JP6194606B2 - 検出装置、センサー、ジャイロセンサー、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Description
図1に本実施形態の検出装置20を含むジャイロセンサー510(広義にはセンサー)と、ジャイロセンサー510を含む電子機器500の構成例を示す。なお電子機器500、ジャイロセンサー510は図1の構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加するなどの種々の変形実施が可能である。また本実施形態の電子機器500としては、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機、カーナビゲーションシステム、ロボット、ゲーム機、時計、健康器具、或いは携帯型情報端末等の種々の機器を想定できる。
図2に本実施形態の検出装置20の構成例を示す。検出装置20は、振動子10(物理量トランスデューサー)を駆動する駆動回路30と、振動子10からの第1、第2の検出信号IQ1、IQ2を受け、所望信号を検出する検出処理を行う検出回路60を含む。
図5に本実施形態の検出回路60の詳細な第1の構成例を示す。
図14に本実施形態の駆動回路30の詳細な構成例を示す。
CA1、CA2、CB11、CB12、CB21、CB22 キャパシター、
RA1、RA2、RB1、RB2 抵抗素子、
SW1〜SW22 スイッチ素子、SYC 同期信号、
RD1、RD2 抵抗素子、
CD1、CD2、CE1、CE2、CF1、CF2 キャパシター、
OPE、OPF、OPG 演算増幅器、CP1、CP2、CP3 コンパレーター、
CE、CG キャパシター、RE、RF1、RF2、RG 抵抗素子、
SF1、SF2 スイッチ素子、
10 振動子、20 検出装置、30 駆動回路、32 増幅回路、
40 ゲイン制御回路、42 全波整流器、44 積分器、
50 駆動信号出力回路、52 同期信号出力回路、54 位相調整回路、
60 検出回路、62、64 Q/V変換回路、72、74 ゲイン調整アンプ、
80 スイッチングミキサー、92、94 フィルター、
100 A/D変換回路、110 DSP部、
112、114 第1、第2のサンプラ回路、
412、414 第1、第2のサンプラ回路、
206 移動体(自動車)、207 車体、208 車体姿勢制御装置、車輪209、
260 離散型Q/V変換回路、270 A/D変換回路、280 DSP部、
362、364 Q/V変換回路、366 差動増幅回路、
367 ハイパスフィルター、368 ACアンプ、370 オフセット調整回路、
380 同期検波回路、382 ローパスフィルター、384 ゲイン調整アンプ、
386 DCアンプ、388 SCF、390 A/D変換回路、392 DSP部、
500 電子機器、510 ジャイロセンサー、520 処理部、530 メモリー、
540 操作部、550 表示部
Claims (12)
- 物理量トランスデューサーを駆動する駆動回路と、
前記物理量トランスデューサーから互いに差動信号の関係にある第1の検出信号及び第2の検出信号を受けて、物理量に応じた所望信号を検出する検出処理を行う検出回路と、
を含み、
前記検出回路は、
前記第1の検出信号が入力される第1の電荷−電圧変換回路と、
前記第2の検出信号が入力される第2の電荷−電圧変換回路と、
前記第1の電荷−電圧変換回路の出力信号をゲイン調整して増幅する第1のゲイン調整アンプと、
前記第2の電荷−電圧変換回路の出力信号をゲイン調整して増幅する第2のゲイン調整アンプと、
前記第1のゲイン調整アンプの出力信号が第1の入力ノードに入力され、前記第2のゲイン調整アンプの出力信号が第2の入力ノードに入力され、前記駆動回路からの同期信号により前記第1のゲイン調整アンプの前記出力信号及び前記第2のゲイン調整アンプの前記出力信号に対する同期検波を行って、第1の出力信号及び第2の出力信号のうちの前記第1の出力信号を第1の出力ノードに出力し、前記第2の出力信号を第2の出力ノードに出力するスイッチングミキサーと、
前記スイッチングミキサーの前記第1の出力ノードからの前記第1の出力信号が入力され、パッシブ素子で構成される第1のフィルターと、
前記スイッチングミキサーの前記第2の出力ノードからの前記第2の出力信号が入力され、パッシブ素子で構成される第2のフィルターと、
互いに差動信号の関係にある前記第1のフィルターからの出力信号及び前記第2のフィルターからの出力信号がアクティブ素子を介さずに入力され、前記第1のフィルターからの出力信号のサンプリングと、前記第2のフィルターからの出力信号のサンプリングを行って、差動のA/D変換を行うA/D変換回路と、
前記A/D変換回路からの出力データが入力され、感度調整を含むデジタル補正処理を行うデジタル信号処理部と、
を含み、
前記第1のゲイン調整アンプは、前記A/D変換回路の電圧変換範囲に対応する振幅の信号に、前記第1の電荷−電圧変換回路の出力信号を増幅するゲイン調整を行い、
前記第2のゲイン調整アンプは、前記A/D変換回路の電圧変換範囲に対応する振幅の信号に、前記第2の電荷−電圧変換回路の出力信号を増幅するゲイン調整を行うことを特徴とする検出装置。 - 請求項1に記載の検出装置において、
前記第1のゲイン調整アンプ及び前記第2のゲイン調整アンプは、ハイパスフィルターの周波数特性を有することを特徴とする検出装置。 - 請求項2に記載の検出装置において、
前記第1のゲイン調整アンプは、前記第1の電荷−電圧変換回路の1/fノイズを低減するハイパスフィルターの周波数特性を有し、前記第2のゲイン調整アンプは、前記第2の電荷−電圧変換回路の1/fノイズを低減するハイパスフィルターの周波数特性を有することを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記第1のゲイン調整アンプ及び前記第2のゲイン調整アンプの各々は、
第1の入力端子の電位が固定されている演算増幅器と、
入力ノードと前記演算増幅器の第2の入力端子のノードとの間に設けられる第1のキャパシターと、
出力ノードと前記演算増幅器の前記第2の入力端子のノードとの間に設けられる第2のキャパシターと、
前記出力ノードと前記演算増幅器の前記第2の入力端子のノードとの間に設けられる抵抗素子と、
を含むことを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記第1のフィルターからの出力信号及び前記第2のフィルターからの出力信号は、直接又はパッシブ素子のみを介して前記A/D変換回路に入力されることを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記第1のフィルターは、
前記スイッチングミキサーの前記第1の出力ノードと第1の接続ノードとの間に設けられる抵抗素子と、
前記第1の接続ノードと電位が固定されているノードとの間に設けられるキャパシターとを含み、
前記第2のフィルターは、
前記スイッチングミキサーの前記第2の出力ノードと第2の接続ノードとの間に設けられる抵抗素子と、
前記第2の接続ノードと電位が固定されているノードとの間に設けられるキャパシターとを含むことを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記スイッチングミキサーは、
前記第1の入力ノードと前記第1の出力ノードとの間に設けられる第1のスイッチ素子と、
前記第1の入力ノードと前記第2の出力ノードとの間に設けられる第2のスイッチ素子と、
前記第2の入力ノードと前記第1の出力ノードとの間に設けられる第3のスイッチ素子と、
前記第2の入力ノードと前記第2の出力ノードとの間に設けられる第4のスイッチ素子と、
を含むことを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の検出装置において、
前記第1の電荷−電圧変換回路及び前記第2の電荷−電圧変換回路の各々は、
第1の入力端子の電位が固定されている演算増幅器と、
出力ノードと前記演算増幅器の第2の入力端子のノードとの間に設けられるキャパシターと、
前記出力ノードと前記演算増幅器の前記第2の入力端子のノードとの間に設けられる抵抗素子と、
を含むことを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の検出装置と、
前記物理量トランスデューサーと、
を含むことを特徴とするセンサー。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の検出装置と、
検出軸を中心に回転したときの角速度に応じて互いに差動信号の関係にある前記第1の検出信号及び前記第2の検出信号を出力する前記物理量トランスデューサーと、
を含むことを特徴とするジャイロセンサー。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の検出装置を含むことを特徴とする電子機器。
- 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の検出装置を含むことを特徴とする移動体。
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