【誤訳訂正書】
【提出日】平成29年5月29日(2017.5.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】範囲を拡張された閉ループ加速度計
【技術分野】
【０００１】
[0001]  微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度計閉ループ・システムは、センサのプルーフマスの位置を測定し、プルーフマスを中立位置（null position）へとリバランスするようにフォースフィードバック・システムを用いる。
【０００２】
プルーフマスを中立位置へと駆動するために必要とされる力の量は、入力加速度に比例し、従って、フィードバック信号は、加速度測定値として用いられる。入力加速度がフィードバック・システムの最大応答を上回ると、閉ループ動作範囲は越えられて、プルーフマスは中立位置から離れるように動き始める。従来の閉ループ・システムでは、加速度測定値は飽和状態になり、使用可能な追加の加速度情報はない。従って、飽和状態のときには、閉ループ・システムは不正確になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
[0002]  本発明は、閉ループ・モードで動作するＭＥＭＳ加速度計に対して拡張された動作範囲を提供する。本発明は、閉ループ・フィードバック信号および測定されたプルーフマス位置をハイブリッド型加速度測定へ組み合わせるものであり、それは、従来の閉ループ動作範囲にセンサの機械的開ループ範囲を足したものと等しい動作範囲を効果的に提供する。
【０００４】
[0003]  本発明は、基本的な閉ループ・センサや電子機器のアーキテクチャを変更することなく追加のｇ範囲の能力を提供する単純かつ安価な方法であるアプローチを提供する。プルーフマスを中立位置へと駆動するために必要とされる力の量は、入力加速度に比例し、従って、フィードバック信号は、加速度測定値として用いられる。入力加速度がフィードバック・システムの最大応答を上回ると、閉ループ動作範囲は越えられて、プルーフマスは中立位置から離れるように動き始める。システムは、この動きを検出し、その動きに加速度値を割り当て、それを閉ループ・センサの最大範囲に加える。
【０００５】
[0004]  本発明の好適なおよび代替の実施形態は、次の図面を参照して以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】[0005]  図１は、本発明の第１実施例に従って形成される加速度計回路の概略図である。
【図２−１】[0006]  図２−１は、本発明の第２の実施例に従って形成される加速度計回路の概略図である。
【図２−２】図２−２は、本発明の第２の実施例に従って形成される加速度計回路の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
[0007]  本発明は、閉ループ・フィードバック信号および測定されたプルーフマス位置をハイブリッド型加速度測定へ組み合わせるものであり、これは、従来の閉ループ動作範囲にセンサの機械的開ループ範囲を足したものに等しい動作範囲を効果的に提供する。
【０００８】
[0008]  入力加速度がフィードバック・システムの最大応答を上回ると、閉ループ動作範囲は越えられて、プルーフマスは中立位置から離れるように動き始める。しかしながら、センサ自体は飽和せず、その理由は、センサ自体が機械的に飽和するまでは、センサの開ループのｇ範囲がなおも使用できるからである。
【０００９】
[0009]  図１は、例示の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）加速度計システム２０を示し、これは、閉ループ動作コンポーネントおよび／または開ループ動作コンポーネントから、検出された加速度値を、機械的飽和に達するまで、提供する。システム２０は、シーソー式プルーフマス２４を含み、これは、プルーフマス２４が枢動するようにさせるピボット・マウント２５と同じ場所に配置されない質量中心を有する。
【００１０】
[0010]  ４つのセンサ・パッド２６が、ピボット・マウント２５に最も近いプルーフマス２４の両側に配される。４つの駆動パッド２８もまた、プルーフマス２４の両側の各端部に位置する。センサ・パッド２６は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ３０に結合される。Ａ／Ｄコンバータ３０のデジタル出力（すなわち、センサ信号）は、閉ループ制御装置３２およびプロセッサ３４に送信される。閉ループ・コントローラ３２は、Ａ／Ｄコンバータ３０から受信されるセンサ信号に基づいてフィードバック信号を生成する。
【００１１】
[0011]  プロセッサ３４は、閉ループ・コンポーネント（すなわち、プルーフマス２４、駆動パッド２８）の閉ループ動作が予め定められた閉ループ飽和限界に達したかどうかを決定する。限界に達していない場合、プロセッサ３４は、コントローラ３２から受信した閉ループ・フィードバック信号（すなわち、閉ループ加速度値）だけを出力装置３６へ送る。限界に達していた場合、プロセッサ３４は、閉ループ・フィードバック信号をＡ／Ｄコンバータ３０の出力と組み合わせ、それは、プルーフマス２４の位置の感知（すなわち、開ループ加速度値）を提供する。感知されたプルーフマス位置は、閉ループ飽和範囲を越えても入力加速度の量と比例している。機械的飽和（すなわち、プルーフマスが機械的停止部（mechanical stops）に当たる）が発生するまで、このプロセスは発生する。
【００１２】
[0012]  図２−１および２−２は、代わりのＭＥＭＳ加速度計システム４０を例示する。システム４０は、感知および駆動パッドを伴うプルーフマス２４−１、Ａ／Ｄコンバータ３０、補償ボックス４４、および出力装置４６を含む。補償ボックス４４は、出力スイッチ５０およびコントローラ３２−１を含む。コントローラ３２−１は、コントローラ３２（図１）と同様に動作する。出力スイッチ５０は、Ａ／Ｄコンバータ３０から信号を受信し、そして、コントローラ３２−１から受信される飽和信号に従って閉ループ動作が検出された場合には、マルチプレクサとして働く。加速度値が閉ループ・システムの最大に届くときに、またはプルーフマスが中立位置から離れるように動くときに、飽和状態が決定される。
【００１３】
[0013]  飽和信号が受信されない場合、スイッチ５０は、単にコントローラ３２−１の出力（すなわち、フィードバック信号＋／-）を出力装置４６へ渡す。飽和信号が受信される場合、スイッチ５０は、Ａ／Ｄコンバータ３０から出力スイッチ５０で受信した信号（すなわち、開ループ加速度信号）と、コントローラ出力とを組み合わせる。
【００１４】
[0014]  １つの実施例において、加速度測定としてフィードバック信号とプルーフマス位置信号との合計を提供するために、機能がデジタル特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に加えられる。フィードバック信号およびプルーフマス位置信号は、各信号を加速度の共通の単位に変換するために、加算の前に正規化用の定数が乗算される。使用する正規化用の定数は、センサおよび電子装置の設計の特性に基づいて算出することができ、また、個々のセンサに関して経験的に決定することができる。１つの実施例において、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）は、上記の機能を提供するようにプログラムされる。
【００１５】
[0015]  本発明の好ましい実施形態が例示され説明されたが、上記の如く、本発明の精神と範囲から逸脱することなく多くの変更が可能である。したがって、本発明の範囲は、好ましい実施例の開示により限定されない。その代わりに、本発明は、下記の請求項を参照することにより全体が決定されるべきである。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加速度計装置であって、
シーソー型に取り付けられたプルーフマスと、
前記シーソー型に取り付けられたプルーフマスの位置を感知し、前記位置に基づいてフィードバック信号を生成するように構成される複数の容量性センサと、
前記フィードバック信号に基づいて前記シーソー型に取り付けられたプルーフマスに力を印加するように構成される複数のドライバ装置と、
コントローラであって、
前記容量性センサの一つ以上のものから、プルーフマス位置情報を受信し、
前記シーソー型に取り付けられたプルーフマスを中立位置に保つために、受信された前記プルーフマス位置情報に基づいて前記フィードバック信号を生成し、
前記ドライバ装置の少なくとも１つのものに前記フィードバック信号を送り、
前記フィードバック信号に基づいて、閉ループ飽和状態が発生したかどうかを判断し、
閉ループ飽和状態が発生したと判断することに応答して、
正規化プルーフマス位置信号を決定するための第１正規化定数を前記プルーフマス位置情報に乗算し、正規化フィードバック信号を決定するための第２正規化定数を前記フィードバック信号に乗算することによって、前記プルーフマス位置情報と前記フィードバック信号を加速度の共通の単位に変換し、
前記正規化プルーフマス位置情報と前記正規化フィードバック信号の合計に基づいてハイブリッド加速度値を決定し、
前記決定されたハイブリッド加速度値を出力し、
閉ループ飽和状態が発生していないと判断することに応答して、
前記フィードバック信号に基づいて閉ループ加速度値を決定し、
前記決定された閉ループ加速度値を出力する、
ように構成されるコントローラと、
を備える加速度計装置。
【請求項２】
加速度計装置であって、
シーソー型に取り付けられたプルーフマスと、
前記シーソー型に取り付けられたプルーフマスの位置を感知し、前記位置に基づいてフィードバック信号を生成するように構成される複数の容量性センサと、
受信された前記フィードバック信号に基づいて前記プルーフマスに力を印加するように構成される複数のドライバ装置と、
コントローラであって、
前記容量性センサの一つ以上のものから、プルーフマス位置情報を受信し、
受信された前記プルーフマス位置情報に基づいて前記フィードバック信号を生成し、
前記ドライバ装置の少なくとも１つのものに、前記フィードバック信号を送り、
前記フィードバック信号に基づいて、閉ループ飽和状態が発生したかどうかを判断する、
ように構成されるコントローラと、
出力スイッチであって、
前記閉ループ飽和状態が発生したと前記コントローラにより判断された場合、開ループ加速度値と最大閉ループ加速度値とを少なくとも組み合わせることによって、組み合わされた加速度値を決定し、
前記閉ループ飽和状態が発生したと前記コントローラにより判断されなかった場合、前記フィードバック信号に基づいて閉ループ加速度値を決定し、
前記組み合わされた加速度値または前記閉ループ加速度値の一方を出力する、
ように構成される出力スイッチと、
を備える加速度計装置。
【請求項３】
前記シーソー型に取り付けられたプルーフマスは、前記プルーフマスが枢動するピボット・マウントと同じ場所に配置されない質量中心を有する、請求項１に記載の加速度計装置。