【手続補正書】
【提出日】平成21年6月2日(2009.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの主弾性軸と２つの主減衰軸を含む振動梁を有する２次元軸対称発振器と、
動作可能に前記振動梁に結合され、前記梁の側面に対して約４５度に前記振動梁の角を交差して振動するように前記振動梁を駆動する駆動部品を備えた振動ジャイロスコープ。
【請求項２】
前記主減衰軸及び前記主弾性軸方向の周波数の不調和に起因して生じる時定数の差及び周波数の不調和に起因して生じる前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードが反転されたときにキャンセルされることを特徴とする請求項１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項３】
前記振動梁の断面が非対称であったとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが最小化されることを特徴とする請求項１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項４】
前記主弾性軸と前記主減衰軸の間の隙間及びゲインが異なっていたとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードの反転によりキャンセルされることを特徴とする請求項１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項５】
前記振動梁は、該振動梁の駆動振動が沿う第１及び第２の方向のいずれにおいても、振動に対してほぼ対称な長方形、三角形、六角形又は円形のプリズム（柱）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項６】
前記第１の方向は前記第２の方向にほぼ直交することを特徴とする請求項５に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項７】
前記振動梁を平面で支持するフレームをさらに備え、前記第１の方向は面内方向であり、前記第２の方向は面外方向であることを特徴とする請求項６に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項８】
第１及び第２の駆動部品をさらに備え、第１及び第２の期間中、前記振動梁は角速度検出状態に起動され、前記第１の期間と第２の期間の間で、前記振動梁は前記第２の期間中における全幅振動を実現するために過渡状態であり、前記第１及び第２の駆動部品は、前記振動梁を角速度検出のための起動状態と過渡状態の間で定期的に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項９】
前記第１の駆動部品は第１の駆動／検出部品を備え、
前記第２の駆動部品は第２の駆動／検出部品を備え、
前記第１の期間中、前記第１の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁の振動を駆動し、
前記第２の期間中、前記第１の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
前記第１の期間中、前記第２の駆動／検出部品は、前記第２の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
前記第２の期間中、前記第２の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁の振動を駆動することを特徴とする請求項８に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１０】
前記第１及び第２の駆動／検出部品は、静電気、磁気、圧電抵抗ピックオフ又は圧電駆動／検出部品を備えることを特徴とする請求項９に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１１】
２つの主弾性軸と２つの主減衰軸を含む振動梁を有する２次元軸対称発振器と、
動作可能に前記振動梁に結合され、前記振動梁の側面に対して約４５度に前記振動梁の角を交差して振動するように前記振動梁を駆動する駆動部品を備え、
前記駆動部品は、フィードバックを行うための駆動部品及びピックオフ部品として機能し、
前記振動梁は通常モードと反転モードにおいて振動されることを特徴とする振動ジャイロスコープ。
【請求項１２】
前記駆動部品に動作可能に結合された捕獲サーボをさらに備え、
通常モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の和が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の差が零にされることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１３】
前記駆動部品に動作可能に結合された捕獲サーボをさらに備え、
反転モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の差が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の和が零にされることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１４】
前記主減衰軸及び前記主弾性軸方向の時定数の差及び周波数の不調和に起因して生じる前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードが反転されたときにキャンセルされることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１５】
前記振動梁の断面が非対称であったとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが最小化されることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１６】
前記主弾性軸と前記主減衰軸の間の隙間及びゲインが異なっていたとしても、前記振動梁の角速度測定におけるバイアスが、モードの反転によりキャンセルされることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１７】
前記振動梁は、該振動梁の駆動振動が沿う第１及び第２の方向のいずれにおいても、振動に対してほぼ対称な長方形、三角形、六角形又は円形のプリズム（柱）を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１８】
前記第１の方向は前記第２の方向にほぼ直交することを特徴とする請求項１７に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項１９】
前記振動梁を平面で支持するフレームをさらに備え、前記第１の方向は面内方向であり、前記第２の方向は面外方向であることを特徴とする請求項１８に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項２０】
第１及び第２の駆動部品をさらに備え、第１及び第２の期間中、前記振動梁は角速度検出状態に起動され、前記第１の期間と第２の期間の間で、前記振動梁は前記第２の期間中における全幅振動を実現するために過渡状態であり、前記第１及び第２の駆動部品は、前記振動梁を角速度検出のための起動状態と過渡状態の間で定期的に切り替えることを特徴とする請求項１１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項２１】
前記第１の駆動部品は第１の駆動／検出部品を備え、
前記第２の駆動部品は第２の駆動／検出部品を備え、
前記第１の期間中、前記第１の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁の振動を駆動し、
前記第２の期間中、前記第１の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
前記第１の期間中、前記第２の駆動／検出部品は、前記第２の方向における前記振動梁のコリオリ力により誘発された振動を検出し、
前記第２の期間中、前記第２の駆動／検出部品は、前記第１の方向における前記振動梁の振動を駆動することを特徴とする請求項２０に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項２２】
前記第１及び第２の駆動／検出部品は、静電気、磁気、圧電抵抗ピックオフ又は圧電駆動／検出部品を備えることを特徴とする請求項２１に記載の振動ジャイロスコープ。
【請求項２３】
２つの主弾性軸と２つの主減衰軸を含む振動梁を有する２次元軸対称発振器を設けるステップと、
前記振動梁の側面に対して約４５度に前記振動梁の角を交差して振動させるように、フィードバックを行うための駆動部品及びピックオフ部品として機能する駆動部品で前記振動梁を駆動するステップと、
前記振動梁を通常モード及び反転モードで振動させるステップを備えた振動ジャイロスコープの駆動方法。
【請求項２４】
前記通常モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の和が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の差が零にされることを特徴とする請求項２３に記載の振動ジャイロスコープの駆動方法。
【請求項２５】
前記反転モードにおいて、前記ピックオフ部品の出力の差が前記振動梁の駆動に用いられ、前記捕獲サーボにより前記ピックオフ部品の出力の和が零にされることを特徴とする請求項２３に記載の振動ジャイロスコープ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】振動ジャイロスコープ及びその駆動方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、一般的に電気機械システムに関し、特に振動梁の駆動及び検出モードに関する。さらに具体的には、反転モードを用いてバイアス誤差キャンセルする振動ジャイロスコープ及びその駆動方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
一例を挙げれば、振動梁１０２の駆動振動は、第１の方向（例えば、面外の方向）に沿う。そのため、駆動／検出部品１０５及び１０６は、振動梁１０２の駆動部品として機能し、駆動／検出部品１１０及び１１２は、振動梁１０２のピックオフセンサとして機能する。他の例においては、振動梁１０２の駆動振動は、第２の方向（例えば、面内の方向）に沿う。その場合、駆動／検出部品１１０及び１１２は、振動梁１０２の駆動部品として機能し、駆動／検出部品１０５及び１０６は、振動梁１０２のピックオフセンサとして機能する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
振動梁１０２は、垂直（上下）振動のための１又はそれ以上の節軸を備えている。例えば、振動梁１０２の垂直振動は、その節軸に対して生じる。振動梁１０２は、水平振動のための１又はそれ以上の節軸を有している。例えば、振動梁１０２の水平振動は、その節軸に対して生じる。垂直振動のための節軸と水平振動のための節軸は、節点において交差する。節点は、複数のほぼ直交する方向の内１又はそれ以上の方向において、振動に対してほぼ静止している。例えば、節点は、垂直振動及び水平振動の両方のあいだ、ほぼ静止している。振動梁１０２は、その振動梁１０２の節点において、フレーム１１８を振動梁１０２に結合するように機能する１又はそれ以上の接続部品１２０を有している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図２は、本発明の方法及び装置の一実施形態において、角を交差するように梁を駆動する理由を説明する図である。主減衰軸２０２はＸ軸２０４からθＤだけオフセットしており、主弾性軸２０６はＸ軸２０４からθＸだけオフセットしている。ＸＰ２０８（Ｘピックオフ軸）はＸ軸２０４からθＸだけオフセットしており、ＹＰ２１０（Ｙピックオフ軸）はＹ軸２１２からθＹだけオフセットしている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
有限要素解析は、もしも梁の断面が完全な正方形でない、すなわち、梁の側辺が互いに正確に直交していないときは、一例として、梁の厚さ又は幅をトリミングしても、決して２つの周波数を等しくすることはできないことを示している。どんなに良くても、その周波数差は、せいぜい名目上の周波数に非直交性を掛けた程度であろう。主弾性軸は、また側辺に対して４５度回転するであろう。