JP3735835B2 - 集積回路装置および校正方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、センシング回路や増幅器等の装置本体を備え、特に上記装置本体の個体差に起因する出力や出力特性のずれやバラツキを簡易に校正し得る機能を備えた集積回路装置とその校正方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
感温素子を備えたセンシング回路は、センシング部位の温度に応じた出力を得るように構成されるが、その出力は必ずしも正確な温度を示しているとは限らない。例えば感温素子の特性のバラツキ（個体差）に起因して、センシング回路の出力にずれやバラツキが生じ易い。また増幅器等の信号伝達回路においても、その個体差によって信号伝達特性（増幅特性）が変化し、その出力にずれやバラツキが生じることがある。
【０００３】
そこで従来一般的には、例えば薄膜抵抗等からなるトリミング用の出力調整素子部を設けておき、最終検査工程において上記素子部をレーザ等を用いてトリミングすることでセンシング回路や信号伝達回路の出力を調整し、そのずれやバラツキを校正して所期の出力特性を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらセンシング回路や信号伝達回路等の装置本体を備えた集積回路装置において、その個体差に起因する出力や出力特性のずれやバラツキを校正するべく、前述した如く最終検査工程においてトリミング作業を行うには、多大な労力と時間を必要とする。しかも薄膜抵抗等からなるトリミング用の出力調整素子部を設けるには、その製造工程に薄膜生成プロセスを追加したり、特殊な製造プロセスを用いることが必要となる等の問題もある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、集積回路装置の個体差に起因する装置本体の出力や出力特性のずれやバラツキを、簡易にして効率的に校正し得る機能を備えた集積回路装置を提供することにある。
更に本発明は、上記校正機能を有効に活用することで、大量の集積回路装置を一括して校正することのできる校正方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る集積回路装置は、所定の回路機能を実現した装置本体を備えたものであって、
上記装置本体に加えて、コイルと、外部から加えられる電磁波エネルギを上記コイルを介して取り込んで該集積回路装置が作動するに必要な所定の内部電源を生成する電源部と、上記コイルを介して外部から加えられる前記電磁波エネルギに基づいて動作指令を発する手段と、上記動作指令を受けて所定の動作環境下において前記装置本体の出力を検出して該装置本体の校正データを得る校正データ取得回路と、上記校正データを記憶する不揮発性メモリとを具備したことを特徴としている。
【０００７】
即ち、本発明に係る集積回路装置は、外部から加えられる電磁波エネルギをコイルを介して受電して内部電源を生成して該集積回路装置を自ら作動させる電源部を備え、更に上記コイルを介して外部から加えられる前記電磁波エネルギに基づいて発せられる動作指令を受けて所定の動作環境下における装置本体の出力をその校正データとして求めて不揮発性メモリに記憶する校正データ取得回路を備えることで、該集積回路装置、ひいては装置本体の個体差に起因する出力または出力特性のずれに関する情報を該集積回路装置自体で上記不揮発性メモリに得るようにしたことを特徴としている。
【０００８】
このようにして所定の動作環境下における校正データを不揮発性メモリに格納したならば、その後、集積回路装置の作動時において装置本体から得られる出力を、上記不揮発性メモリに記憶された校正データを用いて簡単に校正したり、或いはそのずれを把握した上で装置本体の出力を取り扱うことが可能となる。この結果、個体差に起因する装置本体の出力や出力特性のずれやバラツキを、簡易に補正することが可能となる。
【０００９】
また本発明は、請求項２に記載するように前記不揮発性メモリにおいて、前記校正データと共に、前記装置本体の出力（校正データ）を検出したときの所定の動作環境の情報をも同時に記憶するように構成しても良い。このように動作環境の情報と共に校正データを記憶するように構成すれば、その校正時の動作環境が個々の集積回路装置毎に異なる場合であっも、その校正を正確に行うことが可能となる。更には動作環境を異ならせて複数の校正データを得るようにすれば、より高精度な校正が可能となる。
【００１０】
また本発明の好ましい態様は、請求項３に記載するように前記装置本体は、感温素子または感圧素子を備えたセンシング回路からなる。或いは請求項４に記載するように前記装置本体は、入力信号に応じた出力信号を得る信号伝達回路からなり、前記校正データ取得回路は、上記信号伝達回路に対する疑似入力信号を生成する機能を備え、該疑似入力信号を用いて前記信号伝達回路の出力信号を検出するように構成される。
【００１１】
更に本発明の好ましい態様は、請求項５に記載するように、更に前記不揮発性メモリに記憶された校正データに従って前記装置本体の出力を校正する校正処理手段を備えて構成される。或いは請求項６に記載するように、更に前記不揮発性メモリに記憶された校正データを、前記装置本体の出力と共に外部出力するデータ出力手段を備えて構成される。この際、装置本体の出力を記憶しておき、外部機器からのデータ出力要求を受けた時点でこれらのデータを読み出して出力するように構成することも望ましい。
【００１２】
また本発明に係る校正方法は、請求項７に記載するように上述した如く構成された複数個の集積回路装置に対して、これらの複数の集積回路装置を恒温槽に収納して各集積回路装置を所定の温度環境下におき、この状態で前記各集積回路装置に一括して電磁波エネルギを加えて前記各集積回路装置をそれぞれ作動させて各不揮発性メモリにそれぞれその校正データを取得させることを特徴としている。
【００１３】
即ち、複数の集積回路装置を個々に所定の校正処理装置に電気的接続して個別にその校正を行うことなく、複数の集積回路装置を恒温槽に収納することで一定の温度環境下におき、この状態で各集積回路装置に対して非接触に一斉に電磁波エネルギを供給することで、これらの集積回路装置を一括して校正処理することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る集積回路装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る集積回路装置の概略構成を示すもので、１は所定の回路機能を有する装置本体である。この装置本体１は、例えば感温素子を備えたリングオシレータ等のセンシング回路からなり、センシング部位の温度に応じた出力、具体的には後述するように温度に応じた周期（周波数）のパルス信号を出力する如く構成される。そして出力部２は上記装置本体１からの出力を受けて、その出力が示す温度を表示したり、或いはその温度情報を図示しないホストコンピュータ等に送信する機能を備える。
【００１５】
このようなセンシング回路からなる装置本体１をその主体部として備えた集積回路装置が特徴とするところは、上述した装置本体１に加えて、外部から与えられる電磁波エネルギをコイル３を介して取り込んで該集積回路装置の作動に必要な内部電源を生成する電源部４と、所定の動作環境における装置本体１の出力を該装置本体１の校正データとして検出する校正データ取得回路の機能を備えた演算制御部５と、この校正データ取得回路（演算制御部５）が検出した上記校正データを記憶する不揮発性メモリ６とを備える点にある。
【００１６】
上記コイル３は、例えば集積回路装置が半導体ウェハから切り出されたチップ状の装置として実現される場合、図２(ａ)に示すように該集積回路装置の基体をなす半導体チップの表面の周縁部に、フォトリソグラフィ等により形成された数ターンのリング状の導体等として設けられる。また集積回路装置が直径１ｍｍ程度の球状の半導体として実現される場合には、図２(ｂ)に示すようにその球状表面に形成された数ターンの導体として設けられる。
【００１７】
また電源部４は、例えば図３に示すようにコイル３を介して受電される電磁波エネルギ（電力）を整流する整流器４ａと、その整流出力（直流）の最大電圧を規定するツェナーダイオード等のリミッタ４ｂと、その出力を受けて所定の内部電圧Ｖccを生成するレギュレータ４ｃとからなる。このような電源部４を備えることで、図示しない校正装置や電源装置等に集積回路装置を機械的に接続することなく、集積回路装置を単体の状態で電磁波エネルギを給電して作動させ、演算制御部５の下で装置本体１の出力に対する校正データを得るものとなっている。尚、前記コイル３は、該集積回路装置に動作制御情報を与えたり、或いは集積回路装置が求めた校正データ等を送信出力する為のアンテナとしても機能する。
【００１８】
さて前記演算制御部５は、例えば情報コード解読部７から出力される所定周波数の基準クロックＣＰを受けて動作する。そして後述するように装置本体１の出力（パルス信号の周期）を検出し、その検出データを装置本体１の校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む如く構成される。この際、演算制御部５においては、装置本体１の出力（校正データ）と共に、その出力を得たときの装置本体１の動作環境の情報（校正時の温度等）を不揮発性メモリ６に書き込むようにしても良い。
【００１９】
また前記情報コード解読部７は、電源部４に接続され、前記コイル３を介して受電される電磁波の周波数に基づいて上記基準クロックＣＰを生成する機能を備える。具体的には情報コード解読部７は、図３に示すようにコイル３を介して得られる交番電流を半波整流する整流回路７ａと、その整流出力を微分する微分回路７ｂ、そして微分出力を波形整形して基準クロックＣＰを生成する波形整形回路７ｃを備えて構成される。従ってコイル３に給電される電磁波の周波数が１０ＭＨzである場合には、情報コード解読部７はクロック周波数が１０ＭＨzの、つまりパルス周期が０.１μSecの基準クロックＣＰを生成する。
【００２０】
尚、情報コード解読部７に、図示しないホストコンピュータ等から前述した電磁波に重畳されて伝送される各種の情報コードを解読する機能を設け、この情報コード解読部７から前記演算制御部５に対して各種の動作指令を与えるように構成しても良い。この場合には前記コイル３を情報通信用のアンテナとして機能させ、例えば情報コードに応じて電磁波を変調することで、該電磁波のエネルギと共に、電磁波の変調情報として上記情報コードを集積回路装置に伝送するようにすれば良い。このようにして上記電磁波を用いて演算制御部５に動作指令を与えるようにすれば、例えば装置本体１の動作環境を変えながら複数の動作環境における校正データをそれぞれ求めるようにすることが可能となる。更には演算制御部５に、不揮発性メモリ６に記憶した校正データに基づいて前記装置本体１の出力を補正する機能を持たせることも可能である。
【００２１】
ここで装置本体１を構成するセンシング回路の出力について説明すると、感温素子を備えて構成されるセンシング回路は、例えば図４に示すように温度に応じてその出力をリニアに変化させる出力特性（実線Ａ）を有するものとして設計され、製造される。しかしながらセンシング回路（装置本体１）を備えて構成される集積回路装置には、その製造誤差等に起因する個体差が生じることが否めず、例えば図４において破線Ｂに示すような出力特性を有するものとして実現されることがある。即ち、センシング回路の出力や出力特性に、ずれやバラツキが生じることがある。
【００２２】
そこで前述した演算制御部５（校正データ取得回路）は、集積回路装置を所定の動作環境、例えば予め設定された温度環境下におき、そのときのセンシング回路（装置本体１）の出力Ｘを求め、これを校正データとして不揮発性メモリ６に取得している。そして上記出力Ｘと所期の設計基準Ｙとの差Δが該センシング回路（装置本体１）の出力の、所期の出力特性Ａからのずれを示すことから、演算制御部５は、例えば上記差Δに従ってセンシング回路（装置本体１）の出力（出力特性Ｂ）を補正したり、或いはセンシング回路（装置本体１）の出力と共にその出力の補正に必要な上記校正データＸや上述した設計基準Ｙとの差Δを出力するものとなっている。
【００２３】
尚、集積回路装置の個体差に起因するセンシング回路（装置本体１）の出力のずれやバラツキは、一般的には図４に出力特性Ｂとして示すように、その所期の出力特性Ａから所定量だけ正または負の方向に変位したものとなる。しかし希に図４に一点鎖線で示す出力特性Ｃのように、温度変化に対する出力変化の傾き自体が所期の出力特性Ａと異なる場合がある。このような場合には、例えば温度を異ならせた複数の温度環境下においてセンシング回路の出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnをそれぞれ求め、これらの出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnに従ってその出力特性Ｃを多点校正するようにすれば良い。このようにして多点校正を行う場合には、前述したように各出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnにそれぞれ対応する温度環境の情報が必要となることは言うまでもない。またこのような多点校正を施す場合には、その出力特性が図３に示すようにリニアな変化特性を示さない場合であっても、即ち、曲線的な変化特性を示す場合であっても、センシング回路（装置本体１）の出力の補正（校正）を効果的に行うことが可能となる。
【００２４】
次に前述した如く構成される集積回路装置の具体的な例を、図５を参照して説明する。この集積回路装置は体温計を構成するもので、センシング回路をなす装置本体１は、感温素子としての抵抗１ａを介して直列にリング状に接続した３個のインバータ回路１ｂ,１ｃ,１ｄと、２段のインバータ回路１ｂ,１ｃの入出力間に位相差を付与する為のコンデンサ１ｅとにより構成されたリングオシレータとして実現される。
【００２５】
このリングオシレータ（装置本体１）は、その感温素子をなす抵抗１ａがＣＭＯＳウェルの抵抗として実現される場合、その抵抗値が１℃当たり０.３％（３０００ｐｐｍ）の変化を生じることを利用して、例えば１℃当たり０.３％の発振周波数の変化が生じるように設定される。また環境温度が３６.０℃のとき、例えば１００μSecの周期のパルス信号を、つまり１０ＫＨzのパルス信号を出力する如く、その回路定数が設定される。
【００２６】
ちなみにこの種の集積回路装置（体温計）を大量生産したときの発振周波数のバラツキが最大２.０％であったとすると、この２％の発振周波数のずれは温度に換算して
２.０ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ７.０ [℃]
もの大幅なずれを生じることになる。この点、体温計としては、一般的には３４.０〜４２.０℃の温度測定範囲において、０.０１℃〜０.１℃の分解能で温度（体温）を計測する必要があり、上述した発振周波数のずれは到底許容されない。換言すれば感温素子をなす抵抗１ａをＣＭＯＳウェル抵抗により実現した場合、その発振周波数の大きなバラツキが否めないことに起因して、従来では専ら感温素子としてサーミスタ等の別部品を用いているのが実情である。
【００２７】
そこでこの集積回路装置においては、該集積回路装置を恒温槽に収納する等して一定の動作環境下におき、例えば３６.０℃の温度環境に設定する。そしてこの状態で、例えば１０ＭＨzの電磁波エネルギを給電して集積回路装置を作動させ、演算制御部５の下で装置本体１（リングオシレータ）の出力（パルス信号）を検出し、その校正データを求めるものとなっている。
【００２８】
具体的には前述した情報コード解読部７が有する機能として実現されるパルス生成回路１１は、コイル３を介して受電される電磁波の交番電流から１０ＭＨzの基準クロックＣＰを生成する。また電源リセット回路１２は、前記電源部４の立ち上がり（作動開始）を検出して、装置本体１の校正データを取得する上でのトリガとなるリセット信号（初期化信号）を生成する。そしてこのリセット信号にて初期化される第１および第２のカウンタ回路１３,１４にて、前記装置本体１（リングオシレータ）の出力（パルス信号）、および前記基準クロックＣＰをそれぞれ計数する。第１のカウンタ回路１３は、例えばリングオシレータから出力されるパルス信号を１０パルス計数したときにラッチ回路１５を駆動するもので、ラッチ回路１５はそのときに前記第２のカウンタ回路１４が計数している前記基準クロックＣＰの計数値（パルス数）を取り込むことで、前記リングオシレータから出力されるパルス信号の周期を検出する。演算制御部５が有する１つの機能として実現されるずれ演算部１６は、例えば上述した如くしてラッチ回路１５に求められたパルス信号の周期（基準クロックＣＰの計数値）を、その校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む。
【００２９】
より具体的には３６℃の温度環境下においてリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周波数がプラス方向に２％のずれ（１０.２ＫＨz）を生じているものとすると、本来、１００μSecの幅を持つパルス信号の周期は略９８.０μSec（１÷１０.２ＫＨ z）となっている。第１のカウンタ回路１３は、このようなパルス信号を、例えばその１０周期分に亘って計数しており、１０パルスを計数した時点で前記ラッチ回路１５を作動させている。
【００３０】
一方、第２のカウンタ回路１４は、前述した１０ＭＨzの基準クロックＣＰを計数しており、ラッチ回路１５は第１のカウンタ回路１３がリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号を１０パルス分計測した時点で、第２のカウンタ回路１４の計数値をラッチする。基準クロックＣＰの周期は０.１μSecであるから、第２のカウンタ回路１４によって計数されてラッチ回路１５に取り込まれる基準クロックＣＰの計数値は、取りも直さず前述したリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の１０パルス分の時間幅を示すことになる。例えば第１のカウンタ回路１３がリングオシレータの出力を１０パルスに亘って計数する期間に、第２のカウンタ回路１４が基準クロックＣＰを９８００パルス計数している場合、この計数値からその時間幅が９８０μSecであり、リングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周期が９８.０μSecであることが検出される。ずれ演算部１６は、このようにしてラッチ回路１５に求められたパルス信号の周期（或いはその計数値）を、リングオシレータに対する校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む。
【００３１】
さて上述した如くして校正データを取得した集積回路装置（体温計）を用いて実際に被検体の温度を計測し、そのときに上述した如くリングオシレータから１０パルス分のパルス信号が出力される期間に計数される基準クロックＣＰの数が９９００パルスであった場合、次のようにしてその校正が行われる。
即ち、この集積回路装置においては、リングオシレータの出力特性（１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値）が３６.０℃において前述したように９８００パルスであることが不揮発性メモリ６の記憶内容から示されるので、この場合、１００パルス分の変化があったことが検出され、更に周期０.１μSecの基準クロックＣＰが示す１００パルス分の時間幅１０.０μSecから
１０.０ [μSec] ÷ ９８００ [μSec] ＝ ０.１０２ [％]
の変化があったことが求められる。
【００３２】
しかしてリングオシレータは、前述したように１℃当たり０.３％の発振周波数の変化が生じるように設定されているから、上述した変化は３６.０℃を基準として
０.１０２ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ０ . ３４ [℃]
だけ高いことが示され、結局、実際の計測温度は
３６.０ [℃] ＋ ０ . ３４ [℃] ＝ ３６ . ３４ [℃]
として求められることになる。
【００３３】
従って３６.０℃でのリングオシレータの出力を、上述したパルス数からなる校正データとして不揮発性メモリ６に記憶しておけば、この校正データを用いて実際の使用環境においてリングオシレータの出力として求められるパルス数が示す計測温度を、簡易にして効果的に補正することが可能となる。従ってリングオシレータの出力特性自体を、前述した薄膜抵抗のトリミング等によって校正しなくても、また製造に起因する出力特性のバラツキが最大２.０％と大きくても、その出力が示す計測温度を不揮発性メモリ６に取得された校正データを用いて補正（校正）することができるので、その出力または出力特性を簡易に校正することができる。
【００３４】
尚、前述したように電磁波エネルギを用いて集積回路装置を作動させれば、集積回路装置は自ら内部電源を生成して装置本体１の校正データを取得するので、複数の集積回路装置を校正する場合には、例えば図６に示すように複数の集積回路装置２０を一括して恒温槽２１内に収納し、各集積回路装置２０をそれぞれ所定の温度環境下におき、外部の校正制御部２２から、これらの複数の集積回路装置２０に対して一斉に電磁波エネルギを給電して各集積回路装置２０をそれぞれ作動させるようにすれば良い。
【００３５】
このようにして複数の集積回路装置２０に一斉に電磁波エネルギを給電するようにすれば、これらの集積回路装置２０がそれぞれその校正データを取得するので、その校正作業を短時間に効率よく実施することが可能となる。特に個々の集積回路装置２０毎に校正装置や電源装置等に機械的に接続して校正作業を進める必要がないので、その処理効率が非常に良い。
【００３６】
ところで前述したように３６.０℃の温度環境下での、前記リングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周期が、その１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値である９８００パルスとした求められた場合、これに基づいてその出力温度値自体を校正することも可能である。即ち、リングオシレータの設計値が３６.０℃において１００μSecの周期を持つパルス信号を発生するものとして設定されていることから、１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値は、本来、１００００パルスとなる筈である。
【００３７】
従ってその差分である２００パルスから、上記パルス信号の周期が２μSecずれていることを検出し、その設計基準（１００μSec）から
２ [μSec] ÷ １００ [μSec] ＝ ２.０ [％]
のずれがあることを求める。そしてリングオシレータが、１℃当たり０.３％の周波数変化が生じるように設定されていることから、上述した２.０％のずれが温度に換算して
２ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ６.７ [℃]
のずれを有していることを求める。このような温度のずれに従い、リングオシレータの出力パルス信号の１０パルスに相当する期間に計数される基準クロックＣＰが１００００パルスとなる条件の温度は、その設計仕様である３６.０℃ではなく、
３６.０ [℃] ＋ ６.７ [℃] ＝ ４２.７ [℃]
となったときであるとして、その校正を行うようにしても良い。
【００３８】
つまり３６.０℃で計数されたパルス数が９８００であることから、逆に１００００パルスを計数するときの温度を、その設計仕様である１℃当たり０.３％の周波数変化から逆算し、これを以てその校正を行うようにしても良い。そしてこの温度のずれ６.７℃を校正値として記憶しておき、実際の使用環境で計測される温度データに上記校正値を加えたものを出力するように構成することも可能である。
【００３９】
尚、上述した実施の形態においては、リングオシレータから出力されるパルス信号を１０パルス分計測して、その時間幅を求めたが、更に高精度な計測精度が要求されるような場合には、１００パルス分の時間幅を計測してその校正データを得るようにすれば良い。またこのようにして計測される時間幅の情報をそのまま記憶することに変えて、設計基準値からのずれを校正データとして記憶するようにしても良い。このようにすれば、不揮発性メモリ６としての、必要記憶容量を低減することが可能となる。
【００４０】
ところで上述した実施形態は、予め定められた３６.０℃なる環境温度にてその校正を行ったが、その環境温度は集積回路装置の使用に応じて定めれば良いものである。例えば犬猫用の体温計にあっては、その計測対象温度が人体用よりも高いので、４２.０℃を基準として校正するようにすれば良い。また、例えば３０.０℃,３５.０℃,４０.０℃,４５.０℃等の複数の温度点においてそれぞれ校正データを求め、これらの校正データに従ってその出力特性を多点校正することも可能である。この場合には、前述した如く求められる基準クロックＣＰの計数値（出力Ｘ）と、その設計基準値（設計基準Ｙ）とのずれ量Δを校正データとして、温度情報と共に不揮発性メモリ６に書き込むようにしておけば良い。このようにしてそのずれ量Δを校正データとして不揮発性メモリ６に書き込むようにすれば、不揮発性メモリ６としての必要記憶容量の低減を図ることが可能となる。
【００４１】
尚、上述した校正機能を備えた集積回路装置を実現する場合、集積回路装置の出力部２にてその計測データを校正して表示することのみならず、例えば不揮発性メモリ６に記憶した校正データと、装置本体１にて求められる計測データとを図１に示す送信部８を介して所定のホストコンピュータ（図示せず）に送信し、このホストコンピュータ側において校正データに基づく計測データの補正処理を行うようにしても良い。また集積回路装置において補正処理したデータを、送信部８を介してホストコンピュータに送信するように構成することも可能である。この場合の送信アンテナとしては、前述したコイル３を用いれば良いことは言うまでもない。
【００４２】
この際、実際の計測データを図示しないメモリに順次格納するようにしておき、ホストコンピュータ側からのデータ出力要求を受けた時点で、不揮発性メモリ６に格納されている校正データおよびその校正環境データと共に、上記メモリに記憶した計測データを読み出し、これらのデータを一括してホストコンピュータに送信出力するようにしても良い。このようにすれば集積回路装置が備えたコイル３（アンテナ）が小さいが故に、コイル３を介する情報伝送可能な環境が限られる場合であっても、該集積回路装置が計測した温度情報等を効果的に収集することが可能となる。
【００４３】
特に上述した如く構成される集積回路装置によれば、該集積回路装置が直径１ｍｍ程度の球状の半導体の表面に各種機能素子を集積して実現されるような場合、そのウェル抵抗自体を感温素子として機能させて体温計等を構築することができるので、その実用的利点が多大である。即ち、サーミスタ等の感温素子を組み込む必要がない上、またその製造に起因する特性のバラツキを或る程度許容しながら集積回路装置（体温計）を大量生産しても、そのバラツキを自ら校正し得る機能を備えるので、その製造コストを抑えることが可能であり、しかも精度の高い計測に用いることができる等の効果が奏せられる。
【００４４】
またここでは温度に感応してその出力を変化させるリングオシレータを例に説明したが、装置本体１を圧力に感応してその出力が変化するセンシング回路として構成されるような場合には、その動作環境として一定の加圧環境を形成するようにすれば良く、その他の環境要素（湿度や酸素濃度等）に感応する場合であっても同様に実施することができる。
【００４５】
また装置本体１が、例えば図７に示すような増幅器からなり、入力信号に対して所定の出力信号を得るような場合においてもその校正データを取得し、その出力を補正するように校正することが可能である。この場合には、例えば図１に示すように疑似入力発生部９を設けて装置本体１に対する入力信号を疑似的に発生させ、この疑似入力信号を対する装置本体（増幅器）１の出力を検出して、その校正データを得るようにすれば良い。
【００４６】
また装置本体１の駆動電源が、その動作特性に影響を及ぼすような場合には、校正時の電源電圧Ｖccについても、校正データの１つとして不揮発性メモリ６に書き込むようにしても良い。更には電磁波エネルギを受電して所定の電源電圧Ｖccが確保された場合にだけ、前述した校正データの取得動作を行うように構成することも有用である。
【００４７】
尚、コイル３については、例えば不揮発性メモリ６に校正データを取得した時点でその両端を短絡し、不本意に、或いは無駄に校正データの取得動作を行わないような対策を施しておくことが望ましい。このような対策を講じておけば、何等かの外来ノイズがコイル３にて受電された場合であっても、そのエネルギをコイル３内で消費することが可能となるので、誤動作の原因となるパルス性の雑音の発生を未然に防止することが可能となる。
【００４８】
またここでは基準クロックＣＰを計数することでその校正データを取得したが、装置本体１の出力電圧値やその他の情報を校正データとして取得することも勿論可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る集積回路装置によれば、電磁波として給電されるエネルギをコイルを介して受電して内部電源を生成し、またコイルを介して得られる電磁波エネルギに基づいて発せられる動作指令を受けて所定の動作環境下における装置本体の出力を検出することで、その校正データを不揮発性メモリに取得するので、集積回路装置自身において装置本体の出力の所期の特性からずれやバラツキを簡易にして効果的に補正（校正）することができる。しかも集積回路装置を個々に外部接続することなしに、その校正を非接触に行うことができる。また校正対象とする集積回路装置が数多くある場合でも、これらの集積回路装置を一括して校正処理することができる等の効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る集積回路装置の概略構成図。
【図２】図１に示す集積回路装置の実現例と、その集積回路装置に設けられるコイルの例を示す図。
【図３】図１に示す集積回路装置における電源部の構成例と、基準クロックＣＰの生成回路の例を示す図。
【図４】装置本体の設計仕様として示される出力特性Ａと、実際の出力特性Ｂとの差、およびその校正作用を説明する為の図。
【図５】リングオシレータが出力するパルス信号の検出回路例を示す図。
【図６】複数の集積回路装置の一括した校正処理の概念を示す図。
【図７】装置本体を校正する増幅器の例を示す図。
【符号の説明】
１ 装置本体（センシング回路）
２ 出力部
３ コイル
４ 電源部
５ 演算制御部（校正データ取得回路）
６ 不揮発性メモリ
７ 制御コード解読部（パルス生成回路）
８ 送信部
９ 疑似入力発生部
１１ パルス発生回路
１２ 電源リセット回路
１３ 第１のカウンタ回路
１４ 第２のカウンタ回路
１５ ラッチ回路
１６ ずれ演算部
２１ 恒温槽
【発明の属する技術分野】
本発明は、センシング回路や増幅器等の装置本体を備え、特に上記装置本体の個体差に起因する出力や出力特性のずれやバラツキを簡易に校正し得る機能を備えた集積回路装置とその校正方法に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
感温素子を備えたセンシング回路は、センシング部位の温度に応じた出力を得るように構成されるが、その出力は必ずしも正確な温度を示しているとは限らない。例えば感温素子の特性のバラツキ（個体差）に起因して、センシング回路の出力にずれやバラツキが生じ易い。また増幅器等の信号伝達回路においても、その個体差によって信号伝達特性（増幅特性）が変化し、その出力にずれやバラツキが生じることがある。
【０００３】
そこで従来一般的には、例えば薄膜抵抗等からなるトリミング用の出力調整素子部を設けておき、最終検査工程において上記素子部をレーザ等を用いてトリミングすることでセンシング回路や信号伝達回路の出力を調整し、そのずれやバラツキを校正して所期の出力特性を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらセンシング回路や信号伝達回路等の装置本体を備えた集積回路装置において、その個体差に起因する出力や出力特性のずれやバラツキを校正するべく、前述した如く最終検査工程においてトリミング作業を行うには、多大な労力と時間を必要とする。しかも薄膜抵抗等からなるトリミング用の出力調整素子部を設けるには、その製造工程に薄膜生成プロセスを追加したり、特殊な製造プロセスを用いることが必要となる等の問題もある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、集積回路装置の個体差に起因する装置本体の出力や出力特性のずれやバラツキを、簡易にして効率的に校正し得る機能を備えた集積回路装置を提供することにある。
更に本発明は、上記校正機能を有効に活用することで、大量の集積回路装置を一括して校正することのできる校正方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係る集積回路装置は、所定の回路機能を実現した装置本体を備えたものであって、
上記装置本体に加えて、コイルと、外部から加えられる電磁波エネルギを上記コイルを介して取り込んで該集積回路装置が作動するに必要な所定の内部電源を生成する電源部と、上記コイルを介して外部から加えられる前記電磁波エネルギに基づいて動作指令を発する手段と、上記動作指令を受けて所定の動作環境下において前記装置本体の出力を検出して該装置本体の校正データを得る校正データ取得回路と、上記校正データを記憶する不揮発性メモリとを具備したことを特徴としている。
【０００７】
即ち、本発明に係る集積回路装置は、外部から加えられる電磁波エネルギをコイルを介して受電して内部電源を生成して該集積回路装置を自ら作動させる電源部を備え、更に上記コイルを介して外部から加えられる前記電磁波エネルギに基づいて発せられる動作指令を受けて所定の動作環境下における装置本体の出力をその校正データとして求めて不揮発性メモリに記憶する校正データ取得回路を備えることで、該集積回路装置、ひいては装置本体の個体差に起因する出力または出力特性のずれに関する情報を該集積回路装置自体で上記不揮発性メモリに得るようにしたことを特徴としている。
【０００８】
このようにして所定の動作環境下における校正データを不揮発性メモリに格納したならば、その後、集積回路装置の作動時において装置本体から得られる出力を、上記不揮発性メモリに記憶された校正データを用いて簡単に校正したり、或いはそのずれを把握した上で装置本体の出力を取り扱うことが可能となる。この結果、個体差に起因する装置本体の出力や出力特性のずれやバラツキを、簡易に補正することが可能となる。
【０００９】
また本発明は、請求項２に記載するように前記不揮発性メモリにおいて、前記校正データと共に、前記装置本体の出力（校正データ）を検出したときの所定の動作環境の情報をも同時に記憶するように構成しても良い。このように動作環境の情報と共に校正データを記憶するように構成すれば、その校正時の動作環境が個々の集積回路装置毎に異なる場合であっも、その校正を正確に行うことが可能となる。更には動作環境を異ならせて複数の校正データを得るようにすれば、より高精度な校正が可能となる。
【００１０】
また本発明の好ましい態様は、請求項３に記載するように前記装置本体は、感温素子または感圧素子を備えたセンシング回路からなる。或いは請求項４に記載するように前記装置本体は、入力信号に応じた出力信号を得る信号伝達回路からなり、前記校正データ取得回路は、上記信号伝達回路に対する疑似入力信号を生成する機能を備え、該疑似入力信号を用いて前記信号伝達回路の出力信号を検出するように構成される。
【００１１】
更に本発明の好ましい態様は、請求項５に記載するように、更に前記不揮発性メモリに記憶された校正データに従って前記装置本体の出力を校正する校正処理手段を備えて構成される。或いは請求項６に記載するように、更に前記不揮発性メモリに記憶された校正データを、前記装置本体の出力と共に外部出力するデータ出力手段を備えて構成される。この際、装置本体の出力を記憶しておき、外部機器からのデータ出力要求を受けた時点でこれらのデータを読み出して出力するように構成することも望ましい。
【００１２】
また本発明に係る校正方法は、請求項７に記載するように上述した如く構成された複数個の集積回路装置に対して、これらの複数の集積回路装置を恒温槽に収納して各集積回路装置を所定の温度環境下におき、この状態で前記各集積回路装置に一括して電磁波エネルギを加えて前記各集積回路装置をそれぞれ作動させて各不揮発性メモリにそれぞれその校正データを取得させることを特徴としている。
【００１３】
即ち、複数の集積回路装置を個々に所定の校正処理装置に電気的接続して個別にその校正を行うことなく、複数の集積回路装置を恒温槽に収納することで一定の温度環境下におき、この状態で各集積回路装置に対して非接触に一斉に電磁波エネルギを供給することで、これらの集積回路装置を一括して校正処理することを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る集積回路装置について説明する。
図１はこの実施形態に係る集積回路装置の概略構成を示すもので、１は所定の回路機能を有する装置本体である。この装置本体１は、例えば感温素子を備えたリングオシレータ等のセンシング回路からなり、センシング部位の温度に応じた出力、具体的には後述するように温度に応じた周期（周波数）のパルス信号を出力する如く構成される。そして出力部２は上記装置本体１からの出力を受けて、その出力が示す温度を表示したり、或いはその温度情報を図示しないホストコンピュータ等に送信する機能を備える。
【００１５】
このようなセンシング回路からなる装置本体１をその主体部として備えた集積回路装置が特徴とするところは、上述した装置本体１に加えて、外部から与えられる電磁波エネルギをコイル３を介して取り込んで該集積回路装置の作動に必要な内部電源を生成する電源部４と、所定の動作環境における装置本体１の出力を該装置本体１の校正データとして検出する校正データ取得回路の機能を備えた演算制御部５と、この校正データ取得回路（演算制御部５）が検出した上記校正データを記憶する不揮発性メモリ６とを備える点にある。
【００１６】
上記コイル３は、例えば集積回路装置が半導体ウェハから切り出されたチップ状の装置として実現される場合、図２(ａ)に示すように該集積回路装置の基体をなす半導体チップの表面の周縁部に、フォトリソグラフィ等により形成された数ターンのリング状の導体等として設けられる。また集積回路装置が直径１ｍｍ程度の球状の半導体として実現される場合には、図２(ｂ)に示すようにその球状表面に形成された数ターンの導体として設けられる。
【００１７】
また電源部４は、例えば図３に示すようにコイル３を介して受電される電磁波エネルギ（電力）を整流する整流器４ａと、その整流出力（直流）の最大電圧を規定するツェナーダイオード等のリミッタ４ｂと、その出力を受けて所定の内部電圧Ｖccを生成するレギュレータ４ｃとからなる。このような電源部４を備えることで、図示しない校正装置や電源装置等に集積回路装置を機械的に接続することなく、集積回路装置を単体の状態で電磁波エネルギを給電して作動させ、演算制御部５の下で装置本体１の出力に対する校正データを得るものとなっている。尚、前記コイル３は、該集積回路装置に動作制御情報を与えたり、或いは集積回路装置が求めた校正データ等を送信出力する為のアンテナとしても機能する。
【００１８】
さて前記演算制御部５は、例えば情報コード解読部７から出力される所定周波数の基準クロックＣＰを受けて動作する。そして後述するように装置本体１の出力（パルス信号の周期）を検出し、その検出データを装置本体１の校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む如く構成される。この際、演算制御部５においては、装置本体１の出力（校正データ）と共に、その出力を得たときの装置本体１の動作環境の情報（校正時の温度等）を不揮発性メモリ６に書き込むようにしても良い。
【００１９】
また前記情報コード解読部７は、電源部４に接続され、前記コイル３を介して受電される電磁波の周波数に基づいて上記基準クロックＣＰを生成する機能を備える。具体的には情報コード解読部７は、図３に示すようにコイル３を介して得られる交番電流を半波整流する整流回路７ａと、その整流出力を微分する微分回路７ｂ、そして微分出力を波形整形して基準クロックＣＰを生成する波形整形回路７ｃを備えて構成される。従ってコイル３に給電される電磁波の周波数が１０ＭＨzである場合には、情報コード解読部７はクロック周波数が１０ＭＨzの、つまりパルス周期が０.１μSecの基準クロックＣＰを生成する。
【００２０】
尚、情報コード解読部７に、図示しないホストコンピュータ等から前述した電磁波に重畳されて伝送される各種の情報コードを解読する機能を設け、この情報コード解読部７から前記演算制御部５に対して各種の動作指令を与えるように構成しても良い。この場合には前記コイル３を情報通信用のアンテナとして機能させ、例えば情報コードに応じて電磁波を変調することで、該電磁波のエネルギと共に、電磁波の変調情報として上記情報コードを集積回路装置に伝送するようにすれば良い。このようにして上記電磁波を用いて演算制御部５に動作指令を与えるようにすれば、例えば装置本体１の動作環境を変えながら複数の動作環境における校正データをそれぞれ求めるようにすることが可能となる。更には演算制御部５に、不揮発性メモリ６に記憶した校正データに基づいて前記装置本体１の出力を補正する機能を持たせることも可能である。
【００２１】
ここで装置本体１を構成するセンシング回路の出力について説明すると、感温素子を備えて構成されるセンシング回路は、例えば図４に示すように温度に応じてその出力をリニアに変化させる出力特性（実線Ａ）を有するものとして設計され、製造される。しかしながらセンシング回路（装置本体１）を備えて構成される集積回路装置には、その製造誤差等に起因する個体差が生じることが否めず、例えば図４において破線Ｂに示すような出力特性を有するものとして実現されることがある。即ち、センシング回路の出力や出力特性に、ずれやバラツキが生じることがある。
【００２２】
そこで前述した演算制御部５（校正データ取得回路）は、集積回路装置を所定の動作環境、例えば予め設定された温度環境下におき、そのときのセンシング回路（装置本体１）の出力Ｘを求め、これを校正データとして不揮発性メモリ６に取得している。そして上記出力Ｘと所期の設計基準Ｙとの差Δが該センシング回路（装置本体１）の出力の、所期の出力特性Ａからのずれを示すことから、演算制御部５は、例えば上記差Δに従ってセンシング回路（装置本体１）の出力（出力特性Ｂ）を補正したり、或いはセンシング回路（装置本体１）の出力と共にその出力の補正に必要な上記校正データＸや上述した設計基準Ｙとの差Δを出力するものとなっている。
【００２３】
尚、集積回路装置の個体差に起因するセンシング回路（装置本体１）の出力のずれやバラツキは、一般的には図４に出力特性Ｂとして示すように、その所期の出力特性Ａから所定量だけ正または負の方向に変位したものとなる。しかし希に図４に一点鎖線で示す出力特性Ｃのように、温度変化に対する出力変化の傾き自体が所期の出力特性Ａと異なる場合がある。このような場合には、例えば温度を異ならせた複数の温度環境下においてセンシング回路の出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnをそれぞれ求め、これらの出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnに従ってその出力特性Ｃを多点校正するようにすれば良い。このようにして多点校正を行う場合には、前述したように各出力Ｘ1,Ｘ2,〜Ｘnにそれぞれ対応する温度環境の情報が必要となることは言うまでもない。またこのような多点校正を施す場合には、その出力特性が図３に示すようにリニアな変化特性を示さない場合であっても、即ち、曲線的な変化特性を示す場合であっても、センシング回路（装置本体１）の出力の補正（校正）を効果的に行うことが可能となる。
【００２４】
次に前述した如く構成される集積回路装置の具体的な例を、図５を参照して説明する。この集積回路装置は体温計を構成するもので、センシング回路をなす装置本体１は、感温素子としての抵抗１ａを介して直列にリング状に接続した３個のインバータ回路１ｂ,１ｃ,１ｄと、２段のインバータ回路１ｂ,１ｃの入出力間に位相差を付与する為のコンデンサ１ｅとにより構成されたリングオシレータとして実現される。
【００２５】
このリングオシレータ（装置本体１）は、その感温素子をなす抵抗１ａがＣＭＯＳウェルの抵抗として実現される場合、その抵抗値が１℃当たり０.３％（３０００ｐｐｍ）の変化を生じることを利用して、例えば１℃当たり０.３％の発振周波数の変化が生じるように設定される。また環境温度が３６.０℃のとき、例えば１００μSecの周期のパルス信号を、つまり１０ＫＨzのパルス信号を出力する如く、その回路定数が設定される。
【００２６】
ちなみにこの種の集積回路装置（体温計）を大量生産したときの発振周波数のバラツキが最大２.０％であったとすると、この２％の発振周波数のずれは温度に換算して
２.０ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ７.０ [℃]
もの大幅なずれを生じることになる。この点、体温計としては、一般的には３４.０〜４２.０℃の温度測定範囲において、０.０１℃〜０.１℃の分解能で温度（体温）を計測する必要があり、上述した発振周波数のずれは到底許容されない。換言すれば感温素子をなす抵抗１ａをＣＭＯＳウェル抵抗により実現した場合、その発振周波数の大きなバラツキが否めないことに起因して、従来では専ら感温素子としてサーミスタ等の別部品を用いているのが実情である。
【００２７】
そこでこの集積回路装置においては、該集積回路装置を恒温槽に収納する等して一定の動作環境下におき、例えば３６.０℃の温度環境に設定する。そしてこの状態で、例えば１０ＭＨzの電磁波エネルギを給電して集積回路装置を作動させ、演算制御部５の下で装置本体１（リングオシレータ）の出力（パルス信号）を検出し、その校正データを求めるものとなっている。
【００２８】
具体的には前述した情報コード解読部７が有する機能として実現されるパルス生成回路１１は、コイル３を介して受電される電磁波の交番電流から１０ＭＨzの基準クロックＣＰを生成する。また電源リセット回路１２は、前記電源部４の立ち上がり（作動開始）を検出して、装置本体１の校正データを取得する上でのトリガとなるリセット信号（初期化信号）を生成する。そしてこのリセット信号にて初期化される第１および第２のカウンタ回路１３,１４にて、前記装置本体１（リングオシレータ）の出力（パルス信号）、および前記基準クロックＣＰをそれぞれ計数する。第１のカウンタ回路１３は、例えばリングオシレータから出力されるパルス信号を１０パルス計数したときにラッチ回路１５を駆動するもので、ラッチ回路１５はそのときに前記第２のカウンタ回路１４が計数している前記基準クロックＣＰの計数値（パルス数）を取り込むことで、前記リングオシレータから出力されるパルス信号の周期を検出する。演算制御部５が有する１つの機能として実現されるずれ演算部１６は、例えば上述した如くしてラッチ回路１５に求められたパルス信号の周期（基準クロックＣＰの計数値）を、その校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む。
【００２９】
より具体的には３６℃の温度環境下においてリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周波数がプラス方向に２％のずれ（１０.２ＫＨz）を生じているものとすると、本来、１００μSecの幅を持つパルス信号の周期は略９８.０μSec（１÷１０.２ＫＨ z）となっている。第１のカウンタ回路１３は、このようなパルス信号を、例えばその１０周期分に亘って計数しており、１０パルスを計数した時点で前記ラッチ回路１５を作動させている。
【００３０】
一方、第２のカウンタ回路１４は、前述した１０ＭＨzの基準クロックＣＰを計数しており、ラッチ回路１５は第１のカウンタ回路１３がリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号を１０パルス分計測した時点で、第２のカウンタ回路１４の計数値をラッチする。基準クロックＣＰの周期は０.１μSecであるから、第２のカウンタ回路１４によって計数されてラッチ回路１５に取り込まれる基準クロックＣＰの計数値は、取りも直さず前述したリングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の１０パルス分の時間幅を示すことになる。例えば第１のカウンタ回路１３がリングオシレータの出力を１０パルスに亘って計数する期間に、第２のカウンタ回路１４が基準クロックＣＰを９８００パルス計数している場合、この計数値からその時間幅が９８０μSecであり、リングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周期が９８.０μSecであることが検出される。ずれ演算部１６は、このようにしてラッチ回路１５に求められたパルス信号の周期（或いはその計数値）を、リングオシレータに対する校正データとして不揮発性メモリ６に書き込む。
【００３１】
さて上述した如くして校正データを取得した集積回路装置（体温計）を用いて実際に被検体の温度を計測し、そのときに上述した如くリングオシレータから１０パルス分のパルス信号が出力される期間に計数される基準クロックＣＰの数が９９００パルスであった場合、次のようにしてその校正が行われる。
即ち、この集積回路装置においては、リングオシレータの出力特性（１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値）が３６.０℃において前述したように９８００パルスであることが不揮発性メモリ６の記憶内容から示されるので、この場合、１００パルス分の変化があったことが検出され、更に周期０.１μSecの基準クロックＣＰが示す１００パルス分の時間幅１０.０μSecから
１０.０ [μSec] ÷ ９８００ [μSec] ＝ ０.１０２ [％]
の変化があったことが求められる。
【００３２】
しかしてリングオシレータは、前述したように１℃当たり０.３％の発振周波数の変化が生じるように設定されているから、上述した変化は３６.０℃を基準として
０.１０２ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ０ . ３４ [℃]
だけ高いことが示され、結局、実際の計測温度は
３６.０ [℃] ＋ ０ . ３４ [℃] ＝ ３６ . ３４ [℃]
として求められることになる。
【００３３】
従って３６.０℃でのリングオシレータの出力を、上述したパルス数からなる校正データとして不揮発性メモリ６に記憶しておけば、この校正データを用いて実際の使用環境においてリングオシレータの出力として求められるパルス数が示す計測温度を、簡易にして効果的に補正することが可能となる。従ってリングオシレータの出力特性自体を、前述した薄膜抵抗のトリミング等によって校正しなくても、また製造に起因する出力特性のバラツキが最大２.０％と大きくても、その出力が示す計測温度を不揮発性メモリ６に取得された校正データを用いて補正（校正）することができるので、その出力または出力特性を簡易に校正することができる。
【００３４】
尚、前述したように電磁波エネルギを用いて集積回路装置を作動させれば、集積回路装置は自ら内部電源を生成して装置本体１の校正データを取得するので、複数の集積回路装置を校正する場合には、例えば図６に示すように複数の集積回路装置２０を一括して恒温槽２１内に収納し、各集積回路装置２０をそれぞれ所定の温度環境下におき、外部の校正制御部２２から、これらの複数の集積回路装置２０に対して一斉に電磁波エネルギを給電して各集積回路装置２０をそれぞれ作動させるようにすれば良い。
【００３５】
このようにして複数の集積回路装置２０に一斉に電磁波エネルギを給電するようにすれば、これらの集積回路装置２０がそれぞれその校正データを取得するので、その校正作業を短時間に効率よく実施することが可能となる。特に個々の集積回路装置２０毎に校正装置や電源装置等に機械的に接続して校正作業を進める必要がないので、その処理効率が非常に良い。
【００３６】
ところで前述したように３６.０℃の温度環境下での、前記リングオシレータ（装置本体１）が出力するパルス信号の周期が、その１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値である９８００パルスとした求められた場合、これに基づいてその出力温度値自体を校正することも可能である。即ち、リングオシレータの設計値が３６.０℃において１００μSecの周期を持つパルス信号を発生するものとして設定されていることから、１０パルス分の時間幅に相当する基準クロックＣＰの計数値は、本来、１００００パルスとなる筈である。
【００３７】
従ってその差分である２００パルスから、上記パルス信号の周期が２μSecずれていることを検出し、その設計基準（１００μSec）から
２ [μSec] ÷ １００ [μSec] ＝ ２.０ [％]
のずれがあることを求める。そしてリングオシレータが、１℃当たり０.３％の周波数変化が生じるように設定されていることから、上述した２.０％のずれが温度に換算して
２ [％] ÷ ０.３ [％／℃] ≒ ６.７ [℃]
のずれを有していることを求める。このような温度のずれに従い、リングオシレータの出力パルス信号の１０パルスに相当する期間に計数される基準クロックＣＰが１００００パルスとなる条件の温度は、その設計仕様である３６.０℃ではなく、
３６.０ [℃] ＋ ６.７ [℃] ＝ ４２.７ [℃]
となったときであるとして、その校正を行うようにしても良い。
【００３８】
つまり３６.０℃で計数されたパルス数が９８００であることから、逆に１００００パルスを計数するときの温度を、その設計仕様である１℃当たり０.３％の周波数変化から逆算し、これを以てその校正を行うようにしても良い。そしてこの温度のずれ６.７℃を校正値として記憶しておき、実際の使用環境で計測される温度データに上記校正値を加えたものを出力するように構成することも可能である。
【００３９】
尚、上述した実施の形態においては、リングオシレータから出力されるパルス信号を１０パルス分計測して、その時間幅を求めたが、更に高精度な計測精度が要求されるような場合には、１００パルス分の時間幅を計測してその校正データを得るようにすれば良い。またこのようにして計測される時間幅の情報をそのまま記憶することに変えて、設計基準値からのずれを校正データとして記憶するようにしても良い。このようにすれば、不揮発性メモリ６としての、必要記憶容量を低減することが可能となる。
【００４０】
ところで上述した実施形態は、予め定められた３６.０℃なる環境温度にてその校正を行ったが、その環境温度は集積回路装置の使用に応じて定めれば良いものである。例えば犬猫用の体温計にあっては、その計測対象温度が人体用よりも高いので、４２.０℃を基準として校正するようにすれば良い。また、例えば３０.０℃,３５.０℃,４０.０℃,４５.０℃等の複数の温度点においてそれぞれ校正データを求め、これらの校正データに従ってその出力特性を多点校正することも可能である。この場合には、前述した如く求められる基準クロックＣＰの計数値（出力Ｘ）と、その設計基準値（設計基準Ｙ）とのずれ量Δを校正データとして、温度情報と共に不揮発性メモリ６に書き込むようにしておけば良い。このようにしてそのずれ量Δを校正データとして不揮発性メモリ６に書き込むようにすれば、不揮発性メモリ６としての必要記憶容量の低減を図ることが可能となる。
【００４１】
尚、上述した校正機能を備えた集積回路装置を実現する場合、集積回路装置の出力部２にてその計測データを校正して表示することのみならず、例えば不揮発性メモリ６に記憶した校正データと、装置本体１にて求められる計測データとを図１に示す送信部８を介して所定のホストコンピュータ（図示せず）に送信し、このホストコンピュータ側において校正データに基づく計測データの補正処理を行うようにしても良い。また集積回路装置において補正処理したデータを、送信部８を介してホストコンピュータに送信するように構成することも可能である。この場合の送信アンテナとしては、前述したコイル３を用いれば良いことは言うまでもない。
【００４２】
この際、実際の計測データを図示しないメモリに順次格納するようにしておき、ホストコンピュータ側からのデータ出力要求を受けた時点で、不揮発性メモリ６に格納されている校正データおよびその校正環境データと共に、上記メモリに記憶した計測データを読み出し、これらのデータを一括してホストコンピュータに送信出力するようにしても良い。このようにすれば集積回路装置が備えたコイル３（アンテナ）が小さいが故に、コイル３を介する情報伝送可能な環境が限られる場合であっても、該集積回路装置が計測した温度情報等を効果的に収集することが可能となる。
【００４３】
特に上述した如く構成される集積回路装置によれば、該集積回路装置が直径１ｍｍ程度の球状の半導体の表面に各種機能素子を集積して実現されるような場合、そのウェル抵抗自体を感温素子として機能させて体温計等を構築することができるので、その実用的利点が多大である。即ち、サーミスタ等の感温素子を組み込む必要がない上、またその製造に起因する特性のバラツキを或る程度許容しながら集積回路装置（体温計）を大量生産しても、そのバラツキを自ら校正し得る機能を備えるので、その製造コストを抑えることが可能であり、しかも精度の高い計測に用いることができる等の効果が奏せられる。
【００４４】
またここでは温度に感応してその出力を変化させるリングオシレータを例に説明したが、装置本体１を圧力に感応してその出力が変化するセンシング回路として構成されるような場合には、その動作環境として一定の加圧環境を形成するようにすれば良く、その他の環境要素（湿度や酸素濃度等）に感応する場合であっても同様に実施することができる。
【００４５】
また装置本体１が、例えば図７に示すような増幅器からなり、入力信号に対して所定の出力信号を得るような場合においてもその校正データを取得し、その出力を補正するように校正することが可能である。この場合には、例えば図１に示すように疑似入力発生部９を設けて装置本体１に対する入力信号を疑似的に発生させ、この疑似入力信号を対する装置本体（増幅器）１の出力を検出して、その校正データを得るようにすれば良い。
【００４６】
また装置本体１の駆動電源が、その動作特性に影響を及ぼすような場合には、校正時の電源電圧Ｖccについても、校正データの１つとして不揮発性メモリ６に書き込むようにしても良い。更には電磁波エネルギを受電して所定の電源電圧Ｖccが確保された場合にだけ、前述した校正データの取得動作を行うように構成することも有用である。
【００４７】
尚、コイル３については、例えば不揮発性メモリ６に校正データを取得した時点でその両端を短絡し、不本意に、或いは無駄に校正データの取得動作を行わないような対策を施しておくことが望ましい。このような対策を講じておけば、何等かの外来ノイズがコイル３にて受電された場合であっても、そのエネルギをコイル３内で消費することが可能となるので、誤動作の原因となるパルス性の雑音の発生を未然に防止することが可能となる。
【００４８】
またここでは基準クロックＣＰを計数することでその校正データを取得したが、装置本体１の出力電圧値やその他の情報を校正データとして取得することも勿論可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る集積回路装置によれば、電磁波として給電されるエネルギをコイルを介して受電して内部電源を生成し、またコイルを介して得られる電磁波エネルギに基づいて発せられる動作指令を受けて所定の動作環境下における装置本体の出力を検出することで、その校正データを不揮発性メモリに取得するので、集積回路装置自身において装置本体の出力の所期の特性からずれやバラツキを簡易にして効果的に補正（校正）することができる。しかも集積回路装置を個々に外部接続することなしに、その校正を非接触に行うことができる。また校正対象とする集積回路装置が数多くある場合でも、これらの集積回路装置を一括して校正処理することができる等の効果が奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る集積回路装置の概略構成図。
【図２】図１に示す集積回路装置の実現例と、その集積回路装置に設けられるコイルの例を示す図。
【図３】図１に示す集積回路装置における電源部の構成例と、基準クロックＣＰの生成回路の例を示す図。
【図４】装置本体の設計仕様として示される出力特性Ａと、実際の出力特性Ｂとの差、およびその校正作用を説明する為の図。
【図５】リングオシレータが出力するパルス信号の検出回路例を示す図。
【図６】複数の集積回路装置の一括した校正処理の概念を示す図。
【図７】装置本体を校正する増幅器の例を示す図。
【符号の説明】
１ 装置本体（センシング回路）
２ 出力部
３ コイル
４ 電源部
５ 演算制御部（校正データ取得回路）
６ 不揮発性メモリ
７ 制御コード解読部（パルス生成回路）
８ 送信部
９ 疑似入力発生部
１１ パルス発生回路
１２ 電源リセット回路
１３ 第１のカウンタ回路
１４ 第２のカウンタ回路
１５ ラッチ回路
１６ ずれ演算部
２１ 恒温槽
Claims (7)
- 所定の回路機能を実現した装置本体と、
コイルを備え、このコイルを介して外部から加えられる電磁波エネルギを取り込んで所定の内部電源を生成する電源部と、
上記コイルを介して外部から加えられる前記電磁波エネルギに基づいて動作指令を発する手段と、
上記動作指令を受けて所定の動作環境下において前記装置本体の出力を検出して該装置本体の校正データを得る校正データ取得回路と、
この校正データ取得回路にて求められた上記校正データを記憶する不揮発性メモリと
を具備したことを特徴とする集積回路装置。 - 前記不揮発性メモリは、前記校正データと共に、前記装置本体の出力を検出した所定の動作環境の情報を記憶することを特徴とする請求項１に記載の集積回路装置。
- 前記装置本体は、感温素子または感圧素子を備えたセンシング回路からなることを特徴とする請求項１または２に記載の集積回路装置。
- 前記装置本体は、入力信号に応じた出力信号を得る信号伝達回路からなり、
前記校正データ取得回路は、上記信号伝達回路に対する疑似入力信号を生成する機能を備え、上記疑似入力信号を用いて前記信号伝達回路の出力信号を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の集積回路装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の集積回路装置において、
前記不揮発性メモリに記憶された校正データに従って前記装置本体の出力を校正する校正処理手段を備えることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項１〜４のいずれかに記載の集積回路装置において、
前記不揮発性メモリに記憶された校正データを、前記装置本体の出力と共に外部出力するデータ出力手段を備えることを特徴とする集積回路装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載の集積回路装置を複数個準備し、これらの複数の集積回路装置を恒温槽に収納して各集積回路装置を所定の温度環境下におき、この状態で前記各集積回路装置に一括して電磁波エネルギを加えて前記各集積回路装置をそれぞれ作動させて、各不揮発性メモリにそれぞれその校正データを取得させることを特徴とする集積回路装置の校正方法。
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