JP2004109092A

JP2004109092A - オフセット電圧補正装置及びオフセット電圧補正方法

Info

Publication number: JP2004109092A
Application number: JP2002276133A
Authority: JP
Inventors: Nobusato Kadowaki; 門脇　信諭; Minoru Kumahara; 熊原　稔
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2004-04-08

Abstract

【課題】オフセット電圧の補正量データを圧縮した状態でメモリに記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができるオフセット電圧補正装置及びオフセット電圧補正方法を提供する。
【解決手段】温度センサ１１ａによって半導体物理量センサの温度が検出され、検出された検出温度Ｔでの補正用データａ_Ｔが記憶素子１２ａから読み出され、読み出された補正用データａ_Ｔが所定の倍率αで復元され、検出温度Ｔにおけるオフセット電圧の補正量γが算出され、半導体物理量センサの出力電圧から補正量が減算されることによってオフセット電圧の補正が行われる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正を行うオフセット電圧補正装置及びオフセット電圧補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、半導体物理量センサの一例として半導体加速度センサ等が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この半導体加速度センサには、サーボ型、圧電型、静電容量型及びピエゾ抵抗型等があり、特にピエゾ抵抗型の半導体加速度センサは、周囲の温度変化によって出力（オフセット電圧）が変動する。そのため、温度変化が大きい場合には、温度補償する必要がある。そこで、各温度に対する補正量を例えばテーブル化してメモリに保存しておき、温度を検出し、検出された温度に対応する補正量をメモリから読み出して補正する方法が知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１１９５４２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方法では、各温度に対する補正量をそのままデータとしてメモリに記憶しているため、補正量が大きい場合にデータ量が増大し、メモリの容量が大きくなってしまうという問題を有している。そのため、検出することができる温度範囲が狭くなり、限られた温度範囲でしか補正することができない。
【０００５】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、オフセット電圧の補正量データを圧縮した状態でメモリに記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができるオフセット電圧補正装置及びオフセット電圧補正方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るオフセット電圧補正装置は、半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正を行うオフセット電圧補正装置であって、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と前記半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、前記温度特性曲線との距離を所定の倍率で圧縮して補正用データとしてあらかじめ温度に対応付けて記憶する補正用データ記憶手段と、前記半導体物理量センサの温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段によって検出された検出温度での前記補正用データを前記補正用データ記憶手段から読み出す補正用データ読出手段と、前記補正用データ読出手段によって読み出された補正用データを所定の倍率で復元し、前記検出温度におけるオフセット電圧の補正量を算出する補正量算出手段とを備える。
【０００７】
この構成によれば、補正用データ記憶手段に、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する曲線との距離が、各温度における補正用データとして所定の倍率で圧縮してあらかじめ温度に対応付けられて記憶される。そして、温度検出手段によって半導体物理量センサの温度が検出され、補正用データ読出手段によって、検出された検出温度での補正用データが補正用データ記憶手段から読み出される。補正量算出手段によって、読み出された補正用データが所定の倍率で復元され、検出温度におけるオフセット電圧の補正量が算出され、半導体物理量センサの出力電圧から補正量が減算されることによってオフセット電圧の補正が行われる。
【０００８】
このように、オフセット電圧の補正用データを圧縮した状態でメモリに記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができ、この圧縮された補正用データを復元することで、オフセット電圧の補正量を算出し、オフセット電圧の補正を行うことができる。
【０００９】
また、上記のオフセット電圧補正装置において、前記補正量算出手段は、入力元及び／又は出力先を切り換え可能なセレクタと、前記セレクタに入力されるデータ又は前記セレクタから出力されるデータを一時的に記憶するレジスタとを含む。
【００１０】
この構成によれば、入力元及び／又は出力先を切り換え可能なセレクタによって、セレクタに入力されるデータ又は前記セレクタから出力されるデータを一時的に記憶するレジスタと補正用データ記憶手段とが接続され、レジスタの共通化を図ることができ、回路規模を縮小することができる。
【００１１】
また、上記のオフセット電圧補正装置において、前記補正用データ記憶手段は、所定の温度毎に補正用データの差分データを記憶する。
【００１２】
この構成によれば、補正用データ記憶手段は、所定の温度毎に補正用データの差分データを記憶しているため、各温度における補正用データをそれぞれ記憶する必要がなく、補正用データ記憶手段に記憶されるデータ量を削減することができる。
【００１３】
本発明に係るオフセット電圧補正方法は、半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正を行うオフセット電圧補正方法であって、コンピュータが、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と前記半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、前記温度特性曲線との距離を所定の倍率で圧縮して補正用データとして補正用データ記憶手段にあらかじめ温度に対応付けて記憶する補正用データ記憶ステップと、前記コンピュータが、前記半導体物理量センサの温度を検出する温度検出ステップと、前記コンピュータが、前記温度検出ステップにおいて検出された検出温度での前記補正用データを前記補正用データ記憶手段から読み出す補正用データ読出ステップと、前記コンピュータが、前記補正用データ読出ステップにおいて読み出された補正用データを所定の倍率で復元し、前記検出温度におけるオフセット電圧の補正量を算出する補正量算出ステップとを含む。
【００１４】
この構成によれば、補正用データ記憶ステップにおいて、補正用データ記憶手段に、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する曲線との距離が、各温度における補正用データとして所定の倍率で圧縮してあらかじめ温度に対応付けられて記憶される。そして、温度検出ステップにおいて半導体物理量センサの温度が検出され、補正用データ読出ステップにおいて、検出された検出温度での補正用データが補正用データ記憶手段から読み出される。補正量算出ステップにおいて、読み出された補正用データが所定の倍率で復元され、検出温度におけるオフセット電圧の補正量が算出され、半導体物理量センサの出力電圧から補正量が減算されることによってオフセット電圧の補正が行われる。
【００１５】
このように、オフセット電圧の補正用データを圧縮した状態でメモリに記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができ、この圧縮された補正用データを復元することで、オフセット電圧の補正量を算出し、オフセット電圧の補正を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明によるデータの圧縮原理について説明するための図であり、横軸が温度を表し、縦軸がオフセット電圧を表す。図１において、曲線Ｐは、半導体加速度センサのオフセット電圧の温度特性に近似する曲線を表す。この半導体加速度センサのオフセット電圧の温度特性に近似する曲線Ｐは、上限温度における上限オフセット電圧、下限温度における下限オフセット電圧及び基準となる基準温度におけるオフセット電圧を測定し、測定された３点を曲線で結ぶことで得られる。基準温度におけるオフセット電圧値を基準オフセット電圧値βとする。なお、本実施の形態における上限温度は８０度であり、下限温度は−４０度であり、基準温度は２０度である。直線Ｑは、上限温度における上限オフセット電圧値と下限温度における下限オフセット電圧値とを結ぶことによって得られる直線であり、この直線Ｑは関数式ｙ＝ｋｔ＋ｂによって表される。
【００１８】
まず、ある温度Ｔにおけるオフセット電圧の補正量γの算出方法について説明する。温度Ｔでの直線Ｑ上の点ｑから温度Ｔでの曲線Ｐ上の点ｐまでの距離を距離Ａとし、温度Ｔでの直線Ｑのオフセット電圧値をオフセット電圧値Ｙ_Ｔとすると、補正量γは、オフセット電圧値Ｙ_Ｔから距離Ａ及び基準オフセット電圧値βを減算した値となる。すなわち、温度Ｔにおける距離Ａをあらかじめ記憶しておき、所定の演算を行うことによってオフセット電圧の補正量γを算出することができる。ここで、温度Ｔにおける距離Ａをそのまま記憶した場合、メモリの容量が大きくなってしまい、補正可能な温度範囲が狭くなってしまう。そこで、曲線Ｐ上の点ｐと直線Ｑとが直角に交わるように距離Ａを所定の倍率αで圧縮し、曲線Ｐ上の点ｐと直線Ｑとが直角に交わる線分の距離ａを記憶する。そして、距離Ａより短くてデータ量の少ない距離ａを、所定の倍率αで距離Ａに復元する。
【００１９】
このように、距離Ａを所定の倍率αで圧縮した距離ａを温度毎にメモリに記憶することで、メモリの容量を少なくすることができ、補正可能な温度範囲を広くすることができる。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。第１実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ａは、温度センサ１１ａ、記憶素子１２ａ及び復元回路１３を備えて構成される。温度センサ１１ａは、半導体物理量センサの一つである半導体加速度センサの温度を検出する。記憶素子１２ａは、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ　Ｅｒａｓａｂｌｅ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）で実現される。記憶素子１２ａは、所定の設定値と補正用データ（圧縮データ）とを記憶する。記憶素子１２ａに記憶される所定の設定値とは、補正に用いる直線Ｑを表す関数式（ｙ＝ｋｔ＋ｂ）の係数（傾き）ｋ及び定数ｂ、距離ａを距離Ａに復元する所定の倍率α及び基準オフセット電圧βである。また、記憶素子１２ａに記憶される補正用データとは、温度毎における距離Ａを所定の倍率αで圧縮した距離ａである。
【００２０】
復元回路１３は、第１のレジスタ１３１ａ、第２のレジスタ１３１ｂ、第３のレジスタ１３１ｃ、第４のレジスタ１３１ｄ、第５のレジスタ１３１ｅ、第６のレジスタ１３１ｆ、第７のレジスタ１３１ｇ、第８のレジスタ１３１ｈ、第９のレジスタ１３１ｉ、第１の乗算器１３２ａ、第２の乗算器１３２ｂ、第１の加減算器１３３ａ、第２の加減算器１３３ｂ及び第３の加減算器１３３ｃで構成される。
【００２１】
第１のレジスタ１３１ａには、記憶素子１２ａから出力されるデータである係数ｋが入力され、入力された係数ｋが一時的に記憶される。第２のレジスタ１３１ｂには、記憶素子１２ａから出力されるデータである定数ｂが入力され、入力された定数ｂが一時的に記憶される。第３のレジスタ１３１ｃには、記憶素子１２ａから出力されるデータである所定の倍数αが入力され、入力された所定の倍数αが一時的に記憶される。第４のレジスタ１３１ｄには、記憶素子１２ａから出力されるデータである基準オフセット電圧βが入力され、入力された基準オフセット電圧βが一時的に記憶される。
【００２２】
第１の乗算器１３２ａには、温度センサ１１ａから出力される温度Ｔと、第１のレジスタ１３１ａから出力される係数ｋとが入力される。第２の乗算器１３２ｂには、第３のレジスタ１３１ｃから出力される所定の倍率αと、記憶素子１２ａから出力される温度Ｔにおける距離ａ_Ｔとが入力される。
【００２３】
第５のレジスタ１３１ｅには、第１の乗算器１３２ａから出力される値ｋＴが入力され、入力された値ｋＴが一時的に記憶される。第６のレジスタ１３１ｆには、第２の乗算器１３２ｂから出力される値αａ_Ｔが入力され、入力された値αａ_Ｔが一時的に記憶される。
【００２４】
第１の加減算器１３３ａには、第５のレジスタ１３１ｅから出力される値ｋＴと、第２のレジスタ１３１ｂから出力される定数ｂとが入力される。第７のレジスタ１３１ｇには、第１の加減算器１３３ａから出力される値ｋＴ＋ｂが入力され、入力された値ｋＴ＋ｂが一時的に記憶される。
【００２５】
第２の加減算器１３３ｂには、第７のレジスタ１３１ｇから出力される値ｋＴ＋ｂと、第６のレジスタ１３１ｆから出力される値αａ_Ｔが入力される。第８のレジスタ１３１ｈには、第２の加減算器１３３ｂから出力される値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔが入力され、入力された値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔが一時的に記憶される。
【００２６】
第３の加減算器１３３ｃには、第８のレジスタ１３１ｈから出力される値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔと、第４のレジスタ１３１ｄから出力される基準オフセット電圧βとが入力される。第９のレジスタ１３１ｉには、第３の加減算器１３３ｃから出力される値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔ−βが入力され、入力された値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔ−βが一時的に記憶される。
【００２７】
図３は、第１実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ａの動作について説明するための概念図である。まず、半導体加速度センサの温度Ｔが温度センサ１１ａによって検出される（２０１）。第１のレジスタ１３１ａは、記憶素子１２ａから読み出されるデータ（設定値）である係数ｋを一時的に記憶し、第１の乗算器１３２ａに出力する（２０２）。第１の乗算器１３２ａは、温度センサ１１ａから出力される半導体加速度センサの温度Ｔと、第１のレジスタ１３１ａから出力される係数ｋとを乗算し、乗算した値ｋＴを第５のレジスタ１３１ｅに出力する。第５のレジスタ１３１ｅは、第１の乗算器１３２ａから出力された値ｋＴを一時的に記憶し、第１の加減算器１３３ａに出力する（２０３）。
【００２８】
第２のレジスタ１３１ｂは、記憶素子１２ａから読み出されるデータ（設定値）である定数ｂを一時的に記憶し、第１の加減算器１３３ａに出力する（２０４）。第１の加減算器１３３ａは、第５のレジスタ１３１ｅから出力される値ｋＴと、第２のレジスタ１３１ｂから出力される定数ｂとを加算し、加算した値ｋＴ＋ｂを第７のレジスタ１３１ｇに出力する。第７のレジスタ１３１ｇは、第１の加減算器１３３ａから出力された値ｋＴ＋ｂを一時的に記憶し、第２の加減算器１３３ｂに出力する。
【００２９】
温度センサ１１ａにおいて検出された温度Ｔにおける補正用データａ_Ｔが記憶素子１２ａから読み出され、第２の乗算器に出力される（２０６，２０７）。第３のレジスタ１３１ｃは、記憶素子１２ａから読み出されるデータ（設定値）である所定の倍率αを一時的に記憶し、第２の乗算器１３２ｂに出力する（２０８）。第２の乗算器１３２ｂは、第３のレジスタ１３１ｃから出力される所定の倍率αと、記憶素子１２ａから読み出される温度Ｔにおける距離ａ_Ｔとを乗算し、乗算した値αａ_Ｔを第６のレジスタ１３１ｆに出力する。第６のレジスタ１３１ｆは、第２の乗算器１３２ｂから出力された値αａ_Ｔを一時的に記憶し、第２の加減算器１３３ｂに出力する（２０９）。
【００３０】
第２の加減算器１３３ｂは、第７のレジスタ１３１ｇから出力される値ｋＴ＋ｂから、第６のレジスタ１３１ｆから出力される値αａ_Ｔを減算し、減算した値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔを第８のレジスタ１３１ｈに出力する。第８のレジスタ１３１ｈは、第２の加減算器１３３ｂから出力された値（ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔを一時的に記憶し、第３の加減算器１３３ｃに出力する（２１０）。
【００３１】
第４のレジスタ１３１ｄは、記憶素子１２ａから読み出されるデータ（設定値）である基準オフセット電圧βを一時的に記憶し、第３の加減算器１３３ｃに出力する（２１１）。第３の加減算器１３３ｃは、第８のレジスタ１３１ｈから出力される値ｋＴ＋ｂ）−αａ_Ｔから、第４のレジスタ１３１ｄから出力される基準オフセット電圧βを減算し、減算した値｛ｋＴ＋ｂ｝−αａ_Ｔ｝−βを第９のレジスタ１３１ｉに出力する（２１２）。第９のレジスタ１３１ｉは、第３の加減算器１３３ｃから出力された値｛ｋＴ＋ｂ｝−αａ_Ｔ｝−βを一時的に記憶し、半導体加速度センサに出力する。この値｛ｋＴ＋ｂ｝−αａ_Ｔ｝−βがオフセット電圧の補正量γとなる（２１３）。
【００３２】
このように、記憶素子１２ａに、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と、半導体加速度センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線Ｑとの交点を結ぶ直線Ｐと、半導体加速度センサのオフセット電圧の温度特性に近似する曲線Ｑとの距離が、各温度ｔにおける補正用データａ_ｔとして所定の倍率αで圧縮してあらかじめ記憶される。そして、温度センサ１１ａによって、半導体物理量センサの温度Ｔが検出され、検出された検出温度Ｔでの補正用データａ_Ｔが記憶素子１２ａから読み出される。読み出された補正用データａ_Ｔが所定の倍率αで復元され、検出温度Ｔにおけるオフセット電圧の補正量γが算出され、半導体物理量センサの出力電圧から補正量γが減算されることによってオフセット電圧の補正が行われる。
【００３３】
したがって、オフセット電圧の補正用データを圧縮した状態で記憶素子１２ａ（メモリ）に記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができ、この圧縮された補正用データを復元することで、オフセット電圧の補正量を算出し、オフセット電圧の補正を行うことができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。補正に用いる直線Ｑを表す関数式の定数ｂと、基準オフセット電圧βとは、記憶素子にデータを記憶する時点で判明している値である。そこで、第２実施形態では、あらかじめ定数ｂから基準オフセット電圧βを減算した値を記憶素子に格納しておく。
【００３４】
図４は、本発明の第２実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。第２実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｂは、温度センサ１１ｂ、記憶素子１２ｂ及び復元回路１４を備えて構成される。なお、温度センサ１１ｂは、第１実施形態の温度センサ１１ａと同一の構成であるので説明を省略する。
【００３５】
記憶素子１２ｂは、所定の設定値と補正用データ（圧縮データ）を記憶する。記憶素子１２ｂに記憶される所定の設定値とは、補正に用いる直線Ｑを表す関数式（ｙ＝ｋｔ＋ｂ）の係数（傾き）ｋ、補正に用いる直線Ｑを表す関数式（ｙ＝ｋｔ＋ｂ）の定数ｂから基準オフセット電圧βを減算した値（ｂ−β）及び距離ａを距離Ａに復元するための所定の倍率αである。また、記憶素子１２ａに記憶される補正用データとは、各温度ｔにおける距離Ａを所定の倍率αで圧縮した距離ａ_Ｔである。
【００３６】
復元回路１４は、第１のレジスタ１４１ａ、第２のレジスタ１４１ｂ、第３のレジスタ１４１ｃ、第４のレジスタ１４１ｄ、第５のレジスタ１４１ｅ、第６のレジスタ１４１ｆ、第７のレジスタ１４１ｇ、第１の乗算器１４２ａ、第２の乗算器１４２ｂ、第１の加減算器１４３ａ及び第２の加減算器１４３ｂで構成される。
【００３７】
第１のレジスタ１４１ａには、記憶素子１２ｂから出力されるデータである係数ｋが入力され、入力された係数ｋが一時的に記憶される。第２のレジスタ１４１ｂには、記憶素子１２ｂから出力されるデータである値ｂ−βが入力され、入力された値ｂ−βが一時的に記憶される。第３のレジスタ１４１ｃには、記憶素子１２ｂから出力されるデータである所定の倍数αが入力され、入力された所定の倍数αが一時的に記憶される。
【００３８】
第１の乗算器１４２ａには、温度センサ１１ｂから出力される温度Ｔと、第１のレジスタ１４１ａから出力される係数ｋとが入力される。第２の乗算器１４２ｂには、第３のレジスタ１４１ｃから出力される所定の倍率αと、記憶素子１２ｂから出力される温度Ｔにおける距離ａ_Ｔとが入力される。
【００３９】
第４のレジスタ１４１ｄには、第１の乗算器１４２ａから出力される値ｋＴが入力され、入力された値ｋＴが一時的に記憶される。第５のレジスタ１４１ｅには、第２の乗算器１４２ｂから出力される値αａ_Ｔが入力され、入力された値αａ_Ｔが一時的に記憶される。
【００４０】
第１の加減算器１４３ａには、第４のレジスタ１４１ｄから出力される値ｋＴと、第２のレジスタ１４１ｂから出力される値ｂ−βとが入力される。第６のレジスタ１４１ｆには、第１の加減算器１４３ａから出力される値ｋＴ＋（ｂ−β）が入力され、入力された値ｋＴ＋（ｂ−β）が一時的に記憶される。
【００４１】
第２の加減算器１４３ｂには、第６のレジスタ１４１ｆから出力される値ｋＴ＋（ｂ−β）と、第５のレジスタ１４１ｅから出力される値αａ_Ｔが入力される。第７のレジスタ１４１ｇには、第２の加減算器１４３ｂから出力される値ｋＴ＋（ｂ−β）−αａ_Ｔが入力され、入力された値ｋＴ＋（ｂ−β）−αａ_Ｔが一時的に記憶される。
【００４２】
図５は、第２実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｂの動作について説明するための概念図である。まず、半導体加速度センサの温度Ｔが温度センサ１１ｂによって検出される（３０１）。第１のレジスタ１４１ａは、記憶素子１２ｂから読み出されるデータである係数ｋを一時的に記憶し、第１の乗算器１４２ａに出力する（３０２）。第１の乗算器１４２ａは、温度センサ１１ｂから出力される半導体加速度センサの温度Ｔと、第１のレジスタ１４１ａから出力される係数ｋとを乗算し、乗算した値ｋＴを第４のレジスタ１４１ｄに出力する。第４のレジスタ１４１ｄは、第１の乗算器１４２ａから出力された値ｋＴを一時的に記憶し、第１の加減算器１４３ａに出力する（３０３）。
【００４３】
第３のレジスタ１４１ｃは、記憶素子１２ｂから読み出されるデータである所定の倍率αを一時的に記憶し、第２の乗算器１４２ｂに出力する（３０４，３０５）。第２の乗算器１４２ｂは、第３のレジスタ１４１ｃから出力される所定の倍率αと、記憶素子１２ｂから出力される温度Ｔにおける距離ａ_Ｔとを乗算し、乗算した値αａ_Ｔを第５のレジスタ１４１ｅに出力する（３０６）。第５のレジスタ１４１ｅは、第２の乗算器１４２ｂから出力された値αａ_Ｔを一時的に記憶し、第２の加減算器１４３ｂに出力する（３０７）。
【００４４】
第２のレジスタ１４１ｂは、記憶素子１２ｂから読み出されるデータである値（ｂ−β）を一時的に記憶し、第１の加減算器１４３ａに出力する（３０８）。第１の加減算器１４３ａは、第４のレジスタ１４１ｄから出力される値ｋＴと、第２のレジスタ１４１ｂから出力される値（ｂ−β）とを加算し、加算した値ｋＴ＋（ｂ−β）を第６のレジスタ１４１ｆに出力する。第６のレジスタ１４１ｆは、第１の加減算器１４３ａから出力された値ｋＴ＋（ｂ−β）を一時的に記憶し、第２の加減算器１４３ｂに出力する（３０９）。
【００４５】
第２の加減算器１４３ｂは、第６のレジスタ１４１ｆから出力される値ｋＴ＋（ｂ−β）から、第５のレジスタ１４１ｅから出力される値αａ_Ｔを減算し、減算した値｛ｋＴ＋（ｂ−β）｝−αａ_Ｔを第７のレジスタ１４１ｇに出力する（３１０）。第７のレジスタ１４１ｇは、第２の加減算器１４３ｂから出力された値｛ｋＴ＋（ｂ−β）｝−αａ_Ｔを一時的に記憶し、半導体加速度センサに出力する。この値｛ｋＴ＋（ｂ−β）｝−αａ_Ｔがオフセット電圧の補正量γとなる（３１１）。
【００４６】
このように、第２実施形態では、補正に用いる直線Ｑを表す関数式（ｙ＝ｋＴ＋ｂ）の定数ｂから基準オフセット電圧βを減算した値（ｂ−β）をあらかじめ記憶素子に記憶しておくことによって、第１実施形態と比較して、レジスタを２つ、加減算器を１つ削減することができ、回路構成を縮小することができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、第２実施形態のオフセット電圧補正装置にコントローラをさらに設け、必要なタイミングに応じて記憶素子にアクセスし、連続的にデータを読み出す。さらに、復元回路にセレクタを設け、レジスタの共通化を実現し、回路構成を小型化する。
【００４７】
図６は、本発明の第３実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。第３実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｃは、温度センサ１１ｃ、記憶素子１２ｃ、コントローラ２０及び復元回路１５を備えて構成される。なお、温度センサ１１ｃ及び記憶素子１２ｃは、第２実施形態の温度センサ１１ｂ及び記憶素子１２ｂと同一の構成であるので説明を省略する。
【００４８】
コントローラ２０は、記憶素子１２ｃからデータを読み出すタイミングを制御し、データを連続的に読み出す。
【００４９】
復元回路１５は、第１のレジスタ１５１ａ、第２のレジスタ１５１ｂ、第１の乗算器１５２ａ、第２の乗算器１５２ｂ、加減算器１５３、第１のセレクタ１５４ａ、第２のセレクタ１５４ｂ及び第３のセレクタ１５４ｃで構成される。
【００５０】
第１の乗算器１５２ａには、温度センサ１１ｃから出力される温度Ｔと、記憶素子１２ｃから出力される係数ｋとが入力される。第１のレジスタ１５１ａには、第１の乗算器１５２ａから出力される値ｋＴが入力され、入力された値ｋＴが一時的に記憶される。第３のセレクタ１５４ｃには、第１のレジスタ１５１ａから出力される値ｋＴと、記憶素子１２ｃから出力される値ｂ−βとが入力される。
【００５１】
第２の乗算器１５２ｂには、記憶素子１２ｃから出力される所定の倍率αと、第２のセレクタ１５４ｂから出力される温度Ｔにおける距離ａ_Ｔとが入力される。
【００５２】
第１のセレクタ１５４ａには、記憶素子１２ｃから出力される温度Ｔにおける補正用データａ_Ｔと、第２の乗算器１５２ｂから出力される値αａ_Ｔと、加減算器１５３から出力される値（ｂ−β）−αａ_Ｔとが入力される。第２のレジスタ１５１ｂには、第１のセレクタ１５４ａから出力される温度Ｔにおける補正用データａ_Ｔ、値（ｂ−β）−αａ_Ｔ及び値αａ_Ｔが入力される。第２のセレクタ１５４ｂには、第２のレジスタ１５１ｂから出力される温度Ｔにおける補正用データａ_Ｔ、値（ｂ−β）−αａ_Ｔ及び値αａ_Ｔが入力される。
【００５３】
図７は、第３実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｃの動作について説明するための概念図である。まず、半導体加速度センサの温度Ｔが温度センサ１１ｃによって検出される（４０１）。コントローラ２０は、記憶素子１２ｃから温度Ｔにおける補正用データａ_Ｔを読み出すとともに、第１のセレクタ１５４ａは、記憶素子１２ｃと第２のレジスタ１５１ｂとを接続し、補正用データａ_Ｔが第２のレジスタ１５１ｂに一時的に記憶される（４０２，４０３）。
【００５４】
第２のセレクタ１５４ｂは、第２のレジスタ１５１ｂと第２の乗算器１５２ｂとを接続し、第２のレジスタ１５１ｂから出力される補正用データａ_Ｔを第２の乗算器１５２ｂに出力する。コントローラ２０は、記憶素子１２ａから所定の倍数αを読み出し、第２の乗算器１５２ｂに出力する（４０４）。第２の乗算器１５２ｂは、第２のレジスタ１５１ｂから出力される距離ａ_Ｔと、記憶素子１２ｃから読み出される所定の倍率αとを乗算する。第１のセレクタ１５４ａにより、第２の乗算器１５２ｂと第２のレジスタ１５１ｂとが接続され、第２のレジスタ１５１ｂは、第２の乗算器１５２ｂで乗算した値αａ_Ｔを一時的に記憶する（４０５）。
【００５５】
コントローラ２０は、記憶素子１２ｃから係数ｋを読み出し、第１の乗算器１５２ａに出力する（４０６）。第１の乗算器１５２ａは、温度センサ１１ｃから出力される半導体加速度センサの温度Ｔと、記憶素子１２ｃから読み出される係数ｋとを乗算し、乗算した値ｋＴを第１のレジスタ１５１ａに出力する。第１のレジスタ１５１ａは、第１の乗算器１５２ａから出力された値ｋＴを一時的に記憶する（４０７）。
【００５６】
第２のセレクタ１５４ｂは、第２のレジスタ１５１ｂと加減算器１５３とを接続し、第２のレジスタ１５１ｂに記憶されている値αａ_Ｔを加減算器１５３に出力する。また、コントローラ２０は、記憶素子１２ｃから値ｂ−β（図中ではｂ−β＝ｈとしている。）を読み出し、第３のセレクタ１５４ｃに出力する（４０８）。第３のセレクタ１５４ｃは、記憶素子１２ｃと加減算器１５３とを接続し、記憶素子１２ｃから読み出される値ｂ−βを加減算器１５３に出力する。加減算器１５３は、値ｂ−βから値αａ_Ｔを減算し、第１のセレクタ１５４ａは、加減算器１５３と第２のレジスタ１５１ｂとを接続し、減算した値（ｂ−β）−αａ_Ｔを第２のレジスタ１５１ｂに一時的に記憶する（４０９）。
【００５７】
そして、第２のセレクタ１５４ｂは、第２のレジスタ１５１ｂと加減算器１５３とを接続し、第２のレジスタ１５１ｂに記憶されている値（ｂ−β）−αａ_Ｔを加減算器１５３に出力する。第３のセレクタ１５４ｃは、第１のレジスタ１５１ａと加減算器１５３とを接続し、第１のレジスタ１５１ａに記憶されている値ｋＴを加減算器１５３に出力する。加減算器１５３は、値ｋＴと値（ｂ−β）−αａ_Ｔとを加算し、加算した値ｋＴ＋｛（ｂ−β）−αａ_Ｔ｝を半導体加速度センサに出力する（４１０）。この値ｋＴ＋｛（ｂ−β）−αａ_Ｔ｝がオフセット電圧の補正量γとなる（４１１）。
【００５８】
図８は、第３実施形態のオフセット電圧補正装置１ｃのタイミングチャートを示す図である。なお、本実施の形態における半導体加速度センサは、１つの検出素子で３軸の加速度成分を検出する。そのため、３軸それぞれのオフセット電圧を補正する必要がある。図８に示すタイミングチャートは、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に対応するオフセット電圧を補正する補正量を算出するためのタイミングを表している。
【００５９】
このように、記憶素子１２ｃを制御するコントローラ２０を備えることによって、記憶素子１２ｃから読み出されるデータをレジスタに一時的に記憶することなく、記憶素子１２ｃから連続的にデータを読み出すことができ、レジスタが不要となるため、回路構成を簡略化することができる。また、入力元及び／又は出力先を切り換え可能なセレクタ１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃを用いることによって、レジスタを共通化することができる。
【００６０】
したがって、コントローラ２０とセレクタ１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃを用いることによって、第２実施形態のオフセット電圧補正装置１ｂと比較して、レジスタを５つ、加減算器を１つ削減することができ、回路構成を簡略化することができる。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、記憶素子に記憶されるデータが第３の実施形態とは異なる。つまり、記憶素子は、所定の温度毎の補正用データを記憶しており、補正用データは前の温度の補正用データの差分のみを記憶する。
【００６１】
図９は、本発明の第４実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。第４実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｄは、温度センサ１１ｄ、記憶素子１２ｄ、コントローラ２０及び復元回路１６を備えて構成される。なお、温度センサ１１ｄ及びコントローラ２０は、第３実施形態の温度センサ１１ｃ及びコントローラ２０と同一の構成であるので説明を省略する。
【００６２】
記憶素子１２ｄは、所定の温度毎の補正用データとして、前の温度の差分のみを記憶している。なお、本実施形態では、所定の温度は０．５度であり、０．５度毎に前の温度の差分のみを補正用データとして記憶している。
【００６３】
復元回路１６は、第１のレジスタ１６１ａ、第２のレジスタ１６１ｂ、第１の乗算器１６２ａ、第２の乗算器１６２ｂ、加減算器１６３、第１のセレクタ１６４ａ、第２のセレクタ１６４ｂ、第３のセレクタ１６４ｃ及び加算器１６５で構成される。
【００６４】
第１の乗算器１６２ａには、温度センサ１１ｄから出力される温度Ｔと、記憶素子１２ｄから出力される係数ｋとが入力される。第１のレジスタ１６１ａには、第１の乗算器１６２ａから出力される値ｋＴが入力され、入力された値ｋＴが一時的に記憶される。第３のセレクタ１６４ｃには、第１のレジスタ１６１ａから出力される値ｋＴと、記憶素子１２ｄから出力される値ｂ−βとが入力される。第２の乗算器１６２ｂには、記憶素子１２ｄから出力される所定の倍率αと、第２のセレクタ１６４ｂから出力される温度ｔにおける距離ａ_ｔとが入力される。
【００６５】
加算器１６５には、記憶素子１２ｄから出力される温度ｔにおける距離ａ_ｔと、第２のセレクタ１６４ｂから出力される値Σａ_ｔとが入力される。第１のセレクタ１６４ａには、記憶素子１２ｄから出力される温度ｔにおける補正用データａ_ｔと、第２の乗算器１６２ｂから出力される値αΣａ_ｔと、加減算器１６３から出力される値（ｂ−β）−αΣａ_ｔとが入力される。第２のレジスタ１６１ｂには、第１のセレクタ１６４ａから出力される温度ｔにおける補正用データａ_ｔ、値（ｂ−β）−αΣａ_ｔ及び値αΣａ_ｔが入力される。第２のセレクタ１６４ｂには、第２のレジスタ１６１ｂから出力される温度ｔにおける補正用データａ_ｔ、値（ｂ−β）−αΣａ_ｔ及び値αΣａ_ｔが入力される。
【００６６】
図１０は、第４実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｄの動作について説明するための概念図である。まず、半導体加速度センサの温度Ｔが温度センサ１１ｄによって検出される（５０１）。コントローラ２０は、記憶素子１２ｄから温度ｔにおける補正用データａ_ｔを呼び出し、加算器１６５に出力する（５０２）。ここで、加算器１６５は、加算するデータがないため、入力された補正用データａ_ｔが出力される。第１のセレクタ１６４ａにより、加算器１６５と第２のレジスタ１６１ｂとが接続され、補正用データａ_ｔが第２のレジスタ１６１ｂに一時的に記憶される（５０３）。そして、第２のセレクタ１６４ｂにより、第２のレジスタ１６１ｂと加算器１６５とが接続される。コントローラ２０は、記憶素子１２ｄから温度ｔ＋１における補正用データａ_ｔ＋１を呼び出し、加算器１６５に出力する（５０２）。加算器１６５は、第２のレジスタ１６１ｂから出力される補正用データａ_ｔと、記憶素子１２ｄから出力される補正用データａ_ｔ＋１とを加算し、加算した値を第２のレジスタ１６１ｂに記憶する（５０３）。以上の処理を、ｔ＝Ｔとなるまで繰り返し、Σａ_ｔが温度Ｔにおける補正用データΣａ_Ｔになると（５０４でＹＥＳ）、第２のセレクタ１６４ｂは、第２のレジスタ１６１ｂと、第２の乗算器１６２ｂとを接続し、補正用データΣａ_Ｔが第２の乗算器１６２ｂに出力される。
【００６７】
コントローラ２０は、記憶素子１２ｄから所定の倍率αを呼び出し、第２の乗算器１６２ｂに出力する（５０５）。第２の乗算器１６２ｂは、第２のレジスタ１６１ｂから出力される補正用データΣａ_Ｔと、記憶素子１２ｃから出力される所定の倍率αとを乗算する。第１のセレクタ１６４ａは、第２の乗算器１６２ｂと第２のレジスタ１６１ｂとを接続し、第２のレジスタ１６１ｂは、第２の乗算器１６２ｂで乗算した値αΣａ_Ｔを一時的に記憶する（５０６）。
【００６８】
コントローラ２０は、記憶素子１２ｄから係数ｋを呼び出し、第１の乗算器１６２ａに出力する（５０７）。第１の乗算器１５２ａは、温度センサ１１ｃから出力される半導体加速度センサの温度Ｔと、記憶素子１２ｄから出力される係数ｋとを乗算し、乗算した値ｋＴを第１のレジスタ１６１ａに出力する。第１のレジスタ１６１ａは、第１の乗算器１６２ａから出力された値ｋＴを一時的に記憶する（５０８）。
【００６９】
第２のセレクタ１６４ｂは、第２のレジスタ１６１ｂと加減算器１６３とを接続し、第２のレジスタ１６１ｂに記憶されている値αΣａ_Ｔを加減算器１６３に出力する。また、コントローラ２０は、記憶素子１２ｄから定数ｂ−βを読み出し、第３のセレクタ１６４ｃに出力する（５０９）。第３のセレクタ１６４ｃは、記憶素子１２ｄと加減算器１６３とを接続し、記憶素子１２ｄに記憶されている値ｂ−βを加減算器１６３に出力する。加減算器１６３は、値ｂ−βから値αａ_Ｔを減算し、第１のセレクタ１６４ａは、加減算器１６３と第２のレジスタ１６１ｂとを接続し、減算した値（ｂ−β）−αａ_Ｔを第２のレジスタ１６１ｂに一時的に記憶する（５１０）。
【００７０】
そして、第２のセレクタ１６４ｂは、第２のレジスタ１６１ｂと加減算器１６３とを接続し、第２のレジスタ１６１ｂに記憶されている値（ｂ−β）−αａ_Ｔを加減算器１６３に出力する。第３のセレクタ１６４ｃは、第１のレジスタ１６１ａと加減算器１６３とを接続し、第１のレジスタ１６１ａに記憶されている値ｋＴを加減算器１６３に出力する。加減算器１６３は、値ｋＴと値（ｂ−β）−αａ_Ｔとを加算し、加算した値ｋＴ＋｛（ｂ−β）−αａ_Ｔ｝を半導体加速度センサに出力する（５１１）。この値ｋＴ＋｛（ｂ−β）−αａ_Ｔ｝がオフセット電圧の補正量γとなる（５１２）。
【００７１】
このように、第４実施形態では、第３実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｃに、加算器１６５が付加されているが、記憶素子１２ｄは、前の温度における補正用データとの差分のみを所定の温度毎に記憶しているため、記憶素子１２ｄに記憶するデータ量を削減することができる。特に、限られたメモリ容量に対して、補正可能な温度範囲を広くすることができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、加速度を検出するセンサである半導体加速度センサのオフセット電圧に対する温度補正について説明したが、本発明は特にこれに限定されず、例えば、圧力、位置、角度及び荷重等の他の物理量を検出する半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正に用いてもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るオフセット電圧補正装置によれば、オフセット電圧の補正用データを圧縮した状態でメモリに記憶することで、メモリに記憶するデータ量を少なくすることができ、この圧縮された補正用データを復元することで、オフセット電圧の補正量を算出し、オフセット電圧の補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるデータの圧縮原理について説明するための図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ａの動作について説明するための概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。
【図５】第２実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｂの動作について説明するための概念図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。
【図７】第３実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｃの動作について説明するための概念図である。
【図８】第３実施形態のオフセット電圧補正装置１ｃのタイミングチャートを示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るオフセット電圧補正装置の一例を示すブロック図である。
【図１０】第４実施形態におけるオフセット電圧補正装置１ｄの動作について説明するための概念図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ　オフセット電圧補正装置
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ　温度センサ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ　記憶素子
１３，１４，１５，１６　復元回路
２０　コントローラ
１３１ａ，１４１ａ，１５１ａ，１６１ａ　第１のレジスタ
１３１ｂ，１４１ｂ，１５１ｂ，１６１ｂ　第２のレジスタ
１３１ｃ，１４１ｃ　第３のレジスタ
１３１ｄ，１４１ｄ　第４のレジスタ
１３１ｅ，１４１ｅ　第５のレジスタ
１３１ｆ，１４１ｆ　第６のレジスタ
１３１ｇ，１４１ｇ　第７のレジスタ
１３１ｈ　第８のレジスタ
１３１ｉ　第９のレジスタ
１３２ａ，１４２ａ，１５２ａ，１６２ａ　第１の乗算器
１３２ｂ，１４２ｂ，１５２ｂ，１６２ｂ　第２の乗算器
１３３ａ，１４３ａ　第１の加減算器
１３３ｂ，１４３ｂ　第２の加減算器
１３３ｃ　第３の加減算器
１５３，１６３　加減算器
１５４ａ，１６４ａ　第１のセレクタ
１５４ｂ，１６４ｂ　第２のセレクタ
１５４ｃ，１６４ｃ　第３のセレクタ
１６５　加算器

Claims

半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正を行うオフセット電圧補正装置であって、
あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と前記半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、前記温度特性曲線との距離を所定の倍率で圧縮して補正用データとしてあらかじめ温度に対応付けて記憶する補正用データ記憶手段と、
前記半導体物理量センサの温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段によって検出された検出温度での前記補正用データを前記補正用データ記憶手段から読み出す補正用データ読出手段と、
前記補正用データ読出手段によって読み出された補正用データを所定の倍率で復元し、前記検出温度におけるオフセット電圧の補正量を算出する補正量算出手段とを備えることを特徴とするオフセット電圧補正装置。
前記補正量算出手段は、入力元及び／又は出力先を切り換え可能なセレクタと、
前記セレクタに入力されるデータ又は前記セレクタから出力されるデータを一時的に記憶するレジスタとを含むことを特徴とする請求項１記載のオフセット電圧補正装置。
前記補正用データ記憶手段は、所定の温度毎に補正用データの差分データを記憶することを特徴とする請求項１又は２記載のオフセット電圧補正装置。
半導体物理量センサのオフセット電圧に対する温度補正を行うオフセット電圧補正方法であって、
コンピュータが、あらかじめ設定される上限温度における上限オフセット電圧及び下限温度における下限オフセット電圧と前記半導体物理量センサのオフセット電圧の温度特性に近似する温度特性曲線との交点を結ぶ直線と、前記温度特性曲線との距離を所定の倍率で圧縮して補正用データとして補正用データ記憶手段にあらかじめ温度に対応付けて記憶する補正用データ記憶ステップと、
前記コンピュータが、前記半導体物理量センサの温度を検出する温度検出ステップと、
前記コンピュータが、前記温度検出ステップにおいて検出された検出温度での前記補正用データを前記補正用データ記憶手段から読み出す補正用データ読出ステップと、
前記コンピュータが、前記補正用データ読出ステップにおいて読み出された補正用データを所定の倍率で復元し、前記検出温度におけるオフセット電圧の補正量を算出する補正量算出ステップとを含むことを特徴とするオフセット電圧補正方法。