JP6268726B2 - 温度補正回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体 - Google Patents

Description

本発明は、信号補正回路、物理量検出装置、電子機器及び移動体に関する。

現在、様々なシステムや電子機器において、加速度を検出する加速度センサーや角速度を検出するジャイロセンサー等、種々の物理量を検出可能な物理量検出装置が広く利用されている。多くの物理量検出装置では、検出素子や回路の温度特性を補正するために、温度補正回路が設けられている。温度補正回路としては、半導体のバンドギャップを利用して作られる温度変動の小さい電圧と温度傾きが一定の電圧の差電圧を、所望の温度傾きとなるように連続型（抵抗型）の差動増幅回路で減衰あるいは増幅させ、検出素子の出力信号に基づく所望の検出信号に加算する回路が知られている。しかしながら、半導体のバンドギャップを利用して作られる温度変動の小さい電圧ＶＢＧＲと温度傾きが一定の電圧ＶＴＳによる駆動能力は低く、連続型（抵抗型）の差動増幅回路を利用するには、例えば、図１５に示すように、それぞれオペアンプでバッファリングする必要があり、その分だけ回路面積が大きくなってしまうという問題がある。

これに対して、特許文献１には、スイッチトキャパシタ型の差動増幅回路を利用し、入力電圧Ｖｉｎ１と温度特性を持たない参照電圧ＶＲＥＦ１を共通の容量を介して演算増幅器の一方の入力端子に入力し、入力電圧Ｖｉｎ２と温度特性を持つ参照電圧ＶＲＥＦ２を共通の容量を介して演算増幅器の他方の入力端子に入力することで、Ｖｉｎ１−Ｖｉｎ２の温度補正を行う回路が提案されている。この温度補正回路によれば、差動増幅回路の入力インピーダンスが高いため、参照電圧ＶＲＥＦ１，ＶＲＥＦ２をバッファリングする必要がなく、回路面積を低減することができる。

特開２００４−２２２０１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の温度補正回路では、所望の温度補正精度を確保するためには参照電圧ＶＲＥＦ２の温度傾きを調整するための回路が別途必要であり、回路面積の低減効果が十分でない。なお、この問題は、温度補正回路に限らず、例えば、電源電圧の変化に対する電圧補正等、入力信号を補正する信号補正回路全般において生じる問題である。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、回路面積を低減しながら、入力信号の補正精度を比較的容易に高めることが可能な信号補正回路、当該信号補正回路を用いた物理量検出装置、電子機器及び移動体を提供することができる。

本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］
本適用例に係る信号補正回路は、第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子、第３のス
イッチ素子、第４のスイッチ素子、第１の容量素子、第２の容量素子、第３の容量素子、第４の容量素子、及び演算増幅器、を含む差動増幅回路を有し、前記演算増幅器の一方の入力端子には、第１の入力信号が前記第１のスイッチ素子と、前記第１の容量素子とを介して入力され、かつ、第１の制御信号及び第２の制御信号のうち一方が前記第３のスイッチ素子と、前記第２の容量素子とを介して入力され、前記演算増幅器の他方の入力端子には、第２の入力信号が前記第２のスイッチ素子と、前記第３の容量素子とを介して入力され、かつ、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号のうち他方が前記第４のスイッチ素子と、前記第４の容量素子とを介して入力される。

本適用例に係る信号補正回路によれば、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧を、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧に基づいて補正した出力信号が得られる。また、第１の入力信号と第１の制御信号が別個の容量素子を介して演算増幅器の一方の入力端子に入力され、第２の入力信号と第２の制御信号が別個の容量素子を介して演算増幅器の他方の入力端子に入力されるので、例えば設計段階において、第２の容量素子の容量値と第４の容量素子の容量値を調整することで、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧に対するゲインに影響を与えずに、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧に対するゲインを容易に適切な値に設定することができる。従って、本適用例に係る信号補正回路によれば、回路面積を低減しながら、入力信号の補正精度を比較的容易に高めることができる。

［適用例２］
本適用例に係る信号補正回路は、第３のスイッチ素子、第４のスイッチ素子、第２の容量素子、第４の容量素子、及び演算増幅器、を含む差動増幅回路と、前記差動増幅回路の出力信号に基づいて、入力信号を補正する電圧補正部と、を有し、前記演算増幅器の一方の入力端子には、第１の制御信号及び第２の制御信号のうち一方が前記第３のスイッチ素子と、前記第２の容量素子とを介して入力され、前記演算増幅器の他方の入力端子には、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号のうち他方が前記第４のスイッチ素子と、前記第４の容量素子とを介して入力される。

前記電圧補正部は、例えば、前記差動増幅回路の出力電圧を入力信号の基準電圧とすることにより、前記入力信号の電圧を補正するようにしてもよい。

本適用例に係る信号補正回路によれば、入力信号の電圧を、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧に基づいて補正した出力信号が得られる。また、例えば設計段階において、第２の容量素子の容量値と第４の容量素子の容量値を調整することで、入力信号に対するゲインに影響を与えずに、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧に対するゲインを容易に適切な値に設定することができる。従って、本適用例に係る信号補正回路によれば、回路面積を低減しながら、入力信号の補正精度を比較的容易に高めることができる。

［適用例３］
上記適用例に係る信号補正回路において、前記第２の容量素子及び前記第４の容量素子が可変容量素子であってもよい。

本適用例に係る信号補正回路によれば、例えば、検査工程等で個体毎に第２の容量素子の容量値と第４の容量素子の容量値を最適な値に設定することができる。

［適用例４］
上記適用例に係る信号補正回路において、前記第１の制御信号は、一定電圧であり、前記第２の制御信号は、温度に応じて電圧が変化し、かつ、所定の温度で前記一定電圧と一致するようにしてもよい。

本適用例に係る信号補正回路によれば、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧の温度傾きあるいは入力信号の電圧の温度傾きを補正することができる。

［適用例５］
上記適用例に係る信号補正回路は、前記第１の制御信号又は前記第２の制御信号を選択して前記演算増幅器の前記一方の入力端子に供給する第１の選択回路と、前記第１の制御信号又は前記第２の制御信号を選択して前記演算増幅器の前記他方の入力端子に供給する第２の選択回路と、をさらに含み、前記第１の選択回路と前記第２の選択回路は、互いに排他的に前記第１の制御信号又は第２の制御信号を選択するようにしてもよい。

本適用例に係る信号補正回路によれば、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧の特性あるいは入力信号の電圧の特性に応じて、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧の極性を選択することができるので、自由度の高い信号補正を行うことができる。

［適用例６］
本適用例に係る物理量検出装置は、物理量を検出する検出素子と、前記検出素子の検出信号に基づく入力信号の電圧を補正する、上記のいずれかの信号補正回路と、を含む。

物理量検出装置は、例えば、加速度センサー、ジャイロセンサー、速度センサー等の慣性センサーであってもよいし、重力に基づいて傾斜角を計測する傾斜計であってもよい。

［適用例７］
本適用例に係る電子機器は、上記のいずれかの信号補正回路を含む。

［適用例８］
本適用例に係る移動体は、上記のいずれかの信号補正回路を含む。

第１実施形態の信号補正回路の構成例を示す図。 第１実施形態の信号補正回路を適用した加速度センサーの構成例を示す図。 ＶＢＧＲとＶＴＳを生成する回路の一例を示す図。 第１実施形態の信号補正回路を応用した温度補正回路の構成例を示す図。 温度補正回路のタイミングチャートの一例を示す図。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、それぞれ、ＶＮ−ＶＰの温度特性、ＶＢＧＲの温度特性及びＶＴＳの温度特性の一例を示す図。 第２実施形態の信号補正回路の構成例を示す図。 第２実施形態の信号補正回路を適用した加速度センサーの構成例を示す図。 ＤＴＳの構成例を示す図。 第２実施形態の信号補正回路を応用した温度補正回路の構成例を示す図。 図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、それぞれ、ＶＮ−ＶＰの温度特性、ＶＢＧＲの温度特性及びＶＴＳの温度特性の一例を示す図。 本実施形態の電子機器の機能ブロック図。 本実施形態の電子機器の外観の一例を示す図。 本実施形態の移動体の一例を示す図。 連続型（抵抗型）の差動増幅回路を利用した従来の温度補正回路の一例を示す図。

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。

１．信号補正回路、物理量検出装置
１−１．第１実施形態
図１は、第１実施形態の信号補正回路の構成例を示す図である。図１に示すように、第１実施形態の信号補正回路１は、スイッチトキャパシタ型の差動増幅回路１０、入力端子１１〜１４、出力端子１５、スイッチ素子２５〜２８、容量素子４３，４４及び選択回路５１，５２を含んで構成されている。差動増幅回路１０は、演算増幅器２０、スイッチ素子２１〜２４，２９〜３６及び容量素子４１，４２，４５〜４８を有する。なお、本実施形態の信号補正回路１は、図１に示した要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

入力端子１１と入力端子１２には、それぞれ第１の入力信号と第２の入力信号が入力され、入力端子１３と入力端子１４には、それぞれ第１の制御信号と第２の制御信号が入力される。

入力端子１１はスイッチ素子２１の第１端子と接続されており、スイッチ素子２１の第２端子にはスイッチ素子２２の第１端子及び容量素子４１の第１端子が接続されている。容量素子４１の第２端子は演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）と接続されている。

入力端子１２はスイッチ素子２３の第１端子と接続されており、スイッチ素子２３の第２端子にはスイッチ素子２４の第１端子及び容量素子４２の第１端子が接続されている。容量素子４２の第２端子は演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）と接続されている。

入力端子１３は選択回路５１（第１の選択回路）の第１入力端子及び選択回路５２（第２の選択回路）の第１入力端子と接続されており、選択回路５１の第１入力端子及び選択回路５２の第１入力端子には入力端子１３から入力された第１の制御信号が入力される。

入力端子１４は選択回路５１の第２入力端子及び選択回路５２の第２入力端子と接続されており、選択回路５１の第２入力端子及び選択回路５２の第２入力端子には入力端子１４から入力された第２の制御信号が入力される。

選択回路５１の出力端子は、スイッチ素子２５の第１端子と接続されており、スイッチ素子２５の第２端子にはスイッチ素子２６の第１端子及び容量素子４３の第１端子が接続されている。容量素子４３の第２端子は演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）と接続されている。

選択回路５２の出力端子は、スイッチ素子２７の第１端子と接続されており、スイッチ素子２７の第２端子にはスイッチ素子２８の第１端子及び容量素子４４の第１端子が接続されている。容量素子４４の第２端子は演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）と接続されている。

選択回路５１及び選択回路５２は、同一の選択信号に応じて、第１の制御信号又は第２の制御信号を互いに排他的に選択する。すなわち、選択回路５１が第１の制御信号を選択する時は選択回路５２が第２の制御信号を選択し、選択回路５１が第２の制御信号を選択する時は選択回路５２が第２の制御信号を選択する。選択回路５１及び選択回路５２は、例えば切替スイッチで実現される。

演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）には、さらに、スイッチ素子３０の第１端子及び容量素子４５の第１端子が接続されている。スイッチ素子３０の第２端子にはスイッチ素子２９の第１端子及び容量素子４６の第１端子が接続されている。容量素子４６の第２端子は、演算増幅器２０の出力端子と接続されている。容量素子４５の第２端子には、スイッチ素子３１の第１端子及びスイッチ素子３２の第１端子が接続されており、スイッチ素子３１の第２端子は演算増幅器２０の出力端子と接続されている。

演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）には、さらに、スイッチ素子３４の第１端子及び容量素子４７の第１端子が接続されている。スイッチ素子３４の第２端子にはスイッチ素子３３の第１端子及び容量素子４８の第１端子が接続されている。容量素子４７の第２端子には、スイッチ素子３５の第１端子及びスイッチ素子３６の第１端子が接続されている。

出力端子１５は、演算増幅器２０の出力端子と接続されている。

スイッチ素子２２の第２端子、スイッチ素子２４の第２端子、スイッチ素子２６の第２端子、スイッチ素子２８の第２端子、スイッチ素子２９の第２端子、スイッチ素子３２の第２端子、スイッチ素子３３の第２端子、スイッチ素子３５の第２端子、スイッチ素子３６の第２端子及び容量素子４８の第２端子には、ともに基準電圧Ｖ_refが入力される。

スイッチ素子２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３，３５はクロック信号φ₁がハイレベル／ローレベルの時にそれぞれオン／オフし、スイッチ素子２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６はクロック信号φ₂がハイレベル／ローレベルの時にそれぞれオン／オフする。クロック信号φ₁とクロック信号φ₂は、ハイレベルとローレベルが常に逆の関係になっており、スイッチ素子２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３，３５がオンの時はスイッチ素子２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６がオフし、スイッチ素子２１，２３，２５，２７，２９，３１，３３，３５がオフの時はスイッチ素子２２，２４，２６，２８，３０，３２，３４，３６がオンする。

このような構成の信号補正回路１では、演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）には、第１の入力信号がスイッチ素子２１（第１のスイッチ素子）と、容量素子４１（第１の容量素子）とを介して入力され、かつ、第１の制御信号及び第２の制御信号の一方がスイッチ素子２５（第３のスイッチ素子）と、容量素子４３（第２の容量素子）とを介して入力される。また、演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）には、第２の入力信号がスイッチ素子２３（第２のスイッチ素子）と、容量素子４２（第３の容量素子）を介して入力され、かつ、第１の制御信号及び第２の制御信号の他方がスイッチ素子２７（第４のスイッチ素子）と、容量素子４４（第４の容量素子）とを介して入力される。そして、演算増幅器２０の出力信号が出力端子１５を介して出力される。すなわち、信号補正回路１は第１の入力信号と第２の入力信号から成る差動信号をシングルエンドの信号に変換して出力する。

この信号補正回路１において、第１の入力信号の電圧値をＶ_i1、第２の入力信号の電圧値をＶ_i2、第１の制御信号の電圧値をＶ_c1、第２の制御信号の電圧値をＶ_c2、容量素子４１の容量値をＣ_s1、容量素子４２の容量値をＣ_s2、容量素子４３の容量値をＣ₁、容量素子４４の容量値をＣ₂、容量素子４５の容量値をＣ₁₂、容量素子４７の容量値をＣ₂₂とし、かつ、Ｃ₁＝Ｃ₂、Ｃ_s1＝Ｃ_s2、Ｃ₁₂＝Ｃ₂₂とする。この時、選択回路５１が第１の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第２の制御信号を選択した場合に、出力端子１５から出力される出力信号の電圧Ｖ_oは、次式（１）で与えられる。

同様に、選択回路５１が第２の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第１の制御信号を選択した場合に、出力端子１５から出力される出力信号の電圧Ｖ_oは、次式（２）で与えられる。

式（１）、式（２）より明らかなように、例えば、温度や電源電圧の変化により、右辺第１項の大きさが変化した場合、右辺第２項により補正することができる。すなわち、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の変化と第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の変化が逆方向の場合は、選択回路５１が第１の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第２の制御信号を選択するように設定することで、式（１）に従って補正された出力電圧Ｖ_oが得られる。一方、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の変化と第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の変化が同じ方向の場合は、選択回路５１が第２の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第1の制御信号を選択するように設定することで、式（２）に従って補正された出力電圧Ｖ_oが得られる。

以上に説明したように、第１実施形態の信号補正回路によれば、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）を、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）に基づいて補正した出力信号が得られる。

また、第１実施形態の信号補正回路によれば、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の温度特性や電源電圧特性が設計段階でわかれば、温度や電源電圧の変化による差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の変化分がキャンセルされるように、容量素子４３の容量値をＣ₁と容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設計することができる。特に、第１の入力信号と第１の制御信号が別個の容量素子４１，４３を介して演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）に入力され、第２の入力信号と第２の制御信号が別個の容量素子４２，４４を介して演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）に入力されるので、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）に対するゲインに影響を与えずに、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）のゲインを容易に適切な値に設定することができる。

さらに、第１実施形態の信号補正回路によれば、選択回路５１，５２により、第１の入力信号と第２の入力信号の差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の特性に応じて、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の極性を選択することができるので、自由度の高い信号補正を行うことができる。

従って、第１実施形態の信号補正回路によれば、回路面積を低減しながら、入力信号の補正精度を比較的容易に高めることができる。

なお、第１実施形態の信号補正回路において、容量素子４３，４４を可変容量素子にしてもよい。容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を可変にすることで、
式（１）及び式（２）の右辺第２項の大きさを可変とすることができる。従って、例えば、信号補正回路１の検査工程において、個体毎に、温度や電源電圧の変化による差電圧（Ｖ_i1−Ｖ_i2）の変化分がキャンセルされるように、選択回路５１，５２の選択論理を決定し、かつ、容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設定することができる。

次に、第１実施形態の信号補正回路１を物理量検出装置の温度補正回路に適用する例について説明する。物理量検出装置は所望の物理量を検出する装置であり、例えば、加速度、角速度、速度等の物理量の少なくとも一部を検出する慣性センサーであってもよいし、傾斜角を計測する傾斜計であってもよい。以下では、物理量検出装置として加速度センサーを例に挙げて説明する。図２は、本実施形態の加速度センサーの構成例を示す図である。図２に示すように、本実施形態の加速度センサー２は、ＩＣ１００と３軸加速度を検出する検出素子２００とを含んで構成されている。

検出素子２００は、ＩＣ１００のＣＯＭ端子から供給される駆動信号によって駆動し、直交する３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向の各加速度に応じた電荷（電流）を発生させる。図２では、６つの可変容量２０１ｎ，２０１ｐ，２０２ｎ，２０２ｐ，２０３ｎ，２０３ｐによる検出素子２００の等価回路が示されている。

可変容量２０１ｎ，２０１ｐは、Ｘ軸方向の加速度に応じて容量値が変化する。可変容量２０１ｎ，２０１ｐの容量値の変化は互いに逆向きであり、Ｘ軸方向の加速度が大きいほど可変容量２０１ｎ，２０１ｐの容量差が大きくなる。

可変容量２０２ｎ，２０２ｐは、Ｙ軸方向の加速度に応じて容量値が変化する。可変容量２０２ｎ，２０２ｐの容量値の変化は互いに逆向きであり、Ｙ軸方向の加速度が大きいほど可変容量２０２ｎ，２０２ｐの容量差が大きくなる。

可変容量２０３ｎ，２０３ｐは、Ｚ軸方向の加速度に応じて容量値が変化する。可変容量２０３ｎ，２０３ｐの容量値の変化は互いに逆向きであり、Ｚ軸方向の加速度が大きいほど可変容量２０３ｎ，２０３ｐの容量差が大きくなる。

ＩＣ１００は、選択回路１１０、ＱＶアンプ１２０、ＰＧＡ（Programmable Gain Amp.）１３０、Ｘ軸加速度信号生成回路１４０ｘ、Ｙ軸加速度信号生成回路１４０ｙ、Ｚ軸加速度信号生成回路１４０ｚ、オシレーター（ＯＳＣ）１５０、制御回路１６０、基準信号生成回路１７０、及び、外部端子ＣＯＭ，ＸＮ，ＸＰ，ＹＮ，ＹＰ，ＺＮ，ＺＰ，ＸＯＵＴ，ＹＯＵＴ，ＺＯＵＴ，ＶＴＳ，ＶＤＤ，ＶＳＳを含んで構成されている。

検出素子２００の可変容量２０１ｎ，２０１ｐ，２０２ｎ，２０２ｐ，２０３ｎ，２０３ｐに発生した電荷（電流）は、それぞれＸＮ，ＸＰ，ＹＮ，ＹＰ，ＺＮ，ＺＰ端子を介して、選択回路１１０に入力される。

選択回路１１０は、制御回路１６０による制御のもと、ＸＮ，ＸＰ端子に入力された電荷（電流）、ＹＮ，ＹＰ端子に入力された電荷（電流）、及び、ＺＮ，ＺＰ端子に入力された電荷（電流）を順番に繰り返して選択する。

選択回路１１０で選択された電荷（電流）は、制御回路１６０による制御のもと、ＱＶアンプ１２０において差動増幅された電圧信号に変換された後、ＰＧＡ１３０において所望の電圧レベルに増幅される。

ＰＧＡ１３０が出力する差動信号ＶＮ，ＶＰは、制御回路１６０による制御のもと、Ｘ
軸加速度信号生成回路１４０ｘ、Ｙ軸加速度信号生成回路１４０ｙ、Ｚ軸加速度信号生成回路１４０ｚに順番に入力される。

Ｘ軸加速度信号生成回路１４０ｘは、温度補正回路１４１ｘ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｘ、増幅器１４３ｘを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1x，φ_2xに同期してＸ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＸＮ，ＸＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、温度補正回路１４１ｘで温度補償されるとともにシングルエンドの信号に変換される。そして、温度補正回路１４１ｘの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｘでローパス処理された後、増幅器１４３ｘで増幅される。この増幅器１４３ｘの出力信号は、Ｘ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｘ軸加速度信号としてＸＯＵＴ端子を介して外部出力される。

Ｙ軸加速度信号生成回路１４０ｙは、温度補正回路１４１ｙ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｙ、増幅器１４３ｙを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1y，φ_2yに同期してＹ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＹＮ，ＹＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、温度補正回路１４１ｙで温度補償されるとともにシングルエンドの信号に変換される。そして、温度補正回路１４１ｙの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｙでローパス処理された後、増幅器１４３ｙで増幅される。この増幅器１４３ｙの出力信号は、Ｙ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｙ軸加速度信号としてＹＯＵＴ端子を介して外部出力される。

Ｚ軸加速度信号生成回路１４０ｚは、温度補正回路１４１ｚ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｚ、増幅器１４３ｚを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1z，φ_2zに同期してＺ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＺＮ，ＺＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、温度補正回路１４１ｚで温度補償されるとともにシングルエンドの信号に変換される。そして、温度補正回路１４１ｚの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１４２ｚでローパス処理された後、増幅器１４３ｚで増幅される。この増幅器１４３ｚの出力信号は、Ｚ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｚ軸加速度信号としてＺＯＵＴ端子を介して外部出力される。

オシレーター（ＯＳＣ）１５０は、一定周波数で発振し、その発振信号は、ＣＯＭ端子を介して外部出力され、駆動信号として検出素子２００に入力される。

制御回路１６０は、オシレーター（ＯＳＣ）１５０の発振信号に基づいて、選択回路１１０の選択信号や、Ｘ軸加速度信号生成回路１４０ｘ、Ｙ軸加速度信号生成回路１４０ｙ、Ｚ軸加速度信号生成回路１４０ｚをそれぞれ動作させるタイミング信号等を生成する。

基準信号発生回路１７０は、ＶＤＤ端子及びＶＳＳ端子から供給される電源電圧に基づき、各内部回路の基準電圧ＶＲＥＦ（例えば、ＶＤＤ／２）及び基準電流ＩＲＥＦを生成する。さらに、基準信号発生回路１７０は、温度によらずほぼ一定の電圧ＶＢＧＲ、及び、温度に応じて変化する電圧ＶＴＳを生成する。このＶＢＧＲとＶＴＳを生成する回路は、例えば、図３に示すような回路で実現することができる。

なお、本実施形態の加速度センサー２は、図２に示した要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

図２の構成の加速度センサー２において、温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚ
に、図１に示した信号補正回路１を適用することができる。図４は、温度補正回路１４１ｘの構成例を示す図である。図４において図１と同じ構成要素には同じ符号を付しており、図１と共通する説明は省略する。

図４の回路では、入力端子１１，１２，１３，１４には、それぞれ、ＶＮ（第１の入力信号の一例），ＶＰ（第２の入力信号の一例），ＶＢＧＲ（第１の制御信号の一例），ＶＴＳ（第２の制御信号の一例）の各信号が入力される。また、図４の回路では、図１の構成に対して、クロック信号φ₁，φ₂がそれぞれクロック信号φ_1x，φ_2xに置き換わっている。さらに、図２の加速度センサー２では、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号ＶＮ，ＶＰとして、ＸＮ，ＸＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号、ＹＮ，ＹＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号、ＺＮ，ＺＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号が順番に選択されるため、図４の回路では、スイッチトキャパシタ型の差動増幅回路１０が、図１の構成に対して、容量素子４１，４２にそれぞれサンプルしたＶＮ，ＶＰをホールドするためのスイッチ素子６１〜６４及びスイッチ素子６５〜６８をさらに有している。

具体的には、スイッチ素子６１の第１端子及びスイッチ素子６２の第１端子は、容量素子４１の第２端子及び容量素子４３の第２端子と接続されている。スイッチ素子６２の第２端子は演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）と接続されている。また、スイッチ素子６３の第１端子及びスイッチ素子６４の第１端子は、容量素子４２の第２端子及び容量素子４４の第２端子と接続されている。スイッチ素子６４の第２端子は演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）と接続されている。また、スイッチ素子６５の第１端子は、演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）と接続され、スイッチ素子６５の第２端子は、容量素子４５の第１端子及びスイッチ素子６６の第１端子と接続されている。また、スイッチ素子６７の第１端子は、演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）と接続され、スイッチ素子６７の第２端子は、容量素子４７の第１端子及びスイッチ素子６８の第１端子と接続されている。

スイッチ素子６１の第２端子、スイッチ素子６３の第２端子、スイッチ素子６６の第２端子及びスイッチ素子６８の第２端子には、ともに基準電圧Ｖ_refが入力される。また、スイッチ素子６１，６３，６６，６８はクロック信号φ_1xに応じてオン／オフし、スイッチ素子６２，６４，６５，６７はクロック信号φ_2xに応じてオン／オフする。
なお、図１と異なり、スイッチ素子２９，３１，３３，３５はクロック信号φ_2xに応じてオン／オフし、スイッチ素子３０，３２，３４，３６はクロック信号φ_2xに応じてオン／オフする。

なお、温度補正回路１４１ｙは、図４の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1y，φ_2yに置き換えることで実現できるので、その回路構成の図示及び説明を省略する。同様に、温度補正回路１４１ｚは、図４の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1z，φ_2zに置き換えることで実現できるので、その回路構成の図示及び説明を省略する。なお、温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚの入力信号ＶＮ，ＶＰ（ＰＧＡ１３０が出力する差動信号）とクロック信号φ_1x，φ_2x，φ_1y，φ_2y，φ_1y，φ_2yとの位相関係は、例えば図５に示すようなものになる。

図４のような構成の温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚにおいて、容量素子４１，４２，４３，４４，４５，４７の容量値をそれぞれＣ_s1，Ｃ_s2，Ｃ₁，Ｃ₂，Ｃ₁₂，Ｃ₂₂とし、かつ、Ｃ₁＝Ｃ₂、Ｃ_s1＝Ｃ_s2、Ｃ₁₂＝Ｃ₂₂とする。この時、選択回路５１がＶＢＧＲを選択し、かつ、選択回路５２がＶＴＳを選択した場合に、出力端子１５からの出力電圧ＶＯＵＴは、次式（３）で与えられる。

同様に、選択回路５１がＶＴＳを選択し、かつ、選択回路５２がＶＢＧＲを選択した場合に、出力端子１５から出力される出力信号の電圧ＶＯＵＴは、次式（４）で与えられる。

図６（Ａ）、図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）は、それぞれ、加速度が０の場合のＶＮとＶＰの差電圧（ＶＮ−ＶＰ）の温度特性、ＶＢＧＲの温度特性及びＶＴＳの温度特性の一例を示す図である。図６（Ａ）の例では、差電圧（ＶＮ−ＶＰ）は、基準温度Ｔ₀（例えば２５℃）で０Ｖであり、温度に対して負の傾きを持っている。また、図６（Ｂ）の例では、ＶＢＧＲは、温度変化に対して一定電圧Ｖ₀である。また、図６（Ｃ）の例では、ＶＴＳは、基準温度Ｔ₀で電圧Ｖ₀であり（ＶＢＧＲと一致し）、温度に対して正の傾きを持っている。このような場合は、温度変化による（ＶＮ−ＶＰ）の変化と（ＶＢＧＲ−ＶＴＳ）の変化が同じ方向（温度上昇に対してともに低下する方向）なので、選択回路５１がＶＴＳを選択し、かつ、選択回路５２がＶＢＧＲを選択するように設定することで、式（４）に従い、（ＶＮ−ＶＰ）の変化分が補正された出力電圧ＶＯＵＴが得られる。一方、温度変化による（ＶＮ−ＶＰ）の変化と（ＶＢＧＲ−ＶＴＳ）の変化が逆方向の場合は、選択回路５１がＶＢＧＲを選択し、かつ、選択回路５２がＶＴＳを選択するように設定することで、式（３）に従い（ＶＮ−ＶＰ）の変化分が補正された出力電圧ＶＯＵＴが得られる。

特に、図４の回路では、容量素子４３，４４をともに可変容量素子としているので、式（３）及び式（４）の右辺第２項の係数値（Ｃ₁／Ｃ₁₂）は可変である。従って、（ＶＮ−ＶＰ）の温度特性がＩＣ１００や検出素子２００の個体差によってばらついても、加速度センサー２の検査工程において、個体毎に、（ＶＮ−ＶＰ）の温度特性がキャンセルされるように、選択回路５１，５２の選択論理を決定し、かつ、容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設定することができる。

１−２．第２実施形態
図７は、第２実施形態の信号補正回路の構成例を示す図である。図７に示すように、第２実施形態の信号補正回路１は、スイッチトキャパシタ型の差動増幅回路１０、入力端子１３，１４，１６、出力端子１７、選択回路５１，５２及び電圧補正部７０を含んで構成されている。差動増幅回路１０は、演算増幅器２０、スイッチ素子２５〜３６及び容量素子４３〜４８を有する。なお、本実施形態の信号補正回路１は、図７に示した要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

入力端子１６には、入力信号が入力され、入力端子１３と入力端子１４には、それぞれ第１の制御信号と第２の制御信号が入力される。

入力端子１３は選択回路５１（第１の選択回路）の第１入力端子及び選択回路５２（第２の選択回路）の第１入力端子と接続されており、選択回路５１の第１入力端子及び選択回路５２の第１入力端子には入力端子１３から入力された第１の制御信号が入力される。

入力端子１４は選択回路５１の第２入力端子及び選択回路５２の第２入力端子と接続されており、選択回路５１の第２入力端子及び選択回路５２の第２入力端子には入力端子１４から入力された第２の制御信号が入力される。

選択回路５１の出力端子は、スイッチ素子２５の第１端子と接続されており、スイッチ素子２５の第２端子にはスイッチ素子２６の第１端子及び容量素子４３の第１端子が接続されている。容量素子４３の第２端子は演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）と接続されている。

選択回路５２の出力端子は、スイッチ素子２７の第１端子と接続されており、スイッチ素子２７の第２端子にはスイッチ素子２８の第１端子及び容量素子４４の第１端子が接続されている。容量素子４４の第２端子は演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）と接続されている。

選択回路５１及び選択回路５２は、同一の選択信号に応じて、第１の制御信号又は第２の制御信号を互いに排他的に選択する。すなわち、選択回路５１が第１の制御信号を選択する時は選択回路５２が第２の制御信号を選択し、選択回路５１が第２の制御信号を選択する時は選択回路５２が第２の制御信号を選択する。選択回路５１及び選択回路５２は、例えば切替スイッチで実現される。

演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）には、さらに、スイッチ素子３０の第１端子及び容量素子４５の第１端子が接続されている。スイッチ素子３０の第２端子にはスイッチ素子２９の第１端子及び容量素子４６の第１端子が接続されている。容量素子４６の第２端子は、演算増幅器２０の出力端子と接続されている。容量素子４５の第２端子には、スイッチ素子３１の第１端子及びスイッチ素子３２の第１端子が接続されており、スイッチ素子３１の第２端子は演算増幅器２０の出力端子と接続されている。

演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）には、さらに、スイッチ素子３４の第１端子及び容量素子４７の第１端子が接続されている。スイッチ素子３４の第２端子にはスイッチ素子３３の第１端子及び容量素子４８の第１端子が接続されている。容量素子４７の第２端子には、スイッチ素子３５の第１端子及びスイッチ素子３６の第１端子が接続されている。

入力端子１６は電圧補正部７０の入力端子と接続されており、出力端子１７は電圧補正部７０の出力端子と接続されている。電圧補正部７０は、差動増幅回路１０の出力信号に基づいて、入力端子１６から入力された入力信号の電圧を補正する。例えば、電圧補正部７０は、入力端子１６から入力された入力信号に、差動増幅回路１０の出力信号を加算することにより、当該入力信号の電圧を補正するようにしてもよいし、差動増幅回路１０の出力電圧を、入力端子１６から入力された入力信号の基準電圧とすることにより、当該入力信号の電圧を補正するようにしてもよい。

スイッチ素子２６の第２端子、スイッチ素子２８の第２端子、スイッチ素子２９の第２端子、スイッチ素子３２の第２端子、スイッチ素子３３の第２端子、スイッチ素子３５の第２端子、スイッチ素子３６の第２端子及び容量素子４８の第２端子には、ともに基準電圧Ｖ_refが入力される。

スイッチ素子２５，２７，２９，３１，３３，３５はクロック信号φ₁がハイレベル／ローレベルの時にそれぞれオン／オフし、スイッチ素子２６，２８，３０，３２，３４，３６はクロック信号φ₂がハイレベル／ローレベルの時にそれぞれオン／オフする。クロ
ック信号φ₁とクロック信号φ₂は、ハイレベルとローレベルが常に逆の関係になっており、スイッチ素子２５，２７，２９，３１，３３，３５がオンの時はスイッチ素子２６，２８，３０，３２，３４，３６がオフし、スイッチ素子２５，２７，２９，３１，３３，３５がオフの時はスイッチ素子２６，２８，３０，３２，３４，３６がオンする。

このような構成の信号補正回路１では、演算増幅器２０の反転入力端子（−入力端子）には、第１の制御信号及び第２の制御信号のうち一方がスイッチ素子２５（第３のスイッチ素子）と、容量素子４３（第２の容量素子）とを介して入力される。また、演算増幅器２０の非反転入力端子（＋入力端子）には、第１の制御信号及び第２の制御信号のうち他方がスイッチ素子２７（第４のスイッチ素子）と、容量素子４４（第４の容量素子）とを介して入力される。

この信号補正回路１において、入力端子１６から入力される入力信号の電圧値をＶ_i、第１の制御信号の電圧値をＶ_c1、第２の制御信号の電圧値をＶ_c2、容量素子４３の容量値をＣ₁、容量素子４４の容量値をＣ₂、容量素子４５の容量値をＣ₁₂、容量素子４７の容量値をＣ₂₂とし、かつ、Ｃ₁＝Ｃ₂、Ｃ₁₂＝Ｃ₂₂とする。この時、選択回路５１が第１の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第２の制御信号を選択した場合に、演算増幅器２０の出力信号の電圧Ｖ_opは、次式（５）で与えられる。

同様に、選択回路５１が第２の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第１の制御信号を選択した場合に、演算増幅器２０の出力信号の電圧Ｖ_opは、次式（６）で与えられる。

例えば、温度や電源電圧の変化により、入力信号の電圧Ｖ_iが変化した場合、電圧補正部７０において、式（５）、式（６）の右辺第１項により補正することができる。すなわち、電圧補正部が入力信号に対して加算処理を行う構成であれば、入力電圧Ｖ_iの変化と第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の変化が同じ方向の場合は、選択回路５１が第１の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第２の制御信号を選択するように設定することで、電圧補正部７０において式（５）に従って補正された出力電圧Ｖ_oが得られる。一方、入力電圧Ｖ_iの変化と第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の変化が逆方向の場合は、選択回路５１が第２の制御信号を選択し、かつ、選択回路５２が第２の制御信号を選択するように設定することで、電圧補正部７０において式（６）に従って補正された出力電圧Ｖ_oが得られる。電圧補正部が入力信号に対して減算処理を行う構成であれば、選択回路５１、５２は加算処理の場合と逆の制御信号を選択するように設定する。

以上に説明したように、第２実施形態の信号補正回路によれば、入力信号の電圧Ｖ_iを、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）に基づいて補正した出力信号が得られる。

また、第２実施形態の信号補正回路によれば、入力信号の電圧Ｖ_iの温度特性や電源電圧特性が設計段階でわかれば、温度や電源電圧の変化による入力電圧Ｖ_iの変化分がキャンセルされるように、容量素子４３の容量値をＣ₁と容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設計することができる。特に、入力信号に対するゲインに影響を与えずに、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）のゲインを容易に適切な値に設定することができる。

さらに、第２実施形態の信号補正回路によれば、選択回路５１，５２により、入力電圧Ｖ_iの特性に応じて、第１の制御信号と第２の制御信号の差電圧（Ｖ_c1−Ｖ_c2）の極性を選択することができるので、自由度の高い信号補正を行うことができる。

従って、第２実施形態の信号補正回路によれば、回路面積を低減しながら、入力信号の補正精度を比較的容易に高めることができる。

なお、第２実施形態の信号補正回路において、容量素子４３，４４を可変容量素子にしてもよい。容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を可変にすることで、式（５）及び式（６）の右辺第１項の大きさを可変とすることができる。従って、例えば、信号補正回路１の検査工程において、個体毎に、温度や電源電圧の変化による入力電圧Ｖ_iの変化分がキャンセルされるように、選択回路５１，５２の選択論理を決定し、かつ、容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設定することができる。

次に、第２実施形態の信号補正回路１を物理量検出装置の温度補正回路に適用する例について説明する。図８は、物理量検出装置の一例である加速度センサーの構成例を示す図である。図８において、図２と同じ構成要素には同じ番号を付している。図８に示すように、本実施形態の加速度センサー２は、ＩＣ１００と３軸加速度を検出する検出素子２００とを含んで構成されている。

図８に示す加速度センサー２は、図２の加速度センサーに対して、Ｘ軸加速度信号生成回路１８０ｘ、Ｙ軸加速度信号生成回路１８０ｙ、Ｚ軸加速度信号生成回路１８０ｚの構成が異なる。図８の加速度センサー２におけるその他の構成は図２と全く同じであるので、その説明を省略する。

Ｘ軸加速度信号生成回路１８０ｘは、ＤＴＳ（Differential To Single）１８１ｘ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｘ、温度補正回路１８３ｘを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1x，φ_2xに同期してＸ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＸＮ，ＸＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、ＤＴＳ１８１ｘでシングルエンドの信号に変換される。このＤＴＳ１８１ｘは、例えば、図９に示すような回路で実現することができる。そして、ＤＴＳ１８１ｘの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｘでローパス処理された後、温度補正回路１８３ｘで温度補償される。この温度補正回路１８３ｘの出力信号は、Ｘ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｘ軸加速度信号としてＸＯＵＴ端子を介して外部出力される。

Ｙ軸加速度信号生成回路１８０ｙは、ＤＴＳ１８１ｙ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｙ、温度補正回路１８３ｙを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1y，φ_2yに同期してＹ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＹＮ，ＹＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、ＤＴＳ１８１ｙでシングルエンドの信号に変換される。このＤＴＳ１８１ｙは、例えば、図９の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1y，φ_2y
に置き換えることで実現できる。そして、ＤＴＳ１８１ｙの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｙでローパス処理された後、温度補正回路１８３ｙで温度補償される。この温度補正回路１８３ｙの出力信号は、Ｙ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｙ軸加速度信号としてＹＯＵＴ端子を介して外部出力される。

Ｚ軸加速度信号生成回路１８０ｚは、ＤＴＳ１８１ｚ、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｚ、温度補正回路１８３ｚを含んで構成されており、制御回路１６０からのクロック信号φ_1z，φ_2zに同期してＺ軸加速度信号を生成する処理を行う。すなわち、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号のうちＺＮ，ＺＰ端子に入力された電荷（電流）に基づく差動信号は、ＤＴＳ１８１ｚでシングルエンドの信号に変換される。このＤＴＳ１８１ｚは、例えば、図９の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1z，φ_2zに置き換えることで実現できる。そして、ＤＴＳ１８１ｚの出力信号は、スイッチトキャパシタフィルター（ＳＣＦ）１８２ｚでローパス処理された後、温度補正回路１８３ｚで温度補償される。この温度補正回路１８３ｚの出力信号は、Ｚ軸加速度の大きさに応じた電圧レベルの信号であり、Ｚ軸加速度信号としてＺＯＵＴ端子を介して外部出力される。

なお、本実施形態の加速度センサー２は、図８に示した要素の一部を省略又は変更し、あるいは他の要素を追加した構成としてもよい。

図８の構成の加速度センサー２において、温度補正回路１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚに、図７に示した信号補正回路１を適用することができる。図１０は、温度補正回路１８３ｘの構成例を示す図である。図１０の回路構成は、基本的には図７の回路構成と同様であり、図１０において図７と同じ構成要素には同じ符号を付しており、図７と共通する説明は省略する。

図１０の回路では、入力端子１３，１４，１６には、それぞれ、ＶＩＮ（入力信号の一例），ＶＢＧＲ（第１の制御信号の一例），ＶＴＳ（第２の制御信号の一例）の各信号が入力される。また、図１０の回路では、図７の構成に対して、クロック信号φ₁，φ₂がそれぞれクロック信号φ_1x，φ_2xに置き換わっている。さらに、図２の加速度センサー２では、電圧補正部７０の具体的な構成例が示されている。図１０における差動増幅回路１０の構成は、図７と全く同じであるので、その説明を省略する。

図１０において、電圧補正部７０は、演算増幅器７１及び抵抗７２，７３からなる反転増幅回路として実現されている。入力端子１６から入力される入力信号ＶＩＮは、抵抗７２を介して演算増幅器７１の反転入力端子（−入力端子）に入力され、差動増幅回路１０の出力信号（演算増幅器２０の出力信号）が演算増幅器７１の非反転入力端子（＋入力端子）に入力される。

なお、温度補正回路１８３ｙは、図１０の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1y，φ_2yに置き換えることで実現できるので、その回路構成の図示及び説明を省略する。同様に、温度補正回路１８３ｚは、図１０の回路において、クロック信号φ_1x，φ_2xをそれぞれφ_1z，φ_2zに置き換えることで実現できるので、その回路構成の図示及び説明を省略する。

図１０のような構成の温度補正回路１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚにおいて、容量素子４３，４４，４５，４７の容量値をそれぞれＣ₁，Ｃ₂，Ｃ₁₂，Ｃ₂₂とし、かつ、Ｃ₁＝Ｃ₂、Ｃ₁₂＝Ｃ₂₂とする。この時、選択回路５１がＶＢＧＲを選択し、かつ、選択回路５２がＶＴＳを選択した場合の差動増幅回路１０の出力電圧（演算増幅器２０の出力電圧）ＶＲは、次式（７）で与えられる。

同様に、選択回路５１がＶＴＳを選択し、かつ、選択回路５２がＶＢＧＲを選択した場合の差動増幅回路１０の出力電圧（演算増幅器２０の出力電圧）ＶＲは、次式（８）で与えられる。

また、抵抗７２，７３の抵抗値をそれぞれＲ₁，Ｒ₂とすると、出力端子１７からの出力電圧ＶＯＵＴは、次式（９）で与えられる。

図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、それぞれ、加速度が０の場合のＶＩＮの温度特性、ＶＢＧＲの温度特性及びＶＴＳの温度特性の一例を示す図である。図１１（Ａ）の例では、ＶＩＮは、基準温度Ｔ₀（例えば２５℃）で基準電圧ＶＲＥＦと一致し、温度に対して正の傾きを持っている。また、図１１（Ｂ）の例では、ＶＢＧＲは、温度変化に対して一定電圧Ｖ₀である。また、図１１（Ｃ）の例では、ＶＴＳは、基準温度Ｔ₀で電圧Ｖ₀であり（ＶＢＧＲと一致し）、温度に対して正の傾きを持っている。このような場合は、温度変化によるＶＩＮの変化と（ＶＢＧＲ−ＶＴＳ）の変化が反対方向なので、選択回路５１がＶＢＧＲを選択し、かつ、選択回路５２がＶＴＳを選択するように設定することで、式（７）及び式（９）に従い、ＶＩＮの変化分が低減された出力電圧ＶＯＵＴが得られる。一方、温度変化によるＶＩＮの変化と（ＶＢＧＲ−ＶＴＳ）の変化が同じ方向の場合は、選択回路５１がＶＴＳを選択し、かつ、選択回路５２がＶＢＧＲを選択するように設定することで、式（８）及び式（９）に従いＶＩＮの変化分が低減された出力電圧ＶＯＵＴが得られる。

特に、図１０の回路では、容量素子４３，４４をともに可変容量素子としているので、式（７）及び式（８）の右辺第１項の係数値（Ｃ₁／Ｃ₁₂）は可変である。従って、ＶＩＮの温度特性がＩＣ１００や検出素子２００の個体差によってばらついても、加速度センサー２の検査工程において、個体毎に、ＶＩＮの温度特性がキャンセルされるように、選択回路５１，５２の選択論理を決定し、かつ、容量素子４３の容量値Ｃ₁及び容量素子４４の容量値Ｃ₂を最適値に設定することができる。

２．電子機器
図１２は、本実施形態の電子機器の機能ブロック図である。また、図１３は、本実施形態の電子機器の一例であるスマートフォンの外観の一例を示す図である。

本実施形態の電子機器３００は、物理量検出装置３１０、ＣＰＵ（Central Processing
Unit）３２０、操作部３３０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４０、ＲＡＭ（Random Access Memory）３５０、通信部３６０、表示部３７０、音出力部３８０を含んで構成され
ている。なお、本実施形態の電子機器は、図１２の構成要素（各部）の一部を省略又は変更し、あるいは他の構成要素を付加した構成としてもよい。

物理量検出装置３１０は、物理量を検出する装置であり、例えば、加速度、角速度、速度等の物理量の少なくとも一部を検出する慣性センサーであってもよいし、傾斜角を計測する傾斜計であってもよい。物理量検出装置３１０は、信号補正回路３１２を含んで構成されており、例えば、温度や電源電圧の変化による検出素子（図１２では不図示）の出力信号の電圧変化を補正し、物理量に応じた電圧レベルの信号（物理量信号）を出力する。信号補正回路３１２として、上述の各実施形態の信号補正回路１（温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚや温度補正回路１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚであってもよい）を適用することができる。また、物理量検出装置３１０として、例えば、上述の各実施形態の加速度センサー２を適用することができる。

ＣＰＵ３２０は、ＲＯＭ３４０等に記憶されているプログラムに従い、物理量検出装置３１０が出力する物理量信号を用いて各種の計算処理や制御処理を行う。その他、ＣＰＵ３２０は、操作部３３０からの操作信号に応じた各種の処理、外部とデータ通信を行うために通信部３６０を制御する処理、表示部３７０に各種の情報を表示させるための表示信号を送信する処理、音出力部３８０に各種の音を出力させる処理等を行う。

操作部３３０は、操作キーやボタンスイッチ等により構成される入力装置であり、ユーザーによる操作に応じた操作信号をＣＰＵ３２０に出力する。

ＲＯＭ３４０は、ＣＰＵ３２０が各種の計算処理や制御処理を行うためのプログラムやデータ等を記憶している。

ＲＡＭ３５０は、ＣＰＵ３２０の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３４０から読み出されたプログラムやデータ、操作部３３０から入力されたデータ、ＣＰＵ３２０が各種プログラムに従って実行した演算結果等を一時的に記憶する。

通信部３６０は、ＣＰＵ３２０と外部装置との間のデータ通信を成立させるための各種制御を行う。

表示部３７０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、あるいは有機ＥＬディスプレイ等により構成される表示装置であり、ＣＰＵ３２０から入力される表示信号に基づいて各種の情報を表示する。表示部３７０には操作部３３０として機能するタッチパネルが設けられていてもよい。

音出力部３８０は、スピーカー等の音を出力する装置である。

信号補正回路３１２として上述した本実施形態の信号補正回路１を組み込むことにより、より信頼性の高い電子機器を実現することができる。

このような電子機器３００としては種々の電子機器が考えられ、例えば、パーソナルコンピューター（例えば、モバイル型パーソナルコンピューター、ラップトップ型パーソナルコンピューター、ノート型パーソナルコンピューター、タブレット型パーソナルコンピューター）、携帯電話機などの移動体端末、ディジタルスチールカメラ、インクジェット式吐出装置（例えば、インクジェットプリンター）、ルーターやスイッチなどのストレージエリアネットワーク機器、ローカルエリアネットワーク機器、テレビ、ビデオカメラ、ビデオテープレコーダー、カーナビゲーション装置、ページャー、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ゲーム用コントローラー、ワードプロセッ
サー、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニター、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、医療機器（例えば、電子体温計、血圧計、血糖計、心電図計測装置、超音波診断装置、電子内視鏡）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシミュレーター、ヘッドマウントディスプレイ、モーショントレース、モーショントラッキング、モーションコントローラー、ＰＤＲ（歩行者位置方位計測）等が挙げられる。

３．移動体
図１４は、本実施形態の移動体の一例を示す図（上面図）である。図１４に示す移動体４００は、上述した本実施形態の信号補正回路１を含む物理量検出装置４１０，４２０，４３０、コントローラー４４０，４５０，４６０、バッテリー４７０を含んで構成されている。なお、本実施形態の移動体は、図１４の構成要素（各部）の一部を省略又は変更してもよいし、他の構成要素を付加した構成としてもよい。

物理量検出装置４１０，４２０，４３０、コントローラー４４０，４５０，４６０は、バッテリー４７０から供給される電源電圧で動作する。

物理量検出装置４１０，４２０，４３０は、物理量を検出する装置であり、それぞれ、例えば、加速度センサー（例えば、上述の各実施形態の加速度センサー２でもよい）、角速度センサー、速度センサー、傾斜計等である。物理量検出装置４１０，４２０，４３０は、信号補正回路（図１４では不図示）を含んで構成されており、例えば、温度や電源電圧の変化による検出素子（図１４では不図示）の出力信号の電圧変化を補正し、物理量に応じた電圧レベルの信号（物理量信号）を出力する。この信号補正回路として、上述の各実施形態の信号補正回路１（温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚや温度補正回路１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚであってもよい）を適用することができる。

コントローラー４４０，４５０，４６０は、それぞれ、物理量検出装置４１０，４２０，４３０が出力する物理量信号の一部又は全部を用いて、姿勢制御システム、横転防止システム、ブレーキシステム等の各種の制御を行う。

信号補正回路として、上述の各実施形態の信号補正回路１を適用することができ、これにより高い信頼性を確保することができる。

このような移動体４００としては種々の移動体が考えられ、例えば、自動車（電気自動車も含む）、ジェット機やヘリコプター等の航空機、船舶、ロケット、人工衛星等が挙げられる。

４．変形例
本発明は本実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、図１及び図７に示した信号補正回路１において、スイッチトキャパシタ型の差動増幅回路１０は他の構成であってもよい。

また、例えば、図１に示した信号補正回路１において、演算増幅器２０から差動信号が出力されるようにしてもよい。また、図７に示した信号補正回路１において、電圧補正部７０に差動信号が入力されるようにしてもよいし、電圧補正部７０から差動信号が出力されるようにしてもよい。

また、例えば、図２に示した加速度センサー２において、温度補正回路１４１ｘ，１４
１ｙ，１４１ｚを、それぞれスイッチトキャパシタフィルター１４２ｘ，１４２ｙ，１４２ｚの後段に移動してもよい。このようにすれば、スイッチトキャパシタフィルター１４２ｘ，１４２ｙ，１４２ｚにより、ＰＧＡ１３０が出力する差動信号ＶＮ，ＶＰがホールドされるので、温度補正回路１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚにおいて、図４に示したスイッチ素子６１〜６４が不要になる。

また、例えば、図８に示した加速度センサー２において、図１０に示した差動増幅回路１０の出力電圧をスイッチトキャパシタフィルター１８２ｘ，１８２ｙ，１８２ｚの基準電圧として用いることで、スイッチトキャパシタフィルター１８２ｘ，１８２ｙ，１８２ｚにおいて温度補正を行うようにしてもよい。この場合、図８の温度補正回路１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚを増幅器に置き換えればよい。

また、例えば、図１０に示した温度補正回路１８３ｘにおいて、電圧補正部７０を加算器に置き換えてもよい。

上述した各実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態及び変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１ 信号補正回路、２ 加速度センサー、１０ 差動増幅回路、１１〜１４ 入力端子、１５ 出力端子、１６ 入力端子、１７ 出力端子、２０ 演算増幅器、２１〜３６ スイッチ素子、４１〜４８ 容量素子、５１，５２ 選択回路、６１〜６８ スイッチ素子、７０ 電圧補正部、７１ 演算増幅器、７２，７３ 抵抗、１００ ＩＣ、１１０ 選択回路、１２０ ＱＶアンプ、１３０ ＰＧＡ、１４０ｘ Ｘ軸加速度信号生成回路、１４０ｙ Ｙ軸加速度信号生成回路、１４０ｚ Ｚ軸加速度信号生成回路、１４１ｘ，１４１ｙ，１４１ｚ 温度補正回路、１４２ｘ，１４２ｙ，１４２ｚ スイッチトキャパシタフィルター、１４３ｘ，１４３ｙ，１４３ｚ 増幅器、１５０ オシレーター、１６０ 制御回路、１７０ 基準信号生成回路、１８０ｘ Ｘ軸加速度信号生成回路、１８０ｙ Ｙ軸加速度信号生成回路、１８０ｚ Ｚ軸加速度信号生成回路、１８１ｘ，１８１ｙ，１８１ｚ ＤＴＳ、１８２ｘ，１８２ｙ，１８２ｚ スイッチトキャパシタフィルター、１８３ｘ，１８３ｙ，１８３ｚ 温度補正回路、２００ 検出素子、２０１ｎ，２０１ｐ，２０２ｎ，２０２ｐ，２０３ｎ，２０３ｐ 可変容量、３００ 電子機器、３１０ 物理量検出装置、３１２ 信号補正回路、３２０ ＣＰＵ、３３０ 操作部、３４０ ＲＯＭ、３５０ ＲＡＭ、３６０ 通信部、３７０ 表示部、４００ 移動体、４１０，４２０，４３０ 物理量検出装置、４４０，４５０，４６０ コントローラー、４７０ バッテリー

Claims (6)

1. 第１のスイッチ素子、第２のスイッチ素子、第３のスイッチ素子、第４のスイッチ素子、第１の容量素子、第２の容量素子、第３の容量素子、第４の容量素子、及び演算増幅器、を含む差動増幅回路を有し、
   前記演算増幅器の一方の入力端子には、第１の入力信号が、前記第１のスイッチ素子と前記第１の容量素子とを介して入力され、かつ、第１の制御信号及び第２の制御信号のうち一方が、前記第３のスイッチ素子と前記第２の容量素子とを介して入力され、
   前記演算増幅器の他方の入力端子には、第２の入力信号が、前記第２のスイッチ素子と前記第３の容量素子とを介して入力され、かつ、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号のうち他方が、前記第４のスイッチ素子と前記第４の容量素子とを介して入力され、
   前記第１の制御信号は、温度変化に対して一定電圧であり、
   前記第２の制御信号は、温度に応じて電圧が変化し、かつ、所定の温度で前記一定電圧と一致し、
   前記第１の制御信号又は前記第２の制御信号を選択して前記演算増幅器の前記一方の入力端子に供給する第１の選択回路と、
   前記第１の制御信号又は前記第２の制御信号を選択して前記演算増幅器の前記他方の入力端子に供給する第２の選択回路と、有し、
   前記第１の選択回路と前記第２の選択回路は、互いに排他的に前記第１の制御信号又は前記第２の制御信号を選択する、温度補正回路。
2. 請求項１において、
   前記第２の容量素子及び前記第４の容量素子が可変容量素子である、温度補正回路。
3. 物理量を検出する検出素子と、
   前記検出素子の検出信号に基づく入力信号の電圧を補正する、請求項１または２に記載の温度補正回路と、を含む、物理量検出装置。
4. 加速度を検出する検出素子と、
   前記検出素子の検出信号に基づく入力信号の電圧を補正する、請求項１または２に記載の温度補正回路と、を含む、加速度センサー。
5. 請求項１または２に記載の温度補正回路を含む、電子機器。
6. 請求項１または２に記載の温度補正回路を含む、移動体。

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