JP2007240202A - 磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計 - Google Patents

Abstract

【課題】漏洩磁場が存在する環境下であっても正確に外部磁界を検出することができる磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計を提供すること。
【解決手段】センサ部１２に正負のバイアス磁界を印加して第１及び第２出力電圧を求め、第１出力電圧と第２出力電圧との間の第１差分を算出する。次いで、センサ部１２に正負のバイアス磁界にそれぞれ付加バイアス磁界を付加した補正バイアス磁界を印加して第１及び第２出力電圧を求め、第１出力電圧と第２出力電圧との間の第２差分を算出する。次いで、第１差分と第２差分とを比較し、第１差分が第２差分よりも大きい場合には、付加バイアス磁界の大きさを増加させてを最小にする、すなわち、差分を略０にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計に関する。

電子的に方位測定を行う場合には、地磁気などの外部磁界を検出する磁気センサを用いて行う。磁気センサを含む磁気検出回路を用いて方位を求める場合に、磁気センサに対して交流磁界を印加し、交流磁界を印加したときに磁気センサから出力される電圧を用いる技術が知られている。

この技術においては、磁界を印加すると内部抵抗が変化する磁気抵抗素子を含む磁気センサを用いる。この磁気抵抗素子は、図２に示すように、磁界に対して対称性のある抵抗変化を示す。地磁気のような外部磁界が加わると、図２の特性曲線において左右いずれかの方向にずれる。このとき、磁気抵抗素子の動作点は特性曲線の傾斜領域（リニア領域、例えばＨａの位置）にある。この磁気抵抗素子に交流磁界を重畳すると、磁気抵抗素子の特性を利用して抵抗値の変化を検出することができる。そして、この外部磁界をキャンセルする方向に電流を付与して図２のピークの位置に移動させることにより、外部磁界に対応する電流を測定することができる。この電流値から外部磁界の強さを求めることができる。

APPLICATION NOTE "Electronic Compass Design using KMZ51 and KMZ52", AN00022, Philips Semiconductors

例えば、上記のような磁気検出回路を用いた電子方位計を携帯電話などに搭載すると、携帯電話に搭載される電子部品、例えばスピーカなどから発生する地磁気以外の磁気ノイズ（以下、漏洩磁場と省略する）の影響を受けて、正確に外部磁界を検出することができないという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、漏洩磁場が存在する環境下であっても正確に外部磁界を検出することができる磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計を提供することを目的とする。

本発明の磁気検出装置は、磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサに極性を反転させてバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手段と、それぞれの極性のバイアス磁界に対して得られた出力電圧を検出する検出手段と、前記それぞれの極性のバイアス磁界に対するそれぞれの出力電圧の差分を求める演算手段と、前記差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。

この構成によれば、磁気センサに漏洩磁界が加わっていても、磁気センサの電圧−磁界の特性曲線におけるピークを検出することができる。その結果、漏洩磁界が存在する環境下においても正確に磁気検出を行うことができる。また、このように正負バイアス磁界を印加した際の出力電圧の差分を略０にするようにしてピーク検出を行うことにより、使用する磁気抵抗素子の磁気抵抗特性の中心部（ピーク）の特性がブロードであったり、ヒステリシスがあっても正確に磁気検出を行うことができる。

本発明の磁気検出装置においては、前記バイアス磁界発生手段は、それぞれ極性を反転させた、それぞれ大きさの異なる複数対のバイアス磁界を前記磁気センサに印加し、前記制御手段は、前記それぞれの複数対のバイアス磁界に対して、出力電圧の差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御することが好ましい。この構成によれば、より高い精度で磁気抵抗特性のピーク検出を行うことが可能となる。

本発明の磁気検出装置においては、前記演算手段は、前記バイアス磁界発生手段が第１バイアス磁界対を前記磁気センサに印加したときに、前記出力電圧の差分が略０になった際の第１補正磁界対と、前記バイアス磁界発生手段が第１バイアス磁界対と大きさの異なる第２バイアス磁界対を前記磁気センサに印加したときに、前記出力電圧の差分が略０になった際の第２補正磁界対とから前記磁気センサに加わった外部磁界を求めることが好ましい。

本発明の磁気検出装置においては、前記第１及び第２補正磁界対のそれぞれの一方の極性の補正磁界の値から求められた近似線と、前記第１及び第２補正磁界対のそれぞれの他方の極性の補正磁界の値から求められた近似線とから磁場０ポイントを求め、磁場０ポイント及び前記第１又は第２補正磁界対とから前記外部磁界を求めることが好ましい。

本発明の磁気検出装置においては、前記磁気センサは、磁界に対して対称性のある抵抗変化を示す磁気抵抗素子を含むことが好ましい。この場合において、前記磁気抵抗素子は、ＧＩＧ素子又はＭＲ素子であることが好ましい

本発明の磁気検出装置においては、前記磁気センサは、ブリッジ回路で構成されていることが好ましい。

本発明の電子方位計は、上記複数の磁気検出装置と、前記複数の磁気検出装置により求められたそれぞれの差分電圧を用いて方位を求める方位算出手段と、を具備することを特徴とする。

この構成によれば、磁気センサに漏洩磁界が加わっていても、磁気センサの電圧−磁界の特性曲線におけるピークを検出することができる。その結果、漏洩磁界が存在する環境下においても正確に磁気検出を行うことができる。このため、このような磁気検出回路を備えた電子方位計においては、漏洩磁界が存在する環境下、例えば携帯電話内においても、正確に方位を求めることができる。

本発明によれば、磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサに極性を反転させてバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手段と、それぞれの極性のバイアス磁界に対して得られた出力電圧を検出する検出手段と、前記それぞれの極性のバイアス磁界に対するそれぞれの出力電圧の差分を求める演算手段と、前記差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御する制御手段と、を具備するので、漏洩磁場が存在する環境下であっても正確に外部磁界を検出することができる磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計を提供することができる。

本発明者は、磁界に対して対称性のある抵抗変化を示す磁気抵抗素子を磁気センサに用いる場合において、このような磁気抵抗素子の特性曲線のピークがブロードであるときには、漏洩磁界が存在すると正確に磁気検出を行うことができない点に着目し、正負のバイアス磁界を印加したときの出力電圧の差分が略０になるようにバイアス磁界を制御することにより、正確に磁気検出を行うことができることを見出し本発明をするに至った。

すなわち、本発明の骨子は、磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサに極性を反転させてバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手段と、それぞれの極性のバイアス磁界に対して得られた出力電圧を検出する検出手段と、前記それぞれの極性のバイアス磁界に対するそれぞれの出力電圧の差分を求める演算手段と、前記差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御する制御手段と、を具備する磁気検出装置及びそれを用いた電子方位計により、漏洩磁場が存在する環境下であっても正確に外部磁界を検出することである。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置を備えた電子方位計の概略構成を示すブロック図である。

図１に示す磁気検出装置は、地磁気の変化に対応した電圧値を出力するセンサ部１２と、センサ部１２に電圧を印加する電圧発生部１１と、センサ部１２にバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生部１６と、センサ部１２で出力された電圧値を検出（増幅）する検出部１３と、電圧値をＡＤ変換するＡＤ変換部１４と、ＡＤ変換後のディジタルデータを用いて方位を求める演算部１５と、演算部１５の演算結果に基づいて検出部１３及びバイアス磁界発生部１６の制御を行う制御部１７とから主に構成されている。

電圧発生部１１は、センサ部１２に電圧を印加する。センサ部１２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸で構成され、地磁気を検出する磁気効果素子を含む磁気センサを有し、地磁気の変化に対応した電圧値を出力する。本実施の形態においては、図３に示すように、ブリッジ回路で構成されている。磁気効果素子としては、磁界に対して対称性のある変化を示す磁気抵抗素子を用いる。このような磁気効果素子としては、ＧＩＧ（Granular In Gap）素子、ＭＲ（Magneto Resistance）素子などを挙げることができる。本実施の形態においては、地磁気をより感度良く検出することができるＧＩＧ素子を用いる。

バイアス磁界発生部１６は、極性を反転させたバイアス磁界を発生させるための電流をセンサ部１２に供給することにより、センサ部１２に印加するバイアス磁界を切り替える。本実施の形態においては、図３に示すように、センサ部１２のブリッジ回路に接続されたスイッチＳＷ₁，ＳＷ₂で構成されている。このバイアス磁界の切り替えのタイミングは、制御部１７により制御される。

検出部１３は、センサ部１２で出力された電圧値を検出（増幅）する。本実施の形態においては、図３に示すように、アンプ１３１と、電圧値を増幅するアンプ１３２と、電圧値を蓄積するコンデンサ１３３と、コンデンサ１３３に蓄積するかを切り替えるスイッチＳＷ₃とで構成される。この電圧値の蓄積のタイミングは、制御部１７により制御される。

ＡＤ変換部１４は、検出部１３で検出されたアナログの電圧値をＡＤ変換して対応するディジタルデータを演算部１５に出力する。なお、ここでは、ＡＤ変換部１４の分解能は１０ビット相当で使用している。

演算部１５は、ＡＤ変換部１４からのディジタルデータに対してデータ間演算を行う。すなわち、演算部１５においては、一方の極性のバイアス磁界を印加して第１出力電圧（例えばＶ＋）を求め、他方の極性のバイアス磁界を印加して第２出力電圧（例えばＶ−）を求め、第１出力電圧と第２出力電圧との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を算出する。算出された差分情報は制御部１７に出力される。

ここで、演算部１５における演算について図４（ａ），（ｂ）を用いて説明する。磁気抵抗素子に漏洩磁界が加わらない場合には、磁気抵抗素子の電圧−磁界の特性曲線においてバイアス磁界が０（原点）のときにピークとなるので、図４（ａ）に示すように、センサ部１２に正バイアス磁界を印加したときの出力電圧Ｖ＋（第１出力電圧）と、センサ部１２に正バイアス磁界と同じ大きさの負バイアス磁界を印加したときの出力電圧Ｖ−（第２出力電圧）とは、ほぼ同じである。すなわち、第１出力電圧と第２出力電圧との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）が略０である。

一方、磁気抵抗素子に漏洩磁界が加わっていると、図４（ｂ）に示すように、磁気抵抗素子の電圧−磁界の特性曲線におけるピークが原点からずれる（図４（ｂ）においては左側にずれる）。このとき、センサ部１２に同じ大きさの正バイアス磁界及び負バイアス磁界を印加すると、それぞれの出力電圧間にはオフセット（ΔＶ）が生じる。本発明においては、前記バイアス磁界に付加バイアス磁界を付加してセンサ部１２に印加してオフセットΔＶを最小にするように、すなわち、第１出力電圧と第２出力電圧との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を略０にするように、付加バイアス磁界を制御することにより、磁気抵抗素子の電圧−磁界の特性曲線におけるピークを検出することができる。

このような制御は、制御部１７により行われる。具体的には、図５に示す手順で行われる。図５は、本発明の磁気検出装置における磁気抵抗素子のピーク検出を行う処理を示すフローチャートである。まず、センサ部１２に一方の極性（ここでは正）のバイアス磁界（Ｂ＋）を印加して第１出力電圧Ｖ＋を求める（ＳＴ１１）。次いで、センサ部１２に他方の極性（ここでは負）のバイアス磁界（Ｂ−）を印加して第２出力電圧Ｖ−を求める（ＳＴ１２）。そして、第１出力電圧Ｖ＋と第２出力電圧Ｖ−との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を算出する（ＳＴ１３）。

次いで、センサ部１２に正のバイアス磁界（Ｂ＋）に付加バイアス磁界（＋Ｂ’）を付加した補正バイアス磁界を印加して第１出力電圧（Ｖ＋）’を求める（ＳＴ１４）。次いで、センサ部１２に負のバイアス磁界（Ｂ−）に付加バイアス磁界（＋Ｂ’）を付加した補正バイアス磁界を印加して第２出力電圧（Ｖ−）’を求める（ＳＴ１５）。そして、第１出力電圧（Ｖ＋）’と第２出力電圧（Ｖ−）’との間の差分（│（Ｖ＋）’−（Ｖ−）’│）を算出する（ＳＴ１６）。

次いで、バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）と補正バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）とを比較する（ＳＴ１７）。バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）が補正バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）よりも大きい場合には、付加バイアス磁界の大きさを増加させて（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を最小にする（ＳＴ１８）、すなわち、差分を略０にする。一方、バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）が補正バイアス磁界を印加したときの差分（オフセット）よりも大きくない場合には、付加バイアス磁界の極性を変えてＳＴ１４からの処理を行う（ＳＴ１９）。このようにして漏洩磁界による磁気抵抗特性のピークのずれに対応する付加バイアス磁界を得ることができる。したがって、この付加バイアス磁界を補正値として用いることにより、漏洩磁界による磁気抵抗特性のピークのずれを補正することができる。

このような処理を行って、図６（ａ）に示すように、オフセットΔＶを最小にするように、すなわち、第１出力電圧と第２出力電圧との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を略０にする。これにより、磁気抵抗素子に漏洩磁界が加わっていても、磁気抵抗素子の電圧−磁界の特性曲線におけるピークを検出することができる。その結果、漏洩磁界が存在する環境下においても正確に磁気検出を行うことができる。このため、このような磁気検出回路を備えた電子方位計においては、漏洩磁界が存在する環境下、例えば携帯電話内においても、正確に方位を求めることができる。また、このように正負バイアス磁界を印加した際の出力電圧の差分を略０にするようにしてピーク検出を行うことにより、使用する磁気抵抗素子の磁気抵抗特性の中心部（ピーク）の特性がブロードであったり、ヒステリシスがあっても正確に磁気検出を行うことができる。

このように処理を行う場合において、それぞれ極性を反転させた、それぞれ大きさの異なる複数対のバイアス磁界（図６（ｂ）における黒丸、格子、市松模様のプロット）をセンサ部１２に印加して、それぞれのバイアス磁界対で上記のような制御、すなわちバイアス磁界に対して、出力電圧の差分が略０になるような制御を行っても良い。このように複数対のバイアス磁界を用いることにより、より高い精度で磁気抵抗特性のピーク検出を行うことが可能となる。なお、このように複数対のバイアス磁界を印加する場合においては、それぞれのバイアス磁界に対してピーク検出の際にそれぞれ付加バイアス磁界が得られるが、この場合には、それぞれの付加バイアス磁界の値に対して統計的処理、例えば平均処理、分散処理などを用いて好ましい付加バイアス磁界を求める。

制御部１７は、検出部１３及びバイアス磁界発生部１６に制御信号φ１，φ２を供給して各処理部を制御する。また、制御部１７は、電子方位計の外部とのデータ通信の制御などの機能も有する。この場合、全体の消費電力を少なくするために各処理部をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

次に、本発明の電子方位計の動作について図３及び図７に示す回路図を用いて説明する。図３及び図７は、本発明の実施の形態に係る電子方位計を示す回路図である。なお、図３及び図７においては、説明を簡単にするために、制御部は図示せずに、制御信号の入力を示している。

まず、センサ部１２に用いられる磁気抵抗素子は、図２に示すように、磁界に対して対称性を示す磁気抵抗効果を表す。すなわち、磁界が全くないときに磁気抵抗素子の抵抗は最大となり、正、負のどちらに磁界が印加されても抵抗が小さくなる。この磁気抵抗素子に正のバイアス磁界を印加すると、図２に示すように、バイアス磁界により、Ｈａを中心にして抵抗が変化するようになる。そして、この状態で地磁気などの外部からの別の磁界が磁気抵抗素子に印加されると抵抗値が変化する。この別の磁界の方向とバイアス磁界の方向とが同一である場合には抵抗値は減少し、異なる場合には抵抗値が増加する。

本実施の形態においては、センサ部１２はブリッジ回路で構成される。図３に示すブリッジ回路において、磁気抵抗素子はＲa，Ｒcである。また、Ｒb，Ｒdは固定抵抗である。このブリッジ回路の一対の端子Ｓa，Ｓcに電圧を印加すると、それぞれの抵抗で分圧された電圧が反対の一対の端子Ｓb，Ｓdから出力される。ブリッジ回路を構成するＲa,Ｒcは磁気により抵抗が変化するので、その磁気に対応して電圧が出力される。

バイアス磁界発生部１６は、図３に示すように、センサ部１２に取り付けられるコイル１２１に流す電流の方向を制御部１７からの制御信号φ１により切り替えて、センサ部１２に極性を反転させたバイアス磁界を印加する。制御信号φ１がHigh（Ｈ信号）の場合、スイッチＳＷ₁，ＳＷ₂により上側から見て時計回りに電流が流れ、センサ部１２には図２におけるＨＡ方向にバイアス磁界が発生する。制御信号φ２がLow（Ｌ信号）の場合、スイッチＳＷ₃，ＳＷ₄により上記とは反対方向に電流が流れ、センサ部１２には図３におけるＨＢ方向にバイアス磁界が発生する。

検出部１３においては、アンプ１３１はブリッジ回路の端子Ｓb，Ｓdに接続されており、センサ部１２の出力を取り込む。取り込まれた電圧は、スイッチＳＷ₃を介してコンデンサ１３３に充電される。また、取り込まれた電圧は、アンプ１３２の入力端子と接続している。なお、スイッチＳＷ₃は、制御部１７の制御信号φ２により制御される。制御信号φ２がHigh（Ｈ信号）の場合、スイッチＳＷ₃によりアンプ１３１の出力は、コンデンサ１３３と接続し、制御信号φ２がLow（Ｌ信号）の場合、スイッチＳＷ₃によりコンデンサ１３３との接続が解除される。アンプ１３２は、コンデンサ１３３の電圧値とアンプ１３１の出力である電圧値との間の差分を増幅するように動作する。これにより、センサ部１２に印加するバイアス磁界の方向を切り替えたときの電圧値の差を増幅して出力する。

このような構成において、センサ部１２に一方の極性（ここでは正）のバイアス磁界（Ｂ＋）を印加して第１出力電圧Ｖ＋を求める場合には、図３に示すように、制御部１７からの制御信号φ１によりスイッチＳＷ₁，ＳＷ₂をそれぞれＨに切り替える。また、この第１出力電圧Ｖ＋を保持するために制御部１７からの制御信号φ２によりスイッチＳＷ₃をＨに切り替える。一方、センサ部１２に他方の極性（ここでは負）のバイアス磁界（Ｂ−）を印加して第２出力電圧Ｖ−を求める場合には、図７に示すように、制御部１７からの制御信号φ１によりスイッチＳＷ₁，ＳＷ₂をそれぞれＬに切り替える。また、この第２出力電圧Ｖ−をアンプ１３２で第１出力電圧Ｖ＋と比較するために制御部１７からの制御信号φ２によりスイッチＳＷ₃をＬに切り替える。このようにして、第１出力電圧Ｖ＋と第２出力電圧Ｖ−との間の差分（│（Ｖ＋）−（Ｖ−）│）を算出する。

次に、上記構成を有する電子方位計において方位を求める場合には、互いに極性の異なるバイアス磁界を印加することにより、磁気抵抗素子の抵抗変化を利用して抵抗値の変化を電圧値として求める。そして、印加したバイアス磁界をキャンセルする方向に電流を付与して外部磁界（地磁気）に対応する電流値を求める。この電流値から外部磁界の強さ（電圧）を求める。この場合、外部磁界をキャンセルする方向に電流を付与することは、図２におけるピーク位置に移動することと等価であるので、本実施の形態のように、ピーク検出がなされていることにより、正確に外部磁界をキャンセルする方向に電流を付与することができ、正確に外部磁界を求めることができる。センサ部１２は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸で構成されているので、上述のような処理によりＸ軸用の外部磁界、Ｙ軸用の外部磁界、Ｚ軸用の外部磁界がそれぞれ求められる。これらの外部磁界を用いて方位を算出する。具体的には、Ｘ軸用の外部磁界に対応する電圧とＹ軸用の外部磁界に対応する電圧の比に対して逆正接をとることにより方位を算出する。また、Ｚ軸用の外部磁界に対応する電圧は、電子方位の傾斜した状態を補正する演算において用いる。例えば、携帯電話などに本発明に係る電子方位計を搭載した場合には、携帯電話を傾斜させた状態で使用されることが予想されるので、このような場合において、Ｚ軸用の外部磁界を用いて補正演算を行って方位を算出する。

次に、本発明に係る磁気検出装置における外部磁界の検出方法を応用した態様について説明する。図８は、本発明の実施の形態に係る磁気検出装置における外部磁界の検出方法を説明するための図である。

この方法においては、バイアス磁界発生部１６が第１バイアス磁界対をセンサ部１２に印加したときに、出力電圧の差分が略０になった際の第１補正磁界対と、バイアス磁界発生部１６が第１バイアス磁界対と大きさの異なる第２バイアス磁界対をセンサ部１２に印加したときに、出力電圧の差分が略０になった際の第２補正磁界対とから外部磁界を求める。この演算は、演算部１６において行われる。

図８から分かるように、磁気センサには、外部磁界（地磁気）が加わっている。また、この磁気センサには、比較的大きな漏洩磁場が印加されている。したがって、この状態では、磁気抵抗素子の磁場０ポイント（正しい磁場０ポイント）が漏洩磁場ポイント側にずれている（ずれた磁場０ポイント）。このため、このまま外部磁界を検出しても正確に外部磁界を検出することができない。

そこで、この検出方法においては、第１及び第２補正磁界対のそれぞれの一方の極性の補正磁界の値から求められた近似線と、第１及び第２補正磁界対のそれぞれの他方の極性の補正磁界の値から求められた近似線とから磁場０ポイントを求め、磁場０ポイント及び第１又は第２補正磁界対とから外部磁界を求める。

まず、ある大きさのバイアス磁界対（−バイアスＭと＋バイアスＭ）をそれぞれセンサ部１２に印加し、上述したように出力電圧の差分が略０になるように処理を施す。これにより、補正磁界対（補正Ａ、補正Ｄ）を得る。図８から分かるように、補正Ａのときの電圧Ａと、補正Ｄのときの電圧Ｄとは異なっているが、補正Ａ＋外部磁界のときの電圧と、補正Ｄ＋外部磁界のときの電圧とはほぼ同じである。

次に、異なる大きさのバイアス磁界対（−バイアスＮと＋バイアスＮ）をそれぞれセンサ部１２に印加し、上述したように出力電圧の差分が略０になるように処理を施す。これにより、補正磁界対（補正Ｂ、補正Ｃ）を得る。図８から分かるように、補正Ｂのときの電圧Ｂと、補正Ｃのときの電圧Ｃとは異なっているが、補正Ｂ＋外部磁界のときの電圧と、補正Ｃ＋外部磁界のときの電圧とはほぼ同じである。

このようにして、補正磁界Ａ〜Ｄに対応する電圧Ａ〜Ｄを求める。次いで、一方の極性のバイアスに対する２つの電圧Ａ，Ｂと、他方のバイアスに対する電圧Ｃ，Ｄとから正しい磁場０ポイントを求める。すなわち、電圧Ａ，Ｂ間の近似線と、電圧Ｃ，Ｄ間の近似線との交点の位置が磁場０ポイントとなる。

このときの外部磁界と磁場０ポイントとの関係は下記式の通りとなるので、下記式から外部磁界を求めることができる。
（補正磁界Ａ＋補正磁界Ｄ）／２＝磁場０ポイント−外部磁界
この式を変形すると、
外部磁界＝磁場０ポイント−（補正磁界Ａ＋補正磁界Ｄ）／２
このように、この検出方法によれば、比較的大きな漏洩磁界が存在しても正確に外部磁界を検出することができる。また、この外部磁界を用いて補正磁界をシフトさせることにより、最適なオフセット値を求めることが可能となる。

本発明の上記実施の形態において説明した構成は、これらに限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。

本発明の実施の形態に係る磁気検出装置を備えた電子方位計の概略構成を示すブロック図である。 磁気抵抗素子の抵抗変化を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る電子方位計のステージＳ１を示す回路図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態に係る磁気検出装置におけるピーク検出を説明するための図である。 本発明の磁気検出装置における磁気抵抗素子のピーク検出を行う処理を示すフローチャートである。 （ａ），（ｂ）は本発明の実施の形態に係る磁気検出装置におけるピーク検出を説明するための図である。 本発明の実施の形態に係る電子方位計のステージＳ１を示す回路図である。 本発明の実施の形態に係る磁気検出装置における外部磁界の検出方法を説明するための図である。

符号の説明

１１ 電圧発生部
１２ センサ部
１３ 検出部
１４ ＡＤ変換部
１５ 演算部
１６ バイアス磁界発生部
１７ 制御部
１２１ コイル
１３１，１３２ アンプ
１３３ コンデンサ
ＳＷ₁〜ＳＷ₃ スイッチ

Claims (8)

1. 磁気を検出する磁気センサと、前記磁気センサに極性を反転させてバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手段と、それぞれの極性のバイアス磁界に対して得られた出力電圧を検出する検出手段と、前記それぞれの極性のバイアス磁界に対するそれぞれの出力電圧の差分を求める演算手段と、前記差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記バイアス磁界発生手段は、それぞれ極性を反転させた、それぞれ大きさの異なる複数対のバイアス磁界を前記磁気センサに印加し、前記制御手段は、前記それぞれの複数対のバイアス磁界に対して、出力電圧の差分が略０になるように前記バイアス磁界発生手段を制御することを特徴とする請求項１記載の磁気検出装置。
3. 前記演算手段は、前記バイアス磁界発生手段が第１バイアス磁界対を前記磁気センサに印加したときに、前記出力電圧の差分が略０になった際の第１補正磁界対と、前記バイアス磁界発生手段が第１バイアス磁界対と大きさの異なる第２バイアス磁界対を前記磁気センサに印加したときに、前記出力電圧の差分が略０になった際の第２補正磁界対とから前記磁気センサに加わった外部磁界を求めることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の磁気検出装置。
4. 前記第１及び第２補正磁界対のそれぞれの一方の極性の補正磁界の値から求められた近似線と、前記第１及び第２補正磁界対のそれぞれの他方の極性の補正磁界の値から求められた近似線とから磁場０ポイントを求め、磁場０ポイント及び前記第１又は第２補正磁界対とから前記外部磁界を求めることを特徴とする請求項３記載の磁気検出装置。
5. 前記磁気センサは、磁界に対して対象性のある抵抗変化を示す磁気抵抗素子を含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気検出装置。
6. 前記磁気抵抗素子は、ＧＩＧ素子又はＭＲ素子であることを特徴とする請求項５記載の磁気検出装置。
7. 前記磁気センサは、ブリッジ回路で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の磁気検出装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれかに記載の複数の磁気検出装置と、前記複数の磁気検出装置により求められたそれぞれの差分電圧を用いて方位を求める方位算出手段と、を具備することを特徴とする電子方位計。

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