JP2003264499A - ミリ波無線伝送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動体に設けられる端末局の構成が簡単かつ
安価で電力消費量も少なく、その結果として、全体が小
型で低コストであるミリ波無線伝送システムを提供す
る。 【解決手段】 親局１側に有指向性のアンテナ２を、端
末局１２側には無指向性のアンテナ１３を設ける。親局
１は、自動車１１の存在する所定範囲の映像をビデオカ
メラ４で撮影して、その映像に基づいてアンテナ指向性
１０（すなわちアンテナ２から放射されるミリ波の進む
方向）を制御するので、ミリ波を自動車１１上の端末局
１２へと、正確に向かわせることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、無線伝送システムに関
し、より特定的には、固定的に設けられた親局から、移
動体に搭載された端末局へミリ波を用いて大容量データ
を伝送するための無線伝送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、音楽、映像、地図情報といっ
た大容量のデータをカーオーディオ、カーナビゲーショ
ン等のために車内で利用することが多くなってきてい
る。現在では、これらの大容量データは、主としてＣ
Ｄ、ＤＶＤ等のパッケージメディアを介して配布されて
いるが、将来的には、無線を用いてこれらの大容量デー
タを直接車両へと配信し、車内の記憶装置に記憶させて
利用できるようにすることが求められている。

【０００３】無線を用いたデータ伝送（無線ＬＡＮ）で
は、２ＧＨｚ帯の電波を用いたシステム等が現在広く用
いられているが、その伝送速度は最大でも１０Ｍｂｐｓ
程度であり、数ＧＢ程度の大容量データを伝送するには
適していない。このため、数百Ｍｂｐｓ以上の高速伝送
を実現するシステムとして、ミリ波を用いた無線伝送シ
ステムが検討されている。

【０００４】ミリ波を用いたシステムでは、周波数帯域
を広く取ることが可能で、高速にデータを伝送すること
ができる反面、周波数が高いので伝搬時の減衰量が大き
く、通信可能なエリアが狭くなる（すなわち電波の到達
距離が短くなる）。そのため一般に、アンテナに鋭い指
向性を持たせることによって、アンテナの利得を増大さ
せる方法がとられる。しかしこの場合、アンテナの指向
性の方向（すなわちミリ波の進む向き）が適切に設定さ
れていないと、ミリ波が目標から逸れてしまい、通信が
不可能となる。

【０００５】図７は、従来のミリ波無線伝送システムの
一構成例を示す模式図である。図７において、従来のミ
リ波無線伝送システムは、所定の施設の天井などに設け
られた親局１０１と、自動車などの移動体に設けられた
端末局１０３とを備えている。親局１０１には、無指向
性ないしは低指向性のアンテナ１０２が接続され、端末
局１０３には、鋭い指向性を持ったアンテナ１０４が接
続されている。図中、参照番号１０５で示されている図
形が、アンテナ１０４の指向性を視覚的に表現している
（以下では便宜上、この図形を「指向性１０５」と呼ぶ
ことにする）。

【０００６】上記のように構成された従来のミリ波無線
伝送システムでは、親局１０１と端末局１０３とは、見
通しで通信を行う。通信には、マルチパスの影響を防ぐ
ために、円偏波の態様を持つミリ波が用いられる。アン
テナ１０４には、その向きを変えるためのモータ（図示
せず）が付けられており、端末局１０３側では、通信開
始に先立って、モータでアンテナ１０４の向きを変えな
がら親局１０１からの信号を受信し、その受信電力が最
大となる方向を求める作業が行われる。こうして求めた
方向にアンテナ１０４を設定するによって、アンテナ１
０４の指向性１０５の方向を、端末局１０３から親局１
０１へ向かう方向と一致させる。その結果、アンテナ１
０４は、端末局１０３から親局１０１へと向かうような
指向性１０５を持つこととなる。

【０００７】こうしてアンテナ１０４の指向性１０５を
適切に設定した後、ミリ波による伝送が開始される。こ
の伝送では、アンテナ１０４から放射されたミリ波がア
ンテナ１０２へ向かって進み、アンテナ１０２により正
しく受信されるので、安定したデータ通信が実現され
る。

【０００８】そのほか、上のように機械的にアンテナ１
０４の向きを変えることにより指向性１０５の向きを制
御する代わりに、予め端末局１０３に向きの異なるアン
テナ１０４を複数設けておき、そのとき最も受信電力が
高くなるアンテナ１０４を（例えばスイッチ等で電子的
に切り替えを行うことにより）選択する方法が知られて
いる。

【０００９】あるいは、上とは逆に、親局１０１のアン
テナ１０２を高指向性とし、端末局１０３のアンテナ１
０４を無指向性（ないしは低指向性）として、端末局１
０３からの信号の受信電力が最大となるように親局１０
１側のアンテナ１０２の指向性の方向を設定してもよ
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のシステムには、次のような問題点があっ
た。すなわち、端末局１０３側においてアンテナ１０４
の向きを機械的に変化させることによりアンテナ指向性
１０５を制御する場合、端末局１０３にアンテナ１０４
の向きを変えるための駆動機構が必要なので、そのぶん
端末局１０３の構成が複雑で高価となり、端末局１０３
での電力消費も多くなるという問題点である。

【００１１】また、端末局１０３に向きの異なるアンテ
ナ１０４を複数設けておいて、そのとき最も受信電力が
高くなるアンテナ１０４を選択する場合も、１つの端末
局１０３に複数の高指向性アンテナ１０４を設ける上
に、アンテナ１０４を切り替えるスイッチ回路も必要な
ので、やはり端末局１０３の構成が複雑で高価となる。

【００１２】一方、親局１０１側のアンテナ指向性を制
御するような構成を採用すれば、端末局１０３にはアン
テナ駆動機構は不要で、無指向性アンテナを１つ設けれ
ばよいので、端末局１０３の構成が比較的簡単で安価と
なる。しかしながら、親局１０１側で指向性制御を行う
際の参照用として、端末局１０３から親局１０１へ信号
を送信する必要があり、そのぶん端末局１０３での消費
電力が多くなるという問題が残る。

【００１３】移動体に設けられる端末局１０３は、設置
スペースや電源等の制約から、できるだけ小型で、しか
も消費電力が少ないことが求められる。また通常、端末
局１０３の数の方が親局１０１の数よりも圧倒的に多い
ので、システム全体の規模や価格を抑制するには、端末
局１０３側の小型化・低消費電力化を図る必要がある。

【００１４】本発明は、上記のような課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、端末局の構成が簡単かつ
安価で電力消費量も少なく、その結果として、全体が小
型で低コストであるようなミリ波無線伝送システムを提
供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、ミリ波を用いてデータを伝送するためのシステ
ムであって、非移動体に設けられる親局、および移動体
に設けられる端末局を備え、親局は、特定方向にミリ波
を放射可能な有指向性アンテナ、移動体が存在し得る所
定範囲の映像を撮影する撮影手段、および撮影手段が撮
影した映像に基づいて、有指向性アンテナがミリ波を放
射する方向を制御する方向制御手段を含み、端末局は、
任意方向からのミリ波を捕捉可能な無指向性アンテナを
含む。

【００１６】上記第１の発明では、親局側に有指向性ア
ンテナを、端末局側には無指向性アンテナを設ける。親
局は、端末局が存在する可能性のある所定範囲の映像を
撮影して、その映像に基づいて、アンテナ指向性の向き
（すなわち有指向性アンテナから放射されるミリ波の進
む方向）を制御するので、ミリ波を非移動体上の親局か
ら移動体上の端末局へと、正確に向かわせることが可能
となる。この場合、端末局は、指向性制御を行う必要が
なく、また、親局が指向性制御を行うための信号を送信
する必要もないので、構成が簡単かつ安価で電力消費量
も少ない。そのため、全体が小型で低コストなミリ波無
線伝送システムが実現される。

【００１７】第２の発明は、第１の発明において、方向
制御手段は、撮影手段が撮影した映像を解析することに
より移動体を認識して、親局から見た当該移動体の方位
を検出するための映像解析手段、ミリ波を放射する方向
が映像解析手段により検出された方位と一致するよう
に、アンテナの向きを変える手段を含む。

【００１８】上記第２の発明では、撮影した映像を解析
することにより移動体を認識して、親局から見た当該移
動体の方位を検出する。そして、ミリ波を放射する方向
が、検出された方位と一致するように、アンテナの向き
を変える。

【００１９】第３の発明は、第１の発明において、有指
向性アンテナは、その１つ１つが特定方向にミリ波を放
射可能な複数の有指向性アンテナ要素からなり、各当該
有指向性アンテナ要素がそれぞれ予め決められた別々の
方向にミリ波を放射するように設定されており、方向制
御手段は、撮影手段が撮影した映像を解析することによ
り移動体を認識して、親局から見た当該移動体の方位を
検出するための映像解析手段、および複数の有指向性ア
ンテナ要素のうち、ミリ波を放射する方向が映像解析手
段により検出された方位に最も近いものを選択して、当
該アンテナ要素からミリ波を放射させる手段を含む。

【００２０】上記第３の発明では、親局側の有指向性ア
ンテナが、それぞれ予め決められた別々の方向にミリ波
を放射するような複数の有指向性アンテナ要素からな
る。親局は、撮影した映像を解析することにより移動体
を認識して、その移動体の方位を検出する。そして、複
数の有指向性アンテナ要素のうち、ミリ波を放射する方
向が、検出された方位に最も近いものを選択して、その
アンテナ要素からミリ波を放射させる。

【００２１】これら第２および第３の発明を比較する
と、第２の発明では、ミリ波を任意の位置にある端末局
へと正確に向かわせることができる反面、親局側にアン
テナの向きを変えるための手段（例えばモータ等を含む
駆動機構）が含まれるので、親局の構成が複雑で高価と
なる。一方、第３の発明では、異なる向きに固定された
複数のアンテナを切り替えるので、駆動機構が不要であ
り、そのため親局の構成がより簡単で安価となる反面、
端末局が予め決められた場所から外れた位置にあると、
端末局にミリ波が到達しない。

【００２２】第４の発明は、第１の発明において、移動
体が自動車であり、撮影手段の撮影範囲内には、伝送先
となる自動車を含む複数台の自動車が存在し、親局は、
伝送先となる自動車のナンバープレートに記載されてい
る文字番号を入力するための入力手段をさらに含み、方
向制御手段は、撮影手段が撮影した映像を解析すること
により複数台の自動車を認識し、さらに当該複数台の自
動車の各ナンバープレート上の文字番号を読み取って、
入力手段を通じて入力された文字番号と比較することに
より伝送先となる自動車を特定して、親局から見た当該
伝送先となる自動車の方位を検出するための映像解析手
段、およびミリ波を放射する方向が映像解析手段により
検出された方位と一致するように、アンテナの向きを変
える手段を含む。

【００２３】上記第４の発明では、移動体が自動車であ
り、撮影範囲内には、伝送先となる自動車を含む複数台
の自動車が存在している。親局へは、伝送先となる自動
車のナンバープレートに記載の文字番号が入力される。
親局は、撮影した映像を解析することにより複数台の自
動車を認識して、それら複数台の自動車の各ナンバープ
レート上の文字番号を読み取り、入力された文字番号と
比較することにより伝送先となる自動車を特定する。そ
して、伝送先となる自動車の方位を検出して、ミリ波を
放射する方向が、検出された方位と一致するように、ア
ンテナの向きを変える。これにより、もし撮影範囲内に
複数台の自動車が存在しても、それらの中から伝送対象
である自動車を選び出して、その自動車に向けてミリ波
を送信することができる。

【００２４】第５の発明は、第１の発明において、有指
向性アンテナは、その１つ１つが特定方向にミリ波を放
射可能な複数の有指向性アンテナ要素からなり、各当該
有指向性アンテナ要素がそれぞれ予め決められた別々の
方向にミリ波を放射するように設定されており、移動体
が自動車であり、撮影手段の撮影範囲内には、伝送先と
なる自動車を含む複数台の自動車が存在し、親局は、伝
送先となる自動車のナンバープレートに記載されている
文字番号を入力するための入力手段をさらに含み、方向
制御手段は、撮影手段が撮影した映像を解析することに
より複数台の自動車を認識し、さらに当該複数台の自動
車の各ナンバープレート上の文字番号を読み取って、入
力手段を通じて入力された文字番号と比較することによ
り伝送先となる自動車を特定して、親局から見た当該伝
送先となる自動車の方位を検出するための映像解析手
段、および複数の有指向性アンテナ要素のうち、ミリ波
を放射する方向が映像解析手段により検出された方位に
最も近いものを選択して、当該アンテナ要素からミリ波
を放射させる手段を含む。

【００２５】上記第５の発明では、移動体が自動車であ
り、撮影範囲内には、伝送先となる自動車を含む複数台
の自動車が存在している。親局へは、伝送先となる自動
車のナンバープレートに記載の文字番号が入力される。
親局側の有指向性アンテナが、それぞれ予め決められた
別々の方向にミリ波を放射するような複数の有指向性ア
ンテナ要素からなる。親局は、撮影した映像を解析する
ことにより複数台の自動車を認識して、それら複数台の
自動車の各ナンバープレート上の文字番号を読み取り、
入力された文字番号と比較することにより伝送先となる
自動車を特定する。そして、伝送先となる自動車の方位
を検出して、複数の有指向性アンテナ要素のうち、ミリ
波を放射する方向が、検出された方位に最も近いものを
選択して、そのアンテナ要素からミリ波を放射させる。
これにより、もし撮影範囲内に複数台の自動車が存在し
ても、それらの中から伝送対象である自動車を選び出し
て、その自動車に向けてミリ波を送信することができ
る。また、異なる向きに固定された複数のアンテナを切
り替えるので、駆動機構が不要であり、そのため親局の
構成がより簡単で安価となる。

【００２６】第６の発明は、第１〜５の発明において、
非移動体がネットワークに接続可能であり、親局は、ネ
ットワークに接続されたサーバから当該ネットワークを
通じてデータを取得して、ミリ波を用いて当該データを
端末局へと配信することを特徴とする。

【００２７】上記第６の発明では、親局は、ネットワー
クに接続されたサーバからネットワークを通じてデータ
を取得して、ミリ波を用いて端末局へと配信する。

【００２８】第７の発明は、第６の発明において、移動
体が記憶装置を具備しており、端末局は、親局から配信
されてきたデータを当該記憶装置に記憶させた後利用す
ることを特徴とする。

【００２９】上記第７の発明では、端末局は、親局から
配信されてきたデータを、移動体に備え付けの記憶装置
に記憶させ、後に記憶装置から読み出して利用する。

【００３０】第８の発明は、移動体に設けられる端末局
との間でミリ波による無線通信を行うための、非移動体
に設けられる親局用の無線通信装置であって、端末局に
は、任意方向からのミリ波を捕捉可能な無指向性アンテ
ナが含まれており、特定方向にミリ波を放射可能な有指
向性アンテナ、移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮
影する撮影手段、および撮影手段が撮影した映像に基づ
いて、有指向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御
する方向制御手段を含む。

【００３１】上記第８の発明（または下記第９の発明）
によれば、移動体上の端末局へ向けて正確に、ミリ波を
送信することが可能となる。

【００３２】第９の発明は、非移動体に設けられる親局
が、移動体に設けられる端末局との間でミリ波による無
線通信を行うための方法であって、親局には、特定方向
にミリ波を放射可能な有指向性アンテナが含まれ、端末
局には、任意方向からのミリ波を捕捉可能な無指向性ア
ンテナが含まれ、移動体が存在し得る所定範囲の映像を
撮影する撮影ステップ、撮影ステップで撮影した映像に
基づいて、有指向性アンテナがミリ波を放射する方向を
制御する方向制御ステップを含む。

【００３３】第１０の発明は、データを配信するための
システムであって、ネットワークに接続された、データ
を蓄積するサーバ、記憶装置を具備した移動体に設けら
れ、サーバに蓄積されているデータを当該記憶装置に記
憶させた後利用する端末局、およびネットワークに接続
可能な非移動体に設けられ、当該ネットワークを通じて
サーバからデータを取得して、ミリ波を用いて当該デー
タを端末局へと配信する親局を備える。

【００３４】上記第１０の発明では、親局がサーバから
ネットワーク経由でデータを取得して、ミリ波を用いて
そのデータを端末局へと配信する。端末局は、親局から
配信されてきたデータを、移動体の持つ記憶装置に記憶
させた後利用する。これにより、ネットワークに接続さ
れていない移動体に対しても、パッケージメディアを介
さずに大容量データを配信することが可能となる。

【００３５】第１１の発明は、第１０の発明において、
親局は、特定方向にミリ波を放射可能な有指向性アンテ
ナ、移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮影する撮影
手段、および撮影手段が撮影した映像に基づいて、有指
向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御する方向制
御手段を含み、端末局は、任意方向からのミリ波を捕捉
可能な無指向性アンテナを含む。

【００３６】上記第１１の発明によれば、ミリ波を非移
動体上の親局から移動体上の端末局へ、正確に向かわせ
ることが可能となる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を用いて、本発
明の実施の形態を説明する。全ての実施形態（およびそ
こで参照される全図面）を通じ、同様の構成要素には同
一の参照番号を付与して、重複する説明を適宜省略して
いる。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定され
るものではないことを予め断っておく。

【００３８】（第１の実施形態）以下には、本発明の第
１の実施形態について、図１，図２を用いて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係るミリ波無線伝送
システムの基本構成を示すブロック図である。図１にお
いて、本ミリ波無線伝送システムは、各種の施設（例え
ばコンビニエンスストアやガソリンスタンドなど）に設
置される親局１と、自動車１１に設置されて親局１と無
線で通信する端末局１２とを備えている。ここで端末局
１２は、自動車１１のダッシュボードやボンネット、あ
るいはルーフなどといった、親局１との見通しがとれる
ところに設置されるのが望ましい。

【００３９】自動車１１には、ナンバープレート１５が
掲げられている。親局１には、モニタ８付きのコンピュ
ータ７が接続されている。端末局１２には、ハードディ
スクなどの大容量な記憶装置１４が接続されている。

【００４０】親局１は、鋭い指向性を持ったアンテナ２
と、アンテナ２を通じて信号の送受信を行う送受信機３
と、アンテナ２の指向性１０の向き（すなわちミリ波の
進む方向）を制御するアンテナコントローラ６と、自動
車１１の停車され得る位置を含むような所定範囲の映像
を捉えるビデオカメラ４と、ビデオカメラ４の出力信号
を処理する信号処理装置５とを含む。端末１２は、無指
向性のアンテナ１３を含む。

【００４１】上記のように構成されたミリ波無線伝送シ
ステムでは、鋭い指向性１０を持ったアンテナ２を親局
１に用いているので、このアンテナ２の指向性１０の方
向を適切に設定して、アンテナ２からのミリ波が、正確
に端末局１２へと向かうようにしなければならない。

【００４２】親局１側では、信号処理装置５による処理
の結果がコンピュータ７へと伝えられ、応じてコンピュ
ータ７は、ビデオカメラ４が捉えた映像をモニタ８に表
示させる。同時にコンピュータ７は、その映像をもとに
端末局１２の位置を特定して、その位置情報をアンテナ
コントローラ６に伝えることにより、アンテナ２の指向
性１０を端末局１２の方向へと向かわせる。

【００４３】上記のようにして指向性１０の向きが調整
された後、アンテナ２からミリ波の放射が開始され、こ
のミリ波が端末局１２へ向けて進行する。端末局１２で
は、親局１側からのミリ波をアンテナ１３により捕捉し
て、復調などの受信処理を行う。こうして端末局１２に
より受信されたデータは、自動車１１内の記憶装置１４
に記憶される。

【００４４】以下では、上で述べた指向性制御処理、す
なわちアンテナ２の指向性１０を端末局１２へと向かわ
せるための処理について、詳しく説明する。端末局１２
の位置（すなわちミリ波を放射すべき方向）を検出する
ために、まず親局１は、ビデオカメラ４を通じ、周囲の
状況を映像（画像情報）として入手する。その際、広い
範囲について調べる必要がある場合には、モータなどの
駆動装置でビデオカメラ４自体を機械的に動かして、広
い範囲を走査することも行う。ビデオカメラ４の出力信
号は、信号処理装置５へと伝えられ、そこでコンピュー
タ処理可能な信号へと変換された後、コンピュータ７に
出力される。コンピュータ７は、その信号を解析（例え
ば画像処理）して、データを伝送する対象である自動車
１１の位置検出を行い、結果をモニタ８に表示する。

【００４５】図２は、図１のシステムにおいて、ビデオ
カメラ４の捉えた映像をもとに自動車１１（に搭載され
ている端末局１２）の位置検出を行い、その結果をモニ
タ８に表示した画面例を示す図である。図２のモニタ画
面８ａには、自動車１１ａを含んだ映像が表示されてお
り、さらに自動車１１ａのナンバープレート１５ａを判
別することもできる。

【００４６】自動車１１ａがモニタ画面８ａ上の”２
Ｃ”の位置にあるので、このモニタ画面８ａから、自動
車１１ａ（端末局１２）の位置”２Ｃ”を検出すること
ができる。さらに、自動車１１ａのナンバープレート１
５ａに記載されている文字”１２３４”を信号処理装置
５において認識することによって、位置検出の精度向上
が図れる。モニタ画面８ａ上の物体がプレート番号”１
２３４”を含んでいれば、その物体が自動車１１ａであ
るか否かを判定する際の助けとなるからである。また、
こうしてナンバープレート１５ａの番号を読み取れば、
画面８ａ上に複数台の自動車１１ａが表示されているよ
うな場合にも、伝送先である自動車１１ａを特定するこ
とが可能となる。

【００４７】このようにして親局１は、自動車１１の位
置（つまり親局１から見た端末局１２の方位）を求める
ことができ、この位置情報を用いてアンテナ２の指向性
１０の方向を、端末局１２へと向けることができる。こ
こで、指向性１０の方向を制御する方法としては、典型
的には、半自動制御と全自動制御との２つがある。

【００４８】半自動制御の場合、オペレータがモニタ８
の映像を見て自動車１１ａ（端末局１２）の位置を読み
取り、手動でコンピュータ７に位置情報を入力する。手
動で入力する方法としては、例えばキーボードから”２
Ｃ”を入力したり、モニタ画面８ａ上で自動車１１ａに
タッチするなどの方法がある。コンピュータ７は、入力
された位置情報をもとにアンテナコントローラ６へ制御
信号を出力する。アンテナコントローラ６は、アンテナ
２を駆動するモータを含んでおり、コンピュータ７から
の制御信号に応じてモータを駆動することにより、アン
テナ２を適切な方向に向かせる。

【００４９】全自動制御の場合、信号処理装置５の出力
信号をもとにコンピュータ７が画像解析を行い、端末局
１２の位置情報を生成する。画像解析の方法としては、
例えば、画面を構成する各画素の色差や輝度差を２値化
することにより物体（自動車１１ａ）の輪郭線を抽出す
るなどの方法がある。また、こうして物体の輪郭線を抽
出した上で、さらに文字認識によりナンバープレート１
５ａ上の文字を読み取れば、その物体が自動車１１ａで
あることをより明確に判定することができる。コンピュ
ータ７は、こうして生成した位置情報をもとにアンテナ
コントローラ６を制御して、アンテナ２を適切な方向に
向かせる。

【００５０】なお、ここではモータを含んだアンテナコ
ントローラ６でアンテナ２の向きを変えることにより、
機械的にアンテナ指向性１０の方向を制御したが、フェ
ーズドアレイ等の手法により、電子的に指向性１０の方
向を変えるということも可能である。

【００５１】以上のように、本実施形態では、親局１側
のアンテナに鋭い指向性１０を持たせると共に、そのア
ンテナの方向を制御してミリ波が端末に向かって進むよ
うにしたので、端末局１２側の構成が非常に簡単かつ安
価となり、その結果、小型で低コストなミリ波無線伝送
システムが実現される。なお、本実施形態でも、ミリ波
無線伝送システムに共通の利点、例えば、自動車１１等
の移動体に対し、パッケージメディアを介さずに大容量
データを提供可能であるといった利点があることはいう
までもない。

【００５２】なお、本実施の形態では、端末局１２が自
動車１１に設置されている場合について説明したが、本
発明は、端末局１２の設置場所を自動車１１に限定する
ものではない。端末局１２は、例えばノート型パソコン
や携帯情報端末、携帯電話などといった、あらゆるタイ
プの移動体に設置され得る。

【００５３】また、本実施の形態で用いた親局１側のア
ンテナ２の指向性１０に関する半値幅としては、広すぎ
るとアンテナ利得が低くなり通信品質が悪くなり、狭す
ぎるとアンテナ方向の設定が厳しくなってしまうことか
ら、２０度から４０度程度とするのが好ましい。

【００５４】（第２の実施形態）以下には、本発明の第
２の実施形態について、図３〜図５を用いて説明する。
本実施形態では、サーバからネットワーク経由で提供さ
れる大容量データを、第１の実施形態で示したミリ波無
線伝送システムを用いて、自動車等の移動体へと配信す
るようなデータ配信システムについて説明する。

【００５５】図３は、本発明の第２の実施形態に係るデ
ータ配信システムの概略構成を示した模式図である。図
３において、本データ配信システムは、第１の実施形態
で説明したような親局１および端末局１２（つまりミリ
波無線伝送システム）と、音楽や映像、地図情報といっ
た大容量データを蓄積しており、ネットワーク（ＮＷ）
２１を介して親局１と接続されるサーバ２０とを備えて
いる。親局１は、サーバ２０からネットワーク２１を通
じて大容量データを取得し、その大容量データを端末局
１２へ、ミリ波を用いて配信する。

【００５６】このデータ配信システムによれば、ネット
ワーク２１上のサーバ２０に蓄積されている大容量デー
タを、ネットワーク２１に有線接続されていない自動車
１１へ、パッケージメディアを介すことなく、オンデマ
ンド的に、かつ高速に（短い時間で）配信することが可
能となる。こうして親局１および端末局１２を通じて配
信されたデータは、いったん自動車１１に搭載の記憶装
置（ハードディスク）１４に蓄積され、必要なときに記
憶装置１４から読み出して利用される。

【００５７】図４は、図３のデータ配信システムを用い
て行われるビジネスの一例を説明するための模式図であ
る。図４において、自動車１１に設置された端末局１２
は、コンビニエンスストア（店舗）３０の壁に設置され
た親局１から、ミリ波を用いて大容量データを取り込ん
でいる。ここで親局１は、第１の実施形態で説明したよ
うな構成を有しており、ビデオカメラ４で撮影した映像
（画像情報）をもとに端末局１２の位置を検出し、得ら
れた位置情報に基づいて、ミリ波が端末局１２へ向かう
ように、親局１のアンテナ２の指向性１０の方向を制御
している。なお、図４では、親局１につながるネットワ
ーク２１やサーバ２０、コンピュータ７、モニタ８等は
省略されている。

【００５８】端末局１２がデータを取り込むまでの簡単
な流れを説明すると、以下のようになる。コンビニエン
スストア３０内には、コンテンツ情報３４―例えば音楽
や映像、地図といった提供可能なコンテンツの種類を示
す―が掲示されており、客３５がこのコンテンツ情報３
４を参照しつつ、店員３６に対して発注を行う。発注の
際、客３５は、欲しいコンテンツの番号と、自分の自動
車１１のナンバープレート１５に記載されている番号と
を店員３６に伝える。

【００５９】店員３６は、それらの番号をコンピュータ
７（図４には示されていない）に入力して、客３５の自
動車１１（に搭載されている端末局１２）へ向けて、客
３５が指定したコンテンツのデータを送信するように命
令する。命令を受けたコンピュータ７は、入力されたコ
ンテンツ番号およびプレート番号を親局１に通知する。
そして、親局１に対し、サーバ２０からネットワーク２
１経由で送られてくるデータを受信して、端末局１２へ
ミリ波を用いて送信するように要求する。

【００６０】要求を受けた親局１は、最初、ビデオカメ
ラ４からの映像と、店員３６によって入力されたプレー
ト番号とをもとに、ターゲットである自動車１１（端末
局１２）の位置を検出して、ミリ波がその自動車１１
（端末局１２）へ向かうように、アンテナ２の指向性１
０の方向を制御する。この指向性制御の詳細について
は、既に第１の実施形態で説明した。

【００６１】指向性１０の設定が完了すると、その旨が
親局１からコンピュータ７に通知される。通知を受けた
コンピュータ７は、ネットワーク２１を通じ、入力され
たコンテンツ番号をサーバ２０に通知して、該当するコ
ンテンツのデータを親局１宛に送信するよう要求する。
要求を受けたサーバ２０は、通知された番号に該当する
コンテンツのデータを、ネットワーク２１を通じて親局
１へと送信する。

【００６２】親局１は、上記のようにしてサーバ２０か
らネットワーク２１を通じて送られてくるデータを受信
する。そして、受信したデータをアンテナ２からミリ波
の態様で端末局１２へ送信する。端末局１２は、親局１
から送られてくるミリ波を受信して元のデータに復調し
た後、そのデータを記憶装置１４に記憶させる。以上の
流れにより、自動車１１に搭載されている端末局１２
が、ネットワーク２１上のサーバ２０から大容量データ
を短時間で記憶装置１４内に取り込むことができる。

【００６３】なお、上の説明では、サーバ２０へはコン
テンツの番号だけを通知しているが、コンテンツの番号
と一緒にナンバープレート１５の番号も通知して、要求
されたコンテンツのダウンロードを実行するか否かをサ
ーバ２０が判定するようなユーザ認証処理を追加しても
よい。

【００６４】具体的には、本サービスを受けようとする
客３５は、事前に自宅のパソコンや携帯電話をネットワ
ーク２１に接続して、ナンバープレート１５の番号をサ
ーバ２０側に通知し、ユーザ登録を済ませておく。サー
バ２０は、登録済みの番号が記載されたリストを保有し
ており、端末局１２から親局１を通じて欲しいコンテン
ツの番号と、ナンバープレート１５の番号とが送られて
くると、プレート番号をこのリストと照合する。そし
て、照合の結果、登録済みでれば、指定されたコンテン
ツのデータを送信するが、もし未登録であればデータを
送信せず、代わりに、例えばユーザ登録を勧めるメッセ
ージ等を送信する。

【００６５】また、上の説明では、店舗においてデータ
配信を実行する際に、客３５および店員３６が介在して
いるが、前述のように事前に自動車１１のプレート番号
を登録するのに加えて、欲しいコンテンツを（例えば自
宅のパソコンや帯電話等からネットワーク２１経由で）
サーバ２０側に予約しておけば、店舗でのデータ配信処
理を全て自動化することが可能となる。

【００６６】具体的には、自動車１１が所定のエリア内
に入ってくると、親局１は、そのエリアをビデオカメラ
４で撮影する。そして、得られた映像を解析して端末局
１２の位置を検出し、さらにナンバープレート１５の番
号をも読み取る。次いで、読み取った番号をサーバ２０
に通知する一方、検出した位置および読み取った番号に
基づいてアンテナ２の指向性１０の向きを制御する。

【００６７】ナンバープレート１５の番号の通知を受け
たサーバ２０は、前述したようなユーザ認証を行い、結
果がＯＫであれば、予約されたコンテンツのデータを親
局１宛にネットワーク２１経由で送信する。もし認証結
果がＮＧであれば、データは送信せず、ユーザ登録を勧
めるメッセージを送信する。親局１は、サーバ２０から
送られてくるデータを受信して、端末局１２へアンテナ
２からミリ波の態様で送信する。端末局１２は、親局１
からのミリ波を受信して元のデータに復調し、自動車１
１に搭載の記憶装置１４に記憶させる。

【００６８】図５は、図３のデータ配信システムを用い
て行われるビジネスの別の一例を説明するための模式図
である。図４の例は、コンビニエンスストアでのデータ
配信であり、コンビニエンスストア３０の壁（側面）に
親局１が設置されていた。これに対し、図５の例は、ガ
ソリンスタンドでのデータ配信であり、親局１は、屋根
４０に設置されている。その他の構成、およびデータ配
信の流れは、コンビニエンスストアでの例と同じである
ので、詳しい説明は省略する。

【００６９】以上のように、第２の実施形態によれば、
例えばコンビニエンスストアやガソリンスタンドといっ
た店舗ないしは施設に親局１を、自動車などの移動体に
は端末局１２を設ける。そして、親局１がネットワーク
２１上のサーバ２０からデータを取得し、そのデータを
端末局１２へミリ波を用いて配信するので、ネットワー
ク２１に有線接続されていない自動車１１に対しても、
パッケージメディアを介さずに大容量データを配信する
ことが可能となる。

【００７０】ところで、上記第１，第２の実施形態で
は、親局１は、指向性１０の向きを変えることのできる
１つの有指向性アンテナ２を備えており、ミリ波が端末
局１２へと向かうように、このアンテナ２の指向性１０
の向きを制御している。これにより、親局１は、アンテ
ナ２からのミリ波を任意の位置にある端末局１２へと正
確に向かわせることができ、その結果として、端末局１
２の構成を簡単かつ安価にすることができた。しかし、
親局１側（のアンテナコントローラ６）には、アンテナ
２の向きを変えるための駆動機構が含まれているので、
親局１の構成が複雑かつ高価となる問題は残る。

【００７１】一方、多くのコンビニエンスストアでは、
駐車場を白線で区切るなどして数台分の駐車場所を確保
している。ガソリンスタンドでは通常、数台分の給油設
備があり、それぞれの給油設備の近くに自動車を止める
ようになっている。つまり、自動車は、全く任意の場所
に駐車される訳ではなく、予め決められたいくつかの場
所のうちいずれかに駐車される場合が多い。下記第３の
実施形態では、この点に着目して、親局１がミリ波の進
む向きを変える仕組みを簡素化することにより、端末局
１２だけでなく親局１の構成も、簡単かつ安価となって
いる。

【００７２】（第３の実施形態）本発明の第３の実施形
態に係るミリ波無線伝送システムの基本構成は、第１の
実施形態と同様なので、図１を援用する。図１におい
て、アンテナ２およびアンテナコントローラ６が、第１
の実施形態とは異なる構成となる。また、それに伴いコ
ンピュータ７が、第１の実施形態とは一部異なる処理を
行う。他の構成要素は、第１の実施形態と同様の構成を
有し、同様の動作を行う。

【００７３】このミリ波無線伝送システムは、図３のよ
うなデータ配信システムの一部となって、ミリ波による
データ配信を実行する。すなわち親局１が、ネットワー
ク２１上のサーバ２０から大容量データを取得して、端
末局１２へミリ波の態様で配信する（第２の実施形態を
参照）。

【００７４】図６は、本発明の第３の実施形態に係るミ
リ波無線伝送システムを用いて行われるビジネスの一例
を説明するための模式図である。この例も図４と同じ
く、コンビニエンスストアでのデータ配信に関する。な
お、図６では、親局１につながるネットワーク２１やサ
ーバ２０、コンピュータ７、モニタ８等は省略されてい
る。

【００７５】図６において、駐車場は、４本の仕切り線
３３により３台分の駐車スペースに区切られている。ア
ンテナ２は、その１つ１つが鋭い指向性を持つような３
つのアンテナ要素２ａ〜２ｃで構成されている。アンテ
ナ要素２ａ〜２ｃは、それぞれから放射されるミリ波
が、上記３つの駐車スペースの１つ１つへ向かって進む
ように、予めその向きが図中の矢印３２ａ〜３２ｃのよ
うに調整されている。アンテナコントローラ６（図１参
照）は、例えばスイッチ（図示せず）を含み、コンピュ
ータ７の指示により上記３つのアンテナ要素２ａ〜２ｃ
のいずれか１つを選択して、送受信機３と接続する。

【００７６】図示された例では、自動車１１が３つのう
ち真ん中のスペースに駐車されている。ビデオカメラ４
は、上記３つの駐車スペースを含む駐車場全体を撮像し
ている。ビデオカメラ４による映像が信号処理装置５を
経てコンピュータ７へと伝えられ、コンピュータ７は、
その映像を解析して、自動車１１が上記３つのエリアの
うちどれに駐車されているかを検知する。次いで、コン
ピュータ７は、アンテナコントローラ６を制御して、３
つのアンテナ要素２ａ〜２ｃのうち、自動車１１の駐車
されているエリアを向いた（図中の矢印３２ｂを参照）
アンテナ要素２ｂを選択させ、そのアンテナ要素２ｂか
らミリ波を放射させる。こうしてアンテナ要素２ｂから
放射されたミリ波は、真ん中のスペースに駐車されてい
る自動車１１へ向かって進み、矢印３２ｂの先にある自
動車１１に搭載された端末局１２によって受信される。

【００７７】以上説明したようなミリ波無線伝送システ
ムやデータ伝送システムによれば、データを利用する側
としては、音楽、映像、地図情報等の大容量データをパ
ッケージメディアを介さずに直接、サーバ２０からオン
デマンド的に、かつ高速（すなわち短時間）に、自動車
等の移動体に搭載の記憶装置（例えばハードディスク）
１４に取り込むことができる。また、データを提供する
（売る）側としては、これまでのようなパッケージメデ
ィアを介して大容量データを提供する場合に比べ、パッ
ケージメディアの流通コスト、輸送時間、在庫管理、陳
列スペース確保等の問題が解消されるという利点があ
る。

【００７８】なお、上記第１〜第３の実施形態では、自
動車１１を停止させた状態で、親局から自動車１１上の
端末局１２にデータを送信しているが、自動車１１が走
行している状態でデータ送信を行うこともできる。ただ
し、移動している端末局１２にミリ波で大容量データを
伝送しようとすれば、より短時間で伝送が完了するよう
に伝送速度を十分速くすると共に、伝送中常にミリ波が
端末局１２へと向かうように、端末局１２の動きを追尾
するようにアンテナ指向性１０を制御をしなければなら
ないので、親局１の構成が大幅に複雑かつ高価となる。
従って、簡単で安価なミリ波無線システムを実現するに
は、端末局１２を停止させた状態でデータ伝送を行うの
が望ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るミリ波無線伝送
システムの基本構成を示すブロック図である。

【図２】図１のシステムにおいて、ビデオカメラ４の捉
えた映像をもとに自動車１１（端末局１２）の位置検出
を行い、その結果をモニタ８に表示した画面例を示す図
である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係るデータ配信シス
テムの概略構成を示した模式図である。

【図４】図３のデータ配信システムを用いて行われるビ
ジネスの一例を説明するための模式図である。

【図５】図３のデータ配信システムを用いて行われるビ
ジネスの別の一例を説明するための模式図である。

【図６】本発明の第３の実施形態に係るミリ波無線伝送
システムを用いて行われるビジネスの一例を説明するた
めの模式図である。

【図７】従来のミリ波無線伝送システムの一構成例を示
す模式図である。

【符号の説明】 １ 親局 ２ 親局用のアンテナ（有指向性アンテナ） ２ａ〜２ｃ アンテナ要素 ３ 送受信機 ４ ビデオカメラ ５ 信号処理装置 ６ アンテナコントローラ ７ コンピュータ ８ モニタ １０ アンテナ指向性（を視覚的に示した図形） １１ 自動車 １２ 端末局 １３ 端末局用のアンテナ（無指向性アンテナ） １４ 記憶装置 １５ ナンバープレート ２０ サーバ ２１ ネットワーク ３２ａ〜３２ｃ アンテナ２ａ〜２ｃの向き（を示す矢
印）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ミリ波を用いてデータを伝送するための
   システムであって、 非移動体に設けられる親局、および移動体に設けられる
   端末局を備え、 前記親局は、 特定方向にミリ波を放射可能な有指向性アンテナ、 前記移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮影する撮影
   手段、および前記撮影手段が撮影した映像に基づいて、
   前記有指向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御す
   る方向制御手段を含み、 前記端末局は、 任意方向からのミリ波を捕捉可能な無指向性アンテナを
   含む、ミリ波無線伝送システム。
2. 【請求項２】 前記方向制御手段は、 前記撮影手段が撮影した映像を解析することにより前記
   移動体を認識して、前記親局から見た当該移動体の方位
   を検出するための映像解析手段、 ミリ波を放射する方向が前記映像解析手段により検出さ
   れた方位と一致するように、前記アンテナの向きを変え
   る手段を含む、請求項１に記載のミリ波無線伝送システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記有指向性アンテナは、その１つ１つ
   が特定方向にミリ波を放射可能な複数の有指向性アンテ
   ナ要素からなり、各当該有指向性アンテナ要素がそれぞ
   れ予め決められた別々の方向にミリ波を放射するように
   設定されており、 前記方向制御手段は、 前記撮影手段が撮影した映像を解析することにより前記
   移動体を認識して、前記親局から見た当該移動体の方位
   を検出するための映像解析手段、および前記複数の有指
   向性アンテナ要素のうち、ミリ波を放射する方向が前記
   映像解析手段により検出された方位に最も近いものを選
   択して、当該アンテナ要素からミリ波を放射させる手段
   を含む、請求項１に記載のミリ波無線伝送システム。
4. 【請求項４】 前記移動体が自動車であり、前記撮影手
   段の撮影範囲内には、伝送先となる自動車を含む複数台
   の自動車が存在し、 前記親局は、前記伝送先となる自動車のナンバープレー
   トに記載されている文字番号を入力するための入力手段
   をさらに含み、 前記方向制御手段は、 前記撮影手段が撮影した映像を解析することにより前記
   複数台の自動車を認識し、さらに当該複数台の自動車の
   各ナンバープレート上の文字番号を読み取って、前記入
   力手段を通じて入力された文字番号と比較することによ
   り前記伝送先となる自動車を特定して、前記親局から見
   た当該伝送先となる自動車の方位を検出するための映像
   解析手段、およびミリ波を放射する方向が前記映像解析
   手段により検出された方位と一致するように、前記アン
   テナの向きを変える手段を含む、請求項１に記載のミリ
   波無線伝送システム。
5. 【請求項５】 前記有指向性アンテナは、その１つ１つ
   が特定方向にミリ波を放射可能な複数の有指向性アンテ
   ナ要素からなり、各当該有指向性アンテナ要素がそれぞ
   れ予め決められた別々の方向にミリ波を放射するように
   設定されており、 前記移動体が自動車であり、前記撮影手段の撮影範囲内
   には、伝送先となる自動車を含む複数台の自動車が存在
   し、 前記親局は、前記伝送先となる自動車のナンバープレー
   トに記載されている文字番号を入力するための入力手段
   をさらに含み、 前記方向制御手段は、 前記撮影手段が撮影した映像を解析することにより前記
   複数台の自動車を認識し、さらに当該複数台の自動車の
   各ナンバープレート上の文字番号を読み取って、前記入
   力手段を通じて入力された文字番号と比較することによ
   り前記伝送先となる自動車を特定して、前記親局から見
   た当該伝送先となる自動車の方位を検出するための映像
   解析手段、および前記複数の有指向性アンテナ要素のう
   ち、ミリ波を放射する方向が前記映像解析手段により検
   出された方位に最も近いものを選択して、当該アンテナ
   要素からミリ波を放射させる手段を含む、請求項１に記
   載のミリ波無線伝送システム。
6. 【請求項６】 前記非移動体がネットワークに接続可能
   であり、 前記親局は、前記ネットワークに接続されたサーバから
   当該ネットワークを通じてデータを取得して、ミリ波を
   用いて当該データを前記端末局へと配信することを特徴
   とする、請求項１〜５のいずれかに記載のミリ波無線伝
   送システム。
7. 【請求項７】 前記移動体が記憶装置を具備しており、
   前記端末局は、前記親局から配信されてきたデータを当
   該記憶装置に記憶させた後利用することを特徴とする、
   請求項６に記載のミリ波無線伝送システム。
8. 【請求項８】 移動体に設けられる端末局との間でミリ
   波による無線通信を行うための、非移動体に設けられる
   親局用の無線通信装置であって、 前記端末局には、任意方向からのミリ波を捕捉可能な無
   指向性アンテナが含まれており、 特定方向にミリ波を放射可能な有指向性アンテナ、 前記移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮影する撮影
   手段、および前記撮影手段が撮影した映像に基づいて、
   前記有指向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御す
   る方向制御手段を含む、ミリ波無線通信装置。
9. 【請求項９】 非移動体に設けられる親局が、移動体に
   設けられる端末局との間でミリ波による無線通信を行う
   ための方法であって、 前記親局には、特定方向にミリ波を放射可能な有指向性
   アンテナが含まれ、 前記端末局には、任意方向からのミリ波を捕捉可能な無
   指向性アンテナが含まれ、 前記移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮影する撮影
   ステップ、 前記撮影ステップで撮影した映像に基づいて、前記有指
   向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御する方向制
   御ステップを含む、ミリ波無線通信方法。
10. 【請求項１０】 データを配信するためのシステムであ
    って、 ネットワークに接続された、データを蓄積するサーバ、 記憶装置を具備した移動体に設けられ、前記サーバに蓄
    積されているデータを当該記憶装置に記憶させた後利用
    する端末局、および前記ネットワークに接続可能な非移
    動体に設けられ、当該ネットワークを通じて前記サーバ
    からデータを取得して、ミリ波を用いて当該データを前
    記端末局へと配信する親局を備える、データ配信システ
    ム。
11. 【請求項１１】 前記親局は、 特定方向にミリ波を放射可能な有指向性アンテナ、 前記移動体が存在し得る所定範囲の映像を撮影する撮影
    手段、および前記撮影手段が撮影した映像に基づいて、
    前記有指向性アンテナがミリ波を放射する方向を制御す
    る方向制御手段を含み、 前記端末局は、 任意方向からのミリ波を捕捉可能な無指向性アンテナを
    含む、請求項１０に記載のデータ配信システム。