JP2562263B2 - ヘッドアップディスプレー装置 - Google Patents

ヘッドアップディスプレー装置

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JP2562263B2 JP4264042A JP26404292A JP2562263B2 JP 2562263 B2 JP2562263 B2 JP 2562263B2 JP 4264042 A JP4264042 A JP 4264042A JP 26404292 A JP26404292 A JP 26404292A JP 2562263 B2 JP2562263 B2 JP 2562263B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヘッドアップディスプレ
ー装置のための風防ガラスに係わり、特にヘッドアップ
ディスプレー装置との結合部材すなわちコンバイナとし
て機能し、特にヘッドアップディスプレーの視認面積部
分において風防ガラス面積部分の或選択された部分に関
して楔形状を有していて、二重像の形成を排除するよう
になす自動車の風防ガラスに関する。
【０００２】
【従来技術】ヘッドアップディスプレー装置は情報を見
る者に与える一方で、見る者はこれと同時に乗車自動車
の外部の道路や対象物をディスプレーの回りでまたはデ
ィスプレーを透過して見ることのできる表示ディスプレ
ー構造である。ヘッドアップディスプレー装置はしばし
ば航空機のコックピットに組み込まれて、パイロットが
飛行情報をモニターできるようにしている。更に最近で
は、この装置は地上の乗用車、トラックなどの乗り物に
使用されてきている。こディスプレーは一般に、ヘッド
アップディスプレーを備えていない自動車でその運転者
が自動車の運転情報を見ることが必要な場合に、視認す
べき者が自動車のダッシュボードへと自動車前方の視界
面積部分から離れて一時的に目を落とすことを必要とし
ない。
【０００３】ヘッドアップディスプレー装置は一般に投
影ディスプレー装置と、コリメータと、結合装置すなわ
ちコンバイナとを含んでいる。投影装置は投影される光
線と大体整合されたコリメータを通して運転情報を投影
する光源を含む。コリメート処理光は次にコンバイナで
反射されるのであり、コンバイナは自動車の運転者の視
界内に位置される。このようにして、例えば燃料情報や
自動車の速度のような自動車に係わる情報が風防ガラス
を通して運転者の視界内にディスプレーされ、運転者が
目で車外の道路や他の対象物を捕らえている安全性を保
持しつつ、同時にディスプレー情報を見ることをできる
ようにするのである。ディスプレーの反射像は自動車の
すぐ前方から光学的な無限遠方にいたる何れの位置にも
結像できる。
【０００４】積層された風防ガラスは、リー氏に付与さ
れた米国特許第２，２６４，０４４号に教示されている
ように、一次ディスプレー像を反射するためにコンバイ
ナとしてヘッドアップディスプレー装置に使用されてい
る。しかしながら二次像が風防ガラスの外面で反射され
てしまうことが観察されている。この二次像は一次像と
重畳するがオフセットして、像全体の鮮明さを劣化させ
る。
【０００５】コンバイナとして機能し、ヘッドアップデ
ィスプレー装置と組み合わされていない窓の他の部分を
通る視界を変形させることなく、また風防ガラスに付加
的な部材を組み込むことなく、ヘッドアップディスプレ
ーの面積部分を通して見た場合に二重像を生じることな
く明瞭なディスプレー像を与えるようなヘッドアップデ
ィスプレー装置のための風防ガラスを有することは有利
である。
【０００６】バックマン氏に付与された米国特許第１，
８７１，８７７号は、風防ガラスまたはダッシュボード
に取り付けられるガラスシートを有するディスプレー装
置を教示している。このガラスシートが、自動車運転者
に対して計器情報を反射するのである。
【０００７】リー氏に付与された米国特許第２，２６
４，０４４号は、自動車の風防ガラスの内面にて反射さ
れた照明された速度計のディスプレーを有する自動車を
教示している。
【０００８】ミハラキス氏に付与された米国特許第２，
６４１，１５２号は、自動車の風防ガラスの内面の反射
スクリーンで計器情報が反射されるような自動車投影装
置を教示している。この反射面はサテン仕上げされてお
り、金属、ガラスまたはプラスチックとされることがで
きる。
【０００９】グロス氏に付与された米国特許第２，７５
０，８３３号は、航空機の機銃の照準装備に使用される
ような反射型の視界に生じる二重像を排除するための光
学ディスプレー装置を教示している。コリメート処理光
ビームは偏向されて２つの光線に分かれる。この２つの
光線の一方はしかる後に排除される。
【００１０】シャウ・ジュニア氏に付与された米国特許
第３，２７６，８１３号は、自動車の風防ガラスの内面
に高度に反射する被覆を使用して、自動車運転者に計器
情報反射させるような自動車用のディスプレー装置を教
示している。
【００１１】アーベル氏に付与された米国特許第３，４
４６，９１６号は、航空機の窓の一部を使用する像コン
バイナを教示している。その窓の内面部分は部分反射フ
ィルムで被覆される。
【００１２】ハーベイ氏その他に付与された米国特許第
３，５５４，７２２号、第３，５９１，２６１号および
第３，６４７，２８５号は二重にグレーズ処置されたガ
ラス窓構造を教示している。この窓構造は、非一様厚さ
のフロートガラスが使用されたときにその構造に生じる
障害となる縞模様を排除する。この窓構造は一対の間隔
を隔てたフロートガラスシートを含む。その一方または
両方は厚い縁部から反対がの薄い縁部へ向けてテーパー
を付されている。両方のガラスシートがテーパーを付さ
れている場合は、これらのガラスシートは、一方のガラ
スシートの厚い縁部が反対がのガラスシートの薄い縁部
から間隔を隔てられるように、配置される。
【００１３】ジョンソン氏に付与された米国特許第３，
６９７，１５４号は、光学的視野装置を教示している。
これにおいて、陰極線管（ＣＲＴ）のスクリーンに形成
された像は２つの非平行双曲面を有する部分反射コンバ
イナに対して全体的に回転非球面を有する湾曲ミラーで
反射される。コンバイナは観察者の通常の目視ラインの
中に位置され、コリメート処理されたＣＲＴ像がコンバ
イナの近接面から観察者の眼に向けて反射されるように
なされ、また、コンバイナは外部からの入射光を伝達し
て、ＣＲＴディスプレーが真実の視界に視差を生じるこ
となく重畳してヘッドアップディスプレーを形成するよ
うになされる。
【００１４】ヘッジ氏に付与された米国特許第３，８７
０，４０５号は、ヘルメットに取り付けた視界に光学部
材を使用するためのバイザーを教示している。この内面
および外面はフォーカル回転放物面体の一部とされてい
る。
【００１５】モロビッキー・ジュニア氏他に付与された
米国特許第３，８９９，２４１号は、航空機に使用され
るような風防ガラスを教示しており、これは前方視界面
積部分の中央部分の内面に位置する透明な反射被覆を含
み、視界像受像面積部分を形成するようになされてい
る。自動車の情報は反射被覆から自動車運転者へ向けて
反射される。
【００１６】ウィスリントン氏に付与された米国特許第
３，９４０，２０４号およびウィスリントン氏他に付与
された米国特許第４，２１８，１１１号はホログラフィ
ーレンズを使用した光学ディスプレー装置を教示してい
る。
【００１７】フリーマン氏に付与された米国特許第４，
２６１，６３５号は、自動車の風防ガラスの内側に配置
されたホログラフィーコンバイナを含むヘッドアップデ
ィスプレー装置を教示している。ホログラムは観察者の
眼位置と投影光学装置との間の軸線に対して実質的に直
角で且つそれに沿った中間位置に配置され、投影光学装
置によって形成された像からの光を最小限の視界収差で
もって観察者の眼へ向かうように偏向させるのである。
【００１８】スイフト氏に付与された米国特許第４，３
８９，７９９号は、外部の景色を反射させて得たパイロ
ットの視界を、また、外部の景色を反射させることで得
た投影ディスプレーおよびパイロットのヘルメットに取
り付けられたミラーにより重畳されたディスプレーを、
同時に記録するヘッドアップディスプレー装置を教示し
ている。反射された視界の記録はパイロットのヘルメッ
トに取り付けられたカメラで行われる。
【００１９】ハートマン氏に付与された米国特許第４，
６１３，２００号は、２つの平行なホログラフィー光学
部材を使用して計器情報を自動車運転者に向けて反射さ
せるヘッドアップディスプレー装置を教示している。一
方の部材しは自動車の風防ガラスの一部として作られ、
あるいは風防ガラスに取り付けられる。
【００２０】イイノ氏他に付与された米国特許第４，７
１１，５４４号は、計器情報が自動車の前部ガラスで反
射され、その像ディスプレーは運転者の前方視界に支障
を及ぼすことなく所望位置に形成でき、運転者の視界と
直線的に整合できるようになされた自動車に使用される
ディスプレー装置を教示している。
【００２１】スズキ氏他に付与された米国特許第４，７
８７，７１１号および第４，８９２，３８６号、そして
ヨーロッパ特許第２２９，０７６号は、自動車における
ヘッドアップディスプレー装置を教示している。この装
置はディスプレー像を風防ガラスの内面ニュートラル得
するために自動車用風防ガラスのためのカトプトリック
系を使用している。ディスプレー手段のディスプレー像
の虚像を風防ガラスの内部に形成する光学装置は風防ガ
ラスに進入する虚像の光ビームによって形成された角度
を単眼分解能より小さくなし、また、虚像の光ビームの
視差を修正するための光学手段がこの光学装置と風防ガ
ラスとの間に備えられて二重像形成および双眼視差を排
除するようになすのである。
【００２２】クリスチャンセンシに付与された防護公報
第Ｔ８６１，０３７号は、風防ガラスを積層するのに使
用されるテーパー状すなわち楔形のビニル製中間層を教
示している。この中間層は風防ガラスの頂部において風
防ガラスの下部におけるよりも厚くされ、風防ガラスの
湾曲や取り付け角度によって生じる二重視野を排除する
ようになされている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、積層された
風防ガラスがディスプレー装置におけるコンバイナとし
て使用されるときに発生する二重像形成の度合いを軽減
するヘッドアップディスプレー装置のための風防ガラス
を提供する。この風防ガラスは、風防ガラス組立体もし
くはその中に何れの付加部材または付加構造も必要とせ
ずに、ヘッドアップディスプレー装置のためのコンバイ
ナとして機能する。本発明による風防ガラスは、その風
防ガラスの選択された反対両側の外側主面が、互いに配
向されているそれと反対側の外側主面と非平行とされて
いて、ディスプレー源から投影されて風防ガラスの第１
主面で反射された像が、風防ガラスの反対側の外側主面
で反射されたディスプレー源からの同じ像と実質的に重
畳されまたは平行となるように、構成されるのである。
【００２４】
【課題を達成するための手段】本発明の１つの実施例に
おいては、風防ガラスはいつのガラスプライを含む。こ
れらのプライは熱可塑性の中間層材料のシートによって
互いに固定される。風防ガラスは反対両側の外側主面を
有しており、これらの主面は一方の縁部から他方の縁部
へ向かって厚さがテーパーとされている。これは、一方
の縁部から他方の縁部へ向かって厚さがテーパーとされ
たプライおよび／または中間層材料シートの一方または
両方を有することで達成できる。
【００２５】本発明の他の実施例においては、風防ガラ
スは、互いに非平行な風防ガラスの外側主面を有する選
択された面積部分と、残る面積部分において互いにほぼ
平行な風防ガラスの外側主面を有するのである。このよ
うにして、二重像形成の度合いは外側主面が互いに非平
行な面積部分で低減され、残る面積部分では外側主面が
互いに平行であることから光学的な歪が改善されること
になる。これは、部分的に厚さがテーパーとされたガラ
スプライおよび／または中間層材料のシートの一方また
は両方を有し、プライおよびシートが互いに結合された
ときに風防ガラスの選択された面積部分における外側主
面が互いに非平行となされ、風防ガラスの外側主面の残
る面積部分は他の面積部分において互いにほぼ平行とな
されることによって、達成されるのである。
【００２６】楔形もしくはテーパー形の部分を含む中間
層は、中間層を所望形状に鋳造し、所望の横断面厚さに
押出し成形し、または中間層を差分的に伸長させて所望
形状を形成することによって、達成できる。テーパー部
分を有するガラスプライおよび中間層が組み立てられ、
積層されて一体構造を形成するとき、積層体の反対両側
の主面はテーパー部分の面積部分において非平行となさ
れ、テーパー部分の近くで予め定めた角度でオフセット
される。使用において風防ガラスはディスプレー装置に
対して位置決めされ、ディスプレー源からの光線によっ
て形成され、風防ガラスすなわち積層体の比平行な反対
両側の主面で反射された像は、実質的に重畳されるかあ
るいは互いに平行とされ、二重像形成が排除できなくて
も低減されるのである。一方、風防ガラスの残る面積部
分は互いに実質的に平行な外側主面を有し、風防ガラス
のこの残る面積部分を通して見た対象物の光学的な歪排
除しまたは最小限となすのである。
【００２７】本発明はまたガラスシートおよび中間層材
料のシートを結合させることで第１の予め定めた面積部
分において外側面が平行で且つまた第２の予め定めた面
積部分で非平行とされた本発明の風防ガラスの製造を考
慮するものである。
【００２８】
【実施例】本発明は、コンバイナとして自動車の風防ガ
ラスを使用したヘッドアップディスプレー装置における
二重像形成を排除することに関するが、本発明は二重像
形成が排除されるべき積層構造を有する何れの形式のコ
ンバイナにも使用できることは認識されねばならない。
【００２９】図１を参照すれば、ヘッドアップディスプ
レー装置１０は、自動車の風防ガラス１２と、像源１４
と、投影組立体１６とを含んでおり、投影組立体は自動
車のダッシュボード１８の上面のすぐ下側に取り付けら
れて像源１４と風防ガラス１２との間に位置決めされる
のが好ましい。光線は像源１４から放射され、後述する
ようにコンバイナとして機能する風防ガラス１２に投影
され、そして自動車運転者または観察者２０の視野の視
界内に反射される。風防ガラス１２に投影された光線は
コリメート処理されて、自動車の前方、好ましくは風防
ガラス１２の約３〜１５メートル（５〜５０フィート）
前方に虚像を形成する。
【００３０】本発明を限定するわけではないが像源１４
は透明液晶ディスプレー（ＬＣＤ）であるのが好まし
い。この液晶は適当に照明されて、情報担持光線を投影
組立体１６に通して自動車運転者の直接的な視線内の位
置で風防ガラスに投影して、車外の道路や対象物に関す
る周辺直視を行うと同様に運転者や観察者２０がディス
プレーをモニターできるようにするのである。他の視界
位置にも自動車の風防ガラスの有効なヘッドアップディ
スプレーを備えることができることは考慮されるところ
である。このディスプレーされた像（図示せず）は、例
えば車速、燃料レベル、エンジン回転数、温度、および
警告記号を含む数字やグラフの記号を含むことができ
る。
【００３１】以下の説明は、従来技術の風防ガラスをヘ
ッドアップディスプレー装置のコンバイナとして使用す
ることに向けられる。このディスプレー装置は風防ガラ
スの前方の有限距離に像を投影するのである。特に、図
２を参照すれば、風防ガラス３０はその反対両側の内側
および外側の主面が風防ガラスの全長すなわち上縁から
反対側の縁部までおよび側縁の間にわたって互いに平行
とされた風防ガラス組立体を表している。この風防ガラ
ス３０は中間層材料３６によって内側ガラスプライ３４
に接合された外側ガラスプライ３２を含んでいる。中間
層３６の厚さは相当に一様であり、各ガラスプライの反
対両側の主面は互いに実質的に平行である、すなわちプ
ライ３２の内面３７が外面３８に平行であり、プライ３
４の内面３９が外面４０に平行であることから、ガラス
プライ３２および３４そして中間層３６が互いに積層さ
れて一体構造を形成した後は、ガラスプライ３２の外側
主面３８はガラスプライ３４の外側主面４０と平行にな
る。本発明を限定するわけではないが図解のために面３
８および４０は組み立てられて後述するように平面とな
される。しかしながら後述するようにこれらの表面は非
平面とされることができる。
【００３２】図２を引き続き参照すれば、像源１４から
の光線Ａは線４２に沿って導かれ、その光線Ａの一部は
プライ３４の面４０で反射され、線４４に沿って自動車
運転者２０の眼４６へ導かれる。像源１４からの付加的
な光線が別の線に沿って導かれる。例えば、光線Ｂは線
４８に沿って導かれ、この光線Ｂの一部は面４０で反射
され、線５０に沿って自動車運転者２０へ向けて導かれ
る。しかしながら線５０に沿う光線Ｂは図２に示すよう
に眼４６へ向けて導かれず、観察者２０によって検知さ
れないのである。
【００３３】線４８に沿って導かれる光線Ｂの一部は風
防ガラス３０の内部に進入し、線５２に沿って屈折され
る。線４８と５２との間の角度差は光が空気ナかを通し
てガラスプライ３４に入射する際の屈折角に依存する。
この屈折角は更に、一部が光線Ｂが面４０に入射する角
度に依存し、また、空気とガラスとの相対的な密度に依
存する。光線Ｂは風防ガラス組立体３０を透過し、その
光線Ｂの一部はプライ３２の面３８で線５４に沿って反
射される。中間層３６の屈折率がガラスプライ３２およ
び３４の屈折率と本質的に同じであると仮定すれば、光
線は風防ガラス組立体３０を線５２および５４に沿って
透過する際に再び方向決めされることはない。
【００３４】光線Ｂの一部はガラスプライ３４の面４０
にて風防ガラス組立体３０から出て行き、その光の方向
は先に説明したように風防ガラス組立体３０と空気との
間の屈折率の違いによって再び変化されるのであって、
線５６に沿って運転者の眼４６に導かれる。像源１４か
らの２つの異なる線すなわち線４４および５６に沿った
光線ＡおよびＢが眼４６により受け取られ、これらの光
線は平行ではなくて観察者２０の眼に向けて互いに集中
されるので、観察者２０は実際には唯一の像源１４があ
るだけなのに２つのオフセットした像を知覚するのであ
る。第１の像５８すなわち虚像は線４４に沿って導かれ
た光線Ａの部分から観察者２０により見られた像であ
る。第２の像６０は線５６に沿って導かれた光線Ｂの部
分から観察者２０により見られた像である。
【００３５】両方の像を見た場合、虚像５８は第２の像
６０よりも輝いて見える。何故ならば、最初に線４２に
沿って導かれた像源１４からの光の部分の方が、最初に
線４８に沿って導かれて最終的に線５６に沿って観察者
２０へ向けて導かれた光量に比較して大きいからであ
る。この２つのオフセットした像を見る状態は一般に二
重像形成またはゴースト像形成と称され、風防ガラス組
立体の外面すなわち風防ガラス組立体３０の面３８およ
び４０が互いに平行であるときに生じる。別の言い方を
すれば、二重像形成は像源１４から平行な面３８および
４０に投影された光線ＡおよびＢが非平行な線、すなわ
ち運転者２０の眼４６に向けて互いに集中する線４４お
よび５６、に沿って観察者の眼に向かって導かれるとき
に生じるのである。
【００３６】風防ガラス組立体３０における二重像形成
の度合いを軽減するために、本発明は面３８および４０
の互いに対する間隔を隔てられた関係状態を調節し、こ
れにより観察者の眼に向けて導かれた光線ＡおよびＢが
互いに重畳されるか平行とされるようになすことによっ
て、風防ガラス構造を改良するのである。本発明を限定
するわけではないが、本発明の実施例を示す図３を参照
すれば、風防ガラス１３０は中間層材料、例えば熱可塑
性材料、によって内側ガラスプライ１３４に結合された
外側ガラスプライ１３２を含んでおり、プライ１３２お
よび１３４のそれぞれの内側主面１３７および１３９に
沿って結合されている。中間層１３６はこのようにし
て、風防ガラスの頂部から底部へいたる厚さが徐々にテ
ーパーとされ、図３において見たときに頂部縁部が厚い
部分となされるように製造される。以下に詳述される本
発明の他の実施例においては、中間層は選択された部分
がテーパー厚さとされ、他の部分が一定厚さとされて、
風防ガラスの外側主面がテーパー厚さの中間層の部分を
有する面積部分において互いに非平行とされ、また、風
防ガラスの外側主面が一定厚さの中間層の部分を有する
面積部分において互いに平行とされることができる。
【００３７】中間層が“楔”形状とされた結果として、
風防ガラス部材が組み立られて積層されるとき、ガラス
プライ１３２の外側主面１３８およびガラスプライ１３
４の外側主面１４０は非平行状態となる。風防ガラス１
３０のガラスプライ１３２および１３４が互いにオフセ
ットされる量を制御することによって、図２に示された
風防ガラスをコンバイナとして使用するときに発生する
二重像形成は以下に説明するようにして低減されるので
ある。二重像形成を低減するために必要とされる実際の
楔軸線Ｘは、部分的に、風防ガラスの厚さ、風防ガラス
の材質、像源１４と風防ガラス１３０と自動車運転者２
０との相関的な位置および配向、に依存する。本発明を
限定するわけではないが、中間層１３６は所定位置に鋳
造されて所望の楔軸線Ｘを与えることができるのであ
る。この代わりに、中間層１３６は何れかの従来技術で
知られている方法、例えばトリヴァー氏に付与された米
国特許第４，２０１，３５１号およびチャベル氏に付与
された米国特許第４，５５４，７１３号に記載されてい
る方法、によって差分的に伸長されることができる。こ
れらの技術は参照することでここに組み入れられる。あ
るいは押出し成形される。
【００３８】図３を引き続き参照して、楔やテーパー、
すなわち非平行な外面を有する風防ガラスを使用して二
重像形成すなわちゴースト像形成の排除もしくは最小化
に向けて説明を行う。像源１４からの光線Ａ’は線１４
２に沿って導かれ、この光線Ａ’の一部は面１４０で反
射され、線１４４に沿って眼１４６に導かれる。線１４
８に沿って導かれた光線Ｂ’の他の部分が面１４０で反
射され、線１５０に沿って導かれるが、図２に示した従
来技術の構造における面４０で反射されて線５０に沿っ
て導かれた光線Ｂの部分に関して説明したように、この
光線は観察者２０によって見えないのである。光線Ｂ’
の残る部分は、図２に示した光線Ｂに関して説明したの
と同じように、ガラスプライ１３２および１３４そして
中間層１３６を通して屈折され、線１５２に沿って導か
れ、組立体１３０から観察者の眼４６へ向けて出るとき
に屈折され、線１４４に沿って導かれる。しかしなが
ら、光線Ｂからの線５６が光線Ａからの線４４と異なる
配向に沿わされているような図２における風防ガラス組
立体３０とは違って、図３に示される本発明において
は、楔軸線角Ｘは光線Ｂ’からの屈折光が線１４４に沿
って組立体１３０から出るように設定されており、すな
わち線１４４に沿って移動するガラスプライ１３４の面
１４０で反射された光線Ａ’からの光と平行または重畳
するようになされるのである。この結果、光線Ａ’およ
びＢ’によって形成されて観察者２０によって見られた
像は互いに重畳しまたは平行となり、単一像１５８のみ
が見られることになる。
【００３９】風防ガラス組立体において、ガラスプライ
１３２および１３４のそれぞれの面１３８および１４０
はしばしば平面でなく、むしろ湾曲形状をしていること
が認識されるべきである。しかしながら、コンバイナと
して使用される小さな面積部分においては風防ガラス組
立体１３０の相対的な湾曲量は比較的小さく、これによ
り風防ガラス１３０のコンバイナ部分内の面積部分はほ
ぼ平面となる。更に、必要ならばコンバイナ面積部分内
の風防ガラスの過大湾曲により、例えば追加レンズ構造
（図示せず）を投影組立体１６（図１にのみ示されてい
る）に組み込んで風防ガラスの面の湾曲を考慮するよう
になすことによって、像源１４からの像を歪ませること
ができる。
【００４０】本発明の１つの特定の実施例において、風
防ガラス１３０は２．３ｍｍ（０．０９０インチ）の厚
さのガラスプライと、２つのポリビニルブチルの中間層
プライを含んでなる。中間層プライの各々は本来０．０
５ｍｍ（０．０２０インチ）の厚さを有しており、ま
た、差分的に伸長されて各中間層プライが９１ｃｍ（３
６インチ）の中間層の幅にわたって約０．０７６ｍｍ
（０．００３インチ）のテーパーを有するようになされ
る。風防ガラス１３０に組み込んだときに頂部縁部から
底部縁部（図３において見て）まで約０．１５２ｍｍ
（０．００６インチ）の組み合わされた厚さの差を有す
る。図１を参照して、この構造の風防ガラスは水平から
約３０°の取り付け角度Ｙで自動車に取り付けられ、風
防ガラス１２と像源１４との間の入射角Ｚが約６５°で
あるときに、従来技術の非楔形を有する風防ガラスに比
較してヘッドアップディスプレー装置における二重像形
成の程度が大幅に低減されることが観察されている。
【００４１】図３に示された本発明の風防ガラス形状１
３０は、それぞれがほぼ平行な反対両側の主面を有する
２つのガラスシートと、テーパー形とされた中間層プラ
イとを含んでいるが、この開示の教示に基づいて当技術
分野に熟知した者には、図３に示したのと同様な楔形の
風防ガラス形状を提供するために、他の風防ガラス形状
が使用できることは明白である。特に図４を参照すれ
ば、ガラスプライ２３２および２３４の一方または両方
がテーパーを付されて、非伸長中間層２３６を使用して
組立体２３０が積層されて一体構造を構成されるとき、
風防ガラス２３０の反対両面２３４および２３６は非平
行となり、二重像形成を排除するように互いに配向され
るのである。更に、１つ以上のテーパーを付された中間
層が１つ以上のテーパーを付されたガラスプライと組み
合わされて使用され、最終的に積層された組立体が二重
像形成を低減するのに必要とされる形状をした所要の風
防ガラス構造を形成するようになされることも、考慮さ
れる。換言すれば、プライが中間層の回りに固定された
後の風防ガラスの外側面が非平行であり、観察者の眼に
向けられた光線Ａ’およびＢ’の部分が図３に示される
ように線１４４に沿って互いに平行となるか重畳される
限りにおいては、本発明はガラスプライおよびテーパー
付きまたはテーパーなしの中間層シートの提供に向けら
れるものではない。
【００４２】部分的な楔が二重像形成の問題点を解決す
るのに使用されるできることが考慮された。これは風防
ガラスのヘッドアップディスプレー面積部分に楔面積部
分を使用して行われる。また同時に、楔形ガラスを通し
て対象物を見ることに関連して生じる光学歪を最小限に
する問題を解決する。更に詳しくは、積層ガラスの非テ
ーパーまたは非楔形の面積部分を使用すること、すなわ
ち取り付けられた風防ガラスの上部に関して積層風防ガ
ラスの外面が互いに実質的に平行で、取り付けられた風
防ガラスの底部もしくはその付近にテーパーもしくは楔
形の面積部分を有していることは、風防ガラスの光学特
性を改善するということが注目された。更に詳しくは、
風防ガラスの上部を通して４５°の角度で交通信号のよ
うな対象物を見ている自動車運転者は、テーパー付きも
しくは楔形の風防ガラスよりも非テーパーもしくは非楔
形の風防ガラスを通して見た対象物よりも僅かな二重視
を経験することになる。しかしながら、風防ガラスの底
部を通して９０°の角度でヘッドアップディスプレーの
ような対象物を見ている自動車運転者は、上述した理由
によって二重像を観察することになる。従って、図５お
よび図６に示した形式の風防ガラスのような部分的な楔
形を有している風防ガラスが、風防ガラスの頂部縁部か
ら反対縁部すなわち下部縁部へ向けて付されたテーパー
もしくは楔形を有する図３に示した形式の風防ガラスよ
りも優れて有利となる。
【００４３】図５および図６に関する以下の説明におい
て、風防ガラス３３０および４３０のそれぞれ図５およ
び図６に見て左側は、自動車に取り付けられた風防ガラ
スの頂端部であり、図５および図６に見て右側は取り付
けられた風防ガラスの反対側の端部すなわち底端部であ
る。図５を参照すれば、風防ガラス３３０は中間層３３
６の回りに互いに固定されたガラスプライ３３２および
３３４を有する。この風防ガラス３３０はガラスプライ
３３２の外面３３８を中央面積部分３３７のガラスプラ
イ３３４の外面と非平行にし、上部面積部分３４２およ
び下部面積部分３４４においてガラスプライ３３２およ
び３３４のそれぞれの外面３３８および３４０を互いに
平行にすることによって、部分的な楔形を有している。
これは全長すなわち風防ガラスの頂部縁部から底部縁部
までにわたって、また、全幅すなわち一方の側部縁部か
ら他方の側部縁部までにわたって（図５および図６には
一方の側部のみ示されている）一定した厚さのガラスプ
ライ３３２および３３４を準備し、また、一定厚さの風
防ガラス３３０のそれぞれ上部面積部分３４２および底
部面積部分３４４における中間層３３６の部分とテーパ
ー厚さとされた中央面積部分３３７における中間層の部
分とを準備して、達成できる。
【００４４】図５に示された形式の風防ガラスは次のよ
うに構成される。このような風防ガラス３３０は一対の
２．３ｍｍ（０．０９０インチ）厚さのガラスプライ３
３２，３３４を含む。このガラスプライはそれぞれ約１
１４．３ｃｍ（４５インチ）の長さを有している。ポリ
ビニルブチラルのシート３３６が差分的に伸長され、ガ
ラスプライ間に嵌め込まれるように切断される。このポ
リビニルブチラルのシート３３６は頂部縁部から６３．
５ｃｍ（２５インチ）の距離（頂部面積部分３４２）ま
で０．０８６ｃｍ（０．０３４インチ）の一定厚さを有
し、中間層３３６が形成するテーパーは風防ガラスの頂
部縁部から６３．５ｃｍ（２５インチ）隔てた位置で
０．０８６ｃｍ（０．０３４インチ）の厚さを有し、風
防ガラスの頂部縁部の頂部から９４ｃｍ（３７インチ）
の距離（中央面積部分３３７）まで０．０７６ｃｍ
（０．０３０インチ）の厚さを有する。
【００４５】図６は風防ガラスの部分的な楔形に関する
本発明の他の実施例を示している。図６に示された風防
ガラス４３０は一対のガラスプライ４３２および４３４
を中間層４３６の回りに有している。このガラスプライ
および中間層の厚さは、底部面積部分４３７が互いに非
平行な外面４３８および４４０を有し、上部面積部分４
３９が互いに平行な風防ガラスの外面４３８および４４
０を有するように、選択されるのである。図６におい
て、この構造は一定厚さのガラスプライ４３２および４
３４、そして上部に一定厚さを有し下部にテーパーを付
された中間層のシートを使用して、達成される。
【００４６】図６に示された形式の風防ガラスは次のよ
うに構成される。風防ガラス４３０は一対の２．３ｍｍ
（０．０９０インチ）厚さのガラスプライ４３２，４３
４を含む。このガラスプライはそれぞれ約１１４．３ｃ
ｍ（４５インチ）の長さを有している。ポリビニルブチ
ラルのシート４３６が差分的に伸長され、ガラスプライ
間に嵌め込まれるように切断される。このシート４３６
は頂部縁部から６３．５ｃｍ（２５インチ）の距離（頂
部面積部分４３９）まで０．０９７ｃｍ（０．０３８イ
ンチ）の一定厚さを有し、中間層３３６が形成するテー
パーは風防ガラスの頂部縁部から６３．５ｃｍ（２５イ
ンチ）隔てた位置での０．０９７ｃｍ（０．０３８イン
チ）の厚さから、底部縁部（下部面積部分４３７）での
０．０７６ｃｍ（０．０３０インチ）の厚さまでを有す
る。
【００４７】図１を参照すれば、上述し且つまた図５お
よび図６に示した構造の風防ガラスは、約３０°の取り
付け角Ｙで自動車に取り付けられ、風防ガラス３３０の
中央部分３３７または風防ガラス４３０の下部面積部分
４３７と像源１４との間の入射角Ｚが約６５°であると
きに、従来技術の非楔形の風防ガラスに比較してヘッド
アップディスプレー装置における二重像形成の程度が大
幅に低減されることが観察された。一方、風防ガラス３
３０の上部および下部面積部分３４２および３４４、そ
して風防ガラス４３０の上部面積部分４３９において
は、従来技術の風防ガラスの光学特性が保持されるので
ある。
【００４８】図５および図６に示された形式の風防ガラ
スにおいては、非テーパー部分例えば図５の風防ガラス
３３０の面積部分３４２および３４４そして図６の風防
ガラス４３０の面積部分４４８は、光学的歪はあるとし
ても最小限であった。これはそれらの面積部分において
風防ガラス外面が平行だからである。
【００４９】認識できるように、風防ガラス３３０およ
び４３０の部分的な楔形は何れかの従来方法で得ること
ができるのである。例えば、１つ以上のガラスプライが
厚さを変化でき、および／または中間層が楔形部分すな
わち風防ガラス３３０の面積部分３３７および風防ガラ
ス４３０の面積部分４３７において厚さを変化されるこ
とができる。本発明の実施に要求されるのは、風防ガラ
スがガラスプライおよび中間層を使用して組み立てられ
場合は、風防ガラスの選択された面積部分が互いに非平
行な外面を有する一方、他の面積部分は平行な外面を有
するということである。ここで使用し、いま認識された
ように、用語“外面の平行”とは面が互いに完全に平行
であることを要求するのではなく、本発明が係わる従来
技術の風防ガラスに通常見られた程度の平行度を有する
ことである。更に、本発明は側部から側部へ向けてテー
パーとされた風防ガラスについて説明されたが、いま認
識できるように、観察者の前方の面積部分のみ部分的に
楔形とされ、風防ガラスの残りの面積部分は平行な外面
を有することも可能である。
【００５０】前述の説明から更に、本発明はテーパー付
きの中間層の部片を一定厚さの中間層のシート上に配置
して、中間層シートの選択した部分にテーパーを付す
か、テーパー付きのガラス部片を一定厚さのガラスプラ
イに付加して選択したテーパー部分を有するガラスプラ
イを準備するか、および／または、選択したガラス部分
を研磨しポリッシュ加工してガラスを除去することでテ
ーパーを付した選択された面積部分を有するガラスプラ
イを準備する、ことによって達成できることが認識され
せよう。
【００５１】更にまた、本発明は例えば米国特許第４，
７９２，５３６号に教示されているように、この技術分
野で知られている形式の色ガラスを使用して実施でき、
例えば米国特許第４，６１０，７７１号に教示されてい
るような形式の環境被覆を有する風防ガラスに使用で
き、例えば米国特許第４，８２０，９０２号に教示され
ているような形式の加熱できる風防ガラスに使用でき、
あるいはまた、例えば米国特許第３，８９９，２４１号
に教示された形式の被覆のように像を向上させるために
非平行な外面を有する風防ガラスの少なくともその面積
部分にてガラスプライの何れかの表面に対して被覆を使
用できるのである。これらの特許の教示は参照すること
でここに組み入れられる。
【００５２】ここに開示された本発明の形態は、好まし
い実施例およびその様々な改良を示している。様々な変
化が特許請求の範囲の欄に記載された記載されている本
発明の範囲から逸脱せずになし得ることが理解されると
ころである。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のためのヘッドアップディスプレー装置
の概略図。
【図２】従来技術の風防ガラスを使用したヘッドアップ
ディスプレーを示す図１の拡大した部分的断面図。
【図３】本発明の特徴を組み込んだ風防ガラスを使用し
たヘッドアップディスプレーを示す図１の拡大した部分
的断面図。
【図４】本発明の他の実施例の分解断面図。
【図５】本発明の他の実施例の断面図。
【図６】本発明の更に他の実施例の断面図。
【符号の説明】
１０ ヘッドアップディスプレー装置 １２ 風防ガラス １４ 像源 １６ 投影組立体 １８ ダッシュボード ２０ 運転者すなわち観察者 ３０，１３０，２３０，３３０，４３０ 風防ガラス ３２，３４，１３２，１３４，２３２，２３４，３３
２，３３４，４３２，４３４ ガラスプライ ３６，１３６，２３６，３３６，４３６ 中間層 ３７，３８，３９，４０１３７，１３８，１３９，１４
０，２３８，２４０，３３８，３４０，４３８，４４０
主面 ４６ 眼
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−64638（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−86110（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−156833（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−17102（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車用のヘッドアップディスプレー装
    置であって、 第１および第２の光線を有する所望のディスプレーを投
    影する投影手段と、 予め定めた面積部分、そして前記予め定めた面積部分に
    おいて互いに平行でない反対両側の第１および第２の外
    側主面を有する風防ガラスと、 前記投影手段および前記予め定めた面積部分を互いに取
    り付けるための取り付け手段であって、前記第１および
    第２の光線を前記予め定めた面積部分に向かうようにし
    て、（１）前記予め定めた面積部分にて前記第１の主面
    に入射する前記第１の光線の一部が該第１の主面から離
    れる方向へと第１の伝達路に沿って反射させ、（２）前
    記予め定めた面積部分にて前記第１の主面に入射する前
    記第２の光線の一部が該第１の主面にて前記第１の伝達
    路とは間隔を隔てた第２の路に沿って反射させ、そして
    （３）前記第２の光線の一部を前記第１の主面を通過さ
    せて伝達し、該伝達された第２の光線の一部を前記第２
    の主面にて内部反射させて前記第１の主面を通過させ、
    しかる後に前記第１の伝達路に沿わせ、これにより前記
    第１および第２の光線の前記一部が前記第１の伝達路に
    沿って互いに重畳され、これにより前記投影手段が付勢
    されたときに前記第１の伝達路に沿った目視（サイティ
    ング）が単一像を見るようにさせる前記取り付け手段
    と、 を含んで構成されたことを特徴とする特徴とする自動車
    用のヘッドアップディスプレー装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された装置であって、前
    記第１および第２のプライの前記主面が非平面であるこ
    とを特徴とするヘッドアップディスプレー装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載された装置であって、風
    防ガラス側第１および第２の剛性的な透明プライを含
    み、各々のプライは内面および対応する外面を有し、少
    なくとも一方の前記プライは厚さをテーパー状とされ、
    前記両方のプライは熱可塑性材料のシートによって互い
    に固定され、プライの内面が互いに向き合わされ、外面
    は非平行とされ、テーパー状の厚さが前記予め定めた面
    積部分を規制していることを特徴とするヘッドアップデ
    ィスプレー装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載された装置であって、前
    記透明プライが熱可塑性材料のシートで互いに固定され
    たガラスプライであることを特徴とするヘッドアップデ
    ィスプレー装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載された装置であって、熱
    可塑性材料であるシートが少なくとも１つの中間層プラ
    イを含み、この中間層プライはその９１ｃｍ（３６イン
    チ）の幅にわたって約０．０７６ｍｍ（０．００３イン
    チ）のテーパーを有していることを特徴とするヘッドア
    ップディスプレー装置。
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