通信システム、歩行者用交通信号灯器及び交通信号制御機
【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通信システムを提供する。
【解決手段】道路に設置される歩行者用信号灯器１を備え、この歩行者用信号灯器１は、発光体としてＬＥＤ７を有する光学ユニット２と、この光学ユニット２に組み込まれ当該歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である第１領域Ａ１に対して指向性を有しているアンテナ４とを有している。
【解決手段】道路に設置される歩行者用信号灯器１を備え、この歩行者用信号灯器１は、発光体としてＬＥＤ７を有する光学ユニット２と、この光学ユニット２に組み込まれ当該歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である第１領域Ａ１に対して指向性を有しているアンテナ４とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システム、歩行者用交通信号灯器及び交通信号制御機に関するものである。
【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。
【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】
前記目的を達成するための本発明の歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニットに組み込まれ、道路における設置位置の近傍である領域に対して指向性を有しているアンテナとを備えているものである。
【０００７】
また、本発明は、前記歩行者用信号灯器に接続され、前記歩行者用信号灯器の点灯及び消灯を行なう交通信号制御機であって、前記アンテナを介して、前記領域に存在する通信相手に対して、前記歩行者用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ものである。
【０００８】
また、本発明の通信システムは、道路に設置される歩行者用信号灯器と、この歩行者用信号灯器の設置位置付近に設置される車両用信号灯器とを備え、前記歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ当該歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である第１領域に対して指向性を有している第１アンテナとを有し、前記車両用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有している第２アンテナとを有しているものである。
【０００９】
本発明によれば、アンテナ（第１アンテナ）を歩行者用信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該アンテナを目立たなくすることができ、さらに、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。そして、アンテナによって、歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である領域（第１領域）を通信領域とすることができる。
また、一般的に、歩行者用信号灯器は（車両用信号灯器に比べて）低い位置に設置される。低い位置にある歩行者用信号灯器の光学ユニットにアンテナ（第１アンテナ）が組み込まれていることから、このアンテナによる電波は遠くまで飛びにくい。このため、このアンテナを、歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である領域に対する指向性を有するものとしやすい。
また、第２アンテナを車両用信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該第２アンテナを目立たなくすることができ、さらに、第２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。そして、第２アンテナによって、歩行者用信号灯器の設置位置から離れた第２領域を通信領域とすることができる。
また、一般的に、車両用信号灯器は、歩行者用信号灯器に比べて高い位置に設置される。高い位置にある車両用信号灯器の光学ユニットに第２アンテナが組み込まれていることから、この第２アンテナによる電波を遠くまで飛ばしやすい。このため、この第２アンテナを、前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有するアンテナとしやすい。
【００１０】
また、前記第１アンテナは、前記発光体の前端よりも後方に設けられた状態として前記光学ユニット内に格納されているアンテナ素子を有しているのが好ましい。
これによれば、第１アンテナのアンテナ素子を、光学ユニット内に格納し目立たなくすることができる。そして、第１アンテナのアンテナ素子が光学ユニット内に格納されていても、このアンテナ素子は、発光体の前端よりも後方に設けられているため、アンテナ素子が、発光体による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。
【００１１】
または、前記歩行者用信号灯器が有している前記光学ユニットは、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し、前記第１アンテナは、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アンテナ素子を有し、前記アンテナ素子は可視光透過性を有しているのが好ましい。
これによれば、第１アンテナを、カバー部材から発光体の前端までの範囲として光学ユニットに組み込ませることができる。これにより、アンテナを目立たなくすることができる。そして、アンテナ素子は発光体の前端よりも前方に設けられているが、アンテナ素子は可視光透過性を有しているため、発光体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。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、アンテナを信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該アンテナを目立たなくすることができ、さらに、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔通信システム全体について〕
図１はこの発明の通信システムの実施の一形態を説明する道路の斜視図である。この通信システムは、道路に設置されている歩行者用信号灯器１を備えており、この歩行者用信号灯器１は、複数（図例では上下の二つ）の光学ユニット２と、この光学ユニット２に組み込まれているアンテナ４とを有している。
歩行者用信号灯器１は、十字路にある交差点Ｘに設置されている。なお、図１では説明を容易とするために、歩行者用信号灯器１を一つのみ示しているが、図２の平面図に示しているように、交差点Ｘの四角部のそれぞれに、歩行者用信号灯器１は設置されている。
【００１４】
また、図２に示しているように、交差点Ｘに四方向から道路が繋がっており、各道路を横断する方向に対向して一対の歩行者用信号灯器１が設置されている。
また、後に説明するが、この通信システムは、この交差点Ｘに設置されている車両用信号灯器５１（図１参照）を備えている。車両用信号灯機５１は道路の上方位置に設置されている。この車両用信号灯器５１についても、交差点Ｘに複数設置されている。
【００１５】
〔歩行者用信号灯器１について〕
図３は歩行者用信号灯器１の正面図である。図１と図３とにおいて、交差点Ｘにおける路側に支柱４０が設置されており、この支柱４０に、歩行者用信号灯器１が道路に向けられて取り付けられている。
図３において、歩行者用信号灯器１は、上下に二つの光学ユニット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。上の光学ユニット２は赤の灯色を有しており、下の光学ユニット２は青の灯色を有している。各光学ユニット２にはひさし３ａが取り付けられている。
【００１６】
支柱４０には、歩行者用信号灯器１の点灯及び消灯を制御する制御装置（交通信号制御機）５が取り付けられている。または、この制御装置５は、筐体３内に設けられたものであってもよい。
また、制御装置５は、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（あるい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。
【００１７】
図４は歩行者用信号灯器１が有する光学ユニット２の分解斜視図である。図５はこの光学ユニット２の断面図である。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ＬＥＤという）、複数のＬＥＤ７が前面に実装された基板８、マスク板２２、拡散板２３、収容部材６及びカバー部材９を有している。
【００１８】
図５において、ＬＥＤ７はレンズ部３８を有し、このレンズ部３８内にＬＥＤ素子（図示せず）が設けられている。
基板８は、その表面や裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ７の端子３７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。
マスク板２２は、透明板（透明樹脂板）に遮光膜を部分的に施したものであって、図４に示しているように、人形図柄の透光部２２ａ及びこの透光部２２ａ以外の部分を遮光する遮光部２２ｂが設けられている。
拡散板２３はＬＥＤ７の光を拡散させる部材であり、樹脂製とすることができる。拡散板２３はマスク板２２の後方に設けられている。
【００１９】
図５において、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とを有している皿形状であり、前方に開口している。その開口側である前部に、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、マスク板２２、拡散板２３、ＬＥＤ７及び基板８が収容されている。そして、マスク板２２、拡散板２３及び基板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。マスク板２２及び拡散板２３は、前空間部Ｓ１に設けられている。
【００２０】
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。
【００２１】
図６は、光学ユニット２の正面図である。この図６では、カバー部材９、マスク板２２及び拡散板２３を外した状態としている。
そして、この光学ユニット２に第１アンテナ４が組み込まれている。図４〜図６に示している第１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。図５において、パッチ素子１１とグランド素子１２とは、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。これにより、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２のそれぞれに第１アンテナ４が組み込まれた構成となる。パッチ素子１１とグランド素子１２の形態等については、後に説明する。
【００２２】
図１に示しているように、歩行者用信号灯器１に組み込まれた第１アンテナ４は、歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である交差点Ｘ内の第１領域Ａ１に対して指向性を有するように設定されている。なお、第１アンテナ４は、交差点Ｘ内のみならず、交差点Ｘの近傍の領域（交差点Ｘの路側、交差点Ｘの出入り口部分の道路）に対して指向性を有していてもよい。また、道路を挟んで対面で設置されている他の歩行者用信号灯器に取り付けたアンテナと通信させてもよい。
【００２３】
この第１アンテナ４は、例えば、交差点Ｘ内に存在している車両Ｃ１又は軽車両の車載機（図示せず）との間で無線通信を行なうものとして利用される。この場合、第１アンテナ４と車載機との間で路車間通信が可能となる。また、この第１アンテナ４による他の通信相手としては、交差点Ｘ内、交差点Ｘ近傍の横断歩道又は路側（歩道）を通行する歩行者が所有している携帯端末がある。なお、これら車載機、携帯端末との間の無線通信は、前記制御装置５の制御によって行なわれる。
【００２４】
〔車両用信号灯器５１について〕
図１において、歩行者用信号灯器１の設置位置付近に、つまり同じ交差点Ｘに、車両用信号灯器５１が設置されている。この車両用信号灯器５１は、後にも説明するが、歩行者用信号灯器１と同様に、発光体としてＬＥＤを有する光学ユニット５２を複数（図１では三つ）備えている。そして、光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれている。この第２アンテナ５４は、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２に対する指向性を有するように構成されている。
【００２５】
この車両用信号灯器５１に組み込まれている第２アンテナ５４は、交差点Ｘに向かって走行してくる車両Ｃ２の車載機との間で無線通信（路車間通信）を行なうものとして利用される。なお、この路車間通信は、車両用信号灯器５１を制御する制御装置５５（図１３参照）によって行なわれるように構成することができるが、この制御装置５５と、歩行者用信号灯器１を制御する前記制御装置５との間で通信が行なわれ、両制御装置５，５５によって共同して路車間通信を行なうように構成してもよい。
【００２６】
〔第１アンテナ４及び第２アンテナ５４について〕
図１に示しているように、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２は、交差点Ｘ及びその近傍に存在する歩行者に対して灯色を示すことを主に目的としている。このために、歩行者用信号灯器１は、車両用信号灯器５１に比べて低い位置に設置されている。さらに、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２の投光方向は、交差点Ｘから離れた遠方ではなく、交差点Ｘ乃至その近傍の領域に向けられれば充分である。
【００２７】
そこで、この低い位置にある歩行者用信号灯器１に通信用の第１アンテナ４を組み込み込んでいる。これにより、歩行者用信号灯器１は低い位置にあることから、第１アンテナ４からの電波は遠くまで飛びにくく、図７の道路の側面図に示しているように、この第１アンテナ４の指向性を、光学ユニット２の投光方向と同様に、歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である交差点Ｘ乃至その近傍の領域（第１領域Ａ１）に向けたものとすることができる。この結果、第１領域Ａ１を、第１アンテナ４による通信領域とすることができる。
【００２８】
このような歩行者用信号灯器１に対して、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２は、交差点Ｘから離れた位置（例えば交差点Ｘから２０〜３０ｍ手前）に存在する車両Ｃ２に対して灯色を示すことを主に目的としている。このために、車両用信号灯器５１は道路（交差点Ｘ）の上方の高い位置に設置されている。これにより、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２における投光方向を、交差点Ｘから離れた遠方とすることができる。
【００２９】
そこで、この高い位置にある車両用信号灯器５１に通信用の第２アンテナ５２を組み込み、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２の投光方向と、この光学ユニット５２に組み込んだ第２アンテナ５４の指向性とを同じ方向（略同じ方向）とする。このように、高い位置にある車両用信号灯器５１の光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれていることから、電波を遠くまで飛ばしやすく、この第２アンテナ５４が、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２に対する指向性を有するものとなる。この結果、第２領域Ａ２を、第２アンテナ４の通信領域とすることができる。
【００３０】
このように、通信システムは、歩行者用信号灯器１に設けた第１アンテナ４を、交差点Ｘ内乃至その近傍の第１領域Ａ１における送受信用アンテナとし、車両用信号灯器５１に設けた第２アンテナ５４を、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２における送受信用アンテナとして、使い分けることができる。この使い分けの制御は、前記制御装置５，５５が行なう。
【００３１】
また、制御装置５は、第１アンテナ４を介して、第１領域Ａ１に存在する車両Ｃ１（通信相手）に対して、各種情報を送信するように構成するために、図２に示しているように、歩行者用信号灯器１に設けられた第１アンテナ４の指向性を、交差点Ｘの中央部を含む方向に向けるのが好ましい。この場合、交差点Ｘの中央部に存在している車両Ｃ１、例えば右折しようと中央部で停止している車両Ｃ１の車載機と、前記制御装置５との間で、第１アンテナ４を介して無線通信を行なうことができる。
このために、制御装置５は各種情報を予め入手している（記憶している）。これによれば、情報が第１アンテナ４から送信され、これを車両Ｃ１が受信することにより、車両Ｃ１はこの情報に基づいて例えば運転支援制御を行なうことができる。
【００３２】
前記情報としては、交差点Ｘにおける歩行者用信号灯器１の現在及び将来の表示（灯色）に関する信号情報、車両用信号灯器５１の現在及び将来の表示に関する信号情報、交差点Ｘへ向かって走行してくる他の車両についての車両情報、交差点Ｘを右左折しようとしているのであれば、当該進行方向に関する情報等がある。また、ある地点から別の地点までの旅行時間に関する情報や、車両の走行軌跡に関するプローブ情報等を含めてもよい。
この情報が第１アンテナ４から送信され、これを車両Ｃ１が受信することにより、車両Ｃ１は、交差点内においてまたは交差点通過後に、この情報を運転支援制御に活用することができる。
【００３３】
前記運転支援制御として、交差点Ｘから右折しようとしている車両Ｃ１が第１アンテナ４から受信した信号が、車両用信号灯器５１の灯色に関する情報であって、進行可能（右折可能）となる（青の）灯色となるまでの時間情報を含む場合、その時間情報の長短に応じて、車両Ｃ２（車載コンピュータ）は自動的にアイドリングストップをしたり、エンジン始動させたりする制御を行なうことができる。
または他の運転支援制御として、交差点Ｘに存在している車両Ｃ１が第１アンテナ４から受信した情報が、その車両Ｃ１がその交差点Ｘを通り過ぎた後の走行方向前方の道路情報や、交差点Ｘに向かって走行している別の車両についての車両情報であって、この情報が危険予知に関するものである場合、車載機はドライバに対してその旨を音声によって報知したり、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によって報知したりすることができる。
【００３４】
また、図２に示しているように、交差点Ｘの各角部に設けられている歩行者用信号灯器１に第１アンテナ４を設け、それぞれの第１アンテナ４が第１領域Ａ１に対する指向性を有しているのが好ましい。この場合、交差点Ｘ内において、一つの歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４と、通信相手である車両Ｃ１の車載機（歩行者の携帯端末）との間に、例えば背の高い別の車両（図示せず）が停車中となり、当該一つの歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４による通信が遮断されていても、車両Ｃ１の車載機（歩行者の携帯端末）は、別の第１アンテナ４との間で通信を行なうことができる。さらに、交差点Ｘの各角部に設置されている歩行者用信号灯器１に第１アンテナ４が設けられている場合、交差点Ｘの広い範囲を通信領域とすることができる。
【００３５】
そして、歩行者用信号灯器１が有している光学ユニット２に第１アンテナ４を組み込んでいるため、また、車両用信号灯器５１が有する光学ユニット５２に第２アンテナ５４を組み込んでいるため、第１アンテナ４、第２アンテナ５４を目立たなくすることができ、また、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。
【００３６】
〔歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４について（その１）〕
第１アンテナ４の構造について説明する。
図５と図６とにおいて、第１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。パッチ素子１は、矩形の平面状に形成されており、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。そして、パッチ素子１１は、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。
【００３７】
また、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、マスク板２２及び拡散板２３よりも後方に設けられている。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、パッチ素子１１の輪郭は矩形以外に円形であってもよい（図示せず）。
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。
【００３８】
グランド素子１２は、矩形の平面状（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。またはグランド素子１２は、基板８に立設させた前記支持部材１３によって支持されかつ固定されていてもよい。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。
【００３９】
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、カバー部材９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、この第１アンテナ４の指向性を歩行者用信号灯器１から前方へ向かう方向とすることができる。なお、この第１アンテナ４の前方への指向性は、左斜め前方又は右斜め前方であってもよい。
そして、歩行者用信号灯器１は歩行者等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、交差点Ｘにおける車両Ｃ１（図１参照）の車載機や歩行者の携帯端末との間で、良好な通信状態が得られる。
【００４０】
また、この第１アンテナ４が格納された歩行者用信号灯器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。
【００４１】
また、この図５の実施形態では、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの距離が小さくても、パッチ素子１１をこの前端３９よりも前方に配置することができるため、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を所望の値に設定しやすい。
グランド素子１２とパッチ素子１１との間が空気のみによって絶縁されている場合、両者の間隔は２０〜３０ｍｍ程度であるが、グランド素子１２とパッチ素子１１との間に絶縁部材として樹脂板が設けられていてもよく（図示せず）、この場合、両者間の誘電率が変化するため両者の間隔を前記値よりも小さくすることができる。この絶縁部材としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、フッ素樹脂板、ガラスエポキシ、ＦＲＰ又はポリアセタール板がある。なお、この絶縁部材について、フッ素樹脂、ガラスエポキシ、ポリアセタール等のように、光の透過性が乏しい素材を採用し、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に配置する場合には、可視光透過性を確保するため、この絶縁部材に開口部（孔）を有する構造とすれば良い。
また、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、アンテナ指向性を斜め前方に調整するために、例えばアンテナ指向性が左前方又は右前方に向くように、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。
【００４２】
なお、歩行者用信号灯器１は交差点Ｘにおける歩行者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の指向性も水平方向よりも下方に向く。さらに、アンテナ４との間の無線通信領域を、交差点Ｘの中央部側へと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に対してパッチ素子１１及びグランド素子１２を右方に向かうように又は左方に向かうように傾けても良い。
【００４３】
また、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（ＬＥＤ７のリード線）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されている。この孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致させてあり、グランド素子１２は網目構造となっている。
これにより、グランド素子１２がＬＥＤ７に干渉することがないように、グランド素子１２の孔１４にＬＥＤ７を挿し入れ、グランド素子１２を所定の位置に設置することができる。そして、この形態によれば、グランド素子１２はＬＥＤ７の前端３９よりも後方となるため、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。
なお、グランド素子１２に形成している前記開口部の構成としては、図示しているように、素子に孔１４をあけて素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することができ、または、図示しないが、孔は設けていないが、例えば素子の導電体部分（導体部分）を蛇行状に配置して（導電体部分を一筆書きになるように配置して）、素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することもできる。
【００４４】
収容部材６（底部６ａ）には、第１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３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、第１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。
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。
【００４５】
図８は第１アンテナ４を内蔵した光学ユニット２の正面図である。なお、説明を容易とするために、ＬＥＤ７を省略して図示している。
ＬＥＤ７の前端３９よりも前方にあるパッチ素子１１は、このＬＥＤ７の前方への投光を阻害しないように、パッチ素子１１の厚さ方向（前後方向）に、可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。
なお、ここにいうパッチ素子１１における可視光透過性とは、パッチ素子１１の導電体部分（導体部分）が透明又は半透明である場合のみならず、パッチ素子１１を構成する導電体部分は可視光を遮断するが、パッチ素子１１の導電体部分が設けられていない部分を可視光がすり抜けて、パッチ素子１１の後方において発光された可視光がパッチ素子１１の前方に到達する状態をも含む。
【００４６】
具体的に説明すると、パッチ素子１１は、可視光透過用の開口を有する導電体からなる。つまり、図８に示しているように、パッチ素子１１をメッシュ構造による導電体とすることにより、パッチ素子１１は可視光透過性を有している。このように、パッチ素子１１をメッシュ構造とするために、導線によって（導線を編んで）形成することができる。
【００４７】
このパッチ素子１１を、例えば、径（幅）が１ｍｍである導線によってメッシュ構造とする場合、この導線のピッチ（メッシュの間隔）を所定の値として（例えば２０ｍｍとして）上下方向及び左右方向に編み、網目状金属素子とすることができる。このピッチが２０ｍｍである場合、そのピッチは約１／２０波長となり、使用する周波数を約７２０ＭＨｚ、波長を約４２０ｍｍとすることができる。
また、パッチ素子１１のメッシュ数（メッシュ粗さ）は変更自在であり、粗くしてパッチ素子１１の面を四分割した網目状金属素子としてもよい（図示せず）。これ以外に、図示しないが、一面を二分割したもの、三分割したもの等であってもよい。
【００４８】
メッシュの間隔は、特に限定されないが、１／５波長以下とするのが好ましく、特に１／１０波長以下が好ましい。メッシュの間隔が小さい程高い周波数まで対応することができる。
なお、導線の強度を確保するため、導線の径（幅）は０．５ｍｍ以上が好ましく、一方で光の透過率を高めるために、２ｍｍ以下とすることが好ましい。ただし、導線を樹脂板の上に蒸着させる方法などによって製造する場合には、強度について考慮する必要性が乏しいため、その導線の幅は０．５ｍｍ以下であっても良い。
【００４９】
また、図示しないが、パッチ素子１１を外形枠構造（フレーム構造）による導電体とすることにより、可視光透過性を有するものとしてもよい。この外形枠構造は、面状とするパッチ素子１１の輪郭部分にのみ導線が設けられて得た構造である。
【００５０】
また、パッチ素子１１をメッシュ構造乃至外形枠構造とする場合、前記のような導線を利用する以外に、板部材の表面に金属膜（金属薄膜）による網目を形成してもよい。この場合、図５の二点鎖線で示しているように、可視光透過性のある板部材１６が、カバー部材９とＬＥＤ７の前端３９との間に設けられており、この板部材１６の表面又は裏面（図例では表面）にメッシュ構造乃至外形枠構造であるパッチ素子１１を形成してもよい。そして、この板部材１６が前記支持部材１３に取り付けられている。
【００５１】
板部材１６としては、例えば透明の樹脂板とすることができる。板部材１６は可視光を充分に透過する材料であるのが好ましく、例えば、ポリカードネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ガラスなどによれば薄くても強度の面で優れ、また、安価で好ましい。
板部材１６を利用する場合の具体例としては、板部材１６の面に、例えば線幅１０μｍであってピッチ（メッシュの間隔）を１００μｍとする導線部からなる微細なメッシュを形成すればよい。このように板部材１６に微細なメッシュを形成する場合、線幅が１μｍ以上で５０μｍ以下であり、ピッチが５０μｍ以上で１０００μｍ以下とするのが好ましい。
なお、メッシュ形状は、図示したような四角形状に限らず、三角形状、ハニカム形状とすることができ、また、全体として放射形状（蜘蛛の巣形状）等とすることができる。
【００５２】
また、パッチ素子１１が可視光透過性を有しているものとするために、パッチ素子１１を可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）から形成することができる。そして、この薄膜導電体を前記板部材１６に形成することでパッチ素子１１を薄く、所定の形状に形成することができる。この場合、薄膜導電体の厚さを１μｍ以上であり１００μｍ以下とするのが好ましく、これにより、可視光透過性を有するものとなる。
【００５３】
パッチ素子１１を板部材１６に形成する方法として、以下のものがある。パッチ素子１１を単独で形成し、これを板部材１６に貼り付ける。この場合、パッチ素子１１を板部材１６に粘着部材（粘着テープ）によって接着する。または、板部材１６に対して金属蒸着を行なうことでパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して印刷によってパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して金属メッキを施してパッチ素子１１を形成してもよい。
【００５４】
グランド素子１２は金属板から形成されている。そして、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、板部材１６に金属蒸着したものや、金属メッキ（金や銀のメッキ）を施したものでもよい（図示せず）。
なお、光学ユニット２の収容部材６は、鋼板、アルミ又は樹脂製である。カバー部材９は、レンズであり、ガラス又は樹脂製である。
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、カバー部材９をレンズではなく、平面なガラス等の平板とすることもできる。
【００５５】
第１アンテナ４を光学ユニット２に内蔵したアンテナ内蔵型である歩行者用信号灯器１の他の実施形態を説明する。図９は、この歩行者用信号灯器１が備えている光学ユニット２及びアンテナ４を示している断面図である。この歩行者用信号灯器１は前記実施形態と同様に、光学ユニット２と、第１アンテナ４とを備えており、光学ユニット２は、ＬＥＤ７が実装されている基板８、可視光透過性を有しＬＥＤ７を前方で覆うカバー部材９、マスク板２２及び拡散板２３などを有している。そして、第１アンテナ４は、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とを有しており、パッチ素子１１は可視光透過性を有している。
【００５６】
この図９の実施形態と前記実施形態（図５）との相違点は、パッチ素子１１の取り付け構造及びグランド素子１２の位置であり、その他の構成は同様である。
すなわち、カバー部材９の後面９ａにパッチ素子１１が形成されている。つまり、パッチ素子１１はカバー部材９の後面９ａに引っ付いて形成されている。この場合、パッチ素子１１は、カバー部材９の凹曲面に沿った曲面形状のものである。
そして、グランド素子１２は、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられている。
【００５７】
この場合、グランド素子１２についても、可視光透過性を有している。グランド素子１２をパッチ素子１１と同じ構成とすることにより、可視光透過性を有するものとすることができる。すなわち、グランド素子１２は、メッシュ構造乃至外形枠構造による導電体からなる。また、グランド素子１２は、可視光透過性を有する薄膜導電体からなるものとすることができる。
さらに、図５のパッチ素子１１を板部材１６に形成している場合と同様に、図９において、光学ユニット２は、可視光透過性のある板部材１７（図９の二点鎖線）を有しており、グランド素子１２をこの板部材１７の前面又は後面に形成することができる。なお、板部材１７に対するグランド素子１２の形成方法は、前記パッチ素子１１の場合と同様である。
【００５８】
この図９の実施形態では、グランド素子１２がＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられているが、グランド素子１２は可視光透過性を有しているため、ＬＥＤ７の前端３９から前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。なお、この場合、図５のグランド素子１２に必要であった孔１４は不要となる。
また、図９のグランド素子１２は、マスク板２２及び拡散板２３よりも後方に設けられているが、他の形態として、（図示しないが）マスク板２２及び拡散板２３よりも前方に設けられていてもよい。
さらに、他の形態として、ＬＥＤ基板８に形成した回路配線（配線パターン部）を、前記グランド素子として使用（兼用）することもできる。
【００５９】
以上の各実施形態では、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、前記空間部Ｓのうちの前空間部Ｓ１に設けられている。
また、図９の実施形態では、パッチ素子１１をカバー部材９の後面９ａに設けているが、表面９ｂに設けてもよい（図示せず）。この場合、表面９ｂに形成したパッチ素子１１の上にさらに保護用のカバーシート（図示せず）を被せて設けるのが好ましい。このカバーシートは可視光透過性を有するものである。
【００６０】
以上のようにカバー部材９の後面９ａ（又は前面９ｂ）にパッチ素子１１を設ける場合、前記図５の実施形態において板部材１６にパッチ素子１１を形成したのと同様に、パッチ素子１１を薄く所定の形状に形成することが容易となる。また、パッチ素子１１を形成するための別部材が不要となる。
【００６１】
以上の各実施形態によれば、パッチ素子１１及びグランド素子１２を有する第１アンテナ４は、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれたものとなる。なお、図３の歩行者用信号灯器１は二つの光学ユニット２を有しており、それぞれの光学ユニット２に第１アンテナ４を組み込むことができる。これにより、第１アンテナ４を目立たなくして歩行者用信号灯器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、第１アンテナ４が歩行者用信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれていることから、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、パッチ素子１１はＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられているが、パッチ素子１１は可視光透過性を有しているため、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。
さらに、アンテナ４が露出した状態（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に対する防雨、防錆、防塵についても追加的に考慮する必要がない。
【００６２】
〔歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４について（その２）〕
図１０は、第１アンテナ４が組み込まれている光学ユニット２の他の実施の形態を示している断面図である。この実施形態の第１アンテナ４は、前記と同様にパッチアンテナであり、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（レンズ部３８の前端３９）よりも後方に位置している。
グランド素子１２は、前記図５の実施形態と同じであり、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。
【００６３】
図１０において、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複数の孔２４が形成されている。さらに、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（ＬＥＤ７の端子３７）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されている。これら孔２４及び孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致させてあり、パッチ素子１１及びグランド素子１２は網目構造となっている。
【００６４】
この実施の形態によれば、第１アンテナ４が光学ユニット２内に格納されていても、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。
【００６５】
また、このように、パッチ素子１１及びグランド素子１２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。
【００６６】
また、他の実施形態として、図示しないが（図１０を参考に説明すると）、グランド素子１２を、基板８の後方に設けてもよい。すなわち、パッチ素子１１は、前空間部Ｓ１であって、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられているが、グランド素子１２は、後空間部Ｓ２に設けられている。
この実施形態によれば、所望の性能となるパッチアンテナ４とするため、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、前後方向の所定の広い間隔を設けることができる。つまり、前記のとおり、使用周波数を７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚとするために、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を所定の値（１０〜４０ｍｍ）に確保し易くなる。
【００６７】
〔アンテナ４の詳細について（その３）〕
図１１と図１２は、第１アンテナ４が組み込まれている光学ユニット２の別の実施の形態を示している正面図と断面図である。この実施形態の第１アンテナ４は、平衡型のアンテナである。
この実施の形態では、カバー部材９とＬＥＤ７の前端３９との間にアンテナ用基板１６が設けられており、このアンテナ用基板１６上に第１アンテナ４が形成されている。このアンテナ用基板１６には、さらにストリップ線路３１が形成されており、ストリップ線路３１も光学ユニット２に組み込まれている。
【００６８】
図示している第１アンテナ４は、平衡二線で給電されるダイポールアンテナである。アンテナ４は、アンテナ用基板１６の一面側（後面側）に薄膜導電体としてパターン形成された線路からなり、図１１に示しているように、ダイポール部２６と平衡給電線部２７ａ，２７ｂと平衡給電線を短絡する部分２８とを有している。ダイポール部２６は、左右一対のアンテナ素子２６ａ，２６ｂからなる。平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、部分２８がストリップ線路のグランドも兼ねている。
【００６９】
ストリップ線路３１は、前記アンテナ用基板１６の他面側（前面側）に薄膜導電体としてパターン形成された線路からなる。ストリップ線路３１は、アンテナ用基板１６の他面側であって給電線部２７ｂの裏側となる位置で直線的に延びて形成され、そして、ダイポール部２６のアンテナ素子２６ａ，２６ｂ間の中央部においてＵ字状に方向を反転し、アンテナ用基板１６の他面側であって給電線部２７ａの裏側となる位置で直線的に延びて形成されている。このストリップ線路３１と平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、前記部分２８によってバルン（平衡不平衡変換部）が構成されている。つまり、この実施形態では、ダイポールアンテナ４及びバルンが一つのアンテナ用基板１６に形成されたバルン一体型のアンテナを有している。なお、図示しないが、バルンをアンテナ用基板１６とは別の部分に設けてもよく、バルン別体型のアンテナとしてもよい。
【００７０】
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（中心導体）１５ｂ、絶縁体（図示せず）、外導体１５ｄ及び被覆部１５ｅを有しており、この同軸ケーブル１５の中心導体１５ｂが前記ストリップ線路３１に接続されており、外導体１５ｄがグランド（給電線部２７ｂ）に接続されている（図１２参照、なお、図１２は図１１を下から見た断面図である）。内、外導体１５ｂ，１５ｄと各部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。
【００７１】
アンテナ用基板１６は矩形の平板からなり、ＬＥＤ基板８から前方へ立設した支持部材１３によって、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方とな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。そして、アンテナ用基板１６は、ＬＥＤ基板８に対して前方で対向して配置されている。
アンテナ用基板１６は誘電体の基板であり、可視光透過性を有する材質からなる。材質の具体例としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリル又はポリエチレンテレフタラートがある。また、アンテナ用基板１６の厚さは１ｍｍ程度である。
【００７２】
この歩行者用信号灯器１において、アンテナ４及びストリップ線路３１は、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられていることから、このＬＥＤ７の前方への投光を阻害しないように、アンテナ４及びストリップ線路３１は、アンテナ用基板１６の一面から他面へと貫く方向（前後方向）に可視光透過性を有している構成としている。つまり、アンテナ８及びストリップ線路３１が形成されているアンテナ用基板１６は、その全面において、厚さ方向（前後方向）に可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。
【００７３】
このための構成を具体的に説明すると、アンテナ用基板１６は、前記のとおり透明でありそれ自体が可視光透過性を有している。そして、このアンテナ用基板１６上のアンテナ４及びストリップ線路３１をメッシュ構造とすることにより、可視光透過性を有しているものとしている。アンテナ４及びストリップ線路３１を、可視光透過性を有するための構成は、図５の形態と同様であり、アンテナ４及びストリップ線路３１をメッシュ構造とすることができる。この場合、アンテナ用基板１６の一面及び他面に、金属膜（金属薄膜）による網目を形成している。また、アンテナ４及びストリップ線路３１が可視光透過性を有しているものとするために、これらを、可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）とすることができる。
【００７４】
また、図示しないが、この第１アンテナ４を、カバー部材９に形成してもよい。つまり、アンテナ４を、カバー部材９にパターン形成した線路により構成することができる。この場合、カバー部材９は、ＬＥＤ７等を保護するための部材の他に、前記アンテナ用基板１６として兼用されており、カバー部材９の後面９ａにアンテナ４が形成され、前面９ｂにストリップ線路３１が形成されている。
この場合においても、アンテナ４及びストリップ線路３１を、カバー部材９の後面９ａ及び前面９ｂにパターン形成したメッシュ構造による線路とすることができ、また、パターン形成した薄膜導電体による線路とすることができる。これにより、アンテナ４及びストリップ線路３１は、前後方向について可視光透過性を有するものとなる。
また、この場合、表面９ｂに形成したストリップ線路３１の上にさらに保護用のカバーシートを被せて設けるのが好ましい。このカバーシートは可視光透過性を有するものである。
【００７５】
〔車両用信号灯器５１の第２アンテナ５２について〕
図１３はこの発明の通信システムが備えている車両用信号灯器５１の実施の一形態を示す正面図である。
交差点Ｘ（図１参照）の路側に支柱が設置され、図１３において、この支柱９０から車道側にアーム９１が張り出されて設けられており、このアーム９１に車両用信号灯器５１が取り付けられている。
【００７６】
車両用信号灯器５１は、複数（図例では三つ）の光学ユニット５２と、これら光学ユニット５２を組み込んでいる筐体５３とを有している。三つの光学ユニット５２は、赤、黄、青の灯色を有している。各光学ユニット５２にはひさし（図示せず）が取り付けられる。また、支柱９０には、車両用信号灯器５１を制御する制御装置５５が取り付けられている。
【００７７】
図１４、図１５及び図１６は、一つの光学ユニット５２の斜視図、正面図及び断面図である。この光学ユニット５２と、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２とは、全体輪郭形状、マスク板２２及び拡散板２３（図４参照）について異なるが、その他は同じである。光学ユニット５２は、発光体としての発光ダイオード５７（以下ＬＥＤという）と、複数のＬＥＤ５７が前面５８ａに実装された基板５８と、収容部材５６と、カバー部材５９とを有している。基板５８は、その表面や裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ５７の端子８７と繋がっている。基板５８上には複数のＬＥＤ５７が面状に広がって配設されている。
【００７８】
収容部材６は、底部（底壁）５６ａと、この底部５６ａの周縁から立設した側部（側壁）５６ｂとを有している皿形状であり、前方に開口している。その開口側である前部に、カバー部材５９が取り付けられている。これにより、収容部材５６とカバー部材５９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ＬＥＤ５７及び基板５８が収容されている。そして、基板５８は収容部材５６に固定されている。収容空間部Ｓのうち、基板５８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。
【００７９】
カバー部材５９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ＬＥＤ５７を前方で覆っている。なお、この光学ユニット５２において、前方とは光の投光側であり（カバー部材５９側であり）、後方とは収容部材５６の底部５６ａ側である。
【００８０】
そして、この光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれている。第２アンテナ５４と第１アンテナ４とは、輪郭形状が異なるが、その他は同じである。
第２アンテナ５４はパッチアンテナであり、パッチ素子６１とグランド素子６２とを有している。すなわち、図１６において、パッチ素子６１とグランド素子６２とが、前記光学ユニット５２内に、つまり前記収容空間部Ｓに、格納（収容）されている。
【００８１】
パッチ素子６１は、円形の平面状に形成されており、基板５８から前方へ立設した支持部材６３によって支持されかつ固定されている。支持部材６３は絶縁部材からなる。そして、パッチ素子６１は、カバー部材５９からＬＥＤ５７の前端８９までの範囲Ａに設けられている。また、図１６において、カバー部材５９は、その後面（背面）５９ａが凹曲面であって、前面５９ｂが凸曲面であり、パッチ素子６１はカバー部材５９の後面５９ａ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５９を凹凸の曲面としたが、車両用信号灯器５１がＬＥＤ灯器であれば、平面とすることもできる。
【００８２】
グランド素子６２は、円形の平面状（平板状）に形成されており、基板５８の前面５８ａにおいて当該基板５８に取り付けられている。例えば、グランド素子６２は、収容部材５６に基板５８と共にネジによって共締めされる。またはグランド素子６２は、基板５８に立設させた前記支持部材６３によって支持されかつ固定されていてもよい。そして、このグランド素子６２は、パッチ素子６１の後方であって、前後方向について基板５８とＬＥＤ５７の前端８９との間に設けられている。
【００８３】
これにより、グランド素子６２とパッチ素子６１とが、前空間部Ｓ１内に設けられ、パッチ素子６１は、カバー部材５９からＬＥＤ５７の前端８９までの範囲Ａに設けられ、グランド素子６２はパッチ素子６１の後方に設けられた状態となる。そして、グランド素子６２とパッチ素子６１とが、前後方向に対向した配置となり、この第２アンテナ５４の指向性は車両用信号灯器５１から前方へ向かう方向となる。すなわち、光学ユニット５２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、車両用信号灯器５１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。
【００８４】
グランド素子６２とパッチ素子６１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６１及びグランド素子６２の一方又は双方が、基板５８に対して傾いて配置されていてもよい。
また、車両用信号灯器５１はドライバへの視認性に鑑みて、通常、基板５８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６１及びグランド素子６２を基板５８に平行に取り付けることによって、アンテナ５４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５８よりもさらに下方に傾けるようにしても良い。
【００８５】
ＬＥＤ５７の前端８９よりも前方にあるパッチ素子６１は、このＬＥＤ５７の前方への投光を阻害しないように、パッチ素子６１の厚さ方向（前後方向）に、可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。可視光透過性を有するための構成は、歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４の場合と同じであるため、説明を省略する。
また、グランド素子６２の構成、その他の部材の構成についても、歩行者用信号灯器１の場合と同じであるため、説明を省略する。
【００８６】
さらに、パッチ素子６１及びグランド素子６２の取り付け構造、及び、これら素子を設ける前後方向の位置等についても、歩行者用信号灯器１と同様の構成とすることができる。例えば、パッチ素子６１は、ＬＥＤ５７の前端８９よりも後方に設けられていてもよい。また、この第２アンテナ５４についても、第１アンテナ４と同様に、パッチアンテナ以外として平衡型のもの（例えばダイポールアンテナ）とすることができる。
【００８７】
また、この発明の通信システム及び歩行者用信号灯器１は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、歩行者用信号灯器１が設置される交差点Ｘは、スクランブル交差点であってもよい。この場合、この交差点に設置された複数の歩行者用信号灯器１のいくつかは、その光学ユニット２の投光方向が交差点の中央部に向かうように設置される。したがって、この光学ユニット２に組み込んだ第１アンテナ４の指向性を正面前方に向ければ、交差点の中央部を含む領域が通信領域となる。
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、図２では、対向している一対の歩行者用信号灯器１のうちの一方にのみ、アンテナ４を設けた構成としているが、双方にアンテナ４を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の通信システムの実施の一形態を説明する道路の斜視図である。
【図２】交差点の平面図である。
【図３】歩行者用信号灯器の正面図である。
【図４】歩行者用信号灯器が有する光学ユニットの分解斜視図である。
【図５】光学ユニットの断面図である。
【図６】光学ユニットの正面図である。
【図７】道路の側面図である。
【図８】第１アンテナを内蔵した光学ユニットの正面図である。
【図９】他の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１０】別の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１１】さらに別の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している正面図である。
【図１２】図１１の光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１３】この発明の通信システムが備えている車両用信号灯器の実施の一形態を示す正面図である。
【図１４】車両用信号灯器が有する光学ユニットの斜視図である。
【図１５】車両用信号灯器が有する光学ユニットの正面図である。
【図１６】車両用信号灯器が有する光学ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 歩行者用信号灯器
２ 光学ユニット
４ 第１アンテナ
７ ＬＥＤ（発光体）
９ カバー部材
１１ パッチ素子（アンテナ素子）
１２ グランド素子（アンテナ素子）
５１ 車両用信号灯器
５２ 光学ユニット
５４ 第２アンテナ
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ｘ 交差点
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通信システム、歩行者用交通信号灯器及び交通信号制御機に関するものである。
【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。
【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】
前記目的を達成するための本発明の歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、前記光学ユニットに組み込まれ、道路における設置位置の近傍である領域に対して指向性を有しているアンテナとを備えているものである。
【０００７】
また、本発明は、前記歩行者用信号灯器に接続され、前記歩行者用信号灯器の点灯及び消灯を行なう交通信号制御機であって、前記アンテナを介して、前記領域に存在する通信相手に対して、前記歩行者用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ものである。
【０００８】
また、本発明の通信システムは、道路に設置される歩行者用信号灯器と、この歩行者用信号灯器の設置位置付近に設置される車両用信号灯器とを備え、前記歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ当該歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である第１領域に対して指向性を有している第１アンテナとを有し、前記車両用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有している第２アンテナとを有しているものである。
【０００９】
本発明によれば、アンテナ（第１アンテナ）を歩行者用信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該アンテナを目立たなくすることができ、さらに、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。そして、アンテナによって、歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である領域（第１領域）を通信領域とすることができる。
また、一般的に、歩行者用信号灯器は（車両用信号灯器に比べて）低い位置に設置される。低い位置にある歩行者用信号灯器の光学ユニットにアンテナ（第１アンテナ）が組み込まれていることから、このアンテナによる電波は遠くまで飛びにくい。このため、このアンテナを、歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である領域に対する指向性を有するものとしやすい。
また、第２アンテナを車両用信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該第２アンテナを目立たなくすることができ、さらに、第２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。そして、第２アンテナによって、歩行者用信号灯器の設置位置から離れた第２領域を通信領域とすることができる。
また、一般的に、車両用信号灯器は、歩行者用信号灯器に比べて高い位置に設置される。高い位置にある車両用信号灯器の光学ユニットに第２アンテナが組み込まれていることから、この第２アンテナによる電波を遠くまで飛ばしやすい。このため、この第２アンテナを、前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有するアンテナとしやすい。
【００１０】
また、前記第１アンテナは、前記発光体の前端よりも後方に設けられた状態として前記光学ユニット内に格納されているアンテナ素子を有しているのが好ましい。
これによれば、第１アンテナのアンテナ素子を、光学ユニット内に格納し目立たなくすることができる。そして、第１アンテナのアンテナ素子が光学ユニット内に格納されていても、このアンテナ素子は、発光体の前端よりも後方に設けられているため、アンテナ素子が、発光体による前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。
【００１１】
または、前記歩行者用信号灯器が有している前記光学ユニットは、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し、前記第１アンテナは、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アンテナ素子を有し、前記アンテナ素子は可視光透過性を有しているのが好ましい。
これによれば、第１アンテナを、カバー部材から発光体の前端までの範囲として光学ユニットに組み込ませることができる。これにより、アンテナを目立たなくすることができる。そして、アンテナ素子は発光体の前端よりも前方に設けられているが、アンテナ素子は可視光透過性を有しているため、発光体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。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、アンテナを信号灯器が有する光学ユニットに組み込ませることで、当該アンテナを目立たなくすることができ、さらに、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔通信システム全体について〕
図１はこの発明の通信システムの実施の一形態を説明する道路の斜視図である。この通信システムは、道路に設置されている歩行者用信号灯器１を備えており、この歩行者用信号灯器１は、複数（図例では上下の二つ）の光学ユニット２と、この光学ユニット２に組み込まれているアンテナ４とを有している。
歩行者用信号灯器１は、十字路にある交差点Ｘに設置されている。なお、図１では説明を容易とするために、歩行者用信号灯器１を一つのみ示しているが、図２の平面図に示しているように、交差点Ｘの四角部のそれぞれに、歩行者用信号灯器１は設置されている。
【００１４】
また、図２に示しているように、交差点Ｘに四方向から道路が繋がっており、各道路を横断する方向に対向して一対の歩行者用信号灯器１が設置されている。
また、後に説明するが、この通信システムは、この交差点Ｘに設置されている車両用信号灯器５１（図１参照）を備えている。車両用信号灯機５１は道路の上方位置に設置されている。この車両用信号灯器５１についても、交差点Ｘに複数設置されている。
【００１５】
〔歩行者用信号灯器１について〕
図３は歩行者用信号灯器１の正面図である。図１と図３とにおいて、交差点Ｘにおける路側に支柱４０が設置されており、この支柱４０に、歩行者用信号灯器１が道路に向けられて取り付けられている。
図３において、歩行者用信号灯器１は、上下に二つの光学ユニット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。上の光学ユニット２は赤の灯色を有しており、下の光学ユニット２は青の灯色を有している。各光学ユニット２にはひさし３ａが取り付けられている。
【００１６】
支柱４０には、歩行者用信号灯器１の点灯及び消灯を制御する制御装置（交通信号制御機）５が取り付けられている。または、この制御装置５は、筐体３内に設けられたものであってもよい。
また、制御装置５は、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（あるい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。
【００１７】
図４は歩行者用信号灯器１が有する光学ユニット２の分解斜視図である。図５はこの光学ユニット２の断面図である。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ＬＥＤという）、複数のＬＥＤ７が前面に実装された基板８、マスク板２２、拡散板２３、収容部材６及びカバー部材９を有している。
【００１８】
図５において、ＬＥＤ７はレンズ部３８を有し、このレンズ部３８内にＬＥＤ素子（図示せず）が設けられている。
基板８は、その表面や裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ７の端子３７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。
マスク板２２は、透明板（透明樹脂板）に遮光膜を部分的に施したものであって、図４に示しているように、人形図柄の透光部２２ａ及びこの透光部２２ａ以外の部分を遮光する遮光部２２ｂが設けられている。
拡散板２３はＬＥＤ７の光を拡散させる部材であり、樹脂製とすることができる。拡散板２３はマスク板２２の後方に設けられている。
【００１９】
図５において、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とを有している皿形状であり、前方に開口している。その開口側である前部に、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、マスク板２２、拡散板２３、ＬＥＤ７及び基板８が収容されている。そして、マスク板２２、拡散板２３及び基板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。マスク板２２及び拡散板２３は、前空間部Ｓ１に設けられている。
【００２０】
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。
【００２１】
図６は、光学ユニット２の正面図である。この図６では、カバー部材９、マスク板２２及び拡散板２３を外した状態としている。
そして、この光学ユニット２に第１アンテナ４が組み込まれている。図４〜図６に示している第１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。図５において、パッチ素子１１とグランド素子１２とは、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。これにより、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２のそれぞれに第１アンテナ４が組み込まれた構成となる。パッチ素子１１とグランド素子１２の形態等については、後に説明する。
【００２２】
図１に示しているように、歩行者用信号灯器１に組み込まれた第１アンテナ４は、歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である交差点Ｘ内の第１領域Ａ１に対して指向性を有するように設定されている。なお、第１アンテナ４は、交差点Ｘ内のみならず、交差点Ｘの近傍の領域（交差点Ｘの路側、交差点Ｘの出入り口部分の道路）に対して指向性を有していてもよい。また、道路を挟んで対面で設置されている他の歩行者用信号灯器に取り付けたアンテナと通信させてもよい。
【００２３】
この第１アンテナ４は、例えば、交差点Ｘ内に存在している車両Ｃ１又は軽車両の車載機（図示せず）との間で無線通信を行なうものとして利用される。この場合、第１アンテナ４と車載機との間で路車間通信が可能となる。また、この第１アンテナ４による他の通信相手としては、交差点Ｘ内、交差点Ｘ近傍の横断歩道又は路側（歩道）を通行する歩行者が所有している携帯端末がある。なお、これら車載機、携帯端末との間の無線通信は、前記制御装置５の制御によって行なわれる。
【００２４】
〔車両用信号灯器５１について〕
図１において、歩行者用信号灯器１の設置位置付近に、つまり同じ交差点Ｘに、車両用信号灯器５１が設置されている。この車両用信号灯器５１は、後にも説明するが、歩行者用信号灯器１と同様に、発光体としてＬＥＤを有する光学ユニット５２を複数（図１では三つ）備えている。そして、光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれている。この第２アンテナ５４は、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２に対する指向性を有するように構成されている。
【００２５】
この車両用信号灯器５１に組み込まれている第２アンテナ５４は、交差点Ｘに向かって走行してくる車両Ｃ２の車載機との間で無線通信（路車間通信）を行なうものとして利用される。なお、この路車間通信は、車両用信号灯器５１を制御する制御装置５５（図１３参照）によって行なわれるように構成することができるが、この制御装置５５と、歩行者用信号灯器１を制御する前記制御装置５との間で通信が行なわれ、両制御装置５，５５によって共同して路車間通信を行なうように構成してもよい。
【００２６】
〔第１アンテナ４及び第２アンテナ５４について〕
図１に示しているように、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２は、交差点Ｘ及びその近傍に存在する歩行者に対して灯色を示すことを主に目的としている。このために、歩行者用信号灯器１は、車両用信号灯器５１に比べて低い位置に設置されている。さらに、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２の投光方向は、交差点Ｘから離れた遠方ではなく、交差点Ｘ乃至その近傍の領域に向けられれば充分である。
【００２７】
そこで、この低い位置にある歩行者用信号灯器１に通信用の第１アンテナ４を組み込み込んでいる。これにより、歩行者用信号灯器１は低い位置にあることから、第１アンテナ４からの電波は遠くまで飛びにくく、図７の道路の側面図に示しているように、この第１アンテナ４の指向性を、光学ユニット２の投光方向と同様に、歩行者用信号灯器１の設置位置の近傍である交差点Ｘ乃至その近傍の領域（第１領域Ａ１）に向けたものとすることができる。この結果、第１領域Ａ１を、第１アンテナ４による通信領域とすることができる。
【００２８】
このような歩行者用信号灯器１に対して、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２は、交差点Ｘから離れた位置（例えば交差点Ｘから２０〜３０ｍ手前）に存在する車両Ｃ２に対して灯色を示すことを主に目的としている。このために、車両用信号灯器５１は道路（交差点Ｘ）の上方の高い位置に設置されている。これにより、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２における投光方向を、交差点Ｘから離れた遠方とすることができる。
【００２９】
そこで、この高い位置にある車両用信号灯器５１に通信用の第２アンテナ５２を組み込み、車両用信号灯器５１の光学ユニット５２の投光方向と、この光学ユニット５２に組み込んだ第２アンテナ５４の指向性とを同じ方向（略同じ方向）とする。このように、高い位置にある車両用信号灯器５１の光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれていることから、電波を遠くまで飛ばしやすく、この第２アンテナ５４が、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２に対する指向性を有するものとなる。この結果、第２領域Ａ２を、第２アンテナ４の通信領域とすることができる。
【００３０】
このように、通信システムは、歩行者用信号灯器１に設けた第１アンテナ４を、交差点Ｘ内乃至その近傍の第１領域Ａ１における送受信用アンテナとし、車両用信号灯器５１に設けた第２アンテナ５４を、交差点Ｘから離れた道路上の第２領域Ａ２における送受信用アンテナとして、使い分けることができる。この使い分けの制御は、前記制御装置５，５５が行なう。
【００３１】
また、制御装置５は、第１アンテナ４を介して、第１領域Ａ１に存在する車両Ｃ１（通信相手）に対して、各種情報を送信するように構成するために、図２に示しているように、歩行者用信号灯器１に設けられた第１アンテナ４の指向性を、交差点Ｘの中央部を含む方向に向けるのが好ましい。この場合、交差点Ｘの中央部に存在している車両Ｃ１、例えば右折しようと中央部で停止している車両Ｃ１の車載機と、前記制御装置５との間で、第１アンテナ４を介して無線通信を行なうことができる。
このために、制御装置５は各種情報を予め入手している（記憶している）。これによれば、情報が第１アンテナ４から送信され、これを車両Ｃ１が受信することにより、車両Ｃ１はこの情報に基づいて例えば運転支援制御を行なうことができる。
【００３２】
前記情報としては、交差点Ｘにおける歩行者用信号灯器１の現在及び将来の表示（灯色）に関する信号情報、車両用信号灯器５１の現在及び将来の表示に関する信号情報、交差点Ｘへ向かって走行してくる他の車両についての車両情報、交差点Ｘを右左折しようとしているのであれば、当該進行方向に関する情報等がある。また、ある地点から別の地点までの旅行時間に関する情報や、車両の走行軌跡に関するプローブ情報等を含めてもよい。
この情報が第１アンテナ４から送信され、これを車両Ｃ１が受信することにより、車両Ｃ１は、交差点内においてまたは交差点通過後に、この情報を運転支援制御に活用することができる。
【００３３】
前記運転支援制御として、交差点Ｘから右折しようとしている車両Ｃ１が第１アンテナ４から受信した信号が、車両用信号灯器５１の灯色に関する情報であって、進行可能（右折可能）となる（青の）灯色となるまでの時間情報を含む場合、その時間情報の長短に応じて、車両Ｃ２（車載コンピュータ）は自動的にアイドリングストップをしたり、エンジン始動させたりする制御を行なうことができる。
または他の運転支援制御として、交差点Ｘに存在している車両Ｃ１が第１アンテナ４から受信した情報が、その車両Ｃ１がその交差点Ｘを通り過ぎた後の走行方向前方の道路情報や、交差点Ｘに向かって走行している別の車両についての車両情報であって、この情報が危険予知に関するものである場合、車載機はドライバに対してその旨を音声によって報知したり、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によって報知したりすることができる。
【００３４】
また、図２に示しているように、交差点Ｘの各角部に設けられている歩行者用信号灯器１に第１アンテナ４を設け、それぞれの第１アンテナ４が第１領域Ａ１に対する指向性を有しているのが好ましい。この場合、交差点Ｘ内において、一つの歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４と、通信相手である車両Ｃ１の車載機（歩行者の携帯端末）との間に、例えば背の高い別の車両（図示せず）が停車中となり、当該一つの歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４による通信が遮断されていても、車両Ｃ１の車載機（歩行者の携帯端末）は、別の第１アンテナ４との間で通信を行なうことができる。さらに、交差点Ｘの各角部に設置されている歩行者用信号灯器１に第１アンテナ４が設けられている場合、交差点Ｘの広い範囲を通信領域とすることができる。
【００３５】
そして、歩行者用信号灯器１が有している光学ユニット２に第１アンテナ４を組み込んでいるため、また、車両用信号灯器５１が有する光学ユニット５２に第２アンテナ５４を組み込んでいるため、第１アンテナ４、第２アンテナ５４を目立たなくすることができ、また、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。
【００３６】
〔歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４について（その１）〕
第１アンテナ４の構造について説明する。
図５と図６とにおいて、第１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。パッチ素子１は、矩形の平面状に形成されており、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。そして、パッチ素子１１は、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。
【００３７】
また、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、マスク板２２及び拡散板２３よりも後方に設けられている。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、パッチ素子１１の輪郭は矩形以外に円形であってもよい（図示せず）。
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。
【００３８】
グランド素子１２は、矩形の平面状（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。またはグランド素子１２は、基板８に立設させた前記支持部材１３によって支持されかつ固定されていてもよい。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。
【００３９】
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、カバー部材９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、この第１アンテナ４の指向性を歩行者用信号灯器１から前方へ向かう方向とすることができる。なお、この第１アンテナ４の前方への指向性は、左斜め前方又は右斜め前方であってもよい。
そして、歩行者用信号灯器１は歩行者等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、交差点Ｘにおける車両Ｃ１（図１参照）の車載機や歩行者の携帯端末との間で、良好な通信状態が得られる。
【００４０】
また、この第１アンテナ４が格納された歩行者用信号灯器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。
【００４１】
また、この図５の実施形態では、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの距離が小さくても、パッチ素子１１をこの前端３９よりも前方に配置することができるため、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を所望の値に設定しやすい。
グランド素子１２とパッチ素子１１との間が空気のみによって絶縁されている場合、両者の間隔は２０〜３０ｍｍ程度であるが、グランド素子１２とパッチ素子１１との間に絶縁部材として樹脂板が設けられていてもよく（図示せず）、この場合、両者間の誘電率が変化するため両者の間隔を前記値よりも小さくすることができる。この絶縁部材としては、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタラート、フッ素樹脂板、ガラスエポキシ、ＦＲＰ又はポリアセタール板がある。なお、この絶縁部材について、フッ素樹脂、ガラスエポキシ、ポリアセタール等のように、光の透過性が乏しい素材を採用し、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に配置する場合には、可視光透過性を確保するため、この絶縁部材に開口部（孔）を有する構造とすれば良い。
また、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、アンテナ指向性を斜め前方に調整するために、例えばアンテナ指向性が左前方又は右前方に向くように、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。
【００４２】
なお、歩行者用信号灯器１は交差点Ｘにおける歩行者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の指向性も水平方向よりも下方に向く。さらに、アンテナ４との間の無線通信領域を、交差点Ｘの中央部側へと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に対してパッチ素子１１及びグランド素子１２を右方に向かうように又は左方に向かうように傾けても良い。
【００４３】
また、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（ＬＥＤ７のリード線）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されている。この孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致させてあり、グランド素子１２は網目構造となっている。
これにより、グランド素子１２がＬＥＤ７に干渉することがないように、グランド素子１２の孔１４にＬＥＤ７を挿し入れ、グランド素子１２を所定の位置に設置することができる。そして、この形態によれば、グランド素子１２はＬＥＤ７の前端３９よりも後方となるため、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。
なお、グランド素子１２に形成している前記開口部の構成としては、図示しているように、素子に孔１４をあけて素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することができ、または、図示しないが、孔は設けていないが、例えば素子の導電体部分（導体部分）を蛇行状に配置して（導電体部分を一筆書きになるように配置して）、素子と干渉しないようにＬＥＤ７を配置することもできる。
【００４４】
収容部材６（底部６ａ）には、第１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３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、第１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。
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。
【００４５】
図８は第１アンテナ４を内蔵した光学ユニット２の正面図である。なお、説明を容易とするために、ＬＥＤ７を省略して図示している。
ＬＥＤ７の前端３９よりも前方にあるパッチ素子１１は、このＬＥＤ７の前方への投光を阻害しないように、パッチ素子１１の厚さ方向（前後方向）に、可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。
なお、ここにいうパッチ素子１１における可視光透過性とは、パッチ素子１１の導電体部分（導体部分）が透明又は半透明である場合のみならず、パッチ素子１１を構成する導電体部分は可視光を遮断するが、パッチ素子１１の導電体部分が設けられていない部分を可視光がすり抜けて、パッチ素子１１の後方において発光された可視光がパッチ素子１１の前方に到達する状態をも含む。
【００４６】
具体的に説明すると、パッチ素子１１は、可視光透過用の開口を有する導電体からなる。つまり、図８に示しているように、パッチ素子１１をメッシュ構造による導電体とすることにより、パッチ素子１１は可視光透過性を有している。このように、パッチ素子１１をメッシュ構造とするために、導線によって（導線を編んで）形成することができる。
【００４７】
このパッチ素子１１を、例えば、径（幅）が１ｍｍである導線によってメッシュ構造とする場合、この導線のピッチ（メッシュの間隔）を所定の値として（例えば２０ｍｍとして）上下方向及び左右方向に編み、網目状金属素子とすることができる。このピッチが２０ｍｍである場合、そのピッチは約１／２０波長となり、使用する周波数を約７２０ＭＨｚ、波長を約４２０ｍｍとすることができる。
また、パッチ素子１１のメッシュ数（メッシュ粗さ）は変更自在であり、粗くしてパッチ素子１１の面を四分割した網目状金属素子としてもよい（図示せず）。これ以外に、図示しないが、一面を二分割したもの、三分割したもの等であってもよい。
【００４８】
メッシュの間隔は、特に限定されないが、１／５波長以下とするのが好ましく、特に１／１０波長以下が好ましい。メッシュの間隔が小さい程高い周波数まで対応することができる。
なお、導線の強度を確保するため、導線の径（幅）は０．５ｍｍ以上が好ましく、一方で光の透過率を高めるために、２ｍｍ以下とすることが好ましい。ただし、導線を樹脂板の上に蒸着させる方法などによって製造する場合には、強度について考慮する必要性が乏しいため、その導線の幅は０．５ｍｍ以下であっても良い。
【００４９】
また、図示しないが、パッチ素子１１を外形枠構造（フレーム構造）による導電体とすることにより、可視光透過性を有するものとしてもよい。この外形枠構造は、面状とするパッチ素子１１の輪郭部分にのみ導線が設けられて得た構造である。
【００５０】
また、パッチ素子１１をメッシュ構造乃至外形枠構造とする場合、前記のような導線を利用する以外に、板部材の表面に金属膜（金属薄膜）による網目を形成してもよい。この場合、図５の二点鎖線で示しているように、可視光透過性のある板部材１６が、カバー部材９とＬＥＤ７の前端３９との間に設けられており、この板部材１６の表面又は裏面（図例では表面）にメッシュ構造乃至外形枠構造であるパッチ素子１１を形成してもよい。そして、この板部材１６が前記支持部材１３に取り付けられている。
【００５１】
板部材１６としては、例えば透明の樹脂板とすることができる。板部材１６は可視光を充分に透過する材料であるのが好ましく、例えば、ポリカードネート、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ガラスなどによれば薄くても強度の面で優れ、また、安価で好ましい。
板部材１６を利用する場合の具体例としては、板部材１６の面に、例えば線幅１０μｍであってピッチ（メッシュの間隔）を１００μｍとする導線部からなる微細なメッシュを形成すればよい。このように板部材１６に微細なメッシュを形成する場合、線幅が１μｍ以上で５０μｍ以下であり、ピッチが５０μｍ以上で１０００μｍ以下とするのが好ましい。
なお、メッシュ形状は、図示したような四角形状に限らず、三角形状、ハニカム形状とすることができ、また、全体として放射形状（蜘蛛の巣形状）等とすることができる。
【００５２】
また、パッチ素子１１が可視光透過性を有しているものとするために、パッチ素子１１を可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）から形成することができる。そして、この薄膜導電体を前記板部材１６に形成することでパッチ素子１１を薄く、所定の形状に形成することができる。この場合、薄膜導電体の厚さを１μｍ以上であり１００μｍ以下とするのが好ましく、これにより、可視光透過性を有するものとなる。
【００５３】
パッチ素子１１を板部材１６に形成する方法として、以下のものがある。パッチ素子１１を単独で形成し、これを板部材１６に貼り付ける。この場合、パッチ素子１１を板部材１６に粘着部材（粘着テープ）によって接着する。または、板部材１６に対して金属蒸着を行なうことでパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して印刷によってパッチ素子１１を形成してもよい。または、板部材１６に対して金属メッキを施してパッチ素子１１を形成してもよい。
【００５４】
グランド素子１２は金属板から形成されている。そして、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、板部材１６に金属蒸着したものや、金属メッキ（金や銀のメッキ）を施したものでもよい（図示せず）。
なお、光学ユニット２の収容部材６は、鋼板、アルミ又は樹脂製である。カバー部材９は、レンズであり、ガラス又は樹脂製である。
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、カバー部材９をレンズではなく、平面なガラス等の平板とすることもできる。
【００５５】
第１アンテナ４を光学ユニット２に内蔵したアンテナ内蔵型である歩行者用信号灯器１の他の実施形態を説明する。図９は、この歩行者用信号灯器１が備えている光学ユニット２及びアンテナ４を示している断面図である。この歩行者用信号灯器１は前記実施形態と同様に、光学ユニット２と、第１アンテナ４とを備えており、光学ユニット２は、ＬＥＤ７が実装されている基板８、可視光透過性を有しＬＥＤ７を前方で覆うカバー部材９、マスク板２２及び拡散板２３などを有している。そして、第１アンテナ４は、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とを有しており、パッチ素子１１は可視光透過性を有している。
【００５６】
この図９の実施形態と前記実施形態（図５）との相違点は、パッチ素子１１の取り付け構造及びグランド素子１２の位置であり、その他の構成は同様である。
すなわち、カバー部材９の後面９ａにパッチ素子１１が形成されている。つまり、パッチ素子１１はカバー部材９の後面９ａに引っ付いて形成されている。この場合、パッチ素子１１は、カバー部材９の凹曲面に沿った曲面形状のものである。
そして、グランド素子１２は、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられている。
【００５７】
この場合、グランド素子１２についても、可視光透過性を有している。グランド素子１２をパッチ素子１１と同じ構成とすることにより、可視光透過性を有するものとすることができる。すなわち、グランド素子１２は、メッシュ構造乃至外形枠構造による導電体からなる。また、グランド素子１２は、可視光透過性を有する薄膜導電体からなるものとすることができる。
さらに、図５のパッチ素子１１を板部材１６に形成している場合と同様に、図９において、光学ユニット２は、可視光透過性のある板部材１７（図９の二点鎖線）を有しており、グランド素子１２をこの板部材１７の前面又は後面に形成することができる。なお、板部材１７に対するグランド素子１２の形成方法は、前記パッチ素子１１の場合と同様である。
【００５８】
この図９の実施形態では、グランド素子１２がＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられているが、グランド素子１２は可視光透過性を有しているため、ＬＥＤ７の前端３９から前方への発光（灯光）の妨げになることを防止することができる。なお、この場合、図５のグランド素子１２に必要であった孔１４は不要となる。
また、図９のグランド素子１２は、マスク板２２及び拡散板２３よりも後方に設けられているが、他の形態として、（図示しないが）マスク板２２及び拡散板２３よりも前方に設けられていてもよい。
さらに、他の形態として、ＬＥＤ基板８に形成した回路配線（配線パターン部）を、前記グランド素子として使用（兼用）することもできる。
【００５９】
以上の各実施形態では、パッチ素子１１及びグランド素子１２は、前記空間部Ｓのうちの前空間部Ｓ１に設けられている。
また、図９の実施形態では、パッチ素子１１をカバー部材９の後面９ａに設けているが、表面９ｂに設けてもよい（図示せず）。この場合、表面９ｂに形成したパッチ素子１１の上にさらに保護用のカバーシート（図示せず）を被せて設けるのが好ましい。このカバーシートは可視光透過性を有するものである。
【００６０】
以上のようにカバー部材９の後面９ａ（又は前面９ｂ）にパッチ素子１１を設ける場合、前記図５の実施形態において板部材１６にパッチ素子１１を形成したのと同様に、パッチ素子１１を薄く所定の形状に形成することが容易となる。また、パッチ素子１１を形成するための別部材が不要となる。
【００６１】
以上の各実施形態によれば、パッチ素子１１及びグランド素子１２を有する第１アンテナ４は、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれたものとなる。なお、図３の歩行者用信号灯器１は二つの光学ユニット２を有しており、それぞれの光学ユニット２に第１アンテナ４を組み込むことができる。これにより、第１アンテナ４を目立たなくして歩行者用信号灯器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、第１アンテナ４が歩行者用信号灯器１の光学ユニット２に組み込まれていることから、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、パッチ素子１１はＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられているが、パッチ素子１１は可視光透過性を有しているため、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。
さらに、アンテナ４が露出した状態（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に対する防雨、防錆、防塵についても追加的に考慮する必要がない。
【００６２】
〔歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４について（その２）〕
図１０は、第１アンテナ４が組み込まれている光学ユニット２の他の実施の形態を示している断面図である。この実施形態の第１アンテナ４は、前記と同様にパッチアンテナであり、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（レンズ部３８の前端３９）よりも後方に位置している。
グランド素子１２は、前記図５の実施形態と同じであり、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。
【００６３】
図１０において、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複数の孔２４が形成されている。さらに、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（ＬＥＤ７の端子３７）を挿通させる開口部として複数の孔１４が形成されている。これら孔２４及び孔１４の配置は、ＬＥＤ７の配置と一致させてあり、パッチ素子１１及びグランド素子１２は網目構造となっている。
【００６４】
この実施の形態によれば、第１アンテナ４が光学ユニット２内に格納されていても、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。
【００６５】
また、このように、パッチ素子１１及びグランド素子１２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。
【００６６】
また、他の実施形態として、図示しないが（図１０を参考に説明すると）、グランド素子１２を、基板８の後方に設けてもよい。すなわち、パッチ素子１１は、前空間部Ｓ１であって、基板８の前面８ａからＬＥＤ７の前端３９までの範囲Ａに設けられているが、グランド素子１２は、後空間部Ｓ２に設けられている。
この実施形態によれば、所望の性能となるパッチアンテナ４とするため、パッチ素子１１とグランド素子１２との間に、前後方向の所定の広い間隔を設けることができる。つまり、前記のとおり、使用周波数を７１５ＭＨｚ〜７２５ＭＨｚとするために、グランド素子１２とパッチ素子１１との前後方向の間隔を所定の値（１０〜４０ｍｍ）に確保し易くなる。
【００６７】
〔アンテナ４の詳細について（その３）〕
図１１と図１２は、第１アンテナ４が組み込まれている光学ユニット２の別の実施の形態を示している正面図と断面図である。この実施形態の第１アンテナ４は、平衡型のアンテナである。
この実施の形態では、カバー部材９とＬＥＤ７の前端３９との間にアンテナ用基板１６が設けられており、このアンテナ用基板１６上に第１アンテナ４が形成されている。このアンテナ用基板１６には、さらにストリップ線路３１が形成されており、ストリップ線路３１も光学ユニット２に組み込まれている。
【００６８】
図示している第１アンテナ４は、平衡二線で給電されるダイポールアンテナである。アンテナ４は、アンテナ用基板１６の一面側（後面側）に薄膜導電体としてパターン形成された線路からなり、図１１に示しているように、ダイポール部２６と平衡給電線部２７ａ，２７ｂと平衡給電線を短絡する部分２８とを有している。ダイポール部２６は、左右一対のアンテナ素子２６ａ，２６ｂからなる。平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、部分２８がストリップ線路のグランドも兼ねている。
【００６９】
ストリップ線路３１は、前記アンテナ用基板１６の他面側（前面側）に薄膜導電体としてパターン形成された線路からなる。ストリップ線路３１は、アンテナ用基板１６の他面側であって給電線部２７ｂの裏側となる位置で直線的に延びて形成され、そして、ダイポール部２６のアンテナ素子２６ａ，２６ｂ間の中央部においてＵ字状に方向を反転し、アンテナ用基板１６の他面側であって給電線部２７ａの裏側となる位置で直線的に延びて形成されている。このストリップ線路３１と平衡給電線部２７ａ，２７ｂ、前記部分２８によってバルン（平衡不平衡変換部）が構成されている。つまり、この実施形態では、ダイポールアンテナ４及びバルンが一つのアンテナ用基板１６に形成されたバルン一体型のアンテナを有している。なお、図示しないが、バルンをアンテナ用基板１６とは別の部分に設けてもよく、バルン別体型のアンテナとしてもよい。
【００７０】
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（中心導体）１５ｂ、絶縁体（図示せず）、外導体１５ｄ及び被覆部１５ｅを有しており、この同軸ケーブル１５の中心導体１５ｂが前記ストリップ線路３１に接続されており、外導体１５ｄがグランド（給電線部２７ｂ）に接続されている（図１２参照、なお、図１２は図１１を下から見た断面図である）。内、外導体１５ｂ，１５ｄと各部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。
【００７１】
アンテナ用基板１６は矩形の平板からなり、ＬＥＤ基板８から前方へ立設した支持部材１３によって、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方とな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。そして、アンテナ用基板１６は、ＬＥＤ基板８に対して前方で対向して配置されている。
アンテナ用基板１６は誘電体の基板であり、可視光透過性を有する材質からなる。材質の具体例としては、ガラス、ポリカーボネート、アクリル又はポリエチレンテレフタラートがある。また、アンテナ用基板１６の厚さは１ｍｍ程度である。
【００７２】
この歩行者用信号灯器１において、アンテナ４及びストリップ線路３１は、ＬＥＤ７の前端３９よりも前方に設けられていることから、このＬＥＤ７の前方への投光を阻害しないように、アンテナ４及びストリップ線路３１は、アンテナ用基板１６の一面から他面へと貫く方向（前後方向）に可視光透過性を有している構成としている。つまり、アンテナ８及びストリップ線路３１が形成されているアンテナ用基板１６は、その全面において、厚さ方向（前後方向）に可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。
【００７３】
このための構成を具体的に説明すると、アンテナ用基板１６は、前記のとおり透明でありそれ自体が可視光透過性を有している。そして、このアンテナ用基板１６上のアンテナ４及びストリップ線路３１をメッシュ構造とすることにより、可視光透過性を有しているものとしている。アンテナ４及びストリップ線路３１を、可視光透過性を有するための構成は、図５の形態と同様であり、アンテナ４及びストリップ線路３１をメッシュ構造とすることができる。この場合、アンテナ用基板１６の一面及び他面に、金属膜（金属薄膜）による網目を形成している。また、アンテナ４及びストリップ線路３１が可視光透過性を有しているものとするために、これらを、可視光透過性を有する薄膜導電体（薄膜金属）とすることができる。
【００７４】
また、図示しないが、この第１アンテナ４を、カバー部材９に形成してもよい。つまり、アンテナ４を、カバー部材９にパターン形成した線路により構成することができる。この場合、カバー部材９は、ＬＥＤ７等を保護するための部材の他に、前記アンテナ用基板１６として兼用されており、カバー部材９の後面９ａにアンテナ４が形成され、前面９ｂにストリップ線路３１が形成されている。
この場合においても、アンテナ４及びストリップ線路３１を、カバー部材９の後面９ａ及び前面９ｂにパターン形成したメッシュ構造による線路とすることができ、また、パターン形成した薄膜導電体による線路とすることができる。これにより、アンテナ４及びストリップ線路３１は、前後方向について可視光透過性を有するものとなる。
また、この場合、表面９ｂに形成したストリップ線路３１の上にさらに保護用のカバーシートを被せて設けるのが好ましい。このカバーシートは可視光透過性を有するものである。
【００７５】
〔車両用信号灯器５１の第２アンテナ５２について〕
図１３はこの発明の通信システムが備えている車両用信号灯器５１の実施の一形態を示す正面図である。
交差点Ｘ（図１参照）の路側に支柱が設置され、図１３において、この支柱９０から車道側にアーム９１が張り出されて設けられており、このアーム９１に車両用信号灯器５１が取り付けられている。
【００７６】
車両用信号灯器５１は、複数（図例では三つ）の光学ユニット５２と、これら光学ユニット５２を組み込んでいる筐体５３とを有している。三つの光学ユニット５２は、赤、黄、青の灯色を有している。各光学ユニット５２にはひさし（図示せず）が取り付けられる。また、支柱９０には、車両用信号灯器５１を制御する制御装置５５が取り付けられている。
【００７７】
図１４、図１５及び図１６は、一つの光学ユニット５２の斜視図、正面図及び断面図である。この光学ユニット５２と、歩行者用信号灯器１の光学ユニット２とは、全体輪郭形状、マスク板２２及び拡散板２３（図４参照）について異なるが、その他は同じである。光学ユニット５２は、発光体としての発光ダイオード５７（以下ＬＥＤという）と、複数のＬＥＤ５７が前面５８ａに実装された基板５８と、収容部材５６と、カバー部材５９とを有している。基板５８は、その表面や裏面に配線パターンが形成されており、ＬＥＤ５７の端子８７と繋がっている。基板５８上には複数のＬＥＤ５７が面状に広がって配設されている。
【００７８】
収容部材６は、底部（底壁）５６ａと、この底部５６ａの周縁から立設した側部（側壁）５６ｂとを有している皿形状であり、前方に開口している。その開口側である前部に、カバー部材５９が取り付けられている。これにより、収容部材５６とカバー部材５９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ＬＥＤ５７及び基板５８が収容されている。そして、基板５８は収容部材５６に固定されている。収容空間部Ｓのうち、基板５８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。
【００７９】
カバー部材５９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ＬＥＤ５７を前方で覆っている。なお、この光学ユニット５２において、前方とは光の投光側であり（カバー部材５９側であり）、後方とは収容部材５６の底部５６ａ側である。
【００８０】
そして、この光学ユニット５２に第２アンテナ５４が組み込まれている。第２アンテナ５４と第１アンテナ４とは、輪郭形状が異なるが、その他は同じである。
第２アンテナ５４はパッチアンテナであり、パッチ素子６１とグランド素子６２とを有している。すなわち、図１６において、パッチ素子６１とグランド素子６２とが、前記光学ユニット５２内に、つまり前記収容空間部Ｓに、格納（収容）されている。
【００８１】
パッチ素子６１は、円形の平面状に形成されており、基板５８から前方へ立設した支持部材６３によって支持されかつ固定されている。支持部材６３は絶縁部材からなる。そして、パッチ素子６１は、カバー部材５９からＬＥＤ５７の前端８９までの範囲Ａに設けられている。また、図１６において、カバー部材５９は、その後面（背面）５９ａが凹曲面であって、前面５９ｂが凸曲面であり、パッチ素子６１はカバー部材５９の後面５９ａ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５９を凹凸の曲面としたが、車両用信号灯器５１がＬＥＤ灯器であれば、平面とすることもできる。
【００８２】
グランド素子６２は、円形の平面状（平板状）に形成されており、基板５８の前面５８ａにおいて当該基板５８に取り付けられている。例えば、グランド素子６２は、収容部材５６に基板５８と共にネジによって共締めされる。またはグランド素子６２は、基板５８に立設させた前記支持部材６３によって支持されかつ固定されていてもよい。そして、このグランド素子６２は、パッチ素子６１の後方であって、前後方向について基板５８とＬＥＤ５７の前端８９との間に設けられている。
【００８３】
これにより、グランド素子６２とパッチ素子６１とが、前空間部Ｓ１内に設けられ、パッチ素子６１は、カバー部材５９からＬＥＤ５７の前端８９までの範囲Ａに設けられ、グランド素子６２はパッチ素子６１の後方に設けられた状態となる。そして、グランド素子６２とパッチ素子６１とが、前後方向に対向した配置となり、この第２アンテナ５４の指向性は車両用信号灯器５１から前方へ向かう方向となる。すなわち、光学ユニット５２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、車両用信号灯器５１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。
【００８４】
グランド素子６２とパッチ素子６１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６１及びグランド素子６２の一方又は双方が、基板５８に対して傾いて配置されていてもよい。
また、車両用信号灯器５１はドライバへの視認性に鑑みて、通常、基板５８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６１及びグランド素子６２を基板５８に平行に取り付けることによって、アンテナ５４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５８よりもさらに下方に傾けるようにしても良い。
【００８５】
ＬＥＤ５７の前端８９よりも前方にあるパッチ素子６１は、このＬＥＤ５７の前方への投光を阻害しないように、パッチ素子６１の厚さ方向（前後方向）に、可視光透過性を有している（可視光に対して透明である）。可視光透過性を有するための構成は、歩行者用信号灯器１の第１アンテナ４の場合と同じであるため、説明を省略する。
また、グランド素子６２の構成、その他の部材の構成についても、歩行者用信号灯器１の場合と同じであるため、説明を省略する。
【００８６】
さらに、パッチ素子６１及びグランド素子６２の取り付け構造、及び、これら素子を設ける前後方向の位置等についても、歩行者用信号灯器１と同様の構成とすることができる。例えば、パッチ素子６１は、ＬＥＤ５７の前端８９よりも後方に設けられていてもよい。また、この第２アンテナ５４についても、第１アンテナ４と同様に、パッチアンテナ以外として平衡型のもの（例えばダイポールアンテナ）とすることができる。
【００８７】
また、この発明の通信システム及び歩行者用信号灯器１は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、歩行者用信号灯器１が設置される交差点Ｘは、スクランブル交差点であってもよい。この場合、この交差点に設置された複数の歩行者用信号灯器１のいくつかは、その光学ユニット２の投光方向が交差点の中央部に向かうように設置される。したがって、この光学ユニット２に組み込んだ第１アンテナ４の指向性を正面前方に向ければ、交差点の中央部を含む領域が通信領域となる。
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、図２では、対向している一対の歩行者用信号灯器１のうちの一方にのみ、アンテナ４を設けた構成としているが、双方にアンテナ４を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】この発明の通信システムの実施の一形態を説明する道路の斜視図である。
【図２】交差点の平面図である。
【図３】歩行者用信号灯器の正面図である。
【図４】歩行者用信号灯器が有する光学ユニットの分解斜視図である。
【図５】光学ユニットの断面図である。
【図６】光学ユニットの正面図である。
【図７】道路の側面図である。
【図８】第１アンテナを内蔵した光学ユニットの正面図である。
【図９】他の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１０】別の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１１】さらに別の実施形態の歩行者用信号灯器が備えている光学ユニット及びアンテナを示している正面図である。
【図１２】図１１の光学ユニット及びアンテナを示している断面図である。
【図１３】この発明の通信システムが備えている車両用信号灯器の実施の一形態を示す正面図である。
【図１４】車両用信号灯器が有する光学ユニットの斜視図である。
【図１５】車両用信号灯器が有する光学ユニットの正面図である。
【図１６】車両用信号灯器が有する光学ユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１ 歩行者用信号灯器
２ 光学ユニット
４ 第１アンテナ
７ ＬＥＤ（発光体）
９ カバー部材
１１ パッチ素子（アンテナ素子）
１２ グランド素子（アンテナ素子）
５１ 車両用信号灯器
５２ 光学ユニット
５４ 第２アンテナ
Ａ１ 第１領域
Ａ２ 第２領域
Ｘ 交差点
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光体を有する光学ユニットと、
前記光学ユニットに組み込まれ、道路における設置位置の近傍である領域に対して指向性を有しているアンテナと、を備えていることを特徴とする歩行者用交通信号灯器。
【請求項２】
道路に設置される歩行者用信号灯器と、この歩行者用信号灯器の設置位置付近に設置される車両用信号灯器とを備え、
前記歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ当該歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である第１領域に対して指向性を有している第１アンテナとを有し、
前記車両用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有している第２アンテナとを有していることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記第１アンテナは、前記発光体の前端よりも後方に設けられた状態として前記光学ユニット内に格納されているアンテナ素子を有している請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記歩行者用信号灯器が有している前記光学ユニットは、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し、
前記第１アンテナは、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アンテナ素子を有し、
前記アンテナ素子は可視光透過性を有している請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の歩行者用信号灯器に接続され、前記歩行者用信号灯器の点灯及び消灯を行なう交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記領域に存在する通信相手に対して、前記歩行者用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】
発光体を有する光学ユニットと、
前記光学ユニットに組み込まれ、道路における設置位置の近傍である領域に対して指向性を有しているアンテナと、を備えていることを特徴とする歩行者用交通信号灯器。
【請求項２】
道路に設置される歩行者用信号灯器と、この歩行者用信号灯器の設置位置付近に設置される車両用信号灯器とを備え、
前記歩行者用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ当該歩行者用信号灯器の設置位置の近傍である第１領域に対して指向性を有している第１アンテナとを有し、
前記車両用信号灯器は、発光体を有する光学ユニットと、この光学ユニットに組み込まれ前記設置位置から離れた第２領域に対する指向性を有している第２アンテナとを有していることを特徴とする通信システム。
【請求項３】
前記第１アンテナは、前記発光体の前端よりも後方に設けられた状態として前記光学ユニット内に格納されているアンテナ素子を有している請求項２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記歩行者用信号灯器が有している前記光学ユニットは、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し、
前記第１アンテナは、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アンテナ素子を有し、
前記アンテナ素子は可視光透過性を有している請求項２に記載の通信システム。
【請求項５】
請求項１に記載の歩行者用信号灯器に接続され、前記歩行者用信号灯器の点灯及び消灯を行なう交通信号制御機であって、
前記アンテナを介して、前記領域に存在する通信相手に対して、前記歩行者用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】
【公開番号】特開２００９−３７４９０（Ｐ２００９−３７４９０Ａ）
【公開日】平成２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２０２２８６（Ｐ２００７−２０２２８６）
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【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２１年２月１９日（２００９．２．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２日（２００７．８．２）
【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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