(57)【要約】【課題】センス素子の出力にもとづいて自動的に動作モードを変更することのできるセンサ装置を提供する。【解決手段】センス素子１が、設定されたセンシング間隔ごとに入力された物理量のセンシングを行い、アナログ信号処理部２が、センス素子１からのアナログ信号出力を増幅器２１で増幅してＡＤ変換器２２でデジタル信号に変換する。ＡＤ変換器２２から出力されるデータが上述のセンシング間隔ごとにＲＡＭ３へ書き込まれると、データ値変化判定部４が、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に所定の個数のデータを読み出し、そのデータ間でのデータ値の変化の有無を判定する。データ値変化判定部４の判定に応じて、センシング間隔設定部５は、センス素子１のセンシング間隔を変更し、電源制御部６は、電源供給部７の電源供給モードを変更する。【選択図】図１
2009053111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定されたセンシング間隔ごとに物理量のセンシングを行うセンス素子と、
前記センス素子から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器および前記増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えるアナログ信号処理手段と、
前記ＡＤ変換器から出力されるデータが前記センシング間隔ごとに書き込まれる記憶手段と、
前記記憶手段から、新しく記憶されたものから順に所定の個数のデータを読み出し、そのデータ間でのデータ値の変化の有無を判定するデータ値変化判定手段と、
前記データ値変化判定手段の判定に応じて前記センシング間隔を変更するセンシング間隔設定手段と、
電源供給手段と、
前記データ値変化判定手段の判定に応じて前記電源供給手段の電源供給モードを変更する電源制御手段と
を有することを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
前記センシング間隔設定手段は、
前記データ値変化判定手段による判定が「変化なし」を継続するときは、前記センシング間隔を予め設定された初期値から最大値までの間で段階的に長くする
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記センシング間隔設定手段は、
前記データ値変化判定手段による判定が「変化あり」に変わったときは、前記センシング間隔を前記初期値に戻す
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項４】
前記電源制御手段は、
前記センシング間隔が前記最大値であるときに前記データ値変化判定手段による判定が「変化なし」であるときは、前記センス素子および前記アナログ信号処理手段への電源供給を停止するよう前記電源供給手段へ指示する
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ装置。
【請求項５】
前記電源制御手段は、
外部から復帰信号が入力されたときは、前記センス素子および前記アナログ信号処理手段への電源供給を再開するよう前記電源供給手段へ指示する
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサ装置の１つに抵抗変化型センサ装置がある。抵抗変化型センサ装置では、センサ内の抵抗素子が、測定対象の物理量の変化を抵抗値の変化として検出する。例えば、ダイヤフラム式圧力センサ装置では、ダイヤフラムの表面に半導体ひずみゲージを形成し、外部からの力（圧力）によってダイヤフラムが変形したときに発生するピエゾ抵抗効果による抵抗値の変化を電気信号に変換して出力している。
【０００３】
このような抵抗変化型センサ装置では、抵抗素子へ電流／電圧を常に印加しておく必要があるため、定常的に電流を消費する。
【０００４】
また、抵抗素子から出力される電気信号は微弱であるため、これを増幅する必要があり、増幅器で消費される電流も加算される。
【０００５】
ところが、このような抵抗変化型センサ装置は、小型携帯機器や電池駆動の機器で使用されることが多いため、上述のような電流消費は好ましくなく、低消費電力化の要求が強い。
【０００６】
そのため、従来、使用中に所定時間操作がなされないと、ノーマルモードからスリープモードへ動作モードが自動的に切り替わり、電源オフとなる圧力ゲージが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
しかしながら、この従来の方法では、外部からの操作信号が所定時間入力されないときにしかスリープモードに入れない。すなわち、動作モードの変更が外部信号だけで決定され、センサ装置内部の状態が反映されない。
【０００８】
したがって、測定対象の物理量が安定していて、センス素子の出力に変化がない場合にもセンサ装置はノーマルモードの動作を続行し、消費電力が低減されないという問題が発生する。
【特許文献１】特開２００３−３２９５３１号公報  （第６−７ページ、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明の目的は、センス素子の出力にもとづいて自動的に動作モードを変更することのできるセンサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様によれば、設定されたセンシング間隔ごとに物理量のセンシングを行うセンス素子と、前記センス素子から出力されるアナログ信号を増幅する増幅器および前記増幅器の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器を備えるアナログ信号処理手段と、前記ＡＤ変換器から出力されるデータが前記センシング間隔ごとに書き込まれる記憶手段と、前記記憶手段から、新しく記憶されたものから順に所定の個数のデータを読み出し、そのデータ間でのデータ値の変化の有無を判定するデータ値変化判定手段と、前記データ値変化判定手段の判定に応じて前記センシング間隔を変更するセンシング間隔設定手段と、電源供給手段と、前記データ値変化判定手段の判定に応じて前記電源供給手段の電源供給モードを変更する電源制御手段とを有することを特徴とするセンサ装置が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、センス素子の出力にもとづいて自動的に動作モードを変更することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明の実施例に係るセンサ装置の構成の例を示すブロック図である。
【００１４】
本実施例のセンサ装置は、設定されたセンシング間隔ごとに入力された物理量のセンシングを行うセンス素子１と、センス素子１から出力される微弱なアナログ信号を増幅する増幅器２１および増幅器２１の出力信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器２２を備えるアナログ信号処理部２と、ＡＤ変換器２２から出力されるデータが上述のセンシング間隔ごとに書き込まれるＲＡＭ３と、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に所定の個数のデータを読み出し、そのデータ間でのデータ値の変化の有無を判定するデータ値変化判定部４と、データ値変化判定部４の判定に応じて上述のセンシング間隔を変更するセンシング間隔設定部５と、電源供給部７と、データ値変化判定部４の判定に応じて電源供給部７の電源供給モードを変更する電源制御部６と、を有する。
【００１５】
ここで、本実施例におけるデータ値変化判定部４、センシング間隔設定部５および電源制御部６における処理は、プログラムメモリ２００に書き込まれたプログラムにもとづいてＣＰＵ１００が実行するものとする。
【００１６】
また、ＡＤ変換器２２の出力は、出力部３００により所定の形式に整えられ、センサデータとして出力されるものとする。
【００１７】
本実施例のセンス素子１は、センシング間隔設定部５により設定されたセンシング間隔ごとに入力された物理量のセンシングを行う。したがって、センス素子１には、設定されたセンシング間隔の期間、センス動作を行うまでの待機状態が生じることになる。
【００１８】
センシング間隔設定部５は、初期値としてセンシング間隔Ｔ０を設定する。本実施例では、このセンシング間隔に初期値が設定されている状態を「通常動作モード」と称する。
【００１９】
センス素子１から出力されたアナログ信号は、増幅器２１で増幅された後、ＡＤ変換器２２でデジタル信号に変換されてＲＡＭ３に書き込まれる。
【００２０】
データ値変化判定部４は、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に所定の個数のデータを読み出し、そのデータ間でのデータ値の変化があるかないかの判定を行う。
【００２１】
ここで、データ値変化判定部４による判定が「変化なし」のときは、センス素子１へ入力されている物理量に変化がないときである。このような場合、センス素子１によるセンシングを頻繁に行う必要はないと考えられる。
【００２２】
そこで、データ値変化判定部４による判定が「変化なし」のときは、センシング間隔設定部５は、センシング間隔が初期値Ｔ０より長くなるようにセンシング間隔を変更する。
【００２３】
本実施例では、このセンシング間隔の変更を段階的に行うようにする。すなわち、当初、初期値Ｔ０であったときにデータ値変化判定部４による判定が「変化なし」であった場合は、センシング間隔をＴ１（Ｔ１＞Ｔ０）に変更し、さらに、センシング間隔変更後もデータ値変化判定部４による判定で「変化なし」が継続する場合、センシング間隔をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）に変更する。
【００２４】
ここで、センシング間隔がＴ１である状態を「間欠動作モード」と称することとし、センシング間隔がＴ２である状態を「スタンバイ動作モード」と称することとする。
【００２５】
電源制御部６は、「スタンバイ動作モード」にセンシング間隔を変更してもデータ値変化判定部４による判定が「変化なし」であった場合、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給を停止するよう、電源供給部７へ指示する。
【００２６】
電源供給部７は、この指示を受けて、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給を停止する。これにより、センス素子１およびアナログ信号処理部２は動作停止状態になる。この状態を本実施例では「停止モード」と称する。
【００２７】
このように、本実施例では、データ値変化判定部４による判定が「変化なし」が継続する場合、動作モードが、「通常動作モード」→「間欠動作モード」→「スタンバイ動作モード」→「停止モード」と遷移する。
【００２８】
「通常動作モード」→「間欠動作モード」→「スタンバイ動作モード」と遷移するに従い、センシング間隔が長くなり、センシング動作に伴う電力消費が少なくなる。また、「停止モード」時には、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給が停止されるので、センス素子１およびアナログ信号処理部２による電力消費が削減される。
【００２９】
なお、「間欠動作モード」、「スタンバイ動作モード」時にデータ値変化判定部４が「変化あり」と判定したときは、センシング間隔設定部５がセンシング間隔を初期値Ｔ０に戻し、「通常動作モード」に復帰する。
【００３０】
また、「停止モード」時のときは、外部からの復帰信号の入力により、電源制御部６は、電源供給部７へ指示して、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給を再開させる。このとき、センシング間隔設定部５はセンシング間隔を初期値Ｔ０にし、動作モードを「通常動作モード」にする。
【００３１】
図２〜図５に、上述した本実施例における各動作モードによる処理の流れ、および動作モード間の遷移の様子をフロー図で示す。
【００３２】
ここで、このフロー図に示す例では、データ値変化判定部４による判定のためにＲＡＭ３から読み出すデータの個数が「通常動作モード」では３個、「間欠動作モード」および「スタンバイ動作モード」では２個に設定されているものとする。
【００３３】
図２は、「通常動作モード」における処理の流れを示すフロー図である。
【００３４】
「通常動作モード」では、センシング間隔設定部５がセンシング間隔を初期値Ｔ０に設定する（ステップＳ０１）。
【００３５】
この状態で、１回目のセンシングでセンス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換が行われ（ステップＳ０２）、ＡＤ変換結果のデータＤ１のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ０３）。
【００３６】
その後、センシング間隔設定部５により設定されたＴ０期間待機して（ステップＳ０４）、２回目のセンシングが行われ、センス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換（ステップＳ０５）、ＡＤ変換結果のデータＤ２のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ０６）。
【００３７】
その後、再び、センシング間隔設定部５により設定されたＴ０期間待機して（ステップＳ０７）、３回目のセンシングが行われ、センス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換（ステップＳ０８）、ＡＤ変換結果のデータＤ２のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ０９）。
【００３８】
ここで、所定個数の３個のデータの書き込みが行われたので、データ値変化判定部４が、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に３個のデータ（Ｄ３、Ｄ２、Ｄ１）を読み出し（ステップＳ１０）、そのデータ間でのデータ値の変化があるかないかの判定を行う（ステップＳ１１）。
【００３９】
データ値変化判定部４の判定が「変化あり」の場合（Ｙ）、ステップＳ０２へ戻り、以降の処理を繰り返す。
【００４０】
一方、データ値変化判定部４の判定が「変化なし」の場合は（Ｎ）、「間欠動作モード」へ遷移する。
【００４１】
図３は、「間欠動作モード」における処理の流れを示すフロー図である。
【００４２】
「通常動作モード」におけるデータ値変化判定部４の判定が「変化なし」であった場合、センシング間隔設定部５は、センシング間隔をＴ１（Ｔ１＞Ｔ０）に変更する（ステップＳ２１）。
【００４３】
この状態で、１回目のセンシングでセンス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換が行われ（ステップＳ２２）、ＡＤ変換結果のデータＤ４のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ２３）。
【００４４】
その後、センシング間隔設定部５により設定されたＴ１期間待機して（ステップＳ２４）、２回目のセンシングが行われ、センス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換（ステップＳ２５）、ＡＤ変換結果のデータＤ５のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ２６）。
【００４５】
ここで、所定個数の２個のデータの書き込みが行われたので、データ値変化判定部４が、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に２個のデータ（Ｄ５、Ｄ４）を読み出し（ステップＳ２７）、そのデータ間でのデータ値の変化があるかないかの判定を行う（ステップＳ２８）。
【００４６】
データ値変化判定部４の判定が「変化あり」の場合（Ｙ）、「通常動作モード」へ遷移し、図２に示したフローの処理を実行する。
【００４７】
一方、データ値変化判定部４の判定が「変化なし」の場合は（Ｎ）、「スタンバイ動作モード」へ遷移する。
【００４８】
図４は、「スタンバイ動作モード」における処理の流れを示すフロー図である。
【００４９】
「間欠動作モード」におけるデータ値変化判定部４の判定が「変化なし」であった場合、センシング間隔設定部５は、センシング間隔をＴ２（Ｔ２＞Ｔ１）に変更する（ステップＳ３１）。
【００５０】
この状態で、１回目のセンシングでセンス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換が行われ（ステップＳ３２）、ＡＤ変換結果のデータＤ６のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ３３）。
【００５１】
その後、センシング間隔設定部５により設定されたＴ２期間待機して（ステップＳ３４）、２回目のセンシングが行われ、センス素子１によるセンスおよびアナログ信号処理部２によるＡＤ変換（ステップＳ３５）、ＡＤ変換結果のデータＤ７のＲＡＭ３への書き込みが行われる（ステップＳ３６）。
【００５２】
ここで、所定個数の２個のデータの書き込みが行われたので、データ値変化判定部４が、ＲＡＭ３から、新しく記憶されたものから順に２個のデータ（Ｄ７、Ｄ６）を読み出し（ステップＳ３７）、そのデータ間でのデータ値の変化があるかないかの判定を行う（ステップＳ３８）。
【００５３】
データ値変化判定部４の判定が「変化あり」の場合（Ｙ）、「通常動作モード」へ遷移し、図２に示したフローの処理を実行する。
【００５４】
一方、データ値変化判定部４の判定が「変化なし」の場合は（Ｎ）、「停止動作モード」へ遷移する。
【００５５】
図５は、「停止モード」における処理の流れを示すフロー図である。
【００５６】
「スタンバイ動作モード」におけるデータ値変化判定部４の判定が「変化なし」であった場合、電源制御部６は、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給の停止を電源供給部７へ指示する（ステップＳ４１）。
【００５７】
その後、ＣＰＵ１００は、外部から復帰信号が入力されるかどうかを監視し（ステップＳ４２）、復帰信号が入力されない（Ｎ）ときは、電源供給部７はセンス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給の停止を継続する。
【００５８】
一方、外部から復帰信号が入力されたときは（Ｙ）、電源制御部６が、センス素子１およびアナログ信号処理部２への電源供給の再開を電源供給部７へ指示する。また、動作モードは通常動作モードへ遷移する（ステップＳ４２）。
【００５９】
このような本実施例によれば、センス素子によりセンシングされたデータに変化がない場合は、センサ装置自身が頻繁な物理量の検出は不要であると判断し、動作モードを自動的に変化させて、センシング間隔を段階的に長くする。これにより、不要なセンシング動作を削減することができ、消費電力を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例に係るセンサ装置の構成の例を示すブロック図。
【図２】本発明の実施例に係るセンサ装置の動作を説明するためのフロー図。
【図３】本発明の実施例に係るセンサ装置の動作を説明するためのフロー図。
【図４】本発明の実施例に係るセンサ装置の動作を説明するためのフロー図。
【図５】本発明の実施例に係るセンサ装置の動作を説明するためのフロー図。
【符号の説明】
【００６１】
１  センス素子
２  アナログ信号処理部
３  ＲＡＭ
４  データ値変化判定部
５  センシング間隔判定部
６  電源制御部
７  電源供給部
２１  増幅器
２２  ＡＤ変換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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