(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線でデータを送信する無線通信アンテナと、
前記無線通信アンテナがデータを送信するために放射する放射電力のうち、前記送信のために用いられない電力を回収する電力回収アンテナと、
前記電力回収アンテナにより回収された電力を直流電力に変換する整流回路と、
を備え、
前記無線通信アンテナは、受信用の無線通信アンテナと、送受信用の無線通信アンテナと、を含み、
前記送受信用の無線通信アンテナの送信動作時に、前記受信用の無線通信アンテナが前記電力回収アンテナとして用いられるように制御する制御部を備える、無線通信装置。
【請求項２】
前記無線通信アンテナにより送信又は受信される信号を処理する通信処理部と、
前記受信用の無線通信アンテナが前記通信処理部と前記整流回路とのうちいずれかと接続されるように切替えるスイッチと、
をさらに備え、
前記制御部は、前記スイッチを前記受信用の無線通信アンテナと前記整流回路とが接続されるように前記スイッチを制御することによって、前記受信用の無線通信アンテナが前記電力回収アンテナとして用いられるように制御する、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記整流回路から出力される電力により発光する発光部をさらに備え、前記無線通信アンテナが送信動作中であることを示す、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記整流回路から出力される電力を充電する薄膜リチウム二次電池をさらに備える、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記電力回収アンテナは、前記無線通信装置の表面に塗布されたカーボンナノチューブにより形成されるアンテナである、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記電力回収アンテナは、メタマテリアルにより形成される小型アンテナである、請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項７】
無線通信装置の有する無線通信アンテナがデータを送信するために放射する放射電力のうち、前記送信のために用いられない電力を回収する電力回収アンテナと、
前記電力回収アンテナにより回収された電力を直流電力に変換する整流回路と、
を備え、
前記無線通信アンテナは、受信用の無線通信アンテナと、送受信用の無線通信アンテナと、を含み、
前記送受信用の無線通信アンテナが送信動作時に、前記受信用の無線通信アンテナが前記電力回収アンテナとして用いられるように制御する制御部を備える、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置、及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
私たちの身の回りで用いられる様々な電子機器は、動作するときに機器外に放射される電力が発生している。例えば、多くの電子機器について、機器動作時に電力の漏洩が発生している。この漏洩電力は、各国で許容される値が規定されている場合があるが、依然規定内の電力は漏洩している可能性があった。
【０００３】
また、意図的に放射されている電力も存在する。例えば、意図的に放射されている電力の例としては、無線通信装置において送信アンテナがデータの送信を行うときに放射する放射電力が挙げられる。一般的に、無線送信用のアンテナは、通信相手となる装置がどの位置にいたとしても相手装置と通信することができるように、全ての方向に電力を放射している（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来電子機器から放射される電力は、利用されることなく無駄に捨て去られていた。特に、無線送信用のアンテナから放射される電力は、全ての方向に電力を放射しているが、通信相手装置の方向以外に放射された電力は無駄となっているという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、放射電力を回収して有効に活用することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、無線でデータを送信する無線通信アンテナと、上記無線通信アンテナがデータを送信するために放射する放射電力のうち、上記送信のために用いられない電力を回収する電力回収アンテナと、上記電力回収アンテナにより回収された電力を直流電力に変換する整流回路と、を有する、無線通信装置が提供される。
【０００８】
また、上記無線通信アンテナは、受信用の無線通信アンテナと、送受信用の無線通信アンテナと、を含み、上記送受信用の無線通信アンテナが送信動作時に、上記受信用の無線通信アンテナが上記電力回収アンテナとして用いられるように制御する制御部をさらに有してもよい。
【０００９】
また、上記無線通信アンテナにより送信又は受信される信号を処理する通信処理部と、上記受信用の無線通信アンテナが上記通信処理部と上記整流回路とのうちいずれかと接続されるように切替えるスイッチと、をさらに有し、上記制御部は、上記スイッチを上記受信用の無線通信アンテナと上記整流回路とが接続されるように上記スイッチを制御することによって、上記受信用の無線通信アンテナが上記電力回収アンテナとして用いられるように制御してもよい。
【００１０】
また、上記電力回収アンテナは、上記無線通信アンテナの用いる複数の送信周波数に対応して、複数の電力回収アンテナがそれぞれ異なる周波数の電力を回収してもよい。
【００１１】
また、上記整流回路から出力される電力により発光する発光部をさらに有し、上記無線通信アンテナが送信動作中であることを示してもよい。
【００１２】
また、上記整流回路から出力される電力を充電する薄膜リチウム二次電池をさらに有してもよい。
【００１３】
また、上記電力回収アンテナは、上記無線通信装置の表面に塗布されたカーボンナノチューブにより形成されるアンテナであってもよい。
【００１４】
また、上記電力回収アンテナは、メタマテリアルにより形成される小型アンテナであってもよい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、無線通信装置の有する無線通信アンテナがデータを送信するために放射する放射電力のうち、上記送信のために用いられない電力を回収する電力回収アンテナと、上記電力回収アンテナにより回収された電力を直流電力に変換する整流回路と、を有する、電子機器が提供される。
【００１６】
また、上記電子機器は、上記無線通信装置と共に用いられる機器であってよい。
【００１７】
また、上記電子機器は、上記無線通信装置の拡張機器としてのクレードルであり、上記整流回路から出力される電力は、上記無線通信装置の駆動電力の一部として用いられてよい。
【００１８】
また、上記電子機器は、上記無線通信装置と無線で接続される入力装置であり、上記整流回路から出力される電力は、上記入力装置の駆動電力の一部として用いられてよい。
【００１９】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電子機器であり、上記電子機器が動作するときに外部に漏洩する電力を回収する電力回収アンテナと、上記電力回収アンテナにより回収された電力を直流電力に変換する整流回路と、を有する、電子機器が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、放射電力を回収して有効に活用することが可能な、新規かつ改良された無線通信装置、及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る無線通信装置の概要を示す説明図である。
【図２】同実施形態にかかる無線通信装置の機能を示すブロック図である。
【図３】カーボンナノチューブによる電力回収アンテナを用いる無線通信装置の構造を説明するための説明図である。
【図４】電力回収アンテナの配置の一例を示す説明図である。
【図５】同実施形態の変形例にかかる無線通信装置の機能を示すブロック図である。
【図６】回収電力のシミュレーションにおけるアンテナ配置を説明するための平面図である。
【図７】図６の平面図の部分拡大図である。
【図８】図６の平面図の側面図である。
【図９】無線通信アンテナと第１の電力回収アンテナの間の空間損失のシミュレーション値を示すグラフである。
【図１０】無線通信アンテナと第２の電力回収アンテナの間の空間損失のシミュレーション値を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態に係る無線通信装置の機能を示すブロック図である。
【図１２】同実施形態に係る無線通信装置の制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態に係る無線通信装置及び電子機器の概要を示す説明図である。
【図１４】同実施形態に係る無線通信装置及び電子機器の機能構成を示すブロック図である。
【図１５】第４の実施形態に係る無線通信装置及び電子機器の概要を示す説明図である。
【図１６】同実施形態に係る無線通信装置及び電子機器の機能構成を示すブロック図である。
【図１７】第５の実施形態に係る電子機器の概要を示す説明図である。
【図１８】従来の無線通信装置の概要についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
また、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素を、同一の符号の後にハイフンを介して異なるアルファベットを付して区別する場合もある。例えば、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成を、必要に応じて電力回収アンテナ１０４−Ａ、電力回収アンテナ１０４−Ｂのように区別する。ただし、実質的に同一の機能構成を有する複数の構成要素の各々を特に区別する必要がない場合、同一符号のみを付する。例えば、電力回収アンテナ１０４−Ａ、電力回収アンテナ１０４−Ｂなどを特に区別する必要が無い場合には、単に電力回収アンテナ１０４と称する。
【００２４】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
【００２５】
＜１．第１の実施形態＞
［概要］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の概要について、図１８の従来の例と比較をしながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置の概要を示す説明図である。
【００２６】
まず、図１８に示されるように、無線通信装置９００は、通信相手装置８００に対してデータを送信する際に、無線通信アンテナ９２８から電力を放射している。このとき、無線通信装置９００は、通信相手装置８００がどの位置に存在しているとしても通信相手装置８００と通信することができるように全方位へ向けて電力を放射している。ここで放射された電力は、通信相手装置８００にデータを送信するために用いられる電力以外は、無駄に捨て去られていた。
【００２７】
そこで、図１に示される本実施形態に係る無線通信装置１００は、利用されることなく無駄に捨て去られていた電力を回収するための電力回収アンテナ１０４と整流回路１０８とを有する。電力回収アンテナ１０４は、無線通信アンテナ１２８からの放射電力を回収することのできる位置であって、通信相手装置８００と無線通信アンテナ１２８との間の通信性能の劣化を引き起こさないようにある程度無線通信アンテナ１２８と離れた位置に配置されることが好ましい。
【００２８】
［機能構成］
このような無線通信装置１００の機能構成について、次に図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信装置１００の機能構成を示すブロック図である。
【００２９】
無線通信装置１００は、無線通信機能を有する装置であり、本実施形態においては、ノートＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）である。しかし、無線通信装置１００は、無線通信機能を有する装置であればその種類は問わない。例えば、無線通信装置１００は、アクセスポイント、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ａｃｃｅｓｓ）カード、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置、携帯用ゲーム機器などの装置であってよい。
【００３０】
無線通信装置１００は、電力回収アンテナ１０４と、整流回路１０８と、電力利用部１１２と、制御部１１６と、電力供給部１２０と、通信処理部１２４と、無線通信アンテナ１２８とを主に有する。
【００３１】
電力回収アンテナ１０４は、空中に放射された電力を回収するアンテナであり、無線通信アンテナ１２８がデータを送信するために放射する放射電力のうち、データの送信のために用いられない電力を回収する機能を有する。電力回収アンテナ１０４は、かかる機能のために、無線通信アンテナ１２８が放射する放射電力の一部を受信することのできる位置であって、無線通信アンテナ１２８のデータ送信のための通信性能に影響を与えない位置に配置されることが望ましい。また、電力回収アンテナ１０４は、無線通信アンテナ１２８よりも通信性能は劣っていてもよい。電力回収アンテナ１０４は、回収する電力の放射源である無線通信アンテナ１２８と同じ筐体に設置されるため、放射源との距離はある程度の範囲内であることが想定されるためである。
【００３２】
また、電力回収アンテナ１０４は、装置全体のサイズを変更せずに筐体内部に設置されることが好ましい。特に無線通信装置１００が携帯型の装置である場合には、無線通信装置１００の筐体サイズの小型化が望まれる傾向にある。このため、電力回収アンテナ１０４は小型のアンテナであって、現在の無線通信装置１００においてデッドスペースとなっている空間に配置されることが好ましい。例えば、電力回収アンテナ１０４は、メタマテリアルにより形成される小型アンテナであってよい。また、電力回収アンテナ１０４は、カーボンナノチューブにより形成された小型アンテナであってよい。電力回収アンテナ１０４がカーボンナノチューブにより形成される場合には、電力回収アンテナ１０４は、無線通信装置１００の表面に塗布されてもよい。この場合、無線通信装置１００の筐体表面の塗装色と同色で、電力回収アンテナ１０４の存在が目立たないように形成することができる。
【００３３】
ここで、図３を参照しながら、電力回収アンテナ１０４としてカーボンナノチューブにより形成された小型アンテナを用いる場合の構造の一例について説明する。図３は、カーボンナノチューブにより形成されるアンテナを用いる場合の無線通信装置１００内部の構造を示す概略図である。図３に示されるように、無線通信装置１００は、表筐体１５２表面に塗布されたカーボンナノチューブ１６２により小型アンテナが形成されている。そして、カーボンナノチューブが塗布された無線通信装置１００の表筐体１５２は、部分的に肉厚が薄くなっており、メッキ処理がなされている（部分断面拡大図１５０参照）。このとき、肉厚が薄くされた部分の厚みは、０．３ｍｍ未満であることが好ましい。メッキ処理は、例えば、ＭＩＤ（Ｍｏｌｄ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｄｅｖｉｃｅ）工法、あるいは、ＬＤＳ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ）工法にて形成される。そして、メッキ金属１６４と、整流回路へと接続される同軸ケーブル１７０の芯線１７２とは、はんだ又は導電性接着剤、或いは、同軸ケーブル１７０の先端に接続されたコネクタを介して接続される。なお、このとき部分断面拡大図１５０は、概要を示すための図であるため、各要素を強調して図示しているが、実際には、カーボンナノチューブ１６２の厚みは、無線通信装置１００の表筐体１５２及び裏筐体１５４等に比べて十分に薄い。
【００３４】
かかる構造により、無線通信装置１００の表面に塗布されたカーボンナノチューブ１６２が受信した信号は、カーボンナノチューブ１６２からメッキ金属１６４へと容量結合により伝達され、メッキ金属１６４から同軸ケーブル１７０の芯線１７２を伝達し、整流回路へと伝わる。
【００３５】
電力回収アンテナ１０４は、図４に示されるように、無線通信装置１００の表示装置と筐体との間の薄スペース、及び、キーボードが設置された本体側の筐体の空きスペースに複数設置されてよい。このとき、無線通信アンテナ１２８の通信性能に影響を与えない位置であることが好ましい。電力回収アンテナ１０４は、無線通信アンテナ１２８の用いる送信周波数に対応した周波数の電力を回収することができるように設計される。このとき、電力回収アンテナ１０４が複数設置される場合には、無線通信アンテナ１２８が用いる複数の送信周波数に対応して、複数の電力回収アンテナ１０４がそれぞれ異なる周波数の電力を回収するように設計されてもよい。例えば、無線通信アンテナ１２８がＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ）、ＷＷＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、及び、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ａｃｃｅｓｓ）（２．４ＧＨｚ及び５ＧＨｚ）に対応している場合には、それぞれの周波数に応じて４種類の電力回収アンテナ１０４が設置されてよい。
【００３６】
整流回路１０８は、電力回収アンテナ１０４が回収した電力を、直流電力に変換する機能を有する回路である。整流回路１０８は、変換後の直流電力を電力利用部１１２に入力する。
【００３７】
電力利用部１１２は、電力回収アンテナ１０４により回収された電力を利用して消費する機能を有する。例えば、電力利用部１１２は、整流回路１０８から出力される電力により発光する発光部であってもよい。例えば発光部は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を用いて構成される。かかる発光部を有することにより、無線通信アンテナ１２８が送信動作中であることを示すことができる。すなわち、電力回収アンテナ１０４が電力を回収するのは、無線通信アンテナ１２８の送信放射電力であるところ、発光部が発光するのは無線通信アンテナ１２８が送信動作を行う時だからである。
【００３８】
制御部１１６は、各種プログラムに従って無線通信装置１００全体の動作を制御する制御装置、或いは演算処理装置である。制御部１１６は、無線通信装置１００内の各部の動作を制御する。
【００３９】
電力供給部１２０は、無線通信装置１００の各部に電力を供給する。例えば、電力供給部は、商用電源からＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）アダプタを介して変換された直流電力を無線通信装置１００の各部に供給する。あるいは、電力供給部１２０は、二次電池から電力を取得して無線通信装置１００の各部に電力を供給してもよい。
【００４０】
通信処理部１２４は、制御部１１６の制御に応じて、送信データ又は受信データの信号処理を行う処理部である。通信処理部１２４は、例えば無線信号を受信するときには、無線通信アンテナ１２８より受信された無線信号をダウンコンバージョンし、ビット列に変換することにより各種データフレームを復号する無線インタフェース部と、無線インタフェース部から供給される各種データフレームに誤りがないことを確認する伝送処理部と、伝送処理部から供給される各種データフレームおよびデータパケットを解析するデータ処理部との機能を含む。通信処理部１２４に含まれる無線インタフェース部と伝送処理部とデータ処理部とは、無線信号を送信するときには以下のように動作する。まずデータ処理部により各種データフレーム又はデータパケットが生成され、伝送処理部は、生成されたパケットに対して各種データヘッダ及びＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ  Ｃｈｅｃｋ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）などの誤り検出符号の付加などの処理を行う。そして、無線インタフェース部は受け取ったデータから搬送波の周波数帯の変調信号を生成して無線通信アンテナ１２８から無線信号として送信させる。
【００４１】
無線通信アンテナ１２８は、無線でデータを送信及び受信する機能を有するアンテナ装置である。本実施形態においては、この無線通信アンテナ１２８が送信動作を行うときに放射する放射電力のうち、データの送信に用いられない電力が、電力回収アンテナ１０４によって回収および再利用される。
【００４２】
また、無線通信装置１００は、図５に示されるように、図２の構成に加えて二次電池１１０をさらに有するものであってもよい。二次電池１１０は、整流回路１０８から出力される電力を充電し、電力利用部１１２が電力を必要とするときに電力利用部１１２に電力を供給する。かかる構成により、電力回収アンテナ１０４により回収された電力は、回収された時点で消費されずとも、一度二次電池１１０に蓄えられた後に任意のタイミングで電力を消費することができるようになる。よって、上述の電力利用部１１２としてＬＥＤを用いる場合に、ＬＥＤの発光により無線通信アンテナ１２８が送信動作中であることを示すためには、二次電池を介さずに直接ＬＥＤと接続する方が簡易な構成によりかかる目的を達成することができる。
【００４３】
［シミュレーションモデル］
次に、図６〜図１０を参照しながら、無線通信装置１００の電力回収アンテナ１０４が回収する電力のシミュレーションモデルについて説明する。本シミュレーションにおいては、図６に示すように無線通信装置１００の表示装置側筐体の上端には無線通信装置１２８が配置され、表示装置と筐体との間の空間に第１の電力回収アンテナ１０４−Ａが配置され、表示装置側筐体の下部の空間には第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂが配置される。図６は、無線通信装置１００のアンテナ配置を説明するための平面図であり、図７は、図６の一部拡大図であり、図８は、図６の側面図である。
【００４４】
無線通信アンテナ１２８のサイズは、長さ９４ｍｍ、幅１．０ｍｍないし１．５ｍｍ、高さ１０ｍｍ、導体の厚みは０．１ｍｍである。また、第１の電力回収アンテナ１０４−Ａのサイズは、長さ８７ｍｍ、幅５ｍｍ、高さ１ｍｍ、導体の厚みは０．１ｍｍである。また、第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂのサイズは、長さ８７ｍｍ、幅１．５ｍｍ、高さ１ｍｍ、導体の厚みは０．１ｍｍである（図７参照）。無線通信アンテナ１２８ならびに第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂは、グランド板の周囲に形成される。このグランド板のサイズは、横２９７ｍｍ、縦１７９ｍｍ、厚さ１．５ｍｍである。一方、第１の電力回収アンテナ１０４−Ａは、グランド板面上に高さ１．０ｍｍのスペースを持って配置されている。
【００４５】
かかる条件のアンテナを用いて、無線通信アンテナ１２８からの出力を１Ｗ（３０ｄＢｍ）としたときの無線通信アンテナ１２８と第１の電力回収アンテナ１０４−Ａとの間の結合特性（Ｓ２1）のシミュレーション結果を示した図が図９である。かかるシミュレーション結果より、８５０ＭＨｚにおける無線通信アンテナ１２８と第１の電力回収アンテナ１０４−Ａとの間のＳ２１の値は、−２５．６ｄＢである。従って、第１の電力回収アンテナ１０４−Ａにおける受信電力は、３０−２５．６＝−４．４ｄＢｍ＝２．８ｍＷである。
【００４６】
同様に、無線通信アンテナ１２８からの出力を１Ｗ（３０ｄＢｍ）としたときの無線通信アンテナ１２８と第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂとの間の結合特性（Ｓ３1）のシミュレーション結果を示した図が図１０である。かかるシミュレーション結果より、８５０ＭＨｚにおける無線通信アンテナ１２８と第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂとの間のＳ３１の値は、−１６．４ｄＢである。従って、第２の電力回収アンテナ１０４−Ｂにおける受信電力は、３０−１６．４＝１３．６ｄＢｍ＝２２．９ｍＷである。
【００４７】
以上説明してきたシミュレーションの結果より、本実施形態において想定している電力回収アンテナ１０４によりＬＥＤを発光させる程度の電力を回収できることがわかった。特に、電力回収アンテナ１０４が複数設置されることにより、シミュレーション結果よりも大きな電力を回収できる可能性がある。
【００４８】
＜２．第２の実施形態＞
［機能構成］
次に、図１１を用いて本発明の第２の実施形態に係る無線通信装置２００の機能構成について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る無線通信装置２００の機能構成を示すブロック図である。
【００４９】
本実施形態に係る無線通信装置２００は、２×３ＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）システムを想定している。すなわち、無線通信装置２００は、データを送信するときには２本のアンテナを用い、データを受信するときには３本のアンテナを用いる。通常２×３ＭＩＭＯシステムを採用する無線通信装置は、無線通信に用いるための３本のアンテナを有しているが、データを送信するときには２本のアンテナしか用いられないため、利用されない１本のアンテナがある。
【００５０】
そこで、無線通信装置２００は、この送信時に利用されない１本のアンテナを電力回収アンテナとして用いることにより有効利用しようとするものである。このような機能を実現するための無線通信装置２００の機能構成は以下の通りである。
【００５１】
無線通信装置２００は、電力回収アンテナと無線通信アンテナのいずれとしても機能する兼用アンテナ２０４、整流回路２０８、電力利用部２１２、制御部２１６、電力供給部２２０、通信処理部２２４、無線通信アンテナ２２８−Ａ、無線通信アンテナ２２８−Ｂ、及び、スイッチ２３２を主に有する。
【００５２】
ここで、整流回路２０８、電力利用部２１２、電力供給部２２０の基本的な機能については第１の実施形態と同様であるためここでは説明を省略する。
【００５３】
兼用アンテナ２０４は、電力回収アンテナ及び無線通信アンテナとして機能する。具体的には、兼用アンテナ２０４は、無線通信アンテナ２２８がデータを送信しているときには電力回収アンテナとして機能し、無線通信アンテナ２２８がデータを受信しているときには、無線通信アンテナとして機能する。
【００５４】
この兼用アンテナ２０４の機能を切替えるために、無線通信装置２００は、スイッチ２３２を有する。すなわち、スイッチ２３２は、制御部２１６からの制御に従って、無線通信アンテナ２２８が送信動作を行っているときには兼用アンテナ２０４と整流回路２０８とを接続する。また、スイッチ２３２は、無線通信アンテナ２２８が受信動作を行っているとき、若しくは非動作時には、制御部２１６からの制御に従って、兼用アンテナ２０４と通信処理部２２４とを接続するように切替動作を行う。
【００５５】
通信処理部２２４は、制御部２１６の制御に従って、データを送信する場合には無線通信アンテナ２２８−Ａ及び無線通信アンテナ２２８−Ｂを用いてデータを送信するための送信処理を行う。また、通信処理部２２４は、制御部２１６の制御に従って、データを受信する場合には無線通信アンテナ２２８−Ａ、無線通信アンテナ２２８−Ｂ、及び兼用アンテナ２０４を用いて受信された信号に対して受信処理を行う。
【００５６】
［動作］
制御部２１６が制御する切替動作について、図１２に示す。図１２は、スイッチ切替動作を示すフローチャートである。
【００５７】
まず、制御部２１６は、通信処理部２２４がデータ送信処理を行っているか否かを判断する（Ｓ１０３）。そして、データを送信している場合には、制御部２１６は、スイッチ２３２を整流回路２０８側に切替える（Ｓ１０６）。即ち、制御部２１６は、兼用アンテナ２０４と整流回路２０８が接続され、兼用アンテナ２０４が電力回収アンテナとして機能するように制御する。一方、ステップＳ１０３においてデータ送信中であると判断されなかった場合、つまりデータの受信動作中である場合、若しくは非動作状態である場合には、制御部２１６は、スイッチ２３２を通信処理部２２４側に切替える（Ｓ１０９）。即ち、制御部２１６は、兼用アンテナ２０４と通信処理部２２４とが接続され、兼用アンテナ１０４が無線通信アンテナとしてデータを受信するために用いられるように制御する。
【００５８】
なお、ここでは制御部２１６は、無線通信アンテナ２２８の非動作時にはスイッチを通信処理部２２４側に切替えるように制御することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、制御部２１６は、無線通信アンテナ２２８の非動作時にはスイッチを整流回路２０８側に切替えるようにしてもよい。或いは、制御部２１６は、無線通信アンテナ２２８の非動作時には、スイッチを切替えず、その時点の状態のままとしてもよい。
【００５９】
＜３．第３の実施形態＞
以上、第１の実施形態及び第２の実施形態においては、無線通信装置が電力回収アンテナを有する実施の形態について説明してきた。しかし、本発明は、無線通信装置に限らず、無線通信装置と共に用いられる電子機器などに電力回収アンテナを設置し、無線通信装置が送信動作時に放射する放射電力の一部を回収してもよい。
【００６０】
例えば、図１３に示されるように、電力回収アンテナ３０４は、電子機器３００であるマウスに配置されてもよい。或いは、電力回収アンテナ３０４が配置される電子機器３００は、キーボードのような入力装置であってもよい。
【００６１】
無線通信装置６００がＰＣである場合に、電子機器３００が、無線通信装置６００と無線で接続される入力装置であると、電力回収アンテナ３０４を有する電子機器３００は、回収する対象となる電力を放射する無線通信アンテナ１２８とある程度の距離範囲内において用いられる可能性が非常に高いため好適である。電力回収アンテナ３０４が無線通信アンテナ１２８と別体の筐体に配置される場合には、このように、電力を回収することのできる範囲内において用いられる電子機器３００内に電力回収アンテナ３０４を配置することが重要である。
【００６２】
また、電力回収アンテナ３０４は、無線通信装置６００が通信相手に向けて放射する電力については影響を与えない位置に配置されることが好ましい。通常、ノートＰＣにおいて、無線通信アンテナ６２８は、ノートＰＣを開いたときに、より高い位置となるよう配置されることが多い（図１３参照）。このため、通常、ノートＰＣの近傍において、机上などで用いられることの多い入力装置は、通信の妨げとなる位置で用いられる可能性が非常に低く、電力回収アンテナ３０４を配置する電子機器として好ましい。
【００６３】
［機能構成］
上記のように、電力回収アンテナ３０４を有する電子機器３００が無線通信装置６００と共に用いられる機器である場合の機能構成について、次に図１４を参照しながら説明する。図１４は、第３の実施形態に係る無線通信装置及び電子機器の構成を示すブロック図である。
【００６４】
電子機器３００は、無線通信装置６００と共に用いられる機器である。例えば、無線通信装置６００がノートＰＣである場合には、電子機器３００は、無線通信装置６００と無線で接続される入力装置、具体的には無線マウスや無線キーボードなどであることが好ましい。
【００６５】
電子機器３００は、電力回収アンテナ３０４、整流回路３０８、及び電力利用部３１２を主に有する。電力回収アンテナ３０４は、例えば電子機器３００の表面近くに内蔵される。電力回収アンテナ３０４は、無線通信装置６００の有する無線通信アンテナ６２８が放射する放射電力の一部を回収する。
【００６６】
電力回収アンテナ３０４が回収する放射電力は、整流回路３０８に入力されて直流電力に変換される。そして、整流回路３０８から出力される電力は、電力利用部３１２により、例えば電子機器３００の駆動電力の一部として用いられる。或いは、電力利用部３１２が第１の実施形態において説明したＬＥＤなどの発光素子により形成される発光部であり、回収された電力は、ＬＥＤを発光させるための電力として用いられてもよい。
【００６７】
無線通信装置６００は、制御部６１６、電力供給部６２０、通信処理部６２４、および無線通信アンテナ６２８を主に有する。制御部６１６、電力供給部６２０、通信処理部６２４、および無線通信アンテナ６２８の各部の基本的な機能は、第１の実施形態において説明した制御部１１６、電力供給部１２０、通信処理部１２４、および無線通信アンテナ１２８と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６８】
＜４．第４の実施形態＞
また、第３の実施形態においては、電子機器の電力回収アンテナにより回収された電力は、電子機器内部で利用される例について説明した。しかし、本発明はかかる例に限定されず、電子機器の電力回収アンテナにより回収された電力を、無線通信装置において利用してもよい。例えば、図１５に示すように電子機器４００が無線通信装置７００が載置される拡張機器としてのクレードルである場合にかかる構成を適用することができる。
【００６９】
なお、図１５においては、クレードルである電子機器４００の表面に電力回収アンテナ４０４が形成されているが、これに限らず電子機器４００の表面近くに内蔵されてもよい。
【００７０】
［機能構成］
図１６は、本発明の第４の実施形態に係る電子機器および無線通信装置の機能構成を示すブロック図である。実施形態に係る電子機器４００は、無線通信装置７００と共に用いられる機器であり、例えば、無線通信装置７００の拡張機器としてのクレードルであってよい。
【００７１】
電子機器４００は、電力回収アンテナ４０４、整流回路４０８、およびインタフェース４１４を有する。電力回収アンテナ４０４は、無線通信アンテナ７２８が送信動作を行うときに放射する放射電力を回収する。電力回収アンテナ４０４により回収された電力は、整流回路４０８により直流電力に変換される。そして、整流回路４０８から出力される電力は、インタフェース４１４を介して無線通信装置７００に入力される。
【００７２】
無線通信装置７００は、制御部７１６、電力供給部７２０、インタフェース７２２、通信処理部７２４、及び無線通信アンテナ７２８を主に有する。無線通信装置７００は、インタフェース７２２を介して電子機器４００から入力された電力を無線通信装置７００の駆動電力の一部として利用する。具体的には、インタフェース７２２を介して入力される電力は、二次電池に一時的に蓄えられた後に駆動電力の一部として利用されてもよい。
【００７３】
このとき、無線通信装置７００のインタフェース７２２と電子機器４００のインタフェース４１４とは、例えば、無線通信装置７００をクレードル（電子機器４００）上に載置したときに互いに接触する接触端子であってもよい。或いは、無線通信装置７００のインタフェース７２２と電子機器４００のインタフェース４１４とは、互いに無線で電力を送受信することのできるインタフェースであってもよい。
【００７４】
なお、図示しないが、電力回収アンテナを有する電子機器の他の例としては、無線通信装置の近傍に配置する衝立状の物体であってもよい。この衝立状の物体は、その表面付近に電力回収アンテナを多数有し、無線通信装置の近傍であって、通信相手装置がいないと思われる方向に配置されることが好ましい。例えば、衝立状の物体は、無線通信装置と壁との間に配置される。
【００７５】
＜５．第５の実施形態＞
また、上記では、無線通信装置の放射する放射電力を回収する例について説明してきたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、電子レンジなどの漏洩電力を回収してもよい。
【００７６】
図１７は、電子レンジに本発明を適用した例の概要を示す。電子機器５００は、電力により駆動される機器である。このように電力により駆動される機器は、動作時に、機器外部に漏洩電力が放射されることがある。この漏洩電力は、例えば日本においては、電気用品取締法やＪＩＳ（Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ）による規定でその許容基準が規定されている。
【００７７】
例えば電子レンジの場合、電気用品取締法（電子レンジ）及びＪＩＳ（Ｃ９２５０  電子レンジ）による規定では、許容基準は、「容量５００ｍｌの円筒状のビーカに２７５±１５ｍｌの水を入れて、加熱室のほぼ中央においてマイクロ波を発振させて、機体の表面から５ｃｍ離れたあらゆる箇所で１ｍＷ／ｃｍ２以下」とされている。
【００７８】
すなわち、機体表面においては、を超えるマイクロ波電力が検出される可能性があり、この電力を回収することによって数十ｍＷ程度の電力を再利用できる可能性がある。
【００７９】
このため、本実施形態に係る電子機器５００は、本体の表面（天井部および側壁）にマイクロ波電力回収用の電力回収アンテナ５０４＋整流回路５０８アレイが配置される。電力回収アンテナ５０４は、電子機器５００の動作時に漏洩するマイクロ波電力を回収して整流回路５０８に入力する。そして、整流回路５０８から出力される電力は、電子機器５００の駆動電力の一部として用いられる。例えば、回収された電力は、操作パネル、時計、および温度計などの表示素子の駆動、および内部の二次電池の充電などに用いられる。
【００８０】
家庭用の電子レンジであって、使用頻度が低い場合には、回収される電力はわずかなものであるかもしれないが、例えば業務用の電子レンジは、頻繁に利用されるためその電力回収効果は高いものと期待される。
【００８１】
また、特に電子レンジにおいて用いられる２．４ＧＨｚ帯のマイクロ波は、ＷＬＡＮなどの無線通信装置にも用いられるため、無線通信への妨害が問題となっている。このため、漏洩電力を回収して再利用することは、電子機器外部に漏洩するマイクロ波を低減するため、無線通信装置との干渉を低減することにもつながる。
【００８２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８３】
例えば、上記第１の実施形態において各種記述された内容は他の実施形態においても適用することができる。例えば、第３の実施形態に係る電子機器に二次電池を内蔵させ、回収した電力を一時的に蓄えてもよい。また、第４の実施形態に係る電子機器の電力回収アンテナをカーボンナノチューブにより形成してもよい。
【００８４】
尚、本明細書において、フローチャートに記述されたステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的に又は個別的に実行される処理をも含む。また時系列的に処理されるステップでも、場合によっては適宜順序を変更することが可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００８５】
１０４    電力回収アンテナ
１０８    整流回路
１２８    無線通信アンテナ
【図１】
0005569087.tif 000002
【図２】
0005569087.tif 000003
【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】
0005569087.tif 000008
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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