(57)【要約】  本発明は磁気イメージセンサーを提供する。ここで、この磁気イメージセンサーは磁界を生じさせるように設けられる永久磁石と、永久磁石によって生じられる磁界内に位置し、感知した磁界を電気信号に変換する少なくとも１つの磁気センシングチップと、少なくとも１つの磁気センシングチップに接続され、各磁気センシングチップからの電気信号を受信して、少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられる信号処理チップと、信号処理チップに接続され、信号処理チップによって出力された電気信号に対して信号サンプリングを行い、信号処理チップによって毎回出力された電気信号に対して、その次に出力される電気信号が到来するまでに信号維持を行うように設けられる信号サンプルホールド回路と、信号サンプルホールド回路に接続され、信号サンプルホールド回路によって出力された電気信号を出力するように設けられるインターフェースモジュールとを含む。本発明は関連技術における磁気イメージセンサー信号の出力が不安定な技術課題を解決する。【選択図】図１
2021505999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界を生じさせるように設けられる永久磁石と、
それぞれ前記永久磁石によって生じられる磁界内に位置し、それぞれの感知した磁界を電気信号に変換する少なくとも１つの磁気センシングチップと、
前記少なくとも１つの磁気センシングチップに接続され、各磁気センシングチップからの電気信号を受信して、前記少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられる信号処理チップと、
前記信号処理チップに接続され、前記信号処理チップによって出力された電気信号に対して信号サンプリングを行い、前記信号処理チップによって毎回出力された電気信号に対して、その次に出力される電気信号が到来するまでに信号維持を行うように設けられる信号サンプルホールド回路と、
前記信号サンプルホールド回路に接続され、前記信号サンプルホールド回路によって出力された電気信号を出力するように設けられるインターフェースモジュールと、を含むことを特徴とする、磁気イメージセンサー。
【請求項２】
前記信号処理チップは、
クロック制御信号を受信するように設けられるクロック入力端を含み、前記クロック制御信号のトリガを受けて、前記少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられ、
前記信号サンプルホールド回路は、
前記クロック制御信号の制御のもとでオン又はオフするように設けられるとともに、オンの場合には、前記信号サンプルホールド回路を制御して信号サンプリングを行い、オフの場合には、前記信号サンプルホールド回路を制御して信号維持を行う制御スイッチを含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項３】
前記信号サンプルホールド回路は、
入力端正極が前記信号処理チップの出力端に接続され、入力端負極が出力端に接続され、出力端が前記制御スイッチの第１端に接続され、電源端が第１電源に接続され、グランド端が接地される第１演算増幅器と、
前記第１演算増幅器の電源端と前記第１演算増幅器のグランド端との間に接続される第１キャパシタと、
第２端が接地され、第１端が前記制御スイッチの第１端と前記制御スイッチの第２端との間のオンオフを制御するように設けられる前記制御スイッチの第２端に接続される保持キャパシタと、
入力端正極が前記保持キャパシタの第１端に接続され、入力端負極が出力端に接続され、出力端が前記インターフェースモジュールに接続され、電源端が第２電源に接続され、グランド端が接地される第２演算増幅器と、
前記第２演算増幅器の電源端と前記第２演算増幅器のグランド端との間に接続される第２キャパシタとをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項４】
前記永久磁石と前記少なくとも１つの磁気センシングチップとの間に設けられ、前記永久磁石によって生じられる磁界を均一にするように設けられる金属板を、さらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項５】
前記永久磁石と前記金属板が内部に取り付けられる筐体を、さらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項６】
前記少なくとも１つの磁気センシングチップ、前記信号処理チップ、前記信号サンプルホールド回路が搭載されるように設けられるとともに、前記筐体の片側に設けられる回路基板を、さらに含むことを特徴とする、請求項５に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項７】
前記回路基板の外側を覆って設けられ、前記回路基板に搭載される回路とチップを保護するように設けられる保護用カバープレートを、さらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項８】
前記筐体に貫通孔が設けられ、前記インターフェースモジュールは前記回路基板における前記貫通孔に対応される位置に設けられることを特徴とする、請求項７に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項９】
前記回路基板と前記保護用カバープレートとの間に支持され、前記回路基板に搭載される回路及びチップと前記保護用カバープレートとの間に空間を有するように設けられるスペーサを、さらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の磁気イメージセンサー。
【請求項１０】
前記保護用カバープレートはステンレスカバープレートであることを特徴とする請求項７に記載の磁気イメージセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサー分野に関し、具体的に、磁気イメージセンサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気情報は、既に現在偽造防止の重要な手段になっており、紙幣、金融手形などの偽造鑑定において広く利用され、このためには、磁気イメージセンサーが磁気イメージ情報を正確に認識することが必要である。磁気イメージセンサーはその自体に搭載されている磁気感知抵抗チップによって磁気情報を感知し、制御チップの制御のもとで、感知された磁気情報から変換された電気信号を出力する。磁気感知による電気信号は制御チップのクロック信号スイッチの制御のもとで１つずつ出力されるが、クロックスイッチの切り替えに時間差があり、また、スイッチの切り替えによる騒音があるため、磁気イメージセンサーの出力信号には、小さな下向き波動と上向き波動が存在する。
【０００３】
磁気センサー内部の異なる磁気感知抵抗チップからの出力には差異があるので、異なるチップの隣接する出力同士にも出力差異波動があり、それとともに、回路の騒音が信号に混ぜられることもあるため、磁気イメージセンサーの出力には波動が生じる。磁気センサーは信号に対して大きな増幅処理を行う必要があるが、大きな増幅が行われた後、このような信号における小さな波動は大きな波動に増幅されることによって、信号の相対的に安定的な出力区間が減少され、出力信号に対して有効的にサンプリングすることができず、信号は安定的に出力されることができない。これは磁気イメージセンサーの磁気イメージ情報の検出に厳しく影響して、このように走査された磁気イメージ情報の正確性は大きく低減される。
【０００４】
関連技術における磁気イメージセンサーによる信号出力の不安定な技術課題について、これまで、有効な解決手段が提出されていない。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施例は、磁気イメージセンサーを提供して、少なくとも関連技術における、磁気イメージセンサーによる信号出力の不安定な技術課題を解決することを目的としている。
【０００６】
本発明の実施例の一側面によると、磁気イメージセンサーを提供し、この磁気イメージセンサーは、磁界を生じさせるように設けられる永久磁石と、永久磁石によって生じられる磁界内に位置し、感知した磁界を電気信号に変換する少なくとも１つの磁気センシングチップと、少なくとも１つの磁気センシングチップに接続され、各磁気センシングチップからの電気信号を受信して、少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられる信号処理チップと、信号処理チップに接続され、信号処理チップによって出力された電気信号に対して信号サンプリングを行い、信号処理チップによって毎回出力された電気信号に対して、その次に出力される電気信号が到来するまでに信号維持を行うように設けられる信号サンプルホールド回路と、信号サンプルホールド回路に接続され、信号サンプルホールド回路によって出力された電気信号を出力するように設けられるインターフェースモジュールとを含む。
【０００７】
さらに、信号処理チップは、クロック制御信号を受信するように設けられるクロック入力端を含み、クロック制御信号のトリガを受けて、少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられ、信号サンプルホールド回路は、クロック制御信号の制御のもとでオン又はオフするように設けられるとともに、オンの場合には、信号サンプルホールド回路を制御して信号サンプリングを行い、オフの場合には、信号サンプルホールド回路を制御して信号維持を行う制御スイッチを含む。
【０００８】
さらに、信号サンプルホールド回路は、入力端正極が信号処理チップの出力端に接続され、入力端負極が出力端に接続され、出力端が制御スイッチの第１端に接続され、電源端が第１電源に接続され、グランド端が接地される第１演算増幅器と、第１演算増幅器の電源端と第１演算増幅器のグランド端との間に接続される第１キャパシタと、第２端が接地され、第１端が制御スイッチの第１端と制御スイッチの第２端との間のオンオフを制御するように設けられる制御スイッチの第２端に接続される保持キャパシタと、入力端正極が保持キャパシタの第１端に接続され、入力端負極が出力端に接続され、出力端がインターフェースモジュールに接続され、電源端が第２電源に接続され、グランド端が接地される第２演算増幅器と、第２演算増幅器の電源端と第２演算増幅器のグランド端との間に接続される第２キャパシタとをさらに含む。
【０００９】
さらに、この磁気イメージセンサーは、永久磁石と少なくとも１つの磁気センシングチップとの間に設けられ、永久磁石によって生じられる磁界を均一にするように設けられる金属板をさらに含む。
【００１０】
さらに、この磁気イメージセンサーは、永久磁石と金属板が内部に取り付けられる筐体をさらに含む。
【００１１】
さらに、この磁気イメージセンサーは、少なくとも１つの磁気センシングチップ、信号処理チップ、信号サンプルホールド回路が搭載されるように設けられるとともに、筐体の片側に設けられる回路基板をさらに含む。
【００１２】
さらに、この磁気イメージセンサーは、回路基板の外側を覆って設けられ、回路基板に搭載される回路とチップを保護するように設けられる保護用カバープレートをさらに含む。
【００１３】
さらに、筐体に貫通孔が設けられ、インターフェースモジュールは回路基板における貫通孔に対応される位置に設けられる。
【００１４】
さらに、この磁気イメージセンサーは、回路基板と保護用カバープレートとの間に支持され、回路基板に搭載される回路及びチップと保護用カバープレートとの間に空間を有するように設けられるスペーサをさらに含む。
【００１５】
さらに、保護用カバープレートはステンレスカバープレートである。
【００１６】
本発明の実施例において、磁界を生じさせるように設けられる永久磁石と、永久磁石によって生じられる磁界内に位置し、感知した磁界を電気信号に変換する少なくとも１つの磁気センシングチップと、少なくとも１つの磁気センシングチップに接続され、各磁気センシングチップからの電気信号を受信して、少なくとも１つの磁気センシングチップによって変換された電気信号を順に出力するように設けられる信号処理チップと、信号処理チップに接続され、信号処理チップによって出力された電気信号に対して信号サンプリングを行い、信号処理チップによって毎回出力された電気信号に対して、その次に出力される電気信号が到来するまでに信号維持を行うように設けられる信号サンプルホールド回路と、信号サンプルホールド回路に接続され、信号サンプルホールド回路によって出力された電気信号を出力するように設けられるインターフェースモジュールとによって、関連技術における磁気イメージセンサーによる信号出力の不安定な技術課題を解決し、ひいては、磁気イメージセンサーの出力信号を安定させることができる技術効果を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
ここで説明される図面は、本発明に対する更なる理解を提供するためのもので、本願の一部を構成し、本発明の模式的な実施例及びその説明は本発明を解釈するためのもので、本発明に対する不当な限定を構成しない。図面において、
【図１】本発明の実施例による選択可能な磁気イメージセンサーの断面模式図である。
【図２】本発明の実施例による選択可能な磁気イメージセンサーの信号サンプルホールド回路の模式図である。
【図３】従来技術による選択可能な磁気イメージセンサーの信号サンプリング波形の模式図である。
【図４】従来技術による他の選択可能な磁気イメージセンサーの信号サンプリング波形の模式図である。
【図５】本発明の実施例による選択可能な磁気イメージセンサーの信号サンプリング波形の模式図である。
【図６】本発明の実施例による他の選択可能な磁気イメージセンサーの信号サンプリング波形の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、当業者に本発明の形態をよりよく理解させるために、本発明の実施例の図面を参照しながら、本発明の実施例の技術形態を明確、且つ完全に説明し、説明される実施例は単に本発明の一部の実施例にすぎず、全部の実施例ではないことが自明である。本発明の実施例に基づいて、当業者による創造的な労働を必要としない前提で取得されたすべての他の実施例は本発明の範囲に含まれるべきである。
【００１９】
なお、本発明の明細書、特許請求の範囲及び上記の図面における「第１」、「第２」などの用語は、類似な対象を区別するためのもので、特定の順番又は前後の順を説明するために使用するものではない。理解すべきことは、このように使用される数値は適宜な場合で互換されることができ、これにより、ここで説明される本発明の実施例はここで図示又は説明される以外の順番で実施されることができる。また、用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的に含むことを対象とすることを意図している。
【００２０】
本願は磁気イメージセンサーの実施例を提供する。
【００２１】
図１は本発明の実施例による選択可能な磁気イメージセンサーの断面模式図であり、図１に示されるように、この実施例の磁気イメージセンサーは、永久磁石２、少なくとも１つの磁気センシングチップ５、信号処理チップ６、図１に図示されていない信号サンプルホールド回路、及びインターフェースモジュールを含む。
【００２２】
永久磁石２は磁界を生じさせるように設けられる。各磁気センシングチップ５は、いずれも永久磁石２によって生じされる磁界内に位置し、それぞれの感知した磁界を電気信号に変換する。信号処理チップ６は少なくとも１つの磁気センシングチップ５に接続され、各磁気センシングチップ５からの電気信号を受信して少なくとも１つの磁気センシングチップ５によって変換された電気信号を順に出力するするように設けられる。信号サンプルホールド回路は信号処理チップ６に接続され、信号処理チップ６によって出力される電気信号に対して信号サンプリングを行い、信号処理チップ６により出力された電気信号ごとに、その次に出力される電気信号が到来するまでに信号維持を行うように設けられる。インターフェースモジュールは信号サンプルホールド回路に接続され、信号サンプルホールド回路によって出力された電気信号を出力するように設けられる。
【００２３】
さらに、信号処理チップ６は、クロック制御信号を受信するように設けられるクロック入力端を含み、クロック制御信号のトリガを受けて少なくとも１つの磁気センシングチップ５によって変換された電気信号を順に出力するように設けられる。信号サンプルホールド回路は、クロック制御信号の制御のもとでオン又はオフするように設けられるとともに、オンの場合には、信号サンプルホールド回路を制御して信号サンプリングを行い、オフの場合には、信号サンプルホールド回路を制御して信号維持を行う制御スイッチを含む。
【００２４】
具体的に、図２に示されるように、信号サンプルホールド回路は、クロック制御信号である制御信号を受信して、制御信号によってオン又はオフを制御する制御スイッチＳ１を含む。信号サンプルホールド回路は、さらに第１演算増幅器Ａ１、第２演算増幅器Ａ２、第１キャパシタＣ１、保持キャパシタＣ２、及び第２キャパシタＣ３を含む。ここで、第１演算増幅器Ａ１の入力端正極(+)は信号処理チップ６(図２に不図示)の出力端に接続され、信号処理チップ６の出力端は信号ＳＩＧ１を出力する。第１演算増幅器Ａ１の入力端負極(-)は第１演算増幅器Ａ１の出力端に接続され、第１演算増幅器Ａ１の出力端は制御スイッチＳ１の第１端に接続され、第１演算増幅器Ａ１の電源端は第１電源ＶＤＤに接続され、第１演算増幅器Ａ１のグランド端は接地される。
【００２５】
第１キャパシタＣ１は第１演算増幅器Ａ１の電源端と第１演算増幅器Ａ１のグランド端との間に接続される。保持キャパシタＣ２の第１端は制御スイッチＳ１の第２端に接続され、保持キャパシタＣ２の第２端は接地される。ここで、制御スイッチＳ１は制御スイッチＳ１の第１端と制御スイッチＳ１の第２端との間のオンオフを制御するように設けられる。第２演算増幅器Ａ２の入力端正極(+)は保持キャパシタＣ２の第１端に接続され、第２演算増幅器Ａ２の入力端負極(-)は第２演算増幅器Ａ２の出力端に接続され、第２演算増幅器Ａ２の出力端はインターフェースモジュールに接続され、第２演算増幅器Ａ２の電源端は第２電源に接続される。この実施例において、第２電源もＶＤＤであり、第２演算増幅器Ａ２のグランド端は接地される。第２キャパシタＣ３は第２演算増幅器Ａ２の電源端と第２演算増幅器Ａ２のグランド端との間に接続される。
【００２６】
図３は従来技術の磁気イメージセンサーにおける信号処理チップの出力信号波形の模式図であり、ＣＬＫはクロック制御信号で、ＳＩＧ１は信号処理チップの出力信号である。ＳＩＧ１の各ビット(ｂｉｔ)の出力はクロック信号の制御のもとで１つずつ出力されるが、クロックスイッチの遅延の差などの原因のため、信号がクロック信号とともに出力される期間において、前後に出力されるｂｉｔ同士には出力波動が存在し、これにより、出力にばらつきが存在する。
【００２７】
図４は従来技術の磁気イメージセンサーにおける信号処理チップの出力信号波形と増幅された後の信号の波形であり、出力波動付きの信号であるＳＩＧ１が増幅された後、波動信号が増幅されるため、(図４におけるサンプリング区間１のように)信号における有効なサンプリング区間が縮小されることになり、ひいては、(図４におけるサンプリング区間２のように)安定的なサンプリング区間がなくなる。
【００２８】
本発明の実施例の磁気イメージセンサーを適用して、信号サンプルホールド回路によって、磁気センサー出力信号であるＳＩＧ１を維持し、ＳＩＧ１はまず信号サンプルホールド回路の第１演算増幅器Ａ１の入力端に接続及び入力され、サンプリングスイッチＳ１を介して第２演算増幅器Ａ２の入力端に入力され、最後は、第２演算増幅器Ａ２によってＳＩＧ２として出力され、出力された信号ＳＩＧ２の波形は図５に示されるようである。
【００２９】
ここで、制御スイッチＳ１はクロック制御信号ＣＬＫの低レベルの場合にオンすることができ、ＳＩＧ１の電気信号は第１演算増幅器Ａ１によって保持キャパシタＣ２を迅速に充電し、保持キャパシタＣ２の電気信号はＳＩＧ１の電気信号に従って変化して、信号がサンプリングされて出力されるＳＩＧ２はＳＩＧ１に従って変化する。制御スイッチＳ１はＣＬＫ信号の高レベルの場合にオフし、この際、ＳＩＧ２出力信号は、次のサンプリング期間(ＣＬＫ低レベル)で制御スイッチＳ１がオンするまでに、制御スイッチＳ１がオフされた際のＳＩＧ１信号に維持される。
【００３０】
図６はＳＩＧ２が増幅された信号であり、図６に示されるように、信号には既に波動がなくなり、信号が増幅された後でもサンプリングに影響を与えることはない。
【００３１】
選択可能な実施形態として、この磁気イメージセンサーは、永久磁石２と少なくとも１つの磁気センシングチップ５との間に設けられるとともに、永久磁石２によって生じられる磁界を均一にするように設けられる金属板をさらに含む。
【００３２】
選択可能な実施形態として、この磁気イメージセンサーは、永久磁石２と金属板が内部に取り付けられる筐体をさらに含む。
【００３３】
選択可能な実施形態として、この磁気イメージセンサーは、少なくとも１つの磁気センシングチップ５、信号処理チップ６、信号サンプルホールド回路が搭載されるように設けられるとともに、筐体の片側に設けられる回路基板をさらに含む。
【００３４】
選択可能な実施形態として、この磁気イメージセンサーは、回路基板の外側を覆って設けられるとともに、回路基板に搭載される回路とチップを保護するように設けられる保護用カバープレートをさらに含む。
【００３５】
選択可能な実施形態として、筐体に貫通孔が設けられ、インターフェースモジュールは回路基板における貫通孔に対応される位置に設けられる。
【００３６】
選択可能な実施形態として、この磁気イメージセンサーは、回路基板と保護用カバープレートとの間に支持されるとともに、回路基板に搭載される回路及びチップと保護用カバープレートとの間に空間を有するように設けられるスペーサをさらに含む。
【００３７】
選択可能な実施形態として、保護用カバープレートはステンレスカバープレートである。
【００３８】
選択可能な実施形態として、図１に示されるように、この実施例による磁気イメージセンサーは支持の機能をしている筐体１を含み、筐体内に一定の磁界を生じさせる永久磁石２が設けられる。永久磁石２の上方には、永久磁石２によって生じられる不均一な磁界を均一にすることができる鉄板(金属板)３を有し、鉄板３の上方には、主に基本的な回路接続及び信号出力を実現する回路基板４を有し、回路基板４の上には、磁気感知抵抗チップ(磁気センシングチップ)５と信号処理チップ６が搭載される。
【００３９】
磁気センシングチップ５は、磁気情報を検出する際に、磁気情報が磁気センシングチップ５上方を通る際に起こされた磁界の変更によって抵抗値を変更し、磁気センシングチップ５の抵抗値の変更は電圧信号に変化する。信号処理チップ６は電圧信号を順に出力端に出力する。回路基板４の上にはスペーサ７を有し、スペーサ７の上方には、回路基板４に搭載されるチップを保護することができるステンレス保護用カバープレート８を有する。スペーサ７は、回路基板４と保護機能しているステンレス保護用カバープレート８とを緊密に結合させることができ、チップに対する保護機能を発するように、磁気感知抵抗チップ５及び信号処理チップ６の上方に空間を形成させる。それとともに、スペーサ７はその上方の保護用カバープレート８に対して支持する機能をする。
【００４０】
以上の説明は単に本願の好適な実施形態であり、当業者にとって、本願の主旨を逸脱しない限り、一部の改善と潤色を行うことができ、これらの改善と潤色は本願の範囲に含まれることを理解すべきである。
【図１】
2021505999.tif 000003
【図２】
2021505999.tif 000004
【図３】
2021505999.tif 000005
【図４】
2021505999.tif 000006
【図５】
2021505999.tif 000007
【図６】
2021505999.tif 000008
【国際調査報告】
2021505999.tif 000009
2021505999.tif 000010
2021505999.tif 000011
2021505999.tif 000012
2021505999.tif 000013