JP3864731B2 - 車載側通信機の送受信ユニット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の前方側に位置する路側通信機の通信エリア内で空中伝搬信号を用いて通信を行う車載側通信機に用いられる、前記空中伝搬信号を送受信するための送受信ユニットに関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、図6に示すように、VICS(Vehicle Information and Communication System)においては、路側に配置されている光ビーコン1と車両側に搭載されている車載側通信機が光(赤外線)信号を用いて路車間通信を行う。この時、車載側通信機に用いられる送受信ユニット2としては、光ビーコンより送信された信号を受信するPD(Photo Diode) と、光ビーコンに信号を送信するLED(Light Emission Diode)とを備えて構成されている。
【0003】
従来の車載側通信機に用いられている送受信ユニット2は、図7に示すような外形であり、例えば車両のインストルメントパネルの上に載置した状態で使用されるのが一般的である。図7には、送受信ユニット2の上部カバーを外した状態でLED3及びPD4以外の機能部分の図示を省略したものを示しており、LED3及びPD4は、本体5において左右方向(即ち、車両の左右方向)に並ぶように配置されている。
【0004】
ところで、斯様な送受信ユニット2をインストルメントパネル上に設置した状態で車室内のデザインに調和させることは困難であり、どうしても違和感が生じるため車室内の美観を多少なりとも損なっている面がある。また、送受信ユニット2を後から取付けることになるので、送受信ユニット2と車載側通信機とを接続する配線を車室内に引き回すことになり、その配線の煩わしさや、やはり美観上の問題があった。
また、LED3とPD4とが横並び配置であるために、インストルメントパネル上水平方向に於いて送受信ユニット2の占める面積がみかけ上大きいものとなっていた。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、車室内の美観を損なうことなく配置することができる車載側通信機の送受信ユニットを提供することにある。
また、更に、見かけ上コンパクトに配置することができる車載側通信機の送受信ユニットを提供することを第2の目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の車載側通信機の送受信ユニットは、受信手段の路側通信機との通信指向性を上下方向に規定する指向角を送信手段よりも大となるように設定し、路側通信機との間で信号を送受信する送信手段及び受信手段を、受信手段を上にして上下に並ぶように配置して、本体の一部が車両の所定部位に埋設された状態で使用される。
【0007】
即ち、路側通信機と車載側通信機との間で行われる通信では、一般に、路側から車載側へ信号を送信するダウンリンクと、車載側から路側へ信号を送信するアップリンクとの2方向がある。また、これら2つのリンクについて設定される通信エリアは同一ではなく、それに応じて、送受信ユニットの送信手段及び受信手段の通信指向性を上下方向について規定する指向角も異なっている。
【0008】
そして、送信手段及び受信手段を、受信手段を上にして上下に並ぶように配置すれば、本体の一部を車両の所定部位に埋設する際に、埋設深さをより大きくして本体の上端が所定部位の面より突出する高さをより低くした状態でも、受信手段の広角な指向性を確保した状態で路側通信機との通信が可能となる。従って、送受信ユニット本体のデザインを車両のデザインに極力調和させることが可能となり、本体を車両に設置した場合の美観を向上させることができる。また、本体の一部を車両の所定部位に埋設するので、従来構成の送受信ユニットよりも見かけ上コンパクトに配置することができる。
【0009】
請求項2記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、送信手段を、本体を埋設するため車両の所定部位に形成されている穴部の通信方向側端縁と自身の下端とを結ぶ直線が所定部位の表面に対してなす角が、通信信号の上下方向における指向性を規定する仰角以下となるように配置する。
【0010】
即ち、送受信ユニットの本体を車両の所定部位に埋設する際には、所定部位に本体の外形に応じた穴部を形成しその穴部に本体を埋設することになる。従って、上述のようにして下に配置される送信手段の位置を規定すれば、請求項1の設置形態を採用した場合でも送信手段の指向性を十分に確保した状態で通信を行うことが可能となる。そして、例えば前記直線が所定部位の表面に対してなす角を前記仰角に一致させると、上記の条件を維持した状態で送信手段の下端を最も下げることができるため、本体の上端が所定部位の面より突出する高さを最大限低くすることが可能となり、本体を車両のデザインに一層調和させることができる。
【0011】
請求項3記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、空中伝搬信号を光信号として、送信手段たる投光手段を下に、受信手段たる受光手段を上にして上下に並ぶように配置する。即ち、路車間通信では、例えば上述したVICSのように、光信号を用いてその指向性により通信エリアを所定範囲に定める場合がある。そして、通信シーケンスの開始は、路側通信機の通信エリア内に車載側通信機が進入するとダウンリンクの信号を受信し、アップリンクにより応答を返す、という方式が一般的である。
【0012】
つまり、ダウンリンク用の通信エリアはアップリンク用のエリアよりも広くなるように設定されており、それに応じて、受光手段の通信指向性を規定する指向角は、投光手段の通信指向性を規定する指向角よりも大きくなるように設定されている。従って、光信号を用いる場合に受光手段を上に配置することで、本体の上端が所定部位の面より突出する高さをより低くした状態で、受光手段の広角な指向性を確保することが可能となる。
【0013】
請求項4記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、路側通信機に信号を送信するLEDを下に、路側通信機より送信された信号を受信するフォトダイオードを上にして上下に並ぶように配置し、本体の一部が車両の所定部位に埋設された状態で使用される。斯様に構成すれば、本体の上端が所定部位の面より突出する高さをより低くした状態で、フォトダイオードの通信指向性を確保することができる。
【0014】
請求項5記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、車両のインストルメントパネルに埋設されるので、路側通信機との通信を良好に行うことができる。そして、送受信ユニットを設置した場合に、本体を車室内部のデザインに極力調和させることができる。
【0015】
請求項6記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、フォトダイオードの方がLEDよりも路側通信機との通信指向性が広くなるように設定するので、フォトダイオードをLEDの上に位置させても、フォトダイオードの広角な通信指向性を十分に確保することができる。
【0016】
請求項7記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、光ビーコンとの間で光信号を送受信する送信手段及び受信手段を、受信手段を上にして上下に並ぶように配置して、本体の一部が車両の所定部位に埋設された状態で使用される。即ち、路側通信機として光ビーコンが用いられる場合に、請求項1等と同様の作用効果が得られる。
【0017】
請求項8記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、車両のインストルメントパネルに埋設されるので、請求項5と同様の効果が得られる。
請求項9記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、受信手段の方が送信手段よりも光ビーコンとの通信指向性が広くなるように設定されるので、路側通信機として光ビーコンが用いられる場合に、請求項1,6等と同様の作用効果が得られる。
【0018】
請求項10記載の車載側通信機の送受信ユニットによれば、送信手段をLEDとし、受信手段をフォトダイオードとするので、請求項4と同様の作用効果が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をVICSの車載通信機に使用される送受信ユニットに適用した場合の一実施例について図1乃至図5を参照して説明する。本実施例の送受信ユニット11は、図4に示すように、本体が車両の所定部位たるインストルメントパネル(以下、インパネと称す)12にほぼ埋設するように取付けられるものである。そして、図1は、インパネ12に取付けられた状態における送受信ユニット11の縦断側面図,図2は上部カバー(本体)13を取り外した状態における送受信ユニット11の斜視図,図3は、インパネ12に取付けられた状態における送受信ユニット11の斜視図(インパネ12の一部を破断して示す)である。
【0020】
図1及び図2において、送受信ユニット11の本体下部14は、概略角柱状(中空)をなす支持部15と、その支持部15の上端面で支持される円盤状のベース16とで構成されている。支持部15の図2中左右両側には、本体下部14をインパネ12に取付けた場合に、インパネ12側に固定するための係合部17を有している。また、ベース16の図2中左右両側には、回路基板18を傾斜させた状態で支持するための支持部19が立設されている。
【0021】
回路基板18は、正面側からみて仰角方向に傾斜した状態でベース16に支持されており、その回路基板18には、LED(赤外LED,投光手段,送信手段,第1の通信手段)20及びPD(受光手段,受信手段,第2の通信手段)21が、LED20を下にして上下に並ぶように搭載されている。これらのLED20及びPD21の上部には、投光用レンズ(投光手段,送信手段)22及び受光用レンズ(受光手段,受信手段)23が夫々被せられている。
【0022】
回路基板18の下端側には、図示しない車載側通信機との間で信号を伝送するためのコネクタピン24の一端が並んでいる。尚、コネクタピン24の他端は支持部15の内部方向に延設されており、支持部15の下端側において接続用の端子が外部に露出するようになっている。尚、図1において、コネクタピン24は支持部15内には図示されていない。
【0023】
そして、送受信ユニット11の本体下部14は、下面側が開放された概略円筒状の上部カバー13を被せた状態で、インパネ12に形成されている穴部25の内部に配置されている。尚、上部カバー13は、例えばポリカーボネートに顔料を混入したもので形成されており、可視光の透過を阻止して赤外線のみを透過させるように構成されている。
【0024】
ここで、先ず、送受信ユニット11の回路基板18上において、LED20が下に,PD21が上になるように上下に並べて配置した理由について説明する。光ビーコン26(図5参照)と車載側通信機との通信シーケンスは、以下のようになっている。
▲1▼車載側通信機が、ダウンリンク領域に進入すると、光ビーコン26より送信されたダウンリンクデータを受信する。
▲2▼車載側通信機は、▲1▼でデータを受信したことで光ビーコン26との通信が可能であると判断し、光ビーコン26にアップリンクデータを送信する。
▲3▼光ビーコン26が、▲2▼で送信されたアップリンクデータを受信する。
▲4▼光ビーコン26は、▲3▼で受信したアップリンクデータに対応したダウンリンクデータを送信する。
▲5▼車載側通信機が、▲4▼で送信されたダウンリンクデータを受信する。
【0025】
そして、図5に示すように、VICSにおいて、路上に配置されている光ビーコン(路側通信機)26は、高さ5.5mの位置に設置されている。そして、車両(この場合、普通乗用車とする)27において地上(路面上方)高さ1mに配置されていると想定される送受信ユニット11に対して光信号を送信するためのダウンリンク領域は、光ビーコン26の設置位置を基準として車両の到来方向 (図5中右方向)側に1.3m〜5.0mの範囲に設定されている。
【0026】
従って、車両の到来方向から見た光信号の指向性を上下方向について規定する仰角は、ダウンリンク領域の前端(右)側で42度,後端(左)側で74度となっている。一方、光ビーコン26が送受信ユニット11より送信された光信号を受信するためのアップリンク領域は、車両27の到来方向側に3.7m〜5.0mの範囲に設定されており、車両の到来方向から見た光信号の指向性を上下方向について規定する仰角は、アップリンク領域の前端側で42度,後端(左)側で53度となっている。
【0027】
例えば、車両27が時速70km程度で走行する場合には、光ビーコン26の通信エリアを0.2秒程度で通過することになるが、その間に▲1▼〜▲5▼のシーケンスを完了させる必要がある。そのために、通信シーケンスの開始▲1▼を決定するダウンリンク領域がより広くなるように設定してある。そして、ダウンリンク領域,アップリンク領域夫々の指向角設定に対応して、送受信ユニット11側のPD21が光信号を受信するために設定されている上下方向の指向角は42度から74度の範囲に設定されており、また、LED20が光信号を送信する上下方向の指向角は42度から53度の範囲に設定されている。
【0028】
即ち、指向角が比較的狭いLED20を下に、指向角が比較的広いPD21を上にして上下に並べるようにすれば、PD21の位置をより高くして指向角を確保した状態で、LED20及びPD21を回路基板18上においてより下方側 (図1中における左下側)に配置することができるため、その結果、送受信ユニット11の上部カバー13の上端がインパネ12の表面から突出する高さがより低くなる。
【0029】
また、図1に示すように、インパネ12の穴部25における通信方向側(図1中左方向)の端縁を点Aとし、回路基板18における投光用レンズ20の下端を点Bとすると、2点A,Bを結ぶ線分がインパネ12の表面に対してなす角は42度となっており、この角度は、アップリンク領域の前端側を規定する仰角42度に一致させている。
【0030】
即ち、車両27が光ビーコン26の通信エリア内に進入すると同時に送受信ユニット11はアップリンク領域の前端に達するが、その時点でLED20は光信号の送信が指向角42度で可能な状態になる。従って、LED20をPD21の下側に配置した場合でも、LED20による信号の送信を妨げることなく、投光用レンズ20の下端点Bが回路基板18上において最も下方に位置するようになる。
【0031】
以上のように本実施例によれば、VICSの光ビーコン26と車載側通信機が光信号によって通信を行うための送受信ユニット11の内部において、回路基板18に、光ビーコン26に光信号を送信するLED20を下に、PD21を上にして上下に並ぶように配置し、本体下部14の大部分を車両27のインパネ12に埋設した状態で使用するようにした。
【0032】
即ち、VICSのダウンリンク領域はアップリンク領域よりも広くなるように設定されており、それに応じて、PD21の通信指向性を規定する指向角はLED20よりも大きくなるように設定されている。従って、PD21を上方に配置することでその位置がより高くなり、上部カバー13の上端がインパネ12の面より突出する高さを低くしても、PD21の広角な指向性を確保することが可能となり、光ビーコン26との通信が可能となる。そして、送受信ユニット11本体のデザインを車室内部のデザインに極力調和させることが可能となり、送受信ユニット11をインパネ12に設置した場合の美観を向上させることができる。このように、PD21とLED20とを上下方向に配置した状態で送受信ユニット11をインパネ12に埋設することにより、従来の横並び配置に比較して見かけ上コンパクトなものとすることができる。
【0033】
また、本実施例によれば、インパネ12の穴部25における通信方向側の端縁(点A)と、回路基板18における投光用レンズ20の下端(点B)とを結ぶ線分がインパネ12の表面に対してなす角を42度としたので、LED20をPD21の下側に配置した場合でも、LED20による光信号の送信を妨げることなく、投光用レンズ20の下端点Bが回路基板18上において最も下方に位置するようになる。従って、光ビーコン26との通信を行う条件を良好に維持した状態で、上部カバー13の上端がインパネ12の面より突出する高さを最も低くすることが可能となり、本体を車室内のデザインに一層調和させることができる。
【0034】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
送受信ユニットの配置箇所は、インパネ12に限ることなく、その他バンパーやフロント部,或いはルーフなどでも良い。
穴部25における通信方向側の端縁(点A)と投光用レンズ20の下端(点B)とを結ぶ線分がインパネ12の表面に対してなす角は、42度より小さくなるように設定しても良い。
空中伝搬信号は、光信号に限ることなく、指向性を有する信号であれば電磁信号や電波信号であっても良い。
【0035】
VICSに限ることなく、路側通信機と車載側通信機との間で路車間通信を行うシステムであれば適用が可能である。
上記実施形態では、車両27を普通乗用車と想定して送受信ユニット11を地上(路面上高さ)1mに配置しているが、例えばトラック,バスなどにおいては、送受信ユニット11をインパネ12上に埋設する場合の路上高さは変わってくるため、各高さ状態に合わせて図1に示す2点A,Bを結ぶ線分とインパネ12の表面とのなす角度を42度以外に設定して送受信ユニット11を構成しインパネ12に埋設すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明をVICSの車載通信機に使用される送受信ユニットに適用した場合の一実施例であり、車両のインストルメントパネルに取付けられた状態における送受信ユニットの縦断側面図
【図2】上部カバーを取り外した状態における送受信ユニットの斜視図
【図3】インストルメントパネルに取付けられた状態における送受信ユニットの斜視図(前者の一部を破断して示す)
【図4】図3をより広角で示す図
【図5】光ビーコンについて定められている通信エリアを上下方向について示す図
【図6】従来技術を示す光ビーコンと車両側の送受信ユニットとの通信状態を示す斜視図
【図7】送受信ユニットの上部カバーを取り外した状態を示す斜視図
【符号の説明】
11は送受信ユニット、12はインストルメントパネル(所定部位)、13は上部カバー(本体)、14は本体下部、20はLED(投光手段,送信手段)、21はPD(受光手段,受信手段)、22は投光用レンズ(投光手段,送信手段)、23は受光用レンズ(受光手段,受信手段)、25は穴部、26は光ビーコン(路側通信機)、27は車両を示す。
Claims (12)
- 車両の進行方向側に位置する路側通信機の通信エリア内で空中伝搬信号を用いて通信を行うもので、前記路側通信機より送信された信号を受信することで前記通信動作を開始する車載側通信機に用いられ、前記空中伝搬信号を送受信するための送受信ユニットであって、
前記路側通信機に信号を送信する送信手段と、
前記路側通信機より送信された信号を受信する受信手段とを備え、
前記受信手段は、前記路側通信機との通信指向性を上下方向について規定する指向角が前記送信手段よりも大となるように設定され、
前記送信手段及び受信手段は、前記受信手段を上にして上下に並ぶように配置されると共に、本体の一部が車両の所定部位に埋設された状態で使用されることを特徴とする車載側通信機の送受信ユニット。 - 前記送信手段は、本体を埋設するため車両の所定部位に形成されている穴部の通信方向側端縁と自身の下端とを結ぶ直線が前記所定部位の表面に対してなす角が、通信信号の上下方向における指向性を規定する仰角以下となるように配置されることを特徴とする請求項1記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記空中伝搬信号は光信号であり、
前記送信手段たる投光手段を下に、前記受信手段たる受光手段を上に配置したことを特徴とする請求項1または2記載の車載側通信機の送受信ユニット。 - 車両の進行方向側に位置する路側通信機の通信エリア内で空中伝搬信号を用いて通信を行うもので、前記路側通信機より送信された信号を受信することで前記通信動作を開始する車載側通信機に用いられ、前記空中伝搬信号を送受信するための送受信ユニットにおいて、
当該送受信ユニットは、前記路側通信機との通信が可能な状態で本体の一部が前記車両の所定部位に埋設されてなるものであって、
前記路側通信機に信号を送信するLEDと、
前記路側通信機より送信された信号を受信するフォトダイオードとを備え、
当該送受信ユニット内において、前記LED及びフォトダイオードは、前記LEDを下に、前記フォトダイオードを上にして上下に並ぶように配置されることを特徴とする車載側通信機の送受信ユニット。 - 前記送受信ユニットは、車両のインストルメントパネルに埋設されることを特徴とする請求項4記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記フォトダイオードの方が前記LEDよりも前記路側通信機との通信指向性が広くなるように設定されていることを特徴とする請求項4または5記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 車両の進行方向側に位置する光ビーコンの通信エリア内で光信号を用いて通信を行うもので、前記光ビーコンより送信された信号を受信することで前記通信動作を開始する車載側通信機に用いられ、前記光信号を送受信するための送受信ユニットにおいて、
当該送受信ユニットは、前記光ビーコンとの光通信が可能な状態で本体の一部が前記車両の所定部位に埋設されてなるものであって、
前記光ビーコンに光信号を送信する送信手段と、
前記光ビーコンより送信された光信号を受信する受信手段とを備え、
当該送受信ユニット内において、前記送信手段及び受信手段は、前記送信手段を下に、前記受信手段を上にして上下に並ぶように配置されることを特徴とする車載側通信機の送受信ユニット。 - 前記送受信ユニットは、車両のインストルメントパネルに埋設されることを特徴とする請求項7記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記受信手段の方が前記送信手段よりも前記光ビーコンとの通信指向性が広くなるように設定されていることを特徴とする請求項7または8記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記送信手段はLEDよりなり、前記受信手段はフォトダイオードよりなることを特徴とする請求項1乃至3または7乃至8の何れかに記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記本体の外形は、前記車両の所定部位と接する部分が円形であることを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の車載側通信機の送受信ユニット。
- 前記本体の外形は、前記車両の所定部位に対して垂直方向に埋設可能となるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の車載側通信機の送受信ユニット。
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