工場用語辞典

ジャイロセンサー 【よみ】 じゃいろせんさー 【英語】 gyro sensor

人間が感じとりにくい細かな向きの変化や回転運動の感知ができるセンサー。

スマートフォンなどのビデオやカメラの手ブレを検出したり自動車の横滑りなどの検知をする部品である。

物体の回転角速度(単位時間あたりの回転角度の変化率)を検出するセンサーです。私たちの身の回りにある様々な機器、例えばスマートフォン、ゲームコントローラー、自動車、ドローンなどに搭載され、傾きや動きを検知するのに役立っています。

昔ながらのジャイロスコープは、高速で回転するコマの性質を利用していましたが、現代のジャイロセンサーは、より小型で高性能なMEMS(Micro Electro Mechanical Systems:微小電気機械システム)技術などが用いられています。これにより、非常に小さなサイズで、かつ正確な回転情報を得ることが可能になりました。

ジャイロセンサーの仕組みと種類

現代のジャイロセンサーの主な仕組みとしては、以下のようなものがあります。

振動式ジャイロセンサー

MEMS技術を応用した小型のジャイロセンサーで、スマートフォンやゲームコントローラーなどに広く使われています。微細な振動子を振動させておき、回転が加わると「コリオリ力」という力が働きます。このコリオリ力の大きさを検知することで、角速度を測定します。非常に小型で低コスト、かつ消費電力が少ないのが特徴です。

光ファイバージャイロセンサー(FOG)

光ファイバーの中にレーザー光を逆方向に通し、回転によって生じる光の干渉の変化を検出する方式です。高い精度と安定性を持つため、航空機や船舶、産業用ロボットなどの高精度な姿勢制御が必要な分野で利用されます。

リングレーザージャイロスコープ(RLG)

ヘリウムやネオンなどの混合ガスを充填したリング状の管の中で、逆方向にレーザー光を周回させます。回転が生じると、それぞれの光の周波数に差が生じ、この周波数差を測定することで角速度を検出します。FOGと同様に高精度で安定しており、航空機や宇宙開発などの分野で用いられます。

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ジャイロセンサーの活用例

ジャイロセンサーは、私たちの生活の様々な場面で活用されています。

  • スマートフォン・タブレット: 画面の自動回転、ゲームの操作、手振れ補正などに利用されています。
  • ゲームコントローラー: 動きや傾きをゲーム内の操作に反映させるために使われています。
  • 自動車: カーナビゲーションの精度向上、横滑り防止装置(ESC)、エアバッグの制御などに利用されています。
  • ドローン: 姿勢制御や安定飛行に不可欠なセンサーです。
  • VR/ARデバイス: 頭の動きや体の向きを検知し、仮想空間や拡張現実の世界での体験を向上させます。
  • 産業用ロボット: 正確な動作制御や姿勢制御に用いられています。
  • ウェアラブルデバイス: 活動量計などで体の動きを検知するために利用されています。