(57)【要約】【課題】電源電圧の変動や温度変化に起因するノイズ補正精度の劣化を抑制できる物理量検出回路を提供する。【解決手段】アナログ・デジタル変換回路１０１は、物理量センサからのモニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃをそれぞれデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔおよびデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃに変換する。補正回路１０２は、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔの振幅および位相を調整してデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃのノイズを減衰させるためのデジタル補正信号Ｄｃｏｒを生成するとともに、デジタル補正信号Ｄｃｏｒを用いてデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを補正してデジタルセンサ信号ＤＤＤを出力する。検波回路１０３は、デジタルセンサ信号ＤＤＤから物理量センサに与えられた物理量に対応する物理量信号Ｄｐｈｙを検波する。【選択図】図２
2010151669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブ信号によって自励振動し前記自励振動に応じたモニタ信号を出力するとともに外部から与えられた物理量に応じてセンサ信号を出力する物理量センサに用いられる物理量検出回路であって、
前記モニタ信号および前記センサ信号をそれぞれデジタルモニタ信号およびデジタルセンサ信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、
前記デジタルモニタ信号の振幅を調整するとともに前記デジタルモニタ信号と前記デジタルセンサ信号との位相差を調整することによりデジタル補正信号を生成し、前記デジタル補正信号を用いて前記デジタルセンサ信号を補正する補正回路と、
前記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号から前記物理量に対応する物理量信号を検波する検波回路とを備える
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項２】
請求項１において、
前記アナログ・デジタル変換回路は、前記モニタ信号を前記デジタルモニタ信号に変換する第１のアナログ・デジタル変換処理と前記センサ信号を前記デジタルセンサ信号に変換する第２のアナログ・デジタル変換処理とを選択的に実行する
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項３】
請求項２において、
前記補正回路は、前記デジタル補正信号のデジタル値を補間する
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項４】
請求項２または３において、
前記アナログ・デジタル変換回路は、前記ドライブ信号を周波数基準とする制御クロックに同期して前記第１および第２のアナログ・デジタル変換処理を切り替え、
前記検波回路は、前記ドライブ信号を周波数基準とする検波信号を用いて、前記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号から前記物理量信号を検波する
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項５】
請求項１において、
前記アナログ・デジタル変換回路は、
前記モニタ信号を前記デジタルモニタ信号に変換する第１のアナログ・デジタル変換器と、
前記センサ信号を前記デジタルセンサ信号に変換する第２のアナログ・デジタル変換器とを含む
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記検波回路は、
前記ドライブ信号を周波数基準とする検波クロックに同期してデジタル検波信号を生成する検波信号生成器と、
前記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号と前記検波信号生成器によって生成されたデジタル検波信号とを乗算することにより前記物理量信号を検波する乗算器とを含む
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項７】
請求項４において、
前記検波回路は、
前記ドライブ信号を周波数基準とする検波クロックに同期してデジタル検波信号を生成する検波信号生成器と、
前記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号と前記検波信号生成器によって生成されたデジタル検波信号とを乗算することにより前記物理量信号を検波する乗算器とを含み、
前記制御クロックの周波数は、前記検波クロックの周波数の２倍以上である
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１項において、
前記検波回路は、
前記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号をアナログセンサ信号に変換するデジタル・アナログ変換器と、
前記ドライブ信号を周波数基準とするアナログ検波信号を用いて前記デジタル・アナログ変換回路によって得られたアナログセンサ信号から前記物理量信号を同期検波するアナログ検波器とを含む
ことを特徴とする物理量検出回路。
【請求項９】
ドライブ信号によって自励振動し前記自励振動に応じたモニタ信号を出力するとともに外部から与えられた物理量に応じてセンサ信号を出力する物理量センサと、
前記物理量センサからモニタ信号に基づいて前記ドライブ信号を制御する駆動回路と、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の物理量検出回路とを備える
ことを特徴とする物理量センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部から与えられた物理量を検出する物理量センサに用いられる物理量検出回路およびそれを備える物理量センサ装置に関し、さらに詳しくは、物理量センサによって出力されるセンサ信号を補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、物理量（例えば、角速度や加速度など）を検出可能な物理量センサは、デジタルカメラの手ぶれ検出、移動体（例えば、航空機，自動車，船舶，ロボットなど）の姿勢制御、ミサイルや宇宙船の誘導など多種多様な技術分野において利用されている。
【０００３】
物理量センサの一例として、ドライブ信号によって自励振動するとともに外部から与えられた物理量に応じてセンサ信号を出力する物理量センサがある。このセンサ信号には、物理量センサに与えられた物理量に対応する物理量信号だけでなく、ノイズ（ドライブ信号に同期したノイズ信号）も重畳されている。そのため、物理量の検出精度を向上させるためには、センサ信号のノイズを減衰させることが重要である。
【０００４】
特許文献１には、センサ信号を補正する補正回路を備えた物理量検出回路が開示されている。この補正回路は、複数の抵抗およびスイッチによって構成されており、予め定められた信号成分（ノイズ信号成分）をセンサ信号から定常的に除去している。
【特許文献１】特開２００５−２３３８１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の補正回路はアナログ回路によって構成されているので、電源電圧の変動や温度変化により、センサ信号から除去される信号成分の振幅および位相が変動してしまう。そのため、センサ信号から予め定められた信号成分を正確に除去できないので、ノイズが残留してしまう。このように、センサ信号を正確に補正することが困難であった。
【０００６】
そこで、この発明は、電源電圧の変動や温度変化に起因するノイズ補正精度の劣化を抑制できる物理量検出回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の１つの局面に従うと、物理量検出回路は、ドライブ信号によって自励振動し上記自励振動に応じたモニタ信号を出力するとともに外部から与えられた物理量に応じてセンサ信号を出力する物理量センサに用いられる物理量検出回路であって、上記モニタ信号および上記センサ信号をそれぞれデジタルモニタ信号およびデジタルセンサ信号に変換するアナログ・デジタル変換回路と、上記デジタルモニタ信号の振幅を調整するとともに上記デジタルモニタ信号と上記デジタルセンサ信号との位相差を調整することによりデジタル補正信号を生成し、上記デジタル補正信号を用いて上記デジタルセンサ信号を補正する補正回路と、上記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号から上記物理量に対応する物理量信号を検波する検波回路とを備える。
【０００８】
上記物理量検出回路では、補正回路をデジタル化することにより、電源電圧の変動や温度変化によって補正回路の調整量が変動することを抑制できる。そのため、デジタル補正信号の振幅およびデジタル補正信号とデジタルセンサ信号との位相差を正確に設定できるので、デジタルセンサ信号を正確に補正できる。
【０００９】
上記アナログ・デジタル変換回路は、上記モニタ信号を上記デジタルモニタ信号に変換する第１のアナログ・デジタル変換処理と上記センサ信号を上記デジタルセンサ信号に変換する第２のアナログ・デジタル変換処理とを選択的に実行することが好ましい。このように、共通のアナログ・デジタル変換回路によってモニタ信号およびセンサ信号をデジタル化することにより、デジタルモニタ信号とデジタルセンサ信号との振幅差および位相差を小さくすることができるので、デジタルセンサ信号の補正精度をさらに向上させることができる。
【００１０】
上記補正回路は、上記デジタル補正信号のデジタル値を補間することが好ましい。このように構成することにより、モニタ信号およびセンサ信号のサンプリングタイミングのずれに起因するデジタルセンサ信号とデジタル補正信号とのデータずれを小さくすることができるので、デジタルセンサ信号の補正精度をさらに向上させることができる。
【００１１】
上記アナログ・デジタル変換回路は、上記ドライブ信号を周波数基準とする制御クロックに同期して上記第１および第２のアナログ・デジタル変換処理を切り替え、上記検波回路は、上記ドライブ信号を周波数基準とする検波信号を用いて上記補正回路によって補正されたデジタルセンサ信号から上記物理量信号を検波することが好ましい。このように構成することにより、デジタルセンサ信号と検波信号とを互いに同期させることができるので、物理量の検波精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、デジタルセンサ信号を正確に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。
【００１４】
（実施形態１）
図１は、この発明の実施形態１による物理量センサ装置の構成例を示す。この物理量センサ装置は、物理量センサ１０と、駆動回路１１と、クロック生成回路１２と、物理量検出回路１３と、メモリ１４とを備える。
【００１５】
〔物理量センサ〕
物理量センサ１０は、所定の周波数を有するドライブ信号Ｓｄｒｖが供給されて自励振動し、その自励振動に応じたモニタ信号Ｓｍｎｔを出力する。また、物理量センサ１０は、外部から与えられた物理量（例えば、角速度，加速度など）に応じてセンサ信号Ｓｓｎｃを出力する。なお、ここでは、物理量センサ１０は、音叉型の角速度センサである。例えば、物理量センサ１０は、音叉本体１０ａと、ドライブ圧電素子Ｐｄｒｖと、モニタ圧電素子Ｐｍｎｔと、センサ圧電素子ＰＤａ，ＰＤｂとを有する。音叉本体１０ａは、それぞれが中央部で直角にねじられた一対の音叉片と、音叉片の各々の一端を連結する連結部と、回転軸となるように連結部に設けられた支持ピンとを有する。ドライブ圧電素子Ｐｄｒｖは、駆動回路１１からのドライブ信号Ｓｄｒｖに応じて一方の音叉片を振動させる。これにより、２つの音叉片が互いに共振する。この音叉振動によって、モニタ圧電素子Ｐｍｎｔには、電荷が発生する（すなわち、モニタ信号Ｓｍｎｔが発生する）。また、回転角速度が発生すると、センサ圧電素子ＰＤａ，ＰＤｂには、回転角速度（コリオリ力）に応じた電荷が発生する（すなわち、センサ信号Ｓｓｎｃが発生する）。
【００１６】
〔駆動回路〕
駆動回路１１は、ドライブ信号Ｓｄｒｖを物理量センサ１０に供給する。また、駆動回路１１は、物理量センサ１０からのモニタ信号Ｓｍｎｔに応じてドライブ信号Ｓｄｒｖを制御する。例えば、駆動回路１１は、増幅器１１ａと、自動利得制御増幅器（ＡＧＣ）１１ｂと、移相回路１１ｃとを含む。増幅器１１ａは、物理量センサ１０からのモニタ信号Ｓｍｎｔを電圧に変換し、ＡＧＣ１１ｂは、増幅器１１ａからのモニタ信号Ｓｍｎｔを増幅または減衰してドライブ信号Ｓｄｒｖとして出力する。また、ＡＧＣ１１ｂは、ドライブ信号Ｓｄｒｖの振幅が一定になるようにモニタ信号Ｓｍｎｔの振幅に応じて自己の増幅利得を変化させる。例えば、モニタ信号Ｓｍｎｔの振幅が大きい程、ＡＧＣ１１ｂの増幅利得は小さくなる。移相回路１１ｃは、ドライブ信号Ｓｄｒｖの位相がモニタ信号Ｓｍｎｔの位相に一致するように、ドライブ信号Ｓｄｒｖの位相を調整する。モニタ信号Ｓｍｎｔに応じてドライブ信号Ｓｄｒｖが制御されることにより、物理量センサ１０の最大振動振幅および振動周波数が一定に保たれる。
【００１７】
〔クロック生成回路〕
クロック生成回路１２は、モニタ信号Ｓｍｎｔに基づいて基準クロックＣＫｒｅｆおよび検波クロックＣＫｄを生成するものであり、例えば、波形整形回路１２ａと、逓倍回路１２ｂとを含む。波形整形回路１２ａは、ドライブ信号Ｓｄｒｖを方形波に変換して基準クロックＣＫｒｅｆとして出力する。例えば、波形整形回路１２ａは、コンパレータやインバータによって構成される。逓倍回路１２ｂは、波形整形回路１２ａからの基準クロックＣＫｒｅｆを逓倍して検波クロックＣＫｄとして出力する。例えば、逓倍回路１２ｂは、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）によって構成される。
【００１８】
〔物理量検出回路〕
図２は、図１に示した物理量検出回路１３の構成例を示す。物理量検出回路１３は、センサ信号のノイズ補正や、物理量信号の検波などを実行する。例えば、物理量検出回路１３は、物理量センサ１０からのセンサ信号Ｓｓｎｃを電圧に変換する増幅器１００と、アナログ・デジタル変換回路１０１と、補正回路１０２と、検波回路１０３とを含む。
【００１９】
アナログ・デジタル変換回路１０１は、モニタ信号Ｓｍｎｔをデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔに変換するアナログ・デジタル変換器１１１ａと、増幅器１００からのセンサ信号Ｓｓｎｃをデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃに変換するアナログ・デジタル変換器１１１ｂとを含む。
【００２０】
補正回路１０２は、メモリ１４に格納された補正情報ＩＮＦＯに基づいてデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔの振幅を調整するとともにデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔとデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃとの位相差を調整することにより、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃのノイズを減衰させるためのデジタル補正信号Ｄｃｏｒを生成する。補正情報ＩＮＦＯは、振幅調整量および位相調整量を含む。また、補正回路１０２は、デジタル補正信号Ｄｃｏｒを用いてデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを補正する。例えば、補正回路１０２は、振幅調整回路１１２と、位相調整回路１１３と、加算回路１１４とを含む。振幅調整回路１１２は、メモリ１４からの補正情報ＩＮＦＯ（振幅調整量）に基づいてデジタル補正信号Ｄｍｎｔ（図３Ａ）の振幅を補正してデジタル補正信号Ｄ１１２として出力する。例えば、振幅調整回路１１２は、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔに振幅調整量を乗算する乗算器によって構成される。位相調整回路１１３は、デジタル補正信号Ｄ１１２とデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃに含まれるノイズ信号Ｓｎｓとの位相差が１８０°になるように補正情報ＩＮＦＯ（位相調整量）に基づいてデジタル補正信号Ｄ１１２の位相を補正してデジタル補正信号Ｄｃｏｒ（図３Ｂ）として出力する。例えば、位相調整回路１１３は、デジタル補正信号Ｄ１１２を順次シフトするシフトレジスタと、位相調整量に基づいてシフトレジスタの各段の出力のうちいずれか１つを選択して出力するセレクタとによって構成される。加算回路１１４は、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃ（図３Ｃ）にデジタル補正信号Ｄｃｏｒを加算し、その演算結果をデジタルセンサ信号ＤＤＤ（図３Ｄ）として出力する。
【００２１】
図３Ｃのように、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃは、ドライブ信号Ｓｄｒｖに対して位相が９０°進んでいる主成分信号Ｓｍａｉｎとドライブ信号Ｓｄｒｖに同期するノイズ信号Ｓｎｓとを合成して得られる合成信号に相当する。主成分信号Ｓｍａｉｎには、物理量センサ１０に与えられた物理量に対応する物理量信号が重畳されている。すなわち、主成分信号Ｓｍａｉｎ（例えば、数十ｋＨｚ）は、物理量信号（例えば、数Ｈｚ）によって振幅変調されている。一方、図３Ｂのように、デジタル補正信号Ｄｃｏｒは、ノイズ信号Ｓｎｓの反転信号に相当する。デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃにデジタル補正信号Ｄｃｏｒを加算することにより、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃのノイズ（ノイズ信号Ｓｎｓ）が減衰し、その結果、主成分信号Ｓｍａｉｎに相当するデジタルセンサ信号ＤＤＤが得られる。
【００２２】
検波回路１０３は、補正回路１０２によって得られたデジタルセンサ信号ＤＤＤから物理量信号を検波する。例えば、検波信号生成器１１５と、乗算器１１６と、デジタルフィルタ１１７とを含む。検波信号生成器１１５は、検波クロックＣＫｄに同期して動作し、基準クロックＣＫｒｅｆの遷移エッジに応答してデジタル検波信号Ｄｄｅｔの生成を開始する。デジタル検波信号Ｄｄｅｔは、複数のデジタル振幅値によって構成される。例えば、図４のように、複数のデジタル振幅値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，…は、それぞれ、所定周波数の正弦波信号（例えば、ドライブ信号Ｓｄｒｖ）を所定クロック（例えば、検波クロックＣＫｄ）に同期してサンプリングして得られる複数のアナログ振幅値に対応する。また、複数のデジタル振幅値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，…は、正弦関数で表現される理想的な振幅値であっても良い。すなわち、検波信号生成器１１５は、基準クロックＣＫｒｅｆの遷移エッジに応答してデジタル振幅値Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２，…を順番に出力することにより、デジタル検波信号Ｄｄｅｔを生成する。乗算器１１６は、補正回路１０２からのデジタルセンサ信号ＤＤＤにデジタル検波信号Ｄｄｅｔを乗算することによりデジタル物理量信号を検波する。デジタルフィルタ１１７は、乗算器１１６によって得られたデジタル物理量信号のうち高周波数成分を減衰させ、低周波数成分をデジタル物理量信号Ｄｐｈｙとして通過させる。
【００２３】
以上のように、補正回路１０２をデジタル化することにより、電源電圧の変動や温度変化によって補正回路１０２の調整量（振幅調整量，位相調整量）が変動することを抑制できる。そのため、デジタル補正信号Ｄｃｏｒの振幅値およびデジタル補正信号Ｄｃｏｒとデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃとの位相差を正確に設定できるので、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを正確に補正できる。これにより、物理量の検出精度を向上させることができる。
【００２４】
なお、振幅調整回路１１２および位相調整回路１１３の配置は、図２に限定されない。例えば、位相調整回路１１３を振幅調整回路１１２の前段に設けても良い。すなわち、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔの位相を調整した後に、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔの振幅を調整しても良い。また、位相調整回路１１３をアナログ・デジタル変換器１１１ｂと加算回路１１４との間に設け、デジタル補正信号Ｄｃｏｒとデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃに含まれるノイズ信号Ｓｎｓとの位相差が１８０°になるようにデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃの位相を調整しても良い。
【００２５】
〔振幅調整量，位相調整量〕
補正情報ＩＮＦＯ（振幅調整量，位相調整量）は、任意に設定可能であっても良い。例えば、物理量検出回路１３の後段に接続されたデジタル信号処理回路（例えば、ＤＳＰ：Digital Signal Processorなど）によって補正情報ＩＮＦＯをメモリ１４に書き込んでも良い。また、物理量センサ１０に物理量が与えられていない場合、物理量検出回路１３は、センサ信号Ｓｎｓｃに含まれるノイズ成分Ｓｎｓをデジタル物理量信号Ｄｐｈｙとして検出する。これを利用して、デジタル信号処理回路が、物理量センサ１０に物理量が与えられていない場合に検出されたデジタル物理量信号Ｄｐｈｙに基づいて理想的なデジタル補正信号を算出し、その理想的なデジタル補正信号とデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔとの振幅差および位相差に基づいて振幅調整量および位相調整量を算出しても良い。さらに、モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃの処理によって生じる遅延（例えば、振幅調整回路１１２における遅延や、増幅器１００における遅延など）を考慮して位相調整量を算出することにより、デジタル補正信号Ｄｃｏｒの位相をさらに正確に設定できる。
【００２６】
（実施形態２）
図５は、この発明の実施形態２による物理量センサ装置の構成例を示す。この物理量センサ装置は、図１に示したクロック生成回路１２および物理量検出回路１３に代えて、クロック生成回路２２および物理量検出回路２３を備える。その他の構成は、図１と同様である。クロック生成回路２２は、図１に示した波形整形回路１２ａおよび逓倍回路１２ｂと、分周回路１２ｃとを備える。逓倍回路１２ｂは、基準クロックＣＫｒｅｆを逓倍して制御クロックＣＫｃを生成し、分周回路１２ｃは、制御クロックＣＫｃを分周して検波クロックＣＫｄを生成する。なお、制御クロックＣＫｃの周波数は、検波クロックＣＫｄの周波数の２倍以上であることが好ましい。
【００２７】
〔物理量検出回路〕
図６は、図５に示した物理量検出回路２３の構成を示す。物理量検出回路２３は、図２に示したアナログ・デジタル変換回路１０１に代えて、アナログ・デジタル変換回路２０１を含む。その他の構成は、図２と同様である。
【００２８】
アナログ・デジタル変換回路２０１は、モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃ
のそれぞれに対するアナログ・デジタル変換処理を選択的に実行する。例えば、アナログ・デジタル変換回路２０１は、セレクタ２１１と、アナログ・デジタル変換器２１２と、セレクタ２１３とを含む。セレクタ２１１は、制御クロックＣＫｃに同期して、モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃを交互に選択する。アナログ・デジタル変換器２１２は、セレクタ２１１によって選択された信号をデジタル信号に変換する。セレクタ２１３は、制御クロックＣＫｃに同期して動作し、セレクタ２１１によってモニタ信号Ｓｍｎｔが選択されている場合にはアナログ・デジタル変換器２１２からのデジタル信号をデジタルモニタ信号Ｄｍｎｔとして振幅調整回路１１２に供給し、セレクタ２１１によってセンサ信号Ｓｓｎｃが選択されている場合にはアナログ・デジタル変換器２１２からのデジタル信号をデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃとして加算回路１１４に供給する。例えば、図７のように、制御クロックＣＫｃに同期して、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔを構成するデジタル値Ｐ０，Ｐ２，Ｐ４，…とデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを構成するデジタル値Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５，…とが交互に生成される。このように、モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃが時分割でデジタル化される。
【００２９】
以上のように、共通のアナログ・デジタル変換器によってモニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃをデジタル化することにより、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔとデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃとの振幅差および位相差を小さくすることができ、その結果、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃの補正精度をさらに向上させることができる。
【００３０】
また、セレクタ２１１，２１３および検波信号生成器１１５のそれぞれの動作クロック（制御クロックＣＫｃ，検波クロックＣＫｄ）を互いに同期させることにより、デジタルセンサ信号ＤＤＤとデジタル検波信号Ｄｄｅｔとを互いに同期させることができるので、検波の精度を向上させることができる。なお、セレクタ２１１，２１３は、検波クロックＣＫｄに同期していない動作クロック（例えば、外部から供給されたクロック）に同期して動作しても良い。
【００３１】
（実施形態２の変形例）
図８のように、物理量検出回路は、デジタル補正信号Ｄｃｏｒのデジタル値を補間する機能を有していても良い。図８に示した物理量検出回路２３ａは、図６に示した補正回路１０２に代えて、補正回路２０２を含む。補正回路２０２は、図６に示した補正回路１０２の構成に加えて、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔのデジタル値を補間する補間回路２１４と、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃの位相を調整する移相回路２１５とを含む。例えば、移相回路２１５は、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを順次シフトさせるシフトレジスタによって構成される。
【００３２】
モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃのアナログ・デジタル変換処理を選択的に実行する場合、モニタ信号Ｓｍｎｔのサンプリングタイミングは、センサ信号Ｓｓｎｃのサンプリングタイミングに同期していない。そのため、図７のように、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔを構成するデジタル値Ｐ０，Ｐ２，Ｐ４，…は、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃを構成するデジタル値Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５，…に対応していない。
【００３３】
ここで、補間回路２１４は、図９のように、デジタル値Ｐ０，Ｐ２，Ｐ４，…に基づいて、デジタル値Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５，…にそれぞれ対応するデジタル値Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５，…を生成する。例えば、補間回路２１４は、隣接する２個のデジタル値Ｐ０，Ｐ２の平均値をデジタル値Ｐ１として算出する。これにより、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃに対応するデジタル補間信号Ｄｉｐが生成される。振幅調整回路１１２および位相調整回路１１３は、デジタル補間信号Ｄｉｐの振幅および位相を調整してデジタル補正信号Ｄｃｏｒを生成する。このように、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔのデジタル値を補間することによって、デジタル補正信号Ｄｃｏｒのデジタル値が補間される。
【００３４】
一方、移相回路２１５は、デジタル補間信号Ｄｉｐおよびデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃのそれぞれの位相とが互いに一致するように、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃの位相を調整してデジタルセンサ信号ＤＤＳｎｃとして出力する。
【００３５】
以上のように、デジタル補正信号Ｄｃｏｒのデジタル値を補間することにより、モニタ信号Ｓｍｎｔおよびセンサ信号Ｓｓｎｃのサンプリングタイミングのずれに起因するデジタルセンサ信号Ｄｓｎｃとデジタル補正信号Ｄｃｏｒとのデータずれを小さくすることができるので、デジタルセンサ信号Ｄｓｎｃの補正精度をさらに向上させることができる。
【００３６】
なお、振幅調整回路１１２，位相調整回路１１３，補間回路２１４，移相回路２１５の配置は、図８に限定されない。例えば、補間回路２１４を振幅調整回路１１２または位相調整回路１１３の後段に設けても良い。すなわち、デジタルモニタ信号Ｄｍｎｔの振幅および／または位相を調整した後にデジタル値の補間を実行しても良い。また、位相調整回路１１３を用いずに移相回路２１５によってデジタル補正信号Ｄｃｏｒとデジタルセンサ信号ＤＤｓｎｃに含まれるノイズ信号Ｓｎｓとの位相差を１８０°に設定しても良い。すなわち、移相回路２１５に位相調整機能を持たせても良い。
【００３７】
（その他の実施形態）
以上の各実施形態において、アナログ・デジタル変換器１１１ａ，１１１ｂ，２１２は、ドライブ信号Ｓｄｒｖを周波数基準とする動作クロック（例えば、基準クロックＣＫｒｅｆを逓倍して得られるクロック）に同期して動作しても良い。このように構成することにより、センサ信号Ｓｓｎｃのサンプリングタイミングと検波クロックＣＫｄとを互いに同期させることができるので、デジタルセンサ信号ＤＤＤとデジタル検波信号Ｄｄｅｔとのデータずれをなくすことができ、検波の精度をさらに向上させることができる。なお、アナログ・デジタル変換器１１１ａ，１１１ｂ，２１２は、ドライブ信号Ｓｄｒｖを周波数基準としない動作クロック（例えば、外部から供給されたクロック）に同期して動作しても良い。
【００３８】
また、物理量検出回路１３，２３，２３ａは、デジタル検波信号Ｄｄｅｔの位相を調整する位相調整回路をさらに含んでいても良い。この場合、デジタル補正信号Ｄｃｏｒの位相調整量に応じてデジタル検波信号Ｄｄｅｔの位相調整量を設定することにより、検波の精度をさらに向上させることができる。
【００３９】
なお、物理量検出回路１３，２３，２３ａは、物理量センサ１０に与えられた物理量に対応する物理量信号をアナログ信号として検出しても良い。例えば、物理量検出回路１３，２３，２３ａは、検波回路１０３に代えて、図１０のような検波回路１０３ａを含んでいても良い。検波回路１０３ａは、デジタルセンサ信号ＤＤＤをアナログセンサ信号ＳＳＳに変換するデジタル・アナログ変換器３１１と、基準クロックＣＫｒｅｆを用いてアナログセンサ信号ＳＳＳからアナログ物理量信号を同期検波するアナログ検波器３１２と、アナログ検波器３１２によって検波されたアナログ物理量信号のうち高周波数成分を減衰させ低周波成分をアナログ物理量信号Ｓｐｈｙとして通過させるアナログフィルタ３１３とを含む。
【００４０】
また、物理量センサ１０は、音叉型に限らず、円柱型，正三角柱型、正四角柱型、リング型や、その他の形状であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、上述の物理量検出回路は、物理量の検出精度を向上させることができるので、移動体，携帯電話，デジタルカメラ，ゲーム機などに用いられる物理量センサに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態１による物理量センサ装置の構成例を示す図。
【図２】図１に示した物理量検出回路の構成例を示す図。
【図３】図２に示した補正回路における処理について説明するための信号波形図。
【図４】図２に示したデジタル検波信号生成器によるデジタル検波信号の生成について説明するための信号波形図。
【図５】実施形態２による物理量センサ装置の構成例を示す図。
【図６】図５に示した物理量検出回路の構成例を示す図。
【図７】図６に示した物理量検出回路における時分割処理について説明するための信号波形図。
【図８】図６に示した物理量検出回路の変形例を示す図。
【図９】図８に示した物理量検出回路におけるデジタル補間処理について説明するための信号波形図。
【図１０】検波回路の変形例について説明するための図。
【符号の説明】
【００４３】
１０    物理量センサ
１１    駆動回路
１２    クロック生成回路
１３    物理量検出回路
１４    メモリ
１１ａ    増幅器
１１ｂ    ＡＧＣ
１１ｃ    移相回路
１２ａ    波形整形回路
１２ｂ    逓倍回路
１００    増幅器
１０１    アナログ・デジタル変換回路
１０２    補正回路
１０３    検波回路
１１１ａ，１１１ｂ    アナログ・デジタル変換器
１１２    振幅調整回路
１１３    位相調整回路
１１４    加算回路
１１５    検波信号生成器
１１６    乗算器
１１７    デジタルフィルタ
２２    クロック生成回路
２３    物理量検出回路
１２ｃ    分周回路
２０１    アナログ・デジタル変換回路
２１１，２１３    切換部
２１２    アナログ・デジタル変換器
２０２    補正回路
２１４    補間回路
２１５    移相回路
１０３ａ    検波回路
３１１    デジタル・アナログ変換器
３１２    アナログ検波器
３１３    アナログフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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