IMU (イナーシャル・メジャーメント・ユニット)

プロダクトオーバービューIMU (イナーシャル・メジャーメント・ユニット)

Motion SensorsInvenSenseのモーション/ジェスチャベースのデバイスは、モバイル、ウェアラブル、スマートハウス、自動車といった民生用電子機器や、産業用電子機器に多用され、急速に重要な機能を担うようになっています。ジャイロセンサ、加速度センサ、コンパス、気圧センサをはじめとする当社のモーションソリューションは、三次元空間での物体の動きを検出・追跡する機器です。自由空間での運動を計測し、入力コマンドとして提供することで、ユーザと電子デバイスとのやりとりを可能にしています。InvenSenseは、業界トップクラスの相対精度、センサ処理能力、温度安定性を誇るIMUを取り揃えています。

IMUの機能

「IMU」とは、加速度、回転、位置変化といった物理運動パラメータへの応答や、検出・計測をおこなうデバイスのことをいいます。

表1 IMUの機能
加速度センサ ジャイロセンサ
加速度センサ ジャイロセンサ
加速度センサは物体の加速度を測定するセンサ。加速度には、物体の動きによって生じる加速度や、重力によって生じる加速度がある。加速度の測定には、地球の重力(1g = 9.8 m/s2)の単位であるg(gees)が使用される。また、XYZ軸の検出軸数によって、1軸、2軸、3軸のセンサがある。加速度センサは、重力を用いてデバイスの傾きを計算することで、デバイスの向きを測定することができる。 ジャイロセンサは角速度を計測するセンサ。角速度は通例、一秒あたりの回転角deg/s(degree per second)で表す。角速度を時間で積分することで角度位置が得られるが、これはデバイスの姿勢の変化を検出するのに用いることができる。ジャイロセンサにはさまざまな種類があり、用途も豊富。ピッチ角、ロール角、ヨー角の検出軸数に応じて、1軸、2軸、3軸のセンサがある。

InvenSenseのIMUの優位性

InvenSenseは、完全一体型のセンサと堅牢なMotionFusion™ファームウェア・アルゴリズムを搭載したモーションインターフェースソリューションを、世界に先駆けて提供。当社のMotionTracking™デバイスは、お客様のデバイスへのモーションインターフェース機能の組み込みを簡素化、効率化することで、お客様の開発コストと労力を最小限に抑えることが可能です。

センサ業界のパイオニアであり、リーダーとして、InvenSenseはつねに、画期的なソリューションを市場に送りだしてきました。2006年の世界初のデジタルカメラ市場向け2軸MEMSジャイロセンサに始まり、2009年にはスマートフォン向け一体型3軸モーションプロセシングソリューション、2010年にはシングルチップ一体型6軸MotionTracking™デバイス、2012年には一体型9軸MotionTracking™デバイス、そして2014年には、オンボードデジタルモーションプロセッサ(DMP™)搭載の一体型7軸(3軸ジャイロセンサ+3軸加速度センサ+気圧センサ)シングルチッププラットフォームソリューションを、それぞれ世界に先駆けて発売しています。

図1 InvenSenseの優位性
図1 InvenSenseの優位性

InvenSenseのIMUファミリ

表2 InvenSenseのIMUファミリ
「6軸IMU」ファミリ 「7軸IMU」ファミリ 「9軸IMU」ファミリ
「6軸IMU」ファミリ 「7軸IMU」ファミリ 「9軸IMU」ファミリ
3軸ジャイロセンサ + 3軸加速度センサ 3軸ジャイロセンサ + 3軸加速度センサ
+ 気圧センサ
3軸ジャイロセンサ + 3軸加速度センサ
+ 3軸コンパス
3軸ジャイロセンサと3軸加速度センサを一つのパッケージに集積した「6軸IMU」ファミリは、優れたノイズ特性、温度安定性、感度・精度により、業界最高レベルの性能を実現。これらの特性は、ナビゲーション、イメージング、ARといったアプリケーションの開発にとって――ひいては、最高のユーザ体験の提供にとって――カギとなる要素です。本製品はさらに、圧力計や気圧計などの外部センサの追加も可能な、柔軟かつ高度にプログラマブルなマルチインターフェースデバイスも備えています。InvenSense MotionApps™プラットフォームと組み合わせることで、センサの管理がオペレーションシステムからオフロードされるうえ、構造化APIを用いることで、複雑なモーションベースの作業なしに、アプリケーションの開発をおこなうことが可能です。 InvenSense 7軸センサは、3軸ジャイロセンサと3軸加速度センサに超低ノイズMEMS静電容量型気圧センサを組み合わせた一体型の慣性モジュール。回転運動と直線運動の詳細な追跡に加え、圧力差の計測もおこなう7軸のユニークなセンサは、ディスクリートコンポーネントのパフォーマンスをそのまま一つの小型パッケージに集約しています。当社の6軸慣性センサの確かなパフォーマンスに、超低ノイズで温度安定性に優れたMEMS静電容量型気圧センサを加えた本製品は、従来の6軸センサを手軽にアップグレードする手段にもなります。 「9軸センサ」ファミリは、バッテリー駆動の高性能家電向けに設計された世界トップクラスのMotionTracking™デバイス。3軸ジャイロセンサ、3軸加速度センサ、3軸コンパスを、複雑なMotionFusion™アルゴリズムの処理が可能なオンボードDMP™とともに、同一チップに封止しています。9軸製品ファミリは、圧倒的市場シェアを誇る当社の6軸センサと同じMotionFusion™とランタイム較正を内蔵。本ソリューションはすでに相当数が出荷され、市場で高い評価を得ています。ディスクリートソリューションに比べて大幅な小型化を実現した一体型9軸デバイスは、スマートフォンやウェアラブルセンサといったスペースに制約のあるアプリケーションにとって大きな魅力です。

当社の一体型デバイスを採用すれば、コストがかかり、複雑なディスクリートデバイスの選定・評価や、システムレベルの統合といった労力が省けるうえ、最適なモーション・パフォーマンスも保証されます。当社は、MEMSウエハとCMOS回路をウエハレベル接合によってパッケージ化するという当社特許技術に基づくCMOS-MEMSファブリケーションプラットフォーム――その確かな品質は販売数に裏打ちされています――を活用することで、小型で低コストながら高性能なパッケージを提供することができるのです。

InvenSense SmartMotion® Platform

図2 InvenSense SmartMotion® Platform
Figure 2 InvenSense SmartMotion<sup>®</sup> Platform

InvenSenseのユーザフレンドリーな開発プラットフォーム
1軸/6軸/7軸/9軸センサ

● シングルボードの″面倒な設定なしでそのまま使える″体験
 ○ マイクロチップG55 MCU + InvenSenseIMU

● オンボードの組み込みデバッガ
 ○ 外部デバッガの費用
 ○ 100~150米ドル)が節約できる
 ○ セットアップが簡素化/デバッガ用のケーブルが不要
 ○ MCUをプログラムおよびデバッグ可能
 ○ コード開発をアシストするためのデバッグ機能

● 安価――99米ドル(米国販売価格)
 ○ 他のセンサ開発キットよりも安価
 ○ 同時開発のために複数のプラットフォームが購入可能
 ○ システムプロトタイピングとデモンストレーション手段

● スケーラブル設計
 ○ レガシーと将来のいずれのIMUもサポート
 ○ マイクロチップからの外部モジュールとともにWiFi/BLEをサポート

● 15分以内でセットアップ完了

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