(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明誘電体基板（１４又は１６）と、前記基板の主表面に沿って位置する導電性アンテナ素子（２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０又は７２０）と、信号を送信／受信装置へ転送できるようにする接続装置とを持つ形式の透明アンテナであって、
前記接続装置は、
前記アンテナ素子に電気的に接続された不透明領域及び非不透明領域を含む格子状パターンに形成される導電性パッチ（３４、１３４、２３４、３３４、４３４、５３４、６３４又は７３４）と、
前記アンテナ素子により発生する信号を電磁エネルギ送信／受信装置（２８）へ転送できるように前記パッチに固定されたコネクタ（３８）とを含み、
前記パッチは、０．１から０．９５の透視度係数を持ち、
前記パッチの前記不透明領域は、導電性セラミックＩＲペイント、導電性セラミック熱可塑性ペイント、導電性セラミック熱硬化性ペイント及び導電性セラミックＵＶペイントから成る群から選択された物質から形成された格子線で物理的に覆われ、前記パッチの前記非不透明領域は、格子線の間の被膜で覆われてない透明アンテナ。
【請求項２】
請求項１記載のアンテナであって、前記透明基板（１４又は１６）は、ガラス層であり、前記アンテナ素子（２０、１２０、２２０、３２０、４２０又は５２０）は、前記ガラス層の前記主表面（２２）に付着させた透明導電性被膜であり、前記パッチ（３４、１３４、２３４、３３４、４３４又は５３４）は、前記導電性被膜の選択された部分と直接電気的に接触する不透明導電性ペイントを含む透明アンテナ。
【請求項３】
請求項１記載のアンテナであって、前記透明基板（１４又は１６）は、ガラス層であり、前記アンテナ素子（２０、１２０、２２０、３２０、４２０又は５２０）は、前記ガラス層の前記主表面（２２）に付着させた透明導電性被膜であり、前記パッチ（５３４）は、前記導電性被膜（５２０）の一部分の上に所定のパターンに付着させた非導電性物質（５９０）及び前記非導電性物質の選択された部分の上に付着させた不透明導電性ペイント（５３６）を含み、前記導電性ペイントは、前記導電性被膜から間隔を置きかつこれと容量性結合をする透明アンテナ。
【請求項４】
請求項１記載のアンテナであって、前記透明基板は、ガラス層（１４又は１６）であり、前記アンテナ素子（２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０又は７２０）は、前記ガラス層の前記主表面（２２）に付着させた透明導電性被膜であり、前記パッチ（３４）は、前記ガラス層の反対側主表面に沿って付着させた不透明導電性ペイントを含み、前記ペイントは、前記被膜の少なくとも一部分の上を覆いかつ前記導電性被膜と容量性結合をする透明アンテナ。
【請求項５】
請求項１記載のアンテナであって、透明誘電体基板は、第１のガラス層であり、更に自動車の風防ガラスを形成するため前記第１のガラス層の上を覆う関係で、それに固着させた第２のガラス層（１４又は１６）を含み、
前記導電性アンテナ素子は、前記第１と第２のガラス層（１６又は１４）の間に位置する透明導電性アンテナ素子（２０）であり、
前記導電性パッチ（３６）は、前記ガラス層の一方（１６）の露出した主表面に少なくとも接近して位置しかつ前記不透明領域が前記アンテナ素子と容量性結合をするため前記アンテナ素子の少なくとも一部分の上を覆うパターンを形成する透明アンテナ。
【請求項６】
請求項５記載のアンテナであって、前記アンテナ素子は、前記第１のガラス層（１４）の主表面（２２）に付着させた透明導電性被膜であり、前記パッチは、前記第２のガラス層（１６）の露出した前記主表面（２４）に付着させた不透明被膜を含む透明アンテナ。
【請求項７】
請求項６記載のアンテナであって、前記アンテナ素子は、前記風防ガラスの前記第１の層の前記主表面の少なくとも中央部分に位置しかつ前記第１の層の周辺の縁から距離を置きこれに沿う第１のアンテナ素子（２２０）、及び前記第１のアンテナ素子と前記第１の層の１つの選択された周辺の縁との間の前記第１の層の前記第１の主表面上に位置する少なくとも１つの追加のアンテナ素子（２８０）であり、前記パッチは、前記追加のアンテナ素子の少なくとも一部分の上を覆う透明アンテナ。
【請求項８】
請求項６記載のアンテナであって、前記パッチは、前記自動車のいかなる導電性素子からも十分な距離離れ、前記パッチと前記自動車の前記導電性素子との間の電気的相互作用に起因する前記信号の劣化を防止している透明アンテナ。
【請求項９】
請求項１記載の、又は請求項６から８のいずれかの請求項記載のアンテナであって、前記パッチは、０．１から０．５、特に０．１から０．４、又は０．５から０．９５、特に０．６から０．９の透視度係数を持つ格子状パターンに形成される透明アンテナ。
【請求項１０】
請求項９記載のアンテナであって、前記パッチは、更に透明導電性被膜を含む透明アンテナ。
【請求項１１】
請求項９記載のアンテナであって、前記パッチ（３４、１３４、２３４、３３４又は５３４）は、更に前記コネクタ（３８）を前記パッチに固定するための導電性物質の不透明パッド部分（４４、１４４、２４４、３４４又は４４４）を含む透明アンテナ。
【請求項１２】
請求項１１記載のアンテナであって、前記パッチは、前記第２のガラス層の縁から距離を置いた第１の区画、及び第１の区画から前記第２のガラス層の前記縁の方へ延びる第２の区画を含み、前記不透明パッド部分は、前記パッチの前記第２の区画内に位置する透明アンテナ。
【請求項１３】
請求項１記載のアンテナであって、前記導電性パッチの不透明領域は、不透明導電性セラミックペイントである透明アンテナ。
【請求項１４】
堅固な透明誘電体層（１４又は１６）の主表面に少なくとも接近して導電性アンテナ素子（２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０又は７２０）を位置決めするステップと、信号を送信／受信装置へ転送できるようにする接続装置を提供するステップとを含む透明アンテナを作成する方法であって、
前記接続装置を提供するステップは、
不透明領域及び非不透明領域を含む格子状パターンに形成される導電性パッチ（３４、１３４、２３４、３３４、４３４、５３４、６３４又は７３４）を構成するステップと、
前記パッチを前記アンテナ素子に電気的に接続するように位置決めするステップと、
前記アンテナ素子により発生する信号を電磁エネルギ送信／受信装置（２８）へ転送できるようにリード（３８）を前記パッチに固着するステップとを含み、
前記パターンは、０．１から０．９５の透視度係数を持ち、
前記パッチの前記不透明領域は、導電性セラミックＩＲペイント、導電性セラミック熱可塑性ペイント、導電性セラミック熱硬化性ペイント及び導電性セラミックＵＶペイントから成る群から選択された物質から形成された格子線で物理的に覆われ、前記パッチの前記非不透明領域は、格子線の間の被膜で覆われてない透明アンテナを作成する方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の方法であって、前記層は、ガラス層（１４又は１６）であり、前記第１の位置決めするステップは、透明導電性被膜を前記ガラス層の前記主表面に付着させるステップを含み、前記第２の位置決めするステップは、前記パッチ（１３４）を、前記被膜に直接電気的に接触するように、前記主表面上に位置決めするステップを含む透明アンテナを作成する方法。
【請求項１６】
請求項１４記載の方法であって、前記層は、ガラス層（１４又は１６）であり、前記第１の位置決めするステップは、透明導電性被膜を前記ガラス層の前記主表面に付着させるステップを含み、前記第２の位置決めするステップは、前記パッチを、前記アンテナ素子の少なくとも一部の上を覆いかつ前記アンテナ素子と容量性結合をするように、前記被膜から間隔を置いた関係に位置決めするステップを含む透明アンテナを作成する方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法であって、更に第２のガラス層（１４）を前記第１のガラス層（１６）に固着して前記アンテナ素子が前記第１と第２のガラス層の間にあるように積層を形成するステップを含み、前記第２の位置決めするステップは、前記導電性パッチを前記積層の露出した主表面に付着させるステップを含む透明アンテナを作成する方法。
【請求項１８】
請求項１４に記載の方法であって、前記層は、ガラス層であり、前記第１の位置決めするステップは、透明導電性被膜を前記ガラス層の前記主表面に付着させるステップを含み、前記第２の位置決めするステップは、前記パッチを、前記アンテナ素子の少なくとも一部の上を覆いかつ前記アンテナ素子と容量性結合をするように、前記ガラス層の反対側主表面上に位置決めするステップを含む透明アンテナを作成する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両アンテナに関し、特に、２つのガラス層の間に積層された透明被膜により形成されるアンテナ及びこのアンテナをラジオ又は他の送信／受信装置に接続するための電気的接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
過去において、電磁信号を受信及び送信するための伝統的な自動車アンテナは、マスト又はむち形式のアンテナであった。最近、アンテナを車両構造の中に組み込む傾向がある。例えば、アナベ等に付与された米国特許第４，７６８，０３７号明細書及び第４，８４９，７６６号及びワルトン等に付与された第５，３５５，１４４号明細書は、アンテナを形成するため窓の、特に車両風防ガラスの本質的部分の上の透明導電性被膜を開示している。アンテナシステムの設計において、選択された無線信号の受信を改善するため、システムの構成成分のインピーダンスの整合、特にラジオおよびアンテナ並びに２つの構成成分を電気的に相互接続する給電線のインピーダンスの整合に注意が払われている。所望のインピーダンスを持つアンテナを設計するためアンテナ設計者により、この問題が提案されてきた１つの方法は、例えば、ナゲイ等に付与された米国特許第５，０８３，１３５号、第５，５２８，３１４号及び第５，６４８，７５８号明細書に開示されたようなものである。しかし、所定のインピーダンスを持つアンテナを設計するには、特定のアンテナシステムにおいて使用されるラジオ及び給電線の特定の形式並びにアンテナが設置される車両に対して、各アンテナが特別に設計されることが必要である。
【０００３】
アンテナ素子を外部装置に結合するために、アンテナ素子との電気的接触を作るためワイヤ、モールド又はタブのようなコネクタを透明材内に積層しなければならない。しかし、これらの形式のコネクタを積層の層の間に組み込む時、空気がコネクタの近くの積層の中に閉じ込められることが発見された。この空気閉じ込めは、従来のロール予備プレス動作中に積層が脱気する結果であると信じられている。閉じ込められた空気により形成される泡は、積層の審美性を減じ、それと共に接続の近くにおける剥離及び／又は腐蝕の可能性を増加させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら両方の問題を解決するため、アンテナ素子をラジオのための給電線へ電気的に相互接続するため容量性形式の接続が使用されてきており、例えば、米国特許第５，３５５，１４４号明細書に開示されている。より詳しくは、導電性物質が風防ガラスの内側表面に付着され、アンテナ素子を形成する風防ガラス内の被膜の一部分に容量的に結合される。風防ガラスの内側表面上の物質の面積は、アンテナ被膜とこの物質の間の正しいキャパシタンスを提供するように調節される。しかし、コネクタ物質の存在は、車両運転者の視野を阻止する。接続のための要求される容量的性能を与え、他方、同時に車両運転者にコネクタの近傍において最少の注意散漫で、増加した透視度を与える接続装置を提供することが有利である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明誘電体基板と、基板の主表面に沿って位置する導電性アンテナ素子と、アンテナ素子に電気的に接続された不透明要素を持つ導電性パッチであって、パッチは、０と１の間の透視度係数を持つ当該パッチと、アンテナ素子により発生する信号を電磁エネルギ送信／受信装置へ転送できるようにパッチに固定されたコネクタとを含む透明アンテナを提供する。このパッチは、０と１の間の透視度係数（非不透明領域と全体領域の比率）を持つように構成される。本発明の１つの特別な実施例においては、アンテナ素子は、自動車の風防ガラスの第１と第２のガラス層の間に位置する１つ又はそれより多い透明な導電性被膜を含み、導電性パッチは、風防ガラスの露出した主表面に付着され、これにより、それはアンテナ素子の少なくとも一部分の上を覆い、かつアンテナ素子に容量的に結合される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、ガラスアンテナシステムのための改善されたコネクタ装置を提供する。しかし、本発明は、透視度の増加が優先される他の送信又は受信アンテナシステムに使用できることを理解すべきである。
図１は、アンテナシステム１０を示し、これは積層された車両窓、即ち、外部及び内部ガラス層１４及び１６のそれぞれにより形成される風防ガラス１２を含み、これらは熱可塑性中間層１８、好ましくは、ポリビニールブチラールにより一緒に接着される。代替として、層１４及び１６は、他の透明な堅固な物質、例えば、アクリル、ポリカーボネートでも良く、又は風防ガラス１２は、異なる透明な堅固な物質の組み合わせでも良い。風防ガラス１２は、更に、少なくとも１つのアンテナ素子２０を含む。図１に示す特定のアンテナ構成において、アンテナ素子２０は、当該技術において周知な方法で、外部層１４の表面２２上に付着させた透明導電性被膜であり、一般に、風防ガラス１２の中央部分を占有する。この被膜は、単一又は多層金属含有被膜、例えば、ギラリ等への米国特許第３，６５５，５４５号、ギラリへの米国特許第３，９６２，４８８号及びフィンレイへの米国特許第４，８９８，７８９号明細書に開示されたようなもので良い。風防ガラス１２は、更に、風防ガラス１２の周辺の縁に接着された装飾的縁取り（図示なし）を含むことが出来る。この縁取りは、典型的には、当業者に周知のように内部層１６の表面２４に付着させた不透明非導電性セラミックペイントから形成される。
【０００７】
上述のアンテナ素子２０は、透明被膜であるが、もしアンテナ素子が風防ガラス１２の主要な透視領域に位置しておらず、又は風防ガラス１２の主要な透視領域を妨害しなければ、アンテナ２０は、非透明物質、例えば、銀含有セラミックペイント、ワイヤ、金属フォイル等でも良い。加えて、アンテナ素子２０は、ペイント、ワイヤ及び／又はセラミックアンテナ素子の組み合わせを含んでも良い。しかし、アンテナパターンは、パターンを通しての少しの透視度を与えるのが好ましい。
【０００８】
続けて図１を参照すると、この特定の構成におけるアンテナ素子２０は、基本的に４辺形の形状で、好ましくは、風防ガラス１２の周辺縁から間隔を置いている。しかし、アンテナ素子２０は、図１に示すものと異なる形状を持っても良いことを理解すべきである。アンテナ素子２０の正確な形状及び位置並びにいかなる追加のアンテナ素子を含めるかは、一部には、風防ガラス１２が設置される車両の設計、風防ガラス設置の角度、被膜の抵抗率、転送又は受信される信号の形式およびアンテナの所望の性能に依存する。透明ガラスアンテナに対する、これらの設計考慮事項の種類は、米国特許第４，７６８，０３７号及び第４，８４９，７６６号明細書において論じられる。例えば、アンテナ素子２０は、米国特許第５，０８３，１３５、第５，５２８，５１４号、第５，６４８，７５８号、及び第５，６７０，９６６号に開示されるような形状及び／又は多数素子を持っても良い。
【０００９】
アンテナ給電装置２６は、アンテナ素子２０と電磁エネルギ送信／受信ユニット２８との間の接続を給電線、例えば、同軸ケーブル３０を経由して与える。この接続は、図１−１２に関して述べるように容量性でも良く、又は後でより詳細に述べるように直接電気的接続でも良い。ユニット２８は、ラジオ、セル式電話、テレビジョン、計算機、グローバル測位衛星システム、又は信号を送信／受信するためアンテナ素子２０を使用する他の形式のシステムで良い。図１に示す特定のアンテナ装置では要求されないが、アンテナ給電装置２６は、風防ガラス１２の上部縁３２に沿い位置決めされる。このアンテナ給電装置２６は、それが層１４と１６の間に積層されないように構成される。より詳しくは、図２及び３を参照すると、装置２６は、導電性要素又はパッチ３４を含み、これはアンテナ素子２０の一部分から間隔を置いた関係で、かつその上を覆って位置決めされる。これらの図に示す特定の実施例において、パッチ３４は、風防ガラス１２の露出した表面に固着され、また特に、内部層１６の表面２４に、また被膜から内部層１６及び中間層１８により間隔を置き、これによりパッチ３４は、アンテナ素子２０に容量性結合をする。容量性結合は、米国特許第５，３５５，１４４号明細書に開示されるように、正味の無効成分を最少にすることによりラジオ２８及び同軸ケーブル３０に対するアンテナの誘導性リアクタンスに整合する容量性リアクタンスを生成するため容量性接続が構成されることが発見されている。これは、アンテナからラジオ又は他の受信機への最適のエネルギ転送を生じる結果となる。
【００１０】
図１−３の本発明の実施例におけるアンテナ素子２０を形成する被膜は、外部層１４の表面２２に沿って位置し、より詳しくは、表面２２に付着され、２つのガラス層の間に積層されているが、このアンテナ素子を形成する被膜は、内部層１６の表面３５に付着されても良く、又は、この代わりに中間層１８の中に組み入れられても良い。本発明を制限することなく、例えば、アンテナワイヤ又は導電性要素が中間層１８の上又は中に位置しても良い。アンテナ素子がポリエステル膜のような柔軟性物質に付着されることもまた考えられ、これは、次にフード等への米国特許第５，３０６，５４７号明細書に開示されるように中間層の中に組み入れられ、および／又は積層される。加えて、アンテナは、モノリシック窓組立体上に形成されることも予期され、例えば、単一ガラス層の主表面に沿い、アンテナ給電装置は、層の反対側表面上に位置する。
【００１１】
アンテナ素子２０の対応する部分の上を覆うパッチ３４の必要な面積は、部分的にはパッチ３４とアンテナ素子２０の間隔、即ち中間層１８と内部層１６の厚さ、アンテナ素子、パッチ、中間層及びガラスに使用される物質の種類及び要求されるアンテナの性能に基づいている。パッチ３４を通る信号転送は周波数依存である故に、より低い周波数信号（ＡＭ無線信号のような信号）は、受容できるアンテナ性能を達成するため、より高い周波数信号（ＦＭ無線信号のような信号）よりも大きなパッチ面積を必要とする。一般に、容量性パッチの覆っている面積が増加すると、アンテナコネクタ装置からの信号転送は、アンテナ素子への直接接続のそれに近付く。キャパシタンスは、とりわけ、パッチ物質の導電率を変えるか又はパッチをアンテナ被膜の対応する部分の間の重なる面積を変化させることにより制御できる。
【００１２】
本発明の目的は、アンテナ素子２０と給電装置２６の間の容量性接続を提供することであり、この場合、パッチ３４は、風防ガラス１２を通して所望の透視度を与え、このため車両運転者の視野は、アンテナ給電装置２６が位置する風防ガラスの部分を通して損なわれず、特に、図１に示すような上方部分において、例えば、交通信号を見ている時に損なわれない。加えて、パッチ３４を通して少しの透視度を与えることは、車両の搭乗者には、より多く審美的に喜ばしいかも知れない。より詳しくは、パッチ３４は、接続を通しての透視度を与えるように設計できる。この代わりとして、パッチ３４は、後でより詳細に述べるように、風防ガラス１２を通過する光の一部分を意図的に阻止するように設計できる。この目的のため、本発明の１つの特定の実施例において、パッチ３４は、図２及び３に示すように不透明の導電性物質を用いて格子状パターンに形成される。相互接続された格子線３６の形成に使用されるこの物質は、例えば、不透明セラミック被膜又はペイントで良い。この物質の種類は、典型的には数個のキャリヤの１つと組み合わされた銀及びガラス粒子を含む。導電性セラミックペイントに使用される銀の量は、パッチ３４を形成する格子線３６とアンテナ２０を形成する被膜との間の必要なキャパシタンスを生成するのに要求され、かつ著しい抵抗性損失を防止する導電率に依存する。
【００１３】
パッチ３４の形成に使用できるペイントの１つの種類は、車両の後窓上の加熱線の形成に典型的に使用される種類の導電性セラミックペイントである。このペイントは、一般に、銀粒子、流れ調節剤、顔料及び赤外線放射で乾燥されたキャリヤ（このペイントは、以下「導電性セラミックＩＲペイント」と呼ぶ）を含む。この種類の物質で、格子線３６は、周知の技術を用いて層１６の表面２４の上にスクリーン印刷され、またセラミックペイントを乾燥させるためオーブン又は炉の中で加熱される。追加又は延長された加熱がペイントを硬化させ、それをガラス表面に接着させるのに必要である。それは受容できる効果を与えるが、この種類のセラミックペイントを使用する１つの欠点は、それが長い時間に亘り、即ち、一般に、それがオーブンにより乾燥されるまで湿潤のまま残ることである。代わりとして、銀粒子、流れ調節剤、顔料を含み、また熱可塑性又は熱硬化性キャリヤを組み込んだ不透明導電性セラミックペイント（以下、「導電性セラミック熱可塑性ペイント」及び「導電性セラミック熱硬化性ペイント」とそれぞれ呼ぶ）を使用して、格子パターンが形成されることが予期される。熱可塑性又は熱硬化性キャリヤを使用するペイントは、しばしば熱溶融型ペイントと呼ばれる。ガラス上に使用される非導電性熱溶融型ペイントは、ネルへの米国特許第５，３４６，９３３号及びネル等への米国特許第５，４１１，７６８号明細書に開示されている。非導電性熱溶融型ペイントは、容器の外側表面に印を付けるため缶及びびん詰産業においても使用される。導電性セラミック熱可塑性ペイントは、カナダ特許第１，１９３，１５０号明細書に開示されているように車両の後窓上に加熱線を形成するため使用されてきた。本発明においては、導電性セラミック熱可塑性又は熱硬化性ペイントがスクリーン印刷工程を用いてパッチ３４を形成するため層１６の表面２４に沿い塗布され、この工程は、加熱された金属スクリーンを組み込み、これがペイントを溶かし液体状に維持する。熱いペイントがより冷たいガラス表面に接触すると、ペイントは、硬化し、即ち、それは直ちに乾燥する。ペイントは、乾燥するかも知れないが、硬化し、ペイントがガラス表面に接着するため、それは依然として加熱されなければならないことを理解すべきであり、これは導電性セラミックＩＲペイントと同様である。この種類のペイントは、導電性セラミックＩＲペイントよりも利点があり、熱可塑性／熱硬化性ペイントは、直ちに乾燥するので、格子線３６により形成されたパターンを汚すおそれ無く取り扱うことができ、また前にスクリーンされたパターンの上に追加の物質を直接スクリーン印刷することができる。他の代替として、格子パターンは、銀粒子、流れ調節剤及び顔料を含み、また紫外線放射により硬化されるキャリヤを組み込んだ不透明導電性セラミックペイント（以下、「導電性セラミックＵＶペイント」と呼ぶ）を用いて形成できる。この導電性セラミックＵＶペイントは、格子パターンをＵＶ光に露出することにより乾燥され、しかし、上述の他のペイントと同様に、導電性セラミックＵＶペイントは、硬化し、ペイントがガラス表面に接着するためそれは依然として加熱されなければならない。
【００１４】
上述のパッチ物質は、導電性セラミックペイントであるが、要求される透視度係数を持ち、アンテナ被膜に対して容量性接続を形成するため他の導電性物質を使用することができ、これは導電性スクリン又はメッシュ、ワイヤ、インク、プラスチック、テープ、デカルコマニアであるが、これには限定されない。
【００１５】
パッチパターンは、不透明領域、即ち、格子線で物理的に覆われた領域及び非不透明領域、即ち、格子線の間の被膜で覆われてない領域を含む。パッチを通しての透視度の度合いを測定するため、ここで使用されるように、用語「透視度係数」は、パッチの非不透明領域対パッチの全体領域、即ち、非不透明領域と透明領域の合計との比を意味する。透視度係数が高い程パッチがよりおおく、「透明」であることは明白である。より詳しくは、１の透視度係数は、コネクタ装置内に不透明要素が無いことを示し、他方、０の透視度係数は、完全に不透明なコネクタ装置を示す。
【００１６】
パッチ３４をケーブル３０に接続するため、ワイヤリード３８がパッチ３４に固着される。要求はされないが、図２及び３に示す特定の実施例においては、ワイヤ３８は、パッチ３４に直接はんだ付けされる。端子組立体４０（図３のみに示す）、例えば、強化スペード組立体、雄ジャソピン又は他の当該技術で周知の電気的接続装置は、同軸ケーブル３０が給電装置２６に固定されるようにワイヤ３８の端４２に接続される。はんだ付けによるワイヤ３８のパッチ３４への接続を容易にするため、パッチ物質の固体被膜の形式のコネクタパッド４４をパッチ３４に備えても良い。ワイヤ３８をパッチ３４へはんだ付けする代わりとして、当該技術で周知の形式の金属クリップ（図示なし）をパッチ３４のパッド４４へ、例えば、はんだ付けにより固着しても良く、ワイヤ又はケーブルは、金属クリップに固着されている。更に、もし望むなら、同軸ケーブル３０を直接、パッド４４に接続しても良い。
【００１７】
図４に示す本発明の実施例を参照し、もしアンテナ給電装置１２６を風防ガラス１２の近くに置くことを希望し、またアンテナ素子が縁３２から間隔を置いて構成されていれば、格子線１３６を持つパッチ１３４は、延長部１７０を含むように構成されても良く、この延長部は、アンテナ素子１２０を形成する被膜の上を覆うパッチ１３４の部分から内部層１６の表面２４に沿って、上部縁３２の方に延びる。コネクタパッド１４４は、縁３２に近い延長部１７０の端に位置する。図４には示されないが、アンテナ素子１２０を形成する被膜もまた追加のアンテナ領域を与えるために縁３２の方へ延長しても良く、その追加のアンテナ領域は、アンテナ給電装置１２６のための所望のキャパシタンスを与えるためパッチ１３４により覆われる。図５は、別の実施例を示し、アンテナ給電装置２２６の全体のパッチを風防ガラス縁３２の近くへ移動することが希望され、他方、アンテナ被膜は、縁３２から間隔を置いて維持される。より詳しくは、アンテナ素子２２０を形成する被膜の一部分及び特に被覆された領域２８０は、縁３２に沿って外部層１４の表面２２上に位置し、接続領域２８２は、領域２８０をアンテナ素子２２０に相互接続している。格子線２３６を持つパッチ２３４及び接続パッド２４４は、内部層１６の表面２４上に位置し、領域２８０の少なくとも一部分の上を覆い、接続の所望の容量性特性を与えている。要求はされないが、被覆された領域２８０及び接続領域２８２は、アンテナ素子２２０と同じ物質で作られても良い。
【００１８】
要求はされないが、アンテナ素子２０、１２０及び２２０を形成する被膜および領域２８０のような追加の被膜領域は、風防ガラス１２の縁３２へ延びることなく、むしろ縁３２から少なくとも１ｍｍにおいて終端するのが好ましい。これは、被膜が風防ガラス１２内に完全に密封されるのを確保し、かつ被膜が縁３２に沿って劣化するのを禁止する。パッチ３４、１３４及び２３４が風防ガラス１２上に位置することも望ましく、これにより、それが直接の電気的接触により又は容量性結合により自動車内の他の導線性要素と電気的に相互作用することが無く、何故ならば、このような相互作用は、アンテナ素子により発生する信号の強度を下げ、また弱くするからである。より詳しくは、図３を参照すると、風防ガラス１２は、典型的には自動車４６内に金属棚４８上に支持され、接着剤５０により車両に固着され、この接着剤は、ある場合には導電性である。加えて、装飾的条片５２又は導線性物質から形成される他の種類の成型品は、風防ガラス１２と車両４６の取り付けフレームの間の空間を隠すため風防ガラス１２の選ばれた縁に沿って位置しても良い。パッチ３４は、このような不利な電気的に相互作用を少なくとも最少にし、かつ好ましくは避けるため、この様な車両要素から十分の距離を置くべきである。
【００１９】
図６は、本発明の別の実施例を示し、アンテナ素子は、種々の形状を含み、パッチは、アンテナ素子（又は複数）を形成する被膜の選ばれた部分の上を覆う。より詳しくは、外部層１４の表面２２に付着され、米国特許第５，５２８，３１４号明細書に開示されたものに類似するアンテナパターンは、風防ガラス１２の中央部分を覆う第１の被膜要素３２０、第１の被膜要素３２０と風防ガラス１２の上部縁３２の間に位置する第２の被膜要素３８０及び第１及び第２の被膜要素を電気的に相互接続する第３の被膜要素３８２を含む。アンテナ接続装置３２６のパッチ３３４は、格子線３３６を含み、風防ガラス１２の上部縁３２から内部層１６の表面２４に沿い、かつ第２の被膜要素３８０の選ばれた部分の上を覆うように構成される。より詳しくは、パッチ３３４は、被膜要素３８０の選ばれた部分の上を覆う区画３７２と区画３７２から縁３２の方へ延びる区画３７０を含む。接続パッド３４４は、パッチ３３４をラジオへのリードに接続のため風防ガラス縁３２の近くに位置する。要求はされないが、被膜パターンは、第２の被膜要素３８２から風防ガラス縁３２の方へ延びる第４の被膜要素３８４を含んでも良い。先に述べたように、この追加の要素は、追加の容量性結合のためパッチ３３４により、その上を覆われる追加の被膜領域を与える。しかし、このアンテナパターンは、米国特許第５，６７０，９６６号明細書に開示されるように、第３及び第４のアンテナ素子を除去しても良いことを理解すべきである。
【００２０】
受信装置２８へのアンテナ２０のための受容できる信号を与える本発明の実施例は、図６のように構成されたアンテナ被膜を含み、その被膜は、平方当たり約３オームの抵抗率を持つ。パッチ３３４は、上述の様に「Ｔ」型であり、アンテナ被膜要素の選ばれた部分の上を覆う。より詳しくは、特定の実施例において、パッチ３３４の区画３７２は、約４５ｍｍｘ１３０ｍｍで、第２の被膜要素３８０の一部分の上を覆い、パッチ３３４の区画３７０は、約２２ｍｍｘ４５ｍｍで、第４の被膜要素３８４一部分の上を覆う。格子線３３６は、０．４ｍｍ幅で、水平及び垂直の両方向に約４．５から２０ｍｍの範囲の間隔を置いており、これは全体のパターン内の格子線の特定の位置に依存する。区画３７０の面積は、約２２ｍｍｘ１３ｍｍで、導電性セラミックペイントの固体被膜で覆われ、即ち格子パターンなしで、接続ワイヤ又は同軸ケーブルのための接続パッド３４４を形成する。格子線３３６及びコネクタパッド３４４は、ペンシルバニヤ州、ワシントン、サーデックコーポレーションにより生産された不透明導電性熱可塑性ペイントにより形成され、これは約７６％の銀粉末、２％の鉛珪硼酸ガラスフリット、及び残余顔料、アクリルレジン（流れ調整剤）及び１−オクタデカノール（熱可塑性キャリヤ）を含む。熱可塑性ペイントは、平方当たり約０．０３５オームの抵抗率を持ち、またアンテナ被覆の約１００８ｍｍ2（接続パッド３４４を除く）の上を覆い、他方、約６５５４ｍｍ2（接続パッド３４４を除く）の合計面積の上に延びる。このパターンは、結果として約０．８５の透視度係数となる。格子線幅を０．４ｍｍから０．８ｍｍに増加させると、透視度係数は、約０．６９に減少し、他方、格子線幅を０．２ｍｍに減少させると透視度係数は、約０．９２に増加する。
【００２１】
アンテナ素子の対応する部分の上を覆うのに要求される不透明領域、即ちアンテナ素子被覆の対応する領域の上を覆う格子線により覆われる実際の領域は、アンテナの性能要求及び風防ガラス、アンテナ及び接続を形成する物質に依存する。更に、パッチは、アンテナ素子を超えて延びても良く、これにより全体の不透明領域は、上を覆わず、アンテナ素子の対応する部分と容量的に結合しないことを理解すべきである。
【００２２】
図２−図６は、パッチ３４、１３４、２３４及び３３４のための矩形の格子パターンをそれぞれ示すが、アンテナ２０への必要な容量性結合を与え、他方、車両の搭乗者にはパッチを「通して見る」ことを許すため、相互接続された円又は他の曲線形状及びパターンのような他のパターンを、しかし、これには制限されずに、使用することができる。設計の要求に基づき、１に近付く透視度係数を持つパターンが不透明線から形成され、しかも受容できる容量性結合性能を与えることが期待される。
【００２３】
パッチのために単一の種類の物質のみを使用する代替として、パッチは、導線性ペイント及び金属テープのような、しかし、これに制限されない、先に述べた種類の物質の組み合わせから構成できることを理解すべきである。図７及び８を参照すると、アンテナコネクタ装置４２６は、アンテナ素子４２０と容量性結合をするため不透明導電性部材４３６と組み合わせて使用される透明導電性被膜４５０から形成されるパッチ４３４を含むことが予期される。パッチ４３４のための被膜４５０は、外部層１４の表面２２に付着され、アンテナ素子４２０を形成する透明被膜と類似のもので良い。部材４３６は、内部層１６の表面２４に付着させ、先に述べたように不透明導電性物質で良い。部材４３６は、所望の性能を与えるため要求されるどのような形状を持っても良い。もし要求されるなら、装置４２６は、接続ワイヤ及び／又は同軸ケーブルのパッチへの接続を容易にするため、先に述べたパッド４４と同様に、導電性コネクタパッド４４４を含んでも良い。もし、装置４２６が不透明部材４３６を含まなければ、装置（パッド４４４を除く）の透視度係数は、１であることを理解すべきである。
【００２４】
上に述べた本発明の実施例においては、少なくとも１つのガラス層がアンテナ素子をアンテナ接続から分離するのに役立っている。しかし、アンテナ被膜及びコネクタは、両方共基板の同じ表面に付着させても良いことを理解すべきである。より詳しくは、図９及び１０を参照すると、アンテナ素子５２０を形成する被膜は、内部層１６の主表面２４に付着される。コネクタ装置５２６は、非導電性物質５９０を持つパッチ５３４を含み、アンテナ素子５２０の一部分の上に所定のパターンに付着される。物質５９０は、物質５３６がアンテナ被膜に容量的に結合するように、アンテナ素子５２０から電気的に絶縁する。もし要求されるなら、物質５９０により形成されるパターンは、物質５３６がアンテナ素子５２０と直接、電気的接触をしないことを確保するため、上を覆う物質５３６のパターンより僅かに大きくしても良い。両方の物質５９０及び５３６が不透明であることが予期されるが、もし物質５９０が不透明、例えば、自動車産業において装飾的縁取りのため典型的に使用される従来のセラミックペイントであれば、物質５３６は、透明でも良い。逆に、もし物質５３６が不透明、例えば、先に述べた種類の不透明導電性ペイントであれば、物質５９０は、透明でも良い。加えて、図９及び１０は、積層の露出された表面上のアンテナ素子を示すが、単一の透明層の上に位置するアンテナ素子は、上述の様な同じコネクタ装置を使用しても良いことを理解すべきである。
【００２５】
容量性パッチのために使用されるパターンは、車両の搭乗者のための部分的遮蔽を提供するため拡大することが予期される。より詳しくは、日除け板は、典型的には、運転者及び前席乗客のための日光の遮蔽のため自動車の風防ガラスの上部左及び右部分にそれぞれ取付けられる。図１１及び１２を参照すると、パッチ６３４は、風防ガラス１２の中央に置かれ、「第３の日除け板」として、車両内部座席に対する遮蔽を与え、もし望むならば、風防ガラスのパッチで覆われた部分を通して限られた量の透視を提供し、しかも、アンテナシステムのためのアンテナ給電６２６の一部として機能することも予期される。図１１に示す本発明の特定の実施例において、パッチ６３４の構成は、先に述べた種類の導電性セラミックペイントから形成される複数の水平に向いた線６３６を含む。線６３６は、全部が線６３６の長さに沿い、間隔を置いた複数の垂直の線６９０により電気的に相互接続される。この特定のパッチパターンは、各々が３ｍｍ離れた１０本の線を含む。線の幅は、頂部（即ち、風防ガラス縁３２に近い部分）における１０ｍｍ幅からパターンの底における１ｍｍ幅まで漸進的に変化する。このパターンを風防ガラス１２の主表面上に位置決めするには、最上部の線は、風防ガラスの周辺の回りに延びる不透明の装飾的縁取り（図示なし）より上又は下のいずれかに位置させても良い。加えて、もし望むなら、パターンの少なくとも一部分は、中間層１８内に典型的に組み込まれる遮光帯（図示なし）の背後に整列させても良い。全体のパターンは、所望の量の日光が車両に入るのを阻止し、しかもパッチを通しての限られた量の透視度を与える。図１２に示す水平線構成は、水平線７３６を電気的に相互接続するため単一の垂直線７９０が使用されることを除いては、図１１と類似である。アンテナ素子６２０及び７２０を形成する被膜の一部分の上を覆う図１１及び１２におけるパッチの当該部分は、先に述べたようにアンテナへの容量性結合を形成する。これらの特定の構成は、約０．３３の透視度係数を与える。図１１に示す本発明の特定の実施例では、アンテナ素子６２０を形成する被膜は、図６における被膜パターンに類似であり、パッチ６３４のパターンは、アンテナ被膜の一部分の上を覆うが被膜の形状とは直接、対応せず、他方、図１２に示す本発明の実施例においては、アンテナ素子７２０を形成する被膜は、パッチ７３４の全部でないとしても、大部分がアンテナ被膜の対応する部分の上を覆う。
【００２６】
容量性コネクタの第３の日除け板への組み込みは、極めて大きなパッチを可能にし、これは、次に風防ガラスの審美性を損なうことなく低周波数信号アンテナのための信号結合を改善する。
【００２７】
容量性パッチを第３の日除け板として設計する場合、線要素は、導電性であるので、パッチがアンテナ素子６２０と干渉するアンテナとして動作しないように、線要素の構成に対して注意を払うべきである。
【００２８】
本発明は、アンテナ被膜と容量的に結合しながら、コネクタを通して所定の量の透視度を持つアンテナ接続装置を提供する。より詳しくは、パッチ領域は、０と１の間の透視度係数を持ち、即ち、０より大きいが１より小さく、好ましくは０．１から０．９５である。発明の実施例において、コネクタ装置は、車両の内部に対する追加の遮蔽を与えるためにも使用され、パッチは、約０．５までの透視度係数を持ち、好ましくは、約０．１から０．４である。他のコネクタ装置に対しては、パッチは、約０．５から０．９５の透視度係数を持つのが好ましく、好ましくは、約０．６から０．９である。
【００２９】
上に述べた発明の実施例は、透明基板の主表面に直接、付着されているパッチを示すが、このパッチは、別個の要素、例えば、ポリエステル膜に付着させても良いことを理解すべきであり、この膜は、次にパッチがアンテナ素子の上を覆い、かつこれと容量性結合が出来るような方法で基板に固着される。
【００３０】
上に述べ、かつ図１−図１２に示すアンテナ給電装置は、容量性結合である。より詳しくは、導電性パッチは、誘電体によりアンテナ素子（又は複数）を形成する被膜の上を覆い、かつこれから間隔を置いている。しかし、ここに開示される形式の「通して見える」コネクタは、アンテナ素子と直接、電気的接続をするように構成しても良いことを理解すべきである。より詳しくは、例えば、図９及び図１０を参照すると、物質５９０は、導電性パッチ物質５３６がアンテナ素子５２０と直接、電気的接触するように、除去されても良い。直接の電気的接触を作るパッチ物質は、好ましくは、先に述べた種類の導電性セラミックペイントで、０と１の間の透視度係数を与えるように構成される。直接の電気的接触のためには、パッチとしては、アンテナ素子の一部分の上を覆う必要はなく、単にアンテナ素子と直接の電気的接触にあることが注目される。外部層１４及び中間層１８は、透明アンテナが単一のガラス層のみを含むように除去しても良いことを理解すべきである。加えて、アンテナ素子及び直接接続物が層の間に積層されるように、別の層を単一のガラス層に固着しても良い。
【００３１】
ここに記載され、かつ図示された発明は、その例示的好ましい実施例の１つの記述を表している。種々の変更が、特許請求の範囲に定義された発明の要旨から逸脱することなく行い得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の特徴を組み込んだ透明ガラススアンテナの平面図。
【図２】  図１に示すアンテナ接続装置の特定の実施例の拡大平面図で、本発明のパッチコネクタを示し、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図３】  図１の線３−３に沿う断面図で、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図４】  本発明の追加の実施例を示す図２に類似の平面図で、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図５】  本発明の追加の実施例を示す図２に類似の平面図で、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図６】  本発明の追加の実施例を示す図２に類似の平面図で、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図７】  図２に類似の平面図で、本発明の代わりの実施例を示し、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図８】  図７の線８−８に沿う断面図。
【図９】  図２に類似の平面図で、本発明の代わりの実施例を示し、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図１０】  図９の線１０−１０に沿う断面図。
【図１１】  図２に類似の平面図で、アンテナ接続装置は、パッチコネクタを通して限られた透視度を与えるため設計され、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図１２】  図２に類似の平面図で、アンテナ接続装置は、パッチコネクタを通して限られた透視度を与えるため設計され、明瞭にするため幾らかの部分を除去した。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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