JP2002359565A - 車内無線通信装置および車内無線通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車内における近距離無線通信を良好に行
うことが可能なカーナビゲーション装置および近距離無
線通信装置を提供する。 【解決手段】 カーナビゲーション装置１１は、フロン
トパネル付近に設置されることにより、アンテナの指向
性が車室内方向を向く通信装置を備える。中継器１２
は、乗車中の人や自動車のシートが無線電波の遮蔽物と
ならないよう、自動車の天井に配置される。移動通信端
末機１３は、中継器１２を介してカーナビゲーション装
置１１と近距離無線通信を行い、カーナビゲーション装
置と自動車外部のネットワークとの通信を可能とする。
以上の構成により、カーナビゲーション装置１１は、中
継器１２を介して移動通信端末機１３との近距離無線通
信を良好に行うことが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内における近
距離無線通信に適した車内無線通信装置およびそれを用
いた車内無線通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカーナビゲーション装置には、イ
ンターネットと接続する機能を有するものがある。例え
ば、ユーザは、カーナビゲーション装置の地図上にある
施設データから、その施設のホームページにダイレクト
にアクセスして詳細な情報を入手することができる。こ
のように、カーナビゲーション装置をインターネットに
接続する場合、インターネットと接続する機能を有する
携帯電話を、有線ケーブルを用いてカーナビゲーション
装置に接続することが一般的である。

【０００３】ここで、カーナビゲーション装置を携帯電
話に接続する方法として、有線ケーブルを用いる方法に
代えて、近距離無線通信を行う方法が考えられている。
例えば、「日経エレクトロニクス（１９９９．１２．１
３）Ｎｏ．７５９」、ｐ．１４２，１４３に示されるよ
うに、カーナビゲーション装置と携帯電話との間で近距
離無線通信を行う手段として、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを使
用することが考えられている。さらに、携帯電話を自動
車室内で使用する際のハンズフリーの環境についても、
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを使用することが考えられている。

【０００４】また、カーナビゲーション装置を設置する
場合、迅速に正確な位置情報を補足するため、ＧＰＳア
ンテナの他、車速パルス、パーキングセンサー、バック
センサー等の位置情報や速度情報を検出するセンサーを
カーナビゲーションに接続する必要がある。この場合、
各種センサを有線ケーブルを用いてカーナビゲーション
に接続する必要があるが、この作業のため、カーナビゲ
ーション装置を自動車に取り付ける際には煩雑な作業が
必要となる。従って、カーナビゲーション装置の取り付
けを容易にするため、カーナビゲーション装置と各種セ
ンサとの間についても、近距離無線通信を行うことが考
えられる。

【０００５】ここで、近距離無線通信を行う場合、通信
を行う各端末においては、一般的に、指向性を有しない
アンテナが用いられる。なぜなら、近距離無線通信は、
携帯電話やＰＤＡといった移動体端末において用いられ
る場合や、家庭内の家電において用いられる場合等、通
信を行う各端末が固定的な位置関係を有しない環境で用
いられるからである。

【０００６】また、自動車において無線通信を行うアン
テナとして、従来から用いられているものには、ＧＰＳ
アンテナ、ＶＩＣＳアンテナ、ＥＴＣアンテナ、テレビ
アンテナ、ラジオアンテナ等がある。これらのアンテナ
は、車室外と通信するために用いられるので、アンテナ
の指向性はすべて車室外に向けられている。例えば、特
開平６−２３７１８８号公報に開示されているように、
カーナビゲーション装置内にアンテナを配置するものが
ある。また、特開平１１−２０８３７７号公報に開示さ
れているように、オーバーヘッドコンソール内にアンテ
ナを配置するものがある。また、特開昭６２−１７５０
０２号公報に開示されているように、自動車の後部窓ガ
ラスにアンテナ線材を配置するものがある。以上のよう
に、従来から自動車内において用いられるアンテナはす
べて、車室外と通信するために用いられるものであり、
その指向性は車室外に向けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】自動車内において、近
距離無線通信を行う場合、従来から近距離無線通信に用
いられているアンテナでは、指向性が車室内方向に向い
ていないため、通信品質が悪くなるおそれがある。なぜ
なら、自動車内では、乗車する人やシート等の遮蔽物と
なるものがあるからである。例えば、自動車のダッシュ
ボードに取り付けられたカーナビゲーション装置と後部
座席に置かれた携帯電話端末との間で無線通信を行う場
合には、通信品質が悪くなるおそれがある。

【０００８】また、自動車内において従来から用いられ
ているアンテナは、指向性が車室外方向に向いている。
一般的に、従来から自動車内に用いられているアンテナ
についての車室内方向への利得は、車室外方向に方向に
比べて１０ｄＢ以上低い。従って、従来から用いられて
いる自動車外部との通信を行うためのアンテナでは、車
室内における、カーナビゲーションと携帯電話や情報端
末との間の近距離無線通信を良好に行うことができな
い。

【０００９】それ故に、本発明の目的は、自動車内にお
ける近距離無線通信を良好に行うことが可能な車内無線
通信装置および車内無線通信システムを提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、カーナビ
ゲーション装置において用いられる車内無線通信装置で
あって、他の機器との間で無線信号の送受信を行う通信
部と、通信部に接続され、カーナビゲーション装置にお
いて自動車の室内方向側の面付近に配置されるアンテナ
素子とを備えている。

【００１１】上記第１の発明によれば、アンテナ素子
は、カーナビゲーション装置の自動車の室内に近い側に
配置されることになる。このようにアンテナ素子が配置
されることで、アンテナ素子は、自動車の室内方向の利
得が室外方向に比べて大きくなる。

【００１２】第２の発明は、第１の発明に従属する発明
であって、アンテナ素子より自動車の室外方向側に配置
され、１辺の長さが無線通信に用いる周波数の半波長以
上である導体板をさらに備えている。

【００１３】上記第２の発明によれば、導体板は反射板
として作用するので、アンテナ素子は、自動車の室内方
向の指向性利得がより高くなる。

【００１４】第３の発明は、第１または第２の発明のい
ずれかに従属する発明であって、アンテナ素子は、ルー
プ面が自動車の室内方向を向くように設置される１波長
ループアンテナである。

【００１５】上記第３の発明によれば、指向性を有する
１波長ループアンテナが用いられ、１波長ループアンテ
ナの指向性が自動車の室内方向を向くように設置され
る。

【００１６】第４の発明は、第１または第２の発明のい
ずれかに従属する発明であって、アンテナ素子は、カー
ナビゲーション装置の有する表示装置に周設され、長さ
が無線通信に用いる周波数の略１波長であり、一端が給
電点とされ、他端が解放されており、中央で略９０度の
角度をもって屈曲した第１アンテナ素子と、第１アンテ
ナ素子と対向するように表示装置に周設され、長さが無
線通信に用いる周波数の略１波長であり、一端が給電点
とされ、他端が解放されており、中央で略９０度の角度
をもって屈曲した第２アンテナ素子とを含んでいる。

【００１７】上記第４の発明によれば、第１アンテナ素
子および第２アンテナ素子により、指向性を有する先端
開放形菱形アンテナが形成される。また、先端開放形菱
形アンテナが表示装置の外周に設置されることにより、
先端開放形菱形アンテナの指向性は、自動車の室内方向
を向く。

【００１８】第５の発明は、移動体端末を介して自動車
外部のネットワークと通信可能なカーナビゲーション装
置と、移動体端末と無線通信可能な中継器とを含む車内
無線通信システムであって、カーナビゲーション装置
は、中継器と無線信号の送受信を行う通信部と、通信部
に接続され、近距離無線通信を行うためのアンテナ素子
とを備え、中継器は、カーナビゲーション装置と移動体
端末との間で送受信される無線信号を中継する送受信部
と、送受信部に接続され、移動体端末と近距離無線通信
を行うために、自動車のシートよりも高い位置に配置さ
れるアンテナ部とを備えている。

【００１９】上記第５の発明によれば、車載アンテナ
は、自動車内の広範囲を見渡すことができるような、自
動車のシートより高い位置に設置される。すなわち、車
載アンテナは、車載アンテナで送受信される電波が、乗
車している人やシートによって遮られることがないよう
な位置に設置される。

【００２０】第６の発明は、第５の発明に従属する発明
であって、アンテナ部は、カーナビゲーション装置にお
いて自動車の室内方向側の面付近に配置される。

【００２１】上記第６の発明によれば、アンテナ部は、
カーナビゲーション装置の自動車の室内に近い側に配置
されるので、アンテナの利得は、自動車の室内方向の利
得が室外方向に比べて大きくなる。

【００２２】第７の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、アンテナ部は、ルームランプ内に配置され、
自動車の天井と略平行に設置されるループアンテナを含
んでいる。

【００２３】上記第７の発明によれば、指向性を有する
ループアンテナを用いるので、車室内方向の利得はさら
に高くなる。また、天井が反射板となることによって
も、アンテナの車室内方向の利得はさらに高くなる。

【００２４】第８の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、車載アンテナは、自動車のリアトレイに配置
される放射素子と、自動車のリアガラスに配置され、長
さが無線通信に用いる周波数の半波長以上である無給電
素子とを含んでいる。

【００２５】上記第８の発明によれば、放射素子をリア
トレイに配置することにより、リアガラスの無給電素子
を反射板として利用する。従って、アンテナとなる放射
素子の車室内方向の利得は、さらに高くなる。

【００２６】第９の発明は、第６の発明に従属する発明
であって、アンテナ部は、自動車のリアトレイに配置さ
れ、最大放射方向が自動車の天井方向に向けられたアン
テナ素子を含んでいる。

【００２７】上記第９の発明によれば、自動車の天井に
反射した電波により無線通信を行う。自動車の天井に反
射する電波は、乗車中の人や自動車のシートが遮蔽物と
ならない。

【００２８】第１０の発明は、第６の発明に従属する発
明であって、アンテナ部は、自動車の天井の左右両側
で、自動車のドアの上部に配置される漏洩同軸線路を含
む。

【００２９】上記第１０の発明によれば、漏洩同軸線路
は、乗車中の人や自動車のシートが無線通信を行うため
の電波の遮蔽物とならないように、自動車の天井に配置
される。また、漏洩同軸線路は、自動車の左右両側に配
置される。

【００３０】第１１の発明は、自動車内の他の機器との
間で近距離無線通信が可能なカーナビゲーション装置
と、カーナビゲーション装置による経路探査に必要な移
動状況情報を検出するセンサと、センサと接続され、カ
ーナビゲーション装置と無線通信可能な車両側通信部と
を含む車内無線通信システムであって、カーナビゲーシ
ョン装置は、他の機器との間で無線信号の送受信を行う
通信部と、通信部に接続され、自動車の室内方向側の面
付近に配置されるアンテナ素子とを備え、車両側通信部
は、センサにより検出される移動状況情報を入力し、カ
ーナビゲーション装置と通信を行う。

【００３１】上記第１１の発明によれば、アンテナ素子
は、カーナビゲーション装置の自動車の室内に近い側に
配置されるので、アンテナ素子の利得は、自動車の室内
方向の利得が室外方向に比べて大きくなる。また、カー
ナビゲーション装置は、センサにより検出される位置情
報、速度情報等の移動状況情報を無線通信により受信す
る。

【００３２】第１２の発明は、自動車内において機器間
の近距離無線通信を行う際に中継器として用いられる車
内無線通信装置であって、機器間で送受信される無線信
号を中継する送受信部と、送受信部に接続され、機器と
近距離無線通信を行うために、自動車のシートよりも高
い位置に配置されるアンテナ部とを備えている。

【００３３】上記第１２の発明によれば、アンテナ部
は、自動車内の広範囲を見渡すことができるような、自
動車のシートより高い位置に設置される。すなわち、ア
ンテナ部は、アンテナ部で送受信される電波が、乗車し
ている人やシートによって遮られることがないような位
置に設置される。

【００３４】第１３の発明は、第１２の発明に従属する
発明であって、アンテナ部は、ルームランプ内に配置さ
れ、自動車の天井と略平行に設置されるループアンテナ
を含んでいる。

【００３５】上記第１３の発明によれば、指向性を有す
るループアンテナを用いるので、車室内方向の利得はさ
らに高くなる。また、天井が反射板となることによって
も、アンテナの車室内方向の利得はさらに高くなる。

【００３６】第１４の発明は、第１２の発明に従属する
発明であって、アンテナ部は、自動車のリアトレイに配
置される放射素子と、自動車のリアガラスに印刷され、
長さが半波長以上である無給電素子とを含んでいる。

【００３７】上記第１４の発明によれば、放射素子をリ
アトレイに配置することにより、リアガラスの無給電素
子を反射板として利用する。従って、アンテナとなる放
射素子の車室内方向の利得は、さらに高くなる。

【００３８】第１５の発明は、第１２の発明に従属する
発明であって、アンテナ部は、自動車のリアトレイに配
置され、最大放射方向が自動車の天井方向に向けられた
アンテナ素子を含む。

【００３９】上記第１５の発明によれば、自動車の天井
に反射した電波により無線通信を行う。自動車の天井に
反射する電波は、乗車中の人や自動車のシートが遮蔽物
とならない。

【００４０】第１６の発明は、第１２の発明に従属する
発明であって、車載アンテナは、自動車の天井の左右両
側で、自動車のドアの上部に配置される漏洩同軸線路を
含んでいる。

【００４１】上記第１６の発明によれば、漏洩同軸線路
は、乗車中の人や自動車のシートが無線通信を行うため
の電波の遮蔽物とならないように、自動車の天井に配置
される。また、漏洩同軸線路は、自動車の左右両側に配
置される。

【００４２】

【発明の実施の形態】まず、本発明の概要について説明
する。図１は、本発明に係る無線通信装置を用いた車内
無線通信システムの構成の一例を示すブロック図であ
る。図１に示す車内無線通信システムは、カーナビゲー
ション装置１と、中継器２と、端末３とを備えている。
カーナビゲーション装置１は、中継器２を介して端末３
と近距離無線通信を行う。カーナビゲーション装置１と
端末３との間の無線通信において、車のシート等、車内
において遮蔽物となるものが存在する。従って、中継器
２は、車内全体と良好な無線通信を行うことのできる適
当な位置に設置される。なお、図１において、中継器２
は、カーナビゲーション装置１と無線で通信を行うもの
であるが、有線で通信を行うものであってもよい。ま
た、中継器２は、車内無線通信をより良好に行うために
用いるものであり、車内無線通信システムは、中継器２
を有しない構成であってもよい。端末３は、カーナビゲ
ーション装置１と通信を行う機器である。例えば、カー
ナビゲーション装置１をインターネットに接続するため
に用いられる携帯電話等の移動通信端末機や、車に備え
付けられている各種センサ等が挙げられる。

【００４３】次に、第１の実施形態に係る車内無線通信
システムについて説明する。以下、近距離無線通信を例
えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈとして説明する。従って、アン
テナの動作周波数を２．４ＧＨｚ帯として説明する。

【００４４】図２は、第１の実施形態に係る車内無線通
信システムの各構成要素の自動車内における配置を示す
図である。図２において、第１の実施形態に係る車内無
線通信システムは、カーナビゲーション装置１１と、中
継器１２と、移動通信端末機１３とを備えている。カー
ナビゲーション装置１１は、車のインダッシュやダッシ
ュボード上に配置される。ここで、カーナビゲーション
装置１１が有するアンテナの放射方向はＺ方向である。
また、カーナビゲーション装置１１のフロントパネル
は、乗車している人から見やすいように角度θが１０度
程度傾けて設置されるので、アンテナの放射方向は、Ｚ
方向より角度θ程度上を向くことになる。なお、カーナ
ビゲーション装置１１が有するアンテナの詳細は後に説
明する。中継器１２は、自動車の天井中央に配置され
る。ここで、中継器１２の有するアンテナの放射方向は
Ｙ方向の負の向きである。中継器１２の詳細については
後に説明する。移動通信端末機１３は、運転手や同乗者
により車内に持ち込まれ、車内のあらゆる場所に放置さ
れることが予想される。

【００４５】以上のように構成される車内無線通信シス
テムにおいて、カーナビゲーション装置１１は、中継器
１２を介して移動通信端末機１３と無線により通信を行
う。図２のように、カーナビゲーション装置１１および
中継器１２は、それぞれの間に遮蔽物となるものが存在
せず、良好な近距離無線通信を行うことができる。ま
た、中継器１２および移動通信端末機１３も同様に、そ
れぞれの間に遮蔽物となるものが存在しないので、良好
な近距離無線通信を行うことができる。すなわち、後部
座席にある移動通信端末機１３と前方のカーナビゲーシ
ョン装置１１とは、自動車の天井中央に配置される中継
器１２を利用することで、人やシートにより電波を遮ら
れることなく、また、車内に置かれている移動通信端末
機の位置によらず、良好な通信が可能となる。

【００４６】次に、本実施形態における車内無線通信シ
ステムの各部の詳細について説明する。まず、カーナビ
ゲーション装置１１の詳細について説明する。上述のよ
うに、カーナビゲーション装置１１においては、放射方
向が車内方向を向くアンテナが構成される。図３は、第
１の実施形態に係るカーナビゲーション装置において用
いられるアンテナ装置の構成を示す図である。図３
（ａ）は、アンテナ装置が内蔵されるフロントパネルの
正面図である。また、図３（ｂ）は、フロントパネルの
側面図である。以下、アンテナ装置の構成について説明
する。

【００４７】図３のように、アンテナ装置は、カーナビ
ゲーション装置１１のフロントパネル部分に内蔵され
る。図３において、カーナビゲーション装置１１は、フ
ロントパネル１１１と、１波長ループアンテナ１１２
と、通信装置１１３と、導体板１１４と、表示画面１１
５とを備えている。１波長ループアンテナ１１２は、カ
ーナビゲーション機器のフロントパネル１１１の表示画
面１１５の近傍に内蔵される。また、１波長ループアン
テナ１１２は、その一端に設けられた給電点１１６を介
して導体板１１４上にある通信装置１１３に接続され
る。さらに、１波長ループアンテナ１１２の他の一端に
は接地点１１７が設けられ、接地点１１７を介して導体
板１１４に接地される。ここで、１波長ループアンテナ
１１２は、導体板１１４に対して平行に配置される。な
お、導体板１１４は、カーナビゲーション装置１１の各
部のいずれかが導体板として作用するものであってもよ
い。また、本実施形態において、１波長ループアンテナ
１１２の幅は、例えば約２ｍｍに設定される。また、１
波長ループアンテナ１１２の長さは、１２５ｍｍに設定
される。これは、動作周波数の約１波長の長さに設定さ
れるものである。

【００４８】以上のような構成により、上記１波長ルー
プアンテナ１１２、通信装置１１３および導体板１１４
から構成される無線通信装置は、カーナビゲーション装
置１１のフロントパネル１１１と一体構造とすることが
できる。フロントパネル１１１と一体構造となった無線
通信装置は、例えば車室内の前方のインダッシュ、また
はダッシュボード上に設置することができる。

【００４９】次に、１波長ループアンテナ１１２の動作
を詳細に説明する。本実施形態において、１波長ループ
アンテナ１１２と導体板１１４との間隔ｈは、例えば１
１ｍｍに設定される。これは、１波長ループアンテナ１
１２のインピーダンスを低下させることを目的とするも
のである。一般的な１波長ループアンテナ１１２のイン
ピーダンスは数百Ωであるが、間隔ｈを約０．１波長
（約１１ｍｍ）程度とすることで、１波長ループアンテ
ナ１１２のインピーダンスを５０Ωに整合することがで
きる。以上のように間隔ｈを設定することで、インピー
ダンス整合回路は不要となる。さらに、ＶＳＷＲが２以
下の帯域幅は、約１２０ＭＨｚとなるので、Ｂｌｕｅｔ
ｏｏｔｈの帯域幅は確保されている。

【００５０】また、導体板１１４の１辺の長さは、動作
周波数の半波長以上に設定される。すなわち、本実施形
態において、導体板１１４の１辺の長さは、６２．５ｍ
ｍ以上に設定される。これにより、導体板１１４が反射
板として動作するので、１波長ループアンテナ１１２お
よび導体板１１４は、反射板付き１波長ループアンテナ
として動作し、単方向指向性を得る。

【００５１】図４は、図３に示す本実施形態の１波長ル
ープアンテナ１１２の垂直ＹＺ面の放射パターンのグラ
フを示す図である。図４において、実線は垂直偏波成
分、点線は水平偏波成分を示す。図２に示す放射パター
ンの垂直偏波成分の平均レベルは、Ｚ方向が最大放射方
向となり、その指向性利得は約７ｄＢｉ（約４．９ｄＢ
ｄ）となる。以上より、本実施形態におけるカーナビゲ
ーション装置のアンテナの放射方向は、車室内の方向を
向くので、携帯電話等の移動通信端末機と良好な無線通
信が可能となる。

【００５２】なお、本実施形態において、アンテナへの
給電は不平衡給電となっているが、近距離無線機器に平
衡不平衡変換器（バラン）がある場合には平衡給電とす
ることができ、本実施形態のアンテナと比較して指向性
利得を約１ｄＢ高くすることができる。また、アンテナ
素子の形状は、本実施形態のものに限らず、フロントパ
ネルに内蔵できるようなアンテナ形状、例えばパッチア
ンテナ、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、ス
ロットアンテナ等であればよく、若干利得は低下するが
ほぼ同様な効果が得られる。

【００５３】次に、中継器１２について説明する。図５
は、第１の実施形態に係る車内無線通信システムにおい
て用いられる中継器の構造を示す図である。図５のよう
に、中継器１２は、ルームランプ１２１にアンテナが内
蔵された形態である。以下、中継器１２の詳細について
説明する。

【００５４】図５において、中継器１２は、ルームラン
プ１２１と、車載アンテナ１２２と、近距離無線通信回
路１２３と、電球１２４と、スイッチ１２５と、図示し
ないルームランプカバーとを備えている。車載アンテナ
１２２および近距離無線通信回路１２３は、電球１２４
以外のスペースに配置され、ルームランプカバーで覆わ
れる。実使用時には、車載アンテナ１２２、近距離無線
通信回路１２３および電球１２４は、ルームランプカバ
ーで覆われた状態となるため、乗車中の人が車載アンテ
ナ１２２および近距離無線通信回路１２３に触れること
により、特性が変化したり、劣化したりすることはな
い。

【００５５】次に、車載アンテナ１２２の構成について
説明する。ここで、本実施形態においては、図５のよう
に、車載アンテナ１２２は、ループアンテナである。な
お、車載アンテナ１２２の形状は本実施形態のものに限
らず、ルームランプに内蔵できるようなアンテナ形状で
あればよく、その場合においても同様な効果が得られ
る。上述のように、本実施形態におけるアンテナの動作
周波数は２．４ＧＨｚであるので、１波長は１２５ｍｍ
である。従って、ループアンテナである車載アンテナ１
２２は、１辺が約３０ｍｍに設定され、ルームランプ１
２１に十分内蔵できる大きさとなる。以上のように、車
載アンテナ１２２をルームランプ１２１に内蔵すること
で、小型化できるとともに、新たに車載アンテナを設置
するスペースが不要である。

【００５６】車載アンテナ１２２は、ルームランプ１２
１に内蔵されることで、自動車の天井と車載アンテナ１
２２とは近接した状態となる。従って、自動車の天井は
反射板として動作するので、車載アンテナ１２２の放射
方向は、車内方向、すなわち、図５に示すＹ方向の負の
向きに向けられる。さらに、自動車の天井と車載アンテ
ナ１２２との間隔は、約１／４波長、すなわち、約３０
ｍｍに設定されることで、より高い指向性利得が得られ
る。

【００５７】次に、本発明における第２の実施形態につ
いて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態にお
けるカーナビゲーション装置１１に内蔵されるアンテナ
装置を変形したものである。図６は、第２の実施形態に
係るカーナビゲーション装置において用いられるアンテ
ナ装置の構成を示す図である。図６（ａ）は、アンテナ
装置が内蔵されるフロントパネルの正面図である。ま
た、図６（ｂ）は、フロントパネルの側面図である。以
下、アンテナ装置の構成について説明する。また、近距
離無線通信を例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈとして説明す
る。従って、アンテナの動作周波数を２．４ＧＨｚ帯と
して説明する。

【００５８】図６のように、アンテナ装置は、カーナビ
ゲーション装置のフロントパネル部分に内蔵される。図
６において、カーナビゲーション装置は、フロントパネ
ル２１１と、アンテナ素子２１２および２１３と、通信
装置２１４と、導体板２１５と、表示画面２１６とを備
えている。アンテナ素子２１２および２１３は、それぞ
れ長さが半分の位置にて約９０度の角度で折り曲げら
れ、図６のように対向して配置される。これにより、ア
ンテナ素子２１２および２１３は、先端開放菱形アンテ
ナを形成する。アンテナ素子２１２および２１３により
形成される先端開放菱形アンテナは、表示画面２１６の
周りに沿って配置される。アンテナ素子２１２は、その
一端に設けられた給電点２１７を介して導体板２１５上
にある通信装置２１４に接続される。アンテナ素子２１
２の他の端は電気的に開放されている。アンテナ素子２
１３は、その一端に設けられた接地点２１８を介して導
体板２１５に接地される。アンテナ素子２１３の他の端
は電気的に開放されている。また、アンテナ素子２１２
および２１３は、導体板２１５に対して平行に配置され
る。ここで、本実施形態において、アンテナ素子２１２
および２１３の幅は、例えば約２ｍｍの導体板で構成さ
れる。また、アンテナ素子２１２および２１３により形
成される先端開放菱形アンテナの１辺の長さは、６２．
５ｍｍに設定される。これは、動作周波数の約半波長の
長さに設定されるものである。

【００５９】以上のような構成により、アンテナ素子２
１２および２１３により形成される先端開放菱形アンテ
ナと、通信装置２１４と、導体板２１５とから構成され
る無線通信装置を、カーナビゲーション装置のフロント
パネル２１１と一体構造とすることができる。また、ア
ンテナ素子２１２および２１３を表示画面２１６の周囲
に設置することで、表示部を含むフロントパネル内のス
ペースを有効に活用することができる。従って、第１の
実施例に比べて、カーナビゲーション装置自体の大きさ
をより小型化することができる。フロントパネル２１１
と一体構造となったカーナビゲーション機器は、例え
ば、車室内の前方のインダッシュ、またはダッシュボー
ド上に設置することができる。

【００６０】次に、アンテナ素子２１２および２１３に
より形成される先端開放菱形アンテナの詳細を説明す
る。アンテナ素子２１２および２１３により形成される
先端開放菱形アンテナは、等価的に半波長アンテナ４本
のブロードサイド・アレイとして動作して、菱形面に対
して垂直方向に垂直偏波を放射する。アンテナ素子２１
２および２１３により形成される先端開放菱形アンテナ
は、導体板２１５との間隔ｈ’を、例えば１０ｍｍの間
隔で配置される。また、導体板２１５の１辺の長さは、
動作周波数の半波長以上に設定される。すなわち、本実
施形態において、導体板２１５の１辺の長さは、６２．
５ｍｍ以上に設定される。このように導体板２１５の１
辺の長さを設定することにより、第１の実施形態と同
様、導体板２１５が反射板として動作するので、先端開
放菱形アンテナおよび導体板２１５は、反射板付き先端
開放菱形アンテナとして動作し、単方向指向性を得る。

【００６１】また、本実施形態に係るアンテナにおいて
も、Ｚ方向が最大放射方向となり、その指向性利得は、
約８ｄＢｉとなる。従って、第２の実施形態に係るアン
テナを用いることにより、第１の実施形態に係るアンテ
ナよりも高い指向性利得を得ることができる。なお、本
実施形態において、アンテナへの給電は不平衡給電とな
っているが、近距離無線機器に平衡不平衡変換器（バラ
ン）がある場合には平衡給電とすることができ、本実施
形態のアンテナと比較して指向性利得を約１ｄＢ高くす
ることができる。また、フロントパネルの表示画面と一
体構造となるアンテナは本実施形態のものに限らず、フ
ロントパネルに内蔵できるようなアンテナ形状、例えば
ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ等であればよ
く、若干利得は低下するがほぼ同様な効果が得られる。

【００６２】次に、本発明に係る第３の実施形態につい
て説明する。第３の実施形態に係る車内無線通信システ
ムは、第１の実施形態における中継器を、リアガラスに
配置することを特徴とするものである。図７は、第３の
実施形態に係る車内無線通信システムの構成を示す図で
ある。また、図８は、第３の実施形態に係る車内無線通
信システムにおいて用いられる中継器の構成を示す図で
ある。以下、第３の実施形態に係る車内無線通信システ
ムにおいて用いられる中継器について説明する。また、
近距離無線通信を例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈとして説明
する。従って、アンテナの動作周波数を２．４ＧＨｚ帯
として説明する。

【００６３】図７において、第３の実施形態に係る車内
無線通信システムは、カーナビゲーション装置１１と、
放射器３２１と、無給電素子３２２と、移動通信端末機
１３とを備えている。なお、図７において、図２と同じ
構成要素には同一の参照符号を付す。また、図７のよう
に、放射器３２１は、自動車内のリアトレイ３４上に配
置される。無給電素子３２２は、自動車のリアガラスに
印刷された導体である。図８のように、第３の実施形態
に係る中継器であるアンテナは、放射器３２１と、無給
電素子３２２とから構成される。放射器３２１は、長さ
が半波長であり、中央で給電されるダイポールアンテナ
である。また、この場合、放射器３２１は、リアトレイ
３４に対して水平に配置される。無給電素子３２２は、
反射器として動作するものであるが、リアガラスに印刷
されるくもり止め用の電熱線との共用が可能である。無
給電素子としてリアガラスの電熱線を利用する場合は、
新たな部品を設ける必要がない。無給電素子３２２の長
さは、半波長より少し長めに設定される。また、放射器
３２１と無給電素子３２２の間隔ｄは、０．１〜０．２
波長程度に設定される。

【００６４】本実施形態においては、アンテナの動作周
波数帯は、２．４ＧＨｚ帯であるため、１波長は１２５
ｍｍとなる。従って、放射器３２１の長さは、６２．５
ｍｍに設定される。また、無給電素子３２２は、半波長
より少し長い６５ｍｍに設定される。さらに、放射器３
２１と無給電素子３２２との間隔ｄは、約０．１波長、
すなわち、１３ｍｍに設定される。

【００６５】図９は、図８に示すアンテナの垂直ＹＺ面
の放射パターンを示す図である。図９において、実線は
垂直偏波成分、点線は水平偏波成分を示す。図９のよう
に、放射パターンの水平偏波成分の平均レベルは、Ｚ方
向の負の向きが最大放射方向となる。これにより、無給
電素子３２２は反射器として動作しており、放射器３２
１から放射された電波は車外への放射が抑えられ、車内
側に偏っているのが分かる。

【００６６】以上ように、第３の実施形態においては、
リアガラスに反射器として動作する無給電素子を設ける
ことにより、車外への放射を抑え、車内に指向性を向け
ることができる。従って、第３の実施形態に係る車内無
線通信システムにより、良好な近距離無線通信を行うこ
とができる。なお、放射器および無給電素子の形状は、
本実施形態のものに限らず、車内に放射指向性が向くよ
うな形状であれば同様な効果が得られる。

【００６７】次に、本発明に係る第４の実施形態につい
て説明する。本実施形態に係る車内無線通信システム
は、第１の実施形態における中継器を、リアトレイに配
置したものである。図１０は、第４の実施形態に係る車
内無線通信システムの構成を示す図である。図１０にお
いて、第４の実施形態に係る車内無線通信システムは、
カーナビゲーション装置１１と、車載アンテナ４２と、
移動通信端末機１３とを備えている。なお、図１０にお
いて、図２と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。
中継器として用いられる車載アンテナ４２は、車内のリ
アトレイ４４上に配置される。そのとき、車載アンテナ
４２は車内の天井に向けて放射するようにして固定され
る。このように、アンテナの放射方向を天井に向けるこ
とで、乗車している人やシートによって電波が遮られる
ことがない。従って、第４の実施形態に係る車内無線通
信システムにより、車内の隅々まで良好な近距離無線通
信を行うことができる。なお、車載アンテナの配置場所
はリアトレイに限らず、ダッシュボード等天井を見通せ
る場所であれば同様な効果が得られる。

【００６８】次に、本発明に係る第５の実施形態につい
て説明する。本実施形態に係る車内無線通信システム
は、中継器であるアンテナを、自動車のピラー部（フロ
ントガラスとサイドガラスとの間）から、天井に沿って
後部座席のサイドガラス上端まで配置したものである。
図１１は、第５の実施形態に係る車内無線通信システム
においてアンテナとして用いる漏洩同軸線路５２の配置
を示す図である。また、図１２は、アンテナとして用い
る漏洩同軸線路の構造を示す図である。

【００６９】図１１のように、漏洩同軸線路５２は、自
動車のピラー部（フロントガラスとサイドガラスとの
間）から天井に沿って後部座席のサイドガラス上端まで
配置される。図１２のように、漏洩同軸線路５２は、内
部導体５２１と、絶縁体５２２と、外部導体５２３とか
ら構成される。外部導体５２３には、長手方向に一定の
間隔ｐで、ハの字形状のスロット５２４が複数形成され
ている。また、漏洩同軸線路５２に形成されているスロ
ット５２４は、車内に向くようにして固定される。ここ
で、スロット５２４の傾き角は、図１１の点線により示
す中心線とのなす角が４５度に設定される。また、各ス
ロット５２４の間隔ｐは、漏洩同軸線路５２の伝搬信号
の半波長に設定される。漏洩同軸線路５２の先端は終端
される。

【００７０】以上のような構成により、漏洩同軸線路５
２は、指向性が車内側へ偏る。また、ピラー部から後部
座席まで漏洩同軸線路５２が延びているので、乗車して
いる人によって電波が遮られることがない。また、運転
席側と助手席側とにそれぞれ漏洩同軸線路５２を配置す
ることで、ダイバーシチ効果が得られる。

【００７１】なお、漏洩同軸線路は、本実施形態のもの
に限らず、自動車の天井に車内を見渡せるように配置さ
れるものであればよい。例えば、漏洩同軸線路は、自動
車の前側から後ろ側まで、天井の中央に配置されるもの
であってもよい。ここで、自動車の前の座席と後ろの座
席とで通信を行う場合に、無線通信の品質が落ちると考
えられる。従って、漏洩同軸線路は、天井に配置される
場合、自動車の前側から後ろ側まで配置されることが望
ましい。

【００７２】次に、本発明に係る第６の実施形態につい
て説明する。本実施形態に係る車内無線通信システム
は、カーナビゲーション装置とセンターコンソール内の
センサとの間で無線通信を行うものである。図１３は、
第６の実施形態に係る車内無線通信システムの構成を示
す図である。図１３において、車内無線通信システム
は、カーナビゲーション装置１１と、センターコンソー
ル６３とから構成される。なお、図１３において、図２
と同じ構成要素には同一の参照符号を付す。また、本実
施形態に係る車内無線通信システムは、中継器を有しな
い構成である。カーナビゲーション装置１１は、車室内
の前方のインダッシュまたはダッシュボード上に設置さ
れる。また、センターコンソール６３は、自動車内の前
方座席中央に配置される。さらに、センターコンソール
６３は、１波長ループアンテナ６３１と、近距離無線通
信装置６３２とを備えている。以下、センターコンソー
ル６３の詳細について説明する。

【００７３】センターコンソール６３内の１波長ループ
アンテナ６３１は、近距離無線通信装置６３２と接続さ
れる。１波長ループアンテナ６３１の指向性は、カーナ
ビゲーション装置１１のフロントパネルの方向に向けら
れる。また、図示しないが、近距離無線通信装置６３２
は、自動車のタイヤから検知される車速パルスと接続さ
れる。さらに、近距離無線通信装置６３２は、シフトレ
バーから検知できるバックセンサーおよびパーキングセ
ンサーと接続される。各種の位置情報および速度情報を
検出するセンサの情報は、近距離無線通信装置６３２を
介して１波長ループアンテナ６３１から送信され、カー
ナビゲーション装置に受信される。

【００７４】以上の構成により、カーナビゲーション装
置と、各種の位置情報および速度情報を検出するセンサ
との間で無線通信を行うことができる。このように無線
通信を行うことで、カーナビゲーション装置を取り付け
る際の有線ケーブルにて接続する煩雑な作業が必要でな
い。従って、カーナビゲーションをダッシュボードの上
に取り付けるという簡易な作業で、カーナビゲーション
装置の取り付けを行うことができるので、取り付けを容
易にし、取り付けコストを安くすることができる。な
お、車両側近距離無線通信装置の配置場所はセンターコ
ンソールに限らず、ダッシュボードの中等、カーナビゲ
ーションと近距離無線通信が可能な場所であれば同様な
効果が得られる。

【００７５】また、他の実施形態において、車内無線通
信システムは、第１の実施形態における移動通信端末機
と、第６の実施形態におけるセンターコンソールとの両
方を含む構成であってもよい。例えば、近距離無線通信
装置がＢｌｕｅｔｏｏｔｈである場合、本発明に係る車
内無線通信システムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ機器同士を
数珠つなぎにしたネットワーク形態であってもよい。以
下、このネットワーク形態の詳細について説明する。

【００７６】図１４は、近距離無線通信装置がＢｌｕｅ
ｔｏｏｔｈである場合の、車内無線通信システムにおけ
るネットワークの一形態を概念的に示す図である。Ｂｌ
ｕｅｔｏｏｔｈを有する機器は、周波数ホッピング・パ
ターンを形成するマスタ９１と、それに従って各スレー
ブ９２、９３および９４とに分かれて通信を行うことが
できる。マスタとスレーブとにより構成されるサブネッ
トは、ピコネットと呼ばれる。ここで、マスタ９１と各
スレーブ９２、９３および９４とにより構成されるサブ
ネットを、ピコネットＡと呼ぶ。同様に、マスタ９５
と、各スレーブ９６および９７とにより構成されるサブ
ネットを、ピコネットＢと呼ぶ。図１４に示すピコネッ
トＡとピコネットＢとが通信可能な距離にある場合、ピ
コネットＡに属するスレーブ９４と、ピコネットＢのマ
スタ９５との間で無線通信が可能である。このように同
時に通信を行いネットワーク形態となる状態は、スタッ
カーネットと呼ばれる。以上のように、本発明に係る車
内無線通信システムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いる場
合、ピコネットが数珠つなぎとなったネットワーク形態
を構成することが可能である。

【００７７】次に、本発明に係る車内無線通信システム
を用いた使用例を説明する。例えば、図１に示す端末３
が携帯電話である場合を考える。カーナビゲーション装
置１は、位置情報を近距離無線通信により中継器２を介
して携帯電話である端末３に送信する。携帯電話である
端末３は、カーナビゲーション装置１から受信した位置
情報を外部施設に送信し、その外部施設から発信される
現在位置近くの駐車場情報を受信する。さらに、携帯電
話である端末３は、携帯電話が外部施設から受信した駐
車場情報を、近距離無線通信により中継器２を介してカ
ーナビゲーション装置１に送信し、ディスプレイに表示
する。以上のように、本発明に係る車内無線通信システ
ムにより、カーナビゲーション装置と携帯電話等の自動
車内で用いられる機器との間で良好な無線通信を行うこ
とができる。

【００７８】なお、以上の実施形態の説明においては、
カーナビゲーション装置と他の機器との間における無線
通信を行う形態について説明したが、他の実施形態にお
いては、例えば、自動車内に持ち込まれたパソコンと携
帯電話との間で近距離無線通信を行う形態についても、
中継器を利用することができる。すなわち、上記第３か
ら第６の実施形態に係る車内無線通信システムにおいて
用いられる中継器を、自動車内に持ち込まれたパソコン
と携帯電話との間の近距離無線通信に用いることができ
る。

【００７９】

【発明の効果】本発明に係る車内無線通信装置は、車室
内の方向の指向性利得を高くすることにより、自動車内
において良好な無線通信を行うことができる。また、本
発明に係る車内無線通信システムは、車室内の方向の指
向性利得が高い車内無線通信装置を用い、車室内を見渡
せるような位置に各装置を配置することにより、自動車
内において良好な無線通信を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカーナビゲーションシステムを用
いた車内無線通信システムの構成の一例を示すブロック
図である。

【図２】第１の実施形態に係る車内無線通信システムの
各構成要素の自動車内における配置を示す図である。

【図３】第１の実施形態に係るカーナビゲーション装置
において用いられるアンテナ装置の構成を示す図であ
る。

【図４】図３に示す本実施形態の１波長ループアンテナ
１１２の垂直ＹＺ面の放射パターンのグラフを示す図で
ある。

【図５】第１の実施形態に係る車内無線通信システムに
おいて用いられる中継器の構造を示す図である。

【図６】第２の実施形態に係るカーナビゲーション装置
において用いられるアンテナ装置の構成を示す図であ
る。

【図７】第３の実施形態に係る車内無線通信システムの
構成を示す図である。

【図８】第３の実施形態に係る車内無線通信システムに
おいて用いられる中継器の構成を示す図である。

【図９】図８に示すアンテナの垂直ＹＺ面の放射パター
ンを示す図である。

【図１０】第４の実施形態に係る車内無線通信システム
の構成を示す図である。

【図１１】第５の実施形態に係る車内無線通信システム
においてアンテナとして用いる漏洩同軸線路５２の配置
を示す図である。

【図１２】アンテナとして用いる漏洩同軸線路の構造を
示す図である。

【図１３】第６の実施形態に係る車内無線通信システム
の構成を示す図である。

【図１４】近距離無線通信装置がＢｌｕｅｔｏｏｔｈで
ある場合の、車内無線通信システムにおけるネットワー
クの一形態を概念的に示す図である。

【符号の説明】

１，１１…カーナビゲーション装置 ２，１２…中継器 ３…端末 １３…移動通信端末機 ３４…リアトレイ ４２…車載アンテナ ５２…漏洩同軸線路 ６３…センターコンソール ９１，９５…マスタ ９２〜９４，９６，９７…スレーブ １１１…フロントパネル １１２…１波長ループアンテナ １１３，２１４…通信装置 １１４…導体板 １１５…表示画面 １１６…給電点 １１７…接地点 １２１…ルームランプ １２２…アンテナ １２３…近距離無線通信回路 １２４…電球 １２５…スイッチ ２１１…フロントパネル ２１２，２１３…アンテナ素子 ２１４…通信装置 ２１５…導体板 ２１６…表示画面 ２１７…給電点 ２１８…接地点 ３２１…放射器 ３２２…無給電素子 ５２１…内部導体 ５２２…絶縁体 ５２３…外部導体 ５２４…スロット

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ０４Ｂ 7/26 Ｈ (72)発明者 宇野 博之 石川県金沢市彦三町二丁目１番45号 株式 会社松下通信金沢研究所内 (72)発明者 間嶋 伸明 石川県金沢市彦三町二丁目１番45号 株式 会社松下通信金沢研究所内 Ｆターム(参考） 5J046 AA04 AB10 AB11 MA09 5J047 AA04 AB11 FC01 5K011 AA06 JA01 5K016 BA01 CA01 CA03 HA09 5K067 AA23 BB03 BB04 BB36 EE02 EE35 KK01

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カーナビゲーション装置において用いら
   れる車内無線通信装置であって、 他の機器との間で無線信号の送受信を行う通信部と、 前記通信部に接続され、前記カーナビゲーション装置に
   おいて自動車の室内方向側の面付近に配置されるアンテ
   ナ素子とを備える、車内無線通信装置。
2. 【請求項２】 前記アンテナ素子より自動車の室外方向
   側に配置され、１辺の長さが無線通信に用いる周波数の
   半波長以上である導体板をさらに備えることを特徴とす
   る、請求項１に記載の車内無線通信装置。
3. 【請求項３】 前記アンテナ素子は、ループ面が自動車
   の室内方向を向くように設置される１波長ループアンテ
   ナであることを特徴とする、請求項１または２に記載の
   車内無線通信装置。
4. 【請求項４】 前記アンテナ素子は、 前記カーナビゲーション装置の有する表示装置に周設さ
   れ、長さが無線通信に用いる周波数の略１波長であり、
   一端が給電点とされ、他端が解放されており、中央で略
   ９０度の角度をもって屈曲した第１アンテナ素子と、 前記第１アンテナ素子と対向するように前記表示装置に
   周設され、長さが無線通信に用いる周波数の略１波長で
   あり、一端が給電点とされ、他端が解放されており、中
   央で略９０度の角度をもって屈曲した第２アンテナ素子
   とを含む、請求項１または２に記載の車内無線通信装
   置。
5. 【請求項５】 移動体端末を介して自動車外部のネット
   ワークと通信可能なカーナビゲーション装置と、当該移
   動体端末と無線通信可能な中継器とを含む車内無線通信
   システムであって、 前記カーナビゲーション装置は、 前記中継器と無線信号の送受信を行う通信部と、 前記通信部に接続され、近距離無線通信を行うためのア
   ンテナ素子とを備え、前記中継器は、 前記カーナビゲーション装置と前記移動体端末との間で
   送受信される無線信号を中継する送受信部と、 前記送受信部に接続され、前記移動体端末と近距離無線
   通信を行うために、自動車のシートよりも高い位置に配
   置されるアンテナ部とを備える、車内無線通信システ
   ム。
6. 【請求項６】 前記アンテナ部は、前記カーナビゲーシ
   ョン装置において自動車の室内方向側の面付近に配置さ
   れることを特徴とする、請求項５に記載の車内無線通信
   システム。
7. 【請求項７】 前記アンテナ部は、ルームランプ内に配
   置され、自動車の天井と略平行に設置されるループアン
   テナを含む、請求項６に記載の車内無線通信システム。
8. 【請求項８】 前記アンテナ部は、 自動車のリアトレイに配置される放射素子と、 自動車のリアガラスに配置され、長さが無線通信に用い
   る周波数の半波長以上である無給電素子とを含む、請求
   項６に記載の車内無線通信システム。
9. 【請求項９】 前記アンテナ部は、自動車のリアトレイ
   に配置され、最大放射方向が当該自動車の天井方向に向
   けられたアンテナ素子を含む、請求項６に記載の車内無
   線通信システム。
10. 【請求項１０】 前記アンテナ部は、自動車の天井の左
    右両側で、自動車のドアの上部に配置される漏洩同軸線
    路を含む、請求項６に記載の車内無線通信システム。
11. 【請求項１１】 自動車内の他の機器との間で近距離無
    線通信が可能なカーナビゲーション装置と、当該カーナ
    ビゲーション装置による経路探査に必要な移動状況情報
    を検出するセンサと、当該センサと接続され、当該カー
    ナビゲーション装置と無線通信可能な車両側通信部とを
    含む車内無線通信システムであって、 前記カーナビゲーション装置は、 他の機器との間で無線信号の送受信を行う通信部と、 前記通信部に接続され、自動車の室内方向側の面付近に
    配置されるアンテナ素子とを備え、 前記車両側通信部は、 前記センサにより検出される移動状況情報を入力し、前
    記カーナビゲーション装置と通信を行うことを特徴とす
    る、車内無線通信システム。
12. 【請求項１２】 自動車内において機器間の近距離無線
    通信を行う際に中継器として用いられる車内無線通信装
    置であって、 前記機器間で送受信される無線信号を中継する送受信部
    と、 前記送受信部に接続され、前記機器と近距離無線通信を
    行うために、自動車のシートよりも高い位置に配置され
    るアンテナ部とを備える、車内無線通信装置。
13. 【請求項１３】 前記アンテナ部は、ルームランプ内に
    配置され、自動車の天井と略平行に設置されるループア
    ンテナを含む、請求項１２に記載の車内無線通信装置。
14. 【請求項１４】 前記アンテナ部は、 自動車のリアトレイに配置される放射素子と、 自動車のリアガラスに配置され、長さが半波長以上であ
    る無給電素子とを含む、請求項１２に記載の車内無線通
    信装置。
15. 【請求項１５】 前記アンテナ部は、自動車のリアトレ
    イに配置され、最大放射方向が当該自動車の天井方向に
    向けられたアンテナ素子を含む、請求項１２に記載の車
    内無線通信装置。
16. 【請求項１６】 前記アンテナ部は、自動車の天井の左
    右両側で、自動車のドアの上部に配置される漏洩同軸線
    路を含む、請求項１２に記載の車内無線通信装置。