(57)【要約】      （修正有）【課題】大きく重いエネルギ源を除去するためにＲＦＩＤチップを用いＲＦＩＤチップによってスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を送信するウエアラブルスイッチにおいて、スイッチ信号入力端子をもたない汎用のＲＦＩＤチップが利用でき、ＲＦエネルギ供給側の消費電力が少なく、どこにでも装着できる小型軽量のウエアラブルスイッチを構成することおよびそれを用いた新たなアラーム装置を提供する。【解決手段】重くて大きい電池の代わりに受信ＲＦエネルギを蓄積する軽く小さいコンデンサを用い、ウエアラブルスイッチを小型軽量化するとともに、ＲＦエネルギの供給を間欠的にすることでＲＦエネルギ供給側のエネルギ負担を軽減した。さらにＲＦエネルギ供給装置と警報発信装置を分けてＲＦエネルギ供給装置を小型軽量化した。【選択図】図１
0003107491.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
送受信機能をそなえた半導体チップとその送信機能を停止または開始させるスイッチとを身体または衣服に装着できるような形状としたウエアラブルスイッチ
【請求項２】
間欠的に供給されアンテナに誘起する高周波エネルギを直流化してコンデンサに蓄積する電源回路と送受信機能をそなえた半導体チップの電源端子の間を断続するスイッチをもうけた請求項１のウエアラブルスイッチ
【請求項３】
形状が指輪状であるかまたは指輪に装着した請求項１または請求項２のウエアラブルスイッチ
【請求項４】
装身具またはボタンまたは眼鏡または履物に装着した請求項１または請求項２のウエアラブルスイッチ
【請求項５】
請求項２のウエアラブルスイッチとそれに間欠的にＲＦエネルギを供給するための腕輪状または腕輪に装着した送受信装置を組み合わせたウエアラブルスイッチ装置
【請求項６】
請求項５のウエアラブルスイッチ装置のＲＦエネルギを供給するための送受信装置からの信号で制御される別の送受信装置群を組み合わせた多目的警報装置
【請求項７】
起動タイマをそなえた送受信装置群で構成される請求項６の多目的警報装置
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は身体や衣服に装着可能なスイッチ（以下ウエアラブルスイッチという）およびそれらによって制御される装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  多くの装置、特に電子装置はスイッチ信号やセンサ信号によって制御されている。通常、スイッチやセンサは装置本体に設置されるか接続線によって接続されているが、パソコンのワイヤレスキーボードやワイヤレスマウスのように装置本体とは無線信号で接続され、スイッチやセンサを装置本体から切り離したものが出現している。スイッチやセンサと装置本体を切り離す理由の一つはスイッチやセンサの設置場所の自由度が非常に広がり使いやすくなるためである。しかし理由はそれだけでなく、防犯ベルのような場合、スイッチの設置場所が固定されたり接続線によって制限されたりすると、必要なときに必ずしもスイッチの近くにいるわけではないので、防犯機能が大きく損なわれてしまう。このようなときスイッチが身体に装着されていると非常に有利である。同じような例はカメラのセルフタイマーや自動車のキーレスエントリーシステムに見ることが出来る。【０００３】  スイッチとそのスイッチによって制御される装置全体を身体に装着する例は多数報告されていて、スイッチの付いた発音装置を指に装着するもの（実用新案文献１）や腕に装着するもの（実用新案文献２）などがある。しかし、発音装置などの装置本体を身体に装着する場合には装置の大きさや重量に多くの制限が予想されるばかりでなく装置の電源として通常は電池も装着しなければならない。身体への装着物は軽く小さいものがよい。このため、特許文献１にはスイッチとセンサを指に、スイッチやセンサ信号の受信装置を腕に装着したものが開示されている。前記受信装置は比較的小型軽量であり電池も比較的小容量のものでよいので腕に装着することは可能である。特許文献１では制御すべき装置はコンピュータであり、コンピュータ本体は大型かつ大容量の電池が必要なため腕などに装着することは出来ず、着衣のポケットなどに収納されている。しかし特許文献１は次のような欠点をもっている。【０００４】  指などに装着されたスイッチやセンサの信号を送信するためにはそのエネルギ源すなわち電源が必要となる。特許文献１ではボタン電池を電源としている。一般に電池は指へ装着するには大きくて重い。さらに電池交換用の機構が必要となるなど電池を使用することはスイッチやセンサ部の小型軽量化の要請にはそぐわない。電池以外のエネルギ源としてはソーラーセルや体温を利用した熱発電素子が考えられるがソーラーセルにはある程度の面積が必要であり、熱発電素子は身体への装着方法によっては十分な電気エネルギが確保できない。【０００５】  エネルギ源をもたない送受信装置としては受信高周波（ＲＦ）エネルギから送信エネルギを生成し、内部メモリのＩＤ情報を送信するいわゆるＲＦＩＤチップがよく知られている。この技術をウエアラブルスイッチに利用する場合、ＲＦＩＤチップの受信ＲＦエネルギが連続して常に存在するならばスイッチ情報を送信するための送信エネルギは常に存在するからスイッチＯＮ／ＯＦＦ情報の送信に特別の工夫は必要ない。しかしこの場合ＲＦＩＤチップの受信ＲＦエネルギとして常にＲＦエネルギを供給していなければならず供給側のエネルギ負担が非常に大きい。また、スイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号をどのように送信するかという新たな課題も発���する。つまり、なんの工夫もしないとＯＮ／ＯＦＦ信号用入力端子をもった専用チップを新たに設計製造することになって費用が膨大となりチップコストも高価になる。本考案はこのような従来技術の欠点や新たな課題を解決することで小型軽量なウエアラブルスイッチおよびそれによって制御される装置を提供しようとするものである。
【実用新案文献１】
実開平５−３１６１２
【実用新案文献２】
登録実用新案３０２７０３８
【特許文献１】特開２００４−１９９１４５
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】  本考案の課題は大きく重いエネルギ源を除去するためにＲＦＩＤチップを用い、ＲＦＩＤチップによってスイッチのＯＮ／ＯＦＦ信号を送信するウエアラブルスイッチにおいて、スイッチ信号入力端子をもたない汎用のＲＦＩＤチップが利用でき、ＲＦエネルギ供給側の消費電力が少なく、どこにでも装着できる小型軽量のウエアラブルスイッチを構成することおよびそれを用いた新たなアラーム装置を実現することである。
【課題を解決する手段】
【０００７】  汎用ＲＦＩＤチップには少なくともアンテナ端子とグランド端子があり、ＭＨｚ帯用のチップでは受信ＲＦエネルギを直流化して蓄積するための電源コンデンサ接続用の端子をもつ。したがって、アンテナ回路または電源コンデンサ回路を切断または短絡することでチップの送信を停止させることができる。これによりスイッチのＯＮ、ＯＦＦ状態はＲＦＩＤチップの送信信号のあり、なしに対応するようにできる。
【０００８】  次に、ＲＦエネルギ供給側の消費電力を下げるため、チップへのＲＦエネルギ供給を間欠的にする。この場合、受信ＲＦエネルギを整流するダイオードをＲＦＩＤチップ内臓のものとは別に用意して電源コンデンサを充電する。スイッチはＲＦＩＤチップの電源端子（電源コンデンサ接続用端子）と電源コンデンサの間に挿入し、スイッチＯＮ（導通）で送信あり、ＯＦＦ（遮断）で送信なしとする。汎用ＲＦＩＤチップやダイオードはその大きさが０．５ｍｍ角程度と小さく、電源コンデンサも１ｍｍ×０．５ｍｍのものが量産されているので全部あわせても極めて小型軽量である。スイッチとアンテナ部分はスイッチの操作性やアンテナ感度あるいは装着デザインを考慮した大きさに設計する。
【考案の効果】
【０００９】  本考案によればスイッチ部分に電池などのエネルギ源がないのでウエアラブルスイッチとして小型軽量が求められる場合に非常に有利である。また、汎用ＲＦＩＤチップを変更なしにそのまま利用できるのでコストを大幅に下げることができる。ＲＦＩＤチップの送信信号のＩＤデータはスイッチのＩＤとして利用できるので、同種のスイッチが複数ある場合でも誤動作を防ぐことができる。さらに、チップへのＲＦエネルギ供給を間欠的にしたのでＲＦエネルギ供給側の消費電力を下げることができ、ＲＦエネルギ供給側の電池寿命をのばすかまたは電池を小型軽量にすることができる。
【本考案を実施するための最良の形態】
【００１０】  本考案のウエアラブルスイッチは、スイッチ、ＲＦＩＤチップ、整流ダイオード、アンテナおよび電源コンデンサからなるものである。ＲＦＩＤチップの送信、非送信を制御するスイッチは、アンテナとＲＦＩＤチップがつくるアンテナ回路に直列に挿入する方法と並列に挿入する方法および電源コンデンサとＲＦＩＤチップがつくる電源回路に直列に挿入する方法と並列に挿入する方法の４通りのモードがある。アンテナ回路の場合スイッチ直列挿入ではスイッチＯＮ（導通時）で送信、ＯＦＦ（遮断時）で非送信となり、スイッチ並列挿入ではスイッチＯＮで非送信、ＯＦＦで送信となる。電源回路の場合も同様である。これら４モードのうちどれを採用するかは用途による設計項目であるが、非送信時にはＲＦＩＤチップが電力を消費しないモードが望ましい。したがって電源回路への直列挿入モードが有利である。ただし、この場合非送信時の受信ＲＦエネルギを電源コンデンサに蓄積するための工夫が必要となる。本考案ではＲＦエネルギ供給を間欠的にするとともにアンテナから整流ダイオードを通して電源コンデンサを充電する回路をもうけ、ＲＦＩＤチップの電源端子と電源コンデンサの間にスイッチを挿入している。この場合スイッチＯＮ（導通）でＲＦＩＤチップに電源が供給されて送信、ＯＦＦ（遮断）で電源が遮断されて非送信となる。このようにするとＲＦＩＤチップの非送信時（スイッチＯＦＦ時）にも受信ＲＦエネルギは電源コンデンサに蓄積され、送信時に受信ＲＦエネルギがない場合でも送信可能となる。これはアラーム装置などのように、めったに送信しないが送信時には確実に送信エネルギが確保されていることが必要な装置にはひじょうに有利な特性である。ＲＦエネルギの送信時間は１０ｍｓｅｃ以下で十分であり、送信休止時間は電源コンデンサ回路の漏れ電流を考慮しても１ｓｅｃ以上取れるので、ＲＦ供給側の消費電力は連続供給時の１／１００以下にすることができる。このようにＲＦエネルギ間欠供給は省エネルギには有効であるが無エネルギ区間での送信ができないという欠点は非常に簡単安価な本考案の構成で解消されている。
【実施例１】
【００１１】  図１は本考案のウエアラブルスイッチおよびそれを用いたアラーム装置の実施例である。ウエアラブルスイッチ１はアンテナ２、ＲＦＩＤチップ３、スイッチ４、電源コンデンサ５で構成され、ＲＦＩＤチップ３はアンテナ入力端子７、グランド端子８電源端子９をもつ。ウエアラブルスイッチ１は指輪（図示しない）として人差し指などに装着される。スイッチ４は親指で押すことが可能なように構成されている。ウエアラブルスイッチ１にＲＦエネルギを供給する送受信装置１０はアンテナ１１、送受信回路１２、電池１３からなり、望ましくはウエアラブルスイッチが装着されている方の手首に腕輪（図示しない）として装着する。このようにウエアラブルスイッチと送受信装置を同じ手の指と手首に装着するとアンテナ同士の向きがＲＦ信号の結合に最適になり、さらに距離も非常に近くなるのでエネルギや信号の受け渡しが効率的になるという効果がある。【００１２】  送受信装置１０のアンテナ１１から間欠的に送信されるＲＦ信号はウエアラブルスイッチ１のアンテナ２にＲＦエネルギとして誘起し、整流ダイオード６により整流されて直流電力として電源コンデンサ５に蓄積される。アンテナ２には必要に応じて共振コンデンサ１４を附加してもよい。電源コンデンサ５はスイッチ４を介してＲＦＩＤチップ３の電源端子に接続されているので、スイッチ４がＯＮになるとＲＦＩＤチップ３には電源が供給されて送信動作が可能となり、ＩＤ番号など内部メモリの内容を送信する。ＲＦＩＤチップ３の送信データはアンテナ１１を介して送受信装置１０で受信され、送受信回路１２はＩＤ番号などを比較して指に装着したウエアラブルスイッチからの信号であることを確認してアラーム信号を生成する。生成したアラーム信号は送受信装置１０から携帯電話などの別の装置に送信してもよいが、送受信装置１０に附加したアラーム装置（図示しない）を起動する信号にしている。なお、アンテナ１１にも必要に応じて共振コンデンサ１５を附加して良い。【００１３】  本装置の動作周波数はＲＦＩＤとして使用が許可されている１３．５６ＭＨｚである。ＲＦエネルギを供給する送受信装置１０のＲＦエネルギ送信時間は５ｍｓｅｃ、繰り返し間隔は０．５ｓｅｃで、送受信装置のＲＦエネルギ送信時消費電力を連続送信の約１／１００に低減している。ただし、本考案の本質はこれらの数値にかぎるものではない。
【実施例２】
【００１４】  図２は本考案を用いた第２の実施例である多目的警報装置である。ウエアラブルスイッチ１、送受信装置１０は第１の実施例と同じものである。複数の電源を内蔵した受信装置２１、３１、４１、５１はそれぞれアンテナ２２、３２、４２、５２および受信回路２３、３３、４３、５３からなり、携帯電話２４、警報器３４、４４、５４に接続されている。各受信装置は定期的に携帯電話や警報器を起動するような起動タイマ（図示しない）をもっており、その起動タイマは、送受信装置１０がウエアラブルスイッチ１にＲＦエネルギを供給するたびにそのＲＦ信号に重畳されたリセット信号を受信してリセットされるように構成されている。起動タイマの起動信号発生間隔をＲＦエネルギ供給間隔より長く設定してあるので通常は起動タイマが起動信号を発生することはない。【００１５】しかし、暴漢などに襲われてウエアラブルスイッチ１のスイッチを押したときはウエアラブルスイッチからの信号を受けた送受信装置１０は複数の受信装置２１、３１、４１、５１に警報信号を送信する。受信装置２１、３１、４１、５１は受信した警報信号により携帯電話２４、警報器３４、４４、５４を起動する。携帯電話２４は警備会社等に、定められた被害情報を送信する。被害情報にはＧＰＳによる位置情報を含んでもよい。警報器は大音響などの警報音を発し被害にあっていることを周囲に知らせる。受信装置はそれぞれ別の場所、たとえば衣服のポケットやカバンの中に入れておくと、一つの警報器が暴漢にもぎとられて警報音を遮断されても他の警報器が警報音を発生し続けるので防犯効果が高い。【００１６】  ひったくりやスリなどの犯罪の場合には送受信装置１０とひったくられた受信装置の距離がはなれるため受信装置に送受信装置１０の警報信号が届かないおそれがある。しかしこのときは受信装置の起動タイマがリセットされないので、盗まれたものに入れてあった携帯電話または警報器が作動し被害情報、位置情報の送信や警報音の発生が犯人の手元でおこなわれる。このため犯人の識別が容易になる。なお、たとえば受信装置２１，３１，４１，５１に送信機能を附加し、定期的に送受信装置１０へ確認信号を送信し、送受信装置１０が確認信号を受信できないときには送受信装置１０に当該受信装置が存在しないという表示または警報を出すようにしても良い。【００１７】  本実施例は、たとえば携行品の確認装置として防犯以外にも適用できる。このときは警報器３４、４４、５４は起動信号をうけて異なった音を発生し、携帯電話は着信音を発生するようにしておく。受信装置３１、４１、５１は紛失すると困るものに装着して携行する。ウエアラブルスイッチ１のスイッチを押すと、各警報器や携帯電話は独自の音を発するので、携行品の所在が確認できる。【００１８】  なお、受信装置２１、３１、４１、５１が起動する機器は携帯電話や警報器に限らず、装着場所を考慮すればペンキマーカーの射出装置でもよいし、催涙ガスの噴射装置などでも良いことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】  本考案のウエアラブルスイッチおよびそれを用いたアラーム装置の説明図を兼ねた第１の実施例である。
【図２】  本考案の第２の実施例である多目的警報装置の説明図である。
【符号の説明】
【００２０】（図１）
１    本考案のウエアラブルスイッチの全体図。
２    アンテナ
３    汎用ＲＦＩＤチップ
４    スイッチ
５    電源コンデンサ
６    整流ダイオード
７    ＲＦＩＤチップのアンテナ端子
８    ＲＦＩＤチップのグランド端子
９    ＲＦＩＤチップの電源コンデンサ接続端子
１０  ＲＦ電力を供給する送受信装置
１１  送受信装置のアンテナ
１２  送受信回路
１３  送受信回路の電源電池
（図２）
１    実施例１のウエアラブルスイッチ
２    実施例１の送受信装置
２１  受信装置
２２  アンテナ
２３  受信回路
２４  携帯電話
３１、４１、５１  受信装置
３２、４２、５２  受信装置のアンテナ
３３、４３、５３  受信装置の受信回路
３４、４４、５４  警報器
【図１】
0003107491.tif 000003
【図２】
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