JP6632986B2 - グレイジング - Google Patents

Description

本発明はフィラメントを備えるグレイジング、例えば加熱フィラメントを備える自動車のグレイジングに関する。

グレイジングに組み込まれ、明るい光源に対する伝達において視認される平行で直線な加熱器線材は、目障りな光回析図形を作り出すことがあり、夜間の視認条件において特に明らかであることは周知である。「スターバースト」、「きらめき」または「スターフィルター」効果としてもまた既知である、かかる回析図形は点光源から発せられる光線を含む。

米国特許第２００７０１８７３８３号（Ｓｏｕｔｈｗａｌｌ）は、運転者の目が遠方に焦点を合わせており、加熱線材がフロントガラスの頂部と底部との間で引き延ばされているとき、次いで散乱の原因となる「スターフィルター」図形が任意の光源の両側で観察されるであろうことを開示している。どの部分も線状ではない、４分の１の弧の連続の形状を成す、線材形状が開示される。

米国特許第２０１００２００２８６号（Ｓａｉｎｔ Ｇｏｂａｉｎ）は、回析図形の光学的影響を最小化するための伝導性の格子構造を開示する。構造は、堆積及び除去工程、好ましくは光学的リソグラフィによって適用される。

欧州特許第２２８４１３４号、欧州特許第２３８１７３９号及び欧州特許第２５５５５８４号（Ｌ Ｇ Ｃｈｅｍ）は、散乱を最小化することを目的とする節点と光の干渉との間の、多くの相互接続する伝導線を開示する。単位面積あたりの均一な加熱を提供する、多くの相互接続する線の不規則性パターンが開示される。多くの相互接続する線の加熱に関する欠点は、全ての伝導線が等しい電流を伝えるわけではないことである。視界は電気的に余剰とされている伝導線によって、不必要に遮断され得る。

欧州特許第２２８６９９２号及び欧州特許第２２７８８５０号（Ｆｕｊｉｆｉｌｍ）は、波線へと形成される及びメッシュ内に配置される線材を開示する。表示された画像の回折光の干渉による劣化を低減することを目的とする交差部の間で多くの波の周期が生じる。

スターバースト効果を更に最小化する、加熱のためのフィラメントを備える代替的なグレイジングへの必要性が残っている。

本発明に従って、本明細書に添付される請求項１で述べられる特徴を含むグレイジングが提供される。

本発明は、特定の楕円アスペクト比を有する楕円の周囲の一部の連続状へと形成されるフィラメントを提供することによって、低減されたスターバースト効果、すなわち、回折による光学的効果を有するグレイジングを提供する。

本発明は、自動車のウインドスクリーン、及び特に一般的にすくい角として称される角度で設置されたフロントガラスを対象とする。すくい角は車両をより空気力学的にするため、またはスタイリングのために選択される。先行技術においては、ガラスの平面内の線材から形成される半円は、ガラスが垂直配向で視認されるときにのみ、観察者の視点方向から等しい多くの角度へ入る光を回折する効果を有する。本発明に従うと、典型的なウインドスクリーンはその表面に対してある角度で視認されるため、特定の楕円アスペクト比は優れた特性を有する。

重ねられた２つの格子構造を含むディスプレイは、モアレパターンの形成に悩まされることが既知である。モアレ問題を低減するために線材を曲げる、よじる、及び直線にする多くの方法が発見されているが、それらが本発明の目的と一緒にされることはあってはならない。

ガラスの平面内に形成される半楕円は、運転者の視認の方向から半円として現れるように配置することができる。半円のような半楕円は、線材の湾曲がゼロの場所を有しておらず、運転者の視点からのあらゆる角度における線材の一部を有する。軸比は、より長い及びより短い直径の比率として、楕円のために画定される。軸比は楕円の形状を記述するが、その大きさは記述しない。

多くの線材加熱ウインドスクリーンで生じる、Ｘ字型のスターバーストの夜間回折効果は、線材を従来の正弦波形状ではなく半楕円の配列へと形成することで除去することができる。

線材を半楕円へと形成することは正弦波へと形成するよりも難しいが、全体のランダム性を生成するよりも簡単で、より信頼できる。加熱器線材が線材の一巻き分から製造されておらず、しかし印刷、またはエッチング工程によって作成された場合、次いでほとんど任意の導体パターンを作り上げることができる。

コンピュータープログラムは良好な光学的特性を有する数千の線材をしばしば含む複雑なパターンを生成できる。半楕円は、良好な回折性能の視点からの加熱器パターン及びアルゴリズム内への実装例において使用するための良好な基本要素である。

運転者が前方の道路よりも線材に焦点を合わせているとき回折を低減するために、好ましくは楕円のより小さい断片が使用される。

好ましくは隣接した加熱器線材は交差し、分岐する。楕円の断片はこれらの交差及び分岐を実装するために有利に使用することができる。

１つより多くの回析図形の型式が、線材加熱ウインドスクリーンを使用している車両運転者により見られている。回析図形の２つの型式が、（Ａ）線材上に及び（Ｂ）遠方に焦点を合わせているとき、車両内の運転者によって観察されている。運転者の焦点がこの両極端の間を移動する場合、これらのパターンの間に発展がある。パターンの両方の型式が低減されると、次いで、運転者がどこに焦点を合わせているかに関係なく、全ての散乱効果は低減される。

先行技術において、正弦波として形成される線材は、それらが中心軸と交差する点において線材内に湾曲がないという特性を有する。線材がこれらの場所において比較的直線であるとき、目がそれらに焦点を合わせている場合、直線的な部分は特に明るくきらめき得、目が遠方に焦点を合わせているときスターバースト効果をも生成する。車両の運転者への散乱効果は、線材が波形をつけられていない場合に発生する効果よりも、本質的には類似しているが、重要度は低い。正弦波外形が中心軸の２つの側面の間で交代するように、線材の比較的直線の部分は２つの方向に生じる。運転者の方向から視認されたとき、線材方向はＸ字型のスターバースト内の光線に対して垂直である。

４つの明るい「アーム」が中心点から発するため、及び各「アーム」の片側に散乱される光と、散乱される光がない逆側との間のコントラストのため、正弦波からのＸ字型のスターバーストはより目障りになる。霧、雨の中において、または単に焦点から外れている対象を観察するとき、人間の脳は散乱された及び不正確な方法で焦点が合っている光によって囲まれている対象に慣れており、それに対し比較的少ない注意を払う。脳の画像処理は対象の「線」及び「輪郭」を見つけることを含み、次いでこれらを記憶された対象と比較することが既知であるため、「Ｘ」は人間の注意を引き付ける。

「揺動」、すなわち、非正弦波形状のフィラメントは、典型的に、一般的に垂直の線材方向からの各個別の偏向が、線材の湾曲が一方から他方へと変化しながら、線材の比較的直線の区分を持つ弧であるため正弦波への類似した欠点を有する。線材はほとんど電流の流れの一般的な方向に対して垂直に方向を合わせることはなく、それにより、車両運転者によって見られるような、ランプの周りの全ての角度への光の均一な回折にはなることができず、それによる結果がスターバースト効果である。

交互方向の完全な半円の弧は、それらが審美的に魅力的なパターンであるため当業界においてある程度既知である。線材の正弦波形状に加えて、スターバースト効果を低減することにおけるそれらの重要性は、十分に評価されていないように見える。審美的な理由またはコンピューターシステム上での線描のしやすさのいずれかのため、半円は加熱器において使用されてきた。

本発明に従って、線材軸が全ての方向へ等しく分散されるように（運転者により知覚されるように）、及び線材の湾曲の強度（運転者により知覚されるように）が他のどれよりも「より直線的」な線材の部分なしで一定であるため、半楕円が使われている。連続する半楕円の湾曲は、（運転者により半円として見られる）、極性において交互になるが、理論上は決してゼロにならない。この効果は、先行技術には存在せず、ウインドスクリーンが傾斜して、運転者の視界がガラスに対してほとんど垂直ではなく、それが知覚されたスターバースト効果を修正するという理解に基づいている。

ここで本発明は、添付された図への参照と共に、非限定的な実施例によって説明されるであろう。

本発明に従った半楕円の基本的な配置を示す。 予め定義された視点位置から視認された楕円を示す。 すくい角に適した楕円の周囲の一部を示す。 長軸または短軸上で分割されない、楕円の周囲の一部を示す。 組み合わせて使用される、異なる大きさの楕円を示す。 異なる大きさの楕円と分岐を示す。 交差点を形成するように配置された楕円を示す。 交差点を形成するように配置された楕円を示す。 レギュラーネットワークを形成するように配置された楕円を示す。 本発明に従ったフロントガラスを示す。 図１０のフロントガラスの断面を示す。

図１は、本発明の実施形態を示す。フィラメントは、１よりも大きい楕円軸比を有する楕円の周囲の一部の連続状へと成形される。

図２は、目の正面に位置付けられ、シート上に描かれた円及び楕円を有する、透明で平坦なシートを示す。円形状としてそれらの各１つを目が知覚するように、異なる軸比及び配向を有する楕円を選択することが可能である。目がシートに対し垂直に沿って視認する所で、１の軸比を有する楕円の特例の円がある。

図３、はすくい角での設置に適したシート上の一連の楕円を示す。いかなる楕円も１の軸比を有することはない。各楕円は目に対して円として現れるであろう。３つの中心軸上の点においてそれらが接触し、中心に置かれるように、楕円が追加される。３つの線材形状は各楕円の輪郭の半分を使用することによって作成される。現実的な自動車の加熱器において、これらの楕円はより小さく、より密集していることが理解される。

図４は、使用される半楕円が完全な楕円の周囲長の半分を有することを示す。特例においてのみ、使用される半楕円がその長軸または短軸上で楕円を分割することによって形成されるだろう。線材軸上の接触点において楕円に接する角度は、長軸及び短軸両方の角度とは典型的に異なる。それはまた、後の使用のために、線材軸方向内で接する半楕円上で点を選択することによって、各半楕円が２つの部分に分割されることができることを示す。これは半楕円を分割する唯一の方法ではないが、便利な方法である。半楕円の各部分の長さは正確に楕円の円周の４分の１にはならないであろう。楕円円周が４つの部分へと分割される必要があるばかりに、これらの部分は楕円の４分の１として説明される。

図５は、一連の楕円は共通の軸上で中心に置かれておらず、中心線の間の可変間隔を有することを示す。

図６は、分岐の形成を示す。フィラメントは非矩形領域内で加熱を提供するために使用することができる分岐を含む。

図７は、交差点を有する楕円を示す。この実施形態は、たとえメッシュの一部分が破られてもなお加熱することが提供され得るため有利である、相互接続されたメッシュを提供する。

図８は、楕円が、フィラメントが単一の交差点を通って１つの軸から別の軸へと延在することを可能にするように配置される、本発明の実施形態を示す。

図９は、楕円が規則的な格子内に配置される本発明の実施形態を示す。フィラメント間の交差点は、繰り返されるパターンで等間隔に配置され、それは容易な製造のために有利である。

図１０は、第１及び第２の透明な基材１１、１２を備えるフロントガラス１０の平面図を示す。中間層材料２１の内の少なくとも１つの層は透明な基材１１、１２の２つのシートの間に配置される。第１及び第２のバスバー４１、４２は、中間層材料２１の層上に配置される。加熱フィラメント３１は第１及び第２のバスバー４１、４２の間に配置される。図１１は、図１０の線Ａ−Ａに対応する断面を示す。

本発明の実施例

加熱器の設計者は、運転者の直接前の視界に適した楕円軸比を選択し得、次いでこの同じ楕円軸比を、これがまた助手席からの前方視界にもほぼ適切であろうという理解に基づいて、スクリーン上一面に繰り返す。加熱器の設計者はまた、運転者の直接前のスクリーンの頂部から底部まで通過する単一の線材のために必要とされている楕円形状を計算することによって、加熱器の設計を単純化するように試み得、次いで車両の左側と右側との間の全ての線材内で楕円の選択を繰り返す。運転者の視界のために最適ではないが、これは運転者の視界、助手席乗員の視界、及び任意の後部座席の乗員の視界のための優良な折衷案であろう。また製造の簡素さのために、光学的に最適な軸比が常に使用されることはない。

加熱器の設計者は運転者が遠くの物に焦点を合わせているときに適した、楕円軸比を選択し得る。回折効果のもう片方の極において、運転者が線材に焦点を合わせているとき、運転者はウインドスクリーン越しに、高速道路及び車両照明の周りに集中した、運転者の目にとってスターバースト効果の原因となる多くの「きらめいている点」を見るであろう。脳は孤立した光の点を、点を認識することができる見慣れた物に属しているとして分類することを可能にする一群へと、関連付け及び寄せ集めようと試みることが周知であるため、人の注意散漫は脳がこれらの「きらめいている点」に気がつくときに高くなり得る。脳は、その示された物が空間の中でどのように動き得るかを確認できるように、一群内の点がどのように互いに対して動くかを見るためにとても綿密に観察することがまた周知である。線材の完全な規則性パタ-ンは、スクリーンの広い領域に渡って延在している「きらめいている点」の完全な規則性パタ-ンを作成する危険を有する。線材のよりランダム化された形態は個別の「きらめいている点」の配置をランダム化する傾向があり、脳が、それらが見慣れた物を示していると推測し始める見込みを低減する。ランダム性は順序の全くの欠如を含むが、下記のように、本発明の目的のためどの順番の態様が緩やかになることができるかを画定すること及び３つの方法内の順序の緩和を制限することが可能である。

１）一連の半楕円へと形成される線材の場合、楕円が任意の特定の縮尺である必要はなく、軸比によって画定される特定の形状である必要のみである。完全な線材はそれにより、「きらめいている点」のランダム化を作成するための、異なる縮尺の半楕円の配列から形成されることができる。実際に、装置が最小曲半径能力を有するであろうため、このランダム性への好ましい制限があり、大きすぎる楕円縮尺の使用は加熱されたスクリーン内の隣接した線材が交差し、重なる原因となり得る。交差及び重なりは、日中に線材が視認されるときに望ましくない外観の原因となり得る。

２）線材は軸及びその軸から離れた調整を有し、及び半楕円は線材が常にその軸と垂直方向に交差する望ましくない特性を有する。線材軸上の完全な直線上で観察されるきらめきの連続が存在するであろう、視認状況が存在する。まだ生じている楕円によって与えられた回折の有利な点及びこの整列効果において削減が存在していることが、楕円のランダムに選択された４分の１を使用することによって発見されている。交わる及び交差することがない隣接した線材が光学的に望ましいため、ランダム性への実際的な制限は最小曲げ径及び隣接した加熱器線材の間隔によりもたらされる。ランダム化された４分の１の楕円が、形状及び隣接した線材上の４分の１の楕円の配置の理解と共に選択されたときのみ、４分の１の楕円の最も大きい大きさは適応されることができる。

３）加熱器線材がスクリーンの全ての領域において均一に離間していない場合、それは半楕円または４分の１の楕円の最大の縮尺に適合させるために有利であり得る。

本発明の更なる実施例は、典型的に５０μｍ以下の直径／幅の導電性加熱器線材を用いたグレイジングの最も優れた実用性で、例えば支持基材上の金属エッチング、または金属蒸着、印刷、またはめっきによって形成される。熱を生成するための線材の能力及び信頼性を改善するために、接触する及び交差する線材に対する光学的嗜好を破るためにこれらの繊細な線材を時折使用するとき望ましくあり得る。特に線材を作成する技術が、大幅な追加の製造工程なしに任意の線材分岐が可能であるとき、線材分岐は有用であり得る別の可能性となる。半楕円及び４分の１の楕円形状は、他の形状よりもより少ない光学的散乱を生成し、そのためこれらの実施例は線材の交差部及び分岐部におけるこれらの形状の使用に集中することが、すでに説明されている。交差している位置において電気的接続がないことによってのみ、線材交差部とは異なる線材交差において密接に関連した区分がある。

線材に分岐部、交差部、及び交差を使用する理由には以下が含まれる。

１）線材はそれらの導電率を乱す製造欠点を有し得る。いくつかの交差部は損傷を受けた線材フィラメントの周りの加熱電流を転換するために使用され得る。

２）多くの加熱器領域は略長方形であり、及び全ての線材は両方のバスバーに（加熱器組立体の両側で）接続されるが、いくつかの加熱される領域は長方形ではなく、全ての線材を両方のバスバーと強いて接触させ、受け入れられないほど高いまたは低い線材の密度という結果につながる。この概要において、線材分岐が使用され得る。分岐は、断面積もまた、線材からの加熱の均一性を最適化するため、異なる分岐について注意深く選択される線材と共に使用され得る。

３ａ）均一な加熱パターンを実装することへの障害がスクリーンのより中心部分、例えば雨センサまたはカメラの周りで生じた場合。

３ｂ）設計制限により、バスバーがいくつかの障害の周りで、外部電力供給によってほとんど等しい電位に維持された２つのバスバーへと区分されることが強いられる場合がある。線材は次いで所定の場所あるいはこの障害の周りの断面積に調節される。分岐部及び交差部は両方とも有用な技術であり得る。使用される技術は、障害物の周りで要求される加熱力によって変動しやすい。バスバーが分割された場合、区分されたバスバーの別々の長さの間の線材における電流の流れによって予期しない加熱が生じ得るような方法による線材分岐または交差する場合、分割された部分上の電圧の注意深い制御が必要とされるであろう。

４）ウインドスクリーンは異なる独立した加熱器範囲へと分割され得る。これらの加熱器範囲は重なり得る。それらはまた、異なる方向に配向された軸を持つ線材を含み得る。例えばウインドスクリーンは、水平配列の線材を含むウインドスクリーンワイパー台領域の加熱器を有し得、この加熱器は、スクリーンの頂部と底部との間に配向された線材を備える運転者の視界領域の加熱器と物理的に重なるが電気的には分離している。この場合、加熱器線材は交差する可能性が高い。

楕円周囲の一部は下記の方法で使用され得る。

１）図７で示されるように、交さ型及び相互接続は、隣接する線材が隣接したフィラメントと２度交差する原因となる、半楕円または４分の１の楕円の大きさを選択することにより形成され得る。半楕円の大きさを選択することにおける目的は、交さ型交差部が実質的に互いに対して垂直になることである。極めて接近した及びほとんど平行な２つの線材が日中に線材が視認されるとき欠点のように見え得るため、これは有利である。

２）図８で示されるように、交さ型及び相互接続は半楕円の大きさまたは４分の１の楕円を選択することにより形成され得、フィラメントが単一の交差点を通って、１つの軸から別の軸へ延在するように、隣接する線材が交差する原因となる。軸は第１のバスバーにおけるフィラメント端部と第２のバスバーにおける最も近いフィラメント端部とを結ぶ直線である。

３）分岐部は、図６で示されるように、分岐がＴ字型である楕円周囲の一部分を用いて作成されることができる。親フィラメントに対して実質的に垂直な分岐フィラメントは、図７に関して上で説明されたように、近接して離間された平行な線材を避けるために有利である。

Claims (8)

1. − 透明な基材と、
   − 前記透明な基材上に延在する複数の導電性フィラメントと、を備え、
   − 前記複数の導電性フィラメントはそれぞれ、複数の楕円の周囲の一部が連続して接続することにより形成されている、グレイジングであって、
   − 前記楕円の楕円軸比は１．１〜４．０の範囲内にあり、前記楕円の楕円軸比は、予め定義された視点位置から及び対応する予め定義された視点方向に、基材の平面内の前記楕円が円として認められるように選択されることを特徴とする、グレイジング。
2. 前記導電性フィラメントは中心軸を有し、
   前記中心軸における接続点で接続された前記楕円の周囲の一部のうちの一方の楕円軸比が、当該接続点で接続された前記楕円の周囲の一部のうちの他方の楕円軸比とは異なり、
   前記中心軸における接続点で接続された前記楕円の周囲の一部のうちの一方の前記中心軸に対する長軸角度が、当該接続点で接続された楕円の周囲の一部のうちの他方の前記中心軸に対する長軸角度とは異なり、
   前記長軸角度が、予め定義された視点位置から及び対応する予め定義された視点方向に、前記基材の平面内の前記楕円が円として認められるように選択されている、請求項１に記載のグレイジング。
3. 前記複数の導電性フィラメントが分岐を含む、請求項１に記載のグレイジング。
4. 前記複数の導電性フィラメントが異なった間隔を有する、請求項１に記載のグレイジング。
5. 前記複数の導電性フィラメントが線材、金属蒸着、または金属エッチング技術から形成され得る、請求項１〜４のいずれか一項に記載のグレイジング。
6. 前記基材が自動車の窓である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のグレイジング。
7. 前記グレイジングはすくい角での設置に適しており、その結果、運転者の視界がウインドスクリーン表面のいずれの有効面積に対しても垂直ではない、請求項６に記載のグレイジング。
8. 全ての前記導電性フィラメントにおける前記楕円の周囲の一部が、運転者の直接前方視界のために最適化された同一の楕円軸比を有する、請求項６に記載のグレイジング。
   
   

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