JP2009038464A - On-vehicle optical communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号を用いて情報の送受信を行う車載光通信システムに関する。 The present invention relates to an in-vehicle optical communication system that transmits and receives information using an optical signal.
車載光通信システムは、複数の装置(例えば、図8の第1〜第5カメラ1001〜1005及びセンターECU200)からなり、これら装置同士は、光信号を用いて情報の送受信を行うために、光ファイバ等の光導波手段で接続されている。また、このシステムでは、図8のように複数の光送信装置(カメラ)からの情報(映像情報)を合波して、光受信装置(センターECU(Electric Control Unit))に集める単方向のみの通信方式も想定される。また、その通信方式としては、コストのかかる波長多重方式(WDM:Wavelength Division Multiplexing)ではなく、時分割多重方式(TDM:Time Division Multiplexing)を採用することが予想される。
The in-vehicle optical communication system includes a plurality of devices (for example, the first to
ここで、図8の従来の車載光通信システムにおいて、第1〜第5カメラ1001〜1005が、光信号送信のためにレーザダイオード(LD:Laser Diode)を備え、LDが発光状態になるような映像を撮像しているものとする。このような状態で従来の車載光通信システムにTDMを用いた場合の、第1〜第5カメラ1001〜1005からセンターECU200へ入力される光信号の強度を図9に示す。
Here, in the conventional in-vehicle optical communication system of FIG. 8, the first to
この状態のように全てのカメラ1001〜1005に入力される映像情報が同じであっても、カメラ1001〜1005毎にそのLDの出力強度が異なり、また各カメラ1001〜1005とセンターECU200との間の接続状況が他のものと異なるので、図9に示すように、センターECU200への入力パワーは時間とともに変動する。光受信器(センターECU200)は、入力パワーが変動した直後は正しく受信できないため、従来の車載光通信システムでは、光送信装置が送信した情報を、光受信装置で再現することができない。つまり、正常に通信を行うことができない。
Even video information input to all
また、上記と同様にTDMを用いた一般的なシステムとしてPONシステムが挙げられるが、PONシステムでは、光受信器への入力パワーが切り替わってから正常な電気出力が出力されるまでの時間(settling time)が経過した後に通信を開始するので、正常に通信を行うことができるようになっている。しかし、その時間が経過するまで待機しなければならないため、その分タイムロスが発生する。 Similarly to the above, a PON system can be cited as a general system using TDM. In the PON system, the time from when the input power to the optical receiver is switched until the normal electrical output is output (settling). Since the communication is started after the time has elapsed, the communication can be normally performed. However, since it is necessary to wait until the time has elapsed, a time loss occurs accordingly.
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたもので、光受信装置に入力されるパワーが、入力元の光送信装置によらず一定になるようにし、タイムロス無く正常に通信を行うことができる車載光通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and allows power to be input to the optical receiving device to be constant regardless of the input optical transmitting device, so that normal communication can be performed without time loss. An object is to provide an in-vehicle optical communication system.
本発明による車載光通信システムは、複数の光送信装置と、それら複数の光送信装置から出力される複数の光信号を時分割で受信する光受信装置と、を備えるものであって、光受信装置が、受信した光信号の強度を示す光入力強度情報を、当該光信号を送信した光送信装置に電気的に送信する送信手段を備え、光送信装置が、光入力強度情報を電気信号として受信し、その光入力強度情報に基づいて、光受信装置により受信される光信号の強度が設定値になるように、出力する光信号の出力強度を調整する調整手段を備え、車載光通信システムの起動時に、複数の光送信装置が出力する光信号の出力強度を順次調整し、光受信装置が各光送信装置から受信する光信号の強度を一致させることを特徴とする。 An in-vehicle optical communication system according to the present invention includes a plurality of optical transmission devices and an optical reception device that receives a plurality of optical signals output from the plurality of optical transmission devices in a time division manner. The apparatus includes transmission means for electrically transmitting optical input intensity information indicating the intensity of the received optical signal to the optical transmission apparatus that transmitted the optical signal, and the optical transmission apparatus uses the optical input intensity information as an electrical signal. An in-vehicle optical communication system comprising adjusting means for adjusting the output intensity of an optical signal to be received and set based on the optical input intensity information so that the intensity of the optical signal received by the optical receiver becomes a set value At the time of activation, the output intensity of the optical signals output from the plurality of optical transmission devices is sequentially adjusted, and the optical reception device matches the intensity of the optical signal received from each optical transmission device.
また、光送信装置が、光信号を出力するレーザダイオードを備え、受信した光入力強度情報の値が設定値内にあるか否かの判定結果に基づいて、レーザダイオードに供給する電流量を調整するのが好ましい。なお、車載光通信システムの起動時に光送信装置それぞれにおいて前記レーザダイオードに供給する電流量を調整した後に、光送信装置は当該調整された電流量を保持することが好適である。また、車載光通信システムの起動時に各光送信装置がそれぞれ前記レーザダイオードに供給する電流量を調整した後の定常動作時に、光送信装置が、随時、受信した入力強度情報に基づいて、前記レーザダイオードに供給する電流量を調整してもよい。 In addition, the optical transmitter includes a laser diode that outputs an optical signal, and adjusts the amount of current supplied to the laser diode based on the determination result of whether or not the value of the received optical input intensity information is within the set value. It is preferable to do this. Note that it is preferable that the optical transmission device retains the adjusted current amount after adjusting the amount of current supplied to the laser diode in each of the optical transmission devices when the on-vehicle optical communication system is activated. Further, at the time of steady operation after adjusting the amount of current that each optical transmission device supplies to the laser diode at the time of starting the on-vehicle optical communication system, the optical transmission device may, as needed, based on the received input intensity information The amount of current supplied to the diode may be adjusted.
本発明によれば、当該システムが閉じたシステムであることを活用して、システム起動時に、光受信装置に受光されている各光送信装置からの光信号の入力パワーに基づいて、各光送信装置の出力パワーを調整するので、通信時に光受信装置に入力される光入力パワーが、入力元の光送信装置によらず一定になる。この結果、車載光通信システムにおいて、タイムロス無く正常に通信を行うことができる。 According to the present invention, by utilizing the fact that the system is a closed system, each optical transmission is performed based on the input power of the optical signal from each optical transmission device received by the optical reception device when the system is started. Since the output power of the apparatus is adjusted, the optical input power input to the optical receiver during communication is constant regardless of the input optical transmitter. As a result, in the in-vehicle optical communication system, communication can be normally performed without time loss.
本発明に係る車載光通信システムは、従来のものと同様に、例えば、情報を光信号で送信する複数の光送信装置と、その光送信装置が送信する光信号を受信する光受信装置とを、光ファイバ等の光導波手段で接続してなる。本明細書では、本車載光LANは、図8に示した従来の車載光LANと同様に、5台のカメラ(第1〜第5カメラ1001〜1005)を光送信装置として備え、また、センターECU200を光受信装置として備えるものとして説明する。また、センターECU200は、光ファイバを介して、第1〜第5カメラ1001〜1005と光学的に接続され、各カメラ1001〜1005からセンターECU200への光信号を時分割で受信する。
The in-vehicle optical communication system according to the present invention includes, for example, a plurality of optical transmission devices that transmit information as optical signals, and an optical reception device that receives an optical signal transmitted by the optical transmission device, as in the related art. They are connected by optical waveguide means such as optical fibers. In the present specification, the in-vehicle optical LAN includes five cameras (first to
まず、図1〜図3を用いて、本発明に係る車載光通信システム(以下、車載光LAN(Local Area Network)システムという)について説明する。図1は、本車載光LANシステムを構成する、各々のカメラとセンターECUとの接続関係について説明するブロック図である。図2は、各カメラの光送信モジュールの構成例を示すブロック図で、図3は、センターECUの光受信モジュールの構成例を示すブロック図である。 First, an in-vehicle optical communication system (hereinafter referred to as an in-vehicle optical LAN (Local Area Network) system) according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a block diagram for explaining a connection relationship between each camera and the center ECU constituting the on-vehicle optical LAN system. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a light transmission module of each camera, and FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a light reception module of the center ECU.
本車載光LANを構成する第1〜第nカメラ1001〜100nは、それぞれ車外や車内の様子を撮像するものであり、通常動作時は、例えば、撮像した動画像データを光信号に変換し、図1に示すように、光ファイバOを介して、センターECU200に出力する。また、各カメラ100i(i=1〜n)の出力信号は、時分割によりセンターECU200へ伝送される。つまり、カメラ1001〜100nごとにタイムスロットがそれぞれ割り当てられ、タイムスロットごとに1つのカメラ100iから信号出力が行われる。
The first to n- th
センターECU200は、動画像データの光信号を受信し、通常動作時は、受信した画像データに基づく動画像をアプリケーション300(例えば、車内の表示装置等)に出力する。なお、複数のカメラ100iから動画像データを受信した場合、センターECU200は、そのいずれかを選択し、または、2以上の動画像データを多重化してアプリケーション300に出力する。
The center ECU 200 receives an optical signal of moving image data, and outputs a moving image based on the received image data to an application 300 (for example, a display device in a vehicle) during normal operation. When moving image data is received from a plurality of
このような車載光LANシステムにおいて、図1に示すように、カメラ100iは、光信号を送信するための光送信モジュール111を備え、センターECU200は、光信号を受信するための光受信モジュール211を備える。これら光送信モジュール111と光受信モジュール211とが、光ファイバOを介して光学的に接続されている。
In such an in-vehicle optical LAN system, as shown in FIG. 1, the
また、本車載光LANシステムは、通信時(通常動作時)に光受信装置に入力される光入力パワーが入力元の光送信装置によらず一定にすることができるようしている。これは、通常動作前であるシステム起動時に、センターECU200(の光受信モジュール211)への光信号の入力パワーに基づいて、カメラ100i(の光送信モジュール111)からの出力パワーを予め調整することにより達成される。 In addition, the in-vehicle optical LAN system can make the optical input power input to the optical receiver during communication (normal operation) constant regardless of the input optical transmitter. This is because the output power from the camera 100 i (the optical transmission module 111) is adjusted in advance based on the input power of the optical signal to the center ECU 200 (the optical reception module 211) at the time of system startup before normal operation. Is achieved.
そのために、カメラ100iとセンターECU200とは、センターECU200が送信する光信号の入力パワー(入力強度)を示す光入力パワー情報(光入力強度情報)をカメラ100iが電気信号として受信できるように、例えば、コントローラエリアネットワーク(CAN:Controller Area Network)バスCを介して接続されている。なお、カメラ100iとセンターECU200には、情報送受信部としてCANドライバ/レシーバ112,212がそれぞれ備えられ、このCANドライバ/レシーバ112,212及びCANバスCを介して、光入力パワー情報の他に、時分割伝送のための同期信号等の情報が、カメラ100iとセンターECU200との間で電気信号として伝達される。
Therefore, the
また、カメラ100iは、図1に示すように、車外の様子等を撮像するもの(例えばCCD素子)から成る撮像部120と、撮像部120で撮像した動画像を光信号に変換しセンターECU200に送信するカメラ本体部110と、を備える。
カメラ本体部110は、上述の光送信モジュール111及びCANドライバ/レシーバ112に加え、撮像部120で撮影した動画像データを送信するために、撮像部120から入力された動画像をアナログ・デジタル変換等して出力する入出力回路113を備える。また、カメラ本体部110を制御するためのマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)114と、データに基づいて当該データを示す電気入力信号を生成するPHYチップ115と、を備える。
In addition, as shown in FIG. 1, the
In addition to the
また、PHYチップ115からの電気入力信号を光出力信号に変換して放射する光送信モジュール111は、図2に示すように、レーザダイオード(LD:Laser Diode)111aと、LD駆動回路111bと、バイアス電流制御回路111cと、制御部111dと、を有する。
In addition, as shown in FIG. 2, an
LD111aは、データを示す電気入力信号及びバイアス電流に基づいた、LD駆動回路111bからの駆動電流(変調電流)によって駆動される。このLD111aは、変調電流に応じた光出力信号を発する。駆動電流はPHYチップ115からLD駆動回路111bに入力される電気入力信号に対応しているので、LD111aからの光出力信号は電気入力信号と同じデータを示す。このLD111aからの光出力信号は光ファイバOを介してセンターECU200に入力される。
なお、センターECU200は、後述のように、カメラ100iのそれぞれのLD111aから送信される光信号の光入力パワー情報を、CANバスCを介して、それぞれのカメラ100iに電気的に送信できるようになっている。
The
Incidentally, the center ECU200, as described below, the optical input power information of the optical signals transmitted from the
バイアス電流制御回路111cは、制御部111dの制御に従ってLD駆動回路111bを制御するもので、LD駆動回路111bがLD111aに流すバイアス電流を制御する。
制御部111dは、マイコン114等を介して、センターECU200から送信される光入力パワー情報を受信する。また、制御部111dは、受信した光入力パワー情報に基づいてLD111aの光出力パワーを調整するために演算する演算装置であり、演算結果に基づいて、バイアス電流制御回路111cを制御する。なお、制御部111dは、受信した光入力パワー情報に基づいてLD駆動回路111bを制御して、LD駆動回路111bがLD111aに流す変調電流を制御することもできる。
The bias current control circuit 111c controls the
The
これら制御部111d等からなる光送信モジュール111は、LD111aの光出力パワーを調整する際は、センターECU200から送信される光入力パワー情報(すなわち、センターECU200が受信する光信号の強度)が設定値となるように、LD111aに流すバイアス電流を制御して、出力する光信号の出力強度を調整する。
カメラ100iにおいて、光送信モジュール111が、センターECU200から送信される光入力パワー情報を受信して、順次上記の光信号の出力強度の調整を行うことにより、センターECU200が各カメラiから受信する光信号の強度を一致させることができる。すなわち、センターECU200への光入力パワーがカメラ100i毎に変化しないようにすることができる。
When adjusting the optical output power of the
In the
なお、本車載光LANシステムにおいて、センターECU200からの光入力パワー情報に基づくLD111aの光出力パワーの調整は、上述のように、システム起動時に行えばよいが、走行途中で何らかの要因(例えば、振動等によるコネクタ接合部のずれなど)で、光入力パワーが変化することがある。このような場合は、通常動作時であっても随時行うようにしてもよい。
In the in-vehicle optical LAN system, the adjustment of the optical output power of the
続いて、センターECU200について図1に戻って説明する。センターECU200は、上述の光受信モジュール211及びCANドライバ/レシーバ212に加えて、光受信モジュール211からの電気出力信号を動画像データとして出力するために、光受信モジュール211からの電気出力信号に対してアナログ・デジタル変換等を行うPHYチップ213を備える。また、センターECU200は、当該ECUを制御するためのマイコン214と、マイコン214から動画像データを受け付け、外部アプリケーション(例えば、表示装置)300にて処理することが可能な形式に変換し、外部アプリケーション300に出力する入出力回路215と、を備える。
Next, the
外部アプリケーション300に出力される動画像データの元となる電気信号を光信号として受信する光受信モジュールは、図3に示すように、PD211aと、トランスインピーダンスアンプ(TIA:Trans Impedance Amplifier)211bと、リミティングアンプ211cと、PD電流検出回路211dと、A/Dコンバータ211eと、演算装置211fと、を備える。
As shown in FIG. 3, an optical reception module that receives an electrical signal that is a source of moving image data output to the
PD211aは、カメラ100iのLD111aから光ファイバOを介して送信された光信号を検出し、光信号の強度に応じた出力電流信号を生成する。PD211aからの出力電流信号は、TIA211bにより増幅され、さらにリミティングアンプ211cによりリミット増幅され、リミット増幅された電気信号には、PHYチップ213によりアナログ・デジタル変換等が行われ、その結果、動画像データが電気出力信号としてマイコン214に出力される(図1参照)。
PD211a detects an optical signal transmitted from
また、PD電流検出回路211dは、PD211aで検出されたLD111aからの光信号の強度に応じた電流の大きさを検出しており、検出された電流の大きさは、A/Dコンバータ211eでデジタル信号に変換され、演算装置211fに入力される。演算装置211fでは、入力値から光入力パワーを換算し、モニタ値(光入力パワー情報)としてマイコン214に送信する。マイコン214は、CANドライバ/レシーバ212及びCANバスCを介して、カメラ100iに光入力パワー情報を電気的に送信する。上述のように、この光入力パワー情報に基づいて、カメラ100iは、光出力パワーを調節する。
The PD
なお、本明細書では、車載光LANシステムは、通信プロトコルとしてCANプロトコルを用いるように構成されるものとして説明したが、IEEE1394プロトコルやFlexRayプロトコル等を用いるように構成されてもよい。また、本車載光LANシステムは、電源ラインを用いたPLC(Power Line Communications)プロトコルを用いるように構成されてもよい。 In this specification, the in-vehicle optical LAN system is described as being configured to use the CAN protocol as a communication protocol, but may be configured to use the IEEE 1394 protocol, the FlexRay protocol, or the like. The on-vehicle optical LAN system may be configured to use a PLC (Power Line Communications) protocol using a power line.
次に、以上のような構成を有する車載光LANシステムの起動時における、光送信モジュールの光出力パワーを調整する処理を、図4を用いて説明する。なお、この処理例では、カメラ100iは、センターECU200が受信する光信号の強度が所定の設定値に一致するように、受信した光入力パワー情報の値が設定値に一致するか否かの判定結果に基づいて、LDに供給する電流量(ここでは、LDに流すバイアス電流量)を調整し、LDから出力する光信号の出力強度を調整する。なお、受信した光入力パワー情報の値が設定値に一致するか否かの判定は、受信した光入力パワー情報の値が、設定値を含む所定の範囲内にあるか否かの判定に基づいて行われる。
Next, a process for adjusting the optical output power of the optical transmission module at the time of starting the in-vehicle optical LAN system having the above configuration will be described with reference to FIG. In this processing example, the
まず、本発明の車載光LANシステムでは、起動後、センターECU200のマイコン214が、光受信モジュール211の電源が入っているかを判定する(ステップS1)。光受信モジュール211の電源が入っている場合(YESの場合)、マイコン214は、光出力パワーを調整するカメラ(光送信モジュール)を選択し(ステップS2)、選択したカメラに、当該カメラが調整するように選択された旨を示す選択信号を、CANバスCを介して送信する。なお、調整するカメラの順番は任意であり、予め設定されていてもよい。
First, in the in-vehicle optical LAN system of the present invention, after activation, the
選択されたカメラ、すなわち、選択信号を受信したカメラでは、マイコン114が、調整信号を受信した旨を光送信モジュール111に送信するとともに、光出力調整用のデータ(テストデータ)を示す電気信号をPHYチップ115から光送信モジュール111に入力するように制御する。光送信モジュール111では、制御部111dが、初期設定値のバイアス電流がLD111aに流れるように、バイアス電流制御回路111cを制御する。また、LD駆動回路111bが、バイアス電流制御回路111cからの制御と、PHYチップ115からのテストデータを示す電気信号とに基づいて、駆動電流をLD111aに流す(ステップS3)。
In the selected camera, that is, the camera that has received the selection signal, the
その後、カメラ100iでは、LD111aの光出力が安定するまで、待機する(ステップS4)。なお、この待機(ウェイト)時間は予め設定しておく。
このとき、センターECU200では、光受信モジュール211のPD211aで、カメラ100iのLD111aからの光信号を、光ファイバOを介して受信(受光)している。カメラ100iは、待機時間経過後に、このセンターECU200に光入力パワー情報の送信を要求する等して、光入力パワー情報を受信する(ステップS5)。
Thereafter, the
At this time, the
カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、マイコン114等を介して取得した光入力パワー情報に基づいて、光受信モジュール211のPD211aで受信された光信号の入力パワーが所定の範囲内にあるか否かを判定する(ステップS6)。
規定の範囲内にない場合(NOの場合)、光送信モジュール111の制御部111dは、光受信モジュール211で受信されている光信号の入力パワーが所定の範囲よりも大きいか否かを判定する(ステップS7)。
The
If not within the specified range (in the case of NO), the
所定の範囲よりも大きい場合(YESの場合)、光送信モジュール111の制御部111dは、LD111aに流すバイアス電流を1段階小さいものにするように、バイアス電流制御回路111cを制御する(ステップS8)。
LD111aに流すバイアス電流の大きさを変更した後、所定の時間待機する(ステップS9)。所定の時間経過後には、ステップS5の処理に戻る。
When larger than the predetermined range (in the case of YES), the
After changing the magnitude of the bias current flowing through the
一方、ステップS6において、光受信モジュール211で受信されている光信号の強度が規定の範囲よりも小さい場合(NOの場合)、バイアス電流値がリミット値以下か否かを判定する(ステップS10)。なお、リミット値とは、この値を超えるとLD111aにダメージが起こり得る恐れのある値をいう。
リミット値を越えていない場合(YESの場合)、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、LD111aに流すバイアス電流を1段階大きいものにするように、バイアス電流制御回路111cを制御する(ステップS8)。
LD111aに流すバイアス電流の大きさを変更した後は、カメラ100iでの処理は、上述のステップS9の処理に移行し、ステップS5の処理に戻る。
On the other hand, when the intensity of the optical signal received by the
If it does not exceed the limit value (in the case of YES), the
After changing the magnitude of the bias current applied to LD111a, the processing by the
また、ステップS6において、規定の範囲内にある場合(YESの場合)は、調整することを選択されたカメラ100iでは、そのときのバイアス電流のレジスタ値を保持し、光信号の調整を終了し(ステップS12)、調整が終了した旨を、センターECU200に送信する。保持されたバイアス電流のレジスタ値は、全てのカメラの調整終了後、当該カメラ(の光送信モジュール)に光信号送信指示があった場合に用いられる。
In step S6, if it is within the prescribed range (in the case of YES), the
カメラ100iの調整が終了した旨を受信したセンターECU200は、何れのカメラが調整を終了したかを記録し、その記録に基づき、未調整のカメラがあるか否かを判定する(ステップS13)。未調整のカメラがある場合(YESの場合)は、センターECU200は、調整するカメラをその中から選択するように、処理はステップS2に戻る。一方、ステップS12において、未調整のカメラがない場合(NOの場合)は、車載光LANシステムにおける処理は終了する。
The
また、ステップS10においてバイアス電流値がリミット値を越えている場合(YESの場合)は、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、カメラ100iにおける光出力の調整が不完全である旨等を、センターECU200のマイコン214に送信する(ステップS14)。また、このステップにおいて、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、光出力調整処理を終了し、調整が終了した旨を、カメラ100iのマイコン114を介して、センターECU200のマイコン214に送信する。
Further, (case of YES) when the bias current value exceeds the limit value in step S10, the
そして、カメラ100iにおける光出力の調整が不完全である旨を受信したセンターECU200では、マイコン214が、当該カメラにおいて出力調整ができなかった旨を表示装置が表示するためのエラー表示情報を、表示装置(外部アプリケーション)300に出力する(ステップS15)。そして、車載光LANシステムにおける処理は、ステップS12に移行する。
Then, in the
また、ステップS1において、光受信モジュール211の電源が入っていなければ(NOの場合)、その旨を表示装置に表示するためのエラー表示情報を、センターECU200のマイコン214が表示装置(外部アプリケーション)300に出力する(ステップS16)。その後に、車載光LANシステムにおける処理は終了する。
In step S1, if the
なお、ステップS15やステップS16において、エラーを表示装置300に表示するようにエラー表示情報を出力する際は、表示装置300がアラーム音を鳴らすためのアラーム音鳴動情報を、エラー表示情報に代えて、または、エラー表示情報とともに出力するようにしてもよい。
In step S15 or step S16, when error display information is output so that an error is displayed on the
なお、LD111aに流す各段階におけるバイアス電流の大きさや、ステップS4やステップS9における待機時間、バイアス電流のリミット値は、予め設定しておくことが好ましい。また、段階間のバイアス電流の大きさは、一定とは限られず、バイアス電流の電流値に応じて、その大小が変化していてもよく、予め設定された待機時間は、前述のステップS4における待機時間と異なっていてもよいし、同じであってもよい。
In addition, it is preferable that the magnitude of the bias current at each stage flowing through the
上述のようにシステム起動時に光出力の調整を行った後に、例えば、第1〜第5カメラ1001〜1005の光送信モジュール111に所定のデータを入力したときに、センターECU200の光受信モジュール211で受光される光出力の状態を図5に示す。ここでは、所定のデータとして、LD111aが発光状態になるようなデータが入力されている。システム起動時に上記調整を行ったため、カメラが複数ある場合でも、図5に示すように、センターECU200の光受信モジュール211への光入力パワーを一定にすることができるので、正常に通信することが可能となる。
After adjusting the optical output at the time of system startup as described above, for example, when predetermined data is input to the
上記では、光入力パワー情報に基づいて、LD111aに流す電流を一段階ずつ変更することにより、LD111aの光出力パワーの調整を行っていた。しかし、調整方法は、上記の方法に限られず、現在の光入力パワー及びバイアス電流の情報から、目標光入力パワーにするためのバイアス電流を計算して、LD111aに流すバイアス電流を変更(調整)するようにしてもよい。
In the above, the optical output power of the
この方法においては、例えば、現在の光入力値(P[now])が目標値(通常は幅を持たせている)に対して小さいとき(上記幅内の最小値(P[min])より小さいとき)、目標光入力パワーにするためにさらに必要なバイアス電流値((P[min]−P[now]=ΔP)×A)を計算し、現在のバイアス電流値に加算し、LDに供給するバイアス電流値を変更する。なお、乗数Aは〔mA/P〕の次元を持つものである。また、現在の光入力値が所定幅の最大値(P[max])よりも大きいとき、目標光入力パワーにするために減ずべきバイアス電流値((P[now]−P[max]=ΔP)×A)を計算し、現在のバイアス電流値から減算し、LDに供給するバイアス電流値を変更する。 In this method, for example, when the current light input value (P [now]) is smaller than the target value (usually having a width) (than the minimum value (P [min]) within the width). When it is small, a bias current value ((P [min] −P [now] = ΔP) × A) further necessary for obtaining the target optical input power is calculated, added to the current bias current value, Change the supplied bias current value. The multiplier A has a dimension of [mA / P]. When the current optical input value is larger than the maximum value (P [max]) of the predetermined width, the bias current value ((P [now] −P [max] = ΔP) × A) is calculated and subtracted from the current bias current value to change the bias current value supplied to the LD.
このようにして、あるスロットの受信器(センターECU200)への入力パワーと、LD111aに流しているバイアス電流の情報とに基づいて、目標光入力パワーするために供給すべきバイアス電流を計算し、次のスロットの出力パワーに反映させてもよい。ここでいうスロットとは、光入力パワー情報を取得し、光入力値と目標値を比較/判定し、加減電流値を計算し、供給電流を増減させる、という一連の流れの一回分を指す。
In this way, the bias current to be supplied for the target optical input power is calculated based on the input power to the receiver (center ECU 200) in a certain slot and the information on the bias current flowing in the
なお、加減電流値を求める際に用いる乗数Aは、予め定められた定数であってもよく、また、1または複数スロット分の光入力パワー情報及びバイアス電流値の情報を記憶しておき、記憶した情報等に基づき定めてもよい。また、1スロット目では、乗数Aには予め定めた値を用い、2スロット目では、1スロット目及び2スロット目の光入力パワー情報とバイアス電流値に基づいて、乗数Aを決定し、加減電流値を求めるようにしてもよい。
また、上記では、光入力パワー値の許容範囲(幅)内での最小値または最大値に基づいて、加減電流値を求めていたが、許容範囲内の上記以外の値をターゲット値とし、そのターゲット値に基づいて、加減電流値を求めるようにしてもよい。
Note that the multiplier A used for obtaining the adjustment current value may be a predetermined constant, or the optical input power information and the bias current value information for one or a plurality of slots are stored and stored. You may decide based on the information etc. which did. In the first slot, a predetermined value is used as the multiplier A. In the second slot, the multiplier A is determined based on the optical input power information and the bias current value in the first and second slots, and is adjusted. The current value may be obtained.
Further, in the above, the addition / subtraction current value is obtained based on the minimum value or maximum value within the allowable range (width) of the optical input power value. The adjustment current value may be obtained based on the target value.
上述のように調整することでシステム起動直後は正常に通信できるが、走行中に、何らかの要因(例えば振動によるコネクタ接合部のずれなど)により、各カメラ100iからセンターECU200への入力パワーがずれる可能性がある。そのため、センターECU200の光受信モジュール211への入力パワーが一定になるように、全てのカメラ100iにおいてLD111aに供給する電流量を起動時に調整した後の定常動作時に、LD111aに供給する電流量を光入力パワー情報に基づいて随時調整し、送信出力を常時制御するようにしてもよい。
By adjusting as described above, communication can be normally performed immediately after the system is started, but the input power from each
図6は、本発明の車載光LANシステムにおける光送信モジュールの光出力パワーを常時調整する処理を説明するフローチャートである。
センターECU200は、ある一定の時間おきに動作させるカメラ100iを切り替えており、その切り替えは、センターECU200からイネーブル(Enable)信号をカメラ100iへ入力することで行う。つまり、動作させるカメラ100iにだけEnable信号を入力し、その他のカメラ100iにはディスエーブル(Disable)信号を入力しておく(Disable信号が入っている場合でも、光信号の出力がOFFになっているだけで、内部の演算装置等は動作している)。以下に示すように、カメラ100iは、Enable信号が自身に入力されているときにだけ、自動パワー制御(APC:Automatic Power Control)制御を行う。
FIG. 6 is a flowchart for explaining processing for constantly adjusting the optical output power of the optical transmission module in the in-vehicle optical LAN system of the present invention.
The
カメラ100iのマイコン114は、センターECU200からEnable信号が入っているかを判定する(ステップS21)。入っている場合(YESの場合)は、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dが、マイコン114等を介して光入力パワー情報を受信する(ステップS22)。そして、受信した光入力パワー情報に基づいて、光受信モジュール211のPD211aで受信された光信号の入力パワーが、所定の範囲内にあるか否かを判定する(ステップS23)。
The
所定の範囲内にない場合(NOの場合)、光送信モジュール111の制御部111dは、光受信モジュール211で受信されている光信号の入力パワーは、所定の範囲よりも大きいか否かを判定する(ステップS24)。
所定の範囲よりも大きい場合(YESの場合)、光送信モジュール111の制御部111dは、LD111aに流すバイアス電流を1段階小さいものにするように、バイアス電流制御回路111cを制御する(ステップS25)。LD111aに流すバイアス電流の大きさを変更した後、所定の時間待機する(ステップS26)。
When not in the predetermined range (in the case of NO), the
When larger than the predetermined range (in the case of YES), the
所定の時間経過後に、カメラ100iのマイコン114は、センターECU200からEnable信号が入っているか否かを判定する(ステップS27)。入っている場合(YESの場合)は、ステップS23の処理に戻る。
一方、ステップS24において、光受信モジュール211で受信されている光信号の強度が所定の範囲よりも小さい場合(NOの場合)、バイアス電流値がリミット値以下か否かを判定する(ステップS28)。このリミット値は予め設定しておく。
After a predetermined time has elapsed, the
On the other hand, when the intensity of the optical signal received by the
リミット値を越えていない場合(YESの場合)、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、LD111aに流すバイアス電流を1段階大きいものにするように、バイアス電流制御回路111cを制御する(ステップS29)。LD111aに流すバイアス電流の大きさを変更した後は、カメラ100iでの処理は、上述のステップS26の処理に移行する。
If it does not exceed the limit value (in the case of YES), the
また、ステップS23において、規定の範囲内にある場合(YESの場合)は、ステップS27の処理に移行する。
ステップS27において、センターECUからEnable信号が入っていないと判定された場合(NOの場合)は、バイアス電流のレジスタ値を保持し(ステップS30)、当該カメラ100iにおける処理を終了する。
In step S23, when it is within the specified range (in the case of YES), the process proceeds to step S27.
In step S27, (the case of NO) when it is determined not to contain the Enable signal from the center ECU holds the register value of the bias current (step S30), and finishes the process the
また、ステップS28において、バイアス電流値がリミット値以上と判定された場合(NOの場合)、カメラ100iの光送信モジュール111の制御部111dは、カメラ100iにおける光出力の調整ができない旨等を、センターECU200のマイコン214に送信する(ステップS31)。なお、カメラ100iにおける光出力の調整ができない旨を受信したセンターECU200では、当該カメラにおいて出力調整ができない旨を表示装置が表示するためのエラー表示情報を、マイコン214が表示装置(外部アプリケーション)300に出力してもよい。
そして、車載光LANシステムにおける処理は、ステップS30に移行し、当該カメラ100iに対する処理を終了する。
Further, in step S28, (the case of NO) if the bias current value is determined to more than the limit value, the
Then, processing in the in-vehicle optical LAN system, the process proceeds to step S30, and terminates the processing for the
上述のようにセンターECU200への光入力パワーが一定になるように送信出力を常時制御した際の、センターECU200の光受信モジュール211で受光される光出力の状態を図7に示す。ここでは、LD111aが発光状態になるようなデータが入力されているものとする。図7の例では、第2カメラ1002及び第4カメラ1004のタイムスロットに切り替わったとき、並びに、第5カメラ1005のタイムスロットの途中で、車載光LANシステムにおいて、何らかの要因で各光送信装置から光受信装置への入力パワーがずれている。しかし、上述のように、常時LD111aの光出力パワーを制御しているため、光受信装置への入力パワーが一定になるように修正することができるので、正常に通信することができる。
FIG. 7 shows the state of the light output received by the
なお、以上の例の車載光LANシステムでは、光送信装置としてカメラを備えるものとして説明したが、カメラに限らず別のアプリケーションでも良い。 In the above-described in-vehicle optical LAN system, the camera is provided as the optical transmission device. However, the application is not limited to the camera, and may be another application.
1001…第1カメラ、1002…第2カメラ、1003…第3カメラ、1004…第4カメラ、1005…第5カメラ、110…カメラ本体部、111…光送信モジュール、111a…LD、111b…LD駆動回路、111c…バイアス電流制御回路、111c…制御部、111d…制御部、112…CANドライバ/レシーバ、113…入出力回路、114…マイコン、115…PHYチップ、120…撮像部、200…センターECU、211…光受信モジュール、211a…PD、211b…TIA、211c…リミティングアンプ、211d…PD電流検出回路、211e…A/Dコンバータ、211f…演算装置、212…CANドライバ/レシーバ、213…PHYチップ、214…マイコン、215…入出力回路。
100 1 ... first camera, 100 2 ... second camera, 100 3 ... third camera, 100 4 ... fourth camera, 100 5 ... fifth camera, 110 ... camera body, 111 ... optical transmission module, 111a ...
Claims (4)
前記光受信装置は、受信した光信号の強度を示す光入力強度情報を、当該光信号を送信した光送信装置に電気的に送信する送信手段を備え、
前記光送信装置は、前記光入力強度情報を電気信号として受信し、該光入力強度情報に基づいて、前記光受信装置により受信される光信号の強度が設定値となるように、出力する光信号の出力強度を調整する調整手段を備え、
前記車載光通信システムの起動時に、前記複数の光送信装置が出力する光信号の出力強度を順次調整し、前記光受信装置が各光送信装置から受信する光信号の強度を一致させることを特徴とする車載光通信システム。 An in-vehicle optical communication system comprising: a plurality of optical transmitters; and an optical receiver that receives, in a time division manner, a plurality of optical signals output from the plurality of optical transmitters,
The optical receiving device includes transmission means for electrically transmitting optical input intensity information indicating the intensity of the received optical signal to the optical transmitting device that transmitted the optical signal,
The optical transmitter receives the optical input intensity information as an electrical signal, and outputs light based on the optical input intensity information so that the intensity of the optical signal received by the optical receiver becomes a set value. An adjustment means for adjusting the output intensity of the signal;
When the on-vehicle optical communication system is activated, output intensities of optical signals output from the plurality of optical transmission devices are sequentially adjusted, and the optical reception devices receive the optical signals received from the optical transmission devices at the same intensity. In-vehicle optical communication system.
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