情報処理学会 インタラクション 2019
IPSJ Interaction 20192P-85
2019/3/6

光るアクセサリーのための身に着ける無線給電システムの提案
福本有季子†1,a)加藤敬太†1松本彩奈†2田中 桂太†2佐藤俊樹†3

概要：古くから金やプラチナ，ダイヤモンド等があしらわれたアクセサリーは着用者を引き立ててきた．
多くのアクセサリーはカット・研磨されることで周囲の光を様々な方向に反射させて輝くようになっているが，近年では，LED 等の発光素子を内蔵して発光する「光るアクセサリー」も存在し，着用者の動きに合わせて輝く等の新しい表現が可能になってきた．しかし，光るアクセサリーには発光素子に加え，バッテリ等を搭載する必要があり，従来のアクセサリと比較してサイズが大型化しやすく，またデザインも制限される問題があった．そこで本稿では，この問題を解決する手法として無線給電技術に着目し，小型化可能な「光るアクセサリー」と，これらに無線給電が可能な新しい「服」型給電システムのビジョンを提案する．

1. はじめに
我々は古くから指輪やネックレス，イヤリング等のアクセサリー (宝飾品) を身に着けてきた．アクセサリーには高い技術で加工・細工された希少性の高い金・プラチナ等の図 1 高機能なウェラブルデバイスと本研究で目指す従来の指輪

金属やダイヤモンド等の宝石があしらわれ，それ自体が工芸品としての価値も高い．一方でアクセサリーの最も重要な役割として，光を反射して輝くこと等で着用者を引き立てるという効果を外すことはできない．
多くのアクセサリーにあしらわれている素材は，カット・研磨されることで周囲の光を様々な方向に反射させて輝くようになっている．これに対し，近年では LED 等の小型の発光素子をアクセサリーに応用し，アクセサリー自体を自発光させることで着用者を目立たせる「光るアクセサリー」も作られるようになってきた [1]．このような光るアクセサリーは，様々な色やパターンで自発光することで着用者をより目立たせることができる特徴に加え，未来感を感じさせる等の従来のアクセサリーにはない効果を感じさせる．
これらの電子的な機構を内蔵したアクセサリーを実現すの大きさの問題は，指輪やイヤリング等の元来小型であったアクセサリーをデザインするうえで大きな制約になっていた．この問題を解決する手法として，磁界の共振を用いて電力をワイヤレスで送る技術がある．磁界共鳴方式の無線電力伝送は，受電側には小型のコンデンサ・コイルを内蔵するだけで良い．そのためバッテリをアクセサリー内に内蔵する必要がなくなり，本体のさらなる小型化が可能になるとともにデザインの自由度も高まる．
そこで本研究では，LED 等の小型発光素子を搭載した「光るアクセサリー」に着目し，これらのアクセサリーに対し外部から電力を供給することが可能な新しい「身に着ける無線給電システム」の提案を行う．特に送電側のコイルを服に内蔵することで，様々な種類のアクセサリーに電力を供給可能なプラットフォームの開発を目指す．

る際に大きな課題となるのが，アクセサリー本体内に格納する必要のあるバッテリの「大きさ」の問題である．バッテリを小型化すると稼働時間が短くなるため，バッテリはある程度の大きさを確保する必要がある．そのためバッテリ†1†2†3a)

現在，電気通信大学
現在，武蔵野美術大学
現在，東京工業大学
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2. 提案
本研究では，まず対象とする「光るアクセサリー」を以下のように定義する．まずアクセサリー側には，受電機構と小型の発光素子 (小型 LED 等) のみを搭載することとす
る．発光色やパターンを制御するためのマイコンやタイマIC，ボタン・スイッチ等の入力機能，動き等を検出するセ741

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図 3 イヤリング型試作機 (左) 及びネックレス型試作機 (右)図 2給電機構のシステム構成図なる．磁界共鳴方式の電力伝送では中継共鳴器を送電コイ
ルと受電コイルの間に挟むことで高い給電効率を保つこと

ンサ等の機構はアクセサリー側には一切搭載しないこととができる [2]．また，このように制御・給電デバイスと服型する．これは本研究の目的がアクセサリー型のウェアラブデバイスを分けることによって防水化が容易になり，服とルデバイス (図 1 右) を開発することではなく，あくまで従して必要不可欠な洗濯も可能となる．

来のアクセサリーに，従来のアクセサリー (図 1 左) の使用感のまま「光る」能力を付加する拡張を行うことにあるからである．

4. 光るアクセサリーの設計
今回試作した 2 種類の光るアクセサリーを図 3 に示す．

また本研究では，送電側のコイルはアクセサリー着用者

アクセサリーの内部機構は受電部と LED 等の小型発光素が身に着ける「服」に内蔵することとする．服にコイルを子のみで構成されるため，従来のアクセサリーの形状・使内蔵することは，着用者の体の動きや仕草によるコイルの用感を保つことができる．本研究では，これらの光るアク変形，コイルとアクセサリー間の位置関係の変化が発生す

セサリーを電気通信大学学園祭にて 3 日間の展示を行い，ることになる．ウェアラブルデバイス等を給電対象にした一般来場者約 80 名に体験してもらい意見を聞いた．体験

場合，この変化による給電効率の低下を最小にする必要が者からは「未来感がある」という意見や「なぜ光っているあるが本研究ではこの送電効率の不安定性は，アクセサかが分からなくて不思議」という意見を得た．特に，女性

リーの光に人の仕草を合わせた自然な「ゆらぎ」を発生さの来場者からは身につけたいという声が多くあった．一方せることに利用可能であると考えた．従来では予め定めらで，ぼんやりとした LED の光り方のほうが好きだというれた発光パターンで光るアクセサリーが多く，着用者を引意見も見受けられた．今後は形状に加え，光り方のデザイ

き立てるよりもアクセサリー自体が目立っていた．対しンについても同時に検討していきたい．て，提案するアクセサリーはコイルとの位置関係によってLED にかかる電圧がなめらかに変化するため，センサを用いらずに人の仕草と同調した光り方を表現することが可能になる．

5. まとめと展望
従来のアクセサリーと同じような使用感・形状まま，着用者の仕草にあわせて自然な光り方をする「光るアクセ

以上を踏まえ，本研究では「光るアクセサリー」とそのサリー」を提案し，磁界共鳴式無線給電を用いてアクセサための身につける「服型」のワイヤレス給電システムの実リーを実装した．今後は，アクセサリーの改良・種類を増現を目指す．本論文では，以下に送電機能を有する服の設やすだけでなく，制御部のマイコンをスマートフォンと接計と受電および発光機構を有する光るアクセサリーの設計

続し，通知機能等を「アクセサリーらしさ」を失わないよについて述べ，今後の展望を述べる．

うにアクセサリーに追加していきたい．

3. 給電服の設計
給電機構のシステムの構成図を図 2 に示す．本システム

謝辞 本研究を進めるに当たり，株式会社ビー・アンド・
プラス様から多大な助言を賜りました．厚く御礼を申し上げます．

ではアクセサリーに内蔵する機構を小型の発光素子・受電機構のみに限定し，外部の制御・給電デバイスから服型コ

参考文献

イルデバイスを中継しアクセサリーを制御する．

[1]

制御・給電デバイスはマイコン・バッテリ・発振回路・送電コイルから構成され，磁界共振結合によって服型デバイスの中継共振器の１つに電力を伝送する．受電した中継共鳴器は服型デバイスにアレイ状に配置されている他の中継共振器と互いに伝送することで広い範囲で給電が可能と© 2019 Information Processing Society of Japan[2]岸野 泰恵, 藤原 礼征, 田中 敏之, 下須賀 滋穂, 義久 智樹,
塚本 昌彦. 遠隔制御可能な LED を用いたアクセサリの実
現. 電子情報通信学会技術研究報告. MoMuC, モバイルマ
ルチメディア通信, Vol.104,No.37,p.65-70,2004
成末 義哲, 川原 圭博, 浅見 徹. Hercules：平面上での無線電力共有実現のための再構成可能な磁界共振結合モジュー
ル. 情報処理学会論文誌, Vol.56,No.1,p250-259, 2015742