セイコーエプソン|ジャイロセンサ「GYRO」の特長とメリット

セイコーエプソン|ジャイロセンサ「GYRO」の特長とメリット

近年、ジャイロセンサはカーナビやデジタルカメラをはじめ、ロボット、車、飛行機、スマートフォン等、様々な機器に使用されており、慣性センサとして欠かせない存在となりつつあります。当ページでは、セイコーエプソンのジャイロセンサ/GYROの原理や仕組み、採用事例について紹介いたします。

ジャイロセンサ「GYRO」の採用事例

ジャイロセンサはデットレコニングや手振れ補正、姿勢制御など我々の身近な所で欠かせない存在となりつつあります。

Gyro Sensor 採用事例

ジャイロセンサとは

ジャイロセンサ(角速度センサ)とは、回転角速度の測定を実現する慣性センサの一種で、角速度とは、ある物体の角度が単位時間当たりどれだけ変化しているか、つまり物体が回転している速度を表す物理量です。

ジャイロセンサは、別名角速度センサと呼ばれ、角速度を検出するデバイスです。

角速度センサについて

角速度とは、簡単に説明すると、単位時間あたりの回転角のことを言います。
単位は、deg/s(degree per second)で表すのが一般的です。

ジャイロセンサの種類

ジャイロセンサには様々な種類があります。
近年のジャイロセンサのトレンドとして、小型ビデオ・カメラの手ブレ検出や、ゲーム等のモーションセンシング、自動車の横滑り防止等に振動ジャイロセンサが使われています。

振動ジャイロセンサについて

振動ジャイロセンサは、素子を振動させて素子に加わるコリオリの力から角速度を検出します。そのため、素子の素材や構造の違いにより、角速度の精度に大きく変化が現れます。ここでは、振動ジャイロセンサの素子の種類を簡単にご紹介します。

振動ジャイロセンサ素子の種類

角速度検出の仕組み(振動ジャイロセンサの場合)

振動ジャイロセンサは、振動する物体に加わるコリオリの力から角速度を検出します。
ここでは、セイコーエプソンの水晶を素子とした、ダブルT型構造の検出を例にご説明します。

セイコーエプソンのジャイロセンサ特長 

エプソンのジャイロセンサは、水晶を素材にしたダブルT型構造の素子と、独自のPKG技術などの工夫で、5つの高安定ポイントを実現しています。

特長①ノイズレベルが低い

ダブルT型の構造としたことで、お客様使用帯域内で、0.005(°・s-1)/√Hzの低ノイズを実現しております。

ノイズ特性比較図

特長②0点での温度特性が安定している

水晶材料の良さをダブルT構造によってさらに引き出すことで、優れた0点安定性を実現しております。

出力(0点)温度特性比較図

特長③感度温度特性が安定している

水晶の優れた結晶面で駆動系と検出系を構成できるため、優れた感度安定性を実現しております。

感度温度特性比較図

特長④角速度以外の他の振動に影響されにくい

20~2000Hzの周波数の振動(X、Y、Z方向)を加えた時の出力(0点)変化量のデータです。
外部振動に対する優れた安定性を実現しております。

外部振動特性比較図

特長⑤衝撃に強い

100G相当の衝撃(X、Y、Z方向)を加えたときの出力(0点)変化量のデータです。
外部からの衝撃に対する優れた安定性を実現しております。

外部衝撃特性比較図

ジャイロセンサ「GYRO」の推奨製品ラインナップ

民生

機種 外形寸法
mm
検出軸 I/F 電源電圧
V
動作温度
範囲℃
公称感度
°/s
静止時出力
°/s
検出範囲
°/s
XV7001BB 5.0 x 3.2 x 1.3 1 SPI or I2C 2.7 to 3.6
1.65 to 3.6(for interface)
-20 to +80 280LSB ±5%(16bit) ±1(0LSB Typ.) ±100
XV7011BB 5.0 x 3.2 x 1.3 1 SPI or I2C 2.7 to 3.6
1.65 to 3.6(for interface)
-20 to +80 280LSB ±5%(16bit)
71680LSB ±5%(24bit)
±1(0LSB Typ.) ±100
XV7021BB 5.0 x 3.2 x 1.3 1 SPI or I2C 2.7 to 3.6
1.65 to 3.6(for interface)
-20 to +80 70LSB ±5%(16bit)
17920LSB ±5%(24bit)
±1(0LSB Typ.) ±400
XV7081BB 5.0 x 3.2 x 1.3 1 SPI or I2C 2.7 to 3.6
1.65 to 3.6(for interface)
-20 to +80 70LSB ±5%(16bit)
17920LSB ±5%(24bit)
±1(0LSB Typ.) ±400
XV-3510CB 5.0 x 3.2 x 1.3 1 Analog
Voltage
3.3 -20 to +80 3 1430mV ±300

車載

機種 外形寸法
mm
検出軸 I/F 電源電圧
V
動作温度
範囲℃
公称感度
°/s
静止時出力
°/s
検出範囲
°/s
XV-9100CD 5.0 x 5.0 x 1.4 1 Analog
Voltage
5 -40 to +105 0.004 x VDD mV 0.5 x VDD V ±100
XV-9100LP 9.5 x 5.0 x 7.2 1 Analog
Voltage
5 -40 to +125 0.004 x VDD mV 0.5 x VDD V ±100
XV-9100LV 7.0 x 6.8 x 3.3 1 Analog
Voltage
5 -40 to +125 0.004 x VDD mV 0.5 x VDD V ±100
XV-9300CD 5.0 x 5.0 x 1.4 1 Analog
Voltage
5 -40 to +105 0.0012 x VDD mV 0.5 x VDD V ±300
XV-9300LP 9.5 x 5.0 x 7.2 1 Analog
Voltage
5 -40 to +125 0.0012 x VDD mV 0.5 x VDD V ±300
XV-9300LV 7.0 x 6.8 x 3.3 1 Analog
Voltage
5 -40 to +125 0.0012 x VDD mV 0.5 x VDD V ±300
XV4001BC 5.0 x 3.2 x 1.3 1 I2C 3.3 -40 to +85 370LSB ±1.5% ±2(0LSB Typ.) ±70
XV4001BD 5.0 x 3.2 x 1.3 1 SPI 3.3 -40 to +85 370LSB ±1.5% ±2(0LSB Typ.) ±70
XV4001KC 6.8 x 4.3 x 3.3 1 I2C 3.3 -40 to +85 370LSB ±1.5% ±2(0LSB Typ.) ±70
XV4001KD 6.8 x 4.3 x 3.3 1 SPI 3.3 -40 to +85 370LSB ±1.5% ±2(0LSB Typ.) ±70

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