本发明专利技术提供一种传感器用集成电路、传感器装置以及电子设备等，其基于角速度信号被进行了AD变换后的数字信号中所含的分量来推断偏置偏压。传感器用集成电路(20)具有：基于来自传感器元件(10)的信号而检测角速度信号的检测部(30)；对来自检测部的信号进行模拟‑数字变换的AD变换器(50)；从在预定期间由AD变换器输出的数字信号中检测DC分量的DC分量检测部(80)。传感器用集成电路(20)可以进一步具有基于DC分量对数字信号进行补正的补正部(90)。DC分量检测部可以包括将低通的截止频率从第一频率切换至比所述第一频率低的第二频率的低通滤波电路(81)、每当截止频率被切换即对增益进行补正的增益补正部(126)。
【技术实现步骤摘要】
传感器用集成电路、传感器装置以及电子设备
本专利技术涉及传感器用集成电路、传感器装置以及电子设备。
技术介绍
在例如音叉振动型的角速度传感器中，在输出信号中重叠有偏置偏压，从而由此在检测角度中产生误差(参照图18(A)(B))。偏置偏压是包括角速度为零的初始状态时的零偏压和由于电源变动、温度变动、冲击施加、老化变化等等的外部因素引起的随机的偏差在内的误差的通称。因此，通过消除偏置偏压而进行零点调节(校准)。在专利文献1中，通过下述的1)或者2)的任意一个方法求取零点，即：1)通过平均化部而将第一角速度数据(零点未补正)平均化，或2)将第一角速度数据与已计算完毕的零点的差亦即第二角速度数据平均化。当检测对象的拍摄装置为静止状、且所计算出的零点与已计算完毕的零点之差为预定值以下时，更新零点，实施角速度信号的零点补正(参照图19(A)(B))。专利文献1：日本特开2008-283443号公报(0034-0039)
技术实现思路
本专利技术的几个方式的目的在于，提供一种基于角速度信号被AD变换而得到的数字信号中所包含的分量而对偏置偏压进行推断的传感器用集成电路、传感器装置以及电子设备等。本专利技术是为了解决上述课题的至少一部分而形成的，能够以下述的形态或方式实现。(1)本专利技术的一个方式涉及一种传感器用集成电路，其特征在于，具有：检测部，其基于来自传感器元件的信号而对角速度信号进行检测；AD变换器，其将来自所述检测部的模拟信号变换为数字信号；直流分量检测部，其从在预定期间内由所述模拟/数字变换器输出的所述数字信号中检测直流分量。本专利技术的一个方式定义了一种传感器用集成电路，其将在静止状态等的预定期间内输入的角速度信号进行AD(模拟/数字)变换，并基于AD变换后的数字信号中所包含的DC分量来推断偏置偏压。由于DC(直流)分量是反映角速度为零的初始状态时的零偏压和由电源变动、温度变动、冲击施加、老化变化等等的外部因素引起的随机的偏差的低频分量，因此反映了偏置偏压。(2)在本专利技术的一方式中，可以采用如下方式，即，具有补正部，该补正部基于所述直流分量而对所述数字信号进行补正。由此，能够通过从角速度信号中消除偏置偏压而进行零点补正。DC分量的检测开始以及零点补正的实施可以通过程序控制来实施，也可以通过命令控制来实施。(3)在本专利技术的一方式中，可以采用如下方式，即，所述DC分量检测部包括低通滤波电路，该低通滤波电路将低通的截止频率由第一频率切换至比所述第一频率低的第二频率。低通的截止频率随着频率降低需要增长滤波输出稳定的响应时间。因此，通过将低通的截止频率由较高的频率切换至较低的频率，从而与从当初设定为低的截止频率时相比能够缩短总计的响应时间。(4)在本专利技术的一方式中，可以采用如下方式，即，所述直流分量检测部包括放大器，每当所述截止频率被切换时该放大器对增益进行补正。如果切换截止频率，则得不到输出信号的连续性。这是由于增益根据截止频率而改变的缘故。通过每当截止频率被切换时对增益进行补正，能够保证输出信号的连续性。(5)在本专利技术的一方式中，可以采用如下方式，即，所述上述模拟/数字变换器与所述直流分量检测部之间还具有前置数字补正部，该前置数字补正部基于设定值而对所述数字信号的偏置进行补正。例如当基于出厂时测量的设定值对数字信号的偏置进行了前置补正后，DC分量检测部检测DC分量，补正部基于该DC分量而进行偏置消除。通过对偏置进行前置补正，能够缩短通过DC分量检测部进行数字滤波处理时的响应时间。(6)在本专利技术的一方式中，可以采用如下方式，即，基于从外部输入的信号而开始进行所述DC分量检测部的检测动作。在本专利技术中，例如在电源接通、休眠解除后，可以通过程序控制而开始进行DC分量检测部中的检测动作，但通过基于从外部输入的信号而开始进行DC分量检测部中的检测动作，能够由用户任意地设定起动时刻。(7)在本专利技术的一方式中，可以为，设置有表示所述DC分量检测部的所述DC分量的检测动作完成的标识，在所述标识被设置后，能够由所述补正部进行补正。如果预先知晓每个截止频率的响应时间，则DC分量的检测动作完成时刻可通过从DC分量检测部的检测动作时起的计时来进行检测。如果DC分量的检测动作的完成、例如标识等向外部输出，则随后可通过用户任意地设定DC分量除去的补正时刻。或者可以在标识被设置后经过规定时间后，通过程序控制来实施补正部的补正动作。换言之，只要标识未被设置，即禁止补正部的零点补正。(8)本专利技术的其他方式定义具有：传感器元件、(1)～(7)中任意一项所述的传感器用集成电路的传感器装置或者电子设备。附图说明图1为本专利技术的一实施方式的传感器装置的概略框图。图2为表示图1所示的陀螺仪传感器集成电路的主要部分的框图。图3为图2所示的前置数字补正部的电路图。图4为图2所示的两个数字补正部中的用于增益调节以及偏置消除的电路图。图5为用于对通过数字滤波器的低通来检测DC数据的动作进行说明的图。图6为将图2的DC分量通过滤波器(DCPF)作为传递函数的信号流示出的图。图7为用于对DC分量通过滤波器(DCPF)的截止频率与增益的切换进行说明的图。图8为表示形成为最终的截止频率fc＝0.1Hz时的输出响应的特性图。图9为表示形成为最终的截止频率fc＝0.1mHz时的输出响应的特性图。图10为表示不切换截止频率fc而将其固定成0.1Hz时响应时间变长的特性图。图11放大示出图10的时间轴，为表示当切换截止频率fc时响应时间变短的特性图。图12为表示当不进行增益补正而切换截止频率fc时输出变得不连续、响应时间也变长的特性图。图13放大示出图12的时间轴，且为表示如果在每次切换截止频率fc时对增益进行，则输出连续、响应时间也变短的特性图。图14为表示将图6所示的传递函数的信号流通过多段串联连接而成的信号流的图。图15为示意性示出本实施方式的传感器用集成电路的程序模式与命令模式的各动作顺序的图。图16中，图16(A)～图16(C)为表示在传感器装置处于静止状态时的命令模式下得到的波形的波形图。图17中，图17(A)～图17(C)为表示在传感器装置处于动作状态时的命令模式下得到的波形的波形图。图18中，图18(A)以及图18(B)为表示在输出信号中重叠了偏置偏压的波形和与之相伴的角度误差的图。图19中，图19(A)以及图19(B)为表示从输出信号中除去偏置偏压后的波形和由此角度误差被补正的情况的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选的实施方式的1个示例进行说明。其中，可应用本专利技术的实施方式当然不局限于以下进行说明的实施方式。图1示出具有陀螺仪传感器10和陀螺仪传感器集成电路20的传感器装置200。该传感器装置200可以搭载于拍摄装置等的各种电子设备中。图1中检测轴仅示出一个轴的部分，传感器装置200可以包括XYZ等的多个检测轴。陀螺仪传感器集成电路20可以具有检测部30、低通滤波器(LPF)40、模拟/数字变换器(ADC)50、前置数字补正部60、角速度数据处理部70、DC分量检测部80、偏置补正部90、串行外设接口(SPI)100以及MPU(控制部)110等。MPU110可以包括命令解码器111与电阻器112。MPU110可以对偏置偏压的推断动作、偏置消除动作进行程序控制。M本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种传感器用集成电路，其特征在于，具有：检测部，其基于来自传感器元件的信号而对角速度信号进行检测；模拟/数字变换部，其将来自所述检测部的模拟信号变换为数字信号；直流分量检测部，其从在规定期间内由所述模拟/数字变换器输出的所述数字信号中检测直流分量。
【技术特征摘要】
2013.11.12 JP 2013-2342861.一种传感器用集成电路，其特征在于，具有：检测部，其基于来自传感器元件的信号而对角速度信号进行检测；模拟/数字变换器，其将来自所述检测部的模拟信号变换为数字信号；直流分量检测部，其从在规定期间内由所述模拟/数字变换器输出的所述数字信号中检测直流分量；补正部，该补正部基于所述直流分量而对所述数字信号进行补正，所述直流分量检测部包括：低通滤波电路，该低通滤波电路将低通的截止频率由第一频率切换至比所述第一频率低的第二频率；增益补正部，每当所述截止频率切换时，该增益补正部对增益进行补正。2.如权利要求1所述的传感器用集...
【专利技术属性】
技术研发人员：牧克彦，中岛克仁，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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