(57)【要約】【課題】携帯端末と容易に着脱可能であり、センサ機能を有するモジュールを安価に開発可能であり、携帯電話の防水機能を維持することが可能なセンサモジュールを提供する。【解決手段】本発明のセンサモジュールは、筐体、センサ素子、センサデータ処理部、センサデータ記録部、非接触での通信手段、モジュール通信部、モジュール制御部を備える。筐体は、携帯端末に着脱するための着脱手段を有する。センサデータ処理部は、センサ素子からデータを取得し、取得したデータに対してあらかじめ定めた処理を行う。【選択図】図３
2012049846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯端末に着脱するための着脱手段を有する筐体と、
センサ素子と、
前記センサ素子からデータを取得し、取得したデータに対してあらかじめ定めた処理を行うセンサデータ処理部と、
前記センサデータ処理部が取得したデータまたは処理したデータを記録するセンサデータ記録部と、
前記携帯端末と非接触で電磁的に結合できる非接触給電アンテナと、
前記非接触給電アンテナを介して前記携帯端末との間でデータを授受するモジュール通信部と、
前記センサ素子、前記センサデータ処理部、前記モジュール通信部を制御するモジュール制御部と、
を備えるセンサモジュール。
【請求項２】
携帯端末に着脱するための着脱手段を有する筐体と、
センサ素子と、
前記センサ素子からデータを取得し、取得したデータに対してあらかじめ定めた処理を行うセンサデータ処理部と、
前記センサデータ処理部が取得したデータまたは処理したデータを記録するセンサデータ記録部と、
電池と、
前記携帯端末との間で無線または赤外線によりデータを授受するモジュール通信部と、
前記センサ素子、前記センサデータ処理部、前記モジュール通信部を制御するモジュール制御部と、
を備えるセンサモジュール。
【請求項３】
請求項１または２記載のセンサモジュールであって、
さらに、前記センサ素子と前記センサデータ処理部と前記モジュール通信部には、動作するときのみ電力を供給する電力制御部も備え、
前記モジュール制御部は、前記電力制御部に、前記センサ素子と前記センサデータ処理部と前記モジュール通信部のどれが動作するのかが分かる情報を送る
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項４】
請求項３記載のセンサモジュールであって、
前記電力制御部は、待機状態のときは前記モジュール通信部に電力を供給できる状態となっている
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のセンサモジュールであって、
当該センサモジュールは、前記携帯端末の筐体の外側に取り付ける
ことを特徴とするセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末に容易に着脱できるセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末をカスタマイズする技術としては、特許文献１に記載したものがある。これは、携帯電話の表面デザインを容易かつ簡便に取り替えることのできる携帯電話カバーを提供するものである。また、携帯電話にユーザの好みの機能を追加する技術として、特許文献２に記載したものがある。この携帯電話機は、ある付加機能を持つ背面パネルを着脱することで、ユーザが好みの機能を追加することが可能である。特許文献３の技術は、ユーザが必要とする機能を有するモジュールを携帯電話本体部に着脱することでカスタマイズできるとともに、モジュールの再利用が可能である。特許文献４の技術は、データを記録した非接触通信カードを携帯端末に装着して、データを非接触通信で読み取る技術である。また、携帯電話本体に、血糖値センサや紫外線センサや飲酒センサなどを搭載している携帯電話が販売されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】登録実用新案第３１２７６７４号公報
【特許文献２】特開２００４−１７２６５４号公報
【特許文献３】特開２００７−１１６３７５号公報
【特許文献４】特開２０１０−７３０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたものは、あくまでもデザインのみのカスタマイズであり、携帯電話の機能をカスタマイズするものではない。特許文献２に記載されたものは、背面パネルの開発費用が高価になる可能性があり、本体部と背面パネルとの接続部分を防水することが困難であると考えられる。特許文献３に記載されたものは、モジュールを接続するソケットのコネクタ部分が存在し、防水することは困難だと考えられる。特許文献４に記載されたものは、データを読み取る技術であって機能を追加する技術ではない。なお、携帯電話本体に、血糖値センサや紫外線センサや飲酒センサなどを搭載している携帯電話は、携帯電話の開発コストが高くなることや、ユーザ自身でカスタマイズができないことなどが課題である。
【０００５】
ユーザは好みに応じたデザインを有する携帯電話を得ることは可能である。しかし、ユーザが好みの機能を安易に追加でき、センサなどの機能を有するモジュールを安価に開発でき、携帯電話の防水機能を維持することが可能な技術は存在しないと言える。
【０００６】
本発明では、携帯端末と容易に着脱可能であり、センサ機能を有するモジュールを安価に開発可能であり、携帯電話の防水機能を維持することが可能なセンサモジュール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】
本発明のセンサモジュールは、携帯端末に着脱可能であり、装着することによって携帯端末に機能を追加できる。本発明の第１のセンサモジュールは、筐体、センサ素子、センサデータ処理部、センサデータ記録部、非接触給電アンテナ、モジュール通信部、モジュール制御部を備える。本発明の第２のセンサモジュールは、筐体、センサ素子、センサデータ処理部、センサデータ記録部、電池、モジュール通信部、モジュール制御部を備える。
【０００８】
筐体は、携帯端末に着脱するための着脱手段を有する。センサ素子としては、体温計、気温/湿度計、紫外線計、口臭センサなどの様々なセンサ素子を適宜選択すればよい。センサデータ処理部は、センサ素子からデータを取得し、取得したデータに対してあらかじめ定めた処理を行う。あらかじめ定めた処理とは、センサ素子固有の出力形式のデータを携帯端末に渡すことのできる形式のデータに変換すること（例えば、アナログデータをデジタルデータに変換すること）や、センサ素子からの出力が複数ある場合には、平均処理や簡単な統計処理などであり、センサ素子の種類や取得したい情報に応じて適宜決めておけばよい。センサデータ記録部は、センサデータ処理部が取得したデータまたは処理したデータを記録する。モジュール制御部は、センサ素子、センサデータ処理部、モジュール通信部を制御する。
【０００９】
第１のセンサモジュールでは、非接触給電アンテナは、携帯端末と非接触で電磁的に結合できる。モジュール通信部は、非接触給電アンテナを介して携帯端末との間でデータを授受する。第２のセンサモジュールでは、モジュール通信部は、携帯端末との間で無線または赤外線によりデータを授受する。
【００１０】
本発明のセンサモジュールは、さらに、電力制御部も備えてもよい。モジュール制御部は、電力制御部に、センサ素子とセンサデータ処理部とモジュール通信部のどれが動作するのかが分かる情報を送る。電力制御部は、センサ素子とセンサデータ処理部とモジュール通信部には、動作するときのみ電力を供給する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のセンサモジュールによれば、筐体が着脱手段を有するので、着脱を容易にできる。センサ素子、センサデータ処理部を有するので、機能の追加が可能である。また、センサ素子やセンサデータ処理部の処理内容を変更すれば安価に新しいセンサモジュールを開発可能である。さらに、非接触での給電手段と通信手段を有するので、携帯端末の防水機能を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１のセンサモジュールを携帯端末に装着する様子を示す図。
【図２】実施例１のセンサモジュールの物理的な構成のイメージを示す図。
【図３】実施例１のセンサモジュールと携帯端末の機能構成例を示す図。
【図４】実施例２のセンサモジュールの物理的な構成のイメージを示す図。
【図５】実施例２のセンサモジュールと携帯端末の機能構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、実施例１のセンサモジュールを携帯端末に装着する様子を示す図である。図１（Ａ）はセンサモジュール１００を携帯端末９００に装着した状態の図、図１（Ｂ）はセンサモジュール１００と携帯端末９００とが分離した状態の図、図１（Ｃ）はセンサモジュール１００が携帯端末９００に装着されている途中の状態の図である。図２は、実施例１のセンサモジュールの物理的な構成のイメージを示す図である。センサモジュール１００の筐体１０１は、携帯端末９００への着脱手段（図示していない）を有する。着脱手段としては、例えば、溝とフックによる着脱手段、ネジ止めによる着脱手段、粘着性の高いシールによる着脱手段などがあるが、これらに限定する必要はない。ただし、センサモジュール１００を、携帯端末９００の筐体の外側に取り付ければ、センサ素子を外部に露出させやすいので、外側に取り付けられる着脱手段が適している。センサモジュール１００は、筐体１０１の内部に、マイクロコンピュータ１０５、無線用ＩＣ１０６、センサ素子１１０、非接触給電アンテナ１４０を備えている。
【００１５】
図３は、実施例１のセンサモジュールと携帯端末の機能構成例を示す図である。携帯端末９００は、アプリケーション部９１０、端末記録部９３０、非接触給電アンテナ９４０、端末通信部９５０、端末制御部９７０などを備えている。センサモジュール１００は、筐体１０１の内部に、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、非接触給電アンテナ１４０、モジュール通信部１５０、電力制御部１６０、モジュール制御部１７０を備える。図３の構成部間をつなぐ実線は、構成部間でデータの授受があることを示している。図３の構成部間をつなぐ点線は、携帯端末９００から供給される電力の流れを示している。なお、携帯端末９００内やセンサモジュール１００内の制御信号の流れについては省略している。
【００１６】
本実施例では、携帯端末９００の非接触給電アンテナ９４０からセンサモジュール１００の非接触給電アンテナ１４０に、電磁結合によって電力が供給される。また、非接触給電アンテナ９４０と非接触給電アンテナ１４０は、携帯端末９００とセンサモジュール１００の間の通信にも使用される。具体的には、多くの携帯電話に搭載されているＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）の給電方式を利用すれば、携帯端末９００のハードウェアを変更する必要がないので便利である。ただし、給電方式は、電磁誘導方式でも、共鳴方式（磁界結合を利用したものと電界結合を利用したもの）でもよく、非接触で給電と通信が可能な方式であれば他の方式でもよい。
【００１７】
アプリケーション部９１０は、携帯端末９００からセンサモジュール１００への給電のトリガーを与える機能、センサモジュール１００の計測開始のトリガーを与える機能、計測したセンサデータを携帯端末９００に伝送するトリガーを与える機能などを持つ。端末記録部９３０は、計測したセンサデータを受信後、記録する。非接触給電アンテナ９４０は、非接触で給電と通信を行うためのアンテナであり、例えばＲＦＩＤ用のアンテナである。端末通信部９５０は、非接触給電アンテナ９４０を用いたデータ通信及び給電機能の制御を行う。端末制御部９７０は、アプリケーション部９１０から与えられたトリガーに基づいて、端末記録部９３０、端末通信部９５０を制御する。
【００１８】
センサ素子１１０としては、体温計、気温/湿度計、紫外線計、口臭センサ、飲酒センサ、加速度センサ、力センサ、プッシュセンサなどの様々なセンサ素子を適宜選択すればよい。また、センサ素子１１０は、１種類に限定する必要もなく、複数種類を備えてもよい。センサデータ処理部１２０は、センサ素子１１０からデータを取得し、取得したデータに対してあらかじめ定めた処理を行う。あらかじめ定めた処理とは、センサ素子１１０固有の出力形式のデータを携帯端末９００に渡すことのできる形式のデータに変換すること（例えば、アナログデータをデジタルデータに変換すること）や、センサ素子１１０からの出力が複数ある場合には、平均処理や簡単な統計処理（例えば、最大値、最小値を求めること）などであり、センサ素子１１０の種類や取得したい情報に応じて適宜決めておけばよい。センサデータ記録部１３０は、センサデータ処理部１２０が取得したデータまたは処理したデータを記録する。非接触給電アンテナ１４０は、非接触給電アンテナ９４０と非接触で電磁的に結合でき、給電と通信を行うことができる。モジュール通信部１５０は、非接触給電アンテナ１４０を介して携帯端末９００との間でデータを送受信する。
【００１９】
モジュール制御部１７０は、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、モジュール通信部１５０を制御する。また、モジュール制御部１７０は、電力制御部１６０に、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部１５０のどれが動作するのかが分かる情報を送る。「どれが動作するのかが分かる情報」とは、どの構成部が動作するのかを示した情報でもよいし、あらかじめ電力制御部１６０が処理の内容（例えば、計測、データ処理、通信）と動作する構成部との関係（対応表）を記録しておく場合であれば、処理の内容を示した情報でもよい。
【００２０】
電力制御部１６０は、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部１５０には、動作するときのみ電力を供給する。例えば、計測のときは、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０に給電する。データ処理のときは、センサデータ処理部１２０に給電する。通信のときは、モジュール通信部１５０に給電する。ただし、待機中（センサモジュール１００が動作していないとき）は、電力制御部１６０は、モジュール通信部１５０に電力を供給できる状態になっている。なお、電力制御部１６０は、モジュール制御部１７０には常時電力を供給する（待機中は、電力を供給できる状態になっている）。
【００２１】
図３の機能構成例は、ハードウェアである図２のマイクロコンピュータ１０５を、ソフトウェアによってセンサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、電力制御部１６０、モジュール制御部１７０として機能させることで実現すればよい。ただし、ハードウェアの構成は、図２に限定されるものではない。例えば、モジュール通信部１５０もマイクロコンピュータ１０５の内部で実現するのであれば、無線用ＩＣ１０６は不要である。逆に、マイクロコンピュータ１０５を、電力制御部１６０とモジュール制御部１７０として機能させることとし、センサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、モジュール通信部１５０を別のハードウェアで構成してもかまわない。
【００２２】
実施例１のセンサモジュールは、筐体１０１が着脱手段を有するので、着脱を容易にできる。センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０を有するので、機能の追加が可能である。また、センサ素子１１０やセンサデータ処理部１２０の処理内容を変更すれば安価に新しいセンサモジュールを開発可能である。さらに、非接触での給電手段と通信手段である非接触給電アンテナ１４０とモジュール通信部１５０を有するので（コネクタを使用しないので）、携帯端末の防水機能を維持できる。また、センサモジュール１００にも防水機能を持たせれば、付加機能を追加しても、全体としての防水機能を実現できる。
［変形例］
センサモジュール１００内の消費電力が携帯端末９００からの供給電力に比べ十分小さい場合や、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部１５０の動作していないときの消費電力が小さい場合は、図３の電力制御部１６０は省略できる。この場合は、非接触給電アンテナ１４０で受電した電力は、動作しているか否かに関わらず、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、モジュール通信部１５０、モジュール制御部１７０に供給される。
【実施例２】
【００２３】
実施例２のセンサモジュールも、図１に示した装着の様子と同じように携帯端末に装着できる。図４は、実施例２のセンサモジュールの物理的な構成のイメージを示す図である。センサモジュール２００の筐体１０１は、実施例１と同じように着脱手段を有する。センサモジュール２００は、筐体１０１の内部に、マイクロコンピュータ２０５、無線用ＩＣ２０６、センサ素子１１０、データ送受信アンテナ２４０、電池２８０を備えている。
【００２４】
図５は、実施例２のセンサモジュールと携帯端末の機能構成例を示す図である。携帯端末８００は、アプリケーション部８１０、端末記録部９３０、データ送受信アンテナ８４０、端末通信部８５０、端末制御部９７０などを備えている。センサモジュール２００は、筐体１０１の内部に、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、データ送受信アンテナ２４０、モジュール通信部２５０、電力制御部２６０、モジュール制御部１７０を備える。図３の構成部間をつなぐ実線は、構成部間でデータの授受があることを示している。図３の構成部間をつなぐ点線は、携帯端末９００から供給される電力の流れを示している。なお、携帯端末８００内やセンサモジュール２００内の制御信号の流れについては省略している。
【００２５】
本実施例では、センサモジュール２００の電源は、電池２８０である。データ送受信アンテナ８４０とデータ送受信アンテナ２４０は、携帯端末８００とセンサモジュール２００の間の通信に使用される。具体的には、Bluetooth（登録商標）やTransferJet（登録商標）でもよいし、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）でもよいし、赤外線でもよい。非接触で通信できる方式であれば他の方式でもよい。
【００２６】
アプリケーション部８１０は、センサモジュール２００の計測開始のトリガーを与える機能、計測したセンサデータを携帯端末８００に伝送するトリガーを与える機能などを持つ。端末記録部９３０は、計測したセンサデータを受信後、記録する。データ送受信アンテナ８４０は、非接触で通信を行うためのアンテナである。ただし、赤外線を用いる場合は、赤外線の光源と受光素子を用いればよい。端末通信部８５０は、データ送受信アンテナ８４０を用いたデータ通信の制御を行う。端末制御部９７０は、アプリケーション部８１０から与えられたトリガーに基づいて、端末記録部９３０、端末通信部８５０を制御する。
【００２７】
センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０は、実施例１と同じである。データ送受信アンテナ２４０は、データ送受信アンテナ８４０と非接触で通信を行うことができる。モジュール通信部２５０は、データ送受信アンテナ２４０を介して携帯端末８００との間でデータを送受信する。
【００２８】
モジュール制御部１７０は、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、モジュール通信部２５０を制御する。また、モジュール制御部１７０は、電力制御部１６０に、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部２５０のどれが動作するのかが分かる情報を送る。「どれが動作するのかが分かる情報」とは、どの構成部が動作するのかを示した情報でもよいし、あらかじめ電力制御部２６０が処理の内容（例えば、計測、データ処理、通信）と動作する構成部との関係（対応表）を記録しておく場合であれば、処理の内容を示した情報でもよい。
【００２９】
電力制御部２６０は、電池２８０から供給された電力を、他の構成部に供給する。ただし、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部２５０には、動作するときのみ電力を供給する。例えば、計測のときは、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０に給電する。データ処理のときは、センサデータ処理部１２０に給電する。通信のときは、モジュール通信部２５０に給電する。なお、待機中（センサモジュール２００が動作していないとき）は、電力制御部２６０は、モジュール通信部２５０に待機電力を供給する。なお、電力制御部２６０は、モジュール制御部１７０には常時電力を供給する（待機中は、待機電力を供給する）。
【００３０】
図５の機能構成は、ハードウェアである図４のマイクロコンピュータ２０５を、ソフトウェアによってセンサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、電力制御部２６０、モジュール制御部１７０として機能させることで実現すればよい。ただし、ハードウェアの構成は、図４に限定されるものではない。例えば、モジュール通信部２５０もマイクロコンピュータ２０５の内部で実現するのであれば、無線用ＩＣ２０６は不要である。逆に、マイクロコンピュータ２０５を、電力制御部２６０とモジュール制御部１７０として機能させることとし、センサデータ処理部１２０、センサデータ記録部１３０、モジュール通信部２５０を別のハードウェアで構成してもかまわない。
【００３１】
実施例２のセンサモジュールは、筐体１０１が着脱手段を有するので、着脱を容易にできる。センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０を有するので、機能の追加が可能である。また、センサ素子１１０やセンサデータ処理部１２０の処理内容を変更すれば安価に新しいセンサモジュールを開発可能である。さらに、非接触での通信手段であるデータ送受信アンテナ２４０とモジュール通信部２５０を有するので、携帯端末の防水機能を維持できる。また、センサモジュール２００にも防水機能を持たせれば、付加機能を追加しても、全体としての防水機能を実現できる。
［変形例］
センサモジュール２００内の消費電力が、電池２８０が供給できる電力に比べて十分小さい場合や、センサ素子１１０とセンサデータ処理部１２０とモジュール通信部２５０の動作していないときの消費電力が小さい場合は、図５の電力制御部２６０は省略できる。この場合は、電池２８０から供給される電力は、動作しているか否かに関わらず、センサ素子１１０、センサデータ処理部１２０、モジュール通信部２５０、モジュール制御部１７０に供給される。
【符号の説明】
【００３２】
１００、２００  センサモジュール          １０１  筐体
１０５、２０５  マイクロコンピュータ      １０６、２０６  無線用ＩＣ
１１０  センサ素子                        １２０  センサデータ処理部
１３０  センサデータ記録部                １４０、９４０  非接触給電アンテナ
１５０、２５０  モジュール通信部          １６０、２６０  電力制御部
１７０  モジュール制御部                  ２４０、８４０  データ送受信アンテナ
２８０  電池                              ８００、９００  携帯端末
８１０、９１０  アプリケーション部        ８５０、９５０  端末通信部
９３０  端末記録部                        ９７０  端末制御部
【図１】
2012049846.tif 000003
【図２】
2012049846.tif 000004
【図３】
2012049846.tif 000005
【図４】
2012049846.tif 000006
【図５】
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