(57)【要約】【課題】故障や通信障害の発生を確実に検知でき、高い通信信頼性が期待される用途に利用することが可能な遠隔検知装置の提供を図る。【解決手段】遠隔検知装置は親機３と子機２とを備える。親機３は、複数の周波数で無線波を送受信する。子機２は、スイッチSWとアンテナ素子ANT1と共振素子XD1，XD2とを有する。スイッチSWは、単極双投スイッチである。アンテナ素子ANT1は、スイッチSWの第一端に接続される。共振素子XD1，XD2は、スイッチSWの２つの第二端にそれぞれ接続される。この子機２は、共振素子XD1，XD2いずれかの共振周波数で無線波に共振し、この共振により発生する残響波を前記親機３に送信する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数を切り替えて無線波を送受信する親機と、
第１接点端子に、複数の第２接点端子のうちの少なくともいずれかを選択して接続するスイッチ部、
前記第１接点端子に接続されるアンテナ部、および、
各第２接点端子に接続される複数の移調部、を有する子機と、を備え、
前記子機は、前記スイッチ部を介して前記アンテナ部に接続される前記移調部に応じて定まる共振周波数で前記無線波に共振し、この共振により発生する残響波を前記親機に送信する、遠隔検知装置。
【請求項２】
前記複数の移調回路は、それぞれ共振周波数が異なる共振素子を備える、請求項１に記載の遠隔検知装置。
【請求項３】
前記子機は、前記アンテナ部と前記第１接点端子との間に接続される共振素子を備え、
前記複数の移調回路は、それぞれ特性が異なるインピーダンス素子を備える、請求項１に記載の遠隔検知装置。
【請求項４】
前記子機は、前記スイッチ回路および前記複数の移調回路に対して並列に接続される共振素子を備え、
前記複数の移調回路は、それぞれ特性が異なるインピーダンス素子を備える請求項１に記載の遠隔検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検出対象の状態を検出する子機と、子機との通信により検出対象の状態についての情報を取得する親機とを備える遠隔検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、子機でのスイッチ操作の状態を親機側で検知する遠隔検知装置が利用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図１（Ａ）は従来の遠隔検知装置の第１の構成例の回路図である。
遠隔検知装置１００は、子機１０１Ａと親機１０１Ｂとを備える。子機１０１ＡはスイッチSW1〜SW3、共振素子XD1〜XD3、キャパシタC1、およびループアンテナL1を備える。親機１０１ＢはスイッチSW4、キャパシタC2、およびループアンテナL2を備える。
【０００４】
親機１０１ＢのループアンテナL2にはキャパシタC2とスイッチSW4とが直列に接続される。スイッチSW4は受信回路RXまたは送信回路TXを選択してLC共振回路に接続する。子機１０１ＡのループアンテナL1にはキャパシタC1が並列に接続されるとともに、更に共振素子XD1〜XD3とスイッチSW1〜SW3とを一組づつ直列に接続した３つの移調回路が、並列に接続される。スイッチSW1〜SW3は、移調回路のいずれか一つを選択してループアンテナL1に接続する。共振素子XD1〜XD3は、それぞれの共振周波数が相違する。
【０００５】
親機１０１Ｂは、スイッチSW4に送信回路TXに選択されて、所定の周期で送信周波数を切り替えながら無線波を送信する。これにより、所定の送信周波数のときに、ループアンテナL2とループアンテナL1との間の相互誘導Ｍ１により、子機１０１Ａが親機１０１Ｂに結合して共振する。この状態からスイッチSW4が受信回路RXを選択すると、子機１０１Ａで残響が発生し、この残響に対して今度は親機１０１Ｂが共振する。子機１０１Ａと親機１０１Ｂとが共振する周波数は、スイッチSW1〜SW3によって選択される移調回路ごとに異なる。したがって、親機１０１Ｂが残響を検出することができる共振周波数に基づいて、どの移調回路が子機１０１Ａで選択されているかを親機１０１Ｂで検知できる。
【０００６】
図１（Ｂ）は従来の遠隔検知装置の第２の構成例の回路図である。
遠隔検知装置２００は、子機２０１Ａと親機２０１Ｂとを備える。子機２０１ＡはスイッチSW1〜SW3、キャパシタC1〜C3、共振素子XD、キャパシタC4、およびループアンテナL1を備える。親機１０１ＢはスイッチSW4、キャパシタC5、およびループアンテナL2を備える。
【０００７】
この遠隔検知装置２００では一つの共振素子XDに、互いに容量のことなるキャパシタC1〜C3からなる複数の移調回路を、スイッチSW1〜SW3を介して接続する。このような構成でも前記遠隔検知装置１００と同様に、子機２０１Ａの残響を親機２０１Ｂで検出することにより、どの移調回路が子機２０１Ａで選択されているかを親機２０１Ｂが検知できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平−１３４９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述の遠隔検知装置では、スイッチSW1〜SW3のいずれもがオフされる状態になると、親機からの無線波に子機が応答しない。また、子機の故障や通信障害が発生している状態でも、親機からの無線波に子機が応答しない。したがって、これらの状態について親機で判別することはできない。このため、親機にて子機でのスイッチ操作の状態検出を不確実にしか行えず、この遠隔検知装置を高い通信信頼性が期待される用途に利用することができなかった。
【００１０】
本願発明の目的は、故障や通信障害の発生を確実に検知でき、高い通信信頼性が期待される用途に利用することが可能な遠隔検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の遠隔検知装置は親機と子機とを備える。親機は、周波数を切り替えて無線波を送受信する。子機は、スイッチ部とアンテナ部と複数の移調部とを有する。スイッチ部は、第１接点端子に、複数の第２接点端子のうちの少なくともいずれかを選択して第1接点端子に接続する。アンテナ部は、スイッチ部の第１接点端子に接続される。複数の移調部は、スイッチ部の各第２接点端子に接続される。この子機は、スイッチ部を介してアンテナ部に接続される移調部ごとに定まる共振周波数で無線波に共振し、この共振により発生する残響波を前記親機に送信する。
【００１２】
この構成では、複数の移調回路のうちの少なくともいずれかがスイッチ回路を介して常にアンテナ素子に電気的に接続される。すなわち、スイッチ回路の選択状態に応じて異なる共振周波数で子機が応答し、親機側では、スイッチ回路における選択状態に寄らずに、少なくともなんらかの共振周波数で無線波の応答が得られる。したがって、親機側で無線波の応答が得られない状況が、装置の故障か通信障害が発生している状況に限定され、親機が装置の故障や通信障害の発生を確実に検知できる。
【００１３】
この発明の複数の移調回路に、それぞれ共振周波数が異なる共振素子を備えてもよい。また、子機に、アンテナと第1接点端子との間に接続される共振素子を備え、複数の移調回路それぞれに特性が異なるインピーダンス素子を備えてもよい。また、スイッチ回路および複数の移調回路に対して並列に接続される共振素子を備え、複数の移調回路それぞれに特性が異なるインピーダンス素子を備えてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、複数の移調回路のうちの少なくともいずれかがスイッチ回路を介して常にアンテナ素子に電気的に接続されるので、スイッチ回路における選択状態に寄らずに、親機側では常になんらかの共振周波数で無線波の応答が得られる。これにより、無線波の応答が得られない状況が装置の故障か通信障害かに限定され、親機側で装置の故障か通信障害を確実に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来例に係る遠隔検知装置の概略の回路図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る超音波トランスデューサの構成例を示す概略の図である。
【図３】図２に示す超音波トランスデューサの概略の回路図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る超音波トランスデューサの構成例を示す概略の図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る超音波トランスデューサの概略の回路図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る超音波トランスデューサの概略の回路図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る超音波トランスデューサの概略の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本願発明の第１の実施形態に係る遠隔検知装置を、ベルト装置に採用した例に基づいて説明する。
【００１７】
図２はベルト装置１の概略構成例を説明する図である。ベルト装置１はバックル１Ａおよびタング１Ｂを備える。バックル１Ａはタング１Ｂを収める係合孔（不図示）と、係合したタング１Ｂをリリースする際に押下する押釦部１Ｃとを備える。
【００１８】
また、バックル１Ａは内部に遠隔検知装置の子機２を備える。子機２は、スイッチSWと共振素子XD1，XD2とアンテナ素子ANTとを備える。スイッチSWは可動片２Ａを備える。可動片２Ａは、タング１Ｂが挿入されるバックル１Ａの係合孔内に突出し、タング１Ｂがバックル１Ａに係合される際にタング１Ｂに接触してスイッチSWの筐体に押しつけられる。スイッチSWは、可動片２Ａが押しつけられることにより、スイッチ選択の状態が切り替えられる。このように接触式のスイッチSWを用いることにより、機械的な状態遷移を高い信頼性で検出できる。なお、接触式のスイッチSWを磁気式のスイッチSWに例えば単極双投型の磁気リードスイッチ（図示せず）を用い、タング１Ｂに磁界発生手段として例えば磁石（図示せず）を配置させることにより、スイッチ部分を環境に対してシール（封入）、シールド（遮蔽）した構造、例えば防水構造としても、タング１Ｂの位置が検出されるため、耐環境性や信頼性の高い対候性に優れた検出ができる。
【００１９】
図３は本実施形態に係る遠隔検知装置の概略の回路図である。
遠隔検知装置は親機３と子機２とからなる。親機３は、前述のベルト装置１とは離れた位置に設けられる。この親機３は内部に送信回路TXと受信回路RXとを備える。子機２はアンテナ素子ANT1とスイッチSWと共振素子XD1，XD2とを備える。ダイポールアンテナであるアンテナ素子ANT1の第一端は、単極双投スイッチであるスイッチSWの第一端（第１接点端子）に接続する。スイッチSWの２つの第二端（第２接点端子）は、それぞれ共振素子XD1，XD2の第一端に接続する。共振素子XD1，XD2の第二端はアンテナ素子ANT1の第二端に接続する。共振素子XD1，XD2は互いの共振周波数が相違し、それぞれ本発明の移調部に相当する。スイッチSWでアンテナ素子ANT1に接続する共振素子XD1，XD2の選択を切り替えることにより、子機２の共振周波数は変化する。
【００２０】
親機３は、送信回路TXが選択されると、所定の周期で送信周波数を切り替えながら無線波を送信する。これにより、所定の送信周波数のときに、アンテナ素子ANT2とアンテナ素子ANT1との間の相互誘導により、子機２が親機３に結合して共振する。この共振は、相互誘導が切れても、極めて短時間であるが残響として残ることになる。したがって、親機３で送信回路TXから受信回路RXに選択が切り替えられると、子機２で発生する残響波に対して、今度は親機３が共振する。
【００２１】
子機２で残響が発生する周波数は、スイッチSWによって共振素子XD1，XD2のいずれが選択されているかによって異なる。したがって、親機３が無線波の送信周波数を所定の周期で切り替えて送信することで、いずれかの送信周波数のときに子機２が共振して残響が発生する。これにより、親機３は、残響波を検出することができる無線波の送信周波数に基づいて、共振素子XD1，XD2のいずれが子機２で選択されているかを検知できる。仮に親機３で残響を検出できなければ、通信障害や子機２の故障が発生していることになり、親機３でそれらの発生を確実に把握でき、高い通信信頼性が要求される用途にこの遠隔検知装置を用いることができる。また電源等を設けること無く子機２をパッシブ動作させることができ、バックルを小型化、簡易構成化できる。
【００２２】
なお、親機および子機は、家屋とその窓部、ノートPC、自動車とそのドア、洗濯機や脱水機、乾燥機などとその蓋など様々な構造物に設けることができる。また、子機は無給電で動作し配線を必要としないので、子機の位置と磁石の位置とが互いに逆であったり、水に濡れて感電の恐れがある位置に設けたりしてもよい。
また本実施形態では、共振素子として共振素子を用いたが、その他、表面弾性波共振子などを利用しても良い。表面弾性波共振子は、高周波数帯（ex. 50-2500MHz）の共振子を安価・高精度に実現でき、また、複数の共振素子を一つのパッケージに組み込むことができ、結果としてアンテナが小型化して子機２・親機３とも小型・安価・高信頼性とすることができる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る遠隔検知装置を、窓部の開閉の検知に利用する例に基づいて説明する。
【００２４】
図４は、本実施形態に係る遠隔検知装置について説明する図である。
本実施形態の遠隔検知装置は、第１の実施形態と同様の構成の親機３と、子機１２と、磁石１１とを備える。子機１２は、スイッチSWの構成が磁気検知型である点で上述の子機２と相違する。このスイッチSWは、所定の近傍位置に磁石１１のS極（又はN極）が配置されることで、共振素子XD1から共振素子XD2にスイッチ接続が切り替えられる。
【００２５】
子機１２は窓枠に固定され、磁石１１は窓部に固定される。窓部が閉じた状態では、スイッチSWの近傍位置に磁石１１のS極（又はN極）が位置し、窓部が開いた状態では、スイッチSWの近傍位置から磁石１１のS極（又はN極）が移動する。これにより、子機１２における共振周波数が窓部の開閉状態に応じて変化することになり、家屋の中心部などに配置した親機（不図示）にて、無線波の送受信を行って窓部の開閉状態を検知することができる。なお、磁気を利用することにより、親機及び子機は、スイッチ部分や共振素子部分を環境に対してシール（封入）、シールド（遮蔽）した構造、例えば防水構造としても、外部から磁気で検出状態を操作することができるため、耐環境性や信頼性の高い装置とすることができる。
【００２６】
次に、本発明の第３の実施形態に係る遠隔検知装置を説明する。
【００２７】
図５は、本実施形態に係る遠隔検知装置について説明する回路図である。
遠隔検知装置は前述の親機３と子機２２とからなる。子機２２はアンテナ素子ANT1とスイッチSWと共振素子XD1とキャパシタC1，C2とを備える。アンテナ素子ANT1の第一端は、単極双投スイッチであるスイッチSWの第一端に接続するとともに、共振素子XD1の第一端に接続する。スイッチSWの２つの第二端は、それぞれキャパシタC1，C2の第一端に接続する。キャパシタC1，C2の第二端はアンテナ素子ANT1の第二端に接続する。共振素子XD1の第二端もアンテナ素子ANT1の第二端に接続する。キャパシタC1，C2は互いのインピーダンス値すなわちキャパシタンスが相違し、それぞれ本発明の移調部に相当する。スイッチSWでアンテナ素子ANT1に接続するキャパシタC1，C2の選択を切り替えることにより、子機２２の共振周波数は変化する。なお、キャパシタンスが大きいほど子機２２の共振周波数は高くなる。
【００２８】
このような構成であっても、スイッチSWの切替により、子機２２における共振周波数を変更することができる。したがって、親機３が無線波の送信周波数を所定の周期で切り替えて送信することにより、いずれかの送信周波数のときに子機２２が共振して残響が発生する。これにより、親機３は、残響を検出することができる無線波の送信周波数に基づいて、共振素子XD1，XD2のいずれが子機２２で選択されているかを検知できる。
【００２９】
次に、本発明の第４の実施形態に係る遠隔検知装置を説明する。
【００３０】
図６は、本実施形態に係る遠隔検知装置について説明する回路図である。
遠隔検知装置は前述の親機３と子機３２とからなる。子機３２はアンテナ素子ANT1とスイッチSWと共振素子XD1とインダクタL1，L2とを備える。アンテナ素子ANT1の第一端は、共振素子XD1の第一端に接続する。共振素子XD1の第二端は、単極双投スイッチであるスイッチSWの第一端に接続する。スイッチSWの２つの第二端は、それぞれインダクタL1，L2の第一端に接続する。インダクタL1，L2の第二端はアンテナ素子ANT1の第二端に接続する。インダクタL1，L2は互いのインピーダンス値すなわちインダクタンスが相違し、それぞれ本発明の移調部に相当する。スイッチSWでアンテナ素子ANT1に接続するインダクタL1，L2の選択を切り替えることにより、子機３２の共振周波数は変化する。なお、インダクタンスが大きいほど子機３２の共振周波数は低くなる。
【００３１】
このような構成であっても、スイッチSWの切替により、子機３２における共振周波数を変更することができる。したがって、親機３が無線波の送信周波数を所定の周期で切り替えて送信することにより、いずれかの送信周波数のときに子機３２が共振して残響が発生する。これにより、親機３は、残響を検出することができる無線波の送信周波数に基づいて、共振素子XD1，XD2のいずれが子機３２で選択されているかを検知できる。
【００３２】
次に、本発明の第５の実施形態に係る遠隔検知装置を説明する。
【００３３】
図７は、本実施形態に係る遠隔検知装置について説明する回路図である。
遠隔検知装置は前述の親機３と子機４２とからなる。子機４２はアンテナ素子ANT1とスイッチSWと共振素子XD1，XD2，XD3とを備える。アンテナ素子ANT1の第一端は、スイッチSWの第一端に接続する。スイッチSWの３つの第二端は、それぞれ共振素子XD1，XD2，XD3の第一端に接続する。共振素子XD1，XD2，XD3の第二端はアンテナ素子ANT1の第二端に接続する。共振素子XD1，XD2，XD3は互いの共振周波数が相違し、スイッチSWで第二端の選択を切り替えることにより、子機２の共振周波数は変化する。
なお、4端子のスイッチSWは、単一のスイッチ素子であってもよく、２つ単極双投スイッチを接続して構成しても良い。
【００３４】
このような構成であっても、スイッチSWの切替により、子機４２における共振周波数を変更することができる。したがって、親機３が無線波の送信周波数を所定の周期で切り替えて送信することにより、いずれかの送信周波数のときに子機４２が共振して残響が発生する。これにより、親機３は、残響を検出することができる無線波の送信周波数に基づいて、共振素子XD1，XD2，XD3のいずれが子機４２で選択されているかを検知できる。
【００３５】
以上の各実施形態では、アンテナ素子としてダイポールアンテナを利用する例を示したが、モノポールアンテナなど他の構成を採用しても良く、各移調回路の一端をアースに短絡して構成することもでき、本願発明は多様な回路構成に採用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１…ベルト装置
２，１２，２２，３２，４２…子機
３…親機
１Ａ…バックル
１Ｂ…タング
１Ｃ…押釦部
２Ａ…可動片
１１…磁石
ANT1，ANT2…アンテナ素子
C1，C2…キャパシタ
L1，L2…インダクタ
SW…スイッチ
XD1，XD2，XD3…共振素子
【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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