专利名称：感测装置以及电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及感测装置、电子设备等。
背景技术：
有的传感器模块包含螺仪传感器、加速度传感器等检测运动的传感器(以下称为运动传感器motion sensor)。例如，专利文献1的传感器模块对来自运动传感器的信号进行转换并以预定间隔进行输出。在该发明中，公开了在不使用CPU的情况下进行信号处理来抑制功耗的实施例，但是作为其他结构要素的传感器、模拟前端(AFE)和AD转换器(ADC) 等要持续工作，因此存在功耗变大的问题。在专利文献2中，准备了测定范围不同的同等功能的两个运动传感器，根据状况而进行切换，由此抑制了消耗电流的增加。但是，尽管只是排他性地进行工作，但准备同等功能的两个运动传感器仍会引起成本增大的问题。专利文献1日本特开2009-134071号公报专利文献2日本特开2008-175771号公报
发明内容
本发明正是鉴于这种问题而完成的。依照本发明的几个方式，根据来自运动传感器的输出来控制传感器模块的工作模式等，由此提供低功耗的感测装置。(1)本发明提供一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含将至少一个传感器作为运动传感器的传感器组，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和包括所述运动传感器中的至少一个在内的一部分传感器工作的部分工作模式；以及控制部，其根据来自所述运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制。根据本发明，控制部根据运动传感器的输出对全部工作模式与部分工作模式进行切换，由此，与所有传感器始终工作的情况相比能够抑制功耗。此外，不需要另外准备传感器，因此不会产生成本增加的问题。这里，运动传感器是指检测运动的传感器，具体而言，是指陀螺仪传感器、加速度传感器和速度传感器等。传感器模块包含多个传感器(传感器组)，而其中包含至少一个运动传感器。基于来自运动传感器的输出的信号可以是来自运动传感器的输出自身或者对该输出进行放大、采样后的值，也可以是测定了变化量后的值或进行了其他运算处理后的值。 运算处理例如包括对来自运动传感器的输出值求取最大值、最小值或平均值的处理等。此夕卜，基于来自运动传感器的输出的信号可以是来自多个运动传感器的输出，也可以是来自一个运动传感器的输出。全部工作模式是指传感器模块的传感器组全部工作的感测装置通常的工作模式。 部分工作模式是指传感器组的一部分、即包含至少一个运动传感器在内的多个或仅一个传感器工作的模式。因此，在运动传感器的 工作模式是部分工作模式时，与全部工作模式时相比，感测装置的功耗变小。(2)在该感测装置中，可以是，所述控制部进行如下控制根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述部分工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述部分工作模式向所述全部工作模式的切换控制。根据本发明，控制部根据基于来自运动传感器的输出的信号与第1阈值或第2阈值的比较结果，进行工作模式的切换控制，由此能够实现误判断少的可靠的工作模式转移。来自运动传感器的输出与感测装置是否处于工作中(例如移动中、加速中、旋转中)联动地变化。此时，可以仅与特定方向(例如水平方向、垂直方向)上的变化联动。这里，在以工作中进行测定的感测装置为例时，在全部工作模式中基于来自运动传感器的输出的信号小于第1阈值的情况下，控制部可判断为感测装置未工作。而且，控制部可以利用例如模式控制信号使运动传感器的工作模式转移到部分工作模式而成为低功耗状态。反之，在部分工作模式中基于来自运动传感器的输出的信号大于第2阈值的情况下，控制部可判断为感测装置正在工作。而且，控制部可以利用例如模式控制信号使运动传感器转移到全部工作模式，从而使传感器模块进行通常工作。这里，在从全部工作模式向部分工作模式的切换中，如果误转移到部分工作模式， 则会产生无法得到来自传感器的测定数据这样的问题。因此，控制部为了进行准确的判断， 优选使用花费一定程度的时间得到的基于来自运动传感器的输出的信号来进行判断。例如，可以将该信号全部小于第1阈值作为切换条件。另外，用于取得该信号的给定时间(以下表示为判定时间)例如可以将毫秒、秒、分钟等定为单位，也可以根据转移判断所需的足够数据量来决定。另一方面，在从部分工作模式向全部工作模式的切换中，要求尽快恢复到通常工作。因此，可以在基于来自运动传感器的输出的信号超过第2阈值时立即转移到全部工作模式。控制部进行判断所使用的第1阈值与第2阈值可以是相同的值，也可以设置迟滞而将第2阈值设定得比第1阈值大，从而不容易受到噪声的影响。此外，这些阈值可通过由用户写入到例如寄存器中等方法进行设定，也可以被预先保存到ROM等中。另外，即使对于在停止中进行测定的感测装置而言，只需将前述例子中与阈值的比较的大小关系颠倒过来，即可进行应对。因此，为了方便说明，在以后的记述中，都是以在工作中进行测定的感测装置为前提。(3)本发明提供一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含传感器组， 且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和至少一部分传感器停止的停止工作模式；辅助传感器模块，其包含至少一个运动传感器；以及控制部，其根据来自所述运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制。(4)在该感测装置中，可以是，所述控制部进行如下控制根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述停止工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述停止工作模式向所述全部工作模式的切换控制。根据本发明，使用了包含至少一个运动传感器的辅助传感器模块，由此，能够将传感器模块的工作模式设定为使传感器组中的至少一部分停止的停止工作模式，此时能够抑制功耗。这里，为了有效地抑制功耗，可以在停止工作模式中使传感器模块的传感器组全部停止。另外，辅助传感器模块只要能够检测感测装置的特定工作即可，不需要采用与传感器模块同等的结构。即，可选择便宜的传感器作为辅助传感器模块，不会产生专利文献2的发明那样的成本增大的问题。这里，控制部切换工作模式的方法与前述发明的说明相同。此时，能够实现误判断少的可靠的工作模式转移。其中，采用了停止工作模式来替代部分工作模式。 在本发明中，来自辅助传感器模块的运动传感器的输出与感测装置的工作联动地变化。并且，控制部能够根据来自辅助传感器模块的运动传感器的输出进行工作模式的判定。因此，传感器模块的传感器组也可以不包含运动传感器。在本发明中，例如，无需对已有的传感器模块进行结构变更(例如设计变更)，即可实现低功耗。这使得能够实现感测装置的灵活设计。(5)本发明提供一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含将至少一个传感器作为运动传感器的传感器组，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和至少一部分传感器停止的停止工作模式；辅助传感器模块，其包含至少一个运动传感器，且能够将工作模式切换为传感器进行通常工作的工作模式、和传感器停止工作的停止模式；以及控制部，其根据来自所述传感器模块或所述辅助传感器模块的运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制，并且在所述传感器模块的所述工作模式是所述全部工作模式的情况下，将所述辅助传感器模块的所述工作模式切换控制为所述停止模式，而在所述传感器模块的所述工作模式是所述停止工作模式的情况下， 将所述辅助传感器模块的所述工作模式切换控制为所述工作模式。(6)在该感测装置中，可以是，所述控制部进行如下控制根据基于来自所述传感器模块的运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述停止工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述辅助传感器模块的运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述停止工作模式向所述全部工作模式的切换控制。根据本发明，在感测装置进行通常工作的全部工作模式中，控制部使辅助传感器模块的工作停止(停止模式)，因此能够进一步减小功耗。此外，可选择便宜的传感器作为辅助传感器模块，不会产生专利文献2的发明那样的成本增大的问题。在传感器模块和辅助传感器模块两者都包含运动传感器的情况下，能够在全部工作模式时根据传感器模块的运动传感器的输出判定工作模式。此时，能够停止辅助传感器模块，能够进一步抑制功耗。这里，控制部切换工作模式的方法与前述相同，能够实现误判断少的可靠的工作模式转移。(7)在该感测装置中，可以是，该感测装置包含数据生成部，该数据生成部按给定速率生成基于来自所述传感器组的输出的输出数据，所述数据生成部根据模式控制信号， 切换所述给定速率。
根据本发明，根据模式控制信号调整数据生成部中生成的输出数据的速率，由此能够抑制功耗。数据生成部根据基于传感器组输出的信号，生成在感测装置的内部或外部使用的输出数据。例如，在感测装置的工作中，需要按照每个时钟生成输出数据，但是在感测装置未工作的情况下，一部分功能未得到使用，因此，有时只要每4个时钟生成1个数据即可。 在这种状况下，数据生成部根据模式控制信号判断感测装置是否正在工作而对速率进行切换，由此能够抑制功耗。
数据生成部不仅可以根据模式控制信号，还可以根据经过时间及其他输入信号等多阶段地切换速率。例如，可以预先准备几种速率，随着感测装置未工作的状态持续变长， 阶段性地降低速率，功耗也阶段性地减小。(8)在该感测装置中，可以是，在所述工作模式为所述全部工作模式的情况下，所述数据生成部将所述给定速率设为第1速率，在所述工作模式为所述全部工作模式以外的情况下，所述数据生成部将所述给定速率设为比所述第1速率低的第2速率。根据本发明，通过使两个速率(第1速率、第2速率)与传感器模块的工作模式联动，能够简化数据生成部的控制，减小电路规模。在传感器模块的工作模式为全部工作模式的情况下，数据生成部以第1速率(高速率)进行输出数据的输出，在工作模式为全部工作模式以外的情况下，数据生成部判断为感测装置未处于通常工作中，以第2速率(低速率)进行输出数据的输出。(9)在该感测装置中，可以是，该感测装置包含寄存器部，该寄存器部具有表示生成所述输出数据的速率的状态寄存器，在所述速率发生变化的情况下，所述数据生成部更新所述状态寄存器。根据本发明，将数据生成部中生成的输出数据的速率反映给状态寄存器。因此，感测装置外部的装置(例如系统控制部)也只需访问状态寄存器就能够得知其速率状态。(10)在该感测装置中，可以是，所述数据生成部在更新了所述状态寄存器的情况下输出中断信号。根据本发明，在数据生成部中生成的输出数据的速率发生了变化的情况下，也能够使用中断信号通知给感测装置外部的装置。因此，外部装置可仅在必要时访问状态寄存器，从而处理效率提高。(11)在该感测装置中，可以是，所述数据生成部输出表示生成所述输出数据的速
率的信号。根据本发明，将数据生成部中生成的输出数据的速率作为信号而输出。因此，接受该信号的感测装置的内部、外部的装置能够始终掌握该速率的状态。(12)本发明提供一种包含该感测装置的电子设备。根据本发明，能够提供抑制了功耗的电子设备。
图1是说明第1实施方式中的传感器模块的图。图2是说明第1实施方式中的控制器的图。图3是示出第1实施方式中的感测装置的图。
图4是第1实施方式中的波形图。图5是第1实施方式中的流程图。图6是说明第2实施方式中的辅助传感器模块的图。图7是说明第2实施方式中的控 制器的图。图8是示出第2实施方式中的感测装置的图。图9是第2实施方式中的波形图。图10是第2实施方式的变形例中的波形图。图11是第2实施方式中的流程图。图12是第3实施方式中的流程图。图13是示出感测装置与系统控制部之间的连接例的图。图14(A)是作为电子设备的例子的移动电话的图。图14(B)是作为电子设备的例子的便携式游戏装置的图。图14(C)是作为电子设备的例子的个人计算机的图。标号说明1 感测装置的一部分；IA 感测装置的一部分；2 传感器模块；3 控制器；3A 控制器；4A 传感器；4B 传感器；4C 传感器；5A 模拟前端(AFE) ；5B 模拟前端(AFE) ；5C 模拟前端(AFE) ；6 :AD转换器(ADC) ；7A 传感器模块输出信号；7B 模式控制信号；8 运算参数；9 输出数据；11 计数部；12 寄存器部；13 控制部；13A 控制部；14 数据生成部； 15 计数值；16 寄存器数据(阈值信息)；17 内部信号；18 内部信号；19 状态输出信号； 21 随机存取存储器(RAM) ；22 只读存储器(ROM) ；23 输入部；24 输出部；25 电源生成部；26 总线；27 输出信号；100 感测装置；100A 感测装置；202 辅助传感器模块；204 传感器；205 模拟前端(AFE) ；206 :AD转换器(ADC) ；207A 辅助传感器模块输出信号； 207B 停止指示信号；400 系统控制部；950 移动电话；952 拨号按钮；954 =LCD ；956 扬声器；960 便携式游戏装置；962 操作按钮；964 十字键；966 :LCD ；968 扬声器；970 个人计算机；972 键盘；974 =LCD ；976 音频输出部。
具体实施例方式以下，参照附图来说明本发明的实施方式。1.第1实施方式参照图1 图5来说明本发明的第1实施方式。11.传感器模块的结构图1是感测装置100的一部分1的框图。本发明的感测装置100至少包含传感器模块2和控制器3。传感器模块2包含多个传感器即传感器组4A 4C。传感器模块2还可以包含进行信号放大等处理的模拟前端(AFE) 5A 5C、以及将模拟量转换为数字值的AD转换器 (ADC) 6。在本实施方式中，传感器组4A 4C中的至少一个是运动传感器。所谓运动传感器，是指例如加速度传感器、螺仪传感器等感测运动的传感器。在图1中，例如传感器4A是运动传感器，其他传感器4B 4C可以是温湿度传感器、压力传感器、磁传感器、触觉传感器中的任意一个或它们的组合。此外，例如，传感器组4A 4C也可以全部是运动传感器，从而构成三维加速度传感器或三轴陀螺仪传感器等。此时，传感器4A例如可以独自作为一维加速度传感器或单轴陀螺仪传感器发挥功能。AFE 5A 5C可以分别对来自传感器组4A 4C的输出(例如模拟信号)进行放大。在本实施方式中，使用逐次比较型的ADC 6，将放大后的模拟信号转换为数字信号。由于对于传感器组4A 4C仅有一个ADC 6，因此，通过时间分割进行转换处理。另外，传感器模块2也可以具有与AFE 5A 5C分别对应的多个ADC。从ADC 6输出的传感器模块输出信号7A是基于传感器组4A 4C的输出的信号， 被输出到控制器3。另外，决定传感器模块的工作模式的模式控制信号7B可以从控制器3 被送至传感器模块2的所有结构要素，也可以被送至一部分结构要素。控制器3根据来自运动传感器的输出来控制传感器模块的工作模式。在本实施方式中，传感器模块的工作模式至少包含全部工作模式和部分工作模式。控制器3可以是CPU 或微型计算机。在控制器3使传感器模块以全部工作模式工作的情况下，传感器组4A 4C全部工作。而在控制器3使传感器模块以部分工作模式工作的情况下，仅传感器组4A 4C的一部分工作。即使在部分工作模式下，也至少有一个运动传感器工作。在传感器模块以部分工作模式工作时，能够抑制功耗。此时，可以停止对不工作的传感器供给电源，也可以仅抑制信号的输出。此外，不工作的传感器的后级AFE也可以联动地停止工作。例如设为，传感器模块的传感器组中的传感器4A 4C构成了三维加速度传感器。 在通常工作时(全部工作模式)，来自这些传感器的输出由AFE 5A 5C进行放大，在ADC 6中通过时间分割转换为数字信号，并被输出到控制器3。而在部分工作模式下，例如仅传感器4A工作，其他传感器4B 4C停止。并且，AFE 5B 5C也联动地停止。来自传感器4A的输出由AFE 5A进行放大，进而在ADC6中进行转换并被输出到控制器3。在部分工作模式下，留下传感器4A的作为一维加速度传感器的功能，其他传感器停止，因此功耗变小。1. 2.控制器的结构图2是第1实施方式中的控制器3的框图。使用图2对全部工作模式与部分工作模式的切换进行说明。另外，对与图1相同的要素标注相同的标号并省略说明。在该例中，控制器3包含计数部11、寄存器部12和控制部13。并且，还可以包含数据生成部14。如上所述，控制器3例如可以是CPU。计数部11包含测定工作模式判断中使用的判定时间的计数器。计数器可根据判定时间定期地复位。在计数器中能够对给定时间进行测定。控制部13可以根据来自计数部 11的计数值15获知判定时间，并且判断传感器模块输出信号7A是从哪个传感器输出的。寄存器部12保存作为全部工作模式与部分工作模式的切换阈值的第1阈值、第2 阈值。并且，还可以保存判定时间，并通过内部信号17传递给计数部11。控制部13可以从计数部11取得计数值15，从寄存器部12取得阈值信息16。此夕卜，控制部13提取传感器模块输出信号7A中的与运动传感器相关的输出信号(运动传感器输出信号)而进行与阈值的比较处理，输出指定全部工作模式或部分工作模式的模式控制信号7B。在以下的例子中，说明感测装置100在工作时如上所述地进行通常工作的情况。
在传感器模块2的工作模式为全部工作模式的情况下，如果在判定时间内运动传感器输出信号全部比第1阈值小，则控制部13判断为感测装置100未工作，转移到部分工作模式。 这里，判定时间可以较短，但是为了谨慎地判断未工作的情况，可以是几秒左右或更长的时间。在传感器模块2的工作模式为部分工作模式的情况下，如果运动传感器输出信号大于第2阈值，则控制部13判断为感测装置100正在工作，转移到全部工作模式。优选在感测装置100开始了工作后，立即转移到通常的工作模式。因此，可以在运动传感器输出信号超过第2阈值的情况下立即转移到全部工作模式。但是，为了排除噪声影响，控制部13也可以对几个数据进行平均而与第2阈值进行比较。这样，控制部13决定工作模式，并将模式控制信号7B输出到传感器模块2。另外，控制器还可以包含数据生成部14。数据生成部14可以使用传感器模块输出信号7A和运算参数8进行运算。此时，可以根据来自控制部13的模式控制信号7B改变运算处理的内容和输出信号9的生成速率。并且，可以将输出数据9和表示关于速率的信息的状态输出信号19输出到控制器3的外部。并且，在改变了速率的情况下，可以通过内部信号18更新寄存器部12的状态寄存器，向控制器3的外部通知速率状态。1. 3.感测装置的整体结构图3是示出第1实施方式中的感测装置100的图。另外，对与图1 图2相同的要素标注相同的标号并省略说明。感测装置100除了虚线所示的图1中的结构1以外，还可以包含随机存取存储器 (RAM)21、只读存储器(ROM) 22、输入部23、输出部24和电源生成部25。此外，这些结构要素可经由总线26在相互之间或在指定的方向上进行地址和数据等的输入输出。总线26例如可以是I2C总线或SPI (Serial Peripheral Interface 串行外设接口)总线。RAM 21用于保存程序、各种参数、临时数据等。例如，在控制器3是CPU的情况下， RAM 21可以保存CPU所使用的程序。此外，也可以保存运算参数8 (参照图2)。ROM 22是非易失性存储器，保存感测装置10所需的程序和各种参数。可以在感测装置100的启动时在RAM 21中写入数据等。输入部23受理来自感测装置100的外部的输入。例如，在寄存器部12准备了设定第1阈值、第2阈值、判定时间等的寄存器的情况下，用户可以使用输入部23设定它们的值。输出部24向感测装置100的外部输出信号。例如，可以输出控制器3的输出数据 9或状态输出信号19 (参照图2)作为输出信号27。电源生成部25生成感测装置100所使用的电源。例如，电源生成部25可以分别准备传感器模块2的传感器组4A 4C(参照图1)中的、以部分工作模式工作的传感器用的电源和其他传感器用的电源，在工作模式为部分工作模式的情况下，可停止向不工作的传感器供给电源。1.4.波形图的说明图4示出第1实施方式中的波形图。波形图中的编号与图1 图3相对应。CLK 是时钟信号。在该例中，设传感器组由4A、4B、4C这三个运动传感器构成，并对模式控制信号7B的变化进行说明。另外，CalcEn是数据生成部14中用于生成输出数据的使能信号。控制部13从寄存器部12取得第1阈值、第2阈值作为阈值信息16。并且，在该例中，与作为运动传感器输出信号的传感器模块输出信号7A进行比较，生成模式控制信号 7B。另外，在该例中，判定时间是3个时钟，因此计数值15重复0 2的值。
并且，在包含数据生成部14的情况下，数据生成部14可以根据模式控制信号7B 确定生成输出数据9的速率，并根据所确定的速率控制CalcEn。此外，还可以读入所需的运算参数8。这里，对控制部13输出的模式控制信号7B的变化进行说明，关于输出数据9的生成，将后面的实施例中进行说明。在时刻t0，传感器模块的工作模式为全部工作模式。控制部13在全部工作模式下，对运动传感器输出信号(在该例中与传感器模块输出信号7A相同)与第1阈值进行比较。并且，如果在判定时间内运动传感器输出信号小于第1阈值，则判断为感测装置100未工作，转移到部分工作模式。作为传感器模块输出信号7A，依次得到由逐次比较型的ADC 6进行转换后的基于来自三个运动传感器4A、4B、4C的输出的信号。例如，AO是来自运动传感器4A的数据(时刻t0)，B0、C0分别是来自运动传感器4B、4C的数据(时刻tl、t2)。在全部工作模式下，按照每1个时钟反复输出基于来自运动传感器4A、4B、4C的输出的信号。在该例中，如上所述，判定时间是3个时钟的时间。在时刻t0 t3，如果数据AO CO分别小于第1阈值，则控制部13通过模式控制信号7B使传感器模块的工作模式转移到部分工作模式，如果不满足条件则继续全部工作模式。在该例中，数据AO C0、A1 Cl不满足条件，但是数据A2 C2小于第1阈值，因此，控制部13之后通过控制信号7B使工作模式转移到部分工作模式(时刻t4)。另外，也可以通过其他方法进行工作模式的判定。例如，在时刻t0 t3，可以对所得到的数据AO CO的平均值((A0+B0+C0)/3)与第1阈值进行比较来判定工作模式。之后，可以按照平均值((Al+Bl+Cl)/3)、((A2+B2+C2)/3)的方式进行求取和比较。当传感器模块的工作模式变为部分工作模式时，运动传感器4B、4C停止，成为低功耗状态。此时，为了判断向全部工作模式的切换，采用了基于运动传感器4A的输出的信号(A3、A4、A5)。如图4所示，在时刻t4，输入1个时钟量的数据A3，在时刻t5 t6不输入新的数据。在部分工作模式下，可以间断地输入数据，作为传感器模块输出信号7A。并且，将来自运动传感器4A的数据(A3、A4、A5)逐个与第2阈值进行比较，如果大于第2阈值，则判断为感测装置100正在工作，转移到全部工作模式。在该例中，数据A5大于第2阈值，在时刻t7以后再次变为全部工作模式。这里，第2阈值被设定为大于第1阈值的值、或者与第1阈值相同的值。另外，在该例中，说明了传感器4A 4C是运动传感器的情况，不过，即使传感器 4B、4C是运动传感器以外的传感器，部分工作模式中的波形图(时刻t4 t7)也相同。此夕卜，在该例中，取3个时钟的校准而在时刻t7转移到全部工作模式，不过，也可以在比较了数据A5之后立即转移到全部工作模式。1.5.流程图
图5示出第1实施方式中的流程图。第1实施方式的控制部13按照图5切换传感器模块2的工作模式。首先，针对控制部13执行工作模式的切换判断中使用的判定时间、阈值进行初始设定(SOl)。关于初始设定，例如可通过如下方式进行在感测装置100的启动时从ROM 22 向寄存器部12的预定寄存器中存储判定时间和阈值，或者由用户经由输入部23在预定的寄存器中写入判定时间和阈值。在该例中，说明工作模式的切换判断中使用的阈值是相同的值(第1阈值与第2阈值相等，因此表示为“阈值”)的情况，但也可以为这样的方式在从全部工作模式切换为部分工作模式时采用第1阈值，在相反的切换时使用不同值的第2 阈值。接着，对测定判定时间的经过的计数器进行复位(S02)。在本实施方式中，对计数部11的计数器进行复位。
这里，进行工作模式的确认(S03)，根据工作模式进行不同的操作。在本实施方式中，感测装置100在启动时成为全部工作模式(S03中的“是”)。并且，在经过了判定时间以前，反复取得用于判断是否转移到部分工作模式的数据(S05中的“否”)。当经过了判定时间时(S05中的“是”)，根据所取得的数据进行工作模式的切换判断。如果取得的数据全部小于阈值(S06中的“是”)，则判断为感测装置100 未工作，将传感器模块2的工作模式设定为部分工作模式(S07)。如果所取得的数据中的一个大于等于阈值，则判断为感测装置100可能正在进行通常工作，使传感器模块的工作模式保持全部工作模式(S06中的“否”)。另一方面，在感测装置100为部分工作模式的情况下(S03中的“否”)，在取得了一个数据后(S09)，立即判断该数据是否大于等于阈值(SlO)。在大于等于阈值的情况下(S10 中的“是”)，判断为感测装置100重新开始了通常工作，所以进行设定，使得立即恢复到全部工作模式(Sll)。在小于阈值的情况下，保持部分工作模式而继续低功耗状态(S10中的 “否”)。在根据所取得的数据进行了工作模式的切换判断后，如果不存在基于程序或用户的结束指示则返回S02，重复上述的动作和判断(S08中的“否”)。如果存在结束指示则结束流程(S08中的“是”)。2.第2实施方式参照图6 图11来说明本发明的第2实施方式。在第2实施方式中，除了第1 实施方式的结构以外还使用了辅助传感器模块。通过使用辅助传感器模块，能够将传感器模块的工作模式设定为使传感器组中的至少一部分停止的停止工作模式，此时能够抑制功耗。这里可选择成本低的传感器作为辅助传感器模块，不会产生成本增大的问题。并且，即使传感器模块的传感器组包含运动传感器，也无需进行设计变更即可实现低功耗。2. 1.辅助传感器模块的结构图6是感测装置100A的一部分IA的框图。使用图6对本实施方式中的辅助传感器模块202进行说明。另外，对与图1相同的要素标注相同的标号并省略说明。本发明的感测装置100A至少包含传感器模块2、控制器3A和辅助传感器模块 202。辅助传感器模块202包含至少一个运动传感器，在图6中，传感器204是运动传感器。辅助传感器模块202包含进行信号放大等处理的模拟前端(AFE) 205、以及将模拟量转换为数字值的AD转换器(ADC) 206。从ADC 206输出的辅助传感器模块输出信号207A是基于传感器204的输出的信号，被输出到控制器3A。另外，来自控制器3A的停止指示信号207B是与针对传感器模块2 的模式控制信号7B独立的信号。并且，控制器3A通过停止指示信号207B使辅助传感器模块202的结构要素的全部或一部分停止(停止模式)或者工作(工作模式)。 辅助传感器模块202可以是与传感器模块2相比削减了功能后的模块。并且，优选为低功耗且价格便宜的模块。通过使用辅助传感器模块202，由此如下所示，无需针对已有的传感器模块2进行设计变更等，即可实现感测装置100A的低功耗化。在本实施方式中，控制器3A不切换为第1实施方式的部分工作模式，而是切换为停止工作模式。在停止工作模式下，此时，控制器3A使传感器模块2的传感器组停止，根据来自辅助传感器模块202的运动传感器的信号进行控制。在停止工作模式下，不使传感器模块2工作，而是使辅助传感器模块202工作，因此功耗变小。这里，辅助传感器模块202可以始终持续工作。控制器3A仅根据辅助传感器模块输出信号207A进行工作模式的切换判断。此时，还能够应对传感器模块2的传感器组完全不包含运动传感器的情况。另一方面，在传感器模块2的传感器组包含至少1个运动传感器的情况下，控制器 3A可以在全部工作模式下使辅助传感器模块202的工作停止(停止模式)，从而进一步抑制功耗。这是因为，在全部工作模式下，如第1实施方式所示，控制器3A能够根据传感器模块输出信号7A判断工作模式的切换。2.2.控制器的结构图7是第2实施方式中的控制器3A的框图。另外，对与图2相同的要素标注相同的标号并省略说明。控制器3A的结构与图2大致相同。但是，控制部13A不仅接受传感器模块输出信号7A，还接受辅助传感器模块输出信号207A。此外，控制部13A不仅输出模式控制信号7B，还输出用于使辅助传感器模块202的结构要素的全部或一部分停止或工作的停止指示信号207B。停止指示信号207B可以是这样的信号当信号电平为LO时指示停止，当信号电平为HI时指示工作。2.3.感测装置的整体结构图8是示出第2实施方式中的感测装置100A的图。对与图3相同的要素标注相同的标号并省略说明。与第1实施方式的不同之处是追加了辅助传感器模块202。2，4.波形图的说明图9 图10示出了第2实施方式中的波形图。波形图中的编号与图6 图8相对应。表述方式等与图4相同，从而省略详细的说明。图9是辅助传感器模块202始终持续工作时的波形图的例子。控制部13A根据辅助传感器模块输出信号207A进行工作模式的切换判断。停止指示信号207B在信号电平为 LO时指示辅助传感器模块202停止，在信号电平为HI时，指示辅助传感器模块202工作。 在图9中，保持HI，辅助传感器模块202持续工作。与图4相同，控制部13A从寄存器部12取得第1阈值、第2阈值作为阈值信息16。并且，在该例中，与辅助传感器模块输出信号207A进行比较，生成模式控制信号7B。另外， 计数值15重复O 2以表示判定时间。并且，在包含数据生成部14的情况下，数据生成部14可以根据模式控制信号7B 确定生成输出数据9的速率，并根据所确定的速率控制CalcEn。此外，还可以读入所需的运算参数8。这里，对控制部13A输出的模式控制信号7B的变化进行说明，关于输出数据9的生成，将后面的实施例中进行说明。在时刻t0 t4，工作 模式为全部工作模式。在此期间，按照每1个时钟依次得到基于来自传感器4A、4B、4C的输出的信号，这与第1实施例相同(例如t0、tl、t2)。这里， 传感器4A、4B、4C可以全部是运动传感器以外的传感器。控制部13A对辅助传感器模块输出信号207A的数据DO、Dl、D2与第1阈值进行比较。在图9中，数据DO、Dl大于等于第1 阈值，而数据D2小于第1阈值，因此，将之后的工作模式切换为停止工作模式(时刻t4)。在停止工作模式时，传感器组的一部分停止，因此感测装置100A的功耗变小(时刻t4 t7)。控制部13A对辅助传感器模块输出信号207A的数据D3、D4、D5与第2阈值进行比较。并且，由于辅助传感器模块输出信号207A的数据D5大于第2阈值，因此，之后将工作模式切换为全部工作模式(时刻t7)。在该例中，控制器3A的特征在于在工作模式的切换判断中仅使用辅助传感器模块输出信号207A，因此如上所述，在传感器模块2的传感器组中可以不包含运动传感器。图10是辅助传感器模块202与传感器模块2排他性地工作时的波形图的例子。在传感器模块2的传感器组包含至少一个运动传感器的情况下，可在全部工作模式下使辅助传感器模块202停止。因此，能够进一步抑制功耗。图10的信号与图9相同，因此省略说明。控制器3A在全部工作模式(时刻t0 t4)下，根据来自传感器模块2的传感器组中包含的运动传感器的信号，判断工作模式的切换。例如传感器4C是运动传感器，数据 C2小于第1阈值，因此，之后将工作模式切换为停止工作模式(时刻t4)。在该例中，在停止工作模式时，传感器模块2的传感器组全部停止，能够将感测装置100A的功耗减至最小(时刻t4 t7)。并且，在此期间，辅助传感器模块输出信号207A 被用于工作模式的判断，辅助传感器模块输出信号207A的数据D5大于第2阈值，因此，之后将工作模式切换为全部工作模式(时刻t7)。另外，在该例中，停止指示信号207B与模式控制信号7B联动，对辅助传感器模块202的工作与停止进行切换。2. 5.流程11示出了第2实施方式中的流程图。第2实施方式的控制部13A按照图11来切换传感器模块2的工作模式。另外，对与图5相同的步骤标注相同的标号并省略说明。首先，针对控制器3A进行工作模式的切换判断中使用的判定时间、阈值进行初始设定(SOlA)。在该例中设为，在从全部工作模式切换为停止工作模式时采用第1阈值，在相反的切换时采用不同的第2阈值。此外，说明与图10的波形图对应的、传感器模块2与辅助传感器模块202之间的排他性动作。在处于全部工作模式的情况下(S03中的“是”)，为了得到是否转移到停止工作模式的判断资料，在经过判定时间以前(S05中的“否”)，反复取得数据(S04A)。这里的数据是指传感器模块2包含的运动传感器的输出。当经过了判定时间时(S05中的“是”)，根据所取得的数据进行工作模式的切换判断。如果取得的数据全部小于第1阈值(S06A中的“是”)，则判断为感测装置100A未工作， 将传感器模块2的工作模式设定为停止工作模式(S07A)。如果所取得的数据中的至少一个大于等于第1阈值，则判断为感测装置100A可能正在进行通常工作，使传感器模块的工作模式保持全部工作模式(S06A中的“否”)。
另一方面，在感测装置100A为停止工作模式的情况下(S03中的“否”)，在取得了来自辅助传感器模块202的数据后(S09A)，立即判断该数据是否大于等于第2阈值 (SlOA)。在大于等于第2阈值的情况下(S10A中的“是”)，判断为感测装置100重新开始了通常工作，所以进行设定，使得立即恢复到全部工作模式(Sll)。在小于阈值的情况下，保持停止工作模式而继续低功耗状态(S10A中的“否”)。之后，如果不存在结束指示则返回S02，重复上述的动作和判断(S08中的“否”)。 如果存在结束指示则结束流程(S08中的“是”)。3.第3实施方式参照图1 图4、图9 图10、图12来说明本发明的第3实施方式。在第3实施方式中，数据生成部根据来自传感器组的输出生成输出数据。此时，特征在于根据模式控制信号切换生成输出数据的速率，由此进一步减小功耗。3.1.感测装置的主要结构第3实施方式中的感测装置必须具有数据生成部，而其他部分可以与第1实施方式或第2实施方式相同。这里，以与第1实施方式相同的结构为例进行说明。感测装置100 的一部分如图1所示，控制器3的结构如图2所示。在第3实施方式中，控制器3必须包含数据生成部14，以一定速率进行输出数据9的输出。数据生成部14从RAM 21或ROM 22读入所需的运算参数8，进行用于生成传感器模块输出信号7A和输出数据的运算。这里，用于生成输出数据的信号是以传感器组的所有输出为对象。这点与仅以来自传感器组中的运动传感器的输出为对象而切换工作模式的控制部13不同。数据生成部14在通常工作时，以感测装置100所需的间隔(通常速率)进行输出数据9的输出。但是，在判断为包含感测装置100的设备等未工作的情况下，以通常速率进行输出数据9的输出的必要性低。因此，在本实施方式中，在传感器模块2以全部工作模式以外的模式进行工作的情况下，以比通常速率低的速率进行输出数据9的输出，由此来抑制功耗。此时，还可以输出表示关于当前速率的信息的状态输出信号19。另外，响应于传感器模块2的工作模式发生变化，传感器模块输出信号7A的内容也发生变化。因此，在数据生成部14中，可以与输出数据9的速率变更同时地改变运算处理的内容。具体而言，数据生成部14根据来自控制部13的模式控制信号7B调整速率。此时，可以不仅根据模式控制信号7B，还根据从工作模式发生切换起的经过时间等，按多个阶段调整速率。并且，即使包括控制部13的功能的一部分在内不依据模式控制信号7B，数据生成部14自身也可以根据来自运动传感器的信号进行速率调整。3.2.感测装置的整体结构
第3实施方式中的感测装置100的结构例如是图3的结构。从控制器3所包含的数据生成部14输出的输出数据9或状态输出信号19可经由总线26作为输出信号27，从输出部24输出。3.3.波形图的说明 使用图4对输出数据9进行说明。另外，信号等的说明与第1实施方式的情况相同，因此省略详细的说明。数据生成部14根据模式控制信号7B确定生成输出数据9的速率，并根据所确定的速率控制CalcEn。此外，读入所需的运算参数8进行运算。这里，CalcEn是数据生成部 14中用于生成输出数据的使能信号。在该例中，输出数据9是传感器模块输出信号7A与运算参数8的乘积。此外，在数据生成部14的内部信号CalcEn为使能的情况下，生成输出数据9，输出数据9为寄存器的输出。在该例中，数据生成部14在全部工作模式下按照每1个时钟生成输出数据9(时刻t0 t4)。另一方面，在部分工作模式下，仅在输入传感器模块输出信号7A时生成输出数据9(例如时刻t4 t5)。在部分工作模式下，由于存在不生成输出数据9的期间(例如时刻t5 t6)，使得输出速率变低，因此能够抑制功耗(时刻t4 t7)。需要说明的是，在不使用部分工作模式而使用停止工作模式的情况下也同样如此。例如，在图9和图10中，在工作模式为停止工作模式的情况下(时刻t4 t7)，也是仅在输入传感器模块输出信号7A时生成输出数据9。因此，在停止工作模式下，输出速率变低，因此能够抑制功耗。另外，在图10的例子中，在停止工作模式下(时刻t4 t7)，传感器模块的传感器组全部停止，不生成输出数据9。3.4.流程12示出了第3实施方式中的流程图。另外，对与图5、图11相同的步骤标注相同的标号并省略说明。第3实施方式的数据生成部14按照图12以所确定的速率进行输出数据9的输出。 此外，可以根据该速率调整内部运算处理的内容。在该例中，传感器模块2的工作模式与输出数据9的速率切换联动，因此，能够简化数据生成部14的控制。首先，针对速率进行初始设定(SOlB)。在该例中，作为速率，设定作为通常速率的第1速率和比第1速率低的第2速率。在工作模式为全部工作模式的情况下(S03中的“是”)，判断为感测装置100正在进行通常工作，设定为第1速率(S27)。另一方面，在工作模式不是全部工作模式的情况下(S03中的“否”)，判断为感测装置100未工作，设定为第2速率以抑制功耗(S31)。之后，如果不存在结束指示则返回S03，重复上述的动作和判断(S08中“否”)。如果存在结束指示则结束流程(S08中的“是”)。4.感测装置的内部状态通知参照图13来说明将第3实施方式中的速率状态通知到感测装置外部的手段和方法。输出速率的信息是由传感器模块和控制器决定的，因此封闭在感测装置100的内部。但是，从系统管理和恰当的数据访问的方面讲，优选具备能够从感测装置100的外部识别第3实施方式中的速率状态的手段。因此，通过以下手段能够从感测装置的外部参照速率的状态。4. 1.状态寄存器 图13示出了第3实施方式的感测装置100与系统控制部400之间的连接。系统控制部400代表与感测装置内的控制部不同的、管理包含感测装置100在内的系统整体的控制部。感测装置100的控制器3可以包含寄存器部12。寄存器部12具有速率信息作为状态寄存器，状态寄存器可从系统控制部400经由例如总线26 (参照图3)进行访问。例如， 系统控制部400可通过定期访问该寄存器来掌握速率状态。数据生成部14在变更速率的情况下，还使用内部信号18(参照图2)同时更新状态寄存器。由此，将最新的速率状态反映给状态寄存器。4.2.专用输出信号此外，数据生成部14可以从输出部24输出表示速率状态的信号(状态输出信号 19)作为输出信号27。此时，系统控制部400无需访问状态寄存器，即可始终掌握工作模式和速率状态。4.3.中断信号但是，在从输出部24向系统控制部400的布线数有限制的情况下，数据生成部14 可以在状态寄存器的更新的同时，产生中断信号作为输出信号27。中断信号可通过1根信号线实现，受理了中断请求的系统控制部400可通过访问状态寄存器来掌握变化后的状态。通过仅在状态寄存器的更新时产生中断，由此系统控制部400能够高效地掌握速率状态。另外，输出信号27不仅可以包含与速率相关的信号，还可以包含模式控制信号寸。5.应用例参照图14㈧ 图14(C)来说明本发明的应用例。上述的感测装置100U00A能够应用于各种电子设备。图14(A)示出了作为电子设备的一例的移动电话950的外观图的例子。该移动电话950具有作为输入部发挥功能的拨号按钮952 ；显示电话号码、名字和图标等的LCD 954 ；以及作为音频输出部发挥功能而输出音频的扬声器956。图14⑶示出了作为电子设备的一例的便携式游戏装置960的外观图的例子。该便携式游戏装置960具有作为输入部发挥功能的操作按钮962、十字键964 ；显示游戏图像的LCD 966 ；以及作为音频输出部发挥功能而输出游戏音频的扬声器968。图14(C)示出了作为电子设备的一例的个人计算机970的外观图的例子。该个人计算机970具有作为输入部发挥功能的键盘972 ；显示字符、数字、图形等的IXD974 ；以及音频输出部976。通过将本实施方式的感测装置组装到图14㈧ 图14(C)的电子设备中，由此，例如在电子设备不工作的情况下能够抑制功耗。因此，能够提供电池的驱动时间长的理想的电子设备。6.其他
在上述实施方式中，感测装置也可以是不经由图3所示的总线26而彼此独立地连接各个模块(传感器模块2和控制器3等)的结构。此外，运动传感器既可以是一维的也可以是多维的。例如，在全部工作模式以外的情况下，可以仅使多维传感器中的一部分方向工作以检测特定方向上的移动和加速等。 不限于这些例示，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)。此外，本发明包含对实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。此外，本发明包含能够与实施方式中说明的结构起到相同效果的结构或达到相同目的的结构。此外，本发明包含对实施方式中说明的结构添加了公知技术后的结构。
权利要求
1.一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含将至少一个传感器作为运动传感器的传感器组，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和包括所述运动传感器中的至少一个在内的一部分传感器工作的部分工作模式；以及控制部，其根据来自所述运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制。
2.根据权利要求1所述的感测装置，其中， 所述控制部进行如下控制根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述部分工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述部分工作模式向所述全部工作模式的切换控制。
3.一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含传感器组，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和至少一部分传感器停止的停止工作模式； 辅助传感器模块，其包含至少一个运动传感器；以及控制部，其根据来自所述运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制。
4.根据权利要求3所述的感测装置，其中， 所述控制部进行如下控制根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述停止工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述停止工作模式向所述全部工作模式的切换控制。
5.一种感测装置，该感测装置包含传感器模块，其包含将至少一个传感器作为运动传感器的传感器组，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和至少一部分传感器停止的停止工作模式；辅助传感器模块，其包含至少一个运动传感器，且能够将工作模式切换为传感器进行通常工作的工作模式、和传感器停止工作的停止模式；以及控制部，其根据来自所述传感器模块或所述辅助传感器模块的运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制，并且在所述传感器模块的所述工作模式是所述全部工作模式的情况下，将所述辅助传感器模块的所述工作模式切换控制为所述停止模式，而在所述传感器模块的所述工作模式是所述停止工作模式的情况下，将所述辅助传感器模块的所述工作模式切换控制为所述工作模式。
6.根据权利要求5所述的感测装置，其中， 所述控制部进行如下控制根据基于来自所述传感器模块的运动传感器的输出的信号与第1阈值在给定时间内的比较结果，进行从所述全部工作模式向所述停止工作模式的切换控制，并且，根据基于来自所述辅助传感器模块的运动传感器的输出的信号与第2阈值的比较结果，进行从所述停止工作模式向所述全部工作模式的切换控制。
7.根据权利要求1 6中任意一项所述的感测装置，其中，该感测装置包含数据生成部，该数据生成部按给定速率生成基于来自所述传感器组的输出的输出数据，所述数据生成部根据模式控制信号，切换所述给定速率。
8.根据权利要求7所述的感测装置，其中，在所述工作模式为所述全部工作模式的情况下，所述数据生成部将所述给定速率设为第1速率，在所述工作模式为所述全部工作模式以外的情况下，所述数据生成部将所述给定速率设为比所述第1速率低的第2速率。
9.根据权利要求7 8中任意一项所述的感测装置，其中，该感测装置包含寄存器部，该寄存器部具有表示生成所述输出数据的速率的状态寄存器，在所述速率发生变化的情况下，所述数据生成部更新所述状态寄存器。
10.根据权利要求9所述的感测装置，其中，所述数据生成部在更新了所述状态寄存器的情况下输出中断信号。
11.根据权利要求7 8中任意一项所述的感测装置，其中， 所述数据生成部输出表示生成所述输出数据的速率的信号。
12.一种电子设备，该电子设备包含权利要求1 11中任意一项所述的感测装置。
全文摘要
本发明提供感测装置以及电子设备。作为课题，提供低功耗的感测装置。作为解决手段，感测装置(100)包含传感器模块(2)，其包含将至少一个传感器作为运动传感器的传感器组(4A～4C)，且能够将工作模式切换为所述传感器组全部工作的全部工作模式、和包括所述运动传感器中的至少一个在内的一部分传感器工作的部分工作模式；以及控制部，其根据来自所述运动传感器的输出对所述传感器模块的所述工作模式进行切换控制。
文档编号G01D21/02GK102346054SQ20111020423
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月22日
发明者茅野岳人 申请人:精工爱普生株式会社