(57)【要約】【課題】コストを抑えながら、並列共振回路の共振周波数を所定の周波数に自動的に同調させる。【解決手段】ループアンテナ２と、容量が変化する可変容量ダイオード３とを有する並列共振回路４と、基準周波数信号を出力し、並列共振回路に入力する信号源６と、並列共振回路が出力する比較信号と基準周波数信号との位相差に応じて出力する電圧を変更する位相比較器１０と、位相比較器の出力電圧に従って決定される印加電圧を記憶し、可変容量キャパシタに印加する電圧保持部１２と、信号源に基準周波数信号を出力させるトリガとなるとともに、電圧保持部が記憶する印加電圧を更新させるトリガにもなるトリガ信号を出力するトリガ発生部１８と、ループアンテナが受信する無線信号を復調する受信部１９とを備え、可変容量キャパシタは、電圧保持部により印加される電圧に応じて容量を変化させることで、並列共振回路の共振周波数を、所定の周波数に同調させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号を受信するループアンテナ（２）と、前記ループアンテナに並列に接続され、印加される電圧に応じて容量が変化する可変容量キャパシタ（３）とを有する並列共振回路（４）と、
所定の周波数の信号である基準周波数信号を出力し、前記並列共振回路に入力する信号源（６）と、
前記基準周波数信号が入力された前記並列共振回路から出力される比較信号の位相の、前記基準周波数信号の位相に対する位相差に応じて、出力する電圧を変更する位相比較器（１０）と、
前記位相比較器の出力電圧に従って決定される、前記可変容量キャパシタに印加する電圧である印加電圧を記憶し、記憶している前記印加電圧を前記可変容量キャパシタに印加する電圧保持部（１２）と、
前記信号源に前記基準周波数信号を出力させるトリガとなるとともに、前記電圧保持部が記憶する前記印加電圧を更新させるトリガにもなるトリガ信号を出力するトリガ発生部（１８）と、
前記ループアンテナが受信する無線信号を復調する受信部（１９）とを備え、
前記可変容量キャパシタは、前記電圧保持部により印加される電圧に応じて容量が変化することで、前記並列共振回路の共振周波数を、前記所定の周波数に同調させる受信装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記可変容量キャパシタは、印加される電圧が上昇すると容量が低下する可変容量ダイオードであり、
前記位相比較器は、前記比較信号の位相が、前記基準周波数信号の位相に対して進んでいる場合に出力する電圧を上昇させ、前記基準周波数信号の位相に対して遅れている場合に出力させる電圧を下降させる受信装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記ループアンテナとトランス結合し、前記基準周波数信号をこのトランス結合を通じて前記並列共振回路に入力する、前記ループアンテナの巻き数よりも小さな巻き数の入力コイル（７）を備える受信装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、
前記ループアンテナとトランス結合し、前記並列共振回路からこのトランス結合を通じて信号を取り出す、前記ループアンテナの巻き数よりも小さな巻き数の出力コイル（８）を備える受信装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、
前記信号源は、前記基準周波数信号の周波数を、異なる周波数に切り替え可能である受信装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
移動体で用いられ、
前記移動体の速度もしくは前記移動体の速度に応じた値を検知する検知部（１７）をさらに備え、
前記トリガ発生部は、前記検知部が検知する前記速度もしくは前記移動体の速度に応じた値をもとに前記トリガ信号を出力する受信装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記検知部は、前記移動体に搭載された、前記移動体の走行に伴って発電を行う発電機から出力される値を、前記移動体の速度に応じた値として検知する受信装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項において、
温度を計測する温度測定部をさらに備え、
前記トリガ発生部は、前記温度測定部が測定した温度の変化をもとに前記トリガ信号を出力する受信装置。
【請求項９】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記トリガ発生部は、周期的に前記トリガ信号を出力する受信装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、
前記ループアンテナは、磁性体コアを備えるバーアンテナである受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、並列共振回路の共振周波数を所定の周波数に自動的に同調させる受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、周囲の環境などを原因とした並列共振回路の共振周波数のずれの補正を目的として、マイクロプロセッサを用いてコンデンサの容量を制御することによって、並列共振回路の共振周波数を、受信する信号の周波数に同調させる技術が開示されている。特許文献１に開示の技術では、マイクロプロセッサは、周波数操作プログラム及び自動同調プログラムを含む、格納されたプログラム命令の制御の下で動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４０１５７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術では、並列共振回路の共振周波数を、受信する信号の周波数に同調させるためには、周波数操作プログラム及び自動同調プログラムを含むマイクロプロセッサが必要となる。つまり、ファームウェアを必要とする高価なマイクロプロセッサが必要であるため、コストが高くなってしまうという問題点がある。
【０００５】
本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、コストを抑えながら、並列共振回路の共振周波数を所定の周波数に自動的に同調させる受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は独立請求項に記載の特徴の組み合わせにより達成され、また、下位請求項は、発明の更なる有利な具体例を規定する。特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として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って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、無線信号を受信するループアンテナ（２）と、ループアンテナに並列に接続され、印加される電圧に応じて容量が変化する可変容量キャパシタ（３）とを有する並列共振回路（４）と、所定の周波数の信号である基準周波数信号を出力し、並列共振回路に入力する信号源（６）と、基準周波数信号を入力された並列共振回路が出力する比較信号の位相の、基準周波数信号の位相に対する位相差に応じて出力する電圧を変更する位相比較器（１０）と、位相比較器の出力電圧に従って決定される、可変容量キャパシタに印加する電圧である印加電圧を記憶し、可変容量キャパシタに印加する電圧保持部（１２）と、信号源に基準周波数信号を出力させるトリガとなるとともに、電圧保持部が記憶する印加電圧を更新させるトリガにもなるトリガ信号を出力するトリガ発生部（１８）と、ループアンテナが受信する無線信号を復調する受信部（１９）とを備え、可変容量キャパシタは、電圧保持部により印加される電圧に応じて容量を変化させることで、並列共振回路の共振周波数を、所定の周波数に同調させる受信装置である。
【０００８】
以上の構成によれば、トリガ信号の出力に従って出力される基準周波数信号の周波数が、並列共振回路の共振周波数と異なる場合、基準周波数信号の位相と比較信号の位相が異なる。そのため、位相比較器の出力が変化する。これにより、可変容量キャパシタに印加される電圧が変化し、可変容量キャパシタの容量の変化によって、並列共振回路の共振周波数が基準周波数信号の周波数に同調される。一方、並列共振回路の共振周波数が、基準周波数信号の周波数と同一の場合、基準周波数信号の位相とループアンテナから出力される比較信号の位相が一致する。そのため、位相比較器の出力が一定の値となる。従って、可変容量キャパシタに印加される電圧が一定となり、容量が一定となることから並列共振回路の共振周波数が一定となる。従って、並列共振回路の共振周波数が、基準周波数信号の周波数と一致するまで変化し、一致するとその状態で一定となる。すなわち、並列共振回路の共振周波数が、基準周波数信号の周波数である所定の周波数に自動的に同調する。また、トリガ信号の出力にともなって、電圧保持部が記憶する印加電圧が逐次更新される。従って、電圧保持部が記憶する印加電圧は、並列共振回路の共振周波数が、基準周波数信号の周波数と一致する電圧に更新される。
【０００９】
そして、トリガ信号の出力が停止した場合には、電圧保持部が記憶している印加電圧を可変容量キャパシタに印加することになる。従って、トリガ信号の出力が停止している間は、トリガ信号が出力されている期間に電圧保持部が記憶した、並列共振回路の共振周波数が基準周波数信号の周波数と一致する電圧が、可変容量キャパシタに印加されることになる。また、トリガ信号の出力が停止することで信号源は基準周波数信号の出力を停止するため、並列共振回路に入力される信号が、ループアンテナが受信する無線信号のみとなり、受信部が無線信号を復調することが可能となる。すなわち、トリガ信号が停止することにより、受信装置は、並列共振回路の共振周波数が所定の周波数に同調した状態で無線信号を受信することが可能となる。
【００１０】
このように、並列共振回路の共振周波数を所定の周波数に同調させるにあたり、コンデンサの容量を制御するファームウェアを必要とするマイクロプロセッサを用いない。従って、このマイクロプロセッサを用いない分だけ、同調に要するコストを削減した受信装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る受信装置１の構成を表す図である。
【図２】実施形態にかかるリードスイッチ１３の自転車に対する取り付け状況を表す図である。
【図３】車両の速度とトリガ発生部１８の作動の関連を表す図である。
【図４】基準周波数信号の周波数よりも共振周波数が小さい場合の基準周波数信号と比較信号の時間変化を表す図である。
【図５】基準周波数信号の周波数と共振周波数が一致する場合の基準周波数信号と比較信号の時間変化を表す図である。
【図６】トリガ信号が出力されることによる受信信号の時間変化を表す図である。
【図７】受信装置１における並列共振回路の入出力を表す図である。
【図８】受信装置１ａにおける並列共振回路の入出力を表す図である。
【図９】受信装置１ｂにおける並列共振回路の入出力を表す図である。
【図１０】受信装置１ａの構成を表す図である。
【図１１】受信装置１ｂの構成を表す図である。
【図１２】受信装置１ｃの構成を表す図である。
【図１３】移動検知部として用いられるハブダイナモの出力の時間変化を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態としての受信装置１を図面に基づいて説明する。受信装置１の構成を図１に沿って説明する。なお、本実施形態の受信装置１は自転車に搭載されて用いられるとする。この自転車が請求項の移動体に相当する。
【００１３】
受信装置１は、ループアンテナ２と、磁性体コア５と、可変容量ダイオード３と、信号源６と、入力コイル７と、出力コイル８と、増幅器９と、位相比較器１０と、低域通過フィルタ１１と、電圧保持部１２と、リードスイッチ１３と、検知部１７と、トリガ発生部１８と、受信部１９とを備えて構成される。
【００１４】
ループアンテナ２は、棒状の磁性体からなる磁性体コア５の周囲に導線を所定の巻き数巻きつけて形成され、磁性体コア５と合わせてバーアンテナとして機能する。
【００１５】
可変容量ダイオード３は、電圧保持部１２によって印加される電圧に応じて容量が変化するキャパシタとして機能するダイオードであり、ループアンテナ２と並列に接続されることで、ループアンテナ２とともに並列共振回路４を形成する。具体的には、印加される電圧が上昇すると容量が低下し、印加される電圧が低下すると容量が上昇する。ここで、並列共振回路４の共振周波数は、可変容量ダイオード３の容量が上昇すると低下し、可変容量ダイオード３の容量が低下すると上昇する。従って、可変容量ダイオード３に印加される電圧が上昇すると、並列共振回路４の共振周波数も上昇し、可変容量ダイオード３に印加される電圧が低下すると、並列共振回路４の共振周波数も低下する。なお、可変容量ダイオード３は、請求項の可変容量キャパシタに相当する。
【００１６】
信号源６は、所定の周波数の信号を出力する発振器であり、並列共振回路４の共振周波数を同調させる対象となる周波数である基準周波数の信号である、基準周波数信号を出力する。
【００１７】
入力コイル７は、磁性体コア５の周囲に導線を巻きつけて形成されたコイルであり、ループアンテナ２の巻き数よりも巻き数が小さく、ループアンテナ２とトランス結合している。入力コイル７はループアンテナ２と物理的に接続されていないが、トランス結合を通じて、信号源６が出力する基準周波数信号をループアンテナ２に入力する。なお、入力コイル７の巻き数は、本実施形態では、一例としてループアンテナ２の巻き数の１０分の１とする。また、コイルとコイルがトランス結合しているとは、一方のコイルに流れる電流によって生じる磁界により、他方のコイルに流れる電流が影響される状態であることを示す。
【００１８】
出力コイル８は、磁性体コア５の周囲に導線を巻きつけて形成されたコイルであり、ループアンテナ２の巻き数よりも巻き数が小さく、ループアンテナ２とトランス結合している。出力コイル８はループアンテナと物理的に接続されていないが、トランス結合を通じて、基準周波数信号を入力された並列共振回路４が出力する信号（以下、比較信号）を取り出す。比較信号の位相は、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数よりも低い場合には、基準周波数信号の位相よりも進み、基準周波数よりも高い場合には遅れる。なお、出力コイル８の巻き数は、本実施形態では、一例としてループアンテナ２の巻き数の１０分の１とする。
【００１９】
増幅器９は、出力コイル８が取り出した比較信号を増幅し、位相比較器１０に入力する。位相比較器１０は、信号源６が出力する基準周波数信号と、増幅器９によって増幅された比較信号の位相を比較し、比較した結果に応じて出力する電圧を変化させる。本実施形態における位相比較器１０は、基準周波数信号の位相に対して比較信号の位相が遅れていると判断した場合には出力する電圧を低下させ、比較信号の位相が進んでいると判断した場合には出力する電圧を上昇させる。
【００２０】
低域通過フィルタ１１は、位相比較器１０が出力するパルス電圧を平滑化し直流電圧に変換して、得られた電圧を電圧保持部１２に入力する。電圧保持部１２は、低域通過フィルタ１１から入力された電圧を、可変容量ダイオード３に対して印加する電圧（以下、印加電圧）として記憶する記憶部を備えている。記憶部は電気的に書き換え可能な不揮発性メモリ、あるいはサンプルアンドホールド回路である。電圧保持部１２は、記憶した印加電圧を可変容量ダイオードに４に対して印加する。
【００２１】
リードスイッチ１３は、図２に示すように自転車のフォーク部１４に固定されている。スポーク１５には、磁石１６が車輪の回転に従ってリードスイッチ１３に対向する部分を通過するよう取り付けられている。これにより、リードスイッチ１３は、磁石１６がリードスイッチ１３に対向する位置にある場合オンとなり、磁石１６がそれ以外の位置にある場合にはオフとなる。車輪が１回転するたびにリードスイッチ１３が１回オンとなるので、リードスイッチ１３のオンオフにより、車輪が１回転したことを検知することができる。
【００２２】
説明を図１に戻す。検知部１７は、自転車の車輪の周長を記憶しており、単位時間あたりのリードスイッチ１３がオンとなる回数と、車輪の周長とを用いて自転車の速度を検知する。具体的には、単位時間当たりのリードスイッチ１３がオンになる回数に、車輪の周長を乗算すればよい。例えば、記憶した車輪の周長が１００ｃｍであり、リードスイッチ１３がオンになる周期が１秒に１回であるとする。この場合、１時間あたりのリードスイッチがオンになる回数が３６００回となるため、車輪の周長を乗算すると自転車の速度として時速３．６ｋｍが求められる。
【００２３】
トリガ発生部１８は、検知部１７によって検知される自転車の速度に従ってトリガ信号を周期的に発生させ、信号源６および電圧保持部１２に入力する。トリガ信号が入力された信号源６は基準周波数信号を出力する。トリガ信号を入力された電圧保持部１２は記憶部に記憶した電圧を更新し、記憶した電圧に代えて低域通過フィルタが出力する電圧を可変容量ダイオードに印加する。すなわち、トリガ発生部１８がトリガ信号を出力することにより、受信装置１は、並列共振回路４の共振周波数を所定の周波数に同調させる動作である自動同調動作を行う。トリガ発生部１８がトリガ信号の出力を終了する前に、電圧保持部１２が印加電圧を記憶しており、トリガ信号が出力されていない間は記憶した印加電圧を可変容量ダイオード３に対して印加する。従って、電圧保持部によって、並列共振回路４の共振周波数所定の周波数に同調した状態で保持される。また、信号源６が基準周波数信号の出力を停止するため、並列共振回路に入力される信号が、ループアンテナが受信する無線信号のみとなる。すなわち、トリガ信号の出力がされていない場合、受信装置１は、ループアンテナが無線信号を受信する動作である受信動作を行う。よって、トリガ信号の発生によって、受信装置１の動作が自動同調動作と受信動作との間で切り替えられる。受信部１９は、ループアンテナ２が受信した無線信号を受信信号として取り出し、復調する。
【００２４】
また、トリガ発生部１８は、自転車の速度に応じて出力される。ここで、図３を用いて、自転車の速度に応じたトリガ信号の出力について説明する。図３のグラフＧ１は、リードスイッチ１３がオンとなる周期から検知部１７が検知する自転車の速度の時間変化を示す。グラフＧ２はトリガ信号の電圧レベルの時間変化を示し、電圧レベルが高くなった状態が、トリガ信号が出力されている状態を表している。
【００２５】
本実施形態におけるトリガ信号は、自転車の速度が所定の動作開始速度以上であると判断されることをもとに、速度に応じた時間間隔で、所定の期間出力される。動作開始速度は、ユーザが自転車を漕いで走行している状態となると自動同調動作を開始するように決定され、例えば時速３ｋｍである。トリガ信号を出力する期間は、並列共振回路４の共振周波数を所定の周波数に同調するために必要となる時間を超えるように決定され、例えば１０ｍｓである。
【００２６】
時刻ｔ０に自転車が走行を開始したとする。検知部１７によって検知される自転車の速度が時速３ｋｍを下回っているため、トリガ発生部１８はトリガ信号を出力しない。時刻ｔ１に、検知部１７が検知する自転車の速度が時速３ｋｍに達したとする。トリガ発生部１８はトリガ信号の出力を開始する。時刻ｔ１から１０ｍｓ経過した時刻ｔ２に、トリガ発生部１８はトリガの出力を終了する。時刻ｔ２において検知部１７が検知する自転車の速度は時速１０ｋｍ未満であるため、次のトリガ信号を出力するまでの間隔は２００ｍｓとなる。時刻ｔ２からの経過時間が２００ｍｓ以下の時刻ｔ３において、検知部１７が検知する自転車の速度が時速１０ｋｍに達したとする。
【００２７】
時刻ｔ２から２００ｍｓが経過した時刻ｔ４において、トリガ発生部１８は再びトリガ信号の出力を開始する。時刻ｔ４から１０ｍｓ経過した時刻ｔ５において、トリガ発生部１８はトリガ信号の出力を終了する。時刻ｔ５において、検知部１７が検知する自転車の速度は時速１０ｋｍ以上であるため、次のトリガ信号を出力するまでの間隔は１００ｍｓとする。時刻ｔ５から１００ｍｓ経過した時刻ｔ６において、トリガ発生部１８は再びトリガ信号の出力を開始する。時刻ｔ６から１０ｍｓ経過した時刻ｔ７において、トリガ発生部１８はトリガ信号の出力を終了する。
【００２８】
以上のように、自転車の速度が動作開始速度となるとトリガ発生部１８からトリガ信号が出力され、速度がさらに大きくなると出力の間隔が短くなる。これにより、自転車の速度が大きくなることにより自動同調動作の間隔が短くなる。そのため、並列共振回路の共振周波数が所定の周波数から変動した状態となる期間を短縮できる。すなわち、自転車の速度が大きくなると、受信装置１はより遠くの無線通信機との通信が成立する状態を維持する。
【００２９】
続いて、ループアンテナ２に入力される基準周波数信号と、ループアンテナ２から出力される比較信号との位相差により、自動同調動作を行う受信装置１の作動がどのように変化するかについて、図４および図５に沿って説明する。
【００３０】
基準周波数と、並列共振回路４の共振周波数とが一致していない場合の例として、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数に対して低い場合を図４に示す。グラフＧ３は基準周波数信号の電圧の時間変化を示し、グラフＧ４はループアンテナ２から出力され、増幅された比較信号の電圧の時間変化を示す。比較信号の位相が、基準周波数信号の位相に対して進んでいる。
【００３１】
位相比較器１０は、このような位相の差に従って出力する電圧を変化させ、可変容量キャパシタに印加する電圧を変化させることによって並列共振回路４の共振周波数を変化させ、位相を一致させる。すなわち、自動同調動作を行う受信装置１は、基準周波数信号の位相に比較信号の位相を同期させる位相同期回路として動作している。図４に示したように、比較信号の位相が進んでいる場合には出力する電圧を上昇させる。位相比較器の出力電圧が上昇すると、低域通過フィルタ１１を通過し、電圧保持部１２に記憶される印加電圧が上昇する。可変容量ダイオード３は、印加電圧が上昇することにより容量が下降するため、並列共振回路の共振周波数が上昇し、基準周波数に近づく。よって、比較信号の位相が基準周波数信号の位相に近づくように作動する。
【００３２】
逆に、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数に対して高い場合、比較信号の位相は、基準周波数信号の位相に対して遅れる。比較信号の位相が遅れている場合には、位相比較器は出力する電圧を下降させる。これにより、低域通過フィルタ１１を通過し、電圧保持部１２に記憶される印加電圧が下降する。可変容量ダイオード３は、印加電圧が下降することにより容量が上昇するため、並列共振回路の共振周波数が上昇し、基準周波数に近づく。よって、比較信号の位相が進んでいる場合と同様に、比較信号の位相が基準周波数信号の位相に近づくように作動する。
【００３３】
基準周波数と、並列共振回路４の共振周波数とが一致している場合を図５に示す。グラフＧ５は基準周波数信号の電圧の時間変化を示し、グラフＧ６はループアンテナ２から出力され、増幅された比較信号の電圧の時間変化を示す。基準周波数信号の位相と比較信号の位相とを比較すると、同相となっている。
【００３４】
図５に示したように、比較信号の位相と基準周波数信号の位相が一致している場合には、位相比較器は出力する電圧を変化させない。従って、低域通過フィルタ１１を通過し電圧保持部１２に記憶される印加電圧も変化しない。可変容量ダイオード３の容量は、印加電圧が変化しない場合には変化しないため、並列共振回路の共振周波数も変化しない。よって、位相が一致した状態を維持するように作動する。
【００３５】
以上のように、自動同調動作を行う受信装置１は、基準周波数信号の位相と比較信号の位相を一致させ、一致した場合は一致した状態を維持する位相同期回路として作動する。この基準周波数信号の位相と比較信号の位相が一致した状態は、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数に同調された状態と等しい。従って、自動同調動作を行う受信装置１は、並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に同調し、同調した状態を維持するように作動する。
【００３６】
続いて、並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に同調させる際の、受信部に入力される受信信号の変化を図６に沿って説明する。図６は、並列共振回路４の共振周波数が１３４．２ｋＨｚである状態から、共振周波数が１３６ｋＨｚとなるまでの受信信号の時間変化を表す図である。
【００３７】
時刻ｔ１０では、並列共振回路４の共振周波数が１３４．２ｋＨｚとなっている。時刻ｔ１１に、信号源６は基準周波数信号を１３６ｋＨｚで出力する。一方、並列共振回路４の共振周波数は１３４．２ｋＨｚのままである。基準周波数と共振周波数が異なるため、受信信号の振幅が低下する。時刻ｔ１１から０．４ｍｓ後の時刻ｔ１２に、受信信号の振幅が極小となる。並列共振回路４の共振周波数が次第に１３６ｋＨｚに同調されていくことにより、受信信号の振幅が上昇していく。時刻ｔ１１から４ｍｓ後の時刻ｔ１３に、並列共振回路４の共振周波数が１３６ｋＨｚに同調され、基準周波数と共振周波数とが一致する。従って、受信信号の振幅が安定する。
【００３８】
以上のように、並列共振回路４に基準周波数信号が入力されると、並列共振回路の共振周波数が次第に基準周波数に同調されていく。トリガ信号の出力時間は、並列共振回路の共振周波数が基準周波数に同調され、受信信号の振幅が安定するまでの時間を考慮して決定される。
【００３９】
以上、説明した実施形態によれば、自動同調動作を行う受信装置１は、基準周波数信号の位相と、基準周波数信号を入力された並列共振回路４が出力する比較信号の位相とを一致させる位相同期回路として作動する。基準周波数信号の位相と比較信号の位相が一致した状態は、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数とに同調された状態であることから、自動同調動作を行う受信装置１は、並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に同調させる作動となる。
【００４０】
よって、コンデンサの容量を制御するファームウェアを処理可能なマイクロプロセッサを用いることなく、位相同期回路の構成を用いて安価に並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に自動で同調することが可能となる。
【００４１】
また、受信装置１は、トリガ信号が出力されることで信号源６が基準周波数信号を出力し、自動同調動作を行う。一方、トリガ信号の出力が停止すると、並列共振回路に入力される信号が、ループアンテナ２が受信する無線信号のみとなる。従って、受信部１９に出力される受信信号が無線信号のみとなるため、受信装置１は受信部１９が無線信号を復調する受信動作を行う。さらに、トリガ信号の出力が停止している期間において、電圧保持部１２が、並列共振回路４の共振周波数が基準周波数に同調された状態を保持している。
【００４２】
以上により、受信装置１は、並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に自動で同調される期間と、同調した状態を保持し、ループアンテナ２が受信した無線信号を受信部１９において復調する期間とを有する。よって、受信動作と自動同調動作との両方を実現できる。
【００４３】
また、信号源６および増幅器９は、ループアンテナ２とトランス結合する入力コイル７および出力コイル８を介してループアンテナ２に接続されている。ここで、入力コイル７の巻き数はループアンテナ２の巻き数よりも小さい。従って、トランス結合を通じて入力コイル７からループアンテナ２に入力された基準周波数信号は、電圧が上昇し、電流が下降する。よって、ループアンテナ２から見た信号源６の見かけのインピーダンスは、信号源６の実際のインピーダンスよりも大きくなる。また、ループアンテナ２の巻き数は、出力コイル８の巻き数よりも小さい。従って、トランス結合を通してループアンテナ２から出力コイル８に出力される比較信号は、電圧が低下し、電流が上昇する。よって、ループアンテナ２から見た増幅器９の見かけのインピーダンスは、増幅器９の実際のインピーダンスよりも高くなる。並列共振回路４の共振周波数に対する感度を示すＱ値は、並列共振回路４に並列接続された素子のインピーダンスが高いほど高くなる。よって、信号源６および増幅器９が並列共振回路４と物理的に接続されている場合と比較して、信号源６および増幅器９のインピーダンスによる並列共振回路４のＱ値の低下が抑制される。すなわち、並列共振回路４の、共振周波数に対する感度の低下が抑制される。
【００４４】
さらに、トリガ発生部１８は、リードスイッチ１３を用いて判断した自転車の速度を用いてトリガを出力する周期を決定しており、自転車の速度が速いほど短い周期でトリガを出力する。トリガを短い周期で出力することにより、並列共振回路４の共振周波数は短い周期で基準周波数に同調され、受信感度を高い状態に保つことが可能となる。すなわち、自転車の速度が速い場合に、より遠くから送信される信号を受信し、早期に通信を成立させることが可能となる。また、動作開始速度未満である場合、すなわちユーザが自転車を漕いで走行しておらず、遠距離の通信が成立しにくい状態となっても影響が小さい場合には自動同調動作を行わない。これにより、受信動作を中断する期間を減少させ、近距離の通信をより成立しやすい状態とすることが可能となる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、次の変形例も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。なお、以下の説明において、それまでに使用した符号と同一番号の符号を有する要素は、特に言及する場合を除き、それ以前の実施形態における同一符号の要素と同一である。また、構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分については先に説明した実施形態を適用できる。
【００４６】
＜変形例１＞
実施形態における、並列共振回路４の入出力を図７に示す。並列共振回路４からの受信信号の出力は、受信部１９に対し、並列共振回路４と物理的に接続されている受信端子２２を通じて行われる。一方、並列共振回路４に対する基準周波数信号の入力は、信号源６に接続される入力端子２０から、並列共振回路４と物理的に接続されておらず、ループアンテナ２とトランス結合した入力コイル７を通じて行われる。また、並列共振回路４からの比較信号の出力は、増幅器９に接続される比較端子２１に対し、並列共振回路４と物理的に接続されておらず、ループアンテナ２とトランス結合した出力コイル８を通じて行われる。
【００４７】
しかし、図８のように、比較端子２１を受信端子２２と同様に並列共振回路４と物理的に接続させる構成（以下、変形例１）としてもよい。並列共振回路４の入出力が図８に示した構成となっている受信装置１ａの構成を図１０に示す。実施形態では、増幅器９は出力コイル８に接続され、トランス結合を通じて並列共振回路４と接続されていたが、変形例１では、増幅器９が並列共振回路４と物理的に接続されている。
【００４８】
変形例１の構成を採用した場合であっても、並列共振回路４から比較信号を取り出して増幅器９に入力することが可能となり、基準周波数信号の位相と比較信号の位相とを位相比較器１０で比較することが可能となる。従って、実施形態と同様に並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に同調することが可能となる。
【００４９】
＜変形例２＞
さらに、図９のように、入力端子２０を並列共振回路４と物理的に接続させる構成（以下、変形例２）としてもよい。並列共振回路４の入出力が図９に示した構成となっている受信装置１ｂの構成を図１１に示す。図１および図８では、入力コイル７に接続され、トランス結合を通じて並列共振回路４と接続されていた信号源６が、変形例２では並列共振回路４と物理的に接続されている。
【００５０】
変形例２の構成を採用した場合であっても、並列共振回路４に対して基準周波数信号を入力することが可能となる。従って、基準周波数信号を入力された並列共振回路４から比較信号を取り出すことにより、基準周波数信号の位相と比較信号の位相とを位相比較器１０で比較することが可能となる。従って、実施形態と同様に並列共振回路４の共振周波数を基準周波数に同調することが可能となる。
【００５１】
＜変形例３＞
実施形態では、トリガ発生部１８が、検知部１７によって検知される自転車の速度に従ってトリガ信号を発生させる構成を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、検知部１７によって検知される自転車の速度に応じた値に従ってトリガ信号を発生させる構成（以下、変形例３）としてもよい。以下では、自転車のハブの回転によって発電を行うハブダイナモから出力される電圧波形を自転車の速度に応じた値として用いる場合を例に挙げて説明を行う。このハブダイナモが請求項の発電機に相当する。
【００５２】
ハブダイナモの出力電圧の時間変化は、例えば図１２に示すようなパルス状の波形で示される。車輪が１回転するごとに、ハブダイナモの構成によって定まる回数だけパルスが出力される。従って、ハブダイナモが出力する単位時間あたりのパルス数が所定数となることをもとにトリガ発生部１８でトリガ信号を発生させることによって、自転車の速度に応じてトリガ信号を発生させることができる。単位時間当たりのパルス数が請求項の移動体の速度に応じた値に相当する。ここで言うところの所定の回数は、車輪が１回転するごとに出力されるパルス数と、車輪の周長と、動作開始速度とを用いて決定すればよい。例えば、車輪が１回転するごとのパルス数が３回であり、車輪の周長が１００ｃｍであり、動作開始速度を時速３．６ｋｍとする場合、動作開始速度以上で１秒間に１回転以上車輪が回転する。従って、この場合１秒間あたりのパルス数が３回以上となることをもとに、トリガ信号を発生させればよい。
【００５３】
また、検知部１７に対する入力として、ハブダイナモが出力するパルスに代えて、ハブダイナモが出力する、速度に応じた電圧の値を用いる構成としてもよい。なお、速度に応じた電圧の値とは、例えばハブダイナモが出力するパルスを整流し、平滑化することによって得られる、パルス周期に対応した直流電圧値である。この直流電圧値が、請求項の移動体の速度に応じた値に相当する。この直流電圧値は、自転車の速度が上昇することに伴って上昇する。従って、この直流電圧値が所定の値となることをもとにトリガ発生部１８でトリガ信号を発生させることによって、実施形態と同様に自転車の速度に応じてトリガ信号を出力することが可能となる。所定の値は、動作開始速度と、自転車の速度と電圧との対応関係とを用いて決定すればよい。例えば、動作開始速度が時速３．６ｋｍであり、自転車の速度が３．６ｋｍである場合の直流電圧値が３Ｖである場合、直流電圧値が３Ｖ以上となることをもとにトリガ信号を発生させればよい。
【００５４】
このハブダイナモを用いる構成によれば、自転車にあらかじめ取り付けられたハブダイナモを利用して、トリガ発生部でトリガ信号を発生させることが可能になるので、リードスイッチ１３および磁石１６を新たに自転車に取り付ける手間を省くことができる。
【００５５】
＜変形例４＞
実施形態では、トリガ発生部１８が、自転車の速度に応じてトリガ信号を発生する構成を示したが、必ずしもこれに限られない。例えば、自転車の速度に加えて、温度変化を用いてトリガ信号を発生させるとしてもよい。
【００５６】
自転車の速度と、温度変化とを用いてトリガ信号を出力する周期を決定するトリガ発生部１８ａを備える受信装置１ｃを、図１３に沿って説明する。温度測定部２３は磁性体コア５の温度を検知するセンサであり、例えば磁性体コア５に取り付けられる。トリガ発生部１８は、リードスイッチ１３および温度測定部２３の出力を用いてトリガ信号を出力する。例えば、トリガ信号の出力を終了する際に温度測定部２３が測定した温度を記憶し、リードスイッチ１３の出力を用いて検知した自転車の速度が時速３ｋｍ以上であり、かつ、温度測定部２３が測定した温度と記憶した温度との差が１度以上となっていると判断した場合にトリガ信号を出力すればよい。
【００５７】
この構成によれば、磁性体コア５に、並列共振回路４の共振周波数に影響する温度変化が生じていることを検知した場合に、自動同調動作を開始することとなる。すなわち、並列共振回路４の共振周波数に磁性体コア５の温度が変化したことによる影響が生じていない場合、自動同調動作を行わない。従って、受信動作を中断する期間を軽減することが可能となる。
【００５８】
なお、自転車の速度を用いることに代えて、温度変化を用いてトリガ信号を出力する場合は、例えば、前回トリガ信号の出力を終了した時点の温度から、１度以上の温度変化が生じていると判断した場合にトリガ信号を出力すればよい。
【００５９】
また、温度測定部２３は、磁性体コア５に直接取り付ける構成に限られず、磁性体コア５に生じる温度変化を推定可能な、磁性体コア５の周辺の位置に設けるとしてもよい。例えば、ループアンテナ２の外側の温度を計測し、計測した温度から磁性体コア５の温度変化を推定するとしてもよい。
【００６０】
＜変形例５＞
実施形態において、信号源６は所定の周波数の基準周波数信号を出力するとしていたが、信号源６が、異なる複数の周波数の信号を切り替えて出力するとしてもよい。例えば、１２５ｋＨｚの信号を出力する発振器と、１３４．２ｋＨｚの信号を出力する発振器とを内蔵し、トリガ信号が入力されるたびに、出力する発振器を切り替えるとしてもよい。これにより、並列共振回路４の共振周波数が、トリガ信号が出力されるたびに１２５ｋＨｚと１３４．２ｋＨｚとで切り替わることとなる。すなわち、受信装置１は、１２５ｋＨｚで送信される無線信号と、１３４．２ｋＨｚで送信される無線信号とを受信することが可能となる。
【００６１】
ここで、無線通信を利用するシステムは、同様の作動となるシステムであっても、無線通信を行う周波数がシステムによって異なっている場合がある。例えば、自動車の電子キーシステムは、自動車から電子キーに対する信号を無線通信する際の周波数が１２５ｋＨｚであるシステムと、１３４．２ｋＨｚであるシステムが存在する。用いる周波数の異なる複数の電子キーシステムと受信装置１とで無線通信を行うことにより、自動車の接近を検知しようとする場合、受信装置１は、１２５ｋＨｚで送信される無線信号も、１３４．２ｋＨｚで送信される無線信号も受信可能となっている必要がある。
【００６２】
変形例５の構成によれば、無線信号を送信する周波数が自動車ごとに異なっている場合であっても、信号源６がそれらの周波数の信号を基準周波数信号として出力可能な構成とすることにより、それらの自動車と通信可能となる。よって、受信装置１は、１２５ｋＨｚで無線信号を送信する無線通信機を用いる自動車とも、１３４．２ｋＨｚで無線信号を送信する無線通信機を用いる自動車とも通信可能となる。
【００６３】
＜変形例６＞
実施形態において、自転車で受信装置１を用いるとしているが、自動車などその他の車両で用いるとしてもよい。また、船舶などその他の移動体で用いるとしてもよい。
【００６４】
＜変形例７＞
実施形態において、ループアンテナ２は磁性体コア５と合わせてバーアンテナとして機能するとしているが、磁性体コア５を備えることなく、ループアンテナ２を単独で用いるとしてもよい。
【００６５】
＜変形例８＞
実施形態において、可変容量キャパシタとして、印加される電圧が上昇するほど容量が低下する可変容量ダイオード３を用いるとしている。しかし、電圧保持部１２が出力する電圧に応じて容量が変化するキャパシタであれば、電圧が上昇するほど容量が上昇するキャパシタであってもよい。この場合、比較信号の位相が基準周波数信号の位相に対して遅れている場合、すなわち並列共振回路４の共振周波数が基準周波数よりも高い場合に、可変容量キャパシタに印加する電圧を上昇させればよい。また、比較信号の位相が基準周波数信号の位相に対して進んでいる場合、すなわち並列共振回路４の共振周波数が基準周波数よりも低い場合に、可変容量キャパシタに印加する電圧を下降させればよい。例えば位相比較器１０が出力する電圧を、比較信号の位相が、基準周波数信号の位相に対して進んでいる場合に下降させ、進んでいる場合に上昇させればよい。
【符号の説明】
【００６６】
１：受信装置  ２：ループアンテナ  ３：可変容量ダイオード  ４：並列共振回路  ５：磁性体コア  ６：信号源  ７：入力コイル  ８：出力コイル  ９：増幅器  １０：位相比較器  １１：低域通過フィルタ  １２：電圧保持部  １３：リードスイッチ  １４：フォーク部  １５：スポーク  １６：磁石  １７：検知部  １８：トリガ発生部  １９：受信部  ２０：入力端子  ２１：比較端子  ２２：受信端子  ２３：温度測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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