JP2009162645A - 慣性速度センサ信号処理回路およびそれを備える慣性速度センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても、異常を検知する。
【解決手段】慣性速度センサ素子１１は、駆動電気信号Ｓｄの周波数および振幅に応じて振動しその振動に対応する振動電気信号Ｓｏを出力するとともに、自己に加えられた慣性力に対応する慣性電気信号Ｓｉを出力する。駆動回路１２は、振動電気信号Ｓｏに応じて駆動電気信号Ｓｄの周波数および振幅を調整する。慣性力検出回路１３は、アナログ検波用信号（クロック信号ＣＬＫ１）用いて、慣性電気信号Ｓｉから慣性力成分を抽出する。異常検知回路１４は、駆動回路１２の動作状態が正常であるのか異常であるのかを判定する。また、異常検知回路１４は、ＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して駆動回路１２の動作状態が異常である期間（異常状態期間）を計測し、その異常状態期間が異常検知期間（予め定められた期間）に到達すると異常検知信号Ｓａを出力する。
【選択図】図１

Description

この発明は、慣性速度を検出する慣性速度センサとともに用いられる慣性速度センサ信号処理回路、およびそれを備える慣性速度センサ装置に関する。

角速度センサや加速度センサといった慣性速度センサは、デジタルカメラの手ぶれ検出、移動体（航空機，自動車，ロボット，船舶等）の姿勢制御、ミサイルや宇宙船の誘導等の多種多様な分野において使用されている。また、近年、回路の微細化技術の発展により、センサ素子からの信号に基づいて慣性力を検知する慣性力検出回路のデジタル化が進みつつある。デジタル回路によって構成された慣性力検出回路の例は、特開２００２−１８８９２５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１に記載の技術では、センサ素子からの慣性力に応じた信号がアナログ／デジタル回路によってデジタル信号に変換される一方で、発振回路によって振動周波数に対応する方形波信号が生成され、その方形波信号を用いてデジタル信号から慣性力成分が検波される。このように、慣性力検出回路をデジタル化することにより、アナログ信号特有のオフセット電圧変動に起因する影響を少なくすることができ、慣性力の検出精度を向上させることができる。

このように慣性速度センサ装置は、検出精度の高さが求められる一方、故障を検知することも重要となる。特許第２７２８３００号公報（特許文献２）には、故障が発生したことを検知する内蔵テスト機能を有する慣性速度センサ装置が開示されている。この慣性速度センサ装置では、復調器によってドライブ回路の振動周波数から故障検知に用いる信号を生成し、積分器によって復調器の出力を積分し、積分器の出力を監視することで故障状態を検知している。
特開２００２−１８８９２５号公報 特許第２７２８３００号公報

しかしながら、特許文献２に記載の慣性速度センサ装置では、慣性速度センサ素子を周波数基準として故障検知のための動作クロック信号を生成しているので、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合には、故障検出を実行することができなくなる。

そこで、この発明は、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合でも異常状態を検知することが可能な回路を提供することを目的とする。

この発明による１つの局面に従うと、慣性速度センサ信号処理回路は、慣性速度センサ素子とともに用いる慣性速度センサ信号処理回路であって、第１のクロックで動作する第１の信号処理回路と、上記第１のクロックと同期しない第２のクロックで動作する第２の信号処理回路を備える。上記慣性速度センサ信号処理回路では、第２の信号処理回路は、上記第１のクロックと同期しない第２のクロックで動作するので、第１のクロックが異常状態であっても動作することができる。

好ましくは、上記第１のクロックは、上記慣性速度センサ素子を周波数基準とする第１の発振回路から供給される。上記慣性速度センサ信号処理回路では、上記慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても、第２の信号処理回路は、動作可能である。

好ましくは、上記慣性速度センサ信号処理回路は、上記第２のクロックが供給されるクロック入力端子をさらに備え、上記第２の信号処理回路は、上記クロック入力端子に供給された第２のクロックを受ける。または、上記慣性速度センサ信号処理回路は、上記第２のクロックを供給する第２の発振回路をさらに備え、上記第２の信号処理回路は、上記第２の発振回路からの第２のクロックを受ける。

この発明のもう１つの局面に従うと、慣性速度センサ装置は、上記慣性速度センサ信号処理回路と、上記慣性速度センサ素子とを備える。

好ましくは、上記慣性速度センサ装置において、上記第２の信号処理回路は、その慣性速度センサ装置の異常を検知すると、異常検知信号を出力する。上記慣性速度センサ装置では、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても、第２の信号処理回路は、慣性速度センサ装置の異常を検知することができる。

好ましくは、上記慣性速度センサ装置は、上記異常検知信号により制御される異常処理回路をさらに備え、上記異常処理回路は、上記第２のクロックで動作する。上記慣性速度センサ回路では、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても、上記異常処理回路は、動作可能である。

以上のように、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても、慣性速度センサ装置の異常状態を検知することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（実施形態１）
図１は、この発明の実施形態１による慣性速度センサ装置の構成を示す。慣性速度センサ装置は、慣性速度センサ素子１１と、駆動回路１２と、慣性力検出回路１３と、異常検知回路１４と、ＣＲ発振器１５とを備える。

〔慣性速度センサ〕
慣性速度センサ素子１１は、駆動回路１２からの駆動電気信号Ｓｄの周波数および振幅に応じて振動しその振動に対応する振動電気信号Ｓｏを出力するとともに、自己に加えられた慣性力（例えば、コリオリの力）に対応する慣性電気信号Ｓｉを出力する。例えば、図２のように、慣性速度センサ素子１１は、音叉本体１１Ｆと、駆動用圧電素子１１Ａと、振動検出用圧電素子１１Ｂと、角速度検出用圧電素子ＰＤａ，ＰＤｂとを有する。音叉本体１１Ｆは、それぞれが中央部で直角にねじられた一対の音叉片（駆動用・検出用）と、音叉片の各々の一端を連結する連結部と、回転軸となるように連結部に設けられた支持ピンとを有する。駆動用圧電素子１１Ａは、駆動回路１２からの駆動電気信号Ｓｄの周波数および振幅に応じて駆動用の音叉片を振動させる。これにより、駆動用の音叉片と検出用の音叉片とが互いに共振する。この音叉振動によって、振動検出用圧電素子１１Ｂには、電荷が発生する（すなわち、振動電気信号Ｓｏが発生する）。また、回転角速度が発生すると、角速度検出用圧電素子ＰＤａ，ＰＤｂには、コリオリの力に応じた電荷が発生する（すなわち、慣性電気信号Ｓｉが発生する）。

〔駆動回路〕
図３は、図１に示した駆動回路１２の内部構成例を示す。駆動回路１２は、慣性速度センサ素子１１からの振動電気信号Ｓｏに応じて駆動電気信号Ｓｄの周波数および振幅を調整する。駆動回路１２では、モニタアンプ１０１は、慣性速度センサ素子１１からの振動電気信号Ｓｏを電圧に変換し、自動利得制御増幅器（ＡＧＣ）１０２は、駆動アンプ１０３に供給される電圧が一定値になるように、自己の増幅利得を変化させる。駆動アンプ１０３は、自動利得制御増幅器１０２の出力に応じて駆動電気信号Ｓｄの振幅を制御する。このように、振動電気信号Ｓｏに応じて駆動電気信号Ｓｄが調整されることにより、慣性速度センサ素子１１の最大振動振幅および振動周波数が一定に保たれる。また、コンパレータ１０４は、振動電気信号Ｓｏを方形波信号に変換し、クロック信号ＣＬＫ１として出力する。

〔慣性力検出回路〕
図４は、図１に示した慣性力検出回路１３の内部構成を示す。慣性力検出回路１３は、駆動回路１２からのクロック信号ＣＬＫ１をアナログ検波用信号として用いて、慣性速度センサ素子１１からの慣性電気信号Ｓｉから慣性力成分を抽出する。慣性力検出回路１３では、入力アンプ１０５は、慣性速度センサ素子１１からの慣性電気信号Ｓｉを電圧に変換し、同期検波回路１０６は、アナログ検波用信号（駆動回路１２からのクロック信号ＣＬＫ１）を用いて、入力アンプ１０５の出力から慣性力成分を抽出する。ローパスフィルタ１０７は、ノイズ除去等のために同期検波回路１０６によって抽出された慣性力成分のうち低周波数成分のみを通過させ、出力アンプ１０８は、ローパスフィルタ１０７の出力を増幅し、慣性力検出信号Ｓ１３（アナログ値）として出力する。

〔異常検知回路〕
異常検知回路１４は、駆動回路１２の動作状態を監視するためのモニタ信号Ｍ１２に基づいて、駆動回路１２の動作状態が正常であるのか異常であるのかを判定する。また、異常検知回路１４は、ＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して駆動回路１２の動作状態が異常である期間（異常状態期間）を計測し、その異常状態期間が異常検知期間（予め定められた期間）に到達すると異常検知信号Ｓａを出力する。駆動回路１２，慣性力検出回路１３は、それぞれ、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けると、エラー処理を実行する。

例えば、駆動回路１２の自動利得制御増幅器１０２内部の直流電圧に基づいて駆動回路１２の動作状態を監視する場合、図５のように、異常検知回路１４は、コンパレータ１４１，１４２，否定積回路１４３からなるウィンドウコンパレータと、ＣＲ発振器１５からのクロック信号に同期して動作するカウンタ１４４とを含む。なお、基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２は、正常電圧範囲を規定する電圧であり、基準電圧ＲＥＦ１は、基準電圧ＲＥＦ２よりも高い。この異常検知回路１４は、モニタ信号Ｍ１２の電圧値（自動利得制御増幅器１０２の内部の直流電圧の電圧値）が基準電圧ＲＥＦ１，ＲＥＦ２で定められる正常電圧範囲外である場合には、駆動回路１２の動作状態が異常であると判定する。

以上のように、異常検知回路１４は、慣性速度センサ素子１１を周波数基準とする信号（例えば、クロック信号ＣＬＫ１）ではなく、ＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して動作する。そのため、慣性速度センサ素子１１が正常に動作していない状態であっても、異常検知回路１４は、駆動回路１２の異常を検知することができる。

なお、異常検知回路１４が、駆動回路１２の異常状態だけでなく、慣性速度センサ装置の他の部分（例えば、慣性力検出回路１３など）の異常状態も検知するように構成しても良い。

〔エラー処理〕
ここで、駆動回路１２，慣性力検出回路１３によるエラー処理について説明する。

駆動回路１２では、駆動アンプ１０３は、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けると、駆動電気信号Ｓｄの振幅レベルを徐々に小さくする。これにより、駆動電気信号Ｓｄの急激な変化を抑制することができ、慣性速度センサ素子１１の破壊を防止することができる。なお、異常検知回路１４から異常検知信号Ｓａが出力された場合に、駆動アンプ１０３が駆動電気信号Ｓｄの出力を停止するように構成しても良い。

また、慣性力検出回路１３では、出力アンプ１０８は、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けると、慣性力検出信号Ｓ１３の電圧値を固定する。または、出力アンプ１０８は、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けると、慣性力検出信号Ｓ１３の電圧値を徐々に小さくする。これにより、慣性力検出信号Ｓ１３の急激な変化を抑制することができる。なお、異常検知回路１４から異常検知信号Ｓａが出力された場合に、出力アンプ１０８が慣性力検出信号Ｓ１３の出力を停止するように構成しても良い。

（実施形態２）
図６は、この発明の実施形態２による慣性速度センサ装置の構成を示す。この慣性速度センサ装置は、図１に示した慣性力検出回路１３に代えて、慣性力検出回路２３を備えるとともに、駆動回路１２からのクロック信号ＣＬＫ１を逓倍して動作クロックＣＬＫ３を生成するＰＬＬ回路２１をさらに備える。その他の構成は、図１と同様である。

〔慣性力検出回路〕
図７は、図６に示した慣性力検出回路２３の内部構成を示す。慣性力検出回路２３は、慣性速度センサ素子１１からの慣性電気信号Ｓｉをデジタル信号に変換した後、デジタル検波用信号（ＰＬＬ回路２１からの動作クロックＣＬＫ３に基づいて生成される検波用信号）を用いてデジタル信号から慣性力成分を抽出する。慣性力検出回路２３では、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）２０３，同期検波回路２０４，デジタルフィルタ２０５，出力調整回路２０６は、ＰＬＬ回路２１からの動作クロックＣＬＫ３に同期して動作する。

入力アンプ２０１は、慣性速度センサ素子１１からの慣性電気信号Ｓｉを電圧に変換し、ローパスフィルタ２０２は、ノイズ除去等のために入力アンプ２０１の出力のうち低周波成分のみを通過させる。アナログ／デジタル変換回路２０３は、ローパスフィルタ２０２の出力をアナログ／デジタル変換し、デジタル信号を得る。同期検波回路２０４は、動作クロックＣＬＫ３に基づいてデジタル検波用信号を生成し、そのデジタル検波用信号を用いてアナログ／デジタル変換回路２０３によって得られたデジタル信号の中から慣性力成分を抽出する。デジタルフィルタ２０５は、同期検波回路２０４によって抽出された慣性力成分のうち低周波数成分のみを通過させ、ノイズ成分を除去する。出力調整回路２０６は、デジタルフィルタ２０５の出力を慣性力検出信号Ｓ２３（デジタル値）として出力する。また、出力調整回路２０６は、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けると、慣性力検出信号Ｓ２３に示されたデジタル値を徐々に小さくする。これにより、慣性力検出信号Ｓ２３の急激な変化を抑制することができる。なお、異常検知回路１４から異常検知信号Ｓａが出力された場合に、出力調整回路２０６が慣性力検出信号Ｓ２３の出力を停止しても良い。

特許文献１に記載の信号処理装置では、発振回路からのクロック信号に基づいてデジタル検波用信号を生成しているが、この実施形態による慣性速度センサ装置では、慣性速度センサ素子１１からの振動電気信号Ｓｏを利用してデジタル検波用信号が生成される。そのため、慣性電気信号Ｓｉに同期したデジタル検波用信号を容易に生成することができ、エイリアスや唸りの発生を抑制することができる。

〔慣性力検出回路の変形例〕
なお、図６に示された慣性速度センサ装置が、慣性力検出回路２３に代えて、図８のような慣性力検出回路２３ａを備えていても構わない。図８に示した慣性力検出回路２３ａは、アナログ検波用信号（駆動回路１２からのクロック信号ＣＬＫ１）を用いて慣性速度センサ素子１１からの慣性電気信号Ｓｉから慣性力成分を抽出した後、その慣性力成分をデジタル信号に変換する。慣性力検出回路２３ａでは、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ）２０３，デジタルフィルタ２０５，出力調整回路２０６は、ＰＬＬ回路２１からの動作クロックＣＬＫ３に同期して動作する。同期検波回路２０４は、駆動回路１２からのクロック信号ＣＬＫ１を用いてローパスフィルタ２０２の出力から慣性力成分を抽出し、アナログ／デジタル変換回路２０３に出力する。

（実施形態３）
図９は、この発明の実施形態３による慣性速度センサ装置の構成を示す。この慣性速度センサ装置は、図６に示された構成に代えて、温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２，制御回路３３をさらに備える。また、異常検知回路１４は、駆動回路１２の異常状態だけでなく、ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２の異常状態も検知する。なお、ここでは、駆動回路１２，異常検知回路１４，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，制御回路３３は、同一の半導体集積回路（または、同一のパッケージ）に内蔵されているものとする。

〔異常検知回路〕
異常検知回路１４は、駆動回路１２の動作状態を監視するためのモニタ信号Ｍ１２に加えて、ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２の動作状態を監視するためのモニタ信号Ｍ２１，Ｍ２３，Ｍ３１，Ｍ３２を受ける。異常検知回路１４は、モニタ信号Ｍ１２，Ｍ２１，Ｍ２３，Ｍ３１，Ｍ３２に基づいて、駆動回路１２，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２の動作状態が正常であるのか異常であるのかを判断する。また、異常検知回路１４は、駆動回路１２，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２のそれぞれについて、その回路の動作状態が異常である期間（異常状態期間）をＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して計測する。そして、異常検知回路１４は、駆動回路１２，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，ＥＥＰＲＯＭ３２のうち少なくとも１つの異常状態期間が異常検知期間（予め定められた期間）に到達すると、異常検知信号Ｓａを出力する。なお、異常検知回路１４が動作状態が異常である期間をカウントせずに動作状態の判断結果に基づいて異常検知信号Ｓａを出力するように構成しても良い。

〔温度モニタ回路〕
温度モニタ回路３１は、半導体集積回路（または、パッケージ）の温度を測定し、測定結果を温度モニタ信号Ｓ３１として出力する。

〔ＥＥＰＲＯＭ〕
ＥＥＰＲＯＭ３２は、駆動回路１２の動作を制御するための制御情報（例えば、自動利得制御増幅器１０２における増幅率やオフセットなど）、および慣性力検出回路２３の動作を制御するための制御情報（例えば、出力調整回路２０６における増幅率やオフセットなど）を格納する。

〔制御回路〕
制御回路３３は、ＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して動作し、温度モニタ回路３１からの温度モニタ信号Ｓ３１，ＥＥＰＲＯＭ３２に格納された制御情報，および異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａに基づいて、駆動回路１２，慣性力検出回路２３を制御するための制御信号Ｃ１２，Ｃ２３を出力する。

例えば、制御回路３３は、ＥＥＰＲＯＭ３２から制御情報を読み出し、その制御情報に基づいて駆動回路１２，慣性力検出回路２３のそれぞれのパラメータ（例えば、増幅率やオフセット）を制御し、駆動回路１２，慣性力検出回路２３を正常に駆動させる。また、制御回路３３は、温度モニタ信号Ｓ３１に示された温度が所定温度を超えると、半導体集積回路の温度が異常状態であると判断して、駆動回路１２，慣性力検出回路２３にエラー処理を実行させる。さらに、制御回路３３は、異常検知回路１４からの異常検知信号Ｓａを受けた場合も、駆動回路１２，慣性力検出回路２３にエラー処理を実行させる。

なお、温度モニタ信号Ｓ３１に示された温度が所定温度を超えた場合、または、異常検知回路１４によって異常検知信号Ｓａが出力された場合に、制御回路３３がリセット処理を実行するように構成しても良い。リセット処理では、制御回路３３は、駆動回路１２，慣性力検出回路２３のそれぞれを一旦停止状態にした後、ＥＥＰＲＯＭ３２から制御情報を読み直して駆動回路１２，慣性力検出回路２３のそれぞれのパラメータを再設定する。このように制御することにより、駆動回路１２，慣性力検出回路２３に正常動作を再開させることが可能となる。

以上のように、制御回路３３は、慣性速度センサ素子１１を周波数基準とする信号（例えば、動作クロックＣＬＫ３）ではなく、ＣＲ発振器１５からのクロック信号ＣＬＫ２に同期して動作する。そのため、慣性速度センサ素子１１が正常に動作していない状態であっても、制御回路３３は、駆動回路１２，慣性力検出回路２３を制御することができる。

また、駆動回路１２，異常検知回路１４，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，制御回路３３が同一の半導体集積回路（または、同一のパッケージ）に内蔵されることにより、基板配線が不要になるとともに、マイコンによる割り込み制御が不要になる。さらに、温度モニタ回路３１と異常検知回路とを隣接させれば、自己発熱の検知精度を向上させることができる。

なお、駆動回路１２，異常検知回路１４，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，制御回路３３に加えて、慣性速度センサ素子１１も、同一の半導体集積回路（または、同一のパッケージ）に内蔵されていても良い。すなわち、慣性速度センサ素子１１と信号処理回路（駆動回路１２，異常検知回路１４，ＰＬＬ回路２１，慣性力検出回路２３，温度モニタ回路３１，制御回路３３）とを別々のモジュールとして製造しても良いし、慣性速度センサ素子１１と信号処理回路を同一のパッケージに封じたＳｉＰ（System in Package）や、慣性速度センサ素子１１と信号処理回路が混載するモジュールとして製造しても良い。

また、図９に示した慣性速度センサ装置において、慣性力検出回路２３を図３，図８に示した慣性力検出回路に置換した場合も、同様の効果を奏する。

（その他の実施形態）
以上の各実施形態において、慣性速度センサ装置にＣＲ発振器１５が搭載されている例について説明したが、ＣＲ発振器１５が慣性速度センサ装置の外部に設けられていても良い。すなわち、慣性速度センサ装置にクロック入力端子を設け、そのクロック入力端子を介してクロック信号ＣＬＫ２を異常検知回路１４や制御回路３３に供給しても良い。

なお、慣性速度センサ素子１１は、音叉型に限らず、正三角柱，正四角柱，リング型やその他の形状であっても良い。また、複数の慣性速度センサ素子によって慣性速度センサ素子１１が構成されていても良い。

以上説明したように、この発明による慣性速度センサ装置は、慣性速度センサ素子が正常に動作していない場合であっても異常検知可能であるので、移動体（航空機，自動車，ロボット，船舶等），携帯電話，カメラ，テレビゲーム装置等において慣性力を検出する装置として有用である。

この発明の実施形態１による慣性速度センサ装置の構成を示す図。 図１に示した慣性速度センサ素子の構成例を示す図。 図１に示した駆動回路の内部構成例を示す図。 図１に示した慣性力検出回路の内部構成例を示す図。 図１に示した異常検知回路の内部構成例を示す図。 この発明の実施形態２による慣性速度センサ装置の構成を示す図。 図６に示した慣性力検出回路の内部構成例を示す図。 図６に示した慣性力検出回路の変形例を示す図。 この発明の実施形態３による慣性速度センサ装置の構成を示す図。

符号の説明

１１ 慣性速度センサ素子
１２ 駆動回路
１３ 慣性力検出回路
１４ 異常検知回路
１５ ＣＲ発振器
１０１ モニタアンプ
１０２ 自動利得制御増幅器（ＡＧＣ）
１０３ 駆動アンプ
１０４ コンパレータ
１０５ 入力アンプ
１０６ 同期検波回路
１０７ ローパスフィルタ
１０８ 出力アンプ
１４１，１４２ コンパレータ
１４３ 否定積回路
１４４ カウンタ
２１ ＰＬＬ回路
２２ 慣性力検出回路
２０１ 入力アンプ
２０２ ローパスフィルタ
２０３ アナログ／デジタル変換回路
２０４ 同期検波回路
２０５ デジタルフィルタ
２０６ 出力調整回路
３１ 温度モニタ回路
３２ ＥＥＰＲＯＭ
３３ 制御回路

Claims (22)

1. 慣性速度センサ素子とともに用いる慣性速度センサ信号処理回路であって、
   第１のクロックで動作する第１の信号処理回路と、
   前記第１のクロックと同期しない第２のクロックで動作する第２の信号処理回路を備える
   ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
2. 請求項１において、
   前記第１のクロックは、前記慣性速度センサ素子を周波数基準とする第１の発振回路から供給される
   ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
3. 請求項２において、
   前記第２のクロックが供給されるクロック入力端子をさらに備え、
   前記第２の信号処理回路は、前記クロック入力端子に供給された第２のクロックを受ける
   ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
4. 請求項２において、
   前記第２のクロックを供給する第２の発振回路をさらに備え、
   前記第２の信号処理回路は、前記第２の発振回路からの第２のクロックを受ける
   ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の慣性速度センサ信号処理回路と、
   前記慣性速度センサ素子とを備える
   ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
6. 請求項５において、
   前記第２の信号処理回路は、当該慣性速度センサ装置の異常を検知すると、異常検知信号を出力する
   ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
7. 請求項６において、
   前記異常検知信号により制御される異常処理回路をさらに備え、
   前記異常処理回路は、前記第２のクロックで動作する
   ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
8. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記第１および第２の信号処理回路は、同一の半導体装置に内蔵される
   ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
9. 請求項５〜７のいずれか１項において、
   前記第１および第２の信号処理回路は、同一の半導体装置に内蔵される
   ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
10. 請求項１〜４のいずれか１項において、
    前記第１および第２の信号処理回路は、同一のパッケージに内蔵される
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
11. 請求項５〜７のいずれか１項において、
    前記第１および第２の信号処理回路，および前記慣性速度センサ素子は、同一のパッケージに内蔵される
    ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
12. 請求項１において、
    前記慣性速度センサ素子は、駆動電気信号に応じて振動しその振動に対応する振動電気信号を出力するとともに自己に加えられた慣性力に対応する慣性電気信号を出力し、
    前記第１の信号処理回路は、前記慣性速度センサ素子からの振動電気信号に基づいて動作するセンサ信号処理回路であり、
    前記第２の信号処理回路は、前記振動電気信号とは発振源が異なるクロック信号に基づいて動作し、前記センサ信号処理回路の動作状態が正常であるのか異常であるのかを判定して異常検知信号を出力する異常検知回路である
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
13. 請求項１２において、
    前記異常検知回路は、前記クロック信号に基づいて前記センサ信号処理回路の動作状態が異常である期間を計数し、その計数期間が予め定められた異常検知期間に到達すると、前記異常検知信号を出力する
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
14. 請求項１２または請求項１３において、
    前記クロック信号に基づいて動作し、前記異常検知回路からの異常検知信号に応答して前記センサ信号処理回路を制御する制御回路をさらに備える
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
15. 請求項１２，１３，１４のいずれか１項において、
    前記センサ信号処理回路は、前記慣性速度センサ素子からの振動電気信号に基づいて前記駆動電気信号を制御する駆動回路を含む
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
16. 請求項１２，１３，１４，１５のいずれか１項において、
    前記センサ信号処理回路は、前記慣性速度センサ素子からの振動電気信号を基準とする検波用信号を用いて前記慣性電気信号から慣性力成分を検出する慣性力検出回路を含む
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
17. 請求項１６において、
    前記慣性力検出回路は、前記振動電気信号を基準とする動作クロックに同期して前記慣性電気信号をデジタル信号に変換した後、前記振動電気信号を基準とするデジタル検波用信号を用いて前記デジタル信号から前記慣性力成分を抽出する
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
18. 請求項１６において、
    前記慣性力検出回路は、前記振動電気信号を基準とするアナログ検波用信号を用いて前記慣性電気信号から慣性力成分を抽出した後、前記振動電気信号を基準とする動作クロックに同期して前記慣性力成分をデジタル信号に変換する
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
19. 請求項１２〜１８のいずれか１項において、
    前記振動電気信号とは発振源が異なる前記クロック信号を供給する発振回路をさらに備える
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
20. 請求項１２〜１９のいずれか１項において、
    前記センサ信号処理回路および前記異常検知回路は、同一の半導体集積回路または同一のパッケージに内蔵される
    ことを特徴とする慣性速度センサ信号処理回路。
21. 請求項１２〜２０のいずれか１項に記載の慣性速度センサ信号処理回路と、
    前記慣性速度センサ素子とを備える
    ことを特徴とする慣性速度センサ装置。
22. 請求項２１において、
    前記慣性速度センサ素子，前記センサ信号処理回路，前記異常検知回路は、同一の半導体集積回路または同一のパッケージに内蔵される
    ことを特徴とする慣性速度センサ装置。

Images