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公開番号2025099365
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-03
出願番号2023215980
出願日2023-12-21
発明の名称磁気センサ装置
出願人愛知製鋼株式会社
代理人弁理士法人あいち国際特許事務所
主分類G01R 33/02 20060101AFI20250626BHJP(測定;試験)
要約【課題】サンプリングの高速化が可能な磁気センサ装置を提供しようとするものである。
【解決手段】磁気センサ装置1は、磁気検出素子2と、磁気検出素子2に対して周期的に励磁する通電回路3と、周期的な励磁に伴い磁気検出素子2に発生する検出信号S1が入力される磁気検出回路4とを備える。磁気検出回路4は、磁気検出素子2に対して電気的に並列接続され、通電回路3による異なる励磁タイミングにおける検出信号S1を保持してアナログのホールド信号S2として出力する複数のサンプルホールド回路41と、ホールド信号S2をデジタル信号に変換するAD変換回路42とを備える。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
磁気検出素子と、
前記磁気検出素子に対して周期的に励磁する通電回路と、
周期的な励磁に伴い前記磁気検出素子に発生する検出信号が入力される磁気検出回路と、を備える、磁気センサ装置であって、
前記磁気検出回路は、
前記磁気検出素子に対して電気的に並列接続され、前記通電回路による異なる励磁タイミングにおける前記検出信号を保持してアナログのホールド信号として出力する複数のサンプルホールド回路と、
前記ホールド信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換処理を行うＡＤ変換回路と、を備える、磁気センサ装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
複数の前記サンプルホールド回路のそれぞれに対応する複数の前記ＡＤ変換回路を備える、請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項３】
複数の前記サンプルホールド回路のうちの一部を構成する第１グループについて、対応する前記ＡＤ変換回路は、前記アナログデジタル変換処理を同じタイミングで行い、
複数の前記サンプルホールド回路のうちの他の一部を構成する第２グループについて、対応する前記ＡＤ変換回路は、前記アナログデジタル変換処理を同じタイミングで行い、
前記第１グループに対応する前記ＡＤ変換回路と前記第２グループに対応する前記ＡＤ変換回路とは、前記アナログデジタル変換処理を異なるタイミングで行う、請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項４】
複数の前記サンプルホールド回路のうちの全部について、対応する前記ＡＤ変換回路は、前記アナログデジタル変換処理を同じタイミングで行う、請求項２に記載の磁気センサ装置。
【請求項５】
さらに、２つ以上の前記サンプルホールド回路と１つの前記ＡＤ変換回路との接続を切り替える切替器を備える、請求項１に記載の磁気センサ装置。
【請求項６】
２つ以上の前記サンプルホールド回路と接続可能に設けられる複数の前記ＡＤ変換回路を備え、
複数の前記ＡＤ変換回路は、前記アナログデジタル変換処理を同じタイミングで行う、請求項５に記載の磁気センサ装置。
【請求項７】
さらに、前記ＡＤ変換回路からの前記デジタル信号に基づいて、磁気検出情報を生成する信号生成処理を行う信号処理回路を備え、
前記信号処理回路は、複数の前記ホールド信号に基づく複数の前記デジタル信号を、同じタイミングで取得する、請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項８】
さらに、前記ＡＤ変換回路からの前記デジタル信号に基づいて、磁気検出情報を生成する信号生成処理を行う信号処理回路を備え、
前記信号処理回路は、前記信号生成処理を、前記アナログデジタル変換処理と異なるタイミングで行う、請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項９】
さらに、前記磁気検出素子と前記サンプルホールド回路との間の信号線に、基準電圧をプリチャージするプリチャージ回路を備える、請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記磁気検出素子は、感磁体及び検出コイルを備えており、前記感磁体へ励磁電流が供給されることにより前記検出コイルに生じる誘導起電圧が、前記検出信号として出力され、
前記通電回路は、前記磁気検出素子に周期的に前記励磁電流を供給する、請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気センサ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気検出素子を用いた磁気センサ装置は、一般に、磁気検出素子に対して励磁を行う通電回路と、励磁に伴い磁気検出素子に発生する検出信号が入力される磁気検出回路とを備えている。磁気検出回路は、磁気検出素子への通電タイミングと同期させた所定のタイミングで、周期的にサンプリングを行い、測定対象となる外部磁場の強さを検出するように構成されている。
【０００３】
磁気センサ装置は、種々の分野における応用が検討されており、例えば、特許文献１には、電子機器に搭載される小型のセンサパッケージとしたものが提案されている。このセンサパッケージは、磁気センサとして互いに独立に動作可能な２つの電子部品チップが、基板上に離間して配置されたもので、２つの電子部品チップは、それぞれセンサ素子とセンサ素子からの信号が入力される集積回路とを備えている。２つの電子部品チップは互いに電気的に絶縁されており、別々の電源に接続されている。さらに、各電子部品チップに接続されるワイヤなどの導体が相互接触しないように、基板の隣り合う辺に各電子部品チップ用の端子がまとめて配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第７１９２６８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、磁気センサ装置による磁気検出の高速化が求められている。一方、特許文献１に開示されたセンサパッケージは、２つの電子部品チップのうちの１つを予備として用い、例えば、故障時に稼働させることで、動作の信頼性を高めようとするもので、高速化には対応していない。また、２つの電子部品チップの両方を稼働させることで、サンプリングの間隔を短くすることも考えられるが、さらなる高速化を図るために、例えば、電子部品チップの数をさらに増やそうとすると、次のような不具合が生じる。すなわち、電子部品チップの数に応じた部品が必要となるだけでなく、電気的な絶縁の観点から端子や導体の配置が制約されることにより、装置が大型化しやすくなる。また、各電子部品チップのセンサ素子を近接配置することが難しくなり、センサ素子の位置に依存する誤差が生じやすくなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、サンプリングの高速化が可能な磁気センサ装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る磁気センサ装置は、
磁気検出素子と、
前記磁気検出素子に対して周期的に励磁する通電回路と、
周期的な励磁に伴い前記磁気検出素子に発生する検出信号が入力される磁気検出回路と、を備える、磁気センサ装置であって、
前記磁気検出回路は、
前記磁気検出素子に対して電気的に並列接続され、前記通電回路による異なる励磁タイミングにおける前記検出信号を保持してアナログのホールド信号として出力する複数のサンプルホールド回路と、
前記ホールド信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換処理を行うＡＤ変換回路と、を備える、磁気センサ装置にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成の磁気センサ装置においては、通電回路により磁気検出素子が周期的に励磁され、それに伴い磁気検出素子に発生する検出信号が、磁気検出回路へ周期的に入力される。磁気検出回路の複数のサンプルホールド回路は、それぞれ異なる励磁タイミングにおける検出信号を保持することができるので、励磁の周期を調整することによりサンプリングの高速化が可能になる。複数のサンプルホールド回路からのホールド信号は、適時ＡＤ変換回路へ出力され、アナログデジタル変換処理されて、デジタル信号として出力される。このとき、アナログデジタル変換処理のタイミングは、任意に設定可能であり、例えば、複数のホールド信号の処理をまとめて行うことで処理期間を短縮することができる。これにより、励磁の周期をさらに短くすることが可能になり、サンプリングの高速化を図りやすい。
【０００９】
以上のように、上記態様によれば、サンプリングの高速化が可能な磁気センサ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係る磁気センサ装置の基本構成を示すブロック図である。
実施の形態１における、磁気センサ装置の構成例を示す回路図である。
実施の形態１における、磁気センサ装置の基本動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態１における、磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態１における、磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態２に係る磁気センサ装置の構成例を示す回路図である。
実施の形態２における、磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態２における、磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態３に係る磁気センサ装置の構成例を示す回路図である。
実施の形態３における、磁気センサ装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態３における、磁気センサ装置の動作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】
（【００１１】以降は省略されています）

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