り込まれやすくなる。このため、金属酸化物微粒子の添加は、防曇性の向上に有利に作用することもある。金属酸化物微粒子は、防曇層を形成するための塗工液に予め形成した金属酸化物微粒子を添加することにより、防曇層に供給することができる。
また、防曇層43は、撥水基を有しない加水分解性金属化合物(撥水基非含有加水分解性化合物)に由来する金属酸化物成分を含んでいてもよい。好ましい撥水基非含有加水分解性金属化合物は、撥水基を有しない加水分解性シリコン化合物である。撥水基を有しない加水分解性シリコン化合物は、例えば、シリコンアルコキシド、クロロシラン、アセトキシシラン、アルケニルオキシシラン及びアミノシランから選ばれる少なくとも1種のシリコン化合物(ただし、撥水基を有しない)であり、撥水基を有しないシリコンアルコキシドが好ましい。なお、アルケニルオキシシランとしては、イソプロペノキシシランを例示できる。
上述したとおり、Yは、加水分解可能な官能基であって、好ましくはアルコキシル基、アセトキシ基、アルケニルオキシ基、アミノ基及びハロゲン原子から選ばれる少なくとも1つである。
また、防曇層43は、架橋剤、好ましくは有機ホウ素化合物、有機チタン化合物及び有機ジルコニウム化合物から選ばれる少なくとも1種の架橋剤、に由来する架橋構造を含んでいてもよい。架橋構造の導入は、防曇層の耐摩耗性、耐擦傷性、耐水性を向上させる。別の観点から述べると、架橋構造の導入は、防曇層の防曇性能を低下させることなくその耐久性を改善することを容易にする。
防曇層43には、その他の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、防曇性を改善する機能を有するグリセリン、エチレングリコール等のグリコール類が挙げられる。添加剤は、界面活性剤、レベリング剤、紫外線吸収剤、着色剤、消泡剤、防腐剤等であってもよい。防曇層43の材料に界面活性剤を配合することにより、基材層42上に液剤を塗布して、防曇層43を形成する際に、基材層42上で液剤が拡がりやすくなる。そのため、形成される防曇層43の表面に凹凸が生じ難いようにすることができ、これによって、防曇層43に生じる歪みを軽減することができる。したがって、情報取得領域3に貼着するのに適した防曇性フィルムを提供することができる。なお、添加剤として、例えば、BYK社のBYK-323、BYK-333、BYK-342、BYK-377、BYK-3455、信越化学社のKP-109、KP-110、KP-112、KP-341、モメンティブ社のTSF4440、TSF4452、TSF4450を用いることができる。
なお、防曇層43のタイプは、吸水タイプに限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。上記のとおり、防曇層43のタイプは、例えば、親水タイプ、撥水タイプであってよい。また、吸水タイプ以外のタイプで防曇層43を構成した場合も、上記吸水タイプの場合と同様に、シリカ微粒子、ITO微粒子等の金属酸化物微粒子を微粒子44として防曇層43に添加してよい。
次に、基材層42及び粘着層41について説明する。基材層42は、防曇性フィルム4の基となり、それぞれの面側で防曇層43及び粘着層41を保持する層である。また、粘着層41は、防曇性フィルム4を対象物に接着するための層である。粘着層41の材料は、防曇性フィルム4を情報取得領域3の車内側の面に貼着可能で透明な材料であれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、粘着層41の材料は、アクリル系、シリコン系の接着剤であってよい。
次に、上記のような防曇性フィルム4の製造方法について説明する。防曇性フィルム4は、基材層42の一方の面に防曇層43を成膜し、他方の面に粘着剤を塗布して粘着層41を形成することで、作製することができる。
次に、各層の厚みについて説明する。各層の厚みは、実施の形態に応じて適宜設定されてよい。例えば、粘着層41の厚みは、数μm〜数百μmの範囲で設定されてよい。また、例えば、基材層42の厚みは、20μm〜150μmの範囲で設定されてよい。また、例えば、防曇層43の厚みは、1μm〜20μmの範囲で設定されてよい。
次に、防曇性フィルム4の形状及び平面寸法について説明する。図1及び図3に例示されるように、本実施形態では、防曇性フィルム4は、平面視矩形状に形成されており、4つの角部はそれぞれ丸みを帯びている。これによって、防曇性フィルム4は、情報取得領域3の車内側の面から剥がれにくいようになっている。なお、防曇性フィルム4を取り替える際の作業性を考慮して、4つの角部のうちの少なくとも1つの角部は尖っていてもよい。この尖っている角部により、防曇性フィルム4を剥がし易くすることができる。
次に、情報取得領域3及び視野領域5について説明する。遮蔽層2の面方向内側に配置される視野領域5には、遮蔽層2を構成する濃色のセラミックが積層されていない。そのため、視野領域5の光の透過率は、各ガラス板(11、12)及び中間膜13の光の透過率に基づいて定まる。
次に、カメラ8について説明する。カメラ8は、車内に配置される情報取得装置の一例である。カメラ8は、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary MOS)等のイメージセンサ及びレンズ系を備え、情報取得領域3を通して車外の状況を撮影可能に構成されている。カメラ8により取得された画像は、画像処理装置(不図示)に送られる。
次に、図6A、図6B及び図7を更に用いて、上記カメラ8をウインドシールド100に付設するためのブラケット6及びカバー7について説明する。図6Aは、本実施形態に係るブラケット6の車外側の状態を模式的に例示する。図6Bは、本実施形態に係るブラケット6の車内側の状態を模式的に例示する。図7は、本実施形態に係るカバー7を模式的に例示する。
次に、図8を用いて、本実施形態に係るウインドシールド100の製造方法を説明する。図8は、本実施形態に係るガラス板1の製造工程を模式的に例示する。なお、以下で説明するウインドシールド100の製造方法は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する製造工程について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
以上のとおり、本実施形態に係るウインドシールド100では、情報取得領域3は、視野領域5よりも光を透過しにくいように構成される。例えば、視野領域5の光の透過率が70%以上に設定されるのに対して、情報取得領域3の光の透過率は70%以下に設定される。また、例えば、視野領域5のヘイズ率が0.6%以下に設定されるのに対して、情報取得領域3のヘイズ率が0.6%以上に設定される。これにより、周りの物体(自動車等)からの反射、その他外部の環境によって、ウインドシールド100の車外側から強い光が入射しても、情報取得領域3により強い光を遮断し、車内側に配置されるカメラ8にまで強い光量のままで光が到達しないようにすることができる。したがって、本実施形態によれば、強い光が入射しても、カメラ8による車外の状況の撮影が阻害されにくい、すなわち、カメラ8がホワイトアウトを起こしにくいようにすることができる。
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、上記ウインドシールド100の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。また、上記ウインドシールド100の各構成要素の形状及び大きさも、実施の形態に応じて適宜決定されてもよい。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下の変形例は適宜組み合わせ可能である。また、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、上記実施形態と同様の点については、適宜説明を省略した。
また、例えば、上記実施形態に係るウインドシールド100のガラス板1は、外側ガラス板11と内側ガラス板12とを中間膜13を介して互いに接合した合わせガラスとして構成されている。しかしながら、ガラス板1の種類は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。ガラス板1は、例えば、1枚であってもよい。更に、上記実施形態では、ガラス板1は、略台形状に形成されている。しかしながら、ガラス板1の形状は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
また、例えば、上記実施形態では、情報取得装置として、カメラ8を用いている。しかしながら、情報取得装置は、光の照射及び/又は受光を行うことで車外からの情報を取得可能な装置であれば、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。また、車内に設置する情報取得装置の数は、1台に限定されなくてもよく、実施形態に応じて、適宜選択されてよい。情報取得装置は、例えば、立体視により被写体の位置を特定可能なステレオカメラ等であってよい。
また、例えば、上記実施形態では、ブラケット6は枠状に形成され、このブラケット6に取り付け可能なようにカバー7は矩形状に形成されている。しかしながら、ブラケット6及びカバー7の形状は、情報取得装置を支持した上で遮蔽層2に固定可能であれば、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。また、ブラケット6には、複数の情報取得装置に対応するように、複数の開口が設けられていてもよい。また、ウインドシールド100に複数の情報取得装置を付設するため、ブラケット6及びカバー7の組を複数組用意し、用意した複数組のブラケット6及びカバー7をガラス板1に取り付けるようにしてもよい。
また、例えば、図9に例示されるように、情報取得領域3は、遮蔽層2に周囲を囲まれるのではなく、遮蔽層2に隣接するように配置されてもよい。図9は、本変形例に係るウインドシールド100Bを例示する。図9に例示されるウインドシールド100Bでは、遮蔽層2Bにおいて、突出部22及び開口部23が省略されており、情報取得領域3は、遮蔽層2B(周縁部21)の上端辺中央のやや下方に配置されている。このように、情報取得領域3は、少なくとも一辺が遮蔽層2に隣接するように配置されてもよい。なお、情報取得領域3は、視野領域5とは異なる範囲に設けられる。ただし、情報取得領域3は、運転者の視野範囲に入ってもよい。
また、上記実施形態では、防曇性フィルム4の平面寸法は遮蔽層2の開口部23の平面寸法より小さくなっている。しかしながら、防曇性フィルム4の平面寸法は、このような例に限定されなくてもよく、開口部23の平面寸法より大きくなっていてもよい。また、例えば、上記実施形態では、防曇層43に微粒子44が添加されている。この微粒子44は、基材層42に添加されていてもよい。また、微粒子44が添加されるのではなく、その他の加工により、防曇性フィルム4は、光の透過率を低下させるように構成されていてもよい。なお、上記実施形態では、微粒子44としてITO微粒子を利用して、赤外光遮断効果を防曇層43に付与することができる。この赤外光遮断効果を付与する形態は、このような例に限定されなくてもよく、次のように構成してもよい。すなわち、基材層42及び防曇層43の一方に防眩効果を付与し、他方に赤外光遮断効果を付与するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、微粒子44を添加した防曇層43を有する防曇性フィルム4を情報取得領域3に貼着することで、情報取得領域3の光の透過率を視野領域5の光の透過率よりも低くしている。しかしながら、情報取得領域3の光の透過率を視野領域5の光の透過率よりも低くする方法は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
例えば、情報取得装置がカメラで構成される場合、カメラ側からの光がガラス板で反射しカメラ8へ入射することで、いわゆる映り込みが生じるおそれがある。これに対して、図12に示すように、情報取得領域3の車内側の面に低反射膜を配置すると、車内側からの光がカメラに反射するのを抑制することができる。特に、カメラ8の周囲が上述したブラケッ6やカバー7で覆われていない場合には、情報取得領域3において、車内側からの光が反射しやすく、映り込みが生じやすい。そのため、このようなブラケット等が設けられていない構成で、情報処理領域3に低反射膜を設けることは特に有利である。そして、このような低反射膜を設けることで、情報取得領域3の光の透過率は、視野領域5の光の透過率よりも高くなる。
ステップ1:低反射膜とは反対側の面、つまりガラス板の車外側の面に黒色ペイントを塗布し、この面での光の反射が反射量に影響を与えないように準備する。
ステップ2:分光光度計(例えば、UV−3100PC 島津製作所製)を用い、車内側からの入射光の入射角がほぼ垂直入射とみなせる角度で、波長550〜600nmの範囲の光の反射率を測定し、平均反射率Rを求める。
ステップ3:上記平均反射率Rから、以下のフレネルの式(式(1))に基づいて、屈折率を算出する。
はじめに、低反射膜の第1態様について説明する。第1態様では、低反射膜がポーラス構造を有している。すなわち、低反射膜の概ね全体に亘って空隙が形成されるため、これによって、屈折率を低減することができる。
粒径を有するMgF2微粒子によれば、透明性の高いコーティングを形成することが可能
となる。ここで、微粒子の「平均粒径」とは、レーザー回折式粒度分布測定法により測定
した粒度分布において、体積累積が50%に相当する粒径(D50)を意味する。
物の含有量をSiO2に換算し、かつAl酸化物の含有量をAl2O3に換算した場合、バ
インダに含まれる無機酸化物におけるSiO2とAl2O3との質量比(SiO2:Al2O3
)は、例えば99.5:0.5〜97:3であることが好ましい。SiO2とAl2O3と
の質量比をこのような範囲とすることにより、透過率を向上させることができる。
次に、第2態様に係る低反射膜について説明する。図15に示すように、この低反射膜9は、情報取得装置側を向く、表面に凹凸が形成されている。このような凹凸を有することで、屈折率を低減することができ、その結果、カメラ側からの光の反射を抑制し情報取得領域の透過率を向上させることができる。より詳細に説明すると、凹凸により、低反射膜の表面は、空気と低反射膜とが混在した状態になるため、見かけの屈折率が低減する。
第3態様に係る低反射膜は、複数の層により構成されている。そして、複数の層の屈折率が1〜1.52の間であり、且つ、ガラス板に近い層の方が、屈折率が大きくなっている。例えば、図17に示す例では、低反射膜9が2つの層により構成されている。ここでは、ガラス板に近い層を第1層91、遠い層を第2層92と称することとする。そして、第1層91の屈折率をn1、第2層92の屈折率をn2とすると、1(空気層)<n1<n2<1.52(ガラス板)を充足するようになっている。すなわち、このような低反射膜9を用いることで、ガラス板1から空気層にいくにしたがって、屈折率が徐々に低減していく。したがって、ガラス板1と空気層との間で、屈折率が急激に変化せず、徐々に変化するため、ガラス板1から情報取得装置への光の反射量を低減することができる。なお、低反射膜9を構成する層の数は特には限定されず、ガラス板側から空気層側へ屈折率が徐々に低下する3以上の層であってもよい。また、各層を構成する材料は特には限定されず、上記のような屈折率を示す材料であればよい。
第4態様に係る低反射膜9も、複数の層により構成されている。但し、ガラス板1に最も近い第1層の屈折率はガラス板1の屈折率よりも大きく、この第1層と空気層との間の層の屈折率は第1層よりも小さくなっている。例えば、図18に示す例では、ガラス板1に近い層である第1層901と、遠い層である第2層902とを有している。そして、第1層901の屈折率をm1、第2層902の屈折率をm2とすると、1(空気層)<m2<1.52(ガラス板)<m1を充足するようになっている。このような層構成であっても、ガラス板1から空気層への光の反射量を低減することができる。
ガラス板側から情報取得装置側への反射量を低減するには、上記のような低反射膜を設けるほか、防曇性フィルムに低反射機能を持たせることができる。例えば、上述した防曇性フィルム4が粘着層41、基材層42、及び防曇層43で構成されている場合、基材層42の屈折率をガラス板1よりも高くし、防曇層43の屈折率を基材42よりも低くすることができる。また、防曇層43の屈折率は、ガラス板1よりも低くすることが好ましい。このような屈折率を有する防曇性フィルム4を用いることで、上記低反射膜の第4形態と同様に光の反射率を低減することができる。
ガラス板は、日本板硝子株式会社製の通常のソーダライムシリケート組成のものを用い、厚みを3.2mm、大きさを200×300mmとした。このガラス板を、アルカリ溶液(アルカリ性洗浄液 LBC−1、レイボルド株式会社製)に浸漬して超音波洗浄機を用いて洗浄し、脱イオン水で水洗した。その後、常温で乾燥させて、実施例及び比較例で用いるガラス板とした。
シリカ微粒子分散液(クォートロンPL−7、平均粒径125nmの略球状の一次粒子、固形分濃度23重量%、扶桑化学工業株式会社製) 30.4質量部、
1−メトキシ−2−プロパノール(溶媒) 58.2質量部、
1N塩酸(加水分解触媒) 1質量部
を、撹拌混合し、さらに撹拌しながら
テトラエトキシシラン(正珪酸エチル、多摩化学工業株式会社製) 10.4重量部
を添加し、引き続き40℃に保温しながら8時間撹拌してテトラエトキシシランを加水分解し、原液Aを得た。
3−メトキシ−1−プロパノール(溶媒) 30.0g、
を、撹拌混合し、コーティング液A1を得た。コーティング液A1において、ケイ素の酸化物(シリカ微粒子とテトラアルコキシシランに由来)をSiO2に換算した固形分濃度は7.0wt%である。
実施例においては、ロールコーターを用い、前述のガラス板の透明導電膜が施されていない側の主表面にコーティング液A1を塗布した。なお、このとき塗布液の膜厚が1〜5μmになるようにした。次いでこのガラス板に塗布したコーティング液を、熱風で乾燥・硬化させた。この熱風乾燥は、ベルト搬送式の熱風乾燥装置を用い、熱風の設定温度を300℃、熱風吐出ノズルとガラス板との間の距離を5mm、搬送速度を0.5m/分に設定し、2回往復してノズルの下を4回通過させることで行なった。このとき、コーティング液が塗布されたガラス板が熱風に触れている時間は140秒であり、ガラス板のコーティング液が塗布されたガラス面における最高到達温度は199℃だった。乾燥・硬化後のガラス板は室温まで放冷し、ガラス板にコーティングを施した。
次に、上記実施例及び比較例に係るガラス板の反射率を測定した。ここでは、分光光度計(島津製作所、UV−3100)を用い、各ガラス板の主面の反射率曲線(反射スペクトル)を測定した。測定は、JIS K5602に準拠し、法線方向から光を入射させ、反射角8°の直接反射光を積分球に導入して行った。また、平均反射率は、波長380nm〜1200nmにおける反射率を測定した。なお、測定に際しては、ガラス板裏面(非測定面)に黒色塗料を塗布して裏面からの反射光を除き、基準鏡面反射体に基づく補正を行った。結果は、以下の通りである。
・実施例の平均反射率(550〜600nm):1.60%
・比較例の平均反射率(550〜600nm):4.58%
1…ガラス板、
11…外側ガラス板、12…内側ガラス板、13…中間膜、
2…遮蔽層、
21…周縁部、22…突出部、23…開口部、
3…情報取得領域、
4…防曇性フィルム、
41…粘着層、42…基材層、43…防曇層、44…微粒子、
5…視野領域、
6…ブラケット、
61…取付開口、
62…本体部、63…支持部、
64…接着剤、65…両面テープ、
7…カバー、
71…凹部、72…壁面、73…レンズ、
8…カメラ
Claims (32)
- 光の照射及び/又は受光を行うことで車外からの情報を取得する情報取得装置が配置可能な自動車のウインドシールドであって、
前記情報取得装置と対向し前記光が通過する情報取得領域、及び前記自動車を運転する運転者が運転の際に交通状況を確認する視野領域を有するガラス板を備え、
前記情報取得領域の光の透過率は、前記視野領域の光の透過率と相違するように構成される、ウインドシールド。 - 前記情報取得領域は、前記視野領域の光の透過率よりも低い光の透過率を有するように構成される、請求項1に記載のウインドシールド。
- 前記視野領域以外の前記ガラス板の領域に設けられ、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層を更に備え、
前記情報取得領域は、前記遮蔽層に隣接する又は前記遮蔽層に周囲を囲まれるように配置される、請求項1または2に記載のウインドシールド。 - 前記情報取得領域の可視領域の光の透過率は、70%以下であり、
前記視野領域の可視領域の光の透過率は、70%以上である、請求項1から3のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記視野領域のヘイズ率は0.6%以下であり、
前記情報取得領域のヘイズ率は0.6%以上である、請求項1から4のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記情報取得領域は、前記視野領域における赤外線領域の光の透過率よりも低い赤外線領域の光の透過率を有するように構成される、請求項1から5のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記ガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板と、車内側に配置される内側ガラス板と、当該外側ガラス板及び前記内側ガラス板の間に配置される中間膜とを備え、
前記外側ガラス板、前記中間膜、及び前記内側ガラス板は、前記情報取得領域及び前記視野領域で実質的に同じ光の透過率を有するように構成され、
前記情報取得領域における前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板のいずれかの面に、
光の透過率を低下させるように構成されたフィルム材が貼着されていることにより、前記情報取得領域は、前記視野領域の光の透過率よりも低い光の透過率を有するように構成される、請求項1から6のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、基材層と、防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された防曇層と、を備える防曇性フィルムが貼着され、
前記防曇層には、平均粒径が1nm〜500nmである微粒子が添加されていることにより、前記情報取得領域は、前記視野領域の光の透過率よりも低い光の透過率を有するように構成される、請求項1から7のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記微粒子はシリカ微粒子である、請求項8に記載のウインドシールド。
- 前記基材層は、偏光フィルムにより構成されている、請求項8または9に記載のウインドシールド。
- 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、基材層と、防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された防曇層と、を備える防曇性フィルムが配置され、
前記基材層は、偏光フィルムにより構成されている、請求項1から7のいずれかに記載のウインドシールド。 - 少なくとも前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、
低反射膜が配置されている、請求項1に記載のウインドシールド。 - 前記視野領域における前記ガラス板の面には、
前記低反射膜が配置されていない、請求項12に記載のウインドシールド。 - 前記ガラス板の面と前記低反射膜の間に粘着層と基材層が順に配置されている、請求項12または13に記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜は、本体部と、前記本体部上に配置され、車内側を向く表面部と、を備え、
前記表面部の屈折率は、前記本体部の屈折率よりも小さく空気の屈折率よりも大きい、請求項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記表面部には凹凸が形成されている、請求項15に記載のウインドシールド。
- 前記表面部にはシリカ微粒子が含有されている、請求項15または16に記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜の屈折率は、前記ガラス板の屈折率より小さく、空気の屈折率よりも大きい、請求項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜は、ポーラス構造を有している、請求項18に記載のウインドシールド。
- 前記ガラス板と前記低反射膜との間に配置された防曇層をさらに備えている、請求項18または19に記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜には、中空微粒子が含有されている、請求項18から20のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜には、前記ガラス板の屈折率よりも低い屈折率を有する微粒子が含有されている、請求項18に記載のウインドシールド。
- 前記低反射膜は、前記ガラス板の屈折率よりも低い、複数の層により構成されており、
前記複数の層の屈折率は、前記ガラス板から離れるにしたがって小さくなるように構成されている、請求項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記低反射膜は、複数の層により構成されており、
前記複数の層は、前記ガラス板側から積層される第1層と、少なくとも1つの第2層と、を有し、
前記第1層の屈折率は、前記ガラス板の屈折率よりも大きく、前記第2層の屈折率は、前記ガラス板の屈折率よりも小さい、請求項12から14のいずれかに記載のウインドシールド。 - 前記第1層は、透明導電膜により形成されている、請求項24に記載のウインドシールド。
- 前記ガラス板と前記低反射膜との間に配置された防曇層をさらに備えている、請求項24または25に記載のウインドシールド。
- 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
がこの順で積層された防曇性フィルムが配置されており、
前記基材層の屈折率が前記ガラス板の屈折率よりも大きく、
前記防曇層の屈折率が前記基材層の屈折率よりも小さい、請求項1に記載のウインドシールド。 - 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層の屈折率は、前記基材層の屈折率よりも小さい、請求項1に記載のウインドシールド。 - 前記基材の屈折率が1.6以上である、請求項27に記載のウインドシールド。
- 前記防曇層の屈折率が1.45以下である、請求項27から29のいずれかに記載のウインドシールド。
- 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層の表面に凹凸が形成されている、請求項1に記載のウインドシールド。 - 前記情報取得領域における前記ガラス板の面には、
前記ガラス板上に配置される基材層と、
防曇性を有し、前記基材層の一方の面に積層された少なくとも1つの防曇層と、
を有する、防曇性フィルムが配置されており、
前記防曇層には、可視光域で光吸収物質が含有されている、請求項1に記載のウインドシールド。
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