运动传感器和使用它的电子设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种运动传感器，具备：传感器元件，其根据所施加的运动来输出感应信号；和检测电路，其根据感应信号来检测运动。检测电路具有输入感应信号的传感器元件信号放大器。传感器元件信号放大器能够以通常模式和比所述通常模式消耗功率大且噪声小的低噪声模式切换地进行动作。该运动传感器能够高精度地检测较小的运动和较大的运动。
【专利说明】运动传感器和使用它的电子设备
[0001]技术区域
[0002]本发明涉及对较小的运动和较大的运动进行检测的运动传感器、和使用它的电子设备。
【背景技术】
[0003]近年来，数字照相机、便携式电话、便携式游戏机等这类搭载有角速度传感器、力口速度传感器等运动传感器的可携带的多功能小型电子设备正在普及。在这些电子设备中有如下这样的设备:使用者能够通过有意地振动或旋转电子设备而施加运动来进行操作，并且具有照相机的功能。该电子设备作为照相机来动作时，能够通过运动传感器来检测手抖动以修正图像。该运动传感器对用于操作电子设备的较大的运动、和手抖动等较小的运动进行检测。专利文献I公开有对较大的运动和较小的运动进行检测的运动传感器。
[0004]图16是专利文献I所公开的用于检测较大的运动和较小的运动的现有的运动传感器500的方框图。运动传感器500具有:用于检测较小的加速度的低量程运动传感器501 ;用于检测较大的加速度的高量程运动传感器502 ;对低量程运动传感器501的输出信号S501和高量程运动传感器502的输出信号S502进行切换的切换器503 ;对切换器503的输出信号S503进行处理的信号处理部504 ;和用于控制切换器503的控制部505。控制部505，通常使低量程运动传感器501动作。若由低量程运动传感器501检测的加速度超过规定阈值，则控制部505使高量程运动传感器502动作。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I JP特开2008-175771号公报
【发明内容】
[0008]运动传感器具有:根据所施加的运动来输出感应信号的传感器元件；和根据感应信号来检测运动的检测电路。检测电路具有输入感应信号的传感器元件信号放大器。传感器元件信号放大器能够以通常模式和比通常模式消耗功率大并且噪声小的低噪声模式切换地进行动作。该运动传感器能够高精度地检测较小的运动和较大的运动。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是本发明的实施方式I中的运动传感器的方框图。
[0010]图2是实施方式I中的运动传感器的传感器元件的俯视图。
[0011]图3是使用实施方式I中的运动传感器的电子设备的方框图。
[0012]图4是实施方式I中的运动传感器的传感器元件信号放大器的主要部分的电路图。
[0013]图5是实施方式I中的运动传感器的其它传感器元件信号放大器的主要部分的电路图。
[0014]图6是表示由实施方式I中的运动传感器的传感器元件信号放大器产生的噪声的图。
[0015]图7是图5所示的传感器元件信号放大器的偏置电流用电流源的电路图。
[0016]图8是图5所示的传感器元件信号放大器的其它偏置电流用电流源的电路图。
[0017]图9是实施方式I中的其它运动传感器的方框图。
[0018]图10是本发明的实施方式2中的运动传感器的方框图。
[0019]图11是使用实施方式2中的运动传感器的电子设备的方框图。
[0020]图12是表示实施方式2中的运动传感器的动作的波形图。
[0021]图13是本发明的实施方式3中的运动传感器的方框图。
[0022]图14是使用实施方式3中的运动传感器的电子设备的方框图。
[0023]图15是表示实施方式3中的运动传感器的动作的波形图。
[0024]图16是现有的运动传感器的方框图。
【具体实施方式】
[0025](实施方式I)
[0026]图1是本发明的实施方式I中的运动传感器1001的方框图。运动传感器1001具有:传感器元件10 ;用于驱动传感器元件10的驱动电路20 ;处理从传感器元件10输出的信号来检测对传感器元件10施加的运动的检测电路40 ;用于控制驱动电路20和检测电路40的控制部50。实施方式I中的运动传感器1001是用于检测对传感器兀件10施加的运动的角速度的角速度传感器。
[0027]图2是传感器元件10的俯视图。传感器元件10具有:具有音叉形状的振动子11 ；驱动部12、13 ;检测部14、15 ;和监视器部16。驱动部12、13和检测部14、15和监视器部16被设置在振动子11上。振动子11由硅等半导体基板、熔融石英或氧化铝等非压电材料形成。振动子11通过由硅形成,能够使用微细加工技术进行小型化。驱动部12、13和检测部
14、15和监视器部16分别具有在振动子11上所设置的下电极、在下电极上所设置的压电材料、和在压电材料上所设置的上电极。通过对驱动部12、13施加的交流电压即驱动信号来驱动振动子11进行振动。驱动信号的频率是振动子11的谐振频率，振动子11通过驱动信号而稳定地以谐振频率进行振动。监视器部16输出与振动子11的振动相应的电流即监视器信号S16。在振动子11振动时，若对振动子11施加角速度，则在振动子11上会产生科里奥利力，根据该科里奥利力，使振动子11变形而产生形变。检测部14、15输出与该形变相应的电流即感应信号S14、S15(图1)。
[0028]如图1所示，驱动电路20具有:与传感器元件10的监视器部16连接的监视器输入端子21 ;与驱动部12、13分别连接的驱动输出端子28、29 ;与监视器输入端子21连接的传感器元件信号放大器22 ;直流(DC)转换器23 ；自动增益控制(AGC)电路24 ;带通滤波器(BPF) 25 ;用于放大BPF25的输出的输出放大器26 ;使输出放大器26的输出翻转的翻转放大器27 ;移相器30 ;相位修正器32 ;和时钟发生器31。传感器元件信号放大器22将电流即监视器信号S16变换为电压进行输出。DC转换器23输出与传感器兀件信号放大器22输出的电压振幅对应的DC电压，并输出至AGC电路24。AGC电路24以基于DC转换器23输出的DC电压的增益将传感器兀件信号放大器22输出的电压放大后输出。BPF25从AGC电路24输出的电压中去除不需要的频率分量。输出放大器26将BPF25的输出放大后，作为驱动信号通过驱动输出端子28向传感器元件10的驱动部12进行输出。翻转放大器27将输出放大器26的输出翻转后，作为驱动信号通过驱动输出端子29向传感器元件10的驱动部13进行输出。根据输出至驱动部12、13的驱动信号来使振动子11振动。如此，输出放大器26，根据监视器信号S16来驱动振动子11并使其振动。AGC电路24以使振动子11以固定振幅进行振动的方式，根据DC转换器23输出的DC电压来控制向BPF25的输出。移相器30使传感器元件信号放大器22输出的电压相位位移90度。相位修正器32调整移相器30输出的相位。时钟发生器31使用相位修正器32的输出来产生方形波的时钟信号S31。如此，时钟发生器31根据监视器信号S16,按照移相器30的输出来产生时钟信号S31。
[0029]检测电路40具有:与传感器元件10的检测部14、15分别连接的输入端子41、42 ；和输出端子49。向输入端子41、42分别输入从检测部14、15输出的感应信号S14、S15。检测电路40具有:具有与输入端子41连接的输入端43A的传感器元件信号放大器43 ;具有与输入端子42连接的输入端44A的传感器兀件信号放大器44 ;与传感器兀件信号放大器43,44的输出端43C、44C连接的差动放大器45 ;与差动放大器45连接的同步检波器46 ；与同步检波器46连接的模拟数字(A/D)转换器47 ;和与A/D转换器47连接的低通滤波器(LPF)48。传感器元件信号放大器43、44的输入端43B、44B与基准电位40A连接。传感器元件信号放大器43、44将向输入端43A、44A输入的电流即感应信号S14、S15变换为电压后，从输出端43C、44C输出。差动放大器45输出从传感器兀件信号放大器43、44的输出端43C、44C输出的电压的差分即差分信号S45。感应信号S14、S15分别含有:根据对传感器元件10施加的运动的角速度而产生的感应分量；和由驱动信号S12、S13引起振动子11的振动而产生的振动分量。感应信号S14、S15的感应分量具有彼此相反的相位,振动分量具有彼此相同的相位。差动放大器45将感应信号S14、S15的振动分量相抵消后，仅输出感应分量作为差分信号S45。同步检波器46使用时钟发生器31输出的时钟信号S31对差分信号S45进行同步检波后,输出检波信号S46。感应信号S14、S15的感应分量,相对于与振动子11的振动相应的监视器信号S16具有90度偏移的相位。根据监视器信号S16而由移相器30和时钟发生器31生成的时钟信号S31，相对于感应分量具有90度偏移的相位。同步检波器46使用时钟信号S31对差分信号S45进行同步检波，由此得到仅含有感应分量的检波信号S46。A/D转换器47将检波信号S46变换为数字信号，低通滤波器48从输出端子49输出从该数字信号中去除无用信号而得到的运动信号S49。
[0030]控制部50根据输入至控制端子51的控制信号S51，来控制检测电路40的传感器元件信号放大器43、44。此外，控制部50还控制A/D转换器47和驱动电路20的相位修正器32。
[0031]驱动部12、13和检测部14、15和监视器部16分别构成由夹着压电材料而彼此对置的上电极与下电极构成的电容器。即，如图1所示，检测部14、检测部15和监视器部16分别构成电容器C14、电容器C15和电容器C16。
[0032]图3是使用运动传感器1001的电子设备1002的方框图。电子设备1002具有:使用较小的运动来执行第I功能的第I功能部1004 ;和使用较大的运动来执行第2功能的第2功能部1005。实施方式I中的电子设备1002是具有作为第I功能的照相机功能、和作为第2功能的游戏机功能以及电话功能的便携式电子设备。电子设备1002具有:运动传感器1001 ;执行规定的第I功能的第I功能部1004 ;执行游戏机功能与电话功能等规定的第2功能的第2功能部1005 ;以及控制运动传感器1001、第I功能部1004和第2功能部1005的控制电路1003。当使用者使用电子设备1002作为游戏机或电话时，若使用者有意施加使电子设备1002振动或旋转这样的运动，则运动传感器1001检测该运动，并从输出端子49将与该运动相应的运动信号S49输出至控制电路1003。控制电路1003根据运动信号S49来控制第2功能部1005，使第2功能部1005执行游戏机能或电话功能。当使用者使用电子设备1002作为照相机时，运动传感器1001检测作为由手抖动引起的振动的运动，并输出与该运动相应的运动信号S49，控制电路1003根据运动信号S49，通过对由第I功能部1004得到的图像进行修正的电子修正方式或对照相机的镜头进行修正的光学修正方式，来消除由手抖动引起的对图像的影响。控制电路1003向运动传感器1001的控制端子51输出表示使第I功能部1004和第2功能部1005的哪一个进行动作的控制信号S51。
[0033]图4是作为传感器元件信号放大器43、44进行动作的传感器元件信号放大器243、244的主要部分的电路图，特别表示与输入端43A、44A连接的部分。差动放大电路224和放大电路225构成传感器元件信号放大电路253，差动放大电路324和放大电路325构成传感器兀件信号放大电路353。
[0034]开关251具有:与输入端43A(44A)连接的公共端251A ;和支端251B、251C，将公共端251A与支端251B、251C选择性地连接。介由输入端43A(44A)向公共端251A输入感应信号 S14(S15)。
[0035]差动放大电路224具有:P沟道的电场效应晶体管(以下，称为FET)即半导体的放大元件229、231 ;N沟道的FET即半导体的放大元件230、232 ;和偏置电流用电流源227。偏置电流用电流源227的一端227B与电源240C连接。放大元件229、230在偏置电流用电流源227的另一端227A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件231、232在偏置电流用电流源227的一端227A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件229的漏极与放大元件230的漏极连接。放大元件231的漏极与放大元件232的漏极连接。具有相互连接的放大元件229、230的连接体和具有相互连接的放大元件231、232的连接体，在偏置电流用电流源227端227A与基准电位40B之间彼此并联连接。开关251的支端25IB与放大元件229的栅极连接。输入端43B与放大元件231的栅极连接。放大元件230的栅极和放大元件232的栅极都与放大元件229、230的漏极连接。放大元件231、232的漏极与放大电路225连接。放大电路225具有在电流源233与基准电位40B之间连接的N沟道的FET即半导体的放大元件234。放大元件231、232的漏极与放大元件234的栅极连接。放大元件234的漏极与输出端218连接。输出端218与开关252的支端252B连接。在放大元件234的漏极与放大元件229的栅极之间连接有IV变换阻抗元件237A。IV变换阻抗元件237A由在放大元件229的栅极与放大元件234的漏极之间串联连接的电阻、和与该电阻并联连接的电容器构成，且具有阻抗。IV变换阻抗元件237A也可以不是相互并联连接的电阻和电容器，而由构成阻抗的其它部件来构成。放大元件234的漏极介由IV变换阻抗元件237A与放大元件229的栅极连接而构成反馈环路。在放大元件234的漏极与栅极之间连接有具有时间常数的振荡补偿电路237。偏置电流用电流源227向放大元件229、231的源极分别提供偏置电流1229、1231。
[0036]振荡补偿电路237具有电阻和电容器，且具有时间常数。振荡补偿电路237在放大元件234的漏极与栅极之间串联连接。
[0037]差动放大电路324具有P沟道的FET即半导体的放大元件329、331 ;N沟道的FET即半导体的放大元件330、332 ;和偏置电流用电流源327。偏置电流用电流源327的一端327B与电源340C连接。放大元件329、330在偏置电流用电流源327的另一端327A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件331、332在偏置电流用电流源327的一端327A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件329的漏极与放大元件330的漏极连接。放大元件331的漏极与放大元件332的漏极连接。具有相互连接的放大元件329、330的连接体和具有相互连接的放大元件331、332的连接体，在偏置电流用电流源327的一端327A与基准电位40B之间相互并联连接。开关251的支端251C与放大元件329的栅极连接。输入端43B与放大元件331的栅极连接。放大元件330的栅极和放大元件332的栅极都与放大元件329、330的漏极连接。放大元件331、332的漏极与放大电路325连接。放大电路325具有在电流源333与基准电位40B之间连接的N沟道的FET即半导体的放大元件334。放大元件331、332的漏极与放大元件334的栅极连接。放大元件334的漏极与输出端318连接。输出端318与开关252的支端252C连接。在放大元件334的漏极与放大元件329的栅极之间连接有IV变换阻抗元件337A。IV变换阻抗元件337A由在放大元件329的栅极与放大元件334的漏极之间串联连接的电阻、和与该电阻并联连接的电容器构成，且具有阻抗。IV变换阻抗元件337A也可以不是相互并联连接的电阻和电容器，而由构成阻抗的其它部件来构成。放大元件334的漏极介由IV变换阻抗元件337A与放大元件329的栅极连接而构成反馈环路。在放大元件334的漏极与栅极之间连接有具有时间常数的振荡补偿电路337。偏置电流用电流源327分别向放大元件329、331的源极提供偏置电流1329、1331。
[0038]振荡补偿电路337具有电阻和电容器，且具有时间常数。振荡补偿电路337在放大元件334的漏极与栅极之间串联连接。
[0039]偏置电流用电流源227提供的电流大于偏置电流用电流源327。因此，传感器元件信号放大电路253的放大元件229提供的偏置电流1229的值大于传感器元件信号放大电路353的放大元件329提供的偏置电流1329的值。放大元件229、329主要产生与频率成反比例的闪变噪声、和不依存于频率的热噪声。若偏置电流1229的值大于偏置电流1329的值，则由放大元件329产生的热噪声变得大于由放大元件229产生的热噪声。闪变噪声不大幅度依存于偏置电流。因此，放大元件229产生的噪声小于放大元件329产生的噪声，放大元件229的消耗功率大于放大元件329的消耗功率。振荡补偿电路237、337的时间常数针对偏置电流用电流源227、327的电流分别设定为最佳，以使传感器元件信号放大电路253、353稳定地动作。
[0040]开关251具有:与输入端43A(44A)连接的公共端251A ;和支端251B、251C，且将公共端251A选择性地连接于支端251B、251C。支端251B、251C分别与放大元件229、329连接。开关251向放大元件229、329选择性地输出从输入端43A(44A)输入的信号。
[0041]开关252具有:与输出端43C(44C)连接的公共端252A ;和支端252B、252C，且将公共端252A选择性地连接于支端252B、252C。支端252B、252C分别与输出端218、318连接。开关252向公共端252A选择性地输出从输出端218、318输出的信号。
[0042]以下，作为图1所示的传感器元件信号放大器44 (43)而针对具有图4所示的传感器元件信号放大器243 (244)的运动传感器1001的动作，参照图1至图4来进行说明。
[0043]在控制信号S51表示出电子设备1002的控制电路1003使第2功能部1005动作时，控制部50将开关251的公共端251A选择性地连接于支端251C，使公共端251A从支端251B分离。同时，控制部50将开关252的公共端252A选择性地连接于支端252C，使公共端252A从支端252B分离。由此，从输入端43A(44A)输入的感应信号S14(S15)被输入到传感器元件信号放大电路353的差动放大电路324的放大元件329。感应信号S14由差动放大电路324和放大电路325放大，从输出端318输出，被输入到开关252的支端252C，从公共端252A输出。从开关252的公共端252A输出的信号经过运算放大器等放大电路而作为电压从输出端43C(44C)输出。此时，控制部50可以接通传感器元件信号放大电路353的电源340C，并断开传感器元件信号放大电路253的电源240C。由此，能够降低传感器元件信号放大器243、244的消耗功率。运动传感器1001对使用者有意施加的具有较大振幅的运动进行检测。
[0044]控制信号S51表示出控制电路1003使第I功能部1004动作时，控制部50将开关251的公共端251A选择性地连接于支端251B，使公共端251A从支端251C离开。同时，控制部50将开关252的公共端252A选择性地连接于支端252B，使公共端252A从支端252C离开。由此，从输入端43A(44A)输入的感应信号S14(S15)被输入到传感器兀件信号放大电路253的差动放大电路224的放大元件229。感应信号S14由差动放大电路224和放大电路225放大，从输出端218输出，被输入到开关252的支端252B，从公共端252A输出。从开关252的公共端252A输出的信号经过运算放大器等放大电路而作为电压从输出端43C(44C)输出。此时，控制部50可以接通传感器元件信号放大电路253的电源240C，并断开传感器兀件信号放大电路353的电源340C。由此,能够降低传感器兀件信号放大器243、244的消耗功率。运动传感器1001对由使用者的手抖动引起的具有较小振幅的运动进行检测。
[0045]如上所述,放大元件229产生的噪声小于放大元件329，放大元件229的消耗功率大于放大元件329。因此，运动传感器1001能够高精度地检测由手抖动引起的较小的运动。此外，在检测较大的运动时，由差动放大电路324产生的噪声虽然大，但对较大的运动的检测的影响较小。而且，由于偏置电流1329较小，因此运动传感器1001以较小的消耗电流进行动作。在图16所示的现有的运动传感器500中，使用了低量程运动传感器501和高量程运动传感器502这两个传感器元件，难以实现小型化以及低成本化。然而，在实施方式I中的运动传感器1001中，通过根据进行检测的运动的大小而如上所述那样改变开关251、252，从而能够使用一个传感器元件10来兼顾较小的运动的高精度的检测与较大的运动的检测时的低消耗电流。
[0046]此外，也可以使电流源233的电流的值大于电流源333的电流的值。由此，由放大元件234产生的噪声变得进一步小于由放大元件234产生的噪声，并且，放大元件234下的消耗功率大于放大元件334下的消耗功率。因此，能够兼顾较小的运动的高精度的检测与较大的运动的检测时的低消耗电流。
[0047]此外，也可以使IV变换阻抗元件337A的阻抗的大小大于IV变换阻抗元件237A。由此，与以通常模式进行动作的传感器元件信号放大电路353的IV变换阻抗元件337A的S/N比相比，能够使以低噪声模式进行动作的传感器元件信号放大电路253的IV变换阻抗元件237A的S/N比变大，运动传感器1001能够以高精度检测较小的运动。
[0048]如以上所述，传感器元件信号放大器243(244)，能够以通常模式、和比通常模式消耗功率大且噪声小的低噪声模式切换地进行动作。放大元件229较之放大元件329，消耗功率大并且噪声小。通过将开关251的公共端251A与支端251B连接并且与支端251C断开，而使传感器元件信号放大器243、244以通常模式进行动作。即，通过切换开关251，使传感器元件信号放大器243、244以通常模式和低噪声模式选择性地进行动作。此外，通过将开关251的公共端251A与支端251C连接并且与支端251B断开，而使传感器元件信号放大器243,244以低噪声模式进行动作。通常模式与低噪声模式能够从运动传感器1001的外部进行切换。此时，控制部50同样地控制图1所示的相位修正器32和A/D转换器47的偏移和增益。由此，能够与运动的大小无关地高精度检测运动。
[0049]此外，输入监视器信号S16的传感器兀件信号放大器22也可以由与图4所不的传感器元件信号放大器243、244相同的电路构成。
[0050]图5是作为实施方式I中的运动传感器1001的传感器兀件信号放大器43、44进行动作的其它传感器元件信号放大器143、144的主要部分的电路图，特别地，表示与输入端43A、44A连接的部分。在图5中，对与图4所示的传感器元件信号放大器243、244相同的部分赋予相同的参照标号。传感器元件信号放大器143、144代替传感器元件信号放大器243,244具有的差动放大电路224、324和放大电路225、325，而具有差动放大电路124和放大电路125，且不具有开关251、252。传感器元件信号放大器143、144具有对输入端43A、43B间的电压的差分进行放大的差动放大电路124、和对差动放大电路124的输出进行放大的放大电路125。差动放大电路124具有:P沟道的电场效应晶体管(以下，称为FET)即半导体的放大元件129、131 ;N沟道的FET即半导体的放大元件130、132 ;和偏置电流用电流源127。偏置电流用电流源127的一端127B与电源40C连接。放大元件129、130在偏置电流用电流源127的另一端127A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件131、132在偏置电流用电流源127的一端127A与基准电位40B之间串联直接连接。放大元件129的漏极与放大元件130的漏极连接。放大元件131的漏极与放大元件132的漏极连接。具有相互连接的放大元件129、130的连接体和具有相互连接的放大元件131、132的连接体，在偏置电流用电流源127的一端127A与基准电位40B之间相互并联连接。输入端43A与放大元件129的栅极连接。输入端43B与放大元件131的栅极连接。放大元件130的栅极和放大元件132的栅极都与放大元件129、130的漏极连接。放大元件131、132的漏极与放大电路125连接。放大电路125具有在电流源133与基准电位40B之间连接的N沟道的FET即半导体的放大元件134。放大元件131、132的漏极与放大元件134的栅极连接。放大元件134的漏极与输出端118连接。从放大电路125的输出端118输出的信号经过运算放大器等的放大电路而作为电压从输出端43C(44C)输出。在放大元件134的漏极与放大元件129的栅极之间连接有IV变换阻抗元件137A。在实施方式I中，IV变换阻抗元件137A由在放大元件129的栅极与放大元件134的漏极之间串联连接的电阻137B、和与电阻137B并联连接的电容器137C构成，且具有阻抗。IV变换阻抗元件137A，也可以不是由相互并联连接的电阻137B与电容器137C，而是由构成阻抗的其它部件来构成。放大元件134的漏极介由IV变换阻抗元件137A与放大元件129的栅极连接而构成反馈环路。在放大元件134的漏极与栅极之间连接有具有时间常数的振荡补偿电路137。偏置电流用电流源127分别向放大元件129、131的源极提供偏置电流1129、1131。偏置电流1129、1131的值能够切换。通过控制部50，偏置电流用电流源127能够改变输出的电流的值。根据该电流的值，传感器元件信号放大器143、144能够以通常模式和比通常模式消耗功率大并且噪声小的低噪声模式切换地进行动作。
[0051]振荡补偿电路137具有:电阻138、141 ;电容器139、142 ;和开关140。电阻138、电容器139和开关140在放大元件134的源极与栅极之间串联连接。电阻141和电容器142在放大元件134的源极与栅极之间串联连接。控制部50通过切换开关140能够改变振荡补偿电路137的时间常数。
[0052]以下，针对作为图1所示的传感器元件信号放大器44(43)而具有图5所示的传感器元件信号放大器143(144)的电子设备1002的运动传感器1001的动作，参照图1至图3和图5进行说明。电子设备1002的控制电路1003将控制信号S51介由运动传感器1001的控制端子51输出至控制部50。控制部50根据控制信号S51来控制驱动电路20和检测电路40。
[0053]在控制信号S51表示出控制电路1003使第2功能部1005动作时，控制部50将差动放大电路124的偏置电流用电流源127的电流的值设定为规定的值II，并接通振荡补偿电路137的开关140。运动传感器1001,对使用者有意施加的具有较大的振幅的运动进行检测。
[0054]在控制信号S51表示出控制电路1003使第I功能部1004动作时，控制部50将差动放大电路124的偏置电流用电流源127的电流的值设定为大于上述规定的值Il的规定的值12，并断开振荡补偿电路137的开关140。运动传感器1001对由手抖动引起的振动即具有较小的振幅的运动进行检测。此外，控制部50根据运动的大小来切换振荡补偿电路137的开关140，从而改变振荡补偿电路137的时间常数。
[0055]在图3所示的电子设备1002中，在第I功能部1004进行动作时的由手抖动而施加到运动传感器1001的运动，具有比第2功能部1005进行动作时的使用者有意的运动小得多的振幅。第I功能部1004根据检测到的手抖动，对图像的数据进行修正，或者机械地修正第I功能部1004的撮像元件上连结图像的镜头或撮像元件本身修正，从而去掉由手抖动引起的图像的模糊。为了正确地进行这些修正，运动传感器1001需要高精度地检测由手抖动引起的具有较小的振幅的运动。从传感器元件10的检测部14、15输出的感应信号S14、S15非常微弱。由于在检测电路40产生的噪声的缘故，有时难以根据感应信号S14、S15来高精度地检测较小的振幅的运动。在检测电路40中，对于检测的精度而言，在输入微弱感应信号S14、S15的传感器元件信号放大器143、144产生的噪声会产生很大影响。
[0056]图6表不在传感器兀件信号放大器143、144产生的噪声。在图6中，横轴以对数刻度表示频率，纵轴以对数刻度表示噪声的功率。在偏置电流用电流源127的电流的值为值Il时，差动放大电路124主要产生与频率成反比例的闪变噪声NF、和不依存于频率的热噪声NTl。在偏置电流用电流源127的电流的值为大于值Il的值12时，差动放大电路124产生闪变噪声NF、和不依存于频率的热噪声NT2。两者的情况都是闪变噪声NF的功率不变，但热噪声NT2小于热噪声NTl。即，在运动传感器1001中，在检测出手抖动的较小的运动时而在差动放大电路124产生的噪声，小于在检测出较大的运动时而在差动放大电路124产生的噪声。因此，运动传感器1001能够高精度地检测由手抖动引起的较小的运动。此外，在对较大的运动进行检测时，在差动放大电路124产生的噪声虽然较大,但对于较大的运动的检测并不影响。而且，由于电流的值Il较小，因此，运动传感器1001以较小的消耗电流进行动作。如此，在运动传感器1001中，根据检测的运动的大小，如上述那样改变偏置电流用电流源127的电流的值，就能够兼顾低噪声模式下的较小的运动的高精度的检测、与通常模式下的较大的运动的检测时的低消耗电流。如此，偏置电流用电流源127，以与传感器元件信号放大器143、144在通常模式下动作时的偏置电流1129、1131的值相比，使传感器元件信号放大器143、144在通常模式下动作时的偏置电流1129、1131的值增大的方式进行动作。通常模式与低噪声模式能够从运动传感器1001的外部进行切换。
[0057]而且，控制部50根据运动的大小来改变振荡补偿电路137的时间常数，由此能够设为对于偏置电流用电流源127的电流的值最佳的时间常数，能够使传感器元件信号放大器143、144稳定地动作。
[0058]图7是偏置电流用电流源127的电路图。偏置电流用电流源127具有P沟道的FET151U52和可变电流源153。FET151的栅极和FET152的栅极与FET151的漏极连接，FET151U52的源极与电源40C连接而构成电流镜。FET151的漏极与可变电流源153连接。FET152的漏极成为端127A。可变电流源153由控制部50进行控制，以改变输出的电流的值。控制部50改变可变电流源153的电流的值，由此能够改变从偏置电流用电流源127的端127A流过的电流的值。
[0059]图8是作为偏置电流用电流源127进行动作的其它偏置电流用电流源160的电路图。偏置电流用电流源160具有:P沟道的FET161、162、164 ;定电流源163 ;和开关165。FET161、162、164的栅极与FET161的漏极连接，FET161、162、164的源极与电源40C连接而构成电流镜。定电流源163与FET161的漏极连接。FET162的漏极成为端127A。开关165连接于FET162的漏极和FET164的漏极之间。控制部50控制开关165，从而使FET162的漏极与FET164的漏极之间断续，由此能够改变电流镜的镜像比。即，若控制部50断开开关165而使FET162的漏极从FET164的漏极断开，则从FET162的漏极流过与恒流源163的电流相同值的电流。若控制部50接通开关165而使FET162的漏极与FET164的漏极连接，则从FET162的漏极流过恒流源163的电流的2倍值的电流。如此，通过控制部50来接通/断开开关165，能够改变从偏置电流用电流源160的端127A流过的电流的值。
[0060]接着，对图1所示的相位修正器32的动作进行说明。从监视器部16输出的监视器信号S16被输入至传感器兀件信号放大器22。传感器兀件信号放大器22,能够由以恒流源置换了图5所示的传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电路构成。相位修正器32使移相器30的输出的相位进行位移。若控制部50根据运动的大小来改变偏置电流用电流源127的电流的值，则传感器元件信号放大器143、144的输出的相位改变。控制部50基于控制信号S51，并根据运动的大小，即根据偏置电流用电流源127的电流的值，来调整相位修正器32使相位位移的量。如此，时钟发生器31在传感器元件信号放大器143、144于通常模式下动作时、和于低噪声模式下动作时，改变时钟信号S31的相位。通过调整时钟发生器31输出的时钟信号S31的相位，从而由同步检波器46能够高精度地获取仅含有偏置分量的检波信号S46。
[0061]此外，控制部50也可以根据运动的大小来改变传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值，并且改变A/D转换器47的偏差和增益。由此，与传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值无关，能够高精度地检测运动。
[0062]此外，控制部50也可以根据运动的大小来改变传感器元件信号放大器143、144的电流源133的电流的值。放大元件134虽然不如放大元件129?132的程度那样，但还是会对在传感器元件信号放大器143、144产生的噪声产生影响。此时，与放大元件129?132同样地，控制部50在通常模式下将电流源133的电流设定为规定的值，并在低噪声模式下将电流源133的电流的值设定为大于上述规定的值的值。由此，在低噪声模式下比在通常模式下，放大元件134产生的噪声变小，并且放大元件134中的消耗功率变大。因此，能够兼顾较小的运动的高精度的检测与较大的运动的检测时的低消耗电流。
[0063]此外，控制部50也可以根据运动的大小来改变传感器元件信号放大器143、144的IV变换阻抗元件137A的阻抗的大小。此时，控制部50在通常模式下将IV变换阻抗元件137A的阻抗的大小设定为规定的值，并在低噪声模式下将该阻抗的大小设定为大于上述规定的值的值。由此，在低噪声模式下比在通常模式下，能够增加IV变换阻抗元件137A中的信号对噪声之比、即信号/噪声(S/N)比，运动传感器1001能够高精度地检测较小的运动。
[0064]此外,输入监视器信号S16的传感器兀件信号放大器22也可以由与具有偏置电流用电流源127的图5所示的传感器元件信号放大器143、144相同的电路构成。控制部50根据运动的大小来改变传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值，并改变传感器元件信号放大器22的偏置电流用电流源127的电流的值。
[0065]在图2所示的传感器元件10中，监视器部16的面积小于检测部14、15。因此，监视器部16构成的电容器C16的电容小于检测部14、15构成的电容器C14、C15的电容。然而，能够通过调整上部电极的面积或压电材料的厚度而使电容器C16的电容与电容器C14、C15的电容相同。此时，控制部50通过将传感器元件信号放大器22的偏置电流用电流源127的电流的值与传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值同样地改变，能够去掉相位修正器32。S卩，此时，控制部50即使改变传感器元件信号放大器143,144的偏置电流用电流源127的电流，也不需要调整提供给同步检波器46的时钟信号S31的相位。
[0066]图4所不的传感器兀件信号放大器243(244)具有两个差动放大电路224、324和两个放大电路225、325。相对于此，图5所不的传感器兀件信号放大器143(144)只具有一个差动放大电路124和一个放大电路125，因此，能够使电路规模小于图4所示的传感器元件信号放大器243 (244)，因此，能够将运动传感器1001小型化。
[0067]图9是实施方式I中的其它运动传感器1010的方框图。在图9中，对与图1至图8所示的运动传感器1001相同的部分赋予相同的参照符号。图9所示的运动传感器1010，代替控制部50而具有控制部60。控制部60没有输入控制信号S51的控制端子51。
[0068]在图1所示的传感器元件信号放大器43、44为图4所示的传感器元件信号放大器243,244时，图1所示的运动传感器1001的控制部50也可以根据从图3所示的电子设备1002的控制电路1003发送的控制信号S51来切换开关252、253。传感器元件信号放大器22，与传感器元件信号放大器243、244同样地，以通常模式、和以比通常模式消耗功率大并且噪声小的低噪声模式可切换地进行动作，图9所示的运动传感器1010的控制部60，根据所检测的运动的大小来切换开关252、253。由此，以没有来自外部的控制信号的方式，运动传感器1010针对运动的大小在最佳的状态下进行动作。
[0069]在图1所示的传感器元件信号放大器43、44是图5所示的传感器元件信号放大器143、144时，图1所示的运动传感器1001的控制部50也可以根据从图3所示的电子设备1002的控制电路1003发送的控制信号S51，来改变传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值，进而改变传感器元件信号放大器22的偏置电流用电流源127的电流的值。传感器兀件信号放大器22,与传感器兀件信号放大器143、144同样地，以通常模式、和以比通常模式消耗功率大并且噪声小的低噪声模式可切换地进行动作，图9所示的运动传感器1010的控制部60根据所检测到的运动的大小，来改变传感器元件信号放大器143、144的偏置电流用电流源127的电流的值、或传感器元件信号放大器22的偏置电流用电流源127的电流的值。由此，以没有来自外部的控制信号的方式，运动传感器1010针对运动的大小在最佳的状态下进行动作。
[0070]而且，图1所示的运动传感器1001的控制部50，除了控制信号S51，还与图9所示的控制部60同样地，也可以根据检测到的运动的大小来改变偏置电流用电流源127的电流的大小。由此，在图3所示的电子设备1002中，即使在控制电路1003使第2功能部1005动作时，即便根据较小的运动也能够高精度地使第2功能部1005动作。
[0071]此外，在实施方式I中，第I功能部1004作为规定的第I功能而作为照相机发挥功能，运动传感器1001、1010检测由手抖动引起的较小的运动。第I功能部1004作为规定的第I功能，也可以是以较小的运动进行控制的游戏机功能等其它功能。
[0072]实施方式I中的运动传感器1001、1010具有用于检测角速度的传感器元件10，以检测角速度。实施方式I中的运动传感器1001、1010也可以检测加速度或速度等的角速度以外的运动。
[0073](实施方式2)
[0074]图10是本发明的实施方式2中的运动传感器2001的方框图。在图10中，对与图1所示的实施方式I中的运动传感器1001相同的部分赋予相同的参照符号。
[0075]运动传感器2001，代替图1所示的实施方式I中的运动传感器1001的检测电路40，而具有处理从传感器元件10输出的信号来检测施加到传感器元件10的运动的检测电路2040。实施方式2中的运动传感器2001，与实施方式I中的运动传感器1001同样地，是对施加到传感器元件10的运动即角速度进行检测的运动传感器。
[0076]检测电路2040在图1所示的实施方式I中的检测电路40中，还具有与模拟数字(A/D)转换器47连接的掩蔽部47a。低通滤波器(LPF) 48与掩蔽部47a连接，且介由掩蔽部47a与A/D转换器47连接。向掩蔽部47a输入控制信号S705a，掩蔽部47a根据控制信号S705a，将该数字信号掩蔽地进行输出。低通滤波器48将从由掩蔽部47a输出的数字信号中去除无用信号而得到的运动信号S49从输出端子49输出。
[0077]图11是使用运动传感器2001的电子设备2002的方框图。在图11中，对与图3所示的实施方式I中的电子设备1002相同的部分赋予相同的参照符号。实施方式2中的电子设备2002，代替图3所示的实施方式I中的电子设备1002的控制电路1003和运动传感器1001而具有控制电路2003和图10所示的运动传感器2001。此外，电子设备2002还具有:设置在第I功能部1004，且向第I功能部1004提供功率而使第I功能部1004动作的第I外部电源1004a ;设置在第2功能部1005，且向第2功能部1005提供功率而使第2功能部1005动作的第2外部电源1005a。外部电源1004a、1005a分别向功能部1004、1005提供电压E4、E5。控制电路2003，除了图3所示的实施方式I中的控制电路1003的动作，还在使第I功能部1004动作时将第I外部电源1004a的电压E4设定为电压V4，而使第2外部电源1005a的电压为零。此外，控制电路2003在使第2功能部1005动作时，将第2外部电源1005a的电压E5设定为电压V5，而使第I外部电源1004a的电压为零。由此，能够降低电子设备2002整体的消耗功率。在实施方式2中，电压V4、V5分别为2.4 (V) >3.6 (V)。
[0078]如图10和图11所示，实施方式2中的运动传感器2001还具有:构成为与第I外部电源1004a连接的第I电源端子701 ;构成为与第2外部电源1005a连接的第2电源端子702 ;切换器703 ;第I比较器704 ;第2比较器706 ;切换控制部705 ;低通滤波器707 ;和低损耗(LDO)调节装置707a。在实施方式2中的电子设备2002中，从分别向功能部1004、1005提供功率的外部电源1004a、1005a向运动传感器1001提供功率。切换器703将对从第I电源端子701输入的第I外部电源1004a的电压E4(电压V4)和从第2电源端子702输入的外部电源1005a的电压E5 (V5)的任一方进行选择而得到的电压E703提供给驱动电路20以及检测电路2040而使其进行负载。第I比较器704以规定的阈值来判定第I电源端子701的电压E4，并向切换控制部705输出高电平或低电平的信号。S卩，第I比较器704，在电压E4为上述规定的阈值以上时，向切换控制部705输出高电平的信号，在电压E4低于上述规定的阈值时，向切换控制部705输出低电平的信号。第2比较器706通过上述规定的阈值来判定第2电源端子702的电压E5，向切换控制部705输出高电平或低电平的信号。即，第2比较器706，在电压E5为上述规定的阈值以上时，向切换控制部705输出高电平的信号，在电压E5低于上述规定的阈值时，向切换控制部705输出低电平的信号。切换器703通过根据从切换控制部705输出的信号，即根据第I比较器704的判定结果和第2比较器706的判定结果来切换第I电源端子701与第2电源端子702，由此来选择电压E4、E5之中的任一个向驱动电路20和检测电路2040输出。检测电路2040的掩蔽部47a，对从切换器703切换第I电源端子701与第2电源端子702时起经过规定时间而从A/D转换器47输出的信号进行掩蔽，使输入到LPF48的信号恒定而不变动地进行动作。在实施方式2中，上述规定的时间为约1msec。切换器703的输出端与截止噪声的低通滤波器707连接。低通滤波器707产生与切换器703的切换对应的A/D转换器47输出的信号的过度响应。
[0079]以下，针对实施方式2中的运动传感器2001和电子设备2002的动作进行说明。图12表示第I外部电源1004a的电压E4、第2外部电源1005a的电压E5、和低通滤波器707输出的电压E707的随时间的变化。在时刻tpO?tpl的期间Pl中，控制电路2003选择第I功能部1004和第2功能部1005两者进行动作。在第I功能部1004和第2功能部1005两者进行动作时，为了使第I功能部1004动作，第I外部电源1004a的电压E4成为电压V4，为了使第2功能部1005动作，第2外部电源1005a的电压E5成为电压V5。由此，比较器704、706判定电压E4、E5，并且一起向切换控制部705输出高电平的信号。
[0080]在实施方式2中的电子设备2002中，当外部电源1004a、1005a的电压E4、E5都是非零的电压V4、V5时，基于比较器704、706的判定结果，切换器703选择第2外部电源1005a的电压E5，优先于第I外部电源1004a的电压E4地输出至低通滤波器707。驱动电路20使用从低通滤波器707输出的电压E5(V5:在实施方式2中，V5 = 3.6V)来使传感器元件10进行振动驱动，在检测电路2040中，掩蔽部47a将A/D转换器47输出的信号输入至LPF48，从输出端子49输出与运动相应的信号。
[0081]之后，如图12所示，在时刻tpl，控制电路2003使第2功能部1005的动作停止，在时刻tpl?tp2的期间P2，控制电路2003不使第2功能部1005动作，而仅使第I功能部1004动作。若第2功能部1005停止动作，则提供给第2电源端子702的第2外部电源1005a的电压E5变为零。由此，第I比较器704虽然继续向切换控制部705输出高电平的信号，但第2比较器706向切换控制部705输出低电平的信号。切换控制部705根据比较器704、706中的电压E4、E5的该判定结果，选择提供给第I电源端子701的电压E4(V4:在实施方式2中，V4 = 2.4V)，输出至切换器703。在对切换器703电压E4、E5进行了切换的时刻tpl，由于过度响应，低通滤波器707输出的电压E707以超过电压V4而降低至1.717V的方式变动之后，变为电压V4。在实施方式2中的运动传感器2001中，来自第2比较器706的低电平的信号介由切换控制部705输入到检测电路2040中的掩蔽部47a。掩蔽部47a，对从时刻tpl起经过规定的时间TWl而从A/D转换器47输出的信号进行掩蔽，与电压E707的变化无关，将恒定值的信号输出到LPF48。在从时刻tpl起经过规定的时间TWl的时刻，电压E707稳定在提供到第I电源端子701的电压E4。在实施方式2中，规定的时间TWl为约1msec。若从时刻tpl起经过规定的时间TW1，则掩蔽部47a将A/D转换器47输出的信号不掩蔽地输入至LPF48。由此，检测电路2040能够不受电压E707的变动的影响地从输出端子49输出与运动相应的信号。
[0082]S卩，在实施方式2中的运动传感器2001中，通过检测电路2040的掩蔽部47a，经过切换器703的切换时的规定的时间(在实施方式2中，为Imsec)，使来自检测电路2040的输出信号不变动。因此，即使在切换器703的切换时由于过度响应而要使输出信号发生变动，也能够通过掩蔽部47a而经过上述规定时间使输出信号不变动，由此，使输出信号稳定。
[0083]接着，若在时刻tp2，控制电路2003使第2功能部1005的动作再次开始，则提供到第2电源端子702的电压E5从零变成电压V5 (在实施方式2中，为3.6V)。S卩，从第I比较器704继续向切换控制部705输出高电平的信号，从第2比较器706向切换控制部705输出高电平的信号。由此，在时刻tp2以后的期间P3，切换器703输出提供给第2电源端子702的电压E5(V5)。在时刻tp2，低通滤波器707输出的电压E707由于过度响应而要变动为暂时降低至2.29V。在实施方式2中的运动传感器2001中，来自第2比较器706的高电平的信号介由切换控制部705而被输入到检测电路2040的掩蔽部47a。掩蔽部47a从时刻tp2起经过规定的时间TWl，对从A/D转换器47输出的信号进行掩蔽，与电压E707的变化无关，将恒定值的信号输出到LPF48。在从时刻tp2起经过规定的时间TWl的时刻，电压E707稳定在提供至第2电源端子702的电压E5。若从时刻tp2经过规定的时间TW1，则掩蔽部47a将A/D转换器47输出的信号不掩蔽地输入至LPF48。由此，检测电路2040能够不受电压E707的变动的影响地从输出端子49输出与运动相应的信号。
[0084]在图10所示的实施方式2中的运动传感器2001中，掩蔽部47a或电源端子701、702等的结构要素与图1所示的实施方式I中的运动传感器1001进行了组合。在实施方式2中的运动传感器2001中，掩蔽部47a或电源端子701、702等的结构要素也可以与图9所示的实施方式I中的运动传感器1010进行组合，会具有同样的效果。
[0085](实施方式3)
[0086]图13是本发明的实施方式3中的运动传感器3001的方框图。在图13中，对与图10所示的实施方式2中的运动传感器2001相同的部分赋予相同的参照符号。
[0087]运动传感器3001，代替图10所示的实施方式2中的运动传感器2001的检测电路2040而具有处理从传感器元件10输出的感应信号来检测施加到传感器元件10的运动的检测电路3040。实施方式3中的运动传感器3001与实施方式2中的运动传感器2001同样，是对施加到传感器元件10的运动即角速度进行检测的角速度运动传感器。
[0088]在图10所示的实施方式2中的检测电路2040中，检测电路3040还具有与掩蔽部47a连接的修正电路47b。在掩蔽部47a中输入控制信号S705a，掩蔽部47a根据控制信号S705a来将该数字信号掩蔽地进行输出。修正电路47b利用在存储器47c中预先存储的修正值，对从掩蔽部47a输出的数字信号进行修正。在实施方式3中，存储器47c是ROM。低通滤波器(LPF) 48介由修正电路47b和掩蔽部47a与A/D转换器47连接。LPF48将从由修正电路47b修正的数字信号中去除无用信号而得到的运动信号S49从输出端子49输出。
[0089]图14是使用运动传感器3001的电子设备3002的方框图。在图14中，对与图11所示的实施方式2中的电子设备2002相同的部分赋予相同参照符号。实施方式3中的电子设备3002，代替图11所示的实施方式2中的电子设备2002的运动传感器2001，而具有图13所示的运动传感器3001。
[0090]在实施方式3中的运动传感器3001中，切换控制部705在电源端子701、702的切换时，修正将使修正电路47b发挥功能的控制信号S705b输出至修正电路47b。与修正电路47b的后级连接的LPF48产生A/D转换器47输出的信号针对切换器703的切换的过度响应。
[0091]以下，针对实施方式3中的运动传感器3001和电子设备3002的动作进行说明。图15表不第I外部电源1004a的电压E4、第2外部电源1005a的电压E5、和低通滤波器707输出的电压E707的随时间的变化。在图15中，对与图12所示的实施方式2中的运动传感器2001相同部分赋予相同的参照符号。在时刻tpO?tpl的期间P1，控制电路2003选择第I功能部1004和第2功能部1005两者进行动作。在第I功能部1004和第2功能部1005两者进行动作时，与实施方式2中的运动传感器2001相同，优先地使用第2功能部1005的第2外部电源1005a而使传感器元件10进行振动驱动。此外，通过在传感器元件信号放大器43、44中使用图4所示的实施方式I中的传感器元件信号放大器243、244，能够改变传感器元件信号放大器43、44的放大率、，即从电流向电压变换的变换率。从切换器703优先选择提供给第2电源端子702的第2外部电源1005a的电压E5 (V5)进行输出。这样，输入端43A、44A利用开关251而与支端251C连接，并且支端252C利用开关252而与输出端43C、44C连接。这样，传感器兀件信号放大电路253、353之中的传感器兀件信号放大电路353被选择，得到较大的放大率。
[0092]之后，如图15所示，在时刻tpl，控制电路2003停止第2功能部1005的动作，在时刻tpl?tp2的期间P2，控制电路2003使第2功能部1005不动作，而仅使第I功能部1004动作。若第2功能部1005停止动作，则与实施方式2中的运动传感器2001同样，切换器703输出提供给第I电源端子701的第I外部电源1004a的电压E4(V4)。来自第2比较器706的低电平信号介由切换控制部705，输入到检测电路3040中的掩蔽部47a。与实施方式2中的运动传感器2001同样，掩蔽部47a经过规定的时间TWl来掩蔽A/D转换器47输出的信号，与电压E707的变化无关地输出恒定值的信号。在实施方式3中的运动传感器3001中，输入端43A、44A利用开关251而与支端25IB连接，并且支端252B利用开关252而与输出端43C、44C连接。这样，传感器兀件信号放大电路253、353之中的传感器兀件信号放大电路253被选择，得到较小的放大率。
[0093]由于传感器元件信号放大器43、44的放大率的变化，差动放大器45或同步检波器46乃至A/D转换器47输出的信号的相位会偏移。在实施方式3中的运动传感器3001中，存储器47c预先将通过切换器703进行外部电源1004a、1005a的切换时产生的信号的相位的变动值存储作为修正值。根据存储器47c中所存储的修正值，修正电路47b对掩蔽部47a输出的信号即A/D转换器47输出的信号进行修正。即，在实施方式3中的运动传感器3001中，能够在切换外部电源1004a、1005a的同时，对修正切换传感器元件信号放大器43、44的放大率时产生的输出信号的变动进行修正，能够正确地检测施加到传感器元件10的运动。
[0094]接着，若在时刻tp2，控制电路2003使第2功能部1005的动作再次开始，则与实施方式2中的运动传感器2001同样，提供给第2电源端子702的第2外部电源1005a的电压E5从零变成电压V5 (在实施方式3中，为3.6V)。在时刻tp2以后的期间P3，与实施方式2中的运动传感器2001同样，切换控制部705控制切换器703，向切换器703输出提供给第2电源端子702的电压E5。此时，控制部50使具有输入端43A、44A的传感器元件信号放大器43、44的放大率大于在期间P2中的放大率,而返回到在期间Pl的放大率。在实施方式3中的运动传感器3001，对在时刻tp2变化的放大率而变化的A/D转换器47的输出信号进行修正，能够正确地检测出施加到传感器元件10的运动。
[0095]如此，被处理的感应信号，在切换器703切换第I电源端子701与第2电源端子702时进行变动。修正电路47b对切换器703切换第I电源端子701与第2电源端子702时的感应信号的上述变动进行修正。
[0096]此外，在图13所示的实施方式3中的运动传感器3001中，检测电路3040即使不具有掩蔽部47a，此时，修正电路47b与A/D转换器47直接连接，也会根据存储器47c中所存储的修正值来修正A/D转换器47输出的信号，具有同样的效果。
[0097]在图13所示的实施方式3中的运动传感器3001中，掩蔽部47a或修正电路47b、存储器47c等的结构要素与图1所示的实施方式I中的运动传感器1001进行了组合。在实施方式3中的运动传感器3001中，掩蔽部47a或修正电路47b、存储器47c等的结构要素也可以与图9所示的实施方式I中的运动传感器1010进行组合，具有同样的效果。
[0098]产业上的利用可能性
[0099]本发明中的运动传感器，能够检测较大的运动和较小的运动，能够在数字照相机、便携式游戏机、PDA等多功能的小型电子设备中搭载的传感器中广泛应用。
[0100]符号的说明
[0101]10传感器元件
[0102]11 振动子
[0103]14检测部
[0104]15检测部
[0105]16监视器部
[0106]20驱动电路
[0107]22传感器元件信号放大器(第2传感器元件信号放大器)
[0108]26输出放大器
[0109]31时钟发生器
[0110]40检测电路
[0111]43传感器元件信号放大器(第I传感器元件信号放大器)
[0112]45差动放大器
[0113]46同步检波器
[0114]47a掩蔽部
[0115]47b修正电路
[0116]50控制部
[0117]124差动放大电路
[0118]125放大电路
[0119]127偏置电流用电流源(第I偏置电流用电流源、第2偏置电流用电流源)
[0120]129放大元件(第I放大元件、第2放大元件)
[0121]137振荡补偿电路
[0122]143传感器元件信号放大器(第I传感器元件信号放大器)
[0123]229放大元件(第I放大元件)
[0124]251 开关
[0125]25IA 公共端
[0126]25IB支端(第I支端)
[0127]25IC支端(第2支端)
[0128]329放大元件(第2放大元件)
[0129]701第I电源端子
[0130]702第2电源端子
[0131]703切换器
[0132]704第I比较器
[0133]705切换控制部
[0134]706第2比较器
[0135]1001运动传感器
[0136]1002电子设备
[0137]1003控制电路
[0138]1004第I功能部
[0139]1004a第I外部电源
[0140]1005第2功能部
[0141]1005a第2外部电源
[0142]2040检测电路
[0143]3040检测电路
【权利要求】
1.一种运动传感器，具有: 传感器元件，其根据所施加的运动来输出感应信号；和 检测电路，其具有输入所述感应信号的第I传感器元件信号放大器，且根据所述感应信号来检测所述运动， 所述第I传感器元件信号放大器能够以通常模式和比所述通常模式消耗功率大且噪声小的低噪声模式切换地进行动作。
2.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述第I传感器元件信号放大器具有: 开关，其具有输入所述感应信号的公共端、第I支端、和第2支端，且将所述公共端选择性地与所述第I支端和所述第2支端连接； 第I放大元件，其与所述开关的所述第I支端连接；和 第2放大元件，其与所述开关的所述第2支端连接， 所述第I放大元件较之所述第2放大元件,消耗功率大并且噪声小， 通过切换所述开关，所述第I传感器元件信号放大器选择性地以所述通常模式和所述低噪声模式进行动作。
3.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述第I传感器元件信号放大器具有: 放大元件；和 偏置电流用电流源，其向所述放大元件提供偏置电流， 所述偏置电流的值能够切换。
4.根据权利要求3所述的运动传感器，其特征在于， 所述偏置电流用电流源进行动作，以使得所述第I传感器元件信号放大器以所述低噪声模式进行动作时的所述偏置电流的值与所述第I传感器元件信号放大器以所述通常模式进行动作时的所述偏置电流的值相比变大。
5.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述通常模式与所述低噪声模式，能够从所述运动传感器的外部进行切换。
6.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 还具有: 控制部，其根据所述运动的大小来切换所述通常模式与所述低噪声模式。
7.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述传感器元件具有: 振动子； 监视器部，其输出与所述振动子的振动相应的监视器信号；和 检测部，其在所述振动子振动的期间，输出所述感应信号， 所述运动传感器还具有驱动电路，该驱动电路具有: 时钟发生器，其根据所述监视器信号来产生时钟信号；和 输出放大器，其根据所述监视器信号来驱动所述振动子进行振动， 所述检测电路具有: 差动放大器，其输入所述第I传感器元件信号放大器输出的信号；和 同步检波器，其使用所述时钟信号，对所述差动放大器输出的差动信号进行同步检波，所述时钟发生器，在所述第I传感器元件信号放大器以所述通常模式进行动作时、和以所述低噪声模式进行动作时，改变所述时钟信号的相位。
8.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述传感器元件具有: 振动子； 监视器部，其输出与所述振动子的振动相应的监视器信号；和 检测部，其在所述振动子振动时输出所述感应信号， 所述运动传感器还具有驱动电路，该驱动电路具有: 第2传感器元件信号放大器，其输入所述监视器信号； 时钟发生器，其根据所述第2传感器元件信号放大器的输出来产生时钟信号；和 输出放大器，其根据所述监视器信号来驱动所述振动子进行振动， 所述检测电路具有: 差动放大器，其输入所述第I传感器元件信号放大器输出的信号；和 同步检波器，其使用所述时钟信号，对所述差动放大器输出的差动信号进行同步检波， 所述第2传感器元件信号放大器具有: 第2偏置电流用电流源，其用于改变输出的电流的值；和 第2放大元件，其输入所述监视器信号，并被提供所述第2偏置电流用电流源输出的所述电流， 所述第2传感器元件信号放大器能够以所述通常模式和所述低噪声模式切换地进行动作。
9.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 所述第I传感器元件信号放大器，还具有: 差动放大电路； 放大电路，其将所述差动放大电路的输出放大，并反馈至所述差动放大电路，从而构成反馈控制环路；和 振荡补偿电路，其与所述放大电路连接，且防止所述反馈控制环路的振荡，并具有时间常数， 所述振荡补偿电路，在所述第I传感器元件信号放大器以所述通常模式进行动作时、和以所述低噪声模式进行动作时，改变所述时间常数。
10.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 还具有: 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其通过切换所述第I电源端子与所述第2电源端子，从而选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述检测电路， 所述检测电路输出与检测到的所述运动对应的信号， 所述检测电路具有: 掩蔽部，其进行动作，以使得自所述切换器切换所述第I电源端子与所述第2电源端子时起经过规定时间，使从所述检测电路输出的所述信号为恒定。
11.根据权利要求10所述的运动传感器，其特征在于， 还具有: 第I比较器，其对提供给所述第I电源端子的所述电压进行判定； 第2比较器，其对提供给所述第2电源端子的所述电压进行判定；和切换控制部，其根据所述第I比较器的判定结果和所述第2比较器的判定结果来控制所述切换器。
12.根据权利要求11所述的运动传感器，其特征在于， 所述切换控制部根据所述第I比较器的所述判定结果和所述第2比较器的所述判定结果来控制所述掩蔽部。
13.根据权利要求1所述的运动传感器，其特征在于， 还具有: 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其通过切换所述第I电源端子与所述第2电源端子，从而选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述检测电路， 在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时，所述感应信号发生变动， 所述检测电路具有: 修正电路，其对在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时的所述感应信号的变动进行修正。
14.一种电子设备,具有: 权利要求1所述的运动传感器； 执行规定的第I功能的第I功能部； 执行规定的第2功能的第2功能部；和 控制电路，其进行动作，以使得根据检测到的所述运动来控制所述第I功能部和所述第2功能部，且在使所述第2功能部进行动作时，使所述第I传感器元件信号放大电路以所述通常模式进行动作，在使所述第I功能部进行动作时，使所述第I传感器元件信号放大电路以所述低噪声模式进行动作。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于， 还具有: 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其通过切换所述第I电源端子与所述第2电源端子，从而选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述检测电路， 所述检测电路输出与检测到的所述运动对应的信号， 所述检测电路具有: 掩蔽部，其自所述切换器切换所述第I电源端子与所述第2电源端子时起经过规定的时间，使从所述检测电路输出的所述信号为恒定。
16.根据权利要求15所述的电子设备，其特征在于， 还具有: 第I比较器，其对提供给所述第I电源端子的所述电压进行判定； 第2比较器，其对提供给所述第2电源端子的所述电压进行判定；和切换控制部，其根据所述第I比较器的判定结果和所述第2比较器的判定结果来控制所述切换器。
17.根据权利要求16所述的电子设备，其特征在于， 所述切换控制部根据所述第I比较器的所述判定结果和所述第2比较器的所述判定结果来控制所述掩蔽部。
18.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于， 还具有: 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其通过切换所述第I电源端子与所述第2电源端子，从而选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述检测电路， 在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时，所述感应信号发生变动， 所述检测电路具有: 修正电路，其对在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时的所述感应信号的变动进行修正。
19.一种运动传感器,具有: 传感器元件，其根据所施加的运动来输出感应信号； 驱动电路，其使所述传感器元件进行振动驱动； 检测电路，其处理所述感应信号，输出与所述运动相应的信号； 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其通过切换所述第I电源端子与所述第2电源端子，从而选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述驱动电路和所述检测电路， 所述检测电路具有: 掩蔽部，其进行动作，以使得自所述切换器切换所述第I电源端子与所述第2电源端子时起经过规定时间，使从所述检测电路输出的所述信号为恒定。
20.根据权利要求19所述的运动传感器，其特征在于， 还具有: 第I比较器，其对提供给所述第I电源端子的所述电压进行判定； 第2比较器，其对提供给所述第2电源端子的所述电压进行判定；和切换控制部，其根据所述第I比较器的判定结果和所述第2比较器的判定结果来控制所述切换器。
21.根据权利要求20所述的运动传感器，其特征在于， 所述切换控制部根据所述第I比较器的所述判定结果和所述第2比较器的所述判定结果来控制所述掩蔽部。
22.—种运动传感器,具有: 传感器元件，其根据所施加的运动来输出感应信号； 驱动电路，其使所述传感器元件进行振动驱动； 检测电路，其处理所述感应信号，以检测所述运动； 第I电源端子，其构成为被提供来自第I外部电源的电压； 第2电源端子，其构成为被提供来自第2外部电源的电压；和切换器，其选择提供给所述第I电源端子的所述电压和提供给所述第2电源端子的所述电压当中的任一方，来提供给所述驱动电路和所述检测电路， 在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时，被处理后的所述感应信号发生变动， 所述检测电路具有: 修正电路，其对在所述切换器切换了所述第I电源端子与所述第2电源端子时的被处理后的所述感应信号的变动进行修正。
【文档编号】H03F3/45GK104246432SQ201380019130
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月10日 优先权日:2012年4月12日
【发明者】植村猛, 村上英之, 上田真二郎, 须藤良太 申请人:松下知识产权经营株式会社