携帯端末、車載装置、及び車両接近報知システム
【課題】異種局間で同一のチャンネルを利用しつつ相手局の種類（例：車載装置と携帯端末など）を簡単に識別することができる通信方式を実現すること。
【解決手段】携帯端末１００の送信処理部１２０には、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段が備えられている。車載装置５００の周波数弁別器５１３は、携帯端末１００の送信処理部１２０から送出されるキャリヤの周波数変調を復調する手段として備えられたものであり、判定部５１４は、その周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値以上の値を示した場合には信号解析部５３１に受信信号ｒを出力し、この周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値未満の値を示した場合には、受信信号ｒを無視する。その後段の信号解析部５３１は、入力された受信信号ｒを携帯端末１００から送られてきた正規の信号として解析する。
【解決手段】携帯端末１００の送信処理部１２０には、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段が備えられている。車載装置５００の周波数弁別器５１３は、携帯端末１００の送信処理部１２０から送出されるキャリヤの周波数変調を復調する手段として備えられたものであり、判定部５１４は、その周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値以上の値を示した場合には信号解析部５３１に受信信号ｒを出力し、この周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値未満の値を示した場合には、受信信号ｒを無視する。その後段の信号解析部５３１は、入力された受信信号ｒを携帯端末１００から送られてきた正規の信号として解析する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を車載装置に知らせ、車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者に端末を携帯させることにより、電波を使ってその歩行者の安全を図ろうとする従来技術としては、下記の特許文献１〜３に開示されているものがあるが、例えばこれらの通信システムにおいて、車両（車載装置）と歩行者（携帯端末）との間で相互に通信を行おうとする場合には、不特定多数の相手局が当該通信環境内に存在することが想定され得るため、少なくとも相手局が車両であるのか歩行者であるのかを簡単に識別することができる通信方式を確立しておくことが望ましい。
【０００３】
この様な異種局（例：車両と歩行者）の識別を簡単に行う通信方式としては、例えば、送出する電波のチャンネル（周波数帯域）をそれらの異種局間で分別するなどの方式が従来より一般的である。また、相互に同じチャンネルを使用する場合であっても、所定の通信プロトコルに基づいた時分割処理などを巧く用いることによって、目的外の他の信号を受けない様にする方法も考えられる。
【０００４】
なお、充放電回路を利用して間欠的に高周波を発振する発振装置としては、例えば、下記の特許文献４に記載されている間欠発振器などが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１７３４９９
【特許文献２】特開２００５−２０２６９３
【特許文献３】特開２００１−２９９５６３
【特許文献４】特公昭６２−１００５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の異種局識別方式を採用する場合、上記の様な時分割処理などの複雑な情報処理を行わなければならなくなる。即ち、それらの従来の異種局識別方式は、高度で高性能ではあるが、装置構成が大掛りとなり易いため、消費電力や携帯性、或いは装置の開発・製造コストなどの点で必ずしも有利であるとは言えない。また、異種局間でチャンネルを分離することは、チャンネルの使用効率の点でも不利である。
また、特に、特許文献１〜３に開示されている様な車両と歩行者との間における通信などでは、その通信内容は、極めて単純または簡易定形のものであることが多く、かつ、歩行者が使用する端末には高い携帯性が要求されるため、これらの通信システムにおいては、装置構成をより簡単なものにしたいと言うニーズが強い。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、異種局間で同一のチャンネルを利用しつつ相手局の種類（例：車載装置と携帯端末など）を簡単に識別することができる通信方式を実現することである。
また、本発明の更なる目的は、交通安全を図る車両接近報知システムに用いる携帯端末の小形化、軽量化、及び低消費電力化である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて歩行者の接近を車載装置に知らせ車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムで用いられる携帯端末において、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を備え、この携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くすることである。
【０００８】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段に、微小電流から得られる電荷を蓄積するコンデンサーと、コンデンサーに蓄積された電荷を間欠的に放電する波形整形回路と、この波形整形回路を給電源として間欠的に高周波を発振する発振器とを備えることである。
【０００９】
また、本発明の第３の手段は、上記の第１または第２の手段の携帯端末において、時定数の長い包絡線検波処理を実行する復調器を備えることである。
ただし、この時定数は例えば数百マイクロ秒程度かまたはそれ以上の長さであることがより望ましい。
【００１０】
また、本発明の第４の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて歩行者の接近を車載装置に知らせ車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムで用いられる車載装置において、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段を設け、この車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅を携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長くすることである。
【００１１】
ただし、上記の様なＦＭ判定手段は、例えば周波数弁別器などを用いて構成することが可能である。また、周波数弁別器を用いる代わりに、ミキシングによってビート信号を出力するヘテロダイン検波手段を用いても、上記の様なＦＭ判定手段を構成することができる。
【００１２】
また、本発明の第５の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を車載装置に知らせ、車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を携帯端末に設け、携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くし、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段か、または、受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段の少なくとも何れか一方を車載装置に備えることである。
【００１３】
また、本発明の第６の手段は、上記の第５の手段において、上記の携帯端末に、受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段を備えることである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を合理的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の本発明の手段によって得られる作用・効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、車載装置側では、受信されたｏｎ信号のパルス幅か、またはそのｏｎ信号における周波数変調の有無によって、そのｏｎ信号の発信元が、車両に搭載された車載装置であるのか、それとも歩行者が携帯する携帯端末であるのかを判別することが可能となる。また、携帯端末の側では、受信されたｏｎ信号のパルス幅によって、そのｏｎ信号の発信元が、車両に搭載された車載装置であるのか、それとも歩行者が携帯する携帯端末であるのかを判別することが可能となる。
【００１５】
したがって、本発明の第１の手段によれば、この様な異種局（車載装置と携帯端末）間で同一のチャンネルを利用しつつ、相手局の種類を簡単に識別することができる車両接近報知システムを実現することができる。
また、携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くすれば、携帯端末における消費電力を効果的に抑制することができるため、携帯端末の小形化のためにも、また、システム運用上も非常に都合がよい。
【００１６】
以下、上記の本発明の第２の手段の作用・効果について説明する。図１１の回路は、上記の発振器を構成するトランジスタの一般的な等価回路である。ここで、記号Ｂ／Ｇは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はベース（Ｂ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはゲート（Ｇ）を意味している。また、記号Ｅ／Ｓは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はエミッタ（Ｅ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはソース（Ｓ）を意味している。また、記号Ｃ／Ｄは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はコレクタ（Ｃ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはドレイン（Ｄ）を意味している。
【００１７】
そして、この等価回路における各コンデンサの容量は、発振器の給電源の給電電圧Ｖccに依存する。このため、ＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラ型のトランジスタを用いて構成される発振器の発振周波数ｆは、その給電電圧Ｖccの変動に応じて変化する。ただし、この給電電圧Ｖccに対する上記の容量の依存形態は、その発振器の回路構成によって大きく異なる。
【００１８】
また、上記の波形整形回路から出力される電力はそのコンデンサの放電に伴うものであるから、その給電電圧Ｖccの波形は山形となり、その立ち下がり部においては漸近的に０ｖに達する減衰部分が形成される。また、特に波形整形回路の出力部分にローパスフィルタを設ける場合などには、給電電圧Ｖccの山形波形の立ち上がりの部分にも低電圧部分が形成される。
このため、上記の送信装置が有する上記の発振器の発信周波数ｆは、波形整形回路から出力されるそれらの給電電圧Ｖccの山形波形の変化に伴って変化する。
【００１９】
したがって、本発明の第２の手段によれば、その様な周波数変調を有するｏｎ信号を容易に上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段から送出することができる。また、この様なｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段は、上記の波形整形回路を給電手段としているため、小形化したり低消費電力化したりすることが容易となり、特に携帯端末を構成する上で有利である。
【００２０】
また、車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅は、携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長いので、本発明の第３の手段によれば、携帯端末側の上記の包絡線検波処理によって、車載装置から発信されるｏｎ信号の方をより確実に復調することができ、これによって、携帯端末における他の携帯端末からの受信回数または受信確率を確実に低減させることができる。
【００２１】
また、本発明の第４または第５の手段によれば、車載装置側においてはそのＦＭ判定手段により、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無に基づいて、そのｏｎ信号が上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段から出力されたｏｎ信号であるか否かを判定することができる。このため、その車載装置側では、相手局が携帯端末であるのか否かを上記のＦＭ判定手段を用いて容易に判定することができる。
【００２２】
また、本発明の第６の手段によれば、携帯端末においても、受信したｏｎ信号のパルス幅の長短に基づいて、相手局が携帯端末であるのか車載装置であるのかを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
また、例えば携帯端末が有する受信回路の後段に、所定の幅よりもパルス幅が短いｏｎ信号を無視する様な制御回路を設けておくことができる。そして、この場合には、携帯端末から別の携帯端末に対して送出されたｏｎ信号は、その受信側では無視されるため、各携帯端末においては、車載装置から送出された信号だけを選択的に受信することができる。勿論、上記の制御回路では、所定の幅よりも短いパルス幅を有するｏｎ信号を無視する代わりに、そのｏｎ信号の発信周期によって、当該信号を他の信号と区別する様にしても良い。
【００２４】
なお、受信したｏｎ信号のパルス幅の長短を判定する代わりに、例えばｏｎ信号の発信周期の長さに基づいて、発信元が車載装置であるのか携帯端末であるのかを判別する様にしても良い。
【００２５】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
図１に、本実施例１の車両接近報知システムのシステム構成図を示す。この車両接近報知システムは、不特定多数の車両にそれぞれ搭載された車載装置５００と、不特定多数の歩行者がそれぞれ携帯する携帯端末１００から構成される。携帯端末１００には、受信アンテナ１０１と送信アンテナ１０２が具備されており、受信アンテナ１０１は受信処理部１１０に接続されており、送信アンテナ１０２は送信処理部１２０に接続されている。
【００２７】
一方、車載装置５００は、受信処理部５１０と送信処理部５２０とデジタルデータ処理部５３０とから構成されており、受信アンテナ５０１は受信処理部５１０に、送信アンテナ５０２は送信処理部５２０にそれぞれ接続されている。受信処理部５１０は、周波数弁別器５１３や判定部５１４などを有しており、その判定の結果、受信されたｏｎ信号が周波数変調を有してた場合にのみ、それらの受信信号ｒがデジタルデータ処理部５３０の信号解析部５３１に入力される。
デジタルデータ処理部５３０は、ＣＰＬＤなどによって構成されており、その信号解析部５３１は、受信信号ｒを用いて所定の情報処理を実行し、その解析結果に基づいて信号生成部５３２は送信信号Ｔを生成する。また、送信処理部５２０は、送信信号Ｔをｏｎ・ｏｆｆ変調するｏｎ・ｏｆｆ変調部５２２と、その変調後の信号を送出するためのアンテナ５０２などから構成されている。
【００２８】
以下、この車両接近報知システムの各部の詳しい構造や動作について説明する。
まず、携帯端末１００の装置構成を図２に示す。携帯端末１００の受信処理部１１０は、受信アンテナ１０１の後に、伝送路に対して直列に接続されたコンデンサをその後部に有する整合回路ＭＣと包絡線検出回路１１１と増幅回路１１２と二値化回路１１３の各制御ブロックをこの順に伝送路に対して直列に接続することにより構成されている。
この様な受信処理部１１０は、例えば、特開２００４−１９４３０１や、特開２００５−１８４１７５などに開示されている周知の起動信号出力回路などを適当に応用することによって構成することができる。
【００２９】
また、携帯端末１００の送信回路１２０（図３）は、発振器１２１と波形整形回路１２２の各制御ブロックの直列接続により構成されている。発振器１２１に用いる発振器は、発振周波数が給電電圧（ＶCC）に依存するものが適している。これは、車載装置５００の周波数弁別器５１３によって復調されるべき周波数変調を出力信号（ｏｎ信号）に対して故意に積極的に与えるためであって、従来はこの逆に、発振周波数が給電電圧（ＶCC）に依存し難い特性の発振器が専ら選択的に用いられてきた。
【００３０】
上記の受信処理部１１０と送信回路１２０の各回路には、コイン電池から成る直流電源Ｅからそれぞれ給電される。受信処理部１１０の側には常時１０μＡ程度の給電が必要であるが、送信回路１２０の側には、送信処理実行時にのみ、その送信期間の平均値で約３００μＡ〜４００μＡ程度の給電をすれば十分である。
ただし、上記の直流電源Ｅ（小電流電源）には、自然エネルギーを利用した発電機（例：腕時計用発電機など）と二次電池（例：コンデンサーなど）とを組み合せて構成した電源などを用いても良い。
【００３１】
図３に上記の携帯端末１００の波形整形回路１２２の回路図を示す。この波形整形回路１２２は、パルス電源やＤＣ−ＤＣコンバーターなどに昨今利用されているものであるが、従来はこれらの波形整形回路は給電を安定させる目的で専ら用いられており、波形整形に基づく一時的な電流増大作用を利用して発振器などの負荷を間欠的に動作させる応用例は今のところ報告されていない。
【００３２】
この波形整形回路１２２には、コンデンサーＣ１，Ｃ２が設けられており、２つの各スイッチＳＷｂをそれぞれ開き（ｏｆｆし）、２つの各スイッチＳＷａをそれぞれ閉じる（ｏｎする）と、上記のコンデンサーＣ１，Ｃ２は互いに並列に接続され、かつ、これらのコンデンサーＣ１，Ｃ２は何れも直流電源Ｅによって抵抗Ｒを介して充電される様に接続される。この時の直流電源Ｅから波形整形回路１２２に流れ込む充電電流Ｉａを図４−Ａに例示する。ここに例示するグラフは、約０．１ミリ秒間の瞬時の放電と、約６ミリ秒間の充電とを交互に繰り返し行った時のものである。この時の直流電源Ｅから波形整形回路１２２に流れ込む電流の平均値は約４００μＡ程度になっており、最大値では７００μＡ程度になっている。
【００３３】
また、２つの各スイッチＳＷａをそれぞれ開き（ｏｆｆし）、２つの各スイッチＳＷｂをそれぞれ閉じる（ｏｎする）と、コンデンサーＣ１，Ｃ２は互いに直列に接続されるので、その時には元の並列接続時に各コンデンサーＣ１，Ｃ２の端子間に個々に生成されていた電位の２倍の電位をコンデンサーＣ３の両端子間に生成することができる。この波形整形回路１２２の出力部にはインダクタＬとキャパシタＣ３から成るローパスフィルタＬＰＦ１が設けられているので、この放電時には、キャパシタＣ１，Ｃ２に蓄電された電荷は、このローパスフィルタＬＰＦ１を介して発振器１２１に給電される。この時の給電電流Ｉｂ（即ち、波形整形回路１２２からの放電出力電流）を図４−Ｂ，−Ｃに図示する。この時の負荷（発振器１２１）に対する給電時間は、約０．１ミリ秒オーダーと短いが、発振器１２１を間欠的に動作させるためには十分な長さである。また、この時の給電電流Ｉｂは最大で３８ｍＡにも達しており、この電流値も発振器１２１を動作させるためには十分と言える。
【００３４】
図５に、上記の送信処理部１２０からのＲＦ出力に係わる実験結果を例示する。ただし、この実験は、以下で説明する図６の回路を用いて行ったものであり、その実施結果（ＲＦ出力）については、ミキサを用いてダウンコンバージョンした後の状態の波形を撮影して本グラフ（図５）に示している。また、この時のローカル周波数は５．８５２６ＧＨｚとした。
【００３５】
この実験に用いた実験システムの回路図を図６に示す。測定したのは、波形整形回路がない状態（定常状態）での発振周波数が５．８４１ＧＨｚとなるＳＡＷ発振器１２１″の発振出力信号である。また、この時の計測器には、上記のローカル周波数を有するヘテロダイン検波回路が入力段に接続されたオシロスコープを用いた。
【００３６】
この波形整形回路１２２″は、抵抗ρ（１ｋΩ）を介して直流電源Ｅ（５ｖ）から容量γ（０．４μＦ）に一旦蓄積されたエネルギーを、ｏｎ制御（スイッチσを閉じること）によってＳＡＷ発振器１２１″に供給するものであり、Λはローパスフィルタである。このスイッチσはＦＥＴからなり、端子ａから入力されるクロック信号を増幅する増幅回路Ａからの出力信号によってｏｎ／ｏｆｆ制御される。なお、このクロック信号は、周波数が１００Ｈｚ、デューティ比が５０％の矩形波とした。
【００３７】
この時、直流電源Ｅからは波形整形回路１２２″に対して、平均４００μＡの電流ｉが断続的に供給された。図５のグラフは、毎秒１００回、スイッチσが開状態から閉状態に遷移した直後に得られるものであり、この時の図５のｏｎ信号のパルス幅は、約１５０マイクロ秒であった。このパルス幅は、図４−Ｃの山形波形のパルス幅に対応している。
【００３８】
図５のグラフに例示したｏｎ信号は、上記の通りダウンコンバージョンして記録されたものであるが、このｏｎ信号において実際には、ＳＡＷ発振器１２１″から発振される高周波信号の周波数が、ＳＡＷ発振器１２１″への給電電圧Ｖccが低い時に高くなっている。即ち、図５のグラフに例示したｏｎ信号の左右の裾部では、その中央部（包絡線の腹部）よりも遥かに高く、かつ上記のローカル周波数に近い周波数が観測される。これは、先に図１１を用いて説明した様に、ＳＡＷ発振器を構成するトランジスタが有する容量が、そのＳＡＷ発振器に対する給電電圧に依存するためである。
以下、これらの依存形態について具体的に例示する。
【００３９】
図７に、上記の実験システムに用いたＳＡＷ発振器１２１″の回路図を示す。このＳＡＷ発振器１２１″のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にはそれぞれエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されているため、各トランジスタには自己バイアスが大きく掛かる。この時、給電電圧Ｖccを上昇させると、各トランジスタに流れるエミッタ電流は制限されるので、各トランジスタのベース・エミッタ間電圧は、ＳＡＷ発振器１２１″への給電電圧Ｖccの増大に伴って減少する。
【００４０】
したがって、この時、トランジスタＴｒ１のベース容量は、給電電圧Ｖccの増大に伴って減少する。また、このトランジスタＴｒ１のベース容量は、本図７のＳＡＷ共振子に対して並列に接続されている。したがって、上記の通り本ＳＡＷ発振器１２１″の共振周波数は、給電電圧Ｖccが高い時に低くなっている。なお、図中のダブラーは、その前段で生成した基本波の周波数を２倍に増大させるためのものである。
【００４１】
また、本グラフを包む上側の包絡線の増減変動は、発振器１２１に給電される電源電圧ＶCCの増減変動に概ね対応しており、よって、図１の送信処理部１２０が備える図２、図３の発振器１２１においても、図７と略同様の回路構成にしたがえば、出力される高周波の周波数を、電源電圧ＶCCが低い部分で相対的に高くすることができる。携帯端末１００の送信処理部１２０より送出される高周波に対して、周波数変調を付与できるのは、これらの作用のためである。ただし、発振器の具体的な回路構成によっては、発振される高周波の周波数ｆを、電源電圧ＶCCが低い時程低くすることもできる。即ち、電源電圧ＶCCに対する発振周波数ｆの依存形態は、その発振器の回路構成によって任意に設定することができる。
【００４２】
また、本願発明のＦＭ判定手段は、上記の様なビート信号を生成するヘテロダイン検波手段によって構成しても良い。この場合にも、そのビート信号の波形特性などを利用すれば、受信したｏｎ信号における周波数変調の有無を判定することができる。
また、車載装置から発信するｏｎ信号のパルス幅と、携帯端末から発信するｏｎ信号のパルス幅とが明らかに異なれば、それらの差異に基づいて、発信元の種類（携帯端末か車載装置か）を判別することができる。また、車載装置から発信するｏｎ信号の発信周期と、携帯端末から発信するｏｎ信号の発信周期についても、それらの長さを異なる値に設定することにより同様の効果を得ることができる。
【００４３】
以下、図１の車載装置５００の詳細な動作について具体的に説明する。
この車載装置５００の周波数弁別器５１３は、上記の様なｏｎ信号が有する周波数変調を復調する手段として備えられたものであり、判定部５１４は、その周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値以上の値を示した場合には信号解析部５３１に対して、受信信号ｒを出力し、この周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値未満の値を示した場合には、その受信信号ｒを他の局から送られてきた不測の信号として無視する。
その後段の信号解析部５３１は、入力される上記の受信信号ｒを携帯端末１００から送られてきた正規の信号として解析する。
【００４４】
一方、送信処理部５２０が有するｏｎ・ｏｆｆ変調部５２２は、定常的かつ安定的に生成されている一定周波数の高周波に対する送出動作をスイッチング操作でｏｎ／ｏｆｆ制御することによって、所望のｏｎ・ｏｆｆ変調処理を実現するものであるので送信アンテナ５０２からは一定の周波数を有する高周波だけが送出され、よってそのキャリヤは周波数変調されていない。
【００４５】
したがって、信号解析部５３１においては、例えば、自身以外の他の車載装置５００から送出されたｏｎ・ｏｆｆ変調波を受信することは、上記の周波数弁別器５１３と判定部５１４の作用に基づいて自動的に防止される。このため、信号解析部５３１は、専ら携帯端末１００から送信された信号だけを処理することができる。即ち、車載装置５００と携帯端末１００との間において同一のチャンネルを使用していても、各車載装置５００は、他の車載装置５００からのキャリヤと携帯端末１００からのキャリヤとを容易に区別することができ、携帯端末１００からのキャリヤ（受信信号ｒ）だけを選択的に解析処理することができる。
【００４６】
また、上記の送信局の種類（携帯端末と車載装置）の判別は、各送信局が出力するｏｎ／ｏｆｆ信号におけるｏｎ信号のパルス幅の違いや、ｏｎ信号の発信周期の違いに基づいて行う様にしても良い。
【００４７】
以下、図８−Ａ，−Ｂ、図９−Ａ，−Ｂ、及び図１０−Ａ，−Ｂを用いて、前述の図２の受信処理部１１０の検波動作について詳しく説明する。
図８−Ａのグラフは、受信処理部１１０の接続点Ｐ１における検波信号を例示したものである。ただし、このグラフは、シミュレータを用いて接続点Ｐ１における検波信号を検証した際の検証結果を示したものである。また、図８−Ｂは、その時の、図２の受信処理部１１０の接続点Ｐ２におけるｏｎ・ｏｆｆ復調信号のシミュレーション結果を示している。
なお、これらのシミュレーション結果（図８−Ａ，−Ｂ）は、車載装置５００から携帯端末１００に対してｏｎ・ｏｆｆ変調された高周波信号を送った時のものであり、この時の受信アンテナ１０１において受信されたｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号のパルス幅は７８１マイクロ秒と仮定し、その電力は−６０ｄＢｍと仮定した。
この信号の接続点Ｐ２における出力電位Ｖout （図８−Ｂ）は、約０．７ミリ秒のパルス幅を示している。
【００４８】
図９−Ａ，−Ｂは、携帯端末１００から他の携帯端末１００に対して高周波が伝送されてしまった時の、受信側の携帯端末１００の受信アンテナ１０１でのｏｎ・ｏｆｆ変調波のピーク値の電力を−６０ｄＢｍとし、更にそのパルス幅を７０マイクロ秒と仮定した場合における、上記と同様のシミュレーションの結果を示しており、図９−Ａには点Ｐ１における電位が、図９−Ｂには点Ｐ２における電位がそれぞれ例示されている。
この場合、受信されたｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号のパルス幅が非常に狭いため、受信側の携帯端末１００においてｏｎ・ｏｆｆ復調処理を実行する受信処理部１１０は、その受信信号を無視してその復調結果である電位Ｖout を出力している。この作用は、受信処理部１１０におけるノイズ除去作用として理解することができる。
【００４９】
一方、図１０−Ａ，−Ｂは、受信側の携帯端末１００の受信アンテナ１０１でのｏｎ・ｏｆｆ変調波のピーク値の電力を−５０ｄＢｍとする点以外は、上記の図９−Ａ，−Ｂの場合と同じ条件にして上記と同様のシミュレーションを行った結果を示している。即ち、この場合は、上記の２台の携帯端末１００が互いに近距離に位置していた場合に相当している。そして、この様な場合には、入力レベルが高いために、上記のノイズ除去作用は得られず、各ｏｎ・ｏｆｆ復調波のピーク値はそれぞれ０．５ｖを超過している。
しかしながら、それらのパルス幅は、何れも５００マイクロ秒以下であるため、それらは車載装置５００からの到来波とは、明確に区別することができる。
【００５０】
また、図２の出力端子Ｐ２の位置に、所定の幅よりもパルス幅が短い受信信号については当該信号を無視する様な回路を設けることができ、この様な回路構成を採用する場合には、携帯端末１００から別の携帯端末１００に対して送出された信号は、その受信側では無視されるため、各携帯端末１００においては、車載装置５００から送出された信号だけを選択的に受信することができる。
具体的にはこの様な回路は、例えば、ＲＣローパスフィルタなどで簡単に構成することができる。
【００５１】
また、受信されたｏｎ信号の到来周期を判別する様な、特別な判別回路を図２の出力端子Ｐ２の位置に設ける様にしても良い。この場合には、携帯端末１００と車載装置５００との間で、送出するｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号の送出周期を互いに異ならせることによって、同様の選択的な受信を実現することが可能となる。
【００５２】
〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
【００５３】
（変形例１）
例えば、二値化回路１１３と波形整形回路１２２との間には、スイッチを設けたりシフトレジスタを設けたりしても良い。携帯端末からの返信応答の要否を判定する通信制御回路などを受信処理部１１０に備え、それを用いてその様なスイッチを開閉制御すれば、これにより車載装置に対する不要な返信応答処理を抑止することができる。また、その様なシフトレジスタは、受信データの一時的な記憶や遅延操作などを実現したい場合などに有効となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば携帯端末などの簡易な送信装置を用いて、限られたチャンネルを分離せずに有効に利用しようとする通信システムに有用であり、その送信装置の小形化や低消費電力化などに特に有利である。したがって、本発明は、例えば、無線応答する携帯端末を有する端末携帯者の接近を車載装置によって検知してその接近を運転者に報知する車両接近報知システムなどに応用することができるが、その適用範囲はこれに限定されるものではなく、本発明は、簡易な移動体通信などを中心とする任意の通信システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１の車両接近報知システムのシステム構成図
【図２】携帯端末１００の装置構成を示すブロック図
【図３】携帯端末１００の波形整形回路１２２の回路図
【図４−Ａ】電池Ｅから波形整形回路１２２に供給される電流Ｉａのグラフ
【図４−Ｂ】波形整形回路１２２から発振器１２１に供給される電流Ｉｂのグラフ
【図４−Ｃ】波形整形回路１２２から発振器１２１に供給される電流Ｉｂのグラフ
【図５】発振器１２１からのＲＦ出力のシミュレーション結果を例示するグラフ
【図６】図５のシミュレーションに用いた実験システムの回路図
【図７】図６の実験システムに用いたＳＡＷ発振器１２１″の回路図
【図８−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図８−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図９−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図９−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図１０−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図１０−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図１１】トランジスタの一般的な等価回路を示す回路図
【符号の説明】
【００５６】
１００ ： 携帯端末
１１０ ： 受信処理部
１２０ ： 送信処理部
１２１ ： 発振器
１２２ ： 波形整形回路
５００ ： 車載装置
５１３ ： 周波数弁別器
５２０ ： 送信処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を車載装置に知らせ、車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行者に端末を携帯させることにより、電波を使ってその歩行者の安全を図ろうとする従来技術としては、下記の特許文献１〜３に開示されているものがあるが、例えばこれらの通信システムにおいて、車両（車載装置）と歩行者（携帯端末）との間で相互に通信を行おうとする場合には、不特定多数の相手局が当該通信環境内に存在することが想定され得るため、少なくとも相手局が車両であるのか歩行者であるのかを簡単に識別することができる通信方式を確立しておくことが望ましい。
【０００３】
この様な異種局（例：車両と歩行者）の識別を簡単に行う通信方式としては、例えば、送出する電波のチャンネル（周波数帯域）をそれらの異種局間で分別するなどの方式が従来より一般的である。また、相互に同じチャンネルを使用する場合であっても、所定の通信プロトコルに基づいた時分割処理などを巧く用いることによって、目的外の他の信号を受けない様にする方法も考えられる。
【０００４】
なお、充放電回路を利用して間欠的に高周波を発振する発振装置としては、例えば、下記の特許文献４に記載されている間欠発振器などが知られている。
【特許文献１】特開２００３−１７３４９９
【特許文献２】特開２００５−２０２６９３
【特許文献３】特開２００１−２９９５６３
【特許文献４】特公昭６２−１００５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の従来の異種局識別方式を採用する場合、上記の様な時分割処理などの複雑な情報処理を行わなければならなくなる。即ち、それらの従来の異種局識別方式は、高度で高性能ではあるが、装置構成が大掛りとなり易いため、消費電力や携帯性、或いは装置の開発・製造コストなどの点で必ずしも有利であるとは言えない。また、異種局間でチャンネルを分離することは、チャンネルの使用効率の点でも不利である。
また、特に、特許文献１〜３に開示されている様な車両と歩行者との間における通信などでは、その通信内容は、極めて単純または簡易定形のものであることが多く、かつ、歩行者が使用する端末には高い携帯性が要求されるため、これらの通信システムにおいては、装置構成をより簡単なものにしたいと言うニーズが強い。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、異種局間で同一のチャンネルを利用しつつ相手局の種類（例：車載装置と携帯端末など）を簡単に識別することができる通信方式を実現することである。
また、本発明の更なる目的は、交通安全を図る車両接近報知システムに用いる携帯端末の小形化、軽量化、及び低消費電力化である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するためには、以下の手段が有効である。
即ち、本発明の第１の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて歩行者の接近を車載装置に知らせ車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムで用いられる携帯端末において、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を備え、この携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くすることである。
【０００８】
また、本発明の第２の手段は、上記の第１の手段において、上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段に、微小電流から得られる電荷を蓄積するコンデンサーと、コンデンサーに蓄積された電荷を間欠的に放電する波形整形回路と、この波形整形回路を給電源として間欠的に高周波を発振する発振器とを備えることである。
【０００９】
また、本発明の第３の手段は、上記の第１または第２の手段の携帯端末において、時定数の長い包絡線検波処理を実行する復調器を備えることである。
ただし、この時定数は例えば数百マイクロ秒程度かまたはそれ以上の長さであることがより望ましい。
【００１０】
また、本発明の第４の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて歩行者の接近を車載装置に知らせ車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムで用いられる車載装置において、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段を設け、この車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅を携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長くすることである。
【００１１】
ただし、上記の様なＦＭ判定手段は、例えば周波数弁別器などを用いて構成することが可能である。また、周波数弁別器を用いる代わりに、ミキシングによってビート信号を出力するヘテロダイン検波手段を用いても、上記の様なＦＭ判定手段を構成することができる。
【００１２】
また、本発明の第５の手段は、携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を車載装置に知らせ、車両の接近を携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて、発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を携帯端末に設け、携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くし、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段か、または、受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段の少なくとも何れか一方を車載装置に備えることである。
【００１３】
また、本発明の第６の手段は、上記の第５の手段において、上記の携帯端末に、受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段を備えることである。
以上の本発明の手段により、前記の課題を合理的に解決することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上の本発明の手段によって得られる作用・効果は以下の通りである。
即ち、本発明の第１の手段によれば、車載装置側では、受信されたｏｎ信号のパルス幅か、またはそのｏｎ信号における周波数変調の有無によって、そのｏｎ信号の発信元が、車両に搭載された車載装置であるのか、それとも歩行者が携帯する携帯端末であるのかを判別することが可能となる。また、携帯端末の側では、受信されたｏｎ信号のパルス幅によって、そのｏｎ信号の発信元が、車両に搭載された車載装置であるのか、それとも歩行者が携帯する携帯端末であるのかを判別することが可能となる。
【００１５】
したがって、本発明の第１の手段によれば、この様な異種局（車載装置と携帯端末）間で同一のチャンネルを利用しつつ、相手局の種類を簡単に識別することができる車両接近報知システムを実現することができる。
また、携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅を車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短くすれば、携帯端末における消費電力を効果的に抑制することができるため、携帯端末の小形化のためにも、また、システム運用上も非常に都合がよい。
【００１６】
以下、上記の本発明の第２の手段の作用・効果について説明する。図１１の回路は、上記の発振器を構成するトランジスタの一般的な等価回路である。ここで、記号Ｂ／Ｇは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はベース（Ｂ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはゲート（Ｇ）を意味している。また、記号Ｅ／Ｓは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はエミッタ（Ｅ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはソース（Ｓ）を意味している。また、記号Ｃ／Ｄは、そのトランジスタがバイポーラ型の時はコレクタ（Ｃ）を意味し、そのトランジスタがＭＯＳＦＥＴの場合にはドレイン（Ｄ）を意味している。
【００１７】
そして、この等価回路における各コンデンサの容量は、発振器の給電源の給電電圧Ｖccに依存する。このため、ＭＯＳＦＥＴまたはバイポーラ型のトランジスタを用いて構成される発振器の発振周波数ｆは、その給電電圧Ｖccの変動に応じて変化する。ただし、この給電電圧Ｖccに対する上記の容量の依存形態は、その発振器の回路構成によって大きく異なる。
【００１８】
また、上記の波形整形回路から出力される電力はそのコンデンサの放電に伴うものであるから、その給電電圧Ｖccの波形は山形となり、その立ち下がり部においては漸近的に０ｖに達する減衰部分が形成される。また、特に波形整形回路の出力部分にローパスフィルタを設ける場合などには、給電電圧Ｖccの山形波形の立ち上がりの部分にも低電圧部分が形成される。
このため、上記の送信装置が有する上記の発振器の発信周波数ｆは、波形整形回路から出力されるそれらの給電電圧Ｖccの山形波形の変化に伴って変化する。
【００１９】
したがって、本発明の第２の手段によれば、その様な周波数変調を有するｏｎ信号を容易に上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段から送出することができる。また、この様なｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段は、上記の波形整形回路を給電手段としているため、小形化したり低消費電力化したりすることが容易となり、特に携帯端末を構成する上で有利である。
【００２０】
また、車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅は、携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長いので、本発明の第３の手段によれば、携帯端末側の上記の包絡線検波処理によって、車載装置から発信されるｏｎ信号の方をより確実に復調することができ、これによって、携帯端末における他の携帯端末からの受信回数または受信確率を確実に低減させることができる。
【００２１】
また、本発明の第４または第５の手段によれば、車載装置側においてはそのＦＭ判定手段により、受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無に基づいて、そのｏｎ信号が上記のｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段から出力されたｏｎ信号であるか否かを判定することができる。このため、その車載装置側では、相手局が携帯端末であるのか否かを上記のＦＭ判定手段を用いて容易に判定することができる。
【００２２】
また、本発明の第６の手段によれば、携帯端末においても、受信したｏｎ信号のパルス幅の長短に基づいて、相手局が携帯端末であるのか車載装置であるのかを判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
また、例えば携帯端末が有する受信回路の後段に、所定の幅よりもパルス幅が短いｏｎ信号を無視する様な制御回路を設けておくことができる。そして、この場合には、携帯端末から別の携帯端末に対して送出されたｏｎ信号は、その受信側では無視されるため、各携帯端末においては、車載装置から送出された信号だけを選択的に受信することができる。勿論、上記の制御回路では、所定の幅よりも短いパルス幅を有するｏｎ信号を無視する代わりに、そのｏｎ信号の発信周期によって、当該信号を他の信号と区別する様にしても良い。
【００２４】
なお、受信したｏｎ信号のパルス幅の長短を判定する代わりに、例えばｏｎ信号の発信周期の長さに基づいて、発信元が車載装置であるのか携帯端末であるのかを判別する様にしても良い。
【００２５】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
ただし、本発明の実施形態は、以下に示す個々の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２６】
図１に、本実施例１の車両接近報知システムのシステム構成図を示す。この車両接近報知システムは、不特定多数の車両にそれぞれ搭載された車載装置５００と、不特定多数の歩行者がそれぞれ携帯する携帯端末１００から構成される。携帯端末１００には、受信アンテナ１０１と送信アンテナ１０２が具備されており、受信アンテナ１０１は受信処理部１１０に接続されており、送信アンテナ１０２は送信処理部１２０に接続されている。
【００２７】
一方、車載装置５００は、受信処理部５１０と送信処理部５２０とデジタルデータ処理部５３０とから構成されており、受信アンテナ５０１は受信処理部５１０に、送信アンテナ５０２は送信処理部５２０にそれぞれ接続されている。受信処理部５１０は、周波数弁別器５１３や判定部５１４などを有しており、その判定の結果、受信されたｏｎ信号が周波数変調を有してた場合にのみ、それらの受信信号ｒがデジタルデータ処理部５３０の信号解析部５３１に入力される。
デジタルデータ処理部５３０は、ＣＰＬＤなどによって構成されており、その信号解析部５３１は、受信信号ｒを用いて所定の情報処理を実行し、その解析結果に基づいて信号生成部５３２は送信信号Ｔを生成する。また、送信処理部５２０は、送信信号Ｔをｏｎ・ｏｆｆ変調するｏｎ・ｏｆｆ変調部５２２と、その変調後の信号を送出するためのアンテナ５０２などから構成されている。
【００２８】
以下、この車両接近報知システムの各部の詳しい構造や動作について説明する。
まず、携帯端末１００の装置構成を図２に示す。携帯端末１００の受信処理部１１０は、受信アンテナ１０１の後に、伝送路に対して直列に接続されたコンデンサをその後部に有する整合回路ＭＣと包絡線検出回路１１１と増幅回路１１２と二値化回路１１３の各制御ブロックをこの順に伝送路に対して直列に接続することにより構成されている。
この様な受信処理部１１０は、例えば、特開２００４−１９４３０１や、特開２００５−１８４１７５などに開示されている周知の起動信号出力回路などを適当に応用することによって構成することができる。
【００２９】
また、携帯端末１００の送信回路１２０（図３）は、発振器１２１と波形整形回路１２２の各制御ブロックの直列接続により構成されている。発振器１２１に用いる発振器は、発振周波数が給電電圧（ＶCC）に依存するものが適している。これは、車載装置５００の周波数弁別器５１３によって復調されるべき周波数変調を出力信号（ｏｎ信号）に対して故意に積極的に与えるためであって、従来はこの逆に、発振周波数が給電電圧（ＶCC）に依存し難い特性の発振器が専ら選択的に用いられてきた。
【００３０】
上記の受信処理部１１０と送信回路１２０の各回路には、コイン電池から成る直流電源Ｅからそれぞれ給電される。受信処理部１１０の側には常時１０μＡ程度の給電が必要であるが、送信回路１２０の側には、送信処理実行時にのみ、その送信期間の平均値で約３００μＡ〜４００μＡ程度の給電をすれば十分である。
ただし、上記の直流電源Ｅ（小電流電源）には、自然エネルギーを利用した発電機（例：腕時計用発電機など）と二次電池（例：コンデンサーなど）とを組み合せて構成した電源などを用いても良い。
【００３１】
図３に上記の携帯端末１００の波形整形回路１２２の回路図を示す。この波形整形回路１２２は、パルス電源やＤＣ−ＤＣコンバーターなどに昨今利用されているものであるが、従来はこれらの波形整形回路は給電を安定させる目的で専ら用いられており、波形整形に基づく一時的な電流増大作用を利用して発振器などの負荷を間欠的に動作させる応用例は今のところ報告されていない。
【００３２】
この波形整形回路１２２には、コンデンサーＣ１，Ｃ２が設けられており、２つの各スイッチＳＷｂをそれぞれ開き（ｏｆｆし）、２つの各スイッチＳＷａをそれぞれ閉じる（ｏｎする）と、上記のコンデンサーＣ１，Ｃ２は互いに並列に接続され、かつ、これらのコンデンサーＣ１，Ｃ２は何れも直流電源Ｅによって抵抗Ｒを介して充電される様に接続される。この時の直流電源Ｅから波形整形回路１２２に流れ込む充電電流Ｉａを図４−Ａに例示する。ここに例示するグラフは、約０．１ミリ秒間の瞬時の放電と、約６ミリ秒間の充電とを交互に繰り返し行った時のものである。この時の直流電源Ｅから波形整形回路１２２に流れ込む電流の平均値は約４００μＡ程度になっており、最大値では７００μＡ程度になっている。
【００３３】
また、２つの各スイッチＳＷａをそれぞれ開き（ｏｆｆし）、２つの各スイッチＳＷｂをそれぞれ閉じる（ｏｎする）と、コンデンサーＣ１，Ｃ２は互いに直列に接続されるので、その時には元の並列接続時に各コンデンサーＣ１，Ｃ２の端子間に個々に生成されていた電位の２倍の電位をコンデンサーＣ３の両端子間に生成することができる。この波形整形回路１２２の出力部にはインダクタＬとキャパシタＣ３から成るローパスフィルタＬＰＦ１が設けられているので、この放電時には、キャパシタＣ１，Ｃ２に蓄電された電荷は、このローパスフィルタＬＰＦ１を介して発振器１２１に給電される。この時の給電電流Ｉｂ（即ち、波形整形回路１２２からの放電出力電流）を図４−Ｂ，−Ｃに図示する。この時の負荷（発振器１２１）に対する給電時間は、約０．１ミリ秒オーダーと短いが、発振器１２１を間欠的に動作させるためには十分な長さである。また、この時の給電電流Ｉｂは最大で３８ｍＡにも達しており、この電流値も発振器１２１を動作させるためには十分と言える。
【００３４】
図５に、上記の送信処理部１２０からのＲＦ出力に係わる実験結果を例示する。ただし、この実験は、以下で説明する図６の回路を用いて行ったものであり、その実施結果（ＲＦ出力）については、ミキサを用いてダウンコンバージョンした後の状態の波形を撮影して本グラフ（図５）に示している。また、この時のローカル周波数は５．８５２６ＧＨｚとした。
【００３５】
この実験に用いた実験システムの回路図を図６に示す。測定したのは、波形整形回路がない状態（定常状態）での発振周波数が５．８４１ＧＨｚとなるＳＡＷ発振器１２１″の発振出力信号である。また、この時の計測器には、上記のローカル周波数を有するヘテロダイン検波回路が入力段に接続されたオシロスコープを用いた。
【００３６】
この波形整形回路１２２″は、抵抗ρ（１ｋΩ）を介して直流電源Ｅ（５ｖ）から容量γ（０．４μＦ）に一旦蓄積されたエネルギーを、ｏｎ制御（スイッチσを閉じること）によってＳＡＷ発振器１２１″に供給するものであり、Λはローパスフィルタである。このスイッチσはＦＥＴからなり、端子ａから入力されるクロック信号を増幅する増幅回路Ａからの出力信号によってｏｎ／ｏｆｆ制御される。なお、このクロック信号は、周波数が１００Ｈｚ、デューティ比が５０％の矩形波とした。
【００３７】
この時、直流電源Ｅからは波形整形回路１２２″に対して、平均４００μＡの電流ｉが断続的に供給された。図５のグラフは、毎秒１００回、スイッチσが開状態から閉状態に遷移した直後に得られるものであり、この時の図５のｏｎ信号のパルス幅は、約１５０マイクロ秒であった。このパルス幅は、図４−Ｃの山形波形のパルス幅に対応している。
【００３８】
図５のグラフに例示したｏｎ信号は、上記の通りダウンコンバージョンして記録されたものであるが、このｏｎ信号において実際には、ＳＡＷ発振器１２１″から発振される高周波信号の周波数が、ＳＡＷ発振器１２１″への給電電圧Ｖccが低い時に高くなっている。即ち、図５のグラフに例示したｏｎ信号の左右の裾部では、その中央部（包絡線の腹部）よりも遥かに高く、かつ上記のローカル周波数に近い周波数が観測される。これは、先に図１１を用いて説明した様に、ＳＡＷ発振器を構成するトランジスタが有する容量が、そのＳＡＷ発振器に対する給電電圧に依存するためである。
以下、これらの依存形態について具体的に例示する。
【００３９】
図７に、上記の実験システムに用いたＳＡＷ発振器１２１″の回路図を示す。このＳＡＷ発振器１２１″のトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２にはそれぞれエミッタ抵抗Ｒ１，Ｒ２が接続されているため、各トランジスタには自己バイアスが大きく掛かる。この時、給電電圧Ｖccを上昇させると、各トランジスタに流れるエミッタ電流は制限されるので、各トランジスタのベース・エミッタ間電圧は、ＳＡＷ発振器１２１″への給電電圧Ｖccの増大に伴って減少する。
【００４０】
したがって、この時、トランジスタＴｒ１のベース容量は、給電電圧Ｖccの増大に伴って減少する。また、このトランジスタＴｒ１のベース容量は、本図７のＳＡＷ共振子に対して並列に接続されている。したがって、上記の通り本ＳＡＷ発振器１２１″の共振周波数は、給電電圧Ｖccが高い時に低くなっている。なお、図中のダブラーは、その前段で生成した基本波の周波数を２倍に増大させるためのものである。
【００４１】
また、本グラフを包む上側の包絡線の増減変動は、発振器１２１に給電される電源電圧ＶCCの増減変動に概ね対応しており、よって、図１の送信処理部１２０が備える図２、図３の発振器１２１においても、図７と略同様の回路構成にしたがえば、出力される高周波の周波数を、電源電圧ＶCCが低い部分で相対的に高くすることができる。携帯端末１００の送信処理部１２０より送出される高周波に対して、周波数変調を付与できるのは、これらの作用のためである。ただし、発振器の具体的な回路構成によっては、発振される高周波の周波数ｆを、電源電圧ＶCCが低い時程低くすることもできる。即ち、電源電圧ＶCCに対する発振周波数ｆの依存形態は、その発振器の回路構成によって任意に設定することができる。
【００４２】
また、本願発明のＦＭ判定手段は、上記の様なビート信号を生成するヘテロダイン検波手段によって構成しても良い。この場合にも、そのビート信号の波形特性などを利用すれば、受信したｏｎ信号における周波数変調の有無を判定することができる。
また、車載装置から発信するｏｎ信号のパルス幅と、携帯端末から発信するｏｎ信号のパルス幅とが明らかに異なれば、それらの差異に基づいて、発信元の種類（携帯端末か車載装置か）を判別することができる。また、車載装置から発信するｏｎ信号の発信周期と、携帯端末から発信するｏｎ信号の発信周期についても、それらの長さを異なる値に設定することにより同様の効果を得ることができる。
【００４３】
以下、図１の車載装置５００の詳細な動作について具体的に説明する。
この車載装置５００の周波数弁別器５１３は、上記の様なｏｎ信号が有する周波数変調を復調する手段として備えられたものであり、判定部５１４は、その周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値以上の値を示した場合には信号解析部５３１に対して、受信信号ｒを出力し、この周波数変動の変動幅Δｆが所定の閾値未満の値を示した場合には、その受信信号ｒを他の局から送られてきた不測の信号として無視する。
その後段の信号解析部５３１は、入力される上記の受信信号ｒを携帯端末１００から送られてきた正規の信号として解析する。
【００４４】
一方、送信処理部５２０が有するｏｎ・ｏｆｆ変調部５２２は、定常的かつ安定的に生成されている一定周波数の高周波に対する送出動作をスイッチング操作でｏｎ／ｏｆｆ制御することによって、所望のｏｎ・ｏｆｆ変調処理を実現するものであるので送信アンテナ５０２からは一定の周波数を有する高周波だけが送出され、よってそのキャリヤは周波数変調されていない。
【００４５】
したがって、信号解析部５３１においては、例えば、自身以外の他の車載装置５００から送出されたｏｎ・ｏｆｆ変調波を受信することは、上記の周波数弁別器５１３と判定部５１４の作用に基づいて自動的に防止される。このため、信号解析部５３１は、専ら携帯端末１００から送信された信号だけを処理することができる。即ち、車載装置５００と携帯端末１００との間において同一のチャンネルを使用していても、各車載装置５００は、他の車載装置５００からのキャリヤと携帯端末１００からのキャリヤとを容易に区別することができ、携帯端末１００からのキャリヤ（受信信号ｒ）だけを選択的に解析処理することができる。
【００４６】
また、上記の送信局の種類（携帯端末と車載装置）の判別は、各送信局が出力するｏｎ／ｏｆｆ信号におけるｏｎ信号のパルス幅の違いや、ｏｎ信号の発信周期の違いに基づいて行う様にしても良い。
【００４７】
以下、図８−Ａ，−Ｂ、図９−Ａ，−Ｂ、及び図１０−Ａ，−Ｂを用いて、前述の図２の受信処理部１１０の検波動作について詳しく説明する。
図８−Ａのグラフは、受信処理部１１０の接続点Ｐ１における検波信号を例示したものである。ただし、このグラフは、シミュレータを用いて接続点Ｐ１における検波信号を検証した際の検証結果を示したものである。また、図８−Ｂは、その時の、図２の受信処理部１１０の接続点Ｐ２におけるｏｎ・ｏｆｆ復調信号のシミュレーション結果を示している。
なお、これらのシミュレーション結果（図８−Ａ，−Ｂ）は、車載装置５００から携帯端末１００に対してｏｎ・ｏｆｆ変調された高周波信号を送った時のものであり、この時の受信アンテナ１０１において受信されたｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号のパルス幅は７８１マイクロ秒と仮定し、その電力は−６０ｄＢｍと仮定した。
この信号の接続点Ｐ２における出力電位Ｖout （図８−Ｂ）は、約０．７ミリ秒のパルス幅を示している。
【００４８】
図９−Ａ，−Ｂは、携帯端末１００から他の携帯端末１００に対して高周波が伝送されてしまった時の、受信側の携帯端末１００の受信アンテナ１０１でのｏｎ・ｏｆｆ変調波のピーク値の電力を−６０ｄＢｍとし、更にそのパルス幅を７０マイクロ秒と仮定した場合における、上記と同様のシミュレーションの結果を示しており、図９−Ａには点Ｐ１における電位が、図９−Ｂには点Ｐ２における電位がそれぞれ例示されている。
この場合、受信されたｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号のパルス幅が非常に狭いため、受信側の携帯端末１００においてｏｎ・ｏｆｆ復調処理を実行する受信処理部１１０は、その受信信号を無視してその復調結果である電位Ｖout を出力している。この作用は、受信処理部１１０におけるノイズ除去作用として理解することができる。
【００４９】
一方、図１０−Ａ，−Ｂは、受信側の携帯端末１００の受信アンテナ１０１でのｏｎ・ｏｆｆ変調波のピーク値の電力を−５０ｄＢｍとする点以外は、上記の図９−Ａ，−Ｂの場合と同じ条件にして上記と同様のシミュレーションを行った結果を示している。即ち、この場合は、上記の２台の携帯端末１００が互いに近距離に位置していた場合に相当している。そして、この様な場合には、入力レベルが高いために、上記のノイズ除去作用は得られず、各ｏｎ・ｏｆｆ復調波のピーク値はそれぞれ０．５ｖを超過している。
しかしながら、それらのパルス幅は、何れも５００マイクロ秒以下であるため、それらは車載装置５００からの到来波とは、明確に区別することができる。
【００５０】
また、図２の出力端子Ｐ２の位置に、所定の幅よりもパルス幅が短い受信信号については当該信号を無視する様な回路を設けることができ、この様な回路構成を採用する場合には、携帯端末１００から別の携帯端末１００に対して送出された信号は、その受信側では無視されるため、各携帯端末１００においては、車載装置５００から送出された信号だけを選択的に受信することができる。
具体的にはこの様な回路は、例えば、ＲＣローパスフィルタなどで簡単に構成することができる。
【００５１】
また、受信されたｏｎ信号の到来周期を判別する様な、特別な判別回路を図２の出力端子Ｐ２の位置に設ける様にしても良い。この場合には、携帯端末１００と車載装置５００との間で、送出するｏｎ・ｏｆｆ変調波のｏｎ信号の送出周期を互いに異ならせることによって、同様の選択的な受信を実現することが可能となる。
【００５２】
〔その他の変形例〕
本発明の実施形態は、上記の形態に限定されるものではなく、その他にも以下に例示される様な変形を行っても良い。この様な変形や応用によっても、本発明の作用に基づいて本発明の効果を得ることができる。
【００５３】
（変形例１）
例えば、二値化回路１１３と波形整形回路１２２との間には、スイッチを設けたりシフトレジスタを設けたりしても良い。携帯端末からの返信応答の要否を判定する通信制御回路などを受信処理部１１０に備え、それを用いてその様なスイッチを開閉制御すれば、これにより車載装置に対する不要な返信応答処理を抑止することができる。また、その様なシフトレジスタは、受信データの一時的な記憶や遅延操作などを実現したい場合などに有効となる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば携帯端末などの簡易な送信装置を用いて、限られたチャンネルを分離せずに有効に利用しようとする通信システムに有用であり、その送信装置の小形化や低消費電力化などに特に有利である。したがって、本発明は、例えば、無線応答する携帯端末を有する端末携帯者の接近を車載装置によって検知してその接近を運転者に報知する車両接近報知システムなどに応用することができるが、その適用範囲はこれに限定されるものではなく、本発明は、簡易な移動体通信などを中心とする任意の通信システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施例１の車両接近報知システムのシステム構成図
【図２】携帯端末１００の装置構成を示すブロック図
【図３】携帯端末１００の波形整形回路１２２の回路図
【図４−Ａ】電池Ｅから波形整形回路１２２に供給される電流Ｉａのグラフ
【図４−Ｂ】波形整形回路１２２から発振器１２１に供給される電流Ｉｂのグラフ
【図４−Ｃ】波形整形回路１２２から発振器１２１に供給される電流Ｉｂのグラフ
【図５】発振器１２１からのＲＦ出力のシミュレーション結果を例示するグラフ
【図６】図５のシミュレーションに用いた実験システムの回路図
【図７】図６の実験システムに用いたＳＡＷ発振器１２１″の回路図
【図８−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図８−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図９−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図９−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図１０−Ａ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（段間点Ｐ１）
【図１０−Ｂ】受信処理部１１０の受信状態を例示するグラフ（出力点Ｐ２）
【図１１】トランジスタの一般的な等価回路を示す回路図
【符号の説明】
【００５６】
１００ ： 携帯端末
１１０ ： 受信処理部
１２０ ： 送信処理部
１２１ ： 発振器
１２２ ： 波形整形回路
５００ ： 車載装置
５１３ ： 周波数弁別器
５２０ ： 送信処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて用いられる携帯端末であって、
発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を有し、
当該携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短い
ことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記ｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段は、
微小電流から得られる電荷を蓄積するコンデンサーと、
前記コンデンサーに蓄積された電荷を間欠的に放電する波形整形回路と、
前記波形整形回路を給電源として間欠的に高周波を発振する発振器と
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
時定数の長い包絡線検波処理を実行する復調器を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末。
【請求項４】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて用いられる車載装置であって、
受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段を有し、
当該車載装置から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長い
ことを特徴とする車載装置。
【請求項５】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて、
前記携帯端末は、
発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を有し、
前記携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短く、
前記車載装置は、
受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段か、または、
受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段
の少なくとも何れか一方を有する
ことを特徴とする車両接近報知システム。
【請求項６】
前記携帯端末は、
受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段
を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両接近報知システム。
【請求項１】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて用いられる携帯端末であって、
発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を有し、
当該携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短い
ことを特徴とする携帯端末。
【請求項２】
前記ｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段は、
微小電流から得られる電荷を蓄積するコンデンサーと、
前記コンデンサーに蓄積された電荷を間欠的に放電する波形整形回路と、
前記波形整形回路を給電源として間欠的に高周波を発振する発振器と
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の携帯端末。
【請求項３】
時定数の長い包絡線検波処理を実行する復調器を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の携帯端末。
【請求項４】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて用いられる車載装置であって、
受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段を有し、
当該車載装置から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記携帯端末から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに長い
ことを特徴とする車載装置。
【請求項５】
携帯端末と車載装置とを用いて、歩行者の接近を前記車載装置に知らせ、車両の接近を前記携帯端末に知らせる車両接近報知システムにおいて、
前記携帯端末は、
発信するｏｎ信号が周波数変調されるｏｎ・ｏｆｆ変調処理手段を有し、
前記携帯端末から発信される前記ｏｎ信号のパルス幅は、
前記車載装置から発信されるｏｎ信号のパルス幅よりも明らかに短く、
前記車載装置は、
受信されたｏｎ信号における周波数変調の有無を判定するＦＭ判定手段か、または、
受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段
の少なくとも何れか一方を有する
ことを特徴とする車両接近報知システム。
【請求項６】
前記携帯端末は、
受信されたｏｎ信号のパルス幅の長短を判定するパルス幅判定手段
を有する
ことを特徴とする請求項５に記載の車両接近報知システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−Ａ】
【図４−Ｂ】
【図４−Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８−Ａ】
【図８−Ｂ】
【図９−Ａ】
【図９−Ｂ】
【図１０−Ａ】
【図１０−Ｂ】
【図１１】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４−Ａ】
【図４−Ｂ】
【図４−Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８−Ａ】
【図８−Ｂ】
【図９−Ａ】
【図９−Ｂ】
【図１０−Ａ】
【図１０−Ｂ】
【図１１】
【図５】
【公開番号】特開２００７−２２６３１３（Ｐ２００７−２２６３１３Ａ）
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−４３８２９（Ｐ２００６−４３８２９）
【出願日】平成１８年２月２１日（２００６．２．２１）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月６日（２００７．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月２１日（２００６．２．２１）
【出願人】（０００００３６０９）株式会社豊田中央研究所 (4,200)
【Ｆターム（参考）】
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