(57)【要約】【課題】簡便な構造体を用いてアンテナ装置を設置することが可能となる料金収受システムおよびアンテナ装置を提供する。【解決手段】有料道路における利用料金の収受処理を自動的に行なうＥＴＣシステムにおいて、車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なうアンテナ装置を、路側上に設置され電波を上方に向けて放射するアンテナ本体と、このアンテナ本体よりも上方で車両の高さよりも高い位置に設置され、アンテナ本体から放射される電波を受けて当該車両に向けて反射せしめる電波反射板とで構成。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
料金収受車線の側部に設置され、当該車線を通行する車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なうための電波を上方に向けて放射するアンテナ本体と、このアンテナ本体よりも上方で、前記車線を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、前記アンテナ本体から放射される電波を受けて当該車両に向けて反射せしめる電波反射板とを有して構成されるアンテナ装置と、
このアンテナ装置を介して前記車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なうことにより料金収受処理を行なう料金収受処理手段と、
この料金収受処理手段による料金収受処理の結果に応じて前記車両の通行を許可する通行制御装置と、
を具備したことを特徴とする料金収受システム。
【請求項２】
前記アンテナ装置の電波反射板は、その電波反射面が車両の進行方向あるいは進行方向と直交する方向に対して一定の曲率を有した形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の料金収受システム。
【請求項３】
前記アンテナ装置の電波反射板は、その電波反射面が車両の進行方向および車両の進行方向と直交する方向に対してそれぞれ一定の曲率を有した形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の料金収受システム。
【請求項４】
無線通信対象を搭載した車両が通行する通行路の側部に設置され、当該通行路を通行する車両に搭載された無線通信対象との間で無線通信を行なうための電波を上方に向けて放射するアンテナ本体と、
このアンテナ本体よりも上方で、前記通行路を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、前記アンテナ本体から放射される電波を受けて当該車両に向けて反射せしめる電波反射板と、
を具備したことを特徴とするアンテナ装置。
【請求項５】
前記電波反射板は、その電波反射面が車両の進行方向あるいは進行方向と直交する方向に対して一定の曲率を有した形状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項６】
前記電波反射板は、その電波反射面が車両の進行方向および車両の進行方向と直交する方向に対してそれぞれ一定の曲率を有した形状に形成されていることを特徴とする請求項４記載のアンテナ装置。
【請求項７】
利用料金を必要とする特定施設の入口あるいは出口に設置され、当該特定施設を利用する車両に搭載された車載器と無線通信により当該特定施設の利用に関わる料金収受処理を行なう料金収受システムであって、
前記特定施設の入口あるいは出口を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、当該車両と料金収受処理を行なうに必要な電波照射範囲に電波を反射せしめる電波反射板と、
車両に搭載された車載器と無線通信し料金収受処理を行なうための電波を前記電波反射板に向けて放射するアンテナ本体と、
を具備したことを特徴とする料金収受システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、有料道路における利用料金の収受処理を自動的に行なうＥＴＣシステム（ノンストップ自動料金収受システム：Electronic Toll Collection system）と称される料金収受システム、および、この料金収受システムに用いられるアンテナ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＴＣシステムは、自動車専用道等の有料道路の料金所において、料金収受車線上に設置されたアンテナ装置と、車両側に設置された車載器との間で無線による通信を行なうことで、車両をノンストップで利用料金の収受処理を自動的に行なうシステムである（たとえば、特許文献１、２参照）。車載器には、車両情報（車検証情報）やクレジット情報等が記録された、いわゆるＥＴＣカード（ＩＣカード）が装着される。
【特許文献１】特許第３２５６６４２号公報
【特許文献２】特開２００４−２４６８２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようなＥＴＣシステムにおいては、ＥＴＣレーン（料金収受車線）上に車載器との間で無線通信を行なうためのアンテナ装置が設置されている。現在、これらのアンテナ装置を設置するために、ガントリと称されるアンテナ設置部材をＥＴＣレーン上を跨いで設置しているが、これらは当該レーンを通行する車両の上方に設置されるため、安全性を重視した堅牢な構造を有している。そのため、コスト増の要因となっている。
【０００４】
また、路側制御装置からのケーブルをガントリ上のアンテナ装置まで配線する必要があるため、工事費の増大につながっている。  
また、フリーフローＥＴＣシステムの場合、複数台の車両を同時に処理する必要があるため、電波の照射範囲（面積）を大きくする必要があるが、アンテナ装置の取付け位置を高くしたり、内部構造を変更したりするなど、大幅な変更が必要となっている。
【０００５】
そこで、本発明は、簡便な構造体を用いてアンテナ装置を設置することが可能となり、コストを大幅に削減することが可能となる料金収受システムおよびアンテナ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、堅牢なガントリ等の設置が不要となり、ケーブル引き回し等の工事作業が簡略化され、設置のコストが大幅に削減することが可能となる料金収受システムおよびアンテナ装置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】
【０００７】
本発明の料金収受システムは、料金収受車線の側部に設置され、当該車線を通行する車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なうための電波を上方に向けて放射するアンテナ本体と、このアンテナ本体よりも上方で、前記車線を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、前記アンテナ本体から放射される電波を受けて当該車両に向けて反射せしめる電波反射板とを有して構成されるアンテナ装置と、このアンテナ装置を介して前記車両に搭載された車載器との間で無線通信を行なうことにより料金収受処理を行なう料金収受処理手段と、この料金収受処理手段による料金収受処理の結果に応じて前記車両の通行を許可する通行制御装置とを具備している。
【０００８】
また、本発明のアンテナ装置は、無線通信対象を搭載した車両が通行する通行路の側部に設置され、当該通行路を通行する車両に搭載された無線通信対象との間で無線通信を行なうための電波を上方に向けて放射するアンテナ本体と、このアンテナ本体よりも上方で、前記通行路を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、前記アンテナ本体から放射される電波を受けて当該車両に向けて反射せしめる電波反射板とを具備している。
【０００９】
さらに、本発明の料金収受システムは、利用料金を必要とする特定施設の入口あるいは出口に設置され、当該特定施設を利用する車両に搭載された車載器と無線通信により当該特定施設の利用に関わる料金収受処理を行なう料金収受システムであって、前記特定施設の入口あるいは出口を通行する車両の高さよりも高い位置に設置され、当該車両と料金収受処理を行なうに必要な電波照射範囲に電波を反射せしめる電波反射板と、車両に搭載された車載器と無線通信し料金収受処理を行なうための電波を前記電波反射板に向けて放射するアンテナ本体とを具備している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡便な構造体を用いてアンテナ装置を設置することが可能となる料金収受システムおよびアンテナ装置を提供できる。
【００１１】
また、本発明によれば、堅牢なガントリ等の設置が不要となり、ケーブル引き回し等の工事作業が簡略化され、設置のコストが大幅に削減することが可能となる料金収受システムおよびアンテナ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。  
まず、第１の実施の形態について説明する。  
図１は、第１の実施の形態に係る例えば有料道路の料金収受に用いられるＥＴＣシステムの構成を模式的に示すものである。図１において、料金所の料金収受車線（通行路）１の入口側両端側部には、投光器と受光器とで構成された光透過型の車両検知器２が設置されている。車両検知器２は、料金所に進入してくる車両３が車線１を横切る投光器から受光器へのビーム光を遮断したことを検出することにより、当該車両３を検知するものである。車両３には、利用者が乗車しているとともに無線通信対象としての車載器４が搭載されているものとする。
【００１３】
車線１の車両検知器２の下流側には、車両３に搭載された車載器４との間で無線通信を行なうためのアンテナ装置５が設置されている。アンテナ装置５は、車線１の側部に設置され電波を上方に向けて放射するアンテナ本体６と、このアンテナ本体６よりも上方で車両３の高さよりも高い位置に設置され、アンテナ本体６から放射される電波を受けて当該車両３に向けて反射せしめる電波反射板７とで構成されている。
【００１４】
車線１のアンテナ装置５の下流側には、当該車線１に進入する車両３に乗車する利用者（たとえば、運転者）に対し利用料金などを表示する路側表示器８、および、当該車線１に進入する車両３の画像を撮像する監視カメラ９がそれぞれ設置されている。
【００１５】
車線１の監視カメラ９の下流側で料金収受車線出口側には、当該車線１から退出する車両３の通行許可、禁止を制御する通行制御装置としての開閉ゲート１０が設置されている。  
車線１の開閉ゲート１０の下流側には、投光器と受光器とで構成された光透過型の車両検知器１１が設置されている。車両検知器１１は、開閉ゲート１０から退出する車両３が車線１を横切る投光器から受光器へのビーム光を遮断したことを検出することにより、当該車両３を検知するものである。
【００１６】
車両検知器２、アンテナ装置５、路側表示器８、監視カメラ９、開閉ゲート１０、車両検知器１１は、路側制御装置１２にそれぞれ接続されていて、路側制御装置１２によって制御される。路側制御装置１２は、システム全体を管理統括する上位装置としての管理サーバ１３に接続されている。
【００１７】
路側制御装置１２は、車両検知器２が車両３を検知したタイミングで当該車両３に搭載された車載器４との間で無線通信を開始し、車両検知器１１が車両３を検知したタイミングで当該無線通信を終了する。  
すなわち、路側制御装置１２は、車両検知器２が車両３を検知した際に当該車両３に搭載された車載器４との間でアンテナ装置５を介して無線通信を開始し、無線通信による料金収受処理を行ない、料金収受処理が適正に終了した車両（適正車両、以下、これをＥＴＣ車と称す）と、車載器５からＥＴＣカード未挿入の応答があった車両（非適正車両、以下、これをカード未挿入車と称す）と、車両検知器１１に当該車両３が到達しても車搭器なしなどにより無線通信が正常に行なわれない車両（非適正車両、以下、これを非ＥＴＣ車と称す）とに判定する。
【００１８】
路側制御装置１２は、ＥＴＣ車と判定した場合は、収受車線出口側に設置された開閉ゲート１０に対しゲート開放指令を送信してゲートを開放することで当該車両３の通過を許可し、カード未挿入車や非ＥＴＣ車と判定した場合は、開閉ゲート１０に対しゲート閉成指令を送信してゲートを閉成状態に保持することで当該車両３の通過を拒否し、当該車両３を停止させる。これらの非適正車両に対しては、たとえば、図示しない収受員ブース内の係員の手作業によって、現金あるいはクレジットカード等での料金収受処理が行なわれる。路側制御装置１２は、係員の料金収受処理が完了した時点で、開閉ゲート１０のゲートを開放して当該車両３の通過を許可する。
【００１９】
図２は、アンテナ装置５の具体的な設置例を詳細に示している。  
アンテナ本体６は、車線１の側部の路側１４上に上向きに設置されていて、その向き角度が調整可能な機構（図示省略）を有している。アンテナ本体６から放射される無線電波は指向性を有していて、その上方に設置された電波反射板７に向けて電波が放射されるようになっている。
【００２０】
電波反射板７は、路側１４のアンテナ本体６の近傍に立設された棒状の取付け部材としてのポール１５の先端にアンテナ本体６と相対向して取付けられていて、その向き角度が調整可能な機構（図示省略）を有している。  
電波反射板７は、軽量な素材で形成されていて、アンテナ本体６と相対向する面に平らな電波反射面を有しており、アンテナ本体６から放射される電波を電波反射面で受けて車線１を通行する車両３に向けて反射せしめるようになっている。
【００２１】
このような構成により、図２に破線にて示すように、車線１に進入してきた車両３に対し、路側１４上に設置されたアンテナ本体６から車載器４と通信を行なうための無線電波がポール１５上に設置された電波反射板７に向けて放射される。電波反射板７は、アンテナ本体６から放射される電波を電波反射面で受けて車線１を通行する車両３に向けて反射せしめ、車両３が通行する必要領域に照射される。照射された電波にて車両３に搭載された車載器４との間で通信が行なわれる。
【００２２】
次に、第２の実施の形態について説明する。  
第２の実施の形態の第１の実施の形態と異なる点は、電波反射板７の電波反射面の形状を一定の曲率を有した曲面（凸面形状）にした点にあり、その他は前述した第１の実施の形態と同様であるので説明は省略し、異なる点についてのみ詳細に説明する。
【００２３】
第１の形状は、図３（ａ）に示すように、車両３の進行方向に対して、一定の曲率を有した曲面に形成したものである。第２の形状は、図３（ｂ）に示すように、車両３の進行方向および車線１の幅方向（車両３の進行方向と直交する方向）に対して、それぞれ一定の曲率を有した曲面に形成したものである。
【００２４】
このように構成したアンテナ装置５を使用した場合、図４に示すように、電波反射板７は、電波反射面が車両進行方向に対して曲率を有しているため、車両進行方向に対して広がりをもって反射せしめ、必要領域に照射される。図４において、Ｌ１が第１の実施の形態における車両進行方向の電波照射範囲（通信領域）を示し、Ｌ２が第２の実施の形態における車両進行方向の電波照射範囲（通信領域）を示しており、第２の実施の形態の方が広い電波照射範囲が得られていることがわかる。
【００２５】
電波反射板７を図３（ａ）のように構成した場合、以下のような作用効果が期待できる。すなわち、現在、料金所におけるＥＴＣシステム対応の車両の走行制限速度は８０ｋｍ／ｈである。料金収受処理を完了させるためには、一定の通信時間を確保する必要がある。そのため、車両進行方向に対して通信領域を拡大することで、車両の高速走行に対しても一定値以上の通信時間を確保することが可能となる。このように、料金所における車両３の通過速度の高速化に対応可能となる。  
この場合の電波照射範囲（通信領域）は図５（ａ）に示すようになり、Ｅ１が第１の実施の形態における電波照射範囲（通信領域）を示し、Ｅ２が第２の実施の形態（図３ａ）における電波照射範囲（通信領域）を示している。
【００２６】
電波反射板７を図３（ｂ）のように構成した場合、以下のような作用効果が期待できる。すなわち、現在、フリーフローＥＴＣシステムにおいては、均一有料道出口での料金割引等で使用されている。フリーフローＥＴＣシステムでは、車両の高速走行対応および複数台同時処理の必要がある。車両進行方向および車線幅方向に通信範囲を広げることで、対応が可能となる。このように、フリーフローＥＴＣシステムに対応可能となる。  
この場合の電波照射範囲（通信領域）は図５（ｂ）に示すようになり、Ｅ１が第１の実施の形態における電波照射範囲（通信領域）を示し、Ｅ３が第２の実施の形態（図３ｂ）における電波照射範囲（通信領域）を示している。
【００２７】
以上説明したように上記実施の形態によれば、車載器４との間で無線通信を行なうアンテナ装置５を、路側１４に設置され電波を上方に向けて放射するアンテナ本体６と、このアンテナ本体６よりも上方で車両３の高さよりも高い位置に設置され、アンテナ本体６から放射される電波を受けて当該車両３に向けて反射せしめる電波反射板７とで構成することで、従来のような堅牢なガントリがなくとも、きわめて簡便な構造体を用いてアンテナ装置５を設置することが可能となり、コストを大幅に削減することが可能となる。
【００２８】
また、堅牢なガントリの設置が不要となり、ケーブル引き回し等の工事作業が簡略化され、設置のコストが大幅に削減することが可能となる。  
さらに、電波反射板７の電波反射面の形状を変更することで、無線電波の車両３に対する照射範囲を変更することが容易に可能となり、無線通信の高速化対応や複数台同時処理などのシステムの変更に低コストで対応することが可能となる。
【００２９】
また、図４、図５を用いて電波反射板７の曲面形状による電波照射範囲の拡大の作用、効果を説明したが、逆に言えば、図５のＥ１を電波照射範囲とする場合は電波反射板７を小型化できるという実施形態も可能である。
【００３０】
また、上記各実施形態において、アンテナ本体６からの電波放射角度の初期設定、調整、保守などの際、アンテナ本体６を地上作業員の作業可能な高さに設置することにより、作業効率がよくなる。
【００３１】
なお、上記各実施形態においては、アンテナ本体６からの電波放射角度は、垂直の上方に向きとした形態（図示）で説明しているが、もちろん垂直の上方に特定されるものではない。すなわち、特定（複数も含む）の車両（車載器）と無線通信するための電波照射範囲に電波を反射するために車両の高さよりも高い位置に設置される電波反射板に対して、アンテナ本体からは当該電波反射板に向けて電波を放射するような他の実施形態も可能である。
【００３２】
また、自動車の有料道路の他にも、駐車場などの利用料金を必要とする特定施設の料金収受システムに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る例えば有料道路の料金収受に用いられるＥＴＣシステムの構成を模式的に示す側面図。
【図２】アンテナ装置の具体的な設置例を詳細に示すもので、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るアンテナ装置における電波反射板の構成図。
【図４】第２の実施の形態における電波反射板の電波反射面形状による電波照射範囲の変更を説明する図。
【図５】第２の実施の形態における電波反射板の電波反射面形状による電波照射範囲を説明する図。
【符号の説明】
【００３４】
１…料金所の料金収受車線、２，１１…車両検知器、３…車両、４…車載器（無線通信対象）、５…アンテナ装置、６…アンテナ本体、７…電波反射版、１０…開閉ゲート（通行制御装置）、１２…路側制御装置、１３…管理サーバ、１４…路側、１５…ポール。
【図１】
2006235975.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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