JP2002148047A

JP2002148047A - ジャイロ装置

Info

Publication number: JP2002148047A
Application number: JP2000339325A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Sugimoto; 正一杉本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2002-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】角速度センサ素子に加わる角速度により変化
する電極間容量を回路処理するとき、寄生容量により検
出感度が低下する。【解決手段】振動体３８を接地電位から絶縁して支持
する。第１電極部６３，６４には、駆動信号発生回路３
１から駆動信号が印加され、振動体３８を静電力で振動
させる。第２電極部６１，６２には、キャリア信号発生
回路３２から高い周波数のキャリア信号が印加される。
角速度が加わると、出力信号部４０には、第２電極部の
容量変化で振幅変調された電流信号が現れる。この信号
は、電流電圧変換回路３３により電圧信号に変換され、
周波数分離回路３４でコリオリ変調波信号と振動振幅信
号に分離される。コリオリ変調波信号は、エンベロープ
検波回路３５で復調され、ロックイン増幅器３６から角
速度信号として出力される。また、振動振幅信号は、駆
動信号発生回路３１を制御する帰還信号として信号制御
回路３７に送られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ジャイロ装置、特
に、振動体の振動を利用して角速度を検出するジャイロ
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両の姿勢検知、ナビゲーション
装置の進行方向検知、カメラの手振れ防止及び仮想現実
操作などに小型のジャイロ装置が使用されている。この
ようなジャイロ装置の回路例を図１１に示す。角速度セ
ンサ素子１は、振動体２と、この振動体２を静電力で駆
動する駆動電極部３，４と、振動体２に作用したコリオ
リ力を静電的に検出する検出電極部５，６と、振動体２
の機械振動の状態を検出するモニタ電極部７，８とから
構成されている。

【０００３】駆動電極部３，４には、駆動制御回路９か
ら所定の周波数で一定の振幅を有する駆動信号が入力さ
れる。即ち、駆動電極部３，４に、相互に１８０度位相
の異なる駆動信号が印加されると、振動体２は、駆動電
極部３，４の配置方向に、静電駆動力で付勢され、一定
の振幅で且つ固有の機械共振周波数で振動する。なお、
１０は位相反転回路であり、位相を１８０度変える。

【０００４】モニタ電極部７，８は、振動体２の振動状
態を現すモニタ信号を検出する。このモニタ信号は、静
電容量の変化として与えられ、振動体２の機械共振周波
数を持ち、且つ振動体２の振動振幅の大きさを現す振動
振幅信号である。モニタ電極部７，８からのモニタ信号
は、夫々、ＪＦＥＴ（接合型電界効果トランジスタ）を
用いた容量電圧変換回路（以下、「Ｃ−Ｖ変換回路」と
いう）１１，１２を介してモニタ電圧信号に変換され
る。

【０００５】このモニタ電圧信号は、夫々、ハイパスフ
ィルタ１３，１４を通って増幅器１５，１６で増幅され
る。モニタ電極部７，８で検出されたモニタ信号は、位
相が１８０度異なるため、増幅器１５，１６から出力さ
れたモニタ電圧信号は差動増幅器１７で差を取った後、
振動体２の振動振幅の状態を現す帰還信号として駆動制
御回路９に帰還され、自励発振が継続される。

【０００６】角速度センサ素子１の振動体２が駆動信号
で付勢されて駆動電極部３，４の方向に一定の振幅で振
動しているとき、振動体２の中心を垂直に貫く回転軸の
周りに角速度が加わると、振動体２は、検出電極部５，
６の方向にコリオリ力を受けて変位振動をする。このと
き、検出電極部５，６には、角速度信号が容量変化とし
て現れる。この角速度信号は、振動体の機械共振周波数
と同じ周波数であるが、コリオリ力が極めて小さいた
め、その振幅も小さくなる。また、検出電極部５，６で
検出した角速度信号は、互いに１８０度位相が異なって
おり、また、駆動信号の位相に対して９０度の遅れ位相
となる。

【０００７】上述の角速度信号は、上述したモニタ信号
と同様の回路構成で処理される。即ち、検出電極部５，
６で検出した角速度信号は、Ｃ−Ｖ変換回路１８，１９
により角速度電圧信号に変換された後、ハイパスフィル
タ２０，２１で低周波ノイズがカットされ、増幅器２
２，２３で夫々増幅されて差動増幅器２４に入力され
る。この差動増幅器２４では、増幅器２２，２３で増幅
された角速度電圧信号の差をとり、ロックイン増幅回路
２５に於いて駆動信号を参照信号とした同期検波などの
信号処理を行い、角速度センサ素子１に加わった角速度
を示す角速度信号を得る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のジャイロ装置に於いては、Ｃ−Ｖ変換回路１
８，１９を構成するＪＦＥＴのゲートとグランド間に寄
生容量２６，２７が生じ、Ｃ−Ｖ変換回路１８，１９の
出力感度を低下させる欠点がある。即ち、モニタ電極部
７，８に於ける静電容量は、振動体２の振動の振幅によ
り変化するが、これに比べ、コリオリ力による振動体２
の変位に伴う検出電極部５，６の静電容量変化は極めて
小さく、微小の寄生容量１８，１９が発生してもＣ−Ｖ
変換感度に影響を及ぼす課題がある。

【０００９】また、一般に、ジャイロ装置の角速度セン
サ素子１を半導体基板を用いて微細加工して構成した場
合には、駆動電極部３，４に印加した駆動信号が、検出
電極部５，６で検出した角速度信号に重畳する現象、所
謂、クロストークが発生し、角速度信号のＳ／Ｎが悪化
する懸念がある。

【００１０】更に、従来のジャイロ装置に於いては、モ
ニタ信号の処理回路及び角速度信号の処理回路の夫々
に、Ｃ−Ｖ変換回路１１，１２，１８，１９、ハイパス
フィルタ１３，１４，２０，２１、増幅器１５，１６，
２２，２３及び差動増幅器１７，２４からなる処理回路
が必要になり、ジャイロ装置全体の回路構成が複雑化す
る課題がある。

【００１１】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、角速度を高感度に検出する
と共に、角速度センサ素子の１つの電流出力から角速度
信号と振動振幅信号を同時に抽出することを可能にした
ジャイロ装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は次に示す構成をもって課題を解決する手
段としている。即ち、第１の発明のジャイロ装置は、振
動体を含む角速度センサ素子と、この振動体を一定の周
波数で駆動する駆動信号発生回路と、振動体に駆動信号
発生回路の周波数よりも高い周波数のキャリア信号を印
加するキャリア信号発生回路とを備えると共に、角速度
センサ素子には、キャリア信号を搬送波として振動体に
加わるコリオリ力を振幅変調された電流信号に変えて検
出する電流検出手段を備え、被変調波電流信号を被変調
波電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、被変調波電
圧信号から搬送波の周波数を持つコリオリ変調波信号を
抽出する周波数分離回路と、コリオリ変調波信号を復調
するエンベロープ検波回路とを具備する構成をもって課
題を解決する手段としている。

【００１３】上述の角速度センサ素子の振動体は、駆動
信号発生回路から供給される駆動信号により所定の方向
へ一定の振幅で機械振動する。この駆動振動状態に於い
て、角速度センサ素子に角速度が加わると、振動体は、
駆動振動方向に対し直角となる方向にコリオリ力を受
け、このコリオリ力の大きさに応じた振幅でコリオリ力
の作用方向に機械振動する。

【００１４】コリオリ力による振動体の振動は、物理
量、例えば、静電容量の変化を伴うことができ、この物
理量を介在してキャリア信号発生回路から振動体へキャ
リア信号を供給することにより、振動体には、物理量の
変化を信号波としキャリア信号を搬送波として振幅変調
された電流、即ち、被変調波電流信号が流れる。この被
変調波電流信号には、搬送波の周波数を持ちコリオリ力
の大きさを示すコリオリ変調波成分と振動体の機械振動
周波数を持ち振動振幅の大きさを現す振動振幅成分が含
まれている。

【００１５】電流検出手段で検出した被変調波電流信号
は、角速度センサ素子からの出力電流信号として電流電
圧変換回路により被変調波電圧信号に変換される。これ
により後段の信号処理が容易になる。被変調波電圧信号
には、上述の如く、高周波部分のコリオリ変調波成分
と、コリオリ変調波成分よりも格段に低い周波数部分の
振動振幅成分が含まれているので、周波数分離回路によ
りコリオリ変調波成分と振動振幅成分に分離される。

【００１６】コリオリ変調波成分は、上述のように、搬
送波の包絡線がコリオリ力の大きさを示すコリオリ変調
波信号となり、エンベロープ検波回路で復調することに
より低周波のコリオリ信号が得られる。

【００１７】第２の発明のジャイロ装置は、上述の発明
に於いて、周波数分離回路は、ハイパスフィルタ回路と
ローパスフィルタ回路を備え、被変調波電圧信号からコ
リオリ変調波信号と振動体の振動周波数を持つ振動振幅
信号を分離することを特徴として構成されている。

【００１８】ハイパスフィルタ回路は、被変調波電圧信
号からコリオリ変調波信号を抽出する。このコリオリ変
調波信号は、角速度センサ素子に入力した角速度を現す
信号となる。また、ローパスフィルタ回路は、被変調波
電圧信号から振動体の振動状態を示す振動振幅信号を分
離する。この振動振幅信号は、角速度センサ素子を駆動
する回路系を自励発振回路とするときの帰還信号とな
り、また、他励発振回路、例えば、ＰＬＬ（Phase Lock
Loop）発振回路とするときの位相信号として利用でき
る。

【００１９】第３の発明のジャイロ装置は、上述の第１
又は第２の発明に於いて、電流検出手段は、振動体を振
動可能に支持すると共に接地電位から絶縁する支持手段
と、振動体に静電力を作用する第１電極部と、コリオリ
力により変化する静電容量を介して振動体にキャリア信
号を入力する第２電極部と、振動体から被変調波電流信
号を取出す出力信号部とを備え、駆動信号発生回路から
第１電極部に駆動信号を入力すると共にキャリア信号発
生回路から第２電極部にキャリア信号を入力する構成を
特徴として構成されている。

【００２０】支持手段は、絶縁基板、例えば、ガラス基
板又は絶縁層を設けた半導体基板の上に構成される。従
って、振動体は、グランド電位から電気的に絶縁された
状態で振動可能に支持される。振動体から検出された被
変調波電流信号は、直接的に電流電圧変換回路に入力さ
れる。また、第１電極部及び第２電極部は、振動体の振
動を許容し、且つ所定の静電容量を持つ電極構造をして
おり、第１電極部は、その静電容量の変化により、振動
振幅成分が与えられ、また、第２電極部に於いて、キャ
リア信号はコリオリ力による容量変化を信号波として振
幅変調され、コリオリ変調波成分が付与される。

【００２１】第４の発明のジャイロ装置は、振動体と、
該振動体の振動を許容すると共に接地電位から絶縁する
支持手段と、振動体に静電力を作用する第１電極部と、
コリオリ力により変化する静電容量を介して振動体にキ
ャリア信号を入力する第２電極部と、振動体から被変調
波電流信号を取出す出力信号部とを含む角速度センサ素
子を備え、第１電極部に一定の周波数を持つ駆動信号を
印加する駆動信号発生回路と、第２電極部に前記駆動信
号発生回路の周波数よりも高い周波数のキャリア信号を
印加するキャリア信号発生回路と、被変調波電流信号を
被変調波電圧信号に変換する電流電圧変換回路と、被変
調波電圧信号から搬送波の周波数を持つコリオリ変調信
号と振動体の振動周波数を持つモニタ信号を分離する周
波数分離回路と、モニタ信号を帰還信号に調整して駆動
信号発生回路を制御する信号制御回路と、コリオリ変調
信号を復調するエンベロープ検波回路と、復調されたコ
リオリ信号を処理するロックイン増幅器とを具備するこ
とを特徴として構成されている。

【００２２】上述の構成に於いて、角速度センサ素子
は、絶縁基板、例えば、ガラス基板又は絶縁層を設けた
半導体基板の上に半導体基板、例えば、シリコン基板を
微細加工することにより構成される。第１電極部及び第
２電極部は、振動体の振動を許容する電極構造を持ち、
振動振幅信号及びキャリア信号を導通する静電容量を有
している。第１電極部に駆動信号が印加されると、第１
電極部に於いて静電力が発生し、振動体を固有の機械共
振周波数で振動させる。

【００２３】また、角速度センサ素子の回転軸の周りに
角速度が入力したとき、第２電極部は、振動体に加わる
コリオリ力の大きさに応じてその静電容量が変化する構
成である。このことから、第２電極部に於ける静電容量
の変化は、キャリア信号を振幅変調し、出力信号部には
被変調波電流信号が現れる。この被変調波電流信号は、
上述の如く、コリオリ変調波成分と振動振幅成分を含ん
でおり、周波数分離回路によりコリオリ変調波信号と振
動振幅信号が得られる。

【００２４】振動振幅信号は、振動体を振動させる駆動
信号を形成し又は制御する帰還信号として利用される。
また、コリオリ変調波信号は、復調されて低周波のコリ
オリ信号となり、このコリオリ信号は、ロックイン増幅
器に於いて、駆動信号を参照信号とした同期検波及びオ
フセット電圧の除去などの信号処理が行われ、角速度を
現す直流の角速度信号となる。

【００２５】第５の発明のジャイロ装置では、第３又は
第４の発明に於いて、第１電極部及び第２電極部は、振
動体に形成された可動電極と、この可動電極と幅狭な空
間を介して対向すると共に電極支持部により支持された
固定電極から構成することを特徴として構成されてい
る。

【００２６】この発明では、可動電極と固定電極は、所
謂、可変コンデンサを構成しており、振動体の振動に伴
って可動電極と固定電極間の静電容量が変化する。ま
た、電極支持部は、絶縁基板の上に構成されて接地電位
から電気的に絶縁されている。そして、第１電極部に
は、駆動信号発生回路が接続され、また、第２電極部に
は、キャリア信号発生回路が接続されている。

【００２７】第６の発明のジャイロ装置では、上述の第
３、第４又は第５の発明に於いて、出力信号部は、支持
手段を兼用して構成することを特徴として構成されてい
る。

【００２８】支持手段は、絶縁基板の上に構成されるの
で、接地電位から電気的に絶縁されている。この支持手
段を出力端子として被変調波電流信号を電流電圧変換回
路に送出する。

【００２９】第７の発明のジャイロ装置では、上述の第
３から第６の何れかの発明に於いて、電流電圧変換回路
は、演算増幅器を備え、この演算増幅器の反転端子と出
力端子間に帰還回路を接続し、且つ非反転端子を接地し
て構成すると共に、反転端子には出力信号部を接続して
被変調波電流信号を入力することを特徴として構成され
ている。

【００３０】この構成により、演算増幅器の反転端子と
非反転端子間に於けるイマジナリー・ショート（Imagin
ary Short)により、反転端子を仮想接地点として考える
ことができ、出力信号部で検出した被変調波電流信号は
反転端子に向け流れる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のジャイロ装置に
係る実施形態例を図面に基いて説明する。図１は、本発
明に係るジャイロ装置を示すブ回路ロック図である。ジ
ャイロ装置は、角速度を検出する角速度センサ素子３０
を備えている。この角速度センサ素子３０は、図２及び
図３に示すように、振動体３８を含んで構成される。こ
の振動体３８は、四角形の形状に形成され、４つの角部
分は梁３９を介して梁支持部４０により振動可能に支持
されている。

【００３２】また、振動体３８の４つの外縁には、板状
の可動櫛歯電極４１，４２，４３，４４が夫々設けられ
ている。可動櫛歯電極４１，４２，４３，４４には、一
定の間隙を介して夫々電極支持部４９，５０，５１，５
２により支持された固定櫛歯電極４５，４６，４７，４
８が配設されている。可動櫛歯電極４１，４２，４３，
４４と固定櫛歯電極４５，４６，４７，４８は、空間を
挟んで対向する静電コンデンサの電極となり、両櫛歯電
極間には静電容量が形成される。

【００３３】図１に於いて、角速度センサ素子３０に
は、駆動信号発生回路３１から振動体３８の固有の機械
共振周波数とほぼ等しい周波数をもつ駆動信号が印加さ
れる。この駆動信号により、振動体３８は、例えば、駆
動側の櫛歯電極４１と４５間及び櫛歯電極４２と４６間
に作用する静電力により駆動され、電極支持部４９，５
０を結ぶ駆動方向（Ｙ軸方向）に、一定の振幅で且つ駆
動方向の固有の機械共振周波数（以下、「駆動側共振周
波数」という）で振動する。駆動信号の周波数は、振動
体３８の構成に起因する駆動側共振周波数に応じて定め
られ、通常、１〜２０ＫＨｚの範囲に選ばれる。

【００３４】また、角速度センサ素子３０には、キャリ
ア信号発生回路３２から、駆動信号発生回路３１から出
力される駆動信号の周波数よりも高い周波数を持つキャ
リア信号が印加される。キャリア信号の入力は、角速度
センサ素子３０に角速度が加わったとき発生するコリオ
リ力により振動体が変位する方向（Ｘ軸方向）に位置す
る静電コンデンサであり、図２に示す角速度センサ素子
３０に於いては、櫛歯電極４３と４７間及び櫛歯電極４
４と４８間の静電容量を介して印加される。

【００３５】これにより、両櫛歯電極間には、駆動信号
の周波数よりも高い周波数のキャリア信号が流れる。キ
ャリア信号の周波数は、例えば、１００ＫＨｚ〜１ＭＨ
ｚの範囲に選ばれる。このキャリア信号は、コリオリ力
が発生した方向に於ける振動体３８の固有の機械共振周
波数（以下、「コリオリ側共振周波数」という）の周波
数よりも格段に高い周波数であるため、振動体３８は追
従して振動することはない。なお、角速度センサ素子３
０は、駆動側共振周波数とコリオリ側共振周波数が少し
ずれた周波数となる如く作られ、駆動信号の周波数に於
けるコリオリ側の共振振動を防止している。

【００３６】上述の角速度センサ素子３０は、角速度に
応じた被変調波電流信号Ｉｍを出力する。この被変調波
電流信号Ｉｍは、次式で定められる。

【００３７】Ｉｍ＝ＡωｃＶｃ＋ＢωｄＶｄ・・・・・（１）

【００３８】但し、Ａは、コリオリ側の静電容量に於け
るコリオリ力の大きさを現す振幅（変化分）を持つ変数
であり、且つ振動体３８の駆動側共振周波数と同じ周波
数を持ち、コリオリ力が発生しないときには零となる。
Ｂは、駆動側の静電容量の変化分として与えられ、振動
体の駆動側共振周波数で変化する変数である。ωｄは、
駆動信号発生回路３１が発生する駆動信号の角周波数で
あり、ωｃは、キャリア信号発生回路３２が発生するキ
ャリア信号の角周波数である。また、Ｖｄは、駆動信号
発生回路３１に於ける駆動信号の実効電圧であり、Ｖｃ
は、キャリア信号発生回路３２に於けるキャリア信号の
実効電圧である。

【００３９】上述の構成に於いて、角速度センサ素子３
０の振動体３８の中心を垂直に貫く方向（Ｚ軸方向）の
回転軸の周りに角速度が加わると、振動体３８には電極
支持部５１，５２を結ぶ方向（Ｘ軸方向）にコリオリ力
が作用し、振動体３８をコリオリ側共振周波数で変位振
動させる。この動作により、角速度センサ素子３０か
ら、振動体３８の駆動側共振周波数を持ち、且つコリオ
リ力の大きさを現す振幅を持つ信号波を、キャリア信号
を搬送波として振幅変調した電流信号、即ち、被変調波
電流信号Ｉｍが出力される。

【００４０】上述の（１）式から明らかなように、角周
波数ωｄ、ωｃが大きい程、また、実効電圧Ｖｄ、Ｖｃ
が大きい程、角速度センサ素子３０から出力される被変
調波電流信号Ｉｍは大きくなり、検出感度が高くなる。
また、（１）式は、角周波数ωｃを含む被変調波信号項
と角周波数ωｄを含む振動振幅信号項の和として与えら
れる。このことから、被変調波電流信号Ｉｍは、全体
が、変数Ｂの周波数で波打つ波形信号となる。

【００４１】図２に示す角速度センサ素子３０に於い
て、静電コンデンサとなる櫛歯電極間には、一般に、図
４に示すように、振動体３８が静止しているとき、初期
静電容量Ｃｏがあり、振動体３８の振動時には、初期静
電容量Ｃｏを中心として一定振幅で静電容量が変化す
る。この容量変化の振幅は、駆動側の櫛歯電極４１，４
２，４５，４６とコリオリ側の櫛歯電極４３，４４，４
７，４８で異なり、（１）式に於ける変数Ａは、コリオ
リ側に於ける容量変化の振幅ΔＣｃで現され、変数Ｂ
は、駆動側に於ける容量変化の振幅ΔＣｄで現される。

【００４２】なお、角速度センサ素子３０に対する角速
度の入力がない場合には、角速度センサ素子３０から出
力される被変調波電流信号Ｉｍは、被変調波信号項の変
調度が零となるが、振動振幅信号項の角周波数ωｄ、ω
ｃが含まれた電流信号となる。この被変調波信号項がコ
リオリ変調波成分であり、振動振幅信号項が振動振幅成
分となる。

【００４３】角速度センサ素子３０の被変調波電流信号
Ｉｍは、電流電圧変換回路３３により被変調波電圧信号
Ｅｍに変換される。被変調波電圧信号Ｅｍの被変調波信
号項の振幅は、キャリア信号の振幅で決まり、その包絡
線の振幅はコリオリ力の大きさで決まる。この電流電圧
変換回路３３には、例えば、遮断周波数が４ＭＨｚのロ
ーパスフィルタを含めることができる。

【００４４】被変調波電圧信号Ｅｍは、周波数分離回路
３４に入力され、被変調波電圧信号からコリオリ変調波
成分である被変調波信号と振動体３８の駆動振動状態を
現す振動振幅成分であるモニタ信号が分離される。この
周波数分離回路３４は、遮断周波数が１００〜５００ｋ
Ｈｚ程度のハイパスフィルタ回路と、３０ｋＨｚ程度の
遮断周波数を持つローパスフィルタ回路から構成されて
おり、ハイパスフィルタ回路は、被変調波電圧信号Ｅｍ
から純粋なコリオリ変調波信号を抽出し、また、ローパ
スフィルタ回路は、振動振幅駆動信号となるモニタ信号
を抽出する。このモニタ信号は、角周波数ωｄを含むが
角周波数ωｃを含まない。

【００４５】周波数分離回路３４から出力されたコリオ
リ変調波信号は、エンベロープ検波回路３５で復調され
る。このエンベロープ検波回路３５は、整流回路とロー
パスフィルタ回路から構成され、コリオリ変調波信号か
らキャリア信号を除去し、低周波のコリオリ信号を取出
す。このコリオリ信号は、同期検波機能やオフセット除
去機能などを持つロックイン増幅器３６で処理され、角
速度センサ素子３０に加わった角速度の大きさを現す直
流の角速度信号となる。

【００４６】一方、周波数分離回路３４で分離されたモ
ニタ信号は、信号制御回路３７を通して駆動信号発生回
路３１に帰還される。角速度センサ素子３０、電流電圧
変換回路３３、周波数分離回路３４、信号制御回路３７
及び駆動信号発生回路３１が自励発振回路系として構成
される場合には、信号制御回路３７に於いて、位相、周
波数、振幅などを調整した後、駆動信号発生回路３１に
帰還され、駆動信号発生回路３１から駆動信号として角
速度センサ素子３０に印加される。また、駆動信号発生
回路３１がＰＬＬ発振回路である場合には、モニタ信号
は、駆動信号発生回路３１の位相信号となる。

【００４７】図５に本発明ジャイロ装置の具体的な回路
構成例を説明する。なお、図１に示す第１実施形態例と
同一構成部分には同一符号を付し、その共通部分の重複
説明は省略する。なお、図５には、角速度センサ素子３
０の構成を等価回路的に示しており、図２に対応する部
分には同一符号を付している。

【００４８】振動体３８に結合された可変コンデンサ６
３，６４は、図２に於ける可動櫛歯電極４１，４２と固
定櫛歯電極４５，４６間に形成される可変静電容量Ｃ
３，Ｃ４に対応し、また、可変コンデンサ６１，６２
は、可動櫛歯電極４３，４４と固定櫛歯電極４７，４８
間に形成される可変静電容量Ｃ１，Ｃ２を示している。
矢印の向きは、対となる可変コンデンサ６１，６２及び
可変コンデンサ６３，６４が夫々差動的に変化すること
を示している。

【００４９】駆動信号の印加により振動体３８が一定の
振幅で振動すると、櫛歯電極４１と４５及び４２と４６
間の静電容量Ｃ３，Ｃ４は、例えば、初期静電容量Ｃｏ
を中心にして、静電容量Ｃ３の容量がΔＣｄの変化分増
加すると、静電容量Ｃ４の容量がΔＣｄの変化分減少す
る動作をする。また、振動体３８にコリオリ力が作用し
て櫛歯電極４３と４７及び４４と４８間の静電容量Ｃ
１，Ｃ２が変化すると、コリオリ力の大きさに応じて、
例えば、静電容量Ｃ１は、初期静電容量Ｃｏを中心に静
電容量Ｃ１がΔＣｃの変化分増加し、静電容量Ｃ２は、
ΔＣｃの変化分減少する動作をする。

【００５０】電極支持部４９，５０，５１，５２は、角
速度センサ素子３０の入力端子を兼用しており、また、
梁支持部４０は、角速度センサ素子３０の出力端子を兼
用して構成されている。角速度センサ素子３０は、シリ
コン基板を微細加工して形成され、電極支持部４９，５
０，５１，５２及び出力端子４０は、図３に示すよう
に、絶縁基板５３の上に固定されている。

【００５１】絶縁基板５３は、ガラス基板又は絶縁層を
設けた半導体基板、例えば、二酸化膜を施したシリコン
基板である。また、角速度センサ素子３０は、ＳＯＩ(S
ilicon On Insulator) 基板を用いてポリシリコン膜部
分を加工して作っても良い。絶縁基板５３の中央部に
は、振動体３８及び梁３９の運動を可能にするため凹部
５４が設けられている。また、電極支持部４９，５０，
５１，５２及び出力端子４０を外部に接続するため、絶
縁基板５３に導電体を充填したビアホール５５が設けら
れている。

【００５２】角速度センサ素子３０に駆動信号を供給す
る駆動信号発生回路３１は、自励発振回路の一部として
構成されている。角速度センサ素子３０の入力端子４
９，５０には、駆動信号発生回路３１の２相変換回路６
５から駆動信号が入力される。この駆動信号の周波数
は、例えば、１０ｋＨｚである。入力端子４９に供給さ
れる駆動信号は９０度の進み位相となり、また、入力端
子５０に供給される駆動信号は９０度の遅れ位相となっ
て、振動体３８を１８０度の位相差で駆動する。

【００５３】また、キャリア信号発生回路３２は、独立
した発振回路を構成し、入力端子５１，５２に、例え
ば、１ＭＨｚの周波数のキャリア信号を供給する。この
キャリア信号も入力端子５１，５２間の位相が１８０度
相違している。

【００５４】上述の構成に於いて、振動体３８が、電極
支持部４９，５０に印加された駆動信号により振動する
と、可変コンデンサ６３，６４の静電容量Ｃ３，Ｃ４が
角周波数ωｄで相対的に増減を繰り返す。この状態に於
いて、振動体３８にコリオリ力が加わると、振動体３８
が電極支持部５１，５２のＸ軸方向に変位して振動す
る。この振動体３８の変位振動により、可変コンデンサ
６１，６２の静電容量Ｃ１，Ｃ２が角周波数ωｄで相対
的に増減を繰り返す。これにより、電極支持部５１，５
２に入力されたキャリア信号を、静電容量Ｃ１，Ｃ２の
容量変化分ΔＣｃである信号波で振幅変調した電流が形
成される。

【００５５】即ち、振動体３８には、角周波数ωｄ、ω
ｃを持った電流が流れ、出力端子４０には、次式で定め
る被変調波電流信号Ｉｍが現れる。

【００５６】Ｉｍ＝ωｃ｜Ｃ１−Ｃ２｜Ｖｃ＋ωｄ｜Ｃ３−Ｃ４｜Ｖｄ・・・・・（２）

【００５７】この（２）式は、（１）式を、Ａ＝｜Ｃ１
−Ｃ２｜、Ｂ＝｜Ｃ３−Ｃ４｜と置換したもので、変数
Ａ、Ｂは、静電容量の差（Ｃ１−Ｃ２）、（Ｃ３−Ｃ
４）の絶対値として求められる。静電容量の差（Ｃ１−
Ｃ２）及び（Ｃ３−Ｃ４）は、対となる静電容量Ｃ１，
Ｃ２及びＣ３，Ｃ４の夫々の差動的変化に対応してい
る。

【００５８】例示すれば、、図４に示すように、容量変
化の半サイクルに於いて、静電容量Ｃ１，Ｃ３が初期静
電容量Ｃｏと容量変化分ΔＣｃの和（Ｃｏ＋ΔＣｃ）と
なるとき、静電容量Ｃ２，Ｃ４は初期静電容量Ｃｏと容
量変化分ΔＣｄの差（Ｃｏ−ΔＣｄ）となる。従って、
静電容量の絶対値の差は、２｜ΔＣｃ｜、２｜ΔＣｄ｜
となり、コリオリ力による容量変化が２倍の信号波とし
て振幅変調される。

【００５９】出力端子（梁支持部）４０に現れた被変調
波電流信号は、電流電圧変換回路３３を構成する演算増
幅器７１の反転端子に入力される。演算増幅器７１の反
転端子と出力端子４０間には帰還回路７２が接続されて
おり、また、非反転端子は接地されている。この構成に
より、演算増幅器７１の反転端子と非反転端子は、イマ
ジナリー・ショートとなるので、振動体３８は接地電位
と同様になる。

【００６０】帰還回路７２は、例えば、１００ｋΩ程度
の高抵抗値の電流検出抵抗Ｒｆ単独で構成することがで
きるが、熱雑音が大きくなり、被変調波電圧信号を劣化
させる。また、帰還回路７２として、高抵抗値の電流検
出抵抗Ｒｆと並列にコンデンサを接続したローパスフィ
ルタを構成する場合、キャリア信号が高い周波数、例え
ば、１ＭＨｚとすると、遮断周波数は４ＭＨｚ程度の周
波数が必要になるので、コンデンサの容量が微小にな
り、購入が困難である。

【００６１】このため、本発明では、帰還回路７２を次
のように構成している。即ち、演算増幅器７１の出力端
子は、抵抗値Ｒ１，Ｒ２の抵抗７３，７４を直列に接続
して接地される。抵抗７３と７４の接続点と反転端子の
間には、抵抗値Ｒ３の抵抗７５が接続される。また、抵
抗７５の両端には、容量値Ｃ５のコンデンサ７６が接続
される。

【００６２】ここで、抵抗７３，７５の抵抗値をＲ３>>
Ｒ１に設定すると、帰還回路７２の電流検出抵抗Ｒｆ
は、Ｒｆ＝Ｒ３（１＋Ｒ２／Ｒ１）と等価になり、被変
調波電流信号Ｉｍは、Ｉｍ×Ｒｆの被変調波電圧信号に
変換される。具体的には、Ｒ１＝１００Ω、Ｒ２＝９１
０Ω、Ｒ３＝１０ｋΩに設定すると、電流検出抵抗は、
ほぼＲｆ≒１００ｋΩとなる。

【００６３】また、帰還回路７２の遮断周波数は、抵抗
７５とコンデンサ７６で定まり、コンデンサ７６の容量
値Ｃ５を、Ｃ５＝４ｐＦとすると、ほぼ４ＭＨｚとな
る。ここに、帰還回路７２は、遮断周波数が４ＭＨｚの
ローパスフィルタとして機能する。

【００６４】電流電圧変換回路３３から出力された被変
調波電圧信号Ｉｍ×Ｒｆは、周波数分離回路３４に入力
される。周波数分離回路３４は、コリオリ変調波信号を
抽出するハイパスフィルタ回路７８と、振動振幅信号を
モニタ信号として取出すローパスフィルタ回路７９から
構成されている。ハイパスフィルタ回路７８は、コンデ
ンサ８１を信号ラインに接続し、信号がコンデンサ８１
を通過した後の信号ラインを抵抗８２を介して接地する
高域単位フィルタを三段連結して構成されている。

【００６５】遮断周波数は、コンデンサ８１と抵抗８２
により定まり、具体的に、コンデンサ８１の容量値を１
００ｐＦ、抵抗８２の抵抗値を９．１ｋΩとすると、遮
断周波数は、ほぼ２００ｋＨｚとなる。ハイパスフィル
タ回路７８の遮断周波数を２００ｋＨｚとすると、１０
ｋＨｚの駆動信号の周波数成分は、約５０ｄＢ減衰する
ので、コリオリ変調波信号のみを取出すことができる。

【００６６】なお、高域単位フィルタの段数は、駆動信
号の周波数が十分に減衰できれば、任意に決めることが
できる。また、ハイパスフィルタ回路７８に代えて、図
６に例示するような演算増幅器を用いたアクティブフィ
ルタで構成することができる。

【００６７】また、ローパスフィルタ回路７９は、信号
ラインに抵抗８３を接続し、抵抗８３を通った信号が流
れる信号ラインをコンデンサ８４を介して接地する低域
単位フィルタを三段連結して構成されている。遮断周波
数は、抵抗８３の抵抗値とコンデンサ８４の容量値で定
まる。例えば、抵抗８３の抵抗値を４．７ｋΩ、コンデ
ンサ８１の容量値を１００ｐＦとすると、約３０ｋＨｚ
の遮断周波数となり、１０ｋＨｚのモニタ信号が抽出さ
れる。

【００６８】なお、低域単位フィルタの段数は、キャリ
ア信号の周波数を除去できれば任意に定めることができ
る。また、ローパスフィルタ回路７９に代えて、図７に
示す演算増幅器を用いたアクティブフィルタを用いても
良い。緩衝増幅器８５は、必要に応じて各フィルタ回路
７８，７９の前後に接続される。

【００６９】周波数分離回路３４のハイパスフィルタ回
路７８により抽出されたコリオリ変調波信号は、エンベ
ロープ検波回路３５に入力される。エンベロープ検波回
路３５は、ダイオード８６とπ型ローパスフィルタ８７
から構成されている。ダイオード８６は、カソードを抵
抗９１を介して周波数分離回路３４に接続した構成であ
り、コリオリ変調波信号の負側を半波整流する。ローパ
スフィルタ８７は、抵抗９０が信号ラインに接続され、
その両端がコンデンサ８８，８９を介して夫々接地され
た構成で、抵抗９０の一端はダイオード８６のアノード
に接続され、他端は抵抗９３を介して演算増幅器９４の
反転端子に接続されている。

【００７０】このエンベロープ検波回路３５に入力した
コリオリ変調波信号は、復調されてコリオリ変調波信号
の負側の包絡線を抽出したコリオリ信号となる。ダイオ
ード８６には、順方向電圧が、例えば、０．３Ｖと小さ
い高周波用のショットキーバリアダイオードが使用され
る。

【００７１】また、ダイオード８６の接続の向きは、上
述とは反対にアノード側を周波数分離回路３４に向けて
接続しても良い。この場合にはコリオリ変調波信号の正
側が半波整流される。ローパスフィルタ８７の具体例を
述べると、抵抗９０は１ｋΩ、コンデンサ８８，８９は
０．０１μＦである。

【００７２】エンベロープ検波回路３５から出力された
コリオリ信号は、増幅回路９４により増幅される。この
増幅回路９４には、演算増幅器９５が使用され、反転端
子には入力抵抗９３を介してコリオリ信号が入力され
る。反転端子と出力端子の間には、コンデンサ９６と抵
抗９７が並列接続された帰還回路が接続されている。ま
た、非反転端子には、正電源と負電源の間に直列に接続
された固定抵抗９８，９９と可変抵抗１００からなる抵
抗回路が接続されている。

【００７３】可変抵抗１００の摺動子を移動することに
より、非反転端子に加えるバイアス電圧が変えられる。
例えば、エンベロープ検波回路３５の出力が負のコリオ
リ信号であるときには、バイアス電圧は負に定められ、
また、正のコリオリ信号のときには、正のバイアス電圧
となる。

【００７４】増幅回路９４で増幅されたコリオリ信号
は、ロックイン増幅器３６に入力される。このロックイ
ン増幅器３６は、同期検波回路１０１、ローパスフィル
タ１０２、直流増幅器１０３から構成されている。コ
リオリ信号は、同期検波回路１０１に於いて駆動信号を
移相回路１０４で調整した参照信号で同期検波され、ロ
ータスフィルタ１０２で周波数成分が除かれる。ここ
に、直流増幅器１０３から角速度センサ素子３０に加わ
った角速度の大きさに相当する直流の角速度信号が出力
され、これがジャイロ装置の出力端子１０５の出力とな
る。

【００７５】一方、周波数分離回路３４のローパスフィ
ルタ回路７９に於いて抽出されたモニタ信号は、信号制
御回路３７で調整された後、駆動信号発生回路３１に帰
還される。信号制御回路３７は、増幅回路６６、比較器
６７、移相回路６８及び自動利得制御回路６９から構成
されている。緩衝増幅器７０は，必要に応じて使用され
る。

【００７６】信号制御回路３７に於いて、モニタ信号
は、先ず、増幅回路６６に入力されて増幅され、比較器
６７で方形波に変換される。この方形波は、移相回路６
８に入力される。移相回路６８は、信号ラインに抵抗を
接続し信号ラインをコンデンサで接地するローパスフィ
ルタの構成であり、モニタ信号を遅相させると共に、角
速度センサ素子の駆動側共振周波数に相当する周波数を
通過させる。この移相回路６８により、モニタ信号の位
相が調整され、且つモニタ信号の周波数が定められる。

【００７７】自動利得制御回路６９は、モニタ信号の振
幅を常に一定に維持する動作をする。自動利得制御回路
６９の出力は、駆動信号発生回路３１を構成する２相変
換回路６５に入力される。この２相変換回路６５は、２
つの出力端子６５ａ，６５ｂを持ち、角周波数ωｄ、実
効電圧Ｖの駆動信号を発生する。出力端子６５ａは、角
速度センサ素子３０の入力端子４９に接続され、また、
出力端子６５ｂは、入力端子５０に接続されている。

【００７８】出力端子６５ａから出力される駆動信号
は、９０度の進み位相であり、また、出力端子６５ｂか
ら出力される駆動信号は、９０度の遅れ位相となってい
る。これにより、角速度センサ素子３０の入力端子４９
と５０間には、１８０度位相の異なる駆動信号が印加さ
れ、振動体３８に交互に静電力を及ぼして振動体３８を
振動させる。

【００７９】図８は、自動利得制御回路６９の回路例を
示す。演算増幅器１００の非反転端子には、移相回路６
８からモニタ信号が入力され、出力端子から２相変換回
路６５へモニタ信号が送出される。演算増幅器１００の
反転端子は、帰還抵抗１０１を介して出力端子に接続さ
れると共に、抵抗１０２を介してＪＦＥＴ１０３のドレ
インに接続されている。ＪＦＥＴ１０３のソースは接地
されると共に、ゲートは抵抗１０４を介してドレインに
接続されている。

【００８０】また、演算増幅器１００の出力端子とＪＦ
ＥＴ１０３のゲートとの間には、全波整流回路１０５と
積分回路１０６が直列に接続されており、演算増幅器１
００の出力信号を全波整流した後、積分回路１０６で積
分し、この積分波形によりＪＦＥＴ１０３の動作を制御
する。即ち、演算増幅器１００のドレインとソース間の
導通抵抗を変えることができる。この動作により、演算
増幅器１００の利得が調整され、演算増幅器１００の出
力端子に現れるモニタ信号は、振幅一定に制御される。

【００８１】図１０及び図１１を用いて角速度センサ素
子の第２実施形態例を説明する。なお、図２及び図３に
示す第１実施形態例と同一構成部分には同一符号を付
し、その共通部分の重複説明は省略する。図１０及び図
１１に示す角速度センサ素子の特徴は、図２及び図３の
可動櫛歯電極４３，４４、固定櫛歯電極４７，４８及び
電極支持部５１，５２に代えて、絶縁基板５３の凹部５
４に固定電極５６，５７を設けた点にある。

【００８２】即ち、振動体３８のＸ軸方向の外縁は、Ｙ
軸方向に直線縁５８，５９として形成されており、この
直線縁５８，５９の夫々の直下、換言すれば、絶縁基板
５３の凹部５４には、直線縁５８，５９の部分と対向す
る位置に於いて、振動体３８と僅かの空間を介して固定
電極５６，５７が設けられている。この構成では、振動
体３８自身が可動電極として機能し、固定電極５６，５
７との間に静電容量が形成される。なお、６０は、固定
電極５６，５７と絶縁基板５３の外部を接続するビアホ
ールである。

【００８３】この構成に於いて、振動体３８がＹ軸方向
に駆動振動しているとき、Ｚ軸回りの角速度の入力によ
りＸ軸方向のコリオリ力が発生すると、振動体３８はＸ
軸方向に変位振動する。これにより、振動体３８と固定
電極５６間の静電容量と振動体３８と固定電極容量５７
間の静電容量は、差動的に変化する。ここに、固定電極
５６，５７に対し、キャリア信号発生回路３２からビア
ホール６０を介して互いに位相差１８０度となるキャリ
ア信号を印加することにより、梁支持部４０から被変調
波電流信号が得られる。

【００８４】

【発明の効果】請求項１の発明のジャイロ装置によれ
ば、角速度センサ素子に加わる角速度をキャリア信号を
用いた被変調波電流信号として検出するので、キャリア
信号の周波数を高くすることにより、また、キャリア信
号の電圧を大きくすることにより、角速度を高い感度で
検出することができる。

【００８５】また、角速度センサ素子を半導体微細加工
技術を用いて微小に構成した場合には、必然的に振動体
とグランド間に浮遊容量が発生し、従来のジャイロ装置
では角速度信号の検出感度低下の原因となるが、本発明
では、角速度を被変調波電流信号として検出するので、
浮遊容量の影響を受けることなく角速度を検出すること
ができる。

【００８６】更に、従来のジャイロ装置では、角速度セ
ンサ素子を微小に構成した場合、クロストークにより角
速度信号のＳ／Ｎが悪化する懸念があるが、本発明で
は、被変調波電流信号は駆動信号成分を含んだ信号であ
り、駆動信号に起因するノイズの影響を除去することが
できる。

【００８７】請求項２の発明のジャイロ装置によれば、
角速度センサ素子の１つの出力からコリオリ変調波信号
と振動振幅信号を取出すので、従来のように、駆動側及
び出力側毎に同様の信号処理回路を構成する必要がない
く、ジャイロ装置全体の回路構成が簡略化される利点が
ある。

【００８８】請求項３の発明のジャイロ装置によれば、
角速度信号は、第２電極部に於ける容量変化を信号波と
した振幅変調波として検出されるので、角速度センサ素
子の振動体を僅かに変位させるコリオリ力を高い感度で
検出することができる。

【００８９】請求項４の発明のジャイロ装置によれば、
角速度センサ素子に入力する角速度に応じて静電容量を
変化させ、この静電容量変化を信号波としてキャリア信
号を振幅変調するので、振動体に作用するコリオリ力が
小さくても確実に角速度信号を得ることができる。

【００９０】また、従来のジャイロ装置に於いては、角
速度センサ素子にモニタ電極を設け、また、モニタ信号
の処理回路及び角速度信号の処理回路に同じ構成の回路
を用いるため、ジャイロ装置全体の構成が複雑化する
が、本発明に於いては、振動体から直接的にコリオリ変
調波成分と振動振幅成分を含んだ被変調波電流信号を検
出するので、ジャイロ装置全体が簡略な構成になる。

【００９１】更に、従来の角速度信号の処理回路に於い
ては、角速度センサ素子から検出される容量変化分は極
めて小さいので、寄生容量により検出感度が低下する
が、本発明に於いては、寄生容量や初期容量に依存する
ことなく角速度信号の処理ができるので、高い検出感度
を得ることができる。

【００９２】請求項５の発明のジャイロ装置によれば、
第１電極部及び第２電極部は、可動電極と固定電極が幅
狭な空間を介して対向配置された構成であるので、第１
電極部に駆動信号を印加することにより静電力で振動体
を振動させることができ、また、第２電極部に高周波の
キャリア信号を印加することにより、出力信号部からキ
ャリア信号を搬送波としコリオリ力による静電容量の変
化分で振幅変調させた電流信号を取出すことができる。

【００９３】請求項６の発明のジャイロ装置によれば、
支持手段を出力信号部として兼用するので、格別な出力
手段を設けることなしに被変調波電流信号を検出するこ
とができる。

【００９４】請求項７の発明のジャイロ装置によれば、
演算増幅器のイマジナリー・ショートを利用するので、
角速度センサ素子の接地を考慮することなく構成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るジャイロ装置の回路ブロック図を
示す。

【図２】本発明に係るジャイロ装置で用いる角速度セン
サ素子の実施形態例を示す平面図である。

【図３】図２の破線Ａ−Ａに於ける断面図である。

【図４】角速度センサ素子の電極部に於ける静電容量の
変化を示す波形図である。

【図５】本発明に係るジャイロ装置の具体的な回路構成
を示す結線図である。

【図６】アクティブハイパスフィルタの具体例を示す結
線図である。

【図７】アクティブローパスフィルタの具体例を示す結
線図である。

【図８】図５のジャイロ装置に於いて用いる自動利得制
御回路の結線図である。

【図９】本発明に係るジャイロ装置で用いる角速度セン
サ素子の他の実施形態例を示す平面図である。

【図１０】図９の破線Ｂ−Ｂに於ける断面図である。

【図１１】従来のジャイロ装置の回路結線図である。

【符号の説明】

３０角速度センサ素子３１駆動信号発生回路３２キャリア信号発生回路３３電流電圧変換回路３４周波数分離回路４５エンベロープ検波回路４６ロックイン増幅器４７信号制御回路３８振動体３９梁４０梁支持部４１，４２，５３，４４可動櫛歯電極４５，４６，４７，４８固定櫛歯電極４９，５０，５１，５２電極支持部５３絶縁基板５４凹部５５，６０ビアホール５６，５７固定電極５８，５９直線縁６１，６２，６３，６４可変コンデンサ６５２相変換回路６６増幅器６７比較器６８移相回路６９自動利得制御回路７１演算増幅器７２帰還回路７３，７４，７５抵抗７６コンデンサ７８ハイパスフィルタ７９，８７ローパスフィルタ８６ダイオード９４増幅回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動体を含む角速度センサ素子と、該振
動体を一定の周波数で駆動する駆動信号発生回路と、前
記振動体に前記駆動信号発生回路の周波数よりも高い周
波数のキャリア信号を印加するキャリア信号発生回路と
を備えると共に、前記角速度センサ素子には、前記キャ
リア信号を搬送波として前記振動体に加わるコリオリ力
を振幅変調された電流信号に変えて検出する電流検出手
段を備え、前記被変調波電流信号を被変調波電圧信号に
変換する電流電圧変換回路と、前記被変調波電圧信号か
ら搬送波の周波数を持つコリオリ変調波信号を抽出する
周波数分離回路と、前記コリオリ変調波信号を復調する
エンベロープ検波回路とを具備することを特徴とするジ
ャイロ装置。
【請求項２】前記周波数分離回路は、ハイパスフィル
タ回路とローパスフィルタ回路を備え、前記被変調波電
圧信号から前記コリオリ変調波信号と前記振動体の振動
周波数を持つ振動振幅信号を分離することを特徴とする
請求項１に記載のジャイロ装置。
【請求項３】前記電流検出手段は、前記振動体を振動
可能に支持すると共に接地電位から絶縁する支持手段
と、前記振動体に静電力を作用する第１電極部と、コリ
オリ力により変化する静電容量を介して前記振動体にキ
ャリア信号を入力する第２電極部と、前記振動体から被
変調波電流信号を取出す出力信号部とを備え、前記駆動
信号発生回路から前記第１電極部に駆動信号を入力する
と共に前記キャリア信号発生回路から前記第２電極部に
キャリア信号を入力する構成を特徴とする請求項１又は
請求項２に記載のジャイロ装置。
【請求項４】振動体と、該振動体の振動を許容すると
共に前記振動体を接地電位から絶縁する支持手段と、前
記振動体に静電力を作用する第１電極部と、コリオリ力
により変化する静電容量を介して前記振動体にキャリア
信号を入力する第２電極部と、前記振動体から被変調波
電流信号を取出す出力信号部とを含む角速度センサ素子
を備え、前記第１電極部に一定の周波数を持つ駆動信号
を印加する駆動信号発生回路と、前記第２電極部に前記
駆動信号発生回路の周波数よりも高い周波数のキャリア
信号を印加するキャリア信号発生回路と、前記被変調波
電流信号を被変調波電圧信号に変換する電流電圧変換回
路と、前記被変調波電圧信号から搬送波の周波数を持つ
コリオリ変調波信号と前記振動体の振動周波数を持つ振
動振幅信号を分離する周波数分離回路と、前記振動振幅
信号を帰還信号に調整して前記駆動信号発生回路を制御
する信号制御回路と、前記コリオリ変調波信号を復調す
るエンベロープ検波回路と、前記復調されたコリオリ信
号を処理するロックイン増幅器とを具備することを特徴
とするジャイロ装置。
【請求項５】前記第１電極部及び第２電極部は、前記
振動体に形成された可動電極と、該可動電極と幅狭な空
間を介して対向すると共に電極支持部により支持された
固定電極から構成することを特徴とする請求項３又は請
求項４に記載のジャイロ装置。
【請求項６】前記出力信号部は、前記支持手段を兼用
して構成すること特徴とする請求項３又は請求項４又は
請求項５に記載のジャイロ装置。
【請求項７】前記電流電圧変換回路は、演算増幅器を
備え、該演算増幅器の反転端子と出力端子間に帰還回路
を接続し、且つ非反転端子を接地して構成すると共に、
前記反転端子には、前記出力信号部を接続して被変調波
電流信号を入力することを特徴とする請求項３乃至請求
項６の何れか１つに記載のジャイロ装置。