(57)【要約】【課題】差動アンプが必要であり、回路規模が大きくなり、コストが高価であった。【解決手段】（１）増幅回路と、（２）（２ａ）角速度に応答してコリオリ力を発生すべく振動を行う駆動腕と、（２ｂ）前記コリオリ力に応答して振動することにより、前記角速度を示す第１の角速度信号を、第１の端子と、前記増幅回路の入力端に接続されている第２の端子と間に生起する第１の検出腕、並びに、前記コリオリ力に応答して振動することにより、前記第１の角速度信号と逆相の関係にある第２の角速度信号を、前記第１の端子に接続されている第３の端子と、接地電位に接続されている第４の端子と間に生起する第２の検出腕と、を有するジャイロ素子と、を含む。【選択図】図１
2009222551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）増幅回路と、
（２）（２ａ）駆動振動を行う駆動腕と、
（２ｂ）当該ジャイロセンサに印加される角速度に応じて生じるコリオリ力に応答して振動することにより、前記角速度を示す第１の角速度信号を、第１の端子と、前記増幅回路の入力端に接続されている第２の端子と間に生起する第１の検出腕、並びに、前記コリオリ力に応答して振動することにより、前記第１の角速度信号と逆相の関係にある第２の角速度信号を、前記第１の端子に接続されている第３の端子と、接地電位に接続されている第４の端子と間に生起する第２の検出腕と、を有するジャイロ素子と、を含むことを特徴とするジャイロセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジャイロセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１に記載されたと同様な構成を有する、図２に図示された従来のジャイロセンサＧ１０は、図３に図示のジャイロ素子ＧＹと、ジャイロ素子ＧＹの振動動作を制御する駆動部ＤＲと、ジャイロ素子ＧＹから出力される角速度信号Ｓａｖ１、Ｓａｖ２（図４（Ａ）、（Ｂ）に図示。）を検出するための検出部ＤＴとを含む。ジャイロ素子ＧＹは、図２及び図３に示されるように、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２と、検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２とを有する。
【０００３】
ジャイロ素子ＧＹでは、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２は、図３（Ａ）の実線及び点線の矢印で示されるように、Ｘ軸方向に屈曲振動を行っており、Ｙ軸を回転中心軸とする角速度ωが加わると、Ｚ軸方向にコリオリ力Ｃが発生する。前記コリオリ力Ｃが発生すると、検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２は、図３（Ｂ）に示されるように、前記コリオリ力Ｃに応答して相互に反対向きに振動し、詳しくは、検出腕ＤｅＡ１が、例えば、実線の矢印ＡＲａ１の向きに動いているとき、検出部ＤｅＡ２は、実線の矢印ＡＲａ２の向きに動いており、同様に、検出腕ＤｅＡ１が、点線の矢印ＡＲｂ１の向きに動いているとき、検出部ＤｅＡ２は、点線の矢印ＡＲｂ２の向きに動いている。検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２は、前記振動を行うことにより、図４（Ａ）、（Ｂ）に図示された、角速度ωを示す相互に逆相関係にある角速度信号Ｓａｖ１、Ｓａｖ２を生起する。検出部ＤＴは、角速度信号Ｓａｖ１、Ｓａｖ２をチャージアンプＣＡ１、ＣＡ２で増幅した後に差動アンプＤＡで差動増幅することにより、図４（Ｃ）に示されるように、角速度信号Ｓａｖ１と角速度信号Ｓａｖ２とが作動された結果である角速度信号Ｓａｖ３を得ることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５８０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のジャイロセンサＧ１０では、前記検出部ＤＴは、前記角速度信号Ｓａｖ１、Ｓａｖ２の両方を増幅すべく、２つのチャージアンプＣＡ１、ＣＡ２を備える必要があることから、ジャイロセンサＧ１０の回路規模が大きくなり、コストが高価になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記した課題を解決すべく、以下の適用例により実現される。
【０００７】
［適用例１］
（１）増幅回路と、
（２）（２ａ）駆動振動を行う駆動腕と、
（２ｂ）当該ジャイロセンサに印加される角速度に応じて生じるコリオリ力に応答して振動することにより、前記角速度を示す第１の角速度信号を、第１の端子と、前記増幅回路の入力端に接続されている第２の端子と間に生起する第１の検出腕、並びに、前記コリオリ力に応答して振動することにより、前記第１の角速度信号と逆相の関係にある第２の角速度信号を、前記第１の端子に接続されている第３の端子と、接地電位に接続されている第４の端子と間に生起する第２の検出腕と、を有するジャイロ素子と、を含むことを特徴とするジャイロセンサ。
【０００８】
適用例１のジャイロセンサによれば、前記第１の検出腕により前記第１の端子と前記第２の端子との間に生起される前記第１の角速度信号と、前記第２の検出腕により、前記第１の端子に接続されている前記第３の端子と前記接地電位に接続されている前記第４の端子との間に生起される第２の角速度信号との差分を取ることから、従来の差動アンプの出力端で得ることができたと同様な、前記第１の角速度信号と前記第２の角速度信号とが作動された角速度信号を、従来必要であったチャージアンプを２つ備えることなく、得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施例のジャイロセンサについて図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は、実施例のジャイロセンサの構成を示し、図３は、ジャイロ素子の構成を示す。実施例のジャイロセンサＧ１は、図１に示されるように、ジャイロ素子ＧＹと、駆動部ＤＲと、検出部ＤＴと、を含む。
【００１１】
〈ジャイロ素子〉
ジャイロ素子ＧＹは、図１、図３に示されるように、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２と、検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２とを有する。更に、検出腕ＤｅＡ１は、端子１ａ、１ｂを備え、また、検出腕ＤｅＡ２は、端子２ａ、２ｂを備える。端子１ａと端子２ａとは、接続されており、端子１ｂは、検出部ＤＴ内のチャージアンプＣＡの入力端に接続されており、端子２ｂは、接地電位ＧＮＤに接続されている。
【００１２】
駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２は、図３（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に屈曲振動を行っており、Ｙ軸を回転中心軸とする角速度ωが加わると、Ｚ軸方向にコリオリ力Ｃが発生する。当該コリオリ力Ｃが発生すると、検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２は、図３（Ｂ）に示されるように、前記コリオリ力Ｃに応答して相互に反対向きに振動し、詳しくは、検出腕ＤｅＡ１が、例えば、実線の矢印ＡＲａ１の向きに動いているとき、検出部ＤｅＡ２は、実線の矢印ＡＲａ２の向きに動いており、同様に、検出腕ＤｅＡ１が、点線の矢印ＡＲｂ１の向きに動いているとき、検出部ＤｅＡ２は、点線の矢印ＡＲｂ２の向きに動いている。検出腕ＤｅＡ１、ＤｅＡ２は、前記振動を行うことにより、端子１ａ及び端子１ｂ間、及び、端子２ａ及び端子２ｂ間に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、角速度ωを示す、相互に逆相関係にある角速度信号Ｓａｖ１、Ｓａｖ２を生起する。
【００１３】
ここで、上記したように、検出腕ＤｅＡ１の端子１ｂが検出部ＤＴ内のチャージアンプＣＡの入力端に接続されており、検出腕ＤｅＡ１の端子１ａと検出腕ＤｅＡ２の端子２ａとが接続されており、かつ、検出腕ＤｅＡ２の端子２ｂが接地電位ＧＮＤに接続されていることから、角速度信号Ｓａｖ１と角速度信号Ｓａｖ２との差分を取ることになる。これにより、図４（Ｃ）に示されるように、角速度信号Ｓａｖ１と角速度信号Ｓａｖ２との作動の結果である、従来と同様な角速度信号Ｓａｖ３が生成される。
【００１４】
〈駆動部〉
駆動部ＤＲは、電流電圧変換器ＩＶと、自動利得制御回路ＡＧＣと、比較回路ＣＭＰと、移相器ＳＦと、起動回路ＳＴと、を有する。
【００１５】
電流電圧変換器ＩＶは、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２から端子ＤＧを経て入力を受ける、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２の振動の大きさを示す振動信号（電流）を電圧に変換する。自動利得制御回路ＡＧＣは、前記電圧に変換された振動信号を増幅する。比較回路ＣＭＰは、前記増幅された振動信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換し、端子ＤＳから駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２に出力する。
【００１６】
移相器ＳＦは、前記電圧に変換された振動信号の位相を９０度シフトさせ、同期検波器ＤＥＴへ出力する。また、起動回路ＳＴは、駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２があるとき、当該駆動腕ＤｒＡ１、ＤｒＡ２に屈曲振動を開始させる。
【００１７】
〈検出部〉
検出部ＤＴは、チャージアンプＣＡと、増幅器ＡＭＰと、高域濾波器ＨＰＦと、増幅器ＡＭＰ１と、同期検波器ＤＥＴと、増幅器ＡＭＰ２と、低域濾波器ＬＰＦと、増幅器ＡＭＰ３と、を有する。
【００１８】
チャージアンプＣＡ、増幅器ＡＭＰは、端子Ｓ１から入力される角速度信号Ｓａｖ３を増幅し、高域濾波器ＨＰＦは、増幅された角速度信号Ｓａｖ３に高域濾波を施すことにより、不要な低域の信号成分（直流成分）を除去する。同期検波器ＤＥＴは、前記高域濾波された角速度信号Ｓａｖ３と、駆動部ＤＲから入力された前記振動信号とにより検波を行い、増幅器ＡＭＰ２は、当該検波された信号を増幅し、低域濾波器ＬＰＦは、前記増幅された信号に低域濾波を施し、増幅器ＡＭＰ３は、前記低域濾波された信号を増幅し端子ＯＵＴから出力する。
【００１９】
上述したように、実施例のジャイロセンサＧ１では、図１に示されるように、ジャイロ素子ＧＹの検出腕ＤｅＡ１の端子１ｂが、検出部ＤＴのチャージアンプＣＡの入力端に接続されており、検出腕ＤｅＡ１の端子１ａと検出腕ＤｅＡ２の端子２ａとが接続されており、かつ、検出腕ＤｅＡ２の端子２ｂが接地電位ＧＮＤに接続されている。これにより、図４（Ａ）に図示の、検出腕ＤｅＡ１により生起される角速度信号Ｓａｖ１と、図４（ｂ）に図示の、検出腕ＤｅＡ２により生起される角速度信号Ｓａｖ２との差分を取ることにより、図４（Ｃ）に図示の角速度信号Ｓａｖ３を生成する。その結果、従来の差動アンプＤＡの出力端で得られたと同様な角速度信号Ｓａｖ３を、従来必要であった２つのチャージアンプＣＡ１、ＣＡ２（図２に図示。）を備えることなく、１つのチャージアンプＣＡのみを備えるだけで、得ることが可能となる。それにより、回路規模を小さくすることができ、コストを安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例のジャイロセンサの構成を示す図。
【図２】従来のジャイロセンサの構成を示す図。
【図３】実施例及び従来のジャイロ素子の構成を示す図。
【図４】実施例及び従来の角速度信号の波形を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
Ｇ１…ジャイロセンサ、ＧＹ…ジャイロ素子、ＤｒＡ１、ＤｒＡ２…駆動腕、ＤｅＡ１、ＤｅＡ２…検出腕、１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ…端子。
【図１】
2009222551.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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