JP2022067883A - 装置及び通電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自立した電源で稼働することができる装置を提供する。
【解決手段】装置１０は、第一導電部１及び第二導電部２と、機能部３とを備える。第一導電部及び機能部は接続されている。第二導電部及び機能部は接続されている。第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電する。また、装置１０は、昇圧回路を備え、第一導電部と第二導電部との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧する。さらに、第一導電部及び第二導電部は、可撓性を有する。さらに、装置１０は、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する測定部を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、自立した電源で稼働する装置に関する。

近年、スマートウォッチなど、心拍数などを測定することのできる機能を搭載している装置が普及している。

しかしながら、心拍数などを測定することのできる機能を搭載している装置は、連続して稼働できる時間が限られており、使用状況によって、充電を行う必要があった。

本発明の少なくとも１つの目的は、自立した電源で稼働することができる装置を提供することである。

本発明によれば、上記目的は、［１］～［１０］により解決することができる。
［１］第一導電部及び第二導電部と、機能部とを備え、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電する、装置；
［２］昇圧回路を備え、第一導電部と第二導電部との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧する、［１］に記載の装置；
［３］第一導電部及び第二導電部が可撓性を有する、［１］又は［２］に記載の装置；
［４］装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する測定部を備える、［１］～［３］のいずれかに記載の装置；
［５］所定のセンサを備えるものであり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働する、［１］～［３］のいずれかに記載の装置；
［６］測定部により測定した装置の内部インピーダンス及び／若しくは装置内の所定の電圧、又は、所定のセンサにより取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部を備える、［４］又は［５］に記載の装置；
［７］第一導電部が、第二導電部とは異なる標準電極電位を有する、［１］～［６］のいずれかに記載の装置；
［８］第一導電部及び第二導電部を身体に接触させた状態で固定するための固定部を備える、［１］～［７］のいずれかに記載の装置；
［９］第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで生じた電圧により、身体に与える電気的な刺激を発生する電気刺激発生部を備える、［１］～［８］のいずれかに記載の装置；
［１０］第一導電部及び第二導電部と、機能部とを備え、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触である装置を、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電する、通電方法。

本発明によれば、自立した電源で稼働することができる装置を提供することができる。

本発明の実施の形態にかかる、装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる、電力変換部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態にかかる、装置を表す図である。 本発明の実施の形態にかかる、装置内のトランジスタのＯＮ－ＯＦＦを切り替えた場合における、時間と電流Ｉの関係を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる、装置の例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる、装置の例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、効果に関する記載は、本発明の実施の形態の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。

図１は、本発明の実施の形態にかかる、装置の構成を示すブロック図である。図１に図示するように、装置は、第一導電部１と、第二導電部２と、機能部３とから構成される。第一導電部１及び機能部３、並びに、機能部３及び第二導電部２は、それぞれ電気的に接続されている。「電気的に接続」とは、例えば、導線等により通電可能に接続されることをいう。

装置の第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。「非接触」とは、例えば、第一導電部１と第二導電部２とが直接接触していない状態をいう。

装置は、第一導電部１及び第二導電部２を、身体に接触させることで通電する。これは、第一導電部１及び第二導電部２を、身体に接触させることで、第一導電部１及び第二導電部２の一部又は全部が、後述する、媒体となるものと接触するためである。

第一導電部１と第二導電部２の間の距離は、５ｍｍ以下であることが好ましく、３ｍｍ以下であることがより好ましく、１ｍｍ以下であることがさらに好ましく、０．５ｍｍ以下であることがとりわけ好ましく、０．３ｍｍ以下であることが特に好ましく、０．１ｍｍ以下であることが特別に好ましく、０．０５ｍｍ以下であることが最も好ましい。第一導電部１と第二導電部２の間の距離は、一定であっても、部分的に異なっていてもよい。第一導電部１と第二導電部２の間の距離が部分的に異なる場合には、第一導電部１と第二導電部２の間の距離の中で、最も近い部分の距離が、上記範囲内であることが好ましい。また、第一導電部１と第二導電部２の間の距離が部分的に異なる場合には、第一導電部１と第二導電部２の間の距離の平均値が、上記範囲内であることが好ましい。第一導電部１と第二導電部２の間の距離が上記範囲内にあることで、第一導電部１と第二導電部２が効率的に媒体に接触することが可能となり、装置が通電しやすくなる。

第一導電部１及び第二導電部２は、いずれも導電性を有することが好ましい。ここで、第一導電部１及び第二導電部２の素材として、例えば、金属、導電性ポリマー、カーボン、導電性繊維、導電性ゴム等が挙げられる。

第一導電部１及び第二導電部２の形状は、特に限定されない。第一導電部１及び第二導電部２の形状は、直方体状、円柱状（棒状）、角錐状、円錐状、板状、シート状、フィルム状、紐状又は粉末状であってもよく、形状を問わない。

また、第一導電部１及び第二導電部２には、導電性を有しない素材を、導電性を有する素材で被覆したものや、導電性を有しない素材の中に、導電性を有する素材を配合したものなどを用いてもよい。例えば、プラスティックフィルムを金属で被覆したものや、クリーム状のペーストに金属粉末を配合したものを用いてもよい。また、第一導電部１及び第二導電部２は、可撓性を有していてもよい。

第一導電部１及び第二導電部２に用いられる金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、白金、スズ、チタン、ステンレス、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、又は、その他上述の金属夫々の酸化物などから適宜選択して用いることができる。また、所定の金属に、所定の金属とは異なる他の金属や、他の導電性を有する材料が被膜されていてもよい。

第一導電部１と第二導電部２の素材は、異なる種類のものを用いてもよく、同じ種類のものを用いてもよい。例えば、第一導電部１に、シート状のステンレスを用い、第二導電部２にシート状の亜鉛を用いることができる。この場合、第一導電部１及び第二導電部２は、機能部３または昇圧回路・降圧回路と導線により接続される。

交流インピーダンス法を用いて、第一導電部１及び第二導電部２の少なくとも一方に対して分極抵抗を測定した場合に、測定値が１００Ω以上であることが好ましい。

ここで、電流の起点となる導電部を第一導電部１として定義し、終点となる導電部を第二導電部２として定義する。いずれの導電部が第一導電部１として機能するかは、導電部の材質、又は、導電部を取り巻く環境（例えば、温度、湿度、気圧、ｐＨなど）により決定される。第一導電部１又は第二導電部２と媒体の界面で、化学反応が行われ、導電部に自由電子が発生する。

例えば、第一導電部１と第二導電部２において異なる金属を用いた場合には、標準電極電位が低い金属を用いた方が第一導電部１に、標準電極電位が高い金属を用いた方が第二導電部２になる。この場合、第二導電部２から機能部３へ向かって電子が移動し、機能部３から第一導電部１へ向かって電子が移動する。すなわち、第一導電部１側から機能部３を介して第二導電部２側へ電流が生じる。例えば、第二導電部２では、導電部を構成する金属が媒体中に陽イオンとして溶出して、自由電子が発生し、第一導電部１では、媒体の水中の陽イオンが電子と反応し、電気的に中和される。

標準電極電位の高低は、物質同士の標準電極電位の相対的な値（相対値）を比較して定められるものであって、標準電極電位の絶対値を用いて比較するものではない。例えば、標準電極電位が－５Ｖの物質Ａと＋２Ｖの物質Ｂとを比較した場合に、物質Ａの標準電極電位は低く、物質Ｂの標準電極電位は高い。

一方、導電部に同一の金属を用いた場合でも、例えば、温度、湿度、気圧、ｐＨなど、導電部の周辺環境の条件により、いずれかの導電部が第一導電部１として、他方の導電部が第二導電部２として機能し、電流が生じる。よって、２つの導電部の周囲温度、湿度、気圧、ｐＨなどの条件が変われば、第一導電部として機能していたものが第二導電部として機能し、第二導電部として機能していたものが第一導電部として機能することもあり得る。

第一導電部１及び第二導電部２から生じる起電力は、０．９Ｖ以下であることが好ましく、０．３５Ｖ以下であることがより好ましく、０．２５Ｖ以下であることがさらに好ましい。また、第一導電部１及び第二導電部２から生じる起電力は、５ｍＶ以上であることが好ましい。

また、図示しないが、装置は、複数の第一導電部１及び複数の第二導電部２を備えることとしてもよい。例えば、複数の第一導電部１ａ、１ｂ・・・１ｎ（ｎは、２以上の整数）を並列に、電気的に接続するようにしてもよい。また、複数の第二導電部２ａ、２ｂ、・・・２ｍ（ｍは、２以上の整数）を並列に、電気的に接続するようにしてもよい。なお、複数の第一導電部１ａ、１ｂ・・・１ｎを直列に、電気的に接続するようにしてもよい。さらに、複数の第二導電部２ａ、２ｂ、・・・２ｍを直列に、電気的に接続するようにしてもよい。

機能部３は、例えば、通電することで所定の機能を実行するものをいう。機能部３は、電力を消費して所定の機能を発揮する電力消費部、導電部にて発生した電気を蓄電する蓄電部、昇圧回路や降圧回路のように出力する電圧を変換する出力電圧変換部等、回路を制御するマイコン等の制御部、他の装置と無線による通信が可能な通信部、情報を表示するための表示部等を含むことができる。

電力消費部としては、例えば、白熱電球や発光ダイオードなどの光源、熱を発する発熱体、音を発する発音体、信号を発する発信体、又は、所定の情報を感知するセンサ等を採用することができる。蓄電部は、昇圧回路又は降圧回路に含まれていてもよい。マイコン等の制御部は、回路を制御して、蓄電部に蓄電した電気を所定の条件で放出させることができる。放出された電気は、電力消費部にて消費される。また、マイコン等の制御部においても、わずかではあるが電力が消費されるため、制御部を起動させるのに必要な電力を確保しつつ、蓄電した電気を放出するように制御することができる。

機能部３は、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部、通信部、表示部及び制御部のいずれか１つを備えていればよく、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部、通信部、表示部及び制御部のいずれか２つ以上を組み合わせて構成したものを機能部３としてもよい。また、機能部３は、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部、通信部、表示部及び制御部のいずれか２つ以上を一体に構成したものであってもよく、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部、通信部、表示部及び制御部のいずれかを、電気的に接続しつつ、それぞれ別々に構成したものであってもよい。

機能部３における入力インピーダンスは、１ｋΩ以上であることが好ましく、１０ｋΩ以上であることがより好ましい。また、機能部３の入力インピーダンスは、非線形な電流－電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を有することが好ましい。非線形な電流－電圧特性とは、例えば、機能部３に電流を流した際の電圧変化において、電流値が大きくなるに従って電圧値が高くなるが、電流値が大きくなるに従って、電流値を大きくするために必要となる電圧値の上がり幅が大きくなり、電圧が電流に比例しないような場合をいう。言い換えると、機能部３に加えた電圧値が高くなるに従って電流値が大きくなるが、電圧値が高くなるに従って、電圧値を高くすることで電流値が大きくなる度合が小さくなり、電流値が電圧値に比例しないような場合をいう。機能部３における入力インピーダンスが非線形な電流－電圧特性を有することで、第一導電部１と第二導電部２との間で生じた起電力が維持しやすくなる。

機能部３は、出力インピーダンスを変換する機能を有することが好ましい。これにより、機能部３の入力信号に与える影響を制御することができる。

また、機能部３は、蓄電部を有し、第一導電部及び／又は第二導電部から供給される電荷を蓄積する。制御部は、電荷を蓄積するのに要した時間よりも短い時間で、蓄積した電荷を放出するように制御する。

機能部３の動作電圧の下限値は、０．９Ｖ以下で動作することが好ましい。０．３５Ｖ以下で動作することがより好ましく、２０ｍＶ以下で動作することがさらに好ましい。

媒体は、第一導電部１又は第二導電部２と化学反応を起こし、イオン化するものであれば、特に限定されない。例えば、媒体には、汗などが含まれる。汗の主な成分は水である。汗は、液体であっても、蒸発して気体となっていてもよい。また、汗には、電解質、乳酸塩、尿素、皮脂、微量元素などが含まれていてもよい。さらに、汗には、泥、土、砂などの異物が混ざっていてもよい。

媒体に含まれる電解質のうち、陽イオンの濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．６ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、さらには、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよい。

媒体の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値は、１ｋΩ以上であることが好ましく、１０ｋΩ以上であることがより好ましい。

図２は、本発明の実施の形態にかかる、電力変換部の構成を示すブロック図である。図２（Ａ）は、本発明の実施の形態にかかる、昇圧回路の回路図である。昇圧回路又は降圧回路は、機能部３の一例であり、蓄電部を備えている。

図示するように、インダクタＬ、ダイオードＤ、トランジスタＴｒ、及びコンデンサＣが電気的に接続されている。例えば、入力端子Ａ１は、第一導電部１と接続され、入力端子Ａ２は、第二導電部２と接続されている。出力端子Ｂ１及び出力端子Ｂ２は、電力消費部や制御部等と接続されている。なお、制御部は、昇圧回路と、第一導電部１及び第二導電部２との間で、昇圧回路と並列になるように接続されていてもよい。

トランジスタＴｒがＯＮである場合に、入力電圧Ｖ_ＩＮが印加されると、インダクタＬに電気エネルギーが蓄電される。入力電圧Ｖ_ＩＮは、接続点Ｐ_１と接続点Ｐ_２の電位差である。トランジスタＴｒがＯＦＦである場合に、入力電圧Ｖ_ＩＮに由来する電気エネルギーに、インダクタＬに蓄電されたエネルギーが加算され、ダイオードＤを介して出力される。その結果、入力電圧Ｖ_ＩＮよりも接続点Ｐ_３と接続点Ｐ_４の電位差である出力電圧Ｖ_ＯＵＴの方が高い電圧となる。昇圧回路は、入力電圧Ｖ_ＩＮが所定の電圧よりも低い電圧であることを前提にするもので、所定の電圧よりも高い電圧では昇圧制御が実行されないようなものであってもよい。昇圧回路の入力電圧Ｖ_ＩＮは、５ｍＶ以上であることが好ましい。なお、トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦは、制御部により制御される。

図２（Ｂ）は、本発明の実施の形態にかかる、降圧回路の回路図である。図示するように、トランジスタＴｒ、インダクタＬ、ダイオードＤ、及びコンデンサＣが電気的に接続される。例えば、入力端子Ａ１は、第一導電部１と接続され、入力端子Ａ２は、第二導電部２と接続されている。出力端子Ｂ１及び出力端子Ｂ２は、電力消費部や制御部等と接続されている。なお、制御部は、降圧回路と、第一導電部１及び第二導電部２との間で、降圧回路と並列になるように接続されていてもよい。

トランジスタＴｒがＯＮの場合には、インダクタＬに電気エネルギーが蓄電される。入力電圧Ｖ_ＩＮは、接続点Ｐ_１１と接続点Ｐ_１２の電位差であり、出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、接続点Ｐ_１３と接続点Ｐ_１４の電位差である。この場合、入力電圧Ｖ_ＩＮは、出力電圧Ｖ_ＯＵＴとほぼ等しくなる。トランジスタＴｒがＯＦＦとなると、インダクタＬの左端にある接続点Ｐ_１５の電位が接続点Ｐ_１４の電位よりも低くなるため、出力電圧Ｖ_ＯＵＴの方が低い電圧となる。降圧回路は、入力電圧Ｖ_ＩＮが所定の電圧よりも高い電圧であることを前提にするもので、所定の電圧よりも低い電圧では降圧制御が実行されないようなものであってもよい。なお、トランジスタＴｒのＯＮ／ＯＦＦは、制御部により制御される。

次に、本発明の装置の内部インピーダンスの測定方法について説明をする。図３は、本発明の実施の形態にかかる、装置を表す図である。第一導電部１及び第二導電部２の電位差をＶ^１ _ＩＮと定義し、接続点Ｐ_１と接続点Ｐ_２の電位差をＶ^２ _ＩＮと定義することができる。接続点Ｐ_５と接続点Ｐ_６の電位差をＶ^１ _ＯＵＴと定義し、接続点Ｐ_３と接続点Ｐ_４の電位差をＶ^２ _ＯＵＴと定義することができる。本発明の装置が通電すると、第一導電部１と第二導電部２との間で、起電力Ｖ^１ _ＩＮにより電流Ｉが接続点Ｐ_１と接続点Ｐ_５の方向に流れる。

図３に図示するように、第一導電部１は接続点Ｐ_１にて、第二導電部２は接続点Ｐ_２にて昇圧回路と接続されている。昇圧回路は、インダクタＬ、ダイオードＤ、トランジスタＴｒ、及びコンデンサＣが電気的に接続されている。

図４は、本発明の実施の形態にかかる、装置内のトランジスタのＯＮ－ＯＦＦを切り替えた場合における、時間と電流Ｉの関係を示す図である。ここで、Ｖ^１ _ＯＵＴとＶ^２ _ＩＮの関係は、インダクタＬに流れる電流ＩとインダクタンスＬ１を用いて、式（１）：Ｖ^１ _ＯＵＴ－Ｖ^２ _ＩＮ＝－Ｌ１×ｄＩ／ｄｔで表すことができる。トランジスタＴｒがＯＮの場合は、Ｖ^１ _ＯＵＴ＝０なので、式（２）：Ｖ^２ _ＩＮ＝Ｌ１×ｄＩ／ｄｔを導き出すことができる。この場合、ｄＩ／ｄｔは正の値であり、時間と共に電流Ｉは増加する。一方で、トランジスタＴｒがＯＦＦの場合は、Ｖ^１ _ＯＵＴ＞Ｖ^２ _ＩＮとなるから、式（１）：Ｖ^１ _ＯＵＴ－Ｖ^２ _ＩＮ＝－Ｌ１×ｄＩ／ｄｔから、ｄＩ／ｄｔは負の値となることが分かる。この場合、時間と共に電流Ｉは減少する。トランジスタＴｒのＯＮとＯＦＦは定期的に繰り返される。

ここで、第一導電部１、第二導電部２及び媒体を１種の電池として捉えると、起電力Ｖ^１ _ＩＮにより電流Ｉが流れると考えることができる。この場合に、媒体により起因する内部インピーダンスをＺと定義すると、入力電圧と内部インピーダンスとの関係は、式（３）：Ｖ^１ _ＩＮ＝Ｚ×Ｉ＋Ｖ^２ _ＩＮで表すことができる。

また、トランジスタＴｒがＯＦＦとなっている間（以下、Ｔ_ＯＦＦ期間という）、電流ＩによってコンデンサＣに電荷Ｑがチャージされる。Ｔ_ＯＦＦ期間中に、接続点Ｐ_３において上昇した電圧をΔＶとし、コンデンサＣのコンデンサ容量をＣ１とすると、式（４）：Ｑ＝∫Ｉｄｔ＝Ｃ１×ΔＶが成立する。

式（２）と式（３）から、Ｖ^１ _ＩＮ＝Ｌ１×ｄＩ／ｄｔ＋Ｚ×Ｉが導きだされる。この方程式を解くと、Ａを積分定数として、式（５）：Ｉ（ｔ）＝Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚ＋Ａ×ｅ^{（－Ｚ／Ｌ１×ｔ）}が導き出される。トランジスタＴｒがＯＦＦからＯＮに切り替わった時間をｔ＝０とした場合、図４から明らかなように、ｔ＝０の時、電流Ｉはゼロである。そこで、ｔ＝０、Ｉ＝０を式（５）に代入すると、Ａ＝－Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚの関係が成立することが分かる。このＡ＝－Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚを式（５）に代入すると、式（６）：Ｉ（ｔ）＝Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚ×（１－ｅ^{（－Ｚ／Ｌ１×ｔ）}）を導きだすことができる。トランジスタＴｒがＯＮとなっている間（以下、Ｔ_ｏｎ期間という）の電流Ｉは、式（６）より算出できる。トランジスタＴｒがＯＮになっている時間を十分にとると、電流Ｉの最大値はＶ^１ _ＩＮ／Ｚとなる。

Ｔ_ｏｎ期間が終了し、Ｔ_ｏｆｆ期間が開始した時（つまり、トランジスタＴｒがＯＦＦからＯＮに切り替わってから時間Ｔ１が経過した時）における電流Ｉは、式（６）にｔ＝Ｔ１を代入することにより算出することができる。これは、図４からもわかるように、電流Ｉには、連続性があるためである。（１－ｅ^{（－Ｚ／Ｌ１×Ｔ１）}）＝Ｋ（定数）と置き換えると、ｔ＝Ｔ１における電流Ｉは、Ｉ（Ｔ１）＝Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚ×（１－ｅ^{（－Ｚ／Ｌ１×Ｔ１）}）＝Ｋ×Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚで表すことができる。なお、Ｋは０≦Ｋ＜１の関係を満たし、Ｚ／Ｌ１×Ｔ１の値が十分に大きくなると、Ｋは１に近似することができる。

次に、式（１）と式（３）により、式（７）：Ｌ１×ｄＩ／ｄｔ＋Ｚ×Ｉ＝Ｖ^１ _ＩＮ－Ｖ^１ _ＯＵＴを導きだすことができる。さらに、式（４）より、Ｖ^２ _ＯＵＴは、∫Ｉｄｔ／Ｃ１＋Ｖ_{ｓｔａｒｔ}で表すことができる。ここで、Ｖ_{ｓｔａｒｔ}は、Ｔ_ｏｆｆ期間の開始時（ｔ＝Ｔ１）のコンデンサＣの電圧であり、定数である。ダイオードＤの閾値電圧をＶ_ｆとすれば、式（８）：Ｖ^１ _ＯＵＴ＝Ｖ^２ _ＯＵＴ＋Ｖ_ｆ＝∫Ｉｄｔ／Ｃ１＋Ｖ_{ｓｔａｒｔ}＋Ｖ_ｆ＝∫Ｉｄｔ／Ｃ１＋Ｖ´_ｏｕｔを導きだすことができる。なお、ここでＶ´_ｏｕｔ＝Ｖ_{ｓｔａｒｔ}＋Ｖ_ｆは定数である。

さらに、式（７）及び式（８）から、式（９）：∫Ｉｄｔ／Ｃ１＋Ｚ×Ｉ＋Ｌ１×ｄＩ／ｄｔ＝Ｖ^１ _ＩＮ－Ｖ´_ｏｕｔを導きだすことができる。式（９）の微分方程式を解くことで、Ｔ_ｏｆｆ期間の電流Ｉを時間ｔ、コンデンサ容量Ｃ１、内部インピーダンスＺ、インダクタンスＬ１、Ｖ^１ _ＩＮ、Ｖ´_ｏｕｔ、Ｋの関数で表すことができる。Ｔ_ｏｆｆ期間の開始時間をｔ＝０とした場合に、その時の電流Ｉの初期値Ｉ（０）はＩ（０）＝Ｋ×Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚである。Ｔ_ｏｆｆ期間が終了した時（つまり、トランジスタＴｒがＯＮからＯＦＦに切り替わってから時間Ｔ２が経過し、電流Ｉがゼロとなった時）、Ｉ（Ｔ２）＝０である。コンデンサ容量Ｃ１、インダクタンスＬ１、Ｖ´_ｏｕｔは定数であり、Ｉ（０）、Ｔ２を測定すれば、Ｖ^１ _ＩＮとＺの値をそれぞれ算出することができる。

Ｚについては、上で述べた方法と異なり、簡易的に求めることも可能である。Ｔ_ｏｆｆ期間中、Ｖ^１ _ＯＵＴは、Ｖ^２ _ＩＮに比べて１０倍ほど大きい電圧であるため、ｄＩ／ｄｔも大きな値となる。この場合、式（４）における∫Ｉｄｔは、図４において三角形Ｓの面積に相当する。従って、式（４）より式（９）：∫Ｉｄｔ＝Ｋ×Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚ×Ｔ２／２＝Ｃ１×ΔＶが導きさせる。ここで、Ｔ_ｏｎ時間を十分に長くとればＫ≒１と近似できるから、式（９）にＫ＝１を代入すると、式（１０）：Ｖ^１ _ＩＮ／Ｚ×Ｔ２／２＝Ｃ１×ΔＶが導き出される。Ｃ１は定数であり、Ｔ_ｏｆｆ期間を十分に長くとった時点（電流Ｉが最小値となった時点）でのΔＶ、Ｔ_ｏｆｆ期間を十分に長くとった時点（電流Ｉが最小値となった時点）でのＶ^１ _ＩＮ、Ｔ２（Ｖ^１ _ＯＵＴがＶ^２ _ＩＮと等しくなったときの時間）から、Ｚを算出することができる。なお、Ｔ_ｏｆｆ期間を十分に長くとった時点（電流Ｉが消費された時点）では、Ｖ^１ _ＩＮ＝Ｖ^２ _ＩＮであるため、Ｖ^２ _ＩＮを測定することで、Ｖ^１ _ＩＮを特定することができる。

なお、内部インピーダンスＺの算出は、制御部により実行される。

（装置の第一の実施の形態）
図５は、本発明の実施の形態にかかる、装置の例を示す図である。図５（Ａ）は、装置１０ａを身体に固定する際の形状を示す図である。以下、装置１０ａを身体に固定する際に目視できる面を表面とし、装置１０ａを身体に固定する際に目視できない面を裏面とする。図５（Ｂ）は、装置１０ａの裏面の形状を示す図である。

図５に図示するように、装置１０ａは、全体として、腕時計のような形状をしている。装置１０ａは、機能部３を含む本体部１１、及び装置１０ａを身体に固定する固定部１２を備えている。そして、図５（Ｂ）に図示するように、本体部１１の裏側に、第一導電部１、及び第二導電部２を備えている。

前述のように、第一導電部１及び機能部３は接続されており、第二導電部２及び機能部３は接続されており、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。また、前述のように、装置１０ａは、第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させることで通電する。

図示しないが、本体部１１には孔が設けられており、該孔を通して、第一導電部１及び第二導電部２と、機能部３が、導線などで接続されることとしてもよい。

本体部１１の形状は、図５に示した例に限定されず、機能部３を含むことができるような形状であればよい。例えば、本体部１１の形状は、図５のように四角形の扁平な形状であっても、多角形の扁平な形状であっても、楕円形の扁平な形状であっても、円形の扁平な形状であってもよい。また、本体部１１の形状は、扁平でなく、立体的な形状であってもよいが、第一導電部１及び第二導電部２が備えられている本体部１１の裏面は、略平面状であることが好ましい。本体部１１の裏面が平らな形状であることで、第一導電部１及び第二導電部２が身体に接触しやすくなる。

本体部１１の素材は、特に限定されないが、導電性を有しないものが好ましい。例えば、本体部１１の素材には、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネートなどの合成樹脂などを用いることができる。

このように、装置が、第一導電部及び第二導電部と、機能部とを備え、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することで、自立した電源で稼働することができる装置を提供することができる。

図５（Ｂ）に図示するように、装置１０ａは、本体部１１の両側に、固定部１２ａ、及び固定部１２ｂを備えている。そして、一般的な腕時計と同様の機構により、つまり、固定部１２ａ、及び固定部１２ｂを、連結するための部品を介して連結させることで、身体に固定することができる。装置１０ａを身体に固定する際には、装置１０ａは、図５（Ａ）に示すような形状となる。図５（Ａ）においては、固定部１２ａ、及び固定部１２ｂを連結した状態で、併せて固定部１２と示している。装置１０ａをこのように固定することで、装置１０ａの第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させた状態で固定することができる。

固定部１２の形状は、図５に示した例に限定されず、装置１０ａを身体に固定できるような形状であればよい。例えば、固定部１２の形状は、ブレスレットのようにリング状のものであってもよい。あるいは、固定部１２の形状は、後述するように、テープ状のものであってもよい。

装置１０ａを固定する身体の部位は、固定部１２により装置１０ａを固定できる部位であれば特に限定されない。例えば、装置１０ａを固定する身体の部位は、手首、腕、足首、脚などの、ある程度細く、また、身体を動かしても形状が変わりにくい部位であることとしてもよい。

固定部１２の素材は、特に限定されない。固定部１２の素材には、一般的な腕時計と同様のものを用いることができる。例えば、固定部１２の素材には、ポリウレタン、ラバー、シリコンなどの合成樹脂、ナイロンなどの合成繊維、クロコダイル、カーフ、コードバン、リザード、ピッグスキン、バッファロー、ガルーシャ、シャーク、オーストリッチ、パイソンなどの動物由来の皮革、ポリエステルなどの合成皮革、ステンレス、チタン、真鍮などの金属などを用いることができる。あるいは、固定部１２の素材には、後述するような、一般的な医療用のテープと同様のものを用いることができる。

このように、装置が、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させた状態で固定する固定部を備えることで、装置を身体に固定し、通電させることが容易となる。

図５（Ｂ）に図示するように、装置１０ａは、本体部１１の裏側に、第一導電部１、及び第二導電部２を備えている。図５（Ｂ）では、本体部１１の裏側には、長方形のシート状の第一導電部１、及び第二導電部２が備えられている。

第一導電部１及び第二導電部２については、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。例えば、第一導電部１及び第二導電部２は、可撓性を有していてもよい。

また、第一導電部１及び第二導電部２として金属を用いる場合には、第一導電部１は、第二導電部２とは異なる標準電極電位を有することとしてもよい。つまり、第一導電部１及び第二導電部２として、異なる種類の金属を用いることとしてもよい。

このように、第一導電部１が、第二導電部２とは異なる標準電極電位を有することで、電流の流れる向きを一定にすることができる。

装置１０ａの機能部３については、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。

装置１０ａは、機能部３として、昇圧回路を備えることとしてもよい。そして、第一導電部１と第二導電部２との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧することとしてもよい。

このように、装置が、昇圧回路を備え、第一導電部と第二導電部との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧することで、起電力が小さくとも、高い電圧を得ることができる。

装置１０ａは、機能部３に含まれる制御部に、装置１０ａの内部インピーダンス及び／又は装置１０ａ内の所定の電圧を測定する測定部を備えることとしてもよい。装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する方法は、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。

装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、装置の第一導電部及び第二導電部が媒体に接触する面積や、装置の第一導電部及び第二導電部が接触している媒体の性質などにより変化する。例えば、装置の装着者の発汗量が少ない場合と多い場合では、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、異なる値となる。また、例えば、装置の装着者の汗の中の電解質の量が少ない場合と多い場合では、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、異なる値となる。

このように、装置が、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する測定部を備えることで、装置の第一導電部及び第二導電部に接触している媒体の量や性質を知ることができる。そして、装置の第一導電部及び第二導電部に接触している媒体の量や性質から、装置の装着者の体の状態の変化を知ることができる。

装置１０ａは、機能部３として、所定のセンサを備えるものであることとしてもよい。そして、装置１０ａの第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働することとしてもよい。

センサの種類は、特に限定されず、所定の情報を感知、又は計測するものであればよい。例えば、センサの種類は、装置の装着者の心拍数、心電位、血圧、体温などを、感知、又は計測するものであることとしてもよい。あるいは、センサの種類は、加速度、外気温、気圧、照度、紫外線照射量などを、感知、又は計測するものであることとしてもよい。

このように、装置が、所定のセンサを備えるものであり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働することで、装置の装着者の体の状態、及び／又は装置の装着者の外部の環境の状態を知ることができる。

また、装置１０ａは、機能部３として、測定部により測定した装置１０ａの内部インピーダンス及び／若しくは装置１０ａ内の所定の電圧、又は、所定のセンサにより取得した情報（以下、装置取得情報という）を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部とを備えることとしてもよい。さらに、装置１０ａは、機能部３として、時計機能を備えていることとしてもよい。そして、装置１０ａは、装置取得情報と共に、時刻に関する情報を、他のコンピュータ装置へ送信することとしてもよい。

コンピュータ装置は、通信部、及び制御部を有するコンピュータ装置であれば特に限定されないが、例えば、サーバ装置、端末装置などが挙げられる。コンピュータ装置が端末装置の場合は、本発明の装置に対応した、専用のアプリケーションがインストールされていることが好ましい。

また、コンピュータ装置は記憶部を備えることとしてもよい。そして、記憶部には、通信部により受信した装置取得情報、及び時刻に関する情報が記憶されることが好ましい。

さらに、コンピュータ装置は入力部を備えることとしてもよい。そして、コンピュータ装置に装置の装着者の体調に関する情報を入力できることとしてもよい。コンピュータ装置に装置の装着者の体調に関する情報を入力できることで、装置の装着者の体調と装置取得情報との関連性についての情報を得ることができる。また、コンピュータ装置の記憶部に、装置の装着者の、平時の装置取得情報、及び、過去の体調不良時の装置取得情報が記憶されることとしてもよい。

また、コンピュータ装置は、表示部、又はサウンド処理部を備えることとしてもよい。そして、コンピュータ装置が受信した装置取得情報が平時の装置取得情報と異なるものであったとき、あるいは、コンピュータ装置が受信した装置取得情報が過去の体調不良時の装置取得情報と同様のものであったときには、コンピュータ装置の表示部にその旨が表示される、又は通知音が発信されることとしてもよい。また、ユーザの操作により、コンピュータ装置の表示部に、装置取得情報、及び時刻情報の詳細が表示されることとしてもよい。

このように、装置が、測定部により測定した装置の内部インピーダンス及び／若しくは装置内の所定の電圧、又は、所定のセンサにより取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部を備えることで、装置の装着者の体の状態の変化、又は、装置の装着者の体の状態、及び／若しくは装置の装着者の外部の環境の状態について、他のコンピュータ装置において確認することができる。

あるいは、装置１０ａは測定部、及び所定のセンサを備えており、装置取得情報には、測定部により測定した装置１０ａの内部インピーダンス及び／若しくは装置１０ａ内の所定の電圧、及び、所定のセンサにより取得した情報の両方が含まれることとしてもよい。

また、装置１０ａは、上記以外にも、様々な機能を備えていてもよい。例えば、装置１０ａは表示部を備えており、表示部に、時刻や、装置取得情報が表示されることとしてもよい。あるいは、装置１０ａは、後述するような電気刺激発生部、電気刺激接続部、及び電気刺激付与部を備えていてもよい。

また、装置１０ａは、防水機能を備えていることが好ましい。

（装置の第二の実施の形態）
図６は、本発明の実施の形態にかかる、装置の例を示す図である。図６（Ａ）は、装置１０ｂの表面の形状を示す図である。図６（Ｂ）は、装置１０ｂの裏面の形状を示す図である。図６（Ｃ）は、装置１０ｂの装着例を示す図である。

図６に図示するように、装置１０ｂは、機能部３を含む本体部１１、装置１０ｂを身体に固定する固定部１２、身体に電気的な刺激を与える電気刺激付与部１５、及び、後述する電気刺激発生部と電気刺激付与部１５を接続する電気刺激接続部１６を備えている。そして、図６（Ｂ）に図示するように、固定部１２は、第一導電部１、及び第二導電部２を備えている。

前述のように、第一導電部１及び機能部３は接続されており、第二導電部２及び機能部３は接続されており、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。また、前述のように、装置１０ｂは、第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させることで通電する。

図示しないが、本体部１１の裏面には、機能部３と接続した導電性の部位が２カ所備えられており、該導電性の部位のそれぞれに、第一導電部１及び第二導電部２が接触することで、第一導電部１及び第二導電部２と、機能部３が接続されることとしてもよい。

本体部１１の形状は、図６に示した例に限定されず、機能部３を含むことができるような形状であればよい。例えば、本体部１１の形状は、図６のように楕円形の扁平な形状であっても、円形の扁平な形状であっても、四角形の扁平な形状であっても、多角形の扁平な形状であってもよい。また、本体部１１の形状は、扁平でなく、立体的な形状であってもよいが、本体部１１の裏面は、略平面状であることが好ましい。本体部１１の裏面が略平面状であることで、装置１０ｂを身体に装着しやすくなる。

本体部１１の素材に関しては、装置１０ａの記載を必要な範囲で採用できる。

このように、装置が、第一導電部及び第二導電部と、機能部とを備え、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することで、自立した電源で稼働することができる装置を提供することができる。

図６（Ｂ）に図示するように、装置１０ｂは、本体部１１の裏面に、固定部１２を備えている。装置１０ｂの固定部１２は、テープ状のものであり、図６（Ｃ）に図示するように、装置１０ｂを身体に固定することができる。装置１０ｂの固定部１２は、両面に粘着面を備えることが好ましい。そして、固定部１２の粘着面のうち、本体部１１に貼付される面、つまり表面は粘着力が強く、身体に貼付される面、つまり裏面は粘着力が弱いことが好ましい。固定部１２の粘着面のうち、身体に貼付される面には、第一導電部１、及び第二導電部２が備えられている。装置１０ｂを図６（Ｃ）に図示するように固定することで、装置１０ｂの第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させた状態で固定することができる。

装置１０ｂの固定部１２は、可撓性と粘着性を有するものであれば、特に限定されない。例えば、装置１０ｂの固定部１２には、医療用のテープなどを用いることができる。装置１０ｂの固定部１２は、かぶれにくいものであることが好ましい。

固定部１２の形状は、図６に示した例に限定されず、装置１０ｂを身体に固定できるような形状であればよい。例えば、固定部１２の形状は、図６のように楕円形であっても、円形であっても、四角形であっても、多角形であってもよい。

装置１０ｂを固定する身体の部位は、固定部１２により装置１０ｂを固定できる部位であれば特に限定されない。例えば、装置１０ｂを固定する身体の部位は、首、胸、腹部、背中、腰などの、立体的で、また、身体を動かすことで形状が変わりやすい部位であることとしてもよい。装置１０ｂの固定部１２はテープ状であり、可撓性と粘着性を有するため、このような部位においても装置１０ｂを身体に固定することが可能である。

固定部１２の素材は、装置１０ｂを身体に固定できるものであれば、特に限定されない。例えば、固定部１２の素材には、一般的な医療用のテープと同様のものを用いることができる。具体的には、固定部１２の支持体の素材には、ポリエステル、不織布などを用いることができる。また、具体的には、固定部１２の粘着面の素材には、合成ゴム、アクリルなどを用いることができる。

このように、装置が、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させた状態で固定する固定部を備えることで、装置を身体に固定し、通電させることが容易となる。

図６（Ｂ）に図示するように、装置１０ｂの固定部１２は、第一導電部１、及び第二導電部２を備えている。図６（Ｂ）では、装置１０ｂの固定部１２は、半楕円形のシート状の第一導電部１、及び第二導電部２を備えている。

第一導電部１、及び第二導電部２は、固定部１２と一体的に形成されていることとしてもよい。つまり、第一導電部１、及び第二導電部２の周囲に固定部１２が設けられており、固定部１２の裏面からも表面からも、第一導電部１、及び第二導電部２の全体の形状が目視できることとしてもよい。そして、固定部１２を装置１０ｂの本体部１１の裏面に備えた場合に、第一導電部１及び第二導電部２と、機能部３が接続されることとしてもよい。

あるいは、第一導電部１、及び第二導電部２は、固定部１２と一体的ではなく、別々に形成されていることとしてもよい。つまり、固定部１２の裏面の粘着面に、第一導電部１、及び第二導電部２が設けられており、固定部１２の裏面からは第一導電部１、及び第二導電部２の全体の形状が目視できるが、固定部１２の表面からは第一導電部１、及び第二導電部２の全体の形状が目視できないこととしてもよい。この場合、固定部１２を装置１０ｂの本体部１１の裏面に備えた場合に、第一導電部１及び第二導電部２と、機能部３が接続されるように、固定部１２に孔が設けられていることが好ましい。

装置１０ｂの第一導電部１、及び第二導電部２は、可撓性を有することとしてもよい。固定部１２と、第一導電部１及び第二導電部２が、共に可撓性を有している場合、首、胸、腹部、背中、腰などの、身体の立体的な部位においても、第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させた状態で固定することが可能となる。

このように、装置の第一導電部及び第二導電部が可撓性を有することで、身体の様々な箇所において、第一導電部及び第二導電部が身体に接触することが可能となる。そして、身体の様々な個所において、装置が通電することが可能となる。

また、第一導電部１及び第二導電部２として金属を用いる場合には、第一導電部１は、第二導電部２とは異なる標準電極電位を有することとしてもよい。つまり、第一導電部１及び第二導電部２として、異なる種類の金属を用いることとしてもよい。

このように、第一導電部１が、第二導電部２とは異なる標準電極電位を有することで、電流の流れる向きを一定にすることができる。

また、第一導電部１及び第二導電部２については、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。

装置１０ｂの固定部１２並びに／又は第一導電部１及び第二導電部２は、使用した後に破棄し、新しいものと交換することが可能であることとしてもよい。この場合、固定部１２並びに／又は第一導電部１及び第二導電部２は、一回使用する毎に破棄することとしてもよく、複数回した後に破棄することとしてもよい。

装置１０ｂの機能部３については、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。

装置１０ｂは、機能部３として、昇圧回路を備えることとしてもよい。そして、第一導電部１と第二導電部２との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧することとしてもよい。

このように、装置が、昇圧回路を備え、第一導電部と第二導電部との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧することで、起電力が小さくとも、高い電圧を得ることができる。

装置１０ｂは、機能部３に含まれる制御部に、装置１０ｂの内部インピーダンス及び／又は装置１０ｂ内の所定の電圧を測定する測定部を備えることとしてもよい。装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する方法は、前述の記載を必要な範囲で採用することができる。

装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、装置の第一導電部及び第二導電部が媒体に接触する面積や、装置の第一導電部及び第二導電部が接触している媒体の性質などにより変化する。例えば、装置の装着者の発汗量が少ない場合と多い場合では、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、異なる値となる。また、例えば、装置の装着者の汗の中の電解質の量が少ない場合と多い場合では、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧は、異なる値となる。

このように、装置が、装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する測定部を備えることで、装置の第一導電部及び第二導電部に接触している媒体の量や性質を知ることができる。そして、装置の第一導電部及び第二導電部に接触している媒体の量や性質から、装置の装着者の体の状態の変化を知ることができる。

装置１０ｂは、機能部３として、所定のセンサを備えるものであることとしてもよい。そして、装置１０ｂの第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働することとしてもよい。

センサの種類に関しては、装置１０ａの記載を必要な範囲で採用できる。

このように、装置が、所定のセンサを備えるものであり、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働することで、装置の装着者の体の状態、及び／又は装置の装着者の外部の環境の状態を知ることができる。

また、装置１０ｂは、機能部３として、装置取得情報を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部とを備えることとしてもよい。さらに、装置１０ｂは、機能部３として、時計機能を備えていることとしてもよい。そして、装置１０ｂは、装置取得情報と共に、時刻に関する情報を、他のコンピュータ装置へ送信することとしてもよい。

コンピュータ装置に関しては、装置１０ａの記載を必要な範囲で採用できる。

このように、装置が、測定部により測定した装置の内部インピーダンス及び／若しくは装置内の所定の電圧、又は、所定のセンサにより取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部を備えることで、装置の装着者の体の状態の変化、又は、装置の装着者の体の状態、及び／若しくは装置の装着者の外部の環境の状態について、他のコンピュータ装置において確認することができる。

あるいは、装置１０ｂは測定部、及び所定のセンサを備えており、装置取得情報には、測定部により測定した装置１０ｂの内部インピーダンス及び／若しくは装置１０ｂ内の所定の電圧、及び、所定のセンサにより取得した情報の両方が含まれることとしてもよい。

また、装置１０ｂは、機能部３として、第一導電部１及び第二導電部２を身体に接触させることで生じた電圧により、身体に電気的な刺激を与えるための電流を発生する電気刺激発生部を備えることとしてもよい。そして、装置１０ｂは、図６に図示するように、身体に電気的な刺激を与える電気刺激付与部１５、及び電気刺激付与部１５と電気刺激発生部を接続する電気刺激接続部１６を備えることとしてもよい。

図６では、装置１０ｂは、電気刺激付与部１５、及び電気刺激接続部１６を２つずつ備えている。そして、電気刺激発生部と電気刺激付与部１５ａが電気刺激接続部１６ａにより、電気刺激発生部と電気刺激付与部１５ｂが電気刺激接続部１６ｂにより、それぞれ接続されている。

装置１０ｂは、電気刺激付与部１５、及び電気刺激接続部１６を、１つ以上備えていればよい。例えば、２つでも、３つでも、５つでも、それ以上でもよい。

装置１０ｂは、例えば、図６（Ｃ）に図示するように、本体部１１を、固定部１２を用いて身体の胸に装着し、電気刺激付与部１５ａ及び１５ｂを、身体の両肩に１つずつ装着することが可能である。

装置１０ｂをこのように装着することで、固定部１２に備えられた第一導電部１及び第二導電部２が身体に接触し、電圧が生じる。生じた電圧により、電気刺激発生部は、身体に電気的な刺激を与えるための電流を発生する。電気刺激発生部により発生した電流は、電気刺激接続部１６により電気刺激付与部１５に伝達される。そして、電気刺激付与部１５により、電気刺激発生部により発生した電流が、身体に付与される。

電気刺激発生部は、身体に電気的な刺激を与えるための電流を発生するものであれば、特に限定されない。例えば、電気刺激発生部には、電気治療器に用いられる電気刺激発生部などを用いることができる。

装置１０ｂは入力部を備えており、入力部により、電気刺激発生部から発生する電流の大きさが調整できることとしてもよい。また、入力部により、電気刺激発生部により発生する電流のＯＮ／ＯＦＦを切り替えられることとしてもよい。

電気刺激接続部１６は、電気刺激発生部と電気刺激付与部１５を電気的に接続するものであれば、特に限定されない。例えば、電気刺激接続部１６には、導線を絶縁体で被覆したコードなどを用いることができる。

電気刺激付与部１５は、電気刺激発生部により発生した電流を身体に付与し、身体に電気的な刺激を与えるものであれば、特に限定されない。電気刺激付与部１５は、導電性を有するものであることとしてもよい。また、電気刺激付与部１５は、可撓性、及び粘着性を有するものであることとしてもよい。あるいは、電気刺激付与部１５は、導電性を有するものと、可撓性、及び粘着性を有するものが組み合わされていることとしてもよい。

電気刺激付与部１５の素材として、例えば、金属、導電性ポリマー、カーボン、導電性繊維、導電性ゴム等が挙げられる。

また、電気刺激付与部１５には、導電性を有しない素材を、導電性を有する素材で被覆したものや、導電性を有しない素材の中に、導電性を有する素材を配合したものなどを用いてもよい。例えば、プラスティックフィルムを金属で被覆したものや、クリーム状のペーストやゲル状のものに金属粉末を配合したものを用いてもよい。

電気刺激付与部１５の形状は、特に限定されない。電気刺激付与部１５の形状は、直方体状、円柱状（棒状）、角錐状、円錐状、板状、シート状、フィルム状、針状、紐状又は粉末状であってもよく、形状を問わない。

また、電気刺激付与部１５は、鍼灸用の微小な針のようなものであってもよい。さらに、電気刺激付与部１５は、鍼灸用の微小な針を、医療用のテープに固定したものであってもよい。

あるいは、電気刺激付与部１５は、図６（Ｃ）に図示するように、経皮的に身体に電気的な刺激を与えるものではなく、皮膚の下に埋め込まれ、身体内の臓器や神経に電気的な刺激を与えるものであることとしてもよい。この場合、装置１０ｂも、皮膚の下に埋め込まれることとしてもよい。

このように、装置が、第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで生じた電圧により、身体に電気的な刺激を与えるための電流を発生する電気刺激発生部を備えることで、身体から得た電圧により、身体に電気的な刺激を与えることが可能となる。

また、装置１０ｂは、上記以外にも、様々な機能を備えていてもよい。例えば、装置１０ｂは表示部を備えており、表示部に、時刻や、装置取得情報が表示されることとしてもよい。

また、装置１０ｂは、防水機能を備えていることが好ましい。

本発明の実施の形態において、「導電部」とは、例えば、通電可能部材であればよく、材質を問わない。「機能部」とは、例えば、電流を流すことで所定の機能を実行するものをいう。機能は、電気を光や熱等のエネルギーに変換するもの、回路を制御するものであってもよい。

本発明の実施の形態において、「電解液」とは、例えば、イオン性物質を極性溶媒に溶解させた、電気伝導性を有する溶液をいう。「昇圧回路」とは、例えば、入力電圧を昇圧して出力する回路をいう。「降圧回路」とは、例えば、入力電圧を降圧して出力する回路をいう。「導電性ポリマー」とは、例えば、電気伝導性を持つ高分子化合物をいう。「カーボン」とは、例えば、導電性を有する炭素繊維をいう。「一体的に構成」とは、例えば、異なる物体同士を接合させることをいい、より具体的には、接着剤による接着、他の部材を使用した機械的接合、溶接、圧着等、化学的及び／又は物理的な力により接合させることが挙げられる。

［参考例］
以下、参考例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの参考例により何ら限定されるものではない。

（参考例１）
以下の試験は、常温、常圧で行った。図１に示す、第一導電部１、第二導電部２、及び機能部３の構成を備える装置と、媒体を用いてシステムを構築した。第一導電部１として、ステンレス製（オーステナイト、ＳＵＳ３０４系）の板状部材（０．５ｍｍ厚、１０ｃｍ×１５ｃｍ）を用い、第二導電部２として、亜鉛メッキ鋼板（鉄）製の板状部材（０．５ｍｍ厚、１０ｃｍ×１５ｃｍ）を用い、第一導電部１、第二導電部２及び機能部３を、それぞれ銅製の導線で接続した。機能部３は、電力消費部、出力電圧変換部及び制御部を備えている。また、その入力インピーダンスは１ｋΩ以上であり、非線形な電流－電圧特性を有するものを用いた。電力消費部には、２ｍＡ以上の電流が流れると点灯するＬＥＤ電球を用いた。出力電圧変換部には、図２（Ａ）に示す昇圧回路を用い、システムを構成した。

第一導電部１を、出力電圧変換部の昇圧回路の入力端子Ａ１に接続し、また、昇圧回路の出力端子Ｂ１をＬＥＤ電球に接続した。さらに、第二導電部２を、昇圧回路の入力端子Ａ２に接続し、また、昇圧回路の出力端子Ｂ２を、ＬＥＤ電球の出力端子Ｂ１と接続されている端子とは反対側の端子で接続した。

アクリル製容器（外径１５ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍの立方体、内径１４．５ｃｍ）に高さ７．５ｃｍまで、純水（古河薬品工業株式会社製、高純度精製水、温度２５度：媒体）を入れ、第一導電部１及び第二導電部２を浸してシステムを構築した。第一導電部１及び第二導電部２は非接触であり、第一導電部１及び第二導電部２の距離は１２ｃｍであり、第一導電部１と第二導電部２の板状の平面が平行になるように設置した。

構築したシステムについて、第一導電部１及び第二導電部２との間の電圧を測定した（測定１）。測定には、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製の３４４０１Ａマルチメーターを使用した。結果を表１に示す。参考例１に示したシステムでは、ＬＥＤ電球は２７０～３３０秒おきに点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

次に、第一導電部１及び第二導電部２を浸し、アクリル製容器（外径１５ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍの立方体、内径１４．５ｃｍ）に高さ７．５ｃｍまで、純水（古河薬品工業株式会社製、高純度精製水、温度２５度：媒体）を入れ、第一導電部１及び第二導電部２を浸した。第一導電部１及び第二導電部２は非接触であり、第一導電部１及び第二導電部２の距離は１２ｃｍであり、第一導電部１と第二導電部２の板状の平面は、平行になるように設置した。また、第一導電部１及び第二導電部２が、電気的に接続されていない状態とした。そして、３４４０１Ａマルチメーターを用いて、第一導電部１及び第二導電部２との間の電圧を測定した（測定２）。さらに、この状態において、第一導電部１と第二導電部２との間の媒体の抵抗値を測定した（測定３）。

（参考例２）
媒体を、土（株式会社プロトリーフ製、観葉植物の土）に変更したこと以外は、参考例１と同様にして、測定１～３を実施した。結果を表１に示す。参考例２に示したシステムでは、ＬＥＤ電球は２１～２３秒おきに、略等間隔に点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

（参考例３）
純水（参考例１のものと同じ）５０ｇに塩（伯方塩業株式会社製、伯方の塩）５ｇを溶かした水溶液に浸したウエスを、媒体と接触する第一導電部１及び第二導電部２の面に貼り付け、媒体を砂（トーヨーマテラン株式会社製、粒度ピーク（重量比）が、約０．９ｍｍの珪砂）に変更したこと以外は、参考例１と同様にして、測定１～３を実施した。結果を表１に示す。参考例３に示したシステムでは、ＬＥＤ電球は８０～１００秒おきに点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

（参考例４）
参考例１において、アクリル製容器に、高さ７．５ｃｍまで純水を入れていたところ、高さ１０ｃｍまで純水を追加した。純水を追加することで、前述したシステムの内部インピーダンスの変化を確認できた。また、純水を追加することで、Ｔ_ｏｆｆ期間が開始した時の入力電圧Ｖ^２ _ＩＮの変化を確認できた。なお、内部インピーダンスは、上述した算定方法により算定した。

（参考例５）
参考例１において、アクリル製容器に、高さ７．５ｃｍまで純水を入れていたところ、５分間をかけて、高さ１０ｃｍまで純水を追加した。前述したシステムの内部インピーダンスの単位時間当たりの変化量が変化するのを確認できた。また、純水を追加することで、入力電圧の単位時間当たりの変化量が変化するのを確認できた。なお、内部インピーダンスは、上述した算定方法により算定した。入力電圧は、Ｔ_ｏｆｆ期間が開始した時の入力電圧Ｖ^２ _ＩＮである。

１ 第一導電部、２ 第二導電部、３ 機能部、１０ 装置、１１ 本体部、１２ 固定部、１５ 電気刺激付与部、１６ 電気刺激接続部

Claims (10)

1. 第一導電部及び第二導電部と、
   機能部と
   を備え、
   第一導電部及び機能部は接続されており、
   第二導電部及び機能部は接続されており、
   第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、
   第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電する、装置。
2. 昇圧回路を備え、
   第一導電部と第二導電部との間で生じた起電力を、昇圧回路により昇圧する、請求項１に記載の装置。
3. 第一導電部及び第二導電部が可撓性を有する、請求項１又は２に記載の装置。
4. 装置の内部インピーダンス及び／又は装置内の所定の電圧を測定する測定部
   を備える、請求項１～３のいずれかに記載の装置。
5. 所定のセンサを備えるものであり、
   第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電することにより、センサが稼働する、請求項１～３のいずれかに記載の装置。
6. 測定部により測定した装置の内部インピーダンス及び／若しくは装置内の所定の電圧、又は、所定のセンサにより取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する通信部
   を備える、請求項４又は５に記載の装置。
7. 第一導電部が、第二導電部とは異なる標準電極電位を有する、請求項１～６のいずれかに記載の装置。
8. 第一導電部及び第二導電部を身体に接触させた状態で固定するための固定部
   を備える、請求項１～７のいずれかに記載の装置。
9. 第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで生じた電圧により、身体に電気的な刺激を与えるための電流を発生する電気刺激発生部
   を備える、請求項１～８のいずれかに記載の装置。
10. 第一導電部及び第二導電部と、機能部とを備え、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触である装置を、
    第一導電部及び第二導電部を身体に接触させることで通電する、通電方法。

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