JPH06350535A - 連結車両間光空間伝送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】複数の車両（客車）が連結された列車の操作室
から各車両の座席毎に設置された多数の音響機器，ビデ
オ受像器（ＡＶ機器）にオーディオ信号，ビデオ信号を
送って音楽，画像のサービスを行う際の受信信号品質を
向上する。 【構成】各車両の連結部の端面に光送受信機４を対向さ
せて配置する。操作室の複数のＡＶ機器５の出力を変調
多重化器６で多重化したのち、光送信器７で光信号に変
換し、光学アンテナ８を介して連結車両の相対向する端
面の光学アンテナ８に対して送出する。光学アンテナ８
を介して受光した光信号を光受信器９で電気信号に変換
しその出力を復調して音響機器または受像器１２に供給
する。光受信器９の出力を増幅して分岐し、再び光送信
器７で光信号に変換して後続車両へ送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光空間伝送方式に関
し、特に、複数の車両が連結された鉄道列車に搭載さ
れ、車両間の情報伝送を行う連結車両間光空間伝送方式
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、鉄道列車においては、車両間の
伝送が必要な信号として、車内放送の信号、運転士と車
掌の打合せのための業務用の音声信号、車両制御信号な
どがある。さらに、近年では乗客へのサービス向上のた
め、画像や音楽などのＡＶ機器のビデオ信号や音声信号
を伝送している列車もある。例えば、長距離特急列車あ
るいは観光地への特急列車などには、各車両毎または各
座席毎に小形テレビ（受像器）が備えられ、イヤホンを
差し込んでチャネルダイヤルを回すとテレビの音声や複
数種類の音楽を任意に選択して聴くことができる。これ
らの信号は車両の連結部において、車両間に設けられた
接続コネクタを介して、ジャンパ線と呼ばれるキャプタ
イヤケーブルによって接続されている。上記のテレビ画
像用のビデオ信号はＣＡＴＶ（ケーブルテレビジョン）
と同じ伝送方式である高周波周波数多重方式によって伝
送され、多チャネルを１本のジャンパ線で伝送してい
る。一般に鉄道車両の場合は、列車編成の変更や、車両
検査、車両洗浄などの目的で頻繁に接続、切り離しが行
われている。車両自身の接続、切り離しは自動連結器に
よって行われるが、上述したジャンパ線は作業員の手作
業に依っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の車
両間信号伝送には次のような問題点がある。まず第１
に、ＡＶ機器の信号を伝送するためにジャンパ線の増設
が必要となり、その分車両接続，切離し時の作業が増え
て連結作業の効率が下がる。これを避けるため、従来の
ジャンパ線を利用しようとすると、心線の余裕が少な
く、音楽，ビデオの伝送チャネル数が制限される。ま
た、ジャンパ線接続部やジャンパ線自身が雑音をひろう
ため、伝送信号の品質劣化をきたし、画像品質，音声品
質が乱れて十分なサービスが果たせない。また、従来で
は、全く問題がなかったが、画像信号の場合、車両洗浄
後のコネクタ内に残存した水分などによる高周波信号の
リークによる信号劣化も存在する。

【０００４】以上述べたような問題を解決する手段とし
て、まず第１に電波を用いた無線通信が考えられるが、
鉄道車両間の伝送に利用する場合、電化区間では架線と
パンタグラフの間に発生するスパークなどに起因する強
烈な雑音が発生しており、通信に必要な信号対雑音比が
悪くなる。また、産業上の搬送システムなど、鉄道以外
にも電波環境の劣悪な条件下で使用される場合がある。
さらに、電波の使用は、電波法などの法令により、周波
数割り当て、変調方式、電波の品質などが規制されてお
り、使用者が勝手に使用できない。本発明の目的は、鉄
道に代表される列車の連結車両間の情報伝送を、上記従
来技術の問題点を解決した無線手段で行うようにした連
結車両間光空間伝送方式を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の連結車両間光空
間伝送方式は、複数の車両が連結されて編成された列車
の各車両の連結面に光送受信機がそれぞれ配置され、各
車両に該車両の一方の前記光送受信機によって受光した
信号を増幅して他方の前記光送受信機から光信号を送出
する中継装置が備えられ、前記光送受信機によって車両
間の情報伝送が行われることにより所定の情報源からの
情報が前記列車の全車両に伝送されるようにしたことを
特徴とするものである。

【０００６】さらに、具体的な手段として、本発明の連
結車両間光空間伝送方式は、複数の車両が連結されて編
成された列車の所定の車両に設けられた複数種類の信号
発生装置を情報源とし、該複数種類の信号発生装置に対
応して各車両にそれぞれ設けられた複数種類の受信装置
に対して前記情報源からの情報を伝送するために、前記
各車両の両端連結面のそれぞれに光学アンテナを設け、
前記所定の車両に、前記複数種類の信号発生装置の出力
を多重化する多重化器と、該多重化器の出力を光信号に
変換する光送信器とを備えて、該光送信器からの光信号
を前記光学アンテナから送出し、前記所定の車両を除く
他の車両のそれぞれに、一方の連結車両の光学アンテナ
から送出された光信号を当該車両の一方の光学アンテナ
を介して受光して電気信号に変換する光受信器と、該光
受信器の出力を復調し多重分離して当該車両の前記複数
種類の受信装置に分配する復調装置と、前記光受信器の
出力を分岐して光信号に変換し光学アンテナを介して他
方の連結車両に対して送出する光送信器とを備えたこと
を特徴とするものである。また、上記複数種類の信号発
生装置は、アナログ音響装置，ビデオ信号発生装置，デ
ィジタル信号装置の少なくとも１種類であることを特徴
とするものである。

【０００７】

【実施例】図１は、本発明の鉄道列車への応用の実施例
の概念図である。図に示すように、車両１間はそれぞれ
連結器２で接続されている。３は従来から用いられてい
るジャンパ線である。４はそれぞれ連結部分で対向する
車両端面に設けられた光送受信機であり、ジャンパ線３
の機能のうちの１部を光空間伝送によって置き換えたも
のである。図２は図１に示した光送受信機４を含む本発
明の第１の実施例を示す機能ブロック図である。この第
１の実施例は、乗客サービスなどのための音楽，テレビ
画像用のアナログ信号を伝送する車両間光空間伝送装置
である。複数種類の信号発生装置、例えば、複数のオー
ディオ機器，ビデオ機器などのＡＶ機器５からのベース
バンド信号を、それぞれ変調したのち多重化する高周波
変調多重化器６によって周波数多重化信号とした後、光
送信器７によって光変調を行ない光学アンテナ（レンズ
系）８を介し連結車両の相手に対して放射する。連結相
手の車両に設けられた光学アンテナ８を介して光受信器
９で受信された光変調波は、高周波多重化信号に復調さ
れた後、増幅器１０によって適切な信号レベルに増幅さ
れた後高周波復調器１１で復調され、ベースバンド信号
として受像器１２にそれぞれ供給される。さらに、増幅
器１０からの出力は分岐され、受信側の車両の他端に設
けられた光送信器７を通じてさらに次の車両に対して再
放射する中継機能も有している。図の光送信器７と光学
アンテナ８及び光学アンテナ８と光受信器９は図１の光
送受信機４に相当する。ＡＶ機器５からの信号の高周波
変調方式は、所要信号対雑音比などを考慮して、ＶＳＢ
−ＡＭ方式，ＦＭ方式，パルス化ＦＭ方式などアナログ
変調方式の中から最適の方式を選択すればよい。特に、
変調方式を地上波テレビジョン放送と同じＶＳＢ−ＡＭ
方式とすれば、受信側の高周波復調器１１と受像器１２
は市販のテレビジョン受像器１台で構成できる利点があ
る。

【０００８】図３は、本発明の第２の実施例の機能構成
を示すブロック図である。この第２の実施例は、複数の
アナログＡＶ機器５からのアナログ信号と、機器制御な
どに用いるディジタル機器１３からのディジタル信号と
を多重化して伝送する場合の構成例である。本実施例で
は、情報源からのアナログ信号とディジタル信号を高周
波多重化器１４によって多重化しているが、これの実現
手段としては、アナログ信号を高周波多重化しディジタ
ル信号はベースバンドのまま多重化する手段と、アナロ
グ信号，ディジタル信号をともに高周波多重化して伝送
するなど複数の手段がある。この多重化方式によって高
周波変調多重化器１４の機能構成が変わるのは言うまで
もない。受信側車両の光受信器９の出力は、増幅器１０
で増幅された後、高周波復調分離器１５によって復調，
分離され、複数の受像器１２とディジタル機器１６に分
配される。また、増幅器１７で増幅された信号は、後続
車両に対して光送信器７，光学アンテナ８によって放射
される。

【０００９】図４は、本発明の第３の実施例の機能構成
ブロック図である。この第３の実施例は、全ディジタル
化伝送の場合であり、アナログＡＶ機器５からの信号
は、Ａ／Ｄ変換器１８でディジタル信号に変換されてデ
ィジタル多重化器１９に入力される。ディジタル多重化
器１９は、時分割多重化方式または周波数多重化方式、
あるいは両者の組合せで構成できる。受信側車両の光受
信器９の出力は、ディジタル分離器２０で分離され、ア
ナログＡＶ機器２２に対してはＤ／Ａ変換器２１でアナ
ログ信号に変換されて供給され、ディジタル機器２３に
対してはそのまま供給される。後続車両に対しては、多
重化された信号を増幅器２４で増幅し、光送信器７，光
学アンテナ８によって送信する。

【００１０】上記の第１，第２，第３の実施例では、列
車の先頭車両あるいは最後尾車両に情報源となる各種信
号発生装置が設けられた場合について説明した。従っ
て、他の車両へは光信号によって順次情報を伝送すれば
よいので、車両連結面に配置する光学アンテナはそれぞ
れ１つでよい。列車の中間車両に情報源がある場合、そ
の両方向に同様に順次情報を伝送すればよいので光学ア
ンテナはやはり車両の各両端面に１つでよい。この光学
アンテナ（レンズ）から放射される光信号のビームの広
がりは、走行中の列車がカーブを通過するときの連結端
面の平行度偏差が車両限界と呼ばれる値を最大値として
設定される。また、情報源が２つ以上あって、互いに異
なる車両に設置されている場合は、車両の連結面に２つ
以上の光学アンテナを配置すればよいことは云うまでも
ない。

【００１１】以上、本発明の構成および作用を複数の実
施例を基に説明した。本発明の要点は、連結された複数
の車両を１単位として運用される鉄道列車に代表される
ようなものの車両間の通信を光信号による無線的手段で
実現することであり、その具体的実施例は多岐にわた
る。本明細書で説明した実施例はその１部である。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、鉄道車両などの連結作
業の効率が上がる。また、光搬送波による無線通信であ
るため、電波による無線通信にくらべて車両間の信号伝
送過程で混入する高周波雑音に対して格段に強いという
利点を有する。また、光搬送波による送受信系は本質的
には極めて広帯域であるため、１組の光送受信機によっ
て数多くの情報を伝送することが可能である。また、光
送受信機の前後の機器構成は、目的とする用途に応じて
柔軟な構成が可能であるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の応用例を示す説明図である。

【図２】本発明の第１の実施例の機能構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の第２の実施例の機能構成を示すブロッ
ク図である。

【図４】本発明の第３の実施例の機能構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】 １ 車両 ２ 連結器 ３ ジャンパ線 ４ 光送受信機 ５ ＡＶ機器 ６ 高周波変調多重化器 ７ 光送信器 ８ 光学アンテナ ９ 光受信器 １０ 増幅器 １１ 高周波復調器 １２ 受像器 １３ ディジタル機器 １４ 高周波変調多重化器 １５ 高周波復調・分離器 １６ ディジタル機器 １７ 増幅器 １８ Ａ／Ｄ変換器 １９ ディジタル多重化器 ２０ ディジタル分離器 ２１ Ｄ／Ａ変換器 ２２ アナログＡＶ機器 ２３ ディジタル機器 ２４ 増幅器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の車両が連結されて編成された列車
   の各車両の連結面に光送受信機がそれぞれ配置され、各
   車両に該車両の一方の前記光送受信機によって受光した
   信号を増幅して他方の前記光送受信機から光信号を送出
   する中継装置が備えられ、前記光送受信機によって車両
   間の情報伝送が行われることにより所定の情報源からの
   情報が前記列車の全車両に伝送されるようにした連結車
   両間光空間伝送方式。
2. 【請求項２】 複数の車両が連結されて編成された列車
   の所定の車両に設けられた複数種類の信号発生装置を情
   報源とし、該複数種類の信号発生装置に対応して各車両
   にそれぞれ設けられた複数種類の受信装置に対して前記
   情報源からの情報を伝送するために、 前記各車両の両端連結面のそれぞれに光学アンテナを設
   け、 前記所定の車両に、前記複数種類の信号発生装置の出力
   を多重化する多重化器と、該多重化器の出力を光信号に
   変換する光送信器とを備えて、該光送信器からの光信号
   を前記光学アンテナから送出し、 前記所定の車両を除く他の車両のそれぞれに、一方の連
   結車両の光学アンテナから送出された光信号を当該車両
   の一方の光学アンテナを介して受光して電気信号に変換
   する光受信器と、該光受信器の出力を復調し多重分離し
   て当該車両の前記複数種類の受信装置に分配する復調装
   置と、前記光受信器の出力を分岐して光信号に変換し光
   学アンテナを介して他方の連結車両に対して送出する光
   送信器とを備えた連結車両間光空間伝送方式。
3. 【請求項３】 請求項２記載の複数種類の信号発生装置
   は、アナログ音響装置，ビデオ信号発生装置，ディジタ
   ル信号装置の少なくとも１種類であることを特徴とする
   請求項２記載の連結車両間光空間伝送方式。