JP2002013930A - 振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異常を確実に検出できる振動ジャイロを提供
する。 【解決手段】 駆動電極１０６と検出電極１０４、１０
５とを有する振動子１００と、駆動電極１０６に駆動電
圧を印加する駆動回路３００と、検出電極１０４、１０
５から振動子１００の屈曲変位に対応する信号が入力さ
れる検出回路２００と、検出回路２００から入力された
信号を処理して角速度を検出する信号処理回路４００
と、電源回路５００と、診断回路６００とを有し、診断
回路６００は、検出回路２００、及び、駆動回路３０
０、及び、信号処理回路４００、及び、電源回路５００
の全てが正常であるか否かを診断する。 【効果】 本発明の振動ジャイロは、検出回路及び駆動
回路及び信号処理回路及び診断回路及び電源回路の全て
について、異常が存在するか否かを診断しているため、
回路要素の一部又は電源に異常が生じた場合であって
も、確実に異常を検出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動ジャイロ及び
それを用いた電子装置、特に、手ぶれ防止機能付きビデ
オカメラ、カーナビゲーションシステム、ポインティン
グデバイスなどに用いられる振動ジャイロ及びそれを用
いた電子装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３に従来の振動ジャイロのブロック
図を示す。１３図に示した振動ジャイロの基本的な考え
方は、特開平４−２１５０１７号公報に開示されてい
る。

【０００３】図１３において、振動ジャイロ５０は、振
動子１００と、検出回路２００と、駆動回路３００と、
信号処理回路４００と、診断回路７００とを有する。

【０００４】振動子１００は、一方主面に第一の検出電
極１０４と第二の検出電極１０５とが形成されるととも
に、厚み方向に分極された第一の圧電体基板１０１と、
一方主面に駆動電極１０６が形成されるとともに、厚み
方向に分極された第二の圧電体基板１０２とを有してい
る。第一の圧電体基板１０１の他方主面と第二の圧電体
基板１０２の他方主面とは、中間電極１０３を介して貼
り合わされている。検出回路２００は、第一のチャージ
アンプ２２０と第二のチャージアンプ２２１と差動回路
２１０とを有する。駆動回路３００は、加算回路３１０
とＡＧＣ回路３２０と位相補正回路３３０とを有する。
信号処理回路４００は、検波回路４１０と平滑回路４２
０と増幅回路４３０とを有する。

【０００５】このように構成された振動ジャイロ５０に
おいて、振動子１００の第一の検出電極１０４は第一の
チャージアンプ２２０に接続され、第二の検出電極１０
５は第二のチャージアンプ２２１に接続されている。第
一のチャージアンプ２２０、第二のチャージアンプ２２
１は、加算回路３１０と差動回路２１０とにそれぞれ接
続されている。加算回路３１０はＡＧＣ回路３２０に接
続され、ＡＧＣ回路３２０は位相補正回路３３０に接続
され、位相補正回路３３０は駆動電極１０６と検波回路
４１０と診断回路７００とに接続されている。そして、
差動回路２１０は検波回路４１０と診断回路７００とに
接続され、検波回路４１０は平滑回路４２０に接続さ
れ、平滑回路４２０は増幅回路４３０に接続されてい
る。

【０００６】このような構成の振動ジャイロ５０は、駆
動電極１０６に駆動電圧を印加することにより、振動子
１００が厚み方向に、長手方向両端自由たわみ振動をす
る。そして、振動子１００に、長手方向を軸とする角速
度が与えられた場合には、コリオリ力により幅方向に屈
曲変位が発生するため、第一の検出電極１０４及び第二
の検出電極１０５には駆動電圧による同位相の信号に加
えてコリオリ力に応じた互いに位相の異なる電荷が発生
する。

【０００７】そして、第一のチャージアンプ２２０は第
一の検出電極１０４の発生電荷を電圧に変換して差動回
路２１０と加算回路３１０とに入力し、第二のチャージ
アンプ２２１は第二の検出電極１０５の発生電荷を電圧
に変換して差動回路２１０と加算回路３１０とに入力す
る。加算回路３１０は、入力された信号を加算すること
によって、信号からコリオリ力の影響を取り除いてＡＧ
Ｃ回路３２０に出力する。ＡＧＣ回路３２０は、入力さ
れた信号の振幅が一定となるように増幅して、位相補正
回路３３０に入力し、位相補正回路３３０は入力された
信号の位相を補正して駆動電圧を駆動電極１０６と検波
回路４１０とに入力する。

【０００８】一方、差動回路２１０は、入力された信号
を減算することによって、信号から駆動信号に対応する
信号を取り除いて、コリオリ力に対応する信号を検波回
路４１０に入力する。検波回路４１０は差動回路２１０
から入力された信号を、駆動電圧に同期して検波し、平
滑回路４２０に入力する。平滑回路４２０は入力された
信号を平滑して増幅回路４３０に入力し、増幅回路４３
０は入力された信号を直流増幅して角速度に対応する信
号を外部に出力する。

【０００９】そして、振動ジャイロ５０においては、検
出回路２００と駆動回路３００が自己診断回路７００に
接続されているため、検出回路２００及び駆動回路３０
０が正常であるか、少なくとも検出回路２００及び駆動
回路３００の一方が異常であるかを診断することができ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の振動ジャイロ５
０は、検出回路２００及び駆動回路３００に接続された
自己診断回路７００を有しているため、検出回路２００
及び駆動回路３００の異常の有無を診断することができ
る。

【００１１】また、同時に、差動回路２１０及び位相補
正回路３３０の異常として現われる現象、例えば、振動
子１００の第一の検出電極１０４及び第二の検出電極１
０５及び駆動電極１０６に、破損、劣化、配線不良が生
じていないか、駆動回路３００に供給される電源ライン
が切断されていないかということも診断することができ
る。

【００１２】しかし、従来の振動ジャイロ５０は、異常
を起こし得る回路要素の一部しか診断していないため、
振動ジャイロの異常を完全に診断できているとは言い難
い。自動車関連技術などにおいては、種々の製品が互い
に影響与えながら複雑なシステムを構成しており、一つ
の製品の僅かな異常がシステム全体としては致命的な損
害になる。したがって、回路の一部の異常だけでなく電
源を含めた全ての回路要素について、異常の有無を確実
に診断することが求められる。

【００１３】ところが、従来の振動ジャイロ５０は、自
己診断回路７００が信号処理回路４００に接続されてい
ないので、信号処理回路４００の異常を診断できない。
したがって、信号処理回路４００の異常により誤った角
速度が出力された場合であっても、誤った角速度が出力
されたことに気づかないという問題がある。また、振動
ジャイロ５０は、電源の異常を診断していないので、差
動回路２１０及び位相補正回路３３０の異常として現わ
れない現象、例えば、電源の電圧値の変動や、ノイズ、
瞬時の停止等の異常により誤った角速度が出力された場
合であっても、誤った角速度が出力されたことに気づか
ないという問題がある。

【００１４】そこで、本発明は、回路要素の一部に異常
が生じた場合であっても、確実に異常を診断できる振動
ジャイロを提供することを目的とする。

【００１５】また、本発明は、電源に異常があった場合
でも、確実に異常を診断できる振動ジャイロを提供する
ことを目的とする。

【００１６】また、本発明は、異常を確実に診断できる
振動ジャイロを用いた安全なシステムを有する電子装置
を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の振動ジャイロは、駆動電極と検出電極とを
有する振動子と、前記駆動電極に駆動電圧を印加する駆
動回路と、前記検出電極から前記振動子の屈曲変位に対
応する信号が入力される検出回路と、前記検出回路から
入力された信号を処理して角速度を検出する信号処理回
路と、前記検出回路、及び、前記駆動回路、及び、前記
信号処理回路の全てが正常であるか否かを診断する診断
回路とを有する、ことを特徴とする。

【００１８】また、本発明の振動ジャイロは、前記信号
処理回路が、切替手段と検波回路とを有し、前記切替手
段は、前記検出回路から入力された信号、及び、前記駆
動回路から入力された信号のいずれか一方を前記検波回
路に出力し、前記検波回路は、前記切替手段から入力さ
れた信号を前記駆動電圧に同期して検波し、前記信号処
理回路は、前記切替手段を介して前記検出回路から信号
が入力されるときは角速度を検出し、前記切替手段を介
して前記駆動回路から信号が入力されるときは前記信号
処理回路の異常の有無に対応する信号を出力する、こと
を特徴とする。

【００１９】また、本発明の振動ジャイロは、前記診断
回路が、入力された電源電圧を基準電圧と比較して、前
記電源電圧が所定の範囲内にあるか否かを判定する第一
の判定手段を有する、ことを特徴とする。

【００２０】また、本発明の振動ジャイロは、前記診断
回路が、前記検出回路から入力された信号を整流する第
一の整流回路と、前記駆動回路から入力された信号を整
流する第二の整流回路と、前記第一の整流回路で整流さ
れた信号と、前記第二の整流回路で整流された信号とを
加算する加算回路と、前記加算回路で加算された信号が
所定の範囲内にあるか否かを判定する第二の判定手段と
を有する、ことを特徴とする。

【００２１】また、本発明の電子装置は、前記振動ジャ
イロを用いたことを特徴とする。

【００２２】このように構成することにより、本発明の
振動ジャイロは、検出回路及び駆動回路及び信号処理回
路及び診断回路及び電源の全てについて、異常が存在す
るか否かを診断しているため、回路要素の一部又は電源
に異常が生じた場合であっても、確実に異常を検出でき
る。

【００２３】また、本発明の振動ジャイロは、検出回路
出力と駆動回路出力とを加算してから異常の有無を判定
するため、使用するコンパレータの数を減らすことがで
き、回路の簡略化を図ることができる。

【００２４】また、本発明の振動ジャイロは、切替手段
を用いることにより、異常を診断する必要がある場合に
だけ、異常の有無を確認できる構成であるため、回路の
簡略化を図ることができる。

【００２５】また、本発明の電子装置においては、異常
を確実に検出できる振動ジャイロを用いているため信頼
性が要求されるシステムを構成することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の振動ジャイロの一
実施例のブロック図を示す。図１において、図１３に示
した従来の振動ジャイロ５０と同一又は同等の部分には
同じ記号を付し、説明を省略する。

【００２７】図１において、本発明の振動ジャイロは１
０は、図１３に示した診断回路７００に代えて診断回路
６００を有する。そして、検出回路２００の一部である
差動回路２１０と、駆動回路３００の一部である位相補
正回路３３０と、信号処理回路４００の一部である増幅
回路４３０と、電源回路５００とは、診断回路６００に
接続されている。

【００２８】ここで、図２に診断回路６００の拡大図を
示す。図２において、診断回路６００は、検出判定回路
６１０と、駆動判定回路６２０と、信号処理判定回路６
３０と、電源判定回路６４０と総合判定回路６５０とを
有する。

【００２９】検出判定回路６１０、駆動判定回路６２
０、信号処理判定回路６３０は、整流回路６１１、６２
１、６３１と平滑回路６１２、６２２、６３２と判定手
段であるコンパレータ６１３、６２３、６３３とをそれ
ぞれ有する。電源回路判定回路６４０は、判定手段であ
るコンパレータ６４３を有する。そして、総合判定回路
６５０は、検出判定回路６１０と駆動判定回路６２０と
信号処理判定回路６３０と電源判定回路６４０とに接続
されている。

【００３０】図３を用いて、検出判定回路６１０の説明
をする。図３には、検出回路２００から出力される検出
回路出力と、平滑回路６１２から出力される整流回路出
力とを示す。なお、駆動判定回路６２０、信号処理判定
回路６３０は、検出判定回路６１０と同様の構成であ
り、同様の作用効果を奏するものであるため、説明を省
略する。

【００３１】検出判定回路６１０は、整流回路６１１が
平滑回路６１２に接続され、平滑回路６１２がコンパレ
ータ６１３に接続され、コンパレータ６１３が総合判定
回路６５０に接続されている。整流回路６１１には、検
出回路２００の差動回路２１０から出力された検出回路
出力が入力される。検出回路出力には、検出回路２００
の異常の有無の情報が含まれている。整流回路６１１
は、検出回路出力を全波整流して平滑回路６１２に出力
し、平滑回路６１２は入力された信号を平滑してコンパ
レータ６１３に入力する。コンパレータ６１３は、入力
された信号が下限基準電圧以上かつ上限基準電圧以下で
あるときは、検出回路２００に異常がない旨の判定結果
を総合判定回路６５０に入力し、入力された信号が下限
基準電圧より下又は上限基準電圧より上であるときは、
検出回路２００に異常がある旨の判定結果を総合判定回
路６５０に入力する。

【００３２】なお、例えば、差動回路２１０の出力は、
正常時には非常に小さな値であり、第二のチャージアン
プ２２１が故障した場合などの異常時には、非常に大き
な値になる。このような場合には、コンパレータ６１３
は、下限基準電圧を使用しないで、コンパレータ６１３
に入力される信号が上限基準電圧以下である場合に、検
出回路２００が正常である旨の判定結果を総合判定回路
６５０に入力する構成にしてもよい。また、必要がない
場合は、平滑回路６１２を省いた構成にしてもよい。

【００３３】次に、図４を用いて、電源判定回路６４０
の説明をする。図４には、電源回路５００から出力され
る電源回路出力を示す。図４において、Ａ状態は、電源
電圧が正常な状態、Ｂ状態は電源電圧が瞬時停止した異
常な状態、Ｃ状態は電源電圧にノイズが印加された異常
な状態の波形図である。

【００３４】電源判定回路６４０は、コンパレータ６４
３が、総合判定回路６５０に接続されている。コンパレ
ータ６４３には、電源回路５００の異常の有無の情報が
含まれている電源回路出力が入力され、入力された信号
が下限基準電圧以上かつ上限基準電圧以下であるとき
は、電源回路５００に異常がない旨の判定結果を総合判
定回路６５０に入力し、入力された信号が下限基準電圧
より下又は上限基準電圧より上であるときは、電源回路
５００に異常がある旨の判定結果を総合判定回路６５０
に入力する。なお、図４に示したＢ状態やＣ状態のよう
な非常に短期間の電源の異常は、検出回路２００や駆動
回路３００の異常としては顕れにくいが、コンパレータ
６４３を用いることにより確実に異常を判定できること
になる。

【００３５】そして、総合判定回路６５０は、検出判定
回路６１０、駆動判定回路６２０、信号処理判定回路６
３０、電源判定回路６４０から入力された全ての信号に
異常がないときは、回路要素及び電源の全てが正常であ
る旨の診断をし、入力された信号の少なくとも一つに異
常があるときは、回路要素及び電源に異常がある旨の診
断をする。

【００３６】なお、検出回路出力は、差動回路２１０か
ら出力される信号だけでなく、第一のチャージアンプ２
２０又は第二のチャージアンプ２２１から直接出力され
てもよく、駆動回路出力は、位相補正回路３３０から出
力される信号だけでなく、加算回路３１０又はＡＧＣ回
路３２０から直接出力されてもよく、信号処理回路出力
は、増幅回路４３０から出力される信号だけでなく、検
波回路４１０又は平滑回路４２０から直接出力されても
よい。

【００３７】このような構成を有する振動ジャイロ１０
は、全ての回路要素の異常の有無を診断しているため、
回路要素の一部に異常が生じた場合であっても、確実に
異常を診断できる。

【００３８】また、振動ジャイロ１０は、電源判定回路
を用いて電源回路を直接診断しているため、振動ジャイ
ロの異常を確実に診断できる。

【００３９】次に、図５に本発明の振動ジャイロの診断
回路の別の実施例を示す。図５において、図２に示した
振動ジャイロ１０の診断回路６００と同一又は同等の部
分には同じ記号を付し、説明を省略する。

【００４０】図５において、振動ジャイロ１０に用いら
れる診断回路６０１は、図１に示した診断回路６００の
検出判定回路６１０と駆動判定回路６２０とに代えて、
検出駆動判定回路６６０を有する。検出駆動判定回路６
６０は、整流回路６６１、６６３と、平滑回路６６２、
６６４と、加算回路６６５と、判定手段であるコンパレ
ータ６６６とを有する。そして、整流回路６６１は、検
出回路２００と平滑回路６６２とに接続され、整流回路
６６３は、駆動回路３００と平滑回路６６４とに接続さ
れ、平滑回路６６２、６６４は、加算回路６６５に接続
され、加算回路６６５は、コンパレータ６６６に接続さ
れている。そして、整流回路６６１は、検出回路出力を
全波整流して平滑回路６６２に出力し、整流回路６６３
は、整流回路６６１とは逆向きに駆動回路出力を全波整
流して平滑回路６６４に出力する。平滑回路６６２、６
６４は、入力された信号を平滑して加算回路６６５に出
力し、加算回路６６５は、入力された信号を加算してコ
ンパレータ６６６に出力する。コンパレータ６６６は、
入力された信号が下限基準電圧以上かつ上限基準電圧以
下であるときは、検出回路２００と駆動回路３００とに
異常がない旨の判定結果を総合判定回路６５０に出力
し、入力された信号が下限基準電圧より下又は上限基準
電圧より上であるときは、検出回路２００と駆動回路３
００とに異常がある旨の判定結果を総合判定回路６５０
に出力する。

【００４１】図６に、検出駆動判定回路６６０の波形図
を示す。図６において、Ｄ、Ｅ状態は異常がない状態、
Ｆ、Ｇ、Ｈ状態は異常がある状態における波形図であ
る。

【００４２】Ｄ状態は、角速度が与えられていない場合
である。Ｄ状態においては、整流回路６６３には、所定
の大きさの駆動回路出力が入力され、所定の大きさの信
号が平滑回路６６４から加算回路６６５に入力される。
整流回路６６１には、０Ｖの検出回路出力が入力され、
０Ｖの信号が平滑回路６６２から加算回路６６５に入力
される。加算回路６６５は、平滑回路６６４、６６２か
ら入力された信号を加算してコンパレータ６６６に入力
する。そして、コンパレータ６６６により、加算回路６
６５から入力された信号が下限基準電圧以上かつ上限基
準電圧以下であると判定される。

【００４３】Ｅ状態は、角速度が与えられた場合であ
る。Ｅ状態においては、Ｄ状態とは異なり、整流回路６
６１には、検出回路２００からコリオリ力に応じた信号
が入力され、整流回路６６３とは逆向きに整流され、平
滑回路６６２で平滑されて、加算回路６６５に入力され
る。そして、コンパレータ６６６により、加算回路６６
５から入力された信号が下限基準電圧以上かつ上限基準
電圧以下であると判定される。

【００４４】Ｆ状態は、駆動回路出力が過大な場合であ
る。Ｆ状態においては、整流回路６６３には過大な信号
が入力され、平滑回路６６４から加算回路６６５に過大
な信号が入力される。そして、コンパレータ６６６によ
り、加算回路６６５から入力された信号が上限基準電圧
より上であると判定される。

【００４５】Ｇ状態は、駆動回路出力が過小な場合であ
る。Ｇ状態においては、整流回路６６３には過小な駆動
回路出力が入力され、平滑回路６６４から加算回路６６
５に過小な信号が入力される。そして、コンパレータ６
６６により、加算回路６６５から入力された信号が下限
基準電圧より下であると判定される。

【００４６】Ｈ状態は、検出回路出力が過大な場合であ
る。Ｈ状態においては、整流回路６６１には過大な信号
が入力され、平滑回路６６２から加算回路６６５に過大
な信号が入力される。そして、コンパレータ６６６によ
り、加算回路６６５から入力された信号が下限基準電圧
より下であると判定される。

【００４７】このように診断回路６０１を有する振動ジ
ャイロは、加算回路６６５を用いることにより、使用す
るコンパレータの数を減らすことができ、回路の簡略化
を図ることができる。

【００４８】ところで、例えば、自動車の挙動制御シス
テムに搭載される振動ジャイロにおいては、全ての回路
について異常の有無を診断する必要があるが、一部の回
路については特定の時間帯にだけ異常の有無を診断すれ
ば十分である。例えば、検出回路と駆動回路とは異常の
有無を常に診断する必要があるが、信号処理回路はエン
ジンのスタート時にのみ、異常の有無を診断すれば十分
である。つまり、回路の重要度に応じた自己診断を行う
ことにより、回路の簡略化を図ることができる。

【００４９】次に、図７に本発明の振動ジャイロの別の
実施例のブロック図を示す。図７において、図１に示し
た振動ジャイロ１０と同一又は同等の部分には同じ記号
を付し、説明を省略する。

【００５０】図７において、振動ジャイロ２０は、図１
の振動ジャイロ１０の信号処理回路４００に代えて信号
処理回路４０１を有する。信号処理回路４０１は、切替
手段４５０を有する点のみが、信号処理回路４００と異
なる。切替手段４５０は、検出回路出力である差動回路
２１０から入力された信号、及び、駆動回路出力である
位相補正回路３３０から入力された信号の一方を検波回
路４１０に入力する。検波回路４１０は切替手段４５０
から入力された信号を、駆動電圧に同期して検波し、平
滑回路４２０に出力する。平滑回路４２０は入力された
信号を平滑して増幅回路４３０に入力し、増幅回路４３
０は入力された信号を直流増幅して外部に出力する。

【００５１】図８に、振動ジャイロ２０の信号処理回路
４０１の波形図を示す。図８において、Ｉ状態は、切替
手段４５０が差動回路２１０に接続された状態であり、
このとき、増幅回路４３０からは角速度に対応する信号
が出力される。Ｊ、Ｋ、Ｌ状態は、切替手段４５０が位
相補正回路３３０に接続された状態であり、このとき、
増幅回路４３０からは、信号処理回路４０１の異常の有
無に対応する信号が診断回路６００に入力される。な
お、Ｉ、Ｊ状態は信号処理回路４０１に異常がない状
態、Ｋ、Ｌ状態は信号処理回路４０１に異常がある状態
の波形図である。

【００５２】Ｉ状態においては、差動回路２１０から入
力された信号が切替手段４５０を介して検波回路４１０
に入力され、検波回路４１０で検波され、平滑回路４２
０で平滑され、増幅回路４３０で増幅されて、角速度に
対応する信号が出力される。

【００５３】Ｊ、Ｋ、Ｌ状態においては、位相補正回路
３３０から入力された信号が切替手段４５０を介して検
波回路４１０に入力され、検波回路４１０で検波され、
平滑回路４２０で平滑され、増幅回路４３０で増幅さ
れ、診断回路６００の信号処理判定回路６３０で、信号
処理回路４０１の異常の有無が判定される。例えば、Ｊ
状態においては、増幅回路４３０から診断回路６００に
入力された信号が下限基準電圧以上かつ上限基準電圧以
下であるので、信号処理回路４０１に異常がない旨の判
定がされる。Ｋ状態においては、検波回路４１０が異常
であるため検波回路出力が零Ｖであり、増幅回路４３０
から診断回路６００に入力された電圧が下限基準電圧よ
り下であるので、信号処理回路４０１に異常がある旨の
判定がされる。Ｌ状態においては、増幅回路４３０の増
幅率が過大であるため、増幅回路４３０から出力された
電圧が上限基準電圧より上であるので、信号処理回路４
０１に異常がある旨の判定がされる。

【００５４】このような構成の振動ジャイロ２０は、切
替手段４５０を用いることにより、異常を診断する必要
がある場合にだけ、信号処理回路４０１の異常の有無を
診断する構成であるため、回路の簡略化を図ることがで
きる。

【００５５】次に、図９に本発明の振動ジャイロの信号
処理回路の別の実施例を示す。図９において、図７に示
した振動ジャイロにおける信号処理回路と同一又は同等
の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

【００５６】図９において、本発明の振動ジャイロの信
号処理回路４０２は、図７に示した信号処理回路４０１
に加えて抵抗Ｒ１、Ｒ２を有する。抵抗Ｒ１の一端は、
検出回路出力が入力される切替手段４５０の一方の入力
端子に接続され、他端は駆動回路出力が入力される他方
の入力端子に接続されている。抵抗Ｒ２の一端は切替手
段４５０の他方の入力端子に接続され、他端は駆動回路
３００に接続されている。

【００５７】このような構成の信号処理回路４０２は、
抵抗Ｒ１／抵抗Ｒ２を十分に大きくすることにより、信
号処理回路４０１と同様の効果を奏することができる。

【００５８】次に、図１０に本発明の振動ジャイロの信
号処理回路の更に別の実施例を示す。図１０において、
図７に示した振動ジャイロ２０と同一又は同等の部分に
は同じ記号を付し、説明を省略する。

【００５９】図１０において、信号処理回路４０３は、
図７に示した信号処理回路４０１に加えて基準電圧回路
４６０と切替手段４５１とを有する。基準電圧回路４６
０は、所定の値の定電圧を出力する。そして、切替手段
４５０は、検出回路出力、及び、基準電圧回路４６０か
ら出力された信号のいずれか一方を検波回路４１０に入
力する。また、切替手段４５１は、基準電圧回路４６０
から出力された信号、及び、駆動回路出力のいずれか一
方を検波回路４１０に入力する。そして、切替手段４５
０から検波回路４１０に検出回路出力が入力されるとき
は、切替手段４５１は駆動回路出力を検波回路４１０に
入力し、切替手段４５０から検波回路４１０に基準電圧
回路４６０から出力された信号が入力されるときは、切
替手段４５１は基準電圧回路４６０から出力された信号
を検波回路４１０に入力する。

【００６０】このような構成の信号処理回路４０３は、
検出回路出力が検波回路４１０に入力されるときは、角
速度が出力される。そして、基準電圧回路４６０から出
力された信号が検波回路４１０に入力されるときは、基
準電圧回路４６０から出力された信号を用いて、基準電
圧回路４６０から出力された信号を検波することになる
ため、検波回路は働かずに、基準電圧回路４６０から出
力された信号が、平滑回路４２０で平滑され、増幅回路
４３０で増幅された信号が出力される。すなわち、増幅
回路４３０の増幅率の診断をすることができる。

【００６１】次に、図１１に本発明の振動ジャイロの更
に別の実施例を示す。図１１において、図７に示した振
動ジャイロ２０と同一又は同等の部分には同じ記号を付
し、説明を省略する。

【００６２】図１１において、本発明の振動ジャイロ３
０の検出回路２０１は、図７に示した振動ジャイロ２０
の検出回路２００の第一のチャージアンプ２２０、第二
のチャージアンプ２２１に代えて、第一のバッファ回路
２３０と第二のバッファ回路２３１と抵抗２４０、２４
１とを有する点のみが異なる。

【００６３】そして、第一の検出電極１０４に第一のバ
ッファ回路２３０と抵抗２４０とが接続され、第二の検
出電極１０５に第二のバッファ回路２３１と抵抗２４１
とが接続されている。そして、第一のバッファ回路２３
０、第二のバッファ回路２３１は、加算回路３１０と差
動回路２１０とに接続されている。ここで、第一のバッ
ファ回路２３０は第一の検出電極１０４の電圧を加算回
路３１０と差動回路２１０とに入力するためのものであ
り、第二のバッファ回路２３１は第二の検出電極１０５
の電圧を加算回路３１０と差動回路２１０とに入力する
ためのものであり、抵抗２４０、２４１は、第一の検出
電極１０４、第二の検出電極１０５のインピーダンスを
調整するためのものである。

【００６４】このような構成の検出回路２０１を有する
本発明の振動ジャイロ３０も振動ジャイロ２０と同様の
作用効果を奏するものである。

【００６５】なお、本発明の振動ジャイロの実施例の説
明において、振動子として２枚の圧電体基板を貼り合わ
せたバイモルフ型の振動子を用いて説明したが、振動子
としては、円柱型、三角柱型などの音片型の振動子や、
音叉型の振動子などを用いても良い。また、本発明の検
出回路及び駆動回路及び信号処理回路及び診断回路は、
実施例に示した構成に限られるものでないことは言うま
でもない。

【００６６】次に、図１２に本発明の振動ジャイロを用
いた電子装置の一実施例を示す。図１２は本発明の電子
装置である自動車に用いられる自動走行回路の一実施例
を示すブロック図である。自動走行回路７０は、本発明
の振動ジャイロ１０と積分回路７０１とサーボ回路７０
２と電流ドライバ７０３とアクチュエータ７０４と角度
検出センサ７０５とを有する。自動走行回路７０は、振
動ジャイロ１０と、積分回路７０１と、サーボ回路７０
２と、電流ドライバ７０３と、アクチュエータ７０４と
が直列に接続され、アクチュエータ７０４の出力が角度
検出センサ７０５を介してサーボ回路７０２に帰還され
ている。

【００６７】このように構成された自動走行回路７０に
おいては、自動車の車体の振れのうち、角速度信号のみ
が振動ジャイロ１０から積分回路７０１に入力され、積
分回路７０１は角速度信号を積分して車体が振れた角度
に変換してサーボ回路７０２に出力し、サーボ回路７０
２は、積分回路７０１と角度検出センサ７０５とから入
力された角度の信号を用いて現在値と目標値との差を演
算して電流ドライバ７０３に出力し、電流ドライバ７０
３は入力された信号に応じた電流をアクチュエータ７０
４に出力し、アクチュエータ７０４は自動車のハンドル
を機械的に駆動する。そして、角度検出センサ７０５は
ハンドルが回転した角度をサーボ回路７０２に出力す
る。

【００６８】このような構成の自動走行回路７０を有す
る本発明の電子装置は、異常を確実に検出できる振動ジ
ャイロを用いているため、安全なシステムを構成するこ
とができ、信頼性が要求される大規模なシステムを構築
することができる。

【００６９】

【発明の効果】本発明の振動ジャイロは、検出回路及び
駆動回路及び信号処理回路及び診断回路及び電源の全て
について、異常が存在するか否かを診断しているため、
回路要素の一部又は電源に異常が生じた場合であって
も、確実に異常を検出できる。

【００７０】また、本発明の振動ジャイロは、検出回路
出力と駆動回路出力とを加算してから異常の有無を判定
するため、使用するコンパレータの数を減らすことがで
き、回路の簡略化を図ることができる。

【００７１】また、本発明の振動ジャイロは、切替手段
を用いることにより、異常を診断する必要がある場合に
だけ、異常の有無を確認できる構成であるため、回路の
簡略化を図ることができる。

【００７２】また、本発明の電子装置は、異常を確実に
検出できる振動ジャイロを用いているため信頼性が要求
される大規模なシステムを構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の振動ジャイロの一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図２】図１の振動ジャイロの診断回路のブロック図で
ある。

【図３】図１の振動ジャイロの動作波形図である。

【図４】図１の振動ジャイロの別の動作波形図である。

【図５】図１の振動ジャイロの別の診断回路のブロック
図である。

【図６】図１の振動ジャイロの更に別の動作波形図であ
る。

【図７】本発明の振動ジャイロの別の実施例を示すブロ
ック図である。

【図８】図７の振動ジャイロの動作波形図である。

【図９】図７の振動ジャイロの別の信号処理回路のブロ
ック図である。

【図１０】図７の振動ジャイロの更に別の信号処理回路
のブロック図である。

【図１１】本発明の振動ジャイロの更に別の実施例を示
すブロック図である。

【図１２】本発明の電子装置に用いられる自動走行回路
の一実施例を示すブロック図である。

【図１３】従来の振動ジャイロを示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０、２０、３０…振動ジャイロ ２００、２０１…検出回路 ３００…駆動回路 ４００、４０１、４０２、４０３…信号処理回路 ５００…電源回路 ６００、６０１…診断回路 ７０…自動走行回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動電極と検出電極とを有する振動子
   と、 前記駆動電極に駆動電圧を印加する駆動回路と、 前記検出電極から前記振動子の屈曲変位に対応する信号
   が入力される検出回路と、 前記検出回路から入力された信号を処理して角速度を検
   出する信号処理回路と、 前記検出回路、及び、前記駆動回路、及び、前記信号処
   理回路の全てが正常であるか否かを診断する診断回路と
   を有することを特徴とする、振動ジャイロ。
2. 【請求項２】 前記信号処理回路は、切替手段と検波回
   路とを有し、 前記切替手段は、前記検出回路から入力された信号、及
   び、前記駆動回路から入力された信号のいずれか一方を
   前記検波回路に出力し、 前記検波回路は、前記切替手段から入力された信号を前
   記駆動電圧に同期して検波し、 前記信号処理回路は、前記切替手段を介して前記検出回
   路から信号が入力されるときは角速度を検出し、前記切
   替手段を介して前記駆動回路から信号が入力されるとき
   は前記信号処理回路の異常の有無に対応する信号を出力
   することを特徴とする、請求項１に記載の振動ジャイ
   ロ。
3. 【請求項３】 前記診断回路は、入力された電源電圧を
   基準電圧と比較して、前記電源電圧が所定の範囲内にあ
   るか否かを判定する第一の判定手段を有することを特徴
   とする、請求項１又は２に記載の振動ジャイロ。
4. 【請求項４】 前記診断回路は、前記検出回路から入力
   された信号を整流する第一の整流回路と、 前記駆動回路から入力された信号を整流する第二の整流
   回路と、 前記第一の整流回路で整流された信号と、前記第二の整
   流回路で整流された信号とを加算する加算回路と、 前記加算回路で加算された信号が所定の範囲内にあるか
   否かを判定する第二の判定手段とを有することを特徴と
   する、請求項１乃至３のいずれかに記載の振動ジャイ
   ロ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のに記
   載の振動ジャイロを用いたことを特徴とする電子装置。