JP4903471B2 - 建物用壁材及び無線伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、建物において部屋を仕切る間仕切りとして配置され、その一部に、マイクロ波又はミリ波を透過させる電波透過部を有する建物用壁材、及び、建物用壁材で仕切られた両側の部屋にそれぞれ配置した送信機及び受信機で無線伝送を行う無線伝送システムに関する。

従来より、送信機から受信機への信号伝送に、マイクロ波又はミリ波からなる電波を利用する無線伝送システムが知られている。
この種の無線伝送システムで、伝送媒体として使用する電波（マイクロ波やミリ波）
は指向性が鋭く、障害物に入射したとき減衰され、障害物を透過しにくい。従って、例えば、建物内で間仕切りとして配置される壁材の両側の部屋にそれぞれ送信機及び受信機を配置して送信機から受信機に電波を伝送する場合、電波が壁材で減衰され、建物内での無線伝送が困難となる。

そこで、従来の無線伝送システムでは、電波遮蔽部となる壁材に電磁透過部を形成し、壁材で仕切られた一方の部屋内の送信機のアンテナと他方の部屋内の受信機のアンテナとを、両者を結ぶ電波伝送経路が壁材の電波透過部と交差するように配置している（例えば、特許文献１等参照）。
特許第３５３６２６５号公報

しかし、従来の無線伝送システムでは、送信機のアンテナから放射された電波は、送信機のアンテナから壁材を見たとき、電波透過部の背後の空間には殆ど減衰することなく到達するが、電波遮蔽部の背後の空間には、壁材即ち電波遮蔽部によって減衰された低いレベルの電波しか到達しない。従って、例えば受信機のアンテナが電波遮蔽部の背後の空間に移動された場合は、アンテナから受信機に入力される受信信号の信号レベルが低くなり、受信機において送信機からの送信信号を復調することが困難となる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、建物の壁材を挟んで配置された一対のアンテナ間でマイクロ波又はミリ波からなる電波を送受信できるように壁材に電波透過部を設けた無線伝送システムにおいて、送信機のアンテナ及び受信機のアンテナを壁材の電波透過部を通って直線で結べる位置に配置することなく、両アンテナ間で電波を送受信できるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、電波遮蔽性の壁材本体と、壁材本体を厚さ方向に貫通して設けられ壁材本体の一側面から他側面にマイクロ波又はミリ波からなる電波を透過可能な電波透過部とを含み、建物において部屋を仕切る間仕切りとして配置される建物用壁材であって、
電波透過部は、電波の入射方向に対して電波の出射方向を変えるレンズアンテナからなり、
該レンズアンテナにおいて電波が入射又は出射される２面のうち、一方の面はレンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面からなり、他方の面はレンズアンテナの軸線に対して垂直以外の所定角度をなす平坦面からなることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物用壁材において、レンズアンテナは軸線直交方向の断面形状が円形状であり、壁材本体に形成された円形状の取付孔内に回動可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、電波遮蔽性の壁材本体と、壁材本体を厚さ方向に貫通して設けられ壁材本体の一側面から他側面にマイクロ波又はミリ波からなる電波を透過可能な電波透過部とを含み、建物において部屋を仕切る間仕切りとして配置される建物用壁材であって、
電波透過部は、電波の入射方向に対して電波の出射方向を変えるレンズアンテナからなり、
該レンズアンテナにおいて電波が入射又は出射される２面のうち、一方の面はレンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面からなり、他方の面は凸レンズ状の球面からなることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の建物用壁材において、レンズアンテナはその軸線方向に沿って分割され、分割された各レンズ部は、壁材本体にその厚さ方向に間隔をあけて取り付けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の建物用壁材において、壁材本体には複数の取付孔が形成され、複数の取付孔の少なくとも１つに、レンズアンテナが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の建物用壁材において、壁材本体の複数の取付孔のうち、レンズアンテナが取り付けられていない取付孔には、電波を遮蔽する電波遮蔽部が取り付けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れかに記載の建物用壁材において、レンズアンテナの電波が入射又は出射される２面は、壁材本体の一側面及び他側面と同様に仕上げられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、建物内において建物用壁材で仕切られた第１部屋及び第２部屋にそれぞれ送信機及び受信機が配置され、送信機から受信機へマイクロ波又はミリ波からなる電波を無線伝送する無線伝送システムであって、建物用壁材として、請求項１〜請求項７の何れかに記載の建物用壁材を利用していることを特徴とする。

本発明（請求項１〜請求項７）の建物用壁材は、電波遮蔽性の壁材本体を貫通して設けられ電波の入射方向に対して電波の出射方向を変えることができるレンズアンテナを有する。
従って、送信機のアンテナと受信機のアンテナとが建物用壁材の電波透過部を通って直線で結べる位置に配置されていなくても、換言すれば電波の送信機のアンテナから建物用壁材を見たとき、電波が透過しない壁材本体の背後の空間に受信機のアンテナが存在する場合でも、レンズアンテナにより電波を受信機のアンテナに出射させることができる。

特に、請求項１に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面から入射し、レンズアンテナの軸線に対して直角以外の所定角度をなす平坦面から出射する電波を、レンズアンテナの軸線に対して直角以外の所定角度をなす平坦面の軸線に対してなす角度を選択することにより所定方向に出射させることができる。

また、請求項２に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナが壁材本体の取付孔内で回動可能であり、レンズアンテナの回動によりその軸線に対して直角以外の所定角度をなす平坦面が向く方向が変わるので、１つのレンズアンテナで電波の出射方向を任意方向に変更することができる。

一方、請求項３に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面から入射し、凸レンズ状の球面から出射する電波を、該凸レンズ状の球面の曲率を選択することにより、所定の収束位置に収束させることができる。

次に、請求求項４に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナの軸線方向に沿って分割された各レンズ部は壁材本体に離れて取り付けられており、各レンズ部間に隙間が存在するので、そのような隙間が存在しない場合に比べて、レンズアンテナ内における電波の減衰を小さく抑えることができる。
また、壁材本体がその厚さ方向に離れた壁部材からなり、両壁部材間に骨材など別の部材が配置されている場合でも、各レンズ部を各壁部材の取付孔に別々に取り付けることができる。さらに、レンズアンテナの厚さを薄くすることができ、材料が少なくてすむので、コストダウンを図ることができる。

また、請求項５に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナは複数の取付孔の何れかに着脱可能であるので、レンズアンテナと送信機のアンテナ及び受信機のアンテナとの位置関係などを考慮して、複数の取付孔のうちで最適位置にある取付孔にレンズアンテナを取り付け直すことができる。

また、請求項６に記載の建物用壁材によれば、複数の取付孔のうちレンズアンテナが取り付けられていない取付孔には電波遮蔽部が取り付けられているので、レンズアンテナが取り付けられていない取付孔を通して壁材本体の一側面側から他側面側へ電波が漏れることが防止できる。

また、請求項７に記載の建物用壁材によれば、レンズアンテナの２面のうち、電波が入射する面及び出射する面は、塗り壁の塗布又は壁紙の貼着などにより、壁材本体の一側面及び他側面と同様に仕上げられている。
従って、建物用壁材を一見しただけでは、壁材本体の取付孔にレンズアンテナを取り付けていることはわかり難く、壁材本体の取付孔にレンズアンテナを取り付けたことによる建物用壁材の外観の低下が防止できる。

また次に、請求項８に記載の無線伝送システムによれば、建物内で、送信機が配置された第１部屋と受信機が配置された第２部屋とを仕切る建物用壁材は、電波遮蔽性の壁材本体を貫通して設けられ電波の入射方向に対して電波の出射方向を変えることができるレンズアンテナを有している。
従って、電波の送信機のアンテナから建物用壁材を見たとき、電波が透過しない壁材本体の背後の空間に受信機のアンテナが存在する場合でも、受信機には壁材本体によって減衰されない高いレベルの電波が到達する。その結果、受信機において送信機からの送信信号を復調でき、送信機と受信機との間で無線伝送を効率良く行うことができる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
［第１実施形態］
集合住宅の複数の住戸のうち、本発明の建物用壁材を含む１つの住戸について、図１を参照しつつ説明する。図１において、対向する一対の側壁１１、１２と対向する一対の側壁１３、１４とにより１つの住戸の居住空間が区画され、この居住空間が、電波遮蔽性で一対の側壁１１及び側壁１２と平行で、この側壁１１と、側壁１２との間に位置する間仕切り壁（特許請求の範囲の「建物用壁材」に相当する）５０で、間仕切り壁５０の一側面５０ａ側の第１部屋１６と、間仕切り壁５０の他側面５０ｂ側の第２部屋１８とに仕切られている。

第１部屋１６では、間仕切り壁５０と平行で一側面５０ａから離れた側壁１１の近くに送信機３０が配置され、間仕切り壁５０の一側面５０ａの近くに、送信機３０から放射される放射電波を受信する第１受信機４０Ａが配置されている。これに対して、第２部屋１８では、間仕切り壁５０と平行で他側面５０ｂから離れた側壁１２の近くに、上記送信機３０から送信された放射電波を受信する第２受信機４０Ｂが配置されている。

上記間仕切り壁５０には、この間仕切り壁５０を貫通する取付孔５６が形成されており、この取付孔５６には、送信電波が透過可能なレンズアンテナ６０が取り付けられている。レンズアンテナ６０は、第１部屋１６内の送信機３０から送信される送信電波を透過させる際、放射電波の入射方向に対して出射方向を変えて第２部屋１８内の第２受信機４０Ｂに出射する。

次に、レンズアンテナ６０を有する間仕切り壁５０の一側面５０ａ側の第１部屋１６内の送信機３０及び第１受信機４０Ａと、他側面５０ｂ側の第２部屋１８内の第２受信機４０Ｂとを含む無線伝送システムについて、図２を参照しつつ説明する。なお、第１受信機４０Ａと第２受信機４０Ｂの構成及び他の機器との接続状態も同じであるため、以下、共通して説明可能な部分は、第１受信機４０Ａ及び第２受信機４０Ｂを受信機４０として説明する。

図２において、ＢＳ／ＣＳアンテナ２１は、放送衛星（ＢＳ）や通信衛星（ＣＳ）を介して配信される衛星放送を受信するオフセット型のパラボラアンテナであり、反射鏡２１ａと、支持腕を介して反射鏡２１ａの焦点位置に配置された受信ユニット２１ｂとから構成されている。

受信ユニット２１ｂは、反射鏡２１ａにて集波された放送／通信衛星（ＢＳ／ＣＳ）からの送信電波を受信して、その受信信号（例えば、周波数１１．７ＧＨｚ〜１２．７５ＧＨｚの放送信号）を、元の周波数よりも低い所定周波数（例えば、１０３２〜２０７１ＭＨｚ）の中間周波信号（ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ）にダウンコンバートして出力する。

次に、ＢＳ／ＣＳアンテナ２１の受信ユニット２１ｂから出力された中間周波信号は、ＵＨＦアンテナ２２にて受信された地上ディジタル放送信号（以下、ＵＨＦ信号ともいう）と混合器２３にて混合され、混合された信号が、同軸ケーブルからなる伝送線Ｌ１を介して送信機３０に入力される（以下、受信ユニット２１ｂから出力された中間周波信号と、ＵＨＦ信号とが混合された信号を、単に放送信号（４７０〜２０７１ＭＨｚ）ともいう）。

そして、送信機３０は、入力された放送信号を受信機４０側に送信すべき伝送信号として取り込み、これをミリ波帯（本実施形態では６０ＧＨｚ）にアップコンバートしてアンテナ３９から第１部屋１６内の空間内に放射する。

また、ＢＳ／ＣＳアンテナ２１の受信ユニット２１ｂと送信機３０を接続する伝送線Ｌ１上には、受信ユニット２１ｂと送信機３０とに電源を供給するための電源挿入器２４が設けられており、受信ユニット２１ｂと送信機３０とは、この電源挿入器２４及び伝送線Ｌ１を介して電源装置２５から供給される直流の電源電圧（例えば、ＤＣ１５Ｖ）を受けて動作する。

次に、受信機４０は、第１部屋１６、または、第２部屋１８内に放射されるミリ波帯の放射電波をアンテナ４１で受信し、その受信信号をダウンコンバートすることにより、ＢＳ／ＣＳアンテナ２１の受信ユニット２１ｂから出力された中間周波信号（ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ）、及び、ＵＨＦアンテナ２２にて受信されたＵＨＦ信号を復元し、同軸ケーブルからなる伝送線Ｌ２を介して接続されたディジタルチューナ２８等の受信端末に出力する。また、ディジタルチューナ２８は、受信した放送信号を、テレビ（ＴＶ）２９で視聴可能な信号に変換してＴＶ２９に入力する。

ところで、一般にディジタルチューナ２８などのディジタル放送受信端末は、同軸ケーブルを介して外部の機器に電源を供給できるようにするために、伝送線Ｌ２が接続される受信信号の入力端子から電源電圧（例えば、ＤＣ１５Ｖ）を出力できるように構成されている。そして、本実施形態の受信機４０は、ディジタルチューナ２８などのディジタル放送受信端末から、伝送線Ｌ２を介して供給される直流の電源電圧を受けて動作する。

次に、送信機３０、受信機４０（第１受信機４０Ａ及び第２受信機４０Ｂ）について、図３を参照しつつ説明する。
図３に示すように、送信機３０には、受信ユニット２１ｂから出力された中間周波信号（ＢＳ−ＣＳ／ＩＦ）、ＵＨＦアンテナ２２にて受信されたＵＨＦ信号、及び、電源装置２５から供給される電源電圧（ＤＣ１５Ｖ）を、伝送線Ｌ１を介して入力するための入力端子Ｔ１と、この入力端子Ｔ１に入力された信号の中から、直流信号成分（つまり、電源電圧ＤＣ１５Ｖ）を取り出し、内部回路に供給する電源分離フィルタ３１と、電源分離フィルタ３１を通過してきた放送信号（ＢＳ／ＣＳ−ＩＦ、ＵＨＦ信号）を増幅する増幅回路３２と、水晶等を利用して周波数変換用の基準となる一定周波数の基準信号を発生する基準発振器３３と、制御電圧により発振周波数を制御可能な電圧制御型の可変発振回路（ＶＣＯ）を備え、基準発振器３３からの基準信号、ＶＣＯから出力される高周波信号の一部を方向性結合器を介して取り込み、外部から入力される周波数制御信号に従って、この高周波信号と基準発振器３３が発生した基準信号とを分周又は逓倍して位相比較することにより、所定周波数の高周波信号を出力するＰＬＬ発振器３４と、ＰＬＬ発振器３４から出力される高周波信号を周波数逓倍して、放送信号をミリ波帯にアップコンバートするのに必要な所定周波数（本実施形態では５９ＧＨｚ）の信号を出力する逓倍器３５と、が設けられている。

また、送信機３０には、増幅回路３２にて増幅された放送信号と逓倍器３５からの出力信号とを混合するミキサ３６が設けられており、このミキサ３６にて、入力された放送信号がミリ波帯（本実施形態では６０ＧＨｚ）の伝送信号にアップコンバートされる。さらに、ミキサ３６の出力側には、信号抽出フィルタ（以下、ＢＰＦともいう）３７が設けられており、ミキサ３６からの出力のうち、逓倍器３５からの出力信号よりも周波数が高い周波数帯（６０ＧＨｚ帯）の伝送信号のみを通過可能に構成されており、６０ＧＨｚ帯の伝送信号が選択的に抽出される。

つまり、ミキサ３６からの出力信号には、逓倍器３５からの出力信号よりも高周波側に周波数変換された伝送信号と、逓倍器３５からの出力信号よりも低周波側に周波数変換された伝送信号との、２種類の伝送信号が含まれることから、本実施形態ではＢＰＦ３７を介して、逓倍器３５からの出力信号よりも周波数が高い６０ＧＨｚ帯の伝送信号のみを、受信機４０に送信すべき伝送信号として選択的に抽出するようにしている。

そして、ＢＰＦ３７を通過した伝送信号は、ミリ波用の増幅回路３８に入力され、この増幅回路３８にて所定レベルまで増幅された後、アンテナ３９から第１部屋１６内の空間に放射される。

一方、受信機４０は、アンテナ４１により受信した受信信号を増幅するミリ波用の増幅回路４２と、水晶等を利用して周波数変換用の基準となる一定周波数の基準信号を発生する基準発振器４３と、制御電圧により発振周波数を制御可能な電圧制御型の可変発振回路（ＶＣＯ）を備え、基準発振器４３からの基準信号、ＶＣＯから出力される高周波信号の一部を方向性結合器を介して取り込み、外部から入力される周波数制御信号に従って、この高周波信号と基準発振器４３が発生した基準信号とを分周又は逓倍して位相比較することにより、所定周波数の高周波信号を出力するＰＬＬ発振器４４と、ＰＬＬ発振器４４から出力される高周波信号を周波数逓倍して、ミリ波帯の受信信号を元の周波数帯にダウンコンバートするのに必要な所定周波数（本実施形態では５９ＧＨｚ）の信号を出力する逓倍器４５と、が設けられている。

また、受信機４０には、増幅回路４２にて増幅された受信信号と逓倍器４５からの出力信号とを混合するミキサ４６が設けられており、このミキサ４６にて、入力されたミリ波帯（本実施形態では６０ＧＨｚ）の受信信号が、元の周波数帯にダウンコンバートされる。さらに、ミキサ４６の出力側には、信号抽出フィルタ（以下、ＢＰＦともいう）４７が設けられており、ＢＰＦ４７は、ミキサ４６からの出力のうち、送信機３０にてアップコンバートされる前の放送信号のみを選択的に通過させる。

そして、ＢＰＦ４７を通過した伝送信号は、増幅回路４８に入力され、この増幅回路４８にて所定レベルまで増幅された後、出力端子Ｔ２まで伝送され、出力端子Ｔ２から第１部屋に設置されたディジタルチューナ２８へと出力される。

なお、出力端子Ｔ２には、ディジタルチューナ２８から供給される電源電圧（ＤＣ１５Ｖ）が入力されることから、増幅回路４８と出力端子Ｔ２の間の伝送路には、出力端子Ｔ２に入力された電源電圧（ＤＣ１５Ｖ）を取り出し、受信機４０の内部回路に供給する電源分離フィルタ４９が設けられている。

次に、間仕切り壁５０及びレンズアンテナ６０の詳細について、図１、図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照しつつ説明する。間仕切り壁５０は下地材（特許請求の範囲の「壁材本体」に相当する）５２と、下地材５２を貫通して設けられたレンズアンテナ（特許請求の範囲の「電波透過部」に相当する）６０と、下地材５２の表面に貼付けられた壁紙６６及び塗布された塗り壁６８とを含む。

下地材５２は、間仕切り壁５０の厚さ方向（図４（ａ）で左右方向）に離れて配置された木製の下地材５３及び下地材５４を含み、６０ＧＨｚ帯の放射電波を遮蔽する電波遮蔽性を有する。下地材５３及び下地材５４には、これらを貫通する複数（ここでは２つ）の取付孔５６及び取付孔５７が、間仕切り壁５０の上方と下方に、離れて形成されている。なお、取付孔５６及び取付孔５７はともに矩形状で、同じ大きさを持っている。

２つの取付孔５６及び取付孔５７のうち、一方の取付孔５６にはレンズアンテナ６０が取り付けられている。このレンズアンテナ６０は耐熱性のガラス又は樹脂（例えばポリカーボネート）からなり、全体として四角柱形状に形成されている。そして、長手方向の一端は第１部屋１６内の送信機３０に向けられ、送信機３０から６０ＧＨｚ帯の放射電波が入射する入射面６２となっている。入射面６２と反対側の端は第２部屋１８内の第２受信機４０Ｂに向けられ、該第２受信機４０Ｂへ６０ＧＨｚ帯の放射電波を出射する出射面６４となっている。レンズアンテナ６０の縦横寸法は取付孔５６及び取付孔５７の縦横寸法よりもわずかに小さく、長さは下地材５３の表面５３ａと下地材５４の表面５４ａとの距離とほぼ同じである。

レンズアンテナ６０の入射面６２は、レンズアンテナ６０の軸線と直交する直交平坦面からなっており、下地材５３の表面５３ａとほぼ同一面内に位置している。これに対して、レンズアンテナ６０の出射面６４は、レンズアンテナ６０の軸線と直角以外の角度をなす傾斜平坦面からなっており、具体的には側壁１４側よりも側壁１３側が大きく突出するように傾斜している。出射面６４は下地材５４の表面５４ａとほぼ同一面内に位置している。なお、２つの取付孔５６及び取付孔５７のうち、他方の取付孔５７には、四角柱形状を持ち６０ＧＨｚ帯の放射電波を遮蔽する電波遮蔽部（図示なし）が取り付けられている。

下地材５３の表面５３ａには取付孔５６及び取付孔５７を除く範囲に、所定の材質、厚さ及び色彩などを持つ壁紙６６が張り付けられ、レンズアンテナ６０の入射面６２には壁紙６６と同じ材質、厚さ及び色彩の矩形状の壁紙６７が張り付けられている。これに対して、下地材５４の表面５４ａには取付孔５６及び取付孔５７を除く範囲に、所定の材質、厚さ及び色彩などを持つ塗り壁６８が塗布され、レンズアンテナ６０の出射面６４には塗り壁６８と同じ材質、厚さ及び色彩の塗り壁６９が矩形状に塗布されている。つまり、表面５３ａと入射面６２とは同様の仕上げ処理（壁紙６６，６７の貼着）が施され、表面５４ａと出射面６４とは同様の仕上げ処理（塗り壁６８，６９の塗布）が施されている。

ここで、上記送信機３０のアンテナ３９と、第２受信機４０Ｂのアンテナ４１とを結ぶ直線は、間仕切り壁５０のレンズアンテナ６０以外の部分、即ち下地材５３及び下地材５４の一部と交差している。

以下、第１実施形態における６０ＧＨｚ帯の放射電波の無線伝送について説明する。図１において、第１部屋１６では、送信機３０のアンテナ３９から第１受信機４０Ａのアンテナ４１へ６０ＧＨｚ帯の放射電波を無線伝送する。そして、第１受信機４０Ａで受信された４７０〜２０７１ＭＨｚの放送信号は、ディジタルチューナ２８に送られる。

次に、第１部屋１６内の送信機３０から、第２部屋１８内の第２受信機４０Ｂへの６０ＧＨｚ帯の放射電波の無線伝送について説明する。第２受信機４０Ｂは側壁１２の前方で側壁１４寄りに配置されているので、レンズアンテナ６０は、２つの取付孔５６及び取付孔５７のうち、側壁１４に近い側の取付孔５６に取り付けられている。なお、取付孔５７には電波遮蔽部（図示なし）が取り付けられている。

上記送信機３０のアンテナ３９から送信される６０ＧＨｚ帯の放射電波（送信電波）はアンテナ４１Ａの背後にあるレンズアンテナ６０の入射面６２に入射する。図１及び図４（ａ）に示すように、６０ＧＨｚ帯の放射電波は、レンズアンテナ６０を透過した後、出射面６４において軸線方向に対して所定角度をなすように屈折され、出射面６４に対して垂直方向に出射される。

ここで、レンズアンテナ６０の出射面６４はほぼ第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂの配置場所に向いているので、アンテナ４１Ｂは出射面６４から出射される６０ＧＨｚ帯の放射電波を効率良く受信する。そして、第２受信機４０Ｂで受信された４７０〜２０７１ＭＨｚの放送信号はディジタルチューナ２８に送られる。

第１実施形態によれば、以下の効果が得られる。第１に、図１において、送信機３０のアンテナ３９と、移動前の第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂ（実線で図示）とが、レンズアンテナ６０を通って直線で結べる位置に配置されていないにも関わらず、レンズアンテナ６０は、アンテナ３９から入射する６０ＧＨｚ帯信号を、アンテナ４１Ｂに向けて出射させることができる。

詳述すると、レンズアンテナ６０は、６０ＧＨｚ帯の放射電波の入射面６２への入射方向と、出射面６４からの６０ＧＨｚ帯の放射電波の方向とを変えることができる。つまり、レンズアンテナ６０はその入射面６２から入射する６０ＧＨｚ帯の放射電波を、出射面６４で、第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂに向かう方向に屈折させることができる。従って、アンテナ４１Ｂは、レンズアンテナ６０から出射される６０ＧＨｚ帯の放射電波（送信電波）を効率よく受信することができ、第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８において、放送信号を良好に復調することができる。

なお、このとき、取付孔５７には電波遮蔽部が取り付けられているので、レンズアンテナ６０が取り付けられない取付孔５７を通して６０ＧＨｚ帯の放射電波が漏れる心配はない。

第２に、図１において、第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８が、実線で示す側壁１４寄りの移動前位置から、二点鎖線で示す側壁１３と側壁１４との中間辺りの移動後位置に移動された場合は、レンズアンテナ６０を取付孔５６から外し、電波遮蔽部を取付孔５７から外し、その後、レンズアンテナ６０を取付孔５７に取り付け、電波遮蔽部を取付孔５６に取り付ける。このように、１つのレンズアンテナ６０を取付孔５６から取付孔５７に取り付け直すことにより、第２部屋１８内での第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８の移動に対処することができる。

そして、第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８が移動後位置にあるときも、アンテナ３９からレンズアンテナ６０を見たとき、アンテナ４１Ｂがレンズアンテナ６０以外の部分の背後に存在する。しかし、レンズアンテナ６０は、出射面６４で６０ＧＨｚ帯の放射電波を屈折させることができるので、６０ＧＨｚ帯の放射電波は移動後位置にある第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂに向けて出射される。

なお、このとき、取付孔５６には電波遮蔽部が取り付けられているので、レンズアンテナ６０が取り付けられない取付孔５６を通して６０ＧＨｚ帯の放射電波が漏れる心配はない。

第３に、図１及び図４（ａ）においてレンズアンテナ６０は、ガラス又はポリカーボネートなど、６０ＧＨｚ帯の放射電波をあまり減衰させない材料からなり、しかもその長さは短い（間仕切り壁５０の厚さと同程度）。従って、諸条件によるが、６０ＧＨｚ帯の放射電波がレンズアンテナ６０を透過する際の減衰は、例えば５ｄＢから１０ｄＢ程度に抑制される。その結果、間仕切り壁５０にレンズアンテナ６０を取り付けたことによっては、第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８における放送信号の復調は殆ど妨げられない。

第４に、図１、図４（ａ）及び図４（ｂ）において、間仕切り壁５０を一見しただけでは、レンズアンテナ６０が間仕切り壁５０に埋設されていることは分からず、間仕切り壁５０の外観はレンズアンテナ６０の取付けによっては殆ど低下しない。その理由は、レンズアンテナ６０の入射面６２に貼着された壁紙６７は、下地材５３の表面５３ａに貼着された壁紙６６と同じ材質、厚さ及び色彩を持ち、しかも壁紙６６が貼着されていない矩形部分を埋めているからである。同様に、出射面６４に塗布された塗り壁６９は、下地材５４の表面５４ａに塗布された塗り壁６８と同じ材質、厚さ及び色彩を持ち、しかも塗り壁６８が塗布されていない矩形部分を埋めているからである。
［第２実施形態］
次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照しつつ、本発明の第２実施形態について説明する。図５（ａ）は第２実施形態の無線伝送システムの構成を示す説明図であり、図５（ｂ）はレンズアンテナの斜視図である。

第２実施形態は、上記第１実施形態と比較して、１つのレンズアンテナ７５が、間仕切り壁７０に形成された１つの取付孔７１に軸線の回りに回動可能に取り付けられている点が異なり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。以下、第１実施形態と同じ部材には第１実施形態と同じ番号を付して詳しい説明は省略し、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。

図５（ａ）において、間仕切り壁７０の下地材５３及び下地材５４（図４参照）には円形状の取付孔７１が１つ形成されている。また、図５（ｂ）に示すように、レンズアンテナ７５は全体として円柱形状を持ち、その入射面７６は軸線Ｌに対して直角な円形状の直角平坦面からなり、出射面７７は軸線に対して直角以外の角度をなす長円形状の傾斜平坦面からなる。

レンズアンテナ７５は、間仕切り壁７０の取付孔７１に緩く取り付けられており、その軸線Ｌの回りに回動可能で、任意の回動状態を取ることができる。レンズアンテナ７５が図５（ａ）において実線で示す第１回動状態にあるときは、その出射面７７は側壁１２と側壁１４とが交わる隅部の方向を向いており、二点鎖線で示す第２回動状態にあるときは、その出射面７７は側壁１２と側壁１３とが交わる隅部の方向を向いている。第１回動状態にあるレンズアンテナ７５を第２回動状態にもたらすためには、その軸線の回りに半周（１８０度）回動させれば良い。

第２実施形態において、図５（ａ）において実線で示すように、第２受信機４０Ｂが側壁１２の前方で側壁１４寄りの位置に配置されているときは、実線で示すように、レンズアンテナ７５を取付孔７１内で第１回動状態に回動させる。すると、レンズアンテナ７５の出射面７７は、第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂの方向へ向く。従って、レンズアンテナ７５を透過した６０ＧＨｚ帯の放射電波は出射面７７で屈折され、アンテナ４１Ｂに向かって出射される。その結果、アンテナ４１Ｂは６０ＧＨｚ帯の放射電波を効率よく受信することができる。

これに対して、図５（ａ）において二点鎖線で示すように、第２受信機４０Ｂが側壁１２の前方で側壁１３寄りの位置に移動されたときは、二点鎖線で示すように、レンズアンテナ７５を取付孔７１内で第２回動状態に回動させる。なお、第２受信機４０Ｂの移動前位置と移動後位置とは、レンズアンテナ７５の軸線Ｌの延長線に対して対称である。レンズアンテナ７５が第２回動位置に回動されると、その出射面７７は移動後の第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂの方向へ向く。従って、レンズアンテナ７５を透過した６０ＧＨｚ帯の放射電波は出射面７７で屈折され、アンテナ４１Ｂに向かって出射される。その結果、アンテナ４１Ｂは６０ＧＨｚ帯の放射電波を効率よく受信することができる。

第２実施形態によれば、上記第１実施形態の第１、第３及び第４の効果と同様の効果が得られる。また、第２の効果に関し、第２部屋１８内で第２受信機４０Ｂ及びディジタルチューナ２８の配置場所が変わった場合は、簡単にしかもすばやく対処できる。即ち、第２部屋１８内での第２受信機４０Ｂなどの移動時は、間仕切り壁７０の取付孔７１内でレンズアンテナ７５を軸線Ｌの回りに半周回動させるのみで、その出射面７７を移動後の第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂの方向に向けることができる。従って、上記第１実施形態のようにレンズアンテナ６０を一方の取付孔５６から他方の取付孔５７へ取付け直すことは不要である。また、第２実施形態では、間仕切り壁７０には１つの取付孔７１を形成すれば良く、しかも電波遮蔽部の準備及びその着脱が不要である。
［第３実施形態］
次に、図６及び図７を参照しつつ、本発明の第３実施形態について説明する。図６は第３実施形態の無線伝送システムの構成を示す説明図であり、図７はレンズアンテナの縦断面図である。

第３実施形態は、上記第１実施形態と比較して、間仕切り壁８０に形成された１つの取付孔８１内に、その出射面８７が凸レンズ状の球面からなる１つのレンズアンテナ８５が取り付けられている点が異なり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。以下、第３実施形態に特有の構成を中心に説明する。

図６において、間仕切り壁８０の下地材５３及び下地材５４（図４参照）には円形状の取付孔８１が１つ形成されている。図７（ａ）から分かるように、レンズアンテナ８５は全体として円柱形状を持ち、入射面８６はレンズアンテナ８５の軸線Ｌと直交する直交平坦面からなる。出射面８７は凸レンズ状の球面からなり、レンズアンテナ８５を透過した６０ＧＨｚ帯の放射電波を、その時に軸線Ｌの延長線に近づく方向に収束させる。また、第２部屋１８内の第２受信機４０Ｂは、側壁１２の前方で側壁１３と側壁１４との中間辺りに位置しており、そのアンテナ４１Ｂはほぼレンズアンテナ８５の軸線Ｌの延長線上に位置している。

第３実施形態においては、レンズアンテナ８５を透過した６０ＧＨｚ帯の放射電波は、出射面８７からの出射時に、出射面８７により軸線Ｌの延長線上に近づく方向に収束される。従って、レンズアンテナ８５の軸線Ｌの延長線上に位置している第２受信機４０Ｂのアンテナ４１Ｂは、出射面８７で収束された６０ＧＨｚ帯の放射電波を効率よく受信することができる。

また、例えば、送信機３０と、間仕切り壁８０（つまり、レンズアンテナ８５の入射面８６）と、の距離が近いような場合には、送信機３０のアンテナ３９から放射された電波は、図７（ｂ）に示すように、球面波としてレンズアンテナ８５に入射される。そしてこのような場合に、第２受信機４０Ｂにて平面波（平行波）を受信したい場合には、取付孔８１に取り付けるレンズアンテナ８５の形状を変更することで、入射面８６に入射された球面波を、レンズアンテナ８５により平面波（平行波）に変換して出射面８７から出射することも可能である。

さらに、レンズアンテナ８５の形状としては様々な形状が考えられ、例えば、第２実施形態及び第３実施形態の無線伝送システムにおいて使用したレンズアンテナ７５，８５の特性を合わせ持つレンズアンテナ、つまり、図７（ｃ）に示すように、レンズアンテナ８８の出射面８８ａが、凸状に形成され、かつ、軸線Ｌに対して直角以外の角度をなすものを使用してもよい。そして、このようなレンズアンテナ８８を使用すれば、任意の方向へ電波を収束させることができる。
［第４実施形態］
次に、レンズアンテナ及び間仕切り壁を示す縦断面図である図８を参照しつつ、第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第１実施形態と比較して、間仕切り壁９０に形成された１つの取付孔９２，９４内に取り付けられるレンズアンテナ９５が、その軸線方向に沿って分割された２つのレンズ部９６及びレンズ部９８からなる点が異なり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同じである。以下、第４実施形態に特有の構成を中心に説明する。

間仕切り壁９０を構成する下地材９１及び下地材９３には、それぞれ１つの円形状の取付孔９２及び取付孔９４が形成されている。
レンズアンテナ９５のレンズ部９６は円形状で所定厚さを持ち、その両端は、何れも軸線と直交する面が形成されている。そして、一方の面がレンズアンテナ９５の入射面９６ａとなっており、下地材９１の取付孔９２に取り付けられている。これに対して、レンズ部９８は円形状で所定厚さを持ち、軸線と直交する面と軸線に対して所定角度をなす面とを含み、軸線に対して所定角度をなす面がレンズアンテナ９５の出射面９８ａとなっている。この他方のレンズ部９８は、下地材９３の取付孔９４に取り付けられている。その結果、レンズアンテナ９５のレンズ部９６とレンズ部９８とは、間仕切り壁９０に、軸線方向に間隔をあけて取り付けられている。

第４実施形態において、送信機３０のアンテナ３９（図１参照）から伝送される６０ＧＨｚ帯の放射電波は、レンズ部９６の入射面９６ａから入射し、レンズ部９８の出射面９８ａから出射する。出射する際、６０ＧＨｚ帯の放射電波は出射面９８ａで屈折され、第２受信機４０Ｂのアンテナ４１（図１参照）に向かって出射される。従って、アンテナ４１Ｂは６０ＧＨｚ帯の放射電波を効率よく受信することができる。

第４実施形態によれば、上記第１実施形態の第１の効果及び第４の効果と同様の効果が得られる。また、第３の効果に関し、レンズアンテナ９５を構成するレンズ部９６とレンズ部９８とは軸線方向に離れており、両者間にはレンズ部が存在しないので、第１実施形態のレンズアンテナ６０に比べて、レンズアンテナ９５内における６０ＧＨｚ帯の放射電波の減衰が減少する。

また、レンズアンテナ９５をレンズ部９６とレンズ部９８とで構成したので、間仕切り壁９０の下地材９１と下地材９３との間に骨材（図示なし）が配置されているときでも、レンズ部９６及びレンズ部９８を下地材９１及び下地材９３に別々に取り付けることができる。
［変形例］
本発明は、上記第１実施形態から第４実施形態の他に、以下のような変形が可能である。第１に、建物、建物用壁材及びレンズアンテナなどに関し、建物は集合住宅でも良いし、戸建て住宅でも良い。また、建物用壁材としては、上述した間仕切り壁５０などの他に、電波遮蔽性を持ちその両側で放射電波を無線伝送することが必要な種々の壁部が含まれる。さらに、レンズアンテナ６０などは、上述したように出射面６４などで電波を屈折させる他に、入射面６２などで電波を屈折させても良いし、入射面６２など及び出射面６４などの両方で屈折させても良い。また、上記各実施形態では第１部屋１６に第１受信機４０Ａが配置されていたが、第１部屋１６での第１受信機４０Ａの配置は不可欠ではない。

第２に、送信機、受信機及び電波に関し、送信機と受信機との間での無線伝送に使用する電波としては、上述したミリ波帯電波の他に、マイクロ波帯電波を使用することもできる。マイクロ波帯電波も、ミリ波帯電波と同様に指向性が鋭く、障害物に入射したとき減衰されやすい性質があることによる。

また、送信機及び受信機は、放送信号を周波数変換して無線伝送する機器に限定されず、例えば、無線ＬＡＮ（通常マイクロ波帯電波を使用する）において電波を伝送するために使用するアクセスポイント、及び無線ＬＡＮ機能を持つパーソナルコンピュータ（パソコン）に装着された無線ＬＡＮアダプタであっても良い。

本発明の第１実施形態における間仕切り壁及びレンズアンテナなどの配置を示す説明図である。 第１実施形態の無線伝送システム全体の構成を示すブロック図である。 送信機及び受信機の構成を示すブロック図である。 レンズアンテナ及び間仕切り壁の詳細を示す拡大断面図、斜視図である。 本発明の第２実施形態の間仕切り壁及びレンズアンテナなどの配置を示す説明図である。 本発明の第３実施形態のレンズアンテナ及び間仕切り壁などの配置を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に適用されたレンズアンテナの縦断面図である。 本発明の第４実施形態に適用されたレンズアンテナの縦断面図である。

符号の説明

１１〜１４…側壁、１６…第１部屋、１８…第２部屋、２１…ＢＳ／ＣＳアンテナ、２１ａ…反射鏡、２１ｂ…受信ユニット、２２…ＵＨＦアンテナ、２３…混合器、２４…電源挿入器、２５…電源装置、２８…ディジタルチューナ、２９…ＴＶ、３０…送信機、３１…電源分離フィルタ、３２…増幅回路、３３…基準発振器、３４…ＰＬＬ発振器、３５…逓倍器、３６…ミキサ、３７…ＢＰＦ、３８…増幅回路、３９…アンテナ、４０…受信機、４０Ａ…第１受信機、４０Ｂ…第２受信機、４１…アンテナ、４２…増幅回路、４３…基準発振器、４４…ＰＬＬ発振器、４５…逓倍器、４６…ミキサ、４７…ＢＰＦ、４８…増幅回路、４９…電源分離フィルタ、５０…間仕切り壁、５０ａ…一側面、５０ｂ…他側面、５２，５３，５４…下地材、５３ａ，５４ａ…表面、５６，５７…取付孔、６０…レンズアンテナ、６２…入射面、６４…出射面、６６，６７…壁紙、６８，６９…塗り壁、７０…間仕切り壁、７１…取付孔、７５…レンズアンテナ、７６…入射面、７７…出射面、８０…間仕切り壁、８１…取付孔、８５…レンズアンテナ、８６…入射面、８７…出射面、８８…レンズアンテナ、９０…間仕切り壁、９１，９３…下地材、９２，９４…取付孔、９５…レンズアンテナ、９６，９８…レンズ部、９６ａ…入射面、９８ａ…出射面

Claims (8)

1. 電波遮蔽性の壁材本体と、該壁材本体を厚さ方向に貫通して設けられ該壁材本体の一側面から他側面にマイクロ波又はミリ波からなる電波を透過可能な電波透過部とを含み、建物において部屋を仕切る間仕切りとして配置される建物用壁材であって、
   前記電波透過部は、前記電波の入射方向に対して該電波の出射方向を変えるレンズアンテナからなり、
   該レンズアンテナにおいて、前記電波が入射又は出射される２面のうち、一方の面は該レンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面からなり、他方の面は該レンズアンテナの軸線に対して垂直以外の所定角度をなす平坦面からなることを特徴とする建物用壁材。
2. 前記レンズアンテナは、軸線直交方向の断面形状が円形状であり、前記壁材本体に形成された円形状の取付孔内に回動可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物用壁材。
3. 電波遮蔽性の壁材本体と、該壁材本体を厚さ方向に貫通して設けられ該壁材本体の一側面から他側面にマイクロ波又はミリ波からなる電波を透過可能な電波透過部とを含み、建物において部屋を仕切る間仕切りとして配置される建物用壁材であって、
   前記電波透過部は、前記電波の入射方向に対して該電波の出射方向を変えるレンズアンテナからなり、
   該レンズアンテナにおいて、前記電波が入射又は出射される２面のうち、一方の面は該レンズアンテナの軸線に対して垂直な平坦面からなり、他方の面は凸レンズ状の球面からなることを特徴とする建物用壁材。
4. 前記レンズアンテナはその軸線方向に沿って分割され、該分割された各レンズ部は、前記壁材本体にその厚さ方向に間隔をあけて取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の建物用壁材。
5. 前記壁材本体には複数の取付孔が形成され、該複数の取付孔の少なくとも１つに、前記レンズアンテナが着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の建物用壁材。
6. 前記壁材本体の複数の取付孔のうち、前記レンズアンテナが取り付けられていない取付孔には、前記電波を遮蔽する電波遮蔽部が取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載の建物用壁材。
7. 前記レンズアンテナの電波が入射又は出射される２面は、前記壁材本体の一側面及び他側面と同様に仕上げられていることを特徴とする請求項１〜請求項６の何れかに記載の建物用壁材。
8. 建物内において建物用壁材で仕切られた第１部屋及び第２部屋にそれぞれ送信機及び受信機が配置され、該送信機から該受信機へマイクロ波又はミリ波からなる電波を無線伝送する無線伝送システムであって、
   前記建物用壁材として、請求項１〜請求項７の何れかに記載の建物用壁材を利用したことを特徴とする無線伝送システム。

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