特開2016-218021(P2016-218021A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特開2016-218021距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2016-218021(P2016-218021A)
(43)【公開日】2016年12月22日
(54)【発明の名称】距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法
(51)【国際特許分類】
   G01S 13/82 20060101AFI20161125BHJP
   E05B 49/00 20060101ALI20161125BHJP
   B60R 25/24 20130101ALI20161125BHJP
   H04Q 9/00 20060101ALI20161125BHJP
   H04W 64/00 20090101ALI20161125BHJP
【FI】
   G01S13/82
   E05B49/00 J
   B60R25/24
   H04Q9/00 331B
   H04Q9/00 341B
   H04W64/00 110
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2015-106685(P2015-106685)
(22)【出願日】2015年5月26日
(71)【出願人】
【識別番号】000010098
【氏名又は名称】アルプス電気株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108006
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 昌弘
(74)【代理人】
【識別番号】100085453
【弁理士】
【氏名又は名称】野▲崎▼ 照夫
(74)【代理人】
【識別番号】100135183
【弁理士】
【氏名又は名称】大窪 克之
(74)【代理人】
【識別番号】100120204
【弁理士】
【氏名又は名称】平山 巌
(72)【発明者】
【氏名】宮澤 明
(72)【発明者】
【氏名】山本 晃市
【テーマコード(参考)】
2E250
5J070
5K048
5K067
【Fターム(参考)】
2E250AA21
2E250BB08
2E250CC12
2E250CC20
2E250DD06
2E250EE02
2E250FF23
2E250FF27
2E250FF36
2E250HH01
2E250JJ03
2E250JJ47
2E250KK03
2E250LL01
2E250TT00
5J070AB15
5J070AC02
5J070AD02
5J070AE09
5J070AF03
5J070AH23
5J070AK22
5J070BC12
5J070BC16
5K048AA06
5K048BA42
5K048DB01
5K048DC01
5K048EA23
5K048EB02
5K048EB10
5K048HA01
5K048HA02
5K048HA05
5K048HA07
5K067AA33
5K067BB04
5K067BB21
5K067DD11
5K067DD17
5K067DD24
5K067EE02
5K067EE12
5K067FF02
5K067FF03
5K067FF16
5K067HH22
5K067HH23
5K067JJ54
(57)【要約】
【課題】正確に距離を算出できる距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法を提供する。
【解決手段】送信用クロック信号発生部232と、送信用クロック信号を基に電気信号としての送信信号を生成する変調部231と、所定の同調周波数をもちLF送信信号を送信するLF送信アンテナ220と、を有する送信モジュール210と、測定用クロック信号を発生する測定用クロック信号発生部260と、を含む車載通信装置200と、LF送信信号を受信する携帯受信部320と、LF送信信号の受信強度を検出する検出部331と、を含む携帯通信装置300と、誤差に関する情報を、測定用クロック信号を基に取得する誤差取得部272と、誤差に関する情報と受信強度とを基に、誤差の影響が補正された、車載通信装置200と携帯通信装置300との距離を算出する距離算出部273とを備える。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち前記送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
を含む第1の通信装置と、
前記送信モジュールが送信した前記送信信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信信号の受信強度を検出する検出部と、
を含む第2の通信装置と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差取得部が取得した前記誤差に関する情報と前記受信強度とを基に、前記誤差の影響が補正された、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、
を備える距離算出システム。
【請求項2】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数を持ち前記送信信号を送信するアンテナと、をもつ送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
前記送信信号を受信した他の通信装置から前記送信信号の受信強度を受信する受信部と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差取得部が取得した前記誤差に関する情報と前記受信強度とを基に、前記誤差の影響が補正された、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、
を備える通信装置。
【請求項3】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち前記送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
を含む第1の通信装置と、
前記送信モジュールが送信した前記送信信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信信号の受信強度を検出する検出部と、
を含む第2の通信装置と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差取得部が取得した前記誤差に関する情報と前記受信強度とを基に、前記誤差の影響が補正された、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、
を備えるキーレスエントリー装置。
【請求項4】
第1の通信装置により、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成するステップと、
前記第1の通信装置により、所定の同調周波数をもつアンテナから前記送信信号を送信するステップと、
第2の通信装置により、前記送信信号を受信するステップと、
前記第2の通信装置により、受信した前記送信信号の受信強度を検出するステップと、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報が、前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を基に取得されるステップと、
前記誤差に関する情報と前記受信強度とを基に、前記誤差の影響が補正された、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出するステップと、
を含む距離算出方法。
【請求項5】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち前記送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
を含む第1の通信装置と、
前記送信モジュールが送信した前記送信信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信信号の受信強度を検出する検出部と、
を含む第2の通信装置と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差取得部が取得した前記誤差に関する情報を基に、当該誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、前記送信モジュールが送信する前記送信信号を調整する信号調整部と、
前記受信強度を基に、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と
を備える距離算出システム。
【請求項6】
前記信号調整部が、アンプのゲインを調整する
請求項5の距離算出システム。
【請求項7】
前記信号調整部が、前記アンテナの前記同調周波数を調整する
請求項5の距離算出システム。
【請求項8】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち前記送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
前記送信信号を受信した他の通信装置から前記送信信号の受信強度を受信する受信部と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差に関する情報を基に、当該誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、前記送信モジュールが送信する前記送信信号を調整する信号調整部と、
前記受信強度を基に、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と
を備える通信装置。
【請求項9】
第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち前記送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、
前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、
を含む第1の通信装置と、
前記送信モジュールが送信した前記送信信号を受信する受信部と、
前記受信部が受信した前記送信信号の受信強度を検出する検出部と、
を含む第2の通信装置と、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報を、前記第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、
前記誤差取得部が取得した前記誤差に関する情報を基に、当該誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、前記送信モジュールが送信する前記送信信号を調整する信号調整部と、
前記受信強度を基に、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と
を備えるキーレスエントリー装置。
【請求項10】
第1の通信装置により、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成するステップと、
前記第1の通信装置により、所定の同調周波数をもつアンテナから前記送信信号を送信するステップと、
第2の通信装置により、前記送信信号を受信するステップと、
前記第2の通信装置により、受信した前記送信信号の受信強度を検出するステップと、
前記第1のクロック信号の前記同調周波数に対しての誤差に関する情報が、前記第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を基に取得されるステップと、
前記誤差に関する情報を基に、当該誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、前記送信信号を調整するステップと、
前記受信強度を基に、前記第1の通信装置と前記第2の通信装置との距離を算出するステップと
を含む距離算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
無線通信を利用して通信装置間の距離を測定する距離算出システムが知られている。例えば、車両に搭載されるキーレスエントリー装置は、車両内の車載通信装置から所定距離に、人が手にした携帯通信装置が存在することを確認してから、車両のロックを解除する。また、人が運転席に存在することを確認するため、車載通信装置と携帯通信装置との距離を測定することもある。そこで、一方の通信装置から所定の同調周波数の送信信号を送信し、他方の通信装置で送信信号を受信し、受信される送信信号の強度から両通信装置間の距離を測定する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2011−179214号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
測定される距離の利用方法によっては、正確に距離を算出することが求められる場合がある。しかしながら、従来の距離算出システムでは、測定した距離が実際の距離と異なるという不利益がある。その原因として、送信信号の実際の周波数が、同調周波数からずれていることが考えられる。送信信号の生成に使用されるクロック信号発生部は、個体間にばらつきがあるので、必ずしも精度の良いクロック信号を出力するわけではない。送信信号の周波数が同調周波数からずれていると、送信信号が所望の強度で送信されないので、距離が誤って算出される。
【0005】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも正確に距離を算出する距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、を含む第1の通信装置と、送信モジュールが送信した送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した送信信号の受信強度を検出する検出部と、を含む第2の通信装置と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差取得部が取得した誤差に関する情報と受信強度とを基に、誤差の影響が補正された、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、を備える距離算出システムである。
【0007】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0008】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数を持ち送信信号を送信するアンテナと、をもつ送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、送信信号を受信した他の通信装置から送信信号の受信強度を受信する受信部と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差取得部が取得した誤差に関する情報と受信強度とを基に、誤差の影響が補正された、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、を備える通信装置である。
【0009】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0010】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、を含む第1の通信装置と、送信モジュールが送信した送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した送信信号の受信強度を検出する検出部と、を含む第2の通信装置と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差取得部が取得した誤差に関する情報と受信強度とを基に、誤差の影響が補正された、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部と、を備えるキーレスエントリー装置である。
【0011】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0012】
本発明は、第1の通信装置により、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成するステップと、第1の通信装置により、所定の同調周波数をもつアンテナから送信信号を送信するステップと、第2の通信装置により、送信信号を受信するステップと、第2の通信装置により、受信した送信信号の受信強度を検出するステップと、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報が、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を基に取得されるステップと、誤差に関する情報と受信強度とを基に、誤差の影響が補正された、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出するステップと、を含む距離算出方法である。
【0013】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0014】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、を含む第1の通信装置と、送信モジュールが送信した送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した送信信号の受信強度を検出する検出部と、を含む第2の通信装置と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差取得部が取得した誤差に関する情報を基に、誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、送信モジュールが送信する送信信号を調整する信号調整部と、受信強度を基に、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部とを備える距離算出システムである。
【0015】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0016】
好適には本発明の距離算出システムは、信号調整部が、アンプのゲインを調整する。
【0017】
この構成によれば、送信信号の強度を、送信信号を同調周波数で送信した場合の強度に近づけることができるので、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0018】
好適には本発明の距離算出システムは、信号調整部が、アンテナの同調周波数を調整する。
【0019】
この構成によれば、送信信号の周波数と同調周波数とのずれを小さくできるので、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0020】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、送信信号を受信した他の通信装置から送信信号の受信強度を受信する受信部と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差に関する情報を基に、誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、送信モジュールが送信する送信信号を調整する信号調整部と、受信強度を基に、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部とを備える通信装置である。
【0021】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0022】
本発明は、第1のクロック信号発生部と、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成する変調部と、所定の同調周波数をもち送信信号を送信するアンテナと、を有する送信モジュールと、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を発生する第2のクロック信号発生部と、を含む第1の通信装置と、送信モジュールが送信した送信信号を受信する受信部と、受信部が受信した送信信号の受信強度を検出する検出部と、を含む第2の通信装置と、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報を、第2のクロック信号を基に取得する誤差取得部と、誤差取得部が取得した誤差に関する情報を基に、誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、送信モジュールが送信する送信信号を調整する信号調整部と、受信強度を基に、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出する距離算出部とを備えるキーレスエントリー装置である。
【0023】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【0024】
本発明は、第1の通信装置により、第1のクロック信号を基に信号を変調して送信信号を生成するステップと、第1の通信装置により、所定の同調周波数をもつアンテナから送信信号を送信するステップと、第2の通信装置により、送信信号を受信するステップと、第2の通信装置により、受信した送信信号の受信強度を検出するステップと、第1のクロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報が、第1のクロック信号より高精度な第2のクロック信号を基に取得されるステップと、誤差に関する情報を基に、誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、送信信号を調整するステップと、受信強度を基に、第1の通信装置と第2の通信装置との距離を算出するステップとを含む距離算出方法である。
【0025】
この構成によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明の距離算出システム、通信装置、キーレスエントリー装置および距離算出方法によれば、従来よりも正確に距離を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
図1】本発明の第1の実施形態の距離算出システムの構成図である。
図2A図1のLF送信アンテナの等価回路である。
図2B図2AのLF送信アンテナの周波数特性を示すグラフである。
図3A図1のLF受信アンテナの等価回路である。
図3B図3AのLF受信アンテナの周波数特性を示すグラフである。
図4図1の距離算出システムで実行される距離算出方法のフローである。
図5】LF送信信号を調整する場合の変形例としての距離算出方法のフローである。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施形態に係る距離算出システム100について説明する。図1に示すように、距離算出システム100は、車載通信装置200と携帯通信装置300とを備え、車載通信装置200と携帯通信装置300との間の距離を算出する。本実施形態の距離算出システム100は、キーレスエントリー装置として実現されている。
【0029】
本実施形態では、車載通信装置200と携帯通信装置300との間で、距離算出用の低周波(LF;low frequency)送信信号を無線により送信し、さらに、LF送信信号の受信強度を無線周波数(RF;radio frequency)信号で伝達する。ただし、車載通信装置200と携帯通信装置300との間で、例えば、起動のための情報、ドアの開閉操作のための情報など、キーレスエントリー装置で利用する他の情報が送受信されてもよい。LF送信信号は、携帯通信装置300のボタンが押されたことに応答して送信されてもよく、車載通信装置200から定期的に送信されてもよく、他のタイミングで送信されてもよい。
【0030】
車載通信装置200は、送信モジュール210を含む。送信モジュール210は、LF送信アンテナ220とLFドライバ230とを有する。LF送信アンテナ220は、距離算出用のLF送信信号を無線送信する機能をもつ。LF送信アンテナ220は、図2Aに示すように、容量CとインダクタンスLとを直列に接続した等価回路で表される。LF送信アンテナ220の周波数特性は、図2Bのグラフのように表される。図2Bの縦軸は、LF送信信号の送信強度であり、具体的にはLF送信信号の磁束密度である。LF送信アンテナ220への入力が一定であれば、同調周波数fでLF送信信号の送信強度が最大となるが、同調周波数fからずれた周波数では、LF送信アンテナ220のインピーダンスが大きくなるので、同調周波数fのときよりもLF送信信号の送信強度が小さくなる。
【0031】
図1に示すように、LF送信アンテナ220から出力されるLF送信信を調整するLFドライバ230は、変調部231と送信用クロック信号発生部232とアンプ233とをもつ。送信用クロック信号発生部232は、周波数fの送信用クロック信号を生成する。周波数fは、同調周波数fに等しいことが望ましいが、送信用クロック信号発生部232には装置の個体差があるため、同調周波数fと必ずしも一致するわけではない。
【0032】
変調部231は、所定の期間にわたって、周波数fの送信用クロック信号を基に信号を変調して、正弦波の電気信号としての送信信号を生成する。アンプ233は、変調部231から出力される電気信号としての送信信号を増幅する。LF送信アンテナ220は、アンプ233から出力される電気信号としての送信信号に基づいて、電磁波としてLF送信信号を出力する。LF送信信号は、所定の期間にわたって一定強度で出力される正弦波である。
【0033】
車載通信装置200は、RF受信アンテナ240と車載受信部250とをさらに含む。RF受信アンテナ240は、携帯通信装置300から送出されるRF信号を受信する機能をもつ。車載受信部250は、RF信号により伝達される情報を読み取る。具体的には、RF信号は、携帯通信装置300で受信されたLF送信信号の受信強度を伝達する。
【0034】
車載通信装置200は、測定用クロック信号発生部260をさらに含む。測定用クロック信号発生部260は、送信用クロック信号発生部232で生成される送信用クロック信号の周波数fを測定できる程度に十分精度の高い測定用クロック信号を生成する。測定用クロック信号は、少なくとも送信用クロック信号よりも精度が高い。
【0035】
車載通信装置200は、車載中央処理部270と車載記憶部280とを含む。車載中央処理部270は、車載記憶部280に記憶された動作プログラムおよびデータを使用して、信号調整部271、誤差取得部272、距離算出部273および施錠解錠部274として動作する。
【0036】
信号調整部271は、変調部231に、電気信号としての送信信号を生成させる所定の期間を指定する。さらに、信号調整部271は、アンプ233に対し、電気信号としての送信信号を増幅する際の増幅率(すなわち、ゲイン)を指定する。
【0037】
誤差取得部272は、測定用クロック信号発生部260から出力される高精度の測定用クロック信号を使用して、送信用クロック信号発生部232から出力される送信用クロック信号の周波数fを測定する。さらに、誤差取得部272は、測定した周波数fと、LF送信アンテナ220の容量Cと、インダクタンスLとを使用して補正値Pを算出する。補正値Pは、送信用クロック信号の同調周波数fに対しての誤差に関する情報である。補正値Pの算出方法については後述する。
【0038】
距離算出部273は、補正値Pを使用して、車載通信装置200と携帯通信装置300との距離Lを算出する。距離Lの算出方法については後述する。
【0039】
施錠解錠部274は、算出された距離Lが所定条件に該当する場合に、車両のドアの施錠と解錠との少なくとも一方が可能であると判定する。所定条件とは、例えば、距離Lが所定範囲に入っていることである。所定条件を適用することで、例えば、携帯通信装置300が車載通信装置200から、所定距離以内に存在する場合にのみ解錠を可能とするなどの処理が可能となる。1台の車両の複数箇所に車載通信装置200を搭載して、算出された複数の距離Lから、車両に対する携帯通信装置300の位置が計測されてもよい。施錠解錠部274は、計測された位置に基づいて、施錠と解錠との少なくとも一方が可能であると判定してもよい。施錠解錠部274は、距離Lの算出の前または別のタイミングで、キーレスエントリー装置の動作に必要な情報を携帯通信装置300との間で通信してもよい。施錠解錠部274は、携帯通信装置300の識別情報を受信してもよい。識別情報に基づいて、携帯通信装置300による施錠および解錠を許可するかを判定してもよい。
【0040】
携帯通信装置300は、LF受信アンテナ(x)310xとLF受信アンテナ(y)310yとLF受信アンテナ(z)310zと(以下、区別せずにLF受信アンテナ310と呼ぶ場合がある)を含む。LF受信アンテナ(x)310xは、LF送信信号のx方向成分を受信する機能をもつ。LF受信アンテナ(y)310yは、LF送信信号のy方向成分を受信する機能をもつ。LF受信アンテナ(z)310zは、LF送信信号のz方向成分を受信する機能をもつ。x方向とy方向とz方向とは互いに直交する。
【0041】
LF受信アンテナ310は、図3Aに示すように、容量CとインダクタンスLとを並列に接続した等価回路で表される。LF受信アンテナ310の周波数特性は図3Bのグラフのように表される。図3Bの縦軸は、LF送信信号の受信強度であり、具体的にはLF送信信号の磁束密度である。同調周波数fでLF送信信号の受信強度が最大となるが、同調周波数fからずれた周波数ではインピーダンスが小さくなるので、同調周波数fのときよりもLF送信信号の受信強度が小さくなる。
【0042】
携帯通信装置300は、携帯受信部320をさらに含む。携帯受信部320は、LF受信アンテナ310で受信したLF送信信号を、電流値または電圧値の電気信号として読み取る。
【0043】
携帯通信装置300は、携帯中央処理部330と携帯記憶部340とを含む。携帯中央処理部330は、携帯記憶部340に記憶された動作プログラムおよびデータを使用して、検出部331および送信制御部332として動作する。
【0044】
検出部331は、携帯受信部320で読み取られた電気信号から、LF送信信号の磁束密度Bのx方向成分RSSI、y方向成分RSSIおよびz方向成分RSSIを検出する。磁束密度Bは、LF送信信号の受信強度を表す。
【0045】
携帯通信装置300は、携帯送信部350とRF送信アンテナ360とをさらに含む。RF送信アンテナ360は、RF信号を送信する機能をもつ。携帯送信部350は、RF送信アンテナ360を制御してRF信号を送信させる。携帯中央処理部330の送信制御部332は、受信したLF送信信号の受信強度を表す磁束密度Bを、RF信号により送信するように携帯送信部350に指示する。
【0046】
車載通信装置200の誤差取得部272による補正値Pの算出方法について説明する。図2AのLF送信アンテナ220から送信されるLF送信信号の磁束密度Bは、式1に示すように、LF送信アンテナ220に流れる電流Iに比例する。
【数1】
電流Iは、式2に示すように、LF送信アンテナ220のインピーダンスZの逆数に比例する。
【数2】
従って、磁束密度Bは、式3に示すように、インピーダンスZの逆数に比例する。
【数3】
インピーダンスZは、式4のように表される。式4において、Rは、LF送信アンテナ220の抵抗成分であり、fは、LF送信信号の周波数である。
【数4】
従って、式3に式4を代入すると式5のようになる。
【数5】
式5より、LF送信信号の周波数fが同調周波数fに等しい場合の磁束密度Bは、式6のように表される。
【数6】
式5より、LF送信信号の周波数fが同調周波数fとは異なる周波数fである場合の磁束密度Bは、式7のように表される。
【数7】
式6と式7とから磁束密度Bを磁束密度Bで割った値は、式8のように表される。
【数8】
ここで、図2Aに示すLF送信アンテナ220では、同調周波数fと容量CとインダクタンスLとの間に式9が成り立つ。
【数9】
従って、式7は、式10のように変形される。
【数10】
ここで、磁束密度Bを磁束密度Bで割った値が補正値Pである。あらかじめ車載記憶部280に記憶されているLF送信アンテナ220の抵抗成分R、容量CおよびインダクタンスLと、誤差取得部272により取得される送信用クロック信号の周波数fとを使用することにより、補正値Pが算出される。
【0047】
車載通信装置200の距離算出部273により距離Lを算出する方法について説明する。補正値Pを考慮しない場合、車載通信装置200と携帯通信装置300との距離Lは、受信されたLF送信信号の磁束密度Bとの間に式11に示す関係がある。
【数11】
式11の比例定数をKとして、式11に磁束密度Bの各成分を代入すると式12が得られる。
【数12】
式12は、送信用クロック信号の周波数が同調周波数fに等しい場合には正確であるが、実際には送信用クロック信号の周波数fは同調周波数fからずれているので、このままで使用すると距離Lが不正確に算出される。そこで、送信用クロック信号の周波数fを考慮に入れて求められた補正値Pを用いて、式12を式13のように書き換えると、距離Lを正確に算出することができる。
【数13】
距離算出部273は、式13に基づいて距離Lを算出する。
【0048】
車載通信装置200は、携帯通信装置300との間で、距離算出用のLF送信信号以外の信号を送受信してもよい。例えば、ドアを開閉してよいかをキーレスエントリー装置で判断するため、識別情報が車載通信装置200と携帯通信装置300との間で送受信されてもよい。キーレスエントリー装置は、例えば、距離算出システム100で算出された距離Lを使用して、携帯通信装置300が車載通信装置200から所定距離内に存在するか判断し、所定距離内に存在する場合にのみドアを開閉するように構成されていてもよい。距離算出システム100は、キーレスエントリー装置の一部を構成していてもよい。
【0049】
次に、図1の構成と図4のフロー400とを参照して、距離算出システム100で実行される距離算出方法について説明する。
【0050】
まず、ステップ401で、車載通信装置200の変調部231が、信号調整部271から指定された所定の期間にわたって、周波数fの送信用クロック信号を基に信号を変調して、正弦波の電気信号としての送信信号を生成する。
【0051】
次に、ステップ402で、車載通信装置200のアンプ233が、信号調整部271から指定されたゲインで、電気信号としての送信信号を増幅する。
【0052】
次に、ステップ403で、車載通信装置200のLF送信アンテナ220から、増幅された送信信号を基にLF送信信号が送信される。
【0053】
次に、ステップ404で、携帯通信装置300のLF受信アンテナ310が、車載通信装置200から送信されたLF送信信号を受信する。受信されたLF送信信号は、携帯受信部320で、電流値または電圧値の電気信号として読み取られる。
【0054】
次に、ステップ405で、携帯通信装置300の検出部331が、携帯受信部320で読み取られた電気信号から、LF送信信号の受信強度を検出する。検出された受信強度は、携帯送信部350およびRF送信アンテナ360を通じてRF信号として送信される。送信されたRF送信は、車載通信装置200のRF受信アンテナ240で受信され、車載通信装置200の車載受信部250で受信強度が読み取られる。
【0055】
次に、ステップ406で、車載通信装置200の誤差取得部272が、送信用クロック信号の同調周波数fに対しての誤差に関する情報である補正値Pを、送信用クロック信号より高精度な測定用クロック信号を基に取得する。
【0056】
次に、ステップ407で、車載通信装置200の距離算出部273が、補正値Pと受信強度とを基に、車載通信装置200と携帯通信装置300との距離Lを算出する。
【0057】
本実施形態の距離算出システム100によれば、送信用クロック信号の周波数fを測定できる程度に十分精度の高い測定用クロック信号を使用するので、送信用クロック信号の周波数fがLF送信アンテナ220の同調周波数fからずれていても、誤差の影響を補正して正確に距離を算出することができる。
【0058】
なお、本実施形態の距離算出システム100では、誤差取得部272および距離算出部273が、車載通信装置200に搭載されているが、携帯通信装置300に搭載されていてもよく、車載通信装置200と携帯通信装置300との両方により実現されてもよい。
【0059】
本実施形態の距離算出システム100は、誤差取得部272により算出される補正値Pを使用して、距離Lを補正することで、正確に距離Lを算出しているが、補正値Pを使用して他の処理を行ってもよい。例えば、信号調整部271は、送信用クロック信号の同調周波数に対しての誤差に関する情報に基づいて、誤差の影響による信号レベルの低下を抑制するように、送信モジュール210から送信されるLF送信信号を調整してもよい。
【0060】
図5のフロー500は、LF送信信号を調整する場合の変形例としての距離算出方法を示す。図5のフロー500のステップ501からステップ506は、順に、図4のフロー401からステップ406と同様である。
【0061】
図5のステップ507で、信号調整部271が、補正値Pに応じてアンプ233のゲインを調節し、LF送信信号の強度を同調周波数fの場合の強度に近づける。補正値Pとゲインとの関係は、例えば、予め車載記憶部280に記憶されていてもよい。なお、車載記憶部280に記憶された、周波数fとゲインとの関係に基づいて、信号調整部271がアンプ233のゲインを調節してもよい。
【0062】
次に、ステップ508で、距離算出部273は、受信強度を基に距離Lを算出する。距離Lの算出に使用される受信強度は、信号調整部271がアンプ233のゲインを調節した後に、新たにステップ501からステップ505と同様の工程を経て得られた受信強度である。LF送信信号の強度を同調周波数fの場合の強度に近づけているので、距離算出部273は、補正値Pを使用しなくても距離Lをより正確に算出することができる。
【0063】
なお、ステップ507で、信号調整部271が、LF送信アンテナ220の容量CとインダクタンスLとの少なくとも一方を調節することにより、同調周波数fを送信用クロック信号の周波数fに近づけてもよい。また、信号調整部271は、無線通信によって携帯通信装置300のLF受信アンテナ310の容量CとインダクタンスLとの少なくとも一方を調節することにより、同調周波数fを送信用クロック信号の周波数fに近づけてもよい。同調周波数fを送信用クロック信号の周波数fに近づけているので、距離算出部273は、ステップ508において、補正値Pを使用しなくても距離Lをより正確に算出することができる。
【0064】
本発明は上述した実施形態には限定されない。すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、無線通信を使用して距離を算出する距離算出システムに適用可能である。本発明は、例えば、キーレスエントリー装置を搭載した車両に適用可能である。本発明は、車両の他の機能と組み合わせて利用されてもよく、住宅のドアなど、車両以外と組み合わせて利用されてもよい。
【符号の説明】
【0066】
100…距離算出システム
200…車載通信装置
210…送信モジュール
220…LF送信アンテナ
230…LFドライバ
231…変調部
232…送信用クロック信号発生部
233…アンプ
240…RF受信アンテナ
250…車載受信部
260…測定用クロック信号発生部
270…車載中央処理部
271…信号調整部
272…誤差取得部
273…距離算出部
280…車載記憶部
300…携帯通信装置
310x…LF受信アンテナ(x)
310y…LF受信アンテナ(y)
310z…LF受信アンテナ(z)
320…携帯受信部
330…携帯中央処理部
331…検出部
332…送信制御部
340…携帯記憶部
350…携帯送信部
360…RF送信アンテナ
図1
図2A
図2B
図3A
図3B
図4
図5