本發(fā)明涉及一種角速度檢測電路、角速度檢測裝置、電子設(shè)備以及移動體。

背景技術(shù)：

近年來，開發(fā)出一種例如利用硅mems(microelectromechanicalsystem：微機電系統(tǒng))技術(shù)對角速度進(jìn)行檢測的角速度傳感器(陀螺儀傳感器)。

專利文獻(xiàn)1中公開了一種通過利用電容耦合向檢測電路的前段(檢測主部與c/v轉(zhuǎn)換電路之間)輸入正交誤差消除信號從而減少檢測主部的輸出信號中所包含的正交信號的技術(shù)。

然而，在專利文獻(xiàn)1所記載的陀螺儀傳感器中存在如下問題，即，當(dāng)在檢測電路的前段進(jìn)行電容耦合時，被輸入至檢測電路的信號所包含的噪聲成分將增大，從而難以使被輸出的角速度信號的s/n提高。

專利文獻(xiàn)1：美國專利申請公開第2007/0180908號說明書

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為鑒于以上的這種問題點而完成的發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，能夠提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提高角速度信號的s/n的角速度檢測電路以及角速度檢測裝置。此外，根據(jù)本發(fā)明的幾個方式，能夠提供一種使用了該角速度檢測裝置的電子設(shè)備以及移動體。

本發(fā)明是為了解決前述課題的至少一部分而完成的發(fā)明，并能夠作為以下的方式或應(yīng)用例而實現(xiàn)。

應(yīng)用例1

本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路包括：第一轉(zhuǎn)換部，其具有第一運算放大器，并且將從角速度檢測元件的第一檢測電極輸出并被輸入到所述第一運算放大器的第一輸入端子中的第一檢測信號轉(zhuǎn)換為電壓；角速度信號生成部，其基于所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號而生成角速度信號；第一補正信號生成部，其根據(jù)基于所述角速度檢測元件的驅(qū)動振動而獲得的信號來生成第一補正信號，所述第一補正信號用于使由于所述第一檢測信號中所包含的泄漏信號而產(chǎn)生的所述角速度信號的偏移減少；所述第一補正信號直接或經(jīng)由電阻而被輸入到所述第一運算放大器的所述第一輸入端子或者第二輸入端子中。

第一轉(zhuǎn)換部例如也可以是將電荷轉(zhuǎn)換為電壓的q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)，還可以是將電流轉(zhuǎn)換為電壓的i/v轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，能夠通過使第一補正信號被輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，從而使由第一檢測信號中所包含的泄漏信號而產(chǎn)生的角速度信號的偏移減少。而且，由于第一補正信號直接或經(jīng)由電阻而被輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，因此與經(jīng)由電容而被輸入的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠減少第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號中所包含的噪聲成分。并且，由于通過使第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中被輸入有第一補正信號從而使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號中泄漏信號衰減，因此能夠相應(yīng)地使第一轉(zhuǎn)換部的增益增大。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號中所包含的角速度成分(科里奧利信號)與噪聲成分之比變大，其結(jié)果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使基于第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號所生成的角速度信號的s/n提高。

應(yīng)用例2

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一補正信號生成部包含對所述第一補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的第一振幅調(diào)節(jié)部。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于通過利用第一振幅調(diào)節(jié)部而使振幅被調(diào)節(jié)了的第一補正信號被輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，從而使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號中泄漏信號進(jìn)一步衰減，因此其結(jié)果為，能夠使角速度信號的s/n進(jìn)一步提高。

應(yīng)用例3

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一補正信號生成部具有第一同步檢波電路，所述第一同步檢波電路基于所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號而對所述第一檢測信號中所包含的所述泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，所述第一振幅調(diào)節(jié)部基于所述第一同步檢波電路所檢測出的所述泄漏信號的電平而對所述第一補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于即使第一檢測信號中所包含的泄漏信號的振幅發(fā)生變化，第一補正信號的振幅也會隨之調(diào)節(jié)，因此即使環(huán)境發(fā)生變化也能夠?qū)⒔撬俣刃盘柕膕/n維持為固定。

此外，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于在其制造工序中，無需設(shè)定用于對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的振幅進(jìn)行檢查并對第一補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息，因此還能夠削減制造成本。

應(yīng)用例4

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一振幅調(diào)節(jié)部基于存儲部中所存儲的信息而對所述第一補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，例如，能夠通過在其制造工序中對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的振幅進(jìn)行檢查并將與泄漏信號的振幅相對應(yīng)的信息存儲到存儲部中，從而使角速度信號的s/n提高。

此外，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，當(dāng)?shù)谝粰z測信號中所包含的泄漏信號的振幅、相位因環(huán)境變化而發(fā)生變化時，基于角速度檢測元件的驅(qū)動振動的信號的振幅、相位也會同樣發(fā)生變化，因此即使不對泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，也能夠在某種程度上將角速度信號的s/n維持為固定。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于不需要用于對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的電平進(jìn)行檢測的電路，因此還能夠削減電路面積。

應(yīng)用例5

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一補正信號的相信與所述第一檢測信號中所包含的科里奧利信號的相位錯開90°。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于能夠通過第一補正信號而使相位與科里奧利信號錯開了90°的機械性的振動的泄漏信號有效衰減，因此能夠使角速度信號的s/n提高。

應(yīng)用例6

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一補正信號生成部包含對所述第一補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的第一相位調(diào)節(jié)部。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于通過利用第一相位調(diào)節(jié)部而使相位被調(diào)節(jié)了的第一補正信號被輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，從而使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號中泄漏信號進(jìn)一步衰減，因此其結(jié)果為，能夠使角速度信號的s/n提高。

應(yīng)用例7

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一補正信號生成部具有第一同步檢波電路，所述第一同步檢波電路基于所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號而對所述第一檢測信號中所包含的所述泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，所述第一相位調(diào)節(jié)部基于所述第一同步檢波電路所檢測出的所述泄漏信號的電平而對所述第一補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于即使第一檢測信號中所包含的泄漏信號的相位發(fā)生變化，第一補正信號的相位也會隨之調(diào)節(jié)，因此即使環(huán)境發(fā)生變化也能夠?qū)⒔撬俣刃盘柕膕/n維持固定。

此外，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于在其制造工序中，無需設(shè)定用于對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的相位進(jìn)行檢查并對第一補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息，因此也能夠削減制造成本。

應(yīng)用例8

在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路中，也可以采用如下方式，即，所述第一相位調(diào)節(jié)部基于存儲部中所存儲的信息而對所述第一補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，例如，能夠通過在其制造工序中，將對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的相位進(jìn)行檢查并將與泄漏信號的相位相對應(yīng)的信息存儲到存儲部中，從而使角速度信號的s/n提高。

此外，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，當(dāng)?shù)谝粰z測信號中所包含的泄漏信號的振幅、相位因環(huán)境變化而發(fā)生變化時，基于角速度檢測元件的驅(qū)動振動的信號的振幅、相位也會同樣發(fā)生變化，因此即使不對泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，也能夠在某種程度上將角速度信號的s/n維持為固定。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，由于不需要用于對第一檢測信號中所包含的泄漏信號的電平進(jìn)行檢測的電路，因此也能夠削減電路面積。

應(yīng)用例9

上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路也可以采用如下方式，即，包括：第二轉(zhuǎn)換部，其具有第二運算放大器，并且將從所述角速度檢測元件的第二檢測電極輸出并被輸入到所述第二運算放大器的第一輸入端子中的第二檢測信號轉(zhuǎn)換為電壓，第二補正信號生成部，其根據(jù)基于所述驅(qū)動振動而獲得的信號來生成第二補正信號，所述第二補正信號用于使由所述第二檢測信號中所包含的泄漏信號而產(chǎn)生的所述角速度信號的偏移減少，所述第二補正信號直接或經(jīng)由電阻而被輸入到所述第二運算放大器的所述第一輸入端子或者第二輸入端子中，所述角速度信號生成部具有對所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號和所述第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號進(jìn)行差動放大的差動放大部，并且，所述角速度信號生成部基于所述差動放大部的輸出信號而生成所述角速度信號。

第二轉(zhuǎn)換部例如也可以是將電荷轉(zhuǎn)換為電壓的q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)，還可以是將電流轉(zhuǎn)換為電壓的i/v轉(zhuǎn)換器。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，能夠通過將第一補正信號輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，并且將第二補正信號輸入到第二運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，從而使由第一檢測信號以及第二檢測信號中所包含的泄漏信號而產(chǎn)生的角速度信號的偏移減少。而且，由于第一補正信號直接或經(jīng)由電阻而被輸入到第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，并且第二補正信號直接或經(jīng)由電阻而被輸入到第二運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中，因此與通過電容而被輸入的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號以及第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號中所包含的噪聲成分減少。并且，由于通過使第一運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中被輸入有第一補正信號，并且使第二運算放大器的第一輸入端子或者第二輸入端子中被輸入有第二補正信號，從而使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號以及第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號中泄漏信號衰減，因此能夠相應(yīng)地增大第一轉(zhuǎn)換部以及第二轉(zhuǎn)換部的增益。因此，根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測電路，能夠使第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號以及第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號中所包含的角速度成分(科里奧利信號)與噪聲成分之比變大，其結(jié)果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，使基于將第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號和第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號被差動放大的信號而生成的角速度信號的s/n提高。

也可以采用如下方式，即，所述第二補正信號生成部包含對所述第二補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的第二振幅調(diào)節(jié)部。也可以采用如下方式，即，所述第二補正信號生成部具有第二同步檢波電路，所述第二同步檢波電路基于所述第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號而對所述第二檢測信號中所包含的所述泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，所述第二振幅調(diào)節(jié)部基于所述第二同步檢波電路所檢測出的所述泄漏信號的電平而對所述第二補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以采用如下方式，即，所述第二振幅調(diào)節(jié)部基于存儲部中所存儲的信息而對所述第二補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以采用如下方式，即，所述第二補正信號的相位與所述第二檢測信號中所包含的科里奧利信號的相位錯開90°。也可以采用如下方式，即，所述第二補正信號生成部包含對所述第二補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的第二相位調(diào)節(jié)部。也可以采用如下方式，即，所述第二補正信號生成部具有第二同步檢波電路，所述第二同步檢波電路基于所述第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號而對所述第二檢測信號中所包含的所述泄漏信號的電平進(jìn)行檢測，所述第二相位調(diào)節(jié)部基于所述第二同步檢波電路所檢測出的所述泄漏信號的電平而對所述第二補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以采用如下方式，即，所述第二相位調(diào)節(jié)部基于存儲部中所存儲的信息而對所述第二補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。

應(yīng)用例10

本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測裝置具備上述任意一項的角速度檢測電路、對所述角速度檢測元件進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動電路、所述角速度檢測元件。

根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測裝置，由于具備上述的任意一項的角速度檢測電路，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠使角速度信號的s/n提高。

應(yīng)用例11

本應(yīng)用例所涉及的電子設(shè)備具備上述的角速度檢測裝置。

應(yīng)用例12

本應(yīng)用例所涉及的移動體具備上述的角速度檢測裝置。

根據(jù)這些應(yīng)用例，由于具備與現(xiàn)有技術(shù)相比可使角速度信號的s/n提高的角速度檢測裝置，因此例如也可以實現(xiàn)能夠以更高精度實施基于角速度的變化的處理的電子設(shè)備以及移動體。

附圖說明

圖1為示意性地表示角速度檢測元件的俯視圖。

圖2為示意性地表示角速度檢測元件的剖視圖。

圖3為用于對角速度檢測元件的動作進(jìn)行說明的圖。

圖4為用于對角速度檢測元件的動作進(jìn)行說明的圖。

圖5為用于對角速度檢測元件的動作進(jìn)行說明的圖。

圖6為用于對角速度檢測元件的動作進(jìn)行說明的圖。

圖7為表示第一實施方式的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖8為表示第一實施方式的角速度檢測裝置的信號波形的一個示例的圖。

圖9為表示第二實施方式的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖10為表示第二實施方式的角速度檢測裝置的信號波形的一個示例的圖。

圖11為表示第三實施方式的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖12為表示第四實施方式的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖13為表示改變例1的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖14為表示改變例2的角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)的圖。

圖15為本實施方式的電子設(shè)備的功能框圖。

圖16a為表示作為電子設(shè)備的一個示例的智能電話的外觀的一個示例的圖。

圖16b為表示作為電子設(shè)備的一個示例的手腕佩戴型的便攜設(shè)備的外觀的一個示例的圖。

圖17為表示本實施方式的移動體的一個示例的圖(俯視圖)。

具體實施方式

以下，利用附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，以下所說明的實施方式并非是對權(quán)利要求書中所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定的方式。此外，在以下所說明的全部結(jié)構(gòu)并不一定均為本發(fā)明的必要結(jié)構(gòu)要件。

1.角速度檢測裝置

1-1.第一實施方式

角速度檢測元件的結(jié)構(gòu)以及動作

首先，參照附圖的同時對本實施方式所涉及的角速度檢測裝置1中所包含的角速度檢測元件10進(jìn)行說明。圖1為示意性地表示角速度檢測元件10的俯視圖。圖2為示意性地表示角速度檢測元件10的剖視圖。另外，在圖1中圖示了作為相互正交的三個軸的x軸、y軸、z軸。以下來說明角速度檢測元件10為對繞z軸的角速度進(jìn)行檢測的靜電電容型mems元件的示例。

如圖2所示，角速度檢測元件10被設(shè)置在基板11上，并被收納在由基板11和蓋體12構(gòu)成的收納部中。作為收納部的內(nèi)部的空間的空腔13例如被真空密封?；?1的材質(zhì)例如為玻璃、硅。蓋體12的材質(zhì)例如為硅、玻璃。

如圖1所示，角速度檢測元件10被構(gòu)成為，包括：振動體112、固定驅(qū)動電極130及固定驅(qū)動電極132、可動驅(qū)動電極116、固定監(jiān)測電極160及固定監(jiān)測電極162、可動監(jiān)測電極118、固定檢測電極140及固定檢測電極142、可動檢測電極126。

如圖1所示，角速度檢測元件10具有第一結(jié)構(gòu)體106以及第二結(jié)構(gòu)體108。第一結(jié)構(gòu)體106以及第二結(jié)構(gòu)體108沿著x軸而相互連結(jié)。第一結(jié)構(gòu)體106位于與第二結(jié)構(gòu)體108相比靠-x方向側(cè)。結(jié)構(gòu)體106、108例如具有相對于兩者的邊界線b(沿著y軸的直線)而成為對稱的形狀。另外，雖未圖示，但也可以采用如下方式，即，角速度檢測元件10不具有第二結(jié)構(gòu)體108，而由第一結(jié)構(gòu)體106構(gòu)成。

各結(jié)構(gòu)體106、108具有：振動體112、第一彈簧部114、可動驅(qū)動電極116、位移部122、第二彈簧部124、固定驅(qū)動電極130、132、可動振動檢測電極118、126、固定振動檢測電極140、142、160、162、固定部150?？蓜诱駝訖z測電極118、126被分類為可動監(jiān)測電極118和可動檢測電極126。固定振動檢測電極140、142、160、162被分類為固定檢測電極140、142和固定監(jiān)測電極160、162。

振動體112、彈簧部114、124、可動驅(qū)動電極116、可動監(jiān)測電極118、位移部122、可動檢測電極126、固定部150例如通過對被接合在基板11上的硅基板(未圖示)進(jìn)行加工而被形成為一體。由此，可應(yīng)用在硅半導(dǎo)體設(shè)備的制造中所使用的細(xì)微的加工技術(shù)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)角速度檢測元件10的小型化。角速度檢測元件10的材質(zhì)例如為通過摻雜磷、硼等雜質(zhì)而被賦予了導(dǎo)電性的硅。另外也可以采用如下方式，即，可動驅(qū)動電極116、可動監(jiān)測電極118以及可動檢測電極126作為振動體112的分體部件而被設(shè)置在振動體112的表面上等。

振動體112例如具有框狀(框架狀)的形狀。在振動體112的內(nèi)側(cè)設(shè)置有位移部122、可動檢測電極126以及固定檢測電極140、142。

第一彈簧部114的一端與振動體112相連接，另一端與固定部150相連接。固定部150被固定在基板11上。即，在固定部150的下方未設(shè)置有凹部14(參照圖2)。振動體112經(jīng)由第一彈簧部114而通過固定部150被支承。在圖示的示例中，第一彈簧部114在第一結(jié)構(gòu)體106以及第二結(jié)構(gòu)體108中各設(shè)置有四個。另外，也可以不設(shè)置第一結(jié)構(gòu)體106與第二結(jié)構(gòu)體108的邊界線b上的固定部150。

第一彈簧部114以能夠使振動體112在x軸方向上進(jìn)行位移的方式而構(gòu)成。更具體而言，第一彈簧部114具有在y軸方向上(沿著y軸)往復(fù)的同時在x軸方向上(沿著x軸)延伸的形狀。另外，只要第一彈簧部114能夠使振動體112沿著x軸進(jìn)行振動，則其數(shù)量并不被特別限定。

可動驅(qū)動電極116與振動體112相連接?？蓜域?qū)動電極116從振動體112向+y方向及-y方向延伸。也可以采用如下方式，即，可動驅(qū)動電極116被設(shè)置有多個，并且多個可動驅(qū)動電極116被排列在x軸方向上。可動驅(qū)動電極116能夠隨著振動體112的振動而沿著x軸進(jìn)行振動。

固定驅(qū)動電極130、132被固定在基板11上，并被設(shè)置在振動體112的+y方向側(cè)及振動體112的-y方向側(cè)。

固定驅(qū)動電極130、132以與可動驅(qū)動電極116對置并隔著可動驅(qū)動電極116的方式而設(shè)置。更具體而言，作為隔著可動驅(qū)動電極116的固定驅(qū)動電極130、132，在第一結(jié)構(gòu)體106中，固定驅(qū)動電極130被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的-x方向側(cè)，固定驅(qū)動電極132被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的+x方向側(cè)。在第二結(jié)構(gòu)體108中，固定驅(qū)動電極130被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的+x方向側(cè)，固定驅(qū)動電極132被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的-x方向側(cè)。

在圖1所示的示例中，固定驅(qū)動電極130、132具有梳齒狀的形狀，可動驅(qū)動電極116具有能夠插入到固定驅(qū)動電極130、132的梳齒之間的形狀。也可以采用如下方式，即，固定驅(qū)動電極130、132根據(jù)可動驅(qū)動電極116的數(shù)量而被設(shè)置有多個，并被排列在x軸方向上。固定驅(qū)動電極130、132及可動驅(qū)動電極116為用于使振動體112振動的電極。

可動監(jiān)測電極118與振動體112相連接。可動監(jiān)測電極118從振動體112向+y方向及-y方向延伸。在圖1所示的示例中，可動監(jiān)測電極118在第一結(jié)構(gòu)體106的振動體112的+y方向側(cè)以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動體112的+y方向側(cè)各設(shè)置有一個，并且在可動監(jiān)測電極118之間排列有多個可動驅(qū)動電極116。并且，可動監(jiān)測電極118在第一結(jié)構(gòu)體106的振動體112的-y方向側(cè)以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動體112的-y方向側(cè)各設(shè)置有一個，并且在可動監(jiān)測電極118之間排列有多個可動驅(qū)動電極116。可動監(jiān)測電極118的平面形狀例如與可動驅(qū)動電極116的平面形狀相同。可動監(jiān)測電極118能夠隨著振動體112的振動而沿著x軸進(jìn)行振動，即，進(jìn)行往復(fù)運動。

固定監(jiān)測電極160、162被固定在基板11上，并且被設(shè)置在振動體112的+y方向側(cè)以及振動體112的-y方向側(cè)。

固定監(jiān)測電極160、162以與可動監(jiān)測電極118對置并隔著可動監(jiān)測電極118的方式而設(shè)置。更具體而言，作為隔著可動監(jiān)測電極118的固定監(jiān)測電極160、162，在第一結(jié)構(gòu)體106中，固定監(jiān)測電極160被設(shè)置在可動監(jiān)測電極118的-x方向側(cè)，固定監(jiān)測電極162被設(shè)置在可動監(jiān)測電極118的+x方向側(cè)。在第二結(jié)構(gòu)體108中，固定監(jiān)測電極160被設(shè)置在可動監(jiān)測電極118的+x方向側(cè)，固定監(jiān)測電極162被設(shè)置在可動監(jiān)測電極118的-x方向側(cè)。

固定監(jiān)測電極160、162具有梳齒狀的形狀，可動監(jiān)測電極118具有能夠插入到固定監(jiān)測電極160、162的梳齒之間的形狀。

固定監(jiān)測電極160、162以及可動監(jiān)測電極118為用于對根據(jù)振動體112的振動而進(jìn)行變化的信號進(jìn)行檢測的電極，并且為用于對振動體112的振動狀態(tài)進(jìn)行檢測的電極。更具體而言，通過可動監(jiān)測電極118沿著x軸進(jìn)行位移，從而使可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極160之間的靜電電容以及可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極162之間的靜電電容發(fā)生變化。由此，固定監(jiān)測電極160、162的電流發(fā)生變化。通過對該電流的變化進(jìn)行檢測，從而能夠?qū)φ駝芋w112的振動狀態(tài)進(jìn)行檢測。

位移部122經(jīng)由第二彈簧部124而與振動體112相連接。在圖示的示例中，位移部122的平面形狀為具有沿著y軸的長邊的長方形。另外，雖然未圖示，但也可以將位移部122設(shè)置在振動體112的外側(cè)。

第二彈簧部124以能夠使位移部122在y軸方向進(jìn)行位移的方式而構(gòu)成。更具體而言，第二彈簧部124具有在x軸方向上往復(fù)的同時在y軸方向上延伸的形狀。另外，只要第二彈簧部124能夠使位移部122沿著y軸進(jìn)行位移，則其數(shù)量并不被特別限定。

可動檢測電極126與位移部122相連接。可動檢測電極126例如被設(shè)置有多個?？蓜訖z測電極126從位移部122向+x方向以及-x方向延伸。

固定檢測電極140、142被固定在基板11上。更具體而言，固定檢測電極140、142的一端被固定在基板11上，而另一端作為自由端而向位移部122側(cè)延伸。

固定檢測電極140、142以與可動檢測電極126對置并隔著可動檢測電極126的方式設(shè)置。更具體而言，作為隔著可動檢測電極126的固定檢測電極140、142，在第一結(jié)構(gòu)體106中，固定檢測電極140被設(shè)置在可動檢測電極126的-y方向側(cè)，固定檢測電極142被設(shè)置在可動檢測電極126的+y方向側(cè)。在第二結(jié)構(gòu)體108中，固定檢測電極140被設(shè)置在可動檢測電極126的+y方向側(cè)，固定檢測電極142被設(shè)置在可動檢測電極126的-y方向側(cè)。

在圖1所示的示例中，固定檢測電極140、142被設(shè)置有多個，并沿著y軸交替排列。固定檢測電極140、142以及可動檢測電極126為用于對根據(jù)振動體112的振動而進(jìn)行變化的信號(靜電電容)進(jìn)行檢測的電極。

接下來，對角速度檢測元件10的動作進(jìn)行說明。圖3～圖6為用于對角速度檢測元件10的動作進(jìn)行說明的圖。另外，在圖3～圖6中圖示了作為相互正交的三個軸的x軸、y軸、z軸。此外，為了便于說明，在圖3～圖6中省略了可動驅(qū)動電極116、可動監(jiān)測電極118、可動檢測電極126、固定驅(qū)動電極130、132、固定檢測電極140、142、固定監(jiān)測電極160、162的圖示，并將角速度檢測元件10簡化來進(jìn)行圖示。

當(dāng)通過未圖示的電源向可動驅(qū)動電極116與固定驅(qū)動電極130、132之間施加電壓時，能夠使可動驅(qū)動電極116與固定驅(qū)動電極130、132之間產(chǎn)生靜電力(參照圖1)。由此，如圖3及圖4所示，能夠使第一彈簧部114沿著x軸伸縮，從而能夠使振動體112沿著x軸進(jìn)行振動。

更具體而言，向可動驅(qū)動電極116施加固定的偏置電壓vr。并且，以預(yù)定的電壓作為基準(zhǔn)，經(jīng)由未圖示的驅(qū)動配線向固定驅(qū)動電極130施加第一交流電壓。此外，以預(yù)定的電壓作為基準(zhǔn)，經(jīng)由未圖示的驅(qū)動配線向固定驅(qū)動電極132施加相位偏離了第一交流電壓180度的第二交流電壓。

在此，作為隔著可動驅(qū)動電極116的固定驅(qū)動電極130、132，在第一結(jié)構(gòu)體106中，固定驅(qū)動電極130被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的-x方向側(cè)，固定驅(qū)動電極132被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的+x方向側(cè)(參照圖1)。在第二結(jié)構(gòu)體108中，固定驅(qū)動電極130被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的+x方向側(cè)，固定驅(qū)動電極132被設(shè)置在可動驅(qū)動電極116的-x方向側(cè)(參照圖1)。因此，能夠通過第一交流電壓以及第二交流電壓而使第一結(jié)構(gòu)體106的振動體112a以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動體112b以互為反相位且以預(yù)定的頻率而沿著x軸進(jìn)行振動。在圖3所示的示例中，振動體112a向α1方向位移，振動體112b向與α1方向相反的α2方向位移。在圖4所示的示例中，振動體112a向α2方向位移，振動體112b向α1方向位移。

另外，位移部122隨著振動體112的振動而沿著x軸進(jìn)行位移。同樣，可動檢測電極126(參照圖1)隨著振動體112的振動而沿著x軸進(jìn)行位移。

如圖5及圖6所示，當(dāng)在振動體112a、112b沿著x軸實施振動的狀態(tài)下，向角速度檢測元件10施加繞z軸的角速度ω時，科里奧利力發(fā)揮作用，進(jìn)而使位移部122沿著y軸進(jìn)行位移。即，與振動體112a相連接的位移部122a以及與振動體112b相連接的位移部122b沿著y軸而彼此向相反的方向進(jìn)行位移。在圖5所示的示例中，位移部122a向β1方向位移，位移部122b向與β1方向相反的β2方向位移。在圖6所示的示例中，位移部122a向β2方向位移，第二位移部122b向β1方向位移。

通過位移部122a、122b沿著y軸進(jìn)行位移，從而使可動檢測電極126與固定檢測電極140之間的距離發(fā)生變化(參照圖1)。同樣，可動檢測電極126與固定檢測電極142之間的距離發(fā)生變化(參照圖1)。因此，可動檢測電極126與固定檢測電極140之間的靜電電容發(fā)生變化。同樣，可動檢測電極126與固定檢測電極142之間的靜電電容發(fā)生變化。

在角速度檢測元件10中，能夠通過向可動檢測電極126與固定檢測電極140之間施加電壓，從而對可動檢測電極126與固定檢測電極140之間的靜電電容的變化量進(jìn)行檢測(參照圖1)。并且，通過向可動檢測電極126與固定檢測電極142之間施加電壓，從而能夠?qū)蓜訖z測電極126與固定檢測電極142之間的靜電電容的變化量進(jìn)行檢測(參照圖1)。以這種方式，角速度檢測元件10能夠通過可動檢測電極126與固定檢測電極140、142之間的靜電電容的變化量而求出繞z軸的角速度ω。

并且，在角速度檢測元件10中，通過振動體112a、112b沿著x軸進(jìn)行振動，從而使可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極160之間的距離發(fā)生變化(參照圖1)。同樣，可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極162之間的距離發(fā)生變化(參照圖1)。因此，可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極160之間的靜電電容發(fā)生變化。同樣，可動監(jiān)測電極118與固定監(jiān)測電極162之間的靜電電容發(fā)生變化。伴隨于此，流過固定監(jiān)測電極160、162的電流發(fā)生變化。能夠通過該電流的變化來對振動體112a、112b的振動狀態(tài)進(jìn)行檢測(進(jìn)行監(jiān)測)。

也可以采用如下方式，即，在角速度檢測元件10中，如圖1所示的示例那樣，在可動檢測電極126的往復(fù)運動端的兩側(cè)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置固定檢測電極140、142。

角速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)及動作

圖7為表示第一實施方式的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。如圖7所示，第一實施方式的角速度檢測裝置1被構(gòu)成為，包括圖1所示的角速度檢測元件10、驅(qū)動電路20、角速度檢測電路30。

驅(qū)動電路20基于來自角速度檢測元件10的固定監(jiān)測電極160、162的信號而生成驅(qū)動信號，并向固定驅(qū)動電極130、132輸出驅(qū)動信號。驅(qū)動電路20輸出驅(qū)動信號而對角速度檢測元件10進(jìn)行驅(qū)動，并從角速度檢測元件10接收反饋信號。由此，使角速度檢測元件10進(jìn)行激勵。

角速度檢測電路30對從通過驅(qū)動信號而被驅(qū)動的角速度檢測元件10輸出的檢測信號進(jìn)行接收，并通過從檢測信號中使基于振動的正交信號(泄漏信號)衰減且提取出基于科里奧利力的科里奧利信號，從而生成角速度信號so。

本實施方式中的驅(qū)動電路20被構(gòu)成為，包括兩個q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)21a、21b、比較器22、兩個相移電路23a、23b、兩個限帶濾波器24a、24b、比較器25以及電平轉(zhuǎn)換電路26。

當(dāng)角速度檢測元件10的振動體112進(jìn)行振動時，基于電容變化的互為反相的電流作為反饋信號而從固定監(jiān)測電極160、162被輸出。

q/v轉(zhuǎn)換器21a具有運算放大器210a和電容器211a，并且將從角速度檢測元件10的固定監(jiān)測電極160輸出并被輸入到運算放大器210a的反轉(zhuǎn)輸入端子中的電流(電荷)蓄積到電容器211a中并轉(zhuǎn)換為電壓。同樣，q/v轉(zhuǎn)換器21b具有運算放大器210b和電容器211b，并且將從角速度檢測元件10的固定監(jiān)測電極162輸出并被輸入到運算放大器210b的反轉(zhuǎn)輸入端子中的電流(電荷)蓄積到電容器211b中并轉(zhuǎn)換為電壓。具體而言，q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b將被輸入的電流(電荷)轉(zhuǎn)換為以模擬接地電壓agnd作為基準(zhǔn)的電壓，并輸出與振動體112的振動頻率相同的頻率的交流電壓信號mnt、mntb。交流電壓信號mnt、mntb均為相對于從固定監(jiān)測電極160、162被輸出的交流電流而相位前移了90°的信號。

分別從q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b被輸出的交流電壓信號mnt、mntb被輸入到比較器22中。比較器22對交流電壓信號mnt的電壓和交流電壓信號mntb的電壓進(jìn)行比較，并從非反轉(zhuǎn)輸出端子和反轉(zhuǎn)輸出端子輸出互為反相的矩形波信號。在圖7的示例中，從比較器22的反轉(zhuǎn)輸出端子輸出的矩形波信號作為后述的正交參照信號qdet而被使用。當(dāng)交流電壓信號mnt的電壓高于交流電壓信號mntb的電壓時，正交參照信號qdet成為高電平。當(dāng)交流電壓信號mnt的電壓低于交流電壓信號mntb的電壓時，正交參照信號qdet成為低電平。

此外，交流電壓信號mnt、mntb分別被輸入到相移電路23a、23b中。相移電路23a為用于對驅(qū)動信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路，并輸出對交流電壓信號mnt的相位進(jìn)行移動了的信號。同樣，相移電路23b為用于對驅(qū)動信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路，并輸出對交流電壓信號mntb的相位進(jìn)行移動了的信號。雖然在圖7的示例中，相移電路23a、23b為使全頻帶的信號通過的全通濾波器，但也可以是除此以外的電路。

相移電路23a、23b的輸出信號分別被輸入到限帶濾波器24a、24b中。限帶濾波器24a為用于對驅(qū)動信號的頻帶進(jìn)行限制的電路，并且在使相移電路23a的輸出信號中所包含的與振動頻率一致的頻率的信號通過的同時使噪聲信號衰減。同樣，限帶濾波器24b為用于對驅(qū)動信號的頻帶進(jìn)行限制的電路，并且在使相移電路23b的輸出信號中所包含的與振動頻率一致的頻率的信號通過的同時使噪聲信號衰減。尤其是為了使高頻帶的噪聲信號衰減而在圖7的示例中限帶濾波器24a、24b為低通濾波器，但為了使低頻帶的噪聲信號也衰減而可以采用帶通濾波器。

正如前文所述，由于交流電壓信號mnt為相對于從固定監(jiān)測電極160輸出的交流電流而相位前移了90°的信號，因此為了滿足振蕩條件，相移電路23a的相位延遲與限帶濾波器24a的相位延遲之和約為90°。同樣，由于交流電壓信號mntb為相對于從固定監(jiān)測電極162輸出的交流電流而相位前移了90°的信號，因此為了滿足振蕩條件，相移電路23b的相位延遲與限帶濾波器24b的相位延遲之和約為90°。例如也可以設(shè)為，相移電路23a、23b的相位延遲為75°，而限帶濾波器24a、24b的相位延遲為15°。

如此，相移電路23a和限帶濾波器24a構(gòu)成了對驅(qū)動信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)并且對驅(qū)動信號的頻帶進(jìn)行限制的相位調(diào)節(jié)部27a。同樣，相移電路23b和限帶濾波器24b構(gòu)成了對驅(qū)動信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)并且對驅(qū)動信號的頻帶進(jìn)行限制的相位調(diào)節(jié)部27b。雖然在圖7的示例中相位調(diào)節(jié)部27a、27b通過相移電路23a和限帶濾波器24a，或者，相移電路23b和限帶濾波器24b這兩個電路而實現(xiàn)，但也可以通過具有針對交流電壓信號mnt或交流電壓信號mntb的相位調(diào)節(jié)功能和限帶功能的一個電路(例如，使用了有源元件的過濾器或lc過濾器等)而實現(xiàn)。

限帶濾波器24a、24b的輸出信號被輸入到比較器25中。比較器25對限帶濾波器24a的輸出電壓(相位調(diào)節(jié)部27a的輸出信號的電壓)和限帶濾波器24b的輸出電壓(相位調(diào)節(jié)部27b的輸出信號的電壓)進(jìn)行比較，并從非反轉(zhuǎn)輸出端子和反轉(zhuǎn)輸出端子輸出互為反相的矩形波信號。在圖7的示例中，從比較器25的反轉(zhuǎn)輸出端子輸出的矩形波信號作為后述的科里奧利參照信號sdet而被使用。當(dāng)限帶濾波器24a的輸出電壓高于限帶濾波器24b的輸出電壓時，科里奧利參照信號sdet成為高電平。此外，當(dāng)限帶濾波器24a的輸出電壓低于限帶濾波器24b的輸出電壓時，科里奧利參照信號sdet成為低電平。

從比較器25輸出的互為反相的矩形波信號被輸入到電平轉(zhuǎn)換電路26中。電平轉(zhuǎn)換電路26對比較器25的輸出信號的電壓電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。具體而言，電平轉(zhuǎn)換電路26將從比較器25輸出的互為反相的矩形波信號轉(zhuǎn)換成高電平為電壓vh且低電平為電壓vl的互為反相的矩形波信號。從電平轉(zhuǎn)換電路26輸出的互為反相的矩形波信號作為驅(qū)動信號而分別被輸入到角速度檢測元件10的固定驅(qū)動電極130、132中。通過被輸入到該固定驅(qū)動電極130、132中的驅(qū)動信號而對角速度檢測元件10進(jìn)行驅(qū)動。

由比較器25和電平轉(zhuǎn)換電路26構(gòu)成的電路作為驅(qū)動信號生成部而發(fā)揮功能，所述驅(qū)動信號生成部基于相位調(diào)節(jié)部27a、27b的輸出信號而生成對角速度檢測元件10進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動信號。

在此，在本實施方式中，考慮到從作為靜電電容型mems元件的角速度檢測元件10輸出的電流非常小，因此不是利用i/v轉(zhuǎn)換器而是利用q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b來進(jìn)行接收。由于從角速度檢測元件10輸出的電流(電荷)被存儲到電容器211a、211b中，并通過運算放大器210a、210b而被充分且較大幅度地放大，因此能夠使q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號中s/n的降低被抑制，進(jìn)而維持較高的s/n。

此外，在本實施方式中，相對于振動體112的振動頻率f0，相移電路23a、23b的振幅增益為1，限帶濾波器24a、24b的振幅增益也幾乎為1。因此，q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號以其振幅幾乎未衰減的方式而從限帶濾波器24a、24b被輸出。并且，由于限帶濾波器24a、24b分別被設(shè)置在相移電路23a、23b的后段，因此能夠通過限帶濾波器24a、24b而使由相移電路23a、23b所產(chǎn)生的高頻噪聲衰減。因此，在限帶濾波器24a、24b的輸出信號中也能夠維持與q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號同樣的較高的s/n。其結(jié)果為，使驅(qū)動信號的波動被減少，進(jìn)而使與驅(qū)動信號聯(lián)動的科里奧利參照信號sdet、正交參照信號qdet的波動也被減少。

本實施方式中的角速度檢測電路30被構(gòu)成為，包括兩個q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)31a、31b、差動放大器32、科里奧利同步檢波電路33、兩個正交同步檢波電路34a、34b以及兩個振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b。

從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號(交流電流)包含作為角速度成分的科里奧利信號和作為自振動成分的正交信號(泄漏信號)，所述作為角速度成分的科里奧利信號基于在角速度檢測元件10中發(fā)揮作用的科里奧利力而獲得，所述作為自振動成分的正交信號基于角速度檢測元件10的激勵振動而獲得。從固定檢測電極140輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)與科里奧利信號(角速度成分)的相位錯開90°。同樣，從固定檢測電極142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)與科里奧利信號(角速度成分)的相位錯開90°。此外，從固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的科里奧利信號(角速度成分)互為反相，正交信號(泄漏信號)互為反相。

q/v轉(zhuǎn)換器31a(第一轉(zhuǎn)換部的一個示例)具有運算放大器310a(第一運算放大器的一個示例)，并且將從角速度檢測元件10的固定檢測電極140(第一檢測電極的一個示例)輸出并被輸入到運算放大器310a的反轉(zhuǎn)輸入端子(第一輸入端子的一個示例)中的電流(第一檢測信號的一個示例)轉(zhuǎn)換為電壓。同樣，q/v轉(zhuǎn)換器31b(第二轉(zhuǎn)換部的一個示例)具有運算放大器310b(第二運算放大器的一個示例)，并且將從角速度檢測元件10的固定檢測電極142(第二檢測電極的一個示例)輸出并被輸入到運算放大器310b的反轉(zhuǎn)輸入端子(第一輸入端子的一個示例)中的電流(第二檢測信號的一個示例)轉(zhuǎn)換為電壓。

具體而言，當(dāng)角速度檢測元件10的振動體112進(jìn)行振動時，基于電容變化的電流從固定檢測電極140、142被輸出，并被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b各自所具有的運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中。q/v轉(zhuǎn)換器31a將從固定檢測電極140輸出的交流電流轉(zhuǎn)換為以振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸出信號作為基準(zhǔn)的電壓并進(jìn)行輸出。同樣，q/v轉(zhuǎn)換器31b將從固定檢測電極142輸出的電流轉(zhuǎn)換為以振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸出信號作為基準(zhǔn)的電壓并進(jìn)行輸出。從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出的信號分別為相對于從固定檢測電極140、142輸出的交流電流而相位前移了90°的信號。

分別從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出的交流電壓信號被輸入到差動放大器32中。差動放大器32(差動放大部的一個示例)對q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(交流電壓信號)和q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(交流電壓信號)進(jìn)行差動放大并進(jìn)行輸出。

從差動放大器32輸出的信號被輸入到科里奧利同步檢波電路33中。科里奧利同步檢波電路33基于科里奧利參照信號sdet而對從差動放大器32輸出的信號進(jìn)行同步檢波。更詳細(xì)而言，科里奧利同步檢波電路33在科里奧利參照信號sdet為高電平時選擇從差動放大器32輸出的信號，而在科里奧利參照信號sdet為低電平時選擇使從差動放大器32輸出的信號的極性反轉(zhuǎn)的信號，從而進(jìn)行全波整流，并且對進(jìn)行全波整流而得到的信號進(jìn)行低通濾波處理并進(jìn)行輸出。從科里奧利同步檢波電路33輸出的信號為，從由角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142所輸出的檢測信號中提取出了科里奧利信號(角速度成分)的信號，并成為與科里奧利信號(角速度成分)的大小相對應(yīng)的電壓。從該科里奧利同步檢波電路33輸出的信號作為角速度信號so而被輸入到角速度檢測裝置1的外部。由于正如前文所述那樣，科里奧利參照信號sdet的波動減少，因此由科里奧利同步檢波電路33所進(jìn)行的同步檢波的精度提高，其結(jié)果為，角速度的檢測精度提高。

由差動放大器32和科里奧利同步檢波電路33構(gòu)成的電路作為角速度信號生成部而發(fā)揮功能，所述角速度信號生成部基于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號來生成角速度信號so。

分別從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出的交流電壓信號分別被輸入到正交同步檢波電路34a、34b中。正交同步檢波電路34a(第一同步檢波電路的一個示例)基于q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(交流電壓信號)而對從角速度檢測元件10的固定檢測電極140輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測。此外，正交同步檢波電路34b(第二同步檢波電路的一個示例)基于q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(交流電壓信號)而對從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測。

具體而言，正交同步檢波電路34a基于正交參照信號qdet而對q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(交流電壓信號)進(jìn)行同步檢波并對正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測。即，正交同步檢波電路34a在正交參照信號qdet為高電平時選擇從q/v轉(zhuǎn)換器31a輸出的交流電壓信號，而在正交參照信號qdet為低電平時選擇使從q/v轉(zhuǎn)換器31a輸出的交流電壓信號的極性反轉(zhuǎn)的信號，從而進(jìn)行全波整流，并且對進(jìn)行全波整流而得到的信號進(jìn)行積分處理并進(jìn)行輸出。從正交同步檢波電路34a輸出的信號為，從由角速度檢測元件10的固定檢測電極140所輸出的檢測信號中提取出了正交信號(泄漏信號)的信號，并成為與正交信號(泄漏信號)的大小相對應(yīng)的電壓。

同樣，正交同步檢波電路34b基于正交參照信號qdet而對q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(交流電壓信號)進(jìn)行同步檢波并對正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測。即，正交同步檢波電路34b在正交參照信號qdet為高電平時選擇從q/v轉(zhuǎn)換器31b輸出的交流電壓信號，而在正交參照信號qdet為低電平時選擇使從q/v轉(zhuǎn)換器31b輸出的交流電壓信號的極性反轉(zhuǎn)的信號，從而進(jìn)行全波整流，并且對進(jìn)行全波整流而得到的信號進(jìn)行積分處理并進(jìn)行輸出。從正交同步檢波電路34b輸出的信號為，從由角速度檢測元件10的固定檢測電極142所輸出的檢測信號中提取出了正交信號(泄漏信號)的信號，并成為與正交信號(泄漏信號)的大小相對應(yīng)的電壓。從正交同步檢波電路34a、34b輸出的信號互為反相。

從正交同步檢波電路34a、34b輸出的信號分別被輸入到振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b中。振幅調(diào)節(jié)電路35a根據(jù)正交同步檢波電路34a的輸出信號，以取消被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交信號(泄漏信號)的方式而輸出對交流電壓信號mnt的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)后的信號。同樣，振幅調(diào)節(jié)電路35b根據(jù)正交同步檢波電路34b的輸出信號，以取消被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交信號(泄漏信號)的方式而輸出對交流電壓信號mnt的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)后的信號。分別從振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b被輸出的信號為，具有與振動頻率(正交信號(泄漏信號)的頻率)相同的頻率并且具有根據(jù)正交信號(泄漏信號)的大小而確定的振幅的交流電壓信號。而且，分別從振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b輸出的交流電壓信號被直接輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b各自所具有的運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子(第二輸入端子的一個示例)中。

由于被輸入到該運算放大器310a的非反轉(zhuǎn)輸入端子中的交流電壓信號以消除從角速度檢測元件10的固定檢測電極140輸出并被輸入到運算放大器310a的反轉(zhuǎn)輸入端子中的電流中所包含的正交信號(泄漏信號)的方式而發(fā)揮作用，因此在q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號中正交信號(泄漏信號)較大幅度地被衰減。同樣，由于被輸入到運算放大器310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中的交流電壓信號以消除從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出并被輸入到運算放大器310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中的電流所包含的正交信號(泄漏信號)的方式而發(fā)揮作用，因此在q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號中正交信號(泄漏信號)被較大幅度地衰減。其結(jié)果為，能夠使由正交信號(泄漏信號)所產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。此外，由于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的電平較小，因此能夠在q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號不飽和的范圍內(nèi)將q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益設(shè)為與現(xiàn)有技術(shù)相比而較大。并且，由于正如前文所述那樣，在本實施方式中，正交參照信號qdet的波動減少，因此由正交同步檢波電路34a、34b所進(jìn)行的同步檢波的精度提高。其結(jié)果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使角速度信號so的s/n提高。以下，將被輸入到運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中的信號稱為“正交補正信號”。

如此，由正交同步檢波電路34a和振幅調(diào)節(jié)電路35a構(gòu)成的電路作為基于交流電壓信號mnt而生成正交補正信號(第一補正信號的一個示例)的第一補正信號生成部而發(fā)揮功能，其中，所述交流電壓信號mnt為基于角速度檢測元件10的驅(qū)動振動而獲得的信號，所述正交補正信號用于使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極140輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。此外，振幅調(diào)節(jié)電路35a作為第一振幅調(diào)節(jié)部而發(fā)揮功能，所述第一振幅調(diào)節(jié)部基于正交同步檢波電路34a所檢測出的正交信號(泄漏信號)的電平對正交補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。

同樣，由正交同步檢波電路34b和振幅調(diào)節(jié)電路35b構(gòu)成的電路作為基于交流電壓信號mnt生成正交補正信號(第二補正信號的一個示例)的第二補正信號生成部而發(fā)揮功能，其中，交流電壓信號mnt為基于角速度檢測元件10的驅(qū)動振動而獲得的信號，所述正交補正信號用于使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。此外，振幅調(diào)節(jié)電路35b作為第二振幅調(diào)節(jié)部而發(fā)揮功能，所述第二振幅調(diào)節(jié)部基于正交同步檢波電路34b所檢測出的正交信號(泄漏信號)的電平來對正交補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。

接下來，利用圖8的波形圖對通過圖7所示的角速度檢測裝置1而將正交信號(泄漏信號)去除的原理進(jìn)行說明。圖8為表示圖7的a點～m點的信號波形的一個示例的圖，橫軸表示時間，縱軸表示電壓或者電流。雖然圖8是未向角速度檢測元件10施加科里奧利力的情況下的示例，但在施加了科里奧利力的情況下也同樣能夠說明。

在角速度檢測元件10的振動體112進(jìn)行振動的狀態(tài)下，從電平轉(zhuǎn)換電路26輸出的驅(qū)動信號(a點、a’點的信號)為互為反相的矩形波。此外，被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b中的交流電流(b點、b’點的信號)互為反相，并且從q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b輸出的交流電壓信號mnt、mntb(c點、c’點的信號)也互為反相。該交流電壓信號mnt、mntb(c點、c’點的信號)分別相對于被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b中的各交流電流(b點、b’點的信號)而相位前移了90°。

由于未向角速度檢測元件10施加科里奧利力，因此被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b中的檢測信號(d點、d’點的信號)不包括科里奧利信號，而僅包括正交信號(泄漏信號)。被輸入到該q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b中的正交信號(泄漏信號)(d點、d’點的信號)互為反相，并且分別與被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b中的各交流電流(b點、b’點的信號)為同相。

被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號(i點的信號)成為，通過振幅調(diào)節(jié)電路35a并根據(jù)正交同步檢波電路34a的輸出信號(h點的信號)的波形而對交流電壓信號mnt(c點的信號)的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)后的波形。同樣，被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號(i’點的信號)為，通過振幅調(diào)節(jié)電路35b并根據(jù)正交同步檢波電路34b的輸出信號(h’點的信號)的波形而對交流電壓信號mnt(c點的信號)的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)后的波形。

被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號(i點的信號)相對于被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的檢測信號(正交信號(泄漏信號))(d點的信號)而相位前移了90°，在q/v轉(zhuǎn)換器31a中被加上該檢測信號(交流電流)被轉(zhuǎn)換為電壓的交流電壓信號(相對于檢測信號(交流電流)而相位前移了90°的信號)。因此，q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(e點的信號)成為正交信號(泄漏信號)的振幅衰減了的波形(實線的波形)。

同樣，被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號(i’點的信號)相對于被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的檢測信號(正交信號(泄漏信號))(d’點的信號)而相位前移了90°，并且在q/v轉(zhuǎn)換器31b中，被加上了該檢測信號(交流電流)被轉(zhuǎn)換為電壓的交流電壓信號(相對于檢測信號(交流電流)而相位前移了90°的信號)。因此，q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(e’點的信號)成為正交信號(泄漏信號)的振幅衰減了的波形(實線波形)。

此外，在正交同步檢波電路34a中，通過正交參照信號qdet(f點的信號)而使q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(e點的信號(實線的波形))被全波整流了的信號(g點的信號)成為振幅較小的正極性的波形。因此，該全波整流信號(g點的信號)的積分信號(h點的信號)成為電平較低且接近于dc的正極性的電壓波形。而且，例如，通過振幅調(diào)節(jié)電路35a對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號(i點的信號)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使正交同步檢波電路34a的輸出信號(h點的信號)的電平成為最小。由此，進(jìn)行反饋以使q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(e點的信號)的振幅衰減。

同樣，在正交同步檢波電路34b中，通過正交參照信號qdet(f’點的信號)而使q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(e’點的信號(實線的波形))被全波整流了的信號(g’點的信號)成為振幅較小的負(fù)極性的波形。因此，該全波整流信號(g’點的信號)的積分信號(h’點的信號)成為電平較低且接近于dc的負(fù)極性的電壓波形。而且，例如，通過振幅調(diào)節(jié)電路35b對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號(i’點的信號)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使正交同步檢波電路34b的輸出信號(h’點的信號)的電平成為最小。由此，進(jìn)行反饋以使q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(e’點的信號)的振幅衰減。

其結(jié)果為，在科里奧利同步檢波電路33中，通過科里奧利參照信號sdet(k點的信號)而使差動放大器32的輸出信號(j點的信號)被全波整流了的信號(l點的信號)成為反復(fù)于正極性和負(fù)極性的振幅較小的波形(實線的波形)。因此，作為全波整流信號(l點的信號)被低通濾波處理后的信號的角速度信號so(m點的信號)成為即使全波整流信號(l點的信號)中的正極性的波形與負(fù)極性的波形的對稱性稍微發(fā)生了偏離，也會成為幾乎與模擬接地電壓agnd相等的電壓(實線的波形)。即，由正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移非常小。

另外，假設(shè)在未向運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中供給正交補正信號(i點、i’點的信號)而是供給了模擬接地電壓agnd的情況下，e點、e’點、j點、l點、m點的各信號成為圖8的虛線那樣的波形，角速度信號so(m點的信號)根據(jù)全波整流信號(l點的信號)中的正極性的波形與負(fù)極性的波形的對稱性的偏離而成為從模擬接地電壓agnd偏離了的電壓。即，由正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移較大。

作用效果

如以上所說明的那樣，根據(jù)第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，能夠通過將正交補正信號輸入到運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中，從而使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。而且，由于正交補正信號被直接輸入到運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中，因此與經(jīng)由電容而被輸入的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的噪聲成分減少。并且，由于通過向運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中被輸入有利用振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b而使振幅被調(diào)節(jié)了的正交補正信號，從而使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中正交信號(泄漏信號)較大幅度地被衰減，因此能夠相應(yīng)地增大q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益。因此，根據(jù)第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的角速度成分(科里奧利信號)與噪聲成分之比變大，其結(jié)果為，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使基于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出信號而生成的角速度信號so的s/n提高。

此外，根據(jù)第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于即使從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅發(fā)生變化，正交補正信號的振幅也會隨之自動調(diào)節(jié)，因此即使環(huán)境發(fā)生變化也能夠?qū)⒔撬俣刃盘杝o的s/n維持為固定。

此外，根據(jù)第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于在其制造工序無需設(shè)定用于對從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅進(jìn)行檢查并對正交補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息，因此還能夠削減制造成本。

1-2.第二實施方式

圖9為表示第二實施方式的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖9中，對與圖7相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號。以下，針對第二實施方式的角速度檢測裝置1而省略與第一實施方式重復(fù)的說明，并以與第一實施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。

如圖9所示，在第二實施方式的角速度檢測裝置1中，與第一實施方式不同，從比較器22的非反轉(zhuǎn)輸出端子輸出的矩形波信號作為正交參照信號qdetb而被輸入到正交同步檢波電路34b中。而且，正交同步檢波電路34b基于正交參照信號qdetb對q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(交流電壓信號)進(jìn)行同步檢波，并且對從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出的檢測信號(交流電流)中所包含的正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測。

具體而言，正交同步檢波電路34b通過在正交參照信號qdetb為高電平(正交參照信號qdet為低電平)時選擇從q/v轉(zhuǎn)換器31b輸出的交流電壓信號，而在正交參照信號qdetb為低電平(正交參照信號qdet為高電平)時選擇使從q/v轉(zhuǎn)換器31b輸出的交流電壓信號的極性反轉(zhuǎn)的信號，從而進(jìn)行全波整流，并且對進(jìn)行全波整流而得到的信號進(jìn)行積分處理并進(jìn)行輸出。從正交同步檢波電路34b輸出的信號為從由角速度檢測元件10的固定檢測電極142所輸出的檢測信號中提取出了正交信號(泄漏信號)的信號，并且成為與正交信號(泄漏信號)的大小相對應(yīng)的電壓。從正交同步檢波電路34a、34b輸出的信號互為同相。

此外，與第一實施方式不同，在振幅調(diào)節(jié)電路35b中被輸入有交流電壓信號mntb。而且，振幅調(diào)節(jié)電路35b根據(jù)正交同步檢波電路34b的輸出信號，以取消被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交信號(泄漏信號)的方式而輸出對交流電壓信號mntb的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)的正交補正信號。

第二實施方式的角速度檢測裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第一實施方式(圖7)相同。

圖10為表示圖9的a點～m點的信號波形的一個示例的圖，橫軸表示時間，縱軸表示電壓或電流。圖10與圖8同樣為未向角速度檢測元件10施加科里奧利力的情況下的示例。另外，與圖8同樣，在圖10中由虛線表示的信號波形為，假設(shè)向運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中被供給有模擬接地電壓agnd的情況下的信號波形。

在圖10中，除了f’點、g’點的信號波形以及h’點的信號波形之外，均與圖8相同。f’點、g’點、h’點的各信號波形相對于圖8中的f’點、g’點、h’點的各信號波形而極性反轉(zhuǎn)。而且，由于在振幅調(diào)節(jié)電路35b中被輸入有交流電壓信號mnt(c點的信號)和極性為相反的交流電壓信號mntb(c’點的信號)，因此正交補正信號(i’點的信號)的波形與圖8相同。其結(jié)果為，角速度信號so的信號波形也與圖8相同。

根據(jù)以上所說明的第二實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，能夠?qū)崿F(xiàn)與第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)相同的效果。

1-3.第三實施方式

圖11為表示第三實施方式的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖11中，對與圖7相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號。以下，針對第三實施方式的角速度檢測裝置1而省略與第一實施方式重復(fù)的說明，并以與第一實施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。

在第一實施方式中，存在如下情況，即，因振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b的相位延遲而使分別從振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b輸出的信號與分別被輸入到運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中的檢測信號(交流電流)之間的相位差偏離90°。而且，如圖11所示，在第三實施方式的角速度檢測裝置1中，相對于第一實施方式(圖7)而進(jìn)一步追加了兩個相位調(diào)節(jié)電路36a、36b。相位調(diào)節(jié)電路36a(第一相位調(diào)節(jié)部的一個示例)為，對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a(運算放大器310a的非反轉(zhuǎn)輸入端子)中的正交補正信號(第一補正信號的一個示例)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路。此外，相位調(diào)節(jié)電路36b(第二相位調(diào)節(jié)部的一個示例)為，對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b(運算放大器310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子)中的正交補正信號(第二補正信號的一個示例)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路。具體而言，相位調(diào)節(jié)電路36a基于正交同步檢波電路34a所檢測出的泄漏信號的電平，而以取消被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交信號(泄漏信號)的方式對被輸入到運算放大器310a的非反轉(zhuǎn)輸入端子中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，相位調(diào)節(jié)電路36b基于正交同步檢波電路34b所檢測出的泄漏信號的電平，而以取消而被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交信號(泄漏信號)的方式對被輸入到運算放大器310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。也可以采用如下方式，例如，通過使相位調(diào)節(jié)電路36a、36b各自所具有的可變電阻的電阻值以及可變電容的電容值中的至少一方根據(jù)正交同步檢波電路34a、34b的各輸出信號的電平而進(jìn)行變化，從而使相位調(diào)節(jié)電路36a、36b的相位前移量進(jìn)行變化，以消除被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b中的正交信號(泄漏信號)。

例如，通過相位調(diào)節(jié)電路36a對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使正交同步檢波電路34a的輸出信號的電平成為最小。由此，進(jìn)行反饋以使q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅衰減。同樣，例如，通過相位調(diào)節(jié)電路36b對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使正交同步檢波電路34b的輸出信號的電平成為最小。由此，進(jìn)行反饋以使q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅衰減。其結(jié)果為，能夠使由正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。

如此，由正交同步檢波電路34a和振幅調(diào)節(jié)電路35a以及相位調(diào)節(jié)電路36a構(gòu)成的電路作為基于交流電壓信號mnt生成正交補正信號(第一補正信號的一個示例)的第一補正信號生成部而發(fā)揮功能，其中，所述交流電壓信號mnt為基于角速度檢測元件10的驅(qū)動振動的信號，所述正交補正信號用于使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極140輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。同樣，由正交同步檢波電路34b和振幅調(diào)節(jié)電路35b以及相位調(diào)節(jié)電路36b構(gòu)成的電路作為基于交流電壓信號mnt生成正交補正信號(第二補正信號的一個示例)的第二補正信號生成部而發(fā)揮功能，其中，所述交流電壓信號mnt為基于角速度檢測元件10的驅(qū)動振動的信號，所述正交補正信號用于使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出的交流電流中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少。

第三實施方式的角速度檢測裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第一實施方式(圖7)相同。

根據(jù)以上所說明的第三實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，與第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)同樣地，能夠使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少，并且使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的噪聲成分減少。

并且，根據(jù)第三實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于通過向運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中被輸入有利用振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b以及相位調(diào)節(jié)電路36a、36b而使振幅以及相位被調(diào)節(jié)了的正交補正信號，從而使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中正交信號(泄漏信號)更大幅度地被衰減，因此能夠相應(yīng)地進(jìn)一步增大q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益。因此，根據(jù)第三實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的角速度成分(科里奧利信號)與噪聲成分之比變得更大，其結(jié)果為，能夠使基于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出信號而生成的角速度信號so的s/n進(jìn)一步提高。

此外，根據(jù)第三實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于即使從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅、相位發(fā)生變化，正交補正信號的振幅、相位也會隨之自動調(diào)節(jié)，因此即使環(huán)境發(fā)生變化也能夠?qū)⒔撬俣刃盘杝o的s/n維持為固定。

此外，根據(jù)第三實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于在其制造工序中無需設(shè)定用于對從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅、相位進(jìn)行檢查并對正交補正信號的振幅、相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息，因此還能夠削減制造成本。

另外，雖然在圖11的示例中，相位調(diào)節(jié)電路36a被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸出端子與q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸入端子之間，但也可以設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸入端子之間。同樣，雖然相位調(diào)節(jié)電路36b被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸出端子與q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸入端子之間，但也可以設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸入端子之間。此外，對于第二實施方式的角速度檢測裝置1(圖9)，同樣也可以追加相位調(diào)節(jié)電路36a、36b。

1-4.第四實施方式

圖12為表示第四實施方式的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖12中，對于圖11相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號。以下，針對第四實施方式的角速度檢測裝置1而省略與第一實施方式或第三實施方式重復(fù)的說明，并以與第一實施方式以及第三實施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。

如圖12所示，在第四實施方式的角速度檢測裝置1中，相對于第三實施方式而設(shè)置有存儲部37a、37b，以代替正交同步檢波電路34a、34b。而且，振幅調(diào)節(jié)電路35a基于存儲部37a中所存儲的信息(振幅調(diào)節(jié)信息)而對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，相位調(diào)節(jié)電路36a基于存儲部37a中所存儲的信息(相位調(diào)節(jié)信息)而對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。同樣，振幅調(diào)節(jié)電路35b基于存儲部37b中所存儲的信息(振幅調(diào)節(jié)信息)而對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，相位調(diào)節(jié)電路36b基于存儲部37b中所存儲的信息(相位調(diào)節(jié)信息)而對被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31b中的正交補正信號的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。

也可以采用如下方式，例如，存儲部37a中所存儲的振幅調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值，并且振幅調(diào)節(jié)電路35a輸出使交流電壓信號mnt的振幅成為該常數(shù)倍的信號。此外，也可以采用如下方式，即，存儲部37a中所存儲的相位調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值，并且相位調(diào)節(jié)電路36a輸出如下的正交補正信號，所述正交補正信號為，通過根據(jù)該常數(shù)值而使可變電阻的電阻值以及可變電容的電容值中的至少一方發(fā)生變化，從而使相位相對于振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸出信號而前進(jìn)了的信號。

同樣，也可以采用如下方式，即，存儲部37b中所存儲的振幅調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值，并且振幅調(diào)節(jié)電路35b輸出使交流電壓信號mnt的振幅成為該常數(shù)倍的信號。此外，也可以采用如下方式，即，存儲部37b中所存儲的相位調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值，并且相位調(diào)節(jié)電路36b輸出如下的正交補正信號，所述正交補正信號為，通過根據(jù)該常數(shù)值而使可變電阻的電阻值以及可變電容的電容值中的至少一方發(fā)生變化，從而相位相對于振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸出信號而前進(jìn)了的信號。

也可以采用如下方式，例如，在角速度檢測裝置1的檢查工序中，對分別被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b中的正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行測定，并將與測定值相對應(yīng)的振幅調(diào)節(jié)信息存儲到非揮發(fā)性的存儲部37a、37b中。此外，也可以采用如下方式，即，在角速度檢測裝置1的檢查工序中，對分別被輸入到q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b中的正交信號(泄漏信號)與交流電壓信號mnt的相位差進(jìn)行測定，并將與測定值相對應(yīng)的相位調(diào)節(jié)信息存儲到非揮發(fā)性的存儲部37a、37b中。

第四實施方式的角速度檢測裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第三實施方式(圖11)相同。

根據(jù)以上所說明的第四實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，與第一實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)同樣，能夠使由從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)而產(chǎn)生的角速度信號so的偏移減少，并且使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中所包含的噪聲成分減少。此外，由于在q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號中正交信號(泄漏信號)較大幅度地被衰減，因此能夠相應(yīng)地進(jìn)一步增大q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益，其結(jié)果為，能夠使基于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出信號而生成的角速度信號so的s/n進(jìn)一步提高。

并且，根據(jù)第四實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，例如，通過在其制造工序中，對從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅以及相位進(jìn)行檢查，并將與正交信號(泄漏信號)的振幅以及相位相對應(yīng)的信息存儲到存儲部37a、37b中，從而能夠使角速度信號so的s/n提高。

此外，根據(jù)第四實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，當(dāng)從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的振幅及相位因環(huán)境變化而發(fā)生變化時，交流電壓信號mnt的振幅、相位也會同樣發(fā)生變化，因此即使不對正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測，也能夠在某種程度上將角速度信號so的s/n維持為固定。因此，根據(jù)第四實施方式的角速度檢測裝置1(角速度檢測電路30)，由于不需要用于對從角速度檢測元件10的固定檢測電極140、142輸出的檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)的電平進(jìn)行檢測的正交同步檢波電路34a、34b，因此還能夠削減電路面積。

另外，雖然在圖12的示例中相位調(diào)節(jié)電路36a被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸出端子與q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸入端子之間，但也可以設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35a的輸入端子之間。同樣，雖然相位調(diào)節(jié)電路36b被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸出端子與q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸入端子之間，但也可以設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35b的輸入端子之間。此外，也可以采用如下方式，即，對于第一實施方式或者第二實施方式的角速度檢測裝置1(圖7或者圖9)，同樣設(shè)置存儲部37a、37b以代替正交同步檢波電路34a、34b。

2.改變例

2-1.改變例1

雖然在上述的各實施方式中，正交補正信號被輸入到運算放大器310a、310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中，但也可以采用經(jīng)由電阻而被輸入到運算放大器310a、310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中的方式來進(jìn)行改變。

作為一個示例，在圖13中圖示了針對第三實施方式的角速度檢測裝置1(圖11)的改變例1的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)。在圖13所示的改變例1的角速度檢測裝置1中，運算放大器310a的反轉(zhuǎn)輸入端子中被輸入有從角速度檢測元件10的固定檢測電極140輸出的檢測信號，并且經(jīng)由電阻38a而被輸入有從相位調(diào)節(jié)電路36a輸出的正交補正信號。此外，運算放大器310a的非反轉(zhuǎn)輸入端子中被供給有模擬接地電壓agnd。同樣，運算放大器310b的反轉(zhuǎn)輸入端子中被輸入有從角速度檢測元件10的固定檢測電極142輸出的檢測信號，并且經(jīng)由電阻38b而被輸入有從相位調(diào)節(jié)電路36b輸出的正交補正信號。此外，運算放大器310b的非反轉(zhuǎn)輸入端子中被供給有模擬接地電壓agnd。

另外，由于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號(運算放大器310a、310b的輸出信號)相對于輸入信號而相位前移了90°，因此需要針對上述各實施方式而使正交補正信號的相位延遲90°。因此，振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b中被輸入有將交流電壓信號mnt的相位延遲了90°的相位調(diào)節(jié)部27a的輸出信號(基于驅(qū)動振動的信號的一個示例)以代替交流電壓信號mnt。

根據(jù)這種改變例1的角速度檢測裝置1，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述各實施方式相同的效果。

2-2.改變例2

雖然在上述的各實施方式中，從角速度檢測元件10而輸出有互為反相的兩個檢測信號，并且為了取消這兩個檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)而設(shè)置了兩個系統(tǒng)的反饋組，但兩個系統(tǒng)的反饋組中的一方也可以不存在?；蛘撸部梢愿淖?yōu)槿缦陆Y(jié)構(gòu)，即，從角速度檢測元件10僅輸出一個檢測信號，并且為了取消該檢測信號中所包含的正交信號(泄漏信號)而僅設(shè)置一個系統(tǒng)的反饋組。

作為一個示例，在圖14中圖示出了針對第三實施方式的角速度檢測裝置1(圖11)的改變例2的角速度檢測裝置1的結(jié)構(gòu)。在圖14所示的改變例2的角速度檢測裝置1中，角速度檢測元件10不具有固定驅(qū)動電極132、固定監(jiān)測電極162以及固定檢測電極142。與此相對應(yīng)，驅(qū)動電路20不具有q/v轉(zhuǎn)換器21b以及相位調(diào)節(jié)部27b，此外，電平轉(zhuǎn)換電路26的結(jié)構(gòu)也被簡化。此外，角速度檢測電路30不具有q/v轉(zhuǎn)換器31b、正交同步檢波電路34b、振幅調(diào)節(jié)電路35b以及相位調(diào)節(jié)電路36b，此外，差動放大器32被置換為反轉(zhuǎn)放大器39。

根據(jù)這種改變例2的角速度檢測裝置1，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述各實施方式相同的效果。

2-3.其他的改變例

也可以采用如下方式，即，在上述的各實施方式中，使正交補正信號的相位延遲90°，并且將q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b置換為i/v轉(zhuǎn)換器。此外，在上述的各實施方式中，振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b也可以不存在。此外，也可以采用如下方式，即，在上述的各實施方式中，正交補正信號的一部分經(jīng)由電容而被輸入到運算放大器310a的反轉(zhuǎn)輸入端子以及運算放大器310b的反轉(zhuǎn)輸入端子的至少一方中。

3.電子設(shè)備

圖15為本實施方式所涉及的電子設(shè)備500的功能框圖。另外，對與上述的各實施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。

本實施方式所涉及的電子設(shè)備500為包含角速度檢測裝置1的電子設(shè)備500。在圖15所示的示例中，電子設(shè)備500被構(gòu)成為，包括角速度檢測裝置1、運算處理裝置510、操作部530、rom(readonlymemory：只讀存儲器)540、ram(randomaccessmemory：隨機存取存儲器)550、通信部560、顯示部570、聲音輸出部580。另外，本實施方式所涉及的電子設(shè)備500也可以將圖15所示的結(jié)構(gòu)要素(各部分)的一部分省略或進(jìn)行變更，也可以采用附加了其他的結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)。

運算處理裝置510按照rom540等中所存儲的程序來實施各種計算處理、控制處理。具體而言，運算處理裝置510實施如下處理，即，與角速度檢測裝置1的輸出信號、來自操作部530的操作信號相對應(yīng)的各種處理、為了與外部實施數(shù)據(jù)通信而對通信部560進(jìn)行控制的處理、對用于在顯示部570上顯示各種信息的顯示信號進(jìn)行發(fā)送的處理、使聲音輸出部580輸出各種聲音的處理等。

操作部530為通過操作鍵、按鈕開關(guān)等而構(gòu)成的輸入裝置，其將與用戶進(jìn)行的操作相對應(yīng)的操作信號輸出到運算處理裝置510中。

rom540對用于使運算處理裝置510實施各種計算處理、控制處理的程序、數(shù)據(jù)等進(jìn)行存儲。

ram550作為運算處理裝置510的工作區(qū)域而被使用，并對從rom540讀出的程序、數(shù)據(jù)、從操作部530輸入的數(shù)據(jù)、運算處理裝置510按照各種程序而執(zhí)行的運算結(jié)果等臨時性地進(jìn)行存儲。

通信部560實施用于使運算處理裝置510與外部裝置之間的數(shù)據(jù)通信成立的各種控制。

顯示部570為通過lcd(liquidcrystaldisplay：液晶顯示器)、電泳顯示器等而構(gòu)成的顯示裝置，并基于從運算處理裝置510輸入的顯示信號而顯示各種信息。

而且，聲音輸出部580為揚聲器等的對聲音進(jìn)行輸出的裝置。

根據(jù)本實施方式所涉及的電子設(shè)備500，由于以含有與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠使角速度信號的s/n提高的角速度檢測裝置1的方式而構(gòu)成，因此可以實現(xiàn)能夠以更高精度實施基于角速度的變化的處理(例如，與姿態(tài)相對應(yīng)的控制等)的電子設(shè)備500。

作為電子設(shè)備500而考慮有各種電子設(shè)備。例如，可列舉出個人計算機(例如，移動型個人計算機、膝上型個人計算機、平板型個人計算機)、移動電話等移動體終端、數(shù)碼照相機、噴墨式噴出裝置(例如，噴墨打印機)、路由器或交換機等的儲存局域網(wǎng)設(shè)備、本地網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、移動體終端基站用設(shè)備、電視機、攝像機、錄像機、汽車導(dǎo)航裝置、尋呼機、電子記事薄(附含通信功能)、電子詞典、計算器、電子游戲機、游戲用控制器、文字處理機、工作站、可視電話、防盜用電視監(jiān)測器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、pos(pointofsale：銷售終端)終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計、血壓計、血糖儀、心電圖計測裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測器、各種測定設(shè)備、儀表類(例如，車輛、飛機、船舶的儀表類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運動跟蹤器(motiontracer)、運動追蹤器(motiontrackingdevice)、運動控制器、pdr(步行者位置方位計測)等。

圖16a為表示作為電子設(shè)備500的一個示例的智能電話的外觀的一個示例的圖，圖16b表示作為電子設(shè)備500的一個示例的手腕佩戴型的便攜設(shè)備的外觀的一個示例的圖。在作為圖16a所示的電子設(shè)備500的智能電話中，作為操作部530而具有按鈕且作為顯示部570而具有l(wèi)cd。在作為圖16b所示的電子設(shè)備500的手腕佩戴型的便攜設(shè)備中，作為操作部530而具有按鈕以及表冠且作為顯示部570而具備lcd。由于這些電子設(shè)備500以包含與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠使角速度信號的s/n提高的角速度檢測裝置1的方式而構(gòu)成，因此可以實現(xiàn)能夠以更高精度實施基于角速度的變化的處理(例如，與姿態(tài)相對應(yīng)的顯示控制等)的電子設(shè)備500。

4.移動體

圖17為表示本實施方式所涉及的移動體400的一個示例的圖(俯視圖)。另外，對與上述的各實施方式同樣的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號，并省略詳細(xì)的說明。

本實施方式所涉及的移動體400為包含角速度檢測裝置1的移動體400。在圖17所示的示例中，移動體400以包括實施發(fā)動機系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)(keylessentrysystem)等的各種控制的控制器420、控制器430、控制器440、蓄電池450以及備用蓄電池460的方式而構(gòu)成。另外，本實施方式所涉及的移動體400也可以將圖17所示的結(jié)構(gòu)要素(各部分)的一部分省略或進(jìn)行變更，也可以采用附加了其他的結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本實施方式所涉及的移動體400，由于包括與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠使角速度信號的s/n提高的角速度檢測裝置1，因此可以實現(xiàn)能夠以更高精度實施基于角速度的變化的處理(例如，側(cè)滑或翻轉(zhuǎn)的抑止控制等)的移動體400。

作為這種移動體400而考慮到各種移動體，例如，可列舉出汽車(也包括電動汽車)、噴氣機或直升飛機等飛行器、船舶、機器人、人造衛(wèi)星等。

本發(fā)明并不限定于本實施方式，能夠在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實施各種變形。

上述的實施方式以及改變例為一個示例，并不限定于此。例如，也可以對各實施方式以及各改變例進(jìn)行適當(dāng)組合。

本發(fā)明包括與在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)(例如，功能、方法以及結(jié)果相同的結(jié)構(gòu)，或者目的以及效果相同的結(jié)構(gòu))。此外，本發(fā)明包括將在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)的非必需的部分進(jìn)行置換了的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包括能夠?qū)崿F(xiàn)與在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)相同作用效果的結(jié)構(gòu)或者能夠達(dá)成相同目的的結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明包括向在實施方式中所說明的結(jié)構(gòu)中附加了公知技術(shù)的結(jié)構(gòu)。

符號說明

1…角速度檢測裝置；10…角速度檢測元件；11…基板；13…空腔；14…凹部；20…驅(qū)動電路；21a、21b…q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)；22…比較器；23a、23b…相移電路；24a、24b…限帶濾波器；25…比較器；26…電平轉(zhuǎn)換電路；27a、27b…相位調(diào)節(jié)部；30…角速度檢測電路；31a、31b…q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)；32…差動放大器；33…科里奧利同步檢波電路；34a、34b…正交同步檢波電路；35a、35b…振幅調(diào)節(jié)電路；36a、36b…相位調(diào)節(jié)電路；37a、37b…存儲部；38a、38b…電阻；39…反轉(zhuǎn)放大器；106…第一結(jié)構(gòu)體、108…第二結(jié)構(gòu)體；112…振動體；112a…振動體；112b…振動體；114…第一彈簧部；116…可動驅(qū)動電極、118…可動監(jiān)測電極；122…位移部；122a…位移部；122b…位移部；124…第二彈簧部；126…可動檢測電極；130、132…固定驅(qū)動電極；140、142…固定檢測電極；150…固定部；160、162…固定監(jiān)測電極；210a、210b…運算放大器；211a、211b…電容器；310a、310b…運算放大器；400…移動體；420…控制器；430…控制器；440…控制器；450…蓄電池；460…輔助用蓄電池；500…電子設(shè)備；510…運算處理裝置；530…操作部；540…rom；550…ram；560…通信部；570…顯示部；580…聲音輸出部。