JP2006098310A

JP2006098310A - 磁気測定回路

Info

Publication number: JP2006098310A
Application number: JP2004286897A
Authority: JP
Inventors: Shinji Otaki; 眞次尾瀧
Original assignee: Yamaha Corp
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-04-13

Abstract

【課題】低消費電力を実現すると共に、回路規模の増大や、パワーダウン移行に係る余計な手順の発生を抑えた磁気測定回路を提供する。
【解決手段】磁気測定を開始する場合、制御部１１は、測定開始の指示を示す信号をＡＤコンバータ１２の制御部およびパワーダウン制御部１４へ出力する。パワーダウン制御部１４は、この信号に基づいて、磁気センサ１３に対する駆動電力の供給を開始させ、磁気センサ１３をオン状態に遷移させる。ＡＤコンバータ１２は、制御部１１から出力された信号に基づいて磁気測定の動作を開始する。磁気測定が終了した場合、ＡＤコンバータ１２の制御部は、測定終了を示す信号をパワーダウン制御部１４へ出力する。パワーダウン制御部１４は、測定終了を示す信号に基づいて、磁気センサ１３に対する駆動電力の供給を停止させ、磁気センサ１３をオフ状態に遷移させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、磁気を測定する磁気センサを備えた磁気測定回路に関し、特に、磁気センサの消費電力の低減を図った磁気測定回路に関する。

磁気（地磁気）を測定する磁気センサを備えた磁気測定回路の応用例として、磁気測定回路によって測定された地磁気に基づいて方位測定を行う携帯電話機等の携帯端末が知られている。測定された方位は、例えば地図の表示に利用される。一例として挙げると、位置測定を行うＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）を備え、現在位置に基づいた地図を、携帯端末の向き（方位）に合わせて表示する機能を有する携帯端末が登場している。なお、特許文献１には、３軸方向の磁束量の積分値を測定する積分磁束計が記載されている。また、特許文献２には、磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）を用いた磁気センサが記載されている。
特開平４−９３７８２号公報特開２００３−２０２３６５号公報

従来の磁気測定回路においては、磁気センサを低消費電力で動作させる手法はあったが、低消費電力であっても、磁気センサに常時電力が供給されていたため、磁気センサの使用頻度が少ない場合には、無駄な消費電力が発生するという問題があった。また、磁気センサを、駆動電力が供給されているオン状態から、駆動電力の供給が停止されたオフ状態へ遷移させる場合に、磁気測定回路が設けられたチップにパワーダウン用のピンを１ピン用意し、そのピンを介して信号を入力することにより、外部から磁気センサのパワーダウンを制御する手法があった。しかし、この手法においては、パワーダウン用に１ピンが必要となり、製造コストが高くなるという問題があった。

また、磁気センサをパワーダウンするためのレジスタを設けておき、レジスタに１または０を書き込むことによって磁気センサのパワーダウンを制御する手法もあった。しかし、この手法においては、レジスタが必要になるために回路規模が大きくなり、レジスタへの書き込み手順が増えるためにパワーダウンまたはパワーオンへの移行に時間がかかるという問題があった。

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであって、低消費電力を実現すると共に、回路規模の増大や、パワーダウン移行に係る余計な手順の発生を抑えた磁気測定回路を提供することを目的とする。

本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、磁気を測定する磁気センサと、該磁気センサによる磁気の測定が終了した場合に、前記磁気センサの状態を、駆動電力が供給されているオン状態から、前記駆動電力の供給が停止されたオフ状態へ遷移させると共に、前記磁気センサによる磁気の測定が開始される場合に、前記磁気センサの状態を前記オフ状態から前記オン状態へ遷移させる制御手段とを具備することを特徴とする磁気測定回路である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気測定回路において、前記制御手段は、前記磁気センサが設けられるチップと同一のチップ内に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、磁気センサによる磁気の測定が終了した場合に、磁気センサの状態をオン状態からオフ状態へ遷移させ、磁気センサによる磁気の測定が開始される場合に、磁気センサの状態をオフ状態からオン状態へ遷移させるようにしたので、低消費電力を実現することができ、また、回路規模の増大や、パワーダウン移行に係る余計な手順の発生を抑えることができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態による磁気測定回路の構成を示すブロック図である。本実施形態による磁気測定回路は、例えば携帯電話機やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の携帯端末に搭載される。この磁気測定回路は、ＣＰＵ１、磁気センサユニット２、および磁気センサユニット３を備えている。

ＣＰＵ１は磁気測定回路全体を制御すると共に、バスＢを介した制御信号等の入出力により、携帯端末内の各部を制御する。磁気測定に関しては、ＣＰＵ１は磁気センサユニット２および磁気センサユニット３に対して、インターフェイス２７（３７）を介して、磁気センサユニット２および磁気センサユニット３による磁気の測定を制御する。磁気センサユニット２および磁気センサユニット３は、それぞれ１チップ（１ＩＣチップ）として構成されている。

磁気センサユニット２は、Ｘ軸およびＹ軸方向の磁気を測定する。磁気センサユニット２には、ＣＰＵ１よりデータ信号同期用のクロック信号が入力されるＳＣＬ端子２０ａと、ＣＰＵ１とデータ信号の入出力を行うＳＤＡ端子２０ｂとが設けられている。同様に、磁気センサユニット３には、ＣＰＵ１よりデータ信号同期用のクロック信号が入力されるＳＣＬ端子３０ａと、ＣＰＵ１とデータ信号の入出力を行うＳＤＡ端子３０ｂとが設けられている。

磁気センサユニット２において、Ｘ軸磁気センサ２１はＸ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。Ｙ軸磁気センサ２２はＹ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。スイッチ２３は、Ｘ軸磁気センサ２１およびＹ軸磁気センサ２２の一方から信号を取り出すため、Ｘ軸磁気センサ２１と増幅回路２４とが接続されるか、またはＹ軸磁気センサ２２と増幅回路２４とが接続されるように接続を切り替える。増幅回路２４は、Ｘ軸磁気センサ２１およびＹ軸磁気センサ２２から出力された、磁気の測定結果を示す信号を増幅してＡ／Ｄ２５へ出力する。

Ａ／Ｄ２５は、増幅回路２４から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するため、参照用電圧の発生等の動作を行う。制御回路２６は、Ａ／Ｄ２５によって発生される参照用電圧の変化に同期してその電圧値をカウントし、電圧値を示すデジタルデータを生成するカウンタ、およびＡ／Ｄ変換に係る各回路を制御する制御回路を備えている。Ａ／Ｄ２５は参照用の電圧を変化させながら、その電圧と、増幅回路２４から入力された信号の電圧とを比較し、比較結果を示す信号を制御回路２６へ出力する。制御回路２６は、Ａ／Ｄ２５による参照用の電圧値の変化に対応してカウンタの値を変化させている。Ａ／Ｄ２５から出力された信号によって、参照用の電圧が比較対象の電圧に達したことが示された場合には、制御回路２６は、そのときのカウンタの値をインターフェイス２７およびＳＤＡ端子２０ｂを介してＣＰＵ１へ出力する。

磁気センサユニット３において、Ｚ軸磁気センサ３１はＺ軸方向の磁気を測定し、測定結果を示す信号を出力する。傾斜センサ３２は鉛直方向に対する携帯端末の傾きを測定し、測定結果を示す信号を出力する。増幅回路３３は、Ｚ軸磁気センサ３１から出力された、測定結果を示す信号を増幅してスイッチ３４へ出力する。スイッチ３４は、増幅回路３３および傾斜センサ３２の一方から信号を取り出すため、増幅回路３３とＡ／Ｄ３５とが接続されるか、または傾斜センサ３２とＡ／Ｄ３５とが接続されるように接続を切り替える。

Ａ／Ｄ３５は、増幅回路３３から入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換するため、参照用電圧の発生等の動作を行う。制御回路３６は、Ａ／Ｄ３５によって発生される参照用電圧の変化に同期してその電圧値をカウントし、電圧値を示すデジタルデータを生成するカウンタ、およびＡ／Ｄ変換に係る各回路を制御する回路を備えている。Ａ／Ｄ３５は参照用の電圧を変化させながら、その電圧と、増幅回路３３から入力された信号の電圧とを比較し、比較結果を示す信号を制御回路３６へ出力する。制御回路３６は、Ａ／Ｄ３５による参照用の電圧値の変化に対応してカウンタの値を変化させている。Ａ／Ｄ３５から出力された信号によって、参照用の電圧が比較対象の電圧に達したことが示された場合には、制御回路３６は、そのときのカウンタの値をインターフェイス３７およびＳＤＡ端子３０ｂを介してＣＰＵ１へ出力する。

上記の各磁気センサには、図示せぬ電源から駆動電力が供給される。駆動電力が供給されていない間は、各磁気センサは、磁気の測定等に係る動作を停止したオフ状態（動作停止状態）にあり、駆動電力が供給されている間は、磁気の測定等に係る動作を行っているオン状態（動作状態）にある。

図２は、本実施形態による磁気測定回路における磁気センサのパワーダウンに係る機能構成を示すブロック図である。以下、図中の各構成について説明する。制御部１１は、ＣＰＵ１に相当する構成である。ＡＤコンバータ１２はＡ／Ｄ変換２５、制御回路２６、Ａ／Ｄ変換３５、および制御回路３６に相当する構成であり、磁気センサ１３から出力された、磁気の測定結果を示すアナログ信号をデジタル信号に変換する。磁気センサ１３は、Ｘ軸磁気センサ２１、Ｙ軸磁気センサ２２、およびＺ軸磁気センサ３１に相当する構成であり、各軸方向の磁気を測定する。パワーダウン制御部１４は、制御回路２６および３６に含まれる構成であり、磁気センサ１３のパワーダウンおよびパワーオンを制御する。

なお、図１に示される構成の場合、磁気センサユニット２および磁気センサユニット３の各々が、ＡＤコンバータ１２、磁気センサ１３およびパワーダウン制御部１４に相当する構成を備えているが、図２においてはそれらを区別せずに図示している。各軸方向の磁気センサのパワーダウンに係る処理は基本的に同じであり、それら各軸方向の処理を並列に行えばよいので、図２においては磁気センサの数等は考慮されていない。各軸方向の処理を区別する場合には、以下に説明する動作を各軸方向ごとに並列して行えばよい。

次に、本実施形態による磁気測定回路の動作について、図２に示される構成による動作に基づいて説明する。ここでは、磁気センサ１３には駆動電力が供給されておらず、オフ状態であるとする。磁気測定を開始する場合、制御部１１は、測定開始の指示を示す信号をＡＤコンバータ１２の制御部およびパワーダウン制御部１４へ出力する。パワーダウン制御部１４は、この信号に基づいて、磁気センサ１３に対する駆動電力の供給を開始させ、磁気センサ１３をオン状態に遷移させる。磁気センサ１３は、磁気の測定結果を示す信号をＡＤコンバータ１２へ出力し、この信号は、ＡＤコンバータ１２によってデジタルデータに変換され、制御部１１へ出力される。

磁気測定が終了した場合、ＡＤコンバータ１２の制御部は、測定終了を示す信号を出力する。ＡＤコンバータ１２はこの信号をパワーダウン制御部１４へ出力する。パワーダウン制御部１４は、測定終了を示す信号に基づいて、磁気センサ１３に対する駆動電力の供給を停止させ、磁気センサ１３をオフ状態に遷移させる。

なお、本実施形態においては、磁気測定回路が携帯端末に搭載されているとして説明を行ったが、上記の説明は、この磁気測定回路を他の装置に搭載することを妨げるものではない。また、磁気センサのオン／オフの制御に関しては、３軸方向を同時に制御してもよいし、測定に必要な軸方向のみを制御するようにしてもよい。

上述したように本実施形態によれば、磁気センサ１３およびＡＤコンバータ１２による磁気の測定が終了した場合に、パワーダウン制御部１４が磁気センサ１３の状態をオン状態からオフ状態へ遷移させ、磁気センサ１３による磁気の測定が開始される場合に、パワーダウン制御部１４が磁気センサ１３の状態をオフ状態からオン状態へ遷移させることにより、低消費電力を実現することができる。また、チップにパワーダウン用のピンやレジスタを設ける必要がないため、その分の製造コストおよび回路規模を抑えることができる。さらに、パワーダウン用のレジスタを設ける必要がないので、パワーダウン移行のための余計な手順が発生しない。

また、パワーダウン制御部１４を磁気センサ１３と同一のチップ内に設けることにより、チップ外部の制御部１１が磁気センサのオン／オフを制御する必要がなくなり、制御部１１の負荷を軽減することができる。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の一実施形態による磁気測定回路の構成を示すブロック図である。同実施形態による磁気測定回路の磁気測定に係る機能構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・ＣＰＵ、２，３・・・磁気センサユニット、１１・・・制御部、１２・・・ＡＤコンバータ、１３・・・磁気センサ、１４・・・パワーダウン制御部（制御手段）、２１・・・Ｘ軸磁気センサ、２２・・・Ｙ軸磁気センサ、２３，３４・・・スイッチ、２４，３３・・・増幅回路、２５，３５・・・Ａ／Ｄ、２６，３６・・・制御回路、２７，３７・・・インターフェイス、３１・・・Ｚ軸磁気センサ、３２・・・傾斜センサ。

Claims

磁気を測定する磁気センサと、
該磁気センサによる磁気の測定が終了した場合に、前記磁気センサの状態を、駆動電力が供給されているオン状態から、前記駆動電力の供給が停止されたオフ状態へ遷移させると共に、前記磁気センサによる磁気の測定が開始される場合に、前記磁気センサの状態を前記オフ状態から前記オン状態へ遷移させる制御手段と、
を具備することを特徴とする磁気測定回路。
前記制御手段は、前記磁気センサが設けられるチップと同一のチップ内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気測定回路。