JP2015067026A - 光ビーコン車載機 - Google Patents

Abstract

【課題】インストルメントパネル近傍に突起部を生じることなく、光信号を効率的に受発信することができる光ビーコン車載機を提供する。【解決手段】車両のインストルメントパネル２に埋め込まれ、ビーコン路上機に対して光信号を受発信する受発信部２２と、受発信部２２を覆うように配置され、インストルメントパネル２の上面と一体化した上面１３を有し、ビーコン路上機から発信された光信号を収束させるレンズ部１１が一体的に形成されたカバー部材１０を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、光ビーコン車載機に関する。

従来、車両と外部とのデータ通信システムの一例として、道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（登録商標））が知られている。ＶＩＣＳ（登録商標）は、渋滞や交通規制などの交通情報をリアルタイムに車両へ送信し、カーナビゲーション装置などの車載機に文字や図形で表示するものである。ＶＩＣＳ（登録商標）では、道路に設置された光ビーコン路上機と、車両に搭載された光ビーコン車載機との間で赤外線等の光信号を送受信することで交通情報の授受が行われる。

光ビーコン車載機においては、光ビーコン路上機に対して効率よく光信号を受発信するため、光信号の受発信面を車両進行方向に対して所定の角度に傾斜させている。このような光ビーコン車載機としては、車両のフロントガラスに貼り付けるタイプ（例えば、特許文献１参照。）や、インストルメントパネルの上面に下半分を埋め込むタイプ、インストルメントパネル上に設置するタイプが知られている。

特開２００８−１８１２８０号公報

しかしながら、上述したいずれのタイプの光ビーコン車載機であっても、フロントガラスやインストルメントパネル上に光ビーコン車載機の全体又はその一部が突出した状態となる。したがって、インストルメントパネル近傍の美観（意匠性）が悪化するという問題がある。

上記問題点を鑑み、本発明は、インストルメントパネル近傍に突起部を生じることなく、光信号を効率的に受発信することができる光ビーコン車載機を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、光ビーコン車載機のカバー部材の上面がインストルメントパネルの上面と一体化し、カバー部材に、光ビーコン路上機から送信された光信号を収束させるレンズ部が一体的に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、インストルメントパネル近傍に突起部を生じることなく、光信号を効率的に受発信することができる光ビーコン車載機を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機が搭載された車両前方部分の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機とビーコン路上機との通信の様子を示す概略図である。 本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機の一例を示す上面図である。 図４（ａ）は本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機の一例を示す車両進行方向の断面図（図３のＡ−Ａ方向の断面図）であり、図４（ｂ）は本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機の一例を示す車幅方向の断面図（図３のＢ−Ｂ方向の断面図）である。 図５（ａ）は第１の比較例に係る光ビーコン車載機の車両進行方向の断面図であり、図５（ｂ）は第２の比較例に係る光ビーコン車載機の車両進行方向の断面図である。 本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ビーコン車載機の一例を示す車両進行方向の断面図である。 本発明の実施の形態の第２の変形例に係る光ビーコン車載機の一例を示す車両進行方向の断面図である。 本発明の実施の形態の第３の変形例に係る光ビーコン車載機の一例を示す車両進行方向の断面図である。 本発明の実施の形態の第４の変形例に係る光ビーコン車載機の一例を示す車両進行方向の断面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る光ビーコン車載機の一例を示す上面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る光ビーコン車載機の他の一例を示す上面図である。 本発明のその他の実施の形態に係る光ビーコン車載機の一例を示す車幅方向の断面図である。

本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機１は、図１に示すように、車室内のインストルメントパネル２に埋設されている。本発明の実施の形態において、インストルメントパネル２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ものとする。

光ビーコン車載機１は、図２に示すように、光ビーコン路上機３に対して赤外線（例えば、波長８５０ｎｍの近赤外線）等の光信号を受発信することにより交通情報等の情報を授受する。

光ビーコン車載機１は、図３、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、インストルメントパネル２の凹部に埋め込まれた回路基板２１と、回路基板２１上に配置され、且つインストルメントパネル２の凹部に埋め込まれた受発信部（受発光部）２２と、回路基板２１及び受発信部２２を覆うカバー部材１０を有する。

受発信部２２は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等からなる発光部と、フォトダイオード等からなる受光部と、発光部及び受光部を被覆し、表面が曲面形状の樹脂部を備える。受発信部２２は、ＬＥＤからの照射光を変調した光信号を光ビーコン路上機３へ送信する。また、受発信部２２は、光ビーコン路上機３から照射された光信号をフォトダイオードで受信し、光信号を電気信号に変換する。

回路基板２１は、インストルメントパネル２内に埋設された配線を介して、車両に搭載されたナビゲーション装置に接続されている。回路基板２１は、受発信部２２からの電気信号に応じた交通情報を生成し、生成した交通情報を、車両に搭載されたナビゲーション装置に出力する。また、回路基板２１は、光ビーコン路上機３に送信するための情報を光信号に変換したり、受発信部２２から光信号を発信するタイミング等を指示したりする。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、カバー部材１０の上面１３は、インストルメントパネル２の上面から突出することなく、インストルメントパネル２の表面形状に一体化（面一化）した形状をなす。なお、図４（ａ）及び図４（ｂ）では、カバー部材１０の上面１３及びインストルメントパネル２の上面が平坦な場合を示すが、インストルメントパネル２の表面形状が曲面の場合には、カバー部材１０の上面１３もこれに適合させて曲面形状を有する。

カバー部材１０は、回路基板２１及び受発信部２２を保護するという機能を有する。更に、カバー部材１０は、光ビーコン通信で使われる赤外線を透過しやすく、可視光を透過しにくい光学フィルタとしての機能を兼用することが好ましい。また、カバー部材１０の屈折率は、約１．５以上であることが好ましい。カバー部材１０としては、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂又はポリメタクリル酸メチル樹脂等の樹脂材料が使用可能である。

カバー部材１０の内側（下面側）には固定部１２が一体的に形成されている。固定部１２は、カバー部材１０の上面からみたときに、受発信部２２と対向する位置よりも外周側に設けられている。インストルメントパネル２の上面の所定部位には固定部１２を挿入可能な穴部が形成されており、カバー部材１０を取り付ける際にはその穴部に固定部１２が挿入される。固定部１２の先端には係合部（爪部）が設けられており、この係合部がインストルメントパネル２の穴部と係合することにより、カバー部材１０がインストルメントパネル２に固定される。なお、固定部１２の上面からみた形状は直線状であってもよく、曲線状であってもよい。また、固定部１２の断面形状も図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す形状に特に限定されない。また、カバー部材１０は、インストルメントパネル２に予め固定され、固定部１２が設けられていない構造であってもよい。

カバー部材１０の内側（下面側）には、レンズ部１１が一体的に設けられている。レンズ部１１は、光ビーコン路上機３から送信され、カバー部材１０の上面に入射した光信号（一点鎖線で図示）を屈折させることにより、光信号を収束させて受発信部２２に伝搬させる。また、レンズ部１１は、受発信部２２から発信され、レンズ部１１に入射した光信号を屈折させることにより、光信号を発散させて車両の外部へ送信する。図４（ａ）に示すように、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状は凸型非球面曲面形状である。レンズ部１１の厚さは、車両進行方向から後退するにつれて徐々に厚くなり、受発信部２２の位置の上方で最も厚くなり、その後徐々に薄くなる。また、図４（ｂ）に示すように、レンズ部１１の車両進行方向と直交する方向（車幅方向）の断面形状は矩形であってもよい。

本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機１によれば、カバー部材１０にレンズ部１１を一体的に設けたことにより、受発信部２２がインストルメントパネル２に埋設されていても、光ビーコン路上機３から送信された光信号を効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率的に発散させることができる。更に、光ビーコン車載機１のカバー部材１０の上面１３をインストルメントパネル２の上面と一体化させることにより、インストルメントパネル２近傍に突起部が生じないため、美観（意匠性）を高めることができる。

ここで、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて第１及び第２の比較例を説明する。第１の比較例に係る光ビーコン車載機は、図５（ａ）に示すように半埋め込みタイプであり、インストルメントパネル１００の開口部に配置された支持部１０１と、支持部１０１に固定された回路基板１０２と、回路基板１０２上に配置された受発信部１０３と、受発信部１０３を覆うカバー部材１０４を備える。第１の比較例では、光ビーコン路上機との光信号の受発信を効率よく行うために、受発信部１０３をインストルメントパネル１００上に設置しており、インストルメントパネル１００上に突起部が生じている。また、第１の比較例のように半埋め込みタイプの場合、突起部のサイズ（見た目の大きさ）を極力小さくするために受発信部１０３を小型化すると、小型化した場合には光ビーコン通信でのシステムマージンが少なくなるという問題が生じる。これに対して、本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機によれば、カバー部材１０にレンズ部１１を一体的に設けたことにより、光信号を効率的に収束させることができるため、受発信部１０３をインストルメントパネル２の上面から突出させなくてもよく、且つインストルメントパネル２の開口部の面積を必要以上に大きくしなくてもよくなる。

次に、第２の比較例に係る光ビーコン車載機では、図５（ｂ）に示すように、インストルメントパネル１００上に支持部１０１、回路基板１０２、受発信部１０３及びカバー部材１０４からなる装置全体が設置されている。第２の比較例では、光ビーコン路上機との光信号の受発信を効率よく行うために、受発信部１０３をインストルメントパネル１００上に設置しており、インストルメントパネル１００上に突起部が生じている。これに対して、本発明の実施の形態に係る光ビーコン車載機によれば、カバー部材１０４がインストルメントパネル１００の上面から突出させずに、光信号を効率的に受発信することができる。

また、本発明の実施の形態によれば、カバー部材１０の屈折率を１．５以上とすることにより、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

また、本発明の実施の形態によれば、レンズ部の車両進行方向の断面形状が、凸型非球面曲面形状であることにより、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

（第１の変形例）
本発明の実施の形態の第１の変形例に係る光ビーコン車載機１は、図６に示すように、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状が鋸歯形状である点が、図４（ａ）に示した構成と異なる。レンズ部１１の鋸歯形状の角度や個数、高さは特に限定されない。他の構成は、図４（ａ）に示した構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

第１の変形例によれば、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状が鋸歯形状であることによりレンズとして機能して、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。なお、カバー部材１０のレンズ部１１は、上面からみたときに同心円状に鋸歯が配置されたフレネルレンズであってもよい。

（第２の変形例）
本発明の実施の形態の第２の変形例に係る光ビーコン車載機１は、図７に示すように、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状が半凹型非球面曲面形状である点が、図４（ａ）に示した構成と異なる。レンズ部１１の厚さは、車両進行方向から後退するにつれて厚くなっている。他の構成は、図４（ａ）に示した構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

第２の変形例によれば、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状が半凹型非球面曲面形状であることによりレンズとして機能して、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

（第３の変形例）
本発明の実施の形態の第３の変形例に係る光ビーコン車載機１は、図８に示すように、レンズ部１１の車両進行方向の断面形状が、図４（ａ）に示した構成と異なる。レンズ部１１は、受発信部２２の曲面の表面形状と同心円形状であり、受発信部２２と光軸が一致する曲面１１ａを有する。更に、レンズ部１１は、カバー部材１０の上面から入射し屈折した光信号を略全反射する平面１１ｂを有する。カバー部材１０の上面から光信号が浅い入射角で入射した場合でも、光信号を平面１１ｂにより反射して受発信部２２へ導くことができる。他の構成は、図４（ａ）に示した構成と実質的に同様であるので、重複した説明を省略する。

第３の変形例によれば、レンズ部１１が曲面１１ａ及び平面１１ｂを備えることによりレンズとして機能して、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

（第４の変形例）
本発明の実施の形態の第４の変形例に係る光ビーコン車載機は、図９に示すように、車幅方向に並べて配置された第１及び第２の光ビーコンユニット１ａ，１ｂを備える。第１及び第２の光ビーコンユニット１ａ，１ｂのそれぞれは、図３に示した光ビーコン車載機１とそれぞれ同様の構成である。第１の光ビーコンユニット１ａは、第１の回路基板２１ａ、第１の受発信部２２ａ及び第１のカバー部材１０ａを備える。第２の光ビーコンユニット１ｂは、第２の回路基板２１ｂ、第２の受発信部２２ｂ及び第２のカバー部材１０ｂを備える。

第１のカバー部材１０ａの車両進行方向の断面形状（Ａ−Ａ方向の断面形状）及び第２のカバー部材１０ｂの車両進行方向の断面形状（Ｂ−Ｂ方向の断面形状）としては、図４（ａ）、図６、図７、図８に示したカバー部材１０の形状のいずれかがそれぞれ採用可能である。第１及び第２のカバー部材１０ａ，１０ｂの車両進行方向の断面形状は、互いに同じ形状であってもよく、異なる形状であってもよい。更には、第１及び第２のカバー部材１０ａ，１０ｂの車両進行方向の断面形状の一方が、図４（ａ）、図６、図７、図８に示したカバー部材１０の形状のいずれかであり、他方がその形状を車両進行方向で反転させた形状（逆向きの形状）であってもよい。

第４の変形例によれば、複数（第１及び第２）の光ビーコンユニット１ａ，１ｂを備えることにより、光ビーコン路上機３との通信範囲を増加することができる。更に、第１及び第２のカバー部材１０ａ，１０ｂの車両進行方向の断面形状が互いに異なる形状や車両進行方向で反転させた形状の場合には、第１及び第２の光ビーコンユニット１ａ，１ｂのうち一方が受信できない角度の光信号であっても他方で受信し得る。したがって、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

なお、更に複数（３個以上）の光ビーコンユニットが車幅方向に並んで配置されていてもよい。その場合、隣接する光ビーコンユニットにおいて、レンズ部の車両進行方向の断面形状を互いに異なる形状又は反転させた形状（逆向きの形状）とすることにより、光ビーコン路上機３からの光信号をより効率的に収束させることができるとともに、受発信部２２から発信された光信号を効率よく発散させることができる。

（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、図１０に示すように、受信部（受光部）２３ａと発信部（発光部）２３ｂがそれぞれ分離していてもよい。受信部２３ａ及び発信部２３ｂがそれぞれ曲面形状を有する。受信部２３ａは、フォトダイオードと、フォトダイオードを被覆した曲面形状の樹脂部を備える。発信部２３ｂは、ＬＥＤと、ＬＥＤを被覆した曲面形状の樹脂部を備える。

また、図３を用いてカバー部材１０の上面形状が円形である場合を説明したが、カバー部材１０の上面形状はこれに特に限定されない。例えば、図１１に示すように、カバー部材１０の上面形状が矩形であってもよい。

また、図４（ｂ）を用いてカバー部材１０の車幅方向の断面形状が矩形である場合を説明したが、カバー部材１０の車幅方向の断面形状はこれに特に限定されない。例えば、図１２に示すように、カバー部材１０の車幅方向の断面形状が凸型であり、中央位置が最も厚くなっていてもよい。

また、回路基板２１及び受発信部２２が、インストルメントパネル２の所定の開口部に直接埋設されている場合を説明したが、回路基板２１及び受発信部２２が筐体に収納されたうえでインストルメントパネル２に埋設されていてもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…光ビーコン車載機
１ａ，１ｂ…光ビーコンユニット
２…インストルメントパネル
３…光ビーコン路上機
１０，１０ａ，１０ｂ…カバー部材
１１…レンズ部
１２…固定部
２１，２１ａ，２１ｂ…回路基板
２２，２２ａ，２２ｂ…受発信部
２３ａ…受光部
２３ｂ…発光部

Claims (7)

1. 車両のインストルメントパネルに埋め込まれ、ビーコン路上機に対して光信号を受発信する受発信部と、
   前記受発信部を覆うように配置され、前記インストルメントパネルの上面と一体化した上面を有し、前記ビーコン路上機から発信された前記光信号を収束させるレンズ部が一体的に形成されたカバー部材
   とを備えることを特徴とする光ビーコン車載機。
2. 前記カバー部材が、１．５以上の屈折率を有する樹脂材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光ビーコン車載機。
3. 前記レンズ部の車両進行方向の断面形状が、凸型非球面曲面形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ビーコン車載機。
4. 前記レンズ部の車両進行方向の断面形状が、鋸歯形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ビーコン車載機。
5. 前記レンズ部の車両進行方向の断面形状が、半凹型非球面曲面形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ビーコン車載機。
6. 前記受発信部の表面が曲面形状であり、
   前記レンズ部が、
   前記受発信部と対向し、前記受発信部の表面と光軸が一致する曲面と、
   車両進行方向に対して傾斜し、前記カバー部材の上面から入射した光信号を全反射して前記レンズ部の曲面へ導く平面
   とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ビーコン車載機。
7. 前記カバー部材及び前記受発信部をそれぞれ有する光ビーコンユニットを車幅方向に並べて複数個備え、
   隣り合う前記ビーコンユニットの前記カバー部材の車両進行方向の断面形状が、車両進行方向で互いに反転させた形状であることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の光ビーコン車載機。

Images