JP2010210640A - 振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化、軽量化、低コスト化が図れる振動ジャイロを提供する。
【解決手段】 振動子１００には、コリオリ方向に対して垂直に第一の電極１２０が設けられ、コリオリ方向の一方側において第一の電極１２０に対向する第二の電極２１０と、コリオリ方向の他方側において第一の電極１２０に対向する第三の電極２２０の少なくとも一方に、バイアス信号が印加されることにより、振動子１００がコリオリ方向に変位し、第二の電極２１０と、第三の電極２２０とから、振動子１００のコリオリ方向の変位を検出し、異常の有無を自己診断することを特徴とする。
【効果】 振動子を変位させて自己診断をすることができるため、振動子自体の異常を診断することができる。
簡単な回路を用いているため、小型化、軽量化、低コスト化が図れる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、振動ジャイロの自己診断方法、及び、振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置、例えば、手ぶれ防止機能付きビデオカメラ、車両制御システム、カーナビゲーションシステム、ポインティングデバイスなどに用いられる振動ジャイロの自己診断方法、及び、振動ジャイロ及びそれを用いた電子装置に関する。

車両に搭載されるセンサには、高度な安全性が要求される。
近年、自動車の高機能化に伴い、車両に振動ジャイロが搭載されるケースが増え、自己診断機能が付加された振動ジャイロが要求されている。

ここで、図７乃至図９に、従来の振動ジャイロを示す。

図７はその一部を透視した平面図であり、図８は図７の９０ｘ−９０ｘ断面図であり図９はその概略回路ブロック図である。
なお、振動ジャイロの自己診断機能の基本的な考え方は、特開平９−２８１１３８号公報に開示されている。

図７乃至図９において、振動ジャイロ９０は、振動子１００と、筐体２００と、振動子１００を励振させる駆動回路９１０と、振動子１００から出力された角速度を含む信号から角速度を検出する信号処理回路９２０と、自己診断回路９０１と、スイッチ９０２と、減衰器９０３とを有する。

振動ジャイロ９０の振動子１００及び筐体２００は、マイクロマシニング加工により、導電性を有するシリコンウエハをエッチング等して構成されたものである。
振動子１００はシリコンからなる本体１１０と、対向する二つの主面に設けられたくし型電極１３０、１４０と、くし型電極１３０、１４０の設けられた主面と直交する別の二つの主面に対して平行に設けられた第一の電極１２０とを有する。
ここで、くし型電極１３０、１４０の設けられた主面に直交する方向を励振方向といい、第一の電極１２０に直交する方向をコリオリ方向という。
第一の電極１２０は、コリオリ方向の一方側に設けられた電極１２０ａと、他方側に設けられた電極１２０ｂとが電気的に接続されてなる。

筐体２００は、ガラスからなる上蓋４１０、下蓋４２０と、枠体４００とを有する。
枠体４００は、シリコンからなる本体４０１と、くし型電極１３０、１４０に対向して設けられたくし型電極２３０、２４０と、第一の電極１２０の電極１２０ａとコリオリ方向の一方側において対向する第二の電極２１０と、第一の電極１２０の電極１２０ｂと他方側において対向する第三の電極２２０と、第一の電極１２０の電極１２０ａと第二の電極２１０との間隔、及び、第一の電極１２０の電極１２０ｂと第三の電極２２０との間隔が等しくなるように振動子１００を保持するバネの役割を果たす梁部２５０とを有する。

そして、内部に振動子１００が備えられた枠体４００に、上蓋４１０、下蓋４２０が固着され、第二の電極２１０、第三の電極２２０がスルーホール４１１、４１２で上蓋４１０の外側に引出される。

駆動回路９１０は、第二の電極２１０に接続された第一の検出回路５０１と、第三の電極２２０に接続された第二の検出回路５０２と、第一の検出回路５０１、第二の検出回路５０２に接続された加算回路５１１と、加算回路５１１に接続されたＡＧＣ回路５１２と、ＡＧＣ回路５１２とくし型電極２３０、２４０とに接続された位相補正回路５１３とを有する。

信号処理回路９２０は、第一の検出回路５０１と、第二の検出回路５０２と、第一の検出回路５０１、第二の検出回路５０２に接続された差動回路５２１と、差動回路５２１と位相補正回路５１３に接続された検波回路５２２と、検波回路５２２に接続された平滑回路５２３と、平滑回路５２３に接続された増幅回路５２４とを有する。
なお、第一の検出回路５０１、第二の検出回路５０２は、駆動回路９１０と信号処理回路９２０の共通の構成要素である。

そして、自己診断回路９０１は増幅回路５２４に接続されている。
位相補正回路５１３は、スイッチ９０２と減衰器９０３とを介して第二の電極２１０に接続されている。

このような構成を有する振動ジャイロ９０は、自己診断をしないときは、スイッチ９０２がＯＦＦにされる。
そして、駆動回路９１０からくし型電極２３０に、また、反転器Ｑ１を介してくし型電極２４０に励振信号が印加され、振動子１００が励振方向に励振される。
この振動子１００の励振方向の振動は、励振信号に対して位相が９０°ずれている。
振動子１００が励振されると、第一の電極１２０と、第二の電極２１０、第三の電極２２０との重なり合う面積が変化し、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間の容量、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間の容量が両方とも励振方向の振動と同相で変化する。

ここで、振動ジャイロ９０に振動子１００の励振方向とコリオリ方向の両者に直交する軸まわりに角速度が与えられたときは、振動子１００がコリオリ方向に振動する。
この振動子１００のコリオリ方向の振動は、励振方向の振動に対して位相が９０°ずれている。
そして、振動子１００がコリオリ方向に振動すると、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間の距離が変化し、その一方の容量がコリオリ方向の振動と同相で変化し、他方の容量がコリオリ方向の振動と逆相で変化する。

第一の検出回路５０１、第二の検出回路５０２は第二の電極２１０と電極１２０ａとの間の容量、第三の電極２２０と電極１２０ｂとの間の容量を電圧に変換し、加算回路５１１、差動回路５２１に出力する。
加算回路５１１は入力された信号を加算してＡＧＣ回路５１２に出力する。
この段階でコリオリ方向の振動の成分は相殺される。
ＡＧＣ回路５１２は入力された信号の振幅を整えて位相補正回路５１３に出力する。
位相補正回路５１３は入力された信号の位相を約９０°ずらし、振動子１００のコリオリ方向の振動と同相又は逆相の信号である励振信号としてくし型電極２３０、２４０に出力する。

差動回路５２１は入力された信号を減算して検波回路５２２に出力する。
この段階で励振方向の振動の成分は相殺される。
検波回路５２２は、位相補正回路５１３から出力されたコリオリ方向の振動と同相又は逆相の信号で、差動回路５２１から入力された信号を同期検波して平滑回路５２３に出力する。
平滑回路５２３は入力された信号を積分し、平滑して増幅回路５２４に出力する。
増幅回路５２４は、入力された信号を増幅し、角速度に対応する信号として出力する。

ここで、図１０に振動ジャイロ９０の信号の波形図を示す。

図１０において、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間隔、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間隔が等しくなるように、梁部２５０が振動子１００を保持しているため、振動子１００の励振方向の振動により、第一の検出回路５０１及び第二の検出回路５０２から、振動子１００の励振方向の振動と等振幅の同相の信号が出力される。
そして、角速度が加わっていると、振動子１００のコリオリ方向の振動により、第一の検出回路５０１から励振方向の振動から位相が９０°ずれたコリオリ方向の振動と同相の信号が重畳されて出力され、第二の検出回路５０２から、第一の検出回路５０１から出力された信号と逆相で等振幅の信号が重畳されて出力される。
なお、図１０においては、重畳された状態ではわかり難いため、励振方向の振動と同相の信号とコリオリ方向の振動と同相の信号とを分離して示している。
加算回路５１１からは、振動子１００のコリオリ方向の振動と同相又は逆相の信号が除去され、振動子１００の励振方向の振動と同相の信号のみが出力される。
位相補正回路５１３からは、励振方向の振動と同相の信号から位相が９０°ずれた信号である振動子１００のコリオリ方向の振動と同相の信号が出力される。
差動回路５２１からは、振動子１００の励振方向の振動と同相の信号が除去され、振動子１００のコリオリ方向の振動と同相の信号のみが出力される。

このような構成を有する振動ジャイロ９０は、角速度が与えられない状態で以下のような自己診断をすることができる。

自己診断をするときはスイッチ９０２がＯＮにされ、位相補正回路５１３から出力されたコリオリ方向の振動と同相の信号が減衰器９０３で減衰され、第二の電極２１０に入力される。
第二の電極２１０に入力された信号は、角速度が与えられたときに出力される信号と同相であるため、第一の検出回路５０１、差動回路５２１、検波回路５２２、平滑回路５２３を介して、増幅回路５２４から所定の値が出力される。
この増幅回路５２４から出力された所定の値は、自己診断信号として自己診断回路９０１に入力される。
自己診断回路９０１は入力された信号が所定の範囲にあれば異常がない旨を出力し、所定の範囲になければ異常がある旨を出力する。

このように振動ジャイロ９０は、駆動回路９１０及び信号処理回路９２０を使って処理された自己診断信号を使用しているため、全ての回路の異常を自己診断できる。

図７の振動ジャイロ９０のように、駆動や信号処理のための回路に擬似的な自己診断信号を印加するという構成の振動ジャイロの自己診断回路はよく知られている。
しかし、このような構成の振動ジャイロでは、回路の自己診断はできるが、振動子１００の自己診断ができないという問題がある。
具体的には、例えば振動子が劣化したり、筐体２００の内部に異物が混入した場合などの異常の自己診断ができないという問題がある。

また、加速度センサ等の分野においては、自己診断信号を印加することにより、擬似的な物理量を発生させ、振動子を変位させ自己診断するセンサが知られている。
ジャイロの原理は、励振方向に振動子を励振させ、コリオリ力を用いてコリオリ方向に振動子を振動させ、その振幅の大きさを検出し、角速度を検出するというものである。
したがって、振動子の励振の周波数と同一の周波数で自己診断信号を印加し、コリオリ方向に振動子を変位させ自己診断することも考えられる。

しかし、振動子の励振の周波数と同一の周波数でコリオリ方向に振動子を振動させること、及び自己診断のために印可した信号とコリオリ方向の振動に伴う信号とを分離することは非常に困難であり、複雑な回路構成が必要となり、振動ジャイロの小型化、軽量化、低コスト化が図れないという問題がある。

そこで、本発明は、容易に振動子の自己診断ができる振動ジャイロを提供することを目的とする。

また、本発明は、小型化、軽量化、低コスト化が図れる振動ジャイロを提供することを目的とする。

また、本発明は、角速度情報に基づく信頼性の高い制御ができる電子装置を提供することを目的とする。

本発明の振動ジャイロは、所定の方向に励振され、角速度が与えられたときは角速度方向と励振方向に対して直交するコリオリ方向に振動する振動子と、前記振動子を励振させる駆動回路と、前記振動子から入力された角速度を含む信号から角速度を検出する信号処理回路と、異常の有無を自己診断する自己診断回路とを有する振動ジャイロであって、コリオリ方向に対して垂直になるように前記振動子に設けられた第一の電極と、前記第一の電極とコリオリ方向の一方側において対向する第二の電極と、コリオリ方向の他方側において対向する第三の電極とを有し、前記第二の電極と前記第三の電極との少なくとも一方に、バイアス信号が印加されることにより、前記振動子がコリオリ方向に変位し、前記第二の電極と、前記第三の電極とから、前記振動子のコリオリ方向の変位を検出し、異常の有無を自己診断することを特徴とする。

また、本発明の振動ジャイロは、反転入力端が前記第二の電極に電気的に接続され、非反転入力端が電圧制御手段に電気的に接続された反転増幅器を有し、前記反転増幅器の出力端子からは、前記第一の電極と前記第二の電極との間の容量に相当する電圧が出力されることを特徴とする。

また、本発明の振動ジャイロは、前記電圧制御手段により前記反転増幅器の非反転入力端の電位を変化させることによって、前記反転増幅器の反転入力端の電位を変化させて、前記第二の検出電極にバイアス信号を印加することを特徴とする。

また、本発明の振動ジャイロは、前記第二の電極、及び、前記第三の電極には、それぞれ逆特性の前記バイアス信号が印加されることを特徴とする。

また、本発明の電子装置は、前記振動ジャイロを用いたことを特徴とする。

このような構成を有する本発明の振動ジャイロは、駆動回路、信号処理回路を介して出力された信号を自己診断することにより、回路を含めた振動ジャイロ全体の自己診断をすることができる。

また、本発明の振動ジャイロは、簡単な回路構成を用いているため、小型化、軽量化、低コスト化が図れる。

また、本発明の振動ジャイロは、振動子を変位させるための電圧制御手段が定電圧電源であり、周期的に信号を発生させるための複雑な回路が不要であるため、振動ジャイロの小型化、軽量化、低コスト化を図れる。

また、本発明の振動ジャイロは、自己診断をするときに検波回路に入力される検波信号と、自己診断をしないときに検波回路に入力される検波信号とが同一の周波数であり、位相が９０°ずれている。
したがって、検波回路を用いてコリオリ力による信号の成分が除去されるため、自己診断をするときに角速度が加えられた場合でも、正確な自己診断をすることができる。

また、本発明の電子装置は、確実な自己診断ができる振動ジャイロを用いているため、角速度情報に基づく信頼性の高い制御が可能となる。

本発明の振動ジャイロは、振動子をコリオリ方向に変位させて自己診断をすることができるため、振動子自体の異常を診断することができる。

また、本発明の振動ジャイロは、回路を含めた振動ジャイロ全体の自己診断をすることができる。

また、本発明の振動ジャイロは、直流電圧を印加するだけの簡単な回路構成を用いているため、小型化、軽量化、低コスト化が図れる。

また、本発明の振動ジャイロは、周期的な信号を発生させるための複雑な回路が不要であるため、振動ジャイロの小型化、軽量化、低コスト化を図れる。

また、本発明の振動ジャイロは、検波回路を用いてコリオリ力による信号の成分が除去されるため、自己診断をするときに角速度が加えられた場合でも、正確な自己診断をすることができる。

また、本発明の電子装置は、確実な自己診断ができる振動ジャイロを用いているため、角速度情報に基づく信頼性の高い制御が可能となる。

振動ジャイロの一実施例を示す概略回路ブロック図である。 図１の振動ジャイロの信号の波形図である。 図１の振動ジャイロの具体的な回路図である。 本発明の振動ジャイロの別の実施例を示す回路図である。 本発明の振動ジャイロの更に別の実施例を示す回路図である。 本発明の電子装置に用いられる手ぶれ防止回路の一実施例を示す概略回路ブロック図である。 従来の振動ジャイロの断面を示す平面図である。 図７の振動ジャイロの断面図である。 図７の振動ジャイロを示す概略回路ブロック図である。 図９の振動ジャイロの信号の波形図である。

図１に本発明の振動ジャイロの一実施例の概略回路ブロック図を示す。

図１において、図７乃至図９に示した従来の振動ジャイロ９０と同一又は同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

本発明の振動ジャイロ１０は、振動子１００と、筐体２００と、振動子１００を励振させる駆動回路５１０と、振動子１００から出力された角速度を含む信号から角速度を検出する信号処理回路５２０と、自己診断回路６０１と、スイッチ６０２、６０３と、電圧制御手段である定電圧電源６０４とを有する。

本発明の振動ジャイロ１０の駆動回路５１０、信号処理回路５２０は、検波回路５２２がスイッチ６０３を介して加算回路５１１と位相補正回路５１３とに接続されている点のみが駆動回路５１０、信号処理回路５２０と相違する。
そして、自己診断回路６０１は増幅回路５２４に接続されている。
定電圧電源６０４はスイッチ６０２を介して第二の電極２１０に接続されている。

このような構成を有する本発明の振動ジャイロ１０は、自己診断をしないときには、検波回路５２２がスイッチ６０３を介して位相補正回路５１３に接続され、スイッチ６０２はＯＦＦにされ、従来の振動ジャイロ９０と同様の動作をする。

一方、自己診断をするときには、スイッチ６０３を介して検波回路５２２が加算回路５１１に接続され、スイッチ６０２がＯＮにされ定電圧電源６０４が第二の電極２１０に接続される。
そして、定電圧電源６０４から第二の電極２１０にバイアス信号が印加される。
振動子１００は、第一の電極１２０の電極１２０ａと第二の電極２１０との間の静電気力によりコリオリ方向に変位する。
それによって、電極１２０ａと第二の電極２１０との間、及び、電極１２０ｂと第三の電極２２０との間の距離が変化し、容量が変化する。

検波回路５２２は、加算回路５１１に接続されるため、振動子１００の励振方向の振動と同相の信号で、差動回路５２１から入力された信号を同期検波して平滑回路５２３に出力する。

ここで、図２に図１に示した振動ジャイロ１０の信号の波形図を示す。

図２において、図１０と同一又は同等の部分の説明は省略する。

自己診断をするときは、定電圧電源６０４からバイアス信号が印加されるため、振動子１００がコリオリ方向に変位し、第一の検出回路５０１及び第二の検出回路５０２からは、振動子１００の励振方向の振動と同相で振幅の異なる信号が出力される。
そのため、差動回路５２１から出力される信号には、振動子１００の励振方向の振動と同相の信号が含まれる。
角速度が与えられている状態で自己診断した場合には、差動回路５２１から出力される信号には、コリオリ方向の振動と同相の信号も含まれる。

検波回路５２２では、差動回路５２１から出力された信号が振動子１００の励振方向の振動と同相の信号で同期検波される。

平滑回路５２３では、検波回路５２２から出力された信号のうち、振動子１００のコリオリ方向の振動と同相の信号が除去され、振動子１００の励振方向の振動と同相の信号のみが出力される。
すなわち、角速度が与えられている状態で自己診断した場合でも、コリオリ力に対応する信号は除去され、バイアス信号による振動子１００の変位に対応する信号のみが出力される。

そして、平滑回路５２３から出力された信号は、増幅回路５２４で増幅され、自己診断信号として自己診断回路６０１に入力される。
自己診断回路６０１は、入力された信号が所定の範囲にあれば異常がない旨を出力し、所定の範囲になければ異常がある旨を出力する。

次に、図３を用いて、本発明の振動ジャイロ１０について、更に詳しく説明する。

図３は、振動ジャイロ１０の具体的な回路図であり、図１に示した回路の一部の図示を省略してある。

図３において、第一の検出回路５０１は、第一のオペアンプ５０１ａと、この第一のオペアンプ５０１ａの反転入力端子と非反転入力端子間に接続された第一の抵抗５０１ｂとを有する第一の反転増幅器５０１ｃで構成され、第二の検出回路５０２は、第二のオペアンプ５０２ａと、この第二のオペアンプ５０２ａの反転入力端子と非反転入力端子間に接続された第二の抵抗５０２ｂとを有する第二の反転増幅器５０２ｃで構成されている。
第一の反転増幅器５０１ｃの反転入力端子は第二の電極２１０に接続され、非反転入力端子はスイッチ６０２を介して、定電圧電源６０４と、定電圧電源６０４とは電圧の異なる定電圧電源７０１ａとに接続されている。
第二の反転増幅器５０２ｃの反転入力端子は第三の電極２２０に接続され、非反転入力端子は定電圧電源７０１ａと同一の電圧の定電圧電源７０１ｂに接続されている。

振動ジャイロ１０は、自己診断をしないときは、スイッチ６０２が定電圧電源７０１ａに接続され、第一、第二の反転増幅器５０１ｃ、５０２ｃのイマジナリショートにより、第二の電極２１０、第三の電極２２０には、定電圧電源７０１ａ、７０１ｂの電圧が印加される。
図示を省略した梁部２５０により、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間隔、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間隔が等しくなるように保持される。

そして、自己診断をするときは、スイッチ６０２が定電圧電源６０４に接続され、反転増幅器のイマジナリショートにより、第二の電極２１０には、定電圧電源６０４の電圧が印加される。
そのため、電極１２０ａと第二の電極２１０との間、及び、電極１２０ｂと第三の電極２２０との間には、異なる大きさの静電気力が発生する。
そして、梁部２５０によるバランスが崩れ、振動子１００がコリオリ方向に変位し、電極１２０ａと第二の電極２１０との間隔、及び、電極１２０ｂと第三の電極２２０との間隔が等しくなくなり、第一の検出回路５０１及び第二の検出回路５０２から異なる振幅の信号が出力される。

このような構成を有する本発明の振動ジャイロ１０は、振動子１００を変位させて自己診断をすることができるため、振動子１００自体の異常を診断することができる。
そして、振動子１００が劣化したり、筐体２００の内部に異物が混入したり、第一の電極１２０が断線又は短絡した場合などの異常を自己診断することができる。

また、振動ジャイロ１０は、駆動回路５１０、信号処理回路５２０を介して出力された信号を自己診断することにより、回路を含めた振動ジャイロ全体の自己診断をすることができる。

また、振動ジャイロ１０は、直流電圧を印加するだけの簡単な回路構成を用いているため、小型化、軽量化、低コスト化が図れるまた、振動ジャイロ１０は、振動子１００を変位させるための電圧制御手段が定電圧電源６０４であり、周期的な信号を発生させるための複雑な回路が不要であるため、振動ジャイロの小型化、軽量化、低コスト化を図れる。

また、振動ジャイロ１０は、自己診断をするときに検波回路５２２に出力される検波信号と、自己診断をしないときに検波回路５２２に出力される検波信号とが同一の周波数であり、位相が９０°ずれている。
したがって、検波回路５２２を用いてコリオリ力による信号の成分が除去されるため、自己診断をするときに角速度が加えられた場合でも、正確な自己診断をすることができる。

次に、図４に本発明の振動ジャイロの別の実施例の回路図の一部を示す。
図４において、図３に示した振動ジャイロ１０と同一又は同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図４において、本発明の振動ジャイロ２０は、図１に示したスイッチ６０２と定電圧電源６０４に代えてダイオード６０４ａを有する点のみが振動ジャイロ１０と異なる。

本発明の振動ジャイロ２０は、ダイオード６０４ａのカソードが第一の反転増幅器５０１ｃの非反転入力端子に接続され、ダイオード６０４ａのアノードが図示を省略した電圧制御手段に接続されている。

このような構成の振動ジャイロ２０は、自己診断をしないときは、電圧制御手段からバイアス信号が印加されず、振動ジャイロ１０と同様の動作をする。
そして、自己診断をするときは、電圧制御手段からバイアス信号が印加され、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間には異なる大きさの静電気力が発生し、振動ジャイロ１０と同様の自己診断の動作をする。

このような構成を有する本発明の振動ジャイロ２０は、振動ジャイロ１０と同様の作用効果を奏することができる。

次に、図５に本発明の振動ジャイロの更に別の実施例の回路図の一部を示す。

図５において、図１に示した振動ジャイロ１０と同一又は同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。

図５において、本発明の振動ジャイロ３０は、図１に示した振動ジャイロ１０の構成に加えて、スイッチ６０５と電圧制御手段である定電圧電源６０６を有する点のみが振動ジャイロ１０と異なる。

本発明の振動ジャイロ３０は、スイッチ６０５を介して定電圧電源７０１ｂと、定電圧電源６０４とは逆特性の定電圧電源６０６とが第二の反転増幅器５０２ｃの非反転入力端子に接続されている。

このような構成の振動ジャイロ３０は、自己診断をしないときは、スイッチ６０２、６０５が定電圧電源７０１ａ、７０１ｂに接続され、振動ジャイロ１０と同様の動作をする。

そして、自己診断をするときは、スイッチ６０２、６０５が定電圧電源６０４、６０６に接続され、第二の電極２１０には定電圧電源６０４からのバイアス信号が印加され、第三の電極２２０には定電圧電源６０６からのバイアス信号が印加される。
したがって、第一の電極１２０と第二の電極２１０との間、及び、第一の電極１２０と第三の電極２２０との間にはそれぞれ逆特性の静電気力が発生し、振動ジャイロ１０の２倍の静電気力で振動子１００がコリオリ方向に変位し、第一の検出回路５０１及び第二の検出回路５０２から出力される信号の振幅の差が振動ジャイロ１０の２倍になり、自己診断回路６０１に入力される自己診断信号の振幅が２倍になり、自己診断の感度が２倍になる。

このような構成を有する本発明の振動ジャイロ３０は、互いに逆特性の定電圧電源６０４、６０６を用いているため、より高精度の自己診断が可能となる。

なお、上記各実施例において、電圧制御手段から出力される電圧は、定電圧に限られるものでなく、周期的な電圧などであってもよい。

次に、図６に本発明の振動ジャイロを用いた電子装置の一実施例を示す。
図６は本発明の電子装置であるビデオカメラに用いられる手ぶれ防止回路の一実施例を示す概略回路ブロック図である。
手ぶれ防止回路８０は、本発明の振動ジャイロ１０と積分回路８０１とサーボ回路８０２と電流ドライバ８０３とアクチュエータ８０４と位置検出センサ８０５とを有する。
手ぶれ防止回路８０は、振動ジャイロ１０と、積分回路８０１と、サーボ回路８０２と、電流ドライバ８０３と、アクチュエータ８０４とが直列に接続され、アクチュエータ８０４の出力が位置検出センサ８０５を介してサーボ回路８０２に帰還されている。

このように構成された手ぶれ防止回路８０においては、ビデオカメラに与えられた手ぶれのうち、角速度信号のみが振動ジャイロ１０から積分回路８０１に入力され、積分回路８０１は角速度信号を積分してビデオカメラの振れ角に変換してサーボ回路８０２に出力し、サーボ回路８０２は、積分回路８０１と位置検出センサ８０５とから入力された振れ角の信号を用いて現在値と目標値との差を演算して電流ドライバ８０３に出力し、電流ドライバ８０３は入力された信号に応じた電流をアクチュエータ８０４に出力し、アクチュエータ８０４はビデオカメラの光学系を機械的に駆動する。
そして、位置検出センサ８０５は光学系が駆動した振れ角をサーボ回路８０２に出力する。

このような構成の手ぶれ防止回路８０を有するビデオカメラは、確実な自己診断ができる振動ジャイロ１０を用いているため、角速度情報に基づく信頼性の高い制御が可能となる。

以上、ビデオカメラを用いて本発明の電子装置を説明したが、本発明の電子装置は、このような構成のビデオカメラに限られるものではない。

１０、２０、３０…振動ジャイロ
８０…手ぶれ防止回路
１００…振動子
２００…筐体
５１０…駆動回路
５２０…信号処理回路
６０１…自己診断回路
６０２、６０３…スイッチ
６０４、６０６…定電圧電源（電圧制御手段）

Claims (5)

1. 所定の方向に励振され、角速度が与えられたときは角速度方向と励振方向に対して直交するコリオリ方向に振動する振動子と、前記振動子を励振させる駆動回路と、前記振動子から入力された角速度を含む信号から角速度を検出する信号処理回路と、異常の有無を自己診断する自己診断回路とを有する振動ジャイロであって、
   コリオリ方向に対して垂直になるように前記振動子に設けられた第一の電極と、前記第一の電極とコリオリ方向の一方側において対向する第二の電極と、コリオリ方向の他方側において対向する第三の電極とを有し、前記第二の電極と前記第三の電極との少なくとも一方に、バイアス信号が印加されることにより、前記振動子がコリオリ方向に変位し、
   前記第二の電極と、前記第三の電極とから、前記振動子のコリオリ方向の変位を検出し、異常の有無を自己診断することを特徴とする振動ジャイロ。
2. 反転入力端が前記第二の電極に電気的に接続され、非反転入力端が電圧制御手段に電気的に接続された反転増幅器を有し、
   前記反転増幅器の出力端子からは、前記第一の電極と前記第二の電極との間の容量に相当する電圧が出力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。
3. 前記電圧制御手段により前記反転増幅器の非反転入力端の電位を変化させることによって、前記反転増幅器の反転入力端の電位を変化させて、前記第二の検出電極にバイアス信号を印加することを特徴とする、請求項２に記載の振動ジャイロ。
4. 前記第二の電極、及び、前記第三の電極には、それぞれ逆特性の前記バイアス信号が印加されることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の振動ジャイロ。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の振動ジャイロを用いたことを特徴とする電子装置。