JP2018182734A - 光透過型アンテナ、窓部貼付型通信モジュール、及び、周辺監視ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】透過率の劣化を抑制しつつ、利得を向上させることができる光透過型アンテナ、窓部貼付型通信モジュール、及び、周辺監視ユニットを提供する。【解決手段】アンテナモジュール１００は、パッチアンテナとして動作するものであって、透明な絶縁材料を用いて実現されている透明基材１の片面には、所定の透過率及び所定の導電率を提供する膜である透明導電膜を用いてパッチパターン２が形成されている。また、パッチパターン２には、透明導電膜よりも導電性が高い導電部材を用いて直線状に形成されている複数の強導電パターン２２が配置されている。複数の強導電パターン２２の幅は、人間の目の分解能として想定される値以下に設定されている。複数の強導電パターン２２は、パッチパターン２の中央領域に、共振時に誘起する電流の流れに沿うように、所定の間隔Ｌｐをおいて配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、光学的に透明なアンテナである光透過型アンテナ、光透過型アンテナを用いてなる窓部貼付型通信モジュール、及び、光透過型アンテナを探査波の送受信用アンテナとして備える周辺監視ユニットに関する。

特許文献１には、光透過型アンテナとして、ガラス等の透明な基材上に、スズドープ酸化インジウムなどの導電性組成物を用いてなる透明な膜（いわゆる透明導電膜）を配置し、当該透明導電膜を放射素子として機能させる構成が提案されている。

特表２００９−５３３８８８号公報

一般的に、透明導電膜の光（主として可視光）の透過率と導電率とはトレードオフの関係にある。すなわち、透過率をあげようとすると、導電率が低下する。例えば、８０％以上の透過率を提供する透明導電膜の導電率は、銅箔と比べ２桁以上小さい。

したがって、放射素子として銅箔の代わりに８０％の透過率を提供する透過率導電膜を用いたアンテナは、放射素子として銅箔を用いたアンテナに比べて、利得が著しく低下してしまう。利得を向上させるためには透過率導電膜における導電性組成物の充填密度を上げる必要があり、透過率が低下してしまう。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、透過率の劣化を抑制しつつ、利得を向上させることができる光透過型アンテナ、窓部貼付型通信モジュール、及び、周辺監視ユニットを提供することにある。

その目的を達成するための光透過型アンテナの発明は、透明な絶縁材料を用いて実現されている透明基材（１）上に、所定の透過率及び所定の導電率を提供する膜である透明導電膜を用いてアンテナパターン（２）が形成されている光透過型アンテナであって、アンテナパターンには、透明導電膜よりも導電性が高い導電部材を用いて線状に形成されている複数の強導電パターン（２２）が配置されており、複数の強導電パターンの幅は、人間の目の分解能として想定される値以下に設定されていることを特徴とする。

以上の構成によれば、透明導電膜を用いて実現されるアンテナパターンの一部に、相対的に導電率が高い強導電パターンが配置されている。故に、想定構成としてのアンテナパターンが透明導電膜のみを用いて実現されている構成に対して、励振時に流れる電流の強度を高めることができ、利得が向上する。また、アンテナパターンに配置される強導電パターンの幅は、人間の目の分解能の想定値（例えば５０μｍ）以下に設定されている。故に、アンテナパターンの一部が強導電パターンとなっていることによって、アンテナパターン全体としての透過率が劣化することを抑制できる。つまり、以上の構成によれば、透過率の劣化を抑制しつつ、利得を向上させることができる。

また、窓部貼付型通信モジュールの発明は、上記の光透過型アンテナであるアンテナモジュール（１００Ａ）と、当該アンテナモジュールで受信した信号に対して所定の信号処理を実行する信号処理部（６）と、を備え、アンテナモジュールは、車両に設けられている窓ガラス部の内側面に貼り付けて使用されるように構成されていることを特徴とする。

上記の窓部貼付型通信モジュールは、上記の光透過型アンテナを用いてなる通信モジュールである。当該構成によれば、ドライバの車室外への視認性を確保しつつ、車室外から到来する電波の受信成功率を高めることができる。

さらに、周辺監視ユニットの発明は、カメラ（３１０）と、所定の周波数の電波を探査波として送信するとともに、当該探査波が物体で反射されて返ってくる反射波を受信することによって物体を検出するレーダ装置（３２０）と、を備える周辺監視ユニット（３００）であって、レーダ装置は、反射波を受信するためのアンテナとして、上記の光透過型アンテナであるアンテナモジュール（１００、１００Ａ）を備えるとともに、光透過型アンテナで受信した信号に対して所定の信号処理を実行することによって、物体の位置を示すデータを生成する信号処理部（６Ａ）を備え、アンテナモジュールは、カメラの前方であって、当該アンテナモジュールの少なくとも一部がカメラで撮像範囲に含まれる位置に配置されていることを特徴とする。

上記の周辺監視ユニットは、上記の光透過型アンテナを探査波の送受信用アンテナとして備える周辺監視ユニットである。上記のアンテナモジュールは上記の光透過型アンテナとして構成されているため、カメラの撮像範囲内にアンテナモジュールが配置されていても、カメラの撮像画像に影響を与えにくい。カメラの撮像範囲内にアンテナモジュールを配置できるため、周辺監視ユニットの小型化が可能となる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態に係るアンテナモジュール１００の上面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線での断面を拡大した図である。 ベースパターン２１における導電性組成物の充填量を概念的に表した図である。 強導電パターン２２における導電性組成物の充填量を概念的に表した図である。 パッチパターン２における電流分布を示した図である。 パターン間隔Ｌｐと透過度との関係を試験した結果を示す図である。 パターン間隔Ｌｐと利得との関係を解析した結果を示す図である。 変形例１におけるパッチパターン２の構成を概略的に表した図である。 変形例２におけるアンテナモジュール１００の構成を説明するための図である。 変形例３におけるアンテナモジュール１００の構成を説明するための図である。 変形例５におけるアンテナモジュール１００の構成の一例を示した図である。 変形例６におけるアンテナモジュール１００の構成の一例を示した図である。 変形例６におけるアンテナモジュール１００の構成の一例を示した図である。 アンテナモジュール１００の使用態様の一例を示す図である。 変形例７におけるアンテナモジュール１００の構成を説明するための図である。 搭載面からパッチパターン２までの距離と利得との関係をシミュレーションした結果を示す図である。 変形例８におけるアンテナモジュール１００の構成を説明するための図である。 第２実施形態として開示の窓部貼付型通信モジュール２００の構成を説明するための図である。 第２実施形態におけるアンテナモジュール１００Ａの構成を説明するための図である。 第２実施形態の放射素子層Ｌ２の構成を示す概念図である。 第２透明基材層Ｌ４の構成を示す概念図である。 比較構成における表面波の形成状態を示す図である。 第２実施形態の構成における表面波の形成状態を示す図である。 第２透明基材層Ｌ４にスリット部５２を配置することによる効果を示す図である。 第３実施形態として開示の周辺監視ユニット３００の概略的な構成を示すブロック図である。 周辺監視ユニット３００の取り付け態様の一例を示す概念図である。 周辺監視ユニット３００の正面からみたときの構成を概念的に示す図である。 周辺監視ユニット３００の構成の変形例の一例を示す概念図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態について図を用いて説明する。本実施形態に係るアンテナモジュール１００は、パッチアンテナと同様の動作原理によって所定の周波数の電波（以降、対象電波）を送受信するように構成されている。なお、当該アンテナモジュール１００は、送信と受信の何れか一方のみに供されても良い。アンテナモジュール１００が光透過型アンテナに相当する。

アンテナモジュール１００の動作周波数（換言すれば対象電波の周波数）は、適宜設計されればよい。ここでは一例として、動作周波数は２４ＧＨｚに設定されているものとする。例えばアンテナモジュール１００は、レーダ装置において探査波を送受信するためのアンテナとして使用することができる。もちろん、アンテナモジュール１００の動作周波数は適宜設計されれば良く、他の態様として例えば３００ＭＨｚや、７６０ＭＨｚ、９３０ＭＨｚ、１．５７５ＧＨｚ、２．４ＧＨｚ、５．９ＧＨｚ等としてもよい。以降では、対象電波の波長のことを対象波長とも称する。本実施形態では対象電波の周波数が２４ＧＨｚであるため、対象波長は１２．５ｍｍである。

このアンテナモジュール１００は、例えば同軸ケーブルを介して図示しない無線機と接続されており、アンテナモジュール１００が受信した信号は逐次無線機に出力される。また、アンテナモジュール１００は無線機から入力される電気信号を電波に変換して空間に放射する。無線機は、アンテナモジュール１００が受信した信号を利用するとともに、当該アンテナモジュール１００に対して送信信号に応じた高周波電力を供給するものである。なお、アンテナモジュール１００と無線機とは、同軸ケーブルのほかに、整合回路やフィルタ回路などを介して接続される構成となっていても良い。

＜アンテナモジュール１００の構成＞
以下、アンテナモジュール１００の具体的な構成について述べる。アンテナモジュール１００は、図１〜図２に示すように、透明基材１、パッチパターン２、及びグランドパターン３を備える。なお、図１は、アンテナモジュール１００を上方向から見たときの外観を表した図（つまり上面図）であり、図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線におけるアンテナモジュール１００の断面の一部を拡大して表した図である。アンテナモジュール１００にとっての上方向とは、グランドパターン３からパッチパターン２に向かう方向とする。

透明基材１は、任意の透明な誘電体材料（換言すれば電気絶縁材料）を用いて実現されている平板状の部材である。ここでの板状には、シートやフィルムといった、薄膜状も含まれる。透明基材１の材料は、可視光線領域での透明性や、耐熱性、機械的強度等を考慮して適宜選定されれば良い。ここでは一例として、透明基材１は、可撓性を有するように樹脂フィルムを用いて実現されているものとする。

樹脂フィルムの樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリイミド系樹脂、或いは、シクロオレフィン重合体などのポリオレフィン系樹脂、トリアセチルセルロースなどのセルロース系樹脂等といった、多様な透明な材料を採用することができる。

なお、本実施形態では透明基材１が樹脂フィルムを用いて所望の可撓性を提供するように構成されているものとするが、これに限らない。透明基材１は、ガラス、セラミックス、樹脂等の透明な剛性部材を用いて実現されていても良い。

透明基材１の片面にはパッチパターン２が配置されており、他方の面にはグランドパターン３が配置されている。便宜上以降では、透明基材１においてパッチパターン２等が配置されている方の面を表面と称し、その反対側の面を裏面と称する。透明基材１の裏面から表面に向かう方向がアンテナモジュール１００にとっての上方向に相当する。透明基材１は、図２の断面図で例示するように、パッチパターン２とグランドパターン３とが所定の間隔をおいて対向するように支持する機能等を担う。透明基材１の厚みは適宜設計すべきパラメータである。ここでは一例として１００μｍに設定されているものとする。

透明基材１を上方からみた時の大きさ及び形状（以降、平面形状）は、パッチパターン２等の部材を配置するために必要十分な大きさ及び形状となっていればよい。本実施形態では一例として、透明基材１は長方形状に形成されているものとするが、その他、透明基材１の形状は円形（楕円を含む）やその他の多角形であってもよい。透明基材１の材料は、所望の比誘電率（例えば２．３）を有する材料を用いることができる。

パッチパターン２は、薄膜状に形成された導電性の部材である。パッチパターン２は、１組の対辺の長さが電気的に対象波長の１／２（以降、λ／２）に相当する長さを有する長方形状に形成されている。「λ」は対象電波の１波長を指す。パッチパターン２は、パッチアンテナの放射素子として機能する構成である。ここでの電気的な長さとは、フリンジング電界や、誘電体による波長短縮効果などを考慮した、実効的な長さである。仮に透明基材１によって対象電波の波長が短縮されている場合には、その短縮された波長の半分の長さとなっていれば良い。

なお、ここでは一例としてパッチパターン２の平面形状を長方形状に設定した態様を例示するが、これに限らない。他の態様としてパッチパターン２の平面形状は、直径が電気的にλ／２に相当する長さに設定された円形（楕円を含む）状であってもよい。また、長方形の角部を丸めたり切り欠いたりした形状や、さらには、長方形の縁部の一部に凹部や、突出部、切り欠き部を設けた形状も、長方形状に含まれるものとする。

便宜上以降では、それぞれが互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸を備える三次元座標系の概念を適宜導入して、アンテナモジュール１００の構成を説明する。Ｘ軸はパッチパターン２において電気的な長さがλ／２に設定されている辺に平行な軸とし、Ｙ軸は、Ｘ軸を含むパッチパターン２と平行な平面においてＸ軸と直交する軸とする。Ｚ軸は、Ｘ軸及びＹ軸のそれぞれと直交し、かつ、グランドパターン３からパッチパターン２に向かう方向を正方向とする軸とする。

パッチパターン２は、全体として所望の透過率（例えば８０％）を提供するように、所定の透過率、導電率を提供する透明導電膜を用いて実現されているベースパターン２１と、透明導電膜よりも導電率が高い導電膜を用いて実現されている複数の強導電パターン２２とを備える。つまり、パッチパターン２は、導電率（換言すれば透過率）の異なる２種類の導電膜を組み合わせて実現されている。パッチパターン２がアンテナパターンに相当する。

透明導電膜を用いて実現されるベースパターン２１は、パッチパターン２の全体的な形状を提供する。すなわち、ベースパターン２１は、Ｘ軸方向の長さＬ１Ｘが電気的に対象波長の１／２に相当する長さを有する長方形状に形成されている。なお、Ｙ軸方向の長さＬ１Ｙは適宜設計されれば良い。例えばＹ軸方向の長さＬ１Ｙは、電気的に対象波長の１／２〜１／３（つまりλ／２〜λ／３）に相当する値に設定されている。

ベースパターン２１のＹ軸に平行な縁部の中間点には、給電点２３が設けられている。給電点２３は、同軸ケーブルの内部導体とパッチパターン２（具体的にはベースパターン２１）とを電気的に接続する構成である。同軸ケーブルの内部導体とパッチパターン２との電気的な接続は、導電性のピン（以降、給電ピン）を用いて実現されればよい。なお、パッチパターン２への給電は、他の態様として、マイクロストリップ線路等を用いた電磁結合給電方式によって実現されても良い。

本実施形態ではパッチパターン２の図面右端に位置する縁部の中間点に給電点を設けているが、その他の場所に設けても良い。例えば、給電点２３はパッチパターン２の中心に設けられていても良い。給電点２３は、パッチパターン２の中心を通ってＸ軸に平行な直線（以降、横中心線）上に配置されていればよい。横中心線上に給電点２３が配置されることにより、パッチパターン２がパッチアンテナの放射素子として機能する。なお、パッチパターン２には、縮退分離素子や摂動素子として機能する切り欠き部を設けたり、給電点を２箇所に設けたりして円偏波を送受信可能に構成してもよい。

また、給電点２３は、動作周波数において同軸ケーブルとアンテナモジュール１００とのインピーダンスの整合が取れる位置に設けられていることが好ましい。インピーダンスの整合が取れている状態とは、完全な整合状態に限らず、インピーダンスの不整合による損失が所定の許容範囲内となっている状態を含む。

ベースパターン２１を構成する透明導電膜としては、例えば、導電性組成物として酸化インジウムスズ（Indium Tin Oxide；ITO）を用いたＩＴＯ膜や、導電性組成物として酸化亜鉛にガリウムをドープしたＧＺＯを用いたＧＺＯ膜などを採用することができる。もちろん、その他、酸化亜鉛にアルミニウムをドープしてなるＡＺＯ膜など、多様な材料を採用することもできる。本実施形態のベースパターン２１は一例としてＩＴＯ膜を用いて実現されているものとする。なお、製造コストの観点からは、ベースパターン２１はＧＺＯなどのＩＴＯの代替材料を用いて実現されることが好ましい。導電性組成物は、コストと要求性能を鑑みて適宜選定されればよい。

一般的に、透明導電膜の透過率及び導電率は、導電性組成物の充填率（換言すれば濃度）によって定まる。導電性組成物の充填率が大きいほど、導電率は高くなるが、透過率が低下する。本実施形態のベースパターン２１は、３８０〜７８０ｎｍの可視光波長領域において８５％の透過率を提供するように導電性組成物（ここではＩＴＯ）が充填されたＩＴＯ膜を用いて実現されている。図３はベースパターン２１における導電性組成物の充填量を概念的に表した図である。なお、透過率が８５％となるように形成したベースパターン２１が提供する導電率をシミュレーションした結果、０．３×１０＾６Ｓ／ｍとなった。

強導電パターン２２は、ベースパターン２１を構成する透明導電膜よりも導電性組成物

（ここではＩＴＯ）が密に充填されたＩＴＯ膜を用いて実現されている。図４は強導電パターン２２における導電性組成物の充填量を概念的に表した図である。本実施形態の強導電パターン２２は、透過率が０％、導電率が３０×１０＝６Ｓ／ｍとなるように導電性組成物が充填されているものとする。なお、ベースパターン２１と強導電パターン２２とは必ずしも同じ導電性組成物を用いて実現されている必要はない。それぞれ異なる導電性組成物を用いて実現されていても良い。例えば、ベースパターン２１はＧＺＯ膜であってもよい。

複数の強導電パターン２２は何れも、所定の幅Ｗ２を有する直線状に形成されている。強導電パターン２２の幅Ｗ２は、人間の目の分解能よりも小さい値に設定されていればよい。もちろん人間の目の分解能自体には個人差があるが、ここでは人間の目の分解能の想定値は５０μｍに設定されているものとする。つまり、強導電パターン２２は、幅Ｗ２が５０μｍ以下に設定された直線状の導電部材である。例えば強導電パターン２２の幅Ｗ２は３０μｍに設定されている。なお、図１等においては、強導電パターン２２の幅Ｗ２を誇張して大きく示している。強導電パターン２２の長さＬ２は、例えば電気的にλ／４に相当する長さに設定されていればよい。

複数の強導電パターン２２は、パッチパターン２において共振時に相対的に強い電流が誘起する領域に配置されている。図５は、パッチパターン及びグランドパターンの全面が、透過率８０％、導電率０．３×１０＾６Ｓ／ｍを提供する透明導体膜によって構成されているパッチアンテナでの共振時の電流分布をシミュレーションした結果を示す図である。図５に示すように、パッチアンテナでは共振時には電流がＸ軸に平行に流れるとともに、その強度はＸ軸方向の中央領域で最も強くなる。すなわち、電波の放射に寄与する電流は、Ｘ軸方向の中央領域に集中する。以降では、共振電流が流れる方向を共振電流方向とも記載する。本実施形態では上述の通り共振電流方向はＸ軸に平行である。

なお、パッチパターン２の中央領域Ｒｘは、Ｘ軸方向の中間に位置する線分ＭｘからＸ軸方向に所定距離Ｄｘ以内となる領域とすればよい。本実施形態では、パッチパターン２の中央領域Ｒｘは、電流の強度が最大振幅の１／√２以上となる領域とする。電流の強度が最大振幅の１／√２以上となる領域は、シミュレーションによって特定されれば良い。

複数の強導電パターン２２は、個々の強導電パターン２２がパッチパターン２の中央領域Ｒｘを横切るように（換言すればＸ軸方向に平行な姿勢で）、Ｙ軸方向に並んで配置されている。強導電パターン２２の同士の間隔（パターン間隔）Ｌｐは、要求される放射利得と、パッチパターン全体としての透明度（換言すれば透過率）とを鑑みて適宜設計される。

前述の通り、強導電パターン２２の幅Ｗ２は人間の目では殆ど見えない値に設定されている。しかしながら、強導電パターン２２は透過率が０％の導電部材であるため、パターン間隔Ｌｐを相対的に小さい値に設定し、複数の強導電パターン２２を密に並設した場合には、全体として透過率が低下しうる。ただし、後述するように、パターン間隔Ｌｐを小さくするほど、パッチパターン２全体としての導電性が高くなるため、放射利得が向上しうる。以上を鑑みて、パターン間隔Ｌｐは、例えば２００μｍなどに設定されることが好ましい。

グランドパターン３は、薄膜状に形成された導電性の部材である。グランドパターン３は、パッチパターン２と同じか、パッチパターン２よりも大きく形成されている。グランドパターン３は、同軸ケーブルの外部導体と電気的に接続されることによって、パッチアンテナにおけるグランド電位（換言すれば接地電位）を提供する。

グランドパターン３は、パッチパターン２と同様に、透明導電膜を用いて実現されているベースパターン３１と、透明導電膜よりも導電率が高い導電膜を用いて実現されている複数の強導電パターン３２とを備える。グランドパターン３が備えるベースパターン３１は、パッチパターン２が備えるベースパターン２１と同様の構成である。また、グランドパターン３が備える強導電パターン３２は、パッチパターン２が備える強導電パターン２２と同様の構成である。強導電パターン３２がグランド側強導電パターンに相当する。グランドパターン３が備える強導電パターン３２は、パッチパターン２が備える強導電パターン２２と対向する位置に配置されていることが好ましい。そのような態様によれば電流強度をより一層大きくすることができる。

以上のように構成されたアンテナモジュール１００は、パッチアンテナと同様の動作原理によって励振し、対象電波を送受信する。

＜本実施形態の効果＞
また、図６は、アンテナモジュール１００においてパターン間隔Ｌｐを調整した時の、アンテナモジュール１００全体としての可視光線領域での透明度（換言すれば透過率）を測定した結果を示す図である。なお、アンテナモジュール１００全体としての透過度とは、パッチパターン２、透明基材１、グランドパターン３と重ねた構成の透過度に相当する。パターン間隔Ｌｐを小さくすることによって生じるスペースには、新たな強導電パターン２２が配置されるものとする。すなわち、パッチパターン２には、Ｙ軸方向の長さＬ１Ｙをパターン間隔Ｌｐで除算した値の整数部に応じた数の強導電パターン２２がＹ軸方向に並んで配置されるものとする。

図６に示すように本実施形態の構成によれば、パターン間隔Ｌｐを１５０〜４００μｍの何れの値に設定した場合も７５％以上の透過度を実現することができる。特に、パターン間隔Ｌｐを２００μｍ以上の設定した場合には約８０％の透過率が提供される。なお、パターン間隔Ｌｐを狭めるほど全体としての透過率が低下する理由は、パッチパターン２に配置する強導電パターン２２の数が増加し、パッチパターン２において不透明な強導電パターンが占める割合が増加するためである。

図７は、アンテナモジュール１００においてパターン間隔Ｌｐを調整した時の、アンテナモジュール１００の利得をシミュレーションした結果を示す図である。図７中の実線がアンテナモジュール１００の利得を表している。図７中に示す一点鎖線は、第１の比較構成として、導電率が５８×１０＾６Ｓ／ｍの銅箔を用いてパッチパターンやグランドパターンが形成されている従来のパッチアンテナでの利得（具体的には６．３ｄＢｉ）を表している。

また、図７中の二点鎖線は、第２の比較構成として、パッチパターン及びグランドパターンの全面が、透過率８０％、導電率０．３×１０＾６Ｓ／ｍを提供する透明導体膜によって構成されているパッチアンテナでの利得（具体的に０．５ｄＢｉ）を表している。第１、第２比較構成としてアンテナモジュールは、何れもアンテナモジュール１００と同一の周波数においてパッチアンテナとして動作するように構成されたものであって、給電点の位置や、各部材の寸法はアンテナモジュール１００と同一に構成されている。

図７に示すように本実施形態によれば、パターン間隔Ｌｐを２００μｍ以下に設定すれば、４ｄＢｉ以上の利得を実現することができる。具体的には、パターン間隔Ｌｐを２００μｍに設定した場合には、４．２ｄＢｉの利得を提供するアンテナモジュール１００が得られる。なお、８０％の透過率を提供する第２比較構成の利得は０．５ｄＢｉであるため、アンテナモジュール１００においてパターン間隔Ｌｐを２００μｍに設定した構成は、第２比較構成よりも３．７ｄＢも高い利得を実現することができる。

また、図７を用いて示したように、アンテナモジュール１００においてパターン間隔Ｌｐを２００μｍに設定した構成は、８０％近い透過率を提供する。すなわち、本実施形態の構成によれば、第２比較構成と同レベルの透過率を達成しつつ、利得を３．７ｄＢ向上させることができる。

ところで、日本国内においては透過率が７０％以上の部品であれば、車両のフロントガラス等にも貼り付けることが許容される。すなわち、本実施形態のアンテナモジュール１００は、７５％以上の透過率を達成するため、車両のフロントガラス等に貼り付けて使用することができる。故に、本実施形態のアンテナモジュール１００は、レーダ波の送受信用に限らず、フロントガラスに貼り付けて車両外部の天頂方向や水平方向から到来する電波を受信するためのアンテナとしても好適である。具体的には、路側機と通信するためのアンテナや、航法衛星からの電波を受信するためのアンテナ、ラジオ放送波を受信するためのアンテナとしても好適である。

以上で述べたように、本実施形態として開示した構成では、相対的に導電率の高い線状の導電部材（つまり強導電パターン２２）を、放射素子としてのパッチパターンに誘起される電流方向に沿うように配置することによって、アンテナの利得を高めることができる。また、強導電パターン２２を目視が困難な細さで形成するとともに、その間隔Ｌｐを強導電パターン２２の幅Ｗ２に対して十分に大きい値に設定することで、アンテナモジュール１００全体としての透過率を高いレベルに維持することができる。すなわち、本実施形態として開示する構成によれば、アンテナの利得と透過率を両立することができる。

なお、本実施形態では、放射素子としてのパッチパターン２だけでなく、接地電位を提供するグランドパターン３にも細線状の強導電パターン３２を所定の間隔をおいて配置している。このような構成によれば、パッチパターン２だけに強導電パターン２２を配置した構成よりも利得を向上させることができる。

また、本実施形態ではパッチパターン２の中央領域Ｒｘを横切るように強導電パターン２２の長さを設定した。このような構成によれば、変形例１として例示する構成よりも励振時の電流強度を大きくすることができ、その結果としてアンテナとしての利得を高めることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の実施形態及び種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、各変形例や各実施形態は矛盾が生じない範囲において適宜組み合わせて実施することもできる。

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

［変形例１］
上述した実施形態では、パッチパターン２の中央領域Ｒｘを横切るように（換言すれば十分に長く）強導電パターン２２を延設した態様を開示したが、これに限らない。強導電パターン２２は、強い電流が流れる部分において、共振電流方向に沿うように局所的に配置されていればよく、例えば、図８に示すように強導電パターン２２の長さＬ２は、相対的に短く設定されていても良い。例えば電気的に対象波長の１／８や１／１０程度に設定されていてもよい。グランドパターン３に配置される強導電パターン３２についても同様である。

その他、強導電パターン２２は、曲線状や屈曲状に形成されていてもよい。さらに、強導電パターン２２は、ベースパターン２１に対して導電率が高い部材を用いて実現されていればよく、透過度０％となるまで導電性組成物が充填されたＩＴＯ膜である必要はない。例えば、透過度２５％や５０％となるように形成された透明導電膜を用いて実現されていても良い。

［変形例２］
上述した実施形態では、グランドパターン３にも強導電パターン３２を配置する構成を開示したがこれに限らない。図９に示すように、グランドパターン３に強導電パターン３２を配置しない構成も採用可能である。

［変形例３］
上述した実施形態では、ベースパターン２１、３１を実現するための透明導電膜として、粒状（粉末状）の導電性組成物を用いて実現される透明導電膜を採用する構成を開示したが、これに限らない。ベースパターン２１、３１としての透明導電膜は、図１０に示すように導電性組成物としてワイヤ状の導電部材（例えば銀ナノワイヤ）を用いた透明導電膜であってもよい。ワイヤ状の導電部材としては、銀の他、金、銅、白金、錫、アルミニウム、鉄、ニッケルなどの金属、及び多様な合金材料を採用することができる。

［変形例４］
強導電パターン２２は、導電膜ではなく、細線状の導体であってもよい。ここでの細線とは、線幅が５０μｍ以下のものを指すこととする。

［変形例５］
上述した実施形態では、パッチパターン２の構成として、ベースパターン２１と強導電パターン２２とが重ならないようにそれぞれの部材を配置した構成を開示したがこれに限らない。図１１に示すように、ベースパターン２１と強導電パターン２２とが重なるように、ベースパターン２１上に強導電パターン２２を配置しても良い。グランドパターン３においても同様である。

［変形例６］
上述した実施形態等では、パッチアンテナに発明を適用した態様を開示したがこれに限らない。ダイポールアンテナや、逆Ｆ型アンテナ等、多様なアンテナ構造に適用可能である。仮にダイポールアンテナに発明を適用した場合には、ダイポールアンテナが備える線状エレメント４の主たる構成要素を透明導電膜とするとともに、図１２に示すように、長手方向に沿った縁部に強導電パターン４１を配置すれば良い。強導電パターン４１は前述の実施形態における強導電パターン２２と同様の技術的意義を有する構成である。なお、強導電パターン４１は、図１３に示すように、線状エレメント４の中央部分において、給電点から他端に向かって延設されていても良い。図１２や図１３では、線状エレメント４の幅や、強導電パターン４１の幅を誇張して大きく示している。

［変形例７］
第１実施形態として開示のアンテナモジュール１００は、例えば図１４に示すように、対象電波の送受信方向が車室外に向いた姿勢で、車両のフロントガラス１０の内側面に貼り付けて使用される。対象電波の送受信方向が車室外に向いた姿勢とは、例えば、指向性の中心となる方向が車室外に向いている姿勢である。また、対象電波の送受信方向が車室外に向いた姿勢とは、実体的には、パッチパターン２が車室外に向いた姿勢に相当する。

このような搭載姿勢によれば、アンテナモジュール１００はフロントガラス１０から車室外に向けて（つまり車両前方に向けて）信号を送信可能である。また、上記の搭載姿勢によれば車両前方から到来する電波を受信可能である。なお、当該アンテナモジュール１００は、送信と受信の何れか一方のみに供されても良い。アンテナモジュール１００の送受信方向とはアンテナモジュール１００が動作する方向（以降、動作方向）に相当する。

ここでは、アンテナモジュール１００が上記の搭載姿勢で使用されることを前提とする場合の、アンテナモジュール１００のより好適な構成について変形例７として開示する。以降における搭載面とは、アンテナモジュール１００の貼り付け面を指す。具体的には、フロントガラス１０の内側面においてアンテナモジュール１００が貼り付けられている部分を指す。

本変形例のアンテナモジュール１００は、図１５に示すように、パッチパターン２の上側に第２の透明基材（以降、第２透明基材）５が積層されている。第２透明基材５との区別のため、透明基材１のことを以降では第１透明基材１とも記載する。なお、パッチパターン２上に第２透明基材５を配置した構成は、アンテナモジュール１００の搭載面を提供するフロントガラス１０とパッチパターン２との間に中間層を設けた構成に相当する。

第２透明基材５は、フロントガラス１０とパッチパターン２との離隔を調整し、フロントガラス１０で発生する反射波によって利得が低下することを抑制するためのものである。ここでの利得とは、主として、グランドパターン３からパッチパターン２に向かう方向（以降、アンテナ垂直方向）における利得を指す。

第２透明基材５の厚みＴｎは、例えば電気的に対象波長の半分（つまり半波長、λ／２）に相当する値に設定されている。電気的にλ／２に相当する値とは、第２透明基材５が提供する波長短縮効果などを考慮した実効的な長さである。仮に第２透明基材５の比誘電率が２．３である場合、第２透明基材５内での対象電波の波長は８．３ｍｍとなる。そのため、第２透明基材５の厚みＴｎが電気的にλ／２に相当する値に設定されている構成とは、厚みＴｎが概ね４．１５ｍｍに設定された構成である。なお、第２透明基材５の厚みＴｎは、電気的にλ／２に相当する値を整数倍（例えば２倍や３倍）した値に設定されていてもよい。

第２透明基材５の厚みＴｎに関する上記の設定は、アンテナとしての利得は第２透明基材５の厚みＴｎによって変化しうるという点に着眼して成されたものである。すなわち、厚みＴｎを電気的に０．７５λに相当する値に設定した場合には、搭載面で生じた反射波が直接波を打ち消す方向に作用し、アンテナとしての利得を低減してしまう。一方、パッチパターン２と搭載面との離隔を、電気的に対象波長の半波長の整数倍に設定されている場合には、反射波が直接波と同相になり、反射波による利得の低下を抑制できる。なお、「０．７５λ」という記載は対象電波の波長を０．７５倍した値を指し、以降における「０．５λ」という記載は対象波長を０．５倍した値を指す。「０．５λ」という記載は前述の「λ／２」と同じ意味である。

図１６は、パッチパターン２とフロントガラス１０との間を中空とする構成におけるパッチパターン２とフロントガラス１０との離隔と利得の関係をシミュレーションした結果である。図１６に示すように、パッチパターン２とフロントガラス１０との間を中空とする構成において、例えばパッチパターン２とフロントガラス１０との離隔を、電気的に０．５λに相当する約６．３ｍｍに設定した構成によれば、アンテナモジュール１００の利得は最も高くなる。

故に、パッチパターン２の上側には、電気的に０．５λに相当する値を整数倍した厚みＴｎを有する第２透明基材５を設けておくことが好ましい。また、本変形例の構成によれば、搭載面としてのフロントガラス１０の誘電率が、製品仕様として規定されているターゲット値から１０％程度ずれている場合であっても、搭載面としてのフロントガラス１０の誘電率がターゲット値と一致している場合と同等の利得を提供可能となる。つまり、搭載面としてのフロントガラス１０の誘電率のばらつきに対するロバスト性を高めることができる。ここでのターゲット値とは製造上の目標値（換言すれば設計値）に相当する。

なお、以上では、アンテナモジュール１００をフロントガラス１０の内側面に貼り付けて使用する態様を開示したが、アンテナモジュール１００の使用態様はこれに限らない。アンテナモジュール１００はリアガラスや、車両側面部に配された窓部としてのガラス（以降、サイドガラス）などの内側面に貼り付けて使用されてもよい。フロントガラス１０や、リアガラス、サイドガラスなどが窓ガラス部に相当する。窓ガラス部とは、例えばフロントウインドウや、車両Ｈｖの側面部分に設けられている窓（いわゆるサイドウインドウ）、リアウインドウなどの、車両に設けられている窓を塞ぐ透明な部材である。窓ガラス部の主素材はガラスに限らない。所定の透過率を達成する樹脂製であってもよい。つまり、フロントガラス１０などの窓ガラス部に相当する構成は樹脂ガラス製であっても良い。

また、アンテナモジュール１００は、動作方向が車室内に向く姿勢でフロントガラス１０等の内側面に貼り付けて使用することも可能である。例えばアンテナモジュール１００を、例えばBluetooth（登録商標）やWi-Fi（登録商標）等の電波を受信するためのアンテナとして構成されている場合、アンテナモジュール１００を動作方向が車室内に向く姿勢でフロントガラス１０の上端部に貼り付けた構成によれば、ユーザによって車室内に持ち込まれたスマートフォン等の携帯端末からの電波を受信しやすい。

［変形例８］
アンテナモジュール１００は、変形例８として以下に開示する構成を採用可能である。変形例８として開示のアンテナモジュール１００は、変形例７にて開示の構成をさらに変形した構成に相当する。変形例８のアンテナモジュール１００は、図１７に示すように、透明基材１、パッチパターン２、グランドパターン３、及び第２透明基材５を備える。図１７は本変形例におけるアンテナモジュール１００の分解斜視図である。各部材の技術的意義は、第１実施形態及び種々の変形例として開示の通りである。

本変形例における第１透明基材１及び第２透明基材５は、図１７に示すように、パッチパターン２よりも大きく形成されている。例えば第１透明基材１及び第２透明基材５のＸ軸方向の長さはパッチパターン２のＸ軸方向の長さの３倍に設定されている。また、透明基材１及び第２透明基材５のＹ軸方向の長さはパッチパターン２のＹ軸方向の長さの３倍に設定されている。なお、各方向における寸法の倍率は適宜変更可能であり、上記の例に限定されない。例えば透明基材１及び第２透明基材５のＹ軸方向の長さはパッチパターン２のＹ軸方向の長さの１．５倍や、２倍に設定されていてもよい。

グランドパターン３は、第１透明基材１の裏面全体に渡って形成されている。なお、グランドパターン３は、第１透明基材１の裏面において局所的に形成されていても良い。グランドパターン３は、第１透明基材１において、パッチパターン２と対向する部分に形成されていればよい。

第２透明基材５においてパッチパターン２と接する部分であるアンテナ当接部５１の左側方及び右側方には、Ｙ軸に平行な姿勢で直線状のスリット部５２ａ、５２ｂが形成されている。スリット部５２ａ、５２ｂは、切り欠き構造（いわゆるスリット）である。スリット部５２は、第２透明基材５の直下に形成されているパッチパターン２又は第１透明基材１を露出させる開口部に相当する。

なお、アンテナ当接部５１の左側とは、Ｘ軸負方向を指し、アンテナ当接部５１の右側とはＸ軸正方向を指す。また、第１実施形態にて言及の通り、本変形例の構成における共振電流方向は、Ｘ軸に平行である。つまり、上記のスリット部５２ａ、５２ｂの形成態様は、共振電流方向と直交するようにスリット部５２ａ、５２ｂを形成した構成の一例に相当する。

スリット部５２ａはアンテナ当接部５１の左側方に形成されているスリット部５２であり、スリット部５２ｂはアンテナ当接部５１の右側方に形成されているスリット部５２である。スリット部５２ａ、５２ｂを区別しない場合にはスリット部５２と記載する。各スリット部５２は、アンテナ当接部５１からの距離が電気的に０．５λに相当する値となる位置に形成されている。つまり、アンテナ当接部５１とスリット部５２とのＸ軸方向における離隔Ｓｐは、電気的に０．５λに相当する値に設定されている。スリット部５２の幅は、適宜設計されれば良い。スリット部５２の長さは、アンテナ当接部５１のＹ軸方向の長さ以上に設定されていれば良い。各スリット部５２は、それぞれの中央点がアンテナ当接部５１の中心を通ってＸ軸に平行な直線上に位置するように形成されている。つまり、２つのスリット部５２は、共振電流方向においてアンテナ当接部５１を挟み込むように配置されている。

このような構成によれば、次のような作用によって、アンテナモジュール１００をフロントガラス１０に貼り付けて使用する際に生じる利得の低下を抑制することができる。搭載面とパッチパターン２との間に中間層として第２透明基材５を介在させる構成では、パッチパターン２が放射した電波の一部が、部材境界面での反射を繰り返し、第２透明基材５内で中央部から左右側方へと伝搬していく。つまり、中間層としての第２透明基材５内で表面波が形成されうる。なお、ここでの部材境界面とは搭載面やパッチパターン２の表面などである。アンテナモジュール１００としては、フロントガラス１０の外側へ指向性を形成したいため、このような表面波は利得の低下につながる。

そのような課題に対して、アンテナ当接部５１から電気的に０．５λ離れた位置にスリット部５２を設けた構成によれば、スリット部５２が電波の伝搬を阻害する要素（いわゆるチョーク）として機能し、表面波の形成を抑制できる。その結果、アンテナとしての利得の低下を抑制できる。

なお、パッチパターン２の厚みによってパッチパターン２の周囲に生じうる第１透明基材１と第２透明基材５との隙間は、第１透明基材１と同様の材料によって充填されればよい。パッチパターン２の周囲に生じうる第１透明基材１と第２透明基材５との隙間は、第２透明基材５と同様の材料によって充填されていてもよい。また、パッチパターン２の周囲に生じうる第１透明基材１と第２透明基材５との隙間は、第１透明基材１の材料及び第２透明基材５の材料の何れとも異なる透明材料を用いて充填されていても良い。パッチパターン２の周囲に生じうる第１透明基材１と第２透明基材５との隙間は、中空であってもよい。加えて、パッチパターン２の厚みを無視可能である場合には、パッチパターン２を設けられている第１透明基材１上に、第２透明基材５を積層してもよい。つまり、パッチパターン２の周囲は、第１透明基材１と第２透明基材５とが直接接合するように構成されていても良い。

［第２実施形態］
以上で述べた光透過型アンテナとしてのアンテナモジュール１００は、例えば、車両のフロントガラス１０の内側面に貼り付けて使用される通信モジュール（以降、窓部貼付型通信モジュール）のアンテナとして採用することができる。ここでは上述したアンテナモジュール１００の構成を適用した窓部貼付型通信モジュール２００について説明する。

窓部貼付型通信モジュール２００は、図１８に示すように、アンテナモジュール１００Ａと、信号処理部６と、を備える。アンテナモジュール１００Ａは、例えば変形例８として開示のアンテナモジュール１００に相当する構成である。アンテナモジュール１００Ａは後述するように複数のパッチパターン２を備える。つまりアンテナモジュール１００Ａは複数のアンテナを備える構成である。

信号処理部６は、アンテナモジュール１００Ａで受信した信号に対して所定の信号処理を実行する構成である。信号処理部６は、例えば、受信信号を復調する復調回路等を備える。また、信号処理部６は、アンテナモジュール１００に対して高周波電力を供給することでアンテナモジュール１００Ａから無線信号を送信させる駆動回路を備えていても良い。

さらに、信号処理部６は、複数のアンテナで受信した信号を解析することで物体を検出する機能（以降、物体検出機能）を備えていても良い。例えば信号処理部６は、探査波としての電波をアンテナモジュール１００Ａから送信させるとともに、当該探査波が物体で反射されて帰ってきた電波をアンテナモジュール１００Ａが備える複数のアンテナで受信する。そして、各アンテナで受信した信号の位相差や強度に基づいて検出物との距離や位置を推定する。受信信号に基づいて物体を検出するための構成やアルゴリズムとしては多様な構成及びアルゴリズムを採用可能である。

信号処理部６は、１つ又は複数の専用ＩＣや、多様なアナログ回路素子等を用いて構成されている。なお、信号処理部６は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えるコンピュータを用いて実現されていても良い。信号処理部６を構成するコンピュータは、ＣＰＵの代わりに、ＭＰＵやＧＰＵを用いて実現されていてもよい。もちろん、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＩＣなどを組み合わせて実現されていても良い。

信号処理部６は、例えば同軸ケーブルやフレキシブルケーブルなどの通信ケーブル７を介してアンテナモジュール１００Ａと電気的に接続されている。また、信号処理部６は、所定の通信ケーブル８を介して外部の装置（例えば所定のＥＣＵ：Electronic Control Unit）と接続されている。なお、アンテナモジュール１００Ａの端部には、通信ケーブル７と接続するためのコネクタ１０１が形成されている。アンテナモジュール１００Ａは、コネクタ１０１及び通信ケーブル７を介して信号処理部６と接続されている。通信ケーブル７は、接地電位を提供する接地線と、信号が流れる信号線とを備える。通信ケーブル７はアンテナモジュール１００Ａにとっての給電ケーブルとしての役割を担う。

アンテナモジュール１００Ａは、図１９に示すように、第１透明基材層Ｌ１と、第１透明基材層Ｌ１の上側に配置された放射素子層Ｌ２と、第１透明基材層の下側に配置されたグランド層Ｌ３と、放射素子層Ｌ２の上側に配置された第２透明基材層Ｌ４と、を備える。図１９中の白塗り矢印は、アンテナモジュール１００Ａの送受信方向を示している。

第１透明基材層Ｌ１は、前述の第１透明基材１に相当する構成である。第１透明基材層Ｌ１の材料としては第１実施形態にて言及している通り、多様な材料を採用可能である。放射素子層Ｌ２は、少なくとも１つのパッチパターン２を備える層である。本実施形態では一例として放射素子層Ｌ２は図２０に示すように、４つのパッチパターン２を備える。４つのパッチパターン２は、放射素子層Ｌ２のＸ軸方向中央部において、Ｙ軸に対して平行となるように一列で並んで設けられている。

放射素子層Ｌ２においてパッチパターン２以外の部分は、第１透明基材層Ｌ１又は第２透明基材層Ｌ４と同様の材料によって充填されればよい。また、放射素子層Ｌ２においてパッチパターン２以外の部分は、第１透明基材１の材料及び第２透明基材５の材料の何れとも異なる透明材料を用いて充填されていても良いし、中空であってもよい。加えて、パッチパターン２の厚みを無視できる場合には、第１透明基材層Ｌ１の所定位置にパッチパターン２を配置した後に、第２透明基材層Ｌ４が積層されれば良い。放射素子層Ｌ２が備えるパッチパターン２の数や配置態様は適宜変更可能である。

各パッチパターン２は、コネクタ１０１を介して通信ケーブル７の信号線と電気的に接続されている。また、各パッチパターン２は、Ｘ軸方向の長さが電気的に０．５λに相当する長さに設定されており、各パッチパターン２は、パッチアンテナとして動作するように構成されている。なお、パッチパターン２において共振電流が流れる方向はＸ軸方向である。

グランド層Ｌ３は、グランドパターン３としての透明導電膜が配置されている層である。ここでは一例としてグランド層Ｌ３としてのグランドパターン３は、第１透明基材層Ｌ１の裏面全体に形成されている。グランド層Ｌ３は、コネクタ１０１を介して、通信ケーブル７の接地電位を提供する信号線と電気的に接続されている。なお、他の態様として、グランド層Ｌ３としてのグランドパターン３は、第１透明基材層Ｌ１の裏面のうち、放射素子層Ｌ２においてパッチパターン２と対向する部分を含むように局所的に形成されていても良い。

第２透明基材層Ｌ４は、変形例７、８にて言及している第２透明基材５に相当する構成である。第２透明基材層Ｌ４もまた、任意の透明な誘電体材料を用いて実現されている。第１透明基材層Ｌ１と第２透明基材層Ｌ４の材料としては多様な材料を採用可能である。

第２透明基材層Ｌ４の厚みＴｎＡは、変形例７に記載の技術的思想に基づき、電気的に０．５λに相当する値に設定されている。０．５λに相当する値とは、例えば０．５λ±０．１λといったように、０．５λを基準として定まる所定の許容範囲内の値を指すものとする。なお、「０．１λ」という記載は対象電波の波長を０．１倍した長さを指す。許容範囲は、ガラス面での反射波による利得低下を抑制する効果（換言すれば利得向上効果）が得られる範囲に相当する。第２透明基材層Ｌ４の厚みＴｎＡは、電気的に対象波長の半波長を整数倍（例えば２倍や３倍）した値に設定されていてもよい。

第２透明基材層Ｌ４においてパッチパターン２と接する部分であるアンテナ当接部５１の側方には、Ｙ軸方向に沿って直線状のスリット部５２が形成されている。２つのスリット部５２は、Ｙ軸方向に沿って一列に配されている複数のアンテナ当接部５１を挟み込むように形成されている。このようなスリット部５２の形成態様は、パッチパターン２において共振電流が流れる方向と直交するようにスリット部５２ａ、５２ｂを形成した構成の一例に相当する。

各スリット部５２とアンテナ当接部５１との離隔Ｓｐは、電気的に０．５λに相当する値に設定されている。なお、図２１では一例として各スリット部５２は連続的に形成されている態様を開示しているがこれに限らない。スリット部５２は断続的に（換言すれば破線状に）形成されていても良い。

このようにアンテナ当接部５１の側方にスリット部５２が形成した構成によれば、図２２〜図２４に示すように、スリット部５２が形成されていない構成よりも、表面波の発生を抑制でき、その結果としてアンテナ垂直方向の利得を高めることができる。なお、図２２は、スリット部５２を備えない構成（以降、比較構成）における、第２透明基材層Ｌ４とフロントガラス１０との境界面での電界強度をシミュレーションした結果を示した図である。図２３は、スリット部５２を備える構成（つまり本実施形態の構成）における、第２透明基材層Ｌ４とフロントガラス１０との境界面での電界強度をシミュレーションした結果を示した図である。図２４は、比較構成と本実施形態の構成のそれぞれにおける指向性をシミュレーションした結果を示す図である。

図２４における実線は、本実施形態の構成、すなわち第２透明基材層Ｌ４にスリット部５２を設けた構成における指向性を示している。図２４における実線は、比較構成における指向性を示している。

［第３実施形態］
以上で述べたアンテナモジュール１００、１００Ａは、第１実施形態の冒頭に記載の通り、レーダ装置（例えばミリ波レーダ）において探査波を送受信するためのアンテナとして使用することができる。以下、探査波を送受信するためのアンテナとしてアンテナモジュール１００Ａを備える周辺監視ユニット３００について、図を用いて説明する。

本実施形態として開示の周辺監視ユニット３００は、図２５〜図２７に示すように、カメラ３１０と、レーダ装置３２０と、筐体３３０とを備える。カメラ３１０はユニット前方を撮像する装置である。ここでのユニット前方とは周辺監視ユニット３００にとっての前方である。周辺監視ユニット３００にとっての前後左右は、周辺監視ユニット３００に対して予め設定されている。

周辺監視ユニット３００にとっての前方とは、別の観点によれば、カメラ３１０の撮像方向に相当する。図２５に示す破線はカメラ３１０の撮像範囲（換言すれば視野）を概念的に示している。周辺監視ユニット３００は、例えば図２６に示すように、カメラ３１０が車室外の前方を撮像する姿勢でルームミラー付近などの車両のフロントガラス１０の上端部に取り付けられて使用される。

レーダ装置３２０は、ユニット前方に向けて所定の周波数の電波を探査波として送信するとともに、当該探査波が物体で反射されて返ってくる反射波を受信することによって物体を検出する装置である。レーダ装置３２０は、アンテナモジュール１００Ａと、信号処理部６Ａと、を備える。アンテナモジュール１００Ａと、信号処理部６Ａとは、コネクタ１０１及び通信ケーブル７を用いて相互通信可能に構成されている。信号処理部６Ａは、アンテナモジュール１００Ａに高周波電流を供給して探査波を送信させるための駆動回路を備える。また信号処理部６Ａは、アンテナモジュール１００Ａで受信した信号を解析して物体の位置を示すデータを生成する機能を備える。

筐体３３０はカメラ３１０及び信号処理部６Ａ等を収容する構成である。筐体３３０は、台座部３３１を備える。台座部３３１は、周辺監視ユニット３００を車室内の所定位置に取り付けるための構成である。ここでは一例として車室内の天井部において、フロントガラスとの接合部分付近に取り付けた態様を開示しているがこれに限らない。周辺監視ユニット３００はフロントガラス１０の内側面に取り付けられていても良い。また、ルームミラー等に取付可能に構成されていてもよい。さらには、インストゥルメントパネルの上端部に載置可能に構成されていても良い。他の態様として、周辺監視ユニット３００はリアガラス付近の任意の位置にユニット前方が車両後方を向く姿勢で取り付けられていても良い。

本実施形態の筐体３３０の前側部分（以降、前面部）は、カメラ３１０がユニット前方を撮影可能なように、開口形状に形成されている。つまり筐体３３０は前面部にカメラ３１０がユニット前方を撮像するための開口部を備える。そして、筐体３３０の開口部には、筐体３３０の内外を切り分ける仕切りとして機能するように、所定の硬度（以降、目標硬度）を有するように形成されたアンテナモジュール１００Ａが配置されている。

このような構成は、カメラの撮像範囲内に光透過型アンテナとしてのアンテナモジュール１００Ａを配置した構成に相当する。アンテナモジュール１００Ａは透明に構成されているため、そのため、筐体３３０の前面部に嵌め込まれたアンテナモジュール１００Ａは、カメラ３１０がユニット外部を撮像するための窓部として機能する。また、アンテナモジュール１００Ａは透明に構成されているため、カメラ３１０の前方（すなわち撮像範囲）にアンテナモジュール１００Ａが存在しても、所定のＥＣＵがカメラ３１０の撮像画像に基づいて物体認識を行う際の認識精度に影響を与えにくい。

また、筐体３３０の前面部に嵌め込まれたアンテナモジュール１００Ａは、カメラ３１０にとっての窓部として機能するとともに、カメラ３１０等の収容物を保護する部材しての役割も担う。なお、アンテナモジュール１００Ａを筐体３３０の前面部に嵌め込むことによって、筐体３３０の内外を切り分ける仕切りとして機能させる構成は、アンテナモジュール１００を筐体３３０の前面部として使用する構成に相当する。加えて、アンテナモジュール１００Ａは、レーダ装置３２０が探査波を送受信するためのアンテナとしての役割を担う。

目標硬度を有するアンテナモジュール１００Ａは、例えば、第２透明基材層Ｌ４の材料として当該硬度を有する樹脂材料を用いることによって実現されている。もちろん、他の態様として、目標硬度を有するアンテナモジュール１００Ａは、目標硬度を有する樹脂材料を用いて第１透明基材層Ｌ１を形成することによって実現されていても良い。

以上の構成は、カメラ３１０とレーダ装置３２０とを一体化したユニットにおいて、探査波を送受信するためのアンテナを、カメラ３１０の前面に配置した構成に相当する。探査波を送受信するためのアンテナとしてのアンテナモジュール１００Ａは透明に構成されているため、カメラ３１０の撮像画像に基づく物体認識を阻害しにくい。加えて、上記の構成によれば、カメラ３１０の視野角内にアンテナモジュール１００Ａを配置しているため、カメラ３１０とレーダ装置３２０の一体化型の周辺監視ユニット３００としてのサイズを抑制することができる。

なお、以上ではアンテナモジュール１００Ａを筐体３３０の一部として利用する構成を開示したがこれに限らない。図２８に示すようにアンテナモジュール１００Ａは、フロントガラス１０の内側面に貼り付けるように構成されていてもよい。なお、筐体３３０内における信号処理部６Ａ及びカメラ３１０の配置態様は適宜変更可能である。信号処理部６Ａは、図２７に示すようにカメラ３１０の横に配置されていても良いし、図２８に示すようにカメラ３１０の後ろ側に配置されていても良い。

１００ アンテナモジュール、１ 透明基材、２ パッチパターン、３ グランドパターン、２１ ベースパターン、２２ 強導電パターン、２３ 給電点、３１ ベースパターン、３２ 強導電パターン（グランド側強導電パターン）、４ 線状エレメント、４１ 強導電パターン

Claims (15)

1. 透明な絶縁材料を用いて実現されている透明基材（１）の上に、所定の透過率及び所定の導電率を提供する膜状の部材である透明導電膜を用いてアンテナパターン（２）が形成されている光透過型アンテナであって、
   前記アンテナパターンには、前記透明導電膜よりも導電性が高い導電部材を用いて線状に形成されている複数の強導電パターン（２２）が配置されており、
   複数の前記強導電パターンの幅は、人間の目の分解能として想定される値以下に設定されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
2. 請求項１において、
   複数の前記強導電パターンは、共振時に誘起される電流が流れる方向に沿うように配置されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
3. 請求項２において、
   複数の前記強導電パターンは直線状に形成されており、
   複数の直線状の前記強導電パターンは、所定の間隔で平行に配置されており、
   前記強導電パターン同士の間隔は、前記強導電パターンが有する幅よりも十分に大きい値に設定されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
4. 請求項１から３の何れか１項において、
   前記強導電パターンは、前記アンテナパターンにおいて、共振時に誘起される電流が集中する領域に配置されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
5. 請求項１から４の何れか１項において、
   前記アンテナパターンは、パッチアンテナの放射素子として動作するように、１つの辺の長さが送受信の対象とする電波の半波長に相当する長さに設定された長方形状、又は、直径が送受信の対象とする電波の半波長に相当する長さに設定された円形状に形成されており、
   前記透明基材において前記アンテナパターンが配置されている面とは反対側の面には、前記アンテナパターンと対向するように、前記透明導電膜を用いてグランドパターン（３）が配置されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
6. 請求項５において、
   前記グランドパターンには、前記透明導電膜よりも導電性が高い導電部材を用いて線状に形成されている複数のグランド側強導電パターン（３２）が配置されており、
   複数の前記グランド側強導電パターンの幅は、人間の目の分解能として想定される値以下に設定されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
7. 請求項６において、
   前記グランド側強導電パターンは、前記アンテナパターンが備える前記強導電パターンと対向するように配置されていることを特徴とする光透過型アンテナ。
8. 請求項１から７の何れか１項において、
   前記アンテナパターンの上側には、透明な絶縁材料を用いて実現された、所定の厚みを有する第２の透明基材（５）が配置されている光透過型アンテナ。
9. 請求項８において、
   前記第２の透明基材において前記アンテナパターンと接する部分であるアンテナ当接部（５１）の側方には、前記アンテナパターンにおいて電流が流れる方向と直交する姿勢で直線状のスリット部（５２、５２ａ、５２ｂ）が形成されている光透過型アンテナ。
10. 請求項１から７の何れか１項に記載の前記光透過型アンテナであるアンテナモジュール（１００、１００Ａ）と、
    前記アンテナモジュールで受信した信号に対して所定の信号処理を実行する信号処理部（６）と、を備え、
    前記アンテナモジュールは、車両に設けられている窓ガラス部の内側面に貼り付けて使用されるように構成されている窓部貼付型通信モジュール。
11. 請求項１０に記載の窓部貼付型通信モジュールであって、
    前記アンテナモジュールは、
    前記透明基材としての第１透明基材層（Ｌ１）と、
    前記第１透明基材層の上側に配置された、少なくとも１つの前記アンテナパターンを備える放射素子層（Ｌ２）と、
    前記第１透明基材層の下側に配置された、前記透明導電膜を用いてなるグランド層（Ｌ３）と、を備えており、
    前記アンテナモジュールは、前記放射素子層が前記窓ガラス部と対向するように貼り付けられて使用されるものであって、
    前記放射素子層の上側には、透明な絶縁材料を用いて実現された、所定の厚みを有する第２透明基材層（Ｌ４）が形成されている窓部貼付型通信モジュール。
12. 請求項１１に記載の窓部貼付型通信モジュールであって、
    前記第２透明基材層の厚みは、電気的に、前記アンテナモジュールが送受信の対象とする電波である対象電波の半波長の整数倍に相当する値に設定されている窓部貼付型通信モジュール。
13. 請求項１１又は１２に記載の窓部貼付型通信モジュールであって、
    前記第２透明基材層において前記アンテナパターンと接する部分であるアンテナ当接部の側方には、前記アンテナパターンにおいて電流が流れる方向と直交する方向にスリット部（５２、５２ａ、５２ｂ）が形成されている窓部貼付型通信モジュール。
14. 請求項１３に記載の窓部貼付型通信モジュールであって、
    前記スリット部と前記アンテナ当接部との離隔は、電気的に前記アンテナモジュールが送受信の対象とする電波の波長の半分に相当する値に設定されている窓部貼付型通信モジュール。
15. カメラ（３１０）と、
    所定の周波数の電波を探査波として送信するとともに、当該探査波が物体で反射されて返ってくる反射波を受信することによって物体を検出するレーダ装置（３２０）と、を備える周辺監視ユニット（３００）であって、
    前記レーダ装置は、
    前記反射波を受信するためのアンテナとして、請求項１から９の何れか１項に記載の前記光透過型アンテナであるアンテナモジュール（１００、１００Ａ）を備えるとともに、
    前記光透過型アンテナで受信した信号に対して所定の信号処理を実行することによって、前記物体の位置を示すデータを生成する信号処理部（６Ａ）を備え、
    前記アンテナモジュールは、前記カメラの前方であって、当該アンテナモジュールの少なくとも一部が前記カメラで撮像範囲に含まれる位置に配置されている周辺監視ユニット。

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