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HINTERGRUND
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine integrierte Halbleiterschaltung und einen Lagegeber.
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Was einen Lagegeber, wie etwa einen digitalen Messschieber, eine digitale Messschraube, eine digitale Messuhr u. ä., anbelangt, so sind ein Lagegeber mit einer üblichen Batteriezelle als Stromversorgung und ein Lagegeber mit einer Solarzelle als Stromversorgung bekannt.
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Verglichen mit einer Ausgangsspannung der üblichen Batteriezelle ist eine Ausgangsspannung der Solarzelle instabil. Deshalb ist es bei einem Konfigurieren eines Lagegebers mit einer Solarzelle als Stromversorgung erforderlich, einen wiederholt elektrisch beschreibbaren, nichtflüchtigen Speicher, wie etwa einen elektrisch löschbaren programmierbaren Festwertspeicher (EEPROM), einzubauen, um Informationen, wie etwa eine Herkunft und eine Einheit, zu bewahren.
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Außerdem erfordert der eine Solarzelle als Stromversorgung verwendende Lagegeber eine Versorgungssteuerschaltung, die der Solarzelle angemessen ist. Die Versorgungssteuerschaltung ist dafür ausgelegt, unter Verwendung eines Spannungsreglers die Ausgangsspannung der Solarzelle zu stabilisieren und dabei ein Rücksetzsignal auszugeben, wenn eine Versorgungsspannung absinkt.
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Das Patentdokument 1 offenbart eine Vorrichtung zur absoluten Wegmessung, die eine Solarzelle verwendet. Die im Patentdokument 1 offenbarte Vorrichtung zur absoluten Wegmessung weist eine Solarzelle und eine Versorgungsspannungssteuerschaltung auf, die dafür ausgelegt ist, eine von der Solarzelle gelieferte Versorgungsspannung zu stabilisieren und dieselbe an jede Einheit zu liefern.
[Patentdokument 1]
Japanisches Gebrauchsmuster, Eintragungsnummer 2,571,356 -
Um die Fertigungskosten bei einem Fertigungsverfahren des Lagegebers zu senken, ist eine integrierte Positionserfassungsschaltung entwickelt worden, die eine Versorgungssteuerschaltung aufweist, die einer Solarzelle und einer üblichen Batterie angemessen ist. Die entwickelte integrierte Positionserfassungsschaltung umfasst die Versorgungssteuerschaltung. Wenn jedoch die integrierte Positionserfassungsschaltung an einen Lagegeber montiert wird, der dafür ausgelegt ist, von einer üblichen Batteriezelle betrieben zu werden, wird eine Funktion der Versorgungssteuerschaltung gesperrt. Das heißt, da die Kosten der integrierten Positionserfassungsschaltung des Lagegebers, der dafür ausgelegt ist, von der üblichen Batteriezelle betrieben zu werden, zu den Kosten der unnötigen Versorgungssteuerschaltung hinzukommen, ist der Preis des Lagegebers erhöht.
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Um die Fertigungskosten des Lagegebers, der dafür ausgelegt ist, von der üblichen Batteriezelle betrieben zu werden, weiter zu senken, ist es wünschenswert, einen Lagegeber herzustellen, der eine integrierte Positionserfassungsschaltung aufweist, die keine Versorgungssteuerschaltung umfasst.
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Je nach der integrierten Positionserfassungsschaltung, die an den Lagegeber montiert ist, ist es erforderlich, bei einer Aktivierung des Lagegebers eine digitale Schaltung der integrierten Positionserfassungsschaltung zurückzusetzen, um eine Fehlfunktion zu vermeiden. Bei dem Lagegeber, der als Stromversorgung die übliche Batteriezelle verwendet, wird erwartet, dass bei einem Zuschalten der Zelle die Versorgungsspannung rasch ansteigt. Deshalb ist es möglich, die digitale Schaltung der integrierten Positionserfassungsschaltung durch Einrichten einer einfachen Einschalt-Rücksetzschaltung mit einer RC-(Widerstand-Kondensator-Kreis-)Zeitkonstanten zurückzusetzen. Bei dem Lagegeber mit der Solarzelle als Stromversorgung ist es indessen nicht möglich, die Einschalt-Rücksetzschaltung mit einer RC-Zeitkonstanten zu verwenden, denn die Versorgungsspannung steigt langsam an.
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Aus den oben erwähnten Gründen ist es nicht leicht, einen Lagegeber herzustellen, der als Stromversorgung sowohl eine übliche Batteriezelle als auch eine Solarzelle verwendet und zudem bei einem niedrigen Preis eine gute Qualität hat, während gleichzeitig die Fertigungskosten gesenkt werden.
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KURZFASSUNG
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, um eine integrierte Halbleiterschaltung und einen Lagegeber, der zu einem niedrigeren Preis hergestellt werden kann, bereitzustellen.
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Eine integrierte Halbleiterschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:
einen Regler, der dafür ausgelegt ist, eine Versorgungsspannung von einer Solarzelle zu stabilisieren und dieselbe auszugeben;
eine Spannungserfassungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, die Versorgungsspannung von der Solarzelle oder eine Ausgangsspannung vom Regler zu erfassen;
eine Einschalt-Rücksetzschaltung, die dafür ausgelegt ist, von einem Spannungserfassungssignalausgang der Spannungserfassungsschaltung ein Rücksetzsignal an eine externe digitale Schaltung auszugeben; und
einen Speicherhauptteil, der dafür ausgelegt ist, mittels der Versorgungsspannung von der Solarzelle oder der Ausgangsspannung vom Regler Daten zu schreiben und zu lesen.
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Ein Lagegeber gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst:
eine Solarzelle;
einen Speicher, der von der Solarzelle mit einer Versorgungsspannung versorgt wird;
eine integrierte Positionserfassungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, von einem Rücksetzsignal aus dem Speicher zurückgesetzt zu werden;
einen Sensor, der dafür ausgelegt ist, von der integrierten Positionserfassungsschaltung aktiviert zu werden und ein Positionssignal auszugeben; und
eine Anzeigeeinheit, die dafür ausgelegt ist, ein Erfassungsergebnis der integrierten Positionserfassungsschaltung anzuzeigen,
wobei der Speicher Folgendes umfasst:
einen Regler, der dafür ausgelegt ist, die Versorgungsspannung von der Solarzelle zu stabilisieren und dieselbe auszugeben,
eine Spannungserfassungsschaltung, die dafür ausgelegt ist, die Versorgungsspannung von der Solarzelle oder eine Ausgangsspannung vom Regler zu erfassen,
eine Einschalt-Rücksetzschaltung, die dafür ausgelegt ist, von einem Spannungserfassungssignalausgang der Spannungserfassungsschaltung ein Rücksetzsignal an die integrierte Positionserfassungsschaltung auszugeben, und
einen Speicherhauptteil, der dafür ausgelegt ist, mittels der Versorgungsspannung von der Solarzelle oder der Ausgangsspannung vom Regler Daten zu schreiben und zu lesen.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die integrierte Halbleiterschaltung und den Lagegeber, der zu einem niedrigeren Preis hergestellt werden kann, bereitzustellen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist ein Blockschaltbild eines Lagegebers gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines EEPROM und einer integrierten Positionserfassungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. 1 ist ein Blockschaltbild eines Lagegebers gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Lagegeber 1 weist eine Solarzelle 11, einen als eine integrierte Halbleiterschaltung dienenden EEPROM 12, eine integrierte Positionserfassungsschaltung 13, einen Sensor 14 und eine Anzeigeeinheit 15 auf.
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Der EEPROM 12 weist einen Regler 121, eine Spannungserfassungsschaltung 122, einen Speicherhauptteil 123 und eine Einschalt-Rücksetzschaltung 124 auf. Die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 weist eine Positionserfassungsschaltung 131 und eine digitale Schaltung 132 auf.
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Die Solarzelle 11 ist dafür ausgelegt, aus Sonnenlicht Elektroenergie zu erzeugen und eine Versorgungsspannung an den Regler 121 zu liefern. Der Regler 121 ist dafür ausgelegt, die von der Solarzelle 11 gelieferte Versorgungsspannung zu stabilisieren und dieselbe als eine Ausgangsspannung an die Spannungserfassungsschaltung 122, den Speicherhauptteil 123 und die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 auszugeben.
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Die Spannungserfassungsschaltung 122 ist dafür ausgelegt, die Ausgangsspannung vom Regler 121 zu erfassen. Wenn die Ausgangsspannung gleich einer oder höher als eine Erfassungsspannung ist, gibt die Spannungserfassungsschaltung 122 ein Spannungserfassungssignal an die Einschalt-Rücksetzschaltung 124 aus. Wenn die Einschalt-Rücksetzschaltung 124 die Spannungserfassungssignalausgabe von der Spannungserfassungsschaltung 122 empfängt, gibt sie ein Rücksetzsignal an die digitale Schaltung 132 aus.
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Der Speicherhauptteil 123 ist dafür ausgelegt, mittels der mit dem Regler 121 stabilisierten Versorgungsspannung Daten zu schreiben und zu lesen.
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Die Positionserfassungsschaltung 131 und die digitale Schaltung 132 der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 werden mittels der mit dem Regler 121 stabilisierten Versorgungsspannung betrieben.
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Wenn das Spannungserfassungssignal von der Spannungserfassungsschaltung 122 an die Einschalt-Rücksetzschaltung 124 angelegt wird, gibt die Einschalt-Rücksetzschaltung 124 ein Rücksetzsignal aus. Wenn das Rücksetzsignal an die digitale Schaltung 132 angelegt wird, gibt die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 einen Abtastbefehl an die Positionserfassungsschaltung 131 aus. Wenn die Positionserfassungsschaltung 131 den Abtastbefehl empfängt, aktiviert sie den Sensor 14 und empfängt und codiert ein Positionssignal vom Sensor 14, um dasselbe an die digitale Schaltung 132 auszugeben. Die digitale Schaltung 132 ist dafür ausgelegt, Lageinformationen an die Anzeigeeinheit 15 auszugeben.
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Im Anschluss wird der Betrieb der Solarzelle 11, des EEPROM 12 und der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 ausführlicher beschrieben. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb des EEPROM 12 und der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 zeigt. Indessen gibt ein Teil von T1, mit der punktierten Linie dargestellt, eine Ausgangsspannung des Reglers 121 an.
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T1 gibt die Versorgungsspannung von der Solarzelle 11 an, T2 gibt das Spannungserfassungssignal von der Spannungserfassungsschaltung 122 an, T3 gibt das Rücksetzsignal von der Einschalt-Rücksetzschaltung 124 an, und T4 gibt den Zustand der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 an.
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Bei einer geringen Beleuchtungsstärke ist die Versorgungsspannung T1 von der Solarzelle 11 herabgesetzt. Demzufolge überschreitet die Versorgungsspannung T1 nicht die Erfassungsspannung der Spannungserfassungsschaltung 122. Somit ist die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 in einem Rücksetzzustand.
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Wenn die Beleuchtungsstärke zunimmt, nimmt auch die Versorgungsspannung T1 zu. Wenn die Beleuchtungsstärke hinlänglich zugenommen hat, übersteigt die Versorgungsspannung T1 die Erfassungsspannung der Spannungserfassungsschaltung 122. Dann fällt das Rücksetzsignal der Einschalt-Rücksetzschaltung 124 ab, und die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 ist in einem Betriebszustand.
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Wenn die Beleuchtungsstärke geringer wird und die Versorgungsspannung T1 absinkt, fällt die Versorgungsspannung T1 unter die Erfassungsspannung der Spannungserfassungsschaltung 122. Da von der Einschalt-Rücksetzschaltung 124 das Rücksetzsignal an die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 angelegt wird, ist dann die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 im Rücksetzzustand. Dadurch ist es möglich, eine durch das Absinken der Versorgungsspannung verursachte Fehlfunktion der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 zu vermeiden.
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Gemäß dem Lagegeber des Ausführungsbeispiels ist die Einschalt-Rücksetzschaltung 124, die mit einer langsamen Spannungsänderung zurechtkommen kann, am EEPROM 12 eingerichtet, und das Rücksetzsignal wird von der Einschalt-Rücksetzschaltung 124 des EEPROM 12 an die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 ausgegeben. Dadurch ist es nicht erforderlich, bei der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 eine Versorgungssteuerschaltung einzurichten. Deshalb ist es möglich, den Lagegeber 1 mit einer Solarzelle als Stromversorgung unter Verwendung der integrierten Positionserfassungsschaltung 13, die keine Versorgungssteuerschaltung aufweist, auszuführen. Da es möglich ist, die Chipfläche der integrierten Positionserfassungsschaltung 13 zu verkleinern und die Kosten zu senken, ist es ferner möglich, bei dem Lagegeber mit einer üblichen Batteriezelle Kosten zu sparen.
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Indessen ist die vorliegende Erfindung nicht auf das obige Ausführungsbeispiel beschränkt und kann auf geeignete Weise verändert werden, ohne von ihrem Wesentlichen abzukommen. Beispielsweise wird der EEPROM 12 an die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 angeschlossen. Der Anschluss, auf den abgezielt wird, ist jedoch nicht auf die integrierte Positionserfassungsschaltung 13 beschränkt. Das heißt, der EEPROM 12 kann an verschiedenste digitale Schaltungen angeschlossen werden, darunter ein Mikrocomputer, sodass er eine große Vielfalt von Anwendungsmöglichkeiten haben kann.
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Ferner ist bei dem obigen Ausführungsbeispiel der EEPROM als ein repräsentatives Beispiel für den wiederholt elektrisch beschreibbaren, nichtflüchtigen Speicher dargestellt worden. Darüber hinaus kann auch ein ReRAM (Resistance Random Access Memory), ein FeRAM (Ferroelectric Random Access Memory), ein MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory) u. ä. verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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