JP6803630B2 - 透明導電体を備える構造体、アンテナ構造体および電波遮蔽構造体 - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、前記フランジの有する前記レンズ部は、凹レンズであることを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項3に記載の発明は、前記レンズ部の凹レンズは、非可視側が凹面、可視側が当該凹面に沿った階段状の面を含んで構成されていることを特徴とする請求項2に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項4に記載の発明は、前記レンズ部の凹レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項2に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項5に記載の発明は、前記フランジは、前記基材の延びる方向と交差する方向に分割する分割構造であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項6に記載の発明は、前記レンズ部は、前記フランジの前記分割構造により分割され、分割された当該レンズ部が前記基材を挟み込んで固定することを特徴とする請求項5に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項7に記載の発明は、前記位置決め構造体は、前記フランジの前記分割構造の分割方向とは交差する方向に分割するネジ部と、当該ネジ部にねじ込むことで当該フランジを前記設備に締め付ける締め付け部と、を有することを特徴とする請求項5または6に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項8に記載の発明は、前記フランジは、前記位置決め構造体の数に応じた複数の前記レンズ部を有し、複数の当該レンズ部を接続する連結部を有することを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項9に記載の発明は、前記透明導電体に対して給電するための給電部材が接続される給電部を備え、前記給電部は、前記設備に前記基材が取り付けられた際、当該基材に対して当該設備の非可視側に向けた位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項10に記載の発明は、前記給電部は、前記フランジと一体的に形成され、当該フランジから前記基材の取り付け側とは反対側の位置に形成されることを特徴とする請求項9に記載の透明導電体を備える構造体である。
請求項11に記載の発明は、アンテナを構成する透明導電体を有し、可視光を透過する基材と、前記基材を設備の非可視側から位置決めするための位置決め構造体と、前記基材を前記設備の可視側から位置決めするための、前記位置決め構造体に対向する位置にレンズ部を有し、可視光を透過するフランジとを備えることを特徴とするアンテナ構造体である。
請求項12に記載の発明は、電波遮蔽膜を構成する透明導電体を有し、可視光を透過する基材と、前記基材を設備の非可視側から位置決めするための位置決め構造体と、前記基材を前記設備の可視側から位置決めするための、前記位置決め構造体に対向する位置にレンズ部を有し、可視光を透過するフランジとを備えることを特徴とする電波遮蔽構造体である。
請求項2の発明によれば、設備に取り付けられた際に、凹レンズでない場合に比べて設備の可視側からの視覚的外観をより良好とすることができる。
請求項3の発明によれば、階段状の面を含まない場合に比べて設備の可視側からの視覚的外観をさらに良好とすることができる。
請求項4の発明によれば、フレネルレンズとしない場合に比べて可視側へ突出する部分が少なくなる。
請求項5の発明によれば、分割構造を採用しない場合に比べてコストを軽減できる。
請求項6の発明によれば、可視側に設けられるフランジによる固定機能を、本構成を採用しない場合に比べて良好とすることができる。
請求項7の発明によれば、本構成を採用しない場合に比べてアンテナが形成される基材をより良好に設備に取り付けることが可能となる。
請求項8の発明によれば、複数の位置決め構造体を有する構造体にて、設備の可視側からの視覚的外観をより良好とすることができる。
請求項9の発明によれば、可視側から給電部が見え難くなり、景観が良好となる。
請求項10の発明によれば、可視側に位置するフランジと非可視側に延伸する給電部との一体性が得られる。
請求項11の発明によれば、設備に取り付けられた際に、本技術を採用しない場合に比べてアンテナ構造体の設備の可視側からの視覚的外観を良好とすることができる。
請求項12の発明によれば、設備に取り付けられた際に、本技術を採用しない場合に比べて電波遮蔽構造体の設備の可視側からの視覚的外観を良好とすることができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の第1の実施の形態について詳細に説明する。ここでは、透明導電体を備える構造体の一例として、透明導電体が透明アンテナであるアンテナ構造体1を説明する。後述するように、透明導電体は、透明アンテナ以外であってもよい。
(アンテナ構造体)
図1〜図6を用いて、第1の実施の形態が適用されるアンテナ構造体1について説明する。
図1は、第1の実施の形態が適用されるアンテナ構造体1の構成を示した斜視図である。図1(a)は、アンテナ構造体1の構成、図1(b)は、設備の一例である天井100にアンテナ構造体1を取り付けた状態を説明するための図である。また図2は、アンテナ構造体1の詳細な構成を示した斜視図である。また図3は、図2に示すアンテナ構造体1から位置決め構造体60のナット71を取り外した状態を示す斜視図である。また図4は、給電部20を説明するための図である。更に図5は、フランジ50、位置決め構造体60のネジ部61、およびナット71を説明するための構成図である。図5(a)は、フランジ50、図5(b)は、位置決め構造体60のネジ部61、図5(c)は、位置決め構造体60のナット71を示す。更にまた図6は、フランジ50におけるレンズ部30の構成及びレンズ部30の作用を説明する図である。図6(a)は、レンズ部30の構成、図6(b)は、レンズ部30を備える場合(w 30)を説明する図、図6(c)は、レンズ部30を備えない場合(w/o 30)を説明する図である。
そして、アンテナ構造体1は、天井100に設けられた貫通孔(後述する図6(b)、(c)の貫通孔110)に、可視側のフランジ50と非可視側の位置決め構造体60とにより天井100に取り付けられている。
以下、詳細に説明する。
図2に示すように、アンテナ部10は、フィルムアンテナとして構成することが可能であり、例えばPET(Poly Ethylene Terephthalate)樹脂などの可視光を透過する光透過性の高い透明な樹脂製素材からなるフィルム11を基材としている。そして、このフィルム11に、光透過性が高くなるように導電材(透明導電体)の材料が選定され、および/または光透過性が高くなるように導電材(透明導電体)の配置が行なわれたアンテナ12が形成されている。アンテナ12は、例えば800MHz帯と2.1GHz帯との2周波を共用する2周波共用アンテナ12aと、グランド(GND)に接続されるアンテナGND部12bとを備えている。
フランジ50は、2組のアンテナ12を結ぶアンテナ部10の延びる方向(図のX方向)を長手方向とする長尺状の構造物である。このフランジ50は、基材であるアンテナ部10のフィルム11の延びる方向と直交する方向(図のY方向)に分割する分割構造を有し、設備(例えば天井100)の可視側(例えば天井100の下側)からフィルム11を位置決めする機能を有する。つまり、2つ(一対)のフランジ50が、天井100などの設備の可視側からアンテナ部10を位置決めしている。そして、フランジ50は、可視光を透過する、すなわち光透過性を有する透明な樹脂部材(可視光透過部材)によって形成されている。天井100などの設備の色に適合させて色彩のついた可視光透過部材を採用してもよいし、設備の色や模様に適合させて、色彩や模様がついた可視光透過部材を採用してもよいが、他との互換性を高めるためには、無色の可視光透過部材で構成されることがより好ましい。このように無色の可視光透過部材で構成されることにより、設置場所に合わせて部材を選定する必要がなくなる。これにより多種類の部材を作る必要がなくなるため、大量生産しやすくなる。なお、フランジという用語は、個々のフランジ50の他、2つ(一対)のフランジ50をまとめたものに用いる。なお、フランジ50は、基材であるアンテナ部10のフィルム11の延びる方向と交差する方向に分割する分割構造であってもよい。
図5(a)に示すように、フランジ50は、長尺部52を有し、この長尺部52の一端および他端には、給電部20を組み付けるための組み付け構造(組付構造)が形成されるとともに、レンズ部30を構成するための2つの半凹レンズ(半凹レンズ32、33)を含む半レンズ部31が形成される。なお、半凹レンズ32と半凹レンズ33とは、個々の端部が接続されている。半レンズ部31の組付構造に接する面は、組付構造を取り囲むように幅広くなった面(幅広面32a)を有している。そして、半レンズ部31の幅広面32aは、長尺部52の上面52aと同一面となるように構成されている。すなわち、フランジ50は、給電部20の数に応じた複数の組付構造及び半レンズ部31を有し、この複数の組付構造及び半レンズ部31を結ぶ連結部として長尺部52を有する、とも言い換えられる。
なお、2つのフランジ50の半レンズ部31が合わされることで、レンズ部30が構成される。
位置決め構造体60は、ネジ部61、および締め付け部の一例としてのナット71を有している。
位置決め構造体60は、図3に示すように、2組の給電部20の各々に、それぞれ2つのネジ部61によって、給電部20から伸びる基板(後述)を覆う円筒状の雄ネジ構造が形成されている。そして、この円筒状の雄ネジ構造は、設備の非可視側(Z方向)である天井裏に向けて起立するように設けられる。部品点数を減らすために、組み合わせて用いられる2つのネジ部61は同一の形状を有しており、例えば、各々にて4つのビス69によって固定されている。また、対峙する2つのネジ部61には互換性があることから、2つのネジ部61を反転させることで、組み合わせて雄ネジ構造を形成することが可能である。2つのネジ部61が反転して組み込まれることから、ビス69の締め付け方向は、左右(周方向の対応する位置)にて反対方向となっている。通常、円筒状の雄ネジ構造を1本の部品で作ると、金型との関係で、型に対して捻りながら部品を取り出すことが必要となる。しかしながら、円筒状の雄ネジ構造をフランジ50の分割方向と直交する方向で縦に分割することで、成型に要する手間を軽減できる。なお、雄ネジ構造は、フランジ50の分割方向と交差する方向で縦に分割されてもよい。
次に、第1の実施の形態が適用される給電部20について説明する。第1の実施の形態では、複数のアンテナ12の個々のアンテナ12から延伸し、この個々のアンテナ12に対して給電するための給電部材である同軸ケーブル40が接続される複数の給電部20を有している。
図4に示すように、個々の給電部20は、同軸ケーブル40が接続される給電基板21を有しており、アンテナ部10の接点13をフランジ50の押圧面53によって給電基板21に押圧している。給電基板21は、例えば、FR−4(Flame Retardant-4)やCEM−3(Composite epoxy material-3)などのガラスエポキシ(ガラエポ)素材の基板上であってアンテナ部10の接点13と対峙する面に、例えば銅によってパターンが形成されている。この給電基板21は、中央に給電基板アンテナ給電部21aと、給電基板アンテナ給電部21aの周囲に給電基板アンテナ給電部21aとは絶縁された給電基板GND部21bとが形成されている。そして、給電基板21上の中央に設けられた給電基板アンテナ給電部21aと同軸ケーブル40の芯線41とが半田接合され、給電基板21上の給電基板GND部21bと同軸ケーブル40の外導体42とが半田接合されている。
また、このように給電基板21を2つのフランジ50にて押し当てる構造とすることで、別途押し当てる部材を必要とせずに給電基板21とアンテナ部10の接点13を押圧し、確実に接続できるようにする。そして、給電部20は、アンテナ部10より非可視側に配置されることになる。
図6(a)は、フランジ50における半レンズ部31の側面を示している。つまり、2つ(一対)のフランジ50が合わせられる半レンズ部31の対峙面51を示している。そして、フランジ50の半レンズ部31は、図1(a)、(b)に示したように、2つ(一対)のフランジ50を合わせた際に、この対峙面51を断面とする回転体となってレンズ部30を構成する。
天井100には、貫通孔110が設けられている。そして、凹レンズ200が、天井100より可視側(−Z方向)の貫通孔110に対向する位置に設けられているとする。なお、凹レンズ200は、レンズ部30を等価的に表す凹レンズである。そして、この貫通孔110を、可視側(−Z方向)から凹レンズ200を介して眺めるとする。ここで、貫通孔110の径は、天井100を横切る方向(Z方向)に同じであるとする。つまり、貫通孔110の径は、可視側(端110a)から非可視側(端110b)にかけて同じであるとする。つまり、貫通孔110の側面110cは、円筒状である。
なお、貫通孔110の内部に給電部20などを設けない場合であって、貫通孔110の側面が見えてもよい場合には、貫通孔110の非可視側の端110bが見えにくくなるようにすればよい。
前述の図4を用いて説明したように、給電部20をフランジ50によって組み立てた後、図5(b)に示すネジ部61を用いて、図3に示すような構造体を組み立てる。より具体的には、フィルム11を挟んで2つのフランジ50を重ね合わせた方向(Y方向)とは直交する方向(X方向)に、一方のネジ部61を押し当て、Z方向に上下方向を反転させた他方のネジ部61を押し当てる。図示しないが、ネジ部61の内部には、フランジ50の凹部54および凸部55に合わせて切り込みが形成されている。そして、一方のネジ部61の嵌合部64の凸形状と、他方のネジ部61の嵌合部64の凹形状とが噛み合い、図3に示すように組み立てられる。ネジ部61の内部の切り込みと、フランジ50の凹部54および凸部55とによって、フランジ50とネジ部61との位置が一意に決定され、組み合わさる。このとき、同軸ケーブル40は、図5(b)に示すケーブルガイド溝67に案内される。その後、ビス69を、1つの給電部20に対して4本ずつ、Y方向にて方向を変えて挿入し、締め付けることで、位置決め構造体60のネジ部61と、アンテナ部10と給電部20と同軸ケーブル40とがフランジ50と一体的に構成(一体化)されて、図3に示すような一つの構造物として形成される。
例として天井100にアンテナ構造体1を取り付ける場合を説明する。
天井100には、フランジ50の組付構造(押圧面53、凹部54、凸部55)、および位置決め構造体60のネジ部61が通るとともに、フランジ50の半レンズ部31の幅広面32aが通らない、という寸法範囲の貫通孔110があけられている。
そして、図3に示した構造物の同軸ケーブル40、および位置決め構造体60のネジ部61が可視側から貫通孔110に通される。そして、天井100の上方(天井裏)では、ネジ部61にナット71がねじ込まれ、ナット71の底面74(図5(c)参照)が、天井100の裏面に押し当てられて締め付けられる。これによって、天井100の可視側からフランジ50の長尺部52の上面52aおよびレンズ部30の幅広面32aが天井100に当接し、天井100の非可視側からナット71の底面74が押し当てられ、アンテナ部10は、天井100に固定される。
図8は、アンテナ構造体1の変形例を示した図である。図8(a)は、4つのアンテナ部10を備える場合、図8(b)は、1つのアンテナ部10を備える場合、図8(c)は、アンテナ部10の大きさが異なる場合である。
図8(a)に示すアンテナ構造体2は、アンテナ部10に4つのアンテナ12が設けられ、位置決め構造体60のネジ部61およびナット71も4つ、備えられている。フランジ50は、図5(a)の変形として、4つのレンズ部30とそれらの間を接続する長尺部52を備えている。このように、第1の実施の形態では、アンテナ12の個数は、2つのみならず、4つ、6つなど、複数個のアンテナ12を一つの構造体に形成することが可能である。そして、これらのように構成した場合でも、フランジ50に可視光透過部材を用い、天井100の可視側から見えるものは可視光透過とすることで、天井100にアンテナ構造体2を取り付けた場合であっても、環境に溶け込ませることが可能となる。また、4つ、6つなど、数が増えた場合でも、フランジ50の長尺部52の側面を含む対峙面51によって、アンテナ部10のフィルム11を挟み込み、フィルム11を伸ばした状態で保持することができる。なお、2つのアンテナ12に対応するフランジ50を2個用いてもよい。
なお、ここで示したフランジ50を、複数のアンテナ12を有するアンテナ構造体1に適用してもよい。この場合は、アンテナ12毎にレンズ部30を備えたフランジ50を設けることになる。このようにすることで、用いるアンテナ12の個数に対応するフランジ50を設けることを要しない。
第1の実施の形態では、2つの半凹レンズ(半凹レンズ32、33)から構成されるレンズ部30を用いた。第2の実施の形態では、凹レンズとして機能するフレネルレンズを備えるレンズ部(後述する図9(a)、(b)に示すレンズ部35)を用いる。
図9(a)に示すように、2組のアンテナ12を結ぶアンテナ部10の延びる方向(図のX方向)を長手方向とする長尺状の構造物であるフランジ50の両端部に、2つのレンズ部35が設けられている。そして、レンズ部35は、可視側にフレネルレンズとして機能する溝が設けられている。そして、レンズ部35の可視側の表面(フレネルレンズの溝の頂部をつないだ面)は、フランジ50の長尺部52の上面52aと同一面となっている。
図10は、フランジ50におけるレンズ部35の構成及びレンズ部35の作用を説明する図である。図10(a)は、レンズ部35の構成、図10(b)は、レンズ部35を備える場合(w 35)を説明する図、図10(c)は、レンズ部35を備えない場合(w/o 35)を説明する図である。なお、図10(c)は、図6(c)と同じである。
図10(a)は、フランジ50における半レンズ部36の側面を示している。つまり、第1の実施の形態と同様に、アンテナ構造体5は、2つ(一対)のフランジ50を備えている。そして、個々のフランジ50は、半レンズ部36を備えている。半レンズ部36が合わせられてレンズ部35が構成される。つまり、図10(a)は、2つ(一対)のフランジ50が合わせられる半レンズ部36の対峙面51を示している。そして、フランジ50のレンズ部35は、2つ(一対)のフランジ50を合わせた際に、この対峙面51を断面とする回転体となるように構成されている。
第1の実施の形態および第2の実施の形態では、透明導電体を備える構造体をアンテナ構造体として説明した。
第3の実施の形態では、透明導電体を備える構造体を電波遮蔽構造体としている。
〔電波遮蔽部80〕
電波遮蔽部80は、フィルム状に構成することが可能であり、例えばPET樹脂などの可視光を透過する光透過性の高い透明な樹脂製素材からなるフィルム81を基材としている。そして、このフィルム81に、光透過性が高くなるように導電材(透明導電体)の材料が選定された電波遮蔽膜82が形成されている。給電部20を介して、電波遮蔽膜82を例えばグランド(GND)に設定することで、電波遮蔽膜82により電波が反射されることで、電波遮蔽膜82がシールドとして機能して、電波遮蔽膜82を通過して電波が伝搬することを遮断する。
また、第1の実施の形態から第3の実施の形態では、アンテナ構造体1〜5および電波遮蔽構造体6を設備の一例として天井100に取り付けることで説明したが、垂直壁などの他の設備に取り付けることも可能である。かかる場合には、アンテナ12または電波遮蔽膜82が向く面が可視側、その可視側と反対側の面が非可視側となる。
Claims (12)
- 透明導電体を有し、可視光を透過する基材と、
前記基材を設備の非可視側から位置決めするための位置決め構造体と、
前記基材を前記設備の可視側から位置決めするための、前記位置決め構造体に対向する位置にレンズ部を有し、可視光を透過するフランジと
を備えることを特徴とする透明導電体を備える構造体。 - 前記フランジの有する前記レンズ部は、凹レンズであることを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記レンズ部の凹レンズは、非可視側が凹面、可視側が当該凹面に沿った階段状の面を含んで構成されていることを特徴とする請求項2に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記レンズ部の凹レンズは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項2に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記フランジは、前記基材の延びる方向と交差する方向に分割する分割構造であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記レンズ部は、前記フランジの前記分割構造により分割され、分割された当該レンズ部が前記基材を挟み込んで固定することを特徴とする請求項5に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記位置決め構造体は、前記フランジの前記分割構造の分割方向とは交差する方向に分割するネジ部と、当該ネジ部にねじ込むことで当該フランジを前記設備に締め付ける締め付け部と、を有することを特徴とする請求項5または6に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記フランジは、前記位置決め構造体の数に応じた複数の前記レンズ部を有し、複数の当該レンズ部を接続する連結部を有することを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体。
- 前記透明導電体に対して給電するための給電部材が接続される給電部を備え、
前記給電部は、前記設備に前記基材が取り付けられた際、当該基材に対して当該設備の非可視側に向けた位置に設けられることを特徴とする請求項1に記載の透明導電体を備える構造体。 - 前記給電部は、前記フランジと一体的に形成され、当該フランジから前記基材の取り付け側とは反対側の位置に形成されることを特徴とする請求項9に記載の透明導電体を備える構造体。
- アンテナを構成する透明導電体を有し、可視光を透過する基材と、
前記基材を設備の非可視側から位置決めするための位置決め構造体と、
前記基材を前記設備の可視側から位置決めするための、前記位置決め構造体に対向する位置にレンズ部を有し、可視光を透過するフランジと
を備えることを特徴とするアンテナ構造体。 - 電波遮蔽膜を構成する透明導電体を有し、可視光を透過する基材と、
前記基材を設備の非可視側から位置決めするための位置決め構造体と、
前記基材を前記設備の可視側から位置決めするための、前記位置決め構造体に対向する位置にレンズ部を有し、可視光を透過するフランジと
を備えることを特徴とする電波遮蔽構造体。
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