(57)【要約】【課題】  データ信号を含む光信号を複数のフォトダイオードで受光する光受信回路において、この回路を簡便に実装して製作コストを低減できるようにする。【解決手段】  本発明の光受信回路１６は、データ信号を含む光信号を受光する複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４と、この各フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４からの出力信号を加算した１つの加算信号Ｓ１を得る加算部１９，２０と、その加算信号Ｓ１に基づいて光信号に含まれるデータ信号を取得するデータ取得部１８とを備える。【選択図】      図４
2009253714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ信号を含む光信号を受光する複数のフォトダイオードと、
この各フォトダイオードからの出力信号を加算した１つの加算信号を得る加算部と、
前記加算信号に基づいて前記光信号に含まれる前記データ信号を取得するデータ取得部と、
を備えていることを特徴とする光受信回路。
【請求項２】
前記加算部は、前記各フォトダイオードの出力信号を加算して１つのアナログ加算信号を生成するアナログ加算器と、そのアナログ加算信号を閾値と比較してデジタル信号を生成し、このデジタル信号を前記データ取得部に入力するコンパレータと、を有する請求項１に記載の光受信回路。
【請求項３】
前記加算部は、前記各フォトダイオードの出力信号を閾値と比較してデジタル信号に変換する複数のコンパレータと、この各コンパレータのデジタル信号を加算して１つのデジタル加算信号を生成するデジタル加算器と、を有する請求項１に記載の光受信回路。
【請求項４】
各フォトダイオードの出力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路を更に備えている請求項１〜３のいずれか１項に記載の光受信回路。
【請求項５】
道路の所定範囲に設定された通信領域において、車両に搭載された車載機と光信号による路車間通信を行う光ビーコンであって、
前記通信領域に含まれるアップリンク領域で前記車載機が発光したアップリンク光を受信する光受信回路を備えており、
前記光受信回路が、データ信号を含む光信号である前記アップリンク光を受光する複数のフォトダイオードと、この各フォトダイオードの出力信号を加算した１つの加算信号を得る加算部と、前記出力信号に基づいて前記光信号に含まれる前記データ信号を取得するデータ取得部と、を有することを特徴とする光ビーコン。
【請求項６】
複数の前記フォトダイオードの受光領域が前記アップリンク領域を車両進行方向に分割してなる複数の分割領域と対応しており、
前記光受信回路は、複数の前記フォトダイオードのうちでどれが前記アップリンク光を受光したかによって前記アップリンク領域内における前記車両の走行位置を特定する位置特定部を有する請求項５に記載の光ビーコン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ信号を含む光信号を複数のフォトダイオードで受光する光受信回路と、この光受信回路を路車間通信に応用した光ビーコンに関するものである。
【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となっている。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、逆に、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光ビーコンから車載機に送信されるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このため、上記光ビーコンは、光信号により車載機との間で双方向通信を行うビーコンヘッド（投受光器）を備えており、この投受光器には、ダウンリンク光を送出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、車載機からのアップリンク光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）とが搭載されている。
また、投受光器には、ビーコン制御機からの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発光させる光送信部と、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送る光受信部とが搭載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２６８９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本願発明者は、複数のフォトダイオードを有する光受信部を投受光器に搭載した光ビーコンを既に提案している（特願２００７−２０９１０号の明細書参照）。
この光ビーコンでは、複数のフォトダイオードの受光領域が、アップリンク領域を車両進行方向に分割してなる複数の分割領域と対応しており、各フォトダイオードは自身に対応する分割領域で発光されたアップリンク光を受光するようになっている。
【０００６】
分割領域に対応する複数のフォトダイオードを有する光ビーコン（以下、「ＰＤ分割タイプ」の光ビーコンと称することがある。）を使用すれば、アップリンク光の受光機会を向上させるために、アップリンク領域を車両進行方向に長く設定する場合であっても、当該アップリンク領域を構成する個々の分割領域については、これを車両進行方向に狭く設定することが可能となる。
【０００７】
また、ＰＤ分割タイプの光ビーコンでは、複数のフォトダイオードのうちでどれが実際にアップリンク光を受光したかを判定することにより、走行中の車両（車載機）がいずれの分割領域でアップリンク光を発光したかを光ビーコン側で特定することができる。
従って、この場合、インフラ側である光ビーコンにおいて、アップリンク光を発光した車両（車載機）の走行位置を、車両進行方向における分割領域長さ以下の精度で求めることが可能となる。
【０００８】
上記のように、車載機からの光信号を受光するための複数のフォトダイオードを設けた光受信部は、通常、各フォトダイオードの出力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路と、この各増幅回路にそれぞれ接続されたコンパレータとから構成することができる。この各コンパレータは、増幅回路からの出力信号を閾値と比較してデジタル信号に変換する。
このため、上記コンパレータが出力するデジタル信号を、ＣＤＲ（Clock Data Recovery）機能やＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）機能を有する処理プロセッサに入力すれば、アップリンク光に含まれるデータ信号を取り出すことができる。
【０００９】
しかしながら、各フォトダイオードからの出力信号を個別にコンパレータでデジタル化する場合において、各コンパレータが生成したデジタル信号を処理プロセッサが別個に解釈する信号処理を行うと、フォトダイオードごとに生成される複数のデジタル信号の中から正しい信号を選択するという複雑なロジックが必要となり、実装が困難で製作コストが高くなるという欠点がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑み、データ信号を含む光信号を複数のフォトダイオードで受光する光受信回路において、簡便に実装できて製作コストを低減することができる光受信回路等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】
【００１１】
本発明の光受信回路（請求項１）は、データ信号を含む光信号を受光する複数のフォトダイオードと、この各フォトダイオードからの出力信号を加算した１つの加算信号を得る加算部と、前記加算信号に基づいて前記光信号に含まれる前記データ信号を取得するデータ取得部と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の光受信回路によれば、加算部が、各フォトダイオードからの出力信号を加算した１つの加算信号を得るとともに、データ取得部が、その加算信号に基づいて光信号に含まれるデータ信号を取得するので、フォトダイオードごとに生成される複数のデジタル信号の中から正しい信号を選択するという複雑なロジックをデータ取得部に設ける必要がない。
このため、各フォトダイオードに対応するデジタル信号に対して別個に信号処理を行う場合に比べて、光受信回路の実装がより簡便となり、当該回路の製作コストを低減することができる。
【００１３】
本発明の光受信回路において、前記加算部は、前記各フォトダイオードの出力信号を加算して１つのアナログ加算信号を生成するアナログ加算器と、そのアナログ加算信号を閾値と比較してデジタル信号を生成し、このデジタル信号を前記データ取得部に入力するコンパレータと、を有するものを採用することができる（請求項２）。
この場合、１つのアナログ加算信号をコンパレータでデジタル信号に変換してデータ取得部に入力する回路構成になるので、コンパレータの数を最小限に抑えることができ、回路の製作コストを低減することができる。
【００１４】
また、本発明の光受信回路において、前記加算部として、前記各フォトダイオードの出力信号を閾値と比較してデジタル信号に変換する複数のコンパレータと、この各コンパレータのデジタル信号を加算して１つのデジタル加算信号を生成するデジタル加算器と、を有するものを採用してもよい（請求項３）。
この場合、各フォトダイオードの出力信号をそれぞれコンパレータでデジタル信号に変換するようになっているので、コンパレータの数を低減することはできないが、デジタル加算器がデジタル信号を加算して１つのデジタル加算信号を生成するので、複数のデジタル信号の中から正しい信号を選択するという複雑なロジックは不要であり、この点で光受信回路の実装が簡便になる。
【００１５】
本発明の光受信回路において、加算部自身が増幅機能を備えている場合には、各フォトダイオードの後段に増幅回路を個別に設ける必要はない。
もっとも、例えば光ビーコンに使用する光受信回路の場合には、フォトダイオードに入力される光信号（近赤外線光）の受光レベルが小さく、数万倍〜数十万倍オーダの増幅率が必要となるので、各フォトダイオードの出力信号をそれぞれ増幅する複数の増幅回路を更に備えた回路構成にすることが好ましい（請求項４）。
【００１６】
本発明の光受信回路は、上記の通り光ビーコンに搭載することができる。
すなわち、本発明の光ビーコン（請求項５）は、通信領域に含まれるアップリンク領域で車載機が発光したアップリンク光を受信する光受信回路を備えており、この光受信回路として、前記した本発明の光受信回路を採用したものである。
従って、本発明の光ビーコン（請求項５）は、本発明の光受信回路（請求項１）と同様の作用効果を奏する。
【００１７】
また、本発明の光ビーコンにおいて、複数の前記フォトダイオードの受光領域が前記アップリンク領域を車両進行方向に分割してなる複数の分割領域と対応している場合には、前記光受信回路は、複数の前記フォトダイオードのうちでどれが前記アップリンク光を受光したかによって前記アップリンク領域内における車両位置を特定する位置特定部を有していることが好ましい（請求項６）。
この場合、上記位置特定部で特定された車両位置や、そこから下流側の所定位置までの距離に関する情報を、ダウンリンク切替後のダウンリンク光に含めることにより、このダウンリンク光を受信した車載機が自身の車両位置や所定位置までの距離を認識できるようになる。
【発明の効果】
【００１８】
以上の通り、本発明によれば、各フォトダイオードの出力信号を１つの加算信号に加算し、この加算信号に基づいて光信号に含まれるデータ信号を取得するようにしたので、光受信回路の実装が簡便であり、当該回路の製作コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
〔路車間通信システムの全体構成〕
図１は、本発明の光ビーコンを利用した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、こ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を走行する各車両Ｃに搭載された車載機２とを備えて構成されている。
交通管制システム１は、管制室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とを有している。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との間で双方向通信を行う。なお、中央装置３は交通管制室に設けられている。
【００２０】
〔光ビーコンの構成〕
光ビーコン４は、電話回線等の通信回線５を介して中央装置３と接続された通信インタフェースである通信部６と、この通信部６が接続されたビーコン制御機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（図例では４つ）のビーコンヘッド（投受光器）８とを備えている。
各ビーコンヘッド８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）１０を含む光送信部と、複数のフォトダイオード（ＰＤ）１１を含む光受信部１７とを筐体の内部に収納している（図３参照）。
【００２１】
このうち、発光ダイオード１０は、近赤外線よりなるダウンリンク光ＤＯ（ダウンリンク情報を構成する光信号）を後述する通信領域Ａに発光し、フォトダイオード１１は、車載機２からの近赤外線よりなるアップリンク光ＵＯ（アップリンク情報を構成する光信号）を受光する。
ビーコンヘッド８には、後述するアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して複数（図例では４つ）のフォトダイオード１１が設けられており、この各フォトダイオード１１は、その電気出力信号を増幅する増幅回路１９等とともに、アップリンク光ＵＯの光受信部１７を構成している（図４参照）。
【００２２】
図２は、上記光ビーコン４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、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応して設けられた前記複数のビーコンヘッド８と、これらビーコンヘッド８を一括制御する制御部である一台の前記ビーコン制御機７とを備えている。
【００２３】
また、ビーコン制御機７は、後述する処理プロセッサ２３や、ＲＡＭ及びＲＯＭ等よりなる記憶装置２４を含むプログラマブルなマイコンよりなり（図４参照）、記憶装置２４には、所定の各機能を実行するコンピュータプログラムが格納されている。
上記処理プロセッサ２３がそのコンピュータプログラムを実行することにより、通信部６（図１）による中央装置３との双方向通信と、ビーコンヘッド８による車載機２との路車間通信が行われるようになっている。
【００２４】
図２に示すように、ビーコン制御機７の筐体は、道路脇に立設した支柱１３に設置されており、各ビーコンヘッド８の筐体は、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。
各ビーコンヘッド８のＬＥＤ１０は、各車線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。
【００２５】
〔通信領域について〕
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２及び図３に示すように、光ビーコン４の通信領域Ａは、車載機２の投受光器である車載ヘッド（図示略）がダウンリンク光ＤＯを受信可能なダウンリンク領域（図３において実線のハッチングを設けた領域）ＤＡと、光ビーコン４のビーコンヘッド８が車載ヘッドからのアップリンク光ＵＯを受信可能なアップリンク領域（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。
【００２６】
ダウンリンク領域ＤＡは、ビーコンヘッド８の投受光位置ｄ、道路Ｒ上の位置ａ及びｃを頂点とする△ｄａｃで示された範囲に設定されている。また、アップリンク領域ＵＡは、前記位置ｄと、道路Ｒ上の位置ｂ及びｃを頂点とする△ｄｂｃで示された範囲に設定されている。
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）と重複している。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。
【００２７】
光ビーコン（光学式車両感知器）４の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、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定されている。この規定では、一般道向けの光ビーコン４の場合で、ダウンリンク領域ＤＡの下流端ａは、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までの距離は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。
【００２８】
しかしながら、本実施形態では、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、上記規定よりも上流側及び下流側へ長く設定されている。その結果、アップリンク領域ＵＡは上記規定よりも車両進行方向に広がり、同時にダウンリンク領域ＤＡも上記規定よりも車両進行方向に広がっている。
このようにアップリンク領域ＵＡ及びダウンリンク領域ＤＡが広くなると、車載機２と光ビーコン４との間のアップリンク情報及びダウンリンク情報の送受信の確実性が増すことになる。
【００２９】
更に、アップリンク領域ＵＡは、車両Ｃの走行位置が特定可能な程度に当該領域ＵＡを車両進行方向に複数に分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４よりなる。具体的には、本実施形態のアップリンク領域ＵＡは、位置ｄを上端とし、道路Ｒ上の位置ｅ１〜ｅ３を下端とする３本の境界線（境界部）ＢＬによって４つに分割されている。
ビーコンヘッド８に設けられた４つのフォトダイオード１１は、それぞれアップリンク領域ＵＡの各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４を受信領域としている。
【００３０】
すなわち、車両Ｃの車載機２は、アップリンク領域ＵＡを通過する途中で、同じデータ信号のアップリンク光ＵＯを車載ヘッドから繰り返し送信するが、この繰り返し送信されるアップリンク光ＵＯのうちのいずれか１つを受信するために、各分割領域Ｕ１〜ＵＡ４に対応する４つのフォトダイオード１１が設けられている。
例えば図３に実線で示すように、最も上流側に位置する分割領域ＵＡ１内において車載機２の車載ヘッドがアップリンク光ＵＯを送信した場合は、分割領域ＵＡ１に対応するフォトダイオード１１がそのアップリンク光ＵＯを受光する。
【００３１】
〔光受信回路の回路構成〕
図４は、本発明に係る光受信回路の回路構成の一例を示すブロック図である。
なお、以下において、最上流側の分割領域ＵＡ１に対応するフォトダイオード１１をＰＤ１と定義し、上流側から２番目、３番目及び４番目の分割領域ＵＡ２〜ＵＡ４に対応するフォトダイオード１１を、それぞれＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４と定義する。
【００３２】
図４に示すように、本実施形態の光受信回路１６は、各車線Ｒ１〜Ｒ４に対応するビーコンヘッド８の筐体内にそれぞれ収納された前記光受信部１７と、ビーコン制御機７の筐体内に収納されたデジタル処理部１８とから構成されている。各ビーコンヘッド８の光受信部１７とビーコン制御機７のデジタル処理部１８とは、伝送ケーブルで互いに接続されている。
上記光受信部１７は、各分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応する複数の前記フォトダイオード１１（ＰＤ１〜ＰＤ４）と、各ダイオード１１にそれぞれ接続された複数の増幅回路１９と、この各増幅回路１９の後段側に接続されたアナログ加算器２０とを備えている。
【００３３】
また、光受信部１７は、アナログ加算器２０の後段側に接続されたコンパレータ２１と、各増幅回路１９の後段側にそれぞれ接続された複数の検波回路２２とを備えている。
一方、デジタル処理部１８は、光受信部１７からの入力信号に対してデジタル信号処理を行う前記処理プロセッサ２３と、この処理プロセッサ２３が実行する処理プログラムを記憶している前記記憶装置２４と、Ａ／Ｄコンバータ２５とを備えている。
【００３４】
光受信部１７の各増幅回路１９は、ｎ型ＭＯＳＦＥＴ等よりなる増幅素子や、この素子の出力電圧を更に増幅する複数のオペアンプ等を含み、各ＰＤ１〜ＰＤ４の出力電圧を例えば１万〜１０万倍オーダで増幅することができる。
この各増幅回路１９の出力信号は、後段の前記アナログ加算器２０に入力され、１つのアナログ加算信号Ｓ１に重畳される。従って、ＰＤ１〜ＰＤ４に接続された各増幅回路１９とその後段のアナログ加算器２０は、各フォトダイオード１１の出力信号を増幅して１つの加算信号Ｓ１に加算する加算部として機能している。
【００３５】
図５（ａ）は、アナログ加算器２０の回路構成の一例を示しており、ここではオペアンプ（演算増幅器）２６を利用した加算器を例示している。
この図５（ａ）に示すアナログ加算器２０は、ＰＤ１〜ＰＤ４に対応する各増幅回路１９からの入力電圧をＶ１〜Ｖ４とすると、次式で算出される出力電圧Ｖout を出力する。
Ｖout ＝−（Ｖ１／Ｒ１＋ ……＋ Ｖ４／Ｒ４）・Ｒｆ
【００３６】
従って、この場合、抵抗値Ｒ１〜Ｒ４をすべて同じ値Ｒｃに設定すれば、アナログ加算信号Ｓ１の出力電圧Ｖout として、入力電圧Ｖ１〜Ｖ４をすべて加算した値を更に（Ｒｆ／Ｒｃ）倍で増幅した値が得られる。
なお、かかるオペアンプ２６を利用したアナログ加算器２０の場合には、オペアンプ２６の開ループゲインが十分に大きく、前段の出力インピーダンスが十分に小さいことが必要である。
【００３７】
図４に戻り、アナログ加算器２０後段のコンパレータ２１は、アナログ加算信号Ｓ１を所定の閾値（例えば０ボルト）と比較してデジタル信号Ｓ２を生成するもので、例えば、オペアンプを用いた反転比較回路で構成されている。このコンパレータ２１で生成されたデジタル信号Ｓ２は、デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３に伝送される。
また、各増幅回路１９の出力側はそれぞれ分岐して前記検波回路２２に接続されている。この検波回路２２は、例えば、図５（ｂ）に示すダイオード検波回路よりなり、増幅回路１９から入力される入力電圧Ｖin を平滑化した包絡線電圧Ｖout を出力する。
【００３８】
各検波回路２２の出力側はデジタル処理部１８の前記Ａ／Ｄコンバータ２５に接続され、このコンバータ２５は包絡線電圧Ｖout をデジタル値に変換する。
このため、各増幅回路４２の出力電圧は、その後段の検波回路２２で包絡線検波されてから、更にその後段のＡ／Ｄコンバータ２５でデジタル信号に変換され、デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３に送られる。
【００３９】
〔デジタル処理部の処理内容〕
デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３は、ＣＤＲ機能やＣＲＣ機能を有しており、アナログ加算信号Ｓ１をコンパレータ２１によりデジタル化したデジタル信号Ｓ２から、車載機２が生成した送信信号（電気信号）に同期して、この送信信号に含まれるデータ信号（通信制御信号を含む）を抽出する。
このように、処理プロセッサ２３は、上記アナログ加算信号Ｓ１に基づいて光信号に含まれるデータ信号を取得するデータ取得部としての機能を有する。
【００４０】
また、処理プロセッサ２３は、複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４のうちでどれがアップリンク光ＵＯを受光したかによってアップリンク領域ＵＡ内における車両Ｃの走行位置を特定する位置特定部としての機能も有している。
すなわち、処理プロセッサ２３は、Ａ／Ｄコンバータ２５のデジタル信号からＰＤ１〜ＰＤ４の受信レベルを検出し、この受信レベルを所定の閾値と比較することで、複数のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４のうちでどれが実際にアップリンク光ＵＯを受光したかを判定する。
【００４１】
すなわち、処理プロセッサ２３は、アップリンク領域ＵＡを走行中の車両Ｃ（車載機２）がいずれの分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４でアップリンク光ＵＯを受光したかを特定する。
従って、本実施形態の光ビーコン４を使用すれば、インフラ側である光ビーコン４が、アップリンク領域ＵＡ内においてアップリンク光ＵＯを発光した車両Ｃ（車載機２）の走行位置を、分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４の車両進行方向の長さ以下の精度で求めることができる。
【００４２】
更に、デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３は、記憶装置２４に格納されたコンピュータプログラムを実行して、ビーコンヘッド８の光受信部１７と光送信部を制御し、車載機２との間で路車間通信を行う。
すなわち、処理プロセッサ２３は、車載機２との間の路車間通信をビーコンヘッド８に行わせるための通信制御部としての機能を併有している。
【００４３】
そして、この路車間通信を行うに当たり、処理プロセッサ２３は、自身が特定した車両位置に関する情報を、ダウンリンク切替後に送信するダウンリンク光ＤＯに含めるようになっており、このダウンリンク光ＤＯを受信した車載機２は、自身の車両Ｃの走行位置を認識することができる。
この場合、図３に示すように、分割領域ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）の基準位置Ｐｉからその下流側の所定位置Ｐ０（例えば、停止線３０の位置）までの距離Ｌｉ（ｉ＝１〜４）に関する情報を、ダウンリンク光ＤＯに含ませることにしてもよい。
【００４４】
〔本実施形態の光受信回路の効果〕
本実施形態の光受信回路１６によれば、光受信部１７のアナログ加算器２０が、各フォトダイオードＰＤｉ（ｉ＝１〜４）の出力信号を１つのアナログ加算信号Ｓ１に加算し、デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３が、上記アナログ加算信号Ｓ１からコンパレータ２１で生成されたデジタル信号Ｓ２に基づいてデータ信号を再生するので、フォトダイオードＰＤｉごとに生成される複数のデジタル信号の中から正しい信号を選択するという複雑なロジックを、デジタル処理部１８に実装する必要がない。
このため、光受信回路１６の実装がより簡便になり、当該回路１６の製作コストを低減することができる。
【００４５】
また、本実施形態の光受信回路１６によれば、通常よりも高速の路車間通信が可能な光ビーコン４を実現できるという利点もある。
すなわち、フォトダイオードは一般にコンデンサ成分（キャパシタンス）のインピーダンスを有することから、受光領域が大きいほど時定数も大きくなり、出力信号（電気信号）の立ち上がり時間や立ち下がり時間が鈍るという特質がある。
【００４６】
この点、本実施形態の光受信回路１６では、アップリンク領域ＵＡで車載機２が発光した光信号（アップリンク光ＵＯ）を受光するに当たって、領域ＵＡを分割してなる分割領域ＵＡ１〜ＵＡ４に対応して、複数のＰＤｉ（ｉ＝１〜４）に分割している。このため、アップリンク領域ＵＡ全体をフォローする受光領域を有する１つのフォトダイオードを使用する場合に比べて、光信号に対する出力信号（電気信号）の応答時間が短くなる。
【００４７】
従って、ＰＤｉの分割数を多くするほど信号処理も高速に行え、光ビーコン４においてもＭｂｐｓオーダの高速通信が可能になる。
一方、フォトダイオードの受光領域が小さい場合には、ノイズレベルに対する信号の大きさ（Ｓ／Ｎ比）も小さくなってしまうが、本実施形態の光受信回路１６のように、複数のＰＤｉ（ｉ＝１〜４）に対応する出力信号を加算するようにすれば、それらの受光領域を合計した１個のフォトダイオードと同等のＳ／Ｎ比を得ることができる。
【００４８】
〔出力電圧の具体例〕
図６は、アップリンク領域ＵＡを通過する車両Ｃの位置と、各検波回路２２が検出する出力電圧との関係を示すグラフである。
図６において、Ａｍｐ１〜Ａｍｐ４は、各ＰＤｉ（ｉ＝１〜４）にそれぞれ対応する出力電圧を示している（図４参照）。この図６から明らかな通り、各ＰＤｉ（ｉ＝１〜４）に対応する出力電圧Ａｍｐｉ（ｉ＝１〜４）は、それぞれのＰＤｉ（ｉ＝１〜４）に対応する分割領域ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）からアップリンク光ＵＯが送信され場合には、有意な電圧値を示すが、それ以外の領域から送信された場合には電圧値が殆どゼロになる。
【００４９】
これに対して、図６の実線のグラフは、アナログ加算器２０の出力電圧を示している。なお、この場合のアナログ加算器２０では内部の増幅率を４倍に設定してある。
この実線のグラフから明らかなように、アナログ加算器２０の出力電圧は、車載機２がどの分割領域ＵＡｉ（ｉ＝１〜４）にあっても、有意な電圧値を示しているので、アナログ加算器２０のアナログ加算信号Ｓ１から生成したデジタル信号Ｓ２を使用すれば、データ信号の再生が容易になる。
【００５０】
〔光受信回路の変形例〕
図７は、本発明の変形例に係る光受信回路１６を示している。
この変形例の光受信回路１６が上記実施形態の光受信回路１６（図４）と異なるところは、各増幅回路１９の出力信号をデジタル化したデジタル信号Ｓ３をそれぞれ処理プロセッサ２３に入力し、その各デジタル信号Ｓ３を処理プロセッサ２３での演算によって加算するようにした点にある。
【００５１】
すなわち、図７の光受信回路１６では、各増幅回路１９の出力信号を閾値と比較してデジタル信号に変換する複数のコンパレータ２７が設けられている。
そして、各コンパレータ２７が処理プロセッサ２３に入力するデジタル信号Ｓ３の値をそれぞれａ（ｔ），ｂ（ｔ），ｃ（ｔ）及びｄ（ｔ）とすると、処理プロセッサ２３は、次の演算を行ってデジタル加算信号ｘ（ｔ）を生成し、この加算信号ｘ（ｔ）からデータ信号を抽出する。
ｘ（ｔ）＝ａ（ｔ）＋ｂ（ｔ）＋ｃ（ｔ）＋ｄ（ｔ）
【００５２】
従って、この場合の処理プロセッサ２３は、各コンパレータ２７からのデジタル信号Ｓ３を加算して１つのデジタル加算信号ｘ（ｔ）を生成する、デジタル加算器としての機能を併有している。
この変形例に係る光受信回路１６によれば、デジタル処理部１８の処理プロセッサ２３が、デジタル演算で加算した信号ｘ（ｔ）に基づいてデータ信号を抽出するので、フォトダイオードごとに生成される複数のデジタル信号の中から正しい信号を選択するという複雑なロジックが不要であり、この点で光受信回路１６の実装が簡便になる。
【００５３】
もっとも、この変形例に係る光受信回路１６の場合には、増幅回路１９と同数のコンパレータ２７が必要であり、上記実施形態（図４）の場合に比べて光受信部１７の部品点数が多くなる。
この点、上記実施形態（図４）の光受信回路１６では、コンパレータ２１が１つで足りるので部品点数が少なく、製作コストをより低減できるという利点がある。
【００５４】
〔その他の変形例〕
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施形態では光受信回路１６を光ビーコン４に採用しているが、本発明の光受信回路１６は、光通信を行うその他の通信装置に採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】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２】光ビーコンの平面図である。
【図３】光ビーコンの通信領域を示す側面図である。
【図４】光受信回路の回路構成の一例を示すブロック図である。
【図５】（ａ）はアナログ加算器の回路図であり、（ｂ）は検波回路の回路図である。
【図６】車両の位置と検波回路の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図７】光受信回路の回路構成の変形例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
４      光ビーコン
７      ビーコン制御機
１０      発光ダイオード
１１      フォトダイオード
１６      光受信回路
１７      光受信部
１８      デジタル処理部
１９      増幅回路
２０      アナログ加算器
２１      コンパレータ
２２      検波回路
２３      処理プロセッサ（データ取得部、位置特定部）
２４      記憶装置
２５      Ａ／Ｄコンバータ
２６      オペアンプ
Ｓ１      アナログ加算信号
Ｓ２      デジタル信号
Ｓ３      デジタル信号
【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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