(57)【要約】【課題】  動作中の温度を安定させることで、転送レートを低下させることなく、所定の物理量を正確に測定するセンサーモジュールを提供する。【解決手段】  センサーモジュール１０であって、所定の物理量を検出して検出信号として出力する物理量センサー２０と、使用されることで発熱する発熱部品３０と、を含み、発熱部品は、検出信号に基づいて演算処理を行う演算処理部３４と、複数の動作モードを切り替える切り替え制御部４６と、を含み、切り替え制御部は、物理量センサーに所定の物理量を検出させる第１の動作モードと、第１の動作モードに続く動作モードであって、演算処理部に演算処理を行わせる第２の動作モードと、を切り替え、第２の動作モード時において、物理量センサーおよび発熱部品に基づく発熱量が、第１の動作モード時における発熱量と同じになるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサーモジュールであって、
所定の物理量を検出して検出信号として出力する物理量センサーと、
使用されることで発熱する発熱部品と、を含み、
前記発熱部品は、
前記検出信号に基づいて演算処理を行う演算処理部と、
複数の動作モードを切り替える切り替え制御部と、を含み、
前記切り替え制御部は、
前記物理量センサーに前記所定の物理量を検出させる第１の動作モードと、前記第１の動作モードに続く動作モードであって、前記演算処理部に前記演算処理を行わせる第２の動作モードと、を切り替え、
前記第２の動作モード時において、前記物理量センサーおよび前記発熱部品に基づく発熱量が、前記第１の動作モード時における前記発熱量と同じになるように制御するセンサーモジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサーモジュールにおいて、
前記切り替え制御部は、
前記第１の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第１のクロックと、前記第１のクロックよりも周波数の高いクロックであって、前記第２の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第２のクロックと、を生成し、
前記第２の動作モード時において、前記第２のクロックの周波数および前記第２の動作モードの期間の少なくとも一方を調整することで前記発熱量を制御するセンサーモジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサーモジュールにおいて、
前記切り替え制御部は、
前記第１の動作モード、前記第２の動作モード、前記物理量センサーおよび前記演算処理部を待機状態にさせる第３の動作モードと、を切り替え、
前記第３の動作モードが前記第２の動作モードに続いて実行されて、前記第３の動作モードの後に再び前記第１の動作モードが実行されるように制御を行い、
前記第１のクロック以下の周波数をもつクロックであって、前記第３の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第３のクロックを生成するセンサーモジュール。
【請求項４】
請求項３に記載のセンサーモジュールにおいて、
前記切り替え制御部は、
前記第１の動作モード、前記第２の動作モード、前記第３の動作モード、前記物理量センサーの温度を所与のターゲット温度に変化させる第４の動作モードと、を切り替え、
所与の条件を満たした場合に、前記第４の動作モードが前記第１の動作モードの前に実行されるように制御を行い、
前記第２のクロックよりも周波数の高いクロックであって、前記第４の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第４のクロックを生成するセンサーモジュール。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のセンサーモジュールにおいて、
前記物理量センサーは、
前記所定の物理量として、少なくとも圧力を検出するセンサーモジュール。
【請求項６】
請求項５に記載のセンサーモジュールにおいて、
前記物理量センサーは、
前記所定の物理量として、温度も検出するセンサーモジュール。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載のセンサーモジュールにおいて、
前記発熱部品は、
通信を制御する通信制御部と、
通信用クロックを生成する発振器と、を含み、
前記通信制御部は、
前記通信用クロックに基づくカウンターの値、および温度情報に基づいて、同じ転送レートで通信データを出力させるセンサーモジュール。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のセンサーモジュールにおいて、
前記切り替え制御部は、
温度情報に基づいて前記複数の動作モードのそれぞれの期間を調整するセンサーモジュール。
【請求項９】
請求項４に記載のセンサーモジュールにおいて、
前記切り替え制御部は、
前記第３の動作モードの期間の長さに基づいて、前記第４の動作モードの期間を調整するセンサーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサーモジュール等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、所定の物理量（例えば、圧力、加速度等）を検出する物理量センサーと、検出信号を演算処理する演算処理部等を一体化したセンサーモジュールが使用されている。センサーモジュールにおいては、物理量センサー以外の部分（例えば、演算処理部等）が、物理量センサーの温度を上昇させる熱源となり得る。温度が上昇するような場合、物理量センサーは温度補償を行わなければ正確な物理量を検出することが難しい。しかし、温度補償機能を内蔵すると、物理量センサーのサイズが大きくなりコストも上昇する。
【０００３】
そのため、物理量センサーを熱源から離して配置するという対策がとられることがある。しかし、センサーモジュールの小型化に伴い、物理量センサーを熱源から十分離すことは困難になってきている。
【０００４】
そこで、物理量センサー以外の部分の制御を工夫して、なるべく温度を上昇させないようにする場合がある。例えば特許文献１はＣＰＵの温度制御の例ではあるが、温度が閾値を超えた場合にクロック周波数を落として消費電力を減らす手法を開示している。この手法は、物理量センサー以外の部分をＣＰＵになぞらえれば、一部のセンサーモジュールに適用が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１４１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の手法では、温度の上昇を防止するためにＣＰＵの処理能力を一時的に低下させる必要がある。つまり、ある閾値温度を超えた場合、ＣＰＵが用いるクロックの周波数を落とす必要があるので、結果的に演算処理等に時間がかかることになる。
【０００７】
すると、センサーモジュールからの検出信号を演算処理したデータを所定の転送レートで出力し続けることができない、という問題が生じ得る。
【０００８】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものである。本発明のいくつかの態様によれば、動作中の温度を安定させることで、転送レートを低下させることなく、所定の物理量を正確に測定するセンサーモジュールを提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明は、センサーモジュールであって、所定の物理量を検出して検出信号として出力する物理量センサーと、使用されることで発熱する発熱部品と、を含み、前記発熱部品は、前記検出信号に基づいて演算処理を行う演算処理部と、複数の動作モードを切り替える切り替え制御部と、を含み、前記切り替え制御部は、前記物理量センサーに前記所定の物理量を検出させる第１の動作モードと、前記第１の動作モードに続く動作モードであって、前記演算処理部に前記演算処理を行わせる第２の動作モードと、を切り替え、前記第２の動作モード時において、前記物理量センサーおよび前記発熱部品に基づく発熱量が、前記第１の動作モード時における前記発熱量と同じになるように制御する。
【００１０】
本発明によれば、動作中の温度を安定させることで、物理量センサーの検出値の温度変動を抑えて、所定の物理量を正確に測定するセンサーモジュールを実現する。
【００１１】
具体的には、物理量センサーがセンシング動作を行う第１の動作モードと、発熱部品が含む演算処理部が演算処理を行う第２の動作モードとで熱量が同じになるように制御する。ここでの熱量は、物理量センサー、発熱部品の動作時に流れる電流による発熱量であり、例えば電力と時間との積で求めることができる。切り替え制御部は、例えば物理量センサー、発熱部品の消費電力に関するデータをもとに、各動作モードの動作時間（以下、期間とも表現する）を調整して発熱量を制御できる。
【００１２】
本発明は、動作モードを切り替えても発熱量が同じである。よって、センサーモジュール動作中の温度が安定している。そのため、温度変動によって物理量センサーの検出値が変化することがなく、結果として誤差のない正確な検出値を得ることができる。
【００１３】
従来の手法では、例えば物理量センサーの温度が所定の温度（以下、閾値温度）を超えないようにする制御を行っていた。したがって、センサーモジュールの動作中に大きな温度変動が生じる可能性があり、温度が変動しているときにセンシング動作を行って検出値に大きな誤差が含まれる可能性があった。そして、閾値温度に達した場合には温度は安定するが、更なる温度の上昇を抑えるために演算処理部に供給されるクロックの周波数を低く抑えるといった制御が行われていた。このことは、演算処理部の処理能力を低下させるため、出力データの転送レートまでも低下するといった問題も生じる可能性があった。
【００１４】
本発明の制御では、演算処理部のクロックの周波数を低く抑えることはなく、センサーモジュールからの出力データの転送レートが低下することもない。そのため、電子機器の一部として使い勝手のよいセンサーモジュールを提供することができる。
【００１５】
なお、センサーモジュールとは、所定の物理量を検出する物理量センサーに加えて、例えば物理量センサーからのデータを演算処理する演算処理部や、データを格納するデータ格納部や、外部との通信を制御する通信制御部や、センサーの動作を制御する設定値を出力する動作設定部等を含んで一体化した部品をいう。
【００１６】
物理量センサーとは、例えば圧力センサー、加速度センサー、速度センサー等を含むが、特定のセンサーに限られない。
【００１７】
また、ここでの一体化とは、必ずしも半導体チップのような集積化が行われる必要はなく、例えば演算処理部といった各処理部が他の処理部と連動して動作可能であればよい。ただし、熱の伝導があるような物理的な接続が行われているものとする。さらに、ここでの連動とは、同時に動作することに限らず、例えば物理量センサーからのデータを他の処理部が適切なタイミングで受け取るような動作も含む。
【００１８】
（２）このセンサーモジュールにおいて、前記切り替え制御部は、前記第１の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第１のクロックと、前記第１のクロックよりも周波数の高いクロックであって、前記第２の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第２のクロックと、を生成し、前記第２の動作モード時において、前記第２のクロックの周波数および前記第２の動作モードの期間の少なくとも一方を調整することで前記発熱量を制御してもよい。
【００１９】
本発明によれば、切り替え制御部は、第１の動作モードにおいて発熱部品に供給される第１のクロックと、第２の動作モードにおいて発熱部品に供給される第２のクロックとを生成する。そして、第１の動作モードの発熱量に合わせて、第２のクロックの周波数を調整して消費電力を制御することが可能である。また、第１の動作モードの発熱量に合わせて、第２の動作モードの期間を調整することが可能である。また、第２のクロックの周波数と第２の動作モードの期間とが同時に調整されてもよい。
【００２０】
ここで、第２のクロックは第１のクロックよりも周波数が高いので、転送レートが低下を生じないだけでなく、演算処理を早く終わらせることができる。
【００２１】
なお、切り替え制御部は、各動作モードで使用するクロックを生成するクロック生成部に相当する機能を含んでいてもよいし、クロック生成部が切り替え制御部の外部にあってもよい。後者の場合には、切り替え制御部は、制御信号によって第１のクロック、第２のクロック等を生成させてもよい。
【００２２】
（３）このセンサーモジュールにおいて、前記切り替え制御部は、前記第１の動作モード、前記第２の動作モード、前記物理量センサーおよび前記演算処理部を待機状態にさせる第３の動作モードと、を切り替え、前記第３の動作モードが前記第２の動作モードに続いて実行されて、前記第３の動作モードの後に再び前記第１の動作モードが実行されるように制御を行い、前記第１のクロック以下の周波数をもつクロックであって、前記第３の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第３のクロックを生成してもよい。
【００２３】
本発明によれば、第２の動作モードの後に第３の動作モードを適当な時間実行することで、物理量センサーが検出信号を出力するサイクルを調整することができる。このため、センサーモジュールが検出信号に基づく出力データを所定の転送レートで出力するのに必要かつ十分な前記のサイクルを設定することができる。
【００２４】
このとき、第３の動作モードでは、第１のクロックよりも周波数の低い第３のクロックを用いるので、第３の動作モードで余計な電力を消費することもない。
【００２５】
なお、待機状態とは、例えばほとんど動作していないスリープ状態であってもよいが、物理量センサーについてはセンシング動作を行っていない状態、演算処理部については演算処理を行っていない状態を広く含むものとする。
【００２６】
（４）このセンサーモジュールにおいて、前記切り替え制御部は、前記第１の動作モード、前記第２の動作モード、前記第３の動作モード、前記物理量センサーの温度を所与のターゲット温度に変化させる第４の動作モードと、を切り替え、所与の条件を満たした場合に、前記第４の動作モードが前記第１の動作モードの前に実行されるように制御を行い、前記第２のクロックよりも周波数の高いクロックであって、前記第４の動作モードにおいて前記発熱部品に供給される第４のクロックを生成してもよい。
【００２７】
本発明によれば、第１の動作モードの前に第４の動作モードが実行されることで、物理量センサーの温度を所与のターゲット温度にすることができる。第４の動作モードを実行することで、例えば起動時にすばやく動作中の温度に近づけたり、第３の動作モードにおける放熱で下がった温度を戻したりすることができる。これにより、温度を安定化させることができ、物理量センサーは正確な検出が可能になる。
【００２８】
ここで、所与のターゲット温度とは、例えばセンサーモジュールの動作中に飽和して到達する温度（飽和温度）である。ターゲット温度は、事前の実測データに基づいて設定されてもよいし、シミュレーションなどの計算結果に基づいて設定されてもよい。
【００２９】
また、第４の動作モードが実行される所与の条件とは、例えばセンサーモジュールに電源を投入した（又は、リセットした後の）起動時であってもよい。また、温度情報が得られる場合には、現在の温度がターゲット温度から所定の温度低下していることを所与の条件としてもよい。必要な場合にのみ、物理量の検出とは関係のない第４の動作モードを実行することで、センサーモジュールの動作が効率的になる。
【００３０】
（５）このセンサーモジュールにおいて、前記物理量センサーは、前記所定の物理量として、少なくとも圧力を検出してもよい。
【００３１】
（６）このセンサーモジュールにおいて、前記物理量センサーは、前記所定の物理量として、温度も検出してもよい。
【００３２】
これらの発明によれば、物理量センサーとは圧力センサーであってもよい。圧力センサーが検出する圧力の情報は温度変動の影響を受けやすい。よって、センサーモジュールの動作中の温度を安定させることで、正確で信頼できる検出結果を得られる。
【００３３】
また、圧力センサーは同時に温度も検出することが可能であることが多い。よって、所定の物理量として、温度の情報も検出信号として出力されてもよい。温度の情報は、例えば切り替え制御部に入力されて、動作モードの切り替えタイミングを計算する際に用いられてもよい。このとき、リアルタイムに温度に基づく調整が可能であり、さらにセンサーモジュールの温度を安定させることができる。
【００３４】
（７）このセンサーモジュールにおいて、前記発熱部品は、通信を制御する通信制御部と、通信用クロックを生成する発振器と、を含み、前記通信制御部は、前記通信用クロックに基づくカウンターの値、および温度情報に基づいて、同じ転送レートで通信データを出力させてもよい。
【００３５】
本発明によれば、温度によらず同じ転送レートで通信データを出力することができるため、例えば同データを受け取る外部のホストＭＣＵ（以下、ホスト）との間で送信エラーを低減することが可能になる。
【００３６】
また、通信制御部によって、転送レートを一定にする温度補償を実行するため、従来必要であった温度補償型の発振子が不要となりコストを下げることができる。
【００３７】
ここで、通信とはセンサーモジュールとセンサーモジュール外部の装置等との通信のことを差す。通信方式は、パラレル転送方式でもシリアル転送方式でもよいし、例えばシリアル転送方式の場合には、ＵＡＲＴやＵＳＢといった方式であってもよい。ここで、通信データとは、ホストとの通信で入出力されるデータの意味であり、前記の出力データも含まれる。
【００３８】
なお、温度情報は、物理量センサーから得られてもよいし、別途温度センサーがセンサーモジュールに含まれており、その温度センサーから得られる情報であってもよい。センサーモジュールは少なくとも熱が伝わるように一体化されている。よって、いずれの温度情報に基づいても、リアルタイムに温度に基づく転送レートを一定にする調整が可能である。
【００３９】
また、発振器が生成する通信用クロックとは、カウンターのタイミングを定めるクロックそのものに限らず、その原振クロック（分周前のクロック）も含む。例えば、通信用クロックは、カウンターに使用されるクロックと、前記の動作モードで使用されるクロックの共通の原振クロックであってもよい。
【００４０】
（８）このセンサーモジュールにおいて、前記切り替え制御部は、温度情報に基づいて前記複数の動作モードのそれぞれの期間を調整してもよい。
【００４１】
本発明によれば、切り替え制御部は、温度情報に基づいて複数の動作モードのそれぞれの期間を調整してもよい。温度情報に基づいて動作モードの実行時間（期間）を調整することで、適切な切り替えを行い、さらにセンサーモジュールの温度変動を抑えることが可能になる。
【００４２】
なお、温度情報は、物理量センサーから得られてもよいし、別途温度センサーがセンサーモジュールに含まれており、その温度センサーから得られる情報であってもよい。センサーモジュールは少なくとも熱が伝わるように一体化されている。よって、いずれの温度情報に基づいても、リアルタイムに温度に基づく動作モードの期間の調整が可能である。
【００４３】
（９）このセンサーモジュールにおいて、前記切り替え制御部は、前記第３の動作モードの期間の長さに基づいて、前記第４の動作モードの期間を調整してもよい。
【００４４】
本発明によれば、第４の動作モードは、第３の動作モード時の放熱で下がった温度をもとに戻すために実行される。このとき、前記物理量センサーの温度を、例えば前記の飽和温度に戻すのに必要な第４の動作モードの期間は、第３の動作モードの期間の長さに基づいて決定されてもよい。これにより、長期の連続的な物理量の測定においても、第３の動作モード時に放熱で下がった温度が測定前に戻っているので、毎回正確な測定値を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】第１実施形態におけるセンサーモジュールのブロック図。
【図２】図２（Ａ）は第１実施形態におけるセンサーモジュールの接続を示すブロック図。図２（Ｂ）はセンサーモジュールの物理的な構造例における断面図。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｂ）は第１実施形態のフローチャート。
【図４】図４（Ａ）は比較例の発熱量の関係図。図４（Ｂ）は比較例の温度と検出される圧力の変化を表す図。
【図５】図５（Ａ）は第１実施形態の発熱量の関係図。図５（Ｂ）は第１実施形態の温度と検出される圧力の変化を表す図。
【図６】図６（Ａ）は第１実施形態のＣＲ発振回路の温度周波数特性の図。図６（Ｂ）〜図６（Ｃ）は第１実施形態の通信タイミングの温度による変化を示す図。
【図７】図７は第１実施形態の転送タイミングを決定するカウンターの上限値を示す図。
【図８】第２実施形態のフローチャート。
【図９】図９（Ａ）は通常動作工程だけの温度変化の例を表す図。図９（Ｂ）はウォームアップ工程がある場合の起動時間を表す図。
【図１０】第２実施形態のウォームアップ工程の実行条件を表す図。
【図１１】図１１（Ａ）は温度と圧力の時間変化を表す図。図１１（Ｂ）はＭＣＵと圧力センサーの具体的な制御の例を示す図。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）はセンサーモジュールの部品の配置の一例を示す図。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）はセンサーモジュールの部品の配置の別の例を示す図。
【図１４】第３実施形態におけるセンサーモジュールのブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、第２実施形態以降の説明において、第１実施形態と同じ要素については同一符号を付し、説明を省略する。
【００４７】
１．第１実施形態
１．１．センサーモジュールの構成
本発明の第１実施形態について図１〜図７を参照して説明する。図１は、本実施形態のセンサーモジュール１０のブロック図である。
【００４８】
本実施形態のセンサーモジュール１０は、圧力センサー２０、ＭＣＵ３０を含む。圧力センサー２０は圧力を検出する物理量センサーである。また、ＭＣＵ３０は動作中に発熱して圧力センサー２０の温度に影響する発熱部品としての性質を有する。本実施形態のセンサーモジュール１０は、他にＴＣＸＯ（temperature compensated crystal oscillator）５０を含む。ＴＣＸＯ５０は温度補償型水晶発振器であり、温度補償されたクロック信号１５０を圧力センサー２０に供給する。
【００４９】
ここで、センサーモジュール１０には回路規模を小さく抑えて、小型化したいとの要求がある。一方、ＭＣＵ３０は複数のクロック信号を必要とし、それらのクロック信号を動的に停止・動作させて消費電力を低くしたいとの要求がある。
【００５０】
例えば、ＭＣＵ３０のクロック源として複数のＴＣＸＯを用意する構成もありえる。しかし、センサーモジュール１０の小型化の要求に反するため現実的ではない。また、動的なクロック信号の停止・動作のためには、ＭＣＵ３０自体が発振回路を含んでいることが好ましい。そのため、本実施形態のセンサーモジュール１０は、圧力センサー２０のみにクロック信号を供給するＴＣＸＯ５０を１つだけ含んでいる。
【００５１】
圧力センサー２０は、圧力を検出する圧力検出部２２と、温度を検出する温度検出部２４、これらの検出部とＭＣＵ３０とのデータの入出力を制御するロジック部２６とを含む。
【００５２】
圧力検出部２２は、センサーモジュール１０の外部からの指示をロジック部２６経由で制御信号１２１として受け取り、制御信号１２１の内容に従って動作する。動作中は、例えばリアルタイムに検出した圧力データ１２２をロジック部２６経由でセンサーデータ１２６として出力する。
【００５３】
ここで、本実施形態において検出される圧力は圧力センサー２０の周囲の大気圧であるが、これに限るものではない。また、圧力データ１２２は所定の時間間隔で出力されてもよいし、ロジック部２６が圧力データ１２２を平均化、又は選択してセンサーデータ１２６として出力してもよい。
【００５４】
温度検出部２４は、センサーモジュール１０の外部からの指示をロジック部２６経由で制御信号１２３として受け取り、制御信号１２３の内容に従って動作する。動作中は、例えばリアルタイムに検出した温度データ１２４をロジック部２６経由でセンサーデータ１２６として出力する。
【００５５】
ここで、本実施形態において検出される温度は圧力センサー２０の周囲の温度であるが、これに限るものではない。例えば、圧力センサー２０の表面温度などであってもよい。また、温度データ１２４は所定の時間間隔で出力されてもよいし、ロジック部２６が温度データ１２４を平均化、又は選択してセンサーデータ１２６として出力してもよい。
【００５６】
なお、本実施形態ではセンサーモジュール１０は密封されており、圧力センサー２０の温度はセンサーモジュール１０の内部の他の部分の温度と同じであるとする。そして、以下では圧力センサー２０の温度を単に温度と表現することもある。
【００５７】
ロジック部２６は、前記のように圧力検出部２２、温度検出部２４とＭＣＵ３０との間のデータの入出力を制御する。センサーモジュール１０の外部からの指示に基づく制御信号１３０をＭＣＵ３０から受け取り、圧力検出部２２および温度検出部２４の少なくとも一方に出力する。また、圧力データ１２２と温度データ１２４とをセンサーデータ１２６としてＭＣＵ３０に出力する。ロジック部２６は、データ管理のために、例えばタイムスタンプ情報などをセンサーデータ１２６に付加して出力してもよい。
【００５８】
なお、圧力センサー２０とＭＣＵ３０との間の通信方式はパラレル転送でもシリアル転送でもよい。そして、シリアル転送の場合には、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）といった通信方式を使用してもよい。
【００５９】
ＭＣＵ３０は、センサーデータを演算処理する演算処理部３４、センサーモジュール１０の外部との通信を制御する通信制御部４４、センサーモジュール１０の動作モードを切り替えて、動作モードに応じた周波数のクロック信号を生成して供給するクロック生成切り替え部４６、ＣＲ発振回路４７を含む。
【００６０】
ＭＣＵ３０は、センサーデータ１２６を一時保存してセンサーデータ１３２として出力するセンサーデータ格納部３２、それぞれ圧力、温度に関するセンサーデータ１３２を演算処理して得られる圧力情報１３４、温度情報１３５を一時保存する圧力情報格納部３８、温度情報格納部４０、センサーモジュール１０の外部との通信データを一時保存する通信データ格納部４２を含んでいてもよい。
【００６１】
さらに、ＭＣＵ３０は、センサーモジュール１０の外部からの指示を圧力センサー２０の制御信号１３０に変換して出力するセンサー動作設定部３６、電源投入時などに起動時間を計測する起動時間計測部４８を含んでいてもよい。
【００６２】
なお、これらの機能ブロックのそれぞれには、適切なクロック信号がクロック生成切り替え部４６から供給されているが、図１では図示を省略している。また、これらの機能ブロックの全てが必須の構成要素というわけではなく、適宜省略が可能である。
【００６３】
ＭＣＵ３０は、圧力センサー２０からのセンサーデータ１２６をセンサーデータ格納部３２に保存する。そして、所定のタイミングでセンサーデータ格納部３２からセンサーデータ１３２が読み出されて、演算処理部３４によって演算処理が行われる。
【００６４】
本実施形態では、センサーデータ１２６は圧力センサー２０が検出したいわゆる生データであるとする。例えば、圧力と温度とを圧力センサーが内蔵する基準値に対する相対的な値で表現した加工されていないデータである。そして、演算処理部３４が行う演算処理によって、センサーモジュール１０の出力データとして形式に変換される。例えば、演算処理部３４は、生データであるセンサーデータ１３２から、それぞれ「Ｐａ」単位の圧力情報１３４、「℃」単位の温度情報１３５を出力する。
【００６５】
圧力情報１３４、温度情報１３５は、それぞれ圧力情報格納部３８、温度情報格納部４０に一時保存された後、圧力情報１３６、温度情報１４０として読み出されて通信データ格納部４２で一時保存される。このとき、通信に適したフォーマットへの変換が行われる。そして、ＭＣＵ出力データ１００として、通信制御部４４からの通信タイミング信号１４４に基づいて、所定の転送レートで出力される。
【００６６】
また、通信データ格納部４２は、ＭＣＵ入力データ１０２を一時保存する。ＭＣＵ入力データ１０２は、センサーモジュール１０の外部からの圧力センサー２０への指示等である。そして、センサー動作設定部３６は通信データ格納部４２から一時保存されたＭＣＵ入力データ１３７を受け取り、圧力センサー２０の制御信号１３０に変換して出力する。
【００６７】
ここで、センサーモジュール１０と外部との通信方式は、パラレル転送でもシリアル転送でもよい。そして、シリアル転送の場合には、例えば、Ｉ２Ｃ、ＳＰＩであってもよいし、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）であってもよい。
【００６８】
そして、ＣＲ発振回路４７は、原振クロック信号１４７を起動時間計測部４８、クロック生成切り替え部４６に供給する。ＣＲ発振回路４７は、ＭＣＵ３０における発振回路部としての機能を有する。
【００６９】
起動時間計測部４８は、原振クロック信号１４７に基づいて起動時間を測定し、タイミング信号１４８をクロック生成切り替え部４６に出力する。クロック生成切り替え部４６では、タイミング信号１４８等に基づいて動作モードの切り替えを行う。
【００７０】
クロック生成切り替え部４６は、原振クロック信号１４７から動作モードに応じた必要なクロック信号を生成して他の機能ブロックに供給する。クロック信号の生成は、例えば分周によって行われてもよい。なお、クロック生成切り替え部４６は、クロック生成回路としての機能と、動作モードの切り替え制御部としての機能を備える。
【００７１】
また、クロック生成切り替え部４６は、通信制御部４４のカウンターを動作させるクロック信号１４６を出力する。通信制御部４４は、カウンター値に基づいて通信データの入出力タイミングを定める通信タイミング信号１４４を生成する。
【００７２】
なお、通信制御部４４とクロック生成切り替え部４６は、温度情報格納部４０から温度情報１４０を受け取り、動作モードの切り替えのタイミング（すなわち、各動作モードの期間）や上限値の変更によるカウンターの周期（図７参照）を調整してもよい。
【００７３】
１．２．センサーモジュールの接続
図２（Ａ）は、電子機器１における、センサーモジュール１０とセンサーモジュール１０と通信を行うホストＭＣＵ（以下、ホスト）１４との接続を示す図である。なお、図１と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。
【００７４】
図２（Ａ）のように、本実施形態のセンサーモジュール１０はフォーマット変換モジュール１２を介してホスト１４と接続される。フォーマット変換モジュール１２は、通信時の通信データのフォーマットを変換するものである。例えばホスト１４がＰＣ（パソコン）の一部である場合には、フォーマット変換モジュール１２の出力データ１０４、入力データ１０６はＵＳＢの通信方式に従ってもよい。このとき、センサーモジュール１０自体の通信方式がＵＳＢでない場合でも、ホスト１４と通信を行うことができる。
【００７５】
フォーマット変換モジュール１２を介することで、センサーモジュール１０が１つの通信方式に従う場合であっても、センサーモジュール１０と通信可能なホスト１４の種類を増やすことができる。なお、センサーモジュール１０とホスト１４とが直接接続可能な場合には、フォーマット変換モジュール１２は省略されてもよい。
【００７６】
図２（Ｂ）は、本実施形態のセンサーモジュール１０およびフォーマット変換モジュール１２の構造例を示す図である。図２（Ｂ）のモジュール群２は、図２（Ａ）に点線で図示したモジュール群２に対応する。なお、図１〜図２（Ａ）と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。なお、センサーモジュール１０、フォーマット変換モジュール１２を覆うカバー等については図示を省略している。
【００７７】
図２（Ｂ）のモジュール群２は、センサーモジュール１０とフォーマット変換モジュール１２とをコネクター６４で接続して構成される。図２（Ｂ）は、モジュール群２の断面図を示している。フォーマット変換モジュール１２は、例えばＵＳＢの通信方式に従うように、通信データを変換するフォーマット変換回路１３と、例えばＵＳＢコネクターであるホスト接続用コネクター６６を図２（Ｂ）のように基板６２に配置している。
【００７８】
センサーモジュール１０は、基板６０の両面にそれぞれ圧力センサー２０とＭＣＵ３０とを配置している。ここで、近年の小型化への要求に対応するために、圧力センサー２０とＭＣＵ３０とを十分に離して配置することは困難である。しかし、ＭＣＵ３０を動作させると熱源となるため（図２（Ｂ）の矢印参照）、近くに圧力センサー２０が配置されていれば、その温度を上昇させてしまうことになる。温度の上昇時（変動時）には、圧力センサー２０からの検出信号（センサーデータ）に温度変動による誤差が生じるため、正確な値の検出が困難である。
【００７９】
ここで、図２（Ｂ）のような構造であっても、ＭＣＵ３０が一定の時間動作し続けた場合には、圧力センサー２０の温度は飽和することがわかっている。温度が飽和した状態で圧力を検出した場合には、温度変動による誤差が生じることを回避することができる。
【００８０】
しかし、消費電力の観点から、温度を飽和させるために、常にＭＣＵ３０を動作させることは現実的ではない。実際には、後述するように圧力センサー２０のセンシング動作とＭＣＵ３０の演算処理動作を交互に行い、消費電力の増加を抑えている。
【００８１】
また、正確な圧力の検出を行うためには、圧力センサー２０の動作条件は一定であることが好ましく、例えば、圧力センサー２０に供給するクロック信号の周波数を動的に変化させるような制御は現実的ではない。
【００８２】
そこで、圧力センサー２０の温度変動を抑えるように、熱源であるＭＣＵ３０の動作制御を工夫する必要がある。以下に、まず、センサーモジュール１０の動作モードのフローを説明した上で、比較例も交えて、本実施形態におけるＭＣＵ３０の動作制御について詳細を説明する。
【００８３】
１．３．動作モードのフロー
図３（Ａ）〜図３（Ｂ）は、本実施形態におけるセンサーモジュールの動作モードのフローチャートである。センサーモジュールに含まれる圧力センサー、ＭＣＵは、動作モードに従って所定の動作を行ったり、待機状態であるスタンバイ状態になったりする。また、センサーモジュールはその内部又は外部に動作モードを切り替える制御部（切り替え制御部）を有するが、本実施形態ではクロック生成切り替え部（図１参照）がその機能を有する。
【００８４】
図３（Ａ）のように、本実施形態におけるセンサーモジュールは、起動後に終了指示があるまで通常動作工程（Ｓ２０）を繰り返す（Ｓ３０Ｎ）。通常動作工程（Ｓ２０）は、センサーモジュールが通常動作時に行う、センシング動作、所定の形式のデータの出力、といった動作に対応する工程である。なお、例えば使用者からの終了指示や設定した時間の経過に伴う終了指示等があれば、センサーモジュールは動作を終了する（Ｓ３０Ｙ）。
【００８５】
図３（Ｂ）のように、通常動作工程（Ｓ２０）は、３つの動作モードに対応する工程を含む。具体的には、第１の動作モードとして圧力センサー動作工程（Ｓ２２）、第２の動作モードとしてＭＣＵ動作工程（Ｓ２４）、第３の動作モードとして待機工程（Ｓ２６）を含む。本実施形態では、これらの工程が順に行われるが、待機工程（Ｓ２６）は省略されてもよい。
【００８６】
圧力センサー動作工程（Ｓ２２）においては、クロック生成切り替え部は、圧力センサー動作制御を行い、圧力センサーにセンシング動作を実行させる。このとき、クロック生成切り替え部は、ＭＣＵのうちセンサーデータを受け取るセンサーデータ格納部（図１参照）だけを動作させて消費電力を抑えてもよい。
【００８７】
ＭＣＵ動作工程（Ｓ２４）においては、クロック生成切り替え部は、ＭＣＵ動作制御を行い、ＭＣＵにセンサーデータの演算処理を実行させる。このとき、クロック生成切り替え部は、圧力センサーをスタンバイ状態にさせてもよい。
【００８８】
待機工程（Ｓ２６）においては、クロック生成切り替え部は、待機制御を行い、ＭＣＵの通信機能だけを動作させてもよい。このとき、クロック生成切り替え部は、圧力センサーをスタンバイ状態にさせてもよい。なお、クロック生成切り替え部は、圧力センサー動作工程（Ｓ２２）とＭＣＵ動作工程（Ｓ２４）においても、ＭＣＵの通信機能を動作させてもよい。
【００８９】
待機工程（Ｓ２６）の終了後、終了指示がない場合には（図３（Ａ）のＳ３０Ｎ参照）再び圧力センサー動作工程（Ｓ２２）になる。
【００９０】
このようにセンサーモジュールの動作モードは遷移し、圧力センサーとＭＣＵの動作状態も変化する。この変化を前提に、圧力センサーの温度変動を抑えるような、ＭＣＵの動作制御を行う必要がある。
【００９１】
１．４．比較例
ここで、比較例として、従来技術を用いた場合について述べる。比較例の従来技術とは、ＭＣＵに供給するクロックの周波数を低くすることで、温度上昇を抑える手法である。なお、待機工程は温度変化を生じない程度に短い時間であるものとして、圧力センサー動作工程とＭＣＵ動作工程について検討する。
【００９２】
例えば、急激な温度上昇が生じるのは、ＭＣＵが演算処理を行う場合である。そのため、比較例では動作モードがＭＣＵ動作工程に切り替わると、ＭＣＵの周波数を低下させて温度上昇を抑える制御を行う。すると、圧力センサーの温度の変化も抑えられるようにも思える。
【００９３】
しかし、ＭＣＵの周波数を低下させながら、所定の量のデータを演算処理する必要があるため、処理時間が延びる可能性がある。ここで、図４（Ａ）は、比較例における圧力センサー動作工程における発熱量Ｑ１とＭＣＵ動作工程における発熱量Ｑ２とを比較した図である。図４（Ａ）のように、周波数の低下によってＭＣＵ動作工程における電力は低下する。しかしながら、処理時間が延びた場合には、発熱量Ｑ２は発熱量Ｑ１よりも大きな値になる。
【００９４】
図４（Ｂ）は、このときの温度と検出される圧力の関係を示したものである。比較例では、ＭＣＵ動作工程で処理時間が延びた場合、圧力センサー動作工程（図４（Ｂ）の（１））よりも大きな発熱量を生じるため、結果的に温度上昇が生じる。
【００９５】
すると、その後の圧力センサー動作工程（図４（Ｂ）の（２））では、大気圧の変化がなくても温度上昇によって誤差Ｅｒを生じてしまう。したがって、従来技術を用いた比較例では、センサーモジュールは正確なデータを出力することが難しい。
【００９６】
さらに、ＭＣＵの演算処理の時間が延びることにより、センサーモジュールからホストへのデータ出力の転送レートを低下させる可能性がある。転送レートの低下によって、通信エラーが発生するなどの問題が生じることになる。よって、比較例は、センサーモジュールにおける適切な制御を与えるものではない。
【００９７】
１．５．本実施形態の制御手法
そこで、本実施形態のセンサーモジュールでは、クロック生成切り替え部によって、動作モード（具体的には、ＭＣＵ動作工程等の各工程）におけるクロック信号の周波数と動作期間を以下のように制御する。
【００９８】
図５（Ａ）は、本実施形態における圧力センサー動作工程における発熱量Ｑ１とＭＣＵ動作工程における発熱量Ｑ２とを比較したものである。本実施形態では、ＭＣＵ動作工程において、ＭＣＵのクロック信号の周波数は、必要な転送レートでホストにデータを送信可能であるように選択される。そして、発熱量Ｑ２が発熱量Ｑ１と同じになるように、ＭＣＵ動作工程の期間を調整する。
【００９９】
ここで、比較例と異なり、ＭＣＵ動作工程では電力が上昇することもあり得る。しかし、処理時間が延びることによって転送レートが低下したり、結果的に発熱量が圧力センサー動作工程を上回ったりすることはない。
【０１００】
図５（Ｂ）は、このときの温度と検出される圧力の関係を示したものである。比較例と異なり、発熱量Ｑ２が発熱量Ｑ１と同じになるようにしているため、温度が安定し、圧力にも温度変動の影響が生じない。
【０１０１】
このように、本実施形態では、比較例のように温度を閾値以下に抑えるのではなく、動作モードが変化しても圧力センサーの温度変動が生じないように制御する。そして、正確で誤差のない圧力の検出を可能にし、演算処理の時間が延びて出力データの転送レートが低下するような問題も生じない。
【０１０２】
１．６．転送レートの調整
本実施形態では、上記のように、演算処理の遅延によって出力データの転送レートが低下することはない。しかし、データの入出力のタイミングを定める信号（以下、通信タイミング信号）の生成に用いられるクロック信号の周波数には温度依存性がある。このとき、例えばＴＣＸＯを用いて温度補償されたクロック信号を供給してもよいが、部品が増加するため回路規模、コストが上昇する。
【０１０３】
そこで、通信タイミング信号に用いるクロック信号も、ＭＣＵが内蔵する例えばＣＲ発振回路で生成されることが好ましい。本実施形態では、ＴＣＸＯを使用することなく、転送レートを一定に保つために温度変化に伴う周波数の変化を相殺する機能（温度補償機能）を備えている。以下に、図６（Ａ）〜図７を参照して説明する。
【０１０４】
図６（Ａ）は、ＣＲ発振回路からの原振クロック信号に基づくクロック信号（図１のクロック信号１４６）における温度依存性を示す図である。図６（Ａ）のように、温度が上昇すると周波数が高くなる。
【０１０５】
ここで、ホストとの通信における転送レートが２５℃を基準に設定されているとする。図６（Ｂ）のように、通信制御部（図１参照）は前記のクロック信号を受け取って、カウンターをインクリメントし、所定の値（図６（Ｂ）ではＮ、Ｎは自然数）になった場合に通信タイミング信号をアクティブにする。
【０１０６】
このとき、所定の間隔Ｔ０毎に通信データが出力されることになる。温度によらず、この間隔Ｔ０を得ることができれば、通信における転送レートを一定にすることが可能になる。なお、この間隔Ｔ０は、クロック周期をＡ０とするとＡ０＊Ｎで与えられる。
【０１０７】
図６（Ｃ）は、温度が５０℃になった場合を示す図である。このとき、温度上昇によってクロック信号の周波数も上昇する。そのため、カウンターがＮになった場合に通信タイミング信号をアクティブにすると、間隔Ｔ１毎に通信データが出力されることになる。
【０１０８】
ここで、この間隔Ｔ１は、クロック周期をＡ１とするとＡ１＊Ｎで与えられ、図６（Ｂ）の間隔Ｔ０よりも短い。そこで、本実施形態の通信制御部は、温度情報に基づいてカウンターの上限値を変更して間隔Ｔ０を得られるようにする。
【０１０９】
図６（Ｃ）の例では、カウンターの上限値をＮではなくＮ＋４とすると、カウンター値がＮ＋４になったときに間隔Ｔ０が得られる。そこで、カウンターの上限値を温度によって変化させて、カウンターの値が上限値に達したときに通信タイミング信号をアクティブにすることで、転送レートを一定にすることができる。
【０１１０】
図７は、この例におけるカウンターの上限値を与える表である。温度が５０℃である場合にはＮ＋４にし、逆に温度が０℃である場合にはＮ−４に調整する。すると、転送レートは温度によらず１９２００［ｂｐｓ］となる。
【０１１１】
なお、本実施形態では、圧力センサーが温度も検出しており、ＭＣＵは温度の情報を得ることが可能である。つまり、温度センサーを別途備える必要はないので、面積の増大という問題は生じない。そして、この温度情報に基づいて、このような温度補償を行うことができる。
【０１１２】
ここで、本実施形態の温度補償機能は、対象をＣＲ発振回路に限るものではない。例えば、ＡＴカットの水晶振動子では周波数特性は一般に３次曲線になる。そして、この周波数特性を通信制御部がテーブルとして用意することで、同様の方法で温度補償することができる。
【０１１３】
そして、本実施形態では温度情報はクロック生成切り替え部にも入力される。クロック生成切り替え部では、温度情報に基づいてそれぞれの動作モード（圧力センサー動作工程やＭＣＵ動作工程）の動作期間を調整してもよい。例えば、温度が高い場合には、動作期間を全体的に短くして消費電力の増加を抑えるような制御が行われてもよい。
【０１１４】
２．第２実施形態
２．１．フローチャート
本発明の第２実施形態について図８〜図１３を参照して説明する。なお、図１〜図７と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。
【０１１５】
第１実施形態では、温度変化が生じない程度に短い期間の待機工程（図３（Ｂ）参照）を想定していた。しかし、待機工程は圧力センサーによるセンシング動作の適切な間隔を与えるための調整期間として使用される場合がある。このとき、待機工程の期間が長くなることで温度低下が生じることがある。また、センサーモジュールの起動時の温度は、後述の飽和温度よりも低い。
【０１１６】
このような、温度の低い状態から温度が安定して正確な圧力を検出できる状態（温度が飽和した状態）に変化するまでの期間は、一般にウォームアップ期間と呼ばれる。ウォームアップ期間は、例えば圧力の検出といった通常動作を行うことができない。そのため、ウォームアップ期間をできるだけ短くすることが、センサーモジュールの使い勝手を向上させる。
【０１１７】
第２実施形態では、第１実施形態の通常動作における特徴に加えて、ウォームアップ期間を短くする制御の手法を備えるものである。第２実施形態について、まず、フローチャートの説明をする。なお、第２実施形態のセンサーモジュールのブロック図は第１実施形態と同じである（図１参照）。
【０１１８】
図８は、本実施形態におけるセンサーモジュールの動作モードのフローチャートである。第１実施形態（図３（Ａ））と比べると、第４の動作モードに対応するウォームアップ工程を含む。具体的には、ウォームアップ工程の必要性を判断する工程（Ｓ１０）と、ウォームアップ工程（Ｓ１２）が追加されている。なお、通常動作工程（Ｓ２０）は第１実施形態と同じであり、３つの動作モードに対応する工程（図３（Ｂ））を含んでいる。そして、待機工程（図３（Ｂ）参照）の後で、終了指示がなければ（Ｓ３０Ｎ）、Ｓ１０の工程が再び実行される。
【０１１９】
ウォームアップ工程が実行される条件（Ｓ１０）は、圧力センサーの温度が飽和温度より低いことであってもよいし、起動時であることでもよい。ウォームアップ工程が必要であれば（Ｓ１０Ｙ）、ウォームアップ工程によって温度が飽和温度まで上昇する。ウォームアップ工程が不要であれば（Ｓ１０Ｎ）、すぐに通常動作工程（Ｓ２０）に移る。ここで、飽和温度とは、センサーモジュールが通常動作して十分な時間が経過した場合に到達する温度をいう。飽和温度は変化がほとんどなく安定している。
【０１２０】
ここで、図９（Ａ）〜図１０を参照して、ウォームアップ工程の効果について説明する。図９（Ａ）は、起動時に通常動作工程だけを行った場合の温度変化の例である。図９（Ａ）のように温度上昇期間ＴＡ０において温度が飽和温度Ｔｓに到達すると、その後は温度がほとんど変化しない温度安定期間ＴＢになる。このとき、温度上昇期間ＴＡ０では温度変化のため正確な圧力を検出することはできない。よって、温度上昇期間ＴＡ０を短くして、早期に温度安定期間ＴＢに移るような制御を行うことが好ましい。
【０１２１】
そこで、本実施形態のセンサーモジュールでは、起動時等に熱源であるＭＣＵ３０に多くの電流が流れるように動作させるウォームアップ工程を実行する。すると、図９（Ｂ）のように、温度上昇期間ＴＡ１が短縮されて、早期に温度安定期間ＴＢに移る。よって、起動時間が早くて使い勝手のよいセンサーモジュールを実現できる。
【０１２２】
また、起動時以外でも、通常動作工程のうちの待機工程が長く続いた場合に温度の低下が生じる場合がある。この場合にも、早期にセンサーモジュールの温度を飽和温度Ｔｓに戻すことが好ましい。このような場合、本実施形態では、図１０のように待機工程の後にウォームアップ工程を実行する。これにより、安定して圧力を検出可能なセンサーモジュールを実現できる。
【０１２３】
ここで、起動時以外であって、待機工程による温度低下もないような場合にはウォームアップ工程は不要になる。そのため、本実施形態ではウォームアップ工程を実施するか否かを状況に応じて決定できる（図８のＳ１０参照）。例えば、待機工程による温度低下の有無を待機工程の期間によって判断してもよい。このとき、ウォームアップ工程を実施する場合には、ウォームアップ工程によって温度上昇させる期間を、待機工程の期間の長さに基づいて調整してもよい。
【０１２４】
２．２．クロック生成切り替え部の制御の具体例
図１１（Ａ）は、図９（Ｂ）の起動時における温度変化のグラフに、圧力センサーが検出するデータ（圧力）を追加したものである。図１１（Ａ）のように、温度が安定すれば圧力センサーが検出するデータも安定することになる。センシング動作を含む通常動作は、温度が安定するｔｂ以降に行われる。
【０１２５】
図１１（Ｂ）は、クロック生成切り替え部が行う、各工程におけるＭＣＵと圧力センサーに対する具体的な制御を示す図である。ＭＣＵについては、そのクロックを切り替える制御を行う。ここで、圧力センサー動作工程、ＭＣＵ動作工程、待機工程で使用されるクロック信号をそれぞれ第１のクロック、第２のクロック、第３のクロックと呼ぶ。また、ウォームアップ工程で使用されるクロック信号を第４のクロックと呼ぶ。圧力センサーについては、クロック信号は常にＴＣＸＯ（図１参照）から供給されており、クロック生成切り替え部はスタンバイ状態にさせるか否かを制御する。なお、スタンバイ状態とは停止状態など、センシング動作以外の状態を意味する。
【０１２６】
本実施形態では、クロック生成切り替え部は、ＣＲ発振回路からの原振クロック信号に基づいて第１〜第４のクロックを生成する。ここで、第１〜第４のクロックに割り当てられる４つの周波数Ｆ０、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は、Ｆ０≦Ｆ１＜Ｆ２＜Ｆ３の関係があるものとする。
【０１２７】
第２実施形態では、ウォームアップ工程の期間は、温度上昇期間に対応する。そして、ウォームアップ工程の期間ができるだけ短いことが好ましい。そのため、ウォームアップ工程の第４のクロックには、もっとも高い周波数Ｆ３を割り当てる。ＭＣＵは第４のクロックを供給されて動作しているので、発熱量が多くなり、ウォームアップ工程の期間を短くすることができる。なお、圧力センサーはスタンバイ状態である。停止していてもよいが、ウォームアップ工程の発熱量を更に多くするためにダミー動作を行ってもよい。
【０１２８】
通常動作工程のうち、演算処理能力を高める必要があるＭＣＵ動作工程においては、高い周波数のクロック信号が用いられることが好ましい。よって、ＭＣＵ動作工程の第２のクロックには、周波数Ｆ２を割り当てる。なお、圧力センサーはスタンバイ状態である。
【０１２９】
そして、通常動作工程のうち、待機工程においては、消費電力を抑えるために、最も低い周波数のクロック信号が用いられることが好ましい。よって、待機工程の第３のクロックには、周波数Ｆ０を割り当てる。なお、圧力センサーもスタンバイ状態であって、消費電力を抑えることが好ましい。
【０１３０】
通常動作工程のうち、圧力センサー動作工程の第１のクロックには、周波数Ｆ１を割り当てる。センサーデータを格納する処理を実行しつつ、消費電力を抑えるためである。このとき、圧力センサーはセンシング動作を行う。
【０１３１】
このように、クロック生成切り替え部は図１１（Ｂ）のような制御を行うことで、第２実施形態のセンサーモジュールの起動時間等を早めるという効果を実現できる。なお、図１１（Ｂ）のウォームアップ工程以外の工程については、第１実施形態においてクロック生成切り替え部が行う制御と同じである。
【０１３２】
２．３．センサーモジュールの部品の配置について
第１実施形態についても同様であるが、特に第２の実施形態においては、熱源となるＭＣＵと圧力センサーとを離して配置する必要がない。このことは、センサーモジュールにおける部品の配置の自由度を高め、さらなる小型化を可能にする。
【０１３３】
特に、ウォームアップ工程では、ＭＣＵと圧力センサーとが近くに配置されている方が起動時間等を早める効果が高い。以下に、第２の実施形態に適したセンサーモジュールにおける部品の配置の例を図１２（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照して説明する。
【０１３４】
図１２（Ａ）は、基板６０の表面に圧力センサー２０とＴＣＸＯ５０が配置されている様子を示している。一方、図１２（Ｂ）は、基板６０の裏面にＭＣＵ３０と、フォーマット変換モジュール等と接続するためのコネクター６４が配置されている様子を示している。
【０１３５】
ここで、図１２（Ｃ）は、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）のｘ−ｘ線断面図である。基板６０を挟んで、圧力センサー２０とＭＣＵ３０とは、幅Ｗｏだけ重なるように配置されている。そのため、ＭＣＵ３０からの熱が圧力センサー２０に伝わりやすく、ウォームアップ工程における温度上昇期間を短くする効果がある。例えば、圧力センサー２０とＭＣＵ３０が、熱の伝導性が高いＣＯＢ（Chip On Board）実装されることで効果が高まる。さらに、基板６０を薄くすることで、一層効果を高めることができる。
【０１３６】
ここで、幅Ｗｏは０より大きな値である。また、図１２（Ｃ）の例では、圧力センサー２０の幅をＷｓ、ＭＣＵ３０の幅をＷｍとした場合に、ＷｓとＷｍのうち小さい方の幅よりも小さな値である。つまり、図１２（Ｃ）の例では、圧力センサー２０とＭＣＵ３０とは部分的に重なっている。なお、重なりあう方向に特に制限はない。
【０１３７】
図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、別の部品の配置例を示す。なお、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。
【０１３８】
この例では、図１３（Ａ）〜図１３（Ｂ）のように、ＭＣＵ３０と圧力センサー２０がなるべく重なるように配置されている。図１３（Ｃ）の断面図のように、この例では、幅Ｗｏは圧力センサーの幅Ｗｓに等しい。そのため、ＭＣＵ３０からの熱がより圧力センサー２０に伝わりやすく、ウォームアップ工程における温度上昇期間をさらに短くする効果がある。また、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）の例では、熱の伝わり方が均一になる。
【０１３９】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態について図１４を参照して説明する。なお、図１〜図１３（Ｃ）と同じ要素には同じ符号を付しており説明を省略する。
【０１４０】
図１４は、本実施形態のセンサーモジュール１０Ａのブロック図である。第１実施形態、第２実施形態のセンサーモジュールと異なり、圧力センサーではなく加速度センサー２０Ａを含んでいる。本実施形態では、圧力情報の代わりに加速度情報が得られる。また、転送レートを一定にするための温度情報を得るために、温度センサー２０Ｂも含んでいる。
【０１４１】
しかし、このようにセンサー部分が変化しても、ＭＣＵ３０Ａの部分の構成やクロック生成切り替え部４６が行う制御にほとんど変更はない。そのため、第１実施形態、第２実施形態と同じ制御手法によって、様々な物理量センサー（第３実施形態では加速度センサー）を含むセンサーモジュールを実現することができる。
【０１４２】
４．その他
これらの例示に限らず、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１４３】
１…電子機器、２…モジュール群、１０,１０Ａ…センサーモジュール、１２…フォーマット変換モジュール、１３…フォーマット変換回路、１４…ホストＭＣＵ（ホスト）、２０…圧力センサー、２０Ａ…加速度センサー、２０Ｂ…温度センサー、２２…圧力検出部、２４…温度検出部、２６…ロジック部、３０,３０Ａ…ＭＣＵ、３２…センサーデータ格納部、３４…演算処理部、３６…センサー動作設定部、３８…圧力情報格納部、３８Ａ…加速度情報格納部、４０…温度情報格納部、４２…通信データ格納部、４４…通信制御部、４６…クロック生成切り替え部、４７…ＣＲ発振回路、４８…起動時間計測部、５０…ＴＣＸＯ、６０，６２…基板、６４…コネクター、６６…ホスト接続用コネクター、１００…ＭＣＵ出力データ、１０２，１３７…ＭＣＵ入力データ、１０４…出力データ、１０６…入力データ、１２１…制御信号、１２２…圧力データ、１２３…制御信号、１２４…温度データ、１２６,１２６Ａ,１２６Ｂ…センサーデータ、１３０,１３０Ａ,１３０Ｂ…制御信号、１３２…センサーデータ、１３４…圧力情報、１３４Ａ…加速度情報、１３５…温度情報、１３６…圧力情報、１３６Ａ…加速度情報、１４０…温度情報、１４４…通信タイミング信号、１４６…クロック信号、１４７…原振クロック信号、１４８…タイミング信号、１５０…クロック信号
【図１】
2012251944.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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