東芝独自のSASP（ＴＭ）技術により衣服のボタンにも内蔵できるサイズの「Bluetooth（R） low energy」を開発、ウェアラブルデバイスによる健康管理/運動分析の利便性を向上

　ウェアラブルデバイスは、健康管理や運動分析などへのニーズの高まりからスマートウォッチや耳装着型デバイス等を中心に市場が拡大しています。2020年第2四半期の世界全体の出荷台数は前年同期比14.1％増の8,616万台、国内では同8.1%増の140.6万台に拡大(*2)しています。今後は、センサを使った子供やお年寄り、ペットなどの見守りや、新型コロナウイルスを踏まえたソーシャル・ディスタンスの確保、工場・農業作業の効率化など、さらに広い範囲で活用が期待されていますが、そのためにはセンサから得たデータの送受信に不可欠となるBluetooth®モジュールの小型化・軽量化が不可欠です。

　当社はBluetooth®モジュールにおいて、スロットアンテナ(*3)の大部分をモジュールの上面に配置する独自技術SASP™を用いることで、アンテナ一体型のシールドパッケージ(*4)を実現しました。国内電波法の工事設計認証を取得済みであり、Bluetooth®認証に必要なアンテナ性能も維持しつつ、高速水晶振動子(*5)、低速水晶振動子(*6)、および電源周辺の受動部品を内蔵しつつ、4mm×10mmの超小型化に成功しました。
　本モジュールにより、製品の小型化に加え、無線製品を開発する際に生じる技術課題をワンパッケージで解決します。また、SASP™技術を用いることで、従来のアンテナ周辺の配線禁止エリアが不要となり、電池やセンサ等のモジュール周辺部品の配置の自由度が向上します。さらに、シールドパッケージの生産には既存の製造技術を用いているため、低コストで製造することが可能です。

　本モジュールは、ノルディック・セミコンダクター株式会社製Bluetooth®IC（nRF52811）を搭載しています。Bluetooth®最新規格であるver5.2に対応しており、低消費電力で最新機能を適用したいアプリケーションに最適です。また、ARM® Cortex®-M4を内蔵しており、Bluetooth®プロトコルスタックだけでなく、ミドルウェアおよびアプリケーションもモジュール内で動作可能です。
　本モジュールにより、外付け電池とセンサを接続するだけで、Bluetooth® Low energyの特徴である低消費電力通信にて、人とモノを繋げるIoT(Internet of Things)を手軽に実現する事ができます。クラウドにアップロードされたデータは、AIによるビックデータの活用により新しい価値が付加され、Society5.0の実現に貢献します。

　当社は今後、各種アプリケーションへの適用を進め、2022年の量産開始を目指します。

主なアプリケーション
ウェアラブル、ヘルスケア、トラッキング、服飾、小型電子機器。

特徴

送信電力	+4dBm～-20dBmまで可変
受信感度	-96dBm(1Mbps) -104dBm(125kbps)
汎用GPIO数	13本（UART, SPI, TWI, QDEC, ADC, PDM）
高速クロック(32MHz)	内蔵
低速クロック(32.768KHz)	内蔵
温度センサ	内蔵
電源管理・高効率DCDC, LDO	内蔵
動作温度範囲	-30度～+85度
動作電源範囲	1.7V～3.6V
重さ(*7)	約0.09g

*1　アンテナ付きシールドタイプ32KHz/32MHz水晶振動子内蔵モジュールとして。　2021年1月時点。当社調べ参考値。
*2　IDCジャパン「2020年第2四半期 世界／国内ウェアラブルデバイス市場規模を発表」。
*3　モジュールを覆うメタルケース（シールドパッケージ）にレーザで溝を掘りアンテナとする技術。
*4　不要な電波を出さないためにモジュールを覆うメタルケース。
*5　メインクロック用。発振周波数：32MHz。
*6　低消費電力モード用。発振周波数：32.768KHz。
*7　測定誤差の目安として代表値（TYP値）記載。
※　Bluetooth®ワードマークは、Bluetooth SIG, Inc.が所有する商標です。
※　ArmおよびCortexはArm Limited (またはその子会社) のUSまたはその他の国における商標です。
※　SASP™は、商標出願済、審査中です。