JP2022007172A - 車両用窓ガラス - Google Patents

Abstract

【課題】ダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現すること。【解決手段】ガラス板と、前記ガラス板に対向する誘電体と、前記ガラス板と前記誘電体との間にある平面状導体と、前記平面状導体の外周縁の近傍にあり、前記平面状導体に電気的に接続される第１給電点と、前記外周縁の近傍にあり、前記第１給電点から離れた位置で前記平面状導体に電気的に接続される第２給電点と、を有し、前記第１給電点及び前記第２給電点は、いずれも、第１周波数帯の電波の受信信号を出力し、前記第１給電点から前記第２給電点まで前記外周縁に沿った２つの異なる長さをそれぞれＬ１，Ｌ２とし、前記第１周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ１Ｃとし、ｍを正の整数とするとき、Ｌ１＞Ｌ２、Ｌ１－Ｌ２＝ΔＬ、（λ１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．３０×λ１Ｃ≦ΔＬ≦（λ１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．３０×λ１Ｃ、を満足する、車両用窓ガラス。【選択図】図２

Description

本開示は、車両用窓ガラスに関する。

車両用窓ガラスにおいて、熱線反射効果を得るための透明導電性被覆を用いる場合がある。この透明導電性被覆の周縁にあるアンテナスロットに結合するアンテナ給電素子を、透明導電性被覆の両側に配置することによって、ダイバーシティアンテナを実現する技術が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

特表２０１３－５４０４０６号公報 特表２０１３－５４４０４５号公報

しかしながら、透明導電性被覆のような平面状導体を利用してダイバーシティアンテナを実現する場合、従来の技術では、アンテナスロットと２つのアンテナ給電素子を必要とするので、ダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現することが難しい。

本開示は、平面状導体を利用してダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現可能な車両用窓ガラスを提供する。

本開示は、
ガラス板と、
前記ガラス板に対向する側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体と、
前記ガラス板と前記第１面との間にある平面状導体と、
前記平面状導体の外周縁の近傍にあり、前記平面状導体に電気的に接続される第１給電点と、
前記外周縁の近傍にあり、前記第１給電点から離れた位置で前記平面状導体に電気的に接続される第２給電点と、を有し、
前記第１給電点及び前記第２給電点は、いずれも、第１周波数帯の電波の受信信号を出力し、
前記第１給電点から前記第２給電点まで前記外周縁に沿った２つの異なる長さをそれぞれＬ_１，Ｌ_２とし、前記第１周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ_１Ｃとし、ｍを正の整数とするとき、
Ｌ_１＞Ｌ_２、
Ｌ_１－Ｌ_２＝ΔＬ、
（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．３０×λ_１Ｃ≦ΔＬ≦（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．３０×λ_１Ｃ、
を満足する、車両用窓ガラスを提供する。

本開示によれば、平面状導体を利用してダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現可能な車両用窓ガラスを提供できる。

第１実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を示す分解斜視図である。 第１実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。 共振条件とアイソレーション条件を説明するための図である。 車両用窓ガラスの給電構造の第１構成例を示す断面図である。 車両用窓ガラスの給電構造の第２構成例を示す断面図である。 第２実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。 第３実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。 直接結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 直接結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 分割スリットなしの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 分割スリットなしの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 分割スリットありの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 分割スリットありの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。 第１給電点と第２給電点との間のアイソレーションが高い場合の、実放送波の受信電圧の一例を示す図である。 第１給電点と第２給電点との間のアイソレーションが低い場合の、実放送波の受信電圧の一例を示す図である。 ＦＭ放送波とＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIを含む周波数帯においてＳ２１のシミュレーション結果の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、本開示に係る実施形態について説明する。なお、理解の容易のため、図面における各部の縮尺は、実際とは異なる場合がある。平行、直角、直交、水平、垂直、上下、左右などの方向には、実施形態の効果を損なわない程度のずれが許容される。角部の形状は、直角に限られず、弓状に丸みを帯びてもよい。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、Ｘ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。ＸＹ平面、ＹＺ平面、ＺＸ平面は、それぞれ、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に平行な仮想平面、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に平行な仮想平面、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に平行な仮想平面を表す。

本実施形態では、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、それぞれ、ガラス板の左右方向（横方向）、ガラス板の上下方向（縦方向）、ガラス板の表面に直角な方向（法線方向とも称する）を表す。Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向は、互いに直交する。

本実施形態における車両用窓ガラスの例として、車両の後部に取り付けられるリアガラス、車両の前部に取り付けられるフロントガラス、車両の側部に取り付けられるサイドガラス、車両の天井部に取り付けられるルーフガラスなどがある。車両用窓ガラスは、これらの例に限られない。

図１は、第１実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を示す分解斜視図である。図１に示す窓ガラス１０１が車両に取り付けられた状態において、Ｚ軸方向の正側は、車外側を表し、Ｚ軸方向の負側は、車内側を表す。窓ガラス１０１は、車外側に配置されるガラス板１０と、車内側に配置されるガラス板２０とが、中間膜４０を介して貼り合わされる合わせガラスの構造を有する。図１は、窓ガラス１０１の構成要素を、ガラス板１０又はガラス板２０の表面の法線方向に分離して示している。

窓ガラス１０１は、車外側に配置されるガラス板１０と、車内側に配置されるガラス板２０と、合わせガラスの内部に配置される平面状導体５０とを備える。

ガラス板１０及びガラス板２０は、透明な板状の誘電体である。ガラス板１０及びガラス板２０のいずれか一方又は両方は、半透明でもよい。ガラス板１０は、第１ガラス板の一例であり、ガラス板２０は、第２ガラス板の一例である。なお、図１において、ガラス板２０の位置に配置される板状体は、ガラス板に限らず、透明樹脂基板などの誘電体でもよい。

ガラス板１０は、板面１１と、Ｚ軸方向において板面１１とは反対側の板面１２とを有する。板面１１は、車内側の表面を表し、板面１２は、車外側の表面を表す。特に、板面１２は、合わせガラスの車外側の外面に相当する。ガラス板１０は、可視光を透過する透過領域１４を有する。透過領域１４の外側には、可視光を遮光する遮光膜１３が設けられてもよい。

ガラス板２０は、ガラス板１０の板面１１に対向する側の板面２１と、Ｚ軸方向において板面２１とは反対側の板面２２とを有する。板面２１は、車外側の表面を表し、板面２２は、車内側の表面を表す。特に、板面２２は、合わせガラスの車内側の外面に相当する。板面２１は、第１面の一例であり、板面２２は、第２面の一例である。

中間膜４０は、ガラス板１０とガラス板２０との間に介在する透明又は半透明な誘電体である。ガラス板１０とガラス板２０とは、中間膜４０によって接合される。中間膜４０は、例えば、熱可塑性のポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等が挙げられる。なお、中間膜４０の比誘電率は、２．４以上３．５以下が好ましい。中間膜４０は、ガラス板１０と平面状導体５０との間に配置されてもよいし、平面状導体５０とガラス板２０との間に配置されてもよい。

図１は、平面状導体５０が、ガラス板１０とガラス板２０との間に配置される形態を示す。図１に示す実施形態では、平面状導体５０は、ガラス板１０の板面１１とガラス板２０の板面２１との間に設けられており、分離されていない一つの導体面により形成されている。

平面状導体５０は、導電性を有する導体膜５５と、導体膜５５に接続される一対のバスバー５１，５２とを有する。バスバー５１は、第１バスバーの一例であり、バスバー５２は、第２バスバーの一例である。平面状導体５０（特に、導体膜５５）は、バスバー５１とバスバー５２との間に電圧を印加することによって発熱する。平面状導体５０が発熱することによって、窓ガラス１０１の防氷や防曇などを実現できる。

バスバー５１は、平面状導体５０の左縁部に位置する帯状電極であり、バスバー５２は、平面状導体５０の右縁部に位置する帯状電極である。一対のバスバー５１，５２は、板面１１と板面２１との間に配置されている。一対のバスバー５１，５２は、導体膜５５よりも低いシート抵抗（表面抵抗率又は面抵抗率とも呼ばれる）を有する。一対のバスバー５１，５２には、例えば、銅、銀などの金属箔や薄膜が使用される。なお、一対のバスバー５１，５２は、平面状導体５０の上縁部と下縁部に配置されてもよい。

窓ガラス１０１は、バスバー５１にフラットワイヤ５３を介して接続される正極３７と、バスバー５２にフラットワイヤ５４を介して接続される負極３８とを有する。例えば、正極３７は、車内側から見て板面２２の左縁部に設けられ、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形状のエレメントであり、負極３８は、車内側から見て板面２２の右縁部に設けられ、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形状のエレメントである。しかし、正極３７及び負極３８の形状は、円形や他の多角形などの他の形状でもよい。

車内側から見てバスバー５１が板面２１の左縁部に設けられている場合、フラットワイヤ５３の一端５３ａがバスバー５１に接続され、フラットワイヤ５３の他端５３ｂが正極３７に接続される。同様に、車内側から見てバスバー５２が板面２１の右縁部に設けられている場合、フラットワイヤ５４の一端５４ａがバスバー５２に接続され、フラットワイヤ５４の他端５４ｂが負極３８に接続される。

正極３７と負極３８との間に電圧を印加することによって、バスバー５１とバスバー５２との間に電圧が印加されるので、平面状導体５０は発熱し、窓ガラス１０１の防氷や防曇などを実現できる。正極３７と負極３８は板面２２側に露出しているので、一対のバスバー５１，５２が一対のガラス板１０，２０の間に挟まれて露出していなくても、一対のバスバー５１，５２にフラットワイヤ５３，５４を介して電圧を印加できる。

導体膜５５は、中間膜４０とガラス板２０との間に又はガラス板１０と中間膜４０との間に配置される透明又は半透明な導体である。導体膜５５の具体例として、Ａｇ（銀）膜などの金属膜、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）膜などの金属酸化膜、または導電性微粒子を含む樹脂膜、複数種類の膜を積層した積層体などが挙げられる。導体膜５５は、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルムに蒸着処理等でコーティングされたものでもよい。

導体膜５５は、ガラス板１０の平面視において、一対のバスバー５１，５２の間に挟まれており、窓ガラス１０１を加熱するヒータとして機能する導電膜である。導体膜５５は、直流電圧が一対のバスバー５１，５２間に印加されることにより窓ガラス１０１を加熱させて、窓ガラス１０１の防氷、防曇などを行う。例えば、車内側から見て平面状導体５０の左縁部に設けられる一方のバスバー５１は、フラットワイヤ５３を介して直流電源の正極側に接続され、車内側から見て平面状導体５０の右縁部に設けられる他方のバスバー５２は、フラットワイヤ５４を介して直流電源の負極側に接続される。なお、窓ガラス１０１は、高周波的に直流電源回路と分離するため、フラットワイヤ５３と直流電源の正極との接続部およびフラットワイヤ５４と直流電源の負極との接続部に、チョークコイルを挿入することが望ましい。

平面状導体５０は、非加熱性であって、一対のバスバー５１，５２を有しないものでもよい。この場合、平面状導体５０は、例えば、窓ガラス１０１の外部から到来する熱線を反射又は吸収する導体として機能する。

平面状導体５０は、外周縁５６を有する。この例では、外周縁５６の形状は、Ｙ軸方向で互いに対向する第１長辺５６ａと第２長辺５６ｂ、及び、Ｘ軸方向で互いに対向する第１短辺５６ｃと第２短辺５６ｄを含む略長方形である。外周縁５６の形状は、略長方形に限られず、台形を含む他の形状でもよい。例えば、外周縁５６の一部は、平面状導体５０の内側に凹んでいてもよいし、平面状導体５０の外側に突き出ていてもよい。外周縁５６の一部は、直線状でも湾曲状でもよい。外周縁５６の一部が、平面状導体５０の内側に凹む構成としては、窓ガラス１０１のＸＹ平面において凹部となる領域に、ハイマウントストップランプ等の点灯装置などが配置される構成が挙げられる。

図２は、第１実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。窓ガラス１０１は、平面状導体５０の外周縁５６の近傍にある第１給電点３３と、外周縁５６の近傍にあり、第１給電点３３から離れた第２給電点３５と、を有する。第１給電点３３は、平面状導体５０に電気的に接続され、第２給電点３５は、第１給電点３３から離れた位置で平面状導体５０に電気的に接続される。

第１給電点３３及び第２給電点３５は、いずれも、第１周波数帯の電波の受信信号を出力する。第１周波数帯は、例えば、周波数が３０ＭＨｚ～３００ＭＨｚのＶＨＦ（Very High Frequency）帯に含まれる帯域であり、より具体的には、ＦＭ放送波の帯域（例えば、７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）またはＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域（例えば、１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）が挙げられる。

第１給電点３３は、第１給電線３４の一端が接続され、第１給電線３４を介して不図示の受信装置に接続される。第２給電点３５は、第２給電線３６の一端が接続され、第２給電線３６を介して不図示の受信装置に接続される。第１給電点３３から出力される受信信号を増幅するアンプが第１給電点３３と受信装置との間に挿入されてもよく、当該アンプは、第１給電点３３に直接接続されても、第１給電線３４を介して接続されてもよい。第２給電点３５から出力される受信信号を増幅するアンプが第２給電点３５と受信装置との間に挿入されてもよく、当該アンプは、第２給電点３５に直接接続されても、第２給電線３６を介して接続されてもよい。

ガラス板１０は、可視光を遮光する遮光膜１３（図１参照）を備えてもよい。遮光膜１３は、ガラス板１０の外周縁部に設けられる。遮光膜１３は、平面視において、例えば、一対のバスバー５１，５２、正極３７、負極３８、第１給電点３３及び第２給電点３５のうちの一部又は全部と、ガラス板１０の厚さ方向で重複する。重複には、全体的に重複する形態に限られず、部分的に重複する形態が含まれてもよい。遮光膜１３の具体例として、黒色セラミックス膜等のセラミックスが挙げられる。一対のバスバー５１，５２、正極３７、負極３８、第１給電点３３及び第２給電点３５は、ガラス板１０の平面視で遮光膜１３と重複する部分が存在する場合、窓ガラス１０１を車外側から見ると、その重複する部分が視認しにくくなる。よって、窓ガラス１０１や車両のデザイン性などの見栄えが向上するとともに、視界を確保できる。

遮光膜１３の内縁１３ａ（図１参照）は、例えば、平面状導体５０の外周縁５６の少なくとも一部よりも内側にある。これにより、外周縁５６の少なくとも一部は、平面視で遮光膜１３と重複するので、平面状導体５０がある部分とない部分の境目が車外側から見ると遮光膜１３により隠れ、見栄えが向上する。

ところで、複数のアンテナを用いるダイバーシティアンテナシステムにおいて、効果的なダイバー効果を得るためには、各アンテナ間のアイソレーションの確保が重要である。一般的なダイバーシティアンテナでは、給電点が異なる複数の独立したアンテナを空間的に互いに離すことによって、各アンテナ間の必要なアイソレーションが確保される。しかしながら、第１周波数帯の電波を受信するダイバーシティアンテナの実現に平面状導体５０を利用する場合、一つの共通の平面状導体５０に複数の給電点が電気的に接続されるので、複数の給電点によって干渉が発生しないように一定のアイソレーションを確保することが求められる。

第１給電線３４及び第２給電線３６を接続して高周波電流が平面状導体５０に流れると、表皮効果などによって、電流が平面状導体５０の外周縁５６に沿って集中的に流れる現象が現れる。ここで、第１給電点３３から第２給電点３５まで外周縁５６に沿った２つの異なる長さをＬ_１，Ｌ_２とするとき、上記の現象を利用して、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）が設計的に"（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）"となるように、第１給電点３３と第２給電点３５を配置する（図３参照）。

ΔＬ＝（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）
・・・式１
ただし、Ｌ_１は、Ｌ_２よりも長く（Ｌ_１＞Ｌ_２）、λ_１Ｃは、第１周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長であり、ｍは、正の整数である（ｍ＝１，２，３・・・）。

式１は、Ｌ_１，Ｌ_２の差ΔＬが（λ_１Ｃ／２）の奇数倍に等しいことを表す。第１給電点３３から見た場合、長さＬ_１の経路で伝達する信号と長さＬ_２の経路で伝達する信号との位相差が、１８０°（λ_１Ｃ／２の奇数倍）ずれる位置に第２給電点３５を置くことで、設計上、第１給電点３３からの信号が第２給電点３５へ漏れ出なくなる。つまり、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションを高くする（言い換えれば、第１給電点３３と第２給電点３５との間の結合を低くする）ことができる。

したがって、±０．３０×λ_１Ｃの製造上の誤差などを考慮し、ΔＬが、
（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．３０×λ_１Ｃ≦ΔＬ≦（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．３０×λ_１Ｃ、
・・・式１ａ
を満足するように第１給電点３３及び第２給電点３５が位置することで、平面状導体５０を利用して第１周波数帯の電波を受信するダイバーシティアンテナを簡易な構成で実現できる。例えば、第１周波数帯をＦＭ放送波の帯域とした場合、ＦＭ放送波を平面状導体５０により受信するダイバーシティアンテナを簡易な構成で実現できる。

また、第１周波数帯の電波の受信感度を向上させる点で、ΔＬは、
（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．２５×λ_１Ｃ≦ΔＬ≦（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．２５×λ_１Ｃ、
・・・式１ｂ
を満足するのが好ましく、
（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．２０×λ_１Ｃ≦ΔＬ≦（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．２０×λ_１Ｃ、
・・・式１ｃ
を満足するのがより好ましい。

また、平面状導体５０が高周波で共振するためには、外周縁５６の全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）の半分の長さが設計的には"（λ_１Ｃ／４）×（２×ｎ＋１）"に近い長さが好ましい。しかし、ある程度の範囲であれば、第１給電点３３と第２給電点３５の少なくとも一方に誘導性又は容量性の素子を接続することによってマッチングを取ることが可能である。このマッチング補正分を、"ａ×（λ_１Ｃ／４）"とすると、ｎをｍ以上の正の整数、ａを２よりも小さい正数とするとき、全周長Ｌの半分の長さは、
（Ｌ_１＋Ｌ_２）／２＝ａ×（λ_１Ｃ／４）＋（λ_１Ｃ／２）×ｎ
・・・式２
を満足することで、第１給電点３３及び第２給電点３５で電流分布が最大となる（図３参照）。よって、第１周波数帯の電波を受信するダイバーシティアンテナの利得を向上させることができる。"ａ"は言い換えると、０＜ａ＜２の関係を満たす。

なお、式１及び式２を満足するＬ_１，Ｌ_２は、連立方程式を解くと、
Ｌ_１＝ａ×（λ_１Ｃ／４）＋（λ_１Ｃ／４）×（２×ｎ＋２×ｍ－１）
・・・式３
Ｌ_２＝ａ×（λ_１Ｃ／４）＋（λ_１Ｃ／４）×（２×ｎ－２×ｍ＋１）
・・・式４
となる。第１給電点３３及び第２給電点３５が式３及び式４を満たすように配置されることで、両給電点間のアイソレーションが確保され両給電点での電流分布が増大するので、第１周波数帯の電波を高感度に受信するダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現できる。また、"ａ"は、０．１≦ａ≦１．９であるとマッチングの容易さの理由で好ましく、０．３≦ａ≦１．７がより好ましい。

図２は、第１給電点３３が第１短辺５６ｃの近傍に位置し、第２給電点３５が第２短辺５６ｄの近傍に位置する形態を示す。しかしながら、この形態に限られない。第１給電点３３及び第２給電点３５は、第１長辺５６ａと第２長辺５６ｂと第１短辺５６ｃと第２短辺５６ｄとのうち、２つの異なる辺の近傍にそれぞれ位置してもよい。例えば、第１給電点３３が第１短辺５６ｃの近傍に位置し、第２給電点３５が第１長辺５６ａの近傍に位置してもよい。あるいは、第１給電点３３が第１長辺５６ａの近傍に位置し、第２給電点３５が第２長辺５６ｂの近傍に位置してもよい。あるいは、第１給電点３３及び第２給電点３５は、いずれも第１長辺５６ａの近傍に位置してもよく、いずれも第２長辺５６ｂの近傍に位置してもよい。あるいは、第１給電点３３及び第２給電点３５は、いずれも第１短辺５６ｃの近傍に位置してもよく、いずれも第２短辺５６ｄの近傍に位置してもよい。

図４は、車両用窓ガラスの給電構造の第１構成例を示す断面図であり、第２給電点３５が平面状導体５０に直接結合で電気的に接続される形態を示す。第１給電点３３が平面状導体５０に直接結合で電気的に接続される形態は、図４に示す形態と同じでよいため、第１給電点３３側の給電構造についての説明は、図４に示す第２給電点３５側の給電構造についての説明を援用することで、省略する。

直接結合（ＤＣ結合、又は導電性結合とも称される）とは、導電性媒体を介した物理的な接触による結合をいう。図４には、導電性媒体の一例として、フラットワイヤ３１が示されている。

図４に示す窓ガラス１０１Ａは、車両のボディ６２に形成された窓枠にウレタン樹脂等の接着剤等の結合部材６１により取り付けられる。窓ガラス１０１Ａでは、第２給電点３５は、ガラス板２０に対して板面２２側に位置し、板面１１に形成された平面状導体５０の外周縁５６に直接結合する。フラットワイヤ３１は、平面状導体５０の外周縁５６の第２短辺５６ｄと、ガラス板２０の板面２２側に位置する第２給電点３５との間を直接結合で電気的に接続する。フラットワイヤ３１は、板面１１と中間膜４０との間から延び出し、中間膜４０及びガラス板２０の端面を這ってから、ガラス板２０の板面２２側に延伸する。第２短辺５６ｄからフラットワイヤ３１を経由して第２給電点３５までの経路長は、５０～１６０ｍｍ程度である。板面２２側に位置する第２給電点３５は、第２給電線３６の一端に接続され、第２給電線３６を介してアンプ６０の入力部に接続される。

図５は、車両用窓ガラスの給電構造の第２構成例を示す断面図であり、第２給電点３５が平面状導体５０に容量結合で電気的に接続される形態を示す。第１給電点３３が平面状導体５０に容量結合で電気的に接続される形態は、図５に示す形態と同じでよいため、第１給電点３３側の給電構造についての説明は、図５に示す第２給電点３５側の給電構造についての説明を援用することで、省略する。

図５に示す窓ガラス１０１Ｂでは、第２給電点３５は、ガラス板２０に対して板面２２側に位置し、板面１１に形成された平面状導体５０の外周縁５６と容量結合する。第２給電点３５は、外周縁５６の第２短辺５６ｄとの間に中間膜４０及びガラス板２０を挟むように位置することで、平面状導体５０に容量結合する。第２給電点３５と平面状導体５０とは、容量結合可能な距離（例えば、２～１５ｍｍ程度、より細かくは、２～３ｍｍ程度）離れている。給電電極３２は、外周縁５６の第２短辺５６ｄとの間に中間膜４０及びガラス板２０を挟むように板面２２に設けられている。給電電極３２と第２給電線３６の一端との接続点が、第２給電点３５に相当する。ガラス板２０の厚さは、例えば、０．８ｍｍ～２．５ｍｍ程度であり、中間膜４０の厚さは、例えば０．７６ｍｍ程度である。

なお、図面には示していないが、第１給電点３３及び第２給電点３５は、ガラス板１０の板面１１とガラス板２０の板面２１との間に位置し、平面状導体５０に容量結合させてもよい。例えば図５において、第２給電点３５が板面２１に形成された内部電極の場合、第２給電点３５と外周縁５６との間に中間膜４０が介在することで、外周縁５６と第２給電点３５とが容量結合する。第２給電点３５は、例えば、フラットワイヤを介してアンプ６０の入力部に接続される。

図６は、第２実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。第２実施形態において、上述の実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで、省略する。図６に示す窓ガラス１０２は、平面状導体５０が、第１長辺５６ａ又は第２長辺５６ｂに略平行に延伸する少なくとも一本の分割スリット５９により第１導体領域１５５と第２導体領域１５６とに分離されている点で異なる。

例えば、第１導体領域１５５は、導体膜に電圧を印加するための上述のような一対のバスバーを有するのに対し、第２導体領域１５６は、導体膜に電圧を印加するための上述のような一対のバスバーを有しない。第１導体領域１５５には一対のバスバーにより電圧が印加されるので、第１導体領域１５５はヒータとして機能するのに対し、第２導体領域１５６には一対のバスバーにより電圧が印加されないので、第２導体領域１５６はヒータとしては機能しない。この場合、第２導体領域１５６は、ＡＭ放送波の帯域を含むＭＦ（Medium Frequency）帯の電波を受信するアンテナとして機能させることができる。

第１給電点３３は、第１導体領域１５５の近傍に限られず、第２導体領域１５６の近傍にあってもよい。第２給電点３５の位置についても同様である。

分割スリット５９の幅Ｗ_ＳＳは、０．３５×１０^－３×λ_１Ｃ以下であると、第１周波数帯の電波の受信感度が向上する。第１周波数帯の電波の受信感度が向上する点で、幅Ｗ_ＳＳは、０．３０×１０^－３×λ_１Ｃ以下が好ましく、０．２５×１０^－３×λ_１Ｃ以下がより好ましい。なお、分割スリット５９の幅Ｗ_ＳＳは、第１導体領域１５５と第２導体領域１５６とが直流的に絶縁されていればよく、例えば、２．０×１０^－２ｍｍ以上としてもよい。

なお、分割スリット５９は、平面視で、その切れ込み幅がその切れ込み長さよりも短い切れ込みであり、分割スリット５９の切れ込み幅や切れ込み長さは、長さＬ_１，Ｌ_２に含めないとする。つまり、分割スリット５９の幅Ｗ_ＳＳは、長さＬ_１，Ｌ_２には含めない。

第１導体領域１５５の面積Ｓ_１は、第２導体領域１５６の面積Ｓ_２の２．０倍以上９．０倍以下であると、第１周波数帯の電波の受信感度が向上する。第１周波数帯の電波の受信感度が向上する点で、面積Ｓ_１は、面積Ｓ_２の２．５倍以上が好ましく、面積Ｓ_２の３．０倍以上がより好ましい。ＭＦ帯の電波の受信感度が向上する点で、面積Ｓ_１は、面積Ｓ_２の８．５倍以下が好ましく、面積Ｓ_２の８．０倍以下がより好ましい。

図７は、第３実施形態における車両用窓ガラスの一構成例を平面視で示す図である。第３実施形態において、上述の実施形態と同様の構成についての説明は、上述の説明を援用することで、省略する。図７に示す窓ガラス１０３は、外周縁５６から平面状導体５０の内部にあるスリット端５７ａまで延伸する少なくとも一つのスリット５７を含む。スリット５７は、平面視で、その切れ込み幅Ｗ_Ｓがその切れ込み長さＬ_Ｓよりも短いことから、幅Ｗ_Ｓ及び長さＬ_Ｓは、長さＬ_１，Ｌ_２には含めない。つまり、スリット５７は、平面状導体５０を複数の領域に分割するスリットではない。なお、ダイバーシティアンテナを簡素な構成で実現する上で、外周縁５６から平面状導体５０の内部に向けて延伸するスリット５７の本数は、一つのみが好ましい。

スリット５７の幅Ｗ_Ｓは、３．３×１０^－３×λ_１Ｃ以下であると、第１周波数帯の電波の受信感度の低下を抑制できる。第１周波数帯の電波の受信感度の低下を抑制する点で、幅Ｗ_Ｓは、３．２×１０^－３×λ_１Ｃ以下が好ましく、３．１×１０^－３×λ_１Ｃ以下がより好ましい。

例えば、第１周波数帯がＦＭ放送波の帯域（７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）の場合、中心周波数９２ＭＨｚにおける空気中の電波の波長λ_１Ｃは、約３２６１ｍｍである。よって、幅Ｗ_Ｓを１１ｍｍ以下に調整すると、ＦＭ放送波の受信感度の低下を抑制できる。

少なくとも一つのスリット５７を設けることによって、第１給電点３３及び第２給電点３５は、いずれも、第１周波数帯のアイソレーションを確保するだけでなく、第１周波数帯よりも高い周波数帯である第２周波数帯のアイソレーションを向上できる。

第２周波数帯は、例えば、ＶＨＦ帯に含まれる帯域であり、より具体的には、第１周波数帯がＦＭ放送波の帯域であるとすると、ＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域（例えば、１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）が挙げられる。これにより、ＦＭ放送波とＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの電波の両方を平面状導体５０により受信するダイバーシティアンテナを簡易な構成で実現できる。

例えば、第２周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ_２Ｃとするとき、スリット５７の幅Ｗ_Ｓは、０．３４×１０^－３×λ_２Ｃ以上であると、第２周波数帯のアイソレーションが向上する。第２周波数帯のアイソレーションが向上する点で、幅Ｗ_Ｓは、０．４４×１０^－３×λ_２Ｃ以上が好ましく、０．５４×１０^－３×λ_２Ｃ以上がより好ましい。すなわち、窓ガラス１０３が、第１周波数帯の電波に加え、第２周波数帯の電波を受信するとき、スリット５７の幅Ｗ_Ｓが０．３４×１０^－３×λ_２Ｃ以上であると、第２周波数帯の電流は、スリット５７の長さ方向に沿って流れる。

例えば、第２周波数帯がＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域（１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）の場合、中心周波数２０５ＭＨｚにおける空気中の電波の波長λ_２Ｃは、約１４６３ｍｍである。よって、幅Ｗ_Ｓを０．６４ｍｍ以上に調整すると、ＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のアイソレーションが向上する。

ガラス板１０の波長短縮率をαとするとき、スリット５７の長さＬ_Ｓは、０．１２×α×λ_２Ｃ以上０．３０×α×λ_２Ｃ以下であると、第２周波数帯の電波の受信感度が向上する。第２周波数帯の電波の受信感度が向上する点で、長さＬ_Ｓは、０．１５×α×λ_２Ｃ以上が好ましく、０．１８×α×λ_２Ｃ以上がより好ましい。第２周波数帯の電波の受信感度が向上する点で、長さＬ_Ｓは、０．２７×α×λ_２Ｃ以下が好ましく、０．２４×α×λ_２Ｃ以下がより好ましい。

図８は、直接結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図８の横軸の数値（０～１）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＦＭ放送波の帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。図９は、直接結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図９の横軸の数値（０～２）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。図８，９の縦軸のＳ２１及び後述する図１０～１３のＳ２１は、Ｓパラメータの一つであり、第１給電点３３から第２給電点３５への透過係数を表す。

図８，９の測定時において、窓ガラス１０１（図２及び図４）の各部の寸法等の条件は、
全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）：３３１５ｍｍ固定
第１給電点３３：位置固定
第２給電点３５：外周縁５６に沿って位置移動
ガラス板１０の波長短縮率：０．６４
ガラス板２０の波長短縮率：０．６４
とした。

図８，９によれば、上記の式１で示した通り、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが約λ／２と約（３／２）λで確保されていることが、実測においても確認できた。また、図９によれば、Ｂａｎｄ IIIの帯域においてＳ２１の谷と谷との距離差が１（１λ）になっていることから、アイソレーションは、ガラス板１０，２０の波長短縮率の影響をあまり受けないという結果が得られた。

図１０は、分割スリットなしの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図１０の横軸の数値（０～１）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＦＭ放送波の帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。図１１は、分割スリットなしの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図１１の横軸の数値（０～２）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。

図１０，１１の測定時において、窓ガラス１０１（図２及び図５）の各部の寸法等の条件は、
全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）：３３１０ｍｍ固定
第１給電点３３：位置固定
第２給電点３５：外周縁５６に沿って位置移動
ガラス板１０の波長短縮率：０．６４
ガラス板２０の波長短縮率：０．６４
とした。

図１０，１１によれば、上記の式１で示した通り、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが約λ／２と約（３／２）λで確保されていることが、実測においても確認できた。また、図１１によれば、Ｂａｎｄ IIIの帯域においてＳ２１の谷と谷との距離差が１（１λ）になっていることから、アイソレーションは、ガラス板１０，２０の波長短縮率の影響をあまり受けないという結果が得られた。

図１２は、分割スリットありの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＦＭ放送波の帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図１２の横軸の数値（０～１）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＦＭ放送波の帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。図１３は、分割スリットありの平面状導電膜に容量結合で給電する場合のＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域のＳ２１の測定結果の一例を示す図である。図１３の横軸の数値（０～２）は、差ΔＬ（＝Ｌ_１－Ｌ_２）をＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域内の各周波数での波長λで除算して得られた値である。

図１２，１３の測定時において、窓ガラス１０１（図６及び図５）の各部の寸法等の条件は、
全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）：３３４０ｍｍ固定
第１給電点３３：位置固定
第２給電点３５：外周縁５６に沿って位置移動
ガラス板１０の波長短縮率：０．６４
ガラス板２０の波長短縮率：０．６４
とした。

図１２，１３によれば、上記の式１で示した通り、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが約λ／２と約（３／２）λで確保されていることが、実測においても確認できた。また、図１３によれば、Ｂａｎｄ IIIの帯域においてＳ２１の谷と谷との距離差が１（１λ）になっていることから、アイソレーションは、ガラス板１０，２０の波長短縮率の影響をあまり受けないという結果が得られた。

図１４は、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが比較的高くなる値にΔＬを調整した窓ガラスを使って、８０ＭＨｚの実放送波の受信電圧を実測した結果の一例を示す図である。図１５は、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが比較的低くなる値にΔＬを調整した窓ガラスを使って、８０．０ＭＨｚの実放送波の受信電圧を実測した結果の一例を示す図である。

図１４，１５の測定時において、窓ガラス１０１（図２及び図４）の各部の寸法等の条件は、
全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）：３３１５ｍｍ固定
ΔＬ：２０１４ｍｍ（図１４）
ΔＬ：０ｍｍ（図１５）
とした。

図１４の場合、第１給電点３３と第２給電点３５との間の相関係数を計算すると、０．０９３であった。これは、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが比較的高いこと表す。図１５の場合、第１給電点３３と第２給電点３５との間の相関係数を計算すると、０．４８１であった。これは、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションが比較的低いこと表す。

図１４，１５の縦軸の受信電圧は、車の位置とデータロガーの同期が取れないため、１００ミリ秒当たり１サンプルで測定した値である。ＡＮＴ１は、第１給電点３３から得られた受信電圧、ＡＮＴ２は、第２給電点３５から得られた受信電圧を表す。図１４，１５によれば、ΔＬが０ｍｍの場合（アイソレーション：低）よりも２０１４ｍｍの場合（アイソレーション：高）のほうが無相関に近く、第１給電点３３と第２給電点３５とで受信電圧を補完し合っている結果が得られた。

図１６は、窓ガラス１０３（図７）のシミュレーションモデルにおいて、ＦＭ放送波とＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIを含む周波数帯で得られたＳ２１のシミュレーション結果の一例を示す図である。窓ガラス１０３（図７）のシミュレーションモデルは、十分に広い平面導体と、平面導体の内部に形成された方形状スリットとを有し、方形状のスリットに囲まれる方形状領域を平面状導体５０として模擬したものとした。

図１６のシミュレーション時において、窓ガラス１０３（図７）のシミュレーションモデルの各部の寸法等の条件は、
平面状導体５０（方形状領域）：縦１１８０ｍｍ×横９８０ｍｍ
全周長Ｌ（＝Ｌ_１＋Ｌ_２）：４３２０ｍｍ
ΔＬ：１７４０ｍｍ
スリット５７の幅Ｗ_Ｓ：１．０ｍｍ
スリット５７の長さＬ_Ｓ：変化
ガラス板１０の波長短縮率：０．６４
ガラス板２０の波長短縮率：０．６４
とした。

図１６によれば、スリット５７の長さＬ_Ｓを調整しても、ＦＭ放送波の帯域でのＳ２１を大きく変化させずに、ＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域でのＳ２１を調整できた。つまり、ＦＭ放送波の帯域でもＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域でも、第１給電点３３と第２給電点３５との間のアイソレーションの確保が可能であることが示された。

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記の実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

１０ ガラス板
１１，１２ 板面
１３ 遮光膜
１４ 透過領域
２０ ガラス板
２１ 板面
２２ 板面
３１ フラットワイヤ
３２ 給電電極
３３ 第１給電点
３４ 第１給電線
３５ 第２給電点
３６ 第２給電線
３７ 正極
３８ 負極
４０ 中間膜
５０ 平面状導体
５１，５２ バスバー
５３ フラットワイヤ
５４ フラットワイヤ
５５ 導体膜
５６ 外周縁
５６ａ 第１長辺
５６ｂ 第２長辺
５６ｃ 第１短辺
５６ｄ 第２短辺
５７ スリット
５７ａ スリット端
５９ 分割スリット
６０ アンプ
６１ 結合部材
６２ ボディ
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０２，１０３ 窓ガラス
１５５ 第１導体領域
１５６ 第２導体領域

Claims (16)

1. ガラス板と、
   前記ガラス板に対向する側の第１面と、前記第１面とは反対側の第２面とを有する誘電体と、
   前記ガラス板と前記第１面との間にある平面状導体と、
   前記平面状導体の外周縁の近傍にあり、前記平面状導体に電気的に接続される第１給電点と、
   前記外周縁の近傍にあり、前記第１給電点から離れた位置で前記平面状導体に電気的に接続される第２給電点と、を有し、
   前記第１給電点及び前記第２給電点は、いずれも、第１周波数帯の電波の受信信号を出力し、
   前記第１給電点から前記第２給電点まで前記外周縁に沿った２つの異なる長さをそれぞれＬ_１，Ｌ_２とし、前記第１周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ_１Ｃとし、ｍを正の整数とするとき、
   Ｌ_１＞Ｌ_２、
   Ｌ_１－Ｌ_２＝ΔＬ、
   （λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）－０．３０×λ_１Ｃ≦ΔＬ≦（λ_１Ｃ／２）×（２×ｍ－１）＋０．３０×λ_１Ｃ、
   を満足する、車両用窓ガラス。
2. ｎをｍ以上の正の整数、ａを２よりも小さい正数とするとき、
   前記Ｌ_１及び前記Ｌ_２は、
   （Ｌ_１＋Ｌ_２）／２＝ａ×（λ_１Ｃ／４）＋（λ_１Ｃ／２）×ｎ
   を満足する、請求項１に記載の車両用窓ガラス。
3. 前記第１給電点及び前記第２給電点は、前記誘電体に対して前記第２面の側に位置し、前記平面状導体に直接結合する、請求項１又は２に記載の車両用窓ガラス。
4. 前記第１給電点及び前記第２給電点は、前記誘電体に対して前記第２面の側に位置し、前記平面状導体に容量結合する、請求項１又は２に記載の車両用窓ガラス。
5. 前記第１給電点及び前記第２給電点は、前記ガラス板と前記第１面との間に配置され、前記平面状導体に容量結合する、請求項１又は２に記載の車両用窓ガラス。
6. 前記外周縁は、互いに対向する第１長辺と第２長辺、及び、互いに対向する第１短辺と第２短辺を含み、
   前記第１給電点及び前記第２給電点は、前記第１長辺と前記第２長辺と前記第１短辺と前記第２短辺とのうちの２つの異なる辺の近傍、前記第１長辺の近傍、前記第２長辺の近傍、前記第１短辺の近傍、または前記第２短辺の近傍に位置する、請求項１から５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
7. 前記平面状導体は、前記第１長辺又は前記第２長辺に略平行に延伸する少なくとも一本の分割スリットにより第１導体領域と第２導体領域に分離されており、
   前記分割スリットの幅Ｗ_ＳＳは、０．３５×１０^－３×λ_１Ｃ以下である、請求項６に記載の車両用窓ガラス。
8. 前記第１導体領域の面積Ｓ_１は、前記第２導体領域の面積Ｓ_２の２倍以上９倍以下である、請求項７に記載の車両用窓ガラス。
9. 前記平面状導体に接続される正極と、
   前記平面状導体に接続される負極と、を備え、
   前記平面状導体は、前記正極と前記負極との間に電圧を印加することによって発熱する、請求項１から８のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
10. 前記第１周波数帯は、ＦＭ放送波の帯域またはＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域である、請求項１から９のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
11. 前記外周縁から前記平面状導体の内部にあるスリット端まで延伸する少なくとも一つのスリットを含み、
    前記スリットの幅Ｗ_Ｓは、３．３×１０^－３×λ_１Ｃ以下である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
12. 前記第１給電点及び前記第２給電点は、いずれも、前記第１周波数帯よりも高い第２周波数帯の電波の受信信号を出力する、請求項１１に記載の車両用窓ガラス。
13. 前記第２周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ_２Ｃとするとき、
    前記スリットの幅Ｗ_Ｓは、０．３４×１０^－３×λ_２Ｃ以上である、請求項１２に記載の車両用窓ガラス。
14. 前記第１周波数帯は、ＦＭ放送波の帯域であり、前記第２周波数帯は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ IIIの帯域である、請求項１２又は１３に記載の車両用窓ガラス。
15. 前記第２周波数帯の中心周波数における空気中の電波の波長をλ_２Ｃとし、前記ガラス板の波長短縮率をαとするとき、
    前記スリットの長さＬ_Ｓは、０．１２×α×λ_２Ｃ以上０．３０×α×λ_２Ｃ以下である、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。
16. 前記スリットの幅Ｗ_Ｓは、０．６４ｍｍ以上１１ｍｍ以下である、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の車両用窓ガラス。

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