(57)【要約】【課題】磁電変換素子の検出信号のシフト量によらず正確な磁性移動体の位置を検出することが可能な磁気検出装置を得る。【解決手段】磁電変換素子からの検出信号の振幅をＤＣ結合にて波形整形する第１の比較回路３１と、磁電変換素子からの検出信号の振幅をＡＣ結合にて波形整形する第３の比較回路３３と、固有周波数を有する発振回路５１と、第１の比較回路の出力を、発振器を用いてカウントする制御回路５２と、第１の比較手段と第２の比較手段の出力を選択する選択回路５３を備え、制御回路５２は第１の比較回路３１の出力矩形波の立上りから次の立上りまでもしくは立下りから次の立下りまでをカウントし、所望の値になった時点で選択回路５３に出力を与え、選択回路は第１の比較回路もしくは第３の比較回路の出力矩形波を選択し、出力する磁気検出装置。【選択図】図１
2011226984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を検出する磁電変換素子からなるセンサを備えた磁気検出装置であって、
前記磁電変換素子からの検出信号をＤＣ結合にて波形整形する第１の比較手段と、
前記磁電変換素子からの検出信号をＡＣ結合にて波形整形する第２の比較手段と、
固有周波数を有する発振手段と、
前記第１の比較手段もしくは第２の比較手段の出力を、前記発振手段を用いてカウントする制御手段と、前記制御手段のカウント値に応じて前記第１の比較手段と前記第２の比較手段の出力を選択する選択手段を備えたことを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１の比較手段もしくは前記第２の比較手段の出力矩形波の時間幅を前記発振手段を用いてカウントし、所望の時間幅であると前記制御手段が判定した場合、前記選択手段に判定結果を出力する事を特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記所望の時間幅であると判定してから、前記第１の比較手段もしくは前記第２の比較手段の出力矩形波の立上りから次の立下りもしくは次の立上り、または前記第１の比較手段もしくは前記第２の比較手段の出力矩形波の立下りから次の立上りもしくは次の立下りまでを１回と数えた時、前記制御手段は１回以上Ｎ回後の前記第１の比較手段もしくは前記第２の比較手段の出力矩形波より判定結果を前記選択手段へ出力することを特徴とする請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記選択手段が前記第１の比較手段から前記第２の比較手段へ選択を切替える前記出力矩形波の時間幅を周波数に換算した場合の値をＡとし、前記選択手段が前記第２の比較手段から前記第１の比較手段へ選択を切替える前記出力矩形波の時間幅を周波数に換算した場合の値をＢとした時、
前記周波数Ａと前記周波数Ｂは同一値でないようにしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記周波数Ａと前記周波数Ｂの関係は、Ａ＞Ｂであることを特徴とする請求項４に記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記磁電変換素子と第1の比較手段との間に、
前記磁電変換素子からの検出信号のピーク値を保持するピークホールド手段と、前記磁電変換素子からの検出信号のボトム値を保持するボトムホールド手段とを有し、前記ピーク値とボトム値より所望の値を出力するピークボトム手段と、
前記ピークボトム手段より出力される値より前記検出信号へオフセット値を与えるオフセット生成手段、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記ピークボトム手段より出力される値は、ピーク値とボトム値の平均値であることを特徴とする請求項６に記載の磁気検出装置。
【請求項８】
前記磁電変換素子は、磁気抵抗素子であることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項９】
前記磁電変換素子は、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ素子）であることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気センサ素子群を用いて移動体の速度を検出する磁気検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、磁電変換素子である磁気抵抗素子の各端に電極を形成してブリッジ回路を構成し、このブリッジ回路の対向する２つの電極間に定電圧、定電流の電源を接続し、磁気抵抗素子の抵抗値変化を電圧変化に変換して、この磁気抵抗素子に作用している磁界の変化を検出する方式がある。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
以下、図面を参照しながら、特許文献１に記載された従来の磁気検出装置について説明する。
図１４は、従来の磁気検出装置の磁気回路の構成を示す概略図で、同図において（ａ）は斜視図、（ｂ）は上面図を示す。
図１４において、従来の磁気検出装置は、バイアス磁界を発生する磁石１と、磁石１の上面に設けられ基板上に回路が形成された処理回路部２を備えている。処理回路部２は、磁気センサとしての磁気抵抗素子２１ａ及び２１ｂをセグメントとして一体的に有するＩＣチップにより構成されており、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂは、例えば、円盤の周囲に突起を設け磁界を変化させる形状を具備した磁性移動体３に対向配置され、かつ磁性移動体３の移動方向に並べて配置されている。４は磁性移動体３の回転軸であり、この回転軸４が回転することで磁性移動体３も同期して回転し、磁気抵抗素子２１ａ及び２１ｂの抵抗値は、磁性移動体３の変位に応じて変化する。
なお、図１４（ａ）（ｂ）では磁気抵抗素子２１ａ及び２１ｂは、一つの黒のブロックで図示しているが、所定の磁界の変化を感磁出来るように磁気抵抗素子を配置するものである。
【０００４】
図１５は、磁気抵抗素子を用いた従来の磁気検出装置の処理回路部の構成を示す回路構成図、図１６、図１７は、図１５の処理回路による動作波形を示すタイミングチャートであり、図１６は磁性移動体３の回転数が低回転の場合の各信号の動作波形を示し、図１７は磁性移動体３の回転数が高回転の場合の各信号の動作波形を示す。
【０００５】
図１５において、従来の磁気検出装置は、ブリッジ回路１０と、第１の比較回路３１と、第２の比較回路３２と、第３の比較回路３３と、論理処理回路３４と、出力用のトランジスタ１２、１３と、出力端子Ｖｏｕｔとを備えている。ブリッジ回路１０は、磁界強度を検出するセンサを構成しており、磁電変換素子として２つの磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂを有する。ブリッジ回路１０において、前述のように、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂの抵抗値は磁性移動体３の変位に応じて変化し、これにより、ブリッジ回路１０の検出信号Ｃは電圧変化する。
【０００６】
ブリッジ回路１０の検出信号Ｃは、第１の比較回路３１及び第２の比較回路３２に入力されるとともに、コンデンサ２２及び抵抗２３からなるハイパスフィルタを介して第３の比較回路３３に入力される。
第１の比較回路３１は、第１の比較レベルＶＲ１を有し、検出信号Ｃの振幅をＤＣ結合にて波形整形し、矩形波信号Ｅを出力する。
【０００７】
第２の比較回路３２は、第１の比較レベルＶＲ１とは異なる第２の比較レベルＶＲ２を有し、検出信号Ｃの振幅をＤＣ結合にて波形整形し、矩形波信号Ｆを出力する。
また、第３の比較回路３３は、第１の比較レベルＶＲ１と第２の比較レベルＶＲ２との間の第３の比較レベルＶＲ３を有し、検出信号Ｃの振幅をＡＣ結合後に波形整形し、矩形波信号Ｇ を出力する。
以下、第１〜第３の比較レベルＶＲ１〜ＶＲ３を、それぞれ、単に「比較レベル」と称する。
【０００８】
検出信号Ｃは、第１の比較回路３１において、比較レベルＶＲ１と比較されて矩形波信号Ｅに変換されるとともに、第２の比較回路３２において、比較レベルＶＲ２と比較されて矩形波信号Ｆに変換される。また、検出信号Ｃは、コンデンサ２２及び抵抗２３からなるハイパスフィルタを介して、ＡＣ処理された電圧信号Ｄに変換された後、第３の比較回路３３において、比較レベルＶＲ３と比較されて矩形波信号Ｇに変換される。
【０００９】
第１、第２及び第３の比較回路３１、３２、３３の各出力信号Ｅ、Ｆ、Ｇは、論理処理回路３４で論理処理された後、トランジスタ１２、１３を介して最終出力信号Ｋとして出力される。
論理処理回路３４は、電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列に挿入された第１のトランジスタ４１及び第２のトランジスタ４２と、電源Ｖｃｃとグランドとの間に直列に挿入された第３のトランジスタ４３及び第４のトランジスタ４４と、電源Ｖｃｃとグランドとの間に挿入された第５のトランジスタ４５とを有し、第２のトランジスタ４２の出力信号を最終出力信号として、出力用のトランジスタ１２に入力する。
以下、第１〜第５のトランジスタ４１〜４５を、それぞれ、単に「トランジスタ」と称する。
【００１０】
トランジスタ４１は、第１の比較回路３１の出力信号Ｅによりオンオフされ、トランジスタ４２は、トランジスタ４１の出力信号によりオンオフされる。トランジスタ４３は、トランジスタ４１に直列接続され、第３の比較回路３３の出力信号Ｇによりオンオフされる。トランジスタ４５は、第２の比較回路３２の出力信号Ｆによりオンオフされる。トランジスタ４４は、トランジスタ４２に直列接続され、トランジスタ４５の出力信号によりオンオフされる。
【００１１】
すなわち、トランジスタ４１において、エミッタ端子はトランジスタ４３のコレクタ端子に接続され、コレクタ端子（出力端子）は、トランジスタ４２のベース端子に接続されるとともに抵抗を介して電源Ｖｃｃに接続され、ベース端子には矩形波信号Ｅが印加されている。また、トランジスタ４２において、ベース端子はトランジスタ４１の出力端子に接続され、エミッタ端子はトランジスタ４４のコレクタ端子に接続され、コレクタ端子（出力端子）は、抵抗を介して電源Ｖｃｃに接続されるとともに最終出力端子を構成している。
【００１２】
また、トランジスタ４５において、エミッタ端子は接地され、コレクタ端子（出力端子）は、トランジスタ４４のベース端子に接続されるとともに、抵抗を介して電源Ｖｃｃに接続され、ベース端子には矩形波信号Ｆが印加されている。さらに、トランジスタ４４において、エミッタ端子は接地され、コレクタ端子はトランジスタ４２のエミッタ端子に接続されている。
【００１３】
上記構成からなる論理処理回路３４において、トランジスタ４１、４３は反転入力タイプのアンドゲートを構成し、トランジスタ４２、４４は反転入力タイプのアンドゲートを構成し、トランジスタ４５はインバータを構成している。
なお、出力用のトランジスタ１２、１３は、最終出力信号Ｋを増幅するためのアンプを構成している。
【００１４】
したがって、最終出力信号Ｋの論理レベルは、第１〜第３の比較回路３１〜３３の出力信号Ｅ、Ｆ、Ｇの論理レベルの組み合わせに応じて、以下の（１）〜（８）のように変化する。ここで「Ｈ」とは矩形波信号のハイレベル、「Ｌ」とは矩形波信号のローレベルのことを指す。
（１）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｈ、Ｈ、Ｈ」の場合→Ｋ＝「Ｈ」
（２）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｈ、Ｈ、Ｌ」の場合→Ｋ＝「Ｈ」
（３）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｈ、Ｌ、Ｈ」の場合→Ｋ＝「Ｈ」
（４）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｈ、Ｌ、Ｌ」の場合→Ｋ＝「Ｌ」
（５）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｌ、Ｈ、Ｈ」の場合→Ｋ＝「Ｈ」
（６）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｌ、Ｈ、Ｌ」の場合→Ｋ＝「Ｌ」
（７）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｌ、Ｌ、Ｈ」の場合→Ｋ＝「Ｈ」
（８）Ｅ、Ｇ、Ｆが「Ｌ、Ｌ、Ｌ」の場合→Ｋ＝「Ｌ」
【００１５】
図１６は磁性移動体３が低回転の場合の各信号Ｃ’〜Ｇ’、Ｋ’の動作波形を示し、図１７は磁性移動体３が高回転の場合の各信号Ｃ〜Ｇ、Ｋの動作波形を示している。
ここで低回転の場合は、各信号にダッシュを付記した。すなわち検出信号ＣはＣ’、ＡＣ処理された電圧信号ＤはＤ’、矩形波信号ＥはＥ’、矩形波信号ＧはＧ’、矩形波信号ＦはＦ’、最終出力ＫはＫ’とする。
【００１６】
図１６において、各信号Ｅ’、Ｆ’、Ｇ’、Ｋ’の電圧レベル「Ｈ、Ｌ」の組み合わせから明らかなように、低回転時の最終出力信号Ｋ’の立上り「Ｌ→Ｈ」のタイミングは、第１の比較回路３１からの矩形波信号Ｅ’の立上りタイミングと同一となる。
また、最終出力信号Ｋ’の立下り「Ｈ→Ｌ」のタイミングは、第２の比較回路３２からの矩形波信号Ｆ’の立下りタイミングと同一となる。
【００１７】
一方、図１７において、高回転時での最終出力信号Ｋは、立上りタイミング及び立下りタイミングのいずれも、第３の比較回路３３からの矩形波信号Ｇの立上りタイミング及び立下りタイミングと同一となる。つまり、磁性移動体３が低回転の場合には、ＤＣ処理した第１及び第２の比較回路３１、３２からの出力信号Ｅ、Ｆが用いられ、磁性移動体３が高回転の場合には、ＡＣ処理した第３の比較回路３３からの出力信号Ｇが用いられるように、切り替えられる。
【００１８】
このとき、ＤＣ処理した第１及び第２の比較回路３１、３２からの矩形波信号Ｅ、Ｆと、ＡＣ処理した第３の比較回路３３からの矩形波信号Ｇとの位相差は、必ず１／４周期以下となるので、磁性移動体３が何回転しても、何ら支障無く最終出力信号Ｋを得ることができる。また、第１及び第２の比較回路３１、３２のＤＣ処理を適用する場合と、第３の比較回路３３のＡＣ処理を適用する場合とを切り替えるタイミングは、ハイパスフィルタを構成するコンデンサ２２及び抵抗体２３の回路定数を調整することにより、任意に設定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００７−１９２７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述した特許文献１に示される従来装置においては、図１８に示すように、検出信号Ｃが上方へシフトし、ＶＲ２の比較レベルを超えてしまった場合、最終出力信号Ｋは、立上りタイミングは第１の比較回路３１からの矩形波信号Ｅの立上りタイミングと同一となり、また最終出力信号Ｋの立下りタイミングは、第３の比較回路３３からの
矩形波信号Ｇの立下りタイミングと同一となる。
【００２１】
したがって、図１８に示す従来の磁気検出装置においては、検出信号Ｃのシフト量が大きい場合に、比較レベルＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ３の設定値を決めるのが困難であり、被検出体の正確な位置を検出することが困難であった。
【００２２】
この発明は、前述した問題点を解決するためになされたもので、磁電変換素子の温度係数のばらつきや、磁電変換素子に印加される磁界強度のばらつきなどによって、磁電変換素子の電圧変化に温度オフセットが生じ、検出信号のシフト量が大きい場合においても、被検出体の正確な位置を検出することが可能な磁気検出装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
この発明に係わる磁気検出装置は、磁界を検出する磁電変換素子からなるセンサを備えた磁気検出装置であって、磁電変換素子からの検出信号をＤＣ結合にて波形整形する第１の比較手段と、磁電変換素子からの検出信号をＡＣ結合にて波形整形する第２の比較手段と、固有周波数を有する発振手段と、前記第１の比較手段もしくは第２の比較手段の出力を、前記発振手段を用いてカウントする制御手段と、前記制御手段のカウント値に応じて前記第１の比較手段と第２の比較手段の出力を選択する選択手段を備えたものである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明に係る磁気検出装置によれば、磁気抵抗素子の温度係数のばらつきや磁気抵抗素子に印加される磁界強度のばらつき等による磁電変換素子の出力のばらつきが大きい場合においても、検出信号のシフト量によらず、被検出体の位置を正確に検出することが可能な磁気検出装置を得ることができるものである。
【００２５】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置の処理回路を示す回路構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１の磁気検出装置における磁性移動体低回転時の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１の磁気検出装置における磁性移動体高回転時の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１の磁気検出装置における検出信号の電圧変化に温度オフセットが生じた場合の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る磁気検出装置の処理回路を示す回路構成図である。
【図６】この発明の実施の形態２における第１の比較回路の矩形波信号と第３の比較回路の矩形波信号の論理回路内での切り替わりに関する説明波形図である。
【図７】この発明の実施の形態２における第１の比較回路の矩形波信号と第３の比較回路の矩形波信号の論理回路内での切り替わりに関する説明波形図である。
【図８】この発明の実施の形態２の磁気検出装置における磁性移動体の上面図である。
【図９】この発明の実施の形態２の磁気検出装置における図８の磁性移動体を用いた場合の動作波形図である。
【図１０】この発明の実施の形態３の磁気検出装置における第１の比較回路と第３の比較回路の出力選択状態を示すフロー図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る磁気検出装置の処理回路を示す回路構成図である。
【図１２】この発明の実施の形態４の磁気検出装置における動作波形図である。
【図１３】この発明の実施の形態４の磁気検出装置における動作波形図である。
【図１４】従来の磁気検出装置の磁気回路の構成を示す概略図である。
【図１５】従来の磁気検出装置の処理回路を示す回路構成図である。
【図１６】従来の磁気検出装置の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図１７】従来の磁気検出装置の動作波形を示すタイミングチャートである。
【図１８】従来の磁気検出装置における検出信号のシフト量が大きい場合の動作波形を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置の処理回路部の構成を示す回路構成図であり、前述の従来図（図１５参照）と同一または相当部分については、同一符号を付している。また、図２、図３は、図１の処理回路による動作波形を示すタイミングチャートであり、図２は磁性移動体３の回転数が低回転の場合の各信号の動作波形を示し、図３は磁性移動体３の回転数が高回転の場合の各信号の動作波形を示す。
また、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂからなるセンサ部の構成は、図１４に示したものと同一のものである。
【００２８】
図１において、この発明の実施の形態１に係る磁気検出装置は、ブリッジ回路１０と、第１の比較回路３１と、第３の比較回路３３と、論理処理回路５０と、出力用のトランジスタ１２、１３と、出力端子Ｖｏｕｔとを備えている。ブリッジ回路１０は、磁界強度を検出するセンサを構成しており、磁電変換素子として２つの磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂを有する。ブリッジ回路１０において、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂの抵抗値は、磁性移動体３の変位に応じて変化し、これにより、ブリッジ回路１０の検出信号Ｃは電圧変化する。ブリッジ回路１０の検出信号Ｃは、第１の比較回路３１に入力されるとともに、コンデンサ２２及び抵抗２３からなるハイパスフィルタを介して第３の比較回路３３に入力される。
【００２９】
第１の比較回路３１は、第１の比較レベルＶＲ１を有し、検出信号Ｃの振幅をＤＣ結合にて波形整形し、矩形波信号Ｅを出力する。
第３の比較回路３３は、第３の比較レベルＶＲ３を有し、検出信号Ｃの振幅をＡＣ結合後に波形整形し、矩形波信号Ｇを出力する。
【００３０】
検出信号Ｃは、第１の比較回路３１において、比較レベルＶＲ１と比較されて矩形波信号Ｅに変換されるとともに、検出信号Ｃはコンデンサ２２及び抵抗２３からなるハイパスフィルタを介して、ＡＣ処理された電圧信号Ｄに変換された後、第３の比較回路３３において、比較レベルＶＲ３と比較されて矩形波信号Ｇに変換される。
【００３１】
第１、及び第３の比較回路３１、３３の各出力信号Ｅ、Ｇは、論理処理回路５０で論理処理された後、トランジスタ１２、１３を介して最終出力信号Ｋとして出力される。
論理処理回路５０は、固有の発振周波数を有する発振器５１と制御回路５２と選択回路５３で構成される。
【００３２】
発振器５１の出力信号Lは制御回路５２へ入力される。制御回路５２は、発振信号Lにより、第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅの立下りから次の立下りまで、もしくは立ち上がりから次の立上りまでをカウントし、所望のカウント値を超えた場合に、制御信号ＭにてＬｏｗを出力する。また所望のカウント値以下である場合は、制御信号ＭにてＨｉｇｈを
出力する。
【００３３】
図２、図３は制御信号ＭのＬｏｗとＨｉｇｈの場合の挙動について示している。
選択回路５３は制御信号Ｍの出力がＬｏｗの場合、第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅの出力を選択し、出力する。また制御信号Ｍの出力がＨｉｇｈの場合、第３の比較回路３３の矩形波信号Ｇの出力を選択し、出力する。
【００３４】
図４は、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂの温度係数のばらつきや、磁気抵抗素子２１ａ、２１ｂに印加される磁界強度のばらつきなどによって、検出信号Ｃの電圧変化に温度オフセットが生じた場合の動作波形を示している。
【００３５】
図４において、第１の比較回路３１の比較レベルＶＲ１と第３の比較回路３３の比較レベルＶＲ３は同じ値に設定している。検出信号Ｃの電圧オフセットが大きくとも、比較レベルＶＲ１の１本の比較レベルにて検出されていれば、矩形波信号Ｅを出力する事ができる。
【００３６】
ここで、磁性移動体３は歯状でもよいし、着磁パターンを持つものでもよい。また磁性移動体３は回転体であってもよいし、直線体であってもよいし、つまり一意に決められた移動方向を持つ移動体であればよい。
またセンサ素子は、ホール素子や磁気抵抗（ＭＲ）素子や巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子やトンネル型磁気抵抗（ＴＭＲ）素子などの磁電変換素子であればよい。
またＡＣ処理についてはハイパスフィルターを用いているが、ローパスフィルターを用いてもよい。
【００３７】
以上のようにこの発明の実施の形態１の磁気検出装置は、磁電変換素子からの検出信号をＤＣ結合にて波形整形する第１の比較手段と、前記磁電変換素子からの検出信号をＡＣ結合にて波形整形する第２の比較手段と、固有周波数を有する発振手段と、前記第１の比較手段もしくは第２の比較手段の出力を、前記発振手段を用いてカウントする制御手段と、前記制御手段のカウント値に応じて前記第１の比較手段と前記第２の比較手段の出力を選択する選択手段を備え、前記制御手段は、前記第１の比較手段もしくは前記第２の比較手段の出力矩形波の時間幅を前記発振手段を用いてカウントし、所望の時間幅であると前記制御手段が判定した場合、前記選択手段に判定結果を出力するよう構成している。
従って、磁気抵抗素子の温度係数のばらつきや磁気抵抗素子に印加される磁界強度のばらつきが大きい場合においても、１本の比較レベルにて検出されていれば、ＡＣ結合もしくはＤＣ結合の矩形波信号のどちらかを選択し出力する事ができ、検出信号のシフト量によらず、被検出体の位置を正確に検出することが可能となるものである。
【００３８】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係る磁気検出装置の処理回路部の構成を示す図である。なお、図中、図１との同一符号は、同一あるいは相当部分を示す。
【００３９】
図５において、実施の形態２に係る磁気検出装置は、ブリッジ回路１０と、第１の比較回路３１と、第３の比較回路３３と、論理処理回路５０Ａと、出力用のトランジスタ１２、１３と、出力端子Ｖｏｕｔとを備えている。ここで、論理処理回路５０Ａ以外の回路構成は実施の形態１の回路構成と同じであり、回路動作については同じである。
【００４０】
図５において、第１、及び第３の比較回路３１、３３の各出力信号Ｅ、Ｇは、論理処理回路５０Ａで論理処理された後、トランジスタ１２、１３を介して最終出力信号Ｋとして出力される。論理処理回路５０Ａは、固有の発振周波数を有する発振器５１と制御回路ａ５４と制御回路ｂ５５と選択回路５３で構成されている。
【００４１】
発振器５１の出力信号Lは制御回路ａ５４と、制御回路ｂ５５へ入力される。
制御回路ａ５４は、発振信号Lにより、第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅの立下りから
次の立下りまで、もしくは立ち上がりから次の立上りまでをカウントし、所望のカウント値を超えた場合に、制御信号ＰにてＬｏｗを出力する。また所望のカウント値以下である場合は、制御信号ＰにてＨｉｇｈを出力する。
【００４２】
制御回路ａ５４の出力信号Ｐは制御回路ｂ５５へ入力される。
制御回路ｂ５５は、第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅの立下りから次の立下りまで、もしくは立ち上がりから次の立上りまでをカウントし、所望のカウント値を超えかつ制御回路ａ５４の出力信号Ｐがｌｏｗであるときに、制御信号Ｍにてｌｏｗを出力する。
また所望のカウント値以下でありかつ制御回路ａ５４の出力信号Ｐがｈｉｇｈであるときに、制御信号Ｍにてｈｉｇｈを出力する。
しかし、所望のカウント値を超えかつ制御回路ａ５４の出力信号Ｐがｈｉｇｈであるときに、制御信号Ｍにてｈｉｇｈを出力する。また所望のカウント値以下であり、かつ、制御回路ａ５４の出力信号Ｐがｌｏｗであるときに、制御信号Ｍにてｌｏｗを出力する。
【００４３】
図６及び図７は第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅ、第３の比較回路３３の矩形波信号Ｇの論理処理回路５０Ａ内部での切り替わりに関する説明図である。
ここで、説明の便宜上、矩形波信号において発振器信号Ｌにて所望のカウント値を超えたものは、「ＤＣ」と呼び、所望のカウント値を下回るものは、「ＡＣ」と呼ぶ。
図６及び図７においてＤＣとＡＣを付記した。また説明の便宜上、矩形波信号Ｅ、Ｇ、Ｋに対して波形一つ一つに「ａ１」や「ｂ１」などと付記した。
【００４４】
図６は、ＡＣからＤＣへの切り替わりの動作を示している。
矩形波信号Ｅはａ４にて、ＤＣとなっているため、矩形波信号Ｅのａ４以降ａ５の手前のタイミングで、制御信号Ｐはｈｉｇｈからｌｏｗへ切り替わる。
また矩形波信号Ｅのａ５はＤＣとなっているため、矩形波信号ａ５以降ａ６の手前のタイミングで制御信号Ｍがｈｉｇｈからｌｏｗへ切り替わる。これより出力信号Ｋはａ５以降ａ６の手前のタイミングよりｂ６の信号を出力する事となる。つまり、出力信号Ｋの出力は、ａ４、ａ５とＤＣが２回続いた後で、ｂ６を出力する事となる。
【００４５】
図７においては、ＤＣからＡＣへの切り替わりの動作を示している。
矩形波信号Ｅはａ４にて、ＡＣとなっているため、矩形波信号Ｅのａ４以降ａ５の手前のタイミングで、制御信号Ｐはｌｏｗからｈｉｇｈへ切り替わる。
また矩形波信号Ｅのａ５はＡＣとなっているため、矩形波信号ａ５以降ａ６の手前のタイミングで制御信号Ｍがｌｏｗからｈｉｇｈへ切り替わる。これより出力信号Ｋはｂ５以降ｂ６の手前のタイミングよりａ６の信号を出力する事となる。つまり、出力信号Ｋの出力は、ｂ４、ｂ５とＡＣが２回続いた後で、ａ６を出力する事となる。
【００４６】
図８に磁性移動体５の上面図を示す。一般的な車載用の回転数を検知するための磁性移動体である。図中、円盤の周囲に設けた突起に「Ｔ１」「Ｔ２」〜「Ｔ８」と付記した。ここで示す磁性移動体５は、Ｔ３とＴ４の間の歯が欠けている。歯を欠くことにより磁性移動体５の１回転毎における角度を知ることができる。
【００４７】
図９は図８の磁性移動体５を用いた実施の形態２の動作波形図である。磁性移動体５はＡＣとＤＣが切り替わる回転数付近にて回転している。磁性移動体５のＴ３とＴ４の間の歯が欠けているため、矩形波信号Ｅのａ３においてはＡＣであるが、ａ４においてはＤＣとなり、ａ５においてはＡＣとなる。ここで実施の形態２の磁気検出装置は、図５、図６及び図７で説明した通り、出力信号Ｋの出力は矩形波信号Ｇの出力に同期し、ｂ１、ｂ２
、ｂ３、ｂ４、ｂ５、ｂ６、ｂ７、ｂ８と出力する。すなわち、ＡＣとＤＣの切り替わりを判別する周辺の回転数であっても、歯欠け部（Ｔ３とＴ４の間）においてＤＣである矩形波信号Ｅを出力する事が無い。
【００４８】
この発明に係る磁気検出装置は、以上に説明したとおり構成されているため、ＡＣとＤＣの切り替わりに設定した回転数周辺の回転数において、磁性移動体の歯欠けがあった場合に、矩形波信号Ｅと矩形波信号Ｇの行き来（チャタリング）が発生しないという効果を奏する。
【００４９】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る磁気検出装置について図面を参照しながら説明する。
この発明の実施の形態３に係る磁気検出装置の処理回路部の構成は、実施の形態１の図１と同じである。すなわち、ブリッジ回路１０と、第１の比較回路３１と、第３の比較回路３３と、論理処理回路３４と、出力用のトランジスタ１２、１３と、出力端子Ｖｏｕｔとを備えている。ここで、制御回路５２以外は、回路動作は実施の形態１の回路動作と同じである。
【００５０】
図１において、発振器５１の出力信号Ｌは制御回路５２へ入力される。
制御回路５２は、発振信号Lにより、第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅの立下りから次
の立下りまで、もしくは立ち上がりから次の立上りまでをカウントする。制御回路５２は所望のカウント値を周波数換算した値ＡとＢの２値を持つ。
ここで周波数換算とは、カウントした時間幅の逆数を指す。
【００５１】
制御回路５２は、選択回路５３が第１の比較回路３１の矩形波信号Ｅを選択している場合、周波数Ａ値に達したときに制御信号ＭをＬｏｗからＨｉｇｈにする。また、制御回路５２は、選択回路５３が第３の比較回路３３の矩形波信号Ｇを選択している場合、周波数Ｂ値に達したときに制御信号ＭをＨｉｇｈからＬｏｗにする。
【００５２】
図１０は、実施の形態３に係る磁気検出装置の選択回路５３の第１の比較回路３１と第３の比較回路３３の出力選択状態を示すフロー図である。
前記ＡとＢの関係は、Ａ＞Ｂとした場合の図としている。Ａ＞Ｂとすることにより選択回路５３による第１の比較回路３１と第３の比較回路３３の切り替え周波数にヒステリシスを持たせることができる。
【００５３】
以上のように、この発明の実施の形態３に係る磁気検出装置によれば、、ＡＣとＤＣの切り替わりに設定した回転数周辺の回転数において、磁性移動体の回転数の微小な増減により、矩形波信号Ｅと矩形波信号Ｇの行き来（チャタリング）が発生しないという効果を奏する。
【００５４】
実施の形態４．
図１１は、この発明の実施の形態４に係る磁気検出装置の処理回路部の回路構成を示す図である。また図１２及び図１３は、実施の形態４の磁気検出装置におけるピークボトム回路とオフセット回路の動作波形を示す図である。
【００５５】
図１１において、実施の形態４に係る磁気検出装置は、ブリッジ回路１０と、第１の比較回路３１と、第３の比較回路３３と、論理処理回路５０Ａと、出力用のトランジスタ１２、１３と、出力端子Ｖｏｕｔとピークボトム回路６１とオフセット回路６２を備えている。ここで、ピークボトム回路６１とオフセット回路６２以外の回路構成は、実施の形態２の回路構成と同じであり、動作についても同じである。
【００５６】
ピークボトム回路６１は、入力されるブリッジ信号Ｃのピーク値Ｐとボトム値Ｂとして（Ｐ＋Ｂ）／ｍの値をオフセット回路へ出力する。ここでｍは任意の数値とする。
またオフセット回路６２は、入力された（Ｐ＋Ｂ）／ｍの値とＶＲ１の電圧値が近づくように所望のデジタルオフセットをブリッジ信号Ｃに対して行い、信号Ｑを出力する。
なお、ピークボトム回路６１、オフセット回路６２のリセットタイミングは矩形波信号Ｅを用いても良いし、発振器５１を用いてもよいし、その両方を用いても良い。
【００５７】
図１２はピークボトム回路６１とオフセット回路６２の動作による信号Ｑの収束の過渡状態を示す。図１２ではｍの値は２とする（ｍ＝２）。
ピークボトム回路６１は所望のタイミングにてリセットをかけて、次の信号Ｃのピーク値Ｐ１とボトム値Ｂ１の１／２の値すなわち（Ｐ１＋Ｂ１）／２であるＣ１を取得する。
Ｃ１の値はオフセット回路６２へ出力される。オフセット回路６２内部では、ＶＲ１の電圧値に近づくように所望のデジタルオフセット値ＣＣ２を信号Ｃへ付加する。
同様にして、ピークボトム回路６１は所望のタイミングにてリセットをかけて、次の信号Ｃのピーク値Ｐ２とボトム値Ｂ２の１／２の値すなわち（Ｐ２＋Ｂ２）／２であるＣ２を取得する。Ｃ２の値はオフセット回路６２へ出力される。オフセット回路６２内部では、ＶＲ１の電圧値に近づくように所望のデジタルオフセット値ＣＣ３を信号Ｃへ付加する。このようにして、オフセット値を付加した信号が最終的に第１の比較回路３１の第１の比較レベルＶＲ１の値にデジタル的に可能な限り近づいた時点で、オフセット回路６２は信号Ｃへのデジタルオフセット付加を停止し、前回のオフセット値を保持する。
【００５８】
図１３は、ピークボトム回路６１とオフセット回路６２の動作により前記デジタルオフセット付加を保持した状態、つまり収束した状態を示す。第１の比較回路３１の比較レベルＶＲ１と第３の比較回路３３の比較レベルＶＲ３は同じ値としている。
ｔｒ１は矩形波信号Ｅと矩形波信号Ｇの立上りエッジとの時間差、ｔｆ１は矩形波信号Ｅと矩形波信号Ｇの立ち下がりエッジとの時間差を表している。また、ｔｒ２とｔｆ２はブリッジ信号Ｃが比較レベルＶＲ１の比較レベルと交わった点から矩形波信号Ｇの立上り、立下りまでの時間差を表している。図１３よりｔｒ１＜ｔｒ２であり、ｔｆ１＜ｔｆ２となる。したがって、矩形波信号Ｅと矩形波信号Ｇとの立上りと立下り各々の時間差は、ピークボトム回路とオフセット回路を含まないブリッジ信号ＣをＤＣ結合にて第１の比較回路に接続されて出力される矩形波信号と、矩形波信号Ｇとの立上りと立ち下がり各々の時間差より小さくなる。
【００５９】
この発明の実施の形態４に係る磁気検出装置によれば、第１の比較回路３１と第３の比較回路３３の矩形波信号の立上りと立ち下がりの時間差が小さいため、選択回路５３にて第１の比較回路の矩形波信号もしくは第３の比較回路の矩形波信号から、他方の矩形波信号へ切り替わりを行った場合でも、矩形波信号の立下り及び立上り位置の時間差を小さくでき、切り替わりによる磁気検出装置の検出精度変動を小さく抑えることができるという効果を奏する。
【符号の説明】
【００６０】
１  磁石、  ２  処理回路部、  ３  磁性移動体、  ４  磁性移動体３の回転軸、
５  磁性移動体、  １０  ブリッジ回路、  １２、１３  出力用トランジスタ、
２１ａ、２１ｂ  磁気抵抗素子，  ３１  第１の比較回路、  ３２  第２の比較回路、
３３  第３の比較回路、  ３４、  論理処理回路、  ４１  第１トランジスタ、
４２  第２トランジスタ、  ４３  第３トランジスタ、  ４４  第４トランジスタ、
４５  第５トランジスタ、  ５０、５０Ａ論理処理回路、  ５１  発振器、
５２  制御回路、  ５３  選択回路、  ５４  制御回路ａ、  ５５  制御回路ｂ。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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