JP2000113257A - 自動料金収受用路側システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速道路等で通行等により料金が発生する
際、走行する車両を停止させる事なく自動的に料金を収
受する自動料金収受システムにおいて、料金所のインフ
ラストラクチャ側システムの低消費電力化を図ることを
目的とする。 【解決手段】 料金所の各通行レーンの路側機の内の１
つを主路側機６とし、主路側機アンテナを、料金収受手
続きを行う情報をやり取りする狭域通信用ビーム形状
と、全ての車両と送受信できる広域のビーム形状の２つ
を満足するビーム成形アンテナとし、広域の送受信にお
いて料金所に進入してくる車載機４を搭載した車両３を
検出し、検出した車載機４搭載車両３の進入状況に応
じ、路側機電源供給制御部８が従路側機１の動作を制御
することで、車載機４を搭載した車両３が通信領域２内
に進入して来た時だけ路側機が応答要求信号を送信する
ことができ、料金所のインフラストラクチャ側システム
の低消費電力化が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速道路あるいは
有料道路または駐車場、あるいはガソリンスタンドなど
車両の通行や駐車などにより料金が発生する既存または
新規の場所において、料金収受を行う例えば料金所を通
過あるいは停止する際に、走行する車両を停止させる事
なくあるいは硬貨や紙幣を運転者と収受員との間で交わ
さずに自動的に収受する自動料金収受システムに関わる
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動料金収受システムは、特開平
９−２８８７５０号に記載された電波を使ったものが知
られている。

【０００３】図２２に従来の自動料金収受システムを有
料道路の料金所に適用した場合の、料金所近傍の模式図
である。図２２において、７０は予告アンテナ装置、７
１は料金所を通過する車両、７２は車両７１に搭載され
た無線装置である車載機、７３は料金所に設置された路
側機である。

【０００４】料金所に進入してきた車両７１は、まず予
告アンテナ装置７０と車両７１に搭載している車載機７
２との間で双方向の通信を行なう。車載機７２と無線通
信を行なう予告アンテナ装置７０の主な機能は、予告ア
ンテナ装置７０の応答要求信号による車載機７２の動作
開始と、適正な応答による車載機７２の異常診断と、車
載機７２に接続されたディスプレイまたはスピーカを通
じた画像またはテキスト表示あるいは音声による車両７
１の運転者への自動料金収受が可能な事の通知である。

【０００５】指定された通行レーンを走行する車両７１
に搭載された車載機７２は、路側機７３との間で無線に
よる双方向通信を行い、通行料金の収受を自動的に行な
う。具体的には、車載機７２から運転者保有の銀行口座
等の情報を路側機７３を介して取得し通行料金を当該口
座から引き落としたり、あるいは予め決められた形式の
ＩＣカードに金銭情報を保持しておき、車載機７２にこ
のＩＣカードの情報を読み書きできる機能を付加させる
事で、路側機７３から車載機７２に送られてきた料金情
報に応じ、ＩＣカードから所定の金額を減額する電子的
な支払い手続きにより可能となる。

【０００６】なお、走行距離依存型有料道路の場合、入
口側料金所にて、路側機７３は車載機７２に入口情報を
送り記憶させ、出口側料金所の路側機７３は車載機７２
からこの入口情報を受け取ることで走行距離や経路を判
断し、通行料金を電子的に決済する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】路側機と車載機との無
線通信法の特徴は、限定された空間的範囲内を移動する
車載機とだけ路側機は無線通信を行なう事である。自動
料金収受システムの場合、概ね３×４ｍの範囲を通信領
域とし、道路面から４〜５ｍ上方に設置された路側機ア
ンテナの送受信ビームを所望の形状に成形することで実
現している。また、別な特徴としては、基地局は一定の
時間間隔、例えば数ミリ秒〜数十ミリ秒間隔で繰り返し
応答要求信号を送信し続け、車両に搭載された車載機は
通信領域内に進入してきた時、車載機はこの応答要求信
号を受信し路側機に所定の応答信号を送信することで、
一連の双方向通信が開始されるものである。

【０００８】この自動料金収受システムを有用に機能さ
せるためには、路側機アンテナなどの料金所のインフラ
ストラクチャ側システムを全国の料金所に設置する必要
がある。そして、各料金所には複数の通行レーンが存在
し、可能な限り全ての通行レーンに路側機を設置するこ
とが望ましい。従って、全国規模で考えれば２４時間、
多数の路側機が応答要求信号を出し続ける事になる。１
日の通行量が多い料金所に於いては、２４時間応答要求
信号を送信し続ける事は必然的な事であるが、通行料の
少ない料金所に於いては、無駄な電力消費につながる。

【０００９】本発明は、車載機を搭載した車両が所定の
通信領域内あるいは近傍に進入して来た時だけ、路側機
が応答要求信号を送信させることで、料金所のインフラ
ストラクチャ側システムの低消費電力化を図る事を目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、料金所の複数通行レーンに設置した複数の
路側機の内の１つを主路側機とし、主路側機アンテナの
送受信ビーム形状を、料金収受手続きを行なう情報をや
り取りする狭域通信用ビーム形状と、料金所に進入する
全ての車両と送受信できるような広域のビーム形状の２
つを満足するビーム成形アンテナとし、路側機電源供給
制御部を主路側機と全ての従路側機に接続させる事で、
広域の送受信において料金所に進入してくる車載機を搭
載した車両を検出し、路側機にて検出した料金所への車
載機搭載車両の進入状況に応じ、路側機電源供給制御部
は従路側機の動作を制御させるように構成したものであ
る。

【００１１】これにより、料金所の複数の路側機の内、
主路側機だけが、常に送受信をしているだけで、残りの
路側機は車両の走行に応じ、即ち必要な期間のみ送受信
するようになり、結果として料金所のインフラストラク
チャ側システムの低消費電力化が得られる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、車両の通行あるいは駐車などにより料金が発生する
場所の入口料金所と出口料金所の両方または片方の料金
所の複数の通行レーン毎に設置された路側機と、前記路
側機と無線により必要情報を双方向に通信する車両に搭
載された車載機とを用いて料金を自動的に収受する自動
料金収受システムにおいて、料金所に設置された前記複
数の路側機の内の１つを主路側機とし、残りの路側機を
従路側機とし、前記従路側機の従路側機アンテナの送受
信ビーム形状を限定された空間的領域を移動する車載機
とだけ通信可能なものとし、前記主路側機の主路側機ア
ンテナの送受信ビーム形状が前記従路側機アンテナの送
受信ビーム形状と料金所に進入して来る全ての車載機と
の通信が可能な広域な範囲を送受信する事が可能な２つ
のビーム形状とし、前記主路側機アンテナに接続された
共用器と前記共用器に接続された受信部と前記受信部に
接続された復調部と前記共用器に接続された送信部と前
記送信部に接続された変調部と前記復調部及び変調部に
接続された主路側機ＣＰＵ部とを有し、前記主路側機と
前記全ての従路側機に接続され従路側機の電源のＯＮと
ＯＦＦを制御する路側機電源供給制御部と、前記主路側
機と前記全ての従路側機と前記路側機電源供給制御部に
接続された中央演算装置とを設けた自動料金収受用路側
システムであり、料金所に進入して来る全ての車載機と
の通信が可能な広域な範囲に主路側機が送信した応答要
求信号に対し車載機が応答した場合、路側機電源供給制
御部にて全ての従路側機の電源をＯＮにし、料金所のい
ずれかの通行レーンを通過する車載機と双方向通信を行
なえるようにし、いずれかの従路側機または主路側機と
車載機とで料金収受の手続きが終了した時点で、全てに
従路側機の電源をＯＦＦさせる事で、車両の走行に応
じ、従路側機を動作させる事ができ、料金所のインフラ
ストラクチャ側システムの低消費電力化が図られるとい
う作用を有する。

【００１３】請求項２に記載の発明は、主路側機が、主
路側機送信アンテナと主路側機受信アンテナの２つを有
し、前記主路側機送信アンテナに接続された送信部と、
前記送信部に接続された変調部と、前記主路側機受信ア
ンテナに接続された受信部と、前記受信部に接続された
復調部と、前記変調部と復調部に接続された主路側器Ｃ
ＰＵ部とを有する請求項１記載の自動料金収受用路側シ
ステムであり、送信、受信に対し専用の主路側機アンテ
ナを有することで、主路側機アンテナのアイソレーショ
ンを確保することで通信の信頼性を高めることができ、
また、料金所のインフラストラクチャ側システムの低消
費電力化が図られるという作用を有する。

【００１４】請求項３に記載の発明は、主路側機が、狭
域送受信アンテナと広域送受信アンテナの２つのアンテ
ナを有し、前記狭域送受信アンテナに接続された狭域通
信用共用器と、前記狭域通信用共用器に接続された狭域
通信用送信部と、前記広域送受信アンテナに接続された
広域通信用共用器と、前記広域通信用共用器に接続され
た広域通信用送信部と、前記狭域通信用送信部と前記広
域通信用送信部に接続された変調部と、前記狭域通信用
共用器と前記広域通信用共用器に接続された信号合成器
と、前記信号合成器に接続された受信部と、前記受信部
に接続された復調部と、前記変調部と前記復調部に接続
された主路側器ＣＰＵ部とを有する請求項１記載の自動
料金収受用路側システムであり、狭域と広域の送信電力
を容易に変える事ができ、広域送信ではより高い電力で
広範囲に送信信号を照射でき、狭域側では所定の通信領
域に応じたビームを形成するのに最適な電力で送信する
事が可能となり、高精度な制御でかつ料金所のインフラ
ストラクチャ側システムの低消費電力化が図られるとい
う作用を有する。

【００１５】請求項４に記載の発明は、主路側機が狭域
送受信アンテナと広域送受信アンテナの２つのアンテナ
を有し、前記狭域送受信アンテナと広域送受信アンテナ
に接続されたスイッチと、前記スイッチに接続された共
用器と、前記共用器に接続された狭域通信用受信部と広
域通信用受信部と、前記狭域通信受信部に接続された狭
域通信用復調部と、前記広域通信用受信部に接続された
広域通信用復調部と、前記共用器に接続された送信部
と、前記送信部に接続された変調部と、前記狭域通信用
復調部と前記広域通信用復調部と前記変調部に接続され
た主路側機ＣＰＵ部とを有する請求項１記載の自動料金
収受用路側システムであり、主路側機から距離の差によ
って変化する車載機からの送信電波の強度に応じ感度の
異なる受信部に切り替える事で通信の信頼性を高めるこ
とができ、また、料金所のインフラストラクチャ側シス
テムの低消費電力化が図られるという作用を有する。

【００１６】請求項５に記載の発明は、主路側機に、狭
域通信用送信部と広域通信用送信部に接続され主路側機
ＣＰＵ部により制御される送信制御部を設けた請求項３
記載の自動料金収受用路側システムであり、主路側機の
狭域通信用送信部と広域通信用送信部を主路側機ＣＰＵ
の制御により個別に制御させる事が可能となり、広範囲
に進入車両を検出する時は、狭域通信用送信部を停止さ
せ、逆に狭域通信時には広域通信用送信部を停止させる
事が可能となり、狭域及び広域の送信ビームによる干渉
等による通信信頼性の劣化を防ぎ、また、料金所のイン
フラストラクチャ側システムの低消費電力化が図られる
という作用を有する。

【００１７】請求項６に記載の発明は、主路側機の狭域
送受信アンテナが狭域送信アンテナと狭域受信アンテナ
に分離され、狭域通信用共用器を無くし、前記狭域送信
アンテナが狭域通信用送信部に接続し、前記狭域受信ア
ンテナが信号合成器に接続された請求項３または５記載
の自動料金収受用路側システムであり、狭域通信用の送
信系と受信系のアイソレーションを充分に確保し通信信
頼性を高められ、また、料金所のインフラストラクチャ
側システムの低消費電力化が図られるという作用を有す
る。

【００１８】請求項７に記載の発明は、主路側機の広域
送受信アンテナが広域送信アンテナと広域受信アンテナ
に分離され、広域通信用共用器を無くし、前記広域送信
アンテナが広域通信用送信部に接続し、前記広域受信ア
ンテナが信号合成器に接続された請求項３または５また
は６記載の自動料金収受用路側システムであり、広域通
信用の送信系と受信系のアイソレーションを充分に確保
し通信信頼性を高められ、また、料金所のインフラスト
ラクチャ側システムの低消費電力化が図られるという作
用を有する。

【００１９】請求項８に記載の発明は、主路側機が、狭
域送信アンテナと狭域受信アンテナと広域送信アンテナ
と広域受信アンテナの４つのアンテナを有し、前記広域
送信アンテナに接続され送信信号を出力する増幅器と、
前記狭域送信アンテナと前記増幅器に接続され主路側機
ＣＰＵ部によりスイッチング動作を制御されるスイッチ
と、前記スイッチに接続された送信部と、前記送信部に
接続された変調部と、前記広域受信アンテナと前記狭域
受信アンテナに接続された信号合成器と、前記信号合成
器に接続された受信部と、前記受信部に接続された復調
部と、前記変調部と前記復調部に接続された主路側機Ｃ
ＰＵ部とを有する請求項１記載の自動料金収受用路側シ
ステムであり、主路側機から離れた広域通信領域と近い
通新領域での車式の受信電力値をほぼ同程度にする事が
でき、また、料金所のインフラストラクチャ側システム
の低消費電力化が図られるという作用を有する。

【００２０】請求項９に記載の発明は、路側機電源供給
制御部に接続され中央演算装置により計測時間の開始を
プリセットされる時間計測部を設けた請求項１から８の
いずれかに記載の自動料金収受用路側システムであり、
１台の車載機が通行料金の収受手続きを終了してから一
定の期間、路側機を動作させておく事ができ、連続して
走行する後続車の料金収受の手続きを確実に実施する事
ができ、また、料金所のインフラストラクチャ側システ
ムの低消費電力化が図られるという作用を有する。

【００２１】請求項１０に記載の発明は、主路側機が、
複数の素子から構成された広域送受信アンテナと、各素
子に接続された共用器と、前記各共用器に接続された受
信部と、前記各受信部に接続されたミキサ部と、前記各
ミキサ部に接続されたＡＤ変換器と、前記各ＡＤ変換器
に接続されたメモリ部と、前記全てのメモリ部に接続さ
れメモリ部に記憶された車載機の送信電波のデータから
車載機の方向を検出しその情報を主路側機アンテナＣＰ
Ｕ部に転送する電波到来方向検出部と、前記全てのメモ
リ部に接続され広域通信領域内に受信ビームが成形され
るように前記メモリ部に記憶されているデータの位相と
振幅を変化させて受信データを復調する広域通信用復調
部と、前記全ての共用器に接続された広域通信用送信部
と、前記広域通信用送信部に接続され主路側機ＣＰＵ部
により変調信号を出力する広域通信用変調部と、狭域送
受信アンテナと、前記狭域送受信アンテナに接続された
狭域通信用共用器と、前記狭域通信用共用器に接続され
た狭域通信用送信部と、前記狭域通信用送信部に接続さ
れ主路側機ＣＰＵ部により変調信号を送信部に出力する
変調部と、前記狭域通信用共用器に接続された狭域通信
用受信部と、前記狭域通信用受信部に接続され主路側機
ＣＰＵ部に出力する復調部とを有する請求項３から６の
いずれかに記載の自動料金収受用路側システムであり、
車両の進行方向を判断でき、前記進行方向に位置する従
路側機だけを路側機電源供給制御部は動作させることが
可能となり、料金所のインフラストラクチャ側システム
の低消費電力化が図られるという作用を有する。

【００２２】請求項１１に記載の発明は、車両の通行あ
るいは駐車などにより料金が発生する場所の入口料金所
と出口料金所の両方または片方の料金所の複数の通行レ
ーン毎に設置された路側機と、前記路側機と無線により
必要情報を双方向に通信する車両に搭載された車載機と
を用いて料金を自動的に収受する自動料金収受システム
において、料金所に設置された前記複数の路側機の内の
１つを主路側機とし、残りの路側機を従路側機とし、前
記従路側機の従路側機アンテナの送受信ビーム形状を限
定された空間的領域を移動する車載機とだけ通信可能な
ものとし、前記主路側機の主路側機アンテナが複数の素
子からなるアレイ構造のビーム形成アンテナで構成さ
れ、各素子に各々接続された共用器と、前記各共用器に
接続された受信部と、前記全ての受信部に接続され各受
信部出力の位相と振幅を変化させて復調信号を生成する
復調部と、前記各共用器に接続された送信部と、前記全
ての送信部に接続された変調部と、前記復調部と前記変
調部に接続された主路側機ＣＰＵ部と、前記主路側機と
前記全ての従路側機に接続された路側機電源供給制御部
と、前記主路側機と前記全ての従路側機と前記路側機電
源供給制御部に接続された中央演算装置とを設けた自動
料金収受用路側システムであり、主路側機ＣＰＵ部によ
り各素子に出力する送信信号の位相と送信電力を各送信
部が制御することで、広域通信時の送信ビーム形状と狭
域通信時の送信ビーム形状を１つの主路側機アンテナで
実現でき、広域通信時の車載機の応答により、路側機電
源供給制御部により従路側機を制御することが可能とな
り、料金所のインフラストラクチャ側システムの低消費
電力化が図られるという作用を有する。

【００２３】請求項１２に記載の発明は、路側機電源供
給制御部に接続され、中央演算装置により計測時間の開
始をプリセットされる時間計測部を設けた請求項１１記
載の自動料金収受用路側システムであり、１台の車載機
が通行料金の収受手続きを終了してから一定の期間、路
側機を動作させておく事ができ、連続して走行する後続
車の料金収受の手続きを確実に実施する事ができると言
う作用を有する。

【００２４】請求項１３に記載の発明は、主路側機が、
複数の素子から構成された主路側機アンテナと、各素子
に接続された共用器と、前記各共用器に接続された受信
部と、前記各受信部に接続されたミキサ部と、前記各ミ
キサ部に接続されたＡＤ変換器と、前記各ＡＤ変換器に
接続されたメモリ部と、前記全てのメモリ部に接続され
メモリ部に記憶された車載機の送信電波のデータから車
載機の方向を検出しその情報を主路側機アンテナＣＰＵ
部に転送する電波到来方向検出部と、前記全てのメモリ
部に接続され特定の領域に受信ビームが成形されるよう
に前記メモリ部に記憶されているデータの位相と振幅を
変化させて受信データを復調する復調部と、前記各共用
器に接続された送信部と、前記全ての送信部に接続され
主路側機ＣＰＵ部により変調信号を出力する変調部とを
設けた請求項１１または１２記載の自動料金収受用路側
システムであり、車両の進行方向を判断でき、前記進行
方向に位置する従路側機だけを路側機電源供給制御部は
動作させることが可能となり、料金所のインフラストラ
クチャ側システムの低消費電力化が図られるという作用
を有する。

【００２５】請求項１４に記載の発明は、車両の通行あ
るいは駐車などにより料金が発生する場所の両方または
片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
と、料金所の進入側に設置された予告アンテナ装置と、
前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信する車
両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収受す
る自動料金収受システムにおいて、前記予告アンテナ装
置に接続され全ての路側機の送受信を制御する路側機電
源供給制御部と、前記路側機と予告アンテナ装置に接続
された中央演算装置とを設けた自動料金収受用路側シス
テムであり、予告アンテナ装置で料金所へ進入する車両
を検出することができ、路側機電源供給制御部にて全て
の路側機の電源をＯＮにし、料金所のいずれかの通行レ
ーンを通過する車載機と双方向通信を行なえるように
し、いずれかの従路側機または主路側機と車載機とで料
金収受の手続きが終了した時点で、全ての路側機の電源
をＯＦＦする事ができ、車両の走行に応じ、従路側機を
動作させる事ができ、料金所のインフラストラクチャ側
システムの低消費電力化が図られるという作用を有す
る。

【００２６】請求項１５に記載の発明は、路側機電源供
給制御部に接続され、中央演算装置により計測時間の開
始をプリセットされる時間計測部を設けた請求項１４記
載の自動料金収受用路側システムであり、１台の車載機
が通行料金の収受手続きを終了して一定の期間路側機の
停止を遅らす事ができ、連続して走行する後続車の料金
収受の手続きを確実に実施する事ができるという作用を
有する。

【００２７】請求項１６に記載の発明は、予告アンテナ
装置のアンテナが複数の素子からなるアレイ構造のビー
ム形成アンテナで構成され、各素子に各々接続された共
用器と、前記各共用器に接続された受信部と、前記各受
信部に接続されたミキサ部と、前記ミキサ部に接続され
たＡＤ変換器と、前記各ＡＤ変換器に接続されたメモリ
部と、前記全てのメモリ部に接続されメモリ部に記憶さ
れた車載機の送信電波のデータから車載機の方向を検出
しその情報を予告アンテナ装置ＣＰＵ部に転送する電波
到来方向検出部を設けた請求項１４または１５記載の自
動料金収受用路側システムであり、車両の進行方向を判
断でき、前記進行方向に位置する路側機だけを路側機電
源供給制御部は動作させることが可能となり、料金所の
インフラストラクチャ側システムの低消費電力化が図ら
れるという作用を有する。

【００２８】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図２１を用いて説明する。 （実施の形態１）図１は本実施の形態における自動料金
収受用路側システムを有料道路の料金所に適用した場合
の、料金所近傍を上から見た場合の模式図である。図１
において１は従路側機で、例えば車幅方向３ｍ及び進行
方向４ｍ程度の通信領域２を移動する車両３に搭載され
た車載機４との間で、通行料金収受手続きに関わる情報
のやり取りを無線を使い双方向に行なうものであり、各
通行レーン上数ｍの高さに例えばガントリ５を使い設置
してある。６は複数の路側機の内の１つである主路側機
で、主路側機６は送受信ビーム形状は、当該通行レーン
の通信領域２と広域通信領域７をカバーする２つのビー
ムから構成されている。８は主路側機６に接続された路
側機電源供給制御部で、路側機電源供給制御部８は複数
の従路側機１の動作を、例えば電源のＯＮ／ＯＦＦ制御
などを行なう。９は従路側機１ならびに主路側機６に接
続され、車載機４との双方向通信で得られた情報から車
両３の走行に伴う料金収受の手続きを行なう中央演算装
置である。図１において、通行レーンＥ、Ｆは路側機が
設置されていないレーンであり、車載機を搭載してない
車両はこの通行レーンに進入し、金銭による支払い手続
きを行なう。

【００２９】図２は、主路側機６の概略構成図である。
図２において、１１は主路側機アンテナである。主路側
機アンテナ１１は、例えば複数の素子から構成されたア
レイアンテナ構造で、各素子への電界強度と位相を制御
するような給電構造にする事で２つの送受信ビームを形
成することが実現できる。１２は中央演算装置９と接続
された主路側機ＣＰＵ部で、送信に必要なデータを生成
したり、車載機４からの情報を復調データから復元し中
央演算装置９に転送したりする。１３は主路側機ＣＰＵ
部１２に接続され周波数変換機やスイッチから構成され
た変調部、１４は変調部１３に接続された送信部でアン
プなどで構成されている。１５は共用器でスイッチやサ
ーキュレータで構成しても構わない。１６は共用器１５
に接続されたＬＮＡ（ローノイズアンプ）などから構成
された受信部、１７は受信部に接続されたミキサや検波
器から構成された復調部で出力を主路側機ＣＰＵ部１２
に転送する。

【００３０】図３は、従路側機１の概略構成図である。
図３に於いて、１８は従路側機アンテナ、１９は従路側
機ＣＰＵ部であり、その他の構成は図２に示した主路側
機６の構成及び機能と同じである。

【００３１】車載機４も、主路側機６や従路側機１と同
じように変調部、復調部を有する無線装置で、概ね図２
や図３に示した構成である。但し、車載機４は、電子的
に通行料金を支払うため、電子財布として用いるＩＣカ
ードやクレジットカードとの情報をやり取りするカード
リーダライタ部を有している。

【００３２】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。全ての従路側機１は、路側機電源供給制御
部８により電源をＯＦＦにされている。主路側機６は応
答要求信号を一定間隔で主路側器ＣＰＵ部１２、変調部
１３、送信部１４、共用器１５、主路側機アンテナ１１
を介し送信する。主路側機アンテナ１１から送波された
応答要求信号は、該当レーンである通行レーンＣ上の通
信領域２と広域通信領域７内に照射される。

【００３３】図４に双方向に無線通信をすることにより
自動的に料金を収受する通信法の信号形態の模式図を示
す。図４において、２０はスロットで、１スロット当た
り数百ビットのシリアルなデジタルデータ列から構成さ
れている。主路側機６と車載機４との通信は、複数のス
ロット２０でフレーム２４を構成し、このフレーム２４
を繰り返し送受信することで所定の情報のやり取りを行
なう。最初のスロットは、主路側機６から送信する応答
要求信号を含むＦＣＭ（フレームコントロールメッセー
ジ）スロット２１で、最後のスロットは車載機４から送
信する応答信号を含むＡＣＫ（アック）スロット２３で
あり、残りの複数のスロットは主路側機６と車載機４と
の双方向通信データを含むＭＤＣ（メッセージデータチ
ャネル）スロット２２である。なお、ＡＣＫスロット２
３は、状況に応じＭＤＣスロット２２に変更される場合
もある。

【００３４】例えば、各スロットは８００ビットから構
成され、フレーム２４が４つのスロット２０から構成さ
れ、１ビットの伝送速度を１Ｍｂｐｓとすれば、フレー
ム２４は約３．２ミリ秒の時間構成になる。各フレーム
２４のインターバルが０秒の場合、応答要求信号は、
３．２ミリ秒間隔で、通信領域２と広域通信領域７に照
射される。

【００３５】車載機４を搭載した車両３が本線から外れ
料金所内に進入すれば、車載機４は広域通信領域７内で
主路側機６から送信された応答要求信号を受信し、応答
信号をＡＣＫスロット２３を使い主路側機６に返答す
る。この応答信号を主路側機アンテナ１１、信号分離機
１５、受信部１６、復調部１７、主路側機ＣＰＵ部１２
を介して受信した主路側機６は、次のフレーム２４内の
ＭＤＣスロット２２を使い、車載機４に必要な情報を主
路側機ＣＰＵ部１２、変調部１３、送信部１４、共用器
１５、主路側機アンテナ１１を介して送信すると共に、
車載機４から必要な情報をＭＤＣスロット２２を使用し
て受信する。

【００３６】広域通信領域７内を移動中の車載機４から
の応答信号を受信した主路側機６は、車載機４に自動料
金収受手続きの為、所定の通行レーンに進入するように
運転者に注意を促すための情報を車載機４に送信し、車
載機４に接続されたディスプレイスピーカを用い出力す
ると共に、車載機４の電子財布であるＩＣカード内の残
高情報をチェックしたりする。この一連のやり取りによ
り、主路側機ＣＰＵ部１２は、正常な車載機４を搭載し
た車両３が料金所に進入してくる事が判断できる。

【００３７】次に、主路側機ＣＰＵ部１２は路側機電源
供給制御部８に全ての従路側機１の電源をＯＮするタイ
ミング信号を出力する。この信号を受けた路側機電源供
給制御部８は、全ての従路側機１の電源をＯＮにさせ
る。全ての従路側機１及び主路側機６は、当該通信領域
２を移動する車載機４との通行料金収受手続きの為の双
方向通信の準備を開始する。具体的には前記の複数スロ
ット２０で構成されたフレーム２４による送受信法を利
用する。車載機４を搭載した車両３は、いずれかの通信
領域２に進入し、当該通信領域２を形成する従路側機１
または主路側機６と通行料金の収受手続きに必要な情報
のやり取りを行い、中央演算装置９により収受処理が実
施される。

【００３８】中央演算装置９で実施される料金収受処理
は、例えば、車載機４から運転者保有の銀行口座等に情
報を従路側機１または主路側機６を介して取得し通行料
金を当該講座から引き落としたり、あるいは予め決めら
れた形式のＩＣカードに金銭情報を保持しておき、車載
機４にこのＩＣカードの情報を読み書きできる機能を付
加させる事で、従路側機１または主路側機６から車載機
４に料金情報を送信し、この情報を受信した車載機４は
ＩＣカードから所定の金額を減額する電子的な支払い手
続きにより可能となる。また、走行距離依存型有料道路
の場合、入口側料金所にて、従路側機１または主路側機
６により車載機４に入口情報を送り記憶させ、出口側料
金所の従路側機１または主路側機６は車載機４からこの
入口情報を受け取ることで走行距離や経路を判断し、通
行料金を電子的に決済する。

【００３９】次に、中央演算装置９は正常に通行料金の
収受が終了したタイミングを主路側機ＣＰＵ部１２に出
力する。このタイミングを受けた主路側機ＣＰＵ部１２
は、再び広域通信領域７内への車両３の進入検出を行う
動作に戻り、かつ路側機電源供給制御部８に従路側機１
の電源をＯＦＦにするタイミング信号を出力する。この
タイミング信号を受けた路側機電源供給制御部８は、従
路側機１の電源をＯＦＦにする。

【００４０】以上のように、主路側機６が広域通信領域
７内を移動する車載機４を検出する事ができるため、車
載機４を搭載した車両２が料金所内を走行していない期
間、主路側機６以外の全ての従路側機１の電源をＯＦＦ
にすることが可能となり、料金所のインフラストラクチ
ャ側システムの低消費電力化が図れる。

【００４１】なお、前記説明では路側機電源供給制御部
８は主路側機ＣＰＵ部１２の出力により従路側機１を制
御していたが、主路側機ＣＰＵ部１２の情報を受けてい
る中央演算装置９から制御タイミング情報を受けても構
わない。また、路側機電源供給制御部８の制御として、
従路側機１全体の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うとして
説明したが、電源ＯＮ時の従路側機ＣＰＵ部１９の立ち
上がりに時間がかかる場合などは、従路側機１内の送信
部１４や受信部１６のアンプの電源のみでも構わない。

【００４２】（実施の形態２）図５は本実施の形態での
主路側機６の概略構成図である。図５において、２５は
主路側機送信アンテナで、例えば複数の素子から構成さ
れたアレイアンテナ構造で実現でき各素子への電界強度
と位相を制御するような給電構造にすることで（実施の
形態１）で説明した通信領域２と広域通信領域７の２種
類の送信ビームを形成することが可能となる。２６は主
路側機受信アンテナで、同じようにアレイ構造にし各素
子への電界強度と位相を制御する事で２つの受信ビーム
を形成することが可能となる。１２は中央演算装置９や
路側機電源供給制御部８に接続された主路側機ＣＰＵ部
で、送信に必要なデータを生成したり、復調データから
車載機４からの情報を復元し中央演算装置９に転送した
りする。１３は主路側機ＣＰＵ部１２に接続され周波数
変換機やスイッチから構成された変調部、１４は変調部
１３に接続された送信部でアンプなどで構成され主路側
機送信アンテナ２５に出力される。１６は主路側機受信
アンテナ２６に接続されたＬＮＡなどから構成された受
信部、１７は受信部に接続されたミキサや検波器から構
成された復調部で出力を主路側機ＣＰＵ部１２に転送す
る。

【００４３】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。主路側機６は主路側機ＣＰＵ１２が発生する送信
信号に応じ、通信領域２及び広域通信領域７に主路側機
送信アンテナ２５を介し電波を照射する。通信領域２ま
たは広域通信領域７内を移動する車両に搭載された車載
機４から送信された電波は、主路側機受信アンテナ２６
により受波され、受信部１６、復調部１７を介し主路側
機ＣＰＵ部１２に転送される。具体的な通行料金収受の
手続きや路側機電源供給制御部８による従路側機１の制
御に関しては、（実施の形態１）で詳細に説明した方式
で実施する。

【００４４】以上のように主路側機６のアンテナを主路
側機送信アンテナ２５と主路側機受信アンテナ２６に分
離することで、送受信のアイソレーションを確保すると
共に、送信ビーム形状と受信ビーム形状を個別に成形す
ることが可能となり、車載機４と主路側機６との通信信
頼性を高める事ができ、また、料金所のインフラストラ
クチャ側システムの低消費電力化が図れる。

【００４５】なお、従路側機１の構成を図５のように、
送信アンテナと受信アンテナの２つのアンテナを有する
構成にしても構わない。

【００４６】（実施の形態３）図６は本実施の形態での
主路側機６の概略構成図である。図６において２７は通
信領域２内を移動する車両３に搭載された車載機４とだ
け無線通信が可能になるように送受信ビームを成形した
狭域送受信アンテナ、２８は狭域送受信アンテナ２５に
接続された狭域通信用共用器、２９は狭域通信用共用器
２８に接続された狭域通信用送信部、３０は広域通信領
域７内を移動する車両３に搭載された車載機４とだけ無
線通信が可能になるように送受信ビームを成形した広域
送受信アンテナ、３１は広域送受信アンテナ３０に接続
された広域通信用共用器、３２は広域通信用共用器３１
に接続された広域通信用送信部、１３は狭域通信用送信
部２９と広域通信用送信部３２に接続された変調部、３
３は狭域通信用共用器２８と狭域通信用共用器３１に接
続された信号合成器である。

【００４７】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。狭域送受信アンテナ２７と広域送受信アンテナ３
０からの送信電力が同じ場合、距離や指向特性により、
車載機４は通信領域２内に比して広域通信領域７内の方
が極めて低い電力しか受信できない。広域通信領域７で
の正常な送受信を優先し車載機４の受信感度を設定した
場合、通信領域２に進入した場合、車載機４は複数の路
側機からの微弱な送信電波を受信してしまう可能性を有
し、結果として正常な通信を阻害する要因になる。従っ
て、広域通信領域７と通信領域２での車載機４の主路側
機６からの受信電力値はほぼ同程度にする事が望まし
い。

【００４８】即ち、図６に示すように広域通信用送信部
３２と狭域通信用送信部２９の２つの送信部を有し、広
域通信用送信部３２の送信電力を狭域通信用送信部２９
より高めに設定しておく事により、広域通信領域７と通
信領域２での車載機４の受信電力値をほぼ同程度にする
事が実現できる。具体的な通行料金収受の手続きや路側
機電源供給制御部８による従路側機１の制御に関して
は、（実施の形態１）で詳細に説明した方式で実施す
る。

【００４９】以上のような構成にすることで、主路側機
６が広域通信領域７内を移動する車載機４に対し適正な
受信電力を満足させ、かつ車載機４を搭載した車両２が
主路側機６が管轄する通信領域２内を移動しても、他の
従路側機１と誤通信する事なく主路側機６は双方向通信
が可能となり、また、料金所のインフラストラクチャ側
システムの低消費電力化が図れる。

【００５０】（実施の形態４）図７は本実施の形態での
主路側機６の概略構成図である。図７において２７は狭
域送受信アンテナ、３０は広域送受信アンテナ、３４は
狭域送受信アンテナ２７及び広域送受信アンテナ３０に
接続され主路側機ＣＰＵ部１２によりスイッチング動作
を制御されるスイッチ、３５はスイッチ３４に接続され
た共用器でサーキュレータで構成しても構わない。１２
は主路側機ＣＰＵ部、１３は主路側機ＣＰＵ部１２に接
続された変調部、１４は変調部１３に接続され共用器３
５に出力する送信部、３６は共用器３５に接続された狭
域通信用受信部、３７は狭域通信用受信部３６に接続さ
れ主路側機ＣＰＵ部１２に復調結果を出力する狭域通信
用復調部、３８は共用器３５に接続され狭域通信用受信
部３６より受信感度の高い広域通信用受信部、３９は広
域通信用受信部３８に接続され主路側機ＣＰＵ部１２に
復調結果を出力する狭域通信用復調部である。

【００５１】以上の構成で、以下、本実施の形態を説明
する。距離や指向特性により、主路側機６が受信する車
載機４からの送信電波は、通信領域２内に比して広域通
信領域７内からの方が低い。主路側機ＣＰＵ部１２は、
広域通信領域７内の車載機４と送受信する場会は、広域
送受信アンテナ３０と共用器３５が接続されるようにス
イッチ３４動作させ、変調部１３、送信部１４、共用器
３５、スイッチ３４、広域通信用アンテナ３０を介し、
広域通信領域７に照射させる。車載機４からの送信信号
は、受信感度の高い広域通信用受信部３８で増幅され、
広域通信用復調部３９で復調された後、主路側機ＣＰＵ
部１２で取得される。

【００５２】次に、通信領域２内の車載機４と送受信す
る場会、主路側機ＣＰＵ部１２は、狭域送受信アンテナ
２７と共用器３５が接続されるようにスイッチ３４動作
させると共に、狭域通信用受信部３５により増幅された
受信信号を復調する狭域通信用復調部３６から復調デー
タを取得する。具体的な通行料金収受の手続きや路側機
電源供給制御部８による従路側機１の制御に関しては、
（実施の形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００５３】以上のような構成にすることで、主路側機
６が広域通信領域７内を移動する車載機４からの微弱な
電波でも復調することが可能となり、また、料金所のイ
ンフラストラクチャ側システムの低消費電力化が図れ
る。なお、広域通信領域７での主路側機６と車載機４と
の無線通信の伝送速度を通信領域２でのそれより遅くす
ることで、狭帯域の信号を用いることができ結果として
雑音帯域が減少し更に受信感度を向上させることができ
る。

【００５４】（実施の形態５）図８は本実施の形態での
主路側機６の概略構成図である。図８において図６と異
なる部分は、狭域通信用送信部２９と広域通信用送信部
３２に接続され主路側機ＣＰＵ部１２により動作を制御
される送信制御部４０を設けた事である。

【００５５】広域通信領域７内の移動中の車載機４と通
信する場合、送信制御部４０は主路側機ＣＰＵ部１２の
発生するタイミングにより、狭域通信用送信部２９をＯ
ＦＦにする。具体的には、狭域通信用送信部２９内のパ
ワーアンプをＯＦＦにする事で可能になる。これによ
り、狭域送受信アンテナ２７から電波は送波されず、結
果として通信領域２には応答要求信号が照射されない。

【００５６】次に、主路側機ＣＰＵ部１２は、広域通信
領域７内に進入してきた車両３に搭載した車載機４が広
域送受信アンテナ３０からの応答要求信号の応答を検出
した後、第２のタイミング信号を送信制御部４０に出力
する。この第２のタイミング信号を受けた送信制御部４
０は、広域通信用送信部３２内のパワーアンプをＯＦＦ
にすると共に狭域通信用送信部２９内のパワーアンプを
ＯＮにし、広域通信領域７への電波の照射を停止し、逆
に狭域通信領域２へ電波を照射させることで、通信領域
２内を移動する車両３に搭載された車載機４と主路側機
６は狭域送受信アンテナ２７を介し通信することが可能
となる。具体的な通行料金収受の手続きや路側機電源供
給制御部８による従路側機１の制御に関しては、（実施
の形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００５７】以上のように、主路側機６は車載機４の移
動に応じ、狭域送受信アンテナ２７と広域送受信アンテ
ナ３０からの電波の照射を制御させることで狭域及び広
域の送信ビームの干渉等による通信信頼性の劣化を防ぐ
ことができ、また、料金所のインフラストラクチャ側シ
ステムの低消費電力化が図れる。

【００５８】（実施の形態６）図９は本実施の形態での
主路側機６の概略構成図である。図９において４１は通
信領域２内を移動する車両３に搭載された車載機４とだ
け無線通信が可能になるように送信ビームを成形した狭
域送信アンテナ、４２は通信領域２内を移動する車両３
に搭載された車載機４とだけ無線通信が可能になるよう
に受信ビームを成形した狭域受信アンテナ、３０は広域
送受信アンテナ、３１は広域送受信アンテナ３０に接続
された広域通信用共用器、３２は広域通信用共用器３１
に接続された広域通信用送信部、２９は狭域送信アンテ
ナ４１に接続された狭域通信用送信部、１３は広域通信
用送信部３２と狭域受信アンテナ４２に接続された変調
部、３３は広域送受信アンテナ３０と狭域受信アンテナ
４２に接続された信号合成器、１６は信号合成器３３に
接続された受信部、１７は受信部１６に接続された復調
部、１２は変調部１３と復調部１７に接続された主路側
機ＣＰＵ部である。

【００５９】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。自動料金収受システムで通信される情報
は、料金に関わる情報であるため信頼性の高い無線通信
法が要求される。図８で示した実施の形態５での狭域通
信用共用器２８は数十ｄＢのアイソレーションを有する
ものの、送信信号の一部は受信系に漏れてしまい受信感
度を劣化させる要因になる。

【００６０】図９に示すように、狭域送受信アンテナ２
７を狭域送信アンテナ４１と狭域受信アンテナ４２に分
離する事で、狭域通信用共用器２８の特性以上にアイソ
レーション特性を向上させる事が可能となる。具体的な
通行料金収受の手続きや路側機電源供給制御部８による
従路側機１の制御に関しては、（実施の形態１）で詳細
に説明した方式で実施する。

【００６１】以上のような構成にすることで、通信領域
２を移動する車載機４と主路側機６との通信信頼性を高
める事ができ、また、料金所のインフラストラクチャ側
システムの低消費電力化が図れる。

【００６２】（実施の形態７）図１０は本実施の形態で
の主路側機６の概略構成図である。図１０において４３
は広域通信領域７内を移動する車両３に搭載された車載
機４とだけ無線通信が可能になるように送信ビームを成
形した広域送信アンテナ、４４は広域通信領域７内を移
動する車両３に搭載された車載機４とだけ無線通信が可
能になるように受信ビームを成形した広域受信アンテ
ナ、４１は狭域送信アンテナ、４２は狭域受信アンテ
ナ、３２は広域送信アンテナ４３に接続された広域通信
用送信部、２９は狭域送信アンテナ４１に接続された狭
域通信用送信部、１３は広域通信用送信部３２と狭域通
信用送信部２９に接続された変調部、３３は広域受信ア
ンテナ４４と狭域受信アンテナ４２に接続された信号合
成器、１６は信号合成器３３に接続された受信部、１７
は受信部に接続された復調部、１２は変調部１３と復調
部１７に接続された主路側機ＣＰＵ部である。

【００６３】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。図１０に示すように広域送受信アンテナ３
０を広域送信アンテナ４３と広域受信アンテナ４４に分
離する事で、図８で示した実施の形態５での広域通信用
共用器３１の特性以上にアイソレーション特性を満足す
る事が可能となり信頼性の高い無線通信法が可能とな
る。具体的な通行料金収受の手続きや路側機電源供給制
御部８による従路側機１の制御に関しては、（実施の形
態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００６４】以上のような構成にすることで、広域通信
領域７を移動する車載機４と主路側機６との通信信頼性
を高める事ができ、また、料金所のインフラストラクチ
ャ側システムの低消費電力化が図れる。

【００６５】（実施の形態８）図１１は本実施の形態で
の主路側機６の概略構成図である。図１１において４３
は広域送信アンテナ、４４は広域受信アンテナ、４１は
狭域送信アンテナ、４２は狭域受信アンテナ、６２は広
域送信アンテナ４３に送信信号を出力する増幅器、６１
は狭域送信アンテナ４１と増幅器６２に接続され主路側
機ＣＰＵ部１２によりスイッチング動作を制御されるス
イッチ、１４はスイッチ６１に接続された送信部、１３
は送信部に接続され変調部、３３は広域受信アンテナ４
４と狭域受信アンテナ４２に接続された信号合成器、１
６は信号合成器３３に接続された受信部、１７は受信部
に接続された復調部、１２は変調部１３と復調部１７に
接続された主路側機ＣＰＵ部である。

【００６６】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。主路側機ＣＰＵ部１２は、広域通信領域７
内の車載機４と送受信する場会は、広域送信アンテナ３
０に送信信号を出力する増幅器６２と送信部１４が接続
されるようにスイッチ６１を動作させ、変調部１３、送
信部１４、スイッチ６１、増幅器６２、広域通信用アン
テナ３０を介し、広域通信領域７に送信電波を照射させ
る。広域通信領域７内の車載機４からの送信電波は広域
受信アンテナ４４、信号合成器３３、受信部１６、復調
部１７を介し主路側機ＣＰＵ部１２で取得される。

【００６７】次に、通信領域２内の車載機４と送受信す
る場会、主路側機ＣＰＵ部１２は、狭域送受信アンテナ
２７と送信部１４が接続されるようにスイッチ６１動作
させると通信領域２に送信電波を照射させると共に、狭
域受信アンテナ４２、信号合成器３３、受信部１６、復
調部１７を介し復調データを取得する。

【００６８】送信部１４で生成した送信電力は、増幅器
６２により、狭域送信アンテナ４２に比べ広域送信アン
テナ４３からの送信電力を高めることができ、主路側機
６からの距離が離れた広域通信領域７と近い通信領域２
での車載機４の受信電力値はほぼ同程度にする事が可能
となる。具体的な通行料金収受の手続きや路側機電源供
給制御部８による従路側機１の制御に関しては、（実施
の形態１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００６９】以上のような構成にすることで、主路側機
６が広域通信領域７内を移動する車載機４に対し適正な
受信電力を満足させ、かつ車載機４を搭載した車両２が
主路側機６が管轄する通信領域２内を移動しても、他の
従路側機１と誤通信する事なく主路側機６は双方向通信
が可能となり、また、料金所のインフラストラクチャ側
システムの低消費電力化が図れる。

【００７０】（実施の形態９）図１２は本実施の形態で
の自動料金収受用路側システムを有料道路の料金所に適
用した場合の、料金所近傍を上から見た場合の模式図で
ある。図１２において図１と異なる部分は、路側機電源
供給制御部８と中央演算装置９に接続された時間計測部
４５を設け、路側機電源供給制御部８の出力を新たに主
路側機６にも接続したものである。

【００７１】主路側機６は（実施の形態１）で説明した
ように、広域通信領域７を移動する車載機４と双方向通
信すると共に、路側機電源供給制御部８に従路側機１の
電源をＯＮするタイミングを出力する。当該車載機４を
搭載した車両２は、電源がＯＮされた従路側機１と主路
側機６のいずれかの通信領域２を通行し走行料金の収受
手続きが成される。

【００７２】料金収受が終了した後、中央演算装置９は
時間計測部４５にプリセット信号を出力する。このプリ
セツト信号を受けた時間計測部４５は、このプリセット
信号を基点に、予め設定された時間、例えば６０秒、を
計測する。時間計測部４５は設定した時間の計測終了タ
イミングを路側機電源供給制御部８に出力し、路側機電
源供給制御部８はこのタイミングに同期して従路側機１
の電源をＯＦＦにすると共に、主路側機６は、再び広域
通信領域７に新たな車載機４の進入を検出すべく、応答
要求信号を継続的に出力する。

【００７３】なお、中央演算装置９は時間計測部４５が
時間を計測している間に、新たな車載機４との料金収受
手続きが成された場合、再度プリセット信号を時間計測
部４５に出力する。時間計測部４５は、このプリセット
信号により計測時間をリセットし、再度ゼロからの時間
計測動作を開始する。

【００７４】以上のように、車載機４との料金収受手続
き終了後一定期間の間、従路側機１及び主路側機６は当
該通信領域２を移動する車載機４との通信が可能な状態
を継続させる事ができ、連続して走行する後続車が存在
する場合でも、後続車の料金収受の手続きを確実に実施
する事ができ、また、料金所のインフラストラクチャ側
システムの低消費電力化が図れる。

【００７５】（実施の形態１０）図１３は本実施の形態
での主路側機６の概略構成図である。図１３において、
３０は広域送受信アンテナ、４６（ｎ）は広域送受信ア
ンテナ３０を構成する素子、４７（ｎ）は各素子４６
（ｎ）に接続された共用器、４８（ｎ）は各共用器４７
（ｎ）毎に接続された受信部、４９（ｎ）は各受信部４
８（ｎ）毎に接続されたミキサ、５０（ｎ）は各ミキサ
４９（ｎ）毎に接続されたＡＤ変換器、５１（ｎ）は各
ＡＤ変換器５０（ｎ）毎に接続されたメモリ部、３２は
全ての共用器４７（ｎ）に接続された広域通信用送信
部、５８は広域通信用送信部３２に接続された広域通信
用変調部、２７は狭域送受信アンテナ、２８は狭域送受
信アンテナ２７に接続された狭域通信用信号分離機、２
９は狭域通信用共用器２８に接続された狭域通信用送信
部、５９は狭域通信用送信部２９に接続された狭域通信
用変調部、３５は狭域通信用共用器２８に接続された狭
域通信用受信部、３７は狭域通信用受信部３５に接続さ
れた狭域通信用復調部、５２はメモリ部５１（ｎ）に接
続されメモリ部に記憶された車載機の送信電波のデータ
から車載機の方向を信号処理で検出する電波到来方向検
出部、３９はメモリ部５１（ｎ）に接続され広域通信領
域７内に受信ビームが成形されるように各メモリ部５１
（ｎ）に記憶されているデータの位相と振幅を変化させ
て受信データを復調する広域通信用復調部、１２は電波
到来方向検出部５２と狭域通信用変調部５９と狭域通信
用復調部５９と広域通信用復調部３９に接続された主路
側機ＣＰＵ部である。

【００７６】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。（実施の形態１）で説明したように主路側
機６は、広域通信領域７に応答要求信号を継続的に広域
通信用変調部５８、広域通信用送信部３２、共用器４７
（ｎ）、広域送受信アンテナ３０を介し送信する。広域
通信領域７内に移動してきた車載機４は、この応答要求
信号に応じた応答信号を主路側機６に送信する。車載機
４から送信された一連の電波は、広域送受信アンテナ３
０を構成する素子４６（ｎ）で同時に受信される。素子
４６（ｎ）で受信された電波は、共用器４７（ｎ）を通
り、受信部４８（ｎ）で所望の周波数帯域に制限された
り電圧増幅されたりしながらミキサ部４９（ｎ）にて低
周波数帯の信号にダウンコンバートされ、ＡＤ変換器５
０（ｎ）で所定の量子化精度にてデジタル信号に変換さ
れ、メモリ部５１（ｎ）に記憶される。メモり部５１
（ｎ）で記憶された受信データは、広域通信用復調部３
９で広域通信領域７に受信ビームが成形されるように位
相と振幅を変化させながら復調信号に変換され、主路側
機ＣＰＵ部１２に転送され、車載機４が送信した情報を
取得し、双方向通信が可能となる。

【００７７】また、メモリ部５１（ｎ）に記憶されたデ
ジタル信号は、広域通信用復調部３９に転送されると共
に電波到来方向検出部５２に転送される。電波到来方向
検出部５２は、各素子４６（ｎ）のデータ間の位相関係
を考慮しながら相関関係を求める事や、相関行列の固有
値展開による信号処理を成す事で、広域送受信アンテナ
３０に対する車載機４からの電波到来方向を求める。具
体的には、例えば、ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．、Ｖｏｌ．
ＡＰ−３４、Ｎｏ．３、ｐｐ２７６−２８０（１９８
６）に記載されている“Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｍｉｔｔ
ｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａ
ｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ”に開示されて
いるような信号処理により求める事ができる。

【００７８】主路側機６は、電波到来方向検出部５２に
て広域通信領域７を移動する車載機４からの送信信号に
基づき経時的な到来方向の変化を検出する。この到来方
向の経時的な動きから、主路側機ＣＰＵ部１２は車載機
４を搭載している車両３が進入する通行レーンを推定
し、この推定結果と従路側機１の電源をＯＮにするタイ
ミングを路側機電源供給制御部８に転送する。

【００７９】路側機電源供給制御部８、主路側機ＣＰＵ
部１２の車両３が進入する通行レーンの推定結果から、
推定された通行レーン上の従路側機１だけ、あるいはこ
の従路側機１の近傍、例えば左右の従路側機１を含めた
複数の従路側機１の電源だけＯＮにする。

【００８０】主路側機６の通信領域２内に車両３が進入
してきた場合は、狭域送信アンテナ２７、狭域通信用共
用器２８、狭域通信用送信部２９、狭域通信用変調部５
９、狭域通信用受信部３５、狭域通信用復調部３７を介
し、車載機４と双方向に無線通信を行う。

【００８１】以上のように、主路側機６の電波到来方向
検出部５２により広域通信領域７内を進行している車両
３の進行方向を推定でき、推定結果から路側機電源供給
制御部８は特定の従路側機１だけを動作させることが可
能となり、料金所のインフラストラクチャ側システムの
低消費電力化が可能になる。

【００８２】なお、上記説明では広域送受信アンテナ３
０は送受信兼用のアレイアンテナとしていたが、送受信
別々なアンテナでも構わない。

【００８３】（実施の形態１１）図１４は本実施の形態
での主路側機の概略構成図である。図１４において、１
１は主路側機アンテナ、４６（ｎ）は主路側機アンテナ
１１を構成する素子、４７（ｎ）は各素子４６（ｎ）に
接続された共用器、４８（ｎ）は各共用器４７（ｎ）毎
に接続された受信部、１７は受信部４８（ｎ）に接続さ
れ広域通信領域７内または通信領域２内に受信ビームが
成形されるように各メモリ部５１（ｎ）に記憶されてい
るデータの位相と振幅を変化させて受信データを復調す
る復調部、５３（ｎ）は各共用器４７（ｎ）毎に接続さ
れた送信部、１３は全ての送信部５３（ｎ）に接続され
た変調部、１２は変調部１３と復調部１７と受信部４８
（ｎ）と送信部５３（ｎ）に接続された主路側機ＣＰＵ
部、８は主路側機６に接続された路側機電源供給制御部
で、路側機電源供給制御部８は図示していない複数の従
路側機１の動作を、例えば電源のＯＮ／ＯＦＦ制御など
を行なう。９は従路側機１ならびに主路側機６接続さ
れ、車載機４との双方向通信で得られた情報から車両２
の走行に伴う料金収受の手続きを行なう中央演算装置で
ある。また、自動料金収受システムを有料道路の料金所
に応用した場合の料金所近傍を上から見た場合の模式図
は図１と同じである。

【００８４】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。最初に、従路側機１は路側機電源供給制御
部８により電源をＯＦＦにされている。主路側機ＣＰＵ
部１２は、主路側機アンテナ１１の送信ビームが広域通
信領域７に照射されるように各素子４６に対応した送信
部５３の送信信号の位相と振幅を制御し、応答要求信号
を一定間隔で主路側器ＣＰＵ部１２、変調部１３、送信
部５３、共用器４７、主路側機アンテナ１１を介し送信
する。即ち、主路側機アンテナ１１から送波された応答
要求信号は広域通信領域７内にだけ照射される。

【００８５】車載機４を搭載した車両３が本線から外れ
料金所内に進入すれば、車載機４は広域通信領域７内で
主路側機６から送信された応答要求信号を受信し、応答
信号をＡＣＫスロット２３を使い主路側機６に返答す
る。車載機４から送信された応答信号や双方通信用の信
号は、主路側機アンテナ１１を構成する素子４６（ｎ）
で同時に受信される。素子４６（ｎ）で受信された電波
は、共用器４７（ｎ）を介し受信部４８（ｎ）に出力さ
れる。主路側機ＣＰＵ部１２は広域通信領域７内に受信
ビームが形成されるように各受信部４８（ｎ）の位相と
受信信号の振幅を変化させ復調部１７から復調信号を得
る。この一連のやり取りにより、主路側機ＣＰＵ部１２
は、正常な車載機４を搭載した車両３が料金所に進入し
てくる事が判断できる。

【００８６】次に、主路側機ＣＰＵ部１２は路側機電源
供給制御部８に従路側機１の電源をＯＮするタイミング
信号を出力する。この信号を受けた路側機電源供給制御
部８は、全ての従路側機１の電源をＯＮにさせる。全て
の従路側機１及び主路側機６は、当該通信領域２を移動
する車載機４との通行料金収受手続きの為の双方向通信
の準備を開始する。また、主路側機６は、主路側機アン
テナ１１の送信ビームが通信領域２に照射されるように
各素子４６に対応した送信部５３のおいて送信信号の位
相と振幅を制御するとともに、通信領域２内に受信ビー
ムが形成されるように各受信部４８（ｎ）の位相と受信
信号の振幅を変化させ復調部１７から復調信号を得る。

【００８７】車載機４を搭載した車両３は、いずれかの
通信領域２に進入し、当該通信領域２を形成する従路側
機１または主路側機６と通行料金の収受手続きに必要な
情報のやり取りを行い、中央演算装置９により収受処理
が実施される。

【００８８】正常に通行料金の収受が終了したタイミン
グを、中央演算装置９は主路側機ＣＰＵ部１２に出力す
る。このタイミングを受けた主路側機ＣＰＵ部１２は、
再び広域通信領域７内への車両３の進入検出を行う動作
に戻り、かつ路側機電源供給制御部８に従路側機１の電
源をＯＦＦにするタイミング信号を出力する。このタイ
ミング信号を受けた路側機電源供給制御部８は、従路側
機１の電源をＯＦＦにする。

【００８９】以上のように、主路側機６が広域通信領域
７内を移動する車載機４を検出する事ができるため、車
載機４を搭載した車両２が料金所内を走行していない期
間、主路側機６以外の全ての従路側機１の電源をＯＦＦ
にすることが可能となり、また、料金所のインフラスト
ラクチャ側システムの低消費電力化が図れる。

【００９０】（実施の形態１２）図１５は本実施の形態
での主路側機の概略構成図である。図１５において図１
４と異なる点は、路側機電源供給制御部８と中央演算装
置９に接続された時間計測部４５を設けた点である。時
間計測部４５は実施の形態９で説明した機能を有する。
また、自動料金収受システムを有料道路の料金所に応用
した場合の料金所近傍を上から見た場合の模式図は図１
２と同じである。

【００９１】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。（実施の形態１１）で説明したように、車
載機４と主路側機６または従路側機１とは無線による双
方向通信がなされ、通行料金収受の手続きが処理され
る。時間計測部４５の動作及び機能は、（実施の形態
９）で説明した内容と同じである。従って車載機４との
料金収受手続き終了後一定期間の間、従路側機は該当通
信領域２を移動する車載機４との通信が可能な状態を継
続させる事ができ、連続して走行する後続車が存在する
場合でも、後続車の料金収受の手続きを確実に実施する
事ができ、また、料金所のインフラストラクチャ側シス
テムの低消費電力化が図れる。

【００９２】（実施の形態１３）図１６は本実施の形態
での主路側機の概略構成図である。図１３において、１
１は主路側機アンテナ、４６（ｎ）は主路側機アンテナ
１１を構成する素子、４７（ｎ）は各素子４６（ｎ）に
接続された共用器、４８（ｎ）は各共用器４７（ｎ）毎
に接続された受信部、４９（ｎ）は各受信部４８（ｎ）
毎に接続されたミキサ、５０（ｎ）は各ミキサ４９
（ｎ）毎に接続されたＡＤ変換器、５１（ｎ）は各ＡＤ
変換器５０（ｎ）毎に接続されたメモリ部、、５３
（ｎ）は各共用器４７（ｎ）毎に接続された送信部、１
３は全ての送信部５３（ｎ）に接続された変調部、１７
は受信部４８（ｎ）に接続され広域通信領域７内または
通信領域２内に受信ビームが成形されるように各メモリ
部５１（ｎ）に記憶されているデータの位相と振幅を変
化させて受信データを復調する復調部、、５２はメモリ
部５１（ｎ）に接続されメモリ部に記憶された車載機の
送信電波のデータから車載機の方向を信号処理で検出す
る電波到来方向検出部、１２は変調部１３と復調部１７
と受信部４８（ｎ）と送信部５３（ｎ）に接続された主
路側機ＣＰＵ部である。

【００９３】以上のような構成で、以下、本実施の形態
を説明する。主路側機ＣＰＵ部１２は、主路側機アンテ
ナ１１の送信ビームが広域通信領域７に照射されるよう
に各素子４６に対応した送信部５３の送信信号の位相と
振幅を制御し、応答要求信号を一定間隔で主路側器ＣＰ
Ｕ部１２、変調部１３、送信部５３、共用器４７、主路
側機アンテナ１１を介し送信する。即ち、主路側機アン
テナ１１から送波された応答要求信号は広域通信領域７
内だけに照射される。

【００９４】広域通信領域７内に移動してきた車載機４
は、この応答要求信号に応じた応答信号を主路側機６に
送信する。車載機４から送信された一連の電波は、主路
側機アンテナ１１を構成する素子４６（ｎ）で同時に受
信される。素子４６（ｎ）で受信された電波は、共用器
４７（ｎ）を通り、受信部４８（ｎ）で所望の周波数帯
域に制限されたり電圧増幅されたりしながらミキサ部４
９（ｎ）にて低周波数帯の信号にダウンコンバートさ
れ、ＡＤ変換器５０（ｎ）で所定の量子化精度にてデジ
タル信号に変換され、メモリ部５１（ｎ）に記憶され
る。メモり部５１（ｎ）で記憶された受信データは、復
調部１７で広域通信領域７に受信ビームが成形されるよ
うに位相と振幅を変化させながら復調信号に変換され、
主路側機ＣＰＵ部１２に転送され、車載機４が送信した
情報を取得する事ができ、双方向通信が可能となる。

【００９５】メモリ部５１（ｎ）に記憶されたデジタル
信号は、復調部１７に転送されると共に電波到来方向検
出部５２に転送される。図１６に示した電波到来方向検
出部５２の機能は、実施の形態１０で説明した機能と同
じである。即ち、広域通信領域７内の移動中の車載機４
からの受信信号から電波到来方向検出部５２は、車両３
の進行方向を推定でき、路側機電源供給制御部８は前記
進行方向推定結果に応じ、特定の従路側機１を動作させ
ることが可能となる。

【００９６】また、主路側機６は、主路側機アンテナ１
１の送信ビームが通信領域２に照射されるように各素子
４６に対応した送信部５３のおいて送信信号の位相と振
幅を制御するとともに、通信領域２内に受信ビームが形
成されるように各受信部４８（ｎ）の位相と受信信号の
振幅を変化させ復調部１７から復調信号を得るようにす
る。具体的な通行料金収受の手続きや路側機電源供給制
御部８による従路側機１の制御に関しては、（実施の形
態１１）で詳細に説明した方式で実施する。

【００９７】以上のように、主路側機６の電波到来方向
検出部５２により広域通信領域７内を進行している車両
３の進行方向を推定でき、推定結果から路側機電源供給
制御部８は特定の従路側機１だけを動作させることが可
能となり、また、料金所のインフラストラクチャ側シス
テムの低消費電力化が可能になる。

【００９８】（実施の形態１４）図１７は本実施の形態
での自動料金収受用路側システムを有料道路の料金所に
適用した場合の、料金所近傍を上から見た場合の模式図
である。図１７において５４は料金所のガントリ５に設
置され通信領域２内を移動する車両３に搭載された車載
機４と双方向通信する複数の路側機、５５は広域通信領
域７内を移動する車両３に搭載された車載機４と双方向
通信する予告アンテナ装置、９は路側機５４ならびに予
告アンテナ装置５５に接続され車載機４との双方向通信
で得られた情報から車両３の走行に伴う料金収受の手続
きを行なう中央演算装置である。８は予告アンテナ装置
５５と中央演算装置に接続された路側機電源供給制御部
で、路側機電源供給制御部８は複数の路側機５４の動作
を、例えば電源のＯＮ／ＯＦＦ制御などを行なう。図１
７において、通行レーンＥ、Ｆは路側機が設置されてい
ないレーンであり、車載機４を搭載してない車両３はこ
の通行レーンに進入し、金銭による支払い手続きを行な
う。

【００９９】図１８は、路側機５４の概略構成図であ
り、図２に示した主路側機６の構成と同じものでよい。
図１８において、５７は路側機アンテナ、６０は中央演
算装置９と接続された路側機ＣＰＵ部で、送信に必要な
データを生成したり、復調データから車載機４からの情
報を復元し中央演算装置９に転送したりする。１３は路
側機ＣＰＵ部６０に接続され周波数変換機やスイッチか
ら構成された変調部、１４は変調部１３に接続された送
信部でアンプなどで構成されている。１５は共用器でス
イッチやサーキュレータで構成しても構わない。１６は
共用器１５に接続されたＬＮＡなどから構成された受信
部、１７は受信部に接続されたミキサや検波器から構成
された復調部で出力を路側機ＣＰＵ部６０に転送する。

【０１００】図１９は、予告アンテナ装置５５の概略構
成図であり、図１８に示した路側機５４の構成と同じも
のでよい。図１９に於いて、５６は予告アンテナ、６１
は予告アンテナ装置ＣＰＵ部１９であり、その他の構成
は図１８に示した路側機５４の構成及び機能と同じであ
る。

【０１０１】予告アンテナ装置５５は、予告アンテナ５
６の送受信ビームを成形し広域通信領域７内に進入して
くる車載機４とだけ双方向に無線通信できるようにす
る。予告アンテナ装置５５が、広域通信領域７内に進入
してきた車載機４を検出したら、路側機電源供給制御部
８にタイミング信号を出力する。このタイミング信号を
受けた路側機電源供給制御部８は、すべての路側機５４
の電源をＯＮさせ、通信領域２内に移動してくる車載機
４との通信が可能な状態にさせる。車載機４を搭載した
車両３はいずれかの通行レーンに進入し、当該路側機５
４と車載機４との間で無線による情報のやり取りを行
い、料金収受の手続きを行なう。料金収受の手続きが終
了した時点で路側機電源供給制御部８は全ての路側機５
４の電源をＯＦＦさせる。具体的な通行料金収受の手続
きに関しては、（実施の形態１１）で詳細に説明した方
式で実施する。

【０１０２】以上のように、予告アンテナ装置５５で料
金所へ進入する車両３を検出することができ、路側機電
源供給制御部８にて全ての路側機５４の電源をＯＮに
し、料金所のいずれかの通行レーンを通過する車載機４
と双方向通信を行なえるようする事が可能となり、車両
３の走行に応じ、路側機５４を動作させる事ができ、料
金所のインフラストラクチャ側システムの低消費電力化
が図れる。

【０１０３】なお、前記説明では路側機電源供給制御部
８は予告アンテナ装置５５の出力により路側機５４を制
御していたが、中央演算装置９から制御タイミング情報
を受けても構わない。また、路側機電源供給制御部８の
制御として、路側機５４全体の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御
を行うとして説明したが、電源ＯＮ時の従路側機ＣＰＵ
部１９の立ち上がりに時間がかかる場合などは、路側機
５４内の送信部１４や受信部１６のアンプの電源のみで
も構わない。

【０１０４】（実施の形態１５）図２０は本実施の形態
での自動料金収受用路側システムを有料道路の料金所に
適用した場合の、料金所近傍を上から見た場合の模式図
である。図２０において図１７と異なる部分は、路側機
電源供給制御部８と中央演算装置９に接続された時間計
測部４５を設けたものである。（実施の形態１４）で説
明したように、車載機４と路側機５４または予告アンテ
ナ装置５５とは無線による双方向通信がなされ、通行料
金収受の手続きが処理される。

【０１０５】時間計測部４５の動作及び機能は、（実施
の形態９）で説明した内容と同じである。従って車載機
４との料金収受手続き終了後一定期間の間、路側機５４
は該当通信領域２を移動する車載機４との通信が可能な
状態を継続させる事ができ、連続して走行する後続車が
存在する場合でも、後続車の料金収受の手続きを確実に
実施する事ができ、また、料金所のインフラストラクチ
ャ側システムの低消費電力化が可能になる。

【０１０６】（実施の形態１６）図２１は本実施の形態
での予告アンテナ装置５５の概略構成図である。図２１
の構成は、図１３に示した（実施の形態１０）での主路
側機６の広域送受信アンテナ３０とその送受信系の概略
構成図とほぼ同じである。図２０に於いて５７は予告ア
ンテナ、６４はメモリ部５１（ｎ）に接続され広域通信
領域７内に受信ビームが成形されるように各メモリ部５
１（ｎ）に記憶されているデータの位相と振幅を変化さ
せて受信データを復調する予告通信用復調部、６２はメ
モリ部５１（ｎ）及び電波到来方向検出部５２に接続さ
れた予告アンテナ装置ＣＰＵ部である。実施の形態１４
で説明したように、車載機４と路側機５４または予告ア
ンテナ装置５５とは無線による双方向通信がなされ、通
行料金収受の手続きが処理される。

【０１０７】図２１に示したアレイ構造の予告アンテナ
装置５５の動作及び機能は、（実施の形態１０）で説明
した主路側機６内の広域通信用送受信方法と同じであ
る。即ち、予告アンテナ装置５５内の電波到来方向検出
部５２の信号処理結果に基づき、予告アンテナＣＰＵ部
６１は車両３の進行方向を推定でき、路側機電源供給制
御部８は前記進行方向推定結果に応じ、特定の路側機５
４を動作させることが可能となり、料金所のインフラス
トラクチャ側システムの低消費電力化を図ることができ
る。

【０１０８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、主路側機
が広域通信領域内を移動する車載機と送受信する事で、
車載機を搭載した車両の料金所への進入を検出でき、ま
た路側機電源供給制御部により従路側機の電源のＯＮ／
ＯＦＦ動作を制御する事が可能となり、料金所のインフ
ラストラクチャ側システムの低消費電力化を図れるとい
う有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による料金所近傍の自動
料金収受システムを上から見た場合の模式図

【図２】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図３】本発明の一実施の形態による従路側機の概略構
成図

【図４】本発明の一実施の形態による路側機と車載機と
の通信フォーマットを示す図

【図５】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図６】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図７】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図８】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図９】本発明の一実施の形態による主路側機の概略構
成図

【図１０】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１１】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１２】本発明の一実施の形態による料金所近傍の自
動料金収受システムを上から見た場合の模式図

【図１３】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１４】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１５】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１６】本発明の一実施の形態による主路側機の概略
構成図

【図１７】本発明の一実施の形態による料金所近傍の自
動料金収受システムを上から見た場合の模式図

【図１８】本発明の一実施の形態による路側機の概略構
成図

【図１９】本発明の一実施の形態による予告アンテナ装
置の概略構成図

【図２０】本発明の一実施の形態による料金所近傍の自
動料金収受用路側システムを上から見た場合の模式図

【図２１】本発明の一実施の形態による予告アンテナ装
置の概略構成図

【図２２】従来の自動料金収受用路側システムの模式図

【符号の説明】

１ 従路側機 ２ 通信領域 ３ 車両 ４ 車載機 ５ ガントリ ６ 主路側機 ７ 広域通信領域 ８ 路側機電源供給制御部 ９ 中央演算装置 １１ 主路側機アンテナ １２ 主路側機ＣＰＵ部 １３ 変調部 １４ 送信部 １５ 共用器 １６ 受信部 １７ 復調部 １８ 従路側機アンテナ １９ 従路側機ＣＰＵ部 ２０ スロット ２１ ＦＣＭスロット ２２ ＭＤＣスロット ２３ ＡＣＫスロット ２４ フレーム ２５ 主路側機送信アンテナ ２６ 主路側機受信アンテナ ２７ 狭域送受信アンテナ ２８ 狭域通信用共用器 ２９ 狭域通信用送信部 ３０ 広域送受信アンテナ ３１ 広域通信用共用器 ３２ 広域通信用送信部 ３３ 信号合成器 ３４ スイッチ ３５ 共用器 ３６ 狭域通信用受信部 ３７ 狭域通信用復調部 ３８ 広域通信用受信部 ３９ 広域通信用復調部 ４０ 送信制御部 ４１ 狭域送信アンテナ ４２ 狭域受信アンテナ ４３ 広域送信アンテナ ４４ 広域受信アンテナ ４５ 時間計測部 ４６ 素子 ４７ 共用器 ４８ 受信部 ４９ ミキサ ５０ ＡＤ変換器 ５１ メモリ部 ５２ 電波到来方向検出部 ５３ 送信部 ５４ 路側機 ５５ 予告アンテナ装置 ５６ 予告アンテナ ５７ 路側機アンテナ ５８ 広域通信用変調部 ５９ 狭域通信用変調部 ６０ 路側機ＣＰＵ部 ６１ スイッチ ６２ 増幅器 ６３ 予告アンテナ装置ＣＰＵ部 ６４ 予告通信用復調部 ７０ 予告アンテナ装置 ７１ 車両 ７２ 車載機 ７３ 路側機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 誠 神奈川県川崎市多摩区東三田３丁目10番１ 号 松下技研株式会社内 (72)発明者 八重樫 賢治 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 (72)発明者 錦木 耕司 神奈川県横浜市港北区綱島東四丁目３番１ 号 松下通信工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3E027 EA01 EA03 EB01 EB02 EC07 EC08 EC10 5H180 AA01 BB04 BB08 CC12 EE10

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の通行あるいは駐車などにより料金
   が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方または
   片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側機
   と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信す
   る車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に収
   受する自動料金収受システムにおいて、料金所に設置さ
   れた前記複数の路側機の内の１つを主路側機とし、残り
   の路側機を従路側機とし、前記従路側機の従路側機アン
   テナの送受信ビーム形状を限定された空間的領域を移動
   する車載機とだけ通信可能なものとし、前記主路側機の
   主路側機アンテナの送受信ビーム形状が前記従路側機ア
   ンテナの送受信ビーム形状と料金所に進入して来る全て
   の車載機との通信が可能な広域な範囲を送受信する事が
   可能な２つのビーム形状とし、前記主路側機アンテナに
   接続された共用器と前記共用器に接続された受信部と前
   記受信部に接続された復調部と前記共用器に接続された
   送信部と前記送信部に接続された変調部と前記復調部及
   び変調部に接続された主路側機ＣＰＵ部とを有し、前記
   主路側機と前記全ての従路側機に接続され従路側機の電
   源のＯＮとＯＦＦを制御する路側機電源供給制御部と、
   前記主路側機と前記全ての従路側機と前記路側機電源供
   給制御部に接続された中央演算装置とを設けた自動料金
   収受用路側システム。
2. 【請求項２】 主路側機が、主路側機送信アンテナと主
   路側機受信アンテナの２つを有し、前記主路側機送信ア
   ンテナに接続された送信部と、前記送信部に接続された
   変調部と、前記主路側機受信アンテナに接続された受信
   部と、前記受信部に接続された復調部と、前記変調部と
   復調部に接続された主路側器ＣＰＵ部とを有する請求項
   １記載の自動料金収受用路側システム。
3. 【請求項３】 主路側機が、狭域送受信アンテナと広域
   送受信アンテナの２つのアンテナを有し、前記狭域送受
   信アンテナに接続された狭域通信用共用器と、前記狭域
   通信用共用器に接続された狭域通信用送信部と、前記広
   域送受信アンテナに接続された広域通信用共用器と、前
   記広域通信用共用器に接続された広域通信用送信部と、
   前記狭域通信用送信部と前記広域通信用送信部に接続さ
   れた変調部と、前記狭域通信用共用器と前記広域通信用
   共用器に接続された信号合成器と、前記信号合成器に接
   続された受信部と、前記受信部に接続された復調部と、
   前記変調部と前記復調部に接続された主路側器ＣＰＵ部
   とを有する請求項１記載の自動料金収受用路側システ
   ム。
4. 【請求項４】 主路側機が狭域送受信アンテナと広域送
   受信アンテナの２つのアンテナを有し、前記狭域送受信
   アンテナと広域送受信アンテナに接続されたスイッチ
   と、前記スイッチに接続された共用器と、前記共用器に
   接続された狭域通信用受信部と広域通信用受信部と、前
   記狭域通信受信部に接続された狭域通信用復調部と、前
   記広域通信用受信部に接続された広域通信用復調部と、
   前記共用器に接続された送信部と、前記送信部に接続さ
   れた変調部と、前記狭域通信用復調部と前記広域通信用
   復調部と前記変調部に接続された主路側機ＣＰＵ部とを
   有する請求項１記載の自動料金収受用路側システム。
5. 【請求項５】 主路側機に、狭域通信用送信部と広域通
   信用送信部に接続され主路側機ＣＰＵ部により制御され
   る送信制御部を設けた請求項３記載の自動料金収受用路
   側システム。
6. 【請求項６】 主路側機の狭域送受信アンテナが狭域送
   信アンテナと狭域受信アンテナに分離され、狭域通信用
   共用器を無くし、前記狭域送信アンテナが狭域通信用送
   信部に接続し、前記狭域受信アンテナが信号合成器に接
   続された請求項３または５記載の自動料金収受用路側シ
   ステム。
7. 【請求項７】 主路側機の広域送受信アンテナが広域送
   信アンテナと広域受信アンテナに分離され、広域通信用
   共用器を無くし、前記広域送信アンテナが広域通信用送
   信部に接続し、前記広域受信アンテナが信号合成器に接
   続された請求項３または５または６記載の自動料金収受
   用路側システム。
8. 【請求項８】 主路側機が、狭域送信アンテナと狭域受
   信アンテナと広域送信アンテナと広域受信アンテナの４
   つのアンテナを有し、前記広域送信アンテナに接続され
   送信信号を出力する増幅器と、前記狭域送信アンテナと
   前記増幅器に接続され主路側機ＣＰＵ部によりスイッチ
   ング動作を制御されるスイッチと、前記スイッチに接続
   された送信部と、前記送信部に接続された変調部と、前
   記広域受信アンテナと前記狭域受信アンテナに接続され
   た信号合成器と、前記信号合成器に接続された受信部
   と、前記受信部に接続された復調部と、前記変調部と前
   記復調部に接続された主路側機ＣＰＵ部とを有する請求
   項１記載の自動料金収受用路側システム。
9. 【請求項９】 路側機電源供給制御部に接続され中央演
   算装置により計測時間の開始をプリセットされる時間計
   測部を設けた請求項１から８のいずれかに記載の自動料
   金収受用路側システム。
10. 【請求項１０】 主路側機が、複数の素子から構成され
    た広域送受信アンテナと、各素子に接続された共用器
    と、前記各共用器に接続された受信部と、前記各受信部
    に接続されたミキサ部と、前記各ミキサ部に接続された
    ＡＤ変換器と、前記各ＡＤ変換器に接続されたメモリ部
    と、前記全てのメモリ部に接続されメモリ部に記憶され
    た車載機の送信電波のデータから車載機の方向を検出し
    その情報を主路側機アンテナＣＰＵ部に転送する電波到
    来方向検出部と、前記全てのメモリ部に接続され広域通
    信領域内に受信ビームが成形されるように前記メモリ部
    に記憶されているデータの位相と振幅を変化させて受信
    データを復調する広域通信用復調部と、前記全ての共用
    器に接続された広域通信用送信部と、前記広域通信用送
    信部に接続され主路側機ＣＰＵ部により変調信号を出力
    する広域通信用変調部と、狭域送受信アンテナと、前記
    狭域送受信アンテナに接続された狭域通信用共用器と、
    前記狭域通信用共用器に接続された狭域通信用送信部
    と、前記狭域通信用送信部に接続され主路側機ＣＰＵ部
    により変調信号を送信部に出力する変調部と、前記狭域
    通信用共用器に接続された狭域通信用受信部と、前記狭
    域通信用受信部に接続され主路側機ＣＰＵ部に出力する
    復調部とを有する請求項３から６のいずれかに記載の自
    動料金収受用路側システム。
11. 【請求項１１】 車両の通行あるいは駐車などにより料
    金が発生する場所の入口料金所と出口料金所の両方また
    は片方の料金所の複数の通行レーン毎に設置された路側
    機と、前記路側機と無線により必要情報を双方向に通信
    する車両に搭載された車載機とを用いて料金を自動的に
    収受する自動料金収受システムにおいて、料金所に設置
    された前記複数の路側機の内の１つを主路側機とし、残
    りの路側機を従路側機とし、前記従路側機の従路側機ア
    ンテナの送受信ビーム形状を限定された空間的領域を移
    動する車載機とだけ通信可能なものとし、前記主路側機
    の主路側機アンテナが複数の素子からなるアレイ構造の
    ビーム形成アンテナで構成され、各素子に各々接続され
    た共用器と、前記各共用器に接続された受信部と、前記
    全ての受信部に接続され各受信部出力の位相と振幅を変
    化させて復調信号を生成する復調部と、前記各共用器に
    接続された送信部と、前記全ての送信部に接続された変
    調部と、前記復調部と前記変調部に接続された主路側機
    ＣＰＵ部と、前記主路側機と前記全ての従路側機に接続
    された路側機電源供給制御部と、前記主路側機と前記全
    ての従路側機と前記路側機電源供給制御部に接続された
    中央演算装置とを設けた自動料金収受用路側システム。
12. 【請求項１２】 路側機電源供給制御部に接続され、中
    央演算装置により計測時間の開始をプリセットされる時
    間計測部を設けた請求項１１記載の自動料金収受用路側
    システム。
13. 【請求項１３】 主路側機が、複数の素子から構成され
    た主路側機アンテナと、各素子に接続された共用器と、
    前記各共用器に接続された受信部と、前記各受信部に接
    続されたミキサ部と、前記各ミキサ部に接続されたＡＤ
    変換器と、前記各ＡＤ変換器に接続されたメモリ部と、
    前記全てのメモリ部に接続されメモリ部に記憶された車
    載機の送信電波のデータから車載機の方向を検出しその
    情報を主路側機アンテナＣＰＵ部に転送する電波到来方
    向検出部と、前記全てのメモリ部に接続され特定の領域
    に受信ビームが成形されるように前記メモリ部に記憶さ
    れているデータの位相と振幅を変化させて受信データを
    復調する復調部と、前記各共用器に接続された送信部
    と、前記全ての送信部に接続され主路側機ＣＰＵ部によ
    り変調信号を出力する変調部とを設けた請求項１１また
    は１２記載の自動料金収受用路側システム。
14. 【請求項１４】 車両の通行あるいは駐車などにより料
    金が発生する場所の両方または片方の料金所の複数の通
    行レーン毎に設置された路側機と、料金所の進入側に設
    置された予告アンテナ装置と、前記路側機と無線により
    必要情報を双方向に通信する車両に搭載された車載機と
    を用いて料金を自動的に収受する自動料金収受システム
    において、前記予告アンテナ装置に接続され全ての路側
    機の送受信を制御する路側機電源供給制御部と、前記路
    側機と予告アンテナ装置に接続された中央演算装置とを
    設けた自動料金収受用路側システム。
15. 【請求項１５】 路側機電源供給制御部に接続され、中
    央演算装置により計測時間の開始をプリセットされる時
    間計測部を設けた請求項１４記載の自動料金収受用路側
    システム。
16. 【請求項１６】 予告アンテナ装置のアンテナが複数の
    素子からなるアレイ構造のビーム形成アンテナで構成さ
    れ、各素子に各々接続された共用器と、前記各共用器に
    接続された受信部と、前記各受信部に接続されたミキサ
    部と、前記ミキサ部に接続されたＡＤ変換器と、前記各
    ＡＤ変換器に接続されたメモリ部と、前記全てのメモリ
    部に接続されメモリ部に記憶された車載機の送信電波の
    データから車載機の方向を検出しその情報を予告アンテ
    ナ装置ＣＰＵ部に転送する電波到来方向検出部を設けた
    請求項１４または１５記載の自動料金収受用路側システ
    ム。