特許 5752441 駆動回路、物理量検出装置、角速度検出装置、集積回路装置及び電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5752441

(24)【登録日】2015年5月29日

(45)【発行日】2015年7月22日

(54)【発明の名称】駆動回路、物理量検出装置、角速度検出装置、集積回路装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   G01C 19/5614 20120101AFI20150702BHJP

   H01L 41/08 20060101ALI20150702BHJP

   H01L 41/18 20060101ALI20150702BHJP

   H01L 41/187 20060101ALI20150702BHJP

   H01L 41/09 20060101ALI20150702BHJP

   H03H 9/19 20060101ALI20150702BHJP

【ＦＩ】

   G01C19/56 114

   H01L41/08 Z

   H01L41/18 101A

   H01L41/18 101D

   H01L41/08 C

   H03H9/19 J

【請求項の数】8

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2011-40137(P2011-40137)

(22)【出願日】2011年2月25日

(65)【公開番号】特開2012-177593(P2012-177593A)

(43)【公開日】2012年9月13日

【審査請求日】2014年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】390009667

【氏名又は名称】セイコーＮＰＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(72)【発明者】

【氏名】柳澤 良直

(72)【発明者】

【氏名】押尾 政宏

(72)【発明者】

【氏名】菊池 尊行

(72)【発明者】

【氏名】西田 稔洋

(72)【発明者】

【氏名】高橋 正行

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−１８８９２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １９／００−１９／７２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動子を発振駆動する駆動回路であって、
第１の信号線を介して入力された前記振動子の発振電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、
前記電流電圧変換部により電圧に変換された信号に基づいて前記振動子を発振駆動する駆動信号を生成し、当該駆動信号を第２の信号線を介して前記振動子に供給する駆動信号生成部と、
前記電流電圧変換部により電圧に変換された信号に基づいて、前記振動子が発振を開始してから前記発振電流が所定値に達したか否かを検出する発振検出部と、
前記発振検出部の検出結果に基づいて、前記発振電流が前記所定値に達するまで自励発振して前記振動子の発振動作を補助する起動発振部と、
第１のコンデンサーと、
前記発振検出部の検出結果に基づいて、前記発振電流が前記所定値に達するまで前記第１のコンデンサーを前記第２の信号線から切り離し、前記発振電流が前記所定値に達した後は前記第１のコンデンサーを前記第２の信号線に接続するスイッチと、を含む、駆動回路。

【請求項2】

請求項１において、
前記第１のコンデンサーと前記スイッチが、前記第１の信号線と前記第２の信号線との間に直列に接続される、駆動回路。

【請求項3】

請求項１又は２において、
前記第２の信号線に接続される第２のコンデンサーをさらに含む、駆動回路。

【請求項4】

請求項３において、
前記第２のコンデンサーは、
前記第１の信号線と前記第２の信号線との間に接続される、駆動回路。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路と、
当該駆動回路により発振駆動される振動子と、を含む、物理量検出装置。

【請求項6】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路を含む、角速度検出装置。

【請求項7】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路を含む、集積回路装置。

【請求項8】

請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動回路を含む、電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動回路、物理量検出装置、角速度検出装置、集積回路装置及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

デジタルカメラ、ナビゲーション装置、携帯電話など、様々な電子機器にジャイロセンサーが搭載されており、ジャイロセンサーが検出した角速度の大きさに基づいて、手振れ補正、デッドレコニング、モーションセンシングなどの処理が行われる。

【0003】

近年、ジャイロセンサーの小型化と高い検出精度が要求されるようになり、これらの要求を満たすジャイロセンサーとして、例えば、水晶振動子の共振現象を利用した振動ジャイロセンサーが広く使用されている。このような振動ジャイロセンサーでは、高い検出精度を実現するためには、振動子になるべく大きいエネルギーを与えて振動子の発振を安定させることが有効である。そのため、従来の駆動回路では、振動子から出力される微小な発振電流を最大限まで増幅した矩形波の駆動信号を生成して振動子にフィードバックしている（特許文献１、２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−１４９３２号公報

【特許文献2】特開２００８−６４６６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、矩形波の駆動信号には、振動子の共振周波数成分以外にその奇数次の高調波成分も含まれるため、これらの高調波成分により、振動子の本来の振動モードとともに他の振動モードも励起する可能性があり、検出精度が劣化するおそれがある。

【0006】

振動子の駆動端子に十分な容量のコンデンサーを付加して駆動信号のエッジをなまらせることで高調波成分を小さくすれば、この問題を解決することができる。しかしながら、コンデンサーの容量値を大きくすると、振動子が安定発振するまでに要する時間が長くなるため、ジャイロセンサーの電源投入後、検出信号の電圧が適正なレベルになるまでに要する起動時間が長くなるという新たな問題が発生する。

【0007】

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、振動子が安定発振するまでの時間を短縮するとともに安定発振を維持することが可能な駆動回路、物理量検出装置、角速度検出装置、集積回路装置及び電子機器を提供することができる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）本発明は、振動子を発振駆動する駆動回路であって、第１の信号線を介して入力された前記振動子の発振電流を電圧に変換する電流電圧変換部と、前記電流電圧変換部により電圧に変換された信号に基づいて前記振動子を発振駆動する駆動信号を生成し、当該駆動信号を第２の信号線を介して前記振動子に供給する駆動信号生成部と、前記電流電圧変換部により電圧に変換された信号に基づいて、前記振動子が発振を開始してから前記発振電流が所定値に達したか否かを検出する発振検出部と、前記発振検出部の検出結果に基づいて、前記発振電流が前記所定値に達するまで前記振動子の発振動作を補助する起動発振部と、第１のコンデンサーと、前記発振検出部の検出結果に基づいて、前記発振電流が前記所定値に達するまで前記第１のコンデンサーを前記第２の信号線から切り離し、前記発振電流が前記所定値に達した後は前記第１のコンデンサーを前記第２の信号線に接続するスイッチと、を含む、駆動回路である。

【0009】

本発明によれば、駆動信号を振動子に供給する第２の信号線に対して、振動子の発振電流が所定値に達するまでは第１のコンデンサーが切り離され、振動子の発振電流が所定値に達した後は第１のコンデンサーが接続される。そのため、振動子の発振電流が所定値に達するまでは駆動信号のエッジがより急峻であり、振動子に効率的にパワーを供給することができるので、振動子が安定発振するまでの時間を短縮することができる。一方、振動子の発振電流が所定値に達した後は駆動信号のエッジがなまって高調波成分が小さくなるので、振動子の安定発振を維持することができる。

【0010】

（２）この駆動回路において、前記第１のコンデンサーと前記スイッチが、前記第１の信号線と前記第２の信号線との間に直列に接続されるようにしてもよい。

【0011】

（３）この駆動回路は、前記第２の信号線に接続される第２のコンデンサーをさらに含むようにしてもよい。

【0012】

（４）この駆動回路において、前記第２のコンデンサーは、前記第１の信号線と前記第２の信号線との間に接続されるようにしてもよい。

【0013】

（５）本発明は、上記のいずれかの駆動回路と、当該駆動回路により発振駆動される振動子と、を含む、物理量検出装置である。

【0014】

本発明によれば、電源を投入してから物理量の検出信号が所望の電圧レベルに達するまでの起動時間を短縮するとともに、高い精度で物理量を検出可能な物理量検出装置を提供することができる。

【0015】

（６）本発明は、上記のいずれかの駆動回路を含む、角速度検出装置である。

【0016】

本発明によれば、電源を投入してから角速度の検出信号が所望の電圧レベルに達するまでの起動時間を短縮するとともに、高い精度で角速度を検出可能な物理量検出装置を提供することができる。

【0017】

（７）本発明は、上記のいずれかの駆動回路を含む、集積回路装置である。

【0018】

（８）本発明は、上記のいずれかの駆動回路を含む、電子機器である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施形態の角速度検出装置（物理量検出装置の一例）の機能ブロック図。

【図2】振動子の振動片の平面図。

【図3】振動子の動作について説明するための図。

【図4】振動子の動作について説明するための図。

【図5】シリアルインターフェース回路の構成例を示す図。

【図6】駆動回路の構成例を示す図。

【図7】起動時のタイミングチャートの一例を示す図。

【図8】検出回路の構成例を示す図。

【図9】起動時間の短縮について説明するための図。

【図10】電子機器の機能ブロック図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。

【0021】

１．物理量検出装置
以下では、物理量として角速度を検出する物理量検出装置（角速度検出装置）を例にとり説明するが、本発明は、角速度、角加速度、加速度、力等の種々の物理量のいずれかを検出することができる装置に適用可能である。

【0022】

図１は、本実施形態の角速度検出装置（物理量検出装置の一例）の機能ブロック図である。本実施形態の角速度検出装置１は、振動子（センサー素子）１００と信号処理ＩＣ（集積回路装置）２を含んで構成されている。

【0023】

振動子１００は、駆動電極と検出電極が配置された振動片が不図示のパッケージに封止されて構成されている。一般的に、振動片のインピーダンスをできるだけ小さくして発振効率を高めるためにパッケージ内の気密性が確保されている。

【0024】

本実施形態の振動子１００は、Ｚカットの水晶基板により形成された振動片を有する。水晶を材料とする振動片は、温度変化に対する共振周波数の変動が極めて小さいので、角速度の検出精度を高めることができるという利点がある。ただし、振動子１００の振動片の材料としては、水晶（ＳｉＯ_２）だけでなく、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３）等の圧電単結晶やジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電セラミックスなどの圧電性材料を用いてもよいし、シリコン半導体を用いてもよい。例えば、シリコン半導体の表面の一部に、駆動電極に挟まれた酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の圧電薄膜を配置した構造であってもよい。

【0025】

本実施形態では、振動子１００は、Ｔ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型の振動片により構成される。ただし、振動子１００の振動片は、ダブルＴ型に限定されず、例えば、音叉型やくし歯型であってもよいし、三角柱、四角柱、円柱状等の形状の音片型であってもよい。

【0026】

図２は、本実施形態の振動子１００の振動片の平面図である。図２におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示す。

【0027】

図２に示すように、振動子１００の振動片は、２つの駆動用基部１０４ａ、１０４ｂからそれぞれ駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。ここで、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの延出方向は、Ｙ軸からのずれが±５°以内であればよい。駆動振動腕１０１ａの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１２及び１１３が形成されており、駆動振動腕１０１ｂの側面及び上面にはそれぞれ駆動電極１１３及び１１２が形成されている。駆動電極１１２、１１３は、それぞれ、図１に示した信号処理ＩＣ２の外部出力端子８１、外部入力端子８２を介して駆動回路２０に接続される。

【0028】

駆動用基部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれ−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向に延びる連結腕１０５ａ、１０５ｂを介して矩形状の検出用基部１０７に接続されている。ここで、連結腕１０５ａ、１０５ｂの延出方向は、Ｘ軸からのずれが±５°以内であればよい。

【0029】

検出振動腕１０２は、検出用基部１０７から＋Ｙ軸方向及び−Ｙ軸方向に延出している。ここで、検出振動腕１０２の延出方向は、Ｙ軸からのずれが±５°以内であればよい。検出振動腕１０２の上面には検出電極１１４及び１１５が形成されており、検出振動腕１０２の側面には共通電極１１６が形成されている。検出電極１１４、１１５は、それぞれ、図１に示した信号処理ＩＣ２の外部入力端子８３、８４を介して検出回路３０に接続される。また、共通電極１１６は接地される。

【0030】

駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの駆動電極１１２と駆動電極１１３との間に駆動信号として交流電圧が与えられると、図３に示すように、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは逆圧電効果によって矢印Ｂのように、２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端が互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動（励振振動）をする。

【0031】

この状態で、振動子１００の振動片にＺ軸を回転軸とした角速度が加わると、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂは、矢印Ｂの屈曲振動の方向とＺ軸の両方に垂直な方向にコリオリの力を得る。その結果、図４に示すように、連結腕１０５ａ、１０５ｂは矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１０２は、連結腕１０５ａ、１０５ｂの振動（矢印Ｃ）に連動して矢印Ｄのように屈曲振動をする。このコリオリ力に伴う検出振動腕１０２の屈曲振動と駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの屈曲振動（励振振動）とは位相が９０°ずれている。

【0032】

ところで、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂが屈曲振動（励振振動）をするときの振動エネルギーの大きさ又は振動の振幅の大きさが２本の駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂで等しければ、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがとれており、振動子１００に角速度がかかっていない状態では検出振動腕１０２は屈曲振動しない。ところが、２つの駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの振動エネルギーのバランスがくずれると、振動子１００に角速度がかかっていない状態でも検出振動腕１０２に屈曲振動が発生する。この屈曲振動は漏れ振動と呼ばれ、コリオリ力に基づく振動と同様に矢印Ｄの屈曲振動であるが、駆動信号とは同位相である。

【0033】

そして、圧電効果によってこれらの屈曲振動に基づいた交流電荷が、検出振動腕１０２の検出電極１１４、１１５に発生する。ここで、コリオリ力に基づいて発生する交流電荷は、コリオリ力の大きさ（言い換えれば、振動子１００に加わる角速度の大きさ）に応じて変化する。一方、漏れ振動に基づいて発生する交流電荷は、振動子１００に加わる角速度の大きさに関係せず一定である。

【0034】

なお、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端には、駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂよりも幅の広い矩形状の錘部１０３が形成されている。駆動振動腕１０１ａ、１０１ｂの先端に錘部１０３を形成することにより、コリオリ力を大きくするとともに、所望の共振周波数を比較的短い振動腕で得ることができる。同様に、検出振動腕１０２の先端には、検出振動腕１０２よりも幅の広い錘部１０６が形成されている。検出振動腕１０２の先端に錘部１０６を形成することにより、検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷を大きくすることができる。

【0035】

以上のようにして、振動子１００は、Ｚ軸を検出軸としてコリオリ力に基づく交流電荷（角速度成分）と、励振振動の漏れ振動に基づく交流電荷（振動漏れ成分）とを検出電極１１４、１１５を介して出力する。

【0036】

図１に戻り、本実施形態の信号処理ＩＣ２は、電源回路６、基準電圧回路１０、駆動回路２０、検出回路３０、シリアルインターフェース回路４０、不揮発性メモリー５０、調整回路６０、レベル判定回路７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の信号処理ＩＣ２は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。

【0037】

電源回路６は、外部入力端子８６，８７からそれぞれ電源電圧ＶＤＤ（例えば３Ｖ）とグランド電圧ＶＳＳ（０Ｖ）が供給され、信号処理ＩＣ２の内部の電源電圧を生成する。

【0038】

基準電圧回路１０は、電源回路６を介して供給される電源電圧から基準電圧１２（例えば１／２ＶＤＤ）を生成する。

【0039】

駆動回路２０は、振動子１００を励振振動させるための駆動信号２２を生成し、外部出力端子８１を介して振動子１００の駆動電極１１２に供給する。また、駆動回路２０は、振動子１００の励振振動により駆動電極１１３に発生する発振電流２４が外部入力端子８２を介して入力され、この発振電流２４の振幅が一定に保持されるように駆動信号２２の振幅レベルをフィードバック制御する。また、駆動回路２０は、検出回路３０に含まれる同期検波回路の参照信号２６とスイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）回路のクロック信号２８を生成する。

【0040】

検出回路３０は、外部入力端子８３，８４を介して、振動子１００の検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷（検出電流）３２，３４がそれぞれ入力され、これらの交流電荷（検出電流）に含まれる角速度成分のみを検出し、角速度の大きさに応じた電圧レベルの信号（角速度信号）３６を生成し、外部出力端子８８を介して外部に出力する。この角速度信号３６は、例えば、外部出力端子８８に接続された不図示のマイクロコンピューターにおいてＡ／Ｄ変換され、角速度データとして種々の処理に用いられる。なお、本実施形態の信号処理ＩＣ２にＡ／Ｄ変換器を内蔵し、角速度を表すデジタルデータを、例えばシリアルインターフェース回路４０を介して外部に出力するようにしてもよい。

【0041】

このように、駆動回路２０と検出回路３０は、振動子１００に対する信号処理を行う信号処理回路４として機能する。

【0042】

調整回路６０は、レベル判定回路７０出力するレベル判定信号７２に応じて調整データ５２と調整データ４２のいずれかを選択し、信号処理回路４（駆動回路２０，検出回路３０）に対するアナログ調整電圧６２（オフセット補償電圧や温度補償電圧など）を生成する。調整回路６０は、例えば、Ｄ／Ａ変換器などである。

【0043】

不揮発性メモリー５０は、信号処理回路４（駆動回路２０，検出回路３０）に対する各種の調整データ５２を保持し、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）として構成することができる。

【0044】

シリアルインターフェース回路４０は、外部入力端子８９と外部入出力端子９０を介して、クロック信号４６とシリアルデータ信号４８による２線論理で不揮発性メモリー５０に対する調整データ５２の書き込みや読み出しの処理、内部レジスター（不図示）に対する調整データ４２やモード設定データ４４の書き込みや読み出しの処理を行う。

【0045】

図５は、シリアルインターフェース回路４０の構成例を示す図である。シリアルインターフェース回路４０は、データ書き込み時は、外部入力端子８９から入力されるクロック信号４６に同期して、外部入出力端子９０から入力されるシリアルデータ信号４８をシフトレジスター４００に取り込んでパラレルデータに変換し、リード／ライト制御回路４１０の制御のもと、不揮発性メモリー５０又は内部レジスター群４２０に含まれるいずれかのレジスター（調整レジスター４２２やモード設定レジスター４２４など）に書き込む。一方、データ読み出し時は、リード／ライト制御回路４１０の制御のもと、不揮発性メモリー５０に記憶されているデータ又は内部レジスター群４２０に含まれるいずれかのレジスターに記憶されているデータをシフトレジスター４００にパラレルロードし、外部入力端子８９から入力されるクロック信号４６に同期してシフトレジスター４００のデータをシフトさせて外部入出力端子９０からシリアルデータ信号４８を出力する。

【0046】

不揮発性メモリー５０にデータを書き込むには、メモリー素子に保持されているデータを反転させるのに十分なエネルギーを供給する必要がある。そのため、図１に示すように、不揮発性メモリー５０には、データ書き込み時は外部入力端子８５を介して高い電源電圧ＶＰＰ（例えば１５Ｖ以上）が供給される。

【0047】

本実施形態では、不揮発性メモリー５０へのデータの書き込みは、角速度検出装置１の組み立て、検査、評価、解析等の場合に限って行われ、市場で使用される際には不揮発性メモリー５０へのデータの書き込みは禁止される。そのため、角速度検出装置１を市場で使用する際は外部入力端子８５をオープンに設定する。これにより、外部入力端子８５の電圧ＶＰＰは、プルアップ抵抗９２を介してＶＤＤにほぼ等しくなり、誤書き込みを防止することができる。

【0048】

調整データ５２は、例えば、角速度検出装置１の組み立て後の最終検査時等に不揮発性メモリー５０に書き込まれる。具体的には、シリアルインターフェース回路４０の内部レジスター群に含まれる調整レジスター４２２に調整値を書き込み、調整レジスター４２２に書き込まれた調整値（調整データ４２）を用いて、信号処理回路４（駆動回路２０，検出回路３０）の動作を確認する。この調整値を変更しながら、信号処理回路４（駆動回路２０，検出回路３０）が所望の動作をする最適な調整値を決定し、その最適な調整値を調整データ５２として１回だけ不揮発性メモリー５０に書き込む。こうすることで、検査時間を短縮することができるとともに、データ書き込みの際の高電源電圧の印加による信頼性の低下を最小限に抑えることができる。

【0049】

このような調整方法を実現するためには、調整回路６０が不揮発性メモリー５０と調整レジスター４２２のいずれの調整データを用いるかを選択できるようにする必要がある。そこで、本実施形態では、レベル判定回路７０がＶＰＰの電圧レベルを判定し、ＶＰＰがＶＤＤより高い所定の電圧値Ｖ１（例えば８Ｖ）以上又はＶＤＤより低い所定の電圧値Ｖ２（例えば１／２ＶＤＤ）以下の電圧値であるか、ＶＰＰがＶ２より高くＶ１より低い電圧値であるかを示すレベル判定信号７２を生成する。そして、調整回路６０は、レベル判定信号７２に応じて、ＶＰＰ≧Ｖ１又はＶＰＰ≦Ｖ２の時は内部レジスターの調整データ４２を選択し、Ｖ２＜ＶＰＰ＜Ｖ１の時は不揮発性メモリー５０の調整データ５２を選択する。

【0050】

前述したように、角速度検出装置１を市場で使用する際は、外部入力端子８５がオープンに設定されるので、プルアップ抵抗９２によりＶＰＰはＶＤＤとほぼ等しくなり、調整回路６０により必ず調整データ５２が選択される。一方、角速度検出装置１の組み立て、検査、評価、解析時等には、外部入力端子８５にＶ１以上の電圧又はＶ２以下の電圧（例えば０Ｖ）を印加することで、調整回路６０に調整データ４２を選択させることもできる。

【0051】

また、本実施形態では、モード設定レジスター４２４の設定値を書き換えることで、市場で使用される通常の動作モード（モード１）か角速度検出装置１の組み立て、検査、評価、解析等に使用される動作モード（モード２）のいずれかを選択することができるようになっている。例えば、５ビットのモード設定レジスター４２４の設定値が「０００００」であればモード１、「００００１」〜「１１１１１」のいずれかであればモード２となる。また、モード２は、「００００１」〜「１１１１１」の各々の設定値によって細分化され、信号処理回路４（駆動回路２０，検出回路３０）に対して、設定値に応じてモニターするノードを選択したり、接続関係を変更したりすることができる。

【0052】

本実施形態では、市場では信頼性を確保するためモード１のみ可能でモード２への書き換えが禁止され、角速度検出装置１の組み立て、検査、評価、解析等の場合のみモード１又はモード２に設定可能にする。これを実現するために、ＶＰＰ≧Ｖ１又はＶＰＰ≦Ｖ２の場合のみモード設定レジスター４２４の設定値の書き換えを有効にし、それ以外の場合は無効にする。そこで、本実施形態では、モード設定レジスター４２４の非同期リセット端子にレベル判定信号７２を供給する。これにより、ＶＰＰ≧Ｖ１又はＶＰＰ≦Ｖ２の時はモード設定レジスター４２４の設定値は「０００００」にリセットされてモード１になるとともに書き換えが無効になり、Ｖ２＜ＶＰＰ＜Ｖ１の時はモード設定レジスター４２４の設定値の書き換えが有効になる。

【0053】

本実施形態では、特に、ＶＰＰ≧Ｖ１の場合だけでなくＶＰＰ≦Ｖ２の場合にも、調整回路６０により調整データ４２が選択されるとともに、モード設定レジスター４２４の設定値の書き換えを有効にすることで、高い電圧を発生する電源装置が無いような環境でも角速度検出装置１の評価や解析が可能となるという利点がある。

【0054】

次に、駆動回路２０について説明する。図６は、駆動回路２０の構成例を示す図である。図６に示すように、本実施形態の駆動回路２０は、Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）２００、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）２１０、コンパレーター２１２、コンデンサー２１４，２１６、スイッチ２１８、ＲＣフィルター２２０、アンプ２３０、全波整流回路２４０、減算器２５０、積分器２５２、プルアップ抵抗２５４、コンパレーター２６０、バッファ回路２６２、発振検出回路２７０、起動発振回路２８０、スイッチ２８２、インバーター回路（反転論理回路）２９０を含んで構成されている。なお、本実施形態の駆動回路２０は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。

【0055】

振動子１００の振動片に流れた駆動電流は、Ｉ／Ｖ変換回路２００によって交流電圧信号に変換される。本実施形態のＩ／Ｖ変換回路２００は、オペアンプ２０２の反転入力端子（−入力端子）と出力端子の間に抵抗２０４が接続され、オペアンプ２０２の非反転入力端子（＋入力端子）がアナロググランドに接続された構成である。このＩ／Ｖ変換回路２００の出力電圧Ｖ_ＩＶは、振動子１００の発振電流をi、抵抗２０４の抵抗値をＲとすると、次式（１）で表される。

【0056】

【数1】

【0057】

Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号は、ハイパスフィルター２１０でオフセットがキャンセルされてコンパレーター２１２に入力される。コンパレーター２１２は、入力信号の電圧を増幅して２値化信号（方形波電圧信号）を出力する。ただし、本実施形態では、コンパレーター２１２は、ローレベルのみ出力可能なオープンドレイン出力のコンパレーターであり、ハイレベルはプルアップ抵抗２５４を介して積分器２５２の出力電圧にプルアップされる。そして、コンパレーター２１２が出力する２値化信号は、駆動信号２２として、外部出力端子８１を介して振動子１００の振動片の駆動電極１１２に供給される。この駆動信号２２の周波数（駆動周波数ｆ_ｄ）を振動子１００の共振周波数と一致させることで、振動子１００を安定発振させることができる。

【0058】

さらに、本実施形態では、振動子１００の発振電流が一定になるように、すなわち、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力電圧のレベルが一定になるように駆動信号２２の振幅が調整される。こうすることで、振動子１００を極めて安定に発振させることができ、角速度の検出精度を向上させることができる。

【0059】

ところが、Ｉ／Ｖ変換回路２００に含まれる抵抗２０４の抵抗値Ｒは、製造ばらつきのため、ＩＣ毎に設計値に対して±２０％程度のばらつきが生じるため、振動子１００の発振電流からＩ／Ｖ変換回路２００の出力電圧への変換率がＩＣ毎にばらつくことになる。従って、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力電圧が一定の設計値になるように駆動信号２２の振幅を調整すると、振動子１００の発振電流がＩＣ毎に異なることになる。その結果、設計値に対する発振電流のずれが大きいＩＣほど角速度の検出精度や検出感度を劣化させる要因となり得る。

【0060】

また、抵抗２０４の抵抗値の温度特性がフラットではないので、振動子１００の発振電流が一定であっても、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力電圧は、抵抗２０４の影響を受けて変動してしまう。その結果、振動子１００の発振電流が温度に応じて変動することになり、角速度の検出精度や検出感度を劣化させる要因となり得る。同様に、後述する検出回路３０に含まれるチャージアンプ３００，３１０の構成要素であるコンデンサー３０４，３１４の容量値の製造ばらつきや温度変動も角速度の検出精度や検出感度を劣化させる要因となり得る。

【0061】

そこで、本実施形態では、抵抗２０４の抵抗値やコンデンサー３０４，３１４の容量値のばらつきや温度変動分をキャンセルし、角速度の検出精度や検出感度の劣化を抑制する目的でＲＣフィルター２２０を設け、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号をＲＣフィルター２２０を通過させる。ＲＣフィルター２２０を設けることで、角速度の検出精度や検出感度の劣化を抑制できる理由については、検出回路３０の説明において後述する。

【0062】

ＲＣフィルター２２０は、抵抗２２２とコンデンサー２２４を含み、１次のローパスフィルターとして機能する。すなわち、抵抗２２２の抵抗値をＲ_１、コンデンサー２２４の容量値をＣ_１とすると、ＲＣフィルター２２０の伝達関数は、次式（２）で表される。

【0063】

【数2】

【0064】

式（２）より、ＲＣフィルター２２０の電圧利得の周波数特性は次式（３）で表される。

【0065】

【数3】

【0066】

本実施形態では、振動子１００の発振角周波数ω_ｄ（＝２πｆ_ｄ）に対して（ω_ｄ・Ｃ_１・Ｒ_１）^２≫１となるようにＲ_１とＣ_１を選択する。この場合、ＲＣフィルター２２０の出力電圧Ｖ_ＲＣは、式（１）と式（３）より、次式（４）のように表される。

【0067】

【数4】

【0068】

また、式（２）より、ＲＣフィルター２２０の位相の周波数特性は次式（５）で表される。

【0069】

【数5】

【0070】

従って、式（５）より、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号（角周波数：ω_ｄ）は、ＲＣフィルター２２０を通過することで、θ＝ａｒｃｔａｎ（ω_ｄ・Ｃ_１・Ｒ_１）だけ位相が遅れる。つまり、ＲＣフィルター２２０は、位相シフト回路としても機能する。例えば、ω_ｄ＝２π×５０ｋＨｚ（ｆ_ｄ＝５０ｋＨｚ）、Ｃ_１・Ｒ_１＝１／（２π×５ｋＨｚ）とすると、θ≒８４°となる。

【0071】

ただし、式（４）より、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号（角周波数：ω_ｄ）は、ＲＣフィルター２２０を通過することで、振幅が約１／（ω_ｄ・Ｃ_１・Ｒ_１）倍に減衰する。例えば、ω_ｄ＝２π×５０ｋＨｚ（ｆ_ｄ＝５０ｋＨｚ）、Ｃ_１・Ｒ_１＝１／（２π×５ｋＨｚ）とすると、ＲＣフィルター２２０の出力信号の振幅は、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号の振幅の約１／１０になる。そこで、本実施形態では、ＲＣフィルター２２０の後段の回路での信号処理を容易にするために、ＲＣフィルター２２０の出力信号を増幅する電圧補正用のアンプ２３０（例えば、入力信号をω_ｄ・Ｃ_１・Ｒ_１倍に増幅するアンプ）が付加されている。ただし、ＲＣフィルター２２０の後段の回路が、ＲＣフィルター２２０の出力信号に対して直接的に信号処理が可能であれば、アンプ２３０を付加しなくてもよい。

【0072】

アンプ２３０の出力信号は、全波整流回路２４０に入力されて全波整流される。

【0073】

全波整流回路２４０の出力信号（全波整流信号２４２）は、減算器２５０に入力されて基準電圧１２との電圧減算処理がされた後、積分器２５２で積分される。この積分器２５２の出力電圧は、Ｉ／Ｖ変換回路２００の出力信号の振幅が大きいほど低くなる。そして、駆動信号２２のハイレベルはプルアップ抵抗２５４を介して積分器２５２の出力電圧にプルアップされるので、駆動信号２２の振幅Ｖ_ＤＲは、ＲＣフィルター２２０の出力電圧Ｖ_ＲＣと反比例の関係になり、式（４）より、適当な係数Ａを用いて次式（６）で表される。

【0074】

【数6】

【0075】

このような構成により、振動子１００の発振電流２４の振幅が一定に保持されるように駆動信号２２の振幅レベルがフィードバック制御される。

【0076】

ただし、電源投入直後は振動子１００の発振が停止しており、このようなフィードバック制御が速やかに行われるようになるためには、振動子１００の発振を開始させ、発振動作が安定するまで補助する必要がある。そのため、本実施形態では、発振検出回路２７０、起動発振回路２８０及びスイッチ２８２が設けられている。

【0077】

起動発振回路２８０は、振動子１００の共振周波数に近い周波数で自励発振する発振回路であり、振動子１００の発振動作を補助する。起動発振回路２８０は、例えば、ＣＲ発振回路などで実現することができる。

【0078】

発振検出回路２７０は、全波整流回路２４０の出力信号（全波整流信号２４２）の電圧レベルを所定の閾値と比較し、全波整流信号２４２の電圧レベルが所定の閾値Ｖ_１に達するまで（発振電流が所定値に達するまで）起動発振回路２８０の発振動作を継続させ、全波整流信号２４２の電圧レベルが閾値Ｖ_１に達すれば（発振電流２４が所定値に達すれば）起動発振回路２８０の発振動作を停止させる。また、発振検出回路２７０は、全波整流信号２４２の電圧レベルが閾値Ｖ_１に達するまで（発振電流２４が所定値に達するまで）はスイッチ２８２をオンし、全波整流信号２４２の電圧レベルが閾値Ｖ_１に達すれば（発振電流が所定値に達すれば）スイッチ２８２をオフするためのスイッチ制御信号２７２を生成する。

【0079】

図７に示すように、電源を投入するとＶＤＤが０Ｖから電源電圧Ｖ_０になるが、電源投入直後は振動子１００の発振が停止しているので、全波整流信号２４２の電圧レベルは０Ｖである。そのため、起動発振回路２８０が発振動作を行うとともにスイッチ２８２がオンし、起動発振回路２８０の発振周波数成分がハイパスフィルター（ＨＰＦ）２１０の出力信号に重畳される。この起動発振回路２８０の発振周波数成分が含まれる駆動信号２２が振動子１００に供給され、振動子１００が発振を開始する。そして、振動子１００の発振電流２４が徐々に大きくなり、それにつれて全波整流信号２４２の電圧レベルも高くなって閾値Ｖ_１を超えると、起動発振回路２８０の発振動作が停止するとともにスイッチ２８２がオフする。その後、全波整流信号２４２の電圧レベルが所望の電圧値Ｖ_２に到達すると、全波整流信号２４２の電圧レベルがＶ_２に保持されるように（すなわち、振動子１００の発振電流２４の振幅が所望の値に保持されるように）駆動信号２２の振幅レベルがフィードバック制御される。以下では、電源投入直後から全波整流信号２４２の電圧レベルが閾値Ｖ_１に達するまでの時間を「発振待ち時間」と呼ぶことにする。

【0080】

ところで、振動子１００が発振している状態では、コンパレーター２１２はハイパスフィルター２１０の出力信号を２値化した周波数ｆ_ｄの矩形波信号を出力するが、この矩形波信号には、ｆ_ｄの奇数次の周波数成分（３ｆ_ｄ，５ｆ_ｄ，７ｆ_ｄ，・・・）も含まれる。そのため、駆動信号２２としてこの矩形波信号を振動子１００にそのまま供給すると、３ｆ_ｄ，５ｆ_ｄ，７ｆ_ｄ，・・・のいずれかの周波数成分が振動子１００の振動モードに一致して不要な振動成分が発生する可能性がある。この不要な振動成分により振動子１００の安定発振が妨げられるとともに、検出回路３０でこの不要な振動成分が検出されると、角速度の検出精度を劣化させることにもなる。

【0081】

そこで、本実施形態では、駆動信号２２のエッジをなまらせてｆ_ｄの奇数次の周波数成分を小さくする目的で、駆動回路２０の内部にコンデンサー２１４とコンデンサー２１６を設けている。コンデンサー２１４は、振動子１００に駆動信号２２を供給する信号線（第２の信号線）と振動子１００から発振電流２４が入力される信号線（第１の信号線）との間に接続されている。一方、コンデンサー２１６は、スイッチ２１８を介して第１の信号線と第２の信号線との間に接続されている。そして、このスイッチ２８のオン／オフは、スイッチ切り替え信号２７２がインバーター回路２９０によって論理反転されたスイッチ制御信号２９２によって制御される。従って、スイッチ２８２がオンの時にスイッチ２１８がオフし、スイッチ２８２がオフの時にスイッチ２１８がオンする。

【0082】

要するに、図７に示すように、発振待ち時間が経過するまではスイッチ２１８がオフし、第１の信号線と第２の信号線の間にコンデンサー２１４のみが接続され、発振待ち時間の経過後はスイッチ２１８がオンし、第１の信号線と第２の信号線の間にコンデンサー２１４と２１６が並列に接続されるようになっている。例えば、コンデンサー２１４，２１６の容量をそれぞれＣ_１，Ｃ_２とすると、第１の信号線と第２の信号線の間の容量は、発振待ち時間が経過するまではＣ_１であるのに対して、発振待ち時間の経過後はＣ_１＋Ｃ_２に増える。

【0083】

第２の信号線の負荷容量が大きいほど駆動信号２２のエッジがなまって不要な振動成分が小さくなるので、振動子１００の発振動作をより安定させることができる。一方、駆動信号２２のエッジが急峻であるほど振動子１００に効率的にパワーを供給することができるので、発振待ち時間を短縮することができる。そこで、本実施形態では、発振待ち時間の経過前後で、スイッチ２１８をオフからオンに切り替えることで、振動子１００の発振待ち時間の短縮と安定発振の維持を両立させている。

【0084】

なお、第２の信号線の負荷容量を切り替えればよいので、第２の信号線とグランドとの間にコンデンサー２１４を接続するとともに、第２の信号線とグランドとの間にスイッチ２１８を介してコンデンサー２１６を接続するようにしてもよい。また、コンデンサー２１４を取り除き、コンデンサー２１６の容量をＣ_１＋Ｃ_２に増やしてもよい。

【0085】

本実施形態の駆動回路２０には、さらに、ハイパスフィルター２１０の出力信号を増幅して２値化信号（方形波電圧信号）を出力するコンパレーター２６０が設けられており、この２値化信号は、検出回路３０に含まれる同期検波回路の参照信号２６として用いられる。この参照信号２６の周波数は駆動周波数ｆ_ｄと等しい。なお、コンパレーター２１２の出力信号は、ハイレベルが変動するので、このハイレベルが同期検波回路における論理閾値を越えないようなことがあると不具合が生じるため参照信号として用いず、コンパレーター２６０を別個に設けている。

【0086】

また、コンパレーター２６０の出力信号は、バッファ回路２６２に入力され、バッファ回路２６２の出力信号を検出回路に含まれるＳＣＦ回路にクロック信号２８（周波数：ｆ_ｄ）として供給される。

【0087】

次に、検出回路３０について説明する。図８は、検出回路３０の構成例を示す図である。図８に示すように、本実施形態の検出回路３０は、チャージアンプ３００，３１０、差動アンプ３２０、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）３２２、アンプ３２４、同期検波回路３２６、可変ゲインアンプ３２８、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）３３０、出力バッファ３３２を含んで構成されている。なお、本実施形態の検出回路３０は、これらの一部の構成（要素）を省略したり、新たな構成（要素）を追加した構成としてもよい。

【0088】

チャージアンプ３００には、外部入力端子８３を介して振動子１００の振動片の検出電極１１４から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷（検出電流）３２が入力される。同様に、チャージアンプ３１０には、外部入力端子８４を介して振動子１００の振動片の検出電極１１５から角速度成分と振動漏れ成分を含む交流電荷（検出電流）３４が入力される。

【0089】

本実施形態のチャージアンプ３００は、オペアンプ３０２の反転入力端子（−入力端子）と出力端子の間にコンデンサー３０４が接続され、オペアンプ３０２の非反転入力端子（＋入力端子）がアナロググランドに接続された構成である。同様に、本実施形態のチャージアンプ３１０は、オペアンプ３１２の反転入力端子（−入力端子）と出力端子の間にコンデンサー３１４が接続され、オペアンプ３１２の非反転入力端子（＋入力端子）がアナロググランドに接続された構成である。コンデンサー３０４と３１４の容量値は同じ値に設定される。このチャージアンプ３００及び３１０は、それぞれ入力された交流電荷（検出電流）３２，３４を交流電圧信号に変換する。チャージアンプ３００に入力される交流電荷（検出電流）３２とチャージアンプ３１０に入力される交流電荷（検出電流）３４は互いに位相が１８０°異なり、チャージアンプ３００の出力信号とチャージアンプ３１０の出力信号の位相は互いに逆位相である（１８０°ずれている）。

【0090】

このチャージアンプ３００の出力電圧Ｖ_ＣＡ１は、検出電流３２をi_１、検出電流３２の角周波数をω_１、コンデンサー３０４の容量値をＣとすると、次式（７）で表される。

【0091】

【数7】

【0092】

チャージアンプ３１０の出力電圧Ｖ_ＣＡ２は、検出電流３４が−i_１、検出電流３４の周波数がω_１、コンデンサー３１４の容量値がＣなので、次式（８）で表される。

【0093】

【数8】

【0094】

ここで、ｉ_１は、駆動信号２２の振幅Ｖ_ＤＲに比例するので、式（６）、式（７）、式（８）より、Ｖ_ＣＡ１とＶ_ＣＡ２は、適当な係数Ｂを用いてそれぞれ式（９）と式（１０）で表される。

【0095】

【数9】

【0096】

【数10】

【0097】

差動アンプ３２０は、チャージアンプ３００の出力信号とチャージアンプ３１０の出力信号を差動増幅する。差動アンプ３２０により、同相成分はキャンセルされ、逆相成分は加算増幅される。この差動アンプ３２０の出力電圧Ｖ_ＤＦは、差動アンプ３２０のゲインを１とすると、式（９）と式（１０）より、次式（１１）で表される。

【0098】

【数11】

【0099】

式（１１）より、差動アンプ３２０の出力信号において、前述したＩ／Ｖ変換回路２００の抵抗２０４の抵抗値Ｒの製造ばらつきや温度変動分は、ＲＣフィルター２２０の抵抗２２２の抵抗値Ｒ_１の製造ばらつきや温度変動分によって打ち消されることになる。同様に、チャージアンプ３００のコンデンサー３０４やチャージアンプ３１０のコンデンサー３１４の容量値Ｃの製造ばらつきや温度変動分は、ＲＣフィルター２２０のコンデンサー２２４の容量値Ｃ_１の製造ばらつきや温度変動分によって打ち消されることになる。これにより、角速度の検出精度や検出感度の劣化を抑制することができる。

【0100】

ハイパスフィルター３２２は、差動アンプ３２０の出力信号に含まれる直流成分をキャンセルする。

【0101】

アンプ３２４は、ハイパスフィルター３２２の出力信号を増幅した交流電圧信号を出力する。

【0102】

同期検波回路３２６は、駆動回路２０に含まれるコンパレーター２６０が出力する２値化信号を参照信号２６として、アンプ３２４の出力信号に含まれる角速度成分を同期検波する。同期検波回路３２６は、例えば、参照信号２６がハイレベルの時はアンプ３２４の出力信号をそのまま選択し、参照信号２６がローレベルの時はアンプ３２４の出力信号を基準電圧１２に対して反転した信号を選択する回路として構成することができる。

【0103】

アンプ３２４の出力信号には角速度成分と振動漏れ成分が含まれているが、この角速度成分は参照信号２６と同位相であるのに対して、振動漏れ成分は逆位相である。そのため、同期検波回路３２６により角速度成分は同期検波されるが、振動漏れ成分は検波されないようになっている。

【0104】

可変ゲインアンプ３２８は、同期検波回路３２６の出力信号を増幅又は減衰させて所望の電圧レベルの信号を出力し、可変ゲインアンプ３２８の出力信号はスイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）回路３３０に入力される。

【0105】

ＳＣＦ回路３３０は、可変ゲインアンプ３２８の出力信号に含まれる高周波成分を除去するとともに仕様で決められる周波数範囲の信号を通過させるローパスフィルターとして機能する。このＳＣＦ回路３３０（ローパスフィルター）の周波数特性は、振動子１００の安定発振により得られるクロック信号２８の周波数ｆ_ｄとキャパシター（不図示）の容量比によって決まるため、ＲＣローパスフィルターと比較して、周波数特性のばらつきが極めて小さいという利点がある。

【0106】

ＳＣＦ回路３３０の出力信号は、出力バッファ３３２でバッファリングされるとともに、必要に応じて所望の電圧レベルの信号に増幅又は減衰される。この出力バッファ３２６の出力信号は角速度に応じた電圧レベルの信号であり、角速度信号３６として、信号処理ＩＣ２の外部出力端子８８を介して外部に出力される。

【0107】

このような構成の角速度検出装置１では、前述したように、電源投入から振動子１００の発振待ち時間が経過するまでは駆動回路２０のスイッチ２１８をオフすることで発振待ち時間を短縮することができる。振動子１００の発振待ち時間が短縮されることで、振動子１００から出力される検出電流３２，３４が安定するまでの時間も短縮されるので、結果的に、図９に示すように、電源投入後、角速度信号３６が所望の電圧レベル（例えば、角速度検出装置１が静止しているとすると、基準電圧Ｖｒｅｆ付近）に達するまでの起動時間はｔ_２からｔ_１に短縮される。なお、図９において角速度信号３６の破線で示した波形は、スイッチ２１８が常にオンしている場合、すなわち、第１の信号線と第２の信号線の間に、振動子１００の安定発振を維持するために必要な容量Ｃ_１＋Ｃ_２が常に接続されている場合の波形であり、この場合の起動時間をｔ_２としている。

【0108】

一方、振動子１００の発振待ち時間の経過後は、駆動回路２０のスイッチ２１８をオンすることで振動子１００の安定発振を継続させることができる。その結果、振動子１００の安定発振後は高い検出精度を維持することができる。

【0109】

このように、本実施形態の角速度検出装置１によれば、起動時間を短縮するとともに高い精度で角速度を検出することができる。

【0110】

なお、本実施形態における駆動回路２０は、本発明における駆動回路に相当する。また、Ｉ／Ｖ変換回路２００は、本発明における「電流電圧変換部」に相当する。また、ハイパスフィルター２１０とコンパレーター２１２による構成は、本発明における「駆動信号生成部」に相当する。また、発振検出回路２７０は、本発明における「発振検出部」に相当する。また、起動発振回路２８０は、本発明における「起動発振部」に相当する。また、コンデンサー２１６は、本発明における「第１のコンデンサー」に相当する。また、スイッチ２１８は、本発明における「スイッチ」に相当する。また、コンデンサー２１４は、本発明における「第２のコンデンサー」に相当する。

【0111】

２．電子機器
図１０は、本実施形態の電子機器の構成例を示す機能ブロック図である。本実施形態の電子機器５００は、信号生成部６００、ＣＰＵ７００、操作部７１０、表示部７２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）７３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）７４０、通信部７５０を含んで構成されている。なお、本実施形態の電子機器は、図１０の構成要素（各部）の一部を省略したり、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

【0112】

信号生成部６００は、駆動回路６１０を含み、ＣＰＵ７００の制御に応じて所与の信号を生成してＣＰＵ７００に出力する。駆動回路６１０は、振動子（不図示）を発振駆動する処理を行う。

【0113】

ＣＰＵ７００は、ＲＯＭ７３０に記憶されているプログラムに従って、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ７００は、信号生成部６００を制御したり、信号生成部６００が生成した信号などを受け取って各種の計算処理をする。また、ＣＰＵ７００は、操作部７１０からの操作信号に応じた各種の処理、表示部７２０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、外部とデータ通信を行うために通信部７５０を制御する処理等を行う。

【0114】

操作部７１０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ＣＰＵ７００に出力する。

【0115】

表示部７２０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ７００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。

【0116】

ＲＯＭ７３０は、ＣＰＵ７００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、所定の機能を実現するための各種プログラムやデータ等を記憶している。

【0117】

ＲＡＭ７４０は、ＣＰＵ７００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ７３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部７１０から入力されたデータ、ＣＰＵ７００が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。

【0118】

通信部７５０は、ＣＰＵ７００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。

【0119】

駆動回路６１０として本実施形態の駆動回路（図１の駆動回路２０）を電子機器５００に組み込むことにより、高精度な処理と処理時間の短縮を両立させることができる。

【0120】

なお、電子機器５００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、デジタルスチールカメラ、ビデオカメラ、ナビゲーション装置、車体姿勢検出装置、ポインティングデバイス、ゲームコントローラー、携帯電話、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などが挙げられる。

【0121】

なお、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。

【0122】

例えば、振動子（センサー素子）の駆動振動の励振手段や検出振動の検出手段は、本実施形態で説明した圧電効果によるものだけでなく、静電気力（クーロン力）を用いた静電型や、磁力を利用したローレンツ型などでも良い。

【0123】

また、例えば、駆動信号２２のハイレベルが同期検波回路３２６における論理閾値を越えない場合は、駆動信号２２をバッファリングして得られる信号をＳＣＦ回路３３０のクロック信号２８としてもよい。

【0124】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0125】

１ 角速度検出装置、２ 信号処理ＩＣ（集積回路装置）、４ 信号処理回路、６ 電源回路、１０ 基準電圧回路、２０ 駆動回路、２２ 駆動信号、２４ 発振電流、２６ 参照信号、２７ 切り替え制御信号、２８ クロック信号、３０ 検出回路、３２，３４ 交流電荷（検出電流）、３６ 角速度信号、４０ シリアルインターフェース回路、４２ 調整データ、４４ モード設定データ、４６ クロック信号、４８ シリアルデータ信号、５０ 不揮発性メモリー、５２ 調整データ、６０ 調整回路、６２ アナログ調整電圧、７０ レベル判定回路、７２ レベル判定信号、８１ 外部出力端子、８２，８３，８４，８５，８６，８７ 外部入力端子、８８ 外部出力端子、８９ 外部入力端子、９０ 外部入出力端子、９２ プルアップ抵抗、１００ 振動子、１０１ａ〜１０１ｂ 駆動振動腕、１０２ 検出振動腕、１０３ 錘部、１０４ａ〜１０４ｂ 駆動用基部、１０５ａ〜１０５ｂ 連結腕、１０６ 錘部、１０７ 検出用基部、１１２〜１１３ 駆動電極、１１４〜１１５ 検出電極、１１６ 共通電極、２００ Ｉ／Ｖ変換回路（電流電圧変換回路）、２０２ オペアンプ、２０４ 抵抗、２１０ ハイパスフィルター（ＨＰＦ）、２１２ コンパレーター、２１４，２１６ コンデンサー、２１８ スイッチ、２２０ ＲＣフィルター、２２２ 抵抗、２２４ コンデンサー、２３０ アンプ、２４０ 全波整流回路、２４２ 全波整流信号、２５０ 減算器、２５２ 積分器、２５４ プルアップ抵抗、２６０ コンパレーター、２６２ バッファ回路、２７０ 発振検出回路、２７２ スイッチ制御信号、２８０ 起動発振回路、２８２ スイッチ、２９０ インバーター回路（反転論理回路）、２９２ スイッチ制御信号、３００ チャージアンプ、３０２ オペアンプ、３０４ コンデンサー、３１０ チャージアンプ、３１２ オペアンプ、３１４ コンデンサー、３２０ 差動アンプ、３２２ ハイパスフィルター（ＨＰＦ）、３２４ アンプ、３２６ 同期検波回路、３２８ 可変ゲインアンプ、３３０ スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）、３３２ 出力バッファ、５００ 電子機器、６００ 信号生成部、６１０ 駆動回路、７００ ＣＰＵ、７１０ 操作部、７２０ 表示部、７３０ ＲＯＭ、７４０ ＲＡＭ、７５０ 通信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】