WO1995023358A1 - Dispositif portatif a fonction de capteur - Google Patents

Dispositif portatif a fonction de capteur Download PDF

Info

Publication number
WO1995023358A1
WO1995023358A1 PCT/JP1995/000185 JP9500185W WO9523358A1 WO 1995023358 A1 WO1995023358 A1 WO 1995023358A1 JP 9500185 W JP9500185 W JP 9500185W WO 9523358 A1 WO9523358 A1 WO 9523358A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
voltage
sensor
circuit
power supply
reference voltage
Prior art date
Application number
PCT/JP1995/000185
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Kazuya Mitaki
Original Assignee
Citizen Watch Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Citizen Watch Co., Ltd. filed Critical Citizen Watch Co., Ltd.
Priority to JP52224895A priority Critical patent/JP3546887B2/ja
Priority to EP95907869A priority patent/EP0706101B1/en
Priority to DE69509997T priority patent/DE69509997T2/de
Priority to US08/535,043 priority patent/US6466521B1/en
Publication of WO1995023358A1 publication Critical patent/WO1995023358A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/02—Detectors of external physical values, e.g. temperature

Definitions

  • the present invention provides a sensor that detects, displays, and warns physical information such as water depth and altitude.
  • the present invention relates to a portable device with a sensor function having a sensor function.
  • FIG. 2 is a block diagram of an example of a conventional sensor signal processing device used for a mobile device with a sensor function.
  • 101 is a barometric pressure sensor that outputs a barometric pressure signal SI proportional to barometric pressure P
  • 102 is a sensor drive circuit that drives the barometric pressure sensor 101 by passing a constant current
  • 103 is an operational amplifier (not shown).
  • FIG. 7 is a diagram showing the internal configuration of the sensor drive circuit 102.
  • the sensor drive circuit 102 includes a resistor 102a having a resistance value Rs, and an operational amplifier 102b powered by a power supply voltage Vss of ⁇ 3.0 V.
  • One input terminal of the operational amplifier 102b has the same potential Vs as the + input terminal by imaginary short using the atmospheric pressure sensor 101 as a feedback resistor. Therefore, the constant current Is expressed by the equation (1) flows through the resistor 102a, and the atmospheric pressure sensor 101 is driven by the constant current Is.
  • FIG. 9 is a diagram showing the internal configuration of the constant voltage power supply circuit 107.
  • the constant voltage power supply circuit 107 includes a basic reference voltage generator 107a composed of a resistor RQ and a constant current circuit 173, and a constant voltage generator 171.
  • the constant current circuit 173 supplies a constant current Ir to the resistor R0, generates a reference voltage Vr by a voltage drop, and supplies the reference voltage Vr to the constant voltage generator 1-1.
  • the constant voltage generator 171 amplifies the reference voltage Vr by the voltage Z current, and supplies the power supply voltage Vreg of ⁇ 2.6 V to the amplifier 103 and the A / D converter 104.
  • the conventional sensor signal processing device having the above circuit configuration operates as follows.
  • the voltage Vss of the coin-type lithium battery 109 is used as a power supply, and the barometric pressure sensor 101 is When driven at a constant current by the driving circuit 102, it outputs a barometric pressure signal S 1 proportional to the barometric pressure P applied to the barometric pressure sensor 101.
  • the atmospheric pressure signal S1 is amplified by the amplifier circuit 103 with reference to a voltage Vreg / 2, which is half the power supply voltage Vreg, to become a signal S1 '.
  • the amplified signal S1 ' is digitally converted by an A / D conversion circuit 104 into a difference between the signal SI' and the voltage Vreg / 2 based on the voltage Vreg Z2, and becomes digital data Dc.
  • the digital data Dc is converted into a sensor information signal Dj by the sensor information processing circuit 105, and the display device 106 displays an atmospheric pressure value (for example, 1013 hPa) based on the sensor information signal Dj.
  • the signal SI ′ amplified by the amplification circuit 103 fluctuates in the range from the voltage Vreg / 2 to the voltage Vreg shown in FIG. 10, and the potential difference between Vreg and Vreg / 2 becomes a dynamic range.
  • the dynamic range of the amplified signal S1 'from the amplifier circuit 103 needs to be widened in consideration of the display resolution and the bit error at the time of AZD conversion. For this reason, the power supply voltage Vreg needs to be about 2.6 V. To generate such a Vreg, the constant voltage power supply circuit 107 requires a power supply voltage Vss of at least 13.0 V or less. As 109, it was necessary to generate a voltage of 3 V or more.
  • the present invention has been made in view of the above points, and has a small size and a small cost.
  • An object of the present invention is to provide a mobile device with a sensor function that can ensure the resolution and reproducibility of AZD conversion using only one V-button silver battery.
  • the present invention provides a sensor for detecting physical information, a sensor drive circuit for driving the sensor, an amplifier circuit for amplifying a sensor signal from the sensor, and a digital output signal of the width circuit.
  • An A / D conversion circuit for converting the information into information; a sensor information data processing circuit for creating sensor information data from digital information output from the A / D conversion circuit; and a sensor information data from the sensor information data processing circuit.
  • a portable device with a sensor function having a display device for displaying a physical quantity by using a battery, which is a low-voltage power supply; and a boosting power supply circuit for boosting a low voltage of the battery to a high voltage.
  • the AZD conversion circuit is driven by the high voltage boosted by the boost power supply circuit. You configure a mobile device with a sensor function.
  • the present invention further includes a constant voltage power supply circuit for stabilizing the high voltage boosted by the boost power supply circuit, wherein the amplification circuit and the A / D conversion circuit are stabilized by the constant voltage power supply circuit.
  • a portable device with a sensor function was configured to be driven by the high voltage.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sensor signal processing device used in an embodiment of a mobile device with a sensor function according to the present invention
  • FIG. 2 is an example of a conventional sensor signal processing device used in a mobile device with a sensor function
  • Block diagram, Fig. 3 is a block diagram when the sensor signal processing device shown in Fig. 1 is applied to an electronic timepiece with sensor function
  • Fig. 4 is the constant voltage power supply shown in Figs. 1 and 3.
  • Block diagram showing the internal configuration of the circuit Fig. 5 shows the circuit configuration of the constant voltage power supply circuit shown in Fig. 4, and Fig. 6 shows the internal configuration of the sensor drive circuit shown in Figs. 1 and 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing the internal configuration of the sensor drive circuit shown in FIG. 2
  • FIG. 8 is a diagram showing the internal configuration of the constant voltage power supply circuit shown in FIG. 1
  • FIG. Fig. 9 shows the internal configuration of the constant voltage power supply circuit. It is a figure which shows each electric potential relationship.
  • FIG. 1 is a block diagram of a sensor signal processing device used in an embodiment of a mobile device with a sensor function according to the present invention.
  • the mobile device with a sensor function illustrated here is designed to display the atmospheric pressure. It was done.
  • 1 is a barometric pressure sensor that outputs a barometric pressure signal S1 proportional to barometric pressure P
  • 2 is a sensor drive circuit that drives a barometric pressure sensor 1 by passing a constant current
  • 3 is a barometric pressure signal S1 using an operational amplifier (not shown).
  • the amplifier 4 amplifies the signal S1 'and outputs it as a signal S1'
  • the AZD converter 4 converts the signal S1 'output from the amplifier 3 into AZD and outputs it as Dc
  • the processor 5 processes the converted data Dc.
  • 6 is a sensor information data processing circuit which converts the data into sensor information data Dj and outputs the data Dj.
  • , 7 is a constant voltage power supply circuit that generates one 0.5 V sensor reference voltage Vs, one 1.3 V measurement reference voltage Vc, and ⁇ 2,6 V stable power supply voltage Vm, and 8 is one 1.5 V Double the battery voltage Vssl, and increase the voltage by 3.0V Step-up power supply circuit 9 generates voltage Vss2, and button-type silver battery 9 generates a battery voltage Vssl of 1.5 V.
  • FIG. 3 is a block diagram when the sensor signal processing device shown in FIG. 1 is applied to an electronic timepiece with a sensor function.
  • the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • Reference numeral 10 denotes a microcomputer for controlling the operation of the entire electronic timepiece with a sensor function.11 receives data Dc from the AZD conversion circuit, and receives a command from the microcomputer 10 and outputs a sensor driving circuit 2, an amplification circuit 3, and an AZD.
  • the control circuit outputs a control signal C for controlling the conversion circuit 4 and the constant voltage power supply circuit 7.
  • the control circuit 11 outputs the data Dc to the microcomputer 10 via the data bus, and the microcomputer 10 processes the data Dc and converts it into sensor information data. Output on the data bus.
  • Reference numeral 12 denotes a clock unit driving circuit that is controlled by the microcomputer 10 and drives the clock unit 13; 13 denotes a clock unit that displays time and the like; and 14 denotes a data bus output from the microcomputer computer 10.
  • a display control circuit 15 controls the display to display the sensor information data, and 15 is a display unit controlled by the display control circuit 14 to digitally display the air pressure value.
  • the control circuit 11, the microcomputer 10, and the display control circuit 14 correspond to the sensor information data processing circuit 5 shown in FIG.
  • the button type silver battery 9 is also used as a power source for each control unit of the clock unit 13.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the internal configuration of the constant voltage power supply circuit 7 shown in FIGS. 1 and 3.
  • the constant voltage power supply circuit 7 includes a basic reference voltage generator 7a and a constant voltage generator 71, and furthermore, the constant voltage generator 71 generates an operation reference voltage generator 72 and a stable power supply voltage Vni.
  • the operation reference voltage generator 72 includes a sensor reference voltage generator 7b that generates the sensor reference voltage Vs and a measurement reference voltage generator that generates the measurement reference voltage Vc. 7c.
  • the voltage generated by the operation reference voltage generator 72 that is, both the sensor reference voltage V s and the measurement reference voltage V c are referred to as an operation reference voltage.
  • FIG. 5 is a circuit configuration diagram of the constant voltage power supply circuit 7 shown in FIG.
  • the basic reference voltage generator 7a includes a resistor R0 and a constant current circuit 73
  • the sensor reference voltage generator 7b includes an operational amplifier 74
  • the measurement reference voltage generator 7c includes resistors R1 and R1.
  • the stable power supply voltage generator 7 d includes resistors R 3 and R 4 and an operational amplifier 76.
  • the basic reference voltage Vr from the basic reference voltage generator 7a is applied to the + input terminals of the operational amplifiers 74, 75 and 76, and the operational amplifiers 74 and 75 use the battery voltage V ssl as the power supply.
  • Reference numeral 6 uses the boosted voltage V ss2 as a power supply.
  • the ratio of the resistance values of the resistor R 1 and the resistor R 2 is determined so that the measurement reference voltage V c output from the operational amplifier 75 becomes ⁇ 1.3 V.
  • the ratio of the resistance value of R4 is determined so that the stable power supply voltage Vm output from the operational amplifier 76 becomes -2.6 V.
  • FIG. 6 is a diagram showing the internal configuration of the sensor drive circuit 2 shown in FIGS. 1 and 3.
  • the sensor driving circuit 2 includes a resistor 2 a having a resistance value Rs and an operational amplifier 2 b powered by a power supply voltage Vssl of —1.5 V.
  • One input terminal of the operational amplifier 2b has the same potential as the sensor reference voltage Vs applied to the + input terminal by an imaginary short using the barometric pressure sensor 1 as a feedback resistor. Therefore, the constant current Is flows through the resistor 2a, and the atmospheric pressure sensor 1 is driven by the constant current Is.
  • FIG. 8 is a diagram showing an internal configuration of the constant voltage power supply circuit 7 shown in FIGS. 1 and 3.
  • the constant voltage drive circuit 7 includes a basic reference voltage generator 7a composed of a resistor R0 and a constant current circuit 73, and a constant voltage generator 71.
  • the constant current circuit 73 supplies a constant current Ir to the resistor R0, generates a basic reference voltage Vr by voltage drop, and supplies the basic reference voltage Vr to the constant voltage generator 71.
  • the constant voltage generator 71 amplifies the basic reference voltage Vr by the voltage Z current, applies the sensor reference voltage Vs of 0.5 V to the sensor driving circuit 2 and the measurement reference voltage Vc of 1.3 V to the amplifier circuit 3 and In order to stabilize the measurement system even when the voltage of the button-type silver battery 9 fluctuates due to load fluctuations, etc., the AZD conversion circuit 4 applies a stable power supply voltage Vm of 1.6 V Supply 4 respectively.
  • the constant voltage power supply circuit 7 operates the basic reference voltage generator 7a at the battery voltage Vssl of 1.5 V, and generates the stable power supply voltage of the constant voltage generator 71.
  • Section 7d is operated with the boost voltage Vss2 of one 3.0V.
  • the boost power supply circuit 8 uses a charge pump that performs switching by transistors and the like.
  • the boosted voltage Vss2 is used to generate the boosted voltage Vss2. If the basic reference voltage generator 7a is operated with the boosted voltage Vss2, the output voltage may change due to the influence of the switching noise in Vss2.
  • Another advantage of setting the power supply of the basic reference voltage generator 7a to Vssl is that a constant current Ir is supplied to the resistor R0 by the constant current circuit 73 included in the basic reference voltage generator 7a. A voltage Vr is generated. At this time, the power Pr consumed by the constant current circuit 73 is expressed by the following equation (2).
  • the battery voltage Vssl is half of the boosted voltage Vss2
  • the power consumption Pr is half of that when operated with the boosted voltage Vss2 of -3.0 V, which also has the effect of extending the battery life. .
  • the stable power supply voltage generator 7 d of the constant voltage generator 71 needs to output a voltage higher than the battery voltage Vssl with its output voltage being 12.6 V. Generates a stable power supply voltage Vm using the boosted voltage Vss2 as a power supply and outputs a voltage lower than Vssl.
  • the sensor reference voltage generator 7b and the measurement reference voltage generator 7c of the constant voltage generator 71 generate the basic reference voltage. For the same reason as in section 7a, the sensor reference voltage Vs and the measurement reference voltage Vc are generated using the battery voltage V ssl as a power supply.
  • the sensor drive circuit 2 drives the barometric pressure sensor 1 with the battery voltage Vssl as a power source, based on the sensor reference voltage Vs from the constant voltage power supply circuit 7. Therefore, the power Ps consumed by the sensor drive circuit 2 is expressed by equation (3).
  • the battery voltage Vssl is half of the boosted voltage Vss2
  • the power consumption Ps is half of the case of operating with the boosted voltage Vss2 of 1.OV, which also has the effect of extending the battery life. .
  • the output of the barometric pressure sensor 1 is determined by the constant current Is from the sensor drive circuit 2, even if the power supply voltage is changed from Vss2 to Vssl, if the constant current value Is is set to the same value, the voltage level of the barometric pressure signal S1 will be does not change.
  • the atmospheric pressure signal S1 is amplified by the amplifier 3 as in the past.
  • the AZD conversion circuit 4 converts the amplified signal S 1 ′ into digital data D c.
  • the data D c is converted into sensor information data D j by the sensor information data processing circuit 5 using the power supply voltage V ssl as a power source, and the display device 6 displays the atmospheric pressure value based on the sensor information data D j.
  • a booster power supply circuit is provided, and the boosted voltage and the battery voltage are appropriately combined and supplied to each circuit, so that the conventional function is not impaired.
  • Sensor signal processing can be performed using a single 1.5 V button-type silver battery.
  • the compactness of portable equipment with a sensor function increases the degree of freedom in designing and has a significant effect on cost reduction.
  • power consumption can be reduced by operating the sensor drive circuit at 11.5 V, and power consumption can be reduced by operating the basic reference voltage generator at 11.5 V. At the same time, there is an effect that the influence of the switching noise of the boosted voltage can be avoided.
  • the present invention can be used for a dive computer, an altimeter, a depth gauge, an electronic timepiece with a sensor function, and the like.
  • the sensor function can correspond to any sensor that detects constantly changing physical information such as pressure such as air pressure and water pressure and temperature.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)

Description

センサ機能付携帯機器 技術分野
本発明は、 水深や高度などの物理情報を検出し表示したり警告したりするセン 明
サ機能を有するセンサ機能付携帯機器に関する。
田
背景技術
マリンスポーツや登山などにはダイブコンピュータ、 高度計、 水深計などの単 一機能のセンサ機能付携帯機器が用いられるが、 最近、 本来の時刻表示機能ゃァ ラーム、 クロノ等の一般に利用されている機能に加えて、 気圧や水圧などの圧力 や気温などの絶えず変化する物理情報をセンサを用いて測定し、 信号処理回路を 介して表示するセンサ機能を付加したセンサ機能付電子時計が商品化されてお り、 この種の電子時計が用いられる傾向がある。
ところで、 これらのセンサ機能付携帯機器においては、 センサで検出した物理 情報をデジタル表示等するためには、 アナログ値として得られる物理情報をデジ タル値に変換する必要があり、 この AZ D変換のためにはたとえば 3 Vの高電圧 電源手段が必要で、 従来は 3 Vのコイン型リチウム電池を用いたり、 1 . 5 Vの ボタン型銀電池を 2個ないし 3個用いたりしていた。
し力 し、 コイン型リチウム電池や 2個ないし 3個のボタン型銀電池は時計エレ メントとしては大型でありコストも高くなるため、 電子回路エレメン卜の収納ス ペースが限られしかも低コス卜が要求される電子時計等の携帯機器においては、 たとえば 1 . 5 Vのボタン型銀電池 1個で動作可能にすることが望まれてい る。
ここで、 図面を参照しながら従来技術について説明する。
第 2図は、 センサ機能付携帯機器に用いられる従来のセンサ信号処理装置の一 例のブロック図である。 第 2図において、 101は気圧 Pに比例した気圧信号 SI を出力する気圧セン サ、 1 02は気圧センサ 1 0 1に定電流を流して駆動するセンサ駆動回路、 103は図示しないオペアンプを用いて気圧信号 S1 を増幅し信号 S1 ' として 出力する増幅回路、 104は增幅回路 103から出力される信号 S1 'を AZD 変換しデータ Dc として出力する AZD変換回路、 105はデータ Dc を処理し てセンサ情報データ Dj として出力するセンサ情報データ処理回路、 106はセ ンサ情報デ一夕処理回路 105から出力されるセンサ情報データ Dj に基づいて 気圧値をデジタル表示する表示装置、 107は - 2. 6 Vの電源電圧 Vreg を発 生する定電圧電源回路、 109は一 3. 0 Vの電源電圧 Vssを発生するコイン型 リチウム電池である。
第 7図はセンサ駆動回路 102の内部構成を示す図である。
センサ駆動回路 102は、 抵抗値 Rs の抵抗器 102 aと、 — 3. 0 Vの電源 電圧 Vssを電源とするオペアンプ 102 bとから成る。 オペアンプ 102 bの一 入力端子は、 気圧センサ 101を帰還抵抗としてイマジナリショー卜により +入 力端子と同じ電位 Vs となる。 従って、 抵抗器 102 aには （ 1 ) 式で表される 定電流 I sが流れ、 これにより気圧センサ 101は定電流 I s により駆動される ことになる。
Is =Vs /Rs ( 1 ) 第 9図は定電圧電源回路 107の内部構成を示す図である。
定電圧電源回路 107は、 抵抗器 RQ および定電流回路 173で構成される基 本基準電圧発生部 1 07 aと、 定電圧発生部 1 7 1 とから成る。 定電流回路 1 73は抵抗器 R0 に定電流 Ir を流し電圧降下によりリファレンス電圧 Vr を 発生し、 定電圧発生部 1 Ί 1に供給する。 定電圧発生部 171はリファレンス電 圧 Vr を電圧 Z電流増幅し、 —2. 6Vの電源電圧 Vreg を増幅回路 103およ び A/D変換回路 104に供給する。
上記回路構成を有する従来のセンサ信号処理装置は次のように動作する。 コィン型リチウム電池 109の電圧 Vssを電源とし、 気圧センサ 101はセン サ駆動回路 102により定電流駆動されると、 気圧センサ 101に加えられてい る気圧 Pに比例した気圧信号 S1 を出力する。 さらに、 第 1 0図に示すように 気圧信号 S1 は増幅回路 1 03により電源電圧 Vreg の半分の電圧 Vreg /2 を基準として増幅され、 信号 S1 ' となる。 さらにこの増幅された信号 S1 'は 電圧 Vreg Z2を基準として信号 SI ' と電圧 Vreg / 2との差を A/D変換回 路 1 04によりデジタル変換され、 デジタルデータ Dc となる。 デジタル データ Dc はセンサ情報処理回路 105によりセンサ情報信号 Dj に変換され、 表示装置 106はこのセンサ情報信号 Dj に基づいて気圧値 （たとえば 1013 hP a) を表示する。 増幅回路 103により増幅された信号 SI 'は第 10図に 示す電圧 Vreg /2から電圧 Vreg の範囲で変動して Vreg と Vreg /2の電位 差がダイナミックレンジとなり、 同一気圧範囲においてはダイナミックレンジが 大きいほど AZD変換回路 104の分解能を増すことができ、 気圧値の表示分解 能を細かく取ることができる。 さらに、 単位表示気圧あたりのビッ 卜数が増える ため A Z D変換の再現性によるビット誤差による気圧値表示のばらっきを少なく することができる。
以上述べたように、 表示分解能や AZD変換時のビット誤差を考慮すると増幅 回路 1 03からの増幅された信号 S1 'のダイナミツクレンジを大きく取る必要 がある。 このため電源電圧 Vreg は一 2. 6 V程度を必要とし、 このような Vreg を発生するためには定電圧電源回路 107は最低でも一 3. 0V以下の電 源電圧 Vssが必要であり、 電池 109としては 3 V以上の電圧を発生するものが 必要であった。
しかしながら、 3 V以上の電源電圧を確保するためには、 直径の大きなコイン 型リチウム電池を用いるか、 1. 5 Vのボタン型銀電池を複数個用いなければな らず、 電子回路エレメントの収納スペースが限られている電子時計等の携帯機器 においては、 モジュールサイズが大型化してしまい、 デザインやコストの面で不 利であった。
本発明は上記の点にかんがみてなされたもので、 小型でコス卜の小さな 1 · 5 Vボタン型銀電池 1個のみの使用で AZ D変換の分解能と再現性を確保し得るセ ンサ機能付携帯機器を提供することを目的とする。
発明の開示
本発明はこの目的を達成するために、 物理情報を検出するセンサと、 該センサ を駆動するセンサ駆動回路と、 前記センサからのセンサ信号を増幅する増幅回路 と、 該增幅回路の出力信号をデジタル情報に変換する A/ D変換回路と、 該 A/ D変換回路から出力されるデジタル情報からセンサ情報データを作成するセンサ 情報データ処理回路と、 該センサ情報データ処理回路からのセンサ情報データに 基づいて物理量を表示する表示装置とを有するセンサ機能付携帯機器において、 低電圧電源である電池と、 該電池の低電圧を高電圧に昇圧する昇圧電源回路とを 備え、 前記センサ駆動回路を前記電池による低電圧によって直接駆動し、 前記増 幅回路と前記 AZ D変換回路とを前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧に よって駆動するようにセンサ機能付携帯機器を構成した。
また、 本発明は、 前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧を安定化する定電 圧電源回路をさらに有し、 前記増幅回路と前記 A/ D変換回路とを前記定電圧電 源回路により安定化された高電圧によって駆動するようにセンサ機能付携帯機器 を構成した。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明によるセンサ機能付携帯機器の一実施例に用いられるセンサ信 号処理装置のプロック図、 第 2図はセンサ機能付携帯機器に用いられる従来のセ ンサ信号処理装置の一例のプロック図、 第 3図は第 1図に示したセンサ信号処理 装置をセンサ機能付電子時計に適用した場合のプロック図、 第 4図は第 1図およ び第 3図に示した定電圧電源回路の内部構成を示すプロック図、 第 5図は第 4図 に示した定電圧電源回路の回路構成図、 第 6図は第 1図および第 3図に示したセ ンサ駆動回路の内部構成を示す図、 第 7図は第 2図に示したセンサ駆動回路の内 部構成を示す図、 第 8図は第 1図および第 3図に示した定電圧電源回路の内部構 成を示す図、 第 9図は定電圧電源回路の内部構成を示す図、 第 1 0図は計測計の 各電位関係を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。
第 1図は、 本発明によるセンサ機能付携帯機器の一実施例に用いられるセンサ 信号処理装置のプロック図を示しており、 ここに例示したセンサ機能付携帯機器 は大気圧を表示するように設計されたものである。
第 1図において、 1は気圧 Pに比例した気圧信号 S1 を出力する気圧センサ、 2は気圧センサ 1に定電流を流して駆動するセンサ駆動回路、 3は図示しないォ ペアンプを用いて気圧信号 S1 を増幅し信号 S1 ' として出力する増幅回路、 4 は増幅回路 3から出力される信号 S1 'を AZD変換しデ一夕 Dc として出力す る AZD変換回路、 5は変換されたデータ Dcを処理してセンサ情報データ Dj に変換し、 このデータ Dj を出力するセンサ情報データ処理回路、 6はセンサ情 報データ処理回路 5から出力されるセンサ情報処理データ Dj に基づいて気圧値 をデジタル表示する表示装置、 7は一 0. 5 Vのセンサ基準電圧 Vs、 一 1. 3 Vの計測基準電圧 Vcおよび— 2, 6Vの安定電源電圧 Vmを発生する定電圧電 源回路、 8は一 1. 5Vの電池電圧 Vssl を 2倍に昇圧し、 —3. 0Vの昇圧電 圧 Vss2 を発生する昇圧電源回路、 9は一 1. 5 Vの電池電圧 Vssl を発生する ボタン型銀電池である。
一方、 第 3図は、 第 1図に示したセンサ信号処理装置をセンサ機能付電子時計 に適用した場合のブロック図である。 図中、 第 1図と同じ構成要件には同じ参照 番号を付し説明を省略する。
10はセンサ機能付電子時計全体の動作を制御するマイクロコンピュータ、 1 1は AZD変換回路からのデータ Dcを受けるとともに、 マイクロコンピュー 夕 10からの指示に基づきセンサ駆動回路 2、 増幅回路 3、 AZD変換回路 4お よび定電圧電源回路 7を制御する制御信号 Cを出力する制御回路である。 制御回 路 1 1はデ一夕バスを介してデータ Dcをマイクロコンピュータ 10に出力し、 マイクロコンピュータ 10はデータ Dc を処理してセンサ情報データに変換して データバス上に出力する。 1 2はマイクロコンピュータ 1 0により制御され、 時 計部 1 3を駆動する時計部駆動回路、 1 3は時刻表示等を行う時計部、 1 4はマ イク口コンピュータ 1 0から出力されたデータバス上のセンサ情報データを表示 するように制御する表示制御回路、 1 5は表示制御回路 1 4により制御され、 気 圧値をデジタル表示する表示部である。 この構成では制御回路 1 1とマイクロコ ンピュータ 1 0と表示制御回路 1 4とが第 1図に示したセンサ情報データ処理回 路 5に相当する。 また前記ボタン型銀電池 9は前記時計部 1 3の各制御部の電源 として兼用されている。
第 4図は、 第 1図および第 3図に示した定電圧電源回路 7の内部構成を示すブ Pック図である。
定電圧電源回路 7は、 基本基準電圧発生部 7 aと定電圧発生部 7 1とから成 り、 さらに、 定電圧発生部 7 1は動作基準電圧発生部 7 2と安定電源電圧 Vni を 発生する安定電源電圧発生部 7 dとから成り、 さらに、 動作基準電圧発生部 7 2 はセンサ基準電圧 V s を発生するセンサ基準電圧発生部 7 bと計測基準電圧 V c を発生する計測基準電圧発生部 7 cとから成る。 また、 動作基準電圧発生部 7 2 が発生する電圧、 すなわちセンサ基準電圧 V s と計測基準電圧 V c の両者を動作 基準電圧と呼ぶ。
第 5図は第 4図に示した定電圧電源回路 7の回路構成図である。
基本基準電圧発生部 7 aは抵抗器 R 0 と定電流回路 7 3とから成り、 センサ基 準電圧発生部 7 bはオペアンプ 7 4から成り、 計測基準電圧発生部 7 cは抵抗器 R 1 および R 2 とオペアンプ 7 5とから成り、 安定電源電圧発生部 7 dは抵抗器 R 3 および R 4 とオペアンプ 7 6とから成る。
オペアンプ 7 4、 7 5および 7 6の +入力端子には基本基準電圧発生部 7 aか らの基本基準電圧 Vrが印加され、 オペアンプ 7 4および 7 5は電池電圧 V ssl を電源とし、 オペアンプ 7 6は昇圧電圧 V ss2 を電源とする。
また、 抵抗器 R 1 と抵抗器 R 2 の抵抗値の比率は、 オペアンプ 7 5から出力さ れる計測基準電圧 V c がー 1 . 3 Vとなるように定められ、 抵抗器 R 3 と抵抗器 R4 の抵抗値の比率は、 オペアンプ 76から出力される安定電源電圧 Vm が - 2. 6 Vとなるように定められる。
第 6図は第 1図および第 3図に示したセンサ駆動回路 2の内部構成を示す図で ある。
センサ駆動回路 2は、 抵抗値 Rs の抵抗器 2 aと、 — 1. 5 Vの電源電圧 Vssl を電源とするオペアンプ 2 bとから成る。 オペアンプ 2 bの一入力端子 は、 気圧センサ 1を帰還抵抗としてイマジナリショートにより、 +入力端子に印 加されるセンサ基準電圧 Vs と同じ電位となる。 従って、 抵抗器 2 aには定電流 I s が流れ、 これにより気圧センサ 1は定電流 I s により駆動されることにな る。
第 8図は第 1図および第 3図に示した定電圧電源回路 7の内部構成を示す図で ある。
第 4図および第 5図で説明したように、 定電圧駆動回路 7は、 抵抗器 R0 およ び定電流回路 73で構成される基本基準電圧発生部 7 aと、 定電圧発生部 71と から成る。 定電流回路 73は抵抗器 R0 に定電流 Ir を流し電圧降下により基本 基準電圧 Vr を発生し、 定電圧発生部 71に供給する。 定電圧発生部 71は基本 基準電圧 Vr を電圧 Z電流増幅し、 一 0. 5 Vのセンサ基準電圧 Vs をセンサ駆 動回路 2に、 一 1. 3 Vの計測基準電圧 Vc を増幅回路 3および AZD変換回路 4に、 負荷変動等でボタン型銀電池 9の電圧が変動した場合でも計測系の安定化 を図るために一 2. 6Vの安定電源電圧 Vm を増幅回路 3および A/D変換回路 4にそれぞれ供給する。
次に、 上記回路構成を有する本発明によるセンサ機能付携帯機器の動作につい て説明する。
本発明にかかる定電圧電源回路 7は第 4図に示すように、 基本基準電圧発生部 7 aを一 1. 5 Vの電池電圧 Vssl で動作させ、 定電圧発生部 71の安定電源電 圧発生部 7 dを一 3. 0Vの昇圧電圧 Vss2 にて動作させている。 この理由は、 昇圧電源回路 8ではトランジスタ等によるスィッチングを行うチヤ一ジポンプを 用いて昇圧電圧 Vss2 を発生するが、 この昇圧電圧 Vss2 で基本基準電圧発生部 7 aを動作させると、 Vss2 中のスイッチングノイズの影響を受けて出力電圧が 変化するおそれがあるからである。
また、 基本基準電圧発生部 7 aの電源を Vssl にすることによる他のメリット としては前記基本基準電圧発生部 7 aに含まれる定電流回路 73により抵抗器 R0 に定電流 Ir を流して基本基準電圧 Vr を発生するが、 このとき定電流回路 73で消費される電力 Pr は （2) 式で表される。 ここで電池電圧 Vssl は昇圧 電圧 Vss2 の半分であるので、 消費電力 Pr は— 3. 0Vの昇圧電圧 Vss2 で動 作させた場合の半分となり、 電池の寿命を延ばすことができるという効果もあ る。
Pr = I r X Vssl ( 2 ) すなわち定電圧発生部 7 1の安定電源電圧発生部 7 dは、 その出力電圧が 一 2. 6 Vと電池電圧 Vssl よりも高い電圧を出力する必要があるため昇圧電圧 Vss2 を電源として安定電源電圧 Vm を発生し、 Vssl より低い電圧を出力する 定電圧発生部 71のセンサ基準電圧発生部 7 bと計測基準電圧発生部 7 cは、 前 記基本基準電圧発生部 7 aと同じ理由により電池電圧 V ssl を電源としてセンサ 基準電圧 Vs と計測基準電圧 Vc をそれぞれ発生する。
センサ駆動回路 2は第 6図に示すように、 定電圧電源回路 7からのセンサ基準 電圧 Vs を基準とし、 電池電圧 Vssl を電源として気圧センサ 1を駆動する。 従ってセンサ駆動回路 2で消費される電力 Ps は （3) 式で表される。 ここで電 池電圧 Vssl は昇圧電圧 Vss2 の半分であるので、 消費電力 Ps は一 3. OVの 昇圧電圧 Vss2 で動作させた場合の半分となり、 電池の寿命を延ばすことができ るという効果もある。 なお、 気圧センサ 1の出力はセンサ駆動回路 2からの定電 流 Is により決まるため電源電圧を Vss2 から Vssl に変更しても定電流値 Is を同じに設定すれば気圧信号 S 1 の電圧レベルは変わらない。
Ps = I s X Vssl (3) 第 1図に示すように、 気圧信号 S1 は従来と同様に増幅回路 3により増幅され て信号 S I ' となり、 さらにこの増幅された信号 S 1 'は AZ D変換回路 4によ りデジタルデータ D c に変換される。 データ D c は電源電圧 V ssl を電源とする センサ情報データ処理回路 5によりセンサ情報データ D j に変換され、 表示装置 6はこのセンサ情報データ D j に基づいて気圧値を表示する。
以上の説明で明らかなように、 本発明によれば、 昇圧電源回路を設け、 この昇 圧電圧と電池電圧とを適切に組合せて各回路に供給することにより従来の機能を 損なうことなく、 一 1 . 5 Vのボタン型銀電池 1個を使用してセンサ信号処理が 可能となり、 センサ機能付携帯機器の軽量コンパク卜化によりデザィンの自由度 が広がるとともにコストの低減に大きな効果を奏する。
さらに、 センサ駆動回路を一 1 . 5 Vで動作させることにより消費電力を低減 することができ、 また基本基準電圧発生部を一 1 . 5 Vで動作させることにより 消費電力を低減することができるとともに昇圧電圧のスィツチングノィズの影響 を避けることができるという効果もある。
産業上の利用可能性
本発明は、 ダイブコンピュータ、 高度計、 水深計、 センサ機能付電子時計等に 利用することができる。 また、 センサ機能としては気圧や水圧などの圧力や気温 などの絶えず変化する物理情報を検出するあらゆるセンサに対応することができ る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 物理情報を検出するセンサと、 該センサを駆動するセンサ駆動回路と、 前 記センサからのセンサ信号を増幅する増幅回路と、 該増幅回路の出力信号をデジ タル情報に変換する A/ D変換回路と、 該 AZ D変換回路から出力されるデジタ ル情報からセンサ情報デ一夕を作成するセンサ情報データ処理回路と、 該センサ 情報デ一夕処理回路からのセンサ情報データに基づいて物理量を表示する表示装 置とを有するセンサ機能付携帯機器において、
低電圧電源である電池と、 該電池の低電圧を高電圧に昇圧する昇圧電源回路と を備え、
前記センサ駆動回路を前記電池による低電圧によって直接駆動し、 前記増幅回 路と前記 A/ D変換回路とを前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧によって 駆動することを特徴とするセンサ機能付携帯機器。
2 . 前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧を安定化する定電圧電源回路を さらに有し、 前記増幅回路と前記 AZ D変換回路とを前記定電圧電源回路により 安定化された高電圧によって駆動することを特徴とする請求の範囲 1に記載のセ ンサ機能付携帯機器。
3 . 前記定電圧電源回路は基本基準電圧を発生する基本基準電圧発生部と定電 圧発生部とから成り、 前記基本基準電圧発生部は前記電池による低電圧を電源と する請求の範囲 2に記載のセンサ機能付携帯機器。
4 . 前記定電圧発生部は動作基準電圧を発生する動作基準電圧発生部と安定電 源電圧を発生する安定電源電圧発生部とから成り、 前記動作基準電圧発生部は前 記電池による低電圧を電源とし、 前記安定電源電圧発生部は前記昇圧電源回路に より昇圧された高電圧を電源とする請求の範囲 3に記載のセンサ機能付携帯機 器。
5 . 前記動作基準電圧発生部の発生する動作基準電圧は前記電池による低電圧 よりも低い電圧であり、 前記安定電源電圧発生部の発生する安定電源電圧は前記 電池による低電圧よりも高い電圧である請求の範囲 4に記載のセンサ機能付携帯 機器。
6 . 前記動作基準電圧はセンサ基準電圧と計測基準電圧とから成り、 前記動作 基準電圧発生部は前記センサ基準電圧を発生するセンサ基準電圧発生部と前記計 測基準電圧を発生する計測基準電圧発生部とから成る請求の範囲 5に記載のセン サ機能付携帯機器。
7 . 前記計測基準電圧は前記センサ基準電圧よりも高い電圧である請求の範囲 6に記載のセンサ機能付携帯機器。
8 . 前記センサ駆動回路は前記電池による低電圧と前記センサ基準電圧とによ り駆動され、 前記増幅回路と前記 AZ D変換回路は前記安定電源電圧と前記計測 基準電圧とにより駆動される請求の範囲 7に記載のセンサ機能付携帯機器。
9 . 前記電池は 1 . 5 V系の電池である請求の範囲 1に記載のセンサ機能付携 ¾■機 fs。
1 0 . 前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧は前記電池による低電圧の整 数倍の電圧である請求の範囲 9に記載のセンサ機能付携帯機器。
1 1 . 前記昇圧電源回路により昇圧された高電圧は前記電池による低電圧の 2 倍の電圧である請求の範囲 1 0に記載のセンサ機能付携帯機器。
1 2 . 前記電池は 1 . 5 V系の電池であり、 前記昇圧電源回路により昇圧され た高電圧は前記電池による低電圧の 2倍の電圧であり、 前記安定電源電圧は 2 . 5〜2 . 7 Vの範囲である請求の範囲 2に記載のセンサ機能付携帯機器。
1 3 . 前記センサ機能付携帯機器がセンサ機能付電子時計である請求の範囲 1 に記載のセンサ機能付携帯機器。
1 4 . 前記電池がセンサ機能付電子時計における時計部の電源として兼用され ている請求の範囲 1 3に記載のセンサ機能付携帯機器。
PCT/JP1995/000185 1994-02-25 1995-02-10 Dispositif portatif a fonction de capteur WO1995023358A1 (fr)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52224895A JP3546887B2 (ja) 1994-02-25 1995-02-10 センサ機能付携帯機器
EP95907869A EP0706101B1 (en) 1994-02-25 1995-02-10 Portable device with sensor function
DE69509997T DE69509997T2 (de) 1994-02-25 1995-02-10 Tragbares gerät mit sensorfunktion
US08/535,043 US6466521B1 (en) 1994-02-25 1995-02-10 Sensor function-equipped portable device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6/28036 1994-02-25
JP2803694 1994-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1995023358A1 true WO1995023358A1 (fr) 1995-08-31

Family

ID=12237514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP1995/000185 WO1995023358A1 (fr) 1994-02-25 1995-02-10 Dispositif portatif a fonction de capteur

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6466521B1 (ja)
EP (1) EP0706101B1 (ja)
JP (1) JP3546887B2 (ja)
DE (1) DE69509997T2 (ja)
WO (1) WO1995023358A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004089196A1 (ja) * 2003-04-01 2004-10-21 Olympus Corporation 被検体内情報取得装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1499064A1 (en) * 2003-07-16 2005-01-19 Alcatel Combining point-to-point information and point-to-multipoint information in a radio network controller
JP4413831B2 (ja) * 2005-08-11 2010-02-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ ウェハ表面検査装置及びウェハ表面検査方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS533864A (en) * 1976-06-30 1978-01-13 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch
JPS56125683A (en) * 1980-03-10 1981-10-02 Ricoh Elemex Corp Power source device for electronic watch
JPS576384A (en) * 1980-06-13 1982-01-13 Hitachi Ltd Power source circuit and electronic watch using this
JPS5712383A (en) * 1980-06-24 1982-01-22 Citizen Watch Co Ltd Boosting circuit for electronic timepiece
JPS58129195U (ja) * 1983-01-12 1983-09-01 シチズン時計株式会社 全電子式時計
JPH01259220A (ja) * 1988-04-08 1989-10-16 Citizen Watch Co Ltd センサ信号処理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4290100A (en) * 1980-03-24 1981-09-15 Intersil, Inc. Four terminal voltage tripler for monolithic LCD clock circuit
JPS5731333A (en) * 1980-07-31 1982-02-19 Suwa Seikosha Kk Power source circuit system
JPS57211087A (en) * 1981-06-22 1982-12-24 Seiko Instr & Electronics Ltd Boosting circuit of electronic timepiece element
JPS58129195A (ja) 1982-01-28 1983-08-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 熱交換器
GB2202950B (en) * 1987-03-17 1990-09-12 Citizen Watch Co Ltd Sensor signal processor
US5224059A (en) * 1988-06-07 1993-06-29 Citizen Watch Co., Ltd. Device for measuring altitude and barometric pressure
US5283474A (en) * 1990-06-27 1994-02-01 Idec Izumi Corporation Circuit for driving a load by using selectively one of two different DC power sources
EP0522496B1 (en) * 1991-07-08 2002-03-06 Denso Corporation Thermal type flowmeter
JPH0774638A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Mitsubishi Electric Corp Ａ−ｄ変換器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS533864A (en) * 1976-06-30 1978-01-13 Seiko Instr & Electronics Ltd Electronic watch
JPS56125683A (en) * 1980-03-10 1981-10-02 Ricoh Elemex Corp Power source device for electronic watch
JPS576384A (en) * 1980-06-13 1982-01-13 Hitachi Ltd Power source circuit and electronic watch using this
JPS5712383A (en) * 1980-06-24 1982-01-22 Citizen Watch Co Ltd Boosting circuit for electronic timepiece
JPS58129195U (ja) * 1983-01-12 1983-09-01 シチズン時計株式会社 全電子式時計
JPH01259220A (ja) * 1988-04-08 1989-10-16 Citizen Watch Co Ltd センサ信号処理装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0706101A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004089196A1 (ja) * 2003-04-01 2004-10-21 Olympus Corporation 被検体内情報取得装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0706101A4 (en) 1996-07-17
US6466521B1 (en) 2002-10-15
DE69509997D1 (de) 1999-07-08
EP0706101B1 (en) 1999-06-02
EP0706101A1 (en) 1996-04-10
DE69509997T2 (de) 1999-11-04
JP3546887B2 (ja) 2004-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4289836A (en) Rechargeable electric battery system
AU2003238087A1 (en) Device for monitoring the operating state of scales
DE602004032141D1 (ja)
WO2005114125A3 (en) Electronic instrument movement/barometer
JPH0227715B2 (ja)
JP2000162234A (ja) 圧電センサ回路
WO1995023358A1 (fr) Dispositif portatif a fonction de capteur
US4189725A (en) Battery powered condition sensing and display apparatus with low battery indication
JPH05341021A (ja) 携帯型電子機器
US4879669A (en) Sensor signal processor
US4037931A (en) Liquid crystal display cell driving circuit
JP2006112923A (ja) 半導体装置
JP2015215316A (ja) ホール素子駆動回路
CN101594043A (zh) 智能型电源供应器
KR100730896B1 (ko) 공급전압 변동에도 안정적인 에이디씨 입력값의 측정이가능한 에이디씨 측정회로장치
JP2002368615A (ja) Ａｄ変換装置
JP2777372B2 (ja) センサ信号処理装置
JPH08168237A (ja) 安定化直流電源
JP2003299349A (ja) 電源回路
CN214538341U (zh) 一种压力传感电路
JP2009244019A (ja) 角速度検出装置
JPS6151526A (ja) ロ−ドセル秤
JPH05187935A (ja) 電圧昇圧回路を内蔵したロードセル
JPS59154383A (ja) 電池寿命検出回路
GB2219673A (en) Motor control circuit for a watch

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): JP US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1995907869

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 08535043

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1995907869

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1995907869

Country of ref document: EP