(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を用いて車外に設けられる通信機器へデータを送信する車両用送受信装置であって、
前記通信機器からのダウンリンク光を受信する受信手段と、
前記受信手段によるダウンリンク光の受信に応答して、前記通信機器へアップリンク光を送信する送信手段と、
前記受信手段が間欠的に動作するように制御する第１の制御手段とを備え、
前記受信手段は、受信した光に含まれるパルスを検出し、その数をカウントし、カウント値に基づいて入射された光がノイズによるものか、ダウンリンク光によるものかを判定する、車両用送受信装置。
【請求項２】
前記送信手段が所定の間隔を空けて複数回前記通信機器へアップリンク光を送信するように制御する第２の制御手段をさらに備えた、請求項１に記載の車両用送受信装置。
【請求項３】
前記第２の制御手段は、時間の経過とともに前記通信機器へのアップリンク光の送信間隔が長くなるように制御を行なう、請求項２に記載の車両用送受信装置。
【請求項４】
前記受信手段および前記送信手段へ電力を供給する内蔵バッテリをさらに備えた、請求項１から３のいずれかに記載の車両用送受信装置。
【請求項５】
前記受信手段によるダウンリンク光の受信時に、情報を内部の記憶装置に書き込むことができる、請求項１に記載の車両用送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両用送受信装置に関し、特に光を用いて車外に設けられる通信機器へデータを送信する車両用送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、車両に搭載され、道路付近に設けられた通信機器との間で光を用いたデータの通信を行なう車両用送受信装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、そのような送受信装置の電力消費量を削減することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、車両用送受信装置は、光を用いて車外に設けられる通信機器へデータを送信する車両用送受信装置であって、通信機器からのダウンリンク光を受信する受信手段と、受信手段によるダウンリンク光の受信に応答して、通信機器へアップリンク光を送信する送信手段と、受信手段が間欠的に動作するように制御する第１の制御手段とを備える。受信手段は、受信した光に含まれるパルスを検出し、その数をカウントし、カウント値に基づいて入射された光がノイズによるものか、ダウンリンク光によるものかを判定する。
【０００５】
この発明によると、受信手段が間欠的に動作するように制御されるため、車両用送受信装置の電力消費量を削減することができる。
【０００６】
好ましくは、車両用送受信装置は、送信手段が所定の間隔を空けて複数回通信機器へアップリンク光を送信するように制御する第２の制御手段をさらに備える。
【０００７】
このように送信手段を構成すると、アップリンク光の送信をより確実に行なうことができる。
【０００８】
好ましくは、第２の制御手段は、時間の経過とともに通信機器へのアップリンク光の送信間隔が長くなるように制御を行なう。
【０００９】
このように第２の制御手段を構成すると、車両の速度に拘らずアップリンク光を適切に送信することができる車両用送受信装置を提供することが可能となる。
【００１０】
好ましくは車両用送受信装置は、受信手段および送信手段へ電力を供給する内蔵バッテリをさらに備える。
【００１１】
このように車両用送受信装置に内蔵バッテリを設けることとすると、車両用送受信装置の車両への取付が容易になる。
【００１２】
好ましくは車両用送受信装置は、受信手段によるダウンリンク光の受信時に、情報を内部の記憶装置に書き込むことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１つにおける車両用送受信装置（光タグ）１００の通信環境を示す図である。
【００１４】
図を参照して、道路の付近には、送受光部２００およびその制御部２０１からなる通信機器（移動体識別装置）が設けられている。通信機器は、中央装置２０３に接続され、車両Ｖから得たデータを中央装置２０３へ伝送する。送受光部２００は、常に一定周期のパルスであるダウンリンク光（ＤＬ）を道路方向に対して送信する。車両Ｖがダウンリンク光受光範囲Ａに入ると、その車両Ｖに搭載された光タグ１００はダウンリンク光を受光することができるようになる。
【００１５】
光タグ１００は、ダウンリンク光を受光すると、送受光部２００に対してアップリンク光（ＵＬ）を送信する。アップリンク光により光タグ１００に登録された情報が中央装置２０３に伝送される。
【００１６】
図２は、車両Ｖを内部から見た図である。図に示されるように、光タグ１００は、車両のダッシュボード５２上に設けられている。また、光タグ１００は、内蔵バッテリにより駆動されるため、コードを車両内に引き回す必要がなく、光タグ１００の車両内への取付は容易に行なうことができる。
【００１７】
図３は、光タグ１００の外観を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。
【００１８】
光タグ１００には、送受光部２００からのダウンリンク光を受光するためのフォトダイオード６４と、送受光部２００へアップリンク光（近赤外線）を送信するためのＬＥＤ６２ａ〜６２ｈとが設けられている。また、フォトダイオード６４とＬＥＤ６２ａ〜６２ｈには、赤外光のみを通す可視光カットフィルタ６０が取付けられている。
【００１９】
図４は、光タグ１００の構成を示すブロック図である。
図を参照して、光タグ１００は、ダウンリンク光の受光タイミングを制御する受光タイミング制御部１０１と、ダウンリンク光を受光するダウンリンク光受光部１０３と、ＬＥＤの発光タイミングを制御する発光タイミング制御部１０５と、アップリンク光の出力制御を行なうアップリンク光制御部１０７と、アップリンク光を送信するアップリンク光送信部１０９とから構成されている。
【００２０】
また、ダウンリンク光受光部１０３には、フォトダイオードに入力された光がノイズによるものであるか、ダウンリンク光であるかを判定するダウンリンク光判定回路が設けられている。
【００２１】
通信機器（移動体識別装置）から、ダウンリンク光受光部１０３に対してダウンリンク光が送られたのであれば、光タグ１００内のアップリンク光送信部１０９から通信機器へアップリンク光が送られる。
【００２２】
図５は、光タグ１００のさらに詳しい構成を示すブロック図である。図を参照して、光タグ１００には、前述の受光タイミング制御部１０１と、ダウンリンク光受光部１０３と、発光タイミング制御部１０５と、アップリンク光送信部１０９とが設けられている。
【００２３】
また、図４には示さなかったが、光タグ１００には、受光タイミング制御部１０１および発光タイミング制御部１０５へ電力を供給するための電源１１１が設けられている。車両のシガープラグなどから光タグへ電力を供給することにしてもよいが、光タグ１００の取付けやすさを考えると、光タグ１００内に乾電池などの電源１１１を設けることが望ましい。
【００２４】
ダウンリンク光受光部１０３は、前述のフォトダイオード６４と、フォトダイオード６４からの信号を増幅するアンプ２０１と、アンプ２０１からの信号から必要な成分だけを通過させるフィルタ２０３と、ダウンリンク光に含まれるパルスを検出するコンパレータ２０５と、パルスの数をカウントするカウンタ２０７と、カウンタ２０７からカウント値を入力するＣＰＵ２０９とから構成される。ＣＰＵ２０９は、カウント値に基づいてフォトダイオード６４に入射された光がノイズによるものか、ダウンリンク光によるものかを判定する。
【００２５】
また、アップリンク光送信部１０９は、前述のＬＥＤ６２ａ〜６２ｈと、ＬＥＤ６２ａ〜６２ｈの制御を行なうドライバ２５３（アップリンク光制御部）と、その光タグに固有のデータなどを記憶するアップリンク光データ記憶部（ＲＯＭ）２５１とから構成される。
【００２６】
図６は、光タグ１００の動作を示すフローチャートである。光タグの電源がオンとなったのであれば、ステップＳ１でスタンバイ状態とし、ステップＳ３でタイマの制御を行なう。このタイマの制御においては、図７に示されるように４０ミリ秒の周期の中の２０μ秒だけダウンリンク光受光部１０３がオンとなるように制御が行なわれる。このように、本実施の形態においてはダウンリンク光受光部１０３が間欠的に動作するように制御が行なわれるため、光タグの電力消費量を削減することができる。特に、この実施の形態においてはダウンリンク光受光部を４０ミリ秒中の２０μ秒だけオンとするため、デューティ比が１／２０００となる。これにより、ダウンリンク光受光部を恒久的にオンとするよりも、消費電力を１／２０００に低減させることが可能となる。
【００２７】
再び図６に戻って、ステップＳ５でダウンリンク光受光部によりダウンリンク光の受光が行なわれる。ステップＳ７においてダウンリンク光の受光がダウンリンク光受光部によりなされたかが判定され、ＹＥＳであれば、ステップＳ９でフォトダイオード６４による受光の強度（ＣＤレベル）が所定値α以上であるかが判定される。ＹＥＳであれば、ステップＳ１１においてアップリンク光を送信するためのタイマの制御が行なわれる。ステップＳ１３でアップリンク光によりデータが送信される。ステップＳ１５でアップリンク光を送信した回数が所定値Ｎ以上となったかが判定され、ＹＥＳであればステップＳ１へ戻る。
【００２８】
また、ステップＳ７でＮＯ、またはステップＳ９でＮＯであれば、そのままステップＳ１に戻る。
【００２９】
ステップＳ１５でＮＯであれば、ステップＳ１７でフォトダイオード６４が受光するダウンリンク光の強度が所定値αを下回ったかが判定され、ＮＯであればステップＳ１１へ進み、ＹＥＳであればステップＳ１へ進む。
【００３０】
なお、図８に示されるようにダウンリンク光は一定周期のパルスとなって送信されている。このパルスの数をカウントすることによりステップＳ７においてはダウンリンク光が受光されたか否かを判定するものである。
【００３１】
図９は、図６のステップＳ１１で行なわれるタイマ制御の方法について説明するための図である。
【００３２】
図を参照して、タイマの制御によりアップリンク光は所定の間隔を空けて複数回通信機器へ送信される。すなわち、本実施の形態（例１）においては、最初のアップリンク光が送信されてから５０ミリ秒経過したときに、第２回目のアップリンク光が送信される。その後、１秒経過する毎に第３〜第５回目のアップリンク光が送信される。第５回目のアップリンク光が送信されたのであれば、アップリンク光の送信は終了する。
【００３３】
また、本実施の形態における変形例（例２）においては、最初のアップリンク光が送信されてから５０ミリ秒経過後に第２回目のアップリンク光が送信される。その後、１秒経過したときに第３回目のアップリンク光が送信され、その後２秒経過した後に第４回目のアップリンク光が送信される。そして３秒経過した後に第５回目のアップリンク光が送信される。
【００３４】
このように、所定の間隔を空けて複数回アップリンク光を送信するように構成することで、連続的に送信するのに比べ、消費電力をさらに少なくすることができる。また、車両が高速で走行していても低速で走行していても、送受光部２００へ確実にアップリンク光を送信することが可能になる。特に時間の経過とともにアップリンク光の送信間隔が長くなるように制御を行なうと効果的である。
【００３５】
このように、本実施の形態においてはダウンリンク光受光部を間欠的に動作させるため、光タグの消費電力を低減させることができる。また、ダウンリンク光受光部においてダウンリンク光が検出されたときのみにアップリンク光送信部を短時間動作させるため、消費電力をさらに少なくすることができる。
【００３６】
さらに、ダウンリンク受光可能範囲Ａ（図１参照）の外に車両が出たときにおいても光タグがアップリンク光を送信してしまう場合を考慮して、本実施の形態においてはダウンリンク光の強度（ＣＤレベル）を検出し、ＣＤレベルが一定の値以上のときのみにアップリンク光を送信することとしている。これにより、さらに消費電力を削減することができる。
【００３７】
また、光タグを用いた通信においては、電波タグを用いた場合に比べ、干渉がなく、電磁波などの影響を受けないため、高い通信品質で通信を行なうことができる。さらに、光タグは軽量、安価であり、取付を容易に行なうことができる。
【００３８】
また、本実施の形態においては時間の経過とともにアップリンク光の送信間隔が長くなるように制御が行なわれるため、停車した車両から中高速（７０ｋｍ／ｈ）で走行する車両まで通信を効率的に行なうことができる。
【００３９】
なお、ＣＤレベルの変化から、車両の速度を求め、その求められた車両の速度に基づいてアップリンク光の発光間隔を決定するようにしてもよい。このように発光間隔を決定することにすると、アップリンク光の発光回数を低減させることができ、さらなる電力消費量の削減を図ることができる。
【００４０】
また、本実施の形態においては乾電池を電源に用いることとしたが、太陽電池などの二次電池を用いることとしてもよい。
【００４１】
さらに、図５のアップリンク光データ記憶部（ＲＯＭ）２５１を、ＥＥＰＲＯＭなどで構成し、アップリンク光により送信する情報を、ダウンリンク光を受信時にダウンリンク光から記憶することとしてもよい。このようにＥＥＰＲＯＭを用いると、光タグをリード／ライトタイプとすることができ、より利便性の高い光タグを提供することが可能となる。
【００４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の１つにおける光タグの通信環境を示す図である。
【図２】  光タグが設けられた車両を内部から見た図である。
【図３】  光タグの外観を示す図である。
【図４】  光タグの構成を示すブロック図である。
【図５】  光タグの詳しい構成を示すブロック図である。
【図６】  光タグの動作を示すフローチャートである。
【図７】  光タグの間欠受信処理を説明するための図である。
【図８】  ダウンリンク光を説明するための図である。
【図９】  アップリンク光の送信タイミングを説明するための図である。
【符号の説明】
６２ａ〜６２ｈ  ＬＥＤ、６４  フォトダイオード、１００  光タグ、１０１受光タイミング制御部、１０３  ダウンリンク光受光部、１０５  発光タイミング制御部、１０７  アップリンク光制御部、１０９  アップリンク光送信部、１１１  電源。
【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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【図８】
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【図９】
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