【最新の赤外線センサ】PythPitsシリーズ：サーモパイル型赤外線アレイセンサモジュール製品

2018年11月06日カテゴリ：特集 ,解説・連載

PythPitsシリーズ、サーモパイル型
赤外線アレイセンサモジュール製品
SMH-01B01 64(8×8)画素
SMH-02B01 256(16×16)画素

本製品は、物体から放射される赤外線エネルギーを受けた微小な温度差を熱電対で電圧に変換し、センサチップ上にある温度センサを基準に、黒体を想定した温度に換算して出力し、非接触で対象物の温度分布の推定が可能になる安価な赤外線アレイセンサモジュールである

世界で唯一、金黒吸収膜の量産化に成功

セイコーNPCのサーモパイルは、上面からのバルクマイクロマシニングによる小面積メンブレム構造の上にN型、P型のポリSiによる熱電対を直列配置して作られている。
メンブレムの受光面については、受光効率を上げるため、金黒による熱吸収膜を独自の技術でパターニングしており、8～14μm帯の赤外線に対して90％を超える吸収率を実現している。
センサ素子の信号出力のメカニズムは、入力された赤外線の光が空洞のメンブレン上の熱吸収膜に当たって温められ、その熱エネルギーがメンブレンの梁を伝って周囲に移動していく時、空洞上の温点と空洞外の冷点の温度差を、梁上にある熱電対によって電圧に変換し出力する。
弊社は、一般に形成困難な金黒吸収膜をアンプ一体型センサチップの上にパターニングし大量生産を行う唯一の会社で、特徴あるサーモパイル型赤外線アレイセンサを、安定供給することが使命と考えている。

応用範囲

サーモパイル方式は、適度な価格ならびに低消費電力で、静的に正確な放射温度計測がし易いという特徴から、単画素品で放射温度計、耳体温計などの市場から動き始めて、多画素構成品が商品化された後、オーブンレンジ、エアコン、照明機器など生活家電製品に広く使われ始めている。今後は安価なアレイ製品の供給に伴い、ジェスチャーなどによる非接触のスイッチや入力機器、防災監視、見守り、ヘルスケア関連などに有力な市場が開けると考えている。

現在のモジュール製品の詳細

現在、弊社では、35度画角8×8 画素(SMH-01B01)および90度画角16×16画素 (SMH-02B01)の2製品をリリースしている。
35度画角の8×8モジュールは、元々がオーブンレンジの庫内での検出距離と検出サイズに合わせた製品で、距離40cmで30cm程のエリアを8×8画素のメッシュで計測することができる。その他の対象用途でも、同様な距離と検出サイズの比に合う用途に使用する事ができる。フレーム速度は、2FPSが標準で、1、4FPSの切り替えも可能である。通信インターフェースはI2Cで放射率その他の温度調整設定、8段階の計測レンジの切り替え、画素データの出力順序の切替えなどの機能を持っている。
90度画角の16×16モジュールは、ビルなどの省エネシステムに向けた人検知用途を想定した製品で、3m程高さの天井から座った状態の1m程の高さの人の有無を、約4坪のエリアで検出することができる。フレーム速度は、4FPSが標準だが、0.5、1、2FPSに切り替えることも可能である。通信インターフェースはSPIで放射率その他の温度調整設定やレンジ切替えなどの機能を、8×8画素モジュールと同様に持っている。

主な仕様

	SMH-02B01	SMH-01B01
アレイセンサ画素数	256(16×16)	64(8×8)
インターフェース	SPI	I2C
電源電圧	5V±5%	5V±5%
消費電流	10mA	5mA
動作温度範囲	0～50℃	-20～100℃
検出温度範囲(黒体温度換算)	～200℃	～250℃
放射温度誤差範囲	±3.0℃	±3.0℃
フレームレート	4/2/1/0.5 FPS	4/2/1 FPS
レンズ	ARコート付き両凸Siレンズ	ARコート無し片凸Siレンズ
画角	90×90度	35×35度
寸法(長辺x短辺x厚み)	36.8 x 19.8 x 11.2 mm	24.8 x 15.8 x 7.8 mm

今後の商品展開

弊社としては、下記のように大きく3つの方向を考えている。
一、直近で距離および計測範囲の要望の多い60°画角とした、8×8および16×16の派生展開である。その後、高速化に対応していく。
二、センサそのものの感度向上を行い、高出力の単画素から3×3画素程度の低画素ローコスト品への展開である。これは気軽に非接触で測れるサーミスタのような使い方と、ジェスチャーなど、狭い領域の動き検知等の使い方を想定している。
三、さらなる32×32～100×100くらいまでの領域で高画素アレイモジュール製品をリーズナブルな価格で提供する事である。

問合せ先
セイコーNPC株式会社
TEL: 03-5541-6501 FAX:03－5541－6510
E-mail: sales@npc.co.jp
http://www.npc.co.jp/

センサイト・キュレーション「赤外線とセンサ」（1）

2018年11月06日カテゴリ：解説・連載 ,特集

センサイトプロジェクト編集部

今月のセンサイトの特集は、赤外線センサを取り上げています。
ご存知の通り、赤外線は一般的に人感センサ等に使われ、照明スイッチやセキュリティシステムなどで利用されているほか、物体の温度計測などにも利用されています。
人体に対しては「非侵襲」であり、「非接触」で測定が可能という特徴も考慮されて、いろいろな種類の様々な場面で使われているようです。
今回は赤外線とセンサに関するテーマについて記述しているサイトをご紹介します。

1.「日本赤外線学会」　運営：（一社）日本赤外線学会
今月の特集にも執筆を頂いている木股正章教授も会長を務められたことがある赤外線学会のサイト。現在旧アドレスより移行中。
http://www.jsir.org/wp/

2. 「Code Zine」　運営：（株）翔泳社
開発者の為の実装系WEBマガジン。Tessel 2ではじめるセンサ電子工作入門の中に「（赤外線センサを使って）人感チャイムを作ってみよう」の実験が載っている。
https://codezine.jp/article/detail/10197

3.「悠々趣味の日々」　　運営：個人
個人が自分の趣味を公開しているサイトだが、赤外線センサを使って電子工作をしていることも掲載されている。
http://yuuyuusyumi.blogspot.com/2016/05/blog-post_23.html

4.「優しい技術講座－赤外線センサ」　　運営：富士通（株）
赤外線センサについて子供でも分かるように解説しているサイト　分かり易く丁寧な解説で、個人的にお気に入りのサイト
http://www.fujitsu.com/jp/group/labs/resources/tech/techguide/list/ir-sensor/index.html

5. 「制御機器よくあるご質問」　　運営：パナソニック（株）
パナソニックの製品に対するFAQページであるが、たくさんの質問と回答が用意されていて、大分参考になる。
https://ac-faq.industrial.panasonic.com/jp/index.html

6. 「横浜市環境創造局　用語解説」　運営：横浜市　環境創造局
横浜市の公式サイトの中の環境創造局のページ。用語解説として赤外線について大気汚染等環境の立場から解説している。
http://www.city.yokohama.lg.jp/kankyo/mamoru/kanshi/worda/ir.html

7. 「人感センサーの機能とは？」　運営：暮らしーの
アフィリエイトサイトで、ショップサイトの扱う商品へのリンクが多くあるが、読むだけで参考に出来ることも多くあるサイト
https://kurashi-no.jp/I0014623

8.「Tech　Village」　運営：CQ出版（株）
少々前の情報だが、焦電型赤外線センサを使って「夜，人が近づくと点灯するカンテラ」を製作する方法をレポートしている。
http://www.kumikomi.net/archives/2008/05/03led4.php

9. 「赤外線サーモグラフィとは」　　運営：（一社）日本赤外線サーモグラフィ協会
日本赤外線サーモグラフィ協会のサイトで、定義や測手原理などのほか、技術や歴史と進化にも触れている。
https://www.thermography.or.jp/about/index.html

―次回へ続く

パナソニック、千葉工大と連携で次世代ロボット掃除機を開発

2018年11月02日カテゴリ：ニュース

パナソニック（株）と千葉工業大学は、最先端の人工知能（AI）技術、自動操縦技術およびロボット技術を搭載し、高度な知能化白物家電へと進化させた次世代ロボット掃除機のコンセプトモデルを共同開発した。

このコンセプトモデルは、ディープラーニングで進化させた世界初※1の「AI 床センサ」により、床上の物体を認識し、段差に応じて自動的に本体を持ち上げて走行を続けるほか、千葉工大未来ロボット技術研究センター（fuRo）独自の高速空間認識技術「ScanSLAM」※2を活用して、部屋の形状のみならず、室内で動く人も検出。ロボットの全周囲にある動・静物体を認識して、瞬時に自分と相手の位置を把握する知能を備えている。また、周囲環境と自分の位置を常に正確に把握できるため、確実に充電台に戻ることができることに加え、ロボット技術により、充電台にドッキングした本体を、電動で縦置き状態に吊り上げる機能も実現した。

パナソニックと千葉工大は、昨年12月より、次世代ロボティクス家電の技術開発を目的に、千葉工大津田沼キャンパス内に「パナソニック・千葉工業大学産学連携センター」を設立していた。この開発は、同センター所長も兼ねる、千葉工大fuRoの古田貴之所長による指揮の下、両者のエンジニアが大学と企業の垣根を超えて合同で開発を進めたもの。
また、世界的なプロダクトデザイナーの山中俊治氏が、パナソニックのデザイナーと共同で創作、デザインとエンジニアリングの双方でオープンイノベーションを推進したことも特長となっている。

※1：ロボット掃除機に搭載された、レーザ距離センサとディープラーニングを用いた床上物体認識技術として、2018年11月1日現在、パナソニック調べ。
※2：ScanSLAM とは、千葉工業大学fuRo が開発した高速・高精度なSLAM 技術。ロボティクスシンポジア2017&2018「優秀論文賞受賞」。SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）技術とは、レーザやカメラ等のセンサの情報を解析して自己の位置を推定しつつ周囲の地図を構築する、自動操縦やロボットにおける”人間の目”の役割に相当するコア技術。

ニュースリリースサイト：
https://news.panasonic.com/jp/press/data/2018/11/jn181101-3/jn181101-3.html

ETロボコン2018チャンピオンシップ大会開催

2018年11月01日カテゴリ：ニュース

ETロボコンのチャンピオンシップ大会が11月14日（水）にパシフィコ横浜の会議センター3Fにて開催される。（主催：一般社団法人　組込みシステム技術協会（JASA））

競技会は全国12地区318チームから選抜された40チームが出場。クラスはデベロッパー部門プライマリークラス（入門者、初級者向け）とデベロッパー部門アドバンストクラス（プライマリークラスの経験者および応用学習者向け）に分けて行われる。
競技会と並行して企業参加相談コーナーも設置されており、翌日11月15日（木）にはモデリングワークショップが開かれる。競技会・ワークショップともに見学は無料となっている。

大会ホームページ：http://www.etrobo.jp/2018/taikai/championsip.php

西菱電機、都市型農業IoTで使える「農業クラウド」の提供開始

2018年10月31日カテゴリ：ニュース

西菱電機（株）は、2018年10月31日より、「農業クラウド」の提供を開始した。「農業クラウド」は、西菱電機が提供する農業用の各種IoTセンサーデバイスに対応しており、都市型農家でも簡単に圃場管理できるクラウドサービスである。

「農業クラウド」は伊丹市農業青年研究会との実証実験で得られた知見を踏まえ、複数の圃場を管理する都市型農家が、圃場毎の栽培環境の見える化や比較をしやすくしたとのこと。

◇月額サービス料：2,000円/月（税別）
　※計測データは10分値の料金。
　※IoTセンサーデバイスは別途購入が必要。
　※農業クラウドをご契約された場合は、標準ダッシュボードが無料で利用可能。

◇機能は以下の通り。
・トップ画面（圃場別の計測データおよび飽差の表示）
・圃場照会（センサー別グラフ、圃場別グラフ、定点観測画像、栽培記録、圃場別比較）
・圃場管理（属性情報、栽培記録、デバイス管理）
・設定（トップ画面表示設定）

◇接続できる IoT センサーデバイスは次の通り。
・IoTボックス（WiFiモデル、 3Gモデル、 LoRaWANモデル）
・取り換え式土壌センサー
・LoRaWAN農業センサー

ニュースリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000025.000034925.html

DJI、産業用高性能ドローン「MAVIC 2 ENTERPRISE」を発表

2018年10月30日カテゴリ：ニュース

DJIは、ドローンを産業用途に活用するユーザーや政府、教育機関を対象とした高性能な産業用ドローン「MAVIC 2 ENTERPRISE」を発表した。

今回発表されたドローンは産業用として高性能で、以下のような特長を持つ。
・光学2倍ズームとデジタル3倍ズームで、パワフルな撮影性能
・ドローン技術の潜在能力を拡張するアクセサリーツールが充実
・写真や動画、フライトログ、その他のデータを保護する新機能
・空域の安全性を高めるDJIのAirSense技術搭載
・飛行性能／信頼性／安全性を兼ね備えた設計

ドローンの利用は拡大しつつあり、DJIは高性能な製品によりさらに産業利用を広げたい意向があるものと思われる。

ニュースリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000121.000015765.html

みちびきサブメーター級測位による道路交通法遵守「見える化」サービス

2018年10月26日カテゴリ：ニュース

　ジェネクスト（株）は、GPSの誤差を１m以内で測位できる準天頂衛生システム（みちびき）サブメーター級測位に対応したGPS端末を、12月1日より運輸・輸送会社等の法人向けに販売を開始する。

同社は、現状の車載に搭載されているGPSデータと、弊社が有する道路交通標識のデータベースとを突合させ、速度超過、一時不停止、踏切不停止、右左折禁止、一方通行侵入の５項目の道路交通法違反を見える化するシステムを開発してきた(「道路交通法遵守見える化サービス」)。

今回、みちびきに対応したGPS端末の販売により、これまでは十数mの誤差があった精度が１m以内の誤差になることで、より正確な道路交通法の遵守状況を見える化できるようになるという。

ニュースリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000007.000020454.html

オン・セミ、Sigfox認証済みRF SiPソリューションでCE認証を取得

2018年10月26日カテゴリ：ニュース

オン・セミコンダクター（株）は、AX-SIP-SFEU SiP（System in Package）ソリューションにおいてCE認証を取得したと発表した。
AX-SIP-SFEUは、ビルオートメーション、ホームオートメーション、およびセンサ、資産追跡を含む、産業用IoTアプリケーションで、すぐに使用できるSigfoxコネクティビティ（アップリンクおよびダウンリンク）の機能を提供する。SiPは、Sigfox無線IC、ディスクリートRFマッチング、必要なすべての受動部品、およびファームウェアを1つの小型ソリューションとして集積することで、サプライチェーンを大幅に簡素化し、全体的なデバイス品質を向上。RF送受信機は、RC1ゾーンネットワークに対してSigfox 認証を取得しているとのこと。

ニュースリリースサイト：https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000015.000035474.html

サイバー攻撃の市場規模を予測

2018年10月24日カテゴリ：ニュース ,研究紹介

IDC社は10月24日、標的型サイバー攻撃の規模とその対策のための機器やサービス等の市場規模について、予測を発表した。なお、IDC社は「2020年の東京オリンピック／パラリンピックなどの大規模なイベントにおける標的型サイバー攻撃の多発が予測されており、重要社会インフラ産業を中心に標的型サイバー攻撃向け特化型脅威対策製品へのニーズが高まる」と考えている、とのこと。

Microsoft,機械学習ソフトウエアをオープンソースに

2018年10月24日カテゴリ：ニュース ,海外ニュース

センサーの大量データの整理とAIへの応用において、10月10日、Microsoft社は大量のデータを扱い統計処理する「Infer.NET」をオープンソースでGithub上に公開した。

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