特許ウォッチ

公開番号2025033186
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023138730
出願日2023-08-29
発明の名称回路装置および物理量センサー
出願人セイコーエプソン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H03H 17/04 20060101AFI20250306BHJP(基本電子回路)
要約【課題】クロック信号の周波数が異なると、物理量センサーの特性がばらついてしまう。
【解決手段】センサー素子から出力された信号をA/D変換するA/D変換回路と、前記A/D変換回路から出力されたデジタル信号に対してデジタルフィルター処理を行う信号処理回路と、前記デジタルフィルター処理のサンプリング周波数に対応する個別データを記憶する記憶回路と、前記個別データに基づいて前記デジタルフィルター処理の特性を決定する特性決定部と、を備える回路装置を構成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
センサー素子から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に対してデジタルフィルター処理を行う信号処理回路と、
前記デジタルフィルター処理のサンプリング周波数に対応する個別データを記憶する記憶回路と、
前記個別データに基づいて前記デジタルフィルター処理の特性を決定する特性決定部と、
を備える回路装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記デジタルフィルター処理は、フィルター係数ｋを用いたＩＩＲフィルターを含み、
前記特性決定部は、前記フィルター係数ｋを前記サンプリング周波数の１次式によって決定する、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記記憶回路は、前記サンプリング周波数によらず前記ＩＩＲフィルターの特性を一定にする前記フィルター係数ｋを計算するための計算式ｋ＝ａ×（前記サンプリング周波数）＋ｂにおける前記ａおよび前記ｂを前記ＩＩＲフィルターの設定ごとに記憶し、
前記特性決定部は、前記ＩＩＲフィルターの設定に対応した前記ａおよび前記ｂと、前記個別データとしての前記サンプリング周波数と、を取得し、取得した前記ａ、前記ｂおよび前記サンプリング周波数に基づいて、前記計算式に基づいて前記フィルター係数ｋを決定する、
請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記個別データを読み出し可能に構成されたインターフェイス回路をさらに備える、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項５】
前記信号処理回路は、第２デジタルフィルター処理を行い、
前記第２デジタルフィルター処理のフィルター係数を前記記憶回路に書き込み可能に構成されたインターフェイス回路を含む、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項６】
前記第２デジタルフィルター処理は、ＩＩＲフィルターによって行われる、
請求項５に記載の回路装置。
【請求項７】
センサー素子と、
前記センサー素子から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、
前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に対してデジタルフィルター処理を行う信号処理回路と、
前記デジタルフィルター処理のサンプリング周波数に対応する個別データを記憶する記憶回路と、
前記個別データに基づいて前記デジタルフィルター処理の特性を決定する特性決定部と、
を備える物理量センサー。
【請求項８】
前記センサー素子を駆動する駆動回路をさらに備え、
前記センサー素子から出力された信号は、前記センサー素子によって検出された角速度に対応する信号である、
請求項７に記載の物理量センサー。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路装置および物理量センサーに関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、物理量センサーの内部で用いられる異なる信号間での干渉を防止するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、駆動信号によってセンサー素子を駆動し、ＰＬＬ動作によりクロック信号を生成して回路を動作させる物理量センサーにおいて、センサー素子の駆動信号の周波数をｆｄｒとし、クロック信号の周波数をｆｃｋとした場合に、ｊ×ｆｄｒ≠ｆｃｋ／ｉ（ｉ，ｊは１以上の整数）とする構成が開示されている。この構成により、個体差のあるセンサー素子を用いた物理量センサーにおいて、駆動回路の駆動周波数と、内蔵発振回路の発振周波数が干渉しないようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１６３０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術においては、個々のセンサー素子に合わせて駆動信号の周波数が決定され、当該駆動信号の周波数に合わせてクロック信号の周波数が決定されるため、クロック信号の周波数もセンサー素子の個体差に依存して決定される。このため、センサー素子毎にクロック信号の周波数が異なり得る。クロック信号の周波数は、例えば、Ａ／Ｄ変換のサンプリング周波数などのデジタル処理の周波数に影響を与える。デジタル処理の周波数は、各種のデジタル処理の特性に影響を与え得るため、クロック信号の周波数が異なれば、物理量センサーの特性がばらついてしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
回路装置は、センサー素子から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に対してデジタルフィルター処理を行う信号処理回路と、前記デジタルフィルター処理のサンプリング周波数に対応する個別データを記憶する記憶回路と、前記個別データに基づいて前記デジタルフィルター処理の特性を決定する特性決定部と、を備える。
【０００６】
物理量センサーは、センサー素子と、前記センサー素子から出力された信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路と、前記Ａ／Ｄ変換回路から出力されたデジタル信号に対してデジタルフィルター処理を行う信号処理回路と、前記デジタルフィルター処理のサンプリング周波数に対応する個別データを記憶する記憶回路と、前記個別データに基づいて前記デジタルフィルター処理の特性を決定する特性決定部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態にかかる物理量センサーの機能ブロック図。
次数とカットオフ周波数との組合せに対応付けられた１次係数および０次係数を示す図。
ＤＳＰの構成を示すブロック図。
フィルターの構成例を示す図。
ＩＩＲフィルターの構成例を示す図。
ＩＩＲフィルターのゲインを例示する図。
サンプリング周波数とフィルター係数との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。以下では、物理量として角速度を検出する物理量センサー（角速度センサー）を例にとり説明する。
【０００９】
１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の物理量センサーの機能ブロック図である。第１実施形態の物理量センサー１は、センサー素子２と回路装置３とを含む。本実施形態においてセンサー素子２は、角速度センサーである。角速度センサーは、公知の種々の構成によって実現可能である。例えば、振動腕に作用するコリオリの力に基づいた振動を示す信号を出力する素子等によってセンサー素子２を構成可能である。むろん、センサーの形状も限定されず、ダブルＴ型、音叉型、Ｈ型など、種々の形状のセンサーを用いることができる。
【００１０】
センサー素子２は、駆動回路２０から駆動信号ＤＲＶが入力される入力端子と、駆動回路２０へフィードバック信号ＤＩを出力する出力端子とを備えている。本実施形態において、入力端子はパッドＤＳに対して電気的に接続される。また、出力端子はパッドＤＧに対して電気的に接続される。センサー素子２は、検出信号を出力する検出信号出力端子を２個備えており、それぞれの検出信号出力端子は、パッドＳ１，Ｓ２に対して電気的に接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許