JP2002111566A

JP2002111566A - 送信機、通信システム及び通信方法

Info

Publication number: JP2002111566A
Application number: JP2000352255A
Authority: JP
Inventors: Takuo Takai; 拓夫高井
Original assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】他の電波等によって通信が邪魔されても所定
の情報を確実に通信し、安定した通信が可能な送信機、
通信システム及び通信方法を提供する。【解決手段】パルス信号発生部２０に供給される電源
電圧を音声信号生成部１０からの変調信号により変調部
３０で変調すると、振幅変調及び周波数変調がされたパ
ルス信号を得ることができる。このパルス信号から、信
号抽出部４０によってその基本波成分と２つの高調波成
分を取り出し、各送信信号を増幅してアンテナ８０から
同一情報によって変調された複数の被変調波を電波とし
て同時に送信する。受信機側では、これら複数の電波の
中から任意の電波を選択して受信することで、安定した
無線通信が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一情報によって
変調された複数の被変調波を同時に送信する送信機、通
信システム及び通信方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線通信に利用する電波は、その出力レ
ベルに応じて電波法によって規制を受け、所定レベルよ
り大きい出力を伴う電波出力を発射するには免許を受け
る必要がある。したがって、近距離で簡便な無線通信を
行いたい場合には、電波法によって規制を受けない出力
レベルを有する微弱電波を用いるのがよい。しかし、こ
のような微弱電波ではその通信範囲に限界があり、その
利用範囲が限定されることになる。

【０００３】特開平５−６３６１６号公報には、互いに
近接した複数の周波数の電波が同一情報により変調され
てなる複数の微弱電波を同時に送出し、これら電波を受
信して合成し上記情報を再生する多波送受信式通信方法
が開示されている。この通信方法によれば、受信側で同
一情報を有する複数の微弱電波を合成して該情報を再生
するので、個々の電波が微弱であっても合成によって大
レベルの電波と同等の通信能力をもって無線通信を行う
ことができるとしている。

【０００４】このように微弱電波を用いた近距離無線通
信を利用すれば、電波法によって規制を受けないで無線
通信を行うことができるため、市街地等に配置された送
信機から送信される電波を視覚障害者が所持する受信機
で受信することで所定の情報を案内する視覚障害者用情
報案内システムをはじめ、玩具、ホームオートメーショ
ン、アラーム機器、医用テレメータリングなど、広範囲
な応用分野での利用を期待できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報の
通信方法は、同時に送出される複数の電波（以下、「多
波電波」という。）の周波数が互いに近接しているた
め、その使用周波数がラジオやテレビ等の強力な電波と
重複してしまうと、この強力な電波によって多波電波に
よる無線通信が妨害されるという問題があった。この問
題は、上記多波電波の通信範囲内における使用周波数が
他の微弱電波等と重複した場合にも発生する。尚、上述
した問題は、無線通信に限らず、有線通信についても同
様に発生し得るものである。

【０００６】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、他の電波や信号等に
よって通信が妨害されても所定の情報を確実に通信し、
安定した通信が可能な送信機、通信システム及び通信方
法を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明に係る送信機は、所定情報により変
調して得られた基本周波数を有する被変調波と、該所定
情報により変調して得られた該基本周波数を整数倍した
高調波周波数を有する被変調波とを、同時に送信するこ
とを特徴とするものである。

【０００８】この送信機を用いて無線通信を行う場合、
受信機側では、基本周波数を有する電波を受信したとき
でも、その高調波周波数を有する電波を受信したときで
も、同じ情報を得ることができる。よって、受信機周辺
において、例えば、その基本周波数帯域が他の電波で使
用されていて、その無線通信が妨害されたとしても、受
信機の受信周波数を高調波周波数に切り換えれば、上記
送信機から送信された情報を入手することが可能とな
る。送信される基本周波数及び高調周波数を有する被変
調波は、例えば、所定の情報で変調したパルス信号の中
から取り出したり、基本周波数を有する搬送波と高調波
周波数を有する搬送波とを同一情報でそれぞれ変調した
りして得ることができる。尚、本送信機は、有線通信に
も同様に適用可能である。

【０００９】また、上記基本周波数を９ｋＨｚや１８ｋ
Ｈｚなどの低い周波数に設定した場合には、その高調波
周波数の間隔が狭くなるため、送信周波数の間隔が狭い
多数の被変調波を送信することが可能となる。この場合
には、ＡＭラジオ受信機のように、受信周波数が所定帯
域に限定されているときでも、本送信機から送信される
被変調波を受信可能な受信周波数の数を多くすることが
できる。

【００１０】また、請求項２の発明は、請求項１の送信
機において、上記高調波周波数を有する被変調波は、上
記基本周波数を有する被変調波と異なる変調方式で変調
されていることを特徴とするものである。

【００１１】この送信機においては、変調方式が異なる
複数の被変調波を同時に送信することができる。変調方
式はそれぞれ一長一短であるため、このように複数の変
調方式を利用することで各変調方式が有する長所を生か
して通信することができる。例えば、振幅変調方式は、
回路構成が簡単で低コストであるという長所を有し、周
波数変調方式は比較的ノイズの影響を受け難いという長
所を有する。尚、このように複数の変調方式による被変
調波を送信する場合、受信機側では、各変調方式に対応
した復調部を有する必要があるが、市販されているラジ
オ受信機には、ＡＭ波及びＦＭ波を受信可能なものがあ
る。したがって、適切な周波数を有する振幅変調方式及
び周波数変調方式の被変調波をそれぞれ送信することに
より、このような市販のラジオ受信機を利用することが
できる。

【００１２】また、請求項３の発明は、請求項１又は２
の送信機において、振幅変調方式によって変調された２
つの被変調波を、電波として同時に送信するものであ
り、該２つの被変調波は、市販ラジオで受信可能な中波
帯域の両端付近に位置する周波数帯域を有することを特
徴とするものである。

【００１３】この送信機は、例えば、基本周波数として
５３１ｋＨｚを採用し、高調波周波数としてその３倍の
１５９３ｋＨｚを採用して、市販ラジオで受信可能な５
３１〜１６２８ｋＨｚの中波帯域内の両端付近に位置す
る周波数帯域を利用して複数の被変調波を同時に送信す
る。これら被変調波を受信する受信機として市販ラジオ
を用いる場合、このようなＡＭ波を受信するときにはそ
のチューニング作業が容易となり、情報を入手しやすく
なる。

【００１４】また、請求項４の発明は、請求項１、２又
は３の送信機において、上記基本周波数を有するパルス
信号を発生させるパルス信号発生部と、該パルス信号を
上記所定情報に基づく変調信号によって変調する変調部
と、該変調部によって変調されたパルス信号の中から、
上記基本周波数を有する被変調波と上記高調波周波数を
有する被変調波とをそれぞれ抽出する信号抽出部と、該
信号抽出部で得られた複数の被変調波を同時に送信する
送信部とを備えたことを特徴とするものである。

【００１５】この送信機は、基本周波数を有するパルス
信号を変調した後に、そのパルス信号の中から基本周波
数を有する被変調波とその高調波周波数を有する被変調
波とを抽出して送信する。したがって、搬送波を生成す
る部品と変調を行う部品を被変調波ごとにそれぞれ設け
る必要がなく、部品点数の削減、低コスト化を図ること
が可能である。

【００１６】また、請求項５の発明は、請求項４の送信
機において、上記パルス信号発生部を、電源電圧に応じ
て入力閾値レベルが変化するゲート回路を有するパルス
信号発生回路で構成し、上記変調部を、該パルス信号発
生回路に供給する電源電圧を上記情報に基づく変調信号
に応じて変化させる電源電圧変調回路で構成したことを
特徴とするものである。

【００１７】この送信機において、上記電源電圧変調回
路によって上記パルス信号発生回路を構成するゲート回
路に印加される電源電圧を所定情報に基づいて変調する
と、該ゲート回路の入力閾値レベルが該所定情報に応じ
て変化する。この入力閾値レベルの変化により、上記パ
ルス信号発生回路におけるパルス発生タイミングがズ
レ、変調による電源電圧の変化に応じてその振幅だけで
なくそのデューティ比も変化する。これにより、振幅変
調と周波数変調とが同時にされたパルス信号からなる被
変調波を得ることができる。この被変調波を利用すれ
ば、搬送波を生成する部品及び変調を行う部品が１つで
も、２つの変調方式で変調された被変調波を得ることが
でき、更に部品点数の削減、低コスト化を図ることがで
きる。尚、この送信機は、必ずしも２つ変調方式を採用
しなくてもよく、上記被変調波の振幅変調部分又は周波
数変調部分のいずれか１つを利用して通信を行ってもよ
い。

【００１８】また、請求項６の発明に係る送信機は、互
いに異なる変調方式で同一情報により変調された複数の
被変調波を、同時に送信することを特徴とするものであ
る。

【００１９】この送信機は、同一情報により変調された
変調方式が異なる複数の被変調波を同時に送信するの
で、受信機側では、どの変調方式の被変調波を受信した
としても同じ情報を得ることができる。よって、受信機
周辺において、例えば、振幅変調で変調された被変調波
が他の電波によって妨害されたとしても、受信機を周波
数変調方式に対応した復調形式に切り換えれば、上記送
信機から送信された情報を入手することが可能となる。
また、変調方式はそれぞれ一長一短であるため、このよ
うに複数の変調方式を利用することで各変調方式が有す
る長所を生かして通信することもできる。尚、本送信機
は、有線通信にも同様に適用可能である。

【００２０】また、請求項７の発明は、請求項６の送信
機において、基本周波数を有する搬送波信号を生成する
搬送波生成部と、該搬送波信号を上記情報に基づく変調
信号によって互いに異なる変調方式でそれぞれ変調する
変調部と、該変調部によって変調されて得られた複数の
被変調波を同時に送信する送信部とを備えたことを特徴
とするものである。

【００２１】この送信機においては、変調方式が異なる
複数の被変調波を同時に送信し、各変調方式が有する長
所を生かして通信することができる。互いに異なる変調
方式で変調された被変調波を得る方法としては、例え
ば、上記搬送波生成部において周波数の異なる複数の搬
送波を生成し、これら搬送波を互いに異なる変調方式で
変調後、あるいは、上記搬送波生成部において１つの搬
送波を生成し、該搬送波を互いに異なる変調方式で変調
後に、異なる周波数の被変調波を得てもよい。また、１
つの搬送波を互いに異なる変調方式で変調した同一周波
数を有する複数の被変調波を生成してもよい。

【００２２】また、請求項８の発明は、請求項７の送信
機において、上記搬送波生成部を、電源電圧に応じて入
力閾値レベルが変化するゲート回路を有するパルス信号
発生回路で構成し、上記変調部を、該パルス信号発生回
路に供給する電源電圧を上記情報に基づく変調信号に応
じて変化させる電源電圧変調回路で構成したことを特徴
とするものである。

【００２３】この送信機においては、上記請求項５の送
信機と同様に、振幅変調と周波数変調とが同時にされた
パルス信号からなる被変調波を得ることができる。この
被変調波を利用すれば、搬送波を生成する部品及び変調
を行う部品が１つでも２つの変調方式で変調された被変
調波を得ることができ、部品点数の削減、低コスト化を
図ることができる。

【００２４】また、請求項９の発明に係る送信機は、同
一情報により変調して得られる基本周波数を整数倍した
互いに異なる複数の高調波周波数をそれぞれ有する被変
調波を、同時に送信することを特徴とするものである。

【００２５】この送信機は、基本周波数を整数倍した互
いに異なる複数の高調波周波数をそれぞれ有する被変調
波であって、同一情報により変調されたものを、同時に
送信するので、受信機側では、どの高調波周波数の被変
調波を受信しても同じ情報を得ることができる。よっ
て、受信機周辺において、例えば、一部の高調波周波数
帯域が他の電波によって妨害されたとしても、受信機の
受信周波数を他の高調波周波数に切り換えれば、上記送
信機から送信された情報を入手することが可能となる。

【００２６】また、請求項１０の発明は、請求項９の送
信機において、上記基本周波数を有するパルス信号を発
生させるパルス信号発生部と、該パルス信号の中から上
記複数の高調波周波数を有する高調波信号を抽出する高
調波信号抽出部と、該高調波信号抽出部で抽出された各
高調波信号を、上記情報に基づく変調信号によって変調
する変調部と、該変調部によって変調されて得られた複
数の被変調波を同時に送信する送信部とを備えたことを
特徴とするものである。

【００２７】この送信機は、基本周波数を有するパルス
信号の中から複数の高調波周波数を有する高調波信号を
抽出するので、各高調波信号を得るための発振回路等の
部品を被変調波ごとにそれぞれ設ける必要がなく、部品
点数の削減、低コスト化を図ることが可能である。

【００２８】また、請求項１１の発明は、請求項１０の
送信機において、上記高調波信号抽出部は、上記パルス
信号発生部で発生させたパルス信号の中から、所定の間
隔でそれぞれ時分割された上記複数の高調波信号を、所
定の順序で周期的に配列された状態で出力し、上記変調
部は、該高調波信号抽出部の出力信号を上記変調信号に
よって変調し、上記送信部は、該変調部によって変調さ
れて得られた被変調波を送信することを特徴とするもの
である。

【００２９】この送信機は、信号抽出部において、パル
ス信号発生部で発生したパルス信号の中から複数の高調
波周波数を有する高調波信号を抽出するが、その抽出し
た各高調波信号を、所定の間隔でそれぞれ時分割し、そ
の時分割した各信号を所定の順序で周期的に配列された
状態で出力する。すなわち、高調波信号抽出部からは、
時分割された各高調波信号が所定周期で繰り返される状
態の信号が出力される。このような高調波信号抽出部と
しては、例えば、パルス信号に含まれる複数の高調波信
号の高調波周波数と共振するフィルタ回路であるＬＣ共
振回路を用いることができる。このＬＣ共振回路は、パ
ルス信号が入力されると、その共振周波数帯域に含まれ
る高調波信号が、図７（ａ）に示すように、時分割され
た状態で周期的に配列された信号が出力される。また、
上記高調波信号抽出部としては、通過させる周波数を経
時的に変化させる構成をもつフィルタ回路なども利用す
ることが可能である。このように、高調波信号抽出部か
ら出力された信号は、変調部で変調された後、送信部か
ら送信される。この場合、厳密的には、送信部から、時
分割され周期的に配列された各高調波周波数を有する被
変調波が連続的に送信されることになる。このような構
成においては、各高調波信号を変調する変調部や、各高
調波周波数を有する電波を送信するための送信部など
を、各高調波周波数ごとに分けて設ける必要がない。

【００３０】また、請求項１２の発明は、同一情報によ
って変調された複数の被変調波を、同時に送信する送信
機と、該送信機から送信された被変調波を復調して該情
報を受信する受信機とから構成された通信システムにお
いて、上記送信機として、請求項１、２、３、４、５、
６、７、８、９、１０又は１１の送信機を用い、上記受
信機として、該送信機から送信された複数の被変調波の
うちの１つを選択して復調する復調部を備えた受信機を
用いたことを特徴とするものである。

【００３１】この通信システムにおいては、上述した請
求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は１
１の送信機を用いて同一情報により変調された周波数あ
るいは変調方式の異なる複数の被変調波を同時に送信
し、受信機においてこれら被変調波の中から任意の被変
調波を選択して受信することができる。したがって、受
信機側では、これら被変調波のどれを受信しても同じ情
報を得ることができる。よって、受信機周辺において、
例えば送信された互いに異なる周波数あるいは変調方式
を有する複数の被変調波のうちの一部が他の電波によっ
て妨害されたとしても、受信機側で他の周波数あるいは
変調方式の被変調波を、例えば同調周波数を切り換えた
り、あるいは復調部の復調方式を切り換えたりすること
で選択して受信すれば、上記送信機から送信された情報
を入手することが可能となる。尚、本通信システムは、
有線通信にも同様に適用可能である。

【００３２】また、請求項１３の発明に係る通信方法
は、所定情報により変調して得られた基本周波数を有す
る被変調波と、該所定情報により変調して得られた該基
本周波数を整数倍した高調波周波数を有する被変調波と
を、同時に送信し、該複数の被変調波のうちの１つの被
変調波を復調して該情報を受信するものである。

【００３３】この通信方法は、受信機側で送信機から送
信された複数の被変調波の中から任意の被変調波を選択
して受信することができる。したがって、受信機側で
は、基本周波数を有する被変調波を受信しても、その高
調波周波数を有する被変調波を受信しても、同じ情報を
得ることができる。よって、受信機周辺において、例え
ば、基本周波数が他の電波で使用されていて無線通信が
妨害されたとしても、受信機の受信周波数を高調波周波
数に同調する周波数を切り換えるなどして、該基本周波
数の被変調波以外の被変調波を選択して受信すれば、上
記送信機から送信された情報を入手することが可能とな
る。尚、本通信方法は、有線通信にも同様に適用可能で
ある。

【００３４】また、請求項１４の発明に係る通信方法
は、互いに異なる変調方式で同一情報により変調された
複数の被変調波を、同時に送信し、該複数の被変調波の
うちの１つの被変調波を復調して該情報を受信するもの
である。

【００３５】この通信方法においては、互いに異なる変
調方式で同一情報により変調された各被変調波を同時に
送信し、受信機においてこれら被変調波の中から任意の
被変調波を選択して受信することができる。したがっ
て、受信機側では、これら被変調波のどれを受信しても
同じ情報を得ることができる。よって、受信機周辺にお
いて、例えば送信された変調方式が互いに異なる複数の
被変調波のうちの１つが他の電波によって妨害されたと
しても、受信機を他の変調方式に対応した復調方式に切
り換えるなどすれば、上記送信機から送信された情報を
入手することが可能となる。また、変調方式はそれぞれ
一長一短であるため、上述のように複数の変調方式を利
用することで各変調方式が有する長所を生かして通信す
ることができる。尚、本通信方法は、有線通信にも同様
に適用可能である。

【００３６】また、請求項１５の発明に係る通信方法
は、同一情報により変調して得られる基本周波数を整数
倍した互いに異なる複数の高調波周波数をそれぞれ有す
る被変調波を、同時に送信し、該電波のうちの１つの電
波を復調して該情報を受信することを特徴とするもので
ある。

【００３７】この通信方法においては、基本周波数を整
数倍した互いに異なる複数の高調波周波数をそれぞれ有
する電波であって、同一情報により変調されたものを同
時に送信するので、受信機側では、どの高調波周波数の
電波を受信しても同じ情報を得ることができる。よっ
て、受信機周辺において、例えば、一部の高調波周波数
帯域が他の電波によって妨害されたとしても、受信機の
受信周波数を他の高調波周波数に切り換えれば、上記送
信機から送信された情報を入手することが可能となる。
尚、本通信方法は、有線通信にも同様に適用可能であ
る。

【００３８】尚、高調波としては、送信レベルの高い奇
数倍高調波を利用するのが好ましいが、偶数倍高調波を
利用することも可能である。また、基本周波数の基本波
と複数の高調波とを組み合わせて、多数の被変調波を同
時に送信すれば、より確実に情報を通信することができ
る。

【００３９】また、複数の変調方式による被変調波を送
信する場合、受信機側では、各変調方式に対応した復調
部を有する必要がある。市販されているラジオ受信機に
はＡＭ波及びＦＭ波を受信可能なものがある。したがっ
て、適切な周波数を有する振幅変調方式及び周波数変調
方式の被変調波をそれぞれ送信することにより、このよ
うな市販のラジオ受信機を利用することができる。ま
た、受信機として市販のラジオ受信機を利用する場合に
は、変調方式として振幅変調方式又は周波数変調方式を
用いるのがよいが、位相変調方式等の他の変調方式を利
用することも可能である。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を、位置情報等の視
覚障害者に有用な情報を無線通信により案内する位置情
報案内システムに適用した一実施形態について説明す
る。本実施形態における送信機は、上記位置情報等の音
声信号を変調信号とし、基本周波数を有する搬送波を該
変調信号によって変調することで生成された被変調波を
電波として送信するものである。尚、この電波の出力レ
ベルは、法規制範囲内の微弱なものである。

【００４１】まず、本実施形態における送信機の構成及
び動作について説明する。図１は、本実施形態における
送信機の概略構成を示すブロック図である。この送信機
は、位置情報等を案内する音声信号を生成する変調信号
発生部としての音声信号生成部１０と、基本周波数を有
する搬送波信号としてのパルス信号を発生させる搬送波
生成部であるパルス信号発生部２０と、該音声信号から
なる変調信号Ｖmに応じて該パルス信号発生部に供給す
る電源電圧Ｖbmを変化させる変調部３０と、該パルス信
号発生部から出力される該変調部によって変調されたパ
ルス信号の中から複数の被変調波を抽出する信号抽出部
４０と、該信号抽出部で抽出された各被変調波をそれぞ
れアンテナ８０から放射するのに必要なレベルまで増幅
する増幅部５０と、増幅された各被変調波を同時に送信
するためのアンテナ共用部６０と、各部に電源電圧を供
給する電源部７０とから構成されている。ここで、上記
増幅部５０、アンテナ共用部６０及びアンテナ８０によ
って、送信部が構成されている。

【００４２】上記音声信号生成部１０は、位置情報等を
音声で入力するためのマイク１１と、該マイクから入力
された音声信号を増幅するプリアンプ１２と、該プリア
ンプによって増幅された音声信号を録音して再生する音
声信号録音再生部１３とを備えている。上記位置情報等
を録音する場合、上記マイク１１から入力された音声信
号は、上記プリンアンプ１２で増幅された後、上記音声
信号録音再生部１３に設けられた図示しない記憶部に記
憶される。この記憶部としては、メモリー、磁気テー
プ、磁気ディスク、光ディスク等を利用することができ
る。本実施形態においては、上記記憶部に記憶された音
声信号が常に再生されている状態となっているが、上記
記憶部に記憶された音声信号を任意のタイミングで再生
できるように構成してもよい。また、本実施形態におい
ては、上記音声信号生成部１０にマイク１１を設けて、
当該送信機１で音声情報を録音できる構成としている
が、例えば、上記音声信号生成部１０にマイク１１を設
けず、音声信号を記憶する記憶部と、該記憶部に音声信
号を入力するための入力インターフェース部とを設け
て、別の場所で一旦録音した位置情報等の音声信号を上
記入力インターフェースを介して上記記憶部に入力する
ように構成してしてもよい。

【００４３】図２は、上記パルス信号発生部２０、上記
変調部３０及び上記信号抽出部４０の構成を示す回路図
である。この回路において、電源電圧に応じて入力閾値
レベルが変化するゲート回路であるインバータＩｎｖ１
を含む３段のインバータによるＣＲ発振回路で構成され
たパルス信号発生回路２１が上記パルス信号発生部２０
を構成し、上記音声信号生成部１０から出力される変調
信号Ｖmに応じて該パルス信号発生回路のインバータＩ
ｎｖ１に供給する電源電圧Ｖbmを変化させる電源電圧変
調回路３１が上記変調部３０を構成し、上記パルス信号
発生回路の出力端子に並列接続された異なる共振周波数
を有する３つの同調回路４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃが上記
信号抽出部４０を構成している。

【００４４】上記パルス信号発生回路２１を構成する３
つのインバータＩｎｖ１，Ｉｎｖ２，Ｉｎｖ３は、安価
で入手が容易な汎用ディジタルＩＣ（例えば、ＣＭＯＳ
タイプの７４ＨＣ０４）を用いることができる。尚、上
記パルス信号発生部２０としては、例えば、図３に示す
ように、上記インバータＩｎｖ１のように電源電圧に応
じて入力閾値レベルが変化するインバータＩｎｖ４と、
水晶振動子ＸＴＡＬやコンデンサＣからなる帰還回路と
を備えた発振回路を用いることもできる。

【００４５】また、上記電源電圧変調回路３１は、ＮＰ
Ｎ型のバイポーラトランジスタＴｒ ₁を用いたエミッタ
ホロワ回路で構成されている。トランジスタＴｒ₁のコ
レクタ端子には、上記電源部７０から電源電圧Ｖb（＝
６Ｖ）が印加されている。そして、上記トランジスタＴ
ｒ₁のベース端子には、カップリングコンデンサＣ₁を介
して変調信号Ｖmが入力され、抵抗Ｒ₁及びＲ₂によりバ
イアス設定されている。また、この電源電圧変調回路３
１の出力端子は、上記トランジスタＴｒ₁のエミッタ端
子に設けられ、該エミッタ端子とグランドとの間には、
上記パルス信号発生回路２１から出力されるパルス信号
に対して低インピーダンスであり、かつ、上記変調信号
Ｖm（例えば、音声周波数３００Ｈｚ〜３．０ｋＨｚ）
以下の信号に対して高インピーダンスであるインピーダ
ンス素子として、静電容量０．１μＦのコンデンサＣ₂
が接続されている。

【００４６】上記パルス信号発生回路２１は、上記イン
バータＩｎｖ１，Ｉｎｖ２，Ｉｎｖ３のほか、抵抗
Ｒ₃，Ｒ₄及びコンデンサＣ₃を有し、該パルス信号発生
回路から出力されるパルス信号の周期Ｔは次の数１に示
す式から求められる。ここで、τ ₁は上記パルス信号の
Ｈレベル期間であり、τ₂はＬレベル期間である。ま
た、Ｖthは一段目のインバータＩｎｖ１の入力閾値レベ
ルであり、Ｖ_DDは該インバータＩｎｖ１のドレイン電圧
である。

【００４７】

【数１】Ｔ＝τ₁＋τ₂＝−Ｒ_T・Ｃ_T｛ｌｎ（Ａ₁）＋ｌｎ
（Ａ₂）｝ここで、Ａ₁＝Ｖth／（Ｖ_DD＋Ｖth）、Ａ₂＝（Ｖ_DD−Ｖ
th）／（２Ｖ_DD−Ｖth）である。

【００４８】上記パルス信号発生回路２１のインバータ
Ｉｎｖ１の入力閾値レベルが一定の場合には、該パルス
信号発生回路２１から出力されるパルス信号は図４中の
実線で示すようになり、その周波数は基本周波数Ｆ₀で
ある５３１ｋＨｚと一定である。ここで、上記数１で示
す式からわかるように、上記パルス信号の周期Ｔは、上
記インバータＩｎｖ１の入力閾値レベルＶthによって変
化する。この入力閾値レベルＶthは、上記電源電圧変調
回路３１により上記インバータＩｎｖ１に印加する電源
電圧を変調信号Ｖmに基づいて変化させると、該変調信
号の大きさに応じて変化する。したがって、この変調信
号Ｖmの変化により、上記パルス信号発生回路２１にお
けるパルス発生タイミングがズレて、図４中一点鎖線で
示すように、周波数及びパルス振幅が変化したパルス信
号を得ることができる。このようにして、上記パルス信
号発生回路２１は、インバータＩｎｖ１の入力閾値レベ
ルＶthと、抵抗Ｒ₃及びコンデンサＣ₃の値とに基づいて
決まる基本周波数Ｆ₀で繰り返されるパルス信号を出力
する。

【００４９】上記パルス信号発生回路２１から出力され
たパルス信号は、図４に示すように振幅変調と周波数変
調とが同時にされた状態のもので、上記信号抽出部４０
に入力される。この信号抽出部４０は、そのパルス信号
に含まれる周波数成分のうち、基本周波数Ｆ₀（＝５３
１ｋＨｚ）の帯域のみを出力する第１同調回路４１Ａ
と、該基本周波数の３倍の高調波周波数Ｆ₁（＝１５９
３ｋＨｚ）の帯域のみを出力する第２同調回路４１Ｂ
と、該基本周波数の１４５倍の高調波周波数Ｆ₂（＝７
６．９９５ＭＨｚ）の帯域のみを出力する第３同調回路
４１Ｃとから構成されている。

【００５０】各同調回路４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃは、コ
ンデンサＣ₄，Ｃ₆，Ｃ₈及びコイルＬ₁，Ｌ₃，Ｌ₅を並列
接続してなる入力側共振回路と、該入力側共振回路のコ
イルとともにトランスを形成するコイルＬ₂，Ｌ₄，Ｌ₆
及びコンデンサＣ₅，Ｃ₇，Ｃ₉を並列接続してなる出力
側共振回路とを備えている。ここで、各同調回路４１
Ａ，４１Ｂ，４１Ｃを構成する素子は、それぞれが同調
すべき周波数を共振周波数として有する値が設定されて
いる。

【００５１】このようにして変調信号Ｖmによって変調
されたパルス信号から抽出された５３１ｋＨｚ、１５９
３ｋＨｚ、７７ＭＨｚの３つの被変調波Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃
は、上記増幅部５０を構成するアンプ５１Ａ，５１Ｂ，
５１Ｃによってそれぞれアンテナ８０から放射するのに
必要なレベルまで増幅される。そして、これら被変調波
Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃は、それぞれ上記アンテナ共用器６０を
構成する帯域通過フィルタ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃを通
過してアンテナ８０から同時に送信される。

【００５２】各帯域通過フィルタ６１Ａ，６１Ｂ，６１
Ｃは、対応した被変調波Ｖ₁，Ｖ₂，Ｖ₃が有する周波数
帯域のみを通過させるフィルタ回路で構成されている。
これにより、例えば、第１帯域通過フィルタ６１Ａを通
過した被変調波Ｖ₁は、アンテナ８０に対して並列接続
された他の帯域通過フィルタ６１Ｂ，６１Ｃに流れ込ん
でその信号レベルが減衰することはない。したがって、
それぞれの被変調波Ｖ ₁，Ｖ₂，Ｖ₃は、アンテナ８０に
のみ流れ込み、振幅変調及び周波数変調された電波とし
て空中に放射される。

【００５３】尚、本実施形態では、電源電圧を変調信号
で変調することで振幅変調及び周波数変調を同時された
パルス信号を得てから、該パルス信号の中から互いに異
なる周波数を有する被変調波を抽出する構成について説
明したが、送信する各電波の周波数を有する搬送波を別
個の部品でそれぞれ生成する構成であってもよい。ま
た、電源電圧を変調して被変調信号を生成するのではな
く、１又は２以上の搬送波生成部で生成した搬送波をそ
れぞれ１又は２以上の変調方式で変調して被変調信号を
得る構成としてもよい。

【００５４】次に、本実施形態における受信機の構成及
び動作について説明する。本実施形態では、上記送信機
に対する受信機として、ＡＭ電波及びＦＭ電波を受信可
能な市販のラジオ受信機を利用することができる。そし
て、この受信機を視覚障害者が所持して上記送信機の通
信範囲内に入り込むことで、該送信機からの情報を入手
することができる。

【００５５】図５は、本実施形態における受信機の概略
構成を示すブロック図である。この受信機は、上記送信
機から同時に送信された３つの電波をとらえる受信アン
テナ１０１と、該受信アンテナでとらえた電波に同調し
て高周波信号を抽出し、これにより得た受信信号を増幅
して復調する同調復調部１０２と、該同調復調部から出
力された受信信号に含まれる音声信号を視覚障害者等に
出力する出力部１０３とから構成されている。

【００５６】上記受信アンテナ１０１は上記同調復調部
１０２に接続されており、とらえた電波は該同調復調部
に送られる。この同調復調部１０２では、視覚障害者に
よる操作で選択された周波数の電波に同調して高周波信
号を取り出し、該高周波信号を増幅して復調する。ここ
で、５３１〜１６２９ｋＨｚの周波数を有する中波に対
しては振幅変調に対応した復調を行い、７６〜９０ＭＨ
ｚの周波数を有する超短波周波数に対しては周波数変調
に対応した復調を行う。

【００５７】上記出力部１０３は、上記同調復調部１０
２によって復調された音声信号を増幅する音声増幅部１
０４と、該音声信号を視覚障害者等に出力する出力イン
ターフェース１０５とから構成されている。本実施形態
では、上記出力インターフェース１０５に情報出力手段
としてのイヤホン１０６が接続されている。これによ
り、上記視覚障害者等は、上記イヤホン１０６を耳に当
てることにより、上記音声信号を音声で聴くことができ
る。尚、上記情報出力手段は、上記イヤホン１０６やス
ピーカーなどのように情報を音声で出力するものに限ら
ず、上記送信機における情報信号の種類に応じて、バイ
ブレータによる振動刺激や、低周波電圧パルス等の電気
的刺激などで情報を出力するものであってもよい。

【００５８】以上、本実施形態の位置情報案内システム
によれば、ラジオ放送局からの強力な電波によって上記
送信機からの電波が妨害されたとしても、視覚障害者が
上記受信機を他の周波数にチューニングすれば、該送信
機からの情報を入手することができる。このとき、上記
送信機から近い場所で受信する場合には、７７ＭＨｚの
ＦＭ電波で受信すれば、雑音の少ないクリアな音声で情
報を聞くことができ、該ＦＭ電波が入らないぐらい送信
機から離れているときには、５３１ｋＨｚあるいは１５
９３ｋＨｚのＡＭ電波で受信すれば、送信機からの情報
を入手することができる。

【００５９】また、上記送信機から送信される電波のう
ち５３１ｋＨｚ及び１５９３ｋＨｚの電波は、市販のラ
ジオ受信機が受信可能なＡＭ電波の受信周波数帯域の両
端付近に位置するため、受信周波数を調節するチューニ
ング作業が比較的容易である。

【００６０】尚、上述した実施形態では、上記送信機か
ら同時に３つの電波を送信する場合について説明した
が、上記パルス信号発生回路２１で発生するパルス信号
の周波数を低い周波数に設定すれば、その高調波周波数
の間隔に短くなり、更に多くの電波を同時に送信するこ
とが可能であり、視覚障害者に対してより確実に情報を
案内することができる。

【００６１】〔変形例１〕また、上記実施形態では、パ
ルス信号発生回路２１内で電源電圧による変調を行う構
成について説明したが、図６に示すような構成であって
もよい（以下、「変形例１」という。）。この構成にお
いては、図３に示したパルス信号発生部としての発振回
路１２１で例えば９ｋＨｚの周波数を有する基準信号を
生成する。そして、この基準信号の中から、信号抽出部
としてのフィルタ回路１２２により、例えば、ＡＭラジ
オ受信機で受信可能な５３１〜１６２９ｋＨｚの周波数
帯域にある奇数倍高調波を抽出する。これにより、この
周波数帯域に存在する６１個の高調波周波数の高調波信
号を得ることができる。そして、整形回路１２３によ
り、これら高調波信号を矩形波信号に整形し、その矩形
波信号はインバータＩｎｖ４に入力される。このインバ
ータＩｎｖ４の電源電圧Ｖbmは、上記パルス信号発生回
路２１の場合と同様に、上記変調部３０により変調され
ており、このインバータＩｎｖ４からは、周波数及びパ
ルス振幅が変化したパルス信号が出力される。このパル
ス信号は、上記信号抽出部４０に入力され、６１個の高
調波周波数のうちから選択される送信周波数ごとに用意
された多数の同調回路で同調され、アンテナ８０から同
時に送信される。

【００６２】〔変形例２〕また、上記変形例において、
送信周波数ごとに多数の同調回路をもつ信号抽出部４０
を設けず、フィルタ回路１２２を高調波信号抽出部とし
て機能させ、上記基準信号の高調波周波数が複数含まれ
る所定の周波数帯域の信号のみを抽出するように構成し
てもよい（以下、「変形例２」という。）。例えば、フ
ィルタ回路１２２を、５３１〜６０３ｋＨｚの周波数帯
域にある奇数倍高調波を抽出するように構成する。これ
により、５３１ｋＨｚ、５４９ｋＨｚ、５６７ｋＨｚ、
５８５ｋＨｚ、６０３ｋＨｚの５つの高調波を抽出する
ことができる。このとき、フィルタ回路１２２からは、
図７（ａ）に示すように、これら高調波を重ね合わせた
波が出力される。このグラフが示すように、フィルタ回
路１２２からは、所定の間隔で時分割された各高調波成
分が、高い周波数を有するものから低い周波数を有する
ものへと順に出力される。すなわち、６０３ｋＨｚの高
調波成分が出力されてから５３１ｋＨｚの高調波成分が
出力されるまでを１周期とする信号が出力される。そし
て、この信号が整形回路１２３に入力されると、この整
形回路１２３からは、図７（ｂ）に示すように、各高調
波成分に対応する矩形波信号が出力される。この矩形波
信号は、インバータＩｎｖ４に入力され、このインバー
タＩｎｖ４において、各高調波成分に対応する矩形波
は、変調された電源電圧Ｖbmにより、周波数及びパルス
振幅が変化したパルス信号となって出力される。そし
て、上記信号抽出部４０の代わりに設けられる同調回路
が、そのパルス信号の中から、およそ５３１〜６０３ｋ
Ｈｚの周波数帯域の信号と同調し、その信号がアンテナ
８０から同時に送信される。

【００６３】この構成によれば、上記変形例１のように
各送信周波数ごとに同調回路を設ける必要がないため、
コスト削減を図ることができる。尚、このように同調回
路を共有した場合、電波強度が落ちることになるが、本
実施形態のように、法規制範囲内の微弱な電波を用いる
場合には、ほとんど問題にならない。また、上記変形例
のように、フィルタ回路１２２で５３１〜１６２９ｋＨ
ｚの周波数帯域にある奇数倍高調波を抽出する場合に
は、６１個すべてを送信周波数として有する電波を同時
に送信することも可能である。

【００６４】また、上記実施形態では、奇数倍高調波を
取り出した構成について説明したが、上記パルス信号発
生回路２１から出力されるパルス信号のデューティ比を
５０％からずれるように、上記電源電圧変調回路３１か
らの電源電圧Ｖbmの中心値を設定しておけば、該パルス
信号発生回路から出力されるパルス信号に含まれる基本
周波数Ｆoの偶数倍高調波の割合が多くなる。したがっ
て、偶数倍高調波を利用した電波を含んだ複数の電波を
同時に送信することも可能である。

【００６５】また、上記実施形態では、受信機として市
販のラジオ受信機を採用した構成について説明したが、
送信機に対応した専用の受信機を採用すれば、該送信機
から同時に送信される各電波の周波数や変調方式の自由
度が高くなり、より安定して確実に情報を案内すること
が可能となる。

【００６６】また、上記実施形態では、上記位置情報案
内システムが単方向通信システムであるため、送信機能
のみ有する送信機について説明したが、本発明を双方向
通信システムに適用する場合には、上記送信機に受信機
能を付加した送受信機とした構成にしてもよい。

【００６７】また、本実施形態では、送信する情報とし
て音声情報を送信する場合について説明したが、本発明
は、音声情報以外にも、他のアナログ情報又はディジタ
ル情報なども通信することが可能である。

【００６８】

【発明の効果】請求項１乃至５の発明によれば、他の電
波や信号等によって通信が妨害されても所定の情報を確
実に通信し、安定した通信が可能であるという優れた効
果がある。

【００６９】特に、請求項２の発明によれば、各変調方
式の長所を生かした情報通信が可能となるという優れた
効果がある。

【００７０】また、請求項３の発明によれば、受信機と
して市販のラジオ受信機を使用する場合に、そのチュー
ニング作業が容易となって利便性を高めることができる
という優れた効果がある。

【００７１】また、請求項４の発明によれば、部品点数
の削減、低コスト化を図ることが可能であるという優れ
た効果がある。

【００７２】また、請求項５の発明によれば、更に、部
品点数の削減、低コスト化を図ることが可能であるとい
う優れた効果がある。

【００７３】請求項６乃至８の発明によれば、他の電波
や信号等によって通信が妨害されても所定の情報を確実
に通信し、安定した通信が可能な送信機を提供すること
ができるという優れた効果がある。更に、各変調方式の
長所を生かした情報通信が可能となるという優れた効果
もある。

【００７４】特に、請求項８の発明によれば、部品点数
の削減、低コスト化を図ることが可能であるという優れ
た効果がある。

【００７５】請求項９乃至１１の発明によれば、他の電
波や信号等によって通信が妨害されても所定の情報を確
実に通信し、安定した通信が可能な送信機を提供するこ
とができるという優れた効果がある。

【００７６】特に、請求項１０の発明によれば、部品点
数の削減、低コスト化を図ることが可能であるという優
れた効果がある。

【００７７】また、請求項１１の発明によれば、更なる
部品点数の削減、低コスト化を図ることが可能であると
いう優れた効果がある。

【００７８】請求項１２の発明によれば、他の電波や信
号等によって通信が妨害されても所定の情報を確実に通
信し、安定した通信が可能な通信システムを提供するこ
とができるという優れた効果がある。

【００７９】請求項１３の発明によれば、他の電波や信
号等によって通信が妨害されても所定の情報を確実に通
信し、安定した通信が可能な通信方法を提供することが
できるという優れた効果がある。

【００８０】請求項１４の発明によれば、他の電波や信
号等によって通信が妨害されても所定の情報を確実に通
信し、安定した通信が可能な送信機を提供することがで
きるという優れた効果がある。更に、各変調方式の長所
を生かした情報通信が可能となるという優れた効果もあ
る。

【００８１】請求項１５の発明によれば、他の電波や信
号等によって通信が妨害されても所定の情報を確実に通
信し、安定した通信が可能な送信機を提供することがで
きるという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態における送信機の概略構成を示すブロ
ック図。

【図２】同送信機を構成するパルス信号発生部、変調部
及び信号抽出部の構成を示す回路図。

【図３】同パルス信号発生部の変形例を示す回路図。

【図４】同パルス信号発生部から出力されるパルス信号
の波形を示す説明図。

【図５】実施形態における受信機の概略構成を示すブロ
ック図。

【図６】実施形態における送信機の他の構成を示す回路
図。

【図７】（ａ）は、変形例に係る送信機のフィルタ回路
の出力波形を示すグラフ。（ｂ）は、同送信機の整形回
路の出力波形を示すグラフ。

【符号の説明】

１０音声信号生成部２０パルス信号発生部２１パルス信号発生回路３０変調部３１電源電圧変調回路４０信号抽出部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ同調回路５０増幅部５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃアンプ６０アンテナ共用部６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ帯域通過フィルタ７０電源部８０アンテナ１０１受信アンテナ１０２同調復調部１０３出力部１０６イヤホン１２１発振回路１２２フィルタ回路１２３整形回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定情報により変調して得られた基本周波
数を有する被変調波と、該所定情報により変調して得ら
れた該基本周波数を整数倍した高調波周波数を有する被
変調波とを、同時に送信する送信機。
【請求項２】請求項１の送信機において、上記高調波周
波数を有する被変調波は、上記基本周波数を有する被変
調波と異なる変調方式で変調されていることを特徴とす
る送信機。
【請求項３】請求項１又は２の送信機において、振幅変
調方式によって変調された２つの被変調波を、電波とし
て同時に送信するものであり、該２つの被変調波は、市
販ラジオで受信可能な中波帯域の両端付近に位置する周
波数帯域を有することを特徴とする送信機。
【請求項４】請求項１、２又は３の送信機において、上
記基本周波数を有するパルス信号を発生させるパルス信
号発生部と、該パルス信号を上記所定情報に基づく変調
信号によって変調する変調部と、該変調部によって変調
されたパルス信号の中から、上記基本周波数を有する被
変調波と上記高調波周波数を有する被変調波とをそれぞ
れ抽出する信号抽出部と、該信号抽出部で得られた複数
の被変調波を同時に送信する送信部とを備えたことを特
徴とする送信機。
【請求項５】請求項４の送信機において、上記パルス信
号発生部を、電源電圧に応じて入力閾値レベルが変化す
るゲート回路を有するパルス信号発生回路で構成し、上
記変調部を、該パルス信号発生回路に供給する電源電圧
を上記情報に基づく変調信号に応じて変化させる電源電
圧変調回路で構成したことを特徴とする送信機。
【請求項６】互いに異なる変調方式で同一情報により変
調された複数の被変調波を、同時に送信する送信機。
【請求項７】請求項６の送信機において、基本周波数を
有する搬送波信号を生成する搬送波生成部と、該搬送波
信号を上記情報に基づく変調信号によって互いに異なる
変調方式でそれぞれ変調する変調部と、該変調部によっ
て変調されて得られた複数の被変調波を同時に送信する
送信部とを備えたことを特徴とする送信機。
【請求項８】請求項７の送信機において、上記搬送波生
成部を、電源電圧に応じて入力閾値レベルが変化するゲ
ート回路を有するパルス信号発生回路で構成し、上記変
調部を、該パルス信号発生回路に供給する電源電圧を上
記情報に基づく変調信号に応じて変化させる電源電圧変
調回路で構成したことを特徴とする送信機。
【請求項９】同一情報により変調して得られる基本周波
数を整数倍した互いに異なる複数の高調波周波数をそれ
ぞれ有する被変調波を、同時に送信する送信機。
【請求項１０】請求項９の送信機において、上記基本周
波数を有するパルス信号を発生させるパルス信号発生部
と、該パルス信号の中から上記複数の高調波周波数を有
する高調波信号を抽出する高調波信号抽出部と、該高調
波信号抽出部で抽出された各高調波信号を、上記情報に
基づく変調信号によって変調する変調部と、該変調部に
よって変調されて得られた複数の被変調波を同時に送信
する送信部とを備えたことを特徴とする送信機。
【請求項１１】請求項１０の送信機において、上記高調
波信号抽出部は、上記パルス信号発生部で発生させたパ
ルス信号の中から、所定の間隔でそれぞれ時分割された
上記複数の高調波信号を、所定の順序で周期的に配列さ
れた状態で出力し、上記変調部は、該高調波信号抽出部
の出力信号を上記変調信号によって変調し、上記送信部
は、該変調部によって変調されて得られた被変調波を送
信することを特徴とする送信機。
【請求項１２】同一情報によって変調された複数の被変
調波を、同時に送信する送信機と、該送信機から送信さ
れた被変調波を復調して該情報を受信する受信機とから
構成された通信システムにおいて、上記送信機として、
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０又は
１１の送信機を用い、上記受信機として、該送信機から
送信された複数の被変調波のうちの１つを選択して復調
する復調部を備えた受信機を用いたことを特徴とする通
信システム。
【請求項１３】所定情報により変調して得られた基本周
波数を有する被変調波と、該所定情報により変調して得
られた該基本周波数を整数倍した高調波周波数を有する
被変調波とを、同時に送信し、該複数の被変調波のうち
の１つの被変調波を復調して該情報を受信する通信方
法。
【請求項１４】互いに異なる変調方式で同一情報により
変調された複数の被変調波を、同時に送信し、該複数の
被変調波のうちの１つの被変調波を復調して該情報を受
信する通信方法。
【請求項１５】同一情報により変調して得られる基本周
波数を整数倍した互いに異なる複数の高調波周波数をそ
れぞれ有する被変調波を、同時に送信し、該複数の被変
調波のうちの１つの被変調波を復調して該情報を受信す
る通信方法。