JP2547911B2 - 振動制御装置 - Google Patents
振動制御装置Info
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- JP2547911B2 JP2547911B2 JP3285017A JP28501791A JP2547911B2 JP 2547911 B2 JP2547911 B2 JP 2547911B2 JP 3285017 A JP3285017 A JP 3285017A JP 28501791 A JP28501791 A JP 28501791A JP 2547911 B2 JP2547911 B2 JP 2547911B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば振動ジャイロ
において、振動子を効率良く自励振動させるための振動
制御装置に関するものである。
において、振動子を効率良く自励振動させるための振動
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電形振動ジャイロに用いられる従来の
振動制御装置としては、図４に示すようなものが知られ
ている。この振動制御装置は、振動体１の側面に駆動用
圧電素子２および帰還用圧電素子３をそれぞれ貼着して
成る振動子４を自励振動させるもので、駆動装置５の出
力を駆動用圧電素子２に供給し、帰還用圧電素子３の出
力を駆動装置５に帰還するようにしている。
振動制御装置としては、図４に示すようなものが知られ
ている。この振動制御装置は、振動体１の側面に駆動用
圧電素子２および帰還用圧電素子３をそれぞれ貼着して
成る振動子４を自励振動させるもので、駆動装置５の出
力を駆動用圧電素子２に供給し、帰還用圧電素子３の出
力を駆動装置５に帰還するようにしている。
【０００３】駆動装置５は、帰還用圧電素子３の出力を
直流化する平滑回路６と、その出力を基準電圧源７の基
準レベルと比較する比較器８と、この比較器８の出力と
帰還用圧電素子３の出力とを掛け算する掛け算器９と、
この掛け算器９の出力を微分する微分器１０とをもって
構成され、微分器１０により駆動装置５の出力が帰還用
圧電素子３の出力に対して微分値的な位相角関係となる
ようにすることによって、振動子４を効率良く自励振動
させるようにしている。
直流化する平滑回路６と、その出力を基準電圧源７の基
準レベルと比較する比較器８と、この比較器８の出力と
帰還用圧電素子３の出力とを掛け算する掛け算器９と、
この掛け算器９の出力を微分する微分器１０とをもって
構成され、微分器１０により駆動装置５の出力が帰還用
圧電素子３の出力に対して微分値的な位相角関係となる
ようにすることによって、振動子４を効率良く自励振動
させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の振動制御装置にあっては、一枚の駆動用圧電素
子２に対して一枚の帰還用圧電素子３を別個に設けるよ
うにしているため、例えば駆動効率を高めるために複数
枚の駆動用圧電素子を貼着する場合には、それに応じて
複数枚の帰還用圧電素子を貼着する必要があり、振動子
４の組み立て作業が面倒になるという問題がある。ま
た、駆動用圧電素子２によって発生される振動は、その
圧電素子用の接着層１１を経て振動体１に伝達され、同
様に振動体１の振動は、帰還用圧電素子３にその接着層
１２を経て伝達されるため、両圧電素子２，３間の特性
差や、接着層１１，１２の温度依存性等の影響を受け易
く、これがため振動子４の振動が不安定になるという問
題がある。
た従来の振動制御装置にあっては、一枚の駆動用圧電素
子２に対して一枚の帰還用圧電素子３を別個に設けるよ
うにしているため、例えば駆動効率を高めるために複数
枚の駆動用圧電素子を貼着する場合には、それに応じて
複数枚の帰還用圧電素子を貼着する必要があり、振動子
４の組み立て作業が面倒になるという問題がある。ま
た、駆動用圧電素子２によって発生される振動は、その
圧電素子用の接着層１１を経て振動体１に伝達され、同
様に振動体１の振動は、帰還用圧電素子３にその接着層
１２を経て伝達されるため、両圧電素子２，３間の特性
差や、接着層１１，１２の温度依存性等の影響を受け易
く、これがため振動子４の振動が不安定になるという問
題がある。
【０００５】このような問題を解決するものとして、本
出願人は、一対の圧電素子に駆動、帰還および検出の三
つの機能を持たせながら、個々の圧電素子の特性差や接
着層の温度依存性等の影響を排除した振動ジャイロを開
発している。図５は、かかる振動ジャイロの一例の構成
を示すもので、振動子１３は、横断面形状が四角形の振
動体１４の一側面１４ａにその幅方向に二分割した分割
電極１５ａ，１５ｂを有する第１の圧電素子１５を貼着
すると共に、側面１４ａと隣接する他の側面１４ｂに同
様に幅方向に二分割した分割電極１６ａ，１６ｂを有す
る第２の圧電素子１６を貼着して構成する。これら分割
電極１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、それぞれのイ
ンピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3,Ｚ4 を介して駆動装置１
７に接続し、これにより各分割電極に駆動電圧を同時に
印加する。
出願人は、一対の圧電素子に駆動、帰還および検出の三
つの機能を持たせながら、個々の圧電素子の特性差や接
着層の温度依存性等の影響を排除した振動ジャイロを開
発している。図５は、かかる振動ジャイロの一例の構成
を示すもので、振動子１３は、横断面形状が四角形の振
動体１４の一側面１４ａにその幅方向に二分割した分割
電極１５ａ，１５ｂを有する第１の圧電素子１５を貼着
すると共に、側面１４ａと隣接する他の側面１４ｂに同
様に幅方向に二分割した分割電極１６ａ，１６ｂを有す
る第２の圧電素子１６を貼着して構成する。これら分割
電極１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂは、それぞれのイ
ンピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3,Ｚ4 を介して駆動装置１
７に接続し、これにより各分割電極に駆動電圧を同時に
印加する。
【０００６】インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と分割電極１
５ａ，１５ｂとのそれぞれの接続点１９ａ，１９ｂにお
ける出力は、差動増幅器２０ａに供給して差動増幅し、
同様にインピーダンス素子Ｚ3,Ｚ4と分割電極１６ａ，
１６ｂとのそれぞれの接続点１９ｃ，１９ｄにおける出
力は、差動増幅器２０ｂに供給して差動増幅する。これ
ら差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力は、加算器２１に供
給して加算し、この加算器２１の出力を駆動装置１７に
帰還する。
５ａ，１５ｂとのそれぞれの接続点１９ａ，１９ｂにお
ける出力は、差動増幅器２０ａに供給して差動増幅し、
同様にインピーダンス素子Ｚ3,Ｚ4と分割電極１６ａ，
１６ｂとのそれぞれの接続点１９ｃ，１９ｄにおける出
力は、差動増幅器２０ｂに供給して差動増幅する。これ
ら差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力は、加算器２１に供
給して加算し、この加算器２１の出力を駆動装置１７に
帰還する。
【０００７】駆動装置１７は、加算器２１の出力を直流
化する平滑回路２２と、その出力を基準電圧源２３の基
準レベルと比較する比較器２４と、この比較器２４の出
力と加算器２１の出力とを掛け算する掛け算器２５とを
もって構成し、この掛け算器２５の出力を上述したよう
に、第１，第２の圧電素子１５，１６の各分割電極に同
時に印加する。また、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力
は、差動増幅器２６に供給して差動増幅し、この差動増
幅器２６の出力を同期検波器２７で検波した後、平滑回
路２８で平滑して角速度検出信号を得る。
化する平滑回路２２と、その出力を基準電圧源２３の基
準レベルと比較する比較器２４と、この比較器２４の出
力と加算器２１の出力とを掛け算する掛け算器２５とを
もって構成し、この掛け算器２５の出力を上述したよう
に、第１，第２の圧電素子１５，１６の各分割電極に同
時に印加する。また、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力
は、差動増幅器２６に供給して差動増幅し、この差動増
幅器２６の出力を同期検波器２７で検波した後、平滑回
路２８で平滑して角速度検出信号を得る。
【０００８】かかる構成において、各分割電極１５ａ，
１５ｂ，１６ａ，１６ｂに駆動電圧が印加されると、振
動子１３はＸ軸方向に屈曲振動する。このように、振動
子１３がＸ軸方向に屈曲振動すると、振動体１４の側面
１４ａ上に貼付された圧電素子１５の分割電極１５ａ，
１５ｂは、側面１４ａ上の幅方向で振動体１４の曲率半
径が異なるためにその歪みに差が生じる。同様に、圧電
素子１６の分割電極１６ａ，１６ｂにおいてもその歪み
に差が生じる。
１５ｂ，１６ａ，１６ｂに駆動電圧が印加されると、振
動子１３はＸ軸方向に屈曲振動する。このように、振動
子１３がＸ軸方向に屈曲振動すると、振動体１４の側面
１４ａ上に貼付された圧電素子１５の分割電極１５ａ，
１５ｂは、側面１４ａ上の幅方向で振動体１４の曲率半
径が異なるためにその歪みに差が生じる。同様に、圧電
素子１６の分割電極１６ａ，１６ｂにおいてもその歪み
に差が生じる。
【０００９】したがって、接続点１９ａ，１９ｂおよび
１９ｃ，１９ｄにおける出力差をそれぞれ差動増幅器２
０ａおよび２０ｂで検出すれば、これら差動増幅器２０
ａ，２０ｂからは振動子１３のＸ軸方向の屈曲振動にの
み対応した電圧が得られる。しかも、分割電極１５ａ，
１５ｂおよび１６ａ，１６ｂを、それぞれ同一の圧電素
子１５および１６に設けているので、静電容量値および
その温度依存性を一致させることができる。したがっ
て、周囲の温度変化に影響されることなく、駆動電圧を
常にほぼ完全に消去することができるので、振動子１３
を安定して振動させることができる。
１９ｃ，１９ｄにおける出力差をそれぞれ差動増幅器２
０ａおよび２０ｂで検出すれば、これら差動増幅器２０
ａ，２０ｂからは振動子１３のＸ軸方向の屈曲振動にの
み対応した電圧が得られる。しかも、分割電極１５ａ，
１５ｂおよび１６ａ，１６ｂを、それぞれ同一の圧電素
子１５および１６に設けているので、静電容量値および
その温度依存性を一致させることができる。したがっ
て、周囲の温度変化に影響されることなく、駆動電圧を
常にほぼ完全に消去することができるので、振動子１３
を安定して振動させることができる。
【００１０】また、図５において、振動子１３がＺ軸廻
りの回転を受けると、振動子１３はその角速度に比例す
るコリオリの力によりＹ軸方向の屈曲振動成分を有する
ようになり、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力に差が生
じる。したがって、これら差動増幅器２０ａ，２０ｂの
出力を差動増幅器２６に供給して差動増幅すれば、コリ
オリの力の発生に伴う電圧を分離して検出することがで
きるので、この差動増幅器２６の出力を同期検波器２７
で検波して平滑回路２８で平滑することにより角速度を
高精度で検出することができる。
りの回転を受けると、振動子１３はその角速度に比例す
るコリオリの力によりＹ軸方向の屈曲振動成分を有する
ようになり、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力に差が生
じる。したがって、これら差動増幅器２０ａ，２０ｂの
出力を差動増幅器２６に供給して差動増幅すれば、コリ
オリの力の発生に伴う電圧を分離して検出することがで
きるので、この差動増幅器２６の出力を同期検波器２７
で検波して平滑回路２８で平滑することにより角速度を
高精度で検出することができる。
【００１１】図５に示した振動ジャイロは、本願人が開
発した新規なもので、図４に示した従来の振動制御装置
における問題点を有効に解決することができるが、かか
る振動ジャイロにおいて振動子を効率良く自励振動させ
るためには、その好適条件を検討し、設定する必要があ
る。
発した新規なもので、図４に示した従来の振動制御装置
における問題点を有効に解決することができるが、かか
る振動ジャイロにおいて振動子を効率良く自励振動させ
るためには、その好適条件を検討し、設定する必要があ
る。
【００１２】この発明は、図５に示したように、各圧電
素子に駆動、帰還および検出の三つの機能を持たせ、個
々の圧電素子の特性差や接着層の温度依存性等に影響さ
れずに振動子を駆動する新規な振動制御装置において、
振動子の駆動効率を有効に向上できるよう適切に構成し
た振動制御装置を提供することを目的とする。
素子に駆動、帰還および検出の三つの機能を持たせ、個
々の圧電素子の特性差や接着層の温度依存性等に影響さ
れずに振動子を駆動する新規な振動制御装置において、
振動子の駆動効率を有効に向上できるよう適切に構成し
た振動制御装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、横断面形状が多角形をなす共振点を
有する振動体の第１の側面および該第１の側面と非平行
な第２の側面に、少なくとも該振動体の幅方向に二分割
した電極をそれぞれ有する第１の圧電素子および第２の
圧電素子を貼着してなる振動子と、前記第１，第２の圧
電素子の各電極に接続したインピーダンス素子と、これ
らインピーダンス素子を介して前記第１，第２の圧電素
子の各電極に駆動電圧を印加して前記振動子を所定の振
動方向に振動させる駆動装置と、前記振動子の所定の振
動方向において屈曲状態が等しくなる前記第１，第２の
圧電素子のそれぞれの一方の電極と対応する前記インピ
ーダンス素子とのそれぞれの接続点における出力をＶ
ａ，Ｖｃ、前記第１，第２の圧電素子のそれぞれの他方
の電極と対応する前記インピーダンス素子とのそれぞれ
の接続点における出力をＶｂ，Ｖｄとするとき、（Ｖａ
−Ｖｂ＋Ｖｃ−Ｖｄ）または（−Ｖａ＋Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖ
ｄ）を演算する演算手段とを具え、この演算手段の出力
を前記駆動装置に帰還して前記振動子を前記所定の振動
方向に自励振動させる振動制御装置であって、前記駆動
装置の出力を前記演算手段の出力に対して微分値的位相
角関係に設定する位相調整手段を設ける。
め、この発明では、横断面形状が多角形をなす共振点を
有する振動体の第１の側面および該第１の側面と非平行
な第２の側面に、少なくとも該振動体の幅方向に二分割
した電極をそれぞれ有する第１の圧電素子および第２の
圧電素子を貼着してなる振動子と、前記第１，第２の圧
電素子の各電極に接続したインピーダンス素子と、これ
らインピーダンス素子を介して前記第１，第２の圧電素
子の各電極に駆動電圧を印加して前記振動子を所定の振
動方向に振動させる駆動装置と、前記振動子の所定の振
動方向において屈曲状態が等しくなる前記第１，第２の
圧電素子のそれぞれの一方の電極と対応する前記インピ
ーダンス素子とのそれぞれの接続点における出力をＶ
ａ，Ｖｃ、前記第１，第２の圧電素子のそれぞれの他方
の電極と対応する前記インピーダンス素子とのそれぞれ
の接続点における出力をＶｂ，Ｖｄとするとき、（Ｖａ
−Ｖｂ＋Ｖｃ−Ｖｄ）または（−Ｖａ＋Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖ
ｄ）を演算する演算手段とを具え、この演算手段の出力
を前記駆動装置に帰還して前記振動子を前記所定の振動
方向に自励振動させる振動制御装置であって、前記駆動
装置の出力を前記演算手段の出力に対して微分値的位相
角関係に設定する位相調整手段を設ける。
【００１４】
【作用】図５に示す構成において、振動子１３の駆動効
率の良い条件を検討するために、圧電素子１５および１
６に交流電圧を印加して振動子１３を振動させたとこ
ろ、振動子１３は、特定の周波数域において、振動に対
する抵抗を内在した物理的な振幅共振現象を生じ、圧電
素子１５および１６に印加した交流電圧に対して、振動
に対する抵抗を内在することに基づく位相の遅れを伴う
運動となって、加算器２１からは、位相的にその運動に
対応した交流電圧が得られることが確認された。しか
も、振動子１３の振幅と、加算器２１の出力の振幅とに
比例的関係があり、振動子１３の物理的な振幅共振現象
を生じる周波数域で、加算器２１の出力の振幅は極大を
示すことが確認された。
率の良い条件を検討するために、圧電素子１５および１
６に交流電圧を印加して振動子１３を振動させたとこ
ろ、振動子１３は、特定の周波数域において、振動に対
する抵抗を内在した物理的な振幅共振現象を生じ、圧電
素子１５および１６に印加した交流電圧に対して、振動
に対する抵抗を内在することに基づく位相の遅れを伴う
運動となって、加算器２１からは、位相的にその運動に
対応した交流電圧が得られることが確認された。しか
も、振動子１３の振幅と、加算器２１の出力の振幅とに
比例的関係があり、振動子１３の物理的な振幅共振現象
を生じる周波数域で、加算器２１の出力の振幅は極大を
示すことが確認された。
【００１５】このことは、図４に示した従来構成の振動
子４と同様の運動をしており、振動子４の振幅共振現象
に伴って、駆動用の交流電圧が帰還用圧電素子３の出力
に対して微分値的な位相角関係になるのと同様に、図５
に例示した振動子１３の振幅共振現象においても、駆動
用の交流電圧が加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係になることを意味する。したがって、振動子１
３の形状、材質等によって決定づけられる振幅共振現象
を生じる周波数域において、駆動装置１７の出力を位相
調整手段により加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係に設定すれば、振動子１３を振幅共振現象を生
じた状態で、継続的に自励振動させることができ、駆動
効率を向上させることが可能となる。
子４と同様の運動をしており、振動子４の振幅共振現象
に伴って、駆動用の交流電圧が帰還用圧電素子３の出力
に対して微分値的な位相角関係になるのと同様に、図５
に例示した振動子１３の振幅共振現象においても、駆動
用の交流電圧が加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係になることを意味する。したがって、振動子１
３の形状、材質等によって決定づけられる振幅共振現象
を生じる周波数域において、駆動装置１７の出力を位相
調整手段により加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係に設定すれば、振動子１３を振幅共振現象を生
じた状態で、継続的に自励振動させることができ、駆動
効率を向上させることが可能となる。
【００１６】
【実施例】図１はこの発明の第１実施例を示すもので、
図５に示す符号と同一符号は同一作用をなすものを示
す。振動子１３は、横断面形状が四角形の共振点を有す
る振動体１４の一側面１４ａにその幅方向に二分割した
分割電極１５ａ，１５ｂを有する第１の圧電素子１５を
貼着すると共に、側面１４ａと隣接する他の側面１４ｂ
に同様に幅方向に二分割した分割電極１６ａ，１６ｂを
有する第２の圧電素子１６を貼着して構成する。これら
分割電極１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂには、それぞ
れのインピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3,Ｚ4 を介して駆動
装置３０からの駆動電圧を同時に印加する。
図５に示す符号と同一符号は同一作用をなすものを示
す。振動子１３は、横断面形状が四角形の共振点を有す
る振動体１４の一側面１４ａにその幅方向に二分割した
分割電極１５ａ，１５ｂを有する第１の圧電素子１５を
貼着すると共に、側面１４ａと隣接する他の側面１４ｂ
に同様に幅方向に二分割した分割電極１６ａ，１６ｂを
有する第２の圧電素子１６を貼着して構成する。これら
分割電極１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂには、それぞ
れのインピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3,Ｚ4 を介して駆動
装置３０からの駆動電圧を同時に印加する。
【００１７】インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と分割電極１
５ａ，１５ｂとのそれぞれの接続点１９ａおよび１９ｂ
における出力は、差動増幅器２０ａの反転入力端子およ
び非反転入力端子に供給して差動増幅し、同様にインピ
ーダンス素子Ｚ3,Ｚ4 と分割電極１６ａ，１６ｂとのそ
れぞれの接続点１９ｃ，１９ｄにおける出力は、差動増
幅器２０ｂの反転入力端子および非反転入力端子に供給
して差動増幅する。すなわち、接続点１９ａ，１９ｂ，
１９ｃ，１９ｄにおける出力をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖ
ｃ，Ｖｄとするとき、差動増幅器２０ａにおいてＡ1(−
Ｖａ＋Ｖｂ) を演算し、差動増幅器２０ｂにおいてＡ
2(−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演算する。なお、Ａ1およびＡ2
は、差動増幅器２０ａおよび２０ｂにおける増幅率を示
す。これら、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力は、加算
器２１に供給してＡ3(−Ｖａ＋Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演
算し（Ａ3 は増幅率）、この加算器２１の出力を駆動装
置３０に帰還する。
５ａ，１５ｂとのそれぞれの接続点１９ａおよび１９ｂ
における出力は、差動増幅器２０ａの反転入力端子およ
び非反転入力端子に供給して差動増幅し、同様にインピ
ーダンス素子Ｚ3,Ｚ4 と分割電極１６ａ，１６ｂとのそ
れぞれの接続点１９ｃ，１９ｄにおける出力は、差動増
幅器２０ｂの反転入力端子および非反転入力端子に供給
して差動増幅する。すなわち、接続点１９ａ，１９ｂ，
１９ｃ，１９ｄにおける出力をそれぞれＶａ，Ｖｂ，Ｖ
ｃ，Ｖｄとするとき、差動増幅器２０ａにおいてＡ1(−
Ｖａ＋Ｖｂ) を演算し、差動増幅器２０ｂにおいてＡ
2(−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演算する。なお、Ａ1およびＡ2
は、差動増幅器２０ａおよび２０ｂにおける増幅率を示
す。これら、差動増幅器２０ａ，２０ｂの出力は、加算
器２１に供給してＡ3(−Ｖａ＋Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演
算し（Ａ3 は増幅率）、この加算器２１の出力を駆動装
置３０に帰還する。
【００１８】駆動装置３０は、加算器２１の出力を直流
化する平滑回路２２と、その出力を基準電圧源２３の基
準レベルと比較する比較器２４と、この比較器２４の出
力と加算器２１の出力とを掛け算する掛け算器２５と、
この掛け算器２５の出力を微分する微分器３１とをもっ
て構成し、この微分器３１の出力を上述したように、第
１，第２の圧電素子１５，１６の各分割電極に同時に印
加する。ここで、微分器３１は位相調整手段を構成し、
その時定数は、振動子１３の形状、材質等で決定づけら
れる振幅共振現象を生じる周波数域において、所定の位
相角となるように設定する。
化する平滑回路２２と、その出力を基準電圧源２３の基
準レベルと比較する比較器２４と、この比較器２４の出
力と加算器２１の出力とを掛け算する掛け算器２５と、
この掛け算器２５の出力を微分する微分器３１とをもっ
て構成し、この微分器３１の出力を上述したように、第
１，第２の圧電素子１５，１６の各分割電極に同時に印
加する。ここで、微分器３１は位相調整手段を構成し、
その時定数は、振動子１３の形状、材質等で決定づけら
れる振幅共振現象を生じる周波数域において、所定の位
相角となるように設定する。
【００１９】このように、駆動装置３０において、掛け
算器２５の出力を、振動子１３の形状、材質等で決定づ
けられる振幅共振現象を生じる周波数域において、所定
の位相角となるように時定数を設定した微分器３１で微
分して振動子１３を駆動すれば、振動子１３は振幅共振
現象を生じた状態で、加算器２１の出力の振幅が一定と
なるように継続的に自励振動させることができ、駆動効
率を向上させることができる。
算器２５の出力を、振動子１３の形状、材質等で決定づ
けられる振幅共振現象を生じる周波数域において、所定
の位相角となるように時定数を設定した微分器３１で微
分して振動子１３を駆動すれば、振動子１３は振幅共振
現象を生じた状態で、加算器２１の出力の振幅が一定と
なるように継続的に自励振動させることができ、駆動効
率を向上させることができる。
【００２０】図２はこの発明の第２実施例を示すもので
ある。この実施例では、図１において、接続点１９ａお
よび１９ｂにおける出力を、差動増幅器２０ａの非反転
入力端子および反転入力端子に供給してＡ1(Ｖａ−Ｖ
ｂ) を演算し、接続点１９ｃ，１９ｄにおける出力を、
差動増幅器２０ｂの非反転入力端子および反転入力端子
に供給してＡ2(Ｖｃ−Ｖｄ) を演算し、これら差動増幅
器２０ａ，２０ｂの出力を加算器２１に供給してＡ3(Ｖ
ａ−Ｖｂ＋Ｖｃ−Ｖｄ) を演算する。また、この場合、
加算器２１の出力は、図１の場合と位相が１８０°ずれ
るため、駆動装置３０の掛け算器２５の出力を、位相調
整手段を構成する積分器３２で積分し、この積分器３２
の出力を上述したように、第１，第２の圧電素子１５，
１６の各分割電極に同時に印加する。その他の構成は、
第１実施例と同様である。
ある。この実施例では、図１において、接続点１９ａお
よび１９ｂにおける出力を、差動増幅器２０ａの非反転
入力端子および反転入力端子に供給してＡ1(Ｖａ−Ｖ
ｂ) を演算し、接続点１９ｃ，１９ｄにおける出力を、
差動増幅器２０ｂの非反転入力端子および反転入力端子
に供給してＡ2(Ｖｃ−Ｖｄ) を演算し、これら差動増幅
器２０ａ，２０ｂの出力を加算器２１に供給してＡ3(Ｖ
ａ−Ｖｂ＋Ｖｃ−Ｖｄ) を演算する。また、この場合、
加算器２１の出力は、図１の場合と位相が１８０°ずれ
るため、駆動装置３０の掛け算器２５の出力を、位相調
整手段を構成する積分器３２で積分し、この積分器３２
の出力を上述したように、第１，第２の圧電素子１５，
１６の各分割電極に同時に印加する。その他の構成は、
第１実施例と同様である。
【００２１】この実施例においても、積分器３２によ
り、その出力を加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係となるように設定することができるので、第１
実施例と同様に、振動子１３を振幅共振現象を生じた状
態で、加算器２１の出力の振幅が一定となるように継続
的に自励振動させることができ、駆動効率を向上させる
ことができる。
り、その出力を加算器２１の出力に対して微分値的な位
相角関係となるように設定することができるので、第１
実施例と同様に、振動子１３を振幅共振現象を生じた状
態で、加算器２１の出力の振幅が一定となるように継続
的に自励振動させることができ、駆動効率を向上させる
ことができる。
【００２２】図３はこの発明の第３実施例を示すもので
ある。この実施例は、図１において、接続点１９ｂ，１
９ｃにおける出力を、差動増幅器２０ａの非反転入力端
子および反転入力端子に供給してＡ1(Ｖｂ−Ｖｃ) を演
算し、接続点１９ａ，１９ｄにおける出力を、差動増幅
器２０ｂの反転入力端子および非反転入力端子に供給し
てＡ2(Ｖｄ−Ｖａ) を演算し、これら差動増幅器２０
ａ，２０ｂの出力を加算器２１に供給してＡ3(−Ｖａ＋
Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演算するようにしたもので、その
他の構成は第１実施例と同様である。したがって、この
実施例においても、上述した実施例と同様の効果を得る
ことができる。
ある。この実施例は、図１において、接続点１９ｂ，１
９ｃにおける出力を、差動増幅器２０ａの非反転入力端
子および反転入力端子に供給してＡ1(Ｖｂ−Ｖｃ) を演
算し、接続点１９ａ，１９ｄにおける出力を、差動増幅
器２０ｂの反転入力端子および非反転入力端子に供給し
てＡ2(Ｖｄ−Ｖａ) を演算し、これら差動増幅器２０
ａ，２０ｂの出力を加算器２１に供給してＡ3(−Ｖａ＋
Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖｄ) を演算するようにしたもので、その
他の構成は第１実施例と同様である。したがって、この
実施例においても、上述した実施例と同様の効果を得る
ことができる。
【００２３】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、上述した実施例では、掛け算器２５の
出力側に微分器３１や積分器３２を接続して位相角を調
整するようにしたが、この微分器３１や積分器３２は駆
動装置３０内の他の部分に接続して同様の作用を行わせ
るよう構成することもできる。また、駆動装置自体の構
成も、上述した位相角関係が実現できる構成であれば、
任意に変更することができる。さらに、圧電素子１５，
１６は、電極を二分割した構成に限らず、各圧電素子を
全体にわたって二分割して構成することもできる。さら
にまた、振動体１４は、その横断面形状が四角形に限ら
ず、三角形等の他の多角形状のものを用いる場合にも、
この発明を有効に適用することができる。
限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能
である。例えば、上述した実施例では、掛け算器２５の
出力側に微分器３１や積分器３２を接続して位相角を調
整するようにしたが、この微分器３１や積分器３２は駆
動装置３０内の他の部分に接続して同様の作用を行わせ
るよう構成することもできる。また、駆動装置自体の構
成も、上述した位相角関係が実現できる構成であれば、
任意に変更することができる。さらに、圧電素子１５，
１６は、電極を二分割した構成に限らず、各圧電素子を
全体にわたって二分割して構成することもできる。さら
にまた、振動体１４は、その横断面形状が四角形に限ら
ず、三角形等の他の多角形状のものを用いる場合にも、
この発明を有効に適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、位相
調整手段を設けて、振動子を駆動する駆動装置の出力
を、振動子からの帰還信号に対して微分値的位相角関係
となるように設定するようにしたので、振動子を振幅共
振現象を生じた状態で、継続的に自励振動させることが
でき、駆動効率を有効に向上させることができる。
調整手段を設けて、振動子を駆動する駆動装置の出力
を、振動子からの帰還信号に対して微分値的位相角関係
となるように設定するようにしたので、振動子を振幅共
振現象を生じた状態で、継続的に自励振動させることが
でき、駆動効率を有効に向上させることができる。
【図１】この発明の第１実施例を示す図である。
【図２】同じく第２実施例を示す図である。
【図３】同じく第３実施例を示す図である。
【図４】従来の駆動制御装置を示す図である。
【図５】本出願人が先に開発した振動制御装置を有する
振動ジャイロの一例の構成を示す図である。
振動ジャイロの一例の構成を示す図である。
１３ 振動子 １４ 振動体 １５，１６ 圧電素子 １５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ 分割電極 Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3,Ｚ4 インピーダンス素子 １９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 接続点 ２０ａ，２０ｂ 差動増幅器 ２１ 加算器 ２２ 平滑回路 ２３ 基準電圧源 ２４ 比較器 ２５ 掛け算器 ３０ 駆動装置 ３１ 微分器 ３２ 積分器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−113335（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−82164（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−304311（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−10113（ＪＰ，Ａ) 「正三角柱振動子を使う圧電振動ジャ イロ、小型、低価格で身近な応用ねら う」、中村武、ＮＩＫＫＥＩ ＥＬＥＣ ＴＲＯＮＩＣＳ 1990．11．26（ｎｏ. 514）Ｐ．183−Ｐ．190
Claims (1)
- 【請求項１】 横断面形状が多角形をなす共振点を有す
る振動体の第１の側面および該第１の側面と非平行な第
２の側面に、少なくとも該振動体の幅方向に二分割した
電極をそれぞれ有する第１の圧電素子および第２の圧電
素子を貼着してなる振動子と、前記第１，第２の圧電素
子の各電極に接続したインピーダンス素子と、これらイ
ンピーダンス素子を介して前記第１，第２の圧電素子の
各電極に駆動電圧を印加して前記振動子を所定の振動方
向に振動させる駆動装置と、前記振動子の所定の振動方
向において屈曲状態が等しくなる前記第１，第２の圧電
素子のそれぞれの一方の電極と対応する前記インピーダ
ンス素子とのそれぞれの接続点における出力をＶａ，Ｖ
ｃ、前記第１，第２の圧電素子のそれぞれの他方の電極
と対応する前記インピーダンス素子とのそれぞれの接続
点における出力をＶｂ，Ｖｄとするとき、（Ｖａ−Ｖｂ
＋Ｖｃ−Ｖｄ）または（−Ｖａ＋Ｖｂ−Ｖｃ＋Ｖｄ）を
演算する演算手段とを具え、この演算手段の出力を前記
駆動装置に帰還して前記振動子を前記所定の振動方向に
自励振動させる振動制御装置であって、前記駆動装置の
出力を前記演算手段の出力に対して微分値的位相角関係
に設定する位相調整手段を設けたことを特徴とする振動
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285017A JP2547911B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3285017A JP2547911B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 振動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118860A JPH05118860A (ja) | 1993-05-14 |
| JP2547911B2 true JP2547911B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=17686079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3285017A Expired - Lifetime JP2547911B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547911B2 (ja) |
-
1991
- 1991-10-30 JP JP3285017A patent/JP2547911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 「正三角柱振動子を使う圧電振動ジャイロ、小型、低価格で身近な応用ねらう」、中村武、ＮＩＫＫＥＩＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ１９９０．１１．２６（ｎｏ．５１４）Ｐ．１８３−Ｐ．１９０ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05118860A (ja) | 1993-05-14 |
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