이 애플리케이션의 일부 콘텐츠는 현재 사용할 수 없습니다.
이 상황이 계속되면 다음 주소로 문의하십시오피드백 및 연락
1. (WO2019044924) ANTENNA DEVICE
Document

明 細 書

発明の名称 アンテナ装置

技術分野

0001  

背景技術

0002  

先行技術文献

特許文献

0003  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0004   0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021  

発明の効果

0022  

図面の簡単な説明

0023  

発明を実施するための形態

0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065   0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092  

符号の説明

0093  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

図面

1   2   3   4  

明 細 書

発明の名称 : アンテナ装置

技術分野

[0001]
 本発明は、アンテナ装置に関する。

背景技術

[0002]
 従来、特許文献1のように、複数のアンテナ素子を含む車載アンテナ装置が提案されている。

先行技術文献

特許文献

[0003]
特許文献1 : 特開2016-172460号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0004]
 しかしながら、それぞれのアンテナ素子を1つのケース内に収納するだけであり、それぞれのアンテナ素子で発信若しくは受信される信号を別々の信号線でケース外の他の機器と送受する必要があり、配線が複雑になっていた。
[0005]
 したがって本発明の目的は、配線の簡素化を実現出来るアンテナ装置を提供することである。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明に係るアンテナ装置は、第1アンテナ素子を介して得られた情報に基づいて、第1アンテナ素子が取り付けられた車両の位置情報を算出する第1処理部と、第2アンテナ素子を介して、移動体通信を行う第2処理部と、第3アンテナ素子を介して、車両の外からの情報を受信し、車両の情報を送信する第3処理部と、第4アンテナ素子を介して、デジタル放送と地上波放送の少なくとも一方を受信する第4処理部と、撮像部で得られた画像信号に画像処理を施す第5処理部のうち、少なくとも2つを有する信号処理部と、第1アンテナ素子~第4アンテナ素子のうち、第1処理部~第4処理部のなかで信号処理部に含まれるものに対応するものを有するアンテナ素子部と、車両のゲートウェイECUと、車内LANを介して接続する送受信部とを備え、第1アンテナ素子~第4アンテナ素子と撮像部のうち、第1処理部~第5処理部のなかで信号処理部に含まれるものに対応するものは、ケースに覆われ、第1アンテナ素子~第4アンテナ素子と撮像部のうち、第1処理部~第5処理部のなかで信号処理部に含まれるものに対応するものは、ゲートウェイECUよりもアンテナ素子部に近い位置に配置された筐体に収納され、第1アンテナ素子~第4アンテナ素子と撮像部のうち、第1処理部~第5処理部のなかで信号処理部に含まれるものに対応するものは、送受信部を介して、ゲートウェイECUと通信を行う。
[0007]
 アンテナ素子部の近くに設けられた信号処理部が、複数のアンテナ素子を有するアンテナ素子部を介して受信した信号、及びアンテナ素子部を介して送信する信号を、車内LANを介して接続したゲートウェイECUと送受信する。このため、複数のアンテナ素子を介して送受信する信号を、1つのケーブルを使って、他の機器に伝達することが可能になり、配線の簡素化を実現出来る。
[0008]
 好ましくは、スイッチングレギュレーターを用いて電圧と電流の少なくとも一方を調整した状態で、車両のバッテリーから供給された電力を、第1処理部~第5処理部のうち、信号処理部に含まれるものに供給する電圧電流制御部を備え、電圧電流制御部は、ケースの外側に設けられる。
[0009]
 電圧電流制御部は、スイッチングレギュレーターを使って、各部に印加する電圧や当該各部に流れる電流を調整する。このため、リニアレギュレーターを使う形態に比べて、電気エネルギーのロスを減らすことが可能になる。
 また、電圧電流制御部は、少なくともアンテナ素子などを収納するケースの外側に設けられる。このため、スイッチングレギュレーターにおけるインバーターから放射されるノイズがアンテナ素子部に及ぼす影響を少なくすることが可能になる。
[0010]
 さらに好ましくは、少なくとも第2アンテナ素子は、ケースに覆われるものであり、信号処理部は、少なくとも第2処理部を有し、第2処理部への電力供給は、車両のバッテリーから常時行われるものであり、第1アンテナ素子と第3アンテナ素子と第4アンテナ素子と撮像部のうち、ケースに覆われるものと、第1処理部と第3処理部と第4処理部と第5処理部のうち、信号処理部に含まれるものへの電力供給は、車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチがオン状態の時に、行われる。
[0011]
 第2処理部からの発呼が常時可能になるため、車両のエンジンなどのオンオフ状態にかかわらず、緊急通報などの移動体通信を行うことが可能になる。
[0012]
 また、好ましくは、少なくとも第1アンテナ素子と第2アンテナ素子は、ケースに覆われるものであり、信号処理部は、少なくとも第1処理部と第2処理部を有し、第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、第1処理部の基準クロックが調整され、基準クロックは、第2処理部のタイミング制御に用いられ、第1処理部と第2処理部への電力供給は、車両のバッテリーから常時行われる。
[0013]
 また、好ましくは、信号処理部は、第2処理部と第3処理部の少なくとも一方と、第1処理部とを有し、第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、第1処理部の基準クロックが調整され、基準クロックは、第2処理部と第3処理部のなかで信号処理部に含まれるもののタイミング制御に用いられる。
[0014]
 第1処理部で調整された基準クロックは、信号処理部を構成する他の機器(第2処理部など)のタイミング制御に用いられる。
 このため、位置情報を得るための1つのアンテナ素子(第1アンテナ素子)を用いて、複数の機器の基準クロックを共有させることが可能になる。また、それぞれの機器(例えば、第2処理部や第3処理部)に、第1アンテナ素子に相当するアンテナ素子や基準クロックを調整する装置を設けずに構成することが可能になる。
[0015]
 また、好ましくは、信号処理部は、少なくとも第1処理部と第3処理部とを有し、第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、第1処理部の基準クロックが調整され、第3処理部は、車両の情報として、第1処理部で算出された位置情報と基準クロックに基づく時間情報を発信する。
[0016]
 第1処理部で得られた位置情報は、第3処理部で発信する自車情報に含まれる位置情報として用いられる。
 第1処理部で調整された基準クロックは、第3処理部で発信する自車情報に含まれる時間情報として用いられる。
 このため、位置情報を得るための1つのアンテナ素子(第1アンテナ素子)を用いて、複数の機器の位置情報や基準クロックを共有させることが可能になる。また、それぞれの機器(例えば、第3処理部)に、第1アンテナ素子に相当するアンテナ素子や位置情報を算出する装置や基準クロックを調整する装置を設けずに構成することが可能になる。
[0017]
 また、好ましくは、送受信部は、ケースに覆われる。
[0018]
 また、好ましくは、ケースと、筐体は、車両におけるアンテナ素子部を保持する部材を挟む位置関係に配置される。
[0019]
 また、好ましくは、信号処理部は、第1処理部と第5処理部とを有し、ケースの内側には、撮像部が設けられ、第5処理部は、第1処理部で算出された位置情報と第1処理部で調整された基準クロックに基づく時間情報の少なくとも1つを付加する。
[0020]
 画像処理モジュールにおいて生成される画像データに位置情報や時間情報を付加することが可能になる。
[0021]
 また、好ましくは、車両の位置情報は、車内LANを介して、車両における、車両の位置情報を出力する情報出力装置とは異なる他の装置の制御に用いられる。

発明の効果

[0022]
 以上のように本発明によれば、配線の簡素化を実現出来るアンテナ装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0023]
[図1] 本実施形態における、GNSS用アンテナを共用したアンテナ装置を含む車両の構成図である。
[図2] 本実施形態における、GNSS用のアンテナを別々に設けたアンテナ装置を含む車両の構成図である。
[図3] 図1からさらに、第1処理部に記録部材が内蔵され、第2処理部に蓄電部材が内蔵されたアンテナ装置を含む車両の構成図である。
[図4] 図1からさらに、第1アンテナ素子が、第1処理部を介さずに、第2処理部~第6処理部と接続されたアンテナ装置を含む車両の構成図である。

発明を実施するための形態

[0024]
 以下、本実施形態について、図を用いて説明する。
 なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。
[0025]
 本実施形態におけるアンテナ装置1は、図1に示すように、アンテナ素子部10と、信号処理部30と、電圧電流制御部50を備える。
[0026]
 本実施形態にかかるアンテナ装置1が取り付けられる車両は、ゲートウェイECU(Electronic Control Unit)110、情報出力装置120、速度センサー130、マイク141、スピーカー142、モニター143、バッテリー150、ACCスイッチ160を備える。
[0027]
 アンテナ素子部10は、第1アンテナ素子11、第1アンテナ素子11とは別のアンテナ素子、撮像部16を有する。第1アンテナ素子11とは別のアンテナ素子は、第2アンテナ素子12、第3アンテナ素子13、第4アンテナ素子14、第5アンテナ素子15を有する。
[0028]
 信号処理部30は、第1処理部(位置演算モジュール)31、第1処理部31とは別の処理部、送受信部(イーサネット(登録商標)モジュール)39を有する。第1処理部31とは別の処理部は、第2処理部(通信モジュール)32、第3処理部(V2Xモジュール)33、第4処理部(デジタル放送チューナー)34、第5処理部(FM/AM放送チューナー)35、第6処理部(画像処理モジュール)36を有する。
[0029]
 第1処理部(位置演算モジュール)31、第2処理部(通信モジュール)32、第3処理部(V2Xモジュール)33、第4処理部(デジタル放送チューナー)34、第5処理部(FM/AM放送チューナー)35、第6処理部(画像処理モジュール)36は、例えば、プロセッサにより実現される。
[0030]
 なお、ここで言うプロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(Programmable Logic Device:PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA)である。
[0031]
 本実施形態における第1アンテナ素子11~第3アンテナ素子13は、特許請求の範囲における第1アンテナ素子~第3アンテナ素子に相当する。
 本実施形態における第4アンテナ素子14と第5アンテナ素子15は、特許請求の範囲における第4アンテナ素子に相当する。
 本実施形態における第1処理部31~第3処理部33は、特許請求の範囲における第1処理部~第3処理部に相当する。
 本実施形態における第4処理部34と第5処理部35は、特許請求の範囲における第4処理部に相当する。
 本実施形態における第6処理部36は、特許請求の範囲における第5処理部に相当する。
[0032]
 アンテナ素子部10の詳細について説明する。
 アンテナ素子部10は、アンテナ素子のアンプ回路などが実装された基板18上などに取り付けられる。アンテナ素子部10は、車両のルーフ200の上に設置されたアンテナケース19の内側に収納される。言い換えると、アンテナ素子部10は、アンテナケース19によって、上から覆われる。
[0033]
 アンテナケース19は、車両のルーフ200と別体で構成される。アンテナケース19と基板18を保持するベース(不図示)とが、アンテナ素子部10を挟んだ状態で、ルーフ200の上に取り付けられる。
[0034]
 ただし、車両のルーフ200の一部が隆起する形でアンテナケース19が形成される形態であってもよい。
 この場合には、ベース若しくは基板18を介して、車両のルーフ200よりも内側に設けられたインナーパネル(不図示)にアンテナ素子部10が取り付けられる。また、アンテナ素子部10を上から覆うようにルーフ200における隆起した領域(アンテナケース19)が形成される。
[0035]
 第1アンテナ素子11は、GNSS(Global Navigation Satellite System/全球測位衛星システム)用のアンテナ素子である。第1アンテナ素子11は、GPS(Global Positioning System)衛星などから、当該衛星の位置情報と時間情報の受信を行うために使用される。
 第1アンテナ素子11は、例えば、パッチアンテナで構成される。
[0036]
 第2アンテナ素子12は、電話回線を用いた移動体通信用のアンテナ素子である。第2アンテナ素子12は、携帯電話基地局と情報の送受信を行うために使用される。
 第2アンテナ素子12は、例えば、板状に形成されたアンテナ素子で構成される。
[0037]
 第3アンテナ素子13は、IEEE802.11p規格に基づいて、車車間通信、路車間通信、車両と携帯端末間の通信(V2X通信)を行うためのアンテナ素子である。第3アンテナ素子13は、近距離に位置する他車両(第1アンテナ素子11が取り付けられた車両と別の車両)、路側機、携帯端末と情報の送受信を行うために使用される。
 第3アンテナ素子13は、例えば、ダイポールアンテナで構成される。
[0038]
 第4アンテナ素子14は、XMやDAB(Digital Audio Broadcast)などデジタル放送の受信を行うためのアンテナ素子である。
 第4アンテナ素子14は、例えば、パッチアンテナで構成される。
[0039]
 第5アンテナ素子15は、FM放送、AM放送などの地上波放送の受信を行うためのアンテナ素子である。
 第5アンテナ素子15は、例えば、容量装荷素子とコイルとで構成される。
[0040]
 撮像部16は、車両の後方などを撮影するカメラである。なお、図1の例では、撮像部16がアンテナ素子部10に配置される場合を示しているが、撮像部16が配置される場所はアンテナ素子部10に限定されるものではない。例えば、撮像部16は、車両において取り付け可能な任意の位置に配置されてもよい。また、撮像部16は、車両の前方や側方を撮影してもよい。
[0041]
 基板18における下面(第1アンテナ素子11などと反対側の面)には、アンプが実装される。このアンプは、第1アンテナ素子11、第4アンテナ素子14、第5アンテナ素子15で得られた信号を増幅する。
 当該アンプは、基板18の上面に実装される形態であってもよいし、上面と下面の両方に実装される形態であってもよい。
[0042]
 次に、信号処理部30の詳細について説明する。
 信号処理部30は、アンテナ素子部10で受信した信号やアンテナ素子部10で送信する信号を、デジタル信号で、車内LAN(Local Area Network)を介して接続したゲートウェイECU110と送受信する装置である。信号処理部30を構成する第1処理部31~第6処理部36と送受信部39は、アンテナケース19とは別に設けられた1つの筐体内に収納される。
[0043]
 当該筐体は、少なくとも、ゲートウェイECU110よりもアンテナ素子部10に近い位置に配置される。
 例えば、当該筐体は、車両におけるアンテナ素子部10を保持する部材における、アンテナ素子部10が配置された領域の直下に配置され、且つアンテナ素子部10と信号処理部30が当該車両におけるアンテナ素子部10を保持する部材を上下方向で挟む位置関係に配置される形態が考えられる。車両におけるアンテナ素子部10を保持する部材は、ルーフ200若しくはインナーパネルである。
 ただし、アンテナ素子部10と第1距離d1(例えば、d1=10cm)以上離れて、車室内の別領域に信号処理部30が配置される形態であってもよい。
[0044]
 また、ルーフ200の上部で、基板18とアンテナケース19の間に、信号処理部30が設けられる、すなわち、アンテナ素子部10と信号処理部30がアンテナケース19に覆われる形態であってもよい。
 この場合、アンテナケース19が筐体の役割を果たす。
[0045]
 第1処理部(位置演算モジュール)31は、ゲートウェイECU110を介さずに、第1アンテナ素子11と接続される。第1処理部31は、第1アンテナ素子11と送受信部39の信号経路上に配置される。第1処理部31は、第1アンテナ素子11を介して、衛星の位置情報と時間情報を受信する。第1処理部31は、衛星の位置情報と時間情報に基づいて、車両の位置情報(緯度経度情報)を算出し、第1処理部31の基準クロックを調整する。
[0046]
 衛星の位置情報と時間情報を含む信号は、第1アンテナ素子11を介して受信され、第1処理部31で復調と車両の位置情報への変換とA/D変換が施される。
 当該車両の位置情報は、第1処理部31においてA/D変換された後、送受信部39を介して、ゲートウェイECU110に送信される。当該車両の位置情報は、カーナビゲーションシステムなどの情報出力装置120で使用される。
[0047]
 また、第1処理部31は、当該車両の位置情報及び基準クロックに関する情報を、第2処理部32~第6処理部36と送受信部39に送信する。
 第1処理部31で調整された基準クロックは、信号処理部30の各部のタイミング制御に用いられる。ここでいう信号処理部30の各部には、少なくとも第1処理部31~第6処理部36、及び送受信部39が含まれる。
[0048]
 本実施形態では、衛星の位置情報と時間情報を含む信号が、第1処理部31で復調などされた後に、第1処理部31から第2処理部32~第6処理部36に送信される形態を説明した。
 しかしながら、第1アンテナ素子11で受信した、衛星の位置情報と時間情報を含む信号が、第2処理部32~第6処理部36のそれぞれで復調と車両の位置情報への変換とA/D変換が行われる形態であってもよい。この場合、図4に示すように、第1アンテナ素子11は、第1処理部31を介さずに、第2処理部32~第6処理部36に接続される。
 また、第1アンテナ素子11で受信した、衛星の位置情報と時間情報を含む信号が、第2処理部32~第6処理部36のいずれか1つ(例えば、第2処理部32)で復調と車両の位置情報への変換とA/D変換が行われ、A/D変換後の信号が第2処理部32~第6処理部36の残り(例えば、第3処理部33~第6処理部36)に送信される形態であってもよい。この場合、第1アンテナ素子11は、第1処理部31を介さずに、第2処理部32~第6処理部36のいずれか1つに接続される。
[0049]
 また、基準クロックに関する情報は、送受信部39とゲートウェイECU100を介して、車両の各部に送信され、これらのタイミング制御に用いられる形態であってもよい。
 なお、第1処理部31から、第2処理部32~第6処理部36への位置情報や基準クロックに関する情報の送信は、送受信部39を介さずに行われる形態であってもよいが、送受信部39を介して行われる形態であってもよい。
[0050]
 ただし、第2処理部32、及び第3処理部33が、第1処理部31から位置情報及び基準クロックに関する情報を受信しない形態であってもよい。この場合、第2処理部32、及び第3処理部33は、それぞれで、位置情報を算出したり、自身の基準クロックを調整したりする。
 第2処理部32で位置情報を算出したり、自身の基準クロックを調整したりするために、図2に示すように、第2アンテナ素子12は、電話回線を用いた移動体通信用のアンテナ素子とGNSS用のアンテナ素子を有する。第3処理部33で、位置情報を算出したり、自身の基準クロックを調整したりするために、第3アンテナ素子13は、車車間通信などを行うためのアンテナ素子とGNSS用のアンテナ素子を有する。
[0051]
 第2処理部(通信モジュール)32は、ゲートウェイECU110を介さずに、第2アンテナ素子12と接続される。第2処理部32は、第2アンテナ素子12と送受信部39の信号経路上に配置される。第2処理部32は、LTE(Long Term Evolution)などの通信規格に基づき、発呼など電話回線を用いた移動体通信を行う。
[0052]
 通信操作部121若しくは緊急通報操作部122からの制御信号は、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第2処理部32に送信される。当該制御信号に基づいて、第2処理部32が動作する。
 マイク141からの音声信号は、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第2処理部32に送信される。マイク141からの音声信号は、第2処理部32でD/A変換と変調が施される。D/A変換と変調が施された信号は、第2アンテナ素子12を介して、第2処理部32と通話状態にある端末に対して発信される。
[0053]
 第2処理部32と通話状態の端末からの音声信号や画像信号やデータは、第2アンテナ素子12を介して受信される。当該端末からの音声信号や画像信号やデータは、第2処理部32で復調とA/D変換が施される。第2処理部32で復調とA/D変換が施された信号は、送受信部39とゲートウェイECU110を介して、情報出力装置120に送信される。その後、音声信号は、スピーカー142で出力され、データ及び画像信号は、モニター143で出力される。
[0054]
 また、緊急通報操作部122からの制御に基づいて発呼が行われた場合、第1処理部31で得られた位置情報を含むデータは、第2処理部32で変調が施される。第2処理部32で変調が施された信号は、第2アンテナ素子12を介して、第2処理部32と通話状態にある端末(所定の緊急通報管理センター)に対して発信される。
[0055]
 なお、使用者などによる緊急通報操作部122の操作が行われた場合に、所定の緊急通報管理センターへの発呼が行われる形態であってもよい。ただし、自動的に所定の緊急通報センターへの発呼が行われる形態であってもよい。具体的には、車両のエアバッグ(不図示)が動作した場合などに、当該エアバッグが動作したことに関する情報が、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第2処理部32に送信される。当該エアバッグが動作したことに関する情報を第2処理部32が受信すると、当該発呼が行われる。
[0056]
 第3処理部(V2Xモジュール)33は、ゲートウェイECU110を介さずに、第3アンテナ素子13と接続される。第3処理部33は、第3アンテナ素子13と送受信部39の信号経路上に配置される。第3処理部33は、第3アンテナ素子13を介した信号送受信のための変調処理や復調処理を行う。
[0057]
 位置情報や速度情報や時間情報を含む自車情報は、第3処理部33で変調される。第3処理部33で変調が施された信号は、第3アンテナ素子13を介して、発信される。
 自車情報のうち、位置情報は、第1処理部31で得られた位置情報が用いられる。
 自車情報のうち、速度情報は、速度センサー130から出力され、ゲートウェイECU110、及び送受信部39を介して送信された情報が用いられる。この速度情報は、第3処理部33でD/A変換が施された後に、変調が施される。
 自車情報のうち、時間情報は、第1処理部31で得られた基準クロックに基づいて算出される。
[0058]
 車両の外からの情報は、第3アンテナ素子13を介して受信され、第3処理部33で復調とA/D変換が施される。第3処理部33で復調とA/D変換が施された信号は、送受信部39、ゲートウェイECU110を介して、情報出力装置120に送信される。その後、音声信号は、スピーカー142で出力され、データ及び画像信号は、モニター143で出力される。車両の外からの情報は、位置情報や速度情報や時間情報を含む他車情報、路側機からの情報、及び携帯端末からの情報である。
 また、第3処理部33で復調とA/D変換が施された信号は、送受信部39、ゲートウェイECU110を介して、他の装置170に送信されてもよい。他の装置170の詳細については、後述する。
[0059]
 第4処理部(デジタル放送チューナー)34は、ゲートウェイECU110を介さずに、第4アンテナ素子14と接続される。第4処理部34は、第4アンテナ素子14と送受信部39の信号経路上に配置される。第4処理部34は、第4アンテナ素子14を介した信号受信のための同調・復調処理を行う。
[0060]
 オーディオ操作部123からの制御信号であってデジタル放送に関するものは、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第4処理部34に送信される。当該制御信号に基づいて、第4処理部34が動作する。
 デジタル放送の電波であって、オーディオ操作部123で設定された周波数に対応するものは、第4アンテナ素子14を介して受信され、第4処理部34で同調と復調とA/D変換が施される。第4処理部34で同調と復調とA/D変換が施された信号は、送受信部39とゲートウェイECU110を介して、情報出力装置120に送信される。その後、音声信号は、スピーカー142で出力され、データ及び画像信号は、モニター143で出力される。
[0061]
 第5処理部(FM/AM放送チューナー)35は、ゲートウェイECU110を介さずに、第5アンテナ素子15と接続される。第5処理部35は、第5アンテナ素子15と送受信部39の信号経路上に配置される。第5処理部35は、第5アンテナ素子15を介した信号受信のための同調・復調処理を行う。
[0062]
 オーディオ操作部123からの制御信号であってFM/AM放送に関するものは、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第5処理部35に送信される。当該制御信号に基づいて、第5処理部35が動作する。
 FM放送やAM放送の電波であって、オーディオ操作部123で設定された周波数に対応するものは、第5アンテナ素子15を介して受信され、第5処理部35で同調と復調とA/D変換が施される。第5処理部35で同調と復調とA/D変換が施された信号は、送受信部39とゲートウェイECU110を介して、情報出力装置120に送信される。その後、音声信号は、スピーカー142で出力され、データ及び画像信号は、モニター143で出力される。
[0063]
 第6処理部(画像処理モジュール)36は、ゲートウェイECU110を介さずに、撮像部16と接続される。第6処理部36は、撮像部16と送受信部39の信号経路上に配置される。第6処理部36は、撮像部16における撮像動作で得られた画像信号をモニター143などで出力可能な画像データに変換する画像処理を行う。
[0064]
 カメラ操作部124からの制御信号は、ゲートウェイECU110、送受信部39を介して、第6処理部36に送信される。当該制御信号に基づいて、撮像部16及び第6処理部36が動作する。
 撮像部16における撮像動作で得られた画像信号は、第6処理部36で画像処理と位置情報や時間情報の付加とプロトコル変換が施される。第6処理部36で画像処理と位置情報や時間情報の付加とプロトコル変換が施された信号は、送受信部39とゲートウェイECU110を介して、情報出力装置120に送信され、モニター143で出力される。
[0065]
 画像信号に付加される位置情報は、第1処理部31で得られた位置情報が用いられる。
 画像情報に付加される時間情報は、第1処理部31で得られた基準クロックに基づいて算出される。
[0066]
 撮像部16における撮像動作は、カメラ操作部124からの制御信号に基づいて、オンオフ制御が行われる。ただし、撮像部16における撮像動作は、常時行われる形態であってもよいし、車両のシフトレバーがリヤモードに設定されている間だけ行われる形態であってもよい。
[0067]
 送受信部(イーサネット(登録商標)モジュール)39は、CAN(Controller Area Network)などの車内LANを介して、ゲートウェイECU110と通信を行う。
 送受信部39は、LANケーブルを介して、ゲートウェイECU110と接続される。
 送受信部39は、各処理部(第1処理部31~第6処理部36)とゲートウェイECU110の信号経路上に配置される。
[0068]
 電圧電流制御部50は、スイッチングレギュレーターを含む。電圧電流制御部50は、バッテリー150から直接供給される電力、及びACCスイッチ160を介して供給される電力について、アンテナ素子部10と信号処理部30の各部の仕様に合わせた電圧や電流に変換する。この電圧や電流の変換には、電圧電流制御部50に含まれるスイッチングレギュレーターが用いられる。
 例えば、DC12Vの電圧が、電圧電流制御部50によって、DC5V、3.3V、1.8V等の電圧に変換される。
[0069]
 本実施形態では、アンテナ素子部10、及び信号処理部30の各部に以下に示すような電圧が印加される例を示す。具体的には、第1電圧v1が第1処理部31に常時印加される。第2電圧v2が第2処理部32と第3処理部33に常時印加される。第3電圧v3が第3処理部33にACCスイッチ160がオン状態の時に印加される。第4電圧v4が第4処理部34にACCスイッチ160がオン状態の時に印加される。第5電圧v5が第5処理部35と第6処理部36にACCスイッチ160がオン状態の時に印加される。第6電圧v6が第6処理部36にACCスイッチ160がオン状態の時に印加される。第7電圧v7が基板18に常時印加される。第8電圧v8が基板18にACCスイッチ160がオン状態の時に印加される。第9電圧v9が送受信部39に常時印加される。
[0070]
 電圧電流制御部50は、アンテナ素子部10を収納するアンテナケース19や信号処理部30を収納する筐体の外側に設けられる。電圧電流制御部50は、ケーブルを介して、アンテナ素子部10や信号処理部30と接続される。
 ただし、信号処理部30が、アンテナ素子部10と第1距離d1以上離れて配置された場合には、信号処理部30の筐体内に電圧電流制御部50が収納される形態であってもよい。
[0071]
 ゲートウェイECU110は、車内LANを介して、車内に設置された電子機器と信号の送受信を行う。
[0072]
 情報出力装置120は、カーナビゲーションシステム、オーディオ機器など、情報を音声や映像で出力する装置である。情報出力装置120は、通信操作部121と緊急通報操作部122、オーディオ操作部123、及びカメラ操作部124を有する。通信操作部121と緊急通報操作部122は、第2処理部32を操作するために使用される。オーディオ操作部123は、第4処理部34と第5処理部35を操作するために使用される。カメラ操作部124は、撮像部16と第6処理部36を操作するために使用される。
 通信操作部121と緊急通報操作部122、オーディオ操作部123、及びカメラ操作部124は、それぞれ、独立したボタンで構成される形態であってもよいし、モニター143に設けられたタッチパネルで構成される形態であってもよい。
[0073]
 速度センサー130は、車両の速度に関する情報をパルス信号などで、ゲートウェイECU110に出力する。
 ただし、速度センサー130は、信号処理部30(特に、第3処理部33)に内蔵される形態であってもよい。
 マイク141は、音声信号を情報出力装置120に出力する。
 スピーカー142は、情報出力装置120からの音声信号を出力する。
 モニター143は、情報出力装置120からの映像信号を出力する。
 バッテリー150は、車両に設置された電子機器への電力を供給する。
 ACCスイッチ160は、車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチがオン状態の時に、オン状態になるスイッチである。
[0074]
 車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチのオンオフ状態にかかわらず電力供給が必要な部材には、ACCスイッチ160を介さずに、バッテリー150からの電力が直接供給される。車両のエンジンなどのオンオフ状態にかかわらず電力供給が必要な部材は、例えば、時計機能を有する部材である。
 車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチのオン状態の時だけ電力供給が必要な部材には、ACCスイッチ160を介して、バッテリー150からの電力が供給される。
[0075]
 基板18における第1アンテナ素子11~第3アンテナ素子13に関する領域、第1処理部31~第3処理部33、及び送受信部39には、ACCスイッチ160を介さずに、バッテリー150からの電力が直接供給される。
[0076]
 この場合、第2処理部32からの発呼が常時可能になる。このため、車両のエンジンなどのオンオフ状態にかかわらず、緊急通報などの移動体通信を行うことが可能になる。
 また、第3処理部33を介した信号送受信が常時可能になる。このため、車両のエンジンなどのオンオフ状態にかかわらず、V2X通信を行うことが可能になる。
[0077]
 例えば、以下の動作は、車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチがオフ状態の時も実行する形態が考えられる。当該以下の動作には、第1アンテナ素子11と第1処理部31による位置情報取得、第2アンテナ素子12と第2処理部32による移動体通信(基地局との通信)、及び第3アンテナ素子13と第3処理部33によるV2X通信が含まれる。
 ただし、消費電力量を少なくするため、車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチがオン状態の時に比べて、動作頻度(位置情報取得頻度、基地局との通信頻度、V2X通信頻度)を低くするのが望ましい。
[0078]
 撮像部16、基板18における第4アンテナ素子14、第5アンテナ素子15と撮像部16に関する領域、及び第4処理部34~第6処理部36には、ACCスイッチ160を介して、バッテリー150からの電力が供給される。
[0079]
 ただし、以下の形態の場合は、基板18における第1アンテナ素子11に関する領域と第1処理部31への電力供給は、ACCスイッチ160を介して行われる形態であってもよい。当該以下の形態は、第2処理部32、及び第3処理部33が、第1処理部31から位置情報及び基準クロックに関する情報を受信せず、それぞれで、位置情報を算出したり、自身の基準クロックを調整したりする形態(図2参照)である。
[0080]
 また、車両のエンジンなどがオフ状態の時のV2X通信を行わない場合は、基板18における第3アンテナ素子13に関する領域、及び第3処理部33への電力供給は、ACCスイッチ160を介して行われる形態であってもよい。
[0081]
 電圧電流制御部50は、アンテナ素子部10の基板18へ延びるケーブルと、信号処理部30の各部へ延びるケーブルが別々に構成される形態であってもよい。また、電圧電流制御部50は、アンテナ素子部10の基板18へ延びるケーブルの一部が、アンテナ素子部10を経由して、信号処理部30の各部へ延びる形態であってもよい。また、電圧電流制御部50は、信号処理部30へ延びるケーブルの一部が、信号処理部30を経由して、アンテナ素子部10の基板18へ延びる形態であってもよい。
[0082]
 本実施形態では、アンテナ素子部10の近くに設けられた信号処理部30が、複数のアンテナ素子(第1アンテナ素子11~第5アンテナ素子15)を有するアンテナ素子部10を介して受信した信号、及びアンテナ素子部10を介して送信する信号を、デジタル信号で、車内LANを介して接続したゲートウェイECU110と送受信する。このため、複数のアンテナ素子を介して送受信する信号を、1つのケーブルを使って、他の機器に伝達することが可能になる。すなわち、それぞれのアンテナ素子で発信若しくは受信される信号を別々の信号線でケース外の他の機器と送受し、配線が複雑になっていた形態と比べて、配線の簡素化を実現出来る。
[0083]
 第1処理部(位置演算モジュール)31で得られた位置情報は、情報出力装置120で使用されるだけでなく、第3処理部(V2Xモジュール)33で発信する自車情報に含まれる位置情報として用いられる。
 第1処理部31で調整された基準クロックは、信号処理部30を構成する他の機器(第2処理部32など)のタイミング制御に用いられる。また、第1処理部31で調整された基準クロックは、第3処理部33で発信する自車情報に含まれる時間情報として用いられる。
[0084]
 このため、位置情報を得るための1つのアンテナ素子(第1アンテナ素子11)を用いて、複数の機器の位置情報や基準クロックを共有させることが可能になる。そして、それぞれの機器に、第1アンテナ素子11に相当するアンテナ素子や位置情報を算出する装置や基準クロックを調整する装置を設けずに構成することが可能になる。ここでいう「それぞれの機器」は、例えば、第2処理部32や第3処理部33である。
[0085]
 また、第6処理部(画像処理モジュール)36において生成される画像データに位置情報や時間情報を付加することが可能になる。
[0086]
 信号処理部30を構成する部材には、それぞれの仕様に対応した電圧値や電流値を含む電力を供給する必要がある。そして、出来るだけ電気エネルギーのロスを抑え、且つアンテナ素子部10のアンテナ素子の送受信性能に影響を及ぼさない状態で、バッテリー150から供給される電力について、電圧電流制御を行う必要がある。
[0087]
 電圧電流制御部50は、スイッチングレギュレーターを使って、アンテナ素子部10や信号処理部30の各部に印加する電圧や当該各部に流れる電流を調整する。このため、リニアレギュレーターを使う形態に比べて、電気エネルギーのロスを減らすことが可能になる。
 また、電圧電流制御部50は、少なくともアンテナ素子部10を収納するアンテナケース19の外側に設けられ、ケーブルを介して接続される。このため、スイッチングレギュレーターにおけるインバーターから放射されるノイズがアンテナ素子部10に及ぼす影響を少なくすることが可能になる。
[0088]
 また、図3に示すように、記録部材31aが、第1処理部31若しくは第2処理部32に内蔵される形態が考えられる。記録部材31aは、第1処理部31で特定された位置情報を一定期間(約10秒程度)記録する。また、蓄電部材32aが、第2処理部32に内蔵される形態が考えられる(図3参照)。蓄電部材32aは、バッテリーやコンデンサーなどで構成され、移動体通信を動作させるために使用される。
 この場合、車両のバッテリー150からの電力供給が十分に行われない状態でも、記録部材31aに記録された位置情報と、蓄電部材32aから供給される電力を使って、第2処理部32が緊急通報(所定の緊急通報管理センターへの発呼)を行うことが可能になる。
[0089]
 また、第1アンテナ素子11及び第1処理部31で得られる車両の位置情報や基準クロックに関する情報は、カーナビゲーションシステムなど位置情報を出力する装置(情報出力装置120)に限らない。例えば、位置情報や基準クロックに関する情報が、車内LANを介して接続された他の装置170の制御に用いられる形態であってもよい。
[0090]
 例えば、他の装置170は、車両の位置情報に基づいて、登り坂を走行中であることを検知し、速度が落ちすぎないようにエンジン(他の装置170)の回転数を上げたり、下り坂を走行中であることを検知し、速度が上がりすぎないようにエンジン(他の装置170)の回転数を上げたりする制御を行う。また、他の装置170は、車両の位置情報と基準クロックに基づく時間情報に基づいて、日の出時間や日の入り時間を算出して、ヘッドライトやスモールライト(他の装置170)の点灯制御を行う。
[0091]
 また、信号処理部30とゲートウェイECU110の間が、車内LANを介して接続される形態を説明した。しかしながら、信号処理部30とゲートウェイECUの間は、車内LANを介さずに、通常の電気信号ケーブルを介して接続される形態であってもよい。
 この場合でも、電圧電流制御部50をアンテナケース19の外側に設けることのメリットを得ることが出来る。また、第1処理部31の基準クロックが別の処理部などのタイミング制御に用いられることのメリットを得ることが出来る。
[0092]
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

符号の説明

[0093]
 1 アンテナ装置
 10 アンテナ素子部
 11~15 第1アンテナ素子~第5アンテナ素子
 16 撮像部
 18 基板
 19 アンテナケース
 30 信号処理部
 31 第1処理部(位置演算モジュール)
 31a 記録部材
 32 第2処理部(通信モジュール)
 32a 蓄電部材
 33 第3処理部(V2Xモジュール)
 34 第4処理部(デジタル放送チューナー)
 35 第5処理部(FM/AM放送チューナー)
 36 第6処理部(画像処理モジュール)
 39 送受信部(イーサネット(登録商標)モジュール)
 50 電圧電流制御部
 110 ゲートウェイECU
 120 情報出力装置
 121 通信操作部
 122 緊急通報操作部
 123 オーディオ操作部
 124 カメラ操作部
 130 速度センサー
 141 マイク
 142 スピーカー
 143 モニター
 150 バッテリー
 160 ACCスイッチ
 170 他の装置(エンジン、ヘッドランプ、スモールランプなど)
 200 ルーフ
 v1~v9 第1電圧~第9電圧

請求の範囲

[請求項1]
 第1アンテナ素子を介して得られた情報に基づいて、前記第1アンテナ素子が取り付けられた車両の位置情報を算出する第1処理部と、第2アンテナ素子を介して、移動体通信を行う第2処理部と、第3アンテナ素子を介して、前記車両の外からの情報を受信し、前記車両の情報を送信する第3処理部と、第4アンテナ素子を介して、デジタル放送と地上波放送の少なくとも一方を受信する第4処理部と、撮像部で得られた画像信号に画像処理を施す第5処理部のうち、少なくとも2つを有する信号処理部と、
 前記第1アンテナ素子~前記第4アンテナ素子のうち、前記第1処理部~前記第4処理部のなかで前記信号処理部に含まれるものに対応するものを有するアンテナ素子部と、
 前記車両のゲートウェイECUと、車内LANを介して接続する送受信部とを備え、
 前記第1アンテナ素子~前記第4アンテナ素子と前記撮像部のうち、前記第1処理部~前記第5処理部のなかで前記信号処理部に含まれるものに対応するものは、ケースに覆われ、
 前記第1アンテナ素子~前記第4アンテナ素子と前記撮像部のうち、前記第1処理部~前記第5処理部のなかで前記信号処理部に含まれるものに対応するものは、前記ゲートウェイECUよりも前記アンテナ素子部に近い位置に配置された筐体に収納され、前記第1アンテナ素子~前記第4アンテナ素子と前記撮像部のうち、前記第1処理部~前記第5処理部のなかで前記信号処理部に含まれるものに対応するものは、前記送受信部を介して、前記ゲートウェイECUと通信を行う、アンテナ装置。
[請求項2]
 スイッチングレギュレーターを用いて電圧と電流の少なくとも一方を調整した状態で、前記車両のバッテリーから供給された電力を、前記第1処理部~前記第5処理部のうち、前記信号処理部に含まれるものに供給する電圧電流制御部を備え、
 前記電圧電流制御部は、前記ケースの外側に設けられる、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項3]
 少なくとも前記第2アンテナ素子は、前記ケースに覆われるものであり、
 前記信号処理部は、少なくとも前記第2処理部を有し、
 前記第2処理部への電力供給は、前記車両のバッテリーから常時行われるものであり、
 前記第1アンテナ素子と前記第3アンテナ素子と前記第4アンテナ素子と前記撮像部のうち、前記ケースに覆われるものと、前記第1処理部と前記第3処理部と前記第4処理部と前記第5処理部のうち、前記信号処理部に含まれるものへの電力供給は、前記車両のエンジン若しくはイグニッション若しくはパワースイッチがオン状態の時に、行われる、請求項2に記載のアンテナ装置。
[請求項4]
 少なくとも前記第1アンテナ素子と前記第2アンテナ素子は、前記ケースに覆われるものであり、
 前記信号処理部は、少なくとも前記第1処理部と前記第2処理部を有し、
 前記第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、前記第1処理部の基準クロックが調整され、
 前記基準クロックは、前記第2処理部のタイミング制御に用いられ、
 前記第1処理部と前記第2処理部への電力供給は、前記車両のバッテリーから常時行われる、請求項2に記載のアンテナ装置。
[請求項5]
 前記信号処理部は、前記第2処理部と前記第3処理部の少なくとも一方と、前記第1処理部とを有し、
 前記第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、前記第1処理部の基準クロックが調整され、
 前記基準クロックは、前記第2処理部と前記第3処理部のなかで前記信号処理部に含まれるもののタイミング制御に用いられる、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項6]
 前記信号処理部は、少なくとも前記第1処理部と前記第3処理部とを有し、
 前記第1アンテナ素子で得られた情報に基づいて、前記第1処理部の基準クロックが調整され、
 前記第3処理部は、前記車両の情報として、前記第1処理部で算出された前記位置情報と前記基準クロックに基づく時間情報を発信する、請求項1に記載のアンテナ装置。
[請求項7]
 前記送受信部は、前記ケースに覆われる、請求項1から請求項6のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項8]
 前記ケースと、前記筐体は、前記車両における前記アンテナ素子部を保持する部材を挟む位置関係に配置される、請求項1から請求項6のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項9]
 前記信号処理部は、前記第1処理部と前記第5処理部とを有し、
 前記ケースの内側には、前記撮像部が設けられ、
 前記第5処理部は、前記第1処理部で算出された位置情報と前記第1処理部で調整された基準クロックに基づく時間情報の少なくとも1つを付加する、請求項1から請求項8のいずれかに記載のアンテナ装置。
[請求項10]
 前記車両の位置情報は、前記車内LANを介して、前記車両における、前記車両の位置情報を出力する情報出力装置とは異なる他の装置の制御に用いられる、請求項1から請求項9のいずれかに記載のアンテナ装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]