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メタマテリアル／メタサーフェスの実用化と知財戦略を一挙解説！未来素材の最前線を知る
実用化への期待高まる電磁波メタサーフェスの他、音響、熱、機械的メタマテリアルに至るまで現在の状況を解説
特許を読み解き メタマテリアルの社会実装に向けた戦略的アプローチが俯瞰できる！
キーワード：メタマテリアル メタサーフェス メタレンズ 音響メタマテリアル 熱メタマテリアル 電磁波メタサーフェス 機械的メタマテリアル ５Ｇ/６Ｇ 光インターコネクション 電力伝送 LiDAR イメージセンサ 量子コンピューター
講師
知財コンサルタント＆アナリスト 菅田 正夫 氏［元 キヤノン株式会社］
＊ご略歴・ご活動：
キヤノン株式会社にて、上流系技術開発（a-Si系薄膜、a-Si-TFT-LCD、薄膜材料〔例：インクジェット用〕など）に従事後、技術企画部門（海外の技術開発動向調査など）をへて、知的財産法務本部特許・技術動向分析室室長（部長職）など、技術開発戦略部門を歴任。
現在は、知的財産権のリサーチ・コンサルティングやセミナー業務に従事する傍ら、「特許情報までも活用した企業活動の調査・分析」、さらには活動の幅を広げ、知財情報をベースとする連載執筆など、知財アナリストの知見を活かした業界動向分析を多分野にわたり行っている。依頼講演も多数。
＊寄稿：
2010年「企業活動における知財マネジメントの重要性―クローズドとオープンの観点から」
『赤門マネジメント・レビュー』 9(6), 405-436
2011年～「知財コンサルタントが教える業界事情」（第6回以降担当）
2012年～「知財で学ぶエレクトロニクス」
2014年6月28日 弁理士の記念日講演会
『3Dプリンタ技術の新潮流 ～温故知新で知財とともに次世代ビジネスに挑む～』（大阪）
「基調講演2：3Dプリンタの技術開発動向と知的財産戦略」
「パネルディスカッション」
他多数
＜その他関連セミナー＞
表示デバイス（ディスプレイ等）・光学 一覧はこちら
講師菅田先生もご寄稿！書籍「メタマテリアル／メタサーフェス
実用展開の可能」はこちら
日時・受講料・お申込みフォーム
●日時：2025年11月26日(水) 10:30-16:30 ＊途中、お昼休みや小休憩を挟みます。
●受講料：
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＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき39,600円
【オンライン受講（見逃し視聴あり）】：1名 56,100円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき45,100円
＊学校法人割引：学生、教員のご参加は受講料50％割引。→「セミナー申込要領・手順」を確認ください。
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セミナーポイント
講師からのお願い
前もって「ご質問事項」「リクエスト」などをお送りいただければ、可能な範囲で「配布資料」に反映させていただきます。
ご参加者の方々とのディスカッションを交えながら、解説と事例紹介を進めることで、セミナーをより実践的なものにしたいと考えております。
※請求書に同梱の事前リクエストのご案内をご参照ください
はじめに
メタマテリアルは電磁波の分野で、V. G. Veselagoが1967年に負の屈折率をもつ物質を予言したことに始まります。D. R. SmithとL. B. Pendryが、2002年にGHzの周波数域で負の屈折率をもつ3次元の実物を製作したことで、メタマテリアルの研究がスタートしました。メタサーフェスは、光の波長よりも十分小さな構造体を 2次元的に配列したもので、 2011年にHarvard大 Capassoらが初めて実証に成功した、比較的新しい技術です。そのため、3次元のものをメタマテリアル、2次元のものをメタサーフェスと称するだけでなく、メタマテリアルがメタサーフェスを包括する上位概念として扱われることもあります。そして、「メタマテリアル／メタサーフェスは構造による機能発現」と捉えることができます。
メタサーフェスで、光の伝搬方向を制御できることが示されたことで、レンズ（メタレンズ）が製造されています。メタレンズの搭載で、光学系の薄型・小型を実現したスマートフォンやLiDARが市販されています。そして、メタレンズのユニバーサルな構造設計に対しても、光学解析ツールの提供がビジネス化されています。
電磁波（光波と電波）は波動現象であり、波動の伝搬速度、周波数や波長が関係します。波長以下のサイズをもつ微細構造を多数並べることで、波長よりも大きな物体を製作すると、観測される波動現象には、微細構造から決まる空間平均的な物性が自然界にない特性をもつようにできます（例えば、負の屈折率）。電磁波は縦波と横波をもつベクトル波であり、音波は縦波のみをもつスカラー波ですが、いずれも波動現象であるため，電磁波で考案されたメタマテリアル／メタサーフェスに関する取り組みのいくつかは音波でも可能になります。熱伝導は拡散現象ですが、熱は粒子性と波動性を併せもつので、メタマテリアルとして扱うことができることが分かっています。
電磁波では、5G／6G周波数帯域（ミリ波・テラヘルツ波）において、メタサーフェスを用いた反射板／駆動型反射板だけでなく、更なる効率化をめざした屈折板が実現されています。5G／6G向け反射板については、方向性拡散という限界があるため、ハードウェアの簡素化を活かした展開の検討が必須との指摘があります。そして、医療機器向けIoT（Internet of Things）に用いられる、電力伝送までが実現されています。
光学メタサーフェスを用いることで、垂直に入射された光を偏波成分毎に分離して検出できることが実証され、スマートフォンに搭載可能な薄型・小型の顔認証が実現されただけでなく、将来のデータセンターやBeyond 5Gにおいて求められる、光インターコネクション（高密度テラビット級光配線や光送受信器）の安価な実現への道筋も示されています。
音波においては、メタマテリアルを用いた、自動車やエアコンの消音／遮音がすでに実現されており、音響機器への取り組みも始まっています。障害物の超音波透過を実現する「超音波メタマテリアル」も考案されており、車載超音波センサーの保護カバーとして利用可能な状況になっています。機械的メタマテリアルでは、折り紙からの着想に基づく自動車内装品、更には逆問題デザインでの取り組みだけでなく、逆問題を3Dプリンターで実証する動きもあります。熱においては、メタマテリアルを用いた熱発電技術が公表されていますが、社会実装のためには、安価かつ無害な材料を用いた、量産性に富んだ高効率な熱電変換素子の開発が必須となります。
最近の傾向として、論文発表や技術公表が特許公開に先行することが多くなっています。ですから、論文や技術紹介を踏まえて、公開特許から技術内容の詳細を把握することも多くなります。したがって、これまで以上に、前もって特許情報への取り組み方と知財戦略のあるべき姿をしっかりと検討しておく必要に迫られています。
本セミナーでは、「知財戦略や戦略的特許出願、さらには特許情報の読み解き方」を踏まえ、「実用化へと進展するメタマテリアル／メタサーフェス」に関する取り組みの俯瞰を試みることにします。
セミナー内容
1. はじめに
1.1 企業活動の根幹 ～企業に課せられた課題は？
1.2 貴社：どちらで事業参入？ ～事業開発では時間軸に注目！
参考）既存企業のInnovation：知の深化＊知の探索
1.3 企業経営における意思決定 ～知財情報：未来予測の洞察に活用
1.4 企業活動と知的財産 ～知的財産の位置づけ
1.5 企業における特許の役割 ～ビジネス発想で時空を超える！
1.6 知的財産権：「技術進化の方向性」までも支配可能！
参考）特許権：条件付き無償開放の「罠」vs. 仲間つくりのツール
1.7 Patent：企業におけるInventionの源泉 ～特許=課題×解決手段
視点）特許出願：知的財産への投資 ～特許1件=100万円
視点）戦略的外国特許出願とは？ ～どの国／地域から？
視点）特許訴訟と弁護士費用
1.8 事業開発をめざす企業戦略：立案の基本指針
1.9 社会課題解決＊ルール形成／活用：新たな市場形成へ
視点）社会課題解決をビジネスに！
事例）ルール形成戦略：ダイキン「冷媒R32」～国際標準化・特許の無償開放
2. 公開情報：業界／企業／技術開発動向の入手・把握
2.1 業界情報の収集 ～日経系新聞、日経BP、企業公開情報、・・・
2.2 無料公開情報の活用 ～政府資料、調査会社報告書概要／目次、・・・
2.3 企業HPの活用 ～沿革、求人情報（注力事業分野、開発拠点）、・・・
2.4 競合に関わる企業情報 ～有価証券報告書、Form 10-K、・・・
2.5 有価証券報告書 ～項目一覧
参考）非上場企業のビジネス情報
2.6 Form 10-K（SEC：Securities and Exchange Commission）
参考）米国：Form 10-K vs. 日本：有価証券報告書
事例）Form 10-K：記載情報
2.7 OSINT（Open-Source Intelligence） ～過去・現在・未来？
3. メタマテリアル／メタサーフェスへの取り組み：特許情報検索
～業界／企業／技術開発の動向把握
3.1 利用可能な特許分類 ～FI／IPC、Fターム、CPC（日本：FIで対応）
参考）欧州／米国特許検索 ～CPCも活用できるが・・・
3.2 特許情報検索 ～技術用語の選択
参考）特許情報を「技術用語」で検索：どう取り組む？
3.3 業界動向を知る ～出願人／現在の権利者から知る
3.4 企業動向を知る ～出願人＊要求特性（＊特許分類）
参考）古株：出願人名で絞る vs. 新顔：要求特性で探索
3.5 特許情報の検索指針 ～技術用語=注目材料＊用途＊特徴＊課題
参考）特許明細書：効率的な読み解き方
3.6 技術情報 vs. 特許情報
～事業開発をめざす企業：「技術の詳細を伏せた先行公表」を実施
3.7 企業の新たな動きを察知するには？
～「出願件数の少ない最新動向特許」にどう取り組む？
3.8 特許情報の更なる有効活用 ～新規事業企画のヒントにも！
事例）「企業の技術開発史」を知る～審査官引用／被引用ツリーに注目
4. 先行特許への戦略的対抗策は？
4.1 先行特許への対抗策：「枠組みの取り方」がポイント
4.2 後発でも勝てる特許出願戦略とは？
事例）後発でも、先行に勝てる！
4.3 「先行企業特許網の傘下」に食い込め！：指針
事例）ベストモードをクレーム化
5. 技術者視点からみた特許情報把握に基づく特許出願戦略の要諦
5.1 新規性と進歩性：主張方法は？
5.2 進歩性：「非容易想到」と理解すべき！
5.3 「新たな課題」に相当するか／否か？：判定法
5.4 素材企業のもつべき知的財産戦略
視点）Business Opportunity ～Material Prices are Tumbling
視点）ビジネス発想特許で、事業を守る
5.5 「攻めと守り」を意識した特許制度の有効活用
視点）「早期審査請求」の活用 ～早期事業化時の対応策
5.6 事業を支えるのは「改良発明」
事例）特許を参入障壁に活用！
5.7 材料系企業は「国内優先権制度」を有効活用すべき！
視点）「国内優先権制度」の活用
事例）社内連携活動で、「強い特許」を創出
5.8 「攻めと守り」を分割出願で実現
事例）「企業が重要視している技術」を知る
5.9 米国特許制度：継続性特許出願には要注意 ～分割・継続・一部継続
5.10米国特許制度 ～仮出願：メリットvs. デメリット
6. 材料技術視点からみたメタマテリアル／メタサーフェス
～微細な周期構造の作製方法
6.1 DUV（Deep Ultraviolet）リソグラフィー
～Meta MaterialsとST Microelectronics
6.2 ナノインプリント・リソグラフィー
～Meta Materials：UV露光RML（Rolling Mask Lithography）
～TOPPANとEVG
6.3 電子ビーム・リソグラフィー
～Character Projectionを採用
6.4 インクジェット
～大学でも取り組み可能
7. 特許情報からみた電磁波メタサーフェスへの取り組み
7.1 京セラ：電波屈折板（MWC2025展示）：電波反射板の進化形？
～電波反射板：特許網構築済み（発明者：新たな展開へ？）
7.2ジャパンデイスプレイ：液晶電波反射板に新たな機能を付加
～レドーム付き筐体・スマートフォンによる操作機能搭載（COMMNEXT2024）
参考）旭化成：5Gアンテナ／車載ミリ波レーザーレドーム
7.3 AGC：特性を考慮した用途展開へ？
～方向性反射 vs. 拡散反射、特許出願体制：技術開発部門 vs. 企画部門
7.4 積水化学工業：電波反射板から電波吸収板へ
～電波反射特許群の発明者：新たな動き？
視点）電波反射板：ハードウェアの簡素化を活かした展開が必須との指摘
～入射電波の再反射機能＊AI／機械学習の活用で予測
8. 特許情報からみた無線電力伝送への取り組み
8.1 エイターリンク：中長距離無線電力伝送への取り組み
～社会的要請による規制緩和：Business Opportunity
8.2 京セラ：情報と電力の無線同時伝送に取り組む
～メタサーフェス反射板を備える送電装置
8.3 ソニー：アンテナへの取り組みの中で登場
～構成要素の金属パターンがメタマテリアル
9. 特許情報からみたメタレンズへの取り組み
9.1 Harvard大：日本企業の特許発明者にCapasso教授
9.2 Metalenz：Harvard大からのスピンオフ
～ST Microelectronicsとの共同開発・ライセンシング（2021年）、メタレンズを民生品に初採用（2022年）
9.3 Lumotive：LCM（Liquid Crystal Metasurface）搭載LiDAR（ Light Detection and Ranging）
～CES 2024：共にLiDARに取り組む企業を紹介
ソニー：SPAD、Adaps：dToF、Seoul Robotics：3D監視／追跡ツール
参考）大日本印刷：LiDARカバー用近赤外線低反射フィルム
9.4 Metalenz：メタレンズによる生体認証を実現
9.5 Samsung：顔認証にメタサーフェスを採用（Android）
～Metalenzとの提携（2024年）
視点）Samsung：メタサーフェスへの取り組みの起点はStanford大
9.6 Apple：新たな顔認証にメタサーフェス採用へ（iPhone）
9.7 SamsungとPOSTECH（浦項工科大：韓国）：無彩色メタレンズ（2025年2月）
～2/3波長位相遅延の実装：R2R工程後に無収差処理（XRディスプレイ用）
9.8 オプトル：生産方法特許出願はしていない（公言：2025年）
～学会発表者名からみた特許出願動向
9.9 TOPPAN：EV Groupとの協業（2022年）
～公開特許：2025年（出願：2023年末）
9.10 EVG（EV Group）：インプリント技術
～EVG：日本出願特許の出願人名表記の探索
9.11キヤノン：Canon EXPO2023 vs. 特許出願
9.12ニコン：学会発表 vs. 特許出願
～特許出願済みなら、取り組みを積極的に公表
9.13 興和／興和オプトロニクス：学会発表 vs. 特許出願
9.14 日本電信電話：ハイパースペクトルカメラ
～カメラ向け特許の積極的な権利化
参考）「経過情報」に記載された「出願情報」：日本特許庁の審査過程／状況が分かる
10. 特許情報からみたメタサーフェスへの多面的取り組み
～光学系／光インターコネクト
10.1 浜松ホトニクス：光検出・光学素子・メタレンズ・光変調
～突出発明者を核に、多面的特許出願に取り組む
10.2 東京大・浜松ホトニクス：小型偏波受信機（光インターコネクション）
～共同出願特許は複数存在
10.3 ソニー：メタレンズ・レーザ・光検出
～オープンイノベーションで取り組む3テーマ（2024年）：メタサーフェス平面光学素子
10.4 Samsung：ナノプリズム構造 ～イメージセンサー（2024年）
～AppleがiPhoneに採用へ：生産工場が米国に存在
視点）イメージセンサー技術開発競争：Samsungのソニー追撃
～ソニー（2層トランジスタ画素積層：2021年） vs. Samsung（ナノプリズム構造：2025年）
11. 特許情報からみた機械的メタマテリアルへの取り組み
11.1豊田中央研究所：機械構造物に形状で機能をもたらす
～学会発表者は突出発明者（2023年4月：東京大社会人Drコースへ）
11.2 JSR・慶應義塾大：触感メタマテリアル（超軽量セル／マイクロラティス構造体）
～3Dプリンターを活用、JSR関連企業は3Dプリンター事業に取り組む
11.3 Dassault Systèmes：逆問題デザインで取り組む（有限要素法＊機械学習）
～逆問題デザイン：機械的メタマテリアの設計手法の新潮流、3Dプリンターで実証
12. 特許情報からみた音響メタマテリアルへの取り組み
12.1 日産自動車：EV化に伴うロードノイズ対応
～軽量・高い遮音性で不快音の車内侵入を防止
12.2 富士フイルム：エアコン室外機（ダイキン製）の通風性・防音性を両立（事業化）
～突出発明者の新たな取り組み：自動車電動化と高層建築物に対応できる、軽量・高い遮音性の構造体
12.3 三菱ケミカル：遮音性と軽量性の両立、自動車向けに注力へ（2025年）
～起点は東京科学大（旧：東京工大）との共同開発、発明者には新たな取り組みも
12.4 ソニー：音響機器・テレプレゼンス・自動車車内へのノイズ阻止
～オープンイノベーションで取り組む3テーマ（2024年）：音響メタマテリアル
12.5 村田製作所：超音波透過メタマテリアル（車載超音波センサー組み込みバンパーが実現可能）
～起点は金沢大・新潟大との共同開発、材料特許にも注目すべき、共創パートナーを募集
13. 特許情報からみた熱メタマテリアル
13.1 東京農工大：メタマテリアルを用いた熱発電
～新たな熱電変換素子の開発が必須：安価かつ無毒材料・量産性・高効率化
14. 今後の特許公開に注目したいメタサーフェス動向
14.1 Harvard大：量子コンピューターへの第一歩（2025年7月14日配信：論文）
～Harvard大を取り巻く企業の取り組み姿勢は？
14.2 三菱電機：ドローン識別に用いるメタサーフェス振動センサー（2025年9月17日：学会発表）
～ドローンによる物流・運航管理プラットフォーム事業に関連
15. まとめ ～ビジネスモデルの視点から
＜質疑応答＞
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