JP6572585B2 - 回路装置、物理量検出装置、電子機器、移動体、回路装置の製造方法 - Google Patents

回路装置、物理量検出装置、電子機器、移動体、回路装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、回路装置、物理量検出装置、電子機器、移動体、回路装置の製造方法等に関する。
従来より、物理量トランスデューサーからの検出信号に基づいて物理量を検出する回路装置が知られている。ジャイロセンサーを例にとれば、回路装置は物理量として角速度等を検出する。ジャイロセンサーは、例えばデジタルカメラ、スマートフォン等の電子機器や、車、飛行機等の移動体に組み込まれ、検出された角速度等の物理量を用いて、手振れ補正、姿勢制御、ＧＰＳ自律航法等が行われる。このようなジャイロセンサーの回路装置の従来技術としては、例えば特許文献１に開示される技術がある。
また、ジャイロセンサーに回転角速度が加わっていないときのゼロ点電圧（ヌル電圧）が温度特性を有する（温度に応じて変化する）ことが知られており、当該ゼロ点電圧を補正するゼロ点補正手法も種々知られている。例えば特許文献２には、効率的なゼロ点補正を行う手法が開示されている。
特開２００８−１２２１２２号公報 特開２００６−１１９００８号公報
ジャイロセンサーの検出データの温度特性において、特異点が生じる場合がある。具体的には、特異点に対応する温度付近において、温度変化に対する上記ゼロ点電圧の変化が急峻となる。そのような場合、検出データの温度特性を適切に補正することができず、補正残差が大きくなり、結果として正確な検出データを出力できないという課題があった。
本発明の幾つかの態様によれば、物理量トランスデューサーの正確な出力を取得可能な回路装置、電子機器、移動体、回路装置の製造方法等を提供することができる。
本発明は、上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、以下の形態または態様として実現することが可能である。
本発明の一態様は、物理量トランスデューサーから出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、前記物理量に対応する物理量データを出力する検出回路と、温度データに基づいて、前記検出回路からの前記物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部と、を含み、前記処理部は、前記温度データにより表される温度が第１の温度範囲に属する場合に、第１のゼロ点補正係数に基づいて前記ゼロ点補正処理を行い、前記温度データにより表される前記温度が前記第１の温度範囲とは異なる第２の温度範囲に属する場合に、第２のゼロ点補正係数に基づいて前記ゼロ点補正処理を行う回路装置に関係する。
本発明の一態様では、温度特性のゼロ点補正処理において、温度範囲を少なくとも第１の温度範囲と第２の温度範囲に分け、各温度範囲において、当該温度範囲に対応するゼロ点補正係数に基づいてゼロ点補正処理を行う。これにより、各温度範囲で考えた場合の温度特性の急激な変動を抑止できるため、自由度が小さい（次数が低い）補正関数を用いた場合でも高精度のゼロ点補正処理を行うこと等が可能になる。
また、本発明の一態様では、温度境界値を記憶する温度境界値レジスターを有するレジスター部を含み、前記温度境界値レジスターは、前記物理量データのゼロ点温度特性における特異点に対応する温度を、前記温度境界値として記憶してもよい。
このようにすれば、特異点を温度境界値とすること、及び当該温度境界値をレジスターにより保持することができるため、第１，第２の温度範囲を適切に設定すること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記レジスター部は、前記第１のゼロ点補正係数及び前記第２のゼロ点補正係数を記憶する補正係数レジスターを有し、前記処理部は、前記温度境界値レジスターから読み出した前記温度境界値と、前記温度データとの比較処理を行い、前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第１の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第１のゼロ点補正係数を読み出し、前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第２の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第２のゼロ点補正係数を読み出してもよい。
このようにすれば、温度境界値と温度データから温度範囲の判定を行うことができ、さらに判定結果に応じたゼロ点補正係数を補正係数レジスターから読み出すことで、温度範囲に応じた補正係数をゼロ点補正処理に用いること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記温度データにより表される前記温度が前記第１の温度範囲及び前記第２の温度範囲のいずれとも異なる第３の温度範囲に属する場合に、第３のゼロ点補正係数に基づいて、前記ゼロ点補正処理を行ってもよい。
このようにすれば、温度範囲を３つ以上に分割することができるため、物理量データのゼロ点温度特性が複雑な場合等にも、精度の高いゼロ点補正処理を行うこと等が可能になる。
また、本発明の一態様では、第１の温度境界値及び第２の温度境界値を記憶する温度境界値レジスターを有するレジスター部を含み、前記温度境界値レジスターは、前記物理量データのゼロ点温度特性における第１の特異点に対応する温度を、前記第１の温度境界値として記憶し、前記物理量データの前記ゼロ点温度特性における第２の特異点に対応する温度を、前記第２の温度境界値として記憶してもよい。
このようにすれば、２以上の特異点を温度境界値とすること、及び当該温度境界値をレジスターにより保持することができるため、第１〜第３の温度範囲を適切に設定すること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記レジスター部は、前記第１のゼロ点補正係数、前記第２のゼロ点補正係数及び前記第３のゼロ点補正係数を記憶する補正係数レジスターを有し、前記処理部は、前記温度境界値レジスターから読み出した前記第１の温度境界値及び前記第２の温度境界値と、前記温度データとの比較処理を行い、前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第１の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第１のゼロ点補正係数を読み出し、前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第２の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第２のゼロ点補正係数を読み出し、前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第３の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第３のゼロ点補正係数を読み出してもよい。
このようにすれば、温度境界値と温度データから温度範囲の判定を行うことができ、さらに判定結果に応じたゼロ点補正係数を補正係数レジスターから読み出すことで、温度範囲に応じた補正係数をゼロ点補正処理に用いること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記処理部は、前記物理量データのゼロ点温度特性における特異点に対応する温度と、前記温度データとの比較処理に基づいて、前記温度データにより表される前記温度の属する温度範囲を判定してもよい。
このようにすれば、物理量データのゼロ点温度特性における特異点に基づいて、温度範囲を判定することで、温度範囲を適切に設定すること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記第１のゼロ点補正係数及び前記第２のゼロ点補正係数は、ともにｎ次（ｎは２以上の整数）の近似式の係数であってもよい。
このようにすれば、各近似式（補正式）としてｎ次式を用い、補正係数として、当該ｎ次式の係数を用いることが可能になる。
また、本発明の一態様では、ｎは２以上且つ４以下の整数であってもよい。
このようにすれば、各近似式の次数を低く抑えることができるため、近似式を求める負荷の軽減や、補正係数用のレジスターの回路規模を抑えること等が可能になる。
また、本発明の一態様では、前記検出回路は、前記物理量トランスデューサーからの前記検出信号に対して増幅処理を行い、前記増幅処理後の前記検出信号に対して同期検波処理を行い、前記同期検波処理後の前記検出信号に対してＡ／Ｄ変換処理を行って前記物理量データを出力してもよい。
このようにすれば、物理量トランスデューサーからの出力である検出信号に対して、増幅処理、同期検波処理、Ａ／Ｄ変換処理を行って、物理量データを出力することができ、例えば不要信号の適切な除去等を行うことが可能になる。
また、本発明の一態様では、前記物理量トランスデューサーは、振動片であり、前記物理量データは、角速度データであってもよい。
このようにすれば、振動片を用いて角速度データを出力することが可能になる。
また、本発明の一態様では、前記物理量トランスデューサーを駆動する駆動回路をさらに含んでもよい。
これにより、回路装置において物理量トランスデューサーを適切に駆動すること等が可能になる。
また、本発明の他の態様は、上記の回路装置と、前記物理量トランスデューサーと、を含む物理量検出装置に関係する。
また、本発明の他の態様は、上記の回路装置を含む電子機器に関係する。
また、本発明の他の態様は、上記の回路装置を含む移動体に関係する。
また、本発明の他の態様は、物理量トランスデューサーから出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、前記物理量に対応する物理量データを出力する検出回路と、温度データに基づいて前記検出回路からの前記物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部と、を含む回路装置の製造方法であって、前記物理量データのゼロ点温度特性の特異点で第１の温度範囲と第２の温度範囲に区分けされる場合に、第１の温度範囲に対応する第１のゼロ点補正係数と、前記第２の温度範囲に対応する第２のゼロ点補正係数と、を求め、求めた前記第１のゼロ点補正係数と前記第２のゼロ点補正係数を記憶部に記憶させる回路装置の製造方法に関係する。
本発明の他の態様では、ゼロ点温度特性の特異点に基づいて分割された各温度範囲でのゼロ点補正処理に用いるゼロ点補正係数を求め、記憶する。これにより、回路装置においてゼロ点補正処理を行う際に必要となる情報を、適切に求めておくこと等が可能になる。
本実施形態の回路装置の基本構成例。 ゼロ点温度特性と従来の補正関数（近似式）の例。 図３（Ａ）、図３（Ｂ）は本実施形態のゼロ点補正処理の説明図。 従来手法と本実施形態の手法による補正残差の例。 ゼロ点温度特性と従来の補正関数（近似式）の例。 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は本実施形態のゼロ点補正処理の説明図。 従来手法と本実施形態の手法による補正残差の例。 回路装置と処理装置の接続例。 回路装置の全体的なシステム構成例。 本実施形態の回路装置、電子機器、ジャイロセンサー（物理量検出装置）の構成例。 駆動回路、検出回路の詳細な構成例。 処理部の詳細な構成例。 処理部の他の詳細な構成例。 処理部の他の詳細な構成例。 図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は本実施形態の変形例の説明図。 図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）は本実施形態の回路装置が組み込まれる移動体、電子機器の例。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、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。また本実施形態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．本実施形態の手法
まず本実施形態の手法について説明する。特許文献２等に開示されているように、物理量トランスデューサーに基づく出力を正確なものとするためには、ゼロ点補正は重要といえる。しかし、物理量トランスデューサーから出力される物理量に対応する物理量データ（以下、検出データとも記載）の温度特性において、ある温度付近でのゼロ点（ゼロ点電圧に基づく検出データ値）が急激に変化する場合がある。以下、本明細書では、そのような特性を示す点を特異点と表記する。
一般的なゼロ点補正処理では、いくつかの点をプロットして、当該点に基づいて近似式を求める。例えば、−４０℃〜＋８５℃の範囲での物理量トランスデューサーに基づく検出データの精度を確保するため、当該範囲でゼロ点補正処理を行う場合に、１０℃刻みでゼロ点データを求め、求めたデータを所与の近似式で近似する。近似式（補正関数）として温度Ｔに関するｎ次多項式ｆ（Ｔ）を用いるものとすれば、近似式を求める処理とは、ｎ〜０次のｎ＋１個の係数を求める処理に相当する。このような補正関数を求めておき、検出データ取得時の温度がＴ０である場合には、補正値ｆ（Ｔ０）に基づく補正処理（単純には減算処理）を行うことで、適切なゼロ点補正処理が可能になる。
その際、ｎを過剰に大きくしてしまうと、補正関数を求める処理負荷が大きくなる、補正関数を求めるために必要な点の数が増えてしまう、求められる係数が増えるため当該係数を記憶しておくためのレジスターの回路規模が大きくなってしまうといった課題が生じる。そのため、ｎはある程度の大きさに抑えることが一般的であり、例えばｎ＝４といった値になる。これはｎ次多項式以外の補正関数を用いる場合も同様であり、補正関数の自由度を極端に高いものとすることは容易でない。
しかしそのように補正関数の形式に制限がある場合、補正関数が上述した特異点、すなわち温度変化に対する急峻なゼロ点変化に十分追随できないおそれがある。具体例を図２に示す。図２の横軸が温度（℃）、縦軸が検出データの値（ジャイロセンサーの例であるため角速度を表し、単位はｄｐｓ，degree per second）であり、図２のＡ１が実際にプロットされた実測値である。図２のＡ１の例では、温度ＴがＴｍ１℃の付近において、検出データの値が急峻に変化している。図２のような場合において、ｎ＝４である比較的次数の低い補正関数を求めた結果がＡ２である。Ａ１とＡ２の比較から明らかなように、特異点の付近では補正関数（Ａ２）と実測値（Ａ１）との差が大きくなってしまう。
図２のＡ２を用いてゼロ点補正処理を行った結果が図４のＣ１である。図４の横軸は温度、縦軸が補正残差、すなわちゼロ点補正処理を行っても除去しきれなかった誤差を表す。図４は全温度範囲において０となることが理想であるが、図２のように特異点付近では補正関数と実測値との差が大きいため、図４のＣ１に示したように特異点付近の温度では補正残差が大きく、出力される検出データの精度が十分でない。
図２の特異点に対応可能な補正関数を求めるためには、補正関数の次数を高くする（高次補正関数を用いる）ことが考えられる。しかし上述した課題からわかるように、高次補正関数を用いることは容易でない。
そこで本出願人は、特異点が生じるような場合であっても、比較的自由度の低い補正関数（狭義には低次補正関数）を用いて精度の高いゼロ点補正処理を行う回路装置等を提案する。具体的には、回路装置は図１に示したように、物理量トランスデューサー１８から出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、物理量に対応する物理量データ（検出データ）を出力する検出回路６０と、温度データに基づいて、検出回路６０からの物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部１１０を含み、処理部１１０は、温度データにより表される温度が第１の温度範囲に属する場合に、第１のゼロ点補正係数に基づいてゼロ点補正処理を行い、温度データにより表される温度が第１の温度範囲とは異なる第２の温度範囲に属する場合に、第２のゼロ点補正係数に基づいてゼロ点補正処理を行う。
具体例を図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）、図３（Ｂ）では、ゼロ点補正処理を行う温度範囲を、温度境界値Ｔｍ１により第１の温度範囲と第２の温度範囲の２つの範囲に分け、それぞれの範囲を対象として、ｎ（ｎ＝４）次多項式である補正関数を求めている。第１の温度範囲での実測値（Ｂ１）と求められた補正関数（Ｂ２）の関係を示したものが図３（Ａ）であり、第２の温度範囲での実測値（Ｂ３）と求められた補正関数（Ｂ４）の関係を示したものが図３（Ｂ）である。
温度範囲（或いは温度境界値）を適切に分割することで、各温度範囲でのゼロ点変化を、当該温度範囲の分割をしない場合に比べて小さくする、具体的には分割後の各温度範囲が特異点と考えられるほどの急峻なゼロ点変化を含まないものとすることが可能になる。よって、図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すようにそれぞれの温度範囲で求められる補正関数は実測値によく合致したものとなる。結果として、図４のＣ２に示したように補正残差も温度範囲を分割しない場合（Ｃ１）に比べて小さくすることができ、この場合であればＣ２の補正残差の最大値はＣ１の最大値の１／２程度にできる。すなわち、本実施形態の手法によれば、低次補正関数を用いた場合でも精度の高いゼロ点補正処理を実行することが可能になる。
なお、本実施形態の補正関数を求める処理は、対象製品（回路装置を含む物理量検出装置、電子機器等）の製造時や出荷時等に行われることが想定される。なぜなら、物理量トランスデューサーに基づく物理量データのゼロ点温度特性は個体差もあるため、あらゆる製品に汎用的に用いることができる補正関数を事前に設定しておくことが難しいためである。
例えば、図５のＤ１は図２とは異なる物理量検出装置でのゼロ点温度特性であり、特異点の現れる温度や特異点形状は図２の場合と異なる。この場合、具体的な温度範囲（温度境界値）や、各温度範囲での補正関数は図３（Ａ）、図３（Ｂ）とは異なるものになるが、温度範囲を分割しない場合に比べて補正残差を抑えられる点は同様である。全温度範囲を１つの補正関数で近似した場合の例が図５のＤ２であり、図７のＦ１に示したように補正残差が大きいのに対して、温度境界値Ｔｍ２により２つの温度範囲を設定した場合には、各補正関数は図６（Ａ）、図６（Ｂ）のＥ２，Ｅ４に示したように実測値（Ｅ１，Ｅ３）に合致したものとなり、図７のＦ２に示したように補正残差を小さくできる。この場合、Ｆ２の補正残差の最大値は、Ｆ１の最大値の１／５程度である。一般的に、物理量データのゼロ点温度特性の変化が激しいほど、低次補正関数での追随が難しくなるため、本実施形態の手法による効果が高まることが期待できる。
また、ゼロ点補正処理に必要な補正関数を求める処理、すなわち温度範囲を分割する処理及び分割された各温度範囲でのｎ次補正関数を求める処理は、本実施形態に係る回路装置自体で行う必要はない。具体的には、上記対象製品の製造時や出荷時等に、回路装置とは異なる装置を用いて補正関数を求めてもよい。一例としては、本実施形態に係る回路装置と接続される他の処理装置（例えばＰＣやサーバーシステム等）において補正関数を求めてもよい。さらに具体的には、図８に示したように、処理装置は本実施形態に係る回路装置に接続され、回路装置から物理量トランスデューサーからの検出データを取得し、当該検出データに基づいて補正関数の係数を求め、求めた係数を回路装置に戻す（例えば回路装置のレジスター部１４２に書き込む）ものであってもよい。
つまり本実施形態の回路装置は、複数の補正関数（複数組の補正係数）を記憶可能であればよく、当該補正関数は回路装置自身で求めたものを記憶してもよいし、他の機器で求められたものを記憶してもよい。
また、本実施形態の手法は、物理量トランスデューサー１８から出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、物理量に対応する物理量データを出力する検出回路６０と、温度データに基づいて検出回路６０からの物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部１１０を含む回路装置の製造方法であって、物理量データのゼロ点温度特性の特異点で第１の温度範囲と第２の温度範囲に区分けされる場合に、第１の温度範囲に対応する第１のゼロ点補正係数と、第２の温度範囲に対応する第２のゼロ点補正係数と、を求め、求めた第１のゼロ点補正係数と第２のゼロ点補正係数を記憶部に記憶させることを特徴とする回路装置の製造方法に適用することができる。
ここでの回路装置の製造方法において、例えば図８に示した処理装置を利用することが可能である。回路装置においてゼロ点補正処理が実行される前の任意のタイミングにおいて、特異点による温度範囲の分割（温度境界値の設定）、各温度範囲での補正関数（ゼロ点補正係数）を求める処理を行っておき、処理結果を記憶部に記憶しておく。なお、本実施形態に係る回路装置の製造方法において、特異点の検索処理を行ってもよいがこれには限定されず、それ以前のタイミング等で特異点の検索処理を行っておいてもよい。
そして、ゼロ点補正処理では、記憶しておいた上記処理結果を読み出して処理を行えばよい。この回路装置の製造方法において、第１，第２のゼロ点補正係数が記憶される記憶部とは、狭義には回路装置内のレジスター（図９を用いて後述するレジスター部１４２、狭義には図１４の第１の補正係数レジスター３４３及び第２の補正係数レジスター３４５）である。しかし第１，第２のゼロ点補正係数等は、回路装置がゼロ点補正処理を行う時点で利用可能であればよく、記憶部は回路装置のレジスターに限定されない。一例としては、図１０を用いて後述するように、回路装置を含む電子機器５００を実現する場合に、電子機器５００が含む（且つ回路装置の外部の構成である）メモリー５３０等を、上記記憶部としてもよく、ここでの記憶部については種々の変形実施が可能である。
なお、ここでの特異点の検索処理は、例えば種々の温度での検出データ（ゼロ点）を計測し、その極値を求める処理であってもよい。或いは、単純に極値を求めるだけでなく、変化量（微分値、差分値）等を考慮することで、急激な変化が生じているか否かを判定してもよい。或いは、温度範囲の分割を行わずに暫定的な補正関数を求め、当該暫定的な補正関数と実測値との差が大きい点を特異点としてもよい。また、図５のＤ３〜Ｄ６を用いて後述するように、極値以外の部分での値の変化等を考慮して特異点を特定してもよく、特異点の検索は種々の変形実施が可能である。
以下、本実施形態に係る回路装置の概略的な構成例を説明した後、ゼロ点補正処理を行う処理部（ＤＳＰ部）１１０の具体的な構成例、ゼロ点補正処理の詳細、及び変形例について説明する。最後に、本実施形態に係る回路装置を含む電子機器や移動体の例を説明する。
２．回路装置の概略構成例
図９は本実施形態の回路装置の全体的なシステム構成例である。図９の回路装置は、駆動回路３０、検出回路６０、処理部（ＤＳＰ部）１１０、制御部１４０、レジスター部１４２を含む。ただし、回路装置は図９の構成に限定されず、これらの一部の構成要素を省略したり、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。
図９に示したように、回路装置は物理量トランスデューサー１８を駆動する駆動回路３０を含む。駆動回路３０は、例えば物理量トランスデューサー１８からのフィードバック信号ＤＩを受け、フィードバック信号ＤＩに対応する駆動信号ＤＱを出力することで、物理量トランスデューサー１８を駆動する。例えば物理量トランスデューサー１８からの第１、第２の検出信号ＩＱ１、ＩＱ２は端子ＰＤ１、ＰＤ２（パッド）を介して回路装置の検出回路６０に入力される。また物理量トランスデューサー１８からのフィードバック信号ＤＩは端子ＰＤ３（パッド）を介して回路装置の駆動回路３０に入力され、駆動回路３０は端子ＰＤ４（パッド）を介して駆動信号ＤＱを物理量トランスデューサー１８に出力する。
検出回路６０は、増幅回路６１と、同期検波回路８１と、Ａ／Ｄ変換回路１００を含む。増幅回路６１は、例えば差動増幅回路であってもよい。このように本実施形態の回路装置は、物理量トランスデューサー１８を駆動する駆動回路３０と、物理量トランスデューサー１８からの第１、第２の検出信号ＩＱ１、ＩＱ２が入力される検出回路６０を含む。なお、図９の検出回路６０は、第１、第２のアンプにより構成され、第１、第２の検出信号ＩＱ１、ＩＱ２に対応する第１、第２の信号ＱＢ１、ＱＢ２が入力される差動増幅回路を含むことを想定した構成となっているが、検出回路６０はこれに限定されず、種々の変形実施が可能である。増幅回路６１、Ａ／Ｄ変換回路１００の詳細については後述する。また、処理部１１０の詳細についても後述する。
制御部１４０は各種の制御処理を行う。例えば制御部１４０は駆動回路３０の制御処理や検出回路６０の制御処理を行う。この制御部１４０は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線手法で生成されたロジック回路や、或いはファームウェアー等に基づいて動作するプロセッサー等により実現できる。
レジスター部１４２は各種の情報が設定されるレジスターを有する。レジスター部１４２は例えばＳＲＡＭ等のメモリーやフリップフロップ回路等により実現できる。例えば温度範囲を分割する際に用いられる温度境界値や、各温度範囲での補正関数（補正関数の係数）は、このレジスター部１４２に記憶される。
また、本実施形態の手法は、上記回路装置を含む物理量検出装置、或いは上記回路装置を含む電子機器に適用することができる。図１０に、本実施形態の回路装置２０、この回路装置２０を含むジャイロセンサー５１０（広義には物理量検出装置）、このジャイロセンサー５１０を含む電子機器５００の詳細な構成例を示す。
なお回路装置２０、電子機器５００、ジャイロセンサー５１０は図１０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。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、スマートフォン、携帯電話機、カーナビゲーションシステム、ロボット、生体情報検出装置、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。また以下では、物理量トランスデューサーが圧電型の振動片（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物理量トランスデューサー等にも本発明は適用可能である。
電子機器５００は、ジャイロセンサー５１０と処理部５２０を含む。なお、ここでの処理部５２０は電子機器５００の構成であり、回路装置２０に含まれる処理部（ＤＳＰ部）１１０とは異なる構成を想定している。またメモリー５３０、操作部５４０、表示部５５０を含むことができる。ＣＰＵ、ＭＰＵ等で実現される処理部５２０（コントローラー）は、ジャイロセンサー５１０等の制御や電子機器５００の全体制御を行う。また処理部５２０は、ジャイロセンサー５１０により検出された角速度情報（広義には物理量）に基づいて処理を行う。例えば角速度情報に基づいて、手ぶれ補正、姿勢制御、ＧＰＳ自律航法などのための処理を行う。メモリー５３０（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）は、制御プログラムや各種データを記憶したり、ワーク領域やデータ格納領域として機能する。操作部５４０はユーザーが電子機器５００を操作するためのものであり、表示部５５０は種々の情報をユーザーに表示する。
ジャイロセンサー５１０（物理量検出装置）は、振動片１０と回路装置２０を含む。振動片１０（広義には物理量トランスデューサー）は、水晶などの圧電材料の薄板から形成される圧電型振動片である。具体的には、振動片１０は、Ｚカットの水晶基板により形成されたダブルＴ字型の振動片である。
回路装置２０は、駆動回路３０、検出回路６０、処理部１１０、制御部１４０、レジスター部１４２を含む。なお、これら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。
駆動回路３０は、駆動信号ＤＱを出力して振動片１０を駆動する。例えば振動片１０からフィードバック信号ＤＩを受け、これに対応する駆動信号ＤＱを出力することで、振動片１０を励振させる。検出回路６０は、駆動信号ＤＱにより駆動される振動片１０から検出信号ＩＱ１、ＩＱ２（検出電流、電荷）を受け、検出信号ＩＱ１、ＩＱ２から、振動片１０に印加された物理量に応じた所望信号（コリオリ力信号）を検出（抽出）する。
振動片１０は、基部１と、連結腕２、３と、駆動腕４、５、６、７と、検出腕８、９を有する。矩形状の基部１に対して＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に検出腕８、９が延出している。また基部１に対して−Ｘ軸方向、＋Ｘ軸方向に連結腕２、３が延出している。そして連結腕２に対して＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に駆動腕４、５が延出しており、連結腕３に対して＋Ｙ軸方向、−Ｙ軸方向に駆動腕６、７が延出している。なおＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は水晶の軸を示すものであり、各々、電気軸、機械軸、光学軸とも呼ばれる。
駆動回路３０からの駆動信号ＤＱは、駆動腕４、５の上面に設けられた駆動電極と、駆動腕６、７の側面に設けられた駆動電極に入力される。また駆動腕４、５の側面に設けられた駆動電極と、駆動腕６、７の上面に設けられた駆動電極からの信号が、フィードバック信号ＤＩとして駆動回路３０に入力される。また検出腕８、９の上面に設けられた検出電極からの信号が、検出信号ＩＱ１、ＩＱ２として検出回路６０に入力される。なお検出腕８、９の側面に設けられたコモン電極は例えば接地される。
駆動回路３０により交流の駆動信号ＤＱが印加されると、駆動腕４、５、６、７は、逆圧電効果により矢印Ａに示すような屈曲振動（励振振動）を行う。即ち、駆動腕４、６の先端が互いに接近と離間を繰り返し、駆動腕５、７の先端も互いに接近と離間を繰り返す屈曲振動を行う。このとき駆動腕４、５と駆動腕６、７とが、基部１の重心位置を通るＹ軸に対して線対称の振動を行っているので、基部１、連結腕２、３、検出腕８、９はほとんど振動しない。
この状態で、振動片１０に対してＺ軸を回転軸とした角速度が加わると（振動片１０がＺ軸回りで回転すると）、コリオリ力により駆動腕４、５、６、７は矢印Ｂに示すように振動する。即ち、矢印Ａの方向とＺ軸の方向とに直交する矢印Ｂの方向のコリオリ力が、駆動腕４、５、６、７に働くことで、矢印Ｂの方向の振動成分が発生する。この矢印Ｂの振動が連結腕２、３を介して基部１に伝わり、検出腕８、９が矢印Ｃの方向で屈曲振動を行う。この検出腕８、９の屈曲振動による圧電効果で発生した電荷信号が、検出信号ＩＱ１、ＩＱ２として検出回路６０に入力される。ここで、駆動腕４、５、６、７の矢印Ｂの振動は、基部１の重心位置に対して周方向の振動であり、検出腕８、９の振動は、矢印Ｂとは周方向で反対向きの矢印Ｃの方向での振動である。このため、検出信号ＩＱ１、ＩＱ２は、駆動信号ＤＱに対して位相が９０度だけずれた信号になる。
例えば、Ｚ軸回りでの振動片１０（ジャイロセンサー）の角速度をωとし、質量をｍとし、振動速度をｖとすると、コリオリ力はＦｃ＝２ｍ・ｖ・ωと表される。従って検出回路６０が、コリオリ力に応じた信号である所望信号を検出することで、角速度ωを求めることができる。そして求められた角速度ωを用いることで、処理部５２０は、手振れ補正、姿勢制御、或いはＧＰＳ自律航法等のための種々の処理を行うことができる。
なお図１０では、振動片１０がダブルＴ字型である場合の例を示しているが、本実施形態の振動片１０はこのような構造に限定されない。例えば音叉型、Ｈ型等であってもよい。また振動片１０の圧電材料は、水晶以外のセラミックスやシリコン等の材料であってもよい。
以上に示したように、本実施形態に係る回路装置において、駆動回路３０により駆動される物理量トランスデューサー１８は、振動片１０であり、物理量データ（検出データ）は、角速度データであってもよい。このようにすれば、精度の高いゼロ点補正処理が行われた角速度データを利用可能となり、例えば図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）を用いて後述するような種々の機器において、精度の高い処理を実行すること等が可能になる。
図１１に回路装置の駆動回路３０、検出回路６０の詳細な構成例を示す。
駆動回路３０は、振動片１０からのフィードバック信号ＤＩが入力される増幅回路３２と、自動ゲイン制御を行うゲイン制御回路４０と、駆動信号ＤＱを振動片１０に出力する駆動信号出力回路５０を含む。また同期信号ＳＹＣを検出回路６０に出力する同期信号出力回路５２を含む。なお、駆動回路３０の構成は図１１に限定されず、これら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。
増幅回路３２（Ｉ／Ｖ変換回路）は、振動片１０からのフィードバック信号ＤＩを増幅する。例えば振動片１０からの電流の信号ＤＩを電圧の信号ＤＶに変換して出力する。この増幅回路３２は、演算増幅器、帰還抵抗素子、帰還キャパシターなどにより実現できる。
駆動信号出力回路５０は、増幅回路３２による増幅後の信号ＤＶに基づいて、駆動信号ＤＱを出力する。例えば駆動信号出力回路５０が、矩形波（又は正弦波）の駆動信号を出力する場合には、駆動信号出力回路５０はコンパレーター等により実現できる。
ゲイン制御回路４０（ＡＧＣ）は、駆動信号出力回路５０に制御電圧ＤＳを出力して、駆動信号ＤＱの振幅を制御する。具体的には、ゲイン制御回路４０は、信号ＤＶを監視して、発振ループのゲインを制御する。例えば駆動回路３０では、ジャイロセンサーの感度を一定に保つために、振動片１０（駆動用振動片）に供給する駆動電圧の振幅を一定に保つ必要がある。このため、駆動振動系の発振ループ内に、ゲインを自動調整するためのゲイン制御回路４０が設けられる。ゲイン制御回路４０は、振動片１０からのフィードバック信号ＤＩの振幅（振動片の振動速度ｖ）が一定になるように、ゲインを可変に自動調整する。このゲイン制御回路４０は、増幅回路３２の出力信号ＤＶを全波整流する全波整流器や、全波整流器の出力信号の積分処理を行う積分器などにより実現できる。
同期信号出力回路５２は、増幅回路３２による増幅後の信号ＤＶを受け、同期信号ＳＹＣ（参照信号）を検出回路６０に出力する。この同期信号出力回路５２は、正弦波（交流）の信号ＤＶの２値化処理を行って矩形波の同期信号ＳＹＣを生成するコンパレーターや、同期信号ＳＹＣの位相調整を行う位相調整回路（移相器）などにより実現できる。
検出回路６０は、増幅回路６１、同期検波回路８１、フィルター部９０、Ａ／Ｄ変換回路１００を含む。増幅回路６１は、振動片１０からの第１、第２の検出信号ＩＱ１、ＩＱ２を受けて、電荷−電圧変換や差動の信号増幅やゲイン調整などを行う。同期検波回路８１は、駆動回路３０からの同期信号ＳＹＣに基づいて同期検波を行う。フィルター部９０（ローパスフィルター）は、Ａ／Ｄ変換回路１００の前置きフィルターとして機能する。またフィルター部９０は、同期検波によっては除去しきれなかった不要信号を減衰する回路としても機能する。Ａ／Ｄ変換回路１００は、同期検波後の信号のＡ／Ｄ変換を行う。
なお、例えば振動片１０からの電荷信号（電流信号）である検出信号ＩＱ１、ＩＱ２は、電圧信号である駆動信号ＤＱに対して位相が９０度遅れる。また増幅回路６１のＱ／Ｖ変換回路等において位相が９０度遅れる。このため、増幅回路６１の出力信号は駆動信号ＤＱに対して位相が１８０度遅れる。従って、例えば駆動信号ＤＱ（ＤＶ）と同相の同期信号ＳＹＣを用いて同期検波することで、駆動信号ＤＱに対して位相が９０度遅れた不要信号等を除去できるようになる。
以上に示したように、本実施形態に係る回路装置の検出回路６０は、物理量トランスデューサー１８からの検出信号に対して増幅処理を行い、増幅処理後の検出信号に対して同期検波処理を行い、同期検波処理後の検出信号に対してＡ／Ｄ変換処理を行って物理量データを出力する（検出データを検出する）回路である。各処理は例えば、上述したように、増幅回路６１、同期検波回路８１、Ａ／Ｄ変換回路１００により行われればよい。
処理部１１０はＡ／Ｄ変換回路１００からのデジタル信号に対してデジタルフィルター処理やデジタル補正処理などのデジタル信号処理を行う。また、本実施形態の処理部１１０は、ゼロ点補正処理を行う。処理部１１０の詳細については後述する。
制御部１４０は、回路装置２０の制御処理を行う。この制御部１４０は、ロジック回路（ゲートアレイ等）やプロセッサー等により実現できる。回路装置２０での各種のスイッチ制御やモード設定等はこの制御部１４０により行われる。
なお図１１には、検出した角速度をデジタルデータで出力するデジタルジャイロの回路装置の構成例を示したが、本実施形態はこれに限定されず、検出した角速度をアナログ電圧（ＤＣ電圧）で出力するアナログジャイロの回路装置の構成であってもよい。
３．処理部（ＤＳＰ部）の詳細
次に、本実施形態における処理部１１０の詳細について説明する。具体的には、まず処理部１１０の構成例を説明する。また、本実施形態に係るゼロ点補正処理の基本的な考え方については図２〜図７を用いて上述したが、ここでは具体的な処理の流れを説明するとともに、ゼロ点補正処理の変形例についても説明する。
３．１ 処理部の構成例
図１２は、処理部１１０の機能ブロック図である。図１２に示したように、処理部１１０は、温度センサー系の補正を行う第１のデジタル補正部１１１と、ゼロ点温度特性補正値算出部１１２と、ゼロ点補正を行う第２のデジタル補正部１１３と、ＬＰＦ１１４と、感度温度特性補正値算出部１１５と、感度補正を行う第３のデジタル補正部１１６を含む。
第１のデジタル補正部１１１は、温度センサーからの出力に対してデジタル補正処理を行い温度データを出力する。第１のデジタル補正部１１１では、例えばノイズ低減処理等を行ってもよい。また、温度センサー出力に対する補正処理は種々知られており、第１のデジタル補正部１１１での処理は、それらの補正処理を広く適用可能である。
ゼロ点温度特性補正値算出部１１２は、本実施形態に係るゼロ点補正処理に用いる補正値を算出する。ゼロ点温度特性補正値算出部１１２の具体的な機能ブロック図を図１３に示す。ゼロ点温度特性補正値算出部１１２は、温度判定部１１２１と、補正関数係数選択部１１２２と、補正値算出部１１２３を含む。
温度判定部１１２１は、所与の閾値温度（温度境界値）と、処理対象タイミング（狭義には最新のタイミング）での温度データとの比較処理を行い、処理対象タイミングでの温度が、どの温度範囲に属するかの判定を行う。補正関数係数選択部１１２２は、温度判定部１１２１での判定結果に基づいて、ゼロ点補正処理に用いる補正関数を選択する。上述したように、本実施形態のゼロ点補正処理では、温度範囲ごとに補正関数が決定されている。よって、温度判定部１１２１により処理対象タイミングでの温度範囲が特定されれば、用いるべき補正関数も特定可能であり、補正関数係数選択部１１２２では、温度範囲に対応する補正関数の係数を選択する。
補正係数が選択されれば、実際の補正値は補正係数をｎ〜０次の各係数とする温度Ｔに関するｎ次多項式により求めることができる。補正値算出部１１２３は、補正関数係数選択部１１２２で選択された補正係数と、処理対象タイミングでの温度とに基づいて、補正値を算出する。
第２のデジタル補正部１１３では、求められた補正値を用いて、検出回路６０からの検出データ、狭義にはＡ／Ｄ変換回路１００から出力される角速度データの補正処理を行う。ここでの補正処理とは、具体的には加算処理や減算処理等により実現可能であり、加算か減算か（符号が正か負か）は補正関数をどのように定義するかによって変更すればよい。
なお、第２のデジタル補正部１１３の出力を角速度データの最終的な出力としてもよいが、他の補正処理を行ってもよい。例えば、物理量の変動量に対する検出データの変動量、すなわち感度にも温度特性があることが知られている。よって本実施形態では、ゼロ点補正処理とは別に感度補正処理を行ってもよい。具体的には、処理部１１０は感度温度特性補正値算出部１１５と、第３のデジタル補正部１１６を含んでもよい。感度温度特性補正値算出部１１５は、処理対象タイミングでの温度データに基づいて、感度補正量を算出し、第３のデジタル補正部１１６では、ゼロ点補正処理後の角速度データに対して、算出された感度補正量を用いて感度補正処理を行う。なお、図１２の例では、ゼロ点補正処理後の角速度データに対して、ＬＰＦ１１４によるフィルター処理をかけた後に、感度補正処理を行う場合の構成例を示している。
以上、図１２及び図１３を用いて説明した構成は、処理部１１０における機能を考慮したものであり、実際の回路構成は図１２、図１３のブロックを単位として構成するものには限定されない。例えば、補正値算出部１１２３で行われる補正値の算出と、第２のデジタル補正部１１３で行われる補正処理は、いずれも積和演算器により実現可能である。その場合、補正値算出部１１２３と第２のデジタル補正部１１３とで、異なる積和演算器を設ける必要はなく、１つの積和演算器を時分割で利用してもよい。
図１４に回路構成という観点による処理部１１０等の構成例を示す。図１４に示したように、処理部１１０は、積和演算器３１０と、比較器３２０と、セレクター３３０を含む。また、図９等に示したレジスター部１４２は、温度境界値レジスター３４１と、補正係数レジスター３４７を有し、補正係数レジスター３４７は、第１の補正係数レジスター３４３と、第２の補正係数レジスター３４５を有する。ただし、温度境界値レジスター３４１、第１の補正係数レジスター３４３、第２の補正係数レジスター３４５は、それぞれ独立した構成として設けられる必要はなく、１つのレジスターにより実現されてもよい。
温度境界値レジスター３４１は、検出データ（物理量データ）のゼロ点温度特性における特異点に対応する温度を、温度境界値として記憶する。特異点とは上述したように、温度と検出データ値（特にゼロ点のデータ値）との関係において、急激な変化を示す点であり、特異点に対応する温度とは図２のＴｍ１や図５のＴｍ２等である。
このように温度境界値レジスター３４１を設け、当該温度境界値レジスター３４１に温度境界値を記憶しておけば、処理対象タイミングでの温度データＴと温度境界値Ｔｍとを比較器３２０で比較することで、容易に処理対象タイミングでの温度が属する温度範囲を特定可能である。また、図１４に示したように、図１３の温度判定部１１２１は比較器３２０により実現されることになる。
なお、処理部１１０は、検出データのゼロ点温度特性における特異点に対応する温度と、温度データとの比較処理に基づいて、温度データにより表される温度の属する温度範囲を判定できればよい。つまり、ここで温度境界値レジスター３４１等の構成を説明するがこれは本実施形態に係る処理部１１０の一例であり、他の構成により特異点に対応する温度と処理対象タイミングでの温度データとの比較処理を行うことは妨げられない。
また、補正係数レジスター３４７（第１の補正係数レジスター３４３、第２の補正係数レジスター３４５）は、第１のゼロ点補正係数及び第２のゼロ点補正係数を記憶する。ここで、第１のゼロ点補正係数とは、第１の温度範囲での補正関数を決定するための係数であり、例えば、第１の温度範囲での補正関数が、ｆ１（Ｔ）＝Ａ４Ｔ４＋Ａ３Ｔ３＋Ａ２Ｔ２＋Ａ１Ｔ＋Ａ０で表される場合には、（Ａ４，Ａ３，Ａ２，Ａ１，Ａ０）の５つの値に対応する。同様に、第２のゼロ点補正係数とは、第２の温度範囲での補正関数を決定するための係数であり、例えば、第２の温度範囲での補正関数が、ｆ２（Ｔ）＝Ｂ４Ｔ４＋Ｂ３Ｔ３＋Ｂ２Ｔ２＋Ｂ１Ｔ＋Ｂ０で表される場合には、（Ｂ４，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ１，Ｂ０）の５つの値に対応する。
この場合、処理部１１０は、温度境界値レジスター３４１から読み出した温度境界値と、温度データとの比較処理を行い、比較処理に基づいて、温度が第１の温度範囲に属すると判定された場合に、補正係数レジスター３４７から第１のゼロ点補正係数を読み出し、比較処理に基づいて、温度が第２の温度範囲に属すると判定された場合に、補正係数レジスター３４７から第２のゼロ点補正係数を読み出す。
具体的には上述したように比較器３２０である温度判定部１１２１による比較処理を行い、Ｔ≦Ｔｍであれば第１の温度範囲にあり、Ｔ＞Ｔｍであれば第２の温度範囲であると判定する。第１の温度範囲であると判定された場合には、ゼロ点補正処理には上記ｆ１（Ｔ）を用いることになるため、第１のゼロ点補正係数（Ａ４，Ａ３，Ａ２，Ａ１，Ａ０）を読み出す必要がある。そのため、図１４に示したように、比較器３２０からの出力に基づいて動作するセレクター３３０として実現される補正関数係数選択部１１２２は、補正係数レジスター３４７に含まれる第１の補正係数レジスター３４３から第１のゼロ点補正係数を読み出して、積和演算器３１０に出力する。同様に、第２の温度範囲であると判定された場合には、セレクター３３０として実現される補正関数係数選択部１１２２は、補正係数レジスター３４７に含まれる第２の補正係数レジスター３４５から第２のゼロ点補正係数（Ｂ４，Ｂ３，Ｂ２，Ｂ１，Ｂ０）を読み出して、積和演算器３１０に出力する。
そして、積和演算器３１０では、読み出したゼロ点補正係数と、温度データを用いて補正値を算出する。具体的には、ｆ１（Ｔ）或いはｆ２（Ｔ）のいずれかの関数に対応する積和演算を行えばよい。ここまでの処理が、図１３の補正値算出部１１２３に対応する。さらに、積和演算器３１０では、求められた補正値と処理対象タイミングでの検出データ（角速度データ）を用いて、ゼロ点補正処理を行う。上述したように、この処理は単純には加算或いは減算処理となるため、積和演算器３１０により実現でき、当該処理は図１２の第２のデジタル補正部１１３に対応することになる。
以上の流れにより本実施形態に係るゼロ点補正処理が実行される。なお、上述してきたように、第１のゼロ点補正係数及び第２のゼロ点補正係数は、ともにｎ次（ｎは２以上の整数）の近似式の係数であってもよい。このようにすれば、補正関数をｎ次多項式により実現できるため、補正係数の算出を積和演算器３１０により実現でき、補正値算出処理を容易なものとすることが可能になる。また、複数の補正関数の次数をそろえることで、いずれの温度範囲に属する場合であっても、補正値の算出処理等を画一化することが可能になる。
この際、上述したように、補正値の算出負荷や、補正係数レジスター３４７の回路規模等を考慮すればｎは過剰に大きな値とすることは好ましくない。よって、ｎは２以上４以下の整数であってもよい。このようにすれば、計算負荷の増大、回路規模の増大等を抑止することが可能になる。
３．２ ゼロ点補正処理の変形例
以上では、温度範囲を第１の温度範囲と第２の温度範囲の２つに分割する例を示した。しかし本実施形態の手法はこれに限定されず、３つ以上の温度範囲に分割してもよい。具体的には、処理部１１０は、温度データにより表される温度が第１の温度範囲及び第２の温度範囲のいずれとも異なる第３の温度範囲に属する場合に、第３のゼロ点補正係数に基づいて、ゼロ点補正処理を行ってもよい。
上述したように、ゼロ点の温度特性が急激に変化した場合に、低次補正関数では当該変化に追随できない点が従来手法の課題であり、本実施形態では、特異点に対応する温度を温度境界値として複数の温度範囲に分割することで、各温度範囲でのゼロ点温度特性の急激な変化を解消し、低次補正関数でも高精度のゼロ点補正を実現した。
逆に考えれば、複数の温度範囲に分割したとしても、分割後の所与の温度範囲の中に、ゼロ点温度特性が急激に変化する部分（特異点）が存在すれば、当該部分においてゼロ点補正処理の精度が低下する点に変わりはない。
例えば、図１５（Ａ）に示したように、全温度範囲内に２つの特異点を有する場合には、図１５（Ｂ）に示したように第１の特異点を温度境界値として第１の温度範囲と第２の温度範囲を設定したとしても、第２の温度範囲には第２の特異点全体が含まれ、当該特異点部分では急激な特性変化がみられる。つまりこの場合、第２の温度範囲をｎ次多項式で近似したとしても、特異点部分では実測値との誤差が大きくなってしまい、ゼロ点補正処理の精度が低下する。これは、図１５（Ｃ）に示したように、第２の特異点を温度境界値として第１の温度範囲と第２の温度範囲を設定した場合も同様であり、第１の温度範囲には第１の特異点全体が含まれ、当該特異点部分での精度低下が生じる。
つまり特異点が複数みられる場合に、各温度範囲においてゼロ点温度特性の急峻な変化を抑止するためには、各特異点を温度境界値として、３つ以上の温度範囲を設定するとよい。図１５（Ａ）の例であれば、図１５（Ｄ）に示したように、２つの特異点を温度境界値として第１〜第３の温度範囲を設定すればよい。
具体的には、回路装置は第１の温度境界値及び第２の温度境界値を記憶する温度境界値レジスター３４１を有するレジスター部１４２を含み、前記温度境界値レジスター３４１は、検出データのゼロ点温度特性における第１の特異点に対応する温度を、第１の温度境界値として記憶し、検出データのゼロ点温度特性における第２の特異点に対応する温度を、第２の温度境界値として記憶する。
この場合、比較器３２０（温度判定部１１２１）では、処理対象タイミングでの温度データと第１の温度境界値との比較、処理対象タイミングでの温度データと第２の温度境界値との比較を行い、温度範囲を判定すればよい。図１５（Ｄ）に示したように、第１の温度境界値をＴｍ３、第２の温度境界値をＴｍ４（＞Ｔｍ３）とすれば、Ｔ≦Ｔｍ３の場合には第１の温度範囲、Ｔｍ３＜Ｔ≦Ｔｍ４の場合には第２の温度範囲、Ｔｍ４＜Ｔの場合には第３の温度範囲であると判定すればよい。
このようにすれば、第１〜第３の温度範囲の各温度範囲内では、狭い温度範囲内で検出データの急激な増加及び減少の両方を含むことを抑止できる、言い換えれば特異点部分全体を含むことを抑止できるため、実測値との誤差が小さい補正関数を求めることが可能になり、ゼロ点補正処理の精度を高くすることが可能である。
この場合、回路装置のレジスター部１４２は、第１のゼロ点補正係数、第２のゼロ点補正係数及び第３のゼロ点補正係数を記憶する補正係数レジスター３４７を有することになる。そして上述したように、処理部１１０（狭義には比較器３２０として実現される温度判定部１１２１）は、温度境界値レジスター３４１から読み出した第１の温度境界値及び第２の温度境界値と、温度データとの比較処理を行う。
さらに、処理部１１０（狭義にはセレクター３３０として実現される補正関数係数選択部１１２２）は、比較処理に基づいて、温度が第１の温度範囲に属すると判定された場合に、補正係数レジスター３４７から第１のゼロ点補正係数を読み出し、比較処理に基づいて、温度が第２の温度範囲に属すると判定された場合に、補正係数レジスター３４７から第２のゼロ点補正係数を読み出し、比較処理に基づいて、温度が第３の温度範囲に属すると判定された場合に、補正係数レジスター３４７から第３のゼロ点補正係数を読み出す。
ゼロ点補正係数読み出し後の処理は上述の例と同様であり、積和演算器３１０により、補正値算出部１１２３に対応する補正値を算出する処理と、第２のデジタル補正部１１３に対応するゼロ点補正処理を行えばよい。
なお、図５に示した例では、実測値Ｄ１は、上に凸となる点Ｄ３と下に凸となる点Ｄ４とを含むため、特異点が２つあるようにも見える。しかし、Ｄ３とＤ４が連続的に現れる（Ｄ３〜Ｄ４が単調減少である）こと、Ｄ４よりも高温の領域（Ｄ５）では数値変化がなだらかであること等を鑑みれば、Ｄ６に示した範囲が１つの特異点であり、特異点はＤ３の１つであると考えることが可能である。実際、図６（Ａ）〜図７を用いて上述したように、図５のケースでは温度範囲を２つに分けることで、精度のよいゼロ点補正処理が可能となっている。
このことからわかるように、特異点か否かは、上又は下に凸となる極値であるか否かという観点からの判定に限定されず、極値以外での検出データの変化等も考慮して決定してもよく、実測値から特異点を求める処理は種々の変形実施が可能である。
４．移動体、電子機器
また、本実施形態の手法は、上記回路装置を含む移動体に適用することができる。図１６（Ａ）に本実施形態の回路装置２０を含む移動体の例を示す。本実施形態の回路装置２０は、例えば、車、飛行機、バイク、自転車、或いは船舶等の種々の移動体に組み込むことができる。移動体は、例えばエンジンやモーター等の駆動機構、ハンドルや舵等の操舵機構、各種の電子機器を備えて、地上や空や海上を移動する機器・装置である。図１６（Ａ）は移動体の具体例としての自動車２０６を概略的に示している。自動車２０６には、振動片１０と回路装置２０を有するジャイロセンサー５１０（センサー）が組み込まれている。ジャイロセンサー５１０は車体２０７の姿勢を検出することができる。ジャイロセンサー５１０の検出信号は車体姿勢制御装置２０８に供給される。車体姿勢制御装置２０８は例えば車体２０７の姿勢に応じてサスペンションの硬軟を制御したり個々の車輪２０９のブレーキを制御したりすることができる。その他、こういった姿勢制御は二足歩行ロボットや航空機、ヘリコプター等の各種の移動体において利用されることができる。姿勢制御の実現にあたってジャイロセンサー５１０は組み込まれることができる。
図１６（Ｂ）、図１６（Ｃ）に示すように、本実施形態の回路装置はデジタルスチルカメラや生体情報検出装置（ウェアラブル健康機器。例えば脈拍計、歩数計、活動量計等）などの種々の電子機器に適用できる。例えばデジタルスチルカメラにおいてジャイロセンサーや加速度センサーを用いた手ぶれ補正等を行うことができる。また生体情報検出装置において、ジャイロセンサーや加速度センサーを用いて、ユーザーの体動を検出したり、運動状態を検出できる。また図１６（Ｄ）に示すように、本実施形態の回路装置はロボットの可動部（アーム、関節）や本体部にも適用できる。ロボットは、移動体（走行・歩行ロボット）、電子機器（非走行・非歩行ロボット）のいずれも想定できる。走行・歩行ロボットの場合には、例えば自律走行に本実施形態の回路装置を利用できる。
なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語（物理量検出装置、物理量トランスデューサー等）と共に記載された用語（ジャイロセンサー、振動片等）は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また、回路装置や物理量検出装置や電子機器や移動体の構成、振動片の構造等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
ＰＤ１〜ＰＤ４ 端子、１ 基部、２、３ 連結腕、４、５、６、７ 駆動腕、
８、９ 検出腕、１０ 振動片、１８ 物理量トランスデューサー、２０ 回路装置、
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、６１ 増幅回路、８１ 同期検波回路、
９０ フィルター部、１００ Ａ／Ｄ変換回路、１１０ 処理部、
１１１ 第１のデジタル補正部、１１２ ゼロ点温度特性補正値算出部、
１１３ 第２のデジタル補正部、１１４ ＬＰＦ、１１５ 感度温度特性補正値算出部、
１１６ 第３のデジタル補正部、１４０ 制御部、１４２ レジスター部、
２０６ 自動車、２０７ 車体、２０８ 車体姿勢制御装置、２０９ 車輪、
３１０ 積和演算器、３２０ 比較器、３３０ セレクター、
３４１ 温度境界値レジスター、３４３ 第１の補正係数レジスター、
３４５ 第２の補正係数レジスター、３４７ 補正係数レジスター、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、１１２１ 温度判定部、１１２２ 補正関数係数選択部、
１１２３ 補正値算出部

Claims (15)

  1. 物理量トランスデューサーから出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、前記物理量に対応する物理量データを出力する検出回路と、
    温度データに基づいて、前記検出回路からの前記物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部と、
    前記物理量データのゼロ点温度特性における特異点に対応する温度である温度境界値を記憶する温度境界値レジスターを有するレジスター部と、
    を含み、
    前記処理部は、
    前記温度データにより表される温度が、前記温度境界値によって区分される第１の温度範囲に属する場合に、第１のゼロ点補正係数に基づいて前記ゼロ点補正処理を行い、
    前記温度データにより表される前記温度が、前記温度境界値によって区分され、前記第１の温度範囲とは異なる第２の温度範囲に属する場合に、第２のゼロ点補正係数に基づいて前記ゼロ点補正処理を行い、
    前記第１のゼロ点補正係数及び前記第２のゼロ点補正係数は、ともにｎ次（ｎは２以上の整数）の近似式の係数であり、
    前記特異点は、
    前記物理量データの前記ゼロ点温度特性の極値に対応する点のうち、前記極値以外の部分での値に基づく所与の条件を満たす点であることを特徴とする回路装置。
  2. 請求項１に記載の回路装置において、
    前記所与の条件は、
    前記極値に対応する温度を前記温度境界値とした温度範囲の分割を行わずに、所与のゼロ点補正係数に基づく前記ゼロ点補正処理を行った場合における、前記ゼロ点温度特性との誤差に基づいて判定される条件であることを特徴とする回路装置。
  3. 請求項１又は２に記載の回路装置おいて、
    ｎは２以上且つ４以下の整数であることを特徴とする回路装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記レジスター部は、前記第１のゼロ点補正係数及び前記第２のゼロ点補正係数を記憶する補正係数レジスターを有し、
    前記処理部は、
    前記温度境界値レジスターから読み出した前記温度境界値と、前記温度データとの比較処理を行い、
    前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第１の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第１のゼロ点補正係数を読み出し、
    前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第２の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第２のゼロ点補正係数を読み出すことを特徴とする回路装置。
  5. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記処理部は、
    前記温度データにより表される前記温度が前記第１の温度範囲及び前記第２の温度範囲のいずれとも異なる第３の温度範囲に属する場合に、第３のゼロ点補正係数に基づいて、前記ゼロ点補正処理を行うことを特徴とする回路装置。
  6. 請求項５に記載の回路装置において、
    前記温度境界値レジスターは、前記温度境界値として、第１の温度境界値及び第２の温度境界値を記憶し、
    前記温度境界値レジスターは、前記物理量データの前記ゼロ点温度特性における第１の特異点に対応する温度を、前記第１の温度境界値として記憶し、前記物理量データの前記ゼロ点温度特性における第２の特異点に対応する温度を、前記第２の温度境界値として記憶することを特徴とする回路装置。
  7. 請求項６に記載の回路装置において、
    前記レジスター部は、前記第１のゼロ点補正係数、前記第２のゼロ点補正係数及び前記第３のゼロ点補正係数を記憶する補正係数レジスターを有し、
    前記処理部は、
    前記温度境界値レジスターから読み出した前記第１の温度境界値及び前記第２の温度境界値と、前記温度データとの比較処理を行い、
    前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第１の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第１のゼロ点補正係数を読み出し、
    前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第２の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第２のゼロ点補正係数を読み出し、
    前記比較処理に基づいて、前記温度が前記第３の温度範囲に属すると判定された場合に、前記補正係数レジスターから前記第３のゼロ点補正係数を読み出すことを特徴とする回路装置。
  8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記処理部は、
    前記特異点に対応する温度と、前記温度データとの比較処理に基づいて、前記温度データにより表される前記温度の属する温度範囲を判定することを特徴とする回路装置。
  9. 請求項１乃至８のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記検出回路は、
    前記物理量トランスデューサーからの前記検出信号に対して増幅処理を行い、前記増幅処理後の前記検出信号に対して同期検波処理を行い、前記同期検波処理後の前記検出信号に対してＡ／Ｄ変換処理を行って前記物理量データを出力することを特徴とする回路装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記物理量トランスデューサーは、振動片であり、
    前記物理量データは、角速度データであることを特徴とする回路装置。
  11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回路装置において、
    前記物理量トランスデューサーを駆動する駆動回路をさらに含むことを特徴とする回路装置。
  12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置と、
    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物理量検出装置。
  13. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置を含むことを特徴とする電子機器。
  14. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回路装置を含むことを特徴とする移動体。
  15. 物理量トランスデューサーから出力される物理量に応じた検出信号に基づいて、前記物理量に対応する物理量データを出力する検出回路と、温度データに基づいて前記検出回路からの前記物理量データに対するゼロ点補正処理を行う処理部と、を含む回路装置の製造方法であって、
    前記物理量データのゼロ点温度特性の極値に対応する点のうち、前記極値以外の部分での値に基づく所与の条件を満たす点を特異点として求め、
    前記特異点で第１の温度範囲と第２の温度範囲とに区分けされる場合に、
    前記第１の温度範囲に対応するｎ次（ｎは２以上の整数）の近似式の係数である第１のゼロ点補正係数と、前記第２の温度範囲に対応するｎ次の近似式の係数である第２のゼロ点補正係数と、を求め、
    求めた前記第１のゼロ点補正係数と前記第２のゼロ点補正係数を記憶部に記憶させることを特徴とする回路装置の製造方法。
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