(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度の大きさに応じた角速度成分と駆動信号に基づく振動の振動漏れ成分とを含む信号を発生させる振動子と、
前記駆動信号を生成して前記振動子に供給する駆動部と、
前記振動子が発生させる信号から前記角速度成分を抽出し、当該角速度成分の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度信号生成部と、
前記振動子が発生させる信号から前記振動漏れ成分を抽出し、当該振動漏れ成分の大きさに応じた振動漏れ信号を生成する振動漏れ信号生成部と、
前記角速度信号の温度特性を補正するように、前記角速度信号に前記振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算する加減算部と、
前記加減算部に入力される前記角速度信号の温度特性の１次成分を第１の値に近づけるように調整する第１の１次温度調整部と、
前記加減算部に入力される前記振動漏れ信号の温度特性の１次成分を第２の値に近づけるように調整する第２の１次温度調整部と、を含む、角速度検出装置。
【請求項２】
角速度の大きさに応じた角速度成分と駆動信号に基づく振動の振動漏れ成分とを含む信号を発生させる振動子と、
前記駆動信号を生成して前記振動子に供給する駆動部と、
前記振動子が発生させる信号から前記角速度成分を抽出し、当該角速度成分の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度信号生成部と、
前記振動子が発生させる信号から前記振動漏れ成分を抽出し、当該振動漏れ成分の大きさに応じた振動漏れ信号を生成する振動漏れ信号生成部と、
前記角速度信号の温度特性を補正するように、前記角速度信号に前記振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算する加減算部と、
前記加減算部に入力される前記角速度信号の温度特性の１次成分と前記加減算部に入力される前記振動漏れ信号の温度特性の１次成分の一方を他方に近づけるように調整する１次温度調整部と、を含む、角速度検出装置。
【請求項３】
角速度の大きさに応じた角速度成分と駆動信号に基づく振動の振動漏れ成分とを含む信
号を発生させる振動子と、
前記駆動信号を生成して前記振動子に供給する駆動部と、
前記振動子が発生させる信号から前記角速度成分を抽出し、当該角速度成分の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度信号生成部と、
前記振動子が発生させる信号から前記振動漏れ成分を抽出し、当該振動漏れ成分の大きさに応じた振動漏れ信号を生成する振動漏れ信号生成部と、
前記角速度信号の温度特性を補正するように、前記角速度信号に前記振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算する加減算部と、
前記加減算部により加算又は減算された信号の温度特性の１次成分を補正する１次温度補正部と、を含む、角速度検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記加減算部は、
入力信号の極性を反転する反転増幅器と、前期反転増幅器をバイパスするか否かを選択するスイッチ回路と、前記反転増幅器と直列に配置され、可変に設定可能な利得で入力信号を増幅又は減衰させる可変利得増幅器と、を含み、前記反転増幅器及び前記スイッチ回路により、前記振動漏れ信号の極性を反転して前記角速度信号に加算するか否かを選択し、前記可変利得増幅器により、前記角速度信号に加算する前記振動漏れ信号の比率を選択する、角速度検出装置。
【請求項５】
角速度の大きさに応じた角速度成分と駆動信号に基づく振動の振動漏れ成分とを含む信号を発生させる振動子と、
前記駆動信号を生成して前記振動子に供給する駆動部と、
前記振動子が発生させる信号から前記角速度成分を抽出し、当該角速度成分の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度信号生成部と、
前記振動子が発生させる信号から前記振動漏れ成分を抽出し、当該振動漏れ成分の大きさに応じた振動漏れ信号を生成する振動漏れ信号生成部と、
前記角速度信号の温度特性を補正するように、前記角速度信号に前記振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算する加減算部と、を含み、
前記加減算部は、
入力信号の極性を反転する反転増幅器と、前期反転増幅器をバイパスするか否かを選択するスイッチ回路と、前記反転増幅器と直列に配置され、可変に設定可能な利得で入力信号を増幅又は減衰させる可変利得増幅器と、を含み、前記反転増幅器及び前記スイッチ回路により、前記振動漏れ信号の極性を反転して前記角速度信号に加算するか否かを選択し、前記可変利得増幅器により、前記角速度信号に加算する前記振動漏れ信号の比率を選択する、角速度検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記振動漏れ信号に基づく信号を外部に出力する端子を含む、角速度検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記振動漏れ信号に基づいて、当該角速度検出装置の故障の有無を判定する故障判定部を含む、角速度検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の角速度検出装置を含む、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度検出装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、角速度検出装置を搭載し、検出した角速度に基づいて所定の制御を行う様々な電子機器やシステムが広く利用されている。例えば、自動車の走行制御システムでは、検出された角速度に基づいて自動車の横滑りを防止したり横転を検知する処理が行なわれている。
【０００３】
これらの電子機器やシステムでは、角速度検出装置が故障すると誤った制御が行われるので、故障している場合には警告ランプを点灯する等の対策が行われており、角速度検出装置の故障診断を行うための種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１では、角速度検出装置の振動子からの出力信号には角速度成分とともに振動子の励振振動に基づく自己振動成分（振動漏れ成分）が含まれていることに着目し、振動子の出力信号から振動漏れ成分を抽出してその振幅を監視することで故障の有無を判定する手法が開示されている。また、特許文献２では、振動子の振動エネルギーがアンバランスになるようにバランスチューニングすることで、確実に自己振動成分を発生させて故障診断を行う手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１７１２５７号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０７４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、角速度成分の抽出回路では振動漏れ成分をまったく抽出しないのが理想ではあるが、実際には回路製造上のばらつきなどにより、同期検波クロックの位相ズレが発生し、抽出される角速度信号（ジャイロ信号）に振動漏れ成分が入り込んでしまう。そのため、特に特許文献２のように故意に振動漏れ成分を大きくすると、振動漏れ成分の温度特性の影響を大きく受けて角速度信号の温度特性が悪化してしまうという問題がある。振動漏れ成分の温度特性が１次関数や２次関数であれば、小規模な温度補償回路にて補正することも可能であるが、実際には高次関数で表現される温度特性を示し、それを高次の関数回路で温度補正しようとすると回路規模が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、振動漏れ成分に起因する角速度信号の温度変動を高次の温度補償回路を用いずに補償可能な角速度検出装置及び電子機器を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、角速度の大きさに応じた角速度成分と前記駆動信号に基づく振動の振動漏れ成分とを含む信号を発生させる振動子と、前記駆動信号を生成して前記振動子に供給する駆動部と、前記振動子が発生させる信号から前記角速度成分を抽出し、当該角速度成分の大きさに応じた角速度信号を生成する角速度信号生成部と、前記振動子が発生させる信号から前記振動漏れ成分を抽出し、当該振動漏れ成分の大きさに応じた振動漏れ信号を生成する振動漏れ信号生成部と、前記角速度信号の温度特性を補正するように、前記角速度信号に前記振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算する加減算部と、を含む、角速度検出装置である。
【０００８】
角速度信号生成部は、例えば、駆動信号に同期した第１の検波信号に基づいて、振動子が発生させる信号から角速度成分を抽出するようにしてもよい。また、振動漏れ信号生成部は、例えば、駆動信号に同期し、かつ、第１の検波信号と位相が異なる第２の検波信号に基づいて、振動子が発生させる信号から振動漏れ成分を抽出するようにしてもよい。
【０００９】
本発明によれば、角速度信号の温度特性と振動漏れ信号の温度特性の間に相関があることを前提として、角速度信号に振動漏れ信号を所与の比率で加算又は減算することで角速度信号の温度特性を補正することができる。従って、振動漏れ成分に起因する角速度信号の温度変動を高次の温度補償回路を用いずに補償することができる。
【００１０】
（２）この角速度検出装置は、前記加減算部に入力される前記角速度信号の温度特性の１次成分を第１の値に近づけるように調整する第１の１次温度調整部と、前記加減算部に入力される前記振動漏れ信号の温度特性の１次成分を第２の値に近づけるように調整する第２の１次温度調整部とを含むようにしてもよい。
【００１１】
角速度信号の温度特性と振動漏れ信号の温度特性の関係に応じて、第１の値と第２の値として、加減算部での加算又は減算により角速度信号の温度特性が補正されるような２つの値を選択すればよい。例えば、角速度信号の温度特性カーブと振動漏れ信号の温度特性カーブが同じ向きである場合は、第１の値と第２の値として同じ値を選択し、加減算部で角速度信号から振動漏れ信号を所与の比率で減算するようにしてもよい。逆に、角速度信号の温度特性カーブと振動漏れ信号の温度特性カーブが反対向きである場合は、第１の値と第２の値として符号が異なり同じ絶対値の２つの値をそれぞれ選択し、加減算部で角速度信号に振動漏れ信号を所与の比率で加算するようにしてもよい。
【００１２】
このようにすれば、角速度信号の温度特性の１次成分と振動漏れ信号の温度特性の１次成分に大きな差があるような場合でも、角速度信号の温度補償を行うことができる。
【００１３】
（３）この角速度検出装置は、前記加減算部に入力される前記角速度信号の温度特性の１次成分と前記加減算部に入力される前記振動漏れ信号の温度特性の１次成分の一方を他方に近づけるように調整する１次温度調整部を含むようにしてもよい。
【００１４】
このようにすれば、角速度信号の温度特性の１次成分と振動漏れ信号の温度特性の１次成分に大きな差があるような場合でも、角速度信号の温度補償を行うことができる。
【００１５】
（４）この角速度検出装置は、前記加減算部により加算又は減算された信号の温度特性の１次成分を補正する１次温度補正部を含むようにしてもよい。
【００１６】
このようにすれば、角速度信号の温度特性の１次成分と振動漏れ信号の温度特性の１次成分に大きな差があるような場合でも、角速度信号の温度補償をより精度良く行うことができる。
【００１７】
（５）この角速度検出装置は、前記振動漏れ信号に基づく信号を外部に出力する端子を含むようにしてもよい。
【００１８】
振動漏れ信号に基づく信号は、振動漏れ信号そのものであってもいいし、振動漏れ信号に対して増幅等の所定の処理を施した信号も含まれる。
【００１９】
振動漏れ成分の振幅が角速度によらずに一定であることを前提として、振動漏れ信号に基づく信号を監視することで角速度検出装置の故障の有無を外部から認識することができる。
【００２０】
（６）この角速度検出装置は、前記振動漏れ信号に基づいて、当該角速度検出装置の故障の有無を判定する故障判定部を含むようにしてもよい。
【００２１】
このようにすれば、当該角速度検出装置が自己の故障の有無を認識することができる。また、故障判定部の判定結果の信号を外部に出力すれば、故障判定部の出力信号を監視することで当該角速度検出装置の故障の有無を外部から直接的に認識することができる。
【００２２】
（７）この角速度検出装置において、前記加減算部は、入力信号の極性を反転する反転増幅器と、前期反転増幅器をバイパスするか否かを選択するスイッチ回路と、前記反転増幅器と直列に配置され、可変に設定可能な利得で入力信号を増幅又は減衰させる可変利得増幅器と、を含み、前記反転増幅器及び前記スイッチ回路により、前記振動漏れ信号の極性を反転して前記角速度信号に加算するか否かを選択し、前記可変利得増幅器により、前記角速度信号に加算する前記振動漏れ信号の比率を選択するようにしてもよい。
【００２３】
このようにすれば、スイッチ回路の接続設定により振動漏れ信号の極性を反転するか否かを選択することができるとともに、可変利得増幅器の利得設定により振動漏れ信号を所望のレベルに増幅又は減衰させることができる。従って、振動漏れ信号の温度特性のレベルや極性にばらつきがあっても、角速度信号の温度特性またはその極性を反転した温度特性に近づけることができる。これにより、角速度信号の温度補償を実現することができる。
【００２４】
（８）本発明は、上記のいずれかの角速度検出装置を含む、電子機器である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図。
【図２】ジャイロセンサー素子の振動片の平面図。
【図３】ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。
【図４】ジャイロセンサー素子の動作について説明するための図。
【図５】角速度検出原理について説明するための波形図。
【図６】振動漏れ検出原理について説明するための波形図。
【図７】角速度信号の温度特性と振動漏れ信号の温度特性の一例を示す図。
【図８】角速度信号の温度特性と振動漏れ信号の温度特性の一例を示す図。
【図９】加減算回路の構成例を示す図。
【図１０】第１実施形態における角速度信号の温度特性を補正する例を示す図。
【図１１】第１実施形態における角速度信号の温度特性を補正する例を示す図。
【図１２】角速度信号の温度特性と振動漏れ信号の温度特性の一例を示す図。
【図１３】第２実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図。
【図１４】１次温度調整回路の構成例を示す図。
【図１５】第２実施形態における角速度信号の温度特性を補正する例を示す図。
【図１６】第３実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図。
【図１７】第３実施形態における角速度信号の温度特性を補正する例を示す図。
【図１８】第４実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図。
【図１９】第４実施形態における角速度信号の温度特性を補正する例を示す図。
【図２０】電子機器の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００２７】
１．角速度検出装置
１−１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図である。
【００２８】
第１実施形態の角速度検出装置１は、ジャイロセンサー素子１００と角速度検出用ＩＣ１０を含んで構成されている。
【００２９】
ジャイロセンサー素子１００（振動子の一例）は、駆動電極と検出電極が配置された振動片が不図示のパッケージに封止されて構成されている。一般的に、振動片のインピーダンスをできるだけ小さくして発振効率を高めるためにパッケージ内の気密性が確保されている。
【００３０】
ジャイロセンサー素子１００の振動片は、例えば、水晶（ＳｉＯ２）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いて構成してもよいし、シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。
【００３１】
本実施形態では、ジャイロセンサー素子１００は、Ｔ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型の振動片により構成される。ただし、ジャイロセンサー素子１００の振動片は、例えば、音叉型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。
【００３２】
図２は、本実施形態のジャイロセンサー素子１００の振動片の平面図である。
【００３３】
本実施形態のジャイロセンサー素子１００は、Ｚカットの水晶基板により形成されたダブルＴ型の振動片を有する。水晶を材料とする振動片は、温度変化に対する共振周波数の変動が極めて小さいので、角速度の検出精度を高めることができるという利点がある。なお、図２におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示す。
【００３４】
図２に示すように、ジャイロセンサー素子１００の振動片は、２つの駆動用基部１０４ａ、１０４ｂからそれぞれ駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。駆動振動腕１０１ａの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１２及び１１３が形成されており、駆動振動腕１０１ｂの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１３及び１１２が形成されている。駆動電極１１２、１１３は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部出力端子１１、外部入力端子１２を介して駆動回路２０に接続される。
【００３５】
駆動用基部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向に延びる連結腕１０５ａ、１０５ｂを介して矩形状の検出用基部１０７に接続されている。
【００３６】
検出振動腕１０２は、検出用基部１０７から＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。検出振動腕１０２の上面には検出電極１１４及び１１５が形成されており、検出振動腕１０２の側面には共通電極１１６が形成されている。検出電極１１４、１１５は、それぞれ、図１に示した角速度検出用ＩＣ１０の外部入力端子１３、１４を介して検出回路３０に接続される。また、共通電極１１６は接地される。
【００３７】
駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの駆動電極１１２と駆動電極１１３との間に駆動信号として交流電圧が与えられると、図３に示すように、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは逆圧電効果によって矢印Ｂのように、２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端が互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動（励振振動）をする。
【００３８】
この状態で、ジャイロセンサー素子１００の振動片にＺ軸を回転軸とした角速度が加わると、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは、矢印Ｂの屈曲振動の方向とＺ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、図４に示すように、連結腕１０５ａ、１０５ｂは矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１０２は、連結腕１０５ａ、１０５ｂの振動（矢印Ｃ）に連動して矢印Ｄのように屈曲振動をする。このコリオリ力に伴う検出振動腕１０２の屈曲振動と駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの屈曲振動（励振振動）とは位相が９０°ずれている。
【００３９】
ところで、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが屈曲振動（励振振動）をするときの振動エネルギーの大きさ又は振動の振幅の大きさが２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂで等しければ、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがとれており、ジャイロセンサー素子１００に角速度がかかっていない状態では検出振動腕１０２は屈曲振動しない。ところが、２つの駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがくずれると、ジャイロセンサー素子１００に角速度がかかっていない状態でも検出振動腕１０２に屈曲振動が発生する。この屈曲振動は漏れ振動と呼ばれ、コリオリ力に基づく振動と同様に矢印Ｄの屈曲振動であるが、駆動信号とは同位相である。
【００４０】
そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づいた交流電荷が、検出振動腕１０２の検出電極１１４、１１５に発生する。ここで、コリオリ力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリ力の大きさ（言い換えれば、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさ）に応じて変化する。一方、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、ジャイロセンサー素子１００に加わる角速度の大きさに関係せず一定である。
【００４１】
なお、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端には、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂよりも幅の広い矩形状の錘部１０３が形成されている。駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端に錘部１０３を形成することにより、コリオリ力を大きくするとともに、所望の共振周波数を比較的短い振動腕で得ることができる。同様に、検出振動腕１０２の先端には、検出振動腕１０２よりも幅の広い錘部１０６が形成されている。検出振動腕１０２の先端に錘部１０６を形成することにより、検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷を大きくすることができる。
【００４２】
以上のようにして、ジャイロセンサー素子１００は、Ｚ軸を検出軸としてコリオリ力に基づく交流電荷（角速度成分）と、励振振動の漏れ振動に基づく交流電荷（振動漏れ成分）とを検出電極１１４、１１５を介して出力する。
【００４３】
ところで、ジャイロセンサー素子１００に加わるコリオリ力Ｆｃは次式（１）で計算される。
【００４４】
【数１】
0005552976.tif 000002
【００４５】
式（１）において、ｍは等価質量、ｖは振動速度、Ωは角速度である。式（１）によると、角速度Ωが一定であっても、等価質量ｍ又は振動速度ｖが変化すればコリオリ力もそれらに伴って変化する。すなわち、等価質量ｍ又は振動速度ｖが変化することにより角速度の検出感度が変化することになる。ジャイロセンサー素子１００の振動片が何らかの故障によって振動状態が変化すると、駆動振動の等価質量ｍ又は振動速度ｖが変化するので、検出感度が変化することになる。また同時に、漏れ振動の状態も変化するので振動漏れ成分の大きさも変化する。すなわち、振動漏れ成分の大きさと角速度の検出感度の間には相関があり、振動漏れ成分の大きさを監視することで、ジャイロセンサー素子１００の故障の有無を判定することができる。
【００４６】
そこで、本実施形態では、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがわずかに崩れるようにして所望のレベルの振動漏れ成分を積極的に発生させるようにしている。特に、本実施形態では、ジャイロセンサー素子１００はダブルＴ型の振動片を用いて構成されているため、レーザー加工等により、駆動振動腕１０１ａの先端の錘部１０３と駆動振動腕１０１ｂの先端の錘部１０３の質量に差をつけることで、駆動振動腕１０１ａの屈曲振動と駆動振動腕１０１ｂの屈曲振動をアンバランスにすることが容易にできる。
【００４７】
図１に戻り、角速度検出用ＩＣ１０は、駆動回路２０、検出回路３０、基準電源回路４０、メモリー５０を含んで構成されている。
【００４８】
駆動回路２０は、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）２１０、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０を含んで構成されている。
【００４９】
ジャイロセンサー素子１００の振動片に流れた駆動電流は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０によって交流電圧信号に変換される。
【００５０】
Ｉ／Ｖ変換回路２１０から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅回路２２０及び振幅調整回路２３０に入力される。ＡＣ増幅回路２２０は、入力された交流電圧信号を増幅し、所定の電圧値でクリップさせて方形波電圧信号２２を出力する。振幅調整回路２３０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０が出力する交流電圧信号のレベルに応じて、方形波電圧信号２２の振幅を変化させ、駆動電流が一定に保持するようにＡＣ増幅回路２２０を制御する。
【００５１】
方形波電圧信号２２は、外部出力端子１１を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１２に供給される。このように、ジャイロセンサー素子１００は図３に示すような所定の駆動振動を継続して励振している。また、駆動電流を一定に保つことにより、ジャイロセンサー素子１００の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは一定の振動速度を得ることができる。そのため、コリオリ力を発生させる元となる振動速度は一定となり、感度をより安定にすることができる。
【００５２】
検出回路３０は、チャージアンプ３１０，３１２、差動増幅回路３２０、ＡＣ増幅回路３３０、移相回路３４０、同期検波回路３５０，３５２、積分回路３６０，３６２、加減算回路３７０、ＤＣ増幅回路３８０，３８２を含んで構成されている。
【００５３】
チャージアンプ３１０には、外部入力端子１３を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷が入力される。
【００５４】
同様に、チャージアンプ３１２には、外部入力端子１４を介してジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１５から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷が入力される。
【００５５】
このチャージアンプ３１０及び３１２は、それぞれ入力された交流電荷を基準電圧Ｖｒｅｆを基準とした交流電圧信号に変換する。なお、基準電圧Ｖｒｅｆは、基準電源回路４０により、電源入力端子１５から入力された外部電源に基づいて生成される。
【００５６】
差動増幅回路３２０は、チャージアンプ３１０の出力信号とチャージアンプ３１２の出力信号を差動増幅する。差動増幅回路３２０は、同相成分を消去し、逆相成分を加算増幅するためのものである。
【００５７】
ＡＣ増幅回路３３０は、差動増幅回路３３０の出力信号を増幅する。このＡＣ増幅回路３３０の出力信号には角速度成分と振動漏れ成分が含まれており、被検波信号３３として同期検波回路３５０と３５２に入力される。
【００５８】
同期検波回路３５０は、被検波信号３３に対して方形波電圧信号２２を検波信号として同期検波を行う。同期検波回路３５０は、例えば、方形波電圧信号２２の電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い時は被検波信号３３を選択し、方形波電圧信号２２の電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い時は被検波信号３３を基準電圧Ｖｒｅｆに対して反転した信号を選択するスイッチ回路として構成することができる。
【００５９】
同期検波回路３５２は、被検波信号３３に対して、位相回路３４０で方形波電圧信号２２を９０°位相を遅らせた方形波電圧信号３４を検波信号として同期検波を行う。同期検波回路３５２は、例えば、方形波電圧信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い時は被検波信号３３を選択し、方形波電圧信号３４の電圧レベルが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い時は被検波信号３３を基準電圧Ｖｒｅｆに対して反転した信号を選択するスイッチ回路として構成することができる。
【００６０】
同期検波回路３５０の出力信号は、積分回路３６０で直流電圧信号に平滑化され、角速度信号３６ａとして加減算回路３７０に入力される。
【００６１】
同期検波回路３５２の出力信号は、積分回路３６２で直流電圧信号に平滑化され、振動漏れ信号３６ｂとして加減算回路３７０とＤＣ増幅回路３８２に入力される。
【００６２】
加減算回路３７０は、角速度信号３６ａに振動漏れ信号３６ｂをあらかじめ設定された比率で加算又は減算する。
【００６３】
ＤＣ増幅回路３８０は、加減算回路３７０により温度特性が補正された角速度信号３７を所望のレベルになるように増幅又は減衰し、角速度信号３８ａとして外部出力端子１６を介して外部に出力する。そして、外部装置（不図示）は、この角速度信号３８ａをモニターすることで角速度の情報を得ることができる。
【００６４】
ＤＣ増幅回路３８２は、振動漏れ信号３６ｂを所望のレベルになるように増幅又は減衰し、振動漏れ信号３８ｂとして外部出力端子１７を介して外部に出力する。そして、外部装置（不図示）は、この振動漏れ信号３８ｂを監視することで、ジャイロセンサー素子１００の故障や断線等の故障の有無を判定することができる。
【００６５】
また、角速度検出用ＩＣ１０に角速度検出装置１の故障判定を行う故障判定回路６０を組み込んでもよい。故障判定回路６０は、振動漏れ信号３６ｂに基づいて角速度検出装置１の故障の有無を判定し、故障判定信号６２を外部出力端子１８を介して外部に出力する。故障判定回路６０は、例えば、振動漏れ信号３６ｂの振幅が所定範囲内にあれば正常（故障なし）と判定し、所定範囲内になければ故障ありと判定するようにしてもよい。なお、振動漏れ信号３６ｂの振幅はサンプル毎にばらつくので、故障判定の基準値をメモリー５０に記憶させておいてもよい。
【００６６】
なお、駆動回路２０は、本発明における駆動部として機能する。また、同期検波回路３５０と積分回路３６０による構成は、本発明における角速度信号生成部として機能する。ただし、同期検波回路３５０とその出力信号をそれぞれ本発明における角速度信号生成部と角速度信号に対応させてもよい。また、同期検波回路３５２と積分回路３６２による構成は、本発明における振動漏れ信号生成部として機能する。ただし、同期検波回路３５２とその出力信号をそれぞれ本発明における振動漏れ信号生成部と振動漏れ信号に対応させてもよい。また、加減算回路３７０は、本発明における加減算部として機能する。また、故障判定回路６０は、本発明における故障判定部として機能する。
【００６７】
次に、図１に示した角速度検出装置の角速度検出原理について、図５の波形図を用いて説明する。図５は、図１のＡ点〜Ｊ点における信号波形の一例を示す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧を表す。
【００６８】
ジャイロセンサー素子１００の振動片が振動している状態では、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、ジャイロセンサー素子１００の振動片の駆動電極１１３からフィードバックされた電流が変換された一定周波数の交流電圧が発生している。すなわち、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力（Ａ点）には、一定周波数の正弦波電圧信号が発生している。
【００６９】
そして、ＡＣ増幅回路２２０の出力（Ｂ点）には、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号（Ａ点の信号）が増幅された、振幅が一定値Ｖｃの方形波電圧信号２２が発生する。
【００７０】
ジャイロセンサー素子１００に角速度が加わると、ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４、１１５に発生する信号には角速度成分と振動漏れ成分が含まれる。この角速度成分の大きさはコリオリ力の大きさに応じて変化する。一方、振動漏れ成分は角速度の大きさによらず一定の大きさである。ただし、図５では、角速度の検出原理を説明することが目的であるため、角速度成分のみに着目した信号波形を示しており、以下の説明においても角速度成分のみに着目して説明する。
【００７１】
ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４及び１１５に発生した信号の角速度成分（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ３１０及び３１２により、交流電圧信号に変換される。その結果、チャージアンプ３１０及び３１２の出力（Ｃ点及びＤ点）には、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同位相である。また、チャージアンプ３１２の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。
【００７２】
チャージアンプ３１０及び３１２の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３２０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３３０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３３０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４、１１５に発生する信号の角速度成分を増幅した信号である。
【００７３】
ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により方形波電圧信号２２に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は同位相であるので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｇ点の信号）は、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）が全波整流された信号となる。その結果、積分回路３６０の出力（Ｈ点）には、角速度の大きさに応じた電圧値Ｖ１の直流電圧信号（角速度信号３６ａ）が発生する。
【００７４】
一方、移相回路３４０の出力（Ｆ点）には、方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）に対して９０°位相が遅れた方形波電圧信号３４が発生し、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５２により方形波電圧信号３４に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号３４（Ｆ点の信号）は９０°位相がずれているので、同期検波回路３５２の出力信号（Ｉ点の信号）において、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い電圧の積分量と基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧の積分量が等しくなる。その結果、角速度成分はキャンセルされ、積分回路３６２の出力（Ｊ点）には基準電圧Ｖｒｅｆの直流電圧信号が発生する。
【００７５】
なお、角速度検出装置１に図５と逆方向の角速度が加わった場合には、チャージアンプ３１０の出力信号（Ｃ点の信号）及びチャージアンプ３１２の出力信号（Ｄ点の信号）がともに基準電圧Ｖｒｅｆを中心として反転した波形になる。その結果、角速度信号３６ａ（Ｈ点の信号）は、図５とは逆に基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧の信号になる。角速度信号３６ａは、その電圧値がコリオリ力の大きさ（角速度の大きさ）に比例し、その極性が回転方向により決まるので、角速度信号３６ａに基づいて角速度検出装置１に加えられた角速度を計算することができる。
【００７６】
次に、図１に示した角速度検出装置の振動漏れ検出原理について、図６の波形図を用いて説明する。図６は、図１のＡ点〜Ｊ点における信号波形の一例を示す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧を表す。
【００７７】
図６において、Ａ点、Ｂ点、Ｆ点の各信号波形は図５と同じであり、その説明を省略する。また、図６では、振動漏れの検出原理を説明することが目的であるため、振動漏れ成分のみに着目した信号波形を示しており、以下の説明においても振動漏れ成分のみに着目して説明する。
【００７８】
ジャイロセンサー素子１００の振動片の検出電極１１４及び１１５に発生した信号の振動漏れ成分（交流電荷）は、それぞれチャージアンプ３１０及び３１２により、交流電圧信号に変換される。その結果、チャージアンプ３１０及び３１２の出力（Ｃ点及びＤ点）には、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）と同じ周波数の正弦波電圧信号が発生する。ここで、チャージアンプ３１０の出力信号（Ｃ点の信号）の位相は、ＡＣ増幅回路２２０の出力信号（Ｂ点の信号）に対して９０°ずれている。また、チャージアンプ３１２の出力信号（Ｄ点の信号）の位相は、チャージアンプ３１０の出力信号（Ｃ点の信号）に対して逆位相である（１８０°ずれている）。
【００７９】
チャージアンプ３１０及び３１２の出力信号（Ｃ点の信号及びＤ点の信号）は差動増幅回路３２０により差動増幅され、ＡＣ増幅回路３３０の出力（Ｅ点）には、チャージアンプ３１０の出力（Ｃ点）に発生する正弦波電圧信号と同じ周波数で同位相の正弦波電圧信号が発生する。ＡＣ増幅回路３３０の出力（Ｅ点）に発生するこの正弦波電圧信号は、ジャイロセンサー素子１００の検出電極１１４、１１５に発生する信号の振動漏れ成分を増幅した信号である。
【００８０】
ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５０により方形波電圧信号２２に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号２２（Ｂ点の信号）は９０°位相がずれているので、同期検波回路３５０の出力信号（Ｇ点の信号）において、基準電圧Ｖｒｅｆよりも高い電圧の積分量と基準電圧Ｖｒｅｆよりも低い電圧の積分量が等しくなる。その結果、振動漏れ成分はキャンセルされ、積分回路３６０の出力（Ｈ点）には基準電圧Ｖｒｅｆの直流電圧信号が発生する。
【００８１】
一方、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）は、同期検波回路３５２により方形波電圧信号３４に基づいて同期検波される。ここで、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）と方形波電圧信号３４（Ｆ点の信号）は同位相であるので、同期検波回路３５２の出力信号（Ｉ点の信号）は、ＡＣ増幅回路３３０の出力信号（Ｅ点の信号）が全波整流された信号となる。その結果、積分回路３６２の出力（Ｊ点）には、振動漏れ成分の大きさに応じた電圧値Ｖ２の直流電圧信号（振動漏れ信号３６ｂ）が発生する。
【００８２】
そして、振動漏れ信号３６ｂの電圧値は振動漏れ成分の大きさに比例するが、故障がなければ振動漏れ成分の大きさは一定なので、振動漏れ信号３６ｂを監視することで角速度検出装置１の故障の有無を判定することができる。
【００８３】
図５及び図６では、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがとれており、かつ、移相回路３４０で正確に９０°だけ位相が遅れるものとして理想的な検出原理を説明したが、実際にはこの振動エネルギーのバランスはジャイロセンサー素子毎にばらつきがあり、移相回路３４０で遅れる位相もＩＣ毎にばらつきがある。その結果、同期検波回路３５０で振動漏れ成分が検波されてしまい、角速度信号３６ａはその分だけオフセットを持つことになる。オフセットが温度によらず一定であれば、不図示のオフセット調整回路（０点調整回路）により補正することができる。ところが、角速度信号３６ａの温度特性は平坦でないため、本実施形態の角速度検出装置１では、積分回路３６０の後段に加減算回路３７０を設けて、角速度信号３６ａの温度特性を補正している。具体的には、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性に相関があることに着目し、加減算回路３７０において、振動漏れ信号３６ｂを用いて角速度信号３６ａの温度特性を補正している。
【００８４】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）及び図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、角速度検出装置１の６つのサンプルについて、角速度検出装置１が静止している（角速度が加わっていない）時の角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の一例を示す図である。各図において、横軸は時間、縦軸は電圧を表す。また、各図において、実線は角速度信号３６ａの温度特性を示し、破線は振動漏れ信号３６ｂの温度特性を示す。
【００８５】
図７（Ａ）、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の３つのサンプルでは、角速度信号３６ａの温度特性カーブと振動漏れ信号３６ｂの温度特性カーブが似ている。一方、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）の３つのサンプルでは、振動漏れ信号３６ｂの電圧値を基準電圧Ｖｒｅｆを基準に反転すれば、角速度信号３６ａの温度特性カーブと振動漏れ信号３６ｂの温度特性カーブは似ている。ただし、２つのカーブの電圧差はサンプル間でばらつきがあることもわかる。そこで、このような角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性との類似性を考慮すると、振動漏れ信号３６ｂを用いることで角速度信号３６ａの温度特性を補正することができる。
【００８６】
図９は、角速度信号３６ａの温度補正をすることができる加減算回路３７０の構成例を示す図である。図９に示すように、加減算回路３７０は、例えば、スイッチ回路３７２、反転増幅器３７４、可変利得増幅器３７６、加算器３７８を用いて構成することができる。
【００８７】
スイッチ回路３７２は、選択信号５２に応じて、振動漏れ信号３６ｂを反転増幅器３７４と可変利得増幅器３７６のいずれに入力するかを選択する。例えば、あらかじめメモリ５０にスイッチ設定用のビットを記憶しておき、このビットを選択信号５２としてスイッチ回路３７２に供給するようにしてもよい。振動漏れ信号３６ｂが反転増幅器３７４に入力されると、反転増幅器３７４で振動漏れ信号３６ｂの極性が反転されて（電圧値が基準電圧Ｖｒｅｆを基準に反転されて）可変利得増幅器３７６に入力される。すなわち、スイッチ回路３７２は、反転増幅器３７４をバイパスするか否かを選択するものであり、スイッチ回路３７２を切り替えることで、振動漏れ信号３６ｂをそのまま可変利得増幅器３７６に入力するか、振動漏れ信号３６ｂを極性を反転して可変利得増幅器３７６に入力するかを選択できるようになっている。
【００８８】
可変利得増幅器３７６は、選択信号５４に応じた利得（ゲイン）で入力信号を増幅又は減衰させる反転増幅器である。例えば、あらかじめメモリ５０に利得設定用のデータを記憶しておき、このデータの各ビットを選択信号５４として可変利得増幅器３７６に供給するようにしてもよい。
【００８９】
加算器３７８は、角速度信号３６ａと可変利得増幅器３７６の出力信号を加算して角速度信号３７を生成する。
【００９０】
加減算回路３７０を図９に示す構成にした場合、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性が図７（Ａ）〜図７（Ｃ）のように似ていれば、スイッチ回路３７２が反転増幅器３７４をバイパスするように選択信号５２を設定し、かつ、選択信号５４の設定によって可変利得増幅器３７６の利得として適切な値を選択することで、角速度信号３７の温度特性を平坦に近づけることができる。例えば、角速度信号３６ａ（図１のＨ点の信号）の温度特性と振動漏れ信号３６ｂ（図１のＪ点の信号）の温度特性がそれぞれ図１０（Ａ）と図１０（Ｂ）に示すようなものであったとする。この時、振動漏れ信号３６ｂは、そのまま可変利得増幅器３７６に入力されて極性が反転されるので、可変利得増幅器３７６の出力信号（図９のＫ点の出力信号）の温度特性は図１０（Ｃ）に示すようなものになる。よって、加算器３７８により角速度信号３６ａ（図１のＨ点の信号）に可変利得増幅器３７６の出力信号（図９のＫ点の出力信号）を加算して得られる角速度信号３７（図１及び図９のＬ点の出力信号）の温度特性は、図１０（Ｄ）に示すように、平坦に近いものとなる。
【００９１】
一方、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性が、例えば、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）のようであれば、スイッチ回路３７２が反転増幅器３７４をバイパスしないように選択信号５２を設定し、かつ、選択信号５４の設定によって可変利得増幅器３７６の利得として適切な値を選択することで、角速度信号３７の温度特性を平坦に近づけることができる。例えば、角速度信号３６ａ（図１のＨ点の信号）の温度特性と振動漏れ信号３６ｂ（図１のＪ点の信号）の温度特性がそれぞれ図１１（Ａ）と図１１（Ｂ）に示すようなものであったとする。この時、振動漏れ信号３６ｂは、反転増幅器３７４で極性が反転され、さらに可変利得増幅器３７６で極性が反転されるので、可変利得増幅器３７６の出力信号（図９のＫ点の出力信号）の温度特性は、図１１（Ｃ）に示すようなものになる。よって、加算器３７８により角速度信号３６ａ（図１のＨ点の信号）に可変利得増幅器３７６の出力信号（図９のＫ点の出力信号）を加算して得られる角速度信号３７（図１及び図９のＬ点の出力信号）の温度特性は、図１１（Ｄ）に示すように、平坦に近いものとなる。
【００９２】
以上に説明したように、第１実施形態の角速度検出装置によれば、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性が似たようなカーブを描く場合は、振動漏れ信号３６ｂの極性を反転して所与の比率で角速度信号３６ａに加算することで、角速度信号３７の温度特性カーブを平坦に近づけることができる。また、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性が反対向きのカーブを描く場合は、振動漏れ信号３６ｂの極性を反転せずに所与の比率で角速度信号３６ａに加算することで、角速度信号３７の温度特性カーブを平坦に近づけることができる。さらに、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性が湾曲具合の異なるカーブを描く場合でも、可変利得増幅器３７６の利得（ゲイン）を調整できるようにしておくことで、角速度信号３７の温度特性カーブが最も平坦になる最適な利得を選ぶことが可能となる。
【００９３】
すなわち、第１実施形態の角速度検出装置によれば、振動子の振動漏れ成分に起因する角速度信号の温度変動を高次の温度補償回路を用いずに補償することができる。
【００９４】
なお、図９の構成に対して、スイッチ回路３７２と反転増幅器３７４を可変利得増幅器３７６の後段に移動するように変形してもよいし、可変利得増幅器３７６を非反転増幅器にしてスイッチ回路３７２に入力する選択信号５２の論理を図９の場合と逆にするように変形してもよい。また、図１において、同期検波回路３５０の出力信号と同期検波回路３５２の出力信号が加減算回路３７０に入力され、加減算回路３７０の後段に積分回路３６０を配置する構成に変形してもよい。
【００９５】
１−２．第２実施形態
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）及び図８（Ａ）〜図８（Ｃ）の例では、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性がかなり似ているが、これらとは傾向の異なる別の温度特性の例を図１２に示す。図１２において、横軸は時間、縦軸は電圧を表す。また、図１２において、実線は角速度信号３６ａの温度特性を示し、破線は振動漏れ信号３６ｂの温度特性を示す。
【００９６】
図１２のサンプルでは、角速度信号３６ａの温度特性と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の２次成分や３次成分にはあまり大きな差はないが１次成分に大きな差がある。そのため、このサンプルでは、角速度信号３６ａと振動漏れ信号３６ｂを加減算回路３７０に入力しても角速度信号３７の温度特性が平坦にならない。そこで、図１の構成に対して、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分が同じ値に近づくように調整してから加減算回路３７０に入力して加算又は減算することが有効であると考えられる。
【００９７】
図１３は、第２実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図である。図１３において、図１と同じ構成には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
【００９８】
第２実施形態の角速度検出装置１では、図１の構成に１次温度調整回路３９０と３９２が付加されている。また、温度センサー７０が付加されている。なお、温度センサー７０は、角速度検出用ＩＣ１０の外部に付加してもよい。
【００９９】
温度センサー７０は、温度に対して線形な電圧値を有する温度検出信号７２を出力する。この温度検出信号７２は１次温度調整回路３９０と３９２に入力される。
【０１００】
１次温度調整回路３９０は、温度検出信号７２を用いて、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分が第１の値に近づくように調整する。また、１次温度調整回路３９２は、温度検出信号７２を用いて、振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分が第２の値に近づくように調整する。第１の値と第２の値は同じ値であってもよい。例えば、第１の値と第２の値としてともに０を選択すれば、１次温度調整回路３９０と３９２は、それぞれ角速度信号３６ａと振動漏れ信号３６ｂの各温度特性の１次成分をキャンセルする１次温度補正回路として機能する。ただし、第１の値と第２の値として０以外を選択してもよい。
【０１０１】
１次温度調整回路３９０，３９２は同じ構成の回路で実現することができる。図１４は、１次温度調整回路３９０（３９２）の構成例を示す図である。図１４に示すように、１次温度調整回路３９０（３９２）は、例えば、スイッチ回路３９４、反転増幅器３９５、可変利得増幅器３９６、加算器３９７を用いて構成することができる。
【０１０２】
スイッチ回路３９４は、選択信号５６に応じて、温度検出信号７２を反転増幅器３９５と可変利得増幅器３９６のいずれに入力するかを選択する。例えば、あらかじめメモリ５０にスイッチ設定用のビットを記憶しておき、このビットを選択信号５６としてスイッチ回路３９４に供給するようにしてもよい。温度検出信号７２が反転増幅器３９５に入力されると、反転増幅器３９５で温度検出信号７２の極性が反転されて可変利得増幅器３９６に入力される。すなわち、スイッチ回路３９４は、反転増幅器３９５をバイパスするか否かを選択するものであり、スイッチ回路３９４を切り替えることで、温度検出信号７２をそのまま可変利得増幅器３９６に入力するか、温度検出信号７２を極性を反転して可変利得増幅器３９６に入力するかを選択できるようになっている。
【０１０３】
可変利得増幅器３９６は、選択信号５８に応じた利得（ゲイン）で入力信号を増幅又は減衰させる反転増幅器である。例えば、あらかじめメモリ５０に利得設定用のデータを記憶しておき、このデータの各ビットを選択信号５８として可変利得増幅器３９６に供給するようにしてもよい。
【０１０４】
加算器３９７は、角速度信号３６ａ又は振動漏れ信号３６ｂと可変利得増幅器３９６の出力信号を加算して角速度信号３９ａ又は振動漏れ信号３９ｂを生成する。
【０１０５】
そして、角速度信号３９ａと振動漏れ信号３９ｂが、例えば図９に示した構成の加減算回路３７０に入力されて、温度特性が補正された角速度信号３７が生成される。
【０１０６】
なお、１次温度調整回路３９０と３９２は、それぞれ本発明における第１の１次温度調整部と第２の１次温度調整部として機能する。
【０１０７】
１次温度調整回路３９０（３９２）を図１４に示す構成にした場合、角速度信号３６ａ（振動漏れ信号３６ｂ）の温度特性の傾き（１次成分）の極性（正又は負）が温度検出信号７２の温度に対する傾きの極性（正又は負）と同じであれば、スイッチ回路３９４が反転増幅器３９５をバイパスするように選択信号５６を設定する。一方、角速度信号３６ａ（振動漏れ信号３６ｂ）の温度特性の傾き（１次成分）の極性（正又は負）が温度検出信号７２の温度に対する傾きの極性（正又は負）と逆であれば、スイッチ回路３９４が反転増幅器３９５をバイパスしないように選択信号５６を設定する。そして、選択信号５８の設定によって可変利得増幅器３９６の利得として適切な値を選択することで、角速度信号３９ａ（振動漏れ信号３９ｂ）の温度特性の１次成分を第１の値（第２の値）に近づけることができる。
【０１０８】
例えば、角速度信号３６ａ（図１３のＨ点の信号）の温度特性と振動漏れ信号３６ｂ（図１３のＪ点の信号）の温度特性がそれぞれ図１５（Ａ）と図１５（Ｂ）の実線に示すようなものであったとする。また、温度検出信号７２（図１３のＺ点の信号）が図１５（Ｃ）に示すように温度に対して負の傾きを持っているとする。この時、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分（図１５（Ａ）の破線）が正なので、温度検出信号７２は、１次温度調整回路３９０の可変利得増幅器３９６と可変利得増幅器３９６を介して加算器３９７に入力される。これにより、角速度信号３９ａ（図１３のＭ点の信号）の温度特性は図１５（Ｄ）のようになり、その１次成分（図１５（Ｄ）の破線）が第１の値（例えば０）に調整される。一方、振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分（図１５（Ｂ）の破線）が負なので、温度検出信号７２は、１次温度調整回路３９２の可変利得増幅器３９６を介して加算器３９７に入力される。これにより、振動漏れ信号３９ｂ（図１３のＮ点の信号）の温度特性は図１５（Ｅ）のようになり、その１次成分（図１５（Ｅ）の破線）が第２の値（例えば０）に調整される。そして、角速度信号３９ａ（図１３のＭ点の信号）と振動漏れ信号３９ｂ（図１３のＮ点の信号）が加減算回路３７０に入力されて、角速度信号３７（図１３のＬ点の信号）の温度特性は、図１５（Ｆ）に示すように、平坦に近いものとなる。
【０１０９】
以上に説明したように、第２実施形態の角速度検出装置によれば、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分に差がある場合でも、１次温度調整回路３９０と３９２により両方の１次成分の値が近づくように（理想的には一致するように）調整してから、加減算回路３７０による角速度信号の温度補正を行うことができる。従って、第１実施形態と比較して、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性のより多様な組み合わせに対しても補正が可能となる。
【０１１０】
なお、図１４の構成に対して、スイッチ回路３９４と反転増幅器３９５を可変利得増幅器３９６の後段に移動するように変形してもよいし、可変利得増幅器３９６を非反転増幅器にしてスイッチ回路３９４に入力する選択信号５６の論理を図１４の場合と逆にするように変形してもよい。また、図１３において、１次温度調整回路３９０を同期検波回路３５０と積分回路３６０の間に配置する構成に変形してもよい。同様に、１次温度調整回路３９２を同期検波回路３５２と積分回路３６２の間に配置する構成に変形してもよい。
【０１１１】
１−３．第３実施形態
図１６は、第３実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図である。図１６において、図１３と同じ構成には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
【０１１２】
第３実施形態の角速度検出装置１では、図１３の構成から１次温度調整回路３９０が削除されている。その代わり、１次温度調整回路３９２は、温度検出信号７２に基づいて、振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分を角速度信号３６ａの温度特性の１次成分に近づけるように調整する。この１次温度調整回路３９２は、図１４と同様に構成することができる。なお、１次温度調整回路３９２は、本発明における１次温度調整部として機能する。
【０１１３】
角速度信号３６ａ（図１６のＨ点の信号）の温度特性と振動漏れ信号３６ｂ（図１６のＪ点の信号）の温度特性が、例えば、それぞれ図１７（Ａ）と図１７（Ｂ）の実線に示すようなものであったとする。また、温度検出信号７２（図１６のＺ点の信号）が図１７（Ｃ）に示すように温度に対して負の傾きを持っているとする。この時、例えば、温度検出信号７２を可変利得増幅器３９６を介して加算器３９７に入力することで温度検出信号７２の極性を反転させてから加算器３９７で振動漏れ信号３６ｂと加算する。これにより、振動漏れ信号３９ｂ（図１６のＮ点の信号）の温度特性は図１７（Ｄ）のようになり、その１次成分（図１７（Ｄ）の破線）を角速度信号３６ａ（図１６のＨ点の信号）の温度特性の１次成分（図１７（Ａ）の破線）に近づけることができる。そして、角速度信号３６ａ（図１６のＨ点の信号）と振動漏れ信号３９ｂ（図１６のＮ点の信号）が加減算回路３７０に入力されて、角速度信号３７（図１６のＬ点の信号）の温度特性は、図１７（Ｅ）に示すように、平坦に近いものとなる。
【０１１４】
以上に説明したように、第３実施形態の角速度検出装置によれば、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分に差がある場合でも、１次温度調整回路３９２により振動漏れ信号３９ｂの温度特性の１次成分が角速度信号３６ａの温度特性の１次成分に近づくように（理想的には一致するように）調整してから、加減算回路３７０による角速度信号の温度補正を行うことができる。従って、第１実施形態と比較して、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性のより多様な組み合わせに対しても補正が可能となる。
【０１１５】
なお、図１６において、１次温度調整回路３９２を同期検波回路３５２と積分回路３６２の間に配置する構成に変形してもよい。また、図１６の構成に対して、１次温度調整回路３９２を積分回路３６０と加減算回路３７０の間や同期検波回路３５０と積分回路３６０の間に移動して配置し、角速度信号の温度特性の１次成分を振動漏れ信号の温度特性の１次成分に近づけるように変形してもよい。
【０１１６】
１−４．第４実施形態
図１８は、第４実施形態の角速度検出装置の構成例を示す図である。図１８において、図１３と同じ構成には同じ符号を付しており、その説明を省略する。
【０１１７】
第４実施形態の角速度検出装置１では、図１３の構成に対して、１次温度調整回路３９０と３９２が削除され、加減算回路３７０の後段に１次温度補正回路３９８が付加されている。１次温度補正回路３９８は、温度検出信号７２に基づいて、角速度信号３７の温度特性の１次成分を補正する。この１次温度補正回路３９８は、図１４と同様に構成することができる。なお、１次温度補正回路３９８は、本発明における１次温度補正部として機能する。
【０１１８】
角速度信号３６ａ（図１８のＨ点の信号）の温度特性と振動漏れ信号３６ｂ（図１８のＪ点の信号）の温度特性が、例えば、それぞれ図１９（Ａ）と図１９（Ｂ）の実線に示すようなものであったとする。また、温度検出信号７２（図１８のＺ点の信号）が図１９（Ｃ）に示すように温度に対して負の傾きを持っているとする。この時、例えば、振動漏れ信号３６ｂを反転増幅器３７４をバイパスさせて可変利得増幅器３７６に入力することで、可変利得増幅器３７６の出力信号（図９のＫ点の出力信号）の温度特性は、図１９（Ｄ）に示すように、振動漏れ信号３６ｂの温度特性（図１９（Ｂ））の極性を反転し、かつ、可変利得増幅器３７６の利得に応じて増幅又は減衰したものになる。よって、加算器３７８により角速度信号３６ａに可変利得増幅器３７６の出力信号を加算して得られる角速度信号３７（図１及び図９のＬ点の出力信号）の温度特性は、図１９（Ｅ）に示すように、２次以上の成分がほぼキャンセルされ、１次成分が残ったものとなる。そして、１次温度補正回路３９８により角速度信号３７の温度特性の１次成分が補正された角速度信号３９ｃ（図１８のＯ点の信号）の温度特性は、図１９（Ｆ）に示すように、平坦に近いものとなる。
【０１１９】
以上に説明したように、第４実施形態の角速度検出装置によれば、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性の１次成分に差がある場合でも、加減算回路３７０による温度補正で補正しきれずに残る角速度信号の温度特性の１次成分を１次温度補正回路３９８により補正することができる。従って、第１実施形態と比較して、角速度信号３６ａの温度特性の１次成分と振動漏れ信号３６ｂの温度特性のより多様な組み合わせに対しても補正が可能となる。
【０１２０】
２．電子機器
図２０は、本実施形態の電子機器の構成例を示す機能ブロック図である。本実施形態の電子機器５００は、角速度検出装置６００、ＣＰＵ７００、操作部７１０、表示部７２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４０、通信部７５０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図２０の構成要素（各部）の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１２１】
角速度検出装置６００は、角速度に応じた電圧の角速度信号を生成し、ＣＰＵ７００に出力する。また、角速度検出装置６００は、振動子の励振振動に伴う振動漏れの大きさに応じた電圧の振動漏れ信号を生成し、ＣＰＵ７００に出力するようにしてもよい。
【０１２２】
ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７３０に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ７００は、角速度検出装置６００を制御したり、角速度検出装置６００から角速度信号などを受け取って各種の計算処理をする。また、ＣＰＵ７００は、操作部７１０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部７２０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、外部とデータ通信を行うために通信部７５０を制御する処理等を行う。
【０１２３】
操作部７１０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ７００に出力する。
【０１２４】
表示部７２０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ７００から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
【０１２５】
ＲＯＭ７３０は、ＣＰＵ７００が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムや、ナビゲーション機能等を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。
【０１２６】
ＲＡＭ７４０は、ＣＰＵ７００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ７３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部７１０から入力されたデータ、ＣＰＵ７００が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１２７】
通信部７５０は、ＣＰＵ７００と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【０１２８】
角速度検出装置６００として本実施形態の角速度検出装置を電子機器５００に組み込むことにより、比較的精度の高い処理を低コストで実現することができる。
【０１２９】
なお、電子機器６００としては角速度検出装置を用いた種々の電子機器が考えられ、例えば、車両の横滑り防止装置や横転検出装置、携帯電話機、ナビゲーション装置、マウス等のポインティングデバイス、デジタルカメラ、ゲームコントローラー等が挙げられる。
【０１３０】
なお、本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【０１３１】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１３２】
１  角速度検出装置、１０  角速度検出用ＩＣ、１１，１６〜１８  外部出力端子、１２〜１５  外部入力端子、２０  駆動回路、２２  方形波電圧信号、３０  検出回路、３３  被検波信号、３４  方形波電圧信号、３６ａ，３７，３８ａ，３９ａ，３９ｃ  角速度信号、３６ｂ，３８ｂ，３９ｂ  振動漏れ信号、４０  基準電源回路、５０  メモリー、５２，５４，５６，５８  選択信号、６０  故障判定回路、６２  故障判定信号、７０  温度センサー、７２  温度検出信号、１００  ジャイロセンサー素子、１０１ａ〜１０１ｂ  駆動振動腕、１０２  検出振動腕、１０３  錘部、１０４ａ〜１０４ｂ  駆動用基部、１０５ａ〜１０５ｂ  連結腕、１０６  錘部、１０７  検出用基部、１１２〜１１３  駆動電極、１１４〜１１５  検出電極、１１６  共通電極、２１０  Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）、２２０  ＡＣ増幅回路、２３０  振幅調整回路、３１０，３１２  チャージアンプ、３２０  差動増幅回路、３３０  ＡＣ増幅回路、３４０  移相回路、３５０，３５２  同期検波回路、３６０，３６２  積分回路、３７０  加減算回路、３７２  スイッチ回路、３７４  反転増幅器、３７６  可変利得増幅器、３７８  加算器、３８０，３８２  ＤＣ増幅回路、３９０，３９２  １次温度調整回路、３９４  スイッチ回路、３９５  反転増幅器、３９６  可変利得増幅器、３９７  加算器、３９８  １次温度補正回路、５００  電子機器、６００  角速度検出装置、７００  ＣＰＵ、７１０  操作部、７２０  表示部、７３０  ＲＯＭ、７４０  ＲＡＭ、７５０  通信部
【図１】
0005552976.tif 000003
【図２】
0005552976.tif 000004
【図３】
0005552976.tif 000005
【図４】
0005552976.tif 000006
【図５】
0005552976.tif 000007
【図６】
0005552976.tif 000008
【図７】
0005552976.tif 000009
【図８】
0005552976.tif 000010
【図９】
0005552976.tif 000011
【図１０】
0005552976.tif 000012
【図１１】
0005552976.tif 000013
【図１２】
0005552976.tif 000014
【図１３】
0005552976.tif 000015
【図１４】
0005552976.tif 000016
【図１５】
0005552976.tif 000017
【図１６】
0005552976.tif 000018
【図１７】
0005552976.tif 000019
【図１８】
0005552976.tif 000020
【図１９】
0005552976.tif 000021
【図２０】
0005552976.tif 000022