JP2003037564A - 光通信ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形化を図ることができると共に、容易に車
両の所定部位に埋設することが可能となる路車間通信用
の光通信ユニットを提供する。 【解決手段】 車両のインストルメントパネル２には光
ビーコン用の光通信ユニット４が埋設されている。この
光通信ユニット４は、本体ケース６にプリント配線回路
基板８及びカバー７を装着して構成されている。プリン
ト配線回路基板８にはＰＤ１５及びＬＥＤ１６が実装さ
れている。また、カバー７にはレンズ部２０が一体に形
成されており、そのレンズ部２０を通じて光通信ユニッ
トと光ビーコン路上機とが光信号を授受する。この場
合、光通信ユニットと光ビーコン路上機との間で授受さ
れる光信号はレンズ部２０により集光された状態で行わ
れるので、光通信の効率が高い。従って、カバー７にレ
ンズ部２０を一体に形成することにより、光通信ユニッ
ト４の小形化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両に搭載され、
路側光通信基地局から交通情報を含む情報を光信号で通
信するための光通信手段を備えた路車間通信用車載端末
の光通信ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えばＶＩＣＳ（Vehicle In
formation and Communication System）用として、光ビ
ーコン路上機と光信号で通信するための光ビーコン車載
機を車両に設置するようにしている。この場合、光ビー
コン路上機からの光信号を受信する光通信ユニットを例
えば車両のインストルメントパネル上に設置し、光通信
ユニットが受信した信号を光ビーコン車載機が処理する
ようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光通信
ユニットをインストルメントパネル上に設置した場合、
光通信ユニットの本体が運転者の視界に入ったり、光通
信ユニットがフロントガラスで反射したりして運転者に
不快感を与える。また、光通信ユニットのケーブルがイ
ンストルメントパネル上に位置するので、美観上好まし
くないという問題も生じる。

【０００４】このような問題に対処するには、光通信ユ
ニットを光ビーコン路上機と通信可能な状態でインスト
ルメントパネルに埋設することが考えられる。しかし、
従来の光通信ユニットは、光信号が通過可能なように本
体に装着されたカバーと光信号を集光する集光用レンズ
とは別個の部品から構成されている。このため、大形で
あり、インストルメントパネルに埋設するには困難であ
り不適当であるのが実情である。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、より小形化が可能な路車間通信用の
光通信ユニットを提供することにある。また、第２の目
的は、小形化を図って容易に車両の所定部位に埋設する
ことが可能となる路車間通信用の光通信ユニットを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明によれ
ば、光通信ユニットを構成するカバーには集光手段が一
体に形成されており、路側光通信基地局からの光信号は
集光手段により集光された状態で光通信手段に与えられ
るので、光通信手段は路側光通信基地局からの光信号を
効率よく受信することができる。従って、光通信ユニッ
トをカバーと集光手段とを一体化して構成することがで
きるので、光通信ユニットの小形化を図ることができる
と共に、光通信ユニットを車両の所定部位に埋設するこ
とが可能となる。

【０００７】請求項２の発明によれば、路側光通信基地
局からの光信号は集光手段に加えて副集光手段によって
も集光された状態で光通信手段に与えられるので、光通
信手段は路側光通信基地局からの光信号をさらに効率よ
く受信することができ、光通信手段ひいては光通信ユニ
ットの一層の小形化を図ることができる。

【０００８】請求項３の発明によれば、ＶＩＣＳ用車載
端末の光送受信ユニットとして構成することができる。
請求項４の発明によれば、位置決め手段によりカバーを
本体ケースに対して所定の角度で位置決めすることがで
きるので、光通信手段に対して集光手段を確実に位置決
めすることができる。

【０００９】請求項５の発明によれば、集光手段はフレ
ネルレンズまたは凸レンズであるので、効率よく集光す
ることができる。特に、フレネルレンズを用いた場合
は、カバーの上面を平坦化しながら、集光手段を薄肉に
形成することができ、全体形状の一層の小形化を図るこ
とができる。また、カバーの上面を平坦化することによ
り、見映えを良好とすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、本発
明の第１の実施の形態を図１乃至図５を参照して説明す
る。図２は車両の助手席側インストルメントパネルの上
面の斜視図である。尚、インストルメントパネルとは、
運転席及び助手席からフロントガラスの下端部に至るパ
ネル領域全体を指す。この図２において、車両１の運転
席及び助手席の前面にはインストルメントパネル２が設
けられており、そのインストルメントパネル２において
フロントガラス３の下端部近傍の所定部位には光通信ユ
ニット４が上面の露出状態で埋設されている。

【００１１】この光通信ユニット４は、車両１が路上に
設置されたＶＩＣＳ（Vehicle Information and Commun
ication System）用の光ビーコン路上機の下を通過する
際に、光ビーコン路上機（路側光通信基地局の光ビーコ
ン路側光通信機）と光ビーコン車載機との間で光信号と
電気信号との変換を行うもので、光ビーコン車載機は、
光ビーコン路上機からのデータを光通信ユニット４を介
して受信することにより車両の進行方向に存在する渋滞
情報或いは障害情報などの交通情報を入手するようにな
っている。従って、光ビーコン車載機が入手した渋滞情
報或いは障害情報などの交通情報を車両に搭載されてい
るカーナビゲーション装置に与えることにより、渋滞情
報或いは障害情報などの交通情報をカーナビゲーション
装置の経路案内に反映することができ、運転者は、カー
ナビゲーション装置により再設定された経路案内に沿っ
て車両を円滑に進行させることができる。

【００１２】ここで、光ビーコンについて間単に説明す
る。図３は、光ビーコン路上機の光通信領域を示してい
る。この図３において、光ビーコン路上機５は路上の所
定位置に設置されており、車両１側に光信号によりデー
タを送信するための投光手段と、車両１側から光信号に
よりデータを受信するための受光手段（何れも図示せ
ず）とを備えており、それぞれに光通信領域が設定され
ている。この場合、投光手段の光通信領域はダウンリン
ク領域と称され、受光手段の光通信領域はアップリンク
領域と称される。また、ダウンリンク領域は、通過車両
と光通信するための通信領域Ｘと、通行する車両を計数
するための車両感知領域Ｙとが設定されている。

【００１３】図４は、光ビーコン路上機５のダウンリン
ク領域及びアップリンク領域と、光通信ユニット４の通
信領域との関係を示している。この図４において、光ビ
ーコン路上機５のダウンリンク領域は、車両１の進行方
向と反対方向に向かって水平方向から下側に４２゜から
７４゜の指向角が設定されている。これに対して、光通
信ユニット４の受信領域は、車両１の進行方向に向かっ
て水平方向から上側に４２゜から７４゜の指向角が設定
されている。このような互いの通信領域の設定により、
光通信ユニット４が光ビーコン路上機５のダウンリンク
領域に位置している状態では、光通信ユニット４は光ビ
ーコン路上機５からのダウンリンクデータを受信可能と
なっている。

【００１４】一方、同図に示すようにダウンリンク領域
内において車両が侵入してくる側にアップリンク領域が
重複して設定されており，光通信ユニット４がアップリ
ンク領域に位置した状態では、光通信ユニット４は光ビ
ーコン路上機５に対してアップリンクデータを送信可能
となっている。

【００１５】図１は光通信ユニット４の断面図である。
この図１において、光通信ユニット４は、本体ケース６
と、カバー７と、プリント配線回路基板８を主体として
構成されている。光通信ユニットを分解斜視して示す図
５において、本体ケース６は、円板状のベース９に第１
の支柱１０及び第２の支柱１１を一体に形成してなる。
これらの支柱１０、１１の外面はベース９の外周面と面
一となるように湾曲形状に形成されていると共に、第１
の支柱１０は第２の支柱１１よりも高く形成されてい
る。また、各支柱１０，１１において互いに対向する内
面の上端部には爪部１０ａ，１１ａがそれぞれ形成され
ていると共に、その爪部１０ａ，１１ａよりも下方とな
る部位に突条部１０ｂ，１１ｂがそれぞれ形成されてい
る（図１参照）。

【００１６】また、ベース９には複数の信号端子１２が
一体成形されており、その信号端子１２にハーネス１３
を介してコネクタ１４が接続されている。プリント配線
回路基板８にはフォトダイオード（光通信手段及び受光
手段に相当、以下、ＰＤ）１５及びＬＥＤ（光通信手段
及び投光手段に相当）１６が実装されており、それらと
図示しない配線を介して接続された図示しないピンがプ
リント配線回路基板８の裏側に立設されている。これら
のＰＤ１５及びＬＥＤ１６はレンズ部（副集光手段に相
当）１７に埋設した形態となっている。

【００１７】プリント配線回路基板８は、図１に示すよ
うに本体ケース６の支柱１０，１１に形成された爪部１
０ａ、１１ａと突条部１０ｂ，１１ｂとのそれぞれの間
に挿入されることにより支柱１０，１１間に支持される
もので、その支持状態では、プリント配線回路基板８が
水平方向に対して所定角度傾いて配置される。この所定
角度としては、プリント配線回路基板８に実装されたＰ
Ｄ１５の受光領域が図４に示すような指向角となる角度
である。

【００１８】また、このようにプリント配線回路基板８
が本体ケース６に傾斜して支持された形態では、ＰＤ１
５がＬＥＤ１６の上方位置となるように設定されてい
る。これは、図４に示したように光ビーコン路上機５に
よるダウンリンク領域はアップリンク領域よりも広く設
定されていることから、ＰＤ１５をＬＥＤ１６よりも上
方に位置するように設けることにより、ＰＤ１５の受光
領域として大きな指向角を確保しているからである。

【００１９】尚、光通信ユニット４と光ビーコン路上機
５との間の通信は赤外線により行われるようになってお
り、それに合せて、光通信ユニット４のＰＤ１５及びＬ
ＥＤ１６、或いは光ビーコン路上機５の投光手段及び受
光手段としては赤外線用のものが用いられている。

【００２０】一方、本体ケース６にはカバー７が装着さ
れている。このカバー７は上面が湾曲形状に閉鎖された
略円筒形状をなしており、ポリカーボネイトに顔料を添
加することにより可視光を遮光する光学フィルタとして
機能させるようになっている。このカバー７の下端部に
は一対の係合突部（位置決め手段に相当）１８が形成さ
れており、その係合突部１８がベース９の外周面に形成
された係合凹部（位置決め手段に相当）１９に係合する
ことによりカバー７が本体ケース６に装着されている。
この場合、一方の係合突部１８は他方の係合起部１８に
対してベース９の径方向から外れた位置関係となるよう
に形成されており、これによりカバー７を本体ケース６
に対して正しい角度で装着することができるようになっ
ている。

【００２１】ここで、光通信ユニット４のカバー７の上
端面にはレンズ部（集光手段に相当）２０が下方に一体
に膨出形成されており、カバー７の上面がレンズ部（凸
レンズ）２０の一端面を形成している。このレンズ部２
０の光軸は、ＰＤ１５とＬＥＤ１６との中間位置をプリ
ント配線回路基板８に垂直に通過するように設定されて
いる。

【００２２】尚、光通信ユニット４のカバー７には図示
しない突起部が形成されていると共に、インストルメン
トパネル２には上記突起部に対応した切欠部が形成され
ており、これにより光通信ユニット４をインストルメン
トパネル２に正規の角度で装着することができるように
なっている。また、カバー７には図示しない係合手段が
一体に形成されており、その係合手段により光通信ユニ
ット４をインストルメントパネル２にワンタッチで抜止
め状態で装着することができるようになっている。

【００２３】次に上記構成の光通信ユニットの組立て方
法について説明する。図５において、ハーネス１３の先
端に接続されたコネクタ１４をプリント配線回路基板８
の裏側に立設したピンに装着すると共に、そのプリント
配線回路基板８を本体ケース６の支柱１０，１１間に挿
入してから、プリント配線回路基板８を支柱１０，１１
に例えば接着剤で固定する。

【００２４】続いて、カバー７を本体ケース６に装着す
る。このとき、カバー７に形成された係合突部１８と本
体ケース６のベース９に形成された係合凹部１９との協
調作用により、本体ケース６に装着されるカバー７の角
度を正規の方向に位置決めすることができるので、プリ
ント配線回路基板８に実装されたＰＤ１５及びＬＥＤ１
６とカバー７に一体に形成されたレンズ部２０とを正規
の位置関係に位置決めすることができる。

【００２５】そして、以上のように組立てられた光通信
ユニット４を車両に組付けるには、光通信ユニット４を
インストルメントパネル２に形成された図示しない孔に
挿入する。このとき、光通信ユニット４のカバー７に形
成された突起部とインストルメントパネル２の装着孔に
形成された切欠部の協調作用により光通信ユニット４を
インストルメントパネル２に正規の角度で装着すること
ができる。そして、以上のようにしてインストルメント
パネル２に装着した光通信ユニット４を車両に搭載した
光ビーコン車載機に接続する。

【００２６】次に、上記光通信ユニット４の動作につい
て説明する。路上に設置された光ビーコン路上機５は、
所定のダウンリンクデータを光信号で投光している。さ
て、路上を進行している車両１に設けられた光通信ユニ
ット４が光ビーコン路上機５のダウンリンク領域（アッ
プリンク領域でもある）に位置すると、光ビーコン路上
機５から送信されている所定のダウンリンクデータを示
す光信号が光通信ユニット４のカバー７に到達するよう
になる。

【００２７】このとき、光通信ユニット４に到達した光
ビーコン路上機５からの光信号がカバー７を通過する際
に、カバー７に一体に設けられたレンズ部２０を通過す
るようになるので、光ビーコン路上機５からの光信号は
レンズ部２０により集光された状態でＰＤ１５に向かう
ようになる。

【００２８】ここで、ＰＤ１５にはレンズ部１７が一体
で設けられているので、カバー７のレンズ部２０のレン
ズ部２０により集光された光信号は、さらにレンズ部１
７により集光されることによりＰＤ１５に向かうように
なる。以上のようなカバー７に一体に設けられたレンズ
部２０及びＰＤ１５に一体に設けられたレンズ部１７の
集光作用により、ＰＤ１５は光ビーコン路上機５から送
信された光信号を効率よく受光することができる。そし
て、ＰＤ１５が受信した光信号が示す所定のダウンリン
クデータは光ビーコン車載機に出力される。

【００２９】一方、光ビーコン車載機は、光通信ユニッ
ト４から所定のダウンリンクデータを入力したときは、
アップリンクデータを光通信ユニット４に出力するの
で、光通信ユニット４のＬＥＤ１６から光ビーコン路上
機５に対してアップリンクデータが送信される。このア
ップリンクデータとしては、車両のＩＤ、前回の光ビー
コン路上機５から今回の光ビーコン路上機を通過するの
に要する時間などである。

【００３０】この場合、ＬＥＤ１６にはレンズ部１７が
一体で設けられていると共に、カバー７にはレンズ部２
０が一体で設けられているので、ＬＥＤ１６からのアッ
プリンクデータを示す光信号を集光状態で光ビーコン路
上機５に送信することができる。

【００３１】以上のようにして光通信ユニット４からア
ップリンクデータを受信した光ビーコン路上機５は、そ
のアップリンクデータをＶＩＣＳセンタに出力し、ＶＩ
ＣＳセンタにおいては、光ビーコン路上機５から入力し
たアップリンクデータに基づいて当該アップリンクデー
タを送信した車両用のダウンリンクデータを作成して光
ビーコン路上機５に出力するので、光ビーコン路上機５
からはダウンリンクデータを示す光信号が送信される。
このダウンリンクデータとしては、通常の基本ダウンリ
ンクデータに渋滞時間などのオプションデータが付加さ
れたものである。

【００３２】そして、光ビーコン路上機５から送信され
たダウンリンクデータを示す光信号を光通信ユニット４
が受光することにより光ビーコン車載機に出力され、光
ビーコン車載機がダウンリンクデータを処理してカーナ
ビゲーション装置に与えるので、カーナビゲーション装
置において経路案内の補正データとして利用することに
より新規の経路でもって運転者を適切に案内することが
できる。

【００３３】このような実施の形態によれば、光通信ユ
ニット４のカバー７にレンズ部２０を一体に形成し、光
ビーコン路上機５からの光信号をレンズ部２０による集
光状態でＰＤ１５に与えるようにしたので、光通信ユニ
ット４の小形化を図ることができる。従って、カバーと
レンズとが別体の従来構成のものと違って、光通信ユニ
ット４をインストルメントパネル２に埋設することが可
能となり、光通信ユニット４の本体が運転者の視界に入
ったり、光通信ユニット４の像がフロントガラス３で反
射したりして運転者に不快感を与えてしまうことを防止
できると共に、光通信ユニット４のケーブルがインスト
ルメントパネル２上に位置することがなく、美観上良好
とすることができる。

【００３４】また、レンズ部２０により集光した光信号
をレンズ部１７により更に集光した状態でＰＤ１５に与
えるようにしたので、さらに集光効率を高めることがで
き、ＰＤ１５及びＬＥＤ１６、ひいては全体の小形化を
図ることができる。さらに、カバー７を本体ケース６に
正規の角度で装着するための位置決め手段を設けるよう
にしたので、カバー７に一体に形成されたレンズ部２０
をＰＤ１５及びＬＥＤ１６に対して確実に位置決めする
ことができる。

【００３５】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態を図６を参照して説明するに、第１の実施の
形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
この第２の実施の形態は、カバーのレンズ部として、フ
レネルレンズを用いたことを特徴とする。

【００３６】光通信ユニット４の断面を示す図６におい
て、カバー７にはフレネルレンズ部２１が一体に形成さ
れており、その上面は平坦形状に形成されている。この
フレネルレンズ部２１は、集光機能を発揮するように微
細な帯状部を形成してなるもので（図６では帯状部を強
調して示している）、厚み寸法を抑制することができ
る。この場合、フレネルレンズ部２１は、第１の実施の
形態で説明したカバー７に一体に形成したレンズ部２１
と同様な集光機能を呈するようになっており、その作用
は第１の実施の形態と同様である。

【００３７】この第２の実施の形態によれば、カバー７
に一体に形成するレンズ部としてフレネルレンズ部２１
を用いるようにしたので、カバー７の上端部の肉厚を薄
肉化することができ、全体形状の小形化を図ることがで
きると共に、カバー７の上面を平坦化することができる
ので、インストルメントパネル２と略面一化を図ること
ができ、美観性を高めることができる。

【００３８】本発明は、上記各実施の形態に限定される
ことなく、次のように変形または拡張することができ
る。各実施の形態において、図７及び図８に示すように
ＰＤ１５及びＬＥＤ１６に一体に設けられたレンズ部１
７を省略するようにしてもよい。本体ケース６の信号端
子をコネクタ１４によりプリント配線回路基板８に接続
するのに代えて、信号端子をプリント配線回路基板８に
直接接続するようにしてもよい。光通信ユニット４の外
径は、図５のような円筒形である以外に、四角形或いは
その他の形状であってもよい。光通信ユニット４をバン
パー或いは車両において斜め前方からの光を受光可能な
任意の部位に設けるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における光通信ユニ
ットの縦断面図

【図２】光通信ユニットの装着状態を示すインストルメ
ントパネルの斜視図

【図３】光ビーコン路上機の通信領域を示す斜視図

【図４】光ビーコン路上機と光ビーコン車載機との通信
領域の関係を示す図

【図５】光通信ユニットの分解斜視図

【図６】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図

【図７】本発明のその他の実施の形態を示す図１相当図

【図８】本発明のその他の実施の形態を示す図１相当図

【符号の説明】

１は車両、２はインストルメントパネル、４は光通信ユ
ニット、６は本体ケース、７はカバー、８はプリント配
線回路基板、１５はＰＤ（光通信手段、受光素子）、１
６はＬＥＤ（光通信手段、投光素子）、１７はレンズ部
（副集光手段）、１８は係合突起部（位置決め手段）、
１９は係合凹部（位置決め手段）、２０はレンズ部（集
光手段）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/22 Ｆターム(参考） 3D020 BA06 BC03 BD03 BD05 3D044 AA01 AA49 AB01 AE01 BA03 BA14 BB01 BC13 BD04 5K002 AA05 FA03 GA05 5K067 AA42 BB21 EE02 EE10 EE37 GG01 GG11

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に搭載され、路側光通信基地局から
   交通情報を含む情報を光信号で通信するための光通信手
   段を備えた光通信ユニットにおいて、 車両の所定位置に外方を臨むように埋設され、外方を臨
   む部位に前記光通信手段が設けられた本体ケースと、 この本体ケースに前記光通信手段を覆うように設けられ
   たカバーと、 このカバーに一体に形成され、前記路側光通信基地局か
   らの光信号を集光した状態で前記光通信手段に与える集
   光手段とを備えたことを特徴とする光通信ユニット。
2. 【請求項２】 前記集光手段で集光された前記路側光通
   信基地局からの光信号をさらに集光した状態で前記光通
   信手段に与える副集光手段を備えたことを特徴とする請
   求項１記載の光通信ユニット。
3. 【請求項３】 前記光通信手段は、前記路側光通信基地
   局にアップリンクデータを送信する投光素子と、前記路
   側光通信基地局からのダウンリンクデータを受信する受
   光素子とを含んで構成されてなることを特徴とする請求
   項１または２記載の光通信ユニット。
4. 【請求項４】 前記カバーを前記本体ケースに対して所
   定の角度で位置決めする位置決め手段を備えたことを特
   徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の光通信ユニッ
   ト。
5. 【請求項５】 前記集光手段はフレネルレンズまたは凸
   レンズであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか
   に記載の光通信ユニット。
6. 【請求項６】 車両に搭載され、路側光通信機との間で
   情報を光信号で通信するための光通信手段を備えた光通
   信ユニットにおいて、 前記光通信手段が設けられる本体ケースと、 この本体ケースに対して、前記光通信手段全体を覆うよ
   うに設けられたカバーとを有し、 前記カバーは、前記路側光通信機からの光信号を前記光
   通信手段に集光する機能を有すること特徴とする光通信
   ユニット。
7. 【請求項７】 前記カバーは一体的に形成された集光手
   段を有し、この集光手段によって前記路側光通信機から
   の光信号は前記光通信手段に集光されることを特徴とす
   る請求項６記載の光通信ユニット。
8. 【請求項８】 前記集光手段によって集光された前記光
   通信機からの光信号をさらに集光する副集光手段を有
   し、 この副集光手段によって集光された光信号が前記光通信
   手段に達することを特徴とする請求項６または７記載の
   光通信ユニット。
9. 【請求項９】 前記光通信手段は、前記路側光通信機と
   の間で光信号の送信を行う投光手段と光信号の受信を行
   う受光手段とを含んで構成されてなることを特徴とする
   請求項６乃至８の何れかに記載の光通信ユニット。
10. 【請求項１０】 前記光通信ユニットは、前記路側光通
    信機との光通信が可能な状態で前記車両の所定に部分的
    に埋設されてなることを特徴とする請求項６乃至９の何
    れかに記載の光通信ユニット。
11. 【請求項１１】 前記集光手段は、フレネルレンズまた
    は凸レンズであることを特徴とする請求項７乃至１０の
    何れかに記載の光通信ユニット。