光センシングのIoT適用の可能性

Tele-Sentientで開発中のSensor AFE LSIでは、光センシングを構成できるAFEが実装されています。

この、LED、フォトダイオードの部分を、測定対象物質に合った形に変更することで、光センサを構築できるようになっています。

光センサでは、どのような物質のセンシングが可能なのでしょうか？

ここでは、簡単に、例を記載してみます。

水分センサ

水は、1450nmの光を吸収します。

この原理を応用して、水分センサを構築することができます。

農業、防災、劣化診断など、水分量を測定することが必要なセンサは数多くあります。

降雨量センサ

LEDから赤外線を照射して、受光素子で、固体、液体、降水の散乱光を計測する降雨センサがあります。

機械式と比べて、低コスト化とメンテナンス性向上が図れると言われています。

降雨センサは、農業、土砂災害防止、防災用途など、数多くのニーズがあります。

CO2センサ

上の図のような構成のように、CO2は4260nmの赤外線を吸収するため、この原理によって、CO2センサを構築することができます。

これは、NDIR方式と呼ばれています。

光合成活性度の測定

植物の光合成活性度の指標として、正規化植生指数(NDVI)と呼ばれる指標があります。

NDVI = (IR – R) / (IR + R)

で、IRは近赤外線の波長、Rは可視光の赤色の波長です。

植物の葉は、450nm近辺の青色と、650nm近辺の赤色を吸収します。

逆に、近赤外線の波長は大きく反射します。

この特性を応用して、近赤外線と可視光を使用して、葉の光合成の活性度を測定することができます。

光センサでの物質の測定

このように、赤外線領域も含めた光センシングによって、様々なセンサを構築することができます。

分子は振動しており、その振動は分子ごとに違うため、その振動に対応する赤外線の波長によって、吸収したり反射したりします。

その原理を応用して、様々なセンサが作られています。

IoTでのセンシングにおいて、光センサは重要な役割を果たします。