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人体が発する赤外線を感知して開く自動ドア

超常現象！？マイクがしゃべる！その理由は？

あらゆる液剤に優れた適応性を誇る高精度ディスペンサー「SDP500」

これまでのよもやまばなしが閲覧できます。

古代ローマ時代にも自動ドアが存在していました。その時の設備は大掛かりで、かがり火で空気を膨張させ、その空気圧で密閉タンクの中の水をバケツに移し、バケツが重りとなってロープでつながれたドアを開く、というものでした。その当時、神官が誰もいないはずの神殿のドアを手も触れずに開けてみせ、人々に自分の力を誇示するために利用されたそうです。
現在では、人体を検知する赤外線センサを利用し、火を焚いたりせずにドアが開きます。今回はこの赤外線センサにスポットを当ててみます。

赤外線センサは、熱（赤外線）を検知する熱型赤外線センサと、光を検出する量子型赤外線センサに大別できます。前者の熱型赤外線センサは、熱起電力効果を利用したサーモパイル、焦電効果を利用したPZT、LiTaO3、熱電対効果を利用したサーミスタ、ポロメータなどに分類できます。後者の量子型赤外線センサは、光起電力効果を利用したフォトダイオード、フォトトランジスタ、光導電効果を利用したCdSセル、光電子放出効果を利用した光電子倍増管などに分類できます。

自動ドアで主に使われているのは、焦電効果を利用した熱型赤外線センサです。熱があるところからは、その温度に応じた波長の赤外線が必ず出ています。サーモグラフィ装置はこの原理を応用して温度分布を見ています。人体が発生する赤外線の波長は10μm前後ですので、この波長付近のみを通過させる光学フィルタを焦電体の前におけば、人体だけを検知するセンサのできあがりです。

どう考えてみても古代ローマより、現在の自動ドアの方が神がかりなのですが、不思議がることもなく現代人は自動ドアを通り過ぎます。当たり前とは怖いもので、手動ドアだった場合でも、手を出さずについ立ち止まってみたりします。

モーターは電流を流すと軸が回りますが、軸を持って手で回してやるとモーターは発電機に変身します。これは良く知られていることですが、ダイナミック型と呼ばれる構造のマイクとスピーカーも同様の関係にあります。つまり、極端なことを言えばマイクはスピーカーに、スピーカーはマイクになりうるのです。

このことを理解するためには、まず「フレミングの法則」を思い出してください。
親指と人差指と中指で右手の法則、左手の法則とかいうあれです。簡単に書くと、「磁石のそばでコイルを動かすとコイルの両端に電気が発生する」「磁界の中でコイルに電流を流すとコイルがある方向に動こうとする力が働く」ということです。

ダイナミック型のマイクとスピーカーは同じ構造で、振動板にコイルを取り付け、コイルが永久磁石の中で動くようになっています。音は空気の振動ですから、音に反応して振動板が振動して電気（音声信号）が発生すればマイクとなり、コイルに電気（音声信号）が流れて振動板（コーン紙）が振動すればスピーカーとなります。玄関に設置してあるインターホンは、１つのスピーカーがマイクになったり、スピーカーになったりすることからも同じ構造だということが分かると思います。余談ですが、もしダイナミック型マイクを間違って音声出力端子につないでしまうとマイクがしゃべるという現象が起きてしまいます。（筆者注：マイクが壊れるので絶対に真似しないでください。）

自分の声を録音したいがマイクがない、こんな時はヘッドホンがマイクになります。音響機器が壊れても誰も責任は取れませんが…。

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