(57)【要約】【課題】故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を提供すること。【解決手段】温度センサーからの出力電圧と、第１基準電圧と、を含む信号を入力し、時分割に出力する切替部と、前記切替部の出力を、Ａ／Ｄ変換する変換部と、第１判定部と、を含み、前記第１判定部は、前記温度センサーからの出力電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第１デジタル信号に基づく信号と、前記第１基準電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第２デジタル信号に基づく信号と、前記温度センサーの温度による特性の変化及び前記第１基準電圧の温度による特性の変化に基づく温度特性データと、に基づき前記温度センサーの故障を判定する、故障判定回路。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度センサーからの出力電圧と、第１基準電圧と、を含む信号を入力し、時分割に出力する切替部と、
前記切替部の出力を、Ａ／Ｄ変換する変換部と、
第１判定部と、
を含み、
前記第１判定部は、前記温度センサーからの出力電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第１デジタル信号に基づく信号と、前記第１基準電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第２デジタル信号に基づく信号と、前記温度センサーの温度による特性の変化及び前記第１基準電圧の温度による特性の変化に基づく温度特性データと、に基づき前記温度センサーの故障を判定する、故障判定回路。
【請求項２】
前記切替部には、第２基準電圧がさらに入力され、
前記第１基準電圧の温度による特性の変化と、前記第２基準電圧の温度による特性の変化と、は異なる、請求項１に記載の故障判定回路。
【請求項３】
前記切替部には、第３基準電圧がさらに入力され、
前記第３基準電圧の温度による特性の変化は、前記第１基準電圧の温度による特性の変化と、は異なる、請求項１又は２に記載の故障判定回路。
【請求項４】
記憶部をさらに備え、
前記記憶部には、前記温度特性データが記憶され、
前記記憶部に記憶された、前記温度特性データは変更可能である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の故障判定回路。
【請求項５】
第２判定部をさらに備え、
前記第１基準電圧は、第１電源電圧に基づき生成され、
前記第２判定部は、前記第１電源電圧と、前記第１電源電圧とは異なる第２電源電圧と、が入力され、前記第１電源電圧と、前記第２電源電圧と、を比較し、前記第１電源電圧の異常を判定する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の故障判定回路。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の故障判定回路を備えている、物理量検出装置。
【請求項７】
物理量検出素子と、
出力補正部と、
を備え、
前記切替部には、前記物理量検出素子が検出した物理量検出信号に基づく信号がさらに入力され、
前記出力補正部は、前記物理量検出素子が検出した前記物理量検出信号に基づく信号が、前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第３デジタル信号に基づく信号を、前記温度センサーの出力電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第１デジタル信号に基づく信号で、補正し出力する、請求項６に記載の物理量検出装置。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載の物理量検出装置を備えている、電子機器。
【請求項９】
請求項６又は請求項７に記載の物理量検出装置を備えている、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、故障判定回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、角速度検出装置（物理量検出装置）を搭載し、検出した角速度に基づいて所定の制御を行う様々な電子機器やシステムが広く利用されている。例えば、自動車の走行制御システムでは、検出された角速度に基づいて、自動車の横滑りを防止したり横転を検知したりする処理が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、このような角速度検出装置（物理量検出装置）は温度センサーを備え、検出した角速度と、温度センサーの出力とで、角速度検出装置から出力される信号の温度変動を補償する角速度検出装置、電子機器及び移動体などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９７０１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、出力信号の温度変動を補償するために用いられる温度センサーが故障すると、本来出力されるべき出力信号とは異なる信号を出力する。そのため、出力信号の温度変動を補償するために用いられる温度センサーとは別に、温度センサーをさらに備えることで、温度センサーの故障を検出する技術などが用いられている。しかしながら、複数の温度センサーを備えることで、回路規模が大きくなってしまう。
【０００６】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の幾つかの態様によれ、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を提供することができる。さらに、本発明の幾つかの態様によれ、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を備えた物理量検出装置、電子機器及び移動体を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係る故障判定回路は、温度センサーからの出力電圧と、第１基準電圧と、を含む信号を入力し、時分割に出力する切替部と、前記切替部の出力を、Ａ／Ｄ変換する変換部と、第１判定部と、を含み、前記第１判定部は、前記温度センサーからの出力電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第１デジタル信号に基づく信号と、前記第１基準電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第２デジタル信号に基づく信号と、前記温度センサーの温度による特性の変化及び前記第１基準電圧の温度による特性の変化に基づく温度特性データと、に基づき前記温度センサーの故障を判定する。
【０００９】
本適用例に係る故障判定回路によれば、故障判定回路は、切替部と、変換部と、第１判定部と、を含み構成されている。切替部は、温度センサーの出力信号と、温度により変化する特性（温特）を有する第１基準電圧と、を含む複数の信号が入力され、これらの信号を時分割に出力する。変換部は、切替部から出力された温度センサーの出力信号と、温特を有する第１基準電圧と、を含む信号をデジタル信号に変換する。そして、第１判定部は、温度センサーの出力電圧が変換された第１デジタル信号に基づく信号と、第１基準電圧が変換された第２デジタル信号に基づく信号と、温度センサーの出力電圧と第１基準電圧とから算出される温度特性データと、に基づき温度センサーの故障判定を行う。すなわち、温度特性を有する第１基準電圧の温度による特性の変化と、温度センサーの出力電圧の温度による特性の変化と、に基づき温度センサーの故障を判定することが可能となる。そのため、複数の温度センサーを備える必要がなく、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減することが可能となる。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に係る故障判定回路は、前記切替部には、第２基準電圧がさらに入力され、前記第１基準電圧の温度による特性の変化と、前記第２基準電圧の温度による特性の変化と、は異なってもよい。
【００１１】
本適用例に係る故障判定回路によれば、第１基準電圧と温度センサーとの温度による特性の変化に基づく温度特性データと、第２基準電圧と温度センサーとの温度による特性の変化に基づく温度特性データと、の双方で温度センサーの故障判定を行うことが可能となる。すなわち、温度センサーの故障判定は、複数の温度による変化を有する基準電圧に基づき行うことが可能となる。よって、温度センサーの故障判定の精度を向上させることが可能となる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例に係る故障判定回路は、前記切替部には、第３基準電圧がさらに入力され、前記第３基準電圧の温度による特性の変化は、前記第１基準電圧の温度による特性の変化よりも小さくてもよい。
【００１３】
第３基準電圧は温度による特性の変化が小さくてもよい。
【００１４】
本適用例に係る故障判定回路によれば、温度による特性の変化の小さい第３基準電圧に基づくデジタル信号が、故障判定回路に入力される。第３基準電圧の温度による特性の変化は、第１基準電圧の温度による特性の変化より小さい。すなわち、第３基準電圧が変換部で変換されたデジタル値の温度による変化も、小さい。そのため、第１判定部において、第３基準電圧に基づくデジタル信号が所定の値であるか否かを判定することで、変換部の故障判定を行うことが可能となる。これにより、変換部によりデジタル信号に変換される、第１デジタル信号と、第２デジタル信号と、の信頼性がさらに向上する。そのため、第１デジタル信号に基づく信号と、第２デジタル信号に基づく信号と、を用いて行う温度センサーの故障判定の信頼性も向上する。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、高い信頼性で、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【００１５】
［適用例４］
上記適用例に係る故障判定回路は、記憶部をさらに備え、前記記憶部には、前記温度特性データが記憶され、前記記憶部に記憶された、前記温度特性データは変更可能であってもよい。
【００１６】
本適用例に係る故障判定回路によれば、第１判定部が故障判定に用いる温度特性データは、書き換え可能な記憶部に記憶されている。温度特性データが書き換え可能であるため、故障判定回路は、異なる特性を有する温度センサーにも汎用的に対応することが可能となる。さらに、本適用例に係る故障判定回路によれば、前記温度センサーの温度による特性の変化及び前記第１基準電圧の温度による特性の変化に基づく温度特性データを、例えば製造ライン等で、記憶部に記憶することで、故障判定回路のばらつきが相殺され、故障判定回路の判定精度を高めることが可能となる。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、高精度で、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【００１７】
［適用例５］
上記適用例に係る故障判定回路は、第２判定部をさらに備え、前記第１基準電圧は、第１電源電圧に基づき生成され、前記第２判定部は、前記第１電源電圧と、前記第１電源電圧とは異なる第２電源電圧と、が入力され、前記第１電源電圧と、前記第２電源電圧と、を比較し、前記第１電源電圧の異常を判定してもよい。
【００１８】
本適用例に係る故障判定回路によれば、第１基準電圧は、第１電源電圧から生成される。そして、第２判定部は、第１電源電圧と、第１電源電圧は異なる第２電源電圧と、を比較することにより、第１電源電圧の故障を判定することが可能となる。すなわち、第１電源電圧に基づく第１基準電圧の信頼性が向上する。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、高い信頼性で、温度センサーの故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【００１９】
［適用例６］
本適用例に係る物理量検出装置は、上記適用例のいずれかの故障判定回路を備えている。
【００２０】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、回路規模が増大することなく温度センサーの故障判定を行うことが可能な、故障判定回路を備えるため、大型になることなく、信頼性の高い物理量検出装置を実現することが可能となる。
【００２１】
［適用例７］
上記適用例に係る物理量検出装置は、物理量検出素子と、出力補正部と、を備え、前記切替部には、前記物理量検出素子が検出した物理量検出信号に基づく信号がさらに入力され、前記出力補正部は、前記物理量検出素子が検出した前記物理量検出信号に基づく信号が、前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第３デジタル信号に基づく信号を、前記温度センサーの出力電圧が前記変換部によりＡ／Ｄ変換された第１デジタル信号に基づく信号で、補正し出力してもよい。
【００２２】
本適用例に係る物理量検出装置によれば、出力される物理量検出信号は、故障の有無の判定が可能な温度センサーから出力された信号に基づき、補正される。すなわち、物理量検出装置から出力される信号は、正常な動作を行っている温度センサーの出力により補正された信号である。よって、出力される信号の信頼性の高い物理量検出装置を実現することが可能となる。
【００２３】
［適用例８］
本適用例に係る電子機器は、上記適用例に係る物理量検出装置を備えている。
【００２４】
［適用例９］
本適用例に係る移動体は、上記適用例に係る物理量検出装置を備えている。
【００２５】
これらの適用例によれば、回路規模が増大することなく温度センサーの故障判定を行うことが可能な、故障判定回路を備える物理量検出装置を備えるため、故障判定回路が大規模になることなく、信頼性の高い電子機器及び移動体を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】物理量検出装置の第１実施形態における構成例を示す図である。
【図２】物理量検出装置の第１実施形態における物理量検出素子の振動片の平面図である。
【図３】物理量検出装置の第１実施形態における物理量検出素子の動作について説明するための図である。
【図４】物理量検出装置の第１実施形態における物理量検出素子の動作について説明するための図である。
【図５】物理量検出装置の第１実施形態における駆動回路の構成を示す図である。
【図６】物理量検出装置の第１実施形態における検出回路の構成を示す図である。
【図７】物理量検出装置の第１実施形態における物理量処理回路の構成を示す図である。
【図８】物理量検出装置の第１実施形態における基準電圧生成回路の一例の回路構成を示す図である。
【図９】物理量検出装置の第１実施形態における故障判定回路の故障判定方法を説明するための図である。
【図１０】物理量検出装置の第１実施形態における故障判定回路の故障判定方法を説明するための図である。
【図１１】物理量検出装置の第１実施形態における基準電圧の一例を示す図である。
【図１２】物理量検出装置の第２実施形態における物理量検出装置の構成例を示す図である。
【図１３】物理量検出装置の第２実施形態における物理量処理回路の構成を示す図である。
【図１４】電子機器の実施形態に係る一例を模式的に示す図である。
【図１５】電子機器の実施形態に係る一例を模式的に示す図である。
【図１６】移動体の実施形態に係る一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
以下では、本実施形態における故障判定回路を用いた機器として、物理量処理装置（角速度処理装置）を例にとり説明する。
【００２９】
１  物理量検出装置
１．１  第１実施形態  
［物理量検出装置の構成］
図１は、物理量検出装置（角速度処理装置）１の第１実施形態における構成例を示す図である。物理量検出装置１は第１実施形態において、物理量検出素子１００と、物理量検出回路２００と、を含み構成され、さらに、物理量検出装置１から出力されたデータを用いて、各種の計算処理や制御を行うＭＣＵ（Micro Control Unit）３を含んで構成されてもよい。
【００３０】
物理量検出素子１００（「物理量検出素子」の一例）は、駆動電極と検出電極が配置された振動片を有し、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、振動片は気密性が確保されたパッケージに封止されている。物理量検出装置１の第１実施形態では、物理量検出素子１００は、平面形状がＴ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型の振動片を有する。
【００３１】
図２は、物理量検出装置１の第１実施形態における物理量検出素子１００の振動片の平面図である。物理量検出素子１００は、例えば、Ｚカットの水晶基板により形成されたダブルＴ型の振動片を有する。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。なお、図２におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示す。
【００３２】
図２に示すように、物理量検出素子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。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に示した物理量検出回路２００のＤＳ端子，ＤＧ端子を介して駆動回路２０に接続される。
【００３３】
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。
【００３４】
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。検出振動腕１０２の上面には検出電極１１４又は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に示した物理量検出回路２００のＳ１端子，Ｓ２端子を介して検出回路３０に接続される。また、共通電極１１６は接地される。
【００３５】
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。
【００３６】
この状態で、物理量検出素子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。
【００３７】
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、物理量検出素子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、物理量検出素子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。
【００３８】
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、物理量検出素子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、物理量検出素子１００に加わる角速度の大きさに関係せず一定である。
【００３９】
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。
【００４０】
以上のようにして、物理量検出素子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。
【００４１】
図１に戻り、物理量検出装置１の第１実施形態における物理量検出回路２００は、第１電源回路１０、第２電源回路１１、駆動回路２０、検出回路３０、物理量処理回路４０、発振回路６０、温度センサー７０及び主記憶部８０を含んで構成されており、例えば、１チップの集積回路（ＩＣ：Integrated Circuit）であってもよい。なお、物理量検出回路２００は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００４２】
第１電源回路１０は、物理量検出回路２００のＶＤＤ端子より供給される電圧から基準電圧（アナロググランド電圧）などの定電圧や定電流を生成し、駆動回路２０、検出回路３０、物理量処理回路４０に含まれるデジタル演算回路４１等に供給する。ここで、物理量処理回路４０に入力される電圧を特に電源電圧ＶＤＤ１（「第１電源電圧」の一例）とする。
【００４３】
第２電源回路１１は、物理量検出回路２００のＶＤＤ端子より供給される電圧から、物理量処理回路４０に入力される電源電圧ＶＤＤ２を生成し出力する。なお、第２電源回路１１は、例えば、物理量検出回路２００の不図示の端子から入力された電圧に基づき、物理量処理回路４０に入力される電源電圧ＶＤＤ２（「第２電源電圧」の一例）を生成してもよい。
【００４４】
駆動回路２０は、物理量検出素子１００を励振振動させるための駆動信号を生成し、ＤＳ端子を介して物理量検出素子１００の駆動電極１１２に供給する。また、駆動回路２０は、物理量検出素子１００の励振振動により駆動電極１１３に発生する発振電流がＤＧ端子を介して入力され、この発振電流の振幅が一定に保持されるように駆動信号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、駆動信号と位相が同じ検波信号ＳＤＥＴを生成し、検出回路３０に出力する。
【００４５】
検出回路３０は、Ｓ１端子とＳ２端子を介して、物理量検出素子１００の２つの検出電極１１４、１１５に発生する交流電荷（検出電流）（「物理量検出信号」の一例）がそれぞれ入力され、検波信号ＳＤＥＴを用いて、これらの交流電荷（検出電流）に含まれる角速度成分を検出し、角速度成分の大きさに応じた電圧レベルの信号である角速度信号ＶＡＯ１（「物理量検出信号に基づく信号」の一例）を生成して出力する。
【００４６】
主記憶部８０は、不図示の不揮発性メモリーを有し、当該不揮発性メモリーには、駆動回路２０や検出回路３０、物理量処理回路４０に対する各種のトリミングデータ（調整データや補正データ、温度特性データ）等が記憶されている。不揮発性メモリーは、例えば、ＭＯＮＯＳ（Metal Oxide Nitride Oxide Silicon）型メモリーやＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）として構成することができる。さらに、主記憶部８０は、不図示のレジスターを有し、物理量検出回路２００の電源投入時（ＶＤＤ端子の電圧が０Ｖから所望の電圧まで立ち上がる時）に不揮発性メモリーに記憶されている各種のトリミングデータ、処理データ等がレジスターに転送されて保持され、レジスターに保持された各種のトリミングデータ、処理データ等が駆動回路２０及び検出回路３０に供給されるように構成してもよい。ここで、主記憶部８０から、物理量処理回路４０に対し転送されるデータを、特性データＤＡＴＡとする。なお、温度特性データとは、温度に対する特性値（出力値）の変化率（％／℃）、温度を変数とする多項式の各係数値、温度域ごとの補正値テーブル等であってもよい。
【００４７】
温度センサー７０は、その周辺の温度に応じた電圧レベルの温度信号ＶＴＯ（「温度センサーの出力電圧」の一例）を出力するものであり、温度が高いほど出力電圧が高い正特性のものであってもよいし、温度が高いほど出力電圧が低い負特性のものであってもよい。温度センサー７０は、例えば、絶対温度に比例した電圧（ＰＴＡＴ（Proportional To Absolute Temperature）電圧）を出力する回路であってもよい。
【００４８】
物理量処理回路４０は、デジタル演算回路４１及びインターフェイス回路４２を含む。
【００４９】
デジタル演算回路４１は、マスタークロック信号ＭＣＬＫによって動作し、検出回路３０が出力する角速度信号ＶＡＯ１の電圧レベルをデジタル値に変換した後、所定の演算処理を行って角速度データＶＤＯ１を生成し、インターフェイス回路４２に出力する。また、デジタル演算回路４１は、温度センサー７０等の故障判定も行う。デジタル演算回路４１が、温度センサー７０等の故障を検出したとき、又は、外部（例えば、ＭＣＵ３）からの要求に従い、故障判定情報ＶＦＩを生成し、インターフェイス回路４２に出力する。
【００５０】
インターフェイス回路４２は、ＭＣＵ３が発信する各種のコマンドを受信し、コマンドに応じたデータをＭＣＵ３に発信する処理を行う。また、インターフェイス回路４２は、ＭＣＵ３からの要求に応じて主記憶部８０（不揮発性メモリーやレジスター）に記憶されているデータを読み出してＭＣＵ３に出力する処理や、ＭＣＵ３から入力されたデータを主記憶部８０（不揮発性メモリーやレジスター）に書き込む処理などを行う。インターフェイス回路４２は、例えば、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）バスのインターフェイス回路であり、ＭＣＵ３が発信する選択信号、クロック信号、データ信号が、それぞれ、物理量検出回路２００のＳＳ端子，ＳＣＬＫ端子，ＳＩ端子を介して入力され、物理量検出回路２００のＳＯ端子を介してデータ信号をＭＣＵ３に出力する。なお、インターフェイス回路４２は、ＳＰＩバス以外の各種のバス（例えば、Ｉ２Ｃ（Inter Integrated Circuit）バス等）に対応するインターフェイス回路であってもよい。
【００５１】
発振回路６０は、マスタークロック信号ＭＣＬＫを発生させて、物理量処理回路４０に含まれるデジタル演算回路４１に出力するクロック生成回路として機能する。発振回路６０は、例えば、リングオシレーターやＣＲ発振回路として構成される。
【００５２】
［駆動回路の構成］
次に、駆動回路２０について説明する。図５は、駆動回路２０の構成例を示す図である。図５に示すように、物理量検出装置１の第１実施形態における駆動回路２０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）２２０、コンパレーター２３０、全波整流回路２４０、積分器２５０及びコンパレーター２６０を含む。なお、駆動回路２０は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００５３】
Ｉ／Ｖ変換回路２１０は、物理量検出素子１００の励振振動により発生し、ＤＧ端子を介して入力された発振電流を交流電圧信号に変換する。
【００５４】
ハイパスフィルター２２０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号のオフセットを除去する。
【００５５】
コンパレーター２３０は、ハイパスフィルター２２０の出力信号の電圧を基準電圧と比較して２値化信号を生成し、この２値化信号がハイレベルの時はＮＭＯＳトランジスターを導通させてローレベルを出力し、２値化信号がローレベルの時はＮＭＯＳトランジスターを非導通にし、抵抗を介してプルアップされる積分器２５０の出力電圧をハイレベルとして出力する。そして、コンパレーター２３０の出力信号は、駆動信号として、ＤＳ端子を介して物理量検出素子１００に供給される。この駆動信号の周波数（駆動周波数）を物理量検出素子１００の共振周波数と一致させることで、物理量検出素子１００を安定発振させることができる。
【００５６】
全波整流回路２４０は、Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号を整流（全波整流）して直流化された信号を出力する。
【００５７】
積分器２５０は、第１電源回路１０から供給された電圧に基づき生成された所望の電圧ＶＲＤＲを基準に、全波整流回路２４０の出力電圧を積分して出力する。この積分器２５０の出力電圧は、全波整流回路２４０の出力が高いほど（Ｉ／Ｖ変換回路２１０の出力信号の振幅が大きいほど）低くなる。したがって、発振振幅が大きいほど、コンパレーター２３０の出力信号（駆動信号）のハイレベルの電圧が低くなり、発振振幅が小さいほど、コンパレーター２３０の出力信号（駆動信号）のハイレベルの電圧が高くなるので、発振振幅が一定に保持されるように自動利得制御（ＡＧＣ：Auto Gain Control）がかかる。
【００５８】
コンパレーター２６０は、ハイパスフィルター２２０の出力信号の電圧を増幅して２値化信号（方形波電圧信号）を生成し、検波信号ＳＤＥＴとして出力する。
【００５９】
［検出回路の構成］
次に、検出回路３０について説明する。図６は、検出回路３０の構成例を示す図である。図６に示すように、物理量検出装置１の第１実施形態における検出回路３０は、チャージアンプ３１０，３２０、差動アンプ３３０、ハイパスフィルター（ＨＰＦ）３４０、ＡＣアンプ３５０、同期検波回路３６０、可変ゲインアンプ３７０、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）３８０、出力バッファー３９０を含む。なお、物理量検出装置１の第１実施形態における検出回路３０は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００６０】
チャージアンプ３１０には、Ｓ１端子を介して物理量検出素子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）が入力される。同様に、チャージアンプ３２０には、Ｓ２端子を介して物理量検出素子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）が入力される。
【００６１】
このチャージアンプ３１０，３２０は、それぞれに入力された交流電荷（検出電流）を交流電圧信号に変換する。チャージアンプ３１０に入力される交流電荷（検出電流）とチャージアンプ３２０に入力される交流電荷（検出電流）は互いに位相が１８０°異なり、チャージアンプ３１０の出力信号とチャージアンプ３２０の出力信号の位相は互いに逆位相である（１８０°ずれている）。
【００６２】
差動アンプ３３０は、チャージアンプ３１０の出力信号とチャージアンプ３２０の出力信号を差動増幅する。差動アンプ３３０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。
【００６３】
ハイパスフィルター３４０は、差動アンプ３３０の出力信号に含まれる直流成分を除去する。
【００６４】
ＡＣアンプ３５０は、ハイパスフィルター３４０の出力信号を増幅し、同期検波回路３６０に出力する。
【００６５】
同期検波回路３６０には、ＡＣアンプ３５０の出力信号が入力される。同期検波回路３６０は、駆動回路２０から入力される検波信号ＳＤＥＴを用いてＡＣアンプ３５０の出力信号（被検波信号）に含まれる角速度成分を同期検波する。同期検波回路３６０は、例えば、検波信号ＳＤＥＴがハイレベルの時はＡＣアンプ３５０の出力信号をそのまま選択し、検波信号ＳＤＥＴがローレベルの時はＡＣアンプ３５０の出力信号を基準電圧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。
【００６６】
ＡＣアンプ３５０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、この角速度成分は検波信号ＳＤＥＴ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３６０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。
【００６７】
可変ゲインアンプ３７０には、同期検波回路３６０の出力信号が入力される。可変ゲインアンプ３７０は、同期検波回路３６０から出力された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する。可変ゲインアンプ３７０の出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター３８０に入力される。
【００６８】
スイッチトキャパシタフィルター３８０には、可変ゲインアンプ３７０の出力信号が入力さる。スイッチトキャパシタフィルター３８０は、可変ゲインアンプ３７０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。このスイッチトキャパシタフィルター３８０（ローパスフィルター）の周波数特性は、物理量検出素子１００の安定発振により得られるクロック信号（不図示）の周波数とキャパシター（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。
【００６９】
スイッチトキャパシタフィルター３８０の出力信号は、出力バッファー３９０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。
【００７０】
出力バッファー３９０の出力信号が、角速度信号ＶＡＯ１として、物理量処理回路４０に入力される。
【００７１】
［物理量処理回路の構成］
次に、物理量処理回路４０の詳細について説明する。図７は、物理量処理回路４０の構成例を示す図である。物理量処理回路４０は、デジタル演算回路４１及びインターフェイス回路４２を含んで構成される。
【００７２】
図７に示すように、デジタル演算回路４１は、Ａ／Ｄ変換回路４１０、マルチプレクサー４２０、基準電圧生成回路４３０、切替制御部４４０、デジタルフィルター４５０、故障判定部４６０、故障判定部４７０、デジタル補正回路４８０、クロック生成回路４９０、補助記憶部５００を含む。なお、デジタル演算回路４１は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【００７３】
基準電圧生成回路４３０は、第１電源回路１０から入力された電源電圧ＶＤＤ１に基づき４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４を生成する。図８には、基準電圧生成回路４３０の回路構成の一例を示す。
【００７４】
図８に示すように、基準電圧生成回路４３０は、二つの定電流素子４３１，４３２と、二つの抵抗素子４３３，４３４とから構成される。なお、図８に示すＧ１端子、Ｇ２端子、Ｇ３端子、Ｇ４端子は、全てＧ端子に接続されている。
【００７５】
基準電圧生成回路４３０には、電源電圧ＶＤＤ１に基づき生成された電圧が入力される。詳細には、Ｖ１端子とＶ２端子との間に２倍の電圧Ｖｄｄ（２Ｖｄｄ［Ｖ］）が供給され、Ｖ１端子とＶ２端子の中点電位であるＧ端子がグラウンドに接続されている。すなわち、Ｖ１端子はＧ端子に対し、Ｖｄｄ［Ｖ］の電位であり、Ｖ２端子はＧ端子に対し−Ｖｄｄ［Ｖ］の電位となる。
【００７６】
基準電圧ＶＲＥＦ１（「第３基準電圧」の一例）は、ＶＲ１端子のＧ１端子に対する電位である。ＶＲ１端子はＶ１端子と接続され、Ｇ１端子はＧ端子と接続されている。よって、基準電圧ＶＲＥＦ１は、温度変化に対し一定の、Ｖ１端子のＧ端子に対する電位であるＶｄｄ［Ｖ］となる。
【００７７】
基準電圧ＶＲＥＦ２（「第１基準電圧」の一例）は、ＶＲ２端子のＧ２端子に対する電位である。ＶＲ２端子は、定電流素子４３１の他端と、抵抗素子４３３の一端と、に共通に接続されている。
【００７８】
抵抗素子４３３は、一端が定電流素子４３１の他端と、ＶＲ２端子と、に接続され、他端が、Ｖ２端子に接続されている。なお、抵抗素子４３３は、例えば温度に対し抵抗値が増加する正特性を有する。
【００７９】
定電流素子４３１は、一端がＶ１端子に接続され、他端が、抵抗素子４３３の一端に接続される。定電流素子４３１は、温度に影響されず一定の低電流を出力する素子であって、例えば定電流ダイオードにより構成される。
【００８０】
抵抗素子４３３には、定電流素子４３１から出力される一定の電流が供給される。すなわち、抵抗素子４３３の両端には、定電流素子４３１から出力された電流と、抵抗素子４３３の抵抗値に基づく電圧が生じる。よって、温度が低い（すなわち、抵抗素子４３３の抵抗値が小さい）とき、抵抗素子４３３の両端の電位差は０［Ｖ］に近づき、温度が高い（すなわち、抵抗素子４３３の抵抗値が大きい）とき、抵抗素子４３３の両端の電位差は、２Ｖｄｄ［Ｖ］に近づく。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ２の電位であるＶＲ１端子のＧ１端子に対する電位は、温度により変化する。詳細には、基準電圧ＶＲＥＦ２は、温度が低いとき−Ｖｄｄ［Ｖ］に近づき、温度が高いとき＋Ｖｄｄ［Ｖ］に近づく。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ２は、温度により出力する電位（電圧レベル）が変化する。なお、抵抗素子４３４の抵抗値は、温度に対し一様（略比例）に変化することが好ましい。
【００８１】
基準電圧ＶＲＥＦ３（「第２基準電圧」の一例）は、ＶＲ３端子のＧ３端子に対する電位である。ＶＲ３端子は、定電流素子４３２の他端と、抵抗素子４３４の一端と、に共通に接続されている。
【００８２】
抵抗素子４３４は、一端が定電流素子４３２の他端と、ＶＲ３端子と、に接続され、他端が、Ｖ２端子に接続されている。なお、抵抗素子４３４は、例えば温度に対し抵抗値が減少する負特性を有する。
【００８３】
定電流素子４３２は、一端がＶ１端子に接続され、他端が、抵抗素子４３４の一端に接続される。定電流素子４３２は、温度に影響されず一定の低電流を出力する素子であって、例えば定電流ダイオードにより構成される。
【００８４】
抵抗素子４３４には、定電流素子４３２から出力される一定の電流が供給される。すなわち、抵抗素子４３４の両端には、定電流素子４３２から出力された電流と、抵抗素子４３４の抵抗値に基づく電圧が生じる。よって、温度が低い（すなわち、抵抗素子４３４の抵抗値が多き）とき、抵抗素子４３４の両端の電位差は２Ｖｄｄ［Ｖ］に近づき、温度が高い（すなわち、抵抗素子４３４の抵抗値が小さい）とき、抵抗素子４３４の両端の電位差は、０［Ｖ］に近づく。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ３の電位であるＶＲ３端子のＧ２端子に対する電位は、温度により変化する。詳細には、基準電圧ＶＲＥＦ３は、温度が低いとき＋Ｖｄｄ［Ｖ］に近づき、温度が高いとき−Ｖｄｄ［Ｖ］に近づく。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ３は、温度により出力する電位（電圧レベル）が変化する。なお、抵抗素子４３４の抵抗値は、温度に対し一様（略比例）に変化することが好ましい。
【００８５】
基準電圧ＶＲＥＦ４は、ＶＲ４端子のＧ４端子に対する電位である。ＶＲ４端子はＶ２端子と接続され、Ｇ４端子はＧ端子と接続されている。よって、基準電圧ＶＲＥＦ４は、温度変化に対し一定の、Ｖ２端子のＧ端子に対する電位である−Ｖｄｄ［Ｖ］となる。
【００８６】
以上より、物理量検出装置１の第１実施形態における４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４は、第１電源回路１０により生成されたＶＤＤ１に基づき生成される。そして、基準電圧ＶＲＥＦ１及び基準電圧ＶＲＥＦ４は、温度による特性の変化を、極力抑えた基準電圧であり、基準電圧ＶＲＥＦ２及び基準電圧ＶＲＥＦ３は、温度による特性の変化を積極的に活用する基準電圧である。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ１の温度による特性の変化は、基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による特性の変化より小さい。
【００８７】
また、基準電圧ＶＲＥＦ２は、温度の上昇に伴い、電圧値が上昇する基準電圧であり、基準電圧ＶＲＥＦ３は、温度の上昇に伴い、電圧値が低下する基準電圧である。すなわち、基準電圧ＶＲＥＦ２と基準電圧ＶＲＥＦ３の温度による特性の変化と異なる。
【００８８】
なお、基準電圧生成回路４３０の構成はこれに限ったものでない。例えば、抵抗素子４３３と抵抗素子４３４との温度特性は、正特性又は負特性のいずれかであれば、それぞれがどちらの特性を有してもよい。
【００８９】
また、電源電圧ＶＤＤ１に基づき生成されたＶ１端子とＶ２端子との間に２倍の電圧Ｖｄｄは、例えば、電源電圧ＶＤＤ１に基づきＤＣ−ＤＣ変換された電圧であっても良く、また、絶縁電源で生成されたＶｄｄを二つ直列に接続したものであってもよい。
【００９０】
図７に戻り、マルチプレクサー４２０（「切替部」の一例）は、検出回路３０から入力された角速度信号ＶＡＯ１、温度センサー７０から入力された温度信号ＶＴＯ、基準電圧ＶＲＥＦ１、基準電圧ＶＲＥＦ２、基準電圧ＶＲＥＦ３、基準電圧ＶＲＥＦ４及び制御信号Ｃｔｒ１が入力され、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯを出力する。すなわち、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ１と、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥ４と、温度センサー７０が検出した温度信号ＶＴＯと、を含む複数の信号を入力し、制御信号Ｃｔｒ１に従い、時分割にＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。換言すれば、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯは、角速度信号ＶＡＯ１、温度信号ＶＴＯ、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４を含む一つの信号である。なお、マルチプレクサー４２０に入力される信号は、これらに限られず、例えば、加速度、圧力、湿度等の様々な信号が入力されてもよい。
【００９１】
クロック生成回路４９０は、マスタークロック信号ＭＣＬＫ（発振回路６０の出力信号）を基に、Ａ／Ｄ変換回路４１０のサンプリングに用いるクロック信号ＣＬＫを生成し出力する。また、クロック信号ＣＬＫは、故障判定部４６０，４７０及び切替制御部４４０にも共通に入力される。
【００９２】
切替制御部４４０は、マルチプレクサー４２０、故障判定部４６０及びデジタル補正回路４８０に対して、制御信号Ｃｔｒ１，Ｃｔｒ２，Ｃｔｒ３を出力する。
【００９３】
制御信号Ｃｔｒ１は、マルチプレクサー４２０から出力される信号を選択する。例えば、制御信号Ｃｔｒ１は３ビットの信号であって、制御信号Ｃｔｒ１が、“１００”のとき、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ１を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“１１１”のとき、マルチプレクサー４２０は、温度信号ＶＴＯを選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０００”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ１を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“００１”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ２を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０１０”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ３を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０１１”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ４を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。
【００９４】
すなわち、マルチプレクサー４２０は、制御信号Ｃｔｒ１により選択された、複数の信号のいずれかを、時分割に出力する。これにより、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯに含まれる角速度信号ＶＡＯ１と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４と、が出力される周期を、制御信号Ｃｔｒ１により、設定、変更することが可能となる。ＭＵＸ出力信号ＶＭＯに含まれる角速度信号ＶＡＯ１と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４と、が出力される周期の変更が可能となることで、物理量検出装置１が使用される用途や環境に応じ、最適な設定を行うことが可能となる。よって、汎用的な物理量検出装置１を実現することができる。
【００９５】
制御信号Ｃｔｒ２は、クロック信号ＣＬＫ及び制御信号Ｃｔｒ１に同期し、故障判定部４６０に入力される。すなわち、故障判定部４６０は、入力される信号が、角速度信号ＶＡＯ１と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４のいずれの信号に基づくデジタル信号であるかを、制御信号Ｃｔｒ２に基づき把握することが可能となる。
【００９６】
制御信号Ｃｔｒ３は、クロック信号ＣＬＫ及び制御信号Ｃｔｒ１に同期し、デジタル補正回路４８０に入力される。すなわち、デジタル補正回路４８０は、入力される信号が、角速度信号ＶＡＯ１と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４のいずれの信号に基づくデジタル信号であるかを、制御信号Ｃｔｒ３により、把握することが可能となる。
【００９７】
なお、物理量検出装置１の実施形態においては、制御信号Ｃｔｒ２及び制御信号Ｃｔｒ３は、制御信号Ｃｔｒ１と同じ３ビットのデータで構成されているとするが、これに限定されるものではない。
【００９８】
Ａ／Ｄ変換回路４１０（「変換部」の一例）は、クロック信号ＣＬＫに同期して、マルチプレクサー４２０が出力するＭＵＸ出力信号ＶＭＯのＡ／Ｄ変換を行い、ＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯを出力する。したがって、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力するＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯは、角速度信号ＶＡＯ１がデジタル信号に変換された角速度デジタル信号ＶＤ１（「第３デジタル信号」の一例）と、温度信号ＶＴＯがデジタル信号に変換された温度デジタル信号ＶＤＴＯ（「第１デジタル信号」の一例）と、基準電圧ＶＲＥＦ１がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１と、基準電圧ＶＲＥＦ２がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２（「第２デジタル信号」の一例）と、基準電圧ＶＲＥＦ３がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３と、基準電圧ＶＲＥＦ４がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４と、が時分割に含まれたデジタル信号である。
【００９９】
デジタルフィルター４５０は、マスタークロック信号ＭＣＬＫに同期して、Ａ／Ｄ変換回路４１０から出力されたＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに対してフィルタリング処理を行う。
【０１００】
故障判定部４６０（「第１判定部」の一例）は、デジタルフィルター４５０の出力信号と、制御信号Ｃｔｒ２と、クロック信号ＣＬＫと、が入力される。故障判定部４６０は、クロック信号ＣＬＫに同期して、入力されたＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに含まれる温度デジタル信号ＶＤＴＯ、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４と、に基づき、Ａ／Ｄ変換回路４１０及び温度センサー７０の故障判定を行う。
【０１０１】
故障判定部４６０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１１１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号が、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号であると判断する。そして、温度デジタル信号ＶＤＴＯの検出値を不図示のレジスター又は補助記憶部５００で記憶する。
【０１０２】
故障判定部４６０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“０００”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号が、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１に基づく信号であると判断する。デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１は、一定電位である基準電圧ＶＲＥＦ１（物理量検出装置１の第１実施形態では、Ｖｄｄ［Ｖ］）に基づくデジタル信号である。そのため、故障判定部４６０は、基準電圧ＶＲＥＦ１（物理量検出装置１の第１実施形態では、Ｖｄｄ［Ｖ］）に基づくデジタル信号の期待値知ることができる。
【０１０３】
よって、故障判定部４６０は、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１をＡ／Ｄ変換したデジタル信号の期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１をＡ／Ｄ変換した実測値とを比較することで、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定することが可能となる。また、故障判定部４６０は、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障判定において、故障であると判定されたとき、補助記憶部５００に対し、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障フラグを立てる信号を出力する。なお、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定する判定閾値は、後述する補助記憶部５００に記憶されていてもよい。
【０１０４】
故障判定部４６０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“０１１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号が、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４に基づく信号であると判断する。デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４は、一定電位である基準電圧ＶＲＥＦ４（物理量検出装置１の第１実施形態では、−Ｖｄｄ［Ｖ］）に基づくデジタル信号である。そのため、故障判定部４６０は、基準電圧ＶＲＥＦ４に基づくデジタル信号の期待値知ることができる。
【０１０５】
よって、故障判定部４６０は、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４をＡ／Ｄ変換したデジタル信号の期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４をＡ／Ｄ変換した実測値とを比較することで、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定することが可能となる。また、故障判定部４６０は、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障判定において、故障であると判定されたとき、補助記憶部５００に対し、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障フラグを立てる信号を出力する。なお、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定する判定閾値は、後述する補助記憶部５００に記憶されていてもよい。
【０１０６】
故障判定部４６０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“００１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号が、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２に基づく信号であると判断する。前述のとおり、基準電圧ＶＲＥＦ２は、温度により出力が変化する。よって、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２も、温度により出力が変化する。そのため、故障判定部４６０は、不図示のレジスター又は補助記憶部５００に記憶された、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づき、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２の温度特性を加味した期待値を算出する。そして、故障判定部４６０は、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２の温度特性を加味した期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２の実測値とを比較することで、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定することが可能となる。さらに、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２の期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２の実測値とが正常の範囲であるとき、温度デジタル信号ＶＤＴＯが正常であることも同時に判定される。
【０１０７】
すなわち、温度センサー７０の出力信号に基づく温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ２に基づくデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２と、温度センサー７０の温度特性と、基準電圧ＶＲＥＦ２の温度特性と、により温度センサー７０の故障を判定することが可能となる。なお、基準電圧ＶＲＥＦ２及び温度センサー７０の温度特性は、例えば補助記憶部５００に記憶されていてもよい。
【０１０８】
故障判定部４６０は、Ａ／Ｄ変換回路４１０及び温度センサー７０の故障判定において、故障であると判定されたとき、補助記憶部５００に対し、Ａ／Ｄ変換回路４１０又は温度センサー７０が故障している故障フラグを立てる信号を出力する。
【０１０９】
故障判定部４６０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“０１０”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号が、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３に基づく信号であると判断する。前述のとおり、基準電圧ＶＲＥＦ３は、温度により出力が変化する。よって、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３も、温度により出力が変化する。そのため、故障判定部４６０は、不図示のレジスター又は補助記憶部５００に記憶された、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づき、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３の温度特性を加味した期待値を算出する。そして、故障判定部４６０は、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３の温度特性を加味した期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３の実測値とを比較することで、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定することが可能となる。さらに、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３の期待値と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３の実測値とが正常の範囲であるとき、温度デジタル信号ＶＤＴＯが正常であることも同時に判定される。
【０１１０】
すなわち、温度センサー７０の出力信号に基づく温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ３に基づくデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３と、温度センサー７０の温度特性と、基準電圧ＶＲＥＦ３の温度特性と、により温度センサー７０の故障を判定することが可能となる。なお、基準電圧ＶＲＥＦ３及び温度センサー７０の温度特性は、例えば補助記憶部５００に記憶されていてもよい。
【０１１１】
故障判定部４６０は、Ａ／Ｄ変換回路４１０及び温度センサー７０の故障判定において、故障であると判定されたとき、補助記憶部５００に対し、Ａ／Ｄ変換回路４１０又は温度センサー７０が故障している故障フラグを立てる信号を出力する。
【０１１２】
以上より、マルチプレクサー４２０は、４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４及び温度センサー７０から出力された温度信号ＶＴＯを入力し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯを出力する。
【０１１３】
そして、Ａ／Ｄ変換回路４１０は、マルチプレクサー４２０から出力されたＭＵＸ出力信号ＶＭＯをＡ／Ｄ変換し、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１，ＶＤＲＥＦ２，ＶＤＲＥＦ３，ＶＤＲＥＦ４及び温度デジタル信号ＶＤＴＯを含むＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯを出力する。
【０１１４】
故障判定部４６０は、制御信号Ｃｔｒ３に基づき、ＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに含まれるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１，ＶＤＲＥＦ２，ＶＤＲＥＦ３，ＶＤＲＥＦ４及び温度デジタル信号ＶＤＴＯを判別し入力する。そして、故障判定部４６０は、入力されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１，ＶＤＲＥＦ２，ＶＤＲＥＦ３，ＶＤＲＥＦ４及び温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４及び温度センサー７０の温度特性と、に基づき、温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障を判定する。
【０１１５】
すなわち、物理量検出装置１の第１実施形態においては、マルチプレクサー４２０と、Ａ／Ｄ変換回路４１０と、故障判定部４６０と、を含み故障判定回路が構成されている。
【０１１６】
また、物理量検出装置１の第１実施形態では、温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障検出を、４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４に基づき、温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障判定を行っているが、例えば、温度により変化する基準電圧（例えば基準電圧ＶＲＥＦ２）が１つあればよい。
【０１１７】
一方で、複数の基準電圧に基づき温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障検出を行ってもよい。複数の基準電圧に基づき温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障検出を行うことで、温度センサー７０及びＡ／Ｄ変換回路４１０の故障検出の精度がさらに向上できる。
【０１１８】
さらに、複数の基準電圧を用いるとき、少なくとも一つの基準電圧が、温度に対し変化しないことが好ましい。複数の基準電圧の少なくとも一つを、温度に対し変化しない基準電圧とすることで、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障検出精度が向上する。Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障検出精度の向上に伴い、温度センサー７０の故障検出精度も向上する可能性がある。
【０１１９】
デジタル補正回路４８０（「出力補正部」の一例）は、デジタルフィルター４５０の出力信号と、制御信号Ｃｔｒ３と、マスタークロック信号ＭＣＬＫと、が入力される。デジタル補正回路４８０は、ＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに含まれる温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づき角速度デジタル信号ＶＤ１を補正し、角速度データＶＤＯ１としてインターフェイス回路４２に出力する。
【０１２０】
詳細には、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１１１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号から、角速度デジタル信号ＶＤ１の補正データを作成する。
【０１２１】
また、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１００”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、角速度デジタル信号ＶＤ１に基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく補正データにより、角速度デジタル信号ＶＤ１を補正し、角速度データＶＤＯ１を生成する。そして、デジタル補正回路４８０は、角速度データＶＤＯ１をインターフェイス回路４２に出力する。なお、デジタル補正回路４８０が行う補正には、例えば、オフセット補正、感度補正、出力レンジ調整、ビット制限等の各種の処理が含まれる。
【０１２２】
なお、デジタル補正回路４８０の補正データは、温度デジタル信号ＶＤＴＯが入力されたとき、書き換えられ、温度デジタル信号ＶＤＴＯが入力されていない間は保持される。
【０１２３】
故障判定部４７０（「第２判定部」の一例）は、第１電源回路１０で生成された電源電圧ＶＤＤ１と、第２電源回路１１で生成された電源電圧ＶＤＤ２と、の比較を行う。電源電圧ＶＤＤ１は、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４の元となる電圧である。そのため、故障判定部４７０は、電源電圧ＶＤＤ１と、電源電圧ＶＤＤ１が生成される第１電源回路１０とは異なる第２電源回路１１で生成された電源電圧ＶＤＤ２と、を比較することで、第１電源回路１０に入力される電圧が正常か異常かの判定をする。これにより、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４の信頼性が向上する。
【０１２４】
故障判定部４７０は、例えば、コンパレーター等の比較器で構成されていてもよく、また、例えば、電源電圧ＶＤＤ１と、電源電圧ＶＤＤ２と、をデジタル信号に変換し、比較してもよい。
【０１２５】
故障判定部４７０において、第１電源回路１０に入力される電圧が正常でないと判定されたとき、故障判定部４７０は、補助記憶部５００に対し、電源電圧ＶＤＤ１異常のフラグを立てる信号を出力する。
【０１２６】
補助記憶部５００（「記憶部」の一例）は、主記憶部８０から、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障判定に用いる判定閾値、温度センサー７０の故障判定閾値及び温度センサー７０と、基準電圧ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３とに基づく温度特性データを受け取り、保持（記憶）する。そして、故障判定部４６０に対し、当該データを出力する。
【０１２７】
物理量検出装置１の第１実施形態では、インターフェイス回路４２は、ＭＣＵ３からの要求に応じて主記憶部８０（不揮発性メモリーやレジスター）に記憶されているデータを読み出してＭＣＵ３に出力する処理や、ＭＣＵ３から入力されたデータを主記憶部８０（不揮発性メモリーやレジスター）に書き込む処理などを行う。すなわち、主記憶部８０に記憶されるデータは、インターフェイス回路４２を介し変更される。そして、補助記憶部５００は、主記憶部８０から、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障判定に用いる判定閾値、温度センサー７０の故障判定閾値及び温度センサー７０と、基準電圧ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３とに基づく温度特性データを受け取り、保持（記憶）する。
【０１２８】
以上より、物理量検出装置１の第１実施形態では、インターフェイス回路４２を介し、補助記憶部５００に保持（記憶）されたデータを変更可能となる。これにより、物理量検出装置１の第１実施形態における故障判定部４６０は、様々な温度の特性を有する温度センサー及び基準電圧に対応することが可能となる。よって、汎用性の高い故障判定回路を実現することが可能となる。
【０１２９】
また、補助記憶部５００は、故障判定部４６０及び故障判定部４７０から出力された故障フラグを立てる信号を受信し、当該故障フラグを記憶する。例えば、４ビットの領域において、第１ビットは、温度センサー７０の故障を示すフラグであって、第２ビットは基準電圧ＶＲＥＦ２又は基準電圧ＶＲＥＦ３によりＡ／Ｄ変換回路４１０の故障が検出されたフラグであって、第３ビットは、基準電圧ＶＲＥＦ１又は基準電圧ＶＲＥＦ４によりＡ／Ｄ変換回路４１０の故障が検出されたフラグであって、第４ビットは、電源電圧ＶＤＤ１異常に伴うフラグであってもよい。
【０１３０】
補助記憶部５００に立てられた故障フラグは、例えば、ＭＣＵ３からの要求に従い、インターフェイス回路４２を介し故障判定情報ＶＦＩとして出力される。
【０１３１】
インターフェイス回路４２は、ＭＣＵ３が発信する各種のコマンドを受信し、コマンドに応じたデータをＭＣＵ３に発信する処理を行う。
【０１３２】
［故障判定方法］
ここで、物理量検出装置１の第１実施形態における温度センサー７０の故障判定方法について、図９及び図１０を用いて説明を行う。物理量検出装置１の第１実施形態における温度センサー７０の故障判定は、温度センサー７０の温度による特性の変化と、温度により特性が変化する基準電圧ＶＲＥＦ２及び基準電圧ＶＲＥＦ３の少なくともいずれか一方の温度による特性の変化と、を用いて行う。そのため、図９及び図１０の説明においては、温度特性を有する基準電圧ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３は、特に区別せず単に基準電圧ＶＲＥＦとして説明を行う。また、基準電圧ＶＲＥＦが、Ａ／Ｄ変換回路４１０においてデジタル信号に変換された信号を、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦとして説明を行う。
【０１３３】
まず、物理量検出装置１の第１実施形態における、基準電圧ＶＲＥＦ及び温度センサー７０の温度特性データの取得方法について説明する。
【０１３４】
図９は、温度と、基準電圧ＶＲＥＦ及び温度センサー７０の出力信号の関係を示す図である。なお、図９では、横軸に温度、縦軸には、基準電圧ＶＲＥＦ及び温度センサー７０に基づく出力値を示す。
【０１３５】
温度特性データは、物理量検出装置１の生産工程等において、取得された、例えば３点の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２のそれぞれにおける、基準電圧ＶＲＥＦに基づく出力値と、及び温度信号ＶＴＯに基づく出力値と、に基づき算出される。ここで、基準電圧ＶＲＥＦに基づく出力値とは、基準電圧ＶＲＥＦがＡ／Ｄ変換回路４１０でデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく信号であって、故障判定部４６０に入力される信号である。また、温度信号ＶＴＯに基づく出力値とは、温度信号ＶＴＯがＡ／Ｄ変換回路４１０でデジタル信号に変換された温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号であって、故障判定部４６０に入力される信号である。
【０１３６】
なお、図９において、３点の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２において故障判定部４６０が取得した、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく取得値の一例を信号６００とし、また、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく取得値の一例を信号６０１として示している。
【０１３７】
次に、３点の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２において取得された、３つの信号６００に基づき一次線形近似を行う。（１）式は、３つの信号６００の一次線形近似により得られる近似式の一例であり、図９には、（１）式に基づき得られる近似直線の一例を近似線６１０として示す。なお、（１）式における（データ）ＳＶＤｒｅｆとは、故障判定部４６０が、温度Ｔにときに、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく信号から取得する取得値である。また、ａ１及びｂ１は一次線形近似により算出される定数を示す。
【０１３８】
【数１】
2018165641.tif 000003
【０１３９】
同様に、３点の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２において取得された、３つの信号６０１に基づきの一次線形近似を行う。（２）式は、３つの信号６０１の一次線形近似により得られる近似式の一例であり、図９には、（２）式に基づき得られる近似直線の一例を近似線６１１として示す。なお、（２）式において、（データ）ＳＶＤＴＯとは、故障判定部４６０が、温度Ｔにときに、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号から取得する取得値である。また、ａ２及びｂ２は一次線形近似により算出される定数を示す。
【０１４０】
【数２】
2018165641.tif 000004
【０１４１】
そして、上記（１）式及び（２）式に基づき、（データ）ＳＶＤｒｅｆを、（データ）ＳＶＤＴＯが変数となるように変形することで（３）式が得ら算出される。ここで、（３）式におけるα及びβは、上記定数ａ１，ａ２，ｂ１，ｂ２に基づき算出される定数を示す。
【０１４２】
【数３】
2018165641.tif 000005
【０１４３】
図１０は、横軸をデータＳＶＤＴＯ、縦軸をデータＳＶｒｅｆとしたときの関係を示す図である。なお図１０には、（３）式に基づく得られる直線を、近似線６２０として示している。すなわち、（３）式及び近似線６２０が、基準電圧ＶＲＥＦと、温度センサー７０と、の温度特性を示す。
【０１４４】
以上のように、物理量検出装置１の第１実施形態における基準電圧ＶＲＥＦ及び温度センサー７０の温度特性は、（３）式により得られる。このとき、データＳＶＤＴＯは、故障判定部４６０において判定（取得）される信号であるため、物理量検出装置１の第１実施形態では、温度特性データとして、（３）式における定数α及び定数βを記憶すればよい。そして、故障判定部４６０は、温度特性データとして、定数α及び定数βを読み出すことで、基準電圧ＶＲＥＦ及び温度センサー７０の温度特性を把握し、温度センサー７０の故障判定を行うことが可能となる。
【０１４５】
なお、温度特性データとして、記憶される定数α及び定数βは、例えば補助記憶部５００に記憶されていてもよく、また、主記憶部８０に記憶されているものを補助記憶部５００に伝送され補助記憶部５００が保持（記憶）てもよい。さらに、定数α及び定数βは、インターフェイス回路４２を介し、例えばＭＣＵ３などから修正できてもよい。これにより、温度センサー７０及び基準電圧ＶＲＥＦの部品ばらつきをキャンセルすることが可能となり、温度センサー７０の故障検出精度が向上する。
【０１４６】
また、物理量検出装置１の第１実施形態では、３点の温度Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２において取得された、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく信号（データＳＶＤｒｅｆ）及び温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号（データＳＶＤＴＯ）、を用い近似式を算出したが、例えば３点以上の温度に基づき近似式が算出されてもよい。
【０１４７】
次に、物理量検出装置１の第１実施形態における、温度センサー７０の故障判定方法について説明する。物理量検出装置１の第１実施形態における温度センサー７０の故障判定は、任意の温度Ｔにおいて検出されたデータＳＶＤｒｅｆと、同じ任意の温度Ｔにおいて検出されたデータＳＶＤＴＯを（３）式に代入した結果と、の差分により判定される。温度センサー７０が正常であるとき、任意の温度ＴにおけるデータＳＶＤｒｅｆと、その近似式である（３）式と、は同等の値となる。すなわち、故障判定信号Ｇ（Ｔ，ＴＳ）は、温度センサー７０が正常であるとき０に近く出力される。
【０１４８】
すなわち、（４）式に示すように、故障判定信号Ｇ（Ｔ，ＴＳ）が、０よりも大きな第１閾値電圧Ｖｔｈ１より小さく、０よりも小さい第２閾値電圧Ｖｔｈ２より大きいとき、温度センサー７０は、正常であると判定することができる。
【０１４９】
【数４】
2018165641.tif 000006
【０１５０】
以上より、物理量検出装置１の第１実施形態よれば、温度センサー７０の故障の有無は、温度特性データにより算出された、所定の温度におけるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく信号の期待値（近似値）と、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦに基づく信号（データＳＶＤｒｅｆ）の実測値との差分により判定される。このとき、所定の温度とは、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号（データＳＶＤＴＯ）により決定される。すなわち、故障判定部４６０は、温度センサー７０から出力された温度信号ＶＴＯが、Ａ／Ｄ変換回路４１０によりＡ／Ｄ変換された温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦがＡ／Ｄ変換回路４１０でデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦと、温度センサー７０の温度による特性の変化及び基準電圧ＶＲＥＦの温度による特性の変化に基づく温度特性データ（定数α及び定数β）と、温度センサー７０の故障を判定する。
【０１５１】
なお、物理量検出装置１の第１実施形態では、（３）式における近似式の算出、及び（４）式における故障判定において、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号（データＳＶＤＴＯ）を変数に故障判定を行っているが、例えば、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号と、温度センサー７０の温度特性から、現在の温度を推測し、推測された温度に基づき、第１基準で厚保の期待値（近似式）を算出する方法であってもよい。
【０１５２】
物理量検出装置１の第１実施形態おいては、図７に示すように、Ａ／Ｄ変換回路４１０には、４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４及び温度信号ＶＴＯを含む複数の信号が、マルチプレクサー４２０を介し入力されている。
【０１５３】
図１１には、物理量検出装置１の第１実施形態における４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４及び温度信号ＶＴＯの温度特性の一例を示す。
【０１５４】
物理量検出装置１の第１実施形態では、基準電圧ＶＲＥＦ１の温度による電圧の変化を示す特性直線６３１は、温度の変化によらずＶｄｄ［Ｖ］で略一定な電圧となる。また、基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による電圧の変化を示す特性直線６３２は、温度の上昇に対し出力される電圧レベルが高くなる。また、基準電圧ＶＲＥＦ３の温度による電圧の変化を示す特性直線６３３は、温度の上昇に対し出力される電圧レベルが低下する。また、基準電圧ＶＲＥＦ４の温度による電圧の変化を示す特性直線６３４は、温度変化によらず、−Ｖｄｄ［Ｖ］で略一定な電圧を出力する。そして、温度信号ＶＴＯの温度による電圧の変化を示す特性直線６３０は、温度の上昇に対し出力される電圧レベルが高くなる。
【０１５５】
前述のとおり、故障判定部４６０は、基準電圧ＶＲＥＦ１のデジタル信号であるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１に基づく信号、及び基準電圧ＶＲＥＦ４のデジタル信号であるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４に基づく信号、の少なくとも一方に基づきＡ／Ｄ変換回路４１０の故障判定を行う。物理量検出装置１の第１実施形態においては、基準電圧ＶＲＥＦ１は、特性直線６３１に示すように温度変化に対し略一定の電圧を出力し、基準電圧ＶＲＥＦ４も、特性直線６３１に示すように温度変化に対し略一定の電圧を出力する。よって、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１及びデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４は温度による影響を受けず一定の値となる。これにより、故障判定部４６０は、温度によらずＡ／Ｄ変換回路４１０の故障の判定を行うことが可能となり、故障判定の精度を向上させることが可能となる。
【０１５６】
一方、故障判定部４６０は、基準電圧ＶＲＥＦ２のデジタル信号であるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２に基づく信号、及び基準電圧ＶＲＥＦ３のデジタル信号であるデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３に基づく信号、の少なくとも一方と、温度信号ＶＴＯのデジタル信号である温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ２及び基準電圧ＶＲＥＦ３の少なくとも一方と温度信号ＶＴＯとの温度特性データとに基づき、温度センサー７０の故障判定を行う。
【０１５７】
このとき、基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による電圧の変化を示す特性直線６３２と、基準電圧ＶＲＥＦ３の温度による電圧の変化を示す特性直線６３３と、はそれぞれが異なる特性であることが好ましい。また、基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による電圧の変化を示す特性直線６３２と、基準電圧ＶＲＥＦ３の温度による電圧の変化を示す特性直線６３３と、は、温度に対し正負が逆の特性であることがさらに好ましい。
【０１５８】
このように、特性直線６３２と、特性直線６３３と、を互いに異なる特性とすることで、異なる温度特性データに基づき温度センサー７０の故障判定を行うことが可能となる。よって、温度センサー７０の故障判定の精度を向上させることが可能となる。さらに、温度センサー７０の故障判定を、温度センサー７０の温度特性とは異なる、複数の基準電圧を用いて行う事で、故障判定の精度を、さらに向上させることが可能となる。
【０１５９】
また、物理量検出装置１の第１実施形態によれば、故障判定に用いる温度特性データは、（３）式又は（４）式における定数のα及びβを記憶すればよい。すなわち、物理量検出装置１の第１実施形態のように二つの基準電圧ＶＲＥＦ２及びＶＲＥＦ３に基づき温度センサー７０の故障判定を行いとき、補助記憶部５００で記憶する温度特性データは、基準電圧ＶＲＥＦ２と温度センサー７０との特性を示すα１及びβ１と、基準電圧ＶＲＥＦ３と温度センサー７０との特性を示すα２及びβ２だけでよい。よって、補助記憶部５００の記憶領域の使用量を低下することが可能となる。
【０１６０】
［作用・効果］
以上に説明したように、物理量検出装置１の第１実施形態では、故障判定回路は、マルチプレクサー４２０と、Ａ／Ｄ変換回路４１０と、故障判定部４６０と、を含み構成されている。マルチプレクサー４２０は、温度センサー７０が出力した温度信号ＶＴＯと、温特を有する基準電圧ＶＲＥＦ２と、を含む複数の信号が入力され、これらの信号を時分割に出力する。Ａ／Ｄ変換回路４１０は、マルチプレクサー４２０から出力された温度センサー７０が出力した温度信号ＶＴＯと、温特を有する基準電圧ＶＲＥＦ２と、を含む信号をデジタル信号に変換しＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯを出力する。そして、故障判定部４６０は、温度センサー７０が出力した温度信号ＶＴＯが変換された温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号と、基準電圧ＶＲＥＦ２が変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２に基づく信号と、温度センサー７０が出力する温度信号ＶＴＯと基準電圧ＶＲＥＦ２とから算出される温度特性データと、に基づき温度センサー７０の故障判定を行う。
【０１６１】
すなわち、温度特性を有する基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による特性の変化と、温度センサー７０が出力する温度信号ＶＴＯの温度による特性の変化と、に基づき温度センサー７０の故障を判定することが可能となる。そのため、複数の温度センサー７０を備える必要がなく、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減することが可能となる。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、温度センサー７０の故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【０１６２】
また、物理量検出装置１の第１実施形態では、故障判定回路において、基準電圧ＶＲＥＦ２と温度センサー７０との温度による特性の変化と、基準電圧ＶＲＥＦ３と温度センサー７０との温度による特性の変化と、の双方で温度センサー７０の故障判定を行うことが可能となる。すなわち、温度センサー７０の故障判定は、複数の温度による変化を有する基準電圧に基づき行うことが可能となる。よって、温度センサー７０の故障判定の精度を向上させることが可能となる。
【０１６３】
また、物理量検出装置１の第１実施形態では、故障判定回路において、故障判定部４６０が故障判定に用いる温度特性データは、書き換え可能な補助記憶部５００に記憶されている。温度特性データが書き換え可能であるため、故障判定回路は、異なる特性を有する温度センサー７０にも汎用的に対応することが可能となる。さらに、物理量検出装置１の第１実施形態では、故障判定回路において、温度センサー７０の温度による特性の変化及び基準電圧ＶＲＥＦ２の温度による特性の変化に基づく温度特性データを、例えば製造ライン等で、記憶部に記憶することで、故障判定回路のばらつきが相殺され、故障判定回路の判定精度を高めることが可能となる。よって、故障判定回路の回路規模が大きくなることを低減し、高精度で、温度センサー７０の故障を判定することが可能な、故障判定回路を実現することが可能となる。
【０１６４】
１．２  第２実施形態  
図１２は、物理量検出装置１の第２実施形態における構成を示す図である。また、図１３は物理量検出装置１の第２実施形態における物理量処理回路４０の構成を示す図である。第１実施形態の物理量検出装置１では、一つの物理量検出素子１００が検出した信号を、連続してＡ／Ｄ変換を行う１つのＡ／Ｄ変換回路４１０に入力し物理量を取得したのに対し、物理量検出装置１の第２実施形態では、複数（物理量検出装置１の第２実施形態では３個）の物理量検出素子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃが検出した信号を、時分割にＡ／Ｄ変換回路４１０に入力することで物理量を取得する。これにより３軸の角速度センサーが実現できる。
【０１６５】
なお、物理量検出装置１の第２実施形態について、物理量検出装置１の第１実施形態と同様の構成要素には同じ符号を付して、物理量検出装置１の第１実施形態と重複する説明を省略し、物理量検出装置１の第１実施形態と異なる内容について説明する。
【０１６６】
図１２は、物理量検出装置１の第２実施形態における構成を示す図である。物理量検出装置１の第２実施形態は、３つの物理量検出素子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと、物理量検出回路２００と、を含み構成される。さらに、物理量検出装置１の出力データを用いて各種の計算処理や制御を行うＭＣＵ３を含んで構成されてもよい。
【０１６７】
３つの物理量検出素子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃのそれぞれは、物理量検出装置１の第１実施形態における物理量検出素子１００と同様に、Ｔ型の２つの駆動振動腕を有するいわゆるダブルＴ型の振動片を有する構成であり、その詳細の説明を省略する（図２〜図４参照）。
【０１６８】
物理量検出装置１の第２実施形態における物理量検出回路２００は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様に、第１電源回路１０、第２電源回路１１、駆動回路２０、検出回路３０、物理量処理回路４０、発振回路６０、温度センサー７０及び主記憶部８０を含んで構成されている。また、物理量検出装置１の第２実施形態における物理量検出回路２００は、３つの物理量検出素子１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃのそれぞれに対応した駆動回路２０、検出回路３０を備える。なお、それぞれの駆動回路２０及び検出回路３０の詳細の構成は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様であり、その説明を省略する（図５、図６参照）。
【０１６９】
物理量検出素子１００Ａの検出電極に接続された検出回路３０は、角速度信号ＶＡＯ１を出力する。また、物理量検出素子１００Ｂの検出電極に接続された検出回路３０は、角速度信号ＶＡＯ２を出力する。また、物理量検出素子１００Ｃの検出電極に接続された検出回路３０は、角速度信号ＶＡＯ３を出力する。
【０１７０】
なお、物理量検出装置１の第２実施形態にける第１電源回路１０、第２電源回路１１、発振回路６０、温度センサー７０及び主記憶部８０は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様の構成であり、その説明を省略する。
【０１７１】
図１３は、物理量検出装置１の第２実施形態における物理量処理回路４０の構成を示す図である。物理量検出装置１の第１実施形態と同様に、物理量処理回路４０は、デジタル演算回路４１及びインターフェイス回路４２を含む。
【０１７２】
デジタル演算回路４１は、Ａ／Ｄ変換回路４１０、マルチプレクサー４２０、基準電圧生成回路４３０、切替制御部４４０、デジタルフィルター４５０、故障判定部４６０、故障判定部４７０、デジタル補正回路４８０、クロック生成回路４９０、補助記憶部５００を含む。なお、デジタル演算回路４１は、これらの要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。
【０１７３】
基準電圧生成回路４３０は、第１電源回路１０から入力された電源電圧ＶＤＤ１に基づき４つの基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４を生成する。なお、基準電圧生成回路４３０の詳細は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様の構成（図８参照）であり、その説明を省略する。
【０１７４】
マルチプレクサー４２０は、検出回路３０から入力された角速度信号ＶＡＯ１，ＶＡＯ２，ＶＡＯ３、温度センサー７０から入力された温度信号ＶＴＯ、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４及び制御信号Ｃｔｒ１が入力され、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯを出力する。すなわち、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ１，ＶＡＯ２，ＶＡＯ３と、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥ４と、温度センサー７０が検出した温度信号ＶＴＯと、を含む複数の信号を入力し、制御信号Ｃｔｒ１に従い、時分割にＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。換言すれば、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯは、角速度信号ＶＡＯ１，ＶＡＯ２，ＶＡＯ３、温度信号ＶＴＯ、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４を含む一つの信号である。なお、マルチプレクサー４２０に入力される信号は、これらに限られず、例えば、加速度、圧力、湿度等の様々な信号が入力されてもよい。
【０１７５】
クロック生成回路４９０は、マスタークロック信号ＭＣＬＫ（発振回路６０の出力信号）を基に、Ａ／Ｄ変換回路４１０のサンプリングに用いるクロック信号ＣＬＫを生成し出力する。また、クロック信号ＣＬＫは、故障判定部４６０，４７０及び切替制御部４４０にも共通に入力される。
【０１７６】
切替制御部４４０は、マルチプレクサー４２０、故障判定部４６０及びデジタル補正回路４８０に対して、制御信号Ｃｔｒ１，Ｃｔｒ２，Ｃｔｒ３を出力する。
【０１７７】
制御信号Ｃｔｒ１は、マルチプレクサー４２０から出力される信号を選択する。例えば、制御信号Ｃｔｒ１は３ビットの信号であって、制御信号Ｃｔｒ１が、“１００”のとき、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ１を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“１０１”のとき、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ２を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“１１０”のとき、マルチプレクサー４２０は、角速度信号ＶＡＯ１を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“１１１”のとき、マルチプレクサー４２０は、温度信号ＶＴＯを選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０００”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ１を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“００１”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ２を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０１０”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ３を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。また、制御信号Ｃｔｒ１が、“０１１”のとき、マルチプレクサー４２０は、基準電圧ＶＲＥＦ４を選択し、ＭＵＸ出力信号ＶＭＯとして出力する。
【０１７８】
制御信号Ｃｔｒ２は、クロック信号ＣＬＫ及び制御信号Ｃｔｒ１に同期し、故障判定部４６０に入力される。すなわち、故障判定部４６０は、入力される信号が、角速度信号ＶＡＯ１，ＶＡＯ２，ＶＡＯ３と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４のいずれの信号に基づくデジタル信号であるかを、制御信号Ｃｔｒ２に基づき把握することが可能となる。
【０１７９】
制御信号Ｃｔｒ３は、クロック信号ＣＬＫ及び制御信号Ｃｔｒ１に同期し、デジタル補正回路４８０に入力される。すなわち、デジタル補正回路４８０は、入力される信号が、角速度信号ＶＡＯ１，ＶＡＯ２，ＶＡＯ３と、温度信号ＶＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３，ＶＲＥＦ４のいずれの信号に基づくデジタル信号であるかを、制御信号Ｃｔｒ３により、把握することが可能となる。
【０１８０】
なお、物理量検出装置１の第２実施形態においては、制御信号Ｃｔｒ２及び制御信号Ｃｔｒ３は、制御信号Ｃｔｒ１と同じ３ビットのデータで構成されているとするが、これに限定されるものではない。
【０１８１】
Ａ／Ｄ変換回路４１０は、クロック信号ＣＬＫに同期して、マルチプレクサー４２０が出力するＭＵＸ出力信号ＶＭＯのＡ／Ｄ変換を行い、ＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯを出力する。したがって、Ａ／Ｄ変換回路４１０が出力するＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯは、角速度信号ＶＡＯ１がデジタル信号に変換された角速度デジタル信号ＶＤ１と、角速度信号ＶＡＯ２がデジタル信号に変換された角速度デジタル信号ＶＤ２と、角速度信号ＶＡＯ３がデジタル信号に変換された角速度デジタル信号ＶＤ３と、温度信号ＶＴＯがデジタル信号に変換された温度デジタル信号ＶＤＴＯと、基準電圧ＶＲＥＦ１がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１と、基準電圧ＶＲＥＦ２がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２と、基準電圧ＶＲＥＦ３がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３と、基準電圧ＶＲＥＦ４がデジタル信号に変換されたデジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４と、が時分割に含まれたデジタル信号である。
【０１８２】
デジタルフィルター４５０は、マスタークロック信号ＭＣＬＫに同期して、Ａ／Ｄ変換回路４１０から出力されたＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに対してフィルタリング処理を行う。
【０１８３】
故障判定部４６０は、デジタルフィルター４５０の出力信号と、制御信号Ｃｔｒ２と、クロック信号ＣＬＫと、が入力される。故障判定部４６０は、クロック信号ＣＬＫに同期して、入力されたＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに含まれる温度デジタル信号ＶＤＴＯ、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ１、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ２、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ３、デジタル基準電圧ＶＤＲＥＦ４と、に基づき、Ａ／Ｄ変換回路４１０及び温度センサー７０の故障判定を行う。なお、故障判定方法の詳細は物理量検出装置１の第１実施形態と同様であり説明を省略する。
【０１８４】
すなわち、物理量検出装置１の第２実施形態においても、複数の信号を入力し、選択して出力するマルチプレクサー４２０と、マルチプレクサー４２０の出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路４１０と、Ａ／Ｄ変換回路４１０からの出力信号と、補助記憶部５００から入力される、温度特性データ及び判定敷居値に基づきＡ／Ｄ変換回路４１０及び温度センサー７０の故障を判定する故障判定部４６０とで、故障判定回路を形成する。
【０１８５】
デジタル補正回路４８０は、デジタルフィルター４５０の出力信号と、制御信号Ｃｔｒ３と、マスタークロック信号ＭＣＬＫと、が入力される。デジタル補正回路４８０は、ＭＵＸ出力デジタル信号ＶＤＭＯに含まれる温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づき角速度デジタル信号ＶＤ１，ＶＤ２，ＶＤ３を補正し、角速度データＶＤＯ１としてインターフェイス回路４２に出力する。
【０１８６】
詳細には、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１１１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく信号から、角速度デジタル信号ＶＤ１の補正データを作成する。
【０１８７】
また、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１００”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、角速度デジタル信号ＶＤ１に基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく補正データにより、角速度デジタル信号ＶＤ１を補正し、角速度データＶＤＯ１を生成する。そして、デジタル補正回路４８０は、角速度データＶＤＯ１をインターフェイス回路４２に出力する。
【０１８８】
また、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１０１”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、角速度デジタル信号ＶＤ２に基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく補正データにより、角速度デジタル信号ＶＤ２を補正し、角速度データＶＤＯ２を生成する。そして、デジタル補正回路４８０は、角速度データＶＤＯ２をインターフェイス回路４２に出力する。
【０１８９】
また、デジタル補正回路４８０は、例えば、入力される制御信号Ｃｔｒ２が、“１１０”のとき、デジタルフィルター４５０の出力信号は、角速度デジタル信号ＶＤ３に基づく信号であると判断する。そして、デジタル補正回路４８０は、温度デジタル信号ＶＤＴＯに基づく補正データにより、角速度デジタル信号ＶＤ３を補正し、角速度データＶＤＯ３を生成する。そして、デジタル補正回路４８０は、角速度データＶＤＯ３をインターフェイス回路４２に出力する。
【０１９０】
なお、デジタル補正回路４８０が行う補正には、例えば、オフセット補正、感度補正、出力レンジ調整、ビット制限等の各種の処理が含まれる。
【０１９１】
なお、デジタル補正回路４８０の補正データは、温度デジタル信号ＶＤＴＯが入力されたとき、書き換えられ、温度デジタル信号ＶＤＴＯが入力されていない間は保持される。
【０１９２】
故障判定部４７０は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様に、第１電源回路１０で生成された電源電圧ＶＤＤ１と、第２電源回路１１で生成された電源電圧ＶＤＤ２と、の比較を行う。
【０１９３】
補助記憶部５００は、物理量検出装置１の第１実施形態と同様に、主記憶部８０から、Ａ／Ｄ変換回路４１０の故障判定に用いる判定閾値、温度センサー７０の故障判定閾値及び温度特性データ、基準電圧ＶＲＥＦ２，ＶＲＥＦ３の温度特性データを受け取る。そして、故障判定部４６０に対し、当該データを出力する。
【０１９４】
また、補助記憶部５００は、故障判定部４６０及び故障判定部４７０から出力された故障フラグを立てる信号を受信し、当該故障フラグを記憶する。そして、補助記憶部５００に立てられた故障フラグは、例えば、ＭＣＵ３からの要求に従い、インターフェイス回路４２を介し故障判定情報ＶＦＩとして出力される。
【０１９５】
インターフェイス回路４２は、ＭＣＵ３が発信する各種のコマンドを受信し、コマンドに応じたデータをＭＣＵ３に発信する処理を行う。
【０１９６】
１．３  変形例
上述した実施形態では、角速度を検出する物理量検出素子を含む物理量検出装置（角速度検出装置）を例に挙げて説明したが、本発明は、種々の物理量を検出する物理量検出素子を含む物理量検出装置にも適用することができる。また、物理量検出素子が検出する物理量は、角速度に限らず、角加速度、加速度、地磁気、傾斜などであってもよい。また、物理量検出素子の振動片は、ダブルＴ型でなくてもよく、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。また、物理量検出素子の振動片の材料としては、水晶（ＳｉＯ２）の代わりに、例えば、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）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。また、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。また、物理量検出素子は、圧電型の素子に限らず、動電型、静電容量型、渦電流型、光学型、ひずみゲージ型等の振動式の素子であってもよい。あるいは、物理量検出素子の方式は、振動式に限らず、例えば、光学式、回転式、流体式であってもよい。
【０１９７】
２．電子機器
次に、本実施形態に係る電子機器について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る電子機器は、本発明に係る物理量検出装置１を含む。以下では、本発明に係る物理量検出装置１として、物理量検出器４００を含む電子機器について、説明する。
【０１９８】
図１３は、本実施形態に係る電子機器として、携帯電話機（ＰＨＳも含む）１２００を模式的に示す斜視図である。
【０１９９】
図１３に示すように、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４及び送話口１２０６を備え、操作ボタン１２０２と受話口１２０４との間には、表示部１２０８が配置されている。
【０２００】
このような携帯電話機１２００には、物理量検出器４００が内蔵されている。
【０２０１】
図１４は、本実施形態に係る電子機器として、デジタルスチルカメラ１３００を模式的に示す斜視図である。なお、図１４には、外部機器との接続についても簡易的に示している。
【０２０２】
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０２０３】
デジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１３１０が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１３１０は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。
【０２０４】
また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０２０５】
撮影者が表示部１３１０に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。
【０２０６】
また、このデジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、ビデオ信号出力端子１３１２には、テレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４には、パーソナルコンピューター１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。
【０２０７】
このようなデジタルスチルカメラ１３００には、物理量検出器４００が内蔵されている。
【０２０８】
なお、物理量検出器４００を備えた電子機器は、図１３に示す携帯電話機、図１４に示すデジタルスチルカメラの他にも、例えば、パーソナルコンピューター（モバイル型パーソナルコンピューター）、インクジェット式吐出装置（例えばインクジェットプリンター）、ラップトップ型パーソナルコンピューター、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、各種ナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ヘッドマウントディスプレイ、ワードプロセッサー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、ロケット、船舶の計器類）、ロボットや人体などの姿勢制御、フライトシミュレーターなどに適
用することができる。
【０２０９】
本実施形態に係る電子機器は、回路規模の増加を抑えながら、安定した特性で角速度及び加速度を検出可能な物理量検出器４００を含む。したがって、より低コストでより信頼性の高い電子機器を実現することができる。
【０２１０】
３．移動体
次に、本実施形態に係る移動体について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係る移動体は、本発明に係る物理量センサーを含む。以下では、本発明に係る物理量センサーとして、物理量検出器４００を含む移動体について、説明する。
【０２１１】
図１５は、本実施形態に係る移動体として、自動車１５００を模式的に示す斜視図である。
【０２１２】
自動車１５００には、物理量検出器４００が内蔵されている。具体的には、図１５に示すように、自動車１５００の車体１５０２には、自動車１５００の角速度を検知する物理量検出素子１００を内蔵してエンジンの出力を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）１５０４が搭載されている。また、物理量検出器４００は、他にも、車体姿勢制御ユニット、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、エアバック、タイヤ・プレッシャー・モニタリング・システム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、に広く適用することができる。
【０２１３】
本実施形態に係る電子機器は、回路規模の増加を抑えながら、安定した特性で角速度及び加速度を検出可能な物理量検出器４００を含む。したがって、より低コストでより信頼性の高い電子機器を実現することができる。
【０２１４】
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。
【０２１５】
上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び各変形例を適宜組み合わせることも可能である。
【０２１６】
本発明は、実施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】
【０２１７】
１…物理量検出装置、３…ＭＣＵ、１０…第１電源回路、１１…第２電源回路、２０…駆動回路、３０…検出回路、４０…物理量処理回路、４１…デジタル演算回路、４２…インターフェイス回路、６０…発振回路、７０…温度センサー、８０…主記憶部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…物理量検出素子、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…物理量検出回路、２１０…変換回路、２２０…ハイパスフィルター、２３０，２６０…コンパレーター、２４０…全波整流回路、２５０…積分器、３１０，３２０…チャージアンプ、３３０…差動アンプ、３４０…ハイパスフィルター、３５０…ＡＣアンプ、３６０…同期検波回路、３７０…可変ゲインアンプ、３８０…スイッチトキャパシタフィルター、３９０…出力バッファー、４１０…Ａ／Ｄ変換回路、４２０…マルチプレクサー、４３０…基準電圧生成回路、４３１，４３２…定電流素子、４３３，４３４…抵抗素子、４４０…切替制御部、４５０…デジタルフィルター、４６０，４７０…故障判定部、４８０…デジタル補正回路、４９０…クロック生成回路、５００…補助記憶部、６００，６０１…信号、６１０，６１１，６２０…近似線、６３０，６３１，６３２，６３３，６３４…特性直線、４００…物理量検出器、１２００…携帯電話機、１２０２…操作ボタン、１２０４…受話口、１２０８…表示部、１３００…デジタルスチルカメラ、１３０２…ケース（ボディー）、１３１０…表示部、１３０６…シャッターボタン、１３０４…受光ユニット、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４４０…パーソナルコンピューター、１４３０…テレビモニター、１５００…自動車、１５０２…車体、１５０４…電子制御ユニット
【図１】
2018165641.tif 000007
【図２】
2018165641.tif 000008
【図３】
2018165641.tif 000009
【図４】
2018165641.tif 000010
【図５】
2018165641.tif 000011
【図６】
2018165641.tif 000012
【図７】
2018165641.tif 000013
【図８】
2018165641.tif 000014
【図９】
2018165641.tif 000015
【図１０】
2018165641.tif 000016
【図１１】
2018165641.tif 000017
【図１２】
2018165641.tif 000018
【図１３】
2018165641.tif 000019
【図１４】
2018165641.tif 000020
【図１５】
2018165641.tif 000021
【図１６】
2018165641.tif 000022