(57)【要約】【課題】本発明の目的は、センサの加速度感度を損なうことなく、このような角度誤差を、簡単な仕組みで低減させることである。【解決手段】本発明の一実施形態による角速度センサは、駆動回路７０１と、ＣＶ変換器７０２と、移相器７０３と、同期検波器７０４と、ローパスフィルタ７０５と、外部検知部７０６と、角速度出力補正部７０７とセンサ７０８とを備え、外乱検知部７０６は、信号Ｘ、信号Ｙを入力とし、角速度信号ではない所定の大きさよりも大きい信号（つまり外乱）を検出し、外乱検出状態か非外乱検出状態かを表す２値の検出信号を出力する。角速度出力補正部７０７は、ローパスフィルタ７０５の出力である角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙを入力とする。これにより、センサの角速度信号に外乱が入ってきたとき、角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙは補正される。【選択図】図７
2010181186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
錘と、該錘を支持する梁と、該梁に対向して形成される電極とを備えた静電容量型センサと、
前記錘を電極面に直交する第１の軸方向に駆動する駆動部と、
前記第１の軸に直交した第２の軸、ならびに、前記第１の軸および前記第２の軸にそれぞれ直交する第３の軸にかかる力を、前記錘と前記電極との間の静電容量で検出し、前記第１の軸方向と前記第２の軸方向と前記第３の軸方向の変位信号を出力する静電容量変換部と、
前記第２および第３の軸方向の変位信号に含まれる外乱信号を検出する外乱信号検知部と、
前記外乱信号検知部から出力される外乱検知信号に基づき、前記第２および第３の軸方向の変位信号に基づく角速度信号を補正する補正部と
を備えることを特徴とする角速度センサ。
【請求項２】
さらに、
前記第１の軸方向の変位信号の位相を所定の移相量だけ変化させる第１移相部と、
前記移相部からの出力信号を参照信号とし、前記第２または第３の軸方向の変位信号を検波する同期検波部と、
前記同期検波部からの出力信号に基づき角速度信号を出力するローパスフィルタと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の角速度センサ。
【請求項３】
前記第１移相部における移相量が、９０度または−９０度であることを特徴とする請求項２に記載の角速度センサ
【請求項４】
前記外乱信号検知部は、
前記第１の軸方向の変位信号の位相を所定の移相量だけ変化させる第２移相部と、
前記移相部からの出力信号を参照信号とし、前記第２または第３の軸方向の変位信号を検波する同期検波部と、
前記同期検波部からの出力信号の振幅と、所定の閾値との比較を行う比較部と
を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の角速度センサ。
【請求項５】
前記第２移相部における移相量が、０度または１８０度であることを特徴とする請求項４に記載の角速度センサ。
【請求項６】
前記補正部は、
前記外乱検知信号に基づき、前記第２または第３の軸方向の変位信号をサンプルアンドホールドするサンプルアンドホールド回路部と、
前記外乱検知信号に基づき、
前記第２または第３の軸方向の変位信号に基づく角速度信号と、
前記サンプルアンドホールド回路部からの出力信号とのいずれか一方を出力する信号切替部と
を備えることを特徴とする請求項４または５に記載の角速度センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動子を使用した角速度センサに関し、特に角速度出力の誤差を低減させる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
角速度センサには、内部に変位可能な錘部を有し、この錘部を所定の周波数を有し振動させることにより、系に角速度が加わったときに錘部に生じるコリオリ力により起こる変位を検出することにより、角速度を検出する方式のものがある。錘部の変位の検出方法には、錘部の変位による静電容量の変化を検出するものや、錘部の変位による応力の変化を圧電効果で検出するものなどがある。
【０００３】
一例として、非特許文献１および非特許文献２に記載されている５−Ａｘｉｓ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒの概略構成を図１に示す。なお、上記文献で５−Ａｘｉｓ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒは、３軸加速度と２軸角速度を検出可能なセンサとして紹介している。ここでは角速度センサとしての働きを取り上げる。
【０００４】
このセンサは上部ガラス基板１０１とＳＯＩ（Ｓｉｌｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板１０２および下部ガラス基板１０３から成る３層構造を有する。
【０００５】
ＳＯＩ基板１０２には錘部１０４および４本の梁部１０５〜１０８が形成されており、錘部１０４は、梁部１０５〜１０８で支持される構造になっている。ここで梁部１０５〜１０８は薄く形成されており、応力により曲げ変形しやすいため、錘部１０４は力が加わると変位しやすくなっている。
【０００６】
上部ガラス基板１０１には、上部固定電極Ｅ１〜Ｅ５が形成されている。下部ガラス基板１０３には下部固定電極Ｅ６〜Ｅ１０が形成されている。錘部１０４は、外部から電位を与えられるようになっている。いずれの電極も錘部１０４と対向するように配置されているため、電極Ｅ１〜Ｅ１０と錘部１０４の間には、静電容量Ｃ１〜Ｃ１０が存在している。
【０００７】
上記センサにどの軸方向にも力がかかっていないときの、ｙ軸方向の側面から見た図２００を図２に示す。
【０００８】
次に、上記センサが角速度を検出する原理を図３および図４を使用して説明する。図３は、センサが角速度を検出する原理を示す図３００を示す。図４は、角速度検出のブロック図４００を示す。
【０００９】
まず、錘部１０４のＸ軸方向に力が加わったときのことを考える。錘部１０４のＸ軸方向に力が加わると、錘部１０４は梁部１０５〜１０８により支持されている構造であることから、錘部の質量中心に、梁部１０５、１０７を中心としたモーメントが働き、錘部１０４は梁部１０５、１０７を軸に回転する。このときの回転角θは、Ｘ軸方向に加える力Ｆｘに比例する。錘部１０４が梁部１０５、１０７を軸に回転すると、錘部１０４と固定電極Ｅ１〜Ｅ４、Ｅ６〜Ｅ９との電極間距離がそれぞれ変化するため、対応する静電容量Ｃ１〜Ｃ１０それぞれの値が変化する。そこで、例えば静電容量Ｃ１＋Ｃ４と静電容量Ｃ２＋Ｃ３の差、あるいは静電容量Ｃ６＋Ｃ９と静電容量Ｃ７＋Ｃ８の差を検出すると、錘部１０４のＸ軸方向に加わっている力に比例した量を検出できる。
【００１０】
Ｚ軸方向の変位を検出するには、例えば、静電容量Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４と静電容量Ｃ６＋Ｃ７＋Ｃ８＋Ｃ９の差を検出してやればよい。
【００１１】
角速度を検出するためには、駆動回路４０１により、上部固定電極Ｅ５に周波数ｆｄを有する交流電圧Ｖ１を印加する。また、下部固定電極Ｅ１０には交流電圧Ｖ１と位相差が１８０度の交流電圧Ｖ２が、駆動回路４０１により印加される。すると錘部１０４には、上部固定電極Ｅ５との間および下部固定電極Ｅ１０との間に、それぞれ同じ向きに、時間的に周波数ｆｄで振動するクーロン力が働くため、錘部１０４はＺ軸方向に周波数ｆｚで振動する。錘部１０４のＺ軸方向の振動の周波数ｆｚは駆動回路４０１により印加される交流電圧Ｖ１，Ｖ２の周波数ｆｄと同じである。
【００１２】
このように、錘部１０４がＺ軸方向に周波数ｆｚで振動している状態で、センサにＹ軸周りの角速度が加わると、錘部１０４にはＸ軸方向にコリオリ力が発生する。錘部１０４のＸ軸方向に加わるコリオリ力Ｆｘは、センサに加わっている角速度をΩｙ、錘部１０４の質量をｍ、錘部１０４のＺ軸方向の速度をＶｚとすると、次式で表される。
【００１３】
【数１】
2010181186.tif 000003
【００１４】
錘部１０４は、Ｚ軸方向に周波数ｆｚで振動させているため、
vz = v0 sin(fzt)
と書ける。従って、錘部１０４に発生するコリオリ力は周波数ｆｚで変調され、かつ、その振幅はセンサに加わっている角速度ΩｙとＺ軸方向の速さＶ０に比例する。この変調されたコリオリ力を、静電容量Ｃ１〜Ｃ４ならびに静電容量Ｃ６〜Ｃ１０の容量変化として検出する。駆動回路２０１によって、錘部１０４のＺ軸方向の振動の振幅が一定に保たれていれば、速さＶ０も一定となるので、角速度Ωｙを検出できる。
【００１５】
Ｘ軸周りの角速度Ωｘにより錘部１０４に発生するＺ軸方向の振動の周波数ｆｚで変調されたＹ軸方向のコリオリ力も、例えば、静電容量Ｃ１＋Ｃ２と静電容量Ｃ３＋Ｃ４の差を検出することによって、上記と同様に検出することができる。
【００１６】
上記の容量変化として得られたコリオリ力による角速度信号は、Ｚ軸方向の振動の周波数ｆｚで変調されているため、復調をする必要がある。復調を行う構成の一例を、図４を使用して説明する。
【００１７】
まず、各部についての説明をする。駆動回路４０１は、入力信号である信号Ｚが所定の振幅となるように、センサの錘部１０４をＺ軸方向に周波数ｆｄで駆動するための交流電圧を出力する。ＣＶ変換器４０２は、所定の静電容量値を、所定の電圧値に変換する。移相器４０３は、入力信号の位相を所定の角度だけ変化させる。同期検波器４０４は、移相器４０３の出力を参照信号として、入力信号の同期検波を行う。ローパスフィルタ４０５は、入力信号に含まれる所定の周波数よりも高い周波数帯域の信号を減衰させる。
【００１８】
つぎに、図４の構成の働きについて説明をする。センサの静電容量（Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｃ３＋Ｃ４）を、ＣＶ変換器４０２を使用して電圧値に変換した信号を信号Ｘとする。静電容量（Ｃ１＋Ｃ４）−（Ｃ２＋Ｃ３）を、ＣＶ変換器４０２を使用して電圧値に変換した信号を信号Ｙとする。また、静電容量（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）−（Ｃ６＋Ｃ７＋Ｃ８＋Ｃ９）を、ＣＶ変換器４０２を使用して電圧値に変換した信号を信号Ｚとする。信号Ｘは梁部１０６と１０８を軸とした錘部１０４の回転角に比例する。信号Ｙは梁部１０５と１０７を軸とした錘部１０４の回転角に比例する。信号Ｚは錘部１０４のＺ軸方向の変位に比例する。
信号Ｘ＝（Ｃ１＋Ｃ２）−（Ｃ３＋Ｃ４）
信号Ｙ＝（Ｃ１＋Ｃ４）−（Ｃ２＋Ｃ３）
信号Ｚ＝（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４）−（Ｃ６＋Ｃ７＋Ｃ８＋Ｃ９）
【００１９】
センサのＸ軸まわりに角速度がかかっているときについて考える。信号Ｘは、前記角速度の大きさに比例したコリオリ力を周波数ｆｚで変調した信号を含んでいる。この信号からコリオリ力の大きさを信号として取り出すためには、コリオリ力に同期した参照信号で同期検波してやればよい。
【００２０】
コリオリ力に同期した信号は、錘部１０４のＺ軸方向の変位信号である信号Ｚから作ることができる。コリオリ力は錘部１０４の速度Ｖｚに比例する。速度Ｖｚは錘部１０４の変位を微分したものである。つまり錘部１０４のＺ軸方向の変位信号である信号Ｚを移相器４０３で信号Ｚに対して９０°または−９０°だけ移相してやれば、コリオリ力に同期した参照信号として使用することができる。
【００２１】
信号Ｘを、移相器４０３の出力で同期検波してやり、所定の帯域に制限したローパスフィルタ４０５に通すことでコリオリ力を検出することができる。コリオリ力は錘部１０４のＺ軸方向の速度Ｖｚと、センサにかかっている角速度Ωに比例する。いま錘部１０４のＺ軸方向の速度Ｖｚは駆動部４０１により一定の振幅に制御されている。従って、検出されるコリオリ力とかかっている角速度の間には比例関係が成り立つ。従って、ローパスフィルタ４０５の出力に、予め測定されたＸ軸まわりの角速度感度を乗じて、角速度出力Ｘを得る。Ｙ軸まわりの角速度についても上記と同様にして検出できる。
【００２２】
図５に信号の波形を描いた図を示す。図５左はセンサに角速度がかかっていないときの波形である。図５右はセンサに角速度がかかっているときの波形である。
【００２３】
図５（ａ）は、錘部１０４がＺ軸方向に駆動されているときの変位を表す波形（実線）と、錘部１０４の速度を表す波形（破線）である。前記の変位を表す波形は図４の信号Ｚの波形に相当する。前記の変位を表す波形と、前記の速度を表す波形は、位相が９０°ずれている。
【００２４】
図５（ｂ）は、錘部１０４がＺ軸方向に駆動されているとき、錘部１０４にかかるコリオリ力による錘部１０４の変位に伴う容量変化をＣＶ変換器２０２で検出した波形で、図４の信号Ｘに相当する。センサに角速度がかかっていないときには、コリオリ力は発生しないため、その出力はゼロである。センサのＸ軸まわりに角速度ωがかかっているとき、信号Ｘは角速度ωに比例する振幅を有し、信号Ｚと９０°ずれた位相で振動している。
【００２５】
図５（ｃ）は、前記信号Ｚを９０°移相した信号で前記信号Ｘを同期検波したもので、図４の同期検波器２０４の出力である。コリオリ力と、信号Ｚを９０°移相した信号は同じ位相なので、図に示したように、ゼロを中心に折り返した波形になる。
【００２６】
図５（ｄ）は、前記同期検波後の波形を、所定の帯域を有するローパスフィルタに入力したときの、ローパスフィルタの出力波形である。センサにかかる角速度がゼロのときの出力はゼロであり、センサにかかる角速度Ω＝ωのときは角速度ωに比例した出力値を得ることができる。
【００２７】
以上のようにしてＸ軸まわりおよびＹ軸まわりの角速度を検出することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２８】
【非特許文献１】Micromachined 5-axis Motion Sensor with Electrostatic Drive and Capacitive Detection, Taniguchi et al., Tech Dig Sens Symp, 2001.
【非特許文献２】SOI MICROMACHINED 5-AXIS MOTION SENSOR USING RESONANT ELECTROSTATIC DRIVE AND NON-RESONANT CAPACITIVE DETECTION MODE, Yoshiyuki Watanabe, et al., Digest of Papers, Tranceducers '05, pp. 511-514, 2005.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
先に示したセンサは、１つの錘部を設けるだけで、加速度３軸と角速度２軸を同時に検出できることを１つの特徴としている。
【００３０】
このセンサに、例えばＸ軸方向に加速度が加わると、錘部１０４のＸ軸方向に慣性力が生じる。もし、この加速度が錘部１０４のＺ軸方向の振動周波数ｆｚを含むような周波数帯域だと、図４に示した検出方法では、この慣性力による錘部１０４の変位を容量変化として検出する。その結果、角速度信号に、加速度による慣性力の信号がノイズとして重畳する。そのノイズの大きさは、センサの加速度感度に依存する。このセンサは加速度と角速度を同時に検出できることを特徴としているので、加速度感度を大幅に下げるわけにもいかない。また、このようなセンサは携帯機器への搭載のため、小型化への要求が厳しい。小型化すると電極面積が減るため、加速度感度を維持するためには錘部１０４の共振周波数を下げなければならない。すると上記の慣性力による影響はより顕著にみられるようになる。
【００３１】
図６に、同様の構造のセンサに、角速度がかかっていない状態で、幅約１ミリ秒で大きさが約１Ｇのパルス加速度を印加したときの角速度出力６００を示す。角速度がかかっていないので出力はゼロであることが期待されるが、瞬間的に約４０００ｄｅｇ／ｓにも相当する角速度出力が出力されている。
【００３２】
角速度センサの出力は、積分して角度に直して利用されることが多い。図６の角速度出力を積分すると、約４０°の角度誤差になる。これは実用上、許される誤差ではない。本発明の目的は、センサの加速度感度を損なうことなく、このような角度誤差を、簡単な仕組みで低減させることである。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
上記課題を解決するために、本発明の角速度センサは、錘と、該錘を支持する梁と、該梁に対向して形成される電極とを備えた静電容量型センサと、上記錘を電極面に直交する第１の軸方向に駆動する駆動部と、上記第１の軸に直交した第２の軸、ならびに、上記第１の軸および上記第２の軸にそれぞれ直交する第３の軸にかかる力を、上記錘と上記電極との間の静電容量で検出し、上記第１の軸方向と上記第２の軸方向と上記第３の軸方向の変位信号を出力する静電容量変換部と、上記第２および第３の軸方向の変位信号に含まれる外乱信号を検出する外乱信号検知部と、上記外乱信号検知部から出力される外乱検知信号に基づき、上記第２および第３の軸方向の変位信号に基づく角速度信号を補正する補正部とを備えることを特徴とする。
【００３４】
また、さらに、上記第１の軸方向の変位信号の位相を所定の移相量だけ変化させる第１移相部と、上記移相部からの出力信号を参照信号とし、上記第２または第３の軸方向の変位信号を検波する同期検波部と、上記同期検波部からの出力信号に基づき角速度信号を出力するローパスフィルタとを備えるものとしてもよい。
【００３５】
また、上記第１移相部における移相量が、９０度または−９０度であることを特徴とするものとしてもよい。
【００３６】
また、上記外乱信号検知部は、上記第１の軸方向の変位信号の位相を所定の移相量だけ変化させる第２移相部と、上記移相部からの出力信号を参照信号とし、上記第２または第３の軸方向の変位信号を検波する同期検波部と、上記同期検波部からの出力信号の振幅と、所定の閾値との比較を行う比較部とを備えるものとしてもよい。
【００３７】
また、上記第２移相部における移相量が、０度または１８０度であるものとしてもよい。
【００３８】
また、上記補正部は、上記外乱検知信号に基づき、上記第２または第３の軸方向の変位信号をサンプルアンドホールドするサンプルアンドホールド回路部と、上記外乱検知信号に基づき、上記第２または第３の軸方向の変位信号に基づく角速度信号と、上記サンプルアンドホールド回路部からの出力信号とのいずれか一方を出力する信号切替部とを備えるものとしてもよい。
【発明の効果】
【００３９】
本発明は、角速度信号に対する外乱を検出する外乱検知部、および角速度信号を補正する角速度出力補正部を備えた構成により、外乱による誤差を低減させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来技術による５−ａｘｉｓ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒの概略構成を示す図である。
【図２】図１に示すセンサを側面から見た図である。
【図３】図２に示すセンサが角速度を検出する原理を示す図である。
【図４】従来技術によるセンサで角速度検出を行う回路のブロック図である。
【図５】図４に示す各信号の概略を示す図である。
【図６】図４に示す回路の角速度出力図である。
【図７】本発明の一実施形態による角速度センサの回路のブロック図である。
【図８】図７に示す外乱検知部の詳細なブロック図である。
【図９】図７に示す外乱検知部の別の形態の詳細なブロック図である。
【図１０】図７に示す外乱検知部の別の形態の詳細なブロック図である。
【図１１】図７に示す角速度出力補正部の詳細なブロック図である。
【図１２】図７に示す角速度出力補正部の別の形態の詳細なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。
【００４２】
図７に、本発明の外乱による影響の低減を実施するため基本構成７００を示す。基本構成７００は、駆動回路７０１と、ＣＶ変換器７０２と、移相器７０３と、同期検波器７０４と、ローパスフィルタ７０５と、外部検知部７０６と、角速度出力補正部７０７とセンサ７０８とを備える。前述した図４におけるものと同様の構成の説明は省略する。
【００４３】
外乱検知部７０６は、信号Ｘ、信号Ｙを入力とし、角速度信号ではない所定の大きさよりも大きい信号（つまり外乱）を検出し、外乱検出状態か非外乱検出状態かを表す２値の検出信号を出力する。角速度出力補正部７０７は、ローパスフィルタ７０５の出力である角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙを入力とする。外乱検知信号が非検出状態であれば、角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙをそのまま出力する。外乱検知信号が検出状態のとき、角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙに対して補正を行なう。これにより、センサの角速度信号に外乱が入ってきたとき、角速度出力Ｘ、角速度出力Ｙは補正される。
【００４４】
つづいて、外乱検知部７０６の詳細について説明する。図８に外乱検知部７０６の構成例を示す。まず、各部の働きについて説明する。ハイパスフィルタ８０１は、所定の遮断周波数よりも低い周波数の信号を減衰させるフィルタである。遮断周波数は、センサの加速度信号を検出する帯域よりも十分高く、錘部をＺ軸方向に駆動する周波数よりも低く設定されている。移相器８０２は、入力信号の位相を所定の角度だけずらした信号を出力する。同期検波器８０３は、ハイパスフィルタ８０１の出力信号を入力とし、移相器８０２の出力信号を参照信号として、同期検波を行う。振幅検出回路８０４は、入力信号の振幅を検出し、出力する。比較器８０５は、振幅検出回路８０４の出力と、外乱かどうかを判別するために予め定められた所定のしきい値とを比較する。振幅検出回路８０４の出力が上記しきい値よりも大きいとき、外乱検知信号Ｘを外乱検出状態にする。振幅検出回路８０４の出力が上記しきい値よりも小さいとき、外乱検知信号Ｘを非外乱検出状態に設定する。
【００４５】
つぎに外乱検知部７０６の働きについて説明する。移相器８０２に入力される錘部１０４のＺ軸方向の振動の変位をあらわす信号Ｚと、ハイパスフィルタ８０１の入力である信号Ｘに含まれる角速度信号は、ともに同じ周波数ｆｚを有し、位相が９０°ずれている。移相器８０２における移相量を０°または１８０°に設定すると、ハイパスフィルタ８０１の出力中に含まれる角速度信号と、移相器８０２の出力である参照信号の位相は９０°ずれていることになる。従って、ある角速度がセンサに加わっているときでも、同期検波器８０３の出力は、外乱が存在しなければ０である。もし、参照信号の位相とは無関係な外乱（例えば、周波数ｆｚを含むような周波数帯の振動による加速度）が錘部１０４に加わったときには、同期検波器８０３の出力に有限の値を有する信号が出力される。この信号の振幅を、振幅検出回路８０４にて検出する。そして比較器８０５へと入力し、予め定められた所定のしきい値よりも大きければ外乱検出信号Ｘを所定の時間τだけ外乱検出状態に設定する。ここで時間τはローパスフィルタ８０５の時定数よりも大きく設定しておく。以上は、信号Ｙについても同様である。このように、外乱検知部７０６は、角速度信号を含む信号を、角速度信号に対して９０°位相がずれた参照信号で検波してやることで、角速度信号と同じ帯域の外乱を検出することができる。
【００４６】
次に、図９に外乱検知部７０６の構成の別の例を示す。
図９において、外乱検知部７０６は、ハイパスフィルタ９０１と、同期検波器９０３と、振幅検出回路９０４と、比較器９０５とを備える。この形態は、移相器の移相量を０°に設定し、移相器を省略する場合を示している。
【００４７】
また、図１０に外乱検知部７０６の構成のさらに別の例を示す。
図１０において、外乱検知部７０６は、ハイパスフィルタ１００１と、同期検波器１００３と、振幅検出回路１００４と、比較器１００５と、反転増幅器１００６とを備える。この形態は、移相器の位相量を１８０°に設定し、移相器を反転増幅器とする場合を示している。
【００４８】
つづいて、角速度出力補正部７０７の詳細について説明する。
図１１に、角速度出力補正部７０７を実現するための構成の一例を示す。
【００４９】
サンプルアンドホールド回路（Ｓ／Ｈ回路）１１０１は、補正前の角速度信号Ｘであるローパスフィルタ７０５の出力を入力とする。外乱検出信号Ｘが非外乱検出状態のときには所定の時間間隔Ｔ毎にサンプル動作を行う。外乱検出信号Ｘが外乱検出状態の時にはサンプル動作を行なわず、直前の値を保持し続ける。サンプル動作を行なう時間間隔Ｔ秒は、外乱検知部が外乱を検出するまでにかかる時間よりも大きく設定する。このようにＴを設定することにより、サンプルアンドホールド回路は、確実に、外乱の影響を受ける前の値を出力することが可能となる。信号切換器１１０２は、補正前の角速度信号Ｘであるローパスフィルタ７０５の出力と、サンプルアンドホールド回路１１０１の出力を入力とする。外乱検知信号Ｘが非外乱検出状態であれば補正前の角速度信号Ｘを出力し、外乱検知信号Ｘが外乱検出状態であればサンプルアンドホールド回路１１０１の出力を出力する。
【００５０】
次に、図１２に、角速度出力補正部７０７を実現するための構成の別の例を示す。
図１２において、角速度出力補正部７０７は、信号切替器１２０２を備える。この形態は、外乱検知信号が非外乱検出状態のときは補正前角速度信号Ｘを出力し、外乱検知信号Ｘが外乱検出状態のときはゼロ信号を出力することにより、サンプルアンドホールド回路を省略する場合を示している。
【００５１】
以上の構成により、外乱が検出され、その影響が落ち着くまでの間、外乱が検出される直前の値を出力し続けることによって、角速度出力に生じる誤差を低減させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
７０１  駆動回路
７０２  ＣＶ変換器
７０３  移相器
７０４  同期検波器
７０５  ローパスフィルタ
７０６  外部検知部
７０７  角速度出力補正部
８０１  ハイパスフィルタ
８０２  移相器
８０３  同期検波器
８０４  振幅検出回路
８０５  比較器
９０１  Ｓ／Ｈ回路
９０２  信号切換器
【図１】
2010181186.tif 000004
【図２】
2010181186.tif 000005
【図３】
2010181186.tif 000006
【図４】
2010181186.tif 000007
【図５】
2010181186.tif 000008
【図６】
2010181186.tif 000009
【図７】
2010181186.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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