(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビーコン方式を用いた光ビーコン車載機用ヘッドであって、
発光素子を装着する基板を、光ビーコン車載機用ヘッドを収納するケースの中に、当該ケースの一面と平行に配置し、
前記発光素子の底面が接触する斜面と、前記基板に接触する底面とを有し、前記斜面と前記底面とが鋭角をなす柱状のスペーサを備え、
一個又は複数個の前記発光素子を、前記基板に対して所定の角度をもって光を発射できるように、前記スペーサの前記斜面を介して前記基板に装着し、
前記スペーサの前記斜面には、前記発光素子の底面にある樹脂の盛り上がりを埋もれさせる掘り込みが形成されていることを特徴とする光ビーコン車載機用ヘッド。
【請求項２】
光ビーコン車載機用ヘッドを収納するケースとして上面と下面とが基本的に平行なケースを使用することを特徴とする請求項１記載の光ビーコン車載機用ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ビーコン方式を用いた光ビーコン車載機用ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ビーコン方式は、路車間通信方式の１つであって、伝送媒体として空間伝搬光を用いて、路上機と車載機との間で通信を行う方式である。
路上機からは渋滞情報、工事情報、事故情報等の情報を車載機に送信し、車載機からは車両固有のＩＤ、旅行時間情報等を路上機に送信する。
【０００３】
図１１は、車載機から路上機３２への通信状態を示す概念図である。光ビーコン車載機用ヘッド３１は、通常、車両のフロントガラスに面する車内のダッシュボードの上面に設置され、光ビーコン車載機用ヘッド３１から路上機３２へ信号を送信するには、車両の進行方向において、水平面から上方約４７°の方向に光送信しなければならない。
【０００４】
図１２は、光ビーコン車載機用ヘッド３１の一例を示す斜視図である。送信用の発光素子３２が透明窓３３を有するケース３４内の基板３５上に装着されている。
光ビーコン車載機用ヘッド３１から前記の角度で光信号を送信するには、発光素子３２から斜めの方向に光が出るようにしなければならず、このために発光素子３２を装着する基板３５自体が所定角度傾けて設置されている。そのため光ビーコン車載機用ヘッドの高さＨが、図１２に示すように、どうしても高いものになってしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、光ビーコン車載機用ヘッド３１を車内のダッシュボードの上面に設置すると、光ビーコン車載機用ヘッドの高さＨが高いために、ドライバの視界を妨げるおそれがあり、もっと高さの低い車載機が求められている。
しかし、車載機の形状を低いものにすると、発光素子を装着する基板の設置角度がとれないという問題が生ずる。
【０００６】
そこで、本発明は、発光素子を装着する基板を傾けることなく、発光素子から所定の角度で発光することのできる光ビーコン車載機用ヘッドを実現することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決するための手段】
本発明の光ビーコン車載機用ヘッドは、発光素子を装着する基板を、光ビーコン車載機用ヘッドを収納するケースの中に、当該ケースの一面と平行に配置し、前記発光素子の底面が接触する斜面と、前記基板に接触する底面とを有し、前記斜面と前記底面とが鋭角をなす柱状のスペーサを備え、一個又は複数個の前記発光素子を、前記基板に対して所定の角度をもって光を発射できるように、前記スペーサの前記斜面を介して前記基板に装着し、前記スペーサの前記斜面には前記発光素子の底面にある樹脂の盛り上がりを埋もれさせる掘り込みが形成されているものである（請求項１）。
【０００８】
前記「所定の角度」は路上機へ信号の送信に最も適した角度に選ぶ。
前記の構成によれば、発光素子を装着する基板をケースの一面に平行に配置しているので、ケースの当該一面を、ほぼ水平な場所に取り付ければ（すなわち当該「一面」が取付面となる）、一個又は複数個の発光素子から所定の角度をもって光を発射することができる。そして、ケースの高さを低くすることができる。
【０００９】
また、光ビーコン車載機用ヘッドを収納するケースとして上面と下面とが基本的に平行なケースを使用すれば（請求項２）、フラットなケースとすることができ、当該「下面」を取付面とすれば、ケースの高さを最小限度に抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、路上の光ビーコン通信機との間で光伝送を行う光ビーコン車載機用ヘッド３と、ＦＭ多重電波を受けるＦＭアンテナ４とを、光・ＦＭ一体型受信機２に接続し、この光・ＦＭ一体型受信機２をナビゲーション装置本体１に接続した使用状態を示す図である。
【００１１】
図２は、光ビーコン車載機用ヘッド３の外観図である。光ビーコン車載機用ヘッド３は、嵌合した状態で上面と下面とが平行な偏平ケース５ａ，５ｂと、光・ＦＭ一体型受信機２から電源を受け、受信信号を受け渡しするためのコード５ｅ及びコネクタ５ｆとを備えている。
図３は、光ビーコン車載機用ヘッド３を車内のダッシュボードの水平な面に設置した例を示す概略図である。光ビーコン車載機用ヘッド３のケースの寸法は、横８９ｍｍ、奥行き４７ｍｍ、高さ２２ｍｍであって、比較的小さいので、ダッシュボードに水平な面がわずかでもあればその場所に設置することができる。もし、ダッシュボードの水平な面がまったくなければ、補助取付具を使って、光ビーコン車載機用ヘッド３が水平に設置されるように取り付ける。
【００１２】
図４は、光ビーコン車載機用ヘッド３の上のケース５ａ，下のケース５ｂを上下に外した状態を示す斜視図である。少なくとも上のケース５ａは、赤外線を通過させる材質（例えばポリカーボネート）で形成されている。発光素子８等を装着する基板６を、当該ケース５ａ，５ｂの中に、下のケース５ｂの下面と平行に配置している。
【００１３】
基板６には、６つの発光ダイオード８を一列に並べ、所定の斜めの角度θをもって光を発射できるように、スペーサ７を介して基板６に装着している。前記角度θは、不等式０°＜θ＜９０°を満たす一定の角度（例えば４７°）である。
また、当該基板６には、スペーサ７、発光ダイオード８の他に、受光用のフォトダイオード１１、発光ダイオード駆動用のコンデンサ９、端子１０等が配置されている。
【００１４】
前記発光ダイオード８は、波長８５０ｎｍ又は９５０ｎｍの赤外線を照射するＰＮ接合部を透明な樹脂８ａで固めたものであり、図５(a) に示すように、上からみれば楕円形状となっている。これにより図５(d) に示すように、楕円の長軸方向に広い指向角度φを得ることができる。図５(e) は樹脂部８ａの底面の、発光ダイオード８の電極８ｂの周辺に生じた樹脂の盛り上がり８ｃを示している。このような樹脂の盛り上がり８ｃは、目視できないほどの小さなものであることが多いが、製品化するときの製造のバラツキにより、図示したような大きな盛り上がり８ｃが生ずることがある。
【００１５】
前記スペーサ７の形状を、図６に示す。スペーサ７自体は、透明な耐熱性樹脂（例えばポリカーボネート）でできている。透明な樹脂を採用することにより、スペーサ７装着後も基板６に印刷された文字が読め、半田付けの状態を確認することができる。
スペーサ７の底面には、図６(a) (c) 等に示すように、５カ所に台座７１ａ，７１ｂを設け、これらのうち３カ所の台座７１ｂから突起７２を出して、これらの突起７２を基板６に設けた孔に嵌合させることによって位置決めができるようになっている。さらに、前記台座７１ａ，７１ｂは、スペーサ７の底面と基板６との間に隙間を作る役目を果たしていて、この隙間によりフローソルダーの影響を回避している。
【００１６】
スペーサ７は、図６(b) (d) 等に示すように、断面が台形の四角柱状をしており、その側面は、上面７ａと、底面７ｄと、背面７ｃと、斜面７ｂとで構成されている。斜面７ｂと底面７ｄとのなす角は、（９０°−θ）になっている。
図７は、スペーサ７の斜視図である。この図７では、理解の容易のため、スペーサ７を不透明なものとして描いている。スペーサ７の上面７ａから底面に向かって垂直に、一部斜面７ｂにかかって、断面Ｈ形状のスルーホール７ｅを貫き通している。このスルーホール７ｅの横幅をＤ1 で表示している。また、スペーサ７の斜面７ｂから垂直方向に、前記スルーホール７ｅよりも広い断面半円状の堀り込み７ｆを形成している。この堀り込み７ｆの横幅をＤ2 で表示している（Ｄ2 ＞Ｄ1 の関係が成立する）。なお、堀り込み７ｆの形状は、半円状柱に限らず、四角柱状でもよい。
【００１７】
図８は、スペーサ７の前記スルーホール７ｅに発光ダイオード８の電極８ｂを挿入した状態を示す斜視図である。この発光ダイオード８を奥まで挿入すると、発光ダイオード８の樹脂部８ａの底面がスペーサ７の斜面７ｂに接触して、図６(i) に示すように、発光ダイオード８の照射角θ（４７°）が決定される。この接触状態においては、発光ダイオード８の樹脂部８ａの底面に樹脂の盛り上がり８ｃがある場合でも、当該盛り上がり８ｃが前述した半円状の堀り込み７ｆの中に埋もれてしまうため、樹脂部８ａの底面とスペーサ７の斜面７ｂとの接触にがたつきが発生することはない。したがって、発光ダイオード８の照射角θを正確に決めることができる。
【００１８】
また、図６(i) には、発光ダイオード８の樹脂部８ａの底面をスペーサ７の斜面７ｂに接触させて発光ダイオード８の電極８ｂを基板にハンダ付けした状態での、基板６から発光ダイオード８の電極８ｂの付け根までの高さＫを示している。この高さＫは、発光ダイオード８の頭が、嵌合したケース５ａに接触しないように、一定の高さ以下に決められる。
【００１９】
なお、小型化に対する要求を満たす手段として、図１３に示すように発光ダイオードの光量が順電流に比例して大きくなるという性質を利用して、発光ダイオードが故障しない範囲で１個当たりの電流を大きくし光量を大きくすれば、全体として同じ光量を得るのに発光ダイオードの個数を減らすことができる。
なお、本発明は上に述べた実施の形態に限定されるものではない。例えば、図６に示したスペーサ７は、断面が台形の四角柱状をしていたが、柱の平らな２側面が鋭角をなしていればこれに限られるものではなく、例えば、図９(a) に示すような三角柱、図９(b) に示すような背の丸い柱状のものであってもよい。また、６個の発光ダイオードを一列に配置していたが、発光ダイオードの数は６個に限られるものではない。例えば図１０に示すように１つ発光ダイオードのみを、スペーサ７を介して基板６に取り付けるようにしてもよい。また、発光ダイオードを複数列に並べてもよい。
【００２０】
その他本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように本発明の光ビーコン車載機用ヘッドによれば、路上機へ信号の送信に最も適した照射角度を確保できるとともに、ケースの高さを低くすることができ、ドライバの視界を妨げるおそれがなくなるという効果が得られる。
特に、平行でフラットなケースとすれば、ケースの高さを最小限に抑えることができ、前記の効果を最もよく達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ビーコン車載機用ヘッド３と、ＦＭアンテナ４とを、光・ＦＭ一体型受信機２に接続し、この光・ＦＭ一体型受信機２をナビゲーション装置本体１に接続した使用状態を示す図である。
【図２】光ビーコン車載機用ヘッド３の外観図であり、(a) は平面図、(b) は正面図、(c) は側面図である。
【図３】光ビーコン車載機用ヘッド３を車内のダッシュボードの水平な面に設置した状態を示す図である。
【図４】光ビーコン車載機用ヘッド３のケースを上下に外した状態を示す斜視図である。
【図５】光ビーコン車載機用ヘッド３に使用する発光ダイオード８の外観図であり、(a) は平面図、(b) は正面図、(c) は側面図、(d) は斜視図、(e) は樹脂部８ａの底面の発光ダイオード８の電極８ｂの周辺に生じた樹脂の盛り上がり８ｃを示す図である。
【図６】光ビーコン車載機用ヘッド３に使用するスペーサ７の外観図であり、(a) は正面図、(b) は左側面図、(c) は底面図、(d) は右側面図、(e) は背面図、(f) は平面図、(g) はＡ−Ａ断面図、(h) はＢ−Ｂ断面図、(i) はスペーサ７を介して基板６に発光ダイオード８を取り付けたときの断面図である。
【図７】スペーサ７の斜視図である。
【図８】スペーサ７のスルーホール７ｃに発光ダイオード８の電極８ｂを挿入した状態を示す斜視図である。
【図９】スペーサの形状の変形例を示す図である。
【図１０】発光ダイオードを一個用いた例を示す図である。
【図１１】車載機から路上機への通信状態を示す概念図である。
【図１２】従来の光ビーコン車載機用ヘッドの一例を示す斜視図である。
【図１３】発光ダイオードの光量と順電流との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ナビゲーション装置本体
２  光・ＦＭ一体型受信機
３  光ビーコン車載機用ヘッド
４  ＦＭアンテナ４
５ａ  上のケース
５ｂ  下のケース
６  基板
７  スペーサ
８  発光ダイオード
８ａ  樹脂部
８ｂ  電極
８ｃ  樹脂の盛り上がり
７ｂ  斜面
７ｅ  スルーホール
７ｆ  堀り込み
【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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