(57)【要約】【課題】重力加速度の影響を補正する機能を備えた物理量検出装置を提供すること。【解決手段】物理量検出装置１は、第１の振動子１００と第１の発振駆動部１１０を含み第１の周波数信号９０６を出力する第１の発振部１０と、第２の振動子２００と発振制御電圧９０４に基づいて発振周波数を調整可能な第２の発振駆動部２１０を含み第２の周波数信号９０８を出力する第２の発振部２０と、角速度検出部３０と、角速度に応じて発振制御電圧を生成する発振制御部５０と、第１の周波数信号と第２の周波数信号の位相差を検出し物理量検出信号９１０を生成する物理量検出部４０と、を含む。第１の振動子及び第２の振動子の少なくとも一方は発振周波数が変化する加速度検出素子であり、発振制御部は、加速度が加わらない状態における第１の周波数信号の周波数と第２の周波数信号の周波数が一致するように発振制御電圧を生成する。【選択図】図１
2010271172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出装置であって、
第１の振動子と、前記第１の振動子を発振させる第１の発振駆動部と、を含み、第１の振動子の発振周波数と対応づけられた周波数を有する第１の周波数信号を出力する第１の発振部と、
第２の振動子と、前記第２の振動子を発振させるとともに発振制御電圧に基づいて前記第２の振動子の発振周波数を調整可能に構成された第２の発振駆動部と、を含み、前記第２の振動子の発振周波数と対応づけられた周波数を有する第２の周波数信号を出力する第２の発振部と、
当該物理量検出装置に加わる角速度を検出する角速度検出部と、
前記角速度検出部が検出した角速度に応じて前記第２の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成する発振制御部と、
前記第１の周波数信号と前記第２の周波数信号の位相差を検出し、検出した位相差に基づいて前記物理量検出信号を生成する物理量検出部と、を含み、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子の少なくとも一方は、
加わった加速度に応じて発振周波数が変化する加速度検出素子であり、
前記発振制御部は、
前記加速度検出素子に加速度が加わっていない状態における前記第１の周波数信号の周波数と前記第２の周波数信号の周波数が一致するように、前記第２の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成することを特徴とする物理量検出装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の発振駆動部は、
発振制御電圧に基づいて前記第１の振動子の発振周波数を調整可能に構成され、
前記発振制御部は、
前記加速度検出素子に加速度が加わっていない状態における前記第１の周波数信号の周波数と前記第２の周波数信号の周波数が一致するように、前記角速度検出部が検出した角速度に応じて前記第１の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成することを特徴とする物理量検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記物理量検出部は、
前記位相差に応じた位相差信号を生成する位相検波器と、
前記位相差信号をフィルター処理して速度検出信号を生成する低域通過フィルターと、を含み、
前記速度検出信号を前記物理量信号として出力することを特徴とする物理量検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかにおいて、
前記第１の発振部及び前記第２の発振部は、
当該物理量検出装置が静止している状態における前記第１の周波数信号と前記第２の周波数信号の位相差が９０°になるように前記第１の振動子及び前記第２の振動子をそれぞれ発振させることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子は、
いずれも前記加速度検出素子であり、加速度の検出方向が互いに逆方向になるように配置されていることを特徴とする物理量検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記第１の発振部は、
前記第１の振動子を発振させる駆動信号を所定の分周比で分周する第１の分周器を含み、前記第１の分周器が分周した信号を前記第１の周波数信号として出力し、
前記第２の発振部は、
前記第２の振動子を発振させる駆動信号を前記分周比で分周する第２の分周器を含み、前記第２の分周器が分周した信号を前記第２の周波数信号として出力することを特徴とする物理量検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記加速度検出素子は双音叉型振動子であることを特徴とする物理量検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物理量検出装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
速度センサーの例として、移動体からパルスを地面に向けて照射しその反射波に基づいて速度を求めるものがある。つまり送波器から信号反射面に向けてパルス変調された送波信号を出射し、信号反射面で散乱された送波信号を各受波器で受信して、ドップラー効果によって生じた周波数差等から移動体の走行速度を求めている。
【０００３】
この方法に対し、特許文献１の速度センサーは送波信号を必要としない。そして、少なくとも一方が加速度検出片である２つの周波数信号発生源からの信号に基づいて、完全に慣性系だけで速度を検出できるので、搭載できる移動体に制限が加わることがなく、例えば航空機や宇宙船に搭載されても速度を検出できるとの利点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１の速度センサーは、水平に保たれている限り精度よく速度を検出することができる。しかし、現実の使用態様において、例えば勾配のある路面を走行しながら速度を検出したい場合がある。
【０００６】
このような場合、当該速度センサーに含まれる加速度センサーは、速度検出方向の加速度を検出する際に重力加速度の影響を受け得る。もし、速度センサーが重力加速度の影響を補正する機能を有すれば適用可能な場面が増え、ユーザーにとっても利益がある。また、その補正機能が簡易的であっても実用範囲内の精度を得られるならばコストパフォーマンス面での実益がある。
【０００７】
本発明は、重力加速度の影響を補正する機能を備えた物理量検出装置（例えば速度センサー）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】
【０００８】
（１）本発明は、
所定の物理量を検出して物理量検出信号を出力する物理量検出装置であって、第１の振動子と、前記第１の振動子を発振させる第１の発振駆動部と、を含み、第１の振動子の発振周波数と対応づけられた周波数を有する第１の周波数信号を出力する第１の発振部と、第２の振動子と、前記第２の振動子を発振させるとともに発振制御電圧に基づいて前記第２の振動子の発振周波数を調整可能に構成された第２の発振駆動部と、を含み、前記第２の振動子の発振周波数と対応づけられた周波数を有する第２の周波数信号を出力する第２の発振部と、当該物理量検出装置に加わる角速度を検出する角速度検出部と、前記角速度検出部が検出した角速度に応じて前記第２の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成する発振制御部と、前記第１の周波数信号と前記第２の周波数信号の位相差を検出し、検出した位相差に基づいて前記物理量検出信号を生成する物理量検出部と、を含み、前記第１の振動子及び前記第２の振動子の少なくとも一方は、加わった加速度に応じて発振周波数が変化する加速度検出素子であり、前記発振制御部は、前記加速度検出素子に加速度が加わっていない状態における前記第１の周波数信号の周波数と前記第２の周波数信号の周波数が一致するように、前記第２の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、角速度検出部によって検出された角速度に基づいて発振制御部が発振制御電圧を生成し、第２の振動子の発振周波数を調整することによって、重力加速度の影響を補正する機能を備えた物理量検出装置を提供することができる。
【００１０】
（２）この物理量検出装置において、
前記第１の発振駆動部は、発振制御電圧に基づいて前記第１の振動子の発振周波数を調整可能に構成され、前記発振制御部は、前記加速度検出素子に加速度が加わっていない状態における前記第１の周波数信号の周波数と前記第２の周波数信号の周波数が一致するように、前記角速度検出部が検出した角速度に応じて前記第１の発振駆動部の前記発振制御電圧を生成するようにしてもよい。
【００１１】
本発明によれば、第２の周波数信号の周波数に限らず、第１の周波数信号の周波数も調整可能となる。
【００１２】
（３）この物理量検出装置において、
前記物理量検出部は、前記位相差に応じた位相差信号を生成する位相検波器と、前記位相差信号をフィルター処理して速度検出信号を生成する低域通過フィルターと、を含み、前記速度検出信号を前記物理量信号として出力するようにしてもよい。
【００１３】
本発明によれば、第１の周波数信号と第２の周波数信号の位相差信号を直流化することで、速度を検出する手段を実現することができる。
【００１４】
（４）この物理量検出装置において、
前記第１の発振部及び前記第２の発振部は、当該物理量検出装置が静止している状態における前記第１の周波数信号と前記第２の周波数信号の位相差が９０°になるように前記第１の振動子及び前記第２の振動子をそれぞれ発振させるようにしてもよい。
【００１５】
本発明によれば、本物理量検出装置を搭載した移動体が物理量を測定したい方向に対して前進しても後進しても、第１の周波数信号と第２の周波数信号の位相差を得ることができ、前進方向の速度検知感度と後進方向の速度検知感度の大きさを等しくすることができる。
【００１６】
（５）この物理量検出装置において、
前記第１の振動子及び前記第２の振動子は、いずれも前記加速度検出素子であり、加速度の検出方向が互いに逆方向になるように配置されていてもよい。
【００１７】
本発明によれば、例えば第１の振動子（加速度検出素子）に対して加速度検出方向に慣性力Ｆｉが作用している場合、第２の振動子（加速度検出素子）には加速度検出方向とは反対方向に慣性力Ｆｉが作用する。よって、これらの振動子の発振周波数の差分を、一方のみが加速度検出素子である場合よりも大きくすることができる。その結果、検出能力は向上し、測定精度を高めることができる。また、第１の振動子および第２の振動子はいずれも同じ特性を有する加速度検出素子である。したがって、例えば温度ドリフトに伴う第１の周波数信号と第２の周波数信号間の位相差の変化を抑えることができるので、温度変化に対して安定した位相比較を行うことが可能となる。
【００１８】
（６）この物理量検出装置において、
前記第１の発振部は、前記第１の振動子を発振させる駆動信号を所定の分周比で分周する第１の分周器を含み、前記第１の分周器が分周した信号を前記第１の周波数信号として出力し、前記第２の発振部は、前記第２の振動子を発振させる駆動信号を前記分周比で分周する第２の分周器を含み、前記第２の分周器が分周した信号を前記第２の周波数信号として出力するようにしてもよい。
【００１９】
本発明によれば、分周器により、当該物理量検出装置が静止している状態における第１の周波数信号と第２の周波数信号の位相差を９０°に調整することが容易となる。
【００２０】
（７）この物理量検出装置において、
前記加速度検出素子は双音叉型振動子であってもよい。
【００２１】
本発明によれば、双音叉型振動子の使用により測定の安定性が高まり、応答が速まる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態に係る物理量検出装置のブロック図。
【図２】第１実施例に係る物理量検出装置の構成を示す図。
【図３】第１実施例におけるＸＯの構成を示す図。
【図４】第１実施例におけるＶＣＸＯの構成を示す図。
【図５】図５（Ａ）は第１実施例における加速度検出素子を示す図。図５（Ｂ）はカンチレバーに固定された加速度検出素子を示す図。図５（Ｃ）はカンチレバーに固定された加速度検出素子の変化を示す図。
【図６】第１実施例における重力加速度の影響を示す図。
【図７】第１実施例における重力加速度の影響を示すタイミングチャート図。
【図８】第１実施例における物理量検出装置の重力加速度の影響を補正した後の速度検出信号を示す図。
【図９】図９（Ａ）は第２実施例におけるカンチレバーに固定された加速度検出素子を示す図。図９（Ｂ）はカンチレバーに固定された加速度検出素子の変化を示す図。
【図１０】第２実施例に係る物理量検出装置の構成を示す図。
【図１１】第２実施例におけるＶＣＸＯの構成を示す図。
【図１２】第２実施例における重力加速度の影響を示す図。
【図１３】第２実施例における物理量検出装置の重力加速度の影響を補正した後の速度検出信号を示す図。
【図１４】第３実施例に係る物理量検出装置の構成を示す図。
【図１５】第３実施例における分周器による位相調整を示すタイミングチャート図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は本実施形態に係る物理量検出装置１のブロック図である。
【００２４】
物理量検出装置１は第１の発振部１０及び第２の発振部２０を含む。
【００２５】
第１の発振部１０は、第１の振動子１００と、第１の振動子１００を発振させる第１の発振駆動部１１０とを含み、第１の周波数信号９０６を出力する。
【００２６】
第２の発振部２０は、第２の振動子２００と、第２の振動子２００を発振させる第２の発振駆動部２１０とを含み、第２の周波数信号９０８を出力する。第２の発振駆動部２１０は、発振制御電圧９０４に基づいて第２の振動子２００の発振周波数を調整することができる。ここで、第１の振動子１００及び第２の振動子２００の少なくとも一方は、加わった加速度に応じて発振周波数が変化する加速度検出素子である。
【００２７】
なお、第１の振動子１００及び第２の振動子２００は、例えば、水晶振動子やセラミック振動子、ニオブ酸リチウム振動子、タンタル酸リチウム振動子などの単結晶材料を用いた振動子や、酸化亜鉛圧電薄膜振動子、酸化アルミニウム圧電薄膜振動子などの圧電性薄膜を用いた振動子等のいずれであってもよい。
【００２８】
第１の周波数信号９０６及び第２の周波数信号９０８は、それぞれ第１の振動子１００の発振周波数及び第２の振動子２００の発振周波数と対応づけられた周波数を有する。例えば、第１の周波数信号９０６及び第２の周波数信号９０８は、第１の振動子１００の発振周波数及び第２の振動子２００の発振周波数とそれぞれ等しい周波数を有していてもよいし、それぞれ第１の振動子１００の発振周波数及び第２の振動子２００の発振周波数を所定の分周比で割った周波数を有していてもよい。
【００２９】
物理量検出装置１は物理量検出部４０を含む。物理量検出部４０は、第１の周波数信号９０６及び第２の周波数信号９０８を取り込み、これら２つの周波数信号の位相差を検出し、検出した位相差に基づいて所定の物理量の大きさを示す物理量検出信号９１０を生成して出力する。ここで、所定の物理量は、例えば、物理量検出装置１の速度、加速度、移動距離等である。
【００３０】
さらに、物理量検出部４０の構成は、出力する物理量検出信号に応じて適宜微分器、積分器、演算素子、フィルター等を含んでもよい。例えば、速度情報を信号として含む構成の場合、物理量検出部４０の最終段に積分器を追加し速度情報信号から距離検出信号を求めて出力してもよい。また、微分器を追加し速度情報信号から加速度検出信号を求めて出力してもよい。このとき、出力される加速度検出信号は、第１の振動子１００及び第２の振動子２００の少なくとも一方である加速度検出素子が出力する情報とは異なり、後述の通り重力加速度の影響が補正されている点で有用である。
【００３１】
物理量検出装置１は、角速度検出部３０を含む。角速度検出部３０は、所定の軸回りの角速度を検出し、検出した角速度に応じた電圧値の角速度情報信号９００を生成する。例えば、物理量検出装置１が車両等の移動体に搭載されているような場合には、移動体の進行方向に広がりを有する水平面内であり移動体の進行方向と垂直な軸回りの角速度を検出する。この角速度を積分して得られる角度情報から水平方向に対する進行方向の傾きがわかるので、加速度検出素子（第１の振動子１００及び第２の振動子２００の少なくとも一方）による加速度検出に対する重力加速度の影響をキャンセルすることが可能になる。
【００３２】
物理量検出装置１は、発振制御部５０を含む。
【００３３】
発振制御部５０は、角速度検出部３０が検出した角速度情報信号９００に基づいて、加速度検出素子（第１の振動子１００及び第２の振動子２００の少なくとも一方が加速度検出素子である）に加速度が加わっていない状態における第１の周波数信号９０６の周波数と第２の周波数信号９０８の周波数が一致するように発振制御電圧９０４を生成する。
【００３４】
ここで、周波数が一致するとは、物理量検出部４０における重力加速度の影響による検出誤差が無視できる程度の略一致の場合も含む。
【００３５】
なお、第１の発振駆動部１１０を、発振制御電圧９０２に基づいて第１の振動子１００の発振周波数を調整可能に構成することもできる。その場合、発振制御部５０は、角速度情報信号９００に基づいて、加速度検出素子に加速度が加わっていない状態における第１の周波数信号９０６の周波数と第２の周波数信号９０８の周波数が一致するように発振制御電圧９０２及び９０４を生成する。
【００３６】
このように本実施形態の物理量検出装置１では、加速度検出素子に加速度が加わると、加速度に応じて加速度検出素子の発振周波数が変化するため、第１の周波数信号９０６の周波数と第２の周波数信号９０８の位相差が変化する。一方、加速度検出素子に加速度が加わっていない状態（物理量検出装置１が一定速度で移動しているか静止している（速度が０）状態）では、第１の周波数信号９０６の周波数と第２の周波数信号９０８の周波数が一致するため、これら２つの周波数信号の位相差は一定である。従って、本実施形態の物理量検出装置１によれば、物理量検出部４０により、第１の周波数信号９０６の周波数と第２の周波数信号９０８の位相差から物理量検出装置１の速度がわかり、この速度の情報に基づいて、重力加速度の影響がキャンセルされた速度、移動距離、加速度等（物理量の一例）を検出することができる。
【００３７】
以下、物理量として速度を検出する速度検出装置を例にとり、図１に示した物理量検出装置の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００３８】
（１．第１実施例）
図２は第１実施例の速度検出装置の構成を示す図である。
【００３９】
第１実施例の速度検出装置１Ａは、水晶発振器（ＸＯ：Xtal Oscillator）１０ａ、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ：Voltage Controlled Xtal Oscillator）２０ａ、排他的論理和回路４００、低域通過フィルター４１０、角速度センサー３０ａ、積分器５００、ゲイン調整回路５１０を含んで構成されている。
【００４０】
水晶発振器（ＸＯ）１０ａは、例えば、図３に示すように、水晶振動子１００ａ及び発振回路１１０ａを含んで構成されている。
【００４１】
本実施例では、水晶振動子１００ａは加速度検出素子として構成されている。そして、発振回路１１０ａに含まれるキャパシター１１１、１１２、抵抗１１３、１１４、インバーター１１５により水晶振動子１００ａを発振させる発振ループが形成され、水晶振動子１００ａは加わった加速度に応じた発振周波数で発振する。そして、水晶振動子１００ａの駆動信号すなわちインバーター１１５の出力信号が出力端子１１を介して周波数信号９０６ａとして出力される。
【００４２】
なお、水晶発振器（ＸＯ）１０ａは、図１で説明した第１の発振部１０に対応し、出力端子１１から出力される周波数信号９０６ａは図１における第１の周波数信号９０６に対応する。また、水晶振動子１００ａ及び発振回路１１０ａは、それぞれ図１で説明した第１の振動子１００及び第１の発振駆動部１１０に対応する。
【００４３】
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａは、例えば、図４に示すように、水晶振動子２００ａ及び発振回路２１０ａを含んで構成されている。
【００４４】
本実施例では、水晶振動子２００ａは共振周波数が一定の水晶発振子として構成されている。そして、発振回路２１０ａに含まれるキャパシター２１１、２１２、抵抗２１３、２１４、インバーター２１５、バリキャップ２１６により水晶振動子２００ａを発振させる発振ループが形成され、水晶振動子２００ａは所定の発振周波数で発振する。そして、水晶振動子２００ａの駆動信号すなわちインバーター２１５の出力信号が出力端子２１を介して周波数信号９０８ａとして出力される。ここで、バリキャップ２１６は、アノード端子が接地され、カソード端子が抵抗２４を介して入力端子２２と接続されている。従って、入力端子２２から印加される発振制御電圧９０４ａのレベルに応じてバリキャップ２１６の容量が変動し、その容量の変動に応じて水晶振動子２００ａの発振周波数が変化する。発振制御電圧９０４ａが高いほどバリキャップ２１６の容量は小さくなり、水晶振動子２００ａの発振周波数は高くなる。逆に、発振制御電圧９０４ａが低いほどバリキャップ２１６の容量は大きくなり、水晶振動子２００ａの発振周波数は低くなる。
【００４５】
なお、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａは、図１で説明した第２の発振部２０に対応し、出力端子２１から出力される周波数信号９０８ａは図１における第２の周波数信号９０８に対応する。また、水晶振動子２００ａ及び発振回路２１０ａは、それぞれ図１で説明した第２の振動子２００及び第２の発振駆動部２１０に対応する。
【００４６】
図２に示すように、排他的論理和回路４００は、周波数信号９０６ａと周波数信号９０８ａの位相差に応じたデューティー比となる位相差信号９１４を生成する。すなわち、排他的論理和回路４００は位相検波器として機能する。
【００４７】
低域通過フィルター４１０は、位相差信号９１４を直流化して速度検出信号９１０ａを生成して出力する。
【００４８】
なお、排他的論理和回路４００及び低域通過フィルター４１０により構成される回路はは、図１で説明した物理量検出部４０に対応する。
【００４９】
角速度センサー３０ａは、速度検出装置１Ａに加わった所定の軸回りの角速度を検出し、その角速度の方向及び大きさに応じた電圧値の角速度検出信号９００ａを出力する。
【００５０】
なお、角速度センサー３０ａは図１で説明した角速度検出部３０に対応し、角速度検出信号９００ａは図１で説明した角速度情報信号９００に対応する。
【００５１】
積分器５００は、オペアンプ５０２、抵抗５０４、キャパシター５０６及びアナログスイッチ５０８を含んで構成されている。角速度センサー３０ａの出力端子とオペアンプ５０２の反転入力端子（−入力端子）の間に抵抗５０４が接続されている。また、オペアンプ５０２の非反転入力端子（＋入力端子）にはオフセット調整端子３６からオフセット調整された基準電位が供給される。さらに、オペアンプ５０２の出力端子と反転入力端子（−入力端子）の間にキャパシター５０６及びアナログスイッチ５０８が並列に接続されており、キャリブレーション入力端子３４の電圧レベルに応じてアナログスイッチ５０８のオン／オフが制御される。本実施例では、キャリブレーション入力端子３４が高電位の時はアナログスイッチ５０８がオンし、キャリブレーション入力端子３４が低電位の時はアナログスイッチ５０８がオフする。
【００５２】
このような構成の積分器５００は、キャリブレーション入力端子３４が低電位の時は、アナログスイッチ５０８がオフすることにより角速度検出信号９００ａの電圧値を積分した角度情報を示す角度情報信号９１２を生成する。
【００５３】
一方、キャリブレーション入力端子３４が高電位の時は、オペアンプ５０２の出力端子と反転入力端子（−入力端子）がショートされる。そして、オペアンプ５０２の反転入力端子（−入力端子）は非反転入力端子（＋入力端子）と仮想短絡されるので、オフセット調整端子３６から供給される基準電位と等しい電圧値の角度情報信号９１２が生成される。
【００５４】
このように、キャリブレーション入力端子３４を高電位にすることにより積分器５００が出力する角度情報信号９１２を基準電位に初期化することができる。後述するように、角速センサー３０ａがピッチング方向の角速度を検出する場合、角度情報信号９１２はピッチング方向の揺れ（角度θ）を示す。その場合、速度検出装置１Ａを搭載した移動体の走行中に、ピッチング方向の揺れの誤差が累積された角度情報信号９１２が生成されるため、この累積的な誤差をキャンセルするのが望ましい。そのため、速度検出装置１を搭載した移動体が水平方向に走行しているときに、キャリブレーション入力端子３４をハイレベルにして適宜角度θをリセットするようにしてもよい。
【００５５】
ゲイン調整回路５１０は、オペアンプ５１２及び２つの抵抗５１４、５１６を含んで構成されている。オペアンプ５０２の出力端子とオペアンプ５１２の反転入力端子（−入力端子）の間に抵抗５１４が接続されている。また、オペアンプ５１２の非反転入力端子（＋入力端子）にはオフセット調整端子３８からオフセット調整された基準電位が供給される。さらに、オペアンプ５１２の出力端子と反転入力端子（−入力端子）の間に抵抗５１６が接続されている。
【００５６】
このような構成のゲイン調整回路５１０は、抵抗５１４及び５１６の抵抗値により決まる増幅率又は減衰率で角度情報信号９１２を増幅又は減衰して電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａの発振制御電圧９０４ａを生成する。
【００５７】
なお、積分器５００及びゲイン調整回路５１０により構成される回路は、図１で説明した発振制御部５０に対応する。また、発振制御電圧９０４ａは、図１で説明した発振制御電圧９０４に対応する。
【００５８】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は本実施例における水晶振動子１００ａ（加速度検出素子）の一例について説明するための図である。水晶振動子１００ａは、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す双音叉振動片１０１とカンチレバー１０６がパッケージ（図示せず）の内部に気密封止された双音叉振動子として構成される。水晶振動子１００ａとして、優れた安定性と速い応答性を有する双音叉型振動子を使用することで正確な加速度検出を行うことができる。
【００５９】
図５（Ａ）は、双音叉振動片１０１の正面図であり、双音叉振動片１０１の概略的な構造を示している。図５（Ａ）において、１０２、１０３は基部であり、２つの振動腕１０４、１０５がそれらをつないでいる。
【００６０】
図５（Ｂ）は、カンチレバー１０６に固定された双音叉振動片１０１を示す側面図である。図５（Ｂ）において、カンチレバー１０６は、固定端部１０７と自由端部１０８を有し、連結部１０９がそれらをつないでいる。固定端部１０７は直接に、又はパッケージ（図示せず）などにより間接的に、速度検出装置１Ａに固定されている。そして、双音叉振動片１０１の基部１０３はカンチレバー１０６の固定端部１０７に固着され、双音叉振動片１０１の基部１０２はカンチレバー１０６の自由端部１０８に固着されている。
【００６１】
図５（Ｃ）は、速度検出装置１Ａが加速したときの双音叉振動片１０１の形状の変化を示している。速度検出装置１Ａが、カンチレバー１０６の固定端部１０７、連結部１０９、自由端部１０８で作られる軸に対して垂直方向に、かつ、カンチレバー１０６から双音叉振動片１０１へ向かう方向に加速した場合、カンチレバー１０６の自由端部１０８に加速と反対方向に慣性力Ｆｉが作用する。
【００６２】
双音叉振動片１０１はカンチレバー１０６に固着されているため、双音叉振動片１０１には引張力Ｆｓが作用する。双音叉振動片１０１は接続電極（図示せず）を介して発振回路１１０ａと接続されているので、この引張力Ｆｓの作用により水晶振動子１００ａの発振周波数が変化する。例えば、速度検出装置１Ａが加速していないときの水晶振動子１００ａの発振周波数が４０.００ｋＨｚであったとすると、図２（Ｃ）の場合の水晶振動子１００ａの発振周波数は例えば４０．０１ｋＨｚに変化する。
【００６３】
なお、図示していないが、速度検出装置１Ａが図２（Ｃ）の場合と逆方向に加速したときには、慣性力Ｆｉも図２（Ｃ）の場合と反対方向に作用し、双音叉振動片１０１を縮めようとする圧縮力が作用する。例えば、速度検出装置１Ａが加速していないときの水晶振動子１００ａの発振周波数が４０．００ｋＨｚであったとすると、速度検出装置１Ａが図２（Ｃ）の場合と逆方向に加速したときの水晶振動子１００ａの発振周波数は例えば３９．９９ｋＨｚに変化する。
【００６４】
図６は、本実施例に係る速度検出装置に加わる重力加速度の影響を示す図である。移動体（図示せず）に速度検出装置１Ａが搭載されており、移動体が勾配のある地面６０を移動するのに伴い速度検出装置１Ａが検出したい速度方向（水平方向）に対して傾きθを有する様子を示している。
【００６５】
ここで、地面６０の上部の曲線は路面の勾配を表しており、図６は断面図である。なお、移動体の傾きとはピッチング方向の揺れをいい、角速度センサー３０ａもピッチング方向の角速度を検出するために適当に配置されている。なお、ピッチング方向とは移動体の左右軸周りの運動、すなわち移動体の機首が上下に振れる方向を指す。
【００６６】
図６の（１）〜（３）は速度検出装置１Ａの傾きの状態を示す。またそれぞれに対応した図６下部の略図は、状態（１）〜（３）での速度検出装置１Ａ（加速度検出素子）に対する重力加速度ｇの影響を示している。図６の角度θは速度検出装置１Ａを搭載する移動体の進行方向と水平方向とが成す鋭角である。相似の定理から、重力加速度ｇと重力加速度ｇから移動体の進行方向（又は後進方向）へと降ろした垂線とが成す角度もまたθとなる。本実施例では、速度検出装置１Ａが含む水晶振動子１００ａ（加速度検出素子）の検出方向は、速度検出装置１Ａを搭載する移動体の進行方向と同じであり、図６では前記検出方向と同じ向きに加速度を受けた場合を＋（プラス）で、反対方向の場合を−（マイナス）で表現している。
【００６７】
図６の状態（１）は移動体の進行方向が水平方向であり、重力加速度の影響は受けない場合を示している。この場合には補正は不要である。
【００６８】
ところが、移動体が上り坂を登る状態（２）では進行方向と正反対（後進方向）に重力加速度ｇの影響を受けることになる（−ｇ＊ｓｉｎθ）。つまり、状態（２）においては、移動体自体の加速度がゼロの場合にも水晶振動子１００ａは後進方向にｇ＊ｓｉｎθの加速度を検出することになる。
【００６９】
逆に、移動体が下り坂を降る状態（３）では進行方向に重力加速度ｇの影響を受けることになる（ｇ＊ｓｉｎθ）。つまり、状態（３）においては、移動体自体の加速度がゼロの場合にも水晶振動子１００ａは進行方向にｇ＊ｓｉｎθの加速度を検出することになる。
【００７０】
前記の通り、本実施例ではゲイン調整回路５１０が＋ｇ＊ｓｉｎθ又は−ｇ＊ｓｉｎθに応じた発振制御電圧９０４ａを電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａに供給し、水晶振動子２００ａの発振周波数を調整することで、重力加速度ｇの影響を補正する。
【００７１】
図６において移動体が進行方向に加速度＋αで加速し、後進方向へ−αに比例する慣性力Ｆｉが水晶振動子１００ａに加わっているとする（図５（Ｃ）参照）。例えば図６の状態（３）では、進行方向にｇ＊ｓｉｎθの重力加速度の影響を受けているので、水晶振動子１００ａは−αではなく、−α＋ｇ＊ｓｉｎθを検出することになる。
【００７２】
そこで、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａに対して＋ｇ＊ｓｉｎθの加速度に相当する発振制御電圧９０４ａを与えることで、水晶振動子２００ａの発振周波数に対し補正を行う。この補正により、排他的論理和回路４００が生成する位相差信号９１４には重力加速度＋ｇ＊ｓｉｎθの影響が生じなくなる。
【００７３】
ここで、厳密にｓｉｎθの値を求めるには、角速度センサー３０ａの角速度情報信号９００ａをデジタル信号に変換し、予め用意されたテーブルに基づいて演算を行い、その結果から発振制御電圧９０４ａを計算する手法もあり得る。しかし、そのための回路規模が増大するため、現実的には本実施例のようにゲイン調整回路５１０によって実現してよい。
【００７４】
図７は、本実施例に係る速度検出装置１Ａの重力加速度の影響に関するタイミングチャート図である。
【００７５】
本実施例では、速度検出装置１Ａが静止している状態における周波数信号９０６ａと周波数信号９０８ａの位相差が９０°になるように水晶振動子１００ａ及び水晶振動子２００ａをそれぞれ発振させる。これにより、速度検出装置１Ａを搭載した移動体が速度を測定したい方向に対して前進しても後進しても、周波数信号９０６ａと周波数信号９０８ａの位相差を得ることができ、前進方向の速度検知感度と後進方向の速度検知感度の大きさを等しくすることができる。このとき、水晶発振器（ＸＯ）１０ａ側の周波数信号９０６ａと電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａ側の周波数信号９０８ａの周期はそれぞれＴで等しい（図７：０〜ｔ１）。
【００７６】
ここで、加速度検出素子である水晶振動子１００ａが移動体の後進方向にｇ＊ｓｉｎθ（−ｇ＊ｓｉｎθ）の加速度の影響を受けている場合（図７：ｔ１〜ｔ２）に、発振制御電圧９０４ａをＶ１のままに保ち、水晶振動子２００ａの発振周波数に対して補正をしなければ、周波数信号９０８ａの周期はＴのままである。一方、水晶振動子１００ａは加速度検出素子であるので周波数信号９０６ａの周波数は高くなり、周期が短くなる（Ｔ−Δ）。よって、重力加速度の影響で位相差信号９１４に変化が生じている。
【００７７】
また、加速度検出素子である水晶振動子１００ａが移動体の進行方向にｇ＊ｓｉｎθ（＋ｇ＊ｓｉｎθ）の加速度の影響を受けている場合（図７：ｔ２〜ｔ３）に、発振制御電圧９０４ａをＶ１のままに保ち、水晶振動子２００ａの発振周波数に対して補正をしなければ、周波数信号９０８ａの周期はＴのままである。一方、水晶振動子１００ａは加速度検出素子であるので第１の周波数信号９０６ａの周波数は低くなり、周期が長くなる（Ｔ＋Δ）。よって、重力加速度の影響で位相差信号９１４に変化が生じている。
【００７８】
電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａ側は、この周波数変化に追従するように発振制御電圧９０４ａで制御される必要がある。ｔ３〜ｔ４では、加速度検出素子である水晶振動子１００ａが移動体の後進方向にｇ＊ｓｉｎθ（−ｇ＊ｓｉｎθ）の加速度の影響を受けている場合に発振制御電圧９０４ａをＶ２（＞Ｖ１）に調整することで、周波数信号９０６ａに合わせて周波数信号９０８ａの周波数を高くして位相差信号９１４に変化が生じないようにしている。ｔ４〜ｔ５では、加速度検出素子である水晶振動子１００ａが移動体の進行方向にｇ＊ｓｉｎθ（＋ｇ＊ｓｉｎθ）の加速度の影響を受けている場合に発振制御電圧９０４ａをＶ０（＜Ｖ１）に調整することで、周波数信号９０６ａに合わせて周波数信号９０８ａの周波数を低くして位相差信号９１４に変化が生じないようにしている。
【００７９】
図８は、本実施例に係る速度検出装置１Ａの重力加速度の影響を補正した後の速度検出信号９１０ａを示す図である。図８の加速度は、移動体が進行方向に加速した場合を＋（プラス）で、後進方向を−（マイナス）で表現している。ｔ１〜ｔ２の期間の進行方向への加速度αにより、速度検出信号９１０ａの電圧レベルはＶ１からＶ２へと上昇している。その後ｔ２〜ｔ３の区間では、速度検出信号９１０ａはＶ２の電圧レベルを保ち、ｔ３〜ｔ４の期間の進行方向反対側への加速度（−α）により速度検出信号９１０ａの電圧レベルはＶ１へと下降している。
【００８０】
（２．第２実施例）
第２実施例の速度検出装置１Ｂの構成は、後述する一部の構成を除き、図２〜図４に示した第１実施例の速度検出装置１Ａの構成と同様である。ただし、第２実施例においては、水晶振動子１００ａ及び水晶振動子２００ａは、いずれも加速度検出素子である。
【００８１】
本実施例では、図９（Ａ）に示すように、水晶振動子１００ａ及び水晶振動子２００ａは、検出方向が互いに逆方向になるように配置されている。なお、本実施例における水晶振動子１００ａは、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示した構造と同じであるため、図９（Ａ）において、水晶振動子１００ａの各要素に対して図５（Ａ）及び図５（Ｂ）と同じ番号を付しており、その説明を省略する。また、水晶振動子２００ａの構造は水晶振動子１００ａの構造と同じであり、水晶振動子２００ａの各要素２０１〜２０９は、それぞれ水晶振動子１００ａの各要素１０１〜１０９に対応する。
【００８２】
図９（Ｂ）は、速度検出装置１Ｂが加速したときの双音叉振動片１０１、２０１の変化を示している。速度検出装置１Ｂが、カンチレバー１０６の固定端部１０７、連結部１０９、自由端部１０８で作られる軸に対して垂直方向に、かつ、カンチレバー１０６から双音叉振動片１０１へ向かう方向に加速した場合、双音叉振動片１０１の変化は図５（Ｃ）と同じであり、説明を省略する。この場合、加速と反対方向に慣性力Ｆｉが作用するので、カンチレバー２０６の自由端部２０８は加速と反対方向に曲がる。
【００８３】
双音叉振動片２０１はカンチレバー２０６に固着されているため、圧縮力Ｆｓが作用する。双音叉振動片２０１は接続電極（図示せず）を介して発振回路２１０ａと接続されているので、この圧縮力Ｆｓの作用により水晶振動子２００ａの発振周波数が変化する。例えば、速度検出装置１Ｂが加速していないときの水晶振動子２００ａの発振周波数が４０.００ｋＨｚであったとすると、図９（Ｂ）の場合の水晶振動子２００ａの発振周波数は例えば３９．９９ｋＨｚに変化する。
【００８４】
このように、ともに加速度検出素子（双音叉振動子）である水晶振動子１００ａと水晶振動子２００ａを検出方向が互いに逆方向になるように配置すると、互いに発振周波数の変化の方向が逆になる。そのため、第２実施例の速度検出装置１Ｂでは、位相差信号９１４のデューティー比の変化量が第１実施例の速度検出装置１Ａの２倍になることで検出能力が向上し、測定精度を高めることができる。
【００８５】
なお、水晶振動子１００ａ及び水晶振動子２００ａが同じ特性を有する加速度検出素子であることが好ましい。このようにすれば、例えば、温度ドリフトに伴う周波数信号９０６ａと周波数信号９０８ａの位相差の誤差を抑えることができるので、温度変化に対して安定した位相比較を行うことが可能となる。
【００８６】
図１０は第２実施例の速度検出装置１Ｂの構成例を示す図である。なお、図２と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
第２実施例では、第１実施例における水晶発振器（ＸＯ）１０ａが電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂに置き換えられ、ゲイン調整回路５１０は、水晶発振器（ＸＯ）１０ａおよび電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂに発振制御電圧９０４ａを供給するように構成されている。従って、第２実施例によれば、水晶振動子２００ａの発振周波数だけでなく水晶振動子１００ａの発振周波数も調整可能である。ここで、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂに供給される発振制御電圧と電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａに供給される発振制御電圧は別々であってもよいが、本実施例では共通の発振制御電圧９０４ａを用いている。
【００８７】
図１１は本実施例における電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂの構成を示す図である。
【００８８】
図１１に示すように、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂは、水晶振動子１００ａ及び発振回路１１０ｂを含んで構成されている。
【００８９】
本実施例では、水晶振動子２００ａだけでなく水晶振動子１００ａも加速度検出素子として構成されている。そして、発振回路１１０ｂに含まれるキャパシター１１１、１１２、抵抗１１３、１１４、インバーター１１５、バリキャップ１１６、キャパシター１１７により水晶振動子１００ａを発振させる発振ループが形成され、水晶振動子１００ａは加わった加速度に応じた発振周波数で発振する。そして、水晶振動子１００ａの駆動信号すなわちインバーター１１５の出力信号が出力端子１１を介して周波数信号９０６ａとして出力される。ここで、バリキャップ１１６は、アノード端子が抵抗１４を介して入力端子１２と接続され、カソード端子がキャパシター１１１と接続されている。従って、入力端子１２から印加される発振制御電圧９０４ａのレベルに応じてバリキャップ１１６の容量が変動し、その容量の変動に応じて水晶振動子１００ａの発振周波数が変化する。発振制御電圧９０４ａが高いほどバリキャップ１１６の容量は大きくなり、水晶振動子１００ａの発振周波数は低くなる。逆に、発振制御電圧９０４ａが低いほどバリキャップ１１６の容量は小さくなり、水晶振動子１００ａの発振周波数は高くなる。
【００９０】
なお、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂは、図１で説明した第１の発振部１０に対応し、出力端子１１から出力される周波数信号９０６ａは図１における第１の周波数信号９０６に対応する。また、水晶振動子１００ａ及び発振回路１１０ｂは、それぞれ図１で説明した第１の振動子１００及び第１の発振駆動部１１０に対応する。  このように本実施例では、電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂおよび電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａに共通の発振制御電圧９０４ａが印加され、発振制御電圧９０４ａの変化により、水晶振動子２００ａの発振周波数と水晶振動子１００ｂの発振周波数は互いに逆方向に変化する。すなわち、発振制御電圧９０４ａが上昇すると水晶振動子２００ａの発振周波数が上昇するととともに水晶振動子１００ａの発振周波数が下降し、発振制御電圧９０４ａが下降すると水晶振動子２００ａの発振周波数が下降するととともに水晶振動子１００ａの発振周波数が上昇する。
【００９１】
図１２は、本実施例に係る速度検出装置に加わる重力加速度の影響を示す図である。移動体（図示せず）に速度検出装置１Ｂが搭載されており、移動体が勾配のある地面６０を移動するのに伴い速度検出装置１Ｂが検出したい速度方向（水平方向）に対して傾きθを有する様子を示している。なお、図６と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００９２】
図１２の（１）〜（３）は速度検出装置１Ｂの傾きの状態を示す。またそれぞれに対応した図１２下部の略図は、状態（１）〜（３）での速度検出装置１Ｂ（加速度検出素子）に対する重力加速度ｇの影響を示している。
【００９３】
本実施例では、速度検出装置１Ｂは速度を検出したい方向（検出方向）が移動体の進行方向と同一である水晶振動子１００ａと、検出方向がその逆向きである水晶振動子２００ａを有している。図１２では水晶振動子１００ａと水晶振動子２００ａの各々について検出方向と同じ向きに加速度を受けた場合を＋（プラス）で、反対方向の場合を−（マイナス）で表現している。
【００９４】
図１２の状態（１）は移動体の進行方向が水平方向であり、重力加速度の影響は受けない場合を示している。この場合には補正は不要である。
【００９５】
ところが、移動体が上り坂を登る状態（２）では、水晶振動子１００ａについては検出方向と反対方向に重力加速度ｇの影響を受けることになり（−ｇ＊ｓｉｎθ）、水晶振動子２００ａについては検出方向に重力加速度ｇの影響を受けることになる（＋ｇ＊ｓｉｎθ）。
【００９６】
逆に、移動体が下り坂を降る状態（３）では、水晶振動子１００ａについては検出方向に重力加速度ｇの影響を受けることになり（＋ｇ＊ｓｉｎθ）、水晶振動子２００ａについては検出方向と反対方向に重力加速度ｇの影響を受けることになる（−ｇ＊ｓｉｎθ）。
【００９７】
前記の通り、本実施例ではゲイン調整回路５１０が＋ｇ＊ｓｉｎθ又は−ｇ＊ｓｉｎθに応じた発振制御電圧９０４ａを電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂおよび電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ａに供給し、水晶振動子１００ａおよび水晶振動子２００ａの発振周波数を調整することで、重力加速度ｇの影響を補正する。
【００９８】
図１３は、本実施例に係る速度検出装置１Ｂの重力加速度の影響を補正した後の速度検出信号９１０ａを示す図である。なお、図８と同じ構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００９９】
図１３の加速度は、速度検出装置１Ｂを搭載した移動体の加速度を示す。図１３の例では、区間ｔ１〜ｔ２での加速度は第１実施例の場合（図８）と比較して半分のα／２である。しかし、相対する検出方向を持つように対向して配置された水晶振動子１００ａ及び水晶振動子２００ａにより、排他的論理和回路４００が生成する位相差信号９１４の波形は第１実施例の場合（加速度α）と変わらない。つまり第１実施例に比べて検出感度が２倍になっていることを意味する。本実施例においても、区間ｔ１〜ｔ２では、速度検出信号９１０ａの電圧レベルはＶ１からＶ３へ上昇し、その後ｔ２〜ｔ３の区間では、速度検出信号９１０ａはＶ３の電圧レベルを保ち、ｔ３〜ｔ４の区間では、速度検出信号９１０ａの電圧レベルはＶ１へと下降しており、移動体の速度を正しく検出できる。
【０１００】
（３．第３実施例）
第３実施例の速度検出装置１Ｃの構成は、後述する一部の構成を除き、図９〜図１３に示した第２実施例の速度検出装置１Ｂの構成と同様である。
【０１０１】
本実施例では、図１４に示すように、第１の発振部１０は電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）１０ｂからの周波数信号９０６ａを所定の分周比で分周する分周器９０６ｂを含み、周波数信号９０６ｃを出力する。周波数信号９０６ｃは図１における第１の周波数信号９０６に対応する。また、第３実施例の周波数信号９０６ｃは第２実施例の周波数信号９０６ａに対応する。
【０１０２】
同様に、第２の発振部２０は電圧制御水晶発振器（ＶＣＸＯ）２０ｂからの周波数信号９０８ａを所定の分周比で分周する分周器９０８ｂを含み、周波数信号９０８ｃを出力する。周波数信号９０８ｃは図１における第１の周波数信号９０８に対応する。また、第３実施例の周波数信号９０８ｃは第２実施例の周波数信号９０８ａに対応する。
【０１０３】
加速度検出素子に加速度が加わっていない状態において第１の周波数信号と第２の周波数信号との位相差を所定の値に設定したい場合に、分周器９０６ｂおよび分周器９０８ｂによって調整が容易になる。
【０１０４】
速度検出装置１Ｃにおいては、第１の発振部１０から出力される周波数信号９０６ｃと第２の発振部２０から出力される周波数信号９０８ｃとの位相差が０°〜＋１８０°の範囲に収まることが必要である。そして、速度検出装置１Ｃを搭載した移動体が移動を開始する前に周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとの位相差を９０°に設定することが望ましい。移動体が速度を測定したい方向に対して前進しても後進しても、周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとの位相差を得ることができ、前進方向の速度検知感度と後進方向の速度検知感度の大きさを等しくすることができるようにするためである。
【０１０５】
本実施例では、分周器９０６ｂおよび分周器９０８ｂを用いて加速度の検出感度を意図的に抑制することができる。つまり、移動体の加速度の変化が大きく周波数信号９０６ａと周波数信号９０８ａとの位相差が０°〜＋１８０°の範囲に収まらない場合でも、分周後の周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとの位相差の変化を、前記所定の分周比を調整することによって緩やかにすることが可能である。そのため、適当な分周比を与えることによって、周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとの位相差が０°〜＋１８０°の範囲に収まるようにできる。
【０１０６】
また、本実施例では、分周器９０６ｂおよび分周器９０８ｂはプリセット分周器である。例えば１／２５６のプリセット分周器を用いれば位相を２５６段階で調整でき、所望の位相差を容易に得ることができる。これにより、移動体の移動前に周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとの位相差を９０°に設定することが容易にできる。
【０１０７】
図１５は本実施形態に係る分周器による位相調整を示すタイミングチャート図である。図１４において図示していないが、本実施例では第２の発振部２０は分周器９０８ｂと共に、位相調整用カウンタと位相調整用レジスタを含む。位相調整用カウンタは例えば周波数信号９０８ａをクロックとして動作する８ビットのアップカウンタであり、位相調整用レジスタは例えば周波数信号９０８ｃの波形の立ち上がりエッジのタイミングを前記位相調整用カウンタのカウント値で指定するレジスタである。図１５の例では２５６段階で調整が可能である。
【０１０８】
図１５では、周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃとは当初ほぼ同位相であるが、位相調整用レジスタに値６４を指定した後は、周波数信号９０６ｃから約９０°位相が遅れた周波数信号９０８ｃを得られる。なお、位相調整用レジスタの設定値は位相調整用カウンタのカウント値の範囲内で自由に設定が可能である（例えば、図１４で０〜２５５の範囲で６４以外の値をセットしてもよい）。このように、分周器９０６ｂおよび分周器９０８ｂによって、周波数信号９０６ｃと周波数信号９０８ｃの位相の調整が容易になる。
【０１０９】
また、図１５の例では周波数信号９０８ｃの位相を移動させていたが、周波数信号９０６ｃの方を移動させてもよい。すなわち、第１の発振部１０は分周器９０６ｂと共に、位相調整用カウンタと位相調整用レジスタを含んでいてもよい。そして、より柔軟な設定を可能にするために、第１の発振部１０も第２の発振部２０もそれぞれ位相調整用カウンタと位相調整用レジスタを含む構成であってもよい。
【０１１０】
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。
【０１１１】
例えば、第２実施例の構成において、水晶振動子１００ａを加速度検出素子でなく共振周波数が一定の発振子に置き換えた構成にしてもよい。
【０１１２】
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、方法および結果が同一の構成、あるいは目的およ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】
【０１１３】
１…物理量検出装置、１Ａ・１Ｂ・１Ｃ…速度検出装置、１０…第１の発振部、１０ａ…水晶発振器、１０ｂ…電圧制御水晶発振器、１１…出力端子、１２…入力端子、１４…抵抗、２０…第２の発振部、２０ａ…電圧制御水晶発振器、２１…出力端子、２２…入力端子、２４…抵抗、３０…角速度検出部、３０ａ…角速度センサー、３４…キャリブレーション入力端子、３６・３８…オフセット調整端子、４０…物理量検出部、５０…発振制御部、６０…地面、１００…第１の振動子、１００ａ…水晶振動子、１０１…双音叉振動片、１０２・１０３…基部、１０４・１０５…振動腕、１０６…カンチレバー、１０７…固定端部、１０８…自由端部、１０９…連結部、１１０…第１の発振駆動部、１１０ａ・１１０ｂ…発振回路、１１１・１１２…キャパシター、１１３・１１４…抵抗、１１５…インバーター、１１６…バリキャップ、１１７…キャパシター、２００…第２の振動子、２００ａ…水晶振動子、２０１…双音叉振動片、２０２・２０３…基部、２０４・２０５…振動腕、２０６…カンチレバー、２０７…固定端部、２０８…自由端部、２０９…連結部、２１０…第２の発振駆動部、２１０ａ…発振回路、２１１・２１２…キャパシター、２１３・２１４…抵抗、２１５…インバーター、２１６…バリキャップ、４００…排他的論理和回路、４１０…低域通過フィルター、５００…積分器、５０２…オペアンプ、５０４…抵抗、５０６…キャパシター、５０８…アナログスイッチ、５１０…ゲイン調整回路、５１２…オペアンプ、５１４・５１６…抵抗、９００…角速度情報信号、９００ａ…角速度検出信号、９０２・９０４・９０４ａ…発振制御電圧、９０６…第１の周波数信号、９０６ａ…周波数信号、９０６ｂ…分周器、９０６ｃ…周波数信号、９０８…第２の周波数信号、９０８ａ…周波数信号、９０８ｂ…分周器、９０８ｃ…周波数信号、９１０…物理量検出信号、９１０ａ…速度検出信号、９１２…角度情報信号、９１４…位相差信号
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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