JPS61113328A - 移動体間の光交信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は例えば走行中にある移動体間同士で音声通信が
可能な、光通信′を利用した移動体間の光交信装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、走行中の自動車間での通信は、一般に電波が利用
されている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、電波を用いた通信手段では電波法により規制
を受ける場合があったり、電波妨害や混信等の問題があ
ることはよく知られている。また通信内容を他人に傍受
されるおそれがあり、秘話性に問題があった。

このような問題点は光交信を行なうことにより解決可能
となる。しかしながら、光交信を行なう場合、道路の凹
凸や車両の振動等により、車両間の光軸を長時間にわた
って合わせることは困難であり、実用化されていない。

本発明は上記事実を考慮し、電波法による規制の対象外
となり、電波妨害や混信の問題を解決すると共に、秘話
性に優れ、しかも確実に音声信号を伝送可能な移動体間
の充交＠装置を提供するものである。

［問題を解決するための手段及び作用］本発明に係る移
動体間の光交信装置では光通信を利用した圧縮伝送方式
によって移動体間における通信即ち交信を行なうように
したものであり、一方の移動体より他方の移動体へ照射
された照準ビームを受けて、この照準ビームに基づき交
信可能状態を判定し、交信可能なときは音声信号を時間
軸圧縮した状態で光伝送することにより移動体間同士の
情報交換を行なうようになっている。

具体的には、車両特有の判別コード（ＩＤコード）を持
ち、交信すべき車両間でこのＩＤコードを送受信して相
手方を判別し、ＩＤコードの一致後に一方から他方の車
両へ通信内容を光変調によって圧縮伝送し、情報交換を
瞬時に行なえるようにしたものである。

光伝送時には、光軸ずれ検出手段により光軸のずれがチ
ェックされ、光軸のずれが検出された場合には再伝送を
行なうようになっている。

［実施例］ 第１図は本発明装置を自動車に搭載して走行中の自動車
間同士で交信できるようにした場合に適用したものであ
る。

第２図は３台以上の自動車間で交信を行なう場合、中間
の自動車を光中継器として利用することによって前後部
の自動車間で交信できるようにしたものに適用した場合
である。

このように、自動車間で光通信により交信を行なう場合
、道路の凹凸、車両の振動等により走行中、車両相互間
の光通信路を一致させることは相当困難である。そこで
、本発明では走行中におけるこれらの外乱があっても、
交信を可能にするため瞬間的な光通信路（光軸）の一致
を検出して通信内容が圧縮伝送できるように工夫されて
いる。

第１図を参照して本発明装置における交信の概略を説明
する。まず、車両ＣＴＩからｃｐｔｘに音声情報を伝送
する場合、車両ＣＲ，に予め決められた特定のＩＤコー
ドＩＤＲを車両ＣＴＩ側でセットし、このコードＩＤＲ
を光伝送によって車両ＣＲＩに向けて発射する。車両Ｃ
ｐｌ側ではコードＩＤＲの受光後ＣＲＩ側からＣＴＩに
向けて照準ビーム０２に乗せて車両ＣＲ１側のＩＤコー
ドＩＤＲが発射される。

車両ＣＴｌではこの照準ビーム０２を受光し、発射され
たコードＩＤ、が先に発射したコードＩＤ、と一致し、
かつ受光レベルが高いとき、即ち受光感度が最良のとき
（光軸一致時）、車両Ｃアｌ側から音声信号を伝送光ビ
ーム０１として瞬時に伝送する。

この瞬時伝送は送受光間の光軸ずれによる音声信号の寸
断や、外部雑音の混入を防止して明瞭な音声入力を得る
ためのものである。車両ＣＲＩ側からＣア、側への音声
情報伝送の場合にも同様にして通信が行なわれる。

第３図は本発明に係る光交信装置の一例を示すブロック
であって、第４図及び第５図のタイムチャートを参照し
ながら交信動作の一例を詳細に説明する。

なお、第３図に示す光交信装置は車両ＣＴ１、ＣＲ□の
双方に搭載されている光交信装置であり、説明の都合上
、交信状態に応じて同一の図面を用いて説明する。

まず、各車両ごとに予め決められている複数のＩＤニー
ドをコード入力スイッチ１ｌ−Ｔ（ここに、Ｔは車両Ｃ
ＴＩ側に搭載されている光交信装置に設けられているこ
とを意味する。以下同じ。

ただし図面中にはこのＴを省略）より入力すると、符号
器１２−Ｔでこれらが８ビット信号に変換された上で、
メモリ１３−Ｔの指定されたアドレスにストアされる。

データのストアはＩＤコード用のクロック信号発生器１
６−Ｔの書込みクロックに基づいて行なわれる。

１７は基準クロックの発振器である。

さて、車両ｃｒｔからＣＲＩへ音声を伝送する場合には
、第４図の持点ｔ１にフロント・リア切換スイッチ７を
フロントＣＦ）側に切換える。これによって後述するよ
うにフロント用（Ｆ用）発光駆動回路８Ｆ−Ｔが動作状
態に至る。

次に、選択スイッチ１０−Ｔを操作してメモリ１３−丁
のアドレスを指定しストアされている特定車両、この例
では車両ＣＲ□用のコードＩＤＲがクロック信号発生回
路１６−Ｔからの読出しクロックに基づいて読出され、
一時メモリ１５−Ｔと１４−Ｔとに一時的にストアされ
る。

一時メモリ１５−ＴはコードＩＤ、を最初に伝送すると
きに使用され、他方の一時メモリ１４−ＴはコードＩＤ
、を再伝送するときに使用される。

選択スイッチ１０−Ｔを操作しないときは、自車両０丁
１のコードＩＤ、、がメモリ１３から読出されて、後述
するように他車両ＣＦｔｔからの受信時のコード一致の
判別に供される。

一時メモリ１４−Ｔ、１５−Ｔへのデータストア終了後
の時点ｔ２に至ると、音声入力可能状態を表示するため
の表示ランプ（図示せず）が所定の期間（図ではｔ２〜
ｔ３の間）点灯する（第４図Ｂ） 、［従って、時点ｔ２以降、マイクｌ−Ｔに入力した音
声Ｓｃ　　（第４図Ｃ）はアンプ２−Ｔで増幅され１こ
の音声信号がＡ／Ｄ変換器３−Ｔでデジタル変換される
。Ａ／Ｄ変換は発振器１７−Ｔからの基準クロックを基
に分周器２０−Ｔで得た標本化クロックＳｄ　　（第４
図Ｄ）と符号化（８ビツト）する為の変換動作の基準ク
ロックＳｔに基づいて行なわれる。

この例では８ビツトデータにＡ／Ｄ変換す□るため標本
化クロックＳｄとしては８ＫＨｚが使用される。デジタ
ル音声信号はデータ伝送時に使用されるクロック発生器
１８−Ｔからの書込みクロックＳｅ（第４図Ｅ）に基づ
いてメモリ４−Ｔに書込まれる。

時点ｔ３でデータ書込みが終了すると、表示ランプが消
灯すると共に、クロック発生器１８−ＴからＩＤコード
読出しエネーブル信号Ｓｆ（第４図Ｆ）と発振器１７．
−丁からの基準信号を基に分周回路２０−Ｔか砧のクロ
ック信号Ｓｏとが一時メモリー５−Ｔに供給され、この
一時メモリ−５−Ｔより読出されたコードＩＤＲは分岐
器６−　　′軒 Ｔを介して駆動回路８Ｆ−Ｔに供給さ□れる。これによ
って車両ＣＴＩのフロント側に設けられた発光素子９Ｆ
−Ｔから、変調されたコードＩＤＲのデータ（直列コー
ドデータ）が光コードとして車両Ｃρｌのリアに向けて
発射される。

分岐器６−Ｔは音声データとコードデータをフロント側
へあるいはリヤ側へ伝送する□為の切換をするものであ
る。一方、車両ＣＲ１のリアに設け□られたリア用受光
素子３０Ｒ−Ｒ（Ｒは車両ＣＦｔｉ用の光交信装置を設
けられていることを指す。

以下同じ）でコードＩＤ、が受光されて電気信号に変換
されると共に、これが受光アンプ２９Ｒ−Ｒで増幅され
１合成器２８−Ｒに供給されたのち直管並列変換器２１
−ＲでコードＩＤ、が並列データに変換される。この直
・並列変換は同期パルス発生器２４−Ｒより出力される
“、入力コードＩＤＲに同期した同期パルスに基づいて
行なわれる。

並列変換された入力コードＩＤ、ぼ、メモリ１３−Ｒよ
り出力された自車両コードＩＤ、１と共に一致検出回路
２２−Ｈに供給されてコードデータの一致検出が行なわ
れ、この例では両コードが一致したときＨレベルの検出
データが得られる。

合成器２８−Ｒの出・力はさらに受光レベル検出器２３
−Ｒに供給され、受光した入力コードＩＤＥが所定レベ
ル（受信可能レベル）以上のときＨレベルの判別データ
が得られる。

この判別データと検出データとは第１のアンドゲート２
６−Ｒに供給され、上述のように、入力コードＩＤＲが
自車両ＣＲＩのコードＩＤ代と一致し、かつ受信可能レ
ベル以上のとき第１のアントゲ−）２６−Ｈの出力がＨ
レベルになる。

時点１４　（第４図Ｈ→に第１のアンドゲート２６−Ｒ
の出力Ｓｉ（同図Ｉ）が得られると、発振器１７−Ｒで
発生される基準信号を基に外周器２０−Ｒより得られる
読出しクロックが一時メモリ１４−Ｔに供給されてこれ
にストアされている自車両ＣＲｔ用のコードＩＤ、が読
出され、分岐器６−Ｈに供給されるンこの分岐器６−Ｈ
には合成器２Ｂ−Ｒからコード”ＩＤ、のリヤ側で受光
したことを指示する信号が供給され、これによって分岐
器６−Ｒがリヤ側に選択され、伝送され次いでリア用発
光駆動回路８Ｒ−Ｒが動作してリア用発光素子９Ｒ−Ｒ
が励起される。これによって、照準ビーム０２が車両Ｃ
ＴＩに向けて発射される。

照準ビーム０２は車両Ｃア、のフロント側に設けられた
受光素子３０Ｆ−Ｔで受光されるから、先程の車両ＣＲ
＋の場合と同様にこの照準ビーム０２に含まれる相手方
コードＩＤＲがコード一致検出回路２２−Ｔと受光レベ
ル検出回路２３−Ｔに夫々供給され、車両ｃＴ□と車両
Ｃ＝１との光軸が一致した時点ｔｇａに第１のアンドゲ
ート２６−Ｒからの出力Ｓｇ（第４図Ｇ）が得られたと
きは、これに基づき一時メモリ１５−ＴからのコードＩ
Ｄ、の読出しが停止せしめられる。

第１のアンド出力Ｓｇはクロック発生器１８−Ｔにも供
給され、これにより、クロック発生器１８−Ｔからメモ
リ４−Ｔには第５図Ｎの読出しクロックＳｎが供給され
る。

読出レフロックＳｎの周波数は書込みクロックＳｅのｍ
倍（ｍは整数）となされており、従って読出し時の時間
軸は書込み時の時間軸のｌ　／　ｍに圧縮される。圧縮
されたパラレル音声データは並・直列変換回路５−Ｔで
直列データに変換される。第５図Ｏには並・直列変換用
の、発振器１７−Ｔからの基準信号を基に分周回路２０
−Ｔから供給される（読出しクロックＳｎに同期した）
クロックＳＯが示されており１図中αの期間は並・直列
変換された１ブロツクデ一タ群を示す。

圧縮音声データは、分岐器６−Ｔ、フロント用発光駆動
回路８Ｆ−Ｔ次いでフロント用発光素子９Ｆ−Ｔに供給
されて光信号に変換され、送光ビーム０□となって車両
ＣＲＩ側に発射される。また、音声信号の読出しが時点
ｔｇａで終了すると、分岐回路２０−Ｔからのクロック
ビットの信号により一時メモリ３９−Ｔからエンドビッ
トが時刻ｔ７ａまで読出され、前記同様にしてビームｏ
１となって車両ＣＲＩ側に発射される。

発射される期間（伝送期間）は圧縮音声データも含めて
時点ｔｇａ−ｔｅａまでの極く僅かな期間である。

他車両ＣＲｔ側では送光ビーム０１をリヤ用受光素子３
０Ｒ−Ｒで受光し、リヤ用受光アンプ２９−Ｒで増巾し
、合成器２８−Ｒを介して直・並列変換器３１−Ｈに供
給されて時間軸圧縮状態のまま並列音声データに変換さ
れる。置台並列変換は、同期パルス発生回路２４−Ｒか
らの同期パルスが分周器２０−Ｒによって分周されて得
られる直・並列変換クロックＳｐ（第５図Ｐ）を使用し
て行なわれる。

この並列音声データはメモリ３２−Ｒにストアされる。

ストア用の書込みクロックＳｑ（同図Ｑ）は同期パルス
発生回路２４−Ｒからの同期パルスを基にデータ受信時
に使用されるクロック発生器１９−Ｒで発生される。

時点ｔ、ｂでデータの書込みが終了し、続いて伝送され
てくるエンドビット同期信号発生回路２４−Ｒで発生さ
れるクロック信号によりＳ／Ｐ変換回路２１−Ｒで直並
列変換された信号と一時メモリ３９−Ｒから出力される
エンドビットコードと・をエンドビット一致検出回路３
８−Ｒにそれぞれ入力する。一致した場合には、ＩＤコ
ード逆伝送終了信号Ｓｊ　　（第４図Ｊ）を一時記憶回
路１４−Ｈに伝送することによりＩＤＲコード逆伝送を
終了する。車両ＧＴ１へのコード逆伝送が停止せしめら
れる。

これと同時に、発振器１７−Ｒで発生される基準信号を
基にクロック発生器１９−Ｒからの読出しクロックＳｋ
　　（第４図Ｋ）によってメモリ３２−Ｒ’から時間軸
圧縮された音声データがｍ倍に時間軸伸長されて読出さ
れる。

この音声データは切換器３３−Ｒに供給される。切換回
路３３は音声データをＤ／Ａ変換器３４に供給するか、
並・直列変換器５−Ｔに供給するかを、選択するための
ものであって、後述するように光中継器として使用しな
いときは全てＤ／Ａ変換器３４に供給される。すなわち
、第１のアンド出力ゲート２６−Ｒの（Ｓｉに対応した
もの）がＨレベルで、かつ第２のアンドゲート（検出デ
ータをインバータ２５−Ｒによって反転したものと１判
別データとが供給される）２７−Ｒより得られる第２の
アンド出力がＬレベルのとき、メモリ３２−Ｒで読出さ
れた音声データが選択されてＤ／Ａ変換器３４−Ｒに供
給され、Ｄ／Ａ変換される。

なお、このＤ／Ａ変換処理時には発振器１７−Ｒで発生
される基準信号を基に分周器２０−Ｒから８ビツトごと
の音声データをラッチしてアナログ化するためのラッチ
パルスＳ見（第４図Ｌ）が出力される。

アナログ音声信号Ｓｍ（第４図Ｍ）はアンプ３５−Ｒを
経てスピーカ３６−Ｒより、時点ｔｅａからｔ＠　（時
点ｔ２からｔ３に相当する）までの間に放声される。

次に音声信号伝送時、車両ＣＴＩと車両０区１との送・
受光間の光軸ずれが発生した場合の再送ｊ　　信につい
て説明する。

車両Ｔ１から車両ＣＲｔへの音声信号転送時、車両ＣＲ
＋は車両ＣＴＩからの音声信号終了のエンドビットの検
出時刻ｔｙａ（ｔｙＪ）まで照準ビーム０２用のＩＤＲ
コードを伝送している。したがって、車両ｃｒｔ側で上
述の如く照準ビーム０２用のＩＤＲコードの一致検出と
受光レベルの検出を行なうことにより、車両ＣＴＩと車
両ｃｉ１との送・受光間の光軸ずれが発生した場合アン
トゲ−）２６−Ｔの出力信号Ｓアは第６図Ｔに示す如く
、光軸ずれ時（ｔ□ａ−ｔｕａ）はＬレベルとなる。一
方、音声信号伝送時クロック発生器１Ｂ−Ｔから出力さ
れるＨレベル出力Ｓマとインバータ４０−Ｔを介した前
記Ｓアの反転信号Ｓｕはアンドゲート４１−Ｔに入力さ
れる。４１−Ｔの出力Ｓｗは音声信号伝送時、光軸ずれ
検出信号Ｓｗとなるので、この信号をオアゲート４２−
Ｔを介して一時メモリ、１５−Ｔに供給することによ、
、′。

す、ＩＤコード伝送開始信号Ｓｆ以降と同様にして再伝
送することカーできる。

以上の交信動作を要約するならば、以下の通り　　、（
である。

■　相手方の車両ＣＲ１へ相手方コードＩＤ。

の送出。

■　相手方の車両ＣＲ１ではＩＤＲを判別し、自車両コ
ードＩＤＦＩＩと一致したとき、車両ＣＴＩへ自車両コ
ードＩＤ巨、送出。

■　このときの照準ビーム０２を受けてコード一致検出
、受光レベル検出。

■　■の夫々の条件を満たすとき、圧縮音声データ送出
、送出中に光軸のずれが検出された場合には■へ戻る。

■　相手方車両ＣＲＩではこの圧縮音声データをメモリ
し、時間軸を元通りに伸長する。

ｆリ　　受光レベルが高く、ＩＤニードが再び一致した
とき、時間軸伸長音声データをＤ／Ａ変換してスピーカ
を駆動。

■　■によって相手方車両ＣＴＩより送信されたメツセ
ージ内容を認識 ■　■〜■の操作を逆にすればＣＲＩ→Ｃア。

への交信が可能。

なお、これらの交信状態の全てのコントロールはマイク
ロコンピュータ４３のＲＯＭに書込まれた制御プログラ
ムに基づいて処理される。

また、再伝送は光軸のずれが検出された後の残りの情報
のみ伝送するようにしてもよい。

次に第２図のように、中間車両Ｃｒ＋２を光中継器とし
て利用することによって車両Ｃｒ２とＣＲ２との間の交
信を行なう場合について説明する。

この場合にも、車両Ｃア１とＣζ１との音声情報交換の
場合と同様に、車両ＣＦＱ２から０Ｍ２へ伝送される車
両−ＣＦ２に予め決められた判別コードＩＤ、と車両Ｃ
ｒ５２の判別コードＩＤＭとの一致検出が行なわれると
共に、受光レベルの検出が行なわれる。

このとき１判別コードＩＤ、とＩＤｎとは不一致である
から、受光レベルが高いときにｗ４１のアントゲ−）２
６−Ｍ（中間車両Ｃｎ２に設けられた交換装置内のアン
ドゲートを意味する。以下Ｍの使用例は同じ）の第１の
アンド出力はＬレベル、第２のアントゲ−）２７−Ｍ出
力はＨレベルとなる。

これによって、クロック発生器１６−Ｍの書き込みクロ
ックがメモリ１３−Ｍに供給される。このとき、コード
ＩＤ、は受光素子３０Ｒ−Ｍ、合成器２８−Ｍを経て直
・並列変換器３７に供給されるので、並列変換されたコ
ードよりＦはメモリ１３−Ｍにストアされる。

次に、クロック発生器１６−Ｍからの読出しクロックに
基づき、コードＩＤ、が一時メモリ１４−Ｍ、１５−Ｍ
［ストアされ、分周器２０−Ｍからのクロックにより一
時メモリ１４−ＭからコードＩＤ、が連続して読出され
て、上述と同様な信号経路を経てリア用受光素子９Ｒ−
ＭからコードＩＤ、が照準ビームとなって車両ｃＲ２に
向けて発射される。

そして、第１図の場合と同様にして、車両ＣＲ２からの
圧縮音声データがメモリ３２−Ｍに一時スドアされ、こ
の圧縮音声データは切換回路３３−Ｍ、並・直列変換回
路５−Ｍを経て発生素子９Ｆ−Ｍに供給されることによ
って、その圧縮音声データが車両ＣＦ２側に光伝送され
る。

光軸のずれは車両ＣＲ２とＣｒ＋２の間及び０Ｍ２とＣ
Ｆ２の間で上記同様に各々チェックされた光軸のずれが
検出され、場合には再伝送を行なう。

［発明の効果１ 本発明は上述の如く構成されているので、従来に比し次
のような特徴を有する。

■　光通信であるので、電波法の規制の対象外となる。

■　電波通信に比し１通信範囲が極めて狭いために、電
波妨害や混信などの外部要因による通信性能の劣化が少
ない。

■　光通信路が局限されているため、極めて秘話性に優
れている。特に判別コードを使用すれば、同一路線を走
行する無関係な車両が通信路間にわり込んでも通信内容
を不用意に傍受されるおそれは全くない。

■　通信車両間の光軸一致のみ圧縮音声データを光通信
するので、道路の凹凸などによって通信路が一時的に寸
断されても交信の妨げにはならない、また外来ノイズを
ひろうこともない。

■　光軸の検出は相手方の光軸を基準にして行なうので
、受光レベルが双方とも安定した状態のとき交信を実行
できる。

■　数台前又は数台後の移動体との間でも交信を行なう
ことができる。

■　光伝送時には光軸ずれ検出手段により光軸のずれが
チェックされ、光軸のずれが検出された場合には再伝送
するようになっているので、確実に音声データを送るこ
とができる。

しかも、圧縮伝送であるので短時間に再伝送できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例に係る光交信装置を
適用した走行車両間の交信状態を示す図、第３図は本発
明に係る移動体間の光交信装置の一例を示すブロック図
、第４図乃至第６図は夫々その動作説明に供するタイミ
ングチャートである。 １・・・マイク、 ４．１３〜１５．３２．３９・・・メモリ、９Ｆ、９Ｒ
・―・発光素子、 １６．１８．１９・・・クロック発生器、２０φ拳拳分
周器、 ２２・１１争コード一致検出回路、 ２３・９争受信レベル検出回路。 ３０Ｆ、３０Ｒ・・・受光素子、 ３６・・・スピーカ、 ３８・・・エンド゛ビット一致検出回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の移動体より他方の移動体へ照射された照準
   ビームを受けて、この照準ビームに基づき交信可能状態
   を判定し、交信可能なときは音声信号を時間軸圧縮した
   状態で光伝送することにより移動体間同士の情報交換を
   行なう移動体間の光交信装置であって、該光伝送時に光
   軸のずれを検出する光軸ずれ検出手段を備え、光軸のず
   れが検出された場合には再伝送を行なうことを特徴とす
   る移動体間の光交信装置。
2. （２）情報交換を行なう数台前あるいは数台後の中間に
   介在する移動体の光交信装置を光中継器として用いた特
   許請求の範囲第１項記載の移動体間の光交信装置。