(57)【要約】      （修正有）【課題】角速度検出素子からの検出信号に重畳される漏れ信号が比較的小さい場合でも、出力される角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることが可能な角速度検出回路を提供する。【解決手段】角速度検出素子１０の第１の検出電極１８６ａから出力される第１の検出信号を電圧に変換する第１の変換部３１Ａと、角速度検出素子１０の第２の検出電極１８６ｂから出力される第２の検出信号を電圧に変換する第２の変換部３１Ｂと、第１の変換部３１Ａの出力信号に基づく信号と第２の変換部３１Ｂの出力信号に基づく信号とを差動増幅する差動増幅部３２と、差動増幅部３２の出力信号に基づいて角速度信号を生成する角速度信号生成部３３と、を含み、差動増幅部３２の出力信号を補正する第１の補正信号及び前記第１の補正信号とは異なる第２の補正信号が差動増幅部３２に供給される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
角速度検出素子の第１の検出電極から出力される第１の検出信号を電圧に変換する第１の変換部と、
前記角速度検出素子の第２の検出電極から出力される第２の検出信号を電圧に変換する第２の変換部と、
前記第１の変換部の出力信号に基づく信号と前記第２の変換部の出力信号に基づく信号とを差動増幅する差動増幅部と、
前記差動増幅部の出力信号に基づいて角速度信号を生成する角速度信号生成部と、
を含み、
前記差動増幅部の出力信号を補正する第１の補正信号及び前記第１の補正信号とは異なる第２の補正信号が前記差動増幅部に供給される、角速度検出回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号は、前記角速度検出素子の駆動振動に起因して生じる漏れ信号を含み、
前記差動増幅部の出力信号に含まれる前記漏れ信号は、前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号に基づいて低減される、角速度検出回路。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記差動増幅部は、演算増幅器を含み、
前記第１の補正信号の位相と、前記第２の補正信号の位相と、は同相であり、
前記第１の補正信号は、前記演算増幅器の反転入力端子に供給され、
前記第２の補正信号は、前記演算増幅器の非反転入力端子に供給される、角速度検出回路。
【請求項４】
請求項１または２において、
前記差動増幅部は、演算増幅器を含み、
前記第１の補正信号の位相と、前記第２の補正信号の位相と、は逆相であり、
前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号は、前記演算増幅器の反転入力端子及び非反転入力端子の何れか一方に供給される、角速度検出回路。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、
前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号は、前記角速度検出素子の駆動振動に基づく信号である、角速度検出回路。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項において、
前記第１の補正信号の大きさ及び前記第２の補正信号の大きさの少なくとも何れかは可変である、角速度検出回路。
【請求項７】
請求項６において、
第１の容量回路と、
第２の容量回路と、
を含み、
前記第１の補正信号は、前記第１の容量回路を介して前記差動増幅部に供給され、
前記第２の補正信号は、前記第２の容量回路を介して前記差動増幅部に供給され、
前記第１の容量回路の容量値及び前記第２の容量回路の容量値の少なくとも何れかは可変である、角速度検出回路。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の角速度検出回路と、
前記角速度検出素子を駆動する駆動回路と、
前記角速度検出素子と、
を含む、角速度検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置から前記角速度信号を取得し、前記角速度信号を処理する信号処理回路と、
前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、
を含む、慣性計測装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、
を含む、センサーモジュール。
【請求項１１】
移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、
請求項９に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、
前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、
前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、
前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、
を含む、移動体測位装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置が収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記角速度検出装置からの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含む、携帯型電子機器。
【請求項１３】
請求項８に記載の角速度検出装置を備えている、電子機器。
【請求項１４】
請求項８に記載の角速度検出装置を備えている、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、角速度検出回路、角速度検出装置、慣性計測装置、センサーモジュール、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えばシリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いて角速度を検出する角速度センサー（ジャイロセンサー）が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、検出回路の前段（検出マス部とＣ／Ｖ変換回路との間）に容量カップリングでクアドラチャー（Quadrature）エラーキャンセル信号を入力することにより、検出マス部の出力信号に含まれるクアドラチャー信号（漏れ信号）を低減する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０１８０９０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のジャイロセンサーでは、クアドラチャー信号がそれほど大きくない場合はクアドラチャーエラーキャンセル信号を小さくするためにカップリング容量を小さくする必要があるが、寄生容量のためにカップリング容量を所望の値まで小さくすることができずに、検出マス部の出力信号に含まれるクアドラチャー信号を低減することができないという問題がある。
【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、角速度検出素子からの検出信号に重畳される漏れ信号が比較的小さい場合でも、出力される角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることが可能な角速度検出回路を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該角速度検出回路を用いることにより、出力される角速度信号のＳ／Ｎ（Signal to Noise）を向上させることが可能な角速度検出装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該角速度検出装置を用いることにより、外部に送信される慣性データの精度を向上させることが可能な慣性計測装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該慣性計測装置を用いることにより、様々な用途に適用可能な汎用性の高いセンサーモジュールを提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該慣性計測装置を用いることにより、移動体の位置を高精度に測定可能な移動体測位装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該角速度検出装置を用いることにより、検出された角速度に基づく処理を高精度に行うことが可能な携帯型電子機器、電子機器及び移動体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係る角速度検出回路は、角速度検出素子の第１の検出電極から出力される第１の検出信号を電圧に変換する第１の変換部と、前記角速度検出素子の第２の検出電極から出力される第２の検出信号を電圧に変換する第２の変換部と、前記第１の変換部の出力信号に基づく信号と前記第２の変換部の出力信号に基づく信号とを差動増幅する差動増幅部と、前記差動増幅部の出力信号に基づいて角速度信号を生成する角速度信号生成部と、を含み、前記差動増幅部の出力信号に含まれる前記漏れ信号を低減させるための第１の補正信号及び前記第１の補正信号とは異なる第２の補正信号が前記差動増幅部に供給される。
【０００９】
［適用例２］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号は、前記角速度検出素子の駆動振動に起因して生じる漏れ信号を含み、前記差動増幅部の出力信号に含まれる前記漏れ信号は、前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号に基づいて低減されてもよい。
【００１０】
第１の変換部は、例えば、電荷を電圧に変換するＱ／Ｖ変換器（チャージアンプ）であってもよいし、電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器であってもよい。同様に、第２の変換部は、例えば、電荷を電圧に変換するＱ／Ｖ変換器（チャージアンプ）であってもよいし、電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器であってもよい。
【００１１】
第１の変換部の出力信号に基づく信号は、第１の変換部の出力信号そのものであってもよいし、第１の変換部の出力信号に対して何らかの処理が施された信号であってもよい。同様に、第２の変換部の出力信号に基づく信号は、第２の変換部の出力信号そのものであってもよいし、第２の変換部の出力信号に対して何らかの処理が施された信号であってもよい。
【００１２】
これらの適用例に係る角速度検出回路では、差動増幅部において、第１の補正信号と第２の補正信号との差分と、第１の検出信号に含まれる漏れ信号と第２の検出信号に含まれる漏れ信号との差分とが打ち消し合うことにより、差動増幅部の出力信号に含まれる漏れ信号が低減される。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の補正信号及び第２の補正信号が比較的大きい信号であっても、第１の補正信号の大きさと第２の補正信号の大きさとを近づけることによってその差分を小さくすることができるので、漏れ信号が比較的小さい場合でも、出力される角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができる。
【００１３】
［適用例３］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記差動増幅部は、演算増幅器を含み、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号とは同相であり、前記第１の補正信号は、前記演算増幅器の反転入力端子に供給され、前記第２の補正信号は、前記演算増幅器の非反転入力端子に供給されてもよい。
【００１４】
本適用例に係る角速度検出回路では、差動増幅部において、第１の補正信号と第２の補正信号とが差動増幅されるとともに、漏れ信号を含む第１の検出信号と漏れ信号を含む第２の検出信号とが差動増幅されることにより、第１の補正信号と第２の補正信号との差分と、第１の検出信号に含まれる漏れ信号と第２の検出信号に含まれる漏れ信号との差分とが打ち消し合い、差動増幅部の出力信号に含まれる漏れ信号が低減される。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の補正信号及び第２の補正信号が比較的大きい信号であっても、第１の補正信号の大きさと第２の補正信号の大きさとを近づけることによってその差分を小さくすることができるので、漏れ信号が比較的小さい場合でも角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に係る角速度検出回路は、前記差動増幅部は、演算増幅器を含み、前記第１の補正信号の位相と、前記第２の補正信号の位相と、は逆相であり、前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号は、前記演算増幅器の反転入力端子及び非反転入力端子の何れか一方に供給されてもよい。
【００１６】
本適用例に係る角速度検出回路では、差動増幅部において、互いに逆相である第１の補正信号と第２の補正信号とが加算された信号が増幅されるとともに、漏れ信号を含む第１の検出信号と漏れ信号を含む第２の検出信号とが差動増幅されることにより、第１の補正信号と第２の補正信号との差分と、第１の検出信号に含まれる漏れ信号と第２の検出信号に含まれる漏れ信号との差分とが打ち消し合い、差動増幅部の出力信号に含まれる漏れ信号が低減される。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の補正信号及び第２の補正信号が比較的大きい信号であっても、第１の補正信号の大きさと第２の補正信号の大きさとを近づけることによってその差分を小さくすることができるので、漏れ信号が比較的小さい場合でも角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記第１の補正信号及び前記第２の補正信号は、前記角速度検出素子の駆動振動に基づく信号であってもよい。
【００１８】
本適用例に係る角速度検出回路では、第１の検出信号に含まれる漏れ信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号は、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生するので、当該駆動振動と同期している。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、当該駆動振動に基づく信号を第１の補正信号及び第２の補正信号として利用することにより、回路面積の増加を抑えながら、角速度信号に含まれる漏れ信号を効果的に低減させることができる。
【００１９】
［適用例６］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記第１の補正信号の大きさ及び前記第２の補正信号の大きさの少なくとも何れかは可変であってもよい。
【００２０】
本適用例に係る角速度検出回路は、記憶部を備え、前記記憶部には、前記第１の補正信号の大きさ及び前記第２の補正信号の大きさの少なくとも何れかを可変に設定するための情報が記憶されていてもよい。
【００２１】
本適用例に係る角速度検出回路では、第１の補正信号の大きさ及び前記第２の補正信号の大きさの少なくとも何れかが可変であるので、第１の補正信号と第２の補正信号との差分の大きさが可変である。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の検出信号に含まれる漏れ信号の大きさ又は第２の検出信号に含まれる漏れ信号の大きさが固定されていない（第１の検出信号に含まれる漏れ信号と第２の検出信号に含まれる漏れ信号との差分の大きさが固定されていない）場合でも、角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができる。
【００２２】
［適用例７］
上記適用例に係る角速度検出回路は、第１の容量回路と、第２の容量回路と、を含み、前記第１の補正信号は、前記第１の容量回路を介して前記差動増幅部に供給され、前記第２の補正信号は、前記第２の容量回路を介して前記差動増幅部に供給され、前記第１の容量回路の容量値及び前記第２の容量回路の容量値の少なくとも何れかは可変であってもよい。
【００２３】
本適用例に係る角速度検出回路では、第１の補正信号の大きさは第１の容量回路の容量値によって決まり、第２の補正信号の大きさは第２の容量回路の容量値によって決まる。そして、第１の容量回路の容量値及び第２の容量回路の容量値の少なくとも何れかは可変であるので、第１の補正信号と第２の補正信号との差分の大きさが可変である。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の検出信号に含まれる漏れ信号の大きさ又は第２の検出信号に含まれる漏れ信号の大きさが固定されていない場合でも、角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができる。
【００２４】
［適用例８］
本適用例に係る角速度検出装置は、上記のいずれかの角速度検出回路と、前記角速度検出素子を駆動する駆動回路と、前記角速度検出素子と、を含む。
【００２５】
本適用例に係る角速度検出装置によれば、角速度検出回路によって角速度信号に含まれる漏れ信号を低減させることができるので、角速度信号のＳ／Ｎ（角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比）を向上させることができる。
【００２６】
［適用例９］
本適用例に係る慣性計測装置は、上記の角速度検出装置と、前記角速度検出装置から前記角速度信号を取得し、前記角速度信号を処理する信号処理回路と、前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、を含む。
【００２７】
本適用例に係る慣性計測装置によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎが向上するので、外部に送信される慣性データの精度を向上させることができる。
【００２８】
［適用例１０］
本適用例に係るセンサーモジュールは、上記の慣性計測装置と、測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、を含む。
【００２９】
本適用例によれば、慣性計測装置により精度の高い慣性データが得られるとともに、衛星信号受信部により測位用情報が得られるので、様々な用途に適用可能な汎用性の高いセンサーモジュールを提供することができる。
【００３０】
［適用例１１］
本適用例に係る移動体測位装置は、移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、上記の慣性計測装置と、測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、を含む。
【００３１】
本適用例に係る移動体測位装置によれば、慣性計測装置により精度の高い慣性データが得られるので、移動体の位置を高精度に測定することができる。
【００３２】
［適用例１２］
本適用例に係る携帯型電子機器は、上記のいずれかの角速度検出装置と、前記角速度検出装置が収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記角速度検出装置からの出力データを処理する処理部と、前記ケースに収容されている表示部と、前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を含む。
【００３３】
本適用例に係る携帯型電子機器によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎが向上するので、角速度検出装置からの出力データに基づく処理を高精度に行うことができる。
【００３４】
［適用例１３］
本適用例に係る電子機器は、上記の角速度検出装置を備えている。
【００３５】
本適用例に係る電子機器によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎが向上するので、角速度検出装置によって検出された角速度に基づく処理を高精度に行うことができる。
【００３６】
［適用例１４］
本適用例に係る移動体は、上記の角速度検出装置を備えている。
【００３７】
本適用例に係る移動体によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎが向上するので、角速度検出装置によって検出された角速度に基づく処理を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】角速度検出素子を模式的に示す平面図。
【図２】角速度検出素子を模式的に示す断面図。
【図３】第１実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図４】第１実施形態の角速度検出装置における信号波形の一例を示す図。
【図５】第１実施形態の角速度検出装置における信号波形の他の一例を示す図。
【図６】第２実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図７】第２実施形態の角速度検出装置における信号波形の一例を示す図。
【図８】第２実施形態の角速度検出装置における信号波形の他の一例を示す図。
【図９】変形例１の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１０】変形例２の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１１】本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図。
【図１２】本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図。
【図１３】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１４】電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図。
【図１５】電子機器の一例である腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図。
【図１６】電子機器の一例であるリスト機器（腕時計型の活動計）の外観の一例を示す図。
【図１７】リスト機器（腕時計型の活動計）の機能ブロック図。
【図１８】本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
１．角速度検出装置
１−１．第１実施形態
［角速度検出素子の構成及び動作］
まず、本実施形態の角速度検出装置に含まれる角速度検出素子の一例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における角速度検出素子の一例である角速度
検出素子１０を模式的に示す平面図である。図２は、角速度検出素子１０を模式的に示す図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
【００４１】
角速度検出素子１０は、図１および図２に示されるように、基板１１０上に設けられ、基板１１０と蓋体１２０とで構成される収容部に収容されている。なお、便宜上、図１では、基板１１０および蓋体１２０を省略している。
【００４２】
基板１１０の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。基板１１０には、凹部１１２が設けられている。基板１１０は、凹部１１２の底面（凹部１１２を規定する基板１１０の面）１１２ａに設けられたポスト部１１４を有している。ポスト部１１４は、角速度検出素子１０を支持するための部材である。
【００４３】
蓋体１２０は、基板１１０上に（基板１１０の＋Ｚ軸方向側に）設けられている。蓋体１２０の材質は、例えば、シリコンである。基板１１０と蓋体１２０とは、陽極接合によって接合されていてもよい。図示の例では、蓋体１２０に凹部が形成されており、該凹部は、キャビティー１０２を構成している。
【００４４】
なお、基板１１０と蓋体１２０との接合方法は、特に限定されず、例えば、低融点ガラス（ガラスペースト）による接合でもよいし、半田による接合でもよい。または、基板１１０および蓋体１２０の各々の接合部分に金属薄膜（図示せず）を形成し、該金属薄膜同士を共晶接合させることにより、基板１１０と蓋体１２０とを接合させてもよい。
【００４５】
角速度検出素子１０は、例えば、陽極接合によって、基板１１０に接合されている。角速度検出素子１０は、基板１１０と蓋体１２０とによって形成されるキャビティー１０２に収容されている。キャビティー１０２は、減圧状態であることが望ましい。これにより、角速度検出素子１０の振動が空気粘性によって減衰することを抑制することができる。
【００４６】
角速度検出素子１０は、例えば、固定部１３０と、駆動バネ部１４０と、駆動部１５０と、検出バネ部１６０と、連結バネ部１７０と、検出部１８０と、固定駆動モニター電極１９０，１９２と、を有している。
【００４７】
固定部１３０は、基板１１０に固定されている。固定部１３０は、例えば、陽極接合によって、基板１１０のポスト部１１４に接合されている。固定部１３０は、駆動バネ部１４０および検出バネ部１６０の少なくとも一方と接続されている。固定部１３０は、複数設けられている。図示の例では、固定部１３０の平面形状（Ｚ軸方向からみた形状）は、四角形である。
【００４８】
駆動バネ部１４０は、固定部１３０と駆動部１５０の可動駆動電極１５２とを連結している。駆動バネ部１４０は、基板１１０と離間して設けられている。図示の例では、駆動バネ部１４０は、Ｘ軸方向に往復しながらＹ軸方向に延出している。駆動バネ部１４０は、駆動部１５０の振動方向（可動駆動電極１５２の振動方向）であるＹ軸方向に円滑に伸縮することができる。
【００４９】
駆動部１５０は、検出部１８０の可動体１８２をＹ軸方向に振動させる。駆動部１５０は、複数設けられている。図示の例では、駆動部１５０は、２個設けられている（第１駆動部１５０ａ、第２駆動部１５０ｂ）。例えば、第１駆動部１５０ａと第２駆動部１５０ｂとの間に、検出部１８０が設けられている。図示の例では、第１駆動部１５０ａは、第２駆動部１５０ｂよりも−Ｙ軸方向側に設けられている。駆動部１５０は、例えば、可動駆動電極１５２と、固定駆動電極１５４，１５６と、を有している。
【００５０】
可動駆動電極１５２は、基板１１０と離間して設けられている。可動駆動電極１５２は、例えば、Ｘ軸方向に延出している幹部と、該幹部からＹ軸方向に延出している複数の枝部と、を備えた櫛歯状の形状を有している。図示の例では、可動駆動電極１５２は、４個の駆動バネ部１４０によって支持されている。具体的には、可動駆動電極１５２の四隅が駆動バネ部１４０で接続されている。
【００５１】
固定駆動電極１５４，１５６は、基板１１０に固定されている。固定駆動電極１５４，１５６は、例えば、陽極接合によって基板１１０のポスト部（図示せず）に接合されている。固定駆動電極１５４，１５６は、可動駆動電極１５２と対向して設けられている。すなわち、固定駆動電極１５４と可動駆動電極１５２とは、静電容量を形成し、固定駆動電極１５６と可動駆動電極１５２とは、静電容量を形成する。第１駆動部１５０ａでは、固定駆動電極１５４は、可動駆動電極１５２の＋Ｙ軸方向側に設けられ、固定駆動電極１５６は、可動駆動電極１５２の−Ｙ軸方向側に設けられている。第２駆動部１５０ｂでは、固定駆動電極１５４は、可動駆動電極１５２の−Ｙ軸方向側に設けられ、固定駆動電極１５６は、可動駆動電極１５２の＋Ｙ軸方向側に設けられている。固定駆動電極１５４，１５６は、例えば、可動駆動電極１５２に対応した櫛歯状の形状を有している。
【００５２】
検出バネ部１６０は、固定部１３０と検出部１８０の可動体１８２とを連結している。検出バネ部１６０は、基板１１０と離間して設けられている。検出バネ部１６０は、可動体１８２のＺ軸方向の変位に応じて、Ｚ軸方向に変形可能に構成されている。
【００５３】
検出バネ部１６０は、複数設けられている。複数の検出バネ部１６０のうちの第１検出バネ部（第１バネ部）１６０ａは、第１固定部（複数の固定部１３０のうちの第１固定部）１３０ａに接続されている。第１検出バネ部１６０ａは、第１固定部１３０ａと可動体１８２とを連結している。複数の検出バネ部１６０のうちの第２検出バネ部（第２バネ部）１６０ｂは、第２固定部（複数の固定部１３０のうちの第２固定部）１３０ｂと可動体１８２とを連結している。複数の検出バネ部１６０のうちの第３検出バネ部（第３バネ部）１６０ｃは、第３固定部（複数の固定部１３０のうちの第３固定部）１３０ｃと可動体１８２とを連結している。
【００５４】
図示の例では、第１固定部１３０ａは、２個設けられ、一方の第１固定部１３０ａと第２固定部１３０ｂとは、一体的に設けられ、他方の第１固定部１３０ａと第３固定部１３０ｃとは、一体的に設けられている。第１検出バネ部１６０ａは、平面視において（Ｚ軸方向からみて）、第２検出バネ部１６０ｂと第３検出バネ部１６０ｃとの間に設けられている。なお、図示はしないが、固定部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃは、それぞれ独立して設けられていてもよい。また、固定部１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃの数は、特に限定されない。
【００５５】
第１検出バネ部１６０ａは、Ｘ軸方向に往復しながら、Ｘ軸と直交するＹ軸方向に延出する形状を有している。第１検出バネ部１６０ａは、Ｘ軸方向に延出する複数の延出部１６２を有している。複数の延出部１６２のうち、Ｙ軸方向からみて第１固定部１３０ａと重なる延出部１６２（第１固定部１３０ａと重なる部分を有する延出部１６２）であって、最も第１固定部１３０ａに近い延出部１６２（図示の例では延出部１６２ａ）は、他の延出部１６２（例えば延出部１６２ｂ）よりも太い（Ｙ軸方向の大きさが大きい）。延出部１６２ａは、第１固定部１３０ａの面と対向する面を有している。
【００５６】
連結バネ部１７０は、駆動部１５０の可動駆動電極１５２と、検出部１８０の可動体１８２と、を連結している。連結バネ部１７０は、基板１１０と離間して設けられている。連結バネ部１７０は、可動体１８２のＺ軸方向の変位に応じて、Ｚ軸方向に変形可能に構
成されている。連結バネ部１７０は、駆動部１５０の可動駆動電極１５２のＹ軸方向の振動を、検出部１８０の可動体１８２に伝える。これにより、可動体１８２は、Ｙ軸方向に振動することができる。
【００５７】
検出部１８０は、角速度を検出する。検出部１８０は、例えば、可動体１８２と、固定検出電極（固定電極）１８６と、を有している。
【００５８】
可動体１８２は、駆動部１５０の振動によりＹ軸方向に振動し、角速度に応じてＺ軸方向に変位する。可動体１８２は、基板１１０と離間して設けられている。可動体１８２は、四隅が検出バネ部１６０によって支持されている部分である。すなわち、可動体１８２の四隅は、検出バネ部１６０が接続されている。可動体１８２は、本体部からＹ軸方向に延出している複数の枝部から成る櫛歯状の形状の可動駆動モニター電極１８８，１８９を有している。また、可動体１８２は、可動検出電極（可動電極）１８４を有している。可動検出電極１８４は、平面視において、可動体１８２の固定検出電極１８６と重なっている部分である。図示の例では、可動検出電極１８４の平面形状は、長方形である。可動検出電極１８４は、駆動部１５０の振動によりＹ軸方向に振動し、角速度に応じてＺ軸方向に変位する。
【００５９】
固定検出電極１８６は、基板１１０に固定されている。固定検出電極１８６は、可動検出電極１８４と対向して設けられている。すなわち、固定検出電極１８６と可動検出電極１８４とは、静電容量を形成する。
【００６０】
検出部１８０は、複数設けられている。図示の例では、検出部１８０は、２個設けられている（第１検出部１８０ａ、第２検出部１８０ｂ）。第１検出部１８０ａは、例えば、第２検出部１８０ｂの−Ｙ軸方向側に設けられている。
【００６１】
第１検出部１８０ａの可動体１８２（第１可動体１８２ａ）は、第１駆動部１５０ａの駆動により振動する。第１検出部１８０ａの固定検出電極１８６（第１固定検出電極１８６ａ）は、第１検出部１８０ａの可動検出電極１８４（第１可動検出電極１８４ａ）と対向している。第２検出部１８０ｂの可動体１８２（第２可動体１８２ｂ）は、第２駆動部１５０ｂの駆動により振動する。第２検出部１８０ｂの固定検出電極１８６（第２固定検出電極１８６ｂ）は、第２検出部１８０ｂの可動検出電極１８４（第２可動検出電極１８４ｂ）と対向している。
【００６２】
第１可動体１８２ａと第２可動体１８２ｂとは、例えば、検出バネ部１６０によって連結されている。
【００６３】
第１可動体１８２ａと、第２可動体１８２ｂとは、逆相（逆位相）で振動する。すなわち、例えば、第１可動体１８２ａが＋Ｘ軸方向側に変位した場合、第２可動体１８２ｂは−Ｘ軸方向側に変位する。
【００６４】
第１可動体１８２ａおよび第２可動体１８２ｂは、同じ大きさであって、同じ形を有している。角速度検出素子１０は、平面視において、角速度検出素子１０の中心Ｃを通りＸ軸に平行な仮想直線αに関して、対称となる形状を有していてもよい。角速度検出素子１０は、平面視において、角速度検出素子１０の中心Ｃを通りＹ軸に平行な仮想直線βに関して、対称となる形状を有していてもよい。
【００６５】
第１可動体１８２ａは、２つの可動駆動モニター電極１８８ａと、２つの可動駆動モニター電極１８９ａと、を有しており、各可動駆動モニター電極１８８ａを構成する複数の枝部は本体部から−Ｙ軸方向に延出し、各可動駆動モニター電極１８９ａを構成する複数
の枝部は本体部から＋Ｙ軸方向に延出している。同様に、第２可動体１８２ｂは、２つの可動駆動モニター電極１８８ｂと、２つの可動駆動モニター電極１８９ｂと、を有しており、各可動駆動モニター電極１８８ｂを構成する複数の枝部は本体部から＋Ｙ軸方向に延出し、各可動駆動モニター電極１８９ｂを構成する複数の枝部は本体部から−Ｙ軸方向に延出している。
【００６６】
固定駆動モニター電極１９０，１９２は、基板１１０に固定されている。固定駆動モニター電極１９０，１９２は、例えば、陽極接合によって基板１１０のポスト部（図示せず）に接合されている。固定駆動モニター電極１９０は、可動体１８２の可動駆動モニター電極１８８の各枝部と対向して設けられ、固定駆動モニター電極１９２は、可動体１８２の可動駆動モニター電極１８９の各枝部と対向して設けられている。すなわち、固定駆動モニター電極１９０と可動駆動モニター電極１８８とは、静電容量を形成し、固定駆動モニター電極１９２と可動駆動モニター電極１８９とは、静電容量を形成する。より詳細には、第１可動体１８２ａの２つの可動駆動モニター電極１８８ａの−Ｙ軸方向側に２つの固定駆動モニター電極１９０が設けられ、第２可動体１８２ｂの２つの可動駆動モニター電極１８８ｂの＋Ｙ軸方向側に２つの固定駆動モニター電極１９０が設けられている。また、第１可動体１８２ａの２つの可動駆動モニター電極１８９ａの＋Ｙ軸方向側に２つの固定駆動モニター電極１９２が設けられ、第２可動体１８２ｂの２つの可動駆動モニター電極１８９ｂの−Ｙ軸方向側に２つの固定駆動モニター電極１９２が設けられている。固定駆動モニター電極１９０，１９２は、例えば、可動駆動モニター電極１８８，１８９に対応した櫛歯状の形状を有している。
【００６７】
角速度検出素子１０の固定部１３０、バネ部１４０，１６０，１７０、可動駆動電極１５２および可動体１８２は、一体的に設けられている。固定部１３０、バネ部１４０，１６０，１７０、駆動部１５０および可動体１８２の材質は、例えば、リン、ボロン等の不純物がドープされることにより導電性が付与されたシリコンである。固定検出電極１８６の材質は、例えば、アルミニウム、金、白金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）である。固定検出電極１８６としてＩＴＯ等の透明電極材料を用いることにより、固定検出電極１８６上に存在する異物等を、基板１１０の下面側から、容易に視認することができる。
【００６８】
次に、角速度検出素子１０の動作について説明する。
【００６９】
可動駆動電極１５２と固定駆動電極１５４，１５６との間に、図示しない電源によって、電圧を印加すると、可動駆動電極１５２と固定駆動電極１５４，１５６との間に静電力を発生させることができる。これにより、駆動部１５０は、可動体１８２をＹ軸方向に振動させることができる。
【００７０】
図１に示されるように、第１駆動部１５０ａでは、固定駆動電極１５４は、可動駆動電極１５２の＋Ｙ軸方向側に設けられ、固定駆動電極１５６は、可動駆動電極１５２の−Ｙ軸方向側に設けられている。第２駆動部１５０ｂでは、固定駆動電極１５４は、可動駆動電極１５２の−Ｙ軸方向側に設けられ、固定駆動電極１５６は、可動駆動電極１５２の＋Ｙ軸方向側に設けられている。そのため、可動駆動電極１５２と固定駆動電極１５４との間に第１交番電圧を印加し、可動駆動電極１５２と固定駆動電極１５６との間に第１交番電圧と位相が１８０度ずれた第２交番電圧を印加することにより、第１可動体１８２ａと第２可動体１８２ｂとを互いに逆位相（逆相）でかつ所定の周波数で、Ｙ軸方向に振動させる（音叉型振動させる）ことができる。より具体的には、可動駆動電極１５２に一定のバイアス電圧が印加され、固定駆動電極１５４，１５６に互いに位相が１８０度ずれた所定の周波数の交流電圧がそれぞれ印加されることにより、第１可動体１８２ａと第２可動体１８２ｂとが、互いに逆相でかつ所定の周波数でＹ軸方向に振動する。
【００７１】
可動体１８２ａ，１８２ｂが上記の振動を行うと、可動体１８２ａ，１８２ｂがＹ軸方向に互いに反対方向に変位することにより、固定駆動モニター電極１９０と可動駆動モニター電極１８８ａとの間の距離は変化し、固定駆動モニター電極１９２と可動駆動モニター電極１８９ａとの間の距離は変化する。そのため、固定駆動モニター電極１９０と可動駆動モニター電極１８８ａとの間の静電容量は変化し、固定駆動モニター電極１９２と可動駆動モニター電極１８９ａとの間の静電容量は変化する。これらの静電容量の変化は逆向きであり、一方の静電容量が増加するときは他方の静電容量は減少する。
【００７２】
また、可動体１８２ａ，１８２ｂが上記の振動を行っている状態で、角速度検出素子１０にＸ軸まわりの角速度ωｘが加わると、コリオリ力が働き、第１可動体１８２ａと、第２可動体１８２ｂとは、Ｚ軸方向に互いに反対方向に変位する。可動体１８２ａ，１８２ｂは、コリオリ力を受けている間、この動作を繰り返す（検出振動する）。
【００７３】
可動体１８２ａ，１８２ｂがコリオリ力に応じてＺ軸方向に変位することにより、可動検出電極１８４ａ，１８４ｂと固定検出電極１８６ａ，１８６ｂとの間の距離は、変化する。そのため、可動検出電極１８４ａ，１８４ｂと固定検出電極１８６ａ，１８６ｂとの間の静電容量は、変化する。この可動検出電極１８４ａ，１８４ｂと固定検出電極１８６ａ，１８６ｂとの間の静電容量の変化量を検出することにより、Ｘ軸まわりの角速度ωｘを求めることができる。
【００７４】
なお、上記では、静電力によって可動体１８２を振動させる形態（静電駆動方式）について説明したが、可動体１８２を駆動させる方法は、特に限定されず、圧電駆動方式や、磁場のローレンツ力を利用した電磁駆動方式等を適用することができる。
【００７５】
このように構成されている角速度検出素子１０では、第１固定部１３０ａと第１可動体１８２ａとを連結する第１検出バネ部１６０ａと、第２固定部１３０ｂと第１可動体１８２ａとを連結する第２検出バネ部１６０ｂと、第３固定部１３０ｃと第１可動体１８２ａとを連結する第３検出バネ部１６０ｃと、を含み、第１検出バネ部１６０ａは、平面視において、第２検出バネ部１６０ｂと第３検出バネ部１６０ｃとの間に設けられている。そのため、角速度検出素子１０では、例えば第１検出バネ部１６０ａが設けられていない場合に比べて、第１可動体１８２ａが撓むことを抑制することができる。
【００７６】
角速度検出素子１０では、第１検出バネ部１６０ａは、第１軸方向（Ｘ軸方向）に往復しながら、Ｘ軸と直交する第２軸方向（Ｙ軸方向）に延出する形状を有し、第１検出バネ部１６０ａのＸ軸方向に延出している複数の延出部１６２のうち、第１固定部１３０ａと離間し、最も第１固定部１３０ａに近い延出部１６２ａは、Ｙ軸方向からみて第１固定部１３０ａと少なくとも一部が重なっており、複数の延出部１６２のうち、他の延出部１６２よりもＹ軸方向の幅が大きい。そのため、角速度検出素子１０では、延出部１６２ａをＹ軸方向に変位し難くすることができ、例えば延出部１６２ａが第１固定部１３０ａに衝突して第１検出バネ部１６０ａが破壊することを抑制することができる。
【００７７】
角速度検出素子１０では、第１可動体１８２ａと第２可動体１８２ｂとは、逆相で振動する。そのため、角速度検出素子１０では、例えば角速度以外の加速度等の物理量が印加されたとしても、差動検出により加速度成分を相殺することができ、角速度をより正確に検出することができる。
【００７８】
［角速度検出装置の構成及び動作］
図３は、第１実施形態の角速度検出装置１の構成を示す図である。図３に示されるように、第１実施形態の角速度検出装置１は、図１に示される角速度検出素子１０と、駆動回
路２０と、角速度検出回路３０とを含んで構成されている。
【００７９】
駆動回路２０は、角速度検出素子１０を駆動する回路であり、角速度検出素子１０の固定駆動モニター電極１９０，１９２からの信号に基づいて駆動信号を生成し、固定駆動電極１５４，１５６に駆動信号を出力する。駆動回路２０は、駆動信号を出力して角速度検出素子１０を駆動し、角速度検出素子１０からフィードバック信号を受ける。これにより角速度検出素子１０を励振させる。
【００８０】
本実施形態における駆動回路２０は、２つのＱ／Ｖ変換器（チャージアンプ）２１Ａ，２１Ｂ、２つの位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂ、差動増幅回路２３、整流回路２４、積分回路２５、出力回路２６、コンパレーター２７、ローパスフィルター２８及びコンパレーター２９を含んで構成されている。
【００８１】
角速度検出素子１０の検出部１８０の可動体１８２（第１可動体１８２ａおよび第２可動体１８２ｂ）が振動すると、容量変化に基づく互いに逆相の電流がフィードバック信号として固定駆動モニター電極１９０，１９２から出力される。
【００８２】
Ｑ／Ｖ変換器２１Ａは、演算増幅器２１０Ａ、コンデンサー２１１Ａ及び帰還抵抗２１２Ａを有し、角速度検出素子１０の固定駆動モニター電極１９０から出力されて演算増幅器２１０Ａの反転入力端子に入力される電流（電荷）をコンデンサー２１１Ａに蓄積して電圧に変換する。同様に、Ｑ／Ｖ変換器２１Ｂは、演算増幅器２１０Ｂ、コンデンサー２１１Ｂ及び帰還抵抗２１２Ｂを有し、角速度検出素子１０の固定駆動モニター電極１９２から出力されて演算増幅器２１０Ｂの反転入力端子に入力される電流（電荷）をコンデンサー２１１Ｂに蓄積して電圧に変換する。具体的には、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂは、入力される電流（電荷）を、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準とする電圧に変換し、可動体１８２の振動周波数と同一の周波数の交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢを出力する。交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢは、それぞれ、固定駆動モニター電極１９０，１９２から出力される交流電流に対して位相が９０°進んだ信号である。
【００８３】
Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂからそれぞれ出力された交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢは、位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂにそれぞれ入力される。位相シフト回路２２Ａは、駆動信号の位相を調整するための回路であり、交流電圧信号ＭＮＴの位相をシフトした信号を出力する。同様に、位相シフト回路２２Ｂは、駆動信号の位相を調整するための回路であり、交流電圧信号ＭＮＴＢの位相をシフトした信号を出力する。図３の例では、位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂは、全周波数帯域の信号を通過させるオールパスフィルターであるが、これ以外の回路であってもよい。
【００８４】
位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、差動増幅回路２３に入力される。差動増幅回路２３は、位相シフト回路２２Ａの出力信号と位相シフト回路２２Ｂの出力信号とを差動増幅した信号を出力する。
【００８５】
また、位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、コンパレーター２７に入力される。コンパレーター２７は、位相シフト回路２２Ａの出力信号の電圧と位相シフト回路２２Ｂの出力信号の電圧とを比較し、矩形波信号を出力する。位相シフト回路２２Ａの出力信号の電圧が位相シフト回路２２Ｂの出力信号の電圧よりも高いときは、コンパレーター２７の出力信号はローレベルとなる。また、位相シフト回路２２Ａの出力信号の電圧が位相シフト回路２２Ｂの出力信号の電圧よりも低いときは、コンパレーター２７の出力信号はハイレベルとなる。
【００８６】
差動増幅回路２３の出力信号とコンパレーター２７の出力信号とは整流回路２４に入力
される。整流回路２４は、差動増幅回路２３の出力信号を全波整流する。図３の例では、整流回路２４は、コンパレーター２７の出力信号がローレベルのときは差動増幅回路２３の出力信号をそのまま出力し、コンパレーター２７の出力信号がハイレベルのときは差動増幅回路２３の出力信号を論理反転して出力することにより、差動増幅回路２３の出力信号を全波整流する。
【００８７】
整流回路２４の出力信号は積分回路２５に入力される。積分回路２５の出力信号とコンパレーター２７の出力信号とは出力回路２６に入力される。出力回路２６は、コンパレーター２７の出力信号の論理レベルに従い、積分回路２５の出力信号又はその論理反転信号を選択することにより、互いに逆相の矩形波信号を出力する。出力回路２６から出力される互いに逆相の矩形波信号は、駆動信号として角速度検出素子１０の固定駆動電極１５４，１５６にそれぞれ入力される。この固定駆動電極１５４，１５６に入力される駆動信号により角速度検出素子１０が駆動される。
【００８８】
位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、ローパスフィルター２８にも入力される。ローパスフィルター２８は、位相シフト回路２２Ａ，２２Ｂの出力信号の各々に対して、振動周波数と一致する周波数の信号を通過させるとともに、ノイズ信号を減衰させる。特に、高周波数帯域のノイズ信号を減衰させるために、図３の例ではローパスフィルター２８が用いられているが、低周波数帯域のノイズ信号も減衰させるために、バンドパスフィルターが用いられてもよい。
【００８９】
ローパスフィルター２８の出力信号は、コンパレーター２９に入力される。コンパレーター２９は、ローパスフィルター２８が出力する差動信号の電圧を比較し、非反転出力端子と反転出力端子から互いに逆相の矩形波信号を出力する。図３の例では、コンパレーター２９の非反転出力端子及び反転出力端子からそれぞれ出力される矩形波信号は、後述する参照信号ＳＤＥＴ，ＳＤＥＴＢとして使用される。位相シフト回路２２Ａの出力信号がローパスフィルター２８を通過した信号の電圧が位相シフト回路２２Ｂの出力信号がローパスフィルター２８を通過した信号の電圧よりも高いときは、参照信号ＳＤＥＴはローレベルとなり、参照信号ＳＤＥＴＢはハイレベルとなる。また、位相シフト回路２２Ａの出力信号がローパスフィルター２８を通過した信号の電圧が位相シフト回路２２Ｂの出力信号がローパスフィルター２８を通過した信号の電圧よりも低いときは、参照信号ＳＤＥＴはハイレベルとなり、参照信号ＳＤＥＴＢはローレベルとなる。
【００９０】
ここで、本実施形態では、静電容量型ＭＥＭＳ素子である角速度検出素子１０から出力される電流が非常に小さいことを考慮し、当該電流をＩ／Ｖ変換器ではなくＱ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂで受けている。角速度検出素子１０から出力される電流（電荷）は、コンデンサー２１１Ａ，２１１Ｂに蓄積され、演算増幅器２１０Ａ，２１０Ｂによって十分大きく増幅されるため、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂの出力信号では、Ｓ／Ｎの低下が抑止され、高いＳ／Ｎを維持することが可能となる。
【００９１】
角速度検出素子１０の固定検出電極１８６ａ，１８６ｂから出力される各検出信号（交流電流）は、角速度検出素子１０に働くコリオリの力に基づく角速度成分であるコリオリ信号と、角速度検出素子１０の励振振動に基づく自己振動成分であるクアドラチャー信号（角速度検出素子１０の駆動振動に起因して生じる漏れ信号）とを含んでいる。第１固定検出電極１８６ａから出力される検出信号に含まれるクアドラチャー信号とコリオリ信号とは位相が９０°ずれている。同様に、第２固定検出電極１８６ｂから出力される検出信号に含まれるクアドラチャー信号とコリオリ信号とは位相が９０°ずれている。また、第１固定検出電極１８６ａから出力される検出信号に含まれるコリオリ信号と第２固定検出電極１８６ｂから出力される検出信号に含まれるコリオリ信号とは互いに逆相である。また、一般的には、第１固定検出電極１８６ａから出力される検出信号に含まれるクアドラ
チャー信号と第２固定検出電極１８６ｂから出力される検出信号に含まれるクアドラチャー信号とは互いに逆相である。
【００９２】
角速度検出回路３０は、駆動信号により駆動される角速度検出素子１０から出力される検出信号を受けて、検出信号に含まれるクアドラチャー信号を減衰させるとともに、検出信号からコリオリの力に基づくコリオリ信号を抽出することにより、角速度信号ＳＯを生成する。
【００９３】
本実施形態における角速度検出回路３０は、２つのＱ／Ｖ変換器（チャージアンプ）３１Ａ，３１Ｂ、差動増幅器３２、角速度信号生成部３３、可変コンデンサー３４，３５、容量値調整回路３６及び記憶部３７を含んで構成されている。
【００９４】
Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ（「第１の変換部」の一例）は、角速度検出素子１０の第１固定検出電極１８６ａ（「第１の検出電極」の一例）から出力される電流（「第１の検出信号」の一例）を電圧に変換する。同様に、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂ（「第２の変換部」の一例）は、角速度検出素子１０の第２固定検出電極１８６ｂ（「第２の検出電極」の一例）から出力される電流（「第２の検出信号」の一例）を電圧に変換する。
【００９５】
具体的には、角速度検出素子１０の可動体１８２が振動すると、容量変化に基づく電流が固定検出電極１８６ａ，１８６ｂから出力され、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂがそれぞれ有する演算増幅器３１０Ａ，３１０Ｂの反転入力端子に入力される。Ｑ／Ｖ変換器３１Ａは、第１固定検出電極１８６ａから出力される交流電流を、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準とする電圧に変換して出力する。同様に、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂは、第２固定検出電極１８６ｂから出力される電流を、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準とする電圧に変換して出力する。Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂから出力される信号は、それぞれ、固定検出電極１８６ａ，１８６ｂから出力される交流電流に対して位相が９０°進んだ信号である。
【００９６】
Ｑ／Ｖ変換器３１Ａから出力された交流電圧信号とＱ／Ｖ変換器３１Ｂから出力された交流電圧信号とは、差動増幅器３２に入力される。差動増幅器３２（「差動増幅部」の一例）は、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号（「第１の変換部の出力信号に基づく信号」の一例）とＱ／Ｖ変換器３１Ｂの出力信号（「第２の変換部の出力信号に基づく信号」の一例）とを差動増幅した差動信号を出力する。本実施形態では、差動増幅器３２は、演算増幅器３２１、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力端子と演算増幅器３２１の反転入力端子との間に設けられたコンデンサー３２２、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力端子と演算増幅器３２１の非反転入力端子との間に設けられたコンデンサー３２３、演算増幅器３２１の非反転出力端子と反転入力端子との間に設けられたコンデンサー３２４及び帰還抵抗３２６、並びに演算増幅器３２１の反転出力端子と非反転入力端子との間に設けられたコンデンサー３２５及び帰還抵抗３２７を含んで構成されている。
【００９７】
差動増幅器３２から出力された差動信号は、角速度信号生成部３３に入力される。角速度信号生成部３３は、差動増幅器３２の出力信号に基づいてコリオリ信号の大きさに応じた電圧を有する角速度信号を生成する。具体的には、差動増幅器３２から出力された差動信号は、角速度信号生成部３３が有する同期検波回路３３１に入力され、同期検波回路３３１は、当該差動信号を参照信号ＳＤＥＴ，ＳＤＥＴＢに基づいて同期検波する。より詳細には、同期検波回路３３１は、演算増幅器３２１の非反転出力端子から出力される信号と参照信号ＳＤＥＴとをミキシングした信号と、演算増幅器３２１の反転出力端子から出力される信号と参照信号ＳＤＥＴＢとをミキシングした信号とから成る差動信号を出力する。参照信号ＳＤＥＴと演算増幅器３２１の非反転出力端子から出力される信号に含まれるコリオリ信号とはほぼ同相であり、参照信号ＳＤＥＴＢと演算増幅器３２１の反転出力
端子から出力される信号に含まれるコリオリ信号とはほぼ同相であるため、同期検波回路３３１の同期検波によってコリオリ信号が抽出される。そして、同期検波回路３３１が出力する差動信号は、ローパスフィルター３３２に入力され、ローパスフィルター３３２は、同期検波回路３３１の出力信号に含まれるコリオリ信号を通過させるとともに、高周波のノイズ信号を減衰させ、シングルエンドの信号に変換して出力する。
【００９８】
このように、角速度信号生成部３３から出力される信号（ローパスフィルター３３２から出力される信号）は、角速度検出素子１０の固定検出電極１８６ａ，１８６ｂから出力される検出信号から、コリオリ信号が抽出された信号であり、コリオリ信号の大きさに応じた電圧となる。この角速度信号生成部３３から出力される信号は、角速度信号ＳＯとして角速度検出装置１の外部に出力される。
【００９９】
ここで、前述の通り、クアドラチャー信号は、コリオリ信号と位相が９０°ずれているため、参照信号ＳＤＥＴあるいは参照信号ＳＤＥＴＢとも位相が９０°ずれており、理論上は同期検波回路３３１の同期検波によって抽出されない。しかしながら、実際には、クアドラチャー信号と参照信号ＳＤＥＴあるいは参照信号ＳＤＥＴＢとの位相差が９０°からわずかにずれることにより、同期検波回路３３１の同期検波によってクアドラチャー信号の一部が抽出される場合もある。そこで、本実施形態では、同期検波回路３３１に入力される信号、すなわち、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号を低減させるために、可変コンデンサー３４，３５及び容量値調整回路３６が設けられており、可変コンデンサー３４，３５を介して、差動増幅器３２の出力信号を補正する第１クアドラチャー補正電流（「第１の補正信号」の一例）及び第１のクアドラチャー補正電流とは異なる第２クアドラチャー補正電流（「第２の補正信号」の一例）が差動増幅器３２に供給される。
【０１００】
具体的には、可変コンデンサー３４の一端は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子（演算増幅器２１０Ａの出力端子）と接続され、可変コンデンサー３４の他端は、差動増幅器３２が有する演算増幅器３２１の反転入力端子と接続されており、可変コンデンサー３４（「第１の容量回路」の一例）を介して、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子から演算増幅器３２１の反転入力端子に第１クアドラチャー補正電流が供給される。また、可変コンデンサー３５の一端は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子（演算増幅器２１０Ａの出力端子）と接続され、可変コンデンサー３５の他端は、差動増幅器３２が有する演算増幅器３２１の非反転入力端子と接続されており、可変コンデンサー３５（「第２の容量回路」の一例）を介して、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子から演算増幅器３２１の非反転入力端子に第２クアドラチャー補正電流が供給される。
【０１０１】
この第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａから出力される交流電圧信号ＭＮＴに基づいて発生する電流であるから、角速度検出素子１０の駆動振動に基づく信号である。そして、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流とは同相であり、交流電圧信号ＭＮＴに対して位相が９０°進んでいる。第１クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）は可変コンデンサー３４の容量値に応じて変化し、第２クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）は可変コンデンサー３５の容量値に応じて変化する。具体的には、可変コンデンサー３４の容量値が大きいほど第１クアドラチャー補正電流が大きくなり、可変コンデンサー３５の容量値が大きいほど第２クアドラチャー補正電流が大きくなる。なお、本実施形態では、第１クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）及び第２クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）の少なくとも何れかが可変であればよい。すなわち、可変コンデンサー３４の容量値及び可変コンデンサー３５の容量値の少なくとも何れかが可変であればよく、可変コンデンサー３４，３５のいずれか一方を容量値が固定のコンデンサーに置き換えてもよい。
【０１０２】
容量値調整回路３６は、記憶部３７に記憶されている容量値設定情報に応じて、可変コンデンサー３４，３５の容量値を調整する。記憶部３７は、容量値設定情報が記憶された不揮発性メモリーであってもよい。また、記憶部３７は、角速度検出装置１の電源投入後に、揮発性メモリーであって、不図示の通信インターフェース回路を介して、容量値設定情報が書き込まれてもよい。
【０１０３】
一方、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力端子（演算増幅器３１０Ａの出力端子）と演算増幅器３２１の反転入力端子との間には、コンデンサー３２２を介して、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号に含まれるクアドラチャー信号に応じた第１クアドラチャー電流が流れる。また、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力端子（演算増幅器３１０Ｂの出力端子）と演算増幅器３２１の非反転入力端子との間には、コンデンサー３２３を介して、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力信号に含まれるクアドラチャー信号に応じた第２クアドラチャー電流が流れる。
【０１０４】
従って、第１クアドラチャー電流と第１クアドラチャー補正電流とが加算された電流と、第２クアドラチャー電流と第２クアドラチャー補正電流とが加算された電流とが同じであれば、差動増幅器３２によってクアドラチャー信号が除去されることになる。換言すれば、第１クアドラチャー電流から第２クアドラチャー電流が減算された電流と、第２クアドラチャー補正電流から第１クアドラチャー補正電流が減算された電流とが同じであれば、差動増幅器３２によってクアドラチャー信号が除去される。従って、第１クアドラチャー電流から第２クアドラチャー電流が減算された電流と、第２クアドラチャー補正電流から第１クアドラチャー補正電流が減算された電流との差がゼロ又はゼロに近くなるように、記憶部３７に所望の容量値設定情報を記憶させておくことにより、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号が低減される。このように、可変コンデンサー３４を介して入力される第１クアドラチャー補正電流及び可変コンデンサー３５を介して入力される第２クアドラチャー補正電流は、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号を低減させるための信号として機能する。
【０１０５】
次に、図３に示した角速度検出装置１によりクアドラチャー信号が除去される原理について、図４の波形図を用いて説明する。図４は、図３のＡ点〜Ｋ点における信号波形の一例を示す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧または電流を表す。図４は、角速度検出素子１０にコリオリの力が加わっていない場合の例であるが、コリオリの力が加わった場合も同様に説明することができる。
【０１０６】
角速度検出素子１０の可動体１８２が振動している状態では、出力回路２６から出力される駆動信号（Ａ点，Ａ’点の信号）は互いに逆相の矩形波である。また、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）は互いに逆相であり、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂから出力される交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢ（Ｃ点，Ｃ’点の信号）も互いに逆相である。この交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢ（Ｃ点，Ｃ’点の信号）は、それぞれ、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される各交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）に対して位相が９０°進んでいる。
【０１０７】
角速度検出素子１０にコリオリの力が加わっていないため、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力される検出信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）は、コリオリ信号を含んでおらず、クアドラチャー信号のみを含んでいる。このＱ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクアドラチャー信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）は、互いに逆相であり、それぞれ、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される各交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）と同相である。Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂから出力される交流電圧信号（Ｅ点，Ｅ’点の信号）は、互いに逆相であり、それぞれ、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力される各交流電流（Ｄ点，Ｄ’点の信号）に対して位相が９０°進んでおり、交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢ（Ｃ点，Ｃ’点の信号）と同相である。
【０１０８】
差動増幅器３２に入力される第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）は、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａから出力される交流電圧信号（Ｅ点の信号）に対して位相が９０°進んでいる。また、差動増幅器３２に入力される第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）は、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂから出力される交流電圧信号（Ｅ’点の信号）に対して位相が９０°進んでいる。
【０１０９】
差動増幅器３２に入力される第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）は、交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）に基づく電流の振幅が可変コンデンサー３４の容量値に応じて調整された波形となる。また、差動増幅器３２に入力される第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）は、交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）に基づく電流の振幅が可変コンデンサー３５の容量値に応じて調整された波形となる。第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）とは同相であり、交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）に対して位相が９０°進んでいる。
【０１１０】
従って、第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）と第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）とは同相であり、第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）とは逆相である。ここで、第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）から第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）が減算された電流の波形と、第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）から第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）が減算された電流の波形とが同じになるように、可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されている。その結果、差動増幅器３２から出力される差動信号（Ｈ点，Ｈ’点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となる。
【０１１１】
そのため、同期検波回路３３１において、参照信号ＳＤＥＴ，ＳＤＥＴＢ（Ｉ点，Ｉ’点の信号）によって差動増幅器３２の出力信号（Ｈ点，Ｈ’点の信号）が同期検波された信号（Ｊ点，Ｊ’点の信号）や、ローパスフィルター３３２において、同期検波回路３３１の出力信号（Ｊ点，Ｊ’点の信号）がローパスフィルター処理された信号である角速度信号ＳＯ（Ｋ点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となる。すなわち、クアドラチャー信号がキャンセルされることにより、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットが非常に小さくなっている。
【０１１２】
図４の例では、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクアドラチャー信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）と同相であるが、角速度検出素子１０の構造によっては逆相となる場合もあり、そのような場合の、図３のＡ点〜Ｋ点における信号波形の一例を図５に示す。図４と図５を比較すると、Ｄ点の信号の波形とＤ’点の信号の波形とが入れ替わっており、その結果、Ｅ点の信号の波形とＥ’点の信号の波形とが入れ替わり、Ｆ点の信号の波形とＦ’点の信号の波形とが入れ替わっている。すなわち、図５の例では、図４の例に対して、第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）の波形と第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）の波形とが入れ替わっているため、これに応じて、第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）の波形と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）の波形とが入れ替わっている。これにより、図５の例においても、図４の例と同様、角速度信号ＳＯ（Ｋ点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となっている。すなわち、図４の例では、第２クアドラチャー補正電流の振幅が第１クアドラチャー補正電流の振幅よりも大きくなるように可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されているのに対して、図５の例では、第１クアドラチャー補正電流の振幅が第２クアドラチャー補正電流の振幅よりも大きくなるように可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されることにより、クアドラチャー信号がキャンセルされ、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットが非常に小さくなっている。このように、本実施形態の角速度検出装置１では、角速度検出
回路３０において、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）とＱ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクアドラチャー信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）とが同相の場合も逆相の場合も、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットを非常に小さくすることができる。
【０１１３】
［作用効果］
以上に説明したように、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）では、差動増幅器３２において、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流との差分と、第１クアドラチャー電流と第２クアドラチャー電流との差分とが打ち消し合うことにより、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号（漏れ信号）が低減される。従って、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流が比較的大きい振幅であっても、第１クアドラチャー補正電流の振幅と第２クアドラチャー補正電流の振幅とを近づけることによってその差分を小さくすることができるので、クアドラチャー信号が比較的小さい場合でもクアドラチャー信号によって生じる角速度信号ＳＯのオフセットを低減させることができ、Ｓ／Ｎの高い角速度信号ＳＯを出力することができる。
【０１１４】
また、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）では、第１クアドラチャー補正電流の大きさは可変コンデンサー３４の容量値によって変化し、第２クアドラチャー補正電流の大きさは可変コンデンサー３５の容量値によって変化する。そして、可変コンデンサー３４，３５の各容量値は可変であるので、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流との差分の大きさが可変である。従って、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、クアドラチャー信号の大きさに応じて可変コンデンサー３４，３５の各容量値を適切に設定することにより、角速度信号ＳＯのオフセットを低減させることができる。
【０１１５】
また、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）では、クアドラチャー信号は、角速度検出素子１０の駆動振動に基づいて発生するので、当該駆動振動と同期している。従って、第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、角速度検出素子１０の駆動振動に基づく交流電圧信号ＭＮＴを利用して第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流を発生させることにより、回路面積の増加を抑えながら、効果的に角速度信号ＳＯのオフセットを低減させることができる。
【０１１６】
１−２．第２実施形態
図６は、第２実施形態の角速度検出装置１の構成を示す図である。図６において、図３と同様の構成要素には同じ符号を付している。以下、第２実施形態の角速度検出装置１について、第１実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態と異なる内容を中心に説明する。
【０１１７】
図６に示されるように、第２実施形態の角速度検出装置１では、第１実施形態（図３）に対して、可変コンデンサー３５の接続先が異なっている。具体的には、可変コンデンサー３５の一端は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ｂの出力端子（演算増幅器２１０Ｂの出力端子）と接続され、可変コンデンサー３５の他端は、差動増幅器３２が有する演算増幅器３２１の反転入力端子と接続されており、可変コンデンサー３５を介して、Ｑ／Ｖ変換器２１Ｂの出力端子から演算増幅器３２１の反転入力端子に第２クアドラチャー補正電流が供給される。なお、第１実施形態と同様、可変コンデンサー３４の一端は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子（演算増幅器２１０Ａの出力端子）と接続され、可変コンデンサー３４の他端は、差動増幅器３２が有する演算増幅器３２１の反転入力端子と接続されており、可変コンデンサー３４を介して、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子から演算増幅器３２１の反転入力端子に第１クアドラチャー補正電流が供給される。すなわち、第２実施形態の角速度検出装
置１では、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、ともに演算増幅器３２１の反転入力端子に供給される。
【０１１８】
第１クアドラチャー補正電流はＱ／Ｖ変換器２１Ａから出力される交流電圧信号ＭＮＴに基づいて発生する電流であり、第２クアドラチャー補正電流はＱ／Ｖ変換器２１Ｂから出力される交流電圧信号ＭＮＴＢに基づいて発生する電流であるから、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、角速度検出素子１０の駆動振動に基づく信号である。そして、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流とは逆相であり、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、それぞれ、交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢに対して位相が９０°進んでいる。第２実施形態でも、第１実施形態と同様、第１クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）は可変コンデンサー３４の容量値に応じて変化し、第２クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）は可変コンデンサー３５の容量値に応じて変化する。具体的には、可変コンデンサー３４の容量値が大きいほど第１クアドラチャー補正電流が大きくなり、可変コンデンサー３５の容量値が大きいほど第２クアドラチャー補正電流が大きくなる。なお、第２実施形態でも、第１実施形態と同様、第１クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）及び第２クアドラチャー補正電流の大きさ（振幅）の少なくとも何れかが可変であればよい。すなわち、可変コンデンサー３４の容量値及び可変コンデンサー３５の容量値の少なくとも何れかが可変であればよく、可変コンデンサー３４，３５のいずれか一方を容量値が固定のコンデンサーに置き換えてもよい。
【０１１９】
第２実施形態の角速度検出装置１のその他の構成は第１実施形態（図３）と同様である。そのため、第２実施形態でも、第１実施形態と同様、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力端子（演算増幅器３１０Ａの出力端子）と演算増幅器３２１の反転入力端子との間には、コンデンサー３２２を介して、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号に含まれるクアドラチャー信号に応じた第１クアドラチャー電流が流れる。また、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力端子（演算増幅器３１０Ｂの出力端子）と演算増幅器３２１の非反転入力端子との間には、コンデンサー３２３を介して、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力信号に含まれるクアドラチャー信号に応じた第２クアドラチャー電流が流れる。
【０１２０】
従って、第１クアドラチャー電流と第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流とが加算された電流と、第２クアドラチャー電流とが同じであれば、差動増幅器３２によってクアドラチャー信号が除去されることになる。換言すれば、第２クアドラチャー電流から第１クアドラチャー電流が減算された電流と、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流とが加算された電流とが同じであれば、差動増幅器３２によってクアドラチャー信号が除去される。従って、第２クアドラチャー電流から第１クアドラチャー電流が減算された電流と、第１クアドラチャー補正電流と第２クアドラチャー補正電流とが加算された電流との差がゼロ又はゼロに近くなるように、記憶部３７に所望の容量値設定情報を記憶させておくことにより、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号が低減される。このように、可変コンデンサー３４を介して入力される第１クアドラチャー補正電流及び可変コンデンサー３５を介して入力される第２クアドラチャー補正電流は、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号を低減させるための信号として機能する。
【０１２１】
次に、図６に示した角速度検出装置１によりクアドラチャー信号が除去される原理について、図７の波形図を用いて説明する。図７は、図６のＡ点〜Ｋ点における信号波形の一例を示す図であり、横軸は時間、縦軸は電圧または電流を表す。図７は、角速度検出素子１０にコリオリの力が加わっていない場合の例であるが、コリオリの力が加わった場合も同様に説明することができる。
【０１２２】
図７において、図６のＡ点〜Ｇ点の波形は図４と同様であるので、その説明を省略する。差動増幅器３２に入力される第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）は、交流電圧信号ＭＮＴＢ（Ｃ’点の信号）に基づく電流の振幅が可変コンデンサー３５の容量値に応じて調整された波形となる。第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）とは逆相であり、第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）及び第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）は、それぞれ交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）及び交流電圧信号ＭＮＴＢ（Ｃ’点の信号）に対して位相が９０°進んでいる。
【０１２３】
従って、第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）と第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）とは同相であり、第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）とは同相である。ここで、第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）から第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）が減算された電流の波形と、第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）とが加算された電流の波形とが同じになるように、可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されている。そのため、差動増幅器３２から出力される差動信号（Ｈ点，Ｈ’点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となる。
【０１２４】
そのため、同期検波回路３３１において、参照信号ＳＤＥＴ，ＳＤＥＴＢ（Ｉ点，Ｉ’点の信号）によって差動増幅器３２の出力信号（Ｈ点，Ｈ’点の信号）が同期検波された信号（Ｊ点，Ｊ’点の信号）や、ローパスフィルター３３２において、同期検波回路３３１の出力信号（Ｊ点，Ｊ’点の信号）がローパスフィルター処理された信号である角速度信号ＳＯ（Ｋ点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となる。すなわち、クアドラチャー信号がキャンセルされることにより、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットが非常に小さくなっている。
【０１２５】
図７の例では、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクアドラチャー信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）と同相であるが、角速度検出素子１０の構造によっては逆相となる場合もあり、そのような場合の、図６のＡ点〜Ｋ点における信号波形の一例を図８に示す。図７と図８を比較すると、Ｄ点の信号の波形とＤ’点の信号の波形とが入れ替わっており、その結果、Ｅ点の信号の波形とＥ’点の信号の波形とが入れ替わり、Ｆ点の信号の波形とＦ’点の信号の波形とが入れ替わっている。すなわち、図８の例では、図７の例に対して、第１クアドラチャー電流（Ｆ点の信号）の波形と第２クアドラチャー電流（Ｆ’点の信号）の波形とが入れ替わっているため、これに応じて、第１クアドラチャー補正電流（Ｇ点の信号）の波形と第２クアドラチャー補正電流（Ｇ’点の信号）の波形とが入れ替わっている。これにより、図８の例においても、図７の例と同様、角速度信号ＳＯ（Ｋ点の信号）は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧となっている。すなわち、図７の例では、第２クアドラチャー補正電流の振幅が第１クアドラチャー補正電流よりも大きくなるように可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されているのに対して、図８の例では、第１クアドラチャー補正電流の振幅が第２クアドラチャー補正電流よりも大きくなるように可変コンデンサー３４，３５の容量値が設定されることにより、クアドラチャー信号がキャンセルされ、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットが非常に小さくなっている。このように、本実施形態の角速度検出装置１では、角速度検出回路３０において、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂに入力される交流電流（Ｂ点，Ｂ’点の信号）とＱ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクアドラチャー信号（Ｄ点，Ｄ’点の信号）とが同相の場合も逆相の場合も、クアドラチャー信号による角速度信号ＳＯのオフセットを非常に小さくすることができる。
【０１２６】
以上に説明した第２実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、第
１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）と同様の効果を奏することができる。
【０１２７】
１−３．変形例
１−３−１．変形例１
上記の第１実施形態では、可変コンデンサー３４，３５の各一端は、ともにＱ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子（演算増幅器２１０Ａの出力端子）と接続されているが、図９に示されるように、可変コンデンサー３４，３５の各一端が、ともにＱ／Ｖ変換器２１Ｂの出力端子（演算増幅器２１０Ｂの出力端子）と接続されるように変形してもよい。このような変形例１の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、上記第１実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）と同様の効果を奏することができる。
【０１２８】
１−３−２．変形例２
上記の第２実施形態では、可変コンデンサー３４，３５の各他端は、ともに演算増幅器３２１の反転入力端子と接続されており、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、可変コンデンサー３４，３５を介して、演算増幅器３２１の反転入力端子に供給されているが、演算増幅器３２１の反転入力端子及び非反転入力端子の何れか一方に供給されればよい。従って、図１０に示されるように、可変コンデンサー３４，３５の各他端が、ともに演算増幅器３２１の非反転入力端子と接続され、第１クアドラチャー補正電流及び第２クアドラチャー補正電流は、可変コンデンサー３４，３５を介して、演算増幅器３２１の非反転入力端子に供給されるように変形してもよい。このような変形例２の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）によれば、上記第２実施形態の角速度検出装置１（角速度検出回路３０）と同様の効果を奏することができる。
【０１２９】
１−３−３．その他の変形例
上記の各実施形態及び各変形例において、角速度検出素子１０から出力される電流がある程度大きい場合は、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１ＢをそれぞれＩ／Ｖ変換器に置き換えてもよい。同様に、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１ＢをそれぞれＩ／Ｖ変換器（「第１の変換部」及び「第２の変換部」の他の一例）に置き換えてもよい。
【０１３０】
また、上記の各実施形態及び各変形例において、第１クアドラチャー電流や第２クアドラチャー電流の大きさがある程度決まっている場合には、可変コンデンサー３４，３５の両方を容量値が固定のコンデンサーに置き換えてもよい。この場合、容量値調整回路３６及び記憶部３７の容量値設定情報の記憶領域が不要になるため、角速度検出回路３０の小型化に有利である。
【０１３１】
また、上記の各実施形態及び各変形例において、可変コンデンサー３４，３５を、それぞれ、複数のコンデンサーと当該複数のコンデンサーにそれぞれ直列に接続された複数のスイッチとを含み、各スイッチが導通するか否かによって容量値が変化する可変容量アレイ（「第１の容量回路」及び「第２の容量回路」の他の一例）に置き換えても良い。この場合、容量値調整回路３６は、記憶部３７に記憶されている容量値設定情報に応じて、各スイッチを導通させるか否かを制御することにより、各可変容量アレイの容量値を調整すればよい。
【０１３２】
また、上記の各実施形態及び各変形例では、角速度検出装置１（角速度検出回路３０）が出力する角速度信号ＳＯはアナログ信号であるが、角速度検出装置１（角速度検出回路３０）が、角速度信号ＳＯをデジタル信号である角速度データに変換するＡ／Ｄ変換回路をさらに備えてもよい。あるいは、角速度検出装置１（角速度検出回路３０）において、ローパスフィルター３３２を差動出力のローパスフィルターに置き換え、かつ、当該ローパスフィルターが出力する差動信号をデジタル信号である角速度データに変換するＡ／Ｄ
変換回路をさらに備えてもよい。また、角速度検出装置１（角速度検出回路３０）は、通信インターフェース回路を介して、当該角速度データの各ビットをシリアルに出力してもよい。
【０１３３】
また、上記の各実施形態及び各変形例の角速度検出装置１は、１軸分の角速度を検出するが、互いに交差する複数軸（２軸、３軸あるいは４軸以上）回りの角速度を検出してもよい。この変形例の角速度検出装置１は、例えば、角速度検出素子、駆動回路及び角速度検出回路が軸毎に独立して設けられていてもよいし、各軸回りの角速度をそれぞれ検出する複数の角速度検出素子に対して駆動回路及び角速度検出回路の一方又は両方が共通に設けられていてもよい。
【０１３４】
２．慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）
図１１は、本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図である。図１１に示されるように、本実施形態の慣性計測装置４００は、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の角速度をそれぞれ検出する３つの角速度検出装置４１１〜４１３、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の角速度をそれぞれ検出する３つの加速度検出装置４２１〜４２３、信号処理回路４３０、記憶部４４０及び通信回路４５０を含んで構成されている。なお、本実施形態の慣性計測装置４００は、図１１に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１３５】
角速度検出装置４１１は、ｘ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｘ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１２は、ｙ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｙ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１３は、ｚ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｚ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。
【０１３６】
加速度検出装置４２１は、ｘ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｘ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２２は、ｙ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｙ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２３は、ｚ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｚ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。
【０１３７】
なお、３つの角速度検出装置４１１〜４１３は、１つのパッケージに収容されて３軸角速度検出モジュールを構成してもよい。同様に、３つの加速度検出装置４２１〜４２３は、１つのパッケージに収容されて３軸加速度検出モジュールを構成してもよい。
【０１３８】
信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３から３軸角速度信号を取得し、加速度検出装置４２１〜４２３から３軸加速度信号を取得し、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を処理する。例えば、信号処理回路４３０は、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を順次Ａ／Ｄ変換して３軸角速度データ及び３軸加速度データからなる慣性データを生成し、時刻情報を付して慣性データを記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の取り付け角誤差（各検出軸とｘ軸，ｙ軸，ｚ軸との誤差）に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、記憶部４４０に記憶した慣性データをｘｙｚ座標系のデータに変換（補正）し、記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、ｘｙｚ座標系のデータに変換して記憶部４４０に記憶した慣性データを時刻順に読み出し、時刻情報と慣性データとを含むパケットデータを生成し、通信回路４５０に出力する。
【０１３９】
また、信号処理回路４３０は、慣性データに対して、オフセット補正処理や温度補正処理を行ってもよいし、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の検出動作（例えば、検出周期等）を制御してもよい。
【０１４０】
通信回路４５０は、信号処理回路４３０の処理によって得られたパケットデータ（時刻情報付きの慣性データ）を受け取って、当該パケットデータをあらかじめ決められた通信フォーマットに合わせたシリアルデータに変換し、外部に送信する。
【０１４１】
なお、角速度検出装置４１１〜４１３が出力する３軸角速度信号及び加速度検出装置４２１〜４２３が出力する３軸加速度信号は、デジタル信号であってもよい。また、本実施形態の慣性計測装置４００は、３つの角速度検出装置４１１〜４１３と３つの加速度検出装置４２１〜４２３とを含むが、少なくとも１つの角速度検出装置を含めばよい。
【０１４２】
本実施形態の慣性計測装置４００において、角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、上記の各実施形態又は各変形例の角速度検出装置１が適用される。本実施形態の慣性計測装置４００によれば、角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、高い計測精度を達成することができる。
【０１４３】
３．移動体測位装置
図１２は、本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図である。図１２に示されるように、本実施形態の移動体測位装置５００は、センサーモジュール５１０、処理部５２０、操作部５３０、記憶部５４０、表示部５５０、音出力部５６０及び通信部５７０を含んで構成されており、各種の移動体に搭載される。なお、本実施形態の移動体測位装置５００は、図１２に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１４４】
センサーモジュール５１０は、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とを含む。
【０１４５】
慣性計測装置５１１は、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる角速度をそれぞれ検出する不図示の３つの角速度検出装置と、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる加速度をそれぞれ検出不図示の３つの加速度検出装置と、を含む。そして、センサーモジュール５１０は、３つの角速度検出装置によって検出された３軸角速度信号及び３つの加速度検出装置によって検出された３軸加速度信号に対して、所定の処理（Ａ／Ｄ変換処理、取り付け角誤差の補正処理等）を行う。さらに、センサーモジュール５１０は、所定の処理を行って得られた慣性データ（３軸角速度データ及び３軸加速度データ）を処理部５２０に出力する。慣性計測装置５１１として、上記の実施形態の慣性計測装置４００が適用される。
【０１４６】
衛星信号受信部５１２は、不図示のアンテナを介して、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位用衛星から、当該測位用衛星の軌道情報や時刻情報等を含む航法メッセージ（「測位用情報」の一例）が重畳された電波（衛星信号）を受信する。衛星信号受信部５１２は、例えば３つ以上の測位用衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、公知の技術により、受信した各衛星信号に重畳されている航法メッセージを復調（取得）し、各航法メッセージを処理部５２０に出力する。なお、衛星信号受信部５１２は、ＧＰＳ以外の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の測位用衛星やＧＮＳＳ以外の測位用衛星からの衛星信号を用いてもよいし、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou
Navigation Satellite System）等の衛星測位システムのうち１つ、あるいは２つ以上のシステムの測位用衛星からの衛星信号を利用してもよい。
【０１４７】
図１２では、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは、センサーモジュール５１０に含まれているが、センサーモジュール５１０として一体化されていなくてもよい。すなわち、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは１つのパッケージに収容されていなくてもよい。
【０１４８】
操作部５３０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処理部５２０に出力する。
【０１４９】
記憶部５４０は、処理部５２０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データ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や、処理部５２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭから読み出されたプログラムやデータ、操作部５３０から入力されたデータ、処理部５２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。
【０１５０】
表示部５５０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、処理部５２０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。
【０１５１】
音出力部５６０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１５２】
通信部５７０は、処理部５２０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。
【０１５３】
処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、処理部５２０は、慣性計測装置５１１から慣性データを取得し、衛星信号受信部５１２から航法メッセージを取得し、取得したこれらのデータや操作部５３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部５７０を制御する処理、表示部５５０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、音出力部５６０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【０１５４】
特に、本実施形態では、処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムを実行することにより、姿勢算出部５２１、位置算出部５２２及び位置補正部５２３の各部として機能する。
【０１５５】
姿勢算出部５２１は、慣性計測装置５１１から出力される慣性データに基づいて、公知の手法により、移動体測位装置５００が搭載される移動体の姿勢を算出する。
【０１５６】
位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される航法メッセージに基づいて、移動体の位置を算出する。具体的には、位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される３つ以上の航法メッセージに含まれる衛星信号の発信時刻や受信時の電波伝搬遅れ等の情報を用いて、移動体測位装置５００が搭載される移動体と３つ以上の測位用衛星との各距離を算出する。そして、位置算出部５２２は、算出した距離から移動体の位置を算出する。
【０１５７】
位置補正部５２３は、姿勢算出部が算出した移動体の姿勢に基づいて、位置算出部が算出した移動体の位置を補正する。例えば、位置補正部５２３は、移動体の姿勢から移動体
の水平面に対する傾斜角度を算出し、算出した傾斜角度に基づいて、移動体の水平面上の位置を移動体が移動する面における位置に補正してもよい。
【０１５８】
処理部５２０は、移動体の位置や姿勢等の情報を、表示部５５０に表示させ、あるいは音出力部５６０から出力させ、あるいは、通信部５７０を介して外部装置に送信する。
【０１５９】
なお、衛星信号受信部５１２が各衛星信号を受信して航法メッセージを復調し、位置算出部５２２が航法メッセージを用いて移動体と各測位用衛星との距離を算出して移動体の位置を算出しているが、衛星信号受信部５１２が、移動体と各測位用衛星との距離を算出してもよいし、移動体の位置を算出してもよい。すなわち、衛星信号受信部５１２が、位置算出部５２２が行う処理の少なくとも一部を行ってもよい。
【０１６０】
本実施形態の移動体測位装置５００によれば、慣性計測装置５１１として、高い計測精度を達成することが可能な慣性計測装置４００が適用されるので、例えば、移動体の位置や姿勢等をより高精度に測定することができる。
【０１６１】
４．電子機器
図１３は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図の一例である。図１３に示されるように、本実施形態の電子機器６００は、角速度検出装置６１０、演算処理装置６２０、操作部６３０、ＲＯＭ６４０、ＲＡＭ６５０、通信部６６０、表示部６７０、音出力部６８０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器６００は、図１３に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１６２】
角速度検出装置６１０は、１軸又は複数軸（２軸、３軸、あるいは４軸以上）回りに生じる角速度をそれぞれ検出し、角速度信号を演算処理装置６２０に出力する。角速度検出装置６１０として、上記の各実施形態又は各変形例の角速度検出装置１が適用される。
【０１６３】
演算処理装置６２０は、ＲＯＭ６４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置６２０は、角速度検出装置６１０から出力される角速度信号や、操作部６３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部６６０を制御する処理、表示部６７０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、音出力部６８０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【０１６４】
操作部６３０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演算処理装置６２０に出力する。
【０１６５】
ＲＯＭ６４０は、演算処理装置６２０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データ等を記憶している。
【０１６６】
ＲＡＭ６５０は、演算処理装置６２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ６４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部６３０から入力されたデータ、演算処理装置６２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【０１６７】
通信部６６０は、演算処理装置６２０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。
【０１６８】
表示部６７０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレ
イ等により構成される表示装置であり、演算処理装置６２０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。
【０１６９】
音出力部６８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１７０】
本実施形態の電子機器６００によれば、角速度検出装置６１０として、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、例えば、角速度の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた制御など）をより高精度に行うことができる。
【０１７１】
電子機器６００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、作業用ロボット、ヘルスモニタリング装置、無人運転装置、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ（point of sale）端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【０１７２】
図１４は、電子機器６００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図であり、図１５は、電子機器６００の一例としての腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図である。図１４に示される電子機器６００であるスマートフォンは、操作部６３０としてボタンを、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。図１５に示される電子機器６００である腕装着型の携帯機器は、操作部６３０としてボタンおよび竜頭を、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。これらの電子機器６００は、角速度検出装置６１０として、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、角速度の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた表示制御など）をより高精度に行うことができる。
【０１７３】
更に、電子機器６００の一例として携帯型電子機器の１つである腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）がある。腕時計型の活動計は、バンド等によって手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部を備え無線通信が可能である。上述した本発明に係る角速度検出装置１は、腕時計型の活動計に組み込まれている。
【０１７４】
表示部６７０を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳや地磁気センサーを用いた位置情報、移動量や加速度センサーや角速度センサーなどを用いた運動量などの運動情報、脈波センサーなどを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。
【０１７５】
図１６は、携帯型の電子機器６００の実施形態に係るリスト機器８００（腕時計型の活動計）の平面図である。リスト機器８００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、及び衛星測位システム、例えば、ＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。
【０１７６】
リスト機器８００は、ユーザー（装着者）の所与の部位（例えば、手首）に装着され、
ユーザーの位置情報や運動情報などを検出することができる。リスト機器は、ユーザーに装着されて位置情報や運動情報などを検出する機器本体８１０と、機器本体８１０に取り付けられ機器本体８１０をユーザーに装着するための第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２と、を有する。なお、リスト機器８００には、ユーザーの位置情報や運動情報に加えて、例えば脈波情報などの生体情報を検出する機能や時刻情報などを取得する機能を設けることができる。
【０１７７】
機器本体８１０は、ユーザーへの装着側にケースとしてのボトムケース（不図示）が配置され、ユーザーへの装着側と反対側には、表側に開口する開口部を有するケースとしてのトップケース８３０が配置されている。ここで、ボトムケースとトップケース８３０とによって、ケースが構成される。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）に位置する開口部の外側には、ベゼル８４０が設けられるとともに、このベゼル８４０の内側にベゼル８４０と並んで配置されて内部構造を保護する天板部分（外壁）としての風防板（例えば、ガラス板）８５０が設けられている。風防板８５０は、透光性カバーとして機能し、トップケース８３０の開口部を塞ぐように配置されている。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）の側面には、複数の操作部８７１（操作ボタン）が設けられている。なお、ベゼル８４０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。
【０１７８】
また、機器本体８１０は、風防板８５０の直下に配置されている液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などで構成される表示部８７４と、風防板８５０の外縁部分と表示部８７４との間に配置されている吸湿部材８６０と、を有しており、表示部８７４及び吸湿部材８６０はケースに収容されている。なお、吸湿部材８６０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。機器本体８１０は、風防板８５０を介して、表示部８７４の表示や吸湿部材８６０の表示をユーザーが閲覧可能な構成としてもよい。つまり本実施形態のリスト機器８００では、検出した位置情報や運動情報、或いは時刻情報等の種々の情報を表示部８７４に表示し、当該表示を機器本体８１０のトップ側からユーザーに提示するものであってもよい。また、ボトムケースの両側には、第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２との接続部である一対のバンド装着部（不図示）が設けられている。
【０１７９】
図１７は、リスト機器８００の機能ブロック図の一例である。図１７に示すように、リスト機器８００は、処理部８７０、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、操作部８７１、計時部８７２、記憶部８７３、表示部８７４、音出力部８７５、通信部８７６、バッテリー８７７などを含んで構成されており、これらの各部はケースに収容されている。但し、リスト機器８００の構成は、これらの構成要素の一部を削除又は変更し、あるいは他の構成要素を追加したものであってもよい。
【０１８０】
通信部８７６は、リスト機器８００と他の情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部８７６は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low
Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機や通信部８７６はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。
【０１８１】
処理部８７０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部８７０は、記憶部８７３に格納されたプログラムと、操作部８７１から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部８７０による処理には、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、計
時部８７２の各出力信号（出力データ）に対するデータ処理、表示部８７４に画像を表示させる表示処理、音出力部８７５に音を出力させる音出力処理、通信部８７６を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー８７７からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。
【０１８２】
処理部８７０は、高精度のＧＰＳ機能により計測開始からのユーザーが移動した合計距離を計測する。また、処理部８７０は、距離計測の結果から、ユーザーの現在の走行ペースを計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。また、処理部８７０は、ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。また、処理部８７０は、ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでもユーザーの歩幅を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの１分あたりの歩数（ピッチ）を計測し表示する。また、処理部８７０は、脈拍センサーによりユーザーの心拍数を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。また、処理部８７０は、事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計測（オートラップ）を行う。また、処理部８７０は、ユーザーの消費カロリーを表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの運動開始からの歩数の合計を表示する。
【０１８３】
上記実施形態に係る角速度検出装置１を含む角速度センサー８８４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさ及び向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。
【０１８４】
なお、上述したリスト機器８００は、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を利用しているが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObal NAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１又は２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide
Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite-based Augmentation System）を利用してもよい。
【０１８５】
５．移動体
図１８は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１８に示されるように、本実施形態の移動体７００は、角速度検出装置７１０、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー７２０、コントローラー７３０、コントローラー７４０、バッテリー７５０およびバックアップ用バッテリー７６０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体７００は、図１８に示される構成要素（各部）の一部を省略または変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【０１８６】
角速度検出装置７１０は、１軸又は複数軸（２軸、３軸、あるいは４軸以上）回りに生じる角速度をそれぞれ検出し、コントローラー７２０，７３０，７４０に出力する。角速度検出装置７１０として、上記の各実施形態又は各変形例の角速度検出装置１が適用される。
【０１８７】
本実施形態の移動体７００によれば、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出装置１を含んでいるので、コントローラー７２０，７３０，７４０による角速度の変化に基づく処理（例えば、横滑りや横転の抑止制御など）をより高精度に行うことが
できる。
【０１８８】
このような移動体７００としては種々の移動体が考えられ、例えば、農機、建機、その他の自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１８９】
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。
【０１９０】
上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０１９１】
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】
【０１９２】
１…角速度検出装置、１０…角速度検出素子、２０…駆動回路、２１Ａ，２１Ｂ…Ｑ／Ｖ変換器（チャージアンプ）、２２…コンパレーター、２２Ａ，２２Ｂ…位相シフト回路、２３…差動増幅回路、２４…整流回路、２５…積分回路、２６…出力回路、２７…コンパレーター、２８…ローパスフィルター、２９…コンパレーター、３０…角速度検出回路、３１Ａ，３１Ｂ…Ｑ／Ｖ変換器（チャージアンプ）、３２…差動増幅器、３３…角速度信号生成部、３４，３５…可変コンデンサー、３６…容量値調整回路、３７…記憶部、１０２…キャビティー、１１０…基板、１１２…凹部、１１２ａ…底面、１１４…ポスト部、１２０…蓋体、１３０…固定部、１３０ａ…第１固定部、１３０ｂ…第２固定部、１３０ｃ…第３固定部、１４０…駆動バネ部、１５０…駆動部、１５０ａ…第１駆動部、１５０ｂ…第２駆動部、１５２…可動駆動電極、１５４，１５６…固定駆動電極、１６０…検出バネ部、１６０ａ…第１検出バネ部、１６０ｂ…第２検出バネ部、１６０ｃ…第３検出バネ部、１６２，１６２ａ，１６２ｂ…延出部、１７０…連結バネ部、１８０…検出部、１８０ａ…第１検出部、１８０ｂ…第２検出部、１８２…可動体、１８２ａ…第１可動体、１８２ｂ…第２可動体、１８４…可動検出電極、１８４ａ…第１可動検出電極、１８４ｂ…第２可動検出電極、１８６…固定検出電極、１８６ａ…第１固定検出電極、１８６ｂ…第２固定検出電極、１８８，１８８ａ，１８８ｂ…可動駆動モニター電極、１８９，１８９ａ，１８９ｂ…可動駆動モニター電極、１９０，１９２…固定駆動モニター電極、２１０Ａ，２１０Ｂ…演算増幅器、２１１Ａ，２１１Ｂ…コンデンサー、２１２Ａ，２１２Ｂ…帰還抵抗、３１０Ａ，３１０Ｂ…演算増幅器、３２１…演算増幅器、３２２，３２３，３２４，３２５…コンデンサー、３２６，３２７…帰還抵抗、３３１…同期検波回路、３３２…ローパスフィルター、４００…慣性計測装置、４１１，４１２，４１３…角速度検出装置、４２１，４２２，４２３…加速度検出装置、４３０…信号処理回路、４４０…記憶部、４５０…通信回路、５００…移動体測位装置、５１０…センサーモジュール、５２０…処理部、５２１…姿勢算出部、５２２…位置算出部、５２３…位置補正部、５３０…操作部、５４０…記憶部、５５０…表示部、５６０…音出力部、５７０…通信部、６００…電子機器、６１０…角速度検出装置、６２０…演算処理装置、６３０…操作部、６４０…ＲＯＭ、６５０…ＲＡＭ、６６０…通信部、６７０…表示部、６８０…音出力部、７００…移動体、７１０…角速度検出装置、７２０…コントローラー、７３０…コントローラー、７４０…コントローラー、７５０…バッテリー、７６０…バックアップ用バッテリー、８００…リスト機器、８１０…機器本体、８２１…第１のバンド部、８２２…第２のバ
ンド部、８３０…トップケース、８４０…ベゼル、８５０…風防板、８６０…吸湿部材、８７０…処理部、８７１…操作部、８７２…計時部、８７３…記憶部、８７４…表示部、８７５…音出力部、８７６…通信部、８７７…バッテリー、８８０…ＧＰＳセンサー、８８１…地磁気センサー、８８２…圧力センサー、８８３…加速度センサー、８８４…角速度センサー、８８５…脈拍センサー、８８６…温度センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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