JP2003262665A - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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Abstract
1個の磁気センサで構成することを可能にする磁気セン
サを提供する。 【解決手段】 半導体薄膜または磁性薄膜からなるホー
ル素子50と、ホール素子50からの検出信号を入力
し、該検出信号のレベルに応じた3値デジタル信号を出
力する信号処理回路(51,52,53,54,R1,
R2)とを備える。出力端子に、検出した磁気信号のレ
ベルに応じて3値デジタル信号を出力する。
Description
特に、傾斜スイッチ又は磁気エンコーダ等において傾き
又は回転位置を検知するために用いられる磁気センサに
関する。
いたホールICが良く知られているが、従来のホールI
Cは、SiあるいはInSb等の化合物半導体からなる
磁気センサ部と、Siの信号処理IC部とからなる。
ンサであるので、ホール素子単体で使用する場合、何m
Tの磁束密度雰囲気下にあるかということが出力信号よ
りわかる。しかし、磁気センサ用途としては、何mTの
磁束密度雰囲気下にあるかより、近くに磁石が近づいて
いるかどうかを知りたい場合がよくある。仮に磁石が近
づくと6mT以上の磁束密度になる場合は、6mT以上
の磁束密度では出力Low,6mT未満の磁束密度では
出力Highとなるような、デジタル出力式のセンサを
利用すれば非常に便利である。このようなホールICの
大半は、図1に示す通りホール素子出力を所定のしきい
値で比較し、デジタル出力になるようなシュミットトリ
ガ回路で構成してある。そのデジタル出力の出力形式
は、おおまかには図2に示すように、磁束密度が0を中
心にしたヒステリシスを有する場合と、図3に示すよう
にヒステリシスの中心にオフセットを有する場合の2通
りの方法が用いられている。
ホールICは、図2及び図3に示す通りLowとHig
hの2値デジタル出力タイプのものしか存在しない。図
2と図3の違いは、両側の磁極でHigh,Lowの信
号を出力する(図2)か、片側の磁極でHigh,Lo
wの信号を出力する(図3)かである。
斜検知スイッチを作成する場合を考える。図4におい
て、1は磁気センサ、2は磁石、3はセンサ筐体、4は
収納室である。磁気センサ1は磁石2の上面側又は底面
側に固定されている。磁石2はセンサ筐体3に設けられ
た収納室4の中を移動自在に保持されている。センサ筐
体3が右に傾き、磁石2が右に動いた場合は、磁気セン
サ1部の磁束はN極の磁束になる。センサ筐体3が左に
傾き、磁石2が左に動いた場合は、磁気センサ1部の磁
束はS極の磁束になる。しかし、従来のホールICで
は、右に傾いているか、左に傾いているか、いずれにも
傾いていないかを検知することができない。従来のホー
ルICを利用する場合は、左右どちらに傾いているか検
知するには、左右両端にそれぞれホールICを設ける必
要があった。
4のような傾斜検知スイッチに用いた場合に複数のホー
ルICを設けることなく、1つのホールICだけを使用
して上記の傾き検知を行なうことのできる磁気センサを
提供することである。
め、請求項1の発明では、半導体薄膜または磁性薄膜か
らなる磁気検出手段と、該磁気検出手段からの検出信号
を入力し、該検出信号のレベルに応じた3値デジタル信
号を出力する信号処理回路とを備えた形態の磁気センサ
を実施した。
気センサにおいて、前記信号処理回路は、前記磁気検出
手段からの検出信号が前記検出信号の出力範囲を3分割
したレベルのうちどのレベルにあるかを判別するレベル
判別部と、異なる3つの電圧を発生し、前記レベル判別
部からの信号に応じて前記電圧の一つを出力する電圧発
生部とを備えた形態の磁気センサを実施した。
気センサにおいて、前記信号処理回路は、前記検出信号
が第1の閾値よりも小さい場合にローレベルとなり他の
場合にハイレベルとなる第1の信号と、前記検出信号が
第2の閾値よりも大きい場合にローレベルとなり他の場
合にハイレベルとなる第2の信号とを出力するレベル判
別部と、互いのコレクタとエミッタを接続された第1お
よび第2のトランジスタであって、所定の抵抗値を有す
る第1の抵抗を介してコレクタが所定のDC電圧に結合
された該第1のトランジスタのベースに前記第1の信号
を入力し、前記所定の抵抗値と略同一の抵抗値を有する
第2の抵抗を介してエミッタが別の所定のDC電圧に結
合された該第2のトランジスタのベースに前記第2の信
号を入力する構成とされたものとを備え、前記第1のト
ランジスタと前記第2のトランジスタの接続点に前記3
値デジタル信号を出力する形態の磁気センサを実施し
た。
性薄膜からなる磁気検出手段と、該磁気検出手段からの
検出信号を入力し、該検出信号のレベルに応じた複数ビ
ットの2値デジタル信号を出力する信号処理回路とを備
えた形態の磁気センサを実施した。
サを使用するとることにより、左右の傾斜を1個のホー
ルICで検知できることとなる。従来磁気センサを2個
使う必要がある場合でも1個の磁気センサで構成でき、
この磁気センサを用いるセンサユニットの部品点数が減
少し、かつ組立性が向上する。さらに、小型化も可能に
なり、多様なアプリケーションに対して好都合に対応す
ることが可能となる。
に基づいて説明する。 (一実施形態)図5は本発明におけるホールICの一実
施形態の構成を示す構成図、図6は本発明の磁気センサ
の出力特性を示した特性図である。
してB0p1以上の状態ではLowレベル、B0p
2未満の状態ではHighレベル、他の状態ではMi
dd1eレベルを出力するようになっている。また、こ
の特性はヒステリシスを有しており、磁束密度の減少に
対しては別の閾値(Brp1,Brp2)で出力電圧レベ
ルが変化する。
だ磁気センサ部からの検出信号を増幅器51により増幅
してレベル判別回路52に入力する。レベル判別回路5
2は2つのウインドウコンパレータを含んでおり、これ
により検出信号を検出レベルに応じた2つのデジタル信
号に変換し、各信号をトランジスタ53,54のベース
に入力する。
出力1)は検出信号が第1の閾値よりも小さい場合にロ
ーレベルとなり他の場合にハイレベルとなるもので、他
方(コンパレータ出力2)は検出信号が第2の閾値(>
第1の閾値)よりも大きい場合にローレベルとなり他の
場合にハイレベルとなるものである。
4と2つの抵抗R1,R2からなる出力段回路を用い、
変換されたこのデジタル信号から3値デジタル信号をV
outに得ることが可能である。この様子を図8に示
す。なお、図7中の抵抗R1と抵抗R2の値はほぼ同一
にする必要がある。
3値デジタル信号を出す回路を設けなくても、磁気セン
サ出力端子を2端子とし、ウィンドウコンパレータの出
力をそのまま磁気センサの出力として用いることも可能
である。
わりに、複数の出力端子を設けて、それぞれ二進数表示
のデジタル出力として出力することも可能である。
施形態の構成を示す構成図であり、本実施形態ではレベ
ル判別回路90に出力端子を2本設け(Output
1,Output2)て2ビットの2値信号を出力する
ことにより、2×2の計4値のデジタル出力を得ること
ができる。
ることはなく、検出信号が第1の閾値よりも小さい場合
にローレベルとなり他の場合にハイレベルとなる上位ビ
ットの2値デジタル信号と、検出信号が第1の閾値より
小さい閾値よりも小さい場合、および、第1の閾値より
大きい閾値よりも小さく第1の閾値よりも大きい場合に
ローレベルとなり、他の場合にハイレベルとなる下位ビ
ットの2値デジタル信号を出力する構成であればよい。
このような構成は、CPUを用いた場合、基準電圧源、
コンパレータ、ゲート等を用いた場合、その他種々の場
合に容易に構成できる。
ることなく、更に種々変形して実施することができる。
明に係る磁気センサによれば、1個の磁気検出手段から
の磁気信号を検出レベルに応じた3値デジタル信号とし
て出力するようにし、また請求項4の発明に係る磁気セ
ンサによれば、1個の磁気検出手段からの磁気信号を検
出レベルに応じた2ビットの2値信号として出力するよ
うにしたので、従来磁気センサを2個使う必要がある場
合でも1個の磁気センサ(磁気検出手段)で構成するこ
とができるので、この磁気センサを用いるセンサユニッ
トの部品点数を減少でき、かつ組立性も向上し、さらに
小型化が可能となり、多様なアプリケーションに対して
好都合に対応することができる効果がある。
る。
ある。
である。
である。
を示す構成図である。
を示した特性図である。
出力する出力段回路の一例の回路図である。
られることを説明する説明図である。
成を示す構成図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 半導体薄膜または磁性薄膜からなる磁気
検出手段と、 該磁気検出手段からの検出信号を入力し、該検出信号の
レベルに応じた3値デジタル信号を出力する信号処理回
路とを備えたことを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の磁気センサにおいて、 前記信号処理回路は、 前記磁気検出手段からの検出信号が前記検出信号の出力
範囲を3分割したレベルのうちどのレベルにあるかを判
別するレベル判別部と、 異なる3つの電圧を発生し、前記レベル判別部からの信
号に応じて前記電圧の一つを出力する電圧発生部とを備
えたことを特徴とする磁気センサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の磁気センサにおいて、 前記信号処理回路は、 前記検出信号が第1の閾値よりも小さい場合にローレベ
ルとなり他の場合にハイレベルとなる第1の信号と、前
記検出信号が第2の閾値よりも大きい場合にローレベル
となり他の場合にハイレベルとなる第2の信号とを出力
するレベル判別部と、 互いのコレクタとエミッタを接続された第1および第2
のトランジスタであって、所定の抵抗値を有する第1の
抵抗を介してコレクタが所定のDC電圧に結合された該
第1のトランジスタのベースに前記第1の信号を入力
し、前記所定の抵抗値と略同一の抵抗値を有する第2の
抵抗を介してエミッタが別の所定のDC電圧に結合され
た該第2のトランジスタのベースに前記第2の信号を入
力する構成とされたものとを備え、 前記第1のトランジスタと前記第2のトランジスタの接
続点に前記3値デジタル信号を出力することを特徴とす
る磁気センサ。 - 【請求項4】 半導体薄膜または磁性薄膜からなる磁気
検出手段と、 該磁気検出手段からの検出信号を入力し、該検出信号の
レベルに応じた複数ビットの2値デジタル信号を出力す
る信号処理回路とを備えたことを特徴とする磁気セン
サ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002064332A JP2003262665A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002064332A JP2003262665A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 磁気センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2002064332A Pending JP2003262665A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 磁気センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003262665A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002064332A patent/JP2003262665A/ja active Pending
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