JPH08113032A - 自動車用リアウィンドウ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 後方視野を広げることができ、後退運転時の
安全の確保が容易な自動車用リアウィンドウ装置を提供
する。 【構成】 横方向に凹レンズ特性を有するフレネルレン
ズを表面に形成した窓ガラスを用いるか、または横方向
に凹レンズ特性を有するフレネルレンズを表面に形成し
た透明フィルムを貼り合わせた窓ガラスを用いる。 【効果】 窓ガラスの表面のフレネルレンズの凹レンズ
作用によって、後方視野を横方向に広げることができ、
後退時の安全の確保が容易である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、自動車用リアウィン
ドウ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は自動車を上方から見た場合の自動
車の概略図である。図５において、２１は自動車で、２
２はハンドル、２３は運転者の頭部、２４は自動車用リ
アウィンドウ装置を示している。また、斜線部２５は運
転者から見た後方視野を示している。

【０００３】自動車用リアウィンドウ装置には、窓ガラ
スとして通常の透明ガラスを用いる他、光の透過量を調
整することを目的として、窓ガラスとしてブロンズガラ
ス等の着色ガラスを用いたり、あるいは窓ガラスにスモ
ークフィルムおよびミラーフィルム等の減光フィルムを
貼り付けることが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の自動車用リアウ
ィンドウ装置は、いずれも透過光量を調節することを目
的とするもので、後方視野２５を広げるものではなかっ
た。このため、自動車を後退させる場合、運転者は、運
転席に座り顔を後ろに向けて自動車用リアウィンドウ装
置を通して後方を確認しながらステアリング操作等を行
うが、このとき、リアピラーが邪魔になって後方正面以
外の右後方および左後方の視野が得にくく、したがって
後方視野２５が狭く、後退時の安全の確保が困難である
というという問題があった。

【０００５】したがって、この発明の目的は、後方視野
を広げることができ、後退運転時の安全の確保が容易な
自動車用リアウィンドウ装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の自動車用
リアウィンドウ装置は、横方向に凹レンズ特性を有する
フレネルレンズを表面に形成した窓ガラスを用いたこと
を特徴とする。請求項２記載の自動車用リアウィンドウ
装置は、横方向に凹レンズ特性を有するフレネルレンズ
を表面に形成した透明フィルムを貼り合わせた窓ガラス
を用いたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】請求項１記載の構成によれば、窓ガラスの表面
のフレネルレンズの凹レンズ作用によって、後方視野が
横方向に広がる。請求項２記載の構成によれば、窓ガラ
スに貼り合わせた透明フィルムの表面のフレネルレンズ
の凹レンズ作用によって、後方視野が横方向に広がる。

【０００８】

【実施例】この発明の一実施例の自動車用リアウィンド
ウ装置を図１ないし図４に基づいて説明する。図１はこ
の発明の一実施例の自動車用リアウィンドウ装置を備え
た自動車を上方から見た場合の自動車の概略図である。
図１において、１は自動車で、２はハンドル、３は運転
者の頭部、４は本発明の自動車用リアウィンドウ装置を
示している。この自動車用リアウィンドウ装置４は、横
方向に凹レンズ特性を有するフレネルレンズを表面に形
成した窓ガラスを用いている。また、斜線部５は運転者
から見た後方視野を示している。

【０００９】この自動車用リアウィンドウ装置４によれ
ば、窓ガラスの表面のフレネルレンズの凹レンズ作用に
よって、従来例（図５参照）に比べて後方視野５が横方
向に広がることになる。なお、縦方向の後方視野につい
ては従来例と同じである。

【００１０】ここで、自動車用リアウィンドウ装置にお
ける窓ガラスの表面のフレネルレンズの形状寸法に関し
て説明する。なお、ここで、例えば２０００ｃｃクラス
の箱形の乗用車を想定して計算を行う。この２０００ｃ
ｃクラスの箱形の乗用車は、図２に示すように、運転者
の頭部３から自動車用リアウィンドウ装置４の中央部ま
での距離Ａが１．８ｍ、自動車用リアウィンドウ装置４
からトランクの後端より所定距離先までの距離Ｂが１．
５ｍ、自動車用リアウィンドウ装置４の幅Ｃが１．７
ｍ、自動車用リアウィンドウ装置４から距離Ｂだけ離れ
た位置での確保したい後方視野の幅Ｄを４ｍとする。な
お、この図２は、運転者の頭部３がちょうど中央部で顔
が後向きになって自動車用リアウィンドウ装置４を通し
て自動車１の後方を見ている状態を想定している。

【００１１】図３は、図２をさらに簡略化し、自動車用
リアウィンドウ装置のフレネルレンズの一つの凸部の傾
斜角も合わせて示している。なお、この図３では、説明
の都合上、運転者の頭部から光が照射されて自動車用リ
アウィンドウ装置のフレネルレンズを通して自動車の後
方に照射されるものとして説明する。図３において、ａ
は自動車の幅方向の中心（つまり、運転者の頭部の位
置）からフレネルレンズの一つの凸部まで距離、θは自
動車用リアウィンドウ装置のフレネルレンズの一つの凸
部の傾斜角、φはフレネルレンズに対する入射角、ψは
フレネルレンズの屈折角、ｂはフレネルレンズによる屈
折光の自動車用リアウィンドウ装置４から距離Ｂ（＝
１．５ｍ）だけ離れた位置における照射位置の自動車の
幅方向の中心からの距離である。

【００１２】なお、以下の計算式は、計算を簡略化する
ために自動車用リアウィンドウ装置の外側の材質がすべ
てガラスであるとして導出している。自動車用リアウィ
ンドウ装置は現実的には外側が空気であり、以下の計算
式と同じ手順で算出できるわけではないが、自動車用リ
アウィンドウ装置の外側が空気である場合の方が、視野
が広がることは明らかである。

【００１３】ここで、フレネルレンズの構成について説
明する。窓ガラスの屈折率をｎ（ガラスの場合、１．５
程度）とすると、

【００１４】

【数１】

【００１５】となる。したがって、

【００１６】

【数２】

【００１７】となる。つぎに、角度θ，φ，ψについて
考えると、

【００１８】

【数３】

【００１９】の関係にあり、角度φは、

【００２０】

【数４】

【００２１】となる。同様にして、角度ψは、

【００２２】

【数５】

【００２３】となる。（数４）について、両辺のsin を
とるとつぎのようになる。

【００２４】

【数６】

【００２５】（数６）に（数２）を代入すると、

【００２６】

【数７】

【００２７】となる。同様にして、（数５）について、
両辺のsin をとると、つぎのようになる。

【００２８】

【数８】

【００２９】ここで、（数８）の両辺をｎ倍すると、

【００３０】

【数９】

【００３１】となる。（数７）と（数９）より、

【００３２】

【数１０】

【００３３】となる。ここで、

【００３４】

【数１１】

【００３５】

【数１２】

【００３６】とおくと、（数１０）はつぎのようにな
る。

【００３７】

【数１３】

【００３８】（数１３）を分解すると、

【００３９】

【数１４】

【００４０】となる。（数１４）を変形すると、

【００４１】

【数１５】

【００４２】となる。（数１５）をさらに変形すると、

【００４３】

【数１６】

【００４４】となる。したがって、角度θは、

【００４５】

【数１７】

【００４６】で表される。ここで、（数１７）の値α，
βを元に戻すと、

【００４７】

【数１８】

【００４８】となる。ここで、（数１８）において、ｂ
＝±２ｍのときにａ＝±０．８５ｍになるので、

【００４９】

【数１９】

【００５０】とおくことができる。この結果、（数１
８）はつぎのようになる。

【００５１】

【数２０】

【００５２】ここで、（数２０）に対し、ガラスの屈折
率としてｎ＝１．５、またａの値として、例えば０．５
を代入すると、

【００５３】

【数２１】

【００５４】なお、窓ガラスに形成されるフレネルレン
ズが図４に示すように、横方向にｉ分割されている、つ
まりｉ個の凸部で形成されているとすると、フレネルレ
ンズのｉ個の凸部におけるｊ番目の凸部のａの値ａ
_j は、

【００５５】

【数２２】

【００５６】と置けるので、ｊ番目の凸部の角度θ
_j は、以下のようになる。

【００５７】

【数２３】

【００５８】したがって、（数２３）に（数２２）を代
入した数式について、値ｉとｎ（ガラスの場合、１．５
程度）を決め、ｊを１からｉまで変化させながら演算を
行うことで、フレネルレンズの各凸部の角度を求めるこ
とができる。なお、上記したａ＝０．５は、ｉ＝５００
のときの、ｊ＝３９７の位置の値である。

【００５９】この実施例の自動車用リアウィンドウ装置
によれば、横方向に凹レンズ特性を有するフレネルレン
ズを窓ガラスの表面に形成したので、窓ガラスの表面の
フレネルレンズの凹レンズ作用によって、後方視野を横
方向に広げることができ、後退時の安全の確保が容易で
あり、例えば後退時に左右両側からの子供などの飛び出
しがあったときで、それを早期に発見することができ、
事故を未然に防止することができる。

【００６０】なお、上記実施例では、横方向に凹レンズ
特性を有するフレネルレンズを表面に形成した窓ガラス
を用いた自動車用リアウィンドウ装置を示したが、横方
向に凹レンズ特性を有するフレネルレンズを表面に形成
した樹脂製の透明フィルムを貼り合わせた窓ガラスを用
いた自動車用リアウィンドウ装置も実施例としてあげる
ことができる。この場合も窓ガラスに貼り合わせた透明
フィルムの表面のフレネルレンズの凹レンズ作用によっ
て、上記実施例と同様に後方視野が横方向に広がり、上
記実施例と同様の効果が得られる。フレネルレンズの形
状については、樹脂材料の屈折率等によって適宜変更さ
れる。

【００６１】ここで、フレネルレンズの構成材料が樹脂
の場合の屈折率について簡単に説明する。屈折率ｎに関
するマクスウエルの方程式をつぎに示す。

【００６２】

【数２４】

【００６３】ただし、ε ：媒質の誘電率（＝ε_S ・ε
₀ ） ε₀ ：真空中の誘電率 ε_S ：比誘電率 μ ：媒質の透磁率（＝μ_S ・μ₀ ） μ₀ ：真空中の透磁率 μ_S ：比透磁率 絶縁物の場合、一般に、μ≒μ₀ 、つまり、μ_S ≒１で
あるので、屈折率ｎは、

【００６４】

【数２５】

【００６５】で表されることになる。ここで、樹脂の比
透磁率ε_S の値は、ポリエチレンが２．２、塩化ビニル
が３．０〜３．３、ポリスチレンが２．４〜２．７、メ
タクリルが３．５〜４．０、ポリカーボネイトが２．９
９であり、全体として２．２〜４．０であるので、屈折
率ｎは、１．４８〜２の範囲になる。ポリカーボネイト
の場合は、ｎ＝１．７３である。

【００６６】

【発明の効果】請求項１記載の自動車用リアウィンドウ
装置によれば、横方向に凹レンズ特性を有するフレネル
レンズを窓ガラスの表面に形成したので、窓ガラスの表
面のフレネルレンズの凹レンズ作用によって、後方視野
を横方向に広げることができ、後退時の安全の確保が容
易である。

【００６７】請求項２記載の自動車用リアウィンドウ装
置によれば、横方向に凹レンズ特性を有するフレネルレ
ンズを形成した透明フィルムを窓ガラスの表面に貼り付
けたので、透明フィルムの表面のフレネルレンズの凹レ
ンズ作用によって、後方視野を横方向に広げることがで
き、後退時の安全の確保が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の自動車用リアウィンドウ
装置を有する自動車を示す概略図である。

【図２】同じく自動車用リアウィンドウ装置を有する自
動車の各部の寸法関係を示す概略図である。

【図３】フレネルレンズの凸部の傾斜角度演算のための
概略図である。

【図４】フレネルレンズの凸部の傾斜角度演算のための
概略図である。

【図５】従来の自動車用リアウィンドウ装置を有する自
動車を示す概略図である。

【符号の説明】

４ 自動車用リアウィンドウ装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横方向に凹レンズ特性を有するフレネル
   レンズを表面に形成した窓ガラスを用いたことを特徴と
   する自動車用リアウィンドウ装置。
2. 【請求項２】 横方向に凹レンズ特性を有するフレネル
   レンズを表面に形成した透明フィルムを貼り合わせた窓
   ガラスを用いたことを特徴とする自動車用リアウィンド
   ウ装置。