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近接センサー

辞書:科学用語の基礎知識 電子用語編 (NELECY)
読み:きんせつセンサー
外語:proximity sensor 英語
品詞:名詞
2012/12/05 作成
2012/12/11 更新

センサーから、比較的近距離の対象物までの間隔や相対傾き角度を計測するセンサー

触った、押した、といったような物理的なセンサースイッチではなく、ものが近付いてきたかどうかを検知するセンサーである。

iPhoneAndroid端末はじめ、スマートフォンの多くにも、この近接センサーは搭載されている。

スマートフォンの前面に搭載されている。電話中は耳(というか頭)が至近距離にあると計測されることになり、この場合は画面を消すか暗くするかなどの処理をすることで、消費電力の削減に繋げられる。

種類

スマートフォンからロボットまで、様々なものに使われているが、同時に、様々な方法が提案されている。

コスト、大きさ、性能などから選ばれるが、それぞれに一長一短がある。

  • 光(赤外線)
  • 渦電流(誘導)
  • 静電容量
  • 超音波
  • 空気圧

光(赤外線)

もっとも一般的な手法。

(多くのものは可視光線でない周波数として赤外線)を発光して対象物からの反射光を計測する。このとき、光は光路長の2乗に比例して減衰するため、対象面からの反射光を計測することで距離を求める。

ただし、この反射光量による方法は対象面の反射率に依存するため、特定の物体に対してしか適用することができない。例えば、スマートフォンなどでは、顔(頭)が至近にあるかどうかを計測する用途なので、人体の反射率を想定して使用されている。

他の方法としては、三角測量法、複数の発光素子を用いた位相差法、リングパターンを用いる方法などがある。

スマートフォン用の製品としては、発光素子と受光素子を用い、発光素子から発した光(赤外線のパルス)の反射を受光素子で確認することで、至近に物体があるかどうかを確認するものが一般的。また、受光素子を照度センサーとしても用いる一体型も多い。例えば、台湾・LITEON社のLTR-558ALS-01は、近接センサーと照度センサーが一体化した近接照度センサーである。

渦電流

高周波の電流を流したコイルを用意する。

ここに導体が近づくと渦電流が発生するが、その大きさは距離により変化する。

そこで、その変化した電流を検出するか、または別の検出用コイルを巻き、その起電力の変化を検出することで距離を求める。

静電容量

コンデンサーを用意する。

検出可能な物体は誘電体に限るが、誘電体がコンデンサーに接近することで静電容量が変化する。そこで、その静電容量の変化を計測して距離を求める。

超音波

超音波の発信機と受信機を用意し、発信した超音波が反射して戻ってくるまでの時間を計測することで距離を求める。

比較的長距離まで計測できる。自動ドアや玄関灯などは主にこの方式。

空気圧

ノズルから空気を噴出する。このとき、ノズルに物体が接近するとノズルの背圧が上昇する。

この空気圧の変化を測定することで距離を求める。

用語の所属
センサー

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