【2022年版】ジャイロセンサー4選 / メーカー13社一覧
ジャイロセンサーについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ジャイロセンサーのメーカー13社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。ジャイロセンサー関連企業の2022年11月注目ランキングは1位:セイコーエプソン株式会社、2位:株式会社村田製作所、3位:多摩川精機株式会社となっています。
ジャイロセンサーとは
ジャイロセンサーとは、角速度を検出するためのセンサーのことです。
ジャイロスコープとも呼ばれています。角速度とは、単位時間あたりに物体が回転する物理量を指し、高度で正確な制御が求められている現在の工業機械製品において不可欠なセンサーです。
特に、ロボットや航空機、自動車の車体制御などの分野では、微小な回転を考慮したフィードバック制御を行う必要があり、必ずジャイロセンサーが使用されています。
ジャイロセンサーの使用用途
ジャイロセンサーの使用用途は、スマートフォンやデジタルカメラ、ゲーム機器、宇宙産業、航空、自動車、産業用ロボットなどの制御に幅広い分野で使用されています。
ジャイロセンサーの具体的な使用用途は以下の通りです。
- スマートフォンやデジタルカメラの手ブレ防止機能
- 2足歩行ロボットの歩行制御
- 航空機の機体位置の計測および制御
- VRゲームの使用者の動作および位置測定
ジャイロセンサーは、熱や振動耐性、大きさなど製品によって特徴が異なります。そのため、ジャイロセンサーを使用する装置の制御の精度や使用環境を考慮して選定する必要があります。
ジャイロセンサーの原理
ジャイロセンサーの代表的な測定方法として、コリオリの力を使って測定する振動型と、光のサニャック効果を使って測定する光学型が挙げられます。
1. 振動型ジャイロセンサー
振動型ジャイロセンサーで用いるコリオリの力とは、回転している物体が移動する際に物体に作用する見かけ状の力のことです。振動型はさらに、圧電方式と静電容量方式に分類できます。
- 圧電方式
コリオリの力に相当する物理量として回転状態の振動子に生じる電圧値を計測する方法です。 - 静電容量方式
回転している際のコリオリ力で、振動子の左右の検出電極との容量に差分が発生するため、その容量差からコリオリ力を測定し、角速度を算出する方法です。
なお、コリオリの力と角速度の関係は次式で表現可能です。
ω=F/2mv (ω:角速度、F:コリオリの力、m:物体の質量、v:移動速度)
2. 光学型ジャイロセンサー
光学式ジャイロセンサーで用いるサニャック効果とは、光が通過する光路が運動していれば、光路の長さが長くなる原理のことです。この物理現象は、光速が常に一定であるために生じます。光学式ジャイロセンサーでは、周回している光自体が回転することによって、光路が長くなり、それによって生じる位相差を測定することで角速度を算出できます。
ジャイロセンサーのその他情報
1. ジャイロセンサーの補正手法
ドリフト補正
ジャイロセンサーの出力に対して誤差を発生させる要因は複数あります。その中でも気をつけなければならない特性が「ドリフト」です。ドリフトとは、本来初期値として与えられるゼロ点がドリフトし、初期値が少しずつずれて検出誤差が大きくなることを指します。
ドリフトが生じる内的要因としては、DC成分のゆらぎ (低周波の変動) と高周波のノイズによる影響です。DC成分のゆらぎはバイアス不安定性、高周波ノイズは角度ランダムウォークと呼ばれます。バイアス不安定性に関しては、供給電圧の安定性に依存しますので、電源の見直しで改善することが可能です。
角度ランダムウォーク補正
角度ランダムウォークの補正方法については各社のノウハウとなりますが、一般的に良く用いられている補正方法としてカルマンフィルタを用いた補正が挙げられます。
カルマンフィルタとは、直前までの情報と現在取得したデータをもとに、最も適切なシステムの状態を推定する手法のことです。時間とともに変化する変数を、過去の情報と現在取得した情報から本来のあるべき姿を推定する問題と言い換えることもできます。この測定値及び変数そのものにもノイズが乗っているものとして取り扱うことが重要です。
2. ジャイロセンサーと加速度センサーの違い
ジャイロセンサーとよく似た性質を持つセンサーの1つに、加速度センサーがあります。両者は混同されることもありますが、全く別のものです。
加速度センサーはその名の通り、加速度を検知するためのセンサーです。慣性力を利用して物体の移動速度の変化を測定し、電気信号として出力します。加速度からは物体の振動の様子や衝撃の大きさといった情報を得ることもできるため、加速度センサーは幅広い用途に使用されています。基本構造はジャイロセンサーに似ています。
一方、ジャイロセンサーは前述した通り、角速度を検知するために用いられるセンサーです。コリオリの力を利用して物体の動き (回転) や向き・姿勢の変化を測定し、それを電気信号として出力することができます。
3. 3軸・6軸・9軸対応センサー
昨今、慣性力の検出センサーでよく解説される言葉に、3軸・6軸対応センサーがあります。各々前後、左右、上下の加速度 (3軸) と角速度 (6軸) を対応させていて、車載センサーとして自動車の運転支援システムであるADASや自動運転技術に欠かせません。
一例として、自動車のカーナビにはジャイロセンサーと加速度センサーの両方が搭載されており、ジャイロセンサーで自動車の向きを、加速度センサーで移動距離を検知することで、トンネル内など電波が届きにくい場所でも現在地を高精度に表示することができます。
3軸はロール・ピッチ・ヨーで表現され、これらの軸によって姿勢を表現することが可能です。特に、ロール・ピッチに関しては、誤差要因のドリフトそのものをフィードバック回路として自身で補正させることもできます。さらに、ドリフト補正のために異なるRefとして、現在の基準に地磁気センサーを6軸対応センサーに追加して用いるものがあり、この場合は9軸対応センサーと呼ばれています。
4. ジャイロセンサーでのMEMS対応
ジャイロセンサーは、回転運動を伴う機械において、その運動の様子を画面表示したり、制御したりする場合に使用しますが、ジャイロセンサーの小型化に大きく貢献しているのが、MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 技術です。MEMS技術は、半導体業界の薄膜微細加工の技術を展開して用いられています。
ジャイロセンサーにおいても、「光学式」や「機械式」とは異なり、小型・集積化が比較的容易です。MEMS式のセンサーは、比較的高度な制御を可能にするASICとの親和性も高いために、スマートフォン等のモバイル機器をはじめとして多くのデバイスに内蔵されています。
さらに、ジャイロセンサーはその用途によって必要とされる角速度の検出範囲が異なります。例えば、スマートフォンなどのモバイル機器の場合は300～2000dps (degree per second、1秒間あたりの回転角度) 、カーナビなどの自動車向け機器の場合は100～500dpsほどの範囲が必要です。
そのため、センサー選定時には、機器の使用状況を踏まえ、どのくらいの検出範囲があれば充分なのかを考慮しなければなりません。
参考文献
http://yokoya.naist.jp/paper/datas/79/PRMU.pdf
https://industrial.panasonic.com/jp/ss/technical/b14
https://ednjapan.com/edn/articles/1406/09/news014.html
https://www.analog.com/jp/analog-dialogue/raqs/raq-issue-139.html
https://qiita.com/MoriKen/items/0c80ef75749977767b43
https://mems.tamagawa-seiki.com/words/
ジャイロセンサーの性能比較
各種ジャイロセンサーの値をグラフにプロットし、表にしました。ベータ版機能のため一部製品のみの表示となっております。
ジャイロセンサーの性能比較表
横にスクロールすると表の全体をご覧頂けます。
| 製品名 | IMU（慣性計測ユニット）一覧 | XV7011BB | XV7001BB | ジャイロセンサ SCC3000シリーズ | FXAS21002C: 3-Axis Digital Gyroscope | A3G4250D | I3G4250D | L2G2IS | L3GD20H | ADXRS910 ロールオーバー検出面内ジャイロ・センサー |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 最大検出範囲[± deg/s] | 450 | 100 | 100 | 300 | 2000 | 245 | 2000 | 200 | 2000 | 300 |
| 感度 [LSB(deg/s)] | 66 | 280 | 280 | 80 | 0.063 | 8.75 | 70 | 131 | 70 | 80 |
| 会社名 | セイコーエプソン株式会社 | セイコーエプソン株式会社 | セイコーエプソン株式会社 | 株式会社村田製作所 | NXPジャパン株式会社 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 | アナログ・デバイセズ株式会社 |
Metoreeでは各社カタログを無料で一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。
ジャイロセンサーのカタログ一覧はこちら
企業
セイコーエプソン株式会社 センサテック株式会社 株式会社木村洋行ジャイロセンサーのメーカー13社一覧
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
企業の並び替え
- 標準
- 従業員数順
- 資本金の大きい順
- 設立年古い順
- 設立年新しい順
- 上場企業順
・短期ノイズを改善し角度ランダムウォーク0.03°/hを実現したM-G370S
・450°/sのワイドダイナミックレンジで高安定なM-G370
・小型・軽量で外形、インターフェース共にコンパチブル仕様
製品をみる 会社サイトをみる
ジャイロセンサーのメーカーランキング
*一部商社などの取扱い企業なども含みます2022年11月の注目ランキングベスト10
注目ランキング導出方法| 順位 | 会社名 | クリックシェア |
|---|---|---|
| 1 | セイコーエプソン株式会社 | 28.2% |
| 2 | 株式会社村田製作所 | 11.9% |
| 3 | 多摩川精機株式会社 | 11.3% |
| 4 | 住友精密工業株式会社 | 9% |
| 5 | STマイクロエレクトロニクス株式会社 | 8.5% |
| 6 | パナソニック株式会社 | 7.3% |
| 7 | 日本ハネウェル株式会社 | 4.5% |
| 8 | TDK株式会社 | 4% |
| 9 | InnaLabs(R) | 3.4% |
| 10 | Kionix, Inc. | 3.4% |
注目ランキング導出方法について
注目ランキングは、2022年11月のジャイロセンサーページ内でのクリックシェアを基に算出しています。クリックシェアは、対象期間内の全企業の総クリック数を各企業のクリック数で割った値を指します。社員数の規模
- パナソニック: 259,835人
- TDK: 107,138人
- セイコーエプソン: 79,805人
設立年の新しい会社
- InnaLabs(R): 2012年
- NXPジャパン: 2006年
- 日本ハネウェル: 2004年
歴史のある会社
- TDK: 1935年
- パナソニック: 1935年
- 多摩川精機: 1938年
ジャイロセンサーのカタログ一覧(5件)
Metoreeに登録されているジャイロセンサーが含まれるカタログ一覧です。無料で各社カタログを一括でダウンロードできるので、製品比較時に各社サイトで毎回情報を登録する手間を短縮することができます。
セイコーエプソン株式会社のカタログ
センサテック株式会社のカタログ
株式会社木村洋行のカタログ
ジャイロセンサー4選
セイコーエプソン株式会社
IMU（慣性計測ユニット）一覧
画像出典:
セイコーエプソン株式会社公式サイト特徴
・SPI/I2Cシリアスインターフェイスに対応
・16・24ビットでの角速度出力
・－20度から＋80度までの静止時出力温度安定性
・温度センサーを内蔵
・セレクタブルデジタルフィルタ及び離周波数除去フィルタを内蔵
・電力消費を抑えた設計
セイコーエプソン株式会社の会社概要
- 会社所在地: 長野県諏訪市大和三丁目3番5号
- 会社サイト
- 創業: 1942年
- 従業員数: 79,805人
近藤科学株式会社
ジャイロセンサー KRG-4
画像出典:
近藤科学株式会社公式サイト特徴
・軽量であり、小型です。スペースを無駄にすることなく設置することが可能
・環境や使用時間による出力の変化を最小限に抑えた設計
・電源電圧は3.0~5.0ボルトの範囲で対応
近藤科学株式会社の会社概要
- 会社所在地: 東京都荒川区東日暮里4-17-7
- 会社サイト
- 創業: 1964年
- 従業員数: 22人
株式会社村田製作所
6DoF ジャイロ加速度コンボセンサ SCHA600シリーズ
画像出典:
株式会社村田製作所公式サイト特徴
・シングルパッケージ6Dofセンサーを使用することで自動運転で要求される高い安全性に対応
・ISO26262企画に準拠しASIL-Dシステムの開発に対応
・キャリブレーションを行うことでコンポネートレベルでの他軸感度の誤差が改善
・温度変化による誤差は0.3°以下
・ジャイロRMSノイズレベルを0.0007/s未満
・耐震度製及び動作温度-40°~＋110°を実現
・自己診断機能を有り
・最大－300°/s~+300°/sの角速度測定範囲
・-6gから+6gの加速度を測定可能
・電源電圧は3.0~3.6ボルトの範囲で対応
株式会社村田製作所の会社概要
- 会社所在地: 京都府長岡京市東神足 (ひがしこうたり) 1丁目10番1号
- 会社サイト
- 創業: 1950年
- 従業員数: 74,109人
アナログ・デバイセズ株式会社
ADXRS910 ロールオーバー検出面内ジャイロ・センサー
画像出典:
アナログ・デバイセズ株式会社公式サイト特徴
・－40度～105度の幅広い温度範囲における安定性
・80LSB/°/secで－300°sec~＋300°のフルスケール・レンジを測定可能
・ディスクセンサー構造により、面内角周辺での角速度の測定が可能
・24.6・49・102・201Hzから－3dBフィルター・コーナー周波数を選択可能
・16ビット・32ビットでのSPIトランザザクションを含む、センサー・データ出力できる
・10MHzまでのSPI通信が可能
アナログ・デバイセズ株式会社の会社概要
- 会社所在地: 東京都港区海岸1-16-1
- 会社サイト
- 創業: 1965年
- 資本金: 454,000,000円
ジャイロセンサーの39製品一覧
-
セイコーエプソン株式会社のジャイロセンサー
- IMU（慣性計測ユニット）一覧
- XV7011BB
- XV7001BB
- XV-3500CB(超小型振動ジャイロセンサ(角速度センサ))
- XV-3510CB(超小型振動ジャイロセンサ(角速度センサ))
- XV-3900CB(超小型振動ジャイロセンサ)
-
近藤科学株式会社のジャイロセンサー
- ジャイロセンサー KRG-4
-
株式会社村田製作所のジャイロセンサ
- ジャイロセンサ一覧ページ
- 6DoF ジャイロ加速度コンボセンサ SCHA600シリーズ
- ジャイロセンサ SCC3000シリーズ
- ジャイロセンサ SCC2000シリーズ一覧ページ
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日本ハネウェル株式会社の慣性計測ユニット
- TARSシリーズ
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多摩川精機株式会社のジャイロセンサー
- ジャイロセンサー一覧ページ
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住友精密工業株式会社のジャイロセンサー
- ジャイロセンサー一覧ページ
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パナソニック株式会社のジャイロセンサ
- ジャイロセンサ一覧ページ
- EWTS64G : ジャイロセンサ
- ジャイロセンサ一覧ページ
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アナログ・デバイセズ株式会社のジャイロセンサー
- ジャイロセンサー一覧ページ
- ADXRS910 ロールオーバー検出面内ジャイロ・センサー
- ADXRS290 2軸ジャイロセンサー、超低ノイズ
- ADXRS645 高温度、振動除去±2000°/秒ジャイロ・センサー
- ADIS16137 角速度センサー（ジャイロセンサー）、±1,000°/秒、高精度
- ADXRS810 角速度センサー、高性能、SPIデジタル出力
- ADXRS646 ヨーレート・ジャイロセンサー、高安定、低ノイズ、振動除去機能
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TDK株式会社のIMU (イナーシャル・メジャーメント・ユニット)
- IMU (イナーシャル・メジャーメント・ユニット)一覧ページ
- DK-20602
- DK-20648
- DK-20789
- DK-20948
- DK-42605
- IAM-20680
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STマイクロエレクトロニクス株式会社のジャイロ･センサ（角速度センサ）
- ジャイロ･センサ（角速度センサ）一覧ページ
- A3G4250D
- I3G4250D
- L2G2IS
- L3GD20H
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NXPジャパン株式会社のMotion Sensors
- Motion Sensors一覧ページ
- FXAS21002C: 3-Axis Digital Gyroscope
- FXOS8700CQ: Digital Motion Sensor - 3D Accelerometer (±2g/±4g/±8g) + 3D Magnetometer
- FXLC95000CL: Intelligent Motion-Sensing Platform
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Kionix, Inc.の6-AXIS COMBO PARTS
- 6-AXIS COMBO PARTS一覧ページ
- KMX62-1031
- KMX63-1055
- KMX64-1085
- KMX65-1086
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InnaLabs(R)のGyroscope
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