JPH11142160A - 振動ジャイロ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 温度による出力信号の変化の小さい振動ジャ
イロを安価に提供する。 【解決手段】 振動ジャイロは、集積回路を含む。集積
回路内には、差動回路２４が形成される。差動回路２４
は、演算増幅器３６を含む。演算増幅器３６の入力端に
は、入力抵抗としての第１の拡散抵抗３２，３３が接続
される。また、演算増幅器３６の反転入力端と出力端と
の間には、帰還抵抗としての第２の拡散抵抗３４が接続
される。さらに、演算増幅通話３６の非反転入力端は、
第２の拡散抵抗３５を介して接地される。第１の拡散抵
抗３２，３３の温度特性は、約１５００〜２５００ｐｐ
ｍ／℃であり、第２の拡散抵抗３４，３５の温度特性
は、約４０００〜５０００ｐｐｍ／℃である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は振動ジャイロに関
し、特にたとえば、カメラの手振れ補正、回転角速度を
検出することにより移動体の位置を検出して適切な誘導
を行うナビゲーションシステム、あるいは移動体の姿勢
制御に利用される回転角速度検出のための振動ジャイロ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２１は、従来の振動ジャイロの一例を
示すブロック図であり、図２２は、従来の振動ジャイロ
の他の例を示すブロック図である。これらの振動ジャイ
ロ１は、正三角柱状の振動体２を含む。振動体２の側面
には、それぞれ圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃが形成され
る。振動体２と圧電素子３ａ，３ｂ，３ｃとで振動子が
形成される。圧電素子３ａ，３ｂは、振動体２を屈曲振
動させるための駆動用として用いられ、また回転角速度
に応じた信号を検出するための検出用としても用いられ
る。そして、圧電素子３ｃは、帰還用として用いられ
る。圧電素子３ａ，３ｂと圧電素子３ｃとの間には、発
振回路４が接続される。また、圧電素子３ａ，３ｂは、
差動回路５の入力端に接続される。差動回路５の出力端
は同期検波回路６に接続され、さらに同期検波回路６は
平滑回路７に接続される。そして平滑回路７の出力端
は、直流増幅回路８に接続される。

【０００３】振動ジャイロ１は、発振回路４からの駆動
信号によって振動体２が圧電素子３ｃの形成面に直交す
る方向に屈曲振動する。この状態で、振動体２の軸を中
心として回転すると、コリオリ力により振動体２の振動
方向が変わる。それにより、検出用の圧電素子３ａ，３
ｂ間に出力信号の差が生じ、この出力信号の差が差動回
路５から出力される。そして、差動回路５の出力を検波
して平滑し、さらに増幅することによって振動ジャイロ
１に加わった回転角速度に対応した信号を検出すること
ができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、振動ジャイ
ロ１は、雰囲気温度の変化によって検出用の圧電素子３
ａ，３ｂからの出力信号が変動し検出感度が変化してし
まうため、検出感度の温度特性を補正する必要がある。
そこで、従来、たとえばサーミスタや正リニア温度特性
抵抗などの温度特性補正用部品９とチップ抵抗Ｒとを図
２１や図２２に示すように直流増幅回路８を構成する演
算増幅器の入力抵抗または帰還抵抗として接続して、温
度変化に対する直流増幅回路８のゲインを調整してい
た。つまり、圧電素子３ａ，３ｂからの出力信号の変化
と逆の変化をするように直流増幅回路８のゲインを調整
し、最終的な出力信号の温度変化が小さくなるように調
整していた。しかしながら、この場合、温度特性補正用
部品９が高価なため製品のコストの低減化を図ることが
困難になるという問題があった。

【０００５】それゆえに、本発明の主たる目的は、温度
による出力信号の変化の小さい振動ジャイロを安価に提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる振動ジャ
イロは、振動子の検出回路を構成する集積回路と、集積
回路内に形成される演算増幅器と、集積回路内に形成さ
れ、演算増幅器の入力端に接続される入力抵抗と、集積
回路内に形成され、演算増幅器の出力端と入力端との間
に接続される帰還抵抗とを含む振動ジャイロであって、
入力抵抗と帰還抵抗とは、互いに温度特性の異なる拡散
抵抗で形成された、振動ジャイロである。演算増幅器の
入力抵抗と帰還抵抗は、回路ゲインを決定する抵抗であ
る。そのため、入力抵抗と帰還抵抗とを互いに異なる温
度特性を有する拡散抵抗でそれぞれ形成することによ
り、検出系の回路ゲインの温度特性を安価に調整するこ
とができる。この検出系の回路ゲインの温度特性によ
り、振動子の検出感度の温度特性を相殺して補正するこ
とができ、振動ジャイロの最終的な出力信号の温度によ
る変化を小さくすることができる。しかも、拡散抵抗を
用いることにより、集積回路に外付けする部品の点数を
減らすことができる。

【０００７】また、本発明にかかる振動ジャイロにおい
て、入力抵抗または帰還抵抗は、互いに温度特性の異な
る拡散抵抗が複数個直列または並列に接続された合成抵
抗で形成されてもよい。温度特性の異なる拡散抵抗を直
列または並列に接続して、演算増幅器の入力抵抗または
帰還抵抗として用いることにより、検出系の回路ゲイン
の温度特性を所望の状態に調整することができる。

【０００８】さらに、本発明にかかる振動ジャイロにお
いて、入力抵抗と帰還抵抗とが接続された演算増幅器
は、集積回路内に複数個形成され、かつそれらが互いに
直列に接続されてもよい。入力抵抗と帰還抵抗とを上述
のように接続した演算増幅器を複数直列に接続すること
により、回路ゲインの温度による変化をより大きくする
ことができる。そのため、振動子による回転角速度検出
感度の温度による変化が大きい場合であっても最終的な
出力信号の温度による変化を小さくすることができる。

【０００９】また、本発明にかかる振動ジャイロにおい
て、拡散抵抗として、温度特性が１５００〜２５００ｐ
ｐｍ／℃の拡散抵抗と、４０００〜５０００ｐｐｍ／℃
の拡散抵抗とを用いてもよい。

【００１０】本発明の上述の目的，その他の目的，特徴
および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施の
形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる振動ジャ
イロの一例を示すブロック図である。まず、図１を参照
しながらこの振動ジャイロ１０の基本的な構成および動
作を説明する。図１に示す振動ジャイロ１０は、たとえ
ばエリンバで形成された正三角柱状の振動体１２を含
む。振動体１２の側面には、それぞれ圧電素子１４ａ，
１４ｂ，１４ｃが形成される。圧電素子１４ａ，１４ｂ
は、振動体１２を屈曲振動させるための駆動用として用
いられ、同時に、回転角速度に応じた信号を検出するた
めの検出用としても用いられる。そして、圧電素子１４
ｃは、帰還用として用いられる。つまり、この振動ジャ
イロ１０では、振動体１２と圧電素子１４ａ，１４ｂ，
１４ｃとで、振動子１６が形成されている。なお、振動
体１２は、エリンバで形成された金属三角柱に限らず、
金属四角柱、セラミック三角柱、セラミック四角柱、セ
ラミック円柱、セラミックバイモルフなどを用いてもよ
い。

【００１２】また、この振動ジャイロ１０は、駆動回路
および検出回路が内部に形成された集積回路１８を含
む。この集積回路１８としては、たとえばバイポーラカ
スタムＩＣなどが用いられる。集積回路１８内には、駆
動系を構成するための回路として反転増幅器２０および
位相回路２２が形成される。反転増幅器２０および位相
回路２２は、発振回路を構成するものであり、振動子１
６の圧電素子１４ａおよび１４ｂと圧電素子１４ｃとの
間に接続される。

【００１３】さらに、集積回路１８内には、検出系を構
成するための回路として差動回路２４、同期検波回路２
６、平滑回路２８および直流増幅回路３０が、直列に接
続されて形成される。差動回路２４の出力信号は、反転
増幅器２０からの信号に基づいて、同期検波回路２６に
よって同期検波される。そして、同期検波回路２６の出
力信号は平滑回路２８で平滑された後、直流増幅回路３
０で増幅されて出力される。

【００１４】図１に示す振動ジャイロ１０は、反転増幅
器２０および位相回路２２で構成される発振回路からの
駆動信号によって振動子１６が圧電素子１４ｃの形成面
に直交する方向に屈曲振動する。この状態で、振動子１
６の軸を中心として回転すると、コリオリ力により振動
子１６の振動方向が変わる。それにより、圧電素子１４
ａ，１４ｂ間に出力信号の差が生じ、この出力信号の差
が差動回路２４から出力される。そして、差動回路２４
の出力を検波して平滑し、さらに直流増幅回路３０で増
幅することによって振動ジャイロ１０に加わった回転角
速度に対応した信号を得ることができる。

【００１５】図２は、図１に示す振動ジャイロ１０に用
いられる差動回路の一例を示す回路図である。図２に示
す差動回路２４は、第１の拡散抵抗３２，３３と、第２
の拡散抵抗３４，３５と、演算増幅器３６とから構成さ
れる。

【００１６】ここで拡散抵抗とは、集積回路１８の半導
体基板に不純物をドーピングすることにより形成される
抵抗である。この拡散抵抗の温度特性は、ドーピングさ
れる不純物の量によって変化する。バイポーラカスタム
ＩＣの場合、拡散抵抗は、正の温度特性を持っており、
約１５００〜２５００ｐｐｍ／℃の温度特性を有するも
のと、約４０００〜５０００ｐｐｍ／℃の温度特性を有
するものが一般的である。そこで、以下に説明する実施
形態においては、第１の拡散抵抗として比較的温度特性
の小さい前者を使用し、第２の拡散抵抗として比較的温
度特性の大きい後者を使用した。以下の説明において引
用する各図面において、第１の拡散抵抗はＲ（−）と表
示し、第２の拡散抵抗はＲ（＋）と表示する。

【００１７】図２に示す差動回路２４では、演算増幅器
３６の反転入力端および非反転入力端に第１の拡散抵抗
３２，３３が入力抵抗として接続される。そして、演算
増幅器３６は、第１の拡散抵抗３２，３３を介して振動
子１６の圧電素子１４ａ，１４ｂに接続される。また、
演算増幅器３６の出力端と反転入力端との間には、第２
の拡散抵抗３４が帰還抵抗として接続される。さらに、
演算増幅器３６の非反転入力端は、別の第２の拡散抵抗
３５を介して接地される。そして、演算増幅器３６の出
力端は、同期検波回路２６の入力端に接続される。

【００１８】図２に示した差動回路２４を用いた振動ジ
ャイロ１０では、検出系の回路ゲインが図３に示すよう
な温度特性を有する。すなわち、この振動ジャイロ１０
の回路ゲインの温度特性は、図３に黒丸でプロットした
直線で示すように、たとえば２５℃のときの回路ゲイン
を基準として、低温側では回路ゲインが下がり、高温側
では回路ゲインが上がる。したがって、この振動ジャイ
ロ１０では、振動子１６の回転角速度検出感度が、図３
に×印でプロットした直線で示すように、２５℃のとき
の感度を基準として低温側で上がり高温側で下がる温度
特性を有する場合に、振動子１６の感度の温度特性を相
殺して補正することができる。その結果、この振動ジャ
イロ１０では、図３に白三角でプロットした直線で示す
ように、最終的な出力信号の温度による変化が小さくな
り、フラットな感度温度特性を得ることができる。した
がって、この振動ジャイロ１０によれば、従来のように
回路ゲインの温度特性調整用としてサーミスタなどの高
価な部品を用いる必要がなく、部品点数も削減すること
ができるため、回転角速度の検出感度の温度による変化
の小さい振動ジャイロを安価に得ることができる。

【００１９】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第２
の実施形態を説明する。第２の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には図１に示した第１の実施形態
と同様の構成を有するが差動回路が相違する。図４は、
第２の実施形態に用いられる差動回路の一例を示す回路
図である。図４に示す差動回路４０は、図２に示す差動
回路２４と比べて、演算増幅器３６に対する第１の拡散
抵抗３２，３３および第２の拡散抵抗３４，３５の接続
のされ方が異なる。すなわち、この差動回路４０では、
演算増幅器３６の反転入力端および非反転入力端にそれ
ぞれ第２の拡散抵抗３４，３５が入力抵抗として接続さ
れる。そして、演算増幅器３６は、第２の拡散抵抗３
４，３５を介して振動子１６の圧電素子１４ａ，１４ｂ
に接続される。また、演算増幅器３６の出力端と反転入
力端との間には、第１の拡散抵抗３２が帰還抵抗として
接続される。さらに、演算増幅器３６の非反転入力端
は、別の第１の拡散抵抗３３を介して接地される。そし
て、演算増幅器３６の出力端は、同期検波回路２６の入
力端に接続される。

【００２０】図４に示した差動回路４０を用いた振動ジ
ャイロ１０では、検出系の回路ゲインが図５に示すよう
な温度特性を有する。すなわち、図４に示した差動回路
４０を用いた振動ジャイロ１０の回路ゲインの温度特性
は、図５に黒丸でプロットした直線で示すように、たと
えば２５℃のときの回路ゲインを基準として、低温側で
は回路ゲインが上がり、高温側では回路ゲインが下が
る。したがって、この振動ジャイロ１０では、振動子１
６の回転角速度検出感度が、図５に×印でプロットした
直線で示すように、２５℃のときの感度を基準として低
温側で下がり高温側で上がる温度特性を有する場合に、
振動子１６の温度特性を相殺して補正することができ
る。その結果、この振動ジャイロ１０では、図５に白三
角でプロットした直線で示すように、最終的な出力信号
の温度による変化が小さくなり、フラットな感度温度特
性を得ることができる。したがって、図４に示した差動
回路４０を用いた場合にも、従来のように回路ゲインの
温度特性調整用としてサーミスタなどの高価な部品を用
いる必要がなく、部品点数も削減することができるた
め、回転角速度の検出感度の温度による変化の小さい振
動ジャイロを安価に得ることができる。

【００２１】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第３
の実施形態を説明する。第３の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には、図１に示したものと同様の
構成を有するが、差動回路および直流増幅回路が相違す
る。すなわち、第３の実施形態の振動ジャイロ１０で
は、差動回路を構成する演算増幅器３６の入力抵抗およ
び帰還抵抗として、全て同一の温度特性を有する拡散抵
抗が用いられる。一方、直流増幅回路として、図１に示
した直流増幅回路３０の代わりに図６に示す直流増幅回
路５０が用いられる。図１に示した直流増幅回路３０
は、演算増幅器３８を含み、その入力抵抗および帰還抵
抗として互いに同じ温度特性の拡散抵抗が用いられてい
るものであるが、図６に示す直流増幅回路５０では、演
算増幅器３８の入力抵抗として第１の拡散抵抗５２が用
いられ、帰還抵抗として第２の拡散抵抗５４が用いられ
る。そして、直流増幅回路５０を構成する演算増幅器３
８の入力端は、第１の拡散抵抗５２を介して平滑回路２
８の出力端に接続され、演算増幅器３８の出力端から振
動ジャイロ１０の出力が取り出される。図６に示す直流
増幅回路５０を用いた振動ジャイロ１０では、直流増幅
回路５０を構成する入力抵抗と帰還抵抗として、互いに
温度特性の異なる拡散抵抗を用いることにより、検出系
の回路ゲインの温度特性を調整し、振動子１６の感度温
度特性を相殺して補正することができる。したがって、
第３の実施形態にかかる振動ジャイロ１０によっても、
上述した第１の実施形態にかかる振動ジャイロ１０と同
様の効果を得ることができる。

【００２２】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第４
の実施形態を説明する。第４の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には第３の実施形態として説明し
たものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違す
る。すなわち、第４の実施形態の振動ジャイロ１０で
は、図６に示した直流増幅回路５０の代わりに図７に示
す直流増幅回路６０が用いられる。図７に示す直流増幅
回路６０では、演算増幅器３８の入力抵抗として第２の
拡散抵抗５４が用いられ、帰還抵抗として第１の拡散抵
抗５２が用いられる。図７に示す直流増幅回路６０を用
いた振動ジャイロ１０では、直流増幅回路６０の入力抵
抗と帰還抵抗として、互いに温度特性の異なる拡散抵抗
を用いることにより検出系の回路ゲインの温度特性を調
整することができ、振動子１６の感度温度特性を相殺し
て補正することができる。したがって、第４の実施形態
にかかる振動ジャイロ１０によっても、上述した第２の
実施形態にかかる振動ジャイロ１０と同様の効果を得る
ことができる。

【００２３】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第５
の実施形態を説明する。第５の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には、図１に示したものと同様の
構成を有するが差動回路が相違する。図８は、第５の実
施形態に用いられる差動回路の一例を示す回路図であ
る。図８に示す差動回路７０は、演算増幅器３６の反転
入力端および非反転入力端にそれぞれ第１の拡散抵抗３
２，３３が入力抵抗として接続される。そして、演算増
幅器３６は、第１の拡散抵抗３２，３３を介して振動子
１６の圧電素子１４ａ，１４ｂに接続される。また、演
算増幅器３６の出力端と反転入力端との間には、第１の
拡散抵抗４２と第２の拡散抵抗３２とが直列に接続され
て帰還抵抗が形成される。さらに、演算増幅器３６の非
反転入力端は、直列に接続された第１の拡散抵抗４４お
よび第２の拡散抵抗３５を介して接地される。そして、
演算増幅器３６の出力端は、同期検波回路２６の入力端
に接続される。この場合には、第１の拡散抵抗と第２の
拡散抵抗とを直列に接続した合成抵抗を帰還抵抗として
用いるので、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗の中間の
温度特性を得ることができる。したがって、図８に示し
た差動回路７０を用いた振動ジャイロ１０でも、上述し
た第１の実施形態にかかる振動ジャイロ１０と同様の効
果を得ることができるとともに、単独の拡散抵抗を帰還
抵抗として用いた場合には相殺できない振動子１６の温
度特性を相殺して補正することができ、より所望する振
動ジャイロの感度温度特性を得ることができる。

【００２４】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第６
の実施形態を説明する。第６の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には第１の実施形態として説明し
たものと同様の構成を有するが差動回路が相違する。図
９は、第６の実施形態に用いられる差動回路の一例を示
す回路図である。図９に示す差動回路８０は、演算増幅
器３６の反転入力端に第１の拡散抵抗３２と第２の拡散
抵抗３４とが直列に接続され、非反転入力端に第１の拡
散抵抗３３と第２の拡散抵抗３５とが直列に接続され
る。そして、演算増幅器３６は、第１の拡散抵抗３２，
３３および第２の拡散抵抗３４，３５を介して振動子１
６の圧電素子１４ａ，１４ｂに接続される。また、演算
増幅器３６の出力端と反転入力端との間には、第１の拡
散抵抗４２が帰還抵抗として接続される。さらに、演算
増幅器３６の非反転入力端は、第１の拡散抵抗４４を介
して接地される。そして、演算増幅器３６の出力端は、
同期検波回路２６の入力端に接続される。この場合に
は、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に接続し
た合成抵抗を入力抵抗として用いるので、第１の拡散抵
抗と第２の拡散抵抗の中間の温度特性を得ることができ
る。したがって、図９に示した差動回路８０を用いた振
動ジャイロ１０でも、上述した第２の実施形態にかかる
振動ジャイロ１０と同様の効果を得ることができるとと
もに、単独の拡散抵抗を入力抵抗として用いた場合には
相殺できない振動子１６の温度特性を相殺して補正する
ことができ、より所望する振動ジャイロの感度温度特性
を得ることができる。

【００２５】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第７
の実施形態を説明する。第７の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には第１の実施形態として説明し
たものと同様の構成を有するが差動回路が相違する。図
１０は、第７の実施形態に用いられる差動回路の一例を
示す回路図である。図１０に示す差動回路９０は、演算
増幅器３６の反転入力端に第２の拡散抵抗４６が接続さ
れ、非反転入力端に第２の拡散抵抗４８が接続される。
そして、演算増幅器３６は、第２の拡散抵抗４６，４８
を介して振動子１６の圧電素子１４ａ，１４ｂに接続さ
れる。また、演算増幅器３６の出力端と反転入力端との
間には、第１の拡散抵抗４２と第２の拡散抵抗３４とを
直列に接続した合成抵抗が帰還抵抗として接続される。
さらに、演算増幅器３６の非反転入力端は、第１の拡散
抵抗４４と第２の拡散抵抗３５とを直列に接続した合成
抵抗を介して接地される。そして、演算増幅器３６の出
力端は、同期検波回路２６の入力端に接続される。この
場合には、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に
接続した合成抵抗を帰還抵抗として用いるので、第１の
拡散抵抗と第２の拡散抵抗の中間の温度特性を得ること
ができる。したがって、図１０に示した差動回路９０を
用いた振動ジャイロ１０でも、上述した第２の実施形態
にかかる振動ジャイロ１０と同様の効果を得ることがで
きるとともに、単独の拡散抵抗を帰還抵抗として用いた
場合には相殺できない振動子１６の温度特性を相殺して
補正することができ、より所望する振動ジャイロの感度
温度特性を得ることができる。

【００２６】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第８
の実施形態を説明する。第８の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には第１の実施形態として説明し
たものと同様の構成を有するが差動回路が相違する。図
１１は、第８の実施形態に用いられる差動回路の一例を
示す回路図である。図１１に示す差動回路１００は、演
算増幅器３６の反転入力端に第１の拡散抵抗３２と第２
の拡散抵抗３４とが直列に接続され、非反転入力端に第
１の拡散抵抗３３と第２の拡散抵抗３５とが直列に接続
される。そして、演算増幅器３６は、第１の拡散抵抗３
２，３３および第２の拡散抵抗３４，３５を介して振動
子１６の圧電素子１４ａ，１４ｂに接続される。また、
演算増幅器３６の出力端と反転入力端との間には、第２
の拡散抵抗４６が帰還抵抗として接続される。さらに、
演算増幅器３６の非反転入力端は、第２の拡散抵抗４８
を介して接地される。そして、演算増幅器３６の出力端
は、同期検波回路２６の入力端に接続される。この場合
には、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に接続
した合成抵抗を入力抵抗として用いるので、第１の拡散
抵抗と第２の拡散抵抗の中間の温度特性を得ることがで
きる。したがって、図１１に示した差動回路１００を用
いた振動ジャイロ１０でも、上述した第１の実施形態に
かかる振動ジャイロ１０と同様の効果を得ることができ
るとともに、単独の拡散抵抗を入力抵抗として用いた場
合には相殺できない振動子１６の温度特性を相殺して補
正することができ、より所望する振動ジャイロの感度温
度特性を得ることができる。

【００２７】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第９
の実施形態を説明する。第９の実施形態にかかる振動ジ
ャイロ１０は、基本的には第３の実施形態として説明し
たものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違す
る。すなわち、第９の実施形態の振動ジャイロ１０で
は、直流増幅回路として、図１に示した直流増幅回路３
０の代わりに図１２に示す直流増幅回路１１０が用いら
れる。図１２に示す直流増幅回路１１０では、演算増幅
器３８の入力抵抗として第１の拡散抵抗５２が用いら
れ、帰還抵抗として第１の拡散抵抗５６と第２の拡散抵
抗５４とを直列に接続した合成抵抗が用いられる。そし
て、直流増幅回路１１０を構成する演算増幅器３８の入
力端は、第１の拡散抵抗５２を介して平滑回路２８の出
力端に接続され、演算増幅器３８の出力端から振動ジャ
イロ１０の出力が取り出される。この場合には、第１の
拡散抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に接続した合成抵抗
を帰還抵抗として用いるので、第１の拡散抵抗と第２の
拡散抵抗の中間の温度特性を得ることができる。したが
って、図１２に示した直流増幅回路１１０を用いた振動
ジャイロ１０でも、上述した第３の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０と同様の効果を得ることができるととも
に、単独の拡散抵抗を帰還抵抗として用いた場合には相
殺できない振動子１６の温度特性を相殺して補正するこ
とができ、より所望する振動ジャイロの感度温度特性を
得ることができる。

【００２８】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第１
０の実施形態を説明する。第１０の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０は、基本的には第４の実施形態として説
明したものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違
する。すなわち、第１０の実施形態の振動ジャイロ１０
では、図１に示した直流増幅回路３０の代わりに図１３
に示す直流増幅回路１２０が用いられる。図１３に示す
直流増幅回路１２０では、演算増幅器３８の入力抵抗と
して第２の拡散抵抗５４が用いられ、帰還抵抗として第
１の拡散抵抗５６と第２の拡散抵抗５４とを直列に接続
した合成抵抗が用いられる。そして、直流増幅回路１２
０を構成する演算増幅器３８の入力端は、第２の拡散抵
抗５４を介して平滑回路２８の出力端に接続され、演算
増幅器３８の出力端から振動ジャイロ１０の出力が取り
出される。この場合には、第１の拡散抵抗と第２の拡散
抵抗とを直列に接続した合成抵抗を帰還抵抗として用い
るので、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗の中間の温度
特性を得ることができる。したがって、図１３に示した
直流増幅回路１２０を用いた振動ジャイロ１０でも、上
述した第４の実施形態にかかる振動ジャイロ１０と同様
の効果を得ることができるとともに、単独の拡散抵抗を
帰還抵抗として用いた場合には相殺できない振動子１６
の温度特性を相殺して補正することができ、より所望す
る振動ジャイロの感度温度特性を得ることができる。

【００２９】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第１
１の実施形態を説明する。第１１の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０は、基本的には第４の実施形態として説
明したものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違
する。すなわち、第１１の実施形態の振動ジャイロ１０
では、図１に示した直流増幅回路３０の代わりに図１４
に示す直流増幅回路１３０が用いられる。図１４に示す
直流増幅回路１３０では、演算増幅器３８の入力抵抗と
して第１の拡散抵抗５２と第２の拡散抵抗５８とが直列
に接続されて用いられ、帰還抵抗として第１の拡散抵抗
５６が用いられる。そして、直流増幅回路１３０を構成
する演算増幅器３８の入力端は、第１の拡散抵抗５２お
よび第２の拡散抵抗５８を介して平滑回路２８の出力端
に接続され、演算増幅器３８の出力端から振動ジャイロ
１０の出力が取り出される。この場合には、第１の拡散
抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に接続した合成抵抗を入
力抵抗として用いるので、第１の拡散抵抗と第２の拡散
抵抗の中間の温度特性を得ることができる。したがっ
て、図１４に示した直流増幅回路１３０を用いた振動ジ
ャイロ１０でも、上述した第４の実施形態にかかる振動
ジャイロ１０と同様の効果を得ることができるととも
に、単独の拡散抵抗を入力抵抗として用いた場合には相
殺できない振動子１６の温度特性を相殺して補正するこ
とができ、より所望する振動ジャイロの感度温度特性を
得ることができる。

【００３０】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第１
２の実施形態を説明する。第１２の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０は、基本的には第３の実施形態として説
明したものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違
する。すなわち、第１２の実施形態の振動ジャイロ１０
では、図１に示した直流増幅回路３０の代わりに図１５
に示す直流増幅回路１４０が用いられる。図１５に示す
直流増幅回路１４０では、演算増幅器３８の入力抵抗と
して第１の拡散抵抗５２と第２の拡散抵抗５８とが直列
に接続されて用いられ、帰還抵抗として第２の拡散抵抗
５４が用いられる。そして、直流増幅回路１４０を構成
する演算増幅器３８の入力端は、第１の拡散抵抗５２お
よび第２の拡散抵抗５８を介して平滑回路２８の出力端
に接続され、演算増幅器３８の出力端から振動ジャイロ
１０の出力が取り出される。この場合には、第１の拡散
抵抗と第２の拡散抵抗とを直列に接続した合成抵抗を入
力抵抗として用いるので、第１の拡散抵抗と第２の拡散
抵抗の中間の温度特性を得ることができる。したがっ
て、図１５に示した直流増幅回路１４０を用いた振動ジ
ャイロ１０でも、上述した第３の実施形態にかかる振動
ジャイロ１０と同様の効果を得ることができるととも
に、単独の拡散抵抗を入力抵抗として用いた場合には相
殺できない振動子１６の温度特性を相殺して補正するこ
とができ、より所望する振動ジャイロの感度温度特性を
得ることができる。

【００３１】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第１
３の実施形態を説明する。第１３の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０は、基本的には第３の実施形態として説
明したものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違
する。すなわち、第１３の実施形態の振動ジャイロ１０
では、図１に示した直流増幅回路３０の代わりに図１６
に示す直流増幅回路１５０が用いられる。図１６に示す
直流増幅回路１５０は、図６に示した直流増幅回路５０
を２段直列に接続してなるものである。この場合には、
図１７に示すように、１段の直流増幅回路５０では補正
しきれない振動子１６の感度温度特性を相殺して補正す
ることができる。

【００３２】次に、本発明にかかる振動ジャイロの第１
４の実施形態を説明する。第１４の実施形態にかかる振
動ジャイロ１０は、基本的には第４の実施形態として説
明したものと同様の構成を有するが直流増幅回路が相違
する。すなわち、第１４の実施形態の振動ジャイロ１０
では、図１に示した直流増幅回路３０の代わりに図１８
に示す直流増幅回路１６０が用いられる。図１８に示す
直流増幅回路１６０は、図７に示した直流増幅回路６０
を２段直列に接続してなるものである。この場合には、
図１９に示すように、１段の直流増幅回路６０では補正
しきれない振動子１６の感度温度特性を相殺して補正す
ることができる。

【００３３】図２０は、本発明にかかる振動ジャイロの
他の例を示すブロック図である。なお、図２０に示す振
動ジャイロ１７０において、図１に示した振動ジャイロ
１０と同一の構成箇所については同一符号を付してその
説明を省略する。図２０に示す振動ジャイロ１７０は、
図１に示した振動ジャイロ１０と比べて振動子１６とそ
の電気的接続状況が異なる。すなわち、振動体１２の側
面にそれぞれ圧電素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成さ
れ、圧電素子１４ａ，１４ｂは、回転角速度に応じた信
号を検出するための検出用として用いられ、同時に帰還
用としても用いられる。一方、圧電素子１４ｃは、駆動
用として用いられる。圧電素子１４ａおよび１４ｂと圧
電素子１４ｃとの間には、加算回路２１および位相回路
２２が接続されて発振回路が構成される。このいわゆる
１駆動２検出型の振動ジャイロ１７０においても、第１
ないし第１４の実施形態を適用することにより、上述し
た各実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

【００３４】なお、第５ないし第１２の実施形態におい
ては、第１の拡散抵抗と第２の拡散抵抗とを２つ直列に
接続したものについて説明したが、所望の感度ゲインの
温度特性を得るためにさらに多数の拡散抵抗を直列に接
続してもよく、また、並列に接続してもよい。また、第
１３および第１４の実施形態においては、第３の実施形
態および第４の実施形態の直流増幅回路を複数段接続し
て使用する場合について説明したが、これに限らず、上
述した他の実施形態にかかる振動ジャイロを複数段接続
して使用してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上のように、本発明にかかる振動ジャ
イロによれば、従来のように回路ゲインの温度特性調整
用としてサーミスタなどの高価な部品を用いる必要がな
く、部品点数も削減することができるため、回転角速度
の検出感度の温度による変化の小さい振動ジャイロを安
価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる振動ジャイロの一例を示すブロ
ック図である。

【図２】第１の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる差動回路の一例を示す回路図である。

【図３】図２に示す差動回路を用いた振動ジャイロの検
出系の回路ゲインの温度特性と、振動子の感度の温度特
性と、振動ジャイロの感度の温度特性との関係を示すグ
ラフである。

【図４】第２の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる差動回路の一例を示す回路図である。

【図５】図４に示す差動回路を用いた振動ジャイロの検
出系の回路ゲインの温度特性と、振動子の感度の温度特
性と、振動ジャイロの感度の温度特性との関係を示すグ
ラフである。

【図６】第３の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図７】第４の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図８】第５の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる差動回路の一例を示す回路図である。

【図９】第６の実施形態にかかる振動ジャイロに用いら
れる差動回路の一例を示す回路図である。

【図１０】第７の実施形態にかかる振動ジャイロに用い
られる差動回路の一例を示す回路図である。

【図１１】第８の実施形態にかかる振動ジャイロに用い
られる差動回路の一例を示す回路図である。

【図１２】第９の実施形態にかかる振動ジャイロに用い
られる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１３】第１０の実施形態にかかる振動ジャイロに用
いられる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１４】第１１の実施形態にかかる振動ジャイロに用
いられる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１５】第１２の実施形態にかかる振動ジャイロに用
いられる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１６】第１３の実施形態にかかる振動ジャイロに用
いられる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１７】図１６に示す直流増幅回路を用いた振動ジャ
イロの検出系の回路ゲインの温度特性と、図６に示す直
流増幅回路を用いた振動ジャイロの検出系の回路ゲイン
の温度特性と、振動子の感度の温度特性と、振動ジャイ
ロの感度の温度特性との関係を示すグラフである。

【図１８】第１４の実施形態にかかる振動ジャイロに用
いられる直流増幅回路の一例を示す回路図である。

【図１９】図１８に示す直流増幅回路を用いた振動ジャ
イロの検出系の回路ゲインの温度特性と、図７に示す直
流増幅回路を用いた振動ジャイロの検出系の回路ゲイン
の温度特性と、振動子の感度の温度特性と、振動ジャイ
ロの感度の温度特性との関係を示すグラフである。

【図２０】本発明にかかる振動ジャイロの他の例を示す
ブロック図である。

【図２１】従来の振動ジャイロの一例を示すブロック図
である。

【図２２】従来の振動ジャイロの他の例を示すブロック
図である。

【符号の説明】 １０，１７０ 振動ジャイロ １２ 振動体 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ 圧電素子 １６ 振動子 １８ 集積回路 ２０ 反転増幅器 ２２ 位相回路 ２４，４０，７０，８０，９０，１００ 差動回路 ２６ 同期検波回路 ２８ 平滑回路 ３０，５０，６０，１１０，１２０，１３０，１４０，
１５０，１６０ 直流増幅回路 ３２，３３，４２，４４，５２，５６ 第１の拡散抵抗 ３４，３５，４６，４８，５４，５８ 第２の拡散抵抗 ３６，３８ 演算増幅器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振動子の検出回路を構成する集積回路、 前記集積回路内に形成される演算増幅器、 前記集積回路内に形成され、前記演算増幅器の入力端に
   接続される入力抵抗、および前記集積回路内に形成さ
   れ、前記演算増幅器の出力端と入力端との間に接続され
   る帰還抵抗を含む振動ジャイロであって、 前記入力抵抗と前記帰還抵抗とは、互いに温度特性の異
   なる拡散抵抗で形成された、振動ジャイロ。
2. 【請求項２】 前記入力抵抗または前記帰還抵抗は、互
   いに温度特性の異なる拡散抵抗が複数個直列または並列
   に接続された合成抵抗で形成された、請求項１に記載の
   振動ジャイロ。
3. 【請求項３】 前記入力抵抗と前記帰還抵抗とが接続さ
   れた前記演算増幅器は、前記集積回路内に複数個形成さ
   れ、かつそれらが互いに直列に接続された、請求項１ま
   たは請求項２に記載の振動ジャイロ。
4. 【請求項４】 前記拡散抵抗として、温度特性が１５０
   ０〜２５００ｐｐｍ／℃の拡散抵抗と、４０００〜５０
   ００ｐｐｍ／℃の拡散抵抗とを用いた、請求項１ないし
   請求項３のいずれかに記載の振動ジャイロ。