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特表2017-537308累積検知のシステム、方法、および装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】特表2017-537308(P2017-537308A)

(43)【公表日】2017年12月14日

(54)【発明の名称】累積検知のシステム、方法、および装置

(51)【国際特許分類】

G01D 1/04 20060101AFI20171117BHJP

【ＦＩ】

G01D1/04 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-517095(P2017-517095)

(86)(22)【出願日】2014年10月6日

(85)【翻訳文提出日】2017年4月17日

(86)【国際出願番号】RU2014000743

(87)【国際公開番号】WO2016056933

(87)【国際公開日】20160414

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JP,KE,KG,KN,KP,KR,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT,TZ,UA,UG,US

(71)【出願人】

【識別番号】315002955

【氏名又は名称】ノキアテクノロジーズオーユー

(74)【代理人】

【識別番号】100127188

【弁理士】

【氏名又は名称】川守田光紀

(72)【発明者】

【氏名】ガールシーブイルヤボリソヴィッチ

(72)【発明者】

【氏名】ベスソノフアレクサンドルアレクサンドロヴィチ

(72)【発明者】

【氏名】キリコワマリーナニコラエヴナ

(72)【発明者】

【氏名】ベイリーマルクジェームスアシュトン

(57)【要約】

本発明の例示的実施形態によると、システムが開示される。前記システムは、パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成される検知部と、前記検知部に電気的に結合され、前記検知部から前記生成された電気信号を受信するように構成され、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するようにさらに構成されるメモリスタ部と、前記メモリスタ部に電気的に結合され、前記メモリスタ部から前記生成された累積値を受信するように構成され、前記受信した累積値をデジタル化するようにさらに構成される処理部と、を備える。方法および装置も開示される。
【選択図】図１a

【特許請求の範囲】

【請求項1】

パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成される検知部と、
前記検知部に電気的に結合され、前記検知部から前記生成された電気信号を受信するように構成され、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するようにさらに構成されるメモリスタ部と、
前記メモリスタ部に電気的に結合され、前記メモリスタ部から前記生成された累積値を受信するように構成され、前記受信した累積値をデジタル化するようにさらに構成される処理部と、
を備えるシステム。

【請求項2】

前記測定されるパラメータは、温度、抵抗、圧力、湿度、回転速度、直線加速度、磁界、輝度、電離放射線、消費電力、気体または水の流れ、化学的および生物学的パラメータ、ひずみ、機械的変形からなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記メモリスタ部は１つまたは複数のメモリスタ要素を備える、請求項１または２に記載のシステム。

【請求項4】

前記メモリスタ要素の少なくとも１つは、バルク金属酸化物、ハロゲン化物、窒化物、カルコゲン化物、有機ポリマーからなる群から選択される材料を含む、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記メモリスタ部は、前記検知部および前記処理部に並列に結合される２つのメモリスタ要素を備える、請求項３または４に記載のシステム。

【請求項6】

前記メモリスタ要素の１つを選択的に前記検知部に結合するように構成される切替部をさらに備える、請求項５に記載のシステム。

【請求項7】

前記メモリスタ部は、前記処理部に並列に電気的に結合される２つ以上のメモリスタ要素を備え、
前記検知部は同じ数の検知要素を備え、
各検知要素は、メモリスタ要素の１つに直列に電気的に結合される、請求項３または４に記載のシステム。

【請求項8】

前記処理部は前記メモリスタ部にリセット信号を送信するように構成され、前記メモリスタ部は前記処理部から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。

【請求項9】

前記メモリスタ部にリセット信号を送信するように構成されるリセット部をさらに備え、前記メモリスタ部は前記リセット部から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開するように構成される、請求項１から７のいずれかに記載のシステム。

【請求項10】

前記検知部および前記メモリスタ部は単一のデバイスを形成する、請求項１から９のいずれかに記載のシステム。

【請求項11】

前記検知部および前記メモリスタ部は、遷移金属ジカルコゲン化物、部分的または完全に酸化した遷移金属ジカルコゲン化物、およびグラフェン状材料からなる群から選択される共有活物質を含む、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記検知部および前記メモリスタ部は物理的に分離され、かつ相互に電気的に結合される、請求項１から９のいずれかに記載のシステム。

【請求項13】

検知要素によってパラメータを測定することと、
前記測定に基づいて電気信号を生成することと、
前記電気信号を１つまたは複数のメモリスタ要素に提供することと、
前記メモリスタ要素の少なくとも１つによって前記電気信号の経時的な累積値を生成することと、
前記累積値を処理要素に提供することと、
前記処理要素によって前記累積値をデジタル化することと、
を含む方法。

【請求項14】

前記メモリスタ要素が閾値に達すると、前記処理要素によって前記メモリスタ要素をリセットして、前記検知要素によるパラメータの測定を再開させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記処理要素によって前記メモリスタ要素を定期的にリセットして、前記検知要素によるパラメータの測定を再開させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

２つ以上のメモリスタ要素が用いられ、切替要素によって前記メモリスタ要素を切り替え、前記メモリスタ要素を選択的に前記処理要素に結合することをさらに含む、請求項１３から１５のいずれかに記載の方法。

【請求項17】

電子デバイスにおける、請求項１３から１６のいずれかに記載の方法の使用。

【請求項18】

少なくとも１つのプロセッサと、
前記少なくとも１つのプロセッサに結合され、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合、請求項１３から１６のいずれかに記載の方法を前記装置に実行させるプログラムコード命令を含む少なくとも１つのメモリと、を備える装置。

【請求項19】

パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成される検知要素と、
前記検知要素から前記生成された電気信号を受信し、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成される２つのメモリスタ要素と、
前記２つのメモリスタ要素を選択的に前記検知要素に結合するように構成される切替要素と、
前記２つのメモリスタ要素から前記生成された累積値を受信し、前記受信した累積値をデジタル化するように構成され、前記２つのメモリスタ要素に並列に電気的に結合される処理要素と、
を備える装置。

【請求項20】

前記切替要素にリセット信号を送信するように構成されるリセット要素をさらに備え、
前記切替要素は、前記２つのメモリスタ要素、前記処理要素、および前記リセット要素に電気的に結合されるクロスオーバスイッチを備え、
前記処理要素は、前記クロスオーバスイッチに制御信号を提供するように構成され、
前記クロスオーバスイッチは、前記処理要素から前記制御信号を受信し、前記２つのメモリスタ要素を前記検知要素および前記リセット要素に選択的に結合するように構成され、
前記２つのメモリスタ要素は、前記リセット要素に結合されると、前記リセット要素から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開させるように構成される、
請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記検知要素および前記切替要素に電気的に結合される極性検出器をさらに備え、
前記検知要素は、前記パラメータの測定に基づいて、反対の極性を有する電気信号を生成するように構成され、
前記切替要素は単極双投スイッチを備え、
前記極性検出器は、前記検知要素によって生成された前記電気信号の極性を検出し、前記検出した極性に基づいて前記単極双投スイッチを制御するように構成される、
請求項１９に記載の装置。

【請求項22】

メモリスタ要素と、それに直列に電気的に結合される検知要素とのペアを２つ以上備え、
前記検知要素は、パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成され、
前記メモリスタ要素は、同じペアの前記検知要素から前記生成された電気信号を受信し、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成される装置であって、
前記メモリスタ要素から前記生成された累積値を受信し、前記受信した累積値をデジタル化するように構成され、前記２つ以上のペアに並列に電気的に結合される処理要素をさらに備える、
装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願はマイクロエレクトロニクスに関する。特に、本出願はセンサおよび可変抵抗システムに関する。

【発明の背景】

【0002】

日常生活におけるものには様々なセンサが用いられているが、ほとんどの人はそれが備えられていることに気付いていない。エレクトロニクスの発展につれて、センサの利用は、温度、圧力、または流れの測定といった従来の分野から、例えばＭＡＲＧ（Magnetic Angular Rate Gravity）センサや他のセンサへと拡大している。ポテンショメータや圧力感知抵抗等のアナログセンサもいまだに広く用いられている。センサは特に、技術デバイスや電子デバイスに適用されている。

【0003】

技術デバイスの動作において、経時的に変化する継続的な物理パラメータを測定する必要があることがある。場合によっては、測定対象のパラメータの瞬時値ではなく、そのパラメータの経時的な累積値が求められる。測定した信号の値の積分は、付属のデジタルマイクロプロセッサを用いてセンサ信号を数値積分することによって行うことができる。

【摘要】

【0004】

以下に、請求の範囲に定められた本発明の主な実施形態について説明し、特定の定義を示す。

【0005】

本発明の一態様によると、システムが開示される。前記システムは、パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成される検知部と、前記検知部に電気的に結合され、前記検知部から前記生成された電気信号を受信するように構成され、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するようにさらに構成されるメモリスタ部と、を備える。前記システムは、前記メモリスタ部に電気的に結合され、前記メモリスタ部から前記生成された累積値を受信するように構成され、前記受信した累積値をデジタル化するようにさらに構成される処理部も備える。

【0006】

前記システムは、例えば、検知システム、積分検知システム、またはパラメータの累積値を測定するためのシステムであってもよい。

【0007】

前記検知部は、例えば、前記検知部が配置された環境の１つまたは複数のパラメータ、すなわちパラメータの変化に反応することによって、測定を行うことができる。

【0008】

メモリスタ部とは、メモリスタ特性を有する部品を意味する。メモリスタ特性とは、例えば、印加された電圧および通過した電荷の履歴、すなわち、受信した電気信号の履歴に基づいて、抵抗の状態を保持する能力を意味する。

【0009】

前記メモリスタ部は、例えば固有のパラメータを変化させることで、前記受信した信号の経時的な累積値を生成できる。「経時的な累積値を生成する」とは、前記処理部によって解釈されうる値、例えば前記メモリスタ部の伝導率を表す値を生成することを意味する。前記受信した電気信号の経時的な累積値は、前記検知部によって測定されたパラメータの累積値を表すことができる。

【0010】

一実施形態において、前記処理部は、例えば、マイクロプロセッサおよびアナログデジタル変換器を備えてもよい。

【0011】

一実施形態によると、前記測定されるパラメータは、温度、抵抗、圧力、湿度、回転速度、直線加速度、磁界、輝度、電離放射線、消費電力、気体または水の流れ、化学的および生物学的パラメータ、ひずみ、機械的変形からなる群から選択される。前記検知部は、本発明の実施形態による他のパラメータを測定するように構成されてもよい。

【0012】

一実施形態によると、前記メモリスタ部は１つまたは複数のメモリスタ要素を備える。

【0013】

一実施形態によると、前記メモリスタ要素の少なくとも１つは、金属酸化物、ハロゲン化物、窒化物、カルコゲン化物、有機ポリマーからなる群から選択される材料を含む。本発明の実施形態によると、他のメモリスタ材料も使用可能である。

【0014】

一実施形態によると、前記メモリスタ部は、前記検知部および前記処理部に並列に結合される２つのメモリスタ要素を備える。

【0015】

一実施形態によると、前記システムは、前記メモリスタ要素の１つを選択的に前記検知部に結合するように構成される切替部をさらに備える。前記切替部は、単極双投スイッチ、クロスオーバスイッチ等の任意の適切なスイッチを備えてもよい。選択的な結合とは、前記メモリスタ要素を一度に１つ結合することを意味することも、両方を同時に結合することを意味することもある。

【0016】

一実施形態によると、前記メモリスタ部は、前記処理部に並列に電気的に結合される２つ以上のメモリスタ要素を備え、前記検知部は同じ数の検知要素を備える。本実施形態において、各検知要素は、前記メモリスタ要素の１つに直列に電気的に結合され、したがって前記メモリスタ要素は、結合された前記検知要素とペアを形成することができる。

【0017】

一実施形態によると、前記処理部は前記メモリスタ部にリセット信号を送信するように構成される。本実施形態による前記メモリスタ部は、前記処理部から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開するように構成される。測定の再開とは、元の状態に戻ってから、または事前に定義された状態へと状態を変更してから継続することを意味する。

【0018】

一実施形態によると、前記システムは、前記メモリスタ部にリセット信号を送信するように構成されるリセット部をさらに備えてもよく、前記メモリスタ部は、前記リセット部から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開するように構成される。

【0019】

一実施形態によると、前記検知部と前記メモリスタ部は単一のデバイスを形成する。一実施形態において、前記検知部および前記メモリスタ部は、遷移金属ジカルコゲン化物、部分的または完全に酸化した遷移金属ジカルコゲン化物、およびグラフェン状材料からなる群から選択される共有活物質を含む。このような活物質は、前記検知部と前記メモリスタ部によって形成される前記デバイスの活物質であってもよい。あるいは、前記活物質の一部のみが共有されてもよい。

【0020】

一実施形態によると、前記検知部と前記メモリスタ部は、物理的に分離され、かつ相互に電気的に結合される。言い換えると、本実施形態による前記検知部および前記メモリスタ部は、相互に電気的に結合される個々のモジュールまたはデバイスとして実装される。

【0021】

本発明の一態様によると、方法が開示される。前記方法は、検知要素によってパラメータを測定することと、前記測定に基づいて電気信号を生成することと、前記電気信号を１つまたは複数のメモリスタ要素に提供することと、前記メモリスタ要素の少なくとも１つによって前記電気信号の経時的な累積値を生成することと、前記累積値を処理要素に提供することと、前記処理要素によって前記累積値をデジタル化することと、を含む。

【0022】

前記方法は、パラメータを検知する方法、またはパラメータを累積検知する方法であってもよいが、これらに限定されない。

【0023】

一実施形態によると、前記方法は、前記メモリスタ要素が閾値に達すると、前記処理要素によって前記メモリスタ要素をリセットして、前記検知要素によるパラメータの測定を再開させることをさらに含む。前記メモリスタ要素が達する閾値は、前記メモリスタ要素に電気的に結合される閾値回路によって検出されてもよい。あるいは、一実施形態によると、前記方法は、前記処理要素によって前記メモリスタ要素を定期的にリセットして、前記検知要素によるパラメータの測定を再開させることを含むことができる。

【0024】

一実施形態によると、２つ以上のメモリスタ要素が用いられ、前記方法は、切替要素によって前記メモリスタ要素を切り替え、前記メモリスタ要素を選択的に前記処理要素に結合することをさらに含む。

【0025】

一実施形態によると、前述の実施形態の前記方法は、電子デバイスにおいて用いることができる。

【0026】

本発明の第３の態様によると、装置が開示される。前記装置は、少なくとも１つのプロセッサと、前記少なくとも１つのプロセッサに結合され、前記少なくとも１つのプロセッサによって実行された場合、前述の実施形態のいずれかによる方法を前記装置に実行させるプログラムコード命令を含む少なくとも１つのメモリと、を備える。

【0027】

本発明の第４の態様によると、装置が開示される。前記装置は、パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成される検知要素と、前記検知要素から前記生成された電気信号を受信し、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成される２つのメモリスタ要素と、前記２つのメモリスタ要素を選択的に前記検知要素に結合するように構成される切替要素と、前記２つのメモリスタ要素から前記生成された累積値を受信し、前記受信した累積値をデジタル化するように構成され、前記２つのメモリスタ要素に並列に電気的に結合される処理要素と、を備える。

【0028】

前記装置は、例えば、検知装置、またはパラメータを累積検知するための装置であってもよい。

【0029】

一実施形態によると、前記装置は、前記切替要素にリセット信号を送信するように構成されるリセット要素をさらに備える。本実施形態の前記切替要素は、前記２つのメモリスタ要素、前記処理要素、および前記リセット要素に電気的に結合されるクロスオーバスイッチを備える。前記処理要素は、前記クロスオーバスイッチに制御信号を提供するように構成され、前記クロスオーバスイッチは、前記処理要素から前記制御信号を受信し、前記２つのメモリスタ要素を前記検知要素および前記リセット要素に選択的に結合するように構成され、前記２つのメモリスタ要素は、前記リセット要素に結合されると、前記リセット要素から前記リセット信号を受信し、前記信号を受信すると測定を再開させるように構成される。

【0030】

一実施形態によると、前記装置は、前記検知要素および前記切替要素に電気的に結合される極性検出器をさらに備える。本実施形態の前記検知要素は、前記パラメータの測定に基づいて、反対の極性を有する電気信号を生成するように構成され、前記切替要素は単極双投スイッチを備え、前記極性検出器は、前記検知要素によって生成された前記電気信号の極性を検出するように構成される。前記極性スイッチは、前記検出した極性に基づいて前記単極双投スイッチを制御するようにさらに構成される。

【0031】

本発明の第５の態様によると、装置が開示される。前記装置は、メモリスタ要素と、それに直列に電気的に結合される検知要素とのペアを２つ以上備え、前記検知要素は、パラメータを測定し、前記測定に基づいて電気信号を生成するように構成され、前記メモリスタ要素は、同じペアの前記検知要素から前記生成された電気信号を受信し、前記受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成される。前記装置は、前記メモリスタ要素から前記生成された累積値を受信し、前記受信した累積値をデジタル化するように構成され、前記２つ以上のペアに並列に電気的に結合される処理要素をさらに備える。

【0032】

前記装置は、例えば、検知装置、またはパラメータを累積検知するための装置であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0033】

本発明の例示的実施形態のより包括的な理解のために、以下の添付の図面と関連付けて以下に説明を行う。

【0034】

【図1】図１ａおよび図１ｂは、実施形態によるシステムを示す図である。

【0035】

【図2】図２は、一実施形態による方法を示す図である。

【0036】

【図3】図３ａから図３ｃは、実施形態による装置を示す図である。

【実施形態の詳細説明】

【0037】

本発明の例示的実施形態およびその潜在的な利点は、図面の図１から図３ｃを参照することによって理解される。本発明は、パラメータ検知のシステム、方法、および装置に関する。

【0038】

図１ａは、本発明の一実施形態によるシステムを示す図である。この図に示されるシステムは本発明の例示的実装であり、請求の範囲に記載されるシステムは本明細書に示す構造に限定されないことは当業者に明らかであろう。このシステムは、１２として図示されるパラメータを測定する検知部１１を備える。パラメータ１２は、温度、抵抗、圧力、湿度、回転速度、直線加速度、磁界、輝度、電離放射線、消費電力、気体または水の流れ、化学的および生物学的パラメータ、ひずみ、機械的変形、またはその他のパラメータであってもよい。測定は継続的に行うことも、事前に決定された頻度で個別に行うこともできる。検知部１１は、図１には個々に示さない１つまたは複数の検知要素を備えてもよい。これらの要素は同時にまたは選択的に測定を行ってもよい。検知部１１は、パラメータ１２の測定に基づく電気信号１３を生成するようにも構成される。つまり検知部１１は、パラメータ１２、またはパラメータ１２の変化を測定し、この反応を電気信号１３に変換する。検知部１１は、例えば、物理的、化学的、または生物学的パラメータを、特定の電流または電圧の出力電気信号に変換するアナログセンサデバイスを備えてもよい。

【0039】

このシステムは、検知部１１に電気的に結合され、生成された電気信号１３を受信するように構成されたメモリスタ部１４をさらに備える。メモリスタ部１４は、受信した電気信号の経時的な累積値１５を生成する。メモリスタ部１４は、図１には個々に示さない１つまたは複数のメモリスタ要素を備えてもよい。メモリスタ要素は、バルク金属酸化物、ハロゲン化物、窒化物、カルコゲン化物、有機ポリマーからなる群から選択される材料を含んでもよい。メモリスタ部１４は、検知部１１および処理部１６に並列に結合される２つのメモリスタ要素を備えてもよい。このシステムは、メモリスタ要素の１つを選択的に検知部１１に結合するように構成される切替部（図１に図示しない）を備えてもよい。これによって２つのメモリスタ要素を、例えば、一度に１つずつ用いることが可能になる。メモリスタ要素は、二極のメモリスタまたは一極のメモリスタであってもよいが、これらに限定されない。

【0040】

メモリスタ部１４のメモリスタ特性とは、例えば、このシステムに含まれる１つまたは複数のメモリスタ要素またはメモリスタ材料の伝導率は、その要素または材料内を流れる電流に依存し、より具体的には、該電流の経時的な積分に比例することを意味する。これはメモリスタ要素の「メモリ」機能と呼ぶこともできる。メモリスタ要素の伝導率はその中を流れる電気信号１３の履歴に依存するからである。メモリスタ部１４のこの特性を利用すると、メモリスタ部１４が任意の瞬間に自部の状態（例えば伝導率）を監視することによって受信した電気信号１３の、任意の時点までの累積値１５を取得することができる。電気信号１３はパラメータ１２の測定に基づくため、メモリスタ部によって生成された累積値１５を解析して、測定されたパラメータ１２の累積値を表すこともできる。

【0041】

このシステムは、メモリスタ部１４から生成された累積値１５を受信するように構成される処理部１６も備える。処理部１６はさらに、受信した累積値１５をデジタル化するようにさらに構成される。例えば、処理部１６は、受信した値１５をデジタル化するアナログデジタル変換器（Analog-Digital Converter：ＡＤＣ）を備えてもよい。処理部１６は、デジタル化された値を格納するメモリ、およびマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはプログラマブルロジックアレイを備えてもよい。

【0042】

例示的実施形態において、処理部１６は、リセット信号１７をメモリスタ部１４に送信してもよく、この場合、メモリスタ部１４は、処理部からリセット信号１７を受信し、該信号１７を受信すると測定を再開するように構成される。一実施形態において、このシステムは、メモリスタ部１４にリセット信号を送信するように構成されるリセット部（図１に示さない）をさらに備えてもよく、この場合、メモリスタ部１４は、リセット部からリセット信号を受信し、該信号を受信すると測定を再開するように構成される。リセット部は、独自のマイクロプロセッサを備えても、および／またはメモリスタ部から読み込まれた特定の閾値に反応するように構成されてもよい。後者の場合、リセット部は閾値回路であってもよい。

【0043】

一部のメモリスタ部１４の特性により、リセット機能が必要になる場合がある。例えば、メモリスタ部１４でメモリスタ要素を用いる場合、このメモリスタ要素は閾値を有してもよく、この閾値を超えると、適用された電気信号１３に基づくメモリスタ要素の内部状態（例えば伝導率）の変化が停止する。つまり、メモリスタ要素が経時的な累積値１５をそれ以上生成できなくなる。メモリスタ部１４においてリセット信号１７を受信すると、メモリスタ部１４は元の状態に戻るか、または事前に定義された状態に切り替わり、受信した電気信号１３の累積値１５の生成を継続する。リセット信号１７は、例えば、プログラムされた電圧極性、振幅、およびパルス幅を有する単一の電気パルスであっても、プログラムされた周波数とパルス数を有する一連の電気パルスであってもよい。

【0044】

例示的実施形態によると、検知部１１およびメモリスタ部１４は、例えば、図１ａにおいて破線で図示する単一のデバイス１８内の別々のモジュールとすることもできる。

【0045】

図１ｂに示す一実施形態において、検知部とメモリスタ部（文字ＳおよびＭで示す）はデバイス１８を形成する。言い換えると、検知部１１およびメモリスタ部１４は、１つのデバイス１８内の領域、例えば検知領域およびメモリスタ領域（図１ｂにおいて破線で区切られている）として実装することができ、この場合、システムはデバイス１８を備える。一実施形態において、検知部１１およびメモリスタ部１４は、遷移金属ジカルコゲン化物、部分的または完全に酸化した遷移金属ジカルコゲン化物、およびグラフェン状材料からなる群から選択される共有活物質１９を含む。このような活物質１９は、検知部１１とメモリスタ部１４によって形成されるデバイス１８の活物質であってもよい。あるいは、活物質１９の一部のみが共有されてもよい。検知部１１およびメモリスタ部１４は、少なくとも１つの共有電極を備えることもできる。図１ｂに示す実施形態において、電気信号１３は、共有活物質１９を介して直接メモリスタ領域で受信されてもよい。検知部１１とメモリスタ部１４は、垂直の積層、または平面構造を形成するように配置されてもよい。

【0046】

【0047】

一実施形態において、検知部１１とメモリスタ部１４は、物理的に分離され、かつ相互に電気的に結合されることもできる。結合は並列であっても直列であってもよい。

【0048】

前述の実施形態の技術的効果は、システムにおいて電力が経済的に消費されることである。これは、個々に測定されたパラメータ値の入力を受信するためにプロセッサを頻繁に駆動する必要がなくなるためであり、また、累積値の積分または生成が処理部１６ではなくメモリスタ部１４によって実行されるためである。処理部１６は、より長い期間非駆動状態にされてもよく、これによって消費電力が削減される。

【0049】

図２は、一実施形態による方法の概要を示す図である。この方法によると、２１において、検知要素によってパラメータが測定される。この測定値は電気信号へと変換される。すなわち、測定に基づいて信号が生成される。２２に示すとおり、この電気信号はメモリスタ要素に送信される。この後、２３において、提供された信号の累積値がメモリスタ要素によって生成される。この累積値は、システムの実施形態に関連して上述したように生成することができる。２４において、生成された累積値がメモリスタ要素によって処理要素に提供され、２５において、処理要素によって累積値がデジタル化される。この方法は、２０に示すように、メモリスタ要素をリセットして測定を再開するという任意のステップを含んでもよい。一実施形態において、メモリスタ要素は、閾値に達するとリセットされる。一実施形態において、メモリスタ要素は定期的にリセットすることができる。一実施形態によると、リセットは処理要素によって行うことができる。あるいは、一実施形態によると、メモリスタ要素は別個のリセット要素によってリセットされてもよい。

【0050】

一実施形態において、２つ以上のメモリスタ要素を用いる場合、この方法は、切替要素によってそれらのメモリスタ要素を切り替え、メモリスタ要素を選択的に処理要素に結合することをさらに含んでもよい。

【0051】

前述の実施形態による方法およびシステムは、累積検知から利益を得る可能性のある電子デバイスにおいて用いることもできる。このようなデバイスの例として、スマートフォン、ウェアラブルデバイス、フィットネストラッカー、ｅスキンデバイス、ｅノーズデバイス、および、温度状態、空気清浄度等のモニタのような独立型センサ等の、検知能力を有するデバイスが挙げられる。自動車用電装品も、前述の方法およびシステムから利益を得る場合がある。これらの方法およびシステムは、モノのインターネット（ＩｏＴ）、スマートシティ、スマートハウス等の概念に用いることができる可能性もある。

【0052】

図３ａは、例示的実施形態による装置を示す図である。この装置は、パラメータを測定し、測定に基づいて電気信号を生成するように構成された検知要素３１を備える。この装置は、２つのメモリスタ要素３２、切替要素３３、およびリセット要素３４も備える。メモリスタ要素３２は、検知要素３１から生成された電気信号を受信し、該受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成され、切替要素３３は、該２つのメモリスタ要素３２を検知要素３１およびリセット要素３４に選択的に結合する。この装置は、該２つのメモリスタ要素３２に並列に電気的に結合される処理要素３５をさらに備える。処理要素３５は、該２つのメモリスタ要素３２から生成された累積値を受信し、該受信した累積値をデジタル化するように構成される。図３ａに示す例において、切替要素３３はクロスオーバスイッチとすることもでき、少なくとも１つのメモリスタ要素３２が常に検知要素３１に結合されているように、リセット要素３４と検知要素３１を切り替えることができる。これによって、リセットを実行するわずかな期間においても有効な信号が失われないようにする効果が得られる。処理要素３５は、切替要素に制御信号３６を提供してもよい。例えば、一方の位置において、検知要素３１からの入力を第１のメモリスタ要素に接続でき、リセット要素３４を第２のメモリスタ要素に接続してその状態をリセットすることができる。他方の位置では逆の組合せを提供する。

【0053】

図３ｂは、本発明の一実施形態による別の装置を示す概略図である。本実施形態において、検知要素３１の出力は反対の極性を有することができる。この装置は、並列に接続された２つのメモリスタ要素３２も備える。また、本実施形態の装置は単極双投スイッチ３０３および極性検出器３０４を備える。スイッチ３０３は、検知要素３１からの信号の極性に応じて極性検出器３０４によって制御できる。

【0054】

図３ｃは一実施形態を示す図である。本実施形態によると、装置はメモリスタ要素３０２と、それに直列に電気的に結合される検知要素３０１とのペアを２つ以上備える。検知要素３０１は、パラメータを測定し、測定に基づいて電気信号を生成するように構成される。一実施形態において、すべての検知要素３０１を異なる振幅用に調整してもよい。メモリスタ要素３０２は、同じペアの検知要素３０１から生成された電気信号を受信し、受信した電気信号の経時的な累積値を生成するように構成される。この装置は、メモリスタ要素から生成された累積値を受信し、受信した累積値をデジタル化するように構成される処理要素３５をさらに備える。処理要素３５は、図３ｃに示すように、２つ以上のペアに並列に電気的に結合される。

【0055】

本実施形態によって、オーバーフローを起こさずかつ精度よく、広範な振幅の値を測定することが可能になる。

【0056】

本発明による装置は、１つまたは複数のメモリと通信する少なくとも１つのプロセッサを備えてもよい。このプロセッサは、メモリに対して情報を格納、制御、追加、および／または読取してもよい。メモリは、プロセッサによって実行されうる１つまたは複数のコンピュータプログラムを含んでもよい。プロセッサは、装置の機能を制御してもよい。プロセッサは、制御信号を有効にすることによって装置の他の要素を制御してもよい。プロセッサは、例えば、回路、少なくとも１つのプロセッサコア、デジタル信号プロセッサが付属する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサが付属しない１つまたは複数のプロセッサ、１つまたは複数のコプロセッサ、１つまたは複数のマルチコアプロセッサ、１つまたは複数のコントローラ、処理回路、１つまたは複数のコンピュータ、または、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field-Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）等の集積回路を含む他の様々な処理要素、あるいはこれらの何らかの組合せを含む、様々な手段として実装されてもよい。プロセッサによって送信および受信される信号には、任意の数の異なる有線または無線ネットワーキング技術が伴ってもよい。

【0057】

メモリとしては、例えば、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、および／または同様の要素を含めることができる。例えば、揮発性メモリはランダムアクセスメモリ（Random Access Memory：ＲＡＭ）であってもよく、これはダイナミックおよび／またはスタティックＲＡＭ、オンチップまたはオフチップキャッシュメモリ、および／または同様の要素であってもよい。不揮発性メモリは内蔵および／または取外し可能であってもよく、例えば、読取専用メモリ、フラッシュメモリ、例えばハードディスク、フロッピーディスクドライブ、磁気テープ等の磁気記憶装置、光学ディスクドライブおよび／または媒体、不揮発性ランダムアクセスメモリ（Non-Volatile Random Access Memory：ＮＶＲＡＭ）、および／または同様の要素であってもよい。必要に応じて、本明細書において説明した様々な機能を異なる順序および／または同時に実行してもよい。また、必要に応じて、前述の機能の１つまたは複数を任意選択にしても、組み合わせてもよい。

【0058】

前述の実施形態によって、経時的かつ継続的に変化するパラメータの累積値を正確に検知する技術的効果が得られる。これは、本発明によると、信号の数値補間が不要になるからである。前述の実施形態の一部またはすべてによって、生成およびデジタル化される連続信号の部分が失われないという技術的効果も得られる。

【0059】

本発明の実施形態によるシステム、方法、および装置は、電子デバイス、適応エレクトロニクス、神経形態学的エレクトロニクス、フレキシブルエレクトロニクス、および複数の機能を有する高度な電子デバイス（ｅスキンやｅノーズ等）の電気回路の測定に用いてもよい。本発明は、限られた消費電力および計算リソースで機能する必要があるデバイスに用いることができる。

【0060】

本発明の様々な態様を個々の請求項に記載するが、本発明の他の態様は、記載した実施形態および／または従属項の機能と独立項の機能との他の組合せを含み、請求の範囲に明示的に記載した組合せのみに限られない。

【0061】

本明細書において本発明の例示的実施形態を説明したが、これらの説明は限定的な意味で解釈されるべきではない。むしろ、添付の請求の範囲に定められた本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変形および修正を加えうる。

【図1】