本發(fā)明涉及一種角速度檢測(cè)電路、角速度檢測(cè)裝置、電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
背景技術(shù):
近年來,開發(fā)有一種使用例如硅mems(microelectromechanicalsystem:微機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)來對(duì)角速度進(jìn)行檢測(cè)的角速度傳感器(陀螺傳感器)。
在專利文獻(xiàn)1中,公開了如下的技術(shù),即,通過電容耦合的方式向檢測(cè)電路的前級(jí)(檢測(cè)模塊部與c/v轉(zhuǎn)換電路之間)輸入正交誤差消除信號(hào),由此來降低檢測(cè)模塊部的輸出信號(hào)中所包括的正交信號(hào)的技術(shù)。
然而,在專利文獻(xiàn)1所記載的陀螺傳感器中,檢測(cè)模塊部的輸出信號(hào)為一個(gè),而關(guān)于針對(duì)具備輸出多個(gè)檢測(cè)信號(hào)(例如互為反相的兩個(gè)檢測(cè)信號(hào))的角速度檢測(cè)元件的角速度檢測(cè)裝置來降低該多個(gè)檢測(cè)信號(hào)中所各自包括的正交信號(hào)的方法,在專利文獻(xiàn)1中并未予以公開。
專利文獻(xiàn)1:美國(guó)專利申請(qǐng)公開第2007/0180908號(hào)說明書
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明鑒于以上的問題點(diǎn)而被完成,根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式,能夠提供一種使基于從角速度檢測(cè)元件輸出的多個(gè)檢測(cè)信號(hào)而生成的輸出信號(hào)的s/n提高的角速度檢測(cè)電路以及角速度檢測(cè)裝置。此外,根據(jù)本發(fā)明的幾個(gè)方式,能夠提供一種使用了該角速度檢測(cè)裝置的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
本發(fā)明為了解決前文所述的課題的至少一部分而被完成,其能夠作為以下的方式或者應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。
應(yīng)用例1
本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路包括:第一轉(zhuǎn)換部,其將從角速度檢測(cè)元件的第一檢測(cè)電極輸出的第一檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓;第二轉(zhuǎn)換部,其將從所述角速度檢測(cè)元件的第二檢測(cè)電極輸出的第二檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓;角速度信號(hào)生成部,其具有對(duì)基于所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號(hào)而產(chǎn)生的信號(hào)與基于所述第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號(hào)而產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大的差動(dòng)放大部,并基于所述差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)而生成角速度信號(hào);修正信號(hào)生成部,其根據(jù)基于所述角速度檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)而產(chǎn)生的信號(hào),生成用于使因所述第一檢測(cè)信號(hào)以及所述第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)而產(chǎn)生的所述角速度信號(hào)的偏移降低的修正信號(hào),所述修正信號(hào)被輸入至處于從所述第一檢測(cè)電極起至所述差動(dòng)放大部的第一信號(hào)路徑上的電路。
第一轉(zhuǎn)換部例如可以為將電荷轉(zhuǎn)換為電壓的q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器),也可以為將電流轉(zhuǎn)換為電壓的i/v轉(zhuǎn)換器。同樣地,第二轉(zhuǎn)換部例如可以為將電荷轉(zhuǎn)換為電壓的q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器),也可以為將電流轉(zhuǎn)換為電壓的i/v轉(zhuǎn)換器。
應(yīng)用例2
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述修正信號(hào)被輸入至與所述第一轉(zhuǎn)換部相比靠后級(jí)的電路。
應(yīng)用例3
上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路也可以包括加法電路,該加法電路被設(shè)置在所述第一信號(hào)路徑上,并將所述第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號(hào)與所述修正信號(hào)相加。
根據(jù)這些應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,通過將修正信號(hào)輸入到處于從角速度檢測(cè)元件的第一檢測(cè)電極起至差動(dòng)放大部的第一信號(hào)路徑上的電路(與第一轉(zhuǎn)換部相比靠后級(jí)的電路或加法電路),從而能夠使因第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)而產(chǎn)生的角速度信號(hào)的偏移降低。因此,根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)中所包含的角速度分量(科里奧利信號(hào))與噪聲分量之比會(huì)增大,其結(jié)果為,能夠提高基于差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)而生成的角速度信號(hào)的s/n。
應(yīng)用例4
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述修正信號(hào)不被輸入至處于從所述第二檢測(cè)電極起至所述差動(dòng)放大部的第二信號(hào)路徑上的電路。
根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,由于在從第二檢測(cè)電極至所述差動(dòng)放大部的第二信號(hào)路徑中不需要設(shè)置要被輸入修正信號(hào)的電路,因此能夠削減電路面積。
應(yīng)用例5
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述修正信號(hào)生成部包括對(duì)所述修正信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的振幅調(diào)節(jié)部。
根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,通過生成由振幅調(diào)節(jié)部對(duì)振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)的修正信號(hào)而在差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)中使泄漏信號(hào)進(jìn)一步衰減,因此,其結(jié)果為,能夠進(jìn)一步提高角速度信號(hào)的s/n。
應(yīng)用例6
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述修正信號(hào)生成部包括同步檢波電路,該同步檢波電路基于所述差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)來對(duì)所述第一檢測(cè)信號(hào)以及所述第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的所述泄漏信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè),所述振幅調(diào)節(jié)部基于所述同步檢波電路所檢測(cè)到的所述泄漏信號(hào)的電平來對(duì)所述修正信號(hào)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(cè)電路,即使第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的振幅發(fā)生變化,修正信號(hào)的振幅也會(huì)隨之而被調(diào)節(jié),因此即使環(huán)境發(fā)生變化,也能夠?qū)⒔撬俣刃盘?hào)的s/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(cè)電路,由于為通過一個(gè)同步檢波電路而根據(jù)差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)統(tǒng)一對(duì)第一檢測(cè)信號(hào)以及所述第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè),因此與通過兩個(gè)同步檢波電路來分別對(duì)第一檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的電平和第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)構(gòu)相比,能夠削減電路面積。
并且,根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,由于在其制造工序中,不需要檢查第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的振幅并設(shè)定用于對(duì)修正信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息,因此也能夠削減制造成本。
應(yīng)用例7
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述振幅調(diào)節(jié)部基于存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息來對(duì)所述修正信號(hào)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(cè)電路,例如,在其制造工序中,通過檢查第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的振幅,并將與泄漏信號(hào)的振幅相對(duì)應(yīng)的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部中,能夠提高角速度信號(hào)的s/n。
此外,根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,當(dāng)因環(huán)境變化從而第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的振幅與相位發(fā)生變化時(shí),基于角速度檢測(cè)元件的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的信號(hào)的振幅與相位也同樣會(huì)發(fā)生變化,因此即使不對(duì)泄漏信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè),也能夠在一定程度上將角速度信號(hào)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(cè)電路,不需要用于對(duì)第一檢測(cè)信號(hào)以及第二檢測(cè)信號(hào)中所包含的泄漏信號(hào)的電平進(jìn)行檢測(cè)的電路,因此也能夠削減電路面積。
應(yīng)用例8
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述修正信號(hào)生成部包括對(duì)所述修正信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的相位調(diào)節(jié)部。
例如,所述相位調(diào)節(jié)部可以基于所述同步檢波電路所檢測(cè)到的所述泄漏信號(hào)的電平來對(duì)所述修正信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié),也可以基于存儲(chǔ)部中所存儲(chǔ)的信息來對(duì)所述修正信號(hào)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(cè)電路,通過生成由相位調(diào)節(jié)部對(duì)相位進(jìn)行了調(diào)節(jié)的修正信號(hào)而在差動(dòng)放大部的輸出信號(hào)中使泄漏信號(hào)進(jìn)一步衰減,因此,其結(jié)果為,能夠進(jìn)一步提高角速度信號(hào)的s/n。
應(yīng)用例9
在上述應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路中,也可以采用如下方式,即,所述第一轉(zhuǎn)換部以及所述第二轉(zhuǎn)換部的電源電壓比所述差動(dòng)放大部的電源電壓高。
根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)電路,與第一轉(zhuǎn)換部以及第二轉(zhuǎn)換部的電源電壓等同于差動(dòng)放大部的電源電壓的情況相比,能夠使第一轉(zhuǎn)換部以及第二轉(zhuǎn)換部的增益增大。即,雖然由第一轉(zhuǎn)換部以及第二轉(zhuǎn)換部將科里奧利信號(hào)與泄漏信號(hào)放大得更大,但由于通過修正信號(hào)而使泄漏信號(hào)大幅度地衰減,因此能夠進(jìn)一步提高角速度信號(hào)的s/n。
應(yīng)用例10
本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)裝置具備:上述任意一個(gè)角速度檢測(cè)回路;驅(qū)動(dòng)電路,其對(duì)所述角速度檢測(cè)元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng);和所述角速度檢測(cè)元件。
根據(jù)本應(yīng)用例所涉及的角速度檢測(cè)裝置,由于具備上述任意一個(gè)角速度檢測(cè)電路,因此能夠提高角速度信號(hào)的s/n。
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(cè)裝置。
應(yīng)用例12
本應(yīng)用例所涉及的移動(dòng)體具備上述的角速度檢測(cè)裝置。
根據(jù)這些應(yīng)用例,由于具備能夠提高角速度信號(hào)的s/n的角速度檢測(cè)裝置,因此,也可實(shí)現(xiàn)例如能夠以更高精度來進(jìn)行基于角速度的變化的處理的電子設(shè)備以及移動(dòng)體。
附圖說明
圖1為示意地表示角速度檢測(cè)元件的俯視圖。
圖2為示意地表示角速度檢測(cè)元件的剖視圖。
圖3為用于對(duì)角速度檢測(cè)元件的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
圖4為用于對(duì)角速度檢測(cè)元件的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
圖5為用于對(duì)角速度檢測(cè)元件的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
圖6為用于對(duì)角速度檢測(cè)元件的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。
圖7為表示第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8為表示第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置的信號(hào)波形的一個(gè)示例的圖。
圖9為表示第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖10為表示第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11為表示第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖12為表示改變例1的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖13為表示改變例2的角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖14為表示本實(shí)施方式的電子設(shè)備的功能框圖。
圖15a為表示作為電子設(shè)備的一個(gè)示例的智能手機(jī)的外觀的一個(gè)示例的圖。
圖15b為表示作為電子設(shè)備的一個(gè)示例的手臂佩戴型的移動(dòng)設(shè)備的外觀的一個(gè)示例的圖。
圖16為表示本實(shí)施方式的移動(dòng)體的一個(gè)示例的圖(俯視圖)。
具體實(shí)施方式
在以下,使用附圖來對(duì)本發(fā)明所優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外,以下所說明的實(shí)施方式并不會(huì)對(duì)權(quán)利要求書內(nèi)所記載的本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行不當(dāng)限定。此外,對(duì)于以下所說明的結(jié)構(gòu),并不是全部都是本發(fā)明的必須構(gòu)成要件。
1.角速度檢測(cè)裝置
1-1.第一實(shí)施方式
角速度檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作
首先,參照附圖來對(duì)本實(shí)施方式所涉及的角速度檢測(cè)裝置1中所包括的角速度檢測(cè)元件10進(jìn)行說明。圖1為示意地表示角速度檢測(cè)元件10的俯視圖。圖2為示意地表示角速度檢測(cè)元件10的剖視圖。另外,在圖1中,作為相互正交的三個(gè)軸而圖示有x軸、y軸、z軸。在以下,對(duì)角速度檢測(cè)元件10為對(duì)繞z軸的角速度進(jìn)行檢測(cè)的靜電電容型mems元件的示例進(jìn)行說明。
如圖2所示,角速度檢測(cè)元件10被設(shè)置在基板11上,并被收納在由基板11與蓋體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例如以真空而密閉。基板11的材質(zhì)為例如玻璃、硅。蓋體12的材質(zhì)為例如硅、玻璃。
如圖1所示,角速度檢測(cè)元件10被構(gòu)成為包括:振動(dòng)體112、固定驅(qū)動(dòng)電極130以及固定驅(qū)動(dòng)電極132、可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116、固定監(jiān)控電極160以及固定監(jiān)控電極162、可動(dòng)監(jiān)控電極118、固定檢測(cè)電極140以及固定檢測(cè)電極142、和可動(dòng)檢測(cè)電極126。
如圖1所示,角速度檢測(cè)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)處。結(jié)構(gòu)體106、108例如具有相對(duì)于兩者的分界線b(沿著y軸的直線)而對(duì)稱的形狀。另外,雖然未圖示,但角速度檢測(cè)元件10也可以不具有第二結(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(dòng)體112、第一彈簧部114、可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116、位移部122、第二彈簧部124、固定驅(qū)動(dòng)電極130、132、可動(dòng)振動(dòng)檢測(cè)電極118、126、固定振動(dòng)檢測(cè)電極140、142、160、162、和固定部150??蓜?dòng)振動(dòng)檢測(cè)電極118、126被分為可動(dòng)監(jiān)控電極118與可動(dòng)檢測(cè)電極126。固定振動(dòng)檢測(cè)電極140、142、160、162被分為固定檢測(cè)電極140、142與固定監(jiān)控電極160、162。
振動(dòng)體112、彈簧部114、124、可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116、可動(dòng)監(jiān)控電極118、位移部122、可動(dòng)檢測(cè)電極126、以及固定部150例如通過對(duì)被接合在基板11上的硅基板(未圖示)進(jìn)行加工而被一體形成。由此,能夠應(yīng)用用于硅半導(dǎo)體器件的制造的微細(xì)加工技術(shù),從而能夠?qū)崿F(xiàn)角速度檢測(cè)元件10的小型化。角速度檢測(cè)元件10的材質(zhì)為,例如通過摻雜磷、硼等雜質(zhì)而被賦予了導(dǎo)電性的硅。另外,可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116、可動(dòng)監(jiān)控電極118以及可動(dòng)檢測(cè)電極126也可以作為與振動(dòng)體112分體的部件而被設(shè)置在振動(dòng)體112的表面等上。
振動(dòng)體112例如具有框狀(框架狀)的形狀。在振動(dòng)體112的內(nèi)側(cè)處,設(shè)置有位移部122、可動(dòng)檢測(cè)電極126、以及固定檢測(cè)電極140、142。
第一彈簧部114的一端被連接在振動(dòng)體112上,另一端被連接在固定部150上。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?qǐng)D2)。振動(dòng)體112經(jīng)由第一彈簧部114而被固定部150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中分別設(shè)置有四個(gè)。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的分界線b上的固定部150。
第一彈簧部114被構(gòu)成為能夠使振動(dòng)體112在x軸方向上進(jìn)行位移。更加具體而言,第一彈簧部114具有在y軸方向上(沿y軸)往復(fù)并在x軸方向上(沿x軸)延伸的形狀。另外,對(duì)于第一彈簧部114,只要能夠使振動(dòng)體112沿著x軸而進(jìn)行振動(dòng),其數(shù)目并不會(huì)被特別限定。
可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116被連接在振動(dòng)體112上。可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116從振動(dòng)體112起向+y方向以及-y方向延伸出??蓜?dòng)驅(qū)動(dòng)電極116被設(shè)置有多個(gè),多個(gè)可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116可以在x軸方向上排列??蓜?dòng)驅(qū)動(dòng)電極116能夠隨著振動(dòng)體112的振動(dòng)而沿著x軸進(jìn)行振動(dòng)。
固定驅(qū)動(dòng)電極130、132被固定在基板11上,其被設(shè)置在振動(dòng)體112的+y方向側(cè)以及振動(dòng)體112的-y方向側(cè)。
固定驅(qū)動(dòng)電極130、132以與可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116對(duì)置并夾著可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的方式而被設(shè)置。更加具體而言,在夾著可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的固定驅(qū)動(dòng)電極130、132中,在第一結(jié)構(gòu)體106中,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的-x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極130,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的+x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極132。在第二結(jié)構(gòu)體108中,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的+x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極130,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的-x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極132。
在圖1所示的示例中,固定驅(qū)動(dòng)電極130、132具有梳齒狀的形狀,可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116具有能夠插入到固定驅(qū)動(dòng)電極130、132的梳齒之間的形狀。固定驅(qū)動(dòng)電極130、132可以根據(jù)可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的數(shù)量而被設(shè)置有多個(gè),并在x軸方向上排列。固定驅(qū)動(dòng)電極130、132以及可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116為用于使振動(dòng)體112振動(dòng)的電極。
可動(dòng)監(jiān)控電極118被連接在振動(dòng)體112上??蓜?dòng)監(jiān)控電極118從振動(dòng)體112起向+y方向以及-y方向延伸出。在圖1所示的示例中,可動(dòng)監(jiān)控電極118在第一結(jié)構(gòu)體106的振動(dòng)體112的+y方向側(cè)以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動(dòng)體112的+y方向側(cè)被分別設(shè)置有一個(gè),在可動(dòng)監(jiān)控電極118之間,排列有多個(gè)可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116。并且,可動(dòng)監(jiān)控電極118在第一結(jié)構(gòu)體106的振動(dòng)體112的-y方向側(cè)以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動(dòng)體112的-y方向側(cè)被分別設(shè)置有一個(gè),在可動(dòng)監(jiān)控電極118之間,排列有多個(gè)可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116??蓜?dòng)監(jiān)控電極118的平面形狀例如與可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的平面形狀相同??蓜?dòng)監(jiān)控電極118能夠隨著振動(dòng)體112的振動(dòng)而沿著x軸進(jìn)行振動(dòng),即,能夠進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
固定監(jiān)控電極160、162被固定在基板11上,并被設(shè)置在振動(dòng)體112的+y方向側(cè)以及振動(dòng)體112的-y方向側(cè)。
固定監(jiān)控電極160、162以與可動(dòng)監(jiān)控電極118對(duì)置并夾著可動(dòng)監(jiān)控電極118的方式而被設(shè)置。更加具體而言,在夾著可動(dòng)監(jiān)控電極118的固定監(jiān)控電極160、162中,在第一結(jié)構(gòu)體106中,在可動(dòng)監(jiān)控電極118的-x方向側(cè)設(shè)置有固定監(jiān)控電極160,在可動(dòng)監(jiān)控電極118的+x方向側(cè)設(shè)置有固定監(jiān)控電極162。在第二結(jié)構(gòu)體108中,在可動(dòng)監(jiān)控電極118的+x方向側(cè)設(shè)置有固定監(jiān)控電極160,在可動(dòng)監(jiān)控電極118的-x方向側(cè)設(shè)置有固定監(jiān)控電極162。
固定監(jiān)控電極160、162具有梳齒狀的形狀,可動(dòng)監(jiān)控電極118具有能夠插入到固定監(jiān)控電極160、162的梳齒之間的形狀。
固定監(jiān)控電極160、162以及可動(dòng)監(jiān)控電極118為用于對(duì)根據(jù)振動(dòng)體112的振動(dòng)而變化的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的電極,并為用于對(duì)振動(dòng)體112的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的電極。更加具體而言,通過使可動(dòng)監(jiān)控電極118沿著x軸進(jìn)行位移,從而使可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極160之間的靜電電容以及可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極162之間的靜電電容發(fā)生變化。由此,固定監(jiān)控電極160、162的電流會(huì)發(fā)生變化。通過對(duì)該電流的變化進(jìn)行檢測(cè),從而能夠?qū)φ駝?dòng)體112的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
位移部122經(jīng)由第二彈簧部124而與振動(dòng)體112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(zhǎng)邊的長(zhǎng)方形。另外,雖未圖示,位移部122也可以被設(shè)置在振動(dòng)體112的外側(cè)。
第二彈簧部124被構(gòu)成為能夠使位移部122在y軸方向上進(jìn)行位移。更加具體而言,第二彈簧部124具有在x軸方向上往復(fù)并在y軸方向上延伸的形狀。另外,第二彈簧部124只要能夠使位移部122沿著y軸進(jìn)行位移,其數(shù)目并不會(huì)被特別限定。
可動(dòng)檢測(cè)電極126被連接在位移部122上??蓜?dòng)檢測(cè)電極126例如被設(shè)置有多個(gè)??蓜?dòng)檢測(cè)電極126從位移部122起向+x方向以及-x方向延伸出。
固定檢測(cè)電極140、142被固定在基板11上。更加具體而言,固定檢測(cè)電極140、142的一端被固定在基板11上,其另一端作為自由端而向位移部122側(cè)延伸出。
固定檢測(cè)電極140、142以與可動(dòng)檢測(cè)電極126對(duì)置并夾著可動(dòng)檢測(cè)電極126的方式而被設(shè)置。更加具體而言,在夾著可動(dòng)檢測(cè)電極126的固定檢測(cè)電極140、142中,在第一結(jié)構(gòu)體106中,在可動(dòng)檢測(cè)電極126的-y方向側(cè)設(shè)置有固定檢測(cè)電極140,在可動(dòng)檢測(cè)電極126的+y方向側(cè)設(shè)置有固定檢測(cè)電極142。在第二結(jié)構(gòu)體108中,在可動(dòng)檢測(cè)電極126的+y方向側(cè)設(shè)置有固定檢測(cè)電極140,在可動(dòng)檢測(cè)電極126的-y方向側(cè)設(shè)置有固定檢測(cè)電極142。
在圖1所示的示例中,固定檢測(cè)電極140、142被設(shè)置有多個(gè),且沿著y軸交替排列。固定檢測(cè)電極140、142以及可動(dòng)檢測(cè)電極126為用于對(duì)根據(jù)振動(dòng)體112的振動(dòng)而變化的信號(hào)(靜電電容)進(jìn)行檢測(cè)的電極。
接下來,對(duì)角速度檢測(cè)元件10的動(dòng)作進(jìn)行說明。圖3~圖6為用于對(duì)角速度檢測(cè)元件10的動(dòng)作進(jìn)行說明的圖。另外,在圖3~圖6中,作為相互正交的三個(gè)軸而圖示有x軸、y軸、z軸。此外,為了便于進(jìn)行說明,在圖3~圖6中,省略了可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116、可動(dòng)監(jiān)控電極118、可動(dòng)檢測(cè)電極126、固定驅(qū)動(dòng)電極130、132、固定檢測(cè)電極140、142、以及固定監(jiān)控電極160、162的圖示,從而將角速度檢測(cè)元件10簡(jiǎn)化而進(jìn)行圖示。
當(dāng)通過未圖示的電源而向可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116與固定驅(qū)動(dòng)電極130、132之間施加電壓時(shí),能夠使可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116與固定驅(qū)動(dòng)電極130、132之間產(chǎn)生靜電力(參照?qǐng)D1)。由此,如圖3以及圖4所示,能夠使第一彈簧部114沿著x軸而伸縮,從而能夠使振動(dòng)體112沿著x軸而進(jìn)行振動(dòng)。
更加具體而言,向可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116施加固定的偏壓電壓vr。并且,經(jīng)由未圖示的驅(qū)動(dòng)配線向固定驅(qū)動(dòng)電極130以預(yù)定的電壓為基準(zhǔn)而施加第一交流電壓。此外,經(jīng)由未圖示的驅(qū)動(dòng)配線向固定驅(qū)動(dòng)電極132以預(yù)定的電壓為基準(zhǔn)而施加相位與第一交流電壓偏離了180度的第二交流電壓。
在此,在夾著可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的固定驅(qū)動(dòng)電極130、132中,在第一結(jié)構(gòu)體106中,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的-x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極130,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的+x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極132(參照?qǐng)D1)。在第二結(jié)構(gòu)體108中,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的+x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極130,在可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極116的-x方向側(cè)設(shè)置有固定驅(qū)動(dòng)電極132(參照?qǐng)D1)。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(dòng)體112a、以及第二結(jié)構(gòu)體108的振動(dòng)體112b以彼此相反的相位且以預(yù)定的頻率而沿著x軸進(jìn)行振動(dòng)。在圖3所示的示例中,振動(dòng)體112a向α1方向進(jìn)行位移,振動(dòng)體112b向與α1方向相反的α2方向進(jìn)行位移。在圖4所示的示例中,振動(dòng)體112a向α2方向進(jìn)行位移,振動(dòng)體112b向α1方向進(jìn)行位移。
另外,位移部122隨著振動(dòng)體112的振動(dòng)而沿著x軸進(jìn)行位移。同樣地,可動(dòng)檢測(cè)電極126(參照?qǐng)D1)隨著振動(dòng)體112的振動(dòng)而沿著x軸進(jìn)行位移。
如圖5以及圖6所示,在振動(dòng)體112a、112b沿著x軸進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下向角速度檢測(cè)元件10施加繞z軸的角速度ω時(shí),科里奧利力會(huì)發(fā)揮作用,從而位移部122會(huì)沿著y軸進(jìn)行位移。即,與振動(dòng)體112a連接的位移部122a、以及與振動(dòng)體112b連接的位移部122b會(huì)沿著y軸而向彼此相反的方向進(jìn)行位移。在如圖5所示的示例中,位移部122a向β1方向進(jìn)行位移,位移部122b向與β1方向相反的β2方向進(jìn)行位移。在圖6所示的示例中,位移部122a向β2方向進(jìn)行位移,第二位移部122b向β1方向進(jìn)行位移。
通過位移部122a、122b沿著y軸進(jìn)行位移,從而可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極140之間的距離會(huì)發(fā)生變化(參照?qǐng)D1)。同樣地,可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極142之間的距離會(huì)發(fā)生變化(參照?qǐng)D1)。因此,可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極140之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化。同樣地,可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極142之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化。
在角速度檢測(cè)元件10中,能夠通過向可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極140之間施加電壓來對(duì)可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極140之間的靜電電容的變化量進(jìn)行檢測(cè)(參照?qǐng)D1)。并且,能夠通過向可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極142之間施加電壓來對(duì)可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)電極142之間的靜電電容的變化量進(jìn)行檢測(cè)(參照?qǐng)D1)。以此方式,角速度檢測(cè)元件10能夠通過可動(dòng)檢測(cè)電極126與固定檢測(cè)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(cè)元件10中,通過振動(dòng)體112a、112b沿著x軸進(jìn)行振動(dòng),從而可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極160之間的距離會(huì)發(fā)生變化(參照?qǐng)D1)。同樣地,可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極162之間的距離會(huì)發(fā)生變化(參照?qǐng)D1)。因此,可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極160之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化。同樣地,可動(dòng)監(jiān)控電極118與固定監(jiān)控電極162之間的靜電電容會(huì)發(fā)生變化。伴隨于此,流動(dòng)于固定監(jiān)控電極160、162的電流會(huì)發(fā)生變化。通過該電流的變化,能夠?qū)φ駝?dòng)體112a、112b的振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)(監(jiān)控)。
在角速度檢測(cè)元件10中,如圖1所示的示例,也可以在可動(dòng)檢測(cè)電極126的往復(fù)運(yùn)動(dòng)端的兩側(cè)的區(qū)域中設(shè)置固定檢測(cè)電極140、142。
角速度檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)以及動(dòng)作
圖7為表示第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。如圖7所示,第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1被構(gòu)成為包括:圖1所示的角速度檢測(cè)元件10、驅(qū)動(dòng)電路20、和角速度檢測(cè)電路30。
驅(qū)動(dòng)電路20根據(jù)來自角速度檢測(cè)元件10的固定監(jiān)控電極160、162的信號(hào)而生成驅(qū)動(dòng)信號(hào),并向固定驅(qū)動(dòng)電極130、132輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路20輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)角速度檢測(cè)元件10進(jìn)行驅(qū)動(dòng),且從角速度檢測(cè)元件10接收反饋信號(hào)。由此而使角速度檢測(cè)元件10激振。
角速度檢測(cè)電路30接收從通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被驅(qū)動(dòng)的角速度檢測(cè)元件10輸出的檢測(cè)信號(hào),并從檢測(cè)信號(hào)中使基于振動(dòng)的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))衰減,并且提取基于科里奧利力的科里奧利信號(hào),從而生成角速度信號(hào)so。
本實(shí)施方式中的驅(qū)動(dòng)電路20被構(gòu)成為包括:兩個(gè)q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)21a、21b、比較器22、兩個(gè)移相電路23a、23b、兩個(gè)頻帶限制濾波器24a、24b、比較器25以及電平轉(zhuǎn)換電路26。
當(dāng)角速度檢測(cè)元件10的振動(dòng)體112進(jìn)行振動(dòng)時(shí),基于電容變化的互為反相的電流作為反饋信號(hào)而從固定監(jiān)控電極160、162被輸出。
q/v轉(zhuǎn)換器21a具有運(yùn)算放大器210a與電容器211a,其將從角速度檢測(cè)元件10的固定監(jiān)控電極160輸出并被輸入至運(yùn)算放大器210a的反相輸入端子的電流(電荷)蓄積于電容器211a中而轉(zhuǎn)換為電壓。同樣地,q/v轉(zhuǎn)換器31b具有運(yùn)算放大器210b與電容器211b,其將從角速度檢測(cè)元件10的固定監(jiān)控電極162輸出并被輸入至運(yùn)算放大器210b的反相輸入端子的電流(電荷)蓄積于電容器211b中而轉(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為基準(zhǔn)的電壓,并輸出與振動(dòng)體112的振動(dòng)頻率相同的頻率的交流電壓信號(hào)mnt、mntb。交流電壓信號(hào)mnt、mntb為相對(duì)于從固定監(jiān)控電極160、162輸出的交流電流而相位分別超前了90°的信號(hào)。
從q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b分別輸出的交流電壓信號(hào)mnt、mntb被輸入至比較器22。比較器22對(duì)交流電壓信號(hào)mnt的電壓與交流電壓信號(hào)mntb的電壓進(jìn)行比較,并從同相輸出端子與反相輸出端子輸出互為反相的矩形波信號(hào)。在圖7的示例中,從比較器22的反相輸出端子輸出的矩形波信號(hào)作為后文所述的正交參照信號(hào)qdet而被使用。在交流電壓信號(hào)mnt的電壓高于交流電壓信號(hào)mntb的電壓時(shí),正交參照信號(hào)qdet成為高電平。在交流電壓信號(hào)mnt的電壓低于交流電壓信號(hào)mntb的電壓時(shí),正交參照信號(hào)qdet成為低電平。
此外,交流電壓信號(hào)mnt、mntb被分別輸入至移相電路23a、23b。移相電路23a為用于對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路,其輸出對(duì)交流電壓信號(hào)mnt的相位進(jìn)行了移動(dòng)而得到的信號(hào)。同樣地,移相電路23b為用于對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)的電路,其輸出對(duì)交流電壓信號(hào)mntb的相位進(jìn)行了移動(dòng)而得到的信號(hào)。雖然在圖7的示例中,移相電路23a、23b為使全頻帶的信號(hào)通過的全通濾波器,但也可以為除此以外的電路。
移相電路23a、23b的輸出信號(hào)被分別輸入至頻帶限制濾波器24a、24b。頻帶限制濾波器24a為用于對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻帶進(jìn)行限制的電路,其使移相電路23a的輸出信號(hào)中所包含的與振動(dòng)頻率一致的頻率的信號(hào)通過,并且使噪聲信號(hào)衰減。同樣地,頻帶限制濾波器24b為用于對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻帶進(jìn)行限制的電路,其使移相電路23b的輸出信號(hào)中所包含的與振動(dòng)頻率一致的頻率的信號(hào)通過,并且使噪聲信號(hào)衰減。特別是,雖然為了使高頻帶的噪聲信號(hào)衰減,在圖7的示例中,頻帶限制濾波器24a、24b為低通濾波器,但為了使低頻帶的噪聲信號(hào)也衰減,也可以為帶通濾波器。
如前文所述那樣,交流電壓信號(hào)mnt為相對(duì)于從固定監(jiān)控電極160所輸出的交流電流而相位超前了90°的信號(hào),因此為了滿足振蕩條件,移相電路23a中的相位滯后與頻帶限制濾波器24a中的相位滯后之和成為大約90°。同樣地,交流電壓信號(hào)mntb為相對(duì)于從固定監(jiān)控電極162輸出的交流電流而相位超前了90°的信號(hào),因此為了滿足振蕩條件,移相電路23b中的相位滯后與頻帶限制濾波器24b中的相位滯后之和成為大約90°。例如,可以使移相電路23a、23b中的相位滯后為75°,頻帶限制濾波器24a、24b中的相位滯后為15°。
以此方式,移相電路23a與頻帶限制濾波器24a構(gòu)成了對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)且對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻帶進(jìn)行限制的相位調(diào)節(jié)部27a。同樣地,移相電路23b與頻帶限制濾波器24b構(gòu)成了對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)且對(duì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻帶進(jìn)行限制的相位調(diào)節(jié)部27b。在圖7的示例中,相位調(diào)節(jié)部27a、27b通過移相電路23a與頻帶限制濾波器24a、或者移相電路23b與頻帶限制濾波器24b這樣的兩個(gè)電路而實(shí)現(xiàn),但也可以通過具有針對(duì)交流電壓信號(hào)mnt或者交流電壓信號(hào)mntb的相位調(diào)節(jié)功能與頻帶限制功能的一個(gè)電路(例如使用了有源元件的濾波器或者lc濾波器等)來實(shí)現(xiàn)。
頻帶限制濾波器24a、24b的輸出信號(hào)被輸入至比較器25。比較器25對(duì)頻帶限制濾波器24a的輸出電壓(相位調(diào)節(jié)部27a的輸出信號(hào)的電壓)與頻帶限制濾波器24b的輸出電壓(相位調(diào)節(jié)部27b的輸出信號(hào)的電壓)進(jìn)行比較,并從同相輸出端子與反相輸出端子輸出互為反相的矩形波信號(hào)。在圖7的示例中,從比較器25的反相輸出端子輸出的矩形波信號(hào)作為后文所述的科里奧利參照信號(hào)sdet而被使用。在頻帶限制濾波器24a的輸出電壓高于頻帶限制濾波器24b的輸出電壓時(shí),科里奧利參照信號(hào)sdet成為高電平。此外,在頻帶限制濾波器24a的輸出電壓低于頻帶限制濾波器24b的輸出電壓時(shí),科里奧利參照信號(hào)sdet成為低電平。
從比較器25輸出的互為反相的矩形波信號(hào)被輸入至電平轉(zhuǎn)換電路26。電平轉(zhuǎn)換電路26對(duì)比較器25的輸出信號(hào)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(hào)轉(zhuǎn)換為高電平為電壓vh、低電平為電壓vl的互為反相的矩形波信號(hào)。從電平轉(zhuǎn)換電路26輸出的互為反相的矩形波信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)而被分別輸入至角速度檢測(cè)元件10的固定驅(qū)動(dòng)電極130、132。通過被輸入至該固定驅(qū)動(dòng)電極130、132的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而對(duì)角速度檢測(cè)元件10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
由比較器25與電平轉(zhuǎn)換電路26構(gòu)成的電路作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部而發(fā)揮作用,該驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成部基于相位調(diào)節(jié)部27a、27b的輸出信號(hào)而生成對(duì)角速度檢測(cè)元件10進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在此,在本實(shí)施方式中,考慮到從作為靜電電容型mems元件的角速度檢測(cè)元件10輸出的電流非常小,從而不是通過i/v轉(zhuǎn)換器、而是通過q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b來接收該電流。從角速度檢測(cè)元件10輸出的電流(電荷)被蓄積在電容器211a、211b中,并通過運(yùn)算放大器210a、210b而被充分放大,因此在q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號(hào)中,能夠抑制s/n的下降,而維持較高的s/n。
此外,在本實(shí)施方式中,相對(duì)于振動(dòng)體112的振動(dòng)頻率f0,移相電路23a、23b的振幅增益為1,頻帶限制濾波器24a、24b的振幅增益也大致為1。因此,q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號(hào)會(huì)在其振幅幾乎不衰減的情況下從頻帶限制濾波器24a、24b輸出。并且,由于頻帶限制濾波器24a、24b分別被設(shè)置在移相電路23a、23b的后級(jí),因此能夠通過頻帶限制濾波器24a、24b而使在移相電路23a、23b中所產(chǎn)生的高頻噪聲衰減。因此,頻帶限制濾波器24a、24b的輸出信號(hào)也會(huì)被維持為與q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的輸出信號(hào)同等的較高的s/n。其結(jié)果為,驅(qū)動(dòng)信號(hào)的抖動(dòng)被降低,與驅(qū)動(dòng)信號(hào)連動(dòng)的科里奧利參照信號(hào)sdet、正交參照信號(hào)qdet的抖動(dòng)也被降低。
本實(shí)施方式中的角速度檢測(cè)電路30被構(gòu)成為包括:兩個(gè)q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器)31a、31b、差動(dòng)放大器32、科里奧利同步檢波電路33、正交同步檢波電路34、振幅調(diào)節(jié)電路35、加法電路36以及反相放大電路37。
從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)(交流電流)包含:基于作用于角速度檢測(cè)元件10的科里奧利力而產(chǎn)生的角速度分量、即科里奧利信號(hào);基于角速度檢測(cè)元件10的激勵(lì)振動(dòng)而產(chǎn)生的自身振動(dòng)分量、即正交信號(hào)(泄漏信號(hào))。從固定檢測(cè)電極140輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))與科里奧利信號(hào)(角速度分量)的相位偏離90°。同樣地,從固定檢測(cè)電極142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))與科里奧利信號(hào)(角速度分量)的相位偏離90°。此外,從固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的科里奧利信號(hào)(角速度分量)互為反相,正交信號(hào)(泄漏信號(hào))互為反相。
q/v轉(zhuǎn)換器31a(第一轉(zhuǎn)換部的一個(gè)示例)將從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140(第一檢測(cè)電極的一個(gè)示例)輸出的電流(第一檢測(cè)信號(hào)的一個(gè)示例)轉(zhuǎn)換為電壓。同樣地,q/v轉(zhuǎn)換器31b(第二轉(zhuǎn)換部的一個(gè)示例)將從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142(第二檢測(cè)電極的一個(gè)示例)輸出的電流(第二檢測(cè)信號(hào)的一個(gè)示例)轉(zhuǎn)換為電壓。
具體而言,當(dāng)角速度檢測(cè)元件10的振動(dòng)體112進(jìn)行振動(dòng)時(shí),基于電容變化而產(chǎn)生的電流從固定檢測(cè)電極140、142被輸出,并被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b所分別具有的運(yùn)算放大器310a、310b的反相輸入端子。q/v轉(zhuǎn)換器31a將從固定檢測(cè)電極140輸出的交流電流轉(zhuǎn)換為以模擬接地電壓agnd為基準(zhǔn)的電壓并將其輸出。同樣地,q/v轉(zhuǎn)換器31b將從固定檢測(cè)電極142輸出的電流轉(zhuǎn)換為以模擬接地電壓agnd為基準(zhǔn)的電壓并將其輸出。從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出的信號(hào)為,相對(duì)于從固定檢測(cè)電極140、142輸出的交流電流而相位分別超前了90°的信號(hào)。
從q/v轉(zhuǎn)換器31a輸出的交流電壓信號(hào)被輸入至加法電路36。加法電路36被設(shè)置在從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140起至差動(dòng)放大器32的第一信號(hào)路徑上,其對(duì)q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(hào)與振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)進(jìn)行加法運(yùn)算。加法電路36具有運(yùn)算放大器360,q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(hào)、振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)以及運(yùn)算放大器360的輸出信號(hào)分別經(jīng)由電阻而被輸入至運(yùn)算放大器360的反相輸入端子。此外,對(duì)運(yùn)算放大器360的同相輸入端子供給模擬接地電壓agnd。
此外,從q/v轉(zhuǎn)換器31b輸出的交流電壓信號(hào)被輸入至反相放大電路37。反相放大電路37將q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(hào)以模擬接地電壓agnd為基準(zhǔn)而進(jìn)行反相放大。
從加法電路36輸出的交流電壓信號(hào)與從反相放大電路37輸出的交流電壓信號(hào)被輸入至差動(dòng)放大器32。差動(dòng)放大器32(差動(dòng)放大部的一個(gè)示例)將加法電路36的輸出信號(hào)(基于第一轉(zhuǎn)換部的輸出信號(hào)的信號(hào)的一個(gè)示例)與反相放大電路37的輸出信號(hào)(基于第二轉(zhuǎn)換部的輸出信號(hào)的信號(hào)的一個(gè)示例)差動(dòng)放大并輸出。
從差動(dòng)放大器32輸出的信號(hào)被輸入至科里奧利同步檢波電路33??评飱W利同步檢波電路33根據(jù)科里奧利參照信號(hào)sdet而對(duì)從差動(dòng)放大器32輸出的信號(hào)進(jìn)行同步檢波。更加詳細(xì)而言,科里奧利同步檢波電路33通過在科里奧利參照信號(hào)sdet為高電平時(shí)選擇從差動(dòng)放大器32輸出的信號(hào)、在科里奧利參照信號(hào)sdet為低電平時(shí)選擇將從差動(dòng)放大器32輸出的信號(hào)的極性反轉(zhuǎn)而得到的信號(hào)來實(shí)施全波整流,且對(duì)實(shí)施全波整流而得到的信號(hào)進(jìn)行低通濾波處理并輸出。從科里奧利同步檢波電路33輸出的信號(hào)為,從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142所輸出的檢測(cè)信號(hào)中對(duì)科里奧利信號(hào)(角速度分量)進(jìn)行提取而得到的信號(hào),其成為與科里奧利信號(hào)(角速度分量)的大小相對(duì)應(yīng)的電壓。從該科里奧利同步檢波電路33輸出的信號(hào)作為角速度信號(hào)so而被輸出至角速度檢測(cè)裝置1的外部。如前文所述,科里奧利參照信號(hào)sdet的抖動(dòng)被降低,因此由科里奧利同步檢波電路33實(shí)施的同步檢波的精度會(huì)提高,其結(jié)果為,角速度的檢測(cè)精度會(huì)提高。
由差動(dòng)放大器32與科里奧利同步檢波電路33構(gòu)成的電路作為角速度信號(hào)生成部而發(fā)揮作用,該角速度信號(hào)生成部通過差動(dòng)放大器32而對(duì)q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號(hào)進(jìn)行差動(dòng)放大,并根據(jù)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)而生成角速度信號(hào)so。
從差動(dòng)放大器32輸出的信號(hào)也會(huì)被輸入至正交同步檢波電路34。正交同步檢波電路34(同期檢波電路的一個(gè)示例)根據(jù)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(交流電壓信號(hào)),對(duì)從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140輸出的交流電流以及從固定檢測(cè)電極142輸出的交流電流中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè)。
具體而言,正交同步檢波電路34根據(jù)正交參照信號(hào)qdet來對(duì)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(交流電壓信號(hào))進(jìn)行同步檢波,而對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè)。即,正交同步檢波電路34通過在正交參照信號(hào)qdet為高電平時(shí)選擇從差動(dòng)放大器32輸出的交流電壓信號(hào)、在正交參照信號(hào)qdet為低電平時(shí)選擇將從差動(dòng)放大器32輸出的交流電壓信號(hào)的極性反轉(zhuǎn)而得到的信號(hào)來實(shí)施全波整流,且對(duì)實(shí)施全波整流而得到的信號(hào)進(jìn)行積分處理并輸出。從正交同步檢波電路34輸出的信號(hào)為從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142所輸出的檢測(cè)信號(hào)中對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))進(jìn)行提取而得到的信號(hào),其成為與正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的大小相對(duì)應(yīng)的電壓。
從正交同步檢波電路34輸出的信號(hào)被輸入至振幅調(diào)節(jié)電路35。振幅調(diào)節(jié)電路35輸出如下的信號(hào),即,根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)而以將向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸入的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))消除的方式對(duì)交流電壓信號(hào)mnt的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)所得到的信號(hào)。從振幅調(diào)節(jié)電路35輸出的信號(hào)為,具有與振動(dòng)頻率(正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的頻率)相同的頻率、且具有由正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的大小確定的振幅的交流電壓信號(hào)。而且,從振幅調(diào)節(jié)電路35輸出的交流電壓信號(hào)被輸入至,處于從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140起至差動(dòng)放大器32的第一信號(hào)路徑上的電路。此外,振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)未被輸入至,處于從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142起至差動(dòng)放大器32的第二信號(hào)路徑上的電路。特別是在本實(shí)施方式中,振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)被輸入至在第一信號(hào)路徑中與q/v轉(zhuǎn)換器31a相比靠后級(jí)的電路、即加法電路36。更加具體而言,振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)經(jīng)由電阻而被輸入至加法電路36所具有的運(yùn)算放大器360的反相輸入端子。
由于被輸入至該運(yùn)算放大器360的反相輸入端子的交流電壓信號(hào)會(huì)發(fā)揮作用而將從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142分別輸入至運(yùn)算放大器310a、310b的反相輸入端子的電流中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))抵消掉,因此在差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中,正交信號(hào)(泄漏信號(hào))會(huì)大幅度衰減。其結(jié)果為,能夠使由于正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低。并且,如前文所述,在本實(shí)施方式中,正交參照信號(hào)qdet的抖動(dòng)會(huì)降低,因此由正交同步檢波電路34a、34b所實(shí)施的同步檢波的精度會(huì)提高。其結(jié)果為,能夠提高角速度信號(hào)so的s/n。在以下,將被輸入至運(yùn)算放大器360的反相輸入端子的信號(hào)稱為“正交修正信號(hào)”。
以此方式,由正交同步檢波電路34與振幅調(diào)節(jié)電路35構(gòu)成的電路作為修正信號(hào)生成部而發(fā)揮作用,所述修正信號(hào)生成部根據(jù)基于角速度檢測(cè)元件10的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的信號(hào)、即交流電壓信號(hào)mnt,而生成用于使由于從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140輸出的交流電流以及從固定檢測(cè)電極142輸出的交流電流中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低的正交修正信號(hào)(修正信號(hào)的一個(gè)示例)。此外,振幅調(diào)節(jié)電路35作為振幅調(diào)節(jié)部而發(fā)揮作用,該振幅調(diào)節(jié)部基于正交同步檢波電路34所檢測(cè)到的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平,對(duì)正交修正信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。
接下來,使用圖8的波形圖來對(duì)通過圖7所示的角速度檢測(cè)裝置1而將正交信號(hào)(泄漏信號(hào))除去的原理進(jìn)行說明。圖8為表示圖7的a點(diǎn)~m點(diǎn)的信號(hào)波形的一個(gè)示例的圖,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示電壓或電流。雖然圖8為未對(duì)角速度檢測(cè)元件10施加科里奧利力的情況下的示例,但同樣也能夠?qū)κ┘恿丝评飱W利力的情況進(jìn)行說明。
在角速度檢測(cè)元件10的振動(dòng)體112進(jìn)行振動(dòng)的狀態(tài)下,從電平轉(zhuǎn)換電路26輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(a點(diǎn)、a’點(diǎn)的信號(hào))為互為反相的矩形波。此外,被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的交流電流(b點(diǎn)、b’點(diǎn)的信號(hào))互為反相,從q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b輸出的交流電壓信號(hào)mnt、mntb(c點(diǎn)、c’點(diǎn)的信號(hào))也互為反相。該交流電壓信號(hào)mnt、mntb(c點(diǎn)、c’點(diǎn)的信號(hào))相對(duì)于被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的各交流電流(b點(diǎn)、b’點(diǎn)的信號(hào))相位分別超前了90°。
由于對(duì)角速度檢測(cè)元件10未施加有科里奧利力,因此被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的檢測(cè)信號(hào)(d點(diǎn)、d’點(diǎn)的信號(hào))不包含科里奧利信號(hào),而僅包含正交信號(hào)(泄漏信號(hào))。被輸入至該q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))(d點(diǎn)、d’點(diǎn)的信號(hào))互為反相,并分別與被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器21a、21b的各交流電流(b點(diǎn)、b’點(diǎn)的信號(hào))為同相。從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸出的交流電壓信號(hào)(e點(diǎn)、e’點(diǎn)的信號(hào))互為反相,其相對(duì)于被輸入至q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的各交流電流(d點(diǎn)、d’點(diǎn)的信號(hào))相位分別超前了90°,并與交流電壓信號(hào)mnt、mntb(c點(diǎn)、c’點(diǎn)的信號(hào))為同相。
被輸入至加法電路36的正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))成為,通過振幅調(diào)節(jié)電路35而根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)(j點(diǎn)的信號(hào))的波形來對(duì)交流電壓信號(hào)mnt(c點(diǎn)的信號(hào))的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)的波形。
正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))與從q/v轉(zhuǎn)換器31a輸出的交流電壓信號(hào)(e點(diǎn)的信號(hào))為同相,并且這些信號(hào)在加法電路36中被實(shí)施加法運(yùn)算。加法電路36的輸出信號(hào)(f點(diǎn)的信號(hào))成為,將正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))的波形與q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(hào)(e點(diǎn)的信號(hào))相加而得到的波形(實(shí)線的波形)。
反相放大電路37的輸出信號(hào)(f’點(diǎn)的信號(hào))成為,q/v轉(zhuǎn)換器31b的輸出信號(hào)(e’點(diǎn)的信號(hào))的電壓以模擬接地電壓agnd為基準(zhǔn)反轉(zhuǎn)而得到的波形。該反相放大電路37被設(shè)定為增益以及相位滯后與加法電路36相同。
在此,加法電路36的輸出信號(hào)(f點(diǎn)的信號(hào)(實(shí)線))相對(duì)于反相放大電路37的輸出信號(hào)(f’點(diǎn)的信號(hào)),振幅和相位大致相等。即,振幅調(diào)節(jié)電路35以模擬接地電壓agnd為基準(zhǔn)而使交流電壓信號(hào)mnt(c點(diǎn)的信號(hào))的電壓反轉(zhuǎn),并根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)(j點(diǎn)的信號(hào)),以使加法電路36的輸出信號(hào)(f點(diǎn)的信號(hào)(實(shí)線的波形))相對(duì)于反相放大電路37的輸出信號(hào)(f’點(diǎn)的信號(hào))振幅和相位大致相等的方式來調(diào)節(jié)交流電壓信號(hào)mnt(c點(diǎn)的信號(hào))的振幅,而生成正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))。
而且,加法電路36的輸出信號(hào)(f點(diǎn)的信號(hào))與反相放大電路37的輸出信號(hào)(f’點(diǎn)的信號(hào))在差動(dòng)放大器32中被差動(dòng)放大,差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(g點(diǎn)的信號(hào))成為將正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅衰減了的波形(實(shí)線的波形)。
在正交同步檢波電路34中,通過正交參照信號(hào)qdet(h點(diǎn)的信號(hào))而對(duì)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(g點(diǎn)的信號(hào)(實(shí)線的波形))實(shí)施了全波整流所得到的信號(hào)(i點(diǎn)的信號(hào))將成為振幅較小的正極性的波形。因此,該全波整流信號(hào)(i點(diǎn)的信號(hào))的積分信號(hào)(j點(diǎn)的信號(hào))成為電平較低并接近dc(directcurrent:直流電流)的正極性的電壓波形。然后,通過振幅調(diào)節(jié)電路35,從而例如對(duì)向加法電路36輸入的正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié),以使正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)(j點(diǎn)的信號(hào))的電平成為最小。由此,以使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(g點(diǎn)的信號(hào))的振幅衰減的方式而施加反饋。
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(hào)sdet(l點(diǎn)的信號(hào))而對(duì)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)(g點(diǎn)的信號(hào))進(jìn)行了全波整流所得到的信號(hào)(m點(diǎn)的信號(hào))將成為正極性與負(fù)極性反復(fù)的振幅較小的波形(實(shí)線的波形)。因此,即使全波整流信號(hào)(m點(diǎn)的信號(hào))的正極性的波形與負(fù)極性的波形的對(duì)稱性稍微偏離,對(duì)全波整流信號(hào)(m點(diǎn)的信號(hào))進(jìn)行低通濾波處理而得到的信號(hào)、即角速度信號(hào)so(n點(diǎn)的信號(hào))也會(huì)成為與模擬接地電壓agnd大致相等的電壓(實(shí)線的波形)。即,由于正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移非常小。
另外,在假設(shè)未經(jīng)由電阻向運(yùn)算放大器360的反相輸入端子供給正交修正信號(hào)(k點(diǎn)的信號(hào))的情況下,f點(diǎn)、g點(diǎn)、m點(diǎn)、n點(diǎn)的各信號(hào)會(huì)成為圖8的虛線那樣的波形,角速度信號(hào)so(n點(diǎn)的信號(hào))會(huì)對(duì)應(yīng)于全波整流信號(hào)(m點(diǎn)的信號(hào))中的正極性的波形與負(fù)極性的波形間的對(duì)稱性的偏離,而成為從模擬接地電壓agnd偏離了的電壓。即,由于正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移較大。
作用效果
如以上所說明那樣,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),通過將利用振幅調(diào)節(jié)電路35而對(duì)振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)所得到的正交修正信號(hào)輸入至處于從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140至差動(dòng)放大器32的第一信號(hào)路徑上的加法電路36,而能夠使因從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低。因此,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的角速度分量(科里奧利信號(hào))與噪聲分量之比會(huì)變大,其結(jié)果為,能夠使基于差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)而生成的角速度信號(hào)so的s/n提高。
此外,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于在從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142起至差動(dòng)放大器32的第二信號(hào)路徑中不需要設(shè)置要被輸入正交修正信號(hào)的加法電路,因此能夠削減電路面積。
此外,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于即使從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅發(fā)生變化,正交修正信號(hào)的振幅也會(huì)隨之而被調(diào)節(jié),因此即使環(huán)境發(fā)生變化也能夠?qū)⒔撬俣刃盘?hào)so的s/n維持為固定。
此外,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于通過一個(gè)正交同步檢波電路34而根據(jù)差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)統(tǒng)一對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè),因此能夠削減電路面積。
并且,根據(jù)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),在其制造工序中,不需要檢查從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅并設(shè)定用于對(duì)正交修正信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)的信息,因此也能夠削減制造成本。
1-2.第二實(shí)施方式
圖9為表示第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖9中,對(duì)與圖7相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號(hào)。在以下,對(duì)于第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1,省略與第一實(shí)施方式重復(fù)的說明,而以與第一實(shí)施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。
在第一實(shí)施方式中,有時(shí)會(huì)因振幅調(diào)節(jié)電路35中的相位滯后,而使從振幅調(diào)節(jié)電路35輸出的信號(hào)與從運(yùn)算放大器310a輸出的信號(hào)的相位差偏離于0°。因此,如圖9所示,在第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中,相對(duì)于第一實(shí)施方式(圖7)而進(jìn)一步追加了相位調(diào)節(jié)電路38。相位調(diào)節(jié)電路38(相位調(diào)節(jié)部的一個(gè)示例)為對(duì)向加法電路36(運(yùn)算放大器360的反相輸入端子)輸入的正交修正信號(hào)(修正信號(hào)的一個(gè)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38根據(jù)正交同步檢波電路34所檢測(cè)到的泄漏信號(hào)的電平,來對(duì)經(jīng)由電阻向運(yùn)算放大器360的反相輸入端子輸入的正交修正信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié),以便消除向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸入的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))。例如,可以通過使相位調(diào)節(jié)電路38所具有的可變電阻的電阻值以及可變電容的電容值的至少一方根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)的電平而變化,而使相位調(diào)節(jié)電路3中的相位超前量變化,以消除向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸入的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))。
通過相位調(diào)節(jié)電路38而例如對(duì)向加法電路36輸入的正交修正信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié),以使正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)的電平成為最小。由此,以使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅衰減的方式而施加反饋。其結(jié)果為,能夠使因正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低。
以此方式,由正交同步檢波電路34、振幅調(diào)節(jié)電路35和相位調(diào)節(jié)電路38構(gòu)成的電路作為修正信號(hào)生成部而發(fā)揮作用,所述修正信號(hào)生成部根據(jù)基于角速度檢測(cè)元件10的驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的信號(hào)、即交流電壓信號(hào)mnt,而生成用于使因從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的交流電流中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低的正交修正信號(hào)(修正信號(hào)的一個(gè)示例)。
第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施方式(圖7)相同。
根據(jù)以上所說明的第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),與第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)同樣,會(huì)使因從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低,并且使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的角速度分量(科里奧利信號(hào))與噪聲分量之比增大。其結(jié)果為,能夠提高基于差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)而生成的角速度信號(hào)so的s/n。此外,與第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)相同,由于在從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142起至差動(dòng)放大器32的第二信號(hào)路徑中不需要設(shè)置要被輸入正交修正信號(hào)的加法電路,且通過一個(gè)正交同步檢波電路34來統(tǒng)一對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè),因此能夠削減電路面積。
并且,根據(jù)第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于即使從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅與相位發(fā)生變化,正交修正信號(hào)的振幅與相位也會(huì)隨之而被自動(dòng)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?hào)so的s/n維持為固定。
此外,根據(jù)第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),在其制造工序中,不需要檢查從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅與相位并設(shè)定用于調(diào)節(jié)正交修正信號(hào)的振幅與相位的信息,因此也能夠削減制造成本。
另外,在圖9的示例中,雖然相位調(diào)節(jié)電路38被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出端子與加法電路36的輸入端子之間,但相位調(diào)節(jié)電路38也可以被設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35的輸入端子之間。
1-3.第三實(shí)施方式
圖10為表示第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖10中,對(duì)與圖9相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注相同的符號(hào)。在以下,對(duì)第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1,省略與第一實(shí)施方式或者第二實(shí)施方式重復(fù)的說明,而以與第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式不同的內(nèi)容為中心進(jìn)行說明。
如圖10所示,在第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中,相對(duì)于第二實(shí)施方式,替代正交同步檢波電路34而設(shè)置了存儲(chǔ)部39。而且,振幅調(diào)節(jié)電路35根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部39中的信息(振幅調(diào)節(jié)信息)來對(duì)向加法電路36輸入的正交修正信號(hào)的振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外,相位調(diào)節(jié)電路38根據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部39中的信息(相位調(diào)節(jié)信息)來對(duì)向加法電路36輸入的正交修正信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)。
例如,可以設(shè)為,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部39中的振幅調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值,振幅調(diào)節(jié)電路35輸出交流電壓信號(hào)mnt的振幅的該常數(shù)倍的信號(hào)。此外,也可以設(shè)為,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部39中的相位調(diào)節(jié)信息為常數(shù)值,相位調(diào)節(jié)電路38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的至少一方變化,而輸出相位相對(duì)于振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出信號(hào)超前了的正交修正信號(hào)。
例如,在角速度檢測(cè)裝置1的檢查工序中,可以對(duì)從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b分別輸出的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行測(cè)定,并將與測(cè)定值相對(duì)應(yīng)的振幅調(diào)節(jié)信息存儲(chǔ)在非易失性的存儲(chǔ)部39中。此外,在角速度檢測(cè)裝置1的檢查工序中,也可以對(duì)從q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b分別輸出的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))與交流電壓信號(hào)mnt的相位差進(jìn)行測(cè)定,并將與測(cè)定值相對(duì)應(yīng)的相位調(diào)節(jié)信息存儲(chǔ)在非易失性的存儲(chǔ)部39中。
第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式(圖9)相同。
根據(jù)以上所說明的第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),與第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)同樣,會(huì)使因從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低,并且使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的角速度分量(科里奧利信號(hào))與噪聲分量之比增大。其結(jié)果為,能夠使基于差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)而生成的角速度信號(hào)so的s/n提高。此外,與第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)同樣,由于在從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142起至差動(dòng)放大器32的第二信號(hào)路徑中不需要設(shè)置要被輸入正交修正信號(hào)的加法電路,并且通過一個(gè)正交同步檢波電路34而對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平統(tǒng)一進(jìn)行檢測(cè),因此能夠削減電路面積。
并且,根據(jù)第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),例如在其制造工序中,通過對(duì)從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅以及相位進(jìn)行檢查,并將與正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅以及相位相對(duì)應(yīng)的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部39中,能夠提高角速度信號(hào)so的s/n。
此外,根據(jù)第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),當(dāng)因環(huán)境變化而使從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的振幅與相位發(fā)生變化時(shí),交流電壓信號(hào)mnt的振幅與相位也同樣會(huì)發(fā)生變化,因此即使不對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè),也能夠在一定程度上將角速度信號(hào)so的s/n維持為固定。因此,根據(jù)第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于不需要用于對(duì)從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平進(jìn)行檢測(cè)的正交同步檢波電路34,因此能夠削減電路面積。
另外,在圖10的示例中,雖然相位調(diào)節(jié)電路38被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出端子與加法電路36的輸入端子之間,但相位調(diào)節(jié)電路38也可以被設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35的輸入端子之間。此外,也可以針對(duì)第一實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(圖7),同樣替代正交同步檢波電路34而設(shè)置存儲(chǔ)部39。
1-4.第四實(shí)施方式
圖11為表示第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)的圖。在圖11中,對(duì)與圖9相同的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)注了相同的符號(hào)。在以下,對(duì)于第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1,省略與第一實(shí)施方式或者第二實(shí)施方式重復(fù)的說明,而以與第一實(shí)施方式以及第二實(shí)施方式不同的內(nèi)容為中心來進(jìn)行說明。
在第二實(shí)施方式中,由于在q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號(hào)中包含科里奧利信號(hào)與正交信號(hào)(泄漏信號(hào)),因此當(dāng)使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益增大時(shí),q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號(hào)可能會(huì)飽和。因此,如圖11所示,在第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中構(gòu)成為,相對(duì)于第二實(shí)施方式(圖9),對(duì)q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b還供給有比差動(dòng)放大器32的電源電壓vdd1高的電源電壓vdd2。由此,q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的輸出信號(hào)的電壓范圍成為0v~vdd2,因此對(duì)其后級(jí)的加法電路36與反相放大電路37也供給電源電壓vdd2。在穩(wěn)定狀態(tài)下,在差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中,正交信號(hào)(泄漏信號(hào))基本被消除,因此對(duì)差動(dòng)放大器32以及處于其后級(jí)的科里奧利同步檢波電路33、正交同步檢波電路34、振幅調(diào)節(jié)電路35、相位調(diào)節(jié)電路38供給與第二實(shí)施方式相同的電源電壓vdd1。并且,對(duì)驅(qū)動(dòng)電路20,也可以供給與第二實(shí)施方式相同的電源電壓vdd1。
如圖11所示,第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1相對(duì)于第二實(shí)施方式(圖9)進(jìn)一步追加了電源電壓生成部40。在圖11中,雖然電源電壓生成部40被設(shè)置在角速度檢測(cè)電路30中,但其也可以被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路20中,還可以被設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電路20或角速度檢測(cè)電路30的外部。電源電壓生成部40基于從角速度檢測(cè)裝置1的外部供給的電源電壓而生成電源電壓vdd1、vdd2。例如,電源電壓生成部40可以將從角速度檢測(cè)裝置1的外部供給的電源電壓作為電源電壓vdd1而輸出,并且將電源電壓vdd1升壓從而生成電源電壓vdd2。此外,例如,電源電壓生成部40也可以將從角速度檢測(cè)裝置1的外部供給的電源電壓作為電源電壓vdd2而輸出,并且對(duì)電源電壓vdd2進(jìn)行分壓從而生成電源電壓vdd1。另外,也可以是電源電壓vdd1、vdd2均從角速度檢測(cè)裝置1的外部被供給,在該情況下,也可以不設(shè)置電源電壓生成部40。
另外,在圖11中,將被供給vdd2的運(yùn)算放大器以粗線來標(biāo)記出。第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1中的其他的結(jié)構(gòu)與第二實(shí)施方式(圖9)相同。
根據(jù)以上所說明的第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),與第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)相同,會(huì)使因從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142輸出的檢測(cè)信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低,并且使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的角速度分量(科里奧利信號(hào))與噪聲分量之比增大。其結(jié)果為,能夠使基于差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)而生成的角速度信號(hào)so的s/n提高。此外,與第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30)同樣,不需要在從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極142起至差動(dòng)放大器32的第二信號(hào)路徑中設(shè)置要被輸入正交修正信號(hào)的加法電路,并且通過一個(gè)正交同步檢波電路34來對(duì)正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的電平統(tǒng)一進(jìn)行檢測(cè),因此能夠削減電路面積。
并且,根據(jù)第四實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(角速度檢測(cè)電路30),由于q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的電源電壓vdd2比差動(dòng)放大器32的電源電壓vdd1高,因此能夠使q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b的增益增大。即,通過q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b會(huì)將科里奧利信號(hào)與正交信號(hào)(泄漏信號(hào))放大得更大,但由于通過正交修正信號(hào)而使正交信號(hào)(泄漏信號(hào))大幅度地衰減,因此能夠進(jìn)一步提高角速度信號(hào)so的s/n。
另外,在圖11的示例中,相位調(diào)節(jié)電路38被設(shè)置在振幅調(diào)節(jié)電路35的輸出端子與加法電路36的輸入端子之間,但相位調(diào)節(jié)電路38也可以被設(shè)置在q/v轉(zhuǎn)換器21a的輸出端子與振幅調(diào)節(jié)電路35的輸入端子之間。此外,也可以構(gòu)成為,針對(duì)第一實(shí)施方式或者第三實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(圖7或者圖10),同樣地向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b、加法電路36以及反相放大電路37供給比差動(dòng)放大器32的電源電壓vdd1高的電源電壓vdd2。
2.改變例
2-1.改變例1
在上述的各實(shí)施方式中,正交修正信號(hào)被輸入至運(yùn)算放大器360的反相輸入端子,但也可以改變?yōu)槭拐恍拚盘?hào)經(jīng)由電阻而輸入至運(yùn)算放大器310a、310b的反相輸入端子。
作為一個(gè)示例,將針對(duì)第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(圖9)的改變例1的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)在圖12中示出。在圖12所示的改變例1的角速度檢測(cè)裝置1中,向運(yùn)算放大器310a的反相輸入端子,輸入從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140輸出的檢測(cè)信號(hào),并且經(jīng)由電阻41輸入從相位調(diào)節(jié)電路38輸出的正交修正信號(hào)。
另外,由于q/v轉(zhuǎn)換器31a的輸出信號(hào)(運(yùn)算放大器310a的輸出信號(hào))相對(duì)于輸入信號(hào)其相位超前90°,因此需要相對(duì)于上述各實(shí)施方式而使正交修正信號(hào)的相位滯后90°。因此,在振幅調(diào)節(jié)電路35中,替代交流電壓信號(hào)mnt而輸入有使交流電壓信號(hào)mnt的相位滯后90°而得到的相位調(diào)節(jié)部27a的輸出信號(hào)(基于驅(qū)動(dòng)振動(dòng)的信號(hào)的一個(gè)示例)。
根據(jù)這種改變例1的角速度檢測(cè)裝置1,能夠取得與上述各實(shí)施方式相同的效果。
2-2.改變例2
在上述的各實(shí)施方式中,雖然在q/v轉(zhuǎn)換器31a的后級(jí)設(shè)置了加法電路36,但也可以在q/v轉(zhuǎn)換器31b的后級(jí)設(shè)置加法電路36。例如,也可以在q/v轉(zhuǎn)換器31b的后級(jí)設(shè)置加法電路36,且在q/v轉(zhuǎn)換器31a的后級(jí)設(shè)置反相放大電路37,還可以在q/v轉(zhuǎn)換器31a的后級(jí)與q/v轉(zhuǎn)換器31b的后級(jí)雙方設(shè)置加法電路36。
作為一個(gè)示例,將針對(duì)第二實(shí)施方式的角速度檢測(cè)裝置1(圖9)的改變例2的角速度檢測(cè)裝置1的結(jié)構(gòu)在圖13中示出。在圖13所示的改變例2的角速度檢測(cè)裝置1中,在q/v轉(zhuǎn)換器31a的后級(jí)設(shè)置加法電路36a,并且在q/v轉(zhuǎn)換器31b的后級(jí)設(shè)置加法電路36b。此外,角速度檢測(cè)電路30具有兩個(gè)振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b和兩個(gè)相位調(diào)節(jié)電路38a、38b。
從正交同步檢波電路34輸出的信號(hào)分別被輸入至振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b。振幅調(diào)節(jié)電路35a輸出如下的信號(hào),即,根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)而以將向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸入的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的一部分消除的方式對(duì)交流電壓信號(hào)mnt的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)所得到的信號(hào)。同樣地,振幅調(diào)節(jié)電路35b輸出如下的信號(hào),即,根據(jù)正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)而以將向q/v轉(zhuǎn)換器31a、31b輸入的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的一部分消除的方式對(duì)交流電壓信號(hào)mntb的振幅進(jìn)行了調(diào)節(jié)所得到的信號(hào)。從振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b分別輸出的信號(hào)為,具有與振動(dòng)頻率(正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的頻率)相同的頻率且具有由正交信號(hào)(泄漏信號(hào))的大小確定的振幅的交流電壓信號(hào)。而且,從振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b分別輸出的交流電壓信號(hào)作為正交修正信號(hào),分別經(jīng)由相位調(diào)節(jié)電路38a、38b且經(jīng)電阻而被輸入至加法電路36a、36b所分別具有的運(yùn)算放大器360a、360b的反相輸入端子。
通過振幅調(diào)節(jié)電路35a、35b以及相位調(diào)節(jié)電路38a、38b而例如對(duì)向加法電路36a、36b輸入的正交修正信號(hào)的振幅以及相位進(jìn)行調(diào)節(jié),以使正交同步檢波電路34的輸出信號(hào)的電平成為最小。由此,以使差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))衰減的方式而施加反饋。
即,被輸入至運(yùn)算放大器360a、360b的反相輸入端子的正交修正信號(hào)會(huì)發(fā)揮作用以使從角速度檢測(cè)元件10的固定檢測(cè)電極140、142分別輸入至運(yùn)算放大器310a、310b的反相輸入端子的電流中所包含的正交信號(hào)(泄漏信號(hào))抵消,因此在差動(dòng)放大器32的輸出信號(hào)中,正交信號(hào)(泄漏信號(hào))會(huì)大幅度衰減。其結(jié)果為,能夠使因正交信號(hào)(泄漏信號(hào))而產(chǎn)生的角速度信號(hào)so的偏移降低。
根據(jù)這種改變例2的角速度檢測(cè)裝置1,能夠取得與上述各實(shí)施方式相同的效果。
2-3.其他的改變例
在上述的各實(shí)施方式中,也可以使正交修正信號(hào)的相位滯后90°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(shí)施方式中,也可以不采用振幅調(diào)節(jié)電路35。此外,在上述各實(shí)施方式中,也可以不采用反相放大電路37。此外,在上述各實(shí)施方式中,也可以使正交修正信號(hào)的一部分經(jīng)由電容而輸入至運(yùn)算放大器310a的反相輸入端子以及運(yùn)算放大器310b的反相輸入端子的至少一方。
3.電子設(shè)備
圖14為本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備500的功能框圖。另外,對(duì)與上述的各實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào),并省略詳細(xì)的說明。
本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備500為包括角速度檢測(cè)裝置1在內(nèi)的電子設(shè)備500。在圖14所示的示例中,電子設(shè)備500被構(gòu)成為包括:角速度檢測(cè)裝置1、運(yùn)算處理裝置510、操作部530、rom(readonlymemory:只讀存儲(chǔ)器)540、ram(randomaccessmemory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)550、通信部560、顯示部570、聲音輸出部580。另外,在本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備500中,也可以將圖14所示的結(jié)構(gòu)要素(各部)的一部分省略或者使之變更,還可以采用附加了其他的結(jié)構(gòu)要素的結(jié)構(gòu)。
運(yùn)算處理裝置510按照存儲(chǔ)在rom540等中的程序來進(jìn)行各種計(jì)算處理、控制處理。具體而言,運(yùn)算處理裝置510進(jìn)行如下的處理:與角速度檢測(cè)裝置1的輸出信號(hào)、和來自操作部530的操作信號(hào)相對(duì)應(yīng)的各種處理;為了與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)通信而對(duì)通信部560進(jìn)行控制的處理;發(fā)送用于使各種信息顯示在顯示部570上的顯示信號(hào)的處理;向聲音輸出部580輸出各種聲音的處理等。
操作部530為由操作鍵、按鈕開關(guān)等構(gòu)成的輸入裝置,其將與用戶所實(shí)施的操作相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)向運(yùn)算處理裝置510輸出。
rom540對(duì)運(yùn)算處理裝置510用于進(jìn)行各種計(jì)算處理、控制處理的程序與數(shù)據(jù)等進(jìn)行存儲(chǔ)。
ram550作為運(yùn)算處理裝置510的工作區(qū)域而使用,其對(duì)從rom540讀取的程序與數(shù)據(jù)、從操作部530輸入的數(shù)據(jù)、運(yùn)算處理裝置510按照各種程序而執(zhí)行的運(yùn)算結(jié)果等進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)。
通信部560進(jìn)行用于使運(yùn)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為由lcd(liquidcrystaldisplay:液晶顯示器)或電泳顯示器等構(gòu)成的顯示裝置,其根據(jù)從運(yùn)算處理裝置510輸入的顯示信號(hào)來顯示各種信息。
而且,聲音輸出部580為揚(yáng)聲器等輸出聲音的裝置。
根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的電子設(shè)備500,由于其被構(gòu)成為包括能夠使角速度信號(hào)的s/n提高的角速度檢測(cè)裝置1,因此可實(shí)現(xiàn)能夠以更高的精度來進(jìn)行基于角速度的變化的處理(例如與姿態(tài)相對(duì)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,列舉有個(gè)人計(jì)算機(jī)(例如移動(dòng)型個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜型個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板型個(gè)人計(jì)算機(jī))、移動(dòng)電話機(jī)等移動(dòng)體終端、數(shù)碼相機(jī)、噴墨式噴出裝置(例如噴墨打印機(jī))、路由器或交換機(jī)等存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、局域網(wǎng)設(shè)備、移動(dòng)體終端基站用設(shè)備、電視機(jī)、攝像機(jī)、錄像機(jī)、車輛導(dǎo)航裝置、尋呼機(jī)、電子記事本(也包括附帶有通信功能的設(shè)備)、電子辭典、計(jì)算器、電子游戲設(shè)備、游戲用控制器、文字處理器、工作站、可視電話、安防用電視監(jiān)控器、電子雙筒望遠(yuǎn)鏡、pos(pointofsale:銷售點(diǎn))終端、醫(yī)療設(shè)備(例如電子體溫計(jì)、血壓計(jì)、血糖計(jì)、心電圖計(jì)測(cè)裝置、超聲波診斷裝置、電子內(nèi)窺鏡)、魚群探測(cè)器、各種測(cè)定設(shè)備、計(jì)量?jī)x器類(例如車輛、飛機(jī)、船舶的計(jì)量?jī)x器類)、飛行模擬器、頭戴式顯示器、運(yùn)動(dòng)記錄器、運(yùn)動(dòng)追蹤器、運(yùn)動(dòng)控制器、pdr(步行者位置方位計(jì)測(cè))等。
圖15a為表示作為電子設(shè)備500的一個(gè)示例的智能手機(jī)的外觀的一個(gè)示例的圖,圖15b為表示作為電子設(shè)備500的一個(gè)示例的手臂佩戴型的移動(dòng)設(shè)備的外觀的一個(gè)示例的圖。在圖15a所示的作為電子設(shè)備500的智能手機(jī)中,作為操作部530而具備按鈕、作為顯示部570而具備lcd。在圖15b所示的作為電子設(shè)備500的手臂佩戴型的移動(dòng)設(shè)備中,作為操作部530而具備按鈕以及轉(zhuǎn)柄、作為顯示部570而具備lcd。由于這些電子設(shè)備500被構(gòu)成為包括能夠提高角速度信號(hào)的s/n的角速度檢測(cè)裝置1,因此可實(shí)現(xiàn)能夠以更高精度來進(jìn)行基于角速度的變化的處理(例如與姿態(tài)相對(duì)應(yīng)的顯示控制等)的電子設(shè)備500。
4.移動(dòng)體
圖16為表示本實(shí)施方式所涉及的移動(dòng)體400的一個(gè)示例的圖(俯視圖)。另外,對(duì)與上文所述的各實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào),并省略詳細(xì)的說明。
本實(shí)施方式所涉及的移動(dòng)體400為包括角速度檢測(cè)裝置1的移動(dòng)體400。在圖16所示的示例中,移動(dòng)體400被構(gòu)成為包括進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)、制動(dòng)器系統(tǒng)、無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)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。另外,本實(shí)施方式所涉及的移動(dòng)體400也可以將圖16所示的結(jié)構(gòu)要素(各部)的一部分省略或變更,還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(shí)施方式所涉及的移動(dòng)體400,其包括能夠提高角速度信號(hào)的s/n的角速度檢測(cè)裝置1,因此可實(shí)現(xiàn)能夠以更高精度實(shí)施基于角速度的變化的處理(例如側(cè)滑或側(cè)翻的抑制控制等)的移動(dòng)體400。
作為這種移動(dòng)體400而考慮有各種移動(dòng)體,例如列舉有汽車(也包括電動(dòng)汽車)、噴氣式飛機(jī)或直升飛機(jī)等飛機(jī)、船舶、火箭、人造衛(wèi)星等。
本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式,其能夠在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實(shí)施各種改變。
上述的實(shí)施方式以及改變例為一個(gè)示例,本發(fā)明并不會(huì)限定于此。例如,也能夠?qū)⒏鲗?shí)施方式以及各改變例適當(dāng)?shù)亟M合。
本發(fā)明包括實(shí)質(zhì)上與實(shí)施方式中所說明的結(jié)構(gòu)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)明包括對(duì)實(shí)施方式中所說明的結(jié)構(gòu)的非本質(zhì)的部分進(jìn)行了置換的結(jié)構(gòu)。此外,本發(fā)明包括能夠取得與實(shí)施方式中所說明的結(jié)構(gòu)相同的作用效果的結(jié)構(gòu)、或者能夠達(dá)到相同的目的的結(jié)構(gòu)。此外,本發(fā)明包括對(duì)實(shí)施方式中所說明的結(jié)構(gòu)附加了公知技術(shù)而得到的結(jié)構(gòu)。
符號(hào)說明
1…角速度檢測(cè)裝置;10…角速度檢測(cè)元件;11…基板;13…空腔;14…凹部;20…驅(qū)動(dòng)電路;21a、21b…q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器);22…比較器;23a、23b…移相電路;24a、24b…頻帶限制濾波器;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(cè)電路;31a、31b…q/v轉(zhuǎn)換器(電荷放大器);32…差動(dòng)放大器;33…科里奧利同步檢波電路;34、34a、34b…正交同步檢波電路;35、35a、35b…振幅調(diào)節(jié)電路;36、36a、36b…加法電路;37…反相放大電路;38、38a、38b…相位調(diào)節(jié)電路;39…存儲(chǔ)部;40…電源電壓生成部;41…電阻;106…第一結(jié)構(gòu)體;108…第二結(jié)構(gòu)體;112…振動(dòng)體;112a…振動(dòng)體;112b…振動(dòng)體;114…第一彈簧部;116…可動(dòng)驅(qū)動(dòng)電極;118…可動(dòng)監(jiān)控電極;122…位移部;122a…位移部;122b…位移部;124…第二彈簧部;126…可動(dòng)檢測(cè)電極;130、132…固定驅(qū)動(dòng)電極;140、142…固定檢測(cè)電極;150…固定部;160、162…固定監(jiān)控電極;210a、210b…運(yùn)算放大器;211a、211b…電容器;310a、310b…運(yùn)算放大器;360、360a、360b…運(yùn)算放大器、400…移動(dòng)體、420…控制器;430…控制器;440…控制器;450…蓄電池;460…備用蓄電池;500…電子設(shè)備;510…運(yùn)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。