(57)【要約】【課題】物体に作用する運動加速度を精度よく測定することができる信号処理装置、慣性センサ、加速度測定方法、電子機器およびプログラムを提供する。【解決手段】本技術の一形態に係る信号処理装置は、加速度演算部を具備する。上記加速度演算部は、少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号と、上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部
を具備する信号処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記第１の検出信号および前記第２の検出信号は、前記一軸方向を含む多軸方向の加速度に関連する情報をさらに含み、
前記加速度演算部は、前記多軸方向各々について動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する
信号処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との差分信号に基づいて、前記加速度から前記静的加速度成分を抽出する演算回路を有する
信号処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とが同一レベルとなるように各信号のゲインを調整するゲイン調整回路をさらに有する
信号処理装置。
【請求項５】
請求項３に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記差分信号に基づいて補正係数を算出し、前記補正係数を用いて前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方を補正する補正回路をさらに有する
信号処理装置。
【請求項６】
請求項５に記載の信号処理装置であって、
前記補正回路は、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以上の場合には、前記補正係数を用いて前記第１の検出信号を補正する
信号処理装置。
【請求項７】
請求項５に記載の信号処理装置であって、
前記補正回路は、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以下の場合には、前記補正係数を用いて前記第２の検出信号を補正する
信号処理装置。
【請求項８】
請求項２に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記多軸方向各々について算出された前記差分信号の合成値を用いて前記動的加速度成分および前記静的加速度成分を補正する低域感度補正部をさらに有する
信号処理装置。
【請求項９】
請求項３に記載の信号処理装置であって、
前記演算回路は、
前記第２の検出信号から前記直流成分を含む低周波成分を通過させるローパスフィルタと、
前記第１の検出信号と前記ローパスフィルタの出力信号とを差分演算する第１の減算器と、を有する
信号処理装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の信号処理装置であって、
前記演算回路は、前記ローパスフィルタの出力信号と前記第１の減算器の出力信号とを差分演算する第２の減算器と、
前記第１の検出信号と前記第２の減算器の出力信号とを加算する加算器と、をさらに有する
信号処理装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記動的加速度成分と前記静的加速度成分とを並列的に出力する
信号処理装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記動的加速度成分と前記静的加速度成分とを逐次的に出力する
信号処理装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の信号処理装置であって、
前記一軸方向を含む多軸まわりの角速度に関連する情報を含む第３の検出信号に基づいて、前記多軸まわりの角速度をそれぞれ算出する角速度演算部をさらに具備する
信号処理装置。
【請求項１４】
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する素子本体と、前記可動部に作用する前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部と、を有するセンサ素子と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有するコントローラと
を具備する慣性センサ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の慣性センサであって、
前記第１の加速度検出部は、前記可動部に設けられた圧電型の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
【請求項１６】
請求項１４に記載の慣性センサであって、
前記第２の加速度検出部は、前記可動部に設けられたピエゾ抵抗式の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
【請求項１７】
請求項１４に記載の慣性センサであって、
前記第２の加速度検出部は、前記可動部に設けられた静電容量式の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
【請求項１８】
少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得し、
前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得し、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する
加速度測定方法。
【請求項１９】
少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する素子本体と、前記可動部に作用する前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部と、を有するセンサ素子と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有するコントローラと
を有する慣性センサ
を具備する電子機器。
【請求項２０】
信号処理装置に、
少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得するステップと、
前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得するステップと、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出するステップと
を実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、例えば、検出対象に作用する加速度を検出する信号処理装置、慣性センサ、加速度測定方法、電子機器およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の姿勢検出、移動体の位置検出、カメラの手振れ補正、人や物体の運動解析等の技術分野において、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いた加速度センサが広く用いられている。この種の加速度センサには、圧電型、ピエゾ抵抗型、静電容量型等の種々の検出方式のものが知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
例えば特許文献１には、メンブレンと、メンブレンの下部に備えられた質量体と、メンブレン上に形成され圧電体を含む検知手段とを含み、検知手段の出力に基づいて加速度を測定する慣性センサが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、板状部材と、重錘体と、これらの間を接続する板状橋梁部と、板状橋梁部の根端部および先端部にそれぞれ配置されたピエゾ抵抗素子とを有し、これらピエゾ抵抗素子の抵抗変化から加速度を検出する慣性センサが記載されている。
【０００５】
そして特許文献３には、可動電極としての第１の電極部と、固定電極としての第２の電極部とを有し、これらの間のギャップ変化に基づく静電容量の変化を検出することで加速度を測定する静電型デバイスが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１２５０２５号公報
【特許文献２】特開２０１５−９２１４５号公報
【特許文献３】特開２０１６−５９１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の慣性センサの出力には、検出対象である物体の運動加速度のほか、当該物体に作用する重力加速度が含まれる。このため、姿勢を変化させながら複雑な挙動をしているときの運動加速度の測定誤差が大きく、加速度検出精度の向上が困難であった。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、物体に作用する運動加速度を精度よく測定することができる信号処理装置、慣性センサ、加速度測定方法、電子機器およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の一形態に係る信号処理装置は、加速度演算部を具備する。
上記加速度演算部は、少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号と、上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する。
【００１０】
第１の検出信号および第２の検出信号には、典型的には、それぞれ検出方式が異なる加速度センサの出力が用いられる。第１の検出信号および第２の検出信号はいずれも運動加速度等の動的加速度成分（ＡＣ成分）を含むが、第２の検出信号は、ＡＣ成分だけでなく、重力加速度のような静的加速度成分（ＤＣ成分）をも含む。本技術では、これら第１および第２の検出信号から動的加速度成分と静的加速度成分とを抽出するように構成される。これにより、物体に作用する運動加速度を精度よく測定することができる。
【００１１】
上記第１の検出信号および上記第２の検出信号は、上記一軸方向を含む多軸方向の加速度に関連する情報をさらに含んでもよい。この場合、上記加速度演算部は、上記多軸方向各々について動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する。
これにより、３軸方向に沿った動的加速度成分を精度よく測定することができる。
【００１２】
上記加速度演算部は、典型的には、上記第１の検出信号と上記第２の検出信号との差分信号に基づいて、上記加速度から上記静的加速度成分を抽出する演算回路を有する。
これにより、加速度情報から静的加速度成分を抽出することができる。
【００１３】
この場合、上記加速度演算部は、上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とが同一レベルとなるように各信号のゲインを調整するゲイン調整回路をさらに有してもよい。
【００１４】
上記加速度演算部は、上記差分信号に基づいて補正係数を算出し、上記補正係数を用いて上記第１の検出信号および上記第２の検出信号のいずれか一方を補正する補正回路をさらに有してもよい。
【００１５】
上記補正回路は、上記第１の検出信号および上記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以上の場合には、上記補正係数を用いて上記第１の検出信号を補正するように構成されてもよい。
【００１６】
あるいは、上記補正回路は、上記第１の検出信号および上記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以下の場合には、上記補正係数を用いて上記第２の検出信号を補正するように構成されてもよい。
【００１７】
一方、上記加速度演算部は、上記多軸方向各々について算出された上記差分信号の合成値を用いて上記動的加速度成分および上記静的加速度成分を補正する低域感度補正部をさらに有してもよい。
【００１８】
上記演算回路は、上記第２の検出信号から上記直流成分を含む低周波成分を通過させるローパスフィルタと、上記第１の検出信号と上記ローパスフィルタの出力信号とを差分演算する第１の減算器と、を有してもよい。
この時、減算器は第２の検出信号から第１の検出信号を減算したうえ、更にマイナス符号を削除する演算器と、を有してもよい。
これにより、加速度情報から静的加速度成分を抽出することができる。
【００１９】
この場合、上記演算回路は、上記ローパスフィルタの出力信号と上記第１の減算器の出力信号とを差分演算する第２の減算器と、上記第１の検出信号と上記第２の減算器の出力信号とを加算する加算器と、をさらに有してもよい。
これにより、加速度情報から動的加速度成分を抽出することができる。
【００２０】
上記加速度演算部は、上記動的加速度成分と上記静的加速度成分とを並列的に出力してもよいし、これらを逐次的に出力するように構成されてもよい。
【００２１】
上記信号処理装置は、上記一軸方向を含む多軸まわりの角速度に関連する情報を含む第３の検出信号に基づいて、上記多軸まわりの角速度をそれぞれ算出する角速度演算部をさらに具備してもよい。
【００２２】
本技術の一形態に係る慣性センサは、センサ素子と、コントローラとを具備する。
上記センサ素子は、素子本体と、第１の加速度検出部と、第２の加速度検出部とを有する。上記素子本体は、少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する。上記第１の加速度検出部は、上記可動部に作用する上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する。上記第２の加速度検出部は、上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する。
上記コントローラは、上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有する。
【００２３】
上記第１の加速度検出部は、上記可動部に設けられた圧電型の加速度検出素子を含んでもよい。
【００２４】
一方、上記第２の加速度検出部は、上記可動部に設けられたピエゾ抵抗式の加速度検出素子、あるいは、上記可動部に設けられた静電容量式の加速度検出素子を含んでもよい。
【００２５】
本技術の一形態に係る加速度測定方法は、少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得し、
上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得し、
上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する。
【００２６】
本技術の一形態に係る電子機器は、慣性センサを具備する。
上記慣性センサは、センサ素子と、コントローラとを有する。
上記センサ素子は、素子本体と、第１の加速度検出部と、第２の加速度検出部とを有する。上記素子本体は、少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する。上記第１の加速度検出部は、上記可動部に作用する上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する。上記第２の加速度検出部は、上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する。
上記コントローラは、上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有する。
【００２７】
本技術の一形態に係るプログラムは、信号処理装置に、
少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得するステップと、
上記加速度に関連する情報を含み、上記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得するステップと、
上記第１の検出信号と上記第２の検出信号とに基づいて、上記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出するステップと
を実行させる。
【発明の効果】
【００２８】
以上のように、本技術によれば、物体に作用する運動加速度を精度よく測定することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本技術の一実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【図２】上記慣性センサにおけるセンサ素子の表面側の概略斜視図である。
【図３】上記センサ素子の裏面側の概略斜視図である。
【図４】上記センサ素子の平面図である。
【図５Ａ】加速度無印加時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図５Ｂ】ｘ軸方向に沿った加速度発生時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図５Ｃ】ｚ軸方向に沿った加速度発生時における上記加速度センサ素子の概略側断面図である。
【図６Ａ】上記センサ素子に作用する加速度の一例を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の一例を示す図である。
【図７Ａ】上記センサ素子に作用する加速度の一例を示す模式図である。
【図７Ｂ】図７Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の一例を示す図である。
【図８Ａ】上記センサ素子に作用する加速度の一例を示す模式図である。
【図８Ｂ】図８Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の一例を示す図である。
【図９Ａ】上記センサ素子に作用する加速度の一例を示す模式図である。
【図９Ｂ】図９Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の一例を示す図である。
【図１０Ａ】図９Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の他の例を示す図である。
【図１０Ｂ】図９Ａにおいてセンサ素子から出力される検出信号の他の例を示す図である。
【図１１】上記慣性センサにおける加速度演算部の一構成例を示す回路図である。
【図１２】上記加速度演算部における一軸方向についての処理ブロックを示す図である。
【図１３】検出方式の異なる複数の加速度センサの出力特性を説明する図である。
【図１４】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１５】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１６】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１７】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１８】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図１９】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図２０】上記加速度演算部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２１】本技術の他の実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【図２２】本技術の他の実施形態に係る慣性センサにおける加速度演算部の一構成例を示す回路図である。
【図２３】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図２４】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図２５】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図２６】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【図２７】上記加速度演算部の一作用を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、本技術の一実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。
【００３２】
本実施形態の慣性センサ１は、例えば、車両や航空機等の移動体、スマートホン等の携帯型情報端末、デジタルカメラ等の電子機器、運動計測装置におけるセンサヘッド部等に内蔵される。慣性センサ１は、上記移動体、携帯情報端末、電子機器、センサヘッド等の物体（検出対象）に作用する３軸方向の加速度を検出する加速度センサとして構成される。
【００３３】
特に本実施形態の慣性センサ１は、上記３軸方向の加速度から動的加速度成分と静的加速度成分とをそれぞれ抽出することが可能に構成される。
ここで、動的加速度成分とは、上記加速度のＡＣ成分を意味し、典型的には、上記物体の運動加速度（並進加速度、遠心加速度、接線加速度など）に相当する。一方、静的加速度成分とは、上記加速度のＤＣ成分を意味し、典型的には、重力加速度あるいは重力加速度と推定される加速度に相当する。
【００３４】
図１に示すように、慣性センサ１は、センサ素子１０と、コントローラ２０（信号処理装置）とを有する。図２は、センサ素子１０の構成を概略的に示す表面側の斜視図である。
【００３５】
センサ素子１０は、図２における３軸（ｘ、ｙおよびｚ軸）方向の加速度に関連する情報をそれぞれ検出する２種類の加速度検出部（第１の加速度検出部１１、第２の加速度検出部１２）を有する。
【００３６】
第１の加速度検出部１１は例えば圧電型の加速度センサであって、第１の検出信号として、ｘ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-x）、ｙ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-y）およびｚ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-AC-z）をそれぞれ出力する。これらの信号は、各軸の加速度に応じた交流波形を有する。
【００３７】
一方、第２の加速度検出部１２は非圧電型の加速度センサであって、第２の検出信号として、ｘ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-x）、ｙ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-y）およびｚ軸方向に平行な加速度に関連する情報を含む信号（Acc-DC-z）をそれぞれ出力する。これらの信号は、各軸の加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する。
【００３８】
コントローラ２０は、第１の加速度検出部１１の出力（第１の検出信号）と第２の加速度検出部１２の出力（第２の検出信号）とに基づいて、上記３軸方向の加速度から動的加速度成分と静的加速度成分とをそれぞれ抽出する加速度演算部２００を有する。
【００３９】
なお、コントローラ２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等のコンピュータに用いられるハードウェア要素および必要なソフトウェアにより実現され得る。ＣＰＵに代えて、またはこれに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のＰＬＤ（Programmable Logic Device）、あるいは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等が用いられてもよい。
【００４０】
続いて、慣性センサ１の詳細について説明する。
【００４１】
［センサ素子］
（基本構成）
まず、図２〜図４を参照して、センサ素子１０の基本構成について説明する。図３はセンサ素子１０の裏面側の斜視図、図４はセンサ素子１０の表面側の平面図である。
【００４２】
センサ素子１０は、素子本体１１０と、第１の加速度検出部１１（第１の検出素子１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）と、第２の加速度検出部１２（第２の検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）とを有する。
【００４３】
素子本体１１０は、ｘｙ平面に平行な主面部１１１と、その反対側の支持部１１４とを有する。素子本体１１０は、典型的には、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板で構成され、主面部１１１を形成する活性層（シリコン基板）と支持部１１４を形成する枠状の支持層（シリコン基板）との積層構造を有する。主面部１１１と支持部１１４とは厚みが相互に異なり、支持部１１４が主面部１１１よりも厚く形成される。
【００４４】
素子本体１１０は、加速度を受けて運動することが可能な可動板１２０（可動部）を有する。可動板１２０は、主面部１１１の中央部に設けられ、主面部１１１を形成する上記活性層を所定形状に加工することで形成される。より具体的に、主面部１１１に形成された複数の溝部１１２により、主面部１１１の中心部に関して対称な形状の複数（本例では４つ）のブレード部１２１〜１２４を有する可動板１２０が構成される。主面部１１１の周縁部は、支持部１１４とｚ軸方向に対向するベース部１１５を構成する。
【００４５】
支持部１１４は、図３に示すように、可動板１２０の裏面を開放する矩形の凹部１１３を有する枠状に形成される。支持部１１４は、図示しない支持基板に接合される接合面として構成される。上記支持基板は、センサ素子１０とコントローラ２０とを電気的に接続する回路基板で構成されてもよいし、当該回路基板と電気的に接続される中継基板あるいはパッケージ基板で構成されてもよい。あるいは、支持部１１４には当該回路基板や中継基板等と電気的に接続される複数の外部接続端子が設けられてもよい。
【００４６】
可動板１２０の各ブレード部１２１〜１２４は、それぞれ所定形状（本例では概略六角形状）の板片で構成され、ｚ軸に平行な中心軸のまわりに９０°間隔で配置される。各ブレード部１２１〜１２４の厚みは、主面部１１１を構成する上記活性層の厚みに相当する。各ブレード部１２１〜１２４は、可動板１２０の中央部１２０Ｃにおいて相互に一体的に接続され、それぞれが一体となって、ベース部１１５に対して相対移動可能に支持される。
【００４７】
可動板１２０は、図３に示すように、重錘部１２５をさらに有する。重錘部１２５は、可動板１２０の中央部１２０Ｃの裏面および各ブレード部１２１〜１２４の裏面に一体的に設けられる。重錘部１２５の大きさ、厚さ等は特に限定されず、可動板１２０の所望とする振動特性が得られる適宜の大きさに設定される。重錘部１２５は、例えば、支持部１１４を形成する上記支持層を所定形状に加工することで形成される。
【００４８】
可動板１２０は、図２および図４に示すように、複数（本例では４つ）の橋梁部１３１〜１３４を介してベース部１１５に接続される。複数の橋梁部１３１〜１３４は、ブレード部１２１〜１２４の間にそれぞれ設けられ、主面部１１１を形成する上記活性層を所定形状に加工することで形成される。橋梁部１３１および橋梁部１３３は、ｘ軸方向に相互に対向して配置され、橋梁部１３２および橋梁部１３４は、ｙ軸方向に相互に対向して配置される。
【００４９】
橋梁部１３１〜１３４は、ベース部１１５に対して相対運動可能な可動部の一部を構成し、可動板１２０の中央部１２０Ｃを弾性的に支持する。橋梁部１３１〜１３４は、それぞれ同一の構成を有し、図４に示すように、第１の梁部１３０ａと、第２の梁部１３０ｂと、第３の梁部１３０ｃとをそれぞれ有する。
【００５０】
第１の梁部１３０ａは、可動板１２０の中央部１２０Ｃの周縁部からｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞれ直線的に延び、相互に隣接するブレード部１２１〜１２４の間にそれぞれ配置される。第２の梁部１３０ｂは、ｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞれ直線的に延び、第１の梁部１３０ａとベース部１１５との間をそれぞれ連結する。
【００５１】
第３の梁部１３０ｃは、ｘ軸方向およびｙ軸方向にそれぞれ交差する方向にそれぞれ直線的に延び、第１の梁部１３０ａと第２の梁部１３０ｂとの中間部と、ベース部１１５との間をそれぞれ連結する。各橋梁部１３１〜１３４は、第３の梁部１３０ｃを２つずつ有しており、ｘｙ平面内において２つの第３の梁部１３０ｃが１つの第２の梁部１３０ｂを挟み込むように構成される。
【００５２】
橋梁部１３１〜１３４の剛性は、運動する可動板１２０を安定に支持することができる適度な値に設定される。特に、橋梁部１３１〜１３４は、可動板１２０の自重で変形することができる適宜の剛性に設定され、その変形の大きさは、後述する第２の加速度検出部１２によって検出することが可能であれば、特に限定されない。
【００５３】
以上のように可動板１２０は、素子本体１１０のベース部１１５に対して４つの橋梁部１３１〜１３４を介して支持されており、加速度に応じた慣性力によって橋梁部１３１〜１３４を支点としてベース部１１５に対して相対的に運動（移動）可能に構成される。
【００５４】
図５Ａ〜Ｃは、可動板１２０の運動の様子を説明する概略側断面図であり、Ａは加速度無印加時を、Ｂはｘ軸方向に沿った加速度発生時を、そしてＣはｚ軸方向に沿った加速度発生時を、それぞれ示している。なお、図５Ｂにおいて実線は、紙面左方向に加速度が発生したときの様子を示し、図５Ｃにおいて実線は、紙面上方向に加速度が発生したときの様子を示している。
【００５５】
加速度が発生していないとき、可動板１２０は、図２および図５Ａに示すようにベース部１１５の表面と平行な状態に維持される。この状態で、例えばｘ軸方向に沿った加速度が発生すると、可動板１２０は、図５Ｂに示すようにｙ軸方向に延びる橋梁部１３２，１３４を中心として反時計まわりに傾斜する。これにより、ｘ軸方向に相互に対向する橋梁部１３１，１３３は、それぞれｚ軸方向に沿って互いに反対方向への曲げ応力を受ける。
【００５６】
同様に、ｙ軸方向に沿った加速度が発生すると、図示せずとも、可動板１２０は、ｘ軸方向に延びる橋梁部１３１，１３３を中心として反時計まわり（又は時計まわり）に傾斜し、ｙ軸方向に相互に対向する橋梁部１３２，１３４は、それぞれｚ軸方向に沿って互いに反対方向への曲げ応力を受ける。
【００５７】
一方、ｚ軸方向に沿った加速度が発生すると、可動板１２０は、図５Ｃに示すようにベース部１１５に対して昇降し、各橋梁部１３１〜１３４は、それぞれｚ軸方向に沿って同一方向への曲げ応力を受ける。
【００５８】
第１の加速度検出部１１および第２の加速度検出部１２は、橋梁部１３１〜１３４にそれぞれ設けられる。慣性センサ１は、橋梁部１３１〜１３４の曲げ応力に起因する変形を加速度検出部１１，１２で検出することで、センサ素子１０に作用する加速度の向きと大きさを測定する。
【００５９】
以下、加速度検出部１１，１２の詳細について説明する。
【００６０】
第１の加速度検出部１１は、図４に示すように、複数（本例では４つ）の第１の検出素子１１ｘ１，１１ｘ２、１１ｙ１、１１ｙ２を有する。
【００６１】
検出素子１１ｘ１，１１ｘ２は、ｘ軸方向に相互に対向する２つの橋梁部１３１，１３３の表面の軸心上に設けられ、一方の検出素子１１ｘ１は橋梁部１３１における第１の梁部１３０ａに、他方の検出素子１１ｘ２は橋梁部１３３における第１の梁部１３０ａにそれぞれ配置される。これに対して、検出素子１１ｙ１，１１ｙ２は、ｙ軸方向に相互に対向する２つの橋梁部１３２，１３４の表面の軸心上に設けられ、一方の検出素子１１ｙ１は橋梁部１３２における第１の梁部１３０ａに、他方の検出素子１１ｙ２は橋梁部１３４における第１の梁部１３０ａにそれぞれ配置される。
【００６２】
第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、それぞれ同一の構成を有しており、本実施形態では、第１の梁部１３０ａの軸心方向に長辺を有する矩形の圧電型検出素子で構成される。第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２は、下部電極層と、圧電膜と、上部電極層との積層体で構成される。
【００６３】
圧電膜は、典型的には、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）で構成されるが、勿論これに限られない。圧電膜は、第１の梁部１３０ａのｚ軸方向への曲げ変形量（応力）に応じた電位差を上部電極層と下部電極層との間に生じさせる（圧電効果）。上部電極層は、橋梁部１３１〜１３４上に形成された図示しない配線層を介して、ベース部１１５の表面に設けられた中継端子１４０にそれぞれ電気的に接続される。中継端子１４０は、上記支持基板に電気的に接続される外部接続端子として構成されてもよく、例えば、上記支持基板に一端が接続されるボンディングワイヤの他端が接続される。下部電極層は、典型的には、グランド電位等の基準電位に接続される。
【００６４】
以上のように構成される第１の加速度検出部１１は、圧電膜の特性上応力変化が有った時のみ出力し、応力が掛かっていても、応力値が変化していない状態では出力しない為、主として、可動板１２０に作用する動的加速度（運動加速度）の大きさを検出する。したがって、第１の加速度検出部１１の出力（第１の検出信号）は、運動加速度に応じた動的成分（ＡＣ成分）である交流波形を有する出力信号を主として含む。
【００６５】
一方、第２の加速度検出部１２は、図４に示すように、複数（本例では４つ）の第２の検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２を有する。
【００６６】
検出素子１２ｘ１，１２ｘ２は、ｘ軸方向に相互に対向する２つの橋梁部１３１，１３３の表面の軸心上に設けられ、一方の検出素子１２ｘ１は橋梁部１３１における第２の梁部１３０ｂに、他方の検出素子１２ｘ２は橋梁部１３３における第２の梁部１３０ｂにそれぞれ配置される。これに対して、検出素子１２ｙ１，１２ｙ２は、ｙ軸方向に相互に対向する２つの橋梁部１３２，１３４の表面の軸心上に設けられ、一方の検出素子１２ｙ１は橋梁部１３２における第２の梁部１３０ｂに、他方の検出素子１２ｙ２は橋梁部１３４における第２の梁部１３０ｂにそれぞれ配置される。
【００６７】
第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、それぞれ同一の構成を有しており、本実施形態では、第２の梁部１３０ｂの軸心方向に長辺を有するピエゾ抵抗型検出素子で構成される。第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、抵抗層と、その軸方向の両端に接続された一対の端子部とを有する。
【００６８】
抵抗層は、例えば、第２の梁部１３０ｂの表面（シリコン層）に不純物元素をドーピングすることで形成された導体層であり、第２の梁部１３０ｂのｚ軸方向への曲げ変形量（応力）に応じた抵抗変化を上記一対の端子部間に生じさせる（ピエゾ抵抗効果）。一対の端子部は、橋梁部１３１〜１３４上に形成された図示しない配線層を介して、ベース部１１５の表面に設けられた中継端子１４０にそれぞれ電気的に接続される。
【００６９】
以上のように構成される第２の加速度検出部１２は、ピエゾ抵抗の特性上、絶対的応力値で抵抗値が決定する為、可動板１２０に作用する動的加速度（運動加速度）だけでなく、可動板１２０に作用する静的加速度（重力加速度）をも検出する。したがって、第２の加速度検出部１１の出力（第２の検出信号）は、運動加速度に応じた動的成分（ＡＣ成分）が、重力加速度あるいはそれに相当する静的成分（ＤＣ成分）に重畳した出力波形を有する。
【００７０】
なお、第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２は、ピエゾ抵抗型の検出素子で構成される例に限られず、例えば静電型のようにＤＣ成分の加速度を検出可能な他の非圧電式の検出素子で構成されてもよい。静電型の場合、電極対を構成する可動電極部および固定電極部は、第２の梁部１３０ｂの軸方向に対向して配置され、第２の梁部１３０ｂの上記曲げ変形量に応じて両電極部間の対向距離が変化するように構成される。
【００７１】
第１の加速度検出部１１は、第１の検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２の出力に基づいて、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向各々の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）をコントローラ２０へそれぞれ出力する（図１参照）。
ｘ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-x）は、検出素子１１ｘ１の出力（ax1）と検出素子１１ｘ２の出力（ax2）との差分信号（ax1−ax2）に相当する。ｙ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-y）は、検出素子１１ｙ１の出力（ay1）と検出素子１１ｙ２の出力（ay2）との差分信号（ay1−ay2）に相当する。そして、ｚ軸方向の加速度検出信号（Acc-AC-z）は、検出素子１１ｘ１〜１１ｙ２の出力の総和（ax1＋ax2＋ay1＋ay2）に相当する。
【００７２】
同様に、第２の加速度検出部１２は、第２の検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２の出力に基づいて、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向各々の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）をコントローラ２０へそれぞれ出力する（図１参照）。
ｘ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、検出素子１２ｘ１の出力（bx1）と検出素子１２ｘ２の出力（bx2）との差分信号（bx1−bx2）に相当する。ｙ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-y）は、検出素子１２ｙ１の出力（by1）と検出素子１２ｙ２の出力（by2）との差分信号（by1−by2）に相当する。そして、ｚ軸方向の加速度検出信号（Acc-DC-z）は、検出素子１２ｘ１〜１２ｙ２の出力の総和（bx1＋bx2＋by1＋by2）に相当する。
【００７３】
上記各軸方向の加速度検出信号の演算処理は、コントローラ２０の前段で実行されてもよいし、コントローラ２０において実行されてもよい。
【００７４】
以下、センサ素子１０の出力例を説明する。
【００７５】
（ケース１）
例えば、図６Ａに示すように一定の回転数で回転する回転体Ｒ１の周面に取り付けられたセンサ素子１０（第１及び第２の加速度検出部１１，１２）のｚ方向検出軸における出力波形の一例を図６Ｂに示す。
なお、回転体Ｒ１は、センサ素子１０の遠心力が無視できる大きさとなるようにその回転半径が小さく設定される（図７Ａ、８Ａ、９Ａについても同様）。また、図６ＡにおいてＸ、ＹおよびＺ軸は、実空間における直交３軸方向（Ｚ軸は鉛直方向）を表し（図７Ａ、８Ａ、９Ａについても同様）、図６Ｂにおいて横軸は位相又は時間、縦軸はｚ軸方向の加速度の大きさをそれぞれ表している（図７Ｂ、８Ｂ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂについても同様）。
【００７６】
回転体Ｒ１は、水平方向に平行な回転軸Ｒ１ａを有する。センサ素子１０は、そのｚ方向検出軸が回転体Ｒ１の径方向に向くように回転体Ｒ１の周面に取り付けられる。ここでは図中上向きが重力方向と設定される（図６Ａ参照）。図６Ｂは、回転体Ｒ１を図中時計まわりに一定回転数で回転させたときの、第１の加速度検出部１１から出力される検出信号Ｓ１１と、第２の加速度検出部１２から出力される検出信号Ｓ１２の時間変化をそれぞれ示している。
【００７７】
回転体Ｒ１の回転に伴い、センサ素子１０のｚ軸に作用する重力加速度の大きさは周期的に変化する。また、センサ素子１０はＸ軸のまわりに等速回転するため、センサ素子１０に加わる運動加速度（動的加速度）の時間変化は生じない。したがって、圧電式の検出素子で構成される第１の加速度検出部１１は、回転位置に関係なく重力の影響をほとんど受けないため、検出信号Ｓ１１（Acc-AC-z）はフラット（一定）となる。なお図示せずとも、ｘ方向検出軸およびｙ方向検出軸における検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y）もゼロである。
【００７８】
これに対して、ピエゾ抵抗型の検出素子で構成される第２の加速度検出部１２は、センサ素子１０の回転位置（図６Ａにおける位置Ｐ１〜Ｐ４）に応じて出力の大きさが変化し、ｚ方向検出軸がＺ軸と平行な回転位置（Ｐ１，Ｐ３）で出力が最大となり、ｚ方向検出軸とＺ軸とが垂直な回転位置（Ｐ２，Ｐ４）で出力がゼロとなる。このため検出信号Ｓ１２（Acc-DC-z）は、回転運動に対して２Ｇ幅（−１Ｇ〜＋１Ｇ）の静的加速度を検出する。なお図示せずとも、ｘ方向検出軸およびｙ方向検出軸における検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y）の出力は、重力方向とは直交関係にあるため、原理的にはいずれもゼロである。
【００７９】
（ケース２）
回転体Ｒ１の回転軸を図７Ａに示すように水平軸に対して斜め（例えば４５°）に傾斜させたときのセンサ素子１０のｚ方向検出軸における出力波形の一例を図７Ｂに示す。第１の加速度検出部１１の検出信号Ｓ１１（Acc-AC-z）は、ケース１と同様にゼロとなる。一方、第２の加速度検出部１２の検出信号Ｓ１２（Acc-DC-z）については、センサ素子１０のｚ方向検出軸が鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して４５°傾斜しているため、その出力の最大値はケース１よりも小さく、回転運動に対して√２Ｇ幅（−√２Ｇ／２〜＋√２Ｇ／２）の静的加速度を検出する。この場合、ｘ方向検出軸又はｙ方向検出軸において、その回転位置に応じた重力加速度が検出される。
【００８０】
（ケース３）
回転体Ｒ１の回転軸を図８Ａに示すように鉛直軸に平行に配置したときのセンサ素子１０のｚ方向検出軸における検出信号（Acc-AC-z、Acc-DC-z）は、図８Ｂに示すようにいずれもゼロとなる。この場合も、ｘ方向検出軸又はｙ方向検出軸において、その回転位置に応じた重力加速度が検出される。
【００８１】
（ケース４）
次に、図９Ａに示すようにＸ軸方向に伸縮する加振部Ｒ２ａを有する振動台Ｒ２の上に取り付けられたセンサ素子１０（第１及び第２の加速度検出部１１，１２）のｚ方向検出軸における出力波形の一例を図９Ｂに示す。
【００８２】
センサ素子１０は、ｚ方向検出軸が上方に向くように振動体Ｒ２のＸＹ平面に平行な上面に取り付けられる。ここでは図中上向きが重力方向と設定される（図９Ａ参照）。図９Ｂは、振動台Ｒ２を上下方向に振動させたときの、第１の加速度検出部１１から出力される検出信号Ｓ１１と、第２の加速度検出部１２から出力される検出信号Ｓ１２の時間変化をそれぞれ示している。なお、振動台Ｒ２の加振周波数は、圧電式の第１の加速度検出部１１が加速度を検出可能な適宜の周波数（例えば１Ｈｚ）に設定される。
【００８３】
振動台Ｒ２の振動に伴い、センサ素子１０のｚ軸に作用する重量加速度の大きさは周期的に変化する。圧電式の第１の加速度検出部１１は、振動台の加振位置（図９Ａにおける位置Ｖ１〜Ｖ４）に応じて出力の大きさが変化し、振動台Ｒ２の下死点（Ｖ２）と上死点（Ｖ４）で出力が最大となり、検出信号Ｓ１１（Acc-AC-z）は、図示の例では１Ｇ幅（−０．５Ｇ〜０．５Ｇ）の動的加速度を検出する。すなわち第１の加速度検出部１１は、振動加速度に応じた交流波形を有する検出信号Ｓ１１を出力する。
【００８４】
一方、ピエゾ抵抗型の検出素子で構成される第２の加速度検出部１２も同様に、振動台の加振位置に応じて出力の大きさが変化し、振動台Ｒ２の下死点（Ｖ２）と上死点（Ｖ４）で出力が最大となる。ところが第２の加速度検出部１２は、静的加速度成分である重力加速度をも同時に検出するため、検出信号Ｓ１２（Acc-DC-z）は、−１Ｇをベースラインとする１Ｇ幅（−１．５Ｇ〜−０．５Ｇ）の動的加速度を検出する（図６Ｂ、９Ｂ参照）。すなわち第２の加速度検出部１２は、振動加速度に応じた交流成分がＤＣ成分（本例では−１Ｇ）に重畳した出力波形を有する検出信号Ｓ１２を出力する。
【００８５】
（ケース５）
次に、振動台Ｒ２の加振周波数をケース４よりも小さくしたときのセンサ素子１０の出力波形を図１０Ａ，Ｂにそれぞれ示す。図１０Ａは、加振周波数が０．０５Ｈｚのときの例を示し、図１０Ｂは、加振周波数が０．０１Ｈｚのときの例を示している。
【００８６】
図１０Ａ，Ｂに示すように、第１の加速度検出部１１の検出信号Ｓ１１（Acc-AC-z）の出力は、加振周波数が低くなるほど小さくなる。これは、第１の加速度検出部１１を構成する圧電素子が後述するように所定周波数（ここでは例えば０．５Ｈｚ）付近にカットオフ周波数を有するハイパスフィルタとして機能するためであり、カットオフ周波数以下の周波数帯域の加速度の検出感度は、当該カットオフ周波数より高い周波数帯域の加速度の検出感度と比較して低下する傾向にある。図９Ｂの出力例と比較して、図１０Ａについては感度が７０％程度の場合を示し、図１０Ｂについては感度が１０％程度の場合を示している。
【００８７】
これに対して、第２の加速度検出部１２の検出信号Ｓ１２（Acc-DC-z）に関しては、加振周波数を低下させた場合でも出力の低下は見られず、安定した出力感度が確保される。したがって、検出対象の比較的ゆっくりした運動や姿勢変化等も第２の加速度検出部１２によって比較的高精度に検出することができる。なお後述するように、ピエゾ抵抗型素子で構成される第２の加速度検出部１２は、圧電素子で構成される第１の加速度検出部１１と比較してダイナミックレンジが狭いため、検出対象の比較的大きな運動を高精度に検出するには不向きであるという側面がある。
【００８８】
以上のように、圧電型の第１の加速度検出部１１は、重力加速度等の静的加速度成分（ＤＣ成分）の影響を受けることなく正味の運動加速度（ＡＣ成分）を検出することができるものの、所定の低周波数帯域における感度が低下するという特性を有する。
一方、ピエゾ抵抗型の第２の加速度検出部１２は、検出対象の運動加速度が重力成分に重畳した出力波形を有するため、重力加速度との分離が困難であるものの、低周波数帯域においても一定の出力感度が得られるという特性を有する。
【００８９】
本実施形態の慣性センサ１は、これら２つの検出信号Ｓ１１，Ｓ１２に基づいて、センサ素子１０に作用する加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出することが可能なコントローラ２０を有する。以下、コントローラ２０の詳細について説明する。
【００９０】
（コントローラ）
コントローラ２０は、センサ素子１０と電気的に接続されている。コントローラ２０は、センサ素子１０と共通に機器の内部に搭載されてもよいし、上記機器とは異なる外部機器に搭載されてもよい。前者の場合、コントローラ２０は、例えば、センサ素子１０が実装される回路基板上に実装されてもよいし、配線ケーブル等を介して上記回路基板とは異なる基板上に実装される。後者の場合、コントローラ２０は、例えば、センサ素子１０と無線または有線で通信可能に構成される。
【００９１】
図１に示すように、コントローラ２０は、加速度演算部２００と、シリアルインタフェース２０１と、パラレルインタフェース２０２と、アナログインタフェース２０３とを有する。コントローラ２０は、慣性センサ１の出力を受信する各種機器の制御ユニットに電気的に接続される。
【００９２】
加速度演算部２００は、第１の加速度検出部１１および第２の加速度検出部１２から出力される各軸方向の加速度検出信号に基づいて、動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）および静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）をそれぞれ抽出する。
【００９３】
なお、加速度演算部２００は、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体の一例であるＲＯＭに記録されたプログラムをＲＡＭ等にロードしてＣＰＵが実行することにより実現される。
【００９４】
シリアルインタフェース２０１は、加速度演算部２００において生成された各軸の動的および静的加速度成分を上記制御ユニットへ逐次的に出力可能に構成される。パラレルインタフェース２０２は、加速度演算部２００において生成された各軸の動的および静的加速度成分を上記制御ユニットへ並列的に出力可能に構成される。コントローラ２０は、シリアルインタフェース２０１およびパラレルインタフェース２０２のうち、少なくとも一方だけ備えていてもよいし、上記制御ユニットからの指令によって選択的に切り替えてもよい。アナログインタフェース２０３は、第１および第２の加速度検出部１１，１２の出力をそのまま上記制御ユニットへ出力可能に構成されるが、必要に応じて省略されてもよい。なお、図１において符号２０４は、上記各軸の加速度検出信号をＡＤ（Analog-Digital）変換するコンバータ２０１である。
【００９５】
図１１は、加速度演算部２００の一構成例を示す回路図である。
【００９６】
加速度演算部２００は、ゲイン調整回路２１と、符号反転回路２２と、加算回路２３と、補正回路２４とを有する。これらの回路２１〜２４は、ｘ、ｙおよびｚの各軸について共通の構成を有しており、各軸において共通の演算処理を行うことで、各軸の動的加速度成分（運動加速度）および静的加速度成分（重力加速度）が抽出される。
【００９７】
以下、代表的に、ｘ軸方向の加速度検出信号の処理回路を例に挙げて説明する。図１２に、ｘ軸方向の加速度検出信号から静的加速度成分を抽出する処理ブロックを示す。
【００９８】
ゲイン調整回路２１は、第１の加速度検出部１１（１１ｘ１，１１ｘ２）から出力されるｘ軸方向に関する第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と、第２の加速度検出部１２（１２ｘ１，１２ｘ２）から出力されるｘ軸方向に関する第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）とが相互に同一レベルとなるように各信号のゲインを調整する。ゲイン調整回路２１は、第１の加速検出部１１の出力（Acc-AC-x）および第２の加速度検出部１２の出力（Acc-DC-x）を増幅する増幅器を有する。
【００９９】
一般に、加速度センサの出力感度およびダイナミックレンジは検出方式によって相違し、例えば図１３に示すように、圧電方式の加速度センサにおいては、非圧電方式（ピエゾ抵抗方式、静電方式）の加速度センサよりも、出力感度が高く、ダイナミックレンジが広い（大きい）。本実施形態において、第１の加速度検出部１１は圧電方式の加速度センサに相当し、第２の加速度検出部１２はピエゾ抵抗方式の加速度センサに相当する。
【０１００】
そこでゲイン調整回路２１は、これら加速度検出部１１，１２各々の出力が同一レベルとなるように各加速度検出部１１，１２の出力（第１および第２の加速度検出信号）をそれぞれＮ倍およびＭ倍に増幅する。増幅率Ｎ，Ｍは正数であり、Ｎ＜Ｍの関係を満たす。増幅率Ｎ，Ｍの値は特に限定されず、慣性センサ１の使用環境（使用温度）によっては、各加速度検出部１１，１２の温度補償をも兼ねる係数として設定されてもよい。
【０１０１】
図１４は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号の出力特性の一例であって、ゲイン調整前の出力特性とゲイン調整後の出力特性とを比較して示している。図において横軸は、慣性センサ１に作用する加速度の周波数を、縦軸は出力（感度）をそれぞれ示す（図１５〜図１９についても同様）。
【０１０２】
同図に示すように、圧電方式の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）では、０．５Ｈｚ以下の低周波数領域の加速度成分の出力感度は、それよりも高い周波数領域の加速度成分の出力感度よりも低く、特に静止状態（運動加速度０）のときの出力感度はほぼ０である。これに対して、ピエゾ抵抗方式の第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、全周波数領域において一定の出力感度を有するため、静止状態における加速度成分（つまり静的加速度成分）も一定の出力感度で検出することができる。したがって、ゲイン調整回路２１において第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号をそれぞれ同一の出力レベルとなるように各々所定の倍率で増幅することで、後述する差分演算回路において静的加速度成分を抽出することが可能となる。
【０１０３】
符号反転回路２２および加算回路２３は、第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）との差分信号に基づいて、各軸方向の加速度から静的加速度成分（ＤＣ成分）を抽出する差分演算回路を構成する。
【０１０４】
符号反転回路２２は、ゲイン調整後の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）の符号を反転する反転増幅器（増幅率：−１）を有する。図１５に、符号反転後の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）の出力特性の一例を示す。ここでは、センサ素子１０がｘ軸方向に１Ｇの加速度を検出する場合を例に挙げて示す。
なお、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）は、その符号が反転されることなく、後段の加算回路２３へ出力される。符号反転回路２２は、その前段のゲイン調整回路２１と共通に構成されてもよい。
【０１０５】
加算回路２３は、符号反転回路２２から出力される第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）とを加算して、静的加速度成分を出力する。図１６に、加算回路２３の出力特性の一例を示す。ゲイン調整回路２１において第１および第２の加速度検出信号（出力）が同一レベルに調整されているため、これらの差分信号を得ることで、正味の静的加速度成分（Gr-x）が抽出されることになる。この静的加速度成分は、典型的には、重力加速度成分、あるいは重力加速度を含む加速度成分に相当する。
【０１０６】
加算回路２３から出力される静的加速度成分が重力加速度のみである場合、理論的には図１７に示すように、０Ｈｚ付近にのみ有意の加速度成分の出力が現れることなる。しかし実際には、圧電検出型の第１の加速度検出部１１の低周波付近での検出感度が低いこと、他軸感度の発生により対象軸以外の軸方向（ここでは、ｙ軸方向およびｚ軸方向）の加速度成分が不可避的に重畳すること等の理由により、図１６においてハッチングで示す周波数領域の動的加速度成分が誤差成分として加算回路２３の出力に漏れ込む。そこで本実施形態では、加算回路２３の出力に基づいて当該誤差分をキャンセルするための補正回路２４を有する。
【０１０７】
補正回路２４は、３軸合成値演算部２４１と、低域感度補正部２４２とを有する。補正回路２４は、加算回路２３の出力（第１および第２の加速度検出信号の差分信号）に基づいて補正係数βを算出し、この補正係数βを用いて第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）を補正する。
【０１０８】
３軸合成値演算部２４１は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸方向すべての静的加速度成分を抽出する処理ブロックについて共通に設けられ、各軸における加算回路２３の出力（第１および第２の加速度検出信号の差分信号）の合計値を用いて補正係数βを算出する。
【０１０９】
具体的に、３軸合成値演算部２４１は、３軸方向の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の合成値（√（（Gr-x）２＋（Gr-y）２＋（Gr-z）２））を算出し、その合成値が１を超える分を、低域感度誤差分（図１６におけるハッチングで示す領域）とみなして、上記合成値の逆数に相当する補正係数βを算出する。
β＝１／（√（（Gr-x）２＋（Gr-y）２＋（Gr-z）２））
【０１１０】
なお、３軸方向各々の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の値は、センサ素子１０の姿勢によって異なり、また、センサ素子１０の姿勢変化に応じて時々刻々と変化する。例えば、センサ素子１０のｚ軸方向が重力方向（鉛直方向）と一致する場合には、ｘ軸方向およびｙ軸方向の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y）よりも、ｚ軸方向の静的加速度成分（Gr-z）が大きな値を示す。このように３軸方向各々の静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）の値から、その時刻におけるセンサ素子１０の重力方向を推定することが可能となる。
【０１１１】
低域感度補正部２４２は、補正係数βを符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）に乗ずる乗算器を有する。これにより第１の加速度検出信号は、低域感度誤差が減殺された状態で加算回路２３へ入力されるため、加算回路２３から図１７に示すような周波数特性の加速度信号が出力される。このように重力加速度に相当する静的加速度成分のみが出力される結果、重力加速度成分の抽出精度が向上する。
【０１１２】
本実施形態において補正回路２４は、静的加速度成分の演算に際して、第１の加速度検出信号に補正係数βを乗ずる処理を実行するように構成されているが、これに限られず、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）に補正係数βを乗ずる処理を実行するように構成されてもよいし、加速度変化の大きさに応じて、補正すべき加速度検出信号が第１の加速度検出信号と第２の加速度検出信号との間で切り替えられてもよい。
【０１１３】
補正回路２４は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以上の場合には、補正係数βを用いて第１の加速度検出信号を補正するように構成される。加速度変化が大きい（印加周波数が高い）ほど、第１の加速度検出信号に誤差成分が漏れ込む割合が高まるため、当該誤差成分を効率よく減殺することができる。当該構成は、例えば運動解析用途のように、運動加速度が比較的大きい場合に特に有効である。
【０１１４】
一方、補正回路２４は、第１の加速度検出信号および第２の加速度検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以下の場合には、補正係数βを用いて第２の加速度検出信号を補正するように構成される。加速度変化が小さい（印加周波数が低い）ほど、第２の加速度検出信号に誤差成分が漏れ込む割合が高まるため、当該誤差成分を効率よく減殺することができる。当該構成は、例えばデジタルカメラの水平出し動作のように、運動加速度が比較的小さい場合に特に有効である。
【０１１５】
各軸方向の静的加速度成分は以上のようにして抽出されるが、各軸方向の動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）の抽出には、図１１に示すように、ゲイン調整回路２１においてゲイン調整された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）が参照される。
【０１１６】
ここで、動的加速度成分の抽出に第１の加速度検出信号がそのまま用いられてもよいが、上述のように動的加速度成分の一部が静的加速度成分に漏れ込む場合があるため、動的加速度成分が目減りして高精度な検出が困難になる。そこで、補正回路２４において算出される補正係数βを用いて、第１の加速度検出信号を補正することで、動的加速度成分の検出精度を図ることが可能となる。
【０１１７】
より具体的に、補正回路２４（低域感度補正部２４２）は、図１１に示すように、３軸合成値演算部２４１で取得した補正係数βの逆数（１／β）を第１の加速度信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗ずる乗算器を有する。これにより、第１の加速度信号の低域感度成分が補償されるため、動的加速度成分（Acc-x、Acc-y、Acc-z）の抽出精度が向上する。図１８に、その動的加速度成分の出力特性を模式的に示す。
【０１１８】
本実施形態において補正回路２４は、動的加速度成分の演算に際して、第１の加速度検出信号に補正係数の逆数（１／β）を乗ずる処理を実行するように構成されているが、これに限られず、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）に補正係数の逆数（１／β）を乗ずる処理を実行するように構成されてもよい。あるいは、上述の静的加速度成分の演算手法と同様に、加速度変化の大きさに応じて、補正すべき加速度検出信号が第１の加速度検出信号と第２の加速度検出信号との間で切り替えられてもよい。
【０１１９】
低域感度補正部２４２による動的加速度成分および静的加速度成分の補正処理は、典型的には、３軸合成値演算部２４１で算出される合成値が１Ｇ（Ｇ：重力加速度）以外の場合に有効とされる。なお、上記合成値が１Ｇ未満となる場合としては、例えばセンサ素子１０が自由落下しているときなどが挙げられる。
【０１２０】
なお、圧電方式で検出された第１の加速度検出信号は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）的な出力特性を有し、そのカットオフ周波数以下の出力が低域感度の誤差成分として加算回路２３の出力に残存する（図１６参照）。本実施形態では補正回路２４を用いた演算的な手法で上記誤差成分が減殺されるが、当該誤差成分のキャンセリング精度を高める上で上記カットオフ周波数は低いほど好ましい。
【０１２１】
そこで、第１の加速度検出部１１を構成する検出素子（１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）の圧電膜として、例えば、容量および内部抵抗が比較的大きい圧電体が用いられてもよい。これにより、例えば図１９において一点鎖線で示すように、低域感度のカットオフ周波数を極力０Ｈｚ付近まで低くすることができるため、低域感度の誤差成分を極力小さくすることが可能となる。
【０１２２】
［加速度測定方法］
次に、以上のように構成される加速度演算部２００における加速度信号の処理方法について説明する。
【０１２３】
センサ素子１０に加速度が作用すると、可動板１２０はベース部１１５に対して加速度の方向に応じて図５Ａ〜Ｃに示す態様で運動する。第１の加速度検出部１１（検出素子１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）および第２の加速度検出部１２（検出素子１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）は、橋梁部１３１〜１３４の機械的変形量に応じた検出信号をコントローラ２０へ出力する。
【０１２４】
図２０は、コントローラ２０（加速度演算部２００）における加速度検出信号の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【０１２５】
コントローラ２０は、所定のサンプリング間隔で、第１の加速度検出部１１からは各軸の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）を取得し、第２の加速度検出部１２からは各軸の第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）を受信（取得）する（ステップ１０１，１０２）。これら検出信号の取得は、同時に（並列的に）行われてもよいし、順次的に（直列的に）行われてもよい。
【０１２６】
続いてコントローラ２０は、各軸について第１および第２の加速度検出信号が同一レベルとなるように各検出信号のゲインをゲイン調整回路２１において調整する（図１４、ステップ１０３，１０４）。また必要に応じて、各軸について第１および第２の加速度検出信号の温度補償等を目的とした補正が行われる（ステップ１０５，１０６）。
【０１２７】
次に、コントローラ２０は、各軸の第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）を動的加速度算出系統（運動加速度系統）と静的加速度算出系統（重力加速度系統）とにそれぞれ分岐する（ステップ１０７，１０８）。静的加速度算出系統に分岐した第１の加速度検出信号は、符号反転回路２２において符号が反転された後、加算回路２３に入力される（図１５、ステップ１０９）。
【０１２８】
コントローラ２０は、加算回路２３において、各軸について、符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）と、第２の加速度検出信号（Acc-DC-x、Acc-DC-y、Acc-DC-z）とを加算して静的加速度成分（Gr-x、Gr-y、Gr-z）を算出する（図１６、ステップ１１０）。さらにコントローラ２０は、３軸合成値演算部２４１においてこれら静的加速度成分の３軸合成値を演算し（ステップ１１１）、その値が１Ｇ以外の場合は、低域感度補正部２４２において上記合成値の逆数である補正係数βを上記符号反転された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗ずる処理を実行する（ステップ１１２，１１３）。コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇのとき、算出された重力加速度成分（静的加速度成分）を外部へ出力する（ステップ１１４）。なおこれに限られず、上記合成値を算出する毎に、算出された重力加速度成分（静的加速度成分）が外部へ出力されてもよい。
【０１２９】
一方、コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇ以外のとき、算出された補正係数βの逆数（１／β）を、運動加速度系統に分岐した第１の加速度検出信号（Acc-AC-x、Acc-AC-y、Acc-AC-z）に乗じる処理を実行する（ステップ１１２、１１５）。コントローラ２０は、上記合成値が１Ｇのとき、算出された運動加速度成分（動的加速度成分）を外部へ出力する（ステップ１１６）。なおこれに限られず、上記合成値を算出する毎に、算出された運動加速度成分（動的加速度成分）が外部へ出力されてもよい。
【０１３０】
以上のように本実施形態の慣性センサ１は、第１および第２の加速度検出部１１，１２の検出方式の違いを利用することで、これらの出力から動的加速度成分と静的加速度成分とを抽出するように構成される。これにより、物体（電子機器等の検出対象）に作用する運動加速度を精度よく測定することができる。
【０１３１】
また、本実施形態によれば、慣性センサ１の出力から重力加速度成分を精度よく抽出することができるため、重力方向に対する検出対象の姿勢を高精度に検出することができる。これにより、例えば飛行体のような検出対象の水平姿勢を安定に維持することができるようになる。
【０１３２】
さらに本実施形態によれば、第１の加速度検出部１１に圧電型の加速度センサが採用され、第２の加速度検出部１２として非圧電型（ピエゾ抵抗型あるいは静電容量型）の加速度センサが採用されているため、ダイナミックレンジが広く、しかも低周波領域での感度が高い慣性センサを得ることができる。
【０１３３】
＜第２の実施形態＞
図２１は、本技術の第２の実施形態に係る慣性センサの構成を示すブロック図である。以下、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同様の符号を付しその説明を省略または簡略化する。
【０１３４】
本実施形態の慣性センサ２は、第１および第２の加速度検出部１１，１２と、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸の３軸まわりの角速度に関連する情報を含む３軸角速度検出信号（第３の検出信号）を出力する角速度検出部３０と、コントローラ２２０とを有する。コントローラ２２０は、加速度演算部２００に加えて、３軸角速度検出信号に基づいて上記３軸まわりの角速度をそれぞれ算出する角速度演算部３００を有する点で、第１の実施形態と相違する。
【０１３５】
角速度検出部３０は、３軸まわりの角速度を検出可能な３軸一体型の単一のセンサ素子で構成されてもよいし、単軸または２軸一体型のセンサ素子を複数組み合わせて構成されてもよい。角速度演算部３００は、３軸まわりの角速度検出信号（Gyro-x、Gyro-y、Gyro-z）に基づいて、３軸まわりの角速度信号（ω-x、ω-y、ω-z）をそれぞれ算出し、シリアルインタフェース２０１、パラレルインタフェース２０２あるいはアナログインタフェース２０３を介して外部へ出力する。角速度演算部３００は、加速度演算部２００と別個に構成されてもよいし、加速度演算部２００と共通の演算部２３０で構成されてもよい。
【０１３６】
本実施形態によれば、３軸方向の加速度だけでなく、これら３軸まわりの角速度をも検出することができる。これにより、加速度情報および角速度情報を同時に参照して検出対象の動きや姿勢、位置等の検出精度の更なる向上を図ることができる。
【０１３７】
例えば、加速度演算部２００で算出された運動加速度情報と、角速度演算部３００で算出された角速度情報とを組み合わせて、検出対象の回転半径や回転中心を算出することができる（特許第5407863号参照）。
【０１３８】
＜第３の実施形態＞
続いて、本技術の第３の実施形態について説明する。図２２は、本実施形態に係る加速度演算部２１０の一構成例を示す回路図である。ここでは、ｘ軸方向についての処理ブロックを示しているが、図示せずとも、ｙ軸方向およびｚ軸方向についての処理ブロックも同様な回路で構成される。
【０１３９】
本実施形態の加速度演算部２１０は、ゲイン調整回路２１と、ローパスフィルタ２５と、第１の減算器２６と、第２の減算器２７と、加算器２８とを有する。加速度演算部２１０は、各軸単独で、低域感度の誤差成分をキャンセルすることができるように構成されている。
【０１４０】
ゲイン調整回路２１は、第１の実施形態と同様に、第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）とが同一レベルとなるように各信号のゲインを調整する（図１４参照）。
【０１４１】
ローパスフィルタ２５は、例えば、０．１Ｈｚ以下の加速度成分を通過させることが可能なカットオフ周波数に設定される。ローパスフィルタ２５のカットオフ周波数は、典型的には、第１の加速度検出部１１を構成する圧電素子のカットオフ周波数又はこれよりも低い周波数に設定される。ローパスフィルタ２５は、ゲイン調整された第２の加速検出信号（Acc-DC-x）のうち、重力加速度等の直流成分を含む低周波成分を出力する。ローパスフィルタ２５の出力信号の一例を図２３に模式的に示す。
なお
【０１４２】
第１の減算器２６は、ゲイン調整された第１の検出信号（Acc-AC-x）とローパスフィルタ２５の出力信号とを差分演算する。本例では、第１の検出信号をその極性を反転させてローパスフィルタ２５の出力に加算する。これにより図２４に模式的に示すような出力特性を有する加速度信号が得られる。第１の減算器２６は、その差分演算して得られる加速度信号を、図２５に示すように極性が除去された信号に変換し、これを静的加速度成分（Gr-x）として出力する。この信号は、センサ素子のｘ方向検出軸において検出された正味の重力加速度成分に相当する。
【０１４３】
一方、第２の減算器２７は、ローパスフィルタ２５の出力信号と第１の減算器２６の出力信号とを差分演算する。これにより、図２６に模式的に示すように、ローパスフィルタ２５を通過した第２の加速度検出信号（Acc-DC-x）から正味の重力加速度成分が除去された出力特性が得られる。
【０１４４】
加算器２８は、ゲイン調整された第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）と第２の減算器２７の出力信号とを加算する。これにより、図２７に模式的に示すような出力特性を有する加速度信号が得られる。すなわち加算器２８は、第１の加速度検出信号（Acc-AC-x）の低周波領域が第２の減算器２７の出力で補正された信号を、動的加速度成分（Acc_x）として出力する。この信号は、センサ素子のｘ方向検出軸において検出された正味の運動加速度成分に相当する。
【０１４５】
以上のように本実施形態においても上述の第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。特に本実施形態によれば、各軸単独で動的加速度成分および静的加速度成分の低域感度を補正することができるため、回路構成の簡素化あるいは演算負荷の低減を図ることが可能となる。
【０１４６】
［変形例］
以上の実施形態では、センサ素子として、図２〜４に示したセンサ素子１０が用いられたが、３軸方向の加速度を検出できるものであれば、構成は特に限定されない。
【０１４７】
また以上の実施形態では、３軸方向の加速度検出信号から動的加速度成分と静的加速度成分を抽出する演算回路として図６を例に挙げて説明したが、演算方法はこれに限られず、適宜変更することが可能である。
【０１４８】
さらに以上の実施形態では、圧電型の第１の加速度検出部１１と非圧電型の第２の加速度検出部１２の双方を用いて動的加速度成分および静的加速度成分を抽出したが、検出対象の動きの態様によって、両加速度検出部１１，１２を使い分けて動的加速度成分あるいは静的加速度成分を取得するようにしてもよい。例えば、検出対象の動きが比較的小さい場合は、静的加速度成分については非圧電型の第２の加速度検出部の検出信号に基づいて算出し、動的加速度成分については圧電型の第１の加速度検出部の検出信号に基づいて算出してもよい。
【０１４９】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）  少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部
を具備する信号処理装置。
（２）上記（１）に記載の信号処理装置であって、
前記第１の検出信号および前記第２の検出信号は、前記一軸方向を含む多軸方向の加速度に関連する情報をさらに含み、
前記加速度演算部は、前記多軸方向各々について動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する
信号処理装置。
（３）上記（１）又は（２）に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号との差分信号に基づいて、前記加速度から前記静的加速度成分を抽出する演算回路を有する
信号処理装置。
（４）上記（３）に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とが同一レベルとなるように各信号のゲインを調整するゲイン調整回路をさらに有する
信号処理装置。
（５）上記（３）又は（４）に記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記差分信号に基づいて補正係数を算出し、前記補正係数を用いて前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方を補正する補正回路をさらに有する
信号処理装置。
（６）上記（５）に記載の信号処理装置であって、
前記補正回路は、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以上の場合には、前記補正係数を用いて前記第１の検出信号を補正する
信号処理装置。
（７）上記（５）又は（６）に記載の信号処理装置であって、
前記補正回路は、前記第１の検出信号および前記第２の検出信号のいずれか一方の加速度変化が所定以下の場合には、前記補正係数を用いて前記第２の検出信号を補正する
信号処理装置。
（８）上記（２）〜（７）のいずれか１つに記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記多軸方向各々について算出された前記差分信号の合成値を用いて前記動的加速度成分および前記静的加速度成分を補正する低域感度補正部をさらに有する
信号処理装置。
（９）上記（３）又は（４）に記載の信号処理装置であって、
前記演算回路は、
前記第２の検出信号から前記直流成分を含む低周波成分を通過させるローパスフィルタと、
前記第１の検出信号と前記ローパスフィルタの出力信号とを差分演算する第１の減算器と、を有する
信号処理装置。
（１０）上記（９）に記載の信号処理装置であって、
前記演算回路は、前記ローパスフィルタの出力信号と前記第１の減算器の出力信号とを差分演算する第２の減算器と、
前記第１の検出信号と前記第２の減算器の出力信号とを加算する加算器と、をさらに有する
信号処理装置。
（１１）上記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記動的加速度成分と前記静的加速度成分とを並列的に出力する
信号処理装置。
（１２）上記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の信号処理装置であって、
前記加速度演算部は、前記動的加速度成分と前記静的加速度成分とを逐次的に出力する
信号処理装置。
（１３）上記（１）〜（１３）のいずれか１つに記載の信号処理装置であって、
前記一軸方向を含む多軸まわりの角速度に関連する情報を含む第３の検出信号に基づいて、前記多軸まわりの角速度をそれぞれ算出する角速度演算部をさらに具備する
信号処理装置。
（１４）  少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する素子本体と、前記可動部に作用する前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部と、を有するセンサ素子と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有するコントローラと
を具備する慣性センサ。
（１５）上記（１４）に記載の慣性センサであって、
前記第１の加速度検出部は、前記可動部に設けられた圧電型の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
（１６）上記（１４）又は（１５）に記載の慣性センサであって、
前記第２の加速度検出部は、前記可動部に設けられたピエゾ抵抗式の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
（１７）上記（１４）又は（１５）に記載の慣性センサであって、
前記第２の加速度検出部は、前記可動部に設けられた静電容量式の加速度検出素子を含む
慣性センサ。
（１８）  少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得し、
前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得し、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する
加速度測定方法。
（１９）  少なくとも一軸方向に沿った加速度を受けて運動可能な可動部を有する素子本体と、前記可動部に作用する前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を出力する第１の加速度検出部と、前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を出力する第２の加速度検出部と、を有するセンサ素子と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出する加速度演算部を有するコントローラと
を有する慣性センサ
を具備する電子機器。
（２０）  信号処理装置に、
少なくとも一軸方向に沿った加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流波形を有する第１の検出信号を取得するステップと、
前記加速度に関連する情報を含み、前記加速度に応じた交流成分が直流成分に重畳した出力波形を有する第２の検出信号を取得するステップと、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とに基づいて、前記加速度から動的加速度成分および静的加速度成分を抽出するステップと
を実行させるプログラム。
【符号の説明】
【０１５０】
１，２…慣性センサ
１０…センサ素子
１１（１１ｘ１，１１ｘ２，１１ｙ１，１１ｙ２）…第１の加速度検出部
１２（１２ｘ１，１２ｘ２，１２ｙ１，１２ｙ２）…第２の加速度検出部
２０，２２０…コントローラ
２１…ゲイン調整回路
２４…補正回路
１１０…素子本体
１２０…可動板
２００…加速度演算部
３００…角速度演算部
【図１】
2018077200.tif 000003
【図２】
2018077200.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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