JPH11101644A - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JPH11101644A JPH11101644A JP9279621A JP27962197A JPH11101644A JP H11101644 A JPH11101644 A JP H11101644A JP 9279621 A JP9279621 A JP 9279621A JP 27962197 A JP27962197 A JP 27962197A JP H11101644 A JPH11101644 A JP H11101644A
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- vibrating
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- circuit
- signal
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
- G01C19/56—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces
- G01C19/5642—Turn-sensitive devices using vibrating masses, e.g. vibratory angular rate sensors based on Coriolis forces using vibrating bars or beams
Abstract
(57)【要約】
【課題】 所定の出力感度が保たれているかどうかを判
断することができる振動ジャイロを得る。 【解決手段】 振動ジャイロ１０は振動体１２を含み、
その側面に、検出手段としての圧電素子１４ａ，１４
ｂ、駆動手段としての圧電素子１４ｃおよび疑似コリオ
リ力発生手段としての圧電素子１４ｄ，１４ｅを形成す
る。圧電素子１４ａ，１４ｂの出力信号を検出回路３２
に入力するとともに、抵抗２４ａ，２４ｂで合成して駆
動回路２６および疑似コリオリ信号発生回路４２に入力
する。スイッチング素子４８を切り換えることにより、
疑似コリオリ信号を圧電素子１４ｄ，１４ｅに与える。
このとき、反転回路５０を用いて、圧電素子１４ｄ，１
４ｅに逆位相の疑似コリオリ信号を与えることにより、
振動体１２に実際のコリオリ力と同じ向きの力を加え、
検出回路３２の出力を測定する。
断することができる振動ジャイロを得る。 【解決手段】 振動ジャイロ１０は振動体１２を含み、
その側面に、検出手段としての圧電素子１４ａ，１４
ｂ、駆動手段としての圧電素子１４ｃおよび疑似コリオ
リ力発生手段としての圧電素子１４ｄ，１４ｅを形成す
る。圧電素子１４ａ，１４ｂの出力信号を検出回路３２
に入力するとともに、抵抗２４ａ，２４ｂで合成して駆
動回路２６および疑似コリオリ信号発生回路４２に入力
する。スイッチング素子４８を切り換えることにより、
疑似コリオリ信号を圧電素子１４ｄ，１４ｅに与える。
このとき、反転回路５０を用いて、圧電素子１４ｄ，１
４ｅに逆位相の疑似コリオリ信号を与えることにより、
振動体１２に実際のコリオリ力と同じ向きの力を加え、
検出回路３２の出力を測定する。
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，車両
の姿勢制御，カメラの手振れ補正などを行うために回転
角速度を検出するための振動ジャイロに関する。
し、特にたとえば、カーナビゲーションシステム，車両
の姿勢制御，カメラの手振れ補正などを行うために回転
角速度を検出するための振動ジャイロに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４は従来の振動ジャイロの一例を示
す斜視図であり、図１５はこの振動ジャイロを使用する
ための回路を示すブロック図である。振動ジャイロ１
は、たとえば正３角柱状の振動体２を含む。振動体２の
３つの側面の中央部には、それぞれ圧電素子３ａ，３
ｂ，３ｃが形成される。圧電素子３ａ，３ｂは電荷検出
回路４ａ，４ｂに接続され、電荷検出回路４ａ，４ｂの
出力信号が合成されて、駆動回路５に入力される。駆動
回路５において、入力信号が増幅，位相補正され、得ら
れた信号が駆動信号として圧電素子３ｃに与えられる。
それによって、振動体２は、圧電素子３ｃ形成面に直交
する向きに屈曲振動する。
す斜視図であり、図１５はこの振動ジャイロを使用する
ための回路を示すブロック図である。振動ジャイロ１
は、たとえば正３角柱状の振動体２を含む。振動体２の
３つの側面の中央部には、それぞれ圧電素子３ａ，３
ｂ，３ｃが形成される。圧電素子３ａ，３ｂは電荷検出
回路４ａ，４ｂに接続され、電荷検出回路４ａ，４ｂの
出力信号が合成されて、駆動回路５に入力される。駆動
回路５において、入力信号が増幅，位相補正され、得ら
れた信号が駆動信号として圧電素子３ｃに与えられる。
それによって、振動体２は、圧電素子３ｃ形成面に直交
する向きに屈曲振動する。
【０００３】さらに、電荷検出回路４ａ，４ｂは、検出
回路６に接続される。検出回路６は、差動回路，同期検
波回路，平滑回路，直流増幅回路などを含み、差動回路
で電荷検出回路４ａ，４ｂの出力信号の差がとられ、差
動回路の出力信号が検波，平滑，増幅される。無回転時
においては、圧電素子３ａ，３ｂの屈曲状態は同じであ
るため、圧電素子３ａ，３ｂで発生する電荷は同じであ
る。そのため、電荷検出回路４ａ，４ｂの出力信号は同
じであり、検出回路６でその差をとれば、検出回路６の
出力信号は０となる。そして、図１４に示すように、振
動体２の軸を中心として回転角速度ωが加わると、コリ
オリ力によって振動体２の屈曲振動の方向が変わる。そ
のため、圧電素子３ａ，３ｂの屈曲状態が変わり、圧電
素子３ａ，３ｂに発生する電荷に差が生じ、電荷検出回
路４ａ，４ｂの出力信号にも差が生じる。そのため、検
出回路６の差動回路から信号が出力され、その信号が検
波，平滑，増幅されることにより、回転角速度に対応し
た直流信号が得られる。
回路６に接続される。検出回路６は、差動回路，同期検
波回路，平滑回路，直流増幅回路などを含み、差動回路
で電荷検出回路４ａ，４ｂの出力信号の差がとられ、差
動回路の出力信号が検波，平滑，増幅される。無回転時
においては、圧電素子３ａ，３ｂの屈曲状態は同じであ
るため、圧電素子３ａ，３ｂで発生する電荷は同じであ
る。そのため、電荷検出回路４ａ，４ｂの出力信号は同
じであり、検出回路６でその差をとれば、検出回路６の
出力信号は０となる。そして、図１４に示すように、振
動体２の軸を中心として回転角速度ωが加わると、コリ
オリ力によって振動体２の屈曲振動の方向が変わる。そ
のため、圧電素子３ａ，３ｂの屈曲状態が変わり、圧電
素子３ａ，３ｂに発生する電荷に差が生じ、電荷検出回
路４ａ，４ｂの出力信号にも差が生じる。そのため、検
出回路６の差動回路から信号が出力され、その信号が検
波，平滑，増幅されることにより、回転角速度に対応し
た直流信号が得られる。
【０００４】また、図１６および図１７に示すように、
音叉状の振動体２を用いた振動ジャイロもある。この振
動ジャイロ１では、互いの面が直交するように配置され
た駆動板２ａと検出板２ｂとで振動体２が形成されてい
る。駆動板２ａには、駆動用圧電素子７ａが形成され、
検出板２ｂには検出用圧電素子７ｂが形成される。２つ
の駆動用圧電素子７ａ間に駆動回路が接続され、一方の
駆動用圧電素子７ａの出力信号が帰還用として用いら
れ、他方の駆動用圧電素子７ａに駆動信号が与えられ
る。これによって、振動体２は、開閉するように振動す
る。
音叉状の振動体２を用いた振動ジャイロもある。この振
動ジャイロ１では、互いの面が直交するように配置され
た駆動板２ａと検出板２ｂとで振動体２が形成されてい
る。駆動板２ａには、駆動用圧電素子７ａが形成され、
検出板２ｂには検出用圧電素子７ｂが形成される。２つ
の駆動用圧電素子７ａ間に駆動回路が接続され、一方の
駆動用圧電素子７ａの出力信号が帰還用として用いら
れ、他方の駆動用圧電素子７ａに駆動信号が与えられ
る。これによって、振動体２は、開閉するように振動す
る。
【０００５】無回転時においては、検出板２ｂはその幅
方向に動くため、検出板２ｂに屈曲は生じない。そのた
め、検出回路６の出力信号は０となり、回転角速度が加
わっていないことがわかる。振動体２の軸を中心として
回転角速度が加わると、コリオリ力によって、検出板２
ｂの面に直交する向き、つまり検出板２ｂの厚み方向に
屈曲振動が生じる。このとき、２つの検出板２ｂは互い
に逆向きに屈曲するため、２つの検出用圧電素子７ｂに
発生する電荷に差が生じ、検出回路からコリオリ力に対
応した直流信号を得ることができる。
方向に動くため、検出板２ｂに屈曲は生じない。そのた
め、検出回路６の出力信号は０となり、回転角速度が加
わっていないことがわかる。振動体２の軸を中心として
回転角速度が加わると、コリオリ力によって、検出板２
ｂの面に直交する向き、つまり検出板２ｂの厚み方向に
屈曲振動が生じる。このとき、２つの検出板２ｂは互い
に逆向きに屈曲するため、２つの検出用圧電素子７ｂに
発生する電荷に差が生じ、検出回路からコリオリ力に対
応した直流信号を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これらの振動ジャイロ
では、温度などの外部環境の変化や、振動，衝撃などが
加わることにより、出力感度が変化する場合がある。し
かしながら、これらの振動ジャイロには、出力感度の変
化を自己で診断する方法がなく、故障しているかどうか
を判断することができなかった。
では、温度などの外部環境の変化や、振動，衝撃などが
加わることにより、出力感度が変化する場合がある。し
かしながら、これらの振動ジャイロには、出力感度の変
化を自己で診断する方法がなく、故障しているかどうか
を判断することができなかった。
【０００７】それゆえに、この発明の主たる目的は、所
定の出力感度が保たれているかどうかを自己で判断する
ことができる振動ジャイロを提供することである。
定の出力感度が保たれているかどうかを自己で判断する
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】この発明は、柱状の振動
体と、振動体に屈曲振動を励起するために振動体の側面
に形成される駆動手段と、振動体の屈曲振動の変化を検
出するために振動体の側面に形成される検出手段と、振
動体に回転角速度が加わったときに働くコリオリ力と同
じ向きに力を加えるために振動体の側面に形成される疑
似コリオリ力発生手段と、振動体にコリオリ力と同じ向
きの力を加えるための疑似コリオリ信号を疑似コリオリ
力発生手段に与えるための疑似コリオリ信号発生手段と
を含む、振動ジャイロである。この振動ジャイロにおい
て、駆動手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用しても
よい。さらに、この振動ジャイロにおいて、駆動手段と
検出手段とコリオリ力発生手段とを兼用してもよい。ま
た、この発明は、音叉状の振動体と、振動体に開閉する
ような振動を励起するために振動体の側面に形成される
駆動手段と、振動体の振動の変化を検出するために振動
体の側面に形成される検出手段と、振動体に回転角速度
が加わったときに働くコリオリ力と同じ向きに振動体に
力を加えるために振動体の側面に形成される疑似コリオ
リ力発生手段と、振動体にコリオリ力と同じ向きの力を
加えるための疑似コリオリ信号を疑似コリオリ力発生手
段に与えるための疑似コリオリ信号発生手段とを含む、
振動ジャイロである。これらの柱状または音叉状の振動
体を用いた振動ジャイロにおいて、検出手段と疑似コリ
オリ力発生手段とを兼用してもよい。これらの振動ジャ
イロにおいて、振動体が振動している状態で、疑似コリ
オリ信号が疑似コリオリ力発生手段に与えられることに
より、振動体がコリオリ力と同じ向きにも励振される。
体と、振動体に屈曲振動を励起するために振動体の側面
に形成される駆動手段と、振動体の屈曲振動の変化を検
出するために振動体の側面に形成される検出手段と、振
動体に回転角速度が加わったときに働くコリオリ力と同
じ向きに力を加えるために振動体の側面に形成される疑
似コリオリ力発生手段と、振動体にコリオリ力と同じ向
きの力を加えるための疑似コリオリ信号を疑似コリオリ
力発生手段に与えるための疑似コリオリ信号発生手段と
を含む、振動ジャイロである。この振動ジャイロにおい
て、駆動手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用しても
よい。さらに、この振動ジャイロにおいて、駆動手段と
検出手段とコリオリ力発生手段とを兼用してもよい。ま
た、この発明は、音叉状の振動体と、振動体に開閉する
ような振動を励起するために振動体の側面に形成される
駆動手段と、振動体の振動の変化を検出するために振動
体の側面に形成される検出手段と、振動体に回転角速度
が加わったときに働くコリオリ力と同じ向きに振動体に
力を加えるために振動体の側面に形成される疑似コリオ
リ力発生手段と、振動体にコリオリ力と同じ向きの力を
加えるための疑似コリオリ信号を疑似コリオリ力発生手
段に与えるための疑似コリオリ信号発生手段とを含む、
振動ジャイロである。これらの柱状または音叉状の振動
体を用いた振動ジャイロにおいて、検出手段と疑似コリ
オリ力発生手段とを兼用してもよい。これらの振動ジャ
イロにおいて、振動体が振動している状態で、疑似コリ
オリ信号が疑似コリオリ力発生手段に与えられることに
より、振動体がコリオリ力と同じ向きにも励振される。
【０００９】駆動手段によって、柱状の振動体に屈曲振
動が励起され、また音叉状の振動体に開閉するような振
動が励起される。疑似コリオリ力発生手段に疑似コリオ
リ信号が与えられることにより、振動体に一定のコリオ
リ力が働いたのと同様の振動が発生する。したがって、
予め設定された出力感度を有する振動ジャイロに疑似コ
リオリ信号を与えたときに、検出手段から得られる信号
を記憶させておけば、検査時に疑似コリオリ力発生手段
によって発生した振動による検出手段の出力信号と記憶
された信号とを比較することにより、振動ジャイロの出
力感度に変化がないかどうかを見つけることができる。
つまり、振動体が振動している状態で、疑似コリオリ信
号を入力することにより、振動体がコリオリ力の向きに
も振動することになり、検出手段の出力信号を測定する
ことにより、自己で出力感度の変化を診断することがで
きる。
動が励起され、また音叉状の振動体に開閉するような振
動が励起される。疑似コリオリ力発生手段に疑似コリオ
リ信号が与えられることにより、振動体に一定のコリオ
リ力が働いたのと同様の振動が発生する。したがって、
予め設定された出力感度を有する振動ジャイロに疑似コ
リオリ信号を与えたときに、検出手段から得られる信号
を記憶させておけば、検査時に疑似コリオリ力発生手段
によって発生した振動による検出手段の出力信号と記憶
された信号とを比較することにより、振動ジャイロの出
力感度に変化がないかどうかを見つけることができる。
つまり、振動体が振動している状態で、疑似コリオリ信
号を入力することにより、振動体がコリオリ力の向きに
も振動することになり、検出手段の出力信号を測定する
ことにより、自己で出力感度の変化を診断することがで
きる。
【００１０】疑似コリオリ力発生手段と駆動手段とを兼
用したり、疑似コリオリ力発生手段と検出手段とを兼用
したり、疑似コリオリ力発生手段と駆動手段と検出手段
とを兼用すれば、振動ジャイロの構造を簡略化すること
ができる。
用したり、疑似コリオリ力発生手段と検出手段とを兼用
したり、疑似コリオリ力発生手段と駆動手段と検出手段
とを兼用すれば、振動ジャイロの構造を簡略化すること
ができる。
【００１１】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実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の振動ジャイロの
一例を示す斜視図であり、図２はその側面図である。振
動ジャイロ１０は、たとえば正３角柱状の振動体１２を
含む。振動体１２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１２の
長手方向の中央部の一方側において、振動体１２の３つ
の側面に、圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成され
る。また、振動体１２の長手方向の中央部の他方側にお
いて、振動体１２の圧電素子１４ａ，１４ｂが形成され
た面に、それぞれ圧電素子１４ｄ，１４ｅが形成され
る。
一例を示す斜視図であり、図２はその側面図である。振
動ジャイロ１０は、たとえば正３角柱状の振動体１２を
含む。振動体１２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１２の
長手方向の中央部の一方側において、振動体１２の３つ
の側面に、圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成され
る。また、振動体１２の長手方向の中央部の他方側にお
いて、振動体１２の圧電素子１４ａ，１４ｂが形成され
た面に、それぞれ圧電素子１４ｄ，１４ｅが形成され
る。
【００１３】圧電素子１４ａ，１４ｂは、振動体１２の
屈曲振動の変化を検出するための検出手段として用いら
れる。また、圧電素子１４ｃは、振動体１２に屈曲振動
を励起するための駆動手段として用いられる。このと
き、圧電素子１４ａ，１４ｂは、駆動手段に与える駆動
信号を得るための帰還用としても用いられる。さらに、
圧電素子１４ｄ，１４ｅは、振動体１２の軸を中心とし
て回転角速度が加わったときに働くコリオリ力と同じ向
きに振動体１２を屈曲振動させるための疑似コリオリ力
発生手段として用いられる。
屈曲振動の変化を検出するための検出手段として用いら
れる。また、圧電素子１４ｃは、振動体１２に屈曲振動
を励起するための駆動手段として用いられる。このと
き、圧電素子１４ａ，１４ｂは、駆動手段に与える駆動
信号を得るための帰還用としても用いられる。さらに、
圧電素子１４ｄ，１４ｅは、振動体１２の軸を中心とし
て回転角速度が加わったときに働くコリオリ力と同じ向
きに振動体１２を屈曲振動させるための疑似コリオリ力
発生手段として用いられる。
【００１４】圧電素子１４ａは、図３に示すように、圧
電セラミックなどで形成される圧電層１６ａを含む。こ
の圧電層１６ａの両面に、電極１８ａ，２０ａが形成さ
れる。そして、一方の電極２０ａが、振動体１２の側面
に接着される。同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃは圧電
層１６ｂ，１６ｃを含み、その両面に電極１８ｂ，２０
ｂおよび電極１８ｃ，２０ｃが形成される。そして、一
方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２の側面に接着さ
れる。さらに、図４に示すように、圧電素子１４ｄ，１
４ｅは圧電層１６ｄ，１６ｅを含み、その両面に電極１
８ｄ，２０ｄおよび電極１８ｅ，２０ｅが形成される。
そして、一方の電極２０ｄ，２０ｅが、振動体１２の側
面に接着される。
電セラミックなどで形成される圧電層１６ａを含む。こ
の圧電層１６ａの両面に、電極１８ａ，２０ａが形成さ
れる。そして、一方の電極２０ａが、振動体１２の側面
に接着される。同様に、圧電素子１４ｂ，１４ｃは圧電
層１６ｂ，１６ｃを含み、その両面に電極１８ｂ，２０
ｂおよび電極１８ｃ，２０ｃが形成される。そして、一
方の電極２０ｂ，２０ｃが、振動体１２の側面に接着さ
れる。さらに、図４に示すように、圧電素子１４ｄ，１
４ｅは圧電層１６ｄ，１６ｅを含み、その両面に電極１
８ｄ，２０ｄおよび電極１８ｅ，２０ｅが形成される。
そして、一方の電極２０ｄ，２０ｅが、振動体１２の側
面に接着される。
【００１５】この振動ジャイロ１０を使用するために、
図５に示すような回路が用いられる。なお、図５では、
各圧電素子の接続関係を示すために、振動ジャイロを２
つの方向から見た図を示してある。圧電素子１４ａ，１
４ｂは、電荷検出回路２２ａ，２２ｂに接続される。電
荷検出回路２２ａ，２２ｂは、それぞれ抵抗２４ａ，２
４ｂの一端に接続され、抵抗２４ａ，２４ｂの他端は互
いに接続されて、駆動回路２６に接続される。駆動回路
２６は、自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）２８および位
相補正回路３０を含み、抵抗２４ａ，２４ｂで合成され
た信号の振幅および位相が調整される。このようにして
得られた信号が、駆動信号として圧電素子１４ｃに与え
られる。
図５に示すような回路が用いられる。なお、図５では、
各圧電素子の接続関係を示すために、振動ジャイロを２
つの方向から見た図を示してある。圧電素子１４ａ，１
４ｂは、電荷検出回路２２ａ，２２ｂに接続される。電
荷検出回路２２ａ，２２ｂは、それぞれ抵抗２４ａ，２
４ｂの一端に接続され、抵抗２４ａ，２４ｂの他端は互
いに接続されて、駆動回路２６に接続される。駆動回路
２６は、自動利得制御回路（ＡＧＣ回路）２８および位
相補正回路３０を含み、抵抗２４ａ，２４ｂで合成され
た信号の振幅および位相が調整される。このようにして
得られた信号が、駆動信号として圧電素子１４ｃに与え
られる。
【００１６】また、電荷検出回路２２ａ，２２ｂは、検
出回路３２に接続される。検出回路３２は差動増幅回路
３４を含み、差動増幅回路３４から電荷検出回路２２
ａ，２２ｂの出力信号の差が出力される。差動増幅回路
３４の出力端は、同期検波回路３６に接続される。そし
て、抵抗２４ａ，２４ｂで合成された信号に同期して、
差動増幅回路３４の出力信号が検波される。同期検波回
路３６の出力信号は平滑回路３８で平滑され、さらに増
幅回路４０で増幅される。
出回路３２に接続される。検出回路３２は差動増幅回路
３４を含み、差動増幅回路３４から電荷検出回路２２
ａ，２２ｂの出力信号の差が出力される。差動増幅回路
３４の出力端は、同期検波回路３６に接続される。そし
て、抵抗２４ａ，２４ｂで合成された信号に同期して、
差動増幅回路３４の出力信号が検波される。同期検波回
路３６の出力信号は平滑回路３８で平滑され、さらに増
幅回路４０で増幅される。
【００１７】さらに、抵抗２４ａ，２４ｂで合成された
信号は、疑似コリオリ信号発生回路４２に入力される。
疑似コリオリ信号発生回路４２は、増幅回路４４，位相
補正回路４６およびスイッチング素子４８を含む。スイ
ッチング素子４８は、圧電素子１４ｄに接続されるとと
もに、反転回路５０を介して圧電素子１４ｅに接続され
る。通常時においては、スイッチング素子４８によっ
て、圧電素子１４ｄおよび反転回路５０は、基準電位に
接続される。そして、スイッチング素子４８を切り換え
ることにより、位相補正回路４６が、圧電素子１４ｄお
よび反転回路５０に接続される。スイッチング素子４８
としては、たとえばメカニカルスイッチや半導体スイッ
チング素子などを用いることができる。
信号は、疑似コリオリ信号発生回路４２に入力される。
疑似コリオリ信号発生回路４２は、増幅回路４４，位相
補正回路４６およびスイッチング素子４８を含む。スイ
ッチング素子４８は、圧電素子１４ｄに接続されるとと
もに、反転回路５０を介して圧電素子１４ｅに接続され
る。通常時においては、スイッチング素子４８によっ
て、圧電素子１４ｄおよび反転回路５０は、基準電位に
接続される。そして、スイッチング素子４８を切り換え
ることにより、位相補正回路４６が、圧電素子１４ｄお
よび反転回路５０に接続される。スイッチング素子４８
としては、たとえばメカニカルスイッチや半導体スイッ
チング素子などを用いることができる。
【００１８】この振動ジャイロ１０では、電荷検出回路
２２ａ，２２ｂによって、圧電素子１４ａ，１４ｂに発
生した電荷に対応した信号が出力される。これらの信号
が、抵抗２４ａ，２４ｂで合成され、駆動回路２６で振
幅と位相が調整される。このようにして得られた駆動信
号が圧電素子１４ｃに与えられ、振動体１２は圧電素子
１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。このと
き、ＡＧＣ回路２８によって駆動信号の振幅が一定に保
たれるため、振動体１２は一定の振幅で屈曲振動する。
２２ａ，２２ｂによって、圧電素子１４ａ，１４ｂに発
生した電荷に対応した信号が出力される。これらの信号
が、抵抗２４ａ，２４ｂで合成され、駆動回路２６で振
幅と位相が調整される。このようにして得られた駆動信
号が圧電素子１４ｃに与えられ、振動体１２は圧電素子
１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。このと
き、ＡＧＣ回路２８によって駆動信号の振幅が一定に保
たれるため、振動体１２は一定の振幅で屈曲振動する。
【００１９】無回転時においては、圧電素子１４ａ，１
４ｂの屈曲状態は同じであるため、これらの圧電素子１
４ａ，１４ｂに発生する電荷は同じである。そのため、
電荷検出回路２２ａ，２２ｂから得られる信号も同じで
あり、差動増幅回路３４からは信号が出力されない。そ
のため、振動ジャイロ１０に回転角速度が加わっていな
いことがわかる。
４ｂの屈曲状態は同じであるため、これらの圧電素子１
４ａ，１４ｂに発生する電荷は同じである。そのため、
電荷検出回路２２ａ，２２ｂから得られる信号も同じで
あり、差動増幅回路３４からは信号が出力されない。そ
のため、振動ジャイロ１０に回転角速度が加わっていな
いことがわかる。
【００２０】そして、図５に示すように、振動体１２の
軸を中心として回転角速度ωが加わると、無回転時の屈
曲振動の方向と直交する向きにコリオリ力が働く。この
コリオリ力により、振動体１２の振動方向が変わる。そ
のため、圧電素子１４ａ，１４ｂの屈曲状態に差が生
じ、これらの圧電素子１４ａ，１４ｂに発生する電荷に
差が生じる。それにより、電荷検出回路２２ａ，２２ｂ
の出力信号に差が生じ、差動増幅回路３４から信号が出
力される。差動増幅回路３４の出力信号は、同期検波回
路３６で、抵抗２２ａ，２２ｂで合成された信号に同期
して検波される。それによって、差動増幅回路３４の出
力信号の正部分のみまたは負部分のみ、あるいは正負の
いずれかを反転した信号が検波される。同期検波回路３
６で検波された信号は、平滑回路３８で平滑され、さら
に増幅回路４０で増幅される。
軸を中心として回転角速度ωが加わると、無回転時の屈
曲振動の方向と直交する向きにコリオリ力が働く。この
コリオリ力により、振動体１２の振動方向が変わる。そ
のため、圧電素子１４ａ，１４ｂの屈曲状態に差が生
じ、これらの圧電素子１４ａ，１４ｂに発生する電荷に
差が生じる。それにより、電荷検出回路２２ａ，２２ｂ
の出力信号に差が生じ、差動増幅回路３４から信号が出
力される。差動増幅回路３４の出力信号は、同期検波回
路３６で、抵抗２２ａ，２２ｂで合成された信号に同期
して検波される。それによって、差動増幅回路３４の出
力信号の正部分のみまたは負部分のみ、あるいは正負の
いずれかを反転した信号が検波される。同期検波回路３
６で検波された信号は、平滑回路３８で平滑され、さら
に増幅回路４０で増幅される。
【００２１】圧電素子１４ａ，１４ｂに発生する電荷の
変化は、振動体１２の屈曲方向の変化に対応している。
振動体１２の屈曲方向の変化はコリオリ力に対応してい
るため、検出回路３２から出力される信号はコリオリ力
に対応した信号となる。したがって、検出回路３２の信
号を測定することにより、振動ジャイロ１０に加わった
回転角速度を検出することができる。
変化は、振動体１２の屈曲方向の変化に対応している。
振動体１２の屈曲方向の変化はコリオリ力に対応してい
るため、検出回路３２から出力される信号はコリオリ力
に対応した信号となる。したがって、検出回路３２の信
号を測定することにより、振動ジャイロ１０に加わった
回転角速度を検出することができる。
【００２２】振動ジャイロ１０に加わる回転角速度の向
きが逆になった場合、振動体１２の屈曲振動も逆に変化
する。そのため、圧電素子１４ａ，１４ｂに発生する電
荷の変化も逆となり、差動増幅回路３４から出力される
信号の位相は逆になる。そのため、同期検波回路３６で
検波される信号の極性も逆となり、増幅回路４０から出
力される直流信号の極性も逆となる。したがって、検出
回路３２の出力信号の極性から、回転角速度の向きを知
ることができる。
きが逆になった場合、振動体１２の屈曲振動も逆に変化
する。そのため、圧電素子１４ａ，１４ｂに発生する電
荷の変化も逆となり、差動増幅回路３４から出力される
信号の位相は逆になる。そのため、同期検波回路３６で
検波される信号の極性も逆となり、増幅回路４０から出
力される直流信号の極性も逆となる。したがって、検出
回路３２の出力信号の極性から、回転角速度の向きを知
ることができる。
【００２３】この振動ジャイロ１０において、出力感度
の測定をするためには、振動体１２が屈曲振動している
状態で、スイッチング素子４８が切り換えられる。それ
によって、抵抗２４ａ，２４ｂで合成された信号が、疑
似コリオリ信号発生回路４２の増幅回路４４で増幅さ
れ、さらに位相補正回路４６で位相補正される。このよ
うにして得られた信号は、疑似コリオリ信号として、圧
電素子１４ｄに与えられる。また、疑似コリオリ信号が
反転回路５０で反転され、圧電素子１４ｅに与えられ
る。したがって、圧電素子１４ｄ，１４ｅには、互いに
逆位相の信号が与えられる。そのため、振動体１２に
は、無回転時の屈曲振動の方向に直交する向きに力が加
わり、実際にコリオリ力が加わったときと同様の屈曲振
動が励起される。
の測定をするためには、振動体１２が屈曲振動している
状態で、スイッチング素子４８が切り換えられる。それ
によって、抵抗２４ａ，２４ｂで合成された信号が、疑
似コリオリ信号発生回路４２の増幅回路４４で増幅さ
れ、さらに位相補正回路４６で位相補正される。このよ
うにして得られた信号は、疑似コリオリ信号として、圧
電素子１４ｄに与えられる。また、疑似コリオリ信号が
反転回路５０で反転され、圧電素子１４ｅに与えられ
る。したがって、圧電素子１４ｄ，１４ｅには、互いに
逆位相の信号が与えられる。そのため、振動体１２に
は、無回転時の屈曲振動の方向に直交する向きに力が加
わり、実際にコリオリ力が加わったときと同様の屈曲振
動が励起される。
【００２４】このとき、振動体１２は、実際にコリオリ
力が働いたときと同様に屈曲振動の向きが変化するた
め、それに対応した出力信号が得られる。したがって、
予め設定された出力感度を有する振動ジャイロ１０に疑
似コリオリ信号を与えたときの出力の値を記憶させてお
けば、検査時に疑似コリオリ信号を与えたときの出力信
号と記憶された値とを比較することにより、出力感度が
変化しているかどうかを知ることができる。つまり、疑
似コリオリ信号を与えたときの出力信号と記憶された所
定の値とが異なるときには、振動ジャイロ１０の出力感
度に異常があることを示している。このように、この振
動ジャイロ１０では、疑似コリオリ信号を与えることに
よって、感度が変化しているかどうかを自己診断するこ
とができる。
力が働いたときと同様に屈曲振動の向きが変化するた
め、それに対応した出力信号が得られる。したがって、
予め設定された出力感度を有する振動ジャイロ１０に疑
似コリオリ信号を与えたときの出力の値を記憶させてお
けば、検査時に疑似コリオリ信号を与えたときの出力信
号と記憶された値とを比較することにより、出力感度が
変化しているかどうかを知ることができる。つまり、疑
似コリオリ信号を与えたときの出力信号と記憶された所
定の値とが異なるときには、振動ジャイロ１０の出力感
度に異常があることを示している。このように、この振
動ジャイロ１０では、疑似コリオリ信号を与えることに
よって、感度が変化しているかどうかを自己診断するこ
とができる。
【００２５】図６は、圧電素子１４ｄ，１４ｅが、駆動
手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用している例を示
すブロック図である。この振動ジャイロ１０では、図５
に示される振動ジャイロに比べて、圧電素子１４ｃが形
成されていない。この振動ジャイロ１０では、駆動回路
２６の出力信号が、圧電素子１４ｄ，１４ｅに与えられ
る。また、疑似コリオリ信号発生回路４２は、図５に示
す振動ジャイロと同様に、圧電素子１４ｄに接続される
とともに、反転回路５０を介して圧電素子１４ｅに接続
される。
手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用している例を示
すブロック図である。この振動ジャイロ１０では、図５
に示される振動ジャイロに比べて、圧電素子１４ｃが形
成されていない。この振動ジャイロ１０では、駆動回路
２６の出力信号が、圧電素子１４ｄ，１４ｅに与えられ
る。また、疑似コリオリ信号発生回路４２は、図５に示
す振動ジャイロと同様に、圧電素子１４ｄに接続される
とともに、反転回路５０を介して圧電素子１４ｅに接続
される。
【００２６】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ｄに駆動信号が与えられることにより、振動体１２の圧
電素子１４ｄ形成面に直交する向きに屈曲するような力
が働く。また、圧電素子１４ｅに駆動信号が与えられる
ことにより、振動体１２の圧電素子１４ｅ形成面に直交
する向きに屈曲するような力が働く。これらの力が合成
され、振動体１２は、圧電素子の形成されていない面に
直交する向きに屈曲振動する。回転角速度の検出につい
ては、図５に示す振動ジャイロと同様にして行うことが
できる。
ｄに駆動信号が与えられることにより、振動体１２の圧
電素子１４ｄ形成面に直交する向きに屈曲するような力
が働く。また、圧電素子１４ｅに駆動信号が与えられる
ことにより、振動体１２の圧電素子１４ｅ形成面に直交
する向きに屈曲するような力が働く。これらの力が合成
され、振動体１２は、圧電素子の形成されていない面に
直交する向きに屈曲振動する。回転角速度の検出につい
ては、図５に示す振動ジャイロと同様にして行うことが
できる。
【００２７】このような振動ジャイロ１０においても、
振動体１４が屈曲振動している状態でスイッチング素子
４８を切り換えることにより、駆動用として用いられる
圧電素子１４ｄ，１４ｅに逆位相の信号が与えられる。
それによって、振動体１２に無回転時の屈曲振動と直交
する向きに力が働く。それによって振動体１２の屈曲振
動の向きが変わり、実際のコリオリ力が働いたときに相
当する出力信号が得られる。したがって、検査時に疑似
コリオリ信号を与えたときの出力信号と所定の値とを比
較することにより、振動ジャイロ１０の出力感度に異常
がないかどうかを自己診断することができる。
振動体１４が屈曲振動している状態でスイッチング素子
４８を切り換えることにより、駆動用として用いられる
圧電素子１４ｄ，１４ｅに逆位相の信号が与えられる。
それによって、振動体１２に無回転時の屈曲振動と直交
する向きに力が働く。それによって振動体１２の屈曲振
動の向きが変わり、実際のコリオリ力が働いたときに相
当する出力信号が得られる。したがって、検査時に疑似
コリオリ信号を与えたときの出力信号と所定の値とを比
較することにより、振動ジャイロ１０の出力感度に異常
がないかどうかを自己診断することができる。
【００２８】また、図７は、検出手段と疑似コリオリ力
発生手段とが兼用される例を示すブロック図である。こ
の振動ジャイロ１０では、図８に示すように、振動体１
４の３つの側面の中央部に、それぞれ圧電素子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃが形成され、図１に示すような圧電素子
１４ｄ，１４ｅが形成されていない。この振動ジャイロ
１０では、駆動回路２６の出力信号が、圧電素子１４ｃ
に与えられる。また、圧電素子１４ａ，１４ｂは、電荷
検出回路２２ａ，２２ｂを介して、検出回路３２に接続
される。さらに、疑似コリオリ信号発生回路４２は、圧
電素子１４ｂに接続されるとともに、反転回路５０を介
して圧電素子１４ａに接続される。つまり、この振動ジ
ャイロ１０においては、圧電素子１４ａ，１４ｂが、検
出手段と疑似コリオリ力発生手段を兼用している。
発生手段とが兼用される例を示すブロック図である。こ
の振動ジャイロ１０では、図８に示すように、振動体１
４の３つの側面の中央部に、それぞれ圧電素子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃが形成され、図１に示すような圧電素子
１４ｄ，１４ｅが形成されていない。この振動ジャイロ
１０では、駆動回路２６の出力信号が、圧電素子１４ｃ
に与えられる。また、圧電素子１４ａ，１４ｂは、電荷
検出回路２２ａ，２２ｂを介して、検出回路３２に接続
される。さらに、疑似コリオリ信号発生回路４２は、圧
電素子１４ｂに接続されるとともに、反転回路５０を介
して圧電素子１４ａに接続される。つまり、この振動ジ
ャイロ１０においては、圧電素子１４ａ，１４ｂが、検
出手段と疑似コリオリ力発生手段を兼用している。
【００２９】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ｃに駆動信号が与えられることにより、振動体１２は圧
電素子１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。そ
して、回転角速度の検出については、図５に示す振動ジ
ャイロと同様にして行うことができる。
ｃに駆動信号が与えられることにより、振動体１２は圧
電素子１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。そ
して、回転角速度の検出については、図５に示す振動ジ
ャイロと同様にして行うことができる。
【００３０】さらに、図９は、駆動手段と検出手段と疑
似コリオリ力発生手段とが兼用される例を示すブロック
図である。この振動ジャイロ１０も、図８に示される３
つの圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有する振動ジャ
イロである。この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ｃの出力信号が帰還信号として駆動回路２６に入力さ
れ、駆動回路２６の出力信号が、圧電素子１４ａ，１４
ｂに与えられる。また、圧電素子１４ａ，１４ｂは、電
荷検出回路２２ａ，２２ｂを介して、検出回路３２に接
続される。さらに、疑似コリオリ信号発生回路４２は、
圧電素子１４ｂに接続されるとともに、反転回路５０を
介して圧電素子１４ａに接続される。つまり、この振動
ジャイロ１０においては、圧電素子１４ａ，１４ｂが、
駆動手段，検出手段および疑似コリオリ力発生手段を兼
用している。
似コリオリ力発生手段とが兼用される例を示すブロック
図である。この振動ジャイロ１０も、図８に示される３
つの圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃを有する振動ジャ
イロである。この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ｃの出力信号が帰還信号として駆動回路２６に入力さ
れ、駆動回路２６の出力信号が、圧電素子１４ａ，１４
ｂに与えられる。また、圧電素子１４ａ，１４ｂは、電
荷検出回路２２ａ，２２ｂを介して、検出回路３２に接
続される。さらに、疑似コリオリ信号発生回路４２は、
圧電素子１４ｂに接続されるとともに、反転回路５０を
介して圧電素子１４ａに接続される。つまり、この振動
ジャイロ１０においては、圧電素子１４ａ，１４ｂが、
駆動手段，検出手段および疑似コリオリ力発生手段を兼
用している。
【００３１】この振動ジャイロ１０では、圧電素子１４
ａ，１４ｂに駆動信号が与えられることにより、図６に
示す振動ジャイロと同様にして、振動体１２が圧電素子
１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。そして、
回転角速度の検出については、図５に示す振動ジャイロ
と同様にして行うことができる。
ａ，１４ｂに駆動信号が与えられることにより、図６に
示す振動ジャイロと同様にして、振動体１２が圧電素子
１４ｃ形成面に直交する向きに屈曲振動する。そして、
回転角速度の検出については、図５に示す振動ジャイロ
と同様にして行うことができる。
【００３２】図７や図９に示す振動ジャイロにおいて
も、振動体１４が屈曲振動している状態でスイッチング
素子４８を切り換えることにより、検出用として用いら
れる圧電素子１４ａ，１４ｂまたは駆動検出用として用
いられる圧電素子１４ａ，１４ｂに逆位相の信号が与え
られる。それによって、振動体１２に無回転時の屈曲振
動と直交する向きに力が働く。それによって、振動体１
２の屈曲振動の向きが変わり、実際のコリオリ力が働い
たときに相当する出力信号が得られる。したがって、検
査時に疑似コリオリ力を与えたときの出力信号と所定の
値とを比較することにより、振動ジャイロ１０の出力感
度に異常がないかどうかを自己診断することができる。
も、振動体１４が屈曲振動している状態でスイッチング
素子４８を切り換えることにより、検出用として用いら
れる圧電素子１４ａ，１４ｂまたは駆動検出用として用
いられる圧電素子１４ａ，１４ｂに逆位相の信号が与え
られる。それによって、振動体１２に無回転時の屈曲振
動と直交する向きに力が働く。それによって、振動体１
２の屈曲振動の向きが変わり、実際のコリオリ力が働い
たときに相当する出力信号が得られる。したがって、検
査時に疑似コリオリ力を与えたときの出力信号と所定の
値とを比較することにより、振動ジャイロ１０の出力感
度に異常がないかどうかを自己診断することができる。
【００３３】また、図１０および図１１に示すような、
音叉状の振動体１２を有する振動ジャイロ１０について
も、出力感度の変化を検出することができる。この振動
ジャイロ１０の振動体１２は、互いの面が対向するよう
に配置された２つの駆動板１２ａと、駆動板１２ａの面
と直交するように配置された検出板１２ｂとを含む。検
出板１２ｂは、駆動板１２ａの長手方向の一方の端部で
かつ幅方向の一方の端部に形成される。そして、２つの
駆動板１２ａの他方の端部が接続部材１２ｃで接続さ
れ、音叉状の振動体１２が形成されている。２つの駆動
板１２ａの間において、接続部材１２ｃの中央部から上
方に延びるようにして、Ｌ字状の支持部材６０が形成さ
れる。この支持部材６０の端部が、支持基板などに取り
付けられる。
音叉状の振動体１２を有する振動ジャイロ１０について
も、出力感度の変化を検出することができる。この振動
ジャイロ１０の振動体１２は、互いの面が対向するよう
に配置された２つの駆動板１２ａと、駆動板１２ａの面
と直交するように配置された検出板１２ｂとを含む。検
出板１２ｂは、駆動板１２ａの長手方向の一方の端部で
かつ幅方向の一方の端部に形成される。そして、２つの
駆動板１２ａの他方の端部が接続部材１２ｃで接続さ
れ、音叉状の振動体１２が形成されている。２つの駆動
板１２ａの間において、接続部材１２ｃの中央部から上
方に延びるようにして、Ｌ字状の支持部材６０が形成さ
れる。この支持部材６０の端部が、支持基板などに取り
付けられる。
【００３４】２つの駆動板１２ａの外側の面には、駆動
手段としての圧電素子６２ａ，６２ｂが形成される。ま
た、２つの検出板１２ｂには、それぞれ検出手段として
の圧電素子６４ａ，６４ｂと疑似コリオリ力発生手段と
しての圧電素子６６ａ，６６ｂが形成される。このと
き、圧電素子６４ａと圧電素子６６ａとが一方の検出板
１２ａの幅方向に並んで形成され、圧電素子６４ｂと圧
電素子６６ｂとが他方の検出板１２ｂの幅方向に並んで
形成される。
手段としての圧電素子６２ａ，６２ｂが形成される。ま
た、２つの検出板１２ｂには、それぞれ検出手段として
の圧電素子６４ａ，６４ｂと疑似コリオリ力発生手段と
しての圧電素子６６ａ，６６ｂが形成される。このと
き、圧電素子６４ａと圧電素子６６ａとが一方の検出板
１２ａの幅方向に並んで形成され、圧電素子６４ｂと圧
電素子６６ｂとが他方の検出板１２ｂの幅方向に並んで
形成される。
【００３５】この振動ジャイロ１０では、図１２に示す
ように、一方の圧電素子６２ａが電荷検出回路６８に接
続され、この電荷検出回路６８が駆動回路２６に接続さ
れる。そして、駆動回路２６で得られた駆動信号が、他
方の圧電素子６２ｂに与えられる。また、２つの圧電素
子６４ａ，６４ｂは、それぞれ電荷検出回路２２ａ，２
２ｂに接続され、電荷検出回路２２ａ，２２ｂは検出回
路３２に接続される。検出回路３２の同期検波回路３６
では、差動増幅回路３４の出力信号が、駆動側の電荷検
出回路６８の信号に同期して検波される。さらに、電荷
検出回路６８の出力信号は疑似コリオリ信号発生回路４
２に入力される。そして、疑似コリオリ信号発生回路４
２の出力信号が、スイッチング素子４８を介して、反転
回路５０および圧電素子６６ｂに与えられる。反転回路
５０の出力信号は、圧電素子６６ａに与えられる。
ように、一方の圧電素子６２ａが電荷検出回路６８に接
続され、この電荷検出回路６８が駆動回路２６に接続さ
れる。そして、駆動回路２６で得られた駆動信号が、他
方の圧電素子６２ｂに与えられる。また、２つの圧電素
子６４ａ，６４ｂは、それぞれ電荷検出回路２２ａ，２
２ｂに接続され、電荷検出回路２２ａ，２２ｂは検出回
路３２に接続される。検出回路３２の同期検波回路３６
では、差動増幅回路３４の出力信号が、駆動側の電荷検
出回路６８の信号に同期して検波される。さらに、電荷
検出回路６８の出力信号は疑似コリオリ信号発生回路４
２に入力される。そして、疑似コリオリ信号発生回路４
２の出力信号が、スイッチング素子４８を介して、反転
回路５０および圧電素子６６ｂに与えられる。反転回路
５０の出力信号は、圧電素子６６ａに与えられる。
【００３６】この音叉状の振動体１２を有する振動ジャ
イロ１０では、駆動回路２６によって、駆動板１２ａに
屈曲振動が励起される。それによって、振動体１２は、
全体として開閉するように振動する。無回転時において
は、検出板１２ｂは幅方向に振動するため、検出板１２
ｂは屈曲しない。そのため、圧電素子６４ａ，６４ｂに
は電荷が発生せず、検出回路３２からは信号が出力され
ない。
イロ１０では、駆動回路２６によって、駆動板１２ａに
屈曲振動が励起される。それによって、振動体１２は、
全体として開閉するように振動する。無回転時において
は、検出板１２ｂは幅方向に振動するため、検出板１２
ｂは屈曲しない。そのため、圧電素子６４ａ，６４ｂに
は電荷が発生せず、検出回路３２からは信号が出力され
ない。
【００３７】そして、図１２に示すように、振動体１２
の軸を中心として回転各速度ωが加わると、振動体１２
の振動方向と直交する向きにコリオリ力が発生する。つ
まり、検出板１２ｂの面に直交する向きにコリオリ力が
発生する。そのため、検出板１２ｂに屈曲が生じ、圧電
素子６４ａ，６４ｂに電荷が発生する。このとき、振動
体１２は開閉する振動、つまり２つの駆動板１２ａが互
いに逆向きの振動をしているため、２つの検出板１２ｂ
にかかるコリオリ力は逆向きとなる。そのため、２つの
検出板１２ｂは互いに逆向きに屈曲し、圧電素子６４
ａ，６４ｂに発生する電荷は逆極性となる。したがっ
て、電荷検出回路２２ａ，２２ｂの出力信号は逆位相の
ものとなり、これらの信号の差を差動増幅回路３４から
出力させることにより、検出回路３２から回転角速度に
対応した直流信号を得ることができる。また、検出回路
３２の出力信号の極性から、回転角速度の向きを知るこ
とができる。
の軸を中心として回転各速度ωが加わると、振動体１２
の振動方向と直交する向きにコリオリ力が発生する。つ
まり、検出板１２ｂの面に直交する向きにコリオリ力が
発生する。そのため、検出板１２ｂに屈曲が生じ、圧電
素子６４ａ，６４ｂに電荷が発生する。このとき、振動
体１２は開閉する振動、つまり２つの駆動板１２ａが互
いに逆向きの振動をしているため、２つの検出板１２ｂ
にかかるコリオリ力は逆向きとなる。そのため、２つの
検出板１２ｂは互いに逆向きに屈曲し、圧電素子６４
ａ，６４ｂに発生する電荷は逆極性となる。したがっ
て、電荷検出回路２２ａ，２２ｂの出力信号は逆位相の
ものとなり、これらの信号の差を差動増幅回路３４から
出力させることにより、検出回路３２から回転角速度に
対応した直流信号を得ることができる。また、検出回路
３２の出力信号の極性から、回転角速度の向きを知るこ
とができる。
【００３８】このような振動ジャイロ１０においても、
無回転時にスイッチング素子４８を切り換えることによ
り、圧電素子６６ａ，６６ｂに逆位相の疑似コリオリ信
号を与えることができる。それによって、実際にコリオ
リ力が働いたのと同様に、２つの検出板１２ｂは、互い
に逆向きに屈曲する。この屈曲によって、圧電素子６４
ａ，６４ｂに電荷が発生し、検出回路３２から信号が出
力される。したがって、予め設定された出力感度を有す
る振動ジャイロ１０に疑似コリオリ信号を与えたときの
出力の値を記憶させておけば、その記憶された値と比較
することにより、振動ジャイロ１０の出力感度が変化し
ているかどうかを知ることができる。
無回転時にスイッチング素子４８を切り換えることによ
り、圧電素子６６ａ，６６ｂに逆位相の疑似コリオリ信
号を与えることができる。それによって、実際にコリオ
リ力が働いたのと同様に、２つの検出板１２ｂは、互い
に逆向きに屈曲する。この屈曲によって、圧電素子６４
ａ，６４ｂに電荷が発生し、検出回路３２から信号が出
力される。したがって、予め設定された出力感度を有す
る振動ジャイロ１０に疑似コリオリ信号を与えたときの
出力の値を記憶させておけば、その記憶された値と比較
することにより、振動ジャイロ１０の出力感度が変化し
ているかどうかを知ることができる。
【００３９】なお、図１３に示すように、２つの検出板
１２ｂに、それぞれ１つの圧電素子７０ａ，７０ｂを形
成した振動ジャイロ１０を用いてもよい。この場合、圧
電素子７０ａ，７０ｂは、検出手段および疑似コリオリ
力発生手段として兼用される。つまり、圧電素子７０
ａ，７０ｂは検出回路３２に接続されるとともに、疑似
コリオリ信号発生回路４２の出力信号が入力される。こ
のとき、圧電素子７０ａ，７０ｂの一方には、反転回路
５０で反転された疑似コリオリ信号が入力される。この
ように、検出手段としての圧電素子７０ａ，７０ｂに疑
似コリオリ信号を与えても、無回転時の振動方向と直交
する向きに力を加えることができ、振動ジャイロの出力
感度に変化がないかどうかを知ることができる。もちろ
ん、柱状の振動体を用いた振動ジャイロにおいて、検出
手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用してもよい。
１２ｂに、それぞれ１つの圧電素子７０ａ，７０ｂを形
成した振動ジャイロ１０を用いてもよい。この場合、圧
電素子７０ａ，７０ｂは、検出手段および疑似コリオリ
力発生手段として兼用される。つまり、圧電素子７０
ａ，７０ｂは検出回路３２に接続されるとともに、疑似
コリオリ信号発生回路４２の出力信号が入力される。こ
のとき、圧電素子７０ａ，７０ｂの一方には、反転回路
５０で反転された疑似コリオリ信号が入力される。この
ように、検出手段としての圧電素子７０ａ，７０ｂに疑
似コリオリ信号を与えても、無回転時の振動方向と直交
する向きに力を加えることができ、振動ジャイロの出力
感度に変化がないかどうかを知ることができる。もちろ
ん、柱状の振動体を用いた振動ジャイロにおいて、検出
手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用してもよい。
【００４０】なお、上述のそれぞれの振動ジャイロで
は、振動体上に圧電素子を形成して、これらの圧電素子
を駆動手段，検出手段，疑似コリオリ力発生手段とした
が、振動体を圧電体で形成し、その振動体上に電極を形
成してもよい。たとえば、正３角柱状の振動体を用いる
場合、図１や図４または図８などに示されている圧電素
子と同じ位置に電極が形成される。そして、駆動手段と
しての電極に駆動信号を与えることにより振動体が屈曲
振動し、検出手段としての電極からコリオリ力に対応し
た信号を得ることができる。また、疑似コリオリ力発生
手段としての電極に疑似コリオリ信号を与えることによ
り、実際のコリオリ力が加わったように振動体を屈曲さ
せることができる。したがって、このときの検出回路の
出力信号を測定することにより、振動ジャイロの出力感
度が変化していないかどうかを知ることができる。
は、振動体上に圧電素子を形成して、これらの圧電素子
を駆動手段，検出手段，疑似コリオリ力発生手段とした
が、振動体を圧電体で形成し、その振動体上に電極を形
成してもよい。たとえば、正３角柱状の振動体を用いる
場合、図１や図４または図８などに示されている圧電素
子と同じ位置に電極が形成される。そして、駆動手段と
しての電極に駆動信号を与えることにより振動体が屈曲
振動し、検出手段としての電極からコリオリ力に対応し
た信号を得ることができる。また、疑似コリオリ力発生
手段としての電極に疑似コリオリ信号を与えることによ
り、実際のコリオリ力が加わったように振動体を屈曲さ
せることができる。したがって、このときの検出回路の
出力信号を測定することにより、振動ジャイロの出力感
度が変化していないかどうかを知ることができる。
【００４１】また、柱状の振動体を用いた振動ジャイロ
について、たとえば４角柱状や５角柱状あるいは円柱状
などの他の柱状に形成した振動体を用いてもよい。つま
り、無回転時における基本振動の方向と直交する向き
に、疑似コリオリ力を発生させることができるようにす
ることにより、振動ジャイロの出力感度をチェックする
ことができる。
について、たとえば４角柱状や５角柱状あるいは円柱状
などの他の柱状に形成した振動体を用いてもよい。つま
り、無回転時における基本振動の方向と直交する向き
に、疑似コリオリ力を発生させることができるようにす
ることにより、振動ジャイロの出力感度をチェックする
ことができる。
【００４２】このように、この振動ジャイロ１０では、
疑似コリオリ信号を入力することによって、振動ジャイ
ロ１０の出力感度に変化がないかどうかを確認すること
ができる。したがって、外部環境の変化や振動，衝撃な
どによる振動ジャイロの故障を簡単に見つけることがで
きる。
疑似コリオリ信号を入力することによって、振動ジャイ
ロ１０の出力感度に変化がないかどうかを確認すること
ができる。したがって、外部環境の変化や振動，衝撃な
どによる振動ジャイロの故障を簡単に見つけることがで
きる。
【００４３】
【発明の効果】この発明によれば、疑似コリオリ信号を
入力することによる自己診断機能により、振動ジャイロ
の出力感度の変化を見つけることができ、故障の有無を
確認することができる。また、疑似コリオリ力発生手段
と駆動手段とを兼用したり、疑似コリオリ力発生手段と
検出手段とを兼用したり、疑似コリオリ力発生手段と駆
動手段と検出手段とを兼用することによって、振動ジャ
イロの構造を簡単にすることができ、振動ジャイロの製
造が容易になる。
入力することによる自己診断機能により、振動ジャイロ
の出力感度の変化を見つけることができ、故障の有無を
確認することができる。また、疑似コリオリ力発生手段
と駆動手段とを兼用したり、疑似コリオリ力発生手段と
検出手段とを兼用したり、疑似コリオリ力発生手段と駆
動手段と検出手段とを兼用することによって、振動ジャ
イロの構造を簡単にすることができ、振動ジャイロの製
造が容易になる。
【図１】この発明の振動ジャイロの一例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】図１に示す振動ジャイロの側面図である。
【図３】図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図であ
る。
る。
【図４】図１の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。
【図５】図１および図２に示す振動ジャイロを使用する
ための回路を示すブロック図である。
ための回路を示すブロック図である。
【図６】駆動手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用し
た振動ジャイロの回路を示すブロック図である。
た振動ジャイロの回路を示すブロック図である。
【図７】検出手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用し
た振動ジャイロの回路を示すブロック図である。
た振動ジャイロの回路を示すブロック図である。
【図８】図７に示す回路で用いられる振動ジャイロを示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図９】駆動手段と検出手段と疑似コリオリ力発生手段
とを兼用した振動ジャイロの回路を示すブロック図であ
る。
とを兼用した振動ジャイロの回路を示すブロック図であ
る。
【図１０】音叉状の振動体を用いた振動ジャイロの一例
を示す平面図である。
を示す平面図である。
【図１１】図１０に示す振動ジャイロの側面図である。
【図１２】図１０および図１１に示す振動ジャイロを使
用するための回路を示すブロック図である。
用するための回路を示すブロック図である。
【図１３】音叉状の振動体を用いた振動ジャイロにおい
て、検出手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用した振
動ジャイロの回路を示すブロック図である。
て、検出手段と疑似コリオリ力発生手段とを兼用した振
動ジャイロの回路を示すブロック図である。
【図１４】従来の振動ジャイロの一例を示す斜視図であ
る。
る。
【図１５】図１４に示す振動ジャイロを使用するための
回路を示すブロック図である。
回路を示すブロック図である。
【図１６】従来の振動ジャイロの他の例を示す平面図で
ある。
ある。
【図１７】図１６に示す振動ジャイロの側面図である。
１０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ，１４ｂ 圧電素子（検出手段） １４ｃ 圧電素子（駆動手段） １４ｄ，１４ｅ 圧電素子（疑似コリオリ力発生手段） ２２ａ，２２ｂ 電荷検出回路 ２４ａ，２４ｂ 抵抗 ２６ 駆動回路 ３２ 検出回路 ４２ 疑似コリオリ信号発生回路 ４８ スイッチング素子 ５０ 反転回路 ６２ａ，６２ｂ 圧電素子（駆動手段） ６４ａ，６４ｂ 圧電素子（検出手段） ６６ａ，６６ｂ 圧電素子（疑似コリオリ力発生手段） ７０ａ，７０ｂ 圧電素子（検出手段，疑似コリオリ力
発生手段）
発生手段）
Claims (6)
- 【請求項１】 柱状の振動体、 前記振動体に屈曲振動を励起するために前記振動体の側
面に形成される駆動手段、 前記振動体の屈曲振動の変化を検出するために前記振動
体の側面に形成される検出手段、 前記振動体に回転角速度が加わったときに働くコリオリ
力と同じ向きに前記振動体に力を加えるために前記振動
体の側面に形成される疑似コリオリ力発生手段、および
前記振動体に前記コリオリ力と同じ向きの力を加えるた
めの疑似コリオリ信号を前記疑似コリオリ力発生手段に
与えるための疑似コリオリ信号発生手段を含む、振動ジ
ャイロ。 - 【請求項２】 前記駆動手段と前記疑似コリオリ力発生
手段とが兼用される、請求項１に記載の振動ジャイロ。 - 【請求項３】 前記駆動手段と前記検出手段と前記疑似
コリオリ力発生手段とが兼用される、請求項１に記載の
振動ジャイロ。 - 【請求項４】 音叉状の振動体、 前記振動体に開閉するような振動を励起するために前記
振動体の側面に形成される駆動手段、 前記振動体の振動の変化を検出するために前記振動体の
側面に形成される検出手段、 前記振動体に回転角速度が加わったときに働くコリオリ
力と同じ向きに前記振動体に力を加えるために前記振動
体の側面に形成される疑似コリオリ力発生手段、および
前記振動体に前記コリオリ力と同じ向きの力を加えるた
めの疑似コリオリ信号を前記疑似コリオリ力発生手段に
与えるための疑似コリオリ信号発生手段を含む、振動ジ
ャイロ。 - 【請求項５】 前記検出手段と前記疑似コリオリ力発生
手段とが兼用される、請求項１または請求項４に記載の
振動ジャイロ。 - 【請求項６】 前記振動体が振動している状態で、前記
疑似コリオリ信号が前記疑似コリオリ力発生手段に与え
られることにより、前記振動体が前記コリオリ力と同じ
向きにも励振される、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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27962197A JP3191742B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 振動ジャイロ |
| DE69833078T DE69833078T2 (de) | 1997-09-25 | 1998-09-23 | Vibrationskreisel |
| EP98118005A EP0905479B1 (en) | 1997-09-25 | 1998-09-23 | Vibrating gyroscope |
| US09/159,716 US6029516A (en) | 1997-09-25 | 1998-09-24 | Vibrating gyroscope capable of self-diagnosing by pseudo-coriolis force generating means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27962197A JP3191742B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101644A true JPH11101644A (ja) | 1999-04-13 |
| JP3191742B2 JP3191742B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17613541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27962197A Expired - Fee Related JP3191742B2 (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 振動ジャイロ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6029516A (ja) |
| EP (1) | EP0905479B1 (ja) |
| JP (1) | JP3191742B2 (ja) |
| DE (1) | DE69833078T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002213961A (ja) * | 2001-01-15 | 2002-07-31 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
| JP2002228451A (ja) * | 2001-01-29 | 2002-08-14 | Murata Mfg Co Ltd | 振動ジャイロおよび振動ジャイロの自己診断方法 |
| JP2005201652A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 角速度センサ |
| WO2005078389A1 (ja) * | 2004-02-18 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 角速度センサ |
| JP2010107518A (ja) * | 2009-12-22 | 2010-05-13 | Panasonic Corp | 角速度センサ |
| JP2011021935A (ja) * | 2009-07-14 | 2011-02-03 | Panasonic Corp | 角速度センサ |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4449110B2 (ja) * | 1999-08-18 | 2010-04-14 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| JP4843855B2 (ja) * | 2001-03-09 | 2011-12-21 | パナソニック株式会社 | 角速度センサ |
| DE502004010423D1 (de) * | 2003-06-30 | 2010-01-07 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur überwachung eines drehratensensors |
| DE102005043592A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-15 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Vibrationskreisels und Sensoranordnung |
| DE102005043560A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-15 | Siemens Ag | Verfahren zum Betrieb eines Vibrationskreisels und Sensoranordnung |
| DE102005043559A1 (de) * | 2005-09-12 | 2007-03-15 | Siemens Ag | Verfahren und Anordnung zur Überwachung einer Sensoranordnung |
| IT1397594B1 (it) * | 2009-12-21 | 2013-01-16 | St Microelectronics Rousset | Giroscopio microelettromeccanico con funzione di auto-test continua e metodo di controllo di un giroscopio microelettromeccanico. |
| KR101319712B1 (ko) * | 2011-12-26 | 2013-10-17 | 삼성전기주식회사 | 자이로센서 구동회로, 자이로센서 시스템 및 자이로센서 구동 방법 |
| US11320452B2 (en) | 2019-06-26 | 2022-05-03 | Stmicroelectronics, Inc. | MEMS accelerometer self-test using an active mobile mass deflection technique |
| US11255670B2 (en) | 2019-06-26 | 2022-02-22 | Stmicroelectronics, Inc. | MEMS gyroscope self-test using a technique for deflection of the sensing mobile mass |
| US11175138B2 (en) | 2019-06-26 | 2021-11-16 | Stmicroelectronics, Inc. | MEMS gyroscope control circuit |
| US11162790B2 (en) * | 2019-06-26 | 2021-11-02 | Stmicroelectronics, Inc. | MEMS gyroscope start-up process and circuit |
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| US4665748A (en) * | 1985-10-21 | 1987-05-19 | Sundstrand Data Control, Inc. | Automatic continuous nulling of angular rate sensor |
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| US5426970A (en) * | 1993-08-02 | 1995-06-27 | New Sd, Inc. | Rotation rate sensor with built in test circuit |
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-
1997
- 1997-09-25 JP JP27962197A patent/JP3191742B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-23 DE DE69833078T patent/DE69833078T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-23 EP EP98118005A patent/EP0905479B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-09-24 US US09/159,716 patent/US6029516A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
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| DE69833078T2 (de) | 2006-07-20 |
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