補正装置
【課題】地磁気センサの検出出力Ｓｘ，Ｓｙを補正するための補正データをヒューズメモリに書き込むＬＳＩにおいて、少ないヒューズメモリで済むようにする。
【解決手段】ＬＳＩの出荷検査にて磁気センサの補正係数ａ１１〜ａ２２が測定される。この補正係数ａ１１〜ａ２２から求まる補正データＤ１〜Ｄ４がヒューズメモリ１５に書き込まれる。制御回路８は地磁気検出時、磁気センサ１０，１１の検出出力Ｓｘ，Ｓｙを内部のレジスタに取り込む。ヒューズメモリ１５から補正データＤ１〜Ｄ４を読み出す。補正データＤ１〜Ｄ４を用いて検出出力Ｓｘ，Ｓｙを補正する。
【解決手段】ＬＳＩの出荷検査にて磁気センサの補正係数ａ１１〜ａ２２が測定される。この補正係数ａ１１〜ａ２２から求まる補正データＤ１〜Ｄ４がヒューズメモリ１５に書き込まれる。制御回路８は地磁気検出時、磁気センサ１０，１１の検出出力Ｓｘ，Ｓｙを内部のレジスタに取り込む。ヒューズメモリ１５から補正データＤ１〜Ｄ４を読み出す。補正データＤ１〜Ｄ４を用いて検出出力Ｓｘ，Ｓｙを補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子を有する地磁気検出装置に関し、特に地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に直交２軸方向の磁気センサをチップ上に搭載して地磁気検出を行うＬＳＩ（大規模集積回路）は、地磁気センサの感度を補正する手段を有する。
【０００３】
磁気センサの検出出力の補正を演算処理で行う技術には、たとえば特許文献１に記載されるものがある。同文献に記載された技術によれば、Ｘ軸検出部の検出出力の補正は、次のようにして行う。すなわち磁気センサの検出範囲を９０度ごとに４ブロックに分割し、Ｘ軸検出部の最大出力電圧値をＡ１とし、Ｙ軸検出部の出力値が零の位置から９０度回転した点のＸ軸検出部の出力電圧値をＡ２とする。
【０００４】
そして出力電圧値Ａ２が＋側である場合、−側である場合、微少である場合に分類し、＋側である場合は（１）式を補正式とし、−側である場合は（２）式を補正式とし、微少である場合は補正なしとする。
［ＡＢＳ（Ａ３）＋ＡＢＳ（Ａ２）］・Ｚ … （１）
［ＡＢＳ（Ａ３）＋ＡＢＳ（Ａ２）］／Ｚ … （２）
ただしＡ３はＸ軸検出部の実測出力、Ｚは（３）式に示す補正パラメータである。
Ｚ＝Ａ１／［Ａ１−ＡＢＳ（Ａ２）］ … （３）
Ｙ軸についても同様の手法で補正を行い、Ｘ軸検出部およびＹ軸検出部の直交度を補正する。
【０００５】
このように演算処理で磁気センサの検出出力の補正を行う場合、たとえば出荷検査で補正データを測定し、ＬＳＩに実装した不揮発性メモリに書き込んでおく形態をとることができる。
【０００６】
ところで昨今、この種のＬＳＩには低電圧化の要請を受け、不揮発性メモリとして低電圧でも好適な読み出しを行える熱変成型のヒューズメモリを実装したものが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１８０１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらヒューズメモリは、上記の利点を有する反面、書き込み時に用いられるヒューズ切断用のトランジスタに大容量のものが必要であり、回路規模に留意する必要がある。このため、出荷検査時で得られた補正データの値をそのままヒューズメモリに書き込む形態では、多数のヒューズメモリが必要となって回路設計上都合が悪い。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑み、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子と、地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子を有する地磁気検出装置において、熱変成型の不揮発性記憶素子を少数化できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために本発明は、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子と、該地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子とを備える地磁気検出装置であって、前記補正情報は、軸感度補正係数および軸間補正係数であり且ついずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率として表された値であることを特徴とする地磁気検出装置を提供する。
【００１１】
上記地磁気検出装置において、前記不揮発性記憶素子は最低限、前記いずれかの軸の軸感度補正係数以外の軸感度補正係数に係る補正情報を記憶するものであることを特徴とする。
【００１２】
上記地磁気検出装置において、前記いずれかの軸の軸感度補正係数以外の軸感度補正係数に係る補正情報として、当該軸感度補正係数の軸感度補正係数に対する比率から予め設定された基準値を減算した差分値を用いることを特徴とする。
【００１３】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子の検出出力の補正演算を行う補正演算回路を備え、この補正演算回路は、検出出力に軸感度補正係数を乗算して補正すると共に他の軸の検出出力に軸間補正係数を乗算して求められる補正項を合算することにより検出出力の補正値を算出するものであることを特徴とする。
【００１４】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子の検出出力の補正演算を行う補正演算回路を備え、この補正演算回路は、前記差分値に前記基準値を加算して軸感度補正係数を復元したうえで補正演算を行うことを特徴とする。
【００１５】
上記地磁気検出装置において、前記補正演算回路は、前記補正情報から取得できない補正係数については予め設定された代替値を代入することにより演算を行うものであることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、直交軸成分毎に地磁気を検出する地磁気検出素子と、前記検出された地磁気の値を補正するための１もしくは複数の補正データを記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子とを備える地磁気検出装置であって、前記補正データの各々は、軸感度補正係数、或いは、軸間補正係数、或いは、軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値として表されることを特徴とする地磁気検出装置を提供する。
【００１７】
上記地磁気検出装置において、前記補正データの少なくとも１つは、前記いずれかの軸以外の軸感度補正係数の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値であることを特徴とする。
【００１８】
上記地磁気検出装置において、前記補正データの少なくとも１つは、前記いずれかの軸以外の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値であることを特徴とする。
【００１９】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子により検出された直交軸成分毎の地磁気の値を補正する補正演算回路をさらに有し、前記補正演算回路は、所定の軸成分の地磁気の値に、前記所定の軸成分の軸感度補正係数、或いは、前記所定の軸成分の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率に所定値を加算した加算値を乗算した乗算値と、他の軸成分の地磁気の値に、前記軸間補正係数の前記いずれかの軸成分の軸感度補正係数に対する比率の値を乗算した乗算値との和を算出することにより、補正された地磁気の値を求めることを特徴とする。
【００２０】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子により検出された直交軸成分毎の地磁気の値を補正する補正演算回路をさらに有し、前記補正演算回路は、所定の軸成分の地磁気の値に、前記所定の軸成分の軸感度補正係数、或いは、前記所定の軸成分の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率に所定値を加算した加算値を乗算した乗算値を算出することにより、補正された地磁気の値を求めることを特徴とする。
【００２１】
上記地磁気検出装置において、前記熱変成型の不揮発性記憶素子は、ヒューズメモリであることを特徴とする。
【００２２】
上記地磁気検出装置において、前記所定の基準値は、前記いずれかの軸の軸感度補正係数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したようにこの発明によれば、いずれかの軸の軸感度補正係数に対する他の補正係数の比をとったものを補正情報として熱変成型の不揮発性記憶素子に記憶するので、軸間の補正を行うことによる補正精度を維持しつつ、補正情報を小型化して熱変成型の不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【００２４】
また、いずれかの軸の軸感度補正係数や軸間補正係数を補正情報から省くことが可能となり、補正情報をさらに小型化して不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【００２５】
また、他の軸の感度補正係数から基準値を減算した差分値を補正情報とすることにより補正情報をさらに小型化して不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩの構成の概略を示すブロック図である。
【図２】ヒューズメモリの構成例を示すブロック図である。
【図３】第３の実施形態に係る携帯電話機の構成の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩの構成の概略を示すブロック図である。
【００２８】
同図に示すように、ＬＳＩ１は電源端子２、グランド端子３、チップセレクト入力端子４、データ入力端子５、データ出力端子６を有する。なお、各部への電源ラインおよびグランドラインの配線は図示を省略する。
【００２９】
インタフェース回路７は、図示しないマスターチップとの間でチップセレクト信号・入出力信号の送受信を行うものである。制御回路８は、マスターチップからの指示に基づいて所定の論理で動作し、各部を制御するものである。内部発信回路９は制御回路８その他の回路にクロックパルスを与えるものである。
【００３０】
Ｘ軸方向の磁気センサ１０およびＹ軸方向の磁気センサ１１は、磁気抵抗素子等を用いた磁気センサである。切替回路１２は、制御回路８の制御により動作し、磁気センサ１０，１１の検出出力の増幅器１３の入力端への出力を択一的に切り替えるものである。増幅器１３は磁気センサ１０，１１の検出出力を増幅してＡ／Ｄ変換回路１４に与えるものである。Ａ／Ｄ変換回路１４は、検出出力をデジタル化し、制御回路８に出力するものである。
【００３１】
ヒューズメモリ１５は、出荷検査時に測定された検出出力の補正データその他のデータを記憶するためのメモリであり、検出出力の補正データとして（Ａ）Ｄ１〜Ｄ３の値あるいは（Ｂ）Ｄ３の値、（Ｃ）Ｄ１，Ｄ２およびＤ４の値、（Ｄ）Ｄ４の値のいずれかを記憶している。補正データＤ１〜Ｄ４を（４）〜（７）式に示す。
Ｄ１＝ａ１２／ａ１１ …（４）
Ｄ２＝ａ２１／ａ１１ …（５）
Ｄ３＝ａ２２／ａ１１ …（６）
Ｄ４＝ａ２２／ａ１１−１ …（７）
ただし、ａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は後述する補正係数である。
【００３２】
図２は、ヒューズメモリの構成例を示すブロック図である。同図には、４つのメモリセルｄ０〜ｄ３をデイジーチェーン（数珠つなぎ）に接続して４ビットのスキャンパスを構成する例を示す。この構成により、検出出力の補正データを４ビットの情報として記憶することができる。なお、図２において、「＋」の記号が記された論理素子はＮＯＲゲートを表し、「・」の記号が記された論理素子はＡＮＤゲートを表す。
【００３３】
各メモリセルｄ０〜ｄ３において、２１はポリシリコン抵抗等からなるヒューズ、２２はＮ型とされたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、２３はデータフリップフロップ回路、２４はＦＥＴ２２にゲート電圧を与える３入力のＮＯＲゲート、２５は２入力のＡＮＤゲートと２入力のＮＯＲゲートとで構成され、出力データをデイジーチェーンされた後段のメモリセルに出力する３入力の論理ゲートである。
以下、メモリセルｄ０の構成について説明するが、他のメモリセルｄ１〜ｄ３も共通の構成である。データフリップフロップ回路２３のＤ端子（データ入力端子）には書き込み用のビットが入力され、ＣＫ端子（クロック入力端子）にはｃｋ信号（クロックパルス）が供給される。ＮＯＲゲート２４の一の入力端子はデータフリップフロップ回路２３のＯ端子（正論理出力端子）と接続され、別の一の入力端子にはｃｋ信号の反転信号が供給され、さらに他の入力端には／ｗｒｉｔｅ信号が供給される。ＦＥＴ２２のゲートはＮＯＲゲート２４の出力端子と接続され、そのドレインは接地される。ヒューズ２１の一端は電源電圧ＶＤＤと接続され、他の一端はＦＥＴ２２のソースと接続されている。論理ゲート２５を構成するＡＮＤゲートの一の入力端にはｒｅａｄ信号が供給され、その他の入力端はＦＥＴ２２のソースと接続されている。論理ゲート２５を構成するＮＯＲゲートの一の入力端はデータフリップフロップ回路２３のＯＮ端子（負論理出力端子）と接続され、他の入力端は論理ゲート２５を構成するＡＮＤゲートの出力端と接続されている。そして、論理ゲート２５の出力端は、デイジーチェーンされたメモリセルｄ１のデータフリップフロップ回路２３のＤ端子と接続される。
【００３４】
メモリセルｄ０にデータを書き込み時は、メモリセルｄ０の入力端／ｄｉから書き込み用のビットを送り込み、このビットが希望するセルに送られたタイミングで／ｗｒｉｔｅ信号をＬｏｗレベルとしてＮＯＲゲート２４に供給する。これによりＮＯＲゲート２４の出力Ｗ０がＨｉレベルとなってＦＥＴ２２がオンし、ヒューズ２１が通電して溶断される。図２に示す状態は、例として、メモリセルｄ０、ｄ２にデータが書き込まれ、それぞれのヒューズ２１が溶断されていることを示している。すなわち、メモリセルｄ０にはデータ“１”（Ｌｏｗレベル）、メモリセルｄ１にはデータ“０”（Ｈｉレベル）、メモリセルｄ２には“１”（Ｌｏｗレベル）、メモリセルｄ３にはデータ“０”（Ｈｉレベル）がそれぞれ記憶されている。
【００３５】
各メモリセルからデータを読み出す時は、データフリップフロップ２３をリセットした後、ｒｅａｄ信号をＨｉレベルとすることにより、ヒューズ２１の切断の有無が論理ゲート２５の出力に反映される。この状態でスキャンアウト動作を行って各セルの出力を最終段のメモリセルｄ３の論理ゲート２５を介してその反転出力を出力端ｄｏから取り出す。
【００３６】
図１に戻って説明すると制御回路８は、切替回路１３を制御して磁気センサ１０，１１の検出出力Ｓｘ，ＳｙをＡ／Ｄ変換回路１４に取り込み、このＡ／Ｄ変換回路１４により検出出力Ｓｘ，Ｓｙをデジタル化したうえで制御回路８の内部のレジスタ（図示せず）に取り込む。そしてヒューズメモリ１５から補正データを読み出して検出出力Ｓｘ，Ｓｙを補正したうえでインタフェース回路７に出力する。
【００３７】
また検出出力Ｓｘ，Ｓｙに対する補正は、制御回路８で行う代わりに次のようにしても良い。すなわち、ＬＳＩにヒューズメモリに記憶されているデータを出力する機能をもたせ、ＬＳＩからは補正前のＳｘ，Ｓｙを出力するようにする。マスター側では、別途受け取ったヒューズメモリのデータを元にソフトウェアの処理によりＳｘ，Ｓｙを補正する。
【００３８】
次に検出出力Ｓｘ，Ｓｙの補正処理について説明する。まず検出出力Ｓｘ，Ｓｙと磁気センサ１０，１１上の磁界Ｈｘ，Ｈｙは（８）式に示す関係がある。
【００３９】
【数１】
【００４０】
ただしａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は補正係数であり、ａ１１はＸ軸感度補正係数（＝１／Ｘ軸感度）、ａ２２はＹ軸感度補正係数（＝１／Ｙ軸感度）、ａ１２，ａ２１は軸間補正係数である。
【００４１】
理想的な磁気センサではａ１１＝ａ２２，ａ１２＝ａ２１＝０であるが、実際の磁気センサではａ１１≠ａ２２，ａ１２≠ａ２１≠０となるため、この補正処理が必要となる。第１の実施形態では、次の補正演算方式Ａ〜Ｄのいずれかに基づいて補正処理を行うこととする。
【００４２】
［演算方式Ａ］
地磁気センサとして特性を考慮すると、方位を測定するためには磁界の絶対値を求める必要はなく、磁界の各成分の比のみが必要となる。このため、ａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２２／ａ１１の３つの値が得られれば、地磁気センサとしての用途における補正演算としては十分である。
【００４３】
そこで演算方式Ａでは、ヒューズメモリに記憶された補正データＤ１〜Ｄ３の値を用いて（９）式により補正処理を行う。
【００４４】
【数２】
【００４５】
ただし、Ｓｘ’，Ｓｙ’は補正後の検出出力である。
【００４６】
（９）式によればＸ軸感度補正係数ａ１１に係る補正データがａ１１／ａ１１＝１と原理的に１になるので、この補正データをヒューズメモリに記憶させなくても、支障なく補正演算を実行できる。
【００４７】
そこでこの演算方式Ａでは、たとえば固定値「１」を設定しておき、Ｘ軸感度補正係数を固定値「１」で代替することにより補正演算を行う。このことによりヒューズメモリに記憶すべき補正データの個数を１つ減らし、補正データの総量を削減する。各補正データのデータ長がたとえば６ビット長の値であるとすると、補正係数ａ１１、ａ１２、ａ２１、ａ２２のデータ総量は２４ビットであったのに対し、演算方式Ａによれば補正データＤ１、Ｄ２、Ｄ３の総量は１８ビットになる。
【００４８】
［演算方式Ｂ］
この演算方式では、軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、たとえば固定値「０」を設定し、ａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１の値を固定値で代替して得られる（１０）式を用いて補正処理を行う。
【００４９】
【数３】
【００５０】
この演算方式によれば、必要な補正データの個数を１個に減らせるので、補正データの総量を補正データ１個分の６ビットに削減できる。
【００５１】
［演算方式Ｃ］
この演算方式では、（１１）式を用いて補正処理を行う。
【００５２】
【数４】
【００５３】
この演算方式によれば、軸感度補正係数を軸感度補正係数により除算したａ２２／ａ１１が「１」に近い値であることに着目し、たとえば基準値「１」を設定し、この基準値とａ２２／ａ１１の差分をとって補正データとすることにより、補正データのデータ長の短縮を図るものである。なお、Ｄ４＋１＝ａ２２／ａ１１、つまりＤ４＝（ａ２２−ａ１１）／ａ１１であり、この式の分子で減算したａ１１が特許請求の範囲に記載の「所定の基準値」の一例である。
【００５４】
すなわち、補正データＤ１，Ｄ２はもともと小さな値である蓋然性が高く、しかもＤ４も基準値「１」との差分であるため小さな値である蓋然性が高いから、それぞれのデータ長を短縮することができる。ここでは各補正データのビット長を６ビットから４ビットに短縮するものとすると、ヒューズメモリに記憶すべきデータ量は補正データＤ１，Ｄ２，Ｄ４の合計１２ビットまで削減される。
【００５５】
［演算方式Ｄ］
この演算方式Ｄは、軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、（１２）式を用いて補正処理を行い、演算方式Ｂで説明した補正データの個数削減と、演算方式Ｃで説明した補正データのデータ長の短縮の両方を採用することにより補正データの総量を削減するものである。
【００５６】
つまり演算方式Ｂと同様にａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１の値を固定値（たとえば「０」）で代替すると共に、演算方式Ｃと同様にａ２２／ａ１１の基準値（たとえば「１」）との差分を補正データとする。
【００５７】
【数５】
【００５８】
この演算方式によれば、補正データの個数が方式Ｂと同様に１個まで減り、しかもデータ長も方式Ｃと同様にたとえば４ビットと短縮できる。つまり補正データの総量を補正データＤ４のデータ長である４ビットまで削減できる。
【００５９】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、直交３軸の地磁気センサを備えた地磁気検出装置への適用例を示す。この地磁気検出装置は、図１に示すＬＳＩと同様の構成のＬＳＩを用いて直交３軸の地磁気を検出するものである。
【００６０】
この装置のヒューズメモリには、出荷検査時に測定された検出出力の補正データとして（Ｅ）Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ５〜Ｄ９の値あるいは（Ｆ）Ｄ３，Ｄ９の値、（Ｈ）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ８，Ｄ１０の値、（Ｇ）Ｄ４，Ｄ１０の値のいずれかを記憶している。
【００６１】
補正データＤ５〜Ｄ１０を（１３）〜（１８）式に示す。
Ｄ５＝ａ１３／ａ１１ …（１３）
Ｄ６＝ａ２３／ａ１１ …（１４）
Ｄ７＝ａ３１／ａ１１ …（１５）
Ｄ８＝ａ３２／ａ１１ …（１６）
Ｄ９＝ａ３３／ａ１１ …（１７）
Ｄ１０＝ａ３３／ａ１１−１ …（１８）
ただし、ａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は後述する補正係数である。
【００６２】
ここで磁気検出力Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚと磁気センサ上の磁界Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚは（１９）式に示す関係がある。
【００６３】
【数６】
【００６４】
ただしａｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）は補正係数であり、ａ１１はＸ軸感度補正係数（＝１／Ｘ軸感度）、ａ２２はＹ軸感度補正係数（＝１／Ｙ軸感度）、ａ３３はＺ軸感度補正係数（＝１／Ｚ軸感度）、ａ１２、ａ１３、ａ２１、ａ２３、ａ３１、ａ３２は軸間補正係数である。
【００６５】
第２の実施形態では、次の補正演算方式Ｅ〜Ｈのいずれかに基づいて補正処理を行うこととする。
【００６６】
［演算方式Ｅ］
演算方式Ｅでは、演算方式Ａと同様に、磁界の各成分の比が得られれば地磁気センサとしての用途には十分との観点から、（２０）式を用いて補正処理を行う。
【００６７】
【数７】
【００６８】
ただし、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力である。
【００６９】
補正データのデータ長がたとえば６ビット長の値であるとすると、９個の補正係数ａ１１〜ａ３３を記憶するために５４ビットの記憶容量が必要であったのに対し、演算方式Ｅによれば８個の補正データＤ１〜Ｄ３、Ｄ５〜Ｄ９を記憶するだけで十分なので必要な記憶容量を４８ビットに削減できる。
【００７０】
［演算方式Ｆ］
この演算方式では、演算方式Ｂと同様に軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ１３／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２３／ａ１１，ａ３１／ａ１１，ａ３２／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、ａ１２／ａ１１，ａ１３／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２３／ａ１１，ａ３１／ａ１１，ａ３２／ａ１１の値を固定値（たとえば「０」）で代替し、（２１）式を用いて補正処理を行う。
【００７１】
【数８】
【００７２】
この演算方式によれば、固定値「０」で代替した補正データはヒューズメモリに記憶せずとも良いので、その分、補正データの総量を削減できる。つまり補正データＤ３，Ｄ９だけ記憶すれば良いので、必要な補正データＤ３、Ｄ９の総量は１２ビットまで削減される。
【００７３】
［演算方式Ｇ］
この演算方式によれば、軸感度補正係数を軸感度補正係数により除算したａ２２／ａ１１とａ３３／ａ１１が「１」に近い値であることに着目し、基準値（この例では「１」）との差分で表すことにより補正データのデータ長の短縮を図る。すなわち、この演算方式では（２２）式を用いて補正処理を行う。
【００７４】
【数９】
【００７５】
ヒューズメモリには、補正データＤ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ８，Ｄ１０の値を記憶すれば良い。ここで、これら補正データの値は共に小さな値をとる蓋然性が高いから、それぞれのデータ長を４ビットに短縮できる。これにより８個の補正データＤ１、Ｄ２、Ｄ４〜Ｄ８、Ｄ１０の総量を３２ビットまで削減できる。
［演算方式Ｈ］
この演算方式では、（２３）式を用いて補正処理を行う。
【００７６】
【数１０】
【００７７】
この演算方式によれば、演算方式Ｆで説明したように使用する補正データをＤ４，Ｄ１０の２個に減らし、さらに演算方式Ｇで説明したようにＤ４，Ｄ１０を基準値（たとえば「１」）との差分値としてデータ長を４ビットに短縮する。このことにより記憶すべき補正データＤ４、Ｄ１０の総量は８ビットまで削減される。
【００７８】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、図１の地磁気検出用ＬＳＩを携帯電話機等の携帯機器に搭載する適用例を示す。
図３は、第３の実施形態に係る携帯電話機の構成の概略を示すブロック図である。なお、図３の携帯電話機１００に搭載される地磁気検出用ＬＳＩ２１０は、図１に示す磁気センサ（第２の実施形態と同様、互いに直交する３軸の磁気センサ）の他に、磁気センサの温度補償を行うための温度センサを備える。
【００７９】
図３において、携帯電話機１００は端末ユニット２００および端末ユニット３００の２つの筐体を備えた構成である。アンテナ２３５ａは電波信号の図示しない無線基地局との間の電波信号の送受信を行うためのアンテナである。ＲＦ（Radio Frequency）部２０１はアンテナ２３５ａが受信する受信信号を中間周波数の受信信号に変換して変復調部２０２へ出力する。また、ＲＦ部２０１は変復調部２０２から入力する送信信号を送信周波数の信号に変調し、アンテナ２３５ａへ出力して送信する。
【００８０】
変復調部２０２は、ＲＦ部２０１から入力した受信信号の復調処理と、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）部２０４から入力した送信信号の変調処理とを行う。ＣＤＭＡ部２０４は、送信信号の符号化処理、および受信信号の復号化処理を行う。音声処理部２０５は、マイクロホン２０６から入力される音声信号をデジタル信号に変換してＣＤＭＡ部２０４へ出力し、また、ＣＤＭＡ部２０４からデジタルの音声信号を入力してアナログの音声信号に変換し、スピーカ３０１へ出力して発音させる。ＧＰＳ受信部２０７はアンテナ２３５ｂがＧＰＳ衛星から受信した電波信号を復調し、電波信号に基づいて、自身の３次元空間上の緯度、経度、あるいは高度等で表される位置を算出する。
【００８１】
物理量センサ２３１は携帯端末１００の傾きを検出する。また、携帯端末１００は、物理量センサ２３１を必ずしも備えていなくても良い。地磁気検出用ＬＳＩ２１０は、互いに直交する所定のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の各々の軸方向の磁気（磁界）を検出する磁気センサ２１２ａ〜２１２ｃと、温度を検出する温度センサ２１３と、図１の符号７〜９、１２〜１５の機能を有する磁気センサ制御部２１１とを備える。また、磁気センサ制御部２１１は、温度センサ２１３および物理量センサ２３１による検出結果に対してアナログ／デジタル変換等の処理を行う。
【００８２】
主制御部２２０は携帯端末１００の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。ＲＯＭ（Read Only Memory）２０８は表示画像データや音声データ、主制御部２２０が実行するプログラムや、出荷検査時に測定された温度センサ２１３および物理量センサ部２３１の初期特性値等を格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）２０９は、主制御部２２０で用いる演算データ等を一時的に記憶する不揮発性の記憶領域である。
【００８３】
報知手段２３２は、スピーカ、バイブレータ、発光ダイオードを備え、着信やメール受信等を、音、振動、および光によってユーザに報知する。時計部２３３は主制御部２２０が使用する計時機能である。主操作部２３４は、ユーザの指示内容を主制御部２２０へ出力する。電子撮像部３０２は、被写体の像をデジタル信号に変換して主制御部２２０へ出力する。
【００８４】
表示部３０３は主制御部から入力する表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する液晶ディスプレイである。タッチパネル３０４は、表示部３０３の液晶ディスプレイの表面に組み込まれ、ユーザの押下による操作内容を表す信号を主制御部２２０へ出力する。
【００８５】
第１および第２の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩは、出荷検査で補正データを測定し、ＬＳＩに実装した不揮発性メモリに書き込んでおく形態をとるものであるが、第３の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩは携帯機器に搭載されるため、地磁気検出用ＬＳＩの出荷時ではなく、携帯機器に地磁気検出用ＬＳＩを搭載し、その携帯機器の出荷検査時に補正データの書き込みを行う形態をとることも可能である。
【００８６】
また、地磁気検出用ＬＳＩの出荷時の検査において測定した補正データをＬＳＩ内部のヒューズメモリに書き込み、さらに地磁気センサＬＳＩの携帯機器への搭載後、その携帯機器の出荷検査時に再度測定した地磁気センサＬＳＩの補正データを携帯機器のメモリ（例えば、図３のＲＯＭ２０８）に書き込みことも可能である。この後、地磁気を検出する際には、地磁気センサＬＳＩの出力結果だけなく、さらに別の補正値（例えば、図３の温度センサや物理量センサの検出結果に基づいた補正値）を適応させてもよい。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００８８】
たとえば、この発明はヒューズメモリを使用する形態に限定されるものではなく、たとえばアンチヒューズメモリを使用する形態をとることもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１…ＬＳＩ、２…電源端子、３…グランド端子、４…チップセレクト入力端子、５…データ入力端子、６…データ出力端子、７…インタフェース回路、８…制御回路（補正演算回路）、９…内部発信回路、１０…Ｘ軸方向の磁気センサ（地磁気検出素子）、１１…Ｙ軸方向の磁気センサ（地磁気検出素子）、１２…切替回路、１３…増幅器、１４…Ａ／Ｄ変換回路、１５…ヒューズメモリ（熱変成型の不揮発性記憶素子）、２１…ヒューズ、２２…ＦＥＴ、２３…データフリップフロップ、２４…ＮＯＲゲート、２５…論理ゲート、１００…携帯電話機、２１０…地磁気検出用ＬＳＩ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子を有する地磁気検出装置に関し、特に地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に直交２軸方向の磁気センサをチップ上に搭載して地磁気検出を行うＬＳＩ（大規模集積回路）は、地磁気センサの感度を補正する手段を有する。
【０００３】
磁気センサの検出出力の補正を演算処理で行う技術には、たとえば特許文献１に記載されるものがある。同文献に記載された技術によれば、Ｘ軸検出部の検出出力の補正は、次のようにして行う。すなわち磁気センサの検出範囲を９０度ごとに４ブロックに分割し、Ｘ軸検出部の最大出力電圧値をＡ１とし、Ｙ軸検出部の出力値が零の位置から９０度回転した点のＸ軸検出部の出力電圧値をＡ２とする。
【０００４】
そして出力電圧値Ａ２が＋側である場合、−側である場合、微少である場合に分類し、＋側である場合は（１）式を補正式とし、−側である場合は（２）式を補正式とし、微少である場合は補正なしとする。
［ＡＢＳ（Ａ３）＋ＡＢＳ（Ａ２）］・Ｚ … （１）
［ＡＢＳ（Ａ３）＋ＡＢＳ（Ａ２）］／Ｚ … （２）
ただしＡ３はＸ軸検出部の実測出力、Ｚは（３）式に示す補正パラメータである。
Ｚ＝Ａ１／［Ａ１−ＡＢＳ（Ａ２）］ … （３）
Ｙ軸についても同様の手法で補正を行い、Ｘ軸検出部およびＹ軸検出部の直交度を補正する。
【０００５】
このように演算処理で磁気センサの検出出力の補正を行う場合、たとえば出荷検査で補正データを測定し、ＬＳＩに実装した不揮発性メモリに書き込んでおく形態をとることができる。
【０００６】
ところで昨今、この種のＬＳＩには低電圧化の要請を受け、不揮発性メモリとして低電圧でも好適な読み出しを行える熱変成型のヒューズメモリを実装したものが存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１８０１７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらヒューズメモリは、上記の利点を有する反面、書き込み時に用いられるヒューズ切断用のトランジスタに大容量のものが必要であり、回路規模に留意する必要がある。このため、出荷検査時で得られた補正データの値をそのままヒューズメモリに書き込む形態では、多数のヒューズメモリが必要となって回路設計上都合が悪い。
【０００９】
この発明は、このような事情に鑑み、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子と、地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子を有する地磁気検出装置において、熱変成型の不揮発性記憶素子を少数化できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために本発明は、地磁気の直交軸成分を検出する地磁気検出素子と、該地磁気検出素子の検出出力の補正情報を記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子とを備える地磁気検出装置であって、前記補正情報は、軸感度補正係数および軸間補正係数であり且ついずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率として表された値であることを特徴とする地磁気検出装置を提供する。
【００１１】
上記地磁気検出装置において、前記不揮発性記憶素子は最低限、前記いずれかの軸の軸感度補正係数以外の軸感度補正係数に係る補正情報を記憶するものであることを特徴とする。
【００１２】
上記地磁気検出装置において、前記いずれかの軸の軸感度補正係数以外の軸感度補正係数に係る補正情報として、当該軸感度補正係数の軸感度補正係数に対する比率から予め設定された基準値を減算した差分値を用いることを特徴とする。
【００１３】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子の検出出力の補正演算を行う補正演算回路を備え、この補正演算回路は、検出出力に軸感度補正係数を乗算して補正すると共に他の軸の検出出力に軸間補正係数を乗算して求められる補正項を合算することにより検出出力の補正値を算出するものであることを特徴とする。
【００１４】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子の検出出力の補正演算を行う補正演算回路を備え、この補正演算回路は、前記差分値に前記基準値を加算して軸感度補正係数を復元したうえで補正演算を行うことを特徴とする。
【００１５】
上記地磁気検出装置において、前記補正演算回路は、前記補正情報から取得できない補正係数については予め設定された代替値を代入することにより演算を行うものであることを特徴とする。
【００１６】
本発明は、直交軸成分毎に地磁気を検出する地磁気検出素子と、前記検出された地磁気の値を補正するための１もしくは複数の補正データを記憶する熱変成型の不揮発性記憶素子とを備える地磁気検出装置であって、前記補正データの各々は、軸感度補正係数、或いは、軸間補正係数、或いは、軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値として表されることを特徴とする地磁気検出装置を提供する。
【００１７】
上記地磁気検出装置において、前記補正データの少なくとも１つは、前記いずれかの軸以外の軸感度補正係数の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値であることを特徴とする。
【００１８】
上記地磁気検出装置において、前記補正データの少なくとも１つは、前記いずれかの軸以外の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率の値であることを特徴とする。
【００１９】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子により検出された直交軸成分毎の地磁気の値を補正する補正演算回路をさらに有し、前記補正演算回路は、所定の軸成分の地磁気の値に、前記所定の軸成分の軸感度補正係数、或いは、前記所定の軸成分の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率に所定値を加算した加算値を乗算した乗算値と、他の軸成分の地磁気の値に、前記軸間補正係数の前記いずれかの軸成分の軸感度補正係数に対する比率の値を乗算した乗算値との和を算出することにより、補正された地磁気の値を求めることを特徴とする。
【００２０】
上記地磁気検出装置において、前記地磁気検出素子により検出された直交軸成分毎の地磁気の値を補正する補正演算回路をさらに有し、前記補正演算回路は、所定の軸成分の地磁気の値に、前記所定の軸成分の軸感度補正係数、或いは、前記所定の軸成分の軸感度補正係数から所定の基準値を減算した差分値の、前記いずれかの軸の軸感度補正係数に対する比率に所定値を加算した加算値を乗算した乗算値を算出することにより、補正された地磁気の値を求めることを特徴とする。
【００２１】
上記地磁気検出装置において、前記熱変成型の不揮発性記憶素子は、ヒューズメモリであることを特徴とする。
【００２２】
上記地磁気検出装置において、前記所定の基準値は、前記いずれかの軸の軸感度補正係数であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したようにこの発明によれば、いずれかの軸の軸感度補正係数に対する他の補正係数の比をとったものを補正情報として熱変成型の不揮発性記憶素子に記憶するので、軸間の補正を行うことによる補正精度を維持しつつ、補正情報を小型化して熱変成型の不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【００２４】
また、いずれかの軸の軸感度補正係数や軸間補正係数を補正情報から省くことが可能となり、補正情報をさらに小型化して不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【００２５】
また、他の軸の感度補正係数から基準値を減算した差分値を補正情報とすることにより補正情報をさらに小型化して不揮発性記憶素子の記憶容量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩの構成の概略を示すブロック図である。
【図２】ヒューズメモリの構成例を示すブロック図である。
【図３】第３の実施形態に係る携帯電話機の構成の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いてこの発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の第１の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩの構成の概略を示すブロック図である。
【００２８】
同図に示すように、ＬＳＩ１は電源端子２、グランド端子３、チップセレクト入力端子４、データ入力端子５、データ出力端子６を有する。なお、各部への電源ラインおよびグランドラインの配線は図示を省略する。
【００２９】
インタフェース回路７は、図示しないマスターチップとの間でチップセレクト信号・入出力信号の送受信を行うものである。制御回路８は、マスターチップからの指示に基づいて所定の論理で動作し、各部を制御するものである。内部発信回路９は制御回路８その他の回路にクロックパルスを与えるものである。
【００３０】
Ｘ軸方向の磁気センサ１０およびＹ軸方向の磁気センサ１１は、磁気抵抗素子等を用いた磁気センサである。切替回路１２は、制御回路８の制御により動作し、磁気センサ１０，１１の検出出力の増幅器１３の入力端への出力を択一的に切り替えるものである。増幅器１３は磁気センサ１０，１１の検出出力を増幅してＡ／Ｄ変換回路１４に与えるものである。Ａ／Ｄ変換回路１４は、検出出力をデジタル化し、制御回路８に出力するものである。
【００３１】
ヒューズメモリ１５は、出荷検査時に測定された検出出力の補正データその他のデータを記憶するためのメモリであり、検出出力の補正データとして（Ａ）Ｄ１〜Ｄ３の値あるいは（Ｂ）Ｄ３の値、（Ｃ）Ｄ１，Ｄ２およびＤ４の値、（Ｄ）Ｄ４の値のいずれかを記憶している。補正データＤ１〜Ｄ４を（４）〜（７）式に示す。
Ｄ１＝ａ１２／ａ１１ …（４）
Ｄ２＝ａ２１／ａ１１ …（５）
Ｄ３＝ａ２２／ａ１１ …（６）
Ｄ４＝ａ２２／ａ１１−１ …（７）
ただし、ａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は後述する補正係数である。
【００３２】
図２は、ヒューズメモリの構成例を示すブロック図である。同図には、４つのメモリセルｄ０〜ｄ３をデイジーチェーン（数珠つなぎ）に接続して４ビットのスキャンパスを構成する例を示す。この構成により、検出出力の補正データを４ビットの情報として記憶することができる。なお、図２において、「＋」の記号が記された論理素子はＮＯＲゲートを表し、「・」の記号が記された論理素子はＡＮＤゲートを表す。
【００３３】
各メモリセルｄ０〜ｄ３において、２１はポリシリコン抵抗等からなるヒューズ、２２はＮ型とされたＦＥＴ（電界効果トランジスタ）、２３はデータフリップフロップ回路、２４はＦＥＴ２２にゲート電圧を与える３入力のＮＯＲゲート、２５は２入力のＡＮＤゲートと２入力のＮＯＲゲートとで構成され、出力データをデイジーチェーンされた後段のメモリセルに出力する３入力の論理ゲートである。
以下、メモリセルｄ０の構成について説明するが、他のメモリセルｄ１〜ｄ３も共通の構成である。データフリップフロップ回路２３のＤ端子（データ入力端子）には書き込み用のビットが入力され、ＣＫ端子（クロック入力端子）にはｃｋ信号（クロックパルス）が供給される。ＮＯＲゲート２４の一の入力端子はデータフリップフロップ回路２３のＯ端子（正論理出力端子）と接続され、別の一の入力端子にはｃｋ信号の反転信号が供給され、さらに他の入力端には／ｗｒｉｔｅ信号が供給される。ＦＥＴ２２のゲートはＮＯＲゲート２４の出力端子と接続され、そのドレインは接地される。ヒューズ２１の一端は電源電圧ＶＤＤと接続され、他の一端はＦＥＴ２２のソースと接続されている。論理ゲート２５を構成するＡＮＤゲートの一の入力端にはｒｅａｄ信号が供給され、その他の入力端はＦＥＴ２２のソースと接続されている。論理ゲート２５を構成するＮＯＲゲートの一の入力端はデータフリップフロップ回路２３のＯＮ端子（負論理出力端子）と接続され、他の入力端は論理ゲート２５を構成するＡＮＤゲートの出力端と接続されている。そして、論理ゲート２５の出力端は、デイジーチェーンされたメモリセルｄ１のデータフリップフロップ回路２３のＤ端子と接続される。
【００３４】
メモリセルｄ０にデータを書き込み時は、メモリセルｄ０の入力端／ｄｉから書き込み用のビットを送り込み、このビットが希望するセルに送られたタイミングで／ｗｒｉｔｅ信号をＬｏｗレベルとしてＮＯＲゲート２４に供給する。これによりＮＯＲゲート２４の出力Ｗ０がＨｉレベルとなってＦＥＴ２２がオンし、ヒューズ２１が通電して溶断される。図２に示す状態は、例として、メモリセルｄ０、ｄ２にデータが書き込まれ、それぞれのヒューズ２１が溶断されていることを示している。すなわち、メモリセルｄ０にはデータ“１”（Ｌｏｗレベル）、メモリセルｄ１にはデータ“０”（Ｈｉレベル）、メモリセルｄ２には“１”（Ｌｏｗレベル）、メモリセルｄ３にはデータ“０”（Ｈｉレベル）がそれぞれ記憶されている。
【００３５】
各メモリセルからデータを読み出す時は、データフリップフロップ２３をリセットした後、ｒｅａｄ信号をＨｉレベルとすることにより、ヒューズ２１の切断の有無が論理ゲート２５の出力に反映される。この状態でスキャンアウト動作を行って各セルの出力を最終段のメモリセルｄ３の論理ゲート２５を介してその反転出力を出力端ｄｏから取り出す。
【００３６】
図１に戻って説明すると制御回路８は、切替回路１３を制御して磁気センサ１０，１１の検出出力Ｓｘ，ＳｙをＡ／Ｄ変換回路１４に取り込み、このＡ／Ｄ変換回路１４により検出出力Ｓｘ，Ｓｙをデジタル化したうえで制御回路８の内部のレジスタ（図示せず）に取り込む。そしてヒューズメモリ１５から補正データを読み出して検出出力Ｓｘ，Ｓｙを補正したうえでインタフェース回路７に出力する。
【００３７】
また検出出力Ｓｘ，Ｓｙに対する補正は、制御回路８で行う代わりに次のようにしても良い。すなわち、ＬＳＩにヒューズメモリに記憶されているデータを出力する機能をもたせ、ＬＳＩからは補正前のＳｘ，Ｓｙを出力するようにする。マスター側では、別途受け取ったヒューズメモリのデータを元にソフトウェアの処理によりＳｘ，Ｓｙを補正する。
【００３８】
次に検出出力Ｓｘ，Ｓｙの補正処理について説明する。まず検出出力Ｓｘ，Ｓｙと磁気センサ１０，１１上の磁界Ｈｘ，Ｈｙは（８）式に示す関係がある。
【００３９】
【数１】
【００４０】
ただしａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は補正係数であり、ａ１１はＸ軸感度補正係数（＝１／Ｘ軸感度）、ａ２２はＹ軸感度補正係数（＝１／Ｙ軸感度）、ａ１２，ａ２１は軸間補正係数である。
【００４１】
理想的な磁気センサではａ１１＝ａ２２，ａ１２＝ａ２１＝０であるが、実際の磁気センサではａ１１≠ａ２２，ａ１２≠ａ２１≠０となるため、この補正処理が必要となる。第１の実施形態では、次の補正演算方式Ａ〜Ｄのいずれかに基づいて補正処理を行うこととする。
【００４２】
［演算方式Ａ］
地磁気センサとして特性を考慮すると、方位を測定するためには磁界の絶対値を求める必要はなく、磁界の各成分の比のみが必要となる。このため、ａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２２／ａ１１の３つの値が得られれば、地磁気センサとしての用途における補正演算としては十分である。
【００４３】
そこで演算方式Ａでは、ヒューズメモリに記憶された補正データＤ１〜Ｄ３の値を用いて（９）式により補正処理を行う。
【００４４】
【数２】
【００４５】
ただし、Ｓｘ’，Ｓｙ’は補正後の検出出力である。
【００４６】
（９）式によればＸ軸感度補正係数ａ１１に係る補正データがａ１１／ａ１１＝１と原理的に１になるので、この補正データをヒューズメモリに記憶させなくても、支障なく補正演算を実行できる。
【００４７】
そこでこの演算方式Ａでは、たとえば固定値「１」を設定しておき、Ｘ軸感度補正係数を固定値「１」で代替することにより補正演算を行う。このことによりヒューズメモリに記憶すべき補正データの個数を１つ減らし、補正データの総量を削減する。各補正データのデータ長がたとえば６ビット長の値であるとすると、補正係数ａ１１、ａ１２、ａ２１、ａ２２のデータ総量は２４ビットであったのに対し、演算方式Ａによれば補正データＤ１、Ｄ２、Ｄ３の総量は１８ビットになる。
【００４８】
［演算方式Ｂ］
この演算方式では、軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、たとえば固定値「０」を設定し、ａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１の値を固定値で代替して得られる（１０）式を用いて補正処理を行う。
【００４９】
【数３】
【００５０】
この演算方式によれば、必要な補正データの個数を１個に減らせるので、補正データの総量を補正データ１個分の６ビットに削減できる。
【００５１】
［演算方式Ｃ］
この演算方式では、（１１）式を用いて補正処理を行う。
【００５２】
【数４】
【００５３】
この演算方式によれば、軸感度補正係数を軸感度補正係数により除算したａ２２／ａ１１が「１」に近い値であることに着目し、たとえば基準値「１」を設定し、この基準値とａ２２／ａ１１の差分をとって補正データとすることにより、補正データのデータ長の短縮を図るものである。なお、Ｄ４＋１＝ａ２２／ａ１１、つまりＤ４＝（ａ２２−ａ１１）／ａ１１であり、この式の分子で減算したａ１１が特許請求の範囲に記載の「所定の基準値」の一例である。
【００５４】
すなわち、補正データＤ１，Ｄ２はもともと小さな値である蓋然性が高く、しかもＤ４も基準値「１」との差分であるため小さな値である蓋然性が高いから、それぞれのデータ長を短縮することができる。ここでは各補正データのビット長を６ビットから４ビットに短縮するものとすると、ヒューズメモリに記憶すべきデータ量は補正データＤ１，Ｄ２，Ｄ４の合計１２ビットまで削減される。
【００５５】
［演算方式Ｄ］
この演算方式Ｄは、軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、（１２）式を用いて補正処理を行い、演算方式Ｂで説明した補正データの個数削減と、演算方式Ｃで説明した補正データのデータ長の短縮の両方を採用することにより補正データの総量を削減するものである。
【００５６】
つまり演算方式Ｂと同様にａ１２／ａ１１，ａ２１／ａ１１の値を固定値（たとえば「０」）で代替すると共に、演算方式Ｃと同様にａ２２／ａ１１の基準値（たとえば「１」）との差分を補正データとする。
【００５７】
【数５】
【００５８】
この演算方式によれば、補正データの個数が方式Ｂと同様に１個まで減り、しかもデータ長も方式Ｃと同様にたとえば４ビットと短縮できる。つまり補正データの総量を補正データＤ４のデータ長である４ビットまで削減できる。
【００５９】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、直交３軸の地磁気センサを備えた地磁気検出装置への適用例を示す。この地磁気検出装置は、図１に示すＬＳＩと同様の構成のＬＳＩを用いて直交３軸の地磁気を検出するものである。
【００６０】
この装置のヒューズメモリには、出荷検査時に測定された検出出力の補正データとして（Ｅ）Ｄ１〜Ｄ３，Ｄ５〜Ｄ９の値あるいは（Ｆ）Ｄ３，Ｄ９の値、（Ｈ）Ｄ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ８，Ｄ１０の値、（Ｇ）Ｄ４，Ｄ１０の値のいずれかを記憶している。
【００６１】
補正データＤ５〜Ｄ１０を（１３）〜（１８）式に示す。
Ｄ５＝ａ１３／ａ１１ …（１３）
Ｄ６＝ａ２３／ａ１１ …（１４）
Ｄ７＝ａ３１／ａ１１ …（１５）
Ｄ８＝ａ３２／ａ１１ …（１６）
Ｄ９＝ａ３３／ａ１１ …（１７）
Ｄ１０＝ａ３３／ａ１１−１ …（１８）
ただし、ａｉｊ（ｉ＝１ｏｒ２，ｊ＝１ｏｒ２）は後述する補正係数である。
【００６２】
ここで磁気検出力Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚと磁気センサ上の磁界Ｈｘ，Ｈｙ，Ｈｚは（１９）式に示す関係がある。
【００６３】
【数６】
【００６４】
ただしａｉｊ（ｉ＝１〜３，ｊ＝１〜３）は補正係数であり、ａ１１はＸ軸感度補正係数（＝１／Ｘ軸感度）、ａ２２はＹ軸感度補正係数（＝１／Ｙ軸感度）、ａ３３はＺ軸感度補正係数（＝１／Ｚ軸感度）、ａ１２、ａ１３、ａ２１、ａ２３、ａ３１、ａ３２は軸間補正係数である。
【００６５】
第２の実施形態では、次の補正演算方式Ｅ〜Ｈのいずれかに基づいて補正処理を行うこととする。
【００６６】
［演算方式Ｅ］
演算方式Ｅでは、演算方式Ａと同様に、磁界の各成分の比が得られれば地磁気センサとしての用途には十分との観点から、（２０）式を用いて補正処理を行う。
【００６７】
【数７】
【００６８】
ただし、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力である。
【００６９】
補正データのデータ長がたとえば６ビット長の値であるとすると、９個の補正係数ａ１１〜ａ３３を記憶するために５４ビットの記憶容量が必要であったのに対し、演算方式Ｅによれば８個の補正データＤ１〜Ｄ３、Ｄ５〜Ｄ９を記憶するだけで十分なので必要な記憶容量を４８ビットに削減できる。
【００７０】
［演算方式Ｆ］
この演算方式では、演算方式Ｂと同様に軸間補正係数を軸感度補正係数により除算したａ１２／ａ１１，ａ１３／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２３／ａ１１，ａ３１／ａ１１，ａ３２／ａ１１が「０」に近い値であることに着目し、ａ１２／ａ１１，ａ１３／ａ１１，ａ２１／ａ１１，ａ２３／ａ１１，ａ３１／ａ１１，ａ３２／ａ１１の値を固定値（たとえば「０」）で代替し、（２１）式を用いて補正処理を行う。
【００７１】
【数８】
【００７２】
この演算方式によれば、固定値「０」で代替した補正データはヒューズメモリに記憶せずとも良いので、その分、補正データの総量を削減できる。つまり補正データＤ３，Ｄ９だけ記憶すれば良いので、必要な補正データＤ３、Ｄ９の総量は１２ビットまで削減される。
【００７３】
［演算方式Ｇ］
この演算方式によれば、軸感度補正係数を軸感度補正係数により除算したａ２２／ａ１１とａ３３／ａ１１が「１」に近い値であることに着目し、基準値（この例では「１」）との差分で表すことにより補正データのデータ長の短縮を図る。すなわち、この演算方式では（２２）式を用いて補正処理を行う。
【００７４】
【数９】
【００７５】
ヒューズメモリには、補正データＤ１，Ｄ２，Ｄ４〜Ｄ８，Ｄ１０の値を記憶すれば良い。ここで、これら補正データの値は共に小さな値をとる蓋然性が高いから、それぞれのデータ長を４ビットに短縮できる。これにより８個の補正データＤ１、Ｄ２、Ｄ４〜Ｄ８、Ｄ１０の総量を３２ビットまで削減できる。
［演算方式Ｈ］
この演算方式では、（２３）式を用いて補正処理を行う。
【００７６】
【数１０】
【００７７】
この演算方式によれば、演算方式Ｆで説明したように使用する補正データをＤ４，Ｄ１０の２個に減らし、さらに演算方式Ｇで説明したようにＤ４，Ｄ１０を基準値（たとえば「１」）との差分値としてデータ長を４ビットに短縮する。このことにより記憶すべき補正データＤ４、Ｄ１０の総量は８ビットまで削減される。
【００７８】
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、図１の地磁気検出用ＬＳＩを携帯電話機等の携帯機器に搭載する適用例を示す。
図３は、第３の実施形態に係る携帯電話機の構成の概略を示すブロック図である。なお、図３の携帯電話機１００に搭載される地磁気検出用ＬＳＩ２１０は、図１に示す磁気センサ（第２の実施形態と同様、互いに直交する３軸の磁気センサ）の他に、磁気センサの温度補償を行うための温度センサを備える。
【００７９】
図３において、携帯電話機１００は端末ユニット２００および端末ユニット３００の２つの筐体を備えた構成である。アンテナ２３５ａは電波信号の図示しない無線基地局との間の電波信号の送受信を行うためのアンテナである。ＲＦ（Radio Frequency）部２０１はアンテナ２３５ａが受信する受信信号を中間周波数の受信信号に変換して変復調部２０２へ出力する。また、ＲＦ部２０１は変復調部２０２から入力する送信信号を送信周波数の信号に変調し、アンテナ２３５ａへ出力して送信する。
【００８０】
変復調部２０２は、ＲＦ部２０１から入力した受信信号の復調処理と、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access：符号分割多元接続）部２０４から入力した送信信号の変調処理とを行う。ＣＤＭＡ部２０４は、送信信号の符号化処理、および受信信号の復号化処理を行う。音声処理部２０５は、マイクロホン２０６から入力される音声信号をデジタル信号に変換してＣＤＭＡ部２０４へ出力し、また、ＣＤＭＡ部２０４からデジタルの音声信号を入力してアナログの音声信号に変換し、スピーカ３０１へ出力して発音させる。ＧＰＳ受信部２０７はアンテナ２３５ｂがＧＰＳ衛星から受信した電波信号を復調し、電波信号に基づいて、自身の３次元空間上の緯度、経度、あるいは高度等で表される位置を算出する。
【００８１】
物理量センサ２３１は携帯端末１００の傾きを検出する。また、携帯端末１００は、物理量センサ２３１を必ずしも備えていなくても良い。地磁気検出用ＬＳＩ２１０は、互いに直交する所定のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の各々の軸方向の磁気（磁界）を検出する磁気センサ２１２ａ〜２１２ｃと、温度を検出する温度センサ２１３と、図１の符号７〜９、１２〜１５の機能を有する磁気センサ制御部２１１とを備える。また、磁気センサ制御部２１１は、温度センサ２１３および物理量センサ２３１による検出結果に対してアナログ／デジタル変換等の処理を行う。
【００８２】
主制御部２２０は携帯端末１００の各部を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）である。ＲＯＭ（Read Only Memory）２０８は表示画像データや音声データ、主制御部２２０が実行するプログラムや、出荷検査時に測定された温度センサ２１３および物理量センサ部２３１の初期特性値等を格納する。ＲＡＭ（Random Access Memory）２０９は、主制御部２２０で用いる演算データ等を一時的に記憶する不揮発性の記憶領域である。
【００８３】
報知手段２３２は、スピーカ、バイブレータ、発光ダイオードを備え、着信やメール受信等を、音、振動、および光によってユーザに報知する。時計部２３３は主制御部２２０が使用する計時機能である。主操作部２３４は、ユーザの指示内容を主制御部２２０へ出力する。電子撮像部３０２は、被写体の像をデジタル信号に変換して主制御部２２０へ出力する。
【００８４】
表示部３０３は主制御部から入力する表示用の信号に基づいて画像や文字等を表示する液晶ディスプレイである。タッチパネル３０４は、表示部３０３の液晶ディスプレイの表面に組み込まれ、ユーザの押下による操作内容を表す信号を主制御部２２０へ出力する。
【００８５】
第１および第２の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩは、出荷検査で補正データを測定し、ＬＳＩに実装した不揮発性メモリに書き込んでおく形態をとるものであるが、第３の実施形態に係る地磁気検出用ＬＳＩは携帯機器に搭載されるため、地磁気検出用ＬＳＩの出荷時ではなく、携帯機器に地磁気検出用ＬＳＩを搭載し、その携帯機器の出荷検査時に補正データの書き込みを行う形態をとることも可能である。
【００８６】
また、地磁気検出用ＬＳＩの出荷時の検査において測定した補正データをＬＳＩ内部のヒューズメモリに書き込み、さらに地磁気センサＬＳＩの携帯機器への搭載後、その携帯機器の出荷検査時に再度測定した地磁気センサＬＳＩの補正データを携帯機器のメモリ（例えば、図３のＲＯＭ２０８）に書き込みことも可能である。この後、地磁気を検出する際には、地磁気センサＬＳＩの出力結果だけなく、さらに別の補正値（例えば、図３の温度センサや物理量センサの検出結果に基づいた補正値）を適応させてもよい。
【００８７】
以上、この発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００８８】
たとえば、この発明はヒューズメモリを使用する形態に限定されるものではなく、たとえばアンチヒューズメモリを使用する形態をとることもできる。
【符号の説明】
【００８９】
１…ＬＳＩ、２…電源端子、３…グランド端子、４…チップセレクト入力端子、５…データ入力端子、６…データ出力端子、７…インタフェース回路、８…制御回路（補正演算回路）、９…内部発信回路、１０…Ｘ軸方向の磁気センサ（地磁気検出素子）、１１…Ｙ軸方向の磁気センサ（地磁気検出素子）、１２…切替回路、１３…増幅器、１４…Ａ／Ｄ変換回路、１５…ヒューズメモリ（熱変成型の不揮発性記憶素子）、２１…ヒューズ、２２…ＦＥＴ、２３…データフリップフロップ、２４…ＮＯＲゲート、２５…論理ゲート、１００…携帯電話機、２１０…地磁気検出用ＬＳＩ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（１）または式（２）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数１】
【数２】
ただし、式（１）および式（２）において、ＳｘおよびＳｙは前記検出出力を表し、Ｓｘ’およびＳｙ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項２】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（３）または式（４）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数３】
【数４】
ただし、式（３）および式（４）において、ＳｘおよびＳｙは前記検出出力を表し、Ｓｘ’およびＳｙ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項３】
前記Ｄ１および前記Ｄ２を０としたことを特徴とする請求項１または２の何れか１項記載の補正装置。
【請求項４】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（５）から式（７）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数５】
【数６】
【数７】
ただし、式（５）から式（７）において、Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚは前記検出出力を表し、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項５】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（８）から式（１０）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数８】
【数９】
【数１０】
ただし、式（８）から式（１０）において、Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚは前記検出出力を表し、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項６】
前記Ｄ１、前記Ｄ２、前記Ｄ５、前記Ｄ６、前記Ｄ７、前記Ｄ８を０としたことを特徴とする請求項４または５の何れか１項記載の補正装置。
【請求項１】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（１）または式（２）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数１】
【数２】
ただし、式（１）および式（２）において、ＳｘおよびＳｙは前記検出出力を表し、Ｓｘ’およびＳｙ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項２】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（３）または式（４）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数３】
【数４】
ただし、式（３）および式（４）において、ＳｘおよびＳｙは前記検出出力を表し、Ｓｘ’およびＳｙ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項３】
前記Ｄ１および前記Ｄ２を０としたことを特徴とする請求項１または２の何れか１項記載の補正装置。
【請求項４】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（５）から式（７）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数５】
【数６】
【数７】
ただし、式（５）から式（７）において、Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚは前記検出出力を表し、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項５】
磁気を検出する素子を複数備えた磁気検出装置の検出出力を係数を用いて補正する補正装置であって、
補正を行う係数は、軸感度補正係数と軸間補正係数からなり、
いずれかの軸の軸感度補正係数により各係数を除算することにより次の式（８）から式（１０）のいずれかにより前記検出出力の補正を行うことを特徴とする補正装置。
【数８】
【数９】
【数１０】
ただし、式（８）から式（１０）において、Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚは前記検出出力を表し、Ｓｘ’，Ｓｙ’，Ｓｚ’は補正後の検出出力を表す。
【請求項６】
前記Ｄ１、前記Ｄ２、前記Ｄ５、前記Ｄ６、前記Ｄ７、前記Ｄ８を０としたことを特徴とする請求項４または５の何れか１項記載の補正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−２２１０４０（Ｐ２０１１−２２１０４０Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６２２１４（Ｐ２０１１−１６２２１４）
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【分割の表示】特願２００５−２９５３５２（Ｐ２００５−２９５３５２）の分割
【原出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２５日（２０１１．７．２５）
【分割の表示】特願２００５−２９５３５２（Ｐ２００５−２９５３５２）の分割
【原出願日】平成１７年１０月７日（２００５．１０．７）
【出願人】（０００００４０７５）ヤマハ株式会社 (5,930)
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