(57)【要約】【課題】角速度検出素子から出力される複数の検出信号に基づいて生成される出力信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出回路を提供すること。【解決手段】第１の検出信号を電圧に変換する第１の変換部と、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、前記角速度検出素子の駆動振動に基づく信号に基づいて、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる漏れ信号によって生じる前記角速度信号のオフセットを低減させるための補正信号を生成する補正信号生成部と、を含み、前記補正信号は、角速度検出素子の第１の検出電極から前記差動増幅部に至る第１の信号経路にある回路に入力される、角速度検出回路。【選択図】図７
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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を有し、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、
前記角速度検出素子の駆動振動に基づく信号に基づいて、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる漏れ信号によって生じる前記角速度信号のオフセットを低減させるための補正信号を生成する補正信号生成部と、を含み、
前記補正信号は、前記第１の検出電極から前記差動増幅部に至る第１の信号経路にある回路に入力される、角速度検出回路。
【請求項２】
前記補正信号は、前記第１の変換部よりも後段の回路に入力される、請求項１に記載の角速度検出回路。
【請求項３】
前記第１の信号経路に設けられ、前記第１の変換部の出力信号と前記補正信号とを加算する加算回路を含む、請求項１又は２に記載の角速度検出回路。
【請求項４】
前記補正信号は、前記第２の検出電極から前記差動増幅部に至る第２の信号経路にある回路には入力されない、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の角速度検出回路。
【請求項５】
前記補正信号生成部は、
前記補正信号の振幅を調整する振幅調整部を含む、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の角速度検出回路。
【請求項６】
前記補正信号生成部は、
前記差動増幅部の出力信号に基づいて、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる前記漏れ信号のレベルを検出する同期検波回路を含み、
前記振幅調整部は、
前記同期検波回路が検出した前記漏れ信号のレベルに基づいて、前記補正信号の振幅を調整する、請求項５に記載の角速度検出回路。
【請求項７】
前記振幅調整部は、
記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記補正信号の振幅を調整する、請求項５に記載の角速度検出回路。
【請求項８】
前記補正信号生成部は、
前記補正信号の位相を調整する位相調整部を含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の角速度検出回路。
【請求項９】
前記第１の変換部及び前記第２の変換部の電源電圧は、前記差動増幅部の電源電圧よりも高い、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の角速度検出回路。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１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、備えている、角速度検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の角速度検出装置を備えている、電子機器。
【請求項１２】
請求項１０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、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ワドラチャー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ワドラチャー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、検出マス部の出力信号が１つであり、複数の検出信号（例えば、互いに逆相の２つの検出信号）を出力する角速度検出素子を備えた角速度検出装置に対して、当該複数の検出信号にそれぞれ含まれるクワドラチャー信号を低減する方法については、特許文献１に開示されていない。
【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出力される複数の検出信号に基づいて生成される出力信号のＳ／Ｎを向上させることが可能な角速度検出回路及び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た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を有し、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、前記角速度検出素子の駆動振動に基づく信号に基づいて、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる漏れ信号によって生じる前記角速度信号のオフセットを低減させるための補正信号を生成する補正信号生成部と、を含み、前記補正信号は、前記第１の検出電極から前記差動増幅部に至る第１の信号経路にある回路に入力される。
【０００９】
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。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記補正信号は、前記第１の変換部よりも後段の回路に入力されてもよい。
【００１１】
［適用例３］
上記適用例に係る角速度検出回路は、前記第１の信号経路に設けられ、前記第１の変換部の出力信号と前記補正信号とを加算する加算回路を含んでもよい。
【００１２】
これらの適用例に係る角速度検出回路によれば、補正信号が角速度検出素子の第１の検出電極から差動増幅部に至る第１の信号経路にある回路（第１の変換部よりも後段の回路や加算回路）に入力されることにより、第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号によって生じる角速度信号のオフセットを低減させることができる。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、差動増幅部の出力信号に含まれる角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比が大きくなり、その結果、差動増幅部の出力信号に基づいて生成される角速度信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００１３】
［適用例４］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記補正信号は、前記第２の検出電極から前記差動増幅部に至る第２の信号経路にある回路には入力されなくてもよい。
【００１４】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、第２の検出電極から前記差動増幅部に至る第２の信号経路において、補正信号が入力される回路を設ける必要がないので、回路面積を削減することができる。
【００１５】
［適用例５］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記補正信号生成部は、前記補正信号の振幅を調整する振幅調整部を含んでもよい。
【００１６】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、振幅調整部により振幅が調整された補正信号が生成されることにより、差動増幅部の出力信号において漏れ信号がより減衰されるので、その結果、角速度信号のＳ／Ｎをより向上させることができる。
【００１７】
［適用例６］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記補正信号生成部は、前記差動増幅部の出力信号に基づいて、前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる前記漏れ信号のレベルを検出する同期検波回路を含み、前記振幅調整部は、前記同期検波回路が検出した前記漏れ信号のレベルに基づいて、前記補正信号の振幅を調整してもよい。
【００１８】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号の振幅が変化しても、これに追従して補正信号の振幅が調整されるので、環境が変化しても角速度信号のＳ／Ｎを一定に維持することができる。
【００１９】
また、本適用例に係る角速度検出回路によれば、１つの同期検波回路により、差動増幅部の出力信号に基づいて、第１の検出信号及び前記第２の検出信号に含まれる漏れ信号のレベルをまとめて検出するので、２つの同期検波回路により、第１の検出信号に含まれる漏れ信号のレベルと第２の検出信号に含まれる漏れ信号のレベルを別個に検出する構成と比較して回路面積を削減することができる。
【００２０】
さらに、本適用例に係る角速度検出回路によれば、その製造工程において、第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号の振幅を検査して補正信号の振幅を調整するための情報を設定する必要がないので、製造コストを削減することも可能である。
【００２１】
［適用例７］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記振幅調整部は、記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記補正信号の振幅を調整してもよい。
【００２２】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、例えば、その製造工程において、第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号の振幅を検査し、漏れ信号の振幅に応じた情報を記憶部に記憶させることにより、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２３】
また、本適用例に係る角速度検出回路によれば、環境変化によって第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号の振幅や位相が変化すると、角速度検出素子の駆動振動に基づく信号の振幅や位相も同様に変化するため、漏れ信号のレベルを検出しなくても、角速度信号のＳ／Ｎをある程度一定に維持することができる。従って、本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の検出信号及び第２の検出信号に含まれる漏れ信号のレベルを検出するための回路が不要であるため、回路面積を削減することも可能である。
【００２４】
［適用例８］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記補正信号生成部は、前記補正信号の位相を調整する位相調整部を含んでもよい。
【００２５】
例えば、前記位相調整部は、前記同期検波回路が検出した前記漏れ信号のレベルに基づいて、前記補正信号の位相を調整してもよいし、記憶部に記憶されている情報に基づいて、前記補正信号の位相を調整してもよい。
【００２６】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、位相調整部により位相が調整された補正信号が生成されることにより、差動増幅部の出力信号において漏れ信号がより減衰されるので、その結果、角速度信号のＳ／Ｎをより向上させることができる。
【００２７】
［適用例９］
上記適用例に係る角速度検出回路において、前記第１の変換部及び前記第２の変換部の電源電圧は、前記差動増幅部の電源電圧よりも高くてもよい。
【００２８】
本適用例に係る角速度検出回路によれば、第１の変換部及び第２の変換部の電源電圧が差動増幅部の電源電圧と同じである場合と比較して、第１の変換部及び第２の変換部のゲインを大きくすることができる。すなわち、第１の変換部及び第２の変換部により、コリオリ信号と漏れ信号がより大きく増幅されるが、補正信号によって漏れ信号は大きく減衰するので、角速度信号のＳ／Ｎをより向上させることができる。
【００２９】
［適用例１０］
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、を備えている。
【００３０】
本適用例に係る角速度検出装置によれば、上記のいずれかの角速度検出回路を備えているので、角速度信号のＳ／Ｎを向上させることができる。
【００３１】
［適用例１１］
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。
【００３２】
［適用例１２］
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。
【００３３】
これらの適用例によれば、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を備えているので、例えば、角速度の変化に基づく処理をより高精度に行うことが可能な電子機器及び移動体を実現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【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】角速度検出素子の動作を説明するための図。
【図４】角速度検出素子の動作を説明するための図。
【図５】角速度検出素子の動作を説明するための図。
【図６】角速度検出素子の動作を説明するための図。
【図７】第１実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図８】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９】第２実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１０】第３実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１１】第４実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１２】変形例１の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１３】変形例２の角速度検出装置の構成を示す図。
【図１４】本実施形態の電子機器の機能ブロック図。
【図１５Ａ】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１５Ｂ】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】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】
【００３５】
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。
【００３６】
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、本実施形態に係る角速度検出装置１に含まれる角速度検出素子１０について、図面を参照しながら説明する。図１は、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を模式的に示す断面図である。なお、図１では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。以下では、角速度検出素子１０が、Ｚ軸回りの角速度を検出する静電容量型ＭＥＭＳ素子である例について説明する。
【００３７】
図２に示されるように、角速度検出素子１０は、基板１１上に設けられ、基板１１と蓋体１２とで構成される収容部に収容されている。収容部の内部の空間であるキャビティー１３は、例えば、真空で密閉されている。基板１１の材質は、例えば、ガラス、シリコンである。蓋体１２の材質は、例えば、シリコン、ガラスである。
【００３８】
図１に示されるように、角速度検出素子１０は、振動体１１２と、固定駆動電極１３０および固定駆動電極１３２と、可動駆動電極１１６と、固定モニター電極１６０および固定モニター電極１６２と、可動モニター電極１１８と、固定検出電極１４０および固定検出電極１４２と、可動検出電極１２６と、を含んで構成されている。
【００３９】
図１に示されるように、角速度検出素子１０は、第１構造体１０６および第２構造体１０８を有している。第１構造体１０６および第２構造体１０８は、Ｘ軸に沿って互いに連結されている。第１構造体１０６は、第２構造体１０８よりも−Ｘ方向側に位置している。構造体１０６，１０８は、例えば、両者の境界線Ｂ（Ｙ軸に沿った直線）に対して、対称となる形状を有している。なお、図示はしないが、角速度検出素子１０は、第２構造体１０８を有しておらず、第１構造体１０６によって構成されていてもよい。
【００４０】
各構造体１０６，１０８は、振動体１１２と、第１バネ部１１４と、可動駆動電極１１６と、変位部１２２と、第２バネ部１２４と、固定駆動電極１３０，１３２と、可動振動検出電極１１８，１２６と、固定振動検出電極１４０，１４２，１６０，１６２と、固定部１５０と、を有する。可動振動検出電極１１８，１２６は、可動モニター電極１１８と、可動検出電極１２６と、に分類される。固定振動検出電極１４０，１４２，１６０，１６２は、固定検出電極１４０，１４２と、固定モニター電極１６０，１６２と、に分類される。
【００４１】
振動体１１２、バネ部１１４，１２４、可動駆動電極１１６、可動モニター電極１１８、変位部１２２、可動検出電極１２６、および固定部１５０は、例えば、基板１１に接合されたシリコン基板（図示せず）を加工することにより、一体に形成されている。これにより、シリコン半導体デバイスの製造に用いられる微細な加工技術の適用が可能となり、角速度検出素子１０の小型化を図ることができる。角速度検出素子１０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。なお、可動駆動電極１１６、可動モニター電極１１８および可動検出電極１２６は、振動体１１２とは別部材として振動体１１２の表面等に設けられていてもよい。
【００４２】
振動体１１２は、例えば、枠状（フレーム状）の形状を有している。振動体１１２の内側には、変位部１２２、可動検出電極１２６、および固定検出電極１４０，１４２が設けられている。
【００４３】
第１バネ部１１４は、一端が振動体１１２に接続され、他端が固定部１５０に接続されている。固定部１５０は、基板１１上に固定されている。すなわち、固定部１５０の下方には、凹部１４（図２参照）が設けられていない。振動体１１２は、第１バネ部１１４を介して、固定部１５０により支持されている。図示の例では、第１バネ部１１４は、第１構造体１０６および第２構造体１０８において、４つずつ設けられている。なお、第１構造体１０６と第２構造体１０８との境界線Ｂ上の固定部１５０は、設けられていなくてもよい。
【００４４】
第１バネ部１１４は、Ｘ軸方向に振動体１１２を変位し得るように構成されている。より具体的には、第１バネ部１１４は、Ｙ軸方向に（Ｙ軸に沿って）往復しながらＸ軸方向に（Ｘ軸に沿って）延出する形状を有している。なお、第１バネ部１１４は、振動体１１２をＸ軸に沿って振動させることができれば、その数は特に限定されない。
【００４５】
可動駆動電極１１６は、振動体１１２に接続されている。可動駆動電極１１６は、振動体１１２から＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延出している。可動駆動電極１１６は、複数設けられ、複数の可動駆動電極１１６は、Ｘ軸方向に配列されていてもよい。可動駆動電極１１６は、振動体１１２の振動に伴い、Ｘ軸に沿って振動することができる。
【００４６】
固定駆動電極１３０，１３２は、基板１１上に固定され、振動体１１２の＋Ｙ方向側、および振動体１１２の−Ｙ方向側に設けられている。
【００４７】
固定駆動電極１３０，１３２は、可動駆動電極１１６と対向し、可動駆動電極１１６を挟んで設けられている。より具体的には、可動駆動電極１１６を挟む固定駆動電極１３０，１３２において、第１構造体１０６では、可動駆動電極１１６の−Ｘ方向側に固定駆動電極１３０が設けられ、可動駆動電極１１６の＋Ｘ方向側に固定駆動電極１３２が設けられている。第２構造体１０８では、可動駆動電極１１６の＋Ｘ方向側に固定駆動電極１３０が設けられ、可動駆動電極１１６の−Ｘ方向側に固定駆動電極１３２が設けられている。
【００４８】
図１に示す例では、固定駆動電極１３０，１３２は、櫛歯状の形状を有しており、可動駆動電極１１６は、固定駆動電極１３０，１３２の櫛歯の間に挿入可能な形状を有している。固定駆動電極１３０，１３２は、可動駆動電極１１６の数に応じて、複数設けられ、Ｘ軸方向に配列されていてもよい。固定駆動電極１３０，１３２および可動駆動電極１１６は、振動体１１２を振動させるための電極である。
【００４９】
可動モニター電極１１８は、振動体１１２に接続されている。可動モニター電極１１８は、振動体１１２から＋Ｙ方向および−Ｙ方向に延出している。図１に示す例では、可動モニター電極１１８は、第１構造体１０６の振動体１１２の＋Ｙ方向側、および第２構造体１０８の振動体１１２の＋Ｙ方向側に、１つずつ設けられ、可動モニター電極１１８の間に、複数の可動駆動電極１１６が配列されている。さらに、可動モニター電極１１８は、第１構造体１０６の振動体１１２の−Ｙ方向側、および第２構造体１０８の振動体１１２の−Ｙ方向側に、１つずつ設けられ、可動モニター電極１１８の間に、複数の可動駆動電極１１６が配列されている。可動モニター電極１１８の平面形状は、例えば、可動駆動電極１１６の平面形状と同じである。可動モニター電極１１８は、振動体１１２の振動に伴い、Ｘ軸に沿って振動する、すなわち、往復運動することができる。
【００５０】
固定モニター電極１６０，１６２は、基板１１上に固定され、振動体１１２の＋Ｙ方向側、および振動体１１２の−Ｙ方向側に設けられている。
【００５１】
固定モニター電極１６０，１６２は、可動モニター電極１１８と対向し、可動モニター電極１１８を挟んで設けられている。より具体的には、可動モニター電極１１８を挟む固定モニター電極１６０，１６２において、第１構造体１０６では、可動モニター電極１１８の−Ｘ方向側に固定モニター電極１６０が設けられ、可動モニター電極１１８の＋Ｘ方向側に固定モニター電極１６２が設けられている。第２構造体１０８では、可動モニター電極１１８の＋Ｘ方向側に固定モニター電極１６０が設けられ、可動モニター電極１１８の−Ｘ方向側に固定モニター電極１６２が設けられている。
【００５２】
固定モニター電極１６０，１６２は、櫛歯状の形状を有しており、可動モニター電極１１８は、固定モニター電極１６０，１６２の櫛歯の間に挿入可能な形状を有している。
【００５３】
固定モニター電極１６０，１６２および可動モニター電極１１８は、振動体１１２の振動に応じて変化する信号を検出するため電極であり、振動体１１２の振動状態を検出するための電極である。より具体的には、可動モニター電極１１８がＸ軸に沿って変位することにより、可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６０との間の静電容量、および可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６２との間の静電容量、が変化する。これにより、固定モニター電極１６０，１６２の電流が変化する。この電流の変化を検出することにより、振動体１１２の振動状態を検出することができる。
【００５４】
変位部１２２は、第２バネ部１２４を介して、振動体１１２に接続されている。図示の例では、変位部１２２の平面形状は、Ｙ軸に沿った長辺を有する長方形である。なお、図示はしないが、変位部１２２は、振動体１１２の外側に設けられていてもよい。
【００５５】
第２バネ部１２４は、Ｙ軸方向に変位部１２２を変位し得るように構成されている。より具体的には、第２バネ部１２４は、Ｘ軸方向に往復しながらＹ軸方向に延出する形状を有している。なお、第２バネ部１２４は、変位部１２２をＹ軸に沿って変位させることができれば、その数は特に限定されない。
【００５６】
可動検出電極１２６は、変位部１２２に接続されている。可動検出電極１２６は、例えば、複数設けられている。可動検出電極１２６は、変位部１２２から＋Ｘ方向および−Ｘ方向に延出している。
【００５７】
固定検出電極１４０，１４２は、基板１１上に固定されている。より具体的には、固定検出電極１４０，１４２は、一端が基板１１上に固定され、他端が自由端として変位部１２２側に延出している。
【００５８】
固定検出電極１４０，１４２は、可動検出電極１２６と対向し、可動検出電極１２６を挟んで設けられている。より具体的には、可動検出電極１２６を挟む固定検出電極１４０，１４２において、第１構造体１０６では、可動検出電極１２６の−Ｙ方向側に固定検出電極１４０が設けられ、可動検出電極１２６の＋Ｙ方向側に固定検出電極１４２が設けられている。第２構造体１０８では、可動検出電極１２６の＋Ｙ方向側に固定検出電極１４０が設けられ、可動検出電極１２６の−Ｙ方向側に固定検出電極１４２が設けられている。
【００５９】
図１に示す例では、固定検出電極１４０，１４２は、複数設けられ、Ｙ軸に沿って交互に配列されている。固定検出電極１４０，１４２および可動検出電極１２６は、振動体１１２の振動に応じて変化する信号（静電容量）を検出するための電極である。
【００６０】
次に、角速度検出素子１０の動作について説明する。図３〜図６は、角速度検出素子１０の動作を説明するための図である。なお、図３〜図６では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。また、便宜上、図３〜図６では、可動駆動電極１１６、可動モニター電極１１８、可動検出電極１２６、固定駆動電極１３０，１３２、固定検出電極１４０，１４２、および固定モニター電極１６０，１６２の図示を省略し、角速度検出素子１０を簡略化して図示している。
【００６１】
可動駆動電極１１６と固定駆動電極１３０，１３２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１１６と固定駆動電極１３０，１３２との間に、静電力を発生させることができる（図１参照）。これにより、図３および図４に示すように、第１バネ部１１４をＸ軸に沿って伸縮させることができ、振動体１１２をＸ軸に沿って振動させることができる。
【００６２】
より具体的には、可動駆動電極１１６に、一定のバイアス電圧Ｖｒを与える。さらに、図示しない駆動配線を介して固定駆動電極１３０に、所定の電圧を基準として第１交流電圧を印加する。また、図示しない駆動配線を介して固定駆動電極１３２に、所定の電圧を基準として、第１交流電圧と位相が１８０度ずれた第２交流電圧を印加する。
【００６３】
ここで、可動駆動電極１１６を挟む固定駆動電極１３０，１３２において、第１構造体１０６では、可動駆動電極１１６の−Ｘ方向側に固定駆動電極１３０が設けられ、可動駆動電極１１６の＋Ｘ方向側に固定駆動電極１３２が設けられている（図１参照）。第２構造体１０８では、可動駆動電極１１６の＋Ｘ方向側に固定駆動電極１３０が設けられ、可動駆動電極１１６の−Ｘ方向側に固定駆動電極１３２が設けられている（図１参照）。そのため、第１交流電圧および第２交流電圧によって、第１構造体１０６の振動体１１２ａ
、および第２構造体１０８の振動体１１２ｂを、互いに逆位相でかつ所定の周波数で、Ｘ軸に沿って振動させることができる。図３に示す例では、振動体１１２ａは、α１方向に変位し、振動体１１２ｂは、α１方向と反対のα２方向に変位している。図４に示す例では、振動体１１２ａは、α２方向に変位し、振動体１１２ｂは、α１方向に変位している。
【００６４】
なお、変位部１２２は、振動体１１２の振動に伴い、Ｘ軸に沿って変位する。同様に、可動検出電極１２６（図１参照）は、振動体１１２の振動に伴い、Ｘ軸に沿って変位する。
【００６５】
図５および図６に示すように、振動体１１２ａ，１１２ｂがＸ軸に沿って振動を行っている状態で、角速度検出素子１０にＺ軸回りの角速度ωが加わると、コリオリの力が働き、変位部１２２は、Ｙ軸に沿って変位する。すなわち、振動体１１２ａに接続された変位部１２２ａ、および振動体１１２ｂに接続された変位部１２２ｂは、Ｙ軸に沿って、互いに反対方向に変位する。図５に示す例では、変位部１２２ａは、β１方向に変位し、変位部１２２ｂは、β１方向と反対のβ２方向に変位している。図６に示す例では、変位部１２２ａは、β２方向に変位し、第２変位部１２２ｂは、β１方向に変位している。
【００６６】
変位部１２２ａ，１２２ｂがＹ軸に沿って変位することにより、可動検出電極１２６と固定検出電極１４０との間の距離は、変化する（図１参照）。同様に、可動検出電極１２６と固定検出電極１４２との間の距離は、変化する（図１参照）。そのため、可動検出電極１２６と固定検出電極１４０との間の静電容量は、変化する。同様に、可動検出電極１２６と固定検出電極１４２との間の静電容量は、変化する。
【００６７】
角速度検出素子１０では、可動検出電極１２６と固定検出電極１４０との間に電圧を印加することにより、可動検出電極１２６と固定検出電極１４０との間の静電容量の変化量を検出することができる（図１参照）。さらに、可動検出電極１２６と固定検出電極１４２との間に電圧を印加することにより、可動検出電極１２６と固定検出電極１４２との間の静電容量の変化量を検出することができる（図１参照）。このようにして、角速度検出素子１０は、可動検出電極１２６と固定検出電極１４０，１４２との間の静電容量の変化量により、Ｚ軸回りの角速度ωを求めることができる。
【００６８】
さらに、角速度検出素子１０では、振動体１１２ａ，１１２ｂがＸ軸に沿って振動することにより、可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６０との間の距離は、変化する（図１参照）。同様に、可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６２との間の距離は、変化する（図１参照）。そのため、可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６０との間の静電容量は、変化する。同様に、可動モニター電極１１８と固定モニター電極１６２との間の静電容量は、変化する。これに伴い、固定モニター電極１６０，１６２に流れる電流は変化する。この電流の変化によって、振動体１１２ａ，１１２ｂの振動状態を検出する（モニターする）ことができる。
【００６９】
角速度検出素子１０において、図１に示される例のように、可動検出電極１２６の往復運動端の両側の領域に、固定検出電極１４０，１４２が設けられていてもよい。
【００７０】
［角速度検出装置の構成及び動作］
図７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７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。
【００７１】
駆動回路２０は、角速度検出素子１０の固定モニター電極１６０，１６２からの信号に
基づいて駆動信号を生成し、固定駆動電極１３０，１３２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。
【００７２】
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、検出信号から、振動に基づくクワドラチャー信号（漏れ信号）を減衰させるとともに、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。
【００７３】
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、コンパレーター２２、２つの位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂ、２つの帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂ、コンパレーター２５及びレベル変換回路２６を含んで構成されている。
【００７４】
角速度検出素子１０の振動体１１２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モニター電極１６０，１６２から出力される。
【００７５】
Ｑ／Ｖ変換器２１Ａは、演算増幅器２１０Ａとコンデンサー２１１Ａを有し、角速度検出素子１０の固定モニター電極１６０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３１Ｂは、演算増幅器２１０Ｂとコンデンサー２１１Ｂを有し、角速度検出素子１０の固定モニター電極１６２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、振動体１１２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、固定モニター電極１６０，１６２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。
【００７６】
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、コンパレーター２２に入力される。コンパレーター２２は、交流電圧信号ＭＮＴの電圧と交流電圧信号ＭＮＴＢの電圧とを比較し、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７の例では、コンパレーター２２の反転出力端子から出力される矩形波信号は、後述するクワドラチャー参照信号ＱＤＥＴとして使用される。交流電圧信号ＭＮＴの電圧が交流電圧信号ＭＮＴＢの電圧よりも高いときは、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴはハイレベルとなる。交流電圧信号ＭＮＴの電圧が交流電圧信号ＭＮＴＢの電圧よりも低いときは、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴはローレベルとなる。
【００７７】
また、交流電圧信号ＭＮＴ，ＭＮＴＢは、位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂにそれぞれ入力される。位相シフト回路２３Ａ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２３Ｂ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７の例では、位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂ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。
【００７８】
位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂの出力信号は、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂにそれぞれ入力される。帯域制限フィルター２４Ａは、駆動信号の周波数帯域を制限するための回路であり、位相シフト回路２３Ａの出力信号に含まれる、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。同様に、帯域制限フィルター２４Ｂは、駆動信号の周波数帯域を制限するための回路であり、位相シフト回路２３Ｂの
出力信号に含まれる、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７の例では、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂはローパスフィルターであるが、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であってもよい。
【００７９】
前述の通り、交流電圧信号ＭＮＴは固定モニター電極１６０から出力される交流電流に対して位相が９０°進んだ信号であるため、発振条件を満たすために、位相シフト回路２３Ａにおける位相遅れと帯域制限フィルター２４Ａにおける位相遅れの和は約９０°になっている。同様に、交流電圧信号ＭＮＴＢは固定モニター電極１６２から出力される交流電流に対して位相が９０°進んだ信号であるため、発振条件を満たすために、位相シフト回路２３Ｂにおける位相遅れと帯域制限フィルター２４Ｂにおける位相遅れの和は約９０°になっている。例えば、位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂにおける位相遅れが７５°であり、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂにおける位相遅れが１５°であってもよい。
【００８０】
このように、位相シフト回路２３Ａと帯域制限フィルター２４Ａとは、駆動信号の位相を調整し、かつ、駆動信号の周波数帯域を制限する位相調整部２７Ａを構成している。同様に、位相シフト回路２３Ｂと帯域制限フィルター２４Ｂとは、駆動信号の位相を調整し、かつ、駆動信号の周波数帯域を制限する位相調整部２７Ｂを構成している。図７の例では、位相調整部２７Ａ，２７Ｂは、位相シフト回路２３Ａと帯域制限フィルター２４Ａ、あるいは、位相シフト回路２３Ｂと帯域制限フィルター２４Ｂの２つの回路によって実現されているが、交流電圧信号ＭＮＴあるいは交流電圧信号ＭＮＴＢに対する位相調整機能と帯域制限機能とを有する１つの回路（例えば、能動素子を用いたフィルターやＬＣフィルター等）で実現されてもよい。
【００８１】
帯域制限フィルター２４Ａ、２４Ｂの出力信号は、コンパレーター２５に入力される。コンパレーター２５は、帯域制限フィルター２４Ａの出力電圧（位相調整部２７Ａの出力信号の電圧）と帯域制限フィルター２４Ｂの出力電圧（位相調整部２７Ｂの出力信号の電圧）とを比較し、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７の例では、コンパレーター２５の反転出力端子から出力される矩形波信号は、後述するコリオリ参照信号ＳＤＥＴとして使用される。帯域制限フィルター２４Ａの出力電圧が帯域制限フィルター２４Ｂの出力電圧よりも高いときは、コリオリ参照信号ＳＤＥＴはハイレベルとなる。また、帯域制限フィルター２４Ａの出力電圧が帯域制限フィルター２４Ｂの出力電圧よりも低いときは、コリオリ参照信号ＳＤＥＴはローレベルとなる。
【００８２】
コンパレーター２５から出力される互いに逆相の矩形波信号は、レベル変換回路２６に入力される。レベル変換回路２６は、コンパレーター２５の出力信号の電圧レベルを変換する。具体的には、レベル変換回路２６は、コンパレーター２５から出力される互いに逆相の矩形波信号を、ハイレベルが電圧ＶＨ、ローレベルが電圧ＶＬの互いに逆相の矩形波信号に変換する。レベル変換回路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１３０，１３２にそれぞれ入力される。この固定駆動電極１３０，１３２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。
【００８３】
コンパレーター２５とレベル変換回路２６とで構成される回路は、位相調整部２７Ａ，２７Ｂの出力信号に基づいて、角速度検出素子１０を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成部として機能する。
【００８４】
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。
【００８５】
また、本実施形態では、振動体１１２の振動周波数ｆ０に対して、位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂの振幅ゲインは１であり、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂの振幅ゲインもほぼ１である。従って、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂの出力信号は、その振幅がほとんど減衰されずに帯域制限フィルター２４Ａ、２４Ｂから出力されることになる。さらに、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂの後段に設けられているので、帯域制限フィルター２４Ａ，２４Ｂによって、位相シフト回路２３Ａ，２３Ｂで発生した高周波ノイズを減衰させることができる。従って、帯域制限フィルター２４Ａ、２４Ｂの出力信号でも、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａ，２１Ｂの出力信号と同等の高いＳ／Ｎが維持される。その結果、駆動信号のジッターが低減され、駆動信号と連動するコリオリ参照信号ＳＤＥＴやクワドラチャー参照信号ＱＤＥＴのジッターも低減される。
【００８６】
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、コリオリ同期検波回路３３、クワドラチャー同期検波回路３４、振幅調整回路３５、加算回路３６及び反転増幅回路３７を含んで構成されている。
【００８７】
角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号（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ワドラチャー信号（漏れ信号）を含んでいる。固定検出電極１４０から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）とコリオリ信号（角速度成分）とは位相が９０°ずれている。同様に、固定検出電極１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）とコリオリ信号（角速度成分）とは位相が９０°ずれている。また、固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるコリオリ信号（角速度成分）は互いに逆相であり、クワドラチャー信号（漏れ信号）は互いに逆相である。
【００８８】
Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ（第１の変換部の一例）は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０（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の固定検出電極１４２（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。
【００８９】
具体的には、角速度検出素子１０の振動体１１２が振動すると、容量変化に基づく電流が固定検出電極１４０，１４２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、固定検出電極１４０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、固定検出電極１４２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１４０，１４２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。
【００９０】
Ｑ／Ｖ変換器３１Ａから出力された交流電圧信号は、加算回路３６に入力される。加算回路３６は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から差動増幅器３２に至る第１の信号経路に設けられ、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号と振幅調整回路３５の出力信号とを加算する。加算回路３６は、演算増幅器３６０を有し、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号、振幅調整回路３５の出力信号及び演算増幅器３６０の出力信号が、それぞれ抵抗を介して
演算増幅器３６０の反転入力端子に入力される。また、演算増幅器３６０の非反転入力端子にはアナロググラウンド電圧ＡＧＮＤが供給される。
【００９１】
また、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂから出力された交流電圧信号は、反転増幅回路３７に入力される。反転増幅回路３７は、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力信号を、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準として反転増幅する。
【００９２】
加算回路３６から出力された交流電圧信号と反転増幅回路３７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、加算回路３６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）と反転増幅回路３７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）とを差動増幅して出力する。
【００９３】
差動増幅器３２から出力された信号は、コリオリ同期検波回路３３に入力される。コリオリ同期検波回路３３は、差動増幅器３２から出力された信号をコリオリ参照信号ＳＤＥＴに基づいて同期検波する。より詳細には、コリオリ同期検波回路３３は、コリオリ参照信号ＳＤＥＴがハイレベルのときは差動増幅器３２から出力された信号を選択し、コリオリ参照信号ＳＤＥＴがローレベルのときは差動増幅器３２から出力された信号の極性を反転させた信号を選択することにより全波整流し、全波整流して得られた信号をローパスフィルター処理して出力する。コリオリ同期検波回路３３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１４０，１４２から出力される検出信号から、コリオリ信号（角速度成分）が抽出された信号であり、コリオリ信号（角速度成分）の大きさに応じた電圧となる。このコリオリ同期検波回路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。前述の通り、コリオリ参照信号ＳＤＥＴのジッターが低減されるため、コリオリ同期検波回路３３による同期検波の精度が向上し、その結果、角速度の検出精度が向上する。
【００９４】
差動増幅器３２とコリオリ同期検波回路３３とで構成される回路は、差動増幅器３２によってＱ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂの出力信号を差動増幅し、差動増幅器３２の出力信号に基づいて角速度信号ＳＯを生成する角速度信号生成部として機能する。
【００９５】
差動増幅器３２から出力された信号は、クワドラチャー同期検波回路３４にも入力される。クワドラチャー同期検波回路３４（同期検波回路の一例）は、差動増幅器３２の出力信号（交流電圧信号）に基づいて、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から出力される交流電流及び固定検出電極１４２から出力される交流電流に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルを検出する。
【００９６】
具体的には、クワドラチャー同期検波回路３４は、差動増幅器３２の出力信号（交流電圧信号）をクワドラチャー参照信号ＱＤＥＴに基づいて同期検波してクワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルを検出する。すなわち、クワドラチャー同期検波回路３４は、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴがハイレベルのときは差動増幅器３２から出力された交流電圧信号を選択し、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴがローレベルのときは差動増幅器３２から出力された交流電圧信号の極性を反転させた信号を選択することにより全波整流し、全波整流して得られた信号を積分処理して出力する。クワドラチャー同期検波回路３４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１４０，１４２から出力される検出信号から、クワドラチャー信号（漏れ信号）が抽出された信号であり、クワドラチャー信号（漏れ信号）の大きさに応じた電圧となる。
【００９７】
クワドラチャー同期検波回路３４から出力される信号は、振幅調整回路３５に入力される。振幅調整回路３５は、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号に応じて、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）をキャンセルするよ
うに、交流電圧信号ＭＮＴの振幅を調整した信号を出力する。振幅調整回路３５から出力される信号は、振動周波数（クワドラチャー信号（漏れ信号）の周波数）と同一の周波数を有し、かつ、クワドラチャー信号（漏れ信号）の大きさによって決まる振幅を有する交流電圧信号である。そして、振幅調整回路３５から出力される交流電圧信号は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から差動増幅器３２に至る第１の信号経路にある回路に入力される。また、振幅調整回路３５の出力信号は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４２から差動増幅器３２に至る第２の信号経路にある回路には入力されない。特に本実施形態では、振幅調整回路３５の出力信号は、第１の信号経路においてＱ／Ｖ変換器３１Ａよりも後段の回路である加算回路３６に入力される。より具体的には、振幅調整回路３５の出力信号は、加算回路３６が有する演算増幅器３６０の反転入力端子に抵抗を介して入力される。
【００９８】
この演算増幅器３６０の反転入力端子に入力される交流電圧信号は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から演算増幅器３１０Ａ，３１０Ｂの反転入力端子にそれぞれ入力される電流に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）を打ち消すように作用するため、差動増幅器３２の出力信号ではクワドラチャー信号（漏れ信号）が大きく減衰されることになる。その結果、クワドラチャー信号（漏れ信号）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る。さらに、前述の通り、本実施形態では、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴのジッターが低減されるため、クワドラチャー同期検波回路３４Ａ，３４Ｂによる同期検波の精度が向上する。その結果、角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。以下では、演算増幅器３６０の反転入力端子に入力される信号を「クワドラチャー補正信号」と呼ぶ。
【００９９】
このように、クワドラチャー同期検波回路３４と振幅調整回路３５とで構成される回路は、角速度検出素子１０の駆動振動に基づく信号である交流電圧信号ＭＮＴに基づいて、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から出力される交流電流及び固定検出電極１４２から出力される交流電流に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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ためのクワドラチャー補正信号（補正信号の一例）を生成する補正信号生成部として機能する。また、振幅調整回路３５は、クワドラチャー同期検波回路３４が検出したクワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルに基づいて、クワドラチャー補正信号の振幅を調整する振幅調整部として機能する。
【０１００】
次に、図７に示した角速度検出装置１によりクワドラチャー信号（漏れ信号）が除去される原理について、図８の波形図を用いて説明する。図８は、図７のＡ点〜Ｍ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８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。
【０１０１】
角速度検出素子１０の振動体１１２が振動している状態では、レベル変換回路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。
【０１０２】
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、クワドラチャー信号（漏れ信号）のみを含んでいる。このＱ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）（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。
【０１０３】
加算回路３６に入力されるクワドラチャー補正信号（Ｋ点の信号）は、振幅調整回路３５により、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号（Ｊ点の信号）の波形に応じて、交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）の振幅が調整された波形となる。
【０１０４】
クワドラチャー補正信号（Ｋ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）と同相であり、これらの信号は加算回路３６において加算される。加算回路３６の出力信号（Ｆ点の信号）は、クワドラチャー補正信号（Ｋ点の信号）の波形と、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号（Ｅ点の信号）とが加算された波形（実線の波形）となる。
【０１０５】
反転増幅回路３７の出力信号（Ｆ’点の信号）は、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの出力信号（Ｅ’点の信号）の電圧が、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準として反転した波形となる。この反転増幅回路３７は、加算回路３６に対して、ゲイン及び位相遅れが同等となるように設定されている。
【０１０６】
ここで、加算回路３６の出力信号（Ｆ点の信号（実線））は、反転増幅回路３７の出力信号（Ｆ’点の信号）と、振幅と位相がほぼ等しい。すなわち、振幅調整回路３５は、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤを基準として交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）の電圧を反転させるとともに、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号（Ｊ点の信号）に応じて、加算回路３６の出力信号（Ｆ点の信号（実線の波形））が反転増幅回路３７の出力信号（Ｆ’点の信号）に対して、振幅と位相がほぼ等しくなるように、交流電圧信号ＭＮＴ（Ｃ点の信号）の振幅を調整し、クワドラチャー補正信号（Ｋ点の信号）を生成する。
【０１０７】
そして、加算回路３６の出力信号（Ｆ点の信号）と反転増幅回路３７の出力信号（Ｆ’点の信号）とは、差動増幅器３２において差動増幅され、差動増幅器３２の出力信号（Ｇ点の信号）は、クワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅が減衰された波形（実線の波形）となる。
【０１０８】
クワドラチャー同期検波回路３４において、クワドラチャー参照信号ＱＤＥＴ（Ｈ点の信号）によって差動増幅器３２の出力信号（Ｇ点の信号（実線の波形））が全波整流された信号（Ｉ点の信号）は、振幅の小さい正極性の波形となる。従って、この全波整流信号（Ｉ点の信号）の積分信号（Ｊ点の信号）は、レベルが低く、ＤＣに近い正極性の電圧波形となる。そして、振幅調整回路３５により、例えば、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号（Ｊ点の信号）のレベルが最小になるように、加算回路３６に入力されるクワドラチャー補正信号（Ｋ点の信号）の振幅が調整される。これにより、差動増幅器３２の出力信号（Ｇ点の信号）の振幅が減衰されるように、フィードバックがかかる。
【０１０９】
その結果、コリオリ同期検波回路３３において、コリオリ参照信号ＳＤＥＴ（Ｌ点の信号）によって差動増幅器３２の出力信号（Ｇ点の信号）が全波整流された信号（Ｍ点の信号）は、正極性と負極性を繰り返す振幅の小さい波形（実線の波形）となる。従って、全波整流信号（Ｍ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（Ｎ点の信号）は、全波整流信号（Ｍ点の信号）における正極性の波形と負極性の波形との対称性が多少ずれても、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤにほぼ等しい電圧（実線の波形）となる。すなわち、クワドラチャー信号（漏れ信号）によって生じる角速度信号ＳＯの
オフセットは非常に小さい。
【０１１０】
なお、仮に、演算増幅器３６０の反転入力端子に、抵抗を介してクワドラチャー補正信号（Ｋ点の信号）が供給されない場合、Ｆ点、Ｇ点、Ｍ点、Ｎ点の各信号は、図８の破線のような波形となり、角速度信号ＳＯ（Ｎ点の信号）は、全波整流信号（Ｍ点の信号）における正極性の波形と負極性の波形との対称性のずれに応じて、アナロググラウンド電圧ＡＧＮＤからずれた電圧となる。すなわち、クワドラチャー信号（漏れ信号）によって生じる角速度信号ＳＯのオフセットが大きい。
【０１１１】
［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）によれば、振幅調整回路３５によって振幅が調整されたクワドラチャー補正信号が、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から差動増幅器３２に至る第１の信号経路にある加算回路３６に入力されることにより、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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、差動増幅器３２の出力信号に含まれる角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比が大きくなり、その結果、差動増幅器３２の出力信号に基づいて生成される角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。
【０１１２】
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）によれば、角速度検出素子１０の固定検出電極１４２から差動増幅器３２に至る第２の信号経路において、クワドラチャー補正信号が入力される加算回路を設ける必要がないので、回路面積を削減することができる。
【０１１３】
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）によれば、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅が変化しても、これに追従してクワドラチャー補正信号の振幅が調整されるので、環境が変化しても角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを一定に維持することができる。
【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）によれば、１つのクワドラチャー同期検波回路３４により、差動増幅器３２の出力信号に基づいて、クワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルをまとめて検出するので、回路面積を削減することができる。
【０１１５】
さらに、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、その製造工程において、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅を検査してクワドラチャー補正信号の振幅を調整するための情報を設定する必要がないので、製造コストを削減することも可能である。
【０１１６】
１−２．第２実施形態
図９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９において、図７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】
第１実施形態において、振幅調整回路３５における位相遅れにより、振幅調整回路３５から出力される信号と、演算増幅器３１０Ａから出力される信号との位相差は０°からず
れている場合がある。そこで、図９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７）に対して、さらに、位相調整回路３８が追加されている。位相調整回路３８（位相調整部の一例）は、加算回路３６（演算増幅器３６０の反転入力端子）に入力されるクワドラチャー補正信号（補正信号の一例）の位相を調整する回路である。具体的には、位相調整回路３８は、クワドラチャー同期検波回路３４が検出した漏れ信号のレベルに基づいて、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）をキャンセルするように、演算増幅器３６０の反転入力端子に抵抗を介して入力されるクワドラチャー補正信号の位相を調整する。例えば、位相調整回路３８が有する可変抵抗の抵抗値及び可変容量の容量値の少なくとも一方を、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号のレベルに応じて変化させることにより、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）がキャンセルされるように、位相調整回路３８における位相進み量を変化させてもよい。
【０１１８】
位相調整回路３８により、例えば、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号のレベルが最小になるように、加算回路３６に入力されるクワドラチャー補正信号の位相が調整される。これにより、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅が減衰されるようにフィードバックがかかる。その結果、クワドラチャー信号（漏れ信号）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る。
【０１１９】
このように、クワドラチャー同期検波回路３４と振幅調整回路３５と位相調整回路３８とで構成される回路は、角速度検出素子１０の駆動振動に基づく信号である交流電圧信号ＭＮＴに基づいて、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される交流電流に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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ためのクワドラチャー補正信号（補正信号の一例）を生成する補正信号生成部として機能する。
【０１２０】
第２実施形態の角速度検出装置１におけるその他の構成は第１実施形態（図７）と同様である。
【０１２１】
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、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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とともに、差動増幅器３２の出力信号に含まれる角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比が大きくなる。その結果、差動増幅器３２の出力信号に基づいて生成される角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。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）と同様、角速度検出素子１０の固定検出電極１４２から差動増幅器３２に至る第２の信号経路において、クワドラチャー補正信号が入力される加算回路を設ける必要がなく、かつ、１つのクワドラチャー同期検波回路３４により、クワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルをまとめて検出するので、回路面積を削減することができる。
【０１２２】
さらに、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、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅や位相が変化しても、これに追従してクワドラチャー補正信号の振幅や位相が自動的に調整されるので、環境が変化しても角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを一定に維持することができる。
【０１２３】
また、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、その製造工程において、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅や位相を検査してクワドラチャー補正
信号の振幅や位相を調整するための情報を設定する必要がないので、製造コストを削減することも可能である。
【０１２４】
なお、図９の例では、位相調整回路３８は、振幅調整回路３５の出力端子と加算回路３６の入力端子との間に設けられているが、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子と振幅調整回路３５の入力端子との間に設けられていてもよい。
【０１２５】
１−３．第３実施形態
図１０は、第３実施形態の角速度検出装置１の構成を示す図である。図１０において、図９と同様の構成要素には同じ符号を付している。以下、第３実施形態の角速度検出装置１について、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容を中心に説明する。
【０１２６】
図１０に示されるように、第３実施形態の角速度検出装置１では、第２実施形態に対して、クワドラチャー同期検波回路３４に代えて、記憶部３９が設けられている。そして、振幅調整回路３５は、記憶部３９に記憶されている情報（振幅調整情報）に基づいて、加算回路３６に入力されるクワドラチャー補正信号の振幅を調整する。また、位相調整回路３８は、記憶部３９に記憶されている情報（位相調整情報）に基づいて、加算回路３６に入力されるクワドラチャー補正信号の位相を調整する。
【０１２７】
例えば、記憶部３９に記憶されている振幅調整情報は定数の値であり、振幅調整回路３５は、交流電圧信号ＭＮＴの振幅を当該定数倍した信号を出力してもよい。また、記憶部３９に記憶されている位相調整情報は定数の値であり、位相調整回路３８は、当該定数の値に応じて可変抵抗の抵抗値及び可変容量の容量値の少なくとも一方を変化させることにより、振幅調整回路３５の出力信号に対して位相が進んだクワドラチャー補正信号を出力してもよい。
【０１２８】
例えば、角速度検出装置１の検査工程において、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂからそれぞれ出力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルを測定し、測定値に応じた振幅調整情報を不揮発性の記憶部３９に記憶させてもよい。また、角速度検出装置１の検査工程において、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂからそれぞれ出力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）と交流電圧信号ＭＮＴとの位相差を測定し、測定値に応じた位相調整情報を不揮発性の記憶部３９に記憶させてもよい。
【０１２９】
第３実施形態の角速度検出装置１におけるその他の構成は第２実施形態（図９）と同様である。
【０１３０】
以上に説明した第３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、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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とともに、差動増幅器３２の出力信号に含まれる角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比が大きくなる。その結果、差動増幅器３２の出力信号に基づいて生成される角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。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）と同様、角速度検出素子１０の固定検出電極１４２から差動増幅器３２に至る第２の信号経路において、クワドラチャー補正信号が入力される加算回路を設ける必要がなく、かつ、１つのクワドラチャー同期検波回路３４により、クワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルをまとめて検出するので、回路面積を削減することができる。
【０１３１】
さらに、第３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、例えば、
その製造工程において、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅及び位相を検査し、クワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅及び位相に応じた情報を記憶部３９に記憶させることにより、角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。
【０１３２】
また、第３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、環境変化によって角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）の振幅や位相が変化すると、交流電圧信号ＭＮＴの振幅や位相も同様に変化するため、クワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルを検出しなくても、角速度信号ＳＯのＳ／Ｎをある程度一定に維持することができる。従って、第３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の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルを検出するためのクワドラチャー同期検波回路３４が不要であるため、回路面積を削減することも可能である。
【０１３３】
なお、図１０の例では、位相調整回路３８は、振幅調整回路３５の出力端子と加算回路３６の入力端子との間に設けられているが、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子と振幅調整回路３５の入力端子との間に設けられていてもよい。また、第１実施形態の角速度検出装置１（図７）に対して、同様に、クワドラチャー同期検波回路３４に代えて、記憶部３９を設けてもよい。
【０１３４】
１−４．第４実施形態
図１１は、第４実施形態の角速度検出装置１の構成を示す図である。図１１において、図９と同様の構成要素には同じ符号を付している。以下、第４実施形態の角速度検出装置１について、第１実施形態又は第２実施形態と重複する説明は省略し、第１実施形態及び第２実施形態と異なる内容を中心に説明する。
【０１３５】
第２実施形態において、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂの出力信号には、コリオリ信号とクワドラチャー信号（漏れ信号）が含まれるため、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂのゲインを大きくすると、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂの出力信号が飽和するおそれがある。そこで、図１１に示されるように、第４実施形態の角速度検出装置１では、第２実施形態（図９）に対して、さらに、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに、差動増幅器３２の電源電圧ＶＤＤ１よりも高い電源電圧ＶＤＤ２が供給されるように構成される。これにより、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂの出力信号の電圧範囲が０Ｖ〜ＶＤＤ２になるため、その後段の加算回路３６や反転増幅回路３７にも電源電圧ＶＤＤ２が供給される。定常状態において、差動増幅器３２の出力信号ではクワドラチャー信号（漏れ信号）がほぼキャンセルされるため、差動増幅器３２及びその後段にあるコリオリ同期検波回路３３、クワドラチャー同期検波回路３４、振幅調整回路３５、位相調整回路３８には、第２実施形態と同様の電源電圧ＶＤＤ１が供給される。さらに、駆動回路２０にも、第２実施形態と同様の電源電圧ＶＤＤ１が供給されてもよい。
【０１３６】
図１１に示されるように、第４実施形態の角速度検出装置１は、第２実施形態（図９）に対して、さらに、電源電圧生成部４０が追加されている。図１１では、電源電圧生成部４０は、角速度検出回路３０に設けられているが、駆動回路２０に設けられていてもよいし、駆動回路２０や角速度検出回路３０の外部に設けられていてもよい。電源電圧生成部４０は、角速度検出装置１の外部から供給される電源電圧に基づいて、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＤＤ２を生成する。例えば、電源電圧生成部４０は、角速度検出装置１の外部から供給される電源電圧を電源電圧ＶＤＤ１として出力するとともに、電源電圧ＶＤＤ１を昇圧して電源電圧ＶＤＤ２を生成してもよい。また、例えば、電源電圧生成部４０は、角速度検出装置１の外部から供給される電源電圧を電源電圧ＶＤＤ２として出力するとともに、
電源電圧ＶＤＤ２を分圧して電源電圧ＶＤＤ１を生成してもよい。なお、電源電圧ＶＤＤ１，ＶＤＤ２は、ともに、角速度検出装置１の外部から供給されてもよく、この場合は、電源電圧生成部４０は無くてもよい。
【０１３７】
なお、図１１では、ＶＤＤ２が供給される演算増幅器を太線で表記している。第４実施形態の角速度検出装置１におけるその他の構成は第２実施形態（図９）と同様である。
【０１３８】
以上に説明した第４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、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から出力される検出信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）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とともに、差動増幅器３２の出力信号に含まれる角速度成分（コリオリ信号）とノイズ成分との比が大きくなる。その結果、差動増幅器３２の出力信号に基づいて生成される角速度信号ＳＯのＳ／Ｎを向上させることができる。また、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、角速度検出素子１０の固定検出電極１４２から差動増幅器３２に至る第２の信号経路において、クワドラチャー補正信号が入力される加算回路を設ける必要がなく、かつ、１つのクワドラチャー同期検波回路３４により、クワドラチャー信号（漏れ信号）のレベルをまとめて検出するので、回路面積を削減することができる。
【０１３９】
さらに、第４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、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂの電源電圧ＶＤＤ２が差動増幅器３２の電源電圧ＶＤＤ１よりも高いため、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂのゲインを大きくすることができる。すなわち、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂにより、コリオリ信号とクワドラチャー信号（漏れ信号）がより大きく増幅されるが、クワドラチャー補正信号によってクワドラチャー信号（漏れ信号）は大きく減衰するので、角速度信号ＳＯのＳ／Ｎをより向上させることができる。
【０１４０】
なお、図１１の例では、位相調整回路３８は、振幅調整回路３５の出力端子と加算回路３６の入力端子との間に設けられているが、Ｑ／Ｖ変換器２１Ａの出力端子と振幅調整回路３５の入力端子との間に設けられていてもよい。また、第１実施形態又は第３実施形態の角速度検出装置１（図７又は図１０）に対して、同様に、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂ、加算回路３６及び反転増幅回路３７に、差動増幅器３２の電源電圧ＶＤＤ１よりも高い電源電圧ＶＤＤ２が供給されるように構成してもよい。
【０１４１】
２．変形例
２−１．変形例１
上記の各実施形態では、クワドラチャー補正信号は、演算増幅器３６０の反転入力端子に入力されているが、抵抗を介して、演算増幅器３１０Ａ，３１０Ｂの反転入力端子に入力されるように変形してもよい。
【０１４２】
一例として、第２実施形態の角速度検出装置１（図９）に対する変形例１の角速度検出装置１の構成を図１２に示す。図１２に示される変形例１の角速度検出装置１では、演算増幅器３１０Ａの反転入力端子には、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０から出力される検出信号が入力されるとともに、位相調整回路３８から出力されるクワドラチャー補正信号が抵抗４１を介して入力される。
【０１４３】
なお、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの出力信号（演算増幅器３１０Ａの出力信号）は入力信号に対して位相が９０°進むため、上記各実施形態に対してクワドラチャー補正信号の位相を９０°遅らせる必要がある。そのため、振幅調整回路３５には、交流電圧信号ＭＮＴに代えて、交流電圧信号ＭＮＴの位相を９０°遅らせた位相調整部２７Ａの出力信号（駆動振動に基づく信号の一例）が入力されている。
【０１４４】
このような変形例１の角速度検出装置１によれば、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１４５】
２−２．変形例２
上記の各実施形態では、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの後段に加算回路３６が設けられているが、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの後段に加算回路３６が設けられていてもよい。例えば、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの後段に加算回路３６が設けられ、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの後段に反転増幅回路３７が設けられていてもよいし、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの後段とＱ／Ｖ変換器３１Ｂの後段の両方に加算回路３６が設けられていてもよい。
【０１４６】
一例として、第２実施形態の角速度検出装置１（図９）に対する変形例２の角速度検出装置１の構成を図１３に示す。図１３に示される変形例２の角速度検出装置１では、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａの後段に加算回路３６Ａが設けられるとともに、Ｑ／Ｖ変換器３１Ｂの後段に加算回路３６Ｂが設けられている。また、角速度検出回路３０は、２つの振幅調整回路３５Ａ，３５Ｂと、２つの位相調整回路３８Ａ，３８Ｂと、を有している。
【０１４７】
クワドラチャー同期検波回路３４から出力される信号は、振幅調整回路３５Ａ，３５Ｂにそれぞれ入力される。振幅調整回路３５Ａは、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号に応じて、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）の一部をキャンセルするように、交流電圧信号ＭＮＴの振幅を調整した信号を出力する。同様に、振幅調整回路３５Ｂは、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号に応じて、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１Ｂに入力されるクワドラチャー信号（漏れ信号）の一部をキャンセルするように、交流電圧信号ＭＮＴＢの振幅を調整した信号を出力する。振幅調整回路３５Ａ，３５Ｂからそれぞれ出力される信号は、振動周波数（クワドラチャー信号（漏れ信号）の周波数）と同一の周波数を有し、かつ、クワドラチャー信号（漏れ信号）の大きさによって決まる振幅を有する交流電圧信号である。そして、振幅調整回路３５Ａ，３５Ｂからそれぞれ出力される交流電圧信号は、位相調整回路３８Ａ，３８Ｂをそれぞれ経由し、クワドラチャー補正信号として、加算回路３６Ａ，３６Ｂがそれぞれ有する演算増幅器３６０Ａ，３６０Ｂの反転入力端子に抵抗を介して入力される。
【０１４８】
振幅調整回路３５Ａ，３５Ｂ及び位相調整回路３８Ａ，３８Ｂにより、例えば、クワドラチャー同期検波回路３４の出力信号のレベルが最小になるように、加算回路３６Ａ，３６Ｂに入力されるクワドラチャー補正信号の振幅及び位相が調整される。これにより、差動増幅器３２の出力信号に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）が減衰されるように、フィードバックがかかる。
【０１４９】
すなわち、演算増幅器３６０Ａ，３６０Ｂの反転入力端子に入力されるクワドラチャー補正信号は、角速度検出素子１０の固定検出電極１４０，１４２から演算増幅器３１０Ａ，３１０Ｂの反転入力端子にそれぞれ入力される電流に含まれるクワドラチャー信号（漏れ信号）を打ち消すように作用するため、差動増幅器３２の出力信号ではクワドラチャー信号（漏れ信号）が大きく減衰されることになる。その結果、クワドラチャー信号（漏れ信号）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る。
【０１５０】
このような変形例２の角速度検出装置１によれば、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【０１５１】
２−３．その他の変形例
上記の各実施形態において、クワドラチャー補正信号の位相を９０°遅らせ、かつ、Ｑ／Ｖ変換器３１Ａ，３１ＢをＩ／Ｖ変換器に置き換えてもよい。また、上記の各実施形態
において、振幅調整回路３５は無くてもよい。また、上記の各実施形態において、反転増幅回路３７は無くてもよい。また、上記の各実施形態において、演算増幅器３１０Ａの反転入力端子及び演算増幅器３１０Ｂの反転入力端子の少なくとも一方に、クワドラチャー補正信号の一部が、容量を介して入力されるようにしてもよい。
【０１５２】
３．電子機器
図１４は、本実施形態に係る電子機器５００の機能ブロック図である。なお、上述された各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１５３】
本実施形態に係る電子機器５００は、角速度検出装置１を含む電子機器５００である。図１４に示される例では、電子機器５００は、角速度検出装置１、演算処理装置５１０、操作部５３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）５４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）５５０、通信部５６０、表示部５７０、音出力部５８０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る電子機器５００は、図１４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。
【０１５４】
演算処理装置５１０は、ＲＯＭ５４０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５１０は、角速度検出装置１の出力信号や、操作部５３０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５６０を制御する処理、表示部５７０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５８０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【０１５５】
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演算処理装置５１０に出力する。
【０１５６】
ＲＯＭ５４０は、演算処理装置５１０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。
【０１５７】
ＲＡＭ５５０は、演算処理装置５１０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ５４０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、演算処理装置５１０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。
【０１５８】
通信部５６０は、演算処理装置５１０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。
【０１５９】
表示部５７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や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５１０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。
【０１６０】
そして、音出力部５８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【０１６１】
本実施形態に係る電子機器５００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を含んで構成されているので、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可能な電子機器５００を実現できる。
【０１６２】
電子機器５００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、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。
【０１６３】
図１５Ａは、電子機器５００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１５Ｂは、電子機器５００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１５Ａに示される電子機器５００であるスマートフォンは、操作部５３０としてボタンを、表示部５７０としてＬＣＤを備えている。図１５Ｂに示される電子機器５００である腕装着型の携帯機器は、操作部５３０としてボタンおよび竜頭を、表示部５７０としてＬＣＤを備えている。これらの電子機器５００は、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を含んで構成されているので、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可能な電子機器５００を実現できる。
【０１６４】
４．移動体
図１６は、本実施形態に係る移動体４００の一例を示す図（上面図）である。なお、上述された各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１６５】
本実施形態に係る移動体４００は、角速度検出装置１を含む移動体４００である。図１６に示される例では、移動体４００は、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４２０、コントローラー４３０、コントローラー４４０、バッテリー４５０およびバックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体４００は、図１６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。
【０１６６】
本実施形態に係る移動体４００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、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可能な移動体４００を実現できる。
【０１６７】
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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】
【０１７１】
１…角速度検出装置、１０…角速度検出素子、１１…基板、１３…キャビティー、１４…凹部、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、２３Ａ，２３Ｂ…位相シフト回路、２４Ａ，２４Ｂ…帯域制限フィルター、２５…コンパレーター、２６…レベル変換回路、２７Ａ，２７Ｂ…位相調整部、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…コリオリ同期検波回路、３４，３４Ａ，３４Ｂ…クワドラチャー同期検波回路、３５，３５Ａ，３５Ｂ…振幅調整回路、３６，３６Ａ，３６Ｂ…加算回路、３７…反転増幅回路、３８，３８Ａ，３８Ｂ…位相調整回路、３９…記憶部、４０…電源電圧生成部、４１…抵抗、１０６…第１構造体、１０８…第２構造体、１１２…振動体、１１２ａ…振動体、１１２ｂ…振動体、１１４…第１バネ部、１１６…可動駆動電極、１１８…可動モニター電極、１２２…変位部、１２２ａ…変位部、１２２ｂ…変位部、１２４…第２バネ部、１２６…可動検出電極、１３０，１３２…固定駆動電極、１４０，１４２…固定検出電極、１５０…固定部、１６０，１６２…固定モニター電極、２１０Ａ，２１０Ｂ…演算増幅器、２１１Ａ，２１１Ｂ…コンデンサー、３１０Ａ，３１０Ｂ…演算増幅器、３６０，３６０Ａ，３６０Ｂ…演算増幅器、４００…移動体、４２０…コントローラー、４３０…コントローラー、４４０…コントローラー、４５０…バッテリー、４６０…バックアップ用バッテリー、５００…電子機器、５１０…演算処理装置、５３０…操作部、５４０…ＲＯＭ、５５０…ＲＡＭ、５６０…通信部、５７０…表示部、５８０…音出力部
【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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