JP5700090B2 - 角速度検出装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、角速度検出装置およびその製造方法に関する。

角速度検出装置における振動子からの検出信号には、振動子の励振振動に基づく自己振動成分が含まれる。特許文献１は、漏れ信号（自己振動成分）に基づいて角速度検出装置の故障を判定することを開示している。特許文献１の図５によれば、漏れ信号の振幅に応じてレベルの変化する積分回路の出力信号がＶ２以上Ｖ１以下の範囲内にある場合に、故障判定回路は異常なしの旨の信号を出力し、上記範囲外にある場合に当該故障判定回路が異常ありの旨の信号を出力する。

特許文献２の段落（００１９）〜（００２６）には、駆動振動片の質量のバランスを調整し、２つの検出信号の大きさの差を減らすことが開示されている。

特開２０００−１７１２５７号公報 特開２００５−３７２３５号公報

特許文献１は、漏れ信号（自己振動成分）によって故障判定を行う発明を開示しているが、基部から＋Ｙ軸方向に延びる２つの励振用振動片と、基部から−Ｙ軸方向に延びる２つの検出用振動片とを有するＨ型振動片を前提にしている。このＨ型振動片は、励振用振動片同士が接近するときには検出用振動片同士が離間し、励振用振動片同士が離間するときには検出用振動片同士が接近する構造であり、漏れ信号（自己振動成分）を０にするバランスチューニングを行うことはできない。

特許文献２は、２つの検出信号の大きさの差を減らすためのバランス調整を開示しているが、漏れ信号（自己振動成分）が０に近くなり、断線などの故障があっても出力信号レベルが変わらず、断線の判定することができない。

本発明は、上記課題を解決するように以下の形態または適用例として実現され得る。
本発明のある形態に係る角速度検出装置の製造方法は、 検出用基部から延出している検出振動片と、前記検出振動片に対して両方の側に配置されている駆動振動片と、を有し、前記駆動振動片の駆動振動による振動方向と、前記検出振動片のコリオリ力による振動方向と、が略同一平面上の関係にあり、前記コリオリ力に基づく成分と、前記駆動振動に基づく自己振動成分と、を含む信号を出力する振動子と、 前記信号から前記自己振動成分を抽出する検出回路と、を備えている角速度検出装置の製造方法であって、前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０と異なる値にバランスチューニングする工程を含むことを特徴とする。
本発明のある別な形態に係る角速度検出装置の製造方法は、前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号を外部に出力することを特徴とする。
本発明のある別な形態に係る角速度検出装置の製造方法は、前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号が入力される故障判定回路を備え、前記故障判定回路は、該故障判定回路に入力される前記検出回路からの前記信号の大きさが上限基準値より大きい場合に前記振動子が故障したと判定することを特徴とする。
本発明のある別な形態に係る角速度検出装置の製造方法は、前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号が入力される故障判定回路を備え、前記故障判定回路は、該故障判定回路に入力される前記検出回路からの前記信号の大きさが下限基準値より小さい場合に前記振動子が故障したと判定することを特徴とする。
本発明のある別な形態に係る角速度検出装置の製造方法は、前記バランスチューニングは、前記駆動振動片に膜を形成し、前記膜の一部を除去する工程を含むことを特徴とする。

［適用例１］角速度検出装置が、振動子と、前記振動子が励振振動するように前記振動子を駆動する駆動回路と、前記振動子から互いに逆位相の２つの第１検出信号が取り出されるように前記振動子に電気的に接続された２つの信号線と、前記２つの信号線からの前記２つの第１検出信号を差動増幅して前記２つの第１検出信号に基づく第２検出信号を生成し、生成された前記第２検出信号から、コリオリの力に基づく角速度成分と、前記励振振動に基づく自己振動成分と、をそれぞれ抽出し、抽出された前記自己振動成分を後段の故障判定回路へ出力する検出回路と、を備えている。そして、前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０からずらして設定するバランスチューニングが、前記振動子に施されている。

［適用例２］角速度検出装置が、振動子と、前記振動子が励振振動するように前記振動子を駆動する駆動回路と、前記振動子から互いに逆位相の２つの第１検出信号が取り出されるように前記振動子に電気的に接続された２つの信号線と、前記２つの信号線からの前記２つの第１検出信号を差動増幅して前記２つの第１検出信号に基づく第２検出信号を生成し、生成された前記第２検出信号から、コリオリの力に基づく角速度成分と、前記励振振動に基づく自己振動成分と、をそれぞれ抽出する検出回路と、抽出された前記自己振動成分の大きさが減少した場合に前記振動子が故障したと判定する故障判定回路と、を備えている。そして、前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０からずらして設定するバランスチューニングが、前記振動子に施されている。

［適用例３］振動子と、前記振動子が励振振動するように前記振動子を駆動信号する駆動回路と、前記振動子から互いに逆位相の２つの第１検出信号が取り出されるように前記振動子に電気的に接続された２つの信号線と、前記２つの信号線からの前記２つの第１検出信号を差動増幅して前記２つの第１検出信号に基づく第２検出信号を生成し、生成された前記第２検出信号から、コリオリの力に基づく角速度成分と、前記励振振動に基づく自己振動成分と、をそれぞれ抽出し、抽出された前記自己振動成分を後段の故障判定回路へ出力する検出回路と、を備えた角速度検出装置の製造方法が、前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０からずらして設定するバランスチューニング工程を包含している。
また、他の態様では、検出用基部から延出している検出振動片と、前記検出振動片に対して両方の側に配置されている駆動用振動片と、を有し、前記駆動振動片の駆動振動による振動方向と、前記検出振動片のコリオリ力による振動方向と、が略同一平面上の関係にあり、前記コリオリ力に基づく成分と、前記駆動振動に基づく自己振動成分と、を含む信号を出力する振動子と、前記信号から前記自己振動成分を抽出する検出回路と、前記検出回路からの信号が入力される故障判定回路と、を備えている角速度検出装置の製造方法であって、前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０と異なる値にバランスチューニングする工程を含むことを特徴とする。
また、他の態様では、前記バランスチューニングは、前記駆動振動片に膜を形成し、前記膜の一部を除去する工程を含むことを特徴とする。
また、他の態様では、前記故障判定回路は、該故障判定回路に入力される前記検出回路からの信号の大きさが減少した場合に前記振動子が故障したと判定することを特徴とする。
また、他の態様では、前記故障判定回路に入力される前記検出回路からの信号の大きさは、前記故障判定回路が正常値と規定する下限基準値の１倍以上かつ２倍未満であることを特徴とする。
また、他の態様では、前記振動子は、前記検出振動片の延出方向に対して交差する方向に前記検出用基部から延出している連結腕と、前記連結腕に配置されている駆動用基部と、前記駆動用基部から延出している前記駆動振動片と、を備えていることを特徴とする。

本実施の形態に係る角速度検出装置の一例を示す回路ブロック図。 本実施の形態に係る振動子の一例を示す概略図。 本実施の形態に係る振動子の一例を示す概略図。 検出信号の角速度成分に着目した場合のタイミングチャート。 検出信号の自己振動成分に着目した場合のタイミングチャート。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．角速度検出装置 図１は、本実施の形態に係る角速度検出装置の一例を示す回路ブロック図である。

本実施の形態に係る角速度検出装置１は、角速度検出回路５と、振動子１０とを含んで構成されている。

２．振動子 振動子１０は、駆動端子１３，１４から入力される駆動信号に基づいて励振振動し、励振振動した状態において、回転運動が働くと、コリオリの力が生じる。そして、振動子１０は、コリオリの力に基づく角速度成分と、励振振動に基づく励振振動成分を含む検出信号を出力する。ここで、励振振動成分とコリオリ力に基づく角速度成分とは９０°位相がずれている。

次に、水晶などの圧電材料の薄板から形成される振動子１０の一例を図２、図３を用いて説明する。振動子１０は、駆動用基部４４から駆動振動腕１１（広義には、駆動用振動片）が水晶の＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向に延出している。駆動用基部４４は、水晶のＸ軸方向に延びる連結腕４５を介して検出用基部４９に接続されている。検出振動腕１２（広義には、検出振動片）は、検出用基部４９から＋Ｙ軸方向および−Ｙ軸方向に延出されている。

駆動振動腕１１の側面の駆動電極４１と、駆動振動腕１１の上面の駆動電極４２との間に交番電圧／交番電流からなる駆動信号が与えられると、逆圧電効果によって駆動振動腕１１は、矢印Ｂのように屈曲振動する。ここで、図３のように振動子１０が水晶のＺ軸を回転軸とした回転運動をすると、駆動振動腕１１は、矢印Ｂの屈曲振動の方向と、Ｚ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、連結腕４５は矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１２は、連結腕４５の振動（矢印Ｃ）に連動して、連結腕４５と矢印Ｄのような屈曲振動をする。

また、駆動振動腕１１の振動は、駆動用基部４４と連結腕４５と検出用基部４９とを伝わり、検出振動腕１２に漏れ振動（矢印Ｅ）を発生させる。この漏れ振動は、コリオリの力に基づいた振動（矢印Ｄ）と同様の屈曲振動であるが、漏れ振動と、コリオリの力に基づいた振動とは、位相が９０°ずれている。

そして、これらの屈曲振動に基づいて、発生する逆圧電効果によって、検出振動腕１２の側面の検出電極４７ａ，４７ｂと、上面の検出電極４６ａ，４６ｂとの間には、交番電圧／交番電流が発生する。検出振動腕１２の側面の検出電極４７ａ，４７ｂを、検出端子１５，１６にそれぞれ接続し、上面の検出電極４６ａ，４６ｂをともに接地端子１７に接続する。以上のようにして、検出端子１５，１６へ出力される検出信号は、コリオリの力に基づく角速度成分と、駆動振動の励振振動に基づく漏れ成分（自己振動成分）とが含まれる。

図２、図３の構成では、振動子のバランスを良くするために、検出用基部４９を中央に配置し、検出用基部４９から＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に検出振動腕１２を延出させている。さらに、検出用基部４９から＋Ｘ軸と−Ｘ軸の両方向に連結腕４５を延出させ、連結腕のそれぞれから、＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に駆動振動腕１１を延出させている。

また、駆動振動腕１１の先端を幅広の幅広部４３にし、さらに、錘を付けることでコリオリの力を大きくしている。また、錘効果によって、所望の共振周波数を、短い振動腕で得ることができる。同様の理由で、検出振動腕１２の先端を幅広の幅広部４８にし、さらに、錘を付けている。

なお、振動子１０は、上述の構成に限らず、コリオリの力に基づく角速度成分と、励振振動に基づく漏れ成分とを含む検出信号を出力する振動子であれば良い。例えば、駆動振動腕と検出振動腕とを兼ねる構成であっても良く、また、駆動振動腕や検出振動腕に圧電膜を形成した構成であっても良い。

３．角速度検出回路 角速度検出回路５は、駆動回路２０と検出回路３０を含む。駆動回路２０と検出回路３０は、同一基板上に構成することが可能である。検出振動腕１２には検出端子１５及び１６と接地端子１７が設けられ、検出端子１５及び１６は検出回路３０に接続されている。
検出端子１５及び１６からは、互いに逆位相の検出信号が出力されるように構成されている。

また図４（Ａ）〜図４（Ｇ）は、図１に示す回路ブロック図内の各点（Ａ）〜（Ｇ）において、検出信号の角速度成分に着目した場合のタイミングチャートであり、図５（Ａ）〜図５（Ｇ）は、図１に示す回路ブロック図内の各点（Ａ）〜（Ｇ）において、検出信号の自己振動成分に着目した場合のタイミングチャートである。横軸は時間、縦軸は電圧を表す。

駆動回路２０は、駆動信号を出力して振動子１０を駆動し、振動子１０からフィードバック信号を受ける。これにより振動子１０を励振させる。検出回路３０は、駆動信号により駆動される振動子１０からの検出信号を受け、検出信号からコリオリの力に基づく角速度成分を抽出する。

本実施の形態における駆動回路２０は、電流電圧変換器２１、ＡＣ増幅器２２、自動利得制御回路２３及びコンパレータ２４を含んで構成されている。

駆動振動腕１１が振動すると、圧電効果に基づく電流がフィードバック信号として駆動端子１４から出力され、電流電圧変換器２１に入力される。電流電圧変換器２１は、駆動振動腕１１の振動周波数と同一の周波数の交流電圧信号が出力する（図４（Ａ）、図５（Ａ））。

電流電圧変換器２１から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅器２２に入力される。ＡＣ増幅器２２は、入力される交流電圧信号を増幅する。

ＡＣ増幅器２２から出力された交流電圧信号は自動利得制御回路２３に入力される。自動利得制御回路２３は、入力された交流電圧信号の振幅を一定値に保持するように利得を制御し、利得制御後の交流電圧信号を駆動端子１３に出力する。この駆動端子１３に入力される交流電圧信号により振動子１０が駆動される。

ＡＣ増幅器２２が増幅した交流電圧信号はコンパレータ２４に入力され、交流電圧信号の振幅中心を基準電圧として、交流電圧信号と基準電圧信号との比較結果に応じて出力レベルを切り替える方形波電圧信号（図４（Ｂ））を、検出回路３０に出力する。

本実施の形態における検出回路３０は、検出信号増幅部３１、角速度成分抽出部３２及び自己振動成分抽出部３３を含んで構成されている。

検出信号増幅部３１は、チャージアンプ３１１及び３１２、差動増幅器３１３並びにＡＣ増幅器３１４を含んで構成されている。

チャージアンプ３１１及び３１２は、それぞれ検出端子１５及び１６に接続され、互いに逆位相の検出信号が入力される。チャージアンプ３１１及び３１２で電荷電圧変換された信号は差動増幅器３１３に入力される。差動増幅器３１３は（チャージアンプ３１１の出力信号）−（チャージアンプ３１２の出力信号）として差動増幅する。差動増幅器３１３の出力信号は、さらにＡＣ増幅器３１４で増幅される。

検出端子１５及び１６から出力される検出信号は、振動子１０に働くコリオリの力に基づく角速度成分と、振動子１０の励振振動に基づく自己振動成分（漏れ信号成分）を含んでいる。角速度成分抽出部３２は、検出信号増幅部３１の出力信号から角速度成分を抽出する。また、自己振動成分抽出部３３は、検出信号増幅部３１の出力信号から自己振動成分を抽出する。

角速度成分抽出部３２は、同期検波回路３２１、ＡＣ増幅回路、積分回路３２２、ＤＣ増幅器３２３及び出力端子３２４を含んで構成されている。同期検波回路３２１は、コンパレータ２４が出力する方形波電圧信号（図４（Ｂ））を基に、検出信号増幅部３１の出力信号を同期検波することにより角速度成分を抽出する。同期検波回路３２１で抽出された角速度成分信号は、積分回路３２２で積分された後、ＤＣ増幅器３２３で増幅され、出力端子３２４から直流電圧信号として出力される。

本実施形態の自己振動成分抽出部３３は、自己振動成分抽出手段３３１、直流変換手段３３２、および温度特性補正手段３３３を含んで構成されている。ただし、他の実施形態では、温度特性補正手段３３３は自己振動成分抽出部３３にとって必須の構成要素ではなく、自己振動成分抽出部３３から省略されてもよい。

自己振動成分抽出手段３３１は、位相を９０度進ませる移相器３３４と同期検波回路３３５で構成されている。自己振動成分抽出手段３３１は、コンパレータ２４が出力する方形波電圧信号（図４（Ｂ）を移相器３３４により位相を９０度進ませた信号を基に、検出信号増幅部３１の出力信号を同期検波することにより自己振動成分を抽出する。

直流変換手段３３２は、自己振動成分抽出手段３３１の出力信号を積分する積分手段として機能する積分回路３３６を含んで構成され、自己振動成分抽出手段３３１の出力信号を直流電圧信号に変換する。また、積分回路３３６の前段にＡＣ増幅器３４３、積分回路３３６の後段にＤＣ増幅器３３９を設ける。

これらの回路の動作を、図４（Ａ）〜図４（Ｇ）及び図５（Ａ）〜図５（Ｇ）を用いて説明する。検出信号の角速度成分に着目した場合の動作は図４（Ａ）〜図４（Ｇ）を用いて、検出信号の自己振動成分に着目した場合の動作は図５（Ａ）〜図５（Ｇ）を用いて説明する。本実施の形態においては、検出端子１５から出力される検出信号の角速度成分は、駆動端子１４から出力されるフィードバック信号よりも位相が９０度遅れた信号となるものとし、検出端子１５から出力される検出信号の自己振動成分は、駆動端子１４から出力されるフィードバック信号と同位相の信号となるものとする。

まず、検出信号の角速度成分に着目した場合の動作について説明する。検出端子１５から出力される検出信号の角速度成分はチャージアンプ３１１で電荷電圧変換される。この際、位相が９０度進む。したがって、差動増幅器３１３及びＡＣ増幅器３１４で増幅された後の信号は、図４（Ｃ）に示すように、図４（Ａ）に示すフィードバック信号と同位相となる。

このＡＣ増幅器３１４の出力信号を、図４（Ｂ）に示すコンパレータ２４の出力信号を基に同期検波回路３２１で同期検波すると、同期検波回路３２１の出力信号は図４（Ｄ）に示す全波整流波形となる。この同期検波回路３２１の出力信号を積分回路３２２で積分することにより、検出信号の角速度成分を直流電圧として出力することができる。このように、角速度成分抽出部３２では検出信号の角速度成分を抽出することができる。また、積分回路３２２の前段のＡＣ増幅回路や後段のＤＣ増幅器３２３で信号を増幅することで、感度を調整することができる。

一方、ＡＣ増幅器３１４の出力信号を、コンパレータ２４の出力信号を移相器３３４で位相を９０度進めた信号（図４（Ｅ））を基に同期検波回路３３５で同期検波すると、同期検波回路３３５の出力信号は図４（Ｆ）に示す波形となる。この同期検波回路３３５の出力信号を積分回路３３６で積分すると、図４（Ｇ）に示すように直流電圧は０となる。このように、自己振動成分抽出部３３では検出信号の角速度成分は打ち消されることになる。

次に、検出信号の自己振動成分に着目した場合の動作について説明する。検出端子１５から出力される検出信号の自己振動成分はチャージアンプ３１１で電荷電圧変換される。そして、差動増幅器３１３及びＡＣ増幅器３１４で増幅された後の信号は、図５（Ｃ）に示すように、図５（Ａ）に示すフィードバック信号よりも位相が９０度進んだ信号となる。

このＡＣ増幅器３１４の出力信号を、図５（Ｂ）に示すコンパレータ２４の出力信号を基に同期検波回路３２１で同期検波すると、同期検波回路３２１の出力信号は図５（Ｄ）に示す波形となる。この同期検波回路３２１の出力信号を積分回路３２２で積分すると、直流電圧は０となる。このように、角速度成分抽出部３２では検出信号の自己振動成分は打ち消されることになる。

一方、ＡＣ増幅器３１４の出力信号を、図５（Ｅ）に示すコンパレータ２４の出力信号を移相器３３４で位相を９０度進めた信号を基に同期検波回路３３５で同期検波すると、同期検波回路３３５の出力信号は図５（Ｆ）に示す全波整流波形となる。この同期検波回路３３５の出力信号を積分回路３３６で積分すると、図５（Ｇ）に示すように図５（Ｆ）に示す全波整流波形の波高に比例した直流電圧となる。このように、自己振動成分抽出部３３では検出信号の自己振動成分を抽出することができる。

また、本実施の形態に係る角速度検出回路５は、温度特性補正手段３３３を有してもよい。温度特性補正手段３３３は、直流変換手段３３２の出力信号の温度による変動を補正する。例えば、温度特性補正手段３３３は、直流変換手段３３２の出力信号の大きさが温度によらず一定となるように補正することができる。このため、直流変換手段３３２の出力信号の温度による変動を打ち消すことができ、故障による変動を精度よく検出することができる。したがって、振動子の故障検出精度を高めた角速度検出回路を実現することができる。

また、本願の発明者は、直流変換手段３３２の出力信号の温度による変動は、ほぼ１次の傾きで近似できることを見出した。したがって、温度特性補正手段３３３は、直流変換手段３３２の出力信号の温度特性の１次の項に基づき、直流変換手段３３２の出力信号の温度による変動を補正するように構成することも可能である。

さらに、角速度検出回路５は温度特性の１次の項を記憶する記憶手段３３７を含み、温度特性補正手段３３３は、直流変換手段３３２の出力信号に記憶手段３３７に記憶された温度特性の１次の項に基づき、直流変換手段３３２の出力信号の温度による変動を補正するように構成してもよい。記憶手段３３７は、例えばＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリで構成することができる。これにより、例えば角速度検出装置１の検査工程において温度特性補正手段３３３の出力電圧を測定し、この出力電圧が温度によらずほぼ一定の値となるような温度特性の１次の項を記憶手段３３７に書き込むことができる。したがって、振動子ごとに異なる温度特性を有する場合にも、適切な温度特性補正が可能になる。

本実施の形態に係る角速度検出回路５は、自己振動成分抽出部３３の出力信号Ｖｏｕｔを出力する外部端子３４０を有しており、外部の故障判定回路（図示せず）が出力信号Ｖｏｕｔの電圧のレベルが上限基準値を上回った場合や下限基準値を下回った場合に、振動子１０に故障があるものと判定し、判定結果に基づく出力信号を出力する。または、角速度検出回路５は、自己振動成分抽出部３３の出力信号Ｖｏｕｔに基づいて角速度検出装置１の故障の有無を判定する故障判定回路３３８を含んでもよい。故障判定回路３３８は、温度特性補正手段３３３の出力信号Ｖｏｕｔが上限基準値を上回った場合や下限基準値を下回った場合に、振動子１０に故障があるものと判定し、判定結果に基づく出力信号を出力する。図１に示す回路ブロック図においては、出力端子３４１を介して角速度検出回路５の外部に出力信号を出力している。角速度検出回路５が故障判定回路３３８を含むことにより、角速度検出装置１自身が振動子１０に故障があるか否かを判定することができる。

振動子１０に故障があった場合、例えば振動子１０に異物が付着したり、振動子１０が破損したりした場合には、振動子１０の励振振動に基づく自己振動成分の大きさが変化する。したがって、自己振動成分抽出部３３で検出信号の自己振動成分を抽出し、角速度検出装置１の内部又は外部で検出信号の自己振動成分の大きさを監視することにより、振動子１０に故障があるか否かを判定することができる。例えば、検出信号の自己振動成分の大きさが上限基準値を上回った場合や下限基準値を下回った場合には、振動子１０に故障があるものと判定することができる。

さらに本実施形態では、検出端子１５，１６と検出回路３０との間のそれぞれの電気的接続が保たれている場合（つまり正常時）に、自己振動成分抽出部３３が出力する自己振動成分の大きさを０からずらして設定して、好適には、下限基準値の１倍以上かつ２倍未満になるように、振動子１０にバランスチューニングが施されている。検出端子１５と検出回路３０との間の電気的接続と検出端子１６と検出回路３０との間の電気的接続との間のいずれか一つが失われると、自己振動成分の大きさは正常時の約１／２になる。正常時の約１／２の大きさの自己振動成分は、故障判定回路３３８または角速度検出回路５の外部の故障判定回路が規定する下限基準値未満となり、このため検出回路３０より後段の故障判定回路３３８または角速度検出回路５の外部の判定回路が上記２つの電気的接続の一つが切れたことを判定し得る。

なお、検出端子１５と検出回路３０との間の電気的接続と、検出端子１６と検出回路３０との間の電気的接続とは、ワイヤボンディングされたそれぞれの信号線を介して実現されている。

４．断線検出 断線検出は次のようにおこなう。検出端子１５，１６の一方に断線があると、チャージアンプ３１１，３１２の一方の出力は０Ｖになり、図５（Ｃ）に示す検出信号増幅部の出力信号の振幅は、断線が無い場合の約１／２になる。そして、図５（Ｆ）に示す全波整流波形の振幅も断線が無い場合の約１／２になる。そして、積分回路３３６の出力信号（図５（Ｇ））の直流電圧と基準電圧とのレベル差、すなわち信号大きさや、さらに後段のＤＣ増幅器３３９が出力する出力信号の大きさも、断線が無い場合の約１／２になる。

そして、ＤＣ増幅器３３９の出力信号が基準値から外れた場合に、故障判定回路３３８または外部の故障判定回路（図示せず）が断線があるものと判定する。通常、検出振動腕１２には、コリオリの力に基づいた振動（矢印Ｄ）のみが生じるのが理想である。したがって、コリオリの力に基づいた振動以外の振動をスプリアスモードとして扱って排除する。したがって、駆動振動の漏れがないようにバランスチューニングを行う。本実施形態に係る振動子１０は、＋Ｙ軸および−Ｙ軸方向に延びた駆動振動腕１１に挟まれて、＋Ｙ軸および−Ｙ軸方向に延びた検出振動腕１２を有する、いわゆる、ＷＴ型の振動子である。
このＷＴ型の振動子の特徴は、４本の駆動振動腕１１から漏れる駆動振動が、検出用基部４９において互いにキャンセルされるため、自己振動成分の目標値を０にするバランスチューニングができることである。しかし、本実施の形態では、断線検出を可能にするために、検出回路３０または外部端子３４０が自己振動成分として出力する電圧レベルが、実質的に基準電圧（例えば、０Ｖ）からずれるようにバランスチューニングを行う。ここで、検出回路３０または外部端子３４０が自己振動成分として出力する電圧レベルは、断線判定で誤りが生じないレベルであれば良く、例えば３．０Ｖを目標値に設定する。

なお、バランスチューニングは、駆動振動腕１１の幅広部４３にＣｒおよびＡｕなどの金属膜を形成しておき、駆動振動腕１１に駆動信号を与え励振させた状態で自己振動成分が目標値になるように、レーザー照射やイオンミリングなどの技術を用いて金属膜を除去することによって行う。

１…角速度検出装置、５…角速度検出回路、１０…振動子、１１…駆動振動腕、１２…検出振動腕、１３…駆動端子、１４…駆動端子、１５，１６…検出端子、１７…接地端子、２０…駆動回路、２１…電流電圧変換器、２２…ＡＣ増幅器、２３…自動利得制御回路、２４…コンパレータ、３０…検出回路、３１…検出信号増幅部、３２…角速度成分抽出部、３３…自己振動成分抽出部、４１…駆動電極、４２…駆動電極、４３…幅広部、４４…駆動用基部、４５…連結腕、４６ａ…検出電極、４７ａ…検出電極、４８…幅広部、４９…検出用基部、３１１…チャージアンプ、３１２…チャージアンプ、３１３…差動増幅器、３１４…ＡＣ増幅器、３２１…同期検波回路、３２２…積分回路、３２３…ＤＣ増幅器、３２４…出力端子、３３１…自己振動成分抽出手段、３３２…直流変換手段、３３３…温度特性補正手段、３３４…移相器、３３５…同期検波回路、３３６…積分回路、３３９…ＤＣ増幅器、３４３…ＡＣ増幅器。

Claims (5)

1. 検出用基部から延出している検出振動片と、前記検出振動片に対して両方の側に配置されている駆動振動片と、を有し、前記駆動振動片の駆動振動による振動方向と、前記検出振動片のコリオリ力による振動方向と、が略同一平面上の関係にあり、前記コリオリ力に基づく成分と、前記駆動振動に基づく自己振動成分と、を含む信号を出力する振動子と、
   前記信号から前記自己振動成分を抽出する検出回路と、
   を備えている角速度検出装置の製造方法であって、
   前記検出回路から出力された前記自己振動成分の大きさを０と異なる値にバランスチューニングする工程を含むことを特徴とする角速度検出装置の製造方法。
2. 前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号を外部に出力することを特徴とする請求項１に記載の角速度検出装置の製造方法。
3. 前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号が入力される故障判定回路を備え、
   前記故障判定回路は、該故障判定回路に入力される前記検出回路からの前記信号の大きさが上限基準値より大きい場合に前記振動子が故障したと判定することを特徴とする請求項１または２に記載の角速度検出装置の製造方法。
4. 前記角速度検出装置は、前記検出回路からの信号が入力される故障判定回路を備え、
   前記故障判定回路は、該故障判定回路に入力される前記検出回路からの前記信号の大きさが下限基準値より小さい場合に前記振動子が故障したと判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の角速度検出装置の製造方法。
5. 前記バランスチューニングは、前記駆動振動片に膜を形成し、前記膜の一部を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の角速度検出装置の製造方法。

Images