2023/11/18

水晶デバイス事業の歴史
エプソンの水晶デバイス事業は、クォーツウオッチ用デバイスの自前生産を起源として、様々な用途に向けて事業を拡大させる中で、一貫して「省・小・精の技術」を追求してきました
小型・低ノイズで位置・姿勢を掌に載せる

IMU

世界初

水晶音さ振動子

水晶発振器

クオーツウオッチ

1942年
始まりは“時計”の製造から© Seiko Epson Corporation. 2023

1969年

１９７5年

「省・小・精の技術」を追求

低ノイズ・高い温度安定性で姿勢を把握する

独自のデジタル計測IPで振動を可視化させる

水晶ジャイロセンサー

加速度センサー

2003年

～現在

お客様の期待を超える新たな価値創出へ

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センサー製品一覧● 1軸ジャイロ・加速度・IMUと、民生・産業・車載安全用途にセンサー製品を展開● カメラ手ぶれ補正・ロボット掃除機・農機など幅広い分野で高いご評価をいただいています
製品種類

ジャイロセンサー

コンボセンサー

IMU

加速度センサー振動センサー

型番

XV700０シリーズ

XV4000シリーズ

XV-9000シリーズ

XC1011

M-G3７０
M-G370S
M-G55２シリーズ

M-A352/M-A５５２
M-A３４２/M-A542

検出軸

1軸 ジャイロ1軸 ジャイロ1軸 ジャイロ1軸 ジャイロ２軸 加速度

3軸 ジャイロ3軸 加速度

3軸 加速度

民生・産業

車載

車載安全

車載安全

産業

産業

外観

製品グレード

一眼レフ
カメラ

ロボット
掃除機

カーナビゲーション

横滑り防止・横転検知

位置・姿勢・制振制御

高信頼性

高信頼性・耐振動・衝撃性

高安定・高精度
防水・防塵

SHM

MHM

アプリケーション

特長

高精度

低ノイズ
防水・防塵※ IMUの加速度センサーにはSiを使用しています© Seiko Epson Corporation. 2023

3エプソンのジャイロセンサーの特徴● 低ノイズで高安定な1軸ジャイロセンサーを提供

センサー素子

当社独自の水晶センサー素子を採用することで、低ノイズで高安定な性能を実現した○ 駆動部と検出部が分離したダブルT型水晶ジャイロ素子を採用○ 耐振動・耐衝撃性の高い素子支持構造と高信頼性のセラミックパッケージを採用● 自社製内蔵ICにより、低消費で高性能なセンサーを実現
水晶センサー素子に最適化した信号処理に加え、各種機能を搭載している○ 感度補正、オフセット補正、温度補正○ セレクタブルフィルタ機能、故障診断回路
駆動モード

検出モード

ジャイロセンサーシステム図

ジャイロ
センサー素子内蔵IC

駆動回路

温度センサー

メモリ回路

検出回路

ロジック回路

I/O

駆動アーム

検出アーム

検出アーム

駆動アーム

Gyro

ジャイロセンサービデオコンテンツ：https://youtu.be/0k7vYzWNPl© Seiko Epson Corporation. 2023

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エプソンのIMUの特徴● 内蔵プロセッサーにより各種補正を実施している

温度補正の例

補正前・ アライメント補正、感度補正、オフセット補正、温度補正
・ フィルタ処理、角度演算

感度

感度○ 実環境下では実装基板の反り、実装誤差、振動、温度変化などさまざまな影響を受け出力データの精度が劣化します。
エプソンのIMUは誤差を低減する補正機能を搭載しており、高精度センシングデータを安定的に出力します。

補正後

温度

温度

● 小型・軽量な1インチサイズのプラットフォームを採用○ 1インチサイズの小型プラットフォームで、外形・インターフェース共に互換性があり、容易に性能のアップグレードが可能○ 小型・軽量・低消費電力の特長により、お客様製品の小型・軽量化に貢献
G3Xプラットフォーム© Seiko Epson Corporation. 2023

製品サイズ

24x24x10 mm3消費電力

53 mW (M-G370)

G3X プラットフォーム(コネクター面)
GNDシールド

センサー軸

金メッキ
コネクター

G3X プラットフォーム(ケース面)
QRコード

センサー軸

シリアル番号
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採用事例とその理由

ドローン姿勢制御・ジンバル制振低小型・軽量でありながら短期安定出力を実現*エプソンIMU及び他社製品のカタログ掲載スペックのサイズ、質量値をもとにグラフ化© Seiko Epson Corporation. 2023

精密農業 位置・姿勢制御
高い安定性により位置誤差を極小化*エプソンIMU及び他社製品のカタログ掲載スペックのBias Instability, Angular Random Walk値をもとにグラフ化

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AUVへの応用
G ジャイロA 加速度
Gx,Gy,GzAx,Ay,Az

IMU

姿勢（相対方位・傾斜）慣性航法

Epsonがサポートできる範囲© Seiko Epson Corporation. 2023

位置・速度
方位複合航法
初期値

速度

GNSS？
（水上）

DVL？

アプリケーション

AUV

Epsonが知識を習得したい範囲

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商品紹介

詳細は商品リンクへ
M-G366PDG

M-G370PDF

サイズ

24 x 24 x 10mm

重量10g

ジャイロ 検出範囲
バイアス安定性
角度ランダムウォーク
加速度 検出範囲
バイアス安定性© Seiko Epson Corporation. 2023

±450°/s
1.2°/h

0.8°/h

0.08°/√h0.06°/√h±８G/16G
0.024mG

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商品の貸出について
1. 貸出商品はM-G366PDG を想定しています。上位機種（M-G370PDF）の貸出については別途相談に応じさせていただきます。
2. 貸出期間は2024年度大会終了 １か月後までとさせていただきます。
3. 返却に際し 評価レポート（フォーマット、分量 不問）の提出をお願いいたします。
4. 大会 及び 評価段階における意図しない紛失につきましては不問といたします。評
価段階の紛失後の代替品の貸出につきましては別途相談に応じさせていただきます。
【連絡先】
セイコーエプソン株式会社
マイクロデバイス事業部 MD事業戦略推進部
長島 了太
Nagashima.ryota@exc.epson.co.jp080-8158-1080〒160-8801 東京都新宿区新宿4-1-6 ＪＲ新宿ミライナタワー© Seiko Epson Corporation. 2023

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「省・小・精」から生み出す価値
人と地球を豊かに彩る© Seiko Epson Corporation. 202310

角度推定におけるバイアスの影響
実際の角度推定ではバイアスの影響が大きい
バイアスあり••バイアスなしバイアスとは、静止時に本来0であるべき信号に対する，DC的なプラス分（またはマイナス分）バイアスが存在する状態で角度推定した場合、バイアスがない状態と比較して角度誤差が大きくなる→正確な角度推定にはバイアスを推定し補正する必要がある
バイアスありバイアス

・静止時のジャイロ出力時間積分

バイアスなしバイアス安定性：10[°/h]

バイアス推定の精度には「バイアス安定性」が重要•

バイアスは、静止時のジャイロ出力の平均で求められる→バイアス安定性の値が大きいと正確なバイアスが求められない

バイアス安定性：1[°/h]・バイアス安定性成分のみのジャイロ出力比較© Seiko Epson Corporation. 202311

バイアス安定性が角度推定に重要な理由
ジャイロセンサーの性能指標 アラン分散 𝝈[°/h]角度ランダムウォーク(ホワイトノイズの指標)
バイアス安定性
傾き：-1/2(1/fノイズの指標)
傾き：0

•
•

様々な時間区間で平均化したジャイロデータの変動をプロットしたもの
アラン分散の数値が低いほど高精度のセンサーといえる
アラン分散式：センサーの限界性能

𝜎2 𝜏𝑛−1𝑛：平均区間の数
1=෍ 𝜔ഥ 𝜏 𝑖+1 − 𝜔ഥ 𝜏 𝑖 2 𝜏：平均時間2 𝑛−1𝜔ഥ 𝜏 𝑖 ：角速度出力の時間平均𝑖=1・アラン分散バイアス安定性：10[°/h]

実際のバイアス推定・補正を行った角度推定結果
・バイアス真値：0.0200[°/s]・バイアス推定値
バイアス安定性 10°/h ：0.0163 [°/s]
バイアス安定性 1°/h ：0.0196 [°/s]

バイアス安定性：1[°/h]・静止時のジャイロ出力時間積分 バイアス補正後© Seiko Epson Corporation. 2023•

←バイアス安定性の大きさがバイアス推定の精度に影響する

バイアス推定が正確でないと、補正後でも角度誤差が大きくなる

角度推定においてバイアス安定性が重要といえる
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