(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気インピーダンス効果素子と、
その磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界を印加する励磁コイルと、
その励磁コイルに通電するコイル駆動回路と、
前記磁気インピーダンス効果素子をパルスで駆動する素子駆動回路と、
その素子駆動回路に同期して前記磁気インピーダンス効果素子のパルス電圧を保持するサンプル・ホールド回路を有する検出回路を備えたことを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
請求項１記載において、前記サンプル・ホールド回路のホールドタイミングは、前記素子駆動回路のパルス後縁で行なわれるように構成されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
請求項１記載において、前記励磁コイルが１つ設けられ、前記コイル駆動回路はその励磁コイルに通電する電流の向きを交互に反転するようになっており、そのコイル駆動回路と同期して前記磁気インピーダンス効果素子を駆動するように構成されていることを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気インピーダンス効果素子（以下、ＭＩ素子と略称する）を使用した磁気センサに係り、例えば第１のＭＩ素子と第２のＭＩ素子を互いに平行に配置して、その第１のＭＩ素子と第２のＭＩ素子にバイアス磁界を印加する励磁コイルを備えた磁気センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気インピーダンス効果（以下、ＭＩ効果と略称する）は、高透磁率を有する磁性体に高周波電流を流した際の表皮効果により、その磁性体のインピーダンスが外部磁界によって変化する現象である。
【０００３】
図６はこのＭＩ効果を利用した従来のＭＩ素子の駆動回路図である。第１の線状磁性体５１と第２の線状磁性体５２が互いに平行に配置され、第１の線状磁性体５１に対して直流バイアス磁界付加用の第１の励磁コイル５３が巻回され、第２の線状磁性体５２に対して第２の励磁コイル５４が巻回されている。第１の励磁コイル５３と第２の励磁コイル５４に流すコイル電流の方向は、線状磁性体５１，５２に流すワイヤ電流に対して一方が左回り、他方が右回りになるように構成されている。このように線状磁性体５１，５２を複数本（この例ては２本）使用することにより、センサとしての感度の向上と温度特性の向上を図ることができる。
【０００４】
図中の５５はクロック発生器、５６はクロック発生器５５からのクロック信号に基づいて前記第１の線状磁性体５１と第２の線状磁性体５２に対してそれぞれパルス電流を流す素子駆動回路、５７は検出回路で、平滑回路５８とオペアンプ５９から構成されている。また、平滑回路５８はダイオード（ＳＢＤ  Schottky Barrier Diode）と平滑用コンデンサと抵抗から構成されている。図７はこの駆動回路の各部の波形図である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この従来のＭＩ素子の駆動回路は、線状磁性体５１，５２に印加されるパルス電圧を平滑回路５８で平滑にして、オペアンプ５９に入力していた。ところで平滑回路５８を構成しているダイオード（ＳＢＤ）の電圧降下があるため、波形▲３▼（図７参照）の高さが平滑回路５８で維持できず、その結果図７の波形▲４▼のようになり、パルス電圧が正確に検出できず、誤差が生じる。また、パルスの駆動周波数が変更になると、平滑用コンデンサと抵抗の値を変更する必要があるなどの不都合があった。
【０００６】
本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、ＭＩ素子のパルス電圧が正確に検出でき、またパルスの駆動周波数が変更になっても時定数の調整が不要な磁気センサを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、例えば線状磁性体などからなる１つ若しくは複数の磁気インピーダンス効果素子と、その磁気インピーダンス効果素子にバイアス磁界を印加する励磁コイルと、その励磁コイルに通電するコイル駆動回路と、前記磁気インピーダンス効果素子をパルスで駆動する素子駆動回路と、その素子駆動回路に同期して前記磁気インピーダンス効果素子のパルス電圧を保持するサンプル・ホールド回路を有する検出回路を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は前述のような構成になっており、従来の平滑回路に代えて検出回路にサンプル・ホールド回路またはピークホールド回路を用いたため、ＭＩ素子のパルス電圧を保持してそれを正確に検出できるから、検出誤差が少なく信頼性の向上が図れる。また、パルスの駆動周波数が変更になっても、従来のように時定数の調整をする必要がなく、そのため取扱いが便利である。
【０００９】
次に本発明の実施の形態を図とともに説明する。図１は第１の実施の形態に係るＭＩ素子の駆動回路図、図２はその駆動回路の各部の波形図である。
【００１０】
第１の線状磁性体１と第２の線状磁性体２が互いに平行に配置され、この線状磁性体１，２としては例えばＦｅ−Ｃｏ−Ｓｉ−Ｂ系の合金組成からなる零磁歪アモルファスワイヤが好適である。この線状磁性体１，２に対して直流バイアス磁界印加用の第１の励磁コイル３と第２の励磁コイル４がそれぞれ数十ターンずつ個別に巻回されている。
【００１１】
図中の５はクロック発生器、６はパルス列電流を前記第１の線状磁性体１と第２の線状磁性体２へ流す素子駆動回路である。この素子駆動回路６は電流値が１０ｍＡ以上に設定された電流出力型のもので、また素子駆動回路６はデジタル回路のゲートに少なくとも線状磁性体１，２のインピーダンスの１０倍以上の抵抗Ｒを接続している。
【００１２】
７は検出回路で、前記第１の線状磁性体１の両端ピーク電圧を所定のタイミングでサンプリングしてホールドする第１のサンプル・ホールド回路８と、前記第２の線状磁性体２の両端ピーク電圧を所定のタイミングでサンプリングしてホールドする第２のサンプル・ホールド回路９と、両サンプル・ホールド回路８，９の出力信号を入力して差動増幅するオペアンプ１０で構成されている。なお、サンプル・ホールド回路８，９のホールドタイミングは、前記素子駆動回路６のパルス後縁で行なわれるように構成されている。
【００１３】
このように従来の平滑部に代わりに第１のサンプル・ホールド回路８と第２のサンプル・ホールド回路９を設けることにより、それに入力されるクロック信号で、図２に示すように▲３▼の波形の波高値を正確にホールドすることができる。
【００１４】
図３は第２の実施の形態に係るＭＩ素子の駆動回路図、図４はその駆動回路に用いるＭＩ素子の構成図、図５はその駆動回路の各部のタイミングチャートである。この実施の形態に係るＭＩ素子は、図４に示すように平行に配置された第１の線状磁性体１１と第２の線状磁性体１２に対して１本の励磁コイル１３が巻回されている。従って励磁コイル１３の芯部に、第１の線状磁性体１１と第２の線状磁性体１２が配置されている。
【００１５】
図３において１４はクロック発生器、１５は分周器、１６は第１のアンドゲート、１７は第２のアンドゲート、１８は素子駆動回路、１９は前記励磁コイル１３への通電をオンオフ制御するスイッチング素子を備えたコイル駆動回路で、励磁コイル１３によって発生するバイアス磁界の向きが周期的に反転するように構成されている（図４の矢印Ｙ１，Ｙ２参照  なお、図４の矢印Ｘ１，Ｘ２は線状磁性体１１，１２へ通電する電流方向を示している）。
【００１６】
２０は検出回路で、スイッチング回路２１と、前記第１の線状磁性体１１の両端ピーク電圧を所定のタイミングでサンプリングしてホールドする第１のサンプル・ホールド回路２２と、前記第２の線状磁性体１２の両端ピーク電圧を所定のタイミングでサンプリングしてホールドする第２のサンプル・ホールド回路２３と、両サンプル・ホールド回路２２，２３の出力信号を入力して差動増幅するオペアンプ２４で構成されている。前記スイッチング回路２１は、前記コイル駆動回路１９と同期がとられている。
【００１７】
図５はこの駆動回路図の各部のタイミングチャートで、図中のＣＫ２とＣＫ４で励磁コイル１２によって発生するバイアス磁界の向きが周期的に反転するようになっている。またこのコイル駆動と同期して、ＭＩ駆動パルスにより第１の線状磁性体１１と第２の線状磁性体１２が順次駆動される。
【００１８】
前記実施の形態では第１の線状磁性体と第２の線状磁性体を共に平行に配置したが、両者を例えば直角など定まった角度に配置することもできる。また前記の実施の形態では線状磁性体を２本用いたが、３本以上の複数本でも構わない。
【００１９】
前記実施の形態ではサンプル・ホールド回路を用いたが、その代わりにピークホールド回路を用いることもできる。
【００２０】
本発明のＭＩ素子駆動回路は、例えば磁界の強さ、向き、分布などを検出、測定する磁気センサや磁気方位センサなどの駆動回路に適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明は前述のような構成になっており、従来の平滑回路に代えて検出回路にサンプル・ホールド回路を用いたため、ＭＩ素子のパルス電圧を保持してそれを正確に検出できるから、検出誤差が少なく信頼性の向上が図れる。また、パルスの駆動周波数が変更になっても、従来のように時定数の調整をする必要がなく、そのため取扱いが便利である。
【００２２】
請求項３記載の本発明は前述のような構成になっており、ＭＩ素子にバイアス磁界を印加する励磁コイルが１つで済むから、複数の励磁コイルを用いた場合のように励磁コイル間の特性調整が不要となり、組み立て作業が容易になる。また、励磁コイルが１つであるから小型化、軽量化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気インピーダンス効果素子の駆動回路図である。
【図２】第１の実施の形態に係る磁気インピーダンス効果素子の駆動回路の各部の波形図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る磁気インピーダンス効果素子の駆動回路図である。
【図４】第２の実施の形態に係る磁気インピーダンス効果素子の構成図である。
【図５】第２の実施の形態に係る駆動回路のタイミングチャートである。
【図６】従来の磁気インピーダンス効果素子の駆動回路図である。
【図７】従来の磁気インピーダンス効果素子の駆動回路の各部の波形図である。
【符号の説明】
１，１１  第１の線状磁性体
１，１２  第２の線状磁性体
３  第１の励磁コイル
４  第２の励磁コイル
５，１４  クロック発生器
６，１８  素子駆動回路
７，２０  検出回路
８，２２  第１のサンプル・ホールド回路
９，２３  第２のサンプル・ホールド回路
１０，２４  オペアンプ
１３  励磁コイル
１５  分周器
１６  第１のアンドゲート
１７  第２のアンドゲート
１９  コイル駆動回路
２１  スイッチング回路
【図１】
0004418042.tif 000002
【図２】
0004418042.tif 000003
【図３】
0004418042.tif 000004
【図４】
0004418042.tif 000005
【図５】
0004418042.tif 000006
【図６】
0004418042.tif 000007
【図７】
0004418042.tif 000008