(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気空間を伝送媒体とし、車両上に設置された受光装置に信号光を送出する光通信用送光装置において、
上記光通信用送光装置は、
ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、ホームの状況を撮影するＴＶカメラからの映像信号により上記複数の発光素子を駆動する駆動手段とを具備し、
上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置された受光装置により上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光できるように構成したことを特徴とする光通信用送光装置。
【請求項２】
大気空間を伝送媒体とし、車両上に設置された受光装置に信号光を送出する光通信用送光装置において、
上記光通信用送光装置は、
ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、上記車両が停車するホームの状況を撮影するＴＶカメラからの映像信号を変調する変調部と、上記変調部により変調された映像信号を分配する信号分配器と、上記信号分配器で分配された信号により上記複数の発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動回路とを具備し、
上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置された受光装置により上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光できるように構成したことを特徴とする光通信用送光装置。
【請求項３】
大気空間を伝送媒体とし、地上に設置された送光装置から出力される信号光を車両上に設置された受光装置で受光し、光通信を行なう対列車画像伝送装置において、
上記対列車画像伝送装置は、
ホームに設置されてホームの状況を撮影するＴＶカメラと、
上記ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、上記ＴＶカメラからの映像信号により上記複数の発光素子を駆動する駆動手段を備えた送光装置と、
上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置され、上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光する受光素子を備えた受光装置と、
上記車両の運転席に設置され、上記受光装置により受光した画像信号を表示するモニタ装置と、
で構成されたことを特徴とする対列車画像伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光空間伝送方式を用いてホームと列車等の移動体との間で光通信を行なう光通信用送光装置及び対列車画像伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、列車等による交通機関では、駅のホームにＴＶカメラを設置し、乗降客の状態を撮影し、その画像信号を信号線を介して管制室に送出すると共に、ホーム上に設置されたモニタ装置や、運転室に設置したモニタ装置に映し出し、乗務員が乗降客の安全を確認するようにしている。
【０００３】
この場合、ホーム上のモニタ装置では、列車が動き出した途端に監視できなくなるという欠点があり、出発してから一定の区間で確認を行なうためには、無線通信を用いて運転席のモニタ装置まで信号を伝送することが必要になる。
上記無線方式の例として、光空間伝送方式を用いたシステムが実用化されている。光空間伝送方式による空間伝送光通信装置は、伝送媒体として大気空間を利用して光通信を行なうものであり、送光装置から出力される信号光を、大気空間を伝送媒体として受光装置に入力させて光通信を行なうように構成されている。
【０００４】
すなわち、従来では、図５に示すようにホーム１に停車した列車２に対し、その進行方向後方に位置するように送光装置３を設置して、この送光装置３から±０．３°の鋭いビーム４で光信号を送出し、上記ビーム４を列車２の最後尾に設置した受光装置５で受光して車上のモニタ装置で表示するようにしている。この場合、ビーム４の伝送距離は、最大２５０ｍ程度に設定される。
【０００５】
また、従来では、図６に示すようにホーム１に停車した列車２に対し、その進行方向前方に送光装置３を設置して、この送光装置３から鋭いビーム４で光信号を送出し、上記ビーム４を列車２の最前部に設置した受光装置５で受光して車上のモニタ装置で表示するようにしている。
【０００６】
また、図７に示すようにホーム１が湾曲している場合には、１台の送光装置だけでは、広い通信エリアを確保できないので、複数の送光装置３ａ、３ｂを設置し、信号伝送のできるエリアを確保している。このように複数の送光装置３ａ、３ｂを設置する場合には、例えば送光装置３ｂをホーム１の対向壁６等の建築物に設置しなければならないことも生じる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の送光装置は、長い伝送距離を確保するために鋭いビームで信号を伝送する必要があり、このため精密な光学レンズを使用し、狭い光ビームで信号伝送するように機器を構成しなければならず、精密な機器調整が必要になるという問題があった。また、ホーム１が湾曲していたり、蛇行している場合には、送光装置３の台数が多くなったり、既に営業運転を行なっている路線では、ホーム対向壁６等に設置できない場合がある。すなわち、送光装置を設置する場合、精密な光軸調整が必要であり、その調整に時間が掛かるので、既に営業運転を行なっている路線では、運行を停止している夜間の短い時間では設置できない場合がある。また、送光装置のビームの送光距離が長いので、屋外にて使用する場合に太陽光の影響や霧などの気象条件の影響を受けるおそれがあった。
上記のように従来の送光装置では、台数が多くなった場合に機器の設置や調整が困難であり、また、営業運転を行なっている路線への対応が困難であった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、精密な光軸調整を行なうことなく、かつホームの湾曲形状等に左右されることなく、移動体通信の可能な光通信用送光装置及び対列車画像伝送装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、大気空間を伝送媒体とし、車両上に設置された受光装置に信号光を送出する光通信用送光装置において、
上記光通信用送光装置は、ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、ホームの状況を撮影するＴＶカメラからの映像信号により上記複数の発光素子を駆動する駆動手段とを具備し、上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置された受光装置により上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光できるように構成したことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、大気空間を伝送媒体とし、車両上に設置された受光装置に信号光を送出する光通信用送光装置において、
上記光通信用送光装置は、ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、上記車両が停車するホームの状況を撮影するＴＶカメラからの映像信号を変調する変調部と、上記変調部により変調された映像信号を分配する信号分配器と、上記信号分配器で分配された信号により上記複数の発光素子をそれぞれ駆動する複数の駆動回路とを具備し、上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置された受光装置により上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光できるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、大気空間を伝送媒体とし、地上に設置された送光装置から出力される信号光を車両上に設置された受光装置で受光し、光通信を行なう対列車画像伝送装置において、
上記対列車画像伝送装置は、ホームに設置されてホームの状況を撮影するＴＶカメラと、上記ホームの略全長に沿って所定間隔で設置され、総合指向性が連続するように光学レンズを用いず広いビーム指向角とした複数の発光素子と、上記ＴＶカメラからの映像信号により上記複数の発光素子を駆動する駆動手段を備えた送光装置と、上記車両上の進行方向最後部の車両側部にホーム方向に向けて設置され、上記複数の発光素子から送出される信号光を列車がホームを離れるまで連続して受光する受光素子を備えた受光装置と、上記車両の運転席に設置され、上記受光装置により受光した画像信号を表示するモニタ装置とで構成されたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る光通信用送受光装置の概略構成を示したものである。図１において、１０は駅のホーム１の状況を撮影するＴＶカメラで、このＴＶカメラ１０で撮影した映像信号は、送光装置１１に入力される。この送光装置１１は、ＴＶカメラ１０により撮影された映像信号を変調する変調部１２、この変調部１２で変調された映像信号を分配する信号分配器１３、この信号分配器１３により分配された信号により動作する複数の駆動回路１４ａ、１４ｂ、…、１４ｎ、この駆動回路１４ａ、１４ｂ、…、１４ｎにより駆動される発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎからなっている。
【００１３】
上記送光装置１１は、ＴＶカメラ１０により撮影された映像信号が入力されると、この映像信号を変調部１２により変調した後、信号分配器１３で複数の駆動回路１４ａ、１４ｂ、…、１４ｎに分配し、複数の発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎを駆動する。
【００１４】
上記発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎは、そのビーム指向角θが例えば±４５°の広いビーム指向性を有するものを使用し、列車２が走行する側のホーム１の側部に沿って一定間隔毎に設置する。この場合、図２に示すようにホーム１に停車した列車２と発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎとの間隔Ｌａ、つまり伝送距離が例えば２０ｃｍとすると、各発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎの間隔Ｌｂを上記伝送距離Ｌａと同じ２０ｃｍ程度に設定する。すなわち、上記のように広いビーム指向性を有する発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎを所定の間隔で設置することにより、図３の指向特性に示すように発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎから出力される光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎが途切れることなく連続するようにしている。
【００１５】
上記光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎの発光パワーは、図３に示したように各々レベル１７ａ、１７ｂ、…、１７ｎとなり、その合成レベル１８が得られるが、この合成レベル１８が連続するように発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎの間隔を設定している。上記発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎのビーム指向性は、特に光学レンズを用いなくても、発光素子自体の特性として±４５°程度の広いビーム指向性を得ることができる。
【００１６】
一方、列車２には、ホーム１側の側部に、ホーム１に停車した際、最後部側の発光素子１５ａと対向するように受光装置２１を設置している。上記受光装置２１は、ホーム１側に設置された発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎから送られてくる光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎを広い受光角度を持つ受光素子により選択的に受光して電気信号に変換し、受信した映像信号を信号線２２を介して運転席に設置されたモニタ装置２３に出力し、ホーム１の状況を画像表示する。
【００１７】
上記の構成において、ＴＶカメラ１０は、ホーム１の状況を撮影し、その映像信号を送光装置１１に入力する。送光装置１１は、ＴＶカメラ１０で撮影された映像信号を変調部１２で変調した後、信号分配器１３で複数の駆動回路１４ａ、１４ｂ、…、１４ｎに分配し、複数の発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎを駆動して光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎを出力する。従って、列車２がホーム１に停車すると、列車２の側部に設けた受光装置２１が対向して位置している発光素子１５ａからの光ビーム１６ａを受光し、ＴＶカメラ１０で撮影された映像信号をモニタ装置２３に出力し、ホーム１の状況を示す画像を表示する。列車２の運転手は、このモニタ装置２３の表示画像から乗降客の安全を確認し、列車２を運行する。
【００１８】
そして、ホーム１に停車していた列車２が走行を開始すると、列車２に設けた受光装置２１は、複数の発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎから出力される光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎを順次受光し、列車２がホーム１から離れるまでホーム１の状況をモニタ装置２３に表示する。従って、列車２の運転手は、モニタ装置２３の表示画像により、列車２がホーム１に停車している場合の乗降客の安全確認、及び列車２が走行を開始してからホーム１を離れるまでのホーム状況を確認でき、列車２を安全に運行させることができる。
【００１９】
また、図４に示すように線路２４に沿ってホーム１が湾曲していたり、蛇行している場合であっても、複数の発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎがホーム１に沿って設けられているので、発光素子１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎから出力される光ビーム１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎを受光装置２１で確実に受光することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、送光装置は精密な光学レンズを使用しないので、精密な機器調整が不要である。また、ホームが湾曲していたり、蛇行している場合にも、直線ホームと同様の設置が可能である。また、送光装置と受光装置との間の距離が短いので、屋外にて使用する場合にも太陽光の影響や霧などの気象条件の影響を軽減することができる。更に、送光装置は精密な機器調整が不要であるので、現在営業運転中の路線においても、運行を停止している夜間に、ホーム形状や設置条件等の影響を受けずに容易に設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光通信用送受光装置の構成図。
【図２】同実施形態における発光素子の指向性と設置間隔との関係を説明するための図。
【図３】同実施形態における複数の発光素子の指向特性を示す図。
【図４】同実施形態におけるホームが湾曲して場合の例を示す図。
【図５】従来の光通信用送受光装置において、車両後方から光ビームを送受光する場合の例を示す構成図。
【図６】従来の光通信用送受光装置において、車両前方から光ビームを送受光する場合の例を示す構成図。
【図７】従来の光通信用送受光装置において、ホームが湾曲している場合の例を示す構成図。
【符号の説明】
１  ホーム
２  列車
１０  ＴＶカメラ
１１  送光装置
１２  変調部
１３  信号分配器
１４ａ、１４ｂ、…、１４ｎ  駆動回路
１５ａ、１５ｂ、…、１５ｎ  発光素子
１６ａ、１６ｂ、…、１６ｎ  光ビーム
１７ａ、１７ｂ、…、１７ｎ  レベル
１８  合成レベル
２１  受光装置
２２  信号線
２３  モニタ装置
２４  線路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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