(57)【要約】【課題】ダイナミックレンジを確保し、検出分解能を可能な限り向上させ、ハイパスフィルタの時定数の影響を受けない振動検出装置を提供する。【解決手段】振動ジャイロ２１の振動検出信号Ｖｏは、ローパスフィルタ回路２２、加算器及び増幅器からなる回路２３を通じＭＣＵ２５に入力する。ＭＣＵ２５は、回路２３の出力信号Ｖｏｕｔが所定レベル範囲を越えているか及び基準レベルに対して偏っているか判断する。所定レベル範囲を越えているとき又は基準レベルに対して偏っているときには、操作信号発生部２５ｂの操作信号Ｓに基づいて、Ｄ／Ａ変換器２７は、出力信号レベル可変出力部２７ａにより可変した出力信号ＶＤＡを出力する。回路２３は、この出力信号ＶＤＡ及び振動検出信号Ｖｏに基づいて、出力信号Ｖｏｕｔを所定レベル範囲内及び基準レベルに調整する。【選択図】図４
2006313385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動を検出し、振動検出信号を出力する振動検出部と、
少なくとも第１及び第２の出力信号を発生する出力信号発生部と、
前記第１及び／又は前記第２の出力信号並びに前記振動検出信号に基づいて、所定の演算をし、演算出力信号を発生する演算部と、
前記演算出力信号に基づいて、前記出力信号発生部を制御する制御部と、
前記出力信号発生部を制御するための操作信号を発生する操作信号発生部とを含み、
前記出力信号発生部は、前記操作信号に基づいて、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変する出力信号レベル可変部を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の振動検出装置において、
前記出力信号発生部は、少なくとも第１及び第２の出力信号発生部を備え、
前記操作信号発生部は、前記第１及び前記第２の出力信号発生部を制御するための第１及び第２の操作信号を発生し、
前記出力信号レベル可変部は、前記第１の操作信号に基づいて、前記第１の出力信号のレベルを可変する第１の出力信号レベル可変部と、前記第２の操作信号に基づいて、前記第２の出力信号のレベルを可変する第２の出力信号レベル可変部とを備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、前記演算出力信号が所定範囲を越えるか否かを判定し、前記演算出力信号が所定範囲を越えるときには、前記操作信号発生部に前記操作信号を発生させ、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変することによって、前記演算出力信号を前記所定範囲内に調整すること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、調整動作の前後における前記演算出力信号に基づいて、この演算出力信号を補正する補正部を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、前記演算出力信号が所定範囲を越えるか否かを判断し、
前記操作信号発生部は、前記演算出力信号が前記所定範囲を越えるときに、前記操作信号を発生し、
前記出力信号レベル可変部は、前記操作信号に基づいて、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを所定レベルだけ可変し、
前記制御部は、前記演算出力信号を前記所定範囲内に調整すること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、調整動作の前又は後における前記演算出力信号及び前記所定レベルに基づいて、この演算出力信号を補正する補正部を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項７】
請求項５に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、調整動作の前と後における前記演算出力信号に基づいて、この演算出力信号を補正する補正部を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、前記演算出力信号が所定基準レベルに対して偏っているか否かを判断し、
前記操作信号発生部は、前記演算出力信号が前記所定基準レベルに対して偏っているときに、前記操作信号を発生し、
前記制御部は、前記演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に調整すること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、
少なくとも前記振動検出部に電源を供給する電源供給部を備え、
前記制御部は、前記電源供給部による前記振動検出部への電源の供給の開始に応じて、前記操作信号発生部に操作信号を発生させ、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変することによって、前記演算出力信号を所定基準レベル又はその近傍に調整すること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９に記載の振動検出装置において、
前記制御部は、前記第１の出力信号に基づいて、前記演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に粗調整し、前記第２の出力信号に基づいて、この演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に微調整すること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、
前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを加算する加算器を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、
前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを加算し、さらに増幅する加算増幅器を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、
前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを減算する減算器を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、
前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを減算し、さらに増幅する減算増幅器を備えること、
を特徴とする振動検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ又はビデオムービーなどの撮像装置などにおける振動又はブレを検出する振動検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の振動検出装置の例としては、加速度センサ又は角速度センサなどを用いて、装置に生じた加速度又は角速度を検出するものが知られている。一般的に、このような加速度センサ又は角速度センサ自体は、与えた振動に対して微少な電圧しか出力されないために、センサの外部に適当な増幅器を用いて必要な電圧を出力するような構成をとっていた。
しかし、こうした振動を検出するセンサ、特に、カメラなどにおいて一般的に使用されている圧電型振動ジャイロなどは、電源投入直後の数１０から数１００ｍｓ間において極めて不安定な出力をし、低周波の出力ドリフトが電源投入後も発生する。また、振動を与えないときの電圧（以下、静止時出力電圧という）は、一定値とは限らず、振動ジャイロ個々のバラツキ又は使用環境の変化、特に、使用温度により極めて大きく変化する。このような電源投入時の出力変動などは、加速度又は角速度により本来検出すべき振動に対する出力信号のレベルに比べて無視できないくらい大きく、場合によっては極端に大きいこともあった。
【０００３】
従来より、電源投入時の出力変動などの影響を極力抑える振動検出装置として、例えば、特開平７−２１８９５３号公報に開示された振動検出回路が知られている。この振動検出回路は、角速度センサと、検出しようとする振動の周波数に対して許容できる低い周波数以下をこの角速度センサの出力からカットするハイパスフィルタと、このハイパスフィルタを通過した信号を増幅する増幅部などから構成されている。
【０００４】
図２０は、従来の振動検出装置における振動検出回路を示す回路図である。
振動ジャイロ１は、振動により装置に生じた角速度を圧電素子により検出している。回路２は、振動ジャイロ１の出力から高域周波数成分を除去するための３次のローパスフィルタ回路である。回路３は、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により、振動によらない低域周波数成分を除去するハイパスフィルタを構成するとともに、演算増幅器ＯＰ２及び抵抗Ｒ６，Ｒ７などにより、回路２の出力信号を非反転増幅する増幅回路である。コンデンサＣ４、抵抗Ｒ４で決定される低周波のカットオフ周波数は、装置に生ずる振動に対し影響がないように、検出しようとする振動周波数に対して十分低周波にする必要がある。このために、カットオフ周波数は、具体的数値の例として０．１Ｈｚ程度に設定されている。
【０００５】
ＳＷ１は、オン動作状態において、カットオフ周波数を高域側にシフトさせるとともに、電源投入時に所定時間オン動作し、振動ジャイロ１の電源投入時の出力変動により、出力信号Ｖｏｕｔに影響が生じるのを極力抑えるアナログスイッチである。ＳＷ１がオフ状態のときには、低周波カットオフの周波数は、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により決定される。電源回路４は、振動ジャイロ１及び回路２，３に安定した電源を供給している。ワンチップコンピュータ（以下、ＭＣＵという）５は、内蔵するＡ／Ｄ変換器５ａにより回路３からの出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化し、装置に生じた振動を認識するとともに、制御信号発生部５ｄの制御信号ＰＣにより、電源回路４の動作を制御する。また、ＭＣＵ５は、操作信号発生部５ｂの操作信号ＳＳＷにより、アナログＳＷ１のオン動作とオフ動作とを制御する。
【０００６】
また、特開平７−２５３６０４号公報及び特開平８−８２８２０号公報に開示された振動検出装置では、振動ジャイロの出力と基準電圧とが差動増幅部により差動増幅され、その出力から装置に生じた振動が検出される。電源投入時の振動ジャイロの出力ドリフトや、静止時出力電圧の振動ジャイロ個々のばらつきなどの影響は、基準電圧を変更して差動増幅した出力をその出力ダイナミックレンジ内におさめることにより解消している。
【特許文献１】特開平７−２１８９５３号公報
【特許文献２】特開平７−２５３６０４号公報
【特許文献３】特開平８−８２８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の振動検出装置には、第１に、検出しようとする振動のダイナミックレンジと検出分解能に関する問題があった。
例えば、ブレ補正機能を有する銀塩カメラによりブレ振動による角速度を検出する場合において、静止被写体を通常に撮影するときには、ブレ角速度の最大値は、個人差はあるものの概略２０から３０°／ｓｅｃ程度である。一方、カメラをパンニングしたときや流し撮りをしたとき又は高速度で移動する被写体を撮影するときには、静止被写体を撮影するときに比較して非常に大きな角速度、例えば５０°／ｓｅｃを越えるような角速度が発生する。このような静止被写体以外を撮影する場合に起こりうる角速度まで考慮に入れたときには、角速度５０°／ｓｅｃ以上のダイナミックレンジを確保する必要がある。
【０００８】
ブレ補正機能を有する銀塩カメラ又はビデオムービーなどでは、図２０に示すように、検出された出力信号ＶｏｕｔがＡ／Ｄ変換器５ａを用いてディジタル値に量子化され、量子化されたブレ信号を用いて一般的にブレが補正される。この場合、Ａ／Ｄ変換器５ａの量子化単位は有限であるために、振動ジャイロ１の出力を増幅する増幅率を大きく設定し、量子化１ビット当たりの分解能を上げる必要がある。このために、演算増幅器ＯＰ２の出力に含まれるノイズと検出すべき信号との比（Ｓ／Ｎ）の向上という観点から、演算増幅器ＯＰ２及び抵抗Ｒ６，Ｒ７などで構成される増幅回路の利得は、大きく設定する必要がある。しかし、演算増幅器ＯＰ２の出力レンジには限界があるために、量子化１ビット当たりの分解能を向上しようとすると、検出できる角速度のダイナミックレンジは、逆に減少してしまう。このように、検出すべき振動のダイナミックレンジを優先したときには、量子化１ビット当たりの分解能又はＳ／Ｎは、悪化し、量子化１ビット当たりの分解能又はＳ／Ｎを優先したときには、検出可能な振動のダイナミックレンジは、狭くなるという問題があった。
【０００９】
第２に、ハイパスフィルタの時定数に起因する問題があった。
振動検出装置を構成するハイパスフィルタのカットオフ周波数は、検出すべき振動の周波数帯域に対して十分低い周波数としなければならない。例えば、銀塩カメラ又はビデオムービーを使用したときには、ブレ振動の周波数帯域は、１Ｈｚから１５Ｈｚ程度が支配的と言われている。この場合、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により決定されるハイパスフィルタのカットオフ周波数は、例えば０．１Ｈｚ程度に低く抑えなければならない。このために、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により決定される時定数は、非常に大きくなり、出力信号Ｖｏｕｔが安定するまでの時間は、結果的に、無視できないほど必要となる。特開平７−２１８９５３号公報に記載された振動検出装置は、振動ジャイロ１の出力が電源投入時において不安定な振る舞いをする。このために、この振動検出装置は、出力信号Ｖｏｕｔの安定性を確保する必要から、図２０に示すアナログスイッチＳＷ１をオン動作していた。
【００１０】
図２１は、従来の振動検出装置に電源が投入されたときのタイミングチャートである。
タイミングｔ０において、図２１に示す制御信号ＰＣをＨｉｇｈとすることにより、電源回路４が動作し、振動ジャイロ１、回路２，３に電源ラインＶｄｄを通じて電源が供給される。タイミングｔ１からｔ２までにおいて、操作信号ＳＳＷをＨｉｇｈとすることにより、振動ジャイロ１の電源投入時の大きな出力変動の影響は、アナログスイッチＳＷ１がオン動作することにより抑えられる。タイミングｔ２において、操作信号ＳＳＷをＬｏｗにした後に振動ジャイロ１により検出された信号は、演算増幅部ＯＰ２などから構成される増幅器により増幅され、ほぼ装置に加えた振動に応じた信号が出力信号Ｖｏｕｔとして出力される。
【００１１】
例えば、図２１に示すような振動（正弦波状の角速度振動）が装置に加わり、タイミングｔ２においてアナログスイッチＳＷ１がオフ動作すると、出力信号Ｖｏｕｔは、タイミングｔ２における角速度をほぼ０Ｖとして出力が開始される。つまり、角速度がゼロのときに、出力信号Ｖｏｕｔが０Ｖとなるような波形として出力されるのではなく、図２１に示すように、振幅が上側に偏った波形が出力される。このために、振動ジャイロ１に与えられた振動角速度に対し、ある誤差だけオフセットがかけられた信号が出力され、この誤差（以下、オフセット誤差という）は、一定値ではなく時間と共に変化する。時定数は、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により決定されるために、出力信号Ｖｏｕｔの振幅の中心は、０Ｖに近づいて行く。このために、振動が印加された状態で装置が使用されると、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４により決定される時定数に起因し、出力信号Ｖｏｕｔには、振動検出誤差が生ずる。その結果、正確な角速度を検出するためには、電源投入時からオフセット誤差が許容できる量になるまで待つ必要があった。また、このオフセット誤差が無視できるまでの時間は、このような振動検出装置を応用する分野、特に、銀塩カメラなどにおいて、許容できない時間であった。
【００１２】
特開平７−２１８９５３号公報では、オフセット誤差を低減するために、出力信号Ｖｏｕｔの振幅のほぼ中心において、タイミングｔ３からｔ４までアナログスイッチＳＷ１を再度オン動作し、０Ｖ近辺の振幅に補正している。しかし、オフセット誤差を低減するための以上の操作は、全ての振動波形に対して有効ではなく、オフセット誤差は、必ず生じていた。
【００１３】
また、特開平７−２５３６０４号公報及び特開平８−８２８２０号公報による振動検出装置では、基準電圧と振動ジャイロの出力とを差動増幅するために、基準電圧の変化は、差動増幅器により増幅されてしまう。差動増幅部は、一般的に、微小な出力を有する振動ジャイロの出力を必要な振動検出分解能を得るだけの増幅率に設定する。このために、基準電圧の微小な変動は、差動増幅部により、この増幅率分増幅されて出力されてしまう。また、特開平７−２５３６０４号公報による振動検出装置では、電源投入時の振動ジャイロの出力ドリフトや、振動ジャイロ個々の静止時出力電圧のばらつきなどの影響を抑えるために、基準電圧を変更して差動増幅した出力をその出力ダイナミックレンジ内に収めるように動作している。その結果、基準電圧を変更する刻み量である基準電圧の変更分解能は、高分解能なものがある程度必要となり、基準電圧の回路設計は、非常に難しくなり、コストアップにもつながる。
【００１４】
本発明の課題は、第１に、ダイナミックレンジを確保しつつ、検出分解能を可能な限り向上させることができ、第２に、ハイパスフィルタの時定数に起因するオフセット誤差を低減することができ、第３に、基準電圧の回路設計を容易にすることができ、コストダウンを図ることができる振動検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。
請求項１の発明は、振動を検出し、振動検出信号（Ｖｏ）を出力する振動検出部（６１）と、少なくとも第１（Ｖｄａ０）及び第２の出力信号（Ｖｄａ１）を発生する出力信号発生部（６７）と、前記第１及び／又は前記第２の出力信号並びに前記振動検出信号に基づいて、所定の演算をし、演算出力信号（Ｖｏｕｔ）を発生する演算部（６３）と、前記演算出力信号に基づいて、前記出力信号発生部を制御する制御部（６５）と、前記出力信号発生部を制御するための操作信号（Ｓ０，Ｓ１）を発生する操作信号発生部（６５ｂ）とを含み、前記出力信号発生部は、前記操作信号に基づいて、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変（Ｓ２２０９，Ｓ２２１０，Ｓ２２１７，Ｓ２２１８，Ｓ２３０３）する出力信号レベル可変部（６７０ａ，６７０ｂ）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項２の発明は、請求項１に記載の振動検出装置において、前記出力信号発生部は、少なくとも第１（６７ａ）及び第２の出力信号発生部（６７ｂ）を備え、前記操作信号発生部は、前記第１及び前記第２の出力信号発生部を制御するための第１（Ｓ０）及び第２の操作信号（Ｓ１）を発生し、前記出力信号レベル可変部は、前記第１の操作信号に基づいて、前記第１の出力信号のレベルを可変する第１の出力信号レベル可変部（６７０ａ）と、前記第２の操作信号に基づいて、前記第２の出力信号のレベルを可変する第２の出力信号レベル可変部（６７０ｂ）とを備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、前記制御部は、前記演算出力信号が所定範囲（Ｈ，Ｌ）を越えるか否かを判定（Ｓ２３０２）し、前記演算出力信号が所定範囲を越えるときには、前記操作信号発生部に前記操作信号を発生（Ｓ２３０３）させ、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変（Ｓ２３０３）することによって、前記演算出力信号を前記所定範囲内に調整することを特徴としている振動検出装置である。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、前記制御部は、調整動作の前後（ｔ４１，ｔ４２，ｔ４３，ｔ４４）における前記演算出力信号（Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ）に基づいて、この演算出力信号を補正（Ｓ２３０８）する補正部（６５ｃ）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、前記制御部は、前記演算出力信号が所定範囲を越えるか否かを判断（Ｓ２３０２）し、前記操作信号発生部は、前記演算出力信号が前記所定範囲を越えるときに、前記操作信号を発生（Ｓ２３０３）し、前記出力信号レベル可変部は、前記操作信号に基づいて、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを所定レベル（Ｃ，−Ｃ'）だけ可変（Ｓ２３０３）し、前記制御部は、前記演算出力信号を前記所定範囲内に調整することを特徴としている振動検出装置である。
請求項６の発明は、請求項５に記載の振動検出装置において、前記制御部は、調整動作の前（ｔ４１，ｔ４３）又は後（ｔ４２，ｔ４４）における前記演算出力信号及び前記所定レベルに基づいて、この演算出力信号を補正（Ｓ２３０８）する補正部（６５ｃ）を備えることを特徴としている振動検出装置である。
請求項７の発明は、請求項５に記載の振動検出装置において、前記制御部は、調整動作の前（ｔ４１，ｔ４３）と後（ｔ４２，ｔ４４）における前記演算出力信号に基づいて、この演算出力信号を補正（Ｓ２３０８）する補正部（６５ｃ）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、前記制御部は、前記演算出力信号が所定基準レベル（２．０Ｖ）に対して偏っているか否かを判断（Ｓ２２０８，Ｓ２２１６）し、前記操作信号発生部は、前記演算出力信号が前記所定基準レベルに対して偏っているときに、前記操作信号を発生（Ｓ２２０９，Ｓ２２１０，Ｓ２２１７，Ｓ２２１８）し、前記制御部は、前記演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に調整することを特徴とする振動検出装置である。
請求項９の発明は、請求項１又は請求項２に記載の振動検出装置において、少なくとも前記振動検出部に電源を供給する電源供給部（６４）を備え、前記制御部は、前記電源供給部による前記振動検出部への電源の供給の開始（Ｓ２２０１）に応じて、前記操作信号発生部に操作信号を発生（ｔ３２〜ｔ３５）させ、前記第１及び／又は前記第２の出力信号のレベルを可変することによって、前記演算出力信号を所定基準レベル又はその近傍に調整することを特徴とする振動検出装置である。
請求項１０の発明は、請求項８又は請求項９に記載の振動検出装置において、前記制御部は、前記第１の出力信号に基づいて、前記演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に粗調整（Ｓ２２０３，Ｓ２２０９，Ｓ２２１０）し、前記第２の出力信号に基づいて、この演算出力信号を前記所定基準レベル又はその近傍に微調整（Ｓ２２１７，Ｓ２２１８）することを特徴とする振動検出装置である。
請求項１１の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを加算する加算器（ＯＰ２２，Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５，ＯＰ４２，Ｒ４３，Ｒ４４，Ｒ４５，ＯＰ６２，Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６，ＯＰ８２，Ｒ８３，Ｒ８４，Ｒ１８０〜Ｒ１８Ｎ）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項１２の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを加算し、さらに増幅する加算増幅器（２３，４３，６３，８３）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
請求項１３の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを減算する減算器（ＯＰ３２，Ｒ３３，Ｒ３４，Ｒ３５，Ｒ３６，ＯＰ５２，Ｒ５３，Ｒ５４，Ｒ５５，Ｒ５６，ＯＰ７２，Ｒ７３，Ｒ７４，Ｒ１７０，Ｒ１７１）を備えることを特徴としている振動検出装置である。
請求項１４の発明は、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の振動検出装置において、前記演算部は、前記出力信号発生部の出力信号と前記振動検出信号とを減算し、さらに増幅する減算増幅器（３３，５３，７３）を備えることを特徴とする振動検出装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、演算出力信号が所定範囲を越えるときには、この演算出力信号を所定範囲内に引き戻しているので、所定範囲を越える演算出力信号を検出することができるとともに、検出分解能を向上することができる。
また、この演算出力信号を補正することで、所定範囲を越える演算出力信号をリアルタイムに検出することができる。
さらに、この演算出力信号を所定基準レベル又はその近傍に、時定数の影響を受けずに調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
【００１８】
（第１実施形態）
なお、以下の説明において、従来の技術において説明した回路と同一の回路は、対応する符号を付して説明し、その部分の詳細な説明については省略する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
本発明の第１実施形態における振動検出回路は、図２０に示す従来の振動検出回路と回路配置が同一である。本発明の第１実施形態におけるＭＣＵ１５は、増幅回路１３からの演算出力信号Ｖｏｕｔが所定範囲内にあるか否かを判断しており、演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化するＡ／Ｄ変換器１５ａと、操作信号ＳＳＷを発生する操作信号発生部１５ｂと、演算出力信号Ｖｏｕｔを補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'に補正する補正部１５ｃと、制御信号ＰＣを発生する制御信号発生部１５ｄとを備えている。
【００１９】
つぎに、ＭＣＵ１５の動作を中心にして、本発明の第１実施形態に係る振動検出装置の動作を説明する。
図２は、本発明の第１実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときの動作を説明するためのフローチャートである。図３は、本発明の第１実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。なお、図２は、出力レンジを越える振動が振動検出装置に印加されたときの動作をＭＣＵ１５に組み込まれているプログラムから抜き出して示したものである。
ステップ（以下、Ｓとする）１００において、ＭＣＵ１５は、振動検出割り込み処理（インターバル割り込み）を開始する。ＭＣＵ１５は、制御信号発生部１５ｄに制御信号ＰＣの出力を指示し、電源回路１４は、振動ジャイロ１１、回路１２及び回路１３に電源を投入する。ＭＣＵ１５は、演算出力信号（出力電圧）Ｖｏｕｔが安定した状態において、振動検出割り込み処理を開始する。本発明の実施形態では、振動検出割り込み処理は、ＭＣＵ１５に内蔵されたタイマ機能を用いて所定時間毎、例えば、１ｍｓ間隔にて繰り返し行われるインターバル割り込み処理である。なお、後述するオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔは、初期値として予めゼロに設定されている。
【００２０】
Ｓ１０１において、ＭＣＵ１５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、この演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ１に設定する。ＭＣＵ１５は、内蔵されたＡ／Ｄ変換器１５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化し、この演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ結果をモニタ値Ｖ１とする。
【００２１】
Ｓ１０２において、ＭＣＵ１５は、モニタ値Ｖ１がレベルＬからレベルＨまでの範囲内にあるか否かを判断する。ＭＣＵ１５は、演算出力信号Ｖｏｕｔの出力ダイナミックレンジ（飽和レベルの範囲）内におけるレベルＬからレベルＨまでの範囲をモニタ値Ｖ１が越えているか否かを判断する。レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１があるとＭＣＵ１５が判断したときには、Ｓ１０５に進み、レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１がないとＭＣＵ１５が判断したときには、Ｓ１０３に進む。
【００２２】
Ｓ１０５において、ＭＣＵ１５はモニタ値Ｖ１をモニタ値Ｖ２に設定する。
【００２３】
Ｓ１０３において、ＭＣＵ１５は、アナログスイッチＳＷ１１を所定時間オン動作させる。ＭＣＵ１５は、図３に示すように、演算出力信号Ｖｏｕｔが飽和する直前（飽和レベルよりも幾分低めに設定されたレベルＨ（飽和レベルよりも幾分高めに設定されたレベルＬ））を越えたタイミングｔ５（ｔ９）において、操作信号発生部１５ｂに操作信号ＳＳＷの発生を指示する。操作信号ＳＳＷは、タイミングｔ５（ｔ９）からタイミングｔ６（ｔ１０）までＨｉｇｈとなり、アナログスイッチＳＷ１１は、タイミングｔ５（ｔ９）からタイミングｔ６（ｔ１０）までオン動作を維持する。その結果、回路１２からの出力信号の一部は、アナログスイッチＳＷ１１及び抵抗Ｒ１５，Ｒ１６を通じて演算増幅器ＯＰ１２の負側に入力し、演算出力信号Ｖｏｕｔは、０Ｖ又はその近辺まで引き戻され、初期化処理がなされる。
【００２４】
Ｓ１０４において、ＭＣＵ１５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、この演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ２に設定する。ＭＣＵ１５は、内蔵されたＡ／Ｄ変換器１５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔを再度ディジタル化し、この演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ結果をモニタ値Ｖ２とする。
【００２５】
Ｓ１０６において、ＭＣＵ１５は、モニタ値Ｖ１とモニタ値Ｖ２との変化量（Ｖ１−Ｖ２）に現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを設定する。ＭＣＵ１５は、アナログスイッチＳＷ１１のオン動作を維持している間における演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量を演算する。ＭＣＵ１５は、アナログスイッチＳＷ１１がオン動作する直前における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧値Ａ（Ｃ）と、アナログスイッチＳＷ１１がオフ動作した直後における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧値Ｂ（Ｄ）とをモニタする。ＭＣＵ１５は、アナログスイッチＳＷ１１がオン動作を維持している間の電圧差Ａ−Ｂ（Ｃ−Ｄ）を演算し、現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにこの変化量Ａ−Ｂ（Ｃ−Ｄ）を加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを算出する。
【００２６】
Ｓ１０７において、ＭＣＵ１５は、改めて算出したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにモニタ値Ｖ２を加算し補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'とする。ＭＣＵ１５は、Ｓ１０６において算出したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔに、設定したモニタ値Ｖ２を加算する。補正部１５ｃは、タイミングｔ５（ｔ９）からタイミングｔ６（ｔ１０）までの演算出力信号Ｖｏｕｔをつなぎ合わせ、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出結果とする。そして、Ｓ１０９において、ＭＣＵ１５は、本実施形態の振動検出割り込み処理を終了する。
なお、以上の説明において、演算出力信号ＶｏｕｔがレベルＬを下回ったときの動作については、かっこを付して説明している。
【００２７】
本発明の第１実施形態では、出力ダイナミックレンジを越える直前に、レベルＬ及びレベルＨが設定されており、このレベルＬからレベルＨまでの範囲を演算出力信号Ｖｏｕｔが越えるときに、アナログスイッチＳＷ１１がオン動作する。このために、演算出力信号Ｖｏｕｔは、０Ｖ側に引き戻され、ＭＣＵ１５は、アナログスイッチＳＷ１１がオン動作される前後における演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値から補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出する。その結果、出力ダイナミックレンジが有限である図１に示す回路１３に、この出力ダイナミックレンジを大きく越える振動が印加しても、その振動をほぼリアルタイムに検出することができる。また、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'の振動検出分解能及びＳ／Ｎを維持することができる。さらに、検出可能な振動のダイナミックレンジが拡大されるために、図１に示す回路１３の増幅率を上げることができ、検出分解能及びＳ／Ｎを向上させることができる。
【００２８】
本発明の第１実施形態では、タイミングｔ５からタイミングｔ６までにおいて演算出力信号Ｖｏｕｔを内側（０Ｖ方向）へ引き戻している。この場合において、さらに大きな振動がその後に印加した場合であって、再度上側の出力ダイナミックレンジを越えたときには、タイミングｔ５からタイミングｔ６までの操作と同様の操作が繰り返される。その結果、従来の振動検出装置に比べて数倍又はそれを越えるような大きな振動を検出することができる。
【００２９】
本発明の第１実施形態では、図３に示すように、タイミングｔ５（ｔ９）からタイミングｔ６（ｔ１０）までの間における演算出力信号Ｖｏｕｔの変化により、検出された補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'の実線と点線との差に相当する若干の誤差が生じている。図１に示すコンデンサＣ１４、抵抗Ｒ１４、抵抗Ｒ１５及びアナログスイッチＳＷ１１は、適当な定数により構成することができるために、アナログスイッチＳＷ１１のオン動作時における演算出力信号Ｖｏｕｔを高速に応答させることができる。これにより、タイミングｔ５（ｔ９）からタイミングｔ６（ｔ１０）までの間隔を短くすることができ、検出すべき振動の時間的変化量に対して無視できるように、この誤差を許容範囲内にすることができる。また、図３に示すように、タイミングｔ６（ｔ１０）において、演算出力信号Ｖｏｕｔは、ほぼ０Ｖまで引き戻されているが、これは正確に０Ｖでなくてもよい。本発明の第１実施形態では、アナログスイッチＳＷ１１がオン動作している間の直前ｔ５（ｔ９）又は直後ｔ６（ｔ１０）の演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧変化は、ＭＣＵ１５がモニタしている。このために、検出される補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'の精度は、影響を受けない。
【００３０】
（第２実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第２実施形態について詳しく説明する。
なお、以下の説明において、従来の技術において説明した回路と同一の回路は、対応する符号を付して説明し、その部分の詳細な説明については省略する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【００３１】
本発明の第２実施形態における振動検出回路は、図１に示す振動検出回路とは異なり、カメラ又はビデオムービーなどへの応用をより容易にするために、回路に使用する素子は、単電源においても使用可能な構成としている。
【００３２】
振動ジャイロ２１は、ブレにより装置に生じた角速度を圧電素子により検出するものである。振動ジャイロ２１には、後述する電源回路２４から電源ラインＶｄｄを通じて、５Ｖ程度の安定した電源が供給されている。また、振動ジャイロ２１には、この振動ジャイロ２１の電源ラインＶｄｄにおけるほぼ１／２程度の安定した電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１として出力しており、この基準電圧Ｖｒｅｆ１は、後述する回路２２，２３の基準電位として働く。振動ジャイロ２１は、印可された振動に応じた振動検出信号Ｖｏを、基準電圧Ｖｒｅｆ１程度の電圧を中心として出力する。
【００３３】
回路２２は、抵抗Ｒ２１，Ｒ２２、コンデンサＣ２１，Ｃ２２及び演算増幅器ＯＰ２１により構成され、振動ジャイロ２１の振動検出信号Ｖｏから振動によらない高域周波数成分を除去する２次のローパスフィルタ回路である。
【００３４】
回路２３は、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５及び演算増幅器ＯＰ２２により構成され、回路２２の出力信号と後述するＤ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡを加算し、かつ、適当な利得で反転増幅する加算増幅回路である。回路２３は、その出力信号Ｖｏｕｔを後述するＭＣＵ２５へ出力する。回路２３は、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の値を適当に設定することにより、回路２２の出力信号とＤ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡとの加算比率及び利得を任意に設定することができる。抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の値は、Ｄ／Ａ変換器２７の特性、必要な出力ダイナミックレンジ、分解能及び振動ジャイロ２１の感度などから決定される。例えば、振動ジャイロ２１の振動検出信号Ｖｏに十分な感度があり、回路２３により利得を得る必要がないときには、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５の抵抗値を全て同じ値に設定し、回路２３を単なる加算器として動作させることができる。
【００３５】
電源回路２４は、その出力である電源ラインＶｄｄから振動ジャイロ２１及び回路２２，２３に安定した電源を供給する。また、電源回路２４は、Ｄ／Ａ変換器２７の基準電源及びＭＣＵ２５に内蔵されたＡ／Ｄ変換器２５ａの基準電源として、より安定した基準電圧Ｖｒｅｆ２、例えば、４Ｖ〜５Ｖ程度の電圧を電源ラインＶｄｄから定電圧レギュレータ２６を通じて供給する。
【００３６】
Ｄ／Ａ変換器２７は、ＭＣＵ２５の操作信号発生部２５ｂからの操作信号Ｓに基づいて、出力信号ＶＤＡを発生する。Ｄ／Ａ変換器２７は、出力信号レベル可変部２７ａを内蔵しており、０Ｖから基準電圧Ｖｒｅｆ２までの任意のアナログ電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ２を基準として出力する。
【００３７】
ＭＣＵ２５は、その内部にＡ／Ｄ変換器２５ａと、操作信号発生部２５ｂと、補正部２５ｃと、制御信号発生部２５ｄとを備え、回路２３の演算出力信号Ｖｏｕｔを基準電圧Ｖｒｅｆ２を基準にＡ／Ｄ変換するとともに、装置に生じた振動を認識する。また、ＭＣＵ２５は、制御信号発生部２５ｄが発生する制御信号ＰＣに基づいて、電源回路２４の動作を制御する。
【００３８】
つぎに、ＭＣＵ２５の動作を中心にして、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置の動作を、電源が投入されたときの動作と、出力レンジを越える振動が印加されたときの動作とに分けて説明する。
（電源が投入されたときの動作）
図５は、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの動作を説明するためのフローチャートである。図６は、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときのタイミングチャートである。なお、図５は、振動検出装置に電源が投入されたときの動作をＭＣＵ２５に組み込まれているプログラムから抜き出したものである。また、説明を理解しやすくするために、本発明の第２実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２７に１２ビット型のＤ／Ａ変換器を使用した場合を例に挙げて説明する。
【００３９】
Ｓ２００において、ＭＣＵ２５は、振動ジャイロ２１の電源投入時の処理を開始する。この時点において、電源回路２４は、非動作であり、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡは、０Ｖであるものとする。
【００４０】
Ｓ２０１において、ＭＣＵ２５は、変数ｎをゼロに設定する。ＭＣＵ２５は、Ｓ２０１以降において使用される変数ｎをゼロに設定する。
【００４１】
Ｓ２０２において、ＭＣＵ２５は、電源回路２４をオン動作する。ＭＣＵ２５は、タイミングｔ１１において、制御信号発生部２５ｄにＰＣ信号の発生を指示し、ＰＣ信号がＨｉｇｈとなり、電源回路２４がオン動作する。そして、振動ジャイロ２１、回路２２，２３及び定電圧レギュレータ２６に電源ラインＶｄｄを通じて電源が供給される。
【００４２】
Ｓ２０３において、ＭＣＵ２５は、電源が安定するまで待つ。ＭＣＵ２５は、図６に示すように、電源ラインＶｄｄが安定するまでの時間Ｔ１だけ待つ。
【００４３】
Ｓ２０４において、ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７を操作し、出力信号Ｖ０をＤ／Ａ変換器２７から出力する。ＭＣＵ２５は、タイミングｔ１２において、操作信号発生部２５ｂに操作信号Ｓの発生を指示し、出力信号レベル可変部２７ａは、操作信号Ｓに基づいて、以下の数１により電圧Ｖ０を算出する。
【００４４】
【数１】
2006313385.tif 000003
【００４５】
Ｄ／Ａ変換器２７は、出力信号ＶＤＡとして電圧Ｖ０を出力し、回路２３は、この出力信号ＶＤＡ（電圧Ｖ０）及び振動検出信号Ｖｏを演算処理する。
【００４６】
Ｓ２０５において、ＭＣＵ２５は、振動ジャイロ２１の振動検出信号Ｖｏが安定するまで待つ。ＭＣＵ２５は、図６に示すように、振動ジャイロ２１の振動検出信号Ｖｏに基づいて演算処理された演算出力信号Ｖｏｕｔが安定する時間Ｔ２だけ待つ。
【００４７】
Ｓ２０６において、ＭＣＵ２５は、変数ｎを＋１する。ＭＣＵ２５は、１回目のループのときには、変数ｎを＋１加算する。
【００４８】
Ｓ２０７において、ＭＣＵ２５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタする。ＭＣＵ２５は、振動検出信号Ｖｏが安定するタイミングｔ１３において、内蔵されたＡ／Ｄ変換器２５ａによりこの演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化する。
【００４９】
Ｓ２０８において、ＭＣＵ２５は、演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値が２．０Ｖよりも大きいか否かを判断し、モニタ値が２．０Ｖよりも大きいときには、Ｓ２０９に進み、モニタ値が２．０Ｖよりも大きくないときには、Ｓ２１０に進む。ＭＣＵ２５は、Ａ／Ｄ変換器２５ａによりディジタル化された演算出力信号Ｖｏｕｔが、合わせ込もうとする基準電圧（基準レベル）Ｖｒｅｆ（図６の例では、２．０Ｖ）よりも上か下かを判定する。
【００５０】
Ｓ２０９において、ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７を操作し、以下の数２により算出される電圧ＶｎをＤ／Ａ変換器２７から出力する。
【００５１】
【数２】
2006313385.tif 000004
【００５２】
ＭＣＵ２５は、操作信号発生部２５ｂに操作信号Ｓの発生を指示する。この操作信号Ｓに基づいて、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号レベル可変部２７ａは、数２に基づく電圧Ｖｎを出力信号ＶＤＡとして出力し、回路２３は、この出力信号ＶＤＡ及び振動検出信号Ｖｏを演算処理する。なお、数２におけるＶn-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器２７の出力電圧に相当し、例えば、ｎ＝１の場合の電圧Ｖn-1 は、数１で規定されるＶ０である。
【００５３】
Ｓ２１０において、ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７を操作し、以下の数３により算出される電圧ＶｎをＤ／Ａ変換器２７から出力する。
【００５４】
【数３】
2006313385.tif 000005
【００５５】
ＭＣＵ２５は、操作信号発生部２５ｂに操作信号Ｓの発生を指示する。この操作信号Ｓに基づいて、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号レベル可変部２７ａは、数３に基づく電圧Ｖｎを出力信号ＶＤＡとして出力し、回路２３は、この出力信号ＶＤＡ及び振動検出信号Ｖｏを演算処理する。なお、数３におけるＶn-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器２７の出力電圧に相当し、例えば、ｎ＝１の場合の電圧Ｖn-1 は、数１で規定されるＶ０である。
【００５６】
Ｓ２１１において、ＭＣＵ２５は、出力信号ＶＤＡ、演算出力信号Ｖｏｕｔが安定するまで待つ。
【００５７】
Ｓ２１２において、ＭＣＵ２５は、変数ｎが１１であるか否かを判断する。変数ｎが１１に満たないとＭＣＵ２５が判断したときには、Ｓ２０６に進む。ＭＣＵ２５は、変数ｎが最大１１になるまでＳ２０６以降の処理を繰り返し、合わせ込もうとする基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）に演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧値を次第に近づけて行く。ＭＣＵ２５は、変数ｎが１１になったときには、Ｓ２１３において一連の処理を終了する。
なお、図６に示すように、この演算出力信号Ｖｏｕｔの調整は、タイミングｔ１３からｔ１４までにおいて行われるが、ＭＣＵ２５は、検出すべき振動の周波数に対して無視できるほど短い時間により調整する。
【００５８】
本発明の第２実施形態では、振動ジャイロ２１から出力された振動検出信号Ｖｏの電源投入時における出力変動、個々の振動ジャイロの静止時出力のバラツキ及び使用環境による出力変化を精度よく基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）に調整することができる。また、従来の振動検出回路では、図２０に示すように、コンデンサＣ４及び抵抗Ｒ４で構成されたハイパスフィルタを用いて調整を行っている。しかし、本発明の第２実施形態では、ハイパスフィルタを用いていないために、ハイパスフィルタの時定数に起因する問題を解決することができる。
【００５９】
（出力レンジを越える振動が印加されたときの動作）
図７は、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときの動作を説明するためのフローチャートである。図８は、本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。なお、図７は、出力レンジを越える振動が振動検出装置に印加されたときの動作をＭＣＵ２５に組み込まれているプログラムから抜き出したものである。
【００６０】
Ｓ３００において、ＭＣＵ２５は、振動検出割り込み処理（インターバル割り込み）を開始する。ＭＣＵ２５は、前述の電源が投入された時の動作を、すでにこの時点においては終了しており、制御信号発生部２５ｄに制御信号ＰＣの出力が指示されている。そして、電源回路２４は、振動ジャイロ２１及び回路２２，２３に電源を投入しており、演算出力信号Ｖｏｕｔが安定した状態において、振動検出割り込み処理が開始される。振動検出割り込み処理は、例えば、１ｍｓ間隔に繰り返し行われるインターバル割り込み処理であり、後述するオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔは、初期値として予めゼロに設定されている。
【００６１】
Ｓ３０１において、ＭＣＵ２５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ１に設定する。ＭＣＵ２５は、内蔵されたＡ／Ｄ変換器２５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化し、この演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ結果をモニタ値Ｖ１とする。
【００６２】
Ｓ３０２において、ＭＣＵ２５は、モニタ値Ｖ１がレベルＬからレベルＨまでの範囲内にあるか否かを判断する。ＭＣＵ２５は、演算出力信号Ｖｏｕｔの出力ダイナミックレンジ（飽和レベルの範囲）内におけるレベルＬからレベルＨまでの範囲を演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値Ｖ１が越えているか否かを判断する。そして、レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１があるとＭＣＵ２５が判断したときには、Ｓ３０７に進み、レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１がないとＭＣＵ２５が判断したときには、Ｓ３０３に進む。
【００６３】
Ｓ３０７において、ＭＣＵ２５はモニタ値Ｖ１をモニタ値Ｖ２に設定する。
【００６４】
Ｓ３０３において、ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７を操作し、出力信号ＶＤＡを所定電圧Ｋ又は−Ｋ'だけ変化させる。ＭＣＵ２５は、モニタ値Ｖ１がレベルＨ以上であるときには、出力信号ＶＤＡを＋Ｋだけ変化させ、モニタ値Ｖ１がレベルＬ以下であるときには、出力信号ＶＤＡを−Ｋ'だけ変化させる。ＭＣＵ２５は、図８に示すように、演算出力信号Ｖｏｕｔが飽和する直前（飽和レベルよりも幾分低めに設定されたレベルＨ（飽和レベルよりも幾分高めに設定されたレベルＬ））を越えたタイミングｔ１５（ｔ１７）において、操作信号発生部２５ｂに操作信号Ｓの発生を指示する。この操作信号Ｓに基づいて、Ｄ／Ａ変換器２７は、モニタ値Ｖ１がレベルＨ以上であるときには、現在の出力信号ＶＤＡ０よりも所定電圧Ｋだけ高い電圧ＶＤＡに変更するように、出力信号レベル可変部２７ａに指示する。また、モニタ値Ｖ１がレベルＬ以下であるときには、Ｄ／Ａ変換器２７は、現在の出力信号ＶＤＡよりも所定電圧Ｋ'だけ低い電圧ＶＤＡ２に変更するように、出力信号レベル可変部２７ａに指示する。出力信号ＶＤＡは、抵抗Ｒ２４を通じて演算増幅器ＯＰ２２の負側に入力し、回路２３は、出力信号ＶＤＡ及び振動検出信号Ｖｏを演算処理する。そして、演算出力信号Ｖｏｕｔは、基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）又はその近辺まで引き戻され、初期化処理がなされる。
【００６５】
Ｓ３０４において、ＭＣＵ２５は、出力信号ＶＤＡ及び演算出力信号Ｖｏｕｔが安定するまで待つ。
【００６６】
Ｓ３０５において、ＭＣＵ２５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ２に設定する。ＭＣＵ２５は、内蔵されたＡ／Ｄ変換器２５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔを再度ディジタル化し、この演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ２にする。
【００６７】
Ｓ３０６において、ＭＣＵ２５は、モニタ値Ｖ１とモニタ値Ｖ２との変化量Ｖ１−Ｖ２に現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを設定する。ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７の操作により演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量を演算する。ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器２７が動作する直前における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧Ｅ（Ｇ）と、Ｄ／Ａ変換器２７が動作した直後における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧Ｆ（Ｈ）とをモニタする。ＭＣＵ２５は、電圧差Ｅ−Ｆ（Ｇ−Ｈ）を演算し、現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにこの変化量Ｅ−Ｆ（Ｇ−Ｈ）を加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを算出する。
【００６８】
Ｓ３０８において、ＭＣＵ２５は、改めて算出したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにモニタ値Ｖ２を加算し補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'とする。ＭＣＵ２５は、Ｓ３０６において算出したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔに設定したモニタ値Ｖ２を加算する。補正部２５ｃは、タイミングｔ１５（ｔ１７）からタイミングｔ１６（ｔ１８）までの演算出力信号Ｖｏｕｔをつなぎ合せ、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出結果とする。そして、Ｓ３０９において、ＭＣＵ２５は、本実施形態の振動検出割り込み処理を終了する。
なお、以上の説明において、演算出力信号ＶｏｕｔがレベルＬを下回ったときの動作については、かっこを付して説明している。
【００６９】
本発明の第２実施形態では、出力ダイナミックレンジを越える直前に、レベルＬ及びレベルＨが設定されており、このレベルＬからレベルＨまでの範囲を演算出力信号Ｖｏｕｔが越えるときに、Ｄ／Ａ変換器１７を操作する。このために、演算出力信号Ｖｏｕｔは、基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）側に引き戻され、ＭＣＵ２５は、Ｄ／Ａ変換器１７が操作される前後における演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値から補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出する。その結果、従来の振動検出装置では、出力ダイナミックレンジが有限であったが、図４に示す回路を使用するときには、この出力ダイナミックレンジを大きく越える振動が印加しても、その振動をほぼリアルタイムに前述の動作により検出することができる。また、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'の振動検出分解能及びＳ／Ｎを維持することができる。さらに、検出可能な振動のダイナミックレンジが拡大されるために、図４に示す回路２３の増幅率を上げることができ、検出分解能及びＳ／Ｎを向上させることができる。
【００７０】
本発明の第２実施形態では、タイミングｔ１５において演算出力信号Ｖｏｕｔを基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）側へ引き戻している。この場合において、さらに大きな振動がその後に印加し、再度上側の出力ダイナミックレンジを越えたとき又は下側の出力ダイナミックレンジを複数回越えたときには、タイミングｔ１５又はタイミングｔ１６の操作と同様の操作が繰り返される。その結果、従来の振動検出装置に比べて数倍又はそれを越えるような大きな振動を検出することができる。
【００７１】
本発明の第２実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２７の操作による演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量は、Ｄ／Ａ変換器２７の特性、回路２３を構成する抵抗Ｒ２４，Ｒ２５の抵抗値、Ｄ／Ａ変換器２７の基準電圧Ｖｒｅｆ２の電圧値及び演算増幅器ＯＰ２２の特性などが既知であれば当然に定まる。このために、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧変更量Ｋ（Ｋ'）及びＥ点（Ｈ点）の電位から、図８に示すタイミングｔ１６（ｔ１８）の電圧値をモニタしなくても、Ｆ点（Ｈ点）の電圧を定めることができる。その逆に、Ｆ点（Ｈ点）の電位からＥ点（Ｇ点）の正確な電位も定まるために、その分処理を容易にすることができる。
【００７２】
本発明の第２実施形態では、図４に示すように、ＭＣＵ２５のＡ／Ｄ変換器２５ａ及びＤ／Ａ変換器２７の基準電源を同じ基準電圧Ｖｒｅｆ２としている。このために、基準電圧Ｖｒｅｆ２の電位が装置個々の間でばらついても、Ｄ／Ａ変換器２７の１ＬＳＢ当たりの出力信号ＶＤＡの変化量とＡ／Ｄ変換器２５ａの１ＬＳＢ当たりの電圧との比率は、抵抗Ｒ２４，Ｒ２５の比率を変化しなければ常に一定とすることができる。その結果、装置個々の間に基準電圧Ｖｒｅｆ２の変化が生じても、同じ量子化量だけＤ／Ａ変換器２７をＭＣＵ２５が操作したときに、出力信号Ｖｏｕｔの変化量に対するＡ／Ｄ変換器のＡ／Ｄ変換値の変化量を常に一定に保つことができる。また、図１に示す振動検出回路は、振動ジャイロ１１の出力を回路１３を通して増幅している。このために、コンデンサＣ１４、抵抗Ｒ１４，Ｒ１５及びアナログスイッチＳＷ１１の特性により決定される応答時間に依存して、出力信号Ｖｏｕｔを所定の電圧（図３に示す０Ｖレベルに相当）に引き戻す時間が必要となる。しかし、本発明の第２実施形態では、図４に示すようにＤ／Ａ変換器２７を用いているために、図１に示す振動検出回路に比べてより高速に所定の基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）側に引き戻すことができる。その結果、タイミングｔ１５（ｔ１７）からタイミングｔ１６（ｔ１８）までの間において、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'に生ずる振動信号の変化による誤差を減少させることができる。
【００７３】
本発明の第２実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２７からの出力信号ＶＤＡと振動検出信号Ｖｏに基づく回路２２の出力とを加算し、さらに増幅する回路２３を備えている。このために、振動検出信号Ｖｏが微小であっても、大きな信号に増幅し出力することができる。また、Ｄ／Ａ変換器２７の操作をディジタル信号により行うことができるとともに、ワンチップマイコンなどのプログラムにより、Ｄ／Ａ変換器２７を容易に制御し、複雑な操作を行うことができる。
【００７４】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
本発明の第３実施形態は、図４に示した回路２２及び回路２３の部分における別の実施形態である。本発明の第３実施形態では、第２実施形態における回路２３の加算器に代えて減算器により構成している。このために、本発明の第３実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧を第２実施形態のように上げる（下げる）ときには、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧を下げる（上げる）ように、ＭＣＵ２５の処理が変更されている。
【００７５】
（第４実施形態）
図１０は、本発明の第４実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
本発明の第４実施形態は、図４に示した回路２２及び回路２３の部分における別の実施形態である。本発明の第４実施形態では、第２実施形態における回路２２及び回路２３の基準電位を、基準電圧Ｖｒｅｆ１に代えてＧＮＤ基準の回路にて構成している。本発明の第２実施形態では、出力信号ＶＤＡの出力範囲は、図４に示す回路において０から基準電圧Ｖｒｅｆ２までである。しかし、本発明の第４実施形態では、出力信号ＶＤＡの出力範囲は、図１０に示す回路により、例えば、０Ｖを中心として−Ｖｒｅｆ２から＋Ｖｒｅｆ２までの範囲とする。本発明の第２実施形態では、振動ジャイロ２１に電源を投入した場合及び演算出力信号Ｖｏｕｔの出力レンジ又は演算出力信号Ｖｏｕｔの調整電圧を越えた場合には、電圧レベルを２．０Ｖ付近に引き戻している。しかし、本発明の第４実施形態では、電圧レベルを０Ｖに調整及び引き戻すように、ＭＣＵ１５の動作を変更する。
【００７６】
（第５実施形態）
図１１は、本発明の第５実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
本発明の第５実施形態は、図４に示した回路２２及び回路２３の部分における別の実施形態である。本発明の第５実施形態では、第２実施形態における回路２２，２３の基準電位を、基準電圧Ｖｒｅｆ１に代えてＧＮＤ基準の回路にて構成し、回路２３の加算器に代えて減算器により構成している。本発明の第２実施形態では、出力信号ＶＤＡの出力範囲は、図４に示す回路において０から基準電圧Ｖｒｅｆ２までである。しかし、本発明の第５実施形態では、例えば、０Ｖを中心として−Ｖｒｅｆ２から＋Ｖｒｅｆ２までの範囲とする。また、本発明の第２実施形態では、演算出力信号Ｖｏｕｔの出力レンジ又は演算出力信号Ｖｏｕｔの調整電圧を越えたときに、電圧レベルを２．０Ｖ付近に引き戻しているが、本発明の第５実施形態では、電圧レベルを０Ｖに引き戻すように、ＭＣＵ２５の動作を変更している。さらに、本発明の第５実施形態では、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧を第２実施形態のように上げる（下げる）ときには、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧を下げる（上げる）ように、ＭＣＵ２５の処理が変更されている。
【００７７】
本発明の第３実施形態から第５実施形態までの回路形態のいずれかを選択することにより、周辺回路とのインターフェース又は回路設計を有利に行うことができる。
【００７８】
以上説明した本発明の実施形態では、図４に示す回路２３の抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５を適当に設定することにより、回路２２の出力信号とＤ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡとの加算比率及び利得を任意に設定することができる。例えば、抵抗Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５を適当に設定することにより、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡに対する回路２３の出力Ｖｏｕｔの増幅比率を、回路２２の出力に対する回路２３の出力Ｖｏｕｔの増幅率に比べて小さく設定することができる。この場合には、Ｄ／Ａ変換器２７の設定値１ＬＳＢ当たりの出力Ｖｏｕｔの変化量（出力Ｖｏｕｔの電圧調整分解能）が向上する。また、電源投入時の振動ジャイロ２１の出力ドリフトや、振動ジャイロ２１個々の静止時出力電圧のばらつきなどをより高分解能に調整することができる。また、これらをそれほど高分解能に調整する必要がないときには、本発明の実施形態における１２ビットのＤ／Ａ変換器２７の分解能を落とし、コストダウンを図ることができる。さらに、Ｄ／Ａ変換器２７の出力信号ＶＤＡの電圧変動が出力Ｖｏｕｔに影響する量を小さくすることができる。以上の効果は、図４に示す回路２３だけではなく、図９，図１０及び図１１に示す回路３３，４３，５３についても同様である。
【００７９】
（第６実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第６実施形態について詳しく説明する。
なお、以下の説明において、本発明の第２実施形態において説明した部分と同一の部分は、対応する符号を付して説明し、その部分の詳細な説明については省略する。
図１２は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【００８０】
本発明の第６実施形態における振動検出回路は、図１に示す振動検出回路とは異なり、カメラ又はビデオムービーなどへの応用をより容易にするために、回路に使用する素子は、単電源においても使用可能な構成としている。
【００８１】
振動ジャイロ６１は、ブレにより装置に生じた角速度を圧電素子により検出するものである。振動ジャイロ６１は、電源回路６４から電源ラインＶｄｄを通じて、５Ｖ程度の安定した電源が供給されている。振動ジャイロ６１は、電源ラインＶｄｄのほぼ１／２程度の安定した電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ１として出力しており、この基準電圧Ｖｒｅｆ１は、回路６２，６３の基準電位として働く。振動ジャイロ６１は、印加した振動に応じた振動検出信号Ｖｏを、基準電圧Ｖｒｅｆ１程度の電圧を中心として出力する。
【００８２】
回路６２は、抵抗Ｒ６１，Ｒ６２、コンデンサＣ６１，Ｃ６２及び演算増幅器ＯＰ６１により構成され、振動ジャイロ６１の振動検出信号Ｖｏから振動によらない高域周波数成分を除去する２次のローパスフィルタ回路である。
【００８３】
回路６３は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６及び演算増幅器ＯＰ６２により構成されている。回路６３は、Ｄ／Ａ変換器６７ａの出力信号Ｖｄａ０、Ｄ／Ａ変換器６７ｂの出力信号Ｖｄａ１及び回路６２の出力信号を加算し、かつ、適当な利得で反転増幅する加算増幅回路である。回路６３は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の値を適当に設定することにより、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１及び回路６２の出力信号の加算比率及び利得を任意に設定することができる。抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の値は、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂの特性、必要な出力ダイナミックレンジ、分解能及び振動ジャイロ６１の感度などから決定される。例えば、振動ジャイロ６１の振動検出信号Ｖｏに十分な感度があり、回路６３により利得を得る必要がないときには、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の抵抗値を全て同じ値に設定し、回路６３を単なる加算器として動作させることができる。
【００８４】
電源回路６４は、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂの基準電源及びＭＣＵ６５に内蔵したＡ／Ｄ変換器６５ａの基準電源として、より安定した基準電圧Ｖｒｅｆ２（例えば、４Ｖ〜５Ｖ程度）を定電圧レギュレータ６６を通じて電源ラインＶｄｄから供給する。
【００８５】
出力信号発生部６７は、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂを備えている。Ｄ／Ａ変換器６７ａは、操作信号発生部６５ｂからの操作信号Ｓ０に基づいて、出力信号Ｖｄａ０を発生し、Ｄ／Ａ変換器６７ｂは、操作信号発生部６５ｂからの操作信号Ｓ１に基づいて、出力信号Ｖｄａ１を発生する。Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂは、出力信号レベル可変部６７ａ，６７ｂをそれぞれ内蔵しており、０Ｖから基準電圧Ｖｒｅｆ２までの任意のアナログ電圧を基準電圧Ｖｒｅｆ２を基準としてそれぞれ出力する。
【００８６】
ＭＣＵ６５は、その内部にＡ／Ｄ変換器６５ａと、操作信号発生部６５ｄと、補正部６５ｃと、制御信号発生部６５ｄとを備え、回路６３の演算出力信号Ｖｏｕｔを基準電圧Ｖｒｅｆ２を基準にＡ／Ｄ変換するとともに、装置に生じた振動を認識する。また、ＭＣＵ６５は、制御信号発生部６５ｄが発生する制御信号ＰＣに基づいて、電源回路６４の動作を制御する。
【００８７】
つぎに、ＭＣＵ６５の動作を中心にして、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置の動作を、電源が投入されたときの動作と、出力レンジを越える振動が印加されたときの動作とに分けて説明する。
（電源が投入されたときの動作）
図１３は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの粗調整動作を説明するためのフローチャートである。図１４は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの微調整動作を説明するためのフローチャートである。図１５は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときのタイミングチャートである。
なお、図１３は、振動検出装置に電源が投入されたときの動作をＭＣＵ６５に組み込まれているプログラムから抜き出したものである。
本発明の第６実施形態では、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂに８ビット型のＤ／Ａ変換器を使用した場合を例に挙げて説明する。また、以下の説明において、図５に示したステップと同一のステップは、対応する番号を付して説明し、そのステップの詳細な説明については省略する。
【００８８】
Ｓ２２００において、ＭＣＵ６５は、振動ジャイロ６１の電源投入時の処理を開始する。この時点において、電源回路６４は、非動作であり、出力信号発生部６７の出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１は、０Ｖであるものとする。
【００８９】
Ｓ２２０１において、ＭＣＵ６５は、電源回路６４をオン動作する。ＭＣＵ６５は、タイミングｔ３１において、制御信号発生部６５ｄにＰＣ信号の発生を指示し、ＰＣ信号がＨｉｇｈとなり、電源回路６４がオン動作する。そして、振動ジャイロ６１、回路６２，６３及び定電圧レギュレータ６６に電源ラインＶｄｄを通じて電源が供給される。
【００９０】
Ｓ２２０２において、ＭＣＵ６５は、電源ラインＶｄｄが安定するまでの時間Ｔ１１だけ待つ。
【００９１】
Ｓ２２０３において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作して、出力信号Ｖ００をＤ／Ａ変換器６７ａから出力し、出力信号Ｖ１０をＤ／Ａ変換器６７ｂから出力する。ＭＣＵ６５は、タイミングｔ３２において、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ０，Ｓ１の発生を指示する。出力信号レベル可変部６７０ａは、操作信号Ｓ０に基づいて、以下の数４により電圧Ｖ００を算出する。
【００９２】
【数４】
2006313385.tif 000006
【００９３】
一方、出力信号レベル可変部６７０ｂは、操作信号Ｓ１に基づいて、以下の数５により電圧Ｖ１０を算出する。
【００９４】
【数５】
2006313385.tif 000007
【００９５】
回路６３は、この出力信号Ｖｄａ０（電圧Ｖ００）、出力信号Ｖｄａ１（電圧Ｖ１０）及び振動検出信号Ｖｏに基づいて演算出力信号Ｖｏｕｔを演算する。
【００９６】
Ｓ２２０４において、ＭＣＵ６５は、振動ジャイロ６１の振動検出信号Ｖｏが安定するまで待つ。ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔが安定する時間Ｔ１２だけ待つ。
【００９７】
Ｓ２２０５において、ＭＣＵ６５は、以降において使用する変数ｎをゼロに設定し、Ｓ２２０６において、ＭＣＵ６５は、変数ｎを＋１（変数ｎを＋１加算）する。
【００９８】
Ｓ２２０７において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタする。ＭＣＵ６５は、タイミングｔ３３において、Ａ／Ｄ変換器６５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化する。
【００９９】
Ｓ２２０８において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値が２．０Ｖよりも大きいか否かを判断し、モニタ値が２．０Ｖよりも大きいときには、Ｓ２２０９に進み、モニタ値が２．０Ｖよりも大きくないときには、Ｓ２２１０に進む。ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔが、合わせ込もうとする基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）よりも上か下かを判定する。
【０１００】
Ｓ２２０９において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作し、以下の数４により算出される電圧Ｖ０ｎをＤ／Ａ変換器６７ａから出力する。
【０１０１】
【数６】
2006313385.tif 000008
【０１０２】
ＭＣＵ６５は、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ０の発生を指示する。出力信号レベル可変部６７０ａは、この操作信号Ｓ０に基づいて、数６に基づく電圧Ｖ０ｎを出力信号Ｖｄａ０として出力する。回路６３は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の抵抗値で定まる比率によって、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１及び回路６２の出力信号を基準電圧Ｖｒｅｆ１を基準に加算し、演算出力信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、数６におけるＶ０n-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器６７ａの出力電圧に相当し、例えば、ｎ＝１の場合の電圧Ｖ０n-1 は、数４で規定するＶ００である。
【０１０３】
Ｓ２２１０において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作し、以下の数７により算出される電圧Ｖ０ｎをＤ／Ａ変換器６７ａから出力する。
【０１０４】
【数７】
2006313385.tif 000009
【０１０５】
ＭＣＵ６５は、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ０の発生を指示する。出力信号レベル可変部６７０ａは、この操作信号Ｓ０に基づいて、数７に基づく電圧Ｖ０ｎを出力信号Ｖｄａ０として出力し、回路６３は、Ｓ２２０９における処理と同様に、演算出力信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、数７におけるＶ０n-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器６７ａの出力電圧に相当し、例えば、ｎ＝１の場合の電圧Ｖ０n-1 は、数４で規定されるＶ００である。
【０１０６】
Ｓ２２１１において、ＭＣＵ６５は、出力信号Ｖｄａ０及び演算出力信号Ｖｏｕｔが安定するまで待つ。
【０１０７】
Ｓ２２１２において、ＭＣＵ６５は、変数ｎが７であるか否かを判断する。変数ｎが７に満たないときには、Ｓ２２０６に戻り、タイミングｔ３４において、変数ｎが７になったときには、Ｓ２２１３に進む。ＭＣＵ６５は、変数ｎが７になるまでＳ２２０６以降の処理を繰り返し、合わせ込もうとする基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）に演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧値を粗調整する。
【０１０８】
Ｓ２２１３において、ＭＣＵ６５は、以降において使用する変数ｍをゼロに設定し、Ｓ２２１４において、ＭＣＵ６５は、変数ｍを＋１（変数ｍを＋１加算）する。
【０１０９】
Ｓ２２１５において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタする。ＭＣＵ６５は、Ａ／Ｄ変換器６５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化する。
【０１１０】
Ｓ２２１６において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ値が２．０Ｖよりも大きいか否かを判断し、モニタ値が２．０Ｖよりも大きいときには、Ｓ２２１７に進み、モニタ値が２．０Ｖよりも大きくないときには、Ｓ２２１８に進む。ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔが、合わせ込もうとする基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）よりも上か下かを判定する。
【０１１１】
Ｓ２２１７において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作し、以下の数８により算出される電圧Ｖ１ｍをＤ／Ａ変換器６７ｂから出力する。
【０１１２】
【数８】
2006313385.tif 000010
【０１１３】
ＭＣＵ６５は、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ１の発生を指示する。出力信号レベル可変部６７０ｂは、この操作信号Ｓ１に基づいて、数８に基づく電圧Ｖ１ｍを出力信号Ｖｄａ１として出力する。回路６３は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の抵抗値で定まる比率によって、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１及び回路６２の出力信号を基準電圧Ｖｒｅｆ１を基準に加算し、演算出力信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、数８におけるＶ１m-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器６７ｂの出力電圧に相当し、例えば、ｍ＝１の場合の電圧Ｖ１m-1 は、数５で規定するＶ１０である。
【０１１４】
Ｓ２２１８において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作し、以下の数９により算出される電圧Ｖ１ｍをＤ／Ａ変換器６７ｂから出力する。
【０１１５】
【数９】
2006313385.tif 000011
【０１１６】
ＭＣＵ６５は、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ１の発生を指示する。出力信号レベル可変部６７０ｂは、この操作信号Ｓ１に基づいて、数９に基づく電圧Ｖ１ｍを出力信号Ｖｄａ１として出力し、回路６３は、Ｓ２２１７における処理と同様に、演算出力信号Ｖｏｕｔを出力する。なお、数９におけるＶ０m-1 は、本演算を行う直前のＤ／Ａ変換器６７ｂの出力電圧に相当し、例えば、ｍ＝１の場合の電圧Ｖ１m-1 は、数５で規定されるＶ１０である。
【０１１７】
Ｓ２２１９において、ＭＣＵ６５は、出力信号Ｖｄａ１及び演算出力信号Ｖｏｕｔが安定するまで待つ。
【０１１８】
Ｓ２２２０において、ＭＣＵ６５は、変数ｍが７であるか否かを判断する。変数ｍが７に満たないときには、Ｓ２２１４に戻り、タイミングｔ３５において、変数ｍが７になったときには、Ｓ２２２１において一連の処理が終了する。ＭＣＵ６５は、変数ｍが７になるまでＳ２２１４以降の処理を繰り返し、合わせ込もうとする基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）に演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧値を微調整する。
なお、演算出力信号Ｖｏｕｔの調整は、タイミングｔ３３からｔ３５までにおいて行うが、ＭＣＵ６５は、検出すべき振動の周波数に対して無視できるほど短い時間で調整する。
【０１１９】
振動ジャイロ６１の電源投入時における出力変動、個々の振動ジャイロ６１の静止時出力のバラツキ及び使用環境による出力変動などによって、振動検出信号Ｖｏ及び回路６２の出力は、回路６３の基準電圧Ｖｒｅｆ１に対して大きな電圧差を生ずる。そして、この電圧差は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６６で決定される増幅率で演算出力信号Ｖｏｕｔとして出力されて、常に決まった電圧として出力されないばかりか、演算出力信号Ｖｏｕｔは、演算増幅器ＯＰ６２の出力レンジを越えて飽和してしまう。
【０１２０】
本発明の第６実施形態に係る振動検出装置は、振動検出信号Ｖｏに基づく回路６２の出力及びＤ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂの出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１が、回路６３で加算されて、演算出力信号Ｖｏｕｔとして出力される。抵抗Ｒ６５よりも抵抗Ｒ６４が小さく設定されると、Ｓ２２００からＳ２２１２までの動作により、演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルがＭＣＵ６５によってモニタされて、Ｄ／Ａ変換器６７ａの出力信号Ｖｄａ０は、その電圧レベルで可変制御される。その結果、合わせ込もうとする所定の電圧２．０Ｖ又はその近辺に、演算出力信号Ｖｏｕｔを大まかに調整（粗調整）することができる。
【０１２１】
また、Ｓ２２１３からＳ２２２１までの動作により、演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルがＭＣＵ６５によってモニタされて、Ｄ／Ａ変換器６７ｂの出力信号Ｖｄａ１が可変制御される。このために、合わせ込もうとする所定の電圧２．０Ｖ又はその近辺に、演算出力信号Ｖｏｕｔを高精度に調整（微調整）することができる。その結果、振動ジャイロ６１から出力した振動検出信号Ｖｏの電源投入時における出力変動、個々の振動ジャイロの静止時出力のばらつき及び使用環境による出力変化を精度よく基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）に調整することができる。
【０１２２】
例えば、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂに８ビット分解能のＤ／Ａ変換器を利用し、抵抗Ｒ６４，Ｒ６５の抵抗値の比率を１：２５６に設定すると、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを２．０Ｖに粗調整する。さらに、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを、より細かい１／２５６の分解能により、２．０Ｖにきめ細かく調整（微調整）することができる。本発明の第６実施形態では、第２実施形態のように分解能の高い１２ビットのＤ／Ａ変換器２７を用いずに、比較的安価に入手可能な８ビット程度のＤ／Ａ変換器を用いて、演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧レベルを高精度に調整することができる。
【０１２３】
本発明の第６実施形態に係る振動検出装置は、ハイパスフィルタを用いていないために、従来の振動検出装置におけるハイパスフィルタの時定数に起因する問題を解決することができる。
【０１２４】
（出力レンジを越える振動が印加されたときの動作）
図１６は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときの動作を説明するためのフローチャートである。図１７は、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。
なお、図１６は、振動検出装置に電源が投入されたときの動作をＭＣＵ６５に組み込まれているプログラムから抜き出したものである。また、以下の説明において、図７に示したステップと同一のステップは、対応する番号を付して説明し、そのステップの詳細な説明については省略する。
【０１２５】
Ｓ２３００において、ＭＣＵ６５は、振動検出割り込み処理（インターバル割り込み）を開始する。ＭＣＵ６５は、前述の電源が投入された時の動作を、この時点において終了しており、制御信号発生部２５ｄに制御信号ＰＣの出力を指示している。そして、電源回路６４は、振動ジャイロ６１及び回路６２，６３に電源を投入しており、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔが安定した状態において、振動検出割り込み処理を開始する。振動検出割り込み処理は、内蔵するタイマ機能を用いて、例えば、１ｍｓ間隔で行うインターバル割り込み処理であり、ＭＣＵ６５は、後述するオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを初期値として予めゼロに設定している。
【０１２６】
Ｓ２３０１において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、内蔵するＡ／Ｄ変換器６５ａにより演算出力信号Ｖｏｕｔをディジタル化し、この演算出力信号Ｖｏｕｔのモニタ結果をモニタ値Ｖ１に設定する。
【０１２７】
Ｓ２３０２において、ＭＣＵ６５は、モニタ値Ｖ１がレベルＬからレベルＨまでの範囲内にあるか否かを判断する。レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１があるきには、Ｓ２３０７に進み、ＭＣＵ６５は、モニタ値Ｖ１をモニタ値Ｖ２に設定する。レベルＬからレベルＨまでの範囲内にモニタ値Ｖ１がないときには、Ｓ２３０３に進む。
【０１２８】
Ｓ２３０３において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作し、出力信号Ｖｄａ１を所定電圧Ｃ又は−Ｃ'だけ変化させる。ＭＣＵ６５は、モニタ値Ｖ１がレベルＨ以上であるときには、出力信号Ｖｄａ１を＋Ｃだけ変化させ、モニタ値Ｖ１がレベルＬ以下であるときには、出力信号Ｖｄａ１を−Ｃ'だけ変化させる。ＭＣＵ６５は、図１７に示すように、演算出力信号Ｖｏｕｔが飽和する直前（飽和レベルよりも幾分低めに設定されたレベルＨ（飽和レベルよりも幾分高めに設定されたレベルＬ））を越えたタイミングｔ４１（ｔ４３）において、操作信号発生部６５ｂに操作信号Ｓ１の発生を指示する。この操作信号Ｓ１に基づいて、Ｄ／Ａ変換器６７ｂは、モニタ値Ｖ１がレベルＨ以上であるときには、現在の出力信号Ｖｄａ１よりも所定電圧Ｃを加算した電圧Ｖｄａ１に変更するように、出力信号レベル可変部６７０ｂに指示する。また、モニタ値Ｖ１がレベルＬ以下であるときには、Ｄ／Ａ変換器６７ｂは、現在の出力信号Ｖｄａ１よりも所定電圧Ｃ'だけ減算した電圧Ｖｄａ１に変更するように、出力信号レベル可変部６７０ｂに指示する。出力信号Ｖｄａ１は、抵抗Ｒ６５を通じて演算増幅器ＯＰ６２の負側に入力する。回路６３は、抵抗Ｒ６３，Ｒ６４，Ｒ６５，Ｒ６６の抵抗値で定まる比率によって、振動検出信号Ｖｏに基づく回路６２の出力と出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１とを基準電圧Ｖｒｅｆ１を基準に加算する。その結果、演算出力信号Ｖｏｕｔは、所定の電圧レベル２．０Ｖ又はその近辺まで引き戻され、初期化処理がなされる。
【０１２９】
Ｓ２３０４において、ＭＣＵ６５は、出力信号Ｖｄａ１及び演算出力信号Ｖｏｕｔが安定するまで待ち、Ｓ２３０５において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタし、演算出力信号Ｖｏｕｔをモニタ値Ｖ２に設定する。
【０１３０】
Ｓ２３０６において、ＭＣＵ６５は、モニタ値Ｖ１とモニタ値Ｖ２との変化量Ｖ１−Ｖ２に現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを設定する。ＭＣＵ６５は、Ｄ／Ａ変換器６７ｂが動作する直前における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧Ｋ（Ｍ）と、Ｄ／Ａ変換器６７ｂが動作した直後における演算出力信号Ｖｏｕｔの電圧Ｌ（Ｎ）とをモニタする。ＭＣＵ６５は、電圧差Ｋ−Ｌ（Ｍ−Ｎ）を演算し、現在のオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにこの変化量Ｋ−Ｌ（Ｍ−Ｎ）を加算し、改めてオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔを算出する。
【０１３１】
Ｓ２３０８において、ＭＣＵ６５は、改めて算出したオフセット値Ｖｏｆｆｓｅｔにモニタ値Ｖ２を加算し補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'とする。補正部６５ｃは、タイミングｔ４１（ｔ４３）からタイミングｔ４２（ｔ４４）までの演算出力信号Ｖｏｕｔをつなぎ合せ、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出する。そして、Ｓ２３０９において、ＭＣＵ６５は、本実施形態の振動アクチュエータ検出割り込み処理を終了する。
なお、以上の説明において、演算出力信号ＶｏｕｔがレベルＭを下回ったときの動作については、かっこを付して説明している。
【０１３２】
本発明の第６実施形態は、図１７に示すように、タイミングｔ４１において演算出力信号ＶｏｕｔがＫ点を越えるとき、又は、タイミングｔ４３において演算出力信号ＶｏｕｔがＭ点を下回るときに、Ｄ／Ａ変換器６７ｂを操作している。その結果、基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）側に演算出力信号Ｖｏｕｔが引き戻される。
【０１３３】
本発明の第６実施形態は、演算出力信号Ｖｏｕｔをタイミングｔ４１で基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）側へ引き戻しているが、さらに大きな振動が印加すると、再度上側又は下側の出力ダイナミックレンジを複数回越える可能性がある。この場合には、タイミングｔ４１又はタイミングｔ４３の操作を繰り返して、従来の振動検出装置に比べて数倍又はそれを越える大きな振動を検出することができる。
【０１３４】
本発明の第６実施形態は、Ｄ／Ａ変換器６７ｂの操作直前（タイミングｔ４１のＫ点又はタイミングｔ４３のＫ点）のモニタ値（電圧値）Ｖ１と、操作直後（タイミングｔ４２のＬ点又はタイミングｔ４４のＮ点）のモニタ値（電圧値）Ｖ２とから、電圧の変化量（電圧差）Ｖ１−Ｖ２を演算している。そして、ＭＣＵ６５は、この電圧差Ｖ１−Ｖ２に基づいて、演算出力信号Ｖｏｕｔをつなぎ合わせて、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出する。その結果、従来の振動検出装置では出力ダイナミックレンジを大きく越えてしまうような振動を、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'を算出することでほぼリアルタイムに検出することができる。また、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'の振動検出分解能及びＳ／Ｎを維持することができる。さらに、検出可能な振動のダイナミックレンジが拡大するために、図１２に示す回路６３の増幅率が上がり、検出分解能及びＳ／Ｎが向上する。
【０１３５】
本発明の第６実施形態では、演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量Ｖ１−Ｖ２は、Ｄ／Ａ変換器６７ｂの特性、抵抗Ｒ６５，Ｒ６６の抵抗値及び基準電圧Ｖｒｅｆ２の電圧値が既知であれば、当然に定まる。出力信号Ｖｄａ１の電圧変更量Ｃ（−Ｃ'）及びＫ点（Ｍ点）の電位から、図１７に示すタイミングｔ４２（ｔ４４）の電圧値をモニタしなくても、Ｌ点（Ｎ点）の電圧を定めることができる。その逆に、Ｌ点（Ｎ点）の電位からＫ点（Ｍ点）の正確な電位も定まるために、その分処理を容易にすることができる。
ＭＣＵ６５は、出力信号Ｖｄａ１の電圧変化量Ｃ，−Ｃ'と抵抗Ｒ６５，Ｒ６６に基づいて、演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量Ｖ１−Ｖ２を以下の数１０及び数１１により算出することができる。
【０１３６】
【数１０】
2006313385.tif 000012
【０１３７】
【数１１】
2006313385.tif 000013
【０１３８】
ＭＣＵ６５は、数１０及び数１１の算出結果に基づいて、Ｓ２３０６，Ｓ２３０８の演算をすることができる。
【０１３９】
本発明の第６実施形態は、図１２に示すように、Ａ／Ｄ変換器６５ａ及びＤ／Ａ変換器６７ｂの基準電源を同じ基準電圧Ｖｒｅｆ２としている。抵抗Ｒ６５，Ｒ６６の比率が一定であって、Ｄ／Ａ変換器６７ｂが出力信号Ｖｄａ１を所定ディジタル値分、例えば、１ＬＳＢ分可変したときには、Ａ／Ｄ変換器６５ａがＡ／Ｄ変換するディジタル値の変化量は、基準電圧Ｖｒｅｆ２の変動に係わらず常に一定である。このために、振動検出装置の個々で基準電圧Ｖｒｅｆ２にばらつきや、経時変化などが生じても、同じ量子化量だけＤ／Ａ変換器６７ｂを操作する限り、演算出力信号Ｖｏｕｔの変化量に対するＡ／Ｄ変換値の変化量を常に一定に保つことができる。その結果、基準電圧Ｖｒｅｆ２の変動は、数１０及び数１１に示す変化量Ｖ１−Ｖ２の演算値に影響を与えず、補正演算出力信号Ｖｏｕｔ'に誤差が生じない。
【０１４０】
（第７実施形態）
図１８は、本発明の第７実施形態に係る振動検出装置の振動検出回路の一部を示す図である。
本発明の第７実施形態は、図１２に示した回路６２，６３の部分における別の実施形態である。本発明の第７実施形態では、第６実施形態における回路６３の加算器に代えて減算器により構成している。
【０１４１】
回路７２は、振動ジャイロ６１の振動検出信号Ｖｏから振動によらない高域周波数成分を除去する２次のローパスフィルタ回路である。回路７２は、図１２に示す回路６２と同様に、抵抗Ｒ７１，Ｒ７２、コンデンサＣ７１，Ｃ７２及び演算増幅器ＯＰ７１により構成されている。
【０１４２】
回路７３は、回路７２の出力から出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１を減算し、演算増幅器ＯＰ７２により反転増幅（利得１倍を含む）した演算出力信号ＶｏｕｔをＭＣＵ６５に出力する減算増幅回路である。
【０１４３】
回路７２の出力と出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１の減算比率及び利得は、抵抗Ｒ７３，Ｒ１７０，Ｒ１７１，Ｒ７４の値を適当に設定し、振動ジャイロ６１の感度、出力信号発生部６７の特性及び必要なダイナミックレンジと分解能などから決定する。
本発明の第７実施形態では、図１３及び図１４に示すＳ２２０８及びＳ２２１６において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔが２．０Ｖ以下であるか否かを判定する。また、Ｓ２３０３において、モニタ値Ｖ１がレベルＨ以上であるときには、現在の出力信号Ｖｄａ１から−Ｃ'に出力信号Ｖｄａ１が変更し、モニタ値Ｖ１がレベルＬ以下であるときには、現在の出力信号Ｖｄａ１から＋Ｃに出力信号Ｖｄａ１が変更する。その結果、本発明の第６実施形態に係る振動検出装置と同一の動作を行うことができる。
【０１４４】
（第８実施形態）
図１９は、本発明の第８実施形態に係る振動検出装置の振動検出回路の一部を示す図である。
本発明の第８実施形態は、図１２に示した回路６２，６３の部分における別の実施形態である。本発明の第８実施形態は、図１２に示す回路６３の加算入力を３以上にしたものである。
【０１４５】
回路８２は、振動ジャイロ６１の振動検出信号Ｖｏから振動によらない高域周波数成分を除去する２次のローパスフィルタ回路である。回路８２は、図１２に示す回路６２と同様に、抵抗Ｒ８１，Ｒ８２、コンデンサＣ８１，Ｃ８２及び演算増幅器ＯＰ８１により構成されている。
【０１４６】
回路８３は、出力信号発生部６７の出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１，Ｖｄａ２，・・・，ＶｄａＮと回路８２の出力とを加算して、演算増幅器ＯＰ８２により反転増幅（利得１倍を含む）する加算増幅回路である。回路８３は、抵抗Ｒ８３，Ｒ１８０，Ｒ１８１，Ｒ１８２，・・・，Ｒ１８Ｎ及び演算増幅器ＯＰ８２からなり、図１２に示す回路６３の３入力加算器に代えて、Ｎ＋２入力の加算器により構成している。回路８３は、演算した演算出力信号ＶｏｕｔをＭＣＵ６５に出力する。
【０１４７】
出力信号発生部６７は、操作信号発生部６５ｂが発生する操作信号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，・・・，ＳＮに基づいて、Ｎ＋１個の出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１，Ｖｄａ２，・・・，ＶｄａＮを発生するものである。出力信号発生部６７は、Ｎ＋１個の出力を有するＤ／Ａ変換器又はＮ＋１個のＤ／Ａ変換器により構成されている。
【０１４８】
回路８２の出力と出力信号Ｖｄａ０，・・・，ＶｄａＮの減算比率及び利得は、抵抗８３，Ｒ１８０などの値を適当に設定し、振動ジャイロ６１の感度、出力信号発生部６７の特性などから決定する。
【０１４９】
本発明の第８実施形態では、図１３に示すＳ２２０３において、ＭＣＵ６５は、出力信号発生部６７を操作して、Ｎ＋１個の出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１，Ｖｄａ２，・・・，ＶｄａＮを可変制御する。そして、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔを合わせ込もうとする電圧に調整する。また、図１６に示すＳ２３０３において、ＭＣＵ６５は、演算出力信号Ｖｏｕｔがダイナミックレンジを越えたときに、出力信号発生部６７を操作する。そして、ＭＣＵ６５は、Ｎ＋１個の出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１，Ｖｄａ２，・・・，ＶｄａＮの一つ又は複数を可変制御して、演算出力信号Ｖｏｕｔを合わせ込もうとする電圧側に引き戻す。
【０１５０】
本発明の第７実施形態又は第８実施形態における回路形態を選択することによって、回路設計を有利に行うことができ、性能又はコストを優先した回路設計を行うことができる。
【０１５１】
（他の実施形態）
以上説明した実施形態に限定するものではなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。また、具体的数値又は回路構成は、本実施形態において挙げた数値又は構成に限定するものではない。
本発明の第１実施形態では、０Ｖを基準に回路１２，１３を構成しているが、例えば、振動ジャイロ１１から出力される基準電圧Ｖｒｅｆ１又はそれ相当の基準電位を中心として、図４に示すような回路を構成することもできる。この場合には、アナログスイッチＳＷ１１のオン動作により引き戻す電圧値は、０Ｖではなく基準電圧Ｖｒｅｆ１程度の電圧となる。
【０１５２】
本発明の第２実施形態から第８実施形態まででは、Ｄ／Ａ変換器２７又は出力信号発生部６７を操作することにより、図８及び図１７に示すように、基準電圧Ｖｒｅｆ（２．０Ｖ）まで演算出力信号Ｖｏｕｔを引き戻しているが、２．０Ｖまで正確に引き戻さなくてもよい。
また、引き戻す電圧は、２．０Ｖに限定するものではなく、Ａ／Ｄ変換器２５ａ，６５ａの入力範囲に合わせて、より有効に使用可能なように、電圧変更量Ｋ，Ｋ'，Ｃ，Ｃ'を任意の電圧に設定することができる。例えば、演算増幅器ＯＰ２２，ＯＰ３２，ＯＰ６２などの出力範囲の中央に引き戻すことによって、演算出力信号Ｖｏｕｔの出力ダイナミックレンジをより有効に使用することができる。
さらに、出力信号ＶＤＡ，Ｖｄａ１を変化させるための電圧変更量Ｋ，Ｋ'，Ｃ，Ｃ'は、絶対値を一致させてもよいし一致させず異なる値としてもよい。
【０１５３】
本発明の第２実施形態から第８実施形態まででは、図６及び図１５に示すように、電源投入時における演算出力信号Ｖｏｕｔを、具体的に２．０Ｖに合わせ込んでいるが、回路を変更することなく合わせ込む電圧を任意の電圧値に簡単に変更することがきる。例えば、Ｓ２０８，Ｓ２２０８，Ｓ２２１６に相当する部分のＭＣＵ２５，６５のソフトウエアを変更することにより、電圧値を簡単に変更することがきる。これにより、例えば、演算出力信号Ｖｏｕｔの出力ダイナミックレンジの上側又は下側に、回路２２，２３，６２，６３の基準電圧Ｖｒｅｆ１が偏っていても、それに依存しない電圧として演算出力信号Ｖｏｕｔを合わせ込むことができる。その結果、電源投入時における演算出力信号Ｖｏｕｔの合わせ込む電圧値は、回路２３，６３の出力形態に合わせて出力ダイナミックレンジの中央に調整することができ、その出力ダイナミックレンジを有効に使用することができる。また、検出しようとする振動の出力ダイナミックレンジと検出分解能に関する問題を多少解決することもできる。
【０１５４】
本発明の第２実施形態から第８実施形態まででは、インターバル割り込み処理をＭＣＵ２５，６５が行っているが、インターバル割り込み処理以外の連続モニタ処理であってもよい。
【０１５５】
本発明の第６実施形態から第８実施形態まででは、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂなどをワンチップ化した一つのＩＣで構成してもよい。
また、操作信号発生部６５ｂの操作信号Ｓ０，Ｓ１は、２種類である必要はなく、２つのＤ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂの出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１を一つの操作信号によって可変制御してもよい。
【０１５６】
本発明の第６実施形態から第８実施形態まででは、演算出力信号Ｖｏｕｔが出力レンジを越えたときに、Ｄ／Ａ変換器６７ｂのみをＭＣＵ６５が可変制御して、出力信号Ｖｄａ１を発生しているが、Ｄ／Ａ変換器６７ａ，６７ｂの双方を可変制御して、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１を発生してもよい。
また、抵抗Ｒ６４，Ｒ６５の比率は、１：２５６に限定するものではなく、１：２＾ｋ（ｋ＝１，２，３，・・・）などの既知の比率に設定することもできる。この場合には、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１のそれぞれの可変量と、演算出力信号Ｖｏｕｔの変化に対する出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１の影響量との比が既知となる。このために、Ｓ２２００からＳ２２１２までの粗調整動作と、Ｓ２２１３からＳ２２２１までの微調整動作とに分けることなく、出力信号Ｖｄａ０，Ｖｄａ１を同時に可変して、演算出力信号Ｖｏｕｔを調整することができる。その結果、振動ジャイロ６１の電源投入時における処理に要する時間を短くすることができる。
【０１５７】
本発明の実施形態では、Ａ／Ｄ変換器１５ａ，２５ａ，６５ａは、ＭＣＵ１５，２５，６５に内蔵されたものを利用しているが、ＭＣＵ１５，２５，６５の外部にＡ／Ｄ変換器１５ａ，２５ａ，６５ａを設けてもよい。また、本発明の実施形態では、振動を検出する素子として角速度を検出する圧電型振動ジャイロを使用する場合を例に挙げて説明したが、同様な問題を生じる、例えば、加速度センサなどを用いてもよい。さらに、本発明の利用分野は多岐にわたり、スチルカメラ又はビデオムービなどに限定されるものではなく、振動を検出する技術分野にわたり広く応用することができる。
【０１５８】
本発明の実施形態では、回路１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２，８２により構成したローパスフィルタが、振動検出信号Ｖｏから振動によらない高周波成分を除去しているが、高周波ノイズが無視できるときには、これらの回路を省略してもよい。例えば、演算部１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８３に、振動検出信号Ｖｏが直接入力するような回路構成であってもよい。
【０１５９】
また、本発明の実施形態では、回路１２，２２，３２，６２，７２，８２及び回路１３，２３，３３，６３，７３，８３は、振動ジャイロ１１，２１，６１から出力した基準電圧Ｖｒｅｆ１を基準に構成しているが、振動ジャイロ１１，２１，６１の出力を用いずに、外部から適当な電位を印加してもよい。例えば、基準電圧Ｖｒｅｆ２の電圧を、抵抗分圧により適当な電圧にして供給したり、定電圧レギュレータ１６，６６と同様なものを用いたり、図１に示すように、ＧＮＤ基準でこれらの回路を構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る振動検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときのタイミングチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときの動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。
【図９】本発明の第３実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
【図１２】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【図１３】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの粗調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときの微調整動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に電源が投入されたときのタイミングチャートである。
【図１６】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の第６実施形態に係る振動検出装置に出力レンジを越える振動が印加されたときのタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第７実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
【図１９】本発明の第８実施形態に係る振動検出装置における振動検出回路の一部を示す図である。
【図２０】従来の振動検出装置における振動検出回路を示す図である。
【図２１】従来の振動検出装置における振動検出回路に電源が投入されたときのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【０１６１】
１，１１，２１，６１  振動ジャイロ
２，１２，２２，３２，４２，５２，６２  ローパスフィルタ回路
３，１３  ハイパスフィルタ回路及び増幅回路
４，１４，２４，６４  電源回路
５，１５，２５，６５  ＭＣＵ
１５ａ，２５ａ，６５ａ  Ａ／Ｄ変換器
１５ｂ，２５ｂ，６５ｂ  操作信号発生部
１５ｃ，２５ｃ，６５ｃ  補正部
１５ｄ，２５ｄ，６５ｄ  制御信号発生部
２６，６６  定電圧レギュレータ
２３，４３，６３，７２  加算器及び増幅回路
２７，６７ａ，６７ｂ  Ｄ／Ａ変換器
２７ａ，６７０ａ，６７０ｂ  出力信号レベル可変部
３３，５３，７３  減算器及び増幅回路
６７  出力信号発生部
ＳＷ１，ＳＷ１１  アナログスイッチ
Ｖｏ  振動検出信号
Ｖｏｕｔ  演算出力信号
Ｖｏｕｔ'  補正演算出力信号
ＶＤＡ，Ｖｄａ０，Ｖｄａ１  出力信号
ＳＳＷ，Ｓ，Ｓ０，Ｓ１  操作信号
【図１】
2006313385.tif 000014
【図２】
2006313385.tif 000015
【図３】
2006313385.tif 000016
【図４】
2006313385.tif 000017
【図５】
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【図６】
2006313385.tif 000019
【図７】
2006313385.tif 000020
【図８】
2006313385.tif 000021
【図９】
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【図１０】
2006313385.tif 000023
【図１１】
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【図１２】
2006313385.tif 000025
【図１３】
2006313385.tif 000026
【図１４】
2006313385.tif 000027
【図１５】
2006313385.tif 000028
【図１６】
2006313385.tif 000029
【図１７】
2006313385.tif 000030
【図１８】
2006313385.tif 000031
【図１９】
2006313385.tif 000032
【図２０】
2006313385.tif 000033
【図２１】
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