(57)【要約】      （修正有）【課題】安全ヘルメット用の実質的に直線状のダイポールアンテナを提供する。【解決手段】安全ヘルメットのための直線状ダイポールアンテナ１００は、一端でそれぞれの無線装置に電気的に接続されるようになっている２本の導電性ブランチ３を備え、２本の導電性ブランチ３は、無線装置の期待される有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有している。ダイポールアンテナ１００は、さらに少なくとも２本の導電性アーム８を備えており、それぞれは、上記有効波長の１／２に実質的に等しい長さを有し、それぞれ導電性ブランチ３の自由端とチョーク１０を介して、電気的に接続されている。【選択図】図２
2013153436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
その一端でそれぞれの無線装置４に、電気的に接続されるように配置されている２本の導電性ブランチ３を備え、前記２本の導電性ブランチ３は、直線状に並んでおり、いずれもが期待される有効波長の１／４に等しい長さを有している、安全ヘルメット１用の直線状のダイポールアンテナ１００において、
さらに、それぞれが有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する少なくとも２本の導電性アーム８を備え、
前記少なくとも２本の導電性アーム８は、いずれもが有効波長の１／４と等しい長さを有する前記２本の導電性ブランチ３の各自由端と、電気的に接続されていることを特徴とする安全ヘルメット１用ダイポールアンテナ１００。
【請求項２】
それぞれが有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本の導電性アーム８と、
いずれもが、有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する前記２本の導電性ブランチ３とが、
実質的に直線状に並んでいることを特徴とする請求項１記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項３】
それぞれが有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本の導電性アーム８と、
いずれもが、有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する前記２本の導電性ブランチ３とが
実質的に曲線に展開していることを特徴とする請求項１または２に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項４】
それぞれが、有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本の導電性アーム８は、いずれもが有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する前記導電性ブランチ３に、チョーク１０により電気的に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項５】
それぞれが、有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する前記２本の導電性ブランチ３と、それぞれが、有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記２本のアームは、ワイヤ型の導体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項６】
それぞれが、有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本の導電性ブランチ３と、それぞれが、有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本のアーム８とがプリント回路１１の基板にプリントされた導体であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項７】
前記チョーク１０もまた、前記プリント回路１１の基板にプリントされていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項８】
前記有効波長が、実質的に１０〜１５cmであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項９】
前記有効波長が、実質的に１２〜１３ｃｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００。
【請求項１０】
安全ヘルメットの外側キャップの下部に配置されるように成形されていることを特徴とするダイポールアンテナ１００。
【請求項１１】
衝撃吸収素材でできている少なくとも１つのシェル１３を囲む少なくとも１つの外側キャップ１２を備える安全ヘルメット１において、
前記外側キャップ１２を、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００に連結する手段１４を備えていることを特徴とする安全ヘルメット１。
【請求項１２】
前記連結手段１４は、前記外側キャップ１２の底部、背面部、かつ中央部に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の安全ヘルメット１。
【請求項１３】
前記連結手段１４は、前記外側キャップ１２と衝撃吸収素材でできた前記少なくとも一つのシェル１３との間に配置されていることを特徴とする請求項１１または１２記載の安全ヘルメット１。
【請求項１４】
前記連結手段１４は、請求項６に記載のダイポールアンテナ１００を有するプリント回路１１のための台座を備えていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の安全ヘルメット１。
【請求項１５】
それぞれが請求項１〜９のいずれか１項に記載のダイポールアンテナ１００の有効波長の１／２と実質的に等しい長さを有する前記少なくとも２本のアーム８の少なくとも一部分が、使用者の首５に隣接する前記外側キャップ１２の領域から、少なくとも部分的に突き出ていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか１項に記載の安全ヘルメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、安全ヘルメット用の実質的に直線状のダイポールアンテナに関し、より詳しくは、オートバイ用の安全ヘルメット用の直線状のダイポールアンテナに関する。このダイポールアンテナは、予想される有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する少なくとも２本の導電性のブランチを備え、これらは、ほぼ一直線上に並んでおり、その一端は、少なくとも１本の同軸ケーブルにより、無線装置に電気的に接続しうるようになっている。
【背景技術】
【０００２】
実質的に直線状の半波長ダイポールアンテナは、関係技術分野においては公知である。これは、２本のワイヤ状のブランチからなり、好ましくは、軸方向に配置され、全長が、受信されるか、又は送信される波長の１／２と等しい長さを有する導電性の材料でできており、安全ヘルメットの内部に配置して、無線装置により無線信号を送受信しうるようになっており、無線装置もまた安全ヘルメット内部に配置されている。
【０００３】
周知のとおり、安全ヘルメットにおいて、無線信号の送信および受信のために、実質的に直線状のダイポールアンテナを使用することは、特に一般的である。その理由は、このような種類のアンテナは好適な全方向性を有し、その構造が簡単であり、最終的に、車両用無線通信において通常使用される帯域幅（２．４〜２．５ＧＨｚ）では、このようなアンテナの寸法は、縮小され、そのため、ヘルメットの外側キャップの形状に、容易に適合させることが出来るからである。
【０００４】
しかしながら、この長さの短縮は、２．４〜２．５ＧＨｚの周波数の場合に、ダイポールアンテナを構成する各ブランチについて約３ｃｍであり、無線信号の送受信において非対称を発生させないためのキャップの内側の中央部をこのように構成すると、ヘルメットを正しく装着した時に、使用者の頭および首の干渉によって、アンテナの受送信領域（範囲）は減少する。
【０００５】
車両用通信における典型的な有効周波数、例えば「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」無線標準の有効周波数は、２．４５ＧＨｚに等しく、この周波数帯での最大の信号吸収は、水、ひいては人体により行われることは、よく知られているところである。
【０００６】
なお、このような直線状の半波長ダイポールアンテナの安全ヘルメット内の位置は、例えばオートバイに乗る人にとって、ヘルメットの外側キャップの中央と背面と底部の領域に限定されており、外側キャップと衝撃吸収材で出来ている外側キャップのシェルとの間であり、これは、構造上の都合および体積上の理由による。
【０００７】
このような特定の位置において、２．４〜２．５ＧＨｚの周波数帯における信号の吸収は、人体、特に、使用者の頭および首において顕著であり、アンテナの有効範囲を、理論上の範囲の１／２〜１／３に減少させるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、上記した公知の技術の有する欠点のない、安全ヘルメット用の実質的に直線状のダイポールアンテナを提供することであり、このダイポールアンテナは、周波数が２．４〜２．５ＧＨｚの信号に対しても、広い有効範囲を有するものである。
【０００９】
本発明の他の目的は、安全ヘルメット用の実質的に直線状のダイポールアンテナを提供することであり、このダイポールアンテナは、実質的な全方向性と、広い有効範囲を有し、上記の様に、安全ヘルメットの外側キャップの下に容易に取付けることができる。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、少なくとも１つの衝撃吸収シェルと、外側キャップおよび直線状ダイポールアンテナの連結手段とが封入されている外側キャップを備えており、かつ実施が容易で、上記ダイポールアンテナによる効果的な無線信号の送信および受信を可能とする安全ヘルメットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的およびその他の目的は、請求項１および従属請求項に係る安全ヘルメット用ダイポールアンテナにより、また、請求項１１およびそれに続く従属項に係るダイポールアンテナに対する連結手段を備える安全ヘルメットにより達成される。
【００１２】
本発明の安全ヘルメット用の直線状のダイポールアンテナは、一端が無線装置に電気的に接続された２本の導電性ブランチを備えており、これらは、ほぼ直線状に並べて配置され、それぞれが無線装置の有効波長の約１／４に等しい長さを有している。このダイポールアンテナは、さらに少なくとも２本の導電性アームを有しており、各アームは、有効波長の約１／２と等しい長さを有し、かつ、少なくとも２本の導電性アームは、上記した２本の導電性分枝の自由端に電気的に接続されていると有利である。
【００１３】
一般的な実質的に直線状の半波長ダイポールアンテナの延長部は、所要の有効波長の１／２と等しい長さを有する２本の延長アームからなり、これらは、２本の導電性ブランチ、好ましくは直線状に並んだ２本の導電性ブランチの自由端に、それぞれ配置されている。これにより、際だった全方向特性を有し、使用者の頭と首に過剰に遮蔽されることなく使用者の頭および首を取り囲むのに十分な長さとを有しており、そのため、無線信号の受信／送信範囲の広いダイポールアンテナを得ることが可能となっている。
【００１４】
本発明の好ましい態様によれば、導電性アームは、それぞれ有効波長の１／２と本質的に等しい長さを有しており、それぞれ、有効波長の１／４と実質的に等しい長さを有する２本の導電性ブランチの端部に、適切な値のチョークにより電気的に接続されている。
【００１５】
上記の解決手段により、アンテナの波長の１／２と実質的に等しい長さを有する２本の導電性アームを備え、数十オームのインピーダンスを有し、その自由端ではインピーダンスが数千オームにも達する可能性のある、アンテナの波長の１／４と実質的に等しい長さを有する２本の導電性ブランチが、不適切に結合されるのを避けることできる。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、上記した実質的に直線状のダイポールアンテナは、それぞれのプリント回路の基板にプリントすることにより形成される。
【００１７】
本発明のさらなる態様によれば、公知のように、衝撃吸収素材からなる少なくとも１つのシェルが封入されている少なくとも一つの外側キャップを備える安全ヘルメットが提供され、かつ上記種類の実質的に直線状のダイポールアンテナの外側キャップへの連結手段が提供される。
【００１８】
本発明の好ましい態様によれば、上記連結手段、例えば適切な台座を備えるものが、外側キャップの底部で背面且つ中央部に配置され、 かつ外側キャップ自体と衝撃吸収素材でできたシェルとの間に位置している安全ヘルメットが提供される。
【００１９】
本発明のこれらの態様およびその他の態様は、図面を用いて、限定するものではなく、単なる例示として提供する本発明の好ましい実施形態に関する以下の説明を読むことにより、当業者には明らかになると思う。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一つの好ましい態様による、直線状ダイポールアンテナを備える安全ヘルメットの背面図である。
【図２】本発明の一つの好ましい態様による、直線状ダイポールアンテナの横断平面図である。
【図３】本発明の一つの態様による、安全ヘルメットの内部に直線状ダイポールアンテナを嵌め込む前の、安全ヘルメット、およびダイポールアンテナの下方斜視図である。
【図４】ダイポールアンテナを嵌め込んだ状態の、図３のヘルメットの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
最初に図１および図２を参照すると、本発明の具体的態様において、全体を符号１００で示す直線状のダイポールアンテナは、安全ヘルメット１に連結しうるようになっている。この安全ヘルメット１は、例えばオートバイ用のものである。
【００２２】
このようなダイポールアンテナ１００は、本明細書に示す本発明の具体的実施形態においては、その技術分野で知られる方法により、同軸ケーブル９を用いて、例えば「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」標準に適合する無線装置等の無線送受信装置４に、作動的に接続されており、また、安全ヘルメット１の外側キャップ１２の領域の下端部で、安全ヘルメット１に取付けられている。
【００２３】
従って、ダイポールアンテナ１００は、図１に示すように安全ヘルメット１に取付けた時に、使用者の頭部２および首５の間で、使用者の首筋に近接するようになっている。
【００２４】
ダイポールアンテナ１００と安全ヘルメット１との取り付け要領は、以下に詳細に説明するように、取り外し可能としてもよく、また、アンテナ１００が外側キャップ１２により保護されるように、安全ヘルメット１の外側キャップ１２の下に位置するようにしてもよい（図３および図４参照）。
【００２５】
一方、アンテナ１００と安全ヘルメット１との上記以外のいかなる種類の取付けも、以下の請求項により保護を求める範囲に含まれることに留意するべきである。
【００２６】
ダイポールアンテナ１００は、本発明の好ましい態様によれば、実質的に直線状のものであり、他の２本よりも大きな優勢な寸法を有する導体により、電源（すなわち同軸ケーブル９）に対して直交する連続した直線状に形成され、また２本の導電性ブランチ３を備え、これらのブランチ３の一端は、無線装置４の同軸ケーブル９に接続可能であり、それぞれが、アンテナ１００の有効波長の１／４と等しい長さ（記号: λ／４，λは、ダイポールアンテナ１００の期待される有効波長を意味する）を有している。
【００２７】
このようなダイポールアンテナ１００における導電性ブランチ３は、上述したとおり、その厚さおよび幅よりも大きいλ／４と等しい長さを有しており、さらに実質的に直線または曲線、例えば大きな曲率半径を有する曲線に沿って配置されており、その実質的な大きさを意味する総延長は、ダイポールアンテナ１００の期待される有効波長の１／２（すなわちλ／２）と等しい長さを有している。 
【００２８】
このような導電性ブランチ３にλ／２と等しい総延長を有することができる空間内での、直線に沿った２本の導電性ブランチ３の他のどのような配置も、好ましくは実質的に軸方向に配置されているにもかかわらず、保護を要求する特許請求の範囲に含まれることに留意する必要がある。
【００２９】
導電性ブランチ３の各自由端には、本発明の有利な態様として、アーム８が接続されている。後者は、導電性ブランチよりも長寸の導体からなり、必須ではないが、２本の導電性ブランチ３と直線に並ぶように延びていることが好ましい。この導電性アームは、期待される有効波長の１／２に等しい長さを有していると有利である。導電性アーム８は、各導電性ブランチ３に、事実上の延長アームを構成するように、電気的に接続されていると有利である。
【００３０】
本明細書に記載した本発明の好ましい実施形態を示す例では、導電性ブランチ３および各アーム８は、全て互いに直線状または曲率半径の大きな曲線に沿って直列に並んでおり（図２参照）、ダイポールアンテナ１００の総延長は、約３λ／２、すなわち予想される有効波長の３／２である。
【００３１】
車両用無線への適用において、同軸ケーブル９に結合されている端部で、５０Ωのインピーダンスを有することができる２本の導電性ブランチ３と、端部で数千Ωに等しいインピーダンスを有することができる２本の延長導電性アーム８との間の不適切で有害な結合を避けるために、各導電性アーム８と、各導電性ブランチ３との電気的な結合は、適切な値のチョ−ク１０を介して行われている。
【００３２】
本発明の好ましい態様によれば、導電性ブランチ３およびダイポールアンテナ１００の導電性分ブランチの延長部である導電性アーム８は、いずれも、実質的にワイヤ状の導体であってもよい。 
【００３３】
本発明の他の態様によれば、導電性ブランチ３、導電性アームお８よびダイポールアンテナ１００におけるチョーク（インダクタンス）１０のそれぞれは、適当なプリント回路１１の基板にプリントすることにより形成することができる。
【００３４】
この最後の例では、ダイポールアンテナ１００を有するプリント回路１１は、安全ヘルメット１に容易に連結できるように形成されているのがよく、例えば、安全ヘルメット１の内部で、安全ヘルメット１の外側キャップ１２に容易に拘束されるように、安全ヘルメット１の外側キャップ１２の湾曲に沿っているのがよい。
【００３５】
一方、ダイポールアンテナ１００が、反対に、適切な金属導体を用いて別々に形成され、それぞれの支持部に接合されている場合には、導電性ブランチ３とアーム８の特徴的な形状は、他に対して優勢な大きさを有し、最大でもワイヤ状であり、上記支持部が自由な形状を取り得るために、支持部が容易に安全ヘルメット１、具体的には、安全ヘルメット１の外側キャップ１２に拘束されていることに留意されたい。
【００３６】
ダイポールアンテナ１００は、上記の通り、安全ヘルメット１に取付けることを目的とし、従って車両用無線装置４に接続されている約２．５ＧＨｚに拡張する周波数帯で動作するような長さとされ、２．４〜２．５ＧＨｚの間に設定されているのが好ましい。このことは、ダイポールアンテナ１００の有効波長が、１０〜１５ｃｍであってよく、１２〜１３ｃｍであることが好ましいことを意味している。 
【００３７】
このような波長を有するダイポールアンテナ１００を使用する場合、オートバイ用安全ヘルメット１に連結されている通信装置１０１において、上記のダイポールアンテナ１００は、実質的に１５〜２２．５ｃｍの長さを有することとなるが、１８〜１９．５ｃｍの長さを有していることが好ましい。 
【００３８】
このことはまた、本明細書の以下の記載からも理解される通り、ダイポールアンテナ１００が使用者の襟首でヘルメット１の外側キャップ１２で制約されている場合に、図１、図３および図４に示す通り、ダイポールアンテナ１００の延長されている導電性アーム８は、使用者の首５で占められる領域の外側に延びる。すなわち、後者により完全に遮蔽されないように、首５の外側に延びる。
【００３９】
本件特許出願人が実証した通り、上記ダイポールアンテナ１００の特徴的な形状により、無線信号の受送信の実質的な全方向性は可能になると同時に、受信および送信における広い信号範囲を得ることが出来る。というのも、信号がヘルメットの前方方向から受信される場合、ダイポールアンテナ１００は、使用者の頭２および首５によってのみ、部分的に遮蔽されるためである。
【００４０】
図３および図４に示すように、本発明によれば、実質的に直線状のダイポールアンテナ１００の具体的形態は、無線装置４を構成要素として有する通信装置１０１と、安全ヘルメット１と結合を容易にしている。安全ヘルメット１は、通常とおり、例えば、ポリカーボネート、またはガラス、もしくはケブラー（登録商標）繊維等の硬質プラスチックでできた外側キャップ１２と、例えば発泡スチロールなどの衝撃吸収素材でできている、外側キャップ１２に封入されている内側シェル１３と、プラスチック素材でできており少なくとも部分的にシェル１３により囲まれた、使用者の快適性を増大させるための気泡ゴム等でできている柔軟な素材層を有する内側キャップとを備えている。
【００４１】
本発明の好ましい態様によると、安全ヘルメット１は、また、外側キャップ１２を実質的に直線状のダイポールアンテナ１００に連結する手段、又は好ましくはその支持部に連結する手段１４を備えており、本明細書に開示されたこの実施形態においては台座１４を備えており、これは外側キャップ１２と衝撃吸収素材でできている内側シェル１３との間に配置されている。
【００４２】
このような台座１４は、安全ヘルメット１の外側キャップ１２の背面領域（すなわち、その領域は安全ヘルメット１自体の前面の開口部と反対側にある）の底面の且つ中央部に配置されており、ダイポールアンテナ１００の導電性アーム８と導電性ブランチ３は、使用者の首５および頭２の軸に対して、実質的に対称に配置されており、上述の通り、延長アーム８は、外側キャップ１２の、従って安全ヘルメット１の領域から少なくとも部分的に突き出ており、使用者の首により遮蔽されないように近接している。
【００４３】
本発明の好ましい態様によれば、上記の台座１４は、本発明のダイポールアンテナ１００が有利にプリントされたプリント回路１１の、少なくとも一部を格納するように形成されている。 
【符号の説明】
【００４４】
１      安全ヘルメット
２      頭
３      導電性ブランチ
４      無線装置
５      首
８      導電性アーム
９      同軸ケーブル
１０    チョーク
１１    プリント回路
１２    外側キャップ
１３    内側シェル
１４    台座        
１００  ダイポールアンテナ
１０１  通信装置
【図１】
2013153436.tif 000003
【図２】
2013153436.tif 000004
【図３】
2013153436.tif 000005
【図４】
2013153436.tif 000006
【外国語明細書】
2013153436000001.pdf