JP2008170165A - 振動型ジャイロセンサ、制御回路及び電子機器 - Google Patents
振動型ジャイロセンサ、制御回路及び電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】抵抗25a及び25bにより第2及び第3の圧電素子23b及び23cの検出電極にバイアス電圧が加えられ、その状態で、第1の圧電素子23aの駆動電極と、その駆動電極の反対側に設けられた共通電極4との間に駆動信号を加えることができる。これにより、振動素子21は、第2及び第3の圧電素子23b及び23cにおいて、共通電極4と検出電極との間でバイアス電圧に対応する駆動信号が加えられるように動作する。すなわち、検出片である第2及び第3の圧電素子23b及び23cも駆動片として機能する。
【選択図】図8
Description
Vo ∝ m・Ag・ωo ・・・(1)
2・Vo ∝ 2・m・Ag・ωo ・・・(2)
振動素子21に、その長軸を中心とした回転角速度ωoが加わらないときには、インピーダンスZsaとインピーダンスZsbは同じ大きさZs1となり、交流電圧信号Va1と交流電圧信号Vb1も同じ信号となる。したがって、差動増幅器29aの出力は0となる。このときの抵抗25aと25bの各両端の交流電圧信号の振幅をAv1とする。
Vs1 ∝ m・Av1・ωo ・・・(3)
Rb ≫ Zs2 ・・・(4)
Va2 = 1.8・Va1 ・・・(5)
Vb2 = 1.8・Vb1 ・・・(6)
Va2 = Vb2 ・・・(7)
また、抵抗25a及び25bの各両端の交流電圧信号の振幅Av2は式(8)となる。
Av2 = 1.8・Av1・・・(8)
Vs2 ∝ m・Av2・ωo = 1.8・m・Av1・ωo ・・・(9)
Vs = Vs1+Vs2 = 2.8・m・Av1・ωo ・・・(10)
すなわち、Vsは、Av1の2.8倍になっており、単に位相反転回路が設けられる回路よりもさらに検出感度を向上させることができる。
23…圧電素子群
23a…第1の圧電素子
23c…第3の圧電素子
25a、35a、45a…抵抗
25b、35b、45b…抵抗
26、36、46…加算回路
27、37、47…発振回路
28、38、48…位相反転回路
29、39、49…差動増幅回路
33…圧電膜
34d…導電膜
34a…駆動電極
34b…第1の検出電極
34c…第2の検出電極
34d、144a、144b、144c…共通電極
100、200、300…振動型ジャイロセンサ
130、140…ベース体
132、141、142、143…振動アーム
145a…第1の駆動電極
145b…第2の駆動電極
145c…第3の駆動電極
146a…第1の検出電極
146b…第2の検出電極
148a、148b、148c…圧電膜
260…デジタルカメラ
261…機器本体
Claims (8)
- 駆動電極と検出電極とを有する第1の側と、前記第1の側に対向するように設けられ共通電極を有する第2の側とを有する圧電素子群を有し、前記駆動電極と前記共通電極との間に加えられる駆動信号により振動し、前記検出電極からコリオリ力に応じた検出信号を含む出力信号を発生させることが可能な振動素子と、
前記検出電極にバイアス電圧を与えるバイアス手段と、
前記検出電極が発生する前記出力信号に基づき、前記振動素子を振動させるための信号を、前記駆動信号として前記駆動電極に出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された前記駆動信号の位相を反転させた反転信号を、前記共通電極に出力する位相反転回路と
を具備することを特徴とする振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記検出電極は、
第1の信号を発生する第1の検出電極と、
前記第1の信号との差分により前記検出信号を得るための第2の信号を発生する第2の検出電極とを有し、
当該振動型ジャイロセンサは、
前記第1の検出電極から得られる第1の信号と、前記第2の検出電極から得られる第2の信号とを加算する加算回路をさらに具備することを特徴とする振動型ジャイロセンサ。 - 請求項1に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記振動素子は、
前記圧電素子群の前記共通電極としての導電膜を有する絶縁体を有することを特徴とする振動型ジャイロセンサ。 - 駆動電極と検出電極とを有する第1の側と、前記第1の側に対向するように設けられ共通電極を有する第2の側とを有する圧電素子を有し、前記駆動電極と前記共通電極との間に加えられる駆動信号により振動し、前記検出電極からコリオリ力に応じた検出信号を含む出力信号を発生させることが可能な振動素子と、
前記検出電極にバイアス電圧を与えるバイアス手段と、
前記検出電極が発生する前記出力信号に基づき、前記振動素子を振動させるための信号を、前記駆動信号として前記駆動電極に出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された前記駆動信号の位相を反転させた反転信号を、前記共通電極に出力する位相反転回路と
を具備することを特徴とする振動型ジャイロセンサ。 - 請求項4に記載の振動型ジャイロセンサであって、
前記振動素子は、
前記圧電素子を搭載した振動アームと、
前記駆動電極及び前記検出電極を外部接続するためのリード電極群を有し、前記振動アームを支持するベース体と
を有することを特徴とする振動型ジャイロセンサ。 - 駆動電極と検出電極とを有する第1の側と、前記第1の側に対向するように設けられ共通電極を有する第2の側とを有する圧電素子群を有し、前記駆動電極と前記共通電極との間に加えられる駆動信号により振動し、前記検出電極からコリオリ力に応じた検出信号を含む出力信号を発生させることが可能な振動素子の、前記検出電極にバイアス電圧を与えるバイアス手段と、
前記検出電極が発生する前記出力信号に基づき、前記振動素子を振動させるための信号を、前記駆動信号として前記駆動電極に出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された前記駆動信号の位相を反転させた反転信号を、前記共通電極に出力する位相反転回路と
を具備することを特徴とする制御回路。 - 駆動電極と検出電極とを有する第1の側と、前記第1の側に対向するように設けられ共通電極を有する第2の側とを有する圧電素子を有し、前記駆動電極と前記共通電極との間に加えられる駆動信号により振動し、前記検出電極からコリオリ力に応じた検出信号を含む出力信号を発生させることが可能な振動素子の、前記検出電極にバイアス電圧を与えるバイアス手段と、
前記検出電極が発生する前記出力信号に基づき、前記振動素子を振動させるための信号を、前記駆動信号として前記駆動電極に出力する発振回路と、
前記発振回路から出力された前記駆動信号の位相を反転させた反転信号を、前記共通電極に出力する位相反転回路と
を具備することを特徴とする制御回路。 - 駆動電極と検出電極とを有する第1の側と、前記第1の側に対向するように設けられ共通電極を有する第2の側とを有する圧電素子群を有し、前記駆動電極と前記共通電極との間に加えられる駆動信号により振動し、前記検出電極からコリオリ力に応じた検出信号を含む出力信号を発生させることが可能な振動素子と、前記検出電極にバイアス電圧を与えるバイアス手段と、前記検出電極が発生する前記出力信号に基づき、前記振動素子を振動させるための信号を、前記駆動信号として前記駆動電極に出力する発振回路と、前記発振回路から出力された前記駆動信号の位相を反転させた反転信号を、前記共通電極に出力する位相反転回路とを有する振動型ジャイロセンサと、
前記振動型ジャイロセンサを搭載する機器本体と
を具備することを特徴とする電子機器。
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