2016 Fiscal Year Annual Research Report
人の視覚と同じ高次情報処理を実現する眼球内完全埋め込み型人工網膜システムの開発
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15H01812
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
田中 徹 東北大学, 医工学研究科, 教授 (40417382)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 誉史 東北大学, 工学研究科, 准教授 (10374969)
富田 浩史 岩手大学, 理工学部, 教授 (40302088)
清山 浩司 長崎総合科学大学, 工学部, 准教授 (60412722)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体医工学 / 医用システム / 人工視覚 / 三次元集積回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.高次情報処理を実現する超低消費電力三次元積層人工網膜LSI回路の設計
前年度に動作確認した画素間ばらつき低減のための暗電流補償回路と、今年度新たに作製したラプラシアンエッジ強調回路を連結動作させることに成功した。各画素の暗電流を一定程度補償したことにより、エッジ強調が効果的になることを明らかにした。また、機器が体内に埋め込まれた状態において通常運転及び1箇所の故障が発生した状態での機器の表面温度は体温から温度上昇2℃以内という指針(ISO14708-1)が存在しており、人工網膜チップの温度測定を行う必要がある。今回BGR(Band Gap Reference)回路と周辺回路を作製して温度検出を行い、10m度以下の温度分解能を得ることができた。人工網膜モジュールへの実装を進めている。
2.LSIチップ積層化及び眼球内埋め込み用モジュール化技術の開発
積層人工網膜を構成する薄化チップでは接着剤の応力によってチップ中心と端部で数十ミクロンレベルの反りが発生し、接合不良が発生する主原因となっていた。今回、接着強度を劣化させない接着剤の部分除去技術を開発してチップの反りを1/10に抑制できた。その結果、2000個以上の金属マイクロバンプの接合不良率を数パーセントまで低減することに成功した。また、ディンプル付きフレキシブルケーブルを用いた低背化人工網膜モジュールの開発に成功し、人工網膜チップを眼球に挿入する際に問題となっていた細胞損傷を低減することができた。昨年度から引き続き、人工網膜の感度向上のキーとなる透明刺激電極の開発を行った。TEGレベルの試作で刺激電荷注入能力と電極インピーダンスの最適化を両立する手法を見いだすことができた。人工網膜チップ上への作製を継続している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
概ね研究計画通りに進捗し、H28年度研究項目記載の目標を達成している。人工網膜モジュール中の受給電コイルと受給電回路の接合技術開発を加速する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請書記載の人工網膜LSI回路において、受給電回路の試作とフレキシブル基板への実装、人工網膜チップへの給電技術の確立を目指す。また、グループ内の連携を更に強化し、一体化モジュールの生体適合性評価を進めるとともに、積層人工網膜モジュールを用いた動物実験に注力していく。
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Research Products
(15 results)
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[Presentation] Wide-range and precise tissue impedance anaysis circuit with ultralow current source using gate-induced drain-leakage current2016
Author(s)
Koji Kiyoyama, Yoshiki Takezawa, Tatsuya Goto, Keita Ito, Shoma Uno, Kenji Shimokawa, Satoru Nishino, Hisashi Kino, and Tetsu Tanaka
Organizer
2016 IEEE Biomedical Circuits and Systems Conference(BioCAS 2016)
Place of Presentation
Hotel Pullman Shanghai Skyway, Shanghai, China
Year and Date
2016-10-17 – 2016-10-19
Int'l Joint Research
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[Presentation] Influence of Cu-TSVs, CuSn-and PI- Microbumps on Vertically Stacked 20 Micron-Thick DRAM Chips2016
Author(s)
Murugesan Mariappan, JiChel Bea, Hiroyuki Hashmoto, KangWook Lee, Mitsumasa Koyanagi, Takafumi Fukushima, Seiya Tanikawa, and Tetsu Tanaka
Organizer
The 66th Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
Place of Presentation
The Cosmopolitan of Las Vegas, Las Vegas, USA
Year and Date
2016-05-31 – 2016-06-03
Int'l Joint Research
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[Presentation] Transfer and Non-Transfer 3D Stacking Technologies Based on Chip-to-Wafer Self-Assembly and Direct Bonding2016
Author(s)
Takafumi Fukushima, Hideto Hashiguchi, Murugesan Mariappan, Jicheol Bea, Hiroyuki Hashimoto, Hisashi Kino, Tetsu Tanaka, Kangwook Lee, and Mitsumasa Koyanagi
Organizer
The 66th Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
Place of Presentation
The Cosmopolitan of Las Vegas, Las Vegas, USA
Year and Date
2016-05-31 – 2016-06-03
Int'l Joint Research
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