JPH10197614A - 磁気検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部磁界強度に対する回路出力特性が、周囲
温度や磁気センサの特性バラツキによる影響を極力、受
け難くし、外部磁界強度に対する回路出力特性の精度向
上を図る。 【解決手段】 磁気センサ１と、駆動回路２と、信号処
理回路３と、定電流源３０とを含む。磁気センサ１は、
少なくとも励磁コイル１１と、検出コイル１２とを含
む。励磁コイル１１及び検出コイル１２は磁気回路を構
成する磁性体１３を介して互いに電磁結合されている。
駆動回路２は励磁コイル１１に周期性電流を供給して励
磁する。信号処理回路３は検出コイル１２から供給され
る信号Ｖｓを処理して出力する。定電流源３０は、信号
処理回路３から出力される信号に基づき、検出コイル１
２から信号処理回路３に供給される信号に対して負帰還
動作を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気検出回路に関
する。本発明に係る磁気検出回路は、例えばブラウン管
を用いて画像を表示する画像表示装置において、ブラウ
ン管に対する地磁気の影響を打ち消す手段などに用いる
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】ブラウン管を用いて画像を表示する画像
表示装置において、電子銃によって発生させた電子ビー
ムは、偏向ヨークの磁界によって水平、垂直方向に偏向
され、蛍光体に当たり、この当たった部分が発光するこ
とにより、画像が表示される。しかし、電子銃から発射
された電子ビームは、蛍光体に達するまで距離があるの
で、しばしば地磁気の影響をうけてその軌道がずれ、画
像の乱れを生じてしまう。

【０００３】この問題を解決する手段として、従来から
画像表示装置では、オートキャンセルシステムを用い
て、地磁気の方向及びその強さを検出し、地磁気の方向
と反対方向の磁界を発生させ、地磁気による画像の乱れ
を補正する手法がとられている。オートキャンセルシス
テムでは、地磁気の方向及び強さを検出する磁気検出回
路が必要である。

【０００４】従来のこの種の磁気検出回路は、磁気セン
サを含み、磁気センサは、励磁コイルと検出コイルとを
備え、励磁コイルに励磁用の交流またはパルス電流を供
給し、検出コイルにおいて、交流またはパルス電流の立
上がりまたは立ち下がり時に生じる電圧をとらえ、直流
信号に変換し、増幅回路で増幅して電圧信号を得る。こ
の電圧信号をＶ／Ｉ変換部により電流信号に変換し、得
られた電流をキャンセルコイルに供給し、キャンセル磁
界を発生させる。キャンセルコイルは、ブラウン管を囲
むループ状に形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したオートキャン
セルシステムに用いられている磁気検出手段の問題点の
一つは、外部磁界強度に対する磁気センサの出力特性
が、磁気センサのＢ−Ｈ特性により決まってしまうの
で、磁気センサのＢ−Ｈ特性のバラツキや温度特性によ
るＢ−Ｈ特性の変化の影響をそのまま受け、外部磁界強
度に対する磁気検出回路の出力精度、劣化の原因となっ
てしまうことである。

【０００６】磁気センサのＢ−Ｈ特性は、磁気回路を構
成する磁性体の材料、構造などに起因するバラツキや温
度特性により、変動しやすく不安定なものである。この
ため、従来例のような方法ではＢ−Ｈ特性の不安定性の
影響を直接受けてしまい、外部磁界強度に対するセンサ
出力Ｖｓの特性も変動しやすく不安定であった。しか
も、通常、磁気検出回路では磁気センサから得られた信
号を、目的とする電圧値に変換するため、増幅してお
り、上記磁気センサ出力の変動が増幅されて出てくるこ
とになる。

【０００７】本発明の課題は、外部磁界強度に対する回
路出力特性が、周囲温度や磁気センサの特性バラツキに
よる影響を極力、受け難くし、外部磁界強度に対する回
路出力特性の精度向上をはかった磁気検出回路を提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る磁気検出回路は、磁気センサと、駆
動回路と、信号処理回路と、定電流源とを含む。

【０００９】前記磁気センサは、少なくとも励磁コイル
と、検出コイルとを含み、前記励磁コイル及び前記検出
コイルは磁気回路を構成する磁性体を介して互いに電磁
結合されている。前記駆動回路は、前記励磁コイルに周
期性電流を供給して励磁する。

【００１０】前記信号処理回路は、前記検出コイルから
供給される信号を処理して出力する。前記定電流源は、
前記検出コイルにバイアス電流を供給し、前記信号処理
回路から供給される信号に基づき、前記検出コイルから
前記信号処理回路に供給される信号に対して負帰還動作
を行なう。

【００１１】駆動回路から励磁コイルに交流またはパル
ス電流などの周期性電流を供給して、励磁コイルを励振
すると、供給された周期性電流の立上がりまたは立ち下
がり時に、検出コイルに電圧が誘起される。信号処理回
路は、検出コイルから供給される信号を処理して出力す
る。

【００１２】本発明に係る磁気検出回路は、更に、定電
流源を備える。前記定電流源は、前記検出コイルにバイ
アス電流を供給すると共に、前記信号処理回路から与え
られる信号に基づき、前記検出コイルから前記信号処理
回路に供給される信号に対して負帰還動作を行なう。こ
の構成によれば、外部磁界強度が変化した時、磁気セン
サの磁気回路に含まれる磁性体内に引き込まれる磁束密
度変化に対して負帰還をかけ、磁気センサの特性の変動
に起因する回路出力の変動を抑え、精度を向上させるこ
とができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る磁気検出回路
の電気回路図である。図示するように、本発明に係る磁
気検出回路は、磁気センサ１と、駆動回路２と、信号処
理回路３と、定電流源３０とを含む。磁気センサ１は、
少なくとも励磁コイル１１と、検出コイル１２とを含
み、励磁コイル１１及び検出コイル１２は磁気回路を構
成する磁性体１３を介して互いに電磁結合されている。
駆動回路２は、励磁コイル１１に交流またはパルス電流
などの周期性電流を供給して励磁する。４は直流電源、
Ｃｓは交流結合用コンデンサである。

【００１４】信号処理回路３は、検出コイル１２から供
給される電圧信号Ｖｓを処理して出力する。上記構成の
磁気検出回路において、駆動回路２から励磁コイル１１
にパルス電流Ｉｄ（図２（ａ）参照）を供給して励磁コ
イル１１を励振すると、供給されたパルス電流Ｉｄの立
上がりＴｒまたは立ち下がりＴｆのタイミングで、検出
コイル１２にピーク値Ｖｓｐの電圧Ｖｓが誘起される
（図２（ｂ）参照）。信号処理回路３は、検出コイル１
２から供給される電圧信号Ｖｓを処理して出力する。

【００１５】定電流源３０は、検出コイル１２にバイア
ス電流を供給し、回路出力Ｖoutを生じると共に、信号
処理回路３から与えられる信号に基づき、検出コイル１
２から信号処理回路３に供給される電圧Ｖｓに対して負
帰還動作を行なう。この構成によれば、磁気センサ１の
特性の変動に起因する回路出力Ｖoutの変動を抑え、精
度を向上させることができる。次にこの点について、更
に詳しく説明する。

【００１６】センサ出力Ｖｓの値は下記の電磁誘導の法
則により得られる。 Ｖｓ＝Ｎ（ΔΦ／Δｔ） ＝Ｎ（△Ｂ×Ｓ／Δｔ） （１） ΔΦ＝△Ｂ×Ｓ ＝（μｂ・Ｈｂ−μａ・Ｈａ）×Ｓ ＝（Ｌ×ΔＩｄ）／Ｎ （２） ここで、 Ｖｓ：磁気センサ出力電圧 Ｎ：巻数比 ΔΦ／Δｔ：時間Δｔ内での磁性体内の磁束変化量 Ｓ：磁性体の実効断面積 ΔＩｄ：励磁電流の振幅 △Ｂ：磁性体内に発生する磁束密度変化量 Ｈａ：磁性体に発生するバイアス磁界強度 μａ：Ｈａにおける磁性体の実効透磁率 Ｈｂ：励磁により磁性体内に生じるバイアス磁界 μｂ：励磁により変化した実効透磁率 △Ｂ＝μｂ・Ｈｂ−μａ・Ｈａ （３） 図１に示した磁気検出回路において、励磁コイル１１と
検出コイル１２は磁気回路を構成する磁性体１３を介し
て電磁結合しており、励磁コイル１１と検出コイル１２
との間の相互誘導作用によりセンサ出力Ｖｓが得られ
る。励磁コイル１１に駆動回路２から、パルスまたは交
流電流からなる励磁電流Ｉｄを流すことにより、磁気セ
ンサ１に含まれる磁気回路の磁束密度変化量△Ｂを発生
させ、図２（ａ）に示すようにパルス電流Ｉｄの立上が
りＴｒ、立ち下がりＴｆのタイミングで磁気センサ１の
出力電圧Ｖｓを得ている。

【００１７】出力電圧Ｖｓは上式に示されるように磁束
密度変化量△Ｂに比例する。この出力Ｖｓは、図２
（ｂ）に示すように両極性のパルス列であり、実際的に
はホールド回路により正側の信号だけ検出される。磁気
センサ１において、磁気回路を構成する磁性体内の磁束
密度変化量△Ｂは、上記（３）式に示されるように、バ
イアス磁界Ｈａ及び実効透磁率μａの積μａ・Ｈａと、
励磁による磁界強度Ｈｂ及び実効透磁率μｂの積μｂ・
Ｈｂとの差に比例する。

【００１８】図３は負帰還かけない場合の磁気センサの
動作特性（従来特性）を示し、図４は負帰還をかけた本
発明の磁気センサの動作特性を示している。図３及び図
４は磁気センサを構成する磁気回路のＢーＨ特性の一部
を示し、横軸に磁界強度Ｈｓ(A/m)、縦軸に磁束密度Ｂ
（Ｔ）をとってある。

【００１９】図３において外部磁界強度Ｈが、０(Oe)か
らＨａ１(Oe)まで変化するものとする。外部磁界強度Ｈ
が変化すると、バイアス磁界も変化するが、ＢーＨ特性
の非線形から、もとのバイアス点Ｈ＝０の時の磁束密度
変化量△Ｂ１より、小さな磁束密度変化量△Ｂ２が得ら
れ、上記（１）式から分かるように、これに比例したセ
ンサ出力Ｖｓが生じる。磁界強度Ｈｂ１、Ｈｂ２は励磁
による磁界強度である。従って、外部磁界Ｈ中に磁気セ
ンサ１を置けば、各外部磁界強度に応じたセンサ出力Ｖ
ｓが得られることになる。

【００２０】しかし、上記従来方式では、外部磁界強度
Ｈに対するセンサ出力Ｖｓの特性は磁気センサ１のＢ−
Ｈ特性により決まってしまうので、磁気センサ１のＢ−
Ｈ特性のバラツキや温度特性によるＢ−Ｈ特性の変化の
影響をそのまま受けることになる。このため、外部磁界
強度に対する磁気検出回路の出力精度、劣化の原因とな
っていた。

【００２１】次に図４において、本発明による外部磁界
強度変化に対する磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上における
動作点変化の様子を示す。磁界強度Ｈａはバイアス磁界
強度である。本発明においては、検出コイル１２にバイ
アス電流Ｉｂを流す。バイアス電流Ｉｂは定電流源３０
によって供給される。このとき磁気センサ１の磁性体内
に発生する磁界強度Ｈｓと検出コイル１２に流すバイア
ス電流Ｉｂの関係は、アンペアの周回路の法則より以下
に記す比例関係にある。

【００２２】Ｈｓ＝（Ｎ×Ｉｂ）／ｌ ただし、 Ｎ：検出コイル１２の巻数 ｌ：磁路長 本発明において、定電流源３０は、信号処理回路３から
出力される信号に基づき、バイアス電流Ｉｂを制御し、
センサ出力Ｖｓに対して負帰還動作を行なう。この負帰
還動作は、磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上で、外部磁界強
度の変化範囲に相当するＢ−Ｈ特性上でのバイアス点変
化領域を狭めることにつながり、従来例と比べ、磁気セ
ンサ１に含まれる磁性体のＢ−Ｈ特性の不安定な非線形
領域を用いずに済む。即ち、負帰還をかけなかった場合
と比べ、磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上のよりリニアな領
域で動作させていることになり、外部磁界強度に対する
センサ出力Ｖｓをリニアにし、そして、回路出力Ｖout
の特性もリニアにすることができる。

【００２３】従来例では、増幅回路の増幅度を上げる
程、磁気センサ１の特性変動により、回路出力Ｖoutの
特性変動が大きくなっていたが、本発明のようにセンサ
出力Ｖｓに対する負帰還動作を行なわせれば、回路の増
幅度を上げる程、上記バイアス点の変化領域を一層狭め
ることができ、磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上で、不安定
な領域を使わずに済み、外部磁界強度に対する磁気検出
回路の出力を安定化することができる。なお、図１に示
した実施例では、回路出力Ｖoutは、定電流源３０から
得ているが、信号処理回路３から得てもよい。

【００２４】図５は本発明に係る磁気検出回路の更に具
体的な実施例を示している。図において、図１と同一の
構成部分には同一の参照符号を付してある。

【００２５】信号処理回路３は、ホールド回路３１と、
反転増幅回路３２とを含んでいる。ホールド回路３１
は、磁気センサ１の検出コイル１２から供給されたセン
サ出力Ｖｓをホールドする。反転増幅回路３２は、ホー
ルド回路３１から供給された信号を反転増幅して定電流
源３０に供給する。定電流源３０は、反転増幅回路３２
から供給される反転増幅信号に応じて、バイアス電流Ｉ
ｂを制御し、センサ出力Ｖｓに対して負帰還動作を行な
う。

【００２６】実施例において、磁気センサ１の励磁コイ
ル１１は、導電性磁性体によって構成されている。図６
にその一例を示す。励磁コイル１１は１ターンの導電性
磁性体によって構成され、検出コイル１２は励磁コイル
１１の周りに巻装されている。このような構成の磁気セ
ンサ１は、例えば特開平２ー６２９８６号公報、特開平
２ー６２９８７号公報などに開示されており、軽量で、
非常に感度が高いという優れた特長を持つ。励磁コイル
１１を構成する導電性磁性体の具体例については、上述
した先行技術文献に記載されたＣｏ系アモルファス合金
線などを用いることができる。構造に関しても、これら
の先行技術文献に開示されたものをそのまま使用し、ま
たは若干の変更を加えて用いることができる。励磁コイ
ル１１を構成する導電性磁性体が、磁気回路を構成する
磁性体となる。検出される外部磁界Ｈは、励磁コイル１
２の長さ方向に平行な磁界成分である。

【００２７】図５に示された磁気検出回路において、駆
動回路２により、磁気センサ１の励磁巻線１１を構成す
る導電性磁性体に励磁用の交流又はパルス電流を供給
し、この電流の立上がり、立ち下がり時に検出コイル１
２からセンサ出力Ｖｓを得る。センサ出力Ｖｓはホール
ド回路３１により直流電圧Ｖｂに変換される。直流電圧
Ｖｂは反転増幅回路３２に供給される。

【００２８】反転増幅回路３２では、直流電圧Ｖｂを反
転増幅する。反転増幅出力は定電流源３０に送られる。
定電流源３０は、検出コイル１２にバイアス電流Ｉｂを
流して、反転増幅回路３２からの出力に応じて、センサ
出力Ｖｓに対する負帰還動作を行なう。

【００２９】よって、磁気センサ１において、励磁巻線
１１を構成する導電性磁性体内に引き込まれる磁束密度
に対して負帰還をかけ、磁気センサ１を、Ｂ−Ｈ特性の
不安定な非線形領域を避けて動作させることができる。
これにより、磁気検出回路出力は磁気センサ１の特性バ
ラツキや温度による特性変化の影響を抑えることができ
る。

【００３０】図７は図５に示した実施例の更に具体的な
電気回路図を示している。ホールド回路３１はピークホ
ールド回路であり、ＮＰＮトランジスタＱ２、コンデン
サＣ１を含んでいる。抵抗Ｒ４、Ｒ５及びツエナーダイ
オードＤ１は、トランジスタＱ２のバイアス回路を構成
する。センサ出力Ｖｓは、コンデンサＣｓを経て、トラ
ンジスタＱ２のベースに供給される。トランジスタＱ２
は両極性パルス（図２（ｂ）参照）のうち、プラス側パ
ルスのセンサ出力Ｖｓによって導通し、トランジスタＱ
２の導通によりコンデンサＣ２が充電される。これによ
り、センサ出力ＶｓはコンデンサＣ２の端子電圧Ｖｂと
して保持される。外部磁界強度が変化すると、これに応
じてセンサ出力Ｖｓが変化するが、これに比例して、ホ
ールド回路３１で保持される電圧Ｖｂも変化する。

【００３１】反転増幅回路３２は、ＮＰＮトランジスタ
Ｑ３を有し、ベースに印加されるホールド回路３１の保
持電圧Ｖｂを反転増幅して出力する。トランジスタＱ３
のエミッタには抵抗Ｒ１が接続され、コレクタには抵抗
Ｒ２が接続されており、コレクタから反転増幅を出力す
るようになっている。動作において、ホールド回路３１
によって保持されている電圧ＶｂからトランジスタＱ３
のベース−エミッタ間電圧降下（約０．７ｖ）分を差し
引いた電圧が抵抗Ｒ１に印加される。この時、抵抗Ｒ２
の両端には、抵抗Ｒ１に印加される電圧の（Ｒ２／Ｒ
１）倍の電圧降下Ｖｒ２が生じることになる。従って、
反転増幅回路３２の出力Ｖｃは電源入力電圧Ｖinから電
圧降下Ｖｒ２を差し引いた値（ＶinーＶr2）となる。本
発明の磁気検出回路では、目的とする外部磁界強度と回
路出力の関係を得る為、反転増幅回路３２の増幅度（−
Ｒ２／Ｒ１）を調整しており、これにより、ホールド回
路３１の電圧Ｖｂの変化に対して反転増幅を行う。

【００３２】定電流源３０はＮＰＮトランジスタＱ４を
含んでおり、そのベースに反転増幅回路３２の出力電圧
Ｖｃが供給されている。更に、トランジスタＱ４のコレ
クタは負帰還回路ＦＢを介して検出コイル１２及びコン
デンサＣｓの接続点に結ばれている。更にエミッタにＩ
／Ｖ変換用抵抗Ｒ３が接続されいる。検出出力電圧Ｖou
tは抵抗Ｒ３の端子電圧として得られる。検出出力電圧
Ｖoutは反転増幅回路３２の出力電圧Ｖｃから、トラン
ジスタＱ４のベース−エミッタ間電圧降下（約０．７
ｖ）分だけ、下がった値となり、電圧Ｖｃの変化に反応
する。帰還されるバイアス電流Ｉｂは、Ｖout／Ｒ３で
決まる値になる。

【００３３】外部磁界強度に応じた反転増幅回路３２の
出力Ｖｃに比例して、検出コイル１２のバイアス電流Ｉ
ｂも変化するが、既に説明したように、バイアス電流Ｉ
ｂは、センサ出力Ｖｓに関して、検出コイル１２に負の
電流帰還動作を与えていることになる。よって、磁気セ
ンサ１の導電性磁性体１１内に引き込まれる磁束密度に
対して負帰還をかけ、磁気センサ１をＢ−Ｈ特性の不安
定な領域を避けて動作させることができる。このため、
回路出力Ｖoutは磁気センサ１の特性バラツキや温度に
よる特性変化の影響を抑えた形で得ることができる。

【００３４】次に具体的な測定結果により本発明におけ
る負帰還動作の効果について説明する。

【００３５】図８は負帰還率を変化させた時の外部磁界
強度Ｈとセンサ出力Ｖｓとの関係を示すグラフ、図９は
図８のデータを得るために供された測定システムを示し
ている。図９において、図５と同一の構成部分には同一
の参照符号を付してある。参照符号３０は定電流源を示
している。定電流源３０により、検出コイル１２に流れ
るバイアス電流Ｉｂを制御し、センサ出力Ｖｓに対する
負帰還動作を行なう。外部磁界強度Ｈ＝０(Oe)における
検出コイル１２のバイアス電流Ｉｂは、外部磁界強度−
０．６〜０．６(Oe)の範囲で、帰還率０（従来例）、−
１mA/Oe、−３mA/Oeのように変化させ、この時の外部磁
界強度Ｈに対するセンサ出力Ｖｓの特性を測定した。

【００３６】曲線Ｌ１１は帰還率０（従来例）のときの
特性、曲線Ｌ１２は帰還率−１mA/Oeのときの特性、曲
線Ｌ１３は帰還率−３mA/Oeのときの特性をそれぞれ示
している。負帰還をかけたときの特性Ｌ１２、Ｌ１３
は、帰還率０の従来例の特性Ｌ１１と比べ、リニアにな
っている。負帰還率を上げる程、特性の傾きは小さくな
るが、線形性は向上する。これは、負帰還動作により、
磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上におけるバイアス点変化範
囲が狭まっているからである。

【００３７】言い換えれば、リニアな特性に近づく程、
磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上の不安定な領域を避けて動
作させていることになり、磁気センサ１の特性が変化し
た時の外部磁界強度変化に対する磁気センサ出力特性が
安定する。

【００３８】図１０〜図１２は帰還率を変えた場合の外
部磁界強度Ｈと回路出力Ｖoutとの関係を示すグラフで
ある。図１０〜図１２のデータは、外部磁界強度Ｈを０
(Oe)から０．３(Oe)まで変化させたとき、出力変化ΔＶ
out＝１．０ｖが得られ、かつ、傾きが最大、最小であ
るサンプルの特性をプロットして得られたものである。
図１０は帰還率０（従来例）のときの特性、図１１は帰
還率−１mA/Oeのときの特性、図１２は帰還率−３mAの
ときの特性をそれぞれ示している。

【００３９】図示するように、図１０に示される従来特
性と比べ、本発明により磁気検出回路出力特性は、図１
１及び図１２で示される如く、帰還率のアップと共に磁
気センサ１の特性バラツキによる回路出力特性のバラツ
キが小さくなり、リニアリテイが改善されていることが
分かる。

【００４０】図１３〜図１５は周囲温度に対する外部磁
界強度Ｈ(Oe)と回路出力Ｖoutとの関係を示すグラフで
ある。図１３は帰還率０（従来例）のときの特性を示す
グラフ、図１４は帰還率−１mA/Oeのときの特性を示す
グラフ、図１５は帰還率−３mA/Oeのときの特性を示す
グラフである。

【００４１】図１３に示される従来特性と比べ、本発明
により回路出力Ｖout特性は、図１４及び図１５で示さ
れる如く、周囲温度による回路出力Ｖoutの特性変化は
小さく抑えられている。この傾向は、帰還率のアップと
共に強まる。

【００４２】本発明では、上記負帰還率を、磁気センサ
１の特性バラツキを考慮して、上記回路出力特性をリニ
アにするのに充分なほど増やし、外部磁界強度と回路出
力Ｖoutとの関係において、目的とする傾きを得るため
に反転増幅回路３２の増幅度（−Ｒ２／Ｒ１）を調整す
ることにより上記回路出力特性を得ている。

【００４３】負帰還率を増やし、上記バイアス点の変化
幅を狭くするほど、上記回路出力の特性に、より線形性
を持たせることができ、磁気センサ１の特性バラツキや
温度特性により、磁気センサ１の特性が変化しても影響
をうけにくくでき、磁界強度の検出精度を向上させるこ
とができる。

【００４４】図１６は本発明に係る磁気検出回路の別の
実施例を示す電気回路図である。図において、図５と同
一の構成部分には同一の参照符号を付してある。この実
施例の特徴は、磁気バイアス手段５を含み、磁気バイア
ス手段により、磁気センサ１に含まれる磁気回路１３に
一方向磁気バイアスを加えるようしたことである。磁気
バイアスの好ましい設定は、磁気回路１３のバイアス磁
界強度を、実効透磁率の変化のゆるやかな領域に設定す
ることである。

【００４５】図１７は図１６に示された磁気検出回路の
より具体的な電気回路図を示している。図１７におい
て、図７と同一の構成部分には、同一の参照符号を付し
てある。磁気バイアス手段５は、電流によって生じる磁
界を利用する。より具体的には、検出巻線１２、負帰還
回路ＦＢ及びコンデンサＣｓの接続点と、アースとの間
に抵抗Ｒｂを接続し、この抵抗Ｒｂにより、検出コイル
１２にバイアス電流Ｉｂ２を流す。

【００４６】上記構成によれば、バイアス電流Ｉｂ２に
より発生する磁気センサ１の磁性体内の磁界強度Ｈｓと
実効透磁率μとの関係において、μ値の変化のゆるやか
な領域にくるようにバイアス電流値が設定される。この
ため、外部磁界強度が変化した時に生じる磁性体内の磁
束密度変化に対して安定した負帰還をかけることがで
き、磁気センサ１の特性のバラツキに対して安定した回
路出力Ｖoutを得ることができる。

【００４７】図１８は図１６及び図１７に示された磁気
検出回路の動作特性を示す図である。図１８（ａ）はＢ
ーＨ特性、図１８（ｂ）は透磁率変化特性をそれぞれ示
している。

【００４８】既に説明したように、検出コイル１２にバ
イアス電流Ｉｂを流し、センサ出力Ｖｓに対して負帰還
をかける。しかし、図１８（ａ）に示すように、バイア
ス電流Ｉｂによりバイアス磁界Ｈ１に設定され、励磁電
流Ｉｄにより、磁界強度Ｈ１からＨ２まで変化した場
合、この変化範囲は、図１８（ｂ）にも示すように、実
効透磁率μの大きい領域である。このことは、得られる
磁束密度変化量△Ｂ２は大きいが、Ｂ−Ｈ特性の変化に
より変動する磁束密度変化量△Ｂも大きくなることを意
味する。これは、センサ出力Ｖｓにも影響し、回路出力
Ｖoutの特性劣化につながる。具体的には、磁気センサ
１の特性バラツキにより、回路出力もばらついてしま
う。

【００４９】図１６及び図１７に示す実施例では、検出
コイル１２に、負帰還をかけるばかりではなく、磁気バ
イアス手段５により、一方向磁気バイアスを加える。こ
れにより、負帰還によるバイアス点を、図１８の磁界強
度Ｈｃ１の点に移行させ、バイアス磁界Ｈｓと実効透磁
率μ値との関係において、μ値の変化のゆるやかな領域
で負帰還動作を行わせることができる。

【００５０】図１７に示した実施例では、磁気バイアス
手段５はバイアス用定電流源として構成されている。バ
イアス用定電流源５には抵抗Ｒｂを用い、検出コイル１
２にバイアス電流Ｉｂ２を流し、このバイアス電流Ｉｂ
２を中心に定電流源３０による負帰還が行われる。図１
７の実施例では、負帰還動作のための定電流源３０も備
えているから、検出コイル１２には（Ｖin／Ｒｂ）によ
って定まるバイアス電流Ｉｂ２と、（Ｖout／Ｒ３）に
よって定まるバイアス電流Ｉｂ１の和で決まるバイアス
電流Ｉｂが流れることになる。負帰還用定電流源３０
と、バイアス用定電流源５の２つ設けたのは外部磁界強
度と回路出力Ｖoutの特性として、目的とする特性を得
るためで、目的とする特性が得られれば、定電流源３
０、５は１つでも、２つ以上でも構わない。

【００５１】図１６及び図１７に示す実施例によれば、
図１８（ａ）に示すように、負帰還動作単独の場合に比
べ、磁気センサ１のＢ−Ｈ特性上で、励磁電流Ｉｄによ
り発生する磁束密度変化量△Ｂａの小さい領域を用いる
ことになり、磁気センサ１の特性変動による磁束密度変
化量△Ｂの変動を少なくでき、とくに、磁気センサ１の
特性バラツキに起因する回路出力変動を小さくすること
ができる。これは、もともと非線型である磁気センサ１
のＢ−Ｈ特性上において、よりリニアな領域でバイアス
点を変化させることを意味し、これにより、このバイア
ス点変化領域は、よりリニアな領域になり、外部磁界強
度の変化によりバイアス点が変化しても、得られるセン
サ出力Ｖｓはリニアとなり、回路出力Ｖoutもリニアに
なる。言い換えれば、リニアな特性が得られる程、磁気
センサ１の特性バラツキに起因する回路出力Ｖoutのバ
ラツキは少なくできると言える。以下に具体的な測定結
果を参照してその効果を説明する。

【００５２】図１９は外部磁界強度Ｈとセンサ出力Ｖｓ
の関係を示す図、図２０は図１９のデータを得るために
供された測定回路図を示す。

【００５３】図１９のデータは（Ｖin／Ｒｂ）によって
定まるバイアス電流Ｉｂ２と（Ｖout／Ｒ３）によって
定まるバイアス電流Ｉｂ１との和で決まる電流Ｉｂをパ
ラメータとする外部磁界強度Ｈとセンサ出力Ｖｓの関係
を示す図であり、電流Ｉｂは０mA、１．０mA、２．０m
A、４．０mAのように選定した。

【００５４】図１９のデータが示すように、検出コイル
１２に流れるバイアス電流Ｉｂが大きくなるほど、特性
の傾きは小さくなってくる。これは、図１８を参照して
説明したように、バイアス磁界強度Ｈｓに対する実効透
磁率μの変化のゆるやかな領域へバイアス点が移動して
いるからで、バイアス電流Ｉｂを増大させ、μ値の変化
のゆるやかな領域へ上記バイアス点をもっていく程、特
性の傾きは小さくなり、線形性が向上する。

【００５５】図２１〜図２４は図１７に示した実施例に
おいて、バイアス電流Ｉｂを変えた場合の外部磁界強度
Ｈと回路出力Ｖoutとの関係を示す。図２１〜図２４の
データは、外部磁界強度Ｈを０(Oe)から０．３(Oe)まで
変化させたとき、出力変化ΔＶout＝１．０ｖが得ら
れ、かつ、傾きが最大、最小であるサンプルの特性をプ
ロットして得られたものである。図２１はＩｂ＝０（従
来例）のときの特性、図２２はＩｂ＝１．０mAのときの
特性、図２３はＩｂ＝２．５mAのときの特性、図２４は
Ｉｂ＝５．０mAのときの特性をそれぞれ示している。

【００５６】図示するように、図２１に示される従来特
性と比べ、本発明により磁気検出回路出力特性は、図２
２〜図２４で示される如く、バイアス電流Ｉｂの増大と
共に磁気センサ１の特性バラツキによる回路出力特性の
バラツキが小さくなり、リニアリテイが改善されている
ことが分かる。

【００５７】本発明では、バイアス電流Ｉｂを磁気セン
サ１の特性バラツキに対して、目的とする外部磁界強度
ー回路出力特性が得られるように調整できる。また、バ
イアス電流Ｉｂ２を増やすほど、センサ出力Ｖｓの特性
の傾きは小さくなるが、目的とする上記特性を得るた
め、反転増幅回路３２の増幅度（−Ｒ２／Ｒ１）を調整
する。バイアス電流Ｉｂ２を増やし、増幅度を上げる
程、上記バイアス点を磁気センサ１の実効透磁率μ値の
バイアス磁界強度に対する変化の緩やかな領域へもって
いけるので、磁気センサ１の特性バラツキによる回路出
力特性のバラツキを少なくでき、線形性を得ることがで
きる。

【００５８】図２５は本発明に係る磁気検出回路の別の
実施例を示している。この実施例の特徴は、磁気バイア
ス手段５はマグネットでなることである。マグネットに
よる磁界はバイアス電流Ｉｂによる磁界と同一方向であ
り、従って、図１６及び図１７で説明したと同様の作用
効果を得ることができる。

【００５９】次に、本発明に係る磁気検出回路を用いた
磁界キャンセル装置について説明する。図２６は画像表
示装置に使用されているブラウン管の一例を示してい
る。

【００６０】ブラウン管６の電子銃６１によって発生さ
せた電子ビーム６２は、偏向ヨーク６３の磁界によって
水平、垂直方向に偏向され、蛍光体６４に当たり、この
当たった部分が発光することにより、画像が表示され
る。しかし、電子銃から発射された電子ビームは、蛍光
体６４に達するまで距離があるので、しばしば地磁気の
影響をうけてその軌道がずれ、画像の乱れを生じてしま
う。

【００６１】磁界キャンセル装置は、画像表示装置にお
いて、地磁気の方向と反対方向の磁界（キャンセル磁
界）を発生させ、地磁気による画像の乱れを補正する手
段として用いられる。

【００６２】図２７は磁界キャンセル装置６を用いた画
像表示装置の一例を示している。このシステムでは、地
磁気Ｈ３を磁気検出部７において検出し、ブラウン管６
の周囲に巻回されたキャンセルコイル８に電流を供給
し、キャンセルコイル８に流れる電流によって地磁気Ｈ
３をキャンセルする磁界Ｈ４を発生させる。

【００６３】図２８は本発明に係る磁気検出回路を磁気
検出部７として用いた磁気キャンセル装置のブロック図
である。図２８において、図１と同一の構成部分には同
一の参照符号を付し、説明は省略する。

【００６４】本発明に係る磁気検出回路７１の回路出力
Ｖoutは、コイル駆動回路７２を経て、キャンセルコイ
ル８に供給される。そして、キャンセルコイル８に生じ
る磁界Ｈ４によって地磁気Ｈ３をキャンセルする。

【００６５】図示及び説明は省略するけれども、本発明
の実施例の全てが、図２７及び図２８に示した磁気キャ
ンセル装置に使用できる。

【００６６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、外
部磁界強度に対する回路出力特性が、周囲温度や磁気セ
ンサの特性バラツキによる影響を極力、受け難くし、外
部磁界強度に対する回路出力特性の精度向上を図った磁
気検出回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気検出回路の電気回路図であ
る。

【図２】励磁パルス波形とセンサ出力電圧との関係を示
すタイムチャートである。

【図３】負帰還かけない場合の磁気センサの動作特性
（従来特性）を示す図である。

【図４】本発明に係る磁気検出回路において、外部磁界
強度変化に対する磁気センサのＢ−Ｈ特性上における動
作点変化の様子を示す

【図５】本発明に係る磁気検出回路の更に具体的な実施
例の電気回路図である。

【図６】導電性磁性体を用いた磁気センサの例を示す斜
視図である。

【図７】図５に示した実施例の更に具体的な電気回路図
を示している。

【図８】負帰還率を変化させた時の外部磁界強度Ｈとセ
ンサ出力Ｖｓとの関係を示すグラフである。

【図９】図８のデータを得るために供された測定システ
ムを示す図である。

【図１０】帰還率０（従来例）のときの外部磁界強度Ｈ
と回路出力Ｖoutとの関係を示すグラフである。

【図１１】帰還率−１mA/Oeのときの外部磁界強度Ｈと
回路出力Ｖoutとの関係を示すグラフである。

【図１２】帰還率−３mA/Oeのときの外部磁界強度Ｈと
回路出力Ｖoutとの関係を示すグラフである。

【図１３】帰還率０（従来例）のときの周囲温度に対す
る外部磁界強度Ｈ(Oe)と回路出力Ｖoutとの関係を示す
グラフである。

【図１４】帰還率−１mA/Oeのときの周囲温度に対する
外部磁界強度Ｈ(Oe)と回路出力Ｖoutとの関係を示すグ
ラフである。

【図１５】帰還率−３mA/Oeのときの周囲温度に対する
外部磁界強度Ｈ(Oe)と回路出力Ｖoutとの関係を示すグ
ラフである。帰還率−３mA/Oeのときの特性を示すグラ
フである。

【図１６】本発明に係る磁気検出回路の別の実施例を示
す電気回路図である。

【図１７】図１６に示された磁気検出回路のより具体的
な電気回路図を示す図である。

【図１８】図１６及び図１７に示された磁気検出回路の
動作特性を示す図である。

【図１９】外部磁界強度Ｈとセンサ出力Ｖｓの関係を示
す図である。

【図２０】図１９のデータを得るために供された測定回
路図である。

【図２１】図１７に示した本発明に係る磁気検出回路に
おいて電流Ｉｂ＝０（従来例）としたときの外部磁界強
度ー回路出力特性を示す図である。

【図２２】図１７に示した本発明に係る磁気検出回路に
おいて電流Ｉｂ＝１．０mAとしたの外部磁界強度ー回路
出力特性を示す図である。

【図２３】図１７に示した本発明に係る磁気検出回路に
おいて電流Ｉｂ＝２．５mAとしたときの外部磁界強度ー
回路出力特性を示す図である。

【図２４】図１７に示した本発明に係る磁気検出回路に
おいて電流Ｉｂ＝５．０mAとしたときの外部磁界強度ー
回路出力特性を示す図である。

【図２５】本発明に係る磁気検出回路の別の実施例を示
すブロック図である。

【図２６】画像表示装置に使用されているブラウン管を
示す図である。

【図２７】磁界キャンセル装置６を用いた画像表示装置
の一例を示す図である。

【図２８】本発明に係る磁気検出回路を磁気検出部とし
て用いた磁気キャンセル装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ 磁気センサ ２ 駆動回路 ３ 信号処理回路 １１ 励磁コイル １２ 検出コイル １３ 磁性体 ３１ ホールド回路 ３２ 反転増幅回路 ３３ 定電流源

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気センサと、駆動回路と、信号処理回
   路と、定電流源とを含む磁気検出回路であって、 前記磁気センサは、少なくとも励磁コイルと、検出コイ
   ルとを含み、前記励磁コイル及び前記検出コイルは磁気
   回路を構成する磁性体を介して互いに電磁結合されてお
   り、 前記駆動回路は、前記励磁コイルに周期性電流を供給し
   て励磁し、 前記信号処理回路は、前記検出コイルから供給される信
   号を処理して出力し、 前記定電流源は、前記検出コイルにバイアス電流を供給
   し、前記信号処理回路から与えられる信号に基づき、前
   記検出コイルから前記信号処理回路に供給される信号に
   対して負帰還動作を行なう磁気検出回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載された磁気検出回路であ
   って、 前記磁気センサの前記励磁コイルは、導電性磁性体でな
   る磁気検出回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載された磁気検出回路であ
   って、 前記信号処理回路は、ホールド回路と、反転増幅回路と
   を含み、 前記ホールド回路は、前記磁気センサの前記検出コイル
   から供給された磁気センサ出力信号をホールドし、 前記反転増幅回路は、前記ホールド回路から供給された
   信号を反転増幅して前記定電流源に供給する磁気検出回
   路。
4. 【請求項４】 請求項１に記載された磁気検出回路であ
   って、 磁気バイアス手段を含み、前記磁気バイアス手段は、前
   記磁気センサに含まれる磁気回路に一方向磁気バイアス
   を加え、前記磁気回路のバイアス磁界強度を、実効透磁
   率の変化のゆるやかな領域に設定する磁気検出回路。
5. 【請求項５】 請求項４に記載された磁気検出回路であ
   って、 前記磁気バイアス手段は、電流によって生じる磁界を利
   用する磁気検出回路。
6. 【請求項６】 請求項４に記載された磁気検出回路であ
   って、 前記磁気バイアス手段は、マグネットの磁界を利用する
   磁気検出回路。
7. 【請求項７】 磁気検出部と、キャンセルコイルとを含
   み、ブラウン管に対する外部磁界の影響を打ち消す装置
   であって、 前記磁気検出部は、請求項１乃至６の何れかに記載され
   たものでなり、前記外部磁界を検出して対応する信号を
   出力し、 前記キャンセルコイルは、前記磁気検出部から出力され
   る信号に基づく信号が供給され、前記外部磁界を打ち消
   す方向の磁界を生じる磁界キャンセル装置。