(57)【要約】【課題】ＭＥＭＳ慣性感知及び内蔵デジタルエレクトロニクスを備えた統合運動処理ユニット（ＭＰＵ）を提供する。【解決手段】基板の表面に実装することができルモジュールであって、このモジュールは、少なくとも一つの軸の直線加速度の測定に対応する第１の測定出力を与える直線加速度計及び少なくとも一つの軸の周りの回転の測定に対応する第２の測定出力与えることができる第１の回転センサーを含む。この加速度計及び第１の回転センサーは、第１の基板上に形成される。モジュールは、さらに、直線加速度計からの第1の測定出力及び第１の回転センサーからの第２の測定出力の双方を受信するためのさらに特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。このＡＳＩＣは、アナログ・デジタル・コンバーターを含み、第２の基板上に実装される。第1の基板は、第2の基板に対して垂直に結合される。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に実装することができるモジュールであって、前記モジュールは、少なくとも一つの軸の測定直線加速度に対応する第１の測定出力を与える第１の基板上に形成された直線加速度計と、少なくとも一つの軸の周りの回転の測定に対応する第２の測定出力を与えることができる第１の基板上に形成された第１の回転センサー、及び前記直線加速度計からの前記第１の測定出力と前記第１の回転センサーからの前記第２の測定出力の双方を受信するための特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を備え、前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を備えるとともに、前記第１の基板が第２の基板に垂直に結合された第２の基板上に実装されているモジュール。
【請求項２】
前記アナログ・デジタル・コンバーターは、前記第１の測定出力及び前記第２の測定出力の双方を、アナログ信号から対応するデジタル信号に変換することができる請求項１記載のモジュール。
【請求項３】
前記直線加速度計は、多軸マイクロマシン技術（ＭＥＭｓ）加速度計からなる請求項２記載のモジュール。
【請求項４】
前記多軸マイクロマシン技術（ＭＥＭｓ）加速度計は、３−軸マイクロマシン技術（ＭＥＭｓ）加速度計からなる請求項３記載のモジュール。
【請求項５】
前記第１の回転センサーは、少なくとも一つの軸の周りの回転を検出ことができるジャイロスコープ又は少なくとも一つの軸の周りの回転加速度を検出することができる回転加速度センサーを備える請求項４記載のモジュール。
【請求項６】
前記モジュールは、前記加速度計及び前記第１のジャイロスコープからのデータを解析するための内蔵ロジックを含む請求項５記載のモジュール。
【請求項７】
前記内蔵ロジックは、前記モジュールの方位を決定するために構成されている請求項６記載のモジュール。
【請求項８】
前記内蔵ロジックは、回転運動又は直線運動を検出し、前記回転運動又は前記直線運動の軸を決定するように構成されている請求項６記載のモジュール。
【請求項９】
前記内蔵ロジックは、プログラム制御可能な割り込みシステムを含み、前記割り込みシステムは、ユーザによってどのタイプの運動が割り込みすべきかを決定することができる請求項６記載のモジュール。
【請求項１０】
前記内蔵ロジックは、所定の時間周期に対して所定の閾値を超える直線運動又は回転運動に対応する直線運動又は回転運動を検出するために、ユーザによって修正可能であり、前記所定の閾値及び所定の時間周期の双方は、ユーザによってプログラム制御可能である請求項９記載のモジュール。
【請求項１１】
前記内蔵ロジックは、さらに、前記モジュールの運動が所定の閾値未満であるときを検出し、前記所定の閾値未満であるモジュールの運動に対応する第１のジャイロスコープのバイアスをリセットするように構成されている請求項６記載のモジュール。
【請求項１２】
さらに、第３の基板と前記第２の基板の間で第１の基板を密封エンクロージャー内にシールするように、前記第１の基板に垂直に結合された第３の基板を備える請求項５記載のモジュール。
【請求項１３】
さらに、前記モジュールをプリント基板上に結合するための接着パッドを備える請求項１２記載のモジュール。
【請求項１４】
前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、さらに、前記アナログ・デジタル・コンバーターからのデジタル信号を受信し、前記デジタル信号を処理することができるマイクロ・コントローラーを備える請求項２記載のモジュール。
【請求項１５】
前記マイクロ・コントローラーは、前記デジタル信号に基づく光学像安定化計算を実行することを含む前記デジタル信号の処理を可能とする請求項１４記載のモジュール。
【請求項１６】
前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、さらに、前記マイクロ・コントローラーと通信するメモリを備える請求項１４記載のモジュール。
【請求項１７】
前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、さらに、前記マイクロ・コントローラーと通信するパルス幅変調器（ＰＷＭ）を備え、前記パルス幅変調器はアクチュエータを作動することができる請求項１６記載のモジュール
【請求項１８】
前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、さらに、マイクロ・プロセッサと通信する通信インターフェイスを備える請求項１７記載のモジュール。
【請求項１９】
前記通信インターフェイスは、三線式インターフェイス（ＳＰＩ）又は集積回路（１２Ｃ）間インターフェイスを備える請求項１８記載のモジュール。
【請求項２０】
前記モジュールの配置面積は、実質的に６×８ｍｍ又はそれ以下である請求項１９記載のモジュール。
【請求項２１】
さらに、外部信号に運動データを同期させるために用いられるピンを備え、前記外部信号は、機械シャッター信号、フレーム有効信号、ＧＰＳクロック信号又は外部タイミング入力信号の一つである請求項１記載のモジュール。
【請求項２２】
前記特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、さらに、前記加速度計からの前記第１の測定出力の少なくとも一つ又は前記アナログ・デジタル・コンバーターに接続された一以上の対応する第２の測定デバイスからの一以上の第２の測定出力を選択的に与えることができるマルチプレクサーを備える請求項１記載のモジュール。
【請求項２３】
前記一以上の第２の測定デバイスは、第２のジャイロ、加速度計、位置センサー、圧力計、地磁気センサー又は温度センサーの一以上を含む請求項２２記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロマシン技術（ＭＥＭＳ）テクノロジーは、しばらくの間着実な発展の段階にあったが、結果的にさまざまなＭＥＭＳデバイス（例えば、直線加速度を測定するための加速度計や角速度を測定するためのジャイロスコープ）が、種々の応用において実現されてきた。
【０００３】
例えば、個々の加速度計やジャイロスコープ・センサーは、現在、自動車のエアバッグ制御、ＴＶゲーム機、デジタルカメラ、ビデオカメラ及び携帯電話機に用いられている。
【０００４】
ＭＥＭＳデバイスは、一般的に、特定の測定結果に対応する一つ以上のアナログ出力信号を発生し、従って、通常、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）が、デジタル信号処理のため、アナログ出力信号を対応するデジタル信号に変換するために必要とされる。
【０００５】
ＭＥＭＳデバイス及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含む従来の適用は、一般に、ＭＥＭＳデバイスをアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）に接続するために、マルチ・チップ・ボード・レベルの技術を実装しており、及び／又は別個のチップ、プリント基板（ＰＣＢｓ）又はモジュール上に、ＭＥＭＳデバイス及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を実装している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、そのようなＭＥＭＳデバイスをアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）に接続するためのボード・レベルのアセンブリ技術の使用及び別個のチップ又はプリント基板上のＭＥＭＳデバイスの実装は、殆どの場合、ＭＥＭＳデバイスが利用可能なアプリケーションの数を制限している大きなスペース、より大きな電力及びコスト上昇を要する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一般に、一つの形態において、本明細書は、基板の表面上に実装することができるモジュールを記述している。
【０００８】
そのモジュールは、少なくとも一つの軸内で直線加速度の測定に対応する第１の測定出力を与える直線加速度計及び少なくとも一つの軸の周りの回転の測定に対応する第２の測定出力を与えることができる第１の回転センサーを含む。
【０００９】
この加速度計及び第１の回転センサーは、第１の基板上に形成される。さらに、モジュールは、直線加速度計からの第１の測定出力及び第１の回転センサーからの第２の測定出力の双方を受信するために特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含む。
【００１０】
この特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）は、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含み、第２の基板上に実装されている。第１の基板は、第２の基板に対して垂直に接合されている。
【００１１】
実装は、以下の１以上の利点をもたらすことができる。ジャイロスコープ（又は下記の他のデバイス）及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含む表面マウント型のモジュールが提供される。
【００１２】
一つの実施例において、（ＭＥＭＳ基板上に実装されている）ジャイロスコープは、ウエハー接合を介して（アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含む）ＣＭＯＳ集積回路基板に接合されている。
【００１３】
そのような一つの実装は、面積、動作及びコストの観点から省力化に有益である。そのような一つのモジュールは、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡｓ）、デジタルカメラ又は例えば、画像を安定化する他の携帯型機器等の適用において実装することができる。
【００１４】
このモジュールは、システムレベルの解決に追加機能をチップ上に統合する能力を与える。一つの実施例において、６軸のセンサー（例えば、３軸の加速度及び３軸の角速度）を与える運動処理ユニットが開示される。
【００１５】
運動処理ユニットは、多数の民生用及び非民生用アプリケーションにおいて、運動センサー・アプリケーションを可能にする内蔵処理及び全ての関連する機能を含む。
【００１６】
さらに、本明細書は、ウエハーレベルでパッケージされた関連する高性能の電子機器とともに、（例えば、６軸のセンサーを備える）複数のセンサーを統合する運動処理ユニットを開示する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による統合運動処理ユニット（ＭＰＵ）は、ＭＥＭＳデバイスが利用可能なアプリケーションの数を制限している大きなスペースを必要とせず、小さなスペースで、かつ、省電力及びコスト低減を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一つの実施例に従うジャイロスコープ及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含むモジュールのブロック図である。
【図２】一つの実施例に従うジャイロスコープ及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）実装及び利用方法を示す。
【図３】一つの実施例に従うジャイロスコープ、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）及びマイクロ・コントローラーを含むモジュールのブロック図である。
【図４】一つの実施例に従う３軸加速度計、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）及びマイクロ・コントローラーを含むモジュールのブロック図である。
【図５】画像安定化アプリケーションの中で利用することができるジャイロスコープ、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）及びマイクロ・コントローラーを含むモジュールのブロック図である。
【図６】二つの異なる実施例に従う二つの図５のモジュールのスペースを示す。
【図７】一つの実施例に従う運動処理ユニット（ＭＰＵ）を示す。
【図８】一つの実施例に従うＭＥＭＳセンサー・ウエハー及びエレクトロニクス・ウエハーを示す。
【図９】一つの実施例に従う運動処理ユニット（ＭＰＵ）を示す。
【図１０】一つの実施例に従う運動処理ユニット（ＭＰＵ）を示す。
【図１１】一つの実施例に従う運動処理ユニット（ＭＰＵ）を示す。
【図１２】図１１の運動処理ユニット（ＭＰＵ）におけるモジュール１１０２のダイ面積の一例を示す。
【図１３Ａ】運動処理ユニット（ＭＰＵ）の一実施例を示す。
【図１３Ｂ】運動処理ユニット（ＭＰＵ）の一実施例を示す。
【図１３Ｃ】運動処理ユニット（ＭＰＵ）の一実施例を示す。
【図１３Ｄ】運動処理ユニット（ＭＰＵ）の一実施例を示す。
【図１３Ｅ】運動処理ユニット（ＭＰＵ）の一実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
一以上の実施例の詳細は、添付図面及び,以下の説明において記述されている。他の特徴及び利点は、その説明及び図面から明らかであろう。
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００２１】
本発明は、一般に、マイクロマシン・システム（ＭＥＭＳ）デバイスに関する。以下の説明は、当業者に本発明を作製及び使用可能なように提示され、特許出願の背景及びその要求の範囲内において記載されている。
【００２２】
本発明は、示された実施例に限定されることを目的とせず、本明細書中で記載された原理及び特徴と一致する最大の範囲で認められるべきである。
【００２３】
図１は、一つの実施例に従って、ＭＥＭＳセンサー・デバイス（例えば、ジャイロスコープ１０２）及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４を含むモジュール１００を示す。
【００２４】
一つの実施例において、モジュール１００は、プリント基板（ＰＣＢ）の表面上に実装することができる単一のチップ（又はパッケージ）である。一つの実施例において、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０８のコンポーネントである。図１に示すように、ジャイロスコープ１０２は、Ｘ軸及びＹ軸内で測定された角速度に対応する二つのアナログ出力信号を与える。
【００２５】
大体の場合は、ジャイロスコープ１０２は、少なくとも２軸マイクロマシン・システム（ＭＥＭｓ）ジャイロスコープである。一つの実施例において、ジャイロスコープ１０２は、参照することにより本明細書に援用される「垂直統合された電子機器及びウエハスケールの密封パッキングを有するＸ−Ｙ軸デュアル・マス音叉ジャイロスコープ」と題する共有の米国特許No. 6,892,575に記載されているようなジャイロスコープである。
【００２６】
従って、一つの実施例において、ジャイロスコープ１０２は、ＭＥＭＳ基板がＣＭＯＳ集積回路基板（ＡＳＩＣ１０８及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４を含む）にウエハーボンディングにより結合されているＭＥＭＳ基板上に実装される。
【００２７】
一つの実施例において、ＭＥＭＳ基板は、参照することにより本明細書に援用される共有の米国特許No. 7,104,129「密閉されたキャビティ内の電子機器を備えた垂直統合されたＭＥＭＳ構造」に記載されているような垂直製造プロセスを使用するウエハー接合技術によりＣＭＯＳ集積回路基板に結合されている。
【００２８】
モジュール１００は、ジャイロスコープを含むように示されているが、モジュール１００は、その代わりに、参照することにより本明細書に援用される「多軸加速度計」と題する共有の米国特許出願No. 11/285,493に記載されているような多軸（直線）加速度計（例えば、３軸加速度計）を含むことができる。
【００２９】
作動中、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４は、ジャイロスコープ１０２のアナログ出力信号を、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４から出力１０６を経由して出力することができる対応するデジタル信号に変換する。
【００３０】
一つの実施例において、モジュール１００は、ジャイロスコープ１０２のアナログ出力信号の一つをアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４に選択的に与えるためのマルチプレクサー（図示せず）を含む。このマルチプレクサーは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０８のコンポーネントであることがある。
【００３１】
図２は、一つの実施例に従うジャイロスコープ及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を実装及び利用するための方法２００を図示している。
【００３２】
ジャイロスコープ（例えば、ジャイロスコープ１０２）及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）（例えば、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４）は、表面マウント型のチップ（例えば、モジュール１００）の上に実装される（ステップ２０２）。
【００３３】
一つの実施例において、ジャイロスコープは、垂直製造プロセスによりアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含むチップの上に形成される。
【００３４】
少なくとも二つのアナログ出力信号がジャイロスコープによって発生され、そこでは二つのアナログ出力信号が少なくとも二つの異なる軸の測定角速度に対応する（ステップ２０４）。
【００３５】
作動中、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）は、ジャイロスコープのアナログ出力信号を対応するデジタル信号に変換する（ステップ２０６）。
【００３６】
図３は、一つの実施例に従うモジュール３００のブロック図である。このモジュール３００は、ジャイロスコープ３０２、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）３０４、マイクロ・コントローラー３０６及びインターフェイス３０８を含む。
【００３７】
一つの実施例において、モジュール３００は、プリント基板（ＰＣＢ）の表面上に実装することができる単一のチップである。一つの実施例において、ジャイロスコープ３０２は、垂直製造プロセスを用いてチップに接合される。
【００３８】
従って、この実施例において、ジャイロスコープ３０２、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）３０４、マイクロ・コントローラー３０６及びインターフェイス３０８は、同一の基板−例えば、ＣＭＯＳ基板上に実装することができる。
【００３９】
一つの実施例において、モジュール３００は、さらにジャイロスコープ３０２のアナログ出力信号の一つをアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４に選択的に与えるためのマルチプレクサー（図示せず）を含む。
【００４０】
一つの実施例において、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）１０４、マイクロ・コントローラー３０６、インターフェイス３０８及びマルチプレクサーは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のコンポーネントである。
【００４１】
一つの実施例において、ジャイロスコープ３０２は、Ｘ軸及びＹ軸の測定角速度に対応する二つのアナログ出力信号を発生する。
【００４２】
このアナログ出力信号は、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）３０４により対応するデジタル信号に変換される。
【００４３】
マイクロ・コントローラー３０６は、そのデジタル信号を処理する。インターフェイス３０８は、マイクロ・コントローラー３０６へのインターフェイスを与える。
【００４４】
インターフェイス３０８は、三線式インターフェイス（serial peripheral interface；ＳＰＩ）、アイ・スクエアド・シー又はアイ・ツー・シー（１２Ｃ）・インターフェイス又は他の適切なインターフェイスであることがある。図３に示す一つの実施例において、インターフェイス３０８は、二つの制御線（ＳＣＬＫ及びＣＳ）及び二つのデータ回線（ＤＩＮ及びＤＯＵＴ）を有するＳＰＩインターフェイスである。
【００４５】
一般に、モジュール３００は、ジャイロスコープ以外の他のタイプのＭＥＭＳセンサーを含むことができる。
【００４６】
例えば、図４は、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）４０４にアナログ出力信号を送信する３−軸加速度計を含むモジュール４００を図示している。
【００４７】
このアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）４０４は、アナログ出力信号をマイクロ・コントローラー４０６により処理するために対応するデジタル信号に変換する。
【００４８】
モジュール３００と同様に、モジュール４００は、さらにマイクロ・コントローラー４０６に接続されているインターフェイス４０８（例えば、三線式インターフェイス（ＳＰＩ））を含む。
【００４９】
図５は、一つの実施例に従うモジュール５００のブロック図を示している。
【００５０】
一つの実施例において、モジュール５００は、ジャイロスコープ５０２、マルチプレクサー（ＭＵＸ）５０４、（例えば１６ビットの）アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）５０６、マイクロ・コントローラー５０８、インターフェイス５１０及びパルス幅変調器ドライバ５１２，５１４を含む。一つの実施例において、モジュール５００は、プリント基板（ＰＣＢ）の表面上に実装することができる単一のチップである。
【００５１】
一つの実施例において、ジャイロスコープ５０２は、垂直製造プロセスによりチップに結合されている。従って、この実施例において、ジャイロスコープ５０２、マルチプレクサー（ＭＵＸ）５０４、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）５０６、マイクロ・コントローラー５０８、インターフェイス５１０及びパルス幅変調器ドライバ５１２，５１４は、同一の基板上に形成されている。
【００５２】
他の実施例においては、ジャイロスコープ５０２は、モジュール５００から分離されているチップ上に実装されている。この実施例においては、ジャイロスコープ５０２及びモジュール５００は、プリント基板（ＰＣＢ）の表面上に実装することができる基板上に形成することができる。
モジュール５００は、チップ上に多機能を統合するために、システムレベルの解決法を提供する。モジュール５００は、アナログ機能及びデジタル機能の間で有効な領域確保を提供する。
一つの実施例において、モジュール５００は、さらにマイクロ・コントローラー５０８と通信しているメモリ（図示せず）を含む。このメモリは、マイクロ・コントローラー５０８により実行されるプログラム命令及び／又は機能（例えば、以下に述べるような画像安定化演算）に関連するデータを保存することができる。
【００５３】
一つの実施例において、モジュール５００は、画像安定化アプリケーション内に実装される。モジュール５００は、例えば、双眼鏡、望遠レンズ、又はデジタルカメラの内部にこれらのデバイスの光学像安定化のために実装される。
【００５４】
そのような実施例において、ジャイロスコープ５０２は、例えば、レンズの動きを検出し、このレンズの動きに応じて、対応するアナログ出力信号を発生する。
【００５５】
ＭＵＸ５０４は、ジャイロ５０２（又は一以上の対応する第２の測定デバイス（図示せず）からの一以上の（アナログ）測定出力）からの（アナログ）測定出力信号をアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）５０６に選択的に与えるように作動する。
【００５６】
マイクロ・コントローラー５０８は、アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）５０６から受信したデジタル信号に基いて一以上の光学像安定化演算を実行し、一以上のアクチュエータ（図示せず）を駆動してレンズの動きを是正し、安定画像を保持するために、パルス幅変調器ドライバ５１２，５１４に送信される制御信号を発生する。
【００５７】
ＭＵＸ５０４（ジャイロスコープ５０２に加えて）に接続可能な種類の測定デバイスは、第２の（ＭＥＭｓ）ジャイロスコープ、加速度計、ポジション・センサー、圧力センサー、温度センサー又は他のセンサー又はデバイスを含む。
【００５８】
図６は、分離したチップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの配置面積６００及び同一チップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの配置面積６０２を図示している。図６に示すように、（分離したチップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの）配置面積６００は、大体６ｍｍ×８ｍｍのサイズを有し、（同一チップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの）配置面積６０２は、大体５ｍｍ×５ｍｍのサイズを有する。そのような小さい配置面積は、構成部品のサイズ及び電力消費量が重要な要素である（携帯型デバイスへの利用等の）利用において実装される上述のモジュールによってもたらされるシステムレベルの解決法（例えば、ジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの統合）を可能にする。
【００５９】
図７は、モジュールを形成するためにモジュール上に実装することができる構成部品７００、例えば、カリフォルニア州サンタクララのインベンセンス・インコーポレーテッド（Invensense, Inc.）から入手できる運動処理ユニット（ＭＰＵＴＭ）の一実施例を図示している。一つの実施例において、運動処理ユニット（ＭＰＵ）は、少なくとも２軸の回転運動及び少なくとも１軸の加速度を測定することができるデバイスであり、このデバイスでは、デバイスの構成部品が、例えば、ウエハスケール・インテグレーションにより単一のパッケージに統合されている。
【００６０】
ウエハスケール・インテグレーションは、単一のスーパー・チップを形成する全シリコン・ウエハーを用いる超ＬＳＩネットワークを構築することを含み、本明細書の文脈において（一つの実施例において）回転運動及び加速度の双方を測定することができる運動処理ユニット（ＭＰＵ）を含む単一のチップが提供される。
【００６１】
一つの実施例において、このチップは、同種の測定結果を与える従来のデバイスと比較してより小さなシリコン面積を占める。
【００６２】
図７を参照すると、一つの実施例において、構成部品７００は、３軸加速度計７０２、３軸ジャイロスコープ７０４及び電子部品７０６（例えば、ＣＭＯＳ）を含む。
【００６３】
３軸加速度計７０２及び３軸ジャイロスコープ７０４は、６軸の検出（３軸の加速度及び３軸の角速度）を可能とする。
【００６４】
一つの実施例において、構成部品７００は、図8に示すように、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００及びエレクトロニクス・ウエハ−８０２上に、それぞれ統合される。
【００６５】
さらに詳しくは、一つの実施例において、３軸加速度計７０２及び３軸ジャイロスコープ７０４は、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００上に統合され、電子部品７０６は、エレクトロニクス・ウエハ−８０２上に統合されている。
【００６６】
一つの実施例において、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００は、エレクトロニクス・ウエハ−８０２上に結合されている。
参照することにより本明細書に援用される「ウエハ−・パッケージング環境におけるＡＬ／ＧＥ接合の形成方法及びそれにより製造された製品」と題する共有の米国特許出願No. 11/084,296に記載されている接合技術のような、適切な接合技術が、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００をエレクトロニクス・ウエハ−８０２に結合するために用いられる。
【００６７】
一つの実施例において、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００上に統合される構成部品は、電気的相互接続８０６によりエレクトロニクス・ウエハ−８０２と関連する構成部品（例えば、ＣＭＯＳ電子部品）と電気的に接続される。
【００６８】
一つの実施例において、カバー・ウエハー８０４（又はキャップ・ウエハー）は、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー８００を、（カバー・ウエハー８０４とエレクトロニクス・ウエハ−８０２との間において）密封物内にシールするために用いられる。
【００６９】
（例えば、運動処理ユニットの異なる市場のある程度の性能仕様に答えるために）一つの実施例において、密封物内では減圧（例えば、大幅に大気圧未満である約１ｍＴｏｒｒ）が適用される。
【００７０】
図９は、一つの実施例に従う運動処理ユニット９００を図示している。図９の一つの実施例において、運動処理ユニット９００は、エレクトロニクス・ウエハ−９０４に接合されているＭＥＭＳセンサー・ウエハー９０２によって形成された一つのパッケージから成る。
【００７１】
一つの実施例において、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー９０２は、Ｘ−軸ジャイロスコープ９０６、Ｙ−軸ジャイロスコープ９０８、Ｚ−軸ジャイロスコープ９１０、ＸＹＺ−軸加速度計９１２を含み、エレクトロニクス・ウエハ−９０４は、ＣＭＯＳ電子部品９１４及び接着パッド９１６を含む。
【００７２】
一般に、運動処理ユニット９００は、他のタイプのセンサー、例えば、（以下により詳細に論じるような）温度センサー又は他のタイプのセンサーを含むことができる。接着パッド９１６は、プリント基板（図示せず）又は他のデバイスの上に（運動処理ユニット９００を備える）パッケージを統合するために使用される。一つの実施例において、ＭＥＭＳセンサー・ウエハー９０２は、気密シールリング９１８でエレクトロニクス・ウエハ−９０４に接合される。
【００７３】
図１０は、一つの実施例に従う運動処理ユニット１０００のブロック図を示している。運動処理ユニット１０００は、ＸＹＺジャイロスコープ１００２、３−軸加速度計１００４、温度センサー１００６、マイクロ・コントローラー１００８、メモリ１０１０（例えば、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ））及びパワーマネージメント回路１０１２を含む。
【００７４】
運動処理ユニット１０００の構成部品は、データバス１０１４及び制御バス１０１６を通じて相互に接続される。一つの実施例において、パワーマネージメント回路１０１２は、電圧調整器及びマイクロ・コントローラー１００８に電力を供給する電荷ポンプを含む。
【００７５】
一つの実施例において、パワーマネージメント回路１０１２は、より高ノイズが許容されるならば、６個のセンサーのいずれかを個別に停止させるか、低電力で各センサーを動作させることができる。このパワーマネージメント回路１０１２は、同様に、そのセンサー自体に応答し、例えば、予め決められた周期で動きが検出されなければ、センサー（及びマイクロ・コントローラー１００８）を停止させることができる。
【００７６】
運動処理ユニット１０００は、さらに、ＸＹＺジャイロスコープ１００２、３−軸加速度計１００４及び温度センサー１００６のアナログ出力を、デジタル信号がマイクロ・コントローラー１００８によって処理されているときに、対応するデジタル信号に変換するための一以上のアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣｓ）（図示せず）を含む。
【００７７】
一つの実施例において、アナログ・デジタル・コンバーターは、アプリケーション・プロセッサで直列データインターフェースを可能にするために、１０ビット解像度（又はそれ以上の）ＡＤＣを備える。
【００７８】
（一つの実施例において）図１０に示すように、温度センサー１００６は、一以上のアナログ入出力（Ｉ／Ｏ）線に接続され、マイクロ・コントローラー１００８は、一以上のデジタルＩ／Ｏ線に接続される。
【００７９】
一つの実施例において、マイクロ・コントローラー１００８は、アプリケーション要件によって必要とされるＸＹＺジャイロスコープ１００２、３−軸加速度計１００４又は温度センサー１００６から受信したデジタル信号に基いて計算を行うことができる。
【００８０】
ＭＥＭＳ及び温度センサーを含むことに加えて、運動処理ユニット１０００は、異なるアプリケーションに対してさまざまな情報量、解像度及び所要電力を満足させるために、ＡＤＣ及びフレキシブル・フィルタリングを結合するプログラム制御可能なデジタルサンプリング・システムを含むことができる。
【００８１】
さらに、運動処理ユニット１０００は、ユーザーが動作条件、例えば、運動処理ユニット１０００内で各センサー及び／又はマイクロ・コントローラーに対して測定限界を設定することができることにより、ユーザーがプログラム制御可能な一以上のレジスタ（図示せず）を含むことができる。
【００８２】
図１１は、一実施例に従う運動処理ユニット１１００のブロック図を示している。運動処理ユニット１１００は、それぞれが分離して運動処理ユニット１１００に結合可能な二つのモジュール１１０２、１１０４を含む。
【００８３】
双方のモジュール１１０２、１１０４が運動処理ユニット１１００に結合されている一つの実施例において、運動処理ユニット１１００は、６軸のサンサーまで備えることができる。
【００８４】
具体的には（一つの実施例において）、モジュール１１０２は、一つのＺ−ジャイロスコープ１１０６及び３−軸（ＸＹＺ）加速度計１１０８によって使用可能な４−軸の測定性能を与え、モジュール１１０４は、Ｘ−ジャイロスコープ１１１０及びＹ−ジャイロスコープ１１１２による２−軸の測定性能を与える。このＺ−ジャイロスコープ１１０６は、Ｚ−軸の周りの回転を検出し、３−軸加速度計１１０８は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に沿う直線加速度を検出する。
【００８５】
一つの実施例において、Ｚ−ジャイロスコープ１１０６に関連するプルーフマスは、共振状態で静電振動する。内部の自動利得制御回路（図示せず）は、プルーフマスの振動を精密に制御することができる。
【００８６】
Ｚ軸の周りにＺジャイロスコープ１１０６が回転するとき、コリオリ力は、キャパシティブ・ピックオフにより検出される振動を引き起こす。その結果、生ずる信号は、角速度に比例するアナログ電圧を発生させるために、増幅され、復調され及びフィルター処理される。一つの実施例において、この３−軸加速度計１１０８は、別個のプルーフマスと一体に３つの独立した直線加速度計で構成される。
【００８７】
このことは、交差軸結合を最小限に抑え、製作依存度を減少させる。内蔵式発信機（図示せず）は、任意の加速度運動を容量的に出力するために用いられる。作動中に加速度は、所定のプルーフマスに変位を生じさせる
一つの実施例において、静電センサーは、各プルーフマスの変位を個別に検出する。このことは、熱ドリフトと同様に製作のばらつきに対する影響を減少させる。
【００８８】
一つの実施例において、モジュール１１０２、１１０４は、同一のＣＭＯＳ基板、例えば、ＭＥＭＳウエハー上に（例えば、垂直に結合されて）実装され、ＣＭＯＳ電子ウエハーは、同時に電気的接続を備え、ＭＥＭＳデバイスを密封する（上記で参照することにより援用された）共有の米国特許No. 7,104,129に記載されているようなウエハスケールの接合工程を用いて共に接合することができる。
【００８９】
この優れた新しい製造技術は、非常に小さく安価なパッケージに高性能で多軸の慣性センサーの設計及び製造を可能にする主要な実現技術である。
【００９０】
ウエハーレベルの統合は、寄生容量を最小限に抑え、不連続解に関連する信号対ノイズを向上させるという効果がある。そのようなウエハーレベルの統合は、同様に、外部増幅の必要性を最小限に抑える豊富な特徴集合の組み込みを可能にする。
【００９１】
図１１に示すように、一つの実施例において、運動処理ユニット１１００は、ＳＰＩ又は１２Ｃバス１１１６によってマイクロ・コントローラー（又はアプリケーション・プロセッサ１１１４)と連動する。
【００９２】
この運動処理ユニット１１００は、同様にＳＰＩ又は１２Ｃバス１１１６によってメモリ（例えば、アプリケーション・メモリ１１１８）に接続される。このＳＰＩ又は１２Ｃバス１１１６は、内蔵レジスタ（例えば、内蔵レジスタ１１２０）及びセンサー出力にアクセスするために用いられる。
【００９３】
一つの実施例において、モジュール１１０２は、センサー部品間の全ての通信を制御する。一つの実施例において、モジュール１１０２は、センサーに対して機能を制御し、トリム値を保存するためのレジスタ用の内蔵メモリ（図示せず）を含む。増設メモリが必要なときは、モジュール１１０２内のシステムバス１１２２に１２Ｃ互換性メモリを付加することができる。
【００９４】
一つの実施例において、モジュール１１０２は、補助センサーをインターフェイスで接続するための（マルチプレクサー（ＭＵＸ）１１２４によって受信される）７個のアナログ入力を受ける。
【００９５】
図１１に示すように、７個のアナログ入力のうちの３個は、モジュール１１０４とインターフェイスをとるために用いられ、残りのアナログ入力は、信号調整回路１１３０を通じて他のセンサー、例えば、地磁気センサー１１２６(又はコンパス)及び圧力計１１２８（例えば、高度測定）とインターフェイスをとるために用いられる。
【００９６】
一つの実施例において、アナログ入力の電圧範囲は、０．７Ｖを中心として＋／−０．５Ｖである。この信号調整回路１１３０は、マルチプレクサー１１２４により処理される電圧レベルに対して地磁気センサー１１２６の出力電圧範囲を調整する。
【００９７】
一つの実施例において、各センサー（例えば、Ｚ−ジャイロスコープ１１０６及びＸＹＺ加速度計１１０８）は、１４ビットの精度で専用のシグマデルタ・アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を有する。さらに、同様に、補助アナログ入力及び同様に温度サンサー１１３２からのアナログ出力を変換するためのマルチプレクサー１１２４に接続された増設アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）が存在する。
【００９８】
一つの実施例において、温度サンサー１１３２は、モジュール１１０２の温度を測定する。同様に、モジュール１１０４は、モジュール１１０４の温度を測定する温度サンサー（例えば、温度センサー１１３４）を含むことができる。この読取り温度は、ＳＰＩ／１２Ｃインターフェイス１１３６を通じてユーザに利用可能である。
【００９９】
一つの実施例において、補助入力に対する電圧レベルの範囲は、０．７＋／−０．５Ｖ（即ち、０．２から１．２Ｖ）である。この（マルチプレクサー１１２４に接続された）ＡＤＣは、マルチプレクサー１１２４の設定に依存して温度サンサー１１３２の選択されたアナログ入力及び出力をサンプリングすることができる。
【０１００】
この結果は、ＳＰＩ／１２Ｃインターフェイス１１３６を経由してアクセス可能である適当なレジスタに保存される。一つの実施例において、内部クロックがＡＤＣ変換をトリガーするために用いられる。このクロック速度又は出力データ速度は、機器構成レジスタによって選択可能である。
【０１０１】
モジュール１１０２は、さらに、各センサーの電力を制御するパワーマネージメント回路１０３８及び各センサーを調整するための較正回路１１４０を含む。一つの実施例において、モジュール１１０２は、同様に、発生する割り込みのために割り込みロジック１１４２を含む。
【０１０２】
例えば、ＸＹＺ加速度計１１０８の全ての軸で「ゼロ−ｇ」が検出されるときに、割り込みが発生する。割り込みは、同様に、ユーザがプログラム可能な事象が生じた場合に発生する。このユーザがプログラム可能な事象は、ＸＹＺ加速度計１１０８からの個別の加速度値又はＺ−ジャイロスコープ１１０６からの個別の速度値を含み、これらを結合する。割り込みの発信源は、ＳＰＩ／１２Ｃインターフェイス１１３６を経由して決定される。
【０１０３】
図１２は、一つの実施例に従う図１１の運動処理ユニット１１０２のダイレイアウト１２００を図示している。一つの実施例において、このダイレイアウト１２００は、約１．４ｍｍ×２．７ｍｍの寸法を有する。特に、このダイレイアウト１２００は、Ｚ−ジャイロスコープ１２０２、及びＸ−加速度計１２０４、Ｙ−加速度計１２０６及びＺ−加速度計１２０８を含むＸＹＺ加速度計のレイアウトを示している。
【０１０４】
図１３Ａ−１３Ｅは、運動処理ユニットの異なる実施例を図示している。図１３Ａ−１３Ｅに示された実施例以外の他の実施例及び形態は、アプリケーション要件に基いて、同様に実装することができる。
【０１０５】
特に、図１３Ａは、マイクロプロセッサを含むモジュール１１０２の一つの実施例を図示している。図１３Ｂは、マイクロプロセッサ及びアプリケーションＲＡＭを含むモジュール１１０２の一つの実施例を図示している。
【０１０６】
図１３Ｃは、モジュール１１０４（図１１）の全てのセンサーを含むモジュール１１０２の一実施例を図示している。図１３Ｃの実施例において、全てのサンサーは、同一の基板上に形成されている。
【０１０７】
図１３Ｄは、さらに、例えば、地磁気サンサー、圧力計及び温度センサー等の補助センサーを含むモジュール１１０２の一実施例を図示している。図１３Ｄは、無線通信を送信及び受信することができる無線通信ポートを含むジュール１１０２の一実施例を図示している。
【０１０８】
さまざまな運動処理ユニットのアプリケーション及び上述のモジュールの他の実施例は、以下に記載される。
（光学像安定化）
一つの実施例において、２−軸又は３−軸のジャイロスコープは、計算ユニット（例えば、マイクロ・コントローラー）及びＡＤＣと結合して、光学像安定化システムを形成する。この計算ユニットは、ジャイロスコープからの出力を高域フィルタリング、統合及びスケーリングすることによって決定される位置補償値を出力する。
【０１０９】
この位置補償値は、例えば、カメラシステムのレンズ又は画像センサの位置を決定するために用いられ、静止画像又はビデオ・キャプチャー中にハンド・ジッターを補正することを可能にする。一つの実施例において、計算ユニットは、画素数の程度に応じたスケールファクターを持つことができる。
【０１１０】
このスケールファクターは、カメラシステムのズームに応じて変化することができる。さらに、光学像安定化システムは、画像取込中に発生するハンド・ジッターを補正するアクチュエータを駆動するためのドライバーをさらに含むことができる。
【０１１１】
一つの実施例において、光学像安定化システムは、アクチュエータの現在位置を決定する位置センサーからの入力データを受信する。
【０１１２】
この位置センサーは、ホール効果センサー又は赤外線センサーから成る。この場合は、その計算ユニットは、同様に、位置センサーからのフィードバックを用いて、リアルタイムにアクチュエータの位置を制御するための制御システムを備える。位置センサーのための入力データは、増幅器、差動増幅器、増幅器のためのアナログ・オフセット補償及びＡＤＣを含むことができる。
（電子画像安定化）
一つの実施例において、計算ユニットは、ビデオの電子画像安定化のために適用される情報を計算するために設計される。そのような実施において、計算ユニットは、画素数の程度に応じたスケールファクターを持つことができる。このスケールファクターは、カメラシステムのズームに応じて変化することができる。
【０１１３】
一つの実施例において、計算ユニットは、静止画像安定化に適用できる情報を計算するために用いられる。例えば、機械シャッター又は有効フレーム線に関係する同期ピンを用いて、計算ユニットは、露出時間の開始と終了を決定することができる。
【０１１４】
露出時間の間に、計算ユニットは、ジャイロスコープ・データを統合し、画像の不鮮明な特徴を決定する点広がり関数を発生する。
（温度補償）
一つの実施例において、計算ユニットは、運動センサーのための温度補償を備えるために用いられる。これは、運動センサーと関連する温度センサーの温度を読み込み、例えば、出荷時の較正関係を用いることによりバイアス又はスケールファクターを調整する。
【０１１５】
これらの関係は、線形又は多項式であり、そしてルックアップテーブルから導くことができる。一つの実施例において、出荷時の較正が価格的に高すぎるか、温度関係が時間と共に変化することが知られているときは、計算ユニットは、運動センサーが静止していることが確認されているときにその関係を更新することによって、温度と運動センサー・パラメーターとの間の関係を調整することができる。
【０１１６】
このことは、運動センサーが、充電されつつあるバッテリーを含んでいるデバイス内に存在するときに、特に有効であり、運動センサーが一連の異なる温度にさらされるときに、温度関係を更新できる。
（動作検知）
一つの実施例において、センサーは、あるセンサーが作動していないときを判定する内蔵ロジック（例えば、計算ユニット）と結合される。これは、数秒間に亘って信号の大きさを測定することにより可能である。
【０１１７】
もし、センサーが動いていないならば、その信号の大きさは、センサーの測定ノイズに相当するであろう。
【０１１８】
ジャイロスコープの場合には、ジャイロスコープのバイアスは、この時点においてゼロに設定される。一つの実施例において、そのモジュールがバッテリー式である場合において、運動が検出されるときに、（全モジュールを含む）計算ユニットの出力を下げる。
【０１１９】
さらに、この閾値は反転され、センサーが受信されているときを判定するために用いられる。ジャイロスコープ及び加速度計の双方を持つモジュールにとって、センサーが現在動いていないことを判定するときにジャイロスコープの出力を下げることは望ましい。
【０１２０】
そのような実施例において、加速度計は電源オンの状態に維持され、そして運動が再度見出されるときを判定するために用いられ、その時点でジャイロスコープが再び電源オンとなる。
【０１２１】
一つの実施例において、プログラムで制御可能な不感帯は、モジュール（又はモジュールを含むデバイス）が明らかに動いていないときに、ドリフトの影響を減少させるために用いられる。一般に、内蔵ロジックは、センサーからのデータを解析し、所定の演算、例えば、モジュールの方位の判定を実行するために構成される。
【０１２２】
一つの実施例において、計算ユニットは、ジャイロスコープ・データを統合して角度位置の計算を実行する。この統合は、リセット機能及び入力データのようなバイアス補正を含むことができる。
【０１２３】
一つの実施例において、感度調整機能が用いられ、この感度調整機能において、計算ユニットは、線形又は多項式変換又はルックアップテーブルを用いた所定の機能によって、ジャイロスコープの感度で作動する。このことは、そのデバイスに、低速及び高速移動を別々に処理することを可能にする。
【０１２４】
一つの実施例において、ピーク検出は、センサー信号の時間とスパイクの大きさを判定するために用いられる。これは、スパイク間の時間を測定することにより計歩器を形成するために用いられる。
【０１２５】
それは、同様に、異なるセンサー軸のスパイクを分離し、さまざまなトリガーに対してそれらをマッピングすることにより入力トリガーを与えるために用いられる。一つの実施例において、ジャイロスコープが加速度計と結合されるとき、計算ユニットは、デバイスが落下したときを判定するために用いられる。
【０１２６】
例えば、一つの応用において、ハードディスク・ドライブ・ヘッドは、ラップトップ型コンピュータ又はハードディスク・ドライブが落下したことを検出し、ハードディスク・ドライブ上のデータに対する損傷を防止するために停止される。
【０１２７】
加速度計は、急激な落下を生じたときを判定するために解析される。急激な落下は、著しい求心加速度が存在するときに判定することが困難であるので、ジャイロスコープ・データは、そのような求心加速度に対して補正するために用いられる。
【０１２８】
一つの実施例において、計算ユニットは、ルックアップテーブルが、特定のジェスチャーに関連する情報で満たされているジェスチャー認識エンジンを含むことができ、運動センサー信号が、いつどのジェスチャーが発生したかを判定するために解析される。一つの実施例において、ジャイロスコープと加速度計が用いられるときに、ジャイロスコープと加速度計のデータは、優れた方位センサーを与えるために結合することができる。
【０１２９】
加速度計データは、重力加速度を測定することによりチルト・センサーとして用いられる。そのような加速度計データは、ジャイロスコープ・ドリフトを減少させるためにジャイロスコープ・バイアス更新するために用いられる。一つの実施例において、ジャイロスコープと加速度計データは、例えば、カルマンフィルタ又は補色フィルターを用いて３自由度の方位センサーを提供する。
【０１３０】
計算ユニットは、例えば、オイラー角、回転マトリックス又は四元数を用いて、方位及び角速度を出力する。一つの実施例において、ジャイロスコープと加速度計データの結合は、重力方向のより正確な評価を与えるために用いられる。
【０１３１】
このデータは、線形及び求心加速度を統合して位置を与えるための加速度計データから差し引かれる。一つの実施例において、計算ユニットは、入力データとして磁場を利用することが出きる。
【０１３２】
磁場センサー・データは、詳細なコンパス・システム又は他の方向に基くシステムを与えるための他の運動センサー・データと結合される。
【０１３３】
一つの実施例において、デバイスは、ナビゲーションに有効なＧＰＳモジュールと連動して使用することができる。位置情報サービスを備えたモバイル機器において、ＧＰＳは、位置を追尾するために用いられるが、都市部では信頼できない。
【０１３４】
ジャイロスコープは、方位を追尾するために用いられ、加速度計は、重力方向を決定し、ナビゲーション機器の直線化速度を決定するために用いられる。歩行者ナビゲーション機器に対して、加速度計データは、歩数と歩幅を測定するために用いることができる。
【０１３５】
一つの実施例において、外付け磁気コンパスは、内蔵慣性センサーと連動してサンプリングされる。この場合は、加速度計及びジャイロスコープは、より正確な結果を得るため、上下動及び横揺れを測定するために用いられる。
【０１３６】
高精度の時間計測に対しては、外部ピンは、ＧＰＳ信号により作動できないクロック信号をサンプリングすることができ、正確な制御タイミング時間を持たない複合システムにおいて、正確な同期を可能にする
ジャイロスコープ及びアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を含むさまざまなモジュールの実施例が記述されてきた。それにもかかわらず、それらの実施例にさまざまな改良を加えることができる。
【０１３７】
例えば、上述のモジュールは、画像安定化アプリケーション（例えば、双眼鏡、望遠レンズ、デジタルカメラなど）以外のアプリケーションの中で利用することができる。
【０１３８】
上述のアナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）は、１６ビットの解像度以外のビット解像度を備えることができる。さらに、図９の運動処理ユニット９００に関して、Ｘ−軸ジャイロスコープ９０６及びＹ−軸ジャイロスコープ９０８は、２軸測定ジャイロスコープを組み、分離ブロックを圧力センサー、磁気センサー又はさらに共振器及び／又はマイクロホンのような他の型のセンサー素子と置き換えることにより一つのセルに一体化することができる。
【０１３９】
全地球位置測定システム受信器、アンテナ及び増幅器は、デッドレコニング機能を備えた完全一体型のＡＧＰＳ（補助ＧＰＳ）を形成するために、一つのパッケージに統合することができる。従って、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの改良をなすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明に係るモジュールは、画像安定化アプリケーション（例えば、双眼鏡、望遠レンズ、デジタルカメラなど）以外のアプリケーションの中で利用することができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１００、３００、４００、５００、１１０２，１１０４  モジュール
１０２、３０２、５０２  ジャイロ
１０４、３０４、４０４、５０６  ＡＤＣ
１０６  出力
１０８  ＣＭＯＳ集積回路基板（ＡＳＩＣ）
２００  アナログ・デジタル・コンバーター（ＡＤＣ）を実施及び利用するための方法
２０２、２０４，２０６  ステップ
３０６、４０６、５０８、１００８  マイクロ・コントローラー
３０８、４０８、５１０  インターフェイス
４０２  ３軸加速度計
５０４  ＭＵＸ
５１２、５１４  ＰＷＭ
６００  分離したチップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの配置面積
６０２  同一チップ上に実装されたジャイロスコープ及びマイクロ・コントローラーの配置面積
７００  構成部品
７０２、１００４  ３−軸加速度計
７０４  ３軸ジャイロスコープ
７０６  電子部品
８００  ＭＥＭＳセンサー・ウエハー
８０２  エレクトロニクス・ウエハー
８０４  カバー・ウエハー
８０６  電気的相互接続
９００、１０００、１１００  運動処理ユニット
９０２  ＭＥＭＳセンサー・ウエハー
９０４  エレクトロニクス・ウエハ−
９０６  Ｘ軸ジャイロスコープ
９０８  Ｙ軸ジャイロスコープ
９１０  Ｚ軸ジャイロスコープ
９１２  ＸＹＺ軸加速度計
９１４  ＣＭＯＳ電子部品
９１６  接着パッド
９１８  気密シール
１００２  ＸＹＺジャイロスコープ
１００６  温度センサー
１０１０  メモリ
１０１２  パワーマネージメント回路
１０１４  データバス
１０１６  制御バス
１１０６、１２０２  Ｚ−ジャイロスコープ
１１０８  ３軸（ＸＹＺ）加速度計
１１１０  Ｘ−ジャイロスコープ
１１１２  Ｙ−ジャイロスコープ
１１１４  アプリケーション・プロセッサ
１１１６  ＳＰＩ 又は１２Ｃバス
１１１８  アプリケーション・メモリ
１１２０  内蔵レジスタ
１１２２  システムバス
１１２４  マルチプレクサー（ＭＵＸ）
１１２６  地磁気センサー
１１２８  圧力計
１１３０  信号調整回路
１１３２  温度サンサー
１１３４  温度センサー
１１３６  ＳＰＩ／１２Ｃインターフェイス
１１３８  パワーマネージメント回路
１１４０  較正回路
１１４２  割り込みロジック
１２００  ダイレイアウト
１２０４  Ｘ−加速度計
１２０６  Ｙ−加速度計
１２０８  Ｚ−加速度計
【図１】
2011503522.tif 000003
【図２】
2011503522.tif 000004
【図３】
2011503522.tif 000005
【図４】
2011503522.tif 000006
【図５】
2011503522.tif 000007
【図６】
2011503522.tif 000008
【図７】
2011503522.tif 000009
【図８】
2011503522.tif 000010
【図９】
2011503522.tif 000011
【図１０】
2011503522.tif 000012
【図１１】
2011503522.tif 000013
【図１２】
2011503522.tif 000014
【図１３Ａ】
2011503522.tif 000015
【図１３Ｂ】
2011503522.tif 000016
【図１３Ｃ】
2011503522.tif 000017
【図１３Ｄ】
2011503522.tif 000018
【図１３Ｅ】
2011503522.tif 000019
【国際調査報告】
2011503522.tif 000020
2011503522.tif 000021