(57)【要約】【課題】耐ノイズ性に優れた複合型加速度角速度センサを提供すること。【解決手段】それぞれ異なる周波数を用いて複数の物理量を測定する複合センサおいて、第一の物理量を測定するための周波数を生成する第一の信号生成回路と、第二の物理量を測定するための周波数を生成する第二の信号生成回路と、前記第一の信号生成回路で生成された周波数以外の信号を検出する第一の信号レベル検出回路と、前記第二の信号生成回路で生成される周波数以外の信号を検出する第二の信号レベル検出回路と、を有し、前記第一の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第一の加算回路と、前記第二の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第二の加算回路と、を有する。【選択図】  図１
2013205266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる周波数を用いて複数の物理量を測定する複合センサおいて、
第一の物理量を測定するための周波数を生成する第一の信号生成回路と、
第二の物理量を測定するための周波数を生成する第二の信号生成回路と、
前記第一の信号生成回路で生成された周波数以外の信号を検出する第一の信号レベル検出回路と、
前記第二の信号生成回路で生成される周波数以外の信号を検出する第二の信号レベル検出回路と、を有し、
前記第一の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第一の加算回路と、
前記第二の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第二の加算回路と、
を有することを特徴とする複合センサ。
【請求項２】
それぞれ異なる周波数を用いて複数の物理量を測定する複合センサおいて、
第一の物理量を測定するための周波数を生成する第一の信号生成回路と、
第二の物理量を測定するための周波数を生成する第二の信号生成回路と、
前記第一の信号生成回路で生成された周波数以外の信号の位相を検出し固定する第二の位相固定回路と、
前記第二の信号生成回路で生成された周波数以外の信号の位相を検出し固定する第二の位相固定回路と、
前記位相固定回路からの出力信号と入力信号とで同期検波する同期検波回路と、
前記同期検波回路から出力される信号と前記それぞれの物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する加算回路と、を有することを特徴とする複合センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合センサに係り、特に、複数の軸方向の加速度、角速度を測定する複合センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１あるいは特許文献２に記載のように、ＭＥＭＳ（MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS）技術により加速度・角速度を測定する手段はいろいろ考案されている。
【０００３】
しかし、加速度・角速度を測定する軸は１軸方向のものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８３３５３号公報
【特許文献２】特開２０１１−９１６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
複数の加速度、角速度を同時測定するＭＥＭＳ技術により製造された錘の変位により測定するセンサにおいて、前記複数の加速度、角速度の位置変位検出手段として錘と周囲との間の静電容量変化を検出することで実現される。一つのＭＥＭＳチップ上に複数の錘を設けてそれぞれの錘からの信号を一つのチップ上に構成された処理回路にて複数の加速度、角速度を検出、もしくは複数のＭＥＭＳチップ上それぞれに設けた錘からの信号を一つのチップ上に構成された処理回路にて複数の加速度、角速度を検出する場合においてＭＥＭＳチップ上などでの電気的、電磁気的結合によりクロストークを生じ、他チャンネルに漏れ込んだ信号によってＳ／Ｎ（SIGNAL TO NOISE）の低下、ノイズの増加が生じることがあった。
【０００６】
本発明の目的は、耐ノイズ性に優れた複合型加速度角速度センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の複合センサは、それぞれ異なる周波数を用いて複数の物理量を測定する複合センサおいて、第一の物理量を測定するための周波数を生成する第一の信号生成回路と、第二の物理量を測定するための周波数を生成する第二の信号生成回路と、前記第一の信号生成回路で生成された周波数以外の信号を検出する第一の信号レベル検出回路と、前記第二の信号生成回路で生成される周波数以外の信号を検出する第二の信号レベル検出回路と、を有し、前記第一の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第一の加算回路と、前記第二の信号レベル検出回路で検出された出力信号と前記第二の物理量を測定するための周波数を変換した出力信号とを加算する第二の加算回路と、を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐ノイズ性に優れた複合型加速度角速度センサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサの一実施例のブロック図。
【図２】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサの他の一実施例のブロック図。
【図３】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図４】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図５】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図６】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図７】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図８】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図９】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図１０】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図１１】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【図１２】本発明の複合型ＭＥＭＳ加速度・角速度センサのさらに他の一実施例のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１、図２に本発明の一実施例を示す。図１、図２ともに同様の構成要素には同符号を付してある。第一の信号生成回路１４と第二の信号生成回路２４は、それぞれ異なる周波数であり、それぞれの周波数は、元発振周波数を分周回路により分周して生成してもそれぞれ独自の発振器により生成してもよい。前記第一の信号生成回路１４の周波数をＦ１、前記第二の信号生成回路２４の周波数をＦ２とする。
【００１１】
図１において、前記第一の信号生成回路１４の出力は、第一のＭＥＭＳエレメント１０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の出力は、処理回路１０１内の第一のＣ／Ｖ変換回路１１へ入力され前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力は、Ｆ２レベル検出回路１８と第一の加算回路１７のプラス側入力へと入力する。前記第一の加算回路１７の出力は第一のＡ／Ｄ変換回路１２へと入力する。前記Ｆ２レベル検出回路１８は、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力に含まれる前記第二の信号生成回路２４の周波数レベルを検出し、前記第一の加算回路１７のマイナス側へと出力する。前記第一の加算回路１７では、プラス側に入力された前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ２レベル検出回路１８の出力とを加算し、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力から何らかの影響で混入した前記第二の信号生成回路２４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第一の加算回路１７の出力は第一のＡ／Ｄ変換回路１２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力は第一の信号処理回路１３へと入力される。前記第一の信号処理回路１３は、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００１２】
他方、前記第二の信号生成回路２４の出力は、第二のＭＥＭＳエレメント２０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の出力は、処理回路２０１内の第二のＣ／Ｖ変換回路２１へ入力され前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力は、Ｆ１レベル検出回路２８と第二の加算回路２７のプラス側入力へと入力する。前記第二の加算回路２７の出力は第二のＡ／Ｄ変換回路２２へと入力する。前記Ｆ１レベル検出回路２８は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力に含まれる前記第一の信号生成回路１４の周波数レベルを検出し、前記第二の加算回路２７のマイナス側へと出力する。前記第二の加算回路２７では、プラス側に入力された前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ１レベル検出回路２８の出力とを加算し、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力から何らかの影響で混入した前記第一の信号生成回路１４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第二の加算回路２７の出力は第二のＡ／Ｄ変換回路２２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路２２の出力は第二の信号処理回路２３へと入力される。前記第二の信号処理回路２３は、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００１３】
以上のようにして近傍にある別システムによる妨害・ノイズの無い出力を得られる。
【００１４】
図２において、第一の信号生成回路１４の出力は、第一のＭＥＭＳエレメント１０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。第一のＭＥＭＳエレメント１０の出力は、処理回路１０１内の第一のＣ／Ｖ変換回路１１へ入力され前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の変位を容量−電圧変換をして出力する。次に、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力は、第一のＡ／Ｄ変換回路１２へと入力する。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力は、Ｆ２レベル検出回路１８と第一の加算回路１７のプラス側入力へと入力する。前記第一の加算回路１７の出力は第一の信号処理回路１３へと入力する。前記Ｆ２レベル検出回路１８は、前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力に含まれる前記第二の信号生成回路２４の周波数レベルを検出し、前記第一の加算回路１７のマイナス側へと出力する。前記第一の加算回路１７では、プラス側に入力された前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ２レベル検出回路１８の出力とを加算し、前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力から何らかの影響で混入した前記第二の信号生成回路２４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。
【００１５】
前記第一の加算回路１７の出力は第一の信号処理回路１３へと入力される。前記第一の信号処理回路１３は、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００１６】
他方、前記第二の信号生成回路２４の出力は、第二のＭＥＭＳエレメント２０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の出力は、処理回路２０１内の第二のＣ／Ｖ変換回路２１へ入力され前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力は、第二のＡ／Ｄ変換回路２２へと入力する。
【００１７】
第二のＡ／Ｄ変換回路２２はアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力する。前記第二のＡ／Ｄ変換回路２２の出力はＦ１レベル検出回路２８と第二の加算回路２７のプラス側入力へと入力する。前記Ｆ１レベル検出回路２８は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力に含まれる前記第一の信号生成回路１４の周波数レベルを検出し、前記第二の加算回路２７のマイナス側へと出力する。前記第二の加算回路２７では、プラス側に入力された前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ１レベル検出回路２８の出力とを加算し、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力から何らかの影響で混入した前記第一の信号生成回路１４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第二の加算回路２７の出力は第二の信号処理回路２３へと入力される。前記第二の信号処理回路２３は、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００１８】
以上のようにして近傍にある別システムすなわち、他方の信号生成回路からの漏れ込みを除去し妨害・ノイズの無い出力を得られる。
【００１９】
なお、図１、図２は、２軸の例として説明を行ったが３軸以上でも同様に他の周波数レベルを検出することで同様の効果が得られる。以下に説明する各実施例においても同様である。
【００２０】
次に、本発明の他の実施例を図３、図４にて説明をする。図１、図２と同様の構成要素には同符号を付してある。
【００２１】
図３において、前記第一の信号生成回路１４の出力は、第一のＭＥＭＳエレメント１０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の出力は、処理回路１０１内の第一のＣ／Ｖ変換回路１１へ入力され前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力は、Ｆ２レベル検出回路１８と第一の加算回路１７のプラス側入力へと入力する。前記第一の加算回路１７の出力は第一のＡ／Ｄ変換回路１２へと入力する。前記Ｆ２レベル検出回路１８は、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力に含まれる前記第二の信号生成回路２４の周波数レベルを検出し、前記第一の加算回路１７のマイナス側へと出力する。前記第一の加算回路１７では、プラス側に入力された前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ２レベル検出回路１８の出力とを加算し、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力から何らかの影響で混入した前記第二の信号生成回路２４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第一の加算回路１７の出力は第一のＡ／Ｄ変換回路１２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力は第一の信号処理回路１３へと入力される。前記第一の信号処理回路１３は、ディジタル値に応じた演算を行い前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の可動部である錘の現在の位置情報を算出し、出力する。前記第一の信号処理回１３の出力は、第一のサーボ制御回路１０２へと入力する。前記第一のサーボ制御回路１０２は、前記、第一の信号処理回１３の出力からサーボ制御の目的値までのずれを算出し、サーボ信号を前記第一のＭＥＭＳエレメント１０へと入力する。前記第一のサーボ制御回路１０２のサーボ量が加速度・角速度の値に相当するので、前記サーボ量を検出結果として出力する。
【００２２】
他方、前記第二の信号生成回路２４の出力は、第二のＭＥＭＳエレメント２０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の出力は、処理回路２０１内の第二のＣ／Ｖ変換回路２１へ入力され前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力は、Ｆ１レベル検出回路２８と第二の加算回路２７のプラス側入力へと入力する。前記第二の加算回路２７の出力は第二のＡ／Ｄ変換回路２２へと入力する。前記Ｆ１レベル検出回路２８は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力に含まれる前記第一の信号生成回路１４の周波数レベルを検出し、前記第二の加算回路２７のマイナス側へと出力する。前記第二の加算回路２７では、プラス側に入力された前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ１レベル検出回路２８の出力とを加算し、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力から何らかの影響で混入した前記第一の信号生成回路１４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第二の加算回路２７の出力は第二のＡ／Ｄ変換回路２２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第二のＡ／Ｄ変換回路２２の出力は第二の信号処理回路２３へと入力される。前記第二の信号処理回路２３は、ディジタル値に応じた演算を行い前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の可動部である錘の現在の位置情報を算出し出力する。前記第二の信号処理回２３の出力は、第二のサーボ制御回路２０２へと入力する。前記第二のサーボ制御回路２０２は、前記第二の信号処理回２３の出力からサーボ制御の目的値までのずれを算出し、サーボ信号を前記第二のＭＥＭＳエレメント２０へと入力する。前記第二のサーボ制御回路２０２のサーボ量が加速度・角速度の値に相当するので、前記サーボ量を検出結果として出力する。
【００２３】
以上のようにして他方の信号生成回路からの漏れ込みを除去し妨害・ノイズの少ない加速度・加速度出力を得られる。
【００２４】
図４において、前記第一の信号生成回路１４の出力は、第一のＭＥＭＳエレメント１０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の出力は、処理回路１０１内の第一のＣ／Ｖ変換回路１１へ入力され前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の変位を容量−電圧変換をして出力する。次に前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力は、第一のＡ／Ｄ変換回路１２へと入力する。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２にてアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力は、Ｆ２レベル検出回路１８と第一の加算回路１７のプラス側入力へと入力する。前記第一の加算回路１７の出力は第一の信号処理回路１３へと入力する。前記Ｆ２レベル検出回路１８は、前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力に含まれる前記第二の信号生成回路２４の周波数レベルを検出し、前記第一の加算回路１７のマイナス側へと出力する。前記第一の加算回路１７では、プラス側に入力された前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ２レベル検出回路１８の出力とを加算し、前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力から何らかの影響で混入した前記第二の信号生成回路２４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。
【００２５】
前記第一の加算回路１７の出力は第一の信号処理回路１３へと入力される。前記第一の信号処理回路１３は、ディジタル値に応じた演算を行い前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の可動部である錘の現在の位置情報を算出し、出力する。前記第一の信号処理回１３の出力は、第一のサーボ制御回路１０２へと入力する。前記第一のサーボ制御回路１０２は、前記、第一の信号処理回１３の出力からサーボ制御の目的値までのずれを算出し、サーボ信号を前記第一のＭＥＭＳエレメント１０へと入力する。前記第一のサーボ制御回路１０２のサーボ量が加速度・角速度の値に相当するので、前記サーボ量を検出結果として出力する。
【００２６】
他方、前記第二の信号生成回路２４の出力は、第二のＭＥＭＳエレメント２０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の出力は、処理回路２０１内の第二のＣ／Ｖ変換回路２１へ入力され前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力は、第二のＡ／Ｄ変換回路２２へと入力する。
【００２７】
第二のＡ／Ｄ変換回路２２はアナログ電圧値からディジタルの電圧値へと変換され出力する。前記第二のＡ／Ｄ変換回路２２の出力はＦ１レベル検出回路２８と第二の加算回路２７のプラス側入力へと入力する。前記Ｆ１レベル検出回路２８は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力に含まれる前記第一の信号生成回路１４の周波数レベルを検出し、前記第二の加算回路２７のマイナス側へと出力する。前記第二の加算回路２７では、プラス側に入力された前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力とマイナス側に入力された前記Ｆ１レベル検出回路２８の出力とを加算し、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力から何らかの影響で混入した前記第一の信号生成回路１４の周波数、すなわちノイズ源となりうる信号を除去する。前記第二の加算回路２７の出力は第二の信号処理回路２３へと入力される。前記第二の信号処理回路２３は、ディジタル値に応じた演算を行い前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の可動部である錘の現在の位置情報を算出し、出力する。前記第二の信号処理回２３の出力は、第二のサーボ制御回路２０２へと入力する。前記第二のサーボ制御回路２０２は、前記、第二の信号処理回２３の出力からサーボ制御の目的値までのずれを算出し、サーボ信号を前記第二のＭＥＭＳエレメント２０へと入力する。前記第二のサーボ制御回路２０２のサーボ量が加速度・角速度の値に相当するので、前記サーボ量を検出結果として出力する。
【００２８】
以上のようにして近傍にある別システムによる妨害・ノイズの無い出力を得られる。
【００２９】
次に更なる他の実施例を図５、図６を用いて説明する。
【００３０】
図５において、前記第一の信号生成回路１４の出力は、第一のＭＥＭＳエレメント１０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の出力は、処理回路１０１内の第一のＣ／Ｖ変換回路１１へ入力され前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力は、第一の位相固定回路１５と第一の同期検波回路１６と第一の加算回路１７のプラス側に入力する。前記第一の加算回路１７の出力は第一のＡ／Ｄ変換回路１２へと入力する。前記第一の位相固定回路１５は、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力と第二の信号生成回路２４からの出力を入力し、位相を比較し位相固定をする。その理由として前記第一のＭＥＭＳエレメント１０のような容量負荷に交流信号を印加すると位相がずれてしまう。このずれ量は容量によって変化するため位相を合わせる必要がある。その位相固定した信号を基準とし前記第一の同期検波回路１６は、前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力を同期検波して前記第二の信号生成回路２４側から漏れ込んだ信号量を出力する。前記第一の同期検波回路１６の出力を前記第一の加算回路１７のマイナス側に入力し前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力と差分をとり、前記第二の信号生成回路２４側からの漏れ込みをキャンセルする。
【００３１】
前記第一の加算回路１７の出力は、第一のＡ／Ｄ変換回路１２に入力し、アナログ値からディジタル値へと変換され出力される。前記第一のＡ／Ｄ変換回路１２の出力は第一の信号処理回路１３へと入力され、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００３２】
なお、一般的に前記第一のＭＥＭＳエレメント１０と前記第一のＣ／Ｖ変換回路１１の配線はインピーダンスが高く、漏れ込みが入りやすい。
【００３３】
他方、前記第二の信号生成回路２４の出力は、第二のＭＥＭＳエレメント２０へ入力し、加速度、角速度によるＭＥＭＳエレメント可動部の変位が静電容量の変化として検出できるよう信号源として入力される。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の出力は、処理回路２０１内の第二のＣ／Ｖ変換回路２１へ入力され前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の変位を容量−電圧変換をして出力する。前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力は、第二の位相固定回路２５と第二の同期検波回路２６と第二の加算回路２７のプラス側に入力する。前記第二の加算回路２７の出力は第二のＡ／Ｄ変換回路２２へと入力する。前記第二の位相固定回路２５は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力と第一の信号生成回路１４からの出力を入力し、位相を比較し位相固定をする。その理由として、こちらも同様、前記第二のＭＥＭＳエレメント２０のような容量負荷に交流信号を印加すると位相がずれてしまう。このずれ量は容量によって変化するため位相を合わせる必要がある。その位相固定した信号を基準とし前記第二の同期検波回路２６は、前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力を同期検波して前記第一の信号生成回路１４側から漏れ込んだ信号量を出力する。前記第二の同期検波回路２６の出力を前記第二の加算回路２７のマイナス側に入力し前記第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力と差分をとり、前記第一の信号生成回路１４側からの漏れ込みをキャンセルする。前記第二の加算回路２７の出力は、第二のＡ／Ｄ変換回路２２に入力し、アナログ値からディジタル値へと変換され出力される。前記第二のＡ／Ｄ変換回路２２の出力は第二の信号処理回路２３へと入力され、ディジタル値に応じた加速度・角速度の算出、また、温度やリニアリティの補正などの各種演算を行い加速度・角速度値として出力されセンサ出力として供される。
【００３４】
今まで説明した図５に示すブロックでは、加速度センサのようフィードバックによるサーボを掛けない例を示した。図６には、角速度センサのようにフィードバックによるサーボを掛けた例を示す。基本的には、図５に示した実施例と同様であるので差異について中心に述べる。
【００３５】
第一の信号生成回路１４から信号が入力される第一のＭＥＭＳエレメント１０側において最終的に出力されるのは第一の信号処理回路１３の出力である。その出力を第一のサーボ制御回路１０２へと入力する。前記第一のサーボ制御回路１０２は、前記第一のＭＥＭＳエレメント１０を前記第一の信号処理回路１３の出力に応じた値で駆動制御をおこなう。前記第一のＭＥＭＳエレメント１０は、前記第一のサーボ制御回路１０２によって駆動され出力が変化する。このサーボ系によって前記第一のＭＥＭＳエレメント１０の駆動部は最終的に規定値へと制御される。その駆動制御量がサーボ制御値すなわち所望するセンサ出力値であるため最終的なセンサ出力として出力をする。
【００３６】
他方も同様、第二の信号生成回路２４から信号が入力される第二のＭＥＭＳエレメント２０側において最終的に出力されるのは第二の信号処理回路２３の出力である。その出力を第二のサーボ制御回路２０２へと入力する。前記第二のサーボ制御回路２０２は、前記第二のＭＥＭＳエレメント２０を前記第二の信号処理回路２３の出力に応じた値で駆動制御をおこなう。前記第二のＭＥＭＳエレメント２０は、前記第二のサーボ制御回路２０２によって駆動され出力が変化する。このサーボ系によって前記第二のＭＥＭＳエレメント２０の駆動部は最終的に規定値へと制御される。その駆動制御量がサーボ制御値すなわち所望するセンサ出力値であるため最終的なセンサ出力として出力をする。
【００３７】
更なる他の実施例について図７を用いて説明する。図１〜図６と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は、図５の第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力と第一の位相固定回路１５との間に第二の信号生成回路２４の信号周波数を透過する第一のＢＰＦ１９を設けた。これにより、第一の位相固定回路１５での位相固定を容易にする効果がある。
【００３８】
他方は、第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力と第二の位相固定回路２５との間に第一の信号生成回路１４の信号周波数を透過する第二のＢＰＦ２９を設けた。これにより、前記第二の位相固定回路２５での位相固定を容易にする効果がある。
【００３９】
更なる他の実施例について図８を用いて説明する。図１〜図７と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は、図６の第一のＣ／Ｖ変換回路１１の出力と第一の位相固定回路１５との間に第二の信号生成回路２４の信号周波数を透過する第一のＢＰＦ１９を設けた。これにより、第一の位相固定回路１５での位相固定を容易にする効果がある。
【００４０】
他方は、第二のＣ／Ｖ変換回路２１の出力と第二の位相固定回路２５との間に第一の信号生成回路１４の信号周波数を透過する第二のＢＰＦ２９を設けた。これにより、第二の位相固定回路２５での位相固定を容易にする効果がある。
【００４１】
更なる他の実施例について図９を用いて説明する。図１〜図８と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は図５の実施例のＣ／Ｖ変換回路１１、２１の出力をすぐにＡ／Ｄ変換回路１２、２２へと入力し、ディジタル信号化した後に同様の構成とすることでも同様の効果があり本発明の趣旨を脱しない。
【００４２】
更なる他の実施例について図１０を用いて説明する。図１〜図９と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は図６の実施例のＣ／Ｖ変換回路１１、２１の出力をすぐにＡ／Ｄ変換回路１２、２２へと入力し、ディジタル信号化した後に同様の構成とすることでも同様の効果があり本発明の趣旨を脱しない。
【００４３】
更なる他の実施例について図１１を用いて説明する。図１〜図１０と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は図７の実施例のＣ／Ｖ変換回路１１、２１の出力をすぐにＡ／Ｄ変換回路１２、２２へと入力しディジタル信号化した後に同様の構成とすることでも同様の効果があり本発明の趣旨を脱しない。
【００４４】
更なる他の実施例について図１２を用いて説明する。図１〜図１１と同様の構成要素には同符号を付してある。本実施例は図８の実施例のＣ／Ｖ変換回路１１、２１の出力をすぐにＡ／Ｄ変換回路１２、２２へと入力しディジタル信号化した後に同様の構成とすることでも同様の効果があり本発明の趣旨を脱しない。
【符号の説明】
【００４５】
１０、２０  ＭＥＭＳエレメント
１１、２１  Ｃ／Ｖ変換回路
１２、２２  Ａ／Ｄ変換回路
１３、２３  信号処理回路
１４、２４  信号生成回路
１５、２５  位相固定回路
１６、２６  同期検波回路
１７、２７  加算回路
１８  Ｆ２レベル検出回路
１９、２９  ＢＰＦ（BAND PASS FILTER）
２８  １レベル検出回路
１０１、２０１  処理回路
１０２、２０２  サーボ制御回路
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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