(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が予め決められた通信エリア内に進入したときに、路上通信機からの所定のダウンリンクデータを受信し、その受信を確認できたときに当該路上通信機に向けてアップリンクデータを送信し、このアップリンクデータを受信した路上通信機からアンサバックされる交通情報を含むダウンリンクデータを受信するというデータ通信を行う路車間通信用の光通信ユニットであって、車両の所定部位に対し通信可能方向が予め決められた方位角となるように固定されるものにおいて、
前記路上通信機に向けてアップリンクデータを光データとして送信する投光手段及び路上通信機から光ビーコン信号により送信されるダウンリンクデータを受信する受光手段を内蔵してなり、前記所定部位への固定時に当該所定部位に形成された穴部へ挿入されて埋設状態となる本体ケースと、
前記投光手段及び受光手段を覆った状態で前記本体ケースと一体化され、その本体ケースが前記穴部へ挿入された状態で前記所定部位の表面に露出した形態となる平面形状が円形状のカバー部材と、
前記本体ケースに設けられ、当該本体ケースを前記穴部へ挿入する際に前記通信可能方向が前記予め決められた方位角となるように位置決めする位置決め手段と、
を備え、
前記投光手段及び受光手段を、前記本体ケース内に傾斜状に配置された基板上に、受光手段が投光手段より上方の位置となるように上下方向に並べた状態で実装したことを特徴とする光通信ユニット。
【請求項２】
前記本体ケース若しくはカバー部材には、本体ケースを前記所定部位内に埋設する際において当該本体ケースの適正な取り付け方向を指示する目印が設けられることを特徴とする請求項１記載の光通信ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両が予め決められた通信エリア内に進入したときに通信エリア毎に対応して設けられた路上通信機との間でデータ通信を行う路車間通信用の光通信ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
路車間通信用車載端末の一例としてＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）サービスを受けるための光ビーコン用車載端末がある。この車載端末は、路上に設置された光ビーコン路上機による通信エリア内に車両が進入したときに、その路上機との間でダウンリンク（受信）→アップリンク（送信）→ダウンリンクからなる一連の基本送受信動作を行うようになっている。つまり、車両が通信エリア内に進入したときには、車載端末は、光ビーコン路上機からの光ビーコンデータのダウンリンクを行い、所定データの受信を確認できたときにダウンリンクを終了して、車両ＩＤや前回通過した通信エリアからの走行時間などの情報を含む光データ信号のアップリンクを複数サイクル実行し、この後に再度ダウンリンク状態に切り替える。光ビーコン路上機側では、車載端末からのアップリンクデータの確認ができたときに、当該車載端末に対して基本的なＶＩＣＳ情報に渋滞情報、通行規制情報などの交通情報を付加したダウンリンク情報を一定時間送信する。
【０００３】
このような光ビーコン用車載端末に設けられる通信ユニットにあっては、従来より、光ビーコン用送受信装置を電波ビーコン用送受信装置と共に収納する本体ケースを設け、この本体ケースを車両のインストルメントパネル上に固定することが行われていた。この場合、光ビーコン用送受信装置の通信方向には強い指向性が存在するため、本体ケースの固定時には、光ビーコン用送受信装置の通信可能方向を予め決められた方位角に調節することが必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来構成では、インストルメントパネル上に通信ユニットの本体ケースが突出した状態で配置されることになるため、インストルメントパネル周りの意匠性が悪化するという欠点があった。又、外観上などの問題により、その設置場所の自由度が低くなり、この点からもインストルメントパネル回りの意匠性の悪化を招く。さらに、本体ケースの固定時には、光ビーコン用送受信装置の通信可能方向を注意深く調節しなければならず（特に後付する場合）、その取り付け作業性が悪くなるという問題点もあった。
【０００５】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、取り付け作業性の向上並びに設置場所周り意匠性の向上を図り得るなどの効果を奏する路車間通信用の光通信ユニットを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した手段によれば、光通信ユニットは、車両が予め決められた通信エリア内に進入したときに、路上通信機からの所定のダウンリンクデータを受信し、その受信を確認できたときに当該路上通信機に向けてアップリンクデータを送信し、このアップリンクデータを受信した路上通信機からアンサバックされる交通情報を含むダウンリンクデータを受信するというデータ通信を行う。このようなデータ通信を行う場合、最初にダウンリンクデータを受信する必要性があると共に、ダウンリンクデータの情報量がアップリンクデータに比べて大幅に多くなるという事情があるため、上記通信エリアにあっては、ダウンリンクデータを受信するためのダウンリンク領域の範囲が、アップリンクデータを送信するためのアップリンク領域の範囲より広い状態とされるものである。一方、光通信ユニットを車両の所定部位に固定したときには、投光信手段及び受光手段を内蔵した本体ケースが所定部位に形成された穴部へ挿入されて埋設された状態となり、光通信ユニットの設置場所には平面形状が円形状のカバー部材のみが露出した状態となる。このため、光通信ユニットは、その設置状態において全体の突出量が小さくなり、しかも露出部分の平面形状が視覚的な違和感の少ない円形状であるから、設置場所周りの意匠性を向上させ得る。又、光通信ユニットの固定時において本体ケースを穴部へ挿入する際には、位置決め手段によって光通信ユニットの通信可能方向が予め決められた方位角となるように位置決めされるから、通信可能方向を予め決められた方位角に調節する作業が不要になり、その取り付け作業性が向上する。この場合、上述したように、ダウンリンク領域がアップリンク領域より広いという背景があるため、受光手段の指向角を投光手段の指向角より広くする必要があるが、それら投光手段及び受光手段は、本体ケース内に傾斜状に配置された基板上に、受光手段が投光手段より上方の位置となるように上下方向に並べた状態で実装されているから、そのような必要性に対応できるようになる。
【０００８】
請求項２記載の手段によれば、本体ケースを埋設する作業を行う際には、本体ケース若しくはカバー部材に形成された目印、つまり本体ケースの適正な取り付け方向を指示する目印を確認することで、その作業を容易且つ正確に行い得る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＶＩＣＳ用の光ビーコン車載端末に適用した一実施例について図１乃至図６を参照しながら説明する。
図５及び図６には、ＶＩＣＳにおいて、車両Ａの例えばインストルメントパネル上に設置された光ビーコン車載端末用通信ユニット１と、道路Ｂ上に設置された光ビーコン路上機２（路上通信機、光ビーコン、路側光通信機）との間で双方向通信を行う場合の原理図が模式的に示されている。
【００１７】
図５において、光ビーコン路上機２は、道路Ｂを跨ぐガントリＣに取り付けられた投受光器３と、この投受光器３を通じた光データ通信を制御するための送受信制御ユニット４とにより構成されており、送受信制御ユニット４はＶＩＣＳセンタ（図示せず）との間でデータの授受を行うようになっている。投受光器３は、道路Ｂ上に設定された通信エリアＸ内に進入した車両Ａとの間で光通信を行うと共に、真下に設定された車両感知エリアＹを通過する車両台数を計数する。
【００１８】
図６において、光通信ユニット１は、車両Ａの進行方向に対して例えば４２°から７４°の仰角の範囲内で光通信を行うことができる指向角（左右方向の指向角については車両Ａの進行方向軸を中心とした状態で適宜設定される）を有しており、車両Ａが通信領域Ｘ内に進入したときに、光ビーコン路上機２から投受光器３を通じて送信されている光ビーコンデータのダウンリンク（受信）を行う。そして、光通信ユニット１に接続された光ビーコン車載端末側では、所定データの受信を確認できたときにダウンリンクを終了して、車両ＩＤや前回通過した通信エリアからの走行時間などの情報を含む光データ信号の光通信ユニット１を通じたアップリンク（送信）を複数サイクル実行し、この後に再度ダウンリンク状態に切り替える。この場合、アップリンクを複数サイクル実行するのは、光データ信号の欠落などに対処するためのである。
【００１９】
光ビーコン路上機２側では、光通信ユニット１からのアップリンクデータの確認ができたときに、図示しないＶＩＣＳセンタから得た基本的なＶＩＣＳ情報に渋滞情報、通行規制情報などの交通情報を付加したダウンリンク情報を、投受光器３から光通信ユニット１に向けて一定時間送信（アンサバック）する。尚、図６に示すように、投受光器３は、高さ５．５ｍの位置に設置されるものであり、この投受光ニユット３に対し仰角が４２°〜７４°となる範囲（投受光器３の直下から５．０ｍ〜１．３ｍの範囲）が通信エリアＸとなるものである。又、その通信エリアＸの全体がダウンリンク領域として機能し、投受光ニユット３に対し仰角が４２°〜５３°となる範囲（投受光器３の直下から５．０ｍ〜３．７ｍの範囲）がアップリンク領域として機能する。
【００２０】
図１には本実施例による光通信ユニット１の（ａ）横断平面図、（ｂ）縦断正面図、（ｃ）縦断側面図が示され、図２には図１（ｃ）中のｃ−ｃ線に沿った断面図が示されている。図１及び図２において、光通信ユニット１の本体ケース５は、例えば樹脂により矩形筒状に形成されたもので、上端縁部外側に環状フランジ部５ａを一体に備えた形状となっている。この本体ケース５には、光ビーコン用の送受信装置６（光通信手段）が位置決め状態で内蔵される。又、環状フランジ部５ａ上には、平面形状が円形状例えば真円形状に形成された扁平なハーフドーム状のカバー部材７が図示しない固定手段により固定されて一体化されており、このカバー部材７により送受信装置６を覆った状態とされている。さらに、カバー部材７は、可視光線を減衰して主に赤外光を透過させる光学フィルタを兼用するものであり、例えばポリカーボネート樹脂に顔料を混入して形成される。  尚、本体ケース５は、環状フランジ部５ａのない円柱状のものであっても良い。又、本実施形態においては、少なくとも本体ケース５とカバー部材７とを合わせて単に本体構造体と称する。
【００２１】
送受信装置６は、アップリンクデータを送信する投光手段として例えば面実装タイプの赤外発光ＬＥＤ（赤外発光ダイオード）８を備え、且つダウンリンクデータを受信する受光手段として同じく面実装タイプのＰＤ（ホトダイオード）９を備えたもので、傾斜状に配置されたプリント配線基板１０の上面側に上下方向に並べた状態で実装されている。この場合には、ダウンリンク領域がアップリンク領域より広いという背景があるため、ＰＤ９の指向角をＬＥＤ８の指向角より広くする必要があり、このような必要性からＰＤ９が上方に位置される。尚、ＰＤ９としては、そのピーク感度波長がＬＥＤ８のピーク発光波長と一致若しくは近い値を示すものが選定される。
【００２２】
プリント配線基板１０の下面側には、信号処理のための電子回路１１が配置される。プリント配線基板１０には、これを斜め方向（本体ケース５の側壁と平行した方向）へ貫通するようにして例えば４本の端子ピン１２が設けられるものであり、これら端子ピン１２は、本体ケース５内に固定された支持板１３を貫通した状態とされ、図示しないが、端子ピン１２における支持板１２からの突出部分に信号伝送用ケーブルの先端に設けられたコネクタが接続される。
【００２３】
本体ケース５における例えば送受信装置６の通信方向（図１（ｃ）中の左方向）に対応した側壁の外面には、本体ケース５の上端縁から下端縁にわたって上下方向に延びる突条部１４（位置決め手段）が一体的に形成されている。尚、この突条部１４は、請求項３記載の発明でいう目印の機能も果たす。又、本体ケース５における側壁のうち、突条部１４が形成された側壁と隣接した側壁、つまり互いに対向した側壁には、それぞれＵ字状のスリット１５ａにより画定された一対の係合爪部１５が一体的に形成されており、各係合爪部１５は、外方に突出した形状の係合部１５ｂを備えた形状とされている。
【００２４】
光通信ユニット１は、図４に示すように、車両のインストルメントパネル１６（所定部位）上の例えばフロントガラス１７の下端部に近い位置で尚且つ助手席側（右ハンドル車）のフロントピラー１８寄りの部位に、本体ケース５を光ビーコン路上機２との光通信が可能な状態で埋設した形態、換言すればカバー部材７のみを露出させた形態で固定されるものであり、その固定時には、通信可能方向（送受信装置６の指向角度範囲と対応した方向）が予め決められた方位角（つまり、光ビーコン路上機２との間で光通信を行うことができる指向角）となるように位置決めされる。このような位置決めは、本体ケース５に形成された突条部１４を利用して行われる。
【００２５】
具体的には、図３に示すように、インストルメントパネル１６上には、本体ケース５を挿入するための穴部１９が形成されている。この穴部１９は、本体ケース５の外形に沿った矩形状となっており、特に、フロントガラス１７寄りの縁部には本体ケース５側の突条部１４が嵌まり込む位置決め用切欠部１９ａが形成されている。穴部１９のレイアウトは、本体ケース５を位置決め状態で挿入した状態において、送受信装置６の指向角度範囲と対応した通信可能方向が、光ビーコン路上機２との間で光通信が可能な方位角となるように予め設計的に設定される。光通信ユニット１をインストルメントパネル１６に固定する際には、突条部１４を本体ケース５の適正な取り付け方向を示す目印として利用し、その突条部１４を前方に向けた状態で穴部１９に挿入する。これにより、本体ケース５は、突条部１４が位置決め用切欠部１９ａに嵌まり込んだ状態で穴部１９内に容易に挿入される。つまり、本体ケース５とカバー部材７とよりなる本体構造体は、部分的に埋設された状態となる。尚、本体ケース５の挿入過程において、その両側面に形成された係合爪部１５は、穴部１９の縁部により押圧されて弾性変形すると共に、本体ケース５が穴部１９内に完全に挿入されたときに復帰変形するものであり、これにより係合爪部１５の係合部１５ｂが穴部１９の縁部に下方から当接し、以て本体ケース５の抜止めが行われる。
【００２６】
上記した本実施例の構成によれば、以下に述べるような作用・効果を奏することができる。
光通信ユニット１は、ＬＥＤ８及びＰＤ９よりなる送受信装置６を備え、インストルメントパネル１６上に光ビーコン路上機２との間で光通信が可能な状態で固定されるから、ＶＩＣＳサービスなどのような光ビーコン信号を使用した通信システムに容易に適用できる。このように光通信ユニット１を車両のインストルメントパネル１６に固定したときには、送受信装置６を内蔵した本体ケース５がインストルメントパネル１６に形成された穴部１９へ挿入されて埋設された状態となり、その光通信ユニット１の設置場所には平面形状が円形状のカバー部材７のみが露出した状態となる。このため、光通信ユニット１は、その設置状態において全体の突出量が小さくなり、しかも露出部分（カバー部材７）の平面形状が視覚的な違和感の少ない円形状であるから、設置場所周りの意匠性を向上させ得、外観上美観を有するものとなる。さらに、光通信ユニット１の固定時において本体ケース５を穴部１９へ挿入する際には、本体ケース５側の突条部１４が穴部１９側の位置決め用切欠部１９ａに嵌まり込むことにより光通信ユニット１の通信可能方向が予め決められた方位角となるように位置決めされるから、通信可能方向を予め決められた方位角に調節する作業が不要になり、製造工程においてその取り付け作業性が向上する。
【００２７】
又、本体ケース５は、光ビーコン車載端末のための送受信装置６を収納するだけの構成であって、電波ビーコン車載端末のための送受信装置を一緒に収納する構成に比べて大幅な小形化を実現できる。一方、インストルメントパネル１６内は、メータ、各種スイッチ、オーディオ機器、及びそれらの配線器具や空調用ダクトなどが配置されてスペース的な余裕が小さくなっているため、本実施例のように本体ケース５を小形化できる場合には、光通信ユニット１の配置場所についての自由度が向上することになり、意匠性の向上などを図る上で有益になる。又、図４に示す本体ケース５の設置位置を設計的に変更して、例えばインストルメントパネル１６上の他の任意の位置に変えたとしても突条部１４を適当な状態で設けることにより容易に対応可能となる。尚、電波ビーコン車載端末は、例えば、カーナビゲーション装置用のＧＰＳユニットと一体的に設けることができる。
【００２８】
本体ケース５における例えば送受信装置６の通信方向に対応した側壁の外面に設けられた位置決め用の突条部１４は、本体ケース５の適正な取り付け方向を示す目印としても機能する。このため、本体ケース５をインストルメントパネル１６に埋設する作業を行う際には、本体ケース５に形成された突条部１４、つまり本体ケース５の適正な取り付け方向を指示する目印を確認することで、その作業を容易且つ正確に行い得る。尚、カバー部材７に対して、本体ケース５の適正な取り付け方向を示す目印（例えば矢印の刻印や印刷）を設ける構成とすれば、本体ケース５の取り付け方向の確認をさらに容易に行い得る。又、カバー部材７自身に位置決め手段を設けても良い。
【００２９】
尚、上記実施例では、本体ケース５の上端縁から下端縁の全域にわたって上下方向に延びる突条部１４を設ける構成としたが、図１（ｃ）と同一部分を示す図７のように、本体ケース５の上端縁から途中部位まで上下方向に延びる突条部１４′を位置決め手段及び目印として設ける構成としても良い。
【００３０】
又、位置決め手段としては、突条部１４、１４′のような形態に限らず、例えば、以下に示す図８乃至図１３のような各形態とすることができる。尚、穴部１９の形状もこれらの形態に合わせて変えることは勿論である。
【００３１】
図８乃至図１０は、上記実施例と同様の矩形筒状の本体ケース５の断面形状を示すものであり、図１１乃至図１３は、本体ケース５を円筒状にした例の断面形状を示すものである。図８の例では、本体ケース５の側壁外面に上下方向に延びる凹部状のスリット２０を位置決め手段として形成している。図９の例では、本体ケース５の側壁の１隅部に上下方向の全体に渡って面取り状の平面部２１を形成し、この平面部２１を位置決め手段として構成している。図１０の例では、本体ケース５の側壁の隣接する２隅部に上下方向の全体に渡って面取状の平面部２２を形成し、この平面部２２を位置決め手段として構成している。図１１の例では、円筒状の本体ケース５′の側壁外面に上下方向に延びる突条部２３を位置決め手段として形成し、図１２の例では、円筒状の本体ケース５′の側壁外面に上下方向に延びる凹部状のスリット２４を位置決め手段として形成している。図１３の例では、円筒状の本体ケース５′の側壁の外面に上下方向の全体に渡って面取り状の平面部２５を形成し、この平面部２５を位置決め手段として構成している。
【００３２】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
カバー部材７は、その平面形状が円形状であれば良く、例えばドーム形状（半球形状）、円板形状に形成しても良いものである。又、ここでいう「円形状」とは、真円形状の他に、楕円形状及びこれに近い形状や視覚的に円形に近い形態となる多角形状も含む概念である。光通信ユニット１は、車両における静止部位に固定すれば良く、従って、例えばバンパーやドアミラーなどに固定する構成とすることも可能である。突条部１４は本体ケース２５に一体的に形成されるものとしたが、別体であっても良い。投光手段はＬＥＤでも良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による光通信ユニットを示すもので、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は縦断正面図、（ｃ）は縦断側面図
【図２】図１（ｃ）中のｃ−ｃ線に沿った断面図
【図３】光通信ユニットを固定する前の状態を示す要部の斜視図
【図４】光通信ユニットの固定状態を示すインストルメントパネル及び周辺部分の斜視図
【図５】路車間通信の原理を説明するための模式図その１
【図６】路車間通信の原理を説明するための模式図その２
【図７】第１の変形例を示す図１（ｃ）相当図
【図８】第２の変形例を示す本体ケースの横断面図
【図９】第３の変形例を示す本体ケースの横断面図
【図１０】第４の変形例を示す本体ケースの横断面図
【図１１】第５の変形例を示す本体ケースの横断面図
【図１２】第６の変形例を示す本体ケースの横断面図
【図１３】第７の変形例を示す本体ケースの横断面図
【符号の説明】
１は光通信ユニット、２は光ビーコン路上機（路上通信機、光ビーコン、路側光通信機）、３は投受光ユニット、４は送受信制御ユニット、５、５′は本体ケース、６は送受信装置（光通信手段）、７はカバー部材、８は赤外発光ＬＥＤ（投光手段）、９はＰＤ（受光手段）、１４、１４′は突条部（位置決め手段、目印）、１６はインストルメントパネル（所定部位）、１９は穴部、１９ａは位置決め用切欠部、２０はスリット（位置決め手段）、２１、２２は平面部（位置決め手段）、２３は突条部（位置決め手段）、２４はスリット（位置決め手段）、２５は平面部（位置決め手段）を示す。
【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】
0003864730.tif 000011
【図１１】
0003864730.tif 000012
【図１２】
0003864730.tif 000013
【図１３】
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