(57)【要約】【課題】　ナビゲーションシステムの小型化に、若しくはナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供すること【解決手段】　センサユニット１において、アンテナ部１１は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、合成回路１３に出力する。また、センサユニット１において、センサ部１２は、１軸回りの角速度を検出し、さらに、２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向に対する加速度を検出する。センサ部１２はさらに、検出した角速度及び加速度を使って、角速度及び加速度を示すデータを少なくとも含むデータユニットを作成する。その後、センサ部１２は、生成したデータユニットでデジタル変調する。合成回路１３は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２の出力デジタル変調信号とを合成し、同軸ケーブル３に出力する。【選択図】　図１
2004144740.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　移動体に設置されるセンサユニットであって、
　外部の測位システムからの高周波信号を受信するアンテナエレメントを少なくとも含むアンテナ部と、
　前記移動体の角速度を検出するジャイロセンサ、及び前記移動体の加速度を検出する加速度センサを少なくとも含むセンサ部と、
　前記アンテナ部の出力高周波信号を伝送する第１の信号線、前記センサ部の出力信号を伝送する第２の信号線、並びに前記第１の信号線及び第２の信号線の接続点であるノードを少なくとも含む合成回路と、
　前記アンテナ部、前記センサ部及び前記合成回路を収容するケーシングとを備える、センサユニット。
【請求項２】
　前記ノードにおいて、少なくとも前記アンテナ部の出力高周波信号と前記センサ部の出力信号とを合成して、合成信号を生成する、請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項３】
　前記センサ部はさらに、
　少なくとも、前記ジャイロセンサにより検出された角速度、及び前記加速度センサにより検出された加速度を、デジタルの角速度データ及び加速度データにそれぞれ変換するＡ／Ｄ変換器と、
　前記Ａ／Ｄ変換器で変換された角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットを作成するプロセッサと、
　前記プロセッサにより作成されたデータユニットで、入力された搬送波をデジタル変調して、デジタル変調信号を生成するデジタル変調器とを含み、
　前記ノードにおいて、少なくとも前記アンテナ部の出力高周波信号と、前記デジタル変調器で生成されたデジタル変調信号とを合成して、合成信号を生成する、請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項４】
　前記搬送波の周波数は、前記高周波信号の占有帯域幅の下限値よりも低い、請求項３に記載のセンサユニット。
【請求項５】
　前記高周波信号は、前記測位システムとしてのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）から送出され、１．５７５ＧＨｚの中心周波数を有し、
　前記デジタル変調信号は、５００ｋＨｚの周波数を有する搬送波の振幅を前記データユニットでデジタル変調することで生成される、請求項４に記載のセンサユニット。
【請求項６】
　前記センサ部はさらに、
　前記移動体周辺の気圧を検出する気圧センサと、
　自身周辺の温度を検出する温度センサとを含み、
　前記Ａ／Ｄ変換器はさらに、前記気圧センサにより検出された気圧、及び前記温度センサにより検出された温度を、デジタルの気圧データ及び温度データにそれぞれ変換し、
　前記プロセッサは、前記Ａ／Ｄ変換器で変換された気圧データ及び温度データをさらに含むデータユニットを作成する、請求項３に記載のセンサユニット。
【請求項７】
　前記合成回路はさらに、
　前記アンテナ部と前記第１の信号線との間に配置され、前記高周波信号が占有する周波数帯域幅の下限値以上の周波数を有する信号を通過させる高域通過フィルタと、
　前記デジタル変調器と接続されており、前記デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅を有する信号を通過させる帯域通過フィルタと、
　前記第２の信号線と前記帯域通過フィルタとの間に配置され、前記高周波信号が占有する周波数帯域幅以外の周波数を有する信号を通過させる帯域除去フィルタとを含む、請求項３に記載のセンサユニット。
【請求項８】
　前記センサ部及び前記合成回路が少なくとも配置されており、かつ前記ケーシングに収容される基板と、
　前記センサ部及び前記合成回路の全て又は一部を収容し、前記ケーシングの底面に対して傾いている上面を有し、さらに前記基板上に形成される収容ボックスとをさらに備え、
　前記収容ボックスの上面には、前記アンテナエレメントが少なくとも配置される、請求項１に記載のセンサユニット。
【請求項９】
　センサユニットと接続されており、移動体に設置される位置検出装置であって、
　前記センサユニットは、外部の測位システムから送信されてくる高周波信号と、前記移動体の角速度及び加速度をデジタル形式で示す角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットで搬送波が変調されたデジタル変調信号とが合成された合成信号を送出し、
　前記位置検出装置は、
　　前記センサユニットから送出された合成信号の受信に応答して、受信合成信号を高周波信号とデジタル変調信号とに分離する分離回路と、
　　前記分離回路により分離された高周波信号の受信に応答して、受信高周波信号に所定の処理を行って、前記移動体の現在位置を算出する受信器と、
　　前記分離回路により分離されたデジタル変調信号を復調して、データユニット再生するデジタル復調器と、
　　前記デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる角速度データ及び加速度データから前記移動体の方位角及び移動距離を導出し、導出された方位角及び移動距離を使って前記移動体の現在位置を算出するプロセッサとを備える、位置検出装置。
【請求項１０】
　前記データユニットにはさらに、前記移動体内の気圧及び温度をデジタル形式で示す気圧データ及び温度データをさらに含んでおり、
　前記プロセッサは、
　　前記デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる気圧データに基づいて、前記移動体の高度変化を導出し、導出された高度変化をさらに使って、前記移動体の現在位置を算出し、
　　前記デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる温度データから前記移動体内の気温を導出する、請求項９に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
　前記プロセッサはさらに、導出された気温を使って、導出された方位角、移動距離及び高度変化を補正する、請求項１０に記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、センサユニットに関し、より特定的には、移動体の自律航法に必要なセンサを含むセンサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
　ナビゲーションシステムは、例えば車両のような移動体に搭載され、移動体の現在位置を検出する位置検出装置を備える。具体的には、位置検出装置は、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）のような測位システムからの高周波信号を受信可能な場所を移動体が移動している最中には、測位システムから送出される高周波信号を、アンテナユニットを介して受信し、受信高周波信号を使って移動体の現在位置を導出する。それに対して、例えばトンネル内の道路のように、高周波信号を受信不可能な場所を移動体が移動している最中には、位置検出装置は、加速度センサ及びジャイロセンサに代表される自律航法センサの出力信号を使って、移動体の現在位置を導出する。
【０００３】
　ここで、図５は、従来のナビゲーションシステムの構成を示すブロック図である。また、図６Ａは、図５に示すナビゲーションシステムの外観を示す斜視図である。さらに、図６Ｂは、同図Ａに示すセンサユニット８０の内部構成を示す斜視図である。図５、図６Ａ及び図６Ｂにおいて、ナビゲーションシステムは、アンテナユニット７０と、センサユニット８０と、位置検出装置９０とを備える。
【０００４】
　アンテナユニット７０は、横の長さがＬ１で、縦の長さがＬ２で、厚みがｔ１である略直方体の外形を有しており（図６Ａ参照）、第１の信号ケーブル７１により位置検出装置９０と接続される。ここで、例えば、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ３０ｍｍ程度であり、さらに、ｔ１は１０ｍｍ程度である。また、アンテナユニット７０は、アンテナエレメント７２と、ローノイズアンプ（以下、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）と称する）７３とを収容する。なお、アンテナユニット７０については、様々な構造が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００５】
　アンテナエレメント７２は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、ＬＮＡ７３に出力する。ＬＮＡ７３は、入力高周波信号を増幅して、第１の信号ケーブル７１に送出する。このような出力高周波信号は、第１の信号ケーブル７１を伝送され、位置検出装置９０に入力される。
【０００６】
　センサユニット８０は、横の長さがＬ３で、縦の長さがＬ４で、厚みがｔ２である略直方体の外形を有しており（図６Ａを参照）、第２の信号ケーブル８１により位置検出装置９０と接続される。ここで、例えば、Ｌ３は６０ｍｍ程度であり、Ｌ４は６０ｍｍ程度であり、さらに、ｔ２は３５ｍｍ程度である。また、センサユニット８０は、自律航法センサとして、ジャイロセンサ８２及び加速度センサ８３を少なくとも収容する（図５及び図６Ｂを参照）。ジャイロセンサ８２は、１軸（つまりＺ軸）回りの角速度を検出して、第２の信号ケーブル８１を通じて、角速度信号を位置検出装置９０に送信する。また、加速度センサ８３は、２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向の加速度を検出して、第２の信号ケーブル８１を通じて、加速度信号を位置検出装置９０に出力する。
【０００７】
　位置検出装置９０は、受信器９１とＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）９２とを少なくとも含む。受信器９１は、第１の信号ケーブル７１を伝送されてくる信号を受信し、受信信号を使って移動体の現在位置を導出して、ＣＰＵ９２に出力する。ＣＰＵ９２は、第２の信号ケーブル８１を伝送されてくる角速度信号及び加速度信号を使って、移動体の現在位置を導出する。ＣＰＵ９２はさらに、受信器９１から受け取った現在位置及び／又は自身が導出した現在位置を使って、移動体のナビゲーションに必要な処理を行う。
【特許文献１】特開平４−３２６２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
　しかしながら、以上のナビゲーションシステムでは、アンテナユニット７０が第１の信号ケーブル７１により、さらにセンサユニット８０が第２の信号ケーブル８１により、位置検出装置９０に接続されるため、ナビゲーションシステム全体の容積が大きくなったり、ナビゲーションシステムの設置又は配線が煩雑になったりするという問題点がある。
【０００９】
　それ故に、本発明は、ナビゲーションシステムの小型化に、若しくはナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　上記目的を達成するために、本発明の一局面は、移動体に設置されるセンサユニットであって、外部の測位システムからの高周波信号を受信するアンテナエレメントを少なくとも含むアンテナ部と、移動体の角速度を検出するジャイロセンサ、及び移動体の加速度を検出する加速度センサを少なくとも含むセンサ部と、アンテナ部の出力高周波信号を伝送する第１の信号線、センサ部の出力信号を伝送する第２の信号線、並びに第１の信号線及び第２の信号線の接続点であるノードとを少なくとも含む合成回路と、アンテナ部、センサ部及び合成回路を収容するケーシングとを備える。
【００１１】
　ここで、センサユニットは、ノードにおいて、少なくともアンテナ部の出力高周波信号とセンサ部の出力信号とを合成して、合成信号を生成する。
【００１２】
　また、好ましくは、センサ部はさらに、少なくともジャイロセンサにより検出された角速度及び加速度センサにより検出された加速度を、デジタルの角速度データ及び加速度データにそれぞれ変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器で変換された角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットを作成するプロセッサと、プロセッサにより作成されたデータユニットで、入力された搬送波をデジタル変調して、デジタル変調信号を生成するデジタル変調器とを含む。ここで、センサユニットは、ノードにおいて、少なくともアンテナ部の出力高周波信号と、デジタル変調器で生成されたデジタル変調信号とを合成して、合成信号を生成する。
【００１３】
　また、好ましくは、搬送波の周波数は、高周波信号の占有帯域幅の下限値よりも低い。高周波信号は具体的には、測位システムとしてのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）から送出され、１．５７５ＧＨｚの中心周波数を有し、また、デジタル変調信号は具体的には、５００ｋＨｚの周波数を有する搬送波の振幅をデータユニットでデジタル変調することで生成される。
【００１４】
　また、好ましくは、センサ部はさらに、移動体周辺の気圧を検出する気圧センサと、自身周辺の温度を検出する温度センサとを含む。ここで、Ａ／Ｄ変換器はさらに、気圧センサにより検出された気圧、及び温度センサにより検出された温度を、デジタルの気圧データ及び温度データにそれぞれ変換する。また、プロセッサは、Ａ／Ｄ変換器で変換された気圧データ及び温度データをさらに含むデータユニットを作成する。
【００１５】
　また、好ましくは、合成回路はさらに、アンテナ部と第１の信号線との間に配置され、高周波信号が占有する周波数帯域幅の下限値以上の周波数を有する信号を通過させる高域通過フィルタと、デジタル変調器と接続されており、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅を有する信号を通過させる帯域通過フィルタと、第２の信号線と帯域通過フィルタとの間に配置され、高周波信号が占有する周波数帯域幅以外の周波数を有する信号を通過させる帯域除去フィルタとを含む。
【００１６】
　また、センサユニットは、センサ部及び合成回路が少なくとも配置されており、かつケーシングに収容される基板と、センサ部及び合成回路の全て又は一部を収容し、ケーシングの底面に対して傾いている上面を有し、さらに基板上に形成される収容ボックスとをさらに備える。ここで、収容ボックスの上面には、アンテナエレメントが少なくとも配置される。
【００１７】
　また、本発明の他の局面は、センサユニットと接続されており、移動体に設置される位置検出装置であって、センサユニットは、外部の測位システムから送信されてくる高周波信号と、移動体の角速度及び加速度をデジタル形式で示す角速度データ及び加速度データを少なくとも含むデータユニットで搬送波が変調されたデジタル変調信号とが合成された合成信号を送出する。位置検出装置は、センサユニットから送出された合成信号の受信に応答して、受信合成信号を高周波信号とデジタル変調信号とに分離する分離回路と、分離回路により分離された高周波信号の受信に応答して、受信高周波信号に所定の処理を行って、移動体の現在位置を算出する受信器と、分離回路により分離されたデジタル変調信号を復調して、データユニット再生するデジタル復調器と、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる角速度データ及び加速度データから移動体の方位角及び移動距離を導出し、導出された方位角及び移動距離を使って移動体の現在位置を算出するプロセッサとを備える。
【００１８】
　また、好ましくは、データユニットにはさらに、移動体内の気圧及び温度をデジタル形式で示す気圧データ及び温度データをさらに含む。また、プロセッサは、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる気圧データに基づいて、移動体の高度変化を導出し、導出された高度変化をさらに使って、移動体の現在位置を算出し、デジタル復調器により再生されたデータユニットに含まれる温度データから移動体内の気温を導出する。
【００１９】
　また、好ましくは、プロセッサはさらに、導出された気温を使って、導出された方位角、移動距離及び高度変化を補正する。
【発明の効果】
【００２０】
　以上の本発明の一局面によれば、センサユニットは、アンテナ部の出力高周波信号と、センサ部から出力デジタル変調信号とを少なくとも合成する合成回路を備えることにより、アンテナ部及びセンサ部を、センサユニットのケーシング内にまとめて収容することが可能となる。これによって、センサユニット自体の外形寸法を小さくすることができ、その結果、ナビゲーションシステム全体の小型化に寄与するセンサユニットを提供することが可能となる。また、センサユニットを小型化することにより、従来よりも狭い場所にセンサユニットを設置することが可能となる。その結果、センサユニットは、ナビゲーションシステムの設置の簡素化に寄与することとなる。
【００２１】
　また、センサユニットによれば、デジタル変調信号の搬送波周波数を適切に選んだり、合成回路に適切な複数のフィルタを組み込んだりすることにより、合成信号に含まれる高周波信号及びデジタル変調信号が互いに干渉するがなくなる。その結果、センサユニット及び位置検出装置を１本の伝送路を使って接続することが可能となる。これによって、ナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
　図１は、本発明の一実施形態に係るセンサユニット１及び位置検出装置２のブロック構成を示す模式図である。図１において、センサユニット１は、例えば車両のような移動体において予め定められた場所（例えば、ダッシュボード上）に設置され、例えば同軸ケーブル３により位置検出装置２と接続される。
　以上のようなセンサユニット１は、アンテナ部１１と、センサ部１２と、合成回路１３とを少なくとも備える。また、センサユニット１は好ましくは、レギュレータ１４を備える。
【００２３】
　アンテナ部１１は、アンテナエレメント１１１と、ローノイズアンプ（以下、ＬＮＡ（Ｌｏｗ　Ｎｏｉｓｅ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ））１１２とを含む。アンテナエレメント１１１は、測位システムから送られてくる高周波信号を受信して、ＬＮＡ１１２に出力する。ここで、測位システムがＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）の場合、高周波信号は１．５７５ＧＨｚ帯を占有する。また、ＬＮＡ１１２は、入力高周波信号を増幅して、合成回路１３に出力する。
【００２４】
　また、センサ部１２は、ジャイロセンサ１２１、加速度センサ１２２、気圧センサ１２３及び温度センサ１２４と、３個のアンプ１２５−１２７と、Ａ／Ｄ変換器１２８と、メモリ１２９と、ＣＰＵ１２１０と、デジタル変調器１２１１とを備える。
　ジャイロセンサ１２１は、少なくとも１軸（つまりＺ軸）回りの角速度を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、角速度信号と称する）を、Ａ／Ｄ変換器１２８に出力する。
【００２５】
　加速度センサ１２２は、少なくとも２軸（つまりＸ軸及びＹ軸）方向に対する加速度を検出して、各軸方向の検出結果を示すアナログ信号（以下、加速度信号と称する）をアンプ１２５に出力する。
　気圧センサ１２３は、センサユニット１の設置場所周辺の気圧を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、気圧信号と称する）をアンプ１２６に出力する。
　温度センサ１２４は、自身周辺の温度を検出して、検出結果を示すアナログ信号（以下、温度信号と称する）をアンプ１２７に出力する。ここで、温度信号は、ジャイロセンサ１２１、加速度センサ１２２及び気圧センサ１２３の検出結果の変動を補正するために使われるので、温度センサ１２４は、これらセンサ１２１、１２２及び１２３の近傍に設置されることが好ましい。
　アンプ１２５、１２６及び１２７はそれぞれ、入力された加速度信号、気圧信号及び温度信号を増幅する。増幅された加速度信号、気圧信号及び温度信号はいずれも、Ａ／Ｄ変換器１２８に出力される。
【００２６】
　Ａ／Ｄ変換器１２８は、入力された角速度信号、加速度信号、気圧信号及び温度信号をデジタルデータに変換し、その結果得られる角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データをそれぞれＣＰＵ１２１０に出力する。
　メモリ１２９は、例えばＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）であり、ＣＰＵ１２１０の動作を規定するコンピュータプログラムを少なくとも格納する。
【００２７】
　ＣＰＵ１２１０は、メモリ１２９に格納されたコンピュータプログラムに従って動作し、センサユニット１を構成する各部を制御する。ＣＰＵ１２１０の典型的な処理の一つに、入力された角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データを含み、さらに予め定められたフォーマットを有するデータユニットを作成する処理がある。ここで、データユニットとは、ひとまとまりとして位置検出装置２に送信されるデータの最小構成単位である。作成されたデータユニットは、デジタル変調器１２１１に出力される。
【００２８】
　デジタル変調器１２１１は、入力搬送波（図示せず）を入力データユニットでデジタル変調し、それによって生成されるデジタル変調信号を合成回路１３に出力する。ここで、搬送波は少なくとも、デジタル変調信号及び前述の高周波信号の占有帯域幅が互いに干渉合わない周波数を有する。好ましくは、搬送波周波数は、両信号が干渉を起こさず、かつ高周波信号の占有帯域幅の下限値よりも小さい値に選ばれる。以上の観点から、本実施形態では、搬送波周波数は、例えば５００ｋＨｚに選ばれる。このような値が選ばれることにより、例えば、車両内で受信可能なラジオ放送で使われる中波と、高周波信号及びデジタル変調信号との干渉を避けることができる。また、デジタル変調方式の典型例としては、ＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）、ＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）及びＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）があるが、その他の周知のデジタル変調方式が採用されても構わない。
【００２９】
　ここで、図２は、図１に示す合成回路１３の詳細な回路構成を示す模式図である。以下、図２を参照して、合成回路１３について説明する。合成回路１３は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２の出力デジタル変調信号とを合成する。そのために、合成回路１３は、アンプ１３１と、高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと略記する）１３２と、帯域通過フィルタ（以下、ＢＰＦと略記する）１３３と、帯域除去フィルタ（以下、ＢＥＦと略記する）１３４と、ノード１３５とを含む。合成回路１３はさらに、好ましい構成として、低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと略記する）１３６を含む。
【００３０】
　アンプ１３１は、ＬＮＡ１１２（図１参照）と信号線により接続されており、ＬＮＡ１１２の出力高周波信号を増幅し出力する。
　ＨＰＦ１３２は、アンプ１３１と信号線により接続されており、高周波信号が占有する周波数帯域幅の下限値以上の周波数を有する信号を通過させる。また、ＨＰＦ１３２は、第１の信号線１３７により同軸ケーブル３と接続される。
【００３１】
　ＢＰＦ１３３は、デジタル変調器１２１１（図１参照）と信号線により接続されており、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅に含まれる信号を通過させる。なお、合成回路１３は、ＢＰＦ１３３の代わりに、デジタル変調信号が占有する周波数帯域幅の上限値以下の信号だけを通過させる低域通過フィルタを含んでいても構わない。ただし、この場合、位置検出装置２からセンサユニット１へと直流電圧を、同軸ケーブル３を介して供給すると、直流電圧とデジタル変調信号とが干渉し合う。それゆえ、ＢＰＦ１３３の代わりに低域通過フィルタを用いる場合には、直流電圧は別の経路から供給される必要がある。
【００３２】
　ＢＥＦ１３４は少なくとも、ＢＰＦ１３３と信号線により接続されており、高周波信号が占有する周波数帯域幅以外の信号を通過させる。また、ＢＥＦ１３４の出力端には第２の信号線１３８が結線されており、第２の信号線１３８は、第１の信号線１３７と結線される。
【００３３】
　ノード１３５は、第１の信号線１３７及び第２の信号線１３８の接続点である。このようなノード１３５には、ＨＰＦ１３２の出力高周波信号と、ＢＥＦ１３４の出力デジタル変調信号とが入力され、これら両信号は、ノード１３５において合成され、その結果、合成信号が生成される。このような合成信号は、同軸ケーブル３に出力され、さらに同軸ケーブル３を伝送され、位置検出装置２により受信される。
　また、ＬＰＦ１３６は少なくとも、ＢＰＦ１３３及びＢＥＦ１３４を接続する信号線に接続されており、実質的に直流成分だけを通過させる。
【００３４】
　さて、ここで、再度図１を参照する。図１において、レギュレータ１４は、位置検出装置２から供給される直流電圧から、予め定められた値を有する駆動電圧を生成して、センサユニット１を構成する各部に配電する。この駆動電圧により、センサユニット１の構成各部は動作する。
【００３５】
　また、図１において、位置検出装置２は、ナビゲーションシステムに備わっており、移動体（例えば車両）に設置され、少なくとも移動体の現在位置を算出する。そのために、位置検出装置２は、分離回路２１と、受信器２２と、デジタル復調器２３と、ＣＰＵ２４とを備える。また、位置検出装置２は好ましくは電源２５を備える。
【００３６】
　分離回路２１には、前述の同軸ケーブル３が接続されており、これによって、センサユニット１から送出された合成信号が入力される。分離回路２１は、合成回路１３とは逆の処理、つまり、入力合成信号を高周波信号とデジタル変調信号とに分離して、分離した高周波信号及びデジタル変調信号を受信器２２及びデジタル復調器２３にそれぞれ出力する。
　受信器２２は、分離回路２１の出力高周波信号に所定の処理を行って、本位置検出装置２が設置される移動体の現在位置を導出し、ＣＰＵ２４に送信する。
　デジタル復調器２３は、分離回路２１の出力デジタル変調信号を復調して、データユニットを再生する。デジタル復調器２３はさらに、再生したデータユニットをＣＰＵ２４に出力する。
【００３７】
　ＣＰＵ２４は、図示しないコンピュータプログラムに従って動作して、位置検出装置２を構成する各部を制御する。ＣＰＵ２４は、入力データユニットから、角速度データ、加速度データ、気圧データ及び温度データを取り出す。その後、ＣＰＵ２４は、取り出した角速度データから移動体の方位角を算出し、取り出した加速度データから移動体の走行距離を算出し、今回及び過去に取り出した気圧データから移動体の高度変化を算出し、さらに、取り出した温度データからセンサユニット１の設置場所周辺の気温を算出する。その後、ＣＰＵ２４は、今回算出した移動体の方位角、走行距離及び高度変化から、移動体の現在位置を算出する。また、センサユニット１周辺の気温に起因して、算出された方位角、走行距離及び高度変化には誤差が重畳される場合がある。そのため、ＣＰＵ２４は好ましくは、現在の気温に基づいて、これら移動体の方位角、走行距離及び高度変化を補正する。このように補正された方位角、走行距離及び高度変化を使って、ＣＰＵ２４は、移動体の正確な現在位置を算出することが可能となる。ＣＰＵ２４はさらに、受信器２２から受け取った現在位置及び／又は自身が算出した現在位置を使って、移動体のナビゲーションに必要な処理を行う。
【００３８】
　また、電源２５は、直流電圧を生成する。生成された直流電圧は、分離回路２１及び同軸ケーブル３を通じて、センサユニット１が備える合成回路１３に与えられる。
　また、同軸ケーブル３は、芯線と、外部導体（編組）とを有しており、上述のように、センサユニット１及び位置検出装置２を接続する。具体的には、芯線により、センサユニット１及び位置検出装置２が接続され、外部導体は接地される。
【００３９】
　ここで、図３は、センサユニット１における要部ａ−ｃにおける各信号の波形を示す模式図である。具体的には、図３の上段には、要部ａ、つまりアンテナ部１１の出力端における高周波信号の時間波形が示される。図３の中段には、要部ｂ、つまりデジタル変調器１２１１の出力端におけるデジタル変調信号の時間波形が示される。さらに、図３の下段には、要部ｃ、つまりノード１３５における合成信号の時間波形が示されている。ここで、図３には、測位システムがＧＰＳの場合における高周波信号の時間波形と、デジタル変調方式がＡＳＫの場合におけるデジタル変調信号の時間波形が示されている。以下、図３を参照して、図１及び図２に示すセンサユニット１の動作を説明する。まず、アンテナ部１１から出力される高周波信号（図３の上段参照）は、アンプ１３１、ＨＰＦ１３２及び第１の信号線１３７を通じて、同軸ケーブル３に出力される。また、デジタル変調器１２１１の出力デジタル変調信号（図３の中段参照）は、ＢＰＦ１３３、ＢＥＦ１３４、第２の信号線１３８及び第１の信号線１３７を通じて同軸ケーブル３に出力される。
【００４０】
　また、本実施形態では好ましい構成として、同軸ケーブル３を通じて、位置検出装置２の電源２５で生成された直流電圧が第１の信号線１３７に与えられ、この直流電圧（ＤＣＶ）は、第２の信号線１３８，ＢＥＰ１３４、ＬＰＦ１３６を通じてレギュレータ１４に与えられる。
　従って、本実施形態において、ノード１３５には、高周波信号及びデジタル変調信号に加え、直流電圧が重畳された合成信号（図３の下段参照）が現れる。
【００４１】
　ここで、ＨＰＦ１３２は、高周波信号を通過させ、高周波信号よりも低周波数のデジタル変調信号及び直流電圧を通過させない。つまり、ＨＰＦ１３２は、デジタル変調信号及び直流電圧に対しては、入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。また、ＢＥＦ１３４は、高周波信号を通過させないので、高周波信号に対して入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。また、ＬＰＦ１３６は、デジタル変調信号を通過させないので、デジタル変調信号に対して入力インピーダンスが高い高インピーダンス回路となる。その結果、位置検出装置２からの直流電圧は、ノード１３５及びＢＥＦ１３４を介して、ＬＰＦ１３６に与えられる。ＬＰＦ１３６は、周波数が実質的に０の信号のみを通過させるので、入力された直流電圧（ＤＣＶ）を通過させ、レギュレータ１４に出力する。また、高周波信号及びデジタル変調信号は、第１の信号線１３７から同軸ケーブル３へと出力される。以上から明らかなように、合成回路１３を図２のように構成することで、高周波信号、デジタル変調信号及び直流電圧が互いに干渉し合わないようにすることができる。
【００４２】
　ここで、図４Ａは、図１に示すセンサユニット１の外観を示す斜視図である。また、図４Ｂは、図４Ａに示す上部ケーシング１５を外した状態におけるセンサユニット１の斜視図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、センサユニット１は、図１に示す構成の他に、上部ケーシング１５、下部ケーシング１６、基板１７及び収容ボックス１８を備える。センサユニット１の外形は、図１に示す構成を収容するためのスペースが形成された上部ケーシング１５及び下部ケーシング１６の組み合わせにより規定される。具体的には、図４Ａから明らかなように、センサユニット１の底面は、縦の長さがＬ５で、横の長さがＬ６である略長方形の形状を有する。また、センサユニット１の上面は、略長方形の形状を有しており、好ましくは底面に対して斜めに傾いている。このような傾斜面において、最上端の辺は高さｔ３に形成され、最下端の辺は高さｔ４に形成される。ここで、典型的には、Ｌ５及びＬ６はそれぞれ６０ｍｍ及び４５ｍｍ程度であり、さらに、ｔ３及びｔ４はそれぞれ３０ｍｍ及び２０ｍｍ程度である。なお、上部ケーシング１５及び下部ケーシング１６は例えば、いくつかのねじで止められる。
【００４３】
　また、下部ケーシング１６の収容スペースには、センサ部１２、合成回路１３及びレギュレータ１４が配置された基板１７の主面が、センサユニット１の底面に実質的に平行な状態で収容される。さらに、基板１７において、センサ部１２、合成回路１３及びレギュレータ１４の内、ジャイロセンサ１２１を除く全てを覆うように収容ボックス１８が形成される。ここで、収容ボックス１８の上面（傾斜面）１９は、基板１７の主面に対して斜めに傾いている。ここで、傾斜面１９は、上部ケーシング１５の上面と略平行であることが、センサユニット１の小型化の観点から好ましい。このような収容ボックス１８の上面１９には、アンテナエレメント１１１及びＬＮＡ１１２が配置される。
【００４４】
　このように、アンテナエレメント１１１を傾斜面１９に設置することにより、センサユニット１を例えば車両のダッシュボードに設置した場合に、測位システムに収容される人工衛星の方向にアンテナエレメント１１１を向け易くなる。また、ジャイロセンサ１２１の外形寸法は相対的に大きく、さらに、ジャイロセンサ１２１がアンテナエレメント１１１の近くに配置されるとアンテナエレメント１１１の受信感度が悪くなることから、ジャイロセンサ１２１はアンテナエレメント１１１からできるだけ遠くの位置に配置されることが好ましい。以上のことから、本実施形態では、ジャイロセンサ１２１は、収容ボックス１８外に設置される。ただし、ジャイロセンサ１２１がアンテナエレメント１１１の受信感度に影響を与えない程度の小さな外形寸法を有するのであれば、ジャイロセンサ１２１は、収容ボックス１８に収容されても構わない。
【００４５】
　以上のように、本実施形態によれば、センサユニット１は、アンテナ部１１の出力高周波信号と、センサ部１２から出力デジタル変調信号とを少なくとも合成する合成回路１３を備えることにより、アンテナ部１１及びセンサ部１２を、センサユニット１の筐体内にまとめて収容することが可能となる。これによって、センサユニット１自体の外形寸法を小さくすることができ、その結果、ナビゲーションシステム全体の小型化に寄与するセンサユニット１を提供することが可能となる。さらに、センサユニット１を小型化することにより、従来よりも狭い場所にセンサユニット１を設置することが可能となる。その結果、センサユニット１は、ナビゲーションシステムの設置の簡素化に寄与することとなる。
【００４６】
　また、本センサユニット１によれば、合成回路１３を図２に示すように構成することにより、少なくとも高周波信号及びデジタル変調信号が互いに干渉することなく、同軸ケーブル３の芯線を使って、これら両信号を位置検出装置２に送ることが可能となる。さらに、上述のような構成の合成回路１３により、位置検出装置２からセンサユニット１に直流電圧を供給することが可能となる。これによって、ナビゲーションシステムの設置又は配線の簡素化に寄与するセンサユニット１を提供することが可能となる。
【００４７】
　また、本センサユニット１によれば、デジタル変調信号の搬送波周波数を５００ｋＨｚに選ぶことにより、例えばラジオ放送に使われる中波帯の信号と干渉を起こさないようにすることができる。
　なお、以上の実施形態では、センサユニット１及び位置検出装置２は、同軸ケーブル３により接続されるとして説明したが、これに限らず、例えばバスラインのような有線の伝送路、又は無線伝送路により、両者は接続されても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
　本発明に係るセンサユニットは、小型化、若しくは設置又は配線の容易さという技術的効果が要求されるナビゲーションシステム等の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態に係るセンサユニット１及び位置検出装置２のブロック構成を示す模式図
【図２】図１に示す合成回路１３の詳細な回路構成を示す模式図
【図３】図１に示すセンサユニット１における要部ａ−ｃにおける各信号の波形を示す模式図
【図４Ａ】図１に示すセンサユニット１の外観を示す斜視図
【図４Ｂ】図４Ａに示す上部ケーシング１５を外した状態におけるセンサユニット１の斜視図
【図５】一般的なナビゲーションシステムの構成を示すブロック図
【図６Ａ】図５に示すナビゲーションシステムの外観を示す斜視図
【図６Ｂ】図６Ａに示すセンサユニット８０の内部構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００５０】
１　センサユニット
１１　アンテナ部
１１１　アンテナエレメント
１２　センサ部
１２１　ジャイロセンサ
１２２　加速度センサ
１２３　気圧センサ
１２４　温度センサ
１２８　Ａ／Ｄ変換器
１２１０　ＣＰＵ
１２１１　デジタル変調器
１３　合成回路
１３２　高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
１３３　帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
１３４　帯域除去フィルタ（ＢＥＦ）
１３５　ノード
１３６　低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
１３７　第１の信号線
１３８　第２の信号線
２　位置検出装置
２１　分離回路
２２　受信器
２３　デジタル復調器
２４　ＣＰＵ
２５　電源
３　同軸ケーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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