トコトンやさしいセンサの本(第2版) (今日からモノ知りシリーズ)
はじめに
センサ技術の全体像を伝えたいとの願いを込めて書いた本書の初版発行から12年が過ぎました。この間に、センサに関して非常に大きな変化が起きました。重要な役割を果たしながら、それまで目立たなかったセンサが、多くの分野で製品に新しい価値を提供するキーコンポーネントになり、注目を浴びるようになりました。時期を同じくしてセンサの生産体制がMEMS技術を利用した大量生産体制に移り、開発と生産の両面で変革がみられました。これを私はセンサ・イノベーションと呼んでいます。動向調査によれば、変革がこれからも継続すると予想されます。
執筆時期の関係で、初版では変革の成果が反映できなかったので、変革の成果や影響を積極的に取り込みました。技術の動向を見据えて、実例を示しつつセンサ技術の現状を説明しました。
特に力を入れたのはセンサの検出対象の変化でした。過去は機械とか、環境などがセンサの検出対象で、その情報を人が利用していました。現在はそのような状況に加えて、人がセンサの検出対象になり、得られた情報を機械が利用する場合が急増しています。つまり、人が何を望んでいるか、何をしようとしているかを機械が知り、希望をかなえるように動作する優しい自動化機械が増えました。つまり、センサ技術を仲介にして、人と機械の情報交流が新しい時代に入ったといえるでしょう。
センサ技術の全体像を正しく伝えたいとの思いはそのままで、新しい変化と、その影響を加えたつもりです。
センサ技術に興味をお持ちの読者のご参考になればと願っております。
改訂に当たり、いろいろとご配慮下さった日刊工業新聞社鈴木徹氏をはじめ関係者の方々に深く感謝いたします。
2014年12月
山﨑 弘郎
トコトンやさしいセンサの本 第2版 目次
第1章 身近なセンサ――新しい価値を創るセンサ
1 身近なセンサ――私たちの五感、機械の感覚
2 家庭内のセンサ――温度、湿度センサ
3 人の意図を探るセンサ(1)――接近センサ: 人の接近を体温で検知
4 人の意図を探るセンサ(2)――人と機械の情報交流を仲介するセンサ
5 カメラ、ビデオの自動化を進めるセンサ
第1章 まとめと補足
第2章 社会システムに埋め込まれたセンサ――小さなセンサの大きな働き
6 交通システムのセンサ: 読んで書くセンサ
7 車のセンサと電子制御
8 交通流を監視するセンサ
9 文字、数字を読みとるバーコードセンサ
10 自然災害を予知する気象情報システム
第2章 まとめと補足
第3章 センサを働かせる共通の原理と構造
11 センサの役割をあらためて考える
12 センサを出力信号から考える
13 エネルギー変換と信号変換
14 受動型センサと能動型センサ
15 構造型か物性型か、あるいはMEMS型
第3章 まとめと補足
第4章 化学成分センサとバイオセンサ
16 化学センサと成分に対する興味
17 味と匂いのセンサ
18 分析システムを支配する分光分析
19 液体成分を分析するイオンセンサ
20 超選択性を実現したバイオセンサ
第4章 まとめと補足
第5章 センサ信号の情報処理
21 センサ信号の前処理でノイズを分離
22 センサ信号の増幅とディジタル変換
23 ディジタル処理の特徴
24 パターン情報の認識処理
25 人を超えた機械の処理能力
第5章 まとめと補足
第6章 半導体を利用したセンサ
26 半導体物性の基本
27 バルク半導体とpn接合の特性
28 半導体光センサ
29 半導体イメージセンサ
30 磁気と半導体との相互作用
31 半導体磁気センサ
32 半導体温度センサ: サーミスタ
33 可燃性ガスを検出するセンサ
第6章 まとめと補足(MEMS技術とセンサ)
第7章 自動化生産システムのセンサの役割
34 プロセスオートメーションのセンサ
35 プロセス計測用流量センサ
36 ディスクリートオートメーションセンサ
37 センサで対象のタグ情報を検知する
38 ロボットのセンサ
第7章 まとめと補足
第8章 健康を見守るセンサ技術
39 医療用センサの課題: 非侵襲性
40 トモグラフィーセンシングシステム
41 超音波エコーイメージング
42 血圧を計るセンサ
43 体を内部から見る内視鏡
第8章 まとめと補足
第9章 安全、セキュリテイを確保するセンサ技術
44 火災検知センサ
45 被害を抑える減災システム
46 侵入を防ぐ個人識別技術
47 空港のセキュリテイ・チェック
48 監視カメラと画像処理
第9章 まとめと補足
第10章 これからのセンサ技術
49 センサの微細化: マイクロからナノへ
50 センサの高感度化
51 センサの高度知能化
52 計量から認識へセンシング機能の変化
53 ヒトの遺伝子のセンシングと医療
54 資源循環社会における材料認識技術
55 マルチモーダルセンシング
第10章 まとめと補足
【コラム】
●センサはどの位生産されているか、センサの市場サイズと未来予想
●センサかセンサーか
●トレーサビリティと不確かさ
●オフライン分析、オンライン分析、インライン分析
●宇宙を探るセンシング・システム: 天体望遠鏡
●信号とノイズ
●センサの信頼性と冗長システム
●二酸化炭素の濃度と地球温暖化
●犬嫌いがわかる犬
●センサは人間の感覚にどのくらい近づいたか
参考文献
