JP7645741B2

JP7645741B2 - 車両用窓ガラス

Info

Publication number: JP7645741B2
Application number: JP2021128898A
Authority: JP
Inventors: 章史北村; 正典貝發; 浩向井; 英輔高倉; 貴徳金本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2021-08-05
Publication date: 2025-03-14
Anticipated expiration: 2041-08-05
Also published as: JP2023023392A

Description

本開示は、車両用窓ガラスに関する。

一般的に、自動車の運転者はルームミラーを用いて後方を確認している。特に、後部座席に人や荷物を載せて後方視界を遮るケースが多いＳＵＶ車やワゴン車では、電子ルームミラーが採用されている（特許文献１）。電子ルームミラーに表示される映像を撮影するため、バックウィンドウ（リアガラス）にカメラが取り付けられる。

例えば、特許文献２には、自動車の後部に取り付けられるバックウィンドウと対向するように車内に配置された車載カメラと、前記バックウィンドウを加熱する加熱手段（熱線）と、アンテナとを備えた車両用窓ガラスが開示されている。

特開２０１８－１３５０２０号公報国際公開第２０１９／０１７２４６号

ルームミラーを搭載した車両は、リアガラスの熱線上部余白の全領域にアンテナエレメントを配置できたが、特許文献２に開示されているバックウィンドウには、リアガラスの熱線上部余白に車載カメラ等の情報取得装置が取り付けられており、更にカメラの画角部の防曇を目的として、熱線最上線がカメラ画角部を囲むように配置されているため、アンテナエレメントを配設する領域が制限される。

また、アンテナ線条を配設するエリアが制限されることに伴い、アンテナ自体の長さも影響を受ける場合が多い。例えばアンテナ感度は、アンテナの長さに依存するため、アンテナエリアが小さくなるとアンテナ長も短くなり、良好なアンテナ性能を得られない。仮に、アンテナエリアの横幅より長いアンテナを折り返して配置した場合、アンテナに誘起した電流の向きが逆向きになり、放射される電界は打ち消しあうため、良好なアンテナ感度が得られない。

本開示は、上記の問題を解決するためになされたものであり、車両の後部に取り付けられる車両の窓用のガラス板と、デフォッガとアンテナとを備えた車両用窓ガラスにおいて、アンテナ線条を配設するエリアが制限されている場合であっても、良好なアンテナ感度を得ることができる車両用窓ガラスを提供することを課題とする。

すなわち、本発明は、車両用の窓ガラスであって、前記窓ガラスを透過してセンサが外部から情報を取得するための情報透過領域と、前記窓ガラスの中央部を含んで配置される第１防曇領域と、前記第１防曇領域と隣接する第２防曇領域と、前記第１防曇領域と隣接する電波受信領域とを備え、前記第１防曇領域には、前記窓ガラスの両側面部に配置され、上下方向に延伸する一対のバスバと、左右方向に延伸して前記一対のバスバを連結する加熱線条とが配置され、前記加熱線条は、前記電波受信領域に近接して設けられる第１加熱線条と、前記第１加熱線条と略平行に配置される複数の第２加熱線条とを含み、前記第２防曇領域には、前記情報透過領域の周囲に配置される周回線条と、前記周回線条から延伸し、前記第１加熱線条と接続される連結線条とを含む第３加熱線条とが配置され、前記電波受信領域には、給電線が接続される給電部と、前記給電部から延伸するアンテナエレメントとが配置され、前記電波受信領域が前記第１防曇領域及び前記第２防曇領域の双方と隣接し、前記アンテナエレメントは、その少なくとも一部が前記第１加熱線条と近接し、また、前記第３加熱線条と近接するように配置されることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記アンテナエレメントが、前記給電部から前記窓ガラスの上辺と略平行に延伸する第１水平線条と、前記第１水平線条から前記窓ガラスの縦辺と略平行に延伸する第１垂直線条と、前記第１垂直線条から前記第１水平線条と略平行に延伸する第２水平線条とを有することを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第１水平線条の長さが０．０３６αλ～０．１０６αλであることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第１垂直線条の長さが０．００６αλ～０．０３６αλであることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第２水平線条の長さが０．０７８αλ～０．１６８αλであることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記第１加熱線条と前記第２水平線条との距離が５ｍｍ～１５ｍｍであることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記第２水平線条の先端が折り返されていることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記第１防曇領域には、前記第１加熱線条及び前記複数の第２加熱線条と交わる線条が配置されることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記連結線条が前記周回線条の左端部又は右端部に沿って配置されることを特徴とする窓ガラスである。

また、本発明は、前記第３加熱線条が前記窓ガラスの縦中心線より前記アンテナエレメントから遠い位置に配置されることを特徴とする窓ガラスである。

本開示によれば、デフォッガとアンテナとを備える車両用窓ガラスにおいて、アンテナ線条を配設するエリアが制限されている場合でも、良好なアンテナ感度を得ることができる。

本発明の実施例１の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例２の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例３の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例３の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例４の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例４の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例５の車両用窓ガラスを示す正面図である。本発明の実施例５の車両用窓ガラスを示す正面図である。実施例２の車両用窓ガラスのアンテナの特性図である。実施例５の車両用窓ガラスのアンテナの特性図である。図１０の特性図に示す比較例の車両用窓ガラスを示す正面図である。

図１は、本発明の実施例１の車両用窓ガラスの車内視正面図である。各図は、自動車のリアガラスに設ける窓ガラスを示す。

実施例１の窓ガラス１には、アンテナ２と、デフォッガ３が設けられる。また、窓ガラス１の周縁部には、黒色被覆層４が設けられる。

デフォッガ３は、窓ガラス１の中央部に設けられる第１防曇領域３０に設けられ、窓ガラス１の左右に設けた一対のバスバ３１と、二つのバスバ３１の間を接続して略水平方向に延伸する複数の加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３と、複数の加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３を接続する垂直線条３４とを有する。垂直線条３４は、窓ガラス１の縦中心線上に設けられるとよく、全ての加熱線条３３と加熱線条３２Ａ又は３２Ｂを接続するものでも、一部の加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３を接続するものでもよい。

各加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３、４２は、導電性のセラミックペーストを窓ガラス１の表面又は黒色被覆層４上に印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼付けて形成される。

黒色被覆層４は、低融点ガラスの粉末と顔料とをペースト状にした絶縁性のセラミックペーストを、窓ガラス１の上に印刷した後、焼き付けることによって形成される有色（通常は黒色）の層である。

黒色被覆層４は、窓ガラス１の上側中央部において下側に広がっており、この部分には黒色被覆層４がなく、窓ガラス１を透過して映像などの情報を取得可能な情報透過領域４１が設けられる。情報透過領域４１には、窓ガラス１を通して車両の後方を監視するセンサが取り付けられる。例えば、センサは、車両の後方の映像を撮影する撮像素子（ＣＣＤカメラ、ＣＭＯＳカメラなど）である。センサは、後方監視レーダ、近赤外線レーザ送受信機、超音波送受信機、ミリ波送受信機でもよい。情報透過領域４１は、センサの検知範囲が長方形である場合、一般的には、窓ガラス１が傾斜して装着されるため、下側が広い台形となる。

情報透過領域４１は図中破線で示す第２防曇領域４０に含まれており、情報透過領域４１の近傍又は内部には第３加熱線条４２が設けられる。例えば、第３加熱線条４２は、情報透過領域４１の周囲に設けられ、第２防曇領域４０を加熱して第２防曇領域４０に付着した水滴を除去して、透過度を確保する。第３加熱線条４２は、情報透過領域４１の周囲に設けられる周回線条４２Ａと連結線条４２Ｂを有し、デフォッガ３の最上位の加熱線条３２Ａと３２Ｂの間に接続されている。具体的には、加熱線条３２Ａ、一方の連結線条４２Ｂ、周回線条４２Ａ、他方の連結線条４２Ｂ、加熱線条３２Ｂの順序（又は逆の順序）で電流が流れる。なお、デフォッガ３の加熱線条のうち、加熱線条３２Ａから加熱線条３２Ｂに至る経路は線長が長いので、線の断面積（太さ又は厚さ）を大きくして、他の加熱線条３３と同じ抵抗にして、各加熱線条に流れる電流を等しくするとよい。周回線条４２Ａは、情報透過領域４１の形状に合わせて下側が広い左右対称で、望ましくは左右対称であると、見栄えを損なわなくてよい。

アンテナ２は、デフォッガ３の上部の左側の電波受信領域２０に設けられる。電波受信領域２０は、第１防曇領域３０及び第２防曇領域４０の双方と隣接する位置に設けられる。アンテナ２は、黒色被覆層４に設けられる給電部２１と、給電部２１から横方向に延伸する導体から構成されるエレメント２２とを有する。給電部２１は、給電線に接続されている。例えば、エレメント２２は、図１に示すように、給電部２１から略水平方向に延伸する第１水平線条２２Ａと、第１水平線条２２Ａの先端から略垂直方向に延伸する第１垂直線条２２Ｂと、第１垂直線条２２Ｂの下端から第１水平線条２２Ａと略平行に延伸する第２水平線条２２Ｃとを有する。エレメント２２の少なくとも一部（例えば、先端側の第２水平線条２２Ｃ）は、デフォッガ３の最上位の加熱線条３２Ａと近接する位置（５～１５ｍｍの距離）に配置されており、アンテナ２と加熱線条３２Ａとが容量結合している。このため、デフォッガ３の加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３がアンテナとして機能する。また、エレメント２２の少なくとも一部（例えば、第２水平線条２２Ｃの先端）は、第３加熱線条４２の連結線条４２Ｂと近接する位置（５～１０ｍｍの距離）に配置されており、アンテナ２と第３加熱線条３２Ａとが容量結合している。エレメント２２は、受信周波数に共振する長さに調整されており、ＶＨＦ帯（例えば、周波数７６～１０８ＭＨｚで波長λの電波）を受信する場合、第１水平線条２２Ａの長さは１００～４００ｍｍ（０．０３６αλ～０．１０６αλ）であり、第１垂直線条２２Ｂの長さは１５～１００ｍｍ（０．００６αλ～０．０３６αλ）であり、第２水平線条２２Ｃの長さは１００～４００ｍｍ（０．０７８αλ～０．１６８αλ）であるとよい。αは、ガラスの波長短縮率である。

アンテナ２は、導電性のセラミックペーストを窓ガラス１の表面又は黒色被覆層４上に印刷し、乾燥後、加熱炉によって焼付けて形成されるが、窓ガラス１に貼り付けるための合成樹脂製のシートに導電体を形成してもよい。

実施例１の窓ガラス１では、デフォッガ３の上部の情報透過領域４１の周囲を周回する周回線条４１Ａを設け、かつ、デフォッガ３の上部にアンテナ２を設ける電波受信領域２０を確保して、アンテナエレメント２２を加熱線条３２Ａに近接して配置するので、加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３が捕捉した電波をアンテナ２に誘導でき、アンテナ２の感度を向上できる。

＜実施例２＞
図２は、本発明の実施例２の車両用窓ガラスの車内視正面図である。実施例２において、前述した実施例１と同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

実施例２の窓ガラス１は、デフォッガ３の垂直線条３４が複数本設けられる。例えば、垂直線条３４は、バスバ３１の間で均等に奇数本（図示では３本）設けられてもよい。各垂直線条３４は、全ての加熱線条３３と加熱線条３２Ａ又は３２Ｂを接続するものでも、一部の加熱線条３２Ａ、３２Ｂ、３３を接続するものでもよい。

実施例２の窓ガラス１では、デフォッガ３内に複数の垂直線条３４を設けるので、アンテナ２の感度を向上できる。特に、垂直偏波に対する感度を向上できる。

＜実施例３＞
図３、図４は、本発明の実施例３の車両用窓ガラスの車内視正面図である。実施例３において、前述した実施例１、２と同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

実施例３では、情報透過領域４１が窓ガラス１の水平方向の中心からずれた位置、すなわち図３に示す例では左側に、図４に示す例では右側に寄った位置に設けられる。情報透過領域４１の左右のずれに伴い、黒色被覆層４の上側中央部からの下側への張り出しは左又は右にずれた位置に設けられ、第３加熱線条４２も左又は右にずれた位置に設けられる。図示した形態では、連結線条４２Ｂが、周回線条４２Ａの最右位置又は最左位置に沿って配置される。

実施例３の窓ガラス１では、連結線条４２Ｂをデフォッガ３の水平方向中央部に設けつつ、情報透過領域４１を中央部からずれた位置に設けるので、車外から見た際にデフォッガ３の水平方向のバランスを崩すことなく、センサの配置の自由度を向上でき、車両のデザインも損ねない。

＜実施例４＞
図５、図６は、本発明の実施例４の車両用窓ガラスの車内視正面図である。実施例４において、前述した実施例１～３と同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

実施例４では、第３加熱線条４２の連結線条４２Ｂが窓ガラス１の水平方向の中心から右側に寄った位置に設けられ、電波受信領域２０が拡張される。特に、電波受信領域２０のうち、第２水平線条２２Ｃが配置される下側の領域が右方向に拡張される。このため、エレメント２２を長くでき、アンテナ２の感度を向上できる。また、第２水平線条２２Ｃと加熱線条３２Ａの容量結合が強くなり、デフォッガ３からアンテナ２に誘導される受信電波の電力が増加し、アンテナ２の感度を向上できる。

第３加熱線条４２の連結線条４２Ｂを、窓ガラス１の水平方向の中心から右側に寄った位置に設けることによって、電波受信領域を拡張できるため、窓ガラス１の横幅が狭い軽自動車や小型車でも十分な電波受信領域を確保できる。

さらに、第３加熱線条４２の連結線条４２Ｂを、窓ガラス１の水平方向の中心から右側に寄った位置に設けることによって、電波受信領域を拡張できるため、アンテナ２を長くでき、アンテナの共振周波数を低域に調整できる。これにより、国内帯域（７６ＭＨｚ～９５ＭＨｚ）でも良好なアンテナ感度を得ることができる。

例えば、図５、図６に示す窓ガラス１では、情報透過領域４１が窓ガラス１の水平方向の中心から右側に寄った位置に設けられ、情報透過領域４１に右へのずれに伴い、黒色被覆層４の上側中央部からの下側への張り出しは右にずれた位置に設けられ、第３加熱線条４２も右にずれた位置に設けられる。ここで、図５に示す窓ガラス１では、連結線条４２Ｂは、周回線条４２Ａの中央に配置される。また、図６に示す窓ガラス１では、連結線条４２Ｂは、周回線条４２Ａの最右位置に沿って配置される。

＜実施例５＞
図７、図８は、本発明の実施例５の車両用窓ガラスの車内視正面図である。実施例５において、前述した実施例１～４と同じ構成には同じ符号を付し、それらの説明は省略する。

実施例５では、アンテナ２の第２水平線条２２Ｃの先端が第３加熱線条４２に近い位置で折り返して、エレメント２２と第３加熱線条４２とが容量結合するように近接して配置される。第２水平線条２２Ｃの先端の折り返しは、図７に示すように左回りに折り返されても、図８に示すように右回りに折り返されてもよい。

実施例５の窓ガラス１では、第２水平線条２２Ｃが加熱線条３２Ａ及び第３加熱線条４２と容量結合するので、デフォッガ３がアンテナとして機能して、アンテナ２の感度を向上できる。

以上に説明した実施例では、電波受信領域２０を窓ガラス１の左側に設けたが、電波受信領域２０を窓ガラス１の右側に設けてもよい。

＜アンテナ特性＞
ここで、前述した実施例のアンテナの特性を説明する。

図９は、実施例２のアンテナ２において、第２水平線条２２Ｃと加熱線条３２Ａの距離による受信帯域（７６～１０８ＭＨｚ）での感度の変化を示す。図から分かるように、第２水平線条２２Ｃと加熱線条３２Ａの距離が近くなると、両線条の容量結合が強くなる。このため、低域帯で感度が向上し、中域帯では感度が大きく変化せず、高域帯では感度が低下する。このように、第２水平線条２２Ｃと加熱線条３２Ａの距離が近いと、受信帯域内の感度をフラット化できる。

図１０は、実施例５のうち図７に示す形態のアンテナと、図１１に示す比較例のアンテナを比較した特性（感度）を示す。図７に示す実施例５のアンテナと、図１１に示す比較例のアンテナでは、アンテナ２のエレメント２２の全長は同じであるが、図１１に示す比較例のアンテナでは、第２水平線条２２Ｃが短い。図から分かるように、加熱線条３２Ａと近接する第２水平線条２２Ｃの長さが長くなると、両線条の容量結合が強くなり、受信帯域内の感度が向上できる。

１窓ガラス
２アンテナ
３デフォッガ
４黒色被覆層
２０電波受信領域
２１給電部
２２エレメント
２２Ａ第１水平線条
２２Ｂ第１垂直線条
２２Ｃ第２水平線条
３０第１防曇領域
３１バスバ
３２Ａ、３２Ｂ、３３加熱線条
３４垂直線条
４０第２防曇領域
４１情報透過領域
４２第３加熱線条
４２Ａ周回線条
４２Ｂ連結線条

Claims

車両用の窓ガラスであって、
前記窓ガラスを透過してセンサが外部から情報を取得するための情報透過領域と、
前記窓ガラスの中央部を含んで配置される第１防曇領域と、
前記第１防曇領域と隣接する第２防曇領域と、
前記第１防曇領域と隣接する電波受信領域とを備え、
前記第１防曇領域には、前記窓ガラスの両側面部に配置され、上下方向に延伸する一対のバスバと、左右方向に延伸して前記一対のバスバを連結する加熱線条とが配置され、
前記加熱線条は、前記電波受信領域に近接して設けられる第１加熱線条と、前記第１加熱線条と略平行に配置される複数の第２加熱線条とを含み、
前記第２防曇領域には、前記情報透過領域の周囲に配置される周回線条と、前記周回線条から延伸し、前記第１加熱線条と接続される連結線条とを含む第３加熱線条とが配置され、
前記電波受信領域は、前記第１防曇領域及び前記第２防曇領域の双方と隣接し、
前記電波受信領域には、給電線が接続される給電部と、前記給電部から延伸するアンテナエレメントとが配置され、
前記アンテナエレメントは、その少なくとも一部が前記第１加熱線条と近接し、前記第３加熱線条と近接するように配置されることを特徴とする窓ガラス。
請求項１に記載の窓ガラスであって、
前記アンテナエレメントは、前記給電部から前記窓ガラスの上辺と略平行に延伸する第１水平線条と、前記第１水平線条から前記窓ガラスの縦辺と略平行に延伸する第１垂直線条と、前記第１垂直線条から前記第１水平線条と略平行に延伸する第２水平線条とを有することを特徴とする窓ガラス。
請求項２に記載の窓ガラスであって、
前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第１水平線条の長さが０．０３６αλ～０．１０６αλであることを特徴とする窓ガラス。
請求項２又は３に記載の窓ガラスであって、
前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第１垂直線条の長さが０．００６αλ～０．０３６αλであることを特徴とする窓ガラス。
請求項２から４のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記アンテナエレメントの受信周波数が７６ＭＨｚ～１０８ＭＨｚを含み、受信周波数の波長をλとし、ガラスの波長短縮率をαとした場合、前記第２水平線条の長さが０．０７８αλ～０．１６８αλであることを特徴とする窓ガラス。
請求項２から５のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記第１加熱線条と前記第２水平線条との距離が５ｍｍ～１５ｍｍであることを特徴とする窓ガラス。
請求項２から６のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記第２水平線条は、その先端が折り返されていることを特徴とする窓ガラス。
請求項１から７のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記第１防曇領域には、前記第１加熱線条及び前記複数の第２加熱線条と交わる線条が配置されることを特徴とする窓ガラス。
請求項１から８のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記連結線条は、前記周回線条の左端部又は右端部に沿って配置されることを特徴とする窓ガラス。
請求項１から９のいずれか一つに記載の窓ガラスであって、
前記第３加熱線条は、前記窓ガラスの縦中心線より前記アンテナエレメントから遠い位置に配置されることを特徴とする窓ガラス。