JP4178191B2

JP4178191B2 - 振動ジャイロ

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Publication number: JP4178191B2
Application number: JP02617599A
Authority: JP
Inventors: 恵一岡野; 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: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2019-02-03
Also published as: JP2000221039A

Description

【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、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で近似して記憶し、その最大値に基づいてドリフト補正を行い、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。
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１０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，１６ｃ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２２ｂ，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，１６ｂ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１６ａ，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，１６ｂ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，１６ｂ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Ｓ１１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１０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０．０３０３６９Ｖ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０．８０７０８２Ｖ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３４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１０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

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、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で近似して記憶し、前記最大値に基づいてドリフト補正を行い、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。
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。
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または請求項２に記載の振動ジャイロ。
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３のいずれかに記載の振動ジャイロ。
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４に記載の振動ジャイロ。
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５のいずれかに記載の振動ジャイロ。
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６のいずれかに記載の振動ジャイロ。