JP2019060733A - Driving circuit, angular velocity detector, inertia measurement device, mobile body positioning device, portable electronic apparatus, electronic device, and mobile body - Google Patents

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Abstract

To provide a driving circuit that can reduce a leakage signal generated on the basis of the driving vibration of an angular velocity detection element.SOLUTION: The driving circuit, which is for driving an angular velocity detection element, includes: a driving signal generation circuit for generating a driving signal which drives the angular velocity detection element; and a bias signal generating circuit for generating a bias signal to be applied to the angular velocity detection element. The detection electrode of the angular velocity detection element outputs a leakage signal generated on the basis of the driving vibration of the angular velocity detection element and a Coriolis signal generated on the basis of the angular velocity applied to the angular velocity detection element. In the bias signal, the voltage value when the leakage signal is the largest is smaller than the voltage value when the Coriolis signal is the largest.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、駆動回路、角速度検出装置、慣性計測装置、移動体測位装置、携帯型電子機器、電子機器及び移動体に関する。   The present invention relates to a drive circuit, an angular velocity detection device, an inertial measurement device, a mobile object positioning device, a portable electronic device, an electronic device, and a mobile object.

近年、角速度検出素子に設けられている対向する電極間に生じる静電容量の容量値が角速度の大きさ及び向きに応じて変化することを利用して角速度を検出する静電容量型の角速度検出装置が開発されている。例えば、シリコンＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）技術を用いた静電容量型の角速度検出装置が広く知られている。   In recent years, an electrostatic capacitance type angular velocity detection that detects an angular velocity by using a capacitance value of capacitance generated between opposing electrodes provided in an angular velocity detection element changing according to the magnitude and direction of the angular velocity Devices are being developed. For example, an electrostatic capacitance type angular velocity detection device using a silicon MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology is widely known.

一般に、静電容量型の角速度検出装置では、角速度検出素子の動作を制御する制御回路に含まれる駆動回路が、角速度検出素子の可動部に一定の高電圧（例えば十数Ｖ）であるバイアス電圧（ＤＣ電圧）を印加するとともに、角速度検出素子の固定部に設けられた駆動電極に駆動信号（正弦波等）を入力することにより、駆動電極と可動部との間に静電引力を発生させて可動部が駆動振動する。可動部が駆動振動している状態で振動方向と直交する軸回りの回転（角速度）が加わると、振動方向と回転軸とに直交する方向のコリオリ力が発生し、コリオリ力によって、固定部に設けられた検出電極と可動部との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化により、検出電極から出力される電流（コリオリ信号）が変化するので、制御回路に含まれる検出回路が、検出電極から出力されるコリオリ電流に基づいて角速度を検出することができる。   Generally, in a capacitive angular velocity detector, a drive circuit included in a control circuit for controlling the operation of an angular velocity detector is a bias voltage at which a movable portion of the angular velocity detector has a constant high voltage (for example, ten and several volts). (DC voltage) is applied, and a drive signal (sine wave etc.) is input to the drive electrode provided on the fixed part of the angular velocity detection element to generate electrostatic attraction between the drive electrode and the movable part. The movable part is driven to vibrate. When rotation (angular velocity) about an axis orthogonal to the vibration direction is applied while the movable portion is in drive vibration, Coriolis force in the direction orthogonal to the vibration direction and the rotation axis is generated, and the Coriolis force generates The capacitance between the provided detection electrode and the movable portion changes. Since the current (Coriolis signal) output from the detection electrode changes due to the change in capacitance, the detection circuit included in the control circuit may detect the angular velocity based on the Coriolis current output from the detection electrode. it can.

ところが、角速度検出素子の製造時において、加工精度の限界により、可動部の側面が基板に対して完全に垂直にはならず傾きが生じ、この傾きにより、可動部の振動方向が基板に対して完全に水平方向とはならず、基板に対して垂直な方向の振動成分（不要振動）が発生する。この不要振動により、検出電極と可動部との間の静電容量が変化し、これにより、検出電極から不要な電流（漏れ信号）が出力される。コリオリ信号と漏れ信号とは９０°の位相差を有しているため、検出回路において、コリオリ信号が発生する周期に合せて同期検波を行うことによりコリオリ信号が抽出されるが、漏れ信号も一部抽出されてしまい、生成される角速度信号のＳ／Ｎ比（Signal to Noise Ratio）が低下する問題が生じ得る。   However, at the time of manufacturing the angular velocity detection element, due to the limit of processing accuracy, the side surface of the movable portion does not become completely perpendicular to the substrate but an inclination occurs, and the inclination causes the movable portion to vibrate relative to the substrate. The vibration component (undesired vibration) in the direction perpendicular to the substrate is generated, not completely in the horizontal direction. Due to this unnecessary vibration, the electrostatic capacitance between the detection electrode and the movable portion changes, whereby an unnecessary current (leakage signal) is output from the detection electrode. Since the Coriolis signal and the leak signal have a phase difference of 90 °, the Coriolis signal is extracted by performing synchronous detection in the detection circuit according to the cycle in which the Coriolis signal is generated. As a result, the signal to noise ratio of the generated angular velocity signal may be lowered.

これに対して、特許文献１には、互いに直交する２つの軸を第１軸および第２軸とし、第１軸と第２軸とを含む面の法線に平行な軸を第３軸としたとき、支持体と、支持体に接続され、第１軸方向の振動を検出する検出部と、記支持体に接続され、第１軸に沿って延出されている第１部分と、第１部分に接続され、第１部分の第１軸に沿った寸法よりも短く第２軸に沿って延出されている第２部分と、を有する駆動連結部と、駆動連結部に接続され、駆動連結部を介して支持体と接続されている質量部と、を備え、質量部は、第３軸方向に駆動振動するジャイロ素子が開示されている。このジャイロ素子によれば、第３軸方向に振動する質量部の振動成分が駆動連結部を介して検出部に伝わることによって生じる振動成分は、第３軸方向を主成分として第２軸方向の振動成分を含むことになるが、検出部の検出振動は第１軸方向であるため、検出部の検出振動を生じさせにくいので、漏れ信号を低減させることができる。   On the other hand, in Patent Document 1, two axes orthogonal to each other are set as a first axis and a second axis, and an axis parallel to a normal to a surface including the first axis and the second axis is a third axis. And a detection unit connected to the support and detecting a vibration in the first axial direction, a first portion connected to the support and extending along the first axis, and A drive connection having a second portion connected in one portion and extending along a second axis shorter than a dimension of the first portion along the first axis, and connected to the drive connection; There is disclosed a gyro element including a mass portion connected to a support via a drive connection portion, wherein the mass portion drives and vibrates in a third axis direction. According to this gyro element, the vibration component generated by transmitting the vibration component of the mass portion vibrating in the third axial direction to the detection unit through the drive connection portion is mainly in the third axial direction and in the second axial direction. Although the vibration component is included, since the detection vibration of the detection unit is in the first axis direction, it is difficult to cause the detection vibration of the detection unit, so that the leak signal can be reduced.

特開２０１５−１４１０６５号公報JP, 2015-141065, A

特許文献１に記載のジャイロ素子を用いることにより、Ｓ／Ｎ比が高い角速度信号を生成する角速度検出装置を実現することが可能であるが、素子の構造が複雑になるため、低コスト化が難しい。従って、角速度検出素子を駆動する駆動回路において、角速度検出素子の検出電極から出力される漏れ信号を低減させるための技術の開発が望まれる。   By using the gyro element described in Patent Document 1, it is possible to realize an angular velocity detection device that generates an angular velocity signal having a high S / N ratio, but since the structure of the element becomes complicated, cost reduction is achieved. difficult. Therefore, in the drive circuit which drives an angular velocity detection element, development of the technique for reducing the leak signal output from the detection electrode of an angular velocity detection element is desired.

本発明のいくつかの態様によれば、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号を低減させることが可能な駆動回路を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該駆動回路を用いることにより、角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能な角速度検出装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該角速度検出装置を用いることにより、外部に送信される慣性データの精度を向上させることが可能な慣性計測装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該慣性計測装置を用いることにより、移動体の位置を高精度に測定可能な移動体測位装置を提供することができる。また、本発明のいくつかの態様によれば、当該角速度検出装置を用いることにより、検出された角速度に基づく処理を高精度に行うことが可能な携帯型電子機器、電子機器及び移動体を提供することができる。   According to some aspects of the present invention, it is possible to provide a drive circuit capable of reducing a leak signal generated based on drive vibration of an angular velocity detection element. Further, according to some aspects of the present invention, it is possible to provide an angular velocity detection device capable of improving the S / N ratio of the angular velocity signal by using the drive circuit. Further, according to some aspects of the present invention, it is possible to provide an inertial measurement device capable of improving the accuracy of inertial data transmitted to the outside by using the angular velocity detection device. Further, according to some aspects of the present invention, it is possible to provide a mobile positioning device capable of measuring the position of a mobile with high accuracy by using the inertial measurement device. Further, according to some aspects of the present invention, by using the angular velocity detection device, a portable electronic device, an electronic device, and a movable body capable of performing processing based on the detected angular velocity with high accuracy are provided. can do.

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。   The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.

［適用例１］
本適用例に係る駆動回路は、角速度検出素子を駆動する駆動回路であって、前記角速度検出素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、前記角速度検出素子に印加されるバイアス信号を生成するバイアス信号生成回路と、を含み、前記角速度検出素子の検出電極から、前記角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号と、前記角速度検出素子に加わる角速度に基づいて発生するコリオリ信号と、が出力され、前記バイアス信号は、前記漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、前記コリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さい。 Application Example 1
The drive circuit according to this application example is a drive circuit for driving an angular velocity detection element, and includes a drive signal generation circuit for generating a drive signal for driving the angular velocity detection element, and a bias signal applied to the angular velocity detection element. A bias signal generation circuit for generating a leak signal generated from the detection electrode of the angular velocity detection element based on the driving vibration of the angular velocity detection element, and a Coriolis signal generated based on the angular velocity applied to the angular velocity detection element , And the bias signal is smaller in voltage value at the timing when the leakage signal becomes maximum than at the timing when the Coriolis signal becomes maximum.

本適用例に係る駆動回路では、角速度検出素子に印加されるバイアス信号は、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、角速度検出素子に加わる角速度に基づいて発生するコリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さい。そのため、漏れ信号が最大となるタイミングにおいて角速度検出素子に充電される電荷量は、コリオリ信号が最大となるタイミングにおいて角速度検出素子に充電される電荷量よりも小さくなる。そして、角速度検出素子において充電された電荷が検出電極に移動することによりコリオリ信号及び漏れ信号が発生する。従って、本適用例に係る駆動回路によれば、バイアス信号の電圧が一定である従来構成の駆動回路と比較して、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号を低減させることができる。   In the drive circuit according to this application example, the bias signal applied to the angular velocity detecting element is the angular velocity applied to the angular velocity detecting element at the timing when the leakage signal generated based on the driving vibration of the angular velocity detecting element becomes maximum. It is smaller than the voltage value at the timing when the Coriolis signal generated based on it becomes maximum. Therefore, the charge amount charged to the angular velocity detection element at the timing when the leak signal becomes maximum becomes smaller than the charge amount charged to the angular velocity detection element at the timing when the Coriolis signal becomes maximum. Then, the charge stored in the angular velocity detection element moves to the detection electrode to generate a Coriolis signal and a leak signal. Therefore, according to the drive circuit according to this application example, it is possible to reduce the leak signal generated based on the drive vibration of the angular velocity detection element as compared with the drive circuit of the conventional configuration in which the voltage of the bias signal is constant. .

［適用例２］
上記適用例に係る駆動回路において、前記バイアス信号は、前記漏れ信号が最大となるタイミングにおいて電圧値が最小となり、前記コリオリ信号が最大となるタイミングにおいて電圧値が最大となってもよい。 Application Example 2
In the drive circuit according to the application example, the bias signal may have a minimum voltage value at the timing when the leakage signal is maximum and may have a maximum voltage value at the timing when the Coriolis signal is maximum.

本適用例に係る駆動回路によれば、漏れ信号が最大となるタイミングにおいてバイアス信号の電圧値が最小となるため漏れ信号をより低減させることができるとともに、コリオリ電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最大となるためコリオリ信号を増大させることができる。   According to the drive circuit of this application example, the voltage value of the bias signal is minimized at the timing when the leak signal is maximized, so that the leak signal can be further reduced and the bias signal is generated at the timing when the Coriolis current is maximized. The Coriolis signal can be increased because the voltage value of V.sup.

［適用例３］
上記適用例に係る駆動回路において、前記角速度検出素子の駆動モニター電極から、前記駆動信号が帰還された帰還信号が出力され、前記駆動信号生成回路は、前記帰還信号に基づいて、前記駆動信号を生成し、前記バイアス信号生成回路は、前記帰還信号に基づく信号に基づいて、前記バイアス信号を生成してもよい。 Application Example 3
In the drive circuit according to the application example, a feedback signal to which the drive signal is fed back is output from the drive monitor electrode of the angular velocity detection element, and the drive signal generation circuit generates the drive signal based on the feedback signal. The bias signal generation circuit may generate the bias signal based on a signal based on the feedback signal.

本適用例に係る駆動回路では、駆動信号が帰還された帰還信号は、駆動信号に同期しているため、バイアス信号生成回路は、帰還信号に基づく信号に基づいて、バイアス信号を生成することができる。従って、本適用例に係る駆動回路によれば、駆動信号生成回路の一部の構成をバイアス信号の生成に兼用することができるので、バイアス信号生成回路の面積の増加を低減させることができる。   In the drive circuit according to this application example, since the feedback signal to which the drive signal is fed back is synchronized with the drive signal, the bias signal generation circuit may generate the bias signal based on the signal based on the feedback signal. it can. Therefore, according to the drive circuit according to this application example, since the configuration of part of the drive signal generation circuit can be shared for generation of a bias signal, an increase in the area of the bias signal generation circuit can be reduced.

［適用例４］
上記適用例に係る駆動回路において、前記バイアス信号生成回路は、前記帰還信号に基づく信号を整流する整流回路と、直流電圧を生成し、前記直流電圧に前記整流回路によって整流された信号を重畳させて前記バイアス信号を生成し、前記バイアス信号を出力するバイアス信号出力回路と、を含んでもよい。 Application Example 4
In the drive circuit according to the application example, the bias signal generation circuit generates a DC voltage and a rectifier circuit that rectifies a signal based on the feedback signal, and superimposes the signal rectified by the rectifier circuit on the DC voltage. And a bias signal output circuit that generates the bias signal and outputs the bias signal.

本適用例に係る駆動回路によれば、整流回路によって整流された信号は、駆動信号の２倍の周期で電圧値が変化するので、漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、コリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さいバイアス信号を生成することができる。   According to the drive circuit according to this application example, the voltage of the signal rectified by the rectification circuit changes in a cycle twice as large as that of the drive signal, so the voltage value at the timing when the leakage signal becomes maximum is the Coriolis signal. A bias signal smaller than the voltage value at the timing of maximum can be generated.

［適用例５］
上記適用例に係る駆動回路において、前記バイアス信号生成回路は、前記帰還信号に基づく信号を２逓倍する逓倍回路と、直流電圧を生成し、前記直流電圧に前記逓倍回路によって２逓倍された信号を重畳させて前記バイアス信号を生成し、前記バイアス信号を出力するバイアス信号出力回路と、を含んでもよい。 Application Example 5
In the drive circuit according to the application example, the bias signal generation circuit generates a DC voltage and a multiplier circuit that doubles a signal based on the feedback signal, and generates a DC voltage that is multiplied by the multiplier circuit by the multiplier circuit. And a bias signal output circuit that generates the bias signal and outputs the bias signal.

本適用例に係る駆動回路によれば、逓倍回路によって２逓倍された信号は、駆動信号の２倍の周期で電圧値が変化するので、漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、コリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さいバイアス信号を生成することができる。   According to the drive circuit according to this application example, the voltage value of the signal multiplied by 2 by the multiplication circuit changes at a cycle twice that of the drive signal, so the voltage value at the timing when the leak signal becomes maximum is the Coriolis signal. It is possible to generate a bias signal that is smaller than the voltage value at the timing when is maximum.

［適用例６］
上記適用例に係る駆動回路において、前記バイアス信号生成回路は、前記バイアス信号の振幅を調整する振幅調整回路を含んでもよい。 Application Example 6
In the drive circuit according to the application example, the bias signal generation circuit may include an amplitude adjustment circuit that adjusts the amplitude of the bias signal.

本適用例に係る駆動回路では、角速度検出素子の構造に合わせてバイアス信号の振幅を調整することにより、漏れ信号の最大値を所定値以下まで低減させることができる。すなわち、本適用例によれば、複数種類の角速度検出素子に対して漏れ信号を低減させることが可能な汎用性の高い駆動回路を実現することができる。また、本適用例に係る駆動回路によれば、角速度検出素子の製造ばらつきに対して、角速度検出素子毎に、漏れ信号の最大値を所定値以下まで低減させることができる。   In the drive circuit according to this application example, the maximum value of the leak signal can be reduced to a predetermined value or less by adjusting the amplitude of the bias signal in accordance with the structure of the angular velocity detection element. That is, according to this application example, it is possible to realize a highly versatile drive circuit capable of reducing leak signals for a plurality of types of angular velocity detection elements. Further, according to the drive circuit according to this application example, the maximum value of the leak signal can be reduced to a predetermined value or less for each angular velocity detection element with respect to manufacturing variations of the angular velocity detection element.

［適用例７］
本適用例に係る角速度検出装置は、上記のいずれかの駆動回路と、前記角速度検出素子の前記検出電極から出力される信号に基づいて、角速度信号を生成する検出回路と、前記角速度検出素子と、を含む。 Application Example 7
An angular velocity detection device according to this application example includes: any one of the drive circuits described above; a detection circuit that generates an angular velocity signal based on a signal output from the detection electrode of the angular velocity detection element; ,including.

本適用例に係る角速度検出装置では、角速度検出素子に印加されるバイアス信号は、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生するコリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さいので、漏れ信号を低減させることができる。さらに、漏れ信号が低減されることにより、その分だけ検出回路の初段の回路の利得を大きくすることができる。従って、本適用例に係る角速度検出装置によれば、生成される角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。   In the angular velocity detection device according to the application example, the bias signal applied to the angular velocity detection element has a voltage value at a timing when the leakage signal generated based on the drive vibration of the angular velocity detection element is maximum. Therefore, the leakage signal can be reduced because it is smaller than the voltage value at the timing when the Coriolis signal generated on the basis of the above becomes maximum. Furthermore, by reducing the leakage signal, the gain of the circuit of the first stage of the detection circuit can be increased accordingly. Therefore, according to the angular velocity detection device according to this application example, it is possible to improve the S / N ratio of the generated angular velocity signal.

［適用例８］
本適用例に係る慣性計測装置は、上記の角速度検出装置と、前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号を取得し、前記角速度信号を処理する信号処理回路と、前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、を含む。 Application Example 8
An inertial measurement device according to this application example includes the above-described angular velocity detection device, a signal processing circuit that acquires the angular velocity signal output from the angular velocity detection device, and processes the angular velocity signal, and processing of the signal processing circuit. And a communication circuit for transmitting the obtained inertial data to the outside.

本適用例に係る慣性計測装置によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎ比が向上するので、外部に送信される慣性データの精度を向上させることができる。   According to the inertial measurement device according to the application example, since the S / N ratio of the angular velocity signal is improved by the angular velocity detection device, it is possible to improve the accuracy of the inertial data transmitted to the outside.

［適用例９］
本適用例に係る移動体測位装置は、移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、上記の慣性計測装置と、測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、を含む。 Application Example 9
The mobile positioning device according to this application example is a mobile positioning device mounted on a mobile and measuring the position of the mobile, and receives satellite signals from the above inertial measurement device and the positioning satellite, The satellite signal reception unit that acquires positioning information superimposed on the satellite signal, the position calculation unit that calculates the position of the moving object based on the positioning information, and the output from the inertial measurement device And a position correction unit that corrects the position on the basis of the posture.

本適用例に係る移動体測位装置によれば、慣性計測装置により精度の高い慣性データが得られるので、移動体の位置を高精度に測定することができる。   According to the mobile object positioning device according to the application example, since inertial data with high accuracy can be obtained by the inertial measurement device, the position of the mobile object can be measured with high accuracy.

［適用例１０］
本適用例に係る携帯型電子機器は、上記の角速度検出装置と、前記角速度検出装置が収容されているケースと、前記ケースに収容され、前記角速度検出装置からの出力データを処理する処理部と、前記ケースに収容されている表示部と、前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、を含む。 Application Example 10
A portable electronic device according to the application example includes: the angular velocity detection device described above; a case in which the angular velocity detection device is accommodated; and a processing unit which is accommodated in the case and processes output data from the angular velocity detection device And a display unit accommodated in the case, and a translucent cover closing an opening of the case.

本適用例に係る携帯型電子機器によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎ比が向上するので、角速度検出装置によって検出された角速度に基づく処理を高精度に行うことができる。   According to the portable electronic device according to the application example, since the S / N ratio of the angular velocity signal is improved by the angular velocity detection device, processing based on the angular velocity detected by the angular velocity detection device can be performed with high accuracy.

［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と、前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号に基づいて演算処理を行う演算処理装置と、を含む。 Application Example 11
An electronic apparatus according to this application example includes the above-described angular velocity detection device, and an arithmetic processing unit that performs arithmetic processing based on the angular velocity signal output from the angular velocity detection device.

本適用例に係る電子機器によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎ比が向上するので、角速度検出装置によって検出された角速度に基づく演算処理を高精度に行うことができる。   According to the electronic device according to this application example, the S / N ratio of the angular velocity signal is improved by the angular velocity detection device, so that the calculation processing based on the angular velocity detected by the angular velocity detection device can be performed with high accuracy.

［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と、前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を含む。 Application Example 12
The moving body according to the application example includes the above-described angular velocity detection device, and a posture control unit that performs posture control based on the angular velocity signal output from the angular velocity detection device.

本適用例に係る移動体によれば、角速度検出装置によって角速度信号のＳ／Ｎ比が向上するので、角速度検出装置によって検出された角速度に基づく姿勢制御を高精度に行うことができる。   According to the moving body of this application example, the S / N ratio of the angular velocity signal is improved by the angular velocity detection device, so attitude control based on the angular velocity detected by the angular velocity detection device can be performed with high accuracy.

角速度センサーの平面図。The top view of an angular velocity sensor. 角速度センサーに含まれる角速度検出素子の側面図。The side view of the angular velocity detection element contained in an angular velocity sensor. 第１実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an angular velocity detection device according to a first embodiment. 図３のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the signal waveform in A point-G point of FIG. 第２実施形態の角速度検出装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the angular velocity detection apparatus of 2nd Embodiment. 図５のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the signal waveform in A point-G point of FIG. 本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structural example of the inertial measurement device of this embodiment. 本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structural example of the mobile positioning device of this embodiment. 本実施形態の電子機器の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of the electronic device of the embodiment. 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。The figure which shows an example of the external appearance of the smart phone which is an example of an electronic device. 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。FIG. 1 is a diagram showing an example of the appearance of a wrist-worn portable device as an example of an electronic device. 電子機器の一例であるリスト機器（腕時計型の活動計）の外観の一例を示す図。The figure which shows an example of the external appearance of the wrist device (watch-type activity meter) which is an example of an electronic device. リスト機器（腕時計型の活動計）の機能ブロック図。Functional block diagram of wrist device (watch-type activity meter). 本実施形態の移動体の一例を示す斜視図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The perspective view which shows an example of the mobile body of this embodiment.

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。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are necessarily essential configuration requirements of the present invention.

１．角速度検出装置
１−１．第１実施形態
［角速度センサーの構成及び動作］
まず、本実施形態の角速度検出装置に含まれる角速度センサーの一例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における角速度センサー２を模式的に示す平面図である。図２は、角速度センサー２に含まれる角速度検出素子４の側面図である。図１及び図２には、互いに交差（理想的には直交）する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が図示されている。 1. Angular velocity detector 1-1. First embodiment [Configuration and operation of angular velocity sensor]
First, an example of an angular velocity sensor included in the angular velocity detection device of the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view schematically showing an angular velocity sensor 2 in the present embodiment. FIG. 2 is a side view of the angular velocity detection element 4 included in the angular velocity sensor 2. In FIG. 1 and FIG. 2, an X axis, a Y axis and a Z axis are illustrated as three axes intersecting (ideally orthogonal) with each other.

なお、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側および図２中の上側を「上」、図１中の紙面奥側および図２中の下側を「下」とも言う。また、以下では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」とも言う。また、各軸の矢印先端側を「プラス側」とも言い、反対側を「マイナス側」とも言う。   In the following, for convenience of explanation, the front side of the paper surface in FIG. 1 and the upper side in FIG. 2 are also referred to as “upper”, and the back side in FIG. 1 and the lower side in FIG. In the following, a direction parallel to the X axis is also referred to as “X axis direction”, a direction parallel to the Y axis as “Y axis direction”, and a direction parallel to the Z axis as “Z axis direction”. Moreover, the arrow tip side of each axis is also called "plus side", and the opposite side is also called "minus side".

図１に示すように、角速度センサー２は、角速度検出素子４を含む。なお、角速度検出素子４は、不図示の蓋体と基板２０２（図２参照）とで構成される容器に収容されている。この容器の収容空間は、減圧状態（好ましくは、１０Ｐａ以下程度）であることが好ましい。これにより、粘性抵抗が減り、角速度検出素子４を効率的に振動（駆動）させることができる。   As shown in FIG. 1, the angular velocity sensor 2 includes an angular velocity detection element 4. In addition, the angular velocity detection element 4 is accommodated in the container comprised by the lid and the board | substrate 202 (refer FIG. 2) not shown. The storage space of the container is preferably in a reduced pressure state (preferably, about 10 Pa or less). As a result, the viscosity resistance is reduced, and the angular velocity detection element 4 can be efficiently vibrated (driven).

角速度検出素子４は、２つの構造体２４０（２４０ａ，２４０ｂ）を有している。また、図１及び図２に示すように、角速度検出素子４は、２つの固定検出電極２０５（２０５ａ，２０５ｂ）を有している。固定検出電極２０５ａ，２０５ｂは、基板２０２の上面に、構造体２４０ａ，２４０ｂとそれぞれ対向するように設けられている。   The angular velocity detection element 4 has two structures 240 (240a and 240b). Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the angular velocity detection element 4 has two fixed detection electrodes 205 (205a, 205b). The fixed detection electrodes 205a and 205b are provided on the top surface of the substrate 202 so as to face the structures 240a and 240b, respectively.

固定検出電極２０５の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系の透明導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。   As a material of the fixed detection electrode 205, for example, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni) , Ti (titanium), tungsten (W) and other metal materials, alloys containing these metal materials, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, transparent conductive materials of oxides such as IGZO, etc. These may be used alone or in combination of two or more (for example, as a laminate of two or more layers).

２つの構造体２４０ａ，２４０ｂは、Ｙ軸方向に並んで設けられており、Ｘ軸に沿う仮想直線αに対して対称となっている。   The two structures 240 a and 240 b are provided side by side in the Y-axis direction, and are symmetrical with respect to a virtual straight line α along the X-axis.

構造体２４０は、駆動部２４１と、駆動ばね部２４２と、固定部２４３と、可動駆動電極２４４と、固定駆動電極２４５，２４６と、可動駆動モニター電極２４７と、固定駆動モニター電極２４８，２４９と、錘部２５０と、連結部２５１と、を有している。   The structure 240 includes a drive unit 241, a drive spring unit 242, a fixed unit 243, a movable drive electrode 244, fixed drive electrodes 245 and 246, a movable drive monitor electrode 247, and fixed drive monitor electrodes 248 and 249. , A weight portion 250, and a connecting portion 251.

駆動部２４１は、矩形の枠体である。そして、駆動部２４１の４隅にそれぞれ駆動ばね部２４２の一端部が接続されている。駆動ばね部２４２は、Ｙ軸方向に弾性を有し、駆動部２４１をＹ軸方向に変位可能に支持している。このような駆動ばね部２４２は、蛇行形状をなしており、Ｘ軸方向に往復しながらＹ軸方向に延びている。駆動ばね部２４２の他端部は、固定部２４３に接続されており、固定部２４３は、基板２０２の上面に接合されている。   The driving unit 241 is a rectangular frame. One end portion of the drive spring portion 242 is connected to each of the four corners of the drive portion 241. The drive spring portion 242 has elasticity in the Y-axis direction, and supports the drive portion 241 so as to be displaceable in the Y-axis direction. Such a drive spring portion 242 has a serpentine shape, and extends in the Y axis direction while reciprocating in the X axis direction. The other end of the drive spring portion 242 is connected to the fixing portion 243, and the fixing portion 243 is joined to the upper surface of the substrate 202.

これにより、駆動部２４１および駆動ばね部２４２が基板２０２から浮いた状態で支持された状態となる。なお、固定部２４３と基板２０２の接合方法としては、例えば、陽極接合を用いることができる。   As a result, the drive portion 241 and the drive spring portion 242 are supported in a floating state from the substrate 202. Note that as a method of bonding the fixing portion 243 and the substrate 202, for example, anodic bonding can be used.

錘部２５０は、駆動部２４１の内側に配置されている。錘部２５０は、矩形の板状をなしており、連結部２５１を介して駆動部２４１に連結されている。   The weight portion 250 is disposed inside the drive portion 241. The weight portion 250 has a rectangular plate shape, and is connected to the drive portion 241 via the connection portion 251.

可動駆動電極２４４は、駆動部２４１に設けられており、本実施形態では、駆動部２４１のＸ軸方向プラス側に１つ、Ｘ軸方向マイナス側に１つ、計２つ設けられている。これら可動駆動電極２４４は、それぞれ、駆動部２４１からＸ軸方向に延出する支持部と、支持部からＹ軸方向両側に延出する複数の電極指とを備えた櫛歯形状となっている。なお、可動駆動電極２４４の配置や数は、特に限定されない。   The movable drive electrodes 244 are provided in the drive unit 241, and in the present embodiment, two in total, one on the plus side of the drive unit 241 in the X-axis direction and one on the minus side in the X-axis direction. Each of the movable drive electrodes 244 has a comb shape including a support portion extending in the X-axis direction from the drive portion 241 and a plurality of electrode fingers extending from the support portion to both sides in the Y-axis direction. . The arrangement and the number of the movable drive electrodes 244 are not particularly limited.

固定駆動電極２４５，２４６は、基板２０２に接合（固定）されている。そして、１組の固定駆動電極２４５，２４６の間に１つの可動駆動電極２４４が位置している。これら固定駆動電極２４５，２４６は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する支持部と、支持部からＹ軸方向一方側（可動駆動電極２４４側）に延出する複数の電極指と、を備えた櫛歯形状となっている。   The fixed drive electrodes 245 and 246 are bonded (fixed) to the substrate 202. And one movable drive electrode 244 is located between one set of fixed drive electrodes 245 and 246. The fixed drive electrodes 245 and 246 each include a support portion extending in the X-axis direction and a plurality of electrode fingers extending from the support portion to one side in the Y-axis direction (the movable drive electrode 244 side). It has a comb shape.

このような構成では、可動駆動電極２４４と固定駆動電極２４５，２４６との間に駆動電圧を印加し、可動駆動電極２４４と固定駆動電極２４５との間に静電引力が生じる状態と、可動駆動電極２４４と固定駆動電極２４６との間に静電引力が生じる状態とを繰り返すことで、駆動ばね部２４２をＹ軸方向に伸縮（弾性変形）させつつ、駆動部２４１をＹ軸方向に振動させることができる。以下では、この振動モードを「駆動振動モード」と言う。ここで、構造体２４０ａと構造体２４０ｂとでは、固定駆動電極２４５と固定駆動電極２４６の配置が対称である。そのため、２つの駆動部２４１は、互いに接近、離間するようにＹ軸方向に逆位相で振動する。これにより、２つの駆動部２４１の振動をキャンセルすることができ、振動漏れを低減することができる。   In such a configuration, a drive voltage is applied between the movable drive electrode 244 and the fixed drive electrodes 245 and 246, and a state in which electrostatic attraction is generated between the movable drive electrode 244 and the fixed drive electrode 245; By repeating the state in which electrostatic attraction is generated between the electrode 244 and the fixed drive electrode 246, the drive portion 241 is vibrated in the Y-axis direction while the drive spring portion 242 is expanded and contracted (elastically deformed) in the Y-axis direction. be able to. Hereinafter, this vibration mode is referred to as “drive vibration mode”. Here, the arrangement of the fixed drive electrode 245 and the fixed drive electrode 246 is symmetrical between the structure 240 a and the structure 240 b. Therefore, the two drive units 241 vibrate in opposite phases in the Y-axis direction so as to approach and separate from each other. Thereby, the vibration of the two drive parts 241 can be canceled, and the vibration leakage can be reduced.

可動駆動モニター電極２４７は、駆動部２４１に設けられており、本実施形態では、駆動部２４１のＸ軸方向プラス側に１つ、Ｘ軸方向マイナス側に１つ、計２つ設けられている。これら可動駆動モニター電極２４７は、それぞれ、駆動部２４１からＸ軸方向に延出する支持部と、支持部からＹ軸方向両側に延出する複数の電極指とを備えた櫛歯形状となっている。なお、可動駆動モニター電極２４７の配置や数は、特に限定されない。   The movable drive monitor electrode 247 is provided in the drive unit 241, and in the present embodiment, two in total, one on the plus side in the X-axis direction of the drive unit 241 and one on the minus side in the X-axis direction. . Each of the movable drive monitor electrodes 247 has a comb shape including a support portion extending in the X-axis direction from the drive portion 241 and a plurality of electrode fingers extending from the support portion to both sides in the Y-axis direction. There is. The arrangement and the number of the movable drive monitor electrodes 247 are not particularly limited.

固定駆動モニター電極２４８，２４９は、基板２０２に接合（固定）されている。そして、１組の固定駆動モニター電極２４８，２４９の間に１つの可動駆動モニター電極２４７が位置している。これら固定駆動モニター電極２４８，２４９は、それぞれ、Ｘ軸方向に延在する支持部と、支持部からＹ軸方向一方側（可動駆動モニター電極２４７側）に延出する複数の電極指と、を備えた櫛歯形状となっている。   The fixed drive monitor electrodes 248 and 249 are bonded (fixed) to the substrate 202. And, one movable drive monitor electrode 247 is located between one set of fixed drive monitor electrodes 248 and 249. Each of the fixed drive monitor electrodes 248 and 249 includes a support portion extending in the X-axis direction and a plurality of electrode fingers extending from the support portion to one side in the Y-axis direction (the movable drive monitor electrode 247 side). It has a comb-tooth shape.

構造体２４０を駆動振動モードで振動させると、駆動部２４１のＹ軸方向の変位によって可動駆動モニター電極２４７と固定駆動モニター電極２４８，２４９とのギャップが変化し、それに伴って、可動駆動モニター電極２４７と固定駆動モニター電極２４８，２４９との間の静電容量が変化する。そのため、この静電容量の変化に応じて、固定駆動モニター電極２４８，２４９から出力される電流（駆動モニター信号）に応じて、駆動部２４１の振動状態をモニターすることができる。   When the structure 240 is vibrated in the drive vibration mode, the gap between the movable drive monitor electrode 247 and the fixed drive monitor electrodes 248 and 249 is changed due to the displacement of the drive unit 241 in the Y axis direction. The capacitance between 247 and the fixed drive monitor electrodes 248, 249 changes. Therefore, the vibration state of the drive unit 241 can be monitored according to the current (drive monitor signal) output from the fixed drive monitor electrodes 248 and 249 according to the change of the capacitance.

図１に示すように、基板２０２において、角速度検出素子４の配置領域周辺には、配線３５１〜３６０が設けられている。配線３５１〜３６０の材料としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＩＧＺＯ等の酸化物系の透明導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて（例えば２層以上の積層体として）用いることができる。   As shown in FIG. 1, in the substrate 202, wirings 351 to 360 are provided around the arrangement region of the angular velocity detection element 4. As a material of the wires 351 to 360, for example, gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), palladium (Pd), iridium (Ir), copper (Cu), aluminum (Al), nickel (Ni) , Ti (titanium), tungsten (W) and other metal materials, alloys containing these metal materials, ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), ZnO, transparent conductive materials of oxides such as IGZO, etc. These may be used alone or in combination of two or more (for example, as a laminate of two or more layers).

配線３５２は、端子３０２および各固定駆動電極２４５と電気的に接続されている。配線３５３は、端子３０３および各固定駆動電極２４６と電気的に接続されている。そして、端子３０２，３０３から供給される互いに逆相の駆動信号が、配線３５２，３５３を伝搬して各固定駆動電極２４５，２４６に供給される。   The wire 352 is electrically connected to the terminal 302 and each fixed drive electrode 245. The wire 353 is electrically connected to the terminal 303 and each fixed drive electrode 246. Then, drive signals of opposite phases supplied from the terminals 302 and 303 propagate through the wires 352 and 353 and are supplied to the fixed drive electrodes 245 and 246.

配線３５４は、端子３０４および各固定部２４３と電気的に接続されている。そして、端子３０４から供給されるバイアス信号が、配線３５４を伝搬し、各固定部２４３、駆動部２４１、錘部２５０等に供給される。   The wire 354 is electrically connected to the terminal 304 and each fixing portion 243. Then, a bias signal supplied from the terminal 304 propagates through the wiring 354 and is supplied to each of the fixed unit 243, the drive unit 241, the weight unit 250, and the like.

配線３５５は、端子３０５および各固定駆動モニター電極２４８と電気的に接続されている。配線３５６は、端子３０６および各固定駆動モニター電極２４９と電気的に接続されている。そして、各固定駆動モニター電極２４８，２４９から出力される互いに逆相の電流（駆動モニター信号）が、配線３５５，３５６を伝搬して端子３０５，３０６から出力される。   The wire 355 is electrically connected to the terminal 305 and each fixed drive monitor electrode 248. The wire 356 is electrically connected to the terminal 306 and each fixed drive monitor electrode 249. Then, currents (drive monitor signals) of opposite phases output from the fixed drive monitor electrodes 248 and 249 propagate through the wires 355 and 356 and are output from the terminals 305 and 306.

配線３５８は、端子３０８および固定検出電極２０５ａと電気的に接続されている。配線３５９は、端子３０９および固定検出電極２０５ｂと電気的に接続されている。そして、固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから出力される互いに逆相の電流（検出信号）が、配線３５８，３５９を伝搬して端子３０８，３０９から出力される。   The wire 358 is electrically connected to the terminal 308 and the fixed detection electrode 205a. The wire 359 is electrically connected to the terminal 309 and the fixed detection electrode 205 b. Then, currents (detection signals) of opposite phases output from the fixed detection electrodes 205 a and 205 b propagate through the wires 358 and 359 and are output from the terminals 308 and 309.

配線３５１，３５７，３６０は、端子３０１，３０７，３１０とそれぞれ電気的に接続されており、端子３０１，３０７，３１０から供給される一定のガード電圧（例えば０Ｖ）となる。   The wires 351, 357, and 360 are electrically connected to the terminals 301, 307, and 310, respectively, and become fixed guard voltages (for example, 0 V) supplied from the terminals 301, 307, and 310.

駆動振動モードで駆動部２４１を駆動させた状態で、角速度検出素子４にＸ軸回りの角速度ωｘが加わると、錘部２５０は、コリオリの力によって変位する。このとき、構造体２４０ａの錘部２５０（２５０ａ）と、構造体２４０ｂの錘部２５０（２５０ｂ）とは、Ｚ軸方向に互いに反対方向に変位する。錘部２５０ａ，２５０ｂがコリオリの力に応じてＺ軸方向に互いに反対方向に変位することにより、錘部２５０ａと構造体２４０ａと対向する固定検出電極２０５（２０５ａ）とのギャップおよび錘部２５０ｂと構造体２４０ｂと対向する固定検出電極２０５（２０５ｂ）のギャップが変化する。そのため、錘部２５０ａと固定検出電極２０５ａとの間の静電容量Ｃ１および錘部２５０ｂと固定検出電極２０５ｂとの間の静電容量Ｃ２が変化する。このとき、錘部２５０ａ，２５０ｂには、バイアス信号が供給されているため、この静電容量の変化量に応じて電荷が移動し、固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから電流（コリオリ電流）が出力される。   When an angular velocity ωx around the X-axis is applied to the angular velocity detection element 4 in a state where the drive unit 241 is driven in the drive vibration mode, the weight 250 is displaced by the Coriolis force. At this time, the weight 250 (250a) of the structure 240a and the weight 250 (250b) of the structure 240b are displaced in mutually opposite directions in the Z-axis direction. When the weight portions 250a and 250b are displaced in mutually opposite directions in the Z-axis direction according to the Coriolis force, a gap between the weight portion 250a and the fixed detection electrode 205 (205a) facing the structure 240a and the weight portion 250b The gap of the fixed detection electrode 205 (205b) facing the structure 240b changes. Therefore, the capacitance C1 between the weight 250a and the fixed detection electrode 205a and the capacitance C2 between the weight 250b and the fixed detection electrode 205b change. At this time, since a bias signal is supplied to the weight portions 250a and 250b, charges move in accordance with the amount of change in capacitance, and current (coriolis current) is output from the fixed detection electrodes 205a and 205b. Ru.

ここで、角速度センサー２の製造時において、加工精度の限界のため、構造体２４０ａ，２４０ｂの側面が基板２０２に対して完全に垂直にはならず傾き（チルト角）が生じる。この傾きにより、錘部２５０ａ，２５０ｂの変位方向（振動方向）が基板２０２に対して完全に水平方向とはならず、基板２０２に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）の振動成分（不要振動）が発生する。チルト角が非常に小さい場合（例えば１°未満）でも不要振動が発生する。そして、不要振動により、錘部２５０ａと固定検出電極２０５ａとの間の静電容量Ｃ１および錘部２５０ｂと固定検出電極２０５ｂとの間の静電容量Ｃ２が変化し、これにより、固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから不要な電流（クアドラチャー電流）が出力される。   Here, at the time of manufacturing the angular velocity sensor 2, the side surfaces of the structures 240 a and 240 b are not completely perpendicular to the substrate 202 and tilt (tilt angle) occurs because of the limit of processing accuracy. Due to this inclination, the displacement direction (vibration direction) of the weight portions 250a and 250b does not completely become horizontal with respect to the substrate 202, and vibration component (unnecessary vibration) in the direction (Z-axis direction) perpendicular to the substrate 202 ) Occurs. Even when the tilt angle is very small (for example, less than 1 °), unnecessary vibration occurs. Then, due to the unnecessary vibration, the capacitance C1 between the weight 250a and the fixed detection electrode 205a and the capacitance C2 between the weight 250b and the fixed detection electrode 205b change, and thereby the fixed detection electrode 205a , 205b output unnecessary current (quadrature current).

そのため、固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから出力される電流（検出信号）には、コリオリ電流（コリオリ信号）とクアドラチャー電流（クアドラチャー信号）とが含まれている。コリオリ電流が錘部２５０ａ，２５０ｂの振動速度に比例して発生するのに対し、クアドラチャー電流は錘部２５０ａ，２５０ｂの振動変位に比例して発生するため、クアドラチャー電流とコリオリ電流とは９０°の位相差を有している。そこで、この位相差が９０°であることを利用し、固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから出力される電流に対して、コリオリ電流が発生する周期に合せて同期検波を行うと、理論上、クアドラチャー電流がキャンセルされてコリオリ電流のみが抽出されるため、Ｘ軸回りの角速度ωｘを求めることができる。   Therefore, the Coriolis current (Coriolis signal) and the quadrature current (Quadrature signal) are included in the current (detection signal) output from the fixed detection electrodes 205a and 205b. While the Coriolis current is generated in proportion to the vibration velocity of the weight portions 250a and 250b, the quadrature current is generated in proportion to the vibration displacement of the weight portions 250a and 250b. It has a phase difference of °. Therefore, taking advantage of the fact that this phase difference is 90 °, if the synchronous detection is performed on the current output from the fixed detection electrodes 205a and 205b in accordance with the cycle in which the Coriolis current is generated, theoretically, Since the current is canceled and only the Coriolis current is extracted, the angular velocity ωx about the X axis can be obtained.

しかしながら、実際には、駆動信号の周波数の設計値からの変動や同期検波の参照信号の位相ずれなどに起因して、クアドラチャー電流を完全にキャンセルすることが難しい場合が多い。従来、クアドラチャー電流はコリオリ電流よりも桁違いに大きいため、クアドラチャー電流を低減させることは、安定した検出特性を得るためには非常に重要となる。そこで、後述するように、本実施形態では、バイアス信号の電圧値をコリオリ電流に同期して変化させることで、クアドラチャー電流を低減させるとともに、コリオリ電流を増加させる。   However, in practice, it is often difficult to completely cancel the quadrature current due to the fluctuation of the frequency of the drive signal from the design value or the phase shift of the reference signal of the synchronous detection. Conventionally, since the quadrature current is orders of magnitude larger than the Coriolis current, it is very important to reduce the quadrature current in order to obtain stable detection characteristics. Therefore, as described later, in the present embodiment, the voltage value of the bias signal is changed in synchronization with the Coriolis current, thereby reducing the quadrature current and increasing the Coriolis current.

［角速度検出装置の構成及び動作］
図３は、第１実施形態の角速度検出装置１の構成を示す図である。また、図４は、図３のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示す図である。図３に示すように、第１実施形態の角速度検出装置１は、図１に示される角速度センサー２と、制御回路３とを含む。制御回路３は、不図示の２つの外部端子を介して電源電圧（例えば、１．８Ｖ）及びグラウンド電圧（０Ｖ）が供給され、基準電圧Ｖｃｏｍ（電源電圧の１／２）を基準に動作する。図３に示すように、角速度センサー２の端子３０２，３０３，３０４，３０５，３０６，３０８，３０９は、制御回路３の端子Ｄ１，Ｄ２，ＢＩＡＳ，Ｍ１，Ｍ２，Ｓ１，Ｓ２とそれぞれボンディングワイヤー等の配線で接続されている。なお、図３では図示が省略されているが、角速度センサー２の端子３０１，３０７，３１０は、制御回路３のガード電圧（例えば、グラウンド電圧（０Ｖ））を出力する３つの端子とそれぞれボンディングワイヤー等の配線で接続されている。また、角速度検出装置１は、制御回路３の端子ＳＣＬ，ＳＤＡと接続される不図示の外部端子を介してＩ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バスと接続され、当該Ｉ２Ｃバスを介して不図示の外部装置とシリアル通信が可能である。なお、角速度検出装置１は、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バス等のＩ２Ｃバスとは異なるバスと接続されてもよい。 [Configuration and Operation of Angular Velocity Detector]
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the angular velocity detection device 1 of the first embodiment. Moreover, FIG. 4 is a figure which shows an example of the signal waveform in A point-G point of FIG. As shown in FIG. 3, the angular velocity detection device 1 of the first embodiment includes an angular velocity sensor 2 shown in FIG. 1 and a control circuit 3. The control circuit 3 is supplied with a power supply voltage (for example, 1.8 V) and a ground voltage (0 V) via two external terminals (not shown), and operates based on a reference voltage Vcom (1/2 of the power supply voltage). . As shown in FIG. 3, the terminals 302, 303, 304, 305, 306, 308, and 309 of the angular velocity sensor 2 are bonded to the terminals D1, D2, BIAS, M1, M2, S1, and S2 of the control circuit 3, respectively. It is connected by the wiring of. Although not shown in FIG. 3, the terminals 301, 307, and 310 of the angular velocity sensor 2 are respectively bonding wires with three terminals for outputting a guard voltage (for example, ground voltage (0 V)) of the control circuit 3. Etc. are connected by wiring. Further, the angular velocity detection device 1 is connected to an I 2 C (Inter-Integrated Circuit) bus via an external terminal (not shown) connected to the terminals SCL and SDA of the control circuit 3, and via the I 2 C bus Serial communication with an external device (not shown) is possible. The angular velocity detection device 1 may be connected to a bus different from an I 2 C bus such as a SPI (Serial Peripheral Interface) bus.

制御回路３は、駆動回路１０、検出回路２０、記憶部３０及びシリアルインターフェース（Ｉ／Ｆ）回路４０を含む。制御回路３は、例えば、１チップの集積回路（ＩＣ：Integrated circuit）として構成されてもよい。   The control circuit 3 includes a drive circuit 10, a detection circuit 20, a storage unit 30, and a serial interface (I / F) circuit 40. The control circuit 3 may be configured as, for example, an integrated circuit (IC) of one chip.

駆動回路１０は、角速度センサー２が有する角速度検出素子４（図１及び図２参照）を駆動する回路であり、角速度センサー２の端子３０５，３０６（角速度検出素子４の固定駆動モニター電極２４８，２４９）から出力され、端子ＤＭ１，ＤＭ２を介して入力される互いに逆相の電流（駆動モニター信号）に基づいて互いに逆相の駆動信号を生成し、端子Ｄ１，Ｄ２を介して角速度センサー２の端子３０２，３０３（角速度検出素子４の固定駆動電極２４５，２４６）に駆動信号を出力する。駆動回路１０は、駆動信号を出力して角速度検出素子４を駆動し、角速度検出素子４からフィードバック信号を受ける。この駆動ループにより角速度検出素子４を励振させる。   The drive circuit 10 is a circuit for driving the angular velocity detection element 4 (see FIGS. 1 and 2) of the angular velocity sensor 2, and the terminals 305 and 306 of the angular velocity sensor 2 (fixed drive monitor electrodes 248 and 249 of the angular velocity detection element 4). Drive signals of opposite phase to each other based on the currents (drive monitor signals) of opposite phases output from each other and input through the terminals DM1 and DM2, and terminals of the angular velocity sensor 2 through the terminals D1 and D2 Driving signals are output to 302 and 303 (fixed driving electrodes 245 and 246 of the angular velocity detecting element 4). The drive circuit 10 outputs a drive signal to drive the angular velocity detection element 4, and receives a feedback signal from the angular velocity detection element 4. The angular velocity detection element 4 is excited by this drive loop.

駆動回路１０は、駆動信号生成回路１１とバイアス信号生成回路１２とを含む。   Drive circuit 10 includes a drive signal generation circuit 11 and a bias signal generation circuit 12.

駆動信号生成回路１１は、角速度検出素子４を駆動する駆動信号を生成する。本実施形態では、駆動信号生成回路１１は、駆動信号が帰還された帰還信号である駆動モニター信号に基づいて、駆動信号を生成する。図３に示すように、駆動信号生成回路１１は、Ｑ／Ｖアンプ（チャージアンプ）１１１Ａ，１１１Ｂ、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂ、差動増幅器１１３、整流回路１１４、積分回路１１５、駆動信号出力回路１１６及びコンパレーター１１７，１１８を含んで構成されている。   The drive signal generation circuit 11 generates a drive signal for driving the angular velocity detection element 4. In the present embodiment, the drive signal generation circuit 11 generates a drive signal based on a drive monitor signal which is a feedback signal to which the drive signal is fed back. As shown in FIG. 3, the drive signal generation circuit 11 includes Q / V amplifiers (charge amplifiers) 111A and 111B, phase adjustment circuits 112A and 112B, a differential amplifier 113, a rectifier circuit 114, an integration circuit 115, and a drive signal output circuit. And 116 and comparators 117 and 118.

Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａは、端子Ｍ１から入力される電流（駆動モニター信号）（図４（Ｂ点の信号）参照）を交流電圧信号に変換する（図４（Ｃ点の信号）参照）。同様に、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ｂは、端子Ｍ２から入力される電流（駆動モニター信号）を交流電圧信号に変換する。   The Q / V amplifier 111A converts the current (drive monitor signal) (see FIG. 4 (signal at point B)) input from the terminal M1 into an AC voltage signal (see FIG. 4 (signal at point C)). Similarly, the Q / V amplifier 111B converts the current (drive monitor signal) input from the terminal M2 into an AC voltage signal.

Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂからそれぞれ出力される交流電圧信号は、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂにそれぞれ入力され、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂによって位相が調整される。Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号は、端子Ｍ１，Ｍ２から入力される電流（駆動モニター信号）に対して位相が９０°進んでいる（２７０°遅れている）。そのため、例えば、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂが、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号の位相を約９０°遅らせることにより、駆動ループの位相が３６０°になり、角速度検出素子４の振動が安定して維持される。   The AC voltage signals respectively output from the Q / V amplifiers 111A and 111B are input to the phase adjustment circuits 112A and 112B, respectively, and the phases are adjusted by the phase adjustment circuits 112A and 112B. The AC voltage signals output from the Q / V amplifiers 111A and 111B lead in phase by 90 ° (delayed by 270 °) with respect to the currents (drive monitor signals) input from the terminals M1 and M2. Therefore, for example, when the phase adjustment circuits 112A and 112B delay the phases of the AC voltage signals output from the Q / V amplifiers 111A and 111B by about 90 °, the phase of the drive loop becomes 360 °. Vibration is maintained stably.

位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂの出力信号は、差動増幅器１１３に入力される。差動増幅器１１３は、位相調整回路１１２Ａの出力信号と位相調整回路１１２Ｂの出力信号とを差動増幅した信号を出力する。   The output signals of the phase adjustment circuits 112A and 112B are input to the differential amplifier 113. The differential amplifier 113 outputs a signal obtained by differentially amplifying the output signal of the phase adjustment circuit 112A and the output signal of the phase adjustment circuit 112B.

また、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂの出力信号は、コンパレーター１１７に入力される。コンパレーター１１７は、位相調整回路１１２Ａの出力信号の電圧と位相調整回路１１２Ｂの出力信号の電圧とを比較し、矩形波信号を出力する。   Further, output signals of the phase adjustment circuits 112A and 112B are input to the comparator 117. The comparator 117 compares the voltage of the output signal of the phase adjustment circuit 112A with the voltage of the output signal of the phase adjustment circuit 112B, and outputs a rectangular wave signal.

差動増幅器１１３の出力信号とコンパレーター１１７の出力信号とは整流回路１１４に入力される。整流回路１１４は、差動増幅器１１３の出力信号を全波整流した信号を出力する。   The output signal of the differential amplifier 113 and the output signal of the comparator 117 are input to the rectifier circuit 114. The rectifier circuit 114 outputs a signal obtained by full-wave rectification of the output signal of the differential amplifier 113.

整流回路１１４の出力信号は積分回路１１５に入力される。積分回路１１５の出力信号とコンパレーター１１７の出力信号とは駆動信号出力回路１１６に入力される。駆動信号出力回路１１６は、コンパレーター１１７の出力信号の論理レベルに従い、積分回路１１５の出力信号又はその極性反転信号を選択することにより、互いに逆相の矩形波信号（図４（Ａ点の信号）参照）を出力する。駆動信号出力回路１１６から出力される互いに逆相の矩形波信号は、端子Ｄ１，Ｄ２を介して、駆動信号として角速度センサー２の端子３０２，３０３（角速度検出素子４の固定駆動電極２４５，２４６）にそれぞれ入力される。この固定駆動電極２４５，２４６に入力される駆動信号により角速度検出素子４が駆動される。   The output signal of the rectifier circuit 114 is input to the integrating circuit 115. The output signal of the integration circuit 115 and the output signal of the comparator 117 are input to the drive signal output circuit 116. The drive signal output circuit 116 selects the output signal of the integration circuit 115 or its polarity inversion signal in accordance with the logic level of the output signal of the comparator 117 to generate rectangular wave signals in opposite phase with each other (FIG. )) Is output. The rectangular wave signals of opposite phase to each other output from the drive signal output circuit 116 are terminals as a drive signal via the terminals D1 and D2, terminals 302 and 303 of the angular velocity sensor 2 (fixed drive electrodes 245 and 246 of the angular velocity detection element 4). Are input to The angular velocity detection element 4 is driven by the drive signal input to the fixed drive electrodes 245 and 246.

位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂの出力信号は、コンパレーター１１８にも入力される。コンパレーター１１８は、位相調整回路１１２Ａの出力電圧と位相調整回路１１２Ｂの出力電圧とを比較し、矩形波信号を出力する。図３の例では、コンパレーター１１８から出力される矩形波信号は、後述する参照信号ＳＤＥＴとして使用される。   The output signals of the phase adjustment circuits 112A and 112B are also input to the comparator 118. The comparator 118 compares the output voltage of the phase adjustment circuit 112A with the output voltage of the phase adjustment circuit 112B, and outputs a rectangular wave signal. In the example of FIG. 3, the rectangular wave signal output from the comparator 118 is used as a reference signal SDET described later.

バイアス信号生成回路１２は、角速度検出素子４に印加されるバイアス信号を生成する。本実施形態では、バイアス信号生成回路１２は、駆動モニター信号に基づく信号に基づいて、バイアス信号を生成する。図３に示すように、バイアス信号生成回路１２は、振幅調整回路１２１、整流回路１２２及びバイアス信号出力回路１２３を含む。   The bias signal generation circuit 12 generates a bias signal to be applied to the angular velocity detection element 4. In the present embodiment, the bias signal generation circuit 12 generates a bias signal based on a signal based on the drive monitor signal. As shown in FIG. 3, the bias signal generation circuit 12 includes an amplitude adjustment circuit 121, a rectification circuit 122 and a bias signal output circuit 123.

振幅調整回路１２１は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号を差動増幅し、あらかじめ記憶部３０に記憶されている振幅調整情報に基づいて所定範囲の振幅Ｖａｃに調整したシングルエンドの信号（図４（Ｄ点の信号）参照）を出力する。   The amplitude adjustment circuit 121 differentially amplifies the AC voltage signals output from the Q / V amplifiers 111A and 111B, and adjusts the amplitude Vac to a predetermined range based on the amplitude adjustment information stored in advance in the storage unit 30. Output the signal of the end (see FIG. 4 (signal at point D)).

整流回路１２２は、駆動モニター信号に基づく信号である振幅調整回路１２１の出力信号を整流（全波整流）した信号（図４（Ｅ点の信号）参照）を出力する。   The rectification circuit 122 rectifies (full-wave rectification) the output signal of the amplitude adjustment circuit 121, which is a signal based on the drive monitor signal, and outputs a signal (see FIG. 4 (signal at point E)).

バイアス信号出力回路１２３は、直流電圧Ｖｄｃ（例えば十数Ｖ）を生成し、直流電圧Ｖｄｃに、振幅調整回路１２１によって振幅が調整され、整流回路１２２によって整流された信号を重畳させてバイアス信号（図４（Ｆ点の信号）参照）を生成し、当該バイアス信号を出力する。バイアス信号出力回路１２３は、例えば、昇圧回路によって電源電圧（例えば、１．８Ｖ）を昇圧し、昇圧された電圧からレギュレーターによって直流電圧Ｖｄｃを生成してもよい。直流電圧Ｖｄｃを基準として、バイアス信号の振幅はＶａｃである。すなわち、振幅調整回路１２１は、バイアス信号の振幅をＶａｃに調整する回路として機能している。バイアス信号出力回路１２３から出力されるバイアス信号は、制御回路３の端子ＢＩＡＳを介して、角速度センサー２の端子３０４（角速度検出素子４の各固定部２４３、駆動部２４１、錘部２５０等）に供給される。   The bias signal output circuit 123 generates a DC voltage Vdc (for example, a few tens of volts), the amplitude is adjusted by the amplitude adjustment circuit 121, and the signal rectified by the rectification circuit 122 is superimposed on the DC voltage Vdc to generate a bias signal 4 (signal at point F) is generated, and the bias signal is output. For example, the bias signal output circuit 123 may boost the power supply voltage (for example, 1.8 V) by a booster circuit, and may generate a DC voltage Vdc from the boosted voltage by a regulator. Based on the DC voltage Vdc, the amplitude of the bias signal is Vac. That is, the amplitude adjustment circuit 121 functions as a circuit that adjusts the amplitude of the bias signal to Vac. The bias signal output from the bias signal output circuit 123 is supplied to the terminal 304 of the angular velocity sensor 2 (each fixing portion 243 of the angular velocity detecting element 4, the driving portion 241, the weight portion 250, etc.) via the terminal BIAS of the control circuit 3. Supplied.

角速度センサー２の端子３０８，３０９（角速度検出素子４の固定検出電極２０５ａ，２０５ｂ）から出力される電流（検出信号）は、角速度検出素子４に加わる角速度に基づいて発生するコリオリの力に基づく角速度成分であるコリオリ電流（コリオリ信号）（図４（Ｇ点の信号）参照）と、角速度検出素子４の励振振動に基づいて発生する自己振動成分であるクアドラチャー電流（角速度検出素子４の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号）（図４（Ｇ点の信号）参照）とを含んでいる。角速度検出素子４の固定検出電極２０５ａから出力されるコリオリ電流とクアドラチャー電流とは位相が９０°ずれている。同様に、角速度検出素子４の固定検出電極２０５ｂから出力されるコリオリ電流とクアドラチャー電流とは位相が９０°ずれている。また、固定検出電極２０５ａから出力されるコリオリ電流と固定検出電極２０５ｂから出力されるコリオリ電流とは互いに逆相である。また、一般的には、固定検出電極２０５ａから出力されるクアドラチャー電流と固定検出電極２０５ｂから出力されるクアドラチャー電流とは互いに逆相である。   The current (detection signal) output from the terminals 308 and 309 of the angular velocity sensor 2 (fixed detection electrodes 205 a and 205 b of the angular velocity detection element 4) is an angular velocity based on the Coriolis force generated based on the angular velocity applied to the angular velocity detection element 4 The Coriolis current (Coriolis signal) (see FIG. 4 (signal at point G)) which is a component and the quadrature current (the drive vibration of the angular velocity detection element 4) which is a self vibration component generated based on the excitation vibration of the angular velocity detection element 4 And a leak signal generated based on (see FIG. 4 (signal at point G)). The Coriolis current and the quadrature current output from the fixed detection electrode 205 a of the angular velocity detection element 4 are out of phase by 90 °. Similarly, the Coriolis current and the quadrature current output from the fixed detection electrode 205 b of the angular velocity detection element 4 are out of phase by 90 °. Further, the Coriolis current output from the fixed detection electrode 205a and the Coriolis current output from the fixed detection electrode 205b are in opposite phase to each other. Also, in general, the quadrature current output from the fixed detection electrode 205 a and the quadrature current output from the fixed detection electrode 205 b are in opposite phase to each other.

図４に示すように、バイアス信号出力回路１２３から出力されるバイアス信号は、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおける電圧値Ｖｄｃが、コリオリ電流が最大となるタイミングにおける電圧値Ｖｄｃ＋Ｖａｃよりも小さい。具体的には、バイアス信号は、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおいて電圧値が最小となり、コリオリ電流が最大となるタイミングにおいて電圧値が最大となる。前述の通り、コリオリ電流とクアドラチャー電流がとは位相が９０°ずれている。従って、コリオリ電流が最大となるタイミングでクアドラチャー電流が最小（ゼロ）となり、クアドラチャー電流が最大となるタイミングでコリオリ電流が最小（ゼロ）となる。本実施形態では、コリオリ電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最大となるため、角速度検出素子４の錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量が最大となる。その結果、本実施形態では、例えば、一定電圧値Ｖｄｃ＋Ｖａｃ／２であるバイアス電圧が錘部２５０ａ，２５０ｂに印加される従来構成におけるコリオリ電流（図４のＧ点の信号（破線））と比較して、コリオリ電流（図４のＧ点の信号（実線））が増大する。また、クアドラチャー電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最小となるため、錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量が最小となる。その結果、本実施形態では、例えば、一定電圧値Ｖｄｃ＋Ｖａｃ／２であるバイアス電圧が錘部２５０ａ，２５０ｂに印加される従来構成におけるクアドラチャー電流（図４のＧ点の信号（破線））と比較して、クアドラチャー電流（図４のＧ点の信号（実線））が低減される。   As shown in FIG. 4, in the bias signal output from the bias signal output circuit 123, the voltage value Vdc at the timing when the quadrature current becomes maximum is smaller than the voltage value Vdc + Vac at the timing when the Coriolis current becomes maximum. Specifically, in the bias signal, the voltage value becomes minimum at the timing when the quadrature current becomes maximum, and becomes the maximum at timing when the Coriolis current becomes maximum. As mentioned above, the Coriolis current and the quadrature current are 90 ° out of phase with each other. Therefore, the quadrature current becomes minimum (zero) at the timing when the Coriolis current becomes maximum, and the Coriolis current becomes minimum (zero) at the timing when the quadrature current becomes maximum. In the present embodiment, since the voltage value of the bias signal is maximized at the timing when the Coriolis current is maximized, the amount of charge charged in the weight portions 250 a and 250 b of the angular velocity detection element 4 is maximized. As a result, in this embodiment, for example, a bias voltage having a constant voltage value Vdc + Vac / 2 is compared with the Coriolis current (the signal at the point G in FIG. 4 (broken line) in FIG. Then, the Coriolis current (the signal at the point G in FIG. 4 (solid line)) increases. In addition, since the voltage value of the bias signal becomes minimum at the timing when the quadrature current becomes maximum, the amount of charge charged to the weight portions 250a and 250b becomes minimum. As a result, in this embodiment, for example, a bias voltage having a constant voltage value Vdc + Vac / 2 is compared with the quadrature current (the signal at the point G in FIG. 4 (broken line) in FIG. Then, the quadrature current (the signal at the point G in FIG. 4 (solid line)) is reduced.

検出回路２０は、駆動信号により駆動される角速度検出素子４の固定検出電極２０５ａ，２０５ｂから出力される電流（検出信号）に基づいて、角速度データＳＯ（「角速度信号」の一例）を生成する。   The detection circuit 20 generates angular velocity data SO (an example of an “angular velocity signal”) based on the currents (detection signals) output from the fixed detection electrodes 205 a and 205 b of the angular velocity detection element 4 driven by the drive signal.

本実施形態では、検出回路２０は、Ｑ／Ｖアンプ（チャージアンプ）２１Ａ，２１Ｂ、差動増幅器２２、同期検波回路２３、ＡＣ増幅器２４、ローパスフィルター２５、Ａ／Ｄ変換器２６及びデジタル処理回路２７を含んで構成されている。   In this embodiment, the detection circuit 20 includes Q / V amplifiers (charge amplifiers) 21A and 21B, a differential amplifier 22, a synchronous detection circuit 23, an AC amplifier 24, a low pass filter 25, an A / D converter 26, and a digital processing circuit. 27 is comprised.

Ｑ／Ｖアンプ２１Ａは、角速度検出素子４の固定検出電極２０５ａから出力される電流（検出信号）を電圧に変換して出力する。同様に、Ｑ／Ｖアンプ２１Ｂは、角速度検出素子４の固定検出電極２０５ｂから出力される電流（検出信号）を電圧に変換して出力する。   The Q / V amplifier 21A converts the current (detection signal) output from the fixed detection electrode 205a of the angular velocity detection element 4 into a voltage and outputs the voltage. Similarly, the Q / V amplifier 21 B converts the current (detection signal) output from the fixed detection electrode 205 b of the angular velocity detection element 4 into a voltage and outputs the voltage.

Ｑ／Ｖアンプ２１Ａから出力された交流電圧信号とＱ／Ｖアンプ２１Ｂから出力された交流電圧信号とは、差動増幅器２２に入力される。差動増幅器２２は、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａの出力信号とＱ／Ｖアンプ２１Ｂの出力信号とを差動増幅した信号を出力する。   The AC voltage signal output from the Q / V amplifier 21A and the AC voltage signal output from the Q / V amplifier 21B are input to the differential amplifier 22. The differential amplifier 22 outputs a signal obtained by differentially amplifying the output signal of the Q / V amplifier 21A and the output signal of the Q / V amplifier 21B.

差動増幅器２２から出力された信号は、同期検波回路２３に入力される。同期検波回路２３は、差動増幅器２２の出力信号を参照信号ＳＤＥＴに基づいて同期検波する。より詳細には、同期検波回路２３は、参照信号ＳＤＥＴがハイレベルのときは差動増幅器２２の出力信号を選択し、参照信号ＳＤＥＴがローレベルのときは差動増幅器２２の出力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出力する。参照信号ＳＤＥＴと差動増幅器２２の出力信号に含まれるコリオリ信号（コリオリ電流に応じた電圧信号）とはほぼ同相であるため、同期検波回路２３の同期検波によってコリオリ信号が抽出される。一方、差動増幅器２２の出力信号に含まれるクアドラチャー信号（クアドラチャー電流に応じた電圧信号）は、コリオリ信号と位相が９０°ずれているため、参照信号ＳＤＥＴとも位相が９０°ずれており、同期検波回路２３の同期検波によってほとんど抽出されない。   The signal output from the differential amplifier 22 is input to the synchronous detection circuit 23. The synchronous detection circuit 23 synchronously detects the output signal of the differential amplifier 22 based on the reference signal SDET. More specifically, the synchronous detection circuit 23 selects the output signal of the differential amplifier 22 when the reference signal SDET is high level, and the polarity of the output signal of the differential amplifier 22 when the reference signal SDET is low level. By selecting the inverted signal, full-wave rectification is performed, and the signal obtained by full-wave rectification is output. Since the reference signal SDET and the Coriolis signal (a voltage signal corresponding to the Coriolis current) included in the output signal of the differential amplifier 22 are substantially in phase, the Coriolis signal is extracted by synchronous detection of the synchronous detection circuit 23. On the other hand, since the quadrature signal (voltage signal corresponding to the quadrature current) included in the output signal of the differential amplifier 22 is 90 ° out of phase with the Coriolis signal, the phase of the reference signal SDET is also 90 ° out of phase. , Are hardly extracted by the synchronous detection of the synchronous detection circuit 23.

同期検波回路２３の出力信号は、ＡＣ増幅器２４に入力され、ＡＣ増幅器２４は同期検波回路２３の出力信号を増幅した信号を出力する。   An output signal of the synchronous detection circuit 23 is input to an AC amplifier 24, and the AC amplifier 24 outputs a signal obtained by amplifying the output signal of the synchronous detection circuit 23.

ＡＣ増幅器２４の出力信号は、ローパスフィルター２５に入力され、ローパスフィルター２５は、ＡＣ増幅器２４の出力信号に含まれるコリオリ信号を通過させるとともに、高周波のノイズ信号を減衰させる。ローパスフィルター２５から出力される信号は、コリオリ電流の大きさ及び向きに応じた電圧となる。   The output signal of the AC amplifier 24 is input to the low pass filter 25. The low pass filter 25 passes the Coriolis signal included in the output signal of the AC amplifier 24 and attenuates the high frequency noise signal. The signal output from the low pass filter 25 is a voltage according to the magnitude and direction of the Coriolis current.

Ａ／Ｄ変換器２６は、ローパスフィルター２５から出力された信号をデジタル信号に変換する。   The A / D converter 26 converts the signal output from the low pass filter 25 into a digital signal.

デジタル処理回路２７は、Ａ／Ｄ変換器２６から出力されたデジタル信号に対して、高周波ノイズ成分を減衰させるローパスフィルター処理や、補正処理（例えば、温度補正）等を行う。デジタル処理回路２７によって処理されたデジタル信号は、角速度データＳＯとしてシリアルインターフェース回路４０に入力される。   The digital processing circuit 27 performs, for the digital signal output from the A / D converter 26, low-pass filter processing for attenuating high frequency noise components, correction processing (for example, temperature correction), and the like. The digital signal processed by the digital processing circuit 27 is input to the serial interface circuit 40 as angular velocity data SO.

シリアルインターフェース回路４０は、端子ＳＣＬ，ＳＤＡを介して、不図示の外部装置とシリアル通信を行うための回路である。シリアルインターフェース回路４０を介した通信では、例えば、外部装置がマスターとして機能し、制御回路３（角速度検出装置１）がスレーブとして機能する。そして、外部装置は、シリアルインターフェース回路４０を介して、記憶部３０に対するデータ（例えば、振幅調整情報）の書き込みや読み出しを行うことができる。また、外部装置は、シリアルインターフェース回路４０を介して、角速度データＳＯを読み出すことができる。このように、角速度検出装置１は、外部装置からの要求に応じて、角速度データＳＯを出力可能に構成されている。   The serial interface circuit 40 is a circuit for performing serial communication with an external device (not shown) via the terminals SCL and SDA. In communication via the serial interface circuit 40, for example, an external device functions as a master, and the control circuit 3 (angular velocity detection device 1) functions as a slave. Then, the external device can write and read data (for example, amplitude adjustment information) to the storage unit 30 through the serial interface circuit 40. Also, the external device can read angular velocity data SO via the serial interface circuit 40. Thus, the angular velocity detection device 1 is configured to be able to output angular velocity data SO in response to a request from an external device.

このように構成されている検出回路２０では、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂから出力される信号には、その後段の各回路において発生するノイズが重畳されるため、角速度データＳＯのＳ／Ｎ比を向上させるためには、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号の最大電圧が電源電圧を超えない範囲（クリップしない範囲）で、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの利得（増幅率）ができるだけ大きいことが好ましい。前述の通り、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂに入力される電流にはコリオリ電流だけでなくクアドラチャー電流も含まれており、しかも、一般的にクアドラチャー電流はコリオリ電流よりも大きいため、クアドラチャー電流の最大値が大きいほど、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの利得が小さくなってしまう。これに対して、本実施形態では、前述の通り、クアドラチャー電流が低減されるので、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの利得を大きくすることができる。さらに、コリオリ電流が増大するので、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号のＳ／Ｎ比が向上し、その結果、角速度データＳＯのＳ／Ｎ比も向上する。   In the detection circuit 20 configured in this way, noise generated in each circuit in the subsequent stage is superimposed on the signals output from the Q / V amplifiers 21A and 21B, so the S / N ratio of the angular velocity data SO is The gain (amplification factor) of the Q / V amplifiers 21A and 21B is as large as possible in the range where the maximum voltage of the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B does not exceed the power supply voltage Is preferred. As described above, the current input to the Q / V amplifiers 21A and 21B includes not only the Coriolis current but also the quadrature current, and since the quadrature current is generally larger than the Coriolis current, the quadrature current is As the maximum value of the current is larger, the gains of the Q / V amplifiers 21A and 21B become smaller. On the other hand, in the present embodiment, as described above, since the quadrature current is reduced, the gains of the Q / V amplifiers 21A and 21B can be increased. Furthermore, since the Coriolis current increases, the S / N ratio of the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B is improved, and as a result, the S / N ratio of the angular velocity data SO is also improved.

［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では、駆動回路１０において、角速度検出素子４に印加されるバイアス信号は、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおける電圧値が、コリオリ電流が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さいため、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおいて角速度検出素子４の錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量は、コリオリ電流が最大となるタイミングにおいて錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量よりも小さくなる。そして、角速度検出素子４において充電された電荷が検出電極に移動することによりコリオリ電流及び漏れ電流が発生する。従って、駆動回路１０によれば、バイアス信号の電圧が一定である従来構成の駆動回路と比較して、クアドラチャー電流を低減させることができる。特に、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおいてバイアス信号の電圧値が最小となるためクアドラチャー電流をより低減させることができるとともに、コリオリ電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最大となるためコリオリ電流を増大させることができる。さらに、コリオリ電流が低減されることにより、その分だけ検出回路２０の初段のＱ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの利得を大きくすることができる。従って、第１実施形態の角速度検出装置１によれば、検出回路２０において、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号のＳ／Ｎ比が向上するので、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号に基づいて生成される角速度データＳＯのＳ／Ｎ比を向上させることができる。 [Function effect]
As described above, in the angular velocity detector 1 according to the first embodiment, in the drive circuit 10, the bias signal applied to the angular velocity detector 4 has a voltage value at the timing when the quadrature current becomes maximum. The amount of charge with which the weight portions 250a and 250b of the angular velocity detection element 4 are charged at the timing when the quadrature current becomes maximum is smaller than the voltage value at the timing when the It becomes smaller than the charge amount charged to 250a, 250b. Then, the charge stored in the angular velocity detection element 4 moves to the detection electrode to generate Coriolis current and leakage current. Therefore, according to the drive circuit 10, the quadrature current can be reduced as compared with the drive circuit of the conventional configuration in which the voltage of the bias signal is constant. In particular, since the voltage value of the bias signal becomes minimum at the timing when the quadrature current becomes maximum, the quadrature current can be further reduced, and the voltage value of the bias signal becomes maximum at the timing when the Coriolis current becomes maximum. Therefore, the Coriolis current can be increased. Further, by reducing the Coriolis current, it is possible to increase the gain of the Q / V amplifiers 21A and 21B of the first stage of the detection circuit 20 by that amount. Therefore, according to the angular velocity detection device 1 of the first embodiment, in the detection circuit 20, the S / N ratio of the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B is improved, so the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B. The S / N ratio of angular velocity data SO generated based on the above can be improved.

また、第１実施形態の角速度検出装置１では、駆動信号が帰還された駆動モニター信号は、駆動信号に同期しているため、バイアス信号生成回路１２は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂによって駆動モニター信号が変換された信号に基づいて、バイアス信号を生成することができる。従って、第１実施形態の角速度検出装置１によれば、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂをバイアス信号の生成に兼用することができるので、バイアス信号生成回路１２の面積の増加を低減させることができる。   Further, in the angular velocity detection device 1 according to the first embodiment, the drive monitor signal to which the drive signal is fed back is synchronized with the drive signal, so that the bias signal generation circuit 12 monitors the drive by the Q / V amplifiers 111A and 111B. A bias signal can be generated based on the signal into which the signal has been converted. Therefore, according to the angular velocity detection device 1 of the first embodiment, since the Q / V amplifiers 111A and 111B can also be used to generate a bias signal, an increase in the area of the bias signal generation circuit 12 can be reduced. .

１−２．第２実施形態
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。 1-2. Second Embodiment The angular velocity detection apparatus 1 according to the second embodiment will be omitted from the description overlapping with the first embodiment, and contents different from the first embodiment will be mainly described.

図５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。また、図６は、図５のＡ点〜Ｇ点における信号波形の一例を示す図である。図５に示すように、第２実施形態の角速度検出装置１では、制御回路３において、駆動回路１０に含まれるバイアス信号生成回路１２の構成が第１実施形態（図３）と異なり、その他の構成は第１実施形態（図３）と同様である。   FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the angular velocity detection device 1 of the second embodiment. 6 is a diagram showing an example of signal waveforms at points A to G in FIG. As shown in FIG. 5, in the angular velocity detection apparatus 1 of the second embodiment, in the control circuit 3, the configuration of the bias signal generation circuit 12 included in the drive circuit 10 differs from that of the first embodiment (FIG. 3). The configuration is similar to that of the first embodiment (FIG. 3).

図５に示すように、第２実施形態では、バイアス信号生成回路１２は、逓倍回路１２６、振幅調整回路１２７及びバイアス信号出力回路１２８を含む。   As shown in FIG. 5, in the second embodiment, the bias signal generation circuit 12 includes a multiplication circuit 126, an amplitude adjustment circuit 127, and a bias signal output circuit 128.

逓倍回路１２６は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号を差動増幅し、２逓倍したシングルエンドの信号（図６（Ｄ点の信号）参照）を出力する。   The multiplying circuit 126 differentially amplifies the AC voltage signals output from the Q / V amplifiers 111A and 111B, and outputs a double-ended single-ended signal (see FIG. 6 (signal at point D)).

振幅調整回路１２７は、逓倍回路１２６の出力信号を、あらかじめ記憶部３０に記憶されている振幅調整情報に基づいて所定範囲の振幅Ｖａｃに調整した信号（図６（Ｅ点の信号）参照）を出力する。   The amplitude adjustment circuit 127 adjusts a signal obtained by adjusting the output signal of the multiplication circuit 126 to an amplitude Vac in a predetermined range based on the amplitude adjustment information stored in advance in the storage unit 30 (see FIG. 6 (signal at point E)). Output.

バイアス信号出力回路１２８は、直流電圧Ｖｄｃ（例えば十数Ｖ）を生成し、直流電圧Ｖｄｃに、逓倍回路１２６によって２逓倍され、振幅調整回路１２７によって振幅が調整された信号を重畳させてバイアス信号（図６（Ｆ点の信号）参照）を生成し、当該バイアス信号を出力する。バイアス信号出力回路１２８は、例えば、昇圧回路によって電源電圧（例えば、１．８Ｖ）を昇圧し、昇圧された電圧からレギュレーターによって直流電圧Ｖｄｃを生成してもよい。直流電圧Ｖｄｃを基準として、バイアス信号の振幅はＶａｃである。すなわち、振幅調整回路１２７は、バイアス信号の振幅をＶａｃに調整する回路として機能している。バイアス信号出力回路１２８から出力されるバイアス信号は、制御回路３の端子ＢＩＡＳを介して、角速度センサー２の端子３０４（角速度検出素子４の各固定部２４３、駆動部２４１、錘部２５０等）に供給される。   The bias signal output circuit 128 generates a DC voltage Vdc (for example, a few tens of volts), and the DC voltage Vdc is doubled by the multiplier circuit 126, and a signal whose amplitude is adjusted by the amplitude adjustment circuit 127 is superimposed to generate a bias signal. (Refer to FIG. 6 (signal at point F)) to generate the bias signal. For example, the bias signal output circuit 128 may boost the power supply voltage (for example, 1.8 V) by the booster circuit, and may generate the DC voltage Vdc from the boosted voltage by the regulator. Based on the DC voltage Vdc, the amplitude of the bias signal is Vac. That is, the amplitude adjustment circuit 127 functions as a circuit that adjusts the amplitude of the bias signal to Vac. The bias signal output from the bias signal output circuit 128 is supplied to the terminal 304 of the angular velocity sensor 2 (each fixing portion 243 of the angular velocity detecting element 4, the driving portion 241, the weight portion 250, etc.) via the terminal BIAS of the control circuit 3. Supplied.

図６に示すように、バイアス信号出力回路１２８から出力されるバイアス信号は、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおける電圧値Ｖｄｃ−Ｖａｃが、コリオリ電流が最大となるタイミングにおける電圧値Ｖｄｃ＋Ｖａｃよりも小さい。具体的には、バイアス信号は、クアドラチャー電流が最大となるタイミングにおいて電圧値が最大となり、コリオリ電流が最大となるタイミングにおいて電圧値が最小となる。コリオリ電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最大となるため、角速度検出素子４の錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量が最大となる。その結果、本実施形態では、例えば、一定電圧値Ｖｄｃであるバイアス電圧が錘部２５０ａ，２５０ｂに印加される従来構成におけるコリオリ電流（図６のＧ点の信号（破線））と比較して、コリオリ電流（図６のＧ点の信号（実線））が増大する。また、クアドラチャー電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最小となるため、錘部２５０ａ，２５０ｂに充電される電荷量が最小となる。その結果、本実施形態では、例えば、一定電圧値Ｖｄｃであるバイアス電圧が錘部２５０ａ，２５０ｂに印加される従来構成におけるクアドラチャー電流（図６のＧ点の信号（破線））と比較して、クアドラチャー電流（図６のＧ点の信号（実線））が低減される。   As shown in FIG. 6, in the bias signal output from the bias signal output circuit 128, the voltage value Vdc-Vac at the timing when the quadrature current becomes maximum is smaller than the voltage value Vdc + Vac at the timing when the Coriolis current becomes maximum. . Specifically, the bias signal has the maximum voltage value at the timing when the quadrature current becomes maximum, and the voltage value becomes the minimum at timing when the Coriolis current becomes maximum. Since the voltage value of the bias signal is maximized at the timing when the Coriolis current is maximized, the amount of charge charged to the weight portions 250 a and 250 b of the angular velocity detection element 4 is maximized. As a result, in the present embodiment, for example, as compared with the Coriolis current (the signal at the point G in FIG. 6 (dotted line) in FIG. The Coriolis current (the signal at the point G in FIG. 6 (solid line)) increases. In addition, since the voltage value of the bias signal becomes minimum at the timing when the quadrature current becomes maximum, the amount of charge charged to the weight portions 250a and 250b becomes minimum. As a result, in this embodiment, for example, a bias voltage having a constant voltage value Vdc is applied to the weight portions 250a and 250b in comparison with the quadrature current (signal at point G in FIG. 6 (broken line)) in the conventional configuration. , And the quadrature current (the signal at the point G in FIG. 6 (solid line)) is reduced.

以上に説明したように、第２実施形態の角速度検出装置１では、第１実施形態と同様、クアドラチャー電流を低減させることができるとともに、コリオリ電流が最大となるタイミングでバイアス信号の電圧値が最大となるためコリオリ電流を増大させることができる。さらに、コリオリ電流が低減されることにより、その分だけ検出回路２０の初段のＱ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの利得を大きくすることができる。従って、第２実施形態の角速度検出装置１によれば、検出回路２０において、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号のＳ／Ｎ比が向上するので、Ｑ／Ｖアンプ２１Ａ，２１Ｂの出力信号に基づいて生成される角速度データＳＯのＳ／Ｎ比を向上させることができる。   As described above, in the angular velocity detection device 1 according to the second embodiment, as in the first embodiment, the quadrature current can be reduced, and the voltage value of the bias signal is at the timing when the Coriolis current becomes maximum. The Coriolis current can be increased because it is maximized. Further, by reducing the Coriolis current, it is possible to increase the gain of the Q / V amplifiers 21A and 21B of the first stage of the detection circuit 20 by that amount. Therefore, according to the angular velocity detection device 1 of the second embodiment, in the detection circuit 20, the S / N ratio of the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B is improved, so the output signals of the Q / V amplifiers 21A and 21B. The S / N ratio of angular velocity data SO generated based on the above can be improved.

また、第２実施形態の角速度検出装置１では、第１実施形態と同様、駆動信号が帰還された駆動モニター信号は、駆動信号に同期しているため、バイアス信号生成回路１２は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂによって駆動モニター信号が変換された信号に基づいて、バイアス信号を生成することができる。従って、第２実施形態の角速度検出装置１によれば、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂをバイアス信号の生成に兼用することができるので、バイアス信号生成回路１２の面積の増加を低減させることができる。   Further, in the angular velocity detection apparatus 1 according to the second embodiment, as in the first embodiment, the drive monitor signal to which the drive signal is fed back is synchronized with the drive signal. The bias signal can be generated based on the signal obtained by converting the drive monitor signal by the amplifiers 111A and 111B. Therefore, according to the angular velocity detection device 1 of the second embodiment, since the Q / V amplifiers 111A and 111B can also be used to generate a bias signal, an increase in the area of the bias signal generation circuit 12 can be reduced. .

１−３．変形例
上記の第１実施形態では、バイアス信号生成回路１２において、振幅調整回路１２１は、整流回路１２２の前段に設けられているが、整流回路１２２の後段に設けられていてもよい。また、上記の第２実施形態では、バイアス信号生成回路１２において、振幅調整回路１２７は、逓倍回路１２６の後段に設けられているが、逓倍回路１２６の前段に設けられていてもよい。 1-3. Modifications In the first embodiment, in the bias signal generation circuit 12, the amplitude adjustment circuit 121 is provided at the front stage of the rectification circuit 122, but may be provided at the rear stage of the rectification circuit 122. Further, in the above-described second embodiment, in the bias signal generation circuit 12, the amplitude adjustment circuit 127 is provided at the rear stage of the multiplier circuit 126, but may be provided at the front stage of the multiplier circuit 126.

また、上記の各実施形態では、バイアス信号生成回路１２は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号に基づいてバイアス信号を生成しているが、駆動モニター信号に基づく他の信号に基づいてバイアス信号を生成してもよい。例えば、バイアス信号生成回路１２は、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂの出力信号に基づいてバイアス信号を生成してもよい。この場合、位相調整回路１１２Ａ，１１２Ｂの出力信号は、Ｑ／Ｖアンプ１１１Ａ，１１１Ｂから出力される交流電圧信号に対して、９０°位相が遅れているため、上記の各実施形態におけるバイアス信号生成回路１２において、その入力から出力に至る信号経路上に９０°位相を進める（２７０°位相を遅らせる）位相調整回路をさらに設ければよい。   In each of the above-described embodiments, the bias signal generation circuit 12 generates the bias signal based on the AC voltage signal output from the Q / V amplifiers 111A and 111B, but other signals based on the drive monitor signal The bias signal may be generated based on For example, the bias signal generation circuit 12 may generate a bias signal based on the output signals of the phase adjustment circuits 112A and 112B. In this case, since the output signals of the phase adjustment circuits 112A and 112B are 90 ° out of phase with the AC voltage signals output from the Q / V amplifiers 111A and 111B, bias signal generation in each of the above embodiments is performed. The circuit 12 may further include a phase adjustment circuit that advances the phase by 90 ° (delays the phase by 270 °) on the signal path from the input to the output.

また、上記の各実施形態では、角速度検出装置１が出力する角速度信号はデジタル信号であるが、アナログ信号であってもよい。   Moreover, although the angular velocity signal which the angular velocity detection apparatus 1 outputs is a digital signal in said each embodiment, an analog signal may be sufficient.

また、上記の各実施形態の角速度検出装置１は、１軸分の角速度を検出するが、互いに交差する複数軸（２軸、３軸あるいは４軸以上）回りの角速度を検出してもよい。この変形例の角速度検出装置１は、例えば、角速度検出素子、駆動回路及び検出回路が軸毎に独立して設けられていてもよいし、各軸回りの角速度をそれぞれ検出する複数の角速度検出素子に対して駆動回路及び検出回路の一方又は両方が共通に設けられていてもよい。   Further, although the angular velocity detection device 1 of each of the above embodiments detects the angular velocity for one axis, it may detect the angular velocity around a plurality of axes (two axes, three axes, or four or more axes) intersecting with each other. In the angular velocity detection device 1 of this modification, for example, an angular velocity detection element, a drive circuit, and a detection circuit may be provided independently for each axis, and a plurality of angular velocity detection elements that respectively detect angular velocity around each axis Alternatively, one or both of the drive circuit and the detection circuit may be provided in common.

２．慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）
図７は、本実施形態の慣性計測装置の構成例を示す図である。図７に示されるように、本実施形態の慣性計測装置４００は、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の角速度をそれぞれ検出する３つの角速度検出装置４１１〜４１３、互いに交差（理想的には、直交）する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）の加速度をそれぞれ検出する３つの加速度検出装置４２１〜４２３、信号処理回路４３０、記憶部４４０及び通信回路４５０を含んで構成されている。なお、本実施形態の慣性計測装置４００は、図７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。 2. Inertial Measurement Unit (IMU)
FIG. 7 is a view showing a configuration example of the inertial measurement device of the present embodiment. As shown in FIG. 7, the inertial measurement device 400 of this embodiment detects three angular velocities respectively detecting angular velocities of three axes (x-axis, y-axis, z-axis) intersecting (ideally orthogonal) with each other. Detection devices 411 to 413, three acceleration detection devices 421 to 423 for detecting accelerations of three axes (x axis, y axis, z axis) intersecting with each other (ideally orthogonal), signal processing circuit 430, storage A section 440 and a communication circuit 450 are included. In the inertial measurement device 400 of this embodiment, a part of the components (each part) shown in FIG. 7 may be omitted or changed, or another component may be added.

角速度検出装置４１１は、ｘ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｘ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１２は、ｙ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｙ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。角速度検出装置４１３は、ｚ軸回りに生じる角速度を検出し、検出したｚ軸角速度の大きさ及び向きに応じた角速度信号を出力する。   The angular velocity detection device 411 detects an angular velocity generated around the x axis, and outputs an angular velocity signal according to the magnitude and direction of the detected x axis angular velocity. The angular velocity detection device 412 detects an angular velocity generated around the y-axis, and outputs an angular velocity signal according to the magnitude and direction of the detected y-axis angular velocity. The angular velocity detection device 413 detects an angular velocity generated around the z-axis, and outputs an angular velocity signal according to the magnitude and direction of the detected z-axis angular velocity.

加速度検出装置４２１は、ｘ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｘ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２２は、ｙ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｙ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。加速度検出装置４２３は、ｚ軸回りに生じる加速度を検出し、検出したｚ軸加速度の大きさ及び向きに応じた加速度信号を出力する。   The acceleration detection device 421 detects an acceleration generated around the x-axis, and outputs an acceleration signal according to the magnitude and direction of the detected x-axis acceleration. The acceleration detection device 422 detects an acceleration generated around the y-axis, and outputs an acceleration signal according to the magnitude and direction of the detected y-axis acceleration. The acceleration detection device 423 detects an acceleration generated around the z-axis, and outputs an acceleration signal according to the magnitude and direction of the detected z-axis acceleration.

なお、３つの角速度検出装置４１１〜４１３は、１つのパッケージに収容されて３軸角速度検出モジュールを構成してもよい。同様に、３つの加速度検出装置４２１〜４２３は、１つのパッケージに収容されて３軸加速度検出モジュールを構成してもよい。   The three angular velocity detectors 411 to 413 may be housed in one package to constitute a three-axis angular velocity detection module. Similarly, the three acceleration detection devices 421 to 423 may be housed in one package to constitute a three-axis acceleration detection module.

信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３から出力された３軸角速度信号を取得し、加速度検出装置４２１〜４２３から出力された３軸加速度信号を取得し、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を処理する。例えば、信号処理回路４３０は、取得した３軸角速度信号及び３軸加速度信号を順次Ａ／Ｄ変換して３軸角速度データ及び３軸加速度データからなる慣性データを生成し、時刻情報を付して慣性データを記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の取り付け角誤差（各検出軸とｘ軸，ｙ軸，ｚ軸との誤差）に応じてあらかじめ算出された補正パラメーターを用いて、記憶部４４０に記憶した慣性データをｘｙｚ座標系のデータに変換（補正）し、記憶部４４０に記憶する処理を行う。また、信号処理回路４３０は、ｘｙｚ座標系のデータに変換して記憶部４４０に記憶した慣性データを時刻順に読み出し、時刻情報と慣性データとを含むパケットデータを生成し、通信回路４５０に出力する。   The signal processing circuit 430 acquires the triaxial angular velocity signals output from the angular velocity detectors 411 to 413, acquires the triaxial acceleration signals output from the acceleration detectors 421 to 423, and acquires the acquired triaxial angular velocity signals and 3 Process the axis acceleration signal. For example, the signal processing circuit 430 sequentially A / D converts the acquired three-axis angular velocity signal and three-axis acceleration signal to generate inertial data including three-axis angular velocity data and three-axis acceleration data, and adds time information A process of storing inertial data in the storage unit 440 is performed. In addition, the signal processing circuit 430 is calculated in advance according to the mounting angular errors (errors between the detection axes and the x-axis, y-axis, and z-axis) of the angular velocity detectors 411 to 413 and the acceleration detectors 421 to 423, respectively. The inertial data stored in the storage unit 440 is converted (corrected) to data of the xyz coordinate system using the correction parameter, and stored in the storage unit 440. In addition, the signal processing circuit 430 reads inertia data stored in the storage unit 440 in the order of time by converting it into data of the xyz coordinate system, generates packet data including time information and inertia data, and outputs the packet data to the communication circuit 450 .

また、信号処理回路４３０は、慣性データに対して、オフセット補正処理や温度補正処理を行ってもよいし、角速度検出装置４１１〜４１３及び加速度検出装置４２１〜４２３の各々の検出動作（例えば、検出周期等）を制御してもよい。   In addition, the signal processing circuit 430 may perform offset correction processing and temperature correction processing on the inertia data, and the detection operations (for example, detection of each of the angular velocity detection devices 411 to 413 and the acceleration detection devices 421 to 423). The period may be controlled.

通信回路４５０は、信号処理回路４３０の処理によって得られたパケットデータ（時刻情報付きの慣性データ）を受け取って、当該パケットデータをあらかじめ決められた通信フォーマットに合わせたシリアルデータに変換し、外部に送信する。   Communication circuit 450 receives packet data (inertial data with time information) obtained by the processing of signal processing circuit 430, converts the packet data into serial data conforming to a predetermined communication format, and outputs the serial data to the outside. Send.

なお、角速度検出装置４１１〜４１３が出力する３軸角速度信号及び加速度検出装置４２１〜４２３が出力する３軸加速度信号は、デジタル信号であってもよい。また、本実施形態の慣性計測装置４００は、３つの角速度検出装置４１１〜４１３と３つの加速度検出装置４２１〜４２３とを含むが、少なくとも１つの角速度検出装置を含めばよい。   The three-axis angular velocity signals output from the angular velocity detectors 411 to 413 and the three-axis acceleration signals output from the acceleration detectors 421 to 42 may be digital signals. In addition, although the inertial measurement device 400 of the present embodiment includes three angular velocity detection devices 411 to 413 and three acceleration detection devices 421 to 423, at least one angular velocity detection device may be included.

本実施形態の慣性計測装置４００において、角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、上記の各実施形態又は各変形例の角速度検出装置１が適用される。本実施形態の慣性計測装置４００によれば、角速度検出装置４１１〜４１３の少なくとも何れかとして、角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、高い計測精度を達成することができる。   In the inertial measurement device 400 of the present embodiment, the angular velocity detection device 1 of each of the above-described embodiments or each modification is applied as at least one of the angular velocity detection devices 411 to 413. According to the inertial measurement device 400 of the present embodiment, the angular velocity detection device 1 capable of improving the S / N ratio of the angular velocity signal is applied as at least one of the angular velocity detection devices 411 to 413. Accuracy can be achieved.

３．移動体測位装置
図８は、本実施形態の移動体測位装置の構成例を示す図である。図８に示されるように、本実施形態の移動体測位装置５００は、センサーモジュール５１０、処理部５２０、操作部５３０、記憶部５４０、表示部５５０、音出力部５６０及び通信部５７０を含んで構成されており、各種の移動体に搭載される。なお、本実施形態の移動体測位装置５００は、図８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。 3. Mobile Positioning Device FIG. 8 is a view showing an example of the configuration of a mobile positioning device according to the present embodiment. As shown in FIG. 8, the mobile body positioning device 500 of this embodiment includes a sensor module 510, a processing unit 520, an operation unit 530, a storage unit 540, a display unit 550, a sound output unit 560, and a communication unit 570. It is configured and mounted on various mobiles. In addition, the mobile body positioning device 500 of the present embodiment may omit or change a part of the components (each part) shown in FIG. 8 or may be configured to be added with other components.

センサーモジュール５１０は、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とを含む。   The sensor module 510 includes an inertial measurement unit 511 and a satellite signal reception unit 512.

慣性計測装置５１１は、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる角速度をそれぞれ検出する不図示の３つの角速度検出装置と、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）回りに生じる加速度をそれぞれ検出不図示の３つの加速度検出装置と、を含む。そして、センサーモジュール５１０は、３つの角速度検出装置によって検出された３軸角速度信号及び３つの加速度検出装置によって検出された３軸加速度信号に対して、所定の処理（Ａ／Ｄ変換処理、取り付け角誤差の補正処理等）を行う。さらに、センサーモジュール５１０は、所定の処理を行って得られた慣性データ（３軸角速度データ及び３軸加速度データ）を処理部５２０に出力する。慣性計測装置５１１として、上記の実施形態の慣性計測装置４００が適用される。   The inertial measurement unit 511 measures three angular velocity detectors (not shown) that respectively detect angular velocities generated around three axes (x-axis, y-axis, z-axis), and around three axes (x-axis, y-axis, z-axis) And three acceleration detection devices (not shown) for detecting the generated acceleration. Then, the sensor module 510 performs predetermined processing (A / D conversion processing, mounting angle for the 3-axis angular velocity signal detected by the three angular velocity detectors and the 3-axis acceleration signal detected by the three acceleration detectors). Perform error correction processing etc.). Furthermore, the sensor module 510 outputs, to the processing unit 520, inertial data (three-axis angular velocity data and three-axis acceleration data) obtained by performing predetermined processing. As the inertial measurement device 511, the inertial measurement device 400 of the above embodiment is applied.

衛星信号受信部５１２は、不図示のアンテナを介して、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星等の測位用衛星から、当該測位用衛星の軌道情報や時刻情報等を含む航法メッセージ（「測位用情報」の一例）が重畳された電波（衛星信号）を受信する。衛星信号受信部５１２は、例えば３つ以上の測位用衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、例えば公知の技術により、受信した各衛星信号に重畳されている航法メッセージを復調（取得）し、各航法メッセージを処理部５２０に出力する。なお、衛星信号受信部５１２は、ＧＰＳ以外の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）の測位用衛星やＧＮＳＳ以外の測位用衛星からの衛星信号を用いてもよいし、ＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObalNAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）等の衛星測位システムのうち１つ、あるいは２つ以上のシステムの測位用衛星からの衛星信号を利用してもよい。   The satellite signal reception unit 512 receives an navigation message ("Positioning information") including orbit information and time information of the positioning satellite from a positioning satellite such as a GPS (Global Positioning System) satellite via an antenna (not shown). An example is received (radio signal (satellite signal)) superimposed. The satellite signal reception unit 512 receives satellite signals respectively transmitted from, for example, three or more positioning satellites, and demodulates (acquires) a navigation message superimposed on each received satellite signal by, for example, a known technique. , Each navigation message is output to the processing unit 520. Note that the satellite signal reception unit 512 may use satellite signals from positioning satellites for Global Navigation Satellite System (GNSS) other than GPS or satellites for positioning satellites other than GNSS, or WAAS (Wide (Wide) One of the satellite positioning systems, such as Area Augmentation System (EGNOS), European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service (EGNOS), Quasi Zenith Satellite System (QZSS), GLOAS (GLO BalNA vigation Satellite System), GALILEO, BeiDou Navigation Satellite System (GEI). Alternatively, satellite signals from positioning satellites of two or more systems may be used.

図８では、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは、センサーモジュール５１０に含まれているが、センサーモジュール５１０として一体化されていなくてもよい。すなわち、慣性計測装置５１１と衛星信号受信部５１２とは１つのパッケージに収容されていなくてもよい。   Although the inertial measurement device 511 and the satellite signal reception unit 512 are included in the sensor module 510 in FIG. 8, they may not be integrated as the sensor module 510. That is, the inertial measurement device 511 and the satellite signal reception unit 512 may not be accommodated in one package.

操作部５３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を処理部５２０に出力する。   The operation unit 530 is an input device configured by operation keys, a button switch, and the like, and outputs an operation signal according to an operation by the user to the processing unit 520.

記憶部５４０は、処理部５２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）や、処理部５２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭから読み出されたプログラムやデータ、操作部５３０から入力されたデータ、処理部５２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。   The storage unit 540 is used as a ROM (Read Only Memory) that stores programs and data for the processing unit 520 to perform various calculation processing and control processing, or as a work area of the processing unit 520, and is read from the ROM. It includes a RAM (Random Access Memory) for temporarily storing the program and data, the data input from the operation unit 530, the calculation result executed by the processing unit 520 according to various programs, and the like.

表示部５５０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、処理部５２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。   The display unit 550 is a display device configured by a liquid crystal display (LCD: Liquid Crystal Display), an organic EL display (OELD: Organic Electro-Luminescence Display), an electrophoretic display or the like, and a display signal input from the processing unit 520 Display various information based on.

音出力部５６０は、スピーカー等の音を出力する装置である。   The sound output unit 560 is a device that outputs sound such as a speaker.

通信部５７０は、処理部５２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。   The communication unit 570 performs various controls for establishing data communication between the processing unit 520 and the external device.

処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、処理部５２０は、慣性計測装置５１１から慣性データを取得し、衛星信号受信部５１２から航法メッセージを取得し、取得したこれらのデータや操作部５３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部装置とデータ通信を行うために通信部５７０を制御する処理、表示部５５０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部５６０に各種の音を出力させる処理等を行う。   The processing unit 520 performs various calculation processing and control processing according to the program stored in the storage unit 540. Specifically, the processing unit 520 acquires inertial data from the inertial measurement unit 511, acquires a navigation message from the satellite signal reception unit 512, and various data corresponding to the acquired data and the operation signal from the operation unit 530. Processing, processing for controlling the communication unit 570 to perform data communication with an external device, processing for transmitting a display signal for displaying various information on the display unit 550, and causing the sound output unit 560 to output various sounds Perform processing etc.

特に、本実施形態では、処理部５２０は、記憶部５４０に記憶されているプログラムを実行することにより、姿勢算出部５２１、位置算出部５２２及び位置補正部５２３の各部として機能する。   In particular, in the present embodiment, the processing unit 520 functions as each unit of the posture calculation unit 521, the position calculation unit 522, and the position correction unit 523 by executing the program stored in the storage unit 540.

姿勢算出部５２１は、慣性計測装置５１１から出力される慣性データに基づいて、例えば公知の手法により、移動体測位装置５００が搭載される移動体の姿勢を算出する。   The attitude calculation unit 521 calculates the attitude of the moving object on which the moving object positioning device 500 is mounted, for example, by a known method based on the inertia data output from the inertia measurement device 511.

位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される航法メッセージに基づいて、移動体の位置を算出する。具体的には、位置算出部５２２は、衛星信号受信部５１２から出力される３つ以上の航法メッセージに含まれる衛星信号の発信時刻や受信時の電波伝搬遅れ等の情報を用いて、移動体測位装置５００が搭載される移動体と３つ以上の測位用衛星との各距離を算出する。そして、位置算出部５２２は、算出した距離から移動体の位置を算出する。   The position calculation unit 522 calculates the position of the mobile body based on the navigation message output from the satellite signal reception unit 512. Specifically, the position calculation unit 522 uses the information such as the transmission time of the satellite signal included in the three or more navigation messages output from the satellite signal reception unit 512 and the radio wave propagation delay at the time of reception, etc. The distance between the mobile unit on which the positioning device 500 is mounted and three or more positioning satellites is calculated. Then, the position calculation unit 522 calculates the position of the moving body from the calculated distance.

位置補正部５２３は、姿勢算出部５２１が算出した移動体の姿勢に基づいて、位置算出部５２２が算出した移動体の位置を補正する。例えば、位置補正部５２３は、移動体の姿勢から移動体の水平面に対する傾斜角度を算出し、算出した傾斜角度に基づいて、移動体の水平面上の位置を移動体が移動する面における位置に補正してもよい。   The position correction unit 523 corrects the position of the moving body calculated by the position calculation unit 522 based on the posture of the moving body calculated by the posture calculation unit 521. For example, the position correction unit 523 calculates the inclination angle of the movable body with respect to the horizontal plane from the attitude of the movable body, and corrects the position of the movable body in the horizontal plane to the position in the plane where the movable body moves based on the calculated inclination angle. You may

処理部５２０は、移動体の位置や姿勢等の情報を、表示部５５０に表示させ、あるいは音出力部５６０から出力させ、あるいは、通信部５７０を介して外部装置に送信する。   The processing unit 520 causes the display unit 550 to display information such as the position and orientation of the moving object, or causes the sound output unit 560 to output the information, or transmits the information to an external device via the communication unit 570.

なお、衛星信号受信部５１２が各衛星信号を受信して航法メッセージを復調し、位置算出部５２２が航法メッセージを用いて移動体と各測位用衛星との距離を算出して移動体の位置を算出しているが、衛星信号受信部５１２が、移動体と各測位用衛星との距離を算出してもよいし、移動体の位置を算出してもよい。すなわち、衛星信号受信部５１２が、位置算出部５２２が行う処理の少なくとも一部を行ってもよい。   The satellite signal reception unit 512 receives each satellite signal and demodulates the navigation message, and the position calculation unit 522 calculates the distance between the mobile unit and each positioning satellite using the navigation message, thereby determining the position of the mobile unit. Although calculated, the satellite signal reception unit 512 may calculate the distance between the mobile unit and each positioning satellite, or may calculate the position of the mobile unit. That is, the satellite signal reception unit 512 may perform at least a part of the process performed by the position calculation unit 522.

本実施形態の移動体測位装置５００によれば、慣性計測装置５１１として、高い計測精度を達成することが可能な慣性計測装置４００が適用されるので、例えば、移動体の位置や姿勢等をより高精度に測定することができる。   According to the mobile object positioning device 500 of the present embodiment, the inertial measurement device 400 capable of achieving high measurement accuracy is applied as the inertial measurement device 511, so, for example, the position, posture, and the like of the mobile object can be further enhanced. It can be measured with high accuracy.

４．電子機器
図９は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図の一例である。図９に示されるように、本実施形態の電子機器６００は、角速度検出装置６１０、演算処理装置６２０、操作部６３０、ＲＯＭ６４０、ＲＡＭ６５０、通信部６６０、表示部６７０、音出力部６８０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器６００は、図９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。 4. Electronic Device FIG. 9 is an example of a functional block diagram of the electronic device of the present embodiment. As shown in FIG. 9, the electronic device 600 according to the present embodiment includes an angular velocity detection device 610, an arithmetic processing device 620, an operation unit 630, a ROM 640, a RAM 650, a communication unit 660, a display unit 670, and a sound output unit 680. It is configured. Note that in the electronic device 600 of the present embodiment, a part of the components (each part) shown in FIG. 9 may be omitted or changed, or another component may be added.

角速度検出装置６１０は、１軸又は複数軸（２軸、３軸、あるいは４軸以上）回りに生じる角速度をそれぞれ検出し、角速度信号を演算処理装置６２０に出力する。角速度検出装置６１０として、上記の各実施形態又は各変形例の角速度検出装置１が適用される。   The angular velocity detection device 610 detects an angular velocity generated around one axis or a plurality of axes (two axes, three axes, or four or more axes), and outputs an angular velocity signal to the arithmetic processing unit 620. As the angular velocity detection device 610, the angular velocity detection device 1 of each of the above-described embodiments or each variation is applied.

演算処理装置６２０は、ＲＯＭ６４０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、演算処理装置６２０は、角速度検出装置６１０から出力された角速度信号に基づいて演算処理（例えば、各種の計算処理や制御処理など）を行う。また、演算処理装置６２０は、操作部６３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部６６０を制御する処理、表示部６７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部６８０に各種の音を出力させる処理等を行う。   The arithmetic processing unit 620 performs various calculation processing and control processing according to a program stored in the ROM 640 or the like. Specifically, the arithmetic processing unit 620 performs arithmetic processing (for example, various kinds of calculation processing, control processing, and the like) based on the angular velocity signal output from the angular velocity detection unit 610. Further, the arithmetic processing unit 620 performs various processes according to the operation signal from the operation unit 630, a process of controlling the communication unit 660 to perform data communication with the outside, and causes the display unit 670 to display various information. A process of transmitting display signals, a process of causing the sound output unit 680 to output various sounds, and the like are performed.

操作部６３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号を演算処理装置６２０に出力する。   The operation unit 630 is an input device configured by operation keys, a button switch, and the like, and outputs an operation signal according to an operation by a user to the arithmetic processing unit 620.

ＲＯＭ６４０は、演算処理装置６２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。   The ROM 640 stores programs, data, and the like for the arithmetic processing unit 620 to perform various calculation processes and control processes.

ＲＡＭ６５０は、演算処理装置６２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ６４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部６３０から入力されたデータ、演算処理装置６２０が各種プログラムにしたがって実行した演算結果等を一時的に記憶する。   The RAM 650 is used as a work area of the processing unit 620, and temporarily stores programs and data read from the ROM 640, data input from the operation unit 630, calculation results executed by the processing unit 620 according to various programs, and the like. Remember to

通信部６６０は、演算処理装置６２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。   The communication unit 660 performs various controls for establishing data communication between the arithmetic processing unit 620 and the external device.

表示部６７０は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro-Luminescence Display）、電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、演算処理装置６２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。   The display unit 670 is a display device including a liquid crystal display (LCD), an organic electro-luminescence (OELD) display, an electrophoretic display, and the like, and a display input from the arithmetic processing unit 620 Display various information based on the signal.

音出力部６８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。   The sound output unit 680 is a device that outputs sound such as a speaker.

本実施形態の電子機器６００によれば、角速度検出装置６１０として、角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、例えば、角速度の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた制御など）をより高精度に行うことができる。   According to the electronic device 600 of the present embodiment, the angular velocity detection device 1 capable of improving the S / N ratio of the angular velocity signal is applied as the angular velocity detection device 610. For example, control corresponding to the posture can be performed with higher accuracy.

電子機器６００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、作業用ロボット、ヘルスモニタリング装置、無人運転装置、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ（point of sale）端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。   Various electronic devices can be considered as the electronic device 600. For example, work robots, health monitoring devices, unmanned driving devices, personal computers (for example, mobile personal computers, laptop personal computers, tablet personal computers), mobile terminals such as mobile phones, digital cameras, inkjet discharge Devices (for example, inkjet printers), storage area network devices such as routers and switches, local area network devices, devices for mobile terminal base stations, televisions, video cameras, video recorders, car navigation devices, pagers, electronic organizers (communication function ), Electronic dictionaries, calculators, electronic game devices, game controllers, word processors, workstations, video phones, television monitors for crime prevention , Electronic binoculars, POS (point of sale) terminals, medical equipment (such as electronic thermometer, sphygmomanometer, blood glucose meter, electrocardiogram measuring device, ultrasound diagnostic device, electronic endoscope), fish finder, various measuring devices, instruments (For example, vehicle, aircraft, ship instruments, etc.), flight simulator, head mounted display, motion trace, motion tracking, motion controller, PDR (pedestrian position and orientation measurement) and the like.

図１０は、電子機器６００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図であり、図１１は、電子機器６００の一例としての腕装着型の携帯機器の外観の一例を示す図である。図１０に示される電子機器６００であるスマートフォンは、操作部６３０としてボタンを、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。図１１に示される電子機器６００である腕装着型の携帯機器は、操作部６３０としてボタンおよび竜頭を、表示部６７０としてＬＣＤを備えている。これらの電子機器６００は、角速度検出装置６１０として、角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能な角速度検出装置１が適用されるので、角速度の変化に基づく処理（例えば、姿勢に応じた表示制御など）をより高精度に行うことができる。   FIG. 10 is a view showing an example of the appearance of a smartphone as an example of the electronic device 600, and FIG. 11 is a view showing an example of the appearance of a wrist-worn portable device as an example of the electronic device 600. A smartphone as the electronic device 600 shown in FIG. 10 includes a button as the operation unit 630 and an LCD as the display unit 670. The arm-worn portable device as the electronic device 600 shown in FIG. 11 includes a button and a crown as the operation unit 630, and an LCD as the display unit 670. Since the electronic apparatus 600 applies the angular velocity detection apparatus 1 capable of improving the S / N ratio of the angular velocity signal as the angular velocity detection apparatus 610, processing based on changes in the angular velocity (for example, according to the attitude) Display control etc.) can be performed with higher accuracy.

更に、電子機器６００の一例として携帯型電子機器の１つである腕時計型の活動計（アクティブトラッカー）がある。腕時計型の活動計は、バンド等によって手首等の部位（被検体）に装着され、デジタル表示の表示部を備え無線通信が可能である。上述した本実施形態に係る角速度検出装置１は、腕時計型の活動計に組み込まれている。   Furthermore, as an example of the electronic device 600, there is a watch-type activity meter (active tracker) which is one of portable electronic devices. A wristwatch-type activity meter is attached to a part (subject) such as a wrist by a band or the like, and has a display unit of digital display and can be wirelessly communicated. The angular velocity detection device 1 according to the present embodiment described above is incorporated in a wristwatch-type activity meter.

表示部６７０を構成する液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）では、種々の検出モードに応じて、例えば、ＧＰＳや地磁気センサーを用いた位置情報、移動量や加速度センサーや角速度センサーなどを用いた運動量などの運動情報、脈波センサーなどを用いた脈拍数などの生体情報、もしくは現在時刻などの時刻情報などが表示される。   The liquid crystal display (LCD) constituting the display unit 670, according to various detection modes, for example, position information using a GPS or a geomagnetic sensor, movement information such as movement amount or movement amount using an acceleration sensor or angular velocity sensor , Biological information such as a pulse rate using a pulse wave sensor or the like, or time information such as the current time is displayed.

図１２は、携帯型の電子機器６００の実施形態に係るリスト機器８００（腕時計型の活動計）の平面図である。リスト機器８００は、ランニングウォッチ、ランナーズウォッチ、デュアスロンやトライアスロン等マルチスポーツ対応のランナーズウォッチ、アウトドアウォッチ、及び衛星測位システム、例えば、ＧＰＳを搭載したＧＰＳウォッチ、等に広く適用できる。   FIG. 12 is a plan view of a wrist device 800 (watch-type activity meter) according to an embodiment of the portable electronic device 600. As shown in FIG. The wrist device 800 can be widely applied to a running watch, a runner's watch, a multiathletic runner's watch such as a duathlon or a triathlon, an outdoor watch, and a satellite positioning system, for example, a GPS watch equipped with GPS.

リスト機器８００は、ユーザー（装着者）の所与の部位（例えば、手首）に装着され、ユーザーの位置情報や運動情報などを検出することができる。リスト機器は、ユーザーに装着されて位置情報や運動情報などを検出する機器本体８１０と、機器本体８１０に取り付けられ機器本体８１０をユーザーに装着するための第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２と、を含む。なお、リスト機器８００には、ユーザーの位置情報や運動情報に加えて、例えば脈波情報などの生体情報を検出する機能や時刻情報などを取得する機能を設けることができる。   The wrist device 800 can be worn on a given part (for example, the wrist) of a user (wearer), and can detect position information, exercise information and the like of the user. The wrist device is attached to the user and detects the position information, exercise information, etc., and the first band portion 821 and the second band attached to the device body 810 for attaching the device body 810 to the user And 822. The wrist device 800 can be provided with a function of detecting biological information such as pulse wave information and a function of acquiring time information in addition to user's position information and exercise information.

機器本体８１０は、ユーザーへの装着側にケースとしてのボトムケース（不図示）が配置され、ユーザーへの装着側と反対側には、表側に開口する開口部を有するケースとしてのトップケース８３０が配置されている。ここで、ボトムケースとトップケース８３０とによって、ケースが構成される。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）に位置する開口部の外側には、ベゼル８４０が設けられるとともに、このベゼル８４０の内側にベゼル８４０と並んで配置されて内部構造を保護する天板部分（外壁）としての風防板（例えば、ガラス板）８５０が設けられている。風防板８５０は、透光性カバーとして機能し、トップケース８３０の開口部を塞ぐように配置されている。機器本体８１０の表側（トップケース８３０）の側面には、複数の操作部８７１（操作ボタン）が設けられている。なお、ベゼル８４０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。   In the device body 810, a bottom case (not shown) as a case is disposed on the side of attachment to the user, and on the opposite side to the side of attachment to the user, a top case 830 as a case having an opening opening on the front side It is arranged. Here, the bottom case and the top case 830 constitute a case. A bezel 840 is provided on the outer side of the opening located on the front side (top case 830) of the device body 810, and a top plate portion arranged alongside the bezel 840 inside the bezel 840 to protect the internal structure ( A windshield (for example, a glass plate) 850 as an outer wall) is provided. The windshield plate 850 functions as a translucent cover, and is disposed to close the opening of the top case 830. A plurality of operation units 871 (operation buttons) are provided on the side surface of the front side (top case 830) of the device body 810. The bezel 840 can be provided with a display that can be viewed from the front side.

また、機器本体８１０は、風防板８５０の直下に配置されている液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などで構成される表示部８７４と、風防板８５０の外縁部分と表示部８７４との間に配置されている吸湿部材８６０と、を有しており、表示部８７４及び吸湿部材８６０はケースに収容されている。なお、吸湿部材８６０には、表側から視認可能な表示を設けることができる。機器本体８１０は、風防板８５０を介して、表示部８７４の表示や吸湿部材８６０の表示をユーザーが閲覧可能な構成としてもよい。つまり本実施形態のリスト機器８００では、検出した位置情報や運動情報、或いは時刻情報等の種々の情報を表示部８７４に表示し、当該表示を機器本体８１０のトップ側からユーザーに提示するものであってもよい。また、ボトムケースの両側には、第１のバンド部８２１および第２のバンド部８２２との接続部である一対のバンド装着部（不図示）が設けられている。   In addition, the device body 810 is disposed between a display unit 874 configured by a liquid crystal display (LCD) or the like disposed immediately below the windshield 850, and an outer edge portion of the windshield 850 and the display unit 874. A moisture absorbing member 860 is included, and the display 874 and the moisture absorbing member 860 are accommodated in a case. Note that the hygroscopic member 860 can be provided with a display that can be viewed from the front side. The device body 810 may be configured such that the display on the display unit 874 and the display on the moisture absorption member 860 can be viewed by the user via the windshield 850. That is, in the wrist device 800 according to the present embodiment, various information such as detected position information, exercise information, or time information is displayed on the display unit 874, and the display is presented to the user from the top side of the device body 810. It may be. Further, on both sides of the bottom case, a pair of band attachment parts (not shown) which are connection parts with the first band part 821 and the second band part 822 are provided.

図１３は、リスト機器８００の機能ブロック図の一例である。図１３に示すように、リスト機器８００は、処理部８７０、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、操作部８７１、計時部８７２、記憶部８７３、表示部８７４、音出力部８７５、通信部８７６、バッテリー８７７などを含んで構成されており、これらの各部はケースに収容されている。但し、リスト機器８００の構成は、これらの構成要素の一部を削除又は変更し、あるいは他の構成要素を追加したものであってもよい。   FIG. 13 is an example of a functional block diagram of the wrist device 800. As shown in FIG. 13, the wrist device 800 includes a processing unit 870, a GPS sensor 880, a geomagnetic sensor 881, a pressure sensor 882, an acceleration sensor 883, an angular velocity sensor 884, a pulse sensor 885, a temperature sensor 886, an operation unit 871, a clock unit. A storage unit 873, a display unit 874, a sound output unit 875, a communication unit 876, a battery 877, and the like are included, and these units are accommodated in the case. However, the configuration of the wrist device 800 may be a configuration in which some of these components are deleted or changed, or other components are added.

通信部８７６は、リスト機器８００と他の情報端末との間の通信を成立させるための各種制御を行う。通信部８７６は、例えば、Bluetooth（登録商標）（BTLE：Bluetooth Low Energyを含む）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（Wireless Fidelity）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、ＡＮＴ＋（登録商標）等の近距離無線通信規格に対応した送受信機や通信部８７６はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の通信バス規格に対応したコネクターを含んで構成される。   The communication unit 876 performs various controls for establishing communication between the wrist device 800 and another information terminal. The communication unit 876 is, for example, Bluetooth (registered trademark) (BTLE: includes Bluetooth Low Energy), Wi-Fi (registered trademark) (Wireless Fidelity), Zigbee (registered trademark), NFC (Near field communication), ANT + (registered trademark) A transceiver corresponding to the short distance wireless communication standard such as a trademark) and the communication unit 876 include a connector corresponding to the communication bus standard such as USB (Universal Serial Bus).

処理部８７０（プロセッサー）は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等により構成される。処理部８７０は、記憶部８７３に格納されたプログラムと、操作部８７１から入力された信号とに基づき、各種の処理を実行する。処理部８７０による処理には、ＧＰＳセンサー８８０、地磁気センサー８８１、圧力センサー８８２、加速度センサー８８３、角速度センサー８８４、脈拍センサー８８５、温度センサー８８６、計時部８７２の各出力信号（出力データ）に対するデータ処理、表示部８７４に画像を表示させる表示処理、音出力部８７５に音を出力させる音出力処理、通信部８７６を介して情報端末と通信を行う通信処理、バッテリー８７７からの電力を各部へ供給する電力制御処理などが含まれる。   The processing unit 870 (processor) is configured by, for example, a micro processing unit (MPU), a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), or the like. The processing unit 870 executes various types of processing based on the program stored in the storage unit 873 and the signal input from the operation unit 871. For processing by the processing unit 870, data processing for each output signal (output data) of the GPS sensor 880, geomagnetic sensor 881, pressure sensor 882, acceleration sensor 883, angular velocity sensor 884, pulse sensor 885, temperature sensor 886, and time measuring unit 872 Display processing for displaying an image on the display unit 874, sound output processing for outputting sound to the sound output unit 875, communication processing for communicating with an information terminal through the communication unit 876, and power from the battery 877 to each unit Power control processing and the like are included.

処理部８７０は、高精度のＧＰＳ機能により計測開始からのユーザーが移動した合計距離を計測する。また、処理部８７０は、距離計測の結果から、ユーザーの現在の走行ペースを計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの走行開始から現在までの平均スピードを算出し表示する。また、処理部８７０は、ＧＰＳ機能により、標高を計測し表示する。また、処理部８７０は、ＧＰＳ電波が届かないトンネル内などでもユーザーの歩幅を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの１分あたりの歩数（ピッチ）を計測し表示する。また、処理部８７０は、脈拍センサーによりユーザーの心拍数を計測し表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの山間部でのトレーニングやトレイルランにおいて、地面の勾配を計測し表示する。また、処理部８７０は、事前に設定した一定距離や一定時間を走った時に、自動でラップ計測（オートラップ）を行う。また、処理部８７０は、ユーザーの消費カロリーを表示する。また、処理部８７０は、ユーザーの運動開始からの歩数の合計を表示する。   The processing unit 870 measures the total distance traveled by the user from the start of measurement using the high precision GPS function. Further, the processing unit 870 measures and displays the current traveling pace of the user from the result of the distance measurement. The processing unit 870 also calculates and displays the average speed from the start of travel of the user to the present time. Further, the processing unit 870 measures and displays the altitude by the GPS function. The processing unit 870 also measures and displays the stride of the user even in a tunnel or the like to which GPS radio waves do not reach. Further, the processing unit 870 measures and displays the number of steps (pitch) per minute of the user. Further, the processing unit 870 measures and displays the heart rate of the user by the pulse sensor. Further, the processing unit 870 measures and displays the slope of the ground in training or trail running in the mountain area of the user. Also, the processing unit 870 automatically performs lap measurement (auto lap) when running a predetermined distance or a predetermined time set in advance. Further, the processing unit 870 displays the consumed calories of the user. The processing unit 870 also displays the total number of steps from the start of the user's exercise.

上記実施形態に係る角速度検出装置１を含む角速度センサー８８４は、互いに交差する（理想的には直交する）３軸方向の各々の角速度を検出し、検出した３軸角速度の大きさ及び向きに応じた信号（角速度信号）を出力する。   The angular velocity sensor 884 including the angular velocity detection device 1 according to the above embodiment detects angular velocities in the directions of three axes intersecting (ideally orthogonal) with each other, and according to the magnitude and direction of the detected three axial angular velocity Output an angular velocity signal.

なお、上述したリスト機器８００は、衛星測位システムとしてＧＰＳ（Global Positioning System）を利用しているが、他の全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用してもよい。例えば、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)、ＱＺＳＳ（Quasi Zenith Satellite System）、ＧＬＯＮＡＳＳ（GLObalNAvigation Satellite System）、ＧＡＬＩＬＥＯ、ＢｅｉＤｏｕ（BeiDou Navigation Satellite System）、等の衛星測位システムのうち１又は２以上を利用してもよい。また、衛星測位システムの少なくとも１つにＷＡＡＳ（Wide Area Augmentation System）、ＥＧＮＯＳ(European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service)等の静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ：Satellite-based Augmentation System）を利用してもよい。   In addition, although the wrist device 800 mentioned above uses GPS (Global Positioning System) as a satellite positioning system, you may use another Global Navigation Satellite System (GNSS). For example, one or more of satellite positioning systems such as EGNOS (European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service), QZSS (Quasi Zenith Satellite System), GLONASS (GLObal NA vigation Satellite System), GALILEO, BeiDou (BeiDou Navigation Satellite System), etc. You may use it. In addition, using at least one of the satellite positioning systems, the Satellite-based Augmentation System (SBAS) such as Wide Area Augmentation System (WAAS), European Geostationary-Satellite Navigation Overlay Service (EGNOS), etc. It is also good.

５．移動体
図１４は、本実施形態の移動体の一例である自動車の構成を示す斜視図である。図１４に示すように、自動車１５００には角速度検出装置１が搭載されており、例えば、角速度検出装置１によって車体１５０１の姿勢を検出することができる。角速度検出装置１から出力される角速度信号は、車体の姿勢を制御する制御部（姿勢制御部）としての車体姿勢制御装置１５０３に供給され、車体姿勢制御装置１５０２は、その信号に基づいて車体１５０１の姿勢を検出し、検出結果に応じてサスペンションの硬軟を制御したり、個々の車輪１５０３のブレーキを制御したりすることができる。また、角速度検出装置１は、他にもキーレスエントリー、イモビライザー、カーナビゲーションシステム、カーエアコン、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、エンジンコントロール、自動運転用慣性航法の制御機器、ハイブリッド自動車や電気自動車の電池モニター等の電子制御ユニット（ＥＣＵ：electronic control unit）に広く適用できる。 5. Mobile Body FIG. 14 is a perspective view showing the configuration of an automobile which is an example of the mobile body of the present embodiment. As shown in FIG. 14, the angular velocity detection device 1 is mounted on the automobile 1500, and, for example, the posture of the vehicle body 1501 can be detected by the angular velocity detection device 1. The angular velocity signal output from the angular velocity detection device 1 is supplied to a vehicle attitude control device 1503 as a control unit (attitude control unit) that controls the attitude of the vehicle body, and the vehicle attitude control device 1502 determines the vehicle body 1501 based on the signal. The posture of the vehicle can be detected, and the hardness of the suspension can be controlled according to the detection result, or the brakes of the individual wheels 1503 can be controlled. In addition, the angular velocity detection device 1 is also keyless entry, immobilizer, car navigation system, car air conditioner, antilock brake system (ABS), air bag, tire pressure monitoring system (TPMS: Tire Pressure Monitoring System), It can be widely applied to electronic control units (ECUs) such as engine control, control devices for inertial navigation for autonomous driving, and battery monitors of hybrid vehicles and electric vehicles.

また、移動体に適用される角速度検出装置１は、上記の例示の他にも、例えば、二足歩行ロボットや電車などの姿勢制御、ラジコン飛行機、ラジコンヘリコプター、およびドローンなどの遠隔操縦あるいは自律式の飛行体の姿勢制御、農業機械（農機）、もしくは建設機械（建機）などの姿勢制御において利用することができる。以上のように、各種移動体の姿勢制御の実現にあたって、角速度検出装置１、およびそれぞれの制御部（不図示）が組み込まれる。   Further, in addition to the above examples, the angular velocity detection device 1 applied to a moving object may be, for example, attitude control such as a biped robot or a train, remote control such as a radio controlled aircraft, a radio controlled helicopter, or a drone or autonomous type It can be used in attitude control of flight vehicles, attitude control of agricultural machines (agricultural machines) or construction machines (construction machines). As described above, the angular velocity detection device 1 and each control unit (not shown) are incorporated in order to realize attitude control of various moving bodies.

このような移動体は、角速度信号のＳ／Ｎ比を向上させることが可能な角速度検出装置１、および制御部（不図示）を備えているので、制御部による角速度の変化に基づく制御（姿勢制御等）を高精度に行うことができる。   Since such a mobile body includes the angular velocity detection device 1 capable of improving the S / N ratio of the angular velocity signal and the control unit (not shown), the control based on the change in the angular velocity by the control unit Control) can be performed with high accuracy.

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。   The present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made within the scope of the present invention.

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。   The above-mentioned embodiment and modification are an example, and are not necessarily limited to these. For example, it is also possible to combine each embodiment and each modification suitably.

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。   The present invention includes configurations substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations having the same function, method and result, or configurations having the same purpose and effect). Further, the present invention includes a configuration in which a nonessential part of the configuration described in the embodiment is replaced. The present invention also includes configurations that can achieve the same effects as the configurations described in the embodiments or that can achieve the same purpose. Further, the present invention includes a configuration in which a known technology is added to the configuration described in the embodiment.

１…角速度検出装置、２…角速度センサー、３…制御回路、４…角速度検出素子、１０…駆動回路、１１…駆動信号生成回路、１２…バイアス信号生成回路、２０…検出回路、２１Ａ，２１Ｂ…Ｑ／Ｖアンプ（チャージアンプ）、２２…差動増幅器、２３…同期検波回路、２４…ＡＣ増幅器、２５…ローパスフィルター、２６…Ａ／Ｄ変換器、２７…デジタル処理回路、３０…記憶部、４０…シリアルインターフェース回路、１１１Ａ，１１１Ｂ…Ｑ／Ｖアンプ（チャージアンプ）、１１２Ａ，１１２Ｂ…位相調整回路、１１３…差動増幅器、１１４…整流回路、１１５…積分回路、１１６…駆動信号出力回路、１１７…コンパレーター、１１８…コンパレーター、１２１…振幅調整回路、１２２…整流回路、１２３…バイアス信号出力回路、１２６…逓倍回路、１２７…振幅調整回路、１２８…バイアス信号出力回路、２０２…基板、２０５，２０５ａ，２０５ｂ…固定検出電極、２４０，２４０ａ，２４０ｂ…構造体、２４１…駆動部、２４２…駆動ばね部、２４３…固定部、２４４…可動駆動電極、２４５…固定駆動電極、２４６…固定駆動電極、２４７…可動駆動モニター電極、２４８，２４９…固定駆動モニター電極、２５０，２５０ａ，２５０ｂ…錘部、２５１…連結部、３０１〜３１０…端子、３５１〜３６０…配線、４００…慣性計測装置、４１１，４１２，４１３…角速度検出装置、４２１，４２２，４２３…加速度検出装置、４３０…信号処理回路、４４０…記憶部、４５０…通信回路、５００…移動体測位装置、５１０…センサーモジュール、５２０…処理部、５２１…姿勢算出部、５２２…位置算出部、５２３…位置補正部、５３０…操作部、５４０…記憶部、５５０…表示部、５６０…音出力部、５７０…通信部、６００…電子機器、６１０…角速度検出装置、６２０…演算処理装置、６３０…操作部、６４０…ＲＯＭ、６５０…ＲＡＭ、６６０…通信部、６７０…表示部、６８０…音出力部、８００…リスト機器、８１０…機器本体、８２１…第１のバンド部、８２２…第２のバンド部、８３０…トップケース、８４０…ベゼル、８５０…風防板、８６０…吸湿部材、８７０…処理部、８８０…ＧＰＳセンサー、８８１…地磁気センサー、８８２…圧力センサー、８８３…加速度センサー、８８４…角速度センサー、８８５…脈拍センサー、８８６…温度センサー、８７１…操作部、８７２…計時部、８７３…記憶部、８７４…表示部、８７５…音出力部、８７６…通信部、８７７…バッテリー、１５００…自動車、１５０１…車体、１５０２…車体姿勢制御装置、１５０３…車輪 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... angular velocity detection apparatus, 2 ... angular velocity sensor, 3 ... control circuit, 4 ... angular velocity detection element, 10 ... drive circuit, 11 ... drive signal generation circuit, 12 ... bias signal generation circuit, 20 ... detection circuit, 21A, 21B ... Q / V amplifier (charge amplifier), 22: differential amplifier, 23: synchronous detection circuit, 24: AC amplifier, 25: low pass filter, 26: A / D converter, 27: digital processing circuit, 30: storage unit, 40 serial interface circuit 111A, 111B Q / V amplifier (charge amplifier) 112A, 112B phase adjustment circuit 113 differential amplifier 114 rectification circuit 115 integration circuit 116 drive signal output circuit 117 ... comparator, 118 ... comparator, 121 ... amplitude adjustment circuit, 122 ... rectification circuit, 123 ... bias signal output circuit 126: multiplication circuit, 127: amplitude adjustment circuit, 128: bias signal output circuit, 202: substrate, 205, 205a, 205b: fixed detection electrode, 240, 240a, 240b: structure, 241: drive part, 242: drive spring Unit 243 Fixed part 244 Movable drive electrode 245 Fixed drive electrode 246 Fixed drive electrode 247 Movable drive monitor electrode 248, 249 Fixed drive monitor electrode 250, 250a, 250b Weight part 251 ... connection portion, 301 to 310 ... terminal, 351 to 360 ... wiring, 400 ... inertia measurement device, 411, 412, 413 ... angular velocity detection device, 421, 422, 423 ... acceleration detection device, 430 ... signal processing circuit, 440 ... storage unit 450 ... communication circuit 500 ... mobile body positioning device 510 ... sensor module 520 ... processing , 521: position calculation unit, 522: position calculation unit, 523: position correction unit, 530: operation unit, 540: storage unit, 550: display unit, 560: sound output unit, 570: communication unit, 600: electronic device, 610 ... angular velocity detection device, 620 ... arithmetic processing unit, 630 ... operation unit, 640 ... ROM, 650 ... RAM, 660 ... communication unit, 670 ... display unit, 680 ... sound output unit, 800 ... list device, 810 ... device body , 821: first band unit, 822: second band unit, 830: top case, 840: bezel, 850: windshield, 860: moisture absorbing member, 870: processing unit, 880: GPS sensor, 881: geomagnetic sensor 882: pressure sensor, 883: acceleration sensor, 884: angular velocity sensor, 885: pulse sensor, 886: temperature sensor, 871: operation unit, 872: Timekeeping unit 873 Memory unit 874 Display unit 875 Sound output unit 876 Communication unit 877 Battery 1500 Car 1501 Car body 1502 Car body attitude control device 1503 Wheels

Claims (12)

角速度検出素子を駆動する駆動回路であって、
前記角速度検出素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記角速度検出素子に印加されるバイアス信号を生成するバイアス信号生成回路と、
を含み、
前記角速度検出素子の検出電極から、
前記角速度検出素子の駆動振動に基づいて発生する漏れ信号と、
前記角速度検出素子に加わる角速度に基づいて発生するコリオリ信号と、が出力され、
前記バイアス信号は、
前記漏れ信号が最大となるタイミングにおける電圧値が、前記コリオリ信号が最大となるタイミングにおける電圧値よりも小さい、駆動回路。 A driving circuit for driving the angular velocity detecting element,
A drive signal generation circuit that generates a drive signal for driving the angular velocity detection element;
A bias signal generation circuit that generates a bias signal applied to the angular velocity detection element;
Including
From the detection electrode of the angular velocity detection element,
A leak signal generated based on driving vibration of the angular velocity detecting element;
A Coriolis signal generated based on an angular velocity applied to the angular velocity detecting element is output,
The bias signal is
A driving circuit in which a voltage value at a timing when the leakage signal is maximum is smaller than a voltage value at a timing when the Coriolis signal is maximum. 請求項１において、
前記バイアス信号は、
前記漏れ信号が最大となるタイミングにおいて電圧値が最小となり、前記コリオリ信号が最大となるタイミングにおいて電圧値が最大となる、駆動回路。 In claim 1,
The bias signal is
A driving circuit in which the voltage value is minimized at the timing when the leakage signal is maximized and is maximized at the timing when the Coriolis signal is maximized. 請求項１又は２において、
前記角速度検出素子の駆動モニター電極から、前記駆動信号が帰還された帰還信号が出力され、
前記駆動信号生成回路は、
前記帰還信号に基づいて、前記駆動信号を生成し、
前記バイアス信号生成回路は、
前記帰還信号に基づく信号に基づいて、前記バイアス信号を生成する、駆動回路。 In claim 1 or 2,
A feedback signal in which the drive signal is fed back is output from a drive monitor electrode of the angular velocity detection element,
The drive signal generation circuit
Generating the drive signal based on the feedback signal;
The bias signal generation circuit
A driving circuit that generates the bias signal based on a signal based on the feedback signal. 請求項３において、
前記バイアス信号生成回路は、
前記帰還信号に基づく信号を整流する整流回路と、
直流電圧を生成し、前記直流電圧に前記整流回路によって整流された信号を重畳させて前記バイアス信号を生成し、前記バイアス信号を出力するバイアス信号出力回路と、を含む、駆動回路。 In claim 3,
The bias signal generation circuit
A rectifier circuit that rectifies a signal based on the feedback signal;
A bias signal output circuit that generates a DC voltage, generates a bias signal by superimposing a signal rectified by the rectifier circuit on the DC voltage, and outputs the bias signal. 請求項３において、
前記バイアス信号生成回路は、
前記帰還信号に基づく信号を２逓倍する逓倍回路と、
直流電圧を生成し、前記直流電圧に前記逓倍回路によって２逓倍された信号を重畳させて前記バイアス信号を生成し、前記バイアス信号を出力するバイアス信号出力回路と、を含む、駆動回路。 In claim 3,
The bias signal generation circuit
A multiplier circuit that doubles a signal based on the feedback signal;
A bias signal output circuit that generates a DC voltage and generates the bias signal by superimposing the signal doubled by the DC voltage on the DC voltage, and outputting the bias signal. 請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記バイアス信号生成回路は、
前記バイアス信号の振幅を調整する振幅調整回路を含む、駆動回路。 In any one of claims 1 to 5,
The bias signal generation circuit
A drive circuit, comprising: an amplitude adjustment circuit that adjusts an amplitude of the bias signal. 請求項１乃至６の何れか一項に記載の駆動回路と、
前記角速度検出素子の前記検出電極から出力される信号に基づいて、角速度信号を生成する検出回路と、
前記角速度検出素子と、
を含む、角速度検出装置。 A drive circuit according to any one of claims 1 to 6;
A detection circuit that generates an angular velocity signal based on a signal output from the detection electrode of the angular velocity detection element;
The angular velocity detection element;
Angular velocity detection device, including: 請求項７に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号を取得し、前記角速度信号を処理する信号処理回路と、
前記信号処理回路の処理によって得られた慣性データを外部に送信する通信回路と、
を含む、慣性計測装置。 The angular velocity detection device according to claim 7;
A signal processing circuit that acquires the angular velocity signal output from the angular velocity detection device and processes the angular velocity signal;
A communication circuit for transmitting the inertial data obtained by the processing of the signal processing circuit to the outside;
Inertial measurement device, including: 移動体に搭載され、前記移動体の位置を測定する移動体測位装置であって、
請求項８に記載の慣性計測装置と、
測位用衛星から衛星信号を受信し、前記衛星信号に重畳されている測位用情報を取得する衛星信号受信部と、
前記測位用情報に基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出部と、
前記慣性計測装置から出力される前記慣性データに基づいて、前記移動体の姿勢を算出する姿勢算出部と、
前記姿勢に基づいて前記位置を補正する位置補正部と、
を含む、移動体測位装置。 A mobile positioning device which is mounted on a mobile and measures the position of the mobile,
An inertial measurement device according to claim 8;
A satellite signal receiving unit that receives satellite signals from positioning satellites and acquires positioning information superimposed on the satellite signals;
A position calculation unit that calculates the position of the mobile object based on the positioning information;
A posture calculation unit that calculates the posture of the moving object based on the inertial data output from the inertial measurement device;
A position correction unit that corrects the position based on the posture;
Mobile positioning device, including: 請求項７に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置が収容されているケースと、
前記ケースに収容され、前記角速度検出装置からの出力データを処理する処理部と、
前記ケースに収容されている表示部と、
前記ケースの開口部を塞いでいる透光性カバーと、
を含む、携帯型電子機器。 The angular velocity detection device according to claim 7;
A case in which the angular velocity detection device is housed;
A processing unit housed in the case and processing output data from the angular velocity detection device;
A display unit housed in the case;
A translucent cover closing the opening of the case;
Including, portable electronic devices. 請求項７に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号に基づいて演算処理を行う演算処理装置と、
を含む、電子機器。 The angular velocity detection device according to claim 7;
An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing based on the angular velocity signal output from the angular velocity detection device;
Including electronic equipment. 請求項７に記載の角速度検出装置と、
前記角速度検出装置から出力された前記角速度信号に基づいて姿勢の制御を行う姿勢制御部と、を含む、移動体。 The angular velocity detection device according to claim 7;
And a posture control unit configured to control a posture based on the angular velocity signal output from the angular velocity detection device.
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