JP2003034188A

JP2003034188A - 車載側通信機の送受信ユニット

Info

Publication number: JP2003034188A
Application number: JP2001224745A
Authority: JP
Inventors: Osamu Totori; 修十鳥
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-04
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: JP3864731B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車室内の美観を損なうことなく、また、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。【解決手段】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１
１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
両のインストルメントパネル１２に埋設した状態で使用
する。

Description

【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 Communicati
on 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 Emissio
n 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、ＬＥＤ
３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、ＬＥＤ
３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、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の内、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大なる方
の手段を他方の手段の上方側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の内で前記
指向角が大なる手段を他の手段の上方側に並ぶように配
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、何れかの
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、送信手段及び受信手段の内下方側に配置
される手段を、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前記下方側に配置
される手段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方側に配置される手段の位置
を規定すれば、請求項１の設置形態を採用した場合でも
当該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下方側に配置される手段の下端を
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
たる投光手段を下方に、受信手段たる受光手段をその上
方に配置する。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方に配置することで、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
ドに対して下方側に配置し、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の上方に位置させても、
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の内、光ビーコンとの通信指向性
を上下方向について規定する指向角が大なる方の手段を
他方の手段の上方側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１
１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１
９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１
４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２
５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。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。車載側通信機は、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２
６にアップリンクデータを送信する。光ビーコン２６が、で送信されたアップリンクデー
タを受信する。光ビーコン２６は、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。車載側通信機が、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〜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１
２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ＬＥＤ
２０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、Ｐ
Ｄ２１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。送信
手段の指向角が受信手段の指向角よりも広い場合には、
送信手段を受信手段の上方に配置すれば良い。空中伝搬
信号信号は、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Ｐ
Ｄ（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

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記送信手段及び受信手段の内、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大なる方
の手段が他方の手段の上方側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。
【請求項２】前記送信手段及び受信手段の内下方側に
配置される手段は、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前記下方側に
配置される手段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。
【請求項３】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方に、前記受信手段たる
受光手段をその上方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。
【請求項４】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
な状態で前記車両の所定部位に部分的に埋設されてなる
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が前記フォト
ダイオードに対して下方側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。
【請求項５】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。
【請求項６】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。
【請求項７】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
能な状態で前記車両の所定部位に部分的に埋設されてな
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が前記受信
手段に対して下方側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。
【請求項８】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。
【請求項９】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。
【請求項１０】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。