JPH05340757A - 電子式方位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気検出手段に対して相異なる方向に印加す
るバイアス磁界の大きさを各方向で同じ大きさに制御し
て、方位を正確に検出することを目的とする。 【構成】 コイル駆動回路１９は２つのバイアスコイル
ＣＬ１、ＣＬ２へのバイアス電流Ｉ11、Ｉ12、Ｉ21、Ｉ
22の供給・停止、電流の向きの切り換え及びその電流値
のＤ／Ａ変換回路２５から入力される定電圧ＶCCの大き
さに応じた大きさへの制御を行なっている。補正モード
時、ＣＰＵ２０は磁気検出回路１１に「Ｈ」の信号Ｔｒ
を出力して、磁気検出手段に定電圧を供給させ、このと
きの磁気検出手段の検出信号Ｓ１、Ｓ２に基づいてカウ
ンタ２４にアップ信号ＵＰやダウン信号ＤＯＷＮを出力
する。カウンタ２４は、アップ信号ＰＵやダウン信号Ｄ
ＯＷＮによりカウント値を更新し、Ｄ／Ａ変換回路２５
は、カウンタ２４のカウント値に応じた定電圧ＶCCを出
力して、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12やバイアス電流Ｉ21、
Ｉ22すなわち、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の
大きさを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子式方位計に関し、詳
細には、バイアス磁界を磁気検出手段に印加して地磁気
の強さに基づいて方位を算出する電子式方位計に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子式方位計には、安定した状態
で精度よく地磁気を検出するために、相異なる方向にバ
イアス磁界を発生するバイアスコイルを少なくとも２つ
磁気検出手段に卷回し、各バイアスコイルに反転する電
流を供給して、磁気検出手段に対して、それぞれ向きが
反転するとともに、相異なる方向のバイアス磁界を印加
しているものがある。

【０００３】この向きの反転するバイアス磁界を発生さ
せるために、従来、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semi
Conductor-Field Effect Transister）からなるスイッ
チング回路に定電圧を印加し、このスイッチング回路の
スイッチング動作により、各バイアスコイルへのバイア
ス電流の供給／停止及び電流の向きの反転制御を行なっ
ている。

【０００４】このようにして、各バイアスコイルに供給
するバイアス電流の向きを反転させることにより、バイ
アスコイルにより向きが反転するとともに、相異なる方
向のバイアス磁界を発生し、地磁気の検出精度の向上を
図っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電子式方位計にあっては、スイッチング回路
に、定電圧を印加し、このスイッチング回路のスイッチ
ング動作により相異なる方向に卷回されたバイアスコイ
ルに供給するバイアス電流の供給／停止及びバイアス電
流の向きを反転させて、磁気検出手段に印加する相異な
る方向のバイアス磁界を発生させるとともに、各方向の
バイアス磁界の向きを反転させるのみであったため、各
バイアスコイルの卷回状態等により、バイアスコイルの
発生する磁界の大きさが、その発生するバイアス磁界の
方向で異なったり、各バイアス磁界毎に異なると、磁気
検出手段の地磁気の検出結果に誤差が発生し、正確に方
位を算出することができないという問題があった。

【０００６】そこで、本発明は、磁気検出手段に印加す
る相異なる方向のバイアス磁界の大きさを検出し、バイ
アス磁界の大きさが全ての方向で同じ大きさとなるよう
に、制御し、磁気検出手段により地磁気を正確に検出で
きるようにして、方位の検出精度を向上させることを目
的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、磁界の相互に異なる方向の成分の強さを
検出する少なくとも２つの磁気検出手段と、前記磁気検
出手段に対して相互に向きが異なる少なくとも２つのバ
イアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段と、前記バ
イアス磁界印加手段によるバイアス磁界と地磁気の磁界
とが加わった磁界の強さに対して、前記少なくとも２つ
の磁気検出手段により検出した複合検出値を出力する複
合検出値比出力手段と、前記バイアス磁界印加手段によ
るバイアス磁界と地磁気の磁界とが加わった磁界の強さ
に対して、前記少なくとも２つの磁気検出手段のうちの
１つの磁気検出手段の検出した単独検出値を出力する単
独検出値出力手段と、前記バイアス磁界印加手段により
前記少なくとも２つの向きの異なるバイアス磁界が印加
されたときの前記複合検出値出力手段の各複合検出値に
基づいて方位を算出する方位算出手段と、前記バイアス
磁界印加手段により前記少なくとも２つの異なる向きの
バイアス磁界が印加されたときの前記単独検出値出力手
段の各単独検出値に基づいて、各向きの前記バイアス磁
界の強さが全て同じ値になるように、前記バイアス磁界
印加手段を制御するバイアス磁界制御手段と、を備えた
ことを特徴としている。

【０００８】

【作用】本発明によれば、少なくとも２つの磁気検出手
段を有し、各磁気検出手段が、磁界の相互に異なる方向
の成分の強さを検出する。この磁気検出手段に相互に向
きが異なる少なくとも２つのバイアス磁界を、バイアス
磁界印加手段により、印加し、バイアス磁界印加手段に
よるバイアス磁界と地磁気の磁界とが加わった磁界の強
さに対して、前記少なくとも２つの磁気検出手段により
検出した複合検出値を、複合検出値出力手段により出力
する。

【０００９】また、前記バイアス磁界印加手段によるバ
イアス磁界と地磁気の磁界とが加わった磁界の強さに対
して、前記少なくとも２つの磁気検出手段のうちの１つ
の磁気検出手段の検出した単独検出値を単独検出値出力
手段により出力し、前記バイアス磁界印加手段により前
記少なくとも２つの向きの異なるバイアス磁界が印加さ
れたときの前記複合検出値出力手段の各複合検出値に基
づいて、方位算出手段が、方位を算出する。

【００１０】そして、前記バイアス磁界印加手段により
前記少なくとも２つの異なる向きのバイアス磁界が印加
されたときの前記単独検出値出力手段の各単独検出値に
基づいて、バイアス磁界制御手段により、各向きの前記
バイアス磁界の強さが全て同じ値になるように、前記バ
イアス磁界印加手段を制御する。

【００１１】したがって、単独検出値出力手段により各
向きのバイアス磁界の大きさを検出し、バイアス磁界印
加手段により、各向きのバイアス磁界の大きさを全て同
じ値に制御することができ、磁気検出手段により地磁気
の大きさを正確に検出することができる。その結果、地
磁気の方位を正確に算出することができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。

【００１３】図１〜図１０は、本発明に係る電子式方位
計の一実施例を示す図である。

【００１４】図１は、磁気センサ１の結線図であり、磁
気センサ１は、ガラスあるいはアルミナで形成された基
板上に４個の磁気抵抗素子（磁気検出手段）ＭＲ１、Ｍ
Ｒ２、ＭＲ３、ＭＲ４及び４個の端子Ｋ１、Ｋ２、Ｋ
３、Ｋ４が形成されている。

【００１５】この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ
３、ＭＲ４は、例えば、基板上にパーマロイ等の強磁性
体を真空蒸着することにより形成されており、端子Ｋ
１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４は、基板に通常の配線用材料を真
空蒸着することにより形成されている。

【００１６】この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ
３、ＭＲ４は、それぞれ相隣接する他の磁気抵抗素子Ｍ
Ｒ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４とその磁気検出方向が９
０度ずれた状態で形成されており、ブリッジ状に配線さ
れて接続されている。

【００１７】したがって、磁気センサ１は、磁界の相互
に異なる方向の成分の強さを検出する磁気検出手段とし
ての磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４を４
つ備えており、磁気抵抗素子ＭＲ１と磁気抵抗素子ＭＲ
３との磁気検出方向が同一で、磁気抵抗素子ＭＲ２と磁
気抵抗素子ＭＲ４との磁気検出方向が同一である。そし
て、磁気抵抗素子ＭＲ１及び磁気抵抗素子ＭＲ３の磁気
検出方向と、磁気抵抗素子ＭＲ２及び磁気抵抗素子ＭＲ
４の磁気検出方向とは、９０度異なっている。そして、
上記端子Ｋ１と端子Ｋ３間には、所定の電圧Ｖが印加さ
れている。

【００１８】各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、
ＭＲ４は、一般に知られているように、磁界が作用する
ことによりその抵抗値が変化し、いま、端子Ｋ１、Ｋ３
間に所定電圧Ｖが印加されていることにより、磁界が作
用してその抵抗値が変化すると、端子Ｋ２と端子Ｋ４に
は、所定の電位が発生する。すなわち、端子Ｋ２の電位
をＳ１、端子Ｋ４の電位をＳ２とすると、端子Ｋ２と端
子Ｋ４との間には、Ｓ１−Ｓ２の電位差ＶＳが発生す
る。

【００１９】また、磁気センサ１には、図２に示すよう
に、２つのバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２（バイアス磁
界印加手段）が相互に直交するように磁気抵抗素子ＭＲ
１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に卷回されており、バイア
スコイルＣＬ２は、スペーサ２を介して、バイアスコイ
ルＣＬ１と直交する方向に卷回されている。

【００２０】バイアスコイルＣＬ１は、流れるバイアス
電流の向きにより図１に矢印Ｂ１及び逆方向の矢印Ｂ３
で示す方向のバイアス磁界を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ
２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加する。また、バイアスコイル
ＣＬ２は、流されるバイアス電流の向きにより図１に矢
印Ｂ２及び逆方向の矢印Ｂ４で示す方向のバイアス磁界
を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加
する。すなわち、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２により
印加されるバイアス磁界の方向Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４
と各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の磁
気検出方向とは、それぞれ４５度ずれている。

【００２１】したがって、磁気センサ１０は、相直交す
る２つの磁気検出方向を有し、作用する磁界の強さに応
じて各磁気検出方向毎に第１検出信号及び第２検出信号
として、電位Ｓ１、Ｓ２、すなわち電位差ＶＳを出力す
る。

【００２２】図３は、上記図１及び図２の磁気センサ１
を利用した電子式方位計１０のブロック構成図であり、
電子式方位計１０は、磁気検出回路１１、差動増幅回路
１２、Ａ／Ｄ変換回路１３、レジスタ１４、１５、１
６、１７、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２、コイル駆動
回路１８、波形合成回路１９、ＣＰＵ（Central Proces
sing Unit)２０、表示部２１、ＲＯＭ（Read Only Memo
ry)２２、ＲＡＭ（Random Access Memory)２３、カウン
タ２４及びＤ／Ａ変換回路２５等を備えている。磁気検
出回路１１は、図４に示すように、トランスファゲート
ＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３、ＴＧ４、ＴＧ５、ＴＧ６、オ
ペアンプＯＰ１、ＯＰ２、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
３１、３２、抵抗Ｒ１、インバータ３２、３３、３４及
び基準電源３５、３６、３７を備えており、磁気センサ
１の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に接
続されている。

【００２３】トランスファゲートＴＧ１、トランスファ
ゲートＴＧ３及びトランスファゲートＴＧ５には、ＣＰ
Ｕ２０からインバータ３２、インバータ３３及びインバ
ータ３４を介して信号Ｔｒが入力され、トランスファゲ
ートＴＧ２、トランスファゲートＴＧ４及びトランスフ
ァゲートＴＧ６には、ＣＰＵ２０から信号Ｔｒが直接入
力される。

【００２４】オペアンプＯＰ１の反転入力端子には、抵
抗Ｒ１を介して所定電圧Ｖ_CCが入力されており、オペア
ンプＯＰ１の非反転入力端子は、トランスファゲートＴ
Ｇ１を介して所定電圧Ｖ_CCの電源及びトランスファゲー
トＴＧ２を介して基準電源３５に接続されている。この
オペアンプＯＰ１の出力端子は、ＰチャンネルＭＯＳ−
ＦＥＴ３１のゲートに接続されている。

【００２５】ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３１は、その
ソースが、抵抗Ｒ１を介して所定電圧Ｖ_CCの電源に接続
されており、そのドレインが、上記磁気センサ１の端子
Ｋ１に接続されている。

【００２６】ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３２は、その
ソースが所定電圧Ｖ_CCの電源に接続されており、そのド
レインが磁気センサ１の端子Ｋ１に接続されている。ま
た、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３２のゲートには、オ
ペアンプＯＰ２の出力端子が接続されている。

【００２７】オペアンプＯＰ２の反転入力端子は、トラ
ンスファゲートＴＧ３を介して基準電源３６に接続され
るとともに、トランスファゲートＴＧ４を介して接地さ
れ、オペアンプＯＰ２の非反転入力端子は、Ｐチャンネ
ルＭＯＳ−ＦＥＴ３２のドレイン及び磁気センサ１の端
子Ｋ１に接続されている。

【００２８】上記基準電源３５は、所定の基準電圧Ｖ
_ref1を供給し、基準電源３６は、所定の基準電圧Ｖ_ref2
を供給する。

【００２９】上記磁気センサ１の端子Ｋ３は、接地され
ており、端子Ｋ４は、磁気センサ１の出力電位Ｓ１を出
力する出力端子Ｋ５に接続されている。また、磁気セン
サ１の端子Ｋ２は、トランスファゲートＴＧ５を介して
出力電位Ｓ２を出力する出力端子Ｋ６に接続されてお
り、この出力端子Ｋ６は、トランスファゲートＴＧ６を
介して基準電圧Ｖ_ref3を出力する基準電源３７に接続さ
れている。さらに、磁気センサ１の端子Ｋ３は、上述の
ように接地されている。

【００３０】したがって、磁気検出回路１１は、ＣＰＵ
２０から「Ｌ」の信号Ｔｒが入力されると、トランスフ
ァゲートＴＧ１とトランスファゲートＴＧ３が開成し、
オペアンプＯＰ２の作用により、ＰチャンネルＭＯＳ−
ＦＥＴ３２を通して、定電圧を磁気センサ１に供給す
る。また、このとき、トランスファゲートＴＧ５が開成
し、出力端子Ｋ５から検出信号である検出電圧Ｓ１が、
出力端子Ｋ６から検出電圧Ｓ２が出力される。

【００３１】したがって、磁気検出手段１１は、バイア
ス磁界印加手段であるバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に
よるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と地磁気の磁
界とが加わった磁界に対して、磁気検出手段である磁気
抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４により検出し
た検出値を出力する複合検出値出力手段として機能す
る。

【００３２】また、磁気検出回路１１は、ＣＰＵ２０か
ら「Ｈ」の信号Ｔｒが入力されると、トランスファゲー
トＴＧ２とトランスファゲートＴＧ４が開成し、Ｐチャ
ンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３１がオンとなって、抵抗Ｒ１を
介して定電流を磁気センサ１に供給する。したがって、
出力端子Ｋ５に磁気抵抗素子ＭＲ３と磁気抵抗素子ＭＲ
４との間の電位差が出力される。また、このとき、トラ
ンスファゲートＴＧ６が開成し、出力端子Ｋ６に基準電
圧Ｖ_ref3が出力されて、後述するバイアス磁界の補正に
使用される。

【００３３】したがって、磁気検出手段１１は、バイア
ス磁界印加手段であるバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に
よるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と地磁気の磁
界とが加わった磁界に対して、磁気検出手段である磁気
抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４のうちの１つ
の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出
した検出値を出力する単独検出値出力手段として機能す
る。

【００３４】差動増幅回路１３は、通常の差動増幅回路
であり、磁気検出回路１１から入力される検出電圧Ｓ
１、Ｓ２の電位差ＶＳ（Ｓ１−Ｓ２）を増幅してＡ／Ｄ
変換回路１３に出力する。

【００３５】Ａ／Ｄ変換回路１３は、電位差ＶＳをディ
ジタル変換し、レジスタ１５、１６、１７、１８に出力
する。

【００３６】一方、バイアスコイルＣＬ１には、コイル
駆動回路１８からバイアス電流Ｉ11、Ｉ12が、また、バ
イアスコイルＣＬ２には、コイル駆動回路１８からバイ
アス電流Ｉ21、Ｉ22が供給される。このバイアス電流Ｉ
11とバイアス電流Ｉ12とは、共にバイアスコイルＣＬ１
に同時に流れる同一の電流であり、またバイアス電流Ｉ
21とバイアス電流Ｉ22とは、共に、バイアスコイルＣＬ
２に同時に流れる同一の電流である。

【００３７】各バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に供給さ
れるバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ
22は、その電流の向きが反転する。これら各バイアスコ
イルＣＬ１、ＣＬ２に供給される反転電流は、コイル駆
動回路１８により所定タイミング毎に供給され、バイア
ス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の向きが
反転することより、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２は、
それぞれ図１に示したように、逆方向のバイアス磁界Ｂ
１、Ｂ３及びバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４を磁気抵抗素子Ｍ
Ｒ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加する。

【００３８】また、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイア
ス電流Ｉ21、Ｉ22は、交互に流されるとともに、同じバ
イアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に流れるバイアス電流Ｉ1
1、Ｉ12とバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の電流の向きが反転
するため、図１に示すように、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３、Ｂ４が、Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ４の順に発生
する。

【００３９】さらに、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイ
アス電流Ｉ21、Ｉ22は、後述するように、その大きさ
が、Ｄ／Ａ変換回路２５から供給される電源電圧ＶCCが
変化することにより、変化し、バイアスコイルＣＬ１、
ＣＬ２の発生するバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４
が調整される。

【００４０】コイル駆動回路１８は、図５に示すよう
に、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ
22の向きを切り換えるバイアス電流制御回路５０、６
０、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ
22の量を調整する電流調整回路７０で構成されており、
コイル駆動回路１８には、前記波形成形回路１９からバ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の向
きと導通タイミング、すなわちバイアス磁界Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３、Ｂ４の向きを指示する信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ
３、Ｐ４が入力される。また、コイル駆動回路１８に
は、Ｄ／Ａ変換回路２５から定電圧ＶCCが入力されてお
り、コイル駆動回路１８は、このＤ／Ａ変換回路２５か
ら供給される定電圧ＶCCの大きさに応じたバイアス電流
Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22をバイアスコイ
ルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２に供給する。

【００４１】コイル駆動回路１８は、後述するように、
この信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４に基づいてバイアス電
流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22のバイアスコ
イルＣＬ１、ＣＬ２への供給・停止を行ない、また、バ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の向
きの切り換え及びバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス
電流Ｉ21、Ｉ22の大きさの調整を行なう。

【００４２】バイアス電流制御回路５０は、２個のトラ
ンスファーゲートＴＧ１１、ＴＧ１２と２個のＰチャン
ネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１、５２及び２個のＮチャンネル
ＭＯＳ−ＦＥＴ５３、５４で構成されており、トランス
ファーゲートＴＧ１１、ＴＧ１２は、それぞれＰチャン
ネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１、５２のゲートに接続されてい
る。このトランスファーゲートＴＧ１１には、信号Ｐ１
が波形成形回路１９から入力され、トランスファーゲー
トＴＧ１２には、信号Ｐ２が波形成形回路１９から入力
される。

【００４３】ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１、５２の
ゲートには、それぞれ抵抗Ｒ１１、Ｒ１２を介して定電
圧Ｖccが供給されており、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
５１、５２のドレインは、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
５３、５４のドレインに接続されるとともに、上記バイ
アスコイルＣＬ１に接続されている。

【００４４】また、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１、
５２のソースには、全て抵抗Ｒ１３を介して定電圧Ｖcc
が供給されている。

【００４５】ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５３、５４
は、それぞれそのゲートに波形成形回路１９から信号Ｐ
２及び信号Ｐ１が入力され、そのソースは、ともに接地
されている。

【００４６】バイアス電流制御回路６０は、同様に、２
個のトランスファーゲートＴＧ１３、ＴＧ１４と２個の
ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１、６２及び２個のＮチ
ャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３、６４で構成されており、
トランスファーゲートＴＧ１３、ＴＧ１４は、それぞれ
ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１、６２のゲートに接続
されている。このトランスファーゲートＴＧ１３には、
信号Ｐ３が波形成形回路１９から入力され、トランスフ
ァーゲートＴＧ１４には、信号Ｐ４が波形成形回路１９
から入力される。

【００４７】ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１、６２の
ゲートには、それぞれ抵抗Ｒ１４、Ｒ１５を介して定電
圧Ｖccが供給されており、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
６１、６２のドレインは、ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
６３、６４のドレインに接続されるとともに、上記バイ
アスコイルＣＬ２に接続されている。

【００４８】また、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１、
５６のソースとには、全て抵抗Ｒ１３を介して定電圧Ｖ
ccが供給されている。

【００４９】ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３、６４
は、それぞれそのゲートに波形成形回路１９から信号Ｐ
４及び信号Ｐ３が入力され、そのソースは、ともに接地
されている。

【００５０】電流調整回路７０は、オペアンプＯＰ１
１、抵抗Ｒ１３及び基準電圧源７１により構成されてお
り、前記各トランスファーゲートＴＧ１１、ＴＧ１２、
ＴＧ１３、ＴＧ１４の入力は、このオペアンプＯＰ１１
の出力に接続されている。

【００５１】基準電圧源７１は、所定の基準電圧Ｖref
を発生し、オペアンプＯＰ１１の非反転入力に接続され
ている。オペアンプＯＰ１１の反転入力には、前記バイ
アス電流制御回路５０、６０の全てのＰチャンネルＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ５１、５２、６１、６２のソースが接続され
ており、また、抵抗Ｒ１３を介して前記定電圧Ｖccが供
給されている。

【００５２】このコイル駆動回路１８は、信号Ｐ１が入
力されると、バイアス電流制御回路５０のＰチャンネル
ＭＯＳ−ＦＥＴ５１とＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５４
がオンし、定電圧Ｖccが抵抗Ｒ１３を介して供給される
ため、このＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１からＮチャ
ンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５４へと流れるバイアス電流Ｉ1
1、Ｉ12をバイアスコイルＣＬ１に供給する。

【００５３】同様に、コイル駆動回路１８は、信号Ｐ２
が入力されると、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５３とＮ
チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５２がオンし、同様に、定電
圧Ｖccが抵抗Ｒ１３を介して供給されるため、このＰチ
ャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５２からＮチャンネルＭＯＳ−
ＦＥＴ５３へと流れるバイアス電流Ｉ11、Ｉ12をバイア
スコイルＣＬ１に供給する。

【００５４】また、コイル駆動回路１８は、信号Ｐ３が
入力されると、バイアス電流制御回路６０のＰチャンネ
ルＭＯＳ−ＦＥＴ６１とＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６
４がオンし、定電圧Ｖccから抵抗Ｒ１３を介してこのＰ
チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１からＮチャンネルＭＯＳ
−ＦＥＴ６４へと流れるバイアス電流Ｉ21、Ｉ22をバイ
アスコイルＣＬ２に供給する。

【００５５】さらに、コイル駆動回路１８は、信号Ｐ４
が入力されると、同様に、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
６２とＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３がオンし、定電
圧Ｖccから抵抗Ｒ１３を介してこのＰチャンネルＭＯＳ
−ＦＥＴ６２からＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３へと
流れるバイアス電流Ｉ21、Ｉ22をバイアスコイルＣＬ２
に供給する。

【００５６】このとき、電流調整回路７０が、バイアス
電流制御回路５０及びバイアス電流制御回路６０を介し
てバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２に供給されるバイアス
電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の大きさを
定電圧ＶCCの大きさに応じた一定値に調整している。

【００５７】したがって、この定電圧ＶCCの大きさを調
整することにより、コイル駆動回路１８がバイアスコイ
ルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２に供給するバイアス
電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の大きさを
制御することができる。

【００５８】上記定電圧ＶCCの値は、Ｄ／Ａ変換回路２
５から入力されており、Ｄ／Ａ変換回路２５は、カウン
タ２４から入力されるカウント値に対応した電圧値の定
電圧ＶCCをコイル駆動回路１８に出力する。

【００５９】すなわち、カウンタ２４には、ＣＰＵ２０
からのアップ信号ＵＰ及びダウン信号ＤＯＷＮが入力さ
れ、カウンタ２４は、ＣＰＵからのアップ信号ＵＰ及び
ダウン信号ＤＯＷＮに応じて、カウント値をカウントす
る。カウンタ２４は、このカウント値をＤ／Ａ変換回路
２５に出力し、Ｄ／Ａ変換回路２５は、カウンタ２４か
ら入力されるカウント値に応じた電圧値の定電圧ＶCCを
コイル駆動回路１８に出力する。

【００６０】したがって、ＣＰＵ２０によりカウンタ２
４のカウント値を調整することにより、Ｄ／Ａ変換回路
２５がコイル駆動回路１８に出力する定電圧ＶCCの大き
さを制御することができ、コイル駆動回路１８がバイア
スコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２に出力するバ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の大
きさを制御することができる。

【００６１】このように、上記ＣＰＵ２０、コイル駆動
回路１８、Ｄ／Ａ変換回路２５及びカウンタ２４は、磁
気検出回路１１が上記単独検出値出力手段として機能し
たときの各出力に基づいて、各向きのバイアス磁界Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の強さが全て同じ値になるよう
に、バイアス磁界印加手段としてのバイアスコイルＣＬ
１及びバイアスコイルＣＬ２に供給するバイアス電流Ｉ
11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の大きさを制御す
るバイアス磁界制御手段として機能する。

【００６２】波形合成回路１９は、前記コイル駆動回路
１８へ信号Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を出力するととも
に、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に対応する検
出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２のレジスタ１４、１
５、１６、１７への格納を指示するレジスタ選択信号Ａ
０、Ａ１、Ａ２、Ａ３を各レジスタ１４、１５、１６、
１７に出力し、またＡ／Ｄ変換回路１３に信号Ｐ１、Ｐ
２、Ｐ３、Ｐ４に基づいてＡ／Ｄ変換のタイミングを指
示する変換タイミング信号Ｓａを出力する。

【００６３】これに対して、Ａ／Ｄ変換回路１３は、Ａ
／Ｄ変換中であることを示す変換中信号Ｓｂを波形合成
回路１９に出力する。

【００６４】さらに、波形合成回路１９は、ＣＰＵ２０
に対してデータ書換処理の開始を指示する割込み信号Ｉ
ＮＴを出力し、ＣＰＵ２０は、この割込み信号ＩＮＴに
基づいてＲＡＭ２３のデータの書換処理を開始する。

【００６５】また、ＣＰＵ２０は、割込み信号ＩＮＴに
対する処理状態を示す信号ＳＴを波形合成回路１９に出
力する。

【００６６】前記レジスタ１４、１５、１６、１７は、
それぞれＡ／Ｄ変換回路１３からの電位差ＶＳの検出デ
ータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を一時記憶し、ＣＰＵ２０
の要求に応じてＣＰＵ２０に電位差ＶＳの検出データＸ
１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を出力する。各レジスタ１４、１
５、１６、１７には、波形合成回路１９からレジスタ選
択信号Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３が入力され、波形合成回
路１９は、このレジスタ選択信号Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ
３によりＡ／Ｄ変換回路１３から入力される検出データ
Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を記憶させるレジスタ１４、１
５、１６、１７を選択している。

【００６７】表示部２１は、例えば、液晶表示装置等を
有し、ＣＰＵ２０から出力される種々のデータ、例え
ば、方位データＤ等を表示出力する。

【００６８】ＲＯＭ２２は、電子式方位計１０としての
プログラム、例えば、方位演算処理プログラムや磁気セ
ンサ１の検出した電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、
Ｙ１、Ｙ２の書換処理プログラム及びバイアス磁界制御
処理プログラム等を格納している。

【００６９】ＲＡＭ２３は、所定の領域に区分されてお
り、各領域に上記検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２や
各検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の差のデータ及び
算出した方位データ等を記憶する。

【００７０】ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２２内のプログラム
に従って電子式方位計１０の各部を制御し、電位差ＶＳ
の検出を行なわせるとともに、検出した電位差ＶＳの検
出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から方位Ｄを算出す
る。ＣＰＵ２０は、この検出した電位差ＶＳの検出デー
タＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２や算出した方位ＤをＲＡＭ２
３に格納するとともに、表示部２１に算出した方位Ｄを
表示出力させる。

【００７１】さらに、ＣＰＵ２０は、バイアスコイルＣ
Ｌ１及びバイアスコイルＣＬ２の発生するバイアス磁界
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさを各方向について検出
し、この検出結果に基づいてカウンタ２４にアップ信号
ＵＰ及びダウン信号ＤＯＷＮを出力して、バイアス磁界
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさを全ての向きで同じ大
きさに制御するバイアス磁界制御処理を行なう。

【００７２】次に、作用を説明する。

【００７３】電子式方位計１０は、その磁気センサ１に
磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４が使用さ
れており、その磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、
ＭＲ４がブリッジ状に結合されている。このブリッジ状
に結合された磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４の相対向する端子Ｋ１と端子Ｋ３との間に、磁気検
出回路１１から駆動電圧Ｖを印加し、磁気センサ１は、
磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の他の相
対向する端子Ｋ２と端子Ｋ４との電位を検出電位Ｖ１、
Ｖ２として差動増幅回路１２に出力する。

【００７４】一方、磁気センサ１には、バイアスコイル
ＣＬ１、ＣＬ２が相直交する方向に卷回されており、バ
イアスコイルＣＬ１、ＣＬ２には、コイル駆動回路１８
からそれぞれバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流
Ｉ21、Ｉ22が供給される。

【００７５】このバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス
電流Ｉ21、Ｉ22は、各々電流の向きが反転し、バイアス
電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の向きが反
転することにより、バイアスコイルＣＬ１、ＣＬ２は、
それぞれ図１に示したように、相反転するとともに９０
度異なった方向のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３及びバイアス
磁界Ｂ２、Ｂ４を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ
３、ＭＲ４に印加する。電子式方位計１０は、通常の地
磁気の測定においては、ＣＰＵ２０が磁気検出回路１１
に「Ｌ」の信号Ｔｒを出力し、このときの磁気センサ１
の出力に基づいて方位を算出している。

【００７６】すなわち、通常の地磁気の測定モードにお
いては、ＣＰＵ２０は、「Ｌ」の信号Ｔｒを磁気検出回
路１１に出力し、磁気検出回路１１は、「Ｌ」の信号Ｔ
ｒが入力されると、上述のように、ＰチャンネルＭＯＳ
−ＦＥＴ３２を介して、磁気センサ１に定電圧Ｖを供給
する。

【００７７】このとき、上述のように、コイル駆動回路
１８は、バイアスコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ
２にバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ
22を供給し、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加す
る。

【００７８】この状態で磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、
ＭＲ３、ＭＲ４は、作用する地磁気とバイアス磁界Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさに応じた検出電位Ｓ１、
Ｓ２を差動増幅回路１２に出力する。

【００７９】差動増幅回路１２はこの両検出電位Ｓ１、
Ｓ２の電位差ＶＳを増幅してＡ／Ｄ変換回路１３に出力
する。

【００８０】Ａ／Ｄ変換回路１３は、差動増幅回路１２
から入力される電位差ＶＳをディジタル変換して、検出
データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２としてレジスタ１４、１
５、１６、１７に出力するが、この電位差ＶＳのディジ
タル変換を、波形合成回路１９から入力される変換タイ
ミング信号Ｓａに基づいて行っている。

【００８１】すなわち、波形合成回路１９は、図６に示
すように、変換タイミング信号ＳａをＡ／Ｄ変換回路１
３に出力し、Ａ／Ｄ変換回路１３は、変換タイミング信
号Ｓａが入力されると、差動増幅回路１２から入力され
る電位差ＶＳのディジタル変換を開始するとともに、変
換中であることを示す変換中信号Ｓｂを波形合成回路１
９に出力する。

【００８２】Ａ／Ｄ変換回路１３は、ディジタル変換し
た結果をレジスタ１４、１５、１６、１７に出力し、各
レジスタ１４、１５、１６、１７は、入力されるディジ
タル変換データを波形合成回路１９からのレジスタ選択
信号Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３に基づいて対応するレジス
タ１４、１５、１６、１７が検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ
１、Ｙ２として一時格納する。

【００８３】波形合成回路１９は、Ａ／Ｄ変換回路１３
から変換中信号Ｓｂの入力が無くなると、図６に示すよ
うに、ＣＰＵ２０にデータ書換処理の開始を指示する割
込み信号ＩＮＴを出力し、ＣＰＵ２０は、割込み信号Ｉ
ＮＴが入力されると、レジスタ１５から検出データＸ
１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を読み取り、データ書換処理や方
位の演算処理を開始する。

【００８４】また、波形合成回路１９は、図６に示すよ
うに、コイル駆動回路１８にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、Ｂ４を発生させるための信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、
Ｓ４を出力し、コイル駆動回路１８は、信号Ｓ１、Ｓ
２、Ｓ３、Ｓ４に基づいてバイアスコイルＣＬ１、ＣＬ
２へのバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、
Ｉ22の供給・停止及びバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイ
アス電流Ｉ21、Ｉ22の向きの切り換えを行なうととも
に、Ｄ／Ａ変換回路２５から入力される定電圧ＶCCの大
きさに応じてバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流
Ｉ21、Ｉ22を制御する。

【００８５】すなわち、波形合成回路１９は、図６に示
すように、ＣＰＵ２０から信号ＳＴが入力されると、コ
イル駆動回路１８に出力する信号Ｓ１をハイレベル
（「Ｈ」）にし、コイル駆動回路１８は、信号Ｓ１が
「Ｈ」となると、まず、そのバイアス電流制御回路５０
のＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５４がオンとなるととも
に、トランスファーゲートＴＧ１が開く。

【００８６】トランスファーゲートＴＧ１が開くと、Ｐ
チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５１がオンし、定電圧Ｖccか
ら抵抗Ｒ１３を介してこのＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ
５１からＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５４へと流れるバ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12をバイアスコイルＣＬ１に供給す
る。

【００８７】バイアス電流Ｉ11、Ｉ12が流れ始めると、
オペアンプＯＰ１１の反転入力端子の電位は、抵抗Ｒ１
３の電圧降下により下がり、オペアンプＯＰ１１は、こ
の反転入力端子の電位が非反転入力端子に入力されてい
る基準電圧源７１の基準電圧Ｖref と一致するように、
その出力を調整する。

【００８８】このときバイアスコイルＣＬ１に流れるバ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12は、基準電圧Ｖcc−Ｖref を抵抗
Ｒ１３の抵抗値で割った値になる。

【００８９】すなわち、電流調整回路７０は、オペアン
プＯＰ１１が、抵抗Ｒ１３に係る電位を基準電圧Ｖref
に調整することにより、バイアス電流制御回路５０を介
してバイアスコイルＣＬ１に供給されるバイアス電流Ｉ
11、Ｉ12の電流値を検出して、このバイアス電流Ｉ11、
Ｉ12の値をＶ_CC−Ｖ_ref の値に一定に制御している。こ
のバイアス電流Ｉ11、Ｉ12が供給されている所定タイミ
ングで、波形合成回路１９は、図６に示すように、変換
タイミング信号ＳａをＡ／Ｄ変換回路１３に出力し、Ａ
／Ｄ変換回路１３は、上述のように、変換中信号Ｓｂを
「Ｌ」にするとともに、差動増幅回路１２から入力され
る電位差ＶＳをディジタル変換して、レジスタ１４、１
５、１６、１７に出力する。

【００９０】Ａ／Ｄ変換回路１３は、ディジタル変換が
終了すると、変換中信号Ｓｂを「Ｈ」に戻し、変換終了
を波形合成回路１９に知らせる。

【００９１】この変換中信号Ｓｂが「Ｈ」になると、波
形合成回路１９は、レジスタ選択信号Ａ０、Ａ１、Ａ
２、Ａ３のうち該当する信号を対応するレジスタ１４、
１５、１６、１７に出力し、レジスタ選択信号Ａ０、Ａ
１、Ａ２、Ａ３を受け取ったレジスタ１４、１５、１
６、１７は、入力される検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、
Ｙ２を一時格納する。

【００９２】同様に、コイル駆動回路１８は、信号Ｓ２
が入力されると、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５３とＮ
チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５２がオンし、Ｄ／Ａ変換回
路２５から供給される定電圧Ｖccに基づいて抵抗Ｒ１３
を介して、このＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５２からＮ
チャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ５３へと流れるバイアス電流
Ｉ11、Ｉ12をバイアスコイルＣＬ１に供給する。

【００９３】このとき、同様に、電流調整回路７０は、
オペアンプＯＰ１１が、抵抗Ｒ１３に係る電位を基準電
圧Ｖref に調整することにより、バイアス電流制御回路
５０を介してバイアスコイルＣＬ１に供給されるバイア
ス電流Ｉ11、Ｉ12の電流値を一定に制御している。

【００９４】同様に、このバイアス電流Ｉ11、Ｉ12のタ
イミングで検出したデータをレジスタ１４、１５、１
６、１７に格納する。

【００９５】また、コイル駆動回路１８は、信号Ｓ３が
入力されると、バイアス電流制御回路６０のトランスフ
ァーゲートＴＧ３が開くことにより、ＰチャンネルＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ６１とＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６４がオ
ンし、定電圧Ｖccから抵抗Ｒ１３を介してこのＰチャン
ネルＭＯＳ−ＦＥＴ６１からＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ６４へと流れるバイアス電流Ｉ21、Ｉ22をバイアスコ
イルＣＬ２に供給する。

【００９６】このとき、上記同様に、電流調整回路７０
は、オペアンプＯＰが、抵抗Ｒ１３に係る電位を基準電
圧Ｖref に調整することにより、バイアス電流制御回路
６０を介してバイアスコイルＣＬ２に供給されるバイア
ス電流Ｉ21、Ｉ22の電流値を一定に制御している。

【００９７】さらに、コイル駆動回路１８は、信号Ｓ４
が入力されると、トランスファーゲートＴＧ４が開くこ
とにより、ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６２とＮチャン
ネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３がオンし、定電圧Ｖccから抵抗
Ｒ１３を介してこのＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６２か
らＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ６３へと流れるバイアス
電流Ｉ21、Ｉ22をバイアスコイルＣＬ２に供給する。

【００９８】このときも、同様に、電流調整回路７０
は、オペアンプＯＰが、抵抗Ｒ１３に係る電位を基準電
圧Ｖref に調整することにより、バイアス電流制御回路
６０を介してバイアスコイルＣＬ２に供給されるバイア
ス電流Ｉ21、Ｉ22の電流値を一定に制御している。

【００９９】このようにして、各検出データＸ１、Ｘ
２、Ｙ１、Ｙ２が各レジスタ１４、１５、１６、１７に
格納されると、波形合成回路１９は、ＣＰＵ２０に信号
ＩＮＴを出力する。

【０１００】ＣＰＵ２０は、波形合成回路１９から割込
み信号ＩＮＴが入力されて、割込みがかかると、ＲＡＭ
２３へのデータ書換処理を行なう。

【０１０１】すなわち、ＣＰＵ２０は、割込み信号ＩＮ
Ｔにより割込みがかかると、各レジスタ１４、１５、１
６、１７から検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を読み
出し、読み出した検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を
対応するＲＡＭ２３の領域に書き込む。

【０１０２】さらに、検出データＸ１、Ｘ２及び検出デ
ータＹ１、Ｙ２の差を演算し、その演算結果の差をＲＡ
Ｍ２３に書き込む。すなわち、バイアスコイルＣＬ１に
よるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３を印加したときの電位差Ｖ
Ｓの検出データＸ１、Ｘ２の差Ｘ（Ｘ１−Ｘ２）及びバ
イアスコイルＣＬ２によるバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４を印
加したときの電位差ＶＳの検出データＹ１、Ｙ２の差Ｙ
（Ｙ１−Ｙ２）を演算し、この演算結果をＲＡＭ２３に
書き込んでいる。

【０１０３】これは、逆方向にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ
２、Ｂ３、Ｂ４を印加したときの各電位差ＶＳの検出デ
ータＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２自体の値よりも、差Ｘ、Ｙ
の方が地磁気の変化に対して出力を大きくすることがで
き、検出感度を向上させることができるからである。

【０１０４】上記書換処理が完了すると、ＣＰＵ２０は
割込み処理から抜け、波形合成回路１９に信号ＳＴを出
力するとともに、方位の算出処理や表示部２１への表示
出力処理等を行なう。

【０１０５】波形合成回路１９は、信号ＳＴが入力され
ると、上記同様に、図６に示すように、各信号の出力を
行なって、検出動作を制御する。

【０１０６】また、ＣＰＵ２０は、割込み処理から抜け
ると、方位の算出処理を行なうが、この方位の演算処理
は、通常の電子式方位計による方位の算出処理と同様で
あり、ＣＰＵ２０は、ＲＡＭ２３から差Ｘ及び差Ｙを読
み出して、次式により方位Ｄを算出する。

【０１０７】Ｄ＝ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）………（１） なお、ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）の値は、その値だけでは、０
度から３６０度のどの値であるかが判別しない。そこ
で、本実施例では、Ｘ、Ｙの値の大きさに基づいて方位
を判別している。

【０１０８】ところが、磁気センサ１に使用されている
バイアスコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２は、そ
のコイルの卷回状態等に起因して、同じ大きさのバイア
ス電流Ｉ11、Ｉ12やバイアス電流Ｉ21、Ｉ22が流れて
も、同じ大きさのバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４
を発生しないことがある。

【０１０９】例えば、図２の場合、バイアスコイルＣＬ
１がスペーサ２の内側に卷回され、バイアスコイルＣＬ
２がスペーサ２の外側に卷回されているため、バイアス
コイルＣＬ１とバイアスコイルＣＬ２とでは、その断面
積が異なり、バイアスコイルＣＬ１とバイアスコイルＣ
Ｌ２とに同じ大きさのバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイ
アス電流Ｉ21、Ｉ22を流しても、バイアスコイルＣＬ１
の発生するバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３とバイアスコイルＣ
Ｌ２の発生するバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４とでは、その大
きさが異なる。そのため、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ
２、ＭＲ３、ＭＲ４による地磁気の検出結果に誤差が発
生し、方位の算出が不正確となる。

【０１１０】そこで、本実施例では、電子式方位計１０
の電源が投入されたときや、図示しない補正モードスイ
ッチが投入されたときに、補正処理を行なって、各方向
のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさを検出
し、この検出結果に基づいて、Ｄ／Ａ変換回路２５から
コイル駆動回路１８に供給する所定電圧Ｖ_CCの大きさを
調整して、バイアスコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣ
Ｌ２に供給するバイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電
流Ｉ21、Ｉ22の大きさを制御している。

【０１１１】すなわち、補正モードに入ると、ＣＰＵ２
０は、磁気検出回路１１に「Ｈ」の信号Ｔｒを出力し、
磁気検出回路１１は、「Ｈ」の信号Ｔｒが入力される
と、トランスファゲートＴＧ２、トランスファゲートＴ
Ｇ４及びトランスファゲートＴＧ６が開成する。

【０１１２】なお、ＣＰＵ２０は、信号Ｔｒを図６に示
した各信号よりも長いインターバルで変化させる。例え
ば、１つの方位に対して、約１秒間毎に、信号Ｔｒを変
化させ、各方位について複数回測定する。

【０１１３】トランスファゲートＴＧ２とトランスファ
ゲートＴＧ４が開成すると、磁気検出回路１１は、Ｐチ
ャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ３１及び抵抗Ｒ１を介して、磁
気センサ１に定電流Ｉを供給する。

【０１１４】また、トランスファゲートＴＧ５が閉成し
て、トランスファゲートＴＧ６が開成することにより、
出力端子Ｋ６には、基準電源３７から基準電圧Ｖ_ref3が
出力される。

【０１１５】この状態で波形合成回路１９から、図６に
示したように、順次各信号を出力し、磁気センサ１にバ
イアスコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２によりバ
イアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を順次印加する。こ
の各バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加したと
きの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２から、バイアス
コイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ１の発生する各方
向のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさを検
出する。

【０１１６】いま、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、Ｍ
Ｒ３、ＭＲ４の抵抗値をｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４とする
と、上述のように、ＣＰＵ２０が「Ｌ」の信号Ｔｒを出
力して、磁気センサ１に定電圧Ｖを印加したときには、
出力端子Ｋ１から出力される検出電位Ｓ１は、次式によ
り与えられる。

【０１１７】Ｓ１＝ｒ２・Ｖ（ｒ１＋ｒ２） ところが、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ
Ｒ４の磁気検出方向に対して、図７から図１０に示すよ
うに、４５度の角度をなす４つの向きのバイアス磁界Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加するとき、各バイアス磁界
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加したときの検出電位Ｓ１
は、磁気抵抗素子ＭＲ１と磁気抵抗素子ＭＲ２の両抵抗
値ｒ１、ｒ２に依存するが、図７から図１０に示すよう
に、各バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加した
ときの磁気抵抗素子ＭＲ１及び磁気抵抗素子ＭＲ２の磁
気検出方向成分の組み合わせが、それぞれ異なる。

【０１１８】そのため、ＣＰＵ２０が「Ｈ」の信号Ｔｒ
を出力して、定電流Ｉを磁気センサ１に供給したとき、
出力端子Ｋ１から出力される検出電位Ｓ１は、次式によ
り与えられる。

【０１１９】Ｓ１＝ｒ２・Ｉ ここで、各バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大き
さが全て同じ大きさであるとすると、例えば、磁気抵抗
素子ＭＲ２の磁気検出方向のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、
Ｂ３、Ｂ４の成分が同じ向きになるとき、すなわち、図
７に示すバイアス磁界Ｂ１と図１０に示すバイアス磁界
Ｂ４のとき、あるいは、図８に示すバイアス磁界Ｂ２と
図９に示すバイアス磁界Ｂ３のとき、出力端子Ｋ１から
出力される検出電位Ｓ１は、同じ値でなければならな
い。

【０１２０】したがって、磁気センサ１に定電流Ｉを供
給して、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加し
たとき、上記磁気抵抗素子ＭＲ２の磁気検出方向のバイ
アス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の成分が同じ向きにな
るときの検出電位Ｓ１を比較し、この検出電位Ｓ１が同
じ大きさとなるように、カウンタ２４のカウント値をア
ップあるいはダウンさせることにより、Ｄ／Ａ変換回路
２５からコイル駆動回路１８へ供給する所定電圧Ｖ_CCの
大きさを調整して、バイアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイア
ス電流Ｉ21、Ｉ22をの大きさを調整し、バイアス磁界Ｂ
１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさを全ての方向で同じ大き
さに制御することができる。

【０１２１】すなわち、例えば、図７のようにバイアス
磁界Ｂ１を印加したときの検出電位Ｓ１から図１０のよ
うにバイアス磁界Ｂ４を印加したときの検出電位Ｓ１を
減算して、その減算結果が正であれば、所定時間間隔で
カウンタ２４にアップ信号ＵＰを出力して、カウンタ２
４のカウント値をアップさせ、減算結果が負であれば、
ダウン信号ＤＯＷＮをカウンタ２４に出力して、カウン
タ２４のカウント値をダウンさせる。この処理を上記減
算結果が「０」になるまで継続する。

【０１２２】したがって、コイル駆動回路１８がバイア
スコイルＣＬ１及びバイアスコイルＣＬ２に供給するバ
イアス電流Ｉ11、Ｉ12及びバイアス電流Ｉ21、Ｉ22の大
きさを調整することができ、バイアスコイルＣＬ１及び
バイアスコイルＣＬ２が磁気センサ１の磁気抵抗素子Ｍ
Ｒ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加するバイアス磁界
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を全て同じ大きさに制御するこ
とができる。

【０１２３】その結果、磁気センサ１に磁気検出回路１
１から定電圧Ｖを印加して、地磁気の検出を行なったと
き、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の大きさの相
違からくる検出誤差を防止することができ、方位の算出
精度を向上させることができる。

【０１２４】なお、上記実施例においては、磁気センサ
１を４つの磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ
４で構成しているが、これに限るものではなく、磁界の
相互に異なる方向の成分の強さを検出する少なくとも２
つの磁気検出手段を備えていればよい。

【０１２５】

【発明の効果】本発明によれば、磁気検出手段に印加さ
れる相異なる各向きのバイアス磁界の大きさを検出し、
各向きのバイアス磁界の大きさを全て同じ値に制御する
ことができるので、地磁気の大きさを正確に検出するこ
とができ、地磁気の方位を正確に算出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る電子式方位計の磁気セ
ンサの結線図。

【図２】磁気センサの斜視図。

【図３】本発明の一実施例に係る電子式方位計の回路ブ
ロック図。

【図４】図３の磁気検出回路の回路図。

【図５】図３のコイル駆動回路の回路図。

【図６】図３の各部の出力信号のタイミング図。

【図７】バイアス磁界Ｂ１を印加したときの各磁気検出
方向の成分分解図。

【図８】バイアス磁界Ｂ２を印加したときの各磁気検出
方向の成分分解図。

【図９】バイアス磁界Ｂ３を印加したときの各磁気検出
方向の成分分解図。

【図１０】バイアス磁界Ｂ４を印加したときの各磁気検
出方向の成分分解図。

【符号の説明】

１ 磁気センサ １０ 電子式方位計 １１ 磁気検出回路 １２ 差動増幅回路 １３ Ａ／Ｄ変換回路 １４、１５、１６、１７ レジスタ １８ コイル駆動回路 １９ 波形合成回路 ２０ ＣＰＵ ２１ 表示部 ２２ ＲＯＭ ２３ ＲＡＭ ２４ カウンタ ２５ Ｄ／Ａ変換回路 ３１、３２ ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥＴ ５０、６０ バイアス電流制御回路 ５１、５２、６１、６２ ＰチャンネルＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ ５３、５４、６３、６４ ＮチャンネルＭＯＳ−ＦＥ
Ｔ ７０ 電流調整回路 ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４ 磁気抵抗素子 ＴＧ１、ＴＧ２、ＴＧ３、ＴＧ４、ＴＧ５、ＴＧ６
トランスファーゲート ＴＧ１１、ＴＧ１２、ＴＧ１３、ＴＧ１４ トランス
ファーゲート Ｒ１、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５ 抵
抗 ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ１１ オペアンプ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁界の相互に異なる方向の成分の強さを検
   出する少なくとも２つの磁気検出手段と、 前記磁気検出手段に対して相互に向きが異なる少なくと
   も２つのバイアス磁界を印加するバイアス磁界印加手段
   と、 前記バイアス磁界印加手段によるバイアス磁界と地磁気
   の磁界とが加わった磁界の強さに対して、前記少なくと
   も２つの磁気検出手段により検出した複合検出値を出力
   する複合検出値出力手段と、 前記バイアス磁界印加手段によるバイアス磁界と地磁気
   の磁界とが加わった磁界の強さに対して、前記少なくと
   も２つの磁気検出手段のうちの１つの磁気検出手段の検
   出した単独検出値を出力する単独検出値出力手段と、 前記バイアス磁界印加手段により前記少なくとも２つの
   向きの異なるバイアス磁界が印加されたときの前記複合
   検出値出力手段の複合検出値に基づいて方位を算出する
   方位算出手段と、 前記バイアス磁界印加手段により前記少なくとも２つの
   異なる向きのバイアス磁界が印加されたときの前記単独
   検出値出力手段の各単独検出値に基づいて、各向きの前
   記バイアス磁界の強さが全て同じ値になるように、前記
   バイアス磁界印加手段を制御するバイアス磁界制御手段
   と、 を備えたことを特徴とする電子式方位計。