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バッテリレス電子デバイス及び伝送システム UPDATE

国内特許コード P210017392
整理番号 2223
掲載日 2021年1月20日
出願番号 特願2019-104866
公開番号 特開2020-198396
出願日 令和元年6月4日(2019.6.4)
公開日 令和2年12月10日(2020.12.10)
発明者
  • 岩田 浩康
  • 和▲崎▼ 海里
出願人
  • 学校法人早稲田大学
発明の名称 バッテリレス電子デバイス及び伝送システム UPDATE
発明の概要 【課題】従来よりも装着性の向上を図りつつ、電子素子を安定して動作させることができ、かつ小型化可能なバッテリレス電子デバイスと、それを用いた伝送システムを提案する。
【解決手段】バッテリレス電子デバイス3では、膜厚が薄い高分子ナノシート10により電極6,7を人体100に貼着させることから、その分、装着性の向上を図ることができる。また、膜厚が薄い高分子ナノシート10を用いることで、バッテリレス電子デバイス3が分子間力によって人体100に密着し易くなり、電極6,7と人体100との間の空気層の形成を防止し、静電容量Cの低下を抑制できる。従って、バッテリレス電子デバイス3では、インピーダンス整合におけるインダクタの設計を特に行わずに静電容量Cを大きくでき、電子素子8を安定して動作させることができる。また、電極6,7の表面積Sや電極間距離Lを小さくした状態でも電子素子8を動作させることが可能となる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

近年、生体情報の連続的計測や個人認証等を目的としたウェアラブルエレクトロニクスの開発が進みつつある。腕や脚等に電子デバイスを直接固定する方法として、柔軟性を有する基板を用いる技術が開発されつつあり、皮膚のような伸縮性の高い生体組織に貼り付けることが可能なデバイスの研究も行なわれている。中でも、膜厚が薄い高分子ナノシートを用いた電子デバイスは、簡易な工程により電子素子を構成要素とする電子デバイスを製造可能であり、皮膚等の貼付対象物に追随して接着剤なしで貼り付けることが可能である(特許文献1参照)。

上記した、近年のウェアラブルエレクトロニクスに関して、電池等を接続することなく、バッテリレスで電子デバイスに電力の供給や信号の伝送を行なう方法として様々な手法が考えられている。例えば、ワイヤレス電力伝送システムの一つとして、アンテナコイルを用いたNFC(Near Field Communication)が知られている。また、その他のワイヤレス電力伝送システムとしては、高周波信号を磁界から電界に変換して人体に電界を伝え、当該電界に基づいて、人体に取り付けた送受信部の結合電極と人体とを静電結合によって電気的に接続し、高周波信号と電力を、人体を通じて送受信部に伝える電界式NFCが考えられている(例えば、非特許文献1参照)。

産業上の利用分野

本発明は、バッテリレス電子デバイス及び伝送システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
電子素子と、
前記電子素子と電気的に接続した、少なくとも2つ以上の電極と、
伝送媒体と密着し、前記電極を前記伝送媒体に貼着させる高分子ナノシートと、
を備え、
外部から前記伝送媒体に誘起された電界に基づいて、前記伝送媒体と前記電極との間の静電結合により前記電子素子に電力が供給される、バッテリレス電子デバイス。

【請求項2】
前記伝送媒体が人体であり、前記高分子ナノシートが分子間力により、前記人体の皮膚の表面形状に追従し前記皮膚に密着して貼着される、請求項1に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項3】
前記電極及び前記電子素子を接続する配線と、前記電極とが、導電性インクにより形成されている、請求項1又は2に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項4】
前記高分子ナノシート上に第2の高分子ナノシートが貼着されており、前記電子素子と前記電極とが、前記高分子ナノシートと前記第2の高分子ナノシートとの間に挟み込まれている、請求項1~3のいずれか1項に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項5】
前記高分子ナノシートの厚さが2μm未満である、請求項1~4のいずれか1項に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項6】
前記伝送媒体に貼着される前記電極の表面積Sが400mm以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項7】
第1の前記電極と第2の前記電極との電極間距離Lが30mm以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載のバッテリレス電子デバイス。

【請求項8】
所定箇所に設置され電界を発生させる伝送装置と、伝送媒体に設けられるバッテリレス電子デバイスと、を備える伝送システムであって、
前記バッテリレス電子デバイスは、
請求項1~7のいずれか1項に記載のバッテリレス電子デバイスであり、
前記伝送媒体が前記伝送装置に接触することで前記伝送媒体に誘起された電界に基づいて、前記伝送媒体と電極との間の静電結合により電子素子に電力が供給される、伝送システム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019104866thum.jpg
出願権利状態 公開
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