(57)【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、前記他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、前記他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、他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、他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ｆ０でＬＦ送信信号の送信強度が最大となるが、同調周波数ｆ０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ｆ０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ｆ１の送信用クロック信号を生成する。周波数ｆ１は、同調周波数ｆ０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ｆ０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ｆ１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ｆ１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ｆ１を測定する。さらに、誤差取得部２７２は、測定した周波数ｆ１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ｆ０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Ｌａを算出する。距離Ｌａ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Ｌａ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Ｌａ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Ｌａ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Ｌａ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ｆ０でＬＦ送信信号の受信強度が最大となるが、同調周波数ｆ０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ｆ０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ＢＲのｘ方向成分ＲＳＳＩｘ、ｙ方向成分ＲＳＳＩｙおよびｚ方向成分ＲＳＳＩｚを検出する。磁束密度ＢＲ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ＢＲ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】
0006448135.tif 000002
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】
0006448135.tif 000003
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】
0006448135.tif 000004
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】
0006448135.tif 000005
従って、式３に式４を代入すると式５のようになる。
【数５】
0006448135.tif 000006
式５より、ＬＦ送信信号の周波数ｆが同調周波数ｆ０に等しい場合の磁束密度Ｂ０は、式６のように表される。
【数６】
0006448135.tif 000007
式５より、ＬＦ送信信号の周波数ｆが同調周波数ｆ０とは異なる周波数ｆ１である場合の磁束密度Ｂ１は、式７のように表される。
【数７】
0006448135.tif 000008
式６と式７とから磁束密度Ｂ１を磁束密度Ｂ０で割った値は、式８のように表される。
【数８】
0006448135.tif 000009
ここで、図２Ａに示すＬＦ送信アンテナ２２０では、同調周波数ｆ０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】
0006448135.tif 000010
従って、式７は、式１０のように変形される。
【数１０】
0006448135.tif 000011
ここで、磁束密度Ｂ１を磁束密度Ｂ０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ｆ１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Ｌａ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Ｌａは、受信されたＬＦ送信信号の磁束密度ＢＲとの間に式１１に示す関係がある。
【数１１】
0006448135.tif 000012
式１１の比例定数をＫとして、式１１に磁束密度ＢＲの各成分を代入すると式１２が得られる。
【数１２】
0006448135.tif 000013
式１２は、送信用クロック信号の周波数が同調周波数ｆ０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ｆ１は同調周波数ｆ０からずれているので、このままで使用すると距離Ｌａ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ｆ１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Ｌａを正確に算出することができる。
【数１３】
0006448135.tif 000014
距離算出部２７３は、式１３に基づいて距離Ｌａ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Ｌａ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ｆ１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ｆ０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Ｌａ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ｆ１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ｆ１がＬＦ送信アンテナ２２０の同調周波数ｆ０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Ｌａを補正することで、正確に距離Ｌａ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ｆ０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ｆ１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Ｌａを算出する。距離Ｌａ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ｆ０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Ｌａ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ｆ０を送信用クロック信号の周波数ｆ１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ｆ０を送信用クロック信号の周波数ｆ１に近づけてもよい。同調周波数ｆ０を送信用クロック信号の周波数ｆ１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Ｌａ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】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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