空間を飛び回るミリメートルサイズのLED光源を実現

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~手で触れる空中ディスプレイ向けの発光画素への応用に期待~
平成30年1月9日 東京大学 慶應義塾大学 科学技術振興機構(JST)

ポイント

  • 超音波集束ビームを用いて空中浮遊・移動する直径4ミリメートルの極小LED光源を開発しました。
  • 無線給電を使用した電池の不要化と、LED点灯に必要な無線給電用受信回路の専用IC化の2点を工夫したことで小型・軽量化を実現し、超音波による微弱な力でも浮き上がらせることに成功しました。
  • 極小LED光源の空間中の移動と点灯・消灯はコンピューターから無線で制御でき、将来は手で触れる空中ディスプレイ向けの発光画素への応用が期待されます。

東京大学の高宮 真 准教授、川原 圭博 准教授、星 貴之 客員研究員と慶應義塾大学の筧 康明 准教授らの研究グループは、手で触れる空中ディスプレイ向けに3次元空間を飛び回るLED注1)内蔵のミリメートルサイズの発光体を作製することに成功し、蛍のように光ることからゲンジボタルの学名より「Luciola(ルシオラ)注2)」と名付けました。

これまでの超音波集束ビーム注3)を使用した小型浮遊物体は、騒音なく高精度に浮遊・移動できるものの、電子回路を持たず、直径数ミリメートル以下の発泡スチロール球のようなごく軽いものに限られていました。

そこで今回、無線給電注4)による電池の不要化と、LED点灯に必要な無線給電用の受信回路の専用IC注5)化の2点を工夫することで小型・軽量化を実現し、直径4ミリメートルの半球形状で重さ16ミリグラムの空中移動する発光体の作製に成功しました。世界初の「空中移動する小型電子回路内蔵発光体」の特徴を生かし、手で触れる空中ディスプレイ向けの発光画素への応用が期待されます。

なお、本研究の詳細は、論文誌「Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies (IMWUT)」にて日本時間1月9日(火)(米国東部標準時:1月8日(月)に、オンライン公開されました。

本成果は、以下の事業・研究プロジェクトによって得られました。

科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業

研究プロジェクトERATO 川原万有情報網プロジェクト
研究総括川原 圭博(東京大学 大学院情報理工学系研究科 准教授)
研究期間平成27年10月~平成33年3月

上記研究プロジェクトでは、センサーネットワークやIoT機器がより自律的で能動的な人工物として作用し、自然物と共生して新しい価値を生むための万有情報網の構築を目指します。センサーやロボットを低コストで迅速に作ることを可能とするファブリケーション技術の研究開発のほか、IoT機器のサステイナブルな動作の実現のためのエネルギーハーベスティング(環境発電)や無線給電技術の開発に取り組みます。

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