重力センサー

iPhoneやAndroid端末などのスマートフォンの多くには、加速度センサーや近接センサー、輝度センサー(環境光センサー)といったさまざまなセンサー(sensor)が備わっている。センサーとは、力の大きさや距離の遠近、明るさなどの物理量を電気信号など、ほかの種類の量に変換する電気回路の部品のことである。スマートフォンはこれらのセンサーを利用して電話機能の使い勝手を向上させたり、多様なアプリケーション(アプリ)に応用したりしている。これらのセンサーの1つ、3軸加速度センサーは、X軸・Y軸・Z軸の3方向の加速度を1つのデバイスで測定できる加速度センサーで、モーションセンサーとよばれることもある。3次元の加速度が検出でき、重力(静的加速度)の計測にも対応できるため、重力センサーまた、とよばれることもある。3軸加速度センサーの多くは、半導体製造技術やレーザ加工技術などの微細加工技術を応用し、シリコン基板上に微小な機械構造を集積化する「微小電気機械素子創製技術(Micro Electro Mechanical Systems、MEMS、メムス、マイクロマシン)」により小型化されたMEMSセンサーである。MEMS3軸加速度センサーは、±数gの範囲の測定が可能で、0Hz〜数百Hzまでの加速度変動に追従できる「low g」タイプとよばれる。この場合の0Hzというのは、センサーに重力加速度のみが加わっている状態であり、このときのX軸・Y軸・Z軸の加速ベクトルの合計から地面に対しての向きを測定することができる。MEMS3軸加速度センサーは、大きく分けて半導体ピエゾ抵抗型3軸加速度センサー、静電容量型3軸加速度センサー、熱検知型(ガス温度分布型)3軸加速度センサーの3種類がある。半導体ピエゾ抵抗型3軸加速度センサーは、加速度が錘に作用したときに発生するダイアフラムの歪みをピエゾ抵抗効果により検出し、加速度を測定することができる。静電容量型3軸加速度センサーは、加速度を測定のために静電容量の変化を利用する。熱検知型(ガス温度分布型)3軸加速度センサーは、ヒータで熱されたガスの移動を利用して加速度を測定するという仕組みである。任天堂のゲーム機「Wii」や、iPhone、iPadのほか、さまざまな携帯電話やスマートフォンにもこの3軸加速度センサー(重力センサー)が搭載されている。

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カテゴリ: WEB担当者様向けスマートフォンユーザー向け

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