実用化目前！ 電池レスの無線キーボード：FRAMが動作を安定化

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））。