JPWO2018151235A1 - 窓ガラス - Google Patents

Abstract

窓ガラスは、平面視において第１の領域と、第１の領域よりも電波透過率の高い第２の領域とを含み、第２の領域には、当該窓ガラスの厚み方向に、複数の孔が形成され、当該複数の孔が、当該窓ガラスを介して電波を少なくとも送信または受信する一つの情報デバイスに対応するように、第２の領域に形成されている。

Description

本発明は、窓ガラスに関する。

近年、例えば、自動車分野において、レーダーを用いて車両等の周囲の物体を検出する技術を利用して、衝突回避、運転補助、自動運転等の研究が行われている。このような物体検出技術は、レーダーによる検出とカメラ画像との双方を利用して、より高度な検出技術も開発されている。ここで、一般的な自動車では、レーダーは車体の前方（例えばフロントグリル）等、ステレオカメラは車体のフロントガラスの近傍等に設けられる。

また、前方の車との車間距離を測るレーダーが、ステレオカメラと近接配置されたり、一体化して車室内に配置されることがある（例えば特許文献１参照）。レーダー装置を車室内に設けた場合、フロントガラスを構成するガラス板による反射および吸収により、レーダー波は減衰する。特に分解能を高めるため、レーダーに用いられる高周波数帯（例えばミリ波）では、波長の短い電波を利用するため、電波が通過するガラス板からの影響が大きくなる。

上記のような事情を鑑み、特許文献２は、レーダー電波の送受信の効率の低下を抑制する車載用レーダー装置を開示している。本レーダー装置では、ガラスへの入射角度を適切に設定することにより、反射と透過の両方の効率を向上させる技術が用いられている。

また、自動車分野に限らず、移動通信システムとして、ＩｏＴの進展にともなう高速化、家電をはじめとする様々な機器への多数接続に対応した第５世代移動通信システムである、５Ｇの実用化が進んでいる。５Ｇでは、例えば、スマートフォンにより、屋外に居ながら、屋内にある家電を操作するサービス等の充実化が期待されている。

このようなサービスを実現するうえで、ビルディング等に設置するアンテナとして、例えば、特許文献３には、電波の送受信感度が低い屋内や中高層建物において、外部との送受信感度を高めるためのアンテナ機能付き窓ガラスが開示されている。このアンテナ機能付き窓ガラスは、複層ガラスの一方に、送受信をする電波の周波数の半波長の幅のスロットを有する透明導電膜を備え、複数のガラスを介して中継装置に接続する構造を有する。

日本国特開２０１４−０５１２８４号公報 日本国特開２０１６−０７０９１６号公報 日本国特開２０１２−０９９９９５号公報

しかしながら、上述した様な従来の技術では、電波がガラス板を透過する際の効率については考慮されていない。

本発明は、レーダーの如き情報デバイスが送受信する信号の電波透過性を向上させる窓ガラスを提供する。

本発明の窓ガラスは、平面視において第１の領域と、当該第１の領域よりも電波透過率の高い第２の領域とを含み、当該第２の領域には、当該窓ガラスの厚み方向に、複数の孔が形成され、該複数の孔が、当該窓ガラスを介して電波を少なくとも送信または受信する一つの情報デバイスに対応するように、前記第２の領域に形成されている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記孔が前記窓ガラスを貫通している。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記孔が前記窓ガラスを貫通していない。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記窓ガラスが、第１のガラス板と、前記第１のガラス板と中間膜を介して貼り合わせられる第２のガラス板とを備える。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記第２のガラス板が、縁部の少なくとも一部において前記第１のガラス板と重なり合わない非重複部を有し、当該非重複部において、前記第２の領域が画定される。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記複数の孔が、前記非重複部に形成されている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記複数の孔が前記第２のガラス板のみを貫通するように形成されている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記複数の孔が、前記第１のガラス板と、前記中間膜と、前記第２のガラス板とを貫通するように形成されている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記第１の領域が１枚のガラス板により画定され、前記第２の領域が、前記ガラス板の縁部の少なくとも一部に隣接して配置される。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記孔には、前記窓ガラスの材質とは異なる材質が充填されている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記第２の領域には、前記複数の孔を有するとともに、前記窓ガラスとは異なる別部材が設けられている。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記窓ガラスを透過する電波の周波数は、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚを含む。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、前記窓ガラスを透過する電波の周波数は、２７．５ＧＨｚ〜２９．５ＧＨｚを含む。

本発明の一態様に係る窓ガラスは、車両用窓ガラスである。

本発明の窓ガラスは、平面視において第１の領域と、当該第１の領域よりも電波透過率の高い第２の領域とを含むため、情報デバイスが送受信する信号の電波透過性を向上させることができる。

図１は、本実施形態の車両用窓ガラスが車両に取り付けられた状態を示す概念図である。 図２は、図１におけるＳ部分の拡大図であり、車両用窓ガラスにハウジングが取り付けられている部分を示す斜視図である。 図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 車両用窓ガラスに複数の孔が直接形成される例を示し、（ａ）は複数の孔が、合わせガラスの縁部の一部において直接形成されている例を示し、（ｂ）は、１枚のガラス板の縁部の少なくとも一部に隣接して配置される例を示す。 図５は、複数の孔の配置形態を示し、（ａ）および（ｃ）は複数の孔が千鳥状に配置された例を示し、（ｂ）および（ｄ）は複数の孔が格子状に配置された例を示す。 図６は、車両用窓ガラスの具体例を、第１のガラス板、第２のガラス板、電波透過材に分解した状態を示し、（ａ）は、第２のガラス板に非重複部を有する例を示す図であり、（ｂ）は、第２のガラス板に加え、第１のガラス板にも非重複部を有する例を示す図である。 図７は、実施例１のシミュレーションの結果を示すグラフである。 図８は、本実施形態の建築用窓ガラスが建築物に取り付けられた状態を示す概念図である。 図９は、図８の拡大図であり、建築用窓ガラスにアンテナユニットが取り付けられている部分を示す断面模式図である。 図１０は、実施例２のシミュレーションの結果を示すグラフであり、（ａ）は入射角６７．５°における結果、（ｂ）は入射角０°における結果を示す。 図１１は、実施例３のシミュレーションの結果を示すグラフであり、（ａ）は入射角６７．５°における結果、（ｂ）は入射角０°における結果を示す。 図１２は、実施例４のシミュレーションの結果を示すグラフであり、（ａ）は入射角６７．５°における結果、（ｂ）は入射角０°における結果を示す。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。図１は、窓ガラスの一実施形態の車両用窓ガラスが車両に取り付けられた状態を示す概念図である。本実施形態において、車両用窓ガラス（窓ガラス）１は、自動車等の車両１００の前方に形成された開口部１１０に装着されたフロントガラスとして機能する。

また、本実施形態では、車両用窓ガラス１には、車両の走行安全を確保するために情報デバイスを収納したハウジング（ケース）１０が、車両内部側の表面に取り付けられている。情報デバイスは、カメラやレーダー等を用いて車両の前方に存在する前方車、歩行者、障害物等への追突、衝突防止やドライバーに危険を知らせるためのデバイスで、例えば情報を受信する情報受信デバイスおよび／又は情報を送信する情報送信デバイス等であり、ミリ波レーダー、ステレオカメラ、赤外線レーザー等が含まれ、信号の送受信を行う。すなわち情報デバイスは、少なくとも信号（電波）の送信または受信を行う。当該「信号」とは、ミリ波、可視光、赤外光等を含む電磁波のことである。

図２は、図１におけるＳ部分の拡大図であり、車両用窓ガラス１にハウジング１０が取り付けられている部分を示す斜視図である。ハウジング１０には、情報デバイス２００としてのミリ波レーダー２０１およびステレオカメラ２０２が設けられている。そして、後に詳しく説明するように、車両用窓ガラス１は、平面視において第１の領域Ａと、当該第１の領域Ａよりも電波透過率の高い第２の領域Ｂとを含む。なお、本明細書において、「平面視」とは、合わせ板の板厚方向からの投影視のことを指す。

情報デバイス２００を収納したハウジング１０は、車内側から見て、バックミラー１５０よりも車外側寄りに位置し、車両用窓ガラス１に接着されている。図１に示すように、本実施形態ではバックミラー１５０は、車両１００の室内天井に取り付けられているが、ハウジング１０と同様に車両用窓ガラス１に取り付けられてもよい。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。車両用窓ガラス１を構成する合わせガラス２０は、第１のガラス板２１と、第２のガラス板２２と、第１のガラス板２１と第２のガラス板２２との間に介在する中間膜２３とを備えている。即ち、第２のガラス板２２は、第１のガラス板２１と中間膜２３を介して貼り合わされる。また、第２のガラス板２２は、中間膜２３とは反対側に配置される第１主面２４を備える。更に本実施形態においては、第２の領域Ｂにおいて、車両用窓ガラス１の厚み方向に複数の孔３０ａが形成されている。この複数の孔３０ａは、車両用窓ガラス１を介して電波を送受信する一つの情報デバイス２００（ミリ波レーダー２０１またはステレオカメラ２０２）に対応するように、第２の領域Ｂに形成されている。複数の孔３０ａについては後述する。

第１のガラス板２１および第２のガラス板２２を製造する方法にはフロート法、フュージョン法等があるが、特に限定されない。

本実施形態で使用される第１のガラス板２１および第２のガラス板２２の組成の一例としては、酸化物基準のモル％で表示した組成で、ＳｉＯ_２を５０〜８０％、Ｂ_２Ｏ_３を０〜１０％、Ａｌ_２Ｏ_３を０．１〜２５％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏを３〜３０％、ＭｇＯを０〜２５％、ＣａＯを０〜２５％、ＳｒＯを０〜５％、ＢａＯを０〜５％、ＺｒＯ_２を０〜５％及びＳｎＯ_２を０〜５％含むガラスが挙げられるが、特に限定されない。

中間膜２３の組成は、従来の車両用合わせガラスに一般に用いられるものでよく、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）やエチレンビニルアセタール（ＥＶＡ）等を用いることができる。また、加熱前は液状である熱硬化性樹脂を用いてもよい。すなわち、中間膜２３は合わせガラス２０とした状態の時に層状であればよく、第１のガラス板２１および第２のガラス板２２の接合前の状態で中間膜２３が液状などであってもよい。

ハウジング１０は、基板１１と基板１１に略垂直な立壁１２、および側壁１３（図２参照）とを備え、基板１１上に情報デバイス２００が固定されている。基板１１、立壁１２、側壁１３それぞれの一縁によって形成される開口縁１４が、第２のガラス板２２の第１主面２４に当接し、接着部１５で第１主面２４（正確には後述する第１主面２４から連続した電波透過材３０の面）に接着される。ハウジング１０は一般的な樹脂などにより作製されるが、その材料は特に限定はされない。

本実施形態では、ハウジング１０の基板１１、立壁１２、側壁１３と合わせガラス２０とで画定される空間内に情報デバイス２００が収納される。情報デバイス２００の収納は、立壁１２及び／又は基板１１の一部が開閉可能な部位を備えることにより達成されてよい。また、立壁１２及び／又は基板１１の一部がくり貫かれ、そのくり貫き部を介して情報デバイス２００を収納してもよい。立壁１２及び／又は基板１１が、情報デバイス２００の位置を固定する爪部（不図示）を備え、収納した情報デバイス１０２を爪部で支持してもよい。また、ハウジング１０には、レインセンサ等他のデバイスを配置することもできる。

図４（ａ）は、図３に示した車両用窓ガラス１の平面図を示している。本実施形態では、複数の孔３０ａが、合わせガラス２０の縁部の一部において、直接合わせガラス２０に形成されている。複数の孔３０ａは車両用窓ガラス１（合わせガラス２０）を貫通する様に、すなわち、第１のガラス板２１と、中間膜２３と、第２のガラス板２２とを貫通するように形成されている。ただし、孔３０ａは、例えば第２のガラス板２２のみを貫通し、車両用窓ガラス１（合わせガラス２０）を貫通しないように形成されてもよい。第２の領域Ｂは、合わせガラス２０の縁部の少なくとも一部に隣接して配置される複数の孔３０ａを含む領域により画定される。

また、上述の実施形態においては、車両用窓ガラス１に合わせガラス２０が使用され、第１のガラス板２１と、中間膜２３と、第２のガラス板２２が存在することが前提となっている。ただし、本発明の思想は、１枚のガラス板である車両用窓ガラス１にも適用される。図４（ｂ）はこのような例を示している。図４（ｂ）では、１枚のガラス板が第１のガラス板２１のみによって構成され、第１の領域Ａが、当該１枚のガラス板（第１のガラス板２１）により画定される。そして、第２の領域Ｂが、第１のガラス板２１の縁部の少なくとも一部に隣接して配置される複数の孔３０ａを含む領域により画定される。このような車両用窓ガラス１は、例えば車両の後方に形成された開口部に装着されるリアガラスとして用いられ得る。

複数の孔３０ａはドリル、きり等、種々のツールにより、車両用窓ガラス１の厚み方向に形成されるが、その形成方法は特に限定されない。またその数や配置形態も特に限定はされないが、高い送受信感度を実現したい周波数帯や特定偏波の種類（垂直偏波、水平偏波、円偏波など）、に応じて、最適化した配置や形状を与えるとよい。図５は、複数の孔３０ａの配置形態を示す図であり、図５（ａ）は複数の孔３０ａが千鳥状に配置された例を示し、図５（ｂ）は複数の孔３０ａが格子状に配置された例を示す。実施形態では各孔３０ａは平面視円形状であるが、この形状も特には限定されず、多角形などでもよい。

図５（ｃ）は複数の孔３０ａが千鳥状に配置された例に基づき、隣り合う孔３０ａとの距離を示した平面図である。ここで、複数の孔３０ａが円であるとき、隣り合う孔３０ａ間の最近接距離ｐ’は、異なってもよいが、ｐ’が同じ距離であると各孔の座標を等差数列で指定でき加工性が向上できるので好ましい。

また、図５（ｄ）は複数の孔３０ａが格子状に配置された例に基づき、隣り合う孔３０ａとの距離を示した平面図である。ここで、孔３０ａが円であるとき、（左右・上下方向で）隣り合う孔３０ａ間の最近接距離ｐ’は、異なってもよいが、ｐ’が同じ距離であると各孔の座標を等差数列で指定でき加工性が向上できるので好ましい。さらに、図５（ｃ）、図５（ｄ）のように、第２の領域Ｂの複数の孔３０ａは、平面視で縦方向に延びる軸Ｌに対して線対称であると、とくに車両用の窓ガラスに適用する場合、軸Ｌを中心に左右の送受信においてバランスの取れた感度が得られるので好ましい。

最近接距離ｐ’は、０［ｍｍ］以上であればよく、とくに上限はないが、複数の孔３０ａを有する第２の領域Ｂのスペースを必要以上に広げないことに加え、例えば、２８ＧＨｚの波長が１０．７［ｍｍ］であって、波長を超える設計をする可能性が低い理由から、１０．７［ｍｍ］以下であればよい。また、最近接距離ｐ’＝０［ｍｍ］の場合、電波透過材３０を貫通させるように、複数の孔３０ａを設け、孔３０ａにおける媒質を空気とする構造にはできない。そのため、孔３０ａの媒質が空気の場合、電波透過材３０を貫通させず一部残すように、孔３０ａの深さを調節するとよい。例えば、図３に示す合わせガラス２０の場合、ｐ’＝０［ｍｍ］で、第２のガラス板２２のみに複数の孔３０ａを備える構造が考えられる。なお、ｐ’＞０［ｍｍ］の場合、複数の孔３０ａは、電波透過材３０を全て貫通させ、孔３０ａの媒質が空気である構造も取り得る。

また、複数の孔３０ａは、加工容易性の観点から第１主面２４に対して垂直な方向に沿って形成されてもよいが、第１主面２４の法線に対して傾いた方向に沿って形成されてもよい。また、孔３０ａは、その直径Ｄが深さ方向で同一のもの、即ち、円柱状に限らず、深さ方向で径が変化する形状でもよい。

さらに、本実施形態において、車両用のフロントガラスは、地面に対してθ（＞０°）傾斜して設置されることが多い。また、レーダーは、車の進行方向、即ち、地面と平行な方向に高い送受信感度が得られるように設置されることが多い。そのため、車両用のフロントガラスに複数の孔３０ａを設ける場合、その傾斜角度θにおいて、所定波長域の信号の送受信感度が高く、損失を抑制できるように、孔３０ａの直径Ｄや、複数の孔３０ａ間の最近接距離ｐ’を最適化するとよい。

このように、孔３０ａは電波透過性の観点から、孔３０ａが形成された第２の領域Ｂは、孔３０ａが形成されていない第１の領域Ａよりも電波透過率が高い（第１の領域Ａの電波透過率＜第２の領域Ｂの電波透過率）。そして、ハウジング１０は、収納した情報デバイス２００が送受信する電波の少なくとも一部が、第２の領域Ｂを通過するような車両用窓ガラス１の所定の位置に取り付けられている。尚、第１の領域Ａ、第２の領域Ｂは、それぞれ車両用窓ガラス１（または合わせガラス２０）の平面視で異なる領域を指すが、それぞれ車両用窓ガラス１（または合わせガラス２０）の表面層などではなく、その本体を構成する領域として把握される。すなわち、第１の領域Ａ、第２の領域Ｂは、車両用窓ガラス１（または合わせガラス２０）の平面視における所定の領域であって、かつ、それぞれの領域における厚みも含めて画定される。車両用窓ガラス１（または合わせガラス２０）の表面の一部のみによって、第１の領域Ａ、第２の領域Ｂが画定されるわけではない。

第２の領域Ｂは、いわゆる周波数選択膜（ＦＳＳ；Frequency Selective Surfaces）に類似した性質を有することとなる。よって、第２の領域Ｂは高い電波透過率を有するため、特にミリ波レーダー２０１による電波（ミリ波）の送信および受信にあたって、電波の損失を抑制することができる。尚、複数の孔３０ａには、形成後何も加工しない場合は空気が充填されるが、形成後に樹脂の様な材質を充填することも可能であり、いずれにせよ、孔３０ａには、車両用窓ガラス１の材質とは異なる材質が充填されることになる。

なお、複数の孔３０ａに（空気以外で）充填する材料としては、とくに制限されないが、ガラス材料や、対応させる電波に応じて種々の材料が適用できる。例えば、移動体通信用の高周波帯域の送受信用に、比誘電率が２０程度までの材料等を使用できる。

また、単一ではない、複数の孔３０ａが、電波を送受信する一つの情報デバイス２００（図３ではミリ波レーダー２０１またはステレオカメラ２０２のいずれか）に対応するように、第２の領域Ｂに形成されている。このため、第２の領域Ｂは、一つの情報デバイス２００に対し、複数の孔の作用により高い電波透過率を有することとなる。尚、「一つの情報デバイス」とは、その情報デバイス単体（例えばレーダー）が車両に取り付けられている場合のみならず、その情報デバイス（例えばレーダー）と他の情報デバイス（例えばカメラ、センサなど）とが、一緒に格納された取り付け部材（ブラケットなど）が車両に取り付けられている場合をも含む。

図６（ａ）は他の実施形態を示しており、車両用窓ガラス１である合わせガラス２０の具体例を、第１のガラス板２１、第２のガラス板２２、車両用窓ガラス１とは異なる別部材である電波透過材３０に分解した状態で示す。本実施形態では、第２のガラス板２２が、その縁部の少なくとも一部において第１のガラス板２１と重なり合わない非重複部２２ａを有している。すなわち、本実施形態では、第２のガラス板２２の面積は、平面視において、非重複部２２ａに相当する領域の分だけ第１のガラス板２１の面積より小さい。また、非重複部２２ａには、例えば第１のガラス板２１、第２のガラス板２２の組成と同じガラスや、よりアルカリ成分の少ない低アルカリガラスなどからなり、平面視において非重複部２２ａの形状と一致する板状の電波透過材３０が配置されている。そして、当該非重複部２２ａにおいて、第２の領域Ｂが画定される。本実施形態では、非重複部２２ａに対応して中間膜２３も削除されている。

図６（ｂ）は、合わせガラス２０の他の例であり、第２のガラス板２２に加え、第１のガラス板２１も第２のガラス板２２と重なり合わない非重複部２１ａを有している。そして、板状の電波透過材３０が、非重複部２１ａおよび非重複部２２ａに配置される。

車両用窓ガラス１及び合わせガラス２０とは異なる別部材として設けられる電波透過材３０は、電波透過性を備える複数の孔３０ａを備えている。孔３０ａはドリル、きり等、種々のツールにより電波透過材３０の厚み方向、すなわち車両用窓ガラス１の厚み方向に形成されるが、その形成方法は特に限定されない。またその数や配置形態も特に限定はされない。

複数の孔３０ａを有する電波透過材３０は、電波透過性を有するため、電波透過材３０の電波透過率は、第１の領域Ａよりも高い。すなわち、第２のガラス板２２（および第１のガラス板２１）の代わりに電波透過材３０が存在する第２の領域Ｂは、第１のガラス板２１および第２のガラス板２２が存在する第１の領域Ａよりも高い電波透過率を有する（第１の領域Ａの電波透過率＜第２の領域Ｂの電波透過率）。

すなわち、第２の領域Ｂは高い電波透過率を有するため、特にミリ波レーダー２０１による電波（ミリ波）の送信および受信にあたって、電波の損失を抑制することができる。電波透過材３０は電波の反射及び通過吸収が少なく、反射及び通過吸収の双方による損失を抑制することができる。

電波透過材３０を構成するガラスは、特に限定はされない。特に電波透過材３０には、低誘電率、低ｔａｎδ（誘電正接；δは損失角）、特に誘電損失の小さいガラスが好ましく用いられる。この観点から、例えば、低アルカリガラスは一般的なガラスに比べ誘電損失が小さいため、電波透過材３０を構成する素材として適用可能である。

本発明の車両用窓ガラス１においては、第２の領域Ｂには、電波透過性を備える複数の孔３０ａが、車両用窓ガラス１の厚み方向に形成されており、孔３０ａは単にガラスの表面に貼付された膜、フィルムなどに形成されているわけではない。図４の例では、孔３０ａは、車両用窓ガラス１の厚み方向の少なくとも一部または全部に形成されており、高い電波透過性を得ることができる。図６の例では、電波透過材３０が車両用窓ガラス１の厚み方向の少なくとも一部または全部を占有しており、電波透過材３０を貫通する孔３０ａは、当然ながら車両用窓ガラス１の厚み方向の少なくとも一部または全部に形成されており、高い電波透過性を得ることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、車両用窓ガラス１における窓ガラスの態様について説明したが、車両用に限らない。第２の実施形態では、住宅、ビルディングのような建築用途の窓ガラスに適用する場合について説明する。図８は、本実施形態の建築用途の窓ガラスについて、具体的に、建物３００に建築用窓ガラス３１０が取り付けられ、建築用窓ガラス３１０の屋内側の一部の領域にアンテナユニット３２０が設置された状態を示した概念図である。図８において、建築用窓ガラス３１０は、アンテナユニット３２０に対向する領域に、第１の実施形態と同様、複数の孔３０ａを有する。即ち、建築用窓ガラス（窓ガラス）３１０は、取り付けられるアンテナユニット３２０に対向する領域内に、第１の実施形態で説明した第２の領域Ｂを有し、それ以外の領域が第１の領域Ａである。

建築用窓ガラス３１０は、通常、地面の法線方向に沿うように設置される。そのため、複数の孔３０ａの（深さ）方向は、地面と平行する方向に形成される場合が多い。図９は、建築用窓ガラス３１０のうち、第１の実施形態でいう領域Ｂに相当する領域を含むように、アンテナユニット３２０が屋内側に取り付けられた状態を断面的に示した模式図である。なお、建築用窓ガラス３１０は、単板、合わせガラス、複層ガラスなど、種々の構成の窓ガラスを使用できる。

図９は、建築用窓ガラス３１０が、複層ガラスである例である。具体的に、建築用窓ガラス３１０は、室外側板ガラス３１１と室内側板ガラス３１２を有し、それらの間に一定の空隙が設けられた中空層（中間層）３１３を有する例であり、中空層３１３は、空気が充填されている。さらに、図９に例示する建築用窓ガラス３１０は、室内側板ガラス３１２に複数の孔３１５ａを有し、複数の孔３１５ａが室内側板ガラス３１２のみを貫通し、中空層３１３と接続される。即ち、複数の孔３１５ａの媒質は中空層３１３と同じ空気である。

複数の孔３１５ａは、第１の実施形態における複数の孔３０ａと同様、建築用窓ガラス３１０の平面視で、図３に示すように、千鳥状の配置や格子状の配置がなされた構造が挙げられる。また、各孔３１５ａは円形状であるが、これに限らず、例えば多角形でもよい。

図９の建築用窓ガラス３１０では、複数の孔３１５ａが、室内側板ガラス３１２を貫通させた例を示したが、室内側板ガラス３１２を貫通しない構造の孔を設けてもよい。また、図９の例において、複数の孔３１５ａは、室内側板ガラス３１２を貫通させるとともに、室外側板ガラス３１１の厚さ方向の一部または全部に孔を設けてもよい。さらに、孔３１５ａの媒質（材質）は空気に限らず、樹脂等の空気とは異なる材料で一部または全部を充填させて構成してもよい。

アンテナユニット３２０は、建築用窓ガラス３１０に直接取り付け可能なものでもよく、建築用窓ガラス３１０から離れて設置するものでもよい。図９に示すように、アンテナユニット３２０は、建築用窓ガラス３１０に直接取り付け可能であると、効率的な電波の送受信感度が得られやすい。なお、アンテナユニット３２０を建築用窓ガラス３１０に直接取り付ける場合、建築用窓ガラス３１０の視界を確保するため、小型化できるものが好ましい。

アンテナユニット３２０は、送受信する対象の電波に応じて設計されたアンテナ構造を有していればよく、とくに構造は制限されない。例えば、アンテナユニット３２０は、ハウジング内に平面基板を有し、該平面基板上に平面状のアンテナ構造が備えられて、給電される構成が挙げられる。なお、建築物を対象にしたものに限らないが、５Ｇについては、２８ＧＨｚ帯の周波数帯を利用するものが挙げられ、例えば、２７．５［ＧＨｚ］〜２９．５［ＧＨｚ］がある。また、アンテナユニット３２０が送受信可能な電波の周波数帯は、上記の２８ＧＨｚ帯に加え、第１の実施形態で例示した、７６［ＧＨｚ］〜８１［ＧＨｚ］の周波数帯である、７９ＧＨｚ帯も対象にしてもよい。

（実施例１）
次に、本実施の形態における車両用窓ガラスについて、シミュレーションを行った結果について説明する。このシミュレーションは、図３、図４（ａ）の例の様に、外板（第１のガラス板２１）、中間膜（中間膜２３）、内板（第２のガラス板２２）を重ねあわせた積層体を用意して行った。比較例として、孔が設けられていない積層体を使用した。一方、実施例として、内板に空気が充填された孔（孔３０ａ）を二次元的に無限周期で配列させたものを使用した。ここで本シミュレーションは、有限要素法（ＦＥＭ：Finite Element Method）を利用した電磁界シミュレーションソフトを用いて行ったものである。孔は直径Ｄが０．５０［ｍｍ］の円形であり、隣接する孔のピッチ（距離）Ｐは１．００［ｍｍ］である。つまり、最近接距離ｐ’＝０．００［ｍｍ］である。尚、外板の誘電率εは６．８０、誘電正接ｔａｎδは０．０１、厚さｔは２．００［ｍｍ］、中間膜の誘電率εは２．８０、誘電正接ｔａｎδは０．０１、厚さｔは０．７６［ｍｍ］、内板の誘電率εは６．８０、誘電正接ｔａｎδは０．０１、厚さｔは２．００［ｍｍ］、にそれぞれ設定した。

図７は、入射角０°における、シミュレーションの結果を示すグラフである。横軸は周波数Frequency（ＧＨｚ）、縦軸は電波透過率（透過量）を示すＳ２１（ｄＢ）であり、縦軸が０〜−１８［ｄＢ］のレンジのグラフである。すなわち図７は、入射角０°における、周波数対電波透過率の結果を示す。Ｓ２１は特に波の透過率を示す指標として用いられ、この値が大きいほど透過率が大きいと判定することができる。実用的で、かつ好ましい周波数帯域である７６［ＧＨｚ］〜８１［ＧＨｚ］において、実施例の「孔あり」は、比較例の「孔なし」に比べて、所望の周波数帯において電波透過率が大きくなっていることが理解できる。

車両用窓ガラス１を透過する電波の周波数は特に限定されない。ただし、実施形態で説明したミリ波レーダー２０１が用いる好ましい周波数帯域は、例えば７６［ＧＨｚ］〜８１［ＧＨｚ］である。本発明の車両用窓ガラス１は、このような周波数の電波を効率よく透過させる性能を持っている。

（実施例２）
次に、実施例１と同じ構造の積層体について、直径Ｄが１．４０［ｍｍ］の円形、隣り合う孔のピッチ（距離）Ｐが１．４２［ｍｍ］、最近接距離ｐ’＝０．０２［ｍｍ］で格子状に二次元的に無限周期で配列させ、貫通させた複数の孔（孔３０ａ）を有するガラス窓を想定し、シミュレーションを行った。本実施例も、ガラス窓の孔は、その深さが、積層体の厚さ方向に沿って形成され、孔の部分は空気が充填された状態である。

図１０は、実施例２におけるシミュレーションの結果を示すグラフであり、図１０（ａ）は、入射角６７．５°における、周波数対電波透過率の結果、図１０（ｂ）は、入射角０°における、周波数対電波透過率の結果を示す。これらのシミュレーション結果において、いずれも、実線は「孔あり」の実施例であり、破線は「孔なし」の比較例である。

実施例２において、例えば、車両用窓ガラス、とくにフロントガラスを想定し、フロントガラスに対するレーダーの入射角が６７．５°である場合を考える。このとき、例えば、ミリ波として用いられる所望の７９ＧＨｚ帯、例えば、７６［ＧＨｚ］〜８１［ＧＨｚ］において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

また、実施例２において、例えば、建築用窓ガラスに対するレーダーの入射角が０°である場合を考える。このとき、準ミリ波として用いられる所望の２８ＧＨｚ帯、例えば、２７．５［ＧＨｚ］〜２９．５［ＧＨｚ］において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

（実施例３）
次に、実施例１と同じ構造の積層体について、直径Ｄが１．４０［ｍｍ］の円形、隣り合う孔のピッチ（距離）Ｐが１．４０［ｍｍ］、最近接距離ｐ’＝０．００［ｍｍ］で格子状に二次元的に無限周期で配列させ、内板のみ貫通させた複数の孔（孔３０ａ）を有するガラス窓を想定し、シミュレーションを行った。本実施例も、ガラス窓の孔は、その深さが、積層体の厚さ方向に沿って形成され、孔の部分は空気が充填された状態である。

図１１は、実施例３におけるシミュレーションの結果を示すグラフであり、図１１（ａ）は、入射角６７．５°における、周波数対電波透過率の結果、図１１（ｂ）は、入射角０°における、周波数対電波透過率の結果を示す。これらのシミュレーション結果において、いずれも、実線は「孔あり」の実施例であり、破線は「孔なし」の比較例である。

実施例３において、例えば、フロントガラスに対するレーダーの入射角が６７．５°である場合を考える。このとき、実施例２と同様、ミリ波として用いられる所望の７９ＧＨｚ帯において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

また、実施例３において、建築用窓ガラスに対するレーダーの入射角が０°である場合を考える。この場合も、準ミリ波として用いられる所望の２８ＧＨｚ帯において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

（実施例４）
次に実施例１と同じ構造の積層体について、直径Ｄが１．４０［ｍｍ］の円形、隣り合う孔のピッチ（距離）Ｐが１．４０［ｍｍ］、最近接距離ｐ’＝０．００［ｍｍ］で格子状に二次元的に無限周期で配列させ、貫通させた複数の孔（孔３０ａ）に、比誘電率ε_ｒ＝５．６の、高誘電複合材料を充填した窓ガラスを想定し、シミュレーションを行った。本実施例は、ガラス窓の孔の部分は、その深さが、積層体の厚さ方向に沿って形成し、孔の部分は上記の高誘電複合材料が充填された状態である。

図１２は、実施例４におけるシミュレーションの結果を示すグラフであり、図１２（ａ）は、入射角６７．５°における、周波数対電波透過率の結果、図１２（ｂ）は、入射角０°における、周波数対電波透過率の結果を示す。これらのシミュレーション結果において、いずれも、実線は「孔あり」（孔に高誘電複合材料が充填）の実施例であり、破線は「孔なし」の比較例である。

実施例４において、例えば、フロントガラスに対するレーダーの入射角が６７．５°である場合を考える。このとき、実施例２と同様に、ミリ波として用いられる所望の７９ＧＨｚ帯において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

また、実施例４において、建築用窓ガラスに対するレーダーの入射角が０°である場合を考える。この場合も、準ミリ波として用いられる所望の２８ＧＨｚ帯において、「孔なし」の比較例に対して、高い電波透過率が得られる。

本出願は、２０１７年２月２０日に日本国特許庁に出願した特願２０１７−０２９０３５号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１７−０２９０３５号の全内容を本出願に援用する。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明の窓ガラスは、ミリ波レーダーの如き情報デバイスが送受信する信号の電波透過性を向上させることが可能であり、安全性など車両の運転性能の向上、その他に資する窓ガラスに好適に用いられる。

１ 車両用窓ガラス（窓ガラス）
１０ ハウジング
１１ 基板
１２ 立壁
１３ 側壁
１４ 開口縁
１５ 接着部
２０ 合わせガラス
２１ 第１のガラス板
２２ 第２のガラス板
２２ａ 非重複部
２３ 中間膜
２４ 第１主面
３０ 電波透過材（別部材）
３０ａ 孔
１００ 車両
２０１ ミリ波レーダー
２０２ ステレオカメラ
３００ 建物
３１０ 建築用窓ガラス（窓ガラス）
３２０ アンテナユニット
３１１ 室外側板ガラス
３１２ 室内側板ガラス
３１３ 中空層（中間層）
３１５ａ 孔
Ａ 第１の領域
Ｂ 第２の領域

Claims (14)

1. 窓ガラスであって、
   当該窓ガラスは、平面視において第１の領域と、当該第１の領域よりも電波透過率の高い第２の領域とを含み、
   当該第２の領域には、当該窓ガラスの厚み方向に、複数の孔が形成され、
   当該複数の孔が、当該窓ガラスを介して電波を少なくとも送信または受信する一つの情報デバイスに対応するように、前記第２の領域に形成されている、窓ガラス。
2. 前記孔は、前記窓ガラスを貫通している、請求項１に記載の窓ガラス。
3. 前記孔は、前記窓ガラスを貫通していない、請求項１に記載の窓ガラス。
4. 前記窓ガラスが、第１のガラス板と、前記第１のガラス板と中間膜を介して貼り合わせられる第２のガラス板とを備える、請求項１に記載の窓ガラス。
5. 前記第２のガラス板が、縁部の少なくとも一部において前記第１のガラス板と重なり合わない非重複部を有し、当該非重複部において、前記第２の領域が画定される、請求項４に記載の窓ガラス。
6. 前記複数の孔が、前記非重複部に形成されている、請求項５に記載の窓ガラス。
7. 前記複数の孔が、前記第２のガラス板のみを貫通するように形成されている、請求項４に記載の窓ガラス。
8. 前記複数の孔が、前記第１のガラス板と、前記中間膜と、前記第２のガラス板とを貫通するように形成されている、請求項４に記載の窓ガラス。
9. 前記第１の領域が１枚のガラス板により画定され、
   前記第２の領域が、前記ガラス板の縁部の少なくとも一部に隣接して配置される、請求項１に記載の窓ガラス。
10. 前記孔には、前記窓ガラスの材質とは異なる材質が充填されている、請求項１から９のいずれか１項に記載の窓ガラス。
11. 前記第２の領域には、前記複数の孔を有するとともに、前記窓ガラスとは異なる別部材が設けられている、請求項１から１０のいずれか１項に記載の窓ガラス。
12. 前記窓ガラスを透過する電波の周波数は、７６ＧＨｚ〜８１ＧＨｚを含む、請求項１から１１のいずれか１項に記載の窓ガラス。
13. 前記窓ガラスを透過する電波の周波数は、２７．５ＧＨｚ〜２９．５ＧＨｚを含む、請求項１から１２のいずれか１項に記載の窓ガラス。
14. 前記窓ガラスが、車両用窓ガラスである請求項１から１３のいずれか一項に記載の窓ガラス。

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