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4. センサ技術
4-1
車載MEMSの最前線
State-of-the-art MEMS for Automotive
MEMSの最初の大きな産業応用は，自動車のエアバックセンシングだった．それから，MEMSはアンチロックブレーキ制御，ロールオーバ制御，スピン防止，エンジン制御，ナビゲーション，ヘッドライト制御などと自動車に欠かせないものになっている．昨今，ADASと自動運転が重要になり，超高性能ジャイロやMEMSライダも求められるようになった．更にヘッドアップディスプレイ，スマートヘッドライト，ドライバ監視などにもMEMSの応用が広がる可能性がある．当然，これらは既存の自動車だけではなく，新しいモビリティにも使われていく．
キーワード：加速度センサ，ジャイロ，ライダ，マイクロミラーデバイス
MEMS（Micro Electro Mechanical Systems）の最初の大きな産業応用は，自動車のエアバックセンサであった．これは衝突を検知する加速度センサの一種である．その後，MEMS加速度センサはアンチロックブレーキ制御，ロールオーバ制御，ナビゲーション，ヘッドライト制御，タイヤの振動計測などにも使われ，現代の自動車に欠かせないものとなっている．これと合わせてMEMSジャイロも自動車に使われており，スピン防止やナビゲーションにも役立っている．
今後，ADAS（Advanced Driver Assistance Systems）が進化し，より高度な自動運転が実用化するには，MEMSセンサにも高性能化が求められる．特にジャイロとライダ（LiDAR, Light Detection and Ranging）については，性能またはコストパフォーマンスが自動車メーカの要求に必ずしも追いついていない．本稿では，これら二つのMEMSセンサを取り上げて，最前線を解説する．また，MEMSライダに用いられるマイクロミラーデバイスの他の車載応用として，HUD（Head-up Display）とスマートヘッドライトにも言及する．
ジャイロはローエンドからハイエンドまで性能と価格に数桁にわたる幅を持つ．図1において左側がローエンド，右側がハイエンドであり，前者はMEMSジャイロ，後者はHRG（Hemispherical Resonator Gyro）やESG（Electrically-Suspended Gyro）である(1)．ジャイロの性能は代表的にはバイアス安定性とARW（Angle Randum Walk）によって表され，これらが小さい程，小さな角速度を検出できる．
車載用MEMSジャイロのバイアス安定性は典型的には1°/hといったところであるが，自動運転には更に1桁以上の向上が必要だとされている．これは，自動車の位置の把握にはGPS信号が用いられるが，これが高層ビル群やトンネルで途絶える事態が想定され，その際，慣性航行が必要になるためである．
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