JP5050942B2 - 灯器 - Google Patents

Description

この発明は灯器、主として道路に設置される交通信号灯器に関するものである。

近年、交通安全の促進や交通事故の防止を目的として、高度道路交通システム（ＩＴＳ：Intelligent Transport System）が提案されている。このＩＴＳでは、道路に通信装置（インフラ装置）が設置されており、この通信装置のアンテナから発せられた情報を、道路を走行する車両の車載機が受信し、この情報を活用することにより、車両の走行についての安全性を向上させることができる（特許文献１参照）。
このような路車間通信を無線によって行う場合、無線通信の見通しを確保する観点から、歩道等に設置した支柱から車道側にアームを張り出し、このアーム上に通信装置のアンテナを取り付けている。また、前記アームを設けなくても見通しが確保できる場合、前記支柱にアンテナを取り付けることが可能となる。

特許第２８０６８０１号公報

前記通信装置のアンテナを道路に設置するために、アンテナ専用の支柱を新たに設けることは経済的でなく、また、道路の美観の点でも好ましくない。
そこで、道路には車両感知器や光ビーコンのヘッド等が設置されているため、これらを取り付けている支柱やアームにアンテナを併設することが考えられる。しかし、この場合においても、美観の点で好ましくない。

また、道路に設置される灯器（交通信号用の灯器や道路照明用の灯器）の光学ユニット内にアンテナを組み込む場合、光学ユニット内のスペースの制約によってアンテナの向きを自由に設定することが困難な場合がある。
そこで、本発明は、灯器の光学ユニット内にアンテナを組み込む場合に容易に指向性を設定することができる新たな技術的手段を提供することを目的とする。

本発明の灯器は、道路に設置される道路照明用の灯器であって、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、前記庇が、前記アンテナの指向性を設定するための導電体からなる設定部を含むことを特徴とする。

この構成によれば、灯器の光学ユニットにアンテナが組み込まれているので、当該アンテナを目立たなくすることができるとともに、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。
また、灯器の庇が、アンテナの指向性を設定するための導電体からなる設定部を含むので、当該庇を利用してアンテナの指向性を設定することができる。光学ユニット内にアンテナを組み込む場合、光学ユニット内のスペースの制約によってアンテナの向きを自由に設定することが困難な場合があり、また、灯器とは別に、アンテナの指向性を設定するための構造を備えた場合、外観を損なったり大幅なコスト増を伴ったりするおそれがある。本発明では、灯器に備わった庇を利用することによってアンテナの指向性を設定しているので、これらの問題を解消することができる。

前記庇は、非導電体からなる主庇部と、この主庇部に取り付けられる前記設定部とを有していることが好ましい。この構成によって、アンテナの指向性に影響を与えない非導電体からなる主庇部によって、庇としての本来の機能（太陽光を遮る機能）を担わせ、導電体からなる設定部によって、アンテナの指向性を設定することが可能となる。

前記主庇部は、前記投光方向に関する長さの異なる複数種類の前記設定部を選択して取り付け可能に構成されていることが好ましい。これによって、アンテナの指向性を複数段階に調整することが可能である。

前記主庇部は、複数の前記設定部を前記投光方向に並べた状態で取り付け可能に構成されていてもよい。これによって、主庇部に取り付ける設定部の数を変えることによって、アンテナの指向性を複数段階に調整することが可能である。

前記設定部は、前記投光方向に関して伸縮可能に構成されていてもよい。これによって、アンテナ指向性を無段階又は複数段階に調整することが可能である。

本発明の灯器は、道路に設置される交通信号用の灯器であって、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニッの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、前記庇は、前記アンテナの指向性を設定可能な導電体からなり、前記投光方向に関する長さが変更可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の灯器は、道路に設置される道路照明用の灯器であって、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、前記庇が、前記アンテナの指向性を設定可能な導電体からなり、かつ、前記投光方向に関する長さが変更可能に構成されていることを特徴とする。

この構成によれば、アンテナが灯器の光学ユニットに組み込まれているので、当該アンテナを目立たなくすることができるとともに、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。また、灯器の庇が、アンテナの指向性を設定可能な導電体からなり、投光方向に関する長さが変更可能に構成されているので、庇全体の長さを変えることによってアンテナの指向性を調整することができる。

本発明の灯器は、道路に設置される交通信号用の灯器であって、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、前記庇が、前記アンテナの指向性を設定するための導電体からなる設定部を含むことを特徴とする。

本発明によれば、アンテナが交通信号灯器の光学ユニットに組み込まれているので、当該アンテナを目立たなくすることができるとともに、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。また、交通信号灯器は、車両のドライバによる視認性を考慮して道路に設置される。このため、この信号灯器を道路の所定の位置に設置すれば、前記アンテナと車両の車載機との間で無線通信を行う上で、見通しが良好な状態が得られる。

また、交通信号灯器の庇が、アンテナの指向性を設定する導電体からなる設定部を含むので、当該庇を利用してアンテナの指向性を設定することができる。光学ユニット内にアンテナを組み込む場合、光学ユニット内のスペースの制約によってアンテナの向きを自由に設定することが困難な場合があり、また、灯器とは別に、アンテナの指向性を設定するための構造を備えた場合、外観を損なったり大幅なコスト増を伴ったりするおそれがある。本発明では、交通信号灯器に備わった庇を利用することによってアンテナの指向性を設定しているので、これらの問題を解消することができる。

この発明によれば、アンテナを灯器の光学ユニットに組み込む場合に、灯器の庇を利用してアンテナの指向性を容易に設定することができる。

以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る灯器の正面図である。図１の灯器は道路に設置される交通信号灯器１（以下、単に「信号灯器」という）であり、車両用のものである。
歩道等の路側には支柱４０が設置され、この支柱４０から車道側にアーム４１が張り出されて設けられており、このアーム４１に信号灯器１が取り付けられている。

信号灯器１は、複数（図例では三つ）の光学ユニット２と、これら光学ユニット２を組み込んでいる筐体３とを有している。三つの光学ユニット２は、赤、黄、青の灯光色を有している。各筐体３の光学ユニット２の周囲には庇５０が取り付けられている。
また、支柱４０には、信号灯器１を制御する制御装置５が取り付けられている。なお、信号灯器１の設置構造は図示しているもの以外であってもよく、図示しないが前記支柱４０及び前記アーム４１の形態が異なっていてもよく、また、信号灯器１が歩道橋に架設されたものであってもよい。また、制御装置５は、信号灯器１の筐体３内に設けられたものであってもよい。
なお、信号灯器１の点灯等を制御する制御装置５が、後述するアンテナ４を介した無線通信制御を行うように構成することができるが（あるいは無線通信制御を行う装置を同一筐体内に内蔵させることができるが）、別々の装置としても良い。別々とする場合、前記無線通信制御を行う装置は、信号灯器１の点灯等を制御する制御装置の近傍（同一の支柱４０）に設置することが好ましい。

〔光学ユニット２の構成〕
図２、図３及び図４は、１つの光学ユニット２の斜視図、正面図及び断面図である。光学ユニット２は、発光体としての発光ダイオード７（以下ＬＥＤという）と、複数のＬＥＤ７が前面８ａに実装された基板８と、収容部材６と、カバー部材９とを有している。

基板８は円形の板状に形成されている。基板８の裏面には配線パターンが形成されており、配線パターンはＬＥＤ７の端子３７と繋がっている。基板８上には複数のＬＥＤ７が面状に広がって配設されている。ＬＥＤ７はレンズ部３８を有し、このレンズ部３８内にＬＥＤ素子（図示略）が設けられている。

収容部材６は、鋼板、アルミ又は合成樹脂材により形成され、底部（底壁）６ａと、この底部６ａの周縁から立設した側部（側壁）６ｂとを有している皿形状であり、前方に開口している。開口側である収容部材６の前部にカバー部材９が取り付けられている。これにより、収容部材６とカバー部材９との間に収容空間部Ｓが形成されており、この収容空間部ＳにＬＥＤ７及び基板８が収容されている。そして、基板８は収容部材６に固定されている。収容空間部Ｓのうち、基板８よりも前方が前空間部Ｓ１とされ、基板８よりも後方が後空間部Ｓ２とされている。

カバー部材９は、ガラス又は合成樹脂製のレンズで可視光透過性を有しており（可視光に対して透明であり）、複数のＬＥＤ７を前方から覆っている。カバー部材９の後面（背面）９ａは凹曲面であり、前面９ｂは凸曲面である。ただし、信号灯器１が本実施形態のようなＬＥＤ灯器であれば、カバー部材９の後面９ａ及び前面９ｂは平面とすることもできる。なお、この光学ユニット２において、前方とは光の投光方向であり（カバー部材９側であり）、後方とは収容部材６の底部６ａ側である。

〔アンテナ４の構成〕
図２〜図４に示すように、光学ユニット２には、アンテナ４が組み込まれている。アンテナ４はパッチアンテナであり、パッチ素子１１とグランド素子１２とを有している。すなわち、図４において、パッチ素子１１とグランド素子１２とが、前記光学ユニット２内に、つまり前記収容空間部Ｓに格納（収容）されている。

パッチ素子１１は、円形の平面状に形成されている。パッチ素子１１は、基板８から前方へ立設した支持部材１３によって支持されかつ固定されている。支持部材１３は絶縁部材からなる。パッチ素子１１は、カバー部材９からＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられている。また、図４において、パッチ素子１１はカバー部材９の後面９ａから後方に離れて設けられている。なお、パッチ素子１１の輪郭は円形以外の多角形（四角形等）であってもよい（図５参照）。

グランド素子１２は、円形の平面状（平板状）に形成されており、基板８の前面８ａ側で基板８に取り付けられている。例えば、グランド素子１２は、収容部材６に基板８と共にネジによって共締めされる。またはグランド素子１２は、基板８に立設された支持部材１３によって支持されかつ固定されていてもよい。
グランド素子１２の輪郭形状は、パッチ素子１１の輪郭形状よりも大きくなっている。グランド素子１２は、円形に限らず多角形（四角形等）でもよく、灯器内に収納できる形状であればどういうかたちであってもよい。

図４に示すように、グランド素子１２は、パッチ素子１１の後方であって、前後方向について基板８とＬＥＤ７の前端３９との間に設けられている。グランド素子１２には、ＬＥＤ７（ＬＥＤ７のリード線）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されている。この孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致させてあり、グランド素子１２は網目構造となっている。つまり、ここでいう網目構造には、例えば練炭のように平板に孔がいくつか空けられた構造も含まれる。

収容部材６（底部６ａ）には、アンテナ４用の同軸ケーブル１５を接続させる端子部１９が取り付けられており、この端子部１９に、図１の制御装置５から延びる同軸ケーブル１５を接続することができる。そして、この端子部１９から後空間部Ｓ２へ延びる同軸ケーブル１５ａが、アンテナ４と接続されている。同軸ケーブル１５ａは、内導体１５ｂ、絶縁体１５ｃ、外導体１５ｄ及び被覆部１５ｅを有しており、この同軸ケーブル１５ａの内導体１５ｂがパッチ素子１１に接続されており、外導体１５ｄがグランド素子１２に接続されている。基板８には、同軸ケーブル１５ａを貫通させる孔が形成されており、この孔によりグランド素子１２やパッチ素子１１への同軸ケーブル１５ａの接続を可能にしている。

図１の制御装置５から延びるＬＥＤ７用の電源ケーブル（図示せず）が、収容部材６の底部６ａに取り付けた端子部（図示せず）を介して、ＬＥＤ用基板８と接続されている。
なお、内、外導体１５ｂ，１５ｄと各素子１１，１２（各素子の導電体部分）とを半田によって接続し固定することができるが、半田以外の方法であってもよい。

以上の構成により、グランド素子１２とパッチ素子１１とが、前空間部Ｓ１内に設けられ、パッチ素子１１は、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられ、グランド素子１２はパッチ素子１１の後方に設けられた状態となる。そして、グランド素子１２とパッチ素子１１とが、前後方向に対向した配置となり、このアンテナ４の指向性は信号灯器１から前方へ向かう方向となる。すなわち、光学ユニット２による投光方向と、アンテナ４の指向性とが略一致され、信号灯器１は車両に対して見通しが良い位置に設置されることから、このアンテナ４の指向性によって、車両の車載機（図示せず）との間で、良好な通信状態を得ることが可能となる。さらに、本実施形態では、アンテナ４の指向性は、庇５０（図１参照）によっても所定に調整される。庇５０の詳細な構成及びアンテナ４の指向性の調整については後述する。

図５は、アンテナを内蔵した光学ユニットの斜視図である。なお、図５は、説明を容易とするためにＬＥＤ７を省略して示してある。このアンテナ４のパッチ素子１１は、輪郭形状が矩形状（正方形状）とされている。
ＬＥＤ７の前端３９よりも前方にあるパッチ素子１１は、このＬＥＤ７の前方への投光を阻害しないように、パッチ素子１１の厚さ方向（前後方向）に、可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。具体的に説明すると、パッチ素子１１は、可視光透過用の開口を有する導電体からなる。つまり、図５に示しているように、パッチ素子１１をメッシュ構造による導電体とすることにより、パッチ素子１１は可視光透過性を有している。このように、パッチ素子１１をメッシュ構造とするために、導線によって（導線を編んで）形成することができる。

このパッチ素子１１を、例えば、径（幅）が１ｍｍである導線によってメッシュ構造とする場合、この導線のピッチ（メッシュの間隔）を所定の値として（例えば２０ｍｍとして）上下方向及び左右方向に編み、網目状金属素子とすることができる。このピッチが２０ｍｍである場合、そのピッチは約１／２０波長となり、使用する周波数を約７２０ＭＨｚ、波長を約４２０ｍｍとすることができる。
また、パッチ素子１１のメッシュ数（メッシュ粗さ）は変更自在であり、粗くすることができる。例えば、一面を四分割した網目状金属素子から構成したり、一面を二分割又は三分割した網目状金属素子から構成したりすることができる。また、パッチ素子１１を輪郭部分（外形枠）のみからなる枠構造（フレーム構造）とすることもできる。

メッシュの間隔は、特に限定されないが、１／５波長以下とするのが好ましく、特に１／１０波長以下が好ましい。メッシュの間隔が小さい程高い周波数まで対応することができる。なお、導線の強度を確保するため、導線の径（幅）は０．５ｍｍ以上が好ましく、一方で光の透過率を高めるために、２ｍｍ以下とすることが好ましい。ただし、導線を樹脂板の上に蒸着させる方法などによって製造する場合には、強度について考慮する必要性が乏しいため、その導線の幅は０．５ｍｍ以下であっても良い。

また、パッチ素子１１をメッシュ構造乃至外形枠構造とする場合、前記のような導線を利用する以外に、板部材の表面に金属膜（金属薄膜）による網目を形成してもよい。この場合、図４の二点鎖線で示しているように、可視光透過性のある板部材１６が、カバー部材９とＬＥＤ７の前端３９との間に設けられており、この板部材１６の表面又は裏面（図例では表面）にメッシュ構造乃至外形枠構造であるパッチ素子１１を形成してもよい。そして、この板部材１６が前記支持部材１３に取り付けられている。

板部材１６としては、例えば透明の樹脂板とすることができる。板部材１６は可視光を充分に透過する材料であるのが好ましく、例えば、ポリカードネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ガラスなどによれば薄くても強度の面で優れ、また、安価で好ましい。
板部材１６を利用する場合の具体例としては、板部材１６の面に、例えば線幅１０μｍであってピッチ（メッシュの間隔）を１００μｍとする導線部からなる微細なメッシュを形成すればよい。このように板部材１６に微細なメッシュを形成する場合、線幅が１μｍ以上で５０μｍ以下であり、ピッチが５０μｍ以上で１０００μｍ以下とするのが好ましい。
なお、メッシュ形状は、図示したような四角形状に限らず、三角形状、ハニカム形状とすることができ、また、全体として放射形状（蜘蛛の巣形状）等とすることができる。

また、パッチ素子１１が可視光透過性を有しているものとするために、パッチ素子１１を可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）から形成することができる。そして、この薄膜導電体を前記板部材１６に形成することでパッチ素子１１を薄く、所定の形状に形成することができる。この場合、薄膜導電体の厚さを１μｍ以上であり１００μｍ以下とするのが好ましく、これにより、可視光透過性を有するものとなる。

パッチ素子１１を板部材１６に形成する方法として、以下のものがある。パッチ素子１１を単独で形成し、これを板部材１６に貼り付ける。この場合、パッチ素子１１を板部材１６に粘着部材（粘着テープ）によって接着する。または、板部材１６に対して金属蒸着を行なうことでパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して印刷によってパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して金属メッキを施してパッチ素子１１を形成してもよい。
また、パッチ素子１１は、金属等の導電体からなる板材にプレスによる打ち抜き加工を行ったり、孔あけ加工を行ったりすることによってメッシュ構造とすることもできる。

アンテナ４が格納された信号灯器１を、路車間で無線通信を行う高度道路交通システム（ＩＴＳ）に利用するために、使用周波数を７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚと設定する場合、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を１０〜４０ｍｍに設定することができる。なお、これはグランド素子１２とパッチ素子１１との間に、空気が介在している場合である。

なお、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔は、パッチ素子１１の外周の直径が１７０ｍｍ〜２３０ｍｍ程度で、孔の大きさが１０ｍｍ〜２５ｍｍ程度である場合には、２０〜３０ｍｍ程度が好ましい。また、孔の大きさが２５〜３５ｍｍ程度であれば、１０〜２５ｍｍ程度が好ましい。すなわち、パッチ素子１１の表面の面積が小さいほどグランド素子１２との前後方向の間隔は狭くする方が良く、表面積が大きいほどグランド素子１２との間隔を広げると良い。なお、孔の大きさはそれぞれ異なる大きさであってもよい。

また、図４の実施形態では、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの距離が小さくても、パッチ素子１１をこの前端３９よりも前方に配置することができるため、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を所望の値に設定しやすい。また、グランド素子１２は、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方に配置されているので、パッチ素子１１との間隔を取り易い構造となっている。

グランド素子１２とパッチ素子１１との間が空気のみによって絶縁されている場合、両者の間隔は２０〜３０ｍｍ程度であるが、グランド素子１２とパッチ素子１１との間に、絶縁部材としての樹脂板が設けられている場合、両者間の誘電率が変化するため両者の間隔を前記値よりも小さくすることも可能である。この絶縁部材としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、フッ素樹脂板、ガラスエポキシ、ＦＲＰ又はポリアセタール板がある。

また、グランド素子１２とＬＥＤ７とは前後方向の位置について重複しているが、グランド素子１２には、ＬＥＤ７（ＬＥＤ７のリード線）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されているので、グランド素子１２がＬＥＤ７に干渉することがないように、グランド素子１２の孔１４にＬＥＤ７を挿し入れ、グランド素子１２を所定の位置に設置することができる。そして、この形態によれば、グランド素子１２はＬＥＤ７の前端３９よりも後方となるため、グランド素子１２がＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。

なお、グランド素子１２に形成している前記開口部の構成としては、図示しているように、グランド素子１２に孔１４をあけて素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置するに限らず、図示しないが、孔１４を設けずに、例えばグランド素子１２の導電体部分（導体部分）を蛇行状に配置して（導電体部分を一筆書きになるように配置して）、グランド素子１２と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することもできる。

アンテナ４は、信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれているので、アンテナ４を目立たなくして信号灯器１に設置することができ、道路の美観を損なうことがない。そして、アンテナ４は、信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれているので、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。また、パッチ素子１１はＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられているが、パッチ素子１１は可視光透過性を有しているため、ＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。
さらに、アンテナ４が露出した状態（突出した状態）にないため、信号灯器１を取り付けるための支柱４０及びアーム４１（図１）の設計において、アンテナ４が受ける風荷重を追加的に考慮する必要がない。また、アンテナ４に対する防錆、防塵についても追加的に考慮する必要がない。

グランド素子１２は金属板から形成されている。そして、パッチ素子１１及びグランド素子１２の材質としては、導電性があり、導電率の高い材料が好ましく、例えば、銅、真鍮などの銅合金、アルミが好ましく、鉄、ニッケル又はその他の金属とすることもできる。また、高周波は表面に電流が流れることから、板部材１６に金属蒸着したものや、金属メッキ（金や銀のメッキ）を施したものでもよい（図示せず）。

また、グランド素子１２とパッチ素子１１とは平行に配置されていてもよいが、アンテナ４の指向性を調整するために、パッチ素子１１及びグランド素子１２の一方又は双方が、基板８に対して傾いて配置されていてもよい。
なお、信号灯器１はドライバへの視認性に鑑みて、通常、基板８自体を少し下方に傾けて設置してある。そのため、パッチ素子１１及びグランド素子１２を基板８に平行に取り付けることによって、アンテナ４の指向性も下方に向くが、路車間での無線通信領域を限定的としたり確実性を増したりすることを目的として、基板８よりもさらに下方に傾けるようにしても良い。
ただし、光学ユニット２内の収容空間部Ｓには限りがあるため、パッチ素子１１及びグランド素子１２を下方に傾けることによって、アンテナ４の指向性を下方に傾けるにも限界が生じる。そのため、本実施形態では、信号灯器１の設置場所等に応じて所望の指向性が得られるように、庇５０によってアンテナ４の指向性を調整している。以下、この詳細について説明する。

〔庇５０の構成〕
図６（ａ）に示すように、筐体３の前面開口部３ａの周囲には、前方に立ち上がる取付部３ｂが形成され、この取付部３ｂに庇５０がネジ等によって取り付けられている。庇５０は、光学ユニット２の略上半分の範囲を覆うように正面視で円弧状に形成され、筐体３から前方に延伸している。
庇５０は、非導電体（絶縁体）からなる主庇部５１と、この主庇部５１に取り付けられる導電体からなる設定部５２とを備えている。主庇部５１は、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリプロピレン等の合成樹脂材や、エポキシ樹脂・ポリエステル樹脂等をガラスや炭素などの強化繊維で強化したＦＲＰ等によって形成され、光学ユニット２に対する太陽光の入射を制限するための主たる庇として機能する。設定部５２は、アルミニウムや鉄などの金属によって形成され、主としてアンテナ４の指向性を設定するために機能する。すなわち、設定部５２は、アンテナ４から放射される電波を反射させることによって、アンテナ４の指向性を下方へ傾けるために用いられる。

主庇部５１の前後方向の長さは、所定の規格に応じた長さ、例えば３４０ｍｍ以上とされている。設定部５２の前後方向の長さＬ１は主庇部５１よりも短く、例えば１８０ｍｍとされている。設定部５２は、主庇部５１の内面（下面）に沿うように設けられている。なお、設定部５２は、主庇部５１の外面（上面）に沿うように設けられていてもよく、この場合もアンテナ４の指向性を設定する機能に関して同等の性能を発揮する。

主庇部５１は、前後方向の長さが異なる複数種類の設定部５２を選択して取り付けることができるように構成されている。図６（ａ）に示す設定部５２は、前後方向の長さがＬ１とされ、図６（ｂ）に示す他の設定部５２’は、前後方向の長さがＬ１よりも長いＬ２とされている。図７は、主庇部５１に長さＬ１の設定部５２を取り付けた状態を示しており、主庇部５１と設定部５２とには貫通孔５１ａ、５２ａが形成され、各貫通孔５１ａ，５２ａに挿通したネジ５３にナット５４を締結することによって、設定部５２が主庇部５１に取り付けられている。

この設定部５２は、１列に配置された貫通孔５２ａを備えているが、図６（ｂ）に示す設定部５２’は、２列に配置された貫通孔５２ａ，５２ｂを備えている。主庇部５１には、長さＬ１の設定部５２に代えて長さＬ２の設定部５２’を取り付けることができるように、２列の孔５１ａ，５１ｂ（図７参照）が形成されている。
このように長さＬ１，Ｌ２の異なる設定部５２，５２’のいずれかを選択して取り付けることによって、アンテナ４の指向性を調整することが可能である。具体的には、設定部５２の長さを長くするほどアンテナ４の指向性をより下方に向けることができ、設定部５２の長さを短くするほどアンテナ４の指向性を水平に近づけることができる。

アンテナ４の指向性は、信号灯器１の設置場所に応じて調整することができる。例えば坂道において、上りの自動車に対して設置される信号灯器１の場合、坂を上ってくる自動車との通信を可能にするため、より長い設定部５２’を用いることによってアンテナ４の指向性を下げることができる。また、都市部など信号灯器１の設置間隔が狭い状況下において、あるアンテナ４から放射された電波が、他のアンテナ４の電波放射領域に届かないようにしたい場合も、より長い設定部５２’を用いることによってアンテナ４の指向性を下げ、電波の到達距離を短くすることができる。逆に、信号灯器１の設置間隔が広く、アンテナ４の電波をより遠くに飛ばしたい場合には、より短い設定部５２を用いることによってアンテナ４の指向性をより高く（水平に近く）することができる。

主庇部５１は、アンテナ４の指向性の調整度合いに応じて、長さの異なる３種類以上の設定部５２を選択して取り付けることができるように構成されていてもよい。
また、主庇部５１は、図７に示すように、長さＬ１の設定部５２に加え、長さＬ３の設定部を前側に並べて取り付けることができるように構成されていてもよい。つまり、主庇部５１は、複数の設定部５２を前後方向に並べて取り付け可能に構成され、主庇部５１に取り付けた設定部５２の数によって設定部５２全体の長さが変更可能に構成されていてもよい。

本願出願人は、庇５０の設定部５２がアンテナ４の指向性に与える影響を検証するためにシミュレーションを行った。その結果を図１２〜図１４に示す。なお、シミュレーションのモデルは、光学ユニット２として図２〜４に示す構造のものを用い、アンテナ４のパッチ素子１１として図５に示すメッシュ構造のものを用いた。ただし、基板８はＬＥＤ７が設けられていないものとし、グランド素子１２は孔１４が形成されていないものとした。ＬＥＤ７及び孔１４を省くことによるアンテナ４の指向性への影響は少なく、得られる結果は同等である。

図１２は、設定部５２を備えていない庇５０、すなわち、主庇部５１のみからなる庇５０の水平面指向性と垂直面指向性とを示すグラフである。主庇部５１の材質はＰＣ（ポリカーボネート）としている。
図１２（ａ）に示すように、アンテナ４の水平面指向性（左右方向の指向性）は、水平角度０°で最大点となり、ゲインは約９．３ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲（ビーム幅）は約６０°である。また、図１２（ｂ）に示すように、アンテナ４の垂直面指向性（上下方向の指向性）は、垂直角度０°で最大点となり、ゲインは約９．３ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲（ビーム幅）は約６０°である。
図１２に示す結果から、庇５０が非導電体の主庇部５１のみからなる場合は、アンテナ４の指向性は下方へ傾くことなく前方へ向けられる。したがって、主庇部５１は、アンテナ４の指向性にほとんど影響を与えないことが解る。

図１３は、前後方向の長さが短い設定部５２（長さＬ＝１８０ｍｍ）を用いた場合の水平面指向性と垂直面指向性とを示すグラフである。設定部５２の材質はアルミニウムとしている。
図１３（ａ）に示すように、アンテナ４の水平面指向性は、水平角度０°で最大点となり、ゲインは約７ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲は約８０°である。したがって、図１２（ａ）に示す結果と比較して、水平方向の指向性に変化はなく、ビーム幅がやや拡がっている。

図１３（ｂ）に示すように、アンテナ４の垂直面指向性は、垂直角度約−２６°で最大点となり、ゲインは約７ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲は、約８０°である。したがって、図１２（ｂ）の結果と比較して、アンテナ４の垂直面指向性が約２６°下方へ傾けられ、ビーム幅がやや拡がっていることが解る。

図１４は、前後方向の長さが長い設定部５２（長さＬ＝３４０ｍｍ）を用いた場合の水平面指向性と垂直面指向性とを示すグラフである。設定部５２の材質はアルミニウムとしている。
図１４（ａ）に示すように、アンテナ４の水平面指向性は、水平角度０°で最大点となり、ゲインは約８．２ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲は約６７°である。したがって、図１２（ａ）に示す結果と比較して、水平面指向性に変化はなく、ビーム幅もさほど変化はない。

図１４（ｂ）に示すように、アンテナ４の垂直面指向性は、垂直角度約−４０°で最大点となり、ゲインは約８．２ｄＢｉである。最大点からゲインが３ｄＢｉ低下する点（２）−（３）の範囲は、約５２°である。したがって、図１２（ｂ）の結果と比較して、アンテナ４の垂直面指向性が約４０°下方へ傾けられ、ビーム幅がやや狭くなっていることが解る。
図１２〜図１４の結果から、設定部５２が長いほど、アンテナ４の垂直面指向性が下方へ傾き、設定部５２が短いほど、アンテナの垂直面指向性が上方へ向けられる（水平に近づく）ことが確認された。

〔庇５０の他の実施形態〕
庇５０の設定部５２は、図８に示すように、それ自体が長さ変更可能（伸縮可能）に構成されていてもよい。この設定部５２は、前後方向に複数の分割体５２１，５２２，５２３，５２４から構成され、これら分割体５２１〜５２４が所謂テレスコピック構造を呈するように連結されている。そして、これら分割体５２１〜５２４を前後方向に伸張した状態と、各分割体５２１〜５２４を互いに重ね合わせるように収縮した状態との間で設定部５２の長さが変更可能とされている。主庇部５１には、前後方向に延びるスリット５１ｃが形成され、前端の分割体５２１の上面にはスリット５１ｃを貫通するネジ５５が突設され、このネジ５５にナット５６が締結されている。したがって、ナット５６を緩めると共に、スリット５１ｃ内でネジ５５を前後に移動させることで、設定部５２の長さを変更することができる。なお、図８の例では、設定部５２を最も収縮した状態で、設定部５２は少なくとも後端の分割体５２４の長さを有することになるが、当該分割体５２４を筐体３内に内蔵することによって、最も収縮したときの設定部５２が筐体３から突出しないように構成することも可能である。

さらに他の実施形態として、庇５０は、長さ変更可能な設定部５２のみからなる構成、すなわち、庇５０全体を導電体により形成して長さ変更可能に構成することもできる。例えば、図８において、非導電体の主庇部５１を省略し、伸縮可能な設定部５２のみを独立した庇５０として筐体３に取り付ける。そして、設定部５２を伸縮させることによって庇５０全体の長さを変更し、アンテナ４の指向性を調整することができる。同時に、光学ユニット２に対する太陽光の入射を制限する機能も調整することができる。または、複数の設定部５２を前後方向に並べた状態で連結することによって、設定部５２のみからなる庇５０を長さ変更可能に構成することもできる。

さらに他の実施形態として、庇５０の設定部５２を可撓性を有する導電体シートとし、これを蛇腹構造によって伸縮可能に構成したり、巻取構造によって伸縮可能に構成したりすることも可能である。
さらに他の実施形態として、庇５０の後部側（基端側）を導電体からなる設定部５２により構成し、庇５０の前部側（先端側）を非導電体からなる主庇部５１により構成し、設定部５２と主庇部５１とを前後方向に並べて連結することによって庇５０を構成することも可能である。

〔アンテナ４の他の実施形態〕
以下、アンテナ４の他の実施形態について説明する。
図４に示す光学ユニット２において、パッチ素子１１の後方でかつＬＥＤ７の前端３９よりも前方にグランド素子１２を配置するように、構成を変更することができる。この場合、グランド素子１２は、ＬＥＤ７の前方への投光を妨げないように可視光透過性を有する構成とされる。例えば、グランド素子１２を、パッチ素子１１と同様にメッシュ構造としたり枠構造としたりすることができる。また、グランド素子１２を可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）によって形成することもできる。
また、グランド素子１２は、基板８の後方に配置することも可能である。この場合、パッチ素子１１とグランド素子１２との間隔をより取りやすくなる。

図９に示すように、パッチ素子１１は、ＬＥＤ７の前端３９と基板８の前面８ａとの間に配置することもできる。この場合、パッチ素子１１には、ＬＥＤ７が挿通される孔（開口部）が設けられる。この開口部は、パッチ素子１１を図５に示す如くメッシュ構造としたり、枠構造としたりすることによって形成することができる。図９の実施形態では、パッチ素子１１及びグランド素子１２がＬＥＤ７の前端３９よりも後方に設けられているため、パッチ素子１１及びグランド素子１２が、ＬＥＤ７の前方へ投光の妨げになることを防止することができる。さらに、パッチ素子１１及びグランド素子１２は基板８の前方に設けられていることから、基板８がアンテナ４による電波の送受信の妨げになるのを防止することができる。

図１０に示すように、アンテナ４は平衡型のアンテナとすることができる。このアンテナ４は、平衡二線で給電されるダイポールアンテナであり、アンテナ用基板７６の後面に薄膜導電体としてパターン形成されている。アンテナ４は、ダイポール部２６と、平衡給電線部２７と、平衡給電線部を短絡する部分２８とを有し、ダイポール部２６は、左右一対のアンテナ素子２６ａ，２６ｂからなる。平衡給電線部２７ａ，２７ｂと部分２８とは、ストリップ線路３１のグランドを兼ねている。

ストリップ線路３１は、アンテナ用基板７６の前面に薄膜導電体としてパターン形成されている。ストリップ線路３１は、一方の給電線部２７ｂの裏側に相当する位置で直線的に延びて形成され、ダイポール部２６のアンテナ素子２６ａ，２６ｂの間でＵ字状に反転し、他方の給電線部２７ａの裏側に相当する位置で直線的に延びている。ストリップ線路３１と平衡給電線部２７と部分２８とによってバルン（平衡不平衡変換部）が構成されている。

ストリップ線路３１には、同軸ケーブル１５ａの中心導体１５ｂが接続されており、平衡給電線部２７ｂには、同軸ケーブル１５ａの外導体１５ｄが接続されている。アンテナ用基板７６は、ガラス、ポリカーボネート、アクリル等の可視光透過性を有する絶縁部材からなる。アンテナ４及びストリップ線路３１は、ＬＥＤ７の前端よりも前方に配置されているので、これらも可視光透過性を有している。例えば、アンテナ４及びストリップ線路３１はメッシュ構造としたり、それ自体を可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）により構成したりすることができる。

図１１に示すように、アンテナ用基板７６、ダイポール部２６、平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、及びストリップ線路３１は、前後方向に沿った面と平行に（基板８に対して略垂直に）配置することもできる。この場合、アンテナ用基板７６、ダイポール部２６、平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、及びストリップ線路３１は、可視光透過性を有していなくても、ＬＥＤ７の前方への投光を妨げることはほとんどない。

なお、図１１に示す実施形態の平衡型のアンテナ４は、ダイポール部２６と、一対の平衡給電線部２７ａ，２７ｂと、グランド素子１２とを備えている。そして、図１０に示すような「部分２８」がアンテナ用基板７６に形成されておらず、その代わりに一対の平衡給電線部２７ａ，２７ｂがグランド素子１２に接続されている。ストリップ線路３１には同軸ケーブル１５ａの内導体１５ｂが接続され、グランド素子１２には、同軸ケーブル１５ａの外導体１５ｄが接続されている。

グランド素子１２は、図４に示したものと略同様の構成であるが、基板８に固定されるのではなく、反射防止部材（マスクパネル）１０後面のボス部１０ｆにビス６６により取り付けられている。反射防止部材１０は、太陽光が基板８によって反射されることにより信号灯器１が見づらくなることを防止するため、基板８全体を前方から覆うものである。反射防止部材１０は、ＬＥＤ７の前端３９よりも後側に配置された板状部１０ａを備え、板状部１０ａにはＬＥＤ７を挿通させるための孔１０ｂが形成されている。孔１０ｂの周囲には、太陽光がＬＥＤ７内の反射鏡（図示略）に入射するのを防止する庇部１０ｈが形成されている。また、反射防止部材１０には、アンテナ用基板７６を挿通させるための開口部（スリット）６７が形成されている。

反射防止部材１０後面のボス部１０ｃには基板８がビス６５によって固定されている。したがって、本実施形態では、基板８にアンテナ４が取り付けられるのではなく、反射防止部材１０に基板８とアンテナ４とがそれぞれ個別に取り付けられている。そして、反射防止部材１０が収納容器６の側壁６ｂに固定されることによって、アンテナ４及び基板８が、収納容器６内に配置されている。
したがって、基板８には、アンテナ４を取り付けるためのネジ穴等を形成しなくてもよく、当該ネジ穴を避けるために基板８の配線が複雑になったり、ネジ穴を避けるためのジャンパケーブルが必要になったりすることもなく、部品数や製造工程が増えたり、製造コストが増大することもない。もっとも、本実施形態において、反射防止部材１０を省略し、収納容器６に基板８を固定するとともに基板８にグランド素子１２を直接取り付けることも可能である。

本発明は前記実施形態に限定されるものではない。例えば、信号灯器は車両用以外にも、歩行者用のものであってもよい。また、信号灯器が有する発光体はＬＥＤ以外に電球であってもよい。また、この発明は、信号灯器以外に道路の照明用の照明灯器であってもよい。この場合、発光体として水銀灯やナトリウムランプがある。

本発明の一実施の形態に係る灯器の正面図である。 光学ユニット及びアンテナの斜視図である。 光学ユニット及びアンテナの正面図である。 光学ユニット及びアンテナの断面図である。 アンテナを内蔵している光学ユニットの斜視図である。 （ａ）は信号灯器の斜視図であり、（ｂ）は庇の設定部の斜視図である。 庇の断面図である。 庇の他の実施形態を示す断面図である。 アンテナのさらに他の実施形態を示す断面図である。 アンテナのさらに他の実施形態を示す正面図である。 アンテナのさらに他の実施形態を示す断面図である。 主庇部のみからなる庇の水平面指向性と垂直面指向性を示すグラフである。 設定部を備えた庇の水平面指向性と垂直面指向性を示すグラフである。 設定部を備えた庇の水平面指向性と垂直面指向性とを示すグラフである。

符号の説明

１ 信号灯器（灯器）
２ 光学ユニット
３ 筐体
４ アンテナ
７ ＬＥＤ（発光体）
５０ 庇
５１ 主庇部
５２ 設定部

Claims (8)

1. 道路に設置される交通信号用の灯器であって、
   発光体を有する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、
   前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、
   前記庇が、前記アンテナの指向性を設定するための導電体からなる設定部を含むことを特徴とする灯器。
2. 道路に設置される道路照明用の灯器であって、
   発光体を有する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、
   前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、
   前記庇が、前記アンテナの指向性を設定するための導電体からなる設定部を含むことを特徴とする灯器。
3. 前記庇が、非導電体からなる主庇部と、この主庇部に取り付けられる前記設定部とを有している請求項１又は２に記載の灯器。
4. 前記主庇部は、前記投光方向に関する長さが異なる複数種類の前記設定部を選択して取り付け可能に構成されている請求項３に記載の灯器。
5. 前記主庇部は、複数の前記設定部を前記投光方向に並べた状態で取り付け可能に構成されている請求項３に記載の灯器。
6. 前記設定部は、前記投光方向に関して伸縮可能に形成されている請求項３に記載の灯器。
7. 道路に設置される交通信号用の灯器であって、
   発光体を有する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、
   前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、
   前記庇が、前記アンテナの指向性を設定可能な導電体からなり、かつ、前記投光方向に関する長さが変更可能に構成されていることを特徴とする灯器。
8. 道路に設置される道路照明用の灯器であって、
   発光体を有する光学ユニットと、
   前記光学ユニットの周囲から前記発光体の投光方向へ延びる庇と、
   前記光学ユニットに組み込まれ、かつ当該光学ユニットの前記投光方向に無線通信領域を有するアンテナと、を備え、
   前記庇が、前記アンテナの指向性を設定可能な導電体からなり、かつ、前記投光方向に関する長さが変更可能に構成されていることを特徴とする灯器。

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