JP2004363929A - キーレスエントリ送信機 - Google Patents

Abstract

【課題】ディップポイントを低減し、より広範囲で作動距離が長くなるようにする。
【解決手段】キーレス送信機において、回路基板１の表面上にパターン形成された第１のループアンテナ６と、第１のループアンテナが形成された回路基板の平面に対して垂直を成す第２のループアンテナ１３とを備える。これら第１、第２のループアンテナ６、１３から、互いに直交する２つの偏波面を有する偏波を送信波として出力する。このように、２つの偏波面を持つ送信波を出力することができれば、例え一方の偏波が受信機側に届かなくても、他方の偏波が受信機側に届くようにでき、キーレスエントリシステムが機能する領域を増やすことができる。従って、デットスポットを縮小することができ、作動距離を長くすることも可能である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に備えられた受信機側に電波を送信することにより、車両ドアの開閉動作を行うためのキーレスエントリ送信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両外部からリモートコントロールにより車両ドアのロック、アンロック、さらにはドアやトランクルームの開閉を行うキーレスエントリシステムがある。キーレスエントリ装置では、３００ＭＨｚ帯の微弱電波を使用する電波式が主流となっている。
【０００３】
キーレスエントリ受信機は、車体に取り付けられ、ピラー（ルーフを支える柱部分）やリアアッパトレイ（後部座席の後ろに位置し、スピーカ等が配置される部分）等、主に車室内に設置されている。
【０００４】
一方、キーレスエントリ送信機は、キープレート一体タイプやキーホルダタイプが一般的となっており、その厚みを薄型にすることで携帯性を向上するべく、アンテナとしてループアンテナを使用している。
【０００５】
図８に従来のキーレスエントリ受信機の模式図を示す。この図に示されるように、キーレス送信機に備えられるループアンテナ６は、基板１上に所定パターンの導体を形成することで形成されている。このため、ループアンテナ６から発せられる送信波の偏波面が基本的には一つとなる。例えば、キーレスエントリ送信機を水平に持った状態で使用すると、ループアンテナ６が形成された基板表面が水平とされるため、送信波は水平偏波となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、受信機が車室内に設置されているため、偏波面が一つであると、ドアの開閉動作が行える作動距離が他の方角に比べて短くなるディップポイントが顕著に発生する。例えば、ディップポイントは、ボディの陰となって送信波が遮られたり、遮られなくても車室内で反射した送信波と打ち消しあってしまうために、受信機での送信波の受信が行えなくなる場所のことを言うが、偏波面が一つであると送信波が遮られたり反射波に打ち消されたりし易いため、ディップポイントが発生し易くなるのである。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、ディップポイントを低減し、より広範囲で作動距離が長くなるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１乃至７に記載の発明では、回路基板（１）と、ドアの開閉操作を行うためのスイッチ（５）と、回路基板の表面上に形成され、スイッチの操作状態に応じた発振信号を出力する回路部（３、４）と、回路部からの発振信号に基づいて送信波を出力するアンテナ部（６、１３、２０）とを有してなるキーレス送信機であって、アンテナ部は、回路基板の表面上にパターン形成された第１のループアンテナ（６）と、第１のループアンテナが形成された回路基板の平面に対して垂直を成す第２のループアンテナ（１３）とを有してなり、第１、第２のループアンテナから、互いに略直交する２つの偏波面を有する偏波を送信波として出力するようになっていることを特徴としている。
【０００９】
このように、本発明におけるキーレスエントリ送信機では、２つの偏波面を持つ送信波を出力することができる。このため、例え一方の偏波が受信機側に届かなくても、他方の偏波が受信機側に届くようにでき、キーレスエントリシステムが機能する領域を増やすことができる。従って、デットスポットを縮小することができ、作動距離を長くすることも可能である。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、回路基板の裏面側にはボタン電池（２）が配置されるようになっており、ボタン電池が回路基板の裏面側に配置された際に、ボタン電池の＋端子が第２のループアンテナの一部を構成することを特徴としている。
【００１１】
このように、ボタン電池の＋端子にも第２のループアンテナの一部としての機能を果たさせている。このため、第１のループアンテナと同様に、アンテナ用のためだけに別途第２のループアンテナを設ける必要がなく、キーレスエントリ送信機の構造を簡略化できる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、回路基板の裏面側に、ボタン電池の＋端子に接続される第１、第２の接続端子（７、８）が備えられ、これら第１、第２の接続端子は、ボタン電池を挟んで対称配置され、ボタン電池の＋端子と共に、第２のループアンテナの一部を構成することを特徴としている。
【００１３】
このように、第１、第２の接続端子をボタン電池の＋端子としての役割だけでなく、第２のループアンテナの一部としての機能も兼用させることもできる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、第１の接続端子（１０）は、スルーホールを介して第１のループアンテナと電気的に接続されており、第１、第２のループアンテナが直列接続されていることを特徴としている。
【００１５】
このような構成とすることで、第１のループアンテナに伝達される発振信号が第２のループアンテナにも伝達させることが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載の発明では、ボタン電池は、回路部への電源供給を行うようになっており、ボタン電池の＋端子を含む第２のループアンテナと回路部との間には、ノイズ除去手段（１４）が備えられていることを特徴としている。
【００１７】
ボタン電池から回路部に供給される電流にも発振信号に基づくノイズが乗ってしまう場合がある。このため、請求項６に示す構成とすることで、そのノイズを除去することができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、アンテナ部は、さらに、第１のループアンテナ（６）および第２のループアンテナが形成された平面に対して垂直を成す第３のループアンテナ（２０）を有してなり、第１、第２、第３のループアンテナから、それぞれ互いに略直交する３つの偏波面を有する偏波を送信波として出力するようになっていることを特徴としている。
【００１９】
このようにすれば３つ目の偏波面を構成することが可能となる。従って、より確実に受信機で受信させるができる。
【００２０】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態を適用したキーレスエントリ送信機の斜視模式図を示す。この図は、キーレスエントリ送信機のうちの回路基板１およびキーレスエントリ送信機に嵌め込まれるボタン電池２を示したものであり、実際には、これら回路基板およびボタン電池は樹脂等で構成されたケース（図示せず）に収容される。
【００２２】
図２は、本実施形態におけるキーレスエントリ送信機のアンテナ部の構成を示すもので、（ａ）は回路基板１の表面側のアンテナ構成、（ｂ）は、回路基板１の側面側のアンテナ構成、（ｃ）は、回路基板１の裏面側のアンテナ構成を示している。図３は、図１に示すキーレスエントリ送信機の回路構成を示している。以下、図１〜図３に基づいてキーレスエントリ送信機の構造について説明する。
【００２３】
図１に示すように、樹脂等の絶縁材料で構成された回路基板１の表面上には、ＩＣチップ３、高周波回路４、スイッチ５および第１のループアンテナ６などが形成されている。これらのうちＩＣチップ３、高周波回路４が本発明でいう回路部に相当するものである。
【００２４】
ＩＣチップ３は、送信波として出力される送信信号のオンオフを制御するためのものであり、図３に示されるようにスイッチ５からの操作信号が入力され、その操作信号に基づいて送信信号のオンオフを行うようになっている。
【００２５】
高周波回路４は、図３に示されるように水晶振動子やトランジスタ等で構成され、ＩＣチップ３からの送信信号に基づいて高周波発振信号を出力するようになっている。
【００２６】
スイッチ５は、車両利用者によって操作されるものであり、スイッチ５が押されると、その旨を示す操作信号がＩＣチップ３に出力されるようになっている。なお、図１では、スイッチ５は１つとされ、このスイッチ５にてドアの開閉動作の双方が行われるようになっているが、スイッチ５を２つにし、一方をドアの開動作用、他方をドアの閉動作用としてもよい。
【００２７】
第１のループアンテナ６は、回路基板１の表面に導体となる金属層をパターニングすることで形成されており、図１および図２（ａ）に示されるように長方形状のループパターンで構成されている。この第１のループアンテナ６に高周波回路４が発生する高周波発振信号が伝達されるようになっており、高周波発振信号が伝達されると第１のループアンテナ６からドアの開閉動作用の送信波が出力されるようになっている。
【００２８】
一方、回路基板１の裏面には、ボタン電池２、接続端子７、８および−端子９が配置されている。
【００２９】
ボタン電池２は、キーレスエントリ送信機の電源供給に用いられるものである。このボタン電池２により、ＩＣチップ３などへの電源供給が成されるようになっている。
【００３０】
接続端子７、８は、ボタン電池２の＋端子側との電気的接続を行うためのもので、互いにボタン電池２に対して対称配置されている。接続端子７は、第１のループアンテナ６の一端側と対向する位置に配置され、回路基板１に形成されたスルーホール１０を介して第１のループアンテナ６の一端と電気的に接続された構成となっている。
【００３１】
接続端子８は、回路基板１に形成されたスルーホール１１を介してコンデンサ１２に接続されている。このコンデンサ１２は、図２（ａ）に示されるように回路基板１の表面側に配置されており、図３の回路構成から分かるように、他端側がグランド端子と接続された構成とされる。
【００３２】
−端子９は、回路基板１の裏面に接するように、つまりボタン電池２と回路基板１との間に挟まれる位置に配置されている。この−端子９は、一方の端部がボタン電池２の−端子側と電気的に接続され、他方の端部が接地されている。なお、図２（ｃ）からボタン電池２を取り除いた構成は図４のように示され、この図に示されるように、−端子９は、十字型に構成され、その端部がボタン電池２の−端子と接するようになっている。
【００３３】
これら回路基板１の裏面に備えられた各構成により、第１のループアンテナ６とボタン電池２のプラス端子側とが直列接続された状態となる。そして、スルーホール１０→接続端子７→ボタン電池２のプラス端子側→接続端子８→コンデンサ１２→グランドを通る略長方形状の経路により、回路基板１の厚み方向と平行な（第１のループアンテナ６のループと略垂直な）第２のループアンテナ１３が構成され、回路基板１の厚みとボタン電池２の厚み、およびボタン電池２の直径によって形成される第２のループアンテナ１３が得られる。
【００３４】
このため、高周波回路４が発生した高周波発振信号は第１のループアンテナ６を通じて第２のループアンテナに伝達され、高周波発振信号が伝達されると第１のループアンテナ６からドアの開閉動作用の送信波が出力されるようになっている。
【００３５】
第２のループアンテナの面積、つまり上記経路にて形成される略長方形状の面積は、略長方形状で構成された第１のループアンテナ６の面積とほぼ同等とされている。このため、第１、第２のループアンテナから出力される送信波が同レベルの偏波となっている。
【００３６】
なお、図３の回路構成に示されるように、ＩＣチップ３への電源供給のために、ボタン電池２のプラス端子とＩＣチップ３とが電気的に接続された構成とされるが、ボタン電池２と第１のループアンテナ６との接続点とＩＣチップ３との間にノイズ除去用のコイル１４が備えられている。上述したようにボタン電池２のプラス端子側に高周波発振信号が伝達されるようになっていることから、ボタン電池２からＩＣチップ３に供給される電流にも高周波発振信号に基づくノイズが乗ってしまう場合がある。このため、そのノイズを除去できるように電源供給経路上にコイル（ノイズ除去手段）１４を備えてある。
【００３７】
以上のように構成されたキーレスエントリ送信機を回路基板１が水平となる向きで使用した場合、第１のループアンテナ６から水平偏波となる送信波（水平偏波信号）が出力され、第２のループアンテナ１３から垂直偏波となる送信波（垂直偏波信号）が出力される。従って、キーレスエントリ送信機から互いに略直交する２つの偏波面を持つ送信波をキーレスエントリ送信機の正面方向へ出力することが可能となる。
【００３８】
本実施形態におけるキーレスエントリ送信機と従来におけるキーレスエントリ送信機とを使用してドアのオンオフ作動を行った場合、それぞれの作動距離を実験により調べた。その結果を図５に示す。なお、この実験では、キーレスエントリシステムの受信機を車室内後方のリアアッパトレイに配置してそれぞれの作動距離を調べており、実線で示される作動距離が本実施形態のもの、破線で示される作動距離が従来のものを示している。
【００３９】
この図に示されるように、本実施形態のように２つの偏波面を持つキーレスエントリ送信機においては、従来のように１つの偏波面しか持たないキーレスエントリ送信機よりも作動距離が長くなっているし、作動距離が短くなるデットスポットも縮小されている。
【００４０】
このように、本実施形態示されるキーレスエントリ送信機では、２つの偏波面を持つ送信波を出力することができる。このため、例え一方の偏波が受信機側に届かなくても、他方の偏波が受信機側に届くようにでき、キーレスエントリシステムが機能する領域を増やすことができる。従って、デットスポットを縮小することができ、作動距離を長くすることも可能である。
【００４１】
また、本実施形態では、スルーホール１０→接続端子７→ボタン電池２のプラス端子側→接続端子８→コンデンサ１２→グランドを通る経路により、第２のループアンテナ１３を構成している。すなわち、接続端子７、１０をボタン電池２の＋端子としての役割だけでなく、第２のループアンテナ１３の一部としての機能も兼用させている。また、ボタン電池２の＋端子にも第２のループアンテナ１３の一部としての機能を果たさせている。このため、第１のループアンテナ６と同様に、アンテナ用のためだけに別途第２のループアンテナ１３を設ける必要がなく、キーレスエントリ送信機の構造を簡略化できる。また、キーレスエントリ送信機の厚みを増加させることなく、デットスポットの縮小化を図ることが可能である。
【００４２】
参考として、キーレスエントリ送信機と従来におけるキーレスエントリ送信機とを使用して、それぞれのアンテナの指向性を調べた結果を図６（ａ）、（ｂ）に示す。これらの図に示されるように、本実施形態のキーレスエントリ送信機は、水平偏波だけでなく垂直偏波もキーレスエントリ送信機の正面方向に出力されている。これに対し、従来のキーレスエントリ装置は、水平偏波は出力されているものの、垂直偏波はほとんどキーレスエントリ送信機の正面方向に出力されていない。このように、本実施形態のキーレスエントリ送信機によれば、２つの偏波面を持つ送信波を出力できるため、上記効果を得ることが可能となる。
【００４３】
（第２実施形態）
本実施形態は、３つの偏波面を有する送信波を出力できるキーレスエントリ送信機を示すものである。本実施形態は、第１実施形態に対して、第２のループアンテナ１３の構成を変え、さらに第３のループアンテナを形成したものである。その他の構成については第１実施形態と同様であるため、同様の構成については説明を省略する。
【００４４】
図７に、本実施形態におけるキーレスエントリ送信機の回路基板１の模式図を示す。この図に示されるように、本実施形態では、回路基板１の表面から垂直方向に突出した配線を形成することで第２のループアンテナ１３を構成すると共に、第３のループアンテナ２０も構成している。
【００４５】
すなわち、第１実施形態形態では、図１、図２に示したボタン電池２や接続端子７、１０を第２のループアンテナ１３の一部として機能させるようにしたが、本実施形態では、アンテナ用の配線を別途備えることで第２、第３のループアンテナ１３、２０を形成している。これら第２、第３のループアンテナ１３、２０は、互いに垂直を成し、さらに第１のループアンテナ６に対しても垂直を成す平面上に形成される。
【００４６】
このようにすれば３つ目の偏波面を構成することが可能となる。すなわち、第１実施形態の図５に示したように、第１実施形態では、キーレスエントリ送信機の側面方向（９０°、２７０°）では水平偏波しか送信されていない。このため、キーレスエントリ送信機の側面方向が受信機に向くような使用形態とされた場合、受信機に水平偏波が届かなければドアの開閉作動が行われない可能性がある。
【００４７】
従って、本実施形態のように第１、第２のループアンテナ６、７に加えて第３のループアンテナ８を形成し、３方向の偏波面を有する送信波を出力させるようにすることで、より確実に受信機で受信させるができる。
【００４８】
ただし、この場合、第１実施形態と異なり、第２、第３のループアンテナ１３、２０を形成するために回路基板１の厚み方向へ配線を突出させることになるため、第１実施形態と比較してキーレスエントリ送信機の厚みが増すことになる。
【００４９】
（他の実施形態）
第１実施形態では、ボタン電池２や接続端子７、１０を第２のループアンテナ１３の一部として機能させるようにしたが、必ずしもこれらの構成にて第２のループアンテナ１３を形成する必要はない。例えば、第２実施形態で示したように、第１のループアンテナ６に対して垂直となる面上において、配線を突出させてループを形成することで、第２のループアンテナ１３を形成することも可能である。
【００５０】
このようにしても、第２のループアンテナ１３から第１のループアンテナ６と異なる偏波面を有する送信波を出力することができる。このため、第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。ただし、この場合においても、第１実施形態と異なり、第２のループアンテナ１３を形成するために回路基板１の厚み方向へ配線が突出させることになるため、第１実施形態と比較してキーレスエントリ送信機の厚みが増すことになる。
【００５１】
また、第２実施形態において、ボタン電池２や接続端子７、１０を第２のループアンテナ１３の一部として機能させることで、第２のループアンテナ１３を第１実施形態と同様の構成とすることも可能である。
【００５２】
さらに、上記実施形態では、配線を回路基板１の厚み方向へ突出させることで第２、第３のループアンテナ１３、２０を形成することを例に挙げているが、回路基板１やボタン電池２を収容するケースに第２、第３のループアンテナ１３、２０を構成する配線を備えるようにしても、上記と同様の効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態におけるキーレスエントリ送信機の模式図である。
【図２】図１に示すキーレスエントリ送信機におけるアンテナ構成を示す図であり、（ａ）は回路基板の正面図、（ｂ）は回路基板の側面図、（ｃ）は回路基板の裏面図である。
【図３】図１にキーレスエントリ送信機の回路図である。
【図４】図２（ｃ）に示す回路基板からボタン電池を除いた図である。
【図５】第１実施形態におけるキーレスエントリ送信機と従来におけるキーレスエントリ送信機とを使用してドアのオンオフ作動を行った場合それぞれの作動距離を示した図である。
【図６】第１実施形態におけるキーレスエントリ送信機と従来におけるキーレスエントリ送信機それぞれの指向性を示した図である。
【図７】本発明の第２実施形態におけるキーレスエントリ送信機の模式図である。
【図８】従来のキーレスエントリ送信機の模式図である。
【符号の説明】
１…回路基板、２…ボタン電池、３…ＩＣチップ、４…高周波回路、
５…スイッチ、６…第１のループアンテナ、７、８…接続端子、９…−端子、
１０、１１…スルーホール、１２…コンデンサ、１３…第２のループアンテナ、
１４…コイル、２０…第３のループアンテナ。

Claims (7)

1. 回路基板（１）と、
   ドアの開閉操作を行うためのスイッチ（５）と、
   前記回路基板の表面上に形成され、前記スイッチの操作状態に応じた発振信号を出力する回路部（３、４）と、
   前記回路部からの発振信号に基づいて送信波を出力するアンテナ部（６、１３、２０）とを有してなるキーレス送信機であって、
   前記アンテナ部は、前記回路基板の表面上にパターン形成された第１のループアンテナ（６）と、前記第１のループアンテナが形成された前記回路基板の平面に対して垂直を成す第２のループアンテナ（１３）とを有してなり、前記第１、第２のループアンテナから、互いに略直交する２つの偏波面を有する偏波を前記送信波として出力するようになっていることを特徴とするキーレスエントリ送信機。
2. 前記回路基板の裏面側にはボタン電池（２）が配置されるようになっており、
   前記ボタン電池が前記回路基板の裏面側に配置された際に、前記ボタン電池の＋端子が前記第２のループアンテナの一部を構成することを特徴とする請求項１に記載のキーレスエントリ送信機。
3. 前記回路基板の裏面側に、前記ボタン電池の＋端子に接続される第１、第２の接続端子（７、８）が備えられ、
   これら第１、第２の接続端子は、前記ボタン電池を挟んで対称配置され、前記ボタン電池の＋端子と共に、前記第２のループアンテナの一部を構成することを特徴とする請求項２に記載のキーレスエントリ送信機。
4. 前記回路基板には、スルーホール（１０、１１）が形成されており、前記スルーホールを介して、前記第１、第２の接続端子と前記回路基板の表面側との電気的な接続が行われていることを特徴とする請求項３に記載のキーレスエントリ送信機。
5. 前記第１の接続端子（１０）は、前記スルーホールを介して前記第１のループアンテナと電気的に接続されており、前記第１、第２のループアンテナが直列接続されていることを特徴とする請求項４に記載のキーレスエントリ送信機。
6. 前記ボタン電池は、前記回路部への電源供給を行うようになっており、前記ボタン電池の＋端子を含む前記第２のループアンテナと前記回路部との間には、ノイズ除去手段（１４）が備えられていることを特徴とする請求項５に記載のキーレスエントリ送信機。
7. 前記アンテナ部は、さらに、前記第１のループアンテナ（６）および前記第２のループアンテナが形成された平面に対して垂直を成す第３のループアンテナ（２０）を有してなり、前記第１、第２、第３のループアンテナから、それぞれ互いに略直交する３つの偏波面を有する偏波を前記送信波として出力するようになっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載のキーレスエントリ送信機。

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