JPH02216479A - 磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 コノ発明はホール素子を用いた磁気センサに関し、特に
ホール素子の駆動方法を改良した磁気センサに関するも
のである。

〔従来の技術〕

第２図は例えば東陽テクニカのガウスメータパンフレッ
ト４頁に示されたホール素子を示す図である０図におい
て、１はホール素子、２は電流駆動端子、３は電圧端子
である。

次に動作について説明する。ホール素子ｌの電流駆動端
子２に電流■を流すと電圧端子には以下の電圧■が生じ
る。

Ｖ勘ＩＲエ　　　　　Ｂ ここでＲｌｌはホール係数、ｄはホール素子の厚さ、Ｂ
は磁束密度である。この関係を用いてホール素子を磁気
センサとして機能させることができる。さらに、このよ
うなセンサを２次元にアレイ状に配列すると２次元のア
レイセンサが実現できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の２次元磁気センサは以上のように構成されていた
ので、Ｍ行Ｎ列の配列の場合、４ＭＸＮの引き出し線を
必要とする０例えば１００行１００列の場合、４万本の
引き出し線を必要とする。

このため行列数が増えるに従い、その積で引き出し線が
増加するため現実的な配線が不可能となるという問題点
があった。

また、第３図は一定磁界中のホール電圧の駆動電流依存
性を示す図であり、この図に示されるように、いずれの
場合も駆動電流７．５ｍＡで最大ホール電圧を示しそれ
以上では出力の低下が見られる。

これはホール素子を直流電流で駆動した場合の消費電力
Ｐは駆動電流をＩ、駆動電圧を■とすれば、Ｐ＝ＩＶと
なり、この消費電力が素子の温度上昇を生じさせ、これ
によりキャリア移動度が低下することが一つの要因と考
えられる。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ホール素子を効率的に駆動して高い精度の磁
気センサを得るとともに、引き出し線の数を大幅に減少
できる２次元磁気センサを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る磁気センサは、ホール素子を交流で駆動
するようにしたものである。

また、この発明に係る２次元磁気センサは、各行に直列
にホール素子を接続し、各行ごとに異なる周波数で駆動
し、各列ごとに電圧端子を増幅器を介して共通線に接続
し、その共通線からの信号をロックインアンプで検出す
るようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、ホール素子を交流で駆動するよう
にしたから、パワー消費を低減でき温度上昇を少なくで
きる。

またこの発明においては、各行に直列にホール素子を接
続し、各行ごとに異なる周波数で駆動し、各列ごとに電
圧端子を増幅器を介して共通線に接続し、その共通線か
らの信号をロックインアンプで検出するようにしたから
、引き出し線の数の少ない２次元磁気センサを得ること
ができる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例による２次元アレイ型の磁気
センサを示す図であり、図において、Ａｉｊ（ｉ＝１〜
Ｎ、ｊ＝１〜Ｍ）はホール素子、Ｂ目は増幅器、Ｏ３Ｃ
，は発振器、Ｌ　ＯＣＫ　ｉはロックインアンプである
。発振器ＯＳＣ，にはｉ行目のホール素子がその電流駆
動端子を直列に接続して、周波数ｆｉで駆動されている
。ｊ列目のホール素子はその電圧端子が増幅器Ｂ目を介
して共通列線Ｃ」に接続されている。またこの共通列線
Ｃ４にはロックインアンプＬＯＣＫ、が接続されている
。

発振器ｏｓｃｔはそれぞれ異なる周波数ｆｉで発振して
いる。ロックインアンプは非常に狭帯域の増幅器であり
、もし周波数ｒ！で同期されると、それ以外の周波数成
分の信号は実用上、十分小さくできる。そこでｊ番目の
ロックインアンプＬＯＣＫ、を周波数ｆｉに同期させる
とその出力信号はその位置がｃｉ、ｊ）番目の素子から
の信号となる。

このように本実施例では、Ｍ行Ｎ列の２次元アレイ型の
磁気センサにおいて、各行ごとに異なる周波数で駆動し
、各列のロックインアンプをその周波数に同期させるこ
とで所望値１のホール素子の信号を得る構成としたから
、ホール素子アレイからの引き出し線の数はＭ＋Ｎ＋１
　　（１はアース線によるもの）で良くなる。例えば１
００Ｘ１００のアレイの場合、２０１本の引き出し線で
良く、引き出し線の数を大幅に減らすことができる。

また、本実施例ではそれぞれのホール素子を周波数ｆｌ
で交流駆動するようにしているため、ホール素子でのパ
ワー消費はそのデューティーレイショをｔとするとｐｔ
（ｐ、は消費電力）となり、素子を温度上昇を少なくす
ることができ、ホール素子の特性を大幅に向上すること
ができる。従ってホール素子より高い信号電圧を得られ
、磁気センサの精度を向上できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば磁気センサにおいて、
ホール素子を交流駆動するようにしたから、電流駆動に
よるホール素子の温度上昇を少なくでき、これにより磁
気センサの精度を向上できる効果がある。

また、この発明によれば２次元アレイ型の磁気センサに
おいて、各行ごとに異なる周波数で駆動し、各列のロッ
クインアンプをその周波数に同期させることで所望位置
のホール素子の信号を得る構成としたから、引き出し線
の数を大幅に低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

発振器、ＬＯＣＫｊはロックインアンプ、Ｃｊは共通列
線、２はホール素子の電流駆動線、３はボール素子の電
圧端子である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ホール素子の電流駆動端子に電流を印加し、該ホ
   ール素子の電圧端子より磁気を電圧として検出する磁気
   センサにおいて、 上記ホール素子は交流で駆動されるものであることを特
   徴とする磁気センサ。
2. （２）ｍ行ｎ列に２次元状に配列されたホール素子と、 各行ごとに直列された上記ホール素子の電流駆動端子に
   各行ごとに異なる周波数ｆ＿ｉ（１≦ｉ≦ｍ）の交流電
   流を印加するホール素子駆動手段と、各列ｍ個のホール
   素子の電圧端子が各々増幅器を介して共通に接続される
   ｎ本の共通線と、該共通線の各々に接続されたロックイ
   ンアンプとを備え、ｊ（１≦ｊ≦ｎ）番目のロックイン
   アンプを周波数ｆ＿ｉで同期させ、配列中の（ｉ、ｊ）
   番目のホール素子の出力電圧を取り出すことを特徴とす
   る磁気センサ。