JP6536531B2 - 車両用情報端末 - Google Patents

Description

本発明は、複数種類の通信方式のそれぞれに対応する複数のアンテナを備える車両用情報端末に関する。

従来、工場出荷後の自動車には、ディスプレイと入力装置に加えて、車両外部に存在する所定の通信装置と無線通信を実施する機能を備えた情報処理端末（以降、車両用情報端末）がユーザ等によって取り付けられることがある。そのような車両用情報端末としては、例えばポータブル型のナビゲーション装置（以降、ポータブルナビ）がある。

ポータブルナビは、特許文献１に開示されているように、ディスプレイ等に加えて、ＧＰＳ（Global Positioning System）で用いられている測位衛星から送信される航法信号をＧＰＳ用のアンテナで受信することによって現在位置を測位する機能（以降、ＧＰＳ機能）を備えている。なお、ＧＰＳ機能が、前述の車両外部に存在する通信局と通信を実施する機能に相当する。

特開２０１１−２０９０１７号公報

近年は、車両用情報端末の高機能化のために、狭域通信（以降、ＤＳＲＣ：Dedicated Short Range Communications）や、Bluetooth（登録商標）などといった、複数の通信機能を備えさせたいという需要がある。

しかしながら、車両用情報端末に複数の通信機能を実装するためには、各通信方式で採用されている搬送波に応じたアンテナを、通信相手が存在する方向へ指向性が向くように配置する必要がある。

例えば、ＤＳＲＣ用のアンテナは、通信相手が車室外に存在するため、指向性が車室外（特に天頂方向）を向くように配置される必要がある。なお、DSRC用のアンテナにとっての通信相手とは道路の上方に配置された通信装置（いわゆる路側機）である。

また、ユーザによって車室内に持ち込まれた携帯端末と通信するための手段として車両用情報端末にBluetoothを導入する場合には、指向性が車室内に向くようにBluetooth用のアンテナを配置する必要がある。

このようにＤＳＲＣ用のアンテナなどの車室外装置と無線通信を行うためのアンテナと、車室内に存在する通信装置と無線通信をするためのアンテナの両方を車両用情報端末に導入する場合、それぞれのアンテナが向くべき方向が異なるため、各アンテナを指向性が適切な方向を向くように配置すると、筐体が大型化してしまうといった課題があった。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、車室外装置との間の無線通信と車室内装置との間の無線通信とを両立でき、かつ、小型化が可能な車両用情報端末を提供することにある。

その目的を達成するための本発明は、車両の運転席に着座する乗員に向けた情報を表示するための表示面を備えるディスプレイ（１１）を備える車両用情報端末であって、
ディスプレイの表示面の反対側に、ディスプレイと対向するように配置された第１基板（１３）と、第１基板から見てディスプレイが存在しない側に配置された第２基板（２１）と、車両の上方に存在する通信装置である上方通信装置と通信を実施するための少なくとも１つの車室外用アンテナ（２１１、２１３、２１５）と、車室内に存在する通信装置である車室内装置と、所定の近距離無線通信規格に準拠した通信である近距離通信を実施するための車室内用アンテナ（１３３）と、を備え、第２基板は、ディスプレイの上下方向に直交する平面に対してなす角度が４５°以下となる姿勢で配置されており、第１基板は、ディスプレイから第１基板に向かう方向である奥行方向においてディスプレイと重ならない領域である、はみ出し領域を有しており、車室内用アンテナは、第１基板が備えるディスプレイと対向する面であるディスプレイ対向面（１３Ａ）のうち、はみ出し領域に設けられており、車室外用アンテナは、第２基板が備える２つの面のうち、車両用情報端末がディスプレイの上下方向に応じた姿勢で車両に取り付けられた場合に上方を向く面である上側面（２１Ａ）に設けられていることを特徴とする。

以上の構成では、ディスプレイの上下方向が車両の高さ方向と一致し、かつ、表示面が運転席に向く姿勢（以降、正しい姿勢）で車両用情報端末が車両に取り付けられている場合、第２基板が車両水平面に対してなす傾きは４５°以下となる。なお、ここでの車両水平面とは、車両高さ方向に直交する平面である。

また、車両が水平な道路上に存在している場合、車両高さ方向と天頂方向と一致する。そのため、車両が水平な道路上に存在している場合、第２基板の上側面は天頂方向に向いた状態となる。

そして、上記構成において車室外用アンテナは第２基板の上側面に配置されている。そのため、車両用情報端末が正しい姿勢で車両に取り付けられている場合には、車室外用アンテナの指向性は天頂方向に向いた状態となる。故に、車室外用アンテナは、車両の上方に存在する通信装置である上方通信装置からの電波を良好に受信することができる。

一方、第１基板はディスプレイの背面側にディスプレイと対向するように配置されているため、車両用情報端末が正しい姿勢で車両に取り付けられている場合、第１基板のディスプレイ対向面は運転席に向いた状態となる。これにより、車室内用アンテナの指向性は車室内運転席方向へと向いた状態となる。

故に、ディスプレイ対向面のはみ出し領域にもう受けられた車室内用アンテナは、ユーザによって車室内に持ち込まれた車室内装置からの電波を良好に受信することができる。なお、車室内アンテナをはみ出し領域に設けることで、ディスプレイによって車室内装置からの電波が遮られる恐れを低減することができる。つまり、以上の構成によれば、車両上方に存在する通信装置との間の無線通信と車室内装置との間の無線通信とを両立することができる。

また、一般的に１つの基板に複数種類の無線通信機能を実装する場合、アンテナ間のアイソレーションや利得を確保するために、基板が大型化してしまう傾向がある。そのような課題に対して、上記によれば、複数種類のアンテナを、異なる姿勢で配置された２つの基板のそれぞれに振り分けて配置することができる。

つまり、上記構成によればアンテナ間のアイソレーションや利得を確保するためのアンテナ配置に対する制約が緩和される。したがって以上の構成によれば、車室外装置との間の無線通信と車室内装置との間の近距離無線通信とを両立しつつ、小型化が可能となる。

なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

ポータブルナビ１００の車両への取り付け例を示した図である。 ポータブルナビ１００の概略的な構成を示したブロック図である。 ポータブルナビ１００を側方から見たときの断面図である。 ディスプレイ１１、第１基板１３、及びＢＬＥアンテナ１３３の位置関係を説明するための図である。 車室外に通信相手が存在するアンテナの配置例を示した図である。 メインケース１とホルダケース２の好適な位置関係を示す図である。 図６に示す構成の効果を説明するための図である。 フロントガラス２００に取り付けて使用されるポータブルナビ１００の変形例を示した図である。 フロントガラス２００に取り付けて使用されるポータブルナビ１００の変形例を示した図である。 ポータブルナビ１００の車両への取り付け例を示した図である。 ダッシュボード３００に取り付けて使用されるポータブルナビ１００の概略的な構成を示した図である。 バー型のハンドルに取り付けて使用されるポータブルナビ１００の構成を示した図である。 ハンドル取付部６の斜視図である。 ハンドル取付部６の側面図である。

以下、本発明の実施形態の一例として、本発明が適用されたポータブル型のナビゲーション装置（以降、ポータブルナビ）１００について図を用いて説明する。図１は、ポータブルナビ１００が車両に取り付けられた状態の一例を示す図である。ポータブルナビ１００は、後述するようにディスプレイ１１の表示面が運転席に向くように、車両のフロントガラス２００等に取り付けられて使用される。

［ポータブルナビ１００の機能について］
ポータブルナビ１００の構成について説明する前に、まずは、ポータブルナビ１００が備える種々の機能について概略的に述べる。ポータブルナビ１００は、経路案内等を行う周知のナビゲーション装置としての機能（以降、ナビ機能）を備えるデバイスである。また、ポータブルナビ１００は、ナビ機能を実現するためのサブ機能として、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）で用いられている測位衛星から送信される航法信号に基づいて現在位置を測位する機能（以降、ＧＮＳＳ機能）を備える。なお、ＧＮＳＳとしては、ＧＰＳ（Global Positioning System）や、Galileo、GLONASS等がある。

また、ポータブルナビ１００は、ナビ機能やＧＮＳＳ機能に加えて、広域通信機能や、狭域通信機能、近距離通信機能を備える。広域通信機能は、携帯電話網などの広域通信網へ無線アクセスして車両外部に存在する通信装置（例えばセンタ）と通信を実施する機能である。便宜上、広域通信網を介した通信のことを、他の方式に準拠した通信と区別するため、広域通信と称する。広域通信を実現する通信方式としては、任意の移動体通信方式を採用することができる。ここでは一例としてポータブルナビ１００は、ＬＴＥの規格に準拠して広域通信を実施するものとする。

狭域通信機能は、所定の通信方式に準拠して、道路上に配置された設備（以降、路側機）等と、無線基地局などを介さずに（つまり直接的に）無線通信を実施する機能である。狭域通信機能を実現する通信方式としては、例えば、無線ＬＡＮ技術に基づいたDSRC（Dedicated Short Range Communications）や、ＩＥＥＥ１６０９等にて開示されているＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicular Environment）規格等を採用することができる。ここではポータブルナビ１００は、DSRCを用いて路側機等と通信するように構成されているものとする。

なお、路側機は、道路上の限定的なエリアに向けて情報を配信するように、道路の上方（例えば路面からの高さが６ｍとなる位置）に設置されている。すなわち、路側機は車両の屋根部よりも高い位置に配置された通信装置である。路側機が配信する情報とは、例えば、渋滞や事故等の道路交通情報や、安全運転支援情報などである。なお、路側機は、有料道路の出入り口に設けられた、有料道路の利用料金の精算処理を実施する自動料金収受システムを構成する通信設備であってもよい。

また、狭域通信機能は、他の車両に搭載された狭域通信機能を提供する通信装置と通信を実施するものであってもよい。つまり、狭域通信機能は車車間通信を提供するものであってもよい。ＧＮＳＳ衛星や路側機が、車両の上方に存在する通信装置である上方通信装置に相当する。

近距離通信機能は、所定の近距離無線通信規格に準拠した通信（以降、近距離通信）を実施するための機能である。近距離無線通信規格としては、例えばBluetooth Low Energy（Bluetoothは登録商標）や、Wi-Fi（登録商標）等を採用することができる。ここでは、一例としてBluetooth Low Energy（以降、ＢＬＥ）によって近距離通信を実施するものとする。また、近距離通信機能は、車室内に存在する他の通信端末と通信することを目的としてポータブルナビ１００に搭載されている。

車室内に存在する他の通信端末とは、ユーザが車室内に持ち込んだ、ポータブルナビ１００以外の近距離通信機能を備える通信端末である。ポータブルナビ１００が近距離通信機能によって通信する相手としては、例えば、スマートフォンや、タブレット端末、ウェアラブルデバイス、携帯用音楽プレーヤ、携帯用ゲーム機等が想定される。ポータブルナビ１００が近距離通信機能によって通信する相手は、近距離通信機能を備える通信端末であればよい。

［ポータブルナビ１００の構成について］
次に、上述した種々の機能を実現するためのポータブルナビ１００の構成の一例について説明する。ポータブルナビ１００は、図２及び図３に示すように、メインケース１とホルダケース２の２つのケースを備えており、それらはアーム３によって接続されている。便宜上、メインケース１からホルダケース２に向かう方向を奥行方向と称する。図３の矢印は奥行方向を示している。メインケース１が請求項に記載の第１筐体に相当し、ホルダケース２が請求項に記載の第２筐体に相当する。

メインケース１には、表示面１１Ａ上にタッチパネル１２が積層されたディスプレイ１１と、種々の電子部品が配置されたプリント基板である第１基板１３とが収容されている。第１基板１３には、ディスプレイコントローラ１３１、タッチパネルコントローラ１３２、ＢＬＥアンテナ１３３、ＢＬＥモジュール１３４、主制御部１３５、電源回路１３６、メイン側コネクタ１３７が配置されている。ＢＬＥアンテナ１３３が請求項に記載の車室内用アンテナに相当する。

メインケース１の形状は、適宜設計されれば良い。ここでは一例として、メインケース１は、第１基板１３に対して垂直な方向を厚み方向とする扁平な直方体状に形成されているものとする。メインケース１の厚みは、ディスプレイ１１、タッチパネル１２、及び第１基板１３等といった所定の収容対象物を収容するために必要十分な大きさとなっていればよい。厚み方向は前述の奥行方向に相当する。

また、メインケース１において厚み方向と直交する面のうちの一方の面（以降、メイン表面）１Ａには、ディスプレイ１１の表示面１１Ａを露出させるための開口部が設けられている。メインケース１においてメイン表面１Ａとは反対側の面（以降、メイン背面）１Ｂにはアーム３の一端が接続されている。メイン背面１Ｂにおいてアーム３と接合されている部分には、フレキシブルケーブル４を通すための穴が設けられている。また、アーム３は筒状の部材であって、内部にフレキシブルケーブルを通すことができるように構成されている。

ポータブルナビ１００は、ディスプレイ１１の表示面１１Ａが運転席に向くように配置されて使用されることを前提とした装置である。メインケース１には、ディスプレイ１１の表示の向きに対応するように上下、左右が設定されている。ここでは一例として、メインケース１において厚み方向と直交する面（換言すれば第１基板１３と平行な面）は、ポータブルナビ１００にとっての左右方向の長さが、上下方向の長さよりも短い長方形状に形成されているものとする。

ポータブルナビ１００は、メインケース１の左右方向が車両にとっての水平面（以降、車両水平面）と平行となり、且つ、上下方向が車両の高さ方向と一致するように車両に取り付けられることを前提として構成されている。なお、ここでの一致が指す状態は、完全な一致に限らない。運転席に着座している人物がディスプレイ１１の表示内容を違和感なく認識できる程度の傾きが生じている状態も含む。車両水平面とは、車両の高さ方向に垂直な平面である。例えば車両水平面は車両の床部に平行な平面である。

なお、フロントガラス２００におけるポータブルナビ１００の取り付け位置はユーザによって決定されればよい。ポータブルナビ１００は、運転席の乗員が車両正面方向に視線を向けている状態における周辺視野内、特に有効視野内に配置されることが好ましい。本実施形態におけるポータブルナビ１００は、運転席乗員の目線と同じ高さに取り付けて使用されることを前提として構成されているものとする。

また、ホルダケース２にも、種々の電子部品が実装されたプリント基板である第２基板２１が収容されている。具体的には、第２基板２１には、ＧＮＳＳアンテナ２１１、ＧＮＳＳモジュール２１２、ＤＳＲＣアンテナ２１３、ＤＳＲＣモジュール２１４、ＬＴＥアンテナ２１５、ＬＴＥモジュール２１６、及びホルダ側コネクタ２１７が配置されている。ＧＮＳＳアンテナ２１１、ＤＳＲＣアンテナ２１３及びＬＴＥアンテナ２１５のそれぞれが、請求項に記載の車室外用アンテナの一例に相当する。第１基板１３と第２基板２１とは、フレキシブルケーブル４によって接続されている。

ホルダケース２の形状も適宜設計されれば良い。ここでは一例として、ホルダケース２は、第２基板２１に垂直な方向を厚み方向とする扁平な直方体状に形成されているものとする。ホルダケース２の厚みは、種々の電子部品が実装された第２基板２１を収容するために必要十分な大きさとなっていればよい。

メインケース１は、ホルダケース２に対する姿勢（換言すれば角度）が変更可能に構成されている。本実施形態では一例として、アーム３とメインケース１との接続部に、角度調整部３１が設けられているものとする。角度調整部３１は、例えばボールジョイント等の周知の構成を採用して実現することができる。

なお、他の態様として、角度調整部３１は、アーム３とホルダケース２との接続部に設けられていても良い。また、角度調整部３１は、アーム３とホルダケース２との接続部と、アーム３とメインケース１との接続部の両方に設けられていても良い。

角度調整部３１の可動範囲は４５°程度に設計されていれば良い。本実施形態におけるアーム３は、角度調整部３１による角度調整量を０度とした場合、ホルダケース２に対してメインケース１が垂直となるように構成されているものとする。そのため、側面視においてメインケース１とホルダケース２とがなす角度（以降、ピッチ角）θは、４５°まで小さくことができる。

ただし、本実施形態ではピッチ角θを大きくする方向には、ケース同士の干渉（換言すれば接触）によって、所定の角度（例えば１１０°）以上には設定できないように構成されているものとする。図３では、ピッチ角θを約６０°に調整した状態を表している。なお、本実施形態では、ホルダケース２に対するメインケース１の角度を調整可能な構成を開示するが、これに限らない。角度調整部３１は設けられていなくともよい。アーム３はホルダケース２に対するメインケース１の姿勢を支持するように構成されていれば良い。

メインケース１を正しい姿勢となるように配置した場合に、ホルダケース２において相対的に上側を向く面（以降、ホルダ上面部）２Ａは、ポータブルナビ１００をフロントガラス２００に取り付けるための面（以降、取付面）として機能する。ホルダ上面部２Ａが請求項に記載の筐体上面部に相当する。

ここでの正しい取付姿勢とは、ポータブルナビ１００の設計時に想定されている取付姿勢であって、ディスプレイ１１の表示の向き（つまり上下）が正しく、かつ、ディスプレイ１１の表示面１１Ａが運転席に向けられた姿勢に相当する。取付面とフロントガラス２００との接着は、両面テープや吸盤などを用いて実現されれば良い。

ホルダケース２においてホルダ上面部２Ａとは反対側の面（以降、ホルダ下面部）２Ｂにはアーム３の他端が接続されている。ホルダ下面部２Ｂにおいてアーム３と接合されている部分には、フレキシブルケーブル４を通すための穴が設けられている。ホルダ下面部２Ｂが請求項に記載の筐体下面部に相当する。

ディスプレイ１１は、種々の情報を表示する表示面１１Ａを備える表示装置である。ディスプレイ１１が備える表示面１１Ａは長方形状に形成されている。これに伴い、ディスプレイ１１の外観形状も扁平な直方体形状となっている。便宜上、ディスプレイ１１において、表示面１１Ａと反対側の面を背面部と称する。前述の通り、メインケース１においてディスプレイ１１の表示面１１Ａが配置される部分は開口部となっており、ディスプレイ１１は表示面１１Ａが外側から見えるようにメインケース１に収容される。

ディスプレイ１１は、液晶ディスプレイや、有機ＥＬディスプレイ等を用いることができる。ここでは一例としてディスプレイ１１はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）モジュールを用いて実現されているものとする。ディスプレイ１１は、後述するディスプレイコントローラからの制御信号に基づいて駆動し、制御信号画像を表示する。

タッチパネル１２は、例えば静電容量式のタッチパネルであって、ディスプレイ１１の表示面１１Ａ上に積層されている。タッチパネル１２は、ユーザによってタッチパネル１２がタッチされているか否か、及びタッチされている場合にはそのタッチ位置を示す信号（以降、タッチ位置信号）をタッチパネルコントローラ１３２に逐次出力する。

なお、タッチパネル１２は、静電容量式以外の方式（例えば感圧式）によってユーザのタッチ位置を検出するタッチパネルであってもよい。また、ここではユーザが当該ポータブルナビ１００に対する指示を入力するための装置（つまり、入力装置）としてタッチパネル１２を採用した構成を開示しているがこれに限らない。ハードウェアスイッチや、マウス、ハプティックデバイス等といった周知のデバイスを入力装置として採用することができる。

第１基板１３は、前述の通り、ディスプレイコントローラ１３１、タッチパネルコントローラ１３２、ＢＬＥアンテナ１３３、ＢＬＥモジュール１３４、主制御部１３５、電源回路１３６、メイン側コネクタ１３７が配置されたプリント基板である。第１基板１３は、略長方形状に形成されている。

第１基板１３は、ディスプレイ１１の背面部と対向し、かつ、一部がディスプレイ１１の上側に飛び出るように、メインケース１に収容される。すなわち、第１基板１３は、奥行方向においてディスプレイ１１と重ならない領域（以降、はみ出し領域）が形成されるように配置される。

便宜上、第１基板１３が備える２つの面のうち、ディスプレイ１１の背面部と対向する面をディスプレイ対向面１３Ａと称するとともに、ディスプレイ対向面１３Ａとは反対側の面を裏側面１３Ｂと称する。また、第１基板１３からディスプレイ１１に向かう方向を第１基板直交方向と称する。図３中の一点鎖線は、第１基板直交方向を示している。

なお、ディスプレイ対向面１３Ａは、ポータブルナビ１００が正しい取付姿勢で車両に取り付けられている場合、運転席乗員のほうに向けられる。また、第１基板直交方向は、ポータブルナビ１００が正しい取付姿勢で車両に取り付けられている場合、運転席乗員に向かう方向に相当する。

ディスプレイコントローラ１３１は、ディスプレイ１１の作動を制御する構成要素である。ディスプレイコントローラ１３１は、ディスプレイ１１と図示しないケーブルによって相互通信可能に接続されている。また、主制御部１３５とも相互通信可能に接続されている。ディスプレイコントローラ１３１は、主制御部１３５から入力される表示用データに基づいた制御信号を生成してディスプレイ１１に出力し、表示用データに対応する画像を表示させる。

タッチパネルコントローラ１３２は、タッチパネル１２の作動を制御する構成要素である。タッチパネルコントローラ１３２は、図示しないケーブルによってタッチパネル１２と相互通信可能に接続されている。また、主制御部１３５とも相互通信可能に接続されている。タッチパネルコントローラ１３２は、タッチパネル１２から出力されたタッチ位置信号を主制御部１３５が認識可能な形式のデータに変換して主制御部１３５に提供する。

ＢＬＥアンテナ１３３は、ＢＬＥにおいて搬送波として用いられる周波数帯（すなわち２．４ＧＨｚ帯）の電波を送受信するためのアンテナである。ＢＬＥアンテナ１３３はＢＬＥモジュール１３４と電気的に接続されている。

ＢＬＥモジュール１３４は、ＢＬＥアンテナ１３３で受信した信号を復調して主制御部１３５に提供するとともに、主制御部１３５から入力されたデータを変調して、ＢＬＥアンテナ１３３に出力し、電波として放射させる。

主制御部１３５は、中央演算装置としてのＣＰＵ１３５１、揮発性メモリであるＲＡＭ１３５２、不揮発性メモリであるＲＯＭ１３５３を備えたコンピュータとして構成されている。ＲＯＭ１３５３には、通常のコンピュータを主制御部１３５として機能させるための種々のプログラムが格納されている。

主制御部１３５は、ＣＰＵ１３５１がＲＯＭ１３５３に格納されているプログラムを実行することによって、ナビ機能を提供する。また、タッチパネルコントローラ１３２やＢＬＥモジュール１３４などといった他のモジュールから入力されるデータと、上記プログラムに基づいて、ディスプレイ１１に表示させるための表示用データを作成し、その表示用データをディスプレイコントローラ１３１に出力する。その他、後述する電源回路１３６と協働して、ポータブルナビ１００の電源のオン／オフを制御する。

電源回路１３６は、図示しない電源から供給される電源電圧を、ポータブルナビ１００が備える各部の作動に適した動作電圧に変換する回路である。電源回路１３６が生成した作動電圧は各部に供給される。なお、電源は、ポータブルナビ１００に内蔵された電池であってもよいし、車載バッテリであってもよい。車載バッテリをポータブルナビ１００の電源として用いる場合には、ポータブルナビ１００は、車載バッテリと図示しない電源ケーブルで接続されているものとする。

メイン側コネクタ１３７は、フレキシブルケーブル４と第１基板１３とを電気的に接続するためのコネクタである。すなわち、第１基板１３はメイン側コネクタ１３７を介してフレキシブルケーブル４の一端と接続されている。なお、フレキシブルケーブル４の他端はホルダ側コネクタ２１７を介して第２基板２１と電気的に接続されている。以降において、メイン側コネクタ１３７及びホルダ側コネクタ２１７を区別しない場合には、コネクタと記載する。

ディスプレイコントローラ１３１、タッチパネルコントローラ１３２、ＢＬＥモジュール１３４、主制御部１３５、電源回路１３６、メイン側コネクタ１３７のそれぞれを、第１基板１３上の何れの位置に配置するかは適宜設計されればよい。

ただし、ＢＬＥアンテナ１３３は、図３及び図４に示すようにディスプレイ対向面１３Ａのはみ出し領域内において、指向性の中心が第１基板直交方向と一致するように配置されるものとする。なお、ここでの一致は、完全な一致に限らない。指向性の中心が第１基板直交方向から４５°程度ずれていても良い。ＢＬＥアンテナ１３３は、指向性の中心が第１基板直交方向に向けられていれば良い。

第２基板２１は、略長方形状に形成されており、ホルダ上面部２Ａと対向するようにホルダケース２に収容されている。第２基板２１は、メインケース１を正しい姿勢となるように配置した場合に相対的に上側に向く上側面２１Ａと、相対的に下側に向く下側面２１Ｂを備える。下側面２１Ｂから上側面２１Ａに向かう方向を、第２基板直交方向と称する。図３中の二点鎖線は、第２基板直交方向を示している。第２基板直交方向は、第２基板２１からホルダ上面部２Ａに向かう方向に相当する。

ＧＮＳＳアンテナ２１１は、ＧＮＳＳが備える測位衛星（以降、ＧＮＳＳ衛星）が送信する航法信号を受信するためのアンテナである。例えば、ＧＮＳＳアンテナ２１１は、１．５ＧＨｚ帯の円偏波を受信するアンテナとすればよい。ＧＮＳＳアンテナ２１１はＧＮＳＳモジュール２１２と電気的に接続されており、受信した電波に対応する電気信号を出力する。

ＧＮＳＳアンテナ２１１は上側面２１Ａにおいて、指向性の中心が第２基板直交方向を向くように配置されている。なお、指向性の中心が第２基板直交方向に向いている状態は、指向性の中心が第２基板直交方向と完全に一致している状態に限らない。指向性の中心が第２基板直交方向から４５°程度ずれていても良い。ＧＮＳＳアンテナ２１１が請求項に記載の測位用アンテナに相当する。

ＧＮＳＳモジュール２１２は、ＧＮＳＳアンテナ２１１が受信した信号に基づいて、現在位置の測位等の演算処理を実行する。ＧＮＳＳモジュール２１２は、ホルダ側コネクタ２１７と接続されている。これにより、ＧＮＳＳモジュール２１２は、ホルダ側コネクタ２１７やフレキシブルケーブル４等を介して主制御部１３５と相互通信可能に接続されている。第２基板２１においてＧＮＳＳモジュール２１２を設置する場所は適宜設計されれば良い。例えば下側面２１ＢにおいてＧＮＳＳアンテナ２１１の裏側に相当する位置付近に配置されれば良い。ＧＮＳＳアンテナ２１１とＧＮＳＳモジュール２１２が、前述のＧＮＳＳ機能が実現するための構成である。

ＤＳＲＣアンテナ２１３は、ＤＳＲＣにおいて搬送波として採用されている周波数帯（例えば５．８ＧＨｚ帯）の電波を送受信するためのアンテナである。ＤＳＲＣアンテナ２１３は、上側面２１Ａにおいて指向性の中心が第２基板直交方向を向くように設けられている。ＤＳＲＣアンテナ２１３は、ＤＳＲＣモジュール２１４と電気的に接続されている。ＤＳＲＣアンテナが請求項に記載の狭域通信用アンテナに相当する。

ＤＳＲＣモジュール２１４は、ホルダ側コネクタ２１７やフレキシブルケーブル４等を介して主制御部１３５と接続されている。ＤＳＲＣモジュール２１４は、ＤＳＲＣアンテナ２１３で受信した信号を復調して主制御部１３５に提供する。また、主制御部１３５から入力されたデータを変調して、ＤＳＲＣアンテナ２１３に出力し電波として放射させる。第２基板２１においてＤＳＲＣモジュール２１４を設置する場所は適宜設計されれば良い。例えば下側面２１ＢにおいてＤＳＲＣアンテナ２１３の裏側に相当する位置付近に配置されれば良い。ＤＳＲＣアンテナ２１３とＤＳＲＣモジュール２１４が、前述の狭域通信機能が実現するための構成である。

ＬＴＥアンテナ２１５は、ＬＴＥ規格において搬送波として採用されている周波数帯の電波を送受信するためのアンテナである。ＬＴＥアンテナ２１５は、上側面２１Ａにおいて、指向性の中心が第２基板直交方向を向くように設けられている。なお、本実施形態ではMIMO (multiple-input and multiple-output)のため、図５に示すように上側面２１Ａには２つのＬＴＥアンテナ２１５が設けられているものとする。ＬＴＥアンテナ２１５はＬＴＥモジュール２１６と電気的に接続されている。

ＬＴＥモジュール２１６は、ホルダ側コネクタ２１７やフレキシブルケーブル４等を介して主制御部１３５と接続されている。ＬＴＥモジュール２１６は、ＬＴＥアンテナ２１５で受信した信号を復調して主制御部１３５に提供する。また、主制御部１３５から入力されたデータを変調してＬＴＥアンテナ２１５に出力し、電波として放射させる。第２基板２１においてＬＴＥモジュール２１６を設置する場所は適宜設計されれば良い。例えば下側面２１ＢにおいてＬＴＥアンテナ２１５の裏側に相当する位置付近に配置されれば良い。

ホルダ側コネクタ２１７は、フレキシブルケーブル４と第２基板２１とを電気的に接続するためのコネクタである。すなわち、第２基板２１はホルダ側コネクタ２１７を介してフレキシブルケーブル４の一端と接続されている。これにより第２基板２１と第１基板１３とが電気的に接続される。ホルダ側コネクタ２１７は、例えば下側面２１Ｂにおいて、ホルダ下面部２Ｂとアーム３との接続部付近に配置されれば良い。

なお、図５に示す上側面２１Ａにおける種々のアンテナの配置態様は、一例である。具体的な配置態様は、アンテナ間の干渉が発生しにくいように適宜設計されれば良い。なお、各種アンテナは、パッチアンテナや板状逆Ｆアンテナなどの平面アンテナであることが好ましい。そのような構成によれば、ホルダケース２の厚みを低減することができる。

［実施形態のまとめ］
以上の構成では、ポータブルナビ１００を正しい姿勢で取り付けた場合、ホルダケース２が車両水平面に対してなす傾きは４５°以下となる。そのため、第２基板直交方向が天頂方向となす角度も４５°以下となり、第２基板直交方向を天頂方向へ射影した成分は、水平方向へ射影した成分よりも大きくなる。つまり、第２基板直交方向が水平方向よりも天頂方向へと向くことが期待できる。

ここで、ＧＮＳＳアンテナ２１１は、第２基板２１の上側面２１Ａに、指向性の中心が第２基板直交方向に向くように配置されている。そのため、ＧＮＳＳアンテナ２１１は、ＧＮＳＳアンテナ２１１にとっての通信相手であるＧＮＳＳ衛星が存在する方向に指向性が向く。故に、ＧＮＳＳ衛星からの電波を良好に受信することができる。

ＤＳＲＣアンテナ２１３及びＬＴＥアンテナ２１５もまた、通信相手が存在する方向に、指向性が向いた状態となり、通信相手からの電波を受信しやすくなる。なお、ＤＳＲＣアンテナ２１３にとっての通信相手とは路側機であり、ＬＴＥアンテナ２１５にとっての通信相手とは無線基地局である。このように以上の構成によれば、ＧＮＳＳ衛星や、路側機、無線基地局などといった車室外に存在する通信装置との間の無線通信との通信品質を良好にすることができる。

また、ポータブルナビ１００を正しい姿勢で取り付けた場合、メインケース１が車両水平面に対してなす傾きは９０°となり、第１基板直交方向は、運転席を含む車室内空間へと向けられる。ＢＬＥアンテナ１３３は、ディスプレイ対向面１３Ａにおいて指向性の中心が第１基板直交方向に向くように設けられている。

つまり、ポータブルナビ１００を正しい姿勢で取り付けた場合、ＢＬＥアンテナ１３３の指向性は、運転席を含む車室内空間へと向けられる。また、一般的に、ディスプレイ１１は電波を遮蔽してしまうが、ＢＬＥアンテナ１３３はディスプレイ対向面１３Ａのはみ出し領域に設けられているため、車室内空間に存在する携帯端末からの電波を良好に受信することができる。つまり、以上の構成によれば、ユーザが携帯している携帯端末などの車室内に存在する通信装置との間の近距離無線通信の品質も良好にすることができる。

また、一般的に１つの情報処理端末に複数種類の無線通信機能を実装する場合、アンテナ間のアイソレーションを確保するために、筐体が大型化してしまう傾向がある。そのような課題に対して、本実施形態によれば、複数種類のアンテナをメインケース１とホルダケース２のそれぞれに振り分けて配置することができる。つまり、アイソレーションを確保するためのアンテナ配置の制約が緩和される。その結果、小型化しやすい。

つまり、以上の構成によれば、車室外装置との間の無線通信と車室内装置との間の近距離無線通信とを両立でき、かつ、小型化が可能となる。さらに、通信機能を提供するモジュール毎のクリアランスも確保しやすいため、或る通信モジュールの信号が、他の通信モジュールにとってのノイズとして作用してしまう恐れを低減できる。

ところで、以上ではホルダケース２に対するメインケース１の姿勢を調整可能な構成を開示したが、ホルダケース２に対するメインケース１の姿勢は変更不可能に構成されていても良い。その場合には、図６に示すようにメインケース１の上端から下端までの間にホルダケース２全体が位置するようにアーム３等が構成されていることが好ましい。なお、図６中の一点鎖線は、メインケース１の上端部の位置を表しており、二点鎖線はメインケース１の下端部の位置を表している。すなわち、ホルダケース２は一点鎖線から二点鎖線の間に位置するように構成されていることが好ましい。

仮にホルダケース２の一部が一点鎖線よりも上側に飛び出るように配置されている場合、図７に示すように運転席に着座している乗員の前方視野を妨げる恐れが生じるためである。なお、ホルダケース２に対するメインケース１の姿勢を調整可能な構成においても同様に、ポータブルナビ１００は、運転席乗員から見てホルダケース２がメインケース１の背後に隠れるように取り付けられることが好ましい。角度調整部３１及びアーム３は、そのような姿勢での取り付けがユーザによって可能なように構成されているものとする。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、以降で述べる種々の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

なお、前述の実施形態で述べた部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。また、構成の一部のみに言及している場合、他の部分については先に説明した実施形態の構成を適用することができる。

［変形例１］
上述した実施形態では、ポータブルナビ１００が、メインケース１とホルダケース２の２つのケースを備える構成を開示したが、これに限らない。図８に示すように、第１基板１３と第２基板２１は、１つのケース５に収容されていても良い。

この変形例１におけるケース５は、運転席の方に向けられる面（以降、運転席側面）５Ａと、取付面としての面５Ｂとが、側面視においてなす角度θが、４５°〜９０°以内の所定の角度（例えば６０°）となるように形成されている。そして、第１基板１３はディスプレイ１１を介して運転席側面５Ａと対向するように配置され、第２基板２１は取付面としての面５Ｂと対向するように、ケース５内に配置されている。つまり、第１基板１３と第２基板２１は、側面視においてなす角度θが４５°〜９０°以内の所定の角度（例えば６０°）となるように構成されている。

このような構成によっても前述と実施形態と同様に、ユーザが携帯している携帯端末などの車室内に存在する通信装置との間の近距離無線通信の品質も良好にすることができる。

なお、ケース５の形状は図８に示す態様に限らない。例えば図９に示すように形成されていてもよい。

［変形例２］
以上では、フロントガラス２００に取り付けて使用されることを前提としたポータブルナビ１００の構成について開示したが、これに限らない。ポータブルナビ１００は、図１０に示すように、ダッシュボード３００の上面に載置されて使用されるように構成されていてもよい。

図１１は、ダッシュボード３００上に配置されて使用されることを前提としたポータブルナビ１００の構成の一例を示した図である。ダッシュボード３００上に配置されて使用されることを前提としたポータブルナビ１００では、ホルダ下面部２Ｂが取付面として機能する。

［変形例３］
以上では、４輪車に取り付けるポータブルナビ１００の構成について開示したが、ポータブルナビ１００は２輪車に取り付けられるように構成されていても良い。２輪車用のポータブルナビ１００は、例えばハンドルに取り付けられればよい。そのように２輪車のハンドル部分に取り付けられて使用されることを前提としたポータブルナビ１００の構成を図１２に示す。

２輪車用のポータブルナビ１００は、例えば変形例２で示したポータブルナビ１００が備えるホルダ下面部２Ｂにハンドル取付部６が取り付けられることによって実現されればよい。ハンドル取付部６は、例えば図１３、図１４に示すようにヒンジ構造によって実現されれば良い。すなわち、２輪車のハンドルを挟み込むための可動部６１が、固定部６２とヒンジ部６３で連結されている。また、可動部６１においてヒンジ部６３と反対側の端部は、ネジ６４によって固定部６２に係止される。

なお、図１２に示すポータブルナビ１００は、３輪車のハンドルに取り付けて使用されてもよい。ハンドル取付部６とホルダ下面部２Ｂは一体的に形成されていても良い。

［変形例４］
以上では、車室外用アンテナとして、ＧＮＳＳアンテナ２１１とＤＳＲＣアンテナ２１３とＬＴＥアンテナ２１５の３種類のアンテナを備えた構成を開示したが、ポータブルナビ１００は、必ずしもこれら全てのアンテナを備えている必要はない。例えばポータブルナビ１００が車室外用アンテナとして備えるアンテナは、ＧＮＳＳアンテナ２１１とＤＳＲＣアンテナ２１３だけであってもよい。

また、ポータブルナビ１００には、車室外用アンテナとして、上述した種類以外のアンテナを備えていても良い。例えば、ポータブルナビ１００は、車室外用アンテナとして、ラジオ放送波を受信するためのアンテナ（以降、ラジオ用アンテナ）を備えていてもよい。ラジオ受信アンテナにとっての通信相手はラジオ放送局である。ポータブルナビ１００が車室外用アンテナとして備えるアンテナの種類は適宜設計されれば良い。

また、ポータブルナビ１００が備えるアンテナの種類は上述したものに限らない。例えばポータブルナビ１００は、近接場通信（Near Field Communication：ＮＦＣ）用のアンテナを備えていても良い。ここでの近接場通信とは、近距離通信よりも通信可能な距離が十分に小さい通信方式による通信を指す。例えば、近接場通信は、通信可能な距離が数ｃｍから数十ｃｍ程度となる通信を指す。すなわち、近接場通信は、ISO/IEC 14443やISO/IEC 18092などの規格に準拠した通信である。

近接場通信用のアンテナは、第１基板１３に設けられていても良いし、第２基板２１に設けられていてもよい。また、第１基板１３と第２基板２１のそれぞれに配置されていても良い。

［変形例５］
以上では、ＬＴＥアンテナ２１５やラジオ用アンテナを、通信相手が車両の天頂方向に存在するアンテナとして取り扱う態様を開示したが、これに限らない。無線基地局やラジオ放送局からの電波は、車両外部の水平方向から到来すると見なす事もできる。

そのため、ＬＴＥアンテナ２１５やラジオ用アンテナは、第１基板１３の裏側面１３Ｂに配置されていてもよい。また、ダイバーシティアンテナとして裏側面１３Ｂと上側面２１Ａのそれぞれに配置されていてもよい。

［変形例６］
以上では、本発明に係る車両用情報端末をポータブル型のナビゲーション装置に適用した例を開示したが、これに限らない。車両用情報端末は、ナビ機能を備えていない情報処理端末に適用されても良い。車両用情報端末は、外部装置との通信機能を備えるカーオーディオやドライブレコーダー等、種々の情報処理端末に適用することができる。なお、ここでの情報処理端末は、外部から受信したデータに基づいた情報をディスプレイに表示する通信端末を指す。

１００ ポータブルナビ（車両用情報端末）、１ メインケース（第１筐体）、２ ホルダケース（第２筐体）、２Ａ ホルダ上面部（筐体上面部）、２Ｂ ホルダ下面部（筐体下面部）、３ アーム、４ フレキシブルケーブル（ケーブル）、６ ハンドル取付部、１１ ディスプレイ、１２ タッチパネル、１３ 第１基板、１３Ａ ディスプレイ対向面、１３Ｂ 裏側面、２１ 第２基板、２１Ａ 上側面、２１Ｂ 下側面、３１ 角度調整部、１３３ ＢＬＥアンテナ（車室内用アンテナ）、１３４ ＢＬＥモジュール、２１１ ＧＮＳＳアンテナ（車室外用アンテナ）、２１２ ＧＮＳＳモジュール、２１３ ＤＳＲＣアンテナ（車室外用アンテナ）、２１４ ＤＳＲＣモジュール、２１５ ＬＴＥアンテナ、２１６ ＬＴＥモジュール

Claims (8)

1. 車両の運転席に着座する乗員に向けた情報を表示するための表示面を備えるディスプレイ（１１）を備える車両用情報端末であって、
   前記ディスプレイの前記表示面の反対側に、前記ディスプレイと対向するように配置された第１基板（１３）と、
   前記第１基板から見て前記ディスプレイが存在しない側に配置された第２基板（２１）と、
   前記車両の上方に存在する通信装置である上方通信装置と通信を実施するための少なくとも１つの車室外用アンテナ（２１１、２１３、２１５）と、
   車室内に存在する通信装置である車室内装置と、所定の通信規格に準拠した直接的な通信を実施するための車室内用アンテナ（１３３）と、を備え、
   前記第２基板は、前記ディスプレイの上下方向に直交する平面に対してなす角度が４５°以下となる姿勢で配置されており、
   前記第１基板は、前記ディスプレイから前記第１基板に向かう方向である奥行方向において前記ディスプレイと重ならない領域である、はみ出し領域を有しており、
   前記車室内用アンテナは、前記第１基板が備える前記ディスプレイと対向する面であるディスプレイ対向面（１３Ａ）のうち、前記はみ出し領域に設けられており、
   前記車室外用アンテナは、前記第２基板が備える２つの面のうち、前記車両用情報端末が前記ディスプレイの上下方向に応じた姿勢で前記車両に取り付けられた場合に上方を向く面である上側面（２１Ａ）に設けられていることを特徴とする車両用情報端末。
2. 請求項１において、
   前記表示面が外側から見えるように前記ディスプレイ及び前記第１基板を収容する第１筐体（１）と、
   前記第２基板を収容する第２筐体（２）と、
   前記第１筐体と前記第２筐体とを接続し、前記第２筐体に対して前記第１筐体の姿勢を支持するアーム（３）と、を備え、
   前記第２筐体は、前記上側面と対向する筐体上面部（２Ａ）と、前記第２基板が備える２つの面のうち前記上側面ではない方の面である下側面と対向する筐体下面部（２Ｂ）とを備え、
   前記アームは筒状の部材であって、
   前記第１基板と前記第２基板は、前記アームの内部に配されたケーブル（４）によって電気的に接続されており、
   前記第１筐体は、前記第２筐体に対する角度を調整可能に構成されていることを特徴とする車両用情報端末。
3. 請求項２において、
   前記車両用情報端末は、前記筐体上面部を前記車両のフロントガラスに取り付けて使用されるものであることを特徴とする車両用情報端末。
4. 請求項２において、
   前記車両用情報端末は、前記筐体下面部が前記車両のダッシュボードと対向するように前記ダッシュボードの上に載置して使用されるものであることを特徴とする車両用情報端末。
5. 請求項２において、
   前記筐体下面部には、前記車両用情報端末を２輪車のハンドルに係止するためのハンドル取付部（６）が設けられていることを特徴とする車両用情報端末。
6. 請求項１から５の何れか１項において、
   前記車室内用アンテナは、指向性の中心が、前記第１基板が備える２つの面のうち前記ディスプレイ対向面ではない方の面である裏側面から前記ディスプレイ対向面へと向かう方向である第１基板直交方向と一致するように配置されていることを特徴とする車両用情報端末。
7. 請求項１から６の何れか１項において、
   前記車室外用アンテナとして、測位衛星からの信号を受信するための測位用アンテナを備え、
   前記測位用アンテナは、指向性の中心が、前記第２基板が備える２つの面のうち前記上側面ではない方の面である下側面から前記上側面へと向かう方向である第２基板直交方向と一致するように配置されていることを特徴とする車両用情報端末。
8. 請求項１から７の何れか１項において、
   前記車室外用アンテナとして、道路上において前記車両の屋根部よりも高い位置に配置される路側機と直接的に通信するための狭域通信用アンテナを備え、
   前記狭域通信用アンテナは、指向性の中心が、前記第２基板が備える２つの面のうち前記上側面ではない方の面である下側面から前記上側面へと向かう方向である第２基板直交方向と一致するように配置されていることを特徴とする車両用情報端末。

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