灯器及び灯器の製造方法
【課題】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のない新たな技術的手段を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ７、このＬＥｄ７が前面８ａに実装された基板８、及び、可視光透過性を有しＬＥＤ７を前方で覆うカバー部材９を有する光学ユニット２と、基板８よりも前方に設けられたグランド素子１３、及び、このグランド素子１１よりも前方に設けられたパッチ素子１１を有しているパッチアンテナ４とを備えている。パッチ素子１１とグランド素子１２とは両者間で前後方向に間隔ｄが設けられて光学ユニット２内に格納されている。ＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。
【解決手段】ＬＥＤ７、このＬＥｄ７が前面８ａに実装された基板８、及び、可視光透過性を有しＬＥＤ７を前方で覆うカバー部材９を有する光学ユニット２と、基板８よりも前方に設けられたグランド素子１３、及び、このグランド素子１１よりも前方に設けられたパッチ素子１１を有しているパッチアンテナ４とを備えている。パッチ素子１１とグランド素子１２とは両者間で前後方向に間隔ｄが設けられて光学ユニット２内に格納されている。ＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灯器及び灯器の製造方法に関する。
【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（特許文献１参照）。
このような路車間通信を無線によって行う場合、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。
【０００３】
【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】
【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。
そこで、道路には車両感知器や光ビーコンのヘッド等が設置されているため、これらを取り付けている支柱やアームにアンテナを併設することが考えられる。しかし、この場合においても、美観の点で好ましくない。
【０００５】
そこで、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のない新たな技術的手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の灯器は、発光体、この発光体が前面に実装された基板、及び、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を有する光学ユニットと、前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、及び、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子を有しているパッチアンテナとを備え、前記パッチ素子と前記グランド素子とは両者間で前後方向に間隔が設けられて前記光学ユニット内に格納され、前記発光体は、当該発光体の前端が前記パッチ素子よりも前方に位置する前後方向長さを有している。
【０００７】
本発明によれば、パッチアンテナが光学ユニット内に格納されているため、パッチアンテナを目立たなくすることができ、また、アンテナ設置専用の支柱を不要とすることができる。
また、基板が前記パッチアンテナによる電波の送受信の妨げになるのを防止するためには、グランド素子及びパッチ素子は、基板よりも前方に設けられている必要があり、また、このパッチアンテナが所望の性能を発揮するためには、パッチ素子とグランド素子との間に前後方向の所定の間隔を設ける必要がある。しかし、基板の前面に実装されている従来の発光体は、前記間隔よりも、前後方向の長さが短いことから、発光体の前端よりもパッチ素子が前方に位置することとなる。この結果、パッチ素子が発光体による前方への発光（灯光）の妨げになることがある。
一方、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げとならないために、パッチ素子を発光体の前端よりも後方に配置すると、従来の発光体は前後方向の長さが短いために、基板よりも前方に設けられているグランド素子と、パッチ素子との間の前後方向の間隔を、小さい値でしか設定できず、パッチアンテナは所望の性能を発揮することができなくなるおそれがある。
そこで、本発明の灯器が備えている発光体の前後方向長さによれば、基板よりも前方にグランド素子及びパッチ素子を配置し、これらグランド素子とパッチ素子とを所望の間隔としても、このパッチ素子よりも前方に発光体の前端を位置させることができる。したがって、パッチアンテナに所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【０００８】
また、前記パッチアンテナを７００ＭＨｚ帯周波数で使用するためには、パッチ素子とグランド素子との前後方向の間隔を、広く設定する必要がある（例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍに設定する必要がある）。さらに、基板がパッチアンテナによる電波の送受信の妨げになるのを防止するためには、グランド素子及びパッチ素子は基板よりも前方に設けられている必要がある。しかし、基板の前面に実装されている従来の発光体は前後方向の長さが短いことから、前記のように前記間隔を広く設定すると、パッチ素子は発光体の前端よりも前方に位置することとなり、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることがある。
しかし、本発明の灯器が備えている発光体の前後方向長さによれば、グランド素子とパッチ素子との間隔を、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するための広い間隔としても、パッチ素子よりも前方に発光体の前端を位置させることができる。したがって、パッチアンテナに７００ＭＨｚ帯周波数で使用できる性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【０００９】
また、前記灯器において、前記発光体は、ＬＥＤ素子を有する発光本体と、この発光本体から後方へ延び前記基板と接続されている二本のリード線とを有する発光ダイオードであり、前記リード線は、前記発光ダイオードの前端が前記パッチ素子よりも前方に位置するように、前記基板から前記発光本体までが長く設定されている場合、リード線同士が接触しやすくなる。そこで、この場合、前記二本のリード線間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在しているのが好ましい。
この場合において、前記短絡防止部材を、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔が形成された板部材とすることができ、または、前記短絡防止部材を、前記リード線を被覆する被覆部材とすることができる。
これにより、短絡防止部材は、リード線同士の接触を防ぐことができ、短絡を防止することができる。
【００１０】
さらに、発光体が発光ダイオードであり、前記板部材が設けられている灯器において、前記グランド素子には、前記リード線を挿通させる開口部が形成されており、この開口部は、前記孔の開口よりも広い領域で開口して形成されているのが好ましい。
発光ダイオードが前面に実装された基板の前方で、かつ、当該発光ダイオードの前端よりも後方にパッチ素子及びグランド素子を設けるためには、パッチ素子及びグランド素子に、発光ダイオードを挿通させる開口部を形成する必要がある。そこで、グランド素子に形成された開口部と、前記板部材に形成された前記孔とが同じ大きさであると、発光ダイオードのリード線が、グランド素子の前記開口部に接触してしまうおそれがある。しかし、本発明によれば、グランド素子の開口部は板部材の孔の開口よりも広い領域で開口して形成されているため、リード線が、絶縁材からなる板部材の孔に接触しても、グランド素子の開口部に接触することを防止することができる。
【００１１】
また、前記灯器は、前記光学ユニット外部の所定の方向から入射する光が前記基板及び前記発光体の少なくとも一方により反射するのを防止するため、前記基板の前方に当該基板に対向して設けられた板状の反射防止部材を更に備え、前記パッチ素子は、前記反射防止部材の後方に設けられているのが好ましい。
灯器が、交通信号用の灯器として用いられる場合、基板や発光体に照りつけた西日や朝日が地上へ反射し、その反射光によって、灯器が見づらくなったり、点灯していない灯器が点灯しているように見える「擬似点灯」が生じたりする。しかし、光学ユニット外部の所定の方向から入射（西日や朝日のように斜め上方から入射）する光が基板や発光体により反射するのを、反射防止部材が防止するので、灯器が見づらくなったり擬似点灯が生じたりするのを防止することができる。そして、パッチ素子及びグランド素子は、板状である反射防止部材の後方に設けられていることから、反射防止部材はパッチ素子及びグランド素子を隠すことができる。さらに、入射する光（日光）が発光体で反射するのを防止するように反射防止部材が設けられている場合は特に、当該反射防止部材によって、発光体に日光が直接的に当ることを抑制することができ、発光体の温度の上昇を抑え、発光体の寿命が短くなることを防止することができる。
【００１２】
また、前記灯器において、前記パッチ素子と前記グランド素子との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体が設けられているのが好ましい。この灯器によれば、パッチアンテナの大きさを小さくすることができる。このため、光学ユニット内に、例えば別のアンテナを更に格納することができる。
【００１３】
本発明は、前方側にあるＬＥＤ素子と後方へ延びているリード線と前記ＬＥＤ素子を被覆するモールド部とを有する発光ダイオード、この発光ダイオード用の基板、及び、可視光透過性を有し前記発光ダイオードを前方で覆うカバー部材を有する光学ユニットと、前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子、及び、前記グランド素子と前記パッチ素子との間に介在した誘電体を有しているパッチアンテナとを備えた灯器の製造方法であって、前記パッチ素子及び前記グランド素子に、前記リード線を挿通させる開口部をそれぞれ形成すると共に、前記誘電体に、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔を形成し、前記基板の前面側に、前記グランド素子、前記誘電体及び前記パッチ素子を設け、前記リード線を前記開口部及び前記孔に挿通させ、前記発光ダイオードの前端を前記パッチ素子よりも前方に位置させた状態で、前記リード線を前記基板に接続し、前記発光ダイオードを当該基板の前面に実装させ、前記パッチアンテナを前記光学ユニット内に格納する。
【００１４】
本発明によって製造された灯器は、パッチアンテナが光学ユニット内に格納されているため、パッチアンテナを目立たなくすることができ、また、アンテナ設置専用の支柱を不要とすることができる。そして、誘電体に形成した孔にリード線それぞれを単独で挿通させ、発光ダイオードを基板の前面に実装させるので、隣接するリード線同士の接触を防ぎ、当該接触による短絡を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パッチアンテナは灯器の光学ユニット内に格納されるため、パッチ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、パッチアンテナを光学ユニット内に格納しても、パッチ素子とグランド素子との間に前後方向の所定の間隔を設けた状態で、かつ、このパッチ素子よりも前方に発光体の前端が位置することができるので、パッチアンテナに所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の灯器の実施の一形態を示す正面図である。図１の灯器は道路に設置される交通信号灯器１（以下、単に信号灯器又は灯器という）であり、車両用のものである。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。
【００１７】
信号灯器１は、複数（図例では三つ）の光学ユニット２と、これら光学ユニット２を組み込んでいる筐体３とを有している。三つの光学ユニット２は、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。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は歩道橋に架設されたものであってもよい。また、前記制御装置５は、信号灯器１の筐体３内に設けられていてもよい。
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を利用した無線通信制御を行うことができる。または、点灯等を制御する制御装置５と、アンテナ４による無線通信用の制御装置とは、別々であっても良い。これら両制御装置が別々である場合、両制御装置を同一の前記筐体３内に内蔵させることができる。または、無線通信用の制御装置を、信号灯器１の点灯等を制御する制御装置５の近傍（同一の支柱４０）に設置することができる。
【００１８】
図２、図３及び図４は、１つの光学ユニット２の斜視図、正面図及び断面図である。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ＬＥＤ７という）と、複数のＬＥＤ７が前面８ａに実装されたＬＥＤ基板８（以下、基板８という）と、収容部材６と、カバー部材９とを有している。また、本実施の形態の光学ユニット２は、基板８やＬＥＤ７による太陽光の反射を防止するための反射防止部材（遮光部材）１０を有している。
【００１９】
基板８は、円形の板状に形成されている。基板８の裏面には配線パターンが形成されており、この配線パターンはＬＥＤ７のリード線（端子）７ｃ，７ｄ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。
図５は、ＬＥＤ７及びその周辺部を示している拡大断面図である。ＬＥＤ７は、ＬＥＤ素子７ｂ及びモールド部７ｅを有する発光本体７ｆと、この発光本体７ｆから後方へ延びている二本のリード線７ｃ，７ｄとを有している。モールド部７ｅは、ＬＥＤ素子７ｂを被覆している。また、モールド部７ｅはレンズ部となる。このモールド部７ｅの前端がＬＥＤ７の前端３９となる。
【００２０】
図４において、収容部材６は、鋼板、アルミ又は合成樹脂材により形成され、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とを有している皿形状であり、前方に開口している。側部６ｂの開口側の内周には段部６ｃが形成され、この段部６ｃに、カバー部材９が着脱可能に取り付けられている。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。基板８は収容部材６に反射防止部材１０を介して固定されている。収容空間部Ｓのうち、基板８よりも前方が前空間部Ｓ１であり、基板８よりも後方が後空間部Ｓ２である。
【００２１】
カバー部材９は、ガラス又は樹脂製で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。カバー部材９の後面（背面）９ａは凹曲面であり、前面９ｂは凸曲面である。信号灯器１がＬＥＤ灯器であるため、カバー部材９をレンズではなく、後面９ａ及び前面９ｂが平面であるガラス等の平板とすることもできる。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。
【００２２】
反射防止部材１０は、基板８の前面８ａやＬＥＤ７内の反射鏡７ａ（図５参照）に対して西日や朝日等の太陽光が入射するのを制限することにより、基板８や反射鏡７ａによる反射で信号灯器１が見づらくなったり、点灯していない信号灯器１が点灯しているように見える「擬似点灯」が生じたりすることを防止するものである。また、反射防止部材１０は、基板８や、後述するアンテナ４を支持する支持部材としての機能を有している。
【００２３】
反射防止部材１０は、絶縁材（不導体）からなる合成樹脂材により板状として形成され、基板８よりも前方に、当該基板８に（アンテナ４を挟んで）対向して配置されている。反射防止部材１０は、円形の板状（面状）に形成された板状部１０ａを備え、この板状部１０ａは、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方に配置されている。板状部１０ａには、ＬＥＤ７の配置に対応して、ＬＥＤ７を挿通させるための複数の挿通孔１０ｂが形成されている。板状部１０ａは、主に基板８に対して太陽光が直接当たることを防止している。反射防止部材１０は、黒色の合成樹脂材により形成されるか、少なくとも板状部１０ａの前面が黒色に塗装され、太陽光の反射が防止されている。反射防止部材１０は、板状部１０ａの外周部を前記段部６ｃに嵌合させ、収容部材６に固定されている。
板状部１０ａの後面にはボス部１０ｃ（図４参照）が後方突出状に形成されている。基板８は、ボス部１０ｃのネジ穴に螺合されたネジ２５によって、板状部１０ａに固定されている。板状部１０ａと基板８との間には、ボス部１０ｃの高さに相当する間隔が設けられている。
【００２４】
図２〜図５に示すように、反射防止部材１０の前記挿通孔１０ｂの上縁には、庇部１０ｈが前方に突出するように形成されている。庇部１０ｈ（図５参照）は、西日や朝日などの斜め上方から照りつける太陽光ＯがＬＥＤ７の反射鏡７ａに入射することを防止している。庇部１０ｈの前端は、ＬＥＤ７の前端３９よりも突出している。反射防止部材１０の挿通孔１０ｂは、ＬＥＤ７のモールド部７ｅよりも直径が僅かに大きく、当該挿通孔１０ｂは、モールド部７ｅの外周面を囲い、基板８から前方へ立設させたＬＥＤ７の姿勢を保持する機能を有している。なお、反射防止部材１０は、基板８による太陽光の反射を防止する機能のみを有するものであってもよく、ＬＥＤ７による太陽光の反射を防止する機能のみを有するものであってもよい。
【００２５】
反射防止部材１０を、図６に示すような構造とすることもできる。この反射防止部材１０には庇部が設けられておらず、反射防止部材１０の板状部１０ａはＬＥＤ７の前端３９に略一致する位置（板状部１０ａの厚さ内にＬＥＤ７の前端３９が含まれる位置）に配置されている。また、円形である挿通孔１０ｂの中心はＬＥＤ７の中心よりもやや下側に配置されている。この構造により、庇部がなくても斜め上方から照りつける太陽光Ｏが反射鏡７ａによって反射されるのを好適に防止することができる。
【００２６】
そして、図２〜図５に示しているように、光学ユニット２にアンテナが組み込まれている。アンテナはパッチアンテナ４であり、パッチ素子１１とグランド素子１２とを有している。グランド素子１２は基板８よりも前方に設けられており、パッチ素子１１はグランド素子１２よりも前方に設けられている。パッチ素子１１とグランド素子１２とは、前記収容空間部Ｓに収容されている。また、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、反射防止部材１０の後方に設けられているため、反射防止部材１０は、パッチ素子１１及びグランド素子１２を隠すことができ、前方から見えなくすることができる。
【００２７】
パッチ素子１１は平面状（例えば、矩形や円形等）に形成されている。パッチ素子１１は、例えば図示しないがボルト及びナットよりなる締結具によって反射防止部材１０の板状部１０ａに取り付けられている。図４では、パッチ素子１１は、板状部１０ａの後方側に設けられている。パッチ素子１１は、基板８から前方へ離れて設けられているが、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方に位置している。
グランド素子１２は、平面状（平板状）に形成されており、基板８の前面８ａ側において反射防止部材１０に取り付けられている。具体的には、図４に示すように、反射防止部材１０の後面にボス部１０ｆが形成されており、グランド素子１２はボス部１０ｆにネジ２６によって固定されている。グランド素子１２は、前後方向について基板８とＬＥＤ７の前端３９との間の位置であり、かつ、パッチ素子１１の後方に設けられている。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、グランド素子１２の形状を任意とすることができ、円形の他に、矩形とすることができるが、光学ユニット２が正面視において円形である場合、グランド素子１２も円形とするのが好ましい。すなわち、光学ユニット２の輪郭形状とグランド素子１２の輪郭形状とを同じ（相似形）とするのが好ましい。これは、グランド素子１２の面積を、矩形とする場合よりも大きくする（最大とする）ことができるためである。また、グランド素子１２の面積を、パッチ素子１１の面積よりも（ある程度）大きくすることにより、グランド方向（バック方向）への電波の放射を少なくすることができる。すなわち、効率良く電波を前方へ発することができる。
【００２８】
パッチ素子１１及びグランド素子１２は金属板から形成することができる。パッチ素子１１及びグランド素子１２の材質としては、導電性があり、導電率の高い材料が好ましく、例えば、銅、真鍮などの銅合金、アルミが好ましく、鉄、ニッケル又はその他の金属とすることもできる。また、高周波は表面に電流が流れることから、樹脂製等の不導体からなる板部材に、金属蒸着したものや、金属メッキ（金や銀のメッキ）を施したものであってもよい（図示せず）。
【００２９】
グランド素子１２とパッチ素子１１との間には、比誘電率が空気よりも大きい誘電体（誘電部材）が介在していてもよく、又は、前記誘電体を省略して空気が介在していてもよい。すなわち、グランド素子１２とパッチ素子１１との間の全部又は一部に、誘電体を挿入する形態が可能である。図５では、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に誘電体１３が設けられている。誘電体１３は、例えば樹脂製又はセラミックス製の板部材である。樹脂製の場合の具体例としては、フッ素樹脂、ポリエチレン、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、又は、ポリエチレンテレフタラートである。
【００３０】
パッチ素子１１とＬＥＤ７とは前後方向の位置について重複していることから、パッチ素子１１には、ＬＥＤ７を挿通させる開口部として孔３４（図５参照）が形成されている。孔３４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致しており、パッチ素子１１は網目構造となっている。同様に、グランド素子１２とＬＥＤ７とは前後方向の位置について重複していることから、グランド素子１２にはＬＥＤ７（リード線７ｃ，７ｄ）を挿通させる開口部として孔１４が形成されている。孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致しており、グランド素子１２は網目構造となっている。この網目構造には、例えば練炭のように平板に孔がいくつか空けられた構造が含まれる。
ＬＥＤ７を孔３４及び孔１４に挿し入れることにより、パッチ素子１１及びグランド素子１２はＬＥＤ７に干渉することがなく、パッチ素子１１及びグランド素子１２を所定の位置に設置することができる。
【００３１】
また、パッチ素子１１及びグランド素子１２をメッシュ構造とすることもできる。この場合、パッチ素子１１及びグランド素子１２を導線によって（導線を編んで）形成する。そして、パッチ素子１１及びグランド素子１２に形成している前記開口部は、孔３４及び孔１４ではなく、図示しないが、素子の導線（導体部分）を蛇行状に配置（導線を一筆書きとなるように配置）し、導線間の部分として形成されたものとなる。この開口部により、素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することができる。
【００３２】
また、誘電体１３についても、ＬＥＤ７と前後方向の位置について重複していることから、誘電体１３にはＬＥＤ７を挿通させる孔２４が形成されている。孔２４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致している。ＬＥＤ７を誘電体１３の孔２４に挿し入れることにより、誘電体１３はＬＥＤ７に干渉することがなく、誘電体１３を所定の位置に設置することができる。また、誘電体１３の孔２４は、ＬＥＤ７を外周から囲い、基板８から前方へ立設させたＬＥＤ７の姿勢を保持する機能を有している。これにより、誘電体１３の孔２４は、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄが曲がってしまうことを抑制することができる。
【００３３】
図４において、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側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、端子部１９から後空間部Ｓ２へ延びる同軸ケーブル１５ａが、パッチアンテナ４に接続されている。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、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。
また、図１の制御装置５側から延びる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、基板８と接続されている。
【００３４】
以上の構成により、グランド素子１２とパッチ素子１１とが、前空間部Ｓ１内であって、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられた構成となる（図４参照）。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。これにより光学ユニット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る。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、前記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】
なお、この実施の形態の灯器１を製造するための、パッチアンテナ４を光学ユニット２内に格納する組み立て工程について説明する。ＬＥＤ７を基板８に半田によって実装させる。また、反射防止部材１０にパッチ素子１１、誘電体１３及びグランド素子１２を取り付ける。そして、ＬＥＤ７が実装された基板８と、パッチアンテナ４を有する反射防止部材１０とを一体とし、この一体品を収納部材６に取り付ける。基板８と反射防止部材１０とを一体とする際、パッチ素子１１等に設けた孔３４等に、ＬＥＤ７を挿通させる。そして、カバー部材９を収容部材６に取り付ける。これにより、パッチアンテナ４を光学ユニット２内に格納することができる。
【００３６】
前記実施の形態の信号灯器１によれば、パッチ素子１１とグランド素子１２とは、両者間で前後方向に間隔ｄ（図５参照）が設けられた状態で、光学ユニット２内に格納されている。そして、ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置しているため、パッチ素子１１がＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。また、グランド素子１２及びパッチ素子１１は基板８よりも前方に設けられているため、基板８がパッチアンテナ４による電波の送受信の妨げになるのを、防止することができる。
【００３７】
さらに、このパッチアンテナ４を格納した信号灯器１を、路車間で無線通信を行う高度道路交通システム（ＩＴＳ）に利用するために、パッチアンテナ４の使用周波数は７００ＭＨｚ帯周波数（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）に設定されている。このアンテナ性能（帯域特性、ＶＳＷＲ特性）をパッチアンテナ４に備えさせるために、図５において、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄの値を、広く設定する必要がある。例えば、パッチ素子１１を正方形としその一辺を１７０ｍｍ程度とし、比誘電率が空気よりも大きい誘電体１３を設けると、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔ｄは、およそ２０ｍｍ〜４０ｍｍに設定される。なお、この間隔ｄは、誘電体１３の有無、及び、誘電体１３の種類に応じて設定される。
【００３８】
このように、パッチ素子１１とグランド素子１２とを７００ＭＨｚ帯周波数で使用するために、基板８よりも前方のグランド素子１２とパッチ素子１１との前記間隔ｄを大きな値とする必要があり、かつ、このパッチ素子１１よりも前方にＬＥＤ７の前端３９を位置させるために、ＬＥＤ７は従来のものよりも前後方向に長い形状を有している。つまり、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するパッチアンテナ４を基板８よりも前方として格納している光学ユニット２のＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。具体的に説明すると、リード線７ｃ，７ｄは、ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置するように、基板８から前記発光本体（モールド部７ｅ）までが長く設定されており、ＬＥＤ７は、従来のものよりも、リード線７ｃ，７ｄが長いものとなっている。
このように、ＬＥＤ７の前後方向長さが、従来のＬＥＤの前後方向長さよりも長くなっていることから、基板８よりも前方にグランド素子１２及びパッチ素子１１を配置し、これらグランド素子１２とパッチ素子１１との間隔ｄを広くしても、このパッチ素子１１よりも前方にＬＥＤ７の前端３９を位置させることができる。したがって、パッチアンテナ４に所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子１１がＬＥＤ７による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【００３９】
また、図５において、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するためにパッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の前記間隔ｄ（第一の間隔）を確保する共に、反射防止部材１０の裏面とパッチ素子１１の表面との間にも、第二の間隔ｅが設けられている。この第二の間隔ｅは、同軸ケーブル１５ａの内導体１５ｂをパッチ素子１１と接続するためのスペースである。つまり、パッチ素子１１の前面には、内導体１５ｂを接続するための半田部（取付部）１５ｆが設けられ、この半田部１５ｆはパッチ素子１１の前面から突出する。そこで、第二の間隔ｅに半田部１５ｆを配置することにより、反射防止部材１０の後方にパッチ素子１１を設けることができる。つまり、反射防止部材１０に、半田部１５ｆを収納するための孔や窪み部を形成しなくてもよい。
そして、第一の間隔ｄ及び第二の間隔ｅを確保しつつ、ＬＥＤ７の前端３９を、パッチ素子１１及び反射防止部材１０よりも前方に位置させることができるように、ＬＥＤ７は前後方向に長い形状を有している。
【００４０】
前記のとおり、ＬＥＤ７の前後方向長さを従来のものよりも長くするために、二本のリード線７ｃ，７ｄが従来よりも前後方向に長くなっている。この場合、リード線７ｃ，７ｄ同士が接触しやすくなる。そこで、二本のリード線７ｃ，７ｄ間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在している。前記短絡防止部材を、リード線７ｃ，７ｄを被覆する被覆部材とすることができる。被覆部材としては、図５に示しているように、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させている樹脂製のチューブ１６とすることができる。具体的には、熱収縮チューブとすることができる。このチューブ１６によって、リード線７ｃ，７ｄが従来よりも長くなっても、リード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、リード線７ｃ，７ｄ間の短絡を防止することができる。
【００４１】
また、前記被覆部材の変形例を図７に示している。ＬＥＤ７が有しているモールド部７ｅが、被覆部材としての機能を有している。すなわち、図７では、モールド部７ｅが、従来よりも、基板８側に長くなっている。モールド部７ｅのうちの、ＬＥＤ素子７ｂから先端３９までの長さは従来のものと同じであるが、ＬＥＤ素子７ｂからリード線７ｃ，７ｄ側（基板８側）の長さが、従来のものよりも長くなっている。モールド部７ｅの後方（基板８側）への長さは、グランド素子１２よりも後方へ越え、基板８の前面８ａ（前面８ａの近傍位置）にまで達している。このため、リード線７ｃ，７ｄの内の、基板８からモールド部７ｅまでの露出している部分の長さを短くすることができ、この露出しているリード線７ｃ，７ｄの部分同士の接触を防ぎ、リード線７ｃ，７ｄ間の短絡を防止することができる。
【００４２】
図８は、前記短絡防止部材の別の構造を示している図である。図８の実施の形態では、前記短絡防止部材は、基板８の前方に設けられている共にリード線７ｃ，７ｄそれぞれを単独で挿通させる孔が形成された誘電体１３（板部材）としている。誘電体１３に、第１（カソード側）のリード線７ｃを単独で挿通させる第一の孔２４ａ、及び、第２（アノード側）のリード線７ｄを単独で挿通させる第二の孔２４ｂが形成されている。これら孔２４ａ，２４ｂは、ＬＥＤ７毎に、誘電体１３に前後方向に貫通して設けられている。この構成によれば、孔２４ａ，２４ｂとの間には、絶縁材（不導体）からなる誘電体１３の一部１３ａが介在する。したがって、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄが前後方向に長くなっても、リード線７ｃ，７ｄを孔２４ａ，２４ｂにそれぞれ単独で挿通させることで、リード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、短絡を防止することができる。なお、孔２４ａと孔２４ｂとの間（リード線７ｃ，７ｄの間）には、誘電体１３の一部１３ａが介在するが、この間には、グランド素子１２の一部（及びパッチ素子１１の一部）が存在していないのが好ましい。
【００４３】
さらに、図８において、前記のとおり、グランド素子１２には、リード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部としての孔１４が形成されている。なお、パッチ素子１１には、ＬＥＤ７のモールド部７ｅを挿通させる開口部としての孔３４が形成されている。
図９（ａ）は、図８のグランド素子１２の孔１４及び誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂを孔貫通方向に見た図である。図８と図９（ａ）とにおいて、グランド素子１２に形成された孔１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりも広い領域で開口して形成されている。図８と図９（ａ）では、一つのＬＥＤ７のために、グランド素子１２に一つの孔１４が形成されているのに対し、誘電体１３には二つの孔２４ａ，２４ｂが形成されている。そして、一つの孔１４の開口が、二つの孔２４ａ，２４ｂが形成されている領域よりも、広くなっている。
なお、図９（ｂ）に示しているように、グランド素子１２に、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させる二つの孔１４，１４が形成されていてもよい。この場合であっても、グランド素子１２に形成された二つの孔１４，１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりもそれぞれ広い領域で開口して形成されている。
【００４４】
ＬＥＤ７が前面８ａに実装された基板８の前方で、かつ、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方にパッチ素子１１及びグランド素子１２を設けるためには、前記のとおり、パッチ素子１１及びグランド素子１２に、開口部として孔３４，１４を形成する必要がある。仮にグランド素子１２の孔１４と、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂとが同じ大きさであると、リード線７ｃ，７ｄが、グランド素子１２の孔１４に接触してしまうおそれがある。しかし、図８及び図９の構成によれば、グランド素子１２の孔１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりも広い領域で開口して形成されているため、リード線７ｃ，７ｄが、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂに接触しても、グランド素子１２の孔１４に接触することを防止することができ、ＬＥＤ７とグランド素子１２とが接触してしまうことを防止することができる。
【００４５】
図８に示した灯器の製造方法について説明する。図１０は光学ユニット２にパッチアンテナ４を格納する際の組み立て工程を説明する説明図である。なお、図８ではパッチ素子１１と誘電体１３とは前後方向に離れており、両者の間には空気が介在しているが、図１０では、パッチ素子１１を誘電体１３の前面に近接させた状態として示している。
【００４６】
パッチ素子１１、グランド素子１２及び誘電体１３を光学ユニット２に組み込む前に、パッチ素子１１に、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部として前記孔３４を形成し、グランド素子１２に、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部として前記孔１４を形成すると共に、誘電体１３に、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させる前記孔２４ａ，２４ｂを形成する。なお、一つのＬＥＤ７に対し、孔３４，１４及び孔２４ａ，２４ｂが、一つずつ設けられている。誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂは、リード線７ｃ，７ｄの断面形状よりも僅かに大きい程度の大きさであり、リード線７ｃ，７ｄに対して不要に大きいものではない。
【００４７】
そして、図１０に示しているように、基板８の前面８ａ側に、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を設ける。グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１をそれぞれ別体としてこれらを順に、基板８の前面側に設けてもよいし、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を積層状態として組み立てることにより一つのアンテナユニットとして予め構成し、このアンテナユニットを基板８の前面８ａに設けてもよい。また、誘電体１３を挟んで前面にパッチ素子１１、後面にグランド素子１２を配置させた両面基板としてアンテナユニットを構成し、このアンテナユニットを基板８の前面８ａに設けてもよい。この場合、組み立てが容易となる。さらに、前記アンテナユニットと、基板８とを一つの多層基板として予め構成してもよい。なお、基板８とグランド素子１２との間は絶縁されており、このために、グランド素子１２を基板８の前面８ａに配置する前に、両者間にスペーサ又は絶縁材などが取り付けられている。
【００４８】
そして、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を基板８の前面８ａに設けてから、ＬＥＤ７を前面側からパッチ素子１２へと接近させ、リード線７ｃ，７ｄを、順に、パッチ素子１１の孔３４に挿通させ、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂに挿通させ、グランド素子１２の孔１４に挿通させ、ＬＥＤ７の前端３９をパッチ素子１１よりも前方に位置させた状態で、前記リード線７ｃ，７ｄを基板８に半田によって接続し、当該ＬＥＤ７を基板８の前面に実装させる。そして、この基板８、反射防止部材１０及びカバー部材（図４参照）を収容部材（図４参照）に取り付け、パッチアンテナ４を、光学ユニット２内に格納した状態とする。
なお、基板８の前面にジャンパーケーブル等による配線が必要な場合、ＬＥＤ７を基板８に実装する前に、当該配線作業を済ませておく。
この製造方法によって製造された灯器によれば、誘電体１３に形成した孔２４ａ，２４ｂに、リード線７ｃ，７ｄを単独で挿通させ、ＬＥＤ７を基板８の前面に実装させるので、隣接するリード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、当該接触による短絡を防止することができる。また、孔２４ａ，２４ｂは、リード線７ｃ，７ｄが曲がってしまうのを防止することができる。
【００４９】
また、前記のとおり、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体１３が設けられている。誘電体１３は、図５に示しているように、パッチ素子１１とグランド素子１２との間の前後方向の全域にわたって設けられていてもよく、図８に示しているように、部分的に設けられていてもよい。
図１１は、誘電体１３の比誘電率εｒと、パッチ素子１１の外形及びパッチ素子１１の位置等との関係を示した表である。この表は、７２０ＭＨｚ帯で使用される図２に示した灯器１をモデル化してシミュレーションを行なった結果を示している。このモデル化にあたり、パッチ素子１１及びグランド素子１２を正方形とし、ＬＥＤ７、ＬＥＤ７挿通用の孔及び反射防止部材１０は、素子外形及び素子の位置に関しての影響が小さいため、省略している。また、同軸ケーブル１５ａの入力部を、パッチ素子１１の上端から下方へ１ｍｍ下の位置としている。
【００５０】
図１１において、素子外形は、正方形としたパッチ素子１１及びグランド素子１２の一辺の長さを示しており、素子高さは、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄ（図５参照）の値を示している。比誘電率εｒが１である場合、つまり、パッチ素子１１とグランド素子１２との間が空気である場合、素子外形は１７０．５ｍｍであり、素子高さは２５．０ｍｍであるのに対し、比誘電率εｒが空気よりも大きい誘電体１３が介在している場合、素子外形は小さくなり、素子高さは大きくなる。
【００５１】
このように、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、比誘電率εｒが空気よりも大きい誘電体１３が設けられていることにより、パッチ素子１１（パッチアンテナ４）の大きさを小さくすることができる。これは、素子内の波長短縮率が大きくなるためであると考えられる。このように、パッチアンテナ４を小さくすることができるため、光学ユニット２内に、別のアンテナを更に格納することができる。別のアンテナとしては、例えば、携帯電話等の移動体通信用のアンテナがあり、前記パッチアンテナ４とは異なる周波数帯（２．４ＧＨｚ帯）で使用されるものであってもよい。
また、灯器１に格納するパッチアンテナ４用の誘電体１３の比誘電率εｒは、下限が２（２以上）であるのが好ましい。また、比誘電率εｒは、上限が５（５以下）であるものが好ましい。具体的には、フッ素樹脂、ポリエチレン、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、又は、ポリエチレンテレフタラートとするのが、価格面、加工性の面で好ましい。
【００５２】
以上の各実施形態の灯器によれば、パッチ素子１１及びグランド素子１２を有するパッチアンテナ４は光学ユニット２内に格納されたものとなる。なお、図１の信号灯器１は三つの光学ユニット２を有しており、それぞれの光学ユニット２にアンテナ４が格納されている。これにより、アンテナ４を目立たなくして信号灯器１に設置することができ、道路の美観を損なうことがない。そして、アンテナ４が光学ユニット２内に格納されていることから、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。また、アンテナ４は基板８よりも前方に設けられているため、基板８がアンテナ４による電波の送受信の妨げになるのを、防止することができる。
【００５３】
また、パッチアンテナ４を７００ＭＨｚ帯周波数（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）で使用するためには、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄが、所定の値（例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ）に設定される。したがって、このパッチアンテナ４を基板８よりも前方として光学ユニット２内に格納すると、基板８から前方に離れた位置にパッチ素子１１が存在することとなる。しかし、この場合であっても、本発明によれば、ＬＥＤ７が有している前後方向長さによれば、ＬＥＤ７の前端３９が、基板８から前方に離れた前記パッチ素子１１よりも前方に位置することができる。このため、パッチアンテナ４を７００ＭＨｚ帯周波数で通信するためのアンテナとして機能させることができると共に、パッチ素子１１及びこれの後方にあるグランド素子１２はＬＥＤ７の前端３９よりも後方に設けられているため、パッチ素子１１及びグランド素子１２が、ＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。
【００５４】
このように、パッチ素子１１が前方への発光（灯光）の妨げになることを、防止するために、パッチ素子１１はＬＥＤ７の前端３９よりも後方に設けられているが、この「前端３９よりも後方」には、パッチ素子１１の前面１１ａとＬＥＤ７の前端３９との前後方向の位置が、略一致している場合を含む。なお、この略一致とは、ＬＥＤ７の前端３９の前後方向の位置が、パッチ素子１１の厚さ方向の範囲内に存在している場合である。
【００５５】
さらに、パッチアンテナ４が露出した状態（灯器筐体より突出した状態）にないため、信号灯器１を取り付けるための支柱４０及びアーム４１（図１）の設計において、アンテナ４が受ける風荷重を追加的に考慮する必要がない。また、アンテナ４に対する防錆、防塵についても追加的に考慮する必要がない。
また、交通用の信号灯器１は、車両のドライバによる視認性を考慮して道路に設置されているため、各実施の形態の信号灯器を道路の所定位置に設置することで、アンテナ４と車両の車載機との間で無線通信を行う上で、見通しが良好な状態が自然と得られる。これにより、信号灯器１の光学ユニット２に組み込んだアンテナ４を、路車間で無線通信を行う高度道路交通システム（ＩＴＳ）に活用することができ、また、良好な通信状態が得られる。
【００５６】
なお、グランド素子１２とパッチ素子１１とは平行に配置されていてもよいが、アンテナ指向性を調整するために、パッチ素子１１及びグランド素子１２の一方又は双方が、基板８に対して傾いて配置されていてもよい。
なお、信号灯器１はドライバへの視認性に鑑みて、通常、基板８自体を少し下方に傾けて設置してある。そのため、パッチ素子１１及びグランド素子１２を基板８に平行に取り付けることによって、アンテナ４の指向性も下方に向くが、路車間での無線通信領域を限定的としたり確実性を増したりすることを目的として、基板８よりもさらに下方に傾けるようにしても良い。
【００５７】
また、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。前記各実施形態では、パッチ素子１１を反射防止部材１０の後方として説明したが、図１２に示しているように、パッチ素子１１は反射防止部材１０の前方であってもよい。この場合であっても、ＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。そして、パッチ素子１１を反射防止部材１０の前面に設ける場合、パッチ素子１１を前記前面に貼り付けたり、止めネジによって取り付けたりすることができる。また、この場合、パッチ素子１１を反射防止部材１０と同一色に塗装するのが好ましい。これにより、パッチ素子１１が目立たなくなる。さらに、反射防止部材１０の前面には、太陽光を乱反射させるため（太陽光を鏡のように一定の方向へ反射させないため）、梨地処理等の微細な凹凸を付けた表面処理を施している。そこで、パッチ素子１１にも、同じ表面処理（粗さが同じ処理）を施すのが好ましく、これにより、パッチ素子１１をより一層目立たなくすることができる。
また、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、この発明は、信号灯器以外に道路の照明用の照明灯器であってもよい。この場合、発光体として水銀灯やナトリウムランプがある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の灯器の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】光学ユニットの斜視図である。
【図３】光学ユニットの正面図である。
【図４】光学ユニットの断面図である。
【図５】ＬＥＤ及びその周辺部を示している拡大断面図である。
【図６】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図７】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図８】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図９】（ａ）は、図８のグランド素子の孔及び誘電体の孔を孔貫通方向に見た図であり、（ｂ）は、別のグランド素子に形成された孔を説明する図である。
【図１０】光学ユニットにパッチアンテナを格納する際の組み立て工程を説明する説明図である。
【図１１】誘電体の比誘電率と、パッチ素子の外形及びパッチ素子の位置等との関係を示した表である。
【図１２】本発明の灯器の他の実施形態に係る光学ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 交通信号灯器（灯器）
２ 光学ユニット
４ パッチアンテナ
７ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
７ｂ ＬＥＤ素子
７ｃ，７ｄ リード線
７ｅ モールド部
７ｆ 発光本体
８ 基板
８ａ 前面
９ カバー部材
１０ 反射防止部材
１１ パッチ素子
１２ グランド素子
１３ 誘電体（板部材）
１４ 孔（開口部）
１６ チューブ
２４ 孔
２４ａ 孔
２４ｂ 孔
３４ 孔（開口部）
３９ 前端
ｄ 間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、灯器及び灯器の製造方法に関する。
【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（特許文献１参照）。
このような路車間通信を無線によって行う場合、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。
【０００３】
【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】
【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。
そこで、道路には車両感知器や光ビーコンのヘッド等が設置されているため、これらを取り付けている支柱やアームにアンテナを併設することが考えられる。しかし、この場合においても、美観の点で好ましくない。
【０００５】
そこで、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のない新たな技術的手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の灯器は、発光体、この発光体が前面に実装された基板、及び、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を有する光学ユニットと、前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、及び、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子を有しているパッチアンテナとを備え、前記パッチ素子と前記グランド素子とは両者間で前後方向に間隔が設けられて前記光学ユニット内に格納され、前記発光体は、当該発光体の前端が前記パッチ素子よりも前方に位置する前後方向長さを有している。
【０００７】
本発明によれば、パッチアンテナが光学ユニット内に格納されているため、パッチアンテナを目立たなくすることができ、また、アンテナ設置専用の支柱を不要とすることができる。
また、基板が前記パッチアンテナによる電波の送受信の妨げになるのを防止するためには、グランド素子及びパッチ素子は、基板よりも前方に設けられている必要があり、また、このパッチアンテナが所望の性能を発揮するためには、パッチ素子とグランド素子との間に前後方向の所定の間隔を設ける必要がある。しかし、基板の前面に実装されている従来の発光体は、前記間隔よりも、前後方向の長さが短いことから、発光体の前端よりもパッチ素子が前方に位置することとなる。この結果、パッチ素子が発光体による前方への発光（灯光）の妨げになることがある。
一方、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げとならないために、パッチ素子を発光体の前端よりも後方に配置すると、従来の発光体は前後方向の長さが短いために、基板よりも前方に設けられているグランド素子と、パッチ素子との間の前後方向の間隔を、小さい値でしか設定できず、パッチアンテナは所望の性能を発揮することができなくなるおそれがある。
そこで、本発明の灯器が備えている発光体の前後方向長さによれば、基板よりも前方にグランド素子及びパッチ素子を配置し、これらグランド素子とパッチ素子とを所望の間隔としても、このパッチ素子よりも前方に発光体の前端を位置させることができる。したがって、パッチアンテナに所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【０００８】
また、前記パッチアンテナを７００ＭＨｚ帯周波数で使用するためには、パッチ素子とグランド素子との前後方向の間隔を、広く設定する必要がある（例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍに設定する必要がある）。さらに、基板がパッチアンテナによる電波の送受信の妨げになるのを防止するためには、グランド素子及びパッチ素子は基板よりも前方に設けられている必要がある。しかし、基板の前面に実装されている従来の発光体は前後方向の長さが短いことから、前記のように前記間隔を広く設定すると、パッチ素子は発光体の前端よりも前方に位置することとなり、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることがある。
しかし、本発明の灯器が備えている発光体の前後方向長さによれば、グランド素子とパッチ素子との間隔を、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するための広い間隔としても、パッチ素子よりも前方に発光体の前端を位置させることができる。したがって、パッチアンテナに７００ＭＨｚ帯周波数で使用できる性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【０００９】
また、前記灯器において、前記発光体は、ＬＥＤ素子を有する発光本体と、この発光本体から後方へ延び前記基板と接続されている二本のリード線とを有する発光ダイオードであり、前記リード線は、前記発光ダイオードの前端が前記パッチ素子よりも前方に位置するように、前記基板から前記発光本体までが長く設定されている場合、リード線同士が接触しやすくなる。そこで、この場合、前記二本のリード線間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在しているのが好ましい。
この場合において、前記短絡防止部材を、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔が形成された板部材とすることができ、または、前記短絡防止部材を、前記リード線を被覆する被覆部材とすることができる。
これにより、短絡防止部材は、リード線同士の接触を防ぐことができ、短絡を防止することができる。
【００１０】
さらに、発光体が発光ダイオードであり、前記板部材が設けられている灯器において、前記グランド素子には、前記リード線を挿通させる開口部が形成されており、この開口部は、前記孔の開口よりも広い領域で開口して形成されているのが好ましい。
発光ダイオードが前面に実装された基板の前方で、かつ、当該発光ダイオードの前端よりも後方にパッチ素子及びグランド素子を設けるためには、パッチ素子及びグランド素子に、発光ダイオードを挿通させる開口部を形成する必要がある。そこで、グランド素子に形成された開口部と、前記板部材に形成された前記孔とが同じ大きさであると、発光ダイオードのリード線が、グランド素子の前記開口部に接触してしまうおそれがある。しかし、本発明によれば、グランド素子の開口部は板部材の孔の開口よりも広い領域で開口して形成されているため、リード線が、絶縁材からなる板部材の孔に接触しても、グランド素子の開口部に接触することを防止することができる。
【００１１】
また、前記灯器は、前記光学ユニット外部の所定の方向から入射する光が前記基板及び前記発光体の少なくとも一方により反射するのを防止するため、前記基板の前方に当該基板に対向して設けられた板状の反射防止部材を更に備え、前記パッチ素子は、前記反射防止部材の後方に設けられているのが好ましい。
灯器が、交通信号用の灯器として用いられる場合、基板や発光体に照りつけた西日や朝日が地上へ反射し、その反射光によって、灯器が見づらくなったり、点灯していない灯器が点灯しているように見える「擬似点灯」が生じたりする。しかし、光学ユニット外部の所定の方向から入射（西日や朝日のように斜め上方から入射）する光が基板や発光体により反射するのを、反射防止部材が防止するので、灯器が見づらくなったり擬似点灯が生じたりするのを防止することができる。そして、パッチ素子及びグランド素子は、板状である反射防止部材の後方に設けられていることから、反射防止部材はパッチ素子及びグランド素子を隠すことができる。さらに、入射する光（日光）が発光体で反射するのを防止するように反射防止部材が設けられている場合は特に、当該反射防止部材によって、発光体に日光が直接的に当ることを抑制することができ、発光体の温度の上昇を抑え、発光体の寿命が短くなることを防止することができる。
【００１２】
また、前記灯器において、前記パッチ素子と前記グランド素子との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体が設けられているのが好ましい。この灯器によれば、パッチアンテナの大きさを小さくすることができる。このため、光学ユニット内に、例えば別のアンテナを更に格納することができる。
【００１３】
本発明は、前方側にあるＬＥＤ素子と後方へ延びているリード線と前記ＬＥＤ素子を被覆するモールド部とを有する発光ダイオード、この発光ダイオード用の基板、及び、可視光透過性を有し前記発光ダイオードを前方で覆うカバー部材を有する光学ユニットと、前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子、及び、前記グランド素子と前記パッチ素子との間に介在した誘電体を有しているパッチアンテナとを備えた灯器の製造方法であって、前記パッチ素子及び前記グランド素子に、前記リード線を挿通させる開口部をそれぞれ形成すると共に、前記誘電体に、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔を形成し、前記基板の前面側に、前記グランド素子、前記誘電体及び前記パッチ素子を設け、前記リード線を前記開口部及び前記孔に挿通させ、前記発光ダイオードの前端を前記パッチ素子よりも前方に位置させた状態で、前記リード線を前記基板に接続し、前記発光ダイオードを当該基板の前面に実装させ、前記パッチアンテナを前記光学ユニット内に格納する。
【００１４】
本発明によって製造された灯器は、パッチアンテナが光学ユニット内に格納されているため、パッチアンテナを目立たなくすることができ、また、アンテナ設置専用の支柱を不要とすることができる。そして、誘電体に形成した孔にリード線それぞれを単独で挿通させ、発光ダイオードを基板の前面に実装させるので、隣接するリード線同士の接触を防ぎ、当該接触による短絡を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パッチアンテナは灯器の光学ユニット内に格納されるため、パッチ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、パッチアンテナを光学ユニット内に格納しても、パッチ素子とグランド素子との間に前後方向の所定の間隔を設けた状態で、かつ、このパッチ素子よりも前方に発光体の前端が位置することができるので、パッチアンテナに所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子が発光体による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の灯器の実施の一形態を示す正面図である。図１の灯器は道路に設置される交通信号灯器１（以下、単に信号灯器又は灯器という）であり、車両用のものである。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。
【００１７】
信号灯器１は、複数（図例では三つ）の光学ユニット２と、これら光学ユニット２を組み込んでいる筐体３とを有している。三つの光学ユニット２は、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。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は歩道橋に架設されたものであってもよい。また、前記制御装置５は、信号灯器１の筐体３内に設けられていてもよい。
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を利用した無線通信制御を行うことができる。または、点灯等を制御する制御装置５と、アンテナ４による無線通信用の制御装置とは、別々であっても良い。これら両制御装置が別々である場合、両制御装置を同一の前記筐体３内に内蔵させることができる。または、無線通信用の制御装置を、信号灯器１の点灯等を制御する制御装置５の近傍（同一の支柱４０）に設置することができる。
【００１８】
図２、図３及び図４は、１つの光学ユニット２の斜視図、正面図及び断面図である。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ＬＥＤ７という）と、複数のＬＥＤ７が前面８ａに実装されたＬＥＤ基板８（以下、基板８という）と、収容部材６と、カバー部材９とを有している。また、本実施の形態の光学ユニット２は、基板８やＬＥＤ７による太陽光の反射を防止するための反射防止部材（遮光部材）１０を有している。
【００１９】
基板８は、円形の板状に形成されている。基板８の裏面には配線パターンが形成されており、この配線パターンはＬＥＤ７のリード線（端子）７ｃ，７ｄ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。
図５は、ＬＥＤ７及びその周辺部を示している拡大断面図である。ＬＥＤ７は、ＬＥＤ素子７ｂ及びモールド部７ｅを有する発光本体７ｆと、この発光本体７ｆから後方へ延びている二本のリード線７ｃ，７ｄとを有している。モールド部７ｅは、ＬＥＤ素子７ｂを被覆している。また、モールド部７ｅはレンズ部となる。このモールド部７ｅの前端がＬＥＤ７の前端３９となる。
【００２０】
図４において、収容部材６は、鋼板、アルミ又は合成樹脂材により形成され、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とを有している皿形状であり、前方に開口している。側部６ｂの開口側の内周には段部６ｃが形成され、この段部６ｃに、カバー部材９が着脱可能に取り付けられている。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。基板８は収容部材６に反射防止部材１０を介して固定されている。収容空間部Ｓのうち、基板８よりも前方が前空間部Ｓ１であり、基板８よりも後方が後空間部Ｓ２である。
【００２１】
カバー部材９は、ガラス又は樹脂製で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。カバー部材９の後面（背面）９ａは凹曲面であり、前面９ｂは凸曲面である。信号灯器１がＬＥＤ灯器であるため、カバー部材９をレンズではなく、後面９ａ及び前面９ｂが平面であるガラス等の平板とすることもできる。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。
【００２２】
反射防止部材１０は、基板８の前面８ａやＬＥＤ７内の反射鏡７ａ（図５参照）に対して西日や朝日等の太陽光が入射するのを制限することにより、基板８や反射鏡７ａによる反射で信号灯器１が見づらくなったり、点灯していない信号灯器１が点灯しているように見える「擬似点灯」が生じたりすることを防止するものである。また、反射防止部材１０は、基板８や、後述するアンテナ４を支持する支持部材としての機能を有している。
【００２３】
反射防止部材１０は、絶縁材（不導体）からなる合成樹脂材により板状として形成され、基板８よりも前方に、当該基板８に（アンテナ４を挟んで）対向して配置されている。反射防止部材１０は、円形の板状（面状）に形成された板状部１０ａを備え、この板状部１０ａは、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方に配置されている。板状部１０ａには、ＬＥＤ７の配置に対応して、ＬＥＤ７を挿通させるための複数の挿通孔１０ｂが形成されている。板状部１０ａは、主に基板８に対して太陽光が直接当たることを防止している。反射防止部材１０は、黒色の合成樹脂材により形成されるか、少なくとも板状部１０ａの前面が黒色に塗装され、太陽光の反射が防止されている。反射防止部材１０は、板状部１０ａの外周部を前記段部６ｃに嵌合させ、収容部材６に固定されている。
板状部１０ａの後面にはボス部１０ｃ（図４参照）が後方突出状に形成されている。基板８は、ボス部１０ｃのネジ穴に螺合されたネジ２５によって、板状部１０ａに固定されている。板状部１０ａと基板８との間には、ボス部１０ｃの高さに相当する間隔が設けられている。
【００２４】
図２〜図５に示すように、反射防止部材１０の前記挿通孔１０ｂの上縁には、庇部１０ｈが前方に突出するように形成されている。庇部１０ｈ（図５参照）は、西日や朝日などの斜め上方から照りつける太陽光ＯがＬＥＤ７の反射鏡７ａに入射することを防止している。庇部１０ｈの前端は、ＬＥＤ７の前端３９よりも突出している。反射防止部材１０の挿通孔１０ｂは、ＬＥＤ７のモールド部７ｅよりも直径が僅かに大きく、当該挿通孔１０ｂは、モールド部７ｅの外周面を囲い、基板８から前方へ立設させたＬＥＤ７の姿勢を保持する機能を有している。なお、反射防止部材１０は、基板８による太陽光の反射を防止する機能のみを有するものであってもよく、ＬＥＤ７による太陽光の反射を防止する機能のみを有するものであってもよい。
【００２５】
反射防止部材１０を、図６に示すような構造とすることもできる。この反射防止部材１０には庇部が設けられておらず、反射防止部材１０の板状部１０ａはＬＥＤ７の前端３９に略一致する位置（板状部１０ａの厚さ内にＬＥＤ７の前端３９が含まれる位置）に配置されている。また、円形である挿通孔１０ｂの中心はＬＥＤ７の中心よりもやや下側に配置されている。この構造により、庇部がなくても斜め上方から照りつける太陽光Ｏが反射鏡７ａによって反射されるのを好適に防止することができる。
【００２６】
そして、図２〜図５に示しているように、光学ユニット２にアンテナが組み込まれている。アンテナはパッチアンテナ４であり、パッチ素子１１とグランド素子１２とを有している。グランド素子１２は基板８よりも前方に設けられており、パッチ素子１１はグランド素子１２よりも前方に設けられている。パッチ素子１１とグランド素子１２とは、前記収容空間部Ｓに収容されている。また、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、反射防止部材１０の後方に設けられているため、反射防止部材１０は、パッチ素子１１及びグランド素子１２を隠すことができ、前方から見えなくすることができる。
【００２７】
パッチ素子１１は平面状（例えば、矩形や円形等）に形成されている。パッチ素子１１は、例えば図示しないがボルト及びナットよりなる締結具によって反射防止部材１０の板状部１０ａに取り付けられている。図４では、パッチ素子１１は、板状部１０ａの後方側に設けられている。パッチ素子１１は、基板８から前方へ離れて設けられているが、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方に位置している。
グランド素子１２は、平面状（平板状）に形成されており、基板８の前面８ａ側において反射防止部材１０に取り付けられている。具体的には、図４に示すように、反射防止部材１０の後面にボス部１０ｆが形成されており、グランド素子１２はボス部１０ｆにネジ２６によって固定されている。グランド素子１２は、前後方向について基板８とＬＥＤ７の前端３９との間の位置であり、かつ、パッチ素子１１の後方に設けられている。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、グランド素子１２の形状を任意とすることができ、円形の他に、矩形とすることができるが、光学ユニット２が正面視において円形である場合、グランド素子１２も円形とするのが好ましい。すなわち、光学ユニット２の輪郭形状とグランド素子１２の輪郭形状とを同じ（相似形）とするのが好ましい。これは、グランド素子１２の面積を、矩形とする場合よりも大きくする（最大とする）ことができるためである。また、グランド素子１２の面積を、パッチ素子１１の面積よりも（ある程度）大きくすることにより、グランド方向（バック方向）への電波の放射を少なくすることができる。すなわち、効率良く電波を前方へ発することができる。
【００２８】
パッチ素子１１及びグランド素子１２は金属板から形成することができる。パッチ素子１１及びグランド素子１２の材質としては、導電性があり、導電率の高い材料が好ましく、例えば、銅、真鍮などの銅合金、アルミが好ましく、鉄、ニッケル又はその他の金属とすることもできる。また、高周波は表面に電流が流れることから、樹脂製等の不導体からなる板部材に、金属蒸着したものや、金属メッキ（金や銀のメッキ）を施したものであってもよい（図示せず）。
【００２９】
グランド素子１２とパッチ素子１１との間には、比誘電率が空気よりも大きい誘電体（誘電部材）が介在していてもよく、又は、前記誘電体を省略して空気が介在していてもよい。すなわち、グランド素子１２とパッチ素子１１との間の全部又は一部に、誘電体を挿入する形態が可能である。図５では、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に誘電体１３が設けられている。誘電体１３は、例えば樹脂製又はセラミックス製の板部材である。樹脂製の場合の具体例としては、フッ素樹脂、ポリエチレン、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、又は、ポリエチレンテレフタラートである。
【００３０】
パッチ素子１１とＬＥＤ７とは前後方向の位置について重複していることから、パッチ素子１１には、ＬＥＤ７を挿通させる開口部として孔３４（図５参照）が形成されている。孔３４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致しており、パッチ素子１１は網目構造となっている。同様に、グランド素子１２とＬＥＤ７とは前後方向の位置について重複していることから、グランド素子１２にはＬＥＤ７（リード線７ｃ，７ｄ）を挿通させる開口部として孔１４が形成されている。孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致しており、グランド素子１２は網目構造となっている。この網目構造には、例えば練炭のように平板に孔がいくつか空けられた構造が含まれる。
ＬＥＤ７を孔３４及び孔１４に挿し入れることにより、パッチ素子１１及びグランド素子１２はＬＥＤ７に干渉することがなく、パッチ素子１１及びグランド素子１２を所定の位置に設置することができる。
【００３１】
また、パッチ素子１１及びグランド素子１２をメッシュ構造とすることもできる。この場合、パッチ素子１１及びグランド素子１２を導線によって（導線を編んで）形成する。そして、パッチ素子１１及びグランド素子１２に形成している前記開口部は、孔３４及び孔１４ではなく、図示しないが、素子の導線（導体部分）を蛇行状に配置（導線を一筆書きとなるように配置）し、導線間の部分として形成されたものとなる。この開口部により、素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することができる。
【００３２】
また、誘電体１３についても、ＬＥＤ７と前後方向の位置について重複していることから、誘電体１３にはＬＥＤ７を挿通させる孔２４が形成されている。孔２４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致している。ＬＥＤ７を誘電体１３の孔２４に挿し入れることにより、誘電体１３はＬＥＤ７に干渉することがなく、誘電体１３を所定の位置に設置することができる。また、誘電体１３の孔２４は、ＬＥＤ７を外周から囲い、基板８から前方へ立設させたＬＥＤ７の姿勢を保持する機能を有している。これにより、誘電体１３の孔２４は、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄが曲がってしまうことを抑制することができる。
【００３３】
図４において、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側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、端子部１９から後空間部Ｓ２へ延びる同軸ケーブル１５ａが、パッチアンテナ４に接続されている。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、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。
また、図１の制御装置５側から延びる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、基板８と接続されている。
【００３４】
以上の構成により、グランド素子１２とパッチ素子１１とが、前空間部Ｓ１内であって、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられた構成となる（図４参照）。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。これにより光学ユニット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る。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、前記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】
なお、この実施の形態の灯器１を製造するための、パッチアンテナ４を光学ユニット２内に格納する組み立て工程について説明する。ＬＥＤ７を基板８に半田によって実装させる。また、反射防止部材１０にパッチ素子１１、誘電体１３及びグランド素子１２を取り付ける。そして、ＬＥＤ７が実装された基板８と、パッチアンテナ４を有する反射防止部材１０とを一体とし、この一体品を収納部材６に取り付ける。基板８と反射防止部材１０とを一体とする際、パッチ素子１１等に設けた孔３４等に、ＬＥＤ７を挿通させる。そして、カバー部材９を収容部材６に取り付ける。これにより、パッチアンテナ４を光学ユニット２内に格納することができる。
【００３６】
前記実施の形態の信号灯器１によれば、パッチ素子１１とグランド素子１２とは、両者間で前後方向に間隔ｄ（図５参照）が設けられた状態で、光学ユニット２内に格納されている。そして、ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置しているため、パッチ素子１１がＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。また、グランド素子１２及びパッチ素子１１は基板８よりも前方に設けられているため、基板８がパッチアンテナ４による電波の送受信の妨げになるのを、防止することができる。
【００３７】
さらに、このパッチアンテナ４を格納した信号灯器１を、路車間で無線通信を行う高度道路交通システム（ＩＴＳ）に利用するために、パッチアンテナ４の使用周波数は７００ＭＨｚ帯周波数（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）に設定されている。このアンテナ性能（帯域特性、ＶＳＷＲ特性）をパッチアンテナ４に備えさせるために、図５において、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄの値を、広く設定する必要がある。例えば、パッチ素子１１を正方形としその一辺を１７０ｍｍ程度とし、比誘電率が空気よりも大きい誘電体１３を設けると、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔ｄは、およそ２０ｍｍ〜４０ｍｍに設定される。なお、この間隔ｄは、誘電体１３の有無、及び、誘電体１３の種類に応じて設定される。
【００３８】
このように、パッチ素子１１とグランド素子１２とを７００ＭＨｚ帯周波数で使用するために、基板８よりも前方のグランド素子１２とパッチ素子１１との前記間隔ｄを大きな値とする必要があり、かつ、このパッチ素子１１よりも前方にＬＥＤ７の前端３９を位置させるために、ＬＥＤ７は従来のものよりも前後方向に長い形状を有している。つまり、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するパッチアンテナ４を基板８よりも前方として格納している光学ユニット２のＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。具体的に説明すると、リード線７ｃ，７ｄは、ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置するように、基板８から前記発光本体（モールド部７ｅ）までが長く設定されており、ＬＥＤ７は、従来のものよりも、リード線７ｃ，７ｄが長いものとなっている。
このように、ＬＥＤ７の前後方向長さが、従来のＬＥＤの前後方向長さよりも長くなっていることから、基板８よりも前方にグランド素子１２及びパッチ素子１１を配置し、これらグランド素子１２とパッチ素子１１との間隔ｄを広くしても、このパッチ素子１１よりも前方にＬＥＤ７の前端３９を位置させることができる。したがって、パッチアンテナ４に所望の性能を発揮させることができると共に、パッチ素子１１がＬＥＤ７による前方への発光の妨げになることを防止することができる。
【００３９】
また、図５において、７００ＭＨｚ帯周波数で使用するためにパッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の前記間隔ｄ（第一の間隔）を確保する共に、反射防止部材１０の裏面とパッチ素子１１の表面との間にも、第二の間隔ｅが設けられている。この第二の間隔ｅは、同軸ケーブル１５ａの内導体１５ｂをパッチ素子１１と接続するためのスペースである。つまり、パッチ素子１１の前面には、内導体１５ｂを接続するための半田部（取付部）１５ｆが設けられ、この半田部１５ｆはパッチ素子１１の前面から突出する。そこで、第二の間隔ｅに半田部１５ｆを配置することにより、反射防止部材１０の後方にパッチ素子１１を設けることができる。つまり、反射防止部材１０に、半田部１５ｆを収納するための孔や窪み部を形成しなくてもよい。
そして、第一の間隔ｄ及び第二の間隔ｅを確保しつつ、ＬＥＤ７の前端３９を、パッチ素子１１及び反射防止部材１０よりも前方に位置させることができるように、ＬＥＤ７は前後方向に長い形状を有している。
【００４０】
前記のとおり、ＬＥＤ７の前後方向長さを従来のものよりも長くするために、二本のリード線７ｃ，７ｄが従来よりも前後方向に長くなっている。この場合、リード線７ｃ，７ｄ同士が接触しやすくなる。そこで、二本のリード線７ｃ，７ｄ間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在している。前記短絡防止部材を、リード線７ｃ，７ｄを被覆する被覆部材とすることができる。被覆部材としては、図５に示しているように、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させている樹脂製のチューブ１６とすることができる。具体的には、熱収縮チューブとすることができる。このチューブ１６によって、リード線７ｃ，７ｄが従来よりも長くなっても、リード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、リード線７ｃ，７ｄ間の短絡を防止することができる。
【００４１】
また、前記被覆部材の変形例を図７に示している。ＬＥＤ７が有しているモールド部７ｅが、被覆部材としての機能を有している。すなわち、図７では、モールド部７ｅが、従来よりも、基板８側に長くなっている。モールド部７ｅのうちの、ＬＥＤ素子７ｂから先端３９までの長さは従来のものと同じであるが、ＬＥＤ素子７ｂからリード線７ｃ，７ｄ側（基板８側）の長さが、従来のものよりも長くなっている。モールド部７ｅの後方（基板８側）への長さは、グランド素子１２よりも後方へ越え、基板８の前面８ａ（前面８ａの近傍位置）にまで達している。このため、リード線７ｃ，７ｄの内の、基板８からモールド部７ｅまでの露出している部分の長さを短くすることができ、この露出しているリード線７ｃ，７ｄの部分同士の接触を防ぎ、リード線７ｃ，７ｄ間の短絡を防止することができる。
【００４２】
図８は、前記短絡防止部材の別の構造を示している図である。図８の実施の形態では、前記短絡防止部材は、基板８の前方に設けられている共にリード線７ｃ，７ｄそれぞれを単独で挿通させる孔が形成された誘電体１３（板部材）としている。誘電体１３に、第１（カソード側）のリード線７ｃを単独で挿通させる第一の孔２４ａ、及び、第２（アノード側）のリード線７ｄを単独で挿通させる第二の孔２４ｂが形成されている。これら孔２４ａ，２４ｂは、ＬＥＤ７毎に、誘電体１３に前後方向に貫通して設けられている。この構成によれば、孔２４ａ，２４ｂとの間には、絶縁材（不導体）からなる誘電体１３の一部１３ａが介在する。したがって、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄが前後方向に長くなっても、リード線７ｃ，７ｄを孔２４ａ，２４ｂにそれぞれ単独で挿通させることで、リード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、短絡を防止することができる。なお、孔２４ａと孔２４ｂとの間（リード線７ｃ，７ｄの間）には、誘電体１３の一部１３ａが介在するが、この間には、グランド素子１２の一部（及びパッチ素子１１の一部）が存在していないのが好ましい。
【００４３】
さらに、図８において、前記のとおり、グランド素子１２には、リード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部としての孔１４が形成されている。なお、パッチ素子１１には、ＬＥＤ７のモールド部７ｅを挿通させる開口部としての孔３４が形成されている。
図９（ａ）は、図８のグランド素子１２の孔１４及び誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂを孔貫通方向に見た図である。図８と図９（ａ）とにおいて、グランド素子１２に形成された孔１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりも広い領域で開口して形成されている。図８と図９（ａ）では、一つのＬＥＤ７のために、グランド素子１２に一つの孔１４が形成されているのに対し、誘電体１３には二つの孔２４ａ，２４ｂが形成されている。そして、一つの孔１４の開口が、二つの孔２４ａ，２４ｂが形成されている領域よりも、広くなっている。
なお、図９（ｂ）に示しているように、グランド素子１２に、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させる二つの孔１４，１４が形成されていてもよい。この場合であっても、グランド素子１２に形成された二つの孔１４，１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりもそれぞれ広い領域で開口して形成されている。
【００４４】
ＬＥＤ７が前面８ａに実装された基板８の前方で、かつ、ＬＥＤ７の前端３９よりも後方にパッチ素子１１及びグランド素子１２を設けるためには、前記のとおり、パッチ素子１１及びグランド素子１２に、開口部として孔３４，１４を形成する必要がある。仮にグランド素子１２の孔１４と、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂとが同じ大きさであると、リード線７ｃ，７ｄが、グランド素子１２の孔１４に接触してしまうおそれがある。しかし、図８及び図９の構成によれば、グランド素子１２の孔１４は、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂの開口よりも広い領域で開口して形成されているため、リード線７ｃ，７ｄが、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂに接触しても、グランド素子１２の孔１４に接触することを防止することができ、ＬＥＤ７とグランド素子１２とが接触してしまうことを防止することができる。
【００４５】
図８に示した灯器の製造方法について説明する。図１０は光学ユニット２にパッチアンテナ４を格納する際の組み立て工程を説明する説明図である。なお、図８ではパッチ素子１１と誘電体１３とは前後方向に離れており、両者の間には空気が介在しているが、図１０では、パッチ素子１１を誘電体１３の前面に近接させた状態として示している。
【００４６】
パッチ素子１１、グランド素子１２及び誘電体１３を光学ユニット２に組み込む前に、パッチ素子１１に、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部として前記孔３４を形成し、グランド素子１２に、ＬＥＤ７のリード線７ｃ，７ｄを挿通させる開口部として前記孔１４を形成すると共に、誘電体１３に、リード線７ｃ，７ｄのそれぞれを単独で挿通させる前記孔２４ａ，２４ｂを形成する。なお、一つのＬＥＤ７に対し、孔３４，１４及び孔２４ａ，２４ｂが、一つずつ設けられている。誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂは、リード線７ｃ，７ｄの断面形状よりも僅かに大きい程度の大きさであり、リード線７ｃ，７ｄに対して不要に大きいものではない。
【００４７】
そして、図１０に示しているように、基板８の前面８ａ側に、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を設ける。グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１をそれぞれ別体としてこれらを順に、基板８の前面側に設けてもよいし、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を積層状態として組み立てることにより一つのアンテナユニットとして予め構成し、このアンテナユニットを基板８の前面８ａに設けてもよい。また、誘電体１３を挟んで前面にパッチ素子１１、後面にグランド素子１２を配置させた両面基板としてアンテナユニットを構成し、このアンテナユニットを基板８の前面８ａに設けてもよい。この場合、組み立てが容易となる。さらに、前記アンテナユニットと、基板８とを一つの多層基板として予め構成してもよい。なお、基板８とグランド素子１２との間は絶縁されており、このために、グランド素子１２を基板８の前面８ａに配置する前に、両者間にスペーサ又は絶縁材などが取り付けられている。
【００４８】
そして、グランド素子１２、誘電体１３及びパッチ素子１１を基板８の前面８ａに設けてから、ＬＥＤ７を前面側からパッチ素子１２へと接近させ、リード線７ｃ，７ｄを、順に、パッチ素子１１の孔３４に挿通させ、誘電体１３の孔２４ａ，２４ｂに挿通させ、グランド素子１２の孔１４に挿通させ、ＬＥＤ７の前端３９をパッチ素子１１よりも前方に位置させた状態で、前記リード線７ｃ，７ｄを基板８に半田によって接続し、当該ＬＥＤ７を基板８の前面に実装させる。そして、この基板８、反射防止部材１０及びカバー部材（図４参照）を収容部材（図４参照）に取り付け、パッチアンテナ４を、光学ユニット２内に格納した状態とする。
なお、基板８の前面にジャンパーケーブル等による配線が必要な場合、ＬＥＤ７を基板８に実装する前に、当該配線作業を済ませておく。
この製造方法によって製造された灯器によれば、誘電体１３に形成した孔２４ａ，２４ｂに、リード線７ｃ，７ｄを単独で挿通させ、ＬＥＤ７を基板８の前面に実装させるので、隣接するリード線７ｃ，７ｄ同士の接触を防ぎ、当該接触による短絡を防止することができる。また、孔２４ａ，２４ｂは、リード線７ｃ，７ｄが曲がってしまうのを防止することができる。
【００４９】
また、前記のとおり、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体１３が設けられている。誘電体１３は、図５に示しているように、パッチ素子１１とグランド素子１２との間の前後方向の全域にわたって設けられていてもよく、図８に示しているように、部分的に設けられていてもよい。
図１１は、誘電体１３の比誘電率εｒと、パッチ素子１１の外形及びパッチ素子１１の位置等との関係を示した表である。この表は、７２０ＭＨｚ帯で使用される図２に示した灯器１をモデル化してシミュレーションを行なった結果を示している。このモデル化にあたり、パッチ素子１１及びグランド素子１２を正方形とし、ＬＥＤ７、ＬＥＤ７挿通用の孔及び反射防止部材１０は、素子外形及び素子の位置に関しての影響が小さいため、省略している。また、同軸ケーブル１５ａの入力部を、パッチ素子１１の上端から下方へ１ｍｍ下の位置としている。
【００５０】
図１１において、素子外形は、正方形としたパッチ素子１１及びグランド素子１２の一辺の長さを示しており、素子高さは、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄ（図５参照）の値を示している。比誘電率εｒが１である場合、つまり、パッチ素子１１とグランド素子１２との間が空気である場合、素子外形は１７０．５ｍｍであり、素子高さは２５．０ｍｍであるのに対し、比誘電率εｒが空気よりも大きい誘電体１３が介在している場合、素子外形は小さくなり、素子高さは大きくなる。
【００５１】
このように、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、比誘電率εｒが空気よりも大きい誘電体１３が設けられていることにより、パッチ素子１１（パッチアンテナ４）の大きさを小さくすることができる。これは、素子内の波長短縮率が大きくなるためであると考えられる。このように、パッチアンテナ４を小さくすることができるため、光学ユニット２内に、別のアンテナを更に格納することができる。別のアンテナとしては、例えば、携帯電話等の移動体通信用のアンテナがあり、前記パッチアンテナ４とは異なる周波数帯（２．４ＧＨｚ帯）で使用されるものであってもよい。
また、灯器１に格納するパッチアンテナ４用の誘電体１３の比誘電率εｒは、下限が２（２以上）であるのが好ましい。また、比誘電率εｒは、上限が５（５以下）であるものが好ましい。具体的には、フッ素樹脂、ポリエチレン、ガラスエポキシ、ＦＲＰ、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、又は、ポリエチレンテレフタラートとするのが、価格面、加工性の面で好ましい。
【００５２】
以上の各実施形態の灯器によれば、パッチ素子１１及びグランド素子１２を有するパッチアンテナ４は光学ユニット２内に格納されたものとなる。なお、図１の信号灯器１は三つの光学ユニット２を有しており、それぞれの光学ユニット２にアンテナ４が格納されている。これにより、アンテナ４を目立たなくして信号灯器１に設置することができ、道路の美観を損なうことがない。そして、アンテナ４が光学ユニット２内に格納されていることから、アンテナ設置用の専用の支柱を不要とすることができる。また、アンテナ４は基板８よりも前方に設けられているため、基板８がアンテナ４による電波の送受信の妨げになるのを、防止することができる。
【００５３】
また、パッチアンテナ４を７００ＭＨｚ帯周波数（７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚ）で使用するためには、パッチ素子１１とグランド素子１２との前後方向の間隔ｄが、所定の値（例えば２０ｍｍ〜４０ｍｍ）に設定される。したがって、このパッチアンテナ４を基板８よりも前方として光学ユニット２内に格納すると、基板８から前方に離れた位置にパッチ素子１１が存在することとなる。しかし、この場合であっても、本発明によれば、ＬＥＤ７が有している前後方向長さによれば、ＬＥＤ７の前端３９が、基板８から前方に離れた前記パッチ素子１１よりも前方に位置することができる。このため、パッチアンテナ４を７００ＭＨｚ帯周波数で通信するためのアンテナとして機能させることができると共に、パッチ素子１１及びこれの後方にあるグランド素子１２はＬＥＤ７の前端３９よりも後方に設けられているため、パッチ素子１１及びグランド素子１２が、ＬＥＤ７による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。
【００５４】
このように、パッチ素子１１が前方への発光（灯光）の妨げになることを、防止するために、パッチ素子１１はＬＥＤ７の前端３９よりも後方に設けられているが、この「前端３９よりも後方」には、パッチ素子１１の前面１１ａとＬＥＤ７の前端３９との前後方向の位置が、略一致している場合を含む。なお、この略一致とは、ＬＥＤ７の前端３９の前後方向の位置が、パッチ素子１１の厚さ方向の範囲内に存在している場合である。
【００５５】
さらに、パッチアンテナ４が露出した状態（灯器筐体より突出した状態）にないため、信号灯器１を取り付けるための支柱４０及びアーム４１（図１）の設計において、アンテナ４が受ける風荷重を追加的に考慮する必要がない。また、アンテナ４に対する防錆、防塵についても追加的に考慮する必要がない。
また、交通用の信号灯器１は、車両のドライバによる視認性を考慮して道路に設置されているため、各実施の形態の信号灯器を道路の所定位置に設置することで、アンテナ４と車両の車載機との間で無線通信を行う上で、見通しが良好な状態が自然と得られる。これにより、信号灯器１の光学ユニット２に組み込んだアンテナ４を、路車間で無線通信を行う高度道路交通システム（ＩＴＳ）に活用することができ、また、良好な通信状態が得られる。
【００５６】
なお、グランド素子１２とパッチ素子１１とは平行に配置されていてもよいが、アンテナ指向性を調整するために、パッチ素子１１及びグランド素子１２の一方又は双方が、基板８に対して傾いて配置されていてもよい。
なお、信号灯器１はドライバへの視認性に鑑みて、通常、基板８自体を少し下方に傾けて設置してある。そのため、パッチ素子１１及びグランド素子１２を基板８に平行に取り付けることによって、アンテナ４の指向性も下方に向くが、路車間での無線通信領域を限定的としたり確実性を増したりすることを目的として、基板８よりもさらに下方に傾けるようにしても良い。
【００５７】
また、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。前記各実施形態では、パッチ素子１１を反射防止部材１０の後方として説明したが、図１２に示しているように、パッチ素子１１は反射防止部材１０の前方であってもよい。この場合であっても、ＬＥＤ７は、当該ＬＥＤ７の前端３９がパッチ素子１１よりも前方に位置する前後方向長さを有している。そして、パッチ素子１１を反射防止部材１０の前面に設ける場合、パッチ素子１１を前記前面に貼り付けたり、止めネジによって取り付けたりすることができる。また、この場合、パッチ素子１１を反射防止部材１０と同一色に塗装するのが好ましい。これにより、パッチ素子１１が目立たなくなる。さらに、反射防止部材１０の前面には、太陽光を乱反射させるため（太陽光を鏡のように一定の方向へ反射させないため）、梨地処理等の微細な凹凸を付けた表面処理を施している。そこで、パッチ素子１１にも、同じ表面処理（粗さが同じ処理）を施すのが好ましく、これにより、パッチ素子１１をより一層目立たなくすることができる。
また、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、この発明は、信号灯器以外に道路の照明用の照明灯器であってもよい。この場合、発光体として水銀灯やナトリウムランプがある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の灯器の実施の一形態を示す正面図である。
【図２】光学ユニットの斜視図である。
【図３】光学ユニットの正面図である。
【図４】光学ユニットの断面図である。
【図５】ＬＥＤ及びその周辺部を示している拡大断面図である。
【図６】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図７】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図８】ＬＥＤ及びその周辺部の別の形態を示している拡大断面図である。
【図９】（ａ）は、図８のグランド素子の孔及び誘電体の孔を孔貫通方向に見た図であり、（ｂ）は、別のグランド素子に形成された孔を説明する図である。
【図１０】光学ユニットにパッチアンテナを格納する際の組み立て工程を説明する説明図である。
【図１１】誘電体の比誘電率と、パッチ素子の外形及びパッチ素子の位置等との関係を示した表である。
【図１２】本発明の灯器の他の実施形態に係る光学ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１ 交通信号灯器（灯器）
２ 光学ユニット
４ パッチアンテナ
７ 発光ダイオード（ＬＥＤ）
７ｂ ＬＥＤ素子
７ｃ，７ｄ リード線
７ｅ モールド部
７ｆ 発光本体
８ 基板
８ａ 前面
９ カバー部材
１０ 反射防止部材
１１ パッチ素子
１２ グランド素子
１３ 誘電体（板部材）
１４ 孔（開口部）
１６ チューブ
２４ 孔
２４ａ 孔
２４ｂ 孔
３４ 孔（開口部）
３９ 前端
ｄ 間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体、この発光体が前面に実装された基板、及び、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を有する光学ユニットと、
前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、及び、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子を有しているパッチアンテナと、
を備え、
前記パッチ素子と前記グランド素子とは両者間で前後方向に間隔が設けられて前記光学ユニット内に格納され、
前記発光体は、当該発光体の前端が前記パッチ素子よりも前方に位置する前後方向長さを有していることを特徴とする灯器。
【請求項２】
前記パッチ素子と前記グランド素子との前後方向の間隔は、７００ＭＨｚ帯周波数で使用する間隔に設定されている請求項１に記載の灯器。
【請求項３】
前記発光体は、ＬＥＤ素子を有する発光本体と、この発光本体から後方へ延び前記基板と接続されている二本のリード線とを有する発光ダイオードであり、前記リード線は、前記発光ダイオードの前端が前記パッチ素子よりも前方に位置するように、前記基板から前記発光本体までが長く設定されており、
前記二本のリード線間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在している請求項１又は２に記載の灯器。
【請求項４】
前記短絡防止部材は、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔が形成された板部材である請求項３に記載の灯器。
【請求項５】
前記短絡防止部材は、前記リード線を被覆する被覆部材である請求項３に記載の灯器。
【請求項６】
前記グランド素子には、前記リード線を挿通させる開口部が形成されており、
この開口部は、前記孔の開口よりも広い領域で開口して形成されている請求項４に記載の灯器。
【請求項７】
前記光学ユニット外部の所定の方向から入射する光が前記基板及び前記発光体の少なくとも一方により反射するのを防止するため、前記基板の前方に当該基板に対向して設けられた板状の反射防止部材を更に備え、
前記パッチ素子は、前記反射防止部材の後方に設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項８】
前記パッチ素子と前記グランド素子との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体が設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項９】
前方側にあるＬＥＤ素子と後方へ延びているリード線と前記ＬＥＤ素子を被覆するモールド部とを有する発光ダイオード、この発光ダイオード用の基板、及び、可視光透過性を有し前記発光ダイオードを前方で覆うカバー部材を有する光学ユニットと、
前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子、及び、前記グランド素子と前記パッチ素子との間に介在した誘電体を有しているパッチアンテナと、を備えた灯器の製造方法であって、
前記パッチ素子及び前記グランド素子に、前記リード線を挿通させる開口部をそれぞれ形成すると共に、前記誘電体に、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔を形成し、
前記基板の前面側に、前記グランド素子、前記誘電体及び前記パッチ素子を設け、前記リード線を前記開口部及び前記孔に挿通させ、前記発光ダイオードの前端を前記パッチ素子よりも前方に位置させた状態で、前記リード線を前記基板に接続することで、前記発光ダイオードを当該基板の前面に実装させ、前記パッチアンテナを前記光学ユニット内に格納することを特徴とする灯器の製造方法。
【請求項１】
発光体、この発光体が前面に実装された基板、及び、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を有する光学ユニットと、
前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、及び、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子を有しているパッチアンテナと、
を備え、
前記パッチ素子と前記グランド素子とは両者間で前後方向に間隔が設けられて前記光学ユニット内に格納され、
前記発光体は、当該発光体の前端が前記パッチ素子よりも前方に位置する前後方向長さを有していることを特徴とする灯器。
【請求項２】
前記パッチ素子と前記グランド素子との前後方向の間隔は、７００ＭＨｚ帯周波数で使用する間隔に設定されている請求項１に記載の灯器。
【請求項３】
前記発光体は、ＬＥＤ素子を有する発光本体と、この発光本体から後方へ延び前記基板と接続されている二本のリード線とを有する発光ダイオードであり、前記リード線は、前記発光ダイオードの前端が前記パッチ素子よりも前方に位置するように、前記基板から前記発光本体までが長く設定されており、
前記二本のリード線間に絶縁材からなる短絡防止部材が介在している請求項１又は２に記載の灯器。
【請求項４】
前記短絡防止部材は、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔が形成された板部材である請求項３に記載の灯器。
【請求項５】
前記短絡防止部材は、前記リード線を被覆する被覆部材である請求項３に記載の灯器。
【請求項６】
前記グランド素子には、前記リード線を挿通させる開口部が形成されており、
この開口部は、前記孔の開口よりも広い領域で開口して形成されている請求項４に記載の灯器。
【請求項７】
前記光学ユニット外部の所定の方向から入射する光が前記基板及び前記発光体の少なくとも一方により反射するのを防止するため、前記基板の前方に当該基板に対向して設けられた板状の反射防止部材を更に備え、
前記パッチ素子は、前記反射防止部材の後方に設けられている請求項１〜６のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項８】
前記パッチ素子と前記グランド素子との間に、比誘電率が空気よりも大きい誘電体が設けられている請求項１〜７のいずれか一項に記載の灯器。
【請求項９】
前方側にあるＬＥＤ素子と後方へ延びているリード線と前記ＬＥＤ素子を被覆するモールド部とを有する発光ダイオード、この発光ダイオード用の基板、及び、可視光透過性を有し前記発光ダイオードを前方で覆うカバー部材を有する光学ユニットと、
前記基板よりも前方に設けられたグランド素子、このグランド素子よりも前方に設けられたパッチ素子、及び、前記グランド素子と前記パッチ素子との間に介在した誘電体を有しているパッチアンテナと、を備えた灯器の製造方法であって、
前記パッチ素子及び前記グランド素子に、前記リード線を挿通させる開口部をそれぞれ形成すると共に、前記誘電体に、前記リード線それぞれを単独で挿通させる孔を形成し、
前記基板の前面側に、前記グランド素子、前記誘電体及び前記パッチ素子を設け、前記リード線を前記開口部及び前記孔に挿通させ、前記発光ダイオードの前端を前記パッチ素子よりも前方に位置させた状態で、前記リード線を前記基板に接続することで、前記発光ダイオードを当該基板の前面に実装させ、前記パッチアンテナを前記光学ユニット内に格納することを特徴とする灯器の製造方法。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−４４５４（Ｐ２０１０−４４５４Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６３２３５（Ｐ２００８−１６３２３５）
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【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７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【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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