JP2002372422A

JP2002372422A - 角速度検出装置

Info

Publication number: JP2002372422A
Application number: JP2001181209A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hasegawa; 和男長谷川; Daisuke Takai; 大輔高井
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2002-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化によって変動しやすい振動子の感度
を連続的に調整することにより、精度の高い角速度検出
装置を提供する。【解決手段】温度変化に対する振動子の感度の補正量
を連続的に加味したセンサ出力信号Ｖｓ及びセンサ反転
出力信号Ｖｓバーを、角速度検出部４０の位相差検出手
段２０で選択して第１および第２の積分平滑回路３１
Ａ，３１Ｂに出力する。前記位相差検出手段２０は、比
較信号生成手段４の比較信号ＥＸ１，ＥＸ２及び反転比
較信号ＥＸ１バー，ＥＸ２バーの切り換えのタイミング
によってセンサ出力信号Ｖｓ及びセンサ反転出力信号Ｖ
ｓバーを選択して出力する構成としたことで、角速度出
力Ｖｏのリニアリティを高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、振動子を用いた角
速度検出装置に係わり、特に温度変化によって変動しや
すい振動子の感度を連続的に調整して精度の高い角速度
の検出を可能とした角速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の角速度検出装置の構成を示
すブロック図である。

【０００３】図５に示す角速度検出装置１は、圧電振動
子（圧電音叉）２がＰＬＬ回路７で制御される構成であ
る。すなわち、圧電振動子２の対を成す検出電極間から
検出された検出信号Ｃ，Ｄ間の位相差が比較信号生成手
段４により検出され、ドライブ回路８が生成する駆動信
号が前記位相差の中心点から９０°位相が遅れた状態で
同期するように駆動制御されている。

【０００４】前記比較信号生成手段４は、エクスクルー
シブオア（ＥＸ−ＯＲ）ゲート回路で形成されたディジ
タル位相比較器である。前記比較信号生成手段４の後段
には、角速度検出部５，バッファ手段６が設けられてい
る。前記角速度検出部５は平滑回路、バッファ回路及び
差動増幅回路などの平滑化手段で構成されており、前記
比較信号生成手段４の出力信号がそれぞれ前記平滑回路
によって積分平滑された後に差動増幅手段によって差動
増幅されることにより、角速度出力Ｖｏに相当する直流
電圧として出力する。そして、角速度出力Ｖｏは、利得
可変／増幅回路９において、感度補正、オフセット温度
補正に基づく利得で増幅され、さらにローパスフィルタ
１０において不要な信号成分を除去した状態で出力され
る。

【０００５】上記圧電振動子２は、感度（一定のコリオ
リ力に対する圧電振動子の出力）が温度変化しやすく、
かつオフセットを生じやすいという特性を有する。この
ため、上記角速度検出装置１では、補正手段１１が設け
られている。前記補正手段１１は、温度センサ１２、感
度補正回路１３、オフセット補正回路１４、ＥＥＰＲＯ
Ｍなどのメモリ手段１５、メモリ手段用のインターフェ
ース手段１６、Ｄ／Ａコンバータ１７などから構成され
ている。前記温度センサ１２では、圧電振動子２の近傍
の温度を検出し、これを感度補正回路１３およびオフセ
ット補正回路１４に出力する。前記メモリ手段１５に
は、予め取得しておいた温度に対する圧電振動子の感度
およびオフセットの離散的な補正データが蓄積されてお
り、インターフェース手段１６を介し前記Ｄ／Ａコンバ
ータ１７によってアナログ値に変換された補正信号が前
記感度補正回路１３およびオフセット補正回路１４に与
えられる。そして、前記利得可変／増幅回路９において
前記角速度出力Ｖｏに対する感度補正およびオフセット
補正が行われる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】圧電振動子の感度は、
個々の圧電振動子によって異なり、且つ温度変化に対し
出力が敏感に変化する。前記角速度検出装置１の出力
は、感度の異なる圧電振動子にあっても一定のコリオリ
力を与えた場合には必ず一定の角速度出力が検出される
ものが好ましく、そのためには前記感度を補正する必要
がある。

【０００７】前記感度の補正では、圧電振動子の出力を
増幅する増幅器の増幅率を温度変化に追従して変えると
いう手法が採用されている。すなわち、圧電振動子の出
力を増幅する際に、感度の大きい圧電振動子に対しては
増幅器の増幅率を下げ、感度の小さい圧電振動子に対し
ては増幅器の増幅率を上げることにより、一定のコリオ
リ力に対し前記角速度検出装置１が一定の出力となるよ
うに調整している。

【０００８】従来、個々の圧電振動子の感度のばらつき
に対する増幅率の調整方法は、増幅器を構成するＯＰア
ンプ回りに外付けされる帰還抵抗又は入力抵抗の値を、
前記個々の圧電振動子の感度に合うように変更するとい
うものであった。また温度で変化する感度に対しては、
前記増幅器の帰還抵抗又は入力抵抗の値を温度変化に合
わせて連続的に可変させることができれば、常に最適な
増幅率とすることができるが、上記構成ではそのように
可変させることは難しい。

【０００９】一方、ＯＰアンプ構成の増幅器の代わり
に、トランスコンダクタンス・アンプを使用すると、前
記温度に対する感度の補正を連続的に行わせることがで
きるようになる。すなわち、前記トランスコンダクタン
ス・アンプは、バイアス電流の変化により増幅率が変化
するため、温度に比例した電流をトランスコンダクタン
ス・アンプに与えることにより、その増幅率を連続かつ
比例的に変化させることが可能となる。

【００１０】しかし、一般に前記トランスコンダクタン
ス・アンプは、ダイナミックレンジが狭く、しかもリニ
アリティが悪い（非直線ひずみが大きい）という問題が
ある。

【００１１】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、温度変化によって変動しやすい振動子の感
度を連続的に調整して精度の高い角速度の検出を可能と
した角速度検出装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定方向へ駆
動される振動子と、前記振動子に角速度が与えられたと
きに前記振動子から互いに位相の相違する検出信号を出
力する検出電極と、前記検出信号を波形整形して互いに
位相の相違する比較信号を生成する比較信号生成手段
と、前記比較信号の位相差分に相当する位相差検出信号
を得る位相差検出手段とを有し、温度センサーの検出出
力に基づいて、実質的に前記比較信号の振幅を可変し、
または前記位相差検出信号の振幅を可変する手段が設け
られ、さらに前記位相差検出信号を平滑化して出力値と
する平滑化手段が設けられていることを特徴とするもの
である。

【００１３】本発明の角速度検出装置では、比較信号の
振幅を可変した後に位相差検出信号を生成してもよい
し、あるいは位相差検出信号の振幅を直接可変するもの
であってもよく、いずれにしても感度補正後の位相差検
出信号を平滑化することができるため、角速度を高精度
で検出することが可能となる。

【００１４】例えば、それぞれの前記比較信号によって
選択制御される複数の切換え手段が設けられ、それぞれ
の前記切換え手段から前記温度センサーの検出出力に基
づいて振幅が変化する電圧が出力され、さらにそれぞれ
の比較信号に対応したそれぞれの前記電圧から、前記位
相差分に相当する位相差検出信号が得られる構成とする
ことで実現できる。

【００１５】より具体的には、それぞれの切換え手段か
らは、所定電圧に前記温度センサーからの検出電圧が加
算された電圧がハイレベルとして出力され、前記加算し
た後に反転させた電圧がロウレベルとして出力されるこ
とによって、前記切換え手段から前記温度センサーの検
出出力に基づいて振幅が変化する電圧が得られるという
構成である。

【００１６】さらに具体的には、一方の前記比較信号で
選択制御される第１の切換え手段および第２の切換え手
段と、他方の前記比較信号で選択制御される第３の切換
え手段および第４の切換え手段が設けられ、前記第１の
切換え手段からの電圧と前記第３の切換え手段からの電
圧により前記位相差検出信号が一方の極性の信号として
得られ、前記第２の切換え手段からの電圧と前記第４の
切換え手段からの電圧により前記位相差検出信号が前記
一方の極性の信号に対して反転した他方の極性の信号と
して得られる構成である。

【００１７】また、前記比較信号生成手段では、一方の
検出信号を波形整形した比較信号ＥＸ１と前記比較信号
ＥＸ１を反転させた反転比較信号ＥＸ１バーが生成さ
れ、他方の検出信号を波形整形した比較信号ＥＸ２と前
記比較信号ＥＸ２を反転させた反転比較信号ＥＸ２バー
が生成され、前記第１の切換え手段は前記比較信号ＥＸ
１により選択制御され、前記第２の切換え手段は前記反
転比較信号ＥＸ１バーにより選択制御され、前記第３の
切換え手段は前記反転比較信号ＥＸ２バーにより選択制
御され、前記第４の切換え手段は前記比較信号ＥＸ２に
より選択制御され、前記第１の切換え手段からの電圧と
前記第３の切換え手段からの電圧を加算することにより
前記一方の極性の位相差検出信号が得られ、前記第２の
切換え手段からの電圧と前記第４の切換え手段からの電
圧を加算することにより前記他方の極性の位相差検出信
号が得られるものである。

【００１８】上記においては、振動子の感度補正データ
が記憶されているメモリ手段と、前記メモリ手段の感度
補正データを読み出して所定の補正信号にＤ／Ａ変換す
るインターフェースと、前記補正信号によって前記位相
差分に相当する前記検出信号の振幅を可変する感度補正
回路と、が設けられているものが好ましい。

【００１９】上記構成では、振動子の２つの検出出力を
位相比較した比較信号および反転比較信号を積分平滑し
て直接的に角速度を求めるのではなく、温度変化に応じ
て感度調整された温度センサーの検出出力（センサ出力
信号およびセンサ反転出力信号）を比較信号および反転
比較信号で切り換えることにより位相差検出信号を得る
ものであるため、位相差検出信号の振幅を温度変化に応
じて連続的に可変することができる。よって、角速度出
力のリニアリティを高めることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は本発明における角速度検出
装置を示すブロック構成図、図２は角速度検出装置の主
要部分である角速度検出部を示す回路構成図、図３は比
較信号生成手段における各信号のタイミングチャート、
図４は位相差検出手段における各切換え手段と信号との
関係を示すタイミングチャートである。

【００２１】図１に示す角速度検出装置の構成は、ほぼ
上記従来の角速度検出装置１と同様である。ただし、角
速度検出部５の代わりに新たな角速度検出部４０が設け
られている点が異なっている。

【００２２】前記振動子２は、例えば基端部から先端部
側に延びる複数の振動脚が、前記基端部で一体に形成さ
れた三脚型の圧電振動子又は静電容量振動子である。前
記振動子２が、その振動脚の並び方向に振動駆動された
状態で長軸（先端部から基端部に延びる中心軸）回りの
回転系に置かれると、振動駆動方向（脚の並び方向）と
直交する方向に振動脚を変位させるコリオリ力が作用す
る。そして、このコリオリ力の変位が、前記振動子２に
設けられた一対の検出電極により検出することができる
というものである。

【００２３】前記角速度検出装置では、振動子２を中心
に、アンプ部３、比較信号生成手段４、バッファ回路
６、ＰＬＬ回路７およびドライブ回路８によって１つの
閉ループが形成されている。そして、この閉ループで
は、ドライブ回路８から出力され、且つ前記振動子２を
駆動する駆動信号Ｓｄが、前記振動子２に設けられた一
対の検出電極から出力される検出信号Ｃ，Ｄ間の位相差
λの中心点(λ／２)に対し、９０°位相遅れが生じた状
態で同期するようなＰＬＬ制御が行われている(図３参
照)。

【００２４】前記出力信号Ｃ，Ｄは、アンプ部３におい
てそれぞれ増幅されるとともにディジタル信号に波形整
形された状態で比較信号生成手段４において位相比較さ
れる。比較信号生成手段４の後段には、角速度出力Ｖｏ
を出力する角速度検出部４０が設けられている。

【００２５】図２に示すように、前記比較信号生成手段
４は、エクスクルーシブオア（ＥＸ−ＯＲ）ゲート回路
で形成されたディジタル位相比較器で構成されている。
ここで、符号Ｖ_C1，Ｖ_D1は前記アンプ部３，３の出力信
号であり、振動子２の電極から出力される検出信号Ｃ，
Ｄを増幅し、且つディジタル信号に波形整形処理した後
の信号である。また符号Ｖｒは振動子２を駆動する駆動
信号Ｓｄに同期する参照信号であり、ＰＬＬ回路７を構
成する図示しないＶＣＯ(電圧制御発振器)の出力信号を
分周処理した信号である。

【００２６】前記比較信号生成手段４では、前記検出信
号Ｃ，Ｄと参照信号Ｖｒとから図３に示すような第１の
比較信号ＥＸ１，第２の比較信号ＥＸ２および前記第
１、第２の比較信号ＥＸ１，ＥＸ２をそれぞれ電源電熱
の１／２の中点電圧（Ｖcc／２）を基準に振幅反転させ
た第１の反転比較信号ＥＸ１バー，第２の反転比較信号
ＥＸ２バーとが生成される。

【００２７】図１に示すように、前記振動子２の近傍に
は、温度センサ１２が設けられている。前記温度センサ
１２は、例えば温度変動に応じて一次直線的に比例して
変化するトランジスタのベース−エミッタ間電圧Ｖ_beな
ど利用することができる。前記温度センサ１２の出力
は、その後段に設けられた感度補正回路１３に入力され
る。

【００２８】前記感度補正回路１３には、Ｄ／Ａコンバ
ータ１７が接続されており、インターフェース手段１６
を介してメモリ手段１５に記憶されている振動子２の各
温度に対応する感度補正データなどの読み出しが可能と
なっている。温度センサ１２の出力特性（温度に対する
出力電圧の特性）は一次直線で近似され、感度補正回路
１３では前記温度センサ１２の出力や感度補正データな
どからセンサ出力信号Ｖｓの生成を行う。例えば、温度
センサ１２の温度特性（一次直線）を常温(例えば、２
５℃) を基準とする正規化一次直線、すなわち温度セン
サ１２の出力特性を示す一次直線が、常温時に０ボルト
を通るように変換される。そして、前記正規化一次直線
にある温度係数を掛けて所望の傾きに設定し、これに各
温度ごとの感度補正データを加えることにより、温度に
対し連続的に補正された補正信号Ｖ４（図２参照）を生
成する。前記補正信号Ｖ４は、温度変化に応じて振幅方
向の電圧量が可変調整された信号である。そして、この
補正信号Ｖ４に中点電圧（Ｖcc／２）をバイアス電圧と
して加えることにより、温度センサ１２のセンサ出力信
号Ｖｓを生成する。

【００２９】センサ出力信号Ｖｓは２系統に分かれ、一
方の系統は後述の位相差検出手段２０に直接接続され、
他方の系統は反転手段２８に入力され、この反転手段２
８によってセンサ反転出力信号Ｖｓバーに反転させられ
た後に前記位相差検出手段２０に入力されている。

【００３０】前記位相差検出手段２０は、第１の切換え
手段２１，第２の切換え手段２２，第３の切換え手段２
３および第４の切換え手段２４の４つの切換え手段から
なる信号選択手段と、加算部Ｐ１，Ｐ２とから構成され
ている。前記第１ないし第４の切換え手段２１，２２，
２３および２４は、例えばＣＭＯＳアナログスイッチで
構成されている。１つの切換え手段は、制御端子Ｔｃ
と、２つの入力端子Ｔ１，Ｔ２および１つの出力端子Ｔ
ｏを有している。そして、前記制御端子Ｔｃにハイレベ
ル信号Ｈが印加されることにより、一方の入力端子Ｔ１
と出力端子Ｔｏとを電気的に接続することができ、また
制御端子Ｔｃにローレベル信号Ｌを印加することによ
り、他方の入力端子Ｔ２と出力端子Ｔｏとを電気的に接
続することができるようになっている。

【００３１】前記位相差検出手段２０の第１ないし第４
の切換え手段２１，２２，２３および２４では、一方の
入力端子Ｔ１に前記センサ出力信号Ｖｓが、他方の入力
端子Ｔ２にセンサ反転出力信号Ｖｓバーがそれぞれ入力
される。

【００３２】また第１の切換え手段２１の制御端子Ｔｃ
には比較信号ＥＸ１が、第２切換え手段２２の制御端子
Ｔｃには反転比較信号ＥＸ１バーが、第３の切換え手段
２３の制御端子Ｔｃには比較信号ＥＸ２バーが、そして
第４の切換え手段２４の制御端子Ｔｃには反転比較信号
ＥＸ２がそれぞれ接続され、これらの信号によって各切
換え手段が選択制御される。また前記加算部Ｐ１は、第
１の切換え手段２１の出力端子Ｔｏと第３の切換え手段
２３の出力端子Ｔｏとを抵抗Ｒ１およびＲ５を介して接
続した構成であり、加算部Ｐ２は、第２の切換え手段２
１の出力端子Ｔｏと第４の切換え手段２４の出力端子Ｔ
ｏとを抵抗Ｒ４およびＲ８を介して接続した構成であ
る。なお、加算部Ｐ１およびＰ２の後段には、平滑化手
段３０が設けている。

【００３３】前記平滑化手段３０は、第１の積分平滑回
路３１Ａ、第２の積分平滑回路３１Ｂ，バッファ回路３
２Ａ，３２Ｂおよび差動増幅手段３３から構成されてい
る。

【００３４】前記第１の積分平滑回路３１Ａは、抵抗Ｒ
２とコンデンサＣ１からなる積分器と、抵抗Ｒ３とコン
デンサＣ２からなる積分器とをカスケード２段接続した
２次系の積分器から構成され、同様に第２の積分平滑回
路３１Ｂは抵抗Ｒ９とコンデンサＣ３からなる積分器
と、抵抗Ｒ１０とコンデンサＣ４からなる積分器との２
次系の積分器から構成されている。

【００３５】前記第１の切換え手段２１および第３の切
換え手段２３の制御端子Ｔｃにハイレベル信号Ｈが与え
られると、入力端子Ｔ１と出力端子Ｔｏが接続されるた
め、前記加算部Ｐ１を介して第１の積分平滑回路３１Ａ
にセンサ出力信号Ｖｓどうしを加算した信号を入力する
ことができる。また前記第１の切換え手段２１および第
３の切換え手段２３の制御端子Ｔｃにローレベル信号Ｌ
が与えられると、入力端子Ｔ２と出力端子Ｔｏが接続さ
れるように切り換えられるため、第１の積分平滑回路３
１Ａに反転出力信号Ｖｓバーどうしを加算した信号を入
力することができる。さらに第１の切換え手段２１と第
２の切換え手段２３の入力端子Ｔｃのいずれか一方にハ
イレベル信号Ｈが与えられ、且つ他方にローレベル信号
Ｌが与えられると、第１の積分平滑回路３１Ａにはセン
サ出力信号Ｖｓとセンサ反転出力信号Ｖｓバーとを加算
した信号が入力される。なお、以上のことは第２，第４
の切換え手段２２，２４側についても同様である。

【００３６】前記バッファ回路３２Ａ，３２Ｂは演算増
幅器から構成され、前記第１，第２の積分平滑回路３１
Ａ，３１Ｂの出力側にそれぞれ設けられ、前記差動増幅
手段３３は前記バッファ回路３２Ａ，３２Ｂの後段に設
けられている。そして、前記角速度検出部４０の出力が
前記差動増幅手段３３からの角速度出力Ｖｏである。

【００３７】図１に示すように、前記角速度出力Ｖｏは
利得可変／増幅回路９に入力され、さらにローパスフィ
ルタ１０に入力される。なお、利得可変／増幅回路９で
は、前記角速度出力Ｖｏのオフセット補正を行うととも
に、所定の出力レベルまで増幅し、ローパスフィルタ１
０において不要な高周波ノイズを除去した後、最終的な
角速度出力信号Ｖoutを出力する。

【００３８】以下本発明の動作について説明する。振動
子２が振動駆動させられた状態で回転系に置かれると、
各振動脚にコリオリ力が生じ、前記検出信号Ｃ，Ｄ間に
位相差λが生じる。よって、図３に示すように前記検出
信号Ｃ，Ｄを波形整形した出力信号Ｖ_C1，Ｖ_D1の間には
位相差λが生じる。また上述のＶＣＯを分周した参照信
号Ｖｒは、前記出力信号Ｖ_C1，Ｖ_D1の位相差λの中心点
（λ／２）からπ／２ラジアンだけ遅れた信号である。
よって、前記比較信号生成手段４では、図３に示すよう
な前記出力信号Ｖ_C1，Ｖ_D1と参照信号Ｖｒとから第１の
比較信号ＥＸ１，第２の比較信号ＥＸ２、およびこれら
を反転させた第１，第２の反転比較信号ＥＸ１バー，Ｅ
Ｘ２バーが生成される。

【００３９】第１，第２の比較信号ＥＸ１，ＥＸ２およ
び第１，第２の反転比較信号ＥＸ１バー，ＥＸ２バー
は、前記位相差検出手段２０の第１ないし第４の切換え
手段２１，２２，２３および２４の制御端子Ｔｏにそれ
ぞれ入力される。よって、第１ないし第４の切換え手段
２１，２２，２３および２４では、前記第１，第２の比
較信号ＥＸ１，ＥＸ２および前記第１，第２の反転比較
信号ＥＸ１バー，ＥＸ２バーのタイミングに従った切換
え手段の切り換え動作が行われる。

【００４０】ここで、図４に示すように前記出力信号Ｖ
_C1の１周期を各信号の切り換えのタイミングである時刻
ｔ１からｔ７で区切ってみると、各切換え手段の状態は
図４Ｉに示す通りとなる。また第１ないし第４の切換え
手段２１，２２，２３および２４の各入力端子Ｔ１およ
びＴ２には、センサ出力信号Ｖｓ又はセンサ反転出力信
号Ｖｓバーが入力されているので、前記加算部Ｐ１の位
相差検出信号Ｖ_C2および加算部Ｐ２の位相差検出信号Ｖ
_D2の電位は、図４ＩＩに示すように、時刻ｔ１−ｔ２の
区間および時刻ｔ４−ｔ５の区間で、それぞれ２Ｖｓ
（Ｖ）および２Ｖｓバー（＝−２Ｖｓ）（Ｖ）となり、
それ以外の区間では中点電位Ｖcc／２（Ｖ）に固定され
ている。よって、図４ＩＩＩに示すように、前記位相差
検出信号Ｖ _C2および位相差検出信号Ｖ_D2の積分平滑後の
電位、すなわちバッファ回路２６Ａ，２６Ｂの平滑出力
Ｖ_C3および平滑出力Ｖ_D3は、中点電位Ｖcc／２に対し等
しい電圧量だけ、＋方向および−方向にそれぞれバイア
スされた直流電圧となる。よって、前記平滑出力Ｖ_C3お
よび平滑出力Ｖ_D3を差動増幅した差動増幅手段２７の角
速度出力Ｖｏは、図４のＩＶに示すように前記位相差λ
に相当する電圧量（Ｖｏ＝｜Ｖ_C3−Ｖ_D3｜）となる。

【００４１】上記において、振動子２の感度が変化する
ほどに温度変化が生じると、この温度変化に比例してセ
ンサ出力信号Ｖｓが変化する。よって、図４のＩＩに示
す加算部Ｐ１の位相差検出信号Ｖ_C2および加算部Ｐ２の
位相差検出信号Ｖ_D2の矩形波の振幅方向の大きさ（振幅
量）を互いに同じタイミングで増減させることができ
る。しかも、一方の位相差検出信号Ｖ_C2の振幅量が＋方
向に変位するときには、他方の位相差検出信号Ｖ_D2の振
幅量が−方向に変位し、また一方の位相差検出信号Ｖ_C2
の振幅量が−方向に変位するときには、他方の位相差検
出信号Ｖ_D2の振幅量は＋方向に変位するため、両者の振
幅量の変位の絶対値は等しくできる。

【００４２】すなわち、温度変化に起因して振動子２の
感度が変化することにより、前記振動子２の検出信号
Ｃ，Ｄが変動して比較信号生成手段４に入力される前記
出力信号Ｖ_C1，Ｖ_D1の振幅量に変化が生じた場合であっ
ても、上記平滑化手段３０の差動増幅手段３３で差動増
幅することにより、前記感度変化に起因して変動する出
力信号Ｖ_C1，Ｖ_D1の振幅の変位量を相殺することが可能
となる。よって、角速度検出部４０の角速度出力Ｖｏ
は、前記振動子２の感度の変化の影響を受けなないよう
にすることができる。

【００４３】上記温度センサ１２のセンサ出力信号Ｖｓ
の振幅は、温度ごとの感度の変化に対応して連続的に可
変させられるが、前記位相差検出手段２０ではこのセン
サ出力信号Ｖｓを比較信号生成手段４から出力される信
号によって切り換える構成としたことにより、実質的に
は第１の比較信号ＥＸ１，第２の比較信号ＥＸ２、およ
び第１，第２の反転比較信号ＥＸ１バー，ＥＸ２バー信
号の振幅を可変したのと同様である。

【００４４】なお、上記実施の形態では、温度センサー
のセンサ出力信号に基づいて、実質的に前記比較信号の
振幅を可変する構成としたが、その他前記位相差検出手
段２０から出力される加算部Ｐ１の位相差検出信号Ｖ_C2
および加算部Ｐ２の位相差検出信号Ｖ_D2の各振幅を前記
センサ出力信号に基づいて可変する構成であってもよ
い。

【００４５】また上記角速度検出装置では、従来のよう
にトランスコンダクタンス・アンプを使用する必要がな
いため、リニアリティの悪化の問題が生じることがな
い。また差動増幅手段３３によって差動増幅を行うこと
ができるため、ダイナミックレンジが狭いという問題も
解消できる。

【００４６】

【発明の効果】以上のように本発明では、振動子の検出
出力に、温度変化に対する振動子の感度の補正量を連続
的に加味することができるため、角速度検出装置の角速
度出力のリニアリティを高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における角速度検出装置を示すブロック
構成図、

【図２】角速度検出装置の主要部分である角速度検出部
を示す回路構成図、

【図３】比較信号生成手段における各信号のタイミング
チャート、

【図４】位相差検出手段における各切換え手段と信号と
の関係を示すタイミングチャート、

【図５】従来の角速度検出装置の構成を示すブロック
図、

【符号の説明】

２振動子３アンプ部４比較信号生成手段１１補正手段１２温度センサ１３感度補正回路２０位相差検出手段２１第１の切換え手段２２第２の切換え手段２３第３の切換え手段２４第４の切換え手段２８反転手段３０平滑化手段３１Ａ第１の積分平滑回路３１Ｂ第２の積分平滑回路３２Ａ，３２Ｂバッファ回路３３差動増幅手段４０角速度検出部ＥＸ１第１の比較信号ＥＸ２第２の比較信号ＥＸ１バー第１の反転比較信号ＥＸ２バー第２の反転比較信号Ｖ４補正信号Ｃ，Ｄ検出信号Ｐ１，Ｐ２加算部Ｖ_C1，Ｖ_C1 アンプ部の出力信号Ｖ_C2 加算部Ｐ１の位相差検出信号Ｖ_D2 加算部Ｐ２の位相差検出信号Ｖｓセンサ出力信号Ｖｓバーセンサ反転出力信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定方向へ駆動される振動子と、前記振
動子に角速度が与えられたときに前記振動子から互いに
位相の相違する検出信号を出力する検出電極と、前記検
出信号を波形整形して互いに位相の相違する比較信号を
生成する比較信号生成手段と、前記比較信号の位相差分
に相当する位相差検出信号を得る位相差検出手段とを有
し、温度センサーの検出出力に基づいて、実質的に前記比較
信号の振幅を可変し、または前記位相差検出信号の振幅
を可変する手段が設けられ、さらに前記位相差検出信号
を平滑化して出力値とする平滑化手段が設けられている
ことを特徴とする角速度検出装置。
【請求項２】それぞれの前記比較信号によって選択制
御される複数の切換え手段が設けられ、それぞれの前記
切換え手段から前記温度センサーの検出出力に基づいて
振幅が変化する電圧が出力され、さらにそれぞれの比較
信号に対応したそれぞれの前記電圧から、前記位相差分
に相当する位相差検出信号が得られる請求項１記載の角
速度検出装置。
【請求項３】それぞれの切換え手段からは、所定電圧
に前記温度センサーからの検出電圧が加算された電圧が
ハイレベルとして出力され、前記加算した後に反転させ
た電圧がロウレベルとして出力されることによって、前
記切換え手段から前記温度センサーの検出出力に基づい
て振幅が変化する電圧が得られる請求項２記載の角速度
検出装置。
【請求項４】一方の前記比較信号で選択制御される第
１の切換え手段および第２の切換え手段と、他方の前記
比較信号で選択制御される第３の切換え手段および第４
の切換え手段が設けられ、前記第１の切換え手段からの
電圧と前記第３の切換え手段からの電圧により前記位相
差検出信号が一方の極性の信号として得られ、前記第２
の切換え手段からの電圧と前記第４の切換え手段からの
電圧により前記位相差検出信号が前記一方の極性の信号
に対して反転した他方の極性の信号として得られる請求
項２または３記載の角速度検出装置。
【請求項５】前記比較信号生成手段では、一方の検出
信号を波形整形した比較信号ＥＸ１と前記比較信号ＥＸ
１を反転させた反転比較信号ＥＸ１バーが生成され、他
方の検出信号を波形整形した比較信号ＥＸ２と前記比較
信号ＥＸ２を反転させた反転比較信号ＥＸ２バーが生成
され、前記第１の切換え手段は前記比較信号ＥＸ１により選択
制御され、前記第２の切換え手段は前記反転比較信号Ｅ
Ｘ１バーにより選択制御され、前記第３の切換え手段は
前記反転比較信号ＥＸ２バーにより選択制御され、前記
第４の切換え手段は前記比較信号ＥＸ２により選択制御
され、前記第１の切換え手段からの電圧と前記第３の切換え手
段からの電圧を加算することにより前記一方の極性の位
相差検出信号が得られ、前記第２の切換え手段からの電
圧と前記第４の切換え手段からの電圧を加算することに
より前記他方の極性の位相差検出信号が得られる請求項
４記載の角速度検出装置。
【請求項６】振動子の感度補正データが記憶されてい
るメモリ手段と、前記メモリ手段の感度補正データを読
み出して所定の補正信号にＤ／Ａ変換するインターフェ
ースと、前記補正信号によって前記位相差分に相当する
前記検出信号の振幅を可変する感度補正回路と、が設け
られている請求項１ないし５のいずれかに記載の角速度
検出装置。