(57)【要約】【課題】  従来のオペアンプを使用するよりも少ない回路部品点数で、かつ、オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもつこと。【解決手段】  磁気センサと接続される複数の入出力端子と、磁気センサを駆動する駆動手段および該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、電源端子と、磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子とを半導体集積回路上に一体に構成した磁気センサアンプとして構成する。【選択図】  図２
2006292517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサ駆動装置であって、
磁気センサに接続され、該磁気センサからの素子出力信号を処理する半導体集積回路を具え、
該半導体集積回路は、
前記磁気センサと接続される複数の入出力端子と、
前記複数の入出力端子と接続され、前記磁気センサを駆動する駆動手段、および、該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、
前記磁気センサ駆動制御手段を動作するための電源端子と、
前記磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子と
を具えた磁気センサ用アンプとして一体に構成されたことを特徴とする磁気センサ駆動装置。
【請求項２】
前記複数の入出力端子は、
前記磁気センサを駆動するための電圧又は電流を供給する複数の出力端子と、
前記磁気センサからの前記素子出力信号を入力する複数の入力端子と
を含み、
前記オフセット補正手段は、
少なくとも、前記磁気センサを駆動する電圧又は電流と、前記磁気センサからの素子出力信号とを、クロックにより所定の角度だけ回転させ、該ホール素子からの素子出力信号を加算することにより、オフセットをキャンセルすることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ駆動装置。
【請求項３】
前記増幅手段は、反転又は非反転増幅器で構成され、
前記反転又は非反転増幅器の帰還部を構成する外部負荷に接続するための帰還接続端子をさらに具えたことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気センサ駆動装置。
【請求項４】
前記信号出力端子から取り出される前記出力信号の出力値を調節するための調整信号を入力する調整信号入力端子と、
前記増幅手段の制御端子に接続され、前記調整信号入力端子に入力された前記調整信号を保持するメモリと
をさらに具えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気センサ駆動装置。
【請求項５】
前記増幅手段の前記制御端子に接続され、前記メモリに保持された前記調整信号に基づいて、前記増幅手段の温度係数を設定する温度補償手段
をさらに具えたことを特徴とする請求項５記載の磁気センサ駆動装置。
【請求項６】
前記磁気センサは、ホール素子からなり、
前記ホール素子に接続される前記磁気センサ用アンプを、前記半導体集積回路を含むホール素子アンプとして構成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気センサ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホール素子等の磁気センサから検出された磁気検出信号を処理して増幅する磁気センサ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気センサとして、例えばホール素子の信号はｍＶオーダーの小さいものであり、ホール素子の信号はオペアンプ等により増幅して使用される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ホール素子と増幅器を半導体集積回路上に形成し、１チップ化したホールＩＣが使用されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４１７５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ホール素子の信号を増幅するのにオペアンプを使用する場合、ホール素子の駆動回路や、増幅率を決めるために抵抗など少なくとも２個以上の電子部品を必要とするなど、回路部品点数が多くなってしまうという問題がある。
【０００６】
また、ホール素子と増幅器とを半導体集積回路上に形成し、１チップ化したホールＩＣを使用する場合、パッケージの小型化が困難であり、ホール素子のような小さなパッケージだけを小さなスペースに配置したりできないという問題がある。
【０００７】
さらに、磁気検出部が高温で他の場所が半導体集積回路の動作温度内にあるといった場合にホール素子だけを磁気検出部に配置するといったことができない、使用環境に応じて異なる特性をもつホール素子を変えることができないという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、従来のオペアンプを使用するよりも少ない回路部品点数で、かつ、オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもつことが可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、磁気センサだけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することが可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。
【００１０】
さらに、本発明の他の目的は、オフセットキャンセル機能により、出力値や出力値の温度特性が調節可能な磁気センサ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、磁気センサ駆動装置であって、磁気センサに接続され、該磁気センサからの素子出力信号を処理する半導体集積回路を具え、該半導体集積回路は、前記磁気センサと接続される複数の入出力端子と、前記複数の入出力端子と接続され、前記磁気センサを駆動する駆動手段、および、該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、前記磁気センサ駆動制御手段を動作するための電源端子と、前記磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子とを具える磁気センサアンプとして一体に構成されたことを特徴とする。
【００１２】
前記複数の入出力端子は、前記磁気センサを駆動するための電圧又は電流を供給する複数の出力端子と、前記磁気センサからの前記素子出力信号を入力する複数の入力端子とを含み、前記オフセット補正手段は、少なくとも、前記磁気センサを駆動する電圧又は電流と、前記磁気センサからの素子出力信号とを、クロックにより所定の角度だけ回転させ、該磁気センサからの素子出力信号を加算することにより、オフセットをキャンセルするようにしてもよい。
前記増幅手段は、反転又は非反転増幅器で構成され、前記反転又は非反転増幅器の帰還部を構成する外部負荷に接続するための帰還接続端子をさらに具えてもよい。
前記信号出力端子から取り出される前記出力信号の出力値を調節するための調整信号を入力する調整信号入力端子と、前記増幅手段の制御端子に接続され、前記調整信号入力端子に入力された前記調整信号を保持するメモリとをさらに具えてもよい。
前記増幅手段の前記制御端子に接続され、前記メモリに保持された前記調整信号に基づいて、前記増幅手段の温度係数を設定する温度補償手段をさらに具えてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気センサと接続される複数の入出力端子と、磁気センサを駆動する駆動手段および該磁気センサからの出力信号に含まれるオフセットを補正するオフセット補正手段を有する磁気センサ駆動制御手段と、電源端子と、磁気センサ駆動制御手段により処理された信号を増幅する増幅手段と、記増幅手段により増幅された信号を出力信号として取り出す信号出力端子とを半導体集積回路上に一体に形成した磁気センサアンプとして構成したので、該磁気センサアンプを、従来のオペアンプの構成に比べてより少ない回路部品点数で、かつ、該オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもたせて構成することができる。
また、本発明によれば、磁気センサアンプは磁気センサとは分離して接続構成されているので、磁気センサだけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することができ、特性の異なる磁気センサを変えても使用することが可能となる。
さらに、本発明によれば、磁気センサアンプに、オフセットキャンセル機能を持たせることにより、出力値や出力値の温度特性を調節可能な磁気センサ専用の磁気センサアンプとして構成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
［第１の例］
本発明の第１の実施の形態を、図１および図２に基づいて説明する。
【００１６】
（構成）
本例では、磁気センサ駆動装置として、ホール素子駆動装置１００を例に挙げて説明する。
図１は、磁気センサ駆動装置としてのホール素子駆動装置１００の構成例を示す。
【００１７】
ホール素子駆動装置１００は、磁気センサとしてのホール素子１に接続された磁気センサアンプとしてのホール素子アンプ２により構成される。このホール素子アンプ２には、外部負荷５が接続されている。
【００１８】
ホール素子１は、磁気検出する個所に自由に配置することができる。また、外部負荷５は、一般的には抵抗器を使用する。抵抗器の値により、ホール素子アンプ２のゲインを自由に決めることができる。
また、抵抗器の温度係数を選択することにより、ホール素子アンプ２の出力値の温度特性を自由に設定することができる。
このようなホール素子アンプ２として構成することにより、ホール素子１から出力される磁気検出信号を増幅した信号を得るのに、回路部品の点数はわずか３つで済むことになる。
【００１９】
図２は、ホール素子駆動装置１００の回路構成を示す。
ホール素子アンプ１００は、少なくとも、駆動制御回路１１と、信号発生回路１２と、抵抗器１３と、増幅器１４とからなり、これら各部は半導体集積回路２０上に一体に形成されている。
駆動制御回路１１は、ホール素子１を駆動するホール素子駆動回路１１ａと、オフセットキャンセル回路１１ｂとからなる。
この駆動制御回路１１は、ホール素子１を駆動する電圧又は電流と、ホール素子１からの磁気検出信号とを、クロックにより９０°若しくは３６０°回転させ、該ホール素子１からの磁気検出信号を加算することにより、オフセットをキャンセルすることができる。
信号発生回路１２は、クロック発生源１２ａと、分周器１２ｂとからなる。
増幅器１４は、反転又は非反転増幅器によって構成される。
また、集積回路２には、下記に示すような各種接続用の端子が設けられている。
すなわち、ホール素子１を駆動するための電圧又は電流を供給する２つの入力端子３ａ，３ｃと、ホール素子１で検出された磁気検出信号を入力する２つの出力端子３ｂ，３ｄと、駆動制御回路１１を動作するための電圧Ｖ＋，Ｖ−を印加する電源端子４ａ，４ｄと、増幅器１４により増幅された信号を出力信号Ｖｏとして取り出す信号出力端子４ｃと、増幅器１４の帰還部を構成する外部負荷５（抵抗Ｒ２）に接続するための帰還接続端子４ｂ（Ｒ２ＩＮ）とが設けられている。
【００２０】
６ａ〜６ｄは、ホール素子１と、入出力用の端子３ａ〜３ｄとの間を接続する接続線である。
７ｂは、帰還接続端子４ｂと、外部負荷５の一方との間を接続する接続線である。７ｃは、外部負荷５の他方と、信号出力端子４ｃとの間を接続する接続線である。
【００２１】
（動作）
ホール素子駆動装置１００の動作について説明する。
駆動制御回路１１は、ホール素子１を駆動する電圧又は電流と、ホール素子１からの磁気検出信号とを、クロックにより９０°回転させる例について述べる。なお、３６０°回転させる例についても同様に考えられる。
駆動制御回路１１は、入力端子３ａと入力端子３ｃとの間にホール素子１を駆動する電圧又は電流を印加して、出力端子３ｂと出力端子３ｄとの間に現れる出力（磁気検出信号）をとる。次のクロックのタイミングで、入力端子３ｂと入力端子３ｄとの間にホール素子１を駆動する電圧又は電流を印加して、出力端子３ａと出力端子３ｃとの間に現われる出力（磁気検出信号）をとる。そして、これら２つのタイミングの出力の和をとることにより、ホール素子１のもつオフセットをキャンセルして、ホール素子１の出力値を２倍した信号を得る。
増幅器１４のゲインは、抵抗器１３の抵抗値により、また、増幅器１４の温度係数は、抵抗器１３の温度係数により、それぞれ決定することができる。
【００２２】
［第２の例］
本発明の第２の実施の形態を、図３および図４に基づいて説明する。なお、前述した第１の例と同一部分については、その説明を省略し、同一符号を付す。
【００２３】
図３は、磁気センサ駆動装置としてのホール素子駆動装置２００の構成例を示す。
このホール素子駆動装置２００は、前述した図１に示したような第１の例のホール素子駆動装置１００と同様に、ホール素子１に接続されたホール素子アンプ２により構成されている。ただし、ここでは、第１の例のような帰還接続端子４ｂは無く、その代わりに調整信号入力端子４ｅが設けられている。
ホール素子１は、磁気検出する個所に自由に配置することができる。
このようなホール素子アンプ２として構成することにより、ホール素子１からの磁気検出信号を増幅した信号を得るための回路部品の点数は、わずか２つで済むことになる。
【００２４】
図４は、ホール素子駆動装置２００の回路構成を示す。
ホール素子アンプ１００は、少なくとも、駆動制御回路１１と、信号発生回路１２と、増幅器１４と、温度補償回路１５と、メモリ１６とからなり、これら各部は半導体集積回路２０上に一体に形成されている。
メモリ１６は、その入力側が調整信号入力端子４ｅに接続され、その出力側が温度補償回路１５および増幅器１４の制御端子１４ａに接続されている。
調整信号入力端子４ｅから入力される出力値調整信号Ｖｃにより、ホール素子アンプ２の出力値や出力値の温度特性を調整することができる。
【００２５】
（動作）
ホール素子駆動装置２００の動作について説明する。
【００２６】
ホール素子駆動装置２００の基本的な動作は、前述した第１の例のホール素子駆動装置１００と同様である。
調整信号入力端子４ｅには、信号出力端子４ｃから取り出される出力信号Ｖｏの出力値を調節するための出力値調整信号Ｖｃが入力される。
メモリ１６は、調整信号入力端子４ｅに入力された出力値調整信号Ｖｃを記憶する。
増幅器１４のゲインは、メモリ１６に記憶された出力値調整信号Ｖｃにより、また、増幅器１４の温度係数は、メモリ１６に記憶された出力値温度特性調整信号Ｖｃにより、それぞれ決定することができる。
このようにメモリ１６に記憶された情報は、温度補償回路１５や増幅器１４に伝えられ、所望の出力値や温度特性を得ることができる。
以上説明したように、ホール素子駆動装置１００，２００として構成されたホール素子アンプ２を、従来のオペアンプを使用するよりも少ない回路部品点数で、かつ、オペアンプと同程度以上の処理機能を合わせもつことができる。
また、本発明によれば、ホール素子アンプ２はホール素子１とは分離して接続構成されているので、ホール素子１だけを磁気検出部の部品の配置スペースや環境に合わせて配置することができ、特性の異なるホール素子１を変えても使用することができる。
さらに、本発明によれば、ホール素子アンプ２に、オフセットキャンセル機能を持たせることにより、出力値や出力値の温度特性を調節可能なホール素子専用のホール素子アンプとして構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態である、ホール素子駆動装置を示す構成図である。
【図２】ホール素子駆動装置のホール素子アンプ内の回路構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態である、ホール素子駆動装置を示す構成図である。
【図４】ホール素子駆動装置のホール素子アンプ内の回路構成を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  磁気センサ（ホール素子）
２  磁気センサアンプ（ホール素子アンプ）
４ｅ  調整信号入力端子
５  外部負荷
１１  駆動制御回路
１１ａ  ホール素子駆動回路
１１ｂ  オフセットキャンセル回路  
１２  信号発生回路
１３  抵抗器
１４  増幅器
１５  温度補償回路
１６  メモリ
２０  半導体集積回路
１００，２００  磁気センサ駆動装置（ホール素子駆動装置）
【図１】
2006292517.tif 000003
【図２】
2006292517.tif 000004
【図３】
2006292517.tif 000005
【図４】
2006292517.tif 000006