(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備える通信装置であって、
前記送信アンテナ部は、信号電流を前記機器又は前記施設を構成する導電性部材を用いて形成されるループ状経路に通電可能なループアンテナであり、
前記導電性部材は、前記機器としての車両の車体であり、
前記信号生成部の一つの出力端子は前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部に接続され、別の出力端子は前記開閉体を前記車体に連結する支持部に接続される通信装置。
【請求項２】
機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備える通信装置であって、
前記送信アンテナ部は、信号電流を前記機器又は前記施設を構成する導電性部材を用いて形成されるループ状経路に通電可能なループアンテナであり、
前記導電性部材は、前記機器としての車両の車体であり、
前記導電性部材が途中に電気絶縁部を介して略環状に構成されており、前記信号生成部の出力端子を接続する第１部位と第２部位とを夫々前記導電性部材の両端部に設けて、前記信号生成部と前記導電性部材とを直列に構成してあり、
前記電気絶縁部は、前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部又は前記開閉体を前記車体に連結する支持部に配置される通信装置。
【請求項３】
機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備える通信装置であって、
前記送信アンテナ部は、信号電流を前記機器又は前記施設を構成する導電性部材を用いて形成されるループ状経路に通電可能なループアンテナであり、
前記導電性部材は、前記機器としての車両の車体であり、
前記信号生成部からの送信信号の出力を、前記ループ状経路との磁界結合により前記ループアンテナに給電し、
前記磁界結合による給電は、前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部又は前記開閉体を前記車体に連結する支持部に配置した磁性体によりなされる通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備える通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の乗員が鍵を用いて解錠操作及び施錠操作を行わなくても、その鍵を持って車両に近づくだけ及び車両から離れるだけで、車両のドアのロックの解錠及び施錠が自動的に行われるようなスマートエントリシステム（キーレスエントリシステム）がある。このようなスマートエントリシステムは、長波帯（１３４ｋＨｚ）の送信電波を用いて、車両内に搭載された通信装置と車両の乗員が携行する携帯型送受信機との間で通信を行い、その携帯型送受信機の認証を行うことで、乗員が車両に近づいたときに車両のドアのロックを自動的に解錠し、車両から離れると自動的に施錠するような制御を提供するシステムである。従って、車両側には、乗員が所持する携帯型送受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、その信号生成部と接続されて上記送信信号の送信を実行する送信アンテナ部とを備える通信装置が搭載されている。最近、このようなシステムを装備する車両が多くなりつつあり、今後、更に普及が進むと予想されている。
【０００３】
車両内に搭載された通信装置から乗員が所持する携帯型送受信機への送信信号の送信には、長波帯の周波数が用いられ、送信アンテナ部としてはフェライト等の磁性体にコイルを巻いたバーアンテナが用いられている。バーアンテナは、車両のドアハンドル等に組み込まれてバーアンテナから数メートル以内に磁界を及ぼし、その結果、車両に近づいた乗員の携行する携帯型送受信機へ上記送信信号を伝達する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
また、上述のバーアンテナに代わる構成の送信アンテナ部として、ドアボディの内部に導線をループ状に配置して構成したループアンテナを採用するシステムも考えられる。尚、デザイン上の制約により、ループ状の導線を車体やドアボディの表面に配置して送信アンテナ部とすることは好ましくない。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１６０８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のシステム等で用いられるアンテナでは、バーアンテナやドアの内部に配置するコイルが、自動車ボディの表面やドアの内部に配置されるため、渦電流損が大きくなり、これらのアンテナを自由空間で使用する場合に比べてアンテナ効率が大幅に低くなる。
また、ドアボディの内部に導線をループ状に配置して構成したループアンテナを採用するシステムの場合、上述のループアンテナは少なくとも一部が導電性のドアボディによってシールドされてしまう。そのため、送信アンテナ部から携帯型送受信機への放射電波強度を高めるために送信電力の増大を強いられる。上述のようなスマートエントリシステムでは、通信装置から車両が停車している間に絶えず一定間隔で送信信号の送信を行う必要がある。従って、バッテリに対する負担を小さくするために、出来る限り小さな消費電力で送信信号を送信できることが好ましい。
さらに、ハンドルに組み込まれたバーアンテナでは、ドアハンドルが金属部材で構成されると磁界がシールドされてしまうため、ドアハンドル材料は樹脂部材に限定されるという問題がある。その他、将来の自動車においては、ドアハンドル自体が無くなる可能性もあり、この場合、バーアンテナに代わる構成のアンテナの開発が望まれる。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来とは異なる構成の送信アンテナ部を備えて、より小さい電力で通信を実現できる通信装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る通信装置の第１の特徴構成は、機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備え、前記送信アンテナ部として、信号電流を前記機器又は前記施設を構成する導電性部材を用いて形成されるループ状経路に通電可能なループアンテナを用いた点にある。
【０００９】
本構成のごとく、前記機器又は前記施設を構成する導電性部材を用いたループ状経路をループアンテナとすることで、大きなループ面積を確保できる。よって、ここに信号電流を通電する結果、アンテナ効率を飛躍的に向上させることができる。
また、本構成であれば、従来のようにドアハンドルにフェライトバーなどを設けたものに比べて構成が簡単になり、故障などに対する信頼性が向上する。
さらに、送信アンテナ部を構成するに際して、部品点数が減り、且つ、組み付け工程が簡略化されることから、コスト低減への効果も大きい。
この他、車体表面にアンテナを装着しなくてもよく、車両デザイン上、何らの制約を与えるものでもない。
【００１０】
本発明に係る通信装置の第２の特徴構成は、前記導電性部材を環状に構成し、前記信号生成部の出力端子を接続する第１部位と第２部位とを前記導電性部材のうちの異なる二箇所に設けて、前記信号生成部と前記導電性部材とを並列に構成した点にある。
【００１１】
本構成のごとく、前記導電性部材のうちの何れか二箇所に信号生成部の出力端子を接続するだけでよいため、上記ループアンテナを非常に簡単に構成することができる。
【００１２】
本発明に係る通信装置の第３の特徴構成は、前記導電性部材が途中に電気絶縁部を介して略環状に構成されており、前記信号生成部の出力端子を接続する第１部位と第２部位とを夫々前記導電性部材の両端部に設けて、前記信号生成部と前記導電性部材とを直列に構成した点にある。
【００１３】
本構成のごとく、前記信号生成部と前記導電性部材とを直列に構成すれば、例えば、前記信号生成部の給電線と前記導電性部材とが並設される区間をなくすことができる。よって、これら給電線と導電性部材とに逆向きに電流が流れて放射電波強度が低減されることがなく、給電効率のよい通信装置を得ることができる。
【００１４】
本発明に係る通信装置の第４の特徴構成は、前記導電性部材が、前記機器としての車両の車体であり、前記信号生成部の一つの出力端子を前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部に接続し、別の出力端子を前記開閉体を前記車体に連結する支持部に接続した点にある。
【００１５】
本構成であれば、車両において開閉体が設けられる開口の縁部が電流の流れるループ状の経路になる。従って、開閉体に近接する利用者が所持する携帯型受信機の方向に送信アンテナ部の指向性を向けることができ、信号生成部で生成された送信信号を確実に送信することができる。
【００１６】
本発明に係る通信装置の第５の特徴構成は、前記導電性部材が、前記機器としての車両の車体であり、前記電気絶縁部を、前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部又は前記開閉体を前記車体に連結する支持部に配置した点にある。
【００１７】
車両の車体は、通常、鋼板で構成されているから、その何れかの箇所に上記のごとく電気絶縁部を設けることは意外に煩雑である。しかし、前記キャッチ部や前記支持部は車体に後から取り付けるものであるため、これらの箇所に上記電気絶縁部を設けることは極めて容易である。
このように電気絶縁部を設けることで、簡単な構成でありながら、給電効率を高め、高い性能の通信装置を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る通信装置の第６の特徴構成においては、前記信号生成部からの送信信号の出力を、前記ループ状経路との磁界結合により前記ループアンテナに給電することができる。
【００１９】
仮に、送信信号をループアンテナに直接に給電する場合には、当該ループアンテナを構成する導電性部材の入力抵抗が様々であることが予測され、送信機側での装置の整合が問題となる。しかし、本構成のごとく、磁界結合によって給電するものであれば、磁界を生成する装置に対する送信信号の給電状態を予め設定できるため、上記装置の整合の問題は生じず、最適な給電状態を得ることができる。
【００２０】
本発明に係る通信装置の第７の特徴構成は、前記導電性部材が、前記機器としての車両の車体であり、前記磁界結合による給電を、前記車体の開口に設けられる開閉体のキャッチ部又は前記開閉体を前記車体に連結する支持部に配置した磁性体により行う点にある。
【００２１】
上記キャッチ部あるいは支持部は、車両の車体と開閉体とを連結する所謂ブリッジを構成する。このような部位であれば、前記磁性体を設置するのに好都合であり、磁性体によって形成した給電電流を開閉体に供給することも容易である。この場合には、キャッチ部や支持部に特別の加工を施したり、改めて特殊な材料でこれらを再構成する必要もなく、キャッチ部や支持部の強度を損なう不都合も生じない。
本構成であれば、前記車体の開口をループアンテナとして用いるだけでなく、特に開閉体に対して効率的な給電を行って開閉体のループアンテナとしての機能を向上させることができ、総合的に効率のよい通信装置を得ることができる。
【００２２】
本発明に係る通信装置の第８の特徴構成は、前記導電性部材を、前記機器としての車両の車体とした点にある。
【００２３】
車両の車体であれば、前記導電性部材として用いることのできるループ状経路を様々な箇所に設定することができる。例えば、車体に設けた開閉体の他に、フロント窓部の開口の縁部や、前席・後席サイドドアの窓部開口の縁部、給油口の開口部等をループ状経路として用いることができる。よって、単に乗員の乗降に関する通信装置としてだけではなく、窓部・給油口等の開閉制御など様々な用途の通信装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明に係る通信装置の構成について説明する。
本発明の通信装置は、機器又は施設に、利用者が所持する携帯型受信機に対する送信信号を生成する信号生成部と、当該信号生成部に接続されて前記送信信号を送信する送信アンテナ部とを備えるものである。通常、前記携帯型受信機は、通信装置に対する送信機能も備えている。尚、以下においては、当該携帯型送受信機を単に携帯機と略称する。
上記携帯機には、機器又は施設を利用するためのキーの役割を持たせることができる。つまり、通信装置は携帯機と通信を行ってその携帯機が正当であるか否かの認証を行い、正当である携帯機を所持する利用者に対してのみ、機器又は施設の使用を許可するようなシステムを構築できる。例えば、利用者が正当な携帯機を所持している場合にのみ利用を許可する機器としては、自動車、オートバイなどの車両、コンピュータなどの情報端末装置などがある。また、利用者が正当な携帯機を所持している場合にのみ利用を許可する施設としては、関係者以外立ち入り禁止の建物や部屋などがある。
【００２５】
以下に、本発明に係る通信装置Ｃを車両のスマートエントリシステム１に適応した場合について説明する。図１に示すように、スマートエントリシステム１は、利用者（例えば、車両の乗員）が所持する携帯機６０と、車両側装置２とで構成される。
車両側装置２には、携帯機６０との間で通信を行う通信装置Ｃと、利用者の操作を検出するセンサやスイッチなどの装置が設けられている。そして、車両側装置２では、通信装置Ｃと携帯機６０との間の通信結果と、センサやスイッチなどの検出結果とに基づいて、車両のドアの解錠・施錠を実行する。
【００２６】
車両側装置２としては、車室内に設けられた装置、車室外に設けられた装置、その他、イグニッション等のスイッチ操作を検出するスイッチ操作検出部５１、ドアの開閉を検出するドア開閉検出部５２、及び車速や窓の開閉を各種センサ電極により検出するセンサ電極群５３がある。
ドアパネルの車室内に設けられた装置としては、車内での通信を行う車室内アンテナ４１と、車室内アンテナ４１と接続する車室内ドライバ４２と、チューナ４３と、システムＥＣＵ４４とが設けられている。車室内アンテナ４１は車室のセンターコンソール等の電波が車内に放射できる場所に設けられ、システムＥＣＵ４４は車室内ドライバ４２及びチューナ４３と接続している。チューナ４３は車内のインナーミラー等に取り付けられている。
ドアパネルの車室外に設けられた装置としては、車外との通信を行う車室外アンテナ２５、車両のドアを解錠・施錠するドアアクチュエータ１１、ドアアクチュエータ１１の作動を制御するドア用のエレクトリックコントロールユニット（ＥＣＵ）１２が設けられている。また、ドアパネルには、車室外ドライバ３０が設けられる。そして、ドアパネルの外側に装着される車両用ハンドル２０には、後述する解錠操作センサ２２及び施錠操作スイッチ２３が設けられている。上記車室外ドライバ３０は、車室外アンテナ２５、解錠操作センサ２２、及び、施錠操作スイッチ２３と接続されている。
【００２７】
以上のように、車室外アンテナ２５は本発明の送信アンテナ部として機能する。
また、システムＥＣＵ４４、車室外ドライバ３０、車室外アンテナ２５が、携帯機６０との間で通信を行うための通信装置Ｃとして機能する。また、車室内ドライバ４２、車室内アンテナ４１、チューナ４３も、携帯機６０との間で通信を行うための通信装置Ｃに含めてもよい。
【００２８】
以下に、スマートエントリシステム１において行われる車両のドアの解錠工程・施錠工程について順に説明する。スマートエントリシステム１は、車両に搭載された通信装置Ｃと利用者が所持する携帯機６０との間で通信を行って利用者の認証を行い、その認証結果に基づいてドアの解錠・施錠操作を実行するものである。
【００２９】
具体的には、スマートエントリシステム１では、ドアの解錠・施錠が以下の手順で行われる。
（１）施錠状態における利用者の近接に伴う解錠操作の準備（解錠準備）
解錠準備に際しては、利用者が所持するキー、電子カード等の携帯機６０が車両に接近したことを判定する。この判定に際しては、通信装置Ｃは、車室外アンテナ２５から車外リクエスト信号（送信信号）を送信する。
（２）利用者がハンドルに接触することよる解錠（解錠実施）
解錠実施は、利用者が車両用ハンドル２０に接触したことを検知することで、この検知に伴って解錠を実行する。従って、車両用ハンドル２０内に備えられる解錠操作センサ２２としての容量センサが、利用者による車両用ハンドル２０の接触状態を検出する。
（３）解錠状態における利用者の車外への移動に伴う施錠操作の準備（施錠準備）
（４）利用者が車両用ハンドル２０に接触することによる施錠（施錠実施）
施錠実施は、利用者が施錠操作スイッチ２３に接触したことを検知することで、この検知に伴って施錠を実行する。
従って、このスマートエントリシステム１にあっては、車両に対する利用者の近接・離脱を起点として、利用者の接触動作等を検知して、ドアの施錠／解錠を、車両キーの操作なしに行うことができる。
【００３０】
以下、スマートエントリシステム１の構成及び動作を詳細に説明する。
図１はスマートエントリシステム１のブロック図であり、図２はシステムＥＣＵ４４、車両用ハンドル２０、車室外ドライバ３０及び車室外アンテナ２５の接続関係を示す機能ブロック図である。
【００３１】
車両側装置２のシステムＥＣＵ４４は、車室外ドライバ３０と車室内ドライバ４２とに送信信号としてのリクエスト信号（車外リクエスト信号及び車内リクエスト信号）をそれぞれ送る。本実施の形態においては、搬送周波数が１３４ｋＨｚのリクエスト信号が車室外アンテナ２５と車室内アンテナ４１から携帯機６０に対して、車外リクエスト信号および室内リクエスト信号として送信される。
【００３２】
また、上記リクエスト信号に応じて携帯機６０から出力されるＩＤ情報信号はチューナ４３で受信される。本実施の形態では、ＩＤ情報信号は、３１５ＭＨｚの搬送周波数となっている。この信号は、チューナ４３で復調されてシステムＥＣＵ４４に入力される。
【００３３】
システムＥＣＵ４４はドアの解錠・施錠を行うコード、エンジンの始動を行うコード、トランスポンダのＩＤ照合のコード等のコードを電源が遮断された状態でもメモリ４５内に記憶できる機能をもつ。
【００３４】
携帯機６０は送信アンテナ６２と受信アンテナ６４とを有している。送信アンテナ６２は、３１５ＭＨｚの搬送周波数でＩＤ情報信号を車両に対して送信するものである。受信アンテナ６４は、車両から送信された１３４ｋＨｚの搬送周波数のＩＤリクエスト信号を受信するものである。送信アンテナ６２と受信アンテナ６４は、コントローラ６８に接続される送受信回路６６に接続されている。
【００３５】
携帯機６０の受信アンテナ６４で受信された車両側からのリクエスト信号（車外リクエスト信号）は、送受信回路６６で復調されてコントローラ６８に入力される。コントローラ６８はメモリ６９の内部に記憶されたコードを送受信回路６６に送信する。このコードは、携帯機６０に固有のＩＤ情報を含むものであり、送受信回路６６で変調され、搬送周波数が３１５ＭＨｚの信号で送信アンテナ６２から車両のチューナ４３に対して送信される。
【００３６】
図２に示すように、車室外ドライバ３０は、検知部ドライバ３１と、送信用アンプ３２とを備えて構成されている。システムＥＣＵ４４から出力される車外リクエスト信号は、端子ＣＬＧに入力されて送信用アンプ３２にて変調増幅され、端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２にそれぞれ接続された車室外アンテナ２５に送られ、電波として車外に送信される。
つまり、システムＥＣＵ４４及び送信用アンプ３２は本発明の信号生成部として機能する。
【００３７】
ドア解錠検出モード及びドア施錠検出モード時にシステムＥＣＵ４４から出力される信号は、端子ＳＥＬに入力され、端子ＳＥＬに接続された検知部ドライバ３１を起動する。検知部ドライバ３１は、端子ＳＧＴ１を介して施錠操作スイッチ２３の検出を、端子ＳＧＴ２を介して解錠操作センサ２２の検出をそれぞれ行う。車室外アンテナ２５、解錠操作センサ２２、施錠操作スイッチ２３と上記各端子とは信号線にて電気的に接続されている。
【００３８】
施錠操作スイッチ２３は利用者の押圧操作が行われている間、オン状態になる押込みスイッチであり、車両用ハンドル２０の表側で施錠時に利用者の指が押す特定部位に内蔵されて、利用者がドアを閉じる際における車両用ハンドル２０の操作を認識できるようになっている。
【００３９】
解錠操作センサ２２は静電容量式センサであり、その電極が車両用ハンドル２０に内蔵されて、利用者がドアを開ける際における車両用ハンドル２０の操作（車両用ハンドル２０との接触）を認識できるようになっている。
【００４０】
尚、本実施形態では、施錠操作動作用に施錠操作スイッチ２３を設けているが、解錠操作センサと同様に、利用者が車両用ハンドル２０に接触したときの静電容量の変化により利用者による車両用ハンドル２０の操作を検出する静電容量式センサとしてもよい。
【００４１】
利用者がドアを開ける際には、利用者の手が車両用ハンドル２０を握って引っ張るため、利用者の手は車両用ハンドル２０の裏側に接触する。これにより、解錠操作センサ２２は利用者のハンドル操作によるドアの開動作を検出する。このときの端子ＳＧＴ２からの信号の変化を検知部ドライバ３１が検出し、端子ＳＥＮＳを介してシステムＥＣＵ４４にセンス信号を送信する。
【００４２】
利用者がドアを閉める際には、利用者の手が車両用ハンドル２０の表側に接触し、そこに設けられた施錠操作スイッチ２３を押すので、施錠操作スイッチ２３は利用者のハンドル操作によるドアの閉動作を検出する。
このときの端子ＳＧＴ１からの信号の変化を検知部ドライバ３１が検出し、端子ＳＥＮＳを介してシステムＥＣＵ４４にロック信号を送信する。
【００４３】
車両の駐車時は、システムＥＣＵ４４から車室外ドライバ３０にリクエスト信号を送信し、車室外アンテナ２５から車外に向けて車外リクエスト信号（１３４ｋＨｚ）が電波として設定時間間隔で送信される。
利用者が携帯機６０とともに車両に近づくと、携帯機６０の受信アンテナ６４が車両からの車外リクエスト信号を受信して、送受信回路６６を介してコントローラ６８が車外リクエスト信号を処理し、送信アンテナ６２からＩＤ情報信号（３１５ＭＨｚ）を送信する。
チューナ４３がＩＤ情報信号を受信してシステムＥＣＵ４４に伝送することで、システムＥＣＵ４４は携帯機６０が車両に近づいたことを認識する。システムＥＣＵ４４は、正当な携帯機６０が近づいたことを認識すると、利用者によるドアの開動作を確認するためドア解錠モードに移行する。
【００４４】
ドア解錠モードでは、システムＥＣＵ４４は、車室外ドライバ３０を介して解錠操作センサ２２による利用者の解錠操作の検出を行う。
この状態から利用者が車両用ハンドル２０を握ると、解錠操作センサ２２から車室外ドライバ３０を介してシステムＥＣＵ４４にセンス信号が送信される。そして、システムＥＣＵ４４はセンス信号を処理し、ドアＥＣＵ１２にドア解錠信号を送信する。その結果、ドアＥＣＵ１２はドアアクチュエータ１１によってドアを解錠作動する。
【００４５】
利用者が車内にいるときには、システムＥＣＵ４４から車室内ドライバ４２にリクエスト信号を送信し、車室内アンテナ４１から車内に向けてリクエスト信号が電波として送信される。携帯機６０が車内にあるときには、車室内アンテナ４１からのリクエスト信号が携帯機６０で受信され、送信アンテナ６２から送信されるＩＤ情報信号がチューナ４３で受信される。この状態から利用者がドアを開けて車外に出ると、携帯機６０は、車室内アンテナ４１からの車内リクエスト信号を受信できなくなる。
【００４６】
そのため、システムＥＣＵ４４は、車内リクエスト信号に応じた携帯機６０からのＩＤ情報信号の送信が途絶え、携帯機６０が車内から車外へ出た（利用者が降車した）ことを認識する。携帯機６０が車内から車外へ出てドアが閉じられると、システムＥＣＵ４４は、ドア施錠モードへと移行する。
【００４７】
ドア施錠モードでは、システムＥＣＵ４４は、利用者による施錠操作スイッチ２３の操作の検出が行われる。
この状態において利用者が車両用ハンドル２０に触れ、施錠操作スイッチ２３を押すと、施錠操作スイッチ２３から車室外ドライバ３０を介してシステムＥＣＵ４４にロック信号が送信される。システムＥＣＵ４４は、ロック信号を処理して車室外ドライバ３０にリクエスト信号を送信し、車室外アンテナ２５から車外に車外リクエスト信号を電波として送信する。
【００４８】
このとき、利用者は携帯機６０とともに車外のドア近傍にいるので、携帯機６０から車外リクエスト信号に応じてＩＤ情報信号が送信される。車両側ではチューナ４３がそのＩＤ情報信号を受信し、システムＥＣＵ４４に送信する。このようにして利用者（携帯機６０）が車外であることが確認されると、システムＥＣＵ４４はドアＥＣＵ１２にドア施錠信号を送信して、ドアＥＣＵ１２はドアアクチュエータ１１によってドアを施錠作動する。
【００４９】
次に、図３及び図４を参照して、本発明の送信アンテナ部としての車室外アンテナ２５の構成について説明する。
車室外アンテナ２５は、本発明の信号生成部を構成する送信用アンプ３２に接続されて、送信信号としての車外リクエスト信号を送信する。そして、車室外アンテナ２５は、信号電流が車両を構成する車体、当該車体に設けられた開閉体としてのドア、窓枠などの導電性部材を用いて形成されるループ状経路を通じて流れることにより作用するループアンテナである。このループ状経路に流れる電流は、上述した車外リクエスト信号の搬送周波数（１３４ｋＨｚ）で時間的に変化しながら流れている高周波電流である。従って、ループ半径が波長（約２．２３７ｋｍ）に比べて十分小さくなるので、このアンテナを微小ループアンテナと見なすことができる。
【００５０】
図３は、送信用アンプ３２から出力される信号電流が流れる、車両の車体（導電性部材）７０上のループ状経路Ｘ（車室外アンテナ２５）を説明する図である。図３に示すように、第１実施形態において、送信用アンプ３２の出力端子（端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２）は、上記ループ状経路Ｘの途中の異なる位置に設けた第１部位と第２部位とに接続されている。具体的には、上述した２つの出力端子である端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２が、車両の側面を構成する導電性の車体７０の開口に設けられるドア（図示せず）を閉じ状態に保持するキャッチ部としてのドアキャッチ部７１と、車体７０とドアとをヒンジ機構７５で回動可能に連結する支持部としてのドアヒンジ部７４とにそれぞれ接続されている。このドアキャッチ部７１及びドアヒンジ部７４は、本発明における前記第１部位及び前記第２部位に相当する。また、本構成の通信装置では、ループ状経路Ｘを構成する導電性部材に対して前記信号生成部が並列に接続されている。
【００５１】
更に具体的には、ドアキャッチ部７１は、車体７０に対してネジ７３を用いて固定されたストライカ７２を有し、ドア８０の内部に設けられたラッチ機構（図示せず）を有する。また、ドアヒンジ部７４は、車体７０に対してネジ７６を用いて固定されたヒンジ機構７５を有する。そして、端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２が、ネジ７３及びネジ７６に対してそれぞれ接続され、結果として、端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２は車体７０に対して電気的に接続される。この場合、開口の縁部に沿った経路Ｘをループ状の電流が流れることになる。その結果、この経路Ｘが微小ループアンテナを形成する。経路Ｘのループ内には、そのループを垂直に貫くような磁界が形成される。
【００５２】
車室外アンテナ２５としてのループアンテナ（経路Ｘ）は車両の側面に沿って形成されているので、車室外アンテナ２５は、車両の側面に対して垂直な方向に沿ってアンテナの指向性を有する。従って、図３に示したように、この車室外アンテナ２５が運転席のドアの出入り口の開口の縁部に沿って設けられた場合、運転席に近づいた利用者に対して車室外アンテナ２５の指向性が良好になる。従って、運転席側のドアに近づいた利用者の携帯機に対しては選択的に強い磁界を及ぼすことができるが、他のドア、例えば後部座席側のドアに近づいた携帯機に対しては強い磁界を及ぼすことができない。
また、運転席と並ぶ助手席側のドアの外側では、磁界が助手席側のドアに遮蔽されるため、助手席側のドアに近づいた携帯型送受信機に対しては強い磁界を及ぼすことはできない。
【００５３】
図４は、車両のドア８０が閉じられているときに、導電性部材である車体７０及びドア８０に形成される電流経路ｘ１〜ｘ６を模式的に示す図である。図示するように、送信用アンプ３２からの信号電流が流れる電流経路ｘ１、ｘ３は、車体７０上のドアキャッチ部７１のストライカ７２とドアヒンジ部７４との間の電流経路であり、このループ状経路としての電流経路ｘ１，ｘ３によってループアンテナが形成される。
また、車両のドア８０が閉じられているときドアキャッチ部７１のストライカ７２とラッチ機構（図示せず）によって車体７０とドア８０とは導通し、ドアヒンジ部７４によって車体７０とドア８０とは導通している。その結果、ドアキャッチ部７１及びドアヒンジ部７４を経由して、送信用アンプ３２からの信号電流がドア８０上を流れることになる。例えば、図４には、ドア８０の窓枠の上部を流れる電流経路ｘ２とドア８０の窓枠の下部のドアパネル部分を流れる電流経路ｘ４、ｘ５、ｘ６を示している。
このように、車両のドア８０が閉じられているとき、車体７０及びドア８０には、図４中の矢印で示すループ状経路Ｘ（ｘ１〜ｘ６など）が形成され、ループアンテナとしての車室外アンテナ２５が実現される。また、送信用アンプ３２からドアキャッチ部７１及びドアヒンジ部７４に接続される導線８１、８２もループアンテナとして作用する。
【００５４】
図５に示すのは、図２に示した信号生成部としての送信用アンプ３２の概略的な回路図である。図５に示すように、システムＥＣＵ４４から出力された車外リクエスト信号は、端子ＣＬＧを介して送信用アンプ３２に入力される。この車外リクエスト信号は、電圧増幅部３３において増幅されると共に変調される。その後、変調された車外リクエスト信号は、ゲイン調整用可変抵抗器３４を通過した後、後段の電力増幅部３６に必要な入力レベルに増幅するために緩衝増幅部３５に入力される。そして、電力増幅部３６にて増幅された車外リクエスト信号は、コンデンサとコイルとを備える並列共振回路３７に入力される。トロコイダルコア３８では磁気回路が形成され、上記並列共振回路３７からの入力によりトロコイダルコア３８を貫くように生じた磁束は誘導結合部３９を経て、高周波電流を端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２に出力させる。
このようにして、本発明の通信装置Ｃでは、信号生成部（システムＥＣＵ４４及び送信用アンプ３２）で生成された送信信号（リクエスト信号）が、信号電流の形態で送信アンテナ部（車室外アンテナ２５）から送信されることになる。
【００５５】
図３に示したシステム構成において、携帯機６０を用いて車体７０と平行に２ｍ離れた位置で車外リクエスト信号を受信できるように通信装置Ｃの出力を調整したとき、その消費電力は約０．２Ｗであった。他方で、従来のバーアンテナ（端子ＡＮＴ１と端子ＡＮＴ２との間にフェライトバーインダクタとコンデンサとを接続して形成したアンテナ）をドアハンドルに設け、同じく携帯機６０を用いて車体と平行に２ｍ離れた位置で車外リクエスト信号を受信できるように出力を調整したとき、その消費電力は約０．６Ｗであった。このように、本発明の通信装置Ｃでは、信号出力端子ＡＮＴ１、ＡＮＴ２を接続する部位（本発明の第１部位及び第２部位に相当する）を選択してループ状経路Ｘを適宜設定することで、従来のシステムと比較して３分の１程度の消費電力で同程度の放射電波強度を得ることができた。
【００５６】
以上のように、本発明では、長波帯域の周波数の高周波信号源を車両のループ状の部分に直接接続して給電することにより高周波電流を車両に流し、車体をアンテナ（送信アンテナ部）として作用させた。このように、導電性部材によって形成されるループ状経路に通電することで、車体を用いた従来からのバーアンテナは不要になるとともに、渦電流損を激減させ、かつ大きなループ面積を確保できるので、アンテナ効率を飛躍的に向上させることができる。
また、本発明の通信装置を車両に設けた場合のスマートエントリシステムの構成は、従来のようなドアハンドルにフェライトバーなどを設ける場合に比べて簡単になることから、故障などに対する信頼性が向上する。また、送信アンテナ部を構成するに際して、部品点数が減り、且つ、組み付け工程が簡略化されることから、コスト低減への効果も大きい。更には、導電性の車体自体がアンテナとなるため、車体表面にアンテナを装着しなくてもよく、車両デザイン上、何らの制約を与えるものでもない。
【００５７】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ドアキャッチ部のストライカが車体と導通するように構成されていたが、ストライカと車体とが電気的に導通しないように構成されることもある。図６には、第２実施形態の通信装置として、ストライカと車体とを電気的に絶縁して構成した例を示す。ここでは、特に、送信用アンプ３２の出力端子を接続する部位が第１実施形態の場合と異なっている。以下に、第２実施形態の通信装置について説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００５８】
図６は、ドアキャッチ部７７のストライカ７９が、電気絶縁体７８を介して車体７０に装着されている状態を示している。つまり、ストライカ７９と車体７０とは電気的に導通していない。但し、第１実施形態と同様に、ドアヒンジ部７４では車体７０とドア８０とは導通している。送信用アンプ３２の出力端子（端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２）は、送信用アンプ３２から出力される信号電流が流れるループ状経路の途中の、電気絶縁体７８を挟む第１部位と第２部位とに接続されている。具体的には、上述した２つの出力端子である端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２が、電気絶縁体７８を挟んで位置する、車体７０と導通する部材７０ａと、ドアキャッチ部７７のストライカ７９に接続される。但し、送信用アンプ３２の出力端子を上記部材７０ａではなく、車体７０に接続してもよい。
本構成においては、上記車体７０と導通する部材７０ａ、及び、ストライカ７９が、本発明における「第１部位」及び「第２部位」に相当する。また、本構成は、車体７０とドア８０とで略ループ状に構成した導電性部材に対して、前記信号生成部としての送信用アンプ３２等を直列に接続し、一つのループ状経路を構成したものである。
【００５９】
図７は、車両のドア８０が閉じられているときに、導電性部材である車体７０及びドア８０に形成される電流経路ｘ２１〜ｘ２６を模式的に示す図である。第１実施形態でも説明したように、ドアヒンジ部７４によって車体７０とドア８０とは導通している。従って、図７に示すように、端子ＡＮＴ２が接続されるドアキャッチ部７７のストライカ７９から、ドア８０と、ドアヒンジ部７４と、車体７０とを介して、端子ＡＮＴ１が接続される部材７０ａへ至るループ状経路Ｘ（ｘ２１〜ｘ２６）に、送信用アンプ３２からの信号電流が給電される。
【００６０】
以上のように、車体７０及びドア８０等の導電性部材によって形成されるループ状経路Ｘの途中に電気絶縁体７８が設けられていても、送信用アンプ３２の出力端子を、その電気絶縁体７８を挟む部位（本実施形態では部材７０ａ及びストライカ７９）に直列に接続することで、第１実施形態と同様にループアンテナとして作用する車室外アンテナ２５を形成できる。
このような電気絶縁体７８は、ストライカ７９に設ける場合に限られず、ドアヒンジ部７４の側に設けてもよい。車両の車体は、通常、鋼板で構成されているから、その何れかの箇所に上記のごとく絶縁部を設けることは意外に煩雑である。しかし、ストライカ７９やドアヒンジ部７４は車体に後から取り付けるものであるため、これらの箇所に上記電気絶縁体７８を設けることは極めて容易である。このように電気絶縁体７８を設けることで、ドア８０を流れる電流と送信用アンプ３２からの給電線の電流とが逆向きに流れることもなく給電効率が高まる。実際に１３４ｋＨｚの送信機及び受信機を試作したところ、本構成であれば、従来のアンテナシステムに比較して消費電力が１０分の１程度に低減されることが確認できた。
【００６１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の通信装置は、送信用アンプ３２の出力を他の部材へ有線接続せずにループアンテナへの給電を行う点で、送信用アンプ３２の出力を上記第１部位及び上記第２部位へ有線接続していた第１実施形態及び第２実施形態と異なる。つまり、第３実施形態は、送信用アンプ３２の出力をループアンテナへ給電するときに有線接続しない構成にした以外は第１実施形態と同様である。以下、第３実施形態の通信装置について図８及び図９を参照して説明するが、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００６２】
図８は、ドアキャッチ部７１が有するストライカ７２の周囲に、図５に示した磁性体であるトロイダルコア３８を配置した状態の説明図である。つまり、本実施形態の通信装置では、図２及び図５に示した端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２、並びに、導線８１，８２を用いず、送信用アンプ３２は車室外アンテナ２５に直接接続される。
図９は、車両のドア８０が閉じられているとき、導電性部材である車体７０及びドア８０に形成される電流経路ｘ３１〜ｘ３５を模式的に示す図である。第１実施形態でも説明したように、車両のドア８０が閉じられているとき、車体７０に設けられるストライカ７２とドア８０に設けられるラッチ機構（図示せず）とを有するドアキャッチ部７１によって、車体７０とドア８０とは導通している。また、ドアヒンジ部７４によって車体７０とドア８０とは導通している。車体７０とドア８０とを接続するストライカ７２の周囲には、図５に示したトロイダルコア３８が配置されている。よって、環状のトロイダルコア３８を貫くように磁束が生じるため、トロイダルコア３８に囲まれたストライカ７２には誘導電流が流れることになる。そして、この誘導電流が上記電流経路ｘ３１〜ｘ３５を流れる。以上のように、車両のドア８０が閉じられているとき、車体７０及びドア８０には、図９中の矢印で示すループ状経路Ｘ（ｘ３１〜ｘ３５など）が形成され、ループアンテナとしての車室外アンテナ２５が実現される。つまり、本実施形態の通信装置では、送信用アンプ３２からの出力は、ループ状経路Ｘとの磁界結合によりループアンテナ２５に給電されるように構成されている。
尚、このようなトロイダルコア３８は、ストライカ７２に設ける場合に限られず、ドアヒンジ部７４の側に設けてもよい。
【００６３】
＜第４実施形態＞
上記実施形態では、端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２を車体７０のドアキャッチ部７１及びドアヒンジ部７４のそれぞれに設けた場合について説明したが、ループ状の電流を流して微小ループアンテナを形成できるのであれば他の部位に接続してもよい。
【００６４】
例えば、図１０に示すように、車両のトランク９０の開口の縁部や、車両のバックドアの開口の縁部、給油口などの開口の縁部に沿ったループ状経路に、送信用アンプ３２からの信号電流を流すことも可能である。この場合に、トランク９０、バックドア、給油口等を車体７０に連結する機構は、車体７０にドア８０を連結する機構と同様である。特に、トランク９０であれば、トランク９０を閉じ状態に保持するトランクキャッチ部と、トランク９０を回動可能に支持するトランクヒンジ部とに対して、上述の給電機構を備えることができる。
【００６５】
この他にも、図１０に示すように、車体７０のフロント窓部の開口の縁部や、前席サイドドアの窓部開口の縁部、後席サイドドアの窓部開口の縁部、給油口の開口部等にループ状経路Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４等を形成することができる。よって、単に乗員の乗降に関する通信装置としてだけではなく、窓部・給油口等の開閉制御など様々な用途の通信装置を構成することができる。
【００６６】
＜その他の実施形態＞
本発明の通信装置Ｃは上記実施形態に説明した車両のような機器に設けるだけでなく、他の機器又は施設に設けてもよい。
図１１には、電流が流れるループ状経路Ｘ４を部屋や建物などの施設の出入り口に設けて、本発明の通信装置を構成した例を示す。この場合も上記実施形態と同様に、矩形である出入り口のドア８０の枠部（開口の縁部）に上記端子ＡＮＴ１及び上記端子ＡＮＴ２を接続してループ電流を給電する。従って、ドア８０の枠部が本発明の導電性部材に相当する。その結果、そのループ電流が流れる経路Ｘ４をループアンテナとすることができる。この例において、端子ＡＮＴ１及び端子ＡＮＴ２の二つの信号出力端子は、ドア８０の枠部に形成されるループ状経路Ｘ４の途中の第１部位８２と第２部位８３とに接続される。２つの信号出力端子（ＡＮＴ１及びＡＮＴ２）は、矩形である開口の対角位置にそれぞれ接続されており、第１部位８２と第２部位８３との間の距離はループ状経路Ｘ４の半周分に相当する。従って、第１部位８２と第２部位８３との間には経路長が等しく、その経路におけるインピーダンスもほぼ等しい２通りの電流経路が形成されることになる。この結果、当該二通りの電流経路のそれぞれに等しく電流が流れることになり、ループ面を貫く方向に沿った磁界をループ内で発生させることができる。
このようにして施設の出入り口にスマートエントリシステムを設けることで、施設の利用者が所持する携帯機の認証を行って、上記機器又は施設を利用する正当な権限を有しているか否かを判定できる。この場合、ドアノブ８１に、上述した解錠操作センサ２２及び施錠操作スイッチ２３と同様の機能を有するセンサ及びスイッチを設けることができる。
【００６７】
また、上記送信用アンプ３２の装置構成は、図５の回路図に例示したものに限定されず、適宜改変可能である。図１２及び図１３は、上記第３実施形態の通信装置における送信用アンプの改変例の概略図である。例えば上記第３実施形態では、図８及び図９に示したように、ストライカ７２を取り囲むようにしてトロイダルコア３８を配置して、誘導結合部３９においてストライカ７２に誘導電流を流していた。一方で、図１２及び図１３に例示する改変例では、ストライカ７２を取り囲むようにしてトロイダルコア２７を配置し、上記実施形態と同様の構成のトロイダルコア３８に巻回され、且つ、トロイダルコア２７に巻回される導線２６を配置している。よって、上記並列共振回路３７からの入力によりトロイダルコア３８のコア内部を貫くように生じた磁束は、誘導結合部３９において環状の導線２６に電流を誘導し、その導線２６に誘導された電流は、誘導結合部２８においてトロイダルコア２７のコア内部を貫く磁束を発生させる。その結果、トロイダルコア２７のコア内部を貫くように生じた磁束は、誘導結合部２９においてストライカ２７に誘導電流を流すことになる。
以上のように、上記並列共振回路３７からの入力をループ状経路Ｘに供給するとき、トロイダルコアと環状の導線とを単数又は複数個組み合わせることで形成される単数又は複数の誘導結合部を経由するように改変できる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る通信装置の機能ブロック図
【図２】本発明に係る通信装置の要部を示す機能ブロック図
【図３】電流が流れるループ状の経路を示す説明図
【図４】給電状態を示す説明図
【図５】送信用アンプを示すブロック図
【図６】第２実施形態に係る電気絶縁体を示す説明図
【図７】第２実施形態に係る給電状態を示す説明図
【図８】第３実施形態に係るトロイダルコアを示す説明図
【図９】第３実施形態に係る給電状態を示す説明図
【図１０】第４実施形態に係るループ状の経路を示す説明図
【図１１】更に別の実施形態に係るループ状の経路を示す説明図
【図１２】更に別の実施形態に係るトロイダルコアを示す説明図
【図１３】更に別の実施形態に係る給電状態を示す説明図
【符号の説明】
【００６９】
６０  携帯機（携帯型受信機）
７０  車体
７１  ドアキャッチ部（キャッチ部）
７４  ドアヒンジ部（支持部）
Ｘ    ループ状経路
【図１】
0004638814.tif 000002
【図２】
0004638814.tif 000003
【図３】
0004638814.tif 000004
【図４】
0004638814.tif 000005
【図５】
0004638814.tif 000006
【図６】
0004638814.tif 000007
【図７】
0004638814.tif 000008
【図８】
0004638814.tif 000009
【図９】
0004638814.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004638814.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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