JP2021140392A - 車両検知器、および、車両検知器の投光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】投光部に必要な性能を確保しつつ、機器の厚みを薄くすることを目的とする。【解決手段】車両検知器１００は、走行路の一方の側部に配置され、投光方向Ｐ１に光を投光する投光部２００と、他方の側部に配置され、投光部２００から投光された光を受光する受光部３００とを備えた。投光部２００は、投光方向Ｐ１と交差する方向に向けて光を発光する発光素子４０を備える。また、投光部２００は、発光素子４０により発光された光を、投光方向Ｐ１に向けて反射させる反射板５０を備える。また、投光部２００は、反射板５０により反射された光を入光し、入光した光を投光方向Ｐ１に向けて出光するレンズを備える。【選択図】図２

Description

本開示は、車両検知器、および、車両検知器の投光方法に関する。

特許文献１には、走行路を走行する車両を検知する車両検知装置が開示されている。この車両検知装置は、走行路の一方の側部に配置された投光部と、走行路の他方の側部に配置された受光部とを備える。この車両検知装置の投光部では、レンズの背面にＬＥＤ（ｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）が配置され、ＬＥＤからレンズに入光された光が、レンズの正面から受光部に向かって投光される。

特許２００２−０３２８９１号公報

車両検知器が設置されるスペースの制約により、車両検知器の厚みを薄くすることが求められる場合がある。
特許文献１の投光部では、ＬＥＤとレンズとの距離を短くすれば車両検知器の厚みを薄くすることができる。しかし、ＬＥＤとレンズとの距離と、ＬＥＤとレンズとの位置精度とは反比例する。よって、ＬＥＤとレンズとの距離を短くするためには、ＬＥＤとレンズとの位置精度を高くしなければならず、投光部の性能出しが困難となる、あるいは、必要な精度確保のためのコストが高くなるといった課題があった。

本開示では、投光部に必要な性能を確保しつつ、機器の厚みを薄くすることを目的とする。

本開示に係る車両検知器は、走行路を走行する車両を検知する車両検知器であって、前記走行路の一方の側部に配置され、前記走行路の一方の側部から前記走行路の他方の側部に向かう投光方向に光を投光する投光部と、前記他方の側部に配置され、前記投光部から投光された光を受光する受光部とを備えた車両検知器において、
前記投光部は、
前記投光方向と交差する方向に向けて光を発光する発光素子と、
前記発光素子により発光された光を、前記投光方向に向けて反射させる反射板と、
前記反射板により反射された光を入光し、入光した光を前記投光方向に向けて出光するレンズとを備える。

本開示に係る車両検知器では、投光方向と交差する方向に向けて発光素子から発光された光を反射板が投光方向に反射させてレンズに入光させるので、投光部に必要な性能を確保しつつ、機器の厚みを薄くすることができる。

実施の形態１に係る車両検知器の構成例。 実施の形態１に係る投光部の正面模式図、および、正面模式図のＡ−Ａ断面模式図。 ＬＥＤとレンズ間の距離ａと位置精度との関係の説明図。 ＬＥＤとレンズ間の距離ａと位置精度との関係の説明図。 実施の形態２に係る投光部の正面模式図、および、正面模式図のＡ−Ａ断面模式図。

以下、本実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。また、以下の図では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、実施の形態の説明において、上、下、左、右、前、後、表、裏といった向きあるいは位置が示されている場合がある。これらの表記は、説明の便宜上の記載であり、装置、器具、あるいは部品等の配置、方向および向きを限定するものではない。

実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を用いて、本実施の形態に係る車両検知器１００の構成例について説明する。
車両検知器１００は、走行路５００を走行する車両４００を検知する装置である。車両検知器１００は、例えば、ＥＴＣ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）システムの料金所に利用される。

車両検知器１００は、投光部２００と受光部３００を備える。
投光部２００は、走行路５００の一方の側部５０１に配置され、走行路５００の一方の側部５０１から走行路５００の他方の側部５０２に向かう投光方向Ｐ１に光を投光する。
受光部３００は、走行路５００の他方の側部５０２に配置され、投光部２００から投光された光を受光する。

図１に示すように、投光方向Ｐ１とは、投光部２００から受光部３００に向かう方向であり、走行路５００の左右方向ともいう。車両検知器１００は、投光部２００と受光部３００を１対として、走行路５００の左右方向の両端部に設置される。具体的には、ＥＴＣ（登録商標）システムに使用される車両検知器１００は、１レーンあたり、５対程度で構成される。

図２は、本実施の形態に係る投光部２００の正面模式図、および、正面模式図のＡ−Ａ断面模式図である。
投光部２００は、筐体１０、窓部２０、レンズ３０、発光素子４０、基板４１、および、反射板５０を備える。

筐体１０は、走行路５００の一方の側部５０１に立設される。筐体１０は、内部にレンズ３０と反射板５０と発光素子４０を収納する。また、筐体１０は、レンズ３０に対応する領域に透光性の窓部２０が形成されている。つまり、窓部２０は、筐体１０において受光部３００に対向する面に形成される。窓部２０は、筐体１０の受光部３００に対向する面において、レンズ３０の位置に対応する領域に形成された孔であり、ガラスといった透光性のカバーで覆われている。

発光素子４０は、投光方向Ｐ１と交差する方向に向けて光を発光する素子である。具体的には、ＬＥＤである。発光素子４０は、指向性を有する光を発光する素子であればＬＥＤ以外でもよい。発光素子４０は、基板４１に実装されている。
反射板５０は、発光素子４０により発光された光を、投光方向Ｐ１に向けて反射させる。反射板５０は、レンズ３０の投光方向Ｐ１の側と反対側である背面側に配置される。
レンズ３０は、反射板５０により反射された光を入光し、入光した光を投光方向Ｐ１に向けて出光する。レンズ３０は、具体的にはフレネルレンズである。

＜レンズ３０と発光素子４０と反射板５０の位置関係について＞
レンズ３０は、出光側が窓部２０と対向するように配置される。反射板５０は、レンズ３０の入光側に配置される。レンズ３０の出光側とは、レンズ３０の投光方向Ｐ１の側である。レンズ３０の入光側とは、レンズ３０の投光方向Ｐ１の側と反対側である。
発光素子４０は、反射板５０が配置された位置から走行路５００の走行方向Ｐ２にずれた位置に配置される。走行方向Ｐ２とは、走行路５００に沿った方向である。

発光素子４０から反射板５０に向かって発光された光は、反射板５０で投光方向Ｐ１に向かって反射される。つまり、反射板５０は、発光素子４０からの光をレンズ３０に入光させる。
発光素子４０は、具体的には、指向性の強いＬＥＤである。ＬＥＤは反射板５０に向かって光を発光し、反射板５０で反射した光はレンズ３０に入光される。
レンズ３０に入光された光は、レンズ３０により発散あるいは集束し、レンズ３０から投光方向Ｐ１に向けて出光される。レンズ３０から投光方向Ｐ１に向けて出光された光は、窓部２０を介して受光部３００に投光される。

＜本実施の形態における車両検知器の投光方法＞
ここで、車両検知器の投光方法の手順を説明する。
（１）投光部２００の発光素子４０が、投光方向Ｐ１と交差する方向に向けて光を発光する。具体的には、投光部２００の発光素子４０が、光を反射板５０に向けて発光する。
（２）投光部２００の反射板５０が、発光素子４０により発光された光を、投光方向Ｐ１に向けて反射させる。
（３）投光部２００のレンズ３０が、反射板５０により反射された光を入光し、入光した光を投光方向Ｐ１に向けて出光する。

＊＊＊本実施の形態の効果の説明＊＊
ここで、図３および図４を用いて、ＬＥＤとレンズ間の距離ａと位置精度との関係について簡単に説明する。
図３において、レンズからＬＥＤの位置（点Ａ：物点）までの距離をａ、焦点距離をｆ、ＬＥＤの位置と焦点位置との誤差をΔａとする。また、ＬＥＤから出た光線の角度をθ１、レンズを通過した後の光線の角度をθ２、レンズから光線の像点（点Ｂ）までの距離をｂとする。このとき、θ２／θ１≒Δａ／ｆとなる。

図４の上段に示すように、ＬＥＤとレンズの距離に反比例して、上下および左右の位置精度を厳しくする必要があり、コストがかかる。

図４の下段に示すように、本実施の形態に係る車両検知器１００によれば、発光素子のビームを横（走行方向）に出し、次に反射板により正面に向ける。反射後のビームに対してレンズを配置することで、厚みを厚くすることなく、等価的にＬＥＤとレンズの距離を大きくすることができる。そのため、単純にＬＥＤとレンズを配置する場合に対し、位置精度が緩和され性能確保が容易になる。また、コストも低減できる。

実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１と異なる点について説明する。
本実施の形態において、実施の形態１と同様の機能を有する構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施の形態１では、発光素子を反射板の横に配置し、発光素子からの光を反射板で投光方向Ｐ１に反射させる構成であった。
本実施の形態に係る車両検知器１００の投光部２００では、反射板５０ａを窓部２０に対向させて配置する。そして、レンズ３０ａを反射板５０ａの横に配置し、さらに発光素子４０ａをレンズ３０ａの横に配置する構成とした。

図５は、本実施の形態に係る投光部２００の正面模式図、および、正面模式図のＡ−Ａ断面模式図である。
本実施の形態に係る車両検知器１００の構成は、実施の形態１の図１と同様である。
投光部２００は、筐体１０、窓部２０、レンズ３０ａ、発光素子４０ａ、基板４１、および、反射板５０ａを備える。
本実施の形態では、レンズ３０ａ、発光素子４０ａ、および、反射板５０ａの配置が実施の形態１と異なる。

発光素子４０ａは、投光方向Ｐ１と交差する方向に向けて光を発光する。具体的には、発光素子４０ａは、走行方向Ｐ２に向けて光を発光する。
レンズ３０ａは、発光素子４０により発光された光を入光し、入光した光を出光する。レンズ３０ａは、入光側を発光素子４０に向け、出光側を反射板５０ａに向けて配置される。よって、レンズ３０ａは、入光した光を走行方向Ｐ２に出光する。
反射板５０ａは、レンズ３０ａから出光された光を投光方向Ｐ１に向かって反射させる。

レンズ３０ａは、反射板５０ａが配置された位置から走行路５００の走行方向Ｐ２にずれた位置に配置される。レンズ３０ａは、窓部２０から走行方向Ｐ２にずれた位置に配置される。
発光素子４０ａは、レンズ３０ａにおける反射板５０ａの側と反対側に配置される。発光素子４０ａは、窓部２０から走行方向Ｐ２にずれており、レンズ３０ａよりもさらに走行方向Ｐ２にずれた位置に配置される。
窓部２０は、反射板５０ａに対応する領域に形成されている。
反射板５０ａから投光方向Ｐ１に向けて出光された光は、窓部２０を介して受光部３００に投光される。

＜本実施の形態における車両検知器の投光方法＞
ここで、車両検知器の投光方法の手順を説明する。
（１）投光部２００の発光素子４０ａが、投光方向Ｐ１と交差する方向に向けて光を発光する。具体的には、投光部２００の発光素子４０が、光をレンズ３０ａに向けて発光する。
（２）投光部２００のレンズ３０ａが、発光素子４０ａにより発光された光を入光し、入光した光を反射板５０ａに向けて出光する。
（３）投光部２００の反射板５０ａが、レンズ３０ａから出光された光を投光方向Ｐ１に向かって反射させる。

本実施の形態に係る車両検知器１００によれば、レンズと発光素子が走行方向Ｐ２（横方向）に沿って配置されているので、レンズと発光素子の間の距離を長くしても、投光部の厚みを厚くするならない。よって、厚みを厚くすることなく、等価的にＬＥＤとレンズの距離を大きくすることができる。そのため、単純にＬＥＤとレンズを配置する場合に対し、位置精度が緩和され性能確保が容易になる。また、コストも低減できる。

以上の実施の形態１および２のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、これら実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
すなわち、実施の形態１および２では、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本開示の範囲、本開示の適用物の範囲、および本開示の用途の範囲を制限することを意図するものではない。上述した実施の形態は、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ 筐体、２０ 窓部、３０，３０ａ レンズ、４０，４０ａ 発光素子、４１ 基板、５０，５０ａ 反射板、１００ 車両検知器、２００ 投光部、３００ 受光部、４００ 車両、５００ 走行路、５０１ 一方の側部、５０２ 他方の側部、Ｐ１ 投光方向、Ｐ２ 走行方向。

Claims (8)

1. 走行路を走行する車両を検知する車両検知器であって、前記走行路の一方の側部に配置され、前記走行路の一方の側部から前記走行路の他方の側部に向かう投光方向に光を投光する投光部と、前記他方の側部に配置され、前記投光部から投光された光を受光する受光部とを備えた車両検知器において、
   前記投光部は、
   前記投光方向と交差する方向に向けて光を発光する発光素子と、
   前記発光素子により発光された光を、前記投光方向に向けて反射させる反射板と、
   前記反射板により反射された光を入光し、入光した光を前記投光方向に向けて出光するレンズと
   を備えた車両検知器。
2. 前記反射板は、
   前記レンズの前記投光方向の側と反対側である背面側に配置され、
   前記発光素子は、
   前記反射板が配置された位置から前記走行路の走行方向にずれた位置に配置される請求項１に記載の車両検知器。
3. 前記車両検知器は、
   前記レンズと前記反射板と前記発光素子を収納する筐体であって、前記レンズに対応する領域に透光性の窓部が形成された筐体を備え、
   前記レンズから前記投光方向に向けて出光された光は、前記窓部を介して前記受光部に投光される請求項１または請求項２に記載の車両検知器。
4. 走行路を走行する車両を検知する車両検知器であって、前記走行路の一方の側部に配置され、前記走行路の一方の側部から前記走行路の他方の側部に向かう投光方向に光を投光する投光部と、前記他方の側部に配置され、前記投光部から投光された光を受光する受光部とを備えた車両検知器の投光方法において、
   前記投光部の発光素子が、前記投光方向と交差する方向に向けて光を発光し、
   前記投光部の反射板が、前記発光素子により発光された光を、前記投光方向に向けて反射させ、
   前記投光部のレンズが、前記反射板により反射された光を入光し、入光した光を前記投光方向に向けて出光する車両検知器の投光方法。
5. 走行路を走行する車両を検知する車両検知器であって、前記走行路の一方の側部に配置され、前記走行路の一方の側部から前記走行路の他方の側部に向かう投光方向に光を投光する投光部と、前記他方の側部に配置され、前記投光部から投光された光を受光する受光部とを備えた車両検知器において、
   前記投光部は、
   前記投光方向と交差する方向に向けて光を発光する発光素子と、
   前記発光素子により発光された光を入光し、入光した光を出光するレンズと、
   前記レンズから出光された光を前記投光方向に向かって反射させる反射板と
   を備えた車両検知器。
6. 前記レンズは、
   前記反射板が配置された位置から前記走行路の走行方向にずれた位置に配置され、
   前記発光素子は、
   前記レンズにおける前記反射板の側と反対側に配置される請求項５に記載の車両検知器。
7. 前記車両検知器は、
   前記反射板と前記レンズと前記発光素子を収納する筐体であって、前記反射板に対応する領域に透光性の窓部が形成された筐体を備え、
   前記反射板から前記投光方向に向けて出光された光は、前記窓部を介して前記受光部に投光される請求項５または請求項６に記載の車両検知器。
8. 走行路を走行する車両を検知する車両検知器であって、前記走行路の一方の側部に配置され、前記走行路の一方の側部から前記走行路の他方の側部に向かう投光方向に光を投光する投光部と、前記他方の側部に配置され、前記投光部から投光された光を受光する受光部とを備えた車両検知器の投光方法において、
   前記投光部の発光素子が、前記投光方向と交差する方向に向けて光を発光し、
   前記投光部のレンズが、前記発光素子により発光された光を入光し、入光した光を出光し、
   前記投光部の反射板が、前記レンズから出光された光を前記投光方向に向かって反射させる車両検知器の投光方法。

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