姿势检测装置的校正参数生成方法、用于生成姿势检测装置的校正参数的装置以及姿势检测装置

摘要

将旋转板(230)设置成使得上表面(231)处于水平(S10)，在长方体夹具(210)的表面(221)上，以X轴(第1轴)与表面(212)(第2面)垂直、Y轴(第2轴)与表面(213)(第3面)垂直、Z轴(第3轴)与表面(211)(第1面)垂直的方式，固定姿势检测装置(1)(S12)。并且，在旋转板的上表面上依次固定长方体夹具的与表面(212、213、211)相对的各个表面(S14、S20、S26)，使旋转板静止或者以固定角速度旋转而取得姿势检测装置的检测值(S16、818、S22、S24、S28、S30)，生成校正参数(S32)。

说明书

技术领域

本发明涉及校正参数生成方法、用于生成校正参数的装置以及带校正功能的姿势检测装置，它们用于将包含对3轴角速度或加速度进行检测的传感器的姿势检测装置的检测值，校正为规定的正交坐标系中的检测值。

背景技术

近年来，通过角速度传感器及加速度传感器检测物体姿势的姿势检测装置被用于各种用途。例如，在日本特开平9-106322号公报中记载了如下这样的头戴式显示器：该头戴式显示器通过检测用户的头部姿势而使位于眼前的显示器所显示的影像与头部动作联动地变化，能体验到虚拟空间。处于用户头部姿势角内的影像反映在头戴式显示器上。为了检测该姿势角，将具有角速度传感器及加速度传感器的姿势检测装置安装在头戴式显示器的规定位置。在安装姿势检测装置时，如果安装成传感器的检测轴与用于表示头部姿势角的正交坐标系的3个轴分别平行，则由于该安装角的误差而导致姿势检测装置的检测值含有误差。因此，严格地规定了安装姿势检测装置的位置及角度。

发明内容

发明要解决的问题

但是，如果在姿势检测装置内部安装传感器时安装角稍微偏移，则即使严格规定了安装姿势检测装置的位置及角度也无法获得高精度的检测结果。从成本方面来说，要求传感器的安装角不存在误差是不现实的，所以预先计算安装角误差，利用与安装角误差相应的校正参数来校正姿势检测装置的检测值。式(1)以及式(2)分别表示使用了校正参数的角速度传感器用校正式以及加速度传感器用校正式。

[式1]

$f_G\left(x\right)=f_G\left(p\right)+J_{f_G}\left(p\right)(x-p)+o\left(\right|x\left|\right)···\left(1\right)$

[式2]

$f_A\left(x\right)=f_A\left(p\right)+J_{f_A}\left(p\right)(x-p)+o\left(\right|x\left|\right)···\left(2\right)$

在式(1)中，函数矩阵式(雅可比矩阵式)J_fG是角速度传感器用的校正参数，f_G(x)和f_G(p)分别是角速度传感器的本次校正值和上次校正值(理想值)。同样，在式(2)中，函数矩阵式(雅可比矩阵式)J_fA是加速度传感器用的校正参数，f_A(x)和f_A(p)分别是加速度传感器的本次校正值和上次校正值(理想值)。另外，在式(1)、式(2)中，x和p分别是角速度传感器的本次检测值和上次检测值，o是朗道符号。

因为传感器的安装角误差对于每个姿势检测装置而不同，所以在出厂测试等时要针对各个姿势检测装置生成式(1)、式(2)的校正参数(JfG、JfA)。图13A～图13C以及图14A～图14C示出了生成校正参数(J_fG、J_fA)的现有方法。在现有方法中，首先，将姿势检测装置设置在安装于工作台510上的插座520中，按照图13A～图13C所示的步骤，使旋转臂530绕X轴、绕Y轴、绕Z轴以规定的角速度进行旋转，取得姿势检测装置的各检测值，将各检测值和各理想值代入式(1)而获得联立方程式，对该联立方程式进行求解，生成角速度传感器用的校正参数。此外，按照图14A～图14C所示的步骤操作旋转臂530，使其静止于X轴、Y轴、Z轴的正方向为铅直向上的状态(铅直向下地施加重力加速度的状态)，取得姿势检测装置的各检测值，将各检测值和各理想值代入式(2)而获得联立方程式，对该联立方程式进行求解，生成加速度传感器用的校正参数。

在图13A～图13C以及图14A～图14C所示的旋转臂530的操作中，如果工作台510相对于X轴、Y轴、Z轴未按规定角度准确地进行固定，则无法取得准确地反映角速度传感器以及加速度传感器的安装角误差的检测值。但是，为了使工作台510相对于X轴、Y轴、Z轴按规定角度准确地进行固定，包含工作台510以及旋转臂530的用于生成校正参数的装置500趋于大型化。另外，为了使工作台510相对于X轴、Y轴、Z轴按规定角度准确地进行固定，需要相当长的时间。为了生成针对同时包含角速度传感器和加速度传感器的姿势检测装置的校正参数，需要分别进行图13A～图13C所示的旋转臂530的操作和图14A～图14C所示的旋转臂530的操作，所以更加耗费时间。因此，在现有方法中存在校正参数的生成成本高的问题。

本发明是鉴于以上这样的问题点而完成的，根据本发明的几个方式，能够提供一种校正参数生成方法，该校正参数生成方法能以更低的成本生成用于校正由传感器安装角误差引起的检测值误差的校正参数，此外，还提供能够以更低的成本实现的用于生成校正参数的装置以及带校正功能的姿势检测装置。

解决问题的手段

(1)本发明提供一种姿势检测装置的校正参数生成方法，该姿势检测装置包含对角速度或加速度进行检测的第1传感器、第2传感器和第3传感器，所述第1传感器、第2传感器和第3传感器被安装成检测轴分别与相互垂直的第1轴、第2轴和第3轴大致平行，该校正参数生成方法生成校正式的校正参数，该校正式将根据所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的检测信号检测物体姿势的姿势检测装置的检测值，校正成以所述第1轴、所述第2轴和所述第3轴为坐标轴的正交坐标系中的检测值，其特征在于，该校正参数生成方法包含以下步骤：将旋转板设置成使得上表面处于水平；在具有相互垂直的第1面、第2面、第3面的长方体形状的夹具的所述第1面上，以所述第1轴与所述第2面垂直、所述第2轴与所述第3面垂直、所述第3轴与所述第1面垂直的方式，固定所述姿势检测装置；第1检测值取得步骤，将所述夹具的与所述第2面相对的面固定在所述旋转板的所述上表面，使所述旋转板静止或以规定角速度旋转，取得所述姿势检测装置的检测值；第2检测值取得步骤，将所述夹具的与所述第3面相对的面固定在所述旋转板的所述上表面，使所述旋转板静止或以规定角速度旋转，取得所述姿势检测装置的检测值；第3检测值取得步骤，将所述夹具的与所述第1面相对的面固定在所述旋转板的所述上表面，使所述旋转板静止或以规定角速度旋转，取得所述姿势检测装置的检测值；以及校正参数生成步骤，根据所取得的检测值生成所述校正参数。

在考虑将X轴、Y轴、Z轴作为坐标轴的正交坐标系的情况下，不特别限定第1轴、第2轴、第3轴与X轴、Y轴、Z轴之间的对应关系。

根据本发明，由于采用了长方体形状的夹具，所以很容易在第1面上，以第1轴、第2轴、第3轴与夹具的第1面、第2面、第3面分别垂直的方式，固定姿势检测装置。并且，如果将旋转板设置为使得上表面处于水平，则仅通过将夹具的与第2面、第3面、第1面相对的面分别固定在旋转板的上表面，就能简单地使第1轴、第2轴、第3轴分别与铅直方向平行。此外，在第1轴、第2轴、第3轴分别与铅直方向平行的状态下，使旋转板静止或旋转，由此，能够在短时间内简单地取得加速度传感器或角速度传感器的检测值。

即，只需要最初一次性地将旋转板设置为使得上表面处于水平，就能够固定旋转板的旋转方向，所以能够大幅地缩短用于取得与第1轴、第2轴、第3轴相关的检测值的设置时间。因此，根据本发明，能够以更低的成本生成用于校正由传感器的安装角误差引起的检测值误差的校正参数。

(2)在本发明的姿势检测装置的校正参数生成方法中，所述校正式可以包含用于将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测值校正成所述正交坐标系中的各检测值的第1校正矩阵、第2校正矩阵和第3校正矩阵，作为所述校正参数，并且，所述校正式表示为通过下述方式得到的3个矩阵之和，该方式为：将所述第1校正矩阵、所述第2校正矩阵和所述第3校正矩阵各自与分别包含对所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测值进行A/D转换后的数字值作为要素的各个矩阵相乘，由此获得所述3个矩阵。

(3)在本发明的姿势检测装置的校正参数生成方法中，所述第1校正矩阵、所述第2校正矩阵和所述第3校正矩阵可以是将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测轴分别转换成所述第1轴、所述第2轴和所述第3轴的旋转矩阵的逆矩阵。

(4)在本发明的姿势检测装置的校正参数生成方法中，所述校正参数生成步骤可以包含以下步骤：根据在所述第1检测值取得步骤中取得的所述检测值，计算所述第2传感器和所述第3传感器的绕所述第1轴的各安装角误差；根据在所述第2检测值取得步骤中取得的所述检测值，计算所述第1传感器和所述第3传感器的绕所述第2轴的各安装角误差；根据在所述第3检测值取得步骤中取得的所述检测值，计算所述第1传感器和所述第2传感器的绕所述第3轴的各安装角误差；根据所述第1传感器的绕所述第2轴的所述安装角误差和绕所述第3轴的所述安装角误差，生成所述第1校正矩阵；根据所述第2传感器的绕所述第1轴的所述安装角误差和绕所述第3轴的所述安装角误差，生成所述第2校正矩阵；以及根据所述第3传感器的绕所述第1轴的所述安装角误差和绕所述第2轴的所述安装角误差，生成所述第3校正矩阵。

(5)本发明提供一种用于生成姿势检测装置的校正参数的装置，该姿势检测装置包含对角速度或加速度进行检测的第1传感器、第2传感器和第3传感器，所述第1传感器、第2传感器和第3传感器被安装成检测轴分别与相互垂直的第1轴、第2轴和第3轴大致平行，该用于生成姿势检测装置的校正参数的装置被使用于生成校正式的校正参数，该校正式将根据所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的检测信号检测物体姿势的姿势检测装置的检测值，校正成以所述第1轴、所述第2轴和所述第3轴为坐标轴的正交坐标系中的检测值，其特征在于，该用于生成姿势检测装置的校正参数的装置包含：长方体形状的夹具，其具有相互垂直的第1面、第2面、第3面，该夹具能够以所述第1轴与所述第2面垂直、所述第2轴与所述第3面垂直、所述第3轴与所述第1面垂直的方式，将所述姿势检测装置固定在所述第1面上；旋转板，其能够在上表面上固定所述夹具的分别与所述第1面、所述第2面、所述第2面相对的面中的任意一面；以及旋转控制部，其使所述旋转板以规定角速度进行旋转。

根据本发明，由于采用了长方体形状的夹具和旋转板，从而不需要旋转臂，所以能够提供更小型且低成本的用于生成校正参数的装置。通过采用本发明的用于生成校正参数的装置，从而如上所述，能够在短时间内简单地取得安装在姿势检测装置中的各传感器的检测值的校正参数。

(6)本发明提供一种姿势检测装置，其特征在于，该姿势检测装置包含：第1传感器、第2传感器和第3传感器，它们被安装成检测轴分别与相互垂直的第1轴、第2轴和第3轴大致平行，检测角速度或加速度；存储部，其存储有校正式的校正参数，该校正式将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测值，校正成以所述第1轴、所述第2轴和所述第3轴为坐标轴的正交坐标系中的检测值；A/D转换处理部，其进行将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测信号转换成数字信号的处理；以及校正计算处理部，其进行根据各个所述数字信号和所述校正参数计算所述校正式的处理，所述校正式包含用于将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测值校正成所述正交坐标系中的各检测值的第1校正矩阵、第2校正矩阵和第3校正矩阵，作为所述校正参数，并且，所述校正式表示为通过下述方式得到的3个矩阵之和，该方式为：将所述第1校正矩阵、所述第2校正矩阵和所述第3校正矩阵各自与分别包含对所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测值进行A/D转换后的数字值作为要素的各个矩阵相乘，由此获得所述3个矩阵。

现有的校正式(1)、校正式(2)中的函数矩阵式(雅可比矩阵式)不是直接反映传感器的安装角误差的校正参数，另外，在校正式(1)、校正式(2)中，根据上次检测值而采用函数矩阵式(雅可比矩阵式)类推本次检测值，所以当对检测值实施某种映射时无法获得校正值。因此，校正式(1)、校正式(2)在提高校正精度方面存在极限。

根据本发明，能够将各传感器的安装角误差直接地反映到由校正计算处理部计算出的校正式所包含的3个校正矩阵中。另外，根据本发明，在针对本次检测值的校正值的计算中，由校正计算处理部计算的校正式不需要上次的检测值，所以只要获得本次的检测值就能够直接计算出校正值。因此，根据本发明，能实现校正精度更高且校正计算处理更快的姿势检测装置。

(7)在本发明的姿势检测装置中，所述第1校正矩阵、所述第2校正矩阵和所述第3校正矩阵可以是将所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各检测轴分别转换成所述第1轴、所述第2轴和所述第3轴的旋转矩阵的逆矩阵。

(8)本发明的姿势检测装置可以包含信号选择处理部，该信号选择处理部进行以规定周期依次选择所述第1传感器、所述第2传感器和所述第3传感器的各所述检测信号中的任意一个的处理，所述A/D转换处理部可以包含A/D转换电路，该A/D转换电路对所述信号选择处理部选择的检测值依次进行A/D转换处理。

附图说明

图1是示出作为本实施方式的校正参数生成方法的对象的姿势检测装置的结构的一例的图。

图2是本实施方式的姿势检测装置的立体图。

图3是示出包含在角速度传感器中的振子的一例的平面图。

图4是用于说明包含在角速度传感器中的振子的动作的图。

图5是用于说明包含在角速度传感器中的振子的动作的图。

图6是示出包含在角速度传感器中的驱动电路以及检测电路的结构的一例的图。

图7A是用于说明传感器的安装角误差的图。

图7B是用于说明传感器的安装角误差的图。

图7C是用于说明传感器的安装角误差的图。

图8是示出本实施方式的用于生成校正参数的装置的结构的图。

图9是示出本实施方式的校正参数生成步骤的一例的流程图。

图10A是用于说明本实施方式的校正参数生成步骤的图。

图10B是用于说明本实施方式的校正参数生成步骤的图。

图10C是用于说明本实施方式的校正参数生成步骤的图。

图11是示出本实施方式的姿势检测装置的结构的图。

图12是示出本实施方式的姿势检测装置的另一结构的图。

图13A是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

图13B是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

图13C是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

图14A是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

图14B是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

图14C是用于说明现有的校正参数生成方法的图。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式不对权利要求书所记载的本发明的内容进行不合理的限定。另外，以下说明的结构并非都是本发明的必要技术特征。

此外，在以下的说明中，本发明的第1轴、第2轴、第3轴分别对应于X轴、Y轴、Z轴，但本发明的第1轴、第2轴、第3轴与X轴、Y轴、Z轴之间的对应关系不限于此，可以为任意的对应关系。

1.姿势检测装置

1-1.姿势检测装置的结构

图1是示出作为本实施方式的校正参数生成方法的对象的姿势检测装置的结构的一例的图。

如图1所示，本实施方式中的姿势检测装置1构成为包含角速度传感器模块2和加速度传感器模块3，该角速度传感器模块2对绕X轴、Y轴、Z轴的角速度进行检测，该加速度传感器模块3对X轴、Y轴、Z轴方向的加速度进行检测。

角速度传感器模块2包含分别对绕X轴、Y轴、Z轴的角速度进行检测的X轴角速度传感器10a、Y轴角速度传感器10b、Z轴角速度传感器10c。

X轴角速度传感器10a包含振子11a、使振子11a振动的驱动电路20a以及产生角速度检测信号38a的检测电路30a，振子11a的驱动电极12a、13a与驱动电路20a连接，振子11a的检测电极14a、15a与检测电路30a连接。

同样，Y轴角速度传感器10b包含：振子11b、使振子11b振动的驱动电路20b、产生角速度检测信号38b的检测电路30b，振子11b的驱动电极12b、13b与驱动电路20b连接，振子11b的检测电极14b、15b与检测电路30b连接。

同样，Z轴角速度传感器10c包含振子11c、使振子11c振动而进行驱动的驱动电路20c以及产生角速度检测信号38c的检测电路30c，振子11c的驱动电极12c、13c与驱动电路20c连接，振子11c的检测电极14c、15c与检测电路30c连接。

加速度传感器模块3包含分别对X轴、Y轴、Z轴方向的加速度进行检测的X轴加速度传感器50a、Y轴加速度传感器50b和Z轴加速度传感器50c。

X轴加速度传感器50a包含振子51a、使振子51a振动的驱动电路60a以及生成加速度检测信号78a的检测电路70a，振子51a的驱动电极52a、53a与驱动电路60a连接，振子51a的检测电极54a、55a与检测电路70a连接。

同样，Y轴加速度传感器50b包含振子51b、使振子51b振动的驱动电路60b以及产生加速度检测信号78b的检测电路70b，振子51b的驱动电极52b、53b与驱动电路60b连接，振子51b的检测电极54b、55b与检测电路70b连接。

同样，Z轴加速度传感器50c包含振子51c、使振子51c振动的驱动电路60c以及产生加速度检测信号78c的检测电路70c，振子51c的驱动电极52c、53c与驱动电路60c连接，振子51c的检测电极54c、55c与检测电路70c连接。

此外，角速度传感器10a、10b、10c分别作为本发明的第1传感器、第2传感器以及第3传感器发挥功能。同样，加速度传感器50a、50b、50c分别作为本发明的第1传感器、第2传感器以及第3传感器发挥功能。

图2是本实施方式的姿势检测装置的立体图。

如图2所示，在姿势检测装置1中，角速度传感器模块2以及加速度传感器模块3分别形成为立方体(广义上为长方体。以下相同。)的形状，并收纳于长方体形状的封装4中。

以姿势检测装置1为基准来确定X轴、Y轴、Z轴。例如，在构成姿势检测装置1的封装4是长方体形状的情况下，可以将与封装4的正交的3个面5a、5b、5c垂直的轴分别设为X轴、Y轴、Z轴。另外，可任意地确定X轴、Y轴、Z轴的正方向，在本实施方式中，将图2所示的箭头的尖所朝向的方向设为各轴的正方向。

1-2.角速度传感器模块

如图2所示，在角速度传感器模块2中，角速度传感器10a、10b、10c以检测轴分别与X轴、Y轴、Z轴大致平行的方式安装在绝缘基板80上，振子11a、11b、11c分别被收容于封装82a、82b、82c内。封装82a、82b、82c的周围被树脂铸模件覆盖。

封装82a由封装主体84a和盖体86a构成、封装82b由封装主体84b和盖体86b构成、封装82c由封装主体84c与盖体86c构成。封装主体84a、84b、84c通过层叠多个陶瓷片并进行烧结，而形成为长方体的箱状。盖体86a、86b、86c由玻璃板、金属板及陶瓷片等形成，经由金属焊料、低融点玻璃等接合材料，对分别收容有振子11a、11b、11c的封装主体84a、84b、84c的上表面开口部进行真空密封。振子11a、11b、11c通过形成在绝缘基板80上的布线图案(未图示)分别与驱动电路20a、20b、20c及检测电路30a、30b、30c连接。

驱动电路20a与检测电路30a、驱动电路20b与检测电路30b、驱动电路20c与检测电路30c可被IC化为3个芯片并分别收容于封装82a、82b、82c内。另外，驱动电路20a、20b、20c、检测电路30a、30b、30c也可以被IC化为1个芯片并配置在绝缘基板80上。

此外，在图2中省略图示的是，来自检测电路30a、30b、30c的各检测信号38a、38b、38c经由外部输出端子(未图示)输出至姿势检测装置1的外部。

图3是示出包含在角速度传感器中的振子的一例的平面图。分别包含在角速度传感器10a、10b、10c中的振子11a、11b、11c均是相同的构造，所以在图3中仅图示了振子11a的构造。此外，图3中的X轴、Y轴、Z轴表示石英轴，与图2中的X轴、Y轴、Z轴没有关系。

振子11a由石英等压电材料的薄板形成，驱动振动臂41a(广义上为驱动用振动片)从驱动用基部44a起在石英的Y轴方向上延伸。在驱动振动臂41a的侧面以及上表面分别形成有驱动电极12a以及13a。如图1所示，驱动电极12a、13a与驱动电路20a连接。

驱动用基部44a经由在石英的X轴方向上延伸的连结臂45a与检测用基部47a连接。检测振动臂42a(广义上为检测振动片)从检测用基部47a起在石英的Y轴方向上延伸。在检测振动臂42a的上表面形成有检测电极14a以及15a，在检测振动臂42a的侧面形成有电极16a。如图1所示，检测电极14a、15a与驱动电路20a连接。另外，电极16a接地。

当对驱动振动臂41a的驱动电极12a与驱动电极13a之间提供由交变电压/交变电流构成的驱动信号时，如图4所示，驱动振动臂41a由于压电效应而像箭头B那样进行弯曲振动。

这里，如图5所示，当振子11a进行以石英的Z轴为旋转轴的旋转运动时，驱动振动臂41a在与箭头B的弯曲振动方向和石英的Z轴双方均垂直的方向上获得科里奥利力。结果，连结臂45a进行如箭头C所示的振动。并且，检测振动臂42a与连结臂45a的振动(箭头C)联动，与连结臂45a进行如箭头D这样的弯曲振动。

并且，由于基于这些弯曲振动而产生的逆压电效应，在检测振动臂42a的检测电极14a、15a与电极16a之间，分别产生逆向的交变电压/交变电流。如以上这样，振子11a将石英的Z轴作为检测轴，检测基于科里奥利力的角速度分量，并经由检测电极14a、15a输出检测信号。

此外，在图3的结构中，为了使振子11a的平衡性良好，将检测用基部47a配置在中央，并使检测振动臂42a从检测用基部47a起在+Y轴和-Y轴这两个方向上延伸。此外，使连结臂45a从检测用基部47a起在+X轴和-X轴这两个方向上延伸，使驱动振动臂41a从各个连结臂45a起在+Y轴和-Y轴这两个方向上延伸。

另外，使驱动振动臂41a的末端成为宽度扩展的宽度扩展部43a，进而通过施重来增加科里奥利力。另外，通过施重效应，能够利用短的振动臂来获得期望的谐振频率。基于相同的原因，使检测振动臂42a的末端成为宽度扩展的宽度扩展部46a，进而进行施重。

此外，振子11a不限于上述结构，只要是输出包含基于科里奥利力的角速度分量的检测信号的振子即可。例如，可以是兼任驱动振动臂和检测振动臂的结构，另外，也可以是在驱动振动臂及检测振动臂上形成有压电膜的结构。

图6是示出包含在角速度传感器中的驱动电路以及检测电路的结构的一例的图。驱动电路20a、20b、20c均为相同的结构，检测电路30a、30b、30c均为相同的结构，所以在图3中仅图示了驱动电路20a以及检测电路30a的结构。

如图6所示，驱动电路20a构成为包含电流电压转换器(I/V转换器)21a、AC放大器22a、自动增益控制电路(AGC)23a和比较器24a。

当振子11a振动时，从驱动电极13a输出基于压电效应的交流电流作为反馈信号，并输入至电流电压转换器(I/V转换器)21a。电流电压转换器(I/V转换器)21a将输入的交流电流转换成与振子11a的振动频率相同频率的交流电压信号后进行输出。

从电流电压转换器(I/V转换器)21a输出的交流电压信号输入至AC放大器22a。AC放大器a对所输入的交流电压信号进行放大而输出。

从AC放大器22a输出的交流电压信号输入至自动增益控制电路(AGC)23a。自动增益控制电路(AGC)23a控制增益，使得所输入的交流电压信号的振幅保持为恒定值，将增益控制后的交流电压信号输出至振子11a的驱动电极12a。振子11a根据输入至该驱动电极12a的交流电压信号进行振动。

由AC放大器22a放大后的交流电压信号输入至比较器24a，向检测电路30a的同步检波电路35a输出方波电压信号，该方波电压信号将交流电压信号的振幅中心作为基准电压，根据交流电压信号与基准电压信号的比较结果切换输出电平。

如图6所示，检测电路30a构成为包含电荷放大器31a、32a、差动放大器33a、AC放大器34a、同步检波电路35a、DC放大器36a以及积分电路(LPF：低通滤波器)37a。

经由检测电极12a、13a向电荷放大器31a、32a输入由振子11a检测出的相位彼此相反的检测信号(交流电流)。并且，电荷放大器31a、32a将所输入的检测信号(交流电流)转换成以基准电压为中心的交流电压信号。

差动放大器33a对电荷放大器31a的输出信号与电荷放大器32a的输出信号进行差动放大。差动放大器33a的输出信号还被AC放大器34a进行放大。

同步检波电路35a根据比较器24a输出的方波电压信号，对AC放大器34a的输出信号进行同步检波，由此提取角速度分量。同步检波电路35a例如可构成为如下的开关电路：在方波电压信号的电平高于基准电压时，该开关电路直接输出AC放大器34a的输出信号，在方波电压信号的电平低于基准电压时，该开关电路使AC放大器34a的输出信号相对于基准电压反转而输出。

由同步检波电路35a提取出的角速度分量信号被DC放大器36a放大后输入至积分电路(LPF)37a。

积分电路(LPF)37a对DC放大器35a的输出信号中的高频分量进行衰减而提取直流分量，由此产生角速度检测信号38a而输出至外部。

1-3.加速度传感器模块

如图2所示，加速度传感器模块3具有：基座90、镇物(weight)100、3个加速度传感器50a、50b、50c。此外在图2中，图1所示的驱动电路60a、60b、60c以及检测电路70a、70b、70c省略了图示，它们被配置在封装4中的恰当位置处，来自检测电路70a、70b、70c的各检测信号78a、78b、78c经由外部输出端子(未图示)输出至姿势检测装置1的外部。

基座90以3个正方形的壁部相互垂直的方式而形成，从而构成立方形，并且具有与X轴、Y轴、Z轴方向相互垂直的3个安装面91、92、93。镇物100由具有规定质量的立方体构成，具有相互垂直的3个接合面101、102、103。基座90以及镇物100例如采用铝合金等恰当的材料形成。

在本实施方式中，加速度传感器50a、50b、50c构成为分别包含由石英等压电材料的薄板形成的双音叉型振子51a、51b、51c。

关于振子51a、51b、51c，以检测轴分别与X轴、Y轴、Z轴大致平行的方式，将一方的基端部56a、56b、56c分别安装在基座90的元件安装面91、92、93上，并垂直地支承在基座90的各壁部上。振子51a、51b、51c的另一方的基端部57a、57b、57c分别接合于与元件安装面91、92、93对应的镇物100的元件接合面101～103。由此，镇物100从X轴、Y轴、Z轴方向，被振子51a、51b、51c支承成悬置的状态。

在振子51a的2个驱动振动臂58a的上下主面以及两侧面上，设置有驱动电极52a、53a(省略图示)，当利用驱动电路60a在驱动电极52a、53a之间施加了规定的交流电压时，2个驱动振动臂58a以规定的频率在彼此相反的方向(即接近或相离的方向)上进行弯曲振动。

在振子51a以规定的频率振动的状态下，当加速度传感器模块3受外力作用而对镇物100施加了X轴方向的加速度时，与该加速度的大小以及方向对应地，对振子51a作用在长边方向(即，X轴方向)上压缩或拉伸的力。振子51a的频率以如下方式变化：在作用压缩力时频率减小，在作用拉伸力时频率增加。因此，利用检测电路70a检测振子51a的频率变化量，根据频率的变化量计算在X轴方向上作用的负荷，由此可计算出对镇物100作用的X轴方向的加速度的大小及方向。

振子51b、51c的构造与振子51a的构造相同，可以按照同样的方式计算Y轴和Z轴方向的加速度的大小及方向。

此外，驱动电路60a、60b、60c的结构与图6所示的驱动电路20a相同，另外，检测电路70a、70b、70c的结构可以与检测频率变化量的已有电路相同，所以省略其说明。

2.校正参数生成方法

2-1.传感器安装角误差

在理想状态下，角速度传感器10a、10b、10c被安装成检测轴分别与X轴、Y轴、Z轴精确地平行。同样，在理想状态下，加速度传感器50a、50b、50c被安装成检测轴分别与X轴、Y轴、Z轴精确地平行。但是，从成本角度来看，很难这样精确地安装角速度传感器10a、10b、10c以及加速度传感器50a、50b、50c。因此，实际上如图7A所示，X轴角速度传感器10a被安装成检测轴与绕Y轴旋转微小角Δθ_2x、绕Z轴旋转微小角Δθ_3x的X’轴平行。同样，实际上如图7B所示，Y轴角速度传感器10b被安装成检测轴与绕Z轴旋转微小角Δθ_3y、绕X轴旋转微小角Δθ_1y的Y’轴平行，且实际上如图7C所示，Z轴角速度传感器10c被安装成检测轴与绕X轴旋转微小角Δθ_1z、绕Y轴旋转微小角Δθ_2z的Z’轴平行。即，X轴角速度传感器10a的绕Y轴的安装角误差以及绕Z轴的安装角误差分别是Δθ_2x、Δθ_3x，Y轴角速度传感器10b的绕Z轴的安装角误差以及绕X轴的安装角误差分别是Δθ_3y、Δθ_1y，Z轴角速度传感器10c的绕X轴的安装角误差以及绕Y轴的安装角误差分别是Δθ_3z、Δθ_1z。

加速度传感器50a、50b、50c也同样存在安装角误差。因此，角速度传感器10a、10b、10c、加速度传感器50a、50b、50c的各检测值偏离理想值。

2-2.数学方面的考察

现有的校正式(1)、校正式(2)中的函数矩阵式(雅可比矩阵式)不是直接反映传感器的安装角误差的校正参数，另外，在校正式(1)、校正式(2)中，以上次检测值为基础使用函数矩阵式(雅可比矩阵式)来类推本次的检测值，所以当对检测值实施某种映射时，无法获得校正值。因此，校正式(1)、校正式(2)在提高校正精度方面存在极限。因此，以下，从数学方面考察精度更高的校正。

利用式(3)给出在3维欧几里德空间中绕X轴、Y轴、Z轴分别实施角度θ旋转的旋转矩阵T1、T2、T3。

[式3]

$T_1\left(\theta \right)=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos \theta & \sin \theta \\ 0& -\sin \theta & \cos \theta \end{array}\right),T_2\left(\theta \right)=\left(\begin{array}{ccc}\cos \theta & 0& -\sin \theta \\ 0& 1& 0\\ \sin \theta & 0& \cos \theta \end{array}\right),T_3\left(\theta \right)=\left(\begin{array}{ccc}\cos \theta & \sin \theta & 0\\ -\sin \theta & \cos \theta & 0\\ 0& 0& 1\end{array}\right)···\left(3\right)$

并且，可利用旋转矩阵T1、T2、T3之积的组合来表示3维欧几里德空间中的任意旋转。例如，利用式(4)给出通过绕Z轴旋转角度θ₃、绕Y轴旋转角度θ₂、绕X轴旋转角度θ₁而将XYZ坐标系转换成X’Y’Z’坐标系的矩阵T_δ。以下，将T_δ称为“转换矩阵”。

[式4]

T_δ＝T₁(θ₁)T₂(θ₂)T₃(θ₃)…(4)

假设如下情况：在将3个角速度传感器10a、10b、10c安装成检测轴分别与X轴、Y轴、Z轴平行时，由于安装角误差，所以实际上安装成检测轴分别与X’轴、Y’轴、Z’轴平行。在该情况下，在角速度传感器10a、10b、10c的各检测值G_x’、G_y’、G_z’与理想值G_x、G_y、G_z之间，基于转换矩阵T_δ的关系式(5)成立。

[式5]

$\left(\begin{array}{c}{G_x}^{\prime }\\ {G_y}^{\prime }\\ {G_z}^{\prime }\end{array}\right)=T_{\delta }\left(\begin{array}{c}{G}_x\\ G_y\\ G_z\end{array}\right)=T_1\left({\theta }_1\right)T_2\left({\theta }_2\right)T_3\left({\theta }_3\right)\left(\begin{array}{c}{G}_x\\ G_y\\ G_z\end{array}\right)···\left(5\right)$

因此，可以利用下面的式(6)，根据角速度传感器10a、10b、10c的各检测值G_x’、G_y’、G_z’来计算理想值Gx、Gy、Gz。

[式6]

$\left(\begin{array}{c}{G}_x\\ G_y\\ G_z\end{array}\right)=T_{\delta }^{-1}\left(\begin{array}{c}{G_x}^{\prime }\\ {G_y}^{\prime }\\ {G_z}^{\prime }\end{array}\right)=T_3^{-1}\left({\theta }_3\right)T_2^{-1}\left({\theta }_2\right)T_1^{-1}\left({\theta }_1\right)\left(\begin{array}{c}{G_x}^{\prime }\\ {G_y}^{\prime }\\ {G_z}^{\prime }\end{array}\right)···\left(6\right)$

即，如果能够利用某种方法获得T_δ^-1，则可利用式(6)将角速度传感器10a、10b、10c的各检测值校正为理想值。以下，将T_δ^-1称作“校正矩阵”。

在能够对角速度传感器10a、10b、10c的安装角进行光学观测的情况下，能够直接导出θ1、θ2、θ3，利用式(3)来计算旋转矩阵T₁、T₂、T₃，并利用其逆矩阵T₁^-1、T₂^-1、T₃^-1来获得校正矩阵T_δ^-1。

另一方面，在不能进行光学观测的情况下，例如以X轴、Y轴、Z轴为中心使角速度传感器10a、10b、10c旋转等，选择在检测值中反映出与X轴、Y轴、Z轴相关的安装角误差的3种输入条件，将与这些输入条件对应的角速度传感器10a、10b、10c的检测值G_x’、G_y’、G_z’以及理想值Gx、Gy、Gz分别代入式(6)而获得3个联立方程式，对这些联立方程式进行求解，由此，能够导出θ1、θ2、θ3。但是，这些联立方程式非常复杂，所以无法简单地导出θ1、θ2、θ3。

另一方面，假设θ是非常小的值，则下面的式(7)成立。

[式7]

$\sin \mathrm{\Delta \theta }\cong \theta ,\cos \mathrm{\Delta \theta }\cong \theta ,1\pm \Delta {\theta }^2\cong 1···\left(7\right)$

因此，如果安装角误差θ1、θ2、θ3是非常小的值，则转换矩阵T_δ可表示为下面的式(8)。

[式8]

$T_{\delta }\equiv T_1\left({\mathrm{\Delta \theta }}_1\right)T_2\left({\mathrm{\Delta \theta }}_2\right)T_3\left({\mathrm{\Delta \theta }}_3\right)\equiv \left(\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\Delta \theta }}_3& -{\mathrm{\Delta \theta }}_2\\ {-\mathrm{\Delta \theta }}_3& 1& {\mathrm{\Delta \theta }}_1\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_2& {-\mathrm{\Delta \theta }}_1& 1\end{array}\right)···\left(8\right)$

因此，如下面的式(9)所示，转换矩阵T_δ可利用作为3个基底矩阵J1、J2、J3的线性和来表示。

[式9]

$T_{\delta }=I+\underset{i=1}{\overset{3}{\Sigma }}{J}_i{\mathrm{\Delta \theta }}_i···\left(9\right)$

$J_1=\left(\begin{array}{ccc}0& 0& 0\\ 0& 0& 1\\ 0& -1& 0\end{array}\right),J_2=\left(\begin{array}{ccc}0& 0& -1\\ 0& 0& 0\\ 1& 0& 0\end{array}\right),J_3=\left(\begin{array}{ccc}0& 1& 0\\ -1& 0& 0\\ 0& 0& 0\end{array}\right)$

如上所述，X轴角速度传感器10a被安装成：绕Y轴旋转微小角Δθ_2x、绕Z轴旋转微小角Δθ_3x后的X’轴成为检测轴。因为绕X轴的安装角误差Δθ_1x＝0，所以根据式(9)，转换矩阵T_δx可表示为下面的式(10)。

[式10]

$T_{\mathrm{\delta x}}=I+J_2{\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}+J_3{\mathrm{\Delta \theta }}_{3x}=\left(\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\Delta \theta }}_{3x}& {-\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}\\ {-\mathrm{\Delta \theta }}_{3x}& 1& 0\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}& 0& 1\end{array}\right)···\left(10\right)$

同样，Y轴角速度传感器10b被安装成：绕X轴旋转微小角Δθ_1y、绕Z轴旋转微小角Δθ_3y后的Y’轴成为检测轴。因为绕Y轴的安装角误差Δθ_2y＝0，所以根据式(9)，转换矩阵T_δy可表示为下面的式(11)。

[式11]

$T_{\mathrm{\delta y}}=I+J_1{\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}+J_3{\mathrm{\Delta \theta }}_{3y}=\left(\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\Delta \theta }}_{3y}& 0\\ {-\mathrm{\Delta \theta }}_{3y}& 1& {\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}\\ 0& {\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}& 1\end{array}\right)···\left(11\right)$

同样，Z轴角速度传感器10c被安装成：绕X轴旋转微小角Δθ_1z、绕Y轴旋转微小角Δθ_2z的Z’轴成为检测轴。因为绕Z轴的安装角误差Δθ_3z＝0，所以根据式(9)，转换矩阵T_δz可表示为下面的式(12)。

[式12]

$T_{\mathrm{\delta z}}=I+J_1{\mathrm{\Delta \theta }}_{1x}+J_2{\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& {-\mathrm{\Delta \theta }}_{2z}\\ 0& 1& {\mathrm{\Delta \theta }}_{1z}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{2z}& {-\mathrm{\Delta \theta }}_{1z}& 1\end{array}\right)···\left(12\right)$

根据式(10)、(11)、(12)，如果能利用某种方法获得Δθ_2x、Δθ_3x、Δθ_1y、Δθ_3y、Δθ_1z、Δθ_2z，则能够计算出转换矩阵T_δx、T_δy、T_δz。并且，如果计算出转换矩阵T_δx、T_δy、T_δz的逆矩阵，则能够生成校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1。这样，通过下面的式(13)，能够将X轴角速度传感器10a、Y轴角速度传感器10b、Z轴角速度传感器10c的各检测值G_x’、G_y’、G_z’分别校正成理想值G_x、G_y、G_z。

[式13]

$\left(\begin{array}{c}{G}_x\\ G_y\\ G_z\end{array}\right)={T_{\mathrm{\delta x}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}{G_x}^{\prime }\\ 0\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\delta y}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ {G_y}^{\prime }\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\delta z}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ {G_z}^{\prime }\end{array}\right)···\left(13\right)$

校正式(13)中的校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1直接反映了角速度传感器10a、10b、10c的各安装角误差Δθ_2x、Δθ_3x、Δθ_1y、Δθ_3y、Δθ_1z、Δθ_2z。另外，根据校正式(13)，不需要上次的检测值，而只要获得本次的检测值G_x’、G_y’、G_z’就能直接计算校正值(理想值)G_x、G_y、G_z。因此，根据校正式(13)，能够实现校正精度的提高以及校正计算处理的高速化。

此外，校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1分别相当于本发明的第1校正矩阵、第2校正矩阵以及第3校正矩阵。

接着，说明用于获得Δθ_2x、Δθ_3x、Δθ_1y、Δθ_3y、Δθ_1z、Δθ_2z的方法。

如果存在以下关系，则根据式(10)，下面的式(14)成立，该关系是：在使X轴角速度传感器10a绕X轴移动角度Δθ_xx、绕Y轴移动角度Δθ_xy、绕Z轴移动角度Δθ_xz时，能够获得表示绕X’轴移动角度Δθ_xx’、绕Y’轴移动角度Δθ_xy’、绕Z’轴移动角度Δθ_xz’的检测值。

[式14]

$T_{\mathrm{\delta x}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xx}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xy}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xx}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{3x}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xy}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xz}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xy}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{3x}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xx}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xz}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{2x}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{xx}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{xx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{xy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{xz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(14\right)$

同样，如果存在以下关系，则根据式(11)，如下的式(15)成立，该关系是：在使Y轴角速度传感器10b绕X轴移动角度Δθ_yx、绕Y轴移动角度Δθ_yy、绕Z轴移动角度Δθ_yz时，能够获得表示绕X’轴移动角度Δθ_yx’、绕Y’轴移动角度Δθ_yy’、绕Z’轴移动角度Δθ_yz’的检测值。

[式15]

$T_{\mathrm{\delta y}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yx}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yy}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yx}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{3y}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yy}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yy}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{3y}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yx}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yz}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{yy}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{yx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{yy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{yz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(15\right)$

同样，如果存在以下关系，则根据式(12)，如下的式(16)成立，该关系是：在使Z轴角速度传感器10c绕X轴移动角度Δθ_zx、绕Y轴移动角度Δθ_zy、绕Z轴移动角度Δθ_zz时，能够获得表示绕X’轴移动角度Δθ_zx’、绕Y’轴移动角度Δθ_zy’、绕Z’轴移动角度Δθ_zz’的检测值。

[式16]

$T_{\mathrm{\delta z}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zx}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zy}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zx}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{2z}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zz}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zy}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{1z}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zz}}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zz}}+{\mathrm{\Delta \theta }}_{2z}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zx}}-{\mathrm{\Delta \theta }}_{1z}{\mathrm{\Delta \theta }}_{\mathrm{zy}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{zx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{zy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{{\mathrm{zz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(16\right)$

首先，在姿势检测装置1未绕Y轴和Z轴旋转而仅绕X轴旋转了角度Δθ_x时，在式(15)中Δθ_yx＝Δθ_x、Δθ_yy＝0、Δθ_yz＝0，所以Δθ_yx’＝Δθ_x、Δθ_yz’＝0，并且能够获得以下的关系式(17)。

[式17]

Δθ_yy′＝-Δθ_3yΔθ_x…(17)

通过对Y轴角速度传感器10b的检测值(绕Y’轴的角速度)乘以规定时间，能够获得Δθ_yy’所以通过将Δθ_yy’和Δθ_x代入式(17)，能够获得Δθ_3y。

同样，在式(16)中Δθ_zx＝Δθ_x、Δθ_zy＝0、Δθ_zz＝0，所以Δθ_zx’＝Δθ_x、Δθ_zy’＝0，并且能够获得以下的关系式(18)。

[式18]

Δθ_xx′＝Δθ_3xΔθ_y…(19)

通过对Z轴角速度传感器10c的检测值(绕Z’轴的角速度)乘以规定时间，能够获得Δθ_zz’，所以，通过将Δθ_zz’和Δθ_x代入式(18)，能够获得Δθ_2z。

接着，在姿势检测装置1未绕X轴和Z轴旋转而仅绕Y轴旋转了角度Δθ_y时，在式(14)中Δθ_xx＝0、Δθ_xy＝Δθ_y、Δθ_xz＝0，所以Δθ_xy’＝Δθ_y、Δθ_xz’＝0，并且能够获得以下的关系式(19)。

[式19]

Δθ_xx′＝Δθ_3xΔθ_y…(19)

通过对X轴角速度传感器10a的检测值(绕X’轴的角速度)乘以规定时间，能够获得Δθ_xx’，所以，通过将Δθ_xx’和Δθ_y代入式(19)，能够获得Δθ_3x。

同样，在式(16)中Δθ_zx＝0、Δθ_zy＝Δθ_y、Δθ_zz＝0，所以Δθ_zx’＝0、Δθ_zy’＝Δθ_y并且能够获得以下的关系式(20)。

[式20]

Δθ_zz′＝-Δθ_1zΔθ_y…(20)

通过对Z轴角速度传感器10c的检测值(绕Z’轴的角速度)乘以规定时间，能够获得Δθ_zz’，所以，通过将Δθ_zz’和Δθ_y代入式(20)，能够获得Δθ_1z。

最后，在姿势检测装置1未绕X轴和Y轴旋转而仅绕Z轴旋转了角度Δθ_z时，在式(14)中Δθ_xx＝0、Δθ_xy＝0、Δθ_xz＝Δθ_z，所以Δθ_xy’＝0、Δθ_xz’＝Δθ_z，并且能够获得以下的关系式(21)。

[式21]

Δθ_xx′＝-Δθ_2xΔθ_z…(21)

通过对X轴角速度传感器10a的检测值(绕X’轴的角速度)乘以规定时间，能够获得Δθ_xx’，所以，通过将Δθ_xx’和Δθ_z代入式(21)，能够获得Δθ_2x。

同样，在式(15)中Δθ_yx＝0、Δθ_yy＝0、Δθ_yz＝Δθ_z，所以Δθ_yx’＝0、Δθ_yz’＝Δθz，并且能够获得以下的关系式(22)。

[式22]

Δθ_yy′＝Δθ_1yΔθ_z…(22)

通过对Y轴角速度传感器10b的检测值(绕Y’轴的角度)乘以规定时间，能够获得Δθ_yy’，所以，通过将Δθ_yy’和Δθ_z代入式(22)，能够获得Δθ_1y。

如果将根据如上获得的Δθ_2x、Δθ_3x、Δθ_1y、Δθ_3y、Δθ_1z、Δθ_2z计算出的逆矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1代入式(13)，则能够将角速度传感器10a、10b、10c的各检测值G_x’、G_y’、G_z’分别校正为理想值Gx、Gy、Gz。

此外，实际上，式(13)的校正计算是由CPU或专用电路以数字值的方式进行的。因此，利用下面的式(23)，将对角速度传感器10a、10b、10c的检测值G_x’、G_y’、G_z’的A/D转换值乘以A/D转换的采样周期Δt而获得的绕X’轴、Y’轴、Z’轴的微小旋转角Δθ_x’、Δθ_y’、Δθ_z’，校正成绕X轴、Y轴、Z轴的微小旋转角Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z。

[式23]

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_x\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_y\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_z\end{array}\right)={T_{\mathrm{\delta x}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta \theta }}_{x^{\prime }}\\ 0\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\delta y}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{y^{\prime }}\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\delta z}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ {\mathrm{\Delta \theta }}_{z^{\prime }}\end{array}\right)···\left(23\right)$

在X轴加速度传感器50a、Y轴加速度传感器50b、Z轴加速度传感器50c的各检测值的校正中，同样的理论也成立。

X轴加速度传感器50a被安装成绕Y轴旋转微小角绕Z轴旋转微小角后的X’轴成为检测轴(为安装角误差)，转换矩阵T_γx如下面的式(24)所示。

[式24]

$T_{\mathrm{\gamma x}}=I+J_2{\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}+J_3{\mathrm{\Delta \phi }}_{3x}=\left(\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\Delta \phi }}_{3x}& {-\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}\\ {-\mathrm{\Delta \phi }}_{3x}& 1& 0\\ {\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}& 0& 1\end{array}\right)···\left(24\right)$

同样，Y轴加速度传感器50b被安装成绕X轴旋转微小角绕Z轴旋转微小角后的Y’轴成为检测轴(为安装角误差)，转换矩阵T_γy如下面的式(25)所示。

[式25]

$T_{\mathrm{\gamma y}}=I+J_1{\mathrm{\Delta \phi }}_{1y}+J_3{\mathrm{\Delta \phi }}_{3y}=\left(\begin{array}{ccc}1& {\mathrm{\Delta \phi }}_{3y}& 0\\ {-\mathrm{\Delta \phi }}_{3y}& 1& {\mathrm{\Delta \theta }}_{1y}\\ 0& {-\mathrm{\Delta \theta \phi }}_{1y}& 1\end{array}\right)···\left(25\right)$

同样，Z轴加速度传感器50c被安装成绕X轴旋转微小角绕Y轴旋转微小角后的Z’轴成为检测轴(为安装角误差)，转换矩阵T_γz如下面的式(26)所示。

[式26]

$T_{\mathrm{\gamma z}}=I+J_1{\mathrm{\Delta \phi }}_{1x}+J_2{\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}=\left(\begin{array}{ccc}1& 0& {-\mathrm{\Delta \phi }}_{2z}\\ 0& 1& {\mathrm{\Delta \phi }}_{1z}\\ {\mathrm{\Delta \phi }}_{2z}& {-\mathrm{\Delta \phi }}_{1z}& 1\end{array}\right)···\left(26\right)$

式(24)～式(26)对应于角速度传感器10a、10b、10c中的式(10)～式(12)。

如果存在以下关系，则下面的式(27)成立，该关系是：在使X轴加速度传感器50a在X轴方向上以速度Δv_xx移动、在Y轴方向上以速度Δv_xy移动、在Z轴方向上以速度Δv_xz移动时，能够获得表示在X’轴方向上以速度Δv_xx’移动、在Y’轴方向上以速度Δv_xy’移动、在Z’轴方向上以速度Δv_xz’移动的检测值。

[式27]

$T_{\mathrm{\gamma x}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xx}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xy}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xx}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{3x}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xy}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xz}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xy}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{3x}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xx}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xz}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{2x}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{xx}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{xx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{xy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{xz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(27\right)$

如果存在以下关系，则下面的式(28)成立，该关系是：在使Y轴加速度传感器50b在X轴方向上以速度Δv_yx移动、在Y轴方向上以速度Δv_yy移动、在Z轴方向上以速度Δv_yz移动时，能够获得表示在X’轴方向上以速度Δv_yx’移动、在Y’轴方向上以速度Δv_yy’移动、在Z’轴方向上以速度Δv_yz’移动的检测值。

[式28]

$T_{\mathrm{\gamma y}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yx}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yy}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yx}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{3y}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yy}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yy}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{3y}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yx}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{1y}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yz}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yz}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{1y}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{yy}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{yx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{yy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{yz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(28\right)$

如果存在以下关系，则下面的式(29)成立，该关系是：在使Z轴加速度传感器50c在X轴方向上以速度Δv_zx移动、在Y轴方向上以速度Δv_zy移动、在Z轴方向上以速度Δv_zz移动时，能够获得表示在X’轴方向上以速度Δv_zx’移动、在Y’轴方向上以速度Δv_zy’移动、在Z’轴方向上以速度Δv_zz’移动的检测值。

[式29]

$T_{\mathrm{\gamma z}}\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zx}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zy}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zz}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zx}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{2z}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zz}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zy}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{1z}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zz}}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zz}}+{\mathrm{\Delta \phi }}_{2z}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zx}}-{\mathrm{\Delta \phi }}_{1z}{\mathrm{\Delta v}}_{\mathrm{zy}}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{zx}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{zy}}^{\prime }}\\ {\mathrm{\Delta v}}_{{\mathrm{zz}}^{\prime }}\end{array}\right)···\left(29\right)$

式(27)～式(29)对应于角速度传感器10a、10b、10c中的式(14)～式(16)。并且，利用与角速度传感器10a、10b、10c的式(17)～式(22)的导出相同的方法，获得以下的式(30)～(35)。

[式30]

Δv_yy′＝-Δφ_3yΔv_x…(30)

[式31]

Δv_zz′＝Δφ_2zΔv_x…(31)

[式32]

Δv_xx′＝Δφ_3xΔv_y…(32)

[式33]

Δv_zz′＝-Δφ_1zΔv_y…(33)

[式34]

Δv_xx′＝-Δφ_2xΔv_z…(34)

[式35]

Δv_yy′＝Δφ_1yΔv_z…(35)

并且，如果将根据计算出的逆矩阵T_γx^-1、T_γy^-1、T_γz^-1代入下面的式(36)，则能够将加速度传感器50a、50b、50c的各检测值A_x’、A_y’、A_z’分别校正为理想值A_x、A_y、A_z。此外，式(36)对应于角速度传感器10a、10b、10c中的式(13)。

[式36]

$\left(\begin{array}{c}{A}_x\\ A_y\\ A_z\end{array}\right)={T_{\mathrm{\gamma x}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}{A_x}^{\prime }\\ 0\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\gamma y}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ {A_y}^{\prime }\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\gamma z}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ {A_z}^{\prime }\end{array}\right)···\left(36\right)$

此外，实际上，式(36)的校正计算是由CPU或专用电路以数字值的方式进行的。因此，利用下面的式(37)将对加速度传感器50a、50b、50c的检测值A_x’、A_y’、A_z’的A/D转换值乘以A/D转换的采样周期Δt所获得的X’轴、Y’轴、Z’轴方向的微小速度Δv_x’、Δv_y’、Δv_z’，校正成X轴、Y轴、Z轴方向的微小速度Δv_x、Δv_y、Δv_z。

[式37]

$\left(\begin{array}{c}{\mathrm{\Delta v}}_x\\ {\mathrm{\Delta v}}_y\\ {\mathrm{\Delta v}}_z\end{array}\right)={T_{\mathrm{\gamma x}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}{{\mathrm{\Delta v}}_x}^{\prime }\\ 0\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\gamma y}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ {{\mathrm{\Delta v}}_y}^{\prime }\\ 0\end{array}\right)+{T_{\mathrm{\gamma z}}}^{-1}\left(\begin{array}{c}0\\ 0\\ {{\mathrm{\Delta v}}_z}^{\prime }\end{array}\right)···\left(37\right)$

2-3.用于生成校正参数的装置

图8是示出本实施方式的用于生成校正参数的装置的结构的图。

用于生成校正参数的装置200用于生成将检测值校正为理想值的校正参数(校正矩阵)，该检测值包含由姿势检测装置1中包含的各传感器的安装角误差引起的误差。

用于生成校正参数的装置200由立方体夹具210、插座220、旋转板230、旋转电动机240、支承台250和电缆260等构成。

立方体夹具210由金属等材料成型为立方体形状(可以是长方体形状)，以使3个表面211、212、213相互垂直的方式精确地进行了倒角，在表面211上固定有插座220。立方体夹具210的3个表面211、212、213分别相当于本发明的夹具的第1面、第2面以及第3面。

插座220由插座主体222和可开闭的盖体224构成，插座主体220能够以规定的朝向无间隙地收容姿势检测装置1。

立方体夹具210可通过将姿势检测装置1设置在插座220上，由此以X轴、Y轴以及Z轴分别与表面212、213以及211垂直的方式固定姿势检测装置1。另外，在与立方体夹具210的表面211、212、213一一相对的3个表面214、215、216上，分别设置有固定配件(未图示)。

旋转板230的上表面231的凹凸小到可以忽视的程度，在上表面231上设置有固定配件(未图示)，通过使立方体夹具210的某个固定配件与旋转板230的固定配件接合，由此，能够将立法体夹具210的表面214、215、216的任意一个固定于上表面231。

另外，旋转板230可调整斜率，在设置了数据校正装置200的状态下，严格地调整成使得旋转板230的上表面231处于水平。

旋转电动机240安装在支承台250上，且可以将垂直方向作为轴以规定范围的角速度顺时针或逆时针地旋转。

电缆260与旋转电动机240的控制电路(未图示)连接。电缆260与个人计算机等控制装置(未图示)连接，并可利用GPIB(General Purpose Interface Bus：通用总线接口)等接口来调整旋转电动机250的旋转速度。

此外，旋转电动机240作为本发明的旋转控制部发挥功能。

根据本实施方式，由于采用了立方体夹具210和旋转板230，从而不需要图13A等所示的旋转臂530，所以能够提供更小型且低成本的用于生成校正参数的装置200。通过采用本实施方式的用于生成校正参数的装置200，如后所述，能够在短时间内简单地取得校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1、T_γx^-1、T_γy^-1、T_γz^-1。

2-4.校正参数生成步骤

接着，采用图8所示的用于生成校正参数的装置200，说明生成校正参数(校正矩阵)的步骤的一例。

图9是示出本实施方式的校正参数生成步骤的一例的流程图。

首先，将旋转板230设置成使得其上表面231处于水平(步骤S10)。

接着，在安装于立方体夹具210的表面211的插座220上，设置姿势检测装置1(步骤S12)。

接着，将立方体夹具210的与表面212相对的表面215固定在旋转板230的上表面231(步骤S14)。由此，用于生成校正参数的装置200如图10A那样放置，立方体夹具210以X轴的正方向为铅直向上的方式固定在旋转板230上。

接着，在旋转板230静止的状态下，取得Y轴加速度传感器50b、Z轴加速度传感器50c的各检测值，利用式(30)、式(31)计算(步骤S16)。具体地说，对加速度传感器50b、50c的各检测值A_y’、A_z’进行采样并进行A/D转换，在由此所得的值上乘以采样周期Δt，计算出所获得的微小速度Δv_y’、Δv_z’。这里，Δv_y’以及Δv_z’分别相当于式(30)中的Δv_yy’以及式(31)中的Δv_zz’。另外，由于是在X轴的负方向上对加速度传感器50b、50c施加了重力加速度g，所以式(30)、式(31)中的Δv_x＝-g×Δt。因此，可利用式(30)、式(31)来计算

接着，使旋转板230以角速度ω_x进行旋转而取得Y轴角速度传感器10b、Z轴角速度传感器10c的各检测值，利用式(17)、式(18)计算Δθ_3y、Δθ_2z(步骤S18)。具体地说，对角速度传感器10b、10c的各检测值G_y’、G_z’进行采样并进行A/D转换，在由此所得的值上乘以采样周期Δt，计算出所获得的微小旋转角Δθ_y’、Δθ_z’。这里，Δθ_y’以及Δθ_z’分别相当于式(17)中的Δθ_yy’以及式(18)中的Δθ_zz’。另外，由于角速度传感器10b、10c绕X轴以角速度ω_x进行旋转，所以式(17)、式(28)中的Δθ_x＝ω_x×Δt。因此，可利用式(17)、式(18)来计算Δθ_3y、Δθ_2z。

接着，将立方体夹具210的与表面213相对的表面216固定在旋转板230的上表面231(步骤S20)。由此，用于生成校正参数的装置200如图10B那样放置，立方体夹具210以Y轴的正方向为铅直向上的方式固定在旋转板230上。

接着，在使旋转板230静止的状态下取得X轴加速度传感器50a、Z轴加速度传感器50c的各检测值，利用式(32)、式(33)计算(步骤S22)。步骤S22中的具体处理与步骤S16相同，所以省略说明。

接着，使旋转板230以角速度ω_y旋转而取得X轴角速度传感器10a、Z轴角速度传感器10c的各检测值，并利用式(19)、式(20)计算Δθ_3x、Δθ_1z(步骤S24)。步骤S24中的具体处理与步骤S18相同，所以省略说明。

接着，将立方体夹具210的与表面211相对的表面214固定在旋转板230的上表面231(步骤S26)。由此，用于生成校正参数的装置200如图10C那样放置，立方体夹具210以Z轴的正方向铅直向上的方式固定在旋转板230上。

接着，在使旋转板230静止的状态下取得X轴加速度传感器50a、Y轴加速度传感器50b的各检测值，利用式(34)、式(35)计算(步骤S28)。步骤S28中的具体处理与步骤S16相同，所以省略说明。

接着，使旋转板230以角速度ω_z旋转而取得X轴角速度传感器10a、Y轴角速度传感器10b的各检测值，利用式(21)、式(22)计算Δθ_2x、Δθ_1y(步骤S30)。步骤S30中的具体处理与步骤S18相同，所以省略说明。

最后，生成校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1、T_γx^-1、T_γy^-1、T_γz^-1(步骤S32)。具体地说，可通过计算转换矩阵T_δx的逆矩阵来生成校正矩阵T_δx^-1，该转换矩阵T_δx是将步骤S24、S30中分别计算出的Δθ_3x、Δθ_2x代入式(10)而获得的。同样，可通过计算转换矩阵T_δy的逆矩阵来生成校正矩阵T_δy^-1，该转换矩阵T_δy是将步骤S18、S30中分别计算出的Δθ_3y、Δθ_1y代入式(11)而获得的。同样，可通过计算转换矩阵T_δz的逆矩阵来生成校正矩阵T_δz^-1，该转换矩阵T_δz是将步骤S18、S24中分别计算出的Δθ_2z、Δθ_1z代入式(12)而获得的。同样，可通过计算转换矩阵T_γx的逆矩阵来生成校正矩阵T_γx^-1，该转换矩阵T_γx是将步骤S22、S28中分别计算出的代入式(24)而获得的。同样，可通过计算转换矩阵T_γy的逆矩阵来生成校正矩阵T_γy^-1，该转换矩阵T_γy是将步骤S16、S28中分别计算出的代入式(25)而获得的。同样，可通过计算转换矩阵T_γz的逆矩阵来生成校正矩阵T_γz^-1，该转换矩阵T_γz是将步骤S16、S22中分别计算出的代入式(26)而获得的。

此外，以上的处理是由与用于生成校正参数的装置200的电缆260连接的个人计算机等进行的。利用本实施方式生成的校正参数例如用于与姿势检测装置1的后级连接的用户侧微型计算机内安装的校正计算处理用的任务中。

根据本实施方式，通过采用立方体夹具210，能够以X轴、Y轴、Z轴与立方体夹具210的各个表面212、表面213、表面211垂直的方式，容易地将姿势检测装置1固定在表面211上。并且，如果以上表面231处于水平的方式设置旋转板230，则仅通过将立方体夹具210的表面215、216、214分别固定到旋转板230的上表面231，就能简单地使得X轴、Y轴、Z轴分别与铅直方向平行。此外，在X轴、Y轴、Z轴分别与铅直方向平行的状态下，通过使旋转板230静止而能够在短时间内简单地取得加速度传感器50a、50b、50c的各检测值，通过使旋转板230旋转而能够在短时间内简单地取得角速度传感器10a、10b、10c的各检测值。

即，只需要最初一次性地将旋转板230设置为使得上表面231处于水平，即可固定旋转板230的旋转方向，所以能够大幅缩短用于取得与X轴、Y轴、Z轴相关的检测值的设置时间。因此，根据本实施方式，能够以更低的成本生成校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1、T_γx^-1、T_γy^-1、T_γz^-1。

此外，在本实施方式中，例如，根据绕Y轴以及Z轴旋转时的X轴角速度传感器10a的检测值，生成X轴角速度传感器10a的校正矩阵T_δx^-1。因此，能生成考虑了与各检测轴对应的安装角误差和其它轴的灵敏度误差双方的校正参数。

使用本实施方式生成的校正参数可以用于组装在以下各种电子设备中的姿势检测装置的检测值校正，所述电子设备包括：进行移动体或机器人的姿势检测和姿势控制的装置、虚拟现实等中使用的头戴式显示器、检测头部姿势角度的追踪器、使用3D游戏手柄等的游戏机、数字照相机、移动电话机、便携式信息终端、汽车导航系统等。

3.带校正功能的姿势检测装置

图11是示出本实施方式的姿势检测装置的结构的图。

带校正功能的姿势检测装置300构成为包含角速度传感器模块2、加速度传感器模块3、抗混滤波器310a、310b、310c、350a、350b、350c、A/D转换320a、320b、320c、360a、360b、360c、校正计算处理部370以及存储部380。

角速度传感器模块2和加速度传感器模块3的结构与图1和图2相同，所以省略其说明。

抗混滤波器310a、310b、310c、350a、350b、350c分别配置在A/D转换电路320a、320b、320c、360a、360b、360c的前级，针对角速度检测信号38a、38b、38c以及加速度检测信号78a、78b、78c，分别通过A/D转换电路320a、320b、320c、360a、360b、360c的采样，预先使折返于DC附近频带的噪声衰减到能忽视的程度。

此外，抗混滤波器310a、310b、310c、360a、360b、360c例如可构成为开关电容滤波器(Switched Capacitor Filter(SCF))。

A/D转换电路320a、320b、320c、360a、360b、360c将通过抗混滤波器310a、310b、310c、350a、350b、350c分别对角速度检测信号38a、38b、38c以及加速度检测信号78a、78b、78c进行了滤波处理后的信号，分别转换为规定位数的角速度检测信号322a、322b、322c以及加速度检测信号362a、362b、362c。A/D转换电路320a、320b、320c、360a、360b、360c作为本发明中的A/D转换处理部发挥功能，可由闪速型(并列比较型)、流水线型、逐次比较型、Δ∑方式等已知的各种类型的AD转换电路构成。

在存储部380中存储有角速度传感器的校正参数382和加速度传感器的校正用参数384。具体地说，校正参数382是校正矩阵T_δx^-1、T_δy^-1、T_δz^-1，校正参数384是校正矩阵T_γx^-1、T_γy^-1、T_γz^-1。

校正计算处理部370根据角速度检测信号322a、322b、322c和校正参数382计算校正式(23)，由此，生成对由角速度传感器10a、10b、10c的安装角误差引起的角速度检测信号38a、38b、38c的误差进行了校正后的角速度检测信号302a、302b、302c。具体地说，校正计算处理部370将对角速度检测信号322a、322b、322c的数字值乘以A/D转换的采样周期Δt所得的值，分别代入校正式(23)的微小旋转角Δθ_x’、Δθ_y’、Δθ_z’来计算微小旋转角Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z，进而生成与微小旋转角Δθ_x、Δθ_y、Δθ_z除以Δt所得的数字值对应的角速度检测信号302a、302b、302c。

同样，校正计算处理部370根据加速度检测信号362a、362b、362c和校正参数384计算校正式(37)，由此，生成对由加速度传感器50a、50b、50c的安装角误差引起的加速度检测信号78a、78b、78c的误差进行了校正后的角速度检测信号304a、304b、304c。具体地说，校正计算处理部370将对加速度检测信号362a、362b、362c的数字值乘以A/D转换的采样周期Δt所得的值，分别代入校正式(37)的微小速度Δv_x’、Δv_y’、Δv_z，来计算微小速度Δv_x、Δv_y、Δv_z，进而生成与微小速度Δv_x、Δv_y、Δv_z除以Δt所得的数字值对应的加速度检测信号304a、304b、304c。

校正计算处理部370可以作为进行校正计算处理的专用电路来实现，还可以通过由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)执行存储在存储部380等中的程序，来实现校正计算处理部370的功能。

图12是示出本实施方式的姿势检测装置的另一结构的图。

在图12中，角速度传感器模块2、加速度传感器模块3、抗混滤波器310a、310b、310c、350a、350b、350c、存储部380的结构与图11相同，所以省略其说明。

多路转换器390按规定周期，以时间分割方式依次选择抗混滤波器310a、310b、310c、350a、350b、350c分别对角速度检测信号38a、38b、38c以及加速度检测信号78a、78b、78c进行滤波处理后的信号。

A/D转换电路320将多路转换器390所选择的信号转换成规定位数的检测信号322。A/D转换电路320以及多路转换器390分别作为本发明的A/D转换处理部以及信号选择处理部发挥功能。

校正计算处理部370按照规定周期对检测信号322进行采样，在检测信号322与角速度检测信号38a、38b、38c对应的情况下，分别生成根据检测信号322和校正参数382计算校正式(23)而进行了校正后的角速度检测信号，作为检测信号322以时间分割的方式进行输出。

同样，在检测信号322与加速度检测信号78a、78b、78c对应的情况下，校正计算处理部370分别生成根据检测信号322和校正参数384计算校正式(37)而进行了校正后的加速度检测信号，作为检测信号322以时间分割的方式进行输出。

此外，在图11、图12所示的姿势检测装置300中，如果设置了可以使校正计算处理部370旁通而向外部输出A/D转换320a等的输出的旁通模式，则可以在设定为旁通模式的状态下采用本实施方式的校正参数生成方法来生成校正参数382、384。即，姿势检测装置300也可以成为本实施方式的校正参数生成方法的适用对象。

根据本实施方式，如上所述，校正计算处理部370根据能实现校正精度的提高以及校正计算处理高速化的校正式(23)和校正式(37)来计算校正值，所以能够实现校正精度更高且校正计算处理更快的姿势检测装置。

另外，根据本实施方式，不需要在与姿势检测装置300的后级连接的用户侧微型计算机中装载校正计算处理，所以从任务小巧化的观点来看，容易被用户接受。

另外，本实施方式的姿势检测装置300对传感器检测信号进行数字化而输出，所以不需要在姿势检测装置300与用户侧的微型计算机之间连接A/D转换电路。

本实施方式的姿势检测装置300可组装在以下各种电子设备中，所述电子设备包括：进行移动体或机器人的姿势检测和姿势控制的装置、虚拟现实等中使用的头戴式显示器、对头部姿势角度进行检测的追踪器、使用3D游戏手柄等的游戏机、数字照相机、移动电话机、便携式信息终端、汽车导航系统等。

此外，本发明不限于本实施方式，在本发明的主旨范围内可实施各种变形。

例如，图1所示的姿势检测装置包含3个角速度传感器10a、10b、10c和3个加速度传感器50a、50b、50c，但适用本发明的校正参数生成方法的姿势检测装置不限于此。即，适用本发明的校正参数生成方法的姿势检测装置只要是能检测垂直的3轴角速度或加速度的结构即可，例如，适用对象还包括：仅包含角速度传感器10a、10b、10c的姿势检测装置、仅包含加速度传感器50a、50b、50c的姿势检测装置、仅包含角速度传感器10a、10b和加速度传感器50c的姿势检测装置、仅包含角速度传感器10a和加速度传感器50b、50c的姿势检测装置等。

另外，例如图8所示的用于生成校正参数的装置200在表面211上仅安装了1个插座220，不过也可以在表面211上安装多个插座220。并且，通过在多个插座220上分别设置姿势检测装置1，能够同时取得各姿势检测装置1的检测值。

另外，例如在图9的步骤中，按照X轴、Y轴、Z轴的顺序取得姿势检测装置1的检测值，但也可以按照任意的轴的顺序来取得姿势检测装置1的检测值。

本发明包含与实施方式中说明的结构实质上相同的结构(例如，功能、方法和结果相同的结构、或者目的和效果相同的结构)。另外，本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质部分进行了置换的结构。另外，本发明包含能够实现与实施方式中说明的结构相同作用效果的结构、或能够达到同一目的的结构。另外，本发明包含在实施方式所说明的结构中添加了公知技术后的结构。

标号说明

1姿势检测装置；2角速度传感器模块；3加速度传感器模块；4封装；5a、5b、5c封装的表面；10a、10b、10c角速度传感器；11a、11b、11c振子；12a、12b、12c驱动电极；13a、13b、13c驱动电极；14a、14b、14c检测电极；15a、15b、15c检测电极；20a、20b、20c驱动电路；21a电流电压转换器(I/V转换器)；22a AC放大器；23a自动增益控制电路(AGC)；24a比较器；30a、30b、30c检测电路；31a、32a电荷放大器；33a差动放大器；34a AC放大器；35a同步检波电路；36a DC放大器；37a积分电路(LPF)；38a、38b、38c检测信号；41a驱动振动臂；42a检测振动臂；43a宽度扩展部；44a驱动用基部；45a连结臂；46a宽度扩展部；47a检测用基部；50a、50b、50c加速度传感器；51a、51b、51c振子；52a、52b、52c驱动电极；53a、53b、53c驱动电极；54a、54b、54c检测电极；55a、55b、55c检测电极；56a、56b、56c基端部；57a、57b、57c基端部；58a、58b、58c驱动振动臂；60a、60b、60c驱动电路；70a、70b、70c检测电路；78a、78b、78c检测信号；80绝缘基板；82a、82b、82c封装；84a、84b、84c封装主体；86a、86b、86c盖体；90基座；91、92、93元件安装面；100镇物；101、102、103元件接合面；200用于生成校正参数的装置；210立方体夹具；211、212、213、214、215、216立方体夹具的表面；220插座；222插座主体；224盖体；230旋转板；231旋转板的上表面；240旋转电动机；250支承台；260电缆；300姿势检测装置；302、302a、302b、302c检测信号；304a、304b、304c检测信号；310a、310b、310c抗混滤波器；310a、310b、310c A/D转换电路；320A/D转换电路；322a、322b、322c检测信号；350a、350b、350c抗混滤波器；360a、360b、360c A/D转换电路；362a、362b、362c检测信号；370校正计算处理部；380存储部；382校正参数；384校正参数；390多路转换器；500用于生成校正参数的装置；510工作台；520插座；530旋转臂。