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JP6094018B2 - Light beacon, incident light emission method and light emission circuit for vehicle detection - Google Patents

Light beacon, incident light emission method and light emission circuit for vehicle detection Download PDF

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JP6094018B2
JP6094018B2 JP2015159765A JP2015159765A JP6094018B2 JP 6094018 B2 JP6094018 B2 JP 6094018B2 JP 2015159765 A JP2015159765 A JP 2015159765A JP 2015159765 A JP2015159765 A JP 2015159765A JP 6094018 B2 JP6094018 B2 JP 6094018B2
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Description

本発明は、光通信機能と車両感知機能を兼ね備えた光ビーコンと、この光ビーコンによる車両感知用の入射光の発光方法と、この光ビーコンに用いる発光回路に関する。 The present invention relates to an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function, a method for emitting incident light for vehicle sensing using the optical beacon, and a light emitting circuit used for the optical beacon .

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である。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る。
As a traffic information service using a road-to-vehicle communication system, so-called VICS (Vehicle Information and Communication System: registered trademark of Road Traffic Information Communication System Center) using optical beacons, radio beacons or FM multiplex broadcasting has already been developed. ing.
Among these, the optical beacon employs optical communication using near infrared rays as a communication medium, and is capable of bidirectional communication with the in-vehicle device. Specifically, uplink information including travel time information between beacons held by the vehicle is transmitted from the in-vehicle device to the infrastructure-side optical beacon.

逆に、光ビーコンからは、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車載機に送信される。
このため、光ビーコンは、車載機との間で光信号を投受光する投受光器(「ビーコンヘッド」ともいう。)を備えており、この投受光器の筐体内には、ダウンリンク光を道路に向けて送出する発光素子と、車載機が送出したアップリンク光を受信する受光素子とを有する光通信用の送受信ユニットが搭載されている。
Conversely, downlink information including traffic jam information, section travel time information, event regulation information, lane notification information, and the like is transmitted from the optical beacon to the in-vehicle device.
For this reason, the optical beacon includes a light projecting / receiving device (also referred to as a “beacon head”) that projects and receives an optical signal with the vehicle-mounted device. A transmission / reception unit for optical communication having a light-emitting element that is transmitted toward the road and a light-receiving element that receives uplink light transmitted from the vehicle-mounted device is mounted.

また、この種の光ビーコンとして、車載機との光通信機能の他に、軽自動車以上の車両の通過台数をカウントする車両感知機能を併有する光ビーコンがある(例えば、特許文献1及び2参照)。
この車両感知機能を有する光ビーコンでは、車載機がダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側にパルス光よりなる入射光を送出する発光素子と、入射光の反射光を受光する受光素子とを有する車両感知用のセンサユニットが、更に投受光器の筐体内に搭載されている。
Further, as this type of optical beacon, there is an optical beacon having both a vehicle sensing function for counting the number of vehicles passing a light vehicle or more in addition to an optical communication function with an in-vehicle device (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).
In this optical beacon having a vehicle sensing function, a light emitting element that transmits incident light composed of pulsed light to a downstream side of a downlink region where an in-vehicle device can receive downlink light, and a light receiving element that receives reflected light of the incident light A sensor unit for vehicle detection having the above is further mounted in the housing of the projector / receiver.

特開2008−242914号公報JP 2008-242914 A 特開2011−242835号公報JP 2011-242835 A

上記従来の光ビーコンでは、通常、入射光の波長がダウンリンク光の波長と一致又はほぼ同じになるように運用されることが多い。このため、特にダウンリンク領域の下流側よりの部分において、車両感知のための入射光がダウンリンク光と干渉して車載機がダウンリンク光を適切に受信できなくなり、下り方向の通信が阻害されるおそれがあった。
特に、車載機によるダウンリンク光の受信の確実性を増すために、ダウンリンク領域を下流側に広げると、入射光がダウンリンク光と干渉する可能性が増大する。
The conventional optical beacon is usually operated so that the wavelength of incident light is the same as or substantially the same as the wavelength of downlink light. For this reason, particularly in the part from the downstream side of the downlink region, the incident light for vehicle detection interferes with the downlink light, and the in-vehicle device cannot properly receive the downlink light, and downlink communication is hindered. There was a risk.
In particular, in order to increase the certainty of reception of the downlink light by the in-vehicle device, when the downlink region is expanded downstream, the possibility that the incident light interferes with the downlink light increases.

本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、下り方向の通信をより確実にすることを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to ensure downward communication in road-to-vehicle communication using an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function.

(1) 本発明は、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンであって、道路に向けてダウンリンク光を送出する光通信用の発光部材と、車載機が前記ダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側に車両感知用の入射光を送出する車両感知用の発光部材と、前記車両感知用の発光部材の上流側を遮蔽して前記入射光が上流側に拡散するのを抑制する遮蔽部材と、を備えていることを特徴とする。   (1) The present invention is an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function, and a light emitting member for optical communication that transmits downlink light toward a road, and an in-vehicle device receives the downlink light. A vehicle-sensing light-emitting member that transmits vehicle-sensing incident light downstream of a possible downlink region, and the upstream side of the vehicle-sensing light-emitting member is shielded to diffuse the incident light upstream. And a shielding member for suppressing the above.

本発明の光ビーコンによれば、遮蔽部材が、車両感知用の発光部材の上流側を遮蔽して入射光が上流側に拡散するのを抑制するので、ダウンリンク領域の下流側よりの部分において、入射光がダウンリンク光と干渉するのを防止ないし低下させることができる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、車両感知のための入射光によって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the optical beacon of the present invention, the shielding member shields the upstream side of the light emitting member for vehicle detection and suppresses the diffusion of the incident light to the upstream side. Therefore, in the portion from the downstream side of the downlink region. The incident light can be prevented or reduced from interfering with the downlink light.
For this reason, in road-to-vehicle communication using an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light for vehicle detection, and the downward communication is further improved. It can be done reliably.

なお、上記の「入射光が上流側に拡散するのを抑制する遮蔽部材」とは、結果的にその抑制が達成される遮蔽部材であれば足りる趣旨であり、光ビーコンの設計者、製造者ないし使用者などによる抑制の「意図」は問わない。   In addition, the above-mentioned “shielding member that suppresses the diffusion of incident light to the upstream side” means that a shielding member that can achieve the suppression as a result is sufficient, and the designer and manufacturer of the optical beacon. The “intention” of suppression by the user or the like does not matter.

(2) 本発明の光ビーコンにおいて、遮蔽部材は、車両感知用の発光部材の上流側を光学的に遮蔽できる構造であればよく、入射光を透過させない筒部材や板材などの任意の形状の部材を採用することができる。
例えば、前記車両感知用の発光部材が、車両進行方向の縦列と道路幅方向の横列に2次元配列した複数の発光素子を有する場合には、前記遮蔽部材を、前記横列の上流側をそれぞれ遮蔽するように車両進行方向に間隔を置いて配置された複数の遮蔽プレートにより構成することが好ましい。
(2) In the optical beacon of the present invention, the shielding member only needs to have a structure capable of optically shielding the upstream side of the light-emitting member for vehicle detection, and may have any shape such as a cylindrical member or a plate member that does not transmit incident light. A member can be employed.
For example, when the vehicle-sensing light-emitting member has a plurality of light-emitting elements arranged two-dimensionally in a column in the vehicle traveling direction and a row in the road width direction, the shielding member is shielded on the upstream side of the row, respectively. In this way, it is preferable to use a plurality of shielding plates arranged at intervals in the vehicle traveling direction.

この場合、遮蔽プレートが横列の上流側をそれぞれ遮蔽するので、例えば、筒部材よりなる1つの遮蔽部材ですべての発光素子を取り囲む場合(図7参照)に比べて、入射光の上流側への拡散抑制効果をより向上することができる。
また、複数の発光素子よりなる横列の上流側を1つの遮蔽プレートで遮蔽できるので、各々の発光素子を個別に遮蔽する後述の「遮蔽小片」を採用する場合に比べて、遮蔽部材の部品点数を少なくでき、製作コストを低減することができる。
In this case, since the shielding plate shields the upstream side of each row, for example, compared to the case where all the light emitting elements are surrounded by one shielding member made of a cylindrical member (see FIG. 7), the incident light is directed to the upstream side. The effect of suppressing diffusion can be further improved.
In addition, since the upstream side of the row composed of a plurality of light emitting elements can be shielded by a single shielding plate, the number of parts of the shielding member compared to the case where a “shielding piece” described later that individually shields each light emitting element is employed. The manufacturing cost can be reduced.

(3) もっとも、前記車両感知用の発光部材が、所定のパターンで配列された複数の発光素子を有する場合において、前記遮蔽部材を、前記発光素子の上流側をそれぞれ遮蔽するように配置された複数の遮蔽小片により構成してもよい。   (3) However, when the vehicle sensing light emitting member has a plurality of light emitting elements arranged in a predetermined pattern, the shielding member is arranged to shield the upstream side of the light emitting element. You may comprise by several shielding small pieces.

この場合、遮蔽小片が発光素子の上流側をそれぞれ遮蔽するので、例えば、筒部材よりなる1つの遮蔽部材ですべての発光素子を取り囲む場合(図7参照)に比べて、入射光の上流側への拡散抑制効果をより向上することができる。
また、かかる遮蔽小片を採用すれば、遮蔽プレートの場合に比べて遮蔽部材の部品点数が増加する反面、発光素子の配列パターンに関係なく、発光素子の上流側を確実に遮蔽できるという利点がある。
In this case, since the shielding pieces respectively shield the upstream side of the light emitting element, for example, compared to the case where all the light emitting elements are surrounded by one shielding member made of a cylindrical member (see FIG. 7), the incident light is on the upstream side. This can further improve the diffusion suppressing effect.
Further, if such a shielding piece is employed, the number of parts of the shielding member is increased as compared with the case of the shielding plate, but there is an advantage that the upstream side of the light emitting element can be reliably shielded regardless of the arrangement pattern of the light emitting elements. .

(4) 本発明の光ビーコンにおいて、前記車両感知用の発光部材が、前記入射光の透過窓部を有する筐体内に収納されている場合には、前記遮蔽部材の全部又は一部が前記筐体内に収納されていることが好ましい。
このようにすれば、遮蔽部材を設けることに伴うビーコンヘッド(投受光器)の高さ寸法の肥大化を極力抑えることができ、ビーコンヘッドのコンパクト化に寄与する。また、遮蔽部材が筐体の外部に露出しないか或いはその露出が少なくなるので、ビーコンヘッドの美観の向上にも繋がる。
(4) In the optical beacon of the present invention, when the vehicle-sensing light-emitting member is housed in a housing having a transmission window portion for the incident light, all or a part of the shielding member is the housing. It is preferable to be stored in the body.
If it does in this way, the enlargement of the height dimension of the beacon head (projector / receiver) accompanying provision of the shielding member can be suppressed as much as possible, which contributes to the compactness of the beacon head. Moreover, since the shielding member is not exposed to the outside of the housing or the exposure thereof is reduced, the aesthetic appearance of the beacon head is also improved.

(5) また、遮蔽部材の全部又は一部を筐体内に収納する場合には、車両感知用の発光部材の発光ポイントを、前記筐体内にある前記遮蔽部材の上端縁の近傍に配置することが好ましい。
このようにすれば、上記の発光ポイントを遮蔽部材の上端縁よりも低い位置(例えば、遮蔽部材の上下方向中央部)に配置する場合に比べて、入射光が上流側に拡散するのをより確実に抑制でき、遮蔽部材による入射光の遮蔽効果が向上する。
(5) When all or part of the shielding member is housed in the housing, the light emitting point of the light sensing member for vehicle detection is disposed in the vicinity of the upper edge of the shielding member in the housing. Is preferred.
In this way, compared to the case where the light emitting point is arranged at a position lower than the upper end edge of the shielding member (for example, the central portion in the vertical direction of the shielding member), the incident light is more diffused upstream. It can suppress reliably and the shielding effect of the incident light by a shielding member improves.

(6) 本発明の光ビーコンにおいて、前記遮蔽部材における、少なくとも入射光の直射が生じる面の色を黒色にすることが好ましい。
その理由は、入射光の直射が生じる面を黒色にすれば、遮蔽部材における入射光の反射を抑えることができ、入射光が上流側に拡散するのをより有効に抑制し得るからからである。
(6) In the optical beacon of the present invention, it is preferable that the color of at least the surface on which the incident light is directly generated in the shielding member is black.
The reason is that if the surface on which the incident light is directly irradiated is black, the reflection of the incident light on the shielding member can be suppressed, and the diffusion of the incident light to the upstream side can be more effectively suppressed. .

(7) 他の観点から見た本発明の光ビーコンは、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンであって、道路に向けてダウンリンク光を送出する光通信用の発光部材と、 車載機が前記ダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側に車両感知用の入射光を送出する車両感知用の発光部材と、内部に前記車両感知用の発光部材が収納され、前記入射光の透過窓部を有する筐体と、を備えており、前記入射光が上流側に拡散するのを抑制できる高さ寸法だけ、前記車両感知用の発光部材が前記透過窓部から離れて配置されていることを特徴とする。   (7) The optical beacon of the present invention viewed from another viewpoint is an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, and a light emitting member for optical communication that transmits downlink light toward a road, A vehicle-sensing light-emitting member for sending vehicle-sensing incident light downstream of a downlink region where the in-vehicle device can receive the downlink light, and a vehicle-sensing light-emitting member inside are housed. A housing having a transmissive window portion for incident light, and the vehicle-sensing light emitting member is disposed away from the transmissive window portion by a height dimension capable of suppressing diffusion of the incident light upstream. It is characterized by being.

本発明の光ビーコンによれば、入射光が上流側に拡散するのを抑制できる高さ寸法だけ、車両感知用の発光部材が透過窓部から離れて配置されているので、ダウンリンク領域の下流側よりの部分において、入射光がダウンリンク光と干渉するのを防止ないし低下させることができる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、車両感知のための入射光によって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the optical beacon of the present invention, since the light emitting member for vehicle detection is arranged away from the transmission window portion by a height dimension that can prevent the incident light from diffusing upstream, the downstream side of the downlink region. It is possible to prevent or reduce the incident light from interfering with the downlink light in the portion closer to the side.
For this reason, in road-to-vehicle communication using an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light for vehicle detection, and the downward communication is further improved. It can be done reliably.

(8) 他の観点から見た本発明の光ビーコンは、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンであって、道路に向けてダウンリンク光を送出する光通信用の発光部材と、 車載機が前記ダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側に車両感知用の入射光を送出する車両感知用の発光部材と、内部に前記車両感知用の発光部材が収納され、前記入射光の透過窓部を有する筐体と、を備えており、前記入射光が上流側に拡散するのを抑制できる水平寸法だけ、前記車両感知用の発光部材が前記透過窓部に対して上流側にずれて配置されていることを特徴とする。   (8) An optical beacon of the present invention viewed from another viewpoint is an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function, and a light emitting member for optical communication that transmits downlink light toward a road, A vehicle-sensing light-emitting member for sending vehicle-sensing incident light downstream of a downlink region where the in-vehicle device can receive the downlink light, and a vehicle-sensing light-emitting member inside are housed. A housing having a transmission window portion for incident light, wherein the light emitting member for vehicle detection is upstream of the transmission window portion by a horizontal dimension capable of suppressing diffusion of the incident light to the upstream side. It is characterized by being shifted to

本発明の光ビーコンによれば、入射光が上流側に拡散するのを抑制できる水平寸法だけ、車両感知用の発光部材が透過窓部に対して上流側にずれて配置されているので、ダウンリンク領域の下流側よりの部分において、ダウンリンク光が入射光と干渉する現象を防止ないし低下させることができる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、車両感知のための入射光によって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the optical beacon of the present invention, since the light emitting member for vehicle detection is arranged to be shifted to the upstream side with respect to the transmission window portion by a horizontal dimension capable of suppressing the diffusion of incident light to the upstream side, In the portion from the downstream side of the link region, the phenomenon that the downlink light interferes with the incident light can be prevented or reduced.
For this reason, in road-to-vehicle communication using an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light for vehicle detection, and the downward communication is further improved. It can be done reliably.

(9) 本発明の光ビーコンにおいて、前記車両感知用の発光部材は、1又は複数の発光素子(例えば、LED)を構成要素として含む。
この場合、発光素子からの入射光が上流側に拡散するのを抑制する趣旨からすると、発光素子の指向角度はなるべく小さい方が望ましく、例えばその指向角度が7度以下である発光素子を採用することが好ましい。
(9) In the optical beacon of the present invention, the vehicle-sensing light emitting member includes one or more light emitting elements (for example, LEDs) as components.
In this case, in order to suppress the diffusion of incident light from the light emitting element to the upstream side, it is desirable that the directivity angle of the light emitting element is as small as possible. For example, a light emitting element having a directivity angle of 7 degrees or less is employed. It is preferable.

(10) 他の観点から見た本発明の光ビーコンは、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンであって、道路に向けてダウンリンク光を送出する光通信用の発光部材と、車載機が前記ダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側に車両感知用の入射光を送出する車両感知用の発光部材と、発光タイミングが前記ダウンリンク光のパルスと同期した前記入射光を前記車両感知用の発光部材に送出させる発光制御部と、を備えていることを特徴とする。   (10) The optical beacon of the present invention viewed from another viewpoint is an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, and a light emitting member for optical communication that transmits downlink light toward a road, A vehicle sensing light emitting member for transmitting vehicle sensing incident light downstream of a downlink region where the in-vehicle device can receive the downlink light, and the incident light whose light emission timing is synchronized with the pulse of the downlink light. And a light emission control unit for sending the light to the vehicle sensing light emitting member.

本発明の光ビーコンによれば、発光制御部が、発光タイミングがダウンリンク光のパルスと同期した入射光を車両感知用の発光部材に送出させるので、車載機から見ると車両感知用の入射光がダウンリンク光と同様の光信号となる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、車両感知のための入射光によって下り方向の通信が阻害されることがなく、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the optical beacon of the present invention, the light emission control unit sends the incident light whose light emission timing is synchronized with the downlink light pulse to the vehicle sensing light emitting member. Becomes an optical signal similar to the downlink light.
For this reason, in road-to-vehicle communication using an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, the downstream communication is not hindered by the incident light for vehicle sensing, and the downstream communication is more reliable. Can be done.

(11) 光ビーコンを用いた路車間通信では、光ビーコンの通信領域に入ったことを車載機に察知させるべく、ダウンリンク光の周期的な発光を恒久的に行う。従って、発光タイミングがダウンリンク光のパルスと同期した入射光の送出を継続する継続期間を、単純にダウンリンク光に合わせると、入射光の周期的な発光も恒久的に行われることになる。
しかし、これでは、車両感知用の発光部材が、光通信用の発光部材とほぼ同等の耐久性及び耐熱性をクリアする必要があり、製作コストが高騰する要因となる。
(11) In road-to-vehicle communication using an optical beacon, periodic light emission of downlink light is performed permanently so that the in-vehicle device can detect that it has entered the communication area of the optical beacon. Therefore, if the duration in which the light emission timing is synchronized with the pulse of the downlink light and the duration of the transmission of the incident light is simply matched with the downlink light, the periodic light emission of the incident light is also performed permanently.
However, in this case, it is necessary for the light-emitting member for vehicle detection to clear substantially the same durability and heat resistance as the light-emitting member for optical communication, which causes a rise in manufacturing cost.

そこで、本発明の光ビーコンにおいて、前記発光制御部は、前記入射光の送出を継続する継続期間と、前記入射光の送出を停止する中断期間とを、前記ダウンリンク光のパルスの周期よりも長い所定周期にて繰り返す休止制御を行うことが好ましい。
この場合、発光制御部が、上記中断期間を含む休止制御を行うので、車両感知用の発光部材に必要な耐久性及び耐熱性を、光通信用の発光部材に必要なそれらの性能に比べて低めに設定でき、製作コストの高騰を抑えることができる。
Therefore, in the optical beacon of the present invention, the light emission control unit has a continuation period in which the transmission of the incident light is continued and an interruption period in which the transmission of the incident light is stopped with respect to a pulse period of the downlink light. It is preferable to perform pause control that is repeated at a long predetermined period.
In this case, since the light emission control unit performs the pause control including the interruption period, the durability and heat resistance necessary for the light emitting member for vehicle detection are compared with those required for the light emitting member for optical communication. It can be set to a lower value, and the rise in production costs can be suppressed.

(12) 上記の通り、車両感知用の発光部材が送出する入射光を、光通信用の発光部材が送出するダウンリンク光と同期したタイミングで発光させると、車両感知用の入射光がダウンリンク光と同じ周期のパルス信号となって、パルス周期の観点からの干渉は生じなくなる。
しかし、この場合、ダウンリンク光と入射光の双方が車載機に届く重複エリアにおいて、車載機におけるダウンリンク方向の受信強度が急激に増加し、光受信部の増幅回路が飽和して、ダウンリンク光を適切に受信できない可能性があり得る。
(12) As described above, when the incident light transmitted by the light emitting member for vehicle detection is emitted at a timing synchronized with the downlink light transmitted by the light emitting member for optical communication, the incident light for vehicle detection is downlinked. The pulse signal has the same cycle as that of light, and interference from the viewpoint of the pulse cycle does not occur.
However, in this case, in the overlapping area where both the downlink light and the incident light reach the in-vehicle device, the reception intensity in the downlink direction in the in-vehicle device increases rapidly, and the amplification circuit of the optical receiving unit is saturated, and the downlink There is a possibility that light cannot be received properly.

そこで、前記発光制御部は、前記継続期間の先頭部分における前記入射光の複数のパルスが所定の立ち上がり所要時間をかけて最大光量に収束するように、前記入射光を送出させるようにすることが好ましい。
このようにすれば、重複エリアにおける光強度の急激な増大を防止することができ、車載機が適切にダウンリンク信号を受信する可能性を高めることができる。
Therefore, the light emission control unit may cause the incident light to be transmitted so that the plurality of pulses of the incident light at the head portion of the duration period converge to the maximum light amount over a predetermined rise time. preferable.
In this way, it is possible to prevent an abrupt increase in light intensity in the overlapping area, and it is possible to increase the possibility that the in-vehicle device appropriately receives the downlink signal.

(13) 同様の理由で、前記発光制御部は、前記継続期間の終端部分における前記入射光の複数のパルスが所定の立ち下がり所要時間をかけてゼロに収束するように、前記入射光を送出させるようにすることが好ましい。
このようにすれば、重複エリアにおける光強度の急激な減少を防止することができ、車載機が適切にダウンリンク信号を受信することが可能となる。
また、同様の理由で、前記発光制御部は、前記入射光の光量が、前記ダウンリンク光の光量よりも、緩やかに増大するように、前記入射光を送出させてもよいし、前記発光制御部は、前記入射光の光量が、前記ダウンリンク光の光量よりも、緩やかに減少するように、前記入射光を送出させてもよい。
更に、同様の理由で、前記発光制御部は、前記入射光の光量の増加度合が、前記ダウンリンク光の光量の増加度合に比べて抑制されるように、前記入射光を送出させてもよいし、前記入射光の光量の減少度合が、前記ダウンリンク光の光量の減少度合に比べて抑制されるように、前記入射光を送出させてもよい。
(13) For the same reason, the light emission control unit transmits the incident light so that the plurality of pulses of the incident light at the end portion of the duration period converge to zero over a predetermined time required for falling. It is preferable to do so.
In this way, it is possible to prevent a rapid decrease in light intensity in the overlapping area, and the in-vehicle device can appropriately receive the downlink signal.
For the same reason, the light emission control unit may send the incident light so that the light amount of the incident light increases more slowly than the light amount of the downlink light, or the light emission control. The unit may cause the incident light to be transmitted so that the amount of the incident light gradually decreases from the amount of the downlink light.
Furthermore, for the same reason, the light emission control unit may cause the incident light to be transmitted so that the increase degree of the light amount of the incident light is suppressed compared to the increase degree of the light amount of the downlink light. The incident light may be transmitted such that the degree of decrease in the amount of incident light is suppressed as compared to the degree of decrease in the amount of downlink light.

(14) 他の観点から見た本発明は、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンと光通信を行う車載機であって、前記光ビーコンにアップリンク光を送信する光送信部と、前記光ビーコンが送出するダウンリンク光を受信し、所定の周波数以下の光信号を受信しないフィルタ機能を有する光受信部と、を備えていることを特徴とする。   (14) The present invention viewed from another viewpoint is an in-vehicle device that performs optical communication with an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function, and an optical transmission unit that transmits uplink light to the optical beacon; An optical receiver having a filter function for receiving downlink light transmitted by the optical beacon and not receiving an optical signal having a predetermined frequency or lower.

本発明の車載機によれば、光ビーコンが送出するダウンリンク光を受信し、所定の周波数以下の光信号を受信しないフィルタ機能を有する光受信部を備えているので、ダウンリンク領域の下流側よりの部分において、入射光がダウンリンク光と干渉してもダウンリンク光のみを受信することができる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、車両感知のための入射光によって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the vehicle-mounted device of the present invention, since the optical receiver having the filter function that receives the downlink light transmitted by the optical beacon and does not receive the optical signal of the predetermined frequency or less is provided, the downstream side of the downlink region In the further portion, even if the incident light interferes with the downlink light, only the downlink light can be received.
For this reason, in road-to-vehicle communication using an optical beacon that has both an optical communication function and a vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light for vehicle detection, and the downward communication is further improved. It can be done reliably.

(15) 本発明の車載機において、光受信部のフィルタ機能は種々のフィルタ回路によって実装できるが、例えば、抵抗とコンデンサを組み合わせたRC構成のフィルタ回路を採用することが好ましい。
その理由は、RC構成のフィルタ回路であれば、オペアンプなどを用いたその他のフィルタ回路に比べて簡便に実装でき、車載機の設計変更に要する手間を低減できるからである。
(15) In the in-vehicle device of the present invention, the filter function of the optical receiver can be implemented by various filter circuits. For example, it is preferable to employ an RC configuration filter circuit in which a resistor and a capacitor are combined.
The reason is that a filter circuit having an RC configuration can be mounted more easily than other filter circuits using an operational amplifier or the like, and can reduce the effort required to change the design of the in-vehicle device.

(16) 本発明の路車間通信システムは、上述の(12)又は(13)に記載の車載機と、前記光ビーコン(光通信機能と車両感知機能とを併有する光ビーコン)とを含む路車間通信システムであって、前記光ビーコンは、発光期間のデューティー比がほぼ50%となるように、車両感知のための入射光を発光する車両感知用の発光部材を備えていることを特徴とする。   (16) A road-to-vehicle communication system according to the present invention includes a vehicle-mounted device according to the above (12) or (13) and the optical beacon (an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function). In the inter-vehicle communication system, the optical beacon includes a vehicle sensing light emitting member that emits incident light for vehicle sensing so that a duty ratio of a light emission period is approximately 50%. To do.

本発明の路車間通信システムによれば、光ビーコンの車両感知用の発光部材が、発光期間のデューティー比がほぼ50%となるように、車両感知のための入射光を発光するので、入射光についての高調波成分のノイズの発生を最も有効に抑えることができる。
このため、車載機側における所定の周波数以下のフィルタ機能がより有効に作用し、ダウンリンク光の受信をより確実に行うことができる。
According to the road-to-vehicle communication system of the present invention, the light-emitting member for detecting the vehicle of the optical beacon emits the incident light for vehicle detection so that the duty ratio of the light emission period is approximately 50%. It is possible to most effectively suppress the generation of harmonic component noise.
For this reason, the filter function below a predetermined frequency on the in-vehicle device side works more effectively, and downlink light can be received more reliably.

以上の通り、本発明によれば、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンを用いた路車間通信において、下り方向の通信をより確実に行えるようになる。   As described above, according to the present invention, in the road-to-vehicle communication using the optical beacon having both the optical communication function and the vehicle sensing function, it is possible to perform the communication in the down direction more reliably.

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。It is a block diagram which shows the whole structure of a road-vehicle communication system. 光ビーコンの設置部分を上から見た道路の平面図である。It is the top view of the road which looked at the installation part of an optical beacon from the top. 光ビーコンの通信領域と入射領域を示す道路の側面図である。It is a side view of the road which shows the communication area | region and incident area of an optical beacon. 光ビーコンの回路構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the circuit structure of an optical beacon. (a)は設置状態のビーコンヘッドを斜め下方から見た場合の斜視図であり、(b)は設置状態のビーコンヘッドの側面図である。(A) is a perspective view at the time of seeing the beacon head of an installation state from diagonally downward, (b) is a side view of the beacon head of an installation state. ビーコンヘッドの内部構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the internal structure of a beacon head. (a)及び(b)は第1実施形態に係るビーコンヘッドの模式的な側面断面図である。(A) And (b) is typical sectional side view of the beacon head concerning 1st Embodiment. (a)は第1実施形態の変形例1に係るビーコンヘッドの模式的な側面断面図であり、(b)及び(c)は車両感知用の発光部材を下方から見た場合の平面図である。(A) is typical sectional drawing of the beacon head which concerns on the modification 1 of 1st Embodiment, (b) And (c) is a top view at the time of seeing the light emitting member for vehicle detection from the downward direction. is there. (a)〜(c)は第1実施形態の変形例2に係るビーコンヘッドにおける、筐体の透過窓部を下方から見た場合の平面図である。(A)-(c) is a top view at the time of seeing the transmission window part of a case from the lower part in the beacon head concerning modification 2 of a 1st embodiment. (a)及び(b)は第1実施形態の変形例3に係るビーコンヘッドの模式的な側面断面図である。(A) And (b) is a typical side sectional view of a beacon head concerning modification 3 of a 1st embodiment. 第3実施形態に係る車載機における光受信部の回路構成の一例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows an example of the circuit structure of the optical receiver in the vehicle equipment which concerns on 3rd Embodiment. パルスの同期を取る場合の発光回路の例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the example of the light emission circuit in the case of taking the synchronization of a pulse. 図12の発光回路における各出力信号のタイムチャートである。13 is a time chart of each output signal in the light emitting circuit of FIG. 12. 図12の発光回路に対する追加回路の一例を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows an example of the additional circuit with respect to the light emission circuit of FIG. 図14の追加回路における各出力信号のタイムチャートである。It is a time chart of each output signal in the additional circuit of FIG.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
〔システムの全体構成〕
図1は、本発明の実施形態に係る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は、本実施形態の光ビーコン4の設置部分を上から見た道路Rの平面図である。
図1に示すように、本実施形態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を走行する車両20(図3参照)に搭載された車載機2とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Overall system configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a road-vehicle communication system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of the road R when the installation portion of the optical beacon 4 of this embodiment is viewed from above.
As shown in FIG. 1, the road-to-vehicle communication system of this embodiment includes an infrastructure-side traffic control system 1 and an in-vehicle device 2 mounted on a vehicle 20 (see FIG. 3) traveling on a road R. .

交通管制システム1は、交通管制室等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とを備え、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との間で無線通信を行うことができる。
光ビーコン4は、通信制御などを行うビーコン制御機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1の例では、4つ)のビーコンヘッド(投受光器)8とを有している。
The traffic control system 1 includes a central device 3 provided in a traffic control room and the like, and a large number of optical beacons (optical vehicle detectors) 4 installed in various places on the road R. The optical beacon 4 transmits near infrared rays. Wireless communication can be performed with the in-vehicle device 2 by optical communication as a communication medium.
The optical beacon 4 includes a beacon controller 7 that performs communication control and the like, and a plurality of (four in the example of FIG. 1) beacon heads (projector / receiver) 8 connected to the sensor interface of the beacon controller 7. have.

ビーコン制御機7は、インフラ側の通信部6に接続されており、通信部6は、電話回線等の通信回線5によって中央装置3と接続されている。
通信部6は、例えば、信号灯器の灯色を制御する交通信号制御機や、インフラ側における交通情報の中継処理を行う情報中継装置等より構成することができる。
The beacon controller 7 is connected to a communication unit 6 on the infrastructure side, and the communication unit 6 is connected to the central apparatus 3 by a communication line 5 such as a telephone line.
The communication unit 6 can be configured by, for example, a traffic signal controller that controls the color of a signal lamp, an information relay device that performs a relay process of traffic information on the infrastructure side, and the like.

本実施形態の光ビーコン4は、全二重通信方式を採用している。すなわち、後述のビーコン制御機7は、光通信用の発光ユニット13に対するダウンリンク方向の送信制御と、通信用の受光ユニット14に対するアップリンク方向の受信制御を同時に行う。
これに対して、本実施形態の車載機2は、半二重通信方式を採用している。すなわち、後述の車載制御機21は、光送信部23に対するアップリンク方向の送信制御と、光受信部24に対するダウンリンク方向の受信制御とを同時には行わない。
The optical beacon 4 of this embodiment employs a full-duplex communication method. That is, the beacon controller 7 described later simultaneously performs transmission control in the downlink direction for the light emitting unit 13 for optical communication and reception control in the uplink direction for the light receiving unit 14 for communication.
On the other hand, the in-vehicle device 2 of the present embodiment employs a half-duplex communication method. That is, the below-described vehicle-mounted controller 21 does not simultaneously perform uplink direction transmission control for the optical transmission unit 23 and downlink direction reception control for the optical reception unit 24.

〔光ビーコンの全体構成〕
光ビーコン4のビーコンヘッド8は、光通信用の送受信ユニット11と、車両感知用のセンサユニット12とを筐体31の内部に備えている(図3参照)。
このように、本実施形態では、1つのビーコンヘッド8の筐体31に、光通信と車両感知のための各ユニット11,12をそれぞれ組み込むことにより、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4が構成されている。
[Overall configuration of optical beacon]
The beacon head 8 of the optical beacon 4 includes a transmission / reception unit 11 for optical communication and a sensor unit 12 for vehicle detection inside a housing 31 (see FIG. 3).
As described above, in the present embodiment, by combining the units 11 and 12 for optical communication and vehicle detection in the casing 31 of one beacon head 8, the light having both the optical communication function and the vehicle detection function, respectively. A beacon 4 is configured.

送受信ユニット11は、車載機2との間で光信号を無線で送受信する光トランシーバである。
図1に示すように、送受信ユニット11は、ダウンリンク光DOを送出する光通信用の発光ユニット13と、アップリンク光UOを受光して電気信号に変換する光通信用の受光ユニット14とを有する。
The transmission / reception unit 11 is an optical transceiver that transmits and receives optical signals to and from the in-vehicle device 2 wirelessly.
As shown in FIG. 1, the transmission / reception unit 11 includes a light-emitting unit 13 for optical communication that transmits downlink light DO, and a light-receiving unit 14 for optical communication that receives uplink light UO and converts it into an electrical signal. Have.

光通信用の発光ユニット13(以下、「通信用発光ユニット13」ともいう。)は、ビーコン制御機7から送出される下りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をダウンリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)からなる発光素子とを有する。
通信用発光ユニット13の発光素子は、近赤外線の光信号であるダウンリンク光DO(図3参照)を上流側に向かって斜め下方に送出する。
A light emitting unit 13 for optical communication (hereinafter also referred to as “communication light emitting unit 13”) includes a transmission circuit that converts a downstream frame transmitted from the beacon controller 7 into a serial transmission signal having a predetermined transmission rate; A light emitting element made of a light emitting diode (LED) that converts the output transmission signal into an optical signal in a downlink direction.
The light emitting element of the communication light emitting unit 13 sends the downlink light DO (see FIG. 3), which is a near infrared light signal, obliquely downward toward the upstream side.

また、光通信用の受光ユニット14(以下、「通信用受光ユニット14」ともいう。)は、フォトダイオード(PD:Photo Diode)等からなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタル信号を生成する受信回路とを有する。
通信用受光ユニット14の受光素子は、車載機2が送出した近赤外線の光信号であるアップリンク光UO(図3参照)を受光し、通信用受光ユニット14の受信回路は、受光したアップリンク光UOを電気信号に変換してビーコン制御機7に送る。
The light receiving unit 14 for optical communication (hereinafter also referred to as “communication light receiving unit 14”) amplifies a light receiving element such as a photodiode (PD) and an electric signal output from the light receiving element. And a receiving circuit for generating a digital signal.
The light receiving element of the communication light receiving unit 14 receives the uplink light UO (see FIG. 3) which is a near-infrared light signal transmitted from the vehicle-mounted device 2, and the receiving circuit of the communication light receiving unit 14 receives the received uplink. The optical UO is converted into an electric signal and sent to the beacon controller 7.

センサユニット12は、ビーコンヘッド8のほぼ直下を通過する車両20の存在を非接触で感知するための光感知センサである。
図1に示すように、センサユニット12は、入射光IOを送出する車両感知用の発光ユニット15と、反射光ROを受光して電気信号に変換する車両感知用の受光ユニット16とを有する。
The sensor unit 12 is a light detection sensor for detecting the presence of the vehicle 20 passing almost directly below the beacon head 8 without contact.
As shown in FIG. 1, the sensor unit 12 includes a vehicle sensing light emitting unit 15 that transmits incident light IO, and a vehicle sensing light receiving unit 16 that receives reflected light RO and converts it into an electrical signal.

車両感知用の発光ユニット15(以下、「感知用発光ユニット15」ともいう。)は、所定周期の光パルス信号である入射光IO(図3参照)を下方向に送出する。
また、車両感知用の受光ユニット16(以下、「感知用受光ユニット16」ともいう。)は、上記入射光IOの道路Rや車両20に対する反射光RO(図3参照)を受光し、受光した反射光ROを電気信号に変換してビーコン制御機7に送る。
The vehicle-sensing light-emitting unit 15 (hereinafter also referred to as “sensing light-emitting unit 15”) transmits incident light IO (see FIG. 3), which is a light pulse signal having a predetermined period, downward.
The vehicle sensing light receiving unit 16 (hereinafter also referred to as the “sensing sensing light receiving unit 16”) receives and receives the reflected light RO (see FIG. 3) of the incident light IO on the road R and the vehicle 20. The reflected light RO is converted into an electric signal and sent to the beacon controller 7.

ビーコン制御機7は、信号処理部、CPU及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、中央装置3との通信や所定の通信インタフェース規格に従って車載機2と路車間通信を行う通信制御部としての機能と、車両20の感知制御部としての機能とを有する。
また、ビーコン制御機7は、通信制御や感知制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをCPUが読み出して実行することにより、当該CPUが上記通信制御部及び感知制御部として機能する。
The beacon controller 7 includes a computer device having a signal processing unit, a CPU, a memory, and the like, and has a function as a communication control unit that performs communication with the central device 3 and communication between the in-vehicle device 2 and the vehicle according to a predetermined communication interface standard. And a function as a sensing control unit of the vehicle 20.
The beacon controller 7 stores a computer program for communication control and sensing control in a storage device, and the CPU reads out and executes the program so that the CPU controls the communication control unit and the sensing control unit. Function as.

例えば、ビーコン制御機7は、車両IDなしの車線通信情報を含むダウンリンク信号を通信用発光ユニット13に所定周期で送出させており、ダウンリンク信号の受信を契機として車載機2が送信する車両IDを含むアップリンク信号を待つ。
ビーコン制御機7は、通信用受光ユニット14にてアップリンク信号を受信すると、そのアップリンク信号から抽出した車両IDを格納した車線通知情報と、当該車両ID向けの提供情報とを含めた別のダウンリンク信号を生成してウンリンクの切り替えを行い、生成したダウンリンク信号を通信用発光ユニット13に所定周期で送出させる。
For example, the beacon controller 7 transmits a downlink signal including lane communication information without a vehicle ID to the communication light emitting unit 13 at a predetermined period, and the vehicle that the in-vehicle device 2 transmits when receiving the downlink signal is triggered. Wait for the uplink signal containing the ID.
When the beacon controller 7 receives the uplink signal at the communication light receiving unit 14, the beacon controller 7 includes another lane notification information storing the vehicle ID extracted from the uplink signal and provision information for the vehicle ID. The downlink signal is generated to switch the downlink, and the generated downlink signal is transmitted to the communication light emitting unit 13 at a predetermined cycle.

また、ビーコン制御機7は、プローブデータなどの交通信号制御に有用な情報がアップリンク信号に含まれておれば、その情報を中央装置3に転送する。
更に、ビーコン制御機7は、所定波長の入射光IOを感知用発光ユニット15に一定の強度及びパルス周期で送出させ、感知用受光ユニット16が受光する反射光ROの受光強度が閾値以上か否かにより、車両20の存在を感知する。なお、この閾値は固定値とは限らず、例えば、反射光ROの受光強度に応じた追従処理によって変動することもある。
In addition, if information useful for traffic signal control such as probe data is included in the uplink signal, the beacon controller 7 transfers the information to the central device 3.
Further, the beacon controller 7 transmits the incident light IO having a predetermined wavelength to the sensing light emitting unit 15 at a constant intensity and a pulse period, and whether the received light intensity of the reflected light RO received by the sensing light receiving unit 16 is equal to or greater than a threshold value. Thus, the presence of the vehicle 20 is detected. This threshold value is not limited to a fixed value, and may vary depending on, for example, a follow-up process according to the received light intensity of the reflected light RO.

すなわち、ビーコン制御機7は、感知用受光ユニット16において閾値以上の反射光ROの受光強度が検出された場合に、車両20の感知信号を生成し、その感知信号を中央装置3に送信する。
なお、感知用発光ユニット15が送出する入射光IOの波長は、通信用発光ユニット13が送出するダウンリンク光DOの波長と同じか、或いは、そのダウンリンク光DOと干渉が生じ得る程度に近接した波長(例えば、850nm)であるとする。
That is, the beacon controller 7 generates a sensing signal of the vehicle 20 and transmits the sensing signal to the central device 3 when the light receiving intensity of the reflected light RO that is equal to or greater than the threshold value is detected in the sensing light receiving unit 16.
The wavelength of the incident light IO transmitted from the sensing light emitting unit 15 is the same as the wavelength of the downlink light DO transmitted from the communication light emitting unit 13 or close enough to cause interference with the downlink light DO. It is assumed that the wavelength is the same (for example, 850 nm).

〔光ビーコンの設置状態〕
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に設置されている。
光ビーコン4は、その車線R1〜R4にそれぞれ対応して設けられた複数の前記ビーコンヘッド8と、これらのビーコンヘッド8を一括制御する制御部である1台の前記ビーコン制御機7とを備えている。
[Optical beacon installation status]
As shown in FIG. 2, the optical beacon 4 of the present embodiment is installed on a road R having a plurality (four in the illustrated example) of lanes R1 to R4 in the same direction.
The optical beacon 4 includes a plurality of the beacon heads 8 provided respectively corresponding to the lanes R1 to R4, and one beacon controller 7 which is a control unit that collectively controls the beacon heads 8. ing.

ビーコン制御機7は、道路脇に立設した支柱17に設置されている。また、各ビーコンヘッド8は、支柱17から道路R側に水平に架設した架設バー(梁部材)18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の通信用発光ユニット13は、自機の直下よりも車両進行方向の上流側に向けてダウンリンク光DO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が当該ビーコンヘッド8の上流側に設定されている。
The beacon controller 7 is installed on a support column 17 standing on the side of the road. Each beacon head 8 is attached to an erection bar (beam member) 18 that is horizontally installed from the support column 17 to the road R side, and is disposed immediately above each lane R1 to R4 of the road R.
The communication light emitting unit 13 of each beacon head 8 emits the downlink light DO toward the upstream side in the vehicle traveling direction from directly below the own device, and thereby, road-to-vehicle communication with the in-vehicle device 2. The communication area A for performing the above is set on the upstream side of the beacon head 8.

また、各ビーコンヘッド8の感知用発光ユニット15は、自機の直下に向けて入射光IOを発光しており、これにより、道路Rの所定の車線R1〜R4を通行する車両20の感知エリアである入射領域Bが当該ビーコンヘッド8のほぼ直下に設定されている。   Further, the sensing light emitting unit 15 of each beacon head 8 emits the incident light IO directly below the own aircraft, and thereby the sensing area of the vehicle 20 that passes through the predetermined lanes R1 to R4 of the road R. The incident region B is set almost directly below the beacon head 8.

〔光ビーコンの通信領域と入射領域〕
図3は、光ビーコン4の通信領域Aと入射領域Bを示す道路Rの側面図である。
図3に示すように、送受信ユニット11の通信領域Aは、車載機2によるダウンリンク光DOの受光可能範囲であるダウンリンク領域DA(実線のハッチング部分)と、ビーコンヘッド8によるアップリンク光UOの受光可能範囲であるアップリンク領域UA(破線のハッチング部分)とからなる。
[Communication area and incident area of optical beacons]
FIG. 3 is a side view of the road R showing the communication area A and the incident area B of the optical beacon 4.
As shown in FIG. 3, the communication area A of the transmission / reception unit 11 includes a downlink area DA (solid hatched portion) that is a receivable range of the downlink light DO by the in-vehicle device 2 and an uplink light UO by the beacon head 8. And an uplink area UA (dashed hatched portion), which is a light receiving range.

光ビーコン(光学式車両感知器)の「近赤外線式インタフェース規格」によれば、双方の領域DA,UAの上流端c0は互いに一致することとされている。
また、上記規格における各領域DA,UAの上下流端位置の規格値(一般道路の場合)を例示すると、次の通りである。ただし、この規格値は、道路面からの高さHが1.0mでかつ投受光器8の直下位置(原点O)から上流方向を正の数とした場合の値である。
According to the “near-infrared interface standard” of an optical beacon (optical vehicle sensor), the upstream ends c0 of both areas DA and UA coincide with each other.
Further, the standard values (in the case of ordinary roads) of the upstream and downstream end positions of the areas DA and UA in the above standard are exemplified as follows. However, this standard value is a value when the height H from the road surface is 1.0 m and the upstream direction from the position immediately below the light emitter / receiver 8 (origin O) is a positive number.

ダウンリンク領域DAの下流端位置a0:+1.3m
アップリンク領域UAの下流端位置b0:a0+2.1m(=3.4m)
双方領域DA,UAの上流端位置c0 :b0+1.6m(=5.0m)
Downstream area DA downstream end position a0: +1.3 m
Downstream end position b0 of the uplink area UA: a0 + 2.1 m (= 3.4 m)
Upstream end position c0 of both areas DA and UA: b0 + 1.6 m (= 5.0 m)

センサユニット12の入射領域Bは、感知用発光ユニット15が道路Rに向けて入射する入射光IOの照射範囲である。
ここで、入射光IOの発光方向V1を厳密に真下(鉛直方向の下方)に設定すると、例えば降雨時に路面に水溜まりができた場合などに、路面からの反射光ROの強度が増加し、誤検出が多くなって適切な車両感知ができない可能性が高くなる。そこで、通常は、入射光IOの発光方向V1を、鉛直方向に対して所定角度α(例えば、4.5°)だけ上流側(プラス側)に指向させている。
The incident area B of the sensor unit 12 is an irradiation range of the incident light IO on which the sensing light emitting unit 15 enters the road R.
Here, if the light emission direction V1 of the incident light IO is set strictly below (downward in the vertical direction), the intensity of the reflected light RO from the road surface increases, for example, when a puddle is formed on the road surface during rain, and an error occurs. There is a high possibility that detection will increase and proper vehicle sensing will not be possible. Therefore, normally, the emission direction V1 of the incident light IO is directed to the upstream side (plus side) by a predetermined angle α (for example, 4.5 °) with respect to the vertical direction.

なお、発光方向V1を上記のように指向させた場合における、路面高さH=1.0mにおける入射領域Bの上下流端位置x0,y0の設定値を例示すると、次の通りである。
入射領域Bの下流端位置x0:−0.15m
入射領域Bの上流端位置y0:+0.93m
The set values of the upstream and downstream end positions x0, y0 of the incident area B at the road surface height H = 1.0 m when the light emission direction V1 is oriented as described above are as follows.
Downstream end position x0 of incident area B: -0.15 m
Upstream end position y0 of incident area B: +0.93 m

なお、入射光IOの発光方向V1は、上記とは逆に、鉛直方向に対して所定角度(例えば、4.5°)だけ下流側(マイナス側)に指向させることにしてもよい。
このようにすれば、発光方向V1が鉛直方向に対して上流側を指向する上記の場合に比べて、入射光IOがダウンリンク光DOと干渉するのを更に軽減できる。
また、発光方向V1を下流側に指向させれば、ダウンリンク領域DAの下流端位置a0をより下流側に設定でき、ダウンリンク領域DAの車両進行方向長さを拡張することができる。このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4において、ダウンリンク通信容量を拡大できるという利点もある。
The light emission direction V1 of the incident light IO may be directed downstream (minus side) by a predetermined angle (for example, 4.5 °) with respect to the vertical direction, contrary to the above.
In this way, it is possible to further reduce the interference of the incident light IO with the downlink light DO, compared to the case where the light emission direction V1 is directed upstream with respect to the vertical direction.
Further, if the light emitting direction V1 is directed downstream, the downstream end position a0 of the downlink area DA can be set further downstream, and the length of the downlink area DA in the vehicle traveling direction can be extended. For this reason, there is an advantage that the downlink communication capacity can be expanded in the optical beacon 4 having both the optical communication function and the vehicle sensing function.

〔車載機の構成〕
図3に示すように、本実施形態の車載機2は、車載制御機21と車載ヘッド22とを備えている。車載ヘッド22の内部には、光送信部23と光受信部24が収容されている。
このうち、光送信部23は、近赤外線よりなるアップリンク光UO(アップリンク方向の光信号)を発光する発光素子を有し、光受信部24は、ダウンリンク領域DAに送出された近赤外線よりなるダウンリンク光UO(ダウンリンク方向の光信号)を受光する受光素子を有する。
[Configuration of in-vehicle device]
As shown in FIG. 3, the in-vehicle device 2 of this embodiment includes an in-vehicle controller 21 and an in-vehicle head 22. An optical transmitter 23 and an optical receiver 24 are accommodated in the in-vehicle head 22.
Among these, the optical transmission unit 23 has a light emitting element that emits uplink light UO (uplink direction optical signal) made of near infrared rays, and the optical reception unit 24 is a near infrared ray transmitted to the downlink area DA. And a light receiving element that receives downlink light UO (an optical signal in the downlink direction).

光送信部23は、車載制御機21から出力される上りフレームを所定の伝送速度のシリアルな送信信号に変換する送信回路と、出力された送信信号をアップリンク方向の光信号に変換する、発光ダイオード等よりなる発光素子とを有する。
現行の前記規格によれば、車載機2の光送信部23が送信するアップリンク光UOの伝送速度は、64kbpsである。
The optical transmission unit 23 is a light emitting circuit that converts an upstream frame output from the in-vehicle controller 21 into a serial transmission signal having a predetermined transmission rate, and converts the output transmission signal into an optical signal in the uplink direction. And a light emitting element made of a diode or the like.
According to the current standard, the transmission speed of the uplink optical UO transmitted by the optical transmission unit 23 of the in-vehicle device 2 is 64 kbps.

光受信部24は、フォトダイオード等よりなる受光素子と、この受光素子が出力する電気信号を増幅してデジタルの受信信号を生成する受信回路とから構成されている。
現行の前記規格によれば、光受信部24が受信するダウンリンク光DOの伝送速度は、1024kbpsである。
The light receiving unit 24 includes a light receiving element such as a photodiode and a receiving circuit that amplifies an electric signal output from the light receiving element and generates a digital reception signal.
According to the current standard, the transmission speed of the downlink optical DO received by the optical receiver 24 is 1024 kbps.

車載制御機21は、信号処理部、CPU及びメモリなどを有するコンピュータ装置よりなり、光ビーコン4との路車間通信を行う通信制御部としての機能を有する。
また、車載制御機21は、通信制御のためのコンピュータプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムをCPUが読み出して実行することにより、当該CPUが上記通信制御部として機能する。
The in-vehicle controller 21 includes a computer device having a signal processing unit, a CPU, a memory, and the like, and has a function as a communication control unit that performs road-vehicle communication with the optical beacon 4.
The in-vehicle controller 21 stores a computer program for communication control in a storage device, and the CPU functions as the communication control unit when the CPU reads and executes the program.

更に、車載制御機21は、アップリンクデータとして、自車両の走行データ(例えば、通過位置と通過時刻を時系列に並べた走行軌跡データであるプローブ情報など)を生成して、光送信部23にアップリンク送信させる機能も有する。
この場合、例えばアップリンク速度を高速化することにすれば、より多くのプローブ情報(走行軌跡を記録する道路区間を長くしたり、同一道路区間における通過位置と通過時刻の記録密度を高くしたりした情報)を送信することが可能になる。
Furthermore, the in-vehicle controller 21 generates traveling data of the host vehicle (for example, probe information that is traveling locus data in which passing positions and passing times are arranged in time series) as uplink data, and the optical transmission unit 23. It also has a function of transmitting to the uplink.
In this case, for example, if the uplink speed is increased, more probe information (such as a longer road section that records the travel locus, or a higher recording density of the passage position and passage time in the same road section) Information) can be transmitted.

なお、本実施形態の車載制御機21は、上記CPUを含む本体制御部とは別に、ASIC(Application Specific Integrated Circuit )等を含む簡易制御部を設けた回路構成であってもよい。
この簡易制御部は、例えば、光受信部24が何らかの下りフレームを受信した場合に、自車両の車両IDを含む上りフレーム(従来の伝送速度64kbpsの上りフレーム)を1つだけ、光送信部23にアップリンク送信させる機能を有する。
In addition, the vehicle-mounted controller 21 of this embodiment may have a circuit configuration in which a simple control unit including an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) is provided separately from the main body control unit including the CPU.
For example, when the optical receiving unit 24 receives any downlink frame, the simple control unit includes only one uplink frame (conventional uplink frame having a transmission rate of 64 kbps) including the vehicle ID of the host vehicle, and the optical transmission unit 23. Has the function of transmitting to the uplink.

〔光ビーコンの回路構成〕
図4は、光ビーコン4の回路構成の一例を示す機能ブロック図である。
図4に示すように、ビーコンヘッド8は、光通信用の発光ユニット13及び受光ユニット14と、車両感知用の発光ユニット15及び受光ユニット16とを備える。
また、ビーコン制御機7は、通信制御用の通信IC69と、感知制御用の感知処理部71と、デジタル信号処理を行うメインCPU70及び感知CPU72とを有する。
[Circuit configuration of optical beacon]
FIG. 4 is a functional block diagram showing an example of the circuit configuration of the optical beacon 4.
As shown in FIG. 4, the beacon head 8 includes a light emitting unit 13 and a light receiving unit 14 for optical communication, and a light emitting unit 15 and a light receiving unit 16 for vehicle detection.
The beacon controller 7 includes a communication IC 69 for communication control, a sensing processing unit 71 for sensing control, and a main CPU 70 and a sensing CPU 72 that perform digital signal processing.

光通信用の発光ユニット13は、光通信用の発光部材42及び駆動回路61を含み、光通信用の受光ユニット14は、光通信用の受光部材43、増幅器62、フィルタ回路63及びコンパレータ64を含む。
通信IC69は、メインCPU70から取得した下りデータを所定の符号化方式(例えば、マンチェスター符号)にて変換して、所定周期のシリアルな電気信号よりなるパルス信号P1を生成し、このパルス信号P1を駆動回路61に出力する。
The light emitting unit 13 for optical communication includes a light emitting member 42 for optical communication and a drive circuit 61, and the light receiving unit 14 for optical communication includes a light receiving member 43 for optical communication, an amplifier 62, a filter circuit 63, and a comparator 64. Including.
The communication IC 69 converts the downlink data acquired from the main CPU 70 by a predetermined encoding method (for example, Manchester code), generates a pulse signal P1 including a serial electric signal having a predetermined period, and generates the pulse signal P1. Output to the drive circuit 61.

駆動回路61は、通信IC69から入力されたパルス信号P1をベースとして、発光素子の駆動電圧を発生するスイッチング素子を含み、発生した駆動電圧を発光部材42に出力してその発光素子を駆動する。   The drive circuit 61 includes a switching element that generates a drive voltage of the light emitting element based on the pulse signal P1 input from the communication IC 69, and outputs the generated drive voltage to the light emitting member 42 to drive the light emitting element.

増幅器62は、受光部材43の受光素子にて光電変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をフィルタ回路63に出力する。フィルタ回路63は、少なくともアップリンク方向の伝送速度(本実施形態では、64kbps)の高速信号成分を抽出し、抽出した高速信号をコンパレータ64に出力する。
コンパレータ64は、入力された高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号(ビットデータ)を通信IC69に出力する。
The amplifier 62 amplifies the electrical signal photoelectrically converted by the light receiving element of the light receiving member 43, and outputs the amplified electrical signal to the filter circuit 63. The filter circuit 63 extracts a high-speed signal component having at least a transmission rate in the uplink direction (64 kbps in this embodiment), and outputs the extracted high-speed signal to the comparator 64.
The comparator 64 compares the input high-speed signal with a threshold value, and outputs a digital reception signal (bit data) extracted by this comparison to the communication IC 69.

通信IC69は、先頭5バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定および受信クロックを生成し、生成したクロックにてビットデータをサンプリングし、上りフレームに含まれる上りデータを再生する。そして、通信IC69は、再生した上りデータをメインCPU70に送る。   The communication IC 69 determines the transmission speed of the received signal using the first 5-byte idle pattern and generates a reception clock, samples the bit data with the generated clock, and reproduces the upstream data included in the upstream frame. Then, the communication IC 69 sends the reproduced uplink data to the main CPU 70.

車両感知用の発光ユニット15は、車両感知用の発光部材45及び駆動回路65を含み、車両感知用の受光ユニット16は、車両感知用の受光部材46、増幅器66、フィルタ回路67及びピークホールド回路68を含む。
感知処理部71は、所定周期のパルス信号P2を自律的に生成し、このパルス信号P2を駆動回路65に出力する。
The vehicle sensing light emitting unit 15 includes a vehicle sensing light emitting member 45 and a drive circuit 65, and the vehicle sensing light receiving unit 16 includes a vehicle sensing light receiving member 46, an amplifier 66, a filter circuit 67, and a peak hold circuit. 68.
The sensing processing unit 71 autonomously generates a pulse signal P2 having a predetermined period and outputs the pulse signal P2 to the drive circuit 65.

駆動回路65は、感知処理部71から入力されたパルス信号P2をベースとして、発光素子の駆動電圧を発生するスイッチング素子を含み、発生した駆動電圧を発光部材45に出力してその発光素子を駆動する。
増幅器66は、受光部材46の受光素子にて光電変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をフィルタ回路67に出力する。フィルタ回路63は、少なくとも入射光IOと同じ周波数成分の信号を抽出し、抽出した信号をピークホールド回路68に出力する。
The driving circuit 65 includes a switching element that generates a driving voltage for the light emitting element based on the pulse signal P2 input from the sensing processing unit 71, and outputs the generated driving voltage to the light emitting member 45 to drive the light emitting element. To do.
The amplifier 66 amplifies the electric signal photoelectrically converted by the light receiving element of the light receiving member 46 and outputs the amplified electric signal to the filter circuit 67. The filter circuit 63 extracts a signal having at least the same frequency component as the incident light IO and outputs the extracted signal to the peak hold circuit 68.

ピークホールド回路68は、入力された電気信号の包絡線を検波し、検波信号を感知処理部71に出力する。
感知処理部71は、入力された検波信号が所定の閾値以上であるか否かを判定し、検波信号が閾値以上となる期間のパルス信号を感知データとして、感知CPU72に出力する。そして、感知CPU72は、感知処理部71から取得した感知データをメインCPU70に出力する。
The peak hold circuit 68 detects the envelope of the input electric signal and outputs the detection signal to the sensing processing unit 71.
The sensing processing unit 71 determines whether or not the input detection signal is equal to or greater than a predetermined threshold, and outputs a pulse signal during a period when the detection signal is equal to or greater than the threshold to the sensing CPU 72 as sensing data. Then, the sensing CPU 72 outputs the sensing data acquired from the sensing processing unit 71 to the main CPU 70.

〔ビーコンヘッドの外観構成〕
図5は、ビーコンヘッド8の設置状態における外観構成を示す。すなわち、図5(a)は、設置状態のビーコンヘッド8を斜め下方から見た場合の斜視図であり、図5(b)は、設置状態のビーコンヘッド8の側面図である。
[Beacon head exterior configuration]
FIG. 5 shows an external configuration in the installed state of the beacon head 8. 5A is a perspective view when the beacon head 8 in the installed state is viewed obliquely from below, and FIG. 5B is a side view of the beacon head 8 in the installed state.

図5に示すように、ビーコンヘッド8は、底部に傾斜面36が形成された筐体31と、この筐体31の左右両側面を支持する門型のブラケット32とを有する。このブラケット32の左右方向中央部は、クランプ33を介して梁部材18に固定されており、これにより、筐体31が梁部材18の下方に吊り下げ状態で取り付けられている。   As shown in FIG. 5, the beacon head 8 includes a casing 31 having an inclined surface 36 formed at the bottom, and a gate-shaped bracket 32 that supports the left and right side surfaces of the casing 31. The central portion of the bracket 32 in the left-right direction is fixed to the beam member 18 via a clamp 33, whereby the casing 31 is attached in a suspended state below the beam member 18.

筐体31は、上方が開口した平面視ほぼ長方形状のケーシング34と、このケーシング34の上方開口部のフランジ部分に接合する天井プレート35とから構成されている。
ケーシング34の底部には、上流側に位置する第1底面部36と、下流側に位置する第2底面部37が形成されている。第1底面部36は、第2底面部37の上流縁から更に上流側に向かうに従って上方に傾斜した傾斜面となっており、第2底面部37は、図5の設置状態においてほぼ水平にセットされている。
The housing 31 includes a casing 34 having a substantially rectangular shape when viewed from above and a ceiling plate 35 joined to a flange portion of the upper opening of the casing 34.
A first bottom surface portion 36 located on the upstream side and a second bottom surface portion 37 located on the downstream side are formed at the bottom of the casing 34. The first bottom surface portion 36 is an inclined surface inclined upward from the upstream edge of the second bottom surface portion 37 toward the upstream side, and the second bottom surface portion 37 is set almost horizontally in the installed state of FIG. Has been.

第1底面部36には、左右一対の長方形状の透過窓部36L,36Rが間隔をおいて左右方向に並設されている。
これらの透過窓部36L,36Rは、第1底面部36に形成した左右一対の開口部を、車載機2との光通信に用いる所定波長(光ビーコンの「近赤外線式インタフェース規格」に準拠する波長帯)の光を主として透過させる光透過シートで閉塞することによって構成されている。
On the first bottom surface portion 36, a pair of left and right rectangular transmission window portions 36L, 36R are juxtaposed in the left-right direction at intervals.
These transmission window portions 36L and 36R conform to a predetermined wavelength (a “near infrared interface standard” for optical beacons) in which a pair of left and right openings formed in the first bottom surface portion 36 is used for optical communication with the vehicle-mounted device 2. It is configured by closing with a light transmitting sheet that mainly transmits light in the wavelength band.

2つの透過窓部36L,36Rのうち、左側窓部36Lは、アップリンク光UOの受光窓であり、光通信用の受光部材43(図6参照)に対応する。従って、車載機2が送出したアップリンク光UOは、左側窓部36Lを透過して当該受光部材43に到達する。
これに対して、右側窓部36Rは、ダウンリンク光DOの投光窓であり、光通信用の発光部材42(図6参照)に対応する。従って、当該発光部材42が送出するダウンリンク光DOは、右側窓部36Rを透過して筐体31の外部に照射される。
Of the two transmission window portions 36L and 36R, the left window portion 36L is a light receiving window for the uplink light UO and corresponds to the light receiving member 43 (see FIG. 6) for optical communication. Accordingly, the uplink light UO transmitted from the in-vehicle device 2 passes through the left window portion 36L and reaches the light receiving member 43.
On the other hand, the right window portion 36R is a light projection window for the downlink light DO and corresponds to the light emitting member 42 (see FIG. 6) for optical communication. Accordingly, the downlink light DO sent out by the light emitting member 42 is transmitted to the outside of the housing 31 through the right window 36R.

第2底面部37にも、左右一対の長方形状の透過窓部37L,37Rが間隔をおいて左右方向に並設されている。
これらの透過窓部37L,37Rは、第2底面部37に形成した左右一対の開口部を、車両感知に用いる所定波長の光を主として透過させる光透過シートで閉塞することによって構成されている。
Also on the second bottom surface portion 37, a pair of left and right rectangular transmission window portions 37L and 37R are arranged in parallel in the left-right direction with a space therebetween.
These transmission window portions 37L and 37R are configured by closing a pair of left and right openings formed in the second bottom surface portion 37 with a light transmission sheet that mainly transmits light of a predetermined wavelength used for vehicle sensing.

2つの透過窓部37L,37Rのうち、左側窓部37Lは、入射光IOの投光窓であり、車載感知用の発光部材45(図6参照)に対応する。従って、当該発光部材45が送出する入射光IOは、左側窓部37Lを透過して筐体31の外部に照射される。
これに対して、右側窓部37Rは、反射光ROの受光窓であり、車両感知用の受光部材46(図6参照)に対応する。従って、道路Rや車両20などに当たって反射した入射光IOの反射光ROは、右側窓部37Rを透過して当該受光部材46に到達する。
Of the two transmission window portions 37L and 37R, the left window portion 37L is a projection window for incident light IO, and corresponds to the light-emitting member 45 (see FIG. 6) for on-vehicle sensing. Therefore, the incident light IO transmitted by the light emitting member 45 is irradiated outside the housing 31 through the left window 37L.
On the other hand, the right window portion 37R is a light receiving window for the reflected light RO and corresponds to the light receiving member 46 for vehicle detection (see FIG. 6). Accordingly, the reflected light RO of the incident light IO reflected by the road R or the vehicle 20 passes through the right window 37R and reaches the light receiving member 46.

〔ビーコンヘッドの内部構成〕
図6は、ビーコンヘッド8の内部構造を示す斜視図である。
具体的には、図6は、図5(a)に示す筐体31を上下反転させ、その反転状態の筐体31からケーシング34を取り外した場合の内部構造を示す斜視図である。
なお、図5(a)と図6を対比すれば明らかな通り、図6における上流側/下流側と左側/右側の方向定義は、図5(a)に示す設置状態の場合に倣っている。
[Internal configuration of beacon head]
FIG. 6 is a perspective view showing the internal structure of the beacon head 8.
Specifically, FIG. 6 is a perspective view showing the internal structure when the casing 31 shown in FIG. 5A is turned upside down and the casing 34 is removed from the casing 31 in the inverted state.
As is clear from a comparison between FIG. 5A and FIG. 6, the definition of the directions of the upstream / downstream side and the left / right side in FIG. 6 follows the case of the installation state shown in FIG. .

図6に示すように、送受信ユニット11は、平板状の回路基板41と、この回路基板41の右側に配置された光通信用の発光部材42と、その回路基板41の左側に配置された光通信用の受光部材43とを有する。
光通信用の発光部材42は、例えばLEDよりなる多数の発光素子42Aを備え、これらの発光素子42Aを回路基板41の右側部分の所定範囲に縦横に配列することによって構成されている。
As shown in FIG. 6, the transmission / reception unit 11 includes a flat circuit board 41, a light-emitting member 42 for optical communication arranged on the right side of the circuit board 41, and light arranged on the left side of the circuit board 41. And a light receiving member 43 for communication.
The light-emitting member 42 for optical communication includes a large number of light-emitting elements 42A made of, for example, LEDs, and is configured by arranging these light-emitting elements 42A vertically and horizontally in a predetermined range on the right side portion of the circuit board 41.

光通信用の受光部材43は、回路基板41の左側部分に取り付けられた例えばPDよりなる受光素子43Aと、この受光素子43Aの受光面にアップリンク光UOを集光するレンズ43Bとから構成されている。
送受信ユニット11の回路基板41は、ケーシング34の第1底面部36と同様に、設置状態において上流側ほど上位となるように傾斜している。
The light receiving member 43 for optical communication includes a light receiving element 43A made of, for example, PD attached to the left side portion of the circuit board 41, and a lens 43B that condenses the uplink light UO on the light receiving surface of the light receiving element 43A. ing.
Similarly to the first bottom surface portion 36 of the casing 34, the circuit board 41 of the transmission / reception unit 11 is inclined so as to be higher on the upstream side in the installed state.

図6に示す天井プレート35の外周縁部にケーシング34のフランジ部分を接合して、筐体31を組み立てると、光通信用の発光部材42を構成するすべての発光素子42Aが、第1底面部36の右側窓部36R(図5参照)の光透過シートに近接し、右側窓部36Rの枠内に収まるように配置される。
また、この場合、光通信用の受光部材43のレンズ43Bが、第1底面部36の左側窓部36L(図2参照)の光透過シートに近接し、左側窓部36Lの枠内に収まるように配置される。
When the casing 31 is assembled by joining the flange portion of the casing 34 to the outer peripheral edge portion of the ceiling plate 35 shown in FIG. 6, all the light emitting elements 42 </ b> A constituting the light emitting member 42 for optical communication are The right side window portion 36R (see FIG. 5) of the 36 is disposed in the vicinity of the light transmission sheet so as to be within the frame of the right side window portion 36R.
Further, in this case, the lens 43B of the light receiving member 43 for optical communication is close to the light transmission sheet of the left window portion 36L (see FIG. 2) of the first bottom surface portion 36, and fits within the frame of the left window portion 36L. Placed in.

一方、センサユニット12は、左右一対の平板状の回路基板44L,44Rと、左側の回路基板44Lに設けられた車両感知用の発光部材45と、右側の回路基板44Rに設けられた車両感知用の受光部材46とを有する。
車両感知用の発光部材45は、例えばLEDよりなる多数の発光素子45Aを備え、これらの発光素子45Aを回路基板44Lの所定範囲に縦横に配列することによって構成されている。
On the other hand, the sensor unit 12 includes a pair of left and right flat circuit boards 44L and 44R, a vehicle sensing light emitting member 45 provided on the left circuit board 44L, and a vehicle sensing light provided on the right circuit board 44R. Light receiving member 46.
The vehicle-sensing light-emitting member 45 includes a large number of light-emitting elements 45A made of LEDs, for example, and is configured by arranging these light-emitting elements 45A vertically and horizontally within a predetermined range of the circuit board 44L.

より具体的には、車両感知用の発光部材45は、回路基板44Lに対して、車両進行方向(図6の上流側/下流側方向)の縦列と、道路幅方向(図6の左側/右側方向)の横列とに、発光素子45Aを2次元配列することによって構成されている。
なお、図6の例では、合計20個の発光素子45Aが、縦4列×横5列に配列されているが、発光素子45Aの配列パターンはこれに限定されるものではなく、例えば、複数の発光素子45Aをいわゆる千鳥状に配列することにしてもよい(図8(c)参照)。
More specifically, the vehicle-sensing light emitting member 45 is arranged with respect to the circuit board 44L in columns in the vehicle traveling direction (upstream / downstream direction in FIG. 6) and in the road width direction (left side / right side in FIG. 6). The light emitting elements 45A are two-dimensionally arranged in a row in the (direction) direction.
In the example of FIG. 6, a total of 20 light emitting elements 45A are arranged in 4 columns × 5 rows. However, the arrangement pattern of the light emitting elements 45A is not limited to this. The light emitting elements 45A may be arranged in a so-called zigzag pattern (see FIG. 8C).

車両感知用の受光部材46は、回路基板44Rに取り付けられた例えばPDよりなる受光素子46Aと、この受光素子46Aの受光面に反射光ROを集光するレンズ46Bとから構成されている。
なお、図6の例では、センサユニット12の回路基板44L,44Rが発光用と受光用に分離されているが、それらの用途別に基板を分離せず、発光部材45と受光部材46を一体物の回路基板に実装することにしてもよい。
The vehicle sensing light receiving member 46 includes a light receiving element 46A made of, for example, PD attached to the circuit board 44R, and a lens 46B that collects the reflected light RO on the light receiving surface of the light receiving element 46A.
In the example of FIG. 6, the circuit boards 44L and 44R of the sensor unit 12 are separated for light emission and light reception, but the light emitting member 45 and the light receiving member 46 are integrally formed without separating the boards according to their uses. It may be mounted on the circuit board.

図6に示す天井プレート35の外周縁部にケーシング34のフランジ部分を接合して、筐体31を組み立てると、車両感知用の発光部材45を構成するすべての発光素子45Aが、第2底面部37の左側窓部37L(図5参照)の光透過シートのほぼ真上に位置し、左側窓部37Lの枠内に収まるように配置される。
また、この場合、車両感知用の受光部材46のレンズ46Bが、第2底面部37の右側窓部37R(図5参照)の光透過シートのほぼ直上に近接し、右側窓部37Rの枠内に収まるように配置される。
When the casing 31 is assembled by joining the flange portion of the casing 34 to the outer peripheral edge portion of the ceiling plate 35 shown in FIG. 6, all the light emitting elements 45 </ b> A constituting the light emitting member 45 for vehicle detection become the second bottom surface portion. The left side window portion 37L of 37 (see FIG. 5) is positioned almost directly above the light-transmitting sheet and is disposed so as to fit within the frame of the left side window portion 37L.
Further, in this case, the lens 46B of the light receiving member 46 for vehicle detection is close to the right window portion 37R (see FIG. 5) of the second bottom surface portion 37 almost directly above the light transmitting sheet, and is within the frame of the right window portion 37R. It is arranged to fit in.

図5及び図6において、「V1」は発光部材45による入射光IOの「発光方向」を示し、「V2」は受光部材46による反射光ROの「受光方向」を示している。
ここで、「発光方向V1」とは、縦横に配列された複数の発光素子45Aを1つの光源とみなした場合に、その1つの光源から送出される入射光IOの光軸方向のことをいう。従って、発光方向V1は、発光部材45の設置範囲の中心を通って回路基板44Lを垂直に貫通する中心線の方向とほぼ一致する。
5 and 6, “V1” indicates the “light emitting direction” of the incident light IO by the light emitting member 45, and “V2” indicates the “light receiving direction” of the reflected light RO by the light receiving member 46.
Here, the “light emission direction V1” refers to the optical axis direction of the incident light IO transmitted from one light source when a plurality of light emitting elements 45A arranged vertically and horizontally are regarded as one light source. . Accordingly, the light emission direction V1 substantially coincides with the direction of the center line that vertically passes through the circuit board 44L through the center of the installation range of the light emitting member 45.

これに対して、「受光方向V2」とは、同強度の反射光ROによる受光素子46Aに対する受光レベルが最も高くなる方向のことをいう。ここで、本実施形態では、受光素子46Aとレンズ46Bが同軸心状に配置され、受光素子46Aの受光面が回路基板44Rと平行となるように取り付けられている。
従って、受光方向V2は、受光素子46Aの中心を通って回路基板44Rを垂直に貫通する中心線の方向とほぼ一致し、上記発光方向V1とほぼ平行となる。
On the other hand, the “light receiving direction V2” refers to a direction in which the light receiving level with respect to the light receiving element 46A by the reflected light RO having the same intensity is the highest. Here, in the present embodiment, the light receiving element 46A and the lens 46B are arranged coaxially, and are attached so that the light receiving surface of the light receiving element 46A is parallel to the circuit board 44R.
Therefore, the light receiving direction V2 substantially coincides with the direction of the center line passing through the center of the light receiving element 46A and vertically passing through the circuit board 44R, and is substantially parallel to the light emitting direction V1.

なお、図6に仮想線で示す符号51の筒状部材は、筐体31内に収納した場合の「遮蔽部材」の一例を示しているが、これについては後述する。
また、図6に例示したビーコンヘッド8の内部構造では、送受信ユニット11とセンサユニット12との間で、発光部材42,45と受光部材43,46の設置個所が左右で逆転した構造を採用しているが、それらの設置個所を左右方向で一致させてもよい。
In addition, although the cylindrical member of the code | symbol 51 shown with a virtual line in FIG. 6 has shown an example of the "shielding member" at the time of accommodating in the housing | casing 31, this is mentioned later.
In addition, the internal structure of the beacon head 8 illustrated in FIG. 6 employs a structure in which the installation positions of the light emitting members 42 and 45 and the light receiving members 43 and 46 are reversed left and right between the transmission / reception unit 11 and the sensor unit 12. However, they may be aligned in the left-right direction.

〔車両感知機能を有する光ビーコンの問題点〕
前述の通り、ダウンリンク領域DAの下流端位置a0の規格値は+1.3mであり、入射領域Bの上流端位置y0の通常の設定値は+0.93mである。従って、これらの値を遵守してビーコンヘッド8を適切にセットすれば、幾何学的には、入射光IOがダウンリンク光DAと干渉することはない(図3参照)。
[Problems of optical beacons with vehicle sensing function]
As described above, the standard value of the downstream end position a0 of the downlink area DA is +1.3 m, and the normal set value of the upstream end position y0 of the incident area B is +0.93 m. Therefore, if the beacon head 8 is appropriately set in compliance with these values, geometrically, the incident light IO does not interfere with the downlink light DA (see FIG. 3).

しかし、発光素子45Aに内在する指向方向又は指向角度の誤差や、入射光IOの乱反射などが原因で、車両感知用の発光部材45が送出した入射光IOがダウンリンク領域DAの下流側よりの部分に到達し、ダウンリンク光DOと干渉するおそれがある。
特に、車載機2によるダウンリンク光DOの受信の確実性を増すために、ダウンリンク領域DAの下流端位置a0を規格値よりも下流よりに設定するような場合には、入射光IOがダウンリンク光DAと干渉する可能性が更に増大することになる。
However, the incident light IO sent from the vehicle-sensing light emitting member 45 from the downstream side of the downlink area DA is caused by an error in the directivity direction or directivity angle inherent in the light emitting element 45A, irregular reflection of the incident light IO, or the like. There is a risk of reaching the part and interfering with the downlink light DO.
In particular, when the downstream end position a0 of the downlink area DA is set downstream from the standard value in order to increase the certainty of reception of the downlink light DO by the in-vehicle device 2, the incident light IO is down. The possibility of interference with the link light DA is further increased.

〔第1実施形態〕
そこで、第1実施形態では、車両感知用の発光部材45の上流側を光学的に遮蔽することにより、入射光IOの上流側への拡散をできるだけ抑制し、これによって上述の問題点を解決する。
[First Embodiment]
Therefore, in the first embodiment, the upstream side of the vehicle-sensing light emitting member 45 is optically shielded to suppress the diffusion of the incident light IO to the upstream side as much as possible, thereby solving the above-described problems. .

図7(a)及び(b)は、第1実施形態に係るビーコンヘッド8の模式的な側面断面図であり、具体的には、車両感知用の発光部材45の部分に着目した、ビーコンヘッド8の側面断面図である。
図7(a)の例では、筐体31の内部に、車両感知用の発光部材45の照射範囲を絞るための遮蔽部材51が設けられている。この遮蔽部材51は、金属製又は合成樹脂製の不透明な筒部材52よりなる。
FIGS. 7A and 7B are schematic side cross-sectional views of the beacon head 8 according to the first embodiment. Specifically, the beacon head is focused on the light-emitting member 45 for vehicle detection. FIG.
In the example of FIG. 7A, a shielding member 51 for narrowing the irradiation range of the light emitting member 45 for vehicle detection is provided inside the housing 31. The shielding member 51 is made of an opaque cylindrical member 52 made of metal or synthetic resin.

なお、筒部材52の色彩は、赤外線の反射を抑える観点から、光沢のない黒色であることが望ましい。もっとも、入射光IOが強く反射するのは、発光素子45Aからの入射光IOが直射する筒部材52の内面であるから、その直射が生じない筒部材52の外面については、任意の色彩を採用し得る。
かかる遮蔽部材51の色彩の点については、後述する遮蔽プレート53や遮蔽小片53などのその他の遮蔽部材51の場合も同様である。
In addition, it is desirable that the color of the cylindrical member 52 is black with no gloss from the viewpoint of suppressing reflection of infrared rays. However, since the incident light IO is strongly reflected from the inner surface of the cylindrical member 52 directly irradiated with the incident light IO from the light emitting element 45A, an arbitrary color is adopted for the outer surface of the cylindrical member 52 where the direct irradiation does not occur. Can do.
The same applies to the color of the shielding member 51 in the case of other shielding members 51 such as a shielding plate 53 and a shielding piece 53 described later.

本実施形態の筒部材52は、透過窓部37Lの平面形状とほぼ同じ矩形断面である、断面中空の角柱体よりなる。
筒部材52は、下端縁を透過窓部37Lの周縁に固定することにより、筐体31の底部の上面(図5の第2底面部37の内面)に立設されている。筒部材52の上端部分には、車両感知用の発光部材46が実装された回路基板44Lが取り付けられている。
The cylindrical member 52 of the present embodiment is formed of a prismatic body having a hollow cross section, which has a rectangular cross section substantially the same as the planar shape of the transmission window portion 37L.
The cylindrical member 52 is erected on the upper surface of the bottom portion of the housing 31 (the inner surface of the second bottom surface portion 37 in FIG. 5) by fixing the lower end edge to the periphery of the transmission window portion 37L. A circuit board 44L on which a vehicle sensing light emitting member 46 is mounted is attached to the upper end portion of the cylindrical member 52.

第1実施形態の光ビーコン4によれば、筒部材52よりなる遮蔽部材51が、車両感知用の発光部材45の上流側を遮蔽して入射光IOが上流側に拡散するのを抑制する。従って、ダウンリンク領域DAの下流側よりの部分において、入射光IOがダウンリンク光DOと干渉するのを防止ないし低下させることができる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4を用いた路車間通信において、車両感知のための入射光IOによって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
According to the optical beacon 4 of the first embodiment, the shielding member 51 formed of the cylindrical member 52 shields the upstream side of the vehicle sensing light emitting member 45 and suppresses the diffusion of the incident light IO to the upstream side. Accordingly, it is possible to prevent or reduce the incident light IO from interfering with the downlink light DO in the portion from the downstream side of the downlink area DA.
For this reason, in road-to-vehicle communication using the optical beacon 4 having both the optical communication function and the vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light IO for vehicle detection, and the downward communication is performed. Can be performed more reliably.

図7(b)に示すように、筒部材52よりなる遮蔽部材51は、必ずしも筐体31の内部に収納する必要はなく、筐体31の底部の下面(図5の第2底面部37の下面)から垂下状に取り付けるようにしてもよい。
もっとも、遮蔽部材51を筐体31の外部に露出させると、その分だけビーコンヘッド8の高さ寸法が肥大化しかつ美観も悪化するので、ビーコンヘッド8を出来るだけコンパクト化しかつ美観を維持するには、図7(a)のように遮蔽部材51を筐体31内に収納することが好ましい。
As shown in FIG. 7B, the shielding member 51 made of the cylindrical member 52 is not necessarily housed in the housing 31, and the bottom surface of the bottom portion of the housing 31 (the second bottom surface portion 37 of FIG. 5). You may make it attach in a hanging form from a lower surface.
However, if the shielding member 51 is exposed to the outside of the housing 31, the height of the beacon head 8 is enlarged and the appearance is deteriorated accordingly, so that the beacon head 8 is made as compact as possible and the appearance is maintained. The housing member 31 is preferably housed in the housing 31 as shown in FIG.

また、図7では図示していないが、筐体31の底部を上下に貫通するように筒部材52よりなる遮蔽部材51を筐体31に取り付けることにより、遮蔽部材51の一部(上側部分)だけを筐体31内に収納してもよい。
この場合でも、遮蔽部材51の全体が筐体31の外部に露出する場合に比べて、ビーコンヘッド8の高さ寸法を抑えることができる。
Although not shown in FIG. 7, a part (upper part) of the shielding member 51 is formed by attaching the shielding member 51 made of the cylindrical member 52 to the housing 31 so as to penetrate the bottom of the housing 31 vertically. May be accommodated in the housing 31.
Even in this case, the height dimension of the beacon head 8 can be suppressed as compared with the case where the entire shielding member 51 is exposed to the outside of the casing 31.

図7(a)に示すように、筒部材52よりなる遮蔽部材51を筐体31内に収納する場合(一部を収納する場合も含まれる。)には、車両感知用の発光部材45の発光ポイント(具体的には、発光素子45Aの先端)を、筐体31内にある遮蔽部材51の上端縁の近傍に配置することが好ましい。
この場合、発光ポイントを、例えば筒部材52の上下方向中央部などの、遮蔽部材51の上端縁よりも低い位置に配置する場合に比べて、筒部材52よりなる遮蔽部材51によって入射光IOの照射範囲を絞ることができる。
As shown in FIG. 7A, when the shielding member 51 made of the cylindrical member 52 is accommodated in the casing 31 (including a case where a part is accommodated), the light-emitting member 45 for vehicle sensing is used. It is preferable to arrange the light emitting point (specifically, the tip of the light emitting element 45 </ b> A) in the vicinity of the upper edge of the shielding member 51 in the housing 31.
In this case, compared to the case where the light emitting point is arranged at a position lower than the upper end edge of the shielding member 51, such as the central portion in the vertical direction of the cylindrical member 52, the incident light IO is made by the shielding member 51 made of the cylindrical member 52. The irradiation range can be narrowed down.

このため、入射光IOが上流側に拡散するのをより確実に抑制でき、遮蔽部材51による入射光IOの遮蔽効果が向上する。
なお、筒部材52の断面形状は、長方形状だけでなく、その他各種の多角形や円形、或いは、一部が直線でその他の部分が湾曲したD字状など、種々の断面形状を採用し得る。また、遮蔽部材51により発光部材45の上流側を遮蔽できれば足りるので、下流側が開放された開放断面の部材や、発光部材45の上流側だけを遮蔽する板材であってもよい。
For this reason, it can suppress more reliably that incident light IO diffuses upstream, and the shielding effect of incident light IO by the shielding member 51 improves.
The cross-sectional shape of the cylindrical member 52 is not limited to a rectangular shape, and various other cross-sectional shapes such as various polygons and circles, or a D-shape in which a part is straight and the other part is curved may be employed. . Further, since it is sufficient that the upstream side of the light emitting member 45 can be shielded by the shielding member 51, a member having an open cross section where the downstream side is opened or a plate material that shields only the upstream side of the light emitting member 45 may be used.

〔第1実施形態の変形例1〕
図8(a)は、第1実施形態の変形例1に係るビーコンヘッド8の側面断面図である。具体的には、車両感知用の発光部材45の部分に着目した、ビーコンヘッド8の側面断面図である。
また、図8(b)及び(c)は、車両感知用の発光部材45を下方から見た場合の平面図である。
[Variation 1 of the first embodiment]
FIG. 8A is a side cross-sectional view of a beacon head 8 according to Modification 1 of the first embodiment. Specifically, it is a side cross-sectional view of the beacon head 8 focusing on the light-emitting member 45 for vehicle detection.
8B and 8C are plan views of the vehicle sensing light emitting member 45 as viewed from below.

図8(a)及び(b)の例では、遮蔽部材51が、道路幅方向に沿って延設された複数の遮蔽プレート53よりなる。これらの遮蔽プレート53は、車両進行方向に並ぶ横列の上流側をそれぞれ遮蔽するように、車両進行方向に間隔を置いて配置されている。
すなわち、遮蔽プレート53は、横列を構成する各発光素子45Aの上流側における、当該発光素子45Aに接触するか或いは僅かに離れた距離で近接した位置に配置されており、その位置から下方に垂下状に延びている。遮蔽プレート53の固定方法は任意であるが、図例では、遮蔽プレート53の上端縁が回路基板44Lに固定されている。
8A and 8B, the shielding member 51 includes a plurality of shielding plates 53 that extend along the road width direction. These shielding plates 53 are arranged at intervals in the vehicle traveling direction so as to shield the upstream sides of the rows arranged in the vehicle traveling direction.
That is, the shielding plate 53 is disposed at a position in contact with the light emitting element 45A on the upstream side of each light emitting element 45A constituting the row or at a distance slightly away from the light emitting element 45A, and hangs downward from the position. It extends in a shape. Although the fixing method of the shielding plate 53 is arbitrary, in the illustrated example, the upper end edge of the shielding plate 53 is fixed to the circuit board 44L.

なお、遮蔽プレート53は、回路基板44Lに対して必ずしも垂直に取り付ける必要はなく、回路基板44Lに対して傾斜させて取り付けても良い。
例えば、図8(a)の例において、遮蔽プレート53の下端を下流側(図示左側)に傾けることにすれば、遮蔽プレート53の長さを短くしても所望の遮蔽効果を確保でき、遮蔽プレート53の上下寸法を短縮できる利点がある。
The shielding plate 53 is not necessarily attached vertically to the circuit board 44L, and may be attached to the circuit board 44L so as to be inclined.
For example, in the example of FIG. 8A, if the lower end of the shielding plate 53 is inclined to the downstream side (the left side in the figure), a desired shielding effect can be secured even if the length of the shielding plate 53 is shortened. There is an advantage that the vertical dimension of the plate 53 can be shortened.

また、図8(a)の例では、遮蔽プレート53が透過窓部37Lを貫通しているが、遮蔽プレート53は、その全部が筐体31内に収納されていてもよいし、筐体31の下面から垂下状に露出していてもよい。この点については、図8(c)に示す後述の遮蔽小片54の場合も同様である。   Further, in the example of FIG. 8A, the shielding plate 53 passes through the transmission window portion 37L, but the shielding plate 53 may be entirely housed in the housing 31 or the housing 31. It may be exposed in a hanging manner from the bottom surface. This also applies to the case of a shielding piece 54 described later shown in FIG.

図8(c)に示すように、遮蔽部材51は、発光素子45Aの上流側をそれぞれ遮蔽するように配置された複数の遮蔽小片54により構成してもよい。
この遮蔽小片54は、回路基板44Lに任意のパターンで配列された各発光素子45Aの上流側における、当該発光素子45Aに接触するか或いは僅かに離れた距離で近接した位置に配置されており、その位置から下方に垂下状に延びている。遮蔽小片54の固定方法も任意であるが、遮蔽プレート52の場合と同様に、上端縁を回路基板44Lに固定する方法を採用すればよい。
As shown in FIG. 8C, the shielding member 51 may be configured by a plurality of shielding pieces 54 arranged so as to shield the upstream side of the light emitting element 45A.
The shielding pieces 54 are arranged at positions on the upstream side of the respective light emitting elements 45A arranged in an arbitrary pattern on the circuit board 44L, in contact with the light emitting elements 45A or close to each other at a slight distance, It extends downwardly from that position. The method of fixing the shielding piece 54 is arbitrary, but a method of fixing the upper end edge to the circuit board 44L may be adopted as in the case of the shielding plate 52.

図8(a)及び(b)に示す遮蔽プレート53を採用すれば、遮蔽プレート53が横列の上流側をそれぞれ遮蔽するので、筒部材52よりなる1つの遮蔽部材51によってすべての発光素子45Aを取り囲む場合(図7参照)に比べて、入射光IOの上流側への拡散抑制効果をより向上することができる。
また、1つの遮蔽プレート53が複数の発光素子45Aよりなる横列の上流側を遮蔽するので、各々の発光素子45Aを個別に遮蔽する図8(c)の遮蔽小片54を採用する場合に比べて、遮蔽部材51の部品点数が少なくなるという利点もある。
If the shielding plate 53 shown in FIGS. 8A and 8B is adopted, the shielding plate 53 shields the upstream side of the row, so that all the light emitting elements 45A are covered by one shielding member 51 made of the cylindrical member 52. Compared to the surrounding case (see FIG. 7), the effect of suppressing the diffusion of the incident light IO to the upstream side can be further improved.
In addition, since one shielding plate 53 shields the upstream side of the row composed of the plurality of light emitting elements 45A, compared with the case where the shielding piece 54 of FIG. 8C that individually shields each light emitting element 45A is employed. There is also an advantage that the number of parts of the shielding member 51 is reduced.

図8(c)に示す遮蔽小片54を採用すれば、遮蔽小片54が発光素子45Aの上流側をそれぞれ遮蔽するので、筒部材52よりなる1つの遮蔽部材51によってすべての発光素子45Aを取り囲む場合(図7参照)に比べて、入射光IOの上流側への拡散抑制効果をより向上することができる。
また、図8(c)に示す遮蔽小片54の場合には、遮蔽プレート53に比べて部品点数が増加するが、例えば、複数の発光素子45Aを千鳥状に配列する図8(c)の配列パターンのような場合でも、発光素子45Aの上流側を確実に遮蔽することができる。
When the shielding pieces 54 shown in FIG. 8C are employed, the shielding pieces 54 shield the upstream side of the light emitting elements 45A, respectively, and therefore, all the light emitting elements 45A are surrounded by one shielding member 51 made of the cylindrical member 52. Compared to (see FIG. 7), the effect of suppressing the diffusion of the incident light IO to the upstream side can be further improved.
Further, in the case of the shielding piece 54 shown in FIG. 8C, the number of parts increases as compared with the shielding plate 53. For example, the arrangement of FIG. 8C in which a plurality of light emitting elements 45A are arranged in a staggered manner. Even in the case of a pattern, the upstream side of the light emitting element 45A can be reliably shielded.

上述の遮蔽プレート52及び遮蔽小片53は、例えば、その上端縁を回路基板44Lの表面(下面)に垂直に固定する場合、概ね35mm以上の高さ寸法にすればよい。
その理由は、例えば、砲弾部分の高さがリード部分の距離も含めて12.5mmでかつ指向角度が7度以上のLEDを想定した場合、遮蔽プレート52又は遮蔽小片53の高さを35mm以上にすれば、遮蔽プレート52又は遮蔽小片53によってLEDの上流側の指向角度が約7°に絞られ、入射光IOの上流側への拡散が抑制されるからである。
For example, when the upper edge of the shielding plate 52 and the shielding piece 53 is fixed perpendicularly to the surface (lower surface) of the circuit board 44L, the height may be approximately 35 mm or more.
The reason for this is, for example, when assuming that the height of the shell part is 12.5 mm including the distance of the lead part and the directivity angle is 7 degrees or more, the height of the shielding plate 52 or the shielding piece 53 is 35 mm or more. This is because the directivity angle on the upstream side of the LED is reduced to about 7 ° by the shielding plate 52 or the small shielding piece 53, and the diffusion of the incident light IO to the upstream side is suppressed.

ここで、図8の変形例1では、ビーコンヘッド8の筐体31における、透過窓部37Lのサイズが縦横40mm×40mmであり、発光部材45のサイズ(発光素子45Aの配列範囲)が縦横25mm×31mmであるものとする。
この場合、遮蔽プレート52の幅寸法は、少なくとも発光部材45の幅寸法(=31mm)以上であればよいが、透過窓部37Lの幅寸法(=40mm)と同等かそれ以上に設定することにしてもよい。
Here, in Modification 1 of FIG. 8, the size of the transmission window 37L in the casing 31 of the beacon head 8 is 40 mm × 40 mm in length and width, and the size of the light emitting member 45 (arrangement range of the light emitting elements 45A) is 25 mm in length and width. It shall be x 31 mm.
In this case, the width dimension of the shielding plate 52 may be at least equal to or larger than the width dimension (= 31 mm) of the light emitting member 45, but is set equal to or larger than the width dimension (= 40 mm) of the transmission window portion 37L. May be.

なお、図8(a)及び(b)の例において、遮蔽プレート53の代わりに、横列ごとにその周りを取り囲む筒部材よりなる遮蔽部材51を用いてもよいし、図8(c)の例において、遮蔽小片54の代わりに、1つ1つの発光素子45Aの周りを取り込む筒部材よりなる遮蔽部材51を用いてもよい。   In the examples of FIGS. 8A and 8B, instead of the shielding plate 53, a shielding member 51 made of a cylindrical member surrounding the row may be used for each row, or the example of FIG. 8C. In this case, instead of the shielding piece 54, a shielding member 51 made of a cylindrical member that takes in the periphery of each light emitting element 45A may be used.

〔第1実施形態の変形例2〕
図9(a)〜(d)は、第1実施形態の変形例2に係るビーコンヘッド8における、筐体31の透過窓部37Lを下方から見た場合の平面図である。
図9(a)〜(d)の例では、遮蔽部材51が、筐体31の透過窓部37Lの上流側部分(図9の右側部分)を狭める膨出片部55よりなる。
[Modification 2 of the first embodiment]
FIGS. 9A to 9D are plan views of the beacon head 8 according to the second modification of the first embodiment when the transmission window 37L of the housing 31 is viewed from below.
In the example of FIGS. 9A to 9D, the shielding member 51 includes a bulging piece portion 55 that narrows the upstream portion (the right portion in FIG. 9) of the transmission window portion 37 </ b> L of the housing 31.

この膨出片部55は、筐体31の底部に一体に形成されており、車両進行方向(図9の左右方向)に並ぶ4つの横列のうち、最も上流側の横列を構成する一部の発光素子45Aを下方から覆う大きさを有している。
膨出片部55の形状には特に制限はなく、図9(a)に示す湾曲形状、図9(b)に示すほぼ三角形状、図9(c)及び(d)に示すほぼ台形状など、種々の形状を採用することができる。
The bulging piece portion 55 is formed integrally with the bottom portion of the casing 31 and is a part of the most upstream row among the four rows arranged in the vehicle traveling direction (left-right direction in FIG. 9). It has a size that covers the light emitting element 45A from below.
The shape of the bulging piece 55 is not particularly limited, and is a curved shape shown in FIG. 9A, a substantially triangular shape shown in FIG. 9B, a substantially trapezoidal shape shown in FIGS. 9C and 9D, and the like. Various shapes can be employed.

かかる膨出片部55よりなる遮蔽部材51の場合でも、車両感知用の発光部材45の上流側を遮蔽して入射光IOが上流側に拡散するのを抑制できるので、第1実施形態と同様の作用効果を奏する。   Even in the case of the shielding member 51 composed of the bulging piece portion 55, the upstream side of the vehicle sensing light emitting member 45 can be shielded to prevent the incident light IO from diffusing to the upstream side. Has the effect of.

なお、透過窓部37Lの上流側に膨出片部55を形成することは、透過窓部37Lの幾何学重心を下流側にずらすことと見なせるので、その重心を透過窓部37Lの中心と仮定すれば、車両感知用の発光部材45を上流側にずらしたのと同じことになる。
従って、図9の例は、後述する図10(b)の場合と同様に、入射光IOが上流側に拡散するのを抑制すべく、車両感知用の発光部材45を透過窓部37Lに対して上流側にずらした場合の一例であると解釈することもできる。
The formation of the bulging piece 55 on the upstream side of the transmission window 37L can be regarded as shifting the geometric center of gravity of the transmission window 37L to the downstream side, so that the center of gravity is assumed to be the center of the transmission window 37L. This is the same as shifting the vehicle sensing light emitting member 45 to the upstream side.
Therefore, in the example of FIG. 9, as in the case of FIG. 10B, which will be described later, in order to prevent the incident light IO from diffusing upstream, the vehicle-sensing light emitting member 45 is placed on the transmission window 37 </ b> L. It can also be interpreted as an example of shifting to the upstream side.

〔第1実施形態の変形例3〕
図10(a)及び(b)は、第1実施形態の変形例3に係る光ビーコン4のビーコンヘッド8の側面断面図である。具体的には、車両感知用の発光部材45の部分に着目した、ビーコンヘッド8の側面断面図である。
[Modification 3 of the first embodiment]
10A and 10B are side cross-sectional views of the beacon head 8 of the optical beacon 4 according to Modification 3 of the first embodiment. Specifically, it is a side cross-sectional view of the beacon head 8 focusing on the light-emitting member 45 for vehicle detection.

第1実施形態の変形例2では、遮蔽部材51を設けるのではなく、車両感知用の発光部材45を、筐体31の内部において通常の基準位置から高さ方向又は水平方向にずらして配置することにより、入射光IOが上流側に拡散するのを抑制している。
例えば、図10(a)の例では、入射光IOが上流側に拡散するのを抑制できる高さ寸法Hだけ、車両感知用の発光部材45を透過窓部37Lから離して配置している。また、図10(b)の例では、入射光IOが上流側に拡散するのを抑制できる水平寸法Lだけ、車両感知用の発光部材45を透過窓部37Lに対して上流側にずらして配置している。
In the second modification of the first embodiment, the shielding member 51 is not provided, but the light-emitting member 45 for vehicle detection is arranged inside the housing 31 so as to be shifted from the normal reference position in the height direction or the horizontal direction. This prevents the incident light IO from diffusing upstream.
For example, in the example of FIG. 10A, the vehicle-sensing light emitting member 45 is disposed away from the transmission window portion 37L by a height H that can suppress the diffusion of the incident light IO upstream. Further, in the example of FIG. 10B, the vehicle-detecting light emitting member 45 is shifted to the upstream side with respect to the transmission window 37L by a horizontal dimension L that can prevent the incident light IO from diffusing upstream. doing.

通常の光ビーコン4では、すべての発光素子45Aからの発光が透過窓部37Lを通過するように、透過窓部37Lは発光部材45よりも縦横に広くなっているとともに、発光素子45Aの先端(下端)が出来るだけ透過窓部37Lに近接し、かつ、発光部材45の中心と透過窓部37Lの中心の平面位置がほぼ一致するように、発光部材45が筐体31の内部に配置されている。   In the normal optical beacon 4, the transmissive window portion 37L is wider than the light emitting member 45 so that the light emitted from all the light emitting elements 45A passes through the transmissive window portion 37L, and the tip of the light emitting element 45A ( The light emitting member 45 is disposed inside the housing 31 so that the lower end is as close as possible to the transmission window portion 37L and the plane position of the center of the light emission member 45 and the center of the transmission window portion 37L substantially coincide. Yes.

例えば、具体的な数値を例示すると、透過窓部37Lのサイズは縦横40mm×40mmであり、発光部材45のサイズ(発光素子45Aの配列範囲)は縦横25mm×31mmであり、透過窓部37Lの方が発光部材45よりも縦横に広い。
また、発光部が砲弾状であるLEDの場合、その砲弾部分の高さが9mmであるが、透過窓部37LとLEDの先端との間が約3.6mmとなるように、発光部材45が透過窓部37Lに近接して配置される。
For example, exemplifying specific numerical values, the size of the transmission window portion 37L is 40 mm × 40 mm in length and width, the size of the light emitting member 45 (arrangement range of the light emitting elements 45A) is 25 mm × 31 mm in length, and the size of the transmission window portion 37L. The width is wider than the light emitting member 45 in the vertical and horizontal directions.
Further, in the case of an LED having a light emitting portion in a bullet shape, the height of the bullet portion is 9 mm, but the light emitting member 45 is arranged so that the distance between the transmission window portion 37L and the tip of the LED is about 3.6 mm. It arrange | positions in proximity to the transmissive window part 37L.

これに対して、図10(a)の例では、通常の光ビーコン4のように、発光素子45Aの先端(下端)を透過窓部37Lに近接させるのではなく、その先端を所定の高さ寸法Hだけ透過窓部37Lから大きく離して配置することにより、発光部材45が送出する入射光IOが上流側に拡散するのを抑制している。
なお、所定の高さ寸法Hは、発光部材45と透過窓部37Lの広狭差や、発光素子45Aの指向角度などによって変動するので、照射実験等によって特定すればよい。
On the other hand, in the example of FIG. 10A, unlike the normal optical beacon 4, the tip (lower end) of the light emitting element 45A is not brought close to the transmission window portion 37L, but the tip is set to a predetermined height. By arranging the dimension H so as to be far away from the transmission window portion 37L, the incident light IO transmitted from the light emitting member 45 is prevented from diffusing upstream.
The predetermined height dimension H varies depending on the width difference between the light emitting member 45 and the transmission window 37L, the directivity angle of the light emitting element 45A, and the like, and may be specified by an irradiation experiment or the like.

他方、図10(b)の例では、通常の光ビーコン4のように、発光部材45と透過窓部37Lの中心同士の平面位置を一致させるのではなく、透過窓部37Lに対して発光部材45を所定の水平寸法Lだけ上流側にずらして配置することにより、発光部材45が送出する入射光IOが上流側に拡散するのを抑制している。
なお、所定の水平寸法Lも、発光部材45と透過窓部37Lの広狭差や、発光素子45Aの指向角度などによって変動するので、照射実験等によって特定すればよい。
On the other hand, in the example of FIG. 10B, the planar positions of the centers of the light emitting member 45 and the transmission window portion 37L are not matched as in the normal optical beacon 4, but the light emitting member is relative to the transmission window portion 37L. By shifting 45 from the upstream side by a predetermined horizontal dimension L, the incident light IO transmitted from the light emitting member 45 is prevented from diffusing upstream.
Note that the predetermined horizontal dimension L also varies depending on the width difference between the light emitting member 45 and the transmission window portion 37L, the directivity angle of the light emitting element 45A, and the like, and may be specified by an irradiation experiment or the like.

なお、第1実施形態の変形例3において、車両感知用の発光部材45を透過窓部37Lから高さ方向に離す方策(図10(a))と、透過窓部37に対して水平方向にずらす方策(図10(b))は、それぞれ単独で採用するだけでなく、それらの方策を同時に採用することにしてもよい。   In Modification 3 of the first embodiment, the vehicle sensing light emitting member 45 is separated from the transmission window portion 37L in the height direction (FIG. 10A), and the transmission window portion 37 is set in the horizontal direction. The policies for shifting (FIG. 10B) may be employed not only independently but also at the same time.

〔第1実施形態のその他の変形例〕
上述の第1実施形態(変形例1〜3を含む。)において、車両感知用の発光部材45を構成する発光素子45Aは、例えば指向角度が7度以下の発光素子45Aを採用することが好ましい。
その理由は、入射光IOの上流側への拡散をより確実に抑制するには、遮蔽部材51だけでその抑制を図るだけでなく、発光素子45Aの指向角度がなるべく小さくした方がより有効だからである。
[Other Modifications of First Embodiment]
In the first embodiment described above (including the first to third modifications), it is preferable that the light emitting element 45A constituting the light sensing member 45 for vehicle sensing employs, for example, a light emitting element 45A having a directivity angle of 7 degrees or less. .
The reason is that, in order to more reliably suppress the diffusion of the incident light IO to the upstream side, it is more effective not only to suppress the incident light IO alone but also to reduce the directivity angle of the light emitting element 45A as much as possible. It is.

〔第2実施形態〕
第2実施形態では、車両感知用の発光部材45から、発光タイミングがダウンリンク光DOのパルスと同期した入射光IOを送出させることにより、光信号の干渉そのものの発生を防止し、これによって上述の問題点を解決する。以下、この解決方法の具体例を、前述の図4の回路構成を参照しつつ説明する。
[Second Embodiment]
In the second embodiment, the incident light IO whose light emission timing is synchronized with the pulse of the downlink light DO is sent out from the light emitting member 45 for vehicle detection, thereby preventing the occurrence of optical signal interference itself. Solve the problem. Hereinafter, a specific example of this solution will be described with reference to the circuit configuration of FIG.

図4に破線矢印で示すように、第2実施形態の光ビーコン4では、ビーコン制御機7の通信IC69が、自身が生成したパルス信号P1を感知処理部71にも出力する。
そして、感知処理部71は、駆動回路65に出力するパルス信号P2を、通信IC69から入力されたパルス信号P1と同じ発光タイミングに設定する。
As indicated by a broken line arrow in FIG. 4, in the optical beacon 4 of the second embodiment, the communication IC 69 of the beacon controller 7 also outputs the pulse signal P <b> 1 generated by itself to the detection processing unit 71.
Then, the sensing processing unit 71 sets the pulse signal P2 output to the drive circuit 65 to the same light emission timing as the pulse signal P1 input from the communication IC 69.

従って、車両感知用の発光部材45が送出する入射光IOは、光通信用の発光部材42が送出するダウンリンク光DOと同期したタイミングで発光し、車載機2にとっては、車両感知用の入射光IOがダウンリンク光DOと同様の光信号となる。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4を用いた路車間通信において、車両感知のための入射光IOによって下り方向の通信が阻害されることがなく、下り方向の通信を確実に行うことができる。
Therefore, the incident light IO transmitted by the vehicle sensing light emitting member 45 is emitted at a timing synchronized with the downlink light DO transmitted by the light emitting member 42 for optical communication. The optical IO becomes an optical signal similar to the downlink optical DO.
For this reason, in road-to-vehicle communication using the optical beacon 4 having both the optical communication function and the vehicle sensing function, the downward communication is not hindered by the incident light IO for vehicle detection, and the downward communication is performed. It can be done reliably.

ところで、光ビーコン4による光通信では、通信領域Aに入ったことを車載機2に察知させるべく、ダウンリンク光DOの周期的な発光が恒久的に行われる。
従って、ダウンリンク光DOとパルスが同期した入射光IOの送出を継続する継続期間についてもダウンリンク光DOに合わせると、入射光IOの発光も恒久的に行われる。しかし、この場合、車両感知用の発光部材45について、光通信用の発光部材42とほぼ同等の耐久性及び耐熱性が必要となり、製作コストが高騰する要因となる。
By the way, in the optical communication by the optical beacon 4, the periodic light emission of the downlink light DO is performed permanently so that the vehicle-mounted device 2 can detect that it has entered the communication area A.
Therefore, if the duration of the transmission of the incident light IO whose pulse is synchronized with the downlink light DO is also matched with the downlink light DO, the incident light IO is also emitted permanently. However, in this case, the vehicle-sensing light-emitting member 45 needs to have substantially the same durability and heat resistance as the light-emitting member 42 for optical communication, which causes a manufacturing cost to increase.

そこで、本実施形態の感知処理部71は、入射光IOの送出を継続する継続期間T1と、入射光IOの送出を停止する中断期間T2とを、ダウンリンク光DOのパルスの周期よりも長い所定周期にて繰り返す休止制御を行う。
かかる中断期間T2を含む休止制御を行うようにすれば、車両感知用の発光部材45に必要な耐久性及び耐熱性を、光通信用の発光部材42に必要なそれらの性能に比べて低めに設定でき、製作コストの高騰を抑えることが可能となる。
Therefore, the detection processing unit 71 of the present embodiment has a continuation period T1 in which the transmission of the incident light IO is continued and an interruption period T2 in which the transmission of the incident light IO is stopped longer than the pulse period of the downlink light DO. Pause control is repeated at a predetermined cycle.
If the pause control including the interruption period T2 is performed, the durability and heat resistance required for the light emitting member 45 for vehicle detection are made lower than those required for the light emitting member 42 for optical communication. It is possible to set, and it is possible to suppress an increase in production cost.

従来の光ビーコン4では、光通信用の発光回路と車両感知用の発光回路が非同期で動作していたが、第2実施形態の光ビーコン4では、上記の通り、ダウンリンク光DOと入射光IOを同期して発光させる
図12は、ダウンリンク光DOと入射光IOの発光タイミングを同期させる場合の回路構成の一例を示す図である。図12に示すように、この発光回路は、上段側の光通信用の発光回路(「ダウンリンク用の発光回路」ともいう。)と、下段側の車両感知用の発光回路とを含む。
In the conventional optical beacon 4, the light emitting circuit for optical communication and the light emitting circuit for vehicle detection operate asynchronously. However, in the optical beacon 4 of the second embodiment, as described above, the downlink light DO and the incident light FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration in the case where the light emission timings of the downlink light DO and the incident light IO are synchronized. As shown in FIG. 12, the light-emitting circuit includes an upper-side light communication light-emitting circuit (also referred to as a “downlink light-emitting circuit”) and a lower-stage vehicle light-emitting circuit.

図12に示すように、車両感知用の発光回路には、光通信用の発光回路と同期を取る目的で、フリップフロップ101とAND回路102が挿入されている。
また、これらの挿入により、それぞれ60ns及び30nsの合計90nsの遅延が生じることから、ダウンリンク用の発光回路の出力についても、同じ90nsの遅延を生じさせる回路を挿入している。これによって、ダウンリンク光DOと入射光IOの光信号が同期して出力されるようになる。
As shown in FIG. 12, a flip-flop 101 and an AND circuit 102 are inserted in the vehicle sensing light emitting circuit for the purpose of synchronizing with the light communication light emitting circuit.
In addition, since these delays cause a delay of 60 ns and 30 ns, respectively, for a total of 90 ns, a circuit that causes the same 90 ns delay is also inserted in the output of the light emitting circuit for the downlink. As a result, the optical signals of the downlink light DO and the incident light IO are output in synchronization.

車両感知用の発光回路では、ダウンリンク用の発光回路からの出力信号と、車両感知用の発光回路からの出力信号とのANDを取る処理を実行することにより、従来、車両感知用の発光回路がLEDを発光させていた時間帯(図4の継続時間T1)において、ダウンリンク光DOと同じ周期のパルス信号が出力される。
従って、図13に示すように、車両感知用の出力信号(パルス信号)がもともと出力されていた時間帯T1において、ダウンリンク光DOのパルスと同期する車両感知用の入射光IOのパルスが、断続的にON/OFFを繰り返して出力される。
Conventionally, a vehicle sensing light-emitting circuit performs AND processing on an output signal from a downlink light-emitting circuit and an output signal from a vehicle sensing light-emitting circuit. In the time zone during which the LED is emitting light (duration T1 in FIG. 4), a pulse signal having the same cycle as that of the downlink light DO is output.
Therefore, as shown in FIG. 13, in the time zone T1 in which the vehicle detection output signal (pulse signal) was originally output, the pulse of the vehicle detection incident light IO synchronized with the pulse of the downlink light DO is The signal is output intermittently ON / OFF.

このようにすれば、ダウンリンク領域DAの下流側と車両感知領域(入射領域B)の上流側とが重複している場合であっても、車両20の車載機2において適切にダウンリンク信号を受信することが可能となる。
もっとも、ダウンリンク光DOと入射光IOが重複するエリアでは、ダウンリンク光DOに加えて車両感知用の入射光IOが車載機2に到達する。このため、車載機2がダウンリンク領域DAに進入した後、その重複したエリアに進入するタイミングで、車載機2が受光する光量が急峻に増大することが想定される。
In this way, even when the downstream side of the downlink area DA and the upstream side of the vehicle sensing area (incidence area B) overlap, the downlink signal is appropriately transmitted in the in-vehicle device 2 of the vehicle 20. It becomes possible to receive.
However, in an area where the downlink light DO and the incident light IO overlap, the vehicle sensing incident light IO reaches the in-vehicle device 2 in addition to the downlink light DO. For this reason, after the vehicle-mounted device 2 enters the downlink area DA, it is assumed that the amount of light received by the vehicle-mounted device 2 sharply increases at the timing of entering the overlapping area.

このような光量の変化が所定値以上となった場合、車載機2の受光回路に含まれる受光感度を調整する機能が十分に働かず、上記の重複エリアの境界において車載機2が光量の増大又は減少に追従できず、ダウンリンク光DOの正常な受信ができない可能性がある。
そのような事態に対応するため、本実施形態においては、車両感知用の入射光IOについては、光量の増大と減少が緩やかに行われる発光方法を採用することが望ましい。
When such a change in the amount of light exceeds a predetermined value, the function of adjusting the light receiving sensitivity included in the light receiving circuit of the in-vehicle device 2 does not work sufficiently, and the in-vehicle device 2 increases the light amount at the boundary of the overlapping area. Or, it is impossible to follow the decrease, and normal reception of the downlink optical DO may not be possible.
In order to cope with such a situation, in the present embodiment, it is desirable to adopt a light emitting method in which the increase and decrease in the amount of light is gently performed for the incident light IO for vehicle detection.

具体的には、継続期間T1における複数のパルスよりなる入射光IOが、通常の断続的な矩形状にはならないように、例えば22μsかけて最大光量に達するようにすると共に、立ち下り時にも同程度の時間をかけて光量が0に収束するようにする。
この場合、例えば図14の回路図に示すように、コンデンサCの容量と抵抗Rの定数のうち少なくとも一方を所定値に調整することにより、入射光IOの立ち上がりと立ち下がりを緩やかにしたり急峻にしたりすることができる。
Specifically, the incident light IO consisting of a plurality of pulses in the duration T1 reaches the maximum light amount over, for example, 22 μs so that it does not become a regular intermittent rectangular shape, and the same at the fall. The amount of light converges to 0 over a period of time.
In this case, for example, as shown in the circuit diagram of FIG. 14, by adjusting at least one of the capacitance of the capacitor C and the constant of the resistor R to a predetermined value, the rising and falling of the incident light IO are made gentle or steep. Can be.

コンデンサCの静電容量や抵抗Rの抵抗値が大きいほど電圧変化が緩やかになるので、これらの一方又は双方を調整することにより、例えば図15に示すように、継続期間T1の先頭部分に位置する入射光IOの複数のパルスを、緩やかに漸増させることができる。なお、図15では、継続期間T1の先頭部分を例示しているが、継続期間T1の終端部分の立ち下がりの場合も同様である。   As the electrostatic capacitance of the capacitor C and the resistance value of the resistor R are larger, the voltage change becomes gentler. Therefore, by adjusting one or both of them, for example, as shown in FIG. A plurality of pulses of the incident light IO can be gradually increased. Note that FIG. 15 illustrates the beginning of the duration T1, but the same applies to the trailing edge of the duration T1.

図14の追加回路は、図12の車両感知用のLEDに電圧24Vを印加している部分に追加すれば良い。
また、図14において、「従来の感知光パルス」と書かれた部分は、図12中のフリップフロップ回路101の入力側の信号に該当し、「ダウンリンクと同期した感知光パルス」と書かれた部分は、図12中のAND回路102からの出力信号に該当する。
The additional circuit of FIG. 14 may be added to the portion where the voltage 24V is applied to the vehicle sensing LED of FIG.
Further, in FIG. 14, a portion written as “conventional sensing light pulse” corresponds to a signal on the input side of the flip-flop circuit 101 in FIG. 12, and is written as “sensing light pulse synchronized with the downlink”. This portion corresponds to the output signal from the AND circuit 102 in FIG.

本実施形態の発光回路を試行した結果、立ち上がり所要時間(光量を0から最大値に引き上げるまでにかかる駆動電源の漸増時間)が、22μsになるように時定数を設定したケースにおいて、車載機2側におけるダウンリンク信号のBER(ビットエラーレート)が所望の値に収まる重複領域(ダウンリンク信号の受光可能領域)の下流端を、ビーコンヘッド8の直下の地点から、上流側に25cm乃至70cm程度に設定することが可能となった。   As a result of trial of the light emitting circuit of the present embodiment, in the case where the time constant is set so that the required rise time (the gradual increase time of the drive power source required to raise the light amount from 0 to the maximum value) is 22 μs, the in-vehicle device 2 The downstream end of the overlapping area (downlink signal light receiving area) where the BER (bit error rate) of the downlink signal on the side falls within a desired value is about 25 cm to 70 cm upstream from the point immediately below the beacon head 8. It became possible to set to.

すなわち、車載機2がダウンリンク信号を受信可能なダウンリンク領域DAの下流端位置を、所望地点であるヘッド直下よりも70cm上流側までとすることができた。
なお、立ち上がり所要時間は、上記の通り20μs程度が望ましいが、おおよそ5〜50μs程度、より好ましくは、10〜30μsに設定することで、所望のダウンリンク領域DAを確保することが可能になる。
That is, the downstream end position of the downlink area DA where the in-vehicle device 2 can receive the downlink signal can be set to 70 cm upstream from directly below the head, which is a desired point.
Note that the required rise time is preferably about 20 μs as described above, but it is possible to secure a desired downlink area DA by setting it to about 5 to 50 μs, more preferably 10 to 30 μs.

〔第3実施形態〕
第3実施形態では、所定の周波数以下の光信号を受信しないフィルタ機能を車載機2に付与することにより、入射光IOがダウンリンク光DOと干渉してもダウンリンク光DOのみを車載機2が受信できるようにし、これによって上述の問題点を解決する。
図11は、第3実施形態に係る車載機2における光受信部24の回路構成の一例を示す機能ブロック図である。以下、図11を参照して、本実施形態に係る車載機2の回路構成を説明する。
[Third Embodiment]
In 3rd Embodiment, even if incident light IO interferes with downlink light DO by giving the filter function which does not receive the optical signal below a predetermined frequency to vehicle equipment 2, only downlink light DO is carried out. This can solve the above-mentioned problems.
FIG. 11 is a functional block diagram illustrating an example of a circuit configuration of the light receiving unit 24 in the in-vehicle device 2 according to the third embodiment. Hereinafter, the circuit configuration of the in-vehicle device 2 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

図11に示すように、車載機2の光受信部24は、図示の左側から順に、受光素子81,増幅器82、フィルタ回路83、コンパレータ84及び通信IC85を含む。
増幅器82は、受光素子81にて光電変換された電気信号を増幅し、増幅後の電気信号をフィルタ回路83に出力する。フィルタ回路83は、少なくともダウンリンク方向の伝送速度(本実施形態では、1024kbps)の高速信号成分を抽出し、抽出した高速信号をコンパレータ84に出力する。
As shown in FIG. 11, the optical receiver 24 of the in-vehicle device 2 includes a light receiving element 81, an amplifier 82, a filter circuit 83, a comparator 84, and a communication IC 85 in order from the left side in the drawing.
The amplifier 82 amplifies the electrical signal photoelectrically converted by the light receiving element 81 and outputs the amplified electrical signal to the filter circuit 83. The filter circuit 83 extracts at least a high-speed signal component having a transmission rate in the downlink direction (1024 kbps in this embodiment), and outputs the extracted high-speed signal to the comparator 84.

コンパレータ84は、入力された高速信号を閾値と比較し、この比較によって抽出したデジタルの受信信号(ビットデータ)を通信IC85に出力する。
通信IC68は、先頭5バイトのアイドルパターンを用いて受信信号の伝送速度を判定および受信クロックを生成し、生成したクロックにてビットデータをサンプリングし、下りフレームに含まれる下りデータを再生する。そして、通信IC68は、再生した下りデータを車載制御機21(図3参照)に送る。
The comparator 84 compares the input high-speed signal with a threshold value, and outputs a digital reception signal (bit data) extracted by this comparison to the communication IC 85.
The communication IC 68 determines the transmission speed of the received signal using the idle pattern of the first 5 bytes and generates a reception clock, samples the bit data with the generated clock, and reproduces the downlink data included in the downlink frame. Then, the communication IC 68 sends the reproduced downlink data to the in-vehicle controller 21 (see FIG. 3).

本実施形態の車載機2では、光受信部24のフィルタ回路83は、所定の遮断周波数(例えば、200kHz)以下の受信信号を遮断し、それを超える周波数の受信信号を通過させるハイパスフィルターよりなる。なお、下りフレームの伝送速度が1024kHzの場合には、所定の遮断周波数は512kHz未満であればよい。
一方、本実施形態の光ビーコン4では、車両感知のための入射光IOは、10〜50kHzの周波数成分が支配的なパルス光よりなる。
In the in-vehicle device 2 of the present embodiment, the filter circuit 83 of the light receiving unit 24 includes a high-pass filter that blocks a received signal having a predetermined cutoff frequency (for example, 200 kHz) or less and allows a received signal having a frequency higher than that to pass. . Note that when the transmission rate of the downstream frame is 1024 kHz, the predetermined cutoff frequency may be less than 512 kHz.
On the other hand, in the optical beacon 4 of the present embodiment, the incident light IO for vehicle detection is composed of pulsed light having a dominant frequency component of 10 to 50 kHz.

従って、ダウンリンク領域DAの下流側よりの部分において、入射光IOがダウンリンク光DOと干渉しても、入射光IOに基づく電気信号がフィルタ回路83によって遮断され、ダウンリンク光DOに基づく電気信号のみが受信される。
このため、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン4を用いた路車間通信において、車両感知のための入射光IOによって下り方向の通信が阻害されるのが抑制され、下り方向の通信をより確実に行うことができる。
Therefore, even if the incident light IO interferes with the downlink light DO in the portion from the downstream side of the downlink area DA, the electrical signal based on the incident light IO is blocked by the filter circuit 83, and the electricity based on the downlink light DO Only the signal is received.
For this reason, in road-to-vehicle communication using the optical beacon 4 having both the optical communication function and the vehicle sensing function, it is suppressed that the downstream communication is inhibited by the incident light IO for vehicle detection, and the downward communication is performed. Can be performed more reliably.

第3実施形態の車載機2と光通信する光ビーコン4の場合には、発光期間のデューティー比がほぼ50%である入射光IOを車両感知用の発光部材45が発光するように、車両感知のための発光時間を制御することが好ましい。
その理由は、入射光IOの発光期間のデューティー比をほぼ50%にすれば、入射光IOを光電変換した電気信号の周波数特性において、高調波成分のノイズの発生が最も有効に抑えられるからである。
In the case of the optical beacon 4 that optically communicates with the in-vehicle device 2 of the third embodiment, the vehicle sensing so that the vehicle sensing light emitting member 45 emits the incident light IO having a light emission period duty ratio of approximately 50%. It is preferable to control the light emission time for.
The reason is that if the duty ratio of the emission period of the incident light IO is approximately 50%, the generation of harmonic component noise is most effectively suppressed in the frequency characteristics of the electrical signal obtained by photoelectric conversion of the incident light IO. is there.

このため、上記のフィルタ機能を有する車載機2と、上記のデューティー比にて入射光IOの発光を行う光ビーコン4とから路車間通信システムを構成すれば、車載機2側のフィルタ回路83がより有効に機能し、ダウンリンク光DOの受信をより確実に行うことができる。   For this reason, if the road-vehicle communication system is comprised from the vehicle equipment 2 which has said filter function, and the optical beacon 4 which light-emits the incident light IO with said duty ratio, the filter circuit 83 by the side of the vehicle equipment 2 will become. It can function more effectively and receive downlink optical DO more reliably.

なお、フィルタ回路83の回路構成は種々のものを採用できるが、抵抗とコンデンサを組み合わせたRC構成のフィルタ回路を採用することが好ましい。
RC構成のフィルタ回路であれば、オペアンプなどを用いたその他のフィルタ回路に比べて簡便に実装でき、車載機2の設計変更に要する手間を低減できるからである。
Various circuit configurations of the filter circuit 83 can be employed, but it is preferable to employ an RC configuration filter circuit in which a resistor and a capacitor are combined.
This is because an RC configuration filter circuit can be mounted more easily than other filter circuits using an operational amplifier or the like, and the labor required for a design change of the in-vehicle device 2 can be reduced.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の権利範囲は、上述の実施形態の内容ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the right of the present invention is shown not by the contents of the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims and all modifications within the scope.

(付記)
上述の第2実施形態に係る光ビーコン4の特徴を、現請求項10の従属請求項として記載すると、次の通りである。
(請求項γ)前記発光制御部は、前記入射光の光量が、前記ダウンリンク光の光量よりも、緩やかに増大するように、前記入射光を送出させる請求項10に記載の光ビーコン。
(Appendix)
The characteristics of the optical beacon 4 according to the second embodiment described above will be described as a dependent claim of the present claim 10 as follows.
(Claim γ) The optical beacon according to claim 10, wherein the light emission control unit transmits the incident light so that a light amount of the incident light increases more gradually than a light amount of the downlink light.

(請求項δ)前記発光制御部は、前記入射光の光量が、前記ダウンリンク光の光量よりも、緩やかに減少するように、前記入射光を送出させる請求項10又はγに記載の光ビーコン。   (Claim δ) The optical beacon according to claim 10 or γ, wherein the light emission control unit transmits the incident light so that the light amount of the incident light gradually decreases than the light amount of the downlink light. .

(請求項ε)前記発光制御部は、前記入射光の光量の増加度合が、前記ダウンリンク光の光量の増加度合に比べて抑制されるように、前記入射光を送出させる請求項10に記載の光ビーコン。
(請求項ζ)前記発光制御部は、前記入射光の光量の減少度合が、前記ダウンリンク光の光量の減少度合に比べて抑制されるように、前記入射光を送出させる請求項10又はεに記載の光ビーコン。
(Claim ε) The light emission control unit causes the incident light to be transmitted so that an increase degree of the light amount of the incident light is suppressed as compared with an increase degree of the light amount of the downlink light. Light beacon.
(Claim ζ) The light emission control unit causes the incident light to be transmitted so that a decrease degree of the light amount of the incident light is suppressed as compared with a decrease degree of the light amount of the downlink light. The optical beacon described in 1.

2 車載機
4 光ビーコン
7 ビーコン制御機
8 ビーコンヘッド(投受光器)
11 送受信ユニット
12 センサユニット
20 車両
21 車載制御機
23 光送信部
24 光受信部
42 光通信用の発光部材
43 光通信用の受光部材
45 車両感知用の発光部材
46 車両感知用の受光部材
51 遮蔽部材
52 筒部材
53 遮蔽プレート
54 遮蔽小片
55 膨出片部
69 通信IC
70 メインCPU
71 感知処理部
83 フィルタ回路
2 In-vehicle device 4 Optical beacon 7 Beacon controller 8 Beacon head (projector / receiver)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transmission / reception unit 12 Sensor unit 20 Vehicle 21 Car-mounted controller 23 Light transmission part 24 Light reception part 42 Light emitting member 43 for optical communication Light receiving member 45 for optical communication Light emitting member 46 for vehicle detection Light receiving member 51 for vehicle detection Shielding Member 52 Cylindrical member 53 Shielding plate 54 Shielding small piece 55 Swelling piece 69 Communication IC
70 Main CPU
71 Sensing processing unit 83 Filter circuit

Claims (6)

光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンの車両感知用の発光素子に、車両感知用の入射光を発光させる発光回路であって、
前記入射光の送出と停止を前記発光素子に行わせるためのスイッチング素子と、コンデンサ及び抵抗とを含み、
前記発光素子とは別の光通信用の発光素子が送出する光通信用のダウンリンク光を車載機が正常に受信できる可能性が高まるように、前記コンデンサの容量及び前記抵抗の定数のうちの少なくとも一方が調整されていることを特徴とする発光回路。
A light-emitting circuit that emits incident light for vehicle detection to a light-emitting element for vehicle detection of an optical beacon having both an optical communication function and a vehicle detection function,
A switching element for causing the light emitting element to send and stop the incident light, a capacitor and a resistor,
Among the constants of the capacitor and the resistor, the possibility that the in-vehicle device can normally receive the downlink light for optical communication transmitted from the light emitting element for optical communication different from the light emitting element is increased. At least one of the light emitting circuits is adjusted.
前記コンデンサの容量及び前記抵抗の定数のうちの少なくとも一方の調整は、車載機におけるダウンリンク信号のビットエラーレートが所望の値に収まる、前記入射光及び前記ダウンリンク光の双方が到達するエリアの発生に寄与する請求項1に記載の発光回路。 Adjustment of at least one of the capacitance of the capacitor and the constant of the resistance is performed in an area where both the incident light and the downlink light reach, where the bit error rate of the downlink signal in the in-vehicle device falls within a desired value. The light emitting circuit according to claim 1, which contributes to generation. 請求項1又は請求項2に記載の発光回路を備える、光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコン。 An optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function, comprising the light emitting circuit according to claim 1 . 光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンであって、
道路に向けてダウンリンク光を送出する光通信用の発光部材と、
車載機が前記ダウンリンク光を受信可能なダウンリンク領域の下流側に車両感知用の入射光を送出する車両感知用の発光部材と、
前記入射光及び前記ダウンリンク光の双方が到達するエリアにおいて、前記車載機が前記ダウンリンク光を正常に受信できる可能性が高まるように、前記光通信用の発光部材とは別に設けられた前記車両感知用の発光部材が送出する前記入射光のパルスを整形するためのコンデンサ及び抵抗を含む発光回路と、を備えていることを特徴とする光ビーコン。
An optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function,
A light emitting member for optical communication that transmits downlink light toward a road;
A vehicle-detecting light-emitting member for transmitting vehicle-detecting incident light to a downstream side of a downlink region where the in-vehicle device can receive the downlink light;
In the area where both the incident light and the downlink light reach, the on-board device is provided separately from the light emitting member for optical communication so that the possibility that the in-vehicle device can normally receive the downlink light is increased. An optical beacon, comprising: a light emitting circuit including a capacitor and a resistor for shaping the pulse of the incident light transmitted by the vehicle sensing light emitting member.
前記エリアにおいて、前記車載機におけるダウンリンク信号のビットエラーレートが所望の値に収まっている請求項に記載の光ビーコン。 The optical beacon according to claim 4 , wherein a bit error rate of a downlink signal in the in-vehicle device is within a desired value in the area. 光通信機能と車両感知機能を併有する光ビーコンが、車両感知用の入射光を発光させる方法であって、
前記入射光及び光通信用のダウンリンク光の双方が到達するエリアにおいて、車載機が前記ダウンリンク光を正常に受信できる可能性が高まるように、光通信用の発光部材とは別に設けられた車両感知用の発光部材が送出する前記入射光のパルスを整形することを特徴とする光ビーコンによる車両感知用の入射光の発光方法。
An optical beacon having both an optical communication function and a vehicle sensing function is a method of emitting incident light for vehicle sensing,
In an area where both the incident light and the downlink light for optical communication reach, an in-vehicle device is provided separately from the light emitting member for optical communication so that the possibility that the in-vehicle device can normally receive the downlink light is increased. A method of emitting incident light for vehicle detection by an optical beacon, characterized by shaping the pulse of the incident light transmitted by a light emitting member for vehicle detection.
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