JP2015102406A - 検出装置、センサー、電子機器及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検出装置20は、物理量トランスデューサー12からの信号に基づいて物理量の検出処理を行って、物理量の検出データPIを出力する検出回路60と、検出データPIに対して補正処理を行って、補正処理後のデータを出力データPQとして出力する補正部120を含む。補正部120は、出力データPQを積分処理した場合に生じる積分誤差を低減する補正処理を、mビットの検出データPIに対して行って、nビット(n、mはn<mとなる自然数)の出力データPQを出力する。
【選択図】図1
Description
図1に本実施形態の検出装置20の構成例を示す。検出装置20は検出回路60と補正部120を有する。
図3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3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。例えば以下では、物理量トランスデューサーが圧電型の振動子(振動ジャイロ)であり、センサーがジャイロセンサーである場合を例にとり説明するが、本発明はこれに限定されない。例えばシリコン基板などから形成された静電容量検出方式の振動子(振動ジャイロ)や、角速度情報と等価な物理量や角速度情報以外の物理量を検出するセンサー(加速度センサー)などの種々の物理量トランスデューサーに本発明は適用可能である。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4に補正部120の詳細な構成例を示す。なお補正部120は図4の構成には限定されず、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。
上式(1)は1次のデルタシグマ変調の伝達関数に相当するものであり、量子化誤差(Q1+Q2)を伝達特性(1−Z−1)により高周波帯域に押しやっている。そして24ビットという高分解能で誤差の積分処理を行いながら、16ビットという低分解能で出力データPQを出力できるようになる。従って、外部の処理部520が、低分解能の16ビットの出力データPQ(角速度)の積分処理を行った場合に、その積分結果値(角度)の積分誤差については16ビットよりも高分解能になるため、積分誤差を低減できるようになる。
図7は、検出装置20と処理部520のインターフェース部分についての説明図である。本実施形態では出力データPQの出力モードとして、第1のモードと第2のモードを用意している。そして第1のモードでは、補正処理後のデータPCを、出力データPQとして出力する。一方、第2のモードでは、補正処理が行われていない検出データPIを、出力データPQとして出力する。
次に本実施形態の種々の変形例について説明する。図8(A)は補正部120の第1の変形例を示す図である。
上式(2)は2次のデルタシグマ変調の伝達関数に相当するものであり、量子化誤差(Q1+Q2)を伝達特性(1−Z−1)2により高周波帯域に押しやっている。
図10に本実施形態の検出装置20の詳細な構成例を示す。図10の検出装置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と、デジタル処理部110を含む。
30 駆動回路、32 増幅回路、40 ゲイン制御回路、50 駆動信号出力回路、
52 同期信号出力回路、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 デジタル処理部、120 補正部、
122 減算器、130 積分処理部、132 加算器、134 レジスター、
136、138 加算器、140 レジスター、142 乗算器、150 比較部、
152 加算器、160 切り捨て処理部、162 セレクター、164 レジスター、
180 セレクター、182 レジスター、184 インターフェース部、
206 自動車 207 車体、208 車体姿勢制御装置、209 車輪、
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からの信号に基づいて物理量の検出処理を行って、前記物理量の検出データを出力する検出回路と、
前記検出データに対して補正処理を行って、前記補正処理後のデータを出力データとして出力する補正部と、
を含み、
前記補正部は、
前記出力データを積分処理した場合に生じる積分誤差を低減する前記補正処理を、mビットの前記検出データに対して行って、nビット(n、mはn<mとなる自然数)の前記出力データを出力する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、
前記補正部は、
前記出力データの読み出し要求があった場合に、前記補正処理後のデータを前記出力データとして出力すると共に、前記検出データに対する前記出力データの誤差の積分処理を行い、前記積分処理の積分結果値を保持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、
前記補正部は、
保持された前記積分結果値に基づいて、次の読み出し要求時に出力される前記出力データについての前記補正処理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、
前記補正部は、
前記検出データに対する前記出力データの誤差の積分処理を行い、前記積分処理の積分結果値に基づいて前記補正処理を行うことを特徴とする検出装置。 - 請求項3又は4に記載の検出装置において、
前記補正部は、
前記積分結果値と所与の値との比較処理を行い、比較処理の結果値を前記検出データに対して加算処理し、前記加算処理後の前記検出データの小数部の切り捨て処理を行って、前記出力データを出力することを特徴とする検出装置。 - 請求項4に記載の検出装置において、
前記補正部は、
前記積分結果値に対して所与のゲインを乗算処理することで得られた値を、前記検出データに対して加算処理し、前記加算処理後の前記検出データの小数部の切り捨て処理を行って、前記出力データを出力することを特徴とする検出装置。 - 請求項6に記載の検出装置において、
前記補正部は、
前記検出データの入力レートと前記出力データの出力レートとにより設定される前記ゲインを、前記積分結果値に対して乗算処理し、前記乗算処理により得られた値を、前記検出データに対して加算処理する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、
第1のモードでは、前記補正処理後のデータを、前記出力データとして出力し、
第2のモードでは、前記補正処理が行われていない前記検出データを、前記出力データとして出力する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において、
前記物理量トランスデューサーは振動子であり、
前記検出データは、角速度データであることを特徴とする検出装置。 - 請求項1乃至9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9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9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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