JP2003121520A - 磁気検出回路および方位検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 経年変化や周囲温度の変化の影響を受けるこ
となく磁気の強さを測定することができる磁気検出回路
を提供する。 【解決手段】 磁気検出回路はバイアス回路１１と検出
回路１２から構成される。バイアス回路１１はバイアス
コイル１３へ、一定の傾きで上昇するバイアス電流と、
一定の傾きで減少するバイアス電流を印加する。バイア
スコイルによるバイアス磁場内にＴＭＲセンサ２ａが配
置される。検出回路１２は、バイアス電流の上昇開始時
点からＴＭＲセンサの端子電圧がしきい値に達するまで
の間、出力端子４３からクロックパルスを出力し、ま
た、バイアス電流の減少開始時点からＴＭＲセンサの端
子電圧がしきい値に達するまでの間、出力端子４３から
クロックパルスを出力する。これらのクロックパルスを
カウントし、その差に基づいて磁気の強さを検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気トンネル効
果素子（ＴＭＲセンサ）等の磁気センサを用いて磁界の
強さを検出する磁気検出回路および方位検出回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最近、ナビゲータの機能を付加した携帯
電話が開発されている。この携帯電話には、地磁気の方
向を検出する磁気検出回路が不可欠である。ところで、
磁気センサとしては、ＭＲセンサ、ＴＭＲセンサ、ＧＭ
Ｒセンサ等が知られており、これらはいずれも、周囲の
磁気の強さに応じて、その抵抗値が変化するものであ
る。これらのセンサの中で、ＴＭＲセンサが感度がよ
く、かつ、価格も安いことから携帯電話等に用いるのに
好適である。

【０００３】従来のＴＭＲセンサを用いた磁気検出回路
の構成例を図８および図９に示す。図８に示す回路にお
いて、１は定電流回路、２はＴＭＲセンサ、３はコンパ
レータ、４は基準電圧、５はインバータであり、基準電
圧４を変化させてコンパレータ３の出力変化点を検出
し、ＴＭＲセンサ２の両端電圧を検出する。また、図９
に示す回路は、ＴＭＲセンサ２の両端電圧を電圧検出回
路６によって直接検出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＭＲセン
サは経年変化や周囲温度の変化によって抵抗値が変化す
る問題があり、特に、地磁気のような弱い磁気を検出す
る場合は、経年変化等の影響を除去することが必要とな
る。しかしながら、上述した従来の磁気検出回路にあっ
ては、経年変化等に対する対策がなく、このため、経年
変化等に基づく誤差が大きくなる欠点があった。この発
明は、このような事情を考慮してなされたもので、その
目的は、経年変化や周囲温度の変化の影響を受けること
なく磁気の強さを測定することができる磁気検出回路を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記の課題を
解決すべくなされたもので、請求項１に記載の発明は、
バイアス磁場を形成するバイアスコイルと、前記バイア
スコイルへ、一定の傾きで上昇する第１の電流と、一定
の傾きで減少する第２の電流を印加するコイル駆動回路
と、前記バイアスコイルのバイアス磁場内に配置された
磁気センサと、前記磁気センサの端子電圧としきい値と
を比較する比較回路と、前記第１の電流の印加開始時点
から前記比較回路の出力が反転するまでの時間および前
記第２の電流の印加開始時点から前記比較回路の出力が
反転するまでの時間をそれぞれ計測する時間計測手段と
を具備し、前記時間計測手段の計測結果に基づいて前記
磁気センサの位置の磁場の強さを検出することを特徴と
する磁気検出回路である。

【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の磁気検出回路において、前記しきい値を、前記
第１または第２の電流の印加開始時点における前記磁気
センサの端子電圧と前記バイアスコイルの電流が零の時
の前記磁気センサの端子電圧との中間の電圧とすること
を特徴とする。また、請求項３に記載の発明は、請求項
１に記載の磁気検出回路において、前記しきい値を予め
決めた一定電圧とすることを特徴とする。

【０００７】また、請求項４に記載の発明は、バイアス
磁場を形成するバイアスコイルと、前記バイアスコイル
へ、一定の傾きで上昇する第１の電流と、一定の傾きで
減少する第２の電流を印加するコイル駆動回路と、前記
バイアスコイルのバイアス磁場内に配置された第１の磁
気センサと、前記第１の磁気センサの端子電圧としきい
値とを比較する第１の比較回路と、前記第１の電流の印
加開始時点から前記第１の比較回路の出力が反転するま
での第１の時間および前記第２の電流の印加開始時点か
ら前記第１の比較回路の出力が反転するまでの第２の時
間をそれぞれ計測する第１の時間計測手段と、前記第
１、第２の時間の差を演算して第１の磁気強さを得る第
１の演算手段と、前記バイアスコイルのバイアス磁場内
に、前記第１の磁気センサと直交する向きに配置された
第２の磁気センサと、前記第２の磁気センサの端子電圧
としきい値とを比較する第２の比較回路と、前記第１の
電流の印加開始時点から前記第２の比較回路の出力が反
転するまでの第３の時間および前記第２の電流の印加開
始時点から前記第２の比較回路の出力が反転するまでの
第４の時間をそれぞれ計測する第２の時間計測手段と、
前記第３、第４の時間の差を演算して第２の磁気強さを
得る第２の演算手段と、前記第１、第２の磁気強さから
方位を求める方位演算手段とを具備することを特徴とす
る方位検出回路である。

【０００８】また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載の方位検出回路において、前記第２の比較回路、
第２の時間計測手段、第２の演算手段に代えて、前記第
１の比較回路、第１の時間計測手段、第１の演算手段を
時分割で用いることを特徴とする。また、請求項６に記
載の発明は、請求項４または請求項５に記載の方位検出
回路において、前記第１、第２の磁気強さをそれぞれ複
数回測定し、第１の磁気強さの平均値および第２の磁気
強さの平均値を求め、これらの平均値に基づいて方位を
演算することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、この発明の
一実施の形態について説明する。図１は同実施の形態に
よる磁気検出回路の構成を示す回路図、図２は同磁気検
出回路の動作を説明するためのタイミングチャートであ
る。この磁気検出回路は、図１（ａ）に示す、ＴＭＲセ
ンサに可変バイアス磁界を印加するバイアス回路１１
と、図１（ｂ）に示す、ＴＭＲセンサ２ａの出力に基づ
いて磁気の強さを検出する検出回路１２とから構成され
ている。

【００１０】図１（ａ）において、符号１３はＴＭＲセ
ンサ２ａにバイアス磁界を与えるバイアスコイルであ
り、ＴＭＲセンサ２ａはこのバイアスコイル１３の上に
配置される（図５参照）。１４は演算増幅器、１５は演
算増幅器１４の反転入力端と出力端間に介挿されたコン
デンサ、１６はコンデンサ１５の両端に接続された半導
体スイッチである。このスイッチ１６は制御回路（図示
略）から供給されるリセット信号Ｒ（図２（ハ）参照）
によってオン／オフ制御される。１７は演算増幅器１４
と共に階段波を作成するスイッチ回路であり、半導体ス
イッチ１８〜２１とコンデンサ１Ｃとから構成されてい
る。ここで、スイッチ１８〜２１は１ＣクロックＣＫ１
（図２（リ）参照）によってオン／オフ制御される。２
４も階段波を作成するためのスイッチ回路であり、半導
体スイッチ２５〜２８とコンデンサ１６Ｃとから構成さ
れている。ここで、コンデンサ１６Ｃはコンデンサ１Ｃ
の１６倍の容量のコンデンサである。また、スイッチ２
５〜２８は１６ＣアップクロックＣＫ２および１６Ｃダ
ウンクロックＣＫ３（図２（ニ）、（ヘ）参照）によっ
てオン／オフ制御される。また、２９は電池もしくは定
電圧電源である。

【００１１】図１（ｂ）において、符号１は定電流回
路、２ａはＴＭＲセンサである。３１〜３６は半導体ス
イッチであり、スイッチ３１はボトムホールド信号Ｂ
（図２（ホ））によってオン／オフ制御され、スイッチ
３２および３４は計測信号Ｋ（図２（チ））によってオ
ン／オフ制御され、スイッチ３３，３５，３６はピーク
ホールド信号Ｐ（図２（ト））によってオン／オフ制御
される。３７〜３９はコンデンサ、４０はコンパレー
タ、４１はインバータ、４２はアンドゲート、４３は出
力端子である。

【００１２】次に、上述した実施形態の動作を説明す
る。最初に、動作原理を図３および図４を参照して説明
する。図３は、磁場の変化に対するＴＭＲセンサの抵抗
値の変化を示す図である。ＴＭＲセンサに印加される磁
場をマイナスからプラスへ順次増大させると、抵抗値は
順次増大する。そして、磁場の強さがＨ１に達すると、
抵抗値が急激に一定値まで下がり、以後、磁場の増加と
共に抵抗値が順次減少する。また、ＴＭＲセンサに印加
される磁場をプラスからマイナスへ順次減少させると、
抵抗値は順次増大する（破線参照）。そして、磁場の強
さがＨ２に達すると、抵抗値が急激に一定値まで下が
り、以後、磁場の増加と共に抵抗値が順次減少する。こ
のように、ＴＭＲセンサの抵抗値は、磁場に対し偶関数
となる。

【００１３】次に、図４（ａ）はＴＭＲセンサに印加す
る交流バイアス磁界の変化を示しており、この図におい
て、Ｈｍａｘ、Ｈｍｉｎは各々ＴＭＲセンサに印加する
磁場の最大値および最小値である（図３参照）。いま、
被測定磁界が「０」の時、交流バイアス磁界を図４
（ａ）に示すように変化させると、図３から明らかなよ
うに、ＴＭＲセンサの抵抗値が図４（ｂ）に直線Ａで示
すように変化する。また、被測定磁界が正の一定値であ
る場合は、ＴＭＲセンサの抵抗値が図４（ｂ）に直線Ｂ
で示すように変化し、被測定磁界が負の一定値である場
合は、ＴＭＲセンサの抵抗値が直線Ｃで示すように変化
する。

【００１４】そこで、同図に示すように、抵抗値が所定
のしきい値Ｔｈを上から下へ横切った時点から、次に抵
抗値がしきい値Ｔｈを上から下へ横切った時点までの時
間ａ（ａ１、ａ２）と、さらに次に抵抗値がしきい値Ｔ
ｈを上から下へ横切った時点までの時間ｂ（ｂ１、ｂ
２）とを計測し、測定値ａとｂの差をとれば、被測定磁
界の強さに対応する値を得ることができる。図１の実施
形態においては、上述したａ，ｂに変えて、交流バイア
ス磁界のスタート時点から抵抗値がしきい値Ｔｈに達す
る間での時間Ｔａ、Ｔｂ（図４（ｂ）参照）を計測し、
時間Ｔａ，Ｔｂの差をとることによって被測定磁界の強
さに対応する値を得ている。また、しきい値Ｔｈとし
て、交流バイアス磁界が最小値Ｈｍｉｎまたは最大値Ｈ
ｍａｘの時の抵抗値（ボトム値）と交流バイアス磁界が
０の時の抵抗値（ピーク値）の丁度中間の値を使用する
ようになっている。

【００１５】次に、図１に示す回路の動作を図２に示す
タイミングチャートを参照して説明する。磁気計測を開
始する時、制御回路（図示略）は、まず、リセット信号
Ｒ（図２（ハ））を出力する。これによりスイッチ１６
が短時間オンとされ、コンデンサ１５の電荷が放電され
る。次に、制御回路は１６ＣアップクロックＣＫ２を３
２パルス、スイッチ回路２４へ出力する。これにより、
演算増幅器１４から順次階段状に増加する電流Ｉｄがバ
イアスコイル１３へ印加される。

【００１６】すなわち、まず、スイッチ２６、２７がオ
ンとなり、コンデンサ１６Ｃが電池２９からの電流によ
って充電される。次に、スイッチ２５、２８がオンとな
り（スイッチ２６，２７はオフ）、コンデンサ１６Ｃの
負電圧が演算増幅器１４の反転入力端へ印加される。こ
れにより、演算増幅器１４の出力電圧が正の電圧とな
り、バイアスコイル１３に電流Ｉｄが流され、また、コ
ンデンサ１５が一定値まで充電され、コンデンサ１６Ｃ
が放電される。次に、再びスイッチ２６，２７がオン
（スイッチ２５、２８がオフ）となり、コンデンサ１６
Ｃが充電され、次いで、スイッチ２５，２８がオンとな
り、コンデンサ１６Ｃの負電圧が演算増幅器１４の反転
入力端に印加される。これにより、演算増幅器１４の出
力が、コンデン１５のチャージ電圧＋コンデンサ１６Ｃ
のチャージ電圧に増大し、この電圧に基づく電流Ｉｄが
流され、また、コンデンサ１５がその電圧まで充電さ
れ、コンデンサ１６Ｃの電荷が放電される。以下、上記
の動作が繰り返され、これにより、バイアスコイル１３
の電流が逐次増大する（図２（イ）参照）。

【００１７】バイアスコイル１３の電流が逐次増大する
と、これに伴い、ＴＭＲセンサ２ａに加わる磁場が増大
する。この磁場が０から逐次増大すると、ＴＭＲセンサ
２ａの抵抗値が一旦増大し（図３参照）、次いで急速に
減少した後、順次減少する。これにより、ＴＭＲセンサ
２ａの端子電圧Ｖｔが、図２（ロ）に示すように、一旦
増大した後急速に減少し、次いで順次減少する。そし
て、１６ＣアップクロックＣＫ２が３２パルス出力され
た時点で磁場の強さがＨｍａｘに達する。ここで、制御
回路がボトムホールド信号Ｂ（図２（ホ））を出力す
る。このボトムホールド信号Ｂが出力されると、スイッ
チ３１がオンとなり、コンデンサ３７にこの時のＴＭＲ
センサ２ａの端子電圧Ｖｔが充電される。すなわち、端
子電圧Ｖｔのボトム電圧がコンデンサ３７に記憶され
る。なお、この時、スイッチ３２はオフ状態にある。

【００１８】次に、制御回路は、１６Ｃダウンクロック
ＣＫ３（図２（ヘ））を３２パルス、スイッチ回路２４
へ出力する。またこの時、電池２９の極性を反転する。
これにより、演算増幅器１４の出力が逐次階段状に０ま
で減少し、ＴＭＲセンサ２ａの端子電圧Ｖｔが順次増加
する（図２（ロ）参照）。なお、１６Ｃダウンクロック
ＣＫ３によるスイッチ２５〜２８のオン／オフ制御は前
述したアップクロックＣＫ２の場合と同じである。

【００１９】演算増幅器１４の出力電圧が０になると、
バイアスコイル１３のドライブ電流Ｉｄが０となり、バ
イアス磁場が０となる。この時、図３から明らかなよう
に、ＴＭＲセンサ２ａの抵抗値がほぼ最大値となり、従
ってＴＭＲセンサ２ａの端子電圧Ｖｔがほぼ最大値とな
る。ここで、制御回路はピークホールド信号Ｐ（図２
（ト））を出力する。これにより、スイッチ３３がオン
となり、コンデンサ３８にこの時のＴＭＲセンサ２ａの
端子電圧Ｖｔが充電される。すなわち、端子電圧Ｖｔの
ピーク値がコンデンサ３８に記憶される。また、制御回
路からピークホールド信号Ｐが出力されると、スイッチ
３５、３６がオンとなる。これにより、コンパレータ４
０の両入力端間のオフセット電圧がコンデンサ３９に充
電される。このコンデンサ３９は、以後の動作において
オフセットキャンセラとして機能する。

【００２０】次に、制御回路は、１６Ｃダウンクロック
ＣＫ３を再び３２パルス出力し、またこの時、電池２９
を図と逆極性とする。これにより、バイアスドライブ電
流Ｉｄが負電流となり、逐次その大きさが増大する。こ
れに伴い、バイアス磁場が順次減少する。そして、ダウ
ンクロックＣＫ３が３２パルス出力された時点（図２の
時刻ｔｓ参照）でバイアス磁場の強さがＨｍｉｎに達す
る。

【００２１】ここで制御回路は、計測信号Ｋ（図２
（チ））を出力する。計測信号Ｋが出力されると、スイ
ッチ３２および３４がオンとなり、コンデンサ３８の電
荷がコンデンサ３７へ移動し、両コンデンサ３７，３８
の電圧が等しくなる。すなわち、コンデンサ３７，３８
の電圧が、ＴＭＲセンサ２ａの端子電圧Ｖｔのピーク電
圧とボトム電圧の丁度中間の電圧となる。そして、この
電圧が、以後、コンパレータ４０の反転入力端へしきい
値Ｔｈとして供給される。

【００２２】また、制御回路は、時刻ｔｓ以後、５１２
パルスの１ＣクロックＣＫ１（図２（リ））をスイッチ
回路１７へ出力する。この１ＣクロックＣＫ１がスイッ
チ回路１７へ出力されると、スイッチ１８〜２１が上述
したスイッチ回路２４のスイッチ２５〜２８と同様にオ
ン／オフ制御され、これにより、バイアスコイル１３の
ドライブ電流Ｉｄが順次上昇し（図２（イ））、ＴＭＲ
センサ２ａの端子電圧Ｖｔが順次上昇する（図２
（ロ））。但しこの場合、コンデンサ１Ｃの容量がコン
デンサ１６Ｃの容量の１／１６であることから、１６Ｃ
アップクロックＣＫ２に基づく電圧Ｖｔの上昇と比較
し、１／１６の傾きで上昇する。また、１ＣクロックＣ
Ｋ１は、この時開状態にあるアンドゲート４２を通過
し、出力端子４３から出力される。

【００２３】電圧Ｖｔが順次上昇し、しきい値Ｔｈに達
すると（但し、コンデンサ３９の両端電圧を０とす
る）、コンパレータ４０の出力ＣＰが反転して”１”と
なり、したがって、インバータ４１の出力が”０”とな
り、アンドゲート４２が閉状態となる。これにより、１
ＣクロックＣＫ１が出力端子４３へ出力されなくなる。
すなわち、上記の過程において、出力端子４３から出力
される１ＣクロックＣＫ１のパルス数は、図４（ｂ）に
おける時間Ｔａを示している。

【００２４】次に、制御回路は、５１２パルスの１Ｃク
ロックＣＫ１を出力した後、１６ＣアップクロックＣＫ
２を３２パルス出力する（図２（ニ））。これにより、
バイアスドライブ電流Ｉｄがさらに上昇し、バイアス磁
場がＨｍａｘに達する。この時、ＴＭＲセンサ２ａの端
子電圧はボトム電圧となる（図２（ロ））。また、この
時、コンパレータ４０の出力ＣＰは”０”にあり、した
がって、インバータ４１の出力が”１”であり、アンド
ゲート４２が開状態になる。

【００２５】この時点以後、制御回路は、再び、５１２
パルスの１ＣクロックＣＫ１（図２（リ））をスイッチ
回路１７へ出力し、またこの時、電池２９の極性を図の
極性から反転する。これにより、バイアスドライブ電流
Ｉｄが逐次減少し、したがって、バイアス磁場が順次減
少し、ＴＭＲセンサ２ａの端子電圧Ｖｔが順次上昇する
（図２（ロ））。また、１ＣクロックＣＫ１がアンドゲ
ート４２を通過し、出力端子４３から出力される。そし
て、ＴＭＲセンサ２ａの端子電圧Ｖｔがしきい値Ｔｈに
達すると、コンパレータ４０の出力ＣＰが反転し、これ
により、アンドゲート４２が閉状態となり、出力端子４
３から１ＣクロックＣＫ１が出力されなくなる。すなわ
ち、上記の過程において、出力端子４３から出力される
１ＣクロックＣＫ１のパルス数は、図４（ｂ）における
時間Ｔｂを示している。

【００２６】このように、上述した回路は、出力端子４
３から、まず、時間Ｔａに対応する数のパルスを出力
し、次いで、時間Ｔｂに対応する数のパルスを出力す
る。したがって、これらのパルスをカウンタによってカ
ウントし、そのカウント結果の差をとればＴＭＲセンサ
２ａのある場所の磁場の強さを得ることができる。

【００２７】以上がこの発明の一実施形態による磁気検
出回路の詳細である。この磁気検出回路によれば、予め
ＴＭＲセンサ２ａの感度範囲を計り、その中心までの変
化量の差をとることにより磁場の強さを測定する。すな
わち、この磁気検出回路によれば、ＴＭＲセンサの抵抗
値の絶対的測定値に基づいて磁場強さを測定するのでは
なく、相対的測定であるので、ＴＭＲセンサ２ａの感度
のバラツキに依存することなく測定を行うことができ、
したがって、経年変化や周囲温度変化に影響されない測
定を行うことができる。

【００２８】また、上記実施形態においては、オフセッ
トキャンセラとしてのコンデンサ３９を設けているの
で、コンパレータ４０のオフセットによる誤差を除去す
ることができる。なお、上記実施形態においては、スレ
ショルドレベルＴｈとしてピーク値とボトム値の中央点
を検出し、それを用いるようにしたが、これを予め決め
た一定値としてもよい。

【００２９】次に、上述した磁気検出回路を用いた方位
検出回路について説明する。この方位検出回路はＸ軸方
向、Ｙ軸方向の地磁気の強さを求め、その結果をベクト
ル合成して地磁気の方向および強さを求める回路であ
る。図５はセンサチップの構成を示す平面図である。こ
の図において、５０はガラスまたは石英からなる基板で
あり、この基板５０上にバイアスコイル１３が形成さ
れ、このバイアスコイル１３上にＴＭＲセンサ２ａ、２
ｂが取り付けられている。この場合、ＴＭＲセンサ２ａ
はＹ軸方向の磁気の強さを検出するものであり、また、
ＴＭＲセンサ２ｂはＸ軸方向の磁気の強さを検出するも
のである。また、５２は端子であり。そして、各ＴＭＲ
センサ２ａ、２ｂが各々、端子５２を介して２個の図１
に示す検出回路１２（以下、検出回路１２Ｙ、１２Ｘと
いう）に接続されている。

【００３０】図６は上記検出回路１２Ｘ、１２Ｙの出力
を処理する回路の構成を示すブロック図である。図６
（ａ）に示す回路は、検出回路１２Ｘ、１２Ｙの出力を
各々アップカウントするカウンタ６１と、カウンタ６１
から出力されるカウント値を一旦内部に記憶し、次いで
記憶したカウント値に基づいてＸ軸方向の磁気の強さお
よびＹ軸方向の磁気の強さを各々演算するベクトル値演
算回路６２と、ベクトル値演算回路６２から出力される
Ｘ軸、Ｙ軸方向の各磁気の強さから方位θおよび磁気の
強さＷ（図７参照）を演算する方位演算回路６３と、方
位演算回路６３の出力を表示する方位表示装置６４とか
ら構成されている。

【００３１】また、図６（ｂ）に示す回路は、上述した
図６（ａ）の回路のベクトル演算回路６２と方位演算回
路６３との間に傾き補正回路６５を挿入している。この
傾き補正回路６５は基板５０の傾きに基づく誤差を補正
する回路である。すなわち、いま、基板５０（図５）の
Ｘ軸と平行な辺５０ａを水平に保った場合において、Ｙ
軸に平行な辺５０ｂが水平に対して所定角度α傾くと、
ＴＭＲセンサ２０ａの出力が角度αに応じて変わってし
まい、この結果、方位検出結果も変わってしまう。傾き
補正回路６５は角度αに基づく誤差を補正する回路であ
り、Ｙ軸の磁気の強さをスレショルドレベルと比較する
ことにより補正を行う。なお、この傾き補正回路につい
ては先出願（特願２００１−２１００５４号）に詳細が
記載されている。

【００３２】また、図６（ｃ）に示す回路は、上述した
図６（ｂ）に示す回路におけるベクトル値演算回路６２
と傾き補正回路６５の間にベクトル値平均化回路６６を
挿入したものである。このベクトル値平均化回路６６
は、同じ位置における測定を複数回繰り返し、その結果
得られたＸ軸、Ｙ軸方向の各磁気の強さの平均値をそれ
ぞれ求める回路である。地磁気は元々微弱なため、ＴＭ
Ｒセンサの出力信号を大きく増幅して使用する。その
時、外来ノイズと回路中でのノイズも増幅してしまうた
め、高分解能にするにしたがってその割合が大きくなっ
てしまう。そこで、平均化することによりある程度丸め
込んで安定させる。なお、上述した方位検出回路は図１
に示す検出回路１２を２回路（１２ａ、１２ｂ）設けた
が、これを１回路とし、時分割で使用してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、第１の電流の上昇開始時点から磁気センサの端子電
圧がしきい値に達するまでの時間および第２の電流の上
昇開始時点から磁気センサの端子電圧がしきい値に達す
るまでの時間をそれぞれ計測し、その計測結果に基づい
て磁気センサの位置の磁場の強さを検出するようにした
ので、経年変化や周囲温度の変化の影響を受けることな
く磁気の強さを測定することができる効果が得られる。
また、請求項４に記載の発明によれば、経年変化や周囲
温度の変化の影響を受けることなく方位測定をすること
ができる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施形態による磁気検出回路の
構成を示すブロック図である。

【図２】 同実施形態の動作を説明するためのタイミン
グチャートである。

【図３】 図１におけるＴＭＲセンサ２ａの基本的抵抗
特性を示す図である。

【図４】 図１におけるＴＭＲセンサ２ａに加える交流
バイアス磁界およびＴＭＲセンサ２ａの抵抗値の変化を
示す図である。

【図５】 ＴＭＲセンサ２ａ、２ｂが取り付けられた方
位検出用の基板を示す平面図である。

【図６】 図１に示す検出回路１２の後部に接続される
方位検出のための回路を示す図である。

【図７】 方位演算を説明するための図である。

【図８】 従来のＴＭＲセンサの抵抗変化を検出する検
出回路例を示す回路図である。

【図９】 従来のＴＭＲセンサの抵抗変化を検出する検
出回路例を示す回路図である。

【符号の説明】

２ａ…ＴＭＲセンサ、１１…バイアス回路、１２…検出
回路、１３…バイアスコイル、１４…演算増幅器、１
５、１Ｃ、１６Ｃ…コンデンサ、１７、２４…スイッチ
回路、１８〜２１、２５〜２７…半導体スイッチ、２９
…電池、３１〜３９…半導体スイッチ、４０…コンパレ
ータ、４２…アンドゲート、４３…出力端子。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バイアス磁場を形成するバイアスコイル
   と、 前記バイアスコイルへ、一定の傾きで上昇する第１の電
   流と、一定の傾きで減少する第２の電流を印加するコイ
   ル駆動回路と、 前記バイアスコイルのバイアス磁場内に配置された磁気
   センサと、 前記磁気センサの端子電圧としきい値とを比較する比較
   回路と、 前記第１の電流の印加開始時点から前記比較回路の出力
   が反転するまでの時間および前記第２の電流の印加開始
   時点から前記比較回路の出力が反転するまでの時間をそ
   れぞれ計測する時間計測手段と、 を具備し、前記時間計測手段の計測結果に基づいて前記
   磁気センサの位置の磁場の強さを検出することを特徴と
   する磁気検出回路。
2. 【請求項２】 前記しきい値を、前記第１または第２の
   電流の印加開始時点における前記磁気センサの端子電圧
   と前記バイアスコイルの電流が零の時の前記磁気センサ
   の端子電圧との中間の電圧とすることを特徴とする請求
   項１に記載の磁気検出回路。
3. 【請求項３】 前記しきい値を予め決めた一定電圧とす
   ることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出回路。
4. 【請求項４】 バイアス磁場を形成するバイアスコイル
   と、 前記バイアスコイルへ、一定の傾きで上昇する第１の電
   流と、一定の傾きで減少する第２の電流を印加するコイ
   ル駆動回路と、 前記バイアスコイルのバイアス磁場内に配置された第１
   の磁気センサと、 前記第１の磁気センサの端子電圧としきい値とを比較す
   る第１の比較回路と、 前記第１の電流の印加開始時点から前記第１の比較回路
   の出力が反転するまでの第１の時間および前記第２の電
   流の印加開始時点から前記第１の比較回路の出力が反転
   するまでの第２の時間をそれぞれ計測する第１の時間計
   測手段と、 前記第１、第２の時間の差を演算して第１の磁気強さを
   得る第１の演算手段と、 前記バイアスコイルのバイアス磁場内に、前記第１の磁
   気センサと直交する向きに配置された第２の磁気センサ
   と、 前記第２の磁気センサの端子電圧としきい値とを比較す
   る第２の比較回路と、前記第１の電流の印加開始時点か
   ら前記第２の比較回路の出力が反転するまでの第３の時
   間および前記第２の電流の印加開始時点から前記第２の
   比較回路の出力が反転するまでの第４の時間をそれぞれ
   計測する第２の時間計測手段と、 前記第３、第４の時間の差を演算して第２の磁気強さを
   得る第２の演算手段と、 前記第１、第２の磁気強さから方位を求める方位演算手
   段と、 を具備することを特徴とする方位検出回路。
5. 【請求項５】 前記第２の比較回路、第２の時間計測手
   段、第２の演算手段に代えて、前記第１の比較回路、第
   １の時間計測手段、第１の演算手段を時分割で用いるこ
   とを特徴とする請求項４に記載の方位検出回路。
6. 【請求項６】 前記第１、第２の磁気強さをそれぞれ複
   数回測定し、第１の磁気強さの平均値および第２の磁気
   強さの平均値を求め、これらの平均値に基づいて方位を
   演算することを特徴とする請求項４または請求項５に記
   載の方位検出回路。