ジャイロとは？基本構造や特徴について詳しく解説！

センサーに及ぶ気温や機器自身の温度の影響は軽視できません。特に高性能の機器では、この影響はより大きくなります。しかし、ジャイロは、水晶やセラミックなどの温度係数が低い素材や構造を採用することで、この欠点を克服しています。 

分解能とは、対象を測定する際の精度や能力を指します。ジャイロが検出する角速度というのは、本質的には外部からの衝撃や振動の影響を受けやすい値です。  しかし、ジャイロの特性上、これらの外部からの影響を排除し、デバイス自体が生み出した角速度だけを検知することができます。  これは言い換えれば、「不確定性」が低く、高い精度を持つことを意味します。これがジャイロが高性能と評価される大きな理由の一つです。 

電子機器の使用において、ノイズは重大な問題をもたらします。高速化、省エネ化、あるいは電子機器自体が発生させる高周波ノイズなどによるノイズは、測定値の誤差や誤動作の原因となり得ます。  しかし、ジャイロセンサーは低ノイズレベルを特徴とし、一貫して安定した測定を実現しています。 

スマートフォンには多くのセンサーが搭載されています。「ジャイロセンサー」は、スマートフォンの動きを計測するセンサーで、加速度センサーと同じカテゴリに属します。 

加速度センサーがスマートフォンの直線的な動きを測定するのに対し、ジャイロセンサーはスマートフォンの「回転」や「向き」を計測します。パノラマ写真の撮影、地図アプリケーション、位置情報ゲームなどではこのジャイロセンサーが重要な役割を果たします。

ゲーム機能にもジャイロセンサーが使われています。たとえば、2016年の夏にデビューして以来、世界中で大ブームを巻き起こしたスマートフォンのゲーム「ポケモンGO」では、AR（拡張現実）機能を駆使してポケモンを捕まえるために、スマートフォンに内蔵された「ジャイロセンサー」が必要不可欠となります。 

「ポケモンGO」では、ジャイロセンサーがスマートフォンの傾きを捉え、カメラが取り込んだ背景とポケモンを合成します。これにより、ポケモンがまるで現実世界に存在しているかのような感覚をプレイヤーに提供します。 

また、最近ではハンドヘルドゲーム機にも積極的に採用され、ゲーム機本体が一定時間内にどれだけ傾いたかを測定し、その情報をキャラクターの動きに反映します。 

自動車には速度を測定する加速度センサーと、角速度を検出するジャイロセンサーが組み込まれています。 

これにより、車が加速しているか減速しているか、または車両が曲がるときにどれだけの角度で曲がったかなど、測定したデータを解析することで車の走行状況を推定できます。 

自動運転の分野では、加速度とジャイロセンサーの測定値を利用して移動経路を推定するデッドレコニングという手法が用いられます。GPSやその他のセンサーからの信号がうまく取得できないときに、これらの位置情報を補うためにジャイロセンサーと加速度センサーが使用されます。 

航空機や船舶のナビゲーションシステムでは、ジャイロセンサーが長い間使用されてきました。複数軸に配置されたこのセンサーは、上下左右の各方向への傾斜や速度をキャプチャし、適切な操縦を可能にします。 

自動操縦システムの実現にも欠かせない要素であり、少しの誤差が重大な影響を及ぼす可能性があるため、高精度なセンサーが装備されています。 

スペースシャトルは、姿勢のずれを感知するジャイロセンサーからのデータを基に、コンピューターが姿勢を判断し、軌道修正の指示に基づいてスラスターロケットエンジンへ推進剤を供給する電磁弁を開閉しています。これにより、正確な位置への噴射が可能となります。 

宇宙ステーションにドッキングする際も、機体全体に設置されたスラスターロケットエンジンを利用し、微調整しながら向きを変え、速度を合わせてドッキングを行っています。