JP2022032205A - 窓ガラス取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域におけるアンテナ利得の確保。【解決手段】車体に形成される窓枠に取り付けられる窓ガラスは、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面との間に配置される平面状導体と、前記第２面の側に設けられ前記誘電体を介して前記平面状導体に対向するデフォッガと、前記第２面の側に設けられ、前記デフォッガの第１辺の外側に位置する給電部と、前記第２面の側に設けられ、前記デフォッガの第２辺及び第３辺の外側に位置する無給電導体と、を備え、前記窓枠は、前記誘電体に対して前記第２面の側で前記誘電体の外縁に沿って配置される金属部を有し、前記給電部は、前記誘電体を介して前記平面状導体に対向し、前記無給電導体は、前記第２辺及び前記第３辺に沿って延伸し、前記金属部に電気的に接続される。【選択図】図１

Description

本開示は、窓ガラス取り付け構造に関する。

車両のリアガラスとして、防曇のための複数の加熱線条が形成された板ガラスと、ＡＭラジオ放送波、ＦＭラジオ放送波及びＶＨＦ帯のテレビ放送波を受信する透明アンテナとして透明導電膜が形成された板ガラスとを積層した合わせガラスが知られている。この透明導電膜に熱線反射機能を付与すると、断熱効果も期待できる（例えば、特許文献１参照）。

特開平２－９４９０４号公報

しかしながら、透明導電膜のような平面状導体を利用してアンテナを実現する場合、ＶＨＦ（Very High Frequency）帯からＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯までの帯域におけるアンテナ利得の確保が容易ではなかった。

本開示は、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域におけるアンテナ利得を確保可能な窓ガラス取り付け構造を提供する。

本開示は、
車体に形成される窓枠と、前記窓枠に取り付けられる窓ガラスと、を備え、
前記窓ガラスは、
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面との間に配置される平面状導体と、
第１辺と、前記第１辺に接続される第２辺と、前記第１辺とは反対側で前記第２辺に接続される第３辺とを有し、前記第２面の側に設けられ前記誘電体を介して前記平面状導体に対向するデフォッガと、
前記第２面の側に設けられ、前記窓ガラスの平面視で前記第１辺の外側に位置する給電部と、
前記第２面の側に設けられ、前記窓ガラスの平面視で前記第２辺及び前記第３辺の外側に位置する無給電導体と、を備え、
前記窓枠は、前記誘電体に対して前記第２面の側で前記誘電体の外縁に沿って配置される金属部を有し、
前記デフォッガは、第１バスバーと、第２バスバーと、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に電圧が印加されることによって発熱する複数の発熱線と、を有し、
前記給電部は、前記誘電体を介して前記平面状導体に対向し、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる電波の受信信号を出力し、
前記無給電導体は、前記第２辺の少なくとも一部及び前記第３辺の少なくとも一部に沿って延伸するＬ字状部を含み、
前記Ｌ字状部は、前記複数の発熱線のうちのいずれか一本の発熱線よりも幅広い部分を有し、前記金属部に電気的に接続される、窓ガラス取り付け構造を提供する。

本開示によれば、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域におけるアンテナ利得を確保可能な窓ガラス取り付け構造を提供できる。

第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の一構成例を窓ガラスの平面視で示す図である。 第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の第１構成例の断面Ｃ－Ｃ（図１参照）を示す図である。 第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の第２構成例の断面Ｃ－Ｃ（図１参照）を示す図である。 第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の第３構成例の断面Ｃ－Ｃ（図１参照）を示す図である。 第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の平面状導電膜を平面視で示す概略図である。 第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の窓ガラスを平面視で示す概略図である。 長さＤ_１に対するアンテナ利得を実測した結果の一例を示す図である。 長さＤ_２に対するアンテナ利得を実測した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。"対向する"とは、全部が対向する形態に限られず、一部が対向する形態を含んでよい。

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が好適である。

図１は、第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の一構成例を窓ガラスの平面視で示す図である。図１に示す窓ガラス取り付け構造２０１は、車体に形成される窓枠６６と、窓枠６６に取り付けられる窓ガラス１０１とを備える。図１は、窓枠６６に取り付けた窓ガラス１０１を車内側からの視点で示す平面図であるが、図面の視認性の向上のため、窓枠６６を二点鎖線で簡略的に示している。

図１に示す窓ガラス取り付け構造２０１は、窓ガラス１０１を窓枠６６に取り付けた状態で平面視したとき、水平面に平行な方向を"水平方向Ｈｄ"と定義し、水平方向Ｈｄに直交する方向を"垂直方向Ｖｄ"と定義する。図１に示す例では、水平方向Ｈｄは、Ｘ軸方向（より具体的には、車両の車幅方向）に対応し、垂直方向Ｖｄは、Ｙ軸方向（より具体的には、車両の上下方向）に対応する。

図２は、第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の第１構成例の断面Ｃ－Ｃ（図１参照）を示す図である。図２において、車体６２に形成される窓枠６６に窓ガラス１０１が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。

窓ガラス１０１は、例えば、ガラス板２０の主面２２の周縁部とフランジ状の窓枠６６とがウレタン樹脂等の接着剤６５で接着することより、窓枠６６に取り付けられる。窓枠６６は、Ｚ軸方向からの窓ガラス１０１の平面視で主面２２の周縁部の少なくとも一部に対向する金属部６３を有する。後述の無給電導体７０は、容量結合によって金属部６３に接地される。接着剤６５は、無給電導体７０と接触せずに、無給電導体７０から一定距離（例えば、５ｍｍ程度または５ｍｍ以上）離れている。金属部６３の内縁６４は、窓ガラス１０１によって覆われる開口を形成する。

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、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、主面１１と、Ｚ軸方向において主面１１とは反対側の主面１２とを有する。主面１１は、車内側の表面を表し、主面１２は、車外側の表面を表す。特に、主面１２は、合わせガラスの車外側の外面に相当する。

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

中間膜４０は、誘電性を有し、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し、ガラス板１０と平面状導体５０との間と、平面状導体５０とガラス板２０との間との両方に配置されてもよい。

図２に示す例では、平面状導体５０は、ガラス板２０と中間膜４０の間に配置される。しかしながら、平面状導体５０は、図３に例示するように、中間膜４０とガラス板１０との間に配置されてもよいし、図４に例示するように、第１中間膜４１と第２中間膜４２との間に配置されてもよい。第１中間膜４１は、ガラス板１０と平面状導体５０との間に配置される誘電性の中間膜であり、第２中間膜４２は、平面状導体５０と主面２１との間に配置される誘電性の中間膜である。

図１，２の窓ガラス取り付け構造２０１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１，２に示す実施形態では、平面状導体５０は、ガラス板１０の主面１１とガラス板２０の主面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。

図２に示す窓ガラス取り付け構造２０１の例では、平面状導体５０は、ガラス板２０に対して主面２１の側にある導電層である。平面状導体５０は、主面２１に接する導体でもよいし、主面２１との間に透明又は半透明の不図示の誘電体を挟んで配置されてもよい。平面状導体５０は、透明でも半透明でもよい。平面状導体５０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。平面状導体５０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導体材料がコーティングされたものでもよい。

平面状導体５０は、ガラス板２０の主面２１にコートされる導電膜でもよい。導電膜の具体例として、低放射性能を発揮するＬｏｗ－Ｅ（Low Emissivity）膜などの低放射膜が挙げられる。

低放射とは、放射による伝熱を低減することをいう。Ｌｏｗ－Ｅ膜などの低放射膜は、放射による伝熱を抑制することで、断熱性を確保する。低放射膜は、一般的なものであってよく、例えば、透明誘電体膜、赤外線反射膜、および透明誘電体膜をこの順で含む積層膜であってよい。透明誘電体膜としては、金属酸化物や金属窒化物が代表的である。金属酸化物としては、酸化亜鉛や酸化スズが代表的である。赤外線反射膜としては、金属膜が代表的である。金属膜としては、銀（Ａｇ）が代表的である。ここで、赤外線反射膜は、透明誘電体膜同士の間に、１層以上形成されてよい。

平面状導体５０は、Ｌｏｗ－Ｅ膜などの低放射膜に限られず、導電性の層であれば、他の機能を有してもよい。

平面状導体５０は、外周縁５６を有する。図１に示す例では、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、略長方形等の略四角形に限られず、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。

窓ガラス取り付け構造２０１における窓枠６６は、窓ガラス１０１が窓枠６６に取り付けられた状態で、ガラス板２０に対して主面２２の側でガラス板２０の外縁２３に沿って配置される金属部６３を有する。金属部６３は、図１に示すようにガラス板２０の外縁２３の全周に沿って配置されてもよいが、外縁２３の全周のうちの少なくとも一箇所以上の部分に沿って配置されてもよい。

図１，２において、窓ガラス１０１は、デフォッガ５３、無給電導体７０及び給電部３０を備える。

デフォッガ５３は、ガラス板２０の主面２２の側に設けられる導電体の一例であり、ガラス板２０を介して平面状導体５０に対向する。図１に示す窓ガラス１０１の例では、デフォッガ５３は、ガラス板２０の主面２２に設けられる通電加熱式のデフォッガの一例であり、窓ガラス１０１の曇りを除去する導体パターンである。デフォッガ５３は、窓ガラス１０１を加熱する複数の発熱線５５と、複数の発熱線５５に給電する一対のバスバー（第１バスバー５１及び第２バスバー５２）とを有する。

複数の発熱線５５は、第１バスバー５１と第２バスバー５２との間に配置されるヒータ線である。複数の発熱線５５は、第１バスバー５１と第２バスバー５２との間に電圧が印加されることで通電し発熱することで、窓ガラス１０１を加熱する。このように、ガラス板２０が加熱されることで、窓ガラス１０１の曇りが除去される。図１に示す例では、１４本の発熱線５５ａ～５５ｎは、水平方向Ｈｄに沿って延在し且つ垂直方向Ｖｄに並んで配置されている。

１４本の発熱線５５ａ～５５ｎは、第１バスバー５１と第２バスバー５２との間に接続された導体パターンであり、垂直方向Ｖｄに並んで配置されている。発熱線５５ａは、複数の発熱線５５ａ～５５ｎのうちで最も上方に位置する線条導体である。発熱線５５ｎは、複数の発熱線５５ａ～５５ｎのうちで最も下方に位置する線条導体である。

第１バスバー５１及び第２バスバー５２は、ガラス板２０の水平方向Ｈｄでの両端側において垂直方向Ｖｄに延在する帯状電極であり、発熱線５５ａ～５５ｎに給電する。第１バスバー５１は、デフォッガ５３の第１端辺５１ａ側においてガラス板２０の上下方向に延在する導体パターンである。第２バスバー５２は、デフォッガ５３の第２端辺５２ａ側においてガラス板２０の上下方向に延在する導体パターンである。

デフォッガ５３は、第１辺と、第１辺に接続される第２辺と、第１辺とは反対側で第２辺に接続される第３辺とを有する。複数の発熱線５５のうち車体６２の上側の発熱線５５ａは、第１辺の一例である。第１バスバー５１の第１端辺５１ａは、第２辺の一例である。複数の発熱線５５のうち車体６２の下側の発熱線５５ｎは、第３辺の一例である。

無給電導体７０は、ガラス板２０の主面２２の側に設けられ、第１端辺５１ａ及び発熱線５５ｎの外側に位置する。無給電導体７０は、窓ガラス１０１の平面視で、第１端辺５１ａの少なくとも一部及び発熱線５５ｎの少なくとも一部に沿って延伸するＬ字状部７３を含む。つまり、Ｌ字状部７３は、第２辺及び第３辺の外側に位置する無給電導体である。

Ｌ字状部７３は、ガラス板２０の主面２２の側に設けられ、複数の発熱線５５のうちのいずれか一本の発熱線よりも幅広い部分を有し、該一本の発熱線の幅よりも全てにおいて幅広くてもよい。この例では、Ｌ字状部７３は、互いに導電的に接続される第１エレメント７１及び第２エレメント７２を有し、第１エレメント７１と第２エレメント７２との少なくとも一方のエレメント幅は、複数の発熱線５５のうちのいずれか一本の発熱線の線幅よりも広い。図１において、第１エレメント７１のエレメント幅は、Ｘ軸方向の幅に相当し、複数の発熱線５５の線幅及び第２エレメント７２のエレメント幅は、Ｙ軸方向の幅に相当する。

第１エレメント７１は、第１端辺５１ａの少なくとも一部に沿って延伸する第１導体部分であり、窓ガラス１０１の平面視で、第１端辺５１ａとの間に間隔を空けて第１端辺５１ａに近接する。つまり、第１エレメント７１は、デフォッガ５３の第１バスバー５１に導電的に接触していない。一方、第２エレメント７２は、発熱線５５ｎの少なくとも一部に沿って延伸する第２導体部分であり、窓ガラス１０１の平面視で、発熱線５５ｎとの間に間隔を空けて発熱線５５ｎに近接する。つまり、第２エレメント７２は、デフォッガ５３の発熱線５５ｎに導電的に接触していない。

Ｌ字状部７３は、金属部６３に容量結合で電気的に接続されるので、Ｌ字状部７３を含む無給電導体７０は、金属部６３に容量結合で接地される接地導体として機能する。Ｌ字状部７３は、第１端辺５１ａ及び発熱線５５ｎに沿って近接することにより、第１端辺５１ａ及び発熱線５５ｎに、主面２２（ＸＹ平面）に沿うようにして容量結合で電気的に接続される。よって、Ｌ字状部７３と、第１端辺５１ａ及び発熱線５５ｎとの間に、ギャップを介しての第１容量結合部が形成される。なお、このギャップは、Ｌ字状部７３と、第１端辺５１ａ及び発熱線５５ｎとが容量結合できる３０ｍｍ以下であればよく、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましい。なお、これらのギャップはとくに下限は無いが、例えば３ｍｍ以上を例示できる。

一方、デフォッガ５３のうちの第１端辺５１ａに沿った部分及び発熱線５５ｎに沿った部分は、誘電体（この例では、ガラス板２０）を介して、平面状導体５０のうちの外周縁５６に沿った部分に対向する。よって、デフォッガ５３のうちの第１端辺５１ａに沿った部分及び発熱線５５ｎに沿った部分と、平面状導体５０のうちの外周縁５６に沿った部分との間に、ガラス板２０を介しての第２容量結合部が形成される。なお、第１端辺５１ａに沿った部分及び発熱線５５ｎに沿った部分と、平面状導体５０との距離は、３０ｍｍ以下であればよく、２０ｍｍ以下が好ましく、１５ｍｍ以下が好ましく、１０ｍｍ以下がより好ましく、５ｍｍ以下がさらに好ましい。なお、これらのギャップはとくに下限は無いが、例えば３ｍｍ以上を例示できる。したがって、平面状導体５０のうちの外周縁５６に沿った部分は、第２容量結合部及び第１容量結合部によって金属部６３に接地される。

図１に示す例では、給電部３０は、ガラス板２０の主面２２の側に設けられ、発熱線５５ａの外側に位置する導体部である。給電部３０は、例えば、一又は複数の給電電極を含み、図１に示す例では、複数の給電電極３２，３３，３５，３９を含む。給電電極３３，３５，３９は、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる電波の受信信号を出力する第１給電部の一例であり、給電電極３２は、ＡＭ放送波の受信信号を出力する第２給電部の一例である。

給電電極３５は、例えば、主面２２に形成される導体パターンである。図１に示す例では、給電電極３５は、主面２２の一方の側縁部（この例では、右上縁部）に設けられ、窓ガラス１０１の平面視で平面状導体５０の外周縁５６の第１長辺５６ａに沿って延伸する矩形状のエレメントである。しかし、給電電極３５は、主面２２の右下縁部などの他の位置に配置されてもよく、円形や他の多角形などの他の形状でもよい。

給電電極３５は、ガラス板２０を介して平面状導体５０に対向するので、平面状導体５０は、ガラス板２０が介在する容量結合で給電電極３５に電気的に接続される。一方、平面状導体５０は、上述の第２容量結合部及び第１容量結合部によって金属部６３に接地される。このように、平面状導体５０が給電電極３５と金属部６３のそれぞれに容量結合で電気的に接続されることで、ＶＨＦ帯（特に、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域）の周波数の共振を得ることができる。

また、給電電極３５は、ＵＨＦ帯の電波を受信する放射導体として機能するように形成されている。例えば、給電電極３５は、ＵＨＦ帯の周波数で共振可能なエレメント長を有してもよく、当該エレメント長を有することで、ＵＨＦ帯におけるアンテナ利得を確保できる。

したがって、第１実施形態によれば、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる電波の受信信号が給電電極３５から出力されるので、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域におけるアンテナ利得を確保できる。

なお、ＶＨＦ帯は、３０ＭＨｚ以上３００ＭＨｚ以下の周波数帯を表す。ＶＨＦ帯に含まれる周波数帯の具体例として、ＦＭ放送波の帯域（例えば、７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域（例えば、１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）などがある。一方、ＵＨＦ帯は、３００ＭＨｚ以上３ＧＨｚ以下の周波数帯を表す。ＵＨＦ帯に含まれる周波数帯の具体例として、地上デジタルテレビ放送波の帯域（例えば、４７３ＭＨｚ～７１３ＭＨｚ）などがある。

給電電極３５は、例えば、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる一つ又は複数の放送波の受信信号を出力する。給電電極３５から出力される受信信号に係る電波は、例えば、ＦＭ放送波、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの放送波、地上デジタルテレビ放送波のうちの少なくとも一つの放送波である。

図１に示す窓ガラス取り付け構造２０１の例では、給電電極３５の少なくとも一部は、ガラス板２０を挟んで、平面状導体５０の一部（この例では、外周縁５６の第１長辺５６ａに沿った部分）と対向している。給電電極３５は、給電線３７の一端が接続される給電点３６を有し、給電線３７を介して、アンプ６１の第１入力部に接続される。アンプ６１は、給電電極３５に実装されてもよい。平面状導体５０又は給電電極３５で電波を受信して得られる信号は、平面状導体５０と給電電極３５との間の容量結合を介してアンプ６１の第１入力部に入力される。アンプ６１の第１入力部に入力された信号は、バンドパスフィルタによるフィルタリング及び増幅回路による増幅がされて、アンプ６１から出力される。

給電電極３３は、例えば、主面２２に形成される導体パターンである。図１に示す例では、給電電極３３は、主面２２の他方の側縁部（この例では、左上縁部）に設けられ、窓ガラス１０１の平面視で平面状導体５０の外周縁５６の第１長辺５６ａに沿って延伸する矩形状のエレメントである。しかし、給電電極３３は、主面２２の左下縁部などの他の位置に配置されてもよく、円形や他の多角形などの他の形状でもよい。

給電電極３３を含む左側構造は、給電電極３５を含む右側構造と同様の構成を有するので、当該左側構造についての説明は、当該右側構造のついての上述の説明を援用することで簡略する。給電電極３３を含む左側構造を、給電電極３５を含む右側構造と同様の構成にすることで、ダイバーシティアンテナを構成できる。図１に示す窓ガラス取り付け構造２０１の例では、給電電極３３は、給電線３１の一端が接続される給電点３４を有し、給電線３１を介して、アンプ６０の第１入力部に接続される。

給電電極３２は、例えば、主面２２の側に設けられる導体パターンである。図１に示す例では、給電電極３２は、主面２２の上下方向における一方の縁部（この例では、上縁部）に設けられ、窓ガラス１０１の平面視で平面状導体５０の外周縁５６の第１長辺５６ａに沿って延伸する矩形状のエレメントである。しかし、給電電極３２は、主面２２の下縁部などの他の位置に配置されてもよく、円形や他の多角形などの他の形状でもよい。

給電電極３２は、平面状導体５０が少なくともＭＦ（Medium Frequency）帯の電波を受信するように、平面状導体５０にガラス板２０を介して対向する。つまり、平面状導体５０の少なくとも一部が少なくともＭＦ帯の電波を受信する放射導体として機能するように、給電電極３２は、平面状導体５０にガラス板２０を介して対向する。

あるいは、給電電極３２は、平面状導体５０が少なくともＭＦ帯とＨＦ（High Frequency）帯の電波を受信するように、平面状導体５０にガラス板２０を介して対向してもよい。つまり、平面状導体５０の少なくとも一部が少なくともＭＦ帯とＨＦ帯の電波を受信する放射導体として機能するように、給電電極３２は、平面状導体５０にガラス板２０を介して対向する。

このような給電電極３２が設けられることにより、ＭＦ帯（又は、ＭＦ帯とＨＦ帯）の電波も受信可能な共用のアンテナを構成できる。ＭＦ帯は、３００ｋＨｚ以上３ＭＨｚ以下の周波数帯を表す。ＭＦ帯の電波として、ＡＭ放送波などが挙げられる。ＨＦ帯は、３ＭＨｚ以上３０ＭＨｚ以下の周波数帯を表し、ＳＷ（Short Wave）帯とも称される。したがって、給電電極３２及び平面状導体５０は、少なくともＡＭ放送波を受信するように形成されてもよい。

図１では、給電電極３２の少なくとも一部は、窓ガラス１０１の平面視において、ガラス板２０を挟んで、平面状導体５０の上縁部の少なくとも一部と対向している。給電電極３２には、アンプ６０の第２入力部が接続されている。したがって、平面状導体５０で電波を受信して得られる信号は、平面状導体５０と給電電極３２との間の容量結合を介してアンプ６０の第２入力部に入力される。

給電電極３９は、例えば、主面２２に形成される導体パターンである。図１に示す例では、給電電極３９は、主面２２の上下方向における一方の縁部（この例では、上縁部）に設けられ、窓ガラス１０１の平面視で平面状導体５０の外周縁５６の第１長辺５６ａに沿って延伸する矩形状のエレメントである。しかし、給電電極３９は、主面２２の下縁部などの他の位置に配置されてもよく、円形や他の多角形などの他の形状でもよい。

給電電極３９は、少なくともＵＨＦ帯の電波を受信するように形成されてもよい。つまり、給電電極３９は、それ自体が少なくともＵＨＦ帯の電波を受信する放射導体として機能するように形成されてもよい。給電電極３３，３５，３９を使用する３チャネル分のＵＨＦアンテナを構成できる。

給電電極３９の少なくとも一部は、ガラス板２０を挟んで、平面状導体５０と対向しても対向しなくてもよい。給電電極３９で電波を受信して得られる信号は、アンプ６１の第２入力部に入力される。

ガラス板１０とガラス板２０とのうちの一方又は両方は、可視光を透過する透過領域１４（図１参照）を有し、可視光を遮光する遮光膜１３（図１参照）を透過領域１４の外側に備えてもよい。遮光膜１３は、ガラス板１０とガラス板２０とのうちの一方又は両方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、平面状導体５０の両端部、第１バスバー５１、第２バスバー５２及び給電電極３２，３３，３５，３９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。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。

図１に示す例では、窓ガラス取り付け構造２０１は、第１バスバー５１に接続される第１コイル８１と、第２バスバー５２に接続される第２コイル８３とを備える。コイル８１，８３は、少なくともＶＨＦ帯の信号を遮断する。これにより、ＶＨＦ帯の高周波信号が直流電源８０及びグランド側に漏洩することを抑制できる。例えば、コイル８１，８３は、ＦＭ放送波の帯域とＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域とのうちの一方又は両方の信号を遮断する。

第１コイル８１の第１バスバー５１とは反対側は、キャパシタ８２を介してグランドに接続されてもよいし、第２コイル８３の第２バスバー５２とは反対側は、キャパシタ８４を介してグランドに接続されてもよい。キャパシタ８２，８４は、配線のインピーダンスの調整とノイズフィルタとして機能する。

図１に示す例では、窓ガラス取り付け構造２０１は、第１バスバー５１と第２バスバー５２に接続されるチョークコイル８６を更に備える。チョークコイル８６は、少なくともＭＦ（Medium Frequency）帯の信号を遮断する。チョークコイル８６は、１次側コイルと２次側コイルを有するトランス構造を有する。第１バスバー５１は、１次側コイルを介して、直流電源８０の正極側に接続され、第２バスバー５２は、２次側コイルを介して、直流電源８０の負極側に接続される。チョークコイル８６の挿入により、ＡＭ放送波等のＭＦ帯の電波を平面状導体５０で受信して得られる受信信号が直流電源８０及びグランド側に漏洩することを抑制でき、電源側から混入してくるノイズを抑制できる。

窓ガラス取り付け構造２０１は、給電電極３２に接続されるコイル８５を更に備えてもよい。コイル８５は、少なくともＶＨＦ帯の信号を遮断するコイル８５ａと、少なくともＵＨＦ帯の信号を遮断するコイル８５ｂとが直列に接続された構成を有するインダクタが好ましい。なお、コイル８５はアンプに内蔵されてもよい。

Ｌ字状部７３の少なくとも一部は、窓ガラス１０１の平面視で金属部６３と重なってもよく、例えば図１，２に示すように、第１エレメント７１は、窓ガラス１０１の平面視で金属部６３の内縁６４と重なってもよい。Ｌ字状部７３の少なくとも一部が窓ガラス１０１の平面視で金属部６３と重なることで、Ｌ字状部７３と金属部６３との結合容量が増大する。その結果、平面状導体５０と金属部６３との結合容量が増加するので、平面状導体５０が給電電極３５と金属部６３のそれぞれに容量結合することでハイパスフィルタが形成されＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。

Ｌ字状部７３の少なくとも一部が窓ガラス１０１の平面視で金属部６３と重なる面積Ｓは、５００ｍｍ^２以上であると、Ｌ字状部７３と金属部６３との結合容量が増大するので、ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得の向上の点で、面積Ｓは、６００ｍｍ^２以上が好ましく、７００ｍｍ^２以上がより好ましい。面積Ｓの上限値は、特に限定されないが、面積Ｓは、例えば２０００ｍｍ^２以下である。

図１において、発熱線５５ａの中点５５ａａと発熱線５５ｎの中点５５ｎａとを結ぶ仮想直線を直線９０とする。直線９０は、ガラス板１０をＸ軸方向で二分する（Ｙ軸方向に沿った）中心線でもよい。直線９０に対して第２端辺５２ａの側の領域を第１領域９１とし、直線９０に対して第１領域９１とは反対側の領域を第２領域９２とする。図１の場合、無給電導体７０と給電電極３５は略四角形のガラス板１０の対角に配置され、より具体的には、無給電導体７０は、第１領域９１の左下部分に配置され、給電電極３５は、第２領域９２の右上部分に配置されている。このように、無給電導体７０を給電電極３５から離して配置することで、給電電極３５から得られるアンテナ利得に関して、ＦＭ放送波の帯域におけるアンテナ利得に与える影響（アンテナ利得の低下）を抑えて、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域におけるアンテナ利得を容易に調整できる。

図５は、第１実施形態における窓ガラス取り付け構造の平面状導電膜を平面視で示す概略図である。容量結合Ａは、給電電極３５と平面状導体５０との容量結合を表す。容量結合Ａの結合容量の調整は、給電電極３５から得られるＦＭ放送波の帯域におけるアンテナ利得の最適化に寄与する度合いが比較的高い。一方、容量結合Ｂは、無給電導体７０と平面状導体５０との容量結合を表す。容量結合Ｂの結合容量の調整は、給電電極３５から得られるＦＭ放送波の帯域におけるアンテナ利得の最適化に寄与する度合いに比べて、給電電極３５から得られるＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域におけるアンテナ利得の最適化に寄与する度合いが高い。容量結合Ｂは、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域よりもＦＭ放送波の帯域の受信信号を減衰させる度合いが高いハイパスフィルタとして機能する。これにより、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域におけるアンテナ利得を容易に調整できる。

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、容量結合Ａにおける給電電極３５から容量結合Ｂにおける無給電導体７０で給電電極３５から最遠の箇所までの外周縁５６に沿った長さをＬ１，Ｌ２とする。また、ＦＭ放送波の周波数帯における空気中の電波の波長をλ_ＦＭとする。このとき、平面状導体５０をＦＭ放送波の帯域で共振させるには、長さＬ１，Ｌ２は、例えば、
Ｌ１＝Ｌ２＝ａ×（λ_ＦＭ／４）×（２×ｎ－１）
を満たすように調整される。"ａ"は、容量結合Ａによるマッチング補正分（調整しろ）を表す。ｎは、自然数（ｎ≧１の整数）である。

一方、容量結合Ａにおける給電電極３５から容量結合Ｂにおける無給電導体７０で給電電極３５から最遠の箇所までの外周縁５６に沿った長さをＬ３，Ｌ４とする。また、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの周波数帯における空気中の電波の波長をλ_ＤＡＢとする。このとき、平面状導体５０をＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域で共振させるには、長さＬ３，Ｌ４は、例えば、
Ｌ３＝Ｌ４＝ｂ×（λ_ＤＡＢ／４）×（２×ｍ）
を満たすように調整される。"ｂ"は、容量結合Ｂによるマッチング補正分（調整しろ）を表す。ｍは、自然数（ｍ≧１の整数）である。つまり、無給電導体７０は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域において平面状導体５０の周長に変化を与える。平面状導体５０を無給電導体７０により金属部６３に接地させることで、インピーダンスを変化させる。

図６は、第１実施形態における窓ガラス取り付け構造を平面視で示す概略図である。Ｌ字状部７３が第１バスバー５１の端辺の少なくとも一部に沿って延伸する部分である第１エレメント７１の長さＤ_１は、５０ｍｍ以上であると、ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得の向上の点で、長さＤ_１は、１００ｍｍ以上が好ましく、１５０ｍｍ以上がより好ましい。長さＤ_１の上限値は、特に限定されないが、例えば４００ｍｍ以下としてもよく、３５０ｍｍ以下としてもよく、３００ｍｍ以下としてもよく、２５０ｍｍ以下としてもよい。

Ｌ字状部７３が発熱線５５ｎの少なくとも一部に沿って延伸する部分である第２エレメント７２の長さＤ_２は、５０ｍｍ以上であると、ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得の向上の点で、長さＤ_２は、１００ｍｍ以上が好ましく、１５０ｍｍ以上がより好ましい。長さＤ_２の上限値は、特に限定されないが、例えば５００ｍｍ以下としてもよく、４００ｍｍ以下としてもよく、２５０ｍｍ以下としてもよい。

長さＤ_１と長さＤ_２との合計長さが２００ｍｍ以上であると、ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得の向上の点で、その合計長さは、２５０ｍｍ以上が好ましく、３００ｍｍ以上がより好ましい。その合計長さの上限値は、特に限定されないが、例えば８００ｍｍｍ以下としてもよく、７５０ｍｍ以下としてもよく、７００ｍｍ以下としてもよく、６５０ｍｍ以下としてもよく、５５０ｍｍ以下としてもよく５００ｍｍ以下としてもよい。

第１エレメント７１の幅Ｗ_１と第２エレメント７２の幅Ｗ_２との少なくとも一方は、５ｍｍ以上であると、ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得が向上する。ＶＨＦ帯におけるアンテナ利得の向上の点で、幅Ｗ_１と幅Ｗ_２との少なくとも一方は、１０ｍｍ以上が好ましく、１５ｍｍ以上がより好ましい。幅Ｗ_１と幅Ｗ_２の各々の上限値は、特に限定されないが、例えば２５ｍｍ以下である。また、幅Ｗ_１と幅Ｗ_２の両方が５ｍｍ以上であると好ましく、１０ｍｍ以上がより好ましく、１５ｍｍ以上がさらに好ましい。

図７は、窓ガラス取り付け構造２０１（図１）を有する実車を用いて、複数の周波数帯における、長さＤ_１に対するアンテナ利得の変化を実測した結果の一例を示す図である。図７の測定時において、図１及び図６に示す各部の寸法等の条件は、
Ｄ_１：変化
Ｄ_２：４００ｍｍ
Ｗ_１：２０ｍｍ
Ｗ_２：１０ｍｍ
給電電極３３：縦１０ｍｍ横４０ｍｍ
給電電極３２：縦１０ｍｍ横５７０ｍｍ
給電電極３９：縦１０ｍｍ横１０ｍｍ
給電電極３３：縦１０ｍｍ横４０ｍｍ
とした。

図７において、"ＦＭ１"及び"ＦＭ２"は、ＦＭ放送波の帯域（７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚ）内の各周波数におけるアンテナ利得の平均値を表す。"ＤＡＢ１"及び"ＤＡＢ２"は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域（１７０ＭＨｚ～２４０ＭＨｚ）内の各周波数におけるアンテナ利得の平均値を表す。"ＦＭ１"、"ＤＡＢ１"、は、いずれも、給電電極３３から出力される受信信号から測定された値である。"ＦＭ２"、"ＤＡＢ２"、は、いずれも、給電電極３５から出力される受信信号から測定された値である。後述の実測結果についても同様である。

図７によれば、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域におけるアンテナ利得を増大した上で、ＦＭ放送波の帯域におけるアンテナ利得の低下を抑制できる長さＤ_１の範囲は、５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下となった。

図８は、窓ガラス取り付け構造２０１（図１）を有する実車を用いて、複数の周波数帯における、長さＤ_２に対するアンテナ利得の変化を実測した結果の一例を示す図である。図８の測定時において、図１及び図６に示す各部の寸法等の条件は、
Ｄ_１：２５０ｍｍ
Ｄ_２：変化
Ｗ_１：２０ｍｍ
Ｗ_２：１０ｍｍ
給電電極３３：縦１０ｍｍ横４０ｍｍ
給電電極３２：縦１０ｍｍ横５７０ｍｍ
給電電極３９：縦１０ｍｍ横１０ｍｍ
給電電極３３：縦１０ｍｍ横４０ｍｍ
とした。

図８によれば、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩの帯域におけるアンテナ利得を増大した上で、ＦＭ放送波の帯域におけるアンテナ利得の低下を抑制できる長さＤ_２の範囲は、５０ｍｍ以上２５０ｍｍ以下となった。

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。

本実施形態における車両用窓ガラスは、リアガラスに限られず、車体の他の部位に取り付けられる窓ガラスでもよい。例えば、複数の発熱線の配置が許容されるのであれば、車両用窓ガラスは、車体前部の窓枠に取り付けられるフロントガラス、車体サイド部の窓枠に取り付けられるサイドガラス、車体天井部の窓枠に取り付けられるルーフガラスなどでもよい。

平面状導体は、分離されていない一つの導体面により形成される形態に限られず、少なくとも一本の分割スリットにより、複数の平面状導体に分離されてもよい。

１０ ガラス板
１１，１２ 主面
１３ 遮光膜
１４ 透過領域
２０ ガラス板
２１，２２ 主面
２３ 外縁
３０ 給電部
３１，３７ 給電線
３２ 給電電極
３３ 給電電極
３４，３６ 給電点
３５ 給電電極
３９ 給電電極
４０ 中間膜
５０ 平面状導体
５１ 第１バスバー
５１ａ 端辺
５２ 第２バスバー
５３ デフォッガ
５５ 発熱線
５５ａａ，５５ｎａ 中点
５６ 外周縁
５６ａ 第１長辺
５６ｂ 第２長辺
５６ｃ 第１短辺
５６ｄ 第２短辺
６０，６１ アンプ
６２ 車体
６３ 金属部
６４ 内縁
６５ 接着剤
６６ 窓枠
７０ 無給電導体
７１ 第１エレメント
７２ 第２エレメント
７３ Ｌ字状部
８５ コイル
８６ チョークコイル
９０ 直線
９１ 第１領域
９２ 第２領域
１０１ 窓ガラス
２０１ 窓ガラス取り付け構造

Claims (17)

1. 車体に形成される窓枠と、前記窓枠に取り付けられる窓ガラスと、を備え、
   前記窓ガラスは、
   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面との間に配置される平面状導体と、
   第１辺と、前記第１辺に接続される第２辺と、前記第１辺とは反対側で前記第２辺に接続される第３辺とを有し、前記第２面の側に設けられ前記誘電体を介して前記平面状導体に対向するデフォッガと、
   前記第２面の側に設けられ、前記窓ガラスの平面視で前記第１辺の外側に位置する給電部と、
   前記第２面の側に設けられ、前記窓ガラスの平面視で前記第２辺及び前記第３辺の外側に位置する無給電導体と、を備え、
   前記窓枠は、前記誘電体に対して前記第２面の側で前記誘電体の外縁に沿って配置される金属部を有し、
   前記デフォッガは、第１バスバーと、第２バスバーと、前記第１バスバーと前記第２バスバーとの間に電圧が印加されることによって発熱する複数の発熱線と、を有し、
   前記給電部は、前記誘電体を介して前記平面状導体に対向し、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる電波の受信信号を出力し、
   前記無給電導体は、前記第２辺の少なくとも一部及び前記第３辺の少なくとも一部に沿って延伸するＬ字状部を含み、
   前記Ｌ字状部は、前記複数の発熱線のうちのいずれか一本の発熱線よりも幅広い部分を有し、前記金属部に電気的に接続される、窓ガラス取り付け構造。
2. 前記Ｌ字状部の少なくとも一部は、前記窓ガラスの平面視で前記金属部と重なる、請求項１に記載の窓ガラス取り付け構造。
3. 前記Ｌ字状部の少なくとも一部は、前記窓ガラスの平面視で前記金属部の縁と重なる、請求項１又は２に記載の窓ガラス取り付け構造。
4. 前記Ｌ字状部の少なくとも一部が前記平面視で前記金属部と重なる面積は、５００ｍｍ^２以上である、請求項２又は３に記載の窓ガラス取り付け構造。
5. 前記窓ガラスを平面視したとき、水平面に平行な方向を水平方向と定義し、前記水平方向に直交する方向を垂直方向と定義すると、
   前記第１バスバー及び前記第２バスバーは、前記ガラス板の前記水平方向での両端側において略垂直方向に延伸し、
   前記第２辺は、前記第１バスバーの端辺である、請求項１から４のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
6. 前記Ｌ字状部が前記第２辺の少なくとも一部に沿って延伸する長さは、５０ｍｍ以上である、請求項１から５のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
7. 前記Ｌ字状部が前記第３辺の少なくとも一部に沿って延伸する長さは、５０ｍｍ以上である、請求項１から６のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
8. 前記Ｌ字状部が前記第２辺の少なくとも一部に沿って延伸する長さと前記Ｌ字状部が前記第３辺の少なくとも一部に沿って延伸する長さとの合計長さは、２００ｍｍ以上である、請求項１から７のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
9. 前記Ｌ字状部は、前記第２辺の少なくとも一部に沿って延伸する第１導体部分と前記第３辺の少なくとも一部に沿って延伸する第２導体部分とを含み、
   前記第１導体部分と前記第２導体部分との少なくとも一方の幅は、５ｍｍ以上である、請求項１から８のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
10. 前記給電部は、少なくとも一つの給電電極を含み、
    前記第１辺の中点と前記第３辺の中点とを結ぶ直線に対して前記第２辺の側の領域を第１領域とし、前記直線に対して前記第１領域とは反対側の領域を第２領域とするとき、
    前記無給電導体は、前記第１領域に配置され、前記給電電極は、前記第２領域に配置される、請求項１から９のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
11. 前記第１辺は、前記車体の上側の辺である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
12. 前記給電部は、ＡＭ放送波の受信信号を出力する、請求項１から１１のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
13. 前記給電部は、ＶＨＦ帯からＵＨＦ帯までの帯域に含まれる電波の受信信号を出力する第１給電部と、ＡＭ放送波の受信信号を出力する第２給電部と、を含み、
    前記第２給電部は、ＶＨＦ帯の信号とＵＨＦ帯の信号を遮断するコイルと接続される、請求項１２に記載の窓ガラス取り付け構造。
14. 前記第１バスバー及び前記第２バスバーに接続され、少なくともＭＦ帯の信号を遮断するチョークコイルを備える、請求項１２又は１３に記載の窓ガラス取り付け構造。
15. 前記誘電体は、ガラスである、請求項１から１４のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
16. 前記窓ガラスは、前記ガラス板と前記平面状導体との間に配置される誘電性の第１中間膜と、前記平面状導体と前記第１面との間に配置される誘電性の第２中間膜と、を備える、請求項１から１５のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。
17. 前記ＶＨＦ帯は、ＤＡＢ Ｂａｎｄ ＩＩＩを含む、請求項１から１６のいずれか一項に記載の窓ガラス取り付け構造。

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