(57)【要約】  慣性センサは、第１と第２の検出信号をそれぞれ出力する第１と第２の検出部と、第１と第２の検出信号とが選択的に入力される入力端とを有する増幅器と、増幅器の入力端と出力端とに並列に接続されるように構成された帰還回路部と、第１の検出部と増幅器の入力端との間に設けられた第１のスイッチ素子と、第１の検出部と帰還回路部の間に設けられた第２のスイッチ素子と、第２の検出部と増幅器の入力端との間に設けられた第３のスイッチ素子と、第２の検出部と帰還回路部の間に設けられた第４のスイッチ素子とを備える。この慣性センサでは増幅回路の出力特性が安定し、更には、不要信号の発生が抑制される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
慣性力に応じた第１の検出信号を出力する第１の検出部と、
慣性力に応じた第２の検出信号を出力する第２の検出部と、
を有するセンサ素子と、
出力端と、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とが選択的に入力される入力端とを有する第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の前記入力端と前記出力端とに並列に接続されるように構成された第１の帰還回路部と、
前記第１の検出部と前記第１の増幅器の前記入力端との間に設けられた第１のスイッチ素子と、
前記第１の検出部と前記第１の帰還回路部の間に設けられた第２のスイッチ素子と、
前記第２の検出部と前記第１の増幅器の前記入力端との間に設けられた第３のスイッチ素子と、
前記第２の検出部と前記第１の帰還回路部の間に設けられた第４のスイッチ素子と、
を備えた慣性センサ。
【請求項２】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部とに接続された第５のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第５のスイッチ素子は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項３】
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態であり、かつ前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子とがＯＦＦ状態であることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力され、
前記第５のスイッチ素子がＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態からＯＦＦ状態になってかつ前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第５のスイッチ素子がＯＮ状態からＯＦＦ状態になることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態から、前記第２の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態へと切り替わる、請求項２に記載の慣性センサ。
【請求項４】
前記第５のスイッチ素子がＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態からＯＦＦ状態になり、その後、前記第５のスイッチ素子がＯＮ状態からＯＦＦ状態になることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態から、前記第２の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態へと切り替わる、請求項３に記載の慣性センサ。
【請求項５】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部とに接続された可変抵抗をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記可変抵抗は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項６】
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態であり、かつ前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とがＯＦＦ状態であり、かつ前記可変抵抗の抵抗値が高抵抗値となることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力され、
前記可変抵抗の前記抵抗値が前記高抵抗値から前記高抵抗値より低い低抵抗値に切り替わり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態からＯＦＦ状態になってかつ前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記可変抵抗の前記抵抗値が前記低抵抗値から前記高抵抗値に切り替わることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態から、前記第２の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態へと切り替わる、請求項５に記載の慣性センサ。
【請求項７】
前記可変抵抗の前記抵抗値が前記高抵抗値から前記低抵抗値に切り替わり、その後、前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態からＯＦＦ状態になり、その後、前記可変抵抗の前記抵抗値が前記低抵抗値から前記高抵抗値に切り替わることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号のうちの前記第１の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態から、前記第２の検出信号が前記第１の増幅器の前記入力端に選択的に入力される状態へと切り替わる、請求項６に記載の慣性センサ。
【請求項８】
慣性力を検出し、第３の検出信号を出力する第３の検出部と、
前記第３の検出部と前記第１の増幅器の前記入力端との間に設けられた第５のスイッチ素子と、
前記第３の検出部と前記第１の帰還回路部との間に設けられた第６のスイッチ素子と、
をさらに備えた、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項９】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部とに接続された第７のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子と前記第６のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第７のスイッチは前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項８に記載の慣性センサ。
【請求項１０】
前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態であり、かつ前記第３のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子と前記第６のスイッチ素子と前記第７のスイッチ素子がＯＦＦ状態であることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうちの前記第１の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力され、
前記第７のスイッチ素子がＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子とがＯＮ状態からＯＦＦ状態になりかつ前記第５のスイッチ素子と前記第６のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第７のスイッチ素子がＯＮ状態からＯＦＦ状態になることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうちの前記第１の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力される状態から、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうちの前記第３の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力される状態へと切り替わる、請求項９に記載の慣性センサ。
【請求項１１】
前記第７のスイッチ素子がＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第１のスイッチ素子と前記第２のスイッチ素子がＯＮ状態からＯＦＦ状態になり、その後、前記第５のスイッチ素子と前記第６のスイッチ素子とがＯＦＦ状態からＯＮ状態になり、その後、前記第７のスイッチ素子がＯＮ状態からＯＦＦ状態になることで、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうちの前記第１の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力される状態から、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号と前記第３の検出信号のうちの前記第３の検出信号が選択的に前記第１の増幅器の前記入力端に入力される状態へと切り替わる、請求項１０に記載の慣性センサ。
【請求項１２】
前記センサ素子に駆動信号を供給する駆動回路と、
前記第１の増幅器の前記出力端から出力される信号から前記慣性力に対応する検波信号を出力する検波回路をさらに備え、
前記センサ素子は、前記駆動信号により振動する振動子と、前記振動子の振動に対応するモニタ信号を出力するモニタ部とをさらに有し、
前記第１の検出部と前記第２の検出部とは前記振動子に設けられており、かつ前記振動子が振動しているときに前記慣性力に応じた前記第１の検出信号と前記第１の検出信号とをそれぞれ出力し、
前記駆動回路は、
出力端と、前記モニタ信号が入力される入力端とを有する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の前記入力端と前記出力端とに並列に接続されるように構成された第２の帰還回路部と、
前記モニタ部と前記第２の増幅器の前記入力端との間に設けられたＯＮ状態である第５のスイッチ素子と、
前記モニタ部と前記第２の帰還回路部の間に設けられたＯＮ状態である第６のスイッチ素子と、
を有し、
前記検波回路は、前記第２の増幅器が出力する信号を用いて前記第１の増幅器の前記出力端から出力される信号を検波することで前記検波信号を出力する、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項１３】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部とに接続された第７のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第７のスイッチ素子は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されており、
前記駆動回路は、前記第２の増幅器と前記第２の帰還回路部とに接続されたＯＦＦ状態である第８のスイッチ素子をさらに有し、
前記第５のスイッチ素子は第３のノードで前記第２の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第２の帰還回路部は、前記第２の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第４のノードで前記第５のスイッチ素子に接続された第２の端とを有し、
前記第８のスイッチ素子は前記第３のノードと前記第４のノードとの間に接続されている、請求項１２に記載の慣性センサ。
【請求項１４】
前記第１の帰還回路部は帰還抵抗と帰還容量とからなる、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項１５】
前記慣性力はコリオリ力である、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項１６】
前記慣性力は角速度である、請求項１に記載の慣性センサ。
【請求項１７】
前記第１の増幅器は全差動型である、請求項１に記載の慣性センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、航空機、船舶、ロボット、その他各種電子機器等に用いられる慣性センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３６Ａは従来の慣性センサ１のブロック図である。慣性センサ１は、慣性力を検出するための３つの圧電素子２と、電界効果型トランジスを用いたスイッチ素子３と、オペアンプを用いた増幅回路４とを有する。慣性センサ１では、互いに直交する３方向の慣性力を検出するために、圧電素子２と増幅回路４の間に設けられたスイッチ素子３を切り替えることにより、３つの圧電素子２からの出力を１つの出力として取り出している。このように、スイッチ素子３を利用し、複数の圧電素子２からの出力を順次切り替えて取り出すことにより、１つの増幅回路４で多軸検出が可能な検出回路を構成することができる。【０００３】
慣性センサ１ではその小型化に伴い、圧電素子２からの出力電流は非常に微弱になっている。このような微弱な出力電流に基づき所望の信号を検出するためには、低ノイズを維持しつつ、できるだけ大きなゲインで所望の信号を増幅できる増幅性能が増幅回路４に要求される。【０００４】
図３６Ｂは増幅回路４のブロック図である。上述の増幅性能を得るために、増幅回路４は電流を電圧に変換し、ローパスフィルタの周波数特性を有する。【０００５】
増幅回路４は、入力端子５と、基準電位に接続された入力端子６と、帰還容量７及び帰還抵抗８介して入力端子５に接続されることにより帰還ループ９を構成する出力端子４ａとを有している。【０００６】
慣性センサ１に類似する従来の慣性センサが特許文献１に記載されている。【０００７】
スイッチ素子３を利用した切替え構成を有する慣性センサ１からの出力を増幅する為に、図３６Ａに示す慣性センサ１では、センサの出力特性、あるいは、Ｓ／Ｎ比が悪化する場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００―９７７６１号公報
【発明の概要】
【０００９】
慣性センサは、第１と第２の検出信号をそれぞれ出力する第１と第２の検出部と、第１と第２の検出信号とが選択的に入力される入力端とを有する増幅器と、増幅器の入力端と出力端とに並列に接続されるように構成された帰還回路部と、第１の検出部と増幅器の入力端との間に設けられた第１のスイッチ素子と、第１の検出部と帰還回路部の間に設けられた第２のスイッチ素子と、第２の検出部と増幅器の入力端との間に設けられた第３のスイッチ素子と、第２の検出部と帰還回路部の間に設けられた第４のスイッチ素子とを備える。
【００１０】
この慣性センサでは増幅回路の出力特性が安定し、更には、不要信号の発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の実施の形態１における慣性センサの構成図である。
【図２】図２は実施の形態１における慣性センサの増幅回路の回路ブロック図である。
【図３】図３は図２に示す増幅回路の信号波形図である。
【図４】図４は実施の形態１における慣性センサの他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図５】図５は図４に示す増幅回路の信号波形図である。
【図６】図６は実施の形態１における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図７Ａ】図７Ａは図６に示す増幅回路の信号波形図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは図６に示す増幅回路の他の信号波形図である。
【図８】図８は実施の形態１における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図９】図９は図８に示す増幅回路の信号波形図である。
【図１０】図１０は実施の形態１における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図１１】図１１は図１０に示す増幅回路の信号波形図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態２における慣性センサの増幅回路の回路ブロック図である。
【図１３】図１３は実施の形態２における慣性センサのセンサ素子の構成図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは実施の形態２におけるセンサ素子のＺ軸周りの角速度を検出する場合の平面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは実施の形態２におけるセンサ素子のＹ軸周りの角速度を検出する場合の平面図である。
【図１５】図１５は図１２に示す増幅回路の信号波形図である。
【図１６】図１６は実施の形態２における慣性センサの他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図１７】図１７は図１６に示す増幅回路の信号波形図である。
【図１８】図１８は実施の形態２における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図１９】図１９は図１８に示す増幅回路の信号波形図である。
【図２０】図２０は実施の形態２における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図２１】図２１は図２０に示す増幅回路の信号波形図である。
【図２２】図２２は実施の形態２における慣性センサの信号波形図である。
【図２３】図２３は本発明の実施の形態３における慣性センサの構成図である。
【図２４】図２４は実施の形態３における慣性センサの増幅回路の回路ブロック図である。
【図２５】図２５は図２４に示す増幅回路の信号波形図である。
【図２６】図２６は実施の形態３における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図２７】図２７は図２６に示す増幅回路の信号波形図である。
【図２８】図２８は実施の形態３における慣性センサのさらに他の増幅回路の回路ブロック図である。
【図２９】図２９は図２８に示す増幅回路の信号波形図である。
【図３０】図３０は本発明の実施の形態４における慣性センサの構成図である。
【図３１】図３１は実施の形態４における慣性センサのモニタ信号増幅部の回路ブロック図である。
【図３２】図３２は実施の形態４における慣性センサの他のモニタ信号増幅部の回路ブロック図である。
【図３３】図３３は実施の形態４における他の慣性センサの構成図である。
【図３４】図３４は図３３に示す慣性センサのモニタ信号増幅部の回路ブロック図である。
【図３５】図３５は図３３に示す慣性センサの他のモニタ信号増幅部の回路ブロック図である。
【図３６Ａ】図３６Ａは従来の慣性センサのブロック図である。
【図３６Ｂ】図３６Ｂは従来の慣性センサの増幅回路の回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における慣性センサ１０の構成図である。実施の形態１における慣性センサ１０は慣性力である角速度を検出する角速度センサである。慣性センサ１０は、センサ素子２１と、センサ素子２１を駆動する駆動回路１２と、センサ素子２１に与えられた角速度を検出する検出回路１５とを備える。
【００１３】
センサ素子２１は、振動子１１と検出部１１ａ、１１ｂと駆動部３１ｃ、３１ｄとモニタ部３１ｅ、３１ｆとを有する。検出部１１ａ、１１ｂと駆動部３１ｃ、３１ｄとモニタ部３１ｅ、３１ｆは振動子１１上に設けられている。駆動部３１ｃ、３１ｄには振動子１１を駆動振動させるための駆動信号Ｓ３１ｃ、Ｓ３１ｄが駆動回路１２よりそれぞれ入力される。モニタ部３１ｅ、３１ｆは振動子１１の駆動振動に基づいて生成されたモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆを駆動回路１２に出力する。検出部１１ａ、１１ｂは振動子１１に与えられた角速度に基づいてそれぞれ生成された検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂを検出回路１５に出力する。信号配線１４ａ、１４ｂと信号配線３４ｃ、３４ｄと信号配線３４ｅ、３４ｆは検出部１１ａ、１１ｂと駆動部３１ｃ、３１ｄとモニタ部３１ｅ、３１ｆを駆動回路１２と検出回路１５とに電気的に接続する。
【００１４】
駆動回路１２はモニタ部３１ｅ、３１ｆから信号配線３４ｅ、３４ｆを介して入力されるモ二タ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆに基づいて駆動信号Ｓ３１ｃ、Ｓ３１ｄを生成し、信号配線３４ｃ、３４ｄを介して振動子１１上の駆動部３１ｃ、３１ｄへそれぞれ出力する。
【００１５】
検出回路１５は、増幅回路１５ａと検波回路１５ｃとローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５ｄと出力端子１５ｅとを備える。増幅回路１５ａは、検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂである電流値を電圧値に変換して検出信号Ｓ１５ａとして出力する。検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｅを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波して検波信号Ｓ１５ｃを出力する。ローパスフィルタ１５ｄは、検波回路１５ｃから出力された検波信号Ｓ１５ｃを平滑化する。
【００１６】
図２は増幅回路１５ａの回路ブロック図である。増幅回路１５ａは、検出部１１ａ、１１ｂから出力された検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂを選択的に増幅する増幅器１６と、増幅器１６と並列に接続されるように構成された帰還回路部１７と、検出部１１ａと増幅器１６との間に設けられたスイッチ素子１８ａと、検出部１１ａと帰還回路部１７との間に設けられたスイッチ素子１８ｂと、検出部１１ｂと増幅器１６との間に設けられたスイッチ素子１８ｃと、検出部１１ｂと帰還回路部１７との間に設けられたスイッチ素子１８ｄとを備える。スイッチ素子１８ａ〜１８ｄを切替えることにより、検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂを増幅器１６で選択的に増幅して検出信号Ｓ１５ａとして出力することができる。例えば、慣性センサ１０が多軸の角速度を検出可能な角速度センサである場合には、増幅器１６はＸ軸周りの角速度による検出信号とＹ軸周りの角速度による検出信号とを選択的に増幅する。帰還回路部１７はスイッチ素子１８ａ〜１８ｄを介して増幅器１６の入力端１６ａと出力端１６ｃとの間に接続されて帰還ループ１７ｆを構成する。
【００１７】
この構成では、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄが増幅回路１５ａの帰還ループ１７ｆ内に配されるので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄがＯＮの状態の抵抗値であるＯＮ抵抗値の変動に伴う増幅回路１５ａの出力電圧の変動を低減することができ、その結果、慣性センサ１０のＳ／Ｎ比を改善することができる。
【００１８】
以下、増幅回路１５ａの各構成の詳細について説明する。
【００１９】
増幅器１６は、反転入力端である入力端１６ａと、非反転入力端である入力端１６ｂと、出力端１６ｃとを有する。入力端１６ａはスイッチ素子１８ａを介して検出部１１ａに接続され、かつスイッチ素子１８ｃを介して検出部１１ｂに接続される。入力端１６ｂは基準電位Ｖｒｅｆに接続されている。
【００２０】
帰還回路部１７は、スイッチ素子１８ｂを介して検出部１１ａに接続され、かつスイッチ素子１８ｄを介して検出部１１ｂに接続されている。帰還回路部１７は、増幅器１６の出力端１６ｃに接続された端１７ｃと、ノード１９ａでスイッチ素子１８ａ、１８ｃに接続された端１７ｄとを有する。
【００２１】
帰還回路部１７は、端１７ｃ、１７ｄの間に接続された帰還抵抗１７ａと、帰還抵抗１７ａと並列に接続された帰還容量１７ｂから形成されている。帰還回路部１７の端１７ｃが増幅器１６の出力端１６ｃに接続され、端１７ｄがスイッチ素子１８ａ〜１８ｄを介して増幅器１６の入力端１６ａに接続されることで、増幅器１６と並列に接続されるように構成されている。帰還回路部１７は増幅器１６と並列に接続されることで、カットオフ周波数ｆｃを有するローパスフィルタとして機能する。帰還容量１７ｂの容量値Ｃｆと帰還抵抗１７ａの抵抗値Ｒｆによりカットオフ周波数ｆｃは（数１）で表される。
【００２２】
【数１】
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【００２３】
帰還容量１７ｂの容量値Ｃｆと帰還抵抗１７ａの抵抗値Ｒｆは、振動子１１の共振周波数よりもカットオフ周波数ｆｃが十分に大きくなるように設定されている。これにより、増幅回路１５ａは検出部１１ａ、１１ｂから出力される検出信号である電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換回路として機能する。
【００２４】
以上説明したように、増幅器１６と帰還回路部１７と検出部１１ａ、１１ｂは、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄを切り替えることで、増幅器１６が検出部１１ａからの検出信号を増幅する状態と、増幅器１６が検出部１１ｂからの信号を増幅する状態とを切り替えることができるように構成されている。具体的には、スイッチ素子１８ａ、１８ｂのみをＯＮとしてスイッチ素子１８ｃ、１８ｄをＯＦＦとする状態から、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄのみをＯＮとしてスイッチ素子１８ａ、１８ｂをＯＦＦとする状態に切替えることで、増幅器１６が検出部１１ａからの検出信号を増幅する状態から、増幅器１６が検出部１１ｂからの信号を増幅する状態に切り替えることができる。
【００２５】
スイッチ素子３を利用した切替え構成を有する図３６Ａと図３６Ｂに示す従来の慣性センサ１では、センサの出力特性、あるいは、Ｓ／Ｎ比が悪化する。これは、スイッチ素子３のＯＮ抵抗値が、例えば慣性センサ１が使用される温度環境の変化に伴って変動し、これに起因して増幅回路４の出力が変動するためである。
【００２６】
より詳細には、増幅回路４において、圧電素子２からスイッチ素子３に入力される電流Ｉｉｎと、増幅回路４の出力電圧Ｖｏｕｔとの関係は、スイッチ素子３のＯＮ抵抗値ＲＳＷと圧電素子２の容量値Ｃにより以下の（数２）で表すことができる。
【００２７】
【数２】
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【００２８】
したがって、電流Ｉｉｎの位相φ（Ｉｉｎ）と、電圧Ｖｏｕｔの位相φ（Ｖｏｕｔ）との関係は、以下の（数３）で表される。
【００２９】
【数３】
2014122887.tif 000005
【００３０】
（数３）に示すように、電圧Ｖｏｕｔの位相はスイッチ素子３のＯＮ抵抗値ＲＳＷに影響を受ける。したがって、スイッチ素子３のＯＮ抵抗値ＲＳＷが素子の温度変化、あるいは、スイッチ素子３を動作させるための電圧の変動に起因して変化すると、増幅回路４にから出力される電圧Ｖｏｕｔの位相が変動する。このため、慣性センサの出力が変動する、あるいは、この位相ずれに起因して不要な信号が発生し、慣性センサ１のＳ／Ｎ比が悪化する。
【００３１】
図１に示す実施の形態１における慣性センサ１０の図２に示す増幅回路１５ａでは、スイッチ素子１８ａ、１８ｂはノードＮＡ１で検出部１１ａに接続され、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄはノードＮＢ１で検出部１１ａに接続されている。増幅器１６の入力端１６ａはノード１９ａでスイッチ素子１８ａ、１８ｃに接続されている。帰還回路部１７の端１７ｄはノード１９ｂでスイッチ素子１８ｂ、１８ｄに接続されている。すなわち、スイッチ素子１８ａはノードＮＡ１、１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１８ｂはノードＮＡ１、１９ｂの間に接続されている。スイッチ素子１８ｃはノードＮＢ１、１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１８ｄはノードＮＢ１、１９ｂの間に接続されている。スイッチ素子１８ａ、１８ｂはノードＮＡ１と増幅器１６との間に形成される帰還ループ１７ｆの中に設けられ、同時に、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄはノードＮＢ１と増幅器１６との間に形成される帰還ループ１７ｆの中に設けられる。この構成により、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う増幅回路１５ａの出力電圧の変動を低減することができる。この動作について詳細に説明する。以下の説明では、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮでありスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦであり、検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂのうち検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。
【００３２】
検出部１１ａに接続されている増幅器１６の入力端１６ａの電位である入力電位Ｖｉｎと、増幅器１６の出力端１６ｃの電位である出力電位Ｖ０と、検出部１１ａから増幅回路１５ａに入力される入力電流Ｉｉｎの関係は、スイッチ素子１８ｂのＯＮ抵抗値ＲＳＷと、帰還抵抗１７ａの抵抗値Ｒｆと、帰還容量１７ｂの容量値Ｃｆとにより（数４）で表すことができる。
【００３３】
【数４】
2014122887.tif 000006
【００３４】
スイッチ素子１８ａにはほぼ電流が流れないので、入力電位Ｖｉｎは基準電位Ｖｒｅｆと等しい。基準電位Ｖｒｅｆを０Ｖにすれば、入力電位Ｖｉｎが０であり、出力電位Ｖ０の位相φ（Ｖ０）は（数５）で表される。
【００３５】
【数５】
2014122887.tif 000007
【００３６】
帰還抵抗１７ａの抵抗値Ｒｆはスイッチ素子１８ａのＯＮ抵抗値ＲＳＷの数百倍程度なので、（数５）は下記の（数６）に近似することができる。
【００３７】
【数６】
2014122887.tif 000008
【００３８】
図３６Ｂに示す従来の慣性センサ１の増幅回路４での（数３）の右辺の第四項と（数６）の右辺の第四項とに着目すると、従来の慣性センサ１の圧電素子２の容量値Ｃに比較して実施の形態１における慣性センサ１０の帰還容量１７ｂの容量値Ｃｆは小さいので、実施の形態１における慣性センサ１０の増幅器１６の方が位相ずれを小さくすることができ、その結果、スイッチ素子１８ａの温度変化、あるいは電源電圧の変動などによりＯＮ抵抗ＲＳＷが変化したとしても、素子から入力される電流Ｉｉｎに対する出力電圧Ｖｏｕｔの位相変動を抑制することができ、その結果、センサの出力変動の発生を抑制することができる。
【００３９】
なお、実施の形態１における増幅回路１５ａは図２に示す構成に限定されない。すなわち、その構成の一部を追加、あるいは省略するなどの種々の変形を施してもよい。
【００４０】
なお、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄは、例えばＣＭＯＳのトランジスタ等の半導体素子により実現される。
【００４１】
以下、増幅回路１５ａの動作について説明する。図３は増幅回路１５ａの信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄを示す。図３において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【００４２】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２に検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号をそれぞれ選択的に増幅する。
【００４３】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出部１１ｂから出力される検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されない。
【００４４】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態が停止する。その後、続いて、期間Ｐ２が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路１５ａは、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路１５ａの帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄを配した状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの切り替えを行うことができる。
【００４５】
この構成により、帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができるので、増幅回路１５ａの出力特性が安定する、更には、不要信号の発生を抑制することができる。
【００４６】
なお、実施の形態１では、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄを時点ｔ１、ｔ２の順に切り替えるが、この順番は限定されない。例えば、時点ｔ１においてスイッチ素子１８ａ〜１８ｄを同時に切替えても良く、すなわち、時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になりかつスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になってもよい。あるいは、時点ｔ１においてスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、時点ｔ２においてスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮ状態からＯＦＦの状態になってもよい。この構成により、期間Ｐｔ１に増幅回路１５ａの帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。
【００４７】
なお、実施の形態１における慣性センサ１０は慣性力として角速度を検出するが、検出される慣性力は角速度に限定されない。例えば、慣性センサ１０は、互いに直交するＸ軸とＹ軸とＺ軸により定義されるＸＹＺ直交座標系における各軸の方向の加速度などの他の慣性力を検出しもよい。
【００４８】
なお、実施の形態１における慣性センサ１０では検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂは全て角速度に対応する信号であるが、これに限定されない。すなわち、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが角速度に対応し、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが加速度等の他の慣性力に対応する信号であってもよい。この場合、センサ素子２１として、加速度と角速度とを検出できる複合センサ素子を用いることができる。このような複合センサ素子は例えば特開２００８−２３０７０号公報に記載されている。あるいは、センサ素子２１として、加速度を検出するセンサ素子と角速度を検出するセンサ素子とを別体で有するセンサ素子を用いることができる。このようなセンサ素子は、例えば、特開２０１０−２４０６１号公報に記載されている。
【００４９】
図４は実施の形態１における慣性センサ１０の他の増幅回路６０の回路ブロック図である。図４において、図２に示す増幅回路１５ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅回路６０は、図２に示す増幅回路１５ａに、スイッチ素子６８ａをさらに備える。
【００５０】
図４に示すように、スイッチ素子１８ａ、１８ｃはノード１９ａで増幅器１６の入力端１６ａに接続されており、スイッチ素子１８ｂ、１８ｄはノード１９ｂで帰還回路部１７の端１７ｄに接続されている。スイッチ素子６８ａはノード１９ａ、１９ｂの間に接続されている。
【００５１】
以下に、増幅回路６０の動作を説明する。図５は増幅回路６０の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａを示す。図５において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【００５２】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２に検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂをそれぞれ選択的に増幅する。
【００５３】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、６８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａには入力されない。すなわち、この状態で、増幅器１６は検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する。
【００５４】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、その後、期間Ｐ２が始まる時点ｔ４でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路６０は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路６０の出力特性が安定する。さらには、増幅回路６０では期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路６０では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【００５５】
図６は実施の形態１におけるさらに他の増幅回路７０の回路ブロック図である。図６において、図２に示す増幅回路１５ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅回路７０は、図２に示す増幅回路１５ａに、スイッチ素子７８ａ、７８ｂをさらに備える。
【００５６】
スイッチ素子７８ａは、スイッチ素子１８ａ、１８ｂが検出部１１ａに接続されているノードＮＡ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。スイッチ素子７８ｂは、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄが検出部１１ｂに接続されているノードＮＢ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。すなわち、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮになることで、検出部１１ａ、１１ｂがそれぞれ基準電位Ｖｒｅｆに接続される。
【００５７】
図７Ａは増幅回路７０の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、７８ａ、７８ｂにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂを示す。図７Ａにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【００５８】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２に検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂをそれぞれ選択的に増幅する。
【００５９】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、７８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、７８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａには入力されない。すなわち、増幅器１６は検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する。
【００６０】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になり、スイッチ素子７８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、期間Ｐ２が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、スイッチ素子７８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路７０は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路７０の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの切り替えを行うことができるので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路７０の出力特性が安定する。
【００６１】
スイッチ素子７８ａ、７８ｂはＯＮ状態になることで検出部１１ａ、１１ｂに蓄積された電荷を放電させる。これにより、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄの切替えの後で検出部１１ａ、１１ｂには不要な電荷が蓄積されない。不要な電荷が検出部１１ａ、１１ｂに蓄積されると、検出部１１ａ、１１ｂに不要な振動モードが誘起される場合がある。スイッチ素子７８ａ、７８ｂはＯＮ状態で不要な電荷を放電させることで、検出部１１ａ、１１ｂに不要な振動モードが誘起することを抑制でき、安定して慣性センサ１０を動作させることができる。なお、増幅回路７０は検出部１１ａ、１１ｂを基準電位Ｖｒｅｆに接続するためのスイッチ素子７８ａ、７８ｂを備えるが、これに限らない。例えば、増幅回路７０はスイッチ素子７８ａ、７８ｂの代わりに、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄがＯＦＦ状態であるときに検出部１１ａ、１１ｂを基準電位Ｖｒｅｆに接続する機能を有していてもよい。
【００６２】
図７Ｂは増幅回路７０の他の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、７８ａ、７８ｂにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂを示す。図７Ｂにおいて、図７Ａに示す部分と同じ部分には同じ参照番号を付す。
【００６３】
図７Ａに示す動作では、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ１８ａ、１８ｂがＯＦＦになると同時にスイッチ７８ａがＯＮになり、期間Ｐ２が始まる時点ｔ２でスイッチ１８ｃ、１８ｄがＯＮになると同時にスイッチ７８ｂがＯＦＦになる。スイッチ７８ａ、７８ｂは期間Ｐ１、Ｐ２で検出部１１ａ、１１ｂに蓄積した電荷を放電して、その電荷で誘起される不要な振動モードを抑制する効果を発揮する。よって、検出部１１ａ、１１ｂを切り替える期間Ｐｔ１に、電荷を放電すればその効果は得られる。したがって、例えば、図７Ｂに示すように、期間Ｐ１が終了するすなわち期間Ｐｔ１が始まりスイッチ１８ａ、１８ｂがＯＦＦになる時点ｔ１の後の時点ｔ１ａでスイッチ７８ａをＯＮにして検出部１１ａに蓄積された電荷を放電することで、図７Ａに示す動作と同じ効果が得られる。さらに、期間Ｐ１が始まる時点より前の時点でスイッチ７８ａをＯＦＦにすることで、期間Ｐ１で検出部１１ａからの信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力される。
【００６４】
さらに、期間Ｐｔ１が終了し期間Ｐ２が始まる時点ｔ２より前の時点ｔ２ａでスイッチ７８ｂをＯＦＦにすることで、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力される。同様に、期間Ｐ２が終了してスイッチ１８ｃ、１８ｄがＯＦＦになる時点の後の時点でスイッチ７８ｂをＯＮにして検出部１１ｂに蓄積された電荷を放電することで、図７Ａに示す動作と同じ効果が得られる。時点ｔ１ａ、ｔ２ａは共に期間Ｐｔ１内にあり、時点ｔ１ａ、ｔ２ａのうちどちらが咲きでもよい。
【００６５】
図８は実施の形態１における慣性センサ１０のさらに他の増幅回路７１の回路ブロック図である。図８において、図２と図４と図６に示す増幅回路１５ａ、６０、７０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図８に示す増幅回路７１は、図２に示す増幅回路１５ａに、図４に示す増幅回路６０のスイッチ素子６８ａと、図６に示す増幅回路７０のスイッチ素子７８ａ、７８ｂとをさらに備える。
【００６６】
以下に、増幅回路７１の動作を説明する。図９は増幅回路７１の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａ、７８ａ、７８ｂにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂを示す。図９において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ、Ｓ７８ｂのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａ、７８ａ、７８ｂをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａ、７８ａ、７８ｂをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【００６７】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２に検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂをそれぞれ選択的に増幅する。
【００６８】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、７８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、６８ａ、７８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａには入力されない。すなわち、この状態で、増幅器１６は検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する。
【００６９】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となりかつスイッチ素子７８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になりスイッチ素子７８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。その後、期間Ｐ２が始まる時点ｔ４でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路７１は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路７１の出力特性が安定する。さらには、増幅回路７１では期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力変動（出力の急変）が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路７１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。さらには、スイッチ素子７８ａ、７８ｂはＯＮ状態で不要な電荷を放電させることで、検出部１１ａ、１１ｂに不要な振動モードが誘起することを抑制でき、安定して慣性センサ１０を動作させることができる。なお、図７Ｂに示す動作と同様に、スイッチ７８ａを切り替える時点をスイッチ１８ａ、１８ｂを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｂを切り替える時点をスイッチ１８ｃ、１８ｄを切り替える時点と異ならせてもよい。
【００７０】
図１０は実施の形態１における慣性センサ１０のさらに他の増幅回路６１の回路ブロック図である。図１０において、図４に示す増幅回路６０と同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅回路６１は、図４に示す増幅回路６０のスイッチ素子６８ａの代わりに、ノード１９ａ、１９ｂの間に接続された可変抵抗６８ｂを備える。
【００７１】
図４に示す増幅回路６０の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）等の半導体素子よりなるスイッチ素子６８ａは、ＯＮ状態では非常に小さい抵抗値を有し、ＯＦＦ状態では非常に大きい抵抗値を有する可変抵抗と見なすことができる。図１０に示す増幅回路６１でスイッチ素子６８ａの代わりに設けられた可変抵抗６８ｂの抵抗値は制御信号Ｓ６８ｂにより、低抵抗値と、低抵抗値より高い高抵抗値とに切り替わる。可変抵抗６８ｂの高抵抗値は、図４に示す増幅回路６０のスイッチ素子６８ａがＯＦＦのときの抵抗値以上である。これにより、増幅回路６１は図４に示す増幅回路と同様に検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂを増幅することができる。
【００７２】
以下に、増幅回路６１の動作を説明する。図１１は増幅回路６１の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄと、可変抵抗６８ｂに供給される制御信号Ｓ６８ｂとを示す。図１１において、図５に示す増幅回路６０の信号波形図と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１１において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ｂのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。制御信号Ｓ６８ｂのレベルは可変抵抗６８ｂの抵抗値を高抵抗値に設定するＨＲレベルと、可変抵抗６８ｂの抵抗値を低抵抗値に設定するＬＲレベルよりなる。
【００７３】
可変抵抗６８ｂは、図４に示す増幅回路６０のスイッチ素子６８ａがＯＮである状態と同じタイミングで低抵抗値を有し、スイッチ素子６８ａがＯＦＦである状態と同じタイミングで高抵抗値を有する。すなわち、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂのうち検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する期間Ｐ１においては、可変抵抗６８ｂは高抵抗値を有する。同様に、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂのうち検出信号Ｓ１１ｂを選択的に増幅する期間Ｐ２においては、可変抵抗６８ｂは高抵抗値を有する。以下に増幅回路６１の動作を詳述する。
【００７４】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２に検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂをそれぞれ選択的に増幅する。
【００７５】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄはＯＦＦの状態であり、かつ可変抵抗６８ｂは高抵抗値を有する。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａには入力されない。すなわち、この状態で、増幅器１６は検出信号Ｓ１１ａを増幅する。
【００７６】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１で可変抵抗６８ｂの抵抗値が高抵抗値から低抵抗値に切り替わる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、その後、期間Ｐ２が始まる時点ｔ４で可変抵抗６８ｂの抵抗値が低抵抗値から高抵抗値に切り替わる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路６１は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。
【００７７】
図４と図５に示すスイッチ素子６８ａがＯＮの状態である期間Ｐｔ１では、図１０と図１１に示す可変抵抗６８ｂは低抵抗値を有する。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路６１の出力特性が安定する。さらには、増幅回路６１では可変抵抗６８ｂが低抵抗値を有することで図４に示すスイッチ素子６８ａと同様に期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、検出信号の切り替えを行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路６１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【００７８】
可変抵抗６８ｂの高抵抗値は、可変抵抗６８ｂが図４に示すスイッチ素子６８ａの代わりにノード１９ａ、１９ｂの間を電気的に切断するので、スイッチ素子６８ａがＯＦＦである時の抵抗値以上である。一方、可変抵抗６８ｂの低抵抗値は、図４に示すスイッチ素子６８ａと同様に帰還ループ１７ｆを開状態になることを防ぐために、帰還回路部１７の帰還抵抗１７ａの抵抗値Ｒｆよりある程度小さい値であればよく、特に導通状態と同等の低い値でなくてもよい。
【００７９】
可変抵抗６８ｂは図４に示すスイッチ素子６８ａより狭い面積に設けることができるので、増幅回路６１を小型化することができる。
【００８０】
以下、図１に示す慣性センサ１０の動作を説明する。
【００８１】
センサ素子２１のモニタ部３１ｅ、３１ｆは振動子１１の駆動振動に応じたモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆを出力する。駆動回路１２は、モニタ部３１ｅ、３１ｆから信号配線３４ｅ、３４ｆを介してそれぞれ入力されるモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆを増幅してモニタ信号Ｓ１２ｆを出力するモニタ信号増幅部１２ｆを有する。モニタ信号増幅部１２ｆは差動アンプ１２ａを有する。差動アンプ１２ａは、モニタ部３１ｅ、３１ｆから入力されるモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆの差分を増幅してモニタ信号Ｓ１２ｆを出力する。実施の形態１では、モニタ信号Ｓ３１ｅは差動アンプ１２ａの非反転入力端に入力され、モニタ信号Ｓ３１ｆは差動アンプ１２ａの反転入力端に入力されている。モニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆは互いに逆の位相を有し、それらの差分を得ることで、位相ずれが平均化されてかつ大きい振幅を有するモニタ信号Ｓ１２ｆが得られる。ＡＧＣアンプ１２ｂはモニタ信号Ｓ１２ｆを増幅してモニタ信号Ｓ１２ｂを出力する。バンドパスフィルター（ＢＰＦ）１２ｃはモニタ信号Ｓ１２ｂの所定の周波数帯の成分を濾波信号Ｓ１２ｃとして出力する。濾波信号Ｓ１２ｃは増幅器１２ｄで増幅されて駆動信号Ｓ３１ｃ、Ｓ３１ｄとして信号配線３４ｃ、３４ｄを介してセンサ素子２１の駆動部３１ｃ、３１ｄに入力され、振動子１１を駆動振動させる。このように、センサ素子２１と駆動回路１２は振動子１１を駆動振動させる駆動ループを構成する。この駆動ループでは、ＡＧＣアンプ１２ｂは、ＡＧＣアンプ１２ｂに入力される濾波信号Ｓ１２ｃのレベルが一定になるようにＡＧＣアンプ１２ｂのゲインを調整することで、モニタ部３１ｅ、３１ｆから出力されるモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆの振幅が一定になるように制御する。この制御により、振動子１１は一定の振幅で振動する。移相器１２ｅはモニタ信号Ｓ１２ｆの位相を９０°だけずらしてモニタ信号Ｓ１２ｅとして検出回路１５に出力している。
【００８２】
振動子１１は、駆動回路１２から与えられた駆動信号Ｓ３１ｃ、Ｓ３１ｄにより振動している状態で、外部から与えられた慣性力である角速度によってその振動の状態が変化する。例えば、振動子１１を駆動振動させたときに角速度Ωが生じると、振動子１１にはコリオリの力が与えられる。このコリオリの力により、振動子１１には角速度Ωに比例した振幅の検出振動が生じる。この検出振動に基づいて得られる検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂが検出部１１ａ、１１ｂからそれぞれ出力される。
【００８３】
増幅回路１５ａは、検出部１１ａ、１１ｂからの検出信号Ｓ１１ａ、１１ｂを増幅する。検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂは振動子１１に与えられたコリオリ力により発生する電荷の流れである電流であり、増幅回路１５ａは電流である検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂを電圧に変換して検出信号Ｓ１５ａとして出力するＩ／Ｖ変換を行う。
【００８４】
検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｅを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波する。すなわち、検波回路１５ｃは、Ｓ１２ｆを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波する。検出信号Ｓ１５ａに含まれるコリオリ力すなわち角速度Ωに依存するセンス成分は、モニタ信号Ｓ１２ｅと同じ周波数を有して９０°だけずれた位相を有する。したがって、検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｃを移相器１２ｅで９０°進めて得られたモニタ信号Ｓ１２ｅに同期して検出信号Ｓ１５ａを同期検波することにより、検出信号Ｓ１５ａからセンス成分のみを抽出して、センス成分のみよりなる検波信号Ｓ１５ｃを出力することができる。
【００８５】
ローパスフィルタ１５ｄは、検波回路１５ｃからの検波信号Ｓ１５ｃを平滑化することにより、センス成分に対応した、すなわち、振動子１１に与えられた角速度Ωに対応した出力信号Ｓ１５ｄを得ることができる。
【００８６】
（実施の形態２）
図１２は実施の形態２における慣性センサの増幅回路１００の回路ブロック図である。図１２において図２に示す実施の形態１における増幅回路１５ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。図１２に示すセンサ素子２１は、振動子１１上に設けられた検出部１１ｃをさらに有する。図１２に示す実施の形態２における増幅回路１００は、図２に示す実施の形態１における増幅回路１５ａに、検出部１１ｃと増幅器１６の入力端１６ａとの間に設けられたスイッチ素子１８ｅと、検出部１１ｃと帰還回路部１７の端１７ｄとの間に設けられたスイッチ素子１８ｆとをさらに備える。検出部１１ａはスイッチ素子１８ａ、１８ｂとノードＮＡ１で接続されている。検出部１１ｂはスイッチ素子１８ｃ、１８ｄとノードＮＢ１で接続されている。検出部１１ｃはスイッチ素子１８ｅ、１８ｆとノードＮＣ１で接続されている。増幅器１６は、検出部１１ａ〜１１ｃからそれぞれ出力された検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃを選択的に増幅して出力端１６ｃから出力する。増幅回路１００では、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆが切り替えられることで、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態と、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態と、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態とを切り替えることができる。
【００８７】
図１３は図１２に示す実施の形態２におけるセンサ素子２１の構成図である。センサ素子２１は多軸の慣性力である多軸の周りの角速度を検出できる。図１３において、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義する。さらに、Ｘ軸とＹ軸とを含むＸＹ平面を定義する。
【００８８】
センサ素子２１は、振動子１１と、振動子１１に設けられた駆動部３１ｃ、３１ｄと、振動子１１に設けられたモニタ部３１ｅ、３１ｆと、振動子１１に設けられた検出部１１ａ〜１１ｃと、駆動部３１ｃ、３１ｄと検出部１１ａ〜１１ｃにモニタ部３１ｅ、３１ｆに配線を介してそれぞれ電気的に接続された接続用電極３５とを備える。振動子１１は、基部２５と、基部２５に一端が支持されたアーム２６、２７、２８、２９と、アーム２６、２７、２８、２９の他端それぞれに接続された錘３０とを有する。基部２５は、固定部２２と、固定部２２に接続された２つの縦梁２３と、２つの縦梁２３間に接続された横梁２４とを有する。駆動部３１ｃ、３１ｄはアーム２６、２７、２８、２９上の錘３０側に設けられ、アーム２６、２７、２８、２９をＸＹ平面と平行に駆動し振動させる。検出部１１ａは、アーム２６の基部２５側に設けられている。検出部１１ｂ、１１ｃは基部２５上に設けられている。接続用電極３５は、駆動部３１ｃ、３１ｄと検出部１１ａ〜１１ｃに配線を介してそれぞれ電気的に接続されている。検出部１１ａはＺ軸の周りの角速度により発生する慣性力を検出する。検出部１１ｂは、Ｙ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出する。検出部１１ｃは、Ｘ軸方向周りの角速度により発生する慣性力を検出する。
【００８９】
図１４ＡはＺ軸周りの角速度４３ｚを検出する場合のセンサ素子２１の平面図である。駆動回路１２から駆動部３１ｃ、３１ｄに駆動信号が与えられることにより、図１４Ａに示すように、錘３０にはＸＹ平面内で駆動振動４１が発生する。錘３０に駆動振動４１が発生している状態でセンサ素子２１にＺ軸の周りの角速度４３ｚが与えられると、慣性力（コリオリ力）がＹ軸の方向に発生し、錘３０に検出振動４２が発生する。検出振動４２により検出部１１ａから検出信号Ｓ１１ａが発生する。検出信号Ｓ１１ａは、駆動振動と同じ周波数を有し、かつ、角速度４３ｚに依存した振幅を有する。したがって、検出信号Ｓ１１ａの振幅を測定することにより、角速度４３ｚの大きさを検出することができる。
【００９０】
図１４ＢはＹ軸周りの角速度４３ｙを検出する場合のセンサ素子２１の平面図である。錘３０に駆動振動４１が発生している状態でセンサ素子２１にＹ軸の周りの角速度４３ｙが入力されると、慣性力により錘３０にＺ軸の方向の検出振動４４が発生する。検出振動４４により検出部１１ｂから検出信号Ｓ１１ｂが出力される。検出信号Ｓ１１ｂは、駆動振動４１と同じ周波数を有し、かつ、角速度４３ｙに依存した振幅を有する。したがって、検出信号Ｓ１１ｂの振幅を測定することにより、角速度４３ｙの大きさを検出することができる。なお、Ｘ軸周りの角速度も、Ｙ軸周りの角速度と同様にして検出できる。すなわち、錘３０に駆動振動４１が発生している状態でセンサ素子２１にＸ軸周りの角速度が与えられた場合には、駆動振動と同じ周波数を有しかつその角速度に依存した振幅を有する検出信号Ｓ１１ｃが検出部１１ｃから出力される。したがって、検出信号Ｓ１１ｃの振幅を測定することにより、Ｘ軸周りの角速度の大きさを検出することができる。
【００９１】
なお、センサ素子２１は、検出部１１ａでＺ軸周りの角速度４３ｚにより発生する慣性力を検出し、検出部１１ｂでＹ軸周りの角速度４３ｙにより発生する力を検出し、検出部１１ｃでＸ軸周りの角速度により発生する力を検出するがこれに限定されない。すなわち、検出部１１ａがＸ軸あるいはＹ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出し、検出部１１ｂ、１１ｃがＺ軸あるいはＸ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出してもよい。
【００９２】
なお、センサ素子２１は、１つの振動子１１上に設けられた検出部１１ａ〜１１ｃで多軸周りの角速度を検出するが、これに限定されない。すなわち、センサ素子２１は、例えば１軸周りの角速度をそれぞれ検出できる複数のセンサ素子よりなっていてもよい。すなわち、センサ素子２１は、３つの検出部１１ａ〜１１ｃがそれぞれ設けられた複数の振動子を有していてもよい。
【００９３】
なお、検出部１１ａ〜１１ｃと駆動部３１ｃ、３１ｄとモニタ部３１ｅ、３１ｆは圧電材料を用いて振動子１１を駆動し、振動子１１の振動を検出するが、これに限定されない。例えば、検出部１１ａ〜１１ｃと駆動部３１ｃ、３１ｄとモニタ部３１ｅ、３１ｆは振動子１１の角速度センサとしては例えば静電容量を用いて振動子１１を駆動し、振動子１１の振動を検出してもよい。
【００９４】
図１２に示す増幅回路１００は、例えば、多軸周りの慣性力である角速度を検出可能な図１３に示すセンサ素子２１を備えた慣性センサ１０に用いられて、Ｘ軸周りの慣性力である角速度に応じた検出信号と、Ｙ軸周りの慣性力である角速度に応じた検出信号と、Ｚ軸周りの慣性力である角速度に応じた検出信号とを選択的に増幅できる。
【００９５】
以下に、増幅回路１００の動作を説明する。図１５は増幅回路１００の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆを示す。図１５において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｆをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。制御信号Ｓ１８ａ、Ｓ１８ｂがスイッチ素子１８ａ、１８ｂをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１８ａ、１８ｂは検出部１１ａを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。また、制御信号Ｓ１８ｃ、Ｓ１８ｄがスイッチ素子１８ｃ、１８ｄをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄは検出部１１ｂを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。また、制御信号Ｓ１８ｅ、Ｓ１８ｆがスイッチ素子１８ｅ、１８ｆをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１８ｅ、１８ｆは検出部１１ｃを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。
【００９６】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅し、期間Ｐ３より後の期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを再び選択的に増幅する。
【００９７】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出部１１ｂ、１１ｃから出力される検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されない。
【００９８】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａは基準電位Ｖｒｅｆに接続される。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態が停止する。その後、続いて、期間Ｐ２が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路１００は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路１００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの切り替えを行うことができる。
【００９９】
期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ２の終了する時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＮの状態からＯＦＦとなる。これにより、検出部１１ｂは基準電位Ｖｒｅｆに接続される。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態が停止する。続いて、期間Ｐ３が始まる時点ｔ４でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間Ｐｔ２に、増幅回路１００は、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅している状態から、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路１００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ｃ〜１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができる。
【０１００】
期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ３の終了する時点ｔ５でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＮの状態からＯＦＦとなる。これにより、検出部１１ｃは基準電位Ｖｒｅｆに接続される。これにより、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態が停止する。続いて、期間Ｐ４が始まる時点ｔ６でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間Ｐｔ３に、増幅回路１００は、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅している状態から、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路１００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができる。
【０１０１】
この構成により、帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｆが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃの位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路１００の出力特性が安定し、不要信号の発生を抑制することができる。
【０１０２】
図１６は、実施の形態２における他の増幅回路２００の回路ブロック図である。図１６において、図１２に示す増幅回路１００さらには図４に示す実施の形態１における増幅回路６０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１６に示す増幅回路２００は、図１２に示す増幅回路１００に、図４に示す実施の形態１における増幅回路６０のスイッチ素子６８ａをさらに備える。
【０１０３】
スイッチ素子１８ａ、１８ｃ、１８ｅはノード１９ａで増幅器１６の入力端１６ａに接続されている。スイッチ素子１８ｂ、１８ｄ、１８ｆはノード１９ｂで帰還回路部１７の端１７ｄに接続されている。スイッチ素子６８ａはノード１９ａ、１９ｂの間に接続されている。
【０１０４】
以下に、増幅回路２００の動作を説明する。図１７は増幅回路２００の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａを示す。図１７において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【０１０５】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃのうち検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅し、期間Ｐ４に検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃのうち検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを再び選択的に増幅する。
【０１０６】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆ、６８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃは入力端１６ａには入力されない。この状態で、増幅器１６は検出信号Ｓ１１ａを増幅する。
【０１０７】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ａが基準電位Ｖｒｅｆに接続され、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態が停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、期間Ｐ２の始まりである時点ｔ４でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路２００は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替わる。このように、増幅回路２００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されていた状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの切り替えを行うことができる。
【０１０８】
期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ２の終了する時点ｔ５でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、時点ｔ６でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂが基準電位Ｖｒｅｆに接続される。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態が停止する。その後、続いて、時点ｔ７でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、期間Ｐ３の始まる時点ｔ８でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ５から時点ｔ８までの期間Ｐｔ２に、増幅回路２００は、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅している状態から、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態へ切り替わる。このように、増幅回路２００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ｃ〜１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができる。
【０１０９】
期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ３の終了する時点ｔ９でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、時点ｔ１０でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＮの状態からＯＦＦとなる。これにより、検出部１１ｃは基準電位Ｖｒｅｆに接続される。これにより、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態が停止する。その後、続いて、時点ｔ１１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、期間Ｐ４が始まる時点ｔ１２でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ９から時点ｔ１２までの期間Ｐｔ３に、増幅回路２００は、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅している状態から、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路１００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができる。
【０１１０】
この構成により、帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｆが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃである電流の位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路２００の出力特性が安定し、不要信号の発生を抑制することができる。さらには、期間Ｐｔ１、Ｐｔ２、Ｐｔ３に帰還ループ１７ｆが閉状態を保ったまま切り替え動作を行うことができる。ここで、帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでの期間は正確な慣性力の検出ができなくなるが、増幅回路２００はこのような出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１１１】
なお、スイッチ素子６８ａは、図１０に示す実施の形態１における増幅回路６１の可変抵抗６８ｂに置き換えられてもよく、同様の効果を有する。
【０１１２】
図１８は、実施の形態２におけるさらに他の増幅回路３００の回路ブロック図である。図１８において、図１２に示す増幅回路１００さらには図６に示す実施の形態１における増幅回路７０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図１８に示す増幅回路３００は、図１２に示す増幅回路１００に、図６に示す実施の形態１における増幅回路７０のスイッチ素子７８ａ、７８ｂと、スイッチ素子７８ｃとをさらに備える。
【０１１３】
検出部１１ａはスイッチ素子１８ａ、１８ｂとノードＮＡ１で接続されている。スイッチ素子７８ａはノードＮＡ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。検出部１１ｂはスイッチ素子１８ｃ、１８ｄとノードＮＢ１で接続されている。スイッチ素子７８ｂはノードＮＢ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。検出部１１ｃはスイッチ素子１８ｅ、１８ｆとノードＮＣ１で接続されている。スイッチ素子７８ｃはノードＮＣ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。スイッチ素子７８ａ、７８ｂ、７８ｃがＯＮになることで、検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃが基準電位Ｖｒｅｆにそれぞれ接続される。
【０１１４】
図１９は増幅回路３００の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、７８ａ〜７８ｃにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃを示す。図１９において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、７８ａ〜７８ｃをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、７８ａ〜７８ｃをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【０１１５】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅し、期間Ｐ４に検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを再び選択的に増幅する。
【０１１６】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、７８ｂ、７８ｃがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆ、７８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃは入力端１６ａには入力されない。すなわち、増幅器１６は検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する。
【０１１７】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になり、スイッチ素子７８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ａが基準電位Ｖｒｅｆに接続されて、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、期間Ｐ２が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、スイッチ素子７８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路３００は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路３００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの切り替えを行うことができるので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂの位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路３００の出力特性が安定する。
【０１１８】
期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ２の終了する時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＮの状態からＯＦＦの状態になり、スイッチ素子７８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ｂが基準電位Ｖｒｅｆに接続され、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ｂの増幅は停止する。その後、続いて、期間Ｐ３が始まる時点ｔ４でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、スイッチ素子７８ｃがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ３から時点ｔ４までの期間Ｐｔ２に、増幅回路３００は、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅している状態から、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路３００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ｃ〜１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができるので、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃの位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路３００の出力特性が安定する。
【０１１９】
期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合、まず、期間Ｐ３の終了する時点ｔ５でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＮの状態からＯＦＦの状態になり、スイッチ素子７８ｃがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ｃが基準電位Ｖｒｅｆに接続され、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ｃの増幅は停止する。その後、続いて、期間Ｐ４が始まる時点ｔ６でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になり、スイッチ素子７８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ５から時点ｔ６までの期間Ｐｔ３に、増幅回路３００は、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅している状態から、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路３００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｃの切り替えを行うことができるので、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｃの位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路３００の出力特性が安定する。
【０１２０】
スイッチ素子７８ａ〜７８ｃはＯＮ状態になることで、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆの切替えの後でも検出部１１ａ〜１１ｃに不要な電荷が蓄積することをそれぞれ防止する。不要な電荷が検出部１１ａ〜１１ｃに蓄積すると、検出部１１ａ〜１１ｃに不要な振動モードが誘起される場合がある。増幅回路３００は検出部１１ａ〜１１ｃに不要な振動モードが誘起されることを抑制できるので、安定して慣性センサ１０を動作させることができる。
【０１２１】
実施の形態２では、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順にスイッチ素子１８ａ〜１８ｆが切り替えられて検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、１１ｃ、Ｓ１１ａが選択的に増幅されるが、この順番に限定されない。
【０１２２】
なお、図７Ｂに示す動作と同様に、スイッチ７８ａを切り替える時点をス4イッチ１８ａ、１８ｂを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｂを切り替える時点をスイッチ１８ｃ、１８ｄを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｃを切り替える時点をスイッチ１８ｅ、１８ｆを切り替える時点と異ならせてもよい。
【０１２３】
図２０は実施の形態２における慣性センサ１０のさらに他の増幅回路３０１の回路ブロック図である。図２０において、図１２と図１６と図１８に示す増幅回路１００、２００、３００と同じ部分には同じ参照番号を付す。図２０に示す増幅回路３０１は、図１２に示す増幅回路１００に、図１６に示す増幅回路２００のスイッチ素子６８ａと、図１８に示す増幅回路３００のスイッチ素子７８ａ、７８ｂ、７８ｃとをさらに備える。
【０１２４】
以下に、増幅回路３０１の動作を説明する。図２１は増幅回路３０１の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａ、７８ａ〜７８ｃにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃを示す。図２１において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｆ、Ｓ６８ａ、Ｓ７８ａ〜Ｓ７８ｃのレベルは、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａ、７８ａ〜７８ｃをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｆ、６８ａ、７８ａ〜７８ｃをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。
【０１２５】
増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅し、期間Ｐ４に検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを再び選択的に増幅する。
【０１２６】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、７８ｂ、７８ｃがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆ、６８ａ、７８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃのうち検出部１１ａから出力される検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅され、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃは入力端１６ａには入力されない。すなわち、この状態で、増幅器１６は検出信号Ｓ１１ａを選択的に増幅する。
【０１２７】
期間Ｐ１で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１が終了する時点ｔ１でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となりかつスイッチ素子７８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ａの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態になりスイッチ素子７８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。その後、期間Ｐ２が始まる時点ｔ４でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路３０１は、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅している状態から、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅する状態へ切り替えられる。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路６０の出力特性が安定する。さらには、増幅回路３０１では期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路３０１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１２８】
期間Ｐ２で検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ２が終了する時点ｔ５でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ６でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄがＯＮの状態からＯＦＦの状態となりかつスイッチ素子７８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ｂの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ７でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＦＦの状態からＯＮの状態になりスイッチ素子７８ｃがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。その後、期間Ｐ３が始まる時点ｔ８でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ５から時点ｔ８までの期間Ｐｔ２に、増幅回路３０１は、検出部１１ｂからの検出信号Ｓ１１ｂを増幅している状態から、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅する状態へ切り替えられる。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ｃ〜１８ｆが配されているので、スイッチ素子１８ｃ〜１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路３０１の出力特性が安定する。さらには、増幅回路３０１では期間Ｐｔ２に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路３０１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１２９】
期間Ｐ３で検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃが増幅器１６の入力端１６ａに入力されて増幅されている状態から、期間Ｐ４で検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが入力端１６ａに入力されて増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ３が終了する時点ｔ９でスイッチ素子６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ１０でスイッチ素子１８ｅ、１８ｆがＯＮの状態からＯＦＦの状態となりかつスイッチ素子７８ｃがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。これにより、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃは入力端１６ａに入力されなくなり、検出信号Ｓ１１ｃの増幅は停止する。その後、続いて、時点ｔ１１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＦＦの状態からＯＮの状態になりスイッチ素子７８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。その後、期間Ｐ４が始まる時点ｔ１２でスイッチ素子６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態になる。これにより、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａが増幅器１６の入力端１６ａに選択的に入力されて増幅される。すなわち、時点ｔ９から時点ｔ１２までの期間Ｐｔ３に、増幅回路３０１は、検出部１１ｃからの検出信号Ｓ１１ｃを増幅している状態から、検出部１１ａからの検出信号Ｓ１１ａを増幅する状態へ切り替えられる。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆが配されているので、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１８ｅ、１８ｆのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路３０１の出力特性が安定する。さらには、増幅回路３０１では期間Ｐｔ３に帰還ループ１７ｆを開状態にすることなく、切り替え動作を行うことができる。帰還ループ１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路３０１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１３０】
スイッチ素子７８ａ〜７８ｃはＯＮ状態で検出部１１ａ〜１１ｃに蓄積した不要な電荷を放電させることで、検出部１１ａ〜１１ｃに不要な振動モードが誘起することを抑制でき、安定して慣性センサ１０を動作させることができる。
【０１３１】
なお、スイッチ素子６８ａは、図１０に示す実施の形態１における増幅回路６１の可変抵抗６８ｂに置き換えられてもよく、同様の効果を有する。
【０１３２】
なお、図７Ｂに示す動作と同様に、スイッチ７８ａを切り替える時点をス4イッチ１８ａ、１８ｂを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｂを切り替える時点をスイッチ１８ｃ、１８ｄを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｃを切り替える時点をスイッチ１８ｅ、１８ｆを切り替える時点と異ならせてもよい。
【０１３３】
図２２は、実施の形態２における増幅回路１００、２００、３００、３０１の信号波形図である。図２２において、図１５と図１７と図１９と図２１に示す増幅回路１００、２００、３００、３０１の信号波形図と同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅器１６は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅し、期間Ｐ３より後の期間Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６に検出部１１ａ、１１ｂ、１１ｃからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃをそれぞれ選択的に増幅する。これにより、慣性センサ１０（図１）は、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３にセンサ素子２１に与えられた慣性力の検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃに対応する成分の値に対応する信号をそれぞれ出力し、期間Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６にセンサ素子２１に与えられた慣性力の検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃに対応する成分の値に対応する信号をそれぞれ出力する。詳細には期間Ｐ１〜Ｐ６では、それぞれの期間の開始からある程度のセトリング時間が経過してから慣性力のそれぞれの成分の値に対応する信号が出力される。セトリング時間は、慣性センサ１０の各回路を構成するＡ／Ｄコンバータのサンプリングに必要な時間やアナログ回路の応答時間等の遅延時間に依存する。期間Ｐ１〜Ｐ６は、セトリング時間や慣性センサ１０に接続される機器の仕様により決定される。３つの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃに対応する値の信号が出力されるまでには、期間Ｐ１〜Ｐ３の和と、検出部１１ａ〜１１ｃが切り替えられる期間Ｐｔ１〜Ｐｔ３の和との合計の期間Ｐｄが必要である。慣性センサ１０が１つの組の検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃに対応する値を出力する出力レートＦ０が以下の式、
Ｆ０≦１／（Ｐ１＋Ｐｔ１＋Ｐ２＋Ｐｔ２＋Ｐ３＋Ｐｔ３）＝１／Ｐｄ
を満たす場合、すなわち、ある時点で１つの組の検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃに対応する信号の組が出力されてから次の時点で１つの組の検出信号Ｓ１１ａ〜Ｓ１１ｃに対応する信号の組が出力されるまでの期間Ｐｒが以下の式、
Ｐｒ＝１／Ｆ０≧Ｐｄ
を満たす場合、慣性センサ１０から信号を出力しない期間Ｐｈ（＝Ｐｒ−Ｐｄ）が発生する。慣性センサ１０は期間Ｐｈに検出回路１５と駆動回路１２の移相器１２ｅに供給される電力を低減するあるいは電力の供給を停止し、駆動回路１２等のセンサ素子２１の振動子１１の駆動振動を維持するための回路のみに電力を供給してもよい。これにより、慣性センサ１０の消費電力を低減することができる。
【０１３４】
（実施の形態３）
図２３は、本発明の実施の形態３における慣性センサ１１０の構成図である。図２３において、図１に示す実施の形態１における慣性センサ１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図２３に示す慣性センサ１１０は、図１に示す慣性センサ１０のセンサ素子２１と増幅回路１５ａの代わりに、センサ素子１２１と増幅回路４００を備える。実施の形態１における慣性センサ１０と同様に、実施の形態３における慣性センサ１１０では検波回路１５ｃは増幅回路４００から出力された検出信号を同期検波して検波信号Ｓ１５ｃを出力する。
【０１３５】
センサ素子１２１は、図１に示すセンサ素子２１に、振動子１１に設けられた検出部１１ａｍ、１１ｂｍをさらに有する。検出部１１ａ、１１ａｍは振動子１１の駆動振動の中立軸に対して互いに対称の位置に配されており、検出部１１ｂ、１１ｂｍはその中立軸に対して互いに対称の位置に配されている。振動子１１は駆動振動により中立軸により区分される一方の部分は圧縮し、他方の部分は伸張する。振動子１１の駆動振動により検出部１１ａ、１１ａｍのうち、圧縮される部分に配された検出部には正の電荷が発生し、伸張する部分に配された検出部には負の電荷が発生するので、検出部１１ａ、１１ａｍから出力される検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍは同じ振幅を有して逆の極性を有する。同様に、振動子１１の駆動振動により、検出部１１ｂ、１１ｂｍから出力される検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍは同じ振幅を有して逆の極性を有する。
【０１３６】
図２４は増幅回路４００の回路ブロック図である。図２４において、図２に示す実施の形態１における増幅回路１５ａと同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅回路４００は図２に示す増幅回路１５ａの増幅器１６の代わりに増幅器４０１を有し、帰還回路部１１７をさらに有する。増幅器４０１は、反転入力端である入力端４０１ａと、非反転入力端である入力端４０１ｂと、非反転出力端である出力端４０１ｃと、反転出力端である出力端４０１ｄとを有する全差動型の増幅器である。増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂと出力端４０１ｃはそれぞれ図２に示す実施の形態１における増幅器１６の入力端１６ａ、１６ｂと出力端１６ｃとそれぞれ同じ機能を有する。増幅回路４００は全差動型の増幅器４０１を用いることで、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分に基づいてセンサ素子１２１に与えられた角速度等の慣性力を検出し、検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分に基づいてセンサ素子１２１に与えられた角速度等の慣性力を検出する。
【０１３７】
帰還回路部１１７は、帰還回路部１７と同様に、端１１７ｃ、１１７ｄ間に直列に接続された帰還抵抗１１７ａと、帰還抵抗１１７ａに並列に接続された帰還容量１１７ｂとを有する。帰還回路部１７、１１７は増幅器４０１と並列に接続されるように構成されている。帰還回路部１７、１１７の端１７ｃ、１１７ｃは増幅器４０１の出力端４０１ｃ、４０１ｄにそれぞれ接続されている。
【０１３８】
増幅回路４００はスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄをさらに有する。スイッチ素子１８ａは検出部１１ａと増幅器４０１の入力端４０１ａとの間に設けられる。スイッチ素子１８ｂは、検出部１１ａと帰還回路部１７の端１７ｄとの間に設けられる。スイッチ素子１１８ａは検出部１１ａｍと増幅器４０１の入力端４０１ｂとの間に設けられる。スイッチ素子１１８ｂは検出部１１ａｍと帰還回路部１１７の端１１７ｄとの間に設けられる。スイッチ素子１８ｃは検出部１１ｂと増幅器４０１の入力端４０１ａとの間に設けられる。スイッチ素子１８ｄは検出部１１ｂと帰還回路部１７の端１７ｄの間に設けられる。スイッチ素子１１８ｃは検出部１１ｂｍと増幅器４０１の入力端４０１ｂとの間に設けられる。スイッチ素子１１８ｄは検出部１１ｂｍと帰還回路部１１７の端１１７ｄとの間に設けられる。詳細には、検出部１１ａはノードＮＡ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂに接続されている。検出部１１ｂはノードＮＢ１でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄに接続されている。検出部１１ａｍはノードＮＡ２でスイッチ素子１１８ａ、１１８ｂに接続されている。検出部１１ｂｍはノードＮＢ２でスイッチ素子１１８ｃ、１１８ｄに接続されている。スイッチ素子１８ａ、１８ｃはノード１９ａで増幅器４０１の入力端４０１ａに接続されている。スイッチ素子１８ｂ、１８ｄはノード１９ｂで帰還回路部１７の端１７ｄに接続されている。スイッチ素子１１８ａ、１１８ｃはノード１１９ａで増幅器４０１の入力端４０１ｂに接続されている。スイッチ素子１１８ｂ、１１８ｄはノード１１９ｂで帰還回路部１１７の端１１７ｄに接続されている。すなわち、スイッチ素子１８ａはノードＮＡ１、１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１８ｂはノードＮＡ１、１９ｂの間に接続されている。スイッチ素子１８ｃはノードＮＢ１、１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１８ｄはノードＮＢ１、１９ｂの間に接続されている。スイッチ素子１１８ａはノードＮＡ２、１１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１１８ｂはノードＮＡ２、１１９ｂの間に接続されている。スイッチ素子１１８ｃはノードＮＢ２、１１９ａの間に接続されている。スイッチ素子１１８ｄはノードＮＢ２、１１９ｂの間に接続されている。帰還回路部１７はスイッチ素子１８ａ〜１８ｄを介して増幅器４０１の入力端４０１ａと出力端４０１ｃとの間に接続されて帰還ループ１７ｆを構成する。帰還回路部１１７はスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄを介して増幅器４０１の入力端４０１ｂと出力端４０１ｄとの間に接続されて帰還ループ１１７ｆを構成する。
【０１３９】
以下に、増幅回路４００の動作を説明する。図２５は増幅回路４００の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄを示す。図２５において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。制御信号Ｓ１８ａ、Ｓ１８ｂがスイッチ素子１８ａ、１８ｂをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１８ａ、１８ｂは検出部１１ａを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。また、制御信号Ｓ１８ｃ、Ｓ１８ｄがスイッチ素子１８ｃ、１８ｄをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄは検出部１１ｂを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。また、制御信号Ｓ１１８ａ、Ｓ１１８ｂがスイッチ素子１１８ａ、１１８ｂをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１１８ａ、１１８ｂは検出部１１ａｍを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。また、制御信号Ｓ１１８ｃ、Ｓ１１８ｄがスイッチ素子１１８ｃ、１１８ｄをＯＦＦの状態にするＯＦＦレベルであるときに、スイッチ素子１１８ｃ、１１８ｄは検出部１１ｂｍを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。
【０１４０】
増幅器４０１は、期間Ｐ１に検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅し、期間Ｐ２に検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する。
【０１４１】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄがＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうちの検出部１１ａから出力された検出信号Ｓ１１ａが増幅器４０１の入力端４０１ａに選択的に入力され、検出部１１ａｍ、１１ｂｍのうちの検出部１１ａｍから出力される検出信号Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ｂに選択的に入力され、増幅器４０１は検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分の信号を増幅する。このとき、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍは増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂには入力されない。
【０１４２】
期間Ｐ１で検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｍの差分が増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１の終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂにそれぞれ入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する状態が停止する。その後、続いて、期間Ｐ１が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂにそれぞれ選択的に入力されて検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路４００は、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路４００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されてかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの切り替えを行うことができる。
【０１４３】
帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号の位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路４００の出力特性が安定し、更には、不要信号の発生を抑制することができる。
【０１４４】
図２６は、実施の形態３における他の増幅回路５００の回路ブロック図である。図２６において、図２４に示す増幅回路４００さらには図４に示す実施の形態１における増幅回路６０と同じ部分には同じ参照番号を付す。図２６に示す増幅回路５００は、図１２に示す増幅回路１００に、スイッチ素子６８ａ、１６８ａをさらに備える。スイッチ素子６８ａはノード１９ａ、１９ｂの間に接続されており、スイッチ素子１６８ａはノード１１９ａ、１１９ｂの間に接続されている。
【０１４５】
以下に、増幅回路５００の動作を説明する。図２７は増幅回路５００の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄ、６８ａ、１６８ａにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ１６８ａを示す。図２７において、横軸は時間であり、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ１６８ａのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄ、Ｓ６８ａ、Ｓ１６８ａのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄ、６８ａ、１６８ａをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄ、６８ａ、１６８ａをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。スイッチ素子１８ａ、１８ｂはオフのときに検出部１１ａを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。スイッチ素子１８ｃ、１８ｄはオフのときに検出部１１ｂを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。スイッチ素子１１８ａ、１１８ｂはオフのときに検出部１１ａｍを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。スイッチ素子１１８ｃ、１１８ｄはオフのときに検出部１１ｂｍを基準電位Ｖｒｅｆに接続してもよい。
【０１４６】
増幅器４０１は、期間Ｐ１に検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅し、期間Ｐ２に検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する。
【０１４７】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、６８ａ、１１８ｃ、１１８ｄ、１６８ａはＯＦＦの状態である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうちの検出部１１ａから出力された検出信号Ｓ１１ａが増幅器４０１の入力端４０１ａに選択的に入力され、検出部１１ａｍ、１１ｂｍのうちの検出部１１ａｍから出力される検出信号Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ｂに選択的に入力され、増幅器４０１は検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する。このとき、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍは増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂには入力されない。
【０１４８】
期間Ｐ１で検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１の終了する時点ｔ１でスイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＦＦの状態からＯＮの状態になる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａ、１１ａｍが基準電位Ｖｒｅｆに接続され、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する状態が停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ４でスイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂにそれぞれ選択的に入力されて検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路５００は、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へ切り替わる。このように、増幅回路５００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂｍの切り替えを行うことができる。
【０１４９】
この構成により、帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂｍである電流の位相ずれを抑制することができる。その結果、増幅回路５００の出力特性が安定し、不要信号の発生を抑制することができる。さらには、期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆ、１１７ｆが閉状態を保ったまま切り替え動作を行うことができる。ここで、帰還ループ１７ｆ、１１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでの期間は正確な慣性力の検出ができなくなるが、増幅回路５００はこのような出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１５０】
図２８は実施の形態３における慣性センサ１１０のさらに他の増幅回路５０１の回路ブロック図である。図２８において、図２６に示す増幅回路５００さらには図１０に示す実施の形態１における増幅回路６１と同じ部分には同じ参照番号を付す。増幅回路５０１は、図２６に示す増幅回路５００のスイッチ素子６８ａ、１６８ａの代わりに、ノード１９ａ、１９ｂの間に接続された可変抵抗６８ｂと、ノード１１９ａ、１１９ｂの間に接続された可変抵抗１６８ｂとを備える。
【０１５１】
図２６に示す増幅回路５００のＦＥＴ等の半導体素子よりなるスイッチ素子６８ａ、１６８ａは、ＯＮ状態では非常に小さい抵抗値を有し、ＯＦＦ状態では非常に大きい抵抗値を有する可変抵抗と見なすことができる。図２８に示す増幅回路５０１でスイッチ素子６８ａ、１６８ａの代わりに設けられた可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値は制御信号Ｓ６８ｂ、Ｓ１６８ｂにより、低抵抗値と、低抵抗値より高い高抵抗値とに切り替わる。可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの高抵抗値は、図２３に示す増幅回路５００のＯＦＦのときのスイッチ素子６８ａ、１６８ａの抵抗値以上である。これにより、増幅回路５０１は図２６に示す増幅回路５００と同様に検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分と検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分とを増幅することができる。
【０１５２】
以下に、増幅回路５０１の動作を説明する。図２９は増幅回路５０１の信号波形図であり、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄにそれぞれ供給される制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄと、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂにそれぞれ供給される制御信号Ｓ６８ｂ、Ｓ１６８ｂとを示す。図２９において、図２７に示す増幅回路５００の信号波形図と同じ部分には同じ参照番号を付す。図２９において、横軸は時間を示し、縦軸は制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ６８ｂ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄ、Ｓ１６８ｂのレベルを示す。制御信号Ｓ１８ａ〜Ｓ１８ｄ、Ｓ１１８ａ〜Ｓ１１８ｄのレベルはスイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄをそれぞれＯＮさせるＯＮレベルと、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄをそれぞれＯＦＦさせるＯＦＦレベルよりなる。制御信号Ｓ６８ｂ、Ｓ１６８ｂのレベルは可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値を高抵抗値に設定するＨＲレベルと、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値を低抵抗値に設定するＬＲレベルよりなる。
【０１５３】
可変抵抗６８ｂ、１６８ｂは、図２６に示す増幅回路５００のスイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＮである状態と同じタイミングでそれぞれ低抵抗値を有し、スイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＦＦである状態と同じタイミングでそれぞれ高抵抗値を有する。すなわち、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分と検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分のうち検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を選択的に増幅する期間Ｐ１においては、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂは高抵抗値を有する。同様に、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分と検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分のうち検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を選択的に増幅する期間Ｐ２においては、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂは高抵抗値を有する。以下に増幅回路５０１の動作を詳述する。
【０１５４】
増幅器４０１は、期間Ｐ１に検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅し、期間Ｐ２に検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する。
【０１５５】
期間Ｐ１においては、スイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態であり、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄはＯＦＦの状態であり、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値は高抵抗値である。この状態で、検出部１１ａ、１１ｂのうちの検出部１１ａから出力された検出信号Ｓ１１ａが増幅器４０１の入力端４０１ａに選択的に入力され、検出部１１ａｍ、１１ｂｍのうちの検出部１１ａｍから出力される検出信号Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ｂに選択的に入力され、増幅器４０１は検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する。このとき、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍは増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂには入力されない。
【０１５６】
期間Ｐ１で検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１の終了する時点ｔ１で可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値が高抵抗値から低抵抗値に切り替わる。その後、続いて、時点ｔ２でスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａ、１１ａｍが基準電位Ｖｒｅｆに接続され、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂに入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する状態が停止する。その後、続いて、時点ｔ３でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。その後、続いて、時点ｔ４で可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの抵抗値が低抵抗値から高抵抗値に切り替わる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂに選択的にそれぞれ入力されて検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ４までの期間Ｐｔ１に、増幅回路５０１は、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へ切り替わる。このように、増幅回路５００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂｍの切り替えを行うことができる。
【０１５７】
図２６と図２７に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＮの状態である期間Ｐｔ１では、図２８と図２９に示す可変抵抗６８ｂ、１６８ｂは低抵抗値を有する。帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配されているので、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、１１８ａ〜１１８ｄのＯＮ抵抗値の変動に伴う電流の位相ずれを抑制することができ、増幅回路５０１の出力特性が安定する。さらには、増幅回路５０１では可変抵抗６８ｂ、１６８ｂが低抵抗値を有することで図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａと同様に期間Ｐｔ１に帰還ループ１７ｆ、１１７ｆを開状態にすることなく、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂｍの切り替えを行うことができる。帰還ループ１７ｆ、１１７ｆが開状態になると出力の急激な変動が発生し、この変動が収束するまでは正確な慣性力の検出ができなくなる場合がある。増幅回路５０１では、出力精度が低下する期間を短縮することができる。
【０１５８】
可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの高抵抗値は、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂが図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａの代わりにノード１９ａ、１９ｂの間を電気的に切断しかつノード１１９ａ、１１９ｂの間を電気的に切断するので、スイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＦＦである時の抵抗値以上である。一方、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの低抵抗値は、図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａと同様に帰還ループ１７ｆ、１１７ｆを開状態になることを防ぐために、帰還回路部１７、１１７の帰還抵抗１７ａ、１１７ａの抵抗値Ｒｆよりある程度小さい値であればよく、特に導通状態と同等の高い値でなくてもよい。
【０１５９】
可変抵抗６８ｂ、１６８ｂは図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａより狭い面積に設けることができるので、増幅回路５０１を小型化することができる。
【０１６０】
（実施の形態４）
図３０は本発明の実施の形態４における慣性センサ２１０の構成図である。図３０において、図１に示す実施の形態１における慣性センサ１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。慣性センサ２１０の駆動回路１２は、図１に示す慣性センサ１０のモニタ信号増幅部１２ｆの代わりに、モニタ部３１ｅ、３１ｆから信号配線３４ｅ、３４ｆを介してそれぞれ入力されるモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆを増幅してモニタ信号Ｓ２１１を出力するモニタ信号増幅部２１１を備える。モニタ信号増幅部２１１は、図１に示す差動アンプ１２ａに、モニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆをそれぞれ増幅するモニタ信号増幅回路７００ａ、７００ｂをさらに備える。
【０１６１】
図３１はモニタ信号増幅部２１１の回路ブロック図であり、モニタ信号増幅回路７００ａ、７００ｂの詳細を示す。
【０１６２】
モニタ信号増幅回路７００ａは、モニタ部３１ｅから出力されたモニタ信号Ｓ３１ｅを増幅する増幅器２１６と、増幅器２１６と並列に接続された帰還回路部２１７と、モニタ部３１ｅと増幅器２１６との間に設けられたスイッチ素子２１８ａと、モニタ部３１ｅと帰還回路部２１７との間に設けられたスイッチ素子２１８ｂとを備える。スイッチ素子２１８ａ、２１８ｂは常時ＯＮの状態である。帰還回路部２１７はスイッチ素子２１８ａ、２１８ｂを介して増幅器２１６の入力端２１６ａと出力端２１６ｃとの間に接続されて帰還ループ２１７ｆを構成する。
【０１６３】
増幅器２１６は、反転入力端である入力端２１６ａと、非反転入力端である入力端２１６ｂと、出力端２１６ｃとを有し、モニタ信号Ｓ３１ｅを増幅してモニタ信号Ｓ７００ａとして出力端２１６ｃから出力する。入力端２１６ａはスイッチ素子２１８ａを介してモニタ部３１ｅに接続されており、ノード２１９ａでスイッチ素子２１８ａに接続されている。入力端２１６ｂは基準電位Ｖｒｅｆに接続されている。
【０１６４】
帰還回路部２１７は、スイッチ素子２１８ｂを介してモニタ部３１ｅに接続されている。帰還回路部２１７は、増幅器２１６の出力端２１６ｃに接続された端２１７ｃと、ノード２１９ｂでスイッチ素子２１８ｂに接続された端２１７ｄとを有する。
【０１６５】
帰還回路部２１７は、端２１７ｃ、２１７ｄの間に接続された帰還抵抗２１７ａと、帰還抵抗２１７ａと並列に接続された帰還容量２１７ｂから形成されている。帰還回路部２１７の端２１７ｃが増幅器２１６の出力端２１６ｃに接続され、端２１７ｄがスイッチ素子２１８ａ、２１８ｂを介して増幅器２１６の入力端２１６ａに接続されることで、増幅器２１６と並列に接続されている。
【０１６６】
モニタ部３１ｅはノードＮＡ３でスイッチ素子２１８ａ、２１８ｂに接続されている。すなわち、スイッチ素子２１８ａはノード２１９ａ、ＮＡ３の間に接続されており、スイッチ素子２１８ｂはノード２１９ｂ、ＮＡ３の間に接続されている。
【０１６７】
モニタ信号増幅回路７００ｂは、モニタ部３１ｆから出力されたモニタ信号Ｓ３１ｆを増幅する増幅器３１６と、増幅器３１６と並列に接続された帰還回路部３１７と、モニタ部３１ｆと増幅器３１６との間に設けられたスイッチ素子３１８ａと、モニタ部３１ｆと帰還回路部３１７との間に設けられたスイッチ素子３１８ｂとを備える。スイッチ素子３１８ａ、３１８ｂは常時ＯＮの状態である。帰還回路部３１７はスイッチ素子３１８ａ、３１８ｂを介して増幅器３１６の入力端３１６ａと出力端３１６ｃとの間に接続されて帰還ループ３１７ｆを構成する。
【０１６８】
増幅器３１６は、反転入力端である入力端３１６ａと、非反転入力端である入力端３１６ｂと、出力端３１６ｃとを有し、モニタ信号Ｓ３１ｆを増幅してモニタ信号Ｓ７００ｂとして出力端３１６ｃから出力する。入力端３１６ａはスイッチ素子３１８ａを介してモニタ部３１ｆに接続されており、ノード３１９ａでスイッチ素子３１８ａに接続されている。入力端３１６ｂは基準電位Ｖｒｅｆに接続されている。
【０１６９】
帰還回路部３１７は、スイッチ素子３１８ｂを介してモニタ部３１ｆに接続されている。帰還回路部３１７は、増幅器３１６の出力端３１６ｃに接続された端３１７ｃと、ノード３１９ｂでスイッチ素子３１８ａに接続された端３１７ｄとを有する。
【０１７０】
帰還回路部３１７は、端３１７ｃ、３１７ｄの間に接続された帰還抵抗３１７ａと、帰還抵抗３１７ａと並列に接続された帰還容量３１７ｂから形成されている。帰還回路部３１７の端３１７ｃが増幅器３１６の出力端３１６ｃに接続され、端３１７ｄがスイッチ素子３１８ａ、３１８ｂを介して増幅器３１６の入力端３１６ａに接続されることで、増幅器３１６と並列に接続されている。
【０１７１】
モニタ部３１ｆはノードＮＢ３でスイッチ素子３１８ａ、３１８ｂに接続されている。すなわち、スイッチ素子３１８ａはノード３１９ａ、ＮＢ３の間に接続されており、スイッチ素子３１８ｂはノード３１９ｂ、ＮＢ３の間に接続されている。
【０１７２】
差動アンプ１２ａは、モニタ信号増幅回路７００ａ、７００ｂからそれぞれ入力されるモニタ信号Ｓ７００ａ、Ｓ７００ｂの差分を増幅してモニタ信号Ｓ２１１を出力する。実施の形態４では、モニタ信号Ｓ７００ａは差動アンプ１２ａの反転入力端に入力され、モニタ信号Ｓ７００ｂは差動アンプ１２ａの非反転入力端に入力されている。モニタ信号Ｓ７００ａ、Ｓ７００ｂは互いに逆の位相を有し、それらの差分を得ることで、位相ずれが平均化されてかつ大きい振幅を有するモニタ信号Ｓ２１１が得られる。ＡＧＣアンプ１２ｂはモニタ信号Ｓ２１１を増幅してモニタ信号Ｓ１２ｂを出力する。移相器１２ｅはモニタ信号Ｓ２１１の位相を９０°だけずらしてモニタ信号Ｓ１２ｅとして検出回路１５に出力している。検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｅを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波する。すなわち、検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ２１１を用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波して検波信号Ｓ１５ｃを出力する。
【０１７３】
増幅回路１５ａから出力される検出信号Ｓ１５ａではスイッチ素子１８ａ〜１８ｄに起因して僅かながら位相ずれが発生する場合がある。モニタ信号増幅部２１１の増幅器２１６、３１６と帰還回路部２１７、３１７とスイッチ素子２１８ａ、２１８ｂ、３１８ａ、３１８ｂは、増幅回路１５ａの増幅器１６と帰還回路部１７とスイッチ素子１８ａ〜１８ｄと同じ特性を有する。すなわち、モニタ信号増幅回路７００ａ、７００ｂは増幅回路１５ａと実質的に同じ回路である。したがって、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄに起因して発生する検出信号Ｓ１５ａの位相ずれと同じ量の位相ずれがモニタ信号Ｓ２１１、Ｓ１２ｅにも発生する。検波回路１５ｃは、検出信号Ｓ１５ａと同じ量の位相ずれを有するモニタ信号Ｓ１２ｅに同期して検出信号Ｓ１５ａを同期検波するので、検波回路１５ｃから出力された検波信号Ｓ１５ｃでの、検出信号Ｓ１５ａとモニタ信号Ｓ１２ｅの位相のずれに起因するノイズの発生を抑制することができる。
【０１７４】
図３２は実施の形態４における他のモニタ信号増幅部２１２の回路ブロック図である。図３２において、図３１に示すモニタ信号増幅部２１１と同じ部分には同じ参照番号を付す。モニタ信号増幅部２１２は、図３１に示すモニタ信号増幅部２１１のモニタ信号増幅回路７００ａ、７００ｂの代わりにモニタ信号増幅回路７０１ａ、７０１ｂを備える。
【０１７５】
モニタ信号増幅回路７０１ａは、図３１に示すモニタ信号増幅回路７００ａのノード２１９ａ、２１９ｂの間に接続されたスイッチ素子２６８ａをさらに備える。モニタ信号増幅回路７０１ｂは、図３１に示すモニタ信号増幅回路７００ｂのノード３１９ａ、３１９ｂの間に接続されたスイッチ素子３６８ａをさらに備える。スイッチ素子２６８ａ、３６８ａは常時ＯＦＦの状態である。モニタ信号増幅回路７０１ａ、７０１ｂの増幅器２１６、３１６はモニタ信号Ｓ７０１ａ、Ｓ７０１ｂをそれぞれ出力する。
【０１７６】
差動アンプ１２ａは、モニタ信号増幅回路７０１ａ、７０１ｂからそれぞれ入力されるモニタ信号Ｓ７０１ａ、Ｓ７０１ｂの差分を増幅してモニタ信号Ｓ２１２を出力する。図３０に示す慣性センサ２１０の増幅回路１５ａが図４に示す実施の形態１におけるスイッチ素子６８ａを有する増幅回路６０である場合に、図３０に示す慣性センサ２１０では図３１に示すモニタ信号増幅部２１１の代わりに図３２に示すモニタ信号増幅部２１２が設けられる。図３２に示すモニタ信号増幅部２１２のスイッチ素子２６８ａ、３６８ａは図４に示す増幅回路６０のスイッチ素子６８ａと同じ特性を有する。すなわち、モニタ信号増幅回路７０１ａ、７０１ｂは増幅回路６０と実質的に同じ回路である。したがって、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄ、６８ａに起因して発生する検出信号Ｓ１５ａの位相ずれと同じ量の位相ずれがモニタ信号Ｓ２１１、Ｓ１２ｅにも発生する。検波回路１５ｃは、検出信号Ｓ１５ａと同じ量の位相ずれを有するモニタ信号Ｓ１２ｅに同期して検出信号Ｓ１５ａを同期検波するので、検波回路１５ｃから出力された検波信号Ｓ１５ｃでの、検出信号Ｓ１５ａとモニタ信号Ｓ１２ｅの位相のずれに起因するノイズの発生を抑制することができる。
【０１７７】
図３３は実施の形態４における他の慣性センサ３１０の構成図である。図３３において、図３０に示す慣性センサ２１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。慣性センサ２１０の駆動回路１２は、図３０に示す慣性センサ３１０のモニタ信号増幅部２１１の代わりに、モニタ部３１ｅから信号配線３４ｅを介して入力されるモニタ信号Ｓ３１ｅを増幅してモニタ信号Ｓ３１１を出力するモニタ信号増幅部３１１を備える。モニタ信号増幅部３１１は、モニタ信号Ｓ３１ｅを増幅するモニタ信号増幅回路７００ａを備えるが、差動アンプ１２ａとモニタ信号増幅回路７００ｂを備えていない。図３０に示す慣性センサ２１０では、モニタ部３１ｅ、３１ｆから出力されたモニタ信号Ｓ３１ｅ、Ｓ３１ｆの差分に基づき駆動信号Ｓ３１ｃ、３１ｄとモニタ信号Ｓ１２ｅを発生する。図３３に示す慣性センサ３１０では、モニタ部３１ｆからのモニタ信号Ｓ３１ｆを用いずに、モニタ部３１ｅからのモニタ信号Ｓ３１ｅに基づき駆動信号Ｓ３１ｃ、Ｓ３１ｄとモニタ信号Ｓ１２ｅを発生する。
【０１７８】
図３４はモニタ信号増幅部３１１の回路ブロック図である。図３４において、図３１に示すモニタ信号増幅部２１１と同じ部分には同じ参照番号を付す。モニタ信号増幅回路７００ａの増幅器２１６は出力端２１６ｃからモニタ信号Ｓ３１１を出力する。ＡＧＣアンプ１２ｂはモニタ信号Ｓ３１１を増幅してモニタ信号Ｓ１２ｂを出力する。移相器１２ｅはモニタ信号Ｓ３１１の位相を９０°だけずらしてモニタ信号Ｓ１２ｅとして検出回路１５に出力している。
【０１７９】
慣性センサ３１０は、図３０に示す慣性センサ２１０と同様に、検波回路１５ｃから出力された検波信号Ｓ１５ｃでのノイズの発生を抑制することができる。
【０１８０】
図３５は慣性センサ３１０の他のモニタ信号増幅部３１２の回路ブロック図である。図３５において、図３４に示すモニタ信号増幅部３１１さらには図３２に示すモニタ信号増幅部２１２と同じ部分には同じ参照番号を付す。モニタ信号増幅部３１２は、図３４に示すモニタ信号増幅部３１１の代わりに、図３２に示すモニタ信号増幅部２１２のモニタ信号増幅回路７０１ａを備える。図３３に示す慣性センサ３１０の増幅回路１５ａが図４に示す実施の形態１におけるスイッチ素子６８ａを有する増幅回路６０である場合に、モニタ部３１ｅにモニタ信号増幅部３１２が接続される。モニタ信号増幅回路７０１ａの増幅器２１６は出力端２１６ｃからモニタ信号Ｓ３１２を出力する。ＡＧＣアンプ１２ｂはモニタ信号Ｓ３１２を増幅してモニタ信号Ｓ１２ｂを出力する。移相器１２ｅはモニタ信号Ｓ３１２の位相を９０°だけずらしてモニタ信号Ｓ１２ｅとして検出回路１５に出力している。
【０１８１】
増幅回路６０とモニタ信号増幅部３１２を用いた慣性センサ３１０は、図３０に示す慣性センサ２１０と同様に、検波回路１５ｃから出力された検波信号Ｓ１５ｃでのノイズの発生を抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
本発明における慣性センサは、Ｓ／Ｎを改善することができるので、自動車、航空機、船舶、ロボット、その他各種電子機器等において有用である。
【符号の説明】
【０１８３】
１１    振動子
１１ａ    検出部（第１の検出部）
１１ｂ    検出部（第２の検出部）
１１ｃ    検出部（第３の検出部）
１２    駆動回路
１５    検出回路
１５ａ，６０，６１，７０，７１，１００，２００，３００，３０１，４００，５００，５０１    増幅回路
１５ｃ    検波回路
１６    増幅器（第１の増幅器）
１６ａ    入力端
１６ｃ    出力端
１７    第１の帰還回路部
１７ａ    帰還抵抗
１７ｂ    帰還容量
１７ｃ    端（第１の端）
１７ｄ    端（第１の端）
１８ａ    スイッチ素子（第１のスイッチ素子）
１８ｂ    スイッチ素子（第２のスイッチ素子）
１８ｃ    スイッチ素子（第３のスイッチ素子）
１８ｄ    スイッチ素子（第４のスイッチ素子）
１８ｅ    スイッチ素子（第５のスイッチ素子）
１８ｆ    スイッチ素子（第６のスイッチ素子）
１９ａ    ノード（第１のノード）
１９ｂ    ノード（第２のノード）
２１    センサ素子
３１ｅ    モニタ部
３１ｆ    モニタ部
６８ａ    スイッチ素子（第５のスイッチ素子、第７のスイッチ素子）
６８ｂ    可変抵抗
２１６    増幅器（第２の増幅器）
２１６ａ    入力端
２１６ｃ    出力端
２１７    帰還回路部（第２の帰還回路部）
２１７ｃ    端（第１の端）
２１７ｄ    端（第２の端）
２１８ａ    スイッチ素子（第５のスイッチ素子）
２１８ｂ    スイッチ素子（第６のスイッチ素子）
２１９ａ    ノード（第３のノード）
２１９ｂ    ノード（第４のノード）
２６８ａ    スイッチ素子（第８のスイッチ素子）
４０１    増幅器（第１の増幅器）
Ｓ１１ａ    検出信号（第１の検出信号）
Ｓ１１ｂ    検出信号（第２の検出信号）
Ｓ１１ｃ    検出信号（第３の検出信号）
【図１】
2014122887.tif 000009
【図２】
2014122887.tif 000010
【図３】
2014122887.tif 000011
【図４】
2014122887.tif 000012
【図５】
2014122887.tif 000013
【図６】
2014122887.tif 000014
【図７Ａ】
2014122887.tif 000015
【図７Ｂ】
2014122887.tif 000016
【図８】
2014122887.tif 000017
【図９】
2014122887.tif 000018
【図１０】
2014122887.tif 000019
【図１１】
2014122887.tif 000020
【図１２】
2014122887.tif 000021
【図１３】
2014122887.tif 000022
【図１４Ａ】
2014122887.tif 000023
【図１４Ｂ】
2014122887.tif 000024
【図１５】
2014122887.tif 000025
【図１６】
2014122887.tif 000026
【図１７】
2014122887.tif 000027
【図１８】
2014122887.tif 000028
【図１９】
2014122887.tif 000029
【図２０】
2014122887.tif 000030
【図２１】
2014122887.tif 000031
【図２２】
2014122887.tif 000032
【図２３】
2014122887.tif 000033
【図２４】
2014122887.tif 000034
【図２５】
2014122887.tif 000035
【図２６】
2014122887.tif 000036
【図２７】
2014122887.tif 000037
【図２８】
2014122887.tif 000038
【図２９】
2014122887.tif 000039
【図３０】
2014122887.tif 000040
【図３１】
2014122887.tif 000041
【図３２】
2014122887.tif 000042
【図３３】
2014122887.tif 000043
【図３４】
2014122887.tif 000044
【図３５】
2014122887.tif 000045
【図３６Ａ】
2014122887.tif 000046
【図３６Ｂ】
2014122887.tif 000047
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月8日(2015.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
以上説明したように、増幅器１６と帰還回路部１７と検出部１１ａ、１１ｂは、スイッチ素子１８ａ〜１８ｄを切り替えることで、増幅器１６が検出部１１ａからの検出信号を増幅する状態と、増幅器１６が検出部１１ｂからの検出信号を増幅する状態とを切り替えることができるように構成されている。具体的には、スイッチ素子１８ａ、１８ｂのみをＯＮとしてスイッチ素子１８ｃ、１８ｄをＯＦＦとする状態から、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄのみをＯＮとしてスイッチ素子１８ａ、１８ｂをＯＦＦとする状態に切替えることで、増幅器１６が検出部１１ａからの検出信号を増幅する状態から、増幅器１６が検出部１１ｂからの検出信号を増幅する状態に切り替えることができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
スイッチ素子７８ａは、スイッチ素子１８ａ、１８ｂが検出部１１ａに接続されているノードＮＡ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。スイッチ素子７８ｂは、スイッチ素子１８ｃ、１８ｄが検出部１１ｂに接続されているノードＮＢ１と基準電位Ｖｒｅｆとの間に接続されている。すなわち、スイッチ素子１８ａ、１８ｂがＯＮになることで、検出部７８ａ、７８ｂがそれぞれ基準電位Ｖｒｅｆに接続される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
さらに、期間Ｐｔ１が終了し期間Ｐ２が始まる時点ｔ２より前の時点ｔ２ａでスイッチ７８ｂをＯＦＦにすることで、期間Ｐ２で検出部１１ｂからの信号Ｓ１１ｂが増幅器１６の入力端１６ａに入力される。同様に、期間Ｐ２が終了してスイッチ１８ｃ、１８ｄがＯＦＦになる時点の後の時点でスイッチ７８ｂをＯＮにして検出部１１ｂに蓄積された電荷を放電することで、図７Ａに示す動作と同じ効果が得られる。時点ｔ１ａ、ｔ２ａは共に期間Ｐｔ１内にあり、時点ｔ１ａ、ｔ２ａのうちどちらが先でもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｅを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波する。すなわち、検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｆを用いて増幅回路１５ａからの検出信号Ｓ１５ａを同期検波する。検出信号Ｓ１５ａに含まれるコリオリ力すなわち角速度Ωに依存するセンス成分は、モニタ信号Ｓ１２ｅと同じ周波数を有して９０°だけずれた位相を有する。したがって、検波回路１５ｃは、モニタ信号Ｓ１２ｃを移相器１２ｅで９０°進めて得られたモニタ信号Ｓ１２ｅに同期して検出信号Ｓ１５ａを同期検波することにより、検出信号Ｓ１５ａからセンス成分のみを抽出して、センス成分のみよりなる検波信号Ｓ１５ｃを出力することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
センサ素子２１は、振動子１１と、振動子１１に設けられた駆動部３１ｃ、３１ｄと、振動子１１に設けられたモニタ部３１ｅ、３１ｆと、振動子１１に設けられた検出部１１ａ〜１１ｃと、駆動部３１ｃ、３１ｄと検出部１１ａ〜１１ｃとモニタ部３１ｅ、３１ｆとに配線を介してそれぞれ電気的に接続された接続用電極３５とを備える。振動子１１は、基部２５と、基部２５に一端が支持されたアーム２６、２７、２８、２９と、アーム２６、２７、２８、２９の他端それぞれに接続された錘３０とを有する。基部２５は、固定部２２と、固定部２２に接続された２つの縦梁２３と、２つの縦梁２３間に接続された横梁２４とを有する。駆動部３１ｃ、３１ｄはアーム２６、２７、２８、２９上の錘３０側に設けられ、アーム２６、２７、２８、２９をＸＹ平面と平行に駆動し振動させる。検出部１１ａは、アーム２６の基部２５側に設けられている。検出部１１ｂ、１１ｃは基部２５上に設けられている。接続用電極３５は、駆動部３１ｃ、３１ｄと検出部１１ａ〜１１ｃに配線を介してそれぞれ電気的に接続されている。検出部１１ａはＺ軸の周りの角速度により発生する慣性力を検出する。検出部１１ｂは、Ｙ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出する。検出部１１ｃは、Ｘ軸方向周りの角速度により発生する慣性力を検出する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
なお、センサ素子２１は、検出部１１ａでＺ軸周りの角速度４３ｚにより発生する慣性力を検出し、検出部１１ｂでＹ軸周りの角速度４３ｙにより発生する慣性力を検出し、検出部１１ｃでＸ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出するがこれに限定されない。すなわち、検出部１１ａがＸ軸あるいはＹ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出し、検出部１１ｂ、１１ｃがＺ軸あるいはＸ軸周りの角速度により発生する慣性力を検出してもよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
実施の形態２では、期間Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順にスイッチ素子１８ａ〜１８ｆが切り替えられて検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｃ、Ｓ１１ａが選択的に増幅されるが、この順番に限定されない。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
なお、図７Ｂに示す動作と同様に、スイッチ７８ａを切り替える時点をスイッチ１８ａ、１８ｂを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｂを切り替える時点をスイッチ１８ｃ、１８ｄを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｃを切り替える時点をスイッチ１８ｅ、１８ｆを切り替える時点と異ならせてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
なお、図７Ｂに示す動作と同様に、スイッチ７８ａを切り替える時点をスイッチ１８ａ、１８ｂを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｂを切り替える時点をスイッチ１８ｃ、１８ｄを切り替える時点と異ならせてもよく、スイッチ７８ｃを切り替える時点をスイッチ１８ｅ、１８ｆを切り替える時点と異ならせてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
期間Ｐ１で検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分が増幅されている状態から、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される状態へと切り替える場合は、まず、期間Ｐ１の終了する時点ｔ１でスイッチ素子１８ａ、１８ｂ、１１８ａ、１１８ｂがＯＮの状態からＯＦＦの状態となる。これにより、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂにそれぞれ入力されなくなり検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅する状態が停止する。その後、続いて、期間Ｐ１が始まる時点ｔ２でスイッチ素子１８ｃ、１８ｄ、１１８ｃ、１１８ｄがＯＦＦの状態からＯＮの状態となる。これにより、期間Ｐ２で検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍが増幅器４０１の入力端４０１ａ、４０１ｂにそれぞれ選択的に入力されて検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分が増幅される。すなわち、時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐｔ１に、増幅回路４００は、検出部１１ａ、１１ａｍからの検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍの差分を増幅している状態から、検出部１１ｂ、１１ｂｍからの検出信号Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの差分を増幅する状態へ切り替えられる。このように、増幅回路４００の帰還ループ１７ｆ内にスイッチ素子１８ａ〜１８ｄが配されてかつ帰還ループ１１７ｆ内にスイッチ素子１１８ａ〜１１８ｄが配された状態で、検出信号Ｓ１１ａ、Ｓ１１ａｍ、Ｓ１１ｂ、Ｓ１１ｂｍの切り替えを行うことができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５８】
可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの高抵抗値は、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂが図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａの代わりにノード１９ａ、１９ｂの間を電気的に切断しかつノード１１９ａ、１１９ｂの間を電気的に切断するので、スイッチ素子６８ａ、１６８ａがＯＦＦである時の抵抗値以上である。一方、可変抵抗６８ｂ、１６８ｂの低抵抗値は、図２６に示すスイッチ素子６８ａ、１６８ａと同様に帰還ループ１７ｆ、１１７ｆを開状態になることを防ぐために、帰還回路部１７、１１７の帰還抵抗１７ａ、１１７ａの抵抗値Ｒｆよりある程度小さい値であればよく、特に導通状態と同等の低い値でなくてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部との間に接続された第５のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第５のスイッチ素子は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項１に記載の慣性センサ。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部との間に接続された可変抵抗をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記可変抵抗は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項１に記載の慣性センサ。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部との間に接続された第７のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子と前記第５のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子と前記第６のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第７のスイッチは前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されている、請求項８に記載の慣性センサ。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１２】
前記センサ素子に駆動信号を供給する駆動回路と、
前記第１の増幅器の前記出力端から出力される信号から前記慣性力に対応する検波信号を出力する検波回路をさらに備え、
前記センサ素子は、前記駆動信号により振動する振動子と、前記振動子の振動に対応するモニタ信号を出力するモニタ部とをさらに有し、
前記第１の検出部と前記第２の検出部とは前記振動子に設けられており、かつ前記振動子が振動しているときに前記慣性力に応じた前記第１の検出信号と前記第２の検出信号とをそれぞれ出力し、
前記駆動回路は、
出力端と、前記モニタ信号が入力される入力端とを有する第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の前記入力端と前記出力端とに並列に接続されるように構成された第２の帰還回路部と、
前記モニタ部と前記第２の増幅器の前記入力端との間に設けられたＯＮ状態である第５のスイッチ素子と、
前記モニタ部と前記第２の帰還回路部の間に設けられたＯＮ状態である第６のスイッチ素子と、
を有し、
前記検波回路は、前記第２の増幅器が出力する信号を用いて前記第１の増幅器の前記出力端から出力される信号を検波することで前記検波信号を出力する、請求項１に記載の慣性センサ。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
前記第１の増幅器と前記第１の帰還回路部との間に接続された第７のスイッチ素子をさらに備え、
前記第１のスイッチ素子と前記第３のスイッチ素子とは第１のノードで前記第１の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第１の帰還回路部は、前記第１の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第２のノードで前記第２のスイッチ素子と前記第４のスイッチ素子とに接続された第２の端とを有し、
前記第７のスイッチ素子は前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続されており、
前記駆動回路は、前記第２の増幅器と前記第２の帰還回路部との間に接続されたＯＦＦ状態である第８のスイッチ素子をさらに有し、
前記第５のスイッチ素子は第３のノードで前記第２の増幅器の前記入力端に接続されており、
前記第２の帰還回路部は、前記第２の増幅器の前記出力端に接続された第１の端と、第４のノードで前記第６のスイッチ素子に接続された第２の端とを有し、
前記第８のスイッチ素子は前記第３のノードと前記第４のノードとの間に接続されている、請求項１２に記載の慣性センサ。
【国際調査報告】
2014122887.tif 000048
2014122887.tif 000049
2014122887.tif 000050
2014122887.tif 000051