JPH0571714U - 磁気センサ及び電子式方位計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気抵抗素子を利用した高精度で消費電流の
少ない磁気センサ及びこれを利用した電子式方位計を提
供することを目的とする。 【構成】 磁気センサ１は相直交するブリッジ状に結合
された４つの磁気抵抗素子で形成された磁気抵抗素子部
１２と、相直交し且つその発生バイアス磁界が磁気抵抗
素子の検出方向に一致する状態で磁気抵抗素子に巻回さ
れた２つのバイアスコイルＣ１、Ｃ２で形成される。磁
気抵抗素子の出力電位Ｖ１、Ｖ２の電位差を作動増幅回
路１３で検出し、波形合成回路１７からの変換タイミン
グ信号Ｓａに基づきＡ／Ｄ変換回路１４でＡ／Ｄ変換し
てレジスタ１５に格納する。コイル駆動回路１６は波形
合成回路１７からの信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基づ
きバイアスコイルＣ、Ｃ２へのバイアス電流Ｉ１、Ｉ２
の供給・停止を行う。波形合成回路１７は領域信号Ａ
１、Ａ２をレジスタ１８に出力し、レジスタ１５の検出
データをＲＡＭ２２に格納するための割込み信号ＩＮＴ
をＣＰＵ１９に出力する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は磁気センサ及び電子式方位計に関し、詳細には、磁気抵抗素子を利用 した磁気センサ及びこの磁気センサを利用して地磁気の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、電子式方位計としては、種々のものが提案されているが、従来の電子式 方位計においては、その磁気検出素子としてホール素子や強磁性体等が利用され ている。 このようなホール素子や強磁性体等を磁気検出素子として利用すると、地磁気 の検出感度方向成分の大きさにより、地磁気の方向を検出することができるが、 ホール素子は、磁気検出感度が低い。 そこで、従来、磁束収束器を設けることにより、ホール素子の磁気検出感度の 低さを補うことにより、地磁気の検出を行なって、方位を測定している。 ところが、磁束収束器を設けていたため、電子式方位計が大型化するという問 題があった。また、ホール素子や強磁性体は、いずれも消費電力が大きいという 問題があった。 そこで、本出願人は、先に、磁気検出素子として、磁気抵抗素子を使用した磁 気センサを提案している（実願平２−９３９７９号）。 この磁気センサにおいては、２個以上の磁気抵抗素子をその磁気検出方向が互 いに直交する方向に配置し、この磁気抵抗素子に１個のバイアス磁界用コイルを 卷回している。そしてこのバイアス磁界用コイルは、バイアス電流が供給される ことにより、各磁気抵抗素子の磁気検出方向に対して４５度傾いた向きのバイア ス磁界を発生する。 この磁気センサにおいては、磁気抵抗素子の磁気検出方向に対して４５度傾い た向きのバイアス磁界を印加した状態で、各磁気抵抗素子に対して定電圧を印加 し、各磁気抵抗素子の出力電圧の変化を検出することにより地磁気の大きさを検 出することができる。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の磁気センサにあっては、磁気抵抗素子をその 磁気検出方向が互いに直交する方向に配置し、各磁気抵抗素子の磁気検出方向に 対して４５度傾いた向きのバイアス磁界を印加して、磁気抵抗素子の出力電圧を 計測することにより地磁気の大きさを検出していたため、磁気抵抗素子を利用し て地磁気を検出するのに必要なバイアス磁界を印加するためには、その必要とす るバイアス磁界の√２倍（１．４１４２・・・倍）のバイアス磁界を発生させる 必要がある。その結果、バイアス磁界を発生させるために必要なバイアス電流が 大きくなり、消費電力が多くなるという問題があった。 そこで、本考案は、少なくとも４個の磁気抵抗素子をブリッジ状に連結し、ま た、各磁気抵抗素子に相互に直行する方向のバイアス磁界用コイルを巻回して、 磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致するバイアス磁界を印加することにより、バ イアス磁界用コイルの発生するバイアス磁界を有効に利用して、充分なバイアス 磁界を発生させるのに必要なバイアス電流を低減し、消費電流を低減することを 目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、 請求項１記載の考案は、 磁気センサが、 隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が互いに直交する状態でブリッジ状に結 合された少なくとも４個の磁気抵抗素子と、 互いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致する方向の 磁界を発生する状態で前記磁気抵抗素子に卷回された少なくとも２個のバイアス 磁界用コイルと、 を備えたことを特徴としている。 請求項２記載の考案は、 電子式方位計が、 隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が互いに直交する状態でブリッジ状に結 合された少なくとも４個の磁気抵抗素子と、互いに直交するとともに、前記磁気 抵抗素子の磁気検出方向と一致する方向の磁界を発生する状態で前記磁気抵抗素 子に卷回された少なくとも２個のバイアス磁界用コイルと、を有した磁気センサ と、 前記磁気センサの各バイアス磁界用コイルにバイアス電流を導通させバイアス 磁界を発生させるバイアス磁界用コイル駆動手段と、 前記磁気センサの磁気抵抗素子の結合部のうち相対向する２つの結合部間に定 電圧を印加する磁気センサ駆動手段と、 前記磁気センサ駆動手段により定電圧の印加されている結合部間以外の相対向 する結合部間の電位差を検出する検出手段と、 前記検出手段が検出した電位差から方位を算出する演算手段と、 前記バイアス磁界用コイル駆動手段と前記検出手段と前記演算手段とに対して 動作タイミングを指示する制御手段と、 を備えたことを特徴としている。 この場合、前記バイアス磁界用コイル駆動手段が、例えば、請求項３に記載す るように、前記１個のバイアス磁界用コイルに対して互いに逆向きの２種類のバ イアス電流を導通させ、該１個のバイアス磁界用コイルにより互いに逆向きの２ 種類のバイアス磁界を発生させるようにしてもよい。

【０００５】

【作用】

請求項１記載の本考案によれば、 磁気センサが、少なくとも４個の磁気抵抗素子と少なくとも２個のバイアス磁 界用コイルとで構成され、各磁気抵抗素子は、隣接する磁気抵抗素子の磁気検出 方向が互いに直交する状態でブリッジ状に結合されている。また、各バイアス用 コイルは、互いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致す る方向の磁界を発生する状態で前記磁気抵抗素子に卷回されている。 したがって、バイアス磁界用コイルの発生する磁界は、有効に磁気抵抗素子に バイアス磁界として作用し、バイアス磁界を発生させるのに必要なバイアス電流 を削減することができる。その結果、消費電力を低減することができる。 請求項２記載の考案によれば、 電子式方位計が、磁気センサが、隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が互い に直交する状態でブリッジ状に結合された少なくとも４個の磁気抵抗素子と、互 いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致する方向の磁界 を発生する状態で前記磁気抵抗素子に卷回された少なくとも２個のバイアス磁界 用コイルと、を有しており、前記磁気センサの各バイアス磁界用コイルにバイア ス磁界用コイル駆動手段によりバイアス電流を導通させてバイアス磁界を発生さ せる。この磁気センサの磁気抵抗素子の結合部のうち相対向する２つの結合部間 に磁気センサ駆動手段により定電圧を印加し、この磁気センサ駆動手段により定 電圧の印加されている結合部間以外の相対向する結合部間の電位差を検出手段に より検出する。この検出手段が検出した電位差から演算手段により方位を算出し 、前記バイアス磁界用コイル駆動手段と前記検出手段と前記演算手段とに対して 制御手段により動作タイミングを指示する。 したがって、バイアス磁界を有効に利用して、バイアス電流を低減することが できるとともに、ブリッジ状に接続された磁気抵抗素子に、制御手段により動作 タイミングをとって、バイアス磁界を印加し、このバイアス磁界の方向と検出方 向が一致する磁気抵抗素子の結合部間の電位差を検出して、方位を算出している ので、磁気抵抗素子の特性曲線の変化量の大きい領域で検出することができ、消 費電力の少ない磁気センサを小型・安価で、かつ精度の高いものとすることがで きる。 請求項３記載の考案によれば、 １個のバイアス磁界用コイルに互いに逆向きの２種類のバイアス電流を導通さ せ、該１個のバイアス磁界用コイルにより互いに逆向きの２種類のバイアス磁界 を発生させているので、磁気抵抗素子のヒステリシスによる誤差及びバイアス磁 界の変動による誤差を適切に是正することができ、検出精度をより一層向上させ ることができる。

【０００６】

【実施例】

以下、本考案を実施例に基づいて具体的に説明する。 図１〜図１５は、本考案に係る磁気センサ及び電子式方位計の一実施例を示す 図である。 図１は、磁気センサ１の平面図であり、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２上に４個の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ ４及び４個のパッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４が形成されている。

【０００７】 この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、基板２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、パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ ３、Ｐ４は、基板２上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。この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、それぞれ相隣接す る他の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４と９０度の角度で結合され ており、また、矢印Ｎは、測定方向を示すが、この矢印Ｎに対して、各磁気抵抗 素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出方向が４５度の傾きをもつよう形成 されている。したがって、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、 その検出方向が、図１に各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出 方向をＨ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４で示すように、相隣接する他の磁気抵抗素子ＭＲ １、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出方向と９０度づつずれている。

【０００８】 これら各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、図２に示すように 、パッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４により結合部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４を介して ブリッジ状に接続されており、相対向する結合部Ｋ１、Ｋ３間には、所定の定電 圧Ｖが印加されている。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 、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４にバラツキがなく、結合部Ｋ １、Ｋ３間に定電圧Ｖが印加された状態で、磁界が作用してその抵抗値が変化す ると、結合部Ｋ２と結合部Ｋ４には、所定の電位が発生する。すなわち、結合部 Ｋ２の電位をＶ１、結合部Ｋ４の電位をＶ２とすると、結合部Ｋ２と結合部Ｋ４ との間には、Ｖ１−Ｖ２の電位差ＶＳが発生する。

【０００９】 また、磁気センサ１には、２つのバイアスコイルＣ１、Ｃ２（図３参照）が相 互に直交するとともに、バイアスコイルＣ１が、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の 磁気検出方向と一致する向きに磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に 卷回され、バイアスコイルＣ２が、磁気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の磁気検出方向 と一致する向きに磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に卷回されてい る。まず、バイアスコイルＣ１は、流される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、ＭＲ２、 ＭＲ３、ＭＲ４に印加する。次に、バイアスコイルＣ２は、流される電流の向き 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 Ｃ１により印加されるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３の方向と各磁気抵抗素子ＭＲ１、 ＭＲ３の磁気検出方向とが、一致し、バイアスコイルＣ２により印加されるバイ アス磁界Ｂ２、Ｂ４の方向と磁気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の磁気検出方向とが一 致している。

【００１０】 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、素子駆動回路１１、磁気抵抗素子部１ ２、作動増幅回路１３、Ａ／Ｄ変換回路１４、レジスタ１５、バイアスコイルＣ １、Ｃ２、コイル駆動回路１６、波形合成回路１７、レジスタ１８、ＣＰＵ１９ 、表示部２０、ＲＯＭ２１及びＲＡＭ２２等を備えている。

【００１１】 磁気抵抗素子部１２は、上記ブリッジ状に接続された磁気抵抗素子ＭＲ１、Ｍ Ｒ２、ＭＲ３、ＭＲ４を総称したものであり、素子駆動回路（磁気センサ駆動手 段）１１は、この磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の形成された磁 気センサ１の結合部Ｋ１、Ｋ３に印加する所定の定電圧Ｖを供給する。磁気抵抗 素子部１２は、その結合部Ｋ２及び結合部Ｋ４から検出電圧Ｖ１、Ｖ２を作動増 幅回路１３に出力する。

【００１２】 作動増幅回路１３は、通常の作動増幅回路であり、磁気抵抗素子部１２から入 力される検出電圧Ｖ１、Ｖ２の電位差ＶＳ（Ｖ１−Ｖ２）を増幅してＡ／Ｄ変換 回路１４に出力する。 Ａ／Ｄ変換回路１４は、電位差ＶＳをディジタル変換し、レジスタ１５に出力 する。

【００１３】 したがって、上記作動増幅回路１３及びＡ／Ｄ変換回路１４は、全体として素 子駆動回路１１により定電圧の印加されている結合部間（Ｋ１−Ｋ３間）以外の 相対向する結合部間（Ｋ２−Ｋ４間）の電位差ＶＳを検出する検出手段として機 能する。

【００１４】 一方、バイアスコイル（バイアス磁界用コイル）Ｃ１、Ｃ２は、上述のように 、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４にバイアスコイルＣ１とバイア スコイルＣ２が互いに直交するとともに、バイアスコイルＣ１によるバイアス磁 界Ｂ１、Ｂ３の方向と磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の磁気検出方向とが一致し、 バイアスコイルＣ２によるバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４の方向と磁気抵抗素子ＭＲ２ 、ＭＲ４の磁気検出方向とが一致するように卷回されており、各バイアスコイル Ｃ１、Ｃ２には、それぞれコイル駆動回路１６からバイアス電流Ｉ１、Ｉ２が供 給される。このバイアス電流Ｉ１、Ｉ２は、各々電流の向きが反転し、バイアス 電流Ｉ１、Ｉ２の向きが反転することより、バイアスコイルＣ１、Ｃ２は、それ ぞれ図１に示したように、逆方向のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３及び逆方向のバイア ス磁界Ｂ２、Ｂ４を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印加する。 また、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２は、交互に流されるとともに、その向きが反転す る。したがって、図１に示すように、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が、 Ｂ１→Ｂ２→Ｂ３→Ｂ４の順に発生する。

【００１５】 コイル駆動回路１６には、波形合成回路１７からバイアス電流の向きと導通タ イミング、すなわちバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の向きを指示する信号 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が入力され、コイル駆動回路１６は、この信号Ｓ１、Ｓ ２、Ｓ３、Ｓ４に基づいてバイアス電流Ｉ１、Ｉ２のバイアスコイルＣ１、Ｃ２ への供給・停止を行ない、また、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２の向きの切り換えを行 なう。したがって、コイル駆動回路１６は、磁気センサ１の各バイアスコイルＣ １、Ｃ２に電流を導通させバイアス磁界を発生させるバイアス磁界用コイル駆動 手段として機能する。

【００１６】 波形合成回路１７は、前記コイル駆動回路１６へ信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ を出力するとともに、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に対応するＲＡＭ２ ２の検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２の格納領域を示す領域信号Ａ１、Ａ０を レジスタ１８に出力し、またＡ／Ｄ変換回路１４に信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４ 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。これに対して、Ａ／Ｄ変換回路１４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１７に出力する。さらに、波形合成回路１７は、ＣＰ Ｕ１９に対して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、Ｃ ＰＵ１９は、この割込み信号ＩＮＴに基づいてＲＡＭ２２のデータの書換処理を 開始する。したがって、波形合成回路１７は、バイアス磁界用コイル駆動手段と してのコイル駆動回路１６、検出手段としてのＡ／Ｄ変換回路１４及び演算手段 としてのＣＰＵ１９に動作タイミングを指示する制御手段として機能する。

【００１７】 前記レジスタ１５は、Ａ／Ｄ変換回路１４からの電位差ＶＳの検出データＸ１ 、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を一時記憶し、ＣＰＵ１９の要求に応じてＣＰＵ１９に電位 差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を出力する。

【００１８】 前記レジスタ１８は、波形合成回路１７からの領域信号Ａ１、Ａ０を一時記憶 し、ＣＰＵ１９の要求に応じてＣＰＵ１９に領域信号Ａ１、Ａ０のデータを出力 する。

【００１９】 表示部２０は、例えば、液晶表示装置等を有し、ＣＰＵ１９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。

【００２０】 ＲＯＭ２１は、電子式方位計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、Ｙ ２の書換処理プログラム等を格納している。

【００２１】 ＲＡＭ２２は、図３に示すように領域区分されており、領域Ｘ１、Ｘ２は、バ イアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３を印加したときの電位差ＶＳの 検出データＸ１、Ｘ２を格納する領域、領域Ｙ１、Ｙ２は、バイアスコイルＣ２ によりバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４を印加したときの電位差ＶＳの検出データＹ１、 Ｙ２を格納する領域、領域Ｘは、バイアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ１、 Ｂ３を印加したときの測定値の差Ｘ（Ｘ１−Ｘ２）を格納する領域、領域Ｙは、 バイアスコイルＣ２によりバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４を印加したときの測定値の差 Ｙ（Ｙ１−Ｙ２）を格納する領域、領域Ｄは、ＣＰＵ１９が算出した方位データ Ｄを格納する領域である。

【００２２】 ＣＰＵ１９は、ＲＯＭ２１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。また、ＣＰＵ１９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Ｒ ＡＭ２２に格納するとともに、表示部１０に算出した方位Ｄを表示出力させる。

【００２３】 次に、作用を説明する。 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、ＭＲ ３、ＭＲ４が使用されており、その磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ ４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Ｍ Ｒ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の相対向する結合部Ｋ１と結合部Ｋ３との間に素 子駆動回路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の他の相対向する結合部Ｋ２と結合部Ｋ４との電位を 検出電位Ｖ１、Ｖ２として作動増幅回路１３に出力する。

【００２４】 一方、磁気センサ１には、バイアスコイルＣ１、Ｃ２が相直交するとともに、 各バイアスコイルＣ１、Ｃ２によるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の方向 が磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の磁気検出方向と一致する方向 に卷回されており、バイアスコイルＣ１、Ｃ２には、コイル駆動回路１６からそ れぞれバイアス電流Ｉ１、Ｉ２が供給される。このバイアス電流Ｉ１、Ｉ２は、 各々電流の向きが反転し、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２の向きが反転することにより 、バイアスコイルＣ１、Ｃ２は、それぞれ図１に示したように、逆方向のバイア ス磁界Ｂ１、Ｂ３及びバイアス磁界Ｂ２、Ｂ４を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、 ＭＲ３、ＭＲ４に印加する。

【００２５】 ところで、磁気センサ１に使用されている磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ ３、ＭＲ４は、その基本特性が、図４のように示され、磁界の強さが、正側及び 負側に大きくなるに従って抵抗値が対象的に減少する。したがって、図４に示す ように、地磁気による磁界ＨEが磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４ に作用したとき、抵抗値の変化だけでは、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３ 、ＭＲ４の検出方向に対して地磁気による磁界ＨEの方向が正側であるのか、負 側であるのかを判別することができない。また、この地磁気による磁界ＨEによ る磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値の変化量が小さいため 、正確な地磁気ＨEの変化量を検出することができず、方位の算出が不正確とな る。

【００２６】 そこで、本実施例では、磁気センサ１にバイアス磁界を印加し、磁気抵抗素子 ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に対する地磁気による磁界ＨEの方向の判別を 可能とするとともに、磁界ＨEによる磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、Ｍ Ｒ４の抵抗値の変化量を大きくして、検出精度を向上させている。

【００２７】 すなわち、相直交する方向に配置されたバイアスコイルＣ１、Ｃ２に、反転す るバイアス電流Ｉ１、Ｉ２を供給し、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、 ＭＲ４にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加している。このバイアス磁 界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４に印 加すると、図５に示すように、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の 特性曲線の変化の大きい位置に検出位置を設定することができるとともに、該特 性曲線上での地磁気による磁界ＨEの検出方向に対して、負側のバイアス磁界− ＨBが印加されたときと、正側のバイアス磁界ＨBが印加されたときとでは、磁気 抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値の変化方向を逆転させること ができ、地磁気による磁界ＨEの変化を精度よく検出することができるとともに 、地磁気の磁界ＨEの方向を容易に検出することができる。

【００２８】 また、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、 ＭＲ３、ＭＲ４の検出方向と一致する方向に印加しているので、バイアスコイル Ｃ１、Ｃ２により発生するバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を有効に利用す ることができ、バイアス電流Ｉ１、Ｉ２を低減することができる。その結果、消 費電力を低減することができる。

【００２９】 さらに、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４は、無限に大きな正側 から無限に大きな負側の磁界が印加された場合、図６に示すように、ヒステリシ ス（なお、図６では、ヒステリシスを分りやすく表示するため、実際のヒステリ シスよりも極端に表示している。）を有しているため、地磁気による磁界ＨEを 検出しているときには、磁界ＨEの増加するときと、減少するときとでは、磁気 抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の異なる特性曲線上を変化することと なり、同じ磁界ＨEの値であっても異なった抵抗値を示す。その結果、方位の検 出を正確に行なうことができなくなる。

【００３０】 そこで、本考案では、上述のように、磁気センサ１にバイアス磁界を印加し、 ヒステリシスによる検出誤差を是正している。

【００３１】 すなわち、相直交する方向に配置されたバイアスコイルＣ１、Ｃ２に、反転す るバイアス電流Ｉ１、Ｉ２を供給し、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、 ＭＲ４にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を印加している。このバイアス磁 界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が印加されると、ヒステリシスを有した磁気抵抗素子 ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の特性は、バイアス磁界の方向に対応した特性 曲線上を変化することとなり、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の方向に応 じて磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の同一方向の特性曲線に対応 した検出結果を得ることができる。その結果、ヒステリシスの影響を受けること なく、地磁気による磁界ＨEの変化を正確に検出することができる。

【００３２】 このようにして磁気センサ１で検出した結合部Ｋ１の電位Ｖ１と結合部Ｋ２の 電位Ｖ２は、上述のように、作動増幅回路１３に出力され、作動増幅回路１３は この両電位Ｖ１、Ｖ１の電位差ＶＳを増幅してＡ／Ｄ変換回路１４に出力する。 Ａ／Ｄ変換回路１４は、作動増幅回路１３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１５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１７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。

【００３３】 すなわち、波形合成回路１７は、図７に示すように、変換タイミング信号Ｓａ をＡ／Ｄ変換回路１４に出力し、Ａ／Ｄ変換回路１４は、変換タイミング信号Ｓ ａが入力されると、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１７に出力する。Ａ／Ｄ変換回路 １４は、ディジタル変換した検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２をレジスタ１５ に出力し、レジスタ１５は、入力される検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を一 時格納する。波形合成回路１７は、Ａ／Ｄ変換回路１４から変換中信号Ｓｂの入 力が無くなると、図７に示すように、ＣＰＵ１９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、ＣＰＵ１９は、割込み信号ＩＮＴが入力される と、レジスタ１５から検出データＸ１、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。

【００３４】 また、波形合成回路１７は、図７に示すように、コイル駆動回路１６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１６は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４に基づいてバイ アスコイルＣ１、Ｃ２へのバイアス電流Ｉ１、Ｉ２の供給・停止及びバイアス電 流Ｉ１、Ｉ２の向きの切り換えを行なう。そして、上記変換タイミング信号Ｓａ をこの各信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力期間の中間あたりの安定したときに 出力する。したがって、上述のように、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、 ＭＲ４にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が印加される。

【００３５】 さらに、波形合成回路１７は、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４への信号 Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の出力タイミング、すなわちバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、 Ｂ３、Ｂ４の印加タイミングに応じて、ＲＡＭ２２への検出データＸ１、Ｘ２、 Ｙ１、Ｙ２の格納領域を示す領域信号Ａ１、Ａ０をレジスタ１８に出力し、レジ スタ１８は、この領域信号Ａ１、Ａ０を一時格納する。レジスタ１８に格納され た領域信号Ａ１、Ａ０は、ＣＰＵ１９により読み取られる。この領域信号Ａ１、 Ａ０は、図７に示すように、領域信号Ａ１と領域信号Ａ０との組合わせにより４ つの領域Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を指定している。

【００３６】 上述のように、ＣＰＵ１９は、波形合成回路１７から割込み信号ＩＮＴが入力 されて、割込みがかかると、図８に示すデータ書換処理を行なう。 すなわち、ＣＰＵ１９は、割込み信号ＩＮＴにより割込みがかかると、レジス タ１８から領域信号Ａ１、Ａ０を読み出し、領域信号Ａ０が「０」かどうかチェ ックする（ステップＳ１）。領域信号Ａ０が「０」のときには、領域信号Ａ１が 「０」かどうかチェックし（ステップＳ２）、領域信号Ａ１も「０」のときには 、レジスタ１５から読み出した検出データを領域Ｘ１に書き込む（ステップＳ３ ）。領域Ｘ１に書き込んだ検出データと領域Ｘ２に書き込まれている検出データ との差を演算し、領域Ｘに書き込む（ステップＳ４）。

【００３７】 また、ステップＳ２で領域信号Ａ１が「０」でないときには、レジスタ１５の 検出データを領域Ｘ２に書き込み（ステップＳ５）、この領域Ｘ２に書き込んだ 検出データを領域Ｘ１に書き込まれている検出データから減算して、その減算結 果を領域Ｘに書き込む（ステップＳ４）。

【００３８】 さらに、ステップＳ１で、領域信号Ａ０が「０」でないときには、領域信号Ａ １が「０」かどうかチェックし（ステップＳ６）、領域信号Ａ１が「０」のとき には、レジスタ１５の検出データを領域Ｙ１に書き込む（ステップＳ７）。領域 Ｙ１に書き込んだ検出データと領域Ｙ２に書き込まれている検出データとの差を 演算し、領域Ｙに書き込む（ステップＳ８）。

【００３９】 また、ステップＳ６で、領域信号Ａ１が「０」でないときには、レジスタ１５ の検出データを領域Ｙ２に書き込み（ステップＳ９）、この領域Ｙ２に書き込ん だ検出データを領域Ｙ１に書き込まれている検出データから減算して、その減算 結果を領域Ｙに書き込む（ステップＳ８）。

【００４０】 ＣＰＵ１９は、１回割込み信号ＩＮＴが入力される毎にレジスタ１５から１つ の検出データを読み込み、上記ＲＡＭ２２への書換処理を行なう。 上記ステップＳ４及びステップＳ８で、検出データＸ１、Ｘ２及び検出データ Ｙ１、Ｙ２の差を演算しているのは、以下の理由による。

【００４１】 すなわち、図９に示すように、バイアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ１を 印加したときには、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の抵抗値は、方位θに対して実 線ｒ11に示すように変化し、磁気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の抵抗値は、実線ｒ12 に示すように変化する。また、バイアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ３を印 加したときには、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の抵抗値は、破線ｒ31で示すよう に変化し、磁気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の抵抗値は、破線ｒ32で示すように変化 する。さらに、バイアスコイルＣ２によりバイアス磁界Ｂ２を印加したときは、 図１０に示すように、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の抵抗値は、実線ｒ21で示す ように変化し、磁気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の抵抗値は、実線ｒ42で示すように 変化する。また、バイアスコイルＣ２によりバイアス磁界Ｂ４を印加したときに は、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ３の抵抗値は、破線ｒ41で示すように変化し、磁 気抵抗素子ＭＲ２、ＭＲ４の抵抗値は、破線ｒ32で示すように変化する。これら 各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値の変化によって結合部 Ｋ２と結合部Ｋ４とに電位Ｖ１、Ｖ２が発生して、電位差ＶＳが生じる。したが って、バイアスコイルＣ１によるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３を印加したときの電位 差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２は、図１１に示すように変化し、バイアスコイル Ｃ２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Ｙ １、Ｙ２は、図１２に示すように変化する。

【００４２】 さらに、ＣＰＵ１９は、図８のステップＳ４及びステップＳ８においてバイア スコイルＣ１によるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３を印加したときの電位差ＶＳの検出 データＸ１、Ｘ２の差Ｘ（Ｘ１−Ｘ２）及びバイアスコイルＣ２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（Ｙ １−Ｙ２）を演算しているが、これは、図１１及び図１２に示すように、逆方向 にバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、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。さらに、各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値に誤差が あるときには、各バイアスコイルＣ１によるバイアス磁界Ｂ１、Ｂ３を印加した ときの電位差ＶＳの検出データＧＸ１、ＧＸ２は、図１３に示すように、磁気抵 抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値に誤差がないときの検出データ Ｘ１、Ｘ２に対して、ずれるが、抵抗値に誤差があるときの検出データＧＸ１、 ＧＸ２の差ＧＸ（ＧＸ１−ＧＸ２）は、抵抗値に誤差がないときの検出データＸ １、Ｘ２の差Ｘ（Ｘ１−Ｘ２）と同じ値となる。これは、バイアスコイルＣ２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、Ｙ ２の差Ｙ（Ｙ１−Ｙ２）についても同様である。したがって、検出データＸ１、 Ｘ２の差Ｘ及び検出データＹ１、Ｙ２の差Ｙを演算することにより、磁気抵抗素 子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値の誤差が打ち消され、検出精度を向 上させることができる。

【００４３】 上記書換処理が完了すると、ＣＰＵは割込み処理から抜け、方位の算出処理や 表示部２０への表示出力処理等を行なう。 この方位の算出処理は、図１４のフローチャートに従って行なわれる。 すなわち、ＣＰＵ１９は、電位差ＶＳの検出データＸ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２を ＲＡＭ２２の各領域Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２に格納し、検出データＸ１、Ｘ２及 び検出データＹ１、Ｙ２の差を演算すると、割込み処理から抜け出し、図１４に 示す方位の算出処理及び表示処理を行なう。

【００４４】 ＣＰＵ１９は、まず、ＲＡＭ２２から差Ｘ及び差Ｙを読み出し、次式により方 位Ｄを算出する（ステップＰ１）。 Ｄ＝ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）………（１） ところが、ｔａｎ^-1（Ｙ／Ｘ）の値は、図１５（横軸θは実際に電子式方位計 １０が向けられている方位）に示すように、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、表１に示すように、Ｘ 、Ｙの値の大きさに基づいて方位を判別している。

【００４５】 すなわち、図１４に示すように、まず、差Ｘが負かどうかチェックし（ステッ プＰ２）、差Ｘが負のときには、表１からも分るように、ステップＰ１で算出し た方位に１８０度を加算した値を方位として採用して、ＲＡＭ２２のＤ領域に格 納する（ステップＰ３）。このＲＡＭ２２に格納した方位を表示部２０を駆動し て、表示部２０に表示出力させる（ステップＰ４）。また、ステップＰ２で差Ｘ が負でないときには、差Ｙが負かどうかチェックし（ステップＰ５）、差Ｙが負 のときには、表１からも分るように、ステップＰ１で算出した方位に３６０度を 加算した値を方位として算出して、ＲＡＭ２２のＤ領域に格納する（ステップＰ ６）。この算出した方位を表示部２０に表示出力させる（ステップＰ４）。さら に、ステップＰ５で、差Ｙの値が負でないときには、表１からも分るように、ス テップＰ１で算出した方位をそのまま方位として採用し、ＲＡＭ２２の領域Ｄに 格納して、その方位Ｄを表示部２０に表示出力させる（ステップＰ４）。

【表１】

【００４６】 このように、磁気センサ１が、少なくとも４個の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２ 、ＭＲ３、ＭＲ４と、少なくとも２個のバイアスコイルＣ１、Ｃ２で形成される とともに、４個の磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４が、隣接する磁 気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の磁気検出方向が互いに直交する状 態でブリッジ状に結合されており、２個のバイアスコイルＣ１、Ｃ２が、互いに 直交するとともに、その発生するバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４が磁気抵 抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の検出方向と一致する状態で前記磁気抵 抗素子に卷回されているので、バイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４により磁気 抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の特性曲線の変化量の大きい領域で検 出することができ、磁気センサ１を小型・安価で、かつ精度の高いものとするこ とができるとともに、バイアスコイルＣ１、Ｃ２の発生するバイアス磁界Ｂ１、 Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を有効に利用することができ、バイアス電流を低減して、消費 電力を低減することができる。

【００４７】 また、電子式方位計を、この磁気センサ１を利用し、この磁気センサ１の磁気 抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の結合部Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４のう ち相対向する２つの結合部Ｋ１、Ｋ３間に定電圧Ｖを印加する。そして、磁気セ ンサ１の各バイアスコイルＣ１、Ｃ２に電流Ｉ１、Ｉ２を導通させてバイアス磁 界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を発生させ、前記定電圧Ｖの印加されている結合部Ｋ １、Ｋ３間以外の相対向する結合部Ｋ２、Ｋ４間の電位差ＶＳを検出する。この 検出した電位差ＶＳから方位を算出し、これらバイアスコイルＣ１、Ｃ２への電 流導通タイミングや検出タイミング及び方位の算出タイミングを調整しているの で、ブリッジ状に接続された磁気抵抗素子に、制御手段により動作タイミングを とって、バイアス磁界を印加し、このバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の印 加された磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４の結合部Ｋ２、Ｋ４間の 電位差ＶＳを検出して、方位を算出することができ、磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ ２、ＭＲ３、ＭＲ４の特性曲線の変化量の大きい領域で検出することができる。 その結果、磁気センサ１を小型・安価で、かつ精度の高いものとすることができ る。

【００４８】 さらに、１個のバイアスコイルＣ１、Ｃ２に互いに逆向きの２種類のバイアス 電流Ｉ１、Ｉ２を導通させ、該１個のバイアスコイルＣ１、Ｃ２により互いに逆 向きの２種類のバイアス磁界Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を発生させているので、磁 気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４のヒステリシスによる誤差を適切に 是正することができ、検出精度をより一層向上させることができる。

【００４９】 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、Ｍ Ｒ２、ＭＲ３、ＭＲ４で構成しているが、これに限るものではなく、４つ以上の 磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４を直列あるいは並列にブリッジを 形成するように接続して、構成してもよい。また、本考案の磁気センサや電子式 方位計は、方位計専用装置に限るものではなく、電子腕時計や高度計等に組み込 むこともでき、また、自動車や航空機のナビゲーション装置に適用することもで きる。

【００５０】

【考案の効果】

請求項１記載の考案によれば、 磁気センサが、少なくとも４個の磁気抵抗素子と少なくとも２個のバイアス磁 界用コイルとで構成され、各磁気抵抗素子が、隣接する磁気抵抗素子の磁気検出 方向が互いに直交する状態でブリッジ状に結合されているとともに、各バイアス 用コイルが、互いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致 する方向の磁界を発生する状態で前記磁気抵抗素子に卷回されているので、バイ アス磁界用コイルの発生する磁界を、有効に磁気抵抗素子にバイアス磁界として 作用させることができ、バイアス磁界を発生させるのに必要なバイアス電流を削 減することができる。その結果、消費電力を低減することができる。

【００５１】 請求項２記載の考案によれば、 電子式方位計が、磁気センサが、隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が互い に直交する状態でブリッジ状に結合された少なくとも４個の磁気抵抗素子と、互 いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出方向と一致する方向の磁界 を発生する状態で前記磁気抵抗素子に卷回された少なくとも２個のバイアス磁界 用コイルと、を有しており、前記磁気センサの各バイアス磁界用コイルにバイア ス磁界用コイル駆動手段によりバイアス電流を導通させてバイアス磁界を発生さ せる。そして、この磁気センサの磁気抵抗素子の結合部のうち相対向する２つの 結合部間に磁気センサ駆動手段により定電圧を印加し、この磁気センサ駆動手段 により定電圧の印加されている結合部間以外の相対向する結合部間の電位差を検 出手段により検出する。この検出手段が検出した電位差から演算手段により方位 を算出し、前記バイアス磁界用コイル駆動手段と前記検出手段と前記演算手段と に対して制御手段により動作タイミングを指示するので、バイアス磁界を有効に 利用して、バイアス電流を低減することができるとともに、ブリッジ状に接続さ れた磁気抵抗素子に、制御手段により動作タイミングをとって、バイアス磁界を 印加し、このバイアス磁界の方向と検出方向が一致する磁気抵抗素子の結合部間 の電位差を検出して、方位を算出することができ、磁気抵抗素子の特性曲線の変 化量の大きい領域で検出することができる。その結果、消費電力を低減させるこ とができるとともに、磁気センサを小型・安価で、かつ精度の高いものとするこ とができる。

【００５２】 請求項３記載の考案によれば、 １個のバイアス磁界用コイルに互いに逆向きの２種類のバイアス電流を導通さ せ、該１個のバイアス磁界用コイルにより互いに逆向きの２種類のバイアス磁界 を発生させているので、磁気抵抗素子のヒステリシスによる誤差及びバイアス磁 界の変動による誤差を適切に是正することができ、検出精度をより一層向上させ ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る磁気センサの構成図。

【図２】図２の磁気センサの回路構成図。

【図３】本考案の一実施例に係る電子式方位計の回路ブ
ロック図。

【図４】バイアス磁界を印加しないときの磁気抵抗素子
の出力特性図。

【図５】バイアス磁界を印加したときの磁気抵抗素子の
出力特性図。

【図６】磁気抵抗素子のヒステリシスの様子を示す図。

【図７】図３の各部の出力信号のタイミング図。

【図８】図３のＣＰＵによる検出データ書込処理を示す
フローチャート。

【図９】バイアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ１、
Ｂ３を印加したときの各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、
ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値と方位との関係を示す図。

【図１０】バイアスコイルＣ２によりバイアス磁界Ｂ
２、Ｂ４を印加したときの各磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ
２、ＭＲ３、ＭＲ４の抵抗値と方位との関係を示す図。

【図１１】バイアスコイルＣ１によりバイアス磁界Ｂ
１、Ｂ３を印加したときの検出データＸ１、Ｘ２と方位
との関係を示す図。

【図１２】バイアスコイルＣ２によりバイアス磁界Ｂ
２、Ｂ４を印加したときの検出データＹ１、Ｙ２と方位
との関係を示す図。

【図１３】磁気抵抗素子ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ
４に抵抗値のずれがあるときの誤差を補正する処理の説
明図。

【図１４】ＣＰＵによる方位算出処理を示すフローチャ
ート。

【図１５】ａｒｃｔａｎ^-1Ｙ／Ｘと方位との関係を示す
図。

【符号の説明】

１ 磁気センサ ＭＲ１、ＭＲ２、ＭＲ３、ＭＲ４ 磁気抵抗素子 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ パッド Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４ バイアス磁界 Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４ 結合部 １０ 電子式方位計 １１ 素子駆動回路 １２ 磁気抵抗素子部 １３ 差動増幅回路 １４ Ａ／Ｄ変換回路 １５、１８ レジスタ １６ コイル駆動回路 １７ 波形合成回路 １９ ＣＰＵ ２０ 表示部 ２１ ＲＯＭ ２２ ＲＡＭ

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が
   互いに直交する状態でブリッジ状に結合された少なくと
   も４個の磁気抵抗素子と、 互いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出
   方向と一致する方向の磁界を発生する状態で前記磁気抵
   抗素子に卷回された少なくとも２個のバイアス磁界用コ
   イルと、 を備えたことを特徴とする磁気センサ。
2. 【請求項２】 隣接する磁気抵抗素子の磁気検出方向が
   互いに直交する状態でブリッジ状に結合された少なくと
   も４個の磁気抵抗素子と、 互いに直交するとともに、前記磁気抵抗素子の磁気検出
   方向と一致する方向の磁界を発生する状態で前記磁気抵
   抗素子に卷回された少なくとも２個のバイアス磁界用コ
   イルと、を有した磁気センサと、 前記磁気センサの各バイアス磁界用コイルにバイアス電
   流を導通させバイアス磁界を発生させるバイアス磁界用
   コイル駆動手段と、 前記磁気センサの磁気抵抗素子の結合部のうち相対向す
   る２つの結合部間に定電圧を印加する磁気センサ駆動手
   段と、 前記磁気センサ駆動手段により定電圧の印加されている
   結合部間以外の相対向する結合部間の電位差を検出する
   検出手段と、 前記検出手段が検出した電位差から方位を算出する演算
   手段と、 前記バイアス磁界用コイル駆動手段と前記検出手段と前
   記演算手段とに対して動作タイミングを指示する制御手
   段と、 を備えたことを特徴とする電子式方位計。
3. 【請求項３】 前記バイアス磁界用コイル駆動手段が、
   前記１個のバイアス磁界用コイルに対して互いに逆向き
   の２種類のバイアス電流を導通させ、該１個のバイアス
   磁界用コイルにより互いに逆向きの２種類のバイアス磁
   界を発生させることを特徴とする請求項２記載の電子方
   位計。