(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣであって、
電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するＮ極検知回路と、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するＳ極検知回路と、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路からの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うようにした極性判別処理回路とを備え、
該極性判別処理回路が、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、前記電源投入後にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行う動作に遷移すると同時に、その状態を不揮発性メモリに保持し、２回目以降の電源投入以降は、該極性の検知動作のみを行うことを特徴とするホールＩＣ。
【請求項２】
検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣであって、
電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するＮ極検知回路と、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するＳ極検知回路と、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路からの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うようにした極性判別処理回路とを備え、
該極性判別処理回路が、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、前記電源投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行うように遷移し、該極性の検知のみを行う動作に遷移した後、前記電源が切られるまで遷移した状態を保持することを特徴とするホールＩＣ。
【請求項３】
検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣの動作方法であって、
電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するステップと、
前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するステップと、
前記Ｎ極か前記Ｓ極かの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うステップとを有し、
１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行うステップと、
最初に検知した極性を不揮発性メモリに保持させるステップと、
２回目以降の電源投入以降は、前記不揮発性メモリに保持されている極性のみ検知動作を行うステップと、
を備えるホールＩＣの動作方法。
【請求項４】
検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣの動作方法であって、
電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するステップと、
前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するステップと、
前記Ｎ極か前記Ｓ極かの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うステップとを有し、
１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、
前記電源投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行う動作に遷移し、該極性の検知のみを行う動作に遷移した後、前記電源が切られるまで遷移した状態を保持することを特徴とするホールＩＣの動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホールＩＣ及びその動作方法に関し、より詳細には、携帯情報端末などのクラムシェルの開閉検知装置や産業機械・自動車等の機械製品の位置検出に用いられるホールＩＣ及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のホールＩＣは、永久磁石とホール素子を対向させておき、この永久磁石とホール素子の相対移動にともなってセンサ部で変化する磁束密度、すなわち、ホール素子を貫通する方向の磁束密度をホール出力電圧に変換したのちに増幅し、さらに定められたしきい値と比較してＯＮ／ＯＦＦ状態を出力するものが知られている。
【０００３】
図１は、従来のホールＩＣのＮ極検知動作及びＳ極検知動作についての説明図である。携帯電話などの電池で駆動されるモバイル機器用途のホールＩＣでは、平均的な消費電流を減少させるため、検知動作は、例えば、Ｔｍ秒ごとに、Ｔｏｎ秒駆動などのように、間欠的に動作させるのが一般的であった。この間欠動作回路は、外部に持たせてもよいが、内部に実装されていることが多い。
【０００４】
図１に見られるように、磁界の極性検知動作時にホールＩＣが消費する電流をＩＤＤＯＮ、待機動作時の消費電流ＩＤＤＯＦＦとすると、平均消費電流ＩＡＶＧは、
ＩＡＶＧ＝ＩＤＤＯＦＦ＋ＩＤＤＯＮ×（Ｔｏｎ／Ｔｍ）
となる。通常、Ｔｏｎは数十μ秒〜百数十μ秒であり、Ｔｍは数十ｍ秒である。
【０００５】
図２（ａ）乃至（ｃ）は、従来の各種動作を示すホールＩＣの説明図で、図２（ａ）はＳ極検知ホールＩＣ、図２（ｂ）はＮ極検知ホールＩＣ、図２（ｃ）は両極検知ホールＩＣの動作を示している。
【０００６】
図示のように、ホールＩＣは、磁界（磁束密度）強さが動作磁束密度（Ｂｏｐ）に達すると出力がＨｉｇｈからＬｏｗに変化する。この状態で磁界を弱くしていくと、復帰磁束密度（Ｂｒｐ）になった時点で出力がＬｏｗからＨｉｇｈに復帰する。この動作磁束密度（Ｂｏｐ）と復帰磁束密度（Ｂｒｐ）の差をヒステリシスという。
【０００７】
従来のホールＩＣには、検知対象の永久磁石の磁極がＳ極の場合とＮ極の場合とＳ極又はＮ極のどちらかわからない場合に対応して、図２（ａ）に示すように、Ｓ極のみ検知するＳ極検知ホールＩＣと、図２（ｂ）に示すように、Ｎ極のみ検知するＮ極検知ホールＩＣ（これらを総称して以下、片極動作ホールＩＣという）、さらに、図２（ｃ）に示すように、Ｓ極とＮ極の両方を検知する両極検知ホールＩＣが存在する。
【０００８】
このような従来の両極検知ホールＩＣは、予め着磁した磁石を装置に組み込む際に、磁石の磁極の向きを気にせずに組み立てることができるという利点があるため広く使われている。
【０００９】
図３は、従来の両極検知ホールＩＣの構成を示すブロック図である。この両極検知ホールＩＣは、Ｎ極検知動作とＳ極検知動作の両方を時分割で連続して行い、両方の検知結果の論理和を出力するという構成である。なお、図３には、ホール素子のオフセットを、入出力端子を時分割で切り替えることで実現されるオフセットキャンセル回路など、本発明の説明に必要のない部分は省略されている。図中符号ＡはホールＩＣを示している。
【００１０】
この従来の両極検知ホールＩＣ（Ａ）は、電源端子とＧＮＤ端子と出力端子とを備えている。また、この両極検知ホールＩＣ（Ａ）には、発振器１０７とタイミング生成回路１０８を備えている。このタイミング生成回路１０８については、図４を用いて説明する。
【００１１】
タイミング生成回路の指令により駆動スイッチ１００が閉じられるとバイアス回路１０６からホール素子１０１に通電され、このホール素子１０１の出力は同じくタイミング生成回路の指令により動作する極性切替スイッチ１１１乃至１１４を介して増幅器１０２で増幅されて比較器１０３に入力される。比較器１０３は、シュミットトリガ回路であり、入力電圧が第１のしきい値を超えた場合にＯＮし、その後入力信号が、第１のしきい値よりも小さく設定された第２のしきい値を下回った場合にＯＦＦする。この比較器１０３の出力は論理積回路１０４を介して出力バッファ回路１０５に入力され、この出力バッファ回路１０５は両極検知タイプホールＩＣ（Ａ）の出力端子に接続されている。極性切替スイッチ１１１乃至１１４により、増幅器１０２の入力端子に対して、ホール素子１０１の出力端子の極性が正転・反転されるので、増幅器に入力される信号は、正転時にＮ極印加で正、反転時にはＳ極印加で正となるため、増幅器１０２と比較器１０３は、同じ回路でありながら、Ｎ極検知回路とＳ極検知回路の双方の作用を時分割で行うことになる。
【００１２】
図４は、従来の両極検知ホールＩＣのタイミング生成回路の構成図で、図３に示したタイミング生成回路１０８の構成図である。つまり、両極検知ホールＩＣの間欠動作回路の構成例である。なお、図中符号２３はＮＯＴ回路を示している。
【００１３】
内蔵の発振器で１／Ｔｏｎ［Ｈｚ］の基準クロックを生成し、多段からなるフリップフロップ回路２１−１乃至２１−ｎで、１段当たり２分周していく。各段で生成されるクロックパルスの論理積を論理積回路２４乃至２６で適切にとることでＴｍ［秒］毎にＴｏｎ［秒］立ち上がる信号Ｄ１，Ｄ２を生成する。信号Ｄ２はＤ１の立下りと同時に立ち上がる。
【００１４】
図５は、従来の両極検知ホールＩＣのタイミング生成回路の各部の動作タイミングと消費電流の時間的経過を示す説明図である。ここで、Ｄ１＝Ｈの区間では、図３の駆動スイッチ１００をＯＮ，極性切替スイッチ１１１，１１３をＯＮ、出力極性切替スイッチ１１２，１１４をＯＦＦとし、Ｄ２＝Ｈの区間では図３の駆動スイッチ１００をＯＮ，出力極性切替スイッチ１１２，１１４をＯＮ、出力極性切替スイッチ１１１，１１３をＯＦＦとし、ホール素子に通電した時の出力端子の極性を切り替える。
【００１５】
これによりＤ１＝Ｈの区間では、例えば、Ｎ極検出動作を行い、Ｄ２＝Ｈの区間では、Ｓ極検出動作が行われ、両方の検知結果の論理和が合成されて、バッファ回路が駆動される。Ｄ１もＤ２もＬの区間では、ホール素子１０１への通電と増幅器１０２と比較器１０３の動作は停止され、検知結果がフリップフロップ回路２１−１乃至２１−ｎなどに保持された状態となる。
【００１６】
なお、両極性の磁界の強度を検出するようにした磁界センサについては、例えば、特許文献１のものがある。この特許文献１には、磁界の極性に関係なく両極性に対応することができ、磁界強度の検出を簡単な構成で行い、かつ消費電流を低減することができるようにした磁界センサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００４−１８０２８６号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】「ＡＳＡＨＩ  Ｈａｌｌ  Ｅｆｆｅｃｔ  ＩＣｓ  ２００７」，旭化成エレクトロニクス（株），２００７年４月，ｐｐ．３１−３４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、このような従来の両極検知ホールＩＣでは、上述したように１回の磁界検知動作時に、Ｎ極とＳ極の両極の検知動作を行うため、片極動作ホールＩＣと比較すると、図１に示したように、動作時間Ｔｏｎが２倍必要であり、平均消費電流が比較的大きくなるという問題点があった。
【００２０】
つまり、Ｎ極とＳ極のどちらの磁極がホールＩＣに印加されるかわからない場合に好んで使用される両極検知ホールＩＣは、片側検知タイプホールＩＣと比較して平均消費電流が大きいという問題点があった。
【００２１】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、最初に両極検知動作を行い、対向している永久磁石の磁極が判別できた後には、反対側の磁極検知動作を停止して片側検知動作とすることで平均消費電流を低減することができるようにしたホールＩＣ及びその動作方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣであって、電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するＮ極検知回路と、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するＳ極検知回路と、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路からの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うようにした極性判別処理回路とを備え、該極性判別処理回路が、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、前記電源投入後にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行う動作に遷移すると同時に、その状態を不揮発性メモリに保持し、２回目以降の電源投入以降は、該極性の検知動作のみを行うことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２に記載の発明は、検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣであって、電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するＮ極検知回路と、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するＳ極検知回路と、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路からの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うようにした極性判別処理回路とを備え、該極性判別処理回路が、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、前記電源投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行うように遷移し、該極性の検知のみを行う動作に遷移した後、前記電源が切られるまで遷移した状態を保持することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項３に記載の発明は、検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣの動作方法であって、電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するステップと、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するステップと、前記Ｎ極か前記Ｓ極かの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うステップとを有し、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行うステップと、最初に検知した極性を不揮発性メモリに保持させるステップと、２回目以降の電源投入以降は、前記不揮発性メモリに保持されている極性のみ検知動作を行うステップと、を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項４に記載の発明は、検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、前記永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたホールＩＣの動作方法であって、電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するステップと、前記電源投入して前記ホール素子に通電し、前記永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するステップと、前記Ｎ極か前記Ｓ極かの極性を判別して前記いずれかの検知動作処理を行うステップとを有し、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、前記Ｎ極検知回路と前記Ｓ極検知回路がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、前記電源投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、前記電源投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、該極性の検知のみを行う動作に遷移し、該極性の検知のみを行う動作に遷移した後、前記電源が切られるまで遷移した状態を保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、最初の１回目の磁極検知がなされた以降は、検知した片側の磁極の検出動作のみ行えばよいので、どちらの磁極がホールＩＣを向いて取り付けられるかわからない機器においても、両側磁界検出タイプのホールＩＣを使用する場合よりも、平均消費電流を低減することができる。また、装置組立て後に最初の電源の投入後の磁場検知がなされた後、その結果を不揮発性メモリに保持しておくことで、２回目の電源の投入以降は、１回も磁場検知がなされなくても平均消費電流を低減することができる。
【００２９】
このようにして、従来の両極検知ホールＩＣを使った場合のように装置組立ての容易性を維持したまま、より低消費電力での物体検出・位置検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のホールＩＣのＮ極検知動作及びＳ極検知動作についての説明図である。
【図２】従来の各種の動作を示すホールＩＣの説明図で、（ａ）はＳ極検知ホールＩＣ、（ｂ）はＮ極検知ホールＩＣ、（ｃ）は両極検知ホールＩＣの動作を示している。
【図３】従来の両極検知ホールＩＣの構成を示すブロック図である。
【図４】従来の両極検知ホールＩＣのタイミング生成回路の構成図である。
【図５】従来の両極検知ホールＩＣのタイミング生成回路の各部の動作タイミングと消費電流の時間的経過を示す説明図である。
【図６】本発明に係るホールＩＣの一実施形態を説明するための構成図である。
【図７】本発明に係るホールＩＣの動作方法の一実施形態を示した説明図で、（ａ）はＮ極検知動作のみ行われる場合、（ｂ）はＳ極検知動作のみ行われる場合を示している。
【図８】本発明に係るホールＩＣの動作方法の実施例１を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図９】本発明に係るホールＩＣのタイミング生成回路の構成図である。
【図１０】本発明の実施方法による動作タイミングと消費電流の時間的経過の一例を示した説明図である。
【図１１】本発明に係るホールＩＣの動作方法の実施例２を説明するためのフローチャートを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。  
図６は、本発明に係るホールＩＣの一実施形態を説明するための構成図で、図中符号１０はホールＩＣ、１１は電源、１２はホール素子、１３はＮ極検知回路、１４はＳ極検知回路、１５は極性判別処理回路、１６は不揮発性メモリを示している。
【００３２】
本発明のホールＩＣは、検知対象の永久磁石とホール素子１２とを対向配置させ、この永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うように極性判別処理回路１５を設けたものである。
【００３３】
Ｎ極検知回路１３は、電源１１を投入してホール素子１２に通電し、永久磁石にＮ極が印加されたことを検知するものである。Ｓ極検知回路１４は、電源１１を投入してホール素子１２に通電し、永久磁石にＳ極が印加されたことを検知するものである。極性判別処理回路１５は、Ｎ極検知回路１３とＳ極検知回路１４からの極性を判別していずれかの検知動作処理を行うようにしたものである。
【００３４】
また、極性判別処理回路１５は、１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、Ｎ極検知回路１３とＳ極検知回路１４がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、電源１１の投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、どちらかの極性を最初に検知した以降は、この極性の検知動作のみを行うように遷移するものである。
【００３５】
また、極性判別処理回路１５は、電源１１の投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、この極性の検知のみを行う動作に遷移した後、電源１１が切られるまで遷移した状態を保持するものである。
【００３６】
また、不揮発性メモリ１６は、最初の電源１１の投入後にどちらかの極性を検知した以降は、この極性の検知のみを行う動作に遷移すると同時に、その状態を保持するものである。
【００３７】
図７（ａ），（ｂ）は、本発明に係るホールＩＣの動作方法の一実施形態を示した説明図で、（ａ）はＮ極検知動作のみ行われる場合、（ｂ）はＳ極検知動作のみ行われる場合を示している。なお、図１に示したように、磁界の極性検知動作時にホールＩＣが消費する電流はＩＤＤＯＮ、待機動作時の消費電流はＩＤＤＯＦＦである。
【００３８】
従来のホールＩＣでは、図１に示したように、平均的な消費電流を減少させるため、検知動作は、例えば、Ｔｍ秒ごとに、Ｔｏｎ秒駆動などのように、Ｓ極検知動作とＮ極検知動作とを間欠的に動作させていた。本発明においては、図７（ａ）に示されているように、Ｓ極検知動作は行わないで、Ｎ極検知動作のみを行うようにしている。また、図７（ｂ）に示されているように、Ｎ極検知動作は行わないで、Ｓ極検知動作のみを行うようにしている。
【００３９】
このような構成により、最初に両極検知動作を行い、対向している永久磁石の磁極が判別できた後には、反対側の磁極検知動作を停止して片側検知動作とすることで、動作時間Ｔｏｎを、両極検知動作の場合と比較して半減することができ、結果、消費電力を低減することができる。
【００４０】
次に、本発明のホールＩＣの動作方法について説明する。  
本発明のホールＩＣの動作方法は、検知対象の永久磁石とホール素子とを対向配置させ、この永久磁石の磁極がＮ極の場合のＮ極検知動作と、Ｓ極の場合のＳ極検知動作と、Ｎ極及びＳ極の両方の場合の両極検知動作のいずれかの動作を行うようにしたものである。
【００４１】
まず、電源１１を投入してホール素子に通電し、永久磁石にＮ極が印加されたことを検知する。次に、電源１１を投入してホール素子に通電し、永久磁石にＳ極が印加されたことを検知する。次に、Ｎ極かＳ極かの極性を判別していずれかの検知動作処理を行う。
【００４２】
１回の極性検知動作時にＮ極検知動作とＳ極検知動作を順次行い、Ｎ極検知回路１３とＳ極検知回路１４がいずれかの極性を検知した場合に極性検知信号を出力するように、電源１１の投入後にどちらかの極性を最初に検知するまでは両方の両極検知動作を行い、どちらかの極性を最初に検知した以降は、この極性の検知動作のみを行うように遷移する。
【００４３】
また、電源１１の投入後に最初にどちらかの極性を検知した以降は、この極性の検知のみを行う動作に遷移した後、電源１１が切られるまで遷移した状態を保持する。
【００４４】
また、最初の電源１１の投入後にどちらかの極性を検知した以降は、この極性の検知のみを行う動作に遷移すると同時に、その状態を不揮発性メモリ１６に保持し、２回目以降の電源１１の投入以降は、この極性の検知動作のみを行う。
【００４５】
開閉検知や位置検知の目的で、永久磁石からの磁界を検知する場合、ホールＩＣに対向する位置に永久磁石が組みつけられる。この時点で、どちらの極性の磁極がホールＩＣに対向しているかがわからない場合でも、装置を組立てた後に電源を投入し、クラムシェルが閉じて少なくとも１回両極検知動作を行えば、その時に対向している磁極がＮ極かＳ極かのどちらであるかを検知することができる。永久磁石又はホールＩＣを取り外して逆向きに組み付けない限り、永久磁石からホールＩＣに印加される磁界の極性が反転することはないので、それ以降、検知していない磁極の検出動作は不要となる。
【実施例１】
【００４６】
図８は、本発明に係るホールＩＣの動作方法の実施例１を説明するためのフローチャートを示す図である。本発明のホールＩＣの電源１１の投入後に磁界が一度も印加されない状態での動作タイミングは、図１に示すように従来の両極検知ホールＩＣと同じである。磁界検知動作は、Ｎ極とＳ極の順に時間をずらして行うため、両極を検知するためには、片極検知の２倍の時間を要し、結果として消費電力は、片側検知タイプのホールＩＣよりも大きくなる。
【００４７】
クラムシェルが閉じられるなどして、どちらかの磁界を一度検知したら、その状態を磁気センサ内部にフリップフロップ回路などでフラグＰＦＬＧＳ又はＰＦＬＧＮを立てて保持する。これ以降、ＰＦＬＧＳ又はＰＦＬＧＮを参照することで、この時に検知した磁極のみの磁界検知動作を行って、逆磁極側の検知動作を行わないモードに遷移し、それ以降は、電源が切られるまで片極検知ホールＩＣとして動作する。
【００４８】
まず、電源１１を投入し、Ｓ極Ｂｏｐ検知動作を行う（Ｓ１０１）。次に、Ｓ極検知を行い（Ｓ１０２）、Ｓ極であれば、ＰＦＬＧＳ＝Ｌ、ＯＵＴＳ＝Ｌとし（Ｓ１０３）、Ｓ極でなければ、Ｎ極Ｂｏｐ検知動作を行う（Ｓ１０４）。
【００４９】
次に、Ｎ極検知を行い（Ｓ１０５）、Ｎ極であれば、ＰＦＬＧＮ＝Ｌ、ＯＵＴＮ＝Ｌとし（Ｓ１０６）、Ｎ極でなければ、ＯＵＴ＝ＯＵＴＮ∧ＯＵＴＳとする（Ｓ１０７）。
【００５０】
次に、ＯＵＴ＝Ｌかどうかを判別し（Ｓ１０８）、ＯＵＴ＝Ｌでなければ、Ｓ１０１に戻り、ＯＵＴ＝Ｌであれば、ＰＦＬＧを判別し（Ｓ１０９）、ＰＦＬＧＳ＝Ｌであれば、Ｓ極検知動作を行い（Ｓ１１０）、ＰＦＬＧＮ＝Ｌであれば、Ｎ極検知動作を行い（Ｓ１１１）、電源１１がＯＦＦかどうかを判別し（Ｓ１１２）、電源１１がＯＦＦでなければ、Ｓ１０９に戻り、電源１１がＯＦＦであれば、一連の動作を終了する。
【００５１】
図９は、本発明に係るホールＩＣのタイミング生成回路の構成図で、図中符号９１，９２は論理積回路を示している。なお、図４と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してあるが、Ｄ１，Ｄ２は内部のノードであり、論理積回路９１，９２以外の回路には参照されない。図８のＳ１０９におけるＰＦＬＧＳ又はＰＦＬＧＮの参照は、図９に示したタイミング回路で行われる。出力のＤ１１＝Ｈの区間ではＮ極検知動作が行われ、Ｄ１２＝Ｈの区間ではＳ極検知動作が行われる。具体的には図９の破線内の回路で、図１０に示したように、ＰＦＬＧＳ又はＰＦＬＧＮがＬの場合は、Ｄ１，Ｄ２のどちらかをＨにしない作用、すなわち、一度検知した磁極の検知動作のみを行うような作用をする。Ｄ１１もＤ１２もＬの区間では、ホール素子１０１への通電と増幅器１０２と比較器１０３の動作は停止され、検知結果がフリップフロップ回路２１−１乃至２１−ｎなどに保持された状態となる。
【実施例２】
【００５２】
図１１は、本発明に係るホールＩＣの動作方法の実施例２を説明するためのフローチャートを示す図である。工場を出荷されて後、１回目の電源１１の投入後の最初の磁界検知の際、上述した実施例１の動作を行うと共に、状態を不揮発性メモリ１６にＱＦＬＧとして保持し、２回目以降の電源１１の投入時には最初から不揮発性メモリ１６に保持された側の磁極の片側検知ホールＩＣとして動作する。なお、回路的には実施例１と類似のものであり、揮発性メモリであるＰＦＬＧＳ，ＰＦＬＧＮの替わりに不揮発性メモリ１６が使われる。
【００５３】
上述した実施例１の説明では、電源１１の投入時に、最低１回の両極検知動作が必要であったが、不揮発性メモリ１６に、永久磁石とホールＩＣを組み上げた後の最初の電源１１の投入後に最初に検知した磁極がどちらかを不揮発性メモリ１６に保持しておき、それ以降の電源１１の投入時は、初めから保持されている磁極のみの検知動作をすることもできる。
【００５４】
つまり、極性判別処理回路１５は、最初の電源１１の投入後にどちらかの極性を検知した以降は、この極性の検知のみを行う動作に遷移すると同時に、その状態を不揮発性メモリ１６に保持し、２回目以降の電源１１の投入以降は、この極性の検知動作のみを行うようにしたものである。不揮発性メモリ１６は、ＥＥＰＲＯＭやＯＴＰのような半導体メモリでもよいし、ＩＣ上の配線や素子を破壊するなどの、回路を不可逆的に変化させるタイプのものでもよい。
【００５５】
まず、電源１１を投入し、不揮発性メモリ１６に書き込まれているＱＦＬＧがＹＥＳかＮＯかを判別し（Ｓ２２０）、ＱＦＬＧがＹＥＳであれば、後述するＳ２０９に進み、ＱＦＬＧがＮＯであれば、Ｓ極Ｂｏｐ検知動作を行う（Ｓ２０１）。次に、Ｓ極検知を行い（Ｓ２０２）、Ｓ極であれば、ＰＦＬＧＳ＝Ｌ、ＯＵＴＳ＝Ｌとし（Ｓ２０３）、ＰＦＬＧＳ＝Ｌを不揮発性メモリ１６に書き込み、Ｓ極でなければ、Ｎ極Ｂｏｐ検知動作を行う（Ｓ２０４）。
【００５６】
次に、Ｎ極検知を行い（Ｓ２０５）、Ｎ極であれば、ＰＦＬＧＮ＝Ｌ、ＯＵＴＮ＝Ｌとし（Ｓ２０６）、ＰＦＬＧＮ＝Ｌを不揮発性メモリ１６に書き込み、Ｎ極でなければ、ＯＵＴ＝ＯＵＴＮ∧ＯＵＴＳとする（Ｓ２０７）。
【００５７】
次に、ＯＵＴ＝Ｌかどうかを判別し（Ｓ２０８）、ＯＵＴ＝Ｌでなければ、Ｓ２０１に戻り、ＯＵＴ＝Ｌであれば、ＱＦＬＧ＝ＹＥＳとして、ＱＦＬＧ＝ＹＥＳを不揮発性メモリ１６に書き込み、ＰＦＬＧを判別し（Ｓ１０９）、ＰＦＬＧＳ＝Ｌであれば、Ｓ極検知動作を行い（Ｓ２１０）、ＰＦＬＧＮ＝Ｌであれば、Ｎ極検知動作を行い（Ｓ２１１）、電源１１がＯＦＦかどうかを判別し（Ｓ２１２）、電源１１がＯＦＦでなければ、Ｓ２０９に戻ってこれらの動作を繰り返し、電源１１がＯＦＦであれば、一連の動作を終了する。
【００５８】
このようにして、装置組立て後に最初の電源の投入後の磁場検知がなされた後、その結果を不揮発性メモリに保持しておくことで、２回目の電源の投入以降は、１回も磁場検知がなされなくても平均消費電流を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のホールＩＣは、産業機械・自動車等の機械製品はもとより、小型・薄型・低電力消費が不可欠である携帯情報端末などの開閉，直動または回転位置検出装置に適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０  ホールＩＣ
１１  電源
１２  ホール素子
１３  Ｎ極検知回路
１４  Ｓ極検知回路
１５  極性判別処理回路
１６  不揮発性メモリ
２１−１乃至２１−ｎ  フリップフロップ回路
２３  ＮＯＴ回路
２４乃至２６，９１，９２  論理積回路
１００  駆動スイッチ
１０１  ホール素子
１０２  増幅器
１０３  比較器
１０４  論理積回路
１０５  出力バッファ回路
１０６  バイアス回路
１０７  発振器
１０８  タイミング生成回路
１１１乃至１１４  出力極性切替えスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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