JPH02163609A - Angular velocity meter - Google Patents

Angular velocity meter

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JPH02163609A
JPH02163609A JP63318269A JP31826988A JPH02163609A JP H02163609 A JPH02163609 A JP H02163609A JP 63318269 A JP63318269 A JP 63318269A JP 31826988 A JP31826988 A JP 31826988A JP H02163609 A JPH02163609 A JP H02163609A
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JP
Japan
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vibration
angular velocity
vibrating
velocity meter
driving part
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Application number
JP63318269A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Washisu
晃一 鷲巣
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of the detection accuracy of the angular velocity meter by installing an attenuating means for attenuating the vibration for propagating through a supporting body in this supporting body. CONSTITUTION:To the surface of one side of a body substrate 141 of a vibration driving part 14 being a plate-like member, and to the reverse side of the opposite side, a piezoelectric converting element 17 for driving the vibration, and a pizoelectric converting element 18 for detecting the driven vibration are fixed, respectively. When an exciting signal is inputted to the element 17 from a control circuit, the vibration driving part 14 and vibrating reeds 15a, 15b formed as one body with the driving part are vibrated in the reverse direction. The vibration driving part 14 of this vibration mechanism 11 is supported by a beam member of a supporting mechanism against a base 12 being a fixing body of a leans barrel, etc. This meter is constituted by winding and installing buffer materials 121a, 121b to the outside periphery of this beam member and fixing them with an adhesive agent. In such a way, the disturbance vibration which exerts an influence sometimes due to a fact that is propagates through the supporting mechanism is attenuated by the buffer material being an attenuating means, therefore, the detection accuracy of the angular velocity meter can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は、比較的低い周波数の振動を受ける機器の振動
検出装置として用いられる角速度計に関し、具体的には
、例えばカメラに搭載されて、IHzないし1211z
程度の周波数の振動(角速度)を検出し、この振動によ
り生ずる像ぶれを防止するために該検出情報を用いて像
ぶれ防止を図るシステムに好適に用いられる角速度計に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an angular velocity meter used as a vibration detection device for equipment that receives relatively low frequency vibrations, and specifically relates to an angular velocity meter that is mounted on, for example, a camera, IHz or 1211z
The present invention relates to an angular velocity meter that is suitably used in a system that detects vibration (angular velocity) with a certain frequency and uses the detected information to prevent image blur caused by the vibration.

[従来の技術] 本発明の対象となる従来の技術を、カメラの場合を例に
して以下に説明する。
[Prior Art] The conventional technology to which the present invention is applied will be described below, taking the case of a camera as an example.

近時のカメラは、露出決定やピント合わせ等の撮影にと
って重要な作業は、多くの場合自動化されており、カメ
ラ操作に未熟な人でも撮影失敗を起こす可能性は非常に
少なくなっている。また、カメラぶれによる撮影画像の
劣化や撮影の失敗はその自動化が難かしいとされていた
が、最近では、カメラぶれに起因する上記撮影失敗等の
問題を解決したカメラも研究されており、とくに、撮影
者の「手ぶれJによる撮影失敗を防止するための研究お
よび開発が進められている。ここでカメラにおいて問題
となる1手ぶれ」は、周波数として通常+11zないし
12Hz程度の振動である。
In modern cameras, important tasks such as exposure determination and focus adjustment are automated in many cases, and the possibility of a photographic failure even by an inexperienced camera operator is extremely low. In addition, it has been said that it is difficult to automate the deterioration of captured images and failures in photography due to camera shake, but recently, cameras that solve the above problems such as failures in photography due to camera shake have been researched, and in particular, , Research and development is underway to prevent photographic failures due to camera shake by photographers.The single camera shake that poses a problem in cameras is usually a vibration with a frequency of about +11 Hz to 12 Hz.

カメラシャッタのレリーズ時点においてこのような手ふ
れを起していても、像ぶれのない写真を撮影可能とする
ためには、例えば上記子ぶれによるカメラの振動を検出
し、その検出値に応じて、撮影光学系に配置しである補
正レンズを変位させてフィルム上の画像を見掛は上静止
させることで原理的には実現される。
In order to be able to take pictures without image blur even if such hand shake occurs at the time of camera shutter release, it is necessary to detect camera vibration caused by the above-mentioned camera shake, for example, and adjust the In principle, this can be achieved by displacing a correction lens placed in the photographic optical system to make the image on the film appear stationary.

したがって、このようなカメラの手ぶれが生じても像ぶ
れを生しない写真の撮影を可能とするためには、まずカ
メラに生じている振動を正確に検出することが必要とな
る。
Therefore, in order to be able to take photographs that do not cause image blur even when such camera shake occurs, it is first necessary to accurately detect the vibrations occurring in the camera.

ここでカメラぶれの検出について考えると、これは原理
的にいえば、手ぶれによる角加速度、角速度等を検出す
る振動センサ、およびこのセンサからの信号を電気的に
積分して角変位の信号を出力するカメラぶれ検出システ
ム、をカメラに搭載することによって行なうことができ
る。
Considering the detection of camera shake, this basically involves a vibration sensor that detects angular acceleration, angular velocity, etc. caused by camera shake, and a signal from this sensor that is electrically integrated to output a signal of angular displacement. This can be done by installing a camera shake detection system on the camera.

以上のような考えに基づき角速度計を用いて構成した像
ぶれ防止システムの一例について、第6図によりその概
要を説明する。
An example of an image blur prevention system constructed using an angular velocity meter based on the above idea will be outlined with reference to FIG.

この第6図の例は、同図の矢印61で示す撮影光軸が生
ずるカメラ縦ぶれ(ピッチング)61a、およびカメラ
横ぶれ(ヨーイング) 61bを検出して、像面69で
の画像のブレを防止するようにしたシステムの図である
The example shown in FIG. 6 detects vertical camera shake (pitching) 61a and camera horizontal shake (yawing) 61b caused by the photographing optical axis indicated by the arrow 61 in the figure, and corrects image blur at the image plane 69. FIG. 2 is a diagram of a system designed to prevent

第6図において、62はレンズ鏡筒、63a、63bは
各々カメラ縦ふれ角速度、カメラ横ふれ角速度を検出す
る角速度計で、それぞれの角速度検出方向を64a、6
4bで示している。65a、65bは公知のアナログ積
分回路であり、角速度計63a63bからの信号を積分
して手ふれ角変位信号に変換する。そしてこの角変位信
号により、撮影光学系の一部として配置されているレン
ズ等の補正光学系66は、上記により検出する振動方向
に各々対応して設けられた駆動部67a、67bにより
図示Y、x方向に移動される。68a、68bは補正光
学系の位置検出センサであり、該補正光学系66は位置
を検知しながら上記移動を正確に行なうようになってい
る。
In FIG. 6, 62 is a lens barrel, 63a and 63b are angular velocity meters for detecting the vertical and horizontal camera shake angular velocities, respectively, and the respective angular velocity detection directions are 64a and 63b.
4b. 65a and 65b are known analog integration circuits that integrate signals from the angular velocity meters 63a and 63b and convert them into shake angular displacement signals. Based on this angular displacement signal, the correction optical system 66 such as a lens arranged as a part of the photographing optical system is driven by driving parts 67a and 67b provided corresponding to the vibration directions detected as described above to move Y as shown in the figure. is moved in the x direction. Reference numerals 68a and 68b are position detection sensors of a correction optical system, and the correction optical system 66 accurately performs the above movement while detecting the position.

以上によって、像面69での画像は見掛は上静止の状態
に保持される。なお光学的な補正機構自体に根城的積分
作用を持たせることで、上記アナログ積分回路65a、
65bを省くこともできる。
As a result of the above, the image on the image plane 69 is maintained in an apparently stationary state. Note that by providing the optical correction mechanism itself with a radical integral action, the analog integrating circuit 65a,
65b can also be omitted.

第5図は上記のような目的に適した角速度計である振動
ジャイロの一例の構造を示している。
FIG. 5 shows the structure of an example of a vibrating gyroscope which is an angular velocity meter suitable for the above purpose.

この振動ジャイロは、第5図(a)に示す如く、振動機
構旦と、この振動機構Uをレンズ鏡筒等の一部である固
定の基台52に対してこの例では梁部材52a、52b
を介して支持している支持機構と、振動機構511.1
:電気的に接続された制御回路53により構成される。
As shown in FIG. 5(a), this vibrating gyroscope includes a vibrating mechanism U and a fixed base 52, which is a part of a lens barrel, etc., and beam members 52a and 52b in this example.
The support mechanism supported via the vibration mechanism 511.1
: Consisting of an electrically connected control circuit 53.

この図示例の振動機構51は、検出対象の振動の軸51
0に対して垂直な配置されていて、中央部で上記支持機
構により直接支持された矩形板状の振動駆動部54と、
この振動駆動部54のたわみ変形可能な自由端である両
端から、上記軸510方向に沿って延出されていると共
に、該軸shoと振動駆動部の振動面に直交する方向の
剛性が弱くなるように設けられ、かつバイモルフを構成
する第3の圧電変換素子からなる短冊状の一対の振動片
55a、55bにより形成されている。上記振動駆動部
54は、その矩形板状の本体基体541(例えば金属板
で形成されている本体平板)の片側表面に振動駆動用の
第1の圧電変換素子57が固着され、またこの本体基体
541の反対側の裏面に駆動振動検知用の第2の圧電変
換素子58が固着されていて、制御回路且から第1の圧
電変換素子57に人力される加振信号により、振動駆動
部54およびそれと一体に形成された振動片55a、5
5bを矢印59の方向に互いに逆向きに振動させるよう
になっている。なお第2の圧電変換素子58は上記のよ
うに駆動振動検知用のものであって、この振動駆動部に
発生した振動を検知して制御回路料へ出力する。
The vibration mechanism 51 in this illustrated example has an axis 51 of vibration to be detected.
a rectangular plate-shaped vibration drive unit 54 arranged perpendicular to 0 and directly supported by the support mechanism at the center;
It extends along the direction of the axis 510 from both flexible and deformable free ends of the vibration drive unit 54, and the rigidity in the direction perpendicular to the axis sho and the vibration plane of the vibration drive unit is weakened. It is formed by a pair of rectangular vibrating pieces 55a and 55b which are provided as shown in FIG. The vibration driving unit 54 has a first piezoelectric transducer 57 for vibration driving fixed to one surface of a main body base 541 (for example, a flat main body formed of a metal plate) in the shape of a rectangular plate, and A second piezoelectric transducer 58 for detecting drive vibration is fixed to the back surface opposite to the vibration drive unit 541, and the vibration drive unit 54 and Vibrating pieces 55a, 5 integrally formed therewith
5b are vibrated in opposite directions to each other in the direction of arrow 59. The second piezoelectric transducer 58 is for detecting drive vibration as described above, and detects the vibration generated in the vibration drive section and outputs it to the control circuit component.

振動片55a、55bは、上記振動駆動部54の振動に
より与えられる図の符合59で示す方向の交番速度を持
つ。この状態でいま振動機構料の軸510回りに人力角
速度Ωが加わったとすると、振動片55a、55b 、
交番速度1人力角速度Ωの積で求まるコリオリの力Fc
が矢印511a、 511bの方向に加わる。矢印51
1a、511bの方向が互いに逆向きになるのは一対の
振動片55a、55bは互いに逆向ぎに振動しているか
らである。
The vibrating pieces 55a and 55b have an alternating speed in the direction indicated by reference numeral 59 in the figure given by the vibration of the vibration driving section 54. In this state, if a human force angular velocity Ω is applied around the axis 510 of the vibrating mechanism material, the vibrating pieces 55a, 55b,
Coriolis force Fc determined by the product of alternating speed 1 human force angular velocity Ω
is applied in the direction of arrows 511a and 511b. arrow 51
The directions of 1a and 511b are opposite to each other because the pair of vibrating pieces 55a and 55b vibrate in opposite directions.

ここで上記交番速度を、制御回路Uにより常に一定振幅
を保つようにしておけば、振動片55a 55bの質量
は変化しないため、コリオリの力Fcを人力角速度Ωに
比例して変化するものとして得ることができる。
Here, if the alternating speed is always maintained at a constant amplitude by the control circuit U, the masses of the vibrating pieces 55a and 55b do not change, so the Coriolis force Fc can be obtained as one that changes in proportion to the human angular velocity Ω. be able to.

さて以上の動きによって、振動片55a、55bは上記
コリオリの力Fcにより歪ませられので、この振動片5
5a、55bの歪み方向を検知するように該振動片55
a、55bを構成している上記第3の圧電変換素子で歪
みを検知し、この出力を制御回路53で処理することで
人力角速度Ωの大きさを求めることができる。
Now, due to the above movement, the vibrating pieces 55a and 55b are distorted by the Coriolis force Fc, so this vibrating piece 5
The vibrating piece 55 is configured to detect the strain direction of the vibrating pieces 5a and 55b.
The magnitude of the human force angular velocity Ω can be determined by detecting distortion with the third piezoelectric transducer a and 55b, and processing this output with the control circuit 53.

上記の第2の圧電変換素子58、および第3の圧電変換
素子の端子出力は、各々抵抗512,513で接地した
後に非反転増幅器514,515に入力されて増幅検出
電圧を発生し、移相回路516は非反転増幅器514か
らの増幅検出電圧に応答して、その位相を90°だけ8
相した移相電圧を発生するようになっている。
The terminal outputs of the second piezoelectric transducer 58 and the third piezoelectric transducer are grounded through resistors 512 and 513, respectively, and then input to non-inverting amplifiers 514 and 515 to generate an amplified detection voltage and phase-shifted. Circuit 516 responds to the amplified sense voltage from non-inverting amplifier 514 by changing its phase by 90 degrees.
It is designed to generate phase-shifted voltages that are in phase with each other.

この移相回路516の役割を以下に述べると、振動機構
51は、第1の圧電変換素子57に入力される加振信号
により振動するわけであるが、加振信号に対する振動振
幅の最も効率のよいのは振動機構51の共振周波数で振
動させることである。ところが、共振状態においては、
第1の圧電変換素子57に人力される加振48号に対し
て、実際の振動の位相は90°遅れる。そのため、第2
の圧電変換素子58を介した非反転増幅器514からの
増幅検出電圧は、第1の圧電変換素子57に対して人力
される加振信号に対し位相が90′″遅れている。そこ
で移相回路516により位相を90゛進めて加振信号と
の位相を揃え、この位相を揃えた信号を第1の圧電変換
素子57に入力していわゆる正帰還回路を構成させ、な
おかつ、入力信号電圧より非反転増幅器514の増幅検
出電圧を大きくして、振動機構Uを振動させるのである
The role of this phase shift circuit 516 will be described below. The vibration mechanism 51 vibrates in response to the excitation signal input to the first piezoelectric transducer 57. It is better to vibrate at the resonant frequency of the vibration mechanism 51. However, in a resonant state,
The phase of the actual vibration is delayed by 90° with respect to the vibration No. 48 that is manually applied to the first piezoelectric transducer 57. Therefore, the second
The amplified detection voltage from the non-inverting amplifier 514 via the piezoelectric transducer 58 is delayed in phase by 90'' with respect to the excitation signal manually applied to the first piezoelectric transducer 57. 516, the phase is advanced by 90° to align the phase with the excitation signal, and this phase aligned signal is input to the first piezoelectric transducer 57 to form a so-called positive feedback circuit. The amplification detection voltage of the inverting amplifier 514 is increased to cause the vibration mechanism U to vibrate.

なお制御回路53における整流回路517は、移相回路
516からの移相電圧に応答して移相電圧を整流して整
流電圧を発生する。基準信号回路518は、非反転増幅
器514からの増幅検出信号を一定にすべく第1の圧電
変換素子57への加振信号を制御するための基準電圧を
発生する。差動増幅器519は、上記整流回路517か
らの整流電圧と基準信号回路518からの基準電圧との
差を増幅した差動増幅電圧を発生する。乗算回路520
は、移相回路516からの移相電圧に差動増幅器519
からの差動増幅電圧を乗じ、この乗算結果を前記第1の
圧電変換素子57への加振信号に相当する帰還電圧とす
る。
Note that the rectifier circuit 517 in the control circuit 53 rectifies the phase-shifted voltage in response to the phase-shifted voltage from the phase-shifted circuit 516 to generate a rectified voltage. The reference signal circuit 518 generates a reference voltage for controlling the excitation signal to the first piezoelectric transducer 57 in order to keep the amplified detection signal from the non-inverting amplifier 514 constant. The differential amplifier 519 generates a differential amplified voltage by amplifying the difference between the rectified voltage from the rectifier circuit 517 and the reference voltage from the reference signal circuit 518. Multiplication circuit 520
is a differential amplifier 519 to the phase-shifted voltage from the phase-shifted circuit 516.
The multiplication result is used as a feedback voltage corresponding to the excitation signal to the first piezoelectric conversion element 57.

このようにすることで、振動機構51は一定の振幅で安
定振動することになる。すなわち前述したように、加振
信号電圧より非反転増幅器514の増幅検出電圧を大き
くすると、振動機構51は振動を始めるが、このままで
は、振動は次第に増大し、最終的には電源電圧で制限を
受けるため、歪んだ波形で不安定な振動となってしまう
。ところが、非反転増幅器514からの増幅検出信号を
整流回路517で整流し、基準信号回路518との差を
帰還内に乗すると、振動が大きくなって整流電圧が増大
し、基準電圧に近づくと乗算回路520の乗算結果は小
さくなっていき、加振信号電圧と非反転増幅器514の
増幅電圧の比が小さくなっていく。つまり、正帰還回路
の増幅率が振動振幅と基準信号により制御され、振動機
構51は一定幅で安定振動を行なうことになるのである
By doing so, the vibration mechanism 51 stably vibrates with a constant amplitude. That is, as described above, when the amplification detection voltage of the non-inverting amplifier 514 is made larger than the excitation signal voltage, the vibration mechanism 51 starts to vibrate, but if this continues, the vibration will gradually increase and will eventually be limited by the power supply voltage. This results in unstable vibrations with distorted waveforms. However, when the amplified detection signal from the non-inverting amplifier 514 is rectified by the rectifier circuit 517 and the difference from the reference signal circuit 518 is multiplied by the feedback, the vibration increases and the rectified voltage increases, and when it approaches the reference voltage, the multiplication occurs. The multiplication result of the circuit 520 becomes smaller, and the ratio of the excitation signal voltage to the amplified voltage of the non-inverting amplifier 514 becomes smaller. In other words, the amplification factor of the positive feedback circuit is controlled by the vibration amplitude and the reference signal, and the vibration mechanism 51 performs stable vibration with a constant width.

一方、非反転増幅器515の出力についてみると、これ
は振動周波数成分のみを通過させる帯域通過回路521
を介することで、まず、検出目的とする振動周波数に比
べて極めて低い周波数帯域にある外乱信号(例えば、重
力加速度により振動片55a、55bが歪み、その歪み
を第3の圧電変換素子か検知して生ずる加速度信号)か
除去される。そして同期検波回路522は、上記移相回
路516からの移相電圧に応答して、この移相電圧との
関連により上記帯域通過回路521からの帯域増幅検出
電圧を同期検波し、この同期検波結果を同期検波電圧と
して発生する。
On the other hand, regarding the output of the non-inverting amplifier 515, this is a bandpass circuit 521 that passes only the vibration frequency component.
First, a disturbance signal in an extremely low frequency band compared to the vibration frequency to be detected (for example, the vibrating pieces 55a and 55b are distorted due to gravitational acceleration, and that distortion is detected by the third piezoelectric transducer). The acceleration signal generated by the acceleration signal) is removed. In response to the phase shift voltage from the phase shift circuit 516, the synchronous detection circuit 522 synchronously detects the band amplified detection voltage from the band pass circuit 521 in relation to this phase shift voltage, and the synchronous detection result is is generated as a synchronous detection voltage.

第5図(b)は以上のような同期検波の様子を説明する
図であり、この図の実線で示される振動機構料の振動5
23に対し、交番速度は1点鎖線524で示されるよう
に、位相が90°進んでいる。そして上記1lql15
1O回りの入力角速度Ωがこの系に作用する結果として
、撮動片である第3の圧電変換素子の出力は、同図の2
点鎖線525に示されるごとく交番速度と同位相となる
。なお破線は振動機構料の振動検知を行なう第2の圧電
変換素f5Bの出力526を示し、この出力526を移
相[回路5ifiて90゛准ませた移相電圧で第3の圧
電変換素f−の出力525を同期検波する6 第5図(c)は、υFによって得られた同期検波電圧を
示しでおり、この斜線で表わされる面積をモ滑回路52
7 で積分することで入力角速度Ωを表わす角速度室、
圧か得られる。
FIG. 5(b) is a diagram illustrating the state of the synchronous detection as described above, and the vibration 5 of the vibrating mechanism material shown by the solid line in this figure
23, the alternating speed has a phase lead of 90° as shown by a dashed line 524. And the above 1lql15
As a result of the input angular velocity Ω around 10 acting on this system, the output of the third piezoelectric transducer, which is the imaging piece, is 2 in the same figure.
As shown by the dotted chain line 525, the phase is the same as the alternating speed. The broken line indicates the output 526 of the second piezoelectric transducer f5B that detects the vibration of the vibrating mechanism material, and this output 526 is phase-shifted [circuit 5ifi is used to convert the third piezoelectric transducer f with a phase shift voltage equal to 90° Figure 5(c) shows the synchronous detection voltage obtained by υF, and the area represented by this diagonal line is the area of the MOSFET circuit 52.
7 An angular velocity chamber that represents the input angular velocity Ω by integrating it,
You can get some pressure.

[発明か解決しようとする課題] ところで、以上、Dような構成により振動片を高周波で
振動させて人力角速度を検出する従来の角速度計におい
ては、U、下に示すような問題点があった1、 これを第511(J)の振動機構51のみを図示した第
4図を用いて説明すると、振動片55a55bか、矢印
5g方向に例で−はI [kl−1z] 、振幅10[
μm]で振動し2て人71角速度Ωを検知していたとし
て、被測定物(つまり基台52に当る機構51が固定さ
れる固定体)から同周波数の外部振動が、梁部材52a
、52bを介して第4図の波線で示すように伝搬された
とすると、振動片の振幅は例えば20%増加して12[
μI[l] に変化し、このとき振動片55a、55b
のもつ交番速度も20%増加することになるから、その
結果、角速度検出出力も20%大きくなる。また反対に
、外部振動の影響で振動片55a、55bの振幅が9 
[μm]になったとすると、同様に角速度検出出力は1
0%減少することになる。
[Problem to be solved by the invention] By the way, in the conventional angular velocity meter that detects the human angular velocity by vibrating the vibrating element at high frequency using the configuration D, there are problems as shown below. 1. To explain this using FIG. 4, which shows only the vibration mechanism 51 of No. 511 (J), the vibrating piece 55a55b, in the direction of the arrow 5g, - is I [kl-1z] and the amplitude is 10 [
μm] and detecting the angular velocity Ω of the person 71, external vibrations of the same frequency from the object to be measured (that is, the fixed body to which the mechanism 51 corresponding to the base 52 is fixed) are transmitted to the beam member 52a.
, 52b as shown by the dotted line in FIG.
μI[l], and at this time, the vibrating pieces 55a, 55b
Since the alternating velocity of the motor will also increase by 20%, as a result, the angular velocity detection output will also increase by 20%. On the other hand, due to the influence of external vibration, the amplitude of the vibrating pieces 55a and 55b is 9.
[μm], similarly, the angular velocity detection output is 1
This will result in a 0% decrease.

このような現象は、外部振動が振動片の振動周波数と厳
密に一致した場合に限定されず、その近傍の周波数であ
る場合にも生じ得るし、しかもこの帯域の周波数は外界
において極めて多く存在しているものであるから、結局
第5図で説明した構成の角速度計では、外部からの伝搬
振動の影響を受けて出力変化か頻繁に起こり、角速度検
出の精度を著しく劣化させてしまうという問題があるこ
とになる。
Such a phenomenon is not limited to cases where the external vibration exactly matches the vibration frequency of the vibrating element, but can also occur when the frequency is in the vicinity, and moreover, there are extremely many frequencies in this band in the outside world. As a result, the angular velocity meter with the configuration explained in Figure 5 has the problem of frequent output changes due to the influence of external propagation vibrations, which significantly degrades the accuracy of angular velocity detection. It turns out that there is.

本発明はこのような従来の問題点を解消し、外乱振動を
減衰する緩衝手段を用いることで、外部からの影響によ
る検出精度の低下を改善した角速度計を提供することを
目的としてなされたものである。
The present invention has been made for the purpose of solving such conventional problems and providing an angular velocity meter that improves the deterioration of detection accuracy due to external influences by using a buffering means that damps disturbance vibrations. It is.

[課題を解決するための手段コ 上記目的を達成するためになされた本発明よりなる角速
度計の特徴は、たわみ変形可能な振動体を支持体を介し
て基台で支持し、この振動体のたわみ変形する端部に、
該振動体の振動面に対して直角に角速度検知用の振動体
を配置してなる角速度計において、上記支持体には、こ
れを伝搬する振動を減衰するための減衰手段を装着した
という構成をなすところにある。
[Means for Solving the Problems] A feature of the angular velocity meter according to the present invention, which has been made to achieve the above object, is that a flexibly deformable vibrating body is supported on a base via a support, and the vibrating body is At the end that bends and deforms,
In an angular velocity meter in which a vibrating body for detecting angular velocity is arranged perpendicularly to a vibration surface of the vibrating body, the support body is equipped with a damping means for damping vibrations propagating through the support body. It's everywhere.

上記構成において、伝搬振動を減衰させる手段として具
体的には、例えは支持部材にゴム等の振動吸収性の軟質
な弾性部材や磁性流体等をを巻装するなとの方法で装着
させたり、該支持部材に延設方向に形成した貫通孔やス
リットにオイル等の緩衝作用のある液体等を充填する方
法を例示することかできる。
In the above configuration, the means for attenuating propagated vibrations may include, for example, attaching a vibration-absorbing soft elastic member such as rubber or a magnetic fluid to the support member by wrapping it around the supporting member. For example, a method may be used in which a through hole or slit formed in the extending direction of the support member is filled with a liquid having a buffering effect such as oil.

[作 用] 本発明によれは、振動機構に対しこれを支持する支持体
を介して外部から影響する振動等が減衰されて、該振動
機構の振動状態に、検知対象とする入力角速度以外の成
分が混入する影響が可及的に低減される。
[Function] According to the present invention, vibrations, etc. that affect the vibration mechanism from the outside via the support body that supports it are attenuated, and the vibration state of the vibration mechanism is affected by input angular velocities other than the input angular velocity to be detected. The influence of component contamination is reduced as much as possible.

[実施例コ 第1図は本発明の実施例1を説明するためのものであり
、制御回路については前述第5図で説明した場合と同様
のものでよいため図示を省略し、振動機構11の部分の
みを図示している。
[Embodiment 1] FIG. 1 is for explaining Embodiment 1 of the present invention, and since the control circuit may be the same as that described in FIG. 5 above, illustration is omitted, and the vibration mechanism 11 Only the part shown is shown.

なおこの図面において前述第5図と共通する部材につい
ては、第5図の部材符合から40(又は400)を引い
て付し、その詳細な説明は省略した。
In this drawing, members common to those in FIG. 5 described above are designated by subtracting 40 (or 400) from the member numbers in FIG. 5, and detailed explanation thereof is omitted.

この第1図において示された例は、検出対象の振動の軸
110に対して垂直に配置され、かつたわみ可能な例え
ば金属片にて矩形平板状の所定形状に形成された部材を
本体基体141とし、この本体基体141の長尺方向中
央部分の両幅縁から平板側方に延出された梁部材12a
、12bにより基台12に支持されている振動駆動部1
4と、この振動駆動部14の長尺方向両端部の片側面(
図の上側面)から、上記軸110方向に沿って延出され
ていると共に、該本体基板141の長尺方向と軸110
に直交する方向の剛性が弱くなるように配置され、かつ
バイモルフで構成された第3の圧電変換素子をなしてい
る短冊状の一対の振動片15a、15bとを備えていて
、上記平板状部材である振動駆動部14の本体基板+4
1の片側表面には、振動駆動用の第1の圧電変換素子1
7が固着され、また本体基板141の反対側裏面には、
駆動振動検知用の第2の圧電変換素子18が固着されて
いる。そして図示しない制御回路から第1の圧電変換素
子17に加振信号が入力されることで、振動駆動部14
およびこれと一体の振動片15a、15bが矢印19の
方向に互いに逆向きに振動する振動機構11を構成して
いる。
In the example shown in FIG. 1, a main body base 141 is arranged perpendicularly to the axis 110 of vibration to be detected, and is made of a flexible metal piece formed into a predetermined rectangular plate shape. A beam member 12a extends from both width edges of the central portion of the main body base 141 in the longitudinal direction to the sides of the flat plate.
, 12b, the vibration drive unit 1 is supported on the base 12 by
4, and one side surface (
(upper side of the figure) along the axis 110 direction, and extends in the longitudinal direction of the main body substrate 141 and the axis 110 direction.
A pair of rectangular vibrating pieces 15a and 15b are arranged such that the rigidity in the direction perpendicular to the plate member is weakened, and the vibrating pieces 15a and 15b are arranged as a third piezoelectric transducer composed of a bimorph. The main body board of the vibration drive unit 14 +4
1 has a first piezoelectric transducer 1 for vibration driving on one side surface of the
7 is fixed, and on the opposite back surface of the main body board 141,
A second piezoelectric transducer 18 for detecting drive vibration is fixed. Then, by inputting an excitation signal to the first piezoelectric transducer 17 from a control circuit (not shown), the vibration drive unit 14
The vibrating pieces 15a and 15b integrated therewith constitute a vibrating mechanism 11 that vibrates in opposite directions in the direction of an arrow 19.

振動機構11の振動駆動部14がレンズ鏡筒等の固定体
である基台12に対して支持機構の梁部材12a、12
bで支持されているという構成自体については、前述第
5図で説明した例のものと同様である。
The vibration drive unit 14 of the vibration mechanism 11 is attached to the beam members 12a, 12 of the support mechanism with respect to the base 12, which is a fixed body such as a lens barrel.
The structure itself of being supported by b is the same as that of the example explained in FIG. 5 above.

そして本例の構成の特徴は、上記支持機構の梁部材12
a、12bの外周に、ブタジェンゴムからなる緩衝材1
21a、 121bを巻装して、接着剤で固定したとい
う構成を採用しているところにある。このような緩衝材
は筒状のゴムを支持機構にかぶせる方式であってもよく
、要するに伝搬振動を減衰させるに適当な態様であれば
特にその構造を限定されるものではない。また緩衝材と
しては上記例示されるブタジェンゴムの他、ネオブレン
スポンジや、支持機構を構成している梁部材を磁化させ
てその表面に磁性粉体、磁性流体等を磁気的に結合させ
た形式のものであってもよい。
The feature of the configuration of this example is that the beam member 12 of the support mechanism
A cushioning material 1 made of butadiene rubber is placed around the outer periphery of a and 12b.
21a and 121b are wound together and fixed with adhesive. Such a cushioning material may be of a type in which a cylindrical rubber is placed over the support mechanism, and the structure thereof is not particularly limited as long as it has a mode suitable for damping propagated vibrations. In addition to the above-mentioned butadiene rubber, cushioning materials can also be used such as neoprene sponge, magnetized beam members that make up the support mechanism, and magnetic powder, magnetic fluid, etc. It may be something.

第2図は本発明の実施例2を説明するためのものであり
、本例の図示の符合は、実施例1と共通の部材には符号
に10を加えて示している。
FIG. 2 is for explaining Embodiment 2 of the present invention, and the reference numerals in the drawings of this embodiment include the addition of 10 to the reference numerals for the same members as in Embodiment 1.

この例の特徴は、振動駆動機構21の振動駆動部24を
構成する平板形状の本体基板241の中央部分に、板幅
方向の貫通孔を設け、この貫通孔に、該振動駆動部24
支持のための中空のバイブ22a、22bを貫通固着さ
せると共に、該バイブ22a、22bの上記本体基板2
41を貫通して延出した画先端を、被測定物である基台
12に対してクランプ手段221a、221bでネジ止
め固定し、更にこのバイブ22a、22bの内部に、例
えばオイル23を充填封入して、伝搬振動の減衰作用を
与えるようにしているところにある。
The feature of this example is that a through hole in the plate width direction is provided in the central part of the flat plate-shaped main body board 241 that constitutes the vibration drive unit 24 of the vibration drive mechanism 21, and the vibration drive unit 24 is provided in the through hole in the plate width direction.
The hollow vibes 22a, 22b for support are fixed through the main body substrate 2 of the vibes 22a, 22b.
The image tip extending through the vibrator 41 is screwed and fixed to the base 12, which is the object to be measured, using clamp means 221a and 221b, and the inside of the vibrator 22a and 22b is filled with, for example, oil 23. This is to provide a damping effect to the propagating vibrations.

このような構成によれば、ゴム、スポンジ等を使用した
実施例1の構成とは異なってオイル等の流れ易い液体も
使用できるという利点がある。
This configuration has the advantage that easily flowing liquids such as oil can be used, unlike the configuration of the first embodiment in which rubber, sponge, etc. are used.

第3図は本発明の実施例3を説明するためのものであり
、実施例1と共通の部材には符号に20を加えて示して
いる。
FIG. 3 is for explaining Embodiment 3 of the present invention, and members common to Embodiment 1 are shown with 20 added to the reference numerals.

この例の特徴は、振動駆動部34の本体基板341 と
一体の部材(例えば金属製板)で、支持機構其の梁部材
31a、31bを形成させると共に、その梁部材31a
、31bの延長軸方向(梁の長尺方向)に沿ってスリッ
ト321a、321bを板厚方向に貫通穿設し、このス
リット321a、321bに緩衝材を充填したという構
成をなしているところにある。
The feature of this example is that the beam members 31a and 31b of the support mechanism are formed by a member (for example, a metal plate) that is integrated with the main body substrate 341 of the vibration drive unit 34, and that the beam members 31a
, 31b are formed through the slits 321a and 321b in the plate thickness direction along the extension axis direction (longitudinal direction of the beam), and the slits 321a and 321b are filled with a cushioning material. .

この例における緩衝材としては、表面張力でスリット内
に充填固定される状態が維持される場合にはオイル等を
用いることもできる点で実施例2と同様の利点がある他
、本例では更に上記実施例2に比べてMi街剤を装着さ
せるための凹部を有する梁部材の形状が簡単で、しかも
平板で梁部材を構成しているので、振動駆動部の本体基
板341 とこの梁部材34a、34bを一体の金属片
から打出し成形することもできるという利点がある。
This example has the same advantage as in Example 2 in that oil or the like can be used as the cushioning material if the state of filling and fixing it in the slit is maintained due to surface tension. Compared to the second embodiment, the shape of the beam member having the concave portion for attaching the Mi street agent is simpler, and the beam member is composed of a flat plate, so that the main substrate 341 of the vibration drive unit and this beam member 34a are , 34b can also be stamped from a single piece of metal.

なお本発明は以上の例に限定されるものではなく、振動
機構を支持する支持体が上記例示した振動駆動部の本体
基板の平板面と同一面内に位置する梁部材の他、振動駆
動部に対して垂直な取付は姿勢をなすものであっても同
様の効果を奏するものである。
Note that the present invention is not limited to the above examples, and in addition to the beam member in which the support body that supports the vibration mechanism is located in the same plane as the flat plate surface of the main body substrate of the vibration drive unit illustrated above, the vibration drive unit The same effect can be obtained even if the mounting is perpendicular to the mounting position.

[発明の効果コ 以上説明したように、上記構成をなす本発明の角速度計
によれは、振動機構に対し支持体を介して伝搬すること
で影響することのある外乱振動が、この支持体に装着し
た減衰手段により減衰されるため、そのような外乱の影
響を大幅に低減させるか、実質的に零とできることにな
り、角速度計の検出精度を向上させることができるとい
う効果か得られ、その実用上の利益は極めて犬なるもの
がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the angular velocity meter of the present invention having the above structure allows disturbance vibrations that may affect the vibration mechanism by propagating through the support to the support. Since it is attenuated by the attached attenuation means, the influence of such disturbances can be significantly reduced or virtually eliminated, which has the effect of improving the detection accuracy of the gyrometer. The practical benefits are extremely significant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図〜第3図はそれぞれ本発明の実施例1〜実施例3
の角速度計の振動機構を示した斜視図、第4図は比較例
の各速度計の振動機構の斜視図、第5図(a) 、 (
b) 、 (c)は従来の各速度計の一例を示すもので
あり、第5図(a)は振動機構と制御回路の全体構成概
要を説明するだめの図、第5図(b)は振動の同期検波
の要旨を説明するための図、第5図(C)は第5図(b
)と関連して同期検波電圧を説明するための図である。 第6図は本発明の角速度計を適用する装置の一例である
像ぶれ防止装置を搭載したカメラの原理的な構成を説明
するための図である。 11.21.31+振動機構  12.22.32+基
台12a 12b 32a、32b梁部材 +21a、
121b  :ゴム14.24,34 :振動駆動部 141.241J41  :振動駆動部の本体基板22
a 22b :バイブ 221a 221b  :クランプ手段321a 32
1b  ニスリット 15a、15b、25a、25b、35a、35b  
:振動片51・振動機構      52:基台52a
 52b :梁部材    53.制御回路54二振動
駆動部     55a、55b  :振動片58a、
56b :第3の圧電変換素子57:第1の圧電変換素
子 58:第2の圧電変換素子 他4名
1 to 3 are examples 1 to 3 of the present invention, respectively.
Fig. 4 is a perspective view showing the vibration mechanism of each angular velocity meter of the comparative example, Fig. 5(a), (
b) and (c) show examples of conventional speedometers, Fig. 5(a) is a diagram for explaining the general configuration of the vibration mechanism and control circuit, and Fig. 5(b) is a diagram showing an overview of the overall configuration of the vibration mechanism and control circuit. Figure 5(C) is a diagram for explaining the gist of synchronous vibration detection.
) is a diagram for explaining a synchronous detection voltage in relation to. FIG. 6 is a diagram for explaining the basic configuration of a camera equipped with an image blur prevention device, which is an example of a device to which the angular velocity meter of the present invention is applied. 11.21.31 + Vibration mechanism 12.22.32 + Base 12a 12b 32a, 32b beam member +21a,
121b: Rubber 14.24, 34: Vibration drive unit 141.241J41: Vibration drive unit main board 22
a 22b: Vibrator 221a 221b: Clamping means 321a 32
1b Nislit 15a, 15b, 25a, 25b, 35a, 35b
: Vibration piece 51/vibration mechanism 52: Base 52a
52b: Beam member 53. Control circuit 54 Two vibration drive parts 55a, 55b: Vibration piece 58a,
56b: Third piezoelectric conversion element 57: First piezoelectric conversion element 58: Second piezoelectric conversion element and 4 others

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 たわみ変形可能な振動体を支持体を介して基台で支
持し、この振動体のたわみ変形する端部に、該振動体の
振動面に対して平行に角速度検知用の振動片を配置して
なる角速度計において、上記支持体には、これを伝搬す
る振動を減衰するための減衰手段を装着したことを特徴
とする角速度計。 2 上記減衰手段が、支持体に巻装した弾性体であるこ
とを特徴とする請求項1に記載した角速度計。 3 上記減衰手段が、支持体に設けた孔又はスリットに
充填した液体緩衝材であることを特徴とする請求項1に
記載した角速度計。
[Scope of Claims] 1. A vibrating body that can be deflected and deformed is supported by a base via a support, and an angular velocity sensing device is installed at the end of the vibrating body that is deflected and parallel to the vibration surface of the vibrating body. An angular velocity meter having a vibrating element arranged therein, wherein the support body is equipped with a damping means for damping vibrations propagating through the support body. 2. The angular velocity meter according to claim 1, wherein the damping means is an elastic body wrapped around a support. 3. The angular velocity meter according to claim 1, wherein the damping means is a liquid buffer filled in a hole or slit provided in the support.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6194817B1 (en) 1996-04-02 2001-02-27 Fujitsu Limited Tuning-fork vibratory gyro
JP2008039469A (en) * 2006-08-02 2008-02-21 Epson Toyocom Corp Piezoelectric oscillation gyro module and piezoelectric oscillation gyro sensor

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