(57)【要約】【課題】  光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を特定できる検査方法を提供する。【解決手段】  本発明は、光受信器４０が光信号を受信可能な範囲の限界値を検査する方法に関する。この検査方法は、光源（発光器）４１と光受信器４０を一定距離だけ離れた位置関係にセットする第１工程と、一定距離を保持しつつ、光源４１が送出する光信号の光受信器４１に対する入射角度φを複数の角度値に変更する第２工程と、光受信器４０が光信号を適切に受信できる否かを各々の角度値において判定し、その判定結果が入れ替わる角度値を限界値とする第３工程と、を含む。【選択図】      図１７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を検査する方法であって、
光源と前記光受信器を一定距離だけ離れた位置関係にセットする第１工程と、
前記一定距離を保持しつつ、前記光源が送出する光信号の前記光受信器に対する入射角度を複数の角度値に変更する第２工程と、
前記光受信器が光信号を適切に受信できる否かを各々の角度値において判定し、その判定結果が入れ替わる角度値を前記限界値とする第３工程と、
を含む限界値の検査方法。
【請求項２】
前記第２工程における入射角度の変更は、前記光受信器を自転させることによって行われる請求項１に記載の限界値の検査方法。
【請求項３】
前記第２工程における入射角度の変更は、前記光受信器に対して前記光源を公転させることによって行われる請求項１に記載の限界値の検査方法。
【請求項４】
前記第２工程における入射角度の変更は、前記光源を自転させることによって行われる請求項１に記載の限界値の検査方法。
【請求項５】
前記第２工程における入射角度の変更は、前記光源に対して前記光受信器を公転させることによって行われる請求項１に記載の限界値の検査方法。
【請求項６】
前記光受信器の自転軸は、光信号の受光面の中央部を通過する位置に配置されている請求項２に記載の限界値の検査方法。
【請求項７】
前記第２工程における入射角度の変更は、前記光受信器が光信号を受信するのに不適となる程度に大きい入射角度から、その入射角度が次第に小さくなるように行われる請求項１〜６のいずれか１項に記載の限界値の検査方法。
【請求項８】
高低２種類の伝送速度の光信号を受信可能なマルチレート対応の光ビーコンに用いる投受光器の検査方法であって、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査方法により、一方の伝送速度の光信号についての前記限界値を特定し、特定した前記限界値において他方の伝送速度の光信号を適切に受信できた場合は、前記投受光器を適正と判定する投受光器の検査方法。
【請求項９】
前記一方の伝送速度の光信号は低速の光信号であり、前記他方の伝送速度の光信号は高速の光信号である請求項８に記載の投受光器の検査方法。
【請求項１０】
光受信器を自転自在に支持する検査用治具であって、
光信号の受光面を露出させた状態で前記光受信器を保持できる保持部と、
前記保持部に連結されているとともに、前記受光面の法線方向と直交しかつ当該受光面の中央部を通る軸心を有する支持軸と、を備えている検査用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値の検査方法と、高低２種類の伝送速度の光信号を受信可能なマルチレート対応の光ビーコンに用いる投受光器の検査方法と、これらの検査方法に適した検査用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
路車間通信システムを利用した交通情報サービスとして、光ビーコン、電波ビーコン又はＦＭ多重放送を用いたいわゆるＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System：（財）道路交通情報通信システムセンターの登録商標）が既に展開されている。
このうち、光ビーコンは、近赤外線を通信媒体とした光通信を採用しており、車載機との双方向通信が可能である。具体的には、車両の保持するビーコン間の旅行時間情報等を含むアップリンク情報が車載機からインフラ側の光ビーコンに送信される。
【０００３】
逆に、光ビーコンからは、渋滞情報、区間旅行時間情報、事象規制情報及び車線通知情報等を含むダウンリンク情報が車載機に送信される（例えば、特許文献１参照）。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を送受するビーコンヘッド（投受光器）を備え、投受光器には、ビーコン制御機から入力された送信信号を発光ダイオードに入力してダウンリンク光を送出する光送信部と、フォトダイオードが受光した光信号を電気信号に変換してビーコン制御機に出力する光受信部が搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ビーコンを用いた光通信システムでは、通信容量を拡大する方策として、アップリンク及びダウンリンクそれぞれについての伝送速度の高速化、通信領域の拡張あるいは通信プロトコルの変更などの方策がある。
このうち、アップリンク速度を現状（６４ｋｂｐｓ）よりも高速化すれば、通信領域をさほど広げなくても、大容量のプローブデータを車載機から収集でき、交通信号制御の高度化に役立てることができる。
【０００６】
このように、アップリンク速度の高速化を実現するためには、高速アップリンク受信に対応する光ビーコン（以下、「新光ビーコン」ともいう。）と、高速アップリンク送信に対応する車載機（以下、「新車載機」ともいう。）を新たに導入する必要がある。
しかし、新光ビーコンや新車載機を導入するとしても、これらの新型の機器が、低速アップリンク通信しかできない従来の機器と互換性がなければ、既存の路車間通信システムと整合しなくなるため、アップリンク速度の高速化が阻害される。
【０００７】
そこで、新車載機の上位互換性を確保するため、低速アップリンク送信のみを行う車載機（以下、「旧車載機」ともいう。）からの低速フレームのみをアップリンク受信できる光ビーコン（以下、「旧光ビーコン」ともいう。）が認識可能な、車両の識別情報（以下、「車両ＩＤ」ともいう。）を格納した低速フレームを、高速フレームの前にアップリンク送信する通信規約を採用すれば、旧光ビーコンにダウンリンク切り替えを行わせることができ、新車載機が旧光ビーコンとも通信できるようになる。
【０００８】
更に、最初に送信する低速フレームとその後に送信する予定の高速フレームとの間に、車両ＩＤを格納した車線通知情報を含む下りフレームを受信するための送信中断期間を設ける通信規約を採用すれば、車載機が自身の車両ＩＤを格納した下りフレームに気付かずに、複数の上りフレームの再送を繰り返すことにより、下りフレームの受信機会の喪失を防止することができる。
【０００９】
ところで、高速アップリンク受信に対応する新光ビーコンでは、上りの電気信号を外乱（ダウンリンク光や太陽光の反射光を受光素子が感知して生じた電気信号）と分離するために、上り帯域の電気信号（例えば６４ｋｂｐｓと２５６ｋｂｐｓ）は通過させるが、下り帯域の電気信号（例えば１０２４ｋｂｐｓ）を含む約５００ｋＨｚ以上の帯域成分を遮断する電気的なフィルタ（例えば、遮断周波数が約５００ｋＨｚのローパスフィルタ：従って、光学的なフィルタではない。）を、光受信部の受信回路に設ける必要がある。
【００１０】
このような受信回路を採用すると、遮断周波数に近い高速フレームの方が低速フレームよりもフィルタに対する透過性がやや落ち、その結果、高速フレームの受信性能の方が低速フレームの受信性能よりも若干悪くなる。
この伝送速度の差による受信性能の差は、そのまま、低速フレームと高速フレームを受信可能なエリアの差となって表れ、低速フレームを受信可能なエリアの最上流端が高速フレームを受信可能なエリアの最上流端よりも上流側になる。
【００１１】
一方、例えば上述の通信手順のように、高速アップリンク送信に対応する新車載機が、最初に低速フレームの送信した後に、自身の車両ＩＤの折り返しを確認してから、高速フレームを送信する通信規約を採用した場合には、車両の走行速度によっては、低速フレームを受信可能であるが高速フレームを受信不能な領域（図１１の「不感領域Ｆ」参照）において、新車載機が高速フレームを送信することがある。
そして、かかる不感領域において新車載機が高速フレームを送信すると、高速フレームを新光ビーコンが受信できず、高速フレームの再送を許さない通信規約の場合は、新光ビーコンが高速フレームを取得できる可能性がなくなってしまう。
【００１２】
そこで、本出願人は、下記の第２上流端を下記の第１上流端よりも上流側又は実質的に同じ位置にする位置設定を行うことにより、高速フレームを適切に受信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコンの発明を既に提案している。
第１上流端：低速フレームを受信可能なエリアの最上流端
第２上流端：高速フレームを受信可能なエリアの最上流端
【００１３】
このような新光ビーコンを製品化するには、第１上流端と第２上流端が上記の位置関係になっていることを、出荷前に事前に確認する必要がある。この場合、少なくとも１つの伝送速度（例えば、低速フレーム）を受信可能な範囲の限界値（低速フレームの場合は第１上流端）を特定する検査方法が必要となるが、かかる検査方法は未だ開発されていない。
そこで、本発明は、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を特定できる検査方法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】
【００１４】
本発明の検査方法は、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を検査する方法であって、光源と前記光受信器を一定距離だけ離れた位置関係にセットする第１工程と、前記一定距離を保持しつつ、前記光源が送出する光信号の前記光受信器に対する入射角度を複数の角度値に変更する第２工程と、前記光受信器が光信号を適切に受信できる否かを各々の角度値において判定し、その判定結果が入れ替わる角度値を前記限界値とする第３工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を、比較的簡単に特定できる限界値の検査方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】路車間通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】従来の通信手順を示すシーケンス図である。
【図５】新旧の光ビーコンと車載機の混在状態を示す図である。
【図６】新光ビーコンの上位互換制御を示すフローチャートである。
【図７】アップリンク情報のフレーム構成図である。
【図８】ダウンリンク情報のフレーム構成図である。
【図９】送信中断期間を設けない場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１０】送信中断期間を設ける場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【図１１】高速フレームの不感領域の一例を示す説明図である。
【図１２】新光ビーコンの回路構成レートを示す機能ブロック図である。
【図１３】（ａ）は新光ビーコンに適したフィルタ回路の回路構成例を示す図であり、（ｂ）はそのフィルタ回路の周波数特性を示すグラフである。
【図１４】新光ビーコンに適した増幅器の周波数特性の一例を示すグラフである。
【図１５】変形例に係る新光ビーコンの回路構成例を示す機能ブロック図である。
【図１６】低速用受信系と高速用受信系の受信可能なエリアを示す側面図である。
【図１７】第１及び第２上流端の位置関係を確認するための検査方法の原理を示す説明図である。
【図１８】投受光器を自転させる場合の検査システムの一例を示す説明図である。
【図１９】第１及び第２上流端の位置関係を確認するための別の検査方法の原理を示す説明図である。
【図２０】発光器を自転させる場合の検査システムの一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（１）  本発明の実施形態に係る検査方法は、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を検査する方法であって、光源と前記光受信器を一定距離だけ離れた位置関係にセットする第１工程と、前記一定距離を保持しつつ、前記光源が送出する光信号の前記光受信器に対する入射角度を複数の角度値に変更する第２工程と、前記光受信器が光信号を適切に受信できる否かを各々の角度値において判定し、その判定結果が入れ替わる角度値を前記限界値とする第３工程と、を含む。
【００１８】
上記の検査方法において、「光信号を適切に受信できる」かの否かの判定は、例えば、その光信号を光電気変換したデジタル信号のビットエラーレートが所定の閾値以上であるか否か、或いは、その光信号の受光パワーが所定の閾値以上であるか否かなどによって行うことができる。
また、上記の検査方法において、「判定結果が入れ替わる角度値」とは、判定結果が変化する前の角度値（＝φｉ）から変化した後の角度値（＝φｊ）のうちのいずれか一方、或いは、その間に含まれる任意の角度値（φｉ＜φ＜φｊを満たすφ値、或いは、φｊ＜φ＜φｉを満たすφ値）のことをいう。
【００１９】
上記の検査方法によれば、光源と光受信器を一定距離に保持しつつ、光源が送出する光信号の光受信器に対する入射角度を複数の角度値に変更し（第２工程）、光受信器が光信号を適切に受信できる否かを各々の角度値において判定し、その判定結果が入れ替わる角度値を限界値とするので（第３工程）、検査対象の光受信器についての受光可能範囲の限界値が入射角度の角度値によって特定される。このため、光受信器が光信号を受信可能な範囲の限界値を特定できる検査方法が得られる。
【００２０】
また、上記の検査方法によれば、光源と光受信器を一定距離に保持しつつ、光源が送出する光信号の光受信器に対する入射角度を複数の角度値に変更するので（第２工程）、入射角度の角度値を変更しても、光受信器に対する光信号の到達光量は変化しない。
従って、例えば、光源を一定方向に並進させて光受信器との相対位置を変更する場合のように、光源の設置位置を変更するごとにその発光量を微調整する作業が不要となり、検査方法が簡便になるという利点もある。
【００２１】
（２）  上記の検査方法において、前記第２工程における入射角度の変更は、例えば、前記光受信器を自転させることによって行うことができる。
（３）  また、前記第２工程における入射角度の変更は、前記光受信器に対して前記光源を公転させることによって行うことにしてもよい。
もっとも、光源を公転させる方法では、試験設備（検査システム）の構造がより複雑化するので、試験設備の簡素化を図る観点からすると、光受信器を自転させる方法を採用することが好ましい。
【００２２】
なお、本明細書において、「自転」とは、ある物体がその内部の点又は軸の回りを回る回転運動のことをいい、「公転」とは、ある物体がその外部の点を中心とした円軌道に沿って回る運動のことをいう。
【００２３】
（４）  上記の検査方法において、前記第２工程における入射角度の変更は、例えば、前記光源を自転させることによって行うことができる。
（５）  また、前記第２工程における入射角度の変更は、前記光源に対して前記光受信器を公転させることによって行うことにしてもよい。
もっとも、光受信器を公転させる方法では、試験設備（検査システム）の構造がより複雑化するので、試験設備の簡素化を図る観点からすると、光源を自転させる方法を採用することが好ましい。
【００２４】
（６）  上記の検査方法のうち、光受信器を自転させる方法を採用する場合は、前記光受信器の自転軸を、光信号の受光面の中央部を通過する位置に配置することが好ましい。
このようにすれば、光源から受光面までの距離を一定に保持しつつ、光受信器を自転させることができるので、その距離を一定に保持しつつ、光信号の光受信器に対する入射角度を変更できるようになる。
【００２５】
（７）  上記の検査方法において、前記第２工程における入射角度の変更は、前記光受信器が光信号を受信するのに不適となる程度に大きい入射角度から、その入射角度が次第に小さくなるように行われることが好ましい。
その理由は、次の通りである。すなわち、第１上流端が第２上流端と同じか上流側であることを確認するために、まず第１上流端の限界位置を見極めることを目的とする場合を想定する。この場合、測定誤差等により第１上流端の限界位置が多少変動するので、その変動幅の上流側の端を探すことが必要となるが、大きい入射角度（上流側に相当）から小さい入射角度（下流側に相当）に変化させると、その変動幅を考慮した適正な限界値を見つけることができ、上記目的を達成できる。
【００２６】
（８）  本発明の実施形態に係る別の検査方法は、高低２種類の伝送速度の光信号を受信可能なマルチレート対応の光ビーコンに用いる投受光器の検査方法であって、上述の（１）〜（７）のいずれかに記載の検査方法により、一方の伝送速度の光信号についての前記限界値を特定し、特定した前記限界値において他方の伝送速度の光信号を適切に受信できた場合は、前記投受光器を適正と判定するものである。
【００２７】
例えば、投受光器を製品化する場合に要求される条件として、高速フレームを受信可能なエリアの最上流端（第２上流端）が低速フレームを受信可能なエリアの最上流端（第１上流端）とほぼ同じ位置か上流側であることが必要であるとする。
この場合、投受光器の検査方法の１つとして、高速フレームの限界値（第２上流端に対応する入射角度の限界値）と低速フレームの限界値（第１上流端に対応する入射角度の限界値）をそれぞれ特定し、特定した限界値を比較する方法が考えられる。しかし、これでは、各伝送速度での限界値を特定せねばならず、煩雑な検査方法となる。
【００２８】
この点、上記の検査方法によれば、一方の伝送速度の光信号（例えば、低速フレーム）について特定した限界値において、他方の伝送速度の光信号（例えば、高速フレーム）を適切に受信できた場合には、投受光器が適正と判定されるので、双方の伝送速度の光信号についてそれぞれ限界値を特定する必要がない。
このため、双方の伝送速度の光信号について特定した限界値を比較する検査方法に比べて、投受光器をより簡便に検査することができる。
【００２９】
（９）  なお、第２上流端が第１上流端とほぼ同じ位置か上流側になることが、投受光器に要求される条件である場合には、前記一方の伝送速度の光信号を低速の光信号とし、前記他方の伝送速度の光信号を高速の光信号として、上記（８）に記載の投受光器の検査方法を実施すればよい。
【００３０】
（１０）  本発明の実施形態に係る検査用治具は、光受信器を自転自在に支持する検査用治具であって、光信号の受光面を露出させた状態で前記光受信器を保持できる保持部と、前記保持部に連結されているとともに、前記受光面の法線方向と直交しかつ当該受光面の中央部を通る軸心を有する支持軸と、を備えている。
【００３１】
上記の検査用治具によれば、支持軸の軸心が、受光面の法線方向と直交しかつ当該受光面の中央部を通るので、光源から受光面までの距離を一定に保持しつつ、保持部に取り付けた光受信器を自転させることができる。
このため、光源から受光面までの距離を一定に保持しつつ、光信号の光受信器に対する入射角度を変更できるようになる。
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図１は、本発明の実施形態に係る路車間通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の路車間通信システムは、インフラ側の交通管制システム１と、道路Ｒを走行する車両２０に搭載された車載機２とを備えている。
【００３３】
交通管制システム１は、交通管制室等に設けられた中央装置３と、道路Ｒの各所に多数設置された光ビーコン（光学式車両感知器）４とを備え、光ビーコン４は、近赤外線を通信媒体とした光通信によって車載機２との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン４は、ビーコン制御機７と、このビーコン制御機７のセンサ用インタフェースに接続された複数（図１では４つ）のビーコンヘッド（投受光器ともいう。）８とを有している。
【００３４】
ビーコン制御機７は、インフラ側の通信部６に接続されており、通信部６は電話回線等の通信回線５によって中央装置３と接続されている。
通信部６は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
【００３５】
本実施形態の光ビーコン４は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機７は、光送信部１０に対するダウンリンク方向の送信制御と、光受信部１１に対するアップリンク方向の受信制御とを同時に行うことができる。
これに対して、本実施形態の車載機２は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機２１は、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
【００３６】
なお、光送信部２３に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部２４に対するダウンリンク方向の受信制御は同時に行われていても良いが、実態として、どちらかのみしか機能しないように構成されているものとする。すなわち、アップリンクの送信中にはダウンリンクを受信することが困難な構成である。
【００３７】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４のビーコンヘッド８は、電気光変換が可能な光送信部１０と、光電気変換が可能な光受信部１１とを筐体の内部に有している。
このうち、光送信部１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）をダウンリンク領域ＤＡ（図３参照）に送出する発光素子を有し、光受信部１１は、アップリンク領域ＵＡ（図３参照）にある車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００３８】
光送信部１０は、ビーコン制御機７から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の光ビーコン４では、光送信部１０が送信する光信号の伝送速度は、従来の旧光ビーコンと同様に１０２４ｋｂｐｓである。
【００３９】
光受信部１１は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の光ビーコン４では、光受信部１１は、高低２種類の伝送速度での光電気変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧光ビーコンと同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００４０】
図２は、本実施形態の光ビーコン４の設置部分を上から見た道路Ｒの平面図である。
図２に示すように、本実施形態の光ビーコン４は、同じ方向の複数（図例では４つ）の車線Ｒ１〜Ｒ４を有する道路Ｒに設置されており、車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた複数のビーコンヘッド８と、これらのビーコンヘッド８を一括制御する制御部である１台のビーコン制御機７とを備えている。
【００４１】
ビーコン制御機７は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、通信部６（図１参照）を介した中央装置３との双方向通信と、車載機２との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、ビーコン制御機７は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００４２】
ビーコン制御機７は、道路脇に立設した支柱１３に設置されている。また、各ビーコンヘッド８は、支柱１３から道路Ｒ側に水平に架設した架設バー１４に取り付けられ、道路Ｒの各車線Ｒ１〜Ｒ４の直上に配置されている。
ビーコンヘッド８の発光素子は、車線Ｒ１〜Ｒ４の直下よりも車両進行方向の上流側に向けて近赤外線を発光しており、これにより、車載機２との間で路車間通信を行うための通信領域Ａが当該ヘッド８の上流側に設定されている。
【００４３】
〔光ビーコンの通信領域〕
図３は、光ビーコン４の通信領域Ａを示す側面図である。
図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、ダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、アップリンク領域（図３において破線のハッチングを設けた領域）ＵＡとからなる。
【００４４】
このうち、ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８が送出するダウンリンク方向の光信号を、車載機２の投受光器である車載ヘッド２２にて受信できる領域であり、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、地上１ｍ高さの位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲である。
また、アップリンク領域ＵＡは、車載ヘッド２２が送出するアップリンク方向の光信号を、ビーコンヘッド８にて受信できる領域であり、上記投受光位置ｄと、地上１ｍ高さの位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲である。
【００４５】
従って、ダウンリンク領域ＤＡとアップリンク領域ＵＡの上流端ｃは互いに一致し、アップリンク領域ＵＡは、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の上流部分（図３の右側部分）に重複している。また、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向長さは、通信領域Ａ全体の同方向長さと一致している。
旧光ビーコン（光学式車両感知器）の場合、ダウンリンク領域ＤＡ及びアップリンク領域ＵＡの正式な領域寸法が規約によって規定されている。
【００４６】
例えば、一般道向けの旧光ビーコンの場合、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａが、ビーコンヘッド８の直下の１．０〜１．３ｍ上流側に位置し、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａからアップリンク領域ＵＡの下流端ｂまでの距離が２．１ｍと規定されている。
また、アップリンク領域ＵＡの下流端ｂから同領域ＵＡの上流端ｃまでの距離は１．６ｍと規定されている。従って、正式な通信領域Ａの車両進行方向の全長（ａｃ間の長さ）は３．７ｍとなる。
【００４７】
これに対して、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａをビーコン直下まで延ばし上流端ｃを上記規定よりも上流側に延ばすことにより、ダウンリンク領域ＤＡの車両進行方向の範囲を、高速アップリンク受信に非対応の旧光ビーコンの場合よりも広く設定している。
【００４８】
具体的な数値で例示すると、ビーコンヘッド８の真下を０ｍ（原点）として、そこから上流方向を正の方向とした場合、本実施形態のダウンリンク領域ＤＡの範囲（図３の位置ａから位置ｃまでの範囲）は、０．７０〜６．０４ｍとなっている。
このようにダウンリンク領域ＤＡを広めに設定すると、車載機２がダウンリンク方向の光信号を受信する確実性が増すとともに、通信時間が長くなるのでダウンリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００４９】
また、本実施形態のアップリンク領域ＵＡの範囲（図３の位置ｂから位置ｃまでの範囲）は、３．０４〜６．０４ｍとなっており、上流端ｃの位置が従来よりも１．０４ｍだけ上流側に拡張されている。
このようにアップリンク領域ＵＡを広めに設定すると、光ビーコン４がアップリンク方向の光信号を受信する確実性が増とともに、通信時間が長くなるのでアップリンク方向の通信容量を拡大することができる。
【００５０】
〔車載機の構成〕
図３に示すように、本実施形態の車載機２は、車載制御機２１と車載ヘッド２２とを備えており、車載ヘッド２２の内部には、光送信部２３と光受信部２４が収容されている。
このうち、光送信部２３は、近赤外線よりなるアップリンク光（アップリンク方向の光信号）を発光する発光素子を有し、光受信部２４は、ダウンリンク領域ＤＡに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光（ダウンリンク方向の光信号）を受光する受光素子を有する。
【００５１】
光送信部２３は、車載制御機２１から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とから構成されている。
本実施形態の車載機２では、光送信部２３は、高低２種類の伝送速度での電気光変換が可能なマルチレート対応であり、低い方の伝送速度は従来の旧車載機と同様に６４ｋｂｐｓである。高い方の伝送速度は、１２８ｋｂｐｓ、１９２ｋｂｐｓ、２５６ｋｂｐｓ、３８４ｋｂｐｓ、５１２ｋｂｐｓ、１０２４ｋｂｐｓなどの速度を採用し得るが、本実施形態では２５６ｋｂｐｓであるとする。
【００５２】
光受信部２４は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とを備えている。
本実施形態の車載機２では、光受信部２４が受信する光信号の伝送速度は、従来の旧車載機と同様に１０２４ｋｂｐｓである。
【００５３】
車載制御機２１は、信号処理部、ＣＰＵ及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン４との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機２１は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをＣＰＵが読み出して実行することにより、当該ＣＰＵが上記通信制御部として機能する。
【００５４】
更に、車載制御機２１は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ（例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など）を生成して、光送信部２３にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、アップリンク速度を高速化することで、より多くのプローブ情報（走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報）を送信することが可能になる。
【００５５】
なお、本実施形態の車載制御機２１は、上記ＣＰＵを含む本体制御部とは別に、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit ）等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部２４が何らかの下りフレームを受信した場合に、自機の車両２０の識別情報（以下、「車両ＩＤ」という。）を含む低速の上りフレームを生成する機能を有する。
【００５６】
〔用語の定義等〕
ここで、本明細書で用いる用語の定義を行う。
下りフレームＤＬ１：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え前に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレームのことをいう。
上りフレームＵＬ１：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームのうち、伝送速度が低速のものをいう。「低速フレームＵＬ１」ともいう。
【００５７】
上りフレームＵＬ２：下りフレームＤＬ１の受信に応じて車載機２が送信する上りフレームのうち、伝送速度が高速のものをいう。「高速フレームＵＬ２」ともいう。
車載機２が高速アップリンク送信に対応する新車載機２Ａ（図５参照）の場合は、上りフレームとして、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の双方を送信でき、車載機２が高速アップリンク送信に非対応の旧車載機２Ｂ（図５参照）の場合には、上りフレームとして低速フレームＵＬ１しか送信できない。
【００５８】
下りフレームＤＬ２：光ビーコン４が、後述するダウンリンク切り替え後に、ダウンリンク領域ＤＡに向けて繰り返し送信する下りフレーム（一連のフレーム群の場合を含む。）のことをいう。
ＩＤ格納フレーム：車載機２が、自車両の車両ＩＤの値を所定の格納領域（例えば、アップリンク情報のヘッダ部の「車両ＩＤ」（図７参照））に記して生成した、「低速」の上りフレームＵＬ１のことをいう。
【００５９】
折り返しフレーム：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、そのフレームに含まれる車両ＩＤと同じ値を所定の格納領域に記して生成した下りフレームＤＬ２のことをいう。
ＩＤ折り返し：光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームを生成してダウンリンク送信する処理のことをいう。
【００６０】
なお、光ビーコン４が、ＩＤ格納フレームを受信した場合に、折り返しフレームの連送を行わずにダウンリンク切り替えを行ってもよい。
車両ＩＤのループバック：車載機２がＩＤ格納フレームを生成し、生成したＩＤ格納フレームをアップリンク送信し、光ビーコン４がＩＤ折り返しを行うことにより、車両ＩＤを送信元の車載機２にループバックさせる一連の処理のことをいう。
【００６１】
ダウンリンク切り替え：光ビーコン４が繰り返して送信する下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含める実質的なデータ内容を、当該切り替えの前後で変化させることをいう。
本実施形態では、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２には、折り返しフレームと、車両ＩＤに対応する車両向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２とが含まれる。この提供情報には、例えば、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの情報を含めることができる。
【００６２】
これらの情報は、高速アップリンク送信に非対応の旧車載機に対しても提供されるものである。
もっとも、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン）では、高速アップリンク送信に対応する新車載機を搭載した車両向けの提供情報として、例えば、交差点における信号灯色の切り替えタイミングを含む信号情報や、車両２０が電気自動車の場合に有用な情報である直近の充電ステーションまでの経路を示す充電ステーション情報など、新車載機用として予め定めた専用情報を提供することもできる（図９及び図１０参照）。
【００６３】
上りフレームＵＬ１及び下りフレームＤＬ１，ＤＬ２における車両ＩＤのデータ格納領域は、どの領域を使用してもよいが、例えば「ヘッダ部」や「車線通知情報」を使用することができる。
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の車線通知情報には、車線Ｒ１〜Ｒ４（図２）ごとに車両ＩＤを格納するフィールドがあり、各車両ＩＤに対して車線番号を付与できる。このため、異なる車線Ｒ１〜Ｒ４を走行する車両２０の車載機２は、格納フィールド内のいずれに自車両の車両ＩＤが含まれるかを読み取ることで、自車両がどの車線Ｒ１〜Ｒ４を走行中かを判定できる。
【００６４】
〔上りフレームのフレーム構成〕
図７は、アップリンク情報（上りフレーム）のフレーム構成図である。
図７に示すように、上りフレームＵＬ１は、先頭から順に、受信側と同期を取るための同期用の伝送制御部（以下、「同期部」という。）、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）用の伝送制御部（以下、「ＣＲＣ部」という。）を有する。
【００６５】
図７に示すように、上りフレームＵＬ１の場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に１０バイトが割り当てられ、実データ部に最大５９バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部には４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
アップリンク情報のヘッダ部には、「サブシステムキー情報数」、「車両ＩＤ」、「車載機種別」、「情報種別」及び「最終フレームフラグ」などの格納領域が含まれる。
【００６６】
「サブシステムキー情報数」（以下、「情報数」と略記することがある。）には、実データ部の先頭から順に格納する「サブシステムキー情報」の数が格納される。
すなわち、情報数がゼロの場合は、実データ部に「サブシステムキー情報」が含まれず、情報数が「１」の場合は、実データ部に１つの「サブシステムキー情報」が含まれ、情報数が「ｎ」の場合は、実データ部にｎ個の「サブシステムキー情報」が含まれる。
【００６７】
上記「サブシステムキー情報」は、光ビーコン４が、公共車両優先システム（ＰＴＰＳ）、車両運行管理システム（ＭＯＣＳ）、現場急行支援システム（ＦＡＳＴ）及び安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）などのダウンリンク情報の付加情報を選択するためのキー情報である。
車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格のどのシステムに対応しているかに応じて、「サブシステムキー情報数」と「サブシステムキー情報」の内容を決定する。
【００６８】
例えば、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の１つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「１」に設定し、当該１つのシステムの規格に従った内容の「サブシステムキー情報（１）」を、実データ部に格納する。
また、車載機２は、自車両がＵＴＭＳ規格の２つのシステムに対応する場合は、ヘッダ部の「サブシステムキー情報数」の値を「２」に設定し、当該２つのシステムの規格にそれぞれ従った内容の「サブシステムキー情報（１）」及び「サブシステムキー情報（２）」を、実データ部に格納する。
【００６９】
なお、「サブシステムキー情報」のデータ形式は、各々のシステムの規格によって相違するので詳細は割愛するが、例えば、安全運転支援システム（ＤＳＳＳ）の場合には、ブレーキ状態、ターンシグナル状態、ハザード状態、車速、進行方向、加減速度及びアクセルペダル位置などの情報が含まれる。
【００７０】
一方、光ビーコン４は、アップリンク情報に含まれる「サブシステムキー情報」の種別により、車載機２が、ＵＴＭＳ規格に含まれるどのシステムに対応するかを判断し、当該システムの規格に応じた提供情報を、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２に格納してダウンリンク送信する。なお、この提供情報は、サブシステムキー情報の対価として提供されるという意味で、「対価サービス情報」ということがある。
このように、「サブシステムキー情報」は、ダウンリンク切り替え後の提供情報の種類を新旧の光ビーコン４が決定するのに使用される。
【００７１】
「車両ＩＤ」は、車載機２が自身で生成した、或いは、光ビーコン４が自動生成した車両ＩＤの値を格納する領域であり、車載機２は、アップリンク送信時に記憶している車両ＩＤの値を、上りフレームＵＬ１のヘッダ部の車両ＩＤに格納する。
「車載機種別」は、車載機２の種別を格納する領域であり、「情報種別」は、アップリンク情報の種別を格納する領域であり、本実施形態では、これらの領域の値により、アップリンク送信主体の新旧と、アップリンク情報が高速か低速かを表す。
【００７２】
具体的には、本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、低速の上りフレームＵＬ１を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に低速であることを示す所定値（例えば、「１」）を格納する。
また、新車載機２Ａは、高速の上りフレームＵＬ２を送信する場合は、「車載機種別」に新車載機２Ａを示す所定値（例えば、「６」）を格納し、「情報種別」に高速であることを示す所定値（例えば、「４」）を格納する。
【００７３】
従って、本実施形態の光ビーコン４（新光ビーコン４Ａ）は、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「１」の場合は、新車載機２Ａからの低速フレームＵＬ１であると判定でき、受信した上りフレームＵＬの車載機種別の値が「６」でかつ情報種別の値が「４」の場合は、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２であると判定することができる。
なお、旧車載機２Ｂの場合は、車載機種別の値を「６」以外に設定するので、新光ビーコン４Ａは、「車載機種別」の値が「６」以外の上りフレームＵＬを受信した場合は、旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１であると判定することができる。
【００７４】
新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信を完了すると、ヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を車線通知情報に格納した折り返しフレームを生成し、このフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行う。
一方、本実施形態では、新光ビーコン４Ａは、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信を完了した場合には、ダウンリンク切り替えを行わない。もっとも、高速フレームＵＬ２の受信完了に応じて、ダウンリンク切り替えを行う規約を採用してもよい。
【００７５】
このように、本実施形態では、新車載機２Ａ及び旧車載機２Ｂからの低速フレームＵＬ１の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信を伴うダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）となっている。
また、新車載機２Ａからの高速フレームＵＬ２の受信完了は、新光ビーコン４Ａが折り返しフレームの連続送信やダウンリンク切り替えを行うための条件（契機ないしトリガー）になっていない。
【００７６】
「最終フレームフラグ」は、車載機２（新旧いずれでもよい。）が複数の上りフレームＵＬよりなる上りフレーム群を送信する場合に、その上りフレーム群のどれが最終フレームであるかを示すための格納領域である。
すなわち、車載機２は、上りフレーム群を構成する複数の上りフレームＵＬのうち、最終フレームの「最終フレームフラグ」にのみ所定のフラグ値（例えば、「１」）を格納し、それ以外の上りフレームＵＬにはそのフラグ値を格納しない。
【００７７】
〔下りフレームのフレーム構成〕
図８は、ダウンリンク情報（下りフレーム）のフレーム構成図である。
図８に示すように、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフレーム構成も、上りフレームＵＬ１のフレーム構成（図７）の場合と同様に、先頭から順に、同期部、ヘッダ部、実データ部及びＣＲＣ部とからなる。
【００７８】
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の場合は、同期部に１バイトが割り当てられ、ヘッダ部に５バイトが割り当てられ、実データ部に１２３バイトが割り当てられ、ＣＲＣ部に４バイト（１バイトのアイドル部＋２バイトのＣＲＣ＋１バイトの最終同期部）が割り当てられている。
下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の実データ部には、車両２０向けの提供情報として、図９に示す各種情報のうちのいずれか１つが格納される。
【００７９】
具体的には、光ビーコン４（新旧いずれでもよい。）は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の実データ部には、「車線通知情報」を含める。
また、光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の実データ部には、その下りフレームＤＬ２が折り返しフレームである場合を除き、車載機２からアップリンクされたサブシステムキー情報に対応する提供情報を選択し、選択した提供情報を実データ部に含める。
【００８０】
なお、光ビーコン４は、提供情報が実データ部の容量（１２３バイト）に収まる場合は、１つの下りフレームＤＬ２で提供情報を送信するが、収まらない場合は、複数の下りフレームＤＬ２にて提供情報を送信することもある。
【００８１】
図８に示すように「車線通知情報」の格納領域には、「車両ＩＤ」、「車線番号」及び「ビーコン識別フラグ」などが含まれる。
光ビーコン４は、ダウンリンク切り替え前の下りフレームＤＬ１の場合は、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に値を格納せず、車載機２からＩＤ格納フレームを受信すると、そのヘッダ部に含まれる車両ＩＤの値を、「車線通知情報」の「車両ＩＤ」に格納して折り返しフレームを生成する。光ビーコン４は、アップリンク情報を取得したビーコンヘッド８に対応する車線番号値を「車線番号」に記す。
【００８２】
「ビーコン識別フラグ」は、自機が高速アップリンク受信に対応するか否かを示す格納領域である。
すなわち、光ビーコン４は、自機が高速アップリンク受信に対応する「新光ビーコン４Ａの場合は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「ビーコン識別フラグ」に所定のフラグ値（例えば、「０１」）を格納し、自機が高速アップリンク受信に対応しない旧光ビーコン４Ｂの場合は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「ビーコン識別フラグ」にそれ以外の値（例えば、「００」）を格納する。
【００８３】
従って、高速アップリンク送信に対応する本実施形態の車載機２（新車載機２Ａ）は、下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「車線通知情報」に含まれる「ビーコン識別フラグ」の値により、通信相手の光ビーコン４が、新光ビーコン４Ａであるか旧光ビーコン４Ｂであるかを判定することができる。
【００８４】
ダウンリンク切り替え後に光ビーコン４の光送信部１０から繰り返し送信される下りフレーム群は、１〜８０個の下りフレームＤＬ２で構成され、その繰り返し送信の送信可能時間は２５０ｍｓである。
また、下りフレームＤＬ２は、ダウンリンク方向に送出すべきデータ量に応じた任意数のフレームで構成され、上記送信可能時間の範囲内で繰り返し送信される。また、下りフレームＤＬ２の送信周期は約１ｍｓである。
【００８５】
従って、例えば、３つの下りフレームＤＬ２で１つの有意なデータを構成する場合は、その送信周期が約３ｍｓになるので、そのデータは所定の送信可能時間（２５０ｍｓ）内に約８０回繰り返して送信されることになる。
もっとも、本実施形態のように、ダウンリンク領域ＤＡをビーコンヘッド８の直下付近まで拡大すれば（図３参照）、繰り返し送信する下りフレームＤＬ２の個数を最大２００個程度まで増加させることができる。
【００８６】
なお、後述の図１０の路車間通信に示すように、光ビーコン４がＩＤ格納フレームに応じてダウンリンク切り替えを行う場合には、後続フレームのアップリンク送信の時間とダウンリンク切り替え後のダウンリンク送信の時間が重複し得るので、ダウンリンク切り替え後の下りフレームＤＬ２の送信可能期間は（２５０＋α）ｍｓ（例えば、３５０ｍｓ）とすることが好ましい。
【００８７】
〔従来の路車間通信〕
図４は、通信領域Ａで行われる従来の通信手順を示すシーケンス図である。
ここで、図４において、白丸を付したフレームは、車両ＩＤを含まないフレーム（車両ＩＤなしの車線通知情報を有するフレーム）であることを示し、黒丸を付したフレームは、路車間のＩＤ折り返しに利用するフレーム（上りの「ＩＤ格納フレーム」又は下りの「折り返しフレーム」）であることを示す。図９及び図１０においても同様である。
【００８８】
また、以下の路車間通信の説明では、動作主体が光ビーコン４と車載機２であるとして説明するが、実際の通信制御は、光ビーコン４のビーコン制御機（通信制御部）７と、車載機２の車載制御機（通信制御部）２１が実行する。この点も、図９及び図１０の路車間通信においても同様である。
【００８９】
図４に示すように、光ビーコン４（図４の場合は旧光ビーコン４Ｂ）は、車線Ｒ１〜Ｒ４ごとに設けられたビーコンヘッド８から、下りフレームＤＬ１を所定の送信周期で送信し続けている。この段階では、車線通知情報に車両ＩＤが格納されていない。
車両２０がダウンリンク領域ＤＡに入ると、車載機２（図４の場合は旧車載機２Ｂ）が車線通知情報（車両ＩＤ無し）を含む下りフレームＤＬ１或いはその他の下りフレームＤＬ１を受信し、車両２０が光ビーコン４の通信領域Ａ内に入ったことを察知する。
【００９０】
この際、車載機２は、ヘッダ部に車両ＩＤを格納した低速の上りフレームＵＬ１（図４のＩＤ格納フレームＵ１）を生成し、自機の通信をいったん受信から送信に切り替えて、生成した低速の上りフレームＵＬ１をアップリンク送信し、その後、自機の通信を送信から受信に戻す。
なお、旅行時間情報などの光ビーコン４に提供すべき情報がある場合には、ＩＤ格納フレームＵ１の実データ部にその情報が格納される。
【００９１】
受信フレームのＣＲＣチェック等を経てＩＤ格納フレームＵ１が光ビーコン４において正規に受信されると、光ビーコン４は、遅くとも１０ｍ秒以内でダウンリンク切り替えを行ったあと、下りフレームＤＬ２の繰り返し送信を開始する。
ダウンリンク切り替えの後に繰り返し送信させる複数の下りフレームＤＬ２は、先頭部分で連送される複数の折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）と、その後に繰り返し送信される所定の提供情報を含む下りフレームＤＬ２とからなる。
【００９２】
この下りフレームＤＬ２の繰り返し送信は、前記した所定時間内において可能な限り繰り返される。
また、図４に示すように、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、提供情報の送信期間中においてダウンリンク情報を構成する一連の複数の下りフレームＤＬ２（例えば５個の下りフレームＤＬ２）の１つであり、従来は、一連の複数の下りフレームＤＬ２の先頭にのみ含まれて繰り返し（図４の例では５フレームごと）送信される。
【００９３】
なお、ダウンリンク情報を構成する一連の下りフレームＤＬ２は最大で８０個まで格納できるため、折り返しフレーム（黒丸付きの下りフレームＤＬ２）は、最も少ない頻度の場合には８０フレームに１つの割合で格納されることとなる。
車載機２は、光ビーコン４から複数の下りフレームＤＬ２を受信し、その複数の下りフレームＤＬ２の中で、自車両の車両ＩＤが記された車線通知情報を含むものがあるか否かを判定する。
【００９４】
車載機２は、その判定結果が肯定的である場合に、自車両の車両ＩＤのループバックが成功したことを確認し、この時点で自機の通信を受信のままに維持する。
逆に、車載機２は、その判定結果が否定的である間は、自車両の車両ＩＤのループバックが成功していないと判断し、自機の通信を受信から送信に切り替えて、上りフレームＵＬ１を再送する。この場合、車載機２は、例えば、先に送信した上りフレームＵ１の送信後所定時間（例えば３０ｍｓ）後に、再び上りフレームＵＬ１を送信する。車載機２は、この再送の動作を車両ＩＤのループバックが成功するまで繰り返す。
【００９５】
〔混在状況における問題点〕
図５は、新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂと車載機２Ａ，２Ｂの混在状態を示す図である。
図５に示すように、新光ビーコン４Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に対応している。本実施形態の光ビーコン４は、新光ビーコン４Ａに該当する。
同様に、新車載機２Ａは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）だけでなく高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に対応している。本実施形態の車載機２は新車載機２Ａに該当する。
【００９６】
これに対して、旧光ビーコン４Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信のみを行う光ビーコン、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク受信に非対応の光ビーコンである。
同様に、旧車載機２Ｂは、低速の伝送速度（６４ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信のみを行う車載機、すなわち、高速の伝送速度（例えば２５６ｋｂｐｓ）でのアップリンク送信に非対応の車載機である。
【００９７】
上述の用語の定義で記載した通り、図５の「ＤＬ１」は、ダウンリンク切り替え前に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示し、図５の「ＵＬ１」は、下りフレームＤＬ１の受信を契機として、新旧の車載機２Ａ，２Ｂが送信可能な低速フレームを示し、図５の「ＵＬ２」は、新車載機２Ａのみが送信可能な高速フレームを示している。
また、図５の「ＤＬ２」は、ダウンリンク切り替え後に新旧の光ビーコン４Ａ，４Ｂが送信する下りフレームを示している。
【００９８】
ここで、新光ビーコン４Ａと新車載機２Ａが路車間通信する場合を想定する。そして、光ビーコン４の新旧タイプを判別不能な場合は、新車載機２Ａは、上りフレームを確実に受信して貰うために低速でアップリンク送信を行うとする。
この場合、ダウンリンク方向の伝送速度は、新旧いずれの場合も「１０２４ｋｂｐｓ」であるから、新車載機２Ａは、新光ビーコン４Ａから下りフレームＤＬ１を受信しただけでは、通信相手が新光ビーコン４Ａであることを察知できない。
【００９９】
このように、新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａのダウンリンク領域ＤＡを通過する間に新光ビーコン４Ａと通信していることを認識できなければ、高速のアップリンク送信が可能である筈の新車載機２Ａが、新光ビーコン４Ａに対しても低速でアップリンク送信を行ってしまい、アップリンク速度の高速化が実現できなくなる。
そこで、本実施形態では、自機が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａである旨のビーコン識別情報（例えば、図８の「ビーコン識別フラグ」）を、ビーコン制御機７が下りフレームＤＬ１，ＤＬ２に含めることができる。
【０１００】
具体的には、前述の通り、光送信部１０にダウンリンク送信させる下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の「車線通知情報」（「ヘッダ部」でもよい。）に、光ビーコン４の新旧タイプを示すフラグフィールドを予め定義しておく。
そして、ビーコン制御機７は、自機を新光ビーコン４Ａとして動作させる場合には、繰り返し送信するすべての下りフレームＤＬ１，ＤＬ２又は所定周期ごとの下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドをオンにし、自機を旧光ビーコン４Ｂとして動作させる場合には、その下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドをオフにする。
【０１０１】
このため、新車載機２Ａは、受信した下りフレームＤＬ１，ＤＬ２のフラグフィールドがオンである場合には、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判定でき、オフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、通信相手が旧光ビーコン４Ｂであると判定できる。
【０１０２】
もっとも、上りフレーム群に必ず低速フレームＵＬ１が含まれておれば、通信相手の光ビーコン４の新旧タイプを判定しなくても、両タイプの光ビーコン４との通信が可能である。
その理由は、低速フレームＵＬ１を利用すれば新旧双方の光ビーコン４Ａ，４Ｂと従来通りの通信ができるし、上りフレーム群の他のフレームを一律に高速フレームＵＬ２としても、旧光ビーコン４Ｂがそれを受信できないだけで、特に問題はないからである。
【０１０３】
本実施形態では、新車載機２Ａは、光ビーコン４の新旧判定を行わないタイプであると仮定するが、新車載機２Ａは、下りフレームＤＬ１のフラグフィールドに基づいて光ビーコン４の新旧判定を行った結果、通信相手が新光ビーコン４Ａであると判明した場合に限り、高速フレームＵＬ２を送信するものであってもよい。
【０１０４】
〔新光ビーコンの上位互換制御〕
図６は、本実施形態の光ビーコン４である、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７が行う上位互換制御を示すフローチャートである。
図６に示すように、新光ビーコン４Ａのビーコン制御機７は、フラグフィールドをオンに設定した下りフレームＤＬ１を所定周期で繰り返しダウンリンク送信することにより（図６のステップＳＴ１）、自機が新光ビーコン４Ａであることを外部に通知している。
【０１０５】
この状態で、ビーコン制御機７は、上りフレームＵＬ１を受信したか否かを判定し（図６のステップＳＴ２）、その受信を検出するまで、ステップＳＴ１のダウンリンク送信を継続する。
上りフレームＵＬ１の受信を検出すると、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１の送信主体が、高速の伝送速度（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）に対応する新車載機２Ａであるか否かを判定する（図６のステップＳＴ３）。
【０１０６】
このステップＳＴ３の判定は、例えば、光受信部１１で受信された上りフレームＵＬ１の伝送速度が、高速であったか低速であったかによって行うことができる。この場合、受信した上りフレームＵＬ１が高速であれば、送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、低速であれば、送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
また、新車載機２Ａの車載制御機２１が、自機が高速アップリンク送信対応の新車載機２Ａである旨の車載機識別情報を、上りフレームＵＬ１に含める規約を採用してもよい。
【０１０７】
具体的には、光送信部２３がアップリンク送信する上りフレームＵＬ１のヘッダ部に、車載機２の新旧タイプを示すフラグフィールド（例えば、図７の「車載機種別」）を予め定義しておく。
そして、新車載機２Ａの車載制御機２１は、自機を新車載機２Ａとして動作させる場合は、高速で送信する上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオンにし、自機を旧車載機２Ｂとして動作させる場合は、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドをオフにする。
【０１０８】
このため、かかる規約を採用すれば、ビーコン制御機７は、受信した上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオンである場合には、その送信主体が新車載機２Ａであると判定でき、上りフレームＵＬ１のフラグフィールドがオフの場合や当該フラグフィールドが検出できなかった場合には、その送信主体が旧車載機２Ｂであると判定できる。
【０１０９】
ステップＳＴ３の判定結果が肯定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が新車載機２Ａの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に新車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ４）。
新車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報に加え、信号情報や充電ステーション情報などの新車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２を、繰り返し送信することによって行われる。
【０１１０】
ステップＳＴ３の判定結果が否定的である場合、すなわち、上りフレームＵＬ１の送信主体が旧車載機２Ｂの場合は、ビーコン制御機７は、ダウンリンク切り替え後に旧車載機用のダウンリンク送信を行う（図６のステップＳＴ５）。
この旧車載機用のダウンリンク送信は、渋滞情報、区間旅行時間情報及び事象規制情報などの旧車載機向けの提供情報を含む下りフレームＤＬ２だけを、繰り返し送信することによって行われる。
【０１１１】
なお、前述の通り、ダウンリンク切り替え後に行われるステップＳＴ４，ＳＴ５の下りフレームＤＬ２のダウンリンク送信は、ダウンリンク切り替え時点から所定時間（例えば、２５０ｍｓ）が経過するまで行われる。
【０１１２】
〔送信中断期間を設けない場合の路車間通信〕
図９は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けずに上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２ＡがＩＤ確認を失敗する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
【０１１３】
図９において、Ｕ１〜Ｕ４は、下りフレームＤＬ１を検出した新車載機２Ａがアップリンク送信する、複数の上りフレーム（上りフレーム群）ＵＬ１，ＵＬ２を示している。
図９では、上りフレーム群のフレーム数が４フレームになっているが、そのフレーム数は４つに限定されるものではなく、例えば、高速フレームＵＬ２が３つ以上送信される場合もあるし、比較的長いデータ長である高速フレームＵＬ２が１つだけ送信される場合もあり得る。
【０１１４】
また、ハッチングを付していない上りフレームＵ０は、伝送速度が低速（本実施形態では６４ｋｂｐｓ）の「低速フレーム」であることを示し、ハッチングを付した上りフレームＵ２〜Ｕ４は、伝送速度が高速（本実施形態では２５６ｋｂｐｓ）の「高速フレーム」であることを示している。
なお、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の図示上の区別については、図１０の路車間通信においても同様である。
【０１１５】
プローブ情報などの大容量のデータをアップリンク送信する場合には、低速フレームＵ０にデータを格納しきれないことが多い。そこで、図９の例では、新車載機２Ａが合計３つの高速フレームＵ１〜Ｕ３を低速フレームＵ０の後に続けて送信している。
具体的には、新車載機２Ａは、ダウンリンク領域ＤＡにおいて下りフレームＤＬ１を受信すると、低速フレームＵ０を即座に低速でアップリンク送信し、それに続けて高速フレームＵ１〜Ｕ３をアップリンク送信する。
【０１１６】
なお、本実施形態では、新車載機２Ａが通信相手の新旧を判定しない場合を想定しているので、低速フレームＵ０と高速フレームＵ２〜Ｕ４の連続送信は、新車載機２Ａの通信相手が新光ビーコン４Ａか旧光ビーコン４Ｂかに拘わらず実行される。
新車載機２Ａの通信相手の光ビーコン４は、上りフレーム群に含まれる低速フレームＵ０の受信完了を契機として、そのヘッダ部から車両ＩＤ値を抽出し、その値を車線通知情報に格納した折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
【０１１７】
すなわち、光ビーコン４が新光ビーコン４Ａの場合は、低速フレームＵ０の「車載機種別」の値が「６」でかつ「情報種別」の値が「１」であることを検出すると、折り返しフレームの連送とダウンリンク切り替えを行う。
また、光ビーコン４が旧光ビーコン４Ｂの場合は、上記のような種別判定を行うことができないので、低速フレームＵ０の受信が完了すると、従来通り、即座に折り返しフレームの連送とダウンリンクを行う。
【０１１８】
このように、旧光ビーコン４Ｂは、大容量のアップリンク送信はされないという想定の下で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を受信すると、即座に折り返しフレームを連送してダウンリンク切り替えを出来るだけ素早く行う運用になっており、新光ビーコン４Ａも、旧車載機２Ｂとの互換性を維持するため、低速フレームＵ０の受信完了を契機としてダウンリンク切り替えを即座に行うようになっている。
従って、図９に示すように、高速フレームＵ１〜Ｕ３の送信期間（図９の例ではＵ３）によっては、その送信中に折り返しフレームが新車載機２Ａに到達することがある。
【０１１９】
この場合、新車載機２Ａが半二重通信方式を採用している場合には、光受信部２４に折り返しフレームが届いているにも拘わらず、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを新車載機２Ａが察知できない。
また、この場合、図９に破線で示すように、新車載機２Ａは、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０を含む大容量の上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信する。
【０１２０】
この現象は、ダウンリンク情報に含めるべき車線通知情報以外の提供情報のデータ量が多いほど発生しやすくなる。
その理由は、提供情報のデータ量が多くなるほど、新光ビーコン４Ａが繰り返し送信する下りフレームＤＬ２に折り返しフレームを含める頻度が少なくなるため、新車載機２Ａがループバックを認識できない確率が高くなるためである。
【０１２１】
従って、ダウンリンク切り替え後に定期的（図９の例では５フレームごと）にダウンリンク送信される折り返しフレームについても、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信期間と重なるタイミングになって、新車載機２Ａが受信できる可能性が低くなることがある。
この場合、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３を再送信した後でも、新車載機２Ａが折り返しフレームに気付かず、上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３のアップリンク送信（再送）が無駄に継続されることになる。
【０１２２】
そして、新車載機２Ａがアップリンク送信するフレーム数が多いほど、折り返しフレームに気付かないままアップリンク領域ＵＡにおいて上りフレーム群Ｕ０〜Ｕ３の送信が継続される可能性が増すことになる。
従って、より多くのデータを新光ビーコン４Ａにアップリンクしようとする新車載機２Ａほど、限られた期間（例えば２５０ｍｓ）にしか送信されない下りフレームＤＬ２の受信機会を大幅に喪失したり、極端な場合は、下りフレームＤＬ２を受信できずに通信領域Ａを通過したりするという、不合理な結果になるおそれがある。
【０１２３】
〔送信中断期間を設ける場合の路車間通信〕
図１０は、新車載機２Ａが「送信中断期間」を設けて上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を送信するため、新車載機２Ａが、ＩＤ確認を成功する場合の路車間通信を示すシーケンス図である。
図１０の例では、新車載機２Ａが低速フレームＵ０の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送する場合に、最初の低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に「送信中断期間」を設けることにより、折り返しフレームの不達に伴う上述の問題点を解決している。
【０１２４】
この「送信中断期間」は、新車載機２Ａが、自機が行う車両ＩＤのループバックの成功を確認するとともに、高速フレームＵ１の送信の準備をするために必要な所定の時間長に設定される。
例えば、新光ビーコン４ＡがＩＤ格納フレームＵ０の受信から下りフレームＤＬ２の送信開始までに５〜１０ｍ秒程度要すると仮定し、さらに、新車載機２Ａが自車の車両ＩＤのループバックを確認し、高速フレームＵ１の送信を開始するのに必要な遅延時間を１０ｍ秒と仮定すれば、送信中断期間は概ね１５〜２０ｍ秒の範囲で設定すればよい。
【０１２５】
かかる送信中断期間を設けることにすれば、ダウンリンク切り替え後に連送される折り返しフレームが当該期間中に新車載機２Ａの光受信部２４に到達し、新車載機２Ａは、受信した折り返しフレームに含まれる車両ＩＤが自機のものと一致するか否かを判定することにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認できる。
上記の確認の後、新車載機２Ａは、高速フレームＵ１〜Ｕ３を連送し、その連送が終了したあと、自機の通信を受信に切り替える。
【０１２６】
このように、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１の間に送信中断期間を設ける新車載機２Ａによれば、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、新光ビーコン４Ａが車両ＩＤを認識済みであることを確実に察知することができる。
このため、複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の送信を新車載機２Ａが無駄に継続することによる、下りフレームＤＬ２の受信機会の喪失を未然に防止することができる。
【０１２７】
送信中断期間を設定する方法としては、車載制御機２１が消灯状態を示す信号をその期間中に光送信部２３に出力し続ける方法や、その期間の始期に光送信部２３の発光素子への電源供給を停止して消灯させ、その期間の終期に発光素子への電源供給を再開して再発光させる方法がある。
また、光信号が光ビーコン４に到達できない程度に、発光素子のパワーを低下させる方法を採用してもよい。このようにすれば、発光素子の再発光時のパワーの復帰を迅速に行え、上りフレームＵ１の先頭側の同期部の乱れを抑制できるという利点がある。
【０１２８】
一方、何らかの原因（車両２０のフロントガラスの曇り等）で、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０が新光ビーコン４Ａに届かなかった場合には、光ビーコン４が折り返しフレームを返して来ないので、新車載機２Ａはループバックの成功を確認できない。
そこで、新車載機２Ａは、送信中断期間にループバックの成功を確認できなかった場合には、図１０に破線で示すように、ＩＤ格納フレームである低速フレームＵ０のみを光送信部２３に再送信させ、再送信した低速フレームＵ０の後を送信中断期間とする。
【０１２９】
従って、再送信した低速フレームＵ０を新光ビーコン４Ａが正規に受信できた場合は、上述と同様に、送信中断期間に新光ビーコン４Ａから受信した折り返しフレームにより、車両ＩＤのループバックの成功を確認することができる。
【０１３０】
図１０の例において、最初の上りフレームである低速フレームＵ０のデータサイズは、できるだけ小さいことが好ましい。例えば、多くとも高速フレームＵ１〜Ｕ４のいずれか１つよりも小さいことが好ましい。
より好ましくは、例えば、低速フレームＵ０に格納するデータを、車両ＩＤ情報、ビーコン間の旅行時間や新車載機２Ａが対応するサービス種別等の必要最小限とすることにより、低速フレームＵ０のデータサイズを、１回の通信で送信する複数の上りフレームＵ０〜Ｕ３の中で最小（例えば、実データ部で５バイト程度）に設定することが好ましい。
【０１３１】
その理由は、再送信の可能性がある低速フレームＵ０のフレーム長が長ければ、その分だけ、低速フレームＵ０を再送信した場合の、アップリンク送信が可能な残り時間が少なくなり、アップリンク送信する予定の複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３のうちの、例えば最後の高速フレームＵ３が新光ビーコン４Ａに正常に到達しなくなる可能性があるからである。
【０１３２】
なお、図１０の例において、新車載機２Ａが、下りフレームＤＬ１や送信中断期間中に受信した下りフレームＤＬ２に含まれるビーコン識別フラグに基づいて、通信相手が高速アップリンク受信に対応する新光ビーコン４Ａか非対応の旧光ビーコン４Ｂかを判定し、その判定結果に応じて、送信中断期間の後に高速フレームＵ１〜Ｕ３を送信するか否かを決定するようにしてもよい。
【０１３３】
上記の通り、新光ビーコン４Ａの通信相手としては、低速フレームＵ０と高速フレームＵ１〜Ｕ３の間に送信中断期間を設けてアップリンク送信する新車載機２Ａ（図１０）であることが好ましいが、送信中断期間を設けずに上りフレームＵ０〜Ｕ３を連続送信する新車載機２Ａ（図９）であってもよい。
その理由は、高速フレームＵＬ２のフレーム数や送信時間を少なめに設定すれば、特に送信中断期間を設けなくても、低速フレームＵＬ１に対応してダウンリンクされた折り返しフレームを、新車載機２Ａが適切に受信し得るからである。
【０１３４】
〔高速フレームの不感領域による問題点〕
図１１は、高速フレームＵＬ２の不感領域の一例を示す説明図である。
図１１において、実線のエリアＲＡ１は、光受信部１１が低速フレームＵＬ１を実際に受信可能なエリアを示し、仮想線のエリアＲＡ２は、光受信部１１が高速フレームＵＬ２を実際に受信可能なエリアを示している。
【０１３５】
また、図１１において、Ｐ１は、低速フレームＵＬ１を受信可能なエリアＲＡ１の所定高さＨ（例えば、Ｈ＝１．０ｍ）における最上流端（以下、「第１上流端」という。）であり、Ｐ２は、高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアＲＡ２の所定高さＨにおける最上流端（以下、「第２上流端」という。）である。
なお、この場合の「受信可能」とは、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２を、所定のビットエラーレート（例えば、規格値では１０−５）以下で受信できることを意味する。
【０１３６】
ここで、図１１に示すように、エリアＲＡ１の車両進行方向の範囲は、エリアＲＡ２の同方向の範囲よりも広くなる。
かかる範囲の広狭差を、第１上流端Ｐ１と第２上流端Ｐ２の位置関係で換言すると、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２の受光に同じレンズを用いる通常の光受信部１１では、第１上流端Ｐ１が第２上流端Ｐ２よりも上流側に位置するということになる。その理由は、次の通りである。
【０１３７】
すなわち、新光ビーコン４Ａに搭載する光受信部１１のフィルタ回路３４（図１２参照）では、上りの電気信号を外乱（ダウンリンク光や太陽光の反射光を受光素子が感知して生じた電気信号）と分離するために、上り帯域の電気信号（本実施形態では６４ｋｂｐｓと２５６ｋｂｐｓ）は通過させるが、下り帯域の電気信号（本実施形態では１０２４ｋｂｐｓ）を含む約５００ｋＨｚ以上の帯域成分を遮断する周波数特性を有するものを用いる必要がある。
【０１３８】
従って、遮断周波数に近い高速フレームＵＬ２の方が低速フレームＵＬ１よりもフィルタ回路３４に対する透過性がやや落ち、その結果、新光ビーコン４Ａの受信性能としては、高速フレームＵＬ２の方が低速フレームＵＬ１よりも若干悪くなる。
かかる伝送速度の差による受信性能の差が、そのまま低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２の受信可能な範囲の広狭となって表れ、低速フレームＵＬ１を実際に受信可能な「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１が、高速フレームＵＬ２を実際に受信可能な「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２よりも上流側になる。
【０１３９】
このため、図１１における第１上流端Ｐ１から第２上流端Ｐ２までの領域は、低速フレームＵＬ１を受信可能であるが高速フレームＵＬ２を受信不能な領域（以下、「不感領域」という。）Ｆとなる。
ところで、例えば図１０の路車間通信のように、新車載機２Ａが最初に低速フレームＵＬ１を送信し、その後に受信する折り返しフレームで自身車両ＩＤを確認してから、高速フレームＵＬ２を送信する通信規約を採用すると、車両２０の走行速度によっては、不感領域Ｆにおいて新車載機２Ａが高速フレームＵＬ２を送信することもあり得る。
【０１４０】
特に、車両２０が例えば１０ｋｍ／ｈ以下の低速で通信領域Ａを通過するような場合には、新車載機２Ａが、低速フレームＵＬ１のアップリンク送信→ダウンリンク切り替え後の折り返しフレームのダウンリンク受信→高速フレームＵＬ２のアップリンク送信までの一連の送受信を、すべて不感領域Ｆで行う場合がある。
このように、新車載機２Ａが不感領域Ｆにおいて高速フレームＵＬ２を送信すると、その高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できない。
【０１４１】
また、新車載機２Ａがダウンリンク受信する時間を確保するために、高速フレームＵＬ２に再送チャンスを与えない通信規約を採用する場合には、新車載機２Ａが不感領域Ｆで送信した高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが取り逃がすと、その高速フレームＵＬ２を取得できる可能性がなくなってしまう。
【０１４２】
そこで、本実施形態では、第２上流端Ｐ２が第１上流端Ｐ１よりも上流側又は実質的に同じ位置となる位置設定を行うことにより、不感領域Ｆの発生を防止し、新光ビーコン４Ａが高速フレームＵＬ２を確実に受信できるようにしている。
以下、かかる第１及び第２上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定方法の具体例を説明する。
【０１４３】
〔第１及び第２上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定方法〕
本実施形態の新光ビーコン４Ａでは、光受信部１１の受信回路を構成する回路素子（例えば、図１２のフィルタ回路３４等）に対する定数を適切な値に設定する回路設計を行うことにより、「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２が、「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側となるように、それらの上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定を行うようにしている。
【０１４４】
図１２は、新光ビーコン４Ａの回路構成例を示す機能ブロック図である。
図１２に示すように、ビーコンヘッド８は、前述の光送信部１０と光受信部１１とを備えている。また、ビーコン制御機７は、光通信制御のための通信ＩＣ２８と、デジタル信号処理を行うメインＣＰＵ３０とを含む。
なお、図１２では図示していないが、ビーコン制御機７は、メインＣＰＵ３０に入出力される「上りデータ」や「下りデータ」を一時的に記憶するメモリも備えている。
【０１４５】
ビーコンヘッド８の光送信部１０は、発光素子３６及び駆動回路３７を有する。発光素子３６は、入力された電気信号をダウンリンク方向の光信号に変換する発光素子（例えば、発光ダイオード（Light Emitting Diode）：以下、「ＬＥＤ」ともいう。）よりなる。
通信ＩＣ２８は、メインＣＰＵ３０から取得した下りデータを所定の符号化方式（例えば、マンチェスター符号）にて変換して、所定周期のシリアルな電気信号よりなるパルス信号３８を生成し、このパルス信号３８を駆動回路３７に出力する。
【０１４６】
駆動回路３７は、通信ＩＣ２８から入力されたパルス信号３８をベースとして、ＬＥＤ３６の駆動電圧を発生するスイッチング素子を含み、発生した駆動電圧をＬＥＤ３６に出力して当該ＬＥＤ３６を駆動する。
これにより、ＬＥＤ３６が、近赤外線よりなる所定の伝送速度（本実施形態では、１０２４ｋｂｐｓ）のダウンリンク光をビーコンヘッド８の外部に送出する。
【０１４７】
ビーコンヘッド８の光受信部１１は、受光素子３２、増幅器３３、フィルタ回路３４及びコンパレータ３５を有する。受光素子３２は、受光したアップリンク方向の光信号を電気信号に変換する受光素子（例えば、フォトダイオード（Photo Diode）：以下、「ＰＤ」ともいう。）よりなる。
【０１４８】
増幅器３３は、高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）で動作する高速用増幅回路よりなる。増幅器３３は、ＰＤ３２にて変換された電気信号を高速帯域で動作して増幅し、増幅後の電気信号を後段のフィルタ回路３４に出力する。
フィルタ回路３４は、少なくとも高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）の成分を抽出できるローパスフィルタよりなる。フィルタ回路３４は、低速成分から高速成分までをカバーするバンドパスフィルタであってもよい。
【０１４９】
フィルタ回路３４は、増幅された電気信号から低速成分又は高速成分を抽出し、抽出した低速信号又は高速信号をコンパレータ３５に出力する。
コンパレータ３５は、高速信号と閾値との比較が可能な高速用コンパレータよりなる。コンパレータ３５は、入力された低速信号又は高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号（ビットデータ）を通信ＩＣ２８に出力する。
【０１５０】
通信ＩＣ２８は、先頭５バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定するとともに受信クロックを再生し、再生したクロックにてビットデータをサンプリングすることにより、上りフレームＵＬ１，ＵＬ２に含まれる上りデータを再生する。また、通信ＩＣ２８は、再生した上りデータをメインＣＰＵ３０に送る。
【０１５１】
図１３（ａ）は、新光ビーコン４Ａに適したフィルタ回路３４の回路構成例を示す図であり、図１３（ｂ）は、そのフィルタ回路３４の周波数特性を示すグラフである。
このフィルタ回路３４は、増幅器３３が出力する増幅信号から下りフレームＤＬ１，ＤＬ２の帯域の信号成分を除去する機能を有し、図１３（ａ）に示すように、第１コイルＬ１と第１コンデンサＣ１とから構成された第１トラップ回路４３と、第２コイルＬ２と第２コンデンサＣ２とから構成された第２トラップ回路４４とを含む。
【０１５２】
第１及び第２トラップ回路４３，４４は、それぞれ並列ＬＣ回路を構成している。
第１トラップ回路４３は、一端が増幅器３３に接続されるとともに、他端が第２トラップ回路４４に接続されている。
第２トラップ回路４４は、一端が第１トラップ回路４３に接続されるとともに、他端がコンパレータ３５に接続されている。従って、第１トラップ回路４３及び第２トラップ回路４４は、それぞれ互いに直列に接続されている。
【０１５３】
フィルタ回路３４は、一端が第１トラップ回路４３の前段に接続され他端が接地された第３コンデンサＣ３と、一端が両トラップ回路４３，４４の接続部に接続され他端が接地された第４コンデンサＣ４と、一端が第２トラップ回路４４の後段に接続され他端が接地された第５コンデンサＣ５とを更に備えている。
これらの第３〜第５コンデンサＣ３〜Ｃ５と両コイルＬ１，Ｌ２とは、５次のバタワース型のローパスフィルタを構成している。
【０１５４】
すなわち、本実施形態のフィルタ回路３４は、第３〜第５コンデンサＣ３〜Ｃ５と、両コイルＬ１，Ｌ２とによって構成されたローパスフィルタ回路４５を更に有する回路構成となっている。
つまり、フィルタ回路３４は、コイルＬ１，Ｌ２を兼用した状態となるように重畳された、ローパスフィルタ回路４５と両トラップ回路４３，４４とを備えている。
【０１５５】
上記回路構成のフィルタ回路３４によれば、コイルＬ１，Ｌ２のインダクタンスとコンデンサＣ１〜Ｃ５のキャパシタンスを適当な値に設定することにより、例えば図１３（ｂ）に示す周波数特性を示すアナログフィルタを構成できる。
図１３（ｂ）の周波数特性では、約６００ｋＨｚの部分と、約１．１ＭＨｚの部分において利得が極小であり、約５００ｋＨｚ付近で急激な利得の低下が見られ、５００ｋＨｚより高い周波数帯域では利得が低い値で現れ、電力が遮断されている。
【０１５６】
また、図１３（ｂ）の周波数特性では、低速フレームＵＬ１の伝送速度である６４ｋｂｐｓでの利得が、高速フレームＵＬ２の伝送速度である２５６ｋｂｐｓでの利得よりも小さくなっている。
このため、低速フレームＵＬ１の方が高速フレームＵＬ２よりもフィルタ回路３４に対する透過性がやや落ち、その結果、低速フレームＵＬ１の受信性能の方が高速フレームＵＬ２の受信性能よりも若干悪くなる。
【０１５７】
この伝送速度の差による受信性能の差は、そのまま、低速フレームＵＬ１と高速フレームＵＬ２を受信可能なエリアの差となって表れる。
従って、図１３（ｂ）の周波数特性を有するフィルタ回路３４を採用すれば、図１１に示す第１上流端Ｐ１と第２上流端Ｐ２の位置関係が逆転し、高速フレームＵＬ２を実際に受信可能なエリアＲＡ２の最上流端である第２上流端Ｐ２を、低速フレームＵＬ１を実際に受信可能なエリアＲ１の最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側に設定できる。
【０１５８】
このように、図１２及び図１３に示す本実施形態の新光ビーコン４Ａによれば、光受信部１１の受信回路を構成する回路素子の定数を適切に設定することにより、「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ１が「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側（或いは、実質的に同じ位置でもよい。）に設定されているので、図１１に示すような、低速フレームＵＬ１は受信できるが高速フレームＵＬ２を受信できない不感領域Ｆが生じない。
【０１５９】
このため、不感領域Ｆにおいて新車載機２Ａが低速フレームＵＬ１を送信することにより、その後に新車載機２Ａが送信する高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できなくなるのを未然に防止することができる。従って、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を適切に受信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａが得られる。
【０１６０】
図１４は、新光ビーコン４Ａに適した増幅器３３の周波数特性の一例を示すグラフである。
図１３に示すフィルタ回路３４の代わりに、図１４に示す周波数特性の増幅器３３を採用することにしても、上記と同様の作用効果が得られる。すなわち、図１４に実線で示すように、マルチレート対応の増幅器３３では、低速域（６４ｋｂｐｓ）から高速域（２５６ｋｐｂｓ）を含む周波数帯域でほぼ同じ利得が得られるように、アンプを構成する回路素子の定数を設定するのが通常である。
【０１６１】
この点、図１４の増幅器３３では、仮想線に示すように、低速域（６４ｋｂｐｓ）での利得が高速域（２５６ｋｐｂｓ）での利得よりも小さくなるように、アンプを構成する回路素子の定数が設定されている。
従って、この場合も、コンパレータ３５に入力される電気信号に関して、低速フレームＵＬ１の受信性能の方が高速フレームＵＬ２の受信性能よりも若干悪くなるので、低速フレームＵＬ１のエリアＡＲ１を高速フレームＵＬ２のエリアＡＲ２よりも狭めることができる。
【０１６２】
もっとも、フィルタ回路３４及び増幅器３３のうちのいずれか一方を構成する回路素子の定数を設定するだけでなく、それらの双方の回路素子の定数を適切に設定することにより、コンパレータ３５における利得に差を付けることにしてもよい。
【０１６３】
〔第１及び第２上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定方法の変形例〕
この変形例では、光受信部１１が２系統の受信系１１Ａ，１１Ｂを備える場合を想定している。そして、これらの受信系１１Ａ，１１Ｂに対する光学的設定を適切に行うことにより、「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２が「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側となるように、それらの上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定を行うようにしている。
【０１６４】
図１５は、変形例に係る新光ビーコン４Ａの回路構成例を示す機能ブロック図である。
図１５に示すように、この場合の新光ビーコン４Ａでは、光受信部１１が、低速フレームＵＬ１を受信するための低速用受信系１１Ａと、高速フレームＵＬ２を受信するための高速用受信系１１Ｂとを備えており、光受信部１１の受信系１１Ａ，１１Ｂが低速用と高速用の２系統になっている。
【０１６５】
両受信系１１Ａ，１１Ｂのうち、低速用受信系１１Ａは、図１５の左側から順に、レンズ３１Ａ、ＰＤよりなる受光素子３２Ａ、増幅器３３Ａ、フィルタ回路３４Ａ及びコンパレータ３５Ａを有する。
増幅器３３Ａは、低速帯域（本実施形態では、６４ｋｂｐｓ）で動作する低速用増幅回路よりなる。フィルタ回路３４Ａは、低速帯域成分を抽出できるフィルタ回路であり、コンパレータ３５Ａは、低速信号と閾値との比較が可能な低速用コンパレータよりなる。
【０１６６】
高速用受信系１１Ｂは、図１５の左側から順に、レンズ３１Ｂ、ＰＤよりなる受光素子３２Ｂ、増幅器３３Ｂ、フィルタ回路３４Ｂ及びコンパレータ３５Ｂを有する。
増幅器３３Ｂは、高速帯域（本実施形態では、２５６ｋｂｐｓ）で動作する高速用増幅回路よりなる。フィルタ回路３４Ｂは、高速帯域成分を抽出できるフィルタ回路であり、コンパレータ３５Ｂは、高速信号と閾値との比較が可能な高速用コンパレータよりなる。
【０１６７】
図１６は、両受信系１１Ａ，１１Ｂが上りフレームＵＬ１，ＵＬ２をそれぞれ受信可能なエリアＲＡ１，ＲＡ２を示す側面図である。
図１６に示すように、低速用のレンズ３１Ａは、ＰＤ３２Ａの受光面に対向した状態でビーコンヘッド８に取り付けられている。同様に、高速用のレンズ３１Ｂは、ＰＤ３２Ｂの受光面に対向した状態でビーコンヘッド８に取り付けられている。
【０１６８】
各レンズ３１Ａ，３１Ｂは、それらの光軸方向がいずれも斜め下方に向くように、各レンズ３１Ａ，３１Ｂがビーコンヘッド８に取り付けられている。
そして、それらの光軸方向を互いに非平行にセットしたり、焦点距離が異なるレンズ３１Ａ，３１Ｂを採用したりすることにより、エリアＲＡ１の上流側斜辺の傾斜角度がエリアＲＡ２の上流側斜辺の傾斜角度よりも大きくなっている。
【０１６９】
このため、高速用受信系１１ＢのエリアＲＡ２の最上流端Ｐ２が、低速用受信系１１ＡのエリアのＲＡ１の最上流端Ｐ１よりも上流側となるように、各受信系１１Ａ，１１Ｂのレンズ３１Ａ，３１Ｂに対する光学的設定が行われている。
なお、エリアＲＡ２の最上流端Ｐ２は、必ずしもエリアＲＡ１の最上流端Ｐ１の上流側でなくてもよく、その最上流端Ｐ１と実質的に同じ位置となるように、光学的設定を行うことにしてもよい。もっとも、エリアＲＡ１，ＲＡ２の下流端を一致させる必要はない。
【０１７０】
このように、図１５及び図１６の変形例に係る新光ビーコン４Ａによれば、低速用受信系１１Ａと高速用受信系１１Ｂに対して上記の光学的設定を行うことにより、「物理的」な最上流端である第２上流端Ｐ２が、「物理的」な最上流端である第１上流端Ｐ１よりも上流側（或いは、実質的に同じ位置でもよい。）に設定されているので、低速フレームＵＬ１は受信できるが高速フレームＵＬ２を受信できない不感領域Ｆが生じない。
【０１７１】
このため、不感領域Ｆにおいて新車載機２Ａが低速フレームＵＬ１を送信することにより、その後に新車載機２Ａが送信する高速フレームＵＬ２を新光ビーコン４Ａが受信できなくなるのを未然に防止することができる。従って、低速フレームＵＬ１の後に送信される高速フレームＵＬ２を適切に受信できる、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａが得られる。
【０１７２】
また、図１５及び図１６の変形例に係る新光ビーコン４Ａによれば、両受信系１１Ａ，１１Ｂのレンズ３１Ａ，３１Ｂの受光方向を定める光学的設定により、各々のエリアＲＡ１，ＲＡ２の上流端Ｐ１，Ｐ２の位置設定を行うので、光受信部１１のフィルタ回路３４に対する定数設定などの回路設計による位置設定の場合に比べて、当該位置設定をより確実に行うことができる。
【０１７３】
〔第１及び第２上流端の位置関係を確認するための検査方法〕
上述の通り、アップリンク方向でマルチレート対応の新光ビーコン４Ａを用いた光通信において、新車載機２Ａが低速フレームＵＬ１→送信中断期間→高速フレームＵＬ２の順でアップリンクを行う通信規約の場合（図１０の通信手順の場合）には、新光ビーコン４Ａを設置した後のダウンリンク領域ＤＡに、不感領域Ｆ（図１１参照）が発生するのを未然に防止せねばならない。
【０１７４】
このため、新光ビーコン４Ａを製品化するに当たっては、第１及び第２上流端Ｐ１，Ｐ２の位置関係を確認するための検査方法、すなわち、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２が、低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１よりも上流側になっているか否かを確認するための、新たな検査方法を導入する必要がある。
以下、図１７を参照しつつ、この新たな検査方法の内容を説明する。
【０１７５】
図１７は、第１及び第２上流端Ｐ１，Ｐ２の位置関係を確認するための検査方法の原理を示す説明図である。
図１７に示すように、この検査方法に用いる検査システムは、新光ビーコン４Ａに用いる投受光器（光受信器）４０と、新車載機２Ａに用いる発光器（光源）４１と、ビットエラー試験機４２とを含む。投受光器４０は、アップリンク方向にマルチレート対応のビーコンヘッド８よりなる。発光器４１は、新車載機２Ａに搭載する光送信部２３と同等の、低速及び高速フレームＵＬ１，ＵＬ２のアップリンク光を送信可能な発光器よりなる。
【０１７６】
ビットエラー試験機（以下、単に「試験機」ともいう。）４２は、所定の通信回線にて投受光器４０及び発光器４１に接続されている。
試験機４２は、通信回線を介して、低速（６４ｋｂｐｓ）又は高速（２５６ｋｂｐｓ）のシリアルな電気信号を送信可能である。発光器４１は、試験機４２から入力された電気信号の速度に応じて発光を繰り返し、近赤外光よりなる低速フレームＵＬ１又は高速フレームＵＬ２を送出する。
【０１７７】
投受光器４０は、発光器４１から受光した光信号を電気信号に変換し、変換された電気信号を二値信号にデジタル化してビットエラー試験機４２に送信する。
また、ビットエラー試験機４２は、投受光器４０から入力されたデジタル信号（受信信号）に含まれるビットエラーレート（Bit Error Rate：ＢＥＲ）の算出を行うことができる。
【０１７８】
図１７において、「Ｘ方向」は車両進行方向の位置座標を示し、投受光器４０の真下を原点（Ｘ＝０）として、上流側（図示の右側）を正とする。「Ｙ方向」は高さ方向の位置座標を示し、後述の基準面ＢＬの高さを原点（Ｙ＝０）として、上側を正とする。
「ＢＬ」は道路から１．０ｍの高さの基準面である。「Ｈ０」は基準面ＢＬからの投受光器４０の設置高さ（例えば、Ｙ＝４．５ｍ）を示し、「Ｌ０」はダウンリンク領域ＵＡの上流端の基準位置Ｑ０（例えば、Ｘ＝６．０４ｍ）を示し、「Ｃ０」は互いに直交するＬ０とＨ０とを繋ぐ斜辺長を示す。
【０１７９】
発光器４１が送出した光信号の投受光器４０における到達光量は、投受光器４０までの距離の変動に関係なく、従前の規約で必要とされる所定値（例えば、尖頭値で０．３μＷ／ｃｍ２）に設定するものとする。
すなわち、投受光器４０の受光面（筐体の受光窓面）４０Ａにおける光量が、尖頭値で０．３μＷ／ｃｍ２となるように、発光器４１の発光量を調整する。測定場所は、暗室が望ましいが、非暗室の場合は、測定に支障のない照明の明るさとする。
【０１８０】
反射光の影響は、測定に支障のないように暗幕など必要に応じて使用するものとする。ただし、ダウンリンク光の路面からの反射光相当の光量（例えば、０．５μＷ／ｃｍ２）が生じる環境とする。
到達光量はビーコンヘッド８の前面に測定器（例えば光パワーメーター）を設置して行い、その俯角は、６０度±５度とする。発光器４１の光軸は、２５６ｋｂｐｓ対応の新車載機２Ａの設置角（例えば４５度）相当の仰角とし、車線幅方向に対して直角とする。
【０１８１】
以上の測定条件において、次の工程１〜６を実施することにより、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２のＸ座標値が、低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１のＸ座標値以上となっている否かを検証する。
工程１）  基準位置Ｑ０よりも十分に上流側に遠い測定位置Ｑ１（例えば、 Ｘ＝７．０ｍ）に発光器４１を設置し、投受光器４０の受光面４０Ａでの到達光量が上記所定値となるように、発光器４１の発光量を調整する。
【０１８２】
なお、上記の工程１において、「基準位置Ｑ０よりも十分に上流側に遠い」とは、ビットエラーレートが所定の閾値（例えば、１×１０−５）を明らかに超える程度に、当初の測定位置Ｑ１のＸ座標値が大きいことを意味する。
工程２）  ビットエラー試験機４２から、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる低速フレームＵＬ１を放射する。
【０１８３】
工程３）  ビットエラー試験機４２により、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
工程４）  発光器４１をＸ方向に沿って下流側に徐々に動かし、当初の測定位置Ｑ１より下流側の測定位置Ｑ２，Ｑ３…において、工程１〜工程３までを繰り返し行い、試験機４２が検出するビットエラーレートが最初に所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下となる限界位置を見つける。ここでは、仮に測定位置Ｑ３が「限界位置」であるとする。
【０１８４】
工程５）  上記の限界位置Ｑ３において、ビットエラー試験機４２から高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる高速フレームＵＬ２を放射する。
工程６）  ビットエラー試験機４２により、高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
【０１８５】
そして、工程６でのビットエラーレートの測定結果が、低速フレームＵＬ１の場合と同じ所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下であれば、試験対象の投受光器４０は「適正」と判定する。
なお、この場合の「適正」とは、不感領域Ｆ（図１１参照）が生じないという意味で適正であること、すなわち、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２のＸ座標値が低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１のＸ座標値以上であることを意味する。
【０１８６】
上記の検査方法において、基準位置Ｑ０よりも上流側に十分に遠い測定位置Ｑ１から徐々に発光器４１を下流側に移動させて限界位置Ｑ３を見つける理由は、上流側から下流側に変化させると、測定誤差等に伴う変動幅を考慮した場合の上流側の限界位置Ｑ３を見つけることができるからである。
また、より条件の厳しい測定を行う場合には、工程４で見つけた限界位置Ｑ３よりも発光器４１を上流側に少し（例えば５ｃｍ）動かしてから、工程５と工程６を実施することもあり得る。
【０１８７】
ところで、投受光器４０の検査方法の１つとして、高速フレームＵＬ２の受信可能範囲の限界値（第２上流端のＸ座標値）と、低速フレームの受信可能範囲の限界値（第１上流端のＸ座標値）をそれぞれ特定し、その特定した限界値を比較する方法も考えられる。
しかし、この方法では、各伝送速度の光信号の受信可能範囲の限界値を、工程１〜３を繰り返して特定せねばならず、非常に手間がかかる検査方法となる。
【０１８８】
この点、上述の検査方法によれば、低速フレームＵＬ１について特定した限界値において、高速フレームＵＬ２を適切に受信できた場合には、投受光器４０を適正と判定するので、双方の伝送速度の光信号についてそれぞれ限界値を特定する必要がない。
このため、双方の伝送速度についての限界値を比較する検査方法に比べて、投受光器４０が適正か否かをより簡便に検査できるという利点がある。なお、この効果は、発光器４１の測定位置を極座標で定義する、後述の検査方法の場合も当てはまる。
【０１８９】
〔発光器のＸ座標値を用いる場合の問題点〕
上述の検査方法では、限界位置Ｑ３を探索する工程４において、発光器４１をＸ方向に沿って下流側に徐々に動かすことになっている。
しかし、発光器４１のＸ座標値を変更する検査方法では、Ｘ座標値の変更に伴って発光器４１から投受光器４０の受光面４０Ａまでの距離も変化することになるので、発光器４１の位置を変更した後に、発光器４１の発光量も微調整する必要があり、検査が面倒になるという問題がある。
【０１９０】
すなわち、当初の測定位置Ｑ１において、投受光器４０での到達光量が所定値（例えば、尖頭値で０．３μＷ／ｃｍ２）となるように、発光器４１の発光量を調整しても、それ以後の測定位置Ｑ２，Ｑ３…では、発光器４１から投受光器４０の受光面４０Ａまでの斜辺距離が徐々に小さくなる。このため、投受光器４０での到達光量を一定に保持するには、各々の測定位置Ｑ２，Ｑ３…において、発光器４１の発光量を微妙に減少させねばならず、この調整が非常に煩雑となる。
【０１９１】
〔投受光器を中心とする極座標位置を用いた検査方法〕
そこで、投受光器４０と発光器４１の相対的な位置関係を、発光器４１の車両進行方向の位置（Ｘ座標値）ではなく、投受光器４０の受光面４０Ａの所定点（例えば、図１７に示す受光面４０Ａの中央点ｄ）を中心とし、かつ、斜辺長Ｃ０を一定とした発光器４１の極座標位置で定義することが好ましい。以下、図１７を参照して、この検査方法の原理を説明する。
【０１９２】
図１７において、軌道Ｔは、受光面４０Ａの中央点ｄ（以下、「中心点ｄ」ともいう。）を通る道路幅方向（図１７の紙面貫通方向）の軸線を回転軸とし、かつ、半径が斜辺長Ｃ０である円弧の軌跡を示している。
ここで、線分ｄ−Ｑ１、線分ｄ−Ｑ２及び線分ｄ−Ｑ３と軌道Ｔとの交点を、それぞれ測定位置Ｔ１〜Ｔ３とすると、各測定位置Ｔ１〜Ｔ３は、中心点ｄから半径Ｃ０が一定の極座標として定義でき、それらの入射角度φ１〜φ３は、Ｘ座標における測定位置Ｑ１〜Ｑ３の場合と投受光器４０に対する方向が対応している。
【０１９３】
すなわち、測定位置Ｑ０での入射角度φを原点（φ＝０）とし、各測定位置Ｔ１〜Ｔ３の入射角度φを、それぞれφ１〜φ３とすると、入射角度φ１の場合の測定位置Ｔ１は、Ｘ座標の測定位置Ｑ１と方向が対応しかつ中心点ｄからの距離がＣ０である。
同様に、入射角度φ２の場合の測定位置Ｔ２は、Ｘ座標の測定位置Ｑ２と方向が対応しかつ中心点ｄからの距離がＣ０であり、入射角度φ３の場合の測定位置Ｔ３は、Ｘ座標の測定位置Ｑ３と方向が対応しかつ中心点ｄからの距離がＣ０である。
【０１９４】
このように、任意の入射角度φにおける軌跡Ｔ上の測定位置は、中心点ｄまでの距離が常に一定（＝半径Ｃ０）であり、Ｘ座標の任意の測定位置と１対１で対応する。また、図１７に示す通り、入射角度φの反時計回りを正とすれば、Ｘ座標との正負も一致する。
従って、前述の検査方法において、発光器４１の測定位置を、半径Ｃ０が一定である中心点ｄ回りの入射角度φを用いた極座標で定義し、軌道Ｔに沿って発光器４１を移動させて入射角度φを変更すれば、中心点ｄまでの距離（＝Ｃ０）を一定としたまま、発光器４１の測定位置を変更することができる。
【０１９５】
一方、発光器４１を軌道Ｔに沿って動かすことは、いわば、中心点ｄを通る道路幅方向の軸線回りに発光器４１を公転させることであるが、この公転による位置関係の変化は、発光器４１を固定して、それと同じ軸線回りに投受光器４０を自転させることによっても達成できる。
すなわち、中心点ｄからの半径Ｃ０が一定の軌道Ｔに沿って、発光器４１を所定の入射角度φ１だけ反時計方向に公転させることは、投受光器４０を中心点ｄ回りに同じ入射角度φ１だけ逆の時計方向に自転させることと等価である。
【０１９６】
同様に、発光器４１を所定の入射角度φ２又はφ３だけ反時計方向に公転させることは、投受光器４０を中心点ｄ回りに同じ入射角度φ２又はφ３だけ逆の時計方向に自転させることと等価であり、この相対関係は任意の入射角度φにおいて成立する。
従って、前述の検査方法において、発光器４１の測定位置を、半径Ｃ０が一定の中心点ｄ回りの入射角度φを用いた発光器４１の極座標で定義する場合には、投受光器４０を中心点ｄ回りに自転させることにしても、中心点ｄまでの距離（＝Ｃ０）を一定としたまま、発光器４１の測定位置を変更できることになる。
【０１９７】
〔投受光器を自転させる場合の検査方法〕
図１８は、投受光器４０を自転させる場合の検査システムの一例を示す説明図である。
図１８に示すように、この検査システムは、投受光器４０、発光器４１及びビットエラー試験機４２の他に、投受光器４０を自転自在に支持する検査用治具４６を備える。
この検査用治具４６は、投受光器４０の筐体を、その受光面４０Ａを外部に露出させた状態で保持できる保持部４７と、保持部４７に連結された支持軸４８とを有する。
【０１９８】
保持部４７は、投受光器４０の筐体を着脱自在に収納できるボックス体よりなり、その左右の側壁部分に一対の上記支持軸４８がそれぞれ連結されている。
各支持軸４８の先端部は、床面に設置された図示しない支持フレームに回転自在に架設され、支持フレームは、支持軸４８の回転角度を位置決めするストッパー機能を有する。このため、検査用治具４６は、保持部４７に収納した投受光器４０の床面に対する取付角度を任意に変更できるとともに、その取付角度を一時的に維持できる。
【０１９９】
また、支持軸４８は、その軸心が投受光器４０の受光面４０Ａの法線方向と直交し、かつ、受光面４０Ａの中央点ｄと概ね一致する位置に取り付けられている。すなわち、支持軸４８の軸心は、受光面４０Ａの中心点ｄを通る道路幅方向（図１８の紙面貫通方向）の軸線とほぼ一致している。
このため、保持部４７が支持フレームに対して相対回転すると、投受光器４０は、受光面４０Ａのほぼ中央点ｄ回りに自転する。
【０２００】
図１７と図１８を対比すれば明らかな通り、図１８の検査システムでは、壁面Ｗに沿った上下方向がＸ方向（車両進行方向）となっており、壁面Ｗと交差する水平方向がＹ方向となっている。
すなわち、図１８の検査システムは、図１７の検査システムを９０度だけ反時計回りに回転させた配置になっており、図１８中のＨ０、Ｌ０及びＣ０は、図１７中のそれらと同じ値である。
【０２０１】
検査用治具４６は、受光面４０Ａの中央点ｄが所定の高さ位置（Ｘ＝０）となるように設置されている。また、発光器４１は、壁面ＷでのＸ座標値がＬ０となる高さ位置に取り付けられ、距離Ｃ０での到達光量が所定値を満たすように、発光量が調整されている。
図１８の検査システムを用いる場合、次の工程ａ１〜ａ６を実施することにより、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２が、低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１とほぼ同じ位置又は上流側となっている否かを検証することができる。
【０２０２】
工程ａ１）  基準位置Ｑ０よりも十分に上流側に遠い測定位置Ｑ１と対応する入射角度φ１（図１７参照）となるように、検査用治具４６をプラス（＋）側に回転させ、投受光器４０の取付角度を調整する。
工程ａ２）  ビットエラー試験機４２から、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる低速フレームＵＬ１を放射する。
【０２０３】
工程ａ３）  ビットエラー試験機４２により、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
工程ａ４）  検査用治具４６をマイナス（−）方向に徐々に回転させ、当初の入射角度φ１よりも小さい入射角度φ２，φ３…において、工程ａ１〜工程ａ３までを繰り返し行い、ビットエラーレートが最初に所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下となる入射角度の限界値を見つける。ここでは、仮に入射角度φ３が「限界値」であるとする。
【０２０４】
工程ａ５）  上記の限界値φ３において、ビットエラー試験機４２から高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる高速フレームＵＬ２を放射する。
工程ａ６）  ビットエラー試験機４２により、高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
【０２０５】
そして、工程ａ６でのビットエラーレートの測定結果が、低速フレームＵＬ１の場合と同じ所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下であれば、試験対象の投受光器４０は「適正」と判定する。
なお、この場合の「適正」も、不感領域Ｆ（図１１参照）が生じないという意味で適正であること、すなわち、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２に対応する入射角度値が低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１に対応する入射角度値以上であることを意味する。
【０２０６】
上記の検査方法において、基準位置Ｑ０よりも上流側に十分に遠い測定位置Ｑ１に対応する入射角度φ１から徐々に光受信器４０をマイナス側（下流側に相当）に回転させて限界値φ３を見つける理由は、大きい入射角度（上流側に相当）から小さい入射角度（下流側に相当）に変化させると、測定誤差等に伴う変動幅を考慮した場合の上流側の限界位置Ｑ３に対応する限界値を見つけることができるからである。
また、より条件の厳しい測定を行う場合には、工程ａ４で見つけた限界値φ３よりも発光器４１をプラス側に少し（例えば０．５度）動かしてから、工程ａ５と工程ａ６を実施することもあり得る。
【０２０７】
図１８では、検査用治具４６を用いて投受光器４０を自転させる場合を例示したが、投受光器４０を固定した状態で、発光器４１を公転させることにしてもよい。
もっとも、この場合、半径Ｃ０の円弧状のレール部材を壁面Ｗに設置し、発光器４１をこのレール部材に沿って移動させる駆動機構を設ける必要があるため、検査システムの構造が複雑になるという欠点がある。従って、検査システムの簡素化を図るためには、投受光器４０を自転させる図１８の検査システムを採用することが好ましい。
【０２０８】
〔発光器を中心とする極座標位置を用いた検査方法〕
一方、投受光器４０と発光器４１の相対的な位置関係を、発光器４１の車両進行方向の位置（Ｘ座標値）ではなく、発光器４１に含まれる発光素子の発光点（例えば、図１９に示す点ｃ）を中心とし、かつ、斜辺長Ｃ０を一定とした投受光器４０の極座標位置で定義することにしてもよい。以下、図１９を参照して、この検査方法の原理を説明する。
なお、図１９の場合には、発光器４１が投受光器４０から遠ざかる場合を正の方向とするため、Ｘ座標の左向きを正とし、Ｘ座標の原点は点ｃであるとする。
【０２０９】
図１９において、軌道Ｓは、発光器４１の発光点ｃ（以下、「中心点ｃ」ともいう。）を通る道路幅方向（図１９の紙面貫通方向）の軸線を回転軸とし、かつ、半径が斜辺長Ｃ０である円弧の軌跡を示している。
ここで、線分ｃ−Ｑ１、線分ｃ−Ｑ２及び線分ｃ−Ｑ３と軌道Ｓとの交点を、それぞれ測定位置Ｓ１〜Ｓ３とすると、各測定位置Ｓ１〜Ｓ３は、中心点ｃから半径Ｃ０が一定の極座標として定義でき、それらの入射角度φ１〜φ３は、Ｘ座標における測定位置Ｑ１〜Ｑ３の場合と発光器４１に対する方向が対応している。
【０２１０】
すなわち、測定位置Ｑ０での入射角度φを原点（φ＝０）とし、各測定位置Ｓ１〜Ｓ３の入射角度φを、それぞれφ１〜φ３とすると、入射角度φ１の場合の測定位置Ｓ１は、Ｘ座標の測定位置Ｑ１と方向が対応しかつ中心点ｃからの距離がＣ０である。
同様に、入射角度φ２の場合の測定位置Ｓ２は、Ｘ座標の測定位置Ｑ２と方向が対応しかつ中心点ｃからの距離がＣ０であり、入射角度φ３の場合の測定位置Ｓ３は、Ｘ座標の測定位置Ｑ３と方向が対応しかつ中心点ｃからの距離がＣ０である。
【０２１１】
このように、任意の入射角度φにおける軌跡Ｓ上の測定位置は、中心点ｃまでの距離が常に一定（＝半径Ｃ０）であり、Ｘ座標の任意の測定位置と１対１で対応する。また、図１９に示す通り、入射角度φの反時計回りを正とすれば、Ｘ座標との正負も一致する。
従って、前述の検査方法において、発光器４１の測定位置を、半径Ｃ０が一定である中心点ｃ回りの入射角度φを用いた極座標で定義し、軌道Ｓに沿って投受光器４０を移動させて入射角度φを変更すれば、中心点ｃまでの距離（＝Ｃ０）を一定としたまま、発光器４１の測定位置を変更することができる。
【０２１２】
一方、投受光器４０を軌道Ｓに沿って動かすことは、いわば、中心点ｃを通る道路幅方向の軸線回りに投受光器４０を公転させることであるが、この公転による位置関係の変化は、投受光器４０を固定して、それと同じ軸線回りに発光器４１を自転させることによっても達成できる。
すなわち、中心点ｃからの半径Ｃ０が一定の軌道Ｓに沿って、投受光器４０を所定の入射角度φ１だけ反時計方向に公転させることは、発光器４１を中心点ｃ回りに同じ入射角度φ１だけ逆の時計方向に自転させることと等価である。
【０２１３】
同様に、投受光器４０を所定の入射角度φ２又はφ３だけ反時計方向に公転させることは、発光器４１を中心点ｃ回りに同じ入射角度φ２又はφ３だけ逆の時計方向に自転させることと等価であり、この相対関係は任意の入射角度φにおいて成立する。
従って、前述の検査方法において、発光器４１の測定位置を、半径Ｃ０が一定の中心点ｃ回りの入射角度φを用いた投受光器４０の極座標で定義する場合には、発光器４１を中心点ｃ回りに自転させることにしても、中心点ｃまでの距離（＝Ｃ０）を一定としたまま、発光器４１の測定位置を変更できることになる。
【０２１４】
〔発光器を自転させる場合の検査方法〕
図２０は、発光器４１を自転させる場合の検査システムの一例を示す説明図である。
図２０に示すように、この検査システムは、投受光器４０、発光器４１及びビットエラー試験機４２の他に、発光器４１を自転自在に支持する検査用治具５０を備える。
【０２１５】
この検査用治具５０は、発光器４１の筐体を、その中心点ｃ回りに回転自在に支持する支持プレートよりなる。すなわち、支持プレートの回転中心は、発光器４１の中心点ｄを通る道路幅方向（図２０の紙面貫通方向）の軸線とほぼ一致している。
このため、支持プレートよりなる検査用治具５０が回転すると、発光器４１は、その発光ポイントである中心点ｃ回りに自転する。
【０２１６】
検査用治具５０は、発光器４１の中心点ｃが所定の高さ位置（Ｙ＝０）となるように設置され、発光器４１は、距離Ｃ０での到達光量が所定値を満たすように、発光量が調整されている。また、投受光器４０は、受光面４０Ａのほぼ中央位置のＹ座標値がＨ０となるように、壁面Ｗに取り付けられている。
図２０の検査システムを用いる場合、次の工程ｂ１〜ｂ６を実施することにより、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２が、低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１とほぼ同じ位置又は上流側となっているか否かを検証することができる。
【０２１７】
工程ｂ１）  基準位置Ｑ０よりも十分に上流側に遠い測定位置Ｑ１と対応する入射角度φ１（図１７参照）となるように、検査用治具５０をプラス（＋）側に回転させ、発光器４１の取付角度を調整する。
工程ｂ２）  ビットエラー試験機４２から、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる低速フレームＵＬ１を放射する。
【０２１８】
工程ｂ３）  ビットエラー試験機４２により、低速（６４ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
工程ｂ４）  検査用治具５０をマイナス（−）方向に徐々に回転させ、当初の入射角度φ１よりも小さい入射角度φ２，φ３…において、工程ｂ１〜工程ｂ３までを繰り返し行い、ビットエラーレートが最初に所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下となる入射角度の限界値を見つける。ここでは、仮に入射角度φ３が「限界値」であるとする。
【０２１９】
工程ｂ５）  上記の限界値φ３において、ビットエラー試験機４２から高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データを所定のデータ量（例えば、１×１０６）以上入力し、発光器４１から近赤外光よりなる高速フレームＵＬ２を放射する。
工程ｂ６）  ビットエラー試験機４２により、高速（２５６ｋｂｐｓ）の送信データのビットエラーレートを測定する。
【０２２０】
そして、工程ｂ６でのビットエラーレートの測定結果が、低速フレームＵＬ１の場合と同じ所定の閾値（例えば、１×１０−５）以下であれば、試験対象の投受光器４０は「適正」と判定する。
なお、この場合の「適正」も、不感領域Ｆ（図１１参照）が生じないという意味で適正であること、すなわち、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２に対応する入射角度値が低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１に対応する入射角度値以上であることを意味する。
【０２２１】
上記の検査方法において、基準位置Ｑ０よりも上流側に十分に遠い測定位置Ｑ１に対応する入射角度φ１から徐々に光受信器４０をマイナス側（下流側に相当）に回転させて限界値φ３を見つける理由は、大きい入射角度（上流側に相当）から小さい入射角度（下流側に相当）に変化させると、測定誤差等に伴う変動幅を考慮した場合の上流側の限界位置Ｑ３に対応する限界値を見つけることができるからである。
また、より条件の厳しい測定を行う場合には、工程ｂ４で見つけた限界値φ３よりも発光器４１をプラス側に少し（例えば０．５度）動かしてから、工程ｂ５と工程ｂ６を実施することもあり得る。
【０２２２】
図２０では、検査用治具５０を用いて発光器４１を自転させる場合を例示したが、発光器４１を固定した状態で、投受光器４０を公転させることにしてもよい。
もっとも、この場合には、半径Ｃ０の円弧状のレール部材を壁面Ｗに設置し、投受光器４０をこのレール部材に沿って移動させる駆動機構を設ける必要があるため、検査システムの構造が複雑になるという欠点がある。従って、検査システムの簡素化を図るためには、発光器４１を自転させる図２０の検査システムを採用することが好ましい。
【０２２３】
〔その他の変形例〕
今回開示した実施形態（変形例を含む。）はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０２２４】
上述の実施形態では、高速フレームＵＬ２の限界位置（第２上流端Ｐ２）が低速フレームＵＬ１の限界位置（第１上流端Ｐ１）とほぼ同じ位置か上流側であることが必要であることを前提として、低速フレームＵＬ１の第１上流端Ｐ１に対応する入射角度の限界値を特定し、その限界値において高速フレームＵＬ２のビットエラーレートが適切であれば、投受光器４０は適正であると判定している。
【０２２５】
従って、逆に、低速フレームＵＬ１の限界位置（第１上流端Ｐ１）が高速フレームＵＬ２の限界位置（第２上流端Ｐ２）とほぼ同じ位置か上流側であることが必要である投受光器４０の場合には、高速フレームＵＬ２の第２上流端Ｐ２に対応する入射角度の限界値を特定し、その限界値において低速フレームＵＬ１のビットエラーレートが適切であれば、投受光器４０は適正であると判定することにすればよい。
【０２２６】
上述の検査システムでは、光ビーコン４の設置状態における実際の寸法（Ｈ０＝４．５ｍ、Ｌ０＝６．０４ｍ）にて、検査システムの各部を配置しているが、例えば、実際の寸法に対して２分の１程度に縮尺した寸法にて、各部を配置することにしてもよい。  
このようにすれば、検査システムを全体的にコンパクト化でき、比較的狭小なスペースにおいて本実施形態の検査方法を実施できるようになる。
【０２２７】
上述の実施形態では、投受光器４０が光信号を適切に受信できたか否かの判定を、ビットエラーレートに基づいて行っているが、その判定を、光信号の受光パワーなどの光信号の受信品質を表すその他に物理量によって行うことにしてもよい。
【０２２８】
上述の実施形態では、光受信器４０による受信可能範囲の限界値を入射角度φで特定する場合に、入射角度φを大きい方（上流側）から小さい方（下流側）に向かって徐々に変化させて受信できるか否かをチェックし、判定結果がＮＧ→ＮＧ→ＮＧ（φａ）→ＯＫ（φｂ）となった場合に、φｂ（図１７及び図１９のφ３）を限界値に採用している。
もっとも、この場合、φｂの１つ前のφａ（図１７及び図１９のφ２）を限界値に採用してもよいし、φｂ＜φ＜φａに含まれる任意のφ値を採用することにしてもよい。
【０２２９】
また、上述の実施形態において、光受信器４０による受信可能範囲の限界値を入射角度φで特定する場合に、入射角度φを小さい方（下流側）から大きい方（上流側）に向かって徐々に変化させて受信できるか否かをチェックしてもよい。
そして、判定結果がＯＫ→ＯＫ→ＯＫ（φｃ）→ＮＧ（φｄ）となった場合には、φｃ又はφｄのいずれか一方を限界値に採用すればよい。また、この場合、φｃ＜φ＜φｄに含まれる任意のφ値を採用することにしてもよい。
【０２３０】
上述の実施形態では、新車載機２Ａが複数の高速フレームＵ１〜Ｕ３を連続して送信することになっているが、フレーム間に所定時間長のインターバルを設けてバースト送信することにしてもよい。
また、本明細書において、「車載機」とは、車両２０に搭載されたあと常にその状態に固定されるものを含むことは勿論、ドライバが利用したい時だけ車両２０に持ち込まれ、一時的に車両２０に搭載されるものも含まれる。
【符号の説明】
【０２３１】
２      車載機
２Ａ    新車載機
２Ｂ    旧車載機
４      光ビーコン
４Ａ    新光ビーコン
４Ｂ    旧光ビーコン
８      ビーコンヘッド
４０      投受光器（光受信器）
４０Ａ    受光面
４１      発光器（光源）
４２      ビットエラー試験機
４６      検査用治具
４７      保持部
４８      支持軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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