(57)【要約】【課題】  専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減し得る物理量センサの信号処理装置を提供する。【解決手段】  本実施形態に係る信号処理装置では、センサ素子から出力されるセンサ信号のパターンがセンサモードの通常時においてはセンサ素子からは出力されることのない所定のパターンであるか否かを判断し（Ｓ１０５）、センサ信号のパターンが所定のパターンであると判断された場合には（Ｓ１０５；トリムモード）、トリムモード等のセンサモード以外の動作モードからトリムモードに切り替えて、トリミング制御部にトリミングデータを設定可能にする。これにより、センサ素子を介して所定のパターンに対応するセンサ信号を入力することによって、調整端子等を介することなく、信号処理装置をセンサモードからトリムモードに移行させることができ、またトリミングデータを設定することができる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を検出可能な物理量センサから出力される電気信号を信号処理して前記物理量に関する情報を取得する検出モードと、前記信号処理に関する調整パラメータを設定する調整モードと、の少なくとも２種類の動作モードを有する信号処理装置であって、
前記検出モードにおいて前記物理量センサから出力される前記電気信号を信号処理して前記物理量に関する情報を取得し出力する信号処理手段と、
前記物理量センサから出力される前記電気信号の信号パターンが前記検出モードの通常時においては前記物理量センサからは出力されることのない所定の調整モードパターンであるか否かを判断する信号パターン判断手段と、
前記信号パターン判断手段により前記電気信号の信号パターンが前記所定の調整モードパターンであると判断された場合、前記検出モード等の前記調整モード以外の動作モードから前記調整モードに切り替える動作モード切替手段と、
前記動作モード切替手段により前記調整モードに切り替えられた場合、前記信号処理手段に前記調整パラメータを設定し得るパラメータ設定手段と、
を備えることを特徴とする物理量センサの信号処理装置。
【請求項２】
前記所定の調整モードパターンは、前記物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス幅またはパルス間隔によって定まるように設定されることを特徴とする請求項１記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項３】
前記物理量センサから出力される電気信号の振幅を前記検出モードの通常時における前記電気信号の振幅よりも増大させる信号増幅手段を備え、
前記所定の調整モードパターンは、前記信号増幅手段により増大された前記電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス振幅によって定まるように設定されることを特徴とする請求項１または２記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項４】
前記調整モードにおいて前記物理量センサから出力される電気信号の信号パターンが所定のコマンドパターンであるか否かを判断するコマンドパターン判断手段と、
前記コマンドパターン判断手段により前記電気信号の信号パターンが前記所定のコマンドパターンであると判断された場合、前記所定のコマンドパターンに対応づけられて前記調整パラメータに関する所定命令を実行する所定命令実行手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項５】
前記所定命令は、前記パラメータ設定手段に対するもので、前記信号処理手段に前記調整パラメータを設定する制御指示であることを特徴とする請求項４記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項６】
前記調整モードにおいて前記物理量センサから前記所定のコマンドパターンが複数出力される場合、個々のコマンドパターンの間にはコマンドパターン１つ分以上のインターバル期間が設けられていることを特徴とする請求項４または５記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項７】
前記物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形のパルス幅またはパルス間隔がほぼ一定である場合、前記電気信号から生成されるクロック信号に基づいて前記信号パターン判断手段による前記判断が行われることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項８】
前記物理量センサは、光、圧力、加速度、角速度、磁気のいずれかの物理量を検出可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項９】
前記物理量センサおよび当該信号処理装置は、車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置。
【請求項１０】
前記調整パラメータは、不揮発性半導体記憶装置に記憶されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光、圧力、加速度、角速度、磁気等の物理量を検出可能な物理量センサから出力される電気信号を信号処理して前記物理量に関する情報を取得する検出モードと、前記信号処理に関する調整パラメータを設定する調整モードと、の少なくとも２種類の動作モードを有する物理量センサの信号処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光、圧力、加速度、角速度、磁気等の物理量を検出し得る物理量センサは、一般に、センサ個々の検出特性にバラツキがあることから、例えば、それを調整し得る調整回路（トリミング回路ともいう）を備えている。そして、このような調整回路を備えた物理量センサには、例えば、下記特許文献１に開示される「物理量センサのトリミング回路」に示されるように、専ら調整時にのみ使用される調整端子が設けられているものが多い。
【０００３】
ところが、このような調整端子は、調整時以外には使用されないことから、物理量センサの小型化やコストダウンの妨げになるという問題がある。このため、例えば、下記特許文献２に開示される「センサ回路」では、センサ信号が出力される出力端子を調整端子として使用し、通常のセンサ出力の電圧よりも高い電圧信号（トリミング信号）を出力端子に入力することにより、専ら調整時にのみ使用される調整端子の削減を可能にしている。
【特許文献１】特開２００２−３５０２５６号
【特許文献２】特開２００６−７１３３６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献２に開示される「センサ回路」によると、誘導ノイズや静電ノイズ等の電気ノイズが頻繁に発生し得る環境（例えば自動車に搭載された場合の環境）で、物理量センサが使用される場合においては、当該物理量センサの電源端子、アース端子や出力端子を介してこれらの電気ノイズがセンサ内に侵入する可能性が高い。
【０００５】
このため、このような電気ノイズに対して相当にマージンのある高電圧をトリミング信号として入力し得る構成にする必要があり、また出力端子から流れ込む電流を制限するための電流制限回路（電流リミッタ）が必要なる。したがって、特許文献２に開示される「センサ回路」では、構成が複雑になるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減し得る物理量センサの信号処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、特許請求の範囲に記載の請求項１記載の物理量センサの信号処理装置では、物理量を検出可能な物理量センサから出力される電気信号を信号処理して前記物理量に関する情報を取得する検出モードと、前記信号処理に関する調整パラメータを設定する調整モードと、の少なくとも２種類の動作モードを有する信号処理装置であって、前記検出モードにおいて前記物理量センサから出力される前記電気信号を信号処理して前記物理量に関する情報を取得し出力する信号処理手段と、前記物理量センサから出力される前記電気信号の信号パターンが前記検出モードの通常時においては前記物理量センサからは出力されることのない所定の調整モードパターンであるか否かを判断する信号パターン判断手段と、前記信号パターン判断手段により前記電気信号の信号パターンが前記所定の調整モードパターンであると判断された場合、前記検出モード等の前記調整モード以外の動作モードから前記調整モードに切り替える動作モード切替手段と、前記動作モード切替手段により前記調整モードに切り替えられた場合、前記信号処理手段に前記調整パラメータを設定し得るパラメータ設定手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【０００８】
特許請求の範囲に記載の請求項２記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１記載の物理量センサの信号処理装置において、前記所定の調整モードパターンは、前記物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス幅またはパルス間隔によって定まるように設定されることを技術的特徴とする。
【０００９】
特許請求の範囲に記載の請求項３記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１または２記載の物理量センサの信号処理装置において、前記物理量センサから出力される電気信号の振幅を前記検出モードの通常時における前記電気信号の振幅よりも増大させる信号増幅手段を備え、前記所定の調整モードパターンは、前記信号増幅手段により増大された前記電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス振幅によって定まるように設定されることを技術的特徴とする。
【００１０】
特許請求の範囲に記載の請求項４記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１〜３のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置において、前記調整モードにおいて前記物理量センサから出力される電気信号の信号パターンが所定のコマンドパターンであるか否かを判断するコマンドパターン判断手段と、前記コマンドパターン判断手段により前記電気信号の信号パターンが前記所定のコマンドパターンであると判断された場合、前記所定のコマンドパターンに対応づけられて前記調整パラメータに関する所定命令を実行する所定命令実行手段と、を備えることを技術的特徴とする。
【００１１】
特許請求の範囲に記載の請求項５記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項４記載の物理量センサの信号処理装置において、前記所定命令は、前記パラメータ設定手段に対するもので、前記信号処理手段に前記調整パラメータを設定する制御指示であることを技術的特徴とする。
【００１２】
特許請求の範囲に記載の請求項６記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項４または５記載の物理量センサの信号処理装置において、前記調整モードにおいて前記物理量センサから前記所定のコマンドパターンが複数出力される場合、個々のコマンドパターンの間にはコマンドパターン１つ分以上のインターバル期間が設けられていることを技術的特徴とする。
【００１３】
特許請求の範囲に記載の請求項７記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１〜６のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置において、前記物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形のパルス幅またはパルス間隔がほぼ一定である場合、前記電気信号から生成されるクロック信号に基づいて前記信号パターン判断手段による前記判断が行われることを技術的特徴とする。
【００１４】
特許請求の範囲に記載の請求項８記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１〜７のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置において、前記物理量センサは、光、圧力、加速度、角速度、磁気のいずれかの物理量を検出可能であることを技術的特徴とする。
【００１５】
特許請求の範囲に記載の請求項９記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１〜８のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置において、前記物理量センサおよび当該信号処理装置は、車両に搭載されることを技術的特徴とする。
【００１６】
特許請求の範囲に記載の請求項１０記載の物理量センサの信号処理装置では、請求項１〜９のいずれか一項に記載の物理量センサの信号処理装置において、前記調整パラメータは、不揮発性半導体記憶装置に記憶されていることを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明では、信号パターン判断手段により、物理量センサから出力される電気信号の信号パターンが検出モードの通常時においては物理量センサからは出力されることのない所定の調整モードパターンであるか否かを判断し、動作モード切替手段によって、信号パターン判断手段により電気信号の信号パターンが所定の調整モードパターンであると判断された場合、検出モード等の調整モード以外の動作モードから調整モードに切り替え、そして、調整モードに切り替えられた場合、信号処理手段に調整パラメータをパラメータ設定手段により設定し得る。これにより、物理量センサを介して所定の調整モードパターンに対応する電気信号を入力することによって、調整端子等を介することなく、当該信号処理装置を検出モードから調整モードに移行させることができ、また信号処理手段に調整パラメータを設定することができる。したがって、専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減することができる。
【００１８】
例えば、請求項２の発明にあるように、所定の調整モードパターンは、物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス幅またはパルス間隔によって定まるように設定される。
【００１９】
また、請求項３の発明にあるように、物理量センサから出力される電気信号の振幅を検出モードの通常時における電気信号の振幅よりも増大させる信号増幅手段を備える場合には、所定の調整モードパターンは、信号増幅手段により増大された電気信号によるパルス波形で、予め設定されたパルス振幅によって定まるように設定される。
【００２０】
請求項４の発明では、調整モードにおいてコマンドパターン判断手段により電気信号の信号パターンが所定のコマンドパターンであると判断された場合、所定命令実行手段により、所定のコマンドパターンに対応づけられて調整パラメータに関する所定命令を実行する。これにより、物理量センサを介して所定のコマンドパターンに対応する電気信号を入力することによって、調整端子等を介することなく、当該所定のコマンドパターンに対応づけられて調整パラメータに関する所定命令を実行することができる。したがって、専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減しても、このような所定のコマンドパターンにより所定命令を実行することが可能となる。
【００２１】
請求項５の発明では、所定命令は、パラメータ設定手段に対するもので、信号処理手段に調整パラメータを設定する制御指示であることから、物理量センサを介して所定のコマンドパターンに対応する電気信号を入力することによって、当該所定のコマンドパターンに対応づけられた所定命令（いわばパラメータ設定命令）を受けてから信号処理手段に設定することができる。これにより、パラメータ設定命令を受けなければ信号処理手段に設定されないので、設定誤りを防止することができる。
【００２２】
請求項６の発明では、調整モードにおいて物理量センサから所定のコマンドパターンが複数出力される場合、個々のコマンドパターンの間にはコマンドパターン１つ分以上のインターバル期間が設けられている。これにより、隣り合ったコマンドパターン間に時間的な区切りができるため、コマンドパターン判断手段によるコマンドパターンの識別が容易になる。
【００２３】
請求項７の発明では、物理量センサから出力される電気信号によるパルス波形のパルス幅またはパルス間隔がほぼ一定である場合、電気信号から生成されるクロック信号に基づいて信号パターン判断手段による判断が行われる。これにより、信号パターン判断手段による調整モードパターンの判断が容易かつ確実となる。
【００２４】
例えば、請求項８の発明にあるように、物理量センサは、光、圧力、加速度、角速度のいずれかの物理量を検出する。
【００２５】
また、例えば、請求項９の発明にあるように、物理量センサおよび当該信号処理装置は、車両に搭載される。
【００２６】
さらに、例えば、請求項１０の発明にあるように、調整パラメータは、不揮発性半導体記憶装置に記憶されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の物理量センサの信号処理装置（以下「信号処理装置」という）の実施形態について図を参照して説明する。
本実施形態では、物理量センサとして、自動車等の車両に搭載されて圧力を検出し得る車載用のセンサ素子１０を例示して本実施形態に係る信号処理装置２０を説明するが、圧力のほかに、光、加速度、角速度、磁気、温度、質量等の物理系の性質を表現しその大きさの単位が規定された量を検出し得るセンサであれば信号処理装置２０を適用することができる。
【００２８】
なお、センサ素子１０は、例えば、ブリッジ状に配して接続された複数のピエゾ素子からなり、圧力を検出すると検出圧に応じた電圧を有するセンサ信号を出力し得るように構成されている。このセンサ信号は、特許請求の範囲に記載の「電気信号」に相当し得るものである。
【００２９】
まず、図１を参照して信号処理装置２０の構成を説明する。図１には、本実施形態に係る信号処理装置２０の構成例を示すブロック図が示されている。
【００３０】
図１に示すように、信号処理装置２０は、アナログ回路部２１、トリミング制御部２２、信号レベル判定部２３、ロジック回路部２４、電源部２５、電源制御部２６、フィルタ２７等から構成されている。なお、同図に示すＶccは電源端子、Ｖout は出力端子、Ｇndはアース端子、をそれぞれ意味している。
【００３１】
アナログ回路部２１は、センサ素子１０から入力されるアナログのセンサ信号を増幅して出力端子Ｖout に出力する機能を有する回路で、本実施形態ではオペアンプ２１ａや出力制御部２１ｂにより構成されている。なお、アナログ回路部２１は、特許請求の範囲に記載の「信号処理手段」に相当し得るものである。
【００３２】
オペアンプ２１ａは、センサ素子１０からのセンサ信号を所定ゲインで増幅して出力制御部２１ｂに出力する差動増幅器である。本実施形態では、トリミング制御部２２から出力されるトリミング信号に基づいて、所定ゲイン、オフセット電圧、温度補正等を調整可能に構成されている。また、オペアンプ２１ａの出力は、信号レベル判定部２３にも出力可能に構成されている。なお、このオペアンプ２１ａは、特許請求の範囲に記載の「信号増幅手段」に相当し得るものである。
【００３３】
出力制御部２１ｂは、オペアンプ２１ａから出力される出力信号を所定タイミング等で出力端子Ｖout に出力し得る機能を有するアナログ回路で、本実施形態では、トリミング制御部２２から出力される制御信号に基づいてこの所定タイミングを設定可能に構成されている。
【００３４】
トリミング制御部２２は、後述するロジック回路部２４から出力される各種制御信号に基づいてトリミング調整に関するデータを記憶し、記憶されたデータに基づいてセンサ出力をトリミング調整するためのトリミング信号を生成してアナログ回路部２１に出力し得る機能を有するものである。このため、トリミング制御部２２は、メモリ２２ａ、ラッチ２２ｂや、図略のアドレスデコーダ、入出力コントローラ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えている。本実施形態では、メモリ２２ａとして、例えば、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＯＴＰＲＯＭ等が用いられる。なお、このトリミング制御部２２は、特許請求の範囲に記載の「信号処理手段」に相当し得るものである。また、メモリ２２ａは、特許請求の範囲に記載の「不揮発性半導体記憶装置」に相当し得るものである。
【００３５】
信号レベル判定部２３は、アナログ回路部２１から出力される出力信号に基づいて、その入力レベルを判定する機能やクロックを生成する機能を有するもので、本実施形態では、直列に接続された分圧抵抗２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｇ、および３つのコンパレータ２３ａ，２３ｂ，２３ｃにより構成されている。信号レベル判定部２３から出力される各信号は、ロジック回路部２４に出力可能に構成されている。
【００３６】
即ち、信号レベル判定部２３では、(1) 抵抗２３ｅ，２３ｆ，２３ｇによる直列合成抵抗と抵抗２３ｄとにより電源電圧Ｖddを分圧した電位Ｖａと、アナログ回路部２１からの出力信号の電位とをコンパレータ２３ａによって比較し、(2) 抵抗２３ｆ，２３ｇによる直列合成抵抗と抵抗２３ｄ，２３ｅによる直列合成抵抗とにより電源電圧Ｖddを分圧した電位Ｖｂ（＜Ｖａ）と、当該出力信号の電位とをコンパレータ２３ｂによって比較し、(3) 抵抗２３ｄ，２３ｅ，２３ｆによる合成抵抗と抵抗２３ｇとにより電源電圧Ｖddを分圧した電位Ｖｃ（＜Ｖｂ＜Ｖａ）と、当該出力信号の電位とをコンパレータ２３ｃによって比較している。なお、以下、これらのＶａ〜Ｖｃを閾値電位Ｖａ〜Ｖｃという。
【００３７】
これにより、例えば、センサ素子１０からセンサ信号が出力されている場合に、アナログ回路部２１により増幅されて信号レベル判定部２３に出力される出力信号の信号レベルがコンパレータ２３ｃの閾値電位Ｖｃよりも高くなるように設定されているときには、コンパレータ２３ｃによりリセット信号ＲＥＴを生成してロジック回路部２４に出力することが可能となる。
【００３８】
また、センサ素子１０から出力されるセンサ信号が交流信号のように所定時間間隔ごとに変化する場合には、アナログ回路部２１から出力される出力信号のほぼ振幅中心電位にコンパレータ２３ｂの閾値電位Ｖｂを設定することにより、当該コンパレータ２３ｂによって、クロック信号ＣＬＫを生成してロジック回路部２４に出力することが可能となる。
【００３９】
さらに、センサ素子１０から出力されるセンサ信号の振幅が当該センサ素子１０によるセンサ信号のデータ値を載せている場合、つまり振幅変調をかけている場合には、閾値電位Ｖｂよりも高い所定電圧をコンパレータ２３ａの閾値電位Ｖａに設定することにより、コンパレータ２３ａによってデータ信号Ｄinを検出（復調）してロジック回路部２４に出力することが可能となる。
【００４０】
ロジック回路部２４は、信号レベル判定部２３から出力されたリセット信号ＲＥＴ、クロック信号ＣＬＫおよびデータ信号Ｄinに基づいて、トリミング制御部２２の各種制御を行い得る機能を有するもので、例えば、後述するように、アドレス制御信号Ａddr 、データＤata やモード制御信号Ｍode を生成してトリミング制御部２２に出力し得るように構成されている。なお、後述するトリミング制御処理は、このロジック回路部２４による論理回路によって制御処理される。また、このロジック回路部２４は、特許請求の範囲に記載の「信号パターン判断手段」、「動作モード切替手段」、「パラメータ設定手段」および「所定命令実行手段」に相当し得るものである。
【００４１】
電源部２５は、外部からフィルタ２７を介して供給される直流電圧（例えば１２Ｖ）から、例えば安定した５Ｖの電源電圧Ｖddを、トリミング制御部２２、信号レベル判定部２３、ロジック回路部２４や電源制御部２６に供給し得る機能を有するものである。なお、本実施形態では、電源電圧Ｖddに含まれ得るノイズ（誘導ノイズや静電気ノイズ等）成分を除去可能なフィルタ２７が電源端子Ｖccと電源制御部２５との間に介在している。
【００４２】
電源制御部２６は、トリミング制御部２２から出力される電圧制御信号Ｖcnt を受けて、センサ素子１０やアナログ回路部２１に対して駆動電圧Ｖdd’を供給したり、トリミング制御部２２に対してメモリ２２ａの書込電圧Ｖppを供給し得るもので、外部からフィルタ２７を介して供給される直流電圧からこれら各電圧を発生させている。
【００４３】
例えば、センサ素子１０やアナログ回路部２１に対しては、前述したように、トリミング制御部２２から出力されるトリミング信号に基づいて、所定ゲイン、オフセット電圧、温度補正等が調整されるため、これに適合した電圧を電圧制御信号Ｖcnt に基づいて電源制御部２６により発生させてセンサ素子１０やアナログ回路部２１に出力する。また、後述するように、トリミング制御部２２のラッチ２２ｂに保持された調整パラメータをメモリ２２ａに書き込む書込命令をロジック回路部２４から受けた場合には、メモリ２２ａの書き込みに要する書込電圧Ｖppを発生させてトリミング制御部２２に出力する。
【００４４】
次に、トリミング制御部２２およびロジック回路部２４によるトリミング制御処理の流れを図２〜図７を参照して説明する。なお、図２には、信号処理装置２０によるトリミング制御処理の流れを示すフローチャート、図３には、図２に示す調整処理の流れを示すフローチャート、がそれぞれ図示されている。また、図４〜図７には、これから説明する各モードにおける各信号の波形例がそれぞれ図示されている。
【００４５】
図４に示すように、トリミング制御処理は、例えば、信号レベル判定部２３から出力されるリセット信号ＲＥＴの立ち下がりタイミングをトリガにして起動されて、図２に示すステップＳ１０１による読込み処理から開始される。
【００４６】
なお、図４〜図７に示されるセンサ信号は、例えば、専用治具等によってセンサ素子１０を機械的に加圧することにより任意に作り出されるもので、当該センサ素子１０の通常使用状態においては、センサ素子１０からは出力されることのない所定パターン（調整モードパターンやコマンドパターン）である。
【００４７】
ステップＳ１０１による読込み処理では、信号レベル判定部２３から出力されるデータ信号Ｄinを、信号レベル判定部２３から出力されるクロック信号ＣＬＫに基づいて読み込むもので、読み込まれたデータ信号Ｄinは、ロジック回路部２４を構成する図略のシフトレジスタまたはメモリ領域に記憶される。
【００４８】
本実施形態では、例えば、クロック信号ＣＬＫの立ち上がり後の所定タイミング（図４(D) に示す●のタイミング）でデータ信号Ｄinを２クロック続けて読むことにより、「ＨＨ」であればデータ信号Ｄinによるデータ値を「１」、「ＬＬ」であればデータ信号Ｄinによるデータ値を「０」、「ＬＨ」および「ＨＬ」であればデータ信号Ｄinによるデータ値を「無効」としている。つまり、２ビットのデータが「ＨＨ」または「ＬＬ」というように、２ビットペアで揃った場合にそのデータを有効として１ビット分のデータ意味するように取り扱っている。これにより、ノイズ成分等による誤読込みを防止している。
【００４９】
図２に示すように、続くステップＳ１０３では、ステップＳ１０１による読込み処理により読み込まれたデータ信号Ｄinが所定周期分に達しているか否かを判断する処理が行われる。即ち、次のステップＳ１０５によるモード判定処理によってモードを判定するために要する所定周期分のデータ信号Ｄinの読み込みが済んでいるか否かを、このステップＳ１０３により判断する。
【００５０】
そして、まだ不足している場合には（Ｓ１０３；Ｎｏ）、ステップＳ１０１に戻って、再度、読込み処理を行い、所定周期分のデータ信号Ｄinの読み込みが済んでいる場合には（Ｓ１０３；Ｙｅｓ）、続くステップＳ１０５に処理を移す。本実施形態では、図４に示すように、クロック６周期分２ビットペアの３ビットデータ分の読み込まれると、次ステップＳ１０５に処理を移行する。
【００５１】
なお、これらステップＳ１０１、Ｓ１０３による各処理動作は、初期化動作に相当するもので、例えば、調整モード以外の動作モードとしての「初期化モード」に該当する。
【００５２】
ステップＳ１０５では、モード判定処理が行われる。この処理では、ステップＳ１０１により読み込まれたデータ信号Ｄinによるデータ列（データパターン）（以下、単に「パターン」という）が、前述したように、当該センサ素子１０の通常使用状態においてセンサ素子１０からは出力されることのない所定パターンであるか否かを判定する。なお、このパターンは、特許請求の範囲に記載の「信号パターン」に相当し得るものである。
【００５３】
例えば、図４に示すように、データ信号Ｄinによるパターンが「１００」である場合には、トリムモードであることを意味するので、ステップＳ１０５ではこのパターンに一致するか否かを判断することによって、一致すればトリムモードであると判定しステップＳ３００による調整処理に移行する。これに対し、一致しなければ、通常使用時におけるセンサモードであると判定しステップＳ２００による検出処理に移行する。なお、このトリムモードは特許請求の範囲に記載の「調整モード」に相当し、またセンサモードは特許請求の範囲に記載の「検出モード」に相当し得るものである。また、データ信号Ｄinによるパターンが「１００」は、特許請求の範囲に記載の「所定の調整モードパターン」に相当し得るものである。
【００５４】
なお、ステップＳ２００による検出処理は、センサ素子１０から出力されたセンサ信号を当該信号処理装置２０によって出力信号を出力するうえで必要になる所定の信号処理を行うもので、特にその必要がない場合には、そのまま当該Ｓ２００を終えて本トリミング制御処理を終了する。
【００５５】
ステップＳ３００による調整処理は、図３に詳細に示されているので、ここからは主に図３に基づいて説明する。図３に示すように、調整処理は、ステップＳ３０１による読込み処理から開始される。この処理は、図２を参照して説明したステップＳ１０１による読込み処理と同様に行われるもので、例えば、先に読み込んだデータ信号Ｄinによるパターンが「１００」に続くパターンを読み込む。
【００５６】
そして、続くステップＳ３０３により、ステップＳ３０１の読込み処理により読み込まれたデータ信号Ｄinが所定周期分に達しているか否かを判断する処理が行われる。即ち、前述したステップＳ１０３と同様に、次のステップＳ３０５によるコマンド判定処理によってコマンドを判定するために要する所定周期分のデータ信号Ｄinの読み込みが済んでいるか否かを、このステップＳ３０３により判断する。
【００５７】
本実施形態では、図５〜図７に示すように、コマンドを表すクロック６周期分２ビットペアの３ビットデータ分の後に、アドレスを表すデータがクロック４周期分２ビットペアの２ビット付加されているため、それを含めたクロック１０周期分２ビットペアの５ビットデータ分をステップＳ３０１により読み込む。
【００５８】
このため、ステップＳ３０３により、クロック１０周期分２ビットペアの５ビットデータが読み込まれたと判断すると（Ｓ３０３；Ｙｅｓ）、次ステップＳ３０５に処理を移行し、まだ不足している場合には（Ｓ３０３；Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻って、再度、読込み処理を行う。
【００５９】
ステップＳ３０５では、コマンド判定処理が行われる。この処理では、ステップＳ３０１により読み込まれたデータ信号Ｄinのパターンが、予め設定されている各コマンドのいずれに該当する否か、あるいはいずれにも該当しないかを判定する。本実施形態では、クロック６周期分２ビットペアの３ビットデータが、「１０１」の場合に読出しコマンド、「１１０」の場合にラッチコマンド、「１１１」の場合に書込みコマンド、「０００」の場合に終了コマンド、にそれぞれ設定している。
【００６０】
例えば、ステップＳ３０１により読み込んだクロック６周期分２ビットペアの３ビットデータが「１０１」である場合には、ステップＳ３０５によって読出しコマンドであると判定される。この場合には、ステップＳ３１１に処理を移行して読出し処理が行われる。
【００６１】
この読出しコマンドは、そのコマンドの直後に付加されているアドレス（クロック４周期分２ビットペアの２ビットデータで表される）に対応した測定対象電圧を、アナログ回路部２１から出力信号として出力端子Ｖout から出力し得るように、ロジック回路部２４からトリミング制御部２２に指示する命令である。
【００６２】
例えば、図５に示す例では、図５(E) において、コマンドパターンの「１０１」の直後に「０１」が続いているので、これらのコマンドパターンに従って、例えばアドレス１に対応するアナログ回路部２１のオペアンプ２１ａの増幅信号電圧を測定対象電圧として出力端子Ｖout から出力する（図５(B) の「アドレス１のアナログ読み出し期間」）。
【００６３】
また、例えば、ステップＳ３０１により読み込んだ３ビットデータが「１１０」である場合には、ステップＳ３０５によってラッチコマンドであると判定される。この場合には、ステップＳ３１３に処理を移行してラッチ処理が行われる。
【００６４】
このラッチコマンドは、アナログ回路部２１に現在、出力されているトリミング信号に関するトリミングデータをトリミング制御部２２のラッチ２２ｂに保持（ラッチ）させる命令で、前述した読出しコマンドに続いて実行することによって、その直前に出力されていたトリミング信号に関するトリミングデータをラッチ２２ｂに保持することが可能となる。なお、このトリミングデータは、特許請求の範囲に記載の「調整パラメータ」に相当し得るものである。
【００６５】
例えば、図６に示す例では、図６(E) において、コマンドパターンの「１１０」の直後に「０１」が続いているので、これらのコマンドパターンに従って、例えばアドレス１に対応するアナログ回路部２１のオペアンプ２１ａの増幅信号電圧に関するトリミングデータをラッチ対象としてラッチ２２ｂに保持する。
【００６６】
また、例えば、ステップＳ３０１により読み込んだ３ビットデータが「１１１」である場合には、ステップＳ３０５によって書込みコマンドであると判定される。この場合には、ステップＳ３１５に処理を移行して書込み処理が行われる。
【００６７】
この書込みコマンドは、ラッチ２２ｂに保持されているトリミングデータをトリミング制御部２２のメモリ２２ａに書き込ませる命令で、前述したラッチコマンドに続いて実行することによって、その直前にラッチ２２ｂに保持されていたトリミングデータをメモリ２２ａに記憶させることが可能となる。
【００６８】
例えば、図７に示す例では、図７(E) において、コマンドパターンの「１１１」の直後に「０１」が続いているので、これらのコマンドパターンに従って、例えばアドレス１に対応してラッチ２２ｂに保持されている増幅信号電圧に関するトリミングデータを書込み対象としてメモリ２２ａに書き込んで記憶する。なお、メモリ２２ａの書き込みに際しては、トリミング制御部２２から電圧制御信号Ｖcnt を受けた電源制御部２６がトリミング制御部２２にメモリ２２ａの書込電圧Ｖppを供給することによって、図７(E) に示す「書込み期間」に電気的にメモリ２２ａの書込みが行われる。
【００６９】
なお、この書込みコマンドは、書込み対象となるデータの指定を複数種類可能にしている。即ち、図７(E) に示すように、コマンドパターン「１１１」の直後に２ビットデータに指定されるアドレスのほかに、所定の書込み期間の直後にも２ビットデータを追加することによって当該２ビットデータに指定されるアドレスも書込みの対象とすることが可能となる。
【００７０】
また、ステップＳ３０１により読み込んだ３ビットデータが「０００」である場合には、ステップＳ３０５によって終了コマンドであると判定される。この終了コマンドは、トリムモードを終了する命令で、当該調整処理を終了して図２に示す本トリミング制御処理を終了する。即ち、この終了コマンドは、ステップＳ３００から調整処理に移行した後、所定のトリミングを終えた場合や、途中で中止する場合に使用される。
【００７１】
なお、ステップＳ３０１により読み込んだ３ビットデータが、上述した各コマンドのいずれに該当しない場合、即ち「００１」、「０１０」、「０１１」や「１００」である場合には、再度、ステップＳ３０１に戻って読込み処理を実行する。
【００７２】
このようにステップＳ３１１，Ｓ３１３，Ｓ３１５によるいずれかの処理が完了するか、終了コマンドであると判断すると、当該調整処理を終了して図２に示す本トリミング制御処理を終了する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係る信号処理装置２０では、ロジック回路部２４により、センサ素子１０から出力されるセンサ信号のパターンがセンサモードの通常時においてはセンサ素子１０からは出力されることのない所定のパターン「１００」であるか否かを判断し（Ｓ１０５）、センサ信号のパターンが所定のパターン「１００」であると判断された場合（Ｓ１０５；トリムモード）、トリムモード等のセンサモード以外の動作モードからトリムモードに切り替え、そして、トリムモードに切り替えられた場合（Ｓ３００）、トリミング制御部２２にトリミングデータを設定し得る（Ｓ３１５）。
【００７４】
これにより、センサ素子１０を介して所定のパターン「１００」に対応するセンサ信号を入力することによって、調整端子等を介することなく、当該信号処理装置２０をセンサモードからトリムモードに移行させることができ、またトリミング制御部２２にトリミングデータを設定することができる。したがって、専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減することができる。
【００７５】
また、本実施形態に係る信号処理装置２０では、トリムモードにおいて（Ｓ３００）、コマンド判定処理（Ｓ３０５）によりセンサ信号のパターンが所定のコマンドパターン「１１１」であると判断された場合（Ｓ３０５；書込みコマンド）、所定のコマンドパターン「１１１」に対応づけられてトリミングデータをトリミング制御部２２のメモリ２２ａに書き込ませる命令、つまりをトリミングデータの書込み処理（Ｓ３１５）を実行する。
【００７６】
これにより、センサ素子１０を介して所定のコマンドパターン「１１１」に対応するセンサ信号を入力することによって、調整端子等を介することなく、当該所定のコマンドパターン「１１１」に対応づけられてトリミングデータの書込み処理（Ｓ３１５）を実行することができる。したがって、専ら調整時にのみ使用される調整端子を削減しても、このような所定のコマンドパターンによりトリミングデータの書込み処理（Ｓ３１５）を実行することが可能となる。
【００７７】
さらに、所定のコマンドパターン「１１１」によるトリミングデータの書込命令は、トリミング制御部２２を制御する指示であることから、センサ素子１０を介して所定のコマンドパターン「１１１」に対応するセンサ信号を入力することによって、当該所定のコマンドパターン「１１１」に対応づけられた所定命令（いわばパラメータ設定命令）を受けてからトリミング制御部２２（信号処理手段）に設定することができる。これにより、パラメータ設定命令を受けなければトリミング制御部２２（信号処理手段）に設定されないので、設定誤りを防止することができる。
【００７８】
なお、上述した例では、所定の調整モードパターンとして、予め設定されたパルスの並び（パルスのパターン）でそれを定めたが、例えば、このようなパルスのパルス幅やパルス間隔によって定めても良い。これにより、パターン一致処理を行う必要がないので、簡易な論理回路でロジック回路部２４を実現できる。
【００７９】
また、上述した例では、図７(E) で説明したように、アドレスを表すパターン間にインターバルを設けたが、トリムモードにおいて所定のコマンドパターンが複数出力される場合には、このようなインターバル（できればコマンドパターン１つ分以上）を、個々のコマンドパターンの間に設けるように構成することが望ましい。これにより、隣り合ったコマンドパターン間に時間的な区切りができるため、コマンドパターン判断手段によるコマンドパターンの識別を容易にすることができる。
【００８０】
なお、上述した例では、トリミング制御部２２にメモリ２２ａに備える構成を採ったが、例えば、このようなメモリ２２ａをロジック回路部２４に備える構成を採っても良い。この場合には、電源制御部２６から供給されるメモリ２２ａの書込電圧Ｖppは、ロジック回路部２４に供給される。
【００８１】
また、上述したトリミング制御処理の例では、リセット信号ＲＥＴの立ち下がりタイミングから間もなく、クロック信号ＣＬＫに同期してステップＳ１０１によりデータ信号Ｄinを読み込むように構成したが、例えば、クロック信号ＣＬＫを数ビット〜数１０ビットあるいは１００ビット程度読み込んで、クロック信号ＣＬＫが安定したことを確認する処理をステップＳ１０１の前に置いて、クロック信号ＣＬＫの安定後、ステップＳ１０１によりデータ信号Ｄinを読み込むように構成しても良い。これにより、データ信号Ｄinの安定した読み込みが可能となる。
【００８２】
また、上述したトリミング制御処理の例では、そのステップＳ１０１により、ビットのデータが「ＨＨ」または「ＬＬ」というように、２ビットペアで揃った場合にそのデータを有効として１ビット分のデータ意味するように取り扱ったが、これに限られることはなく、３ビット以上の多ビットが連続して「ＨＨＨ…」や「ＬＬＬ…」というように、多ビットペアで揃った場合にそのデータを有効として１ビット分のデータ意味するように取り扱っても良いし、単純に１ビットデータをそのまま１ビット分のデータ意味するように取り扱っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の一実施形態に係る物理量センサの信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】本実施形態に係る信号処理装置によるトリミング制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】図２に示す調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】トリムモードを示す各信号の波形例で、図４(A) はセンサ素子から出力されるセンサ信号、図４(B) は図４(A) のセンサ信号に対応してアナログ回路部から出力される出力信号、図４(C) は図４(B) の出力信号に対応して信号レベル判定部から出力されるリセット信号、図４(D) は図４(B) の出力信号に対応して信号レベル判定部から出力されるクロック信号、図４(E) は図４(B) の出力信号に対応して信号レベル判定部から出力されるデータ信号、の波形例である。
【図５】トリムモードにおける読出しコマンドを示す各信号の波形例で、図５(A) 〜図５(E) は、図４に示す図４(A) 〜図４(E) にそれぞれ対応するものである。
【図６】トリムモードにおけるラッチコマンドを示す各信号の波形例で、図６(A) 〜図６(E) は、図４に示す図４(A) 〜図４(E) にそれぞれ対応するものである。
【図７】トリムモードにおける書込みコマンドを示す各信号の波形例で、図７(A) 〜図７(E) は、図４に示す図４(A) 〜図４(E) にそれぞれ対応するものである。
【符号の説明】
【００８４】
１０…センサ素子（物理量センサ）
２０…信号処理装置（物理量センサの信号処理装置）
２１…アナログ回路部(信号処理手段）
２１ａ…オペアンプ（信号増幅手段）
２２…トリミング制御部(信号処理手段)
２２ａ…メモリ（不揮発性半導体記憶装置）
２３…信号レベル判定部
２４…ロジック回路部(信号パターン判断手段、動作モード切替手段、パラメータ設定手段、所定命令実行手段）
【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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