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ユビキタス時代のセンサ技術


 近年のユビキタスな社会において、高度で多彩なサービスを享受するための中核を担う技術としてセンサ技術があります。
 センサは人間の感覚器官に相当し、物理的、化学的、生物学的な量を電気信号などに変換する機能を持った素子または装置ですが、無線通信技術と結びつくことにより新たな機能をもつようになっています。種類の異なる複数のセンサの協調により、状況の判断、予測などを行い、私たちの暮らしをさらに便利に快適にするセンサネットワークシステムの構築も試みられています。
 本書は、情報通信機器、自動車、環境、健康・福祉といった幅広い分野で使用される新しいセンサデバイス、センサネットワーク、バイオメトリクス技術などユビキタスな社会を支えるセンサについて、以下の観点からまとめたものです。

 ○物理、化学センサの基本原理と新しい技術、市場動向
 ○センサネットワークの技術とその応用
 ○RFタグの開発と応用
 ○バイオメトリクス技術と個人認証・セキュリティシステムへの応用
 ○携帯電話用、自動車用、防犯・セキュリテイ用センサ、バイオセンサ、感性計測センサの開発
 ○イメージセンサの動向
 ○MEMS技術を応用したセンサの動向

    □体裁 A4判 441頁
    □価格 本体68,000円+消費税
    □送料 弊社負担
    □発行 2007年2月

章 目 次

第1章 センサ技術の現状と新しい動向
第2章 ユビキタス社会の到来とセンサの発展
第3章 応用分野から見たセンサの動向
第4章 注目されるセンサと加工技術

詳 細 目 次



第1章 センサ技術の現状と新しい動向


1
 1.1 センサの定義 1
  1.1.1 五感とセンサ 2
  1.1.2 センシング技術概説 2
   (1) センサの働き 3
   (2) 周辺技術とセンサの進化 4
  1.1.3 センサの分類 4
   (1) 測定対象別分類 4
   (2) 測定原理別分類 5
  1.1.4 センサの市場 6
   (1) 統計の概要 7
    a)統計の必要性 7
    b)調査対象センサ 7
    c)アンケート対象 7
   (2) 調査結果 7
    a)生産額と生産数量の推移 7
    b)測定対象別センサ 8
    c)測定原理別 9
    d)応用分野の動向 10
    e)海外生産とセンサ単価 10
 1.2 温度センサ 11
  1.2.1 温度センサの種類 11
  1.2.2 接触式温度センサ 12
   (1) 熱電効果を用いた温度センサ 12
    a)ゼーベック効果 12
    b)熱電対 13
    c)熱電対による温度測定の高精度化(産業技術総合研究所) 15
   (2) 熱による電気抵抗変化の利用 16
    a)測温抵抗体 16
    b)サーミスタ(Thermistor:Thermal Sensitive Resistor) 17
    c)感温フェライト 18
  1.2.3 非接触温度センサ(放射温度計) 18
   (1) 赤外線温度計測の特徴 19
   (2) 熱型赤外線センサ 19
    a)焦電センサ 20
    b)サーモパイル方式の赤外線検出 20
   (3) 量子型赤外線センサ 21
  1.2.4 温度センサの応用と最近の技術開発動向 21
   (1) 温度センサの応用 21
    a)サーミスタ 21
    b)感温フェライト 22
    c)赤外線センサの応用 22
   (2) 新商品等の技術動向 23
    a)低電圧動作温度センサ(ナショナルセミコンダクター) 23
    b)赤外線センサの小型化(旭化成) 23
    c)高温使用可能なリニア出力型小型温度センサ(三菱マテリアル) 24
    d)燃料電池向け温度センサ(山里産業) 24
    e)温度監視リモートダイオード温度センサの販売
      (ナショナルセミコンダクター)
25
    f)液晶分野の温度センサ(川惣電機工業) 25
    g)超小口径シース熱電対(日本熱電製作所) 26
 1.3 磁気センサ 26
  1.3.1 磁界センサの種類 27
  1.3.2 各種センサの原理 27
   (1) ホール素子(Hall element)、ホールIC 27
   (2) 磁気抵抗(MR:Magneto-Resistance)素子 28
   (3) 巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magneto-Resistance)効果素子 28
   (4) 磁気インピーダンス効果(MI)センサ 29
   (5) フラックスゲート型磁気センサ 31
   (6) 超伝導量子干渉素子
     (SQUID:Super conducting Quantumm Interference Device)
31
  1.3.3 磁界センサの新しい応用と新技術 32
   (1) 磁気センサの携帯電話への応用 32
   (2) 方位センサ 32
   (3) トンネル型磁気抵抗(TMR:Tunneling Magneto-Resistive)素子による方位センサ(Ricoh) 33
   (4) 磁気薄膜抵抗センサGIGS(nano-Granular-In-Gap Sensor) 34
    a)原理 34
    b)特徴(大同特殊鋼) 34
    c)貨幣検査への応用(ニッコーシ) 35
   (5) 電流センサ 36
    a)磁気ブリッジ型(MBSC:Magnetic Bridge Magnetic field Sensor)センサ(エルポート) 36
    b)ロゴスキーコイルによる電流測定 36
   (6) 大バルクハウゼン効果を用いた薄膜磁気センサの作製 36
    a)原理 37
    b)電源不要の薄膜磁気センサ 37
    c)複合磁気ワイヤによる発電型磁気センサ(ニッコーシ) 38
   
    d)超小型電源不要センサ(ニッコーシ) 39
   (7) 磁気ヘッド 39
    a)技術革新の課題 40
    b)TMR磁気ヘッド(産総研) 40
   (8) 回転センサ 41
    a)磁気回転センサ(NTT) 41
    b)GIGS回転センサ(浜松光電) 41
    c)非接触磁気式回転角センサ(旭化成電子) 41
   (9) 渦流探傷検査(ECT:Eddy Current Test) 42
    a)材料品質の評価装置 42
    b)ECTカメラ 43
 1.4 光センサ 44
  1.4.1 光センサ素子 44
   (1) 光センサとイメージセンサ 44
   (2) 光子と物質の相互作用の違いによる分類 45
    a)光電効果-外部光電効果型 45
    b)内部光電効果-光起電力素子(Photovoltaic element) 46
    c)内部光電効果-光導電素子(Photoconductive element) 48
  1.4.2 イメージセンサ 48
   (1) 光位置センサ(PSD:Position Sensitive Detector) 49
    a)光位置センサ 49
    b)距離計測センサ 49
   (2) イメージセンサ 50
    a)CCD(電荷結合素子:Charge Coupled Device) 50
    b)CMOS(相補型金属酸化物半導体:Complementary Metal-Oxide Semiconductor)センサ 51
   (3) 赤外線検出センサ 52
    a)赤外線センサ 52
    b)赤外線イメージセンサ 52
  1.4.3 光センサの技術革新と最近の話題 54
   (1) カドミウム規制によるCdS利用センサ 54
   (2) カラーセンサの応用 56
    a)色と形状を判別する汎用センサ(オプテックス・エフエー) 57
    b)500色以上を安定判別する色判別センサ(ノア・テクノネット) 57
   (3) セーフティライトカーテン(SLC) 57
    a)高信頼性光電センサの開発(オムロン) 58
    b)高信頼性カーテンの発売(IDEC) 58
   (4) レーザ光の応用 58
    a)測距離式ライトカーテン(オプトロン) 59
    b)3次元レーダレーザ(三井造船) 59
    c)レーザスペックルを利用した材料評価技術(東洋精機) 60
   (5) 赤外線センサ 62
    a)640×480画素の非冷却マイクロボロメータ赤外線検出器(チノー) 62
    b)赤外線に感度の高い抵抗素子 63
   (6) 紫外線検出センサ 63
    a)世界最高水準の熱安定な太陽光ブラインド紫外線センサ(物質材料研究機構) 63
    b)火災検知センサ(アンテック) 65
 1.5 力、重量センサ 65
  1.5.1 力、重量センサの計測原理 65
   (1) ひずみゲージ(Strain gage) 66
   (2) 圧電効果(Piezoelectric effect) 69
  1.5.2 力、重量センサ 71
   (1) ロードセル(Load cell) 71
   (2) 圧電力センサ 73
   (3) トルクセンサ(Torque sensor) 74
   (4) センサネットワーク用センサ(高感度低消費電力ひずみセンサ)(日立製作所) 75
 1.6 圧力センサ 75
  1.6.1 圧力センサの種類と原理 75
   (1) 半導体圧力センサ(Semiconductor pressure sensor) 76
   (2) 静電容量型圧力センサ 77
   (3) 圧電式(動的圧力計測) 79
   (4) その他の圧力センサ 80
    a)共振(震動)型圧力センサ 80
    b)電気抵抗型圧力センサ 80
    c)ブルドン管型圧力センサ 80
    d)弾性体ダイアフラム型圧力センサ 81
  1.6.2 圧力センサにおける最近の動向 81
   (1) 増幅補償回路内蔵の超小型圧力センサ(松下電工) 81
   (2) MEMS技術応用の圧力センサ 85
    a)MEMS技術を用いた静電容量サファイア圧力センサ 85
    b)シリコンの結晶異方性エッチングを利用した圧力センサ 86
    c)CMOS配線工程と互換のMEMSプロセス(日立製作所) 87
    d)MEMS新プロセス(Rogert Bosch GmbH) 87
   (3) 新圧力センサ技術の動向 87
    a)水晶振動子圧力センサ(エプソントヨコム) 88
    b)金属ガラスを用いた圧力センサ素子の量産化に目処 88
    c)超高温(300℃)対応圧力センサの開発(ピアロンジャパン) 88
 1.7 音、超音波のセンサ 90
  1.7.1 音、超音波のセンサの種類 90
   (1) 音のセンサ(マイクロフォン) 90
   (2) 超音波センサ 91
  1.7.2 音、超音波センサの応用と最近の技術動向 92
   (1) 音・超音波センサの応用 92
    a)異常音の検出-AE(Acoustic Emission:アコースティックエミッション) 93
    b)異常音の解析−ウェーブレット変換(Wavelet Transform)解析 95
    c)音声認識(Speech Recognition)の応用 96
    d)超音波を用いた距離センサ 96
    e)超音波を用いた速度センサ(ドップラー効果) 97
   (2) 最近の技術動向 97
    a)MEMSとナノテクノロジーを用いた超音波センサ(松下電工) 98
    b)3次元超音波検査装置(東芝) 101
    c)配管の空気圧漏れ検知器(アイアンドティー) 104
    d)小型空中用開放型超音波センサ(日本セラミック) 105
 1.8 位置、変位、角度センサ 105
  1.8.1 位置、変位センサ 105
   (1) 光学式3角測量(光学式変位センサ) 107
   (2) 静電容量型 108
   (3) 渦電流検出方式 108
   (4) 差動変圧器 108
   (5) 光ファイバー変位計 109
   (6) リニアエンコーダ 109
   (7) 超音波式変位センサ 110
   (8) その他 110
  1.8.2 角度センサ 110
   (1) ポテンショメータ(potentiometer) 110
   (2) ロータリーエンコーダ(Rotary encorder) 111
   (3) レゾルバ(resolver) 112
  1.8.3 位置、変位、角度センサの新動向 113
 1.9 振動、衝撃、加速度、ジャイロセンサ 113
  1.9.1 振動、衝撃、加速度センサの種類 113
   (1) 振動センサ 113
    a)振動センサの分類 113
    b)振動の性質と計測センサ 114
   (2) 加速度センサ 115
    a)圧電型加速度センサ 115
    b)容量方式の加速度センサ 116
    c)ひずみゲージ式加速度センサ 116
    d)サーボ型加速度センサ 117
  1.9.2 振動、衝撃、加速度センサの応用と新動向 117
   (1) 加速度センサの動向 118
    a)超小型3軸センサの温度特性の改善(オムロン) 118
    b)世界最小クラスピエゾ抵抗型3軸加速度センサの発売(北陸電気工業) 120
    c)小型デジタル3軸加速度センサ(日立金属) 120
    d)リコーがプラスチック封止3軸加速度センサ量産へ 121
    e)消費電流わずか200μAの3軸加速度センサ(アナログ・デバイセズ) 121
   (2) 振動センサの動向 121
    a)光ファイバー振動センサ 121
    b)水晶センサを搭載したゴルフ練習用パター(エプソントヨコム) 122
  1.9.3 ジャイロセンサ(Gyro sensor) 123
   (1) ジャイロセンサの種類と用途 123
    a)ジャイロの用途と必要精度 123
    b)振動ジャイロ 124
    c)光ジャイロ 125
   (2) ジャイロセンサの応用と新動向 126
    a)1軸ジャイロ 127
    b)業界最小の2軸ジャイロモジュールの開発(ソニー) 128
 1.10 流量、流速、レベルセンサ 128
  1.10.1 流量、流速センサ 128
   (1) 流量、流速センサの種類 128
   (2) 流量センサの応用と新動向 131
    a)MEMS技術を用いた熱式質量流量計(オムロン) 131
    b)渦流量計(山武) 132
  1.10.2 レベルセンサ 133
   (1) レベルセンサの種類 134
   (2) レベルセンサの応用と動向 135
 1.11 湿度、ガス、においセンサ 135
  1.11.1 湿度、ガスセンサ 135
   (1) 湿度センサ 135
    a)セラミックス湿度センサ 136
    b)高分子膜湿度センサ 136
   (2) ガスセンサ 137
    a)半導体ガスセンサ(抵抗変化型センサ) 137
    b)熱線半導体ガスセンサ 139
    c)接触燃焼式ガスセンサ 139
    d)水晶振動子ガスセンサ 139
    e)固体電解質ガスセンサ 140
  1.11.2 湿度、ガスセンサの応用と新技術動向 142
   (1) 低濃度水素の敏速計測-燃料電池の安全利用 143
    a)低濃度水素の迅速検知(日立製作所) 143
    b)マイクロ熱電式水素センサ(産総研) 143
    c)塗料顔料から電極材(東洋インキ) 145
   (2) その他のガスセンサ 146
    a)携行用NO2センサ(NTT) 146
    b)ガスセンサの規格化 147
   (3) SAW(Surface Acoustic Wave)型センサ 147
    a)SAWガスセンサ 147
    b)ボールSAWセンサ 148
  1.11.3 においセンサ 151
   (1) 概要 151
   (2) においセンサの仕組み 151
   (3) においセンサに用いられるガスセンサ 152
 1.12 その他のセンサの動向 153
  1.12.1 放射線センサ 153
  1.12.2 電位センサ 154
   (1) 電位センサ概要 155
   (2) 電位センサの応用と新動向 155
    a)小型表面電位センサ(ヒューグルエレクトロニクス) 156
    b)インライン電位計センサ(SUNX)  156
  1.12.3 タッチパネルセンサ 156
   (1) タッチパネルセンサの種類 156
   (2) 静電容量方式 157
   (3) 抵抗膜方式 158


第2章 ユビキタス社会の到来とセンサの発展
160
 2.1 バイオメトリクス(Biometrics:生体個人認証)技術 160
  2.1.1 生体個人認証の概要 160
   (1) バイオメトリクス技術 161
   (2) バイオメトリクス認証システム 163
    a)利用面からの認証分類 164
    b)登録者の認識方法 164
    c)認証精度:本人拒否率(FRR:False Reject Rate)と他人受入率
      (FAR:False Accept Rate)
165
   (3) バイオメトリクス認証の適用分野 165
    a)社会ID(証明書)分野 166
    b)金融分野 167
    c)個人情報端末分野 167
    d)PKI(Public Key Infrastructure)と生体認証 167
  2.1.2 バイオメトリクス市場の動向 169
   (1) バイオメトリクス世界市場規模 169
   (2) 各種バイオメトリクス技術、用途毎の市場規模の推移 169
  2.1.3 指紋センサ 172
   (1) 指紋センサの種類 172
   (2) 特徴点抽出、照合処理 173
    a)マイニューシャリレーション法(特徴照合方式) 173
    b)画像マッチング法 174
   (3) 指紋センサの新技術 175
    a)光学式指紋センサ 175
    b)非光学式の指紋センサ 179
  2.1.4 指紋法以外の生体認証技術 181
   (1) 静脈認証技術 181
    a)静脈画像の取得原理 182
    b)静脈認証装置の実用化(富士通、日立製作所) 183
   (2) 虹彩(アイリス)認証技術 186
    a)虹彩認証の特徴 186
    b)虹彩認証システムの種類 187
    c)虹彩のデータ取得システム 188
    d)標準的虹彩認証方法 188
    e)アイリス計測の新技術 189
   (3) 人相(顔)認識システム(face recognition) 192
   (4) 音声認証技術 199
   (5) サイン認識技術 202
    a)サイン照合の特徴 204
    b)各社のサイン認証装置 205
  2.1.5 バイオメトリクスの課題と解決 205
   (1) 運用条件と安全性 205
    a)脆弱性の種類 205
    b)複製作成の排除 206
   (2) プライバシー 207
 2.2 センサネットワークの技術と応用 208
  2.2.1 センサネットワーク(センサネット)の概要 208
   (1) センサネットワーク概要 208
    a)センサネットワークの概念 208
    b)センサノードの機能 209
    c)市場投資規模 209
   (2) センサネットワークの課題と解決 210
   (3) 応用分野 210
  2.2.2 センサネットワークの技術動向 211
   (1) センサ技術(センサノード) 211
   (2) センサネットワークの情報理論 212
    a)多端子情報理論 212
    b)協調と融合の情報処理 213
   (2) 実空間における人とセンサネットワーク情報技術 214
    a)環境データの氾濫と対処 214
    b)自律構成(autoconfiguration)技術 215
   (3) 無線技術 217
    a)無線の種類 217
    b)無線規格(ZigBee、IEEE802,15,4a) 217
   (4) センサネットワーク独自の要素技術 218
    a)位置の計測技術 218
    b)自律クラスタ形成技術 221
    c)通信タイミング自律制御技術 222
    d)省電力化通信技術 222
    e)省電力化のためのネットワ−ク技術 225
    f)経路制御による省電力化 226
  2.2.3 センサネットワークの応用 227
   (1) 環境モニタリングへの応用(日本電気) 228
   (2) センサネットの事業化(日立製作所) 231
    a)監視用デモシステム−小型長寿命センサノードの開発(日立製作所、ユビ研) 231
    b)オールイン型キットの発売 231
   (3) 建設分野における利用 232
    a)防災・災害、防犯・セキュリティ、施設制御、構造物管理 233
    b)ビル、構造物のリスクモニタリング例(鹿島建設) 235
   (4) 生活行動のセンシング 238
    a)センシングの目的 238
    b)部屋型センサネットワーク 239
    c)見守りセンサネットワーク(松下電工) 240
    d)健康管理ネットワーク(沖電気) 241
  2.2.4 RFID(Radio Frequency IDentfication) 242
   (1) RFIDの概要 243
    a)歴史 243
    b)ICカードとIC(RF)タグ 243
    c)システム構成と種類 243
    d)パッシブタイプの動作の仕組み 245
    e)RFタグの種類 246
   (2) RFIDの市場 247
   (3) 新チップレスRFID、アクティブRFID 252
    a)チップレスRFID 252
    b)アクティブRFID 253
   (4) 規格の統一 254
    a)規格統一の動き 254
    b)国際規格 254
   (5) RFタグの新技術開発動向 255
    a)マルチリードの課題とフェーズドアレイアンテナによる解決(オムロン) 255
    b)UHF帯RFタグシステム技術 256
    c)世界標準タグの量産化等(日立製作所) 262
    d)アクティブ電子タグ「Dice」(YRPユビキタス・ネットワーキング研究所) 263
    e)機能性RFタグの開発(大日本印刷、NEC) 264
   (6) プライバシー保護 264
 2.3 高画質イメージセンサの開発動向 266
  2.3.1 イメージセンサの市場 266
   (1) CMOSカメラが台数でCCDカメラを逆転 267
   (2) 出荷金額と台数の世界市場予測 268
   (3) CCD、CMOS生産メーカの状況 271
  2.3.2 CCDとCMOSイメージセンサの概要 272
   (1) イメージセンサの種類 273
    a)CMOSイメージセンサの種類 273
    b)CCDイメージセンサの分類 275
   (2) CCD、CMOS型イメージセンサの特性比較 275
    a)信号伝達 275
    b)ノイズの発生と感度、S/N 275
    c)微細化 276
    d)部品構成とサイズ 276
    e)消費電力 277
    f)スミア 277
    g)動画に対する問題 277
    h)出力の自由度 278
  2.3.3 広ダイナミックイメージセンサの開発 278
   (1) イメージセンサの広ダイナミックレンジ化技術 279
    a)バースト読み出し複数回露光による広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサ 281
    b)対数変換型広ダイナミックレンジCMOSイメージセンサ(コニカミノルタ) 284
    c)適応型広ダイナミックレンジカメラ(東芝) 286
  2.3.4 CMOSセンサの高感度・低ノイズ化技術の開発 288
   (1) 3Tr型(従来方式)のノイズ 289
   (2) ノイズ除去機能を持った4Tr型 289
   (3) 埋め込みフォトダイオード構造 290
   (4) 受光面積の増加 291
   (5) 低電圧読み出し 294
    a)ポテンシャル構造の最適化 294
    b)画素回路の工夫 295
    c)その他 296
 2.4 バイオセンシングの最近の研究動向 296
  2.4.1 バイオセンサの市場 296
  2.4.2 バイオセンサの開発 298
   (1) 絶縁ゲート電界効果トランジスタ(IGFET:Insulated Gate Field Effect Transistor) 298
   (2) 表面プラズモン共鳴(SPR:Surface Plasmon Resonance)を用いたセンサ 300
    a)原理 300
    b)SPRグルコースセンサ(NTT) 301
    c)局在SPRバイオセンサ(オムロン) 302
   (4) QCM(水晶発振子)バイオセンサ 304
   (5) DNAマイクロアレイ 305
    a)従来法 305
    b)SPR応用のDNAマイクロアレイ 306
  2.4.3 新しいバイオセンサ技術  308
   (1) カーボンナノチューブを用いた次世代バイオセンサ 308
   (2) 酸化チタン利用の新バイオセンシング技術(TOTO) 310
   (3) プラズマを応用したマイクロ化学分析システム
      (μTAS:Micro Total Analysis System)
312


第3章 応用分野から見たセンサの動向
315
 3.1 自動車産業分野における応用 315
  3.1.1 市場を広げる自動車用電子部品 315
   (1) 自動車制御とセンサ 315
   (2) 自動車部品向けセンサ市場の動向 316
   (3) 安全運転とセンサ 320
  3.1.2 自動車におけるセンサ技術 321
   (1) 車の主要システムとセンサの関わり 322
    a)自動車用センサに要求される技術課題 322
    b)車を動かす主要システムとセンサ 322
    c)センサの複合化 323
   (2) 自動車の排気浄化と燃費向上 323
    a)パワトレイン制御システム(ガソリンエンジン) 324
    b)パワトレイン制御システム(ディーゼルエンジン) 325
    c)ハイブリッド/電気自動車 326
    d)各方式共通のセンサ 326
   (3) 車両制御システムとセンサ 328
   (4) ボディー制御システムとセンサ 330
    a)エアバッグ 330
    b)オートエアコン 331
    c)騒音制御 331
    d)AFS(Adaptive Front Lighting System:アダプティブフロントライティングシステム) 331
   (5) 情報通信システム 332
  3.1.3 安全な車社会実現のためのセンサ技術 332
   (1) 次世代の制御制動技術 334
    a)タイヤセンサによる制御(横浜ゴム) 334
    b)プリクラッシュセーフティシステム(Pre-Crash Safety System)(トヨタ) 335
    c)インテリジェントドライバサポート(ホンダ) 335
   (2) ウインドディスプレイ 336
   (3) 路面状況による車の制御 338
 3.2 携帯電話におけるセンサの応用 342
  3.2.1 携帯電話とセンサの現状 343
   (1) 携帯電話の機能とセンサ 343
    a)標準的に使用されるセンサ 344
    b)マイクロフォン 344
    c)カメラ関連センサ 347
   (2) 加速度、方位、ジャイロセンサは携帯電話にどのように採用されるのか 348
    a)MEMSセンサの携帯電話市場への大量搭載 348
    b)歩行者ナビゲーションとセンサ 349
    c)加速度センサ−振って使える携帯電話 353
   (3) その他の携帯関連の動向 355
    a)カメラを傾きセンサに応用(KDDI) 355
    b)タッチセンサ 356
    c)RFタグセンサ 356
    d)液晶画面がスピーカへ(NEC) 357
  3.2.2 ユビキタス社会におけるセンサと携帯電話の関わり無限に広がる用途 358
   (1) 携帯はどう進化していくのか 358
    a)当面考えられる身近な応用と機能は何か 358
    b)マルチメディアサービス 359
   (2) センサ技術と携帯電話 360
    a)携帯に搭載するセンサと携帯電話の通信 361
    b)夢はテレイグジステンス(Tele-existence)のための操作端末 361
 3.3 セキュリティ分野におけるセンサ 361
  3.3.1 セキュリティ分野のセンシング 362
   (1) セキュリティの範囲と分類 362
   (2) 人間空間におけるセキュリティとセンシング 365
    a)個人の安全、安心を脅かす要因 365
    b)センサ 365
   (3) 情報空間におけるセキュリティとセンシング 366
   (4) 自然環境におけるセキュリティとセンシング 366
    a)環境汚染のセンシング 367
    b)防災 368
   (5) 社会空間におけるセンシング 370
    a)環境保全 370
    b)交通機関 371
    c)防犯、防災、テロリズム 371
    d)施設、構造物管理 371
  3.3.2 防犯に関するセキュリティとセンサ 374
   (1) 防犯機器の市場規模 374
   (2) 防犯センサ 377
   (3) 画像センサ 381
  3.3.3 防犯センサの新技術と入退出システムのセンサ 382
   (1) 入退出の管理とセンサ 382
    a)虹彩認証(松下電器) 382
    b)指静脈の認証装置(日立エンジニアリング) 383
    c)共連れ検知(松下電工) 384
   (2) 侵入監視のセンサ 385
    a)UWB(Ultra Wide Band)レーダー(富士通) 385
    b)電波式(三菱電機)  385
    c)電界変化の検出(三菱電機) 386
   (3) 光ファイバ監視システム 386
    a)光ケーブルで侵入監視(フジクラ) 386
    b)光ファイバ侵入検知センサ(三菱電機) 387


第4章 注目されるセンサと加工技術
 
 4.1 MEMS(Micro Electro Mechanical systems)センサ 389
  4.1.1 MEMSセンサの概要 389
   (1) MEMSの成立 389
    a)MEMSの歴史 389
    b)マイクロマシンとMEMS 390
   (2) MEMS技術 390
    a)加工法(マイクロマシニング)の分類 390
    b)ナノマシニング(NEMS:Nano Electro Mechanical Systems) 391
   (3) MEMSプロセスとLSIプロセス 391
    a)MEMSとLSIのビジネス形態 391
    b)LSIプロセスとMEMSプロセスの類似点と相違点 392
   (4) MEMS市場とMEMSセンサ市場 393
    a)市場の成長を検討する 393
    b)MEMS関連市場 393
   (5) MEMSセンサ 395
  4.1.2 MEMS製造設備と加工法 396
   (1) 半導体微細加工 396
    a)フォトリソグラフィ 397
    b)バルクマイクロマシニング 397
    c)表面マイクロマシニング 398
   (2) MEMSの製造設備 399
   (3) 集積化MEMSとパッケージング 404
    a)SOCMEMS 405
    b)SIPMEMS 405
   (4) ファンドリー 405
  4.1.3 MEMS技術で作られたセンサと産業展開 405
   (1) 産業用へのMEMSセンサ応用例 405
    a)ヨーレートセンサ(トヨタ) 405
    b)静電浮上回転ジャイロ(トキメック) 406
    c)モノリシックGMR回転センサ 408
    d)超小型光学式距離センサ 409
    e)非冷却赤外線イメージセンサの開発(三菱電機) 411
   (2) 医用応用へのMEMSセンサの応用例 413
    a)血圧センサ 413
    b)血流センサ 414
   (3) マイクロセンサの例 417
    a)マイクロブローブと振動型センサ(高感度) 417
 4.2 感性を計測するセンサ 418
  4.2.1 触覚 419
   (1) 触覚のメカニズム 419
   (2) 皮膚触覚センサ−ロボット工学への応用 419
    a)指先触覚センサ 419
    b)表面が柔らかい圧力分布触覚センサ 420
   (3) 歩行ロボットの足裏センサ 427
    a)足裏センサによる2足歩行ロボット制御 427
    b)カーボンを利用した感圧センサ 428
  4.2.2 においの計測 429
   (1) 嗅覚メカニズムの概要 430
   (2) エレクトロニックノーズによるにおいの計測 431
   (3) 簡易的なにおいの計測 435
    a)酸化物半導体式においセンサ 435
    b)携帯式においセンサ 435
   (4) ニオイと種族の維持 436
    a)フェロモン(Pheromone) 436
    b)バイオセンサの開発へのヒント 437
  4.2.3 味覚の計測 438
   (1) 脂質/高分子膜構造の電位測定法による味覚センサ 438
   (2) その他の味覚研究 441

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