(57)【要約】磁場センサおよびこの磁場センサと関連付けられた方法は、ディジタル形態で磁場センサに格納されている利得補正係数および／またはオフセット補正係数を供給する。利得補正係数および／またはオフセット補正係数は、磁場センサを貫通するアナログ信号経路の感度および／またはオフセットを制御するためのアナログ制御信号を生成するために用いることができる。【選択図】図７
2013545085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場センサであって、
磁場信号を生成するように構成されている磁場検知エレメントと、
前記磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、利得制御信号を受け取るように結合されており、前記利得制御信号に応答する利得を有する利得調節信号を生成するように構成されている、利得調節可能アナログ回路と、
複数の利得補正係数を受け取り格納するように構成されている係数テーブル・メモリであって、前記複数の利得補正係数の対が、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、各温度セグメントが１対の温度によって境界が定められる、係数テーブル・メモリと、
温度を表す温度信号を生成するように構成されている温度センサと、
前記温度信号を表す信号を受け取るように結合されており、前記温度信号が該当する温度セグメントを特定するように構成されており、前記特定した温度セグメントと関連付けられた１対の利得補正係数を受け取るように結合されており、前記温度信号にしたがって、前記１対の利得補正係数間で補間を行い、補間利得補正値を生成するように構成されているセグメント・プロセッサであって、前記利得信号が、前記補間利得補正値に関係するアナログ信号である、セグメント・プロセッサと、
を備えている、磁場センサ。
【請求項２】
請求項１記載の磁場センサであって、更に、ユーザ利得補正値を受け取るように結合されているユーザ利得補正値レジスタを備えており、前記セグメント・プロセッサが、前記ユーザ利得補正値を受け取るように結合されており、前記補間利得補正値を受け取るように結合されており、前記ユーザ利得補正値を前記補間利得補正値と結合して結合利得補正値を生成するように構成されている結合プロセッサを備えており、前記利得制御信号が、前記結合利得補正値に関係するアナログ信号である、磁場センサ。
【請求項３】
請求項１記載の磁場センサであって、更に、
前記磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号を受け取るように結合されており、前記オフセット制御信号に応答するオフセットを有するオフセット調節信号を生成するように構成されているオフセット調節可能アナログ回路を備えており、
前記係数テーブル・メモリが、更に、複数のオフセット補正係数を受け取り格納するように構成されており、前記複数のオフセット補正係数の対が、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、
前記セグメント・プロセッサが、更に、前記特定した温度セグメントと関連付けられた１対のオフセット補正係数を受け取るように結合されており、前記温度信号にしたがって前記１対のオフセット補正係数間で補間を行って、補間オフセット補正値を生成するように構成されており、前記オフセット制御信号が、前記補間オフセット補正係数に関係するアナログ信号である、磁場センサ。
【請求項４】
請求項３記載の磁場センサであって、更に、ユーザ利得補正係数を受け取るように結合されているユーザ利得補正値レジスタを備えており、前記セグメント・プロセッサが、前記ユーザ利得補正値を受け取るように結合されており、前記補間利得補正値を受け取るように結合されており、前記ユーザ利得補正値を前記補間利得補正値と結合して結合利得補正値を生成するように構成されており、前記利得制御信号が、前記結合利得補正値に関係するアナログ信号である、磁場センサ。
【請求項５】
請求項４記載の磁場センサであって、更に、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されているユーザ・オフセット補正値レジスタを備えており、前記結合プロセッサが、更に、前記ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されており、前記補間オフセット補正値を受け取るように結合されており、更に前記ユーザ・オフセット補正値を前記補間オフセット補正値と結合して結合オフセット補正値を生成するように構成されており、前記オフセット制御信号が、前記結合オフセット補正値に関係するアナログ信号である、磁場センサ。
【請求項６】
請求項１記載の磁場センサであって、更に、プログラム制御値を受け取るように結合されているプログラム制御レジスタを備えており、前記セグメント・プロセッサが、前記プログラム制御値を表す信号を受け取るように結合されており、前記プログラム制御値に応答して、前記セグメント・プロセッサが複数の所定の補間形式の中から補間形式を選択するように構成されている、磁場センサ。
【請求項７】
磁場センサの調節方法であって、
現場動作中に前記磁場センサによって温度を測定するステップと、
所定の複数の温度セグメントの内どれに前記現場測定温度が入っているか、前記磁場センサによって特定するステップと、
前記特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の所定の較正温度を、前記磁場センサによって特定するステップと、
前記特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の利得較正係数を、前記磁場センサによって特定するステップであって、前記１対の利得較正係数が前記磁場センサに格納されている、ステップと、
前記１対の利得較正係数間で、前記磁場センサによって補間を行い、補間利得補正値を確定するステップと、
前記補間利得補正値に関係するアナログ信号を、前記磁場センサの中にある利得調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【請求項８】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記磁場センサによってユーザ利得補正値を受け取るステップと、
前記補間利得補正値および前記ユーザ利得補正値を前記磁場センサによって結合して、結合利得補正値を生成するステップと、
前記結合利得補正値に関係するアナログ信号を、前記利得調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【請求項９】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対のオフセット較正係数を、前記磁場センサによって特定するステップであって、前記１対のオフセット較正係数が前記磁場センサの中に格納されている、ステップと、
前記１対のオフセット較正係数間において、前記磁場センサによって補間を行い、補間オフセット補正値を確定するステップと、
前記補間オフセット補正値に関係するアナログ信号を、前記磁場センサの中にあるオフセット調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【請求項１０】
請求項９記載の方法であって、更に、
ユーザ利得補正値を前記磁場センサによって受け取るステップと、
前記補間利得値および前記ユーザ利得補正値を、前記磁場センサによって結合して、結合利得補正値を生成するステップと、
前記結合利得補正値に関係するアナログ信号を、前記利得調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、更に、
ユーザ・オフセット補正値を、前記磁場センサによって受け取るステップと、
前記補間オフセット補正値および前記ユーザ・オフセット補正値を、前記磁場センサによって結合して、結合オフセット補正値を生成するステップと、
前記結合オフセット補正値に関係するアナログ信号を、前記オフセット調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。  
【請求項１２】
請求項７記載の方法であって、更に、
プログラム制御値を、前記磁場センサによって受け取るステップと、
前記プログラム制御値に応答して、複数の所定の補間形式の中から、１つの補間形式を前記磁場センサによって選択するステップと、
を備えている、方法。
【請求項１３】
請求項７記載の方法であって、更に、
前記磁場センサの生産中に、前記選択した複数の較正温度の内部分集合において、前記磁場センサの利得を測定するステップと、
前記測定にしたがって、前記複数の較正温度の内前記部分集合において、利得補正係数を確定するステップと、
前記選択した複数の較正温度の内他のものにおいて、追加の利得補正係数を確定するステップと、
前記利得補正係数および前記追加の利得補正係数を前記磁場センサに格納するステップと、
を備えている、方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、前記追加の利得補正係数を確定するステップが、
複数の磁場センサの利得対温度の関係を特徴付けるステップを含む、方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の方法であって、更に、
前記磁場センサの生産中に、前記選択した複数の較正温度の内部分集合において、前記磁場センサのオフセットを測定するステップと、
前記測定にしたがって、前記複数の較正温度の内前記部分集合において、オフセット補正係数を確定するステップと、
前記選択した複数の較正温度の内他のものにおいて、追加のオフセット補正係数を確定するステップと、
前記オフセット補正係数および前記追加のオフセット補正係数を前記磁場センサに格納するステップと、
を備えている、方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、前記追加のオフセット補正係数を確定するステップが、
複数の磁場センサの利得対温度の関係を特徴付けるステップと、
前記複数の磁場センサのオフセット対温度の関係を特徴付けるステップと、
を含む、方法。
【請求項１７】
磁場センサであって、
磁場信号を生成するように構成されている磁場検知エレメントと、
前記磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号を受け取るように結合されており、前記オフセット制御信号に応答するオフセットを有するオフセット調節信号を生成するように構成されている、オフセット調節可能アナログ回路と、
複数のオフセット補正係数を受け取り格納するように構成されている係数テーブル・メモリであって、前記複数のオフセット補正係数の対が、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、各温度セグメントが、１対の温度によって境界を定められている、係数テーブル・メモリと、
温度を表す温度信号を生成するように構成されている温度センサと、
前記温度信号を表す信号を受け取るように結合されており、前記温度信号が該当する温度セグメントを特定するように構成されており、前記特定した温度セグメントと関連付けられた１対のオフセット補正係数を受け取るように結合されており、前記温度信号にしたがって前記１対のオフセット補正係数間において補間を行って、補間オフセット補正値を生成するように構成されているセグメント・プロセッサであって、前記オフセット制御信号が、前記補間オフセット補正値に関係するアナログ信号である、セグメント・プロセッサと、
を備えている、磁場センサ。
【請求項１８】
請求項１７記載の磁場センサであって、更に、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されているユーザ・オフセット補正値レジスタを備えており、前記セグメント・プロセッサが、前記ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されており、前記補間オフセット補正値を受け取るように結合されており、更に、前記ユーザ・オフセット補正値を前記補間オフセット補正値と結合して、結合オフセット補正値を生成するように構成されており、前記オフセット制御信号が、前記結合オフセット補正値に関係するアナログ信号である、磁場センサ。
【請求項１９】
磁場センサの調節方法であって、
現場動作中に前記磁場センサによって温度を測定するステップと、
所定の複数の温度セグメントの内どれに前記現場測定温度が入っているか、前記磁場センサによって特定するステップと、
前記特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の所定の較正温度を、前記磁場センサによって特定するステップと、
前記特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対のオフセット較正係数を、前記磁場センサによって特定するステップであって、前記１対のオフセット較正係数が前記磁場センサに格納されている、ステップと、
前記１対のオフセット較正係数間で、前記磁場センサによって補間を行い、補間オフセット補正値を確定するステップと、
前記補間オフセット補正値に関係するアナログ信号を、前記磁場センサの中にあるオフセット調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、更に、
ユーザ・オフセット補正値を前記磁場センサによって受け取るステップと、
前記補間オフセット補正値および前記ユーザ・オフセット補正値を、前記磁場センサによって結合して、結合オフセット補正値を生成するステップと、
前記結合オフセット補正値に関係するアナログ信号を、前記オフセット調節回路に印加するステップと、
を備えている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願に対する相互引用
該当なし
連邦支援研究に関する明言
該当なし
発明の分野
本発明は、一般的には、磁場センサに関し、更に特定すれば、検知した温度に応答して利得および／またはオフセットを調節することができる磁場センサに関する。
【従来技術】
【０００２】
周知のように、磁場センサは種々の用途において用いることができる。１つの用途では、磁場センサは電流を検知するために用いることができる。電流センサの一種は、電流搬送導体に近接してホール効果磁場検知エレメントを用いる。このホール効果磁場検知エレメントは、導体を流れる電流によって誘起される磁場に比例する振幅(magnitude)を有する出力信号を生成する。この種の典型的な電流センサは、間隙付きドーナツ形磁束集中器(gapped toroid magnetic flux concentrator)を含み、ホール効果デバイスがドーナツ体の間隙内に配置されている。このホール効果デバイスおよびドーナツ体は、筐体内に組み込まれ、この筐体は印刷回路基板上に実装可能になっている。使用において、ワイヤのような別の電流搬送導体を、ドーナツ体の中央に通過させ、このワイヤの露出した両端を、めっきした貫通孔に半田付けすることによってというようにして、印刷回路基板に半田付けする。
【０００３】
電流センサには他の構成も知られている。電流センサの他の構成は、２００４年８月２４日に発行された米国特許第６，７８１，３５９号、および２００７年９月４日に発行された米国特許第７，２６５，５３１号に記載されている。これらの双方は、本発明の譲受人に譲渡されており、ここで引用したことにより、双方共その内容全体が本願にも含まれるものとする。
【０００４】
種々のパラメータが、磁場センサ、例えば、電流センサの性能を特徴付ける。例えば、磁場センサの感度とは、この磁場センサが受ける磁場に比例する、磁場センサの出力信号の変化である。他の例を挙げると、オフセット電圧とは、磁場センサからの出力信号の望ましくないＤＣオフセット電圧であり、通常、磁場センサの電源を２で除算した分、例えば、５ボルトを２で除算した値、即ち、２．５ボルトだけ偏倚する。他の例を挙げると、線形性とは、磁場センサの出力信号が、その磁場センサが受ける磁場（例えば、電流）に直接線形比例して変化する度合いである。
【０００５】
ある種の磁場センサは、温度と共に変動する感度およびオフセットを有する傾向があることが知られている。感度の変動は、温度が変化するときの、例えば、磁場センサのパッケージングまたは磁場検知エレメントが配されている基板の膨張または収縮による、磁場センサに用いられている磁場検知エレメント、例えば、ホール効果エレメントに分与される応力および／または歪みに関係がある傾向がある。オフセット変動は、磁場センサに用いられている増幅器の温度可変特性に関係がある傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
場合によっては、磁場センサがアナログ補償技術を採用し、例えば、バリスタなどを用いて、温度に関する利得（即ち、感度）および／またはオフセットを調節することができるものもある。このような技法によって、感度およびオフセットが温度に関してかなり変動がなくなるが、多くの場合感度またはオフセットの常温精度(room temperature accuracy)を犠牲にする。更に、アナログ補償技法は、固定されており、補償に対する生産時や現場における変更には適していない。
【０００７】
ディジタル回路を有する磁場センサは、アナログ回路を有する磁場センサよりも遅い傾向がある。言い換えると、ディジタル回路を有する磁場センサは、素早く変化する磁場（例えば、素早く変化する電流によって）にしかるべく応答することができない。
【０００８】
アナログ回路の速度の利点がありながら、温度に対する感度およびオフセット補正に異なる技法を用いる磁場センサを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ディジタル回路によって感度および／またはオフセットが補正されるアナログ信号経路を有する磁場センサを提供する。この構成によって、アナログ回路の素早い応答時間を達成し、特に常温における感度および／またはオフセットの精度を達成し、生産の混乱を起こすことなく、生産（または現場）で変更を可能にすることを達成する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、磁場センサは、磁場信号を生成するように構成されている磁場検知エレメントを含む。また、この磁場センサは、磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、利得制御信号を受け取るように結合されており、利得制御信号に応答する利得を有する利得調節信号を生成するように構成されている、利得調節可能アナログ回路も含む。また、この磁場センサは、複数の利得補正係数を受け取り格納するように構成されている係数テーブル・メモリも含む。複数の利得補正係数の対が、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、各温度セグメントが１対の温度によって境界が定められる。また、この磁場センサは、温度を表す温度信号を生成するように構成されている温度センサも含む。また、この磁場センサは、温度信号を表す信号を受け取るように結合されており、温度信号が該当する温度セグメントを特定するように構成されており、特定した温度セグメントと関連付けられた１対の利得補正係数を受け取るように結合されており、温度信号にしたがって、１対の利得補正係数間で補間を行い、補間利得補正値を生成するように構成されているセグメント・プロセッサも含み、利得信号は、補間利得補正値に関係するアナログ信号である。
【００１１】
実施形態の中には、磁場センサが、更に、ユーザ利得補正値を受け取るように結合されているユーザ利得補正値レジスタも含み、セグメント・プロセッサが、ユーザ利得補正値を受け取るように結合されており、補間利得補正値を受け取るように結合されており、ユーザ利得補正値を補間利得補正値と結合して結合利得補正値を生成するように構成されている結合プロセッサを備えており、利得制御信号は、結合利得補正値に関係するアナログ信号である場合がある。
【００１２】
実施形態の中には、磁場センサが、更に、磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号に応答するオフセットを有するオフセット調節信号を生成するように構成されているオフセット調節可能アナログ回路も含み、係数テーブル・メモリが、更に、複数のオフセット補正係数を受け取り格納するように構成されており、複数のオフセット補正係数の対が、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、セグメント・プロセッサが、更に、特定した温度セグメントと関連付けられた１対のオフセット補正係数を受け取るように結合されており、温度信号にしたがって１対のオフセット補正係数間で補間を行って、補間オフセット補正値を生成するように構成されており、オフセット制御信号が、補間オフセット補正係数に関係するアナログ信号である場合がある。
【００１３】
実施形態の中には、磁場センサが、更に、ユーザ利得補正係数を受け取るように結合されているユーザ利得補正値レジスタも含み、セグメント・プロセッサが、ユーザ利得補正値を受け取るように結合されており、補間利得補正値を受け取るように結合されており、ユーザ利得補正値を補間利得補正値と結合して結合利得補正値を生成するように構成されており、利得制御信号が、結合利得補正値に関係するアナログ信号である場合がある。
【００１４】
実施形態の中には、磁場センサが、更に、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されているユーザ・オフセット補正値レジスタを含み、結合プロセッサが、更に、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されており、補間オフセット補正値を受け取るように結合されており、更にユーザ・オフセット補正値を補間オフセット補正値と結合して結合オフセット補正値を生成するように構成されており、オフセット制御信号が、結合オフセット補正値に関係するアナログ信号である場合がある。
【００１５】
実施形態の中には、磁場センサが、更に、プログラム制御値を受け取るように結合されているプログラム制御レジスタも含み、セグメント・プロセッサが、プログラム制御値を表す信号を受け取るように結合されており、プログラム制御値に応答して、セグメント・プロセッサが複数の所定の補間形式の中から補間形式を選択するように構成されている場合がある。
【００１６】
本発明の他の態様によれば、磁場センサの調節方法では、現場動作中に磁場センサによって温度を測定するステップを含む。また、この方法は、所定の複数の温度セグメントの内どれに現場測定温度が入っているか、磁場センサによって特定するステップも含む。また、この方法は、特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の所定の較正温度を、磁場センサによって特定するステップも含む。また、この方法は、特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の利得較正係数を、磁場センサによって特定するステップも含み、１対の利得較正係数は磁場センサに格納されている。また、この方法は、１対の利得較正係数間で、磁場センサによって補間を行い、補間利得補正値を確定するステップも含む。また、この方法は、補間利得補正値に関係するアナログ信号を、磁場センサの中にある利得調節回路に印加するステップも含む。
【００１７】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、磁場センサによってユーザ利得補正値を受け取るステップと、補間利得補正値およびユーザ利得補正値を磁場センサによって結合して、結合利得補正値を生成するステップと、結合利得補正値に関係するアナログ信号を、利得調節回路に印加するステップとを含む場合がある。
【００１８】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対のオフセット較正係数を、磁場センサによって特定するステップであって、１対のオフセット較正係数が磁場センサの中に格納されている、ステップと、１対のオフセット較正係数間において、磁場センサによって補間を行い、補間オフセット補正値を確定するステップと、補間オフセット補正値に関係するアナログ信号を、磁場センサの中にあるオフセット調節回路に印加するステップとを含む場合がある。
【００１９】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、ユーザ利得補正値を磁場センサによって受け取るステップと、補間利得補正値およびユーザ利得補正値を、磁場センサによって結合して、結合利得補正値を生成するステップと、結合利得補正値に関係するアナログ信号を、利得調節回路に印加するステップとを含む場合がある。
【００２０】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、ユーザ・オフセット補正値を、磁場センサによって受け取るステップと、補間オフセット補正値およびユーザ・オフセット補正値を、磁場センサによって結合して、結合オフセット補正値を生成するステップと、結合オフセット補正値に関係するアナログ信号を、オフセット調節回路に印加するステップとを含む場合がある。
【００２１】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、プログラム制御値を、磁場センサによって受け取るステップと、プログラム制御値に応答して、複数の所定の補間形式の中から、１つの補間形式を磁場センサによって選択するステップとを含む場合がある。
【００２２】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、磁場センサの生産中に、選択した複数の較正温度の内部分集合において、磁場センサの利得を測定するステップと、測定にしたがって、複数の較正温度の内部分集合において、利得補正係数を確定するステップと、選択した複数の較正温度の内他のものにおいて、追加の利得補正係数を確定するステップと、利得補正係数および追加の利得補正係数を磁場センサに格納するステップとを含む場合がある。
【００２３】
前述の方法の実施形態の中には、追加の利得補正係数を確定するステップが、複数の磁場センサの利得対温度の関係を特徴付けるステップを含む場合がある。
【００２４】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、磁場センサの生産中に、選択した複数の較正温度の内部分集合において、磁場センサのオフセットを測定するステップと、測定にしたがって、複数の較正温度の内部分集合において、オフセット補正係数を確定するステップと、選択した複数の較正温度の内他のものにおいて、追加のオフセット補正係数を確定するステップと、オフセット補正係数および追加のオフセット補正係数を磁場センサに格納するステップとを含む場合がある。
【００２５】
前述の方法の実施形態の中には、追加のオフセット補正係数を確定するステップが、複数の磁場センサの利得対温度の関係を特徴付けるステップと、複数の磁場センサのオフセット対温度の関係を特徴付けるステップとを含む場合がある。
【００２６】
本発明の他の態様によれば、磁場センサは、磁場信号を生成するように構成されている磁場検知エレメントを含む。また、この磁場センサは、磁場信号を表す信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号を受け取るように結合されており、オフセット制御信号に応答するオフセットを有するオフセット調節信号を生成するように構成されている、オフセット調節可能アナログ回路も含む。また、この磁場センサは、複数のオフセット補正係数を受け取り格納するように構成されている係数テーブル・メモリも含む。複数のオフセット補正係数の対は、それぞれの温度セグメントの境界と関連付けられており、各温度セグメントが、１対の温度によって境界を定められている。また、この磁場センサは、温度を表す温度信号を生成するように構成されている温度センサも含む。また、この磁場センサは、温度信号を表す信号を受け取るように結合されており、温度信号が該当する温度セグメントを特定するように構成されており、特定した温度セグメントと関連付けられた１対のオフセット補正係数を受け取るように結合されており、温度信号にしたがって１対のオフセット補正係数間において補間を行って、補間オフセット補正値を生成するように構成されているセグメント・プロセッサも含む。オフセット制御信号は、補間オフセット補正値に関係するアナログ信号である。
【００２７】
実施形態の中には、前述の磁場センサが、更に、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されているユーザ・オフセット補正値レジスタも含み、セグメント・プロセッサが、ユーザ・オフセット補正値を受け取るように結合されており、補間オフセット補正値を受け取るように結合されており、更に、ユーザ・オフセット補正値を補間オフセット補正値と結合して、結合オフセット補正値を生成するように構成されており、オフセット制御信号が、結合オフセット補正値に関係するアナログ信号である場合がある。
【００２８】
本発明の他の態様によれば、磁場センサの調節方法では、現場動作中に磁場センサによって温度を測定するステップを含む。また、この方法は、所定の複数の温度セグメントの内どれに現場測定温度が入っているか、磁場センサによって特定するステップも含む。また、この方法は、特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対の所定の較正温度を、磁場センサによって特定するステップも含む。また、この方法は、特定した温度セグメントの境界と関連付けられた１対のオフセット較正係数を、磁場センサによって特定するステップも含み、１対のオフセット較正係数が磁場センサに格納されている。また、この方法は、１対のオフセット較正係数間で、磁場センサによって補間を行い、補間オフセット補正値を確定するステップも含む。また、この方法は、補間オフセット補正値に関係するアナログ信号を、磁場センサの中にあるオフセット調節回路に印加するステップも含む。
【００２９】
実施形態の中には、前述の方法が、更に、ユーザ・オフセット補正値を磁場センサによって受け取るステップと、補間オフセット補正値およびユーザ・オフセット補正値を、磁場センサによって結合して、結合オフセット補正値を生成するステップと、結合オフセット補正値に関係するアナログ信号を、オフセット調節回路に印加するステップも含む場合がある。
【００３０】
本発明の以上の特徴、そして本発明自体は、以下の添付図面の詳細な説明から、一層深く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、電流を検知するために用いられ、温度に対するアナログ利得および／またはオフセット変動を補正するディジタル・セグメント・プロセッサを有する磁場センサを示すブロック図である。
【図２】図２は、磁場センサの温度に対する感度の特性曲線例を示し、更に利得補正係数を示すグラフである。
【図３】図３は、磁場センサの温度に対するオフセットの特性曲線例を示し、更に、オフセット補正係数を示すグラフである。
【図４】図４は、図１の磁場センサのセグメント・プロセッサの詳細を示すブロック図である。
【図５】図５は、図１の磁場センサの温度に対する利得および／またはオフセットを補正するプロセスを示すフロー・チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明について述べる前に、いくつかの導入概念および用語について説明する。本明細書において用いる場合、「磁場検知エレメント」という用語は、磁場を検知することができる様々な種類の電子エレメントを記述するために用いられる。磁場検知エレメントは、ホール効果エレメント、磁気抵抗エレメント、または磁気トランジスタ(magnetotransistor)とすることができるが、これらに限定されるのではない。周知のように、ホール効果エレメントには異なる種類、例えば、平面ホール・エレメント、垂直ホール・エレメント、および円形ホール・エレメントがある。また、周知のように、磁気抵抗エレメントには異なる種類、例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）エレメント、異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）エレメント、トンネリング磁気抵抗（ＴＭＲ）エレメント、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）センサ、および磁気トンネル接合（ＭＴＪ）エレメントがある。
【００３３】
周知のように、前述の磁場検知エレメントの一部は、磁場検知エレメントを支持する基板に対して平行に、最大感度の軸を有することが多く、前述の磁場検知エレメントの他のものは、磁場検知エレメントを支持する基板に対して垂直に最大感度の軸を有することが多い。具体的には、殆どの種類の磁気抵抗エレメントは基板に対して平行に最大感度の軸を有することが多く、殆どの種類のホール・エレメントは、基板に対して垂直に感度の軸を有することが多い。
【００３４】
本明細書において用いる場合、「磁場センサ」という用語は、磁場検知エレメントを含む回路を記述するために用いられる。磁場センサは、種々の用途において用いられ、電流搬送導体によって搬送される電流によって発生する磁場を検知する電流センサ、強磁性体の物体の近接を検知する磁気スイッチ、通過する強磁性体の物品、例えば、リング・マグネットの磁気ドメインを検知する回転検出器、ならびに磁場の磁場密度を検知する磁場センサが含まれるが、これらに限定されるのではない。
【００３５】
以下の例では、ホール効果エレメントを有する磁場センサを示しこれについて説明するが、同じ技術は、いずれの種類の磁場検知エレメントを有する磁場センサにも適用することができる。しかしながら、ホール効果エレメントは、温度の偏移(excursion)によってホール効果エレメントに分与される応力および歪みに対して特に敏感である傾向があり、応力および歪みはホール効果エレメントの感度に変化を及ぼす傾向があることは周知である。
【００３６】
以下の例では、電流センサを示しこれについて説明する。しかしながら、同じ技法は、いずれの磁場センサにも適用することができ、そして望ましくは、温度偏移が生ずるあらゆる磁場センサにも適用することができる。
【００３７】
以下の例では、磁束集中器(flux concentrator)がない電流センサを示しこれについて説明する。尚、磁束集中器の使用は、磁場センサの感度を高める傾向があることは理解されよう。以下で説明する回路および技法は、磁束集中器を有する磁場センサとでも用いることができる。
【００３８】
本発明に該当する電流センサの他の構成については、２００４年８月２４日に発行された米国特許第６，７８１，３５９号、および２００７年９月４日に発行された米国特許第７，２６５，５３１号に記載されている。これらの双方は、本発明の譲受人に譲渡されており、ここで引用したことにより、双方共その内容全体が本願にも含まれるものとする。
【００３９】
図１を参照すると、磁場センサ１０は、電流源１４によって駆動されるホール効果エレメント１２を含む。ホール効果エレメント１２は、例えば、ホール効果エレメント１２に近接する電流搬送導体１６を通過する電流１６ａによって生成されると考えられる磁場に応答する。電流搬送導体１６は、磁場センサ１０の一部とすることができ、または磁場センサ１０とは外部であることもできる。
【００４０】
磁場センサ１０は、アナログ信号経路を含む。このアナログ信号経路は、増幅器１８、プログラマブル・フィルタとすることができるフィルタ２０、加算回路２２、および増幅器２４を含む。ホール効果エレメント１２は、磁場に応答して磁場信号１２ａを生成するように構成されている。増幅器１８（利得調節可能なアナログ回路）は、磁場信号１２ａを受け取り、利得制御信号２６ａを受け取るように結合されており、そして利得調節信号１８ａを生成するように構成されている。フィルタ２０は、利得調節信号１８ａを受け取るように結合されており、そしてフィルタ処理信号２０ａを生成するように構成されている。加算回路２２（オフセット調節可能なアナログ回路）は、フィルタ処理信号２０ａを受け取り、オフセット制御信号２８を受け取るように結合されており、そしてオフセット調節信号２２ａを生成するように構成されている。増幅器２４ａは、オフセット調節信号２２ａを受け取るように結合されており、そして利得およびオフセット補正を有する出力信号２４ａを生成するように構成されている。
【００４１】
また、磁場センサ１０は温度センサ３０も含む。温度センサ３０は、磁場センサ１０の他の回路と同じ基板上に配置されていることが好ましい。温度センサ３０は、温度センサ３０が受ける温度に応答して、温度信号３０ａを生成するように構成されている。アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）３２は、温度信号３０ａを受け取るように結合されており、そして温度信号３０ａを表すディジタル温度信号３２ａを生成するように構成されている。
【００４２】
磁場センサ１０は、ディジタル温度信号３２ａを受け取るように結合されているセグメント・プロセッサ３４を含むことができる。尚、以下の論述から、セグメント・プロセッサ３４は様々な機能を実行するように構成されていることは明白になるであろう。セグメント・プロセッサ３４は、ディジタル温度信号３２ａ（即ち、温度信号３０ａ）が該当する温度セグメントを特定するように構成されている。また、セグメント・プロセッサ３４は、特定した温度セグメントと関連付けられた、１対の利得補正係数５２ａおよび／または１対のオフセット補正係数５２ｂを受け取るように結合することもできる。１対の利得補正係数５２ａおよび／または１対のオフセット補正係数５２ｂは、特定された温度セグメントの境界を定める温度と関連付けられている。１対の利得補正係数５２ａおよび／または１対のオフセット補正係数５２ｂは、セグメント・プロセッサ３４によって要求することができる。
【００４３】
セグメント・プロセッサ３４は、ディジタル温度信号３２ａにしたがって１対の利得補正係数５２ａ間で補間を行い、センサ利得補正値４０ａを生成するように構成することができる。利得制御信号２６ａは、センサ利得補正値４０ａに関係があり、これによって決定されるアナログ信号である。
【００４４】
また、セグメント・プロセッサ３４は、ディジタル温度信号３２ａにしたがって、１対のオフセット補正係数５２ｂ間で補間して、センサ・オフセット補正値４２ａを生成するように構成することもできる。オフセット制御信号４６ａは、センサ・オフセット補正値４２ａに関係があり、これによって決定されるアナログ信号である。
【００４５】
尚、セグメント・プロセッサ３４は、ディジタル信号またはディジタル値を処理するディジタル回路であることは言うまでもない。セグメント・プロセッサ３４は、前述のアナログ回路の利得および／またはオフセットを制御する。
【００４６】
磁場センサ１０は、複数の利得補正係数および／または複数のオフセット補正係数を保持するように構成されているＥＥＰＲＯＭ５２を含むことができる。各係数は、複数の選択された温度のそれぞれと関連付けられている。実施形態の中には、５つの選択された温度があり、各々が、それぞれの利得補正係数（TDSense）およびそれぞれのオフセット補正係数（DQVO)と関連付けられている。
【００４７】
複数の利得補正係数および複数のオフセット補正係数は、磁場センサ１０の製造の時点で、またはその後のいずれかの時点で、通信リンク４８上の信号４８ａによってＥＥＰＲＯＭ５２に格納することができる。通信リンク４８は、シリアル通信リンクとすることができる。複数の利得補正係数および複数のオフセット補正係数を確立する方法については、図５と関連付けて以下で説明する。
【００４８】
また、磁場センサ１０は、ユーザ利得補正ＥＥＰＲＯＭ５４も含むことができる。ユーザ利得補正ＥＥＰＲＯＭ５４は、ユーザ利得補正値５４ａをセグメント・プロセッサ３４に供給するように結合されている。また、磁場センサ１０は、ユーザ・オフセットＥＥＰＲＯＭ５６も含むことができる。ユーザ・オフセットＥＥＰＲＯＭ５６は、ユーザ・オフセット補正値５６ａをセグメント・プロセッサ３４に供給するように結合されている。ユーザ利得ＥＥＰＲＯＭ５４は、ユーザ利得補正値５４ａを通信リンク上の信号４８ｃによって受け取ることができる。ユーザ・オフセットＥＥＰＲＯＭ５６は、ユーザ・オフセット補正値５６ａを通信リンク上の信号４８ｄによって受け取ることができる。
【００４９】
また、磁場センサ１０は、プログラム制御ＥＥＰＲＯＭ５０も含むことができる。プログラム制御ＥＥＰＲＯＭ５０は、補間制御信号５０ａをセグメント・プロセッサ３４に供給するように結合されている。補間制御については、以下で更に詳しく説明する。プログラム制御ＥＥＰＲＯＭ５０は、補間制御信号５０ａを通信リンク上の信号４８ｂによって受け取ることができる。
【００５０】
セグメント・プロセッサ３４は、補間プロセッサ３６を含むことができる。補間プロセッサ３６は、ディジタル温度信号３２ａを受け取るように結合されており、更に１対の利得補正係数５２ａおよび／または１対のオフセット補正係数５２ｂを受け取るように結合されている。実施形態の中には、補間プロセッサ３６が制御信号５０ａも受け取るように結合することができる場合もある。制御信号５０ａは、補間プロセッサ３６によって実行しようとする利得および／またはオフセット補間の種類を決定することができる。補間の種類については、以下で更に説明する。
【００５１】
補間プロセッサ３６は、補間利得補正値３６ａおよび／または補間オフセット補正値３６ｂを生成するように構成されている。このために、補間プロセッサ３６は、ディジタル温度信号３２ａを受け取るように結合されており、更にディジタル温度信号３２ａ（即ち、温度信号３０ａ）が該当する、前述の温度セグメントを特定するように構成されている。また、補間プロセッサ３６は、特定した温度セグメントの境界を定める２つの温度と関連付けられた、前述の１対の利得補正係数５２ａおよび／または前述の１対のオフセット補正係数５２ｂも受け取るように結合されている。
【００５２】
補間プロセッサ３６は、ディジタル温度信号３２ａを用いて、複数の温度セグメントの内どれに、測定した温度が入るか特定することができる。したがって、適正な１対の利得補正係数５２ａおよび／または１対のオフセット補正係数５２ｂを、補間プロセッサ３６によって要求することができる。
【００５３】
磁場センサ１０は、結合プロセッサ(combining processor)３８を含むことができる。結合プロセッサ３８は、補間利得補正値３６ａおよび／または補間オフセット補正値３６ｂを受け取るように結合されており、更にユーザ利得補正値５４ａおよび／またはユーザ・オフセット補正値５６ａを受け取るように結合されている。この結合プロセッサは、補間利得補正値３６をユーザ利得補正値５４ａと結合するように、および／または補間オフセット補正値３６ｂをユーザ・オフセット補正値５６ａと結合するように構成されている。したがって、結合プロセッサ３８は、結合利得補正値３８ａおよび／または結合オフセット補正値３８ｂを生成するように構成されており、これらの補正値は、それぞれ、利得調節レジスタ４０およびオフセット調節レジスタ４２に格納することができる。
【００５４】
ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）４４は、格納されている利得補正値４０ａを受け取るように結合され、利得補正信号４４ａを生成するように構成することができる。利得補正信号４４ａは、利得調節回路２６によって受け取られ、利得調節回路２６は、それに応じて利得制御信号２６ａを生成するように構成されている。ＤＡＣ４６は、格納されているオフセット補正値４２ａを受け取るように結合され、オフセット補正信号４６ａを生成するように構成することができる。オフセット補正信号４６ａは、オフセット調節回路２８によって受け取られ、オフセット調節回路２８は、それに応じてオフセット制御信号２８ａを生成するように構成されている。
【００５５】
特定的な一実施形態では、補間利得補正値３６ａを得るために補間プロセッサ３６によって実行される利得補間は、次の形式の線形補間である。
【００５６】
【数１】
2013545085.tif 000003
【００５７】
ここで、CoeffAおよびCoeffBは、特定された温度セグメントの境界を定める１対の利得補正係数５２ａであり、
temp[4:0]は、ディジタル温度信号３２ａの最下位５ビットを表す。ディジタル温度信号は、７ビット値とすることができる。
【００５８】
実施形態の中には、補間プロセッサ３６が、複数の利得（感度）処理選択肢を保持し、制御信号５０ａにしたがって、処理選択肢（補間の種類、即ち、上の式）が選択される場合もある。
【００５９】
実施形態の中には、結合プロセッサ３８が、以下の式にしたがって補間利得補正値３６ａをユーザ利得補正値５４ａに結合し、結合利得補正値３８ａを得る場合もある。
【００６０】
【数２】
2013545085.tif 000004
【００６１】
ここで、SENSFINEは、ユーザ利得補正値５４ａであり、
KDEVは、個々の種類の磁場センサの感度を表すデバイス特定定数（例えば、十進数７４または十進数２０６）である。
【００６２】
特定的な一実施形態では、補間プロセッサ３６によって補間オフセット補正値３６ｂを得るために実行されるオフセット補間は、以下の形式の線形補間である。
【００６３】
【数３】
2013545085.tif 000005
【００６４】
ここで、CoeffAおよびCoeffBは、特定された温度セグメントの境界を定める１対のオフセット補正係数５２ｂであり、
temp[4:0]は、ディジタル温度信号３２ａの最下位５ビットを表す。ディジタル温度信号は、７ビット値とすることができる。
【００６５】
実施形態の中には、補間プロセッサ３６が複数のオフセット処理選択肢を保持し、処理選択肢（補間の種類、即ち、上の式）が制御信号５０ａにしたがって選択される場合もある。実施形態の中には、この選択が、以下の線形補間の形式の間で選択できる場合もあり、各々、２倍ずつ異なる（１ビット・シフト）。
【００６６】
【数４】
2013545085.tif 000006
【００６７】
実施形態の中には、結合プロセッサ３８が、以下の式にしたがって、補間オフセット補正値３６ｂをユーザ・オフセット補正値５６ａと結合し、組み合わせオフセット補正値３８ａを得る場合もある。
【００６８】
【数５】
2013545085.tif 000007
【００６９】
ここで、QVOは、ユーザ・オフセット補正値５６ａである。
【００７０】
尚、以上の利得およびオフセットの式から、ユーザ利得補正値５４ａは積において適用され、ユーザ・オフセット補正値５６ａは和において適用されることは、予期されたように、明白なはずである。
【００７１】
代替実施形態の中には、例えば、磁場センサ１０が強磁性物体の近接に応答する磁気スイッチとして用いられるとき、磁場センサ１０は比較器５８を含むことができる場合もあり、この比較器５８は、信号２４ａを受け取るように結合され、閾値信号６０を受け取るように結合され、そして比較信号５８ａを生成するように構成される。比較信号５８ａは、強磁性物体への近接、または近接がないことを示す二状態信号とすることができる。
【００７２】
これより、図２を参照すると、グラフ１００は、パーセントを単位とする感度変化を目盛りとした縦軸１０８を有する。第１横軸１１０は、磁場センサ（例えば、図１の温度センサ３０）が受ける、摂氏を単位とした温度の目盛りを有し、第２横軸１１２は、温度を表す７ビット・ディジタル・コードに対応する単位であるが、０から１２７までの十進数の単位とした目盛りを有する。軸１１２は、図１のディジタル温度信号３２ａに対応する。
【００７３】
特性曲線１０２は、利得補正値が適用されていない磁場センサの相対的感度（常温１０６における感度に対する）を表す。尚、特性曲線１０２によって表されている相対的感度は、低い温度では低くなり、高い温度では高くなる傾向があることが分かる。
【００７４】
第１温度、摂氏−４０度では、利得補正係数１０４ａ（TDsense0）は、特性曲線１０２の相対的感度の低下とは逆になっている。磁場センサが−４０度の温度を受けたときに、利得補正係数１０４ａを磁場センサに適用し、常温１０６における感度から本質的に感度が変化しないようにすることができることは理解されよう。同様に、他の利得補正係数１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ（それぞれ、TDSense1、TDSense2、TDSense3、TDSense4）は、それらが関連付けられている他の温度において適用され、それぞれの特定の温度において、常温１０６における感度から感度が変化しないようにすることができる。
【００７５】
５つの温度セグメント、即ち、摂氏−４０．００度から１１．２５度、１１．２５度から６２．５度、６２．５度から１１３，７５度、および１１３．７５度から１６５．００度が示されている。
【００７６】
いずれの温度セグメント内においても、例えば、図１のディジタル温度信号３２ａによって表される、磁場センサが受ける実際の測定温度にしたがって特定された１１．２５度から６２．５度までの温度セグメントにおいても、補間プロセッサ３６（図１）は、特定された温度セグメントの境界と関連付けられている利得補正係数（例えば、１０４ｂ、１０４ｃ）間で補間を行い、特定の測定温度において用いられる補間利得補正値（例えば、図１の３６ａ）を確定することができる。この補間利得補正値は、磁場センサ１０に適用し、磁場センサの感度を、常温１０６における感度から本質的に不変のままにすることができる。
【００７７】
先に示しそして説明したように、感度の補間は線形補間とすることができる。しかしながら、他の実施形態では、利得補間は、他の形式、例えば、二次補間にすることもできる。
【００７８】
５つの利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅを、５つの関連付けられた温度セグメントと共に示したが、他の実施形態では、利得補正係数および関連付けられた温度セグメントは、５つよりも多いことも、５つよりも少ないことも可能である。利得補正係数および関連付けられた温度セグメントの数は、所望の精度に応じて、そして利得補正係数を格納するＥＥＰＲＯＭ５２（図１）の所望の最大物理的サイズに応じて選択することができる。一般に、ＥＥＰＲＯＭ５２に格納される利得補正係数の数が多い程、補間利得補正係数は精度が高くなり、磁場センサの補正された相対的感度も一層精度が高くなる。
【００７９】
温度セグメントは、温度数(number of degrees)が等しいものとして示したが、他の実施形態では、温度セグメントは、温度数が等しくないことも可能である。例えば、実施形態の中には、常温１０６に近い温度セグメントの方が、常温１０６から遠い温度セグメントよりも大きな（または小さな）温度範囲を有することができる。
【００８０】
特定の種類の磁場センサであっても、その１つ１つには、以下で図５と関連付けて更に詳しく説明するプロセスによって、異なる利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅを生成することができる。しかしながら、実施形態の中には、特定の種類の磁場センサの各々が、同じ利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅを有することができる場合もある。
【００８１】
図５と関連付けて以下で更に説明するが、利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅの一部（または全部）を、磁場センサの生産中に（またはその後に）、特定の利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅが格納される複数の磁場センサの内特定の１つの複数の温度における相対的感度の直接測定によって選択する（即ち、測定する）ことができる。しかしながら、実施形態の中には、利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅの内全て未満が直接測定から得られ、利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅの他のものは、感度特性曲線１０２から導かれる場合もある。言い換えると、例えば、利得補正係数１０４ａは、−４０．００度および常温１０６における相対的感度測定によって生成することができ、利得補正係数１０４ｂ〜１０４ｅの内他のものは、感度特性曲線１０２の形状の知識から推論することができる。
【００８２】
図示のような特性曲線１０２は、同じ種類の複数の磁場センサから取られた平均感度特性を表すことができる。他の種類の磁場センサは、他の形状の特性曲線を有する可能性がある。
【００８３】
特性曲線１０２を用いて特定の磁場センサについて利得補正係数１０４ａ〜１０４ｅの内一部（または全部）を導き出す際に、特性曲線１０２は、同じ種類の磁場センサ全てに共通の同じ形状を保持することができるが、同じ種類の個々の磁場センサ毎に、振幅を拡大または縮小することができることは言うまでもない。例えば、個々の磁場センサの相対的感度を常温において、そして−４０度においても測定した場合、そして−４０度における相対的感度が特性曲線１０２によって表されるそれよりも低い場合、測定されている磁場センサの特性曲線が、−４０度においてより下方に湾曲し、１６５度においてより上方に湾曲するが、それ以外では同じ形状を維持すると想定することができる。つまり、常温における感度測定、および他のいずれかの温度における相対的感度測定（常温における感度に対する）のみを行うことによって、特性曲線１０２と同様な（同じ形状の）特性曲線（しかし目盛りのつけ方(scaling)は異なる）を導き出すことができ、他の利得補正係数を推論することができる。
【００８４】
尚、感度特性曲線１０２の特定の形状は、個々の種類の磁場センサによって左右されることは言うまでもない。更に、特性曲線１０２は、特定の種類の磁場センサであっても、個々の異なる１つ１つでは多少異なる（目盛りのつけ方）可能性がある。したがって、特定の種類の磁場センサについて、複数の異なる個々の１つ１つを特徴付け、平均を取って特性曲線１０２の形状を特定し、その後同じ種類の個々の磁場センサ各々に合うように拡大または縮小することができるのが、有利であると考えられる。
【００８５】
これより図３を参照すると、グラフ１００は、９ビット・ディジタル値によって表される線形単位のＤＣオフセット電圧変化を単位とする目盛りがある縦軸１２８を有する。第１横軸１３０は、磁場センサ（例えば、図１の温度センサ３０）が受ける温度の、摂氏を単位とした目盛りを有し、第２横軸１３２は、温度を表す７ビット・ディジタル・コードに対応する単位であるが、０から１２７までの十進単位とした目盛りを有する。軸１３２は、図１のディジタル温度信号３２ａに対応する。
【００８６】
特性曲線１２２は、オフセット補正値が適用されていない磁場センサの相対的オフセット（常温１２６におけるオフセットに対する）を表す。尚、特性曲線１２２によって表されるオフセットは、常温におけるオフセット（名目上２．５Ｖ）に対して低い温度では１方向に向く傾向があり、常温におけるオフセットに対して高い温度では、他の方向に向く傾向があることが分かる。
【００８７】
第１温度である摂氏−４０度では、オフセット補正係数１２４ａ（DQV0_0）は、特性曲線１２２の相対的オフセットの低下とは逆になる。尚、オフセット補正係数１２４ａは、磁場センサが−４０度の温度を受けるときに、この磁場センサに適用することができ、その結果、常温１０６におけるオフセット（２．５Ｖ）からのオフセットの変化を本質的になくすことができることは言うまでもない。同様に、他のオフセット補正値１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、１２４ｅ（それぞれ、DQV0_１、DQV0_２、DQV0_３、DQV0_４）も、これらが関連付けられている他の温度（それぞれ、摂氏１１．２５度、６２．５度、１１３．７５度、１６５．００度）において適用することができ、これらの個々の温度において、常温１０６におけるオフセットからのオフセット変化をなくすることができる。
【００８８】
図２におけると同様、５つの温度セグメント、即ち、摂氏−４０．００度から１１．２５度、１１．２５度から６２．５度、６２．５度から１１３．７５度、および１１３．７５度から１６５．００度が示されている。
【００８９】
いずれの温度セグメント内においても、例えば、図１のディジタル温度信号３２ａによって表される、磁場センサが受ける実際の測定温度にしたがって特定される、１１．２５度から６２．５度の温度セグメントにおいて、補間プロセッサ３６（図１）が、この温度セグメントの境界と関連付けられているオフセット補正係数（例えば、１２４ｂ、１２４ｃ）間で補間を行い、特定の測定温度において用いられる、補間オフセット補正値（例えば、図１の３６ｂ）を確定することができる。補間オフセット補正値を磁場センサに適用して、磁場センサのオフセットを、常温１０６におけるオフセットから本質的に不変に保つことができる。
【００９０】
先に図示し説明したように、オフセット補間は線形補間とすることができる。
しかしながら、他の実施形態では、オフセット補間は、他の形態、例えば、二次補間とすることができる。
【００９１】
５つのオフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅおよび５つの関連付けられた温度セグメントを示したが、他の実施形態では、５つよりも多いまたは５つよりも少ないオフセット補正係数および関連付けられた温度セグメントがあることもできる。オフセット補正係数および関連付けられた温度セグメントの数は、所望のオフセット精度にしたがって、そしてオフセット補正係数を格納するＥＥＰＲＯＭ５２（図１）の所望の最大物理サイズにしたがって選択することができる。一般に、ＥＥＰＲＯＭ５２に格納するオフセット補正係数の数が多い程、補間オフセット補正係数は精度が高くなり、磁場センサの補正相対的オフセットも精度が高くなる。
【００９２】
温度セグメントは、温度の数(number of degrees)が等しいものとして示したが、他の実施形態では、温度セグメントは、温度の数が等しくないことも可能である。例えば、実施形態の中には、常温１０６に近い温度セグメントの方が、常温１０６から遠い温度セグメントよりも大きな（または小さな）温度範囲を有することができる。
【００９３】
特定の種類の磁場センサであっても、その１つ１つには、以下で図５と関連付けて更に詳しく説明するプロセスによって、異なるオフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅを生成することができる。しかしながら、実施形態の中には、特定の種類の磁場センサの各々が、同じオフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅを有することができる場合もある。
【００９４】
図５と関連付けて以下で更に説明するが、オフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅの一部（または全部）を、磁場センサの生産中に（またはその後に）、特定のオフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅが格納される複数の磁場センサの内特定の１つの複数の温度における相対的オフセットの直接測定によって選択する（即ち、測定する）ことができる。しかしながら、実施形態の中には、オフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅの内全て未満が直接測定から得られ、オフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅの他のものは、オフセット特性曲線１２２から導かれる場合もある。言い換えると、例えば、オフセット補正係数１２４ａは、−４０．００度および常温１０６における相対的オフセット測定によって生成することができ、オフセット補正係数１２４ｂ〜１２４ｅの内他のものは、オフセット特性曲線１２２の形状の知識から推論することができる。
【００９５】
図示のような特性曲線１２２は、複数の同じ種類の磁場センサから取られた平均オフセット特性を表すことができる。他の種類の磁場センサは、他の形状のオフセット特性曲線を有することができる。
【００９６】
特性曲線１２２を用いて特定の磁場センサについてオフセット補正係数１２４ａ〜１２４ｅの内一部（または全部）を導き出す際に、特性曲線１２２は、同じ種類の磁場センサ全てに共通の同じ形状を保持することができるが、同じ種類の個々の磁場センサ毎に、振幅を拡大または縮小することができることは言うまでもない。例えば、個々の磁場センサの相対的オフセットを常温において、そして−４０度においても測定した場合、そして−４０度における相対的オフセットが特性曲線１２２によって表されるそれよりも低い場合、測定されている磁場センサの特性曲線が、−４０度においてより下方に湾曲し、１６５度においてより上方に湾曲するが、それ以外では同じ形状を維持すると想定することができる。つまり、常温におけるオフセット測定、および他のいずれかの温度における相対的オフセット測定（常温におけるオフセットに対する）のみを行うことによって、特性曲線１２２と同様な（同じ形状）の特性曲線（しかし目盛りのつけ方は異なる）を導き出すことができ、他のオフセット補正係数を推論することができる。
【００９７】
尚、オフセット特性曲線１２２の特定の形状は、個々の種類の磁場センサによって左右されることは言うまでもない。更に、特性曲線１２２は、特定の種類の磁場センサであっても、個々の異なる１つ１つでは多少異なる（例えば、異なる目盛りのつけ方）可能性がある。したがって、特定の種類の磁場センサについて、複数の異なる個々の１つ１つを特徴付け、平均を取って特性曲線１２２の形状を特定し、その後同じ種類の個々の磁場センサ各々に適するように拡大または縮小することができれば、有利であると考えられる。
【００９８】
以上の図２および図３の例から、一実施形態では、５つの温度と関連付けられた５つの利得補正係数、同じ５つの温度と関連付けられた５つのオフセット補正係数があることがわかる。しかしながら、利得補正係数およびオフセット補正係数は、同じ温度と関連付けられる必要はない。図１のＥＥＰＲＯＭ５２は、一例である５つの利得補正係数（TDSense0からTDSense4）および一例である５つのオフセット補正係数（DQVO_0からD DQVO_4）を格納することが示されている。
【００９９】
これより図４を参照すると、回路１５０は、図１の磁場センサ１０の部分の更なる詳細を示す。
【０１００】
ＡＤＣ１５６は、図１のＡＤＣ３２に対応する。ＡＤＣ１５６は、図１の温度信号３０ａに対応するアナログ信号１５４を受け取るように結合されている。ＡＤＣ１５６は、図１のディジタル温度信号３２ａに対応する信号１６２を生成するように構成されている。
【０１０１】
セグメント・プロセッサ１７０は、図１のセグメント・プロセッサ３４に対応する。乗算器および加算器、それぞれ、１７２，１７４は、セグメント・プロセッサ１７０の中にあり、図１の結合プロセッサ３８に対応する。前述のように、先の式から、ユーザ利得補正値（図１の５４ａ）は乗算を介して適用され、ユーザ・オフセット補正値（図１の５６ａ）は加算を介して適用されることが理解されよう。セグメント・プロセッサ１７０の中にあるレジスタ１７６は、図１の利得調節レジスタ４０に対応する。セグメント・プロセッサ１７０の中にあるレジスタ１７８は、図１のオフセット調節レジスタ４２に対応する。
【０１０２】
ＤＡＣ１８８、１９０は、それぞれ、図１のＤＡＣ４４、４６に対応する。ＤＡＣ１８８は、セグメント・プロセッサ１７０からの信号１８４を受け取るように結合されている。この信号は、図１の信号４０ａに対応する。ＤＡＣ１９０は、セグメント・プロセッサ１７０からの信号１８６を受け取るように結合されている。この信号は、図１の信号４２ａに対応する。
【０１０３】
ＥＥＰＲＯＭ２２２は、図１の係数テーブルＥＥＰＲＯＭ５２に対応する。ＥＥＰＲＯＭ２２２からの双方向信号２２０は、図１の選択された利得補正値５２ａの対、および選択されたオフセット補正値５２ａ、５２ｂの対にそれぞれ対応し、更に、図１には示されていない、ＥＥＰＲＯＭ２２２への選択信号に対応する。この信号は、所望の利得補正値の対および所望のオフセット補正値の対を、ディジタル温度信号１６２がある、特定された温度セグメントにしたがって選択する。ＥＥＰＲＯＭ２２２への信号２１８は、ＥＥＰＲＯＭ２２２へのライト／リード制御線に対応する。
【０１０４】
スタティック・レジスタ２２６は、図１のユーザ利得補正値ＥＥＰＲＯＭ５４、ユーザ・オフセット補正値ＥＥＰＲＯＭ５６、およびプログラム制御ＥＥＰＲＯＭ５０に対応する。スタティック・レジスタ２２６からの信号２２８は、図１の利得補正値５４ａおよびユーザ・オフセット補正値５６ａに対応する。
【０１０５】
serial_in_out通信リンク１９６は、図１の通信リンク４８に対応する。
【０１０６】
シリアル・インターフェース回路１９８は、シリアル通信リンク１９６に結合することができ、シリアル通信リンク１９６からデータを受け取るために、１つ以上のシリアル通信プロトコルを理解することができる。実施形態の中には、シリアル通信プロトコルが、自動車用シリアル通信プロトコル、例えば、ＣＡＮ通信プロトコルである場合もある。
【０１０７】
回路２３０は、制御およびデータ信号２０２、２０４によってシリアル・インターフェース回路１９８に結合されているメモリ・コントローラ２０６を含むことができる。また、回路２３０は、データおよび制御信号２１２、２１４によってメモリ・コントローラ２０６に結合されているＥＥＰＲＯＭコントローラ２１６も含むことができる。ＥＥＰＲＯＭコントローラ２１６は、前述した信号２１８、２２０によってＥＥＰＲＯＭ２２２に結合することができる。
【０１０８】
また、回路２３０は、マスタ・コントローラ１５２、例えば、プログラマブル・プロセッサを含むこともできる。マスタ・コントローラ１５２は、データおよび制御信号１８０、１８２によってセグメント・プロセッサ１７０に結合されている。
【０１０９】
実施形態の中には、回路２３０が、制御線１５８、１６０によってＡＤＣ１５６に結合されているデュアル・スロープＡＤＣコントローラ１６６も含むことができる場合がある。デュアル・スロープＡＤＣコントローラ１６６は、ユーザ制御によって、ＡＤＣ１５６の傾き（即ち、範囲）を変化させるように構成することができる。
【０１１０】
図示のように、実施形態の中には、ディジタル温度信号１６８が７ビットを有することができ、信号１８４が９ビットを有することができ、信号１８６が９ビットを有することができる場合もある。
【０１１１】
パワー・オン・リセット信号（ＰＯＲ）２２４は、回路２３０の電源投入時に、機能および種々のレジスタをリセットするために、回路２３０内において配信することができる。
【０１１２】
回路１５０の全て、および／または図１の磁場センサ１０の全ては、共通の集積回路基板上に配することができる。
【０１１３】
尚、図５は、以下で検討され、回路１０（図１）において実施される技法に対応するフローチャートを示すことは認められてしかるべきである。矩形のエレメント（図２におけるエレメント２５４によって例示する）は、ここでは「処理ブロック」と呼ばれ、コンピュータ・ソフトウェア命令または命令の集合を表す。菱形のエレメント（図示せず）は、ここでは「判断ブロック」と呼ばれ、処理ブロックによって表されるコンピュータ・ソフトウェア命令の実行に影響を及ぼす、コンピュータ・ソフトウェア命令、または命令の集合を表す。
【０１１４】
処理および判断ブロックは、ディジタル信号プロセッサ回路または特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）のような、機能的に同等な回路によって実行されるステップを表すことができる。流れ図は、いずれかの特定のプログラミング言語の構成規則(syntax)を図示するのではない。むしろ、流れ図は、当業者が回路を製作するため、または特定の装置に必要とされる処理を実行するコンピュータ・ソフトウェアを生成するために必要な機能的情報を図示する。尚、ループおよび変数の初期化、一時変数の使用というような、多くの慣例的なプログラム・エレメントは示されていないことを注記しておく。本明細書において特に示されない限り、記述するブロックの特定のシーケンスは例示に過ぎず、本発明の主旨から逸脱することなく様々に変更可能であることは、当業者には認められよう。つまり、特段述べられていなければ、以下で説明するブロックは順序が決まっておらず、可能であれば、これらのステップは便利な順序または望ましい順序であればいずれでも実行できることを意味する。
【０１１５】
これより図５を参照すると、方法例２５０は、１組のブロック２５２において開始する。これらのブロック２５２は、図１の磁場センサ１０の製造時に工場において実行することができる。ブロック２５２において、１組の較正温度および関連付けられた温度セグメントを選択する。図１から図３と関連付けて先に示した例では、５つの温度、例えば、摂氏−４０．００度、１１．２５度、６２．５度、１１３．７５度、および１６５．００度、ならびにこれらの選択された温度の隣接する対によって境界が定められる５つの関連温度セグメントを選択することができる。しかしながら、前述のように、５つよりも多いまたは少ない温度および関連付けられた温度セグメントを選択することもでき、選択される温度は、均等な間隔に分ける必要はない。
【０１１６】
ブロック２５６において、選択した温度の全てにおいて、または選択した温度の内部分集合、例えば、摂氏−４０．００度のみにおいて、相対的利得および相対的オフセット（常温における利得およびオフセットに対して）を測定することができる。
【０１１７】
ブロック２５８において、相対的感度測定値（１つまたは複数）に基づいて、測定値が得られた温度（１カ所または複数の箇所）に対して、利得およびオフセット補正係数を確定する。利得およびオフセット補正係数は、測定した相対的感度および相対的オフセットの偏差からは逆にすることができる。
【０１１８】
ブロック２６０において、他の利得およびオフセット補正係数を、選択した温度に対して確定することができる。この選択した温度では、相対的感度およびオフセットの直接測定は、考慮対象の特定の磁場センサに対しては行われない。前述のように、他の利得およびオフセット補正係数の確定は、感度特性曲線および／またはオフセット特性曲線の生成にしたがって、同じ種類の複数の磁場センサの測定値の平均から導かれる曲線の形状の知識を用いて行うことができる。同じ形状を用いると、感度（利得）特性曲線およびオフセット特性曲線は、測定値の平均と同じ形状を有することができるが、ブロック２５６において行った感度およびオフセットの測定（１回または複数回）にしたがって、振幅を拡大または縮小することができる。
【０１１９】
ブロック２６２において、利得補正係数およびオフセット補正係数（例えば、５つの利得補正係数および５つのオフセット補正係数）を磁場センサの中、例えば、図１のＥＥＰＲＯＭ５２の中に、シリアル通信リンクを通じて、例えば、図１の通信リンク４８を通じて格納する。
【０１２０】
ブロック２６４において、実施形態の中には、利得補間方程式および／またはオフセット補間形式（方程式）を、複数の補間形式から選択できる場合もある。上の方程式１，３，４、および５を参照のこと。
【０１２１】
ブロック２６６において、補間形式の選択を数値として、例えば、図１のＥＥＰＲＯＭ５０に、シリアル通信リンクを通じて、例えば、図１の通信リンク４８を通じて保存することができる。
【０１２２】
プロセス２５０の残りのブロックは、現場における通常動作のときに、連続的にまたはときどき磁場センサによって実行することができる。
【０１２３】
ブロック２６８において、磁場センサはその温度を、例えば、図１の温度センサ３０によって測定する。
【０１２４】
ブロック２７０において、磁場センサは、ブロック２５４において選択された温度セグメントの内どれに、測定した温度が入るか特定する。
【０１２５】
ブロック２７２において、磁場センサ、例えば、図１の補間プロセス２７２は、測定した温度にしたがって、特定した温度セグメントの境界を定める利得補正係数間で補間を行う。これらの利得補正係数は、ブロック２６２において格納したものである。こうして、補間利得補正値（例えば、図１の３６ａ）を確定する。この補間は、先の方程式１に従うことができる。
【０１２６】
ブロック２７４またはその前において、磁場センサは、ユーザ利得補正値、例えば、図１のユーザ利得補正値ＥＥＰＲＯＭ５４に格納されている値５４ａを、図１の通信リンク４８を通じて受け取ることができる。実施形態の中には、ユーザ利得補正値が、磁場センサの感度を、ユーザの選好(preference)にしたがって０．７５および１．２５の係数の間だけで調整するために用いられる場合もある。
【０１２７】
ブロック２７６において、補間利得補正値をユーザ利得補正値と結合し（例えば、図１の結合プロセッサ３８によって）、結合利得補正値（例えば、図１の３８ａ）を確定する。
【０１２８】
ブロック２７８において、結合利得補正値を、例えば、図１の利得調節レジスタ４０に格納する。
【０１２９】
ブロック２８０において、保存した利得補正値を磁場センサに適用して、図１のＤＡＣ４４および利得調節回路２６によって、その感度（即ち、利得）を調節する。
【０１３０】
ブロック２８２において、磁場センサ、例えば、図１の補間プロセッサ２７２は、測定した温度にしたがって、特定した温度セグメントの境界を定めるオフセット補正係数間で補間を行う。これらのオフセット補正係数は、ブロック２６２において格納したものである。こうして、補間オフセット補正値（例えば、図１の３６ｂ）を確定する。この補間は、先の方程式３に従うことができる。
【０１３１】
ブロック２８４またはその前において、磁場センサはユーザ・オフセット補正値、例えば、図１のユーザ・オフセット補正値ＥＥＰＲＯＭ５６に格納されている値５６ａを、図１の通信リンク４８を通じて受け取ることができる。
【０１３２】
ブロック２８６において、補間オフセット補正値をユーザ・オフセット補正値と結合し（例えば、図１の結合プロセッサ３８によって）、結合オフセット補正値（例えば、図１の３８ｂ）を確定する。
【０１３３】
ブロック２８８において、結合オフセット補正値を、例えば、図１のオフセット調節レジスタ４２に格納する。
【０１３４】
ブロック２９０において、保存したオフセット補正値を磁場センサに適用して、図１のＤＡＣ４６およびオフセット調節回路２８によって、そのオフセットを調節する。
【０１３５】
以上で説明した技法によって、磁場センサは、常温における磁場センサの感度およびオフセットと比較して、磁場センサの温度に関して、変化しない、または殆ど変化しない感度およびオフセットを維持することができる。
【０１３６】
本明細書において引用した全ての参考文献は、本明細書において引用したことにより、その内容全体が本願にも含まれるものとする。
【０１３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、これらは本発明の主題である種々の概念、構造、および技法を例示する役割を果たし、これらの概念、構造、および技法を組み込んだ他の実施形態も用いてもよいことは、当業者には今や明白となっているであろう。したがって、本特許の範囲は、記載した実施形態に限定されるのではなく、以下の請求項の主旨および範囲によってのみ限定されてしかるべきである。
【図１】
2013545085.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2013545085.tif 000014