JPWO2020059430A1 - 自動車のフロントガラス - Google Patents

Abstract

【課題】近年、カメラ等のノイズを発生する機器がフロントガラスに取り付けられるようになったため、フロントガラスにおいてアンテナを取り付け可能な領域が減少している。一方、フロントガラスに配置することが望ましいアンテナの種類が増えている。本発明は、ノイズの影響を受けないように配置されたアンテナを有する自動車のフロントガラスを提供することを目的とする。
【解決手段】第１アンテナエレメント（５）は、幅２０μｍ以下の線状導体によって構成されるため、自動車の乗員は肉眼では視認できない。そのため、第１アンテナエレメント（５）をフロントガラス本体（７）の上下方向における中間部に配置できる。
【選択図】図１

Description

本開示は、自動車のフロントガラスであって、アンテナを有するものに関する。

特許文献１には、自動車のフロントガラス用のアンテナガラスが記載されている。このアンテナガラスでは、アンテナエレメントが上隅部に配置されるため、アンテナは乗員の視界に入りにくく、給電部はフロントガラスの上辺に近い位置に配置可能である。

特開２０１５−０５０６３３号公報

特許文献１に記載のように、フロントガラスに設置されるアンテナは、乗員の視界に入りにくくするため、フロントガラスの周縁に配置されていた。しかし、フロントガラスの周囲には、様々なノイズ発生機器が配置される。フロントガラスの上部にはカメラやセンサ等の機器が設置され、フロントガラスの側縁が取り付けられるピラーにはワイヤーハーネス等が配置され、フロントガラスの下部の近傍にはインストルメントパネルが存在する。近年、特に、自動運転や運転補助のため、フロントガラスの上部にカメラやセンサ等の機器を設置することが多くなった。これらの機器及び部材から発生するノイズを避けるため、アンテナはフロントガラスの周縁を避けて配置することが望ましい。

また、自動車の多機能化に伴い、フロントガラスに、ＡＭラジオ放送用、ＦＭラジオ放送用、デジタルテレビ放送用、デジタルラジオ放送（ＤＡＢ）用、携帯電話用、高度道路交通システム（ＩＴＳ）用、及びグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）用等の様々なアンテナをつけることが求められている。

以上のように、従来設置されていた上隅部等を避けてアンテナを配置することが望ましく、かつ、設置が望まれるアンテナの種類が増加している。このような問題を鑑み、本発明は、ノイズの影響を受けないようにアンテナが配置された自動車のフロントガラスを提供することを目的とする。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、自動車のフロントガラス（１）であって、フロントガラス本体（７）と、前記フロントガラス本体の内部又は表面に設けられたアンテナとを有し、前記アンテナは、少なくとも一部が前記フロントガラス本体の上下方向における中間部に配置された第１アンテナエレメント（５）を有し、前記第１アンテナエレメントは、幅２０μｍ以下の１又は複数の線状導体からなることを特徴とする。ここで、上下方向における「中間部」とは、フロントガラス本体における、運転席又は助手席に座った乗員の視野の中央部を意味する。また、前記第１アンテナエレメントは、ＪＩＳ Ｒ３２１２−１９９２の付属書に規定された試験領域Ａ内に配置された部分を有してもよい。

この構成によれば、第１アンテナエレメントが細くて不可視となるため、乗員の視野を確保するべき中央部や試験領域Ａに第１アンテナエレメントを配置できる。そのため、フロントガラス本体の周縁部にノイズが発生しても、ノイズの影響を受けないように第１アンテナエレメントをフロントガラス本体に配置できる。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、上記構成において、前記線状導体は、互いに平行に配置された部分を含み、互いに隣り合う前記部分の間隔は６０μｍ以上であることを特徴とする。

この構成によれば、第１アンテナエレメントの不可視性を向上させることができる。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、上記構成の何れかにおいて、カメラ（２）、センサ（３）、Ｖ２Ｘ（ビークルツーエブリシング）対応機器（４）、及びドライブレコーダーからなる群から選択された１又は複数のノイズ発生機器が、前記フロントガラス本体の上部に取り付けられ、前記アンテナは、前記ノイズ発生機器から１００ｍｍ以上離間している。この構成において、前記ノイズ発生機器は、１００ＭＨｚ以上のクロック周波数を有していてもよい。

この構成によれば、ノイズ発生機器から発生するノイズの影響を受けないようにアンテナを配置することができる。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記アンテナは、前記フロントガラス本体の下端から５０ｍｍ以上離間していることを特徴とする。

この構成によれば、インストルメントパネルから発生するノイズの影響を受けないようにアンテナを配置することができる。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記第１アンテナエレメントは、デジタルテレビ放送、デジタルラジオ放送（ＤＡＢ）、携帯電話（５ａ）、高度道路交通システム（ＩＴＳ）（５ｃ）又はグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）（５ｂ）用であることを特徴とする。

この構成によれば、近年、フロントガラスに設けることが求められている種類のアンテナをフロントガラスに配置することができる。

本発明の少なくとも一部の実施形態は、上記構成の何れかにおいて、前記アンテナは、前記試験領域Ａの側方を通るように前記フロントガラス本体の左右方向の中央を縦方向に延在して、２５μｍ以下の幅を有するワイヤからなるＦＭラジオ用アンテナエレメント（１４ａ）と、前記試験領域Ａよりも上方及び／又は下方にて横方向に延在して、２５μｍ以下の幅を有するワイヤからなるＡＭラジオ用アンテナエレメント（１４ｂ）とを含む第２アンテナエレメント（１４）を更に有することを特徴とする。

この構成によれば、ＦＭラジオ用アンテナエレメント及びＡＭラジオ用アンテナエレメントが不可視となるため、これらを従来は配置できなかった領域に配置することができる。

本発明によれば、ノイズの影響を受けないようにアンテナが配置された自動車のフロントガラスを提供することができる。

第１実施形態に係る合わせガラスの模式的な正面図 第１実施形態に係る合わせガラスの模式的断面図 第２実施形態に係る合わせガラスの模式的な正面図

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、第１実施形態に係るフロントガラス１の車室内側から見た模式的な正面図である。

フロントガラス１の上部における左右方向の中央には、カメラ２及びレインセンサ等のセンサ３が取り付けられている。また、フロントガラス１の上部におけるカメラ２及びセンサ３の左右方向の外側には、ＤＳＲＣ（狭域通信）等のＶ２Ｘ（ビークルツーエブリシング）対応機器４が取り付けられている。これらの機器に代えて、又はこれらの機器とともにドライブレコーダー等の他の機器をフロントガラス１の上部に取り付けてもよい。

フロントガラス１には、デジタルテレビ放送（ＤＴＶ）及び／又はデジタルラジオ放送（ＤＡＢ）用の第１アンテナエレメント５と、第１アンテナエレメント５に容量結合した給電部６が配置される。

図２は、フロントガラス１における、第１アンテナエレメント５が取り付けられた部分の断面図である。フロントガラス１は、フロントガラス本体７と、フロントガラス本体７の内部に取り付けられたアンテナ膜８とを有する。フロントガラス本体７は、車室内側に配置されたインナーガラス板９と、車室側に配置されたアウターガラス板１０と、インナーガラス板９及びアウターガラス板１０を接着する中間層１１とを有する合わせガラスである。

フロントガラス本体７は、外表面が膨らむように緩やかに湾曲している。インナーガラス板９の内側の表面及びアウターガラス板１０の外側の表面が、それぞれフロントガラス本体７の内表面及び外表面を形成する。インナーガラス板９の外側の表面とアウターガラス板１０の内側の表面との間の距離は、一定でもよいが、例えば、上方に向かうに従って小さく又は大きくなるように変化していてもよい。中間層１１は、可視光を透過する接着性の樹脂からなる。例えば、中間層１１として、ポリビニルブチラール、エチレンビニルアセテートを使用できる。

アンテナ膜８は、フィルム１２と、フィルム１２に被着された第１アンテナエレメント５とを有する。フィルム１２は、第１アンテナエレメント５を支持する基材であり、可視光を透過する樹脂を素材とする。フィルム１２を構成する樹脂として、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ナイロン等を使用できる。第１アンテナエレメント５は、１又は複数の線状導体からなる。例えば、第１アンテナエレメント５の素材として、銅やアルミニウム、タングステン、銀等の金属を使用できる。第１アンテナエレメント５は、一筆書き状に配置された１本の線状導体によって構成されてもよく、互いに平行又は交差するように配置された複数の線状導体によって構成されてもよい。例えば、第１アンテナエレメント５は、メッシュ形状を形成するように、縦方向（フロントガラス本体７に沿った上下方向）及び横方向（フロントガラス本体７に沿った左右方向）に沿ってそれぞれ複数の線状導体が配置されてもよい。

運転席又は助手席に座った乗員が肉眼では視認できないように、第１アンテナエレメント５を構成する線状導体の幅は２０μｍ以下である。また、複数の線状導体を互いに平行に配置する場合、線状導体の間隔は６０μｍ以上、好ましくは１．２５ｍｍ以上とすることにより、乗員が肉眼で第１アンテナエレメント５を更に視認し難くなる。なお、縦方向の間隔は、横方向の間隔よりも大きくすることが好ましい（例えば後者を１．２５ｍｍ以上とすれば、前者は２ｍｍ以上）。これは、視認の困難性は、乗員の視線に直交する面に射影した線状導体の間隔に関係し、この面に対してフロントガラス１の縦方向が傾いているためである。また、良好な受信感度を得るため、第１アンテナエレメント５を構成する線状導体の幅は１μｍ以上であることが好ましい。

アンテナ膜８は、それぞれ、エッチングや、印刷、転写等により作成することができる。エッチングによるアンテナ膜８の作成は、第１アンテナエレメント５を構成する線状導体の幅を２０μｍ以下にするのに好適である。

エッチングによるアンテナ膜８の作成について説明する。まず、第１アンテナエレメント５の素材となる金属の薄膜を、例えば、貼着、メッキ法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等により、フィルム１２に被着させる。この時、フィルム１２と金属の薄膜との間に黒色の塗料等の膜を設けることが好ましい。次に、金属の薄膜上にレジスト層を設け、フォトリソグラフィ等によりレジスト層にパターンを転写する。現像及び洗浄後、レジスト層に覆われていない部分の金属の薄膜及び塗料等の膜をエッチングにより除去する。車室内からフロントガラス１を見た場合における第１アンテナエレメント５の不可視性を高めるため、第１アンテナエレメント５の色の塗料等の膜に覆われた面が車室内側を向くようにアンテナ膜８は中間層１１内に配置されることが好ましい。なお、車室外からフロントガラス１を見た場合における第１アンテナエレメント５の不可視性を高めたい場合には、第１アンテナエレメント５の色の塗料等の膜に覆われた面が車室外側を向くようにアンテナ膜８は中間層１１内に配置してもよい。

再び、図１を参照する。第１アンテナエレメント５は、部分的にフロントガラス本体７の上下方向における中間部に配置される。ここで、上下方向における中間部とは、フロントガラス本体７における、運転席又は助手席に座った乗員の視野の中央部を意味する。ノイズを発生させる機器からアンテナまでの距離（Ｌ１）は、１００ｍｍ以上とすることが好ましい。更に、後付でノイズを発生させる機器を上部に設置しても、ノイズの影響を受けないように、フロントガラス本体７の上縁からアンテナの上端までの縦方向距離（Ｌ２）は、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、ノイズを発生させるインストルメントパネル（図示せず）からの影響を避けるため、フロントガラス本体７の下縁からアンテナの下端までの縦方向距離（Ｌ３）は、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。

フロントガラス１には、試験領域Ａが規定される。試験領域Ａは、ＪＩＳ Ｒ３２１２−１９９２「自動車安全ガラス試験方法」の付属書「全面に使用する安全ガラスの試験領域」によって規定され、その規定の概略は以下の通りである。
試験領域Ａは、Ｖ点から−Ｘ方向に広がる次の４平面によって囲まれる前面窓ガラスの外側表面の領域である。
（１）Ｖ_１点を通りＹ軸に平行で、かつ、Ｘ軸に対し＋Ｚ方向に３°傾斜した面。
（２）Ｖ_２点を通りＹ軸に平行で、かつ、Ｘ軸に対し−Ｚ方向に１°傾斜した面。
（３）Ｖ_１点、Ｖ_２点を通りＸ軸の＋Ｙ方向に１３°傾斜した垂直面。
（４）Ｖ_１点、Ｖ_２点を通りＸ軸の−Ｙ方向に２０°傾斜した垂直面。
ここで、Ｖ_１点及びＶ_２点は、それぞれ、Ｒ点（座席にＩＳＯ ２０１７６に規定された人体模型を着座させた場合の当該模型の股関節点の位置又はこれに相当する設計標準位置）を原点として、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標（単位：ｍｍ）が、（６８，５，６６５）及び（６８，５，５８９）の位置である。

試験領域Ａは、概ね台形状をなし、フロントガラス１に使用される安全ガラスの二重像、透視ひずみ及び色の識別の各試験に適用される領域である。すなわち、試験領域Ａは、自動車の乗員の視野を阻害するものを配置すべきではない領域である。第１アンテナエレメント５は、上部の左右方向内側が試験領域Ａ内に配置され、下部の左右方向外側が、フロントガラス本体７の側縁の近傍に位置し、給電部６に容量結合している。また、フロントガラス本体７の運転席の正面には、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の投影領域１３が設けられており、この投影領域１３は、部分的に試験領域Ａ及び第１アンテナエレメント５に重なっている。

第１アンテナエレメント５を構成する線状導体の幅が２０μｍ以下であるため、第１アンテナエレメント５は、乗員の肉眼では視認できない。また、線状導体の線密度が小さいこと、線状導体の車室内側の面が黒色の塗料等の膜に覆われていることから、更に第１アンテナエレメント５の不可視性が高まっている。第１アンテナエレメント５を不可視とすることにより、従来、アンテナを配置できなかったフロントガラス本体７の中央部や試験領域Ａに第１アンテナエレメント５を配置できる。すなわち、第１アンテナエレメント５の設置可能領域が広がり、従来よりも多くのアンテナをフロントガラス１に配置できる。また、従来、アンテナが設置されていたフロントガラス本体７の上部や上隅部には、その近傍にカメラ等のノイズ発生機器が配置されるようになった。そのため、アンテナは、ノイズ発生機器から発生するノイズの影響を受けないように、ノイズ発生機器から所定の距離以上離して配置される。フロントガラス本体７の中央部や試験領域Ａは、クロック周波数が１００ＭＨｚ程度以上の機器がフロントガラス１の上部に取り付けられていても、その機器から発生するノイズの影響を受けない。また、フロントガラス本体７の上縁及び下縁からアンテナまでの縦方向距離をそれぞれ所定の値以上とすることにより、後付でフロントガラス１の上部に設置される機器やインストルメントパネルからのノイズの影響が抑制される。また、第１アンテナエレメント５は、線状導体の幅が細いため、フロントガラス１の可視光の透過率に与える影響は小さく、フロントガラス１の可視光の透過率を７０％以上とすることができる。

次に、図３を参照して、第２実施形態に係るフロントガラス１について説明する。第１実施形態と同じ名称及び符号を付した構成は、特に記載した特徴以外は第１実施形態と同様の特徴を有する。

第２実施形態に係るフロントガラス１は、少なくとも一部がフロントガラス本体７の上下方向における中間部又は試験領域Ａに配置された第１アンテナエレメント５と、試験領域Ａの近傍に配置された第２アンテナエレメント１４と、フロントガラス本体７の上部に配置された第３アンテナエレメント１５とを有する。

第１アンテナエレメント５は、携帯電話用アンテナエレメント５ａと、ＧＰＳ用アンテナエレメント５ｂと、ＩＴＳ用アンテナエレメント５ｃとを有し、それぞれ中間層１１（図２参照）内に配置される。携帯電話用アンテナエレメント５ａの配置領域は矩形をなし、その下部が、運転席側の試験領域Ａの上部の左右方向の外側に重なっている。ＧＰＳ用アンテナエレメント５ｂの設置領域は楕円状をなし、その上部の左右方向内側の部分が、運転席側の試験領域Ａの下部の左右方向の外側の部分に重なっている。また、ＧＰＳ用アンテナエレメント５ｂは、フロントガラス本体７の下部の側縁近傍に配置された給電部６に容量結合している。ＩＴＳ用アンテナエレメント５ｃは、助手席側の下隅側に位置し、その配置領域は、一辺がフロントガラス本体７の下縁に略平行であり、他の一辺がフロントガラス本体７の助手席側の側縁に略平行である、三角形状をなす。この配置領域の中間部の左右方向内側の部分が、助手席側の試験領域Ａの下部の左右方向外側の部分に重なっている。また、ＩＴＳ用アンテナエレメント５ｃは、フロントガラス本体７の下部の側縁近傍に配置された給電部６に容量結合している。ＨＵＤの投影領域１３は、その上部において運転席側の試験領域Ａに重なるが、第１アンテナエレメント５には重ならないように配置される。

第２アンテナエレメント１４は、試験領域Ａの側方を通るようにフロントガラス本体７の左右方向の中央を縦方向に延在して、２５μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の幅（直径）を有するＦＭラジオ用アンテナエレメント１４ａと、試験領域Ａよりも上方及び下方にて横方向に延在して、２５μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下の幅を有するＡＭラジオ用アンテナエレメント１４ｂとを有する。ＦＭラジオ用アンテナエレメント１４ａ及びＡＭラジオ用アンテナエレメント１４ｂは、ワイヤを中間層１１（図２参照）に貼り付けることによって形成されるが、第１アンテナエレメント５と同様にエッチング等によって形成してもよい。第２アンテナエレメント１４を構成する線状導体は、その近傍に平行して配置される他の線状導体がないため、第１アンテナエレメント５の線状導体よりも太い２５μｍの幅でも、乗員は視認できない。

第２実施形態のフロントガラス１の上部に配置されるノイズ発生機器は、左右方向の中央に配置されたカメラ２のみである。そのため、フロントガラス本体７の上部の側方にノイズの影響を受けない領域があり、そこに第３アンテナエレメント１５が配置される。第３アンテナエレメント１５は、ＤＴＶ及び／又はＤＡＢ用のアンテナである。第３アンテナエレメント１５は、フロントガラス本体７の上部の左右に設けられた給電部６から、縦方向の下方に延出する線状導体と、その下端から横方向の内側に向かって延出する線状導体とからなる。第３アンテナエレメント１５の線状導体の幅は２５μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下である。第３アンテナエレメント１５は、プリントによって形成されるが、エッチングやワイヤの貼り付けによって形成されてもよい。

ノイズ発生機器であるカメラ２から最も近いアンテナであってカメラ２よりも部分的に下方に配置された第３アンテナエレメント１５までの距離（Ｌ１）は、１００ｍｍ以上とすることが好ましい。フロントガラス本体７の上縁から最も近いアンテナとなる第３アンテナエレメント１５の上端までの縦方向距離（Ｌ２）は、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。フロントガラス本体７の下縁から最も近いアンテナとなるＧＰＳ用アンテナエレメント５ｂの下端までの縦方向距離（Ｌ３）は、５０ｍｍ以上とすることが好ましい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。給電部は、容量結合に代えて、導体を介してアンテナエレメントに結合していてもよい。各アンテナエレメントは、中間層内に配置されるのではなく、フロントガラス本体の表面に貼付されてもよい。上記の各アンテナエレメントの種類（ＤＴＶ用、ＤＡＢ用等）は例であり、他の種類のアンテナでもよい。本出願のパリ条約に基づく優先権主張の基礎出願の全内容及び本出願中で引用された従来技術の全内容は、それに言及したことをもって本願明細書の一部とする。

１：フロントガラス
２：カメラ
３：センサ
４：Ｖ２Ｘ対応機器
５：第１アンテナエレメント
６：給電部
７：フロントガラス本体
１３：ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）の投影領域
１４：第２アンテナエレメント

Claims (8)

1. 自動車のフロントガラスであって、
   フロントガラス本体と、
   前記フロントガラス本体の内部又は表面に設けられたアンテナとを有し、
   前記アンテナは、少なくとも一部が前記フロントガラス本体の上下方向における中間部に配置された第１アンテナエレメントを有し、前記第１アンテナエレメントは、幅２０μｍ以下の１又は複数の線状導体からなることを特徴とするフロントガラス。
2. 前記線状導体は、互いに平行に配置された部分を含み、互いに隣り合う前記部分の間隔は６０μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のフロントガラス。
3. カメラ、センサ、Ｖ２Ｘ対応機器、及びドライブレコーダーからなる群から選択された１又は複数のノイズ発生機器が、前記フロントガラス本体の上部に取り付けられ、
   前記アンテナは、前記ノイズ発生機器から１００ｍｍ以上離間していることを特徴とする請求項１又は２の何れか一項に記載のフロントガラス。
4. 前記ノイズ発生機器は、１００ＭＨｚ以上のクロック周波数を有することを特徴とする請求項３に記載のフロントガラス。
5. 前記アンテナは、前記フロントガラス本体の下端から５０ｍｍ以上離間していることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のフロントガラス。
6. 前記第１アンテナエレメントは、デジタルテレビ放送、デジタルラジオ放送、携帯電話、高度道路交通システム又はグローバルポジショニングシステム用であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のフロントガラス。
7. 前記第１アンテナエレメントは、ＪＩＳ Ｒ３２１２−１９９２の付属書に規定された試験領域Ａ内に配置された部分を有することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のフロントガラス。
8. 前記アンテナは、前記試験領域Ａの側方を通るように前記フロントガラス本体の左右方向の中央を縦方向に延在して、２５μｍ以下の幅を有するワイヤからなるＦＭラジオ用アンテナエレメントと、前記試験領域Ａよりも上方及び／又は下方にて横方向に延在して、２５μｍ以下の幅を有するワイヤからなるＡＭラジオ用アンテナエレメントとを含む第２アンテナエレメントを更に有することを特徴とする請求項７に記載のフロントガラス。

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