JP2002243816A - 磁気検出装置 - Google Patents
磁気検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで耐環境性や経時変化による精度低
下のない、高精度で低消費電力化が可能な磁気検出装置
の提供。 【解決手段】 発振手段３の出力を微分手段４０により
微分することで、低周波の発振手段で済むようにする一
方、微分した出力によりインバータ４１，コンデンサ４
２および抵抗器４３を介して磁気インピーダンス（Ｍ
Ｉ）効果を有するＭＩ素子１に交流電流を流すととも
に、インバータ４１，抵抗器４４およびコイル２を介し
てＭＩ素子１に交流バイアス磁界を与え、ＭＩ素子１の
インピーダンス変化を検波手段１０により電圧に変換し
て検出し、増幅手段１１で増幅することにより、低コス
ト，低消費電力化を図る。
下のない、高精度で低消費電力化が可能な磁気検出装置
の提供。 【解決手段】 発振手段３の出力を微分手段４０により
微分することで、低周波の発振手段で済むようにする一
方、微分した出力によりインバータ４１，コンデンサ４
２および抵抗器４３を介して磁気インピーダンス（Ｍ
Ｉ）効果を有するＭＩ素子１に交流電流を流すととも
に、インバータ４１，抵抗器４４およびコイル２を介し
てＭＩ素子１に交流バイアス磁界を与え、ＭＩ素子１の
インピーダンス変化を検波手段１０により電圧に変換し
て検出し、増幅手段１１で増幅することにより、低コス
ト，低消費電力化を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、磁気インピーダ
ンス（ＭＩとも略記する）効果を利用した磁気検出素
子、特にこのような磁気検出素子を用いた磁気検出装置
の改良に関する。
ンス（ＭＩとも略記する）効果を利用した磁気検出素
子、特にこのような磁気検出素子を用いた磁気検出装置
の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、磁気検出装置としては磁気抵抗素
子が広く用いられているが、検出感度の点で満足できな
かった。そこで磁気抵抗素子に代わる高感度な磁気検出
素子として、例えば特開平６−２８１７１２号公報に開
示されているアモルファスワイヤによる磁気インピーダ
ンス素子や、特開平８−３３０６４５号公報に開示され
ている薄膜形状のものなどがある。いずれの形状の磁気
インピーダンス素子を用いる場合でも、磁気インピーダ
ンス素子はその原理上、磁気インピーダンス効果を発生
させるために、素子に少なくとも数十ＭＨｚ程度の高周
波電流を印加する必要があることから消費電力が増大
し、携帯機器等への適用が困難であるという問題があ
る。
子が広く用いられているが、検出感度の点で満足できな
かった。そこで磁気抵抗素子に代わる高感度な磁気検出
素子として、例えば特開平６−２８１７１２号公報に開
示されているアモルファスワイヤによる磁気インピーダ
ンス素子や、特開平８−３３０６４５号公報に開示され
ている薄膜形状のものなどがある。いずれの形状の磁気
インピーダンス素子を用いる場合でも、磁気インピーダ
ンス素子はその原理上、磁気インピーダンス効果を発生
させるために、素子に少なくとも数十ＭＨｚ程度の高周
波電流を印加する必要があることから消費電力が増大
し、携帯機器等への適用が困難であるという問題があ
る。
【０００３】さらに、磁気インピーダンス素子は、素子
および検知部において温度依存性を有するので、環境変
化の大きい場所では使用できないという問題があった。
磁気検出装置（磁気センサ）の従来例を図１７に示す。
これは、磁気インピーダンス素子１に対し、高周波電流
発生器（ＯＳＣ）３から高周波電流を流したときに得ら
れる出力を、検波回路Ａおよび増幅回路Ｂを介して出力
することで、例えば素子１のインピーダンスを求めるも
のである。このとき、出力の調整は可変抵抗器ＶＲによ
り行なう。
および検知部において温度依存性を有するので、環境変
化の大きい場所では使用できないという問題があった。
磁気検出装置（磁気センサ）の従来例を図１７に示す。
これは、磁気インピーダンス素子１に対し、高周波電流
発生器（ＯＳＣ）３から高周波電流を流したときに得ら
れる出力を、検波回路Ａおよび増幅回路Ｂを介して出力
することで、例えば素子１のインピーダンスを求めるも
のである。このとき、出力の調整は可変抵抗器ＶＲによ
り行なう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１７のよう
な方式では上記素子および検知部の温度依存性や、外乱
の影響がそのまま出力に現れるという問題がある。この
素子および検知部の温度依存性を低減するためには、１
台ずつ調整や校正を行なう必要があり、コストが大幅に
アップする。仮に、調整，校正ができたとしても自動校
正まではできないので、環境の変化による出力の経時変
化が発生し、補償精度が上がらないという問題が残る。
したがって、この発明の課題は、温度依存性や外乱の影
響が少なく、環境特性や経時変化による精度低下がな
く、消費電力が少なく高精度な磁気検出装置を提供する
ことにある。
な方式では上記素子および検知部の温度依存性や、外乱
の影響がそのまま出力に現れるという問題がある。この
素子および検知部の温度依存性を低減するためには、１
台ずつ調整や校正を行なう必要があり、コストが大幅に
アップする。仮に、調整，校正ができたとしても自動校
正まではできないので、環境の変化による出力の経時変
化が発生し、補償精度が上がらないという問題が残る。
したがって、この発明の課題は、温度依存性や外乱の影
響が少なく、環境特性や経時変化による精度低下がな
く、消費電力が少なく高精度な磁気検出装置を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、磁気インピーダンス効果
を有する磁気検出素子と、発振手段とその出力を微分す
る微分手段とを備え前記磁気検出素子に交流電流を印加
する電流印加手段と、前記磁気検出素子に交流バイアス
磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁気検出素子のイ
ンピーダンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を
保持する保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅
手段とを設けたことを特徴とする。この請求項１の発明
においては、前記磁界印加手段からの交流バイアス磁界
を、前記電流印加手段からの出力を利用して生成するこ
とができる（請求項２の発明）。
るため、請求項１の発明では、磁気インピーダンス効果
を有する磁気検出素子と、発振手段とその出力を微分す
る微分手段とを備え前記磁気検出素子に交流電流を印加
する電流印加手段と、前記磁気検出素子に交流バイアス
磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁気検出素子のイ
ンピーダンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を
保持する保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅
手段とを設けたことを特徴とする。この請求項１の発明
においては、前記磁界印加手段からの交流バイアス磁界
を、前記電流印加手段からの出力を利用して生成するこ
とができる（請求項２の発明）。
【０００６】請求項３の発明では、磁気インピーダンス
効果を有する磁気検出素子と、発振手段と、この発振手
段からの出力を予め設定された分周比で分周する分周手
段と、この分周手段と前記発振手段の各出力を選択的に
出力し前記磁気検出素子に交流電流を印加する第１のゲ
ート手段と、前記発振手段と分周手段の各出力を選択的
に出力し前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加す
る第２のゲート手段と、前記磁気検出素子のインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する
保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段とを
設けたことを特徴とする。
効果を有する磁気検出素子と、発振手段と、この発振手
段からの出力を予め設定された分周比で分周する分周手
段と、この分周手段と前記発振手段の各出力を選択的に
出力し前記磁気検出素子に交流電流を印加する第１のゲ
ート手段と、前記発振手段と分周手段の各出力を選択的
に出力し前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加す
る第２のゲート手段と、前記磁気検出素子のインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する
保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段とを
設けたことを特徴とする。
【０００７】請求項４の発明では、磁気インピーダンス
効果を有する磁気検出素子と、発振手段と、この発振手
段からの出力を微分する微分手段と、この微分手段から
の出力を積分して前記磁気検出素子に交流電流を印加す
る積分手段と、この積分手段と前記微分手段の各出力を
選択的に出力し前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を
印加するゲート手段と、前記磁気検出素子のインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する
保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段とを
設けたことを特徴とする。
効果を有する磁気検出素子と、発振手段と、この発振手
段からの出力を微分する微分手段と、この微分手段から
の出力を積分して前記磁気検出素子に交流電流を印加す
る積分手段と、この積分手段と前記微分手段の各出力を
選択的に出力し前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を
印加するゲート手段と、前記磁気検出素子のインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する
保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段とを
設けたことを特徴とする。
【０００８】上記請求項１〜４のいずれかの発明におい
ては、前記増幅手段の出力を帰還する帰還手段と、この
帰還手段の出力と前記交流バイアス磁界のための交流電
流とを減算する減算手段とを設け、この減算手段の出力
により前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加する
ことができる（請求項５の発明）。この請求項５の発明
においては、前記減算手段と帰還手段との間にスイッチ
手段を設け、前記発振手段からの出力に応じて、前記帰
還手段からの出力を前記減算手段に入力することができ
る（請求項６の発明）。
ては、前記増幅手段の出力を帰還する帰還手段と、この
帰還手段の出力と前記交流バイアス磁界のための交流電
流とを減算する減算手段とを設け、この減算手段の出力
により前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加する
ことができる（請求項５の発明）。この請求項５の発明
においては、前記減算手段と帰還手段との間にスイッチ
手段を設け、前記発振手段からの出力に応じて、前記帰
還手段からの出力を前記減算手段に入力することができ
る（請求項６の発明）。
【０００９】請求項７の発明では、磁気インピーダンス
効果を有する磁気検出素子と、この磁気検出素子に交流
電流を印加する電流印加手段と、前記磁気検出素子に交
流バイアス磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁気検
出素子のインピーダンス変化を電圧に変換しその電圧の
ピーク値を保持する保持手段と、その保持した電圧を増
幅する増幅手段と、この増幅手段からの出力を帰還する
帰還手段と、この帰還手段からの出力に応じて前記磁気
検出素子にバイアス磁界を印加する他の磁界印加手段と
を備え、前記磁界印加手段を発振手段と微分手段とから
構成するとともに、前記磁界印加手段を磁石により構成
し、前記他の磁界印加手段をコイルにより構成すること
を特徴とする。この請求項７の発明においては、前記コ
イルと帰還手段との間にスイッチ手段を設け、前記発振
手段からの出力に応じて前記帰還手段からの出力を前記
コイルに印加することができる（請求項８の発明）。
効果を有する磁気検出素子と、この磁気検出素子に交流
電流を印加する電流印加手段と、前記磁気検出素子に交
流バイアス磁界を印加する磁界印加手段と、前記磁気検
出素子のインピーダンス変化を電圧に変換しその電圧の
ピーク値を保持する保持手段と、その保持した電圧を増
幅する増幅手段と、この増幅手段からの出力を帰還する
帰還手段と、この帰還手段からの出力に応じて前記磁気
検出素子にバイアス磁界を印加する他の磁界印加手段と
を備え、前記磁界印加手段を発振手段と微分手段とから
構成するとともに、前記磁界印加手段を磁石により構成
し、前記他の磁界印加手段をコイルにより構成すること
を特徴とする。この請求項７の発明においては、前記コ
イルと帰還手段との間にスイッチ手段を設け、前記発振
手段からの出力に応じて前記帰還手段からの出力を前記
コイルに印加することができる（請求項８の発明）。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す構成図である。同図において、１は磁気インピ
ーダンス素子（ＭＩ素子）であり、素子形状はワイヤ，
薄膜のいずれでも良い。２はＭＩ素子１にバイアスを印
加するためのコイル、３はＭＩ素子１に交流電流を印加
する発振手段、４０は発振手段３の出力よりも時間幅の
短い矩形波を出力する微分手段、４１は微分手段４１の
出力をもとにバイアス用コイル２に交流バイアスを印加
するインバータ（反転素子）、４２はインバータ４１の
出力から直流分をカットするためのカップリングコンデ
ンサ、４３はＭＩ素子１に高周波電流を印加するための
抵抗、１０は電圧の変化に変換されたＭＩ素子１のイン
ピーダンス変化のピーク値を保持する検波手段、１１は
検波手段１０の出力を増幅する増幅手段である。
態を示す構成図である。同図において、１は磁気インピ
ーダンス素子（ＭＩ素子）であり、素子形状はワイヤ，
薄膜のいずれでも良い。２はＭＩ素子１にバイアスを印
加するためのコイル、３はＭＩ素子１に交流電流を印加
する発振手段、４０は発振手段３の出力よりも時間幅の
短い矩形波を出力する微分手段、４１は微分手段４１の
出力をもとにバイアス用コイル２に交流バイアスを印加
するインバータ（反転素子）、４２はインバータ４１の
出力から直流分をカットするためのカップリングコンデ
ンサ、４３はＭＩ素子１に高周波電流を印加するための
抵抗、１０は電圧の変化に変換されたＭＩ素子１のイン
ピーダンス変化のピーク値を保持する検波手段、１１は
検波手段１０の出力を増幅する増幅手段である。
【００１１】すなわち、発振手段３の出力を微分手段４
０にて微分することにより、消費電流を増大させること
なく、より時間幅の狭い（短い）矩形波をＭＩ素子１に
印加できるようにし、低消費電力化と高感度化を両立さ
せるものである。例えば、１０ＭＨｚと同等の時間幅で
ある５０ｎｓを５００ＫＨｚの発振手段から発生させる
場合は、図１の微分手段４０の構成を例えば図２のよう
にコンデンサ４００の容量を１００ｐＦ、抵抗４０１の
抵抗値を３９０Ω程度とする。なお、４０２はバッファ
（アンプ）を示す。このようにすると、発振手段３の消
費電力は発生させるクロックの周波数に比例するので、
消費電力は１／２０程度に低減する。さらに、ＭＩ素子
１に印加する交流電流と、バイアス用コイル２に印加す
る交流電流を１つの発振手段３より供給できるので、よ
り低消費電力化が図れる。
０にて微分することにより、消費電流を増大させること
なく、より時間幅の狭い（短い）矩形波をＭＩ素子１に
印加できるようにし、低消費電力化と高感度化を両立さ
せるものである。例えば、１０ＭＨｚと同等の時間幅で
ある５０ｎｓを５００ＫＨｚの発振手段から発生させる
場合は、図１の微分手段４０の構成を例えば図２のよう
にコンデンサ４００の容量を１００ｐＦ、抵抗４０１の
抵抗値を３９０Ω程度とする。なお、４０２はバッファ
（アンプ）を示す。このようにすると、発振手段３の消
費電力は発生させるクロックの周波数に比例するので、
消費電力は１／２０程度に低減する。さらに、ＭＩ素子
１に印加する交流電流と、バイアス用コイル２に印加す
る交流電流を１つの発振手段３より供給できるので、よ
り低消費電力化が図れる。
【００１２】図３はこの発明の第２の実施の形態を示す
構成図である。これは、図１に示すものに対し、バイア
ス用コイル２に交流電流を印加した後に、ＭＩ素子１に
交流電流を印加する点で異なっている。すなわち、図１
の微分手段４０の代わりに、発振手段３の出力を分周す
る分周手段５０と、発振手段３と分周手段５０の出力を
選択的に出力して、ＭＩ素子１に交流電流を出力する第
１のゲート手段５１と、発振手段３と分周手段５０の出
力を選択的に出力して、バイアス用コイル２に対し交流
電流を出力する第２のゲート手段５２とから構成され
る。
構成図である。これは、図１に示すものに対し、バイア
ス用コイル２に交流電流を印加した後に、ＭＩ素子１に
交流電流を印加する点で異なっている。すなわち、図１
の微分手段４０の代わりに、発振手段３の出力を分周す
る分周手段５０と、発振手段３と分周手段５０の出力を
選択的に出力して、ＭＩ素子１に交流電流を出力する第
１のゲート手段５１と、発振手段３と分周手段５０の出
力を選択的に出力して、バイアス用コイル２に対し交流
電流を出力する第２のゲート手段５２とから構成され
る。
【００１３】図４に図３の分周手段５０、ゲート手段５
１，５２の具体例を示す。図４に示すように、分周手段
５０はフリップフロップ（ＦＦ）からなり、ゲート手段
５１はインバータとアンドゲートからなり、ゲート手段
５２はバッファからなっている。図５にその動作説明図
を示す。同図（ａ）は発振手段３の出力、同（ｂ）は分
周手段５０の出力、同（ｃ）はゲート手段５１の出力、
同（ｄ）はゲート手段５２の出力をそれぞれ示す。図
３，図４では、すべてディジタル回路で構成できるの
で、温度特性，耐ノイズ性等の環境特性に優れたシステ
ムを実現できる反面、高速な発振手段を必要とするた
め、消費電力が増加する点が難点と言える。
１，５２の具体例を示す。図４に示すように、分周手段
５０はフリップフロップ（ＦＦ）からなり、ゲート手段
５１はインバータとアンドゲートからなり、ゲート手段
５２はバッファからなっている。図５にその動作説明図
を示す。同図（ａ）は発振手段３の出力、同（ｂ）は分
周手段５０の出力、同（ｃ）はゲート手段５１の出力、
同（ｄ）はゲート手段５２の出力をそれぞれ示す。図
３，図４では、すべてディジタル回路で構成できるの
で、温度特性，耐ノイズ性等の環境特性に優れたシステ
ムを実現できる反面、高速な発振手段を必要とするた
め、消費電力が増加する点が難点と言える。
【００１４】図６はこの発明の第３の実施の形態を示す
構成図である。これは、図３の分周手段５０、ゲート手
段５１，５２の代わりに、発振手段３の出力を微分し発
振手段３の出力よりも時間幅の短い矩形波を出力する微
分手段６０と、この微分手段６０の出力を積分してその
出力を一定時間遅延させる積分手段６１と、微分手段６
０と積分手段６１の各出力を選択的に出力するゲート手
段６２とを設けたものである。
構成図である。これは、図３の分周手段５０、ゲート手
段５１，５２の代わりに、発振手段３の出力を微分し発
振手段３の出力よりも時間幅の短い矩形波を出力する微
分手段６０と、この微分手段６０の出力を積分してその
出力を一定時間遅延させる積分手段６１と、微分手段６
０と積分手段６１の各出力を選択的に出力するゲート手
段６２とを設けたものである。
【００１５】図７に図６の微分手段６０，積分手段６１
およびゲート手段６２の具体例を示す。微分手段６０は
図２と同じくコンデンサ６００，抵抗６０１およびバッ
ファ６０２から構成され、積分手段６１は抵抗６１０，
コンデンサ６１１およびバッファ６１２から構成され、
ゲート手段６２はオアゲートから構成されている。図８
にその動作説明図を示す。同図（ａ）は発振手段３の出
力、同（ｂ）は微分手段６０の出力、同（ｃ）は積分手
段６１の出力、同（ｄ）はゲート手段６２の出力をそれ
ぞれ示す。図６，図７では、図３，図４のような高速な
発振手段が必要ないので、低消費電力化が可能である。
また、図１，図２に示すものに比べＭＩ素子１に印加す
る交流電流を、バイアス用コイル２への交流電流の印加
後に加えるので、安定した出力が得られるという利点が
ある。
およびゲート手段６２の具体例を示す。微分手段６０は
図２と同じくコンデンサ６００，抵抗６０１およびバッ
ファ６０２から構成され、積分手段６１は抵抗６１０，
コンデンサ６１１およびバッファ６１２から構成され、
ゲート手段６２はオアゲートから構成されている。図８
にその動作説明図を示す。同図（ａ）は発振手段３の出
力、同（ｂ）は微分手段６０の出力、同（ｃ）は積分手
段６１の出力、同（ｄ）はゲート手段６２の出力をそれ
ぞれ示す。図６，図７では、図３，図４のような高速な
発振手段が必要ないので、低消費電力化が可能である。
また、図１，図２に示すものに比べＭＩ素子１に印加す
る交流電流を、バイアス用コイル２への交流電流の印加
後に加えるので、安定した出力が得られるという利点が
ある。
【００１６】図９はこの発明の第４の実施の形態を示す
構成図である。これは、増幅手段１１の出力を帰還する
ための帰還手段７３を設けるとともに、微分手段７０の
出力からこの帰還手段７３の出力を減算する減算手段７
２を設けた点が特徴である。増幅手段１１の出力を帰還
することにより、増幅手段１１の出力は検知磁界と帰還
手段７３とからのみ決まるので、ＭＩ素子１および検波
手段１０，増幅手段１１等からなるシステムの温度・外
乱ノイズ等による出力変化を抑えられるという利点が得
られる。
構成図である。これは、増幅手段１１の出力を帰還する
ための帰還手段７３を設けるとともに、微分手段７０の
出力からこの帰還手段７３の出力を減算する減算手段７
２を設けた点が特徴である。増幅手段１１の出力を帰還
することにより、増幅手段１１の出力は検知磁界と帰還
手段７３とからのみ決まるので、ＭＩ素子１および検波
手段１０，増幅手段１１等からなるシステムの温度・外
乱ノイズ等による出力変化を抑えられるという利点が得
られる。
【００１７】図１０に図９の微分手段，減算手段の具体
例を示す。図示のように、微分手段７０はこれ迄と同じ
くコンデンサ７００，抵抗器７０１およびバッフア７０
２から構成され、減算手段７２はオペアンプ７２０，７
２１と抵抗器７２２〜７２５とから構成される。図１１
は図１０の動作説明図である。同図（ａ）は発振手段３
の出力、同（ｂ）は減算手段７２のＡ入力、同（ｃ）は
減算手段７２のＢ入力、同（ｄ）は減算手段７２の出力
Ｃを示す。この例では、微分手段７０の出力となる減算
手段７２の入力Ａから、帰還手段７３の出力である減算
手段７２の入力Ｂを減算し、その出力Ｃをバイアス用コ
イル２に入力するので、ＭＩ素子１の出力が大きい場合
はその出力を減少させる方向にバイアスが加わることに
なる。
例を示す。図示のように、微分手段７０はこれ迄と同じ
くコンデンサ７００，抵抗器７０１およびバッフア７０
２から構成され、減算手段７２はオペアンプ７２０，７
２１と抵抗器７２２〜７２５とから構成される。図１１
は図１０の動作説明図である。同図（ａ）は発振手段３
の出力、同（ｂ）は減算手段７２のＡ入力、同（ｃ）は
減算手段７２のＢ入力、同（ｄ）は減算手段７２の出力
Ｃを示す。この例では、微分手段７０の出力となる減算
手段７２の入力Ａから、帰還手段７３の出力である減算
手段７２の入力Ｂを減算し、その出力Ｃをバイアス用コ
イル２に入力するので、ＭＩ素子１の出力が大きい場合
はその出力を減少させる方向にバイアスが加わることに
なる。
【００１８】図１２はこの発明の第５の実施の形態を示
す構成図である。これは、発振手段３の出力に同期して
バイアス用コイル２に帰還をかけるために、減算手段８
２と帰還手段８４との間にスイッチ手段８３を設けた点
が特徴である。このような構成にすることで、ＭＩ素子
１および検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温
度・外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら、低消費
電力化が図れるという利点が得られる。
す構成図である。これは、発振手段３の出力に同期して
バイアス用コイル２に帰還をかけるために、減算手段８
２と帰還手段８４との間にスイッチ手段８３を設けた点
が特徴である。このような構成にすることで、ＭＩ素子
１および検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温
度・外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら、低消費
電力化が図れるという利点が得られる。
【００１９】図１３に図１２のスイッチ手段８３の具体
例を示す。図示のように、スイッチ手段８３は抵抗器８
３０とトランジスタ８３１とから構成される。微分手段
８０，減算手段８２の構成は図１０の場合と同様であ
る。図１４は図１２の動作説明図である。同図（ａ）は
発振手段３の出力、同（ｂ）は減算手段８２のＡ入力、
同（ｃ）は減算手段８２のＢ入力、同（ｄ）は減算手段
８２の出力Ｃを示す。
例を示す。図示のように、スイッチ手段８３は抵抗器８
３０とトランジスタ８３１とから構成される。微分手段
８０，減算手段８２の構成は図１０の場合と同様であ
る。図１４は図１２の動作説明図である。同図（ａ）は
発振手段３の出力、同（ｂ）は減算手段８２のＡ入力、
同（ｃ）は減算手段８２のＢ入力、同（ｄ）は減算手段
８２の出力Ｃを示す。
【００２０】図１５はこの発明の第６の実施の形態を示
す構成図である。これは、ＭＩ素子１へのバイアス磁界
を磁石９２により印加する一方、帰還手段９１の出力に
比例したバイアスを抵抗器９５を介してバイアス用コイ
ル２に印加する点が特徴である。こうすることにより減
算手段等が不要となるので、ＭＩ素子１および検波手段
１０，増幅手段１１等のシステムの温度・外乱ノイズ等
による出力変化を抑えながら、低コスト化が可能になる
と言う利点が得られる。
す構成図である。これは、ＭＩ素子１へのバイアス磁界
を磁石９２により印加する一方、帰還手段９１の出力に
比例したバイアスを抵抗器９５を介してバイアス用コイ
ル２に印加する点が特徴である。こうすることにより減
算手段等が不要となるので、ＭＩ素子１および検波手段
１０，増幅手段１１等のシステムの温度・外乱ノイズ等
による出力変化を抑えながら、低コスト化が可能になる
と言う利点が得られる。
【００２１】図１６はこの発明の第７の実施の形態を示
す構成図である。これは、発振手段３の出力に同期して
バイアス用コイル２に帰還をかけるために、帰還手段１
０１と抵抗器１０６との間にスイッチ手段１０３を設け
た点が特徴である。このような構成にすることで、ＭＩ
素子１および検波手段１０，増幅手段１１等のシステム
の温度・外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら、低
コスト化および低消費電力化が図れるという利点が得ら
れる。なお、以上では１つのＭＩ素子を用いるものにつ
いて説明したが、ＭＩ素子は２つ以上でも良い。また、
ＭＩ素子に高周波電流を印加する発振回路は、他励式だ
けでなく自励式とすることもできる。
す構成図である。これは、発振手段３の出力に同期して
バイアス用コイル２に帰還をかけるために、帰還手段１
０１と抵抗器１０６との間にスイッチ手段１０３を設け
た点が特徴である。このような構成にすることで、ＭＩ
素子１および検波手段１０，増幅手段１１等のシステム
の温度・外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら、低
コスト化および低消費電力化が図れるという利点が得ら
れる。なお、以上では１つのＭＩ素子を用いるものにつ
いて説明したが、ＭＩ素子は２つ以上でも良い。また、
ＭＩ素子に高周波電流を印加する発振回路は、他励式だ
けでなく自励式とすることもできる。
【００２２】
【発明の効果】この発明によれば、発振手段の出力を微
分手段により微分することで、消費電力を増大させるこ
となく、より時間幅の短い（狭い）矩形波をＭＩ素子に
印加できるので、低消費電力化と高感度化の両立が可能
となる。ＭＩ素子に印加する交流電流と、バイアス用コ
イルに印加する交流電流を１つの発振手段より供給する
ことで、より消費電力を低減できる。微分手段，積分手
段等のアナログ回路を使用せずにディジタル回路で構成
すれば、温度特性，耐ノイズ性等の環境特性にすぐれた
装置を提供できる。増幅手段の出力を帰還することによ
り、増幅手段の出力は検知磁界と帰還手段からのみ決ま
るので、ＭＩ素子１および検波手段１０，増幅手段１１
等のシステムの温度・外乱ノイズ等による出力変化を抑
えることができ、高精度化を図ることができる。発振手
段の出力に同期して帰還をかけることで、ＭＩ素子１お
よび検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温度・
外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら低消費電力化
が図れるので、高精度で消費電力の少ない装置を提供で
きる。さらに、磁石によりバイアスをかけ、帰還したバ
イアスをコイルによりかけることで、ＭＩ素子１および
検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温度・外乱
ノイズ等による出力変化を抑えながら低消費電力化およ
び低コスト化が図れるので、高精度で消費電力の少ない
装置を提供できる。
分手段により微分することで、消費電力を増大させるこ
となく、より時間幅の短い（狭い）矩形波をＭＩ素子に
印加できるので、低消費電力化と高感度化の両立が可能
となる。ＭＩ素子に印加する交流電流と、バイアス用コ
イルに印加する交流電流を１つの発振手段より供給する
ことで、より消費電力を低減できる。微分手段，積分手
段等のアナログ回路を使用せずにディジタル回路で構成
すれば、温度特性，耐ノイズ性等の環境特性にすぐれた
装置を提供できる。増幅手段の出力を帰還することによ
り、増幅手段の出力は検知磁界と帰還手段からのみ決ま
るので、ＭＩ素子１および検波手段１０，増幅手段１１
等のシステムの温度・外乱ノイズ等による出力変化を抑
えることができ、高精度化を図ることができる。発振手
段の出力に同期して帰還をかけることで、ＭＩ素子１お
よび検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温度・
外乱ノイズ等による出力変化を抑えながら低消費電力化
が図れるので、高精度で消費電力の少ない装置を提供で
きる。さらに、磁石によりバイアスをかけ、帰還したバ
イアスをコイルによりかけることで、ＭＩ素子１および
検波手段１０，増幅手段１１等のシステムの温度・外乱
ノイズ等による出力変化を抑えながら低消費電力化およ
び低コスト化が図れるので、高精度で消費電力の少ない
装置を提供できる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図２】図１の微分手段の具体例を示す構成図である。
【図３】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図４】図３の各部の具体例を示す構成図である。
【図５】図４の動作説明図である。
【図６】この発明の第３の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図７】図６の各部の具体例を示す構成図である。
【図８】図７の動作説明図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図１０】図９の各部の具体例を示す構成図である。
【図１１】図１０の動作説明図である。
【図１２】この発明の第５の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１３】図１２の各部の具体例を示す構成図である。
【図１４】図１２の動作説明図である。
【図１５】この発明の第６の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１６】この発明の第７の実施の形態を示す構成図で
ある。
ある。
【図１７】従来例を示す構成図である。
１…磁気インピーダンス（ＭＩ）素子、２…バイアス用
コイル、３…発振手段（ＯＳＣ）、１０…検波手段、１
１…増幅手段、４０，６０，７０，８０，９０，１００
…微分手段、５０…分周手段、５１，５２，６２…ゲー
ト手段、６１…積分手段、７２，８２…減算手段、７
３，８４，９１，１０１…帰還手段、８３，１０３…ス
イッチ手段、９２，１０２…磁石。
コイル、３…発振手段（ＯＳＣ）、１０…検波手段、１
１…増幅手段、４０，６０，７０，８０，９０，１００
…微分手段、５０…分周手段、５１，５２，６２…ゲー
ト手段、６１…積分手段、７２，８２…減算手段、７
３，８４，９１，１０１…帰還手段、８３，１０３…ス
イッチ手段、９２，１０２…磁石。
フロントページの続き (72)発明者 石川 公忠 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB05 AC09 AD51 BA05 BA10
Claims (8)
- 【請求項１】 磁気インピーダンス効果を有する磁気検
出素子と、発振手段とその出力を微分する微分手段とを
備え前記磁気検出素子に交流電流を印加する電流印加手
段と、前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加する
磁界印加手段と、前記磁気検出素子のインピーダンス変
化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する保持手
段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段とを設けた
ことを特徴とする磁気検出装置。 - 【請求項２】 前記磁界印加手段からの交流バイアス磁
界を、前記電流印加手段からの出力を利用して生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。 - 【請求項３】 磁気インピーダンス効果を有する磁気検
出素子と、発振手段と、この発振手段からの出力を予め
設定された分周比で分周する分周手段と、この分周手段
と前記発振手段の各出力を選択的に出力し前記磁気検出
素子に交流電流を印加する第１のゲート手段と、前記発
振手段と分周手段の各出力を選択的に出力し前記磁気検
出素子に交流バイアス磁界を印加する第２のゲート手段
と、前記磁気検出素子のインピーダンス変化を電圧に変
換しその電圧のピーク値を保持する保持手段と、その保
持した電圧を増幅する増幅手段とを設けたことを特徴と
する磁気検出装置。 - 【請求項４】 磁気インピーダンス効果を有する磁気検
出素子と、発振手段と、この発振手段からの出力を微分
する微分手段と、この微分手段からの出力を積分して前
記磁気検出素子に交流電流を印加する積分手段と、この
積分手段と前記微分手段の各出力を選択的に出力し前記
磁気検出素子に交流バイアス磁界を印加するゲート手段
と、前記磁気検出素子のインピーダンス変化を電圧に変
換しその電圧のピーク値を保持する保持手段と、その保
持した電圧を増幅する増幅手段とを設けたことを特徴と
する磁気検出装置。 - 【請求項５】 前記増幅手段の出力を帰還する帰還手段
と、この帰還手段の出力と前記交流バイアス磁界のため
の交流電流とを減算する減算手段とを設け、この減算手
段の出力により前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を
印加することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか
に記載の磁気検出装置。 - 【請求項６】 前記減算手段と帰還手段との間にスイッ
チ手段を設け、前記発振手段からの出力に応じて、前記
帰還手段からの出力を前記減算手段に入力することを特
徴とする請求項５に記載の磁気検出装置。 - 【請求項７】 磁気インピーダンス効果を有する磁気検
出素子と、この磁気検出素子に交流電流を印加する電流
印加手段と、前記磁気検出素子に交流バイアス磁界を印
加する磁界印加手段と、前記磁気検出素子のインピーダ
ンス変化を電圧に変換しその電圧のピーク値を保持する
保持手段と、その保持した電圧を増幅する増幅手段と、
この増幅手段からの出力を帰還する帰還手段と、この帰
還手段からの出力に応じて前記磁気検出素子にバイアス
磁界を印加する他の磁界印加手段とを備え、 前記磁界印加手段を発振手段と微分手段とから構成する
とともに、前記磁界印加手段を磁石により構成し、前記
他の磁界印加手段をコイルにより構成することを特徴と
する磁気検出装置。 - 【請求項８】 前記コイルと帰還手段との間にスイッチ
手段を設け、前記発振手段からの出力に応じて前記帰還
手段からの出力を前記コイルに印加することを特徴とす
る請求項７に記載の磁気検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001040267A JP2002243816A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 磁気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001040267A JP2002243816A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 磁気検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243816A true JP2002243816A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18902909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001040267A Pending JP2002243816A (ja) | 2001-02-16 | 2001-02-16 | 磁気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002243816A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100637520B1 (ko) | 2005-06-27 | 2006-11-02 | 주식회사 포디컬쳐 | 엠아이센서의 신호를 처리하기 위한 회로 및 그에 따른신호 처리방법 |
| WO2011105209A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| WO2012176451A1 (ja) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | キヤノン電子株式会社 | 磁界検出方法及び磁界検出回路 |
| JP2013044561A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Hioki Ee Corp | 磁界検出装置 |
| CN103620433B (zh) * | 2011-06-22 | 2016-11-30 | 佳能电子株式会社 | 磁场检测方法和磁场检测电路 |
-
2001
- 2001-02-16 JP JP2001040267A patent/JP2002243816A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100637520B1 (ko) | 2005-06-27 | 2006-11-02 | 주식회사 포디컬쳐 | 엠아이센서의 신호를 처리하기 위한 회로 및 그에 따른신호 처리방법 |
| WO2011105209A1 (ja) * | 2010-02-23 | 2011-09-01 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| CN102812366A (zh) * | 2010-02-23 | 2012-12-05 | 阿尔卑斯绿色器件株式会社 | 电流传感器 |
| US8465859B2 (en) | 2010-02-23 | 2013-06-18 | Alps Green Devices Co., Ltd. | Current sensor |
| JP5604652B2 (ja) * | 2010-02-23 | 2014-10-08 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| WO2012176451A1 (ja) * | 2011-06-22 | 2012-12-27 | キヤノン電子株式会社 | 磁界検出方法及び磁界検出回路 |
| CN103620433A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-03-05 | 佳能电子株式会社 | 磁场检测方法和磁场检测电路 |
| JPWO2012176451A1 (ja) * | 2011-06-22 | 2015-02-23 | キヤノン電子株式会社 | 磁界検出方法及び磁界検出回路 |
| CN103620433B (zh) * | 2011-06-22 | 2016-11-30 | 佳能电子株式会社 | 磁场检测方法和磁场检测电路 |
| JP2013044561A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Hioki Ee Corp | 磁界検出装置 |
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