JPH08261764A

JPH08261764A - 角速度検出器

Info

Publication number: JPH08261764A
Application number: JP7087349A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Kakinuma; 博美柿沼; Tatsuya Kuroda; 達也黒田
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-11

Abstract

(57)【要約】【目的】温度変化に基づく圧電素子の容量変化に伴っ
て検出側のバランスが崩れても、良好に角速度検出を行
う。【構成】発振回路１１０によって励振されている振動
子１０に角速度が作用すると振動方向が上下方向からず
れ、圧電素子１６，１８に逆位相のコリオリ信号が生ず
る。圧電素子１６，１８から出力された信号は、Ｉ−Ｖ
変換回路１２０で電流信号から電圧信号に変換された
後、差動増幅回路１４０による差動増幅，同期検波回路
１５０による同期検波が行われる。圧電体は温度変化に
伴って静電容量が変化するが、電流は静電容量には影響
されないので、Ｉ−Ｖ変換回路１２０によって圧電素子
１６，１８から電流信号が取り出される。このため、温
度変化の影響を受け難い角速度検出が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ナビゲーションシス
テムなどに用いられる角速度検出器にかかり、更に具体
的には、圧電振動子を用いた角速度検出器の改良に関す
る。

【０００２】

【背景技術】圧電振動子を用いた角速度検出器として
は、図５に示すものがある。この例は、特開平２−２６
６２１４号に開示されたもののうち、正四角柱の振動子
のものである。同図において、長手方向が紙面垂直とな
っている四角柱の振動子１０の各側面には、圧電素子１
２，１４，１６，１８が接着などの手法でそれぞれ設け
られている。圧電素子１２〜１８は、いずれも、圧電体
の表裏に電極を形成した構成となっている。圧電素子１
２，１４は駆動検出用に用いられ、圧電素子１６，１８
は帰還用に用いられる構成となっている。

【０００３】圧電素子１２，１４は、固定抵抗２０，２
２を介して発振回路２４の出力側に接続されている。圧
電素子１６，１８は、調整用の可変抵抗２６を介して発
振回路２４の入力側に接続されている。また、圧電素子
１２，１４は、他方において検出用端子２８，３０にそ
れぞれ接続されており、これら検出用端子２８，３０は
差動回路３２に接続されている。

【０００４】発振回路２４によって圧電素子１２〜１８
に駆動電圧が印加されると、振動子１０が励振され、図
の上下方向に屈曲振動する。回転力が外部から作用して
いない状態では、圧電素子１２，１４のインピーダンス
は同じである。このため、検出用端子２８，３０間の電
位差はゼロである。この状態で紙面垂直方向を軸として
振動子１０が回転すると、コリオリ力が作用して振動方
向が上下方向からずれるようになる。すると、圧電素子
１２，１４間のインピーダンスが相違するようになり、
検出用端子２８，３０間に電位差が現われるようにな
る。これが差動回路３２で検出され、この検出差動出力
から回転角速度を知ることができる。

【０００５】図６には、特開平２−２２３８１７号公報
に開示されたものが示されている。この例は、振動子５
０が三角柱となっており、圧電素子５２，５４，５６が
各側面に設けられている。圧電素子５２は励振用となっ
ており、固定抵抗５８を介して発振回路２４の出力側に
接続されている。圧電素子５４，５６は帰還検出用とな
っており、調整用の可変抵抗６０を介して発振回路２４
の入力側に接続されている。また、差動回路３２の入力
側にもそれぞれ接続されている。

【０００６】この例は、前記図５の例において圧電素子
１２，１４が共通となったものと考えることができる。
なお、図５では励振側が差動回路３２に接続されて角速
度が検出されているが、この例では帰還側が差動回路３
２に接続されて角速度が検出されている。同公報には、
発振回路２４及び差動回路３２の詳細な回路構成例が示
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、圧電体とし
て通常用いられる強誘導体は、温度変化によって静電容
量が大きく変化するという特性がある。このため、周囲
温度の変化などが生ずると、各圧電素子に生ずる電位も
大きく変化することとなる。このような検出用圧電素子
の電位変化のため、振動子の振幅の変化，ひいてはコリ
オリ信号の変化が生ずることとなる。更に、このような
温度変化に伴う圧電素子の電位変化が検出用の圧電素子
間で異なるため、この差がコリオリ信号に重畳してしま
い、正確に角速度を検出できない。このような理由か
ら、角速度の検出出力にオフセットや温度ドリフトが生
ずることとなる。

【０００８】この発明は、以上の点に着目したもので、
温度変化に基づく圧電素子の容量変化に伴って検出側の
バランスが崩れても、良好に角速度検出を行うことがで
きる角速度検出器を提供することを、その目的とするも
のである。

【０００９】

【課題を解決するための手段と作用】前記目的を達成す
るため、この発明では、検出信号を電流信号として取り
出すとともに、これを電圧信号に変換して、コリオリ信
号の差動検出が行われる。温度変化に伴う圧電体の容量
変化があっても、電流信号として取り出すことでその影
響が除去される。

【００１０】他の発明によれば、励振側と帰還側のそれ
ぞれにおいて差動検出と同期検波の系統が設けられると
ともに、同期検波のタイミングが励振側と帰還側で工夫
される。その結果、同期検波後に一定の信号演算を行う
ことで、コリオリ信号に重畳している励振信号やその複
素成分が消去される。これにより、温度変化によるバラ
ンスの崩れがあっても、その影響が低減される。更に他
の発明によれば、タイミングを調整することで、差動検
出と同期検波が励振側と帰還側で１系統で行っている。
この発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、次の詳細
な説明及び添付図面から明瞭になろう。

【００１１】

【好ましい実施例の説明】この発明には数多くの実施例
が有り得るが、ここでは適切な数の実施例を示し、詳細
に説明する。

【００１２】＜実施例１＞最初に、図１を参照しながら
実施例１について説明する。同図において、四角柱状の
振動子１０の４つの側面には、前記背景技術と同様に、
圧電振動子１２，１４，１６，１８がそれぞれ設けられ
ている。圧電素子１２，１４は、可変抵抗１００を介し
て発振回路１１０の出力側に接続されており、圧電素子
１６，１８はＩ−Ｖ（電流−電圧）変換回路１２０に接
続されている。Ｉ−Ｖ変換回路１２０の出力側は、出力
合成回路１３０を介して、一方では発振回路１１０の入
力側に接続されており、他方では差動増幅回路１４０に
接続されている。差動増幅回路１４０の出力側は、同期
検波回路１５０に接続されている。なお、発振回路１１
０の発振信号が同期検波回路１５０に供給されるように
なっている。

【００１３】以上の各部のうち、まず発振回路１１０か
ら説明すると、出力合成回路１２０によって合成された
圧電素子１６，１８の出力は、コンデンサ１３２及び抵
抗１１２による位相調整の後オペアンプ１１４の反転側
に入力されており、これによって入力信号の増幅発振が
行われるようになっている。発振出力は、ＬＰＦ１１６
によって高調波成分が除去され、その後可変抵抗１００
を介して圧電素子１２，１４に供給される。

【００１４】なお、位相調整は、振動子１０を直列共振
周波数近傍で発振させるために行われるものである。オ
ペアンプ１１４では入力が反転増幅されるため、入出力
間で位相が１８０゜異なることとなる。また、次段のＬ
ＰＦ１１６では、入力の位相が９０゜遅れて出力され
る。他方、励振信号は、抵抗１００，圧電素子１２，１
４，及び振動子１０において位相が１８０゜遅れる。こ
れら全体として発振ループが構成されているので、発振
動作が良好に行われるように、コンデンサ１３２及び抵
抗１１２による位相調整が行われる。

【００１５】Ｉ−Ｖ変換回路１２０は、圧電素子１６，
１８から出力される電流信号を電圧信号に変換するため
のものである。電流信号はオペアンプ１２２，１２４の
反転側に入力されている。オペアンプ入力端子間は、よ
く知られているようにイマジナリショート，つまり電圧
がゼロとなっているので、電流信号のみが良好に得られ
る。すなわち、圧電素子１６，１８から出力された電流
信号は、帰還抵抗１２２Ｒ，１２４Ｒの抵抗値だけ積算
された電圧として、オペアンプ１２２，１２４からそれ
ぞれ出力される。なお、コンデンサ１２２Ｃ，１２４Ｃ
は発振防止用である。

【００１６】出力合成回路１３０は、変換後の電圧信号
を２つのコンデンサ１３２で合成して発振回路１１０に
供給するための回路である。発振回路１１０による励振
信号は、圧電素子１６，１８の出力において同相となっ
ている。これに対し、コリオリ力に基づく信号，すなわ
ちコリオリ信号は、圧電素子１６，１８間で逆相となっ
ている。従って、圧電素子１６，１８の出力を加算すれ
ばコリオリ信号成分がキャンセルされて励振信号が得ら
れ、減算すれば励振信号成分がキャンセルされてコリオ
リ信号が得られる。この動作が出力合成回路１３０で行
われる。

【００１７】差動増幅回路１４０は、Ｉ−Ｖ変換回路１
２０から出力された変換後の電圧信号をオペアンプ１４
２で差動増幅してコリオリ信号成分を検出する構成とな
っている。なお、オペアンプ１４２の入力間には、励振
信号のアンバランス成分及びオペアンプ１４２のオフセ
ット成分を調整するための可変抵抗１４４が設けられて
いる。

【００１８】同期検波回路１５０は、発振回路１１０の
オペアンプ１１４の出力をダイオード１５２を介してＦ
ＥＴ１５４のゲートに印加することで、差動増幅回路１
４０の出力を同期検波する構成となっている。１５６
は、入力に含まれる直流成分をカットするためのフィル
タ回路である。

【００１９】次に、以上のように構成された実施例１の
動作を説明する。まず、角速度が作用していない状態か
ら説明する。発振回路１１０から高調波成分が除去され
て出力された励振信号は、可変抵抗１００を介して圧電
素子１２，１４に印加される。これにより、前記背景技
術と同様に振動子１０が図の上下方向に屈曲振動する。
この振動によって圧電素子１６，１８に生じた電流信号
は、Ｉ−Ｖ変換回路１２０で電圧信号に変換された後、
出力合成回路１３０から発振回路１１０に帰還される。
以上の動作を繰り返すことで、振動子１０が一定周波数
で振動することとなる。

【００２０】このとき、振動子１０の形状の対称性や、
圧電素子１２〜１８の特性のアンバランスがあると、角
速度が作用していないにもかかわらず、圧電素子１６，
１８間の出力に差が生じ、差動増幅回路１４０からヌル
電圧が出力されることがある。このような場合には、可
変抵抗１００又は１４４を調整することで、かかるヌル
電圧の発生を防止することができる。

【００２１】次に、振動子１０に角速度が作用した場合
の動作を説明する。この場合、振動子１０の振動方向が
図の上下方向からずれるようになり、圧電素子１６，１
８に逆位相のコリオリ信号が生ずる。このため、圧電素
子１６，１８からは、同位相の励振信号と逆位相のコリ
オリ信号が、重畳されて出力されることとなる。これら
の信号は、Ｉ−Ｖ変換回路１２０に供給され、ここで電
流信号から電圧信号に変換される。変換後の電圧信号は
出力合成回路１３０に供給され、更には差動増幅回路１
４０に供給される。

【００２２】出力合成回路１３０では、両電圧信号が加
算合成されて、同相である励振信号成分が取り出され、
発振回路１１０に帰還される。他方、差動増幅回路１４
０では、両電圧信号が減算されて、逆位相であるコリオ
リ信号成分が取り出され、同期検波回路１５０に供給さ
れる。同期検波回路１５０では、発振回路１１０の励振
信号の周期で入力コリオリ信号の同期検波が行われ、そ
の駆動周波数成分が取り出される。これが、角速度の検
出信号となる。

【００２３】ところで、上述したように、圧電素子１２
〜１８の圧電体は、一般的に強誘導体が使用されてい
る。このため、環境の変化や長時間の駆動などに伴う温
度変化があると、その静電容量が変化してしまう。他
方、圧電体が振動体１０の振動による外圧を受けて内部
に電荷が生ずると電圧も発生するが、この電圧は静電容
量の変化によって変動してしまう。すなわち、温度変化
があると、圧電体の静電容量が変化し、これによって発
生電圧も変化することとなる。

【００２４】しかし、振動体１０の振動によって生じた
電荷の時間微分である電流は、圧電体の静電容量には影
響されない。従って、温度変化にも影響されない。この
ように、圧電素子１６，１８の電圧出力は温度変化の影
響を受けるが、電流出力は温度変化の影響を受けない。
従って、圧電素子１６，１８から、電流として信号を取
り出すようにすれば、温度変化の影響を受け難い角速度
検出が可能となる。

【００２５】そこで、本実施例では、Ｉ−Ｖ変換回路１
２０のオペアンプ１２２，１２４のイマジナリショート
を利用して圧電素子１６，１８の出力がゼロ電位に保た
れている。これにより、圧電素子１６，１８から電流信
号が良好に取り出され、電圧信号に変換されて出力され
る。そして、これら電圧信号に基づいて差動検出，同期
検波が行われ、角速度を示すコリオリ信号が検出され
る。従って、温度変化の影響を受けることなく、ドリフ
トのない良好な角速度検出が可能となる。

【００２６】更に本実施例によれば、前記背景技術のよ
うに電圧でコリオリ信号を検出するよりも電流で検出し
たほうが高調波成分が少ない。これは、本実施例では、
コリオリ信号を電流信号として検出しているために、振
動子１０が一種のフィルタとして作用することによる。
振動子１０は、キャパシタ，インダクタ，抵抗の直列回
路で表現され、これが直列共振の状態となっている。こ
のため、電圧として信号を取り出すと高調波成分がその
まま出力されるようになるが、電流として信号を取り出
すと直列共振のために高調波成分の電流が小さくなり、
出力信号に含まれる高調波成分が低減されるようにな
る。従って、同期検波回路１５０において正確に同期を
とって検波を行うことができ、これによっても温度変化
の影響を低減できる。

【００２７】＜実施例２＞次に、図２を参照しながら実
施例２について説明する。同図において、圧電素子１
２，１４は、固定抵抗２００，２０２を介して遅延回路
２０４の出力側に接続されており、圧電素子１６，１８
は、固定抵抗２０６，２０８を介して反転増幅回路２１
０の入力側に接続されている。反転増幅回路２１０の出
力側は遅延回路２０４の入力側に接続されている。

【００２８】圧電素子１２，１４は差動増幅回路２１２
の入力側にも接続されており、圧電素子１６，１８は差
動増幅回路２１４の入力側にも接続されている。差動増
幅回路２１２，２１４の出力側は、同期検波回路２１
６，２１８の入力側にそれぞれ接続されている。これら
同期検波回路２１６，２１８の出力側は、抵抗を介して
演算回路２２０の入力側に接続されている。また、前記
遅延回路２０４の出力側は、波形整形用アンプ２２２を
介して同期検波回路２１６の同期タイミング入力側に接
続されている。更に、前記反転回路２１０の出力側は、
同期検波回路２１８の同期タイミング入力側に接続され
ている。

【００２９】次に、以上のように構成された実施例２の
動作について、図３も参照しながら説明する。本実施例
では、反転増幅回路２１０及び遅延回路２０４によっ
て、振動子１０が励振される。このときの圧電素子１
２，１４側の励振信号波形は、同図（A）にＶ1Oで示す
ようになり、圧電素子１６，１８側の励振信号波形は、
同図（B）にＶ2Oで示すようになる。この励振信号Ｖ2O
が反転増幅回路２１０で反転増幅され、更に遅延回路２
０４で９０゜遅延されると励振信号Ｖ1Oとなる。

【００３０】これら励振信号Ｖ1O，Ｖ2Oの複素成分は、
同図（A），（B）にＶ1J，Ｖ2Jで示すようになる。圧電
素子１２〜１８に温度変化が生ずると、励振信号Ｖ1O，
Ｖ2Oや複素成分Ｖ1J，Ｖ2Jのバランスが圧電素子１２，
１４間，あるいは１６，１８間で崩れるようになり、差
動増幅回路２１２，２１４で検出されるコリオリ信号に
重畳するようになる。

【００３１】他方、圧電素子１２，１４の出力から得ら
れるコリオリ信号成分は、同図（A）にＶ1Cで示すよう
になる。また、圧電素子１６，１８の出力から得られる
コリオリ信号成分は、同図（B）にＶ2Cで示すようにな
る。

【００３２】同期検波回路２１６，２１８では、差動増
幅回路２１２からの入力信号に対して、同図（C）にＴ
A，ＴBで示すタイミングで、積分による同期検波が行わ
れる。同図（A）のＴAの部分に着目すると、励振信号Ｖ
1Oは、プラス部分とマイナス部分がちょうどキャンセル
する。このため、同期検波後の信号はＶA1＝Ｖ1C＋Ｖ1J
となる。他方、同図（B）のＴAの部分に着目すると、今
度は複素成分Ｖ2Jがキャンセルされ、同期検波後の信号
はＶA2＝Ｖ2C＋Ｖ2Oとなる。

【００３３】同図（A）のＴBの部分に着目すると、複素
成分Ｖ1J，コリオリ信号成分Ｖ1Cがキャンセルされ、同
期検波後の信号はＶB1＝Ｖ1Oとなる。他方、同図（B）
のＴＢの部分に着目すると、今度は励振信号Ｖ2O，コリ
オリ信号成分Ｖ2Cがキャンセルされ、同期検波後の信号
はＶB2＝Ｖ2Jとなる。これらをまとまると、次の表１に
示すようになる。

【００３４】

【表１】

【００３５】ここで、Ｖ1O＝ＫO・Ｖ2O，Ｖ1J＝ＫJ・Ｖ
2J，つまり励振側と帰還側の励振信号及びその複素成分
が比例関係にあるものとすると、それらの条件を前記表
１の各式に代入して、Ｖ1C＝ＶA1−Ｖ1J ＝ＶA1−ＫJ・Ｖ2J …………………（1）となる。すなわち、タイミングＴAにおける同期検波回
路２１６側の検波出力ＶA1と、タイミングＴBにおける
同期検波回路２１８側の検波出力ＶB2＝Ｖ2Jを（1）式
に代入すれば、コリオリ信号Ｖ1Cを求めることができ
る。この演算が、演算回路２２０で行われる。

【００３６】他方、Ｖ1O＝ＫO・Ｖ2O，Ｖ1J＝ＫJ・Ｖ2J
の関係と前記表１から、Ｖ2C＝ＶA2−Ｖ2O ＝ＶA2−Ｖ10／ＫO …………………（2）となる。すなわち、タイミングＴAにおける同期検波回
路２１８側の検波出力ＶA2と、タイミングＴBにおける
同期検波回路２１６側の検波出力ＶB1＝Ｖ1Oを（2）式
に代入すれば、コリオリ信号Ｖ2Cを求めることができ
る。この演算が、演算回路２２０で行われる。なお、比
例係数ＫJ及びＫOは、実験などによって求めるようにす
る。

【００３７】コリオリ信号は、Ｖ1C，Ｖ2Cのうち、いず
れか一方を求めればよい。すなわち、コリオリ信号Ｖ1C
を求める場合は、同期検波回路２１６をタイミングＴA
で駆動し、同期検波回路２１８をタイミングＴBで駆動
する。逆に、コリオリ信号Ｖ2Cを求める場合は、同期検
波回路２１６をタイミングＴBで駆動し、同期検波回路
２１８をタイミングＴAで駆動する。これらをまとめる
と、表２に示すようになる。

【００３８】

【表２】

【００３９】このように、実施例２によれば、同期検波
のタイミングを工夫することにより、コリオリ信号に重
畳している励振信号成分やその複素成分が良好に消去さ
れる。このため、温度変化によって励振信号やその複素
成分のバランスが崩れ、それらがコリオリ信号に重畳し
たとしても、正確にコリオリ信号のみを取り出して角速
度を検出することができる。

【００４０】＜実施例３＞次に、図４を参照しながら実
施例３について説明する。前記実施例２では、圧電素子
の励振側と帰還側それぞれに差動増幅回路や同期検波回
路を設けたが、この実施例３では差動増幅回路３００及
び同期検波回路３０２による１系統としている。そし
て、連動して動作する切換スイッチ３０４，３０６，３
０８，３１０で切り換えるようにするとともに、ホール
ド回路３１２を利用して信号をホールドすることで、同
様の動作を行うようにしたものである。

【００４１】同図において、切換スイッチ３０４〜３１
０をＡ側に切り換えると、差動増幅回路３００，同期検
波回路３０２は図２の励振側の回路として動作し、切換
スイッチ３０４〜３１０をＢ側に切り換えると、差動増
幅回路３００，同期検波回路３０２は図２の帰還側の回
路として動作する。従って、原理的には、前記表２に示
したタイミングで切換スイッチ３０４〜３１０を切り換
えればよい。ところが、タイミングＴA，ＴBは、図３
（C）に示したように一部重複しているので、次のよう
に切換スイッチ３０４〜３１０を切り換えるようにす
る。

【００４２】（1）切換動作１第１の切換動作は、図３（D）に示すように、タイミン
グＴA，ＴBの一方を１周期ずらすようにしたものであ
る。例えば、表２の上段に示す励振側でコリオリ信号Ｖ
C1を求める場合、タイミングＴB1で切換スイッチ３０４
〜３１０をＢ側に切り換え、タイミングＴA1で切換スイ
ッチ３０４〜３１０をＡ側に切り換えるようにする。ま
た、表２の下段に示す帰還側でコリオリ信号ＶC2を求め
る場合、タイミングＴB1で切換スイッチ３０４〜３１０
をＡ側に切り換え、タイミングＴA1で切換スイッチ３０
４〜３１０をＢ側に切り換えるようにする。なお、タイ
ミングＴA1，ＴB1の代わりに、タイミングＴA2，ＴB2と
してもよい。これらをまとめると、次の表３のようにな
る。

【００４３】

【表３】

【００４４】このようにすることで、同期検波出力に励
振信号の１周期相当の時間のずれが生ずるが、実用上何
ら不都合は生じない。各タイミングにおける同期検波後
の信号は、ホールド回路３１２にそれぞれホールドさ
れ、検波終了の時点で演算回路２２０による（1）又は
（2）式に基づく演算が行われる。

【００４５】（2）切換動作２第２の切換動作は、図３（E）に示すように、タイミン
グＴa，Ｔbを同図（C）に示したＴA，ＴBよりも短くし
て重ならないようにしたものである。タイミングＴAを
Ｔaとしても、同図（A）に示したように、励振信号Ｖ1O
はプラス部分とマイナス部分がちょうどキャンセルし、
同期検波後の信号はＶA1＝Ｖ1C＋Ｖ1Jとなる。他方、同
図（B）においても、複素成分Ｖ2Jがキャンセルされ、
同期検波後の信号はＶA2＝Ｖ2C＋Ｖ2Oとなる。同様に、
タイミングＴBをＴbとしても、同図（A）に示したよう
に、複素成分Ｖ1J，コリオリ信号成分Ｖ1Cがキャンセル
され、同期検波後の信号はＶB1＝Ｖ1Oとなる。他方、同
図（B）においても、励振信号Ｖ2O，コリオリ信号成分
Ｖ2Cがキャンセルされ、同期検波後の信号はＶB2＝Ｖ2J
となる。

【００４６】すなわち、タイミングをＴA，ＴBからＴ
a，Ｔbとしても、上述した表１と同様の結果が得られ
る。従って、表２の上段に示す励振側でコリオリ信号Ｖ
C1を求める場合、タイミングＴbで切換スイッチ３０４
〜３１０をＢ側に切り換え、タイミングＴaで切換スイ
ッチ３０４〜３１０をＡ側に切り換えるようにする。ま
た、表２の下段に示す帰還側でコリオリ信号ＶC2を求め
る場合、タイミングＴbで切換スイッチ３０４〜３１０
をＡ側に切り換え、タイミングＴaで切換スイッチ３０
４〜３１０をＢ側に切り換えるようにする。これらをま
とめると、次の表４のようになる。

【００４７】

【表４】

【００４８】このような切換スイッチ３０４〜３１０の
切り換えとホールド回路３１２による同期検波信号のホ
ールドを行うことで、１系統の回路によって前記実施例
２と同様の効果を得ることができる。

【００４９】＜他の実施例＞この発明は、以上の開示に
基づいて多様に改変することが可能であり、例えば次の
ようなものがある。（1）前記実施例は、振動子に圧電素子を設けた場合で
あるが、圧電タイプの振動子を用い、これに電極を設け
るようにした圧電振動子型のものに対しても、同様に適
用可能である。

【００５０】（2）前記実施例は、四角柱の振動子を用
いた場合であるが、他に円柱や三角柱，あるいはリング
状の振動子の場合にも、同様に適用可能である。（3）また、コリオリ検出に当ってホールド回路は必要
に応じて設けてよい。

【００５１】（4）図３（C）〜（E）に示すタイミング
を、同図（A），（B）に示す信号の半周期分ずらして
も、同様の効果を得ることができる。また、同図（C）
〜（E）に示すタイミングの範囲も、（C），（D）では
信号の半周期となっており、（E）では１／４周期とな
っているが、何らそれらに限定されるものではない。す
なわち、中心ＰA，ＰBに対して対称に変更する限りは、
同様の効果を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、次のような効果がある。（1）振動子の検出側から電流信号として取り出し、こ
れを電圧信号に変換して角速度を検出することとしたの
で、温度変化の影響を受けることなく、正確に角速度を
検出することができる。

【００５３】（2）励振側と帰還側の同期検波のタイミ
ングを工夫することとしたので、コリオリ信号に重畳し
ている励振信号成分やその複素成分を良好に消去して正
確にコリオリ信号のみを取り出し、良好に角速度を検出
することができる。

【００５４】（3）励振側と帰還側の同期検波のタイミ
ングを調整して両者が重ならないようにしたで、１系統
の差動検出と同期検波の回路のみで、コリオリ信号に重
畳している励振信号成分やその複素成分を良好に消去し
て正確にコリオリ信号のみを取り出し、良好に角速度を
検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１の構成を示す回路図であ
る。

【図２】実施例２の構成を示すブロック図である。

【図３】実施例２及び実施例３の作用を示す波形図であ
る。

【図４】実施例３を示すブロック図である。

【図５】背景技術を示すブロック図である。

【図６】他の背景技術を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０…振動子１２，１４，１６，１８…圧電素子１００…可変抵抗１１０…発振回路１２０…Ｉ−Ｖ変換回路１３０…出力合成回路１４０，２１２，２１４，３００…差動増幅回路１５０，２１６，２１８，３０２…同期検波回路２０４…遅延回路２１０…反転増幅器２２０…演算回路２２２…増幅器３０４，３０６，３０８，３１０…切換スイッチ３１２…ホールド回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体を励振するための励振信号を出力
する発振手段；励振信号に基づいて振動手段を振動する
ための励振手段及び帰還手段；振動体に作用したコリオ
リ力を検出するための検出手段；検出手段から電流信号
を取り出すとともに、これを電圧信号に変換するＩ−Ｖ
変換手段；変換後の電圧信号から角速度の検出信号を得
る差動検出手段；を備えた角速度検出器。
【請求項２】振動体を励振するための励振信号を出力
する発振手段；励振信号を印加して振動体を振動すると
ともに、振動体に作用したコリオリ力を検出するための
励振検出手段；励振信号を振動体から発振手段に帰還す
るとともに、振動体に作用したコリオリ力を検出するた
めの帰還検出手段；励振検出手段の出力を差動検出する
ための励振側差動検出手段；帰還検出手段の出力を差動
検出するための帰還側差動検出手段；励振側差動検出手
段の検出信号に対して、励振側の励振信号及びその複素
成分の位相を考慮したタイミングで同期検波するための
励振側同期検波手段；帰還側差動検出手段の検出信号に
対して、帰還側の励振信号及びその複素成分の位相を考
慮したタイミングで同期検波するための帰還側同期検波
手段；これらによって同期検波された信号から角速度の
検出信号を得る演算手段；を備えた角速度検出器。
【請求項３】振動手段を励振するための励振信号を出
力する発振手段；励振信号を印加して振動体を振動する
とともに、振動体に作用したコリオリ力を検出するため
の励振検出手段；励振信号を振動体から発振手段に帰還
するとともに、振動体に作用したコリオリ力を検出する
ための帰還検出手段；励振検出手段及び帰還検出手段の
出力を差動検出するための差動検出手段；同期検波され
た各差動検出手段の信号をホールドするホールド手段；
差動検出された信号に対して同期検波するための同期検
波手段；励振信号及びその複素成分の位相を考慮した第
１及び第２の重複しないタイミングで、前記差動検出手
段の入力，前記同期検波手段の動作タイミング，及び前
記ホールド手段の入力をそれぞれ切り換える切換手段；
ホールド手段にホールドされた各信号に基づいて、角速
度の検出信号を得る演算手段；を備えた角速度検出器。