(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁の一方の面に装着する第１の信号伝達手段を備えた信号発信手段と、前記隔壁の反対側の面に前記第１の信号伝達手段と対面するように装着する第２の信号伝達手段を備えた信号受信手段とを有し、
前記第１および第２の信号伝達手段は、前記隔壁に貼り付けられた超音波トランスデューサおよび超音波センサであり、前記信号発信手段および前記信号受信手段は、前記超音波トランスデューサおよび前記超音波センサを介して信号を送受信する通信システム。
【請求項２】
請求項１において、前記信号発信手段は、複数のデジタル入力またはデジタル入力とデジタル変換されたアナログ入力を混合して前記第１の信号伝達手段に入力する手段を備えており、
前記信号受信手段は、前記第２の信号伝達手段の出力から複数のデジタル出力またはデジタル入力とデジタル変換されたアナログ出力を分離する手段を備えている通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスなどを通してデータを転送できる通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車を例にすると、カーナビゲーションシステム、自動車電話、オーディオ、テレビなどのカー用品が増えており、これらの機器を取り付けようとすると車室内から車外あるいはエンジンルームに配線を行うことが必要となる。例えば、テレビを取り付けて見えるようにするには、アンテナを車外に設置する必要がある。また、エンジンルームから新たな信号を引き込もうとすると、エンジンルームを車室内を分離している隔壁の隙間に配線を通す必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
車外から車内に配線を引き込む場合は、ドアのシールの部分が主に用いられており、配線も含めてシールで挟み込むことにより雨漏りなどを防止している。しかしながら、シールの形状が歪むので、雨漏りの要因になることがあり、また、引き込む信号が増えて配線も増えるとドアーのシールの部分では対応しきれなくなる。もちろん、ボディーに孔を開けて配線することも可能であるが、孔を開ける手間と、孔の部分の後処理に時間がかかり、防水処理も必要である。さらに、ボディーに孔を開けることを嫌うユーザは多い。
【０００４】
エンジンルームから信号を取り出すときはさらに大変である。車室内とエンジンルームとを分ける部分は防水および騒音対策のために厳重に隔離されている。したがって、配線スペースが見つからないときはどうしても孔を開ける必要があり、そのための手間、さらには、防水および防音を施す手間が必要となる。
【０００５】
配線スペースが見つからないケースは自動車に限らない。たとえば、家庭内に外から電話あるいはテレビなどの信号を取り込もうとすると、予め壁などにそれを貫通する配線スペースが設けられていれば良いが、そのようなものがないときは、窓枠の隙間から配線を通す必要がある。このようなことを行うと、防水が不完全になるのに加えて、窓をロックできないといった問題を生ずる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明においては、窓あるいは壁に孔を開けることなく室内と屋外との間でデータ交換できる通信システムを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の通信システムは、隔壁の一方の面に装着する第１の信号伝達手段を備えた信号発信手段と、隔壁の反対側の面に第１の信号伝達手段と対面するように装着する第２の信号伝達手段を備えた信号受信手段とを有し、第１および第２の信号伝達手段は、隔壁に貼り付け可能な超音波トランスデューサおよび超音波センサであり、信号発信手段および信号受信手段は、超音波トランスデューサおよび超音波センサを介して信号を送受信する。
【０００８】
本発明の通信システムであれば、隔壁の両側に信号伝達手段を装着するだけで信号発信手段および信号受信手段の間でデータを交換することができる。したがって、隔壁に孔を開けなくても信号を隔壁を通過させることができる。このため、防水あるいは防音などの機能を阻害することなく車外から車室内あるいはその逆方向の通信を行うことができる。
【０００９】
さらに、隔壁の両面に向き合うように第１および第２の信号伝達手段の超音波トランスデューサおよび超音波センサを貼り付けるようにしているので、発信出力が弱くても受信強度は非常に大きい。したがって、低消費電力の通信システムである。さらに、本発明の通信システムから発信されるデータが車内あるいは車外のノイズになったり、逆に、車内あるいは車外からのノイズに影響されることはなく、ノイズに強い信頼性の高い通信システムとなる。
【００１０】
第１および第２の信号伝達手段は、光に変換された信号を伝達するものであっても良いが、昼夜でバックグラウンドとなる光の量が変わるので調整し難く、また、太陽光が雑音となるのでその除去も大変である。隔壁がガラスなどの非電導性のものであれば、第１および第２の信号伝達手段として隔壁に貼り付け可能な電極板を用いることができる。この電極板は、アルミ箔などで良い。
【００１１】
一方、第１および第２の信号伝達手段として超音波トランスデューサおよび超音波センサを採用すれば、隔壁が金属などの電導性のあるものであっても良い。
【００１２】
さらに、信号発信手段に、複数のデジタル入力またはデジタル入力とデジタル変換されたアナログ入力を混合して第１の信号伝達手段に入力する手段を設け、信号受信手段に、第２の信号伝達手段の出力から複数のデジタル出力またはデジタル入力とデジタル変換されたアナログ出力を分離する手段を設けるようにすれば、１組の信号伝達手段により複数のアナログ信号およびデジタル信号を伝達することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１に、通信システム８を用いて自動車１のエンジンルーム２から車室内３に電気信号を送る概要を示してある。図１に示した例では、エンジンルーム内の信号をフロントガラス５を介して室内３に伝達している。
【００１５】
図２に、本例の通信システム８の概略構成をブロック図により示してある。本例の通信システム８は、信号を発信するセクション１０と、信号を受信するセクション２０とを備えており、図１に示したように、エンジンルーム２から車内３に信号を送る場合は、信号発信部１０がエンジンルームあるいは車外に置かれ、信号受信部２０が車内に設置される。
【００１６】
信号発信部１０は、２チャンネルのアナログ信号と、４つのデジタル信号を電送できるものであり、これらの信号を混合器１１によりデジタル列に変換するためにアナログ信号はＡ／Ｄ変換器１９によりいったんデジタル信号に変換される。混合器１１から出力されたデジタル列は、変調器１２により１ＭＨｚ程度の搬送波（キャリア）に載せて変調され、フロントガラス５の表側に貼り付けられた電極１３に供給される。電極１３は、適当な金属板あるいは金属製の薄膜を用いることができ、耐候性を考慮すると、アルミニウム箔などが望ましい。
【００１７】
受信部２０は、フロントガラス５の裏側で、発信部１０の電極１３と対面する位置に貼り付けられた電極２３を備えている。この電極２３は、室内に設置されるのでそれほど耐候性は要求されないが、信号発信部１０と同じアルミニウム箔を用いることができる。これらの電極１３および２３は、ガラス板５を挟んで対面しているので、電極１３にキャリアに載せられた信号が表れると、それに応じた信号が電極２３に誘導される。信号受信部２０は、電極２３に誘導された信号をアンプ２５により増幅し、復調器２２においてデジタル列の信号に変換される。そして、デジタル分配器２１によりデジタル出力とアナログ出力とに分離され、アナログ出力はＤ／Ａ変換回路２９を通してアナログ信号に変換される。
【００１８】
このように、本例の通信システム８においては、信号発信部１０に入力された信号が、ガラスの両側に貼り付けられた電極を信号伝達手段として伝達され、ガラスを隔てて設置された信号受信部２０により復元される。このため、アルミニウム箔がガラス窓５の表面および裏面に貼り付けただけで、ガラスに孔を開けなくても電気信号を車内に取り込むことができる。したがって、防水などを気にしないでエンジンルームあるいは車外からデータを車内に持ち込むことができる。さらに、窓ガラスに電極１３および２３を装着するだけで良いので、取付けも非常に簡単である。
【００１９】
さらに、ガラス５を挟んで表面および裏面に電極１３および２３が各々接しているので、これらの電極間の距離は短く、信号発信部１０の出力が小さくても信号受信部２０においては十分な強度の信号となる。したがって、少ない消費電力でデータを送ることができ、また、受信部２０においては、Ｓ／Ｎ比の大きな信号を取得することができる。このため、低消費電力で信頼性の非常に高い通信システムを実現できる。また、本例では電極の静電容量によりガラス５を挟んでデータを転送しているので、光や温度などの外界の影響をほとんど受けない。したがって、光などを伝達手段として使用するものに比較すると信号を送受信する条件が安定しており、ノイズも小さくて済む。特に、本例のシステムでは、キャリアに信号を載せて通信しているので、ノイズに非常に強いシステムとなっている。
【００２０】
図２に示した通信システムは、エンジンルーム２から車両内３にデータを転送する１方向通信のシステムである。したがって、双方向で通信するようにするには、電極１３および２３の組み合わせは共通に使用しても良いが、他の要素、すなわち、変調器、混合器などはさらに１セット用意する必要がある。もちろん、電極の組み合わせを含めて用意しても良い。電極１３および２３を共有する場合はもちろんであるが、双方向の通信を行う場合は、それぞれの信号のキャリアの周波数を相互の復調器に影響を与えない程度に選択することが望ましい。
【００２１】
図３に、通信システムの異なった例を示してある。この通信システム８では、信号発信部１０および信号受信部２０の変調器と復調器を省いた構成である。代わりに、混合器１１の出力をインバータ１８ａと非反転インバータ１８ｂに供給して極性の異なる差動出力を得て、それらを２つの電極１３ａおよび１３ｂに供給するようにしている。そして、信号受信部２０においても、２つの電極２３ａおよび２３ｂをそれぞれの電極と対峙する位置に設けてあり、これらの電極２３ａおよび２３ｂの信号を差動アンプ２８で増幅し、ローパスフィルタ２７を経て分配器２１に供給している。
【００２２】
このような構成の通信システム８であってもガラス５を挟んだ状態で信号を供給できる。変調器および復調器を省いているために、上記の通信システムと比較するとノイズに若干弱いと考えられるが、光などの影響を受けないないのでノイズに強いという点では上述した通信システムと同様である。その一方、変調器および復調器を省いたので全体の構成は簡略化されており、さらに低コストで供給することができる。
【００２３】
なお、図３に示した通信システムで双方向通信を行うためには、電極も含めて２セットが必要となる。
【００２４】
図４に、本発明に係る通信システムの例を示してある。この通信システム８では、信号伝達手段として電極に代わり、超音波トランスデューサ１６と、超音波センサ２６とを用いている。したがって、隔壁が超音波振動を伝達可能な部材であれば、絶縁体であるガラスでなくとも信号を伝達することができる。このため、エンジンルーム２から車内３にデータを転送するときに、エンジンルームと車内３を隔てる隔壁４が金属性であってもそれ介してデータを転送できる。もちろん、フロントガラス越しにデータを交換することも可能である。ただし、隔壁に他のソースからの超音波が乗っている場合は、それがノイズになるので、他にソースがないことが条件となる。他に超音波のソースがある場合は、キャリアの波長を干渉しない程度に離すことにより影響を除去することも可能である。
【００２５】
以上に幾つかの例に基づき本願の発明を説明したが、上記の例に限定されないことはもちろんである。エンジンルームからの信号を車内に伝達する場合に限らず、車外アンテナからの信号を車内に引き込むときにも、本発明の通信システムは有効である。また、上記の例では、混合器および分配器を用いて複数の入力信号を伝達できるようにしているが、もちろん、混合器および分配器を除いて信号を１つ１つ伝達することも可能である。しかしながら、上記のシステムでは、１組の電極または１組の超音波トランスデューサとセンサにより複数の信号を伝達することができるのでコストおよび設置面積などの点で効果的である。
【００２６】
また、自動車に限らず、家庭やオフィースなどにおいても、窓ガラスを介して外部からの信号を引き込むことができる。したがって、窓あるいは窓枠に孔を開けなくても外からのデータを屋内に入れることができる。このため、本発明の通信システムを採用することにより、ケーブルを窓枠を通して屋内に入れるために窓がきちんと閉められなくなるという問題は発生せず、また、壁に新たに孔を開ける必要もなくなる。
【００２７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の通信システムは、隔壁の両面に対峙するように超音波トランスデューサおよび超音波センサを含む信号伝達手段を取り付けて、これらの間でデータを転送できるようにしたものである。したがって、ケーブルを通す孔や隙間がなくてもガラスなどの隔壁を通した通信が可能となる。さらに、隔壁に取付けられた信号伝達手段の間隔は隔壁の厚みしかないので微弱な信号でも安定して受信することができ、省電力で信頼性の高い通信システムを実現でき、超音波を用いて信号を伝達することにより、外界からの光、音あるいは振動などによるノイズの影響を除くことが可能となり、簡易な機構で信頼性の高い通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  通信システムを車に適用した例を示す図である。
【図２】  通信システムの概略を示すブロック図である。
【図３】  通信システムの異なる例を示すブロック図である。
【図４】  本発明の通信システムの例を示すブロック図である。
【符号の説明】
２    エンジンルーム
３    車内
４    隔壁
５    フロントガラス
８    通信システム
１０    信号発信部
１１    混合器
１２    変調器
１３    電極
２０    信号受信部
２１    分配器
２２    復調器
２３    電極
【図１】
0004152041.tif 000002
【図２】
0004152041.tif 000003
【図３】
0004152041.tif 000004
【図４】
0004152041.tif 000005