JP2000174254A - 磁気検出用半導体集積回路 - Google Patents
磁気検出用半導体集積回路Info
- Publication number
- JP2000174254A JP2000174254A JP10347258A JP34725898A JP2000174254A JP 2000174254 A JP2000174254 A JP 2000174254A JP 10347258 A JP10347258 A JP 10347258A JP 34725898 A JP34725898 A JP 34725898A JP 2000174254 A JP2000174254 A JP 2000174254A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- hall
- output
- magnetic detection
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低消費電力が要求される携帯機器等にも使用
可能な磁気検出センサを実現する。 【解決手段】 ホールＩＣ１０は、ホールチップ１１で
磁界を検出する。ホールチップ１１へ定電圧回路１２か
ら供給する電流は、スイッチング素子１５を１／５００
程度にデューティ駆動して、周期的に断続させ、消費電
力を低減する。ホールチップ１１は、印加される磁場の
強さをサンプリングし、ホールチップ１１からの出力
は、コンパレータ回路１３で基準電圧と比較し、ラッチ
回路１７にスイッチング素子１５の駆動と同期してラッ
チする。出力段１４からは、ラッチされた出力ＯＵＴが
導出される。
可能な磁気検出センサを実現する。 【解決手段】 ホールＩＣ１０は、ホールチップ１１で
磁界を検出する。ホールチップ１１へ定電圧回路１２か
ら供給する電流は、スイッチング素子１５を１／５００
程度にデューティ駆動して、周期的に断続させ、消費電
力を低減する。ホールチップ１１は、印加される磁場の
強さをサンプリングし、ホールチップ１１からの出力
は、コンパレータ回路１３で基準電圧と比較し、ラッチ
回路１７にスイッチング素子１５の駆動と同期してラッ
チする。出力段１４からは、ラッチされた出力ＯＵＴが
導出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、無接点スイッチや
磁気エンコーダなどに内蔵され、磁気検出センサなどと
して使用される磁気検出用半導体集積回路に関する。
磁気エンコーダなどに内蔵され、磁気検出センサなどと
して使用される磁気検出用半導体集積回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ホール素子などの磁気検出用
素子を内蔵して外部から印加される磁気を検出する半導
体集積回路（以下、「ＩＣ」と略称することもある）
が、無接点スイッチなどに用いられている。また、特開
平９−３２９６２８には、ホール素子を内蔵して、電流
の周囲に形成される磁場の強さから電流の検出を行うホ
ール素子式電流検出器についての先行技術が開示されて
いる。
素子を内蔵して外部から印加される磁気を検出する半導
体集積回路（以下、「ＩＣ」と略称することもある）
が、無接点スイッチなどに用いられている。また、特開
平９−３２９６２８には、ホール素子を内蔵して、電流
の周囲に形成される磁場の強さから電流の検出を行うホ
ール素子式電流検出器についての先行技術が開示されて
いる。
【０００３】図５は、ホール素子としてのホールチップ
１を搭載した無接点スイッチ用ホールＩＣの概略的な電
気的構成を示す。ホールチップ１は、たとえばＧａＡｓ
（ガリウム砒素）などの半導体チップであり、直流電流
が流れると、ホール効果によって、外部から印加される
磁場の強さに応じ、内部に磁場に垂直な方向の電界が発
生する。ホールチップ１には、定電圧回路２から直流電
力が安定化されて供給される。定電圧回路２には、電源
端子Ｖｃｃと接地端子ＧＮＤとを介して外部から電力が
与えられる。ホールチップ１内に発生する電界に応じて
外部に導出される出力は、コンパレータ回路３で利用し
やすい値まで差動増幅され、基準電圧と比較され、比較
結果を表すデジタル出力が導出される。比較結果は、外
部インタフェース用の出力段４から出力ＯＵＴとして導
出される。このようなホールＩＣは、ホールチップ１
と、定電圧回路２、コンパレータ回路３および出力段４
を含むバイポーラ型のＳｉ（シリコン）−ＩＣ５とを内
蔵している。
１を搭載した無接点スイッチ用ホールＩＣの概略的な電
気的構成を示す。ホールチップ１は、たとえばＧａＡｓ
（ガリウム砒素）などの半導体チップであり、直流電流
が流れると、ホール効果によって、外部から印加される
磁場の強さに応じ、内部に磁場に垂直な方向の電界が発
生する。ホールチップ１には、定電圧回路２から直流電
力が安定化されて供給される。定電圧回路２には、電源
端子Ｖｃｃと接地端子ＧＮＤとを介して外部から電力が
与えられる。ホールチップ１内に発生する電界に応じて
外部に導出される出力は、コンパレータ回路３で利用し
やすい値まで差動増幅され、基準電圧と比較され、比較
結果を表すデジタル出力が導出される。比較結果は、外
部インタフェース用の出力段４から出力ＯＵＴとして導
出される。このようなホールＩＣは、ホールチップ１
と、定電圧回路２、コンパレータ回路３および出力段４
を含むバイポーラ型のＳｉ（シリコン）−ＩＣ５とを内
蔵している。
【０００４】図５のホールＩＣに磁石等の対象物が接近
すると、ホールチップ１に印加される磁場が強くなり、
ホールチップ１の出力が変化する。コンパレータ回路３
は、スイッチ開閉のしきい値（印加磁界）を電圧に換算
した基準電圧と入力電圧とを比較する。入力電圧の値が
しきい値よりも大きいときには対象物の存在を検出し、
コンパレータ回路３の出力はＯＮに相当するレベルに変
化する。したがって、ホールＩＣは、対象物の存在を検
出し、外部に検出信号としてデジタル信号を出力するこ
とができる磁気センサとして使用することができる。
すると、ホールチップ１に印加される磁場が強くなり、
ホールチップ１の出力が変化する。コンパレータ回路３
は、スイッチ開閉のしきい値（印加磁界）を電圧に換算
した基準電圧と入力電圧とを比較する。入力電圧の値が
しきい値よりも大きいときには対象物の存在を検出し、
コンパレータ回路３の出力はＯＮに相当するレベルに変
化する。したがって、ホールＩＣは、対象物の存在を検
出し、外部に検出信号としてデジタル信号を出力するこ
とができる磁気センサとして使用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図５に示すような従来
のホールＩＣでは、ホールチップ１およびＳｉ−ＩＣ５
には、常に動作用電力が供給されている。電源端子Ｖｃ
ｃと接地端子ＧＮＤとの間に印加される電圧が５Ｖのと
き、バイポーラ型のＳｉ−ＩＣ５は、ホールチップ１へ
定電圧回路２から供給する電流分も含めて、約１０ｍＡ
程度の電流を消費する。このようなホールＩＣを携帯機
器などに搭載しようとすると、携帯機器の動作用に搭載
しているバッテリから電力を供給可能な時間を短くして
しまう。携帯機器ではバッテリの小型化や長寿命化が強
く要望されているので、従来のホールＩＣは、消費電流
が著しく大きい点で、採用が控えられている。
のホールＩＣでは、ホールチップ１およびＳｉ−ＩＣ５
には、常に動作用電力が供給されている。電源端子Ｖｃ
ｃと接地端子ＧＮＤとの間に印加される電圧が５Ｖのと
き、バイポーラ型のＳｉ−ＩＣ５は、ホールチップ１へ
定電圧回路２から供給する電流分も含めて、約１０ｍＡ
程度の電流を消費する。このようなホールＩＣを携帯機
器などに搭載しようとすると、携帯機器の動作用に搭載
しているバッテリから電力を供給可能な時間を短くして
しまう。携帯機器ではバッテリの小型化や長寿命化が強
く要望されているので、従来のホールＩＣは、消費電流
が著しく大きい点で、採用が控えられている。
【０００６】本発明の目的は、消費電力を削減し、電池
で動作する携帯機器などにも搭載しやすい磁気検出用半
導体集積回路を提供することである。
で動作する携帯機器などにも搭載しやすい磁気検出用半
導体集積回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、所定の強さの
磁場の有無を検出する磁気検出用半導体集積回路におい
て、磁場の強さに対応する電気的出力を導出する磁気検
出素子と、磁気検出素子に、動作用電力を間欠的に供給
する電源回路と、磁気検出回路からの出力を該所定の強
さの磁場に対応する基準と比較し、比較結果を表す出力
を導出する比較回路と、電源回路による磁気検出素子へ
の間欠的な動作用電力の供給時に、比較回路からの出力
を記憶し、動作用電力の供給停止期間中の保持を行うラ
ッチ回路とを含むことを特徴とする磁気検出用半導体集
積回路である。
磁場の有無を検出する磁気検出用半導体集積回路におい
て、磁場の強さに対応する電気的出力を導出する磁気検
出素子と、磁気検出素子に、動作用電力を間欠的に供給
する電源回路と、磁気検出回路からの出力を該所定の強
さの磁場に対応する基準と比較し、比較結果を表す出力
を導出する比較回路と、電源回路による磁気検出素子へ
の間欠的な動作用電力の供給時に、比較回路からの出力
を記憶し、動作用電力の供給停止期間中の保持を行うラ
ッチ回路とを含むことを特徴とする磁気検出用半導体集
積回路である。
【０００８】本発明に従えば、電源回路から磁気検出素
子に動作用電力が間欠的に供給されるので、連続的に直
流電力を供給する場合に比較して、消費電力を削減し、
携帯機器などにも採用しやすくすることができる。磁気
検出素子からは、動作用電力の供給時のみに、磁場の強
さに対応する電気的出力が導出され、比較回路で所定の
強さの磁場に対応する基準と比較された結果を、動作用
電力の供給時のみラッチ回路に記憶し、供給停止期間中
は保持するので、外部には磁気検出素子に直流電流を供
給する場合と同様の出力を導出することができる。検出
対象物が移動するような場合は、磁気検出素子に、対象
物の移動時間より充分に速い周期で動作用電力を供給す
れば、検出可能である。
子に動作用電力が間欠的に供給されるので、連続的に直
流電力を供給する場合に比較して、消費電力を削減し、
携帯機器などにも採用しやすくすることができる。磁気
検出素子からは、動作用電力の供給時のみに、磁場の強
さに対応する電気的出力が導出され、比較回路で所定の
強さの磁場に対応する基準と比較された結果を、動作用
電力の供給時のみラッチ回路に記憶し、供給停止期間中
は保持するので、外部には磁気検出素子に直流電流を供
給する場合と同様の出力を導出することができる。検出
対象物が移動するような場合は、磁気検出素子に、対象
物の移動時間より充分に速い周期で動作用電力を供給す
れば、検出可能である。
【０００９】また本発明で前記磁気検出素子は、間隔を
あけて複数設けられ、前記ラッチ回路は、各磁気検出素
子毎に設けられることを特徴とする。
あけて複数設けられ、前記ラッチ回路は、各磁気検出素
子毎に設けられることを特徴とする。
【００１０】本発明に従えば、複数の磁気検出素子が間
隔をあけて設けられているので、磁性を有する移動体か
らの磁場の強さの変化に時間差が生じ、磁気検出素子の
配置と時間差との関係に基づいて、移動体の移動方向を
検出することができる。
隔をあけて設けられているので、磁性を有する移動体か
らの磁場の強さの変化に時間差が生じ、磁気検出素子の
配置と時間差との関係に基づいて、移動体の移動方向を
検出することができる。
【００１１】また本発明で前記磁気検出素子は、ホール
素子であることを特徴とする。
素子であることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、ホール素子を用いて磁気
を検出しても、動作用電力の供給を間欠的に行うので、
消費電力を削減することができる。
を検出しても、動作用電力の供給を間欠的に行うので、
消費電力を削減することができる。
【００１３】また本発明で前記電源回路は、前記磁気検
出素子に一定の直流電圧を供給する定電圧回路と、該定
電圧回路から該磁気検出素子に供給する電流を断続する
スイッチング素子とを含むことを特徴とする。
出素子に一定の直流電圧を供給する定電圧回路と、該定
電圧回路から該磁気検出素子に供給する電流を断続する
スイッチング素子とを含むことを特徴とする。
【００１４】本発明に従えば、定電圧回路から一定の直
流電圧を安定に供給し、スイッチング素子で電流を断続
して、磁気検出素子に間欠的な動作用電力の供給を行う
ことができる。
流電圧を安定に供給し、スイッチング素子で電流を断続
して、磁気検出素子に間欠的な動作用電力の供給を行う
ことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
してのホールＩＣ１０の概略的な電気的構成を示す。ホ
ールＩＣ１０は、１個のホールチップ１１を同一のパッ
ケージ内に内蔵している。磁気検出素子であるホールチ
ップ１１は、たとえばＧａＡｓなどの半導体からなり、
近傍での磁界変化を電圧に変換して検出することができ
る。ホールチップ１１には、定電圧回路１２から一定の
電圧の直流電力が供給される。ホールチップ１１に電流
が流れ、磁場が印加されると、ホール効果で電圧が発生
する。この発生電圧は、比較回路であるコンパレータ回
路１３で差動増幅され、基準電圧と比較されて、比較結
果のデジタル値に対応する論理出力が導出される。この
論理出力に基づき、ＭＯＳトランジスタによる出力段１
４から外部に磁気検出出力が導出される。
してのホールＩＣ１０の概略的な電気的構成を示す。ホ
ールＩＣ１０は、１個のホールチップ１１を同一のパッ
ケージ内に内蔵している。磁気検出素子であるホールチ
ップ１１は、たとえばＧａＡｓなどの半導体からなり、
近傍での磁界変化を電圧に変換して検出することができ
る。ホールチップ１１には、定電圧回路１２から一定の
電圧の直流電力が供給される。ホールチップ１１に電流
が流れ、磁場が印加されると、ホール効果で電圧が発生
する。この発生電圧は、比較回路であるコンパレータ回
路１３で差動増幅され、基準電圧と比較されて、比較結
果のデジタル値に対応する論理出力が導出される。この
論理出力に基づき、ＭＯＳトランジスタによる出力段１
４から外部に磁気検出出力が導出される。
【００１６】本実施形態では、ホールチップ１１に流す
電流を、ＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子１
５で断続して、間欠的な電力供給を行い、電力消費の低
減を図っている。スイッチング素子１５は、発振回路１
６で発生する１０ＭＨｚの周波数のクロック信号を、分
周回路１７で分周し、デューティ駆動を行う。分周回路
１７は、たとえば５１２進カウンタで構成し、クロック
信号の周波数を１／５１２に分周し、１／５１２のデュ
ーティ比でスイッチング素子１５を駆動する。スイッチ
ング素子１５が約５００分の１の時間だけ導通するの
で、導通時に約１０ｍＡの電流がホールチップ１１に流
れても、全体としては消費電流を削減することができ
る。すなわち、発振回路１６や分周回路１７での消費電
流増加分を見込んでも、全体としての消費電流は１００
μＡ以下に抑えられる。ホールチップ１１は、磁界が加
わっている間はパルス状に出力を変化させる。
電流を、ＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子１
５で断続して、間欠的な電力供給を行い、電力消費の低
減を図っている。スイッチング素子１５は、発振回路１
６で発生する１０ＭＨｚの周波数のクロック信号を、分
周回路１７で分周し、デューティ駆動を行う。分周回路
１７は、たとえば５１２進カウンタで構成し、クロック
信号の周波数を１／５１２に分周し、１／５１２のデュ
ーティ比でスイッチング素子１５を駆動する。スイッチ
ング素子１５が約５００分の１の時間だけ導通するの
で、導通時に約１０ｍＡの電流がホールチップ１１に流
れても、全体としては消費電流を削減することができ
る。すなわち、発振回路１６や分周回路１７での消費電
流増加分を見込んでも、全体としての消費電流は１００
μＡ以下に抑えられる。ホールチップ１１は、磁界が加
わっている間はパルス状に出力を変化させる。
【００１７】ホールチップ１１を単にデューティ駆動し
ただけでは、対象物が存在する期間、ホールＩＣ１０が
動作状態になる回数だけ出力が変化し、対象を正確に検
出することができなくなる。そこで、コンパレータ回路
１３の出力をラッチ回路１８でラッチしてから出力段１
４に与えるようにしている。ラッチ回路１８は、スイッ
チング素子１５がＯＮになるときにコンパレータ回路１
３の出力を記憶し、スイッチング素子１５がＯＦＦの期
間は記憶された出力を出力段１４に与える。
ただけでは、対象物が存在する期間、ホールＩＣ１０が
動作状態になる回数だけ出力が変化し、対象を正確に検
出することができなくなる。そこで、コンパレータ回路
１３の出力をラッチ回路１８でラッチしてから出力段１
４に与えるようにしている。ラッチ回路１８は、スイッ
チング素子１５がＯＮになるときにコンパレータ回路１
３の出力を記憶し、スイッチング素子１５がＯＦＦの期
間は記憶された出力を出力段１４に与える。
【００１８】定電圧回路１２、コンパレータ回路１３、
出力段１４、スイッチング素子１５発振回路１６、分周
回路１７およびラッチ回路１８は、ＭＯＳ型シリコン半
導体集積回路であるＳｉ−ＩＣ２０として形成され、Ｍ
ＯＳ型構造であるので、図５に示すバイポーラ型のＳｉ
−ＩＣ５よりも、消費電力を小さくすることができる。
さらに、スイッチング素子１５などは、大きなデューテ
ィ比でデューティ駆動されるので、消費電力の削減を図
ることができる。ホールＩＣ１０全体は、低消費電力の
Ｓｉ−ＩＣ２０と、デューティ駆動によって消費電力を
削減するホールチップ１１とから構成されるので、消費
電力を抑えることができる。なお、コンパレータ回路１
３は、チャタリングを防ぐため、入力特性にヒステリシ
スを付加しておく。チャタリングの減少も、消費電力の
削減に寄与する。
出力段１４、スイッチング素子１５発振回路１６、分周
回路１７およびラッチ回路１８は、ＭＯＳ型シリコン半
導体集積回路であるＳｉ−ＩＣ２０として形成され、Ｍ
ＯＳ型構造であるので、図５に示すバイポーラ型のＳｉ
−ＩＣ５よりも、消費電力を小さくすることができる。
さらに、スイッチング素子１５などは、大きなデューテ
ィ比でデューティ駆動されるので、消費電力の削減を図
ることができる。ホールＩＣ１０全体は、低消費電力の
Ｓｉ−ＩＣ２０と、デューティ駆動によって消費電力を
削減するホールチップ１１とから構成されるので、消費
電力を抑えることができる。なお、コンパレータ回路１
３は、チャタリングを防ぐため、入力特性にヒステリシ
スを付加しておく。チャタリングの減少も、消費電力の
削減に寄与する。
【００１９】本実施形態では、磁界の強さをホールチッ
プ１１で、１０ＭＨｚの約５００分の１の約２ｋＨｚの
周期でサンプリングすることになる。サンプリング周期
を決定する発振回路１６の発信周波数は、Ｓｉ−ＩＣ２
０内に形成する抵抗２１の抵抗値Ｒと、外付けするコン
デンサ２２の容量値Ｃとに従って決定される。コンデン
サ２２は外付けであるので、容量値Ｃを変えれば、サン
プリング周期を容易に調整し、ホールＩＣ１０に要求さ
れる分解能を満たすことができる。
プ１１で、１０ＭＨｚの約５００分の１の約２ｋＨｚの
周期でサンプリングすることになる。サンプリング周期
を決定する発振回路１６の発信周波数は、Ｓｉ−ＩＣ２
０内に形成する抵抗２１の抵抗値Ｒと、外付けするコン
デンサ２２の容量値Ｃとに従って決定される。コンデン
サ２２は外付けであるので、容量値Ｃを変えれば、サン
プリング周期を容易に調整し、ホールＩＣ１０に要求さ
れる分解能を満たすことができる。
【００２０】ホールチップ１１は、たとえば印加電圧が
３Ｖで印加磁界が１００ｍＴのとき、約８０ｍＶの電圧
差を生じ、入力抵抗が８００Ω程度と低い。低消費電力
を要求される携帯機器では、一般に３Ｖの電池が電源と
して使用される。ホールチップ１１を直接３Ｖで駆動す
る場合は、３／８００＝３．７５ｍＡの消費電流とな
る。本実施形態では、デューティ駆動を行っているの
で、３／５１２／８００＝７．３μＡまで、ホールチッ
プ１１自体での消費電流を低減することができる。
３Ｖで印加磁界が１００ｍＴのとき、約８０ｍＶの電圧
差を生じ、入力抵抗が８００Ω程度と低い。低消費電力
を要求される携帯機器では、一般に３Ｖの電池が電源と
して使用される。ホールチップ１１を直接３Ｖで駆動す
る場合は、３／８００＝３．７５ｍＡの消費電流とな
る。本実施形態では、デューティ駆動を行っているの
で、３／５１２／８００＝７．３μＡまで、ホールチッ
プ１１自体での消費電流を低減することができる。
【００２１】ラッチ回路１８は、フリップフロップ２３
およびゲート回路２４で構成される。フリップフロップ
２３のセット入力Ｓには、コンパレータ回路１３の出力
が与えられる。コンパレータ回路１３からは、ホールチ
ップ１１が検出する磁場の強度が基準値を超えるときの
みハイレベルとなる論理出力が導出される。したがっ
て、スイッチング素子１５がＯＦＦになるとき、ＯＮに
なっても磁場の強さが不足するときは、ローレベルの出
力が与えられる。フリップフロップ２３のセット入力Ｓ
にハイレベルの出力が与えられると、フリップフロップ
２３の出力Ｑはハイレベルとなる。コンパレータ回路１
３の出力がローレベルとなり、分周回路１７からのクロ
ック出力がハイレベルとなると、ゲート回路２４の出力
がハイレベルとなり、フリップフロップ２３のリセット
入力Ｒがハイレベルとなる。これによって、フリップフ
ロップ２３の出力Ｑはローレベルとなる。このようにし
て、フリップフロップ２３のセット入力Ｓおよびリセッ
ト入力Ｒは、分周回路１７からスイッチング素子１５を
デューティ駆動する信号がハイレベルのときのみ、コン
パレータ回路１３の出力に従って一方がハイレベルとな
り、ラッチ動作を行うことができる。
およびゲート回路２４で構成される。フリップフロップ
２３のセット入力Ｓには、コンパレータ回路１３の出力
が与えられる。コンパレータ回路１３からは、ホールチ
ップ１１が検出する磁場の強度が基準値を超えるときの
みハイレベルとなる論理出力が導出される。したがっ
て、スイッチング素子１５がＯＦＦになるとき、ＯＮに
なっても磁場の強さが不足するときは、ローレベルの出
力が与えられる。フリップフロップ２３のセット入力Ｓ
にハイレベルの出力が与えられると、フリップフロップ
２３の出力Ｑはハイレベルとなる。コンパレータ回路１
３の出力がローレベルとなり、分周回路１７からのクロ
ック出力がハイレベルとなると、ゲート回路２４の出力
がハイレベルとなり、フリップフロップ２３のリセット
入力Ｒがハイレベルとなる。これによって、フリップフ
ロップ２３の出力Ｑはローレベルとなる。このようにし
て、フリップフロップ２３のセット入力Ｓおよびリセッ
ト入力Ｒは、分周回路１７からスイッチング素子１５を
デューティ駆動する信号がハイレベルのときのみ、コン
パレータ回路１３の出力に従って一方がハイレベルとな
り、ラッチ動作を行うことができる。
【００２２】図２は、発振回路１６から発生する１０Ｍ
Ｈｚのクロック信号ＣＬＫ１と、分周回路１７で分周さ
れた約２ｋＨｚのクロック信号ＣＬＫ２と、対象物であ
る磁石がホールＩＣ１０で検出可能な位置に存在する時
間と、コンパレータ回路１３の出力と、出力段１４から
の出力ＯＵＴとの関係を示す。磁石の存在時間は、約２
ｋＨｚのクロック信号ＣＬＫ２でサンプリングされてコ
ンパレータ出力となる。出力ＯＵＴは、コンパレータ出
力を、クロック信号ＣＬＫ２に同期してラッチした信号
となる。クロック信号ＣＬＫ２の周期を、対象物の移動
時間よりも充分に短くしておけば、相対的に移動する対
象物も検出することができる。
Ｈｚのクロック信号ＣＬＫ１と、分周回路１７で分周さ
れた約２ｋＨｚのクロック信号ＣＬＫ２と、対象物であ
る磁石がホールＩＣ１０で検出可能な位置に存在する時
間と、コンパレータ回路１３の出力と、出力段１４から
の出力ＯＵＴとの関係を示す。磁石の存在時間は、約２
ｋＨｚのクロック信号ＣＬＫ２でサンプリングされてコ
ンパレータ出力となる。出力ＯＵＴは、コンパレータ出
力を、クロック信号ＣＬＫ２に同期してラッチした信号
となる。クロック信号ＣＬＫ２の周期を、対象物の移動
時間よりも充分に短くしておけば、相対的に移動する対
象物も検出することができる。
【００２３】本実施形態のホールＩＣ１０は、消費電力
を削減することができるので、電池を電源とする携帯型
電子機器にも容易に使用することができる。従来、たと
えばキーボードや各種入力スイッチなどには、接点式の
機械的なスイッチが多く用いられている。しかしなが
ら、機械接点スイッチは、小型化に限界があり、接点部
が摩耗するので信頼性が低いという問題がある。ホール
ＩＣ１０を磁気検出センサとして無接点スイッチを構成
し、携帯機器に使用すれば、電池寿命を確保した上で、
小型化や耐久性の向上も図ることができる。
を削減することができるので、電池を電源とする携帯型
電子機器にも容易に使用することができる。従来、たと
えばキーボードや各種入力スイッチなどには、接点式の
機械的なスイッチが多く用いられている。しかしなが
ら、機械接点スイッチは、小型化に限界があり、接点部
が摩耗するので信頼性が低いという問題がある。ホール
ＩＣ１０を磁気検出センサとして無接点スイッチを構成
し、携帯機器に使用すれば、電池寿命を確保した上で、
小型化や耐久性の向上も図ることができる。
【００２４】なお、クロック信号の周波数や分周比など
は、サンプリング周期の必要に合わせて適宜選択するこ
とができる。また、外付けのコンデンサ２２を用いない
で、Ｓｉ−ＩＣ２０内部にリングオシレータなどの回路
を構成し、発振させることもできる。また電源回路を間
欠的な発振回路として構成することもできる。
は、サンプリング周期の必要に合わせて適宜選択するこ
とができる。また、外付けのコンデンサ２２を用いない
で、Ｓｉ−ＩＣ２０内部にリングオシレータなどの回路
を構成し、発振させることもできる。また電源回路を間
欠的な発振回路として構成することもできる。
【００２５】図３は、本発明の実施の他の形態としての
ホールＩＣ３０の概略的な構成を示す。本実施形態のホ
ールＩＣ３０は、同一のパッケージ内に、２つのホール
チップ３１，３２と１つのＳｉ−ＩＣ３３とを収納して
いる。ＡおよびＢで示される２つのホールチップ３１，
３２は、間隔Ｌをあけて配置され、Ｓｉ−ＩＣ３３内に
は、各ホールチップ３１，３２からの出力を図１の実施
形態と同様に処理して、外部にＡ出力ＯＵＴＡおよびＢ
出力ＯＵＴＢとして導出する回路が含まれる。本実施形
態でも、各ホールチップ３１，３２はデューティ駆動に
よって動作用電力が供給され、消費電力を低減すること
ができる。２つの出力ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢは、外部の対
象物３５ａ，３５ｂの近付き方に応じて、時間差をもっ
て変化する。
ホールＩＣ３０の概略的な構成を示す。本実施形態のホ
ールＩＣ３０は、同一のパッケージ内に、２つのホール
チップ３１，３２と１つのＳｉ−ＩＣ３３とを収納して
いる。ＡおよびＢで示される２つのホールチップ３１，
３２は、間隔Ｌをあけて配置され、Ｓｉ−ＩＣ３３内に
は、各ホールチップ３１，３２からの出力を図１の実施
形態と同様に処理して、外部にＡ出力ＯＵＴＡおよびＢ
出力ＯＵＴＢとして導出する回路が含まれる。本実施形
態でも、各ホールチップ３１，３２はデューティ駆動に
よって動作用電力が供給され、消費電力を低減すること
ができる。２つの出力ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢは、外部の対
象物３５ａ，３５ｂの近付き方に応じて、時間差をもっ
て変化する。
【００２６】図４は、図３の対象物３５ａ，３５ｂの接
近に伴う出力ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢの変化を示す。図４
（ａ）は図３で対象物３５ａがホールＩＣ３０に接近す
る場合、図４（ｂ）は図３で対象物３５ｂがホールＩＣ
３０に接近する場合をそれぞれ示す。対象物３５ａは先
にホールチップ３１に接近するので、Ａ出力ＯＵＴＡが
Ｂ出力ＯＵＴＢよりも先に変化する。対象物３５ｂの接
近では、Ｂ出力ＯＵＴＢの方が先に変化する。このよう
な時間差を利用して、対象物３５ａ，３５ｂの移動方向
の検出も行うことができる。方向を検出することができ
るホールＩＣ３０は、たとえばロータリエンコーダで角
変位と変位方向とを検出するセンサとして有効に利用す
ることができる。なお、３個以上のホールチップを内蔵
すれば、２次元以上の変位の検出も行うことができる。
近に伴う出力ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢの変化を示す。図４
（ａ）は図３で対象物３５ａがホールＩＣ３０に接近す
る場合、図４（ｂ）は図３で対象物３５ｂがホールＩＣ
３０に接近する場合をそれぞれ示す。対象物３５ａは先
にホールチップ３１に接近するので、Ａ出力ＯＵＴＡが
Ｂ出力ＯＵＴＢよりも先に変化する。対象物３５ｂの接
近では、Ｂ出力ＯＵＴＢの方が先に変化する。このよう
な時間差を利用して、対象物３５ａ，３５ｂの移動方向
の検出も行うことができる。方向を検出することができ
るホールＩＣ３０は、たとえばロータリエンコーダで角
変位と変位方向とを検出するセンサとして有効に利用す
ることができる。なお、３個以上のホールチップを内蔵
すれば、２次元以上の変位の検出も行うことができる。
【００２７】以上説明した実施形態では、磁気検出素子
としてホール素子を用いているけれども、他の磁電変換
素子、たとえば磁気抵抗効果を利用する素子などを使用
することもできる。
としてホール素子を用いているけれども、他の磁電変換
素子、たとえば磁気抵抗効果を利用する素子などを使用
することもできる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、電源回路
から磁気検出素子に動作用電力を間欠的に供給して消費
電力を削減し、バッテリなどの長寿命化を図って携帯機
器などにも採用しやすくすることができる。したがっ
て、携帯機器などでも、小型化に限界があり、接点部の
摩耗による信頼性の低下などの問題がある機械接点スイ
ッチを、信頼性の高い無接点スイッチに置換えることが
でき、小型化や耐久性の向上も可能となる。
から磁気検出素子に動作用電力を間欠的に供給して消費
電力を削減し、バッテリなどの長寿命化を図って携帯機
器などにも採用しやすくすることができる。したがっ
て、携帯機器などでも、小型化に限界があり、接点部の
摩耗による信頼性の低下などの問題がある機械接点スイ
ッチを、信頼性の高い無接点スイッチに置換えることが
でき、小型化や耐久性の向上も可能となる。
【００２９】また本発明によれば、複数の磁気検出素子
を有するので、磁場の強さの変化の時間差から、移動体
の移動方向も容易に検出することができる。一つのパッ
ケージの磁気検出用半導体集積回路で、複数の位置での
検出を行うことができるので、ロータリエンコーダなど
での方向の検出も容易に行うことができ、かつ小型化す
ることができる。
を有するので、磁場の強さの変化の時間差から、移動体
の移動方向も容易に検出することができる。一つのパッ
ケージの磁気検出用半導体集積回路で、複数の位置での
検出を行うことができるので、ロータリエンコーダなど
での方向の検出も容易に行うことができ、かつ小型化す
ることができる。
【００３０】また本発明よれば、ホール素子を用いて安
定に磁気を検出しても、消費電力の削減を行うことがで
きる。
定に磁気を検出しても、消費電力の削減を行うことがで
きる。
【００３１】また本発明によれば、定電圧回路から一定
の直流電圧を安定に供給し、スイッチング素子で電流を
断続して、デューティ比などを容易に変えて、磁気検出
素子に対する間欠的な動作用電力の供給を行うことがで
きる。
の直流電圧を安定に供給し、スイッチング素子で電流を
断続して、デューティ比などを容易に変えて、磁気検出
素子に対する間欠的な動作用電力の供給を行うことがで
きる。
【図１】本発明の実施の一形態としてのホールＩＣ１０
の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】図１のホールＩＣ１０内での信号波形を示すタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図３】本発明の実施の他の形態としてのホールＩＣ３
０の実装形態の一例示す簡略化した平面図である。
０の実装形態の一例示す簡略化した平面図である。
【図４】図３の対象物３５ａ，３５ｂの接近に伴う出力
ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢの変化を示すタイムチャートであ
る。
ＯＵＴＡ，ＯＵＴＢの変化を示すタイムチャートであ
る。
【図５】従来からのホールＩＣの概略的な電気的構成を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
１０，３０ ホールＩＣ １１，３１，３２ ホールチップ １２ 定電圧回路 １３ コンパレータ回路 １４ 出力段 １５ スイッチング素子 １６ 発振回路 １７ 分周回路 １８ ラッチ回路 ２０，３３ Ｓｉ−ＩＣ
Claims (4)
- 【請求項１】 所定の強さの磁場の有無を検出する磁気
検出用半導体集積回路において、 磁場の強さに対応する電気的出力を導出する磁気検出素
子と、 磁気検出素子に、動作用電力を間欠的に供給する電源回
路と、 磁気検出回路からの出力を該所定の強さの磁場に対応す
る基準と比較し、比較結果を表す出力を導出する比較回
路と、 電源回路による磁気検出素子への間欠的な動作用電力の
供給時に、比較回路からの出力を記憶し、動作用電力の
供給停止期間中の保持を行うラッチ回路とを含むことを
特徴とする磁気検出用半導体集積回路。 - 【請求項２】 前記磁気検出素子は、間隔をあけて複数
設けられ、 前記ラッチ回路は、各磁気検出素子毎に設けられること
を特徴とする請求項１記載の磁気検出用半導体集積回
路。 - 【請求項３】 前記磁気検出素子は、ホール素子である
ことを特徴とする請求項１または２記載の磁気検出用半
導体集積回路。 - 【請求項４】 前記電源回路は、 前記磁気検出素子に一定の直流電圧を供給する定電圧回
路と、 該定電圧回路から該磁気検出素子に供給する電流を断続
するスイッチング素子とを含むことを特徴とする請求項
１〜３のいずれかに記載の磁気検出用半導体集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10347258A JP2000174254A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 磁気検出用半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10347258A JP2000174254A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 磁気検出用半導体集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000174254A true JP2000174254A (ja) | 2000-06-23 |
Family
ID=18389005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10347258A Pending JP2000174254A (ja) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | 磁気検出用半導体集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000174254A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243769A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | Stanley Electric Co Ltd | 電流検出装置 |
| JP2006153699A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁界検出装置 |
| JP2008032424A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Rohm Co Ltd | センサ回路、半導体装置、電子機器 |
| JP2008305395A (ja) * | 2008-05-15 | 2008-12-18 | Psa Corp Ltd | 自動車両誘導システムの磁気センサ |
| JP2009041957A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Tdk Corp | 信号検出装置 |
| US7994782B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic detection circuit |
| KR20150048059A (ko) * | 2013-10-25 | 2015-05-06 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 자기 센서 회로 |
| JP2016027315A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-02-18 | セイコーインスツル株式会社 | 磁気センサ装置 |
| JP6067172B1 (ja) * | 2016-09-05 | 2017-01-25 | プライムテック株式会社 | 電源制御装置 |
| WO2021251085A1 (ja) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
-
1998
- 1998-12-07 JP JP10347258A patent/JP2000174254A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002243769A (ja) * | 2001-02-21 | 2002-08-28 | Stanley Electric Co Ltd | 電流検出装置 |
| JP4585130B2 (ja) * | 2001-02-21 | 2010-11-24 | スタンレー電気株式会社 | 電流検出装置 |
| JP2006153699A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁界検出装置 |
| JP2008032424A (ja) * | 2006-07-26 | 2008-02-14 | Rohm Co Ltd | センサ回路、半導体装置、電子機器 |
| JP2009041957A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Tdk Corp | 信号検出装置 |
| US7994782B2 (en) | 2007-12-26 | 2011-08-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic detection circuit |
| JP2008305395A (ja) * | 2008-05-15 | 2008-12-18 | Psa Corp Ltd | 自動車両誘導システムの磁気センサ |
| KR20150048059A (ko) * | 2013-10-25 | 2015-05-06 | 세이코 인스트루 가부시키가이샤 | 자기 센서 회로 |
| KR102105034B1 (ko) | 2013-10-25 | 2020-04-27 | 에이블릭 가부시키가이샤 | 자기 센서 회로 |
| JP2016027315A (ja) * | 2014-06-26 | 2016-02-18 | セイコーインスツル株式会社 | 磁気センサ装置 |
| JP6067172B1 (ja) * | 2016-09-05 | 2017-01-25 | プライムテック株式会社 | 電源制御装置 |
| WO2018042768A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | プライムテック株式会社 | 電源制御装置 |
| WO2021251085A1 (ja) * | 2020-06-12 | 2021-12-16 | 株式会社村田製作所 | 磁気センサ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5698724B2 (ja) | 低電力磁場センサ | |
| US7659716B2 (en) | Sensor circuit, semiconductor device, and electronic apparatus | |
| CN101641608B (zh) | 磁传感器电路和使用该磁传感器电路的电子装置 | |
| US6025683A (en) | Motor control circuit for regulating a D.C. motor | |
| US20100079138A1 (en) | Micro-power magnetic switch | |
| US6727684B2 (en) | Magnetic field sensor | |
| US7994782B2 (en) | Magnetic detection circuit | |
| US20140347044A1 (en) | Magnetic Field Sensor for Detecting a Magnetic Field In Any Direction Above Thresholds | |
| JP2000174254A (ja) | 磁気検出用半導体集積回路 | |
| KR101161595B1 (ko) | 자기 센서 회로 | |
| US20070092232A1 (en) | Motor drive unit | |
| US9222988B2 (en) | Magnetic sensor, magnetic sensor driving method, and computer-readable recording medium | |
| US7459906B2 (en) | Semiconductor magnetic sensor | |
| JP2019113390A (ja) | 磁気センサ、半導体装置及び電気機器 | |
| US11152938B2 (en) | Magnetic switch with toggle and de-bounce functionality | |
| US6911820B2 (en) | Phase detection device, dial type detection device, and phase detection method | |
| US12013266B2 (en) | Flowmeter comprising an electronic magnetic sensor with buffered power supply | |
| US12126340B2 (en) | Magnetically-activated solid state switches | |
| WO2021251085A1 (ja) | 磁気センサ | |
| US20240291468A1 (en) | Magnetically-activated solid state switches | |
| US11841247B2 (en) | Sensor device | |
| JPH05341059A (ja) | 電子時計用ステップモータ装置 | |
| JPH07235001A (ja) | 磁気センサ検出装置 | |
| JPH0586151B2 (ja) | ||
| JP2006162430A (ja) | 位置検出装置及びパルス信号処理回路及びパルス信号の転送方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040803 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040930 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050426 |