JP3144208B2 - 力の検出装置および運動検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、力、例えば角速度に起
因する力、加速度による力、直接加えられる力等の検出
装置および物体の運動、例えば角速度，加速度などを検
出する運動検出装置に関し、詳しくは所定方向に変位可
能に設けられた検出板に生じる変位に基づいて検出を行
なう力の検出装置および運動検出装置に関する。ここで
挙げた運動および力は、運動中の様々な対象物、例えば
車両，列車，船舶，航空機，衛星等に生じるものであ
り、角速度を例にとれば、鉛直軸周りの回転の角速度
（ヨーレイト）、前後軸周りの回転（ローリング）の角
速度、これらの軸に直交する軸周りの回転（ピッチン
グ）の角速度などを考えることができる。加速度のつい
ては、例えば車両にあっては、車両前後方向の加減速度
はもとより、ばね下，ばね上の加速度、車両横加速度な
ど、様々な加速度が対象となり得る。

【０００２】

【従来の技術】従来、物体における角速度や加速度など
の運動あるいはこれに起因する力、さらには直接作用す
る力等を検出する装置のひとつとして、特開昭６０−４
７９１３号公報に示されているように、検出板の変位を
検出板と固定壁との間に設けられたコンデンサの静電容
量の変化としてとらえ、この静電容量の変化から、検出
板と固定壁との相対変位を検出する角速度検出装置が知
られている。この種の運動検出装置としての角速度検出
装置の例を、図１５および図１６に示す。図１５は、音
叉型の振動子の平面図および正面図であり、図１６は、
検出回路の電気的な構成を示す概念図である。

【０００３】図１５に示すように、音叉型の振動子ＶＩ
１，ＶＩ２には、図示ｘ方向の振動が付与されており、
２つの振動子ＶＩ１，ＶＩ２は、逆位相で励振される。
２つの振動子ＶＩ１，ＶＩ２の先端付近には、励振方向
ｘとは直交する交差方向ｙの側面に電極ＥＬ１が貼付さ
れており、所定距離離間した位置に設けられた固定壁Ｓ
Ｈに設けられた電極ＥＬ２とは、空気層を誘電体層とす
るコンデンサＣｘを形成している。このコンデンサＣｘ
は、図１６（Ａ）に示すように、Ｃ−Ｒ発振回路ＯＳ１
を構成しており、そのＣ−Ｒ発振回路ＯＳ１の発振出力
をＦＭ検波回路ＤＦ１で検出することにより、コンデン
サＣｘの容量変化を検出する。コンデンサＣｘの容量変
化は、振動子ＶＩ１，ＶＩ２の振動の大きさによって決
まるから、ＦＭ検波回路ＤＦ１の出力は、振動子ＶＩ
１，ＶＩ２に振動を生起したコリオリ力、即ち角速度に
対応した信号となっている。なお、Ｃ−Ｒ発振回路ＯＳ
１の発振周波数は、図１６（Ｂ）に示すように、周波数
／電圧変換回路（Ｆ／Ｖ変換回路）ＦＶ１により検出す
ることも可能である。また、コンデンサＣｘを、Ｃ−Ｒ
発振回路以外の発振回路、例えばＬ−Ｃ発振回路などに
用いたものも考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来の検出装置では、振動によって生じる容量の変化
を一旦発振周波数に変換してから復調しているため、回
路構成の規模が大きくなってしまうという問題があっ
た。

【０００５】本発明の力の検出装置および運動検出装置
は、こうした問題を解決し、検出板の変位を簡素な回路
構成により検出可能とすることを目的としてなされ、次
の構成を採った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の力の検出装置
は、所定方向に変位可能に設けられた検出板に、検出し
ようとする力が作用して生じる該検出板の変位に基づい
て、該力を検出する検出装置であって、前記検出板の一
側面に、前記検出板の前記所定方向への変位より容量が
変化する第１のコンデンサを形成し、容量固定の第２の
コンデンサと、前記第１のコンデンサと、演算増幅器と
によりスイッチドキャパシタ回路を構成し、該第２のコ
ンデンサを該演算増幅器の入力側に、該第１のコンデン
サを該演算増幅器の帰還側にそれぞれ接続すると共に、
所定周波数で位相が反転する信号を出力する発振回路
と、該発振回路からの信号の一の位相において動作し、
前記第１のコンデンサの両端を短絡することで、該第１
のコンデンサに蓄積された電荷を放電する第１の放電回
路と、該第１の放電回路の動作に同期して、前記第２の
コンデンサの両端を前記スイッチドキャパシタ回路から
切り離すと共に、該第２のコンデンサに蓄積された電荷
を放電する第２の放電回路とを備え、前記発振回路から
の信号の前記一の位相と反転した位相において、前記ス
イッチドキャパシタ回路の入力に基準電圧源を接続し、
該スイッチドキャパシタ回路の出力を、前記力に対応し
た信号として出力することを、要旨としている。

【０００７】更に、本発明の運動検出装置は、所定方向
に変位可能に設けられた検出板に、検出しようとする運
動に起因する力が作用して生じる該検出板の変位に基づ
いて、該運動を検出する運動検出装置であって、前記検
出板の一側面に、前記検出板の前記所定方向への変位よ
り容量が変化する第１のコンデンサを形成し、容量固定
の第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサと、演算
増幅器とによりスイッチドキャパシタ回路を構成し、該
第２のコンデンサを該演算増幅器の入力側に、該第１の
コンデンサを該演算増幅器の帰還側にそれぞれ接続する
と共に、所定周波数で位相が反転する信号を出力する発
振回路と、該発振回路からの信号の一の位相において動
作し、前記第１のコンデンサの両端を短絡することで、
該第１のコンデンサに蓄積された電荷を放電する第１の
放電回路と、該第１の放電回路の動作に同期して、前記
第２のコンデンサの両端を前記スイッチドキャパシタ回
路から切り離すと共に、該第２のコンデンサに蓄積され
た電荷を放電する第２の放電回路とを備え、前記発振回
路からの信号の前記一の位相と反転した位相において、
前記スイッチドキャパシタ回路の入力に基準電圧源を接
続し、該スイッチドキャパシタ回路の出力を、前記運動
に対応した信号として出力することを要旨とする。

【０００８】

【作用】以上のように構成された本発明の力の検出装置
は、第１，第２のコンデンサおよび演算増幅器によりス
イッチドキャパシタ回路を構成しており、その入力には
基準電圧源が接続されているから、その出力は、第１，
第２のコンデンサの容量比により定まる増幅度で基準電
圧が増幅されたものとなる。第１のコンデンサの容量
は、検出板に力が加わって固定壁との間に生じた相対変
位により変化する。従って、スイッチドキャパシタ回路
の出力は、加わる力に対応した大きさとなる。

【０００９】ここで、スイッチドキャパシタ回路は、演
算増幅器の反転入力が、第２のコンデンサを介して基準
電圧源に接続され、第１のコンデンサが、演算増幅器の
出力側と反転入力との間に接続された構成されており、
第１，第２の放電回路により、発振回路から出力される
信号の一の位相において、コンデンサに蓄積された電荷
を放電している。この結果、電荷の蓄積による誤差を生
じることがなく、高精度の検出を行なうことができる。
更に、第２のコンデンサを、第１のコンデンサの形成箇
所の近傍に、検出板を用いて構成すれば、第１，第２の
コンデンサとが同じ環境におかれることになり、第１，
第２のコンデンサの温度特性などの物理的な特性がほぼ
ひとしくなる。

【００１０】同様に、本発明の運動検出装置では、第１
のコンデンサの容量は、運動に起因する力が検出板に加
わって変位が生じると、検出板と固定壁との間に生じた
相対変位により変化する。スイッチドキャパシタ回路
は、この第１，第２のコンデンサの容量比によって定ま
る増幅度で信号を増幅するから、基準電圧を加えておけ
ば、スイッチドキャパシタ回路の出力は、結局、運動に
起因して検出板に加わった力に対応した大きさとなる。
従って、この出力を運動に対応した信号とすることがで
きる。

【００１１】ここで、スイッチドキャパシタ回路は、演
算増幅器の反転入力が、第２のコンデンサを介して基準
電圧源に接続され、第１のコンデンサが、演算増幅器の
出力側と反転入力との間に接続された構成されており、
第１，第２の放電回路により、発振回路から出力される
信号の一の位相において、コンデンサに蓄積された電荷
を放電している。この結果、電荷の蓄積による誤差を生
じることがなく、高精度の検出を行なうことができる。
更に、第２のコンデンサを、第１のコンデンサの形成箇
所の近傍に、検出板を用いて構成することも、第１，第
２のコンデンサの温度特性などの物理的な特性を揃える
上で好適である。

【００１２】また、検出板を、位相の反転した振動箇所
を少なくとも２箇所有する振動子（例えば音叉型、ロの
字型などの振動子）とし、これをその変化可能な所定方
向とは交差する方向に励振するものとし、第２のコンデ
ンサを、この２箇所の振動箇所において振動子の一側面
に設けられた電極とこれに対向して設けられた電極とか
ら形成された２つのキャパシタを直列接続されたものと
すれば、振動子の２つの振動箇所は互いに逆方向に振動
することから、一方のキャパシタの容量が増加すれば他
方は減少し、振動子の振動にもかかわらず、振動子を利
用した第２のコンデンサの容量は一定となる。

【００１３】さらに、前記検出される運動は角速度であ
り、前記検出板は、前記所定方向と交差する方向に励振
され、かつ位相の反転した振動箇所を少なくとも２箇所
有する振動子であり、前記スイッチドキャパシタ回路を
２つ備え、第１のスイッチドキャパシタ回路における第
１のコンデンサは、前記振動子箇所の前記一側面に設け
られた電極とこれに対向して設けられた電極とから形成
されたキャパシタであり、第２のスイッチドキャパシタ
回路における前記第１のコンデンサは、前記振動子の他
方の箇所の前記一側面に設けられた電極とこれに対向し
て設けられた電極とから形成されたキャパシタであり、
前記第１のスイッチドキャパシタ回路の出力と前記第２
のスイッチドキャパシタ回路の出力との差信号を、前記
角速度に対応した信号として出力するものとすれば、第
１および第２のスイッチドキャパシタ回路における第１
のコンデンサに生じる静電容量の均等な変化は打ち消さ
れる。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図１は、本発明の一実施例である角速度センサ
１の構成を示した斜視図、図２は、同じくその電気回路
の概要を示す回路図である。

【００１５】図示するように、角速度センサ１は、検出
板の一形態である振動子としてのセンサ素子１０と、セ
ンサ素子１０に所定の定常振動を与える励振回路３０
と、センサ素子１０からの信号を処理し角速度信号とし
て出力する信号処理回路４０とから構成される。センサ
素子１０からの信号は、センサ素子１０の近傍に設けら
れた信号処理回路４０により処理され、信号処理回路４
０は、これを角速度信号として出力する。

【００１６】センサ素子１０は、図１の外観斜視図に示
されるように音叉形をしており、２つの振動部１２，１
４と、この振動部１２，１４を支持する支持部１６と、
支持部１６により振動部１２，１４を自由端として固定
する固定部１８とから構成されている。また、このセン
サ素子１０の２つの振動部１２，１４の側面に並行に、
所定距離だけ離間して固定壁２０が設けられている。以
後、この固定壁２０の壁面と並行な方向をｘ方向、この
面に垂直な方向をｙ方向、ｘ，ｙ方向に垂直な方向（図
１上下方向）をｚ方向と呼ぶ。

【００１７】図１に示すように、振動部１２，１４のｙ
−ｚ平面と平行な側面のうち外側の２面には、圧電素子
である励振用圧電素子２２，２３が接着・固定されてお
り、電気的には、励振用圧電素子２２，２３は導電ライ
ン２４，２５により励振回路３０に接続されている。ま
た、振動部１２，１４のｘ−ｚ平面と平行な側面の一方
の面には、所定の大きさ（面積Ｓｘ）を有する電極２６
が設けられている。電極２６は、金属を蒸着して形成さ
れており、同様に形成された導電ライン２７で信号処理
回路４０に接続されている。また、固定壁２０にも、こ
の電極２６に対向する位置に、同一の大きさ（面積Ｓ
ｘ）を有する電極２８が形成され、導電ライン２９によ
り信号処理回路４０に接続されている。電極２６，２８
は、空気層を挟んで対向しており、コンデンサＣｘを形
成する。

【００１８】励振回路３０は、振動部１２，１４の共振
周波数と等しい周波数の交流電圧を励振用圧電素子２
２，２３に同じ位相で印加することにより、振動部１
２，１４に、図１に示すｘ軸方向の一定振幅の定常振動
を生じさせる。かかる励振回路３０は、単純な正弦波の
発振回路とその発振回路の出力を電力増幅する回路とに
より構成することができる。

【００１９】次に信号処理回路４０の構成と働きについ
て説明する。信号処理回路４０は、電極２６，２８が形
成するコンデンサＣｘの容量を用いて検出を行なうた
め、コンデンサＣｘのできるだけ近傍に設けることが望
ましい。本実施例では、センサ素子１０の固定部１８に
隣接して設けられている。この信号処理回路４０は、図
２に示すように、基準電圧回路３１、スイッチドキャパ
シタ回路３５、増幅回路３７、切替信号φ１，φ１＼を
生成する発振器３９から構成されている。基準電圧回路
３１は、固定抵抗器Ｒ１，半固定抵抗器ＶＲ１および演
算増幅器ＯＰ１からなり基準電圧Ｖref を生成する。ス
イッチドキャパシタ回路３５は、コンデンサＣｓ，スイ
ッチング回路３３，演算増幅器ＯＰ２，コンデンサＣ
ｘ，アナログスイッチ３４，ボルテージフォロワの回路
を形成する演算増幅器ＯＰ３、平滑回路を構成するアナ
ログスイッチ３６および平滑用コンデンサＣ１から構成
されている。スイッチドキャパシタ回路３５の機能につ
いては後で詳細に説明する。

【００２０】増幅回路３７は、ボルテージフォロワを構
成する演算増幅器ＯＰ４、演算増幅器ＯＰ５を中心に増
幅度を設定する抵抗器Ｒ２，Ｒ３、オフセット電圧を設
定する抵抗器Ｒ４および半固定抵抗器ＶＲ２から構成さ
れている。演算増幅器ＯＰ４は、入力抵抗を大きくする
ための回路であり、増幅回路３７は、スイッチドキャパ
シタ回路３５の出力を、Ｒ３／Ｒ２で定まる増幅度で増
幅する。

【００２１】スイッチドキャパシタ回路３５は、周知の
ように、演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子にスイッチン
グ回路３３を介して接続される入力コンデンサＣｓと演
算増幅器ＯＰ２の出力側と反転入力端子との間に接続さ
れたコンデンサＣｘとの容量比により増幅を行なう回路
である。図２に示す接続状態がデフォルトの状態であ
り、この時、切替信号φ１により、アナログスイッチ３
４は導通状態に制御されている。切替信号φ１とφ１＼
は、互いに論理が反転した２層のクロックであり、スイ
ッチドキャパシタ回路３５により検出しようとする角速
度の変化と較べて、位相遅れが問題とならない程度、例
えば少なくとも２桁程度高い周波数の信号である。

【００２２】図示の状態では、コンデンサＣｓ，コンデ
ンサＣｘの電荷は、完全に放電される。この状態を模式
的に図３（Ａ）に示す。次に、スイッチング回路３３お
よびアナログスイッチ３４を制御する切替信号φ１，φ
１＼が反転すると、スイッチング回路３３は反転し、コ
ンデンサＣｓは、一端が基準電圧回路３１の出力に、他
端が演算増幅器ＯＰ２の反転入力端子に、各々接続され
る。また、アナログスイッチ３４はオフ状態となる。こ
の状態を模式的に図３（Ｂ）に示す。この時、演算増幅
器ＯＰ２の非反転入力端子は接地されているから、反転
入力端子も電位は０となる。基準電圧Ｖref によりコン
デンサＣｓに蓄積される電荷と、コンデンサＣｘの電荷
は等しくなることから、演算増幅器ＯＰ２の出力電圧Ｖ
ｏは、 Ｖｏ＝（Ｃｓ／Ｃｘ）・Ｖref となる。

【００２３】この時、ボルテージフォロワである演算増
幅器ＯＰ３の出力側のアナログスイッチ３６はオン状態
となっており、コンデンサＣ１は、出力電圧Ｖｏにより
充電され、その出力のピーク値が保持される。ピーク値
を保持したコンデンサＣ１の両端電圧は、増幅回路３７
により増幅され、信号処理回路４０からの出力信号とし
て出力される。

【００２４】信号処理回路４０がセンサ素子１０に接続
され、全体の電源がＯＮされると、励振回路３０から励
振用圧電素子２２，２３に振動部１２，１４の共振周波
数の交流電圧が印加され、振動部１２，１４に図１ｘ軸
方向に一定振幅の定常振動が生じる。このｘ軸方向の定
常振動が生じている状態で、角速度センサ１にｚ軸周り
の回転角速度ωが作用すると、振動部１２，１４にコリ
オリ力Ｆ（Ｆ＝２ｍＶ・ω、ここでｍは振動子の質量、
Ｖは振動の速度）が作用し、振動部１２，１４は、ｙ軸
方向にも振動して、全体として楕円運動を生起する。

【００２５】この時、電極２６，電極２８の部位に着目
すると、図４に示すように、コリオリ力Ｆによる振動部
１４の振動により、両電極２６，２８間の距離ｄは変化
する。空気層の誘電率をε0 とすると、両電極２６，２
８間に形成されるコンデンサＣｘの容量は、 Ｃｘ＝ε0 ・Ｓｘ／ｄ （Ｓｘは、電極の面積） となるから、振動部１４の振動によりコンデンサＣｘの
容量も変化する。これに応じて、スイッチドキャパシタ
回路３５の出力電圧Ｖｏも変化し、そのピーク値がコン
デンサＣ１に保持され、角速度信号として、信号処理回
路４０から出力される。実際に、コンデンサＣｘの変化
と出力電圧Ｖｏとの関係をプロットしたのが、図５であ
る。図示するように、コンデンサＣｘの値と、信号処理
回路４０の出力電圧とは、極めて良好な直線性を示して
いる。更に、演算増幅器ＯＰ２の出力側と反転入力端子
との間に接続されたコンデンサＣｘの容量を、入力側の
コンデンサＣｓの容量と較べて小さくすれば、その増幅
度 Ａ＝Ｃｓ／Ｃｘ はかなり大きくすることができる。本実施例では、４０
ｍＶ／ｆＦの感度を得ている。

【００２６】以上説明したように、本実施例によれば、
センサ素子１０の振動部１２，１４にコリオリ力により
生じる振動を、直接容量の変化としてとらえ、周波数変
換することなく、スイッチドキャパシタ回路３５を用い
て増幅しているので、感度良く角速度を検出することが
できる。容量の変化を周波数領域に変換することがない
ので、検波回路などの周波数特性により、容量変化の検
出感度が規制されることもない。更に、回路構成上、高
インピーダンス部品を使用する必要がなく、演算増幅器
ＯＰ１ないしＯＰ５やスイッチング回路３３，アナログ
スイッチ３４，３６はもとより、コンデンサＣｓも半導
体基板上に作り込んでしまうことが可能である。従っ
て、全体の構成を極めて簡易にでき、小型化、高信頼性
を実現することができる。

【００２７】以上説明した第１実施例では、角速度の検
出を行なったが、同様の構成により、加速度や力の検出
を行なうことが可能である。この例を、図６に示す。図
６（Ａ）は、シリコンで形成された加速度センサの検出
子１００の斜視図である。この検出子１００は、図６
（Ｂ）に示すカバー部材２００もしくは図６（Ｃ）に示
す底面２０２との間に、検出用のコンデンサを形成し、
このコンデンサの容量の変化を、図２に示したスイッチ
ドキャパシタ回路３５を用いた信号処理回路４０により
検出するものである。

【００２８】検出子１００は、剛性の高い「ロ」の字形
の枠体１０１と、この枠体１０１の中に配置された可動
片１０２と、この可動片１０２を４点で支える肉薄の弾
性支持部１０６とを、シリコンで一体形成してなる。カ
バー部材２００と共にコンデンサを形成する場合には、
この可動片１０２の上面に、面積Ｓｘの電極１０４を、
金属の蒸着などの手法により形成する。これに対して、
図６（Ｂ）に示すように、カバー部材２００の下面に
は、この電極１０４と僅かな距離ｄを隔てて対向する電
極２０４が、同様に形成される。両電極間の空気層は所
定の誘電率ε0 を有するから、ここにコンデンサＣｘが
形成される。一方、底面２０２との間にコンデンサを形
成する場合には、図６（Ｃ）に示すように、可動片１０
２の下面に電極１０４ａを形成し、底面２０２のこれに
対向する位置に、他方の電極２０４ａを形成する。これ
により、同様にコンデンサＣｘが形成される。

【００２９】この検出装置では、検出子１００に、図示
矢印Ａ方向の加速度αが加わると、この加速度αによ
り、質量ｍ１の可動片１０２に、Ｆｍ＝ｍ１・αの力が
加わる。この力により可動片１０２は変位し、両電極１
０４，２０４間の距離ｄが変化する。この距離ｄの変化
は、直ちにコンデンサＣｘの容量の変化となるから、こ
れを、図２に示した信号処理回路４０により出力電圧の
変化として取り出すことができる。この加速度検出装置
によれば、加速度αを容量変化として取りだし、これを
発振回路による周波数変換を行なうことなく、直接電圧
変化として取り出すことができる。従って、検出感度の
向上、回路構成の簡略化、装置の小型化、信頼性の向上
など、第１実施例と同様の効果を奏する。

【００３０】なお、この実施例は、加速度検出装置とし
て構成したが、可動片１０２を例えばアクセルペダルの
踏面としてペダルを構成すれば、ペダル踏力の検出装置
として使用することができる。もとより、シャフト等を
介して押圧する構成とし、可動片１０２に力を作用させ
る物体による静電容量の影響を完全に除くことも好適で
ある。

【００３１】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第３実施例は、角速度センサの平面図および正面
図である図７に示すように、第１実施例と同様の音叉型
のセンサ素子１０ａを用いたものである。この角速度セ
ンサは、第１実施例と同様、励振回路３０により図示矢
印ｘ軸方向に励振された振動部１２，１４が、コリオリ
力によりｙ軸方向に生起する振動の大きさを、この振動
部１２，１４に設けられたコンデンサＣｘの容量変化を
利用して検出する構成を有する。電気的な構成は第１実
施例と同一なので、その説明には図２を用いる。

【００３２】センサ素子１０ａは、図７に示すように、
検出用のコンデンサＣｘを構成する電極２６，２８が、
振動部１４および固定壁２０に設けられている点は、第
１実施例と同一であり、更に振動部１２，１４に、各々
別のコンデンサＣｓ１，Ｃｓ２が設けられている点で、
第１実施例のセンサ素子１０と異なる。このコンデンサ
Ｃｓ１，Ｃｓ２は、各々振動部１２，１４の固定壁２０
側の側面に設けられた電極５１，５５と、これに対向す
る固定壁２０上の位置に設けられた同一の大きさを有す
る電極５２，５６と、両電極間に存在する誘電体として
の空気層からなる。

【００３３】このセンサ素子１０ａに、ｚ軸周りの回転
が加わると、励振回路３０によりｘ軸周りに振動してい
る振動部１２，１４は、コリオリ力によりｙ軸方向の振
動を生起する。この時、振動部１２，１４のｘ軸方向の
振動は、位相が１８０度異なるので、ｙ軸方向の振動も
互い違いに生じる。即ち、振動部１２が固定壁２０に近
づくとき、振動部１４が固定壁２０から遠ざかるように
振動する（ばた足運動）。この様子を示したのが、図８
である。コリオリ力が作用していないときの電極２６と
電極２８との距離をｄとすると、コリオリ力が作用した
とき、振動部１２の電極５１と固定壁２０の電極５２と
の距離が△だけ増加したとき、振動部１４の電極５５と
固定壁２０の電極５６との距離は△だけ減少する。空気
層の誘電率をε0 とすると、電極５１，５２が形成する
コンデンサＣｓ１の容量は、Ｃｓ１＝ε0 Ｓｘ／（ｄ＋
△）となり、電極５５，５６が形成するコンデンサＣｓ
２の容量は、 Ｃｓ２＝ε0 Ｓｘ／（ｄ−△） となる。

【００３４】両コンデンサを図９に示すように直列に接
続して、図２に示したスイッチドキャパシタ回路３５の
入力側のコンデンサＣｓとすると、 １／Ｃｓ＝１／Ｃｓ１＋１／Ｃｓ２ ＝２ｄ／（ε0 Ｓｘ） となる。従って、Ｃｓ＝ε0 Ｓｘ／（２ｄ）となり、振
動部１２，１４に形成された２つのコンデンサＣｓ１，
Ｃｓ２による容量の和は、振動の有無、大きさによらず
一定となる。なお、この実施例では、電極５２，５６
は、固定壁２０側に設けられて変位しないものとした
が、固定壁２０に代えてセンサ素子１０ａをもう一つ並
列に設置し、コリオリ力により２つのセンサ素子１０ａ
の振動部１２，１４が向き合って振動する構成とするこ
とも差し支えない。この場合、一つの電極が△だけ変位
すると、容量は、 Ｃｓ１＝ε0 Ｓｘ／（ｄ＋２△） に変化する。なお、図７では、電極２６，２８を大きく
描いてあるが、実際には、電極５１，５２，５５，５６
の面積Ｓｓは、電極２６，２８の面積Ｓｘより２桁ほど
大きいので、両コンデンサの容量比Ｃｓ／Ｃｘも数十倍
となり、スイッチドキャパシタ回路３５の増幅度も極め
て大きくすることができる。

【００３５】従って、本実施例によれば、第１実施例と
同様、角速度ωを容量変化として取りだし、これを発振
回路による周波数変換を行なうことなく、直接電圧変化
として取り出すことができる。この結果、検出感度の向
上、回路構成の簡略化、装置の小型化、信頼性の向上な
ど、第１実施例と同様の効果を得ることができる。しか
も、本実施例では、スイッチドキャパシタ回路３５を構
成する二つのコンデンサＣｘ，Ｃｓを、共にセンサ素子
１０ａ上に構成しているので、両コンデンサＣｘ，Ｃｓ
の条件はほとんど同一となる。従って、温度や湿度など
に起因する誘電率ε0 の変化などの影響を受けることが
ないという優れた利点を有する。

【００３６】次に本発明の第４の実施例について説明す
る。図１０は、第４実施例としての角速度センサのセン
サ素子１０ｂの平面図、図１１は、同じくその正面図で
ある。この例では、センサ素子１０ｂは、第１実施例の
センサ素子１０と同一の形状を有し、コンデンサＣｘを
構成する電極が振動部１４上のみならず振動部１２側に
も設けられていること、コンデンサコンデンサＣｓを構
成する電極が振動部１２，１４上において振動部１２，
１４の長さ方向に沿って２つに分割されていることの２
点で異なる。即ち、振動部１２には、振動部１４の電極
２６に対応した位置に同じ面積Ｓｘの電極６６が設けら
れており、固定壁２０上にもこの電極６６に対向する位
置に等しい面積の電極６８が設けられている。これらの
電極６６，６８はコンデンサＣｘ１０を、他方、電極２
６，２８はコンデンサＣｘ２０を、各々構成する。

【００３７】また、振動部１２上には第３実施例におけ
る電極５１を振動部１２の長さ方向に沿って２分割した
電極５１ａおよび５１ｂが形成されている。この電極５
１ａ，５１ｂに対向する固定壁２０上の位置には、同一
形状の電極５２ａ，５２ｂが形成されている。両電極対
５１ａ，５２ａ、５１ｂ，５２ｂは、それぞれ空気層を
挟んで並行に配置されることになり、コンデンサＣｓ１
ａ，コンデンサＣｓ１ｂを構成する。同様に、振動部１
４上には第３実施例における電極５５を振動部１４の長
さ方向に沿って２分割した電極５５ａおよび５５ｂが形
成されている。この電極５５ａ，５５ｂに対向する固定
壁２０上の位置には、同一形状の電極５６ａ，５６ｂが
形成されている。両電極対５５ａ，５６ａ、５５ｂ，５
６ｂは、それぞれ空気層を挟んで並行に配置されること
になり、コンデンサＣｓ２ａ，コンデンサＣｓ２ｂを構
成する。更に、これらのコンデンサＣｓ１ａおよびＣｓ
２ｂは、図１２に示すように、直列に接続されてコンデ
ンサＣｓ１０を構成する。また、コンデンサＣＳ１ｂお
よびＣｓ２ａも直列に接続されてコンデンサＣｓ２０を
構成する。

【００３８】一方、第４実施例における信号処理回路４
４０は、第１実施例の信号処理回路４０とは異なり、図
１３に示す構成を有する。以下、信号処理回路４４０の
構成と働きについて説明する。信号処理回路４４０は、
図示するように、振動部１２，１４の各々に対応して、
ほぼ同一の回路が２系統設けられており、両回路の出力
が加算器４４５に入力されて、最終的な出力信号が得ら
れる構成となっている。２系統設けられたほぼ同一の回
路とは、いわゆるスイッチドキャパシタ回路である。そ
の一方は、コンデンサＣｘ１０，Ｃｓ１０により基準電
圧Ｖref を増幅する回路であり、入力コンデンサＣｓ１
０の両端に接続されたスイッチング回路４４８、演算増
幅器４４１、演算増幅器４４１の反転入力端子と出力端
子との間に接続されたコンデンサＣｘ１０、およびこの
コンデンサＣｘ１０と並列に設けられたアナログスイッ
チ４５０を基本的な構成とする回路である。なお、コン
デンサＣｓ１０は、上述したように、合成されたコンデ
ンサである。

【００３９】これに対して、もう一方は、コンデンサＣ
ｘ２０，コンデンサＣｓ２０により基準電圧Ｖref を増
幅する回路であり、コンデンサＣｓ１ｂ，ｃｓ２ａから
合成されたコンデンサＣｓ２０の両端に接続されたスイ
ッチング回路４４９、演算増幅器４４２、この演算増幅
器４４２の反転入力端子と出力端子との間に接続された
コンデンサＣｘ２０、このコンデンサＣｘ２０と並列に
設けられたアナログスイッチ４６０、および演算増幅器
４４２の出力を反転増幅する増幅度１の反転増幅器４４
３を基本的な構成とする回路である。これら２系統の回
路の出力は、最終的に加算器４４５に入力さている。な
お、信号処理回路４４０には、この他、切替信号φ１を
生成する発振回路４４７が設けられている。

【００４０】以上説明した各系統のスイッチドキャパシ
タ回路は、結局第１実施例（図２）におけるスイッチド
キャパシタ回路３５の構成と基本的に同一である。即
ち、両系統の回路は、スイッチドキャパシタ回路の演算
増幅機能により、アナログスイッチ４５０，４６０がオ
フ状態のとき、反転入力端子−出力端子間のコンデンサ
Ｃｘ１０，Ｃｘ２０の両端に次の電圧Ｖ１０，Ｖ２０を
生起する。即ち、コンデンサの容量がＣｘ１０，Ｃｘ２
０であるとして、 Ｖ１０＝−（Ｃｓ１０／Ｃｘ１０）×Ｖref Ｖ２０＝−（Ｃｓ２０／Ｃｘ２０）×Ｖref となる。即ち、このスイッチドキャパシタ回路の増幅度
Ａ１０，Ａ２０は、 Ａ１０＝−Ｃｓ１０／Ｃｘ１０ Ａ２０＝−Ｃｓ２０／Ｃｘ２０ である。なお、発振回路４４７が出力する切替信号φ１
は、センサ素子１０ｂに加わる角速度ωによるコリオリ
力により振動部１２，１４に生起する振動の周波数に較
べて、非常に高い周波数、通常２桁程度以上高い周期の
矩形波であり、その信号のデューティは５０パーセント
である。

【００４１】以上のように構成された角速度センサは、
センサ素子１０ｂとして音叉型のものを用いているか
ら、振動部１２，１４に生じる振動をコンデンサＣｘ１
０，Ｃｘ２０，Ｃｓ１０，Ｃｓ２０を用いたスイッチド
キャパシタ回路により直接電圧信号に変換し、一方の電
圧Ｖ２０を演算増幅器４４３で反転して加算器４４５に
より加えることで、センサ素子１０ｂに加わる横加速度
のような回転に起因しない同相成分を除去することがで
きる。そこで、センサ素子１０ｂにこうした横加速度を
加え、信号処理回路４４０の出力がオフセットしないよ
う、コンデンサＣｓ１０，Ｃｓ２０を調整することで、
感度，精度に優れた角速度センサ１を実現することがで
きる。

【００４２】実際にこの角速度センサを使用するには、
例えば角速度センサを車両に取り付け、ヨーレートセン
サとして利用する。信号処理回路４４０がセンサ素子１
０ｂに接続され、全体の電源ＯＮされると、励振回路３
０から励振用圧電素子２２，２３に振動部１２，１４の
共振周波数の交流電圧が印加され、振動部１２，１４に
ｘ軸方向に一定振幅の定常振動が生じる。このｘ軸方向
の定常振動が生じている状態で、センサ素子１０ｂに回
転角速度ωが作用すると、振動部１２，１４にコリオリ
力Ｆ（Ｆ＝２ｍＶ・ω、ここでｍは振動子の質量、Ｖは
振動の速度）が作用し、振動部１２，１４は、ｙ軸方向
にも振動して、全体として楕円運動を生起する。このｙ
軸方向の振動成分は、結果的にコンデンサＣｘ１０，Ｃ
ｘ２０の容量の変化として、２系統のスイッチドキャパ
シタ回路により増幅され、電圧信号Ｖ１０，Ｖ２０とし
て出力される。ここで、合成されたコンデンサであるＣ
ｓ１０，Ｃｓ２０の容量は、振動部１２，１４のｙ軸方
向の振動にかかわらず一定であることは、第３実施例と
同様であり、２系統のスイッチドキャパシタ回路の出力
する電圧信号は、コンデンサＣｘ１０，コンデンサＣｘ
２０の容量、即ち振動部１２，１４の振動の大きさに比
例した信号となる。この電圧信号Ｖ１０，Ｖ２０は、加
算器４４５により重ね合わされ、角速度信号として出力
される。

【００４３】以上説明したように、本実施例によれば、
第３実施例と同様、コンデンサＣｘ１０，Ｃｘ２０とコ
ンデンサＣｓ１０，Ｃｓ２０との条件をほぼ同一にして
温度などの影響を取り除き、高精度な角速度の検出を可
能とすると共に、更にセンサ素子１０ｂには振動部が２
組あり、位相が１８０度異なるこの振動を検出すること
で、横加速度による影響を取り除くことができ、角速度
を一層高精度に検出することができる。即ち、振動を検
出する振動部１２，１４は、ｘ軸方向に位相が１８０度
異なった振動をしているから、角速度によるコリオリの
力はｙ軸方向で反対向きとなり、角速度センサに横加速
度によるたわみが加わっても、両振動部からの信号を反
転して加えることで、同方向の力（例えば横加速度）に
よる出力を相殺し、かつ角速度による信号を倍加して取
り出すことができるのである。

【００４４】この第４実施例では、コンデンサＣＳ１
０，Ｃｓ２０を構成する電極は、振動部１２，１４の長
さ方向に沿って分割したが、図１４に示すように分割す
ることも差し支えない。この場合には、振動部１２に設
けられた電極７１ａとこれに対向する固定壁２０側の電
極７２ａとからなるコンデンサＣｓ１ａおよび振動部１
４に設けられた電極７５ｂとこれに対向する固定壁２０
側の電極７６ｂとからなるコンデンサＣｓ２ｂが、第１
のコンデンサＣｓ１０を構成し、一方振動部１２に設け
られた電極７１ｂとこれに対向する固定壁２０側の電極
７２ｂとからなるコンデンサＣｓ１ｂおよび振動部１４
に設けられた電極７５ａとこれに対向する固定壁２０側
の電極７６ａとからなるコンデンサＣｓ２ａが、第２の
コンデンサＣｓ２０を構成している。このコンデンサＣ
ｓ１０，Ｃｓ２０を用いたスイッチドキャパシタ回路を
２系統組み込んだ信号処理回路４４０は、図１３に示し
た回路とを同一である。

【００４５】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明はこうした実施例に何等限定されるものではな
く、例えば信号処理回路４０をセンサ素子１０上に一体
に作り込んだ構成、異なるタイプのスイッチドキャパシ
タ回路を用いた構成など、本発明の要旨を逸脱しない範
囲内において、種々なる態様で実施し得ることは勿論で
ある。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の力の検出装
置では、検出板に力が加わることで検出板と固定壁との
間に生じた相対変位より容量が変化する第１のコンデン
サをスイッチドキャパシタ回路に用いて基準電圧の増幅
に用い、検出板の変位を直接電圧信号に変換しているの
で、周波数変換などの複雑な回路を必要とせず、また発
振回路、復調回路などを用いる必要がないことから、回
路構成が簡単で、装置の小型化にも資することができ
る。しかも、本発明の力の検出装置では、第１，第２の
放電回路を設けて、発振回路からの信号の一の位相にお
いて、第１，第２のコンデンサに蓄積された電荷を放電
しているので、電荷の蓄積による誤差が生じることがな
く、検出精度を高くすることができる。

【００４７】また、請求項３記載の力の検出装置によれ
ば、第１，第２のコンデンサの温度特性などの物理的な
特性がほぼひとしくなるので、環境の変化による検出誤
差を低減することができる。

【００４８】本発明の運動検出装置によれば、運動に起
因する力が検出板に加わることで検出板と固定壁との間
に相対変位が生じ、これにより容量が変化する第１のコ
ンデンサをスイッチドキャパシタ回路に用いて基準電圧
の増幅に用い、検出板の変位を直接電圧信号に変換して
いるので、周波数変換などの複雑な回路を必要とせず、
また発振回路、復調回路などを用いる必要がないことか
ら、回路構成が簡単で、装置の小型化にも資することが
できる。しかも、本発明の運動検出装置では、第１，第
２の放電回路を設けて、発振回路からの信号の一の位相
において、第１，第２のコンデンサに蓄積された電荷を
放電しているので、電荷の蓄積による誤差が生じること
がなく、検出精度を高くすることができる。

【００４９】また、請求項６記載の運動検出装置によれ
ば、第１，第２のコンデンサの温度特性などの物理的な
特性がほぼひとしくなるので、環境の変化による検出誤
差を低減することができる。更に請求項７記載の運動検
出装置によれば、振動箇所を２箇所有する振動子を励振
しておき、角速度によりこの振動子に生じる振動による
容量の変化を用いて、角速度を検出するが、両振動箇所
の動きは逆相となり、この振動箇所に設けられた２つの
キャパシタを直接接続してなる第２のコンデンサの容量
は、振動子の振動にもかかわらず一定となるから、第１
のコンデンサの近傍に第２のコンデンサを設けて、両コ
ンデンサの物理的特性（例えば温度依存性等）をほぼ等
しくすることができる。この結果、環境（例えば温度）
による各速度の検出誤差を低減することができる。

【００５０】請求項８記載の運動検出装置によれば、運
動として角速度を検出する場合において、第１のスイッ
チドキャパシタ回路における第１のコンデンサの静電容
量と第２のスイッチドキャパシタ回路における第１のコ
ンデンサの静電容量とに、均等に生じる変化は打ち消さ
れるので、各速度を検出する際に加速度などが振動子に
作用しても、角速度の検出精度を影響を与えることがな
く、検出誤差を低減することができるという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で用いたセンサ素子１０の外観を示す斜
視図である。

【図２】本発明の一実施例である角速度センサ１におけ
る信号処理回路４０の構成を示す回路図である。

【図３】信号処理回路４０の動作を示す模式図である。

【図４】コンデンサＣｘの概略構成図である。

【図５】コンデンサＣｘの容量と出力電圧との関係を示
すグラフである。

【図６】本発明の第２実施例としての加速度センサを示
す概略構成図である。

【図７】第３実施例としての角速度センサの構成を示す
概略構成図である。

【図８】コンデンサＣｓを構成する電極５１，５５の動
きを模式的に示す説明図である。

【図９】コンデンサＣｓの合成を示す説明図である。

【図１０】第４実施例としての角速度センサの平面図で
ある。

【図１１】同じくその正面図である。

【図１２】コンデンサＣｓ１０，Ｃｓ２０の合成を示す
説明図である。

【図１３】第４実施例における信号処理回路４４０の構
成を示す回路図である。

【図１４】第４実施例の変形例を示す概略構成図であ
る。

【図１５】従来の角速度センサの概略構成図である。

【図１６】従来の検出回路の概略を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…角速度センサ １０…センサ素子 １０ａ…センサ素子 １０ｂ…センサ素子 １２，１４…振動部 １６…支持部 １８…固定部 ２０…固定壁 ２２，２３…励振用圧電素子 ２４，２５…導電ライン ２６，２８…電極 ２７…導電ライン ２９…導電ライン ３０…励振回路 ３１…基準電圧回路 ３３…スイッチング回路 ３４，３６…アナログスイッチ ３５…スイッチドキャパシタ回路 ３７…増幅回路 ３９…発振器 ４０…信号処理回路 ５１，５２，５５，５６…電極 ５１ａ，５１ｂ…電極 ５２ａ，５２ｂ…電極 ５５ａ，５５ｂ…電極 ５６ａ，５６ｂ…電極 ６６，６８…電極 ７１ａ，７１ｂ…電極 ７２ａ，７２ｂ…電極 ７５ａ，７５ｂ…電極 ７６ａ，７６ｂ…電極 １００…検出子 １０１…枠体 １０２…可動片 １０４，２０４…電極 １０４ａ…電極 １０６…弾性支持部 ２００…カバー部材 ２０２…底面 ２０４…電極 ２０４ａ…電極 ４４０…信号処理回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｐ 15/14 Ｇ０１Ｄ 5/24 Ｄ (56)参考文献 特開 平５−231973（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−223710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−47913（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−154915（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−120498（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−340958（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−183609（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−272116（ＪＰ，Ｕ) 特表 平４−503713（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 1/14 G01L 9/12 G01P 9/04 G01P 15/14 G01C 19/56 G01D 5/24

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定方向に変位可能に設けられた検出板
   に、検出しようとする力が作用して生じる該検出板の変
   位に基づいて、該力を検出する検出装置であって、 前記検出板の一側面に、前記検出板の前記所定方向への
   変位より容量が変化する第１のコンデンサを形成し、 容量固定の第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ
   と、演算増幅器とによりスイッチドキャパシタ回路を構
   成し、該第２のコンデンサを該演算増幅器の入力側に、
   該第１のコンデンサを該演算増幅器の帰還側にそれぞれ
   接続すると共に、 所定周波数で位相が反転する信号を出力する発振回路
   と、 該発振回路からの信号の一の位相において動作し、前記
   第１のコンデンサの両端を短絡することで、該第１のコ
   ンデンサに蓄積された電荷を放電する第１の放電回路
   と、 該第１の放電回路の動作に同期して、前記第２のコンデ
   ンサの両端を前記スイッチドキャパシタ回路から切り離
   すと共に、該第２のコンデンサに蓄積された電荷を放電
   する第２の放電回路とを備え、 前記発振回路からの信号の前記一の位相と反転した位相
   において、前記 スイッチドキャパシタ回路の入力に基準
   電圧源を接続し、 該スイッチドキャパシタ回路の出力を、前記力に対応し
   た信号として出力する力の検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の力の検出装置であって、前記第１の放電回路は、前記発振回路からの信号の前記
   一の位相において導通状態となるアナログスイッチを前
   記第１のコンデンサに並列に接続してなる 力の検出装
   置。
3. 【請求項３】 前記第２のコンデンサが、前記第１のコ
   ンデンサの形成箇所の近傍に、前記検出板を用いて構成
   された請求項１記載の力の検出装置。
4. 【請求項４】 所定方向に変位可能に設けられた検出板
   に、検出しようとする運動に起因する力が作用して生じ
   る該検出板の変位に基づいて、該運動を検出する運動検
   出装置であって、 前記検出板の一側面に、前記検出板の前記所定方向への
   変位より容量が変化する第１のコンデンサを形成し、 容量固定の第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ
   と、演算増幅器とによりスイッチドキャパシタ回路を構
   成し、該第２のコンデンサを該演算増幅器の入力側に、
   該第１のコンデンサを該演算増幅器の帰還側にそれぞれ
   接続すると共に、 所定周波数で位相が反転する信号を出力する発振回路
   と、 該発振回路からの信号の一の位相において動作し、前記
   第１のコンデンサの両端を短絡することで、該第１のコ
   ンデンサに蓄積された電荷を放電する第１の放電回路
   と、 該第１の放電回路の動作に同期して、前記第２のコンデ
   ンサの両端を前記スイッチドキャパシタ回路から切り離
   すと共に、該第２のコンデンサに蓄積された電荷を放電
   する第２の放電回路とを備え、 前記発振回路からの信号の前記一の位相と反転した位相
   において、前記 スイッチドキャパシタ回路の入力に基準
   電圧源を接続し、 該スイッチドキャパシタ回路の出力を、前記運動に対応
   した信号として出力する運動検出装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の運動検出装置であって、前記第１の放電回路は、前記発振回路からの信号の前記
   一の位相において導通状態となるアナログスイッチを前
   記第１のコンデンサに並列に接続してなる運動 検出装
   置。
6. 【請求項６】 前記第５のコンデンサが、前記第１のコ
   ンデンサの形成箇所の近傍に、前記検出板を用いて構成
   された請求項４記載の運動検出装置。
7. 【請求項７】 所定方向に変位可能に設けられた検出板
   に、検出しようとする運動に起因する力が作用して生じ
   る該検出板の変位に基づいて、該運動を検出する運動検
   出装置であって、 前記検出される運動は角速度であり、 前記検出板は、前記所定方向と交差する方向に励振さ
   れ、かつ位相の反転した振動箇所を少なくとも２箇所有
   する振動子であり、前記検出板の一側面に、前記検出板の前記所定方向への
   変位より容量が変化する第１のコンデンサを形成し、 容量固定の第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ
   と、演算増幅器とによりスイッチドキャパシタ回路を構
   成し、 該スイッチドキャパシタ回路の入力に基準電圧源を接続
   し、かつ、 前記第２のコンデンサは、前記２箇所において振動子の
   前記一側面に設けられた電極とこれに対向して設けられ
   た電極とから形成された２つのキャパシタを直列接続し
   たものであり、 前記第１のコンデンサは、前記振動子の一側面に設けら
   れた電極とこれに対向して設けられた電極とから形成さ
   れたキャパシタであり、 該スイッチドキャパシタ回路の出力を、前記角速度に対
   応した信号として出力する運動検出装置。
8. 【請求項８】 所定方向に変位可能に設けられた検出板
   に、検出しようとする運動に起因する力が作用して生じ
   る該検出板の変位に基づいて、該運動を検出する運動検
   出装置であって、 前記検出される運動は角速度であり、 前記検出板は、前記所定方向と交差する方向に励振さ
   れ、かつ位相の反転した振動箇所を少なくとも２箇所有
   する振動子であり、前記検出板の一側面に、前記検出板の前記所定方向への
   変位より容量が変化する第１のコンデンサを形成し、 容量固定の第２のコンデンサと、前記第１のコンデンサ
   と、演算増幅器とにより第１および第２のスイッチドキ
   ャパシタ回路をそれぞれ構成し、 該スイッチドキャパシタ回路の入力に基準電圧源を接続
   し、かつ 前記 第１のスイッチドキャパシタ回路における
   第１のコンデンサは、前記振動箇所の前記一側面に設け
   られた電極とこれに対向して設けられた電極とから形成
   されたキャパシタであり、前記 第２のスイッチドキャパシタ回路における前記第１
   のコンデンサは、前記振動子の他方の箇所の前記一側面
   に設けられた電極とこれに対向して設けられた電極とか
   ら形成されたキャパシタであり、 前記第１のスイッチドキャパシタ回路の出力と前記第２
   のスイッチドキャパシタ回路の出力との差信号を、前記
   角速度に対応した信号として出力する手段を備えた運動
   検出装置。