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にぎりこぷしのエコの細道 松下の省エネ技術 第一回目 超小型・人体検知センサ「ナピオン」 なんだのページ ナピオンは松下電工が開発した、世界最小の超小型赤外線人体検知センサ。この小さなナピオンが、大きな省エネにつながるってんだから、調べないわけにはいかないでしょう!

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なんだ!?人体検知センサ「ナピオン」って!

怪現象の正体

夜道を歩いていて、前を通りかかった家の外灯がパッとついて驚いた、という経験はないだろうか。ほかにも、お店に入ると「いらっしゃいませ」のいささか電子音めいたアナウンスが流れたり、トイレのドアを開けると、便器のふたが勝手に開いたり……。これらの怪現象は、いったいなぜ起こるのだろう。もしかして、科学では証明できない、得体の知れないなんらかの存在によるもの?

センサのあかりが点灯して驚くにぎりこぷし氏のイラスト

まあ、そういう例もあるやもしれないが、たいていの場合、それらの怪現象は、それぞれの機器に組み込まれた、ある小さな部品によって引き起こされている。それが、「人体検知センサ」である。このセンサがそこに人間がいることを検知して、自動でスイッチをオン・オフしてくれているのだ。

センサ使用例 家庭のイラスト

人体検知センサに限らず、われわれは実に多くのセンサに囲まれて暮らしている。こちらのページで、家庭や街中でのセンサの使用例が見られるのだけど、おいおい、そんなところにも! なんて、けっこう驚かされる。

時計のイラスト


そういえば、うちの目覚まし時計、あかりを消すと秒針が止まるんだよな。これもセンサのなせる技だ。あのカチカチって音がしないんで、ぐっすり眠れる。そのかわり、朝はネチネチといやらしい起こし方するんだけれども。

時計のイラスト

うちの時計が検知するのは「明るさ」だけど、人体検知センサが検知するのは人体、つまりわれわれ人間だ。そんなセンサが、いろいろなところで、われわれの動きに目を光らせているのだ。思わず、そんなに見つめるなよ、といってしまいたくなる。

人体検知センサーの入っている製品のイラスト

このように、さまざまな機器に人体検知センサが組み込まれていれば、人間がいちいちスイッチを操作する手間が省けるわけだから、ぼくのようなずぼらな者にはうれしい限り。人がその場を離れるなどして必要がくなったときには、自動でスイッチが切れ、消し忘れもなくなる。結果、電気のムダづかいも減り、省エネになるというわけだ。

そしてもうひとつ、このようなセンサに求められるのが、小型化。全体のサイズが小さくなるほど、必要な部品の数は減る。こういったものづくりの時点での地球資源のムダづかいを減らすこと、これもまた省エネといえる。

とらえろ!人体からの赤外線

それにしても、この人体検知センサはどうやって人間を検知しているのだろうか。

一般的なのは、赤外線を検知する方式の赤外線人体検知センサだという。赤外線のセンサときくと、どうしても思い浮かべるのは・・・・・・

赤外線ビームのイラスト

たしかに、そういう方式のセンサもあるのだけど、より一般的に使われているのは、受動型の赤外線人体検知センサ(Passive Infrared Ray、略してPIRセンサ)というものだ。受動型の人体検知センサは、自ら赤外線を発するのではなく、対象物、つまり人間が発する赤外線の変化を検知する。

「えっ、人間の体から赤外線が出ているの!?」なんて驚く人もいるだろう。たしかに人間からは、いや、あらゆるものから、赤外線は放出されている。といっても、ぼくらの体から赤いレーザーが放射されているわけではない。

人体検知のイメージイラスト

赤外線は電磁波の一種で、物体はその温度によって、異なった波長の赤外線を発する。デンジハとかハチョウとかいわれてもピンとこない人も いるかもしれないが、ここでは、「人体の発する赤外線イコール体温」 と思ってもらえればいいみたい。

例えば、床面の温度が24℃のところにPIRセンサが設置さ れているとしよう。このとき、センサは24℃を基準として(定常 状態という)、そこに起こる温度の変化を検知しようとする。検知エリ アに別の温度のもの、例えば、体温36℃の人間が入ってくると、 その温度の違いをセンサが検知して、スイッチのオン・オフが行われるというわけだ。

驚異の超小型化

ナピオンの写真

さて、ここでいよいよ登場していただくのが、松下電工が開発したPIRセンサ、NaPiOn(以下、ナピオン)。その姿は、見てのとおり、指先でやっとつまめるほどの超小型サイズ。

松下電工がPIRセンサ関連商品の開発に着手したのは1983年。当時のセンサの用途といえば、玄関灯などの照明器具に搭載されることがほとんどだった。しかし、「センサで検知したときだけオン・オフ」という機能は、省エネが求められる世の中で、ますます必要とされるはず……。そこで、あらゆる器具に組み込めるよう、センサ本体のさらなるコンパクト化が追求された。こうして1995年に開発がスタートしたナピオンは、およそ3年後の1998年2月、ついに量産開始となるのである。

ナピオンは従来のPIRセンサと比べ、レンズの面積がおよそ5分の1、体積は10分の1以下にまで小さくなっている。とんでもない偉業を達成したものだ。

従来品とナピオンのサイズ比較写真

ちなみにナピオンは、アンプ内蔵タイプのPIRセンサとして世界最小サイズを実現している。(2004年11月現在。松下電工調べ)

玄関灯のセンササイズ比較

玄関灯に搭載されたセンサ。向かって左がナピオンセンサ、右が従来品。小型化によって、目立たずスッキリと組み込めるようになり、デザイン性の向上にも貢献している。

これだけ小型化されたことで、これまでセンサ自体のサイズがネックとなって組み込めなかったいろいろな機器への搭載も可能となった。家電商品や自動販売機などに搭載して待機電力を削減したり、自動車の盗難防止装置に組み込んだりと、可能性はおおいに広がり、今後なおいっそうの活躍が期待されているのである。

自動販売機にナピオンセンサ イメージイラスト

ちなみに…

NaPiOnという名前は、まさかとは思ったが「ナショナルの」「ピッと感じて」「オンするセンサ」という意味だそうで、なんでも当時の社長が命名したそうである。

Nationalの Piっと感じて Onするセンサ
    ナピオンの中身はどうなってるの?
    詳しく知りたい人はこちらへどうぞ。
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