[发明专利]磁性传感器装置

说明书

技术领域

本发明涉及将磁场强度转换为电信号的磁性传感器装置，例如涉及用于折叠式便携电话机、笔记本电脑等中的开闭状态探测用传感器、或电机的旋转位置探测传感器等的磁性传感器装置。

背景技术

作为折叠式便携电话机、笔记本电脑等中的开闭状态探测用传感器，此外作为电机的旋转位置探测传感器使用磁性传感器装置。

磁性传感器装置通过磁电转换元件（例如霍尔元件）输出与磁场强度或磁通密度成比例的电压，用放大器放大其输出电压，利用比较器进行判定，以H信号或L信号这二个值输出。由于磁电转换元件的输出电压微小，所以磁电转换元件具有的偏置电压（元件偏置电压）或放大器、比较器具有的偏置电压（输入偏置电压）、或磁性传感器装置内的噪声成为问题。元件偏置电压主要因为磁电转换元件从封装件受到应力等而产生。输入偏置电压主要因为构成放大器的输入电路的元件特性偏差等而产生。噪声主要因为构成电路的单个晶体管具有的闪变噪声、单个晶体管或电阻元件具有的热噪声而产生。

已设计出降低上述的磁电转换元件或放大器具有的偏置电压的影响的磁性传感器装置（例如，参照专利文献1）。图4所示的现有的磁性传感器装置，具备：作为磁电转换元件的霍尔元件51；开关切换电路52；差动放大器53；比较器54；检测电压设定电路55；第一电容C51和第二电容C52；以及第一开关S51和第二开关S52。

差动放大器53为如图5所示的仪表放大器结构，具备差动放大器61、62和电阻R61、R62、R63。差动放大器61和62分别作为非反相放大器进行工作。差动放大器53的第一输入端子与差动放大器61的非反相输入端子E61连接，第二输入端子与差动放大器62的非反相输入端子E62连接，第一输出端子与差动放大器61的输出端子E63连接，第二输出端子与差动放大器62的输出端子E64连接。通过使差动放大器53为这样的仪表放大器结构，能够抑制差动输入中的同相噪声的影响。这里，差动放大器61和62的放大率被设定为相等。

图6中示出现有的磁性传感器装置的动作的时序图。检测动作的一个周期T被分为：根据上述开关切换电路52的动作，将电源电压输入霍尔元件51的第一端子对A－C，并从第二端子对B－D输出检测电压的第一检测状态T1；和将电源电压输入第二端子对B－D，并从第一端子对A－C输出检测电压的第二检测状态T2。此外，根据各开关的开闭分为第1采样阶段F1、第2采样阶段F2、比较阶段F3。然后，在比较阶段F3中除去各偏置分量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－281801号公报。

但是，现有的磁性传感器装置中，为了抵消偏置分量，需要进行设置如采样阶段和比较阶段那样多个信号处理期间的分时动作，不适合高速信号处理。此外，为了进行分时动作需要开关电路、电容元件的连接，电路结构变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性传感器装置，以有效利用多个霍尔元件和具有多个差动输入对的比较器，通过抵消霍尔元件的偏置分量来实现高精度的磁场强度检测，且高速进行信号处理。

为了解决现有的这样的问题点，本发明的磁性传感器装置为如下结构。

一种磁性传感器装置，其中包括：多个霍尔元件；与多个霍尔元件的各个连接的多个可变电阻；连接多个霍尔元件的各个的多个差动放大器；以及具有与多个差动放大器分别连接的多个差动输入对的比较器。

依据本发明的磁性传感器装置，能以小规模电路任意设定磁场强度的检测电压电平，因此能够消除霍尔元件偏置，且，能够高速进行信号处理。

附图说明

图1是示出本实施方式的磁性传感器装置的电路图；

图2是示出本实施方式的霍尔元件和可变电阻的电路图；

图3是一例本实施方式中使用的比较器的电路图；

图4是现有的磁性传感器装置的电路图；

图5是一例现有的磁性传感器装置的差动放大器的电路图；

图6是现有的磁性传感器装置的时序图。

具体实施方式

以下，根据附图详细说明本发明的实施的方式。本发明的磁性传感器装置作为折叠式便携电话机、笔记本电脑等中的开闭状态探测传感器或电机的旋转位置探测传感器等、探测磁场强度的状态的传感器而被广泛利用。以下的实施方式中，虽然对于利用霍尔元件的磁性传感器装置进行说明，但是本发明的磁性传感器装置也能取代响应磁场强度进行电压输出的霍尔元件，而采用根据加速度、压力等的各物理量进行同样的电压输出的转换元件。