信号分離装置
【課題】
光ＶＩＣＳ用投受光素子やＤＳＲＣ用アンテナを含んだヘッドユニットと車載器本体を同軸ケーブルにて接続し、この同軸ケーブル上を伝送するＤＳＲＣ送受信号に光ＶＩＣＳ送受信号を重畳して伝送する場合、ヘッドユニット或いは車載器本体の基板内にて重畳された信号を分離する。
【解決手段】
光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、この分岐点からＤＳＲＣの周波数における位相が９０度となる電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、この分岐点からＤＳＲＣの周波数において位相が９０度となる電気長の位置で容量接地する。基板のパターン上にＤＳＲＣの信号周波数帯の定在波を発生させて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響を最小限に抑えることが出来る。
光ＶＩＣＳ用投受光素子やＤＳＲＣ用アンテナを含んだヘッドユニットと車載器本体を同軸ケーブルにて接続し、この同軸ケーブル上を伝送するＤＳＲＣ送受信号に光ＶＩＣＳ送受信号を重畳して伝送する場合、ヘッドユニット或いは車載器本体の基板内にて重畳された信号を分離する。
【解決手段】
光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、この分岐点からＤＳＲＣの周波数における位相が９０度となる電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、この分岐点からＤＳＲＣの周波数において位相が９０度となる電気長の位置で容量接地する。基板のパターン上にＤＳＲＣの信号周波数帯の定在波を発生させて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響を最小限に抑えることが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光あるいは電波を伝送メディアとして情報を伝達する情報端末装置に係り、特に光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器、或いは光通信と電波通信により道路交通情報を受信するための複合車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の道路交通の発展は交通事故の増加，渋滞の慢性化，環境の悪化，エネルギー消費の増大といった諸問題を引き起こしており、これらに対する総合的な対応として高度道路交通システム（ＩＴＳ）に期待が集まっている。特にカーナビゲーションシステムやVICS（道路交通情報通信システム）受信機は日常的なツールとして既に定着しつつあり、更に現在はＤＳＲＣ（狭域通信システム）の実用化に向けた準備が進められている。
【０００３】
ここでＶＩＣＳ（登録商標）とはＦＭ多重放送や道路上の発信機から受信した交通情報を図形・文字で表示するシステムであり、ＶＩＣＳセンターで編集・処理された渋滞や交通規制などの道路交通情報をリアルタイムに送信し、カーナビゲーションシステムに用意されている地図の上に重ね書きして表示することが出来るもので、複数の情報メディア
（光ビーコン，電波ビーコン，ＦＭ多重放送）により実現される。
【０００４】
次にＤＳＲＣとはＥＴＣ（自動料金支払いシステム）に代表される無線通信方式であり、そのサービスとしては駐車場での利用状態の把握や、物流における配送トラックの管理，ガソリンスタンドやファーストフードのドライブスルーなどが想定されており、５.８ＧＨｚの周波数帯により実現される。
【０００５】
車室内にてこれらのＶＩＣＳやＤＳＲＣのサービスを利用する場合、各情報メディア毎にアンテナ等の送受信手段が必要となり、例えば光ＶＩＣＳの投受光部，電波ＶＩＣＳ受信アンテナ，ＤＳＲＣの送受信アンテナを車両のダッシュボード付近に配置する必要がある。更にはこれらのサービスを提供するための車載器本体を送受信手段と別の位置に配置する場合は、運転席付近の配線の引き回しが乱雑となりがちで、見栄えも悪くなる上、取り付けの工数も増大し、使い勝手も悪くなってしまう。
【０００６】
上記問題を解決するためには、前述の各情報メディア毎のアンテナ及び各種車載器をそれぞれ一つの筐体に収め、アンテナを１筐体に収めたヘッドユニットと各種車載器を１筐体に収めた車載器本体の間は１本のケーブルにて接続し、このケーブルに各種信号を重畳して伝送する方法が考えられる。例えば特開平１０−２７４５３５号公報ではＧＰＳ用アンテナとＦＭ放送用アンテナを一つの筐体に収め、受信したＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を重畳してケーブルに載せて本体へ伝送する方法が示されている。この場合、本体側では重畳されたＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を分離する手段が必要となる。しかし重畳されたＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を分離する為には車載器本体側の基板内に回路部品を追加する必要があり、それによるコストアップは避けられない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７４５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービス（或いは電波ＶＩＣＳ）を利用するための複合車載器を車室内に設置する場合、少なくとも光ＶＩＣＳ情報を送受信するための投受光部と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための送受信アンテナは、ダッシュボードやフロントガラス付近に設置する必要がある。その製品形態としては、例えば光ＶＩＣＳ用投受光部やＤＳＲＣ用送受信アンテナを１筐体に収めたヘッドユニットと、ＶＩＣＳ通信制御や
ＤＳＲＣ通信制御を行う回路などを含んだ車載器本体に分離させた２ピース構成が考えられる。この様に車載器がヘッドユニットと車載器本体に分離している場合、ユーザの使い勝手を考慮に入れると、ヘッドユニットと車載器本体を接続するケーブル本数は出来る限り少ないことが望ましい。
【０００９】
例えば光ＶＩＣＳとＤＳＲＣの車載器を利用する場合は、ヘッドユニットと車載器本体の間で、少なくとも電源の他、光ＶＩＣＳ送受信号，ＤＳＲＣ送受信号などの信号を相互に伝送する必要があり、従来、これらの各種信号は重畳しない限りケーブル本数を減らす事が出来ないという問題があった。
【００１０】
本発明は同軸ケーブルに重畳された光ＶＩＣＳ信号とＤＳＲＣ信号、或いは光ＶＩＣＳ信号と電波ＶＩＣＳ信号をコストアップすること無く信号分離することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は光または電波ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用する複合車載器において、その車載器本体とヘッドユニットは同軸ケーブルで接続し、この同軸ケーブル上に少なくとも光ＶＩＣＳ送受信号やＤＳＲＣ送受信号を重畳して車載器本体とヘッドユニットの間を相互に伝送する場合に、重畳された光ＶＩＣＳ送受信号とＤＳＲＣ送受信号の信号分離を実現するものである。
【００１２】
光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、且つ少なくともこの分岐点からＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）で位相９０度分の電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、且つその分岐点からＤＳＲＣの周波数
（５.８ＧＨｚ ）における位相９０度分の電気長の位置で容量接地して、基板に形成するパターン上に５.８ＧＨｚ 帯の定在波を意図的に発生させて、分岐点を定在波の腹部分に位置させる。
【００１３】
これにより、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ラインにおいて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響は最小限に抑えることが可能となるため、ＤＳＲＣ送受信号は光ＶＩＣＳ回路ブロックの方向へ向かうこと無く、すなわちＤＳＲＣ送受信号と光ＶＩＣＳ送受信号の信号分離が実現される。
【００１４】
また、光ＶＩＣＳ送受信号に関しては、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ライン上に、光VICSの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）において高インピーダンスとなる様なコンデンサを、直列に設けることによって、光ＶＩＣＳ送受信号がＤＳＲＣ回路ブロックの方向へ向かうことを防止する。このコンデンサはＤＳＲＣの通信においては影響を最小限に抑える為に、ＤＳＲＣの信号周波数（５.８ＧＨｚ ）においては低インピーダンスとなる値とする。
【００１５】
また光ＶＩＣＳ通信において、投光時には投光素子を駆動する為に１Ａを超える瞬時電流を流す必要があり、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのラインはその導体損の影響を考慮してパターン幅を太く設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によればヘッドユニット部分と車載器本体部分は必要最小限のケーブル本数にて接続することが可能で、同軸ケーブル１本で両者を接続することができ、車両搭載後の見栄えも良く、ユーザの使い勝手にも優れる。
【００１７】
更には信号を分離する手段は基板上に形成するパターンを主とした必要最小限の部品構成にて実現できる上に、ヘッドユニット部分と車載器本体部分を接続するケーブル本数を必要最小限に抑えることが出来るため、コストを大幅に削減することが可能となる。更に、前述の通り、光ＶＩＣＳ，ＤＳＲＣ共に電気的性能を劣化させることなく重畳した信号を分離出来るので、両者の通信の信頼性も向上させる事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を、図面を用いて説明する。尚、本実施例は無線を情報メディアとして通信を行うＤＳＲＣと、光を情報メディアとして通信を行う光ＶＩＣＳの複合車載器に関するものである。また、本発明は電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器にも適用可能である。この場合、電波ＶＩＣＳとＤＳＲＣは無線周波数が異なるが本発明の考え方を適用出来る。
【００１９】
本発明は光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービス（或いは電波ＶＩＣＳ）を利用するための複合車載器において、その車載器本体部分とヘッドユニット部分は同軸ケーブルで接続されていて、この同軸ケーブル上に少なくとも光ＶＩＣＳ送受信号やＤＳＲＣ送受信号を重畳して車載器本体部分とヘッドユニット部分の間を相互に伝送する場合に、車載器本体部分やヘッドユニット部分の基板内にて余分な回路部品を追加することなく、重畳された光ＶＩＣＳ送受信号とＤＳＲＣ送受信号の信号分離を実現するものである。
【００２０】
ここで、ＤＳＲＣで使用される周波数（５.８ＧＨｚ ）は基板上で分布定数として扱われる周波数であるが、一般に分布定数として扱う高周波回路の場合、基板内にて高周波信号を伝送するためのパターンラインはその特性インピーダンスが均一に保たれていることが必須条件であり、例えばＤＳＲＣ送受信号伝送用のラインは、その前後の回路の入出力インピーダンス（一般的には５０Ω）に合わせることで高周波信号の反射を抑えなくてはならない。従って本ラインを光ＶＩＣＳ回路ブロックへ分岐させると、通常はその特性インピーダンスが乱れることによりＤＳＲＣ送受信号の伝送効率が劣化して、その結果として信号の伝送損失を招く。しかし本発明に従えばこの伝送損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
本発明はＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）が基板上で分布定数として扱える周波数帯であり、且つ光ＶＩＣＳの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）が集中定数として扱える周波数帯であることに着目して信号分離を実現する。具体的には光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、少なくともこの分岐点からＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）で位相９０度の電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、且つその分岐点からＤＳＲＣの周波数(５.８ＧＨｚ)で位相９０度の電気長の位置で容量接地する。これにより基板のパターン上に５.８GHz帯の定在波を意図的に発生させて、上記分岐点に該定在波の腹部分を来させる。
【００２２】
以上の方法により、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ラインにおいて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響は最小限に抑えることが可能となるため、ＤＳＲＣ送受信号は光
ＶＩＣＳ回路ブロックの方向へ向かうこと無く、ＤＳＲＣ送受信号と光ＶＩＣＳ送受信号の信号分離が実現される。
【００２３】
尚、光ＶＩＣＳ送受信号に関しては前述の通り集中定数で扱える周波数帯であるため、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ライン上に、光ＶＩＣＳの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps）において高インピーダンスとなる様なコンデンサを、直列に設けることによって、光ＶＩＣＳ送受信号がＤＳＲＣ回路ブロックの方向へ向かうことを防止することが出来る。しかしこのコンデンサはＤＳＲＣの通信においては影響を最小限に抑える為に、ＤＳＲＣの信号周波数（５.８ＧＨｚ ）においては低インピーダンスとなる様な定数である必要があり、上記２つの条件を満足出来る容量として例えば１０ｐＦ程度で良い。
【００２４】
また光ＶＩＣＳ通信において、投光時には投光素子を駆動する為に１Ａを超える瞬時電流を流す必要があり、上記光ＶＩＣＳ回路ブロックへのラインはその導体損の影響を考慮してパターン幅を太く設定することが望ましい。例えばパターン銅箔厚が３５μｍの場合は１mm程度あれば、瞬時電流の影響を最小限に抑えられることが出来る。
【００２５】
本発明に従えば本要求も満足することが可能であり、すなわちＤＳＲＣの電気的性能のみならず光ＶＩＣＳの電気的性能をも劣化させることなく目的を達成することが可能となる。
【００２６】
図４は本発明の対象となるＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの複合車載器を車内に設置した例を示す。本例においてヘッドユニット（２ａ）はダッシュボード（４ｄ）上に設置されているが、ＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの通信に差し支え無ければ設置位置はダッシュボード(４ｄ)上に限らず、例えばフロントガラスに貼り付けて設置したり、或いはダッシュボード(４ｄ)に内蔵としても良い。一方、車載器本体（４ｃ）の設置位置に制約は無く、ヘッドユニット（２ａ）と車載器本体（４ｃ）は同軸ケーブル（２ｃ）にて接続されているので、車載器本体（４ｃ）は同軸ケーブル（２ｃ）の届く範囲内で設置すれば良く、必ずしもユーザから見える位置である必要は無い。但し、ＩＣカード等の抜き差しが必要であればその部分の設置位置は考慮が必要である。
【００２７】
車載器本体（４ｃ）はカーナビゲーションシステム用インタフェース（４ｇ）を有していれば、ヘッドユニット（２ａ）から受信した内容をカーナビゲーションシステム(４ｅ)に表示することが出来るが、車載器本体（４ｃ）がカーナビゲーションシステム（４ｅ）に内蔵されていても同目的を達成出来る。尚、本例は同軸ケーブル（２ｃ）にＤＳＲＣ無線通信用信号と光ＶＩＣＳ通信用信号を重畳することを前提とするが、必要に応じて直流電源も重畳させることにより車載器本体（４ｃ）からヘッドユニット（２ａ）へ電源を供給することも可能である。
【００２８】
図５はＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの複合車載器のシステムブロック図を示している。車載器本体（５ｅ）と路側機（本図では省略）との通信はヘッドユニット（２ａ）を介して行われる。車載器本体（５ｅ）とヘッドユニット（２ａ）は、それぞれに設けられた同軸コネクタ（５ｂ，２ｄ）で同軸ケーブル（２ｃ）により接続されている。ヘッドユニット
（２ａ）は、車載器本体（４ｃ）で処理される電気信号を規定の情報メディアに変換して送受信するための手段で構成される。具体的には、ＤＳＲＣに関しては、電気信号と電波を変換する為のＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）、光ＶＩＣＳに関しては電気信号と光を変換する為の光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック（５ｈ）を中心に構成される。
【００２９】
車載器本体（５ｅ）は主にＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ），光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ），制御処理部（５ｎ），ＩＣカードインタフェース（５ｏ），カーナビゲーションシステム用インタフェース（カーナビインタフェース）（５ｐ）から構成される。車載器本体（５ｅ）内のＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）は、主にＤＳＲＣ送信回路とDSRC受信回路に分かれており、ＤＳＲＣ送信回路では車載器本体（４ｃ）内の制御処理部
（５ｎ）より受け取ったＤＳＲＣベースバンド送信信号を規定の周波数(５.８ＧＨｚ帯)で変調し、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット(２ａ)へ渡す。一方、ＤＳＲＣ受信回路ではヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて受け取った受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）を、車載器本体（４ｃ）内にてＤＳＲＣベースバンド受信信号に復調し制御処理部（５ｎ）に渡す。
【００３０】
光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）は、主に光ＶＩＣＳ送信回路と光ＶＩＣＳ受信回路に分かれており、光ＶＩＣＳ送信回路では車載器本体（４ｃ）内の制御処理部（５ｎ）より受け取った光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）のレベル変換やインピーダンス変換を行い、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット（２ａ）へ渡す。一方、光ＶＩＣＳ受信回路では、ヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて受け取った光VICS受信信号（１.０２４Mbps ）を車載器本体（４ｃ）内で波形整形やレベル変換を行い、制御処理部（５ｎ）に渡す。
【００３１】
車載器本体（４ｃ）内のＩＣカードインタフェース（５ｏ）では、車載器本体（４ｃ）が有するＩＣカード読み書き装置に挿入されたＩＣカードの読み書きを行う。その際、必要に応じて暗号化／復号化を行ってＩＣカードの読み書きを行う。
【００３２】
車載器本体（４ｃ）内のカーナビゲーションシステム用インタフェース（カーナビインタフェース）（５ｐ）は、車載器本体（４ｃ）をカーナビゲーションシステム（４ｅ）と接続する為のインタフェースで、路側機から受信したデータをカーナビゲーションシステム（４ｅ）に表示したり、或いはユーザがカーナビゲーションシステム（４ｅ）を通じて路側機に送信すべき内容がある場合に、そのインタフェースとして使用される。
【００３３】
ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）及び車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）は、ＤＳＲＣ送受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）と光ＶＩＣＳ送受信信号（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps）を分離するためのブロックで、本発明の対象箇所である。例えば光ＶＩＣＳの送信時は、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）で、光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）がＤＳＲＣ送受信信号（５.８ＧＨｚ帯）に重畳され、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット（２ａ）に供給される。そして本発明に従えば、ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）では、光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）がＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）に行かずに、光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック（５ｈ）に行く様に信号を分離することが出来る。
【００３４】
また別の例としてＤＳＲＣ受信の際には、ヘッドユニット（２ａ）内のＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）より受信したＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）は、ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）で光ＶＩＣＳ送受信号（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）に重畳され、同軸ケーブル（２ｃ）を通じて車載器本体（４ｃ）に供給される。そして本発明に従えば、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）では、ＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）は光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）へは行かず、ＤＳＲＣ用送受信号処理部（２ｋ）に行く様に信号を分離することが出来る。
【００３５】
尚、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）とヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）の基本構成は同じであり、具体的には図２の様な構成例が考えられる（後述）。ここで、信号分離ブロック（５ｉ，５ｊ）では上記ＤＳＲＣ送受信信号と光ＶＩＣＳ送受信信号の２信号の分離だけで無く合成も行うが、分離時の場合と信号の方向が逆になるだけであり、図面上はその記載を省略している。
【００３６】
図２は本発明に係る車載器本体（２ｂ）内の信号分離ブロック（５ｊ）の構成を示しており、以下に信号が分離される仕組みを説明する。尚、本例はヘッドユニット（２ａ）内ＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（本図では記載省略）の入出力インピーダンスと、車載器本体（２ｂ）内ＤＳＲＣ用送受信処理回路ブロックの入出力インピーダンスと、同軸ケーブル（２ｃ）の特性インピーダンスが、いずれも高周波回路で一般的な５０Ωに一致している場合を想定している。
【００３７】
まずヘッドユニット（２ａ）からＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）を受信した場合に、車載器本体（２ｂ）内にて該信号が光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）へは向かわず、ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に向かう原理を説明する。ヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて車載器本体（２ｂ）に入力されたＤＳＲＣ受信信号
（５.８ＧＨｚ 帯）は、車載器本体（２ｂ）内にて特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップライン（ＭＳＬ１）（１ａ）を通る。ここでマイクロストリップラインとは高周波信号を伝送することを目的として基板上に形成したパターン線路を指すが、特性インピーダンスが管理出来て目的が達成出来さえすれば本パターン線路はマイクロストリップラインに限らない。次にＭＳＬ２（１ｂ）もマイクロストリップラインにて構成するが、本ラインには光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れるため、瞬時電流に対する導体損を減らす目的でパターン幅を太くすることが望まく、本例では特性インピーダンス２０Ωとしている。
【００３８】
ＭＳＬ２（１ｂ）及びコンデンサ１（Ｃ１、以下同様）（２ｈ）にてＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取るためには、ＭＳＬ２（１ｂ）上で発生するDSRC受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）の定在波の腹部分が信号ラインの分岐点（２ｊ）に来れば良く、そのパターン長をＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）の基板上での電気長が位相
９０度の長さとすれば良い。尚、この様に定在波を発生する為には、Ｃ１（２ｈ）がDSRC用無線通信信号の周波数（５.８ＧＨｚ 帯）において十分にインピーダンスが低いことが必要である。またＣ１（２ｈ）が光ＶＩＣＳ通信に影響を与えない為には、光ＶＩＣＳ通信の周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）に対してＣ１（２ｈ）のインピーダンスが高くなるようにする必要があり、例えば１０ｐＦ程度とすれば、定在波の発生と光ＶＩＣＳ通信への影響を抑えるという２つの目的を達成出来る。
【００３９】
以上の様にＭＳＬ２（１ｂ）上に定在波を発生させることで、ＤＳＲＣの通信の際に、その信号損失は最小限に抑えられ、光ＶＩＣＳ回路の影響を無視することが出来る。ここでＤＳＲＣ用無線通信信号の周波数（５.８ＧＨｚ 帯）においては、車載器本体（２ｂ）の入出力インピーダンスは、ＭＳＬ１（１ａ），ＭＳＬ２（１ｂ），ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）によって決まるので、本例において車載器本体（２ｂ）の入出力インピーダンスは５０Ωに定まることになる。以上の様にＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）が光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）に行くこと無く、ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に行く様に信号分離が実現される。
【００４０】
尚、Ｃ２（１ｆ）は光ＶＩＣＳ用信号がＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に行かない様に設けてあり、Ｃ１（２ｈ）と同様にＤＳＲＣ用無線通信信号の周波数(５.８ＧＨｚ帯)に対して十分にインピーダンスが低く、光ＶＩＣＳ通信用信号の周波数（受信信号は
１.０２４Mbps 、送信信号は６４kbps）に対してはインピーダンスが高いことが必要で、例えば１０ｐＦ程度で良い。また前述の通り、ＭＳＬ１（１ａ）は特性インピーダンス
５０Ωで形成する必要があるが、光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れることがあるため、瞬時電流に対する導体損を減らす為には出来る限り短いことが望ましい。
【００４１】
図３は、図２とは別の方法でＤＳＲＣ用無線通信信号と光ＶＩＣＳ用通信信号の信号分離を実現する方法を示しており、以下に信号が分離される仕組みを説明する。尚、図２と異なるのはＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取る方法であり、図２に示す方法ではＭＳＬ２（１ｂ）上で発生する定在波の腹部分が信号ラインの分岐点
（２ｊ）に来る様に、そのパターン長を基板上での電気長が位相９０度に相当する長さになるよう設定することでインピーダンスマッチングを実現する方法を示した。一方、図３に示す例ではＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ），Ｃ１（２ｈ），Ｃ３（３ｊ）によりインピーダンスマッチングを実現する方法を示している。具体的にはＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ）が持つ誘導成分（或いは容量成分）とＣ１（２ｈ），Ｃ３（３ｊ）が持つ容量成分を利用してＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを実現する。また前述の通り、ＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ）には光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れるため、図２に示した例と同様に本パターンは太くするのが望ましい。
【００４２】
図１は、図２及び図３に示した例において信号分離を実現するにあたり、車載器本体の基板パターン構成例を示しており、ヘッドユニット（本図では記載省略）から同軸ケーブル（本図では記載省略）を通じて接続された車載器本体の基板内で、ＤＳＲＣ用無線通信信号から光ＶＩＣＳ通信用信号を分離することを目的とする。その原理は前述の通り、
ＭＳＬ２（１ｂ）とＣ１，Ｃ３によりＤＳＲＣ用無線通信信号の定在波を意図的に発生させ、その定在波の腹部分が信号ラインの分岐点（２ｊ）に来る様に、そのパターン長を、ＤＳＲＣの無線周波数（５.８ＧＨｚ ）の基板上での電気長が位相９０度の長さとなるように設定することでＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取るというものある。
【００４３】
ここで本例においてはＭＳＬ２（１ｂ）のライン長（光ＶＩＣＳ通信用信号が分岐する点からＣ１及びＣ３までの距離）を、ＤＳＲＣの無線周波数（５.８ＧＨｚ ）の基板上での電気長が位相９０度分の長さに設定した例を示しているが、例えば１.０mm×０.５mmサイズのチップコンデンサ１個では本位置でＤＳＲＣ用無線通信信号に対するインピーダンスを十分に下げるには不十分であり、図１に示した基板に実装されたコンデンサＣ１と
Ｃ３（１ｇ）の様にコンデンサを複数設けることにより、この位置でＤＳＲＣ用無線通信信号に対するインピーダンスを少しでも下げることを目的としている。
【００４４】
また図１に示す例においては、ＧＮＤパターン（１ｄ，１ｅ）と導体パターンの間に、Ｃ１，Ｃ３以外にもインピーダンスマッチング用のコンデンサを複数設けられる様に基板上にコンデンサ実装用ランド（１ｈ）のパターンを設けているが、これによりコンデンサの容量及び実装箇所の選択の自由度が広がり、基板製作後に部品変更によるインピーダンスマッチングのチューニングが可能となり、開発期間を大幅に短縮することが可能となる。例えば基板製作後の実機評価を行いながら微調整にて最適位置を探す事が可能になる。尚、図１に示す例でも図２，図３の場合と同様にＭＳＬ１（１ａ）及びＭＳＬ３（１ｃ）は特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップラインとし、ＭＳＬ２（１ｂ）は光
ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れることを考慮に入れた幅広のパターン幅を想定している。
【００４５】
以上に示した方法により、車載器本体基板内、及びヘッドユニット基板内にてＤＳＲＣ用無線通信信号と光ＶＩＣＳ用通信信号の信号分離を行うことが可能となる。
【００４６】
本発明は、光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器の、特に光ＶＩＣＳの投受光部やＤＳＲＣの送受信アンテナを１筐体に含むヘッドユニットと、ＶＩＣＳ通信制御やＤＳＲＣ通信制御を行う回路などを含んだ車載器本体とに分離された構成において、その接続手段が同軸ケーブルであり、この同軸ケーブルに少なくともDSRC送受信号と光ＶＩＣＳ用送受信号を重畳してヘッドユニットと車載器本体の間を伝送する場合、ヘッドユニット内や車載器本体内の基板にてこれらの信号を分離する方法に利用出来る。
【００４７】
本発明は電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器にも適用可能である。この場合、電波ＶＩＣＳとＤＳＲＣは無線周波数が異なるが本発明の考え方を適用出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は光、或いは電波を伝送メディアとして画像，動画，音声，文字等の情報を伝達する情報端末装置に係り、光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器、または電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】基板パターン構成例を示す図である。
【図２】回路ブロック構成例を示す図である。
【図３】回路ブロック構成例を示す図である。
【図４】路車間通信の概略図である。
【図５】光ＶＩＣＳとＤＳＲＣのサービスを利用するための複合車載器のシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ マイクロストリップライン（ＭＳＬ１）
１ｂ マイクロストリップライン（ＭＳＬ２）
１ｃ マイクロストリップライン（ＭＳＬ３）
１ｄ，１ｅ ＧＮＤパターン
１ｆ コンデンサ（Ｃ２）
１ｇ 基板に実装されたコンデンサ
１ｈ コンデンサ実装用ランド（未実装）
２ａ ヘッドユニット
２ｂ 車載器本体
２ｃ 同軸ケーブル
２ｄ，５ｂ 同軸コネクタ
２ｈ，３ｊ コンデンサ
２ｊ 信号ラインの分岐点
２ｋ ＤＳＲＣ用送受信処理部
２ｍ 光ＶＩＣＳ用送受信処理部
３ｍ マイクロストリップライン（ＭＳＬ４）
４ａ 路側機
４ｄ ダッシュボード
４ｅ カーナビゲーションシステム
４ｇ カーナビゲーションシステム用インタフェース
５ｇ ＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック
５ｈ 光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック
５ｉ，５ｊ 信号分離ブロック
５ｎ 制御処理部
５ｏ ＩＣカードインタフェース
５ｐ カーナビインタフェース
【技術分野】
【０００１】
本発明は光あるいは電波を伝送メディアとして情報を伝達する情報端末装置に係り、特に光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器、或いは光通信と電波通信により道路交通情報を受信するための複合車載器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の道路交通の発展は交通事故の増加，渋滞の慢性化，環境の悪化，エネルギー消費の増大といった諸問題を引き起こしており、これらに対する総合的な対応として高度道路交通システム（ＩＴＳ）に期待が集まっている。特にカーナビゲーションシステムやVICS（道路交通情報通信システム）受信機は日常的なツールとして既に定着しつつあり、更に現在はＤＳＲＣ（狭域通信システム）の実用化に向けた準備が進められている。
【０００３】
ここでＶＩＣＳ（登録商標）とはＦＭ多重放送や道路上の発信機から受信した交通情報を図形・文字で表示するシステムであり、ＶＩＣＳセンターで編集・処理された渋滞や交通規制などの道路交通情報をリアルタイムに送信し、カーナビゲーションシステムに用意されている地図の上に重ね書きして表示することが出来るもので、複数の情報メディア
（光ビーコン，電波ビーコン，ＦＭ多重放送）により実現される。
【０００４】
次にＤＳＲＣとはＥＴＣ（自動料金支払いシステム）に代表される無線通信方式であり、そのサービスとしては駐車場での利用状態の把握や、物流における配送トラックの管理，ガソリンスタンドやファーストフードのドライブスルーなどが想定されており、５.８ＧＨｚの周波数帯により実現される。
【０００５】
車室内にてこれらのＶＩＣＳやＤＳＲＣのサービスを利用する場合、各情報メディア毎にアンテナ等の送受信手段が必要となり、例えば光ＶＩＣＳの投受光部，電波ＶＩＣＳ受信アンテナ，ＤＳＲＣの送受信アンテナを車両のダッシュボード付近に配置する必要がある。更にはこれらのサービスを提供するための車載器本体を送受信手段と別の位置に配置する場合は、運転席付近の配線の引き回しが乱雑となりがちで、見栄えも悪くなる上、取り付けの工数も増大し、使い勝手も悪くなってしまう。
【０００６】
上記問題を解決するためには、前述の各情報メディア毎のアンテナ及び各種車載器をそれぞれ一つの筐体に収め、アンテナを１筐体に収めたヘッドユニットと各種車載器を１筐体に収めた車載器本体の間は１本のケーブルにて接続し、このケーブルに各種信号を重畳して伝送する方法が考えられる。例えば特開平１０−２７４５３５号公報ではＧＰＳ用アンテナとＦＭ放送用アンテナを一つの筐体に収め、受信したＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を重畳してケーブルに載せて本体へ伝送する方法が示されている。この場合、本体側では重畳されたＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を分離する手段が必要となる。しかし重畳されたＧＰＳ受信信号とＦＭ放送受信信号を分離する為には車載器本体側の基板内に回路部品を追加する必要があり、それによるコストアップは避けられない。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２７４５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービス（或いは電波ＶＩＣＳ）を利用するための複合車載器を車室内に設置する場合、少なくとも光ＶＩＣＳ情報を送受信するための投受光部と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための送受信アンテナは、ダッシュボードやフロントガラス付近に設置する必要がある。その製品形態としては、例えば光ＶＩＣＳ用投受光部やＤＳＲＣ用送受信アンテナを１筐体に収めたヘッドユニットと、ＶＩＣＳ通信制御や
ＤＳＲＣ通信制御を行う回路などを含んだ車載器本体に分離させた２ピース構成が考えられる。この様に車載器がヘッドユニットと車載器本体に分離している場合、ユーザの使い勝手を考慮に入れると、ヘッドユニットと車載器本体を接続するケーブル本数は出来る限り少ないことが望ましい。
【０００９】
例えば光ＶＩＣＳとＤＳＲＣの車載器を利用する場合は、ヘッドユニットと車載器本体の間で、少なくとも電源の他、光ＶＩＣＳ送受信号，ＤＳＲＣ送受信号などの信号を相互に伝送する必要があり、従来、これらの各種信号は重畳しない限りケーブル本数を減らす事が出来ないという問題があった。
【００１０】
本発明は同軸ケーブルに重畳された光ＶＩＣＳ信号とＤＳＲＣ信号、或いは光ＶＩＣＳ信号と電波ＶＩＣＳ信号をコストアップすること無く信号分離することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は光または電波ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用する複合車載器において、その車載器本体とヘッドユニットは同軸ケーブルで接続し、この同軸ケーブル上に少なくとも光ＶＩＣＳ送受信号やＤＳＲＣ送受信号を重畳して車載器本体とヘッドユニットの間を相互に伝送する場合に、重畳された光ＶＩＣＳ送受信号とＤＳＲＣ送受信号の信号分離を実現するものである。
【００１２】
光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、且つ少なくともこの分岐点からＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）で位相９０度分の電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、且つその分岐点からＤＳＲＣの周波数
（５.８ＧＨｚ ）における位相９０度分の電気長の位置で容量接地して、基板に形成するパターン上に５.８ＧＨｚ 帯の定在波を意図的に発生させて、分岐点を定在波の腹部分に位置させる。
【００１３】
これにより、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ラインにおいて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響は最小限に抑えることが可能となるため、ＤＳＲＣ送受信号は光ＶＩＣＳ回路ブロックの方向へ向かうこと無く、すなわちＤＳＲＣ送受信号と光ＶＩＣＳ送受信号の信号分離が実現される。
【００１４】
また、光ＶＩＣＳ送受信号に関しては、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ライン上に、光VICSの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）において高インピーダンスとなる様なコンデンサを、直列に設けることによって、光ＶＩＣＳ送受信号がＤＳＲＣ回路ブロックの方向へ向かうことを防止する。このコンデンサはＤＳＲＣの通信においては影響を最小限に抑える為に、ＤＳＲＣの信号周波数（５.８ＧＨｚ ）においては低インピーダンスとなる値とする。
【００１５】
また光ＶＩＣＳ通信において、投光時には投光素子を駆動する為に１Ａを超える瞬時電流を流す必要があり、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのラインはその導体損の影響を考慮してパターン幅を太く設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によればヘッドユニット部分と車載器本体部分は必要最小限のケーブル本数にて接続することが可能で、同軸ケーブル１本で両者を接続することができ、車両搭載後の見栄えも良く、ユーザの使い勝手にも優れる。
【００１７】
更には信号を分離する手段は基板上に形成するパターンを主とした必要最小限の部品構成にて実現できる上に、ヘッドユニット部分と車載器本体部分を接続するケーブル本数を必要最小限に抑えることが出来るため、コストを大幅に削減することが可能となる。更に、前述の通り、光ＶＩＣＳ，ＤＳＲＣ共に電気的性能を劣化させることなく重畳した信号を分離出来るので、両者の通信の信頼性も向上させる事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施例を、図面を用いて説明する。尚、本実施例は無線を情報メディアとして通信を行うＤＳＲＣと、光を情報メディアとして通信を行う光ＶＩＣＳの複合車載器に関するものである。また、本発明は電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器にも適用可能である。この場合、電波ＶＩＣＳとＤＳＲＣは無線周波数が異なるが本発明の考え方を適用出来る。
【００１９】
本発明は光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービス（或いは電波ＶＩＣＳ）を利用するための複合車載器において、その車載器本体部分とヘッドユニット部分は同軸ケーブルで接続されていて、この同軸ケーブル上に少なくとも光ＶＩＣＳ送受信号やＤＳＲＣ送受信号を重畳して車載器本体部分とヘッドユニット部分の間を相互に伝送する場合に、車載器本体部分やヘッドユニット部分の基板内にて余分な回路部品を追加することなく、重畳された光ＶＩＣＳ送受信号とＤＳＲＣ送受信号の信号分離を実現するものである。
【００２０】
ここで、ＤＳＲＣで使用される周波数（５.８ＧＨｚ ）は基板上で分布定数として扱われる周波数であるが、一般に分布定数として扱う高周波回路の場合、基板内にて高周波信号を伝送するためのパターンラインはその特性インピーダンスが均一に保たれていることが必須条件であり、例えばＤＳＲＣ送受信号伝送用のラインは、その前後の回路の入出力インピーダンス（一般的には５０Ω）に合わせることで高周波信号の反射を抑えなくてはならない。従って本ラインを光ＶＩＣＳ回路ブロックへ分岐させると、通常はその特性インピーダンスが乱れることによりＤＳＲＣ送受信号の伝送効率が劣化して、その結果として信号の伝送損失を招く。しかし本発明に従えばこの伝送損失を最小限に抑えることが可能となる。
【００２１】
本発明はＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）が基板上で分布定数として扱える周波数帯であり、且つ光ＶＩＣＳの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）が集中定数として扱える周波数帯であることに着目して信号分離を実現する。具体的には光ＶＩＣＳ用信号が通るラインはＤＳＲＣ用信号が通るラインから分岐させて、少なくともこの分岐点からＤＳＲＣの周波数（５.８ＧＨｚ ）で位相９０度の電気長の位置まではその特性インピーダンスを均一とし、且つその分岐点からＤＳＲＣの周波数(５.８ＧＨｚ)で位相９０度の電気長の位置で容量接地する。これにより基板のパターン上に５.８GHz帯の定在波を意図的に発生させて、上記分岐点に該定在波の腹部分を来させる。
【００２２】
以上の方法により、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ラインにおいて、光ＶＩＣＳ回路ブロックへのライン分岐の影響は最小限に抑えることが可能となるため、ＤＳＲＣ送受信号は光
ＶＩＣＳ回路ブロックの方向へ向かうこと無く、ＤＳＲＣ送受信号と光ＶＩＣＳ送受信号の信号分離が実現される。
【００２３】
尚、光ＶＩＣＳ送受信号に関しては前述の通り集中定数で扱える周波数帯であるため、ＤＳＲＣ送受信号伝送用ライン上に、光ＶＩＣＳの周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps）において高インピーダンスとなる様なコンデンサを、直列に設けることによって、光ＶＩＣＳ送受信号がＤＳＲＣ回路ブロックの方向へ向かうことを防止することが出来る。しかしこのコンデンサはＤＳＲＣの通信においては影響を最小限に抑える為に、ＤＳＲＣの信号周波数（５.８ＧＨｚ ）においては低インピーダンスとなる様な定数である必要があり、上記２つの条件を満足出来る容量として例えば１０ｐＦ程度で良い。
【００２４】
また光ＶＩＣＳ通信において、投光時には投光素子を駆動する為に１Ａを超える瞬時電流を流す必要があり、上記光ＶＩＣＳ回路ブロックへのラインはその導体損の影響を考慮してパターン幅を太く設定することが望ましい。例えばパターン銅箔厚が３５μｍの場合は１mm程度あれば、瞬時電流の影響を最小限に抑えられることが出来る。
【００２５】
本発明に従えば本要求も満足することが可能であり、すなわちＤＳＲＣの電気的性能のみならず光ＶＩＣＳの電気的性能をも劣化させることなく目的を達成することが可能となる。
【００２６】
図４は本発明の対象となるＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの複合車載器を車内に設置した例を示す。本例においてヘッドユニット（２ａ）はダッシュボード（４ｄ）上に設置されているが、ＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの通信に差し支え無ければ設置位置はダッシュボード(４ｄ)上に限らず、例えばフロントガラスに貼り付けて設置したり、或いはダッシュボード(４ｄ)に内蔵としても良い。一方、車載器本体（４ｃ）の設置位置に制約は無く、ヘッドユニット（２ａ）と車載器本体（４ｃ）は同軸ケーブル（２ｃ）にて接続されているので、車載器本体（４ｃ）は同軸ケーブル（２ｃ）の届く範囲内で設置すれば良く、必ずしもユーザから見える位置である必要は無い。但し、ＩＣカード等の抜き差しが必要であればその部分の設置位置は考慮が必要である。
【００２７】
車載器本体（４ｃ）はカーナビゲーションシステム用インタフェース（４ｇ）を有していれば、ヘッドユニット（２ａ）から受信した内容をカーナビゲーションシステム(４ｅ)に表示することが出来るが、車載器本体（４ｃ）がカーナビゲーションシステム（４ｅ）に内蔵されていても同目的を達成出来る。尚、本例は同軸ケーブル（２ｃ）にＤＳＲＣ無線通信用信号と光ＶＩＣＳ通信用信号を重畳することを前提とするが、必要に応じて直流電源も重畳させることにより車載器本体（４ｃ）からヘッドユニット（２ａ）へ電源を供給することも可能である。
【００２８】
図５はＤＳＲＣと光ＶＩＣＳの複合車載器のシステムブロック図を示している。車載器本体（５ｅ）と路側機（本図では省略）との通信はヘッドユニット（２ａ）を介して行われる。車載器本体（５ｅ）とヘッドユニット（２ａ）は、それぞれに設けられた同軸コネクタ（５ｂ，２ｄ）で同軸ケーブル（２ｃ）により接続されている。ヘッドユニット
（２ａ）は、車載器本体（４ｃ）で処理される電気信号を規定の情報メディアに変換して送受信するための手段で構成される。具体的には、ＤＳＲＣに関しては、電気信号と電波を変換する為のＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）、光ＶＩＣＳに関しては電気信号と光を変換する為の光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック（５ｈ）を中心に構成される。
【００２９】
車載器本体（５ｅ）は主にＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ），光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ），制御処理部（５ｎ），ＩＣカードインタフェース（５ｏ），カーナビゲーションシステム用インタフェース（カーナビインタフェース）（５ｐ）から構成される。車載器本体（５ｅ）内のＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）は、主にＤＳＲＣ送信回路とDSRC受信回路に分かれており、ＤＳＲＣ送信回路では車載器本体（４ｃ）内の制御処理部
（５ｎ）より受け取ったＤＳＲＣベースバンド送信信号を規定の周波数(５.８ＧＨｚ帯)で変調し、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット(２ａ)へ渡す。一方、ＤＳＲＣ受信回路ではヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて受け取った受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）を、車載器本体（４ｃ）内にてＤＳＲＣベースバンド受信信号に復調し制御処理部（５ｎ）に渡す。
【００３０】
光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）は、主に光ＶＩＣＳ送信回路と光ＶＩＣＳ受信回路に分かれており、光ＶＩＣＳ送信回路では車載器本体（４ｃ）内の制御処理部（５ｎ）より受け取った光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）のレベル変換やインピーダンス変換を行い、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット（２ａ）へ渡す。一方、光ＶＩＣＳ受信回路では、ヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて受け取った光VICS受信信号（１.０２４Mbps ）を車載器本体（４ｃ）内で波形整形やレベル変換を行い、制御処理部（５ｎ）に渡す。
【００３１】
車載器本体（４ｃ）内のＩＣカードインタフェース（５ｏ）では、車載器本体（４ｃ）が有するＩＣカード読み書き装置に挿入されたＩＣカードの読み書きを行う。その際、必要に応じて暗号化／復号化を行ってＩＣカードの読み書きを行う。
【００３２】
車載器本体（４ｃ）内のカーナビゲーションシステム用インタフェース（カーナビインタフェース）（５ｐ）は、車載器本体（４ｃ）をカーナビゲーションシステム（４ｅ）と接続する為のインタフェースで、路側機から受信したデータをカーナビゲーションシステム（４ｅ）に表示したり、或いはユーザがカーナビゲーションシステム（４ｅ）を通じて路側機に送信すべき内容がある場合に、そのインタフェースとして使用される。
【００３３】
ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）及び車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）は、ＤＳＲＣ送受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）と光ＶＩＣＳ送受信信号（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps）を分離するためのブロックで、本発明の対象箇所である。例えば光ＶＩＣＳの送信時は、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）で、光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）がＤＳＲＣ送受信信号（５.８ＧＨｚ帯）に重畳され、同軸ケーブル（２ｃ）を通じてヘッドユニット（２ａ）に供給される。そして本発明に従えば、ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）では、光ＶＩＣＳ送信信号（６４kbps）がＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）に行かずに、光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック（５ｈ）に行く様に信号を分離することが出来る。
【００３４】
また別の例としてＤＳＲＣ受信の際には、ヘッドユニット（２ａ）内のＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（５ｇ）より受信したＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）は、ヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）で光ＶＩＣＳ送受信号（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）に重畳され、同軸ケーブル（２ｃ）を通じて車載器本体（４ｃ）に供給される。そして本発明に従えば、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）では、ＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）は光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）へは行かず、ＤＳＲＣ用送受信号処理部（２ｋ）に行く様に信号を分離することが出来る。
【００３５】
尚、車載器本体（４ｃ）内の信号分離ブロック（５ｊ）とヘッドユニット（２ａ）内の信号分離ブロック（５ｉ）の基本構成は同じであり、具体的には図２の様な構成例が考えられる（後述）。ここで、信号分離ブロック（５ｉ，５ｊ）では上記ＤＳＲＣ送受信信号と光ＶＩＣＳ送受信信号の２信号の分離だけで無く合成も行うが、分離時の場合と信号の方向が逆になるだけであり、図面上はその記載を省略している。
【００３６】
図２は本発明に係る車載器本体（２ｂ）内の信号分離ブロック（５ｊ）の構成を示しており、以下に信号が分離される仕組みを説明する。尚、本例はヘッドユニット（２ａ）内ＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック（本図では記載省略）の入出力インピーダンスと、車載器本体（２ｂ）内ＤＳＲＣ用送受信処理回路ブロックの入出力インピーダンスと、同軸ケーブル（２ｃ）の特性インピーダンスが、いずれも高周波回路で一般的な５０Ωに一致している場合を想定している。
【００３７】
まずヘッドユニット（２ａ）からＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）を受信した場合に、車載器本体（２ｂ）内にて該信号が光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）へは向かわず、ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に向かう原理を説明する。ヘッドユニット（２ａ）から同軸ケーブル（２ｃ）を通じて車載器本体（２ｂ）に入力されたＤＳＲＣ受信信号
（５.８ＧＨｚ 帯）は、車載器本体（２ｂ）内にて特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップライン（ＭＳＬ１）（１ａ）を通る。ここでマイクロストリップラインとは高周波信号を伝送することを目的として基板上に形成したパターン線路を指すが、特性インピーダンスが管理出来て目的が達成出来さえすれば本パターン線路はマイクロストリップラインに限らない。次にＭＳＬ２（１ｂ）もマイクロストリップラインにて構成するが、本ラインには光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れるため、瞬時電流に対する導体損を減らす目的でパターン幅を太くすることが望まく、本例では特性インピーダンス２０Ωとしている。
【００３８】
ＭＳＬ２（１ｂ）及びコンデンサ１（Ｃ１、以下同様）（２ｈ）にてＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取るためには、ＭＳＬ２（１ｂ）上で発生するDSRC受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）の定在波の腹部分が信号ラインの分岐点（２ｊ）に来れば良く、そのパターン長をＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）の基板上での電気長が位相
９０度の長さとすれば良い。尚、この様に定在波を発生する為には、Ｃ１（２ｈ）がDSRC用無線通信信号の周波数（５.８ＧＨｚ 帯）において十分にインピーダンスが低いことが必要である。またＣ１（２ｈ）が光ＶＩＣＳ通信に影響を与えない為には、光ＶＩＣＳ通信の周波数（受信信号は１.０２４Mbps、送信信号は６４kbps ）に対してＣ１（２ｈ）のインピーダンスが高くなるようにする必要があり、例えば１０ｐＦ程度とすれば、定在波の発生と光ＶＩＣＳ通信への影響を抑えるという２つの目的を達成出来る。
【００３９】
以上の様にＭＳＬ２（１ｂ）上に定在波を発生させることで、ＤＳＲＣの通信の際に、その信号損失は最小限に抑えられ、光ＶＩＣＳ回路の影響を無視することが出来る。ここでＤＳＲＣ用無線通信信号の周波数（５.８ＧＨｚ 帯）においては、車載器本体（２ｂ）の入出力インピーダンスは、ＭＳＬ１（１ａ），ＭＳＬ２（１ｂ），ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）によって決まるので、本例において車載器本体（２ｂ）の入出力インピーダンスは５０Ωに定まることになる。以上の様にＤＳＲＣ受信信号（５.８ＧＨｚ 帯）が光ＶＩＣＳ用送受信処理部（２ｍ）に行くこと無く、ＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に行く様に信号分離が実現される。
【００４０】
尚、Ｃ２（１ｆ）は光ＶＩＣＳ用信号がＤＳＲＣ用送受信処理部（２ｋ）に行かない様に設けてあり、Ｃ１（２ｈ）と同様にＤＳＲＣ用無線通信信号の周波数(５.８ＧＨｚ帯)に対して十分にインピーダンスが低く、光ＶＩＣＳ通信用信号の周波数（受信信号は
１.０２４Mbps 、送信信号は６４kbps）に対してはインピーダンスが高いことが必要で、例えば１０ｐＦ程度で良い。また前述の通り、ＭＳＬ１（１ａ）は特性インピーダンス
５０Ωで形成する必要があるが、光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れることがあるため、瞬時電流に対する導体損を減らす為には出来る限り短いことが望ましい。
【００４１】
図３は、図２とは別の方法でＤＳＲＣ用無線通信信号と光ＶＩＣＳ用通信信号の信号分離を実現する方法を示しており、以下に信号が分離される仕組みを説明する。尚、図２と異なるのはＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取る方法であり、図２に示す方法ではＭＳＬ２（１ｂ）上で発生する定在波の腹部分が信号ラインの分岐点
（２ｊ）に来る様に、そのパターン長を基板上での電気長が位相９０度に相当する長さになるよう設定することでインピーダンスマッチングを実現する方法を示した。一方、図３に示す例ではＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ），Ｃ１（２ｈ），Ｃ３（３ｊ）によりインピーダンスマッチングを実現する方法を示している。具体的にはＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ）が持つ誘導成分（或いは容量成分）とＣ１（２ｈ），Ｃ３（３ｊ）が持つ容量成分を利用してＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを実現する。また前述の通り、ＭＳＬ２（１ｂ），ＭＳＬ４（３ｍ）には光ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れるため、図２に示した例と同様に本パターンは太くするのが望ましい。
【００４２】
図１は、図２及び図３に示した例において信号分離を実現するにあたり、車載器本体の基板パターン構成例を示しており、ヘッドユニット（本図では記載省略）から同軸ケーブル（本図では記載省略）を通じて接続された車載器本体の基板内で、ＤＳＲＣ用無線通信信号から光ＶＩＣＳ通信用信号を分離することを目的とする。その原理は前述の通り、
ＭＳＬ２（１ｂ）とＣ１，Ｃ３によりＤＳＲＣ用無線通信信号の定在波を意図的に発生させ、その定在波の腹部分が信号ラインの分岐点（２ｊ）に来る様に、そのパターン長を、ＤＳＲＣの無線周波数（５.８ＧＨｚ ）の基板上での電気長が位相９０度の長さとなるように設定することでＤＳＲＣ用無線通信信号のインピーダンスマッチングを取るというものある。
【００４３】
ここで本例においてはＭＳＬ２（１ｂ）のライン長（光ＶＩＣＳ通信用信号が分岐する点からＣ１及びＣ３までの距離）を、ＤＳＲＣの無線周波数（５.８ＧＨｚ ）の基板上での電気長が位相９０度分の長さに設定した例を示しているが、例えば１.０mm×０.５mmサイズのチップコンデンサ１個では本位置でＤＳＲＣ用無線通信信号に対するインピーダンスを十分に下げるには不十分であり、図１に示した基板に実装されたコンデンサＣ１と
Ｃ３（１ｇ）の様にコンデンサを複数設けることにより、この位置でＤＳＲＣ用無線通信信号に対するインピーダンスを少しでも下げることを目的としている。
【００４４】
また図１に示す例においては、ＧＮＤパターン（１ｄ，１ｅ）と導体パターンの間に、Ｃ１，Ｃ３以外にもインピーダンスマッチング用のコンデンサを複数設けられる様に基板上にコンデンサ実装用ランド（１ｈ）のパターンを設けているが、これによりコンデンサの容量及び実装箇所の選択の自由度が広がり、基板製作後に部品変更によるインピーダンスマッチングのチューニングが可能となり、開発期間を大幅に短縮することが可能となる。例えば基板製作後の実機評価を行いながら微調整にて最適位置を探す事が可能になる。尚、図１に示す例でも図２，図３の場合と同様にＭＳＬ１（１ａ）及びＭＳＬ３（１ｃ）は特性インピーダンス５０Ωのマイクロストリップラインとし、ＭＳＬ２（１ｂ）は光
ＶＩＣＳ送信時に投光素子を駆動するための大電流が流れることを考慮に入れた幅広のパターン幅を想定している。
【００４５】
以上に示した方法により、車載器本体基板内、及びヘッドユニット基板内にてＤＳＲＣ用無線通信信号と光ＶＩＣＳ用通信信号の信号分離を行うことが可能となる。
【００４６】
本発明は、光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器の、特に光ＶＩＣＳの投受光部やＤＳＲＣの送受信アンテナを１筐体に含むヘッドユニットと、ＶＩＣＳ通信制御やＤＳＲＣ通信制御を行う回路などを含んだ車載器本体とに分離された構成において、その接続手段が同軸ケーブルであり、この同軸ケーブルに少なくともDSRC送受信号と光ＶＩＣＳ用送受信号を重畳してヘッドユニットと車載器本体の間を伝送する場合、ヘッドユニット内や車載器本体内の基板にてこれらの信号を分離する方法に利用出来る。
【００４７】
本発明は電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器にも適用可能である。この場合、電波ＶＩＣＳとＤＳＲＣは無線周波数が異なるが本発明の考え方を適用出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は光、或いは電波を伝送メディアとして画像，動画，音声，文字等の情報を伝達する情報端末装置に係り、光ＶＩＣＳ情報と各種ＤＳＲＣサービスを利用するための複合車載器、または電波ＶＩＣＳと光ＶＩＣＳの複合車載器に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】基板パターン構成例を示す図である。
【図２】回路ブロック構成例を示す図である。
【図３】回路ブロック構成例を示す図である。
【図４】路車間通信の概略図である。
【図５】光ＶＩＣＳとＤＳＲＣのサービスを利用するための複合車載器のシステムブロック図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ａ マイクロストリップライン（ＭＳＬ１）
１ｂ マイクロストリップライン（ＭＳＬ２）
１ｃ マイクロストリップライン（ＭＳＬ３）
１ｄ，１ｅ ＧＮＤパターン
１ｆ コンデンサ（Ｃ２）
１ｇ 基板に実装されたコンデンサ
１ｈ コンデンサ実装用ランド（未実装）
２ａ ヘッドユニット
２ｂ 車載器本体
２ｃ 同軸ケーブル
２ｄ，５ｂ 同軸コネクタ
２ｈ，３ｊ コンデンサ
２ｊ 信号ラインの分岐点
２ｋ ＤＳＲＣ用送受信処理部
２ｍ 光ＶＩＣＳ用送受信処理部
３ｍ マイクロストリップライン（ＭＳＬ４）
４ａ 路側機
４ｄ ダッシュボード
４ｅ カーナビゲーションシステム
４ｇ カーナビゲーションシステム用インタフェース
５ｇ ＤＳＲＣ用送受信アンテナ回路ブロック
５ｈ 光ＶＩＣＳ用投受光回路ブロック
５ｉ，５ｊ 信号分離ブロック
５ｎ 制御処理部
５ｏ ＩＣカードインタフェース
５ｐ カーナビインタフェース
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信用信号に重畳して伝送される光通信用信号を分離する信号分離装置において、
基板上の光通信用信号が通るラインは、前記無線通信用信号が通るラインから分岐していて、少なくとも該分岐点から前記無線通信用信号の周波数における位相９０度の電気長の位置までの特性インピーダンスが均一で、当該分岐点から前記無線通信用信号の周波数における位相９０度の電気長の位置で容量接地してあることを特徴とする信号分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記基板には、前記容量接地の位置の前後にコンデンサが実装可能なパターンを設けたことを特徴とする信号分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記容量接地の位置周辺に複数のコンデンサを配置することを特徴とする信号分離装置。
【請求項４】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記光通信用信号が通るラインは、前記無線通信用信号が通るラインよりも太いパターン幅を有することを特徴とする信号分離装置。
【請求項１】
無線通信用信号に重畳して伝送される光通信用信号を分離する信号分離装置において、
基板上の光通信用信号が通るラインは、前記無線通信用信号が通るラインから分岐していて、少なくとも該分岐点から前記無線通信用信号の周波数における位相９０度の電気長の位置までの特性インピーダンスが均一で、当該分岐点から前記無線通信用信号の周波数における位相９０度の電気長の位置で容量接地してあることを特徴とする信号分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記基板には、前記容量接地の位置の前後にコンデンサが実装可能なパターンを設けたことを特徴とする信号分離装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記容量接地の位置周辺に複数のコンデンサを配置することを特徴とする信号分離装置。
【請求項４】
請求項１に記載の信号分離装置において、
前記光通信用信号が通るラインは、前記無線通信用信号が通るラインよりも太いパターン幅を有することを特徴とする信号分離装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２０５９８１（Ｐ２００８−２０５９８１Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４１５７６（Ｐ２００７−４１５７６）
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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