JPH10320514A - 移動体用通信装置 - Google Patents

移動体用通信装置

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JPH10320514A
JPH10320514A JP9131179A JP13117997A JPH10320514A JP H10320514 A JPH10320514 A JP H10320514A JP 9131179 A JP9131179 A JP 9131179A JP 13117997 A JP13117997 A JP 13117997A JP H10320514 A JPH10320514 A JP H10320514A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 路上機との間で料金の自動収受を行う自動料
金徴収システムに用いられる車載機において、車室内の
ほこり、水分といった使用環境に影響されずに、ICカ
ードとの通信を良好に行い、かつ車載機の薄型化を図
る。 【解決手段】 上ケース11と下ケース12を接合する
ことによって回路基板13をケース10内に密閉的に収
納するようにし、さらに下ケース部材12の外側でIC
カード100を保持し、ICカード100とコンタクト
レスで通信を行うようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、外部と通信を行う
移動体用通信装置に関し、例えば有料道路において路上
通信機(以下、単に路上機という)との間で料金の自動
収受を行う自動料金徴収システムに用いられる車載通信
機(以下、単に車載機という)に用いて好適なるもので
ある。
【0002】
【従来の技術】自動料金徴収システムにおいて、有料道
路の出入口ゲートに設置された路上機と車両に搭載され
た車載機との間で通信を行い、車両が入口ゲートを通過
するとき入口ゲートに設置された路上機と車載機との間
の通信により、入口情報を車載機のICカードに書込
み、車両が出口ゲートを通過するとき出口ゲートに設置
された路上機と車載機との間の通信により、ICカード
に書き込まれた入口情報に基づいて料金を徴収し、その
結果をICカードに記憶させるようにしたものが提案さ
れている。
【0003】ここで、ICカードを用いた車載機の場
合、ケースにICカードの挿入口が設けられ、ICカー
ドがカード挿入口に挿入されたとき、ICカードのコン
タクト端子が車載機のカードインターフェイスの接点に
接触して、車載機とICカードの間で情報通信が行われ
るように構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車載機
は、車室内のフロントガラス上やダッシュボード上に設
置されるため、車載機のカードインターフェイスの接点
は車室内のほこりや水分がカード挿入口から進入し、汚
染されるおそれがある。また、車載機に長時間ICカー
ドを挿入したままにしておくと、ICカードのコンタク
ト端子と車載機のカードインターフェイスの接点に、ほ
こり、水分などの汚れ物質が付着する。
【0005】このような原因により、ICカードのコン
タクト端子と車載機のカードインターフェイスの接点と
の接触、すなわちコンタクト部の接触が不完全になる
と、車載機とICカード間の通信を完了させることがで
きず、車載機と路上機の通信ができなくなる。また、車
載機は車両の振動を受けるため、車載機と路上機の通信
中に、コンタクト部の接触が不安定になり通信できなく
なるおそれもある。このような通信異常が生じると、上
述した料金の自動徴収において、不適当車両として取り
扱われてしまうことになる。
【0006】また、車載機は、車室内のフロントガラス
上やダッシュボード上に設置されるため、薄型化を図る
ことが必要である。しかしながら、上述したようにケー
スにカード挿入口を設けるようにすると、車載機の薄型
化が困難になる。本発明は上記問題に鑑みたもので、ほ
こり、水分といった使用環境に影響されずに、ICカー
ドのような情報記録カードとの間の通信を良好にするこ
とを第1の目的とする。
【0007】また、装置の薄型化を図ることを第2の目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明においては、アンテナ(2
2)と電気接続されて移動体の外部と通信を行うととも
に、通信手段(32)を介して情報記録カード(10
0)に対しデータの読み書きを行う回路(23、27)
を有する回路基板(13)を備え、第1のケース部材
(11)と第2のケース部材(12)を接合することに
よって回路基板をケース(10)内に密閉的に収納する
ようにし、さらに第2のケース部材の外側に情報記録カ
ードを保持するカード保持手段(14、15)を備え
て、カード保持手段が情報記録カードを保持していると
きに、通信手段と情報記録カードとがコンタクトレスで
通信を行うようにしたことを特徴としている。
【0009】従って、回路基板を第1、第2のケース部
材で密閉的に収納するとともに情報記録カードとコンタ
クトレスで通信を行うようにしているから、ほこり、水
分といった使用環境に影響されずに情報記録カードとの
間の通信を良好にすることができ、また第2のケース部
材の外側に情報記録カードを保持するようにしているか
ら、従来のもののようなカード挿入口を設ける必要がな
く装置を薄型化することができる。
【0010】また、請求項2に記載の発明のように、ア
ンテナを、アンテナパッチ(22a)とグランド電極
(21)にて構成される平面アンテナとし、通信手段を
グランド電極に対しアンテナパッチと反対側の所定位置
に設置すれば、移動体との通信と情報記録カードとの通
信の双方を良好に行うことができる。この場合、請求項
3に記載の発明のように、回路基板を、第1の基板(1
3a)と第2の基板(13b)を積層して構成し、第1
の基板の表面にアンテナパッチを形成し、第1の基板と
第2の基板の間にグランド電極を形成し、第2の基板の
表面に通信手段を形成するようにすれば、アンテナおよ
び通信手段を見かけ上1つの回路基板に形成することが
できるため、装置を薄型化することができる。
【0011】なお、通信手段は、請求項4に記載の発明
のように、第2のケース部材に設けることができ、ま
た、アンテナも、請求項5に記載の発明のように、第1
のケース部材に設けることができる。これらの場合、ケ
ース部材を利用して通信手段、アンテナの形成を行って
いるから、装置を薄型化することができる。また、上述
した通信手段としては、請求項6に記載の発明のよう
に、静電プレート(32)を用いて構成することができ
る。この場合、この静電プレート(32)と情報記録カ
ードの静電プレート(102)との間の静電誘導によっ
て情報通信が行われる。
【0012】請求項7に記載の発明においては、移動体
の外部と通信を行うとともに、情報記録カード(10
0)に対してコンタクトレスでデータの読み書きを行う
回路手段(22、23、27、32)と、この回路手段
を収納するケース(10)と、このケースの外側に設け
られ情報記録カードを保持するカード保持手段(14、
15)とを備え、カード保持手段が情報記録カードを保
持しているときに、回路手段が情報記録カードに対しデ
ータの読み書きを行うようにしたことを特徴としてい
る。
【0013】この発明においては、ケースの外側に情報
記録カードを保持し、コンタクトスで情報記録カードと
通信を行うようにしているから、従来のもののようなカ
ード挿入口を設ける必要がなく装置を薄型化することが
できる。この場合、請求項8に記載の発明のように、カ
ード検知手段(40)により情報記録カードがカード保
持手段に保持されていることが検知されているときに、
回路手段が情報記録カードに対しデータの読み書きを行
うようにすれば、必要時にのみ回路手段を作動させるよ
うにすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
について説明する。図1に本発明の一実施形態に係る車
載機の断面構造を示し、図2にその組み立て構成を示
す。なお、図1は図2中のA−A断面の構造を示してい
る。車載機は、ケース10を構成する上ケース11およ
び下ケース12と、回路基板13から構成されている。
上ケース11と下ケース12は嵌め合わせ構造になって
おり、回路基板13を収納した状態で、ねじ、接着剤等
の結合手段によって結合される。この結合によって、ケ
ース10内が密閉され、車室内の水分やほこりがケース
10内に入らない構造となる。従って、回路基板13は
ケース10内に密閉的に収納され、車室内の水分、ほこ
りなどから隔離される。
【0015】また、下ケース12には、ICカード10
0を挿入保持するためのカードガイト14および後述す
るカードストッパが設けられており、図1に示すよう
に、下ケース12にICカード100が保持されている
とき、ICカード100と回路基板13の裏面側とが下
ケース12を介して対向するようになっている。回路基
板13には、路上機と通信を行うとともにICカード1
00に対しコンタクトレスでデータの読み書きを行うた
めの電子回路が形成されている。この回路基板13は、
2つの基板13a、13bが積層された構造になってお
り、第1の基板13aの表面には、路上機と通信を行う
ための電子部品20が実装(図2参照)され、第2の基
板13bの表面には、ICカード100と情報通信を行
うための電子部品が実装されている。
【0016】また、第1の基板13aの裏面には、グラ
ンドプレーン(グランド電極)21が一様に形成されて
おり、第1、第2の基板13a、13bを積層すること
によって、グランドプレーン21が回路基板13の内部
に形成された構造になっている。なお、第1の基板13
aの表面には、アンテナパッチ22aが形成されてお
り、このアンテナパッチ22aとグランドプレーン21
により平面アンテナが構成される。
【0017】図3に、回路基板13の裏面(すなわち第
2の基板13bの表面)の構成を示す。回路基板13の
裏面には、ICカード100と情報通信を行うための電
子部品30として、プリントコイル31および静電プレ
ート32が図に示す位置に実装されている。このよう
に、路上機と通信を行うための電子部品20を回路基板
13の表面に実装し、ICカード100と情報通信を行
うための電子部品30を回路基板13の裏面に実装する
ことによって、見かけ上1枚で回路基板を構成すること
ができるため、車載機の薄型化を図ることができる。
【0018】図4(a)に車載機の裏面側の外観構成を
示し、図4(b)に車載機の表面側の外観構成を示す。
下ケース12には、図4(a)に示すように、カードガ
イド14とカードストッパ15が設けられている。IC
カード100を車載機に固定するときには、ICカード
100を図の矢印方向からカードガイド14に沿って挿
入し、ICカード100をカードストッパ15に当接さ
せる。
【0019】また、図4(b)に示すように、上ケース
11を介して路上機との間の通信が行われるようになっ
ている。そして、車載機は、上ケース11がフロントガ
ラス面に向き、下ケース12が運転者側に向くようにし
て、フロントガラスの内側に設置される。なお、下ケー
ス12には、図4(a)に示すように、液晶表示装置
(LCD)24が設けられており、これにより、運転者
は車載機に関する情報を見ることができる。
【0020】図5に、ICカード100の構成を示す。
このICカード100は、コンタクトレスで車載機と情
報通信を行うコンタクトレスICカードであって、車載
機側から電源供給を受けるためのプリントコイル101
と、車載機と情報通信を行うための静電プレート102
と、ICチップ103が、樹脂の間に封入された構造と
なっている。
【0021】図6に、このICカード100における回
路部のブロック構成を示す。ICチップ103は、プリ
ントコイル101と静電プレート102と電気的に接続
されており、ICカードとしての種々の処理を実行する
マイクロプロセッサ103aと、その処理を行うための
プログラムを記憶するマスクロム103bと、料金決済
などに必要な各種情報を記憶するメモリ103cから構
成されている。
【0022】ここで、回路基板13におけるプリントコ
イル31、静電プレート32は、ICカード100が下
ケース12に挿入保持されたとき、ICカード100の
プリントコイル101、静電プレート102と対向する
ように位置設定されている。そして、プリントコイル3
1、101間の電磁誘導を用いて車載機側からICカー
ド100に電源が供給され、静電プレート32、102
間の静電誘導を用いて車載機とICカード100間の情
報通信が行われる。
【0023】このようにコンタクトレスで車載機とIC
カード100間の情報通信を行うようにしているから、
従来のもののようなコンタクト部の接触不良による通信
異常といった問題を生じることなく情報通信を良好に行
うことができる。また、プリントコイル31、101間
の電磁誘導方式を用いて車載機側からICカード100
に電源供給を行い、静電プレート方式を用いて車載機と
ICカード100間の情報通信を行うようにしているか
ら、ICカード100をケース10に保持する際に多少
位置ずれが生じても、電源供給および情報通信を良好に
行うことができる。
【0024】また、ケース10の外側にICカード10
0を露出した状態で保持する構成としているので、従来
のもののようなカード挿入口を設ける必要がなく、車載
機を薄型化することができる。図7に、車載機における
回路基板13に形成された電子回路の構成を示す。この
電子回路は、路上機と通信を行うための平面アンテナ2
2と、通信を制御する送受信回路23と、残高情報や車
載機の異常情報などを運転者に表示するLCD24と、
運転者の注意を喚起するためにブザー音を発生するブザ
ー25と、上述した各回路を制御する制御回路27と、
アナテナ22からの受信信号により車両が路上機の通信
エリア内に入ったことを検知して送受信回路23および
制御回路27を起動する起動回路26とを有している。
【0025】制御回路27は、料金の自動徴収に必要な
演算処理を実行するマイクロプロセッサ27aと、その
演算処理を行うためのプログラムを記憶するマスクロム
27bと、路上機との通信の際に用いられる車載機ID
番号などの各種データを記憶するメモリ27cなどから
構成されている。また、ICカード100との間の通信
を行うために、上述したプリントコイル31と静電プレ
ート32が設けられている。さらに、ICカード100
が下ケース12に挿入保持された状態を検知するカード
センサ40が設けられている。このカードセンサ40の
具体的な構成については後述する。
【0026】上記した構成において、図7に示す各部回
路には、電源回路29から電源が供給される。マイクロ
プロセッサ27aは、カードセンサ40がICカード1
00の挿入保持状態を検知するまでスリープ状態になっ
ており、カードセンサ40がICカード100の挿入状
態を検知して検知信号を出力すると、起動状態になっ
て、その作動を開始する。この作動開始により、マイク
ロプロセッサ27aは、プリントコイル31からICカ
ード100への電源供給を開始する。この後、マイクロ
プロセッサ27aは、従来のものと同様、路上機との通
信により料金の自動徴収を行う作動を行い、その際、静
電プレート32、102間の静電誘導を用いて、ICカ
ード100から情報の読み出しを行うとともにICカー
ド100に情報の書き込みを行う。
【0027】次に、カードセンサ40の具体的な構成に
ついて説明する。図8に、カードセンサ40の断面構成
を示す。この図8に示すカードセンサ40は、カードス
トッパ15の下に設けられた押圧式のカードスイッチと
して構成されている。このカードスイッチは、第1電極
41aと、この第1電極41aに電気的に接触する導電
ボール41bと、この導電ボール41bを保持するボー
ルガイド41cと、第2電極41dと、ゴムあるいは弾
性力のある樹脂バネなどの緩衝材41eを有し、それら
が樹脂モールドによって樹脂ハウジング41f内に封入
された構造になっている。また、樹脂ハウジング41f
は下ケース12に接着材にて固定されており、外部から
ごみ、水などがケース10内に入らないようになってい
る。このことによって、ケース10内の密閉が維持され
る。
【0028】この構成において、ICカード100が下
ケース12のカードストッパ15まで挿入されると、導
電ボール41bに押圧力が加わり、導電ボール41bと
第2電極41dが接触し、導電ボール41bを介して第
1、第2電極41a、41d間が導通する。このことに
よって、ICカード100の挿入状態が検知される。ま
た、ICカード100が車載機から抜き取られると、緩
衝材41eがもとの形に戻り、導電ボール41bが第2
電極41dから離れて、第1、第2電極41a、41d
間が非導通になり、ICカード100の抜き取り状態が
検知される。
【0029】図9に、カードセンサ40の他の例を示
す。この図9に示すカードセンサ40は、光を用いて検
知するように構成したもので、カードストッパ15の下
面に設けられた反射板42aと、LED(発光素子)4
2bと、光センサ(受光素子)42cなどから構成され
ている。なお、LED42bと光センサ42cは、透明
部材42d内に設けられており、この透明部材42dは
下ケース12内に接着材にて固定されている。
【0030】この構成において、ICカード100がカ
ードストッパ15まで挿入されると、LED42bから
の光が反射板42aで反射せず、光センサ42cに到達
する光の量が少なくなる。この光量変化を図示しない検
出回路によって検出することにより、ICカード100
の挿入状態が検知される。また、ICカード100が車
載機から抜き取られると、反射板42aで反射して光セ
ンサ42cに到達する光の量が多くなる。この光量変化
を検出回路で検出することにより、ICカード100の
抜き取り状態が検知される。
【0031】図10に、カードセンサ40のさらに他の
構成を示す。この図10に示すものは、ICカード10
0の挿入時に人が力をかける部位、例えば下ケース12
の側面にタッチセンサ43を設けたものである。ICカ
ード100の挿入時にタッチセンサ43が押されること
によって、ICカード100の挿入が検知される。な
お、ICカード100の抜き取りは、例えば車載機が路
上機の通信エリア内に入った直後に、車載機がICカー
ド100にアクセスし、ICカード100から応答が返
ってこないことによって検知することができる。
【0032】図11に、カードセンサ40のさらに他の
構成を示す。この図11に示すものは、ICカード10
0の挿入を磁気を用いて検知するもので、ICカード1
00の挿入により回転する回転レバー44aと、回転レ
バー44aに取り付けられたスプリング44bと、回転
レバー44aの先端に取付けられたマグネット44cな
どから構成されている。なお、ケース10内部には下ケ
ース12を介してマグネット44cが所定位置になった
ことを検知する磁気センサが設けられている。また、回
転レバー44aに設けられたシャフト44dには、グリ
スが塗布されており、これによって外部からケース10
内へのごみ、水などの進入が防止され、ケース10内の
密閉が維持される。
【0033】この構成において、ICカード100が挿
入されるとスプリング44bに抗して回転レバー44a
が図の矢印方向に回転し、回転レバー44aの先端に取
付けられたマグネット44cがケース10内に設置され
た磁気センサによってセンシングされ、ICカード10
0の挿入状態が検知される。また、ICカード100が
車載機から抜き取られると、回転レバー44aがスプリ
ング44bによって元の位置に戻されるため、ケース1
0内に設置された磁気センサによりICカード100の
抜き取り状態が検知される。
【0034】なお、上述した実施形態においては、回路
基板13を積層構造としてその裏面にプリントコイル3
1および静電プレート32を設けるものを示したが、回
路基板13を第1の基板13aのみとし、第1の基板1
3aの表面にアンテナパッチ22aを含む電子部品20
を実装し、裏面にグランドプレーン21を一様に形成
し、プリントコイル31および静電プレート32を、図
12に示すように、下ケース12内に埋設して構成して
もよい。このような構成により、車載機をさらに薄くす
ることができる。
【0035】また、図13に示すように、下ケース12
の外側に凹部を形成し、その凹部にプリントコイル31
と静電プレート32を配置し、下ケース12の表面全体
を樹脂で覆う(例えば、樹脂フィルムで覆う、あるいは
樹脂でコーティングする)ようにしてもよい。図12、
図13のように構成した場合には、車載機における電子
回路は図14に示すように構成される。この場合、回路
基板13と、下ケース12に設けられた電子部品31、
32、40とは、フレキシブルケーブル51で電気的に
接続される。
【0036】また、上ケース11とアンテナ基板を兼用
してケース10の厚さを薄くするようにしてもよい。す
なわち、図15に示すように、アンテナ基板材を上ケー
ス材として用い、表面にアンテナパッチ22aを形成し
て、上ケース材の裏面にアース電極を形成する。この場
合、車載機における電子回路の構成は図16に示すよう
になり、アンテナ22と回路基板13間はフレキシブル
ケーブル52で電気的に接続される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車載機の断面構造を
示す図である。
【図2】図1に示す車載機の組み立て構成図である。
【図3】車載機のケース10内に収納される回路基板1
3の裏面の構成を示す図である。
【図4】車載機の外観構成を示す図である。
【図5】ICカード100の外観構成を示す図である。
【図6】ICカード100における回路部のブロック構
成を示す図である。
【図7】車載機に設けられた電子回路のブロック構成を
示す図である。
【図8】カードセンサ40の一例を示す断面構成図であ
る。
【図9】カードセンサ40の他の例を示す断面構成図で
ある。
【図10】カードセンサ40のさらに他の例を示す図で
ある。
【図11】カードセンサ40のさらに他の例を示す図で
ある。
【図12】下ケース12内にプリントコイル31および
静電プレート32を埋設した例を示す図である。
【図13】下ケース12の外表面にプリントコイル31
と静電プレート32を配置した例を示す図である。
【図14】図12、図13に示す例における、車載機に
設けられた電子回路のブロック構成を示す図である。
【図15】上ケース11にアンテナを形成した例を示す
図である。
【図16】図15に示す例における、車載機に設けられ
た電子回路のブロック構成を示す図である。
【符号の説明】
10…ケース、11…上ケース、12…下ケース、13
…回路基板、14…カードガイド、15…カードストッ
パ、21…グランドプレーン、22…アンテナ、23…
送受信回路、27…制御回路、31…プリントコイル、
32…静電プレート、40…カードセンサ、100…I
Cカード、101…プリントコイル、102…静電プレ
ート。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04B 1/59 G01S 13/80 5/02 G06K 19/00 H 7/26 H04B 7/26 E // G07B 15/00 510

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体に搭載される移動体用通信装置で
    あって、 アンテナ(22)と、 情報記録カード(100)と通信を行うための通信手段
    (32)と、 前記アンテナと電気接続され移動体の外部と通信を行う
    とともに、前記通信手段と電気接続され前記通信手段を
    介して前記情報記録カードに対しデータの読み書きを行
    う回路(23、27)を有する回路基板(13)と、 前記回路基板を収納するケース(10)とを備え、 前記ケースは、第1のケース部材(11)と、この第1
    のケース部材と接合されて前記回路基板を密閉的に収納
    する第2のケース部材(12)とを有しており、 前記第2のケース部材の外側に前記情報記録カードを保
    持するカード保持手段(14、15)を備え、前記通信
    手段は、前記情報記録カードが前記カード保持手段に保
    持されているときに、前記情報記録カードとコンタクト
    レスで通信を行うことを特徴とする移動体用通信装置。
  2. 【請求項2】 前記アンテナはアンテナパッチ(22
    a)とグランド電極(21)にて構成される平面アンテ
    ナであって、前記通信手段は前記グランド電極に対し前
    記アンテナパッチと反対側の所定位置に設置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の移動体用通信装置。
  3. 【請求項3】 前記回路基板は第1の基板(13a)と
    第2の基板(13b)が積層されて構成されており、前
    記第1の基板の表面に前記アンテナパッチが形成され、
    前記第1の基板と前記第2の基板の間に前記グランド電
    極が形成され、前記第2の基板の表面に前記通信手段が
    形成されていることを特徴とする請求項2に記載の移動
    体用通信装置。
  4. 【請求項4】 前記通信手段は前記第2のケース部材に
    設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の移動体用通信装置。
  5. 【請求項5】 前記アンテナは前記第1のケース部材に
    設けられていることを特徴とする請求項1、2、4のい
    ずれか1つに記載の移動体用通信装置。
  6. 【請求項6】 前記通信手段は静電プレート(32)を
    有し、この静電プレートは、前記情報記録カードが前記
    カード保持手段に保持されているときに、前記情報記録
    カードの静電プレート(102)と対向する位置に設置
    されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか
    1つに記載の移動体用通信装置。
  7. 【請求項7】 移動体の外部と通信を行うとともに、情
    報記録カード(100)に対してコンタクトレスでデー
    タの読み書きを行う回路手段(22、23、27、3
    2)と、 この回路手段を収納するケース(10)とを備え、 前記ケースの外側には、前記情報記録カードを保持する
    カード保持手段(14、15)が設けられており、 前記回路手段は、前記情報記録カードが前記カード保持
    手段に保持されているときに、前記情報記録カードに対
    し前記データの読み書きを行うように構成されているこ
    とを特徴とする移動体用通信装置。
  8. 【請求項8】 前記情報記録カードが前記カード保持手
    段に保持されていることを検知するカード検知手段(4
    0)を備え、 前記回路手段は、前記カード検知手段によって前記情報
    記録カードが前記カード保持手段に保持されていること
    が検知されているときに、前記情報記録カードに対し前
    記データの読み書きを行うことを特徴とする請求項7に
    記載の移動体用通信装置。
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