(57)【要約】【課題】電池、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーを利用しなくてもデータを無線送信することができる無線送信装置を提供する。【解決手段】無線送信装置は、受電コイルを有する非接触受電部と、前記非接触受電部によって受電された電力を駆動電力として用い、前記非接触受電部が電力を受電したことをトリガーにしてデータを無線送信する送信部と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受電コイルと、
前記受電コイルによって受電された電力から駆動電力を生成する非接触受電部と、
前記駆動電力を用い、前記受電コイルが電力を受電したことをトリガーにして送信データを無線送信する送信部と、を備える、無線送信装置。
【請求項２】
前記受電コイルから伝送される近距離無線通信データを受信する近距離無線通信受信部を備え、
前記非接触受電部は、前記近距離無線通信受電部である、請求項１に記載の無線送信装置。
【請求項３】
前記送信部の設定は、前記近距離無線通信データに基づいて変更可能である、請求項２に記載の無線送信装置。
【請求項４】
前記送信データは、前記近距離無線通信データに基づいて生成されるデータである、請求項２または請求項３に記載の無線送信装置。
【請求項５】
前記無線送信装置は入室管理装置であって、
前記送信データは、前記近距離無線通信データに含まれる識別情報を含む、請求項４に記載の無線送信装置。
【請求項６】
前記近距離無線通信データに含まれる識別情報が所定の識別情報であれば、前記送信部は前記送信データを無線送信し、
前記近距離無線通信データに含まれる識別情報が前記所定の識別情報でなければ、前記送信部は前記送信データを無線送信しない、請求項２〜５のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項７】
前記無線送信装置は、可搬物に取り付けられるタグである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項８】
前記無線送信装置は、所定地点まで移動する移動体に付随する所定地点到達検知装置である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項９】
前記送信データは、救助信号である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項１０】
前記無線送信装置は、所定地点に設置される所定地点到達検知装置である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【請求項１１】
他の無線送信装置から送信された送信データを無線受信する受信部と、
前記他の無線送信装置から送信された送信データに基づいて近距離無線送信データを生成する近距離無線通信送信部を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の無線送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電池を必要としない自己発電技術を利用したイベント駆動型の無線センサ端末（無線送信装置）が開発されている。非特許文献１に開示された例では、無線センサ端末に付属したスイッチを人が押す動作などによって発電された微小な電力を利用して、無線センサ端末がデータを無線送信する。例えば無線センサ端末を照明機器のスイッチに適用し、データを受信する側で照明機器のオン／オフ状態を認識するといった利用が考えられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】“エネルギーハーベスティング無線通信技術”、[online]、EnOcean、[2017年2月27日検索]、インターネット<URL:https://www.enocean.com/jp/technology/energy-harvesting/>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１に開示された例では、自己発電技術として、運動から生じるエネルギー、光から生じるエネルギー、又は温度差から生じるエネルギーを駆動電力として利用することが挙げられている。
【０００５】
裏を返せば、非特許文献１に開示された例では、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーの少なくとも一つを利用しなくてはデータを無線送信することができない。
【０００６】
本発明は、上記の状況に鑑み、電池、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーを利用しなくてもデータを無線送信することができる無線送信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る無線送信装置は、受電コイルと、前記受電コイルによって受電された電力から駆動電力を生成する非接触受電部と、前記駆動電力を用い、前記受電コイルが電力を受電したことをトリガーにして送信データを無線送信する送信部と、を備える構成（第１の構成）とする。
【０００８】
また、上記第１の構成である無線送信装置において、前記受電コイルから伝送される近距離無線通信データを受信する近距離無線通信受信部を備え、前記非接触受電部は、前記近距離無線通信受電部である構成（第２の構成）としても良い。
【０００９】
また、上記第２の構成である無線送信装置において、前記送信部の設定は、前記近距離無線通信データに基づいて変更可能である構成（第３の構成）としても良い。
【００１０】
また、上記第２又は第３の構成である無線送信装置において、前記送信データは、前記近距離無線通信データに基づいて生成されるデータである構成（第４の構成）としても良い。
【００１１】
また、上記第４の構成である無線送信装置において、前記無線送信装置は入室管理装置であって、前記送信データは、前記近距離無線通信データに含まれる識別情報を含む構成（第５の構成）としても良い。
【００１２】
また、上記第２〜第５いずれかの構成である無線送信装置において、前記近距離無線通信データに含まれる識別情報が所定の識別情報であれば、前記送信部は前記送信データを無線送信し、前記近距離無線通信データに含まれる識別情報が前記所定の識別情報でなければ、前記送信部は前記送信データを無線送信しない構成（第６の構成）としても良い。
【００１３】
また、上記第１〜第４いずれかの構成である無線送信装置において、前記無線送信装置は、可搬物に取り付けられるタグである構成（第７の構成）としても良い。
【００１４】
また、上記第１〜第４いずれかの構成である無線送信装置において、前記無線送信装置は、所定地点まで移動する移動体に付随する所定地点到達検知装置である構成（第８の構成）としても良い。
【００１５】
また、上記第１〜第４いずれかの構成である無線送信装置において、前記送信データは、救助信号である構成（第９の構成）としても良い。
【００１６】
また、上記第１〜第４いずれかの構成である無線送信装置において、前記無線送信装置は、所定地点に設置される所定地点到達検知装置である構成（第１０の構成）としても良い。
【００１７】
また、上記第２〜第４いずれかの構成である無線送信装置において、他の無線送信装置から送信された送信データを無線受信する受信部と、前記他の無線送信装置から送信された送信データに基づいて近距離無線送信データを生成する近距離無線通信送信部を備える構成（第１１の構成）としても良い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る無線送信装置によれば、電池、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーを利用しなくてもデータを無線送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】無線送信装置の一構成例を示す図
【図２】無線送信装置の他の構成例を示す図
【図３】無線送信装置の第１用途例を示す図
【図４】無線送信装置の第２用途例を示す図
【図５】無線送信装置の第３用途例を示す図
【図６】無線送信装置の第４用途例を示す図
【図７】無線送信装置の第５用途例を示す図
【図８】無線送信装置の第６用途例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜無線送信装置の構成＞
図１は、無線送信装置１０の一構成例を示す図である。図１に示す無線送信装置１０は、受電コイルＬ１と、コンデンサＣ１と、非接触受電回路１１と、ダイオードＤ１及びＤ２と、コンデンサＣ２〜Ｃ４と、送信部１２と、を備える。
【００２１】
受電コイルＬ１は、磁界発生装置２０の送電コイル（不図示）が近接したときに、磁界発生装置２０の送電コイルから発生する磁界によって磁界発生装置２０から送電される電力を受電する。
【００２２】
コンデンサＣ１は共振周波数の調整のために設けられている。
【００２３】
非接触受電回路１１は、受電コイルＬ１によって受電された電力から駆動電力を生成する。駆動電力は、例えば所定電圧値の直流電力である。
【００２４】
ダイオードＤ１及びＤ２並びにコンデンサＣ２〜Ｃ４によって構成される整流平滑回路は、非接触受電回路１１から出力される駆動電力を整流平滑して送信部１２に供給する。
本実施形態とは異なり、ダイオードＤ１及びＤ２並びにコンデンサＣ２〜Ｃ４によって構成される整流平滑回路を設けず、非接触受電回路１１から出力される駆動電力を直接送信部１２に供給してもよい。
【００２５】
送信部１２は、非接触受電回路１１から出力される駆動電力を用いて動作し、受電コイルＬ１が電力を受電したことをトリガーにして送信データを無線送信する。送信部１２の無線通信方式は特に限定されないが、例えば送信部１２を無線通信規格の一つである「ＥｎＯｃｅａｎ」に適合する送信部にするとよい。送信部１２を無線通信規格の一つである「ＥｎＯｃｅａｎ」に適合する送信部にした場合、送信部１２は３１５ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ帯の高周波信号を送信することになり、無線送信装置１０と無線受信装置３０との通信可能距離は数１０〜２００ｍ程度になる。
【００２６】
無線送信装置１０から無線送信された送信データは、無線受信装置３０によって受信され、例えば図１に示すように無線受信装置３０に接続されているパーソナルコンピュータ４０に伝送され、パーソナルコンピュータ４０によってデータ処理される。
【００２７】
図１に示す無線送信装置１０によれば、受電コイルＬ１によって受電された電力を利用してデータを無線送信することができるので、電池、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーを利用しなくてもデータを無線送信することができる。
【００２８】
図２は、無線送信装置１０の他の構成例を示す図である。図２に示す無線送信装置１０は、受電コイルＬ１と、コンデンサＣ１と、ＮＦＣ（Near field communication）受電回路１１と、ダイオードＤ１及びＤ２と、コンデンサＣ２〜Ｃ４と、送信部１２と、ＮＦＣ受信回路１３と、を備える。
【００２９】
受電コイルＬ１は、スマートフォン２０の送電コイル（不図示）が近接したときに、スマートフォン２０の送電コイルから発生する磁界によってスマートフォン２０から送電される電力を受電する。
【００３０】
スマートフォン２０は、磁界発生装置の一種であり、送電コイル（不図示）と、ＮＦＣ送電回路（不図示）と、ＮＦＣ送信回路と、を備える。ＮＦＣ送電回路は特定の周波数（例えば１３．５６ＭＨｚなど）の電圧信号を生成する。ＮＦＣ送信回路はＮＦＣ送電回路によって生成された電圧信号を送信データに基づいて振幅変調する。ＮＦＣ送信回路から出力される電圧信号が送電コイルに供給される。
【００３１】
コンデンサＣ１は共振周波数の調整のために設けられている。
【００３２】
ＮＦＣ受電回路１１は、非接触受電回路の一種であり、受電コイルＬ１によって受電された電力から駆動電力を生成する。駆動電力は、例えば所定電圧値の直流電力である。
【００３３】
ダイオードＤ１及びＤ２並びにコンデンサＣ２〜Ｃ４によって構成される整流平滑回路は、ＮＦＣ受電回路１１から出力される駆動電力を整流平滑して送信部１２に供給する。
本実施形態とは異なり、ダイオードＤ１及びＤ２並びにコンデンサＣ２〜Ｃ４によって構成される整流平滑回路を設けず、ＮＦＣ受電回路１１から出力される駆動電力を直接送信部１２に供給してもよい。
【００３４】
送信部１２は、ＮＦＣ受電回路１１から出力される駆動電力を用いて動作し、受電コイルＬ１が電力を受電したことをトリガーにして送信データを無線送信する。送信部１２の無線通信方式は特に限定されないが、例えば送信部１２を無線通信規格の一つである「ＥｎＯｃｅａｎ」に適合する送信部にするとよい。送信部１２を無線通信規格の一つである「ＥｎＯｃｅａｎ」に適合する送信部にした場合、送信部１２は３１５ＭＨｚ〜９２８ＭＨｚ帯の高周波信号を送信することになり、無線送信装置１０と無線受信装置３０との通信可能距離は数１０〜２００ｍ程度になる。
【００３５】
ＮＦＣ受信回路１３は、受電コイルＬ１から出力される電圧信号を復調してＮＦＣ受信データを生成する。ＮＦＣ受信回路１３は、受信データを生成すると、送信部１２に割込信号を送って送信部１２を割込動作可能な状態とし、その後ＮＦＣ受信データに基づくコマンドをＩ２Ｃ等の通信データ線１４を用いて送信部１２に送る。送信部１２は、ＮＦＣ受信回路１３からのコマンドに応じて割込動作を行う。割込動作としては、例えば送信部１２の設定をＮＦＣ受信データに基づいて変更する動作、送信部１２の送信データをＮＦＣ受信データに基づいて生成する動作等を挙げることができる。
【００３６】
送信部１２の設定変更としては、例えば特定のスマートフォン２０が無線送信装置１０にかざされた場合には無線送信装置１０が送信データを送信し、特定のスマートフォン２０以外のスマートフォン２０が無線送信装置１０にかざされた場合には無線送信装置１０が送信データを送信しない設定を、どのスマートフォン２０が無線送信装置１０にかざされた場合でも無線送信装置１０が送信データを送信する設定に変更すること、又はその逆が考えられる。さらに、上述した特定のスマートフォン２０の登録内容を変更するような設定変更も考えられる。特定のスマートフォン２０の登録内容は例えば送信部１２に不揮発性メモリを設け、その不揮発性メモリに記憶すればよい。また、ＮＦＣ受信回路１３が特定のスマートフォン２０を識別する方法としては、ＮＦＣ受信データにスマートフォン２０の識別情報を含めるようにし、ＮＦＣ受信回路１３がその識別情報を認識するようにすればよい。
【００３７】
無線送信装置１０から無線送信された送信データは、無線受信装置３０によって受信され、例えば図２に示すように無線受信装置３０に接続されているパーソナルコンピュータ４０に伝送され、パーソナルコンピュータ４０によってデータ処理される。
【００３８】
図２に示す無線送信装置１０によれば、受電コイルＬ１によって受電された電力を利用してデータを無線送信することができるので、電池、運動エネルギー、光エネルギー、及び温度エネルギーを利用しなくてもデータを無線送信することができる。
【００３９】
また図２に示す無線送信装置１０によれば、ＮＦＣ通信を利用して送信部１２の設定変更が可能である。したがって、例えばスマートフォン２０の専用アプリ（送信部１２の設定変更用アプリ）を利用した送信部１２の設定変更が可能になるため、送信部１２の設定変更が非常に容易になる。
【００４０】
また図２に示す無線送信装置１０によれば、ＮＦＣ通信データに基づいて生成されるデータ（例えばＮＦＣ通信データに含まれるデータ等）を、ＮＦＣ通信の通信範囲外である遠方に送信部１２を用いて送信することができる。
【００４１】
＜無線送信装置の第１用途例＞
図３は、無線送信装置１０の第１用途例を示す図である。本用途例において、無線送信装置１０は入室管理装置として用いられる。無線送信装置１０は、例えば入室管理対象である部屋のドア５０付近の壁面に固定される。
【００４２】
スマートフォン２０が無線送信装置１０にかざされると、スマートフォン２０の識別情報を含む送信データが無線送信装置１０から無線受信装置３０に送られる。なお、本用途例の実施に際してはスマートフォン２０の専用アプリ（識別情報送信用アプリ）が必要である。これにより、パーソナルコンピュータ４０において入室履歴に関するデータを処理することができる。
【００４３】
無線送信装置１０に関する配線工事が不要であるため、無線送信装置１０の設置が容易である。また、無線送信装置１０はバッテリも不要であるため、電源に関してメンテナンスフリーとなる。
【００４４】
なお、ドアを施錠する施錠装置を設け、当該施錠装置が無線送信装置１０からの送信データを受信すると、一定期間のみ解錠するようにしてもよい。これにより、入室管理対象である部屋のセキュリティ性が向上する。
【００４５】
＜無線送信装置の第２用途例＞
図４は、無線送信装置１０の第２用途例を示す図である。本用途例において、無線送信装置１０は可搬物６０に取り付けられるタグとして用いられる。このタグは例えば工場での工程管理等に利用することできる。
【００４６】
可搬物６０に取り付けられた無線送信装置１０がリーダ／ライタ２０の近傍を通過すると、リーダ／ライタ２０から通過時刻情報、工程の識別情報、通算追加個数の情報等が近距離無線通信データとして無線送信装置１０に送信され、無線送信装置１０から通過時刻情報、工程の識別情報、通算追加個数の情報等を含む送信データが無線受信装置３０に無線送信される。
【００４７】
パーソナルコンピュータ４０が個々の無線送信装置１０の通過を認識するだけでよい場合は、リーダ／ライタ２０の代わりに近距離無線通信機能を有さない磁界発生装置２０を用いてもよい。
【００４８】
＜無線送信装置の第３用途例＞
図５は、無線送信装置１０の第３用途例を示す図である。本用途例において、無線送信装置１０は、所定地点まで移動する移動体に付随する所定地点到達検知装置として用いられる。例えば図５に示すように無線送信装置１０は登山者が携帯する装置であって、リーダ／ライタ２０は所定地点である山小屋や山中の休憩所等に設置される。
【００４９】
登山者が無線送信装置１０をリーダ／ライタ２０にかざすと、リーダ／ライタ２０から通過時刻情報、所定地点の識別情報、通算到達人数の情報等が近距離無線通信データとして無線送信装置１０に送信され、無線送信装置１０から通過時刻情報、所定地点の識別情報、通算到達人数の情報等を含む送信データが無線受信装置３０に無線送信される。なお、リーダ／ライタ２０と無線受信装置３０との距離が無線送信装置１０と無線受信装置３０との通信可能距離より長い場合は、中継装置を設置して無線送信装置１０と無線受信装置３０とが中継装置を介して通信するようにすればよい。
【００５０】
パーソナルコンピュータ４０が個々の無線送信装置１０を携帯する登山者の到達を認識するだけでよい場合は、リーダ／ライタ２０の代わりに近距離無線通信機能を有さない磁界発生装置２０を用いてもよい。また、所定地点は山の中に限らず、例えばテーマパーク内に設けてもよい。
【００５１】
＜無線送信装置の第４用途例＞
図６は、無線送信装置１０の第４用途例を示す図である。本用途例において、登山者が無線送信装置１０にスマートフォン２０をかざすと、無線送信装置１０から救助信号である送信データが無線受信装置３０に無線送信される。なお、中継装置を設置して無線送信装置１０と無線受信装置３０とが中継装置を介して通信するようにしてもよい。なお、本用途例の実施に際してはスマートフォン２０の専用アプリ（救助信号送信用アプリ）が必要である。これにより、スマートフォン２０の通信可能圏外の場所であっても無線送信装置１０によって通信が可能となる。また、救助信号には登山者によってスマートフォン２０に入力されるメッセージが含まれることが望ましい。これにより、登山者は詳細な状況等を通信によって他者に伝えることができる。
【００５２】
本用途例は、山の中に限らず、スマートフォン２０の通信可能圏外の場所において道に迷った場合等でも有用である。
【００５３】
＜無線送信装置の第５用途例＞
図７は、無線送信装置１０の第５用途例を示す図である。本用途例において、無線送信装置１０は所定地点に設置される所定地点到達検知装置である。例えば図７に示すように無線送信装置１０は所定地点である山小屋や山中の休憩所等に設置される。
【００５４】
登山者がスマートフォン２０を無線送信装置１０にかざすと、スマートフォン２０から通過時刻情報、スマートフォン２０の識別情報等が近距離無線通信データとして無線送信装置１０に送信され、無線送信装置１０から通過時刻情報、スマートフォン２０の識別情報等を含む送信データが無線受信装置３０に無線送信される。なお、本用途例の実施に際してはスマートフォン２０の専用アプリ（所定地点到達信号送信用アプリ）が必要である。また、無線送信装置１０と無線受信装置３０との距離が無線送信装置１０と無線受信装置３０との通信可能距離より長い場合は、中継装置を設置して無線送信装置１０と無線受信装置３０とが中継装置を介して通信するようにすればよい。
【００５５】
パーソナルコンピュータ４０が個々の登山者の到達を認識するだけでよい場合は、登山者はスマートフォン２０の代わりに近距離無線通信機能を有さない磁界発生装置２０を携帯してもよい。また、所定地点は山の中に限らず、例えばテーマパーク内に設けてもよい。
【００５６】
＜無線送信装置の第６用途例＞
図８は、無線送信装置１０の第６用途例を示す図である。本用途例において、一対の無線送信装置１０は、一対のスマートフォン２０間の完全無料通信を実現する装置として用いられる。なお、本用途例の実施に際してはスマートフォン２０の専用アプリ（無線送信装置１０を用いたメーセージ送受信用アプリ）が必要である。本用途において無線送信装置１０は、図８に示すように、他の無線送信装置から送信された送信データを無線受信する受信部１５と、上記他の無線送信装置から送信された送信データに基づいて近距離無線送信データを生成するＮＦＣ送信回路１６と、受信部１５からＮＦＣ送信回路１６にデータを伝送するデータ伝送線１７と、を備える。これにより、一対のスマートフォン２０がＷｉ−Ｆｉ（登録商標）や携帯電話回線を用いずにデータ通信が可能となる。
【００５７】
＜留意点＞
上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【００５８】
例えば非接触受電回路１１又はＮＦＣ受電回路１１と並列に、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電回路、光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電回路、及び温度差によって起電力を生じさせ電気エネルギーを発生させる発電回路の少なくとも一つを設けてもよい。この場合、発電の組合せによって送信部１２が異なる送信データを送信することが好ましい。例えば、非接触受電回路１１又はＮＦＣ受電回路１１と、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電回路とを並列に設けた場合、受電コイルＬ１が電力を受電したことをトリガーにして送信部１２が送信する送信データと、運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電回路が発電したことをトリガーにして送信部１２が送信する送信データと、受電コイルＬ１が電力を受電したこと及び運動エネルギーを電気エネルギーに変換する発電回路が発電したことをトリガーにして送信部１２が送信する送信データとを、それぞれ異なる送信データとすればよい。
【符号の説明】
【００５９】
１０  無線送信装置
１１  非接触受電回路、ＮＦＣ受電回路
１２  送信部
１３  ＮＦＣ受信回路
１４、１７  データ伝送線
１５  受信部
１６  ＮＦＣ送信回路
２０  磁界発生装置、スマートフォン、リーダ／ライタ
３０  無線受信装置
４０  パーソナルコンピュータ
５０  ドア
６０  可搬物
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２  ダイオード
Ｌ１  受電コイル
【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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