(57)【要約】【課題】フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体を提供すること。【解決手段】物理量検出装置用回路５は、振動子１０を振動させる駆動信号を生成する駆動部２０と、振動子１０から出力される検出信号を、駆動信号に基づいて検波する検波部３１と、カットオフ周波数ｆｃが離調周波数ｆｍよりも低く、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、検波部３１からの信号が入力されるパッシブフィルター３２と、パッシブフィルター３２からの信号を増幅する増幅部３３と、を含んで構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動子を振動させる駆動信号を生成する駆動部と、
前記振動子から出力される検出信号を、前記駆動信号に基づいて検波する検波部と、
カットオフ周波数が離調周波数よりも低く、前記カットオフ周波数よりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、前記検波部からの信号が入力されるパッシブフィルターと、
前記パッシブフィルターからの信号を増幅する増幅部と、
を含む、物理量検出装置用回路。
【請求項２】
請求項１に記載の物理量検出装置用回路において、
前記カットオフ周波数は、前記離調周波数の１／２以下である、物理量検出装置用回路。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の物理量検出装置用回路において、
前記パッシブフィルターは、１次のＣＲフィルターである、物理量検出装置用回路。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の物理量検出装置用回路において、
前記パッシブフィルターは、２次以上のＣＲフィルターである、物理量検出装置用回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
前記増幅部から出力される信号をフィルターするフィルター部を含む、物理量検出装置用回路。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
半導体基板と、
前記半導体基板に設けられ、前記パッシブフィルターと前記増幅部とを電気的に接続する配線と、
前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と並んで設けられている第１シールド用配線と、
を含む、物理量検出装置用回路。
【請求項７】
請求項６に記載の物理量検出装置用回路において、
前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と並んで設けられている第２シールド用配線を含み、
前記配線の少なくとも一部は、平面視で、前記第１シールド用配線と前記第２シールド用配線との間に設けられている、物理量検出装置用回路。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の物理量検出装置用回路において、
前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と重なるように設けられている第３シールド用配線を含む、物理量検出装置用回路。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路において、
前記半導体基板に設けられ、平面視で、前記物理量検出用回路に含まれる回路の一部を囲うように設けられているガードリングを含み、
前記第１シールド用配線、前記第２シールド用配線及び前記第３シールド用配線の少なくとも１つは、前記ガードリングと電気的に接続されている、物理量検出装置用回路。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路と、
前記振動子と、
を含む、物理量検出装置。
【請求項１１】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路、又は、請求項１０に記載の物理量検出装置を含む、電子機器。
【請求項１２】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の物理量検出装置用回路、又は、請求項１０に記載の物理量検出装置を含む、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量検出装置用回路、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】
水晶振動子（圧電振動子）やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）振動子などの振動子を用いて、角速度や加速度などの物理量を検出する物理量検出装置が知られている。
【０００３】
例えば角速度検出装置においては、振動子の駆動用周波数と検出用周波数とは異なるのが一般的であるので、振動子から出力される検出信号を駆動信号で検波すると、駆動用周波数と検出用周波数との差である離調周波数からなる離調周波数成分が不要波として発生する。例えば、角速度検出装置に大きな衝撃が加わったりして、離調周波数成分が大きくなると、後段の増幅回路が飽和して、正しい出力結果が得られなくなる場合がある。
【０００４】
特許文献１には、アクティブフィルターを含んで構成されているノイズ除去手段によって、同期検波器で同期検波された後の信号から離調周波数成分を除去する角速度センサーが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている構成では、増幅器よりも前段にアクティブフィルターが設けられているので、アクティブフィルター内のトランジスターに起因するノイズが、増幅器よりも前段において発生する。このため、アクティブフィルターで発生したノイズが増幅器で増幅されて出力される問題があった。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路、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】
【０００８】
［適用例１］
本適用例に係る物理量検出装置用回路は、振動子を振動させる駆動信号を生成する駆動部と、前記振動子から出力される検出信号を、前記駆動信号に基づいて検波する検波部と、カットオフ周波数が離調周波数よりも低く、前記カットオフ周波数よりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、前記検波部からの信号が入力されるパッシブフィルターと、前記パッシブフィルターからの信号を増幅する増幅部と、を含む、物理量検出装置用回路である。
【０００９】
本適用例によれば、カットオフ周波数が離調周波数よりも低く、前記カットオフ周波数よりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、前記検波部からの信号が入力されるパッシブフィルターによって、検波部からの信号に含まれる離調周波数成分を抑制できる。また、パッシブフィルターを用いることで、トランジスターに起因するノイ
ズが生じないので、アクティブフィルターを用いる場合に比べて、フィルターに起因するノイズを抑制できる。
【００１０】
［適用例２］
上述の物理量検出装置用回路において、前記カットオフ周波数は、前記離調周波数の１／２以下であることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、検波部から出力される信号に含まれる離調周波数成分をさらに抑制できる。
【００１２】
［適用例３］
上述の物理量検出装置用回路において、前記パッシブフィルターは、１次のＣＲフィルターであることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、簡易な回路構成でパッシブフィルターを構成できる。
【００１４】
［適用例４］
上述の物理量検出装置用回路において、前記パッシブフィルターは、２次以上のＣＲフィルターであることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、１次のＣＲフィルターに比べて、カットオフ周波数よりも高い周波数帯域で急激に減衰するフィルター特性が得られるので、離調周波数成分を効果的に抑制できる。
【００１６】
［適用例５］
上述の物理量検出装置用回路において、さらに、前記増幅部から出力される信号をフィルターするフィルター部を含むことが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、増幅部の後段においても、離調周波数成分をさらに抑制できる。また、検波部の検波によって生じる高調波成分を抑制できる。また、例えば、フィルター部をスイッチトキャパシタフィルターで構成した場合には、増幅部の前段のパッシブフィルターがフィルター部に対するアンチエイリアスフィルターとしても機能させることができる。
【００１８】
［適用例６］
上述の物理量検出装置用回路において、さらに、半導体基板と、前記半導体基板に設けられ、前記パッシブフィルターと前記増幅部とを電気的に接続する配線と、前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と並んで設けられている第１シールド用配線と、を含むことが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、第１シールド用配線を有するので、増幅部に入力される信号に外来ノイズが入ることを抑制できる。
【００２０】
［適用例７］
上述の物理量検出装置用回路において、さらに、前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と並んで設けられている第２シールド用配線を含み、前記配線の少なくとも一部は、平面視で、前記第１シールド用配線と前記第２シールド用配線との間に設けられていることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、パッシブフィルターと増幅部とを接続する配線が、第１シールド用
配線と第２シールド用配線との間に設けられているので、増幅部に入力される信号に外来ノイズが入ることをさらに抑制できる。
【００２２】
［適用例８］
上述の物理量検出装置用回路において、さらに、前記半導体基板に前記配線と離間して設けられ、平面視で、前記配線の少なくとも一部と重なるように設けられている第３シールド用配線を含むことが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、第３シールド用配線を有しているので、増幅部に入力される信号に外来ノイズが入ることをさらに抑制できる。
【００２４】
［適用例９］
上述の物理量検出装置用回路において、さらに、前記半導体基板に設けられ、平面視で、前記物理量検出用回路に含まれる回路の一部を囲うように設けられているガードリングを含み、前記第１シールド用配線、前記第２シールド用配線及び前記第３シールド用配線の少なくとも１つは、前記ガードリングと電気的に接続されていることが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、第１シールド用配線、第２シールド用配線及び第３シールド用配線の少なくとも１つは、通常は安定した電位に電気的に接続されているガードリングと電気的に接続されているので、パッシブフィルターと増幅部とを電気的に接続する配線を安定した電位でシールドすることができる。
【００２６】
［適用例１０］
本適用例に係る物理量検出装置は、上述のいずれかの物理量検出装置と、振動子と、を含む、物理量検出装置である。
【００２７】
本適用例によれば、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路を含んでいるので、動作の信頼性の高い物理量検出装置を実現できる。
【００２８】
［適用例１１］
本適用例に係る電子機器は、上述のいずれかの物理量検出装置用回路、又は、上述のいずれかの物理量検出装置を含む、電子機器である。
【００２９】
［適用例１２］
本適用例に係る移動体は、上述のいずれかの物理量検出装置用回路、又は、上述のいずれかの物理量検出装置を含む、移動体である。
【００３０】
これらの適用例に係る電子機器及び移動体によれば、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路を含んでいるので、動作の信頼性の高い電子機器及び移動体を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施形態に係る物理量検出装置１の一例を示す回路ブロック図である。
【図２】振動子１０の一例を示す平面図である。
【図３】振動子１０の一例を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、パッシブフィルター３２の構成例を示す回路図である。
【図５】図５（Ａ）は、本実施形態に係る物理量検出装置用回路５の一部を模式的に示す平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ’線における模式的な拡大断面図である。
【図６】本実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。
【図７】電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。
【図８】本実施形態に係る移動体４００の一例を示す図（上面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の好適な実施例について図面を用いて詳細に説明する。用いる図面は説明の便宜上のものである。なお、以下に説明する実施例は、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。
【００３３】
１．物理量検出装置及び物理量検出装置用回路
図１は、本実施形態に係る物理量検出装置１の一例を示す回路ブロック図である。以下では、物理量の一例として角速度を検出する物理量検出装置１を例に取り説明するが、物理量としてはこれに限らず、例えば加速度など、他の種々の物理量の１つであってもよい。
【００３４】
本実施形態に係る物理量検出装置１は、振動子１０と、物理量検出装置用回路５とを含んで構成されている。物理量検出装置用回路５は、１つ又は複数の半導体回路装置として構成されていてもよい。
【００３５】
１−１．振動子
振動子１０は、駆動端子１３及び駆動端子１４から入力される駆動信号に基づいて励振振動し、励振振動した状態において、角速度運動が働くと、コリオリの力を得る。そして、振動子１０は、コリオリの力に基づく角速度成分を含む検出信号を出力する。
【００３６】
図２及び図３は、振動子１０の一例を示す平面図である。以下では、水晶などの圧電材料の薄板から形成される振動子１０を例に取り説明するが、振動子１０としてはこれに限らず、例えば、ＭＥＭＳ振動子であってもよい。
【００３７】
振動子１０は、駆動用基部４４から駆動振動腕１１（広義には、駆動用振動片）が水晶のＹ軸方向に延出している。駆動用基部４４は、水晶のＸ軸方向に延びる連結腕４５を介して検出用基部４９に接続されている。検出振動腕１２（広義には、検出振動片）は、検出用基部４９からＹ軸方向に延出されている。
【００３８】
検出振動腕１２には検出端子１５及び検出端子１６と接地端子１７が設けられ、検出端子１５及び検出端子１６は検出回路３０に接続されている。検出端子１５及び検出端子１６からは、互いに逆位相の検出信号が出力されるように構成されている。
【００３９】
駆動振動腕１１の側面の駆動電極４１と、駆動振動腕１１の上面の駆動電極４２との間に交番電圧及び交番電流からなる駆動信号が与えられると、圧電効果によって駆動振動腕１１は、矢印Ｂのように屈曲振動する。ここで、図３に示されるように振動子１０が水晶のＺ軸を回転軸とした回転運動をすると、駆動振動腕１１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、連結腕４５は矢印Ｃで示すような振動をする。そして、検出振動腕１２は、連結腕４５の振動（矢印Ｃ）に連動して、連結腕４５と矢印Ｄのような屈曲振動をする。
【００４０】
そして、これらの屈曲振動に基づいて、発生する逆圧電効果によって、検出振動腕１２の側面の検出電極４７と、上面の検出電極４６との間には、交番電圧及び交番電流が発生
する。検出振動腕１２の側面の検出電極４７と上面の検出電極４６の一方を接地端子１７に接続し、もう一方を検出端子１５及び検出端子１６に接続する。以上のようにして、コリオリの力に基づく角速度成分が含まれる検出信号が、検出端子１５及び検出端子１６へ出力される。
【００４１】
図２及び図３に示される構成では、振動子１０のバランスを良くするために、検出用基部４９を中央に配置し、検出用基部４９から＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に検出振動腕１２を延出させている。さらに、検出用基部４９から＋Ｘ軸と−Ｘ軸の両方向に連結腕４５を延出させ、連結腕４５のそれぞれから、＋Ｙ軸と−Ｙ軸の両方向に駆動振動腕１１を延出させている。
【００４２】
また、駆動振動腕１１の先端を幅広の幅広部４３にし、さらに、錘を付けることでコリオリの力を大きくしている。また、錘効果によって、所望の共振周波数を、短い振動腕で得ることができる。同様の理由で、検出振動腕１２の先端を幅広の幅広部４８にし、さらに、錘を付けている。
【００４３】
なお、振動子１０は、上述の構成に限らず、コリオリの力に基づく角速度成分を含む検出信号を出力する振動子であればよい。例えば、駆動振動腕と検出振動腕とを兼ねる構成であってもよく、また、駆動振動腕や検出振動腕に圧電膜を形成した構成であってもよい。
【００４４】
１−２．物理量検出装置用回路
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、振動子１０を振動させる駆動信号を生成する駆動部２０と、振動子１０から出力される検出信号を、駆動信号に基づいて検波する検波部３１と、カットオフ周波数ｆｃが離調周波数ｆｍよりも低く、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、検波部３１からの信号が入力されるパッシブフィルター３２と、パッシブフィルター３２からの信号を増幅する増幅部３３と、を含んで構成されている。
【００４５】
駆動部２０は、振動子１０を振動させる駆動信号を生成する。より具体的には、駆動部２０は、駆動信号を出力して振動子１０を駆動し、振動子１０からフィードバック信号を受けることによって振動子１０を励振させる。
【００４６】
本実施の形態における駆動部２０は、電流電圧変換器２１、ＡＣ増幅器２２、自動利得制御回路２３及びコンパレーター２４を含んで構成されている。
【００４７】
駆動振動腕１１が振動すると、圧電効果に基づく電流がフィードバック信号として駆動端子１４から出力され、電流電圧変換器２１に入力される。電流電圧変換器２１は、駆動振動腕１１の振動周波数と同一の周波数の交流電圧信号を出力する。
【００４８】
電流電圧変換器２１から出力された交流電圧信号は、ＡＣ増幅器２２に入力される。ＡＣ増幅器２２は、入力される交流電圧信号を増幅する。
【００４９】
ＡＣ増幅器２２から出力された交流電圧信号は自動利得制御回路２３に入力される。自動利得制御回路２３は、入力された交流電圧信号の振幅を一定値に保持するように利得を制御し、利得制御後の交流電圧信号を駆動端子１３に出力する。この駆動端子１３に入力される交流電圧信号によって振動子１０が駆動される。
【００５０】
ＡＣ増幅器２２が増幅した交流電圧信号はコンパレーター２４に入力され、交流電圧信号の振幅中心を基準電圧として、交流電圧信号と基準電圧信号との比較結果に応じて出力
レベルを切り替える方形波電圧信号を、検波部３１に出力する。
【００５１】
検波部３１は、振動子１０から出力される検出信号を、駆動信号に基づいて検波する。本実施の形態における検波部３１は、チャージアンプ３１１、チャージアンプ３１２、差動増幅器３１３、ＡＣ増幅器３１４及び同期検波回路３１５を含んで構成されている。
【００５２】
チャージアンプ３１１及びチャージアンプ３１２は、それぞれ検出端子１５及び検出端子１６に接続され、互いに逆位相の検出信号が入力される。チャージアンプ３１１及びチャージアンプ３１２で電荷電圧変換された信号は差動増幅器３１３に入力される。差動増幅器３１３は（チャージアンプ３１１の出力信号）−（チャージアンプ３１２の出力信号）として差動増幅する。差動増幅器３１３の出力信号は、さらにＡＣ増幅器３１４で増幅される。なお、チャージアンプ３１１及びチャージアンプ３１２での増幅の際には信号の位相が９０度進む。
【００５３】
同期検波回路３１５は、コンパレーター２４が出力する方形波電圧信号を基に、ＡＣ増幅器３１４の出力信号を同期検波することによって、検出信号に含まれる角速度成分を抽出する。駆動振動腕１１の共振周波数をｆ１とし、検出振動腕１２の共振周波数をｆ２とすると、特にｆ２−ｆ１の周波数（離調周波数ｆｍ）の成分が離調周波数成分（ノイズ成分）として同期検波回路３１５の出力信号に含まれる。
【００５４】
パッシブフィルター３２は、検波部３１から出力される信号をフィルターする。パッシブフィルター３２は、カットオフ周波数ｆｃが離調周波数ｆｍよりも低く、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有している。パッシブフィルター３２としては、例えば、ローパスフィルターやバンドエリミネーションフィルターを採用できる。本実施形態においては、パッシブフィルター３２はローパスフィルターである。パッシブフィルター３２は、同期検波回路３１５の検波によって生じる高調波成分を除去する機能を有していてもよい。
【００５５】
増幅部３３は、パッシブフィルター３２から出力される信号を増幅する。増幅部３３は、増幅率を制御可能な増幅器であってもよい。これによって、物理量検出装置１の検出感度を調整することができる。
【００５６】
本実施形態によれば、カットオフ周波数ｆｃが離調周波数ｆｍよりも低く、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数帯域を遮断帯域に含むフィルター特性を有し、検波部３１からの信号が入力されるパッシブフィルター３２によって、検波部３１からの信号に含まれる離調周波数成分を抑制できる。これによって、物理量検出装置１に大きな衝撃が加わったりして離調周波数成分が大きくなった場合に、増幅部３３が飽和してしまうリスクを低減できるので、信頼性の高い物理量検出装置１を実現できる。また、パッシブフィルター３２を用いることで、トランジスターに起因するノイズが生じないので、アクティブフィルターを用いる場合に比べて、フィルターに起因するノイズを抑制できる。
【００５７】
パッシブフィルター３２のカットオフ周波数ｆｃは、離調周波数ｆｍの１／２以下であってもよい。
【００５８】
本実施形態によれば、検波部３１から出力される信号に含まれる離調周波数成分をさらに抑制できる。
【００５９】
例えば、離調周波数ｆｍを６００Ｈｚとした場合に、パッシブフィルター３２を１次のＣＲフィルター（ローパスフィルター）として構成し、パッシブフィルター３２のカットオフ周波数ｆｃを２７７Ｈｚとした場合（実施例）と３ｋＨｚにした場合（比較例）とで
増幅部３３の出力を比較すると、実施例の含まれる離調周波数成分は比較例の約０．４１倍であることが数値シミュレーションによって確認された。
【００６０】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、パッシブフィルター３２の構成例を示す回路図である。
【００６１】
パッシブフィルター３２は、１次のＣＲフィルターであってもよい。図４（Ａ）に示される例では、パッシブフィルター３２は、抵抗Ｒ１及びコンデンサーＣ１を含む１次のローパスフィルターとして構成されている。本実施形態によれば、簡易な回路構成でパッシブフィルター３２を構成できる。
【００６２】
パッシブフィルター３２は、２次以上の次数のＣＲフィルターであってもよい。図４（Ｂ）に示される例では、パッシブフィルター３２は、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、コンデンサーＣ１及びコンデンサーＣ２を含む２次のローパスフィルターとして構成されている。本実施形態によれば、１次のＣＲフィルターに比べて、カットオフ周波数ｆｃよりも高い周波数帯域で急激に減衰するフィルター特性が得られるので、離調周波数成分を効果的に抑制できる。
【００６３】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、増幅部３３から出力される信号をフィルターするフィルター部３４を含んで構成されていてもよい。フィルター部３４としては、例えば、ローパスフィルターやバンドエリミネーションフィルターを採用してもよい。フィルター部３４は、スイッチトキャパシタフィルターなどのアクティブフィルターで構成されていてもよい。フィルター部３４は、離調周波数成分を抑制できるフィルター特性を有していてもよい。また、フィルター部３４は、同期検波回路３１５の検波によって生じる高調波成分を抑制できるフィルター特性を有していてもよい。
【００６４】
本実施形態によれば、増幅部３３の後段においても、離調周波数成分をさらに抑制できる。また、検波部３１の検波によって生じる高調波成分を抑制できる。また、例えば、フィルター部３４をスイッチトキャパシタフィルターで構成した場合には、増幅部３３の前段のパッシブフィルター３２がフィルター部３４に対するアンチエイリアスフィルターとしても機能させることができる。
【００６５】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、ＤＣ増幅器３５、レシオメトリックアンプ３６、ローパスフィルター３７、バッファアンプ３８及び出力端子３９を含んで構成されていてもよい。
【００６６】
ＤＣ増幅器３５は、フィルター部３４の出力信号を増幅する。ＤＣ増幅器３５は、増幅率を制御可能な増幅器であってもよい。これによって、物理量検出装置１の検出感度を調整することができる。
【００６７】
レシオメトリックアンプ３６は、ＤＣ増幅器３５の出力信号を増幅する。レシオメトリックアンプ３６は、レシオメトリック特性を有しており、電源電圧の変動に連動して増幅率が変動するように構成されている。
【００６８】
ローパスフィルター３７は、レシオメトリックアンプ３６の出力信号をフィルターする。ローパスフィルター３７は、離調周波数成分を抑制できるフィルター特性を有していてもよい。また、ローパスフィルター３７は、同期検波回路３１５の検波によって生じる高調波成分を抑制できるフィルター特性を有していてもよい。
【００６９】
バッファアンプ３８は、ローパスフィルター３７の出力信号をインピーダンス変換して出力端子３９に出力する。
【００７０】
図５（Ａ）は、本実施形態に係る物理量検出装置用回路５の一部を模式的に示す平面図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ’線における模式的な拡大断面図である。
【００７１】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、半導体基板５０と、半導体基板５０に設けられ、パッシブフィルター３２と増幅部３３とを電気的に接続する配線３２１と、半導体基板５０に配線３２１と離間して設けられ、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と並んで設けられている第１シールド用配線Ｓ１と、を含んで構成されていてもよい。
【００７２】
図５（Ａ）に示される例では、同期検波回路３１５、パッシブフィルター３２及び増幅部３３が、半導体基板５０に設けられている。また、同期検波回路３１５とパッシブフィルター３２とを電気的に接続する配線３１５１、及び、パッシブフィルター３２と増幅部３３とを電気的に接続する配線３２１が、半導体基板５０に設けられている。また、接地電位や電源電位などの安定した電位が供給される配線である電位配線が、半導体基板５０に設けられている。図５（Ａ）における白矢印は、信号の流れを表している。本実施形態においては、電位配線には接地電位が供給される。
【００７３】
図５（Ｂ）に示される例では、電位配線は、層間絶縁膜によって層分けされた３層の金属配線と、隣り合う配線層の配線を互いに電気的に接続するビア導体とを含んで構成されている。
【００７４】
第１シールド用配線Ｓ１は、配線３２１と離間して設けられ、互いに絶縁されている。また、第１シールド用配線Ｓ１は、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と並んで設けられている。図５（Ｂ）に示される例では、第１シールド用配線Ｓ１は、配線３２１と同一の配線層に設けられている。
【００７５】
本実施形態によれば、第１シールド用配線Ｓ１を有するので、増幅部３３に入力される信号に外来ノイズが入ることを抑制できる。これによって、外来ノイズに起因して増幅部３３が飽和してしまうリスクを低減できるので、信頼性の高い物理量検出装置１を実現できる。
【００７６】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、半導体基板５０に配線３２１と離間して設けられ、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と並んで設けられている第２シールド用配線Ｓ２を含み、配線３２１の少なくとも一部は、平面視で、第１シールド用配線Ｓ１と第２シールド用配線Ｓ２との間に設けられていてもよい。
【００７７】
第２シールド用配線Ｓ２は、配線３２１と離間して設けられ、互いに絶縁されている。また、第２シールド用配線Ｓ２は、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と並んで設けられている。図５（Ｂ）に示される例では、第２シールド用配線Ｓ２は、配線３２１及び第１シールド用配線Ｓ１と同一の配線層に設けられている。
【００７８】
本実施形態によれば、パッシブフィルター３２と増幅部３３とを接続する配線３２１が、第１シールド用配線Ｓ１と第２シールド用配線Ｓ２との間に設けられているので、増幅部３３に入力される信号に外来ノイズが入ることをさらに抑制できる。これによって、外来ノイズに起因して増幅部３３が飽和してしまうリスクを低減できるので、信頼性の高い物理量検出装置１を実現できる。
【００７９】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、半導体基板５０に配線３２１と離間して設けられ、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と重なるように設けられてい
る第３シールド用配線Ｓ３を含んで構成されていてもよい。
【００８０】
第３シールド用配線Ｓ３は、配線３２１と離間して設けられ、互いに絶縁されている。また、第３シールド用配線Ｓ３は、平面視で、配線３２１の少なくとも一部と重なるように設けられている。図５（Ｂ）に示される例では、第３シールド用配線Ｓ３は、配線３２１よりも半導体基板５０側の配線層に設けられているが、これに限らず、配線３２１が第３シールド用配線Ｓ３よりも半導体基板５０側の配線層に設けられていてもよい。
【００８１】
本実施形態によれば、第３シールド用配線Ｓ３を有しているので、増幅部３３に入力される信号に外来ノイズが入ることをさらに抑制できる。これによって、外来ノイズに起因して増幅部３３が飽和してしまうリスクを低減できるので、信頼性の高い物理量検出装置１を実現できる。
【００８２】
本実施形態に係る物理量検出装置用回路５は、さらに、半導体基板５０に設けられ、平面視で、物理量検出装置用回路５に含まれる回路の一部（回路Ｘ）を囲うように設けられているガードリング５１を含み、第１シールド用配線Ｓ１、第２シールド用配線Ｓ２及び第３シールド用配線Ｓ３の少なくとも１つは、ガードリング５１と電気的に接続されていてもよい。図５（Ｂ）に示される例では、第１シールド用配線Ｓ１、第２シールド用配線Ｓ２及び第３シールド用配線Ｓ３は互いに電気的に接続され、いずれもガードリング５１と電気的に接続されている。
【００８３】
本実施形態によれば、第１シールド用配線Ｓ１、第２シールド用配線Ｓ２及び第３シールド用配線Ｓ３の少なくとも１つは、通常は安定した電位に電気的に接続されているガードリング５１と電気的に接続されているので、パッシブフィルター３２と増幅部３３とを電気的に接続する配線３２１を安定した電位でシールドすることができる。
【００８４】
２．電子機器
図６は、本実施形態に係る電子機器１０００の機能ブロック図である。なお、上述された各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００８５】
本実施形態に係る電子機器１０００は、物理量検出装置用回路５又は物理量検出装置１を含む電子機器１０００である。図６に示される例では、電子機器１０００は、振動子１０及び物理量検出装置用回路５を含んで構成されている物理量検出装置１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１０、操作部１０２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３０、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４０、通信部１０５０、表示部１０６０、音出力部１０７０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る電子機器１０００は、図６に示される構成要素（各部）の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００８６】
ＣＰＵ１０１０は、ＲＯＭ１０３０等に記憶されているプログラムに従い、各種の計算処理や制御処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１０１０は、物理量検出装置１からの出力信号に基づいた演算処理、操作部１０２０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部１０５０を制御する処理、表示部１０６０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部１０７０に各種の音を出力させる処理等を行う。
【００８７】
操作部１０２０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ１０１０に出力する。
【００８８】
ＲＯＭ１０３０は、ＣＰＵ１０１０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラ
ムやデータ等を記憶している。
【００８９】
ＲＡＭ１０４０は、ＣＰＵ１０１０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１０３０から読み出されたプログラムやデータ、操作部１０２０から入力されたデータ、ＣＰＵ１０１０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。
【００９０】
通信部１０５０は、ＣＰＵ１０１０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。
【００９１】
表示部１０６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や電気泳動ディスプレイ等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ１０１０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。
【００９２】
そして、音出力部１０７０は、スピーカー等の音を出力する装置である。
【００９３】
本実施形態に係る電子機器１０００によれば、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路５を含んでいるので、動作の信頼性の高い電子機器１０００を実現できる。
【００９４】
電子機器１０００としては種々の電子機器が考えられる。例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、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）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、移動体端末基地局用機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオレコーダー、カー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、ゲーム用コントローラー、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（point of sale）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、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。
【００９５】
図７は、電子機器１０００の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。電子機器１０００であるスマートフォンは、操作部１０２０としてボタンを、表示部１０６０としてＬＣＤを備えている。そして、電子機器１０００であるスマートフォンは、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路５を含んでいるので、信頼性の高い電子機器１０００を実現できる。
【００９６】
３．移動体
図８は、本実施形態に係る移動体４００の一例を示す図（上面図）である。なお、上述された各実施形態と同様の構成には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００９７】
本実施形態に係る移動体４００は、物理量検出装置用回路５又は物理量検出装置１を含む移動体４００である。図８には、物理量検出装置１を含む移動体４００が示されている。また、図８に示される例では、移動体４００は、エンジンシステム、ブレーキシステム、キーレスエントリーシステム等の各種の制御を行うコントローラー４２０、コントローラー４３０、コントローラー４４０、バッテリー４５０及びバックアップ用バッテリー４６０を含んで構成されている。なお、本実施形態に係る移動体４００は、図８に示される
構成要素（各部）の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。
【００９８】
本実施形態に係る移動体４００によれば、フィルターに起因するノイズを抑制しつつ、離調周波数成分を抑制できる、物理量検出装置用回路５を含んでいるので、動作の信頼性の高い電子機器１０００を実現できる。
【００９９】
このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。
【０１００】
以上、本実施形態あるいは変形例について説明したが、本発明はこれら本実施形態あるいは変形例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。
【０１０１】
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】
【０１０２】
１…物理量検出装置、５…物理量検出装置用回路、１０…振動子、１１…駆動用振動片（駆動振動腕）、１２…検出用振動片（検出振動腕）、１３，１４…駆動端子、１５，１６…検出端子、１７…接地端子、２０…駆動回路、２１…電流電圧変換器、２２…ＡＣ増幅器、２３…自動利得制御回路、２４…コンパレーター、３１…検波部、３２…パッシブフィルター、３３…増幅部、３４…フィルター部、３５…ＤＣ増幅器、３６…レシオメトリックアンプ、３７…ローパスフィルター、３８…バッファアンプ、３９…出力端子、４１，４２…駆動電極、４３，４８…幅広部、４４…駆動用基部、４５…連結腕、４６，４７…検出電極、４９…検出用基部、５０…半導体基板、５１…ガードリング、３１１，３１２…チャージアンプ、３１３…差動増幅器、３１４…ＡＣ増幅器、３１５…同期検波回路、３２１…配線、４００…移動体、４２０…コントローラー、４３０…コントローラー、４４０…コントローラー、４５０…バッテリー、４６０…バックアップ用バッテリー、１０００…電子機器、１０１０…ＣＰＵ、１０２０…操作部、１０３０…ＲＯＭ、１０４０…ＲＡＭ、１０５０…通信部、１０６０…表示部、１０７０…音声出力部、３１５１…配線、Ｃ１，Ｃ２…コンデンサー、Ｒ１，Ｒ２…抵抗、Ｓ１…第１シールド用配線、Ｓ２…第２シールド用配線、Ｓ３…第３シールド用配線、Ｘ…回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2015087255.tif 000009
【図５】
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