(57)【要約】【課題】０点出力の温度特性補正係数の算出時間を短縮し、低コスト化を図った物理量センサーや物理量センサーの温度特性調整方法を提供する。【解決手段】基準温度より低温における複数の異なる温度の０点出力に基づき算出された前記基準温度より高温における０点出力に対する補正係数を記録するメモリーと、前記メモリーに記録された前記補正係数に基づき前記基準温度より高温における０点出力を補正する演算部と、を備えている物理量センサー。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準温度より低温側における複数の異なる温度の０点出力に基づき算出された前記基準温度より高温側における０点出力に対する補正係数を記録するメモリーと、
前記メモリーに記録された前記補正係数に基づき前記基準温度より高温における０点出力を補正する演算部と、
を備えていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項２】
基準温度より高温側における複数の異なる温度の０点出力に基づき算出された前記基準温度より低温側における０点出力に対する補正係数を記録するメモリーと、
前記メモリーに記録された前記補正係数に基づき前記基準温度より低温における０点出力を補正する演算部と、
を備えていることを特徴とする物理量センサー。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記０点出力の測定は、前記基準温度を含むことを特徴とする物理量センサー。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記０点出力が電圧であることを特徴とする物理量センサー。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記０点出力が周波数であることを特徴とする物理量センサー。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする移動体。
【請求項８】
物理量センサーを基準温度から低温側に降温させながら複数の異なる温度の０点出力を測定するステップと、
前記０点出力から前記基準温度より高温における０点出力に対する補正係数を算出するステップと、
前記補正係数をメモリーへ書く込むステップと、
を含むことを特徴とする物理量センサーの温度特性調整方法。
【請求項９】
請求項８において、
低温側から高温側に昇温させながら０点出力の温度特性を検査するステップを含むことを特徴とする物理量センサーの温度特性調整方法。
【請求項１０】
物理量センサーを基準温度から高温側に昇温させながら複数の異なる温度の０点出力を測定するステップと、
前記０点出力から前記基準温度より低温における０点出力に対する補正係数を算出するステップと、
前記補正係数をメモリーへ書く込むステップと、
を含むことを特徴とする物理量センサーの温度特性調整方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
高温側から低温側に降温させながら０点出力の温度特性を検査するステップを含むことを特徴とする物理量センサーの温度特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量センサーと、この物理量センサーを搭載した電子機器及び移動体と、この物理量センサーの温度特性調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ジャイロセンサーにおいて、回転角速度が加わっていないときの０点電圧（０点出力）の温度特性を最小二乗法によって一次式で直線近似し、この近似直線の傾きに対応する電圧をセンサー出力に加算し、基準温度における無回転時のセンサー出力が、あらかじめ定められた既値の基準電圧に対して、前記近似直線の傾きに対応する電圧分だけずれるように構成することにより、ジャイロセンサーの０点電圧の温度特性を補正する方法が知られている。
また、特許文献１では、このジャイロセンサーの温度特性調整方法として、ジャイロセンサーの所定温度毎における０点電圧の測定値から傾きａの一次補正対象直線を求め、温度センサーの所定温度毎における出力電圧の測定値から近似直線を求め、近似直線の傾きが（−ａ）になるようにゲイン調整を行い、温度センサーの出力電圧の傾き（−ａ）の直線を決定し、ジャイロセンサーの０点電圧の一次補正対象直線と温度センサーのゲイン調整後の直線とを加算してジャイロセンサーの温度特性補正出力を求める方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１１９００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の調整方法では、ジャイロセンサーの０点電圧の一次補正対象直線を求める際に、補正する温度範囲の全てにおいて所定温度毎に０点電圧を測定するので、多大な測定時間や労力が必要となり、製造コストを上昇させてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係る物理量センサーは、基準温度より低温側における複数の異なる温度の０点出力に基づき算出された前記基準温度より高温側における０点出力に対する補正係数を記録するメモリーと、前記メモリーに記録された前記補正係数に基づき前記基準温度より高温における０点出力を補正する演算部と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
本適用例によれば、基準温度より低温側だけの所定温度毎の０点出力から算出した補正係数をメモリーに記録し、記録された補正係数に基づき基準温度より高温側の０点出力を演算部で補正することができるので、補正係数を算出するために低温側から高温側までの全温度範囲において、所定温度毎の０点出力測定を行う必要がなくなり、測定時間や労力が半減し、製造コストの低減が図れるという効果がある。
【０００８】
［適用例２］本適用例に係る物理量センサーは、基準温度より高温側における複数の異なる温度の０点出力に基づき算出された前記基準温度より低温側における０点出力に対する補正係数を記録するメモリーと、前記メモリーに記録された前記補正係数に基づき前記基準温度より高温における０点出力を補正する演算部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
本適用例によれば、基準温度より高温側だけの所定温度毎の０点出力から算出した補正係数をメモリーに記録し、記録された補正係数に基づき基準温度より低温側の０点出力を演算部で補正することができるので、補正係数を算出するために低温側から高温側までの全温度範囲において、所定温度毎の０点出力測定を行う必要がなくなり、測定時間や労力が半減し、製造コストの低減が図れるという効果がある。
【００１０】
［適用例３］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記０点出力の測定は、前記基準温度を含むことを特徴とする。
【００１１】
本適用例によれば、補正係数を算出するための０点出力の測定において、基準温度を含むことで、補正精度を向上させることができ、より高精度の補正が可能になるという効果がある。
【００１２】
［適用例４］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記０点出力が電圧であることを特徴とする。
【００１３】
本適用例によれば、０点出力が電圧であると、物理量センサーの温度特性調整システムにおける演算処理等が容易となり、温度特性が補正された高精度の物理量センサーが得られるという効果がある。
【００１４】
［適用例５］上記適用例に記載の物理量センサーにおいて、前記０点出力が周波数であることを特徴とする。
【００１５】
本適用例によれば、０点出力がデジタル信号である周波数であるため、物理量センサーの温度特性調整システムにおける演算処理等が容易となり、また、電気的なノイズの影響を受け難くなるため、安定で高精度の物理量センサーが得られるという効果がある。
【００１６】
［適用例６］本適用例に係る電子機器は、上記適用例に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
【００１７】
本適用例によれば、０点出力の温度特性が補正された高精度の物理量センサーを備えた電子機器が構成できるという効果がある。
【００１８】
［適用例７］本適用例に係る移動体は、上記適用例に記載の物理量センサーを備えていることを特徴とする。
【００１９】
本適用例によれば、０点出力の温度特性が補正された高精度の物理量センサーを備えた移動体が構成できるという効果がある。
【００２０】
［適用例８］本適用例に係る物理量センサーの温度特性調整方法は、物理量センサーを基準温度から低温側に降温させながら複数の異なる温度の０点出力を測定するステップと、前記０点出力から前記基準温度より高温における０点出力に対する補正係数を算出するステップと、前記補正係数をメモリーへ書く込むステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本適用例によれば、物理量センサーの０点出力の温度特性検査工程において、基準温度から低温側に降温させる時に、所定温度毎の０点出力を測定し、その測定値から基準温度より高温側までの温度範囲を含む補正係数を算出することで、新たに補正係数を算出するための温度特性測定を行うことなく、検査工程の一部として補正係数を算出することができるため、補正係数を算出するための温度特性測定工程を省くことができ、製造コストの大幅な削減が図れるという効果がある。
【００２２】
［適用例９］上記適用例に記載の物理量センサーの温度特性調整方法において、低温側から高温側に昇温させながら０点出力の温度特性を検査するステップを含むことを特徴とする。
【００２３】
本適用例によれば、物理量センサーの０点出力の温度特性検査工程において、基準温度から低温側に降温させる時に、所定温度毎の０点出力から補正係数を算出し、その後、低温側から高温側に昇温させながら０点出力の温度特性検査を行うことにより、補正係数を算出するための温度特性測定工程を行う必要がなくなるため、大幅な工数短縮が図れ、製造コスト削減に大きな効果がある。
【００２４】
［適用例１０］本適用例に係る物理量センサーの温度特性調整方法は、物理量センサーを基準温度から高温側に昇温させながら複数の異なる温度の０点出力を測定するステップと、前記０点出力から前記基準温度より低温における０点出力に対する補正係数を算出するステップと、前記補正係数をメモリーへ書く込むステップと、を含むことを特徴とする。
【００２５】
本適用例によれば、物理量センサーの０点出力の温度特性検査工程において、基準温度から高温側に昇温させる時に、所定温度毎の０点出力を測定し、その測定値から基準温度より低温側までの温度範囲を含む補正係数を算出することで、新たに補正係数を算出するための温度特性測定を行うことなく、検査工程の一部として補正係数を算出することができるため、補正係数を算出するための温度特性測定工程を省くことができ、製造コストの大幅な削減が図れるという効果がある。
【００２６】
［適用例１１］上記適用例に記載の物理量センサーの温度特性調整方法において、高温側から低温側に降温させながら０点出力の温度特性を検査するステップを含むことを特徴とする。
【００２７】
本適用例によれば、物理量センサーの０点出力の温度特性検査工程において、基準温度から高温側に昇温させる時に、所定温度毎の０点出力から補正係数を算出し、その後、高温側から低温側に降温させながら０点出力の温度特性検査を行うことにより、補正係数を算出するための温度特性測定工程を行う必要がなくなるため、大幅な工数短縮が図れ、製造コスト削減に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係るジャイロセンサー素子の駆動振動を示す平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るジャイロセンサー素子の検出振動を示す平面図。
【図３】本発明の実施形態に係るジャイロセンサーの０点電圧の温度特性調整システムの構成を示す説明図。
【図４】本発明の実施形態に係るジャイロセンサーの検出部の構成を示す説明図。
【図５】本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサーの０点電圧の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図。
【図６】本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサーの温度特性補正前の０点電圧の温度特性を示すグラフ。
【図７】本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサーの温度特性補正後の０点電圧の温度特性を示すグラフ。
【図８】本発明の第２実施形態に係るジャイロセンサーの０点電圧の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図。
【図９】本発明の実施形態に係る圧力センサー素子の平面図。
【図１０】本発明の実施形態に係る圧力センサーの０点周波数の温度特性調整システムの構成を示す説明図。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの０点周波数の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの温度特性補正前の０点周波数の温度特性を示すグラフ。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの温度特性補正後の０点周波数の温度特性を示すグラフ。
【図１４】本発明の実施形態に係るジャイロセンサーを備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図。
【図１５】本発明の実施形態に係るジャイロセンサーを備える移動体としての自動車の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、物理量センサーとしてジャイロセンサーや圧力センサーを例として説明する。
【００３０】
図１，２は、本実施形態のジャイロセンサー素子１の振動動作を説明する平面図であり、図３，４は、本実施形態のジャイロセンサー素子１の０点電圧の温度特性調整システムの構成の一例を示す説明図である。
【００３１】
まず、本実施形態のジャイロセンサー素子１の振動動作について説明する。
図１，２は、本実施形態のジャイロセンサー素子１の動作を模式的に説明するための平面図である。なお、図１，図２においては、振動形態を分かり易く説明するために、電極を省略して表している。
【００３２】
図１は、駆動振動を説明する平面図である。図１において、駆動振動は、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄの矢印Ａで示す屈曲振動であって、実線で示す振動姿態と、点線で示す振動姿態と、を所定の周波数で繰り返している。このとき、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂと駆動振動腕１５Ｃ，１５Ｄとが、中心点Ｇを通るＹ軸で線対称の振動を行っているので、基部１２、連結腕１３，１４及び検出振動腕１６Ａ，１６Ｂは、ほとんど振動しない。
【００３３】
ここで、このジャイロセンサー素子１は、水晶で形成され、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸及び光学軸と呼ばれるＺ軸のＸ軸とＹ軸を平面方向に切り出されたＺカットの水晶基板から形成されている。ジャイロセンサー素子１は、所定の厚みの水晶基板で形成され、平面形状は、水晶の結晶軸に合わせてＸＹ平面に展開され、中心点Ｇに対して１８０度点対称の形状をしている。中心点Ｇはジャイロセンサー素子１の重心位置である。このように形成されるジャイロセンサー素子１は、ダブルＴ型ジャイロセンサー素子と呼ばれる。
【００３４】
図２は、検出振動を説明する平面図である。図２において、検出振動は、実線で示す振動姿態と、点線で示す振動姿態を、前述した駆動振動の周波数で繰り返している。検出振動は、ジャイロセンサー素子１が図１に示した駆動振動を行っている状態で、ジャイロセンサー素子１にＺ軸周りの回転角速度ωが加わった時、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃ，１５Ｄに矢印Ｂで示す方向のコリオリ力が働くことによって発生する。
【００３５】
このことにより、駆動振動腕１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄが、矢印Ｂで示す振動を行う。矢印Ｂで示した振動は、中心点Ｇに対して周方向の振動である。また同時に、検出振動腕１６Ａ，１６Ｂは、矢印Ｃに示すように、矢印Ｂの振動に呼応して振動を行う。
よって、ジャイロセンサー素子１に回転角速度ωが加えられると、コリオリ力により検出振動腕１６Ａ，１６Ｂが振動することで、回転角速度ωに比例した電荷が発生するので、その電荷を出力電圧として検知し、回転角速度ωを検出することができる。
【００３６】
本発明は、図２で示すようなジャイロセンサー素子１に回転角速度ωが加えられていないときのジャイロセンサー１０の出力電圧（これを、０点出力と称する。なお、ジャイロセンサー１０の場合は出力が電圧なので０点電圧と表す）、つまり、図１で示す振動をしているときのジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整方法を提供することを要旨としている。
【００３７】
次に、本実施形態のジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整方法に係る構成について説明する。
なお、本実施形態では、回転角速度ωが加えられていないので、ジャイロセンサー１０から得られる出力電圧が０点電圧である。
【００３８】
図３は、ジャイロセンサー１０の構成を示す説明図であり、図４は、図３の出力処理部２２における検出部３０の構成を示す説明図である。図３において、ジャイロセンサー１０は、基本構成としてジャイロセンサー素子１と、駆動部２０と、出力処理部２２と、温度センサー４１と、から構成されている。駆動部２０は、周知の構成であるので説明は省略するが、前述したジャイロセンサー素子１の駆動振動腕１５Ａ〜１５Ｄに駆動信号を供給する。また、図示しないが、駆動部２０からの漏れ振動成分を除去するための検出部３０と同期した信号を作り出すため、駆動信号の９０度移相を行う移相回路を備えている。
【００３９】
ジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整に係る出力処理部２２は、検出部３０と、温度センサーアンプ４０と、メモリー５０と、演算部６０と、出力部７０と、から構成されている。検出部３０は、ジャイロセンサー素子１から発生する電荷を検出し、出力電圧として演算部６０へ入力している。温度センサーアンプ４０は、ジャイロセンサー素子１近傍の温度を測定する温度センサー４１の出力を増幅している。メモリー５０は、後述するジャイロセンサー１０の所定温度毎の０点電圧の測定値から補正係数を求め、その補正係数を記録する記憶媒体である。演算部６０は、メモリー５０に記録された補正係数と温度センサー４１からの温度情報により、０点電圧を補正している。
【００４０】
このような構成により、本実施形態のジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整が行われ、出力部７０から温度特性が補正された０点電圧Ｖｏ’が出力される。
【００４１】
なお、図４において、検出部３０は、Ｉ／Ｖ変換アンプ３１，３２と、差動アンプ３３と、同期検波器３４と、可変ゲインアンプ３５と、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３６と、から構成されている。ここで、Ｉ／Ｖ変換アンプ３１，３２は、駆動部２０の発振に同期してジャイロセンサー素子１の検出電極から発生する電荷を電圧出力に変換している。差動アンプ３３は、Ｉ／Ｖ変換アンプ３１，３２からの出力電圧が逆極性となっていることから不要成分を取り除く働きをしている。同期検波器３４は、角速度成分以外の漏れ振動成分等の不要振動線分を除去している。可変ゲインアンプ３５は、ジャイロセンサー素子１の個々にばらついている感度を一定の感度にゲイン調整している。ＬＰＦ３６は、同期検波器３４によって抽出される角速度信号に含まれる検出部３０から出力される出力周波数に含まれる不要な信号を除去している。
【００４２】
＜第１実施形態＞
続いて、本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサーの０点電圧の温度特性調整方法について図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図である。また、図６，７は、本発明の第１実施形態に係るジャイロセンサー１０の温度補正前後の０点電圧の温度特性を示すグラフである。
【００４３】
図５において、先ず、ジャイロセンサー１０を恒温槽（図示しない）内に設置し、基準温度とする２５℃に保温した後に、−４５℃まで降温する。その間、２℃毎に０点電圧と温度を測定する（ＳＴ１）。次に、測定した０点電圧と温度から最小二乗法により、下記式（１）で示す一次式で近似するための補正係数Ｓを算出する（ＳＴ２）。
Ｖｏ’＝Ｖｏ＋（Ｔ１−Ｔ０）×Ｓ×Ｂｉｔ・・・（１）
ここで、Ｖｏ’は温度Ｔ１における補正後の０点電圧、Ｖｏは温度Ｔ１における補正前の０点電圧、Ｔ１は温度、Ｔ０は基準温度（２５℃）、Ｓは補正係数、Ｂｉｔは１５〜−１６の３２段階の内の任意の整数である。
その後、算出した補正係数Ｓをメモリー５０へ書込み保存する（ＳＴ３）。
【００４４】
次に、ジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性検査を行う。ここで、本実施形態における０点電圧の温度特性管理範囲は−４０℃〜１２５℃であるため、測定マージンを考慮し、最低温側と最高温側で約５℃測定範囲を広げ検査しているので、−４５℃に冷却されたジャイロセンサー１０を１３０℃まで昇温させ、その間を２℃毎に測定する（ＳＴ４）。その後、温度特性が規格内に収まっているか検査し、補正係数の追加調整の余地判定を行う（ＳＴ５）。余地判定の結果、補正係数の追加調整が必要な場合には、補正係数を再算出しメモリー５０へ書込み保存し（ＳＴ１１）、再度、０点電圧の温度特性検査を行う（ＳＴ４）。また、余地判定の結果、補正係数の追加調整が必要ない場合には、検査結果の良否判定を行う（ＳＴ６）。
【００４５】
以上の第１実施形態に係る０点電圧の温度特性調整方法によって、温度特性管理範囲（−４０℃〜１２５℃）において、図７の温度特性補正を施した場合の０点電圧ばらつき△Ｖｏ２を、図６に示す温度特性補正していない場合の０点電圧ばらつき△Ｖｏ１に対し、大幅に小さくすることができる。よって、ジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性による０点電圧ばらつきを低減することが可能となり、回転角速度ωの検出精度向上に非常に効果がある。
【００４６】
また、従来の０点電圧の温度特性調整方法では、図５の０点電圧測定（ＳＴ１）において、測定マージンを含めた−４５℃〜１３０℃の全温度範囲を２℃毎に測定し、補正係数を算出していた。これに対し、本実施形態の０点電圧の温度特性調整方法は、検査工程における基準温度（２５℃）から最低温（−４５℃）への降温工程時に、補正係数を算出するための０点電圧を測定する。そのため、従来の補正係数を算出するための温度サイクル（基準温度（２５℃）→最低温（−４５℃）→基準温度（２５℃）→最高温（１３０℃）→基準温度（２５℃））が必要なくなる。よって、測定時間および労力の大幅な削減ができるので、ジャイロセンサー１０の製造コスト削減に非常に効果がある。
【００４７】
なお、本実施形態における０点電圧の温度特性調整方法では、１次式で近似した例を示したが、１次式に限定せず２次式や３次式などの多項式で近似し補正係数を算出する方法でも構わない。
【００４８】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るジャイロセンサーの０点電圧の温度特性調整方法について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係るジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図である。なお、第２実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００４９】
図８に示すように、第２実施形態に係るジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性調整方法は、０点電圧測定（ＳＴ１）において、基準温度とする２５℃に保温した後に、１３０℃まで昇温する間に、２℃毎に０点電圧を測定する。次に、第１実施形態と同様に、測定した０点電圧から補正係数Ｓを算出し（ＳＴ２）、メモリー５０へ書込み保存する（ＳＴ３）。
【００５０】
その後、１３０℃から−４５℃へ降温させ、その間を２℃毎に測定し検査する（ＳＴ４）。次は、第１実施形態と同様に、補正係数の追加調整の余地判定を行い（ＳＴ５）、補正係数の追加調整が必要ない場合には、検査結果の良否判定を行う（ＳＴ６）。なお、補正係数の追加調整が必要な場合には、補正係数を再算出した後に、メモリー５０へ書込み保存し（ＳＴ１１）、再度、０点電圧の温度特性検査を行う（ＳＴ４）。
【００５１】
以上の第２実施形態に係る温度特性調整方法によって、温度特性管理範囲（−４０℃〜１２５℃）において、ジャイロセンサー１０の０点電圧の温度特性による０点電圧ばらつきを低減することが可能となり、回転角速度ωの検出精度向上に非常に効果がある。
【００５２】
また、検査工程における基準温度（２５℃）から最高温（１３０℃）への昇温工程時に、補正係数を算出するための０点電圧を測定している。そのため、従来の０点電圧の温度特性調整方法における補正係数を算出するための温度サイクル（基準温度（２５℃）→最高温（１３０℃）→基準温度（２５℃）→最低温（−４５℃）→基準温度（２５℃））が必要なくなる。よって、測定時間および労力の大幅な削減ができるので、ジャイロセンサー１０の製造コスト削減に非常に効果がある。
【００５３】
なお、第２実施形態に係る０点電圧の温度特性調整方法においても、近似式は、１次式に限定せず２次式や３次式などの多項式であっても構わない。
【００５４】
次に、本発明の実施形態に係る圧力センサーの０点出力である０点周波数の温度特性調整方法について説明する。
図９は、本発明の実施形態に係る圧力センサー素子８０の平面図である。なお、電極は省略して表している。図１０は、本発明の実施形態に係る圧力センサー８８の０点周波数の温度特性調整システムの構成を示す説明図である。
【００５５】
図９において、圧力センサー素子８０は、固定部８２Ａ，８２Ｂと、Ｙ軸方向を長辺としＸ軸方向に振動変位を有する振動腕８４Ａ，８４Ｂと、から構成され、振動腕８４Ａ，８４Ｂの幅寸法（Ｘ軸方向の寸法）と長さ寸法（Ｙ軸方向の寸法）により決定する共振周波数で屈曲振動をしている。圧力センサー素子８０は、振動腕８４Ａ，８４Ｂの振動変位方向に直交する方向（Ｙ軸方向）から圧縮の力Ｆが加わった場合には、振動腕８４Ａ，８４Ｂの幅寸法が太く、長さ寸法が短くなり、共振周波数は低くなる。また、引張りの力Ｆが加わった場合には、振動腕８４Ａ，８４Ｂの幅寸法が細く、長さ寸法が長くなり、共振周波数は高くなる。
【００５６】
よって、図９に示すような構成の圧力センサー素子８０は、固定部８２Ａ，８２Ｂを介して、圧縮や引張りの力Ｆを振動腕８４Ａ，８４Ｂに印加することができ、圧縮や引張りの力Ｆに比例して共振周波数が変化するため、圧力センサー用の感圧素子として利用することができる。
なお、本実施形態では、圧縮や引張りの力Ｆとなる圧力が無負荷時に、圧力センサー８８から得られる出力周波数が０点周波数である。
【００５７】
ここで、この圧力センサー素子８０は、前述したジャイロセンサー素子１と同様に、水晶で形成され、電気軸と呼ばれるＸ軸、機械軸と呼ばれるＹ軸及び光学軸と呼ばれるＺ軸のＸ軸とＹ軸を平面方向に切り出されたＺカットの水晶基板から形成されている。圧力センサー素子８０は、所定の厚みの水晶基板で形成され、平面形状は、水晶の結晶軸に合わせてＸＹ平面に展開され、Ｙ軸を中心軸として１８０度点対称の形状をしている。このように形成される圧力センサー素子８０は、２つの音叉振動子の振動腕の先端部同士を結合した構造のため双音叉型振動素子と呼ばれる。
【００５８】
図１０は、圧力センサー８８の構成を示す説明図である。図１０において、圧力センサー８８は、基本構成として圧力センサー素子８０と、出力処理部９０と、温度センサー９３と、から構成されている。また、圧力センサー８８の０点周波数の温度特性調整に係る出力処理部９０は、検出部９１と、温度センサーアンプ９２と、メモリー９４と、演算部９５と、出力部９６と、から構成されている。
【００５９】
検出部９１は、圧力センサー素子８０を発振し、発生する周波数を検出し、出力周波数とし演算部９５へ入力している。温度センサーアンプ９２は、圧力センサー素子８０近傍の温度を測定する温度センサー９３の出力を増幅している。メモリー９４は、後述する圧力センサー８８の所定温度毎の０点周波数の測定値から補正係数を求め、その補正係数を記録している。演算部９５は、メモリー９４に記録された補正係数と温度センサー９３からの温度情報により、０点周波数を補正する演算と、入力した周波数から圧力に換算する演算を行っている。
【００６０】
このような構成により、本実施形態の圧力センサー８８の０点周波数の温度特性調整が行われ、出力部９６から０点周波数の温度特性が補正され、出力周波数を圧力に換算した圧力値Ｐｏ’が出力される。
なお、０点周波数（０点出力）がデジタル信号である周波数であるため、圧力センサー８８の温度特性調整システムにおける演算処理等が容易となり、また、電気的なノイズの影響を受け難くなるため、安定で高精度の圧力センサー８８が得られるという効果がある。
【００６１】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る圧力センサーの０点周波数の温度特性調整方法について説明する。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサー８８の０点周波数の温度特性調整方法および温度特性検査方法を示す工程図である。また、図１２，１３は、本発明の第３実施形態に係る圧力センサー８８の温度補正前後の０点周波数の温度特性を示すグラフである。なお、第３実施形態について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００６２】
図１１に示すように、第３実施形態に係る圧力センサー８８の０点周波数の温度特性調整方法は、０点周波数測定（ＳＴ１）において、基準温度とする２５℃に保温した後に、温度特性検査温度範囲の最低温である−１５℃まで降温する間に、２℃毎に０点周波数を測定する。次に、測定した０点周波数から最小二乗法により下記式（２）で示す二次式で近似し補正係数α，βを算出する（ＳＴ２）。
ｆｏ’＝ｆｏ｛α×（Ｔ１−Ｔ０）＋β×（Ｔ１−Ｔ０）＾２｝・・・（２）
ここで、ｆｏ’は温度Ｔ１における補正後の０点周波数、ｆｏは温度Ｔ１における補正前の０点周波数、Ｔ１は温度、Ｔ０は基準温度（２５℃）、α，βは補正係数である。
その後、算出した補正係数α，βをメモリー９４へ書込み保存する（ＳＴ３）。
【００６３】
次に、−１５℃から７５℃へ昇温させ、その間を２℃毎に測定し検査する（ＳＴ４）。その後、第１実施形態と同様に、補正係数の追加調整の余地判定を行い（ＳＴ５）、補正係数の追加調整が必要ない場合には、検査結果の良否判定を行う（ＳＴ６）。なお、補正係数の追加調整が必要な場合には、補正係数を再算出した後に、メモリー９４へ書込み保存し（ＳＴ１１）、再度、０点周波数の温度特性検査を行う（ＳＴ４）。
【００６４】
以上の第３実施形態に係る温度特性調整方法によって、図１２の温度特性補正前の０点周波数ばらつき（△ｆ１／ｆ０）と図１３の温度特性補正後の０点周波数ばらつき（△ｆ２／ｆ０）との結果からも明らかなように、圧力センサー８８の０点周波数の温度特性による０点周波数ばらつきを大幅に低減することが可能となり、圧力の検出精度向上に非常に効果がある。
【００６５】
また、従来の検査前に検査温度範囲の全範囲から０点周波数を測定する温度特性調整方法に対し、検査工程における基準温度（２５℃）から最低温（−１５℃）への降温工程時に、補正係数を算出するための０点周波数を測定している。そのため、従来の補正係数を算出するための温度サイクル（基準温度（２５℃）→最低温（−１５℃）→基準温度（２５℃）→最高温（７５℃）→基準温度（２５℃））が必要なくなる。よって、測定時間および労力の大幅な削減ができるので、圧力センサー８８の製造コスト削減に非常に効果がある。
なお、温度特性調整方法として、第２実施形態と同様に、補正係数の算出を検査工程における基準温度（２５℃）から最高温（７５℃）への昇温工程時に行っても構わない。
【００６６】
以上、本発明の実施形態に係る物理量センサーの０点出力の温度特性調整方法として、水晶を材料とするジャイロセンサー素子１や圧力センサー素子８０を例として説明したが、素子の材料は水晶に限定されることはない。例えば、水晶の代わりにニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、ランガサイト（Ｌａ3Ｇａ5ＳｉＯ14）、リン酸ガリウム（ＧａＰ4）などの圧電結晶やシリコン（Ｓｉ）基板上にチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの圧電薄膜を形成したものであっても構わない。
また、物理量センサーとして、ダイアフラム型圧力センサーや静電容量変化を用いた櫛歯型ジャイロセンサーおよび櫛歯型加速度センサーに適用しても構わない。
更に、第１実施形態から第３実施形態において、０点出力を２℃毎に測定したが、２℃毎でなくとも構わない。
【００６７】
［電子機器］
次に、本発明の実施形態に係る物理量センサーを適用した電子機器と移動体について説明する。
図１４は、本発明の実施形態に係る物理量センサーであるジャイロセンサーを備える電子機器としてのデジタルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、デジタルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
デジタルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部１００が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示部１００は、被写体を電子画像として表示するファインダーとして機能する。また、ケース１３０２の正面側（図中裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【００６８】
撮影者が表示部１００に表示された被写体像を確認し、シャッターボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、メモリー１３０８に転送・格納される。また、このデジタルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニター１４３０が、データ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピューター（ＰＣ）１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。更に、所定の操作により、メモリー１３０８に格納された撮像信号が、テレビモニター１４３０や、パーソナルコンピューター１４４０に出力される構成になっている。このようなデジタルカメラ１３００には、手振れ補正機能用にジャイロセンサー１０が内蔵されている。
【００６９】
なお、本発明の実施形態に係る物理量センサーを備える電子機器は、デジタルカメラ１３００の他にも、例えば、携帯電話機、ビデオカメラ、ゲームコントローラー、カーナビゲーション装置、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）などに適用することができる。
【００７０】
［移動体］
図１５は、本発明の実施形態に係る物理量センサーであるジャイロセンサーを備える移動体としての自動車を概略的に示す斜視図である。この図において、タイヤ２１０９を制御する電子制御ユニット２１０８にジャイロセンサー１０が内蔵され、車体２１０７に搭載されている。
自動車２１００には、電子制御ユニット２１０８の他にも、本発明の実施形態に係る物理量センサーが搭載されており、例えば、カーナビゲーションシステム、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ：Antilock Brake System）、エアバック、タイヤプレッシャーモニタリングシステム（ＴＰＭＳ：Tire Pressure Monitoring System）、車体姿勢制御システムなどに広く適用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１…ジャイロセンサー素子、１０…ジャイロセンサー、１２…基部、１３，１４…連結腕、１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄ…駆動振動腕、１６Ａ，１６Ｂ…検出振動腕、２０…駆動部、２２…出力処理部、３０…検出部、３１，３２…Ｉ／Ｖ変換アンプ、３３…差動アンプ、３４…同期検波器、３５…可変ゲインアンプ、３６…ＬＰＦ、４０…温度センサーアンプ、４１…温度センサー、５０…メモリー、６０…演算部、７０…出力部、８０…圧力センサー素子、８２Ａ，８２Ｂ…固定部、８４Ａ，８４Ｂ…振動腕、８８…圧力センサー、９０…出力処理部、９１…検出部、９２…温度センサーアンプ、９３…温度センサー、９４…メモリー、９５…演算部、９６…出力部、１００…表示部、１３００…デジタルカメラ、１３０２…ケース、１３０４…受光ユニット、１３０６…シャッターボタン、１３０８…メモリー、１３１２…ビデオ信号出力端子、１３１４…入出力端子、１４３０…テレビモニター、１４４０…パーソナルコンピューター、２１００…自動車、２１０７…車体、２１０８…電子制御ユニット、２１０９…タイヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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