無線通信システムと無線通信装置および測距方法
【課題】動作周波数を高く設定しなくとも、高い精度で距離を測定する。
【解決手段】クロック信号ＭＣＫの周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、遅延部１２から遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を得る。測距信号ＰＭの送出時に、タイミング情報生成部１３は、クロック信号ＭＣＫや遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を用いてカウント動作を開始する。応答信号ＰＲを受信したときのカウント値に基づいて、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥを検出する。距離演算部１６は、タイミング差ＴＥとクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作での応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣを用いて経過時間を算出し、この経過時間に基づいて距離を算出する。
【解決手段】クロック信号ＭＣＫの周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、遅延部１２から遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を得る。測距信号ＰＭの送出時に、タイミング情報生成部１３は、クロック信号ＭＣＫや遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を用いてカウント動作を開始する。応答信号ＰＲを受信したときのカウント値に基づいて、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥを検出する。距離演算部１６は、タイミング差ＴＥとクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作での応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣを用いて経過時間を算出し、この経過時間に基づいて距離を算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムと無線通信装置および測距方法に関する。詳しくは、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて、無線通信装置間の距離を測定するとき、クロック信号あるいは応答信号の遅延信号を生成し、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、応答信号を受信したときのカウント値と検出したタイミング差を用いて無線通信装置間の距離を算出するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムでは、複数の無線通信装置間でデータ伝送を行うだけでなく、無線信号を利用して無線通信装置間の距離を測定することが可能とされている。例えば特許文献１の発明では、基地局から送信された測距信号を端末で受信したとき、イメージ排除期間後に応答信号を発信することが行われている。また基地局は測距信号を送信してから応答信号を受信するまで経過時間を測定して、この測定した経過時間に基づいて基地局と端末間の伝搬時間を求めて、基地局から端末までの距離を算出することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間を測定する場合、例えば測距信号を送信したとき、クロック信号を用いたカウント動作を開始して、応答信号を受信したときのカウント値から経過時間を判別できる。
【０００５】
このように、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでカウント値に基づいて経過時間を算出する場合、クロック信号の周波数が低いと、１カウントに対応する時間が長いことから高い測距精度を得ることができない。従って、測距精度を高めるためには、クロック信号の周波数を高く設定しなければならない。
【０００６】
しかし、動作周波数の高い発振回路を用いてクロック信号の周波数を高くすると、発振回路やクロック信号のカウント処理回路等の消費電力が増加してしまう。また、動作周波数の高い発振回路やカウント処理回路は高価であり、無線通信装置を安価に構成することができなくなってしまう。さらに、動作周波数が高いと無線通信装置を容易に設計することも困難となってしまう。
【０００７】
そこで、この発明では、動作周波数を高く設定しなくとも、高い精度で距離を測定できる無線通信システムと無線通信装置および測距方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る無線通信システムと無線通信装置および測距方法は、測距信号を送信して、測距信号に対する応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて距離を測定する場合に、クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、該遅延素子からクロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは応答信号を遅延させた遅延応答信号を得るものとし、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、このタイミング差とクロック信号を用いたカウント動作での応答信号を受信したときのカウント値を用いて経過時間を算出し、該経過時間に基づき測距信号に対して応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けて、クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは応答信号を遅延させた遅延応答信号が生成される。また、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差が検出されて、応答信号を受信したときのカウント値と検出したタイミング差を用いて無線通信装置間の距離が算出される。
【００１０】
このため、クロック信号の周波数が低くても、遅延量の小さい遅延素子を複数カスケード接続して遅延クロック信号や遅延応答信号を生成して用いることにより、高精度の距離測定が可能となる。またクロック信号の周波数が低くても高精度の距離測定を行うことができるので、無線通信装置の設計が容易となり、消費電力を低く押さえることもできる。さらに安価に無線通信装置を構成できる。
【００１１】
また、測距信号を送出する無線通信装置で遅延クロック信号や遅延応答信号の生成等を行うことで、高精度の距離測定が可能となり、応答信号の送出を行う無線通信装置には変更等を加える必要がないので、容易に高精度の測距を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１に示す無線通信システムにおいて、無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離を測定する場合、無線通信装置１０は、時点ｔstで図２Ａに示すように、距離測定用パルス信号である測距信号ＰＭを送信する。また距離計測用のクロック信号を用いてカウント動作を開始する。
【００１３】
無線通信装置５０は、時点ｔstで送信された測距信号ＰＭを、図２Ｂに示すように時点ｔaで受信したとき、測距信号ＰＭの受信に対する応答処理を行い、図２Ｃに示すように、時点ｔaから応答処理に要する時間経過後の時点ｔbで、応答用パルス信号である応答信号ＰＲを送信する。
【００１４】
無線通信装置１０は、時点ｔbで無線通信装置５０から送信された応答信号ＰＲを、図２Ｄに示すように時点ｔedで受信したとき、時点ｔstから時点ｔedまでのカウント値を判別して、このカウント値に基づいて距離を算出する。
【００１５】
ここで、時点ｔstから時点ｔaまでの時間である往路伝搬時間Ｔpoのカウント値、時点ｔbから時点ｔedまでの時間である復路伝搬時間Ｔphのカウント値は、それぞれ無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離を示している。また、無線通信装置５０において、測距信号ＰＭの受信に対する応答処理が常に一定の処理時間、すなわち時点ｔaから時点ｔbまでの時間である応答処理時間Ｔrsが常に一定であるとすると、時点ｔstから時点ｔedまでのカウント値に基づく経過時間Ｔmから無線通信装置５０における応答処理時間Ｔrsを減算した減算結果は、無線信号が無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離の２倍だけ進む時間に相当する。
【００１６】
図３は、距離計測用のクロック信号ＭＣＫと応答信号ＰＲのタイミングを示している。応答信号ＰＲの受信タイミングは、クロック信号ＭＣＫに同期する場合に限られるものではなく、無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離によっては、クロック信号ＭＣＫと位相差を生じたものとなる。なお、以下の説明では、信号の立ち上がりをカウントタイミングとする。
【００１７】
図３Ａはクロック信号ＭＣＫ、図３Ｂは測距信号ＰＭ、図３Ｃは応答信号ＰＲを示しており、例えば時点ｔstで測距信号ＰＭが送出されて、時点ｔedで応答信号ＰＲを受信したとき、時点ｔcでカウントアップが行われていると、時点ｔcから時点ｔedまで時間が経過してもカウント値が変わらないため、時点ｔcから時点ｔedまでの時間差、すなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングのタイミング差ＴＥが測距誤差となる。
【００１８】
このタイミング差ＴＥはクロック信号の周波数を高くすることで、小さくできる。しかし、クロック信号の周波数を高くすると、無線通信装置の設計が困難となり、消費電力も大きくなったしまう。さらに、無線通信装置を安価に構成できなくなってしまう。このため、クロック信号あるいは応答信号を遅延させて用いることにより、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングのタイミング差ＴＥを精度良く検出して、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウント値だけでなく、検出したタイミング差ＴＥを用いることで測距精度を向上させる。
【００１９】
次に、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫを用いることで測距精度を向上させた無線通信装置の構成の一部を図４に示す。なお、図４では、測距動作に関する部分の構成のみを示している。
【００２０】
無線通信装置１０aの信号生成部１１は、測距信号ＰＭを生成してタイミング情報生成部１３と送受信部１４に供給する。また、クロック信号ＭＣＫを生成して遅延部１２とタイミング情報生成部１３に供給する。
【００２１】
図５は、遅延部１２の構成を示している。遅延部１２は、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckよりも遅延量が短い遅延素子を、１あるいは複数カスケード接続して構成する。図５は、例えば、５つのバッファアンプ１２１-1〜１２１-5を遅延素子として用いて、バッファアンプ１２１-1〜１２１-5をカスケード接続した場合を示している。なお、説明を簡単とするため、バッファアンプ１２１-1〜１２１-5のそれぞれの遅延量は「（１／５）Ｔck」とする。なお、遅延部１２は、抵抗やコンデンサーの組合せによるローパス・フィルタの位相遅れ等を利用して、遅延信号を生成するものとしても良い。
【００２２】
遅延部１２にクロック信号ＭＣＫを入力すると、バッファアンプ１２１-1からは、クロック信号ＭＣＫに対して遅延量が「（１／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-1が出力される。また、バッファアンプ１２１-2からは、クロック信号ＭＣＫに対して遅延量が「（２／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-2が出力される。同様に、バッファアンプ１２１-3〜１２１-5からは、クロック信号ＭＣＫに対する遅延量がそれぞれ「（３／５）Ｔck」，「（４／５）Ｔck」，「（５／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-3，ＤＣＫ-4，ＤＣＫ-5が出力される。
【００２３】
図６は、タイミング情報生成部１３の構成を示している。セレクタ１３１は、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5から１つの信号を選択して、選択クロック信号ＳＣＫとしてカウンタ１３２に供給する。また、測距信号ＰＭが信号生成部１１から出力される毎に、選択する信号を順次に切り替えて、いずれの信号が選択されているかを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。例えば、最初にクロック信号ＭＣＫである選択クロック信号ＳＣＫと、クロック信号ＭＣＫが選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。信号生成部１１から測距信号ＰＭが再度出力されたときには、信号の切り替えを行い、遅延クロック信号ＤＣＫ-1である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延クロック信号ＤＣＫ-1が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。次に信号生成部１１から測距信号ＰＭが出力されたときも同様に信号の切り替えを行い、遅延クロック信号ＤＣＫ-2である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延クロック信号ＤＣＫ-2が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。以下同様にして、セレクタ１３１は、信号生成部１１から測距信号ＰＭが出力される毎に信号の切り替えを行う。また、遅延クロック信号ＤＣＫ-5の次にクロック信号ＭＣＫを選択することで、選択する信号の切り替えをサイクリックに行う。
【００２４】
カウンタ１３２は、セレクタ１３１からの選択クロック信号ＳＣＫを用いてカウント動作を行う。このカウント動作は、測距信号ＰＭの送出時にカウント値を初期化して開始する。また、カウンタ１３２は、応答信号ＰＲが供給されたときのカウント値を、選択情報ＳＥに基づいて、セレクタ１３１で選択された信号毎に保持する。
【００２５】
タイミング差検出部１３３は、カウンタ１３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別して、この判別結果に基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００２６】
送受信部１４は、測距信号ＰＭの変調処理等を行い所望の周波数帯の無線信号としてアンテナ１５から送信する。また、アンテナ１５で無線信号を受信して得られたＲＦ信号の復調処理等を行い、無線通信装置５０から送信された応答信号ＰＲを得たときは、この応答信号ＰＲをタイミング情報生成部１３に供給する。また、送受信部１４では、特定の無線通信装置までの距離を行う場合、この特定の無線通信装置に割り当てられているアドレス等の識別情報を送信先、自己の無線通信装置に割り当てられているアドレス等の識別情報を送信元としてヘッダ情報を生成し、このヘッダ情報を測距信号ＰＭに付加して送信する。また、送信先の無線通信装置で測距信号ＰＭを受信したときには、ヘッダ情報の送信元を送信先、自己の識別情報を送信元としたヘッダ情報を応答信号ＰＲに付加して送信する。このようにすれば、無線通信装置が数多く用いられていても、特定の無線通信装置間で距離を測定することができる。
【００２７】
なお、種々の情報等の伝送を行う場合には、信号処理部（図示せず）で送信情報信号を生成して送受信部１４に供給して無線信号として送信する。また、無線信号を受信して受信情報信号を得られたときは、この受信情報信号を信号処理部に供給する。
【００２８】
距離演算部１６は、タイミング情報生成部１３のカウンタ１３２に保持されているクロック信号ＭＣＫに基づくカウント値ＤＣと、タイミング情報生成部１３のタイミング差検出部１３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき、応答信号ＰＲを送出した無線通信装置５０までの距離を算出する。
【００２９】
図７は、測距信号ＰＭを受信したとき応答信号ＰＲを送出する応答信号送出側の無線通信装置５０の構成を示している。無線通信装置５０のアンテナ５１で無線信号を受信して得られたＲＦ信号は送受信部５２に供給される。送受信部５２では、受信信号の復調処理等を行い得られたベースバンド信号を信号処理部５３に供給する。信号処理部５３は送受信部５２から供給されたベースバンド信号に基づき、測距信号ＰＭを受信したか否か判別する。ここで、測距信号ＰＭを受信したときには、応答信号ＰＲを送受信部５２に供給する。送受信部５２は、応答信号ＰＲの変調処理等を行い所望の周波数帯の無線信号としてアンテナ５１から送信する。
【００３０】
次に、無線通信装置１０aの測距動作について説明する。図８は、遅延部１２とタイミング情報生成部１３の動作、図９は、タイミング情報生成部１３のカウンタ１３２に保持されているカウント値を示している。
【００３１】
図８Ａは測距信号ＰＭ、図８Ｈは応答信号ＰＲを示しており、無線通信装置間の距離が一定である場合は、測距信号ＰＭを送出した時点ｔstから応答信号ＰＲを受信した時点ｔedまでの経過時間Ｔmは一定となる。また、図８Ｂはクロック信号ＭＣＫ、図８Ｃ〜図８Ｇは遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を示している。
【００３２】
セレクタ１３１は、１回目の測距信号ＰＭの送出時に、図８Ｂに示すクロック信号ＭＣＫを選択して選択クロック信号ＳＣＫとする。選択クロック信号ＳＣＫすなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ１３２は、図９に示すように、クロック信号ＭＣＫを選択したときのカウント値である「ｎ」をクロック信号ＭＣＫに関係付けて保持する。
【００３３】
セレクタ１３１は、２回目の測距信号ＰＭの送出時に、図８Ｃに示す遅延クロック信号ＤＣＫ-1を選択して選択クロック信号ＳＣＫとする。選択クロック信号ＳＣＫすなわち遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ１３２は、図９に示すように、遅延クロック信号ＤＣＫ-1を選択したときのカウント値である「ｎ」を遅延クロック信号ＤＣＫ-1に関係付けて保持する。
【００３４】
以下同様に、測距信号ＰＭの送出毎に、セレクタ１３１で選択する信号を切り替えると、遅延クロック信号ＤＣＫ-2を選択したときのカウント値は「ｎ」、遅延クロック信号ＤＣＫ-3を選択したときのカウント値は「ｎ」、遅延クロック信号ＤＣＫ-4を選択したときのカウント値は「ｎ−１」、遅延クロック信号ＤＣＫ-5を選択したときのカウント値は「ｎ−１」となる。
【００３５】
タイミング差検出部１３３は、カウンタ１３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別してタイミング差を検出する。
【００３６】
ここで、応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間よりも短い期間内に受信された場合、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作ではカウントアップが行われて、遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作ではカウントアップが行われない。従って、クロック信号ＭＣＫに対するカウント値と遅延クロック信号ＤＣＫ-1に対するカウント値が相違する。
【００３７】
応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間以上長く２個分の遅延時間よりも短い期間内に受信された場合、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作ではカウントアップが行われて、遅延クロック信号ＤＣＫ-2を用いたカウント動作ではカウントアップが行われない。従って、遅延クロック信号ＤＣＫ-1に対するカウント値と遅延クロック信号ＤＣＫ-2に対するカウント値が相違する。
【００３８】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、カウント値の相違する部分と対応するものとなる。従って、カウント値の相違する部分に基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥを判別できる。
【００３９】
図９に示すようにカウント値が保持されているときは、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることが判別される。なお、セレクタ１３１でサイクリックに信号を選択すると、遅延クロック信号ＤＣＫ-5の後にクロック信号ＭＣＫが供給されてカウント値が増加する。従って、セレクタ１３１で遅延時間が増加するように信号選択を行う場合、カウント値の減少を検出することで、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることを正しく判別できる。
【００４０】
このように、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることから、応答信号ＰＲは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ３個分の遅延時間以上長く４個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されていることを判別できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから応答信号ＰＲの受信までのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ３個分の遅延時間と４個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ３．５個分の遅延時間とする。
【００４１】
距離演算部１６は、カウンタ１３２に保持されているクロック信号ＭＣＫのカウント値ＤＣと、タイミング差検出部１３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき経過時間を算出して、経過時間から無線通信装置間の距離を算出する。
【００４２】
経過時間Ｔmは、式（１）に基づいて算出できる。なおタイミング差ＴＥは、
Ｔm＝（クロック信号ＭＣＫの周期×カウント値ＤＣ）
＋タイミング差ＴＥ・・・（１）
この経過時間Ｔmから応答処理時間Ｔrsを減算した時間を（１／２）倍すれば、無線通信装置間の距離に相当する伝搬時間を得ることができ、伝搬時間と無線信号の伝送速度から距離を算出できる。さらに、クロック信号ＭＣＫのカウント値のみから距離を算出する場合に比べて高精度に距離を測定できる。例えば、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckを１０nsec、バッファアンプ１個の遅延時間を２nsecとすると、距離精度は式（２）に示すように「±１５ｃｍ」となり、クロック信号ＭＣＫのカウント値のみから距離を算出する場合の距離精度（±７５ｃｍ）よりも測距精度を高めることができる。
距離精度＝３×１０8[ｍ／ｓｅｃ]×２×１０-9[ｓｅｃ]÷２
＝±１５ｃｍ ・・・（２）
【００４３】
ところで、上述のタイミング情報生成部１３では、測距信号ＰＭが送出される毎に、セレクタ１３１で選択する信号を切り替えて、選択された信号毎のカウント値を保持するものとし、保持されているカウント値からタイミング差ＴＥを検出するものとしたが、各遅延クロック信号を用いてカウント動作を行うことで、１回の測距信号ＰＭの送出でもタイミング差ＴＥを検出することができる。図１０は、タイミング情報生成部の他の構成を示しており、１回の測距信号ＰＭの送出でタイミング差ＴＥを検出する場合である。
【００４４】
タイミング情報生成部１３bのカウントクロック生成部１３５は、遅延部１２から供給された各遅延クロック信号のカウントタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫuを生成する。例えば微分回路を用いて遅延クロック信号毎に立ち上がりを示す信号を生成して足合わせることで、カウントクロック信号ＣＫuを生成できる。
【００４５】
遅延クロックカウンタ１３６は、カウントクロック信号ＣＫuを用いてカウント動作を行う。また、遅延クロックカウンタ１３６は、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングでカウント値を初期化し、応答信号ＰＲが供給されたときのカウント値をタイミング差検出部１３７に供給する。
【００４６】
タイミング差検出部１３７は、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴに基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００４７】
図１１は、タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するためのものである。図１１Ａはクロック信号ＭＣＫ、図１１Ｂ〜図１１Ｆは遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を示している。カウントクロック生成部１３５は、図１１Ｇに示すように、遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5のカウントタイミングである立ち上がりのタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫuを生成する。このカウントクロック信号ＣＫuを用いて遅延クロックカウンタ１３６でカウント動作を行うと、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは、図１１Ｈに示すものとなる。なお、図１１Ｉは、応答信号ＰＲを示している。
【００４８】
ここで、応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されているときには、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは「０」となる。
【００４９】
応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間以上長く２個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されているときには、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは「１」となる。
【００５０】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴと対応するものとなる。従って、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴに基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲの受信のタイミング差ＴＥを検出できる。
【００５１】
図１１では、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedでカウント値ＳＣＴが「３」であることから、応答信号ＰＲは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ３個分の遅延時間以上長く４個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されていることを検出できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ３個分の遅延時間と４個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ３．５個分の遅延時間とする。
【００５２】
また、カウンタ１３８は、クロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedでのカウント値ＤＣを距離演算部１６に供給する。
【００５３】
従って、距離演算部１６は、上述のようにカウント値ＤＣとタイミング差ＴＥに基づいて、無線通信装置間の距離を高精度に測定できる。
【００５４】
このように各遅延クロック信号に基づいてカウントクロック信号ＣＫuを生成してカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値を用いるものとすれば、１回の測距信号の送出で、タイミング差ＴＥを検出することが可能となり、測距信号の送出を繰り返したときに無線通信装置間の距離の変動が生じても、距離の変動を反映した測距結果を得ることができる。
【００５５】
次に、遅延応答信号を用いて測距精度を向上させることができる無線通信装置について説明する。
【００５６】
図１２は、無線通信装置の他の構成として、応答信号ＰＲを遅延させた遅延応答信号ＤＰＲを用いて、測距精度を高める場合を示している。なお、図４と対応する部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５７】
信号生成部２１は、測距信号ＰＭを生成してタイミング情報生成部２３と送受信部１４に供給する。また、クロック信号ＭＣＫを生成してタイミング情報生成部２３に供給する。
【００５８】
送受信部１４で得られた応答信号ＰＲは、遅延部２２とタイミング情報生成部２３に供給する。
【００５９】
遅延部２２は、遅延部１２と同様に構成されており、応答信号ＰＲを遅延させて遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を生成してタイミング情報生成部２３に供給する。
【００６０】
図１３は、タイミング情報生成部２３の構成を示している。セレクタ２３１は、応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5から１つの信号を選択して、選択応答信号ＳＰＲとしてカウンタ２３２に供給する。また、測距信号ＰＭが信号生成部１１から出力される毎に、選択する信号を順次に切り替えて、いずれの信号が選択されているかを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。例えば、最初に応答信号ＰＲである選択応答信号ＳＰＲと、応答信号ＰＲが選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。信号生成部２１から測距信号ＰＭが再度送出されたときには、信号の切り替えを行い、遅延応答信号ＤＰＲ-1である選択応答信号ＳＰＲと、遅延応答信号ＤＰＲ-1が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。次に信号生成部２１から測距信号ＰＭが送出されたときも同様に信号の切り替えを行い、遅延応答信号ＤＰＲ-2である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延応答信号ＤＰＲ-2が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。以下同様にして、セレクタ２３１は、信号生成部２１から測距信号ＰＭが出力される毎に信号の切り替えを行う。また、遅延応答信号ＤＰＲ-5の次に応答信号ＰＲを選択することで、選択する信号の切り替えをサイクリックに行う。
【００６１】
カウンタ２３２は、信号生成部２１で生成されたクロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行う。このカウント動作は、測距信号ＰＭの送出時にカウント値を初期化して開始する。また、カウンタ２３２は、セレクタ２３１から供給された応答信号ＰＲあるいは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5が供給されたときのカウント値を、選択情報ＳＥに基づきセレクタ２３１で選択された信号毎に保持する。
【００６２】
タイミング差検出部２３３は、カウンタ２３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別して、この判別結果に基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００６３】
次に、無線通信装置１０bの測距動作について説明する。図１４は遅延部２２とタイミング情報生成部２３の動作、図１５はタイミング情報生成部２３のカウンタ２３２で保持されているカウント値を示している。
【００６４】
図１４Ａは測距信号ＰＭ、図１４Ｂはクロック信号ＭＣＫ、図１４Ｃは応答信号ＰＲを示しており、無線通信装置間の距離が一定である場合は、測距信号ＰＭの送出から応答信号ＰＲの受信までの経過時間Ｔmは一定となる。また、図１４Ｄ〜図１４Ｈは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を示している。
【００６５】
セレクタ２３１は、１回目の測距信号ＰＭの送出時に、図１４Ｃに示す応答信号ＰＲを選択して選択応答信号ＳＰＲとする。選択応答信号ＳＰＲすなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ２３２は、図１５に示すように、応答信号ＰＲを選択したときのカウント値である「ｎ」を、応答信号ＰＲに関係付けて保持する。
【００６６】
セレクタ２３１は、２回目の測距信号ＰＭの送出時に、図１４Ｄに示す遅延応答信号ＤＰＲ-1を選択応答信号ＳＰＲとして選択する。選択応答信号ＳＰＲすなわち遅延応答信号ＤＰＲ-1がカウンタ２３２に供給されたときのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ２３２は、図１５に示すように、遅延応答信号ＤＰＲ-1を選択したときのカウント値である「ｎ」を遅延応答信号ＤＰＲ-1に関係付けて保持する。
【００６７】
以下同様に、測距信号ＰＭの送出毎に、セレクタ２３１で選択する信号を切り替えると、遅延応答信号ＤＰＲ-2を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-3を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-4を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-5を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」となり、信号毎にカウント値を保持する。
【００６８】
タイミング差検出部２３３は、カウンタ２３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別してタイミング差を検出する。
【００６９】
ここで、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングが、応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1との間にあるとき、応答信号ＰＲに対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値が相違する。また、応答信号ＰＲに対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値が相違する場合、応答信号ＰＲのタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲に含まれる。
【００７０】
また、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングが、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2との間にあるとき、遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-2に対応するカウント値が相違する。また、遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-2に対応するカウント値が相違する場合、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前の時間範囲に含まれる。また、応答信号ＰＲのタイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。
【００７１】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、カウント値の相違する部分と対応するものとなる。従って、カウント値の相違する部分に基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥを判別できる。
【００７２】
ここで、図１５に示すようにカウント値が保持されているときは、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることが判別される。なお、セレクタ２３１でサイクリックに信号を選択すると、遅延応答信号ＤＰＲ-5の後に応答信号ＰＲが供給されてカウント値が減少する。従って、セレクタ２３１で遅延時間が増加するように信号選択を行う場合、カウント値の増加を検出することで、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることを正しく判別できる。
【００７３】
このように、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることから、遅延応答信号ＤＰＲ-1は、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲における中間位置、すなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ０．５個分の遅延時間前の位置とする。また、応答信号ＰＲの受信タイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。すなわち、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１．５個分の遅延時間前の位置として、タイミング差ＴＥはバッファアンプ１．５個分の遅延時間となる。
【００７４】
距離演算部１６は、カウンタ２３２に保持されているクロック信号ＭＣＫのカウント値ＤＣと、タイミング差検出部２３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき経過時間を算出して、経過時間から無線通信装置間の距離を算出する。
【００７５】
ここで、タイミング差ＴＥは、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣに対して１カウント後のタイミングとの差を示していることから、経過時間Ｔmは、式（３）に基づいて算出できる。
【００７６】
Ｔm＝（クロック信号ＭＣＫの周期×カウント値ＤＣ＋１）
−タイミング差ＴＥ・・・（３）
この経過時間Ｔmから応答処理時間Ｔrsを減算した時間を（１／２）倍すれば、無線通信装置間の距離に相当する伝搬時間を得ることができ、伝搬時間と無線信号の伝送速度から距離を算出できる。さらに、高精度に距離を測定できる。例えば、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckを１０nsec、バッファアンプ１個の遅延時間を２nsecとすると、距離精度は上述のように「±１５ｃｍ」となり測距精度を高めることができる。
【００７７】
また、遅延応答信号を用いる場合も、各遅延応答信号を用いてカウント動作を行うことで、１回の測距信号ＰＭの送出でもタイミング差ＴＥを検出することができる。図１６はタイミング情報生成部の他の構成を示しており、１回の測距信号ＰＭの送出でタイミング差ＴＥを検出する場合である。
【００７８】
タイミング情報生成部２３bのカウントクロック生成部２３５は、遅延部２２から供給された各遅延応答信号のカウントタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫrを生成する。例えば微分回路を用いて遅延応答信号毎に立ち上がりを示す信号を生成して足合わせることで、カウントクロック信号ＣＫrを生成できる。
【００７９】
遅延応答カウンタ２３６は、カウントクロック信号ＣＫrを用いてカウント動作を行う。また、遅延応答カウンタ２３６は、カウントクロック信号ＣＫrが供給されてカウント動作開始後、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなったときのカウント値をタイミング差検出部２３７に供給する。
【００８０】
タイミング差検出部２３７は、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴに基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００８１】
図１７は、タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するためのものである。図１７Ａはクロック信号ＭＣＫ、図１７Ｂは応答信号ＰＲ、図１７Ｃ〜図１７Ｇは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を示している。カウントクロック生成部２３５は、図１７Ｈに示すように、遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5のカウントタイミングである立ち上がりのタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫrを生成する。このカウントクロック信号ＣＫrを用いて遅延応答カウンタ２３６でカウント動作を行うと、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴは、図１７Ｉに示すものとなる。
【００８２】
ここで、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「１」のときにクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなった場合は、上述したカウントタイミングが応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1との間にある場合に相当する。従って、応答信号ＰＲのタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲に含まれる。
【００８３】
また、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「２」のときにクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなった場合は、上述したカウントタイミングが、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2との間にある場合に相当する。従って、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前の時間範囲に含まれる。また、応答信号ＰＲのタイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。
【００８４】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴと対応するものとなる。従って、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴに基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥを検出できる。
【００８５】
図１７では、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングにおける遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「２」であることから、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ２個分の遅延時間前から１個分の遅延時間前までの短い期間内に受信されていることを検出できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ１個分の遅延時間と２個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ１．５個分の遅延時間とする。
【００８６】
また、カウンタ２３８は、クロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣを距離演算部１６に供給する。
【００８７】
従って、距離演算部１６は、上述の式（３）のようにカウント値ＤＣとタイミング差ＴＥに基づいて、無線通信装置間の距離を高精度に測定できる。
【００８８】
このように各遅延応答信号に基づいてカウントクロック信号ＣＫrを生成してカウント動作を行い、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作におけるカウントタイミングでのカウント値を用いるものとすれば、１回の測距信号の送出で、タイミング差ＴＥを得ることが可能となり、測距信号の送出を繰り返したときに無線通信装置間の距離の変動が生じても、距離の変動を反映した測距結果を得ることができる。
【００８９】
なお、遅延部で用いる遅延素子や素子数は例示的なものであり、上述の記載に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】測距動作を説明するため図である。
【図３】クロック信号と応答信号のタイミングを示す図である。
【図４】無線通信装置の構成の一部を示す図である。
【図５】遅延部の構成を示す図である。
【図６】タイミング情報生成部の構成を示す図である。
【図７】応答信号送出側の無線通信装置の構成を示す図である。
【図８】遅延部とタイミング情報生成部の動作を説明するための図である。
【図９】保持されたカウント値を示す図である。
【図１０】タイミング情報生成部の他の構成を示す図である。
【図１１】タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するための図である。
【図１２】無線通信装置の他の構成を示す図である。
【図１３】タイミング情報生成部の構成を示す図である。
【図１４】遅延部とタイミング情報生成部の動作を説明するための図である。
【図１５】保存されたカウント値を示す図である。
【図１６】タイミング情報生成部の他の構成を示す図である。
【図１７】タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０，１０a，１０b，５０・・・無線通信装置、１１，２１・・・信号生成部、１２，２２・・・遅延部、１３，１３b，２３，２３b・・・タイミング情報生成部、１４，５２・・・送受信部、１５，５１・・・アンテナ、１６・・・距離演算部、５３・・・信号処理部、１２１-1〜１２１-5・・・バッファアンプ、１３１，２３１・・セレクタ、１３２，１３８，２３２，２３８・・・カウンタ、１３３，２３３・・・タイミング差検出部、１３５，２３５・・カウントクロック生成部、１３６，２３６・・・遅延クロックカウンタ、１３７，２３７・・タイミング差検出部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線通信システムと無線通信装置および測距方法に関する。詳しくは、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて、無線通信装置間の距離を測定するとき、クロック信号あるいは応答信号の遅延信号を生成し、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、応答信号を受信したときのカウント値と検出したタイミング差を用いて無線通信装置間の距離を算出するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムでは、複数の無線通信装置間でデータ伝送を行うだけでなく、無線信号を利用して無線通信装置間の距離を測定することが可能とされている。例えば特許文献１の発明では、基地局から送信された測距信号を端末で受信したとき、イメージ排除期間後に応答信号を発信することが行われている。また基地局は測距信号を送信してから応答信号を受信するまで経過時間を測定して、この測定した経過時間に基づいて基地局と端末間の伝搬時間を求めて、基地局から端末までの距離を算出することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８５５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでの経過時間を測定する場合、例えば測距信号を送信したとき、クロック信号を用いたカウント動作を開始して、応答信号を受信したときのカウント値から経過時間を判別できる。
【０００５】
このように、測距信号を送信してから応答信号を受信するまでカウント値に基づいて経過時間を算出する場合、クロック信号の周波数が低いと、１カウントに対応する時間が長いことから高い測距精度を得ることができない。従って、測距精度を高めるためには、クロック信号の周波数を高く設定しなければならない。
【０００６】
しかし、動作周波数の高い発振回路を用いてクロック信号の周波数を高くすると、発振回路やクロック信号のカウント処理回路等の消費電力が増加してしまう。また、動作周波数の高い発振回路やカウント処理回路は高価であり、無線通信装置を安価に構成することができなくなってしまう。さらに、動作周波数が高いと無線通信装置を容易に設計することも困難となってしまう。
【０００７】
そこで、この発明では、動作周波数を高く設定しなくとも、高い精度で距離を測定できる無線通信システムと無線通信装置および測距方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る無線通信システムと無線通信装置および測距方法は、測距信号を送信して、測距信号に対する応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて距離を測定する場合に、クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、該遅延素子からクロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは応答信号を遅延させた遅延応答信号を得るものとし、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、このタイミング差とクロック信号を用いたカウント動作での応答信号を受信したときのカウント値を用いて経過時間を算出し、該経過時間に基づき測距信号に対して応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けて、クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは応答信号を遅延させた遅延応答信号が生成される。また、測距信号の送出時に、クロック信号および／または遅延クロック信号、あるいはクロック信号および／または遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、カウント動作によって得たカウント値と応答信号、あるいはカウント値とクロック信号に基づき、クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号の受信タイミングとのタイミング差が検出されて、応答信号を受信したときのカウント値と検出したタイミング差を用いて無線通信装置間の距離が算出される。
【００１０】
このため、クロック信号の周波数が低くても、遅延量の小さい遅延素子を複数カスケード接続して遅延クロック信号や遅延応答信号を生成して用いることにより、高精度の距離測定が可能となる。またクロック信号の周波数が低くても高精度の距離測定を行うことができるので、無線通信装置の設計が容易となり、消費電力を低く押さえることもできる。さらに安価に無線通信装置を構成できる。
【００１１】
また、測距信号を送出する無線通信装置で遅延クロック信号や遅延応答信号の生成等を行うことで、高精度の距離測定が可能となり、応答信号の送出を行う無線通信装置には変更等を加える必要がないので、容易に高精度の測距を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１に示す無線通信システムにおいて、無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離を測定する場合、無線通信装置１０は、時点ｔstで図２Ａに示すように、距離測定用パルス信号である測距信号ＰＭを送信する。また距離計測用のクロック信号を用いてカウント動作を開始する。
【００１３】
無線通信装置５０は、時点ｔstで送信された測距信号ＰＭを、図２Ｂに示すように時点ｔaで受信したとき、測距信号ＰＭの受信に対する応答処理を行い、図２Ｃに示すように、時点ｔaから応答処理に要する時間経過後の時点ｔbで、応答用パルス信号である応答信号ＰＲを送信する。
【００１４】
無線通信装置１０は、時点ｔbで無線通信装置５０から送信された応答信号ＰＲを、図２Ｄに示すように時点ｔedで受信したとき、時点ｔstから時点ｔedまでのカウント値を判別して、このカウント値に基づいて距離を算出する。
【００１５】
ここで、時点ｔstから時点ｔaまでの時間である往路伝搬時間Ｔpoのカウント値、時点ｔbから時点ｔedまでの時間である復路伝搬時間Ｔphのカウント値は、それぞれ無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離を示している。また、無線通信装置５０において、測距信号ＰＭの受信に対する応答処理が常に一定の処理時間、すなわち時点ｔaから時点ｔbまでの時間である応答処理時間Ｔrsが常に一定であるとすると、時点ｔstから時点ｔedまでのカウント値に基づく経過時間Ｔmから無線通信装置５０における応答処理時間Ｔrsを減算した減算結果は、無線信号が無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離の２倍だけ進む時間に相当する。
【００１６】
図３は、距離計測用のクロック信号ＭＣＫと応答信号ＰＲのタイミングを示している。応答信号ＰＲの受信タイミングは、クロック信号ＭＣＫに同期する場合に限られるものではなく、無線通信装置１０から無線通信装置５０までの距離によっては、クロック信号ＭＣＫと位相差を生じたものとなる。なお、以下の説明では、信号の立ち上がりをカウントタイミングとする。
【００１７】
図３Ａはクロック信号ＭＣＫ、図３Ｂは測距信号ＰＭ、図３Ｃは応答信号ＰＲを示しており、例えば時点ｔstで測距信号ＰＭが送出されて、時点ｔedで応答信号ＰＲを受信したとき、時点ｔcでカウントアップが行われていると、時点ｔcから時点ｔedまで時間が経過してもカウント値が変わらないため、時点ｔcから時点ｔedまでの時間差、すなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングのタイミング差ＴＥが測距誤差となる。
【００１８】
このタイミング差ＴＥはクロック信号の周波数を高くすることで、小さくできる。しかし、クロック信号の周波数を高くすると、無線通信装置の設計が困難となり、消費電力も大きくなったしまう。さらに、無線通信装置を安価に構成できなくなってしまう。このため、クロック信号あるいは応答信号を遅延させて用いることにより、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングのタイミング差ＴＥを精度良く検出して、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウント値だけでなく、検出したタイミング差ＴＥを用いることで測距精度を向上させる。
【００１９】
次に、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫを用いることで測距精度を向上させた無線通信装置の構成の一部を図４に示す。なお、図４では、測距動作に関する部分の構成のみを示している。
【００２０】
無線通信装置１０aの信号生成部１１は、測距信号ＰＭを生成してタイミング情報生成部１３と送受信部１４に供給する。また、クロック信号ＭＣＫを生成して遅延部１２とタイミング情報生成部１３に供給する。
【００２１】
図５は、遅延部１２の構成を示している。遅延部１２は、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckよりも遅延量が短い遅延素子を、１あるいは複数カスケード接続して構成する。図５は、例えば、５つのバッファアンプ１２１-1〜１２１-5を遅延素子として用いて、バッファアンプ１２１-1〜１２１-5をカスケード接続した場合を示している。なお、説明を簡単とするため、バッファアンプ１２１-1〜１２１-5のそれぞれの遅延量は「（１／５）Ｔck」とする。なお、遅延部１２は、抵抗やコンデンサーの組合せによるローパス・フィルタの位相遅れ等を利用して、遅延信号を生成するものとしても良い。
【００２２】
遅延部１２にクロック信号ＭＣＫを入力すると、バッファアンプ１２１-1からは、クロック信号ＭＣＫに対して遅延量が「（１／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-1が出力される。また、バッファアンプ１２１-2からは、クロック信号ＭＣＫに対して遅延量が「（２／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-2が出力される。同様に、バッファアンプ１２１-3〜１２１-5からは、クロック信号ＭＣＫに対する遅延量がそれぞれ「（３／５）Ｔck」，「（４／５）Ｔck」，「（５／５）Ｔck」である遅延クロック信号ＤＣＫ-3，ＤＣＫ-4，ＤＣＫ-5が出力される。
【００２３】
図６は、タイミング情報生成部１３の構成を示している。セレクタ１３１は、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5から１つの信号を選択して、選択クロック信号ＳＣＫとしてカウンタ１３２に供給する。また、測距信号ＰＭが信号生成部１１から出力される毎に、選択する信号を順次に切り替えて、いずれの信号が選択されているかを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。例えば、最初にクロック信号ＭＣＫである選択クロック信号ＳＣＫと、クロック信号ＭＣＫが選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。信号生成部１１から測距信号ＰＭが再度出力されたときには、信号の切り替えを行い、遅延クロック信号ＤＣＫ-1である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延クロック信号ＤＣＫ-1が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。次に信号生成部１１から測距信号ＰＭが出力されたときも同様に信号の切り替えを行い、遅延クロック信号ＤＣＫ-2である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延クロック信号ＤＣＫ-2が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ１３２に供給する。以下同様にして、セレクタ１３１は、信号生成部１１から測距信号ＰＭが出力される毎に信号の切り替えを行う。また、遅延クロック信号ＤＣＫ-5の次にクロック信号ＭＣＫを選択することで、選択する信号の切り替えをサイクリックに行う。
【００２４】
カウンタ１３２は、セレクタ１３１からの選択クロック信号ＳＣＫを用いてカウント動作を行う。このカウント動作は、測距信号ＰＭの送出時にカウント値を初期化して開始する。また、カウンタ１３２は、応答信号ＰＲが供給されたときのカウント値を、選択情報ＳＥに基づいて、セレクタ１３１で選択された信号毎に保持する。
【００２５】
タイミング差検出部１３３は、カウンタ１３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別して、この判別結果に基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００２６】
送受信部１４は、測距信号ＰＭの変調処理等を行い所望の周波数帯の無線信号としてアンテナ１５から送信する。また、アンテナ１５で無線信号を受信して得られたＲＦ信号の復調処理等を行い、無線通信装置５０から送信された応答信号ＰＲを得たときは、この応答信号ＰＲをタイミング情報生成部１３に供給する。また、送受信部１４では、特定の無線通信装置までの距離を行う場合、この特定の無線通信装置に割り当てられているアドレス等の識別情報を送信先、自己の無線通信装置に割り当てられているアドレス等の識別情報を送信元としてヘッダ情報を生成し、このヘッダ情報を測距信号ＰＭに付加して送信する。また、送信先の無線通信装置で測距信号ＰＭを受信したときには、ヘッダ情報の送信元を送信先、自己の識別情報を送信元としたヘッダ情報を応答信号ＰＲに付加して送信する。このようにすれば、無線通信装置が数多く用いられていても、特定の無線通信装置間で距離を測定することができる。
【００２７】
なお、種々の情報等の伝送を行う場合には、信号処理部（図示せず）で送信情報信号を生成して送受信部１４に供給して無線信号として送信する。また、無線信号を受信して受信情報信号を得られたときは、この受信情報信号を信号処理部に供給する。
【００２８】
距離演算部１６は、タイミング情報生成部１３のカウンタ１３２に保持されているクロック信号ＭＣＫに基づくカウント値ＤＣと、タイミング情報生成部１３のタイミング差検出部１３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき、応答信号ＰＲを送出した無線通信装置５０までの距離を算出する。
【００２９】
図７は、測距信号ＰＭを受信したとき応答信号ＰＲを送出する応答信号送出側の無線通信装置５０の構成を示している。無線通信装置５０のアンテナ５１で無線信号を受信して得られたＲＦ信号は送受信部５２に供給される。送受信部５２では、受信信号の復調処理等を行い得られたベースバンド信号を信号処理部５３に供給する。信号処理部５３は送受信部５２から供給されたベースバンド信号に基づき、測距信号ＰＭを受信したか否か判別する。ここで、測距信号ＰＭを受信したときには、応答信号ＰＲを送受信部５２に供給する。送受信部５２は、応答信号ＰＲの変調処理等を行い所望の周波数帯の無線信号としてアンテナ５１から送信する。
【００３０】
次に、無線通信装置１０aの測距動作について説明する。図８は、遅延部１２とタイミング情報生成部１３の動作、図９は、タイミング情報生成部１３のカウンタ１３２に保持されているカウント値を示している。
【００３１】
図８Ａは測距信号ＰＭ、図８Ｈは応答信号ＰＲを示しており、無線通信装置間の距離が一定である場合は、測距信号ＰＭを送出した時点ｔstから応答信号ＰＲを受信した時点ｔedまでの経過時間Ｔmは一定となる。また、図８Ｂはクロック信号ＭＣＫ、図８Ｃ〜図８Ｇは遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を示している。
【００３２】
セレクタ１３１は、１回目の測距信号ＰＭの送出時に、図８Ｂに示すクロック信号ＭＣＫを選択して選択クロック信号ＳＣＫとする。選択クロック信号ＳＣＫすなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ１３２は、図９に示すように、クロック信号ＭＣＫを選択したときのカウント値である「ｎ」をクロック信号ＭＣＫに関係付けて保持する。
【００３３】
セレクタ１３１は、２回目の測距信号ＰＭの送出時に、図８Ｃに示す遅延クロック信号ＤＣＫ-1を選択して選択クロック信号ＳＣＫとする。選択クロック信号ＳＣＫすなわち遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ１３２は、図９に示すように、遅延クロック信号ＤＣＫ-1を選択したときのカウント値である「ｎ」を遅延クロック信号ＤＣＫ-1に関係付けて保持する。
【００３４】
以下同様に、測距信号ＰＭの送出毎に、セレクタ１３１で選択する信号を切り替えると、遅延クロック信号ＤＣＫ-2を選択したときのカウント値は「ｎ」、遅延クロック信号ＤＣＫ-3を選択したときのカウント値は「ｎ」、遅延クロック信号ＤＣＫ-4を選択したときのカウント値は「ｎ−１」、遅延クロック信号ＤＣＫ-5を選択したときのカウント値は「ｎ−１」となる。
【００３５】
タイミング差検出部１３３は、カウンタ１３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別してタイミング差を検出する。
【００３６】
ここで、応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間よりも短い期間内に受信された場合、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作ではカウントアップが行われて、遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作ではカウントアップが行われない。従って、クロック信号ＭＣＫに対するカウント値と遅延クロック信号ＤＣＫ-1に対するカウント値が相違する。
【００３７】
応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間以上長く２個分の遅延時間よりも短い期間内に受信された場合、クロック信号ＭＣＫと遅延クロック信号ＤＣＫ-1を用いたカウント動作ではカウントアップが行われて、遅延クロック信号ＤＣＫ-2を用いたカウント動作ではカウントアップが行われない。従って、遅延クロック信号ＤＣＫ-1に対するカウント値と遅延クロック信号ＤＣＫ-2に対するカウント値が相違する。
【００３８】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、カウント値の相違する部分と対応するものとなる。従って、カウント値の相違する部分に基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥを判別できる。
【００３９】
図９に示すようにカウント値が保持されているときは、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることが判別される。なお、セレクタ１３１でサイクリックに信号を選択すると、遅延クロック信号ＤＣＫ-5の後にクロック信号ＭＣＫが供給されてカウント値が増加する。従って、セレクタ１３１で遅延時間が増加するように信号選択を行う場合、カウント値の減少を検出することで、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることを正しく判別できる。
【００４０】
このように、遅延クロック信号ＤＣＫ-3と遅延クロック信号ＤＣＫ-4の間でカウント値の相違が生じていることから、応答信号ＰＲは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ３個分の遅延時間以上長く４個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されていることを判別できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから応答信号ＰＲの受信までのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ３個分の遅延時間と４個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ３．５個分の遅延時間とする。
【００４１】
距離演算部１６は、カウンタ１３２に保持されているクロック信号ＭＣＫのカウント値ＤＣと、タイミング差検出部１３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき経過時間を算出して、経過時間から無線通信装置間の距離を算出する。
【００４２】
経過時間Ｔmは、式（１）に基づいて算出できる。なおタイミング差ＴＥは、
Ｔm＝（クロック信号ＭＣＫの周期×カウント値ＤＣ）
＋タイミング差ＴＥ・・・（１）
この経過時間Ｔmから応答処理時間Ｔrsを減算した時間を（１／２）倍すれば、無線通信装置間の距離に相当する伝搬時間を得ることができ、伝搬時間と無線信号の伝送速度から距離を算出できる。さらに、クロック信号ＭＣＫのカウント値のみから距離を算出する場合に比べて高精度に距離を測定できる。例えば、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckを１０nsec、バッファアンプ１個の遅延時間を２nsecとすると、距離精度は式（２）に示すように「±１５ｃｍ」となり、クロック信号ＭＣＫのカウント値のみから距離を算出する場合の距離精度（±７５ｃｍ）よりも測距精度を高めることができる。
距離精度＝３×１０8[ｍ／ｓｅｃ]×２×１０-9[ｓｅｃ]÷２
＝±１５ｃｍ ・・・（２）
【００４３】
ところで、上述のタイミング情報生成部１３では、測距信号ＰＭが送出される毎に、セレクタ１３１で選択する信号を切り替えて、選択された信号毎のカウント値を保持するものとし、保持されているカウント値からタイミング差ＴＥを検出するものとしたが、各遅延クロック信号を用いてカウント動作を行うことで、１回の測距信号ＰＭの送出でもタイミング差ＴＥを検出することができる。図１０は、タイミング情報生成部の他の構成を示しており、１回の測距信号ＰＭの送出でタイミング差ＴＥを検出する場合である。
【００４４】
タイミング情報生成部１３bのカウントクロック生成部１３５は、遅延部１２から供給された各遅延クロック信号のカウントタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫuを生成する。例えば微分回路を用いて遅延クロック信号毎に立ち上がりを示す信号を生成して足合わせることで、カウントクロック信号ＣＫuを生成できる。
【００４５】
遅延クロックカウンタ１３６は、カウントクロック信号ＣＫuを用いてカウント動作を行う。また、遅延クロックカウンタ１３６は、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングでカウント値を初期化し、応答信号ＰＲが供給されたときのカウント値をタイミング差検出部１３７に供給する。
【００４６】
タイミング差検出部１３７は、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴに基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００４７】
図１１は、タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するためのものである。図１１Ａはクロック信号ＭＣＫ、図１１Ｂ〜図１１Ｆは遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5を示している。カウントクロック生成部１３５は、図１１Ｇに示すように、遅延クロック信号ＤＣＫ-1〜ＤＣＫ-5のカウントタイミングである立ち上がりのタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫuを生成する。このカウントクロック信号ＣＫuを用いて遅延クロックカウンタ１３６でカウント動作を行うと、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは、図１１Ｈに示すものとなる。なお、図１１Ｉは、応答信号ＰＲを示している。
【００４８】
ここで、応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されているときには、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは「０」となる。
【００４９】
応答信号ＰＲが、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ１個分の遅延時間以上長く２個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されているときには、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴは「１」となる。
【００５０】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴと対応するものとなる。従って、遅延クロックカウンタ１３６のカウント値ＳＣＴに基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲの受信のタイミング差ＴＥを検出できる。
【００５１】
図１１では、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedでカウント値ＳＣＴが「３」であることから、応答信号ＰＲは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ３個分の遅延時間以上長く４個分の遅延時間よりも短い期間内に受信されていることを検出できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ３個分の遅延時間と４個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ３．５個分の遅延時間とする。
【００５２】
また、カウンタ１３８は、クロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedでのカウント値ＤＣを距離演算部１６に供給する。
【００５３】
従って、距離演算部１６は、上述のようにカウント値ＤＣとタイミング差ＴＥに基づいて、無線通信装置間の距離を高精度に測定できる。
【００５４】
このように各遅延クロック信号に基づいてカウントクロック信号ＣＫuを生成してカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値を用いるものとすれば、１回の測距信号の送出で、タイミング差ＴＥを検出することが可能となり、測距信号の送出を繰り返したときに無線通信装置間の距離の変動が生じても、距離の変動を反映した測距結果を得ることができる。
【００５５】
次に、遅延応答信号を用いて測距精度を向上させることができる無線通信装置について説明する。
【００５６】
図１２は、無線通信装置の他の構成として、応答信号ＰＲを遅延させた遅延応答信号ＤＰＲを用いて、測距精度を高める場合を示している。なお、図４と対応する部分については同一符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５７】
信号生成部２１は、測距信号ＰＭを生成してタイミング情報生成部２３と送受信部１４に供給する。また、クロック信号ＭＣＫを生成してタイミング情報生成部２３に供給する。
【００５８】
送受信部１４で得られた応答信号ＰＲは、遅延部２２とタイミング情報生成部２３に供給する。
【００５９】
遅延部２２は、遅延部１２と同様に構成されており、応答信号ＰＲを遅延させて遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を生成してタイミング情報生成部２３に供給する。
【００６０】
図１３は、タイミング情報生成部２３の構成を示している。セレクタ２３１は、応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5から１つの信号を選択して、選択応答信号ＳＰＲとしてカウンタ２３２に供給する。また、測距信号ＰＭが信号生成部１１から出力される毎に、選択する信号を順次に切り替えて、いずれの信号が選択されているかを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。例えば、最初に応答信号ＰＲである選択応答信号ＳＰＲと、応答信号ＰＲが選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。信号生成部２１から測距信号ＰＭが再度送出されたときには、信号の切り替えを行い、遅延応答信号ＤＰＲ-1である選択応答信号ＳＰＲと、遅延応答信号ＤＰＲ-1が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。次に信号生成部２１から測距信号ＰＭが送出されたときも同様に信号の切り替えを行い、遅延応答信号ＤＰＲ-2である選択クロック信号ＳＣＫと、遅延応答信号ＤＰＲ-2が選択されていることを示す選択情報ＳＥをカウンタ２３２に供給する。以下同様にして、セレクタ２３１は、信号生成部２１から測距信号ＰＭが出力される毎に信号の切り替えを行う。また、遅延応答信号ＤＰＲ-5の次に応答信号ＰＲを選択することで、選択する信号の切り替えをサイクリックに行う。
【００６１】
カウンタ２３２は、信号生成部２１で生成されたクロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行う。このカウント動作は、測距信号ＰＭの送出時にカウント値を初期化して開始する。また、カウンタ２３２は、セレクタ２３１から供給された応答信号ＰＲあるいは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5が供給されたときのカウント値を、選択情報ＳＥに基づきセレクタ２３１で選択された信号毎に保持する。
【００６２】
タイミング差検出部２３３は、カウンタ２３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別して、この判別結果に基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００６３】
次に、無線通信装置１０bの測距動作について説明する。図１４は遅延部２２とタイミング情報生成部２３の動作、図１５はタイミング情報生成部２３のカウンタ２３２で保持されているカウント値を示している。
【００６４】
図１４Ａは測距信号ＰＭ、図１４Ｂはクロック信号ＭＣＫ、図１４Ｃは応答信号ＰＲを示しており、無線通信装置間の距離が一定である場合は、測距信号ＰＭの送出から応答信号ＰＲの受信までの経過時間Ｔmは一定となる。また、図１４Ｄ〜図１４Ｈは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を示している。
【００６５】
セレクタ２３１は、１回目の測距信号ＰＭの送出時に、図１４Ｃに示す応答信号ＰＲを選択して選択応答信号ＳＰＲとする。選択応答信号ＳＰＲすなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作において、応答信号ＰＲを受信した時点ｔedのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ２３２は、図１５に示すように、応答信号ＰＲを選択したときのカウント値である「ｎ」を、応答信号ＰＲに関係付けて保持する。
【００６６】
セレクタ２３１は、２回目の測距信号ＰＭの送出時に、図１４Ｄに示す遅延応答信号ＤＰＲ-1を選択応答信号ＳＰＲとして選択する。選択応答信号ＳＰＲすなわち遅延応答信号ＤＰＲ-1がカウンタ２３２に供給されたときのカウント値は「ｎ」である。このため、カウンタ２３２は、図１５に示すように、遅延応答信号ＤＰＲ-1を選択したときのカウント値である「ｎ」を遅延応答信号ＤＰＲ-1に関係付けて保持する。
【００６７】
以下同様に、測距信号ＰＭの送出毎に、セレクタ２３１で選択する信号を切り替えると、遅延応答信号ＤＰＲ-2を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-3を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-4を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」、遅延応答信号ＤＰＲ-5を選択したときのカウント値は「ｎ＋１」となり、信号毎にカウント値を保持する。
【００６８】
タイミング差検出部２３３は、カウンタ２３２に保持されているカウント値の相違が、いずれの信号切り替えで生じているかを判別してタイミング差を検出する。
【００６９】
ここで、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングが、応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1との間にあるとき、応答信号ＰＲに対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値が相違する。また、応答信号ＰＲに対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値が相違する場合、応答信号ＰＲのタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲に含まれる。
【００７０】
また、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングが、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2との間にあるとき、遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-2に対応するカウント値が相違する。また、遅延応答信号ＤＰＲ-1に対応するカウント値と遅延応答信号ＤＰＲ-2に対応するカウント値が相違する場合、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前の時間範囲に含まれる。また、応答信号ＰＲのタイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。
【００７１】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、カウント値の相違する部分と対応するものとなる。従って、カウント値の相違する部分に基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥを判別できる。
【００７２】
ここで、図１５に示すようにカウント値が保持されているときは、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることが判別される。なお、セレクタ２３１でサイクリックに信号を選択すると、遅延応答信号ＤＰＲ-5の後に応答信号ＰＲが供給されてカウント値が減少する。従って、セレクタ２３１で遅延時間が増加するように信号選択を行う場合、カウント値の増加を検出することで、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることを正しく判別できる。
【００７３】
このように、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2の間でカウント値の相違が生じていることから、遅延応答信号ＤＰＲ-1は、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲における中間位置、すなわちクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ０．５個分の遅延時間前の位置とする。また、応答信号ＰＲの受信タイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。すなわち、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１．５個分の遅延時間前の位置として、タイミング差ＴＥはバッファアンプ１．５個分の遅延時間となる。
【００７４】
距離演算部１６は、カウンタ２３２に保持されているクロック信号ＭＣＫのカウント値ＤＣと、タイミング差検出部２３３で検出されたタイミング差ＴＥに基づき経過時間を算出して、経過時間から無線通信装置間の距離を算出する。
【００７５】
ここで、タイミング差ＴＥは、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣに対して１カウント後のタイミングとの差を示していることから、経過時間Ｔmは、式（３）に基づいて算出できる。
【００７６】
Ｔm＝（クロック信号ＭＣＫの周期×カウント値ＤＣ＋１）
−タイミング差ＴＥ・・・（３）
この経過時間Ｔmから応答処理時間Ｔrsを減算した時間を（１／２）倍すれば、無線通信装置間の距離に相当する伝搬時間を得ることができ、伝搬時間と無線信号の伝送速度から距離を算出できる。さらに、高精度に距離を測定できる。例えば、クロック信号ＭＣＫの周期Ｔckを１０nsec、バッファアンプ１個の遅延時間を２nsecとすると、距離精度は上述のように「±１５ｃｍ」となり測距精度を高めることができる。
【００７７】
また、遅延応答信号を用いる場合も、各遅延応答信号を用いてカウント動作を行うことで、１回の測距信号ＰＭの送出でもタイミング差ＴＥを検出することができる。図１６はタイミング情報生成部の他の構成を示しており、１回の測距信号ＰＭの送出でタイミング差ＴＥを検出する場合である。
【００７８】
タイミング情報生成部２３bのカウントクロック生成部２３５は、遅延部２２から供給された各遅延応答信号のカウントタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫrを生成する。例えば微分回路を用いて遅延応答信号毎に立ち上がりを示す信号を生成して足合わせることで、カウントクロック信号ＣＫrを生成できる。
【００７９】
遅延応答カウンタ２３６は、カウントクロック信号ＣＫrを用いてカウント動作を行う。また、遅延応答カウンタ２３６は、カウントクロック信号ＣＫrが供給されてカウント動作開始後、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなったときのカウント値をタイミング差検出部２３７に供給する。
【００８０】
タイミング差検出部２３７は、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴに基づきタイミング差ＴＥを検出する。
【００８１】
図１７は、タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するためのものである。図１７Ａはクロック信号ＭＣＫ、図１７Ｂは応答信号ＰＲ、図１７Ｃ〜図１７Ｇは遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5を示している。カウントクロック生成部２３５は、図１７Ｈに示すように、遅延応答信号ＤＰＲ-1〜ＤＰＲ-5のカウントタイミングである立ち上がりのタイミングを示すカウントクロック信号ＣＫrを生成する。このカウントクロック信号ＣＫrを用いて遅延応答カウンタ２３６でカウント動作を行うと、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴは、図１７Ｉに示すものとなる。
【００８２】
ここで、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「１」のときにクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなった場合は、上述したカウントタイミングが応答信号ＰＲと遅延応答信号ＤＰＲ-1との間にある場合に相当する。従って、応答信号ＰＲのタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前までの時間範囲に含まれる。
【００８３】
また、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「２」のときにクロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングとなった場合は、上述したカウントタイミングが、遅延応答信号ＤＰＲ-1と遅延応答信号ＤＰＲ-2との間にある場合に相当する。従って、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングは、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングから、バッファアンプ１個分の遅延時間前の時間範囲に含まれる。また、応答信号ＰＲのタイミングは、遅延応答信号ＤＰＲ-1のタイミングからバッファアンプ１個分の遅延時間前のタイミングである。
【００８４】
このように、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対する応答信号ＰＲのタイミング差ＴＥは、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴと対応するものとなる。従って、遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴに基づき、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥを検出できる。
【００８５】
図１７では、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングにおける遅延応答カウンタ２３６のカウント値ＳＣＴが「２」であることから、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングに対して、バッファアンプ２個分の遅延時間前から１個分の遅延時間前までの短い期間内に受信されていることを検出できる。従って、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作のカウントタイミングと応答信号ＰＲの受信タイミングとのタイミング差ＴＥは、バッファアンプ１個分の遅延時間と２個分の遅延時間の平均値であるバッファアンプ１．５個分の遅延時間とする。
【００８６】
また、カウンタ２３８は、クロック信号ＭＣＫを用いてカウント動作を行い、応答信号ＰＲを受信したときのカウント値ＤＣを距離演算部１６に供給する。
【００８７】
従って、距離演算部１６は、上述の式（３）のようにカウント値ＤＣとタイミング差ＴＥに基づいて、無線通信装置間の距離を高精度に測定できる。
【００８８】
このように各遅延応答信号に基づいてカウントクロック信号ＣＫrを生成してカウント動作を行い、クロック信号ＭＣＫを用いたカウント動作におけるカウントタイミングでのカウント値を用いるものとすれば、１回の測距信号の送出で、タイミング差ＴＥを得ることが可能となり、測距信号の送出を繰り返したときに無線通信装置間の距離の変動が生じても、距離の変動を反映した測距結果を得ることができる。
【００８９】
なお、遅延部で用いる遅延素子や素子数は例示的なものであり、上述の記載に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】測距動作を説明するため図である。
【図３】クロック信号と応答信号のタイミングを示す図である。
【図４】無線通信装置の構成の一部を示す図である。
【図５】遅延部の構成を示す図である。
【図６】タイミング情報生成部の構成を示す図である。
【図７】応答信号送出側の無線通信装置の構成を示す図である。
【図８】遅延部とタイミング情報生成部の動作を説明するための図である。
【図９】保持されたカウント値を示す図である。
【図１０】タイミング情報生成部の他の構成を示す図である。
【図１１】タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するための図である。
【図１２】無線通信装置の他の構成を示す図である。
【図１３】タイミング情報生成部の構成を示す図である。
【図１４】遅延部とタイミング情報生成部の動作を説明するための図である。
【図１５】保存されたカウント値を示す図である。
【図１６】タイミング情報生成部の他の構成を示す図である。
【図１７】タイミング情報生成部の他の構成の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０，１０a，１０b，５０・・・無線通信装置、１１，２１・・・信号生成部、１２，２２・・・遅延部、１３，１３b，２３，２３b・・・タイミング情報生成部、１４，５２・・・送受信部、１５，５１・・・アンテナ、１６・・・距離演算部、５３・・・信号処理部、１２１-1〜１２１-5・・・バッファアンプ、１３１，２３１・・セレクタ、１３２，１３８，２３２，２３８・・・カウンタ、１３３，２３３・・・タイミング差検出部、１３５，２３５・・カウントクロック生成部、１３６，２３６・・・遅延クロックカウンタ、１３７，２３７・・タイミング差検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距信号を送信する第１の無線通信装置と、前記測距信号を受信したとき応答信号を返信する第２の無線通信装置を有し、前記第１の無線通信装置が前記測距信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて、前記第１および第２の無線通信装置間の距離を測定する無線通信システムにおいて、
前記第１の無線通信装置は、
クロック信号を生成する信号生成部と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けて、前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る遅延部と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部から出力されたタイミング差とカウント値を用いて前記経過時間を算出し、該経過時間に基づいて前記第１および第２の無線通信装置間の距離を算出する距離演算部とを有する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
測距信号とクロック信号を生成する信号生成部と、
前記測距信号の送信および該測距信号に対する応答信号を受信する送受信部と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けるものとして、該遅延素子から前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る遅延部と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部から出力されたカウント値とタイミング差を用いて前記経過時間を算出し、該経過時間に基づき前記測距信号に対して応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出する距離演算部とを有する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、測距範囲に対応する経過時間よりも長い時間間隔で前記測距信号を繰り返し出力し、
前記タイミング情報生成部には、前記クロック信号と前記遅延クロック信号を、前記測距信号の出力毎に切り替えて選択するセレクタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記セレクタで選択した信号を用いてカウント動作を行い、前記応答信号の受信時のカウント値を選択した信号毎に保持するものとし、該保持しているカウント値の相違に基づいて前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記信号生成部は、測距範囲に対応する経過時間よりも長い時間間隔で前記測距信号を繰り返し出力し、
前記タイミング情報生成部には、前記応答信号と前記遅延応答信号を、前記測距信号の出力毎に切り替えて選択するセレクタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記クロック信号を用いたカウント動作を行い、前記セレクタで選択した前記応答信号あるいは前記遅延応答信号が供給されたときのカウント値を選択した信号毎に保持するものとし、該保持しているカウント値の相違に基づいて前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記タイミング情報生成部には、前記遅延クロック信号を用いてカウント動作を行う遅延クロック信号カウンタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記応答信号を受信したときの前記遅延クロック信号カウンタのカウント値から前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記タイミング情報生成部には、前記遅延応答信号を用いてカウント動作を行う遅延応答信号カウンタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングにおける前記遅延応答信号カウンタのカウント値から前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項７】
測距信号を送信する工程と、
前記測距信号に対する応答信号を受信する工程と、
クロック信号を生成する工程と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、該遅延素子から前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る工程と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力する工程と、
前記応答信号を受信したときのカウント値と前記検出したタイミング差を用いて経過時間を算出し、該経過時間に基づいて前記測距信号に対して前記応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出する工程とを有する
ことを特徴とする測距方法。
【請求項１】
測距信号を送信する第１の無線通信装置と、前記測距信号を受信したとき応答信号を返信する第２の無線通信装置を有し、前記第１の無線通信装置が前記測距信号を送信してから前記応答信号を受信するまでの経過時間に基づいて、前記第１および第２の無線通信装置間の距離を測定する無線通信システムにおいて、
前記第１の無線通信装置は、
クロック信号を生成する信号生成部と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けて、前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る遅延部と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部から出力されたタイミング差とカウント値を用いて前記経過時間を算出し、該経過時間に基づいて前記第１および第２の無線通信装置間の距離を算出する距離演算部とを有する
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
測距信号とクロック信号を生成する信号生成部と、
前記測距信号の送信および該測距信号に対する応答信号を受信する送受信部と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を設けるものとして、該遅延素子から前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る遅延部と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力するタイミング情報生成部と、
前記タイミング情報生成部から出力されたカウント値とタイミング差を用いて前記経過時間を算出し、該経過時間に基づき前記測距信号に対して応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出する距離演算部とを有する
ことを特徴とする無線通信装置。
【請求項３】
前記信号生成部は、測距範囲に対応する経過時間よりも長い時間間隔で前記測距信号を繰り返し出力し、
前記タイミング情報生成部には、前記クロック信号と前記遅延クロック信号を、前記測距信号の出力毎に切り替えて選択するセレクタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記セレクタで選択した信号を用いてカウント動作を行い、前記応答信号の受信時のカウント値を選択した信号毎に保持するものとし、該保持しているカウント値の相違に基づいて前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記信号生成部は、測距範囲に対応する経過時間よりも長い時間間隔で前記測距信号を繰り返し出力し、
前記タイミング情報生成部には、前記応答信号と前記遅延応答信号を、前記測距信号の出力毎に切り替えて選択するセレクタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記クロック信号を用いたカウント動作を行い、前記セレクタで選択した前記応答信号あるいは前記遅延応答信号が供給されたときのカウント値を選択した信号毎に保持するものとし、該保持しているカウント値の相違に基づいて前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記タイミング情報生成部には、前記遅延クロック信号を用いてカウント動作を行う遅延クロック信号カウンタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記応答信号を受信したときの前記遅延クロック信号カウンタのカウント値から前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記タイミング情報生成部には、前記遅延応答信号を用いてカウント動作を行う遅延応答信号カウンタを設け、
前記タイミング情報生成部では、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングにおける前記遅延応答信号カウンタのカウント値から前記タイミング差を検出する
ことを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項７】
測距信号を送信する工程と、
前記測距信号に対する応答信号を受信する工程と、
クロック信号を生成する工程と、
前記クロック信号の周期よりも遅延量が短い遅延素子を用いて、該遅延素子から前記クロック信号を遅延させた遅延クロック信号あるいは前記応答信号を遅延させた遅延応答信号を得る工程と、
前記測距信号の送出時に、前記クロック信号および／または前記遅延クロック信号、あるいは前記クロック信号および／または前記遅延応答信号を用いてカウント動作を開始して、該カウント動作によって得たカウント値と前記応答信号、あるいは該カウント値と前記クロック信号に基づき、前記クロック信号を用いたカウント動作のカウントタイミングと前記応答信号の受信タイミングとのタイミング差を検出し、該タイミング差と前記クロック信号を用いたカウント動作での前記応答信号を受信したときのカウント値を出力する工程と、
前記応答信号を受信したときのカウント値と前記検出したタイミング差を用いて経過時間を算出し、該経過時間に基づいて前記測距信号に対して前記応答信号を返信した無線通信装置までの距離を算出する工程とを有する
ことを特徴とする測距方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００７−４７０４７（Ｐ２００７−４７０４７Ａ）
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３２５０８（Ｐ２００５−２３２５０８）
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月２２日（２００７．２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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