JP2000221039A

JP2000221039A - 振動ジャイロ

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Publication number: JP2000221039A
Application number: JP11026175A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Okano; 恵一岡野; Katsumi Fujimoto; 克己藤本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2000-08-11
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP4178191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】記憶容量が小さくても正確にドリフト補正を
行うことができ、全温度範囲において正確に角速度を検
出することができる振動ジャイロを提供する。【解決手段】振動ジャイロ１０は角速度センサ１２を
含む。角速度センサ１２において２つの出力信号が得ら
れる圧電素子１６ａ，１６ｂは、Ａ／Ｄコンバータ３
０，３２の入力端にそれぞれ接続される。Ａ／Ｄコンバ
ータ３０，３２の出力端は、デジタル信号を処理するた
めのデジタル信号処理装置３４の２つの入力端にそれぞ
れ接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は振動ジャイロに関
し、特にたとえば、カーナビゲーションシステムやカメ
ラの手振れ防止用などとして角速度を検出するために用
いられる振動ジャイロに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、従来の振動ジャイロの一例を
示すブロック図である。振動ジャイロ１は、角速度セン
サ２を含む。角速度センサ２としては、たとえば正３角
柱状の振動体３の側面に圧電素子４ａ，４ｂ，４ｃを形
成したものが用いられる。そして、圧電素子４ａ，４ｂ
と圧電素子４ｃとの間に、発振回路５が接続される。さ
らに、圧電素子４ａ，４ｂは差動増幅回路６の入力端に
接続される。差動増幅回路６の出力信号は同期検波回路
７に接続され、さらに同期検波回路７は直流増幅回路８
に接続される。

【０００３】このような振動ジャイロ１では、圧電素子
４ｃの出力信号が発振回路５に帰還され、この信号が増
幅され、さらに位相補正されたのち、駆動信号として圧
電素子４ａ，４ｂに入力される。それにより、振動体３
は、圧電素子４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動す
る。このとき、圧電素子４ａ，４ｂの屈曲状態は同じと
なり、これらの圧電素子４ａ，４ｂからは、同じ信号が
出力される。そのため、差動増幅回路６からは信号が出
力されず、直流増幅回路８からも信号が出力されない。
したがって、角速度センサ２に角速度が加わっていない
ことがわかる。

【０００４】この状態で、振動体３の軸を中心として角
速度が加わると、屈曲振動に直交する向きにコリオリ力
が働く。このコリオリ力によって、振動体３の振動方向
が変わる。そのため、圧電素子４ａ，４ｂの屈曲状態に
差が生じ、圧電素子４ａ，４ｂの一方においてはコリオ
リ力に対応して出力信号が増加し、他方においてはコリ
オリ力に対応して出力信号が減少する。そのため、差動
増幅回路６からはコリオリ力に対応した大きい出力信号
を得ることができる。そして、同期検波回路７におい
て、差動増幅回路６の出力信号が、発振回路５の信号に
同期して検波される。それにより、差動増幅回路６の出
力信号の正部分のみまたは負部分のみ、または正負のい
ずれかを反転した信号が検波される。この信号が直流増
幅回路８で増幅され、コリオリ力に対応した直流信号が
得られる。なお、角速度の方向が逆の場合には、同期検
波回路７において、差動増幅回路６の出力信号の逆極性
の部分が検波される。したがって、直流増幅回路８の出
力信号の極性から、角速度の方向を知ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、角速度
センサには温度ドリフトがあり、雰囲気温度が変化する
と、角速度センサの出力信号が変化する。そのため、角
速度センサに加わる角速度が同じでも、雰囲気温度が変
化すると、その出力信号が変化し、正確な角速度を検出
することができない。そこで、温度ドリフトを補正する
ために、個々の振動ジャイロについて、予め温度を変化
させて温度ドリフトを実測し、各温度におけるドリフト
値をＲＯＭなどに記憶させ、実際に振動ジャイロを使用
するときに、温度センサで温度を測定し、その温度にお
けるドリフト値をＲＯＭから読み出し、振動ジャイロの
出力信号を補正することが考えられる。

【０００６】ところが、温度ドリフトは、個々の振動ジ
ャイロによって全て異なり、しかも温度変化に比例して
変化するものではないため、正確に補正をしようとすれ
ば、細かく温度を変化させ、各温度におけるドリフト値
を実測しなければならない。そして、各温度における多
くのドリフト値を記憶させるためには、ＲＯＭの記憶容
量を大きくする必要がある。また、温度の変化幅を大き
くすれば、実測するドリフト値の数は減るが、データの
数が少ないため、正確な補正をすることができない。

【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、記
憶容量が小さくても正確にドリフト補正を行うことがで
き、全温度範囲において正確に角速度を検出することが
できる振動ジャイロを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる振動ジ
ャイロは、角速度に対応したアナログ信号を出力する角
速度センサと、角速度センサの出力信号をデジタル信号
に変換するためのＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバー
タから出力されるデジタル信号を処理するためのデジタ
ル信号処理装置とを含み、デジタル信号処理装置におい
て、デジタル信号を取り込み記憶し、記憶したデジタル
信号から角速度に対応した信号を算出し出力する、振動
ジャイロである。この発明にかかる振動ジャイロでは、
デジタル信号処理装置において、デジタル信号にドリフ
トがある場合に、記憶したデジタル信号から角速度に対
応した信号を補正する。また、この発明にかかる振動ジ
ャイロでは、デジタル信号処理装置において、デジタル
信号をデジタル信号における０点間のピーク点を正弦波
の最大値とする正弦波近似する。さらに、この発明にか
かる振動ジャイロでは、デジタル信号処理装置におい
て、最新の複数のデジタル信号を記憶する。また、この
発明にかかる振動ジャイロでは、角速度センサの出力信
号は２つの出力信号を含み、デジタル信号は２つのデジ
タル信号を含み、Ａ／Ｄコンバータは２つのＡ／Ｄコン
バータを含み、２つのＡ／Ｄコンバータの一方は２つの
出力信号の一方を２つのデジタル信号の一方に変換し、
２つのＡ／Ｄコンバータの他方は２つの出力信号の他方
を２つのデジタル信号の他方に変換する。さらに、この
発明にかかる振動ジャイロでは、デジタル信号処理装置
において、記憶された２つのデジタル信号の履歴から２
つのデジタル信号のそれぞれの変動を分析し、それらの
変動からドリフトを算出し、角速度に対応した信号を補
正する。また、この発明にかかる振動ジャイロでは、角
速度に対応した信号はデジタル信号である。さらに、こ
の発明にかかる振動ジャイロでは、角速度に対応した信
号が角度に対応した信号に積分されてもよい。

【０００９】この発明にかかる振動ジャイロでは、角速
度センサから出力された角速度に対応したアナログ信号
がＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換される。さら
に、デジタル信号処理装置において、デジタル信号が取
り込まれ記憶され、記憶されたデジタル信号から角速度
に対応した信号が算出され出力される。また、デジタル
信号処理装置において、デジタル信号にドリフトがある
場合に、記憶したデジタル信号から角速度に対応した信
号が補正される。さらに、デジタル信号処理装置におい
て、デジタル信号がデジタル信号における０点間のピー
ク点を正弦波の最大値とする正弦波近似される。また、
デジタル信号処理装置において、最新の複数のデジタル
信号が記憶される。さらに、角速度センサの出力信号は
２つの出力信号を含み、デジタル信号は２つのデジタル
信号を含み、Ａ／Ｄコンバータは２つのＡ／Ｄコンバー
タを含み、２つのＡ／Ｄコンバータの一方は２つの出力
信号の一方を２つのデジタル信号の一方に変換し、２つ
のＡ／Ｄコンバータの他方は２つの出力信号の他方を２
つのデジタル信号の他方に変換する。また、デジタル信
号処理装置において、記憶された２つのデジタル信号の
履歴から２つのデジタル信号のそれぞれの変動が分析さ
れ、それらの変動からドリフトが算出され、角速度に対
応した信号が補正される。さらに、この発明にかかる振
動ジャイロでは、角速度に対応した信号はデジタル信号
である。また、この発明にかかる振動ジャイロでは、角
速度に対応した信号が角度に対応した信号に積分されて
もよい。

【００１０】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明にかかる振動ジ
ャイロの一例を示すブロック図である。振動ジャイロ１
０は、角速度センサ１２を含む。角速度センサ１２は、
図２に示すように、たとえば正３角柱状の振動体１４を
含む。振動体１４は、たとえばエリンバ、鉄−ニッケル
合金、石英、ガラス、水晶、セラミックなど、一般的に
機械的な振動を生じる材料で形成される。振動体１４の
３つの側面には、それぞれ圧電素子１６ａ，１６ｂ，１
６ｃが形成される。

【００１２】圧電素子１６ａは、図３に示すように、た
とえば圧電セラミックなどからなる圧電層１８ａを含
む。圧電層１８ａの両面には、電極２０ａ，２２ａが形
成される。そして、一方の電極２２ａが、振動体１４の
側面に接着される。同様に、圧電素子１６ｂ，１６ｃは
圧電層１８ｂ，１８ｃを含み、その両面に電極２０ｂ，
２２ｂおよび電極２０ｃ，２２ｃが形成される。そし
て、これらの圧電素子１６ｂ，１６ｃの一方の電極２２
ｂ，２２ｃが、振動体１４の側面に接着される。

【００１３】圧電素子１６ａ，１６ｂには、それぞれ抵
抗２４，２６が接続される。これらの抵抗２４，２６と
圧電素子１６ｃとの間に、発振回路２８が接続される。
この場合、圧電素子１６ｃからの出力信号が、発振回路
２８に帰還される。そして、発振回路２８において、帰
還された信号が増幅され、さらに位相調整されて、駆動
信号が形成される。この駆動信号が圧電素子１６ａ，１
６ｂに与えられ、それによって振動体１４が屈曲振動す
る。

【００１４】さらに、圧電素子１６ａ，１６ｂは、アナ
ログ信号をデジタル信号に変換するための２つのＡ／Ｄ
コンバータ３０，３２の入力端にそれぞれ接続される。
２つのＡ／Ｄコンバータ３０，３２の出力端は、デジタ
ル信号を処理するためのデジタル信号処理装置３４の２
つの入力端にそれぞれ接続される。

【００１５】この振動ジャイロ１０では、発振回路２８
からの駆動信号によって圧電素子１６ａ，１６ｂが伸縮
し、それによって、振動体１４が圧電素子１６ｃ形成面
に直交する向きに屈曲振動する。このとき、圧電素子１
６ａ，１６ｂの屈曲状態は同じ状態となり、これらの圧
電素子１６ａ，１６ｂからは、同じ信号が出力される。

【００１６】角速度センサ１２の軸を中心として角速度
が加わると、振動体１４の屈曲振動の向きと直交する方
向にコリオリ力が働く。それによって、振動体１４の屈
曲振動の向きが変わる。そのため、圧電素子１６ａ，１
６ｂの屈曲状態に差が生じ、それにともなって、圧電素
子１６ａ，１６ｂの出力信号に差が生じる。振動体１４
の振動方向の変化は、コリオリ力に対応しているため、
圧電素子１６ａ，１６ｂの出力信号の変化もコリオリ力
に対応したものとなる。つまり、圧電素子１６ａ，１６
ｂの一方の出力信号がコリオリ力に対応して増加する
と、他方の出力信号がコリオリ力に対応して減少する。

【００１７】また、圧電素子１６ａの出力信号（アナロ
グ信号）および圧電素子１６ｂの出力信号（アナログ信
号）は、Ａ／Ｄコンバータ３０，３２によって、デジタ
ル信号（Ｌ信号）およびデジタル信号（Ｒ信号）にそれ
ぞれ変換される。そして、これらのデジタル信号は、デ
ジタル信号処理装置３４によって、図４に示すフロー図
に基づいて、次のように処理される。

【００１８】まず、図４に示すフロー図の最初のステッ
プＳ１では、整数ｋ、閾値、係数、角速度ゼロにおける
ピーク値ＬＰＺ，ＲＰＺなどの初期値が設定される。

【００１９】次のステップＳ３では、ｎが０に設定され
る。

【００２０】そして、次のステップＳ５では、一方のＡ
／Ｄコンバータ３０から出力されるデジタル信号（Ｌ信
号）が取り込まれ、正弦波近似され、記憶される。この
正弦波近似とは、取り込まれたデジタル信号（Ｌ信号）
における０点間のピーク点を検出し、検出したピーク点
を正弦波の最大値とする近似である。

【００２１】同様に、ステップＳ７では、他方のＡ／Ｄ
コンバータ３２から出力されるデジタル信号（Ｒ信号）
が取り込まれ、正弦波近似され、記憶される。

【００２２】そして、次のステップＳ９では、ｎに１が
加算される。

【００２３】以上のステップＳ５〜Ｓ９は、ステップＳ
１１においてｎが整数ｋ以上になったと判断されるまで
繰り返して行われ、ステップＳ１１において、ｎが整数
ｋ以上になったと判断されれば、ステップＳ１３に進
む。

【００２４】ステップＳ１３では、この時点でのｎの値
をＮとした場合に、一方のデジタル信号（Ｌ信号）にお
いてｎがＮ−１であるときのピーク値ＬＰ（Ｎ−１）お
よびｎがＮ−２であるときのピーク値ＬＰ（Ｎ−２）の
差である信号差ＬＤと、他方のデジタル信号（Ｒ信号）
においてｎがＮ−１であるときのピーク値ＲＰ（Ｎ−
１）およびｎがＮ−２であるときのピーク値ＲＰ（Ｎ−
２）の差である信号差ＲＤとが、それぞれ算出される。
すなわち、このステップＳ１３では、一方のデジタル信
号（Ｌ信号）および他方のデジタル信号（Ｒ信号）にお
いて、それぞれ、直前に取り込まれたピーク値およびそ
の前に取り込まれたピーク値の差である信号差が算出さ
れる。

【００２５】次のステップＳ１５では、一方のデジタル
信号（Ｌ信号）における信号差ＬＤの絶対値と他方のデ
ジタル信号（Ｒ信号）における信号差ＲＤの絶対値との
差Ｄの絶対値が閾値以下であるかどうかが判断される。

【００２６】ステップＳ１５において、その差Ｄの絶対
値が閾値以下であると判断されれば、ドリフトがないと
判断されて、ステップＳ１７に進む。すなわち、その差
Ｄの絶対値が閾値以下であれば、一方のデジタル信号
（Ｌ信号）の変化量と他方のデジタル信号（Ｒ信号）の
変化量とがほぼ同じ量で、ドリフトがないと判断され
る。

【００２７】ステップＳ１７では、この時点でのｎの値
をＮとした場合に、一方のデジタル信号（Ｌ信号）にお
いてｎがＮ−ｋ〜Ｎ−１までにおけるそれぞれのピーク
値ＬＰ（Ｎ−ｋ）〜ＬＰ（Ｎ−１）に係数を掛けた値の
平均値ＬＡと角速度ゼロにおけるピーク値ＬＰＺの差、
または、他方のデジタル信号（Ｒ信号）においてｎがＮ
−ｋ〜Ｎ−１までにおけるそれぞれのピーク値ＲＰ（Ｎ
−ｋ）〜ＲＰ（Ｎ−１）に係数を掛けた値の平均値ＲＡ
と角速度ゼロにおけるピーク値ＲＰＺの差が、角速度に
対応したデジタル信号として算出される。

【００２８】次のステップＳ１９では、ステップＳ１７
において算出された平均値ＬＡとＬＰＺの差または平均
値ＲＡとＲＰＺの差が、角速度に対応したデジタル信号
として出力される。そして、ステップＳ５に戻る。

【００２９】一方、ステップＳ１５において、差Ｄの絶
対値が閾値以下でないと判断されれば、ドリフトがある
と判断されて、ステップＳ２１に進む。すなわち、その
差Ｄの絶対値が閾値以下でなければ、一方のデジタル信
号（Ｌ信号）の変化量と他方のデジタル信号（Ｒ信号）
の変化量とが大きく異なり、ドリフトがあると判断され
る。

【００３０】ステップＳ２１では、この時点でのｎの値
をＮとした場合に、デジタル信号（Ｌ信号）およびデジ
タル信号（Ｒ信号）においてｎがＮ−ｋ〜Ｎ−１までに
おける履歴が分析され、デジタル信号（Ｌ信号）の変動
およびデジタル信号（Ｒ信号）の変動が算出される。

【００３１】次のステップＳ２３では、デジタル信号
（Ｌ信号）の変動の大きさとデジタル信号（Ｒ信号）の
変動の大きさとが比較される。

【００３２】ステップＳ２３において、デジタル信号
（Ｌ信号）の変動の大きさがデジタル信号（Ｒ信号）の
変動の大きさより大きいと判断されれば、デジタル信号
（Ｌ信号）にドリフトがあるとして、ステップＳ２５に
おいて、この時点でのｎの値をＮとした場合に、デジタ
ル信号（Ｌ信号）において角速度がゼロであるときのピ
ーク値ＬＰＺが補正され、ステップＳ１７に進む。

【００３３】また、ステップＳ２３において、デジタル
信号（Ｌ信号）の変動の大きさがデジタル信号（Ｒ信
号）の変動の大きさより大きくないと判断されれば、デ
ジタル信号（Ｒ信号）にドリフトがあるとして、ステッ
プＳ２７において、この時点でのｎの値をＮとした場合
に、デジタル信号（Ｒ信号）において角速度がゼロであ
るときのピーク値ＲＰＺが補正され、ステップＳ１７に
進む。

【００３４】この振動ジャイロ１０では、デジタル信号
処理装置３４において、以上のステップＳ１〜Ｓ２７が
繰り返して行われる。したがって、この振動ジャイロ１
０では、デジタル信号（Ｌ信号）またはデジタル信号
（Ｒ信号）にドリフトがあっても、そのドリフトを補正
した上で、補正した角速度に対応したデジタル信号が出
力される。

【００３５】具体的には、この振動ジャイロ１０では、
ドリフトがない場合には、たとえば、図５（Ａ）および
図５（Ｂ）に示すＬ信号およびＲ信号などが得られる。
この場合、Ｌ信号のピーク値は１．１８９８９Ｖであ
り、Ｒ信号のピーク値は０．７５８５８２Ｖである。

【００３６】そして、ドリフトがなくコリオリ信号が増
大した場合には、たとえば、図６（Ａ）および図６
（Ｂ）に示すＬ信号およびＲ信号などが得られる。この
場合、Ｌ信号のピーク値は０．３８７２７８Ｖ変化し
１．５７７１６８Ｖとなり、Ｒ信号のピーク値は−０．
３５６９０９Ｖ変化し０．４０１６７３Ｖとなる。ここ
で、それらの変化値の絶対値の差を見ると０．０３０３
６９Ｖとなり、その差の絶対値が閾値たとえば０．１Ｖ
より小さいので、ドリフトがないと判断され、角速度に
対応したデジタル信号は補正する必要がないとして補正
されない。

【００３７】また、Ｒ信号中の駆動信号の位相が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が増大した場合に
は、たとえば、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すＬ信
号およびＲ信号などが得られる。この場合、Ｌ信号のピ
ーク値は０．３８７２７８Ｖ変化し１．５７７１６８Ｖ
となり、Ｒ信号のピーク値は−０．１３４７５２Ｖ変化
し０．６２３８３Ｖとなる。ここで、それらの変化値の
絶対値の差を見ると０．２５２５２６Ｖとなり、その差
の絶対値が閾値たとえば０．１Ｖより大きいので、ドリ
フトがあると判断され、補正した角速度に対応したデジ
タル信号が出力される。

【００３８】また、Ｒ信号中の駆動信号の振幅が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が増大した場合に
は、たとえば、図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すＬ信
号およびＲ信号などが得られる。この場合、Ｌ信号のピ
ーク値は０．３８７２７８Ｖ変化し１．５７７１６８Ｖ
となり、Ｒ信号のピーク値は−０．４８８９３３Ｖ変化
し０．２６９６４９Ｖとなる。ここで、それらの変化値
の絶対値の差を見ると−０．１０１６５５Ｖとなり、そ
の差の絶対値が閾値たとえば０．１Ｖより大きいので、
ドリフトがあると判断され、補正した角速度に対応した
デジタル信号が出力される。

【００３９】なお、Ｒ信号中の駆動信号の位相が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が変化しない場合
には、たとえば、図９（Ａ）および図９（Ｂ）に示すＬ
信号およびＲ信号などが得られる。この場合、Ｌ信号の
ピーク値は変化せず１．１８９８９Ｖのままであり、Ｒ
信号のピーク値は０．０４８５Ｖ変化し０．８０７０８
２Ｖとなる。ここで、それらの変化値の絶対値の差を見
ると０．０４８５Ｖとなり、その差の絶対値が閾値たと
えば０．１Ｖより小さいので、ドリフトがないと判断さ
れ、角速度に対応したデジタル信号は補正されない。こ
のようにドリフトがあるのにドリフトがないと判断され
て角速度に対応したデジタル信号が補正されなくても、
コリオリ信号が変化していないので問題はない。

【００４０】また、Ｒ信号中の駆動信号の振幅が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が変化しない場合
には、たとえば、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示
すＬ信号およびＲ信号などが得られる。この場合、Ｌ信
号のピーク値は変化せず１．１８９８９Ｖのままであ
り、Ｒ信号のピーク値は−０．１４９５６５Ｖ変化し
０．６０９０１７Ｖとなる。ここで、それらの変化値の
絶対値の差を見ると−０．１４９５６５Ｖとなり、その
差の絶対値が閾値たとえば０．１Ｖより大きいので、ド
リフトがあると判断され、補正した角速度に対応したデ
ジタル信号が出力される。

【００４１】以上のように、この振動ジャイロ１０で
は、Ｌ信号またはＲ信号に補正の必要なドリフトがあれ
ば、そのドリフトが補正され、補正した角速度に対応し
たデジタル信号が得られる。

【００４２】また、この振動ジャイロ１０では、整数ｋ
と同じ回数分の最新のデジタル信号（Ｌ信号およびＲ信
号）のデータを記憶しておけばよいので、デジタル信号
処理装置３４の記憶容量をあまり大きくする必要がな
い。なお、ドリフトの変化が複雑な場合、整数ｋの値を
大きくすればよいが、整数ｋを大きくしても、デジタル
信号（Ｌ信号およびＲ信号）が正弦波近似で記憶される
ので、データが比較的少なく、デジタル信号処理装置３
４の記憶容量をあまり大きくする必要がない。

【００４３】さらに、この振動ジャイロ１０では、角速
度に対応したデジタル信号が得られるため、そのまま
か、または、その角速度に対応したデジタル信号を積分
回路で時間的に積分して変位角度に対応した信号が得ら
れるようにすれば、この振動ジャイロ１０を取り付けた
機器の変位角度に関連または対応した信号をマイコンに
直接伝達することができる。また、マウスやＡＶ機器の
リモートコントロールユニットから出力される一定のル
ールに基づいたコードを出力するように振動ジャイロ１
０の出力信号を変換すれば、たとえば振動ジャイロ１０
を持った手の動きだけでマウスやリモートコントロール
ユニットの出力信号が得られ、そのような出力信号を得
るための回路の集約が可能になる。さらに、この振動ジ
ャイロ１０の出力信号は、ＵＳＢに対応するように変換
されてもよい。

【００４４】なお、上述の振動ジャイロ１０では、正３
角柱状の振動体に圧電素子を接着した角速度センサが用
いられているが、この発明では、角速度センサとして
は、たとえば２つの圧電体板を接着したバイモルフ型の
振動体を用いた角速度センサなど、他の角速度センサが
用いられてもよい。

【００４５】また、上述の振動ジャイロ１０において、
周辺の状況などを考慮して、整数ｋや閾値などが変更さ
れてもよい。

【００４６】

【発明の効果】この発明によれば、記憶容量の小さいデ
ジタル信号処理装置を用いて、正確なドリフトの補正を
行うことができ、個々の振動ジャイロについて、正確な
補正を行うことかできる。そのため、全ての振動ジャイ
ロについて、温度変化に対して正確な角速度値を出力さ
せることができ、特性のばらつきの小さい振動ジャイロ
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる振動ジャイロの一例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１に示す振動ジャイロに用いられる角速度セ
ンサの一例を示す斜視図である。

【図３】図２に示す角速度センサの断面図である。

【図４】図１に示す振動ジャイロにおいて、デジタル信
号処理装置で行われるデジタル信号の処理を示すフロー
図である。

【図５】図５（Ａ）と図５（Ｂ）とは、図１に示す振動
ジャイロにおいて、ドリフトがない場合のＬ信号、Ｌ信
号中の駆動信号およびコリオリ信号とＲ信号、Ｒ信号中
の駆動信号およびコリオリ信号とをそれぞれ示すグラフ
である。

【図６】図６（Ａ）と図６（Ｂ）とは、図１に示す振動
ジャイロにおいて、ドリフトがなくコリオリ信号が増大
した場合のＬ信号、Ｌ信号中の駆動信号およびコリオリ
信号とＲ信号、Ｒ信号中の駆動信号およびコリオリ信号
とをそれぞれ示すグラフである。

【図７】図７（Ａ）と図７（Ｂ）とは、図１に示す振動
ジャイロにおいて、Ｒ信号中の駆動信号の位相が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が増大した場合の
Ｌ信号、Ｌ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とＲ信
号、Ｒ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とをそれぞ
れ示すグラフである。

【図８】図８（Ａ）と図８（Ｂ）とは、図１に示す振動
ジャイロにおいて、Ｒ信号中の駆動信号の振幅が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が増大した場合の
Ｌ信号、Ｌ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とＲ信
号、Ｒ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とをそれぞ
れ示すグラフである。

【図９】図９（Ａ）と図９（Ｂ）とは、図１に示す振動
ジャイロにおいて、Ｒ信号中の駆動信号の位相が変化す
るというドリフトがありコリオリ信号が変化しない場合
のＬ信号、Ｌ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とＲ
信号、Ｒ信号中の駆動信号およびコリオリ信号とをそれ
ぞれ示すグラフである。

【図１０】図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）とは、図１に示
す振動ジャイロにおいて、Ｒ信号中の駆動信号の振幅が
変化するというドリフトがありコリオリ信号が変化しな
い場合のＬ信号、Ｌ信号中の駆動信号およびコリオリ信
号とＲ信号、Ｒ信号中の駆動信号およびコリオリ信号と
をそれぞれ示すグラフである。

【図１１】従来の振動ジャイロの一例を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１０振動ジャイロ１２角速度センサ１４振動体１６ａ，１６ｂ，１６ｃ圧電素子２８発振回路３０，３２Ａ／Ｄコンバータ３４デジタル信号処理装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角速度に対応したアナログ信号を出力す
る角速度センサ、前記角速度センサの出力信号をデジタル信号に変換する
ためのＡ／Ｄコンバータ、および前記Ａ／Ｄコンバータ
から出力されるデジタル信号を処理するためのデジタル
信号処理装置を含み、前記デジタル信号処理装置において、前記デジタル信号
を取り込み記憶し、記憶した前記デジタル信号から前記
角速度に対応した信号を算出し出力する、振動ジャイ
ロ。
【請求項２】前記デジタル信号処理装置において、前
記デジタル信号にドリフトがある場合に、記憶した前記
デジタル信号から前記角速度に対応した信号を補正す
る、請求項１に記載の振動ジャイロ。
【請求項３】前記デジタル信号処理装置において、前
記デジタル信号を前記デジタル信号における０点間のピ
ーク点を正弦波の最大値とする正弦波近似する、請求項
１または請求項２に記載の振動ジャイロ。
【請求項４】前記デジタル信号処理装置において、最
新の複数の前記デジタル信号を記憶する、請求項１ない
し請求項３のいずれかに記載の振動ジャイロ。
【請求項５】前記角速度センサの出力信号は２つの出
力信号を含み、前記デジタル信号は２つのデジタル信号を含み、前記Ａ／Ｄコンバータは２つのＡ／Ｄコンバータを含
み、前記２つのＡ／Ｄコンバータの一方は前記２つの出力信
号の一方を前記２つのデジタル信号の一方に変換し、前記２つのＡ／Ｄコンバータの他方は前記２つの出力信
号の他方を前記２つのデジタル信号の他方に変換する、
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動ジャイ
ロ。
【請求項６】前記デジタル信号処理装置において、記
憶された前記２つのデジタル信号の履歴から前記２つの
デジタル信号のそれぞれの変動を分析し、それらの変動
からドリフトを算出し、前記角速度に対応した信号を補
正する、請求項５に記載の振動ジャイロ。
【請求項７】前記角速度に対応した信号はデジタル信
号である、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の
振動ジャイロ。
【請求項８】前記角速度に対応した信号が角度に対応
した信号に積分される、請求項１ないし請求項７のいず
れかに記載の振動ジャイロ。