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» 2017年11月16日 09時30分 公開

FRAMが動作を安定化:実用化目前! 電池レスの無線キーボード

富士通セミコンダクターは展示会「Embedded Technology 2017(ET2017)/IoT Technology 2017」(会期:2017年11月15〜17日)で、電池を搭載しない無線キーボードのデモを公開している。

[竹本達哉,EE Times Japan]

UHF帯RFIDとFRAMの組み合わせで

 配線がなく、バッテリーも搭載しないキーボードが2018年に発売されるかもしれない――。

 富士通セミコンダクターは2017年11月15日から17日までの会期で開催されている展示会「Embedded Technology 2017(ET2017)/IoT Technology 2017」(会場:パシフィコ横浜)で、UHF帯による無線給電技術を活用したバッテリーレスでかつ、ワイヤレスのキーボードやリモコン、電子ペーパータグの展示を実施している。

 キーボードは、Bluetoothなどの2.4GHz帯無線を用いたワイヤレスキーボードが普及している。しかし、ワイヤレスキーボードの多くは、乾電池を電源とし、一定期間で電池を交換する必要がある。

 これに対し、富士通セミコンダクターがデモンストレーションを公開したワイヤレスキーボードは、UHF帯のRFID技術をベースにした無線給電技術を用い、電力もワイヤレスで供給し“バッテリーレス”を実現。ワイヤレスキーボードながら電池交換や電池充電の手間がなくなる。

バッテリーレス無線キーボードのデモ。写真奥、青色の矢印で示した部分がタブレットPCと接続された給電端末。キーボードに受電用モジュール(赤色の矢印)を取り付け、受電している。キーボードの信号もUHF帯RFIDを介して行っている

 UHF帯のRFIDを使用した無線給電技術自体は、珍しいものではなく、公開したデモシステムも「市販のRFIDリーダーライターを使用している」(同社)という。一方で、富士通セミコンダクターは「UHF帯の無線給電を使用したバッテリーレスキーボードは、これが世界初」と主張する。なぜ、今まで、バッテリーレスのキーボードは実現されてこなかったのだろうか――。

 「バッテリーレスキーボードを実用レベルで実現するには、FRAM(強誘電体メモリ)が不可欠なため」(同社)とその理由を説明する。

不揮発性RAMである「FRAM」の主な特長 (クリックで拡大) 出典:富士通セミコンダクター

 「UHF帯の無線給電は、給電側と受電側の距離が最大1.5m程度離れても電力を伝送できる。しかし、その給電、無線通信は不安定であり、常にキーボードの動作に必要な電力を供給し続けることは困難。動作に必要な電力が供給できないこともあり、その度にキーを押し直しすれば、キーボードとして機能しない。そこで、低消費電力で、高速書き換え、高書き換え耐性を誇り、不揮発であるFRAMに入力したキーの情報を格納することで、キーボードとしての動作を安定化できる」とする。

 公開したデモは、給電側から500mWの電力を出力し、給電側から15cm程度離れたキーボード側で50〜100mWの電力を受電しキーボードを動作させた。「展示会場は、電波が多く飛び、無線給電には劣悪な環境。一般的な環境では、50〜60cm程度離れても、使用できる」という。富士通セミコンダクターでは既に、キーボードメーカーと共同で、UHF帯無線給電技術とFRAMを組み合わせたバッテリーレスキーボードの開発を実施しているとし、「早ければ2018年中にも製品化される見込み」という。

 さらに、バッテリーレスのリモコンや、バッテリーレスの電子ペーパータグの開発を進めており、キーボード同様に実用化できるメドがつきつつあるという。

左=バッテリーレスリモコンのデモ。無線給電できる距離は1.5m程度で、産業ロボットなどの制御用リモコンなどの用途を見込む / 右=バッテリーレスの電子ペーパータグのデモ。RFIDで、無線給電と同時に電子ペーパーを書き換えられる (クリックで拡大)

 なお、UHF帯による無線給電技術を活用したバッテリーレスキーボード/リモコンは、同展示会の優秀出展物を表彰する「ET/IoT Technologyアワード」でもIoT Technology優秀賞を受賞している(関連記事:これを見逃すな!「ET/IoTアワード」受賞社決定(MONOist))。

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