JPH06314396A - 送受信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジンのスパークノイズやモータの回転な
どに伴なう電磁波ノイズなどの外乱による擬似パルス信
号の影響を受けにくい無線式送受信装置を提供する。 【構成】 送信装置８は、リードスイッチ９によってカ
ウントされた信号に基づき、所定の異なったパルス幅を
定められた順序で順次発生させる信号発生手段10と、前
記発生したパルス信号を無線送信するための送信回路11
と、該無線送信されたパルス信号を順次受信する受信回
路と、受信されたパルス信号を所望のデータに変換する
制御手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送受信装置に関する。さ
らに詳しくは、自転車のスピードメータの信号処理など
に適した無線式の送受信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自転車の走行速度、走行距離など
を容易に知るためにスピードメータが自転車のハンドル
など運転者の見やすい位置に取りつけられることがあ
る。従来のスピードメータは、たとえば特開昭57-14996
7 号公報に示されているように、ホークに回転センサ、
ハンドルにスピードメータ本体がブラケットを介して取
りつけられ、前記センサとブラケットとのあいだはコー
ドなどで電気的に接続されている。このようなスピード
メータでは、自転車の前輪の回転運動により、発生した
信号をコードを経由してスピードメータに入力し、この
入力された信号に基づいて自転車の走行速度を演算して
表示を行っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記コード式スピード
メータでは、ホークに沿ってコードを配線しているので
取りつけるのに手間がかかる。また、走行に伴う振動ま
たは衝撃によってコードの断線事故が発生しやすい。さ
らに、自転車を分解して持ち運ぶばあいにコードをフレ
ームから取り外さなければならず不便である。

【０００４】このようなコード式スピードメータの欠点
を解消するため、回転センサからの信号をスピードメー
タ本体へ無線送信することが考えられる。しかしなが
ら、自転車用としては電源を設置するのにあまりスペー
スをとれないので、自転車用に無線式スピードメータを
採用したとしても、低出力の送信ユニットで送信し、低
出力で高感度の受信ユニットで受信しなければならな
い。しかし、このような構成にすると、受信信号は外部
のノイズに対してＳＮ比が低下し、かつ、自転車などの
走行中に外部から自動車などのエンジンのスパークノイ
ズや踏切の遮断機からのノイズ、その他モータなどから
の電磁波によるノイズが入力されて誤信号を発生しやす
くなるという問題がある。たとえば、回転信号は自転車
の車輪の１回転ごとに１個のパルス信号として出力され
る。このパルス信号の発生回数を受信ユニット側でカウ
ントし、このカウント値をもとに自転車の走行速度や走
行距離を演算する。ところが、このパルス信号に似た信
号を発生させるような電磁波によるノイズが受信ユニッ
トに入力されると、この擬似信号を正規のパルス信号と
してカウントし易い。その結果、正確な走行速度または
走行距離を演算し、表示することができない。

【０００５】このような課題は自転車用スピードメータ
に限らず、叙上の条件の下で使用せざるをえない無線式
の送受信装置すべてに該当する課題である。

【０００６】本発明は、かかる課題を解決するためにな
されたもので、エンジンやモータなどから発生し易い外
乱による擬似パルス信号の影響を受けにくい無線式送受
信装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の無線式送受信装
置は、連続的に信号を入力する信号入力手段と、該信号
入力手段によって入力された個々の信号に対応させたパ
ルス波を発生させ、かつ、該パルス波が異なったパルス
幅の所定の順序の繰り返しになるパルス信号を発生させ
る信号発生手段と、該パルス信号を連続的に無線送信す
る無線送信手段と、前記無線送信されたパルス信号を順
次受信する受信手段と、前記受信されたパルス信号を人
間が知覚できるデータに変換する制御手段とからなるも
のである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、入力される信号をパルス幅の
異なった複数のパルス波形の繰返しからなるパルス信号
に変換して、これを送受信するので、他の擬似パルス信
号が混入しても正しいパルス信号と混合することがな
く、正しい信号のみを容易に識別することができる。し
たがって低出力の送受信ユニットを採用しても正確な計
測をすることができる。

【０００９】

【実施例】図１は本発明の送受信装置が取りつけられた
自転車の正面説明図、図２は図１の送信装置部の要部拡
大図、図３は本発明の送受信装置の一実施例の送信装置
の構成を示すブロック図、図４は図３の信号発生手段の
動作の一例を示すフローチャート、図５は図３の送信装
置におけるリードスイッチからの入力信号と信号発生手
段のパルス信号との関係を示す図、図６は本発明の送受
信装置の一実施例の受信装置の構成を示すブロック図、
図７は本発明の送受信装置の一実施例の受信装置の外観
を示す平面説明図、図８は図６の受信装置の制御手段の
一例を示すフローチャート、図９は本発明の送受信装置
の一実施例の送受信装置の各部の信号波形を示す図で、
(a) は入力波形、(b) は信号発生回路によって発生され
るパルス波形、(c) は送信波形、(d) は受信装置でえら
れる復調波形を示す図、図10は本発明の送受信装置の一
実施例の送受信装置の動作を示すフローチャートであ
る。

【００１０】図１〜２に示されるように、自転車１の前
輪２のスポーク３には磁石５が装着され、送信装置８は
前記自転車１の前ホーク部７に装着されている。しか
も、前記送信装置８は前記前輪２の回転に伴う磁石５の
回転軌跡上に位置するように配置されている。

【００１１】一方、受信装置14は自転車１のハンドルバ
ー15にブラケットなどを介して着脱自在に装着されてい
る。

【００１２】また、図２〜３に示されるように、送信装
置８は、磁石５の磁力により開閉するリードスイッチ９
と、リードスイッチ９の開閉により発生した信号に対し
て少なくとも２種類の異なったパルス幅が順次現われる
パルス信号を発生させる信号発生手段10と、該信号発生
手段10により発生したパルス信号を出力アンテナ12から
送信する送信回路11と、リードスイッチ９、信号発生手
段10および送信回路11に給電する電池13とからなってい
る。

【００１３】リードスイッチ９は、たとえばガラスに封
入された接点などからなり、磁石５がリードスイッチ９
に近づくときに接点がＯＮ状態となってパルス的信号を
発生させるもので、車輪の回転などによる信号を入力す
る信号入力手段になる。

【００１４】また、信号発生手段10は、リードスイッチ
９からの連続的に現われる個々の信号に対応させたパル
ス波を発生させ、かつ、該パルス波が異なるパルス幅の
所定の順序の繰り返しになるパルス波形の組からなるパ
ルス信号にするものである。この信号発生手段10は、た
とえばマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）
からなっており、図４のフローチャートに示される手順
にしたがって信号を発生させる。すなわち、信号発生手
段10にリードスイッチ９から信号が入力される（ステッ
プS101）と、その入力信号に１、２、３…と順番にカウ
ント数をつける（ステップS102）。つぎに入力信号のカ
ウント数が奇数か偶数かを判断する（ステップS103）。
図５に個々の入力信号(a) に対応して発生させるパルス
波形(b)が示されるように、入力信号のカウント数が奇
数のときパルス幅がＡのパルス波を出力し、偶数のとき
パルス幅がＢのパルス波を出力する。これにより、リー
ドスイッチ９からの入力信号と同期したパルス幅の異な
るパルス波の交互出力波形がえられる（ステップS104、
S105）。

【００１５】送信回路11は、従来の無線送信手段として
用いられるものと同様に、搬送波発生部およびアンテナ
コイル駆動部などからなり、前記信号により搬送波を変
調して増幅するものである。

【００１６】また、受信装置14は、その外観は図７に示
されるように、液晶表示器19の下部にモード切替えスイ
ッチ23およびスタート／ストップスイッチ24が配置され
ている。モード切替えスイッチ23は液晶表示器19の下段
の数値表示部19ａを、時間を表示する時計表示モード、
最高速度を表示する最高速度表示モード、積算距離を表
示する積算距離表示モード、走行距離を表示する走行の
距離表示モード、平均速度を表示する平均速度表示モー
ド、経過時間を表示する経過時間表示モードなどに選択
するためのスイッチである。また、スタート／ストップ
スイッチ24は、走行距離または経過時間の計測の開始、
終了などの指示を行うためのスイッチである。

【００１７】また、受信装置14の構成は図６にブロック
図で示されるように、送信装置８から送信されるパルス
信号を受信する受信アンテナ16と、受信アンテナ16の受
信信号を後述する制御手段18に出力する受信回路17と、
受信回路17の出力信号に基づき自転車１の走行速度など
を算出する制御手段18と、走行速度などを表示する液晶
表示器19と、前述の表示モード切替スイッチ23やスター
ト／ストップスイッチ24からの操作信号を制御手段18に
入力するスイッチ回路21と、制御手段18に動作サイクル
クロック信号を与える水晶発振回路22と、受信回路17、
制御手段18および液晶表示器19に給電する電池20とから
なっている。

【００１８】受信回路17は、通常の無線式受信装置で用
いられるのと同様の受信手段で構成され、たとえば増幅
回路と検波回路と復調回路とからなっている。

【００１９】また制御手段18は、受信され検波された受
信信号から速度や走行距離などの所望のデータに変換す
るための手段である。この制御手段18は、たとえばマイ
コンで構成されており、走行速度その他の演算および液
晶表示器19の制御を行う。制御手段18は図８のフローチ
ャートに示される手順にしたがって制御動作を行う。

【００２０】受信回路17の中の復調回路から信号が入力
される（ステップS201）と、マイコンは入力パルス幅と
みる。一回目に入力される信号のパルス幅がＡのパルス
幅のとき（ステップS202）、マイコンは入力されたパル
スを送信信号と判断し、カウントし、つぎにパルス幅が
Ｂのパルスの入力を待つ（ステップS203）。パルス幅が
Ｂ以外のパルスが入力されても送信信号と判断せず、パ
ルス幅がＢのパルスの入力を待つ（ステップS204）。パ
ルス幅がＢのパルスが入力されるとマイコンは送信信号
と判断し、先に入力された信号との間隔（時間）から走
行速度などを演算し液晶表示器19に表示し、つぎにパル
ス幅がＡのパルスの入力を待つ（ステップS205）。パル
ス幅がＡ以外のパルスが入力されても送信信号と判断せ
ず、パルス幅がＡのパルスの入力を待つ（ステップS20
6）。パルス幅がＡのパルスが入力されるとマイコンは
送信信号と判断し、１つ前に入力されたパルスと今回入
力されたパルスの間隔（時間）から走行速度などを演算
し、液晶表示器19に表示し、つぎにパルス幅がＢのパル
スの入力を待つ（ステップS207）。以後、前記ステップ
S204〜S207をくり返す。

【００２１】また、ステップS202で一回目のパルス幅が
Ｂのときマイコンは送信信号と判断し、それ以外のパル
ス幅のときはカウントしない（ステップS208）。一回目
のパルス幅がＢのとき、マイコンは送信信号と判断し、
つぎにパルス幅がＡのパルスの入力を待つ（ステップS2
09）。パルス幅がＡ以外のパルスが入力されてもマイコ
ンは送信信号と判断せず、パルス幅がＡのパルスの入力
を待つ（ステップS210）。パルス幅がＡのパルスが入力
されるとマイコンは送信信号と判断し、先に入力された
信号との間隔（時間）から走行速度などを演算し、液晶
表示器19に表示し、つぎにパルス幅がＢのパルスの入力
を待つ（ステップS211）。パルス幅がＢ以外のパルスが
入力されても、マイコンは送信信号と判断せず、パルス
幅がＢのパルスの入力を待つ（ステップS212）。パルス
幅がＢのパルスが入力されると、マイコンは送信信号と
判断し、１つ前に入力されたパルスと今回入力されたパ
ルスの間隔（時間）から走行速度などを演算し液晶表示
器19に表示し、つぎにパルス幅がＡのパルスの入力を待
つ（ステップS213）。以後、前記ステップS210〜S213を
くり返す。

【００２２】このようにして前述の送信装置で異なるパ
ルス幅のパルス波からなるパルス信号のみを読みとるこ
とにより、ノイズとして混信するパルスを除き、必要な
信号のみを取り出し、所望の信号に変換することができ
る。

【００２３】前記ステップS205およびS211では、制御手
段18は受信回路17からの入力信号とあらかじめ設定され
た車輪の周長から走行速度、走行距離などを算出し、ス
イッチ回路21からの操作信号に基づいて液晶表示器19に
走行速度、走行距離などを表示するようになっている。
前記走行速度の表示は液晶表示器19の上段の走行速度表
示部19ｂに、たとえばキロメートル毎時(km/h)またはマ
イル毎時(Mile/h)で表示される。また、制御手段18は水
晶発振回路22から与えられる動作サイクルクロック信号
に基づいて制御動作を１ステップづつ実行し、また、時
刻のカウントを行うようになっている。

【００２４】つぎに動作について、図９のパルス波形お
よび図10のフローチャートを用いて説明する（各部の符
号は図１〜７を参照）。

【００２５】まず送信装置側の説明をする。走行時にお
いて、自転車１の前輪２の回転に伴って、前輪２に装着
された磁石５も回転運動し、自転車１の前ホーク部７に
装着される送信装置８の前を通過する（ステップＳ
１）。この磁石５が送信装置８の前を通過するとき、前
記送信装置８の内部のリードスイッチ９の接点が開閉す
る（ステップＳ２）。リードスイッチ９の開閉により図
９(a) に示されるパルス信号が発生する（ステップＳ
３）。このパルス信号が信号発生手段10に入力され（ス
テップＳ４）、図９(b) に示されるごとく、所定の異っ
たたとえば２種類のパルス幅のパルスが順次現われるパ
ルス信号に変換される（ステップＳ５）。このパルス信
号が送信回路11に入力され（ステップＳ６）、５kHz 程
度の搬送波を変調し（図９(c) 参照）、増幅（ステップ
７）されたのち、送信アンテナ12から受信装置14に送信
される（ステップＳ８）。このパルス信号により搬送波
を変調させることにより、送信する理由は、前記図９
(b) のパルス信号のままでは直流電界のため電力が弱
く、ほとんど送信できないからである。

【００２６】つぎに、受信装置側の動作を説明する。ま
ず、あらかじめモード切替えスイッチ23およびスタート
／ストップスイッチ24を操作して前輪２の周長を制御手
段18に記憶させておく。走行時において送信装置８から
送信された電波は、自転車１のハンドルバー15に装着さ
れた受信装置14に内蔵された受信アンテナ16によって受
信され、受信回路17に入力される（ステップＳ10）。こ
の受信信号は受信回路17で増幅され、検波されると共に
復調され（ステップＳ11）、制御回路18では所定の異な
った２種類のパルス幅を有するパルス波形で交互に入力
されるパルス波形のみをカウントすることによって自転
車の走行速度などが算出される（ステップＳ12）。この
演算結果に基づいて、随時現在の走行速度が液晶表示部
19に表示される（ステップＳ13）。

【００２７】なお、前記実施例では本発明の送受信装置
を自転車用スピードメータに適用しているが、本発明の
思想の適用はこれに限られるものではない。たとえば自
転車以外の他の移動手段における計測機器の他に無線式
の脈拍計など、無線式で情報の送受信を行ういかなる装
置についても本発明の思想は適用できるものである。

【００２８】また、前記実施例では、信号発生回路10で
２種類の異なるパルス幅を交互に有するパルス信号に変
換しているが、異なるパルス幅は２種類に限らず、３種
類以上でも、その順序を定めて発生させればノイズとの
混合を防止することができ、同様に適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、異なるパルス幅の複数
のパルスが特定のパターンで配列されたパルス信号を一
単位として送受信を行うため、低出力でも外乱の影響を
受けにくい、すなわち、ミスカウントのない信頼性の高
い送受信装置がえられる。

【００３０】また、リードスイッチの開閉によるパルス
信号と同数のパルス信号を送信するので、送信装置の消
費電流が少なくて済む。

【００３１】さらに、所定の幅で所定の順序のパルス信
号のみをカウントさせることは制御回路にマイクロコン
ピュータのソフト面で容易に対応できるので、受信回路
は構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の送受信装置が取りつけられた自転車の
正面説明図である。

【図２】図１の送信装置部の要部拡大図である。

【図３】本発明の送受信装置の一実施例の送信装置の構
成を示すブロック図である。

【図４】図３の信号発生手段の動作の一例を示すフロー
チャートである。

【図５】図３の送信装置におけるリードスイッチからの
入力信号と信号発生手段のパルス信号との関係を示す図
である。

【図６】本発明の送受信装置の一実施例の受信装置の構
成を示すブロック図である。

【図７】本発明の送受信装置の一実施例の受信装置の外
観を示す平面説明図である。

【図８】図６の受信装置の制御手段の一例を示すフロー
チャートである。

【図９】本発明の送受信装置の一実施例の各部の信号波
形を示す図で、(a) は入力波形、(b) は信号発生手段に
よって発生されるパルス波形、(c) は送信波形、(d) は
受信装置でえられる復調波形である。

【図１０】本発明の送受信装置の一実施例の動作を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

８ 送信装置 ９ リードスイッチ 10 信号発生回路 11 送信回路 14 受信装置 17 受信回路 18 制御回路 19 液晶表示器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 連続的に信号を入力する信号入力手段
   と、該信号入力手段によって入力された個々の信号に対
   応させたパルス波を発生させ、かつ、該パルス波が異な
   ったパルス幅の所定の順序の繰り返しになるパルス信号
   を発生させる信号発生手段と、該パルス信号を連続的に
   無線送信する無線送信手段と、前記無線送信されたパル
   ス信号を順次受信する受信手段と、前記受信されたパル
   ス信号を人間が知覚できるデータに変換する制御手段と
   からなる送受信装置。