アンテナユニット、灯器、交通信号灯器及び交通信号制御機
【課題】アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができる灯器を提供する。
【解決手段】所定のパターンで配置された複数の発光体７と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材９とを有する光学ユニット２と、前記カバー部材９から前記発光体７の前端までの範囲に設けられているパッチ素子１１と、このパッチ素子１１の後方にあるグランド素子１２とを有するアンテナ４とを備えている。前記パッチ素子１１は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっている。このメッシュ体は、左右の縦格子２０と上下の横格子２１とからなる略矩形の枠格子２２と、前記左右の縦格子２０を接続する、少なくとも１本の補助横格子２１ａと、前記上下の横格子２１を接続する、少なくとも１本の補助縦格子２０ａとで構成されている。
【解決手段】所定のパターンで配置された複数の発光体７と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材９とを有する光学ユニット２と、前記カバー部材９から前記発光体７の前端までの範囲に設けられているパッチ素子１１と、このパッチ素子１１の後方にあるグランド素子１２とを有するアンテナ４とを備えている。前記パッチ素子１１は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっている。このメッシュ体は、左右の縦格子２０と上下の横格子２１とからなる略矩形の枠格子２２と、前記左右の縦格子２０を接続する、少なくとも１本の補助横格子２１ａと、前記上下の横格子２１を接続する、少なくとも１本の補助縦格子２０ａとで構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は灯器に関するものであり、特に道路に設置される交通信号灯器、交通信号制御機、及び、この灯器に設けられるアンテナユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような路車間通信を無線によって行なう場合、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。
【０００４】
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ことから、本出願人は、さきに、光学ユニットにアンテナを組み込んだ交通信号灯器を提案している（特願２００７−１８６０１９）。
【０００５】
この交通信号灯器は、発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニット、及び、前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナとを備えており、前記パッチ素子は可視光透過性を有している。かかる交通信号灯器では、アンテナが交通信号灯器の光学ユニットに組み込まれるため、アンテナ設置用の支柱を不要とでき、かつ、道路の美観を損なうことがない。さらに、パッチ素子は可視光透過性を有しているので、アンテナを光学ユニットに組み込んでも、発光体による発光の妨げとなることを防止することができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記可視光透過性を有するパッチ素子として、例えば導線をメッシュ状に編んだものを用いることができる。この場合、メッシュを構成する格子の本数が少ないほど、発光体からの光を遮る妨害物が少なくなるため、良好な光透過性という観点からは有利であるが、一方において、極端に格子の本数が少なくなると、アンテナ性能が低下するか、さらにはアンテナとして充分機能しなくなることが考えられる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができるアンテナユニット、灯器、交通信号灯器及び交通信号制御機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る灯器では、アンテナのパッチ素子が可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっている。そして、このメッシュ体が、略矩形の枠格子と、左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されている。換言すれば、本発明の灯器におけるメッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
なお、本明細書において、補助横格子と補助縦格子との交差部分の形状は、単純に両格子を交差させた十字状の形状だけに限定されるものではなく、後述するように、当該交差部分にリング形状の格子を設けた形状であってもよい。
【００１１】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状であるのが好ましい。アンテナの偏波面が垂直偏波の場合、メッシュ体の形状を左右対称にすることで、偏波面に直交する成分である水平偏波成分が発生しにくくなり、一方、水平偏波の場合、メッシュ体の形状を上下対称にすることで、偏波面に直交する成分である垂直偏波成分が発生しにくくなるためである。
【００１２】
前記発光体を発光ダイオードとすることができ、この場合、発光ダイオードの発光部を覆う筒状レンズ部の外径をｄとすると、前記メッシュ体の各格子の太さないしは幅Ｄが、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲であるのが好ましい。この構成によれば、灯器を前方から視認する場合に、或る角度において、発光ダイオードの前方に配置されるメッシュ体の格子により特定の発光ダイオードからの光が略完全に遮られるのを抑制することができる。
【００１３】
前記複数の発光体が同心円状に配置されており、且つ、前記メッシュ体が正方形であるのが好ましい。複数の発光体（ＬＥＤなど）を同心円状に配置し、メッシュ体を正方形にすることで、どの角度から灯器を見上げても、格子によって同時に隠される発光体（格子の存在により視認することができない発光体）の数を少なくすることができる。
前記補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所にリング形状の格子を設けることができる。補助横格子と補助縦格子とを単純に交差させたときに当該交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る灯器では、アンテナのパッチ素子が、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されており、簡素な構造であるとともにパッチ素子として優れた光透過性を得ることができる。また、２本の互いに略直交する十字型の格子と、外側に配置される左右対称の枠格子とからなるパッチ素子により、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮させることができる。
前記略十字型の格子の交差部分に、リング形状の格子を設けることができる。略十字型の格子の交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００１６】
本発明の交通信号灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の交通信号灯器においても、前記灯器の場合と同様に、メッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
【００１８】
本発明の灯器用のアンテナユニットは、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットに組み込まれる灯器用のアンテナユニットであって、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられるパッチ素子と、このパッチ素子の後方に設けられるグランド素子とを有しており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明のアンテナユニットにおいても、前記灯器の場合と同様に、メッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
【００２０】
本発明の交通信号制御機は、前記交通信号灯器に接続され、当該交通信号灯器の点灯及び消灯を行う交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記交通信号灯器の設置された道路上を走行する車両に対して、現在及び将来の前記交通信号灯器の表示に関する信号情報を送信するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のアンテナユニット、灯器、交通信号灯器及び交通信号制御機によれば、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る灯器の正面図である。図１に示される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」ともいう）であり、車両用のものである。
【００２３】
歩道等の路側に支柱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。なお、図１において、１５は後述するアンテナ用の同軸ケーブルである。
【００２４】
信号灯器１は、複数（図１に示される例では三つ）の光学ユニット２と、これら光学ユニット２が組み込まれている筐体３とを有している。三つの光学ユニット２は、それぞれ赤、黄、青の灯光色を有している。各光学ユニット２にはひさし（図示せず）が取り付けられる。
【００２５】
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。
【００２６】
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（又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。
【００２７】
図２は、一つの光学ユニット２の断面説明図である。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」ともいう）と、複数のＬＥＤ７が前面８ａに実装された基板８と、この基板８を収容する収容部材６と、カバー部材９とを有している。基板８は、その裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ７の端子３７は、当該配線パターンと繋がっている。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。より詳細には、複数のＬＥＤ７は同心円状の放射パターンを形成するように配設されており、隣接する同心円間の径方向寸法は略均一である（図３参照）。
【００２８】
ＬＥＤ７はレンズ部３８を有しており、このレンズ部３８内に、実際に発光する部位であるＬＥＤ素子ないしは発光部（図示せず）が設けられている。
【００２９】
収容部材６は、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とを有する皿形状であり、前方に開口している。側部６ｂの開口側端面に、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よりも前方を前空間部Ｓ１とし、基板８よりも後方を後空間部Ｓ２としている。
【００３０】
カバー部材９は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を前方で覆っている。なお、この光学ユニット２において、前方とは光の投光側であり（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。
【００３１】
そして、この光学ユニット２にアンテナ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２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。
【００３２】
パッチ素子１は、導線等の導電体によりメッシュ状に形成されており（図３等参照）、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。また、パッチ素子１１は、可視光透過用の複数の開口を有しており、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２において、カバー部材９は、その後面（背面）９ａが凹曲面であって、前面９ｂが凸曲面であり、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、ここではカバー部材９を凹凸の曲面としたが、信号灯器１がＬＥＤ灯器であれば、平面とすることもできる。
【００３３】
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において当該基板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。そして、このグランド素子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。また、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。なお、本発明において、グランド素子１２の形状は円形に限定されるものではなく、パッチ素子１１よりもある程度大きければ、どのような形状であってもよい。
【００３４】
これにより、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、アンテナ指向性とを略一致させることができ、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、良好な通信状態が得られる。
【００３５】
また、このアンテナ４が格納された信号灯器１を、路車間で無線通信を行な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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
なお、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。
【００３８】
本発明の特徴は、前記パッチ素子１１を可視光透過用の開口を有するメッシュ体で構成し、さらにこのメッシュ体を、略矩形の枠格子と、左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成したことである。
【００３９】
本発明者は、パッチ素子１１として略矩形状のメッシュ体を採用する場合において、メッシュを構成する格子の本数とアンテナ性能との関係について種々検討を重ねた結果、アンテナ性能を確保するのに必要な格子の本数の条件を見出した。すなわち、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた略「田」の字状のメッシュであれば、所定のアンテナ性能を満たし得ることを見出した。この略「田」の字状のメッシュの場合、メッシュを構成する格子の数が縦３本、横３本と非常に少なく、当該メッシュの後方に配置される発光ダイオード７からの光が遮られる確率ないしは割合が少なくなる。その結果、良好な光透過性を確保することができる。
【００４０】
メッシュ体を構成する格子の本数は、本発明において特に限定されるものではないが、本数が増えると、アンテナ性能が安定化する反面、発光ダイオード７からの光を遮る妨害物が多くなり光透過性が低下することから、枠格子の本数も含めて、通常、縦横ともに２０本程度が上限である。この格子の本数の好ましい上限値は、当該格子の太さないしは幅（格子がワイヤからなる場合は外径）とも関連しており、細径の導体ほど前記上限値は大きくなる。例えば、直径２ｍｍ程度の細径ワイヤからなる格子の場合、格子の本数は、縦横ともに８本程度とすることができる。一方、直径５ｍｍ程度の太径ワイヤからなる格子の場合、縦横ともに４本程度とすることができる。
【００４１】
また、格子の好ましい径は、発光体の大きさとも関連しており、発光ダイオード７の発光部を覆う筒状レンズ部３８の外径をｄ（図２参照）とすると、前記メッシュ体の各格子の径Ｄ（図３参照）を、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲で選定するのが好ましい。このようにして格子の径Ｄを選定した場合、信号灯器１を前方から視認する場合に、或る角度において、発光ダイオード７の前方に配置されるメッシュ体の格子により特定の発光ダイオード７からの光が略完全に遮られるのを抑制することができる。
【００４２】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状であるのが好ましい。アンテナの偏波面が垂直偏波の場合、メッシュ体の形状を左右対称にすることで、偏波面に直交する成分である水平偏波成分が発生しにくくなり、一方、水平偏波の場合、メッシュ体の形状を上下対称にすることで、偏波面に直交する成分である垂直偏波成分が発生しにくくなるためである。また、前記複数の発光体が同心円状に配置されている場合、前記メッシュ体は、正方形であるのが好ましい。複数の発光体（ＬＥＤなど）を同心円状に配置した場合、メッシュ体を正方形にすることで、どの角度から灯器を見上げても、格子によって同時に隠される発光体（格子の存在により視認することができない発光体）の数を少なくすることができる。
【００４３】
パッチ素子１１を構成するメッシュ体は、グランド素子１２の前方における前記空間部Ｓ１内に配設されるが、メッシュ体の格子の後端から前記グランド素子１２の前面までの距離ｈ（図３参照）は、通常、１０〜４０ｍｍの範囲である。この距離ｈは、アンテナの周波数特性や整合特性（ＶＳＷＲ）などを考慮して選定される。
【００４４】
以下、種々の実施の形態に基づいて、本発明の灯器について説明をする。
〔実施の形態１〕
図３は、本発明の実施の形態１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。本実施の形態並びに後述する各実施の形態及び参考例では、ＬＥＤ７の配置パターンは、円筒座標系の配列となっている同心円状の放射パターンである。ただし、本発明において、ＬＥＤ（発光体）７の配置パターンは、同心円状の放射パターンに限定されるものではなく、格子状パターンなど他の配置パターンであってもよい。
【００４５】
パッチ素子１１を構成するメッシュ体は、左右の縦格子２０、２０と上下の横格子２１、２１とからなる略矩形の枠格子２２と、前記左右の縦格子２０、２０を接続する６本の補助横格子２１ａと、前記上下の横格子２１、２１を接続する６本の補助縦格子２０ａとで構成されている。すなわち、実施の形態１におけるパッチ素子１１は、縦８本、横８本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっている（８×８素子）。各格子は、導線などの導電体で作製されており、その径（ワイヤ径）は、例えば０．５〜５．０ｍｍの範囲で選定することができる。パッチ素子１１を構成するメッシュ体は左右対称であり、また、複数の補助縦格子２０ａ及び補助横格子２１ａは、いずれも隣接する格子間の間隔が均一になるように配置されている。なお、図３において、５０は素子給電点である同軸であり、この同軸は、後出する図６、９、１２、１５、１８、２１、２４及び２７に示されるパッチ素子にもそれぞれ設けられている。
【００４６】
図４の（ａ）は、図３に示される８×８素子において、素子の大きさ（枠格子を構成する導線の中心間の距離）を１７１．４８ｍｍ×１７１．４８ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを２４．４９７ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２６．４４ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。図４の（ｂ）、及び後出するアンテナの指向性を示す図において、細い実線は水平面の指向性、太い実線は垂直面の指向性をそれぞれ示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍであり、またＶＳＷＲは素子入力を５０Ωとして規定している。
【００４７】
また、図５は、かかる仕様の８×８素子のロバスト性を示す図である。図５、及び後出するロバスト性を示す各図において、太線は素子外形（素子の大きさ）が設計値±０、細線は素子外形が設計値−０．５ｍｍ、破線は素子外形が設計値＋０．５ｍｍにおけるＶＳＷＲをそれぞれ示している。
【００４８】
図４の（ａ）に示されるように、実施の形態１に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３４であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図４の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００４９】
また、図５より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５０】
〔実施の形態２〕
図６は、本発明の実施の形態２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態２におけるパッチ素子は、縦６本、横６本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（６×６素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５１】
図７の（ａ）は、図６に示される６×６素子において、素子の大きさを１６６．１９ｍｍ×１６６．１９ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを３３．２３８ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２８．２９ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図８は、かかる仕様の６×６素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００５２】
図７の（ａ）に示されるように、実施の形態２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１６、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３１であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図７の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７６°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００５３】
また、図８より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５４】
〔実施の形態３〕
図９は、本発明の実施の形態３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態３におけるパッチ素子は、縦４本、横４本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×４素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５５】
図１０の（ａ）は、図９に示される４×４素子において、素子の大きさを１５７．５５ｍｍ×１５７．５５ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを５２．５１６ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３４．９７ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１１は、かかる仕様の４×４素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００５６】
図１０の（ａ）に示されるように、実施の形態３に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１０の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．８ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５６°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００５７】
また、図１１より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１３、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５８】
〔実施の形態４〕
図１２は、本発明の実施の形態４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態４におけるパッチ素子は、縦４本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５９】
図１３の（ａ）は、図１２に示される４×３素子において、素子の大きさを１６０．２０ｍｍ×１６０．２０ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを縦８０．１ｍｍ、横５３．４ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１４は、かかる仕様の４×３素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６０】
図１３の（ａ）に示されるように、実施の形態４に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１９、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１３の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約９．０ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７３°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６１】
また、図１４より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１４、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２６であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００６２】
〔実施の形態５〕
図１５は、本発明の実施の形態５におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態５におけるパッチ素子は、縦３本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（３×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。実施の形態５では、補助縦格子及び補助横格子の数がそれぞれ１本と、最低限の数の補助格子が配置されており、メッシュ体は「田」の字形状である。
【００６３】
図１６の（ａ）は、図１５に示される３×３素子において、素子の大きさを１４９．３８ｍｍ×１４９．３８ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを７４．６８８ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを４０．５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１７は、かかる仕様の３×３素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６４】
図１６の（ａ）に示されるように、実施の形態５に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１６の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．６ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６５】
また、図１７より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１５、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３０であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００６６】
［参考例１］
図１８は、本発明の参考例１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例１におけるパッチ素子は、縦４本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助縦格子の数は２本であるが、補助横格子の数はゼロであり、横方向の格子は枠格子を構成する上下の横格子だけである。
【００６７】
図１９の（ａ）は、図１８に示される４×２素子において、素子の大きさを１５６ｍｍ×１５６ｍｍとし、隣接する縦方向の格子間のピッチを５２ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２６．０ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図２０は、かかる仕様の４×２素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６８】
図１９の（ａ）に示されるように、参考例１に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が６、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が１２であり、帯域幅は実施の形態のものと比較して狭くなっている。また、図１９の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６９】
しかしながら、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においては、図２０に示されるように、ＶＳＷＲ＜１．５となる帯域はなくなっており（０ＭＨｚ）、また、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が５と非常に狭くなっていて、安定したアンテナ性能が得られていない。
【００７０】
［参考例２］
図２１は、本発明の参考例２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例２におけるパッチ素子は、縦３本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（３×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助縦格子の数は１本であるが、補助横格子の数はゼロであり、横方向の格子は枠格子を構成する上下の横格子だけである。
【００７１】
図２２の（ａ）は、図２１に示される３×２素子において、素子の大きさを１４６．０ｍｍ×１４６．０ｍｍとし、隣接する縦方向の格子間のピッチを７３．００ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３８．５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図２３は、かかる仕様の３×２素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７２】
図２２の（ａ）に示されるように、参考例２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２４であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図２２の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．６ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７６°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００７３】
しかしながら、図２３のロバスト性を示す図より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合において、安定したアンテナ性能が得られないことがわかる。
図２３の場合、ＶＳＷＲ＜１．５となる帯域は６ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＜２．０となる帯域は１７ＭＨｚであるが、実施の形態における同様のロバスト性評価では、ＶＳＷＲ＜１．５で１０ＭＨｚ以上、ＶＳＷＲ＜２．０で２０ＭＨｚ以上の帯域幅を実現している。
【００７４】
［参考例３］
図２４は、本発明の参考例３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例３におけるパッチ素子は、縦２本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（２×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助横格子の数は１本であるが、補助縦格子の数はゼロであり、縦方向の格子は枠格子を構成する左右の縦格子だけである。
【００７５】
図２５の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも図２４に示される２×３素子において、素子の大きさを１７４．２ｍｍ×１７４．２ｍｍとし、隣接する横方向の格子間のピッチを８７．１ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを９０ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、図２６は、指向性を示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７６】
図２５に示されるように、参考例２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）は４、及びＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が９となっていて、実施の形態と比較して非常に狭い帯域特性となっている。また、図２６に示されるように、指向性の正面方向で約−６．３ｄＢｉのゲインとなっており、アンテナの正面方向に電波が発射されず、アンテナとして利用するには不都合な指向性となっている。
【００７７】
［参考例４］
図２７は、本発明の参考例４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例４におけるパッチ素子は、縦２本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（２×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子と異なり、補助縦格子及び補助横格子が採用されておらず、メッシュ体は、枠格子を構成する上下の横格子及び左右の縦格子だけからなっている。
【００７８】
図２８の（ａ）は、図２７に示される２×２素子において、素子の大きさを１３２ｍｍ×１３２ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを４２ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７９】
図２８の（ａ）に示されるように、参考例４に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）及びＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）がいずれもゼロであり、アンテナとして必要な整合特性／帯域特性が確保できていない。また、図２８の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約７．４ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で６４°、垂直面で５６°の角度を有している。
表１は、以上の結果をまとめたものである。また、設計値でのグリッド数（縦×横）と帯域幅との関係、及び、ロバスト性でのグリッド数（縦×横）と帯域幅との関係をそれぞれ図２９及び図３０に示す。図２９及び図３０において、楕円で囲った部分がアンテナ特性「良」の部分（本明細書での実施の形態１〜５に相当）である。
【００８０】
【表１】
【００８１】
前述した交通信号灯器１を制御する制御装置５（交通信号制御機）は、アンテナ４を介して、交通信号灯器１を設置した道路又は近傍の道路等を走行する車両に対して、前記交通信号灯器１の現在及び将来の表示に関する信号情報を提供することができる。
【００８２】
信号情報としては、交通信号灯器１が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報等を含むものである。
【００８３】
例えば、現在表示している灯色は青信号でその継続予定時間は５秒であり、その次に表示する灯色は黄信号でその継続予定時間は８秒であり、その次に表示する灯色は右折青矢印灯でその継続予定時間は５乃至１０秒である、といった情報を所定の形式で表現して含ませると良い。なお、提供するのは現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
【００８４】
そして、前記信号情報を受信した車両側の車載コンピュータは、停止線までの距離と車両の走行速度や加速度等から、停止線に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。そして、例えば現時点で青信号を表示していたとしても、停止線に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線の手前で停止するように、車載コンピュータは制御すれば良い。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、速度を維持するように制御すれば良い。
【００８５】
また、車載コンピュータは、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００８６】
また、車載コンピュータは、前記判断の結果を車両の搭乗者に対して、音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置の画面上に文字や図柄で表示したりしても良い。
【００８７】
なお、本発明の灯器は、前記実施の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、前記各実施の形態ではグランド素子１２を円形としたが、これ以外に矩形とすることもできる。
【００８８】
また、以上の実施の形態では、パッチ素子としてメッシュ体からなるものを用いているが、図３１に示されるように、略十字型の格子１００と、この格子１００の外側に配置される左右対称の枠格子１２２とで構成されたパッチ素子１１１を用いることもできる。左右対称の枠格子１２２は、図３１の（ｂ）のような円形であってもよいし、また、図３１の（ａ）のように、矩形の角部をＲ状にした形状であってもよい。
かかる構成のパッチ素子１１１でも、メッシュ体からなるパッチ素子１１と同様に、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができる。なお、略十字型の格子１００を構成する２本の格子は、図３１の（ａ）及び（ｂ）のように必ずしも上下方向又は左右方向に沿って配置する必要はなく、図３１の（ｃ）のように上下方向又は左右方向に対して傾いて配置することもできる。
また、図３２に示されるように、略十字型の格子１００の交差部分に、リング形状の格子１０１を設けることもできる。図３２の（ｂ）に示される例では、リング形状の格子１０１の内部にさらに第２の略十字型の格子１２０とリング形状の格子１３０が配置されている。また、図３２の（ｃ）に示される例では、リング形状の格子１０１と同心に第２、第３のリング形状の格子１４０、１５０が配置されている。略十字型の格子の交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。なお、このリング形状の格子は、前述した実施の形態における補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所に設けることもできる。この場合も、交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００８９】
さらに、今回開示された実施の形態はすべての点において単なる例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の灯器の一実施の形態の正面図である。
【図２】図１に示される灯器における光学ユニットの断面説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図４】（ａ）は実施の形態１に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図７】（ａ）は実施の形態２に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１０】（ａ）は実施の形態３に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１１】実施の形態３に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１３】（ａ）は実施の形態４に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態５に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１７】実施の形態５に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１８】参考例１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１９】（ａ）は参考例１に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２０】参考例１に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図２１】参考例２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２２】（ａ）は参考例２に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２３】参考例２に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図２４】参考例３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２５】参考例３に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図である。
【図２６】参考例３に係るアンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２７】参考例４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２８】（ａ）は参考例４に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２９】設計値でのグリッド数（縦×横）と帯域幅の関係を示す図である。
【図３０】ロバスト性でのグリッド数（縦×横）と帯域幅の関係を示す図である。
【図３１】本発明におけるパッチ素子の他の態様を説明する図である。
【図３２】本発明におけるパッチ素子のさらに他の態様を説明する図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 信号灯器
２ 光学ユニット
４ アンテナ
５ 制御装置
６ 収容部材
７ 発光ダイオード
８ 基板
９ カバー部材
１１ パッチ素子
１２ グランド素子
２０ 縦格子
２０ａ 補助縦格子
２１ 横格子
２１ａ 補助横格子
２２ 枠格子
１００ 略十字型の格子
１０１ リング状の格子
１１１ パッチ素子
１２２ 枠格子
【技術分野】
【０００１】
本発明は灯器に関するものであり、特に道路に設置される交通信号灯器、交通信号制御機、及び、この灯器に設けられるアンテナユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような路車間通信を無線によって行なう場合、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。
【０００４】
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ことから、本出願人は、さきに、光学ユニットにアンテナを組み込んだ交通信号灯器を提案している（特願２００７−１８６０１９）。
【０００５】
この交通信号灯器は、発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニット、及び、前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナとを備えており、前記パッチ素子は可視光透過性を有している。かかる交通信号灯器では、アンテナが交通信号灯器の光学ユニットに組み込まれるため、アンテナ設置用の支柱を不要とでき、かつ、道路の美観を損なうことがない。さらに、パッチ素子は可視光透過性を有しているので、アンテナを光学ユニットに組み込んでも、発光体による発光の妨げとなることを防止することができる。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８０６８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記可視光透過性を有するパッチ素子として、例えば導線をメッシュ状に編んだものを用いることができる。この場合、メッシュを構成する格子の本数が少ないほど、発光体からの光を遮る妨害物が少なくなるため、良好な光透過性という観点からは有利であるが、一方において、極端に格子の本数が少なくなると、アンテナ性能が低下するか、さらにはアンテナとして充分機能しなくなることが考えられる。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができるアンテナユニット、灯器、交通信号灯器及び交通信号制御機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点に係る灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る灯器では、アンテナのパッチ素子が可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっている。そして、このメッシュ体が、略矩形の枠格子と、左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されている。換言すれば、本発明の灯器におけるメッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
なお、本明細書において、補助横格子と補助縦格子との交差部分の形状は、単純に両格子を交差させた十字状の形状だけに限定されるものではなく、後述するように、当該交差部分にリング形状の格子を設けた形状であってもよい。
【００１１】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状であるのが好ましい。アンテナの偏波面が垂直偏波の場合、メッシュ体の形状を左右対称にすることで、偏波面に直交する成分である水平偏波成分が発生しにくくなり、一方、水平偏波の場合、メッシュ体の形状を上下対称にすることで、偏波面に直交する成分である垂直偏波成分が発生しにくくなるためである。
【００１２】
前記発光体を発光ダイオードとすることができ、この場合、発光ダイオードの発光部を覆う筒状レンズ部の外径をｄとすると、前記メッシュ体の各格子の太さないしは幅Ｄが、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲であるのが好ましい。この構成によれば、灯器を前方から視認する場合に、或る角度において、発光ダイオードの前方に配置されるメッシュ体の格子により特定の発光ダイオードからの光が略完全に遮られるのを抑制することができる。
【００１３】
前記複数の発光体が同心円状に配置されており、且つ、前記メッシュ体が正方形であるのが好ましい。複数の発光体（ＬＥＤなど）を同心円状に配置し、メッシュ体を正方形にすることで、どの角度から灯器を見上げても、格子によって同時に隠される発光体（格子の存在により視認することができない発光体）の数を少なくすることができる。
前記補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所にリング形状の格子を設けることができる。補助横格子と補助縦格子とを単純に交差させたときに当該交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００１４】
本発明の第２の観点に係る灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る灯器では、アンテナのパッチ素子が、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されており、簡素な構造であるとともにパッチ素子として優れた光透過性を得ることができる。また、２本の互いに略直交する十字型の格子と、外側に配置される左右対称の枠格子とからなるパッチ素子により、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮させることができる。
前記略十字型の格子の交差部分に、リング形状の格子を設けることができる。略十字型の格子の交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００１６】
本発明の交通信号灯器は、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１７】
本発明の交通信号灯器においても、前記灯器の場合と同様に、メッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
【００１８】
本発明の灯器用のアンテナユニットは、所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットに組み込まれる灯器用のアンテナユニットであって、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられるパッチ素子と、このパッチ素子の後方に設けられるグランド素子とを有しており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴としている。
【００１９】
本発明のアンテナユニットにおいても、前記灯器の場合と同様に、メッシュ体は、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた簡素な構成でよく、メッシュを構成する格子の本数を減らすことでパッチ素子の光透過性を向上させることができる。しかも、略矩形の枠格子以外に、縦１本及び横１本の格子を備えておれば、アンテナとしての所定の性能を充分に発揮することができる。
【００２０】
本発明の交通信号制御機は、前記交通信号灯器に接続され、当該交通信号灯器の点灯及び消灯を行う交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記交通信号灯器の設置された道路上を走行する車両に対して、現在及び将来の前記交通信号灯器の表示に関する信号情報を送信するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のアンテナユニット、灯器、交通信号灯器及び交通信号制御機によれば、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る灯器の正面図である。図１に示される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」ともいう）であり、車両用のものである。
【００２３】
歩道等の路側に支柱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。なお、図１において、１５は後述するアンテナ用の同軸ケーブルである。
【００２４】
信号灯器１は、複数（図１に示される例では三つ）の光学ユニット２と、これら光学ユニット２が組み込まれている筐体３とを有している。三つの光学ユニット２は、それぞれ赤、黄、青の灯光色を有している。各光学ユニット２にはひさし（図示せず）が取り付けられる。
【００２５】
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。
【００２６】
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（又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。
【００２７】
図２は、一つの光学ユニット２の断面説明図である。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」ともいう）と、複数のＬＥＤ７が前面８ａに実装された基板８と、この基板８を収容する収容部材６と、カバー部材９とを有している。基板８は、その裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ７の端子３７は、当該配線パターンと繋がっている。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。より詳細には、複数のＬＥＤ７は同心円状の放射パターンを形成するように配設されており、隣接する同心円間の径方向寸法は略均一である（図３参照）。
【００２８】
ＬＥＤ７はレンズ部３８を有しており、このレンズ部３８内に、実際に発光する部位であるＬＥＤ素子ないしは発光部（図示せず）が設けられている。
【００２９】
収容部材６は、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とを有する皿形状であり、前方に開口している。側部６ｂの開口側端面に、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よりも前方を前空間部Ｓ１とし、基板８よりも後方を後空間部Ｓ２としている。
【００３０】
カバー部材９は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を前方で覆っている。なお、この光学ユニット２において、前方とは光の投光側であり（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。
【００３１】
そして、この光学ユニット２にアンテナ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２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。
【００３２】
パッチ素子１は、導線等の導電体によりメッシュ状に形成されており（図３等参照）、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。また、パッチ素子１１は、可視光透過用の複数の開口を有しており、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２において、カバー部材９は、その後面（背面）９ａが凹曲面であって、前面９ｂが凸曲面であり、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、ここではカバー部材９を凹凸の曲面としたが、信号灯器１がＬＥＤ灯器であれば、平面とすることもできる。
【００３３】
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において当該基板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。そして、このグランド素子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。また、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。なお、本発明において、グランド素子１２の形状は円形に限定されるものではなく、パッチ素子１１よりもある程度大きければ、どのような形状であってもよい。
【００３４】
これにより、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、アンテナ指向性とを略一致させることができ、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、良好な通信状態が得られる。
【００３５】
また、このアンテナ４が格納された信号灯器１を、路車間で無線通信を行な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。
【００３６】
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。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。
【００３７】
なお、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。
【００３８】
本発明の特徴は、前記パッチ素子１１を可視光透過用の開口を有するメッシュ体で構成し、さらにこのメッシュ体を、略矩形の枠格子と、左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成したことである。
【００３９】
本発明者は、パッチ素子１１として略矩形状のメッシュ体を採用する場合において、メッシュを構成する格子の本数とアンテナ性能との関係について種々検討を重ねた結果、アンテナ性能を確保するのに必要な格子の本数の条件を見出した。すなわち、メッシュの外枠を構成する略矩形の枠格子以外に、最低限縦１本及び横１本の格子を備えた略「田」の字状のメッシュであれば、所定のアンテナ性能を満たし得ることを見出した。この略「田」の字状のメッシュの場合、メッシュを構成する格子の数が縦３本、横３本と非常に少なく、当該メッシュの後方に配置される発光ダイオード７からの光が遮られる確率ないしは割合が少なくなる。その結果、良好な光透過性を確保することができる。
【００４０】
メッシュ体を構成する格子の本数は、本発明において特に限定されるものではないが、本数が増えると、アンテナ性能が安定化する反面、発光ダイオード７からの光を遮る妨害物が多くなり光透過性が低下することから、枠格子の本数も含めて、通常、縦横ともに２０本程度が上限である。この格子の本数の好ましい上限値は、当該格子の太さないしは幅（格子がワイヤからなる場合は外径）とも関連しており、細径の導体ほど前記上限値は大きくなる。例えば、直径２ｍｍ程度の細径ワイヤからなる格子の場合、格子の本数は、縦横ともに８本程度とすることができる。一方、直径５ｍｍ程度の太径ワイヤからなる格子の場合、縦横ともに４本程度とすることができる。
【００４１】
また、格子の好ましい径は、発光体の大きさとも関連しており、発光ダイオード７の発光部を覆う筒状レンズ部３８の外径をｄ（図２参照）とすると、前記メッシュ体の各格子の径Ｄ（図３参照）を、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲で選定するのが好ましい。このようにして格子の径Ｄを選定した場合、信号灯器１を前方から視認する場合に、或る角度において、発光ダイオード７の前方に配置されるメッシュ体の格子により特定の発光ダイオード７からの光が略完全に遮られるのを抑制することができる。
【００４２】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状であるのが好ましい。アンテナの偏波面が垂直偏波の場合、メッシュ体の形状を左右対称にすることで、偏波面に直交する成分である水平偏波成分が発生しにくくなり、一方、水平偏波の場合、メッシュ体の形状を上下対称にすることで、偏波面に直交する成分である垂直偏波成分が発生しにくくなるためである。また、前記複数の発光体が同心円状に配置されている場合、前記メッシュ体は、正方形であるのが好ましい。複数の発光体（ＬＥＤなど）を同心円状に配置した場合、メッシュ体を正方形にすることで、どの角度から灯器を見上げても、格子によって同時に隠される発光体（格子の存在により視認することができない発光体）の数を少なくすることができる。
【００４３】
パッチ素子１１を構成するメッシュ体は、グランド素子１２の前方における前記空間部Ｓ１内に配設されるが、メッシュ体の格子の後端から前記グランド素子１２の前面までの距離ｈ（図３参照）は、通常、１０〜４０ｍｍの範囲である。この距離ｈは、アンテナの周波数特性や整合特性（ＶＳＷＲ）などを考慮して選定される。
【００４４】
以下、種々の実施の形態に基づいて、本発明の灯器について説明をする。
〔実施の形態１〕
図３は、本発明の実施の形態１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。本実施の形態並びに後述する各実施の形態及び参考例では、ＬＥＤ７の配置パターンは、円筒座標系の配列となっている同心円状の放射パターンである。ただし、本発明において、ＬＥＤ（発光体）７の配置パターンは、同心円状の放射パターンに限定されるものではなく、格子状パターンなど他の配置パターンであってもよい。
【００４５】
パッチ素子１１を構成するメッシュ体は、左右の縦格子２０、２０と上下の横格子２１、２１とからなる略矩形の枠格子２２と、前記左右の縦格子２０、２０を接続する６本の補助横格子２１ａと、前記上下の横格子２１、２１を接続する６本の補助縦格子２０ａとで構成されている。すなわち、実施の形態１におけるパッチ素子１１は、縦８本、横８本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっている（８×８素子）。各格子は、導線などの導電体で作製されており、その径（ワイヤ径）は、例えば０．５〜５．０ｍｍの範囲で選定することができる。パッチ素子１１を構成するメッシュ体は左右対称であり、また、複数の補助縦格子２０ａ及び補助横格子２１ａは、いずれも隣接する格子間の間隔が均一になるように配置されている。なお、図３において、５０は素子給電点である同軸であり、この同軸は、後出する図６、９、１２、１５、１８、２１、２４及び２７に示されるパッチ素子にもそれぞれ設けられている。
【００４６】
図４の（ａ）は、図３に示される８×８素子において、素子の大きさ（枠格子を構成する導線の中心間の距離）を１７１．４８ｍｍ×１７１．４８ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを２４．４９７ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２６．４４ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。図４の（ｂ）、及び後出するアンテナの指向性を示す図において、細い実線は水平面の指向性、太い実線は垂直面の指向性をそれぞれ示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍであり、またＶＳＷＲは素子入力を５０Ωとして規定している。
【００４７】
また、図５は、かかる仕様の８×８素子のロバスト性を示す図である。図５、及び後出するロバスト性を示す各図において、太線は素子外形（素子の大きさ）が設計値±０、細線は素子外形が設計値−０．５ｍｍ、破線は素子外形が設計値＋０．５ｍｍにおけるＶＳＷＲをそれぞれ示している。
【００４８】
図４の（ａ）に示されるように、実施の形態１に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３４であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図４の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００４９】
また、図５より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５０】
〔実施の形態２〕
図６は、本発明の実施の形態２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態２におけるパッチ素子は、縦６本、横６本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（６×６素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５１】
図７の（ａ）は、図６に示される６×６素子において、素子の大きさを１６６．１９ｍｍ×１６６．１９ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを３３．２３８ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２８．２９ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図８は、かかる仕様の６×６素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００５２】
図７の（ａ）に示されるように、実施の形態２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１６、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３１であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図７の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７６°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００５３】
また、図８より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５４】
〔実施の形態３〕
図９は、本発明の実施の形態３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態３におけるパッチ素子は、縦４本、横４本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×４素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５５】
図１０の（ａ）は、図９に示される４×４素子において、素子の大きさを１５７．５５ｍｍ×１５７．５５ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを５２．５１６ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３４．９７ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１１は、かかる仕様の４×４素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００５６】
図１０の（ａ）に示されるように、実施の形態３に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１０の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．８ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５６°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００５７】
また、図１１より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１３、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２８であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００５８】
〔実施の形態４〕
図１２は、本発明の実施の形態４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態４におけるパッチ素子は、縦４本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。
【００５９】
図１３の（ａ）は、図１２に示される４×３素子において、素子の大きさを１６０．２０ｍｍ×１６０．２０ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを縦８０．１ｍｍ、横５３．４ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１４は、かかる仕様の４×３素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６０】
図１３の（ａ）に示されるように、実施の形態４に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１９、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１３の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約９．０ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７３°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６１】
また、図１４より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１４、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２６であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００６２】
〔実施の形態５〕
図１５は、本発明の実施の形態５におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。実施の形態５におけるパッチ素子は、縦３本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（３×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。実施の形態５では、補助縦格子及び補助横格子の数がそれぞれ１本と、最低限の数の補助格子が配置されており、メッシュ体は「田」の字形状である。
【００６３】
図１６の（ａ）は、図１５に示される３×３素子において、素子の大きさを１４９．３８ｍｍ×１４９．３８ｍｍとし、隣接する格子間のピッチを７４．６８８ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを４０．５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図１７は、かかる仕様の３×３素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６４】
図１６の（ａ）に示されるように、実施の形態５に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１８、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３３であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図１６の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．６ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６５】
また、図１７より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においても、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１５、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が３０であり、安定したアンテナ性能が得られることがわかる。
【００６６】
［参考例１］
図１８は、本発明の参考例１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例１におけるパッチ素子は、縦４本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（４×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助縦格子の数は２本であるが、補助横格子の数はゼロであり、横方向の格子は枠格子を構成する上下の横格子だけである。
【００６７】
図１９の（ａ）は、図１８に示される４×２素子において、素子の大きさを１５６ｍｍ×１５６ｍｍとし、隣接する縦方向の格子間のピッチを５２ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを２６．０ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図２０は、かかる仕様の４×２素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００６８】
図１９の（ａ）に示されるように、参考例１に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が６、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が１２であり、帯域幅は実施の形態のものと比較して狭くなっている。また、図１９の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．９ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７５°、垂直面で５８°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００６９】
しかしながら、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合においては、図２０に示されるように、ＶＳＷＲ＜１．５となる帯域はなくなっており（０ＭＨｚ）、また、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が５と非常に狭くなっていて、安定したアンテナ性能が得られていない。
【００７０】
［参考例２］
図２１は、本発明の参考例２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例２におけるパッチ素子は、縦３本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（３×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助縦格子の数は１本であるが、補助横格子の数はゼロであり、横方向の格子は枠格子を構成する上下の横格子だけである。
【００７１】
図２２の（ａ）は、図２１に示される３×２素子において、素子の大きさを１４６．０ｍｍ×１４６．０ｍｍとし、隣接する縦方向の格子間のピッチを７３．００ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを３８．５ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。また、図２３は、かかる仕様の３×２素子のロバスト性を示す図である。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７２】
図２２の（ａ）に示されるように、参考例２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）が１２、ＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が２４であり、良好なアンテナ性能を有している。また、図２２の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約８．６ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で７６°、垂直面で５７°の角度を有しており、高度道路交通システム（ＩＴＳ）において車載機と無線通信するために充分なビーム幅を有している。
【００７３】
しかしながら、図２３のロバスト性を示す図より、設計誤差や製作誤差などにより素子寸法が若干変動した場合において、安定したアンテナ性能が得られないことがわかる。
図２３の場合、ＶＳＷＲ＜１．５となる帯域は６ＭＨｚ、ＶＳＷＲ＜２．０となる帯域は１７ＭＨｚであるが、実施の形態における同様のロバスト性評価では、ＶＳＷＲ＜１．５で１０ＭＨｚ以上、ＶＳＷＲ＜２．０で２０ＭＨｚ以上の帯域幅を実現している。
【００７４】
［参考例３］
図２４は、本発明の参考例３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例３におけるパッチ素子は、縦２本、横３本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（２×３素子）、実施の形態１におけるパッチ素子とは、補助縦格子及び補助横格子の数が異なっている。より詳細には、補助横格子の数は１本であるが、補助縦格子の数はゼロであり、縦方向の格子は枠格子を構成する左右の縦格子だけである。
【００７５】
図２５の（ａ）及び（ｂ）は、いずれも図２４に示される２×３素子において、素子の大きさを１７４．２ｍｍ×１７４．２ｍｍとし、隣接する横方向の格子間のピッチを８７．１ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを９０ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、図２６は、指向性を示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７６】
図２５に示されるように、参考例２に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）は４、及びＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）が９となっていて、実施の形態と比較して非常に狭い帯域特性となっている。また、図２６に示されるように、指向性の正面方向で約−６．３ｄＢｉのゲインとなっており、アンテナの正面方向に電波が発射されず、アンテナとして利用するには不都合な指向性となっている。
【００７７】
［参考例４］
図２７は、本発明の参考例４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。参考例４におけるパッチ素子は、縦２本、横２本の格子がメッシュ状に配置されたメッシュ体からなっており（２×２素子）、実施の形態１におけるパッチ素子と異なり、補助縦格子及び補助横格子が採用されておらず、メッシュ体は、枠格子を構成する上下の横格子及び左右の縦格子だけからなっている。
【００７８】
図２８の（ａ）は、図２７に示される２×２素子において、素子の大きさを１３２ｍｍ×１３２ｍｍとし、格子の後端からグランド素子１２の前面までの距離ｈを４２ｍｍとした場合におけるアンテナ素子の整合特性（ＶＳＷＲ：素子入力を５０Ωとして規定）を示しており、同（ｂ）は、指向性を示している。なお、格子を構成するワイヤの径ないしは幅は２ｍｍである。
【００７９】
図２８の（ａ）に示されるように、参考例４に係る光学ユニットでは、ＶＳＷＲ＜１．５の帯域幅（ＭＨｚ）及びＶＳＷＲ＜２．０の帯域幅（ＭＨｚ）がいずれもゼロであり、アンテナとして必要な整合特性／帯域特性が確保できていない。また、図２８の（ｂ）に示されるように、指向性の最大点で約７．４ｄＢｉのゲインとなっており、この最大点から３ｄＢ低下する範囲は、水平面で６４°、垂直面で５６°の角度を有している。
表１は、以上の結果をまとめたものである。また、設計値でのグリッド数（縦×横）と帯域幅との関係、及び、ロバスト性でのグリッド数（縦×横）と帯域幅との関係をそれぞれ図２９及び図３０に示す。図２９及び図３０において、楕円で囲った部分がアンテナ特性「良」の部分（本明細書での実施の形態１〜５に相当）である。
【００８０】
【表１】
【００８１】
前述した交通信号灯器１を制御する制御装置５（交通信号制御機）は、アンテナ４を介して、交通信号灯器１を設置した道路又は近傍の道路等を走行する車両に対して、前記交通信号灯器１の現在及び将来の表示に関する信号情報を提供することができる。
【００８２】
信号情報としては、交通信号灯器１が表示する現在又は将来の信号灯色に関する情報を指し、各信号灯色の表示継続予定期間や表示する順序等に関する情報等を含むものである。
【００８３】
例えば、現在表示している灯色は青信号でその継続予定時間は５秒であり、その次に表示する灯色は黄信号でその継続予定時間は８秒であり、その次に表示する灯色は右折青矢印灯でその継続予定時間は５乃至１０秒である、といった情報を所定の形式で表現して含ませると良い。なお、提供するのは現在表示している灯色とその継続時間だけとしても良いし、１サイクル分の情報をまとめて提供するようにしても良い。また、これらの情報に加えて、地点感応制御を実施している地点では、当該制御に関するパラメータ情報や制御を実施する時間帯の情報等を含ませても良い。
【００８４】
そして、前記信号情報を受信した車両側の車載コンピュータは、停止線までの距離と車両の走行速度や加速度等から、停止線に到着するまでの所要時間を推定した上で、当該所要時間経過後の信号灯色を推定することができる。そして、例えば現時点で青信号を表示していたとしても、停止線に到着する時点で信号灯色が赤信号と予測されるような場合には、安全に停止線の手前で停止するように、車載コンピュータは制御すれば良い。逆に、減速しなければ安全に交差点を通過できると判断できるような場合には、速度を維持するように制御すれば良い。
【００８５】
また、車載コンピュータは、車載装置の主導による制御のみならず、ブレーキアシストなど、ドライバの運転動作を補助する動作をしても良い。
【００８６】
また、車載コンピュータは、前記判断の結果を車両の搭乗者に対して、音声や画像情報によって通知するようにしても良い。例えば、「間もなく信号が変わるので停止すべきである」といった内容の音声をドライバに向けて発したり、ヘッドアップディスプレイやナビゲーション装置の画面上に文字や図柄で表示したりしても良い。
【００８７】
なお、本発明の灯器は、前記実施の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、前記各実施の形態ではグランド素子１２を円形としたが、これ以外に矩形とすることもできる。
【００８８】
また、以上の実施の形態では、パッチ素子としてメッシュ体からなるものを用いているが、図３１に示されるように、略十字型の格子１００と、この格子１００の外側に配置される左右対称の枠格子１２２とで構成されたパッチ素子１１１を用いることもできる。左右対称の枠格子１２２は、図３１の（ｂ）のような円形であってもよいし、また、図３１の（ａ）のように、矩形の角部をＲ状にした形状であってもよい。
かかる構成のパッチ素子１１１でも、メッシュ体からなるパッチ素子１１と同様に、アンテナ性能を確保しつつ光透過性を向上させることができる。なお、略十字型の格子１００を構成する２本の格子は、図３１の（ａ）及び（ｂ）のように必ずしも上下方向又は左右方向に沿って配置する必要はなく、図３１の（ｃ）のように上下方向又は左右方向に対して傾いて配置することもできる。
また、図３２に示されるように、略十字型の格子１００の交差部分に、リング形状の格子１０１を設けることもできる。図３２の（ｂ）に示される例では、リング形状の格子１０１の内部にさらに第２の略十字型の格子１２０とリング形状の格子１３０が配置されている。また、図３２の（ｃ）に示される例では、リング形状の格子１０１と同心に第２、第３のリング形状の格子１４０、１５０が配置されている。略十字型の格子の交差部分の後方に発光体が隠れてしまうような場合に、かかる交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。なお、このリング形状の格子は、前述した実施の形態における補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所に設けることもできる。この場合も、交差部分にリング形状の格子を設けることで、発光体の透過性を担保することができる。
【００８９】
さらに、今回開示された実施の形態はすべての点において単なる例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の灯器の一実施の形態の正面図である。
【図２】図１に示される灯器における光学ユニットの断面説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図４】（ａ）は実施の形態１に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図５】実施の形態１に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図７】（ａ）は実施の形態２に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図８】実施の形態２に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１０】（ａ）は実施の形態３に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１１】実施の形態３に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１３】（ａ）は実施の形態４に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１４】実施の形態４に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１６】（ａ）は実施の形態５に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図１７】実施の形態５に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図１８】参考例１におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図１９】（ａ）は参考例１に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２０】参考例１に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図２１】参考例２におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２２】（ａ）は参考例２に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２３】参考例２に係るアンテナのロバスト性を示す図である。
【図２４】参考例３におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２５】参考例３に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図である。
【図２６】参考例３に係るアンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２７】参考例４におけるパッチ素子と発光部の正面説明図である。
【図２８】（ａ）は参考例４に係るアンテナによるＶＳＷＲを示す図であり、（ｂ）は当該アンテナの水平面及び垂直面の指向性を示す図である。
【図２９】設計値でのグリッド数（縦×横）と帯域幅の関係を示す図である。
【図３０】ロバスト性でのグリッド数（縦×横）と帯域幅の関係を示す図である。
【図３１】本発明におけるパッチ素子の他の態様を説明する図である。
【図３２】本発明におけるパッチ素子のさらに他の態様を説明する図である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 信号灯器
２ 光学ユニット
４ アンテナ
５ 制御装置
６ 収容部材
７ 発光ダイオード
８ 基板
９ カバー部材
１１ パッチ素子
１２ グランド素子
２０ 縦格子
２０ａ 補助縦格子
２１ 横格子
２１ａ 補助横格子
２２ 枠格子
１００ 略十字型の格子
１０１ リング状の格子
１１１ パッチ素子
１２２ 枠格子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする灯器。
【請求項２】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状である請求項１に記載の灯器。
【請求項３】
前記発光体が発光ダイオードであり、この発光ダイオードの発光部を覆う筒状レンズ部の外径をｄとすると、前記メッシュ体の各格子の太さないしは幅Ｄが、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲である請求項１〜２のいずれかに記載の灯器。
【請求項４】
前記複数の発光体が同心円状に配置されており、且つ、前記メッシュ体が正方形である請求項１〜３のいずれかに記載の灯器。
【請求項５】
前記補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所にリング形状の格子が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の灯器。
【請求項６】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されていることを特徴とする灯器。
【請求項７】
前記略十字型の格子の交差部分に、リング形状の格子が設けられている請求項６に記載の灯器。
【請求項８】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする交通信号灯器。
【請求項９】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットに組み込まれる灯器用のアンテナユニットであって、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられるパッチ素子と、このパッチ素子の後方に設けられるグランド素子とを有しており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする灯器用のアンテナユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の交通信号灯器に接続され、当該交通信号灯器の点灯及び消灯を行う交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記交通信号灯器の設置された道路上を走行する車両に対して、現在及び将来の前記交通信号灯器の表示に関する信号情報を送信するように構成されていることを特徴とする交通信号制御機。
【請求項１】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする灯器。
【請求項２】
前記アンテナの偏波面が垂直偏波である場合には、前記メッシュ体が左右対称の形状であり、前記アンテナの偏波面が水平偏波である場合には、前記メッシュ体が上下対称の形状である請求項１に記載の灯器。
【請求項３】
前記発光体が発光ダイオードであり、この発光ダイオードの発光部を覆う筒状レンズ部の外径をｄとすると、前記メッシュ体の各格子の太さないしは幅Ｄが、Ｄ＝０．１〜１．０ｄの範囲である請求項１〜２のいずれかに記載の灯器。
【請求項４】
前記複数の発光体が同心円状に配置されており、且つ、前記メッシュ体が正方形である請求項１〜３のいずれかに記載の灯器。
【請求項５】
前記補助横格子と補助縦格子との交差部分のうち少なくとも１箇所にリング形状の格子が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の灯器。
【請求項６】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、略十字型の格子と、この格子の外側に配置される左右対称の枠格子とで構成されていることを特徴とする灯器。
【請求項７】
前記略十字型の格子の交差部分に、リング形状の格子が設けられている請求項６に記載の灯器。
【請求項８】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し当該複数の発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットと、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられているパッチ素子と、このパッチ素子の後方にあるグランド素子とを有するアンテナと、
を備えており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする交通信号灯器。
【請求項９】
所定のパターンで配置された複数の発光体と、可視光透過性を有し前記発光体を前方で覆うカバー部材とを有する光学ユニットに組み込まれる灯器用のアンテナユニットであって、
前記カバー部材から前記発光体の前端までの範囲に設けられるパッチ素子と、このパッチ素子の後方に設けられるグランド素子とを有しており、
前記パッチ素子は、可視光透過用の開口を有するメッシュ体からなっており、
このメッシュ体が、左右の縦格子と上下の横格子とからなる略矩形の枠格子と、前記左右の縦格子を接続する、少なくとも１本の補助横格子と、前記上下の横格子を接続する、少なくとも１本の補助縦格子とで構成されていることを特徴とする灯器用のアンテナユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の交通信号灯器に接続され、当該交通信号灯器の点灯及び消灯を行う交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記交通信号灯器の設置された道路上を走行する車両に対して、現在及び将来の前記交通信号灯器の表示に関する信号情報を送信するように構成されていることを特徴とする交通信号制御機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【公開番号】特開２０１０−９０８９（Ｐ２０１０−９０８９Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６３９７１（Ｐ２００８−１６３９７１）
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２４日（２００８．６．２４）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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