JPH06307872A - 地磁気方位センサー - Google Patents
地磁気方位センサーInfo
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- JPH06307872A JPH06307872A JP5123077A JP12307793A JPH06307872A JP H06307872 A JPH06307872 A JP H06307872A JP 5123077 A JP5123077 A JP 5123077A JP 12307793 A JP12307793 A JP 12307793A JP H06307872 A JPH06307872 A JP H06307872A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＭＲ素子の出力特性に、バルクハウゼンノイ
ズやヒステリシス特性の影響を与えることなく、地磁気
方位検出の信頼性の向上及び検出精度の向上を図る。 【構成】 ２つのＭＲ素子１ａ及び１ｂをそれぞれ容易
軸方向を違えて配置し、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂに対応
して、容易軸方向にセンス電流を流すセンス電流源３
と、あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で
交番するバイアス磁界ＨB を印加するバイアス磁界印加
手段４と、バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応じ
て周期的に変化する抵抗値Ｒのセンス電流に基づく端子
間の電圧レベルＶｓのうち、外部磁界ＨE によって周期
的に現れる特異の電圧レベルＶｓを取り出して平均化す
る信号処理手段１３とを設けて構成する。
ズやヒステリシス特性の影響を与えることなく、地磁気
方位検出の信頼性の向上及び検出精度の向上を図る。 【構成】 ２つのＭＲ素子１ａ及び１ｂをそれぞれ容易
軸方向を違えて配置し、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂに対応
して、容易軸方向にセンス電流を流すセンス電流源３
と、あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で
交番するバイアス磁界ＨB を印加するバイアス磁界印加
手段４と、バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応じ
て周期的に変化する抵抗値Ｒのセンス電流に基づく端子
間の電圧レベルＶｓのうち、外部磁界ＨE によって周期
的に現れる特異の電圧レベルＶｓを取り出して平均化す
る信号処理手段１３とを設けて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子を用
いた地磁気方位センサーに関する。
いた地磁気方位センサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の地磁気方位センサーとしては、図
３６に示すような磁石式の地磁気方位センサーが知られ
ている。
３６に示すような磁石式の地磁気方位センサーが知られ
ている。
【０００３】図３６に示す地磁気方位センサーは、方位
盤１０１の中心に、上端に方位を指示する指針１０２を
有する磁針（図示せず）を回転自在に支持した構成を有
する。方位盤１０１の周囲には、北，東，南，西を表す
記号が時計回りにＮ，Ｅ，Ｓ，Ｗの英文字で印刷されて
いる。
盤１０１の中心に、上端に方位を指示する指針１０２を
有する磁針（図示せず）を回転自在に支持した構成を有
する。方位盤１０１の周囲には、北，東，南，西を表す
記号が時計回りにＮ，Ｅ，Ｓ，Ｗの英文字で印刷されて
いる。
【０００４】この図３６で示す磁石式の地磁気方位セン
サーは、回転、振動等の加速度が磁針に慣性モーメント
の影響を与えるため、方位の決定に時間がかかるという
問題があり、可動部があるため、耐久性・耐振性にも問
題があった。また、方位決定の精度も不十分であるとい
う問題もある。
サーは、回転、振動等の加速度が磁針に慣性モーメント
の影響を与えるため、方位の決定に時間がかかるという
問題があり、可動部があるため、耐久性・耐振性にも問
題があった。また、方位決定の精度も不十分であるとい
う問題もある。
【０００５】そこで、従来では、直交配列された２つの
磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と記す）による
地磁気方位センサーが提案されている（例えば特開昭６
１−２６２６１３号公報参照）。
磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と記す）による
地磁気方位センサーが提案されている（例えば特開昭６
１−２６２６１３号公報参照）。
【０００６】この地磁気方位センサーは、測定すべき磁
界を、直交配列された２つのＭＲ素子で計測し、その計
測値をベクトル合成して地磁気の方位を求めるようにし
ている。この地磁気方位センサーによれば、上記磁石式
の地磁気方位センサーのような可動部がないため、耐久
性・耐振性に優れ、方位決定も短時間で済むという利点
がある。
界を、直交配列された２つのＭＲ素子で計測し、その計
測値をベクトル合成して地磁気の方位を求めるようにし
ている。この地磁気方位センサーによれば、上記磁石式
の地磁気方位センサーのような可動部がないため、耐久
性・耐振性に優れ、方位決定も短時間で済むという利点
がある。
【０００７】この地磁気方位センサーは、ＭＲ素子のＲ
−Ｈ特性、即ちＭＲ素子の抵抗値が、ＭＲ素子の困難軸
方向に印加される磁界の強さによって変化する特性を利
用したものであり、このＲ−Ｈ特性は、図３７に示すよ
うに、困難軸方向の磁界成分の絶対値が大きくなるに従
って、抵抗値Ｒが徐々に減少する特性を有する。
−Ｈ特性、即ちＭＲ素子の抵抗値が、ＭＲ素子の困難軸
方向に印加される磁界の強さによって変化する特性を利
用したものであり、このＲ−Ｈ特性は、図３７に示すよ
うに、困難軸方向の磁界成分の絶対値が大きくなるに従
って、抵抗値Ｒが徐々に減少する特性を有する。
【０００８】上記地磁気方位センサーにて、実際に地磁
気方位を検出する場合には、マグネットを配置して、Ｍ
Ｒ素子の困難軸方向に予め固定のバイアス磁界ＨB(DC)
を印加することにより、その動作点ＡをＲ−Ｈ特性曲線
の直線部分の中央にもってくるようにしている。これ
は、検出感度を高めるためである。
気方位を検出する場合には、マグネットを配置して、Ｍ
Ｒ素子の困難軸方向に予め固定のバイアス磁界ＨB(DC)
を印加することにより、その動作点ＡをＲ−Ｈ特性曲線
の直線部分の中央にもってくるようにしている。これ
は、検出感度を高めるためである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
地磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子に固定のバ
イアス磁界ＨB(DC) を印加するようにしているため、そ
の出力特性、即ちＲ−Ｈ特性に、バルクハウゼンノイズ
と、ヒステリシス特性の影響を受け易く、地磁気方位セ
ンサーとしての信頼性に欠けるという問題がある。
地磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子に固定のバ
イアス磁界ＨB(DC) を印加するようにしているため、そ
の出力特性、即ちＲ−Ｈ特性に、バルクハウゼンノイズ
と、ヒステリシス特性の影響を受け易く、地磁気方位セ
ンサーとしての信頼性に欠けるという問題がある。
【００１０】一般に、ＭＲ素子のような形状磁気異方性
を有する小さな素子は、不均一な磁壁移動（バルクハウ
ゼン効果）によるノイズ（以下、ＢＨＮと記す）が現れ
易い。例えば、図３８に示すように、ＭＲ素子１０３の
長軸に対して誘導磁気異方性の傾きを０°とし、このＭ
Ｒ素子１０３に外部磁界ＨE をＭＲ素子１０３の短軸方
向とΔφの角度で印加した場合、そのときのＲ−Ｈ特性
をみると、図３９Ｂに示すように、Δφ＝０°のとき
は、ＢＨＮの無い特性となるが、外部磁界ＨE の方向が
上記短軸方向からどちらに傾いてもＢＨＮが現れる。図
３９Ａ及びＣは、それぞれΔφ＝−２°及びΔφ＝＋２
°の場合のＲ−Ｈ特性を示す。これらの図で示す特性曲
線のうち、不連続な部分がＢＨＮである。
を有する小さな素子は、不均一な磁壁移動（バルクハウ
ゼン効果）によるノイズ（以下、ＢＨＮと記す）が現れ
易い。例えば、図３８に示すように、ＭＲ素子１０３の
長軸に対して誘導磁気異方性の傾きを０°とし、このＭ
Ｒ素子１０３に外部磁界ＨE をＭＲ素子１０３の短軸方
向とΔφの角度で印加した場合、そのときのＲ−Ｈ特性
をみると、図３９Ｂに示すように、Δφ＝０°のとき
は、ＢＨＮの無い特性となるが、外部磁界ＨE の方向が
上記短軸方向からどちらに傾いてもＢＨＮが現れる。図
３９Ａ及びＣは、それぞれΔφ＝−２°及びΔφ＝＋２
°の場合のＲ−Ｈ特性を示す。これらの図で示す特性曲
線のうち、不連続な部分がＢＨＮである。
【００１１】地磁気方位センサーは、その用途上、全方
位にわたって地磁気を受けるため、従来の地磁気方位セ
ンサーのように、固定のバイアス磁界ＨB(DC) を印加し
た場合、例えば図４０に示すように、ＢＨＮによる不連
続部が、特性曲線上、固定のバイアス磁界ＨB(DC) に対
応した部分よりも小さい磁界レベルに対応した部分にあ
る場合、短軸成分の方向が、固定のバイアス磁界Ｈ
B(DC) の方向と反対の方向である外部磁界ＨE が存在す
るときに、２値の抵抗値Ｒ1 及びＲ2 を示すことにな
り、検出誤差の増大を招く。
位にわたって地磁気を受けるため、従来の地磁気方位セ
ンサーのように、固定のバイアス磁界ＨB(DC) を印加し
た場合、例えば図４０に示すように、ＢＨＮによる不連
続部が、特性曲線上、固定のバイアス磁界ＨB(DC) に対
応した部分よりも小さい磁界レベルに対応した部分にあ
る場合、短軸成分の方向が、固定のバイアス磁界Ｈ
B(DC) の方向と反対の方向である外部磁界ＨE が存在す
るときに、２値の抵抗値Ｒ1 及びＲ2 を示すことにな
り、検出誤差の増大を招く。
【００１２】また、ＭＲ素子１０３を一軸異方性多磁区
粒子としてみた場合、図４１に示すように、方位θによ
ってヒステリシスを有する。従って、例えば図４２に示
すように、外部磁界ＨE の方位角θが４５°から９０°
に変化した場合、その方位角９０°に移る過程が履歴と
なって残り、最終状態である方位角９０°の状態が一義
的に決まらず、検出した方位θの正確性に欠けるという
問題がある。
粒子としてみた場合、図４１に示すように、方位θによ
ってヒステリシスを有する。従って、例えば図４２に示
すように、外部磁界ＨE の方位角θが４５°から９０°
に変化した場合、その方位角９０°に移る過程が履歴と
なって残り、最終状態である方位角９０°の状態が一義
的に決まらず、検出した方位θの正確性に欠けるという
問題がある。
【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ＭＲ素子の出力特性
に、バルクハウゼンノイズやヒステリシス特性の影響を
受けることがなく、信頼性の向上及び検出精度の向上を
図ることができる地磁気方位センサーを提供することに
ある。
ので、その目的とするところは、ＭＲ素子の出力特性
に、バルクハウゼンノイズやヒステリシス特性の影響を
受けることがなく、信頼性の向上及び検出精度の向上を
図ることができる地磁気方位センサーを提供することに
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の地磁気方位セン
サーは、少なくとも２つの磁気抵抗効果素子１ａ及び１
ｂをそれぞれ容易軸方向を違えて配置し、各磁気抵抗効
果素子１ａ及び１ｂに対応して、容易軸方向にセンス電
流を流す手段３と、あるレベルを基準として、磁界レベ
ルが一定周期で交番するバイアス磁界ＨB を印加する手
段４と、上記バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応
じて周期的に変化する抵抗値Ｒの上記センス電流に基づ
く端子間の電圧レベルＶｓのうち、外部磁界ＨE によっ
て周期的に現れる特異の電圧レベルＶｓを取り出して平
均化する信号処理手段１３とを設けて構成する。
サーは、少なくとも２つの磁気抵抗効果素子１ａ及び１
ｂをそれぞれ容易軸方向を違えて配置し、各磁気抵抗効
果素子１ａ及び１ｂに対応して、容易軸方向にセンス電
流を流す手段３と、あるレベルを基準として、磁界レベ
ルが一定周期で交番するバイアス磁界ＨB を印加する手
段４と、上記バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応
じて周期的に変化する抵抗値Ｒの上記センス電流に基づ
く端子間の電圧レベルＶｓのうち、外部磁界ＨE によっ
て周期的に現れる特異の電圧レベルＶｓを取り出して平
均化する信号処理手段１３とを設けて構成する。
【００１５】この場合、上記バイアス磁界ＨB の一部
に、上記磁気抵抗効果素子１ａ及び１ｂが飽和状態に達
する磁界レベルＨｓをもたせる。例えば磁界レベルが平
均化された方形状の波形Ｐｓに、飽和磁界レベルＨｓを
有するインパルス的な波形Ｐｐが重畳されたレベル波形
となるように設定する。なお、各磁気抵抗効果素子１ａ
及び１ｂと信号処理手段１３の初段とを容量結合やトラ
ンス結合して構成してもよい。
に、上記磁気抵抗効果素子１ａ及び１ｂが飽和状態に達
する磁界レベルＨｓをもたせる。例えば磁界レベルが平
均化された方形状の波形Ｐｓに、飽和磁界レベルＨｓを
有するインパルス的な波形Ｐｐが重畳されたレベル波形
となるように設定する。なお、各磁気抵抗効果素子１ａ
及び１ｂと信号処理手段１３の初段とを容量結合やトラ
ンス結合して構成してもよい。
【００１６】
【作用】本発明に係る地磁気方位センサーにおいては、
容易軸方向にセンス電流が供給された磁気抵抗効果素子
（以下、単にＭＲ素子と記す）１ａ及び１ｂに対して、
あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で交番
するバイアス磁界ＨB が印加される。この場合、ＭＲ素
子１ａ及び１ｂの抵抗値Ｒ、即ちセンス電流に基づく端
子間の電圧レベルＶｓ（以下、端子間電圧レベルと記
す）は、バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応じて
周期的に変化する。この状態で、ある方位θを有する外
部磁界（地磁気）ＨE が存在しているとき、バイアス磁
界ＨB の基準レベルが外部磁界ＨE の短軸方向成分で示
すレベルほどシフトする。
容易軸方向にセンス電流が供給された磁気抵抗効果素子
（以下、単にＭＲ素子と記す）１ａ及び１ｂに対して、
あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で交番
するバイアス磁界ＨB が印加される。この場合、ＭＲ素
子１ａ及び１ｂの抵抗値Ｒ、即ちセンス電流に基づく端
子間の電圧レベルＶｓ（以下、端子間電圧レベルと記
す）は、バイアス磁界ＨB の磁界レベルの交番に応じて
周期的に変化する。この状態で、ある方位θを有する外
部磁界（地磁気）ＨE が存在しているとき、バイアス磁
界ＨB の基準レベルが外部磁界ＨE の短軸方向成分で示
すレベルほどシフトする。
【００１７】このとき、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの端子間
電圧レベルＶｓは、同じように、バイアス磁界ＨB の磁
界レベルの交番に応じて周期的に変化することになる
が、バイアス磁界ＨB の基準レベルが、外部磁界ＨE の
短軸方向成分で示すレベルほどシフトしているため、あ
る周期で特異の電圧レベルＶｓが現れる。即ち、この特
異の電圧レベルＶｓは、外部磁界ＨE の方位θを間接的
に示していることになる。
電圧レベルＶｓは、同じように、バイアス磁界ＨB の磁
界レベルの交番に応じて周期的に変化することになる
が、バイアス磁界ＨB の基準レベルが、外部磁界ＨE の
短軸方向成分で示すレベルほどシフトしているため、あ
る周期で特異の電圧レベルＶｓが現れる。即ち、この特
異の電圧レベルＶｓは、外部磁界ＨE の方位θを間接的
に示していることになる。
【００１８】本発明においては、信号処理手段１３に
て、ある周期で現れる上記特異の電圧レベルＶｓを取り
出して平均化する。この平均化処理は、配置されたＭＲ
素子１ａ及び１ｂ全てに対して行われる。従って、各Ｍ
Ｒ素子１ａ及び１ｂに対応した平均化された信号Ｓｖ1
及びＳｖ2 を例えば演算回路２３でベクトル合成するこ
とにより、外部磁界ＨE の方位θが電気的に検出され
る。
て、ある周期で現れる上記特異の電圧レベルＶｓを取り
出して平均化する。この平均化処理は、配置されたＭＲ
素子１ａ及び１ｂ全てに対して行われる。従って、各Ｍ
Ｒ素子１ａ及び１ｂに対応した平均化された信号Ｓｖ1
及びＳｖ2 を例えば演算回路２３でベクトル合成するこ
とにより、外部磁界ＨE の方位θが電気的に検出され
る。
【００１９】このように、本発明に係る地磁気方位セン
サーにおいては、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が有するバ
ルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因する出力
（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁界によっ
て平均化するため、安定した出力を得ることができ、精
度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
サーにおいては、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が有するバ
ルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因する出力
（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁界によっ
て平均化するため、安定した出力を得ることができ、精
度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
【００２０】特に、バイアス磁界ＨB の一部に、上記Ｍ
Ｒ素子１ａ及び１ｂが飽和状態に達する磁界レベルＨｓ
を有するように設定すれば、ＭＲ素子１ａ及び１ｂに残
る方位θの前歴を、上記飽和状態に達する磁界レベルＨ
ｓにて消去することができるため、ヒステリシス特性に
よる検出誤差の発生を防止することができる。
Ｒ素子１ａ及び１ｂが飽和状態に達する磁界レベルＨｓ
を有するように設定すれば、ＭＲ素子１ａ及び１ｂに残
る方位θの前歴を、上記飽和状態に達する磁界レベルＨ
ｓにて消去することができるため、ヒステリシス特性に
よる検出誤差の発生を防止することができる。
【００２１】これは、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの製造中、
あるいは使用中において、帯磁等の不具合が生じても、
上記飽和状態に達する磁界レベルＨｓの印加による消磁
効果により、上記帯磁が消去され、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの出力特性に影響を及ぼすことがなくなる。
あるいは使用中において、帯磁等の不具合が生じても、
上記飽和状態に達する磁界レベルＨｓの印加による消磁
効果により、上記帯磁が消去され、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの出力特性に影響を及ぼすことがなくなる。
【００２２】
【実施例】本発明に係る磁気抵抗効果素子（以下、単に
ＭＲ素子と記す）を用いた地磁気方位センサーは、超高
精細度陰極線管において、地磁気によって発生するミス
ランディングを自動的に補正するシステムにおける地磁
気検出用センサーとして使用される。
ＭＲ素子と記す）を用いた地磁気方位センサーは、超高
精細度陰極線管において、地磁気によって発生するミス
ランディングを自動的に補正するシステムにおける地磁
気検出用センサーとして使用される。
【００２３】通常、カラー陰極線管では、電子銃から出
射された電子ビームが、地磁気により、その軌道が曲げ
られ、蛍光面上でのビーム到達位置（ランディング）が
変化する。特に、高精細度陰極線管においては、ランデ
ィング余裕度が小さいため、このランディングの位置ず
れが色純度の劣化等の問題を引き起こす。
射された電子ビームが、地磁気により、その軌道が曲げ
られ、蛍光面上でのビーム到達位置（ランディング）が
変化する。特に、高精細度陰極線管においては、ランデ
ィング余裕度が小さいため、このランディングの位置ず
れが色純度の劣化等の問題を引き起こす。
【００２４】これを補正するために、ランディング補正
コイルが陰極線管に取り付けられ、このランディング補
正コイルに地磁気の方位・強度に応じて自動的にランデ
ィング補正に必要な最適電流を流すことにより、電子ビ
ームを制御して、ミスランディングを防止するようにし
ている。
コイルが陰極線管に取り付けられ、このランディング補
正コイルに地磁気の方位・強度に応じて自動的にランデ
ィング補正に必要な最適電流を流すことにより、電子ビ
ームを制御して、ミスランディングを防止するようにし
ている。
【００２５】本発明に係る地磁気方位センサーは、この
ようなミスランディング補正における地磁気方位検出用
として使用されるものである。
ようなミスランディング補正における地磁気方位検出用
として使用されるものである。
【００２６】また、本発明に係る地磁気方位センサー
は、携帯型の方位計として、従来から用いられてきた磁
石式の地磁気方位センサー（磁気コンパス）の代替とし
ても使用されるものであり、また、自動車等の進路指標
として使用されるナビゲータ装置の方位検出用としても
使用されるものである。
は、携帯型の方位計として、従来から用いられてきた磁
石式の地磁気方位センサー（磁気コンパス）の代替とし
ても使用されるものであり、また、自動車等の進路指標
として使用されるナビゲータ装置の方位検出用としても
使用されるものである。
【００２７】以下、本発明に係る地磁気方位センサーの
いくつかの実施例を図１〜図３５を参照しながら説明す
る。
いくつかの実施例を図１〜図３５を参照しながら説明す
る。
【００２８】まず、第１実施例に係る地磁気方位センサ
ーは、図１に示すように、２つのＭＲ素子（第１のＭＲ
素子１ａ及び第２のＭＲ素子１ｂ）を有する。
ーは、図１に示すように、２つのＭＲ素子（第１のＭＲ
素子１ａ及び第２のＭＲ素子１ｂ）を有する。
【００２９】各ＭＲ素子１ａ及び１ｂは、図２に示すよ
うに、下地ガラス板上に、ＦｅＮｉ系の強磁性体膜（抵
抗変化率３％）を蒸着法等にて形成した後、フォトリソ
グラフィ等のドライプロセスによりパターニングを行っ
て短冊状に形成されて構成され、各ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの両端にはＣｕによる電極導体２ａ及び２ｂがそれぞ
れ形成される。なお、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂは、その
長軸方向に誘導磁気異方性を有するように磁界中にて蒸
着される。本実施例において、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂ
の感知部の長さｎは１０ｍｍ、幅ｗは１０μｍ、厚さは
２５〜１００ｎｍである。
うに、下地ガラス板上に、ＦｅＮｉ系の強磁性体膜（抵
抗変化率３％）を蒸着法等にて形成した後、フォトリソ
グラフィ等のドライプロセスによりパターニングを行っ
て短冊状に形成されて構成され、各ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの両端にはＣｕによる電極導体２ａ及び２ｂがそれぞ
れ形成される。なお、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂは、その
長軸方向に誘導磁気異方性を有するように磁界中にて蒸
着される。本実施例において、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂ
の感知部の長さｎは１０ｍｍ、幅ｗは１０μｍ、厚さは
２５〜１００ｎｍである。
【００３０】そして、この実施例においては、図１に示
すように、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂが、それぞれの長軸
方向が互いに垂直の関係となるように配置される。各Ｍ
Ｒ素子１ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間には、そ
れぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を
流すための定電流源３が接続され、各ＭＲ素子１ａ及び
１ｂに、それぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂに対してバイア
ス磁界ＨB を印加するためのバイアス磁界印加手段４が
設けられている。各ＭＲ素子１ａ及び１ｂの一方の電極
２ｂは、ＧＮＤに接続されてそれぞれ接地電位に固定さ
れている。
すように、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂが、それぞれの長軸
方向が互いに垂直の関係となるように配置される。各Ｍ
Ｒ素子１ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間には、そ
れぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を
流すための定電流源３が接続され、各ＭＲ素子１ａ及び
１ｂに、それぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂに対してバイア
ス磁界ＨB を印加するためのバイアス磁界印加手段４が
設けられている。各ＭＲ素子１ａ及び１ｂの一方の電極
２ｂは、ＧＮＤに接続されてそれぞれ接地電位に固定さ
れている。
【００３１】１つのバイアス磁界印加手段４は、図に示
すように、交流電源（ ｅ0ｓｉｎωｔ：周波数ｆ＝１０
ｋＨｚ）１１と、この交流電源１１からの交流電流ｉB
（＝ｉB0ｓｉｎωｔ）の供給によって、それぞれＭＲ素
子１ａ（及び１ｂ）の短軸方向に交流バイアス磁界ＨB
（＝ＨB0ｓｉｎωｔ）を発生させる励磁コイル１２とか
ら構成されている。
すように、交流電源（ ｅ0ｓｉｎωｔ：周波数ｆ＝１０
ｋＨｚ）１１と、この交流電源１１からの交流電流ｉB
（＝ｉB0ｓｉｎωｔ）の供給によって、それぞれＭＲ素
子１ａ（及び１ｂ）の短軸方向に交流バイアス磁界ＨB
（＝ＨB0ｓｉｎωｔ）を発生させる励磁コイル１２とか
ら構成されている。
【００３２】また、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂの両端電極
２ａ及び２ｂには、それぞれ信号処理回路１３が接続さ
れている。各信号処理回路１３は、初段に両端電極２ａ
及び２ｂの電圧（端子間電圧）Ｖｓを増幅するアンプ２
１と、このアンプ２１からの電圧信号Ｖｓを第１のゲー
トパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングでサンプリングす
る第１のアナログゲートＧ1 と、上記アンプ２１からの
電圧信号Ｖｓを第２のゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タ
イミングでサンプリングする第２のアナログゲートＧ2
と、上記第１のアナログゲートＧ1 からの電圧信号Ｖ1
を、極性はそのままでゲイン１で増幅させる第１の極性
変換アンプＡ1 と、上記第２のアナログゲートＧ2 から
の電圧信号Ｖ2 を、その極性を反転し、更にゲイン１で
増幅させる第２の極性変換アンプＡ2 と、ノードａにて
合成された第１及び第２の極性変換アンプＡ1 及びＡ2
からの電圧信号Ｖ1 及びＶ2 の合成電圧信号（第１のＭ
Ｒ素子に関してはＶａ、第２のＭＲ素子に関してはＶ
ｂ）を平均化して直流化信号（第１のＭＲ素子に関して
はＳｖ1 、第２のＭＲ素子に関してはＳｖ2 ）として取
り出す積分回路２２とから構成されている。
２ａ及び２ｂには、それぞれ信号処理回路１３が接続さ
れている。各信号処理回路１３は、初段に両端電極２ａ
及び２ｂの電圧（端子間電圧）Ｖｓを増幅するアンプ２
１と、このアンプ２１からの電圧信号Ｖｓを第１のゲー
トパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングでサンプリングす
る第１のアナログゲートＧ1 と、上記アンプ２１からの
電圧信号Ｖｓを第２のゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タ
イミングでサンプリングする第２のアナログゲートＧ2
と、上記第１のアナログゲートＧ1 からの電圧信号Ｖ1
を、極性はそのままでゲイン１で増幅させる第１の極性
変換アンプＡ1 と、上記第２のアナログゲートＧ2 から
の電圧信号Ｖ2 を、その極性を反転し、更にゲイン１で
増幅させる第２の極性変換アンプＡ2 と、ノードａにて
合成された第１及び第２の極性変換アンプＡ1 及びＡ2
からの電圧信号Ｖ1 及びＶ2 の合成電圧信号（第１のＭ
Ｒ素子に関してはＶａ、第２のＭＲ素子に関してはＶ
ｂ）を平均化して直流化信号（第１のＭＲ素子に関して
はＳｖ1 、第２のＭＲ素子に関してはＳｖ2 ）として取
り出す積分回路２２とから構成されている。
【００３３】ここで、外部磁界による１つのＭＲ素子
（例えば第１のＭＲ素子１ａ）の抵抗値の変化を図３〜
図１３に基づいて説明すると、まず、図３に示すよう
に、第１のＭＲ素子１ａに対して、第１のＭＲ素子１ａ
の短軸方向に外部磁界Ｈｅｘが印加されると、第１のＭ
Ｒ素子１ａの両端の抵抗値Ｒは、以下の（１）式で表さ
れる。
（例えば第１のＭＲ素子１ａ）の抵抗値の変化を図３〜
図１３に基づいて説明すると、まず、図３に示すよう
に、第１のＭＲ素子１ａに対して、第１のＭＲ素子１ａ
の短軸方向に外部磁界Ｈｅｘが印加されると、第１のＭ
Ｒ素子１ａの両端の抵抗値Ｒは、以下の（１）式で表さ
れる。
【００３４】
【数１】
【００３５】上記数１から、外部磁界Ｈｅｘ（又はφ）
の変化に対する第１のＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒの変化の
関係、即ちＲ−Ｈ（ρ−Ｈ）特性は、図４の特性図で示
すことができる。
の変化に対する第１のＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒの変化の
関係、即ちＲ−Ｈ（ρ−Ｈ）特性は、図４の特性図で示
すことができる。
【００３６】そして、実際に、図５に示すように、例え
ば第１のＭＲ素子１ａに対してある角度から外部磁界Ｈ
E が印加された場合は、第１のＭＲ素子１ａの長軸方向
と外部磁界ＨE のなす角（方位）をθとしたとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、バイアス
磁界ＨB （＝ＨB0ｓｉｎωｔ）と外部磁界ＨE の短軸方
向成分 ＨEｓｉｎθとの合成成分（ＨB0ｓｉｎωｔ＋
ＨEｓｉｎθ）である。Ｒ−Ｈ特性からみると、図６に
示すように、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する
磁界は、外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨEｓｉｎθを基
準レベルとし、この基準レベル ＨEｓｉｎθに交流バイ
アス磁界ＨB0ｓｉｎωｔが重畳された磁界となる。
ば第１のＭＲ素子１ａに対してある角度から外部磁界Ｈ
E が印加された場合は、第１のＭＲ素子１ａの長軸方向
と外部磁界ＨE のなす角（方位）をθとしたとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、バイアス
磁界ＨB （＝ＨB0ｓｉｎωｔ）と外部磁界ＨE の短軸方
向成分 ＨEｓｉｎθとの合成成分（ＨB0ｓｉｎωｔ＋
ＨEｓｉｎθ）である。Ｒ−Ｈ特性からみると、図６に
示すように、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する
磁界は、外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨEｓｉｎθを基
準レベルとし、この基準レベル ＨEｓｉｎθに交流バイ
アス磁界ＨB0ｓｉｎωｔが重畳された磁界となる。
【００３７】具体的に、図７〜図１１に基づいて説明す
ると、外部磁界（地磁気）ＨE の方向と第１のＭＲ素子
１ａの長軸とのなす角（方位）θが０°又は１８０°の
とき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界
は、ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ０°（又はＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ１８０°）＝ＨB0ｓｉｎωｔとなり、
この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形、即ち端
子間電圧Ｖｓの波形は、図７に示すように、上記抵抗変
化に寄与する磁界が０レベル（＝基準レベル）のとき抵
抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が最
大レベル（＋ＨB0）又は最小レベル（−ＨB0）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなる波形にな
る。
ると、外部磁界（地磁気）ＨE の方向と第１のＭＲ素子
１ａの長軸とのなす角（方位）θが０°又は１８０°の
とき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界
は、ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ０°（又はＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ１８０°）＝ＨB0ｓｉｎωｔとなり、
この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形、即ち端
子間電圧Ｖｓの波形は、図７に示すように、上記抵抗変
化に寄与する磁界が０レベル（＝基準レベル）のとき抵
抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が最
大レベル（＋ＨB0）又は最小レベル（−ＨB0）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなる波形にな
る。
【００３８】次に、上記方位θが３０°のとき、第１の
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ３０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨE／２と
なり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形
は、図８に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が
０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に
寄与する磁界が最大レベル（ＨE／２＋ＨB0 ）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵
抗変化に寄与する磁界が最小レベル（ＨE／２−ＨB0 ）
のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形になる。
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ３０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨE／２と
なり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形
は、図８に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が
０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に
寄与する磁界が最大レベル（ＨE／２＋ＨB0 ）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵
抗変化に寄与する磁界が最小レベル（ＨE／２−ＨB0 ）
のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形になる。
【００３９】次に、上記方位θが９０°のとき、第１の
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ９０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨEとな
り、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形は、
図９に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レ
ベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に寄与
する磁界が最大レベル（ ＨE＋ＨB0）のとき抵抗値Ｒが
最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵抗変化に
寄与する磁界が最小レベル （ＨE−ＨB0）のとき抵抗値
Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形になる。
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉｎ
ωｔ＋ ＨEｓｉｎ９０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ＋ ＨEとな
り、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形は、
図９に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レ
ベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化に寄与
する磁界が最大レベル（ ＨE＋ＨB0）のとき抵抗値Ｒが
最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵抗変化に
寄与する磁界が最小レベル （ＨE−ＨB0）のとき抵抗値
Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形になる。
【００４０】次に、上記方位θが２１０°のとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉ
ｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ２１０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ− ＨE／
２となり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波
形は、図１０に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁
界が０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変
化に寄与する磁界が最大レベル（−ＨE／２＋ＨB0 ）の
とき抵抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、
上記抵抗変化に寄与する磁界が最小レベル（−ＨE／２
−ＨB0 ）のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波
形になる。
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉ
ｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ２１０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ− ＨE／
２となり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波
形は、図１０に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁
界が０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変
化に寄与する磁界が最大レベル（−ＨE／２＋ＨB0 ）の
とき抵抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、
上記抵抗変化に寄与する磁界が最小レベル（−ＨE／２
−ＨB0 ）のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波
形になる。
【００４１】次に、上記方位θが２７０°のとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉ
ｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ２７０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ− ＨEと
なり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形
は、図１１に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界
が０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化
に寄与する磁界が最大レベル（−ＨE＋ＨB0 ）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵
抗変化に寄与する磁界ＨB が最小レベル（−ＨE−
ＨB0）のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形に
なる。
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB0ｓｉ
ｎωｔ＋ ＨEｓｉｎ２７０°＝ＨB0ｓｉｎωｔ− ＨEと
なり、この磁界によって変化する抵抗値Ｒの変化波形
は、図１１に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界
が０レベルのとき抵抗値Ｒが最大となり、上記抵抗変化
に寄与する磁界が最大レベル（−ＨE＋ＨB0 ）のとき抵
抗値Ｒが最小で、かつ波形上の変曲点ｍとなり、上記抵
抗変化に寄与する磁界ＨB が最小レベル（−ＨE−
ＨB0）のとき抵抗値Ｒが波形上の変曲点ｎとなる波形に
なる。
【００４２】上記図７〜図１１で示す抵抗値Ｒの変化波
形（端子間電圧Ｖｓの波形）のうち、それぞれ変曲点ｍ
及びｎで示す抵抗値Ｒ（又は端子間電圧Ｖｓ）が方位θ
に対応した抵抗値Ｒ（又は端子間電圧Ｖｓ）を示すこと
になる。従って、第１のＭＲ素子１ａの最小レベルにお
ける変曲点ｍあるいはそれ以外の変曲点ｎにおける端子
間電圧Ｖｓをサンプリングすることにより、外部磁界Ｈ
E の方位θを検出することができる。
形（端子間電圧Ｖｓの波形）のうち、それぞれ変曲点ｍ
及びｎで示す抵抗値Ｒ（又は端子間電圧Ｖｓ）が方位θ
に対応した抵抗値Ｒ（又は端子間電圧Ｖｓ）を示すこと
になる。従って、第１のＭＲ素子１ａの最小レベルにお
ける変曲点ｍあるいはそれ以外の変曲点ｎにおける端子
間電圧Ｖｓをサンプリングすることにより、外部磁界Ｈ
E の方位θを検出することができる。
【００４３】図７〜図１１の例では、交流バイアス磁界
ＨB0ｓｉｎωｔの最大レベル及び最小レベルを、Ｒ−Ｈ
特性曲線上、その直線部分にかかる部分に対応した値と
して示しているが、実際には、第１のＭＲ素子１ａの異
方性磁界レベルＨｗ又は飽和磁界レベルＨｓに設定され
る。
ＨB0ｓｉｎωｔの最大レベル及び最小レベルを、Ｒ−Ｈ
特性曲線上、その直線部分にかかる部分に対応した値と
して示しているが、実際には、第１のＭＲ素子１ａの異
方性磁界レベルＨｗ又は飽和磁界レベルＨｓに設定され
る。
【００４４】具体的に、上記第１実施例では、図１２に
示すように、バイアス磁界ＨB の磁界レベルが最大レベ
ルになるタイミングで立ち上がるパルス信号を第１のゲ
ートパルス信号ＰＧ1 として第１のアナログゲートＧ1
に供給し、バイアス磁界ＨBの磁界レベルが最小レベル
になるタイミングで立ち上がるパルス信号を第２のゲー
トパルス信号ＰＧ2 として第２のアナログゲートＧ2 に
供給する。
示すように、バイアス磁界ＨB の磁界レベルが最大レベ
ルになるタイミングで立ち上がるパルス信号を第１のゲ
ートパルス信号ＰＧ1 として第１のアナログゲートＧ1
に供給し、バイアス磁界ＨBの磁界レベルが最小レベル
になるタイミングで立ち上がるパルス信号を第２のゲー
トパルス信号ＰＧ2 として第２のアナログゲートＧ2 に
供給する。
【００４５】これにより、外部磁界ＨE の方位θが１８
０°よりも小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から
は、０レベルの出力信号Ｖ1 が出力され、第２のアナロ
グゲートＧ2 からは、第２のゲートパルス信号ＰＧ2 の
出力タイミングに同期し、振幅が各変曲点ｎでの端子間
電圧値Ｖｓに相当する出力信号Ｖ2 が出力される。一
方、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よりも大きい場
合、第１のアナログゲートＧ1 からは、第１のゲートパ
ルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに同期し、振幅が各変
曲点ｎでの端子間電圧値Ｖｓに相当する出力信号Ｖ1 が
出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、０レベル
の出力信号Ｖ2 が出力される。なお、外部磁界ＨE の方
位θが０°及び１８０°のとき、第１及び第２のアナロ
グゲートＧ1及びＧ2 からは０レベルの出力信号Ｖ1 及
びＶ2 が出力される。
０°よりも小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から
は、０レベルの出力信号Ｖ1 が出力され、第２のアナロ
グゲートＧ2 からは、第２のゲートパルス信号ＰＧ2 の
出力タイミングに同期し、振幅が各変曲点ｎでの端子間
電圧値Ｖｓに相当する出力信号Ｖ2 が出力される。一
方、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よりも大きい場
合、第１のアナログゲートＧ1 からは、第１のゲートパ
ルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに同期し、振幅が各変
曲点ｎでの端子間電圧値Ｖｓに相当する出力信号Ｖ1 が
出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、０レベル
の出力信号Ｖ2 が出力される。なお、外部磁界ＨE の方
位θが０°及び１８０°のとき、第１及び第２のアナロ
グゲートＧ1及びＧ2 からは０レベルの出力信号Ｖ1 及
びＶ2 が出力される。
【００４６】そして、後段の第１の極性変換アンプＡ1
からは、第１のアナログゲートＧ1からの出力信号Ｖ1
がそのまま出力され、第２の極性変換アンプＡ2 から
は、第２のアナログゲートＧ2 からの出力信号Ｖ2 の極
性が反転された信号が出力される。
からは、第１のアナログゲートＧ1からの出力信号Ｖ1
がそのまま出力され、第２の極性変換アンプＡ2 から
は、第２のアナログゲートＧ2 からの出力信号Ｖ2 の極
性が反転された信号が出力される。
【００４７】これら第１及び第２の極性変換アンプＡ1
及びＡ2 からの出力信号は、後段のノードａにおいて合
成される。即ち、外部磁界ＨE の方位θが１８０°より
も小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力され
る出力信号Ｖ1 が０レベルであるため、ノードａで合成
された信号Ｖａは、等価的に第２のアナログゲートＧ2
からの出力信号Ｖ2 の反転信号となる。
及びＡ2 からの出力信号は、後段のノードａにおいて合
成される。即ち、外部磁界ＨE の方位θが１８０°より
も小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力され
る出力信号Ｖ1 が０レベルであるため、ノードａで合成
された信号Ｖａは、等価的に第２のアナログゲートＧ2
からの出力信号Ｖ2 の反転信号となる。
【００４８】一方、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よ
りも大きい場合、第２のアナログゲートＧ2 から出力さ
れる出力信号Ｖ2 が０レベルであるため、ノードａで合
成された信号Ｖは、等価的に第１のアナログゲートＧ1
からの出力信号Ｖ1 となる。このノードａで合成された
信号Ｖａは、後段の積分回路２２にて平均化されて直流
化信号Ｓｖ1 に変換される。この積分回路２２は、図示
の例では、負帰還コンデンサを用いたオペアンプにて構
成していることから、その直流化信号Ｓｖ1 は、入力信
号の極性とは逆極性の信号となる。
りも大きい場合、第２のアナログゲートＧ2 から出力さ
れる出力信号Ｖ2 が０レベルであるため、ノードａで合
成された信号Ｖは、等価的に第１のアナログゲートＧ1
からの出力信号Ｖ1 となる。このノードａで合成された
信号Ｖａは、後段の積分回路２２にて平均化されて直流
化信号Ｓｖ1 に変換される。この積分回路２２は、図示
の例では、負帰還コンデンサを用いたオペアンプにて構
成していることから、その直流化信号Ｓｖ1 は、入力信
号の極性とは逆極性の信号となる。
【００４９】即ち、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よ
りも小さい場合、積分回路２２からは、振幅が第２のア
ナログゲートＧ2 からの出力信号レベルＶ2 に対応した
レベルで、かつ正極性を有する直流化信号Ｓｖ1 が出力
される。一方、外部磁界ＨEの方位θが１８０°よりも
大きい場合、積分回路２２からは、振幅が第１のアナロ
グゲートＧ1 からの出力信号レベルＶ1 に対応したレベ
ルで、かつ負極性を有する直流化信号Ｓｖ1 が出力され
る。
りも小さい場合、積分回路２２からは、振幅が第２のア
ナログゲートＧ2 からの出力信号レベルＶ2 に対応した
レベルで、かつ正極性を有する直流化信号Ｓｖ1 が出力
される。一方、外部磁界ＨEの方位θが１８０°よりも
大きい場合、積分回路２２からは、振幅が第１のアナロ
グゲートＧ1 からの出力信号レベルＶ1 に対応したレベ
ルで、かつ負極性を有する直流化信号Ｓｖ1 が出力され
る。
【００５０】そして、横軸に方位θをとり、縦軸に直流
化信号Ｓｖ1 の出力レベルをとると、その特性曲線は、
図１３において実線で示すように、 ＫＨEｓｉｎθで示
すサインカーブを描くことになる。ここで、Ｋは比例定
数である。
化信号Ｓｖ1 の出力レベルをとると、その特性曲線は、
図１３において実線で示すように、 ＫＨEｓｉｎθで示
すサインカーブを描くことになる。ここで、Ｋは比例定
数である。
【００５１】上記積分回路２２からの直流化信号Ｓｖ1
の出力レベルは、ある方位θの外部磁界ＨE によって変
化したＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒをバイアス周波数回だけ
平均化したものとなる。この実施例では、交流電源１１
の周波数が１０ｋＨｚであるから、積分回路２２からの
直流化信号Ｓｖ1 は、上記抵抗値Ｒを１秒間に１０4回
平均化したものとなる。従って、バルクハウゼンノイズ
（ＢＨＮ）やヒステリシス特性から生じる出力レベルの
ばらつきが、上記平均化によって吸収され、一定の変動
の少ない出力値になる。
の出力レベルは、ある方位θの外部磁界ＨE によって変
化したＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒをバイアス周波数回だけ
平均化したものとなる。この実施例では、交流電源１１
の周波数が１０ｋＨｚであるから、積分回路２２からの
直流化信号Ｓｖ1 は、上記抵抗値Ｒを１秒間に１０4回
平均化したものとなる。従って、バルクハウゼンノイズ
（ＢＨＮ）やヒステリシス特性から生じる出力レベルの
ばらつきが、上記平均化によって吸収され、一定の変動
の少ない出力値になる。
【００５２】これは、上記図１３の特性図でもわかるよ
うに、実施例の出力特性曲線（実線で示す）は、上述し
たように、 ＫＨEｓｉｎθのサインカーブを描き、ＢＨ
Ｎやヒステリシス特性による影響を受けず、変動の少な
い出力特性となっているが、従来のＤＣバイアス磁界を
印加したものは、破線で示すように、サインカーブから
逸脱した曲線を描き、ＢＨＮやヒステリシス特性による
影響を受けていることがわかる。なお、図１３で示す特
性曲線の各測定ポイントは、同一点で５回測った平均で
ある。
うに、実施例の出力特性曲線（実線で示す）は、上述し
たように、 ＫＨEｓｉｎθのサインカーブを描き、ＢＨ
Ｎやヒステリシス特性による影響を受けず、変動の少な
い出力特性となっているが、従来のＤＣバイアス磁界を
印加したものは、破線で示すように、サインカーブから
逸脱した曲線を描き、ＢＨＮやヒステリシス特性による
影響を受けていることがわかる。なお、図１３で示す特
性曲線の各測定ポイントは、同一点で５回測った平均で
ある。
【００５３】上記の動作説明は、第１のＭＲ素子１ａを
主体にしてその動作を説明したが、第２のＭＲ素子１ｂ
は、第１のＭＲ素子１ａに対してその長軸が９０°違え
た方向に配置されていることから、この第２のＭＲ素子
１ｂに対応する積分回路２２からの直流化信号Ｓｖ2 の
外部磁界ＨE の方位θに対する出力特性は、ここでは図
示しないが、 ＫＨEｃｏｓθのコサインカーブを描くこ
とになる。
主体にしてその動作を説明したが、第２のＭＲ素子１ｂ
は、第１のＭＲ素子１ａに対してその長軸が９０°違え
た方向に配置されていることから、この第２のＭＲ素子
１ｂに対応する積分回路２２からの直流化信号Ｓｖ2 の
外部磁界ＨE の方位θに対する出力特性は、ここでは図
示しないが、 ＫＨEｃｏｓθのコサインカーブを描くこ
とになる。
【００５４】従って、外部磁界ＨE の方位θは、以下の
（２）式から求めることができる。 θ ＝ ｔａｎ-1（Ｓｖ1／Ｓｖ2） …………（２）
（２）式から求めることができる。 θ ＝ ｔａｎ-1（Ｓｖ1／Ｓｖ2） …………（２）
【００５５】この実施例においては、上記演算を行うた
めに、各積分回路２２の後段に演算回路２３を接続し、
この演算回路２３にて上記演算を行わせて、外部磁界Ｈ
E の方位θを求める。具体的には、例えば、各積分回路
２２からの直流化信号Ｓｖ1及びＳｖ2 をそれぞれディ
ジタル信号に変換し、この変換されたディジタル信号に
基づいて上記演算を行う。
めに、各積分回路２２の後段に演算回路２３を接続し、
この演算回路２３にて上記演算を行わせて、外部磁界Ｈ
E の方位θを求める。具体的には、例えば、各積分回路
２２からの直流化信号Ｓｖ1及びＳｖ2 をそれぞれディ
ジタル信号に変換し、この変換されたディジタル信号に
基づいて上記演算を行う。
【００５６】演算結果（数字データ）は、例えば７セグ
メント構成の液晶ディスプレイを介してキャラクタ表示
すれば、操作者が容易にその方位を確認することができ
る。
メント構成の液晶ディスプレイを介してキャラクタ表示
すれば、操作者が容易にその方位を確認することができ
る。
【００５７】このように、上記第１実施例に係る地磁気
方位センサーにおいては、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が
有するバルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因
する出力（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁
界によって平均化するため、安定した出力を得ることが
でき、精度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
方位センサーにおいては、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が
有するバルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因
する出力（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁
界によって平均化するため、安定した出力を得ることが
でき、精度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
【００５８】ここで、バイアス磁界ＨB の大きさは、特
に制約はないが、望ましくは、次の２つの条件のいずれ
かが満たされるとよい。
に制約はないが、望ましくは、次の２つの条件のいずれ
かが満たされるとよい。
【００５９】一つは、バイアス磁界ＨB の大きさが、外
部磁界ＨE より十分大きいことである。なぜなら、この
場合、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの動作がバイアス磁界ＨB
の作用によってほぼ決定されることになり、外部磁界に
よるＭＲ素子１ａ及び１ｂのヒステリシスの影響が軽減
される。
部磁界ＨE より十分大きいことである。なぜなら、この
場合、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの動作がバイアス磁界ＨB
の作用によってほぼ決定されることになり、外部磁界に
よるＭＲ素子１ａ及び１ｂのヒステリシスの影響が軽減
される。
【００６０】二つは、バイアス磁界ＨB に、上記ＭＲ素
子１ａ及び１ｂが飽和状態以上に達する磁界レベルＨｓ
を有するように設定すれば、ＭＲ素子１ａ及び１ｂに残
る方位θの前歴を、上記飽和状態に達する磁界レベルＨ
ｓにて消去することができ、ヒステリシス特性による検
出誤差の発生を防止することができる。
子１ａ及び１ｂが飽和状態以上に達する磁界レベルＨｓ
を有するように設定すれば、ＭＲ素子１ａ及び１ｂに残
る方位θの前歴を、上記飽和状態に達する磁界レベルＨ
ｓにて消去することができ、ヒステリシス特性による検
出誤差の発生を防止することができる。
【００６１】これは、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの製造中、
あるいは使用中において、帯磁等の不具合が生じても、
上記飽和状態に達する磁界レベルＨｓの印加による消磁
効果により、上記帯磁が消去され、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの出力特性に影響を及ぼすことがなくなる。
あるいは使用中において、帯磁等の不具合が生じても、
上記飽和状態に達する磁界レベルＨｓの印加による消磁
効果により、上記帯磁が消去され、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂの出力特性に影響を及ぼすことがなくなる。
【００６２】上記第１実施例においては、バイアス磁界
印加手段４の電源として１つの交流電源１１を用いた
が、その他、直流電源（図示せず）と交流電源１１を直
列に接続した電源を用いてもよい。この場合、図７〜図
１１において、交流バイアス磁界ＨB0ｓｉｎωｔの基準
レベルに、直流電源による直流バイアス磁界が付加され
たかたちとなる。また、上記第１実施例においては、各
ＭＲ素子１ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間に、そ
れぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を
流すための定電流源３を接続するようにしたが、この定
電流源３の代わりに定電圧源を接続するようにしてもよ
い。
印加手段４の電源として１つの交流電源１１を用いた
が、その他、直流電源（図示せず）と交流電源１１を直
列に接続した電源を用いてもよい。この場合、図７〜図
１１において、交流バイアス磁界ＨB0ｓｉｎωｔの基準
レベルに、直流電源による直流バイアス磁界が付加され
たかたちとなる。また、上記第１実施例においては、各
ＭＲ素子１ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間に、そ
れぞれＭＲ素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を
流すための定電流源３を接続するようにしたが、この定
電流源３の代わりに定電圧源を接続するようにしてもよ
い。
【００６３】また、図１で示す上記第１実施例に係る地
磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂ
が、それぞれの長軸方向が互いに垂直の関係となるよう
に配置した構成としたが、その他、変形例として以下の
ような構成を採用してもよい。即ち、図１４に示すよう
に、４つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ，１ｂ1 及び１ｂ
2 ）を用意し、これら４つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ
2 ，１ｂ1 及び１ｂ2 ）をそれぞれ２組（１ａ1 ，１ａ
2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ2 ）に分け、そのうちの一方
の組における２つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）をそれ
ぞれ一方の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を互いに対向させて、
かつそれぞれの長軸方向を同一方向に揃えて配置し、他
方の組における２つのＭＲ素子（１ｂ1 及び１ｂ2 ）を
それぞれ一方の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を互いに対向させ
て、かつそれぞれの長軸方向を、上記一方の組における
ＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）の長軸方向と９０°違え
て、同一方向に揃えて配置する。
磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子１ａ及び１ｂ
が、それぞれの長軸方向が互いに垂直の関係となるよう
に配置した構成としたが、その他、変形例として以下の
ような構成を採用してもよい。即ち、図１４に示すよう
に、４つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ，１ｂ1 及び１ｂ
2 ）を用意し、これら４つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ
2 ，１ｂ1 及び１ｂ2 ）をそれぞれ２組（１ａ1 ，１ａ
2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ2 ）に分け、そのうちの一方
の組における２つのＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）をそれ
ぞれ一方の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を互いに対向させて、
かつそれぞれの長軸方向を同一方向に揃えて配置し、他
方の組における２つのＭＲ素子（１ｂ1 及び１ｂ2 ）を
それぞれ一方の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を互いに対向させ
て、かつそれぞれの長軸方向を、上記一方の組における
ＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）の長軸方向と９０°違え
て、同一方向に揃えて配置する。
【００６４】そして、各組のそれぞれのＭＲ素子（１ａ
1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ2 ）の互いに対向す
る側の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を共通接続して共通電極と
し、互いに対向しない側の電極２ａ1 及び２ａ2 間にそ
れぞれＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１
ｂ2 ）の長軸方向にセンス電流を流すための定電圧源５
１を接続する。そして更に、各組においてそれぞれ２つ
のＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ
2 ）に対してバイアス磁界ＨB を印加するためのバイア
ス磁界印加手段５２を設けて地磁気センサーを構成す
る。
1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ2 ）の互いに対向す
る側の電極２ｂ1 及び２ｂ2 を共通接続して共通電極と
し、互いに対向しない側の電極２ａ1 及び２ａ2 間にそ
れぞれＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１
ｂ2 ）の長軸方向にセンス電流を流すための定電圧源５
１を接続する。そして更に、各組においてそれぞれ２つ
のＭＲ素子（１ａ1 ，１ａ2 ）及び（１ｂ1 及び１ｂ
2 ）に対してバイアス磁界ＨB を印加するためのバイア
ス磁界印加手段５２を設けて地磁気センサーを構成す
る。
【００６５】このバイアス磁界印加手段５２は、交流電
源１１と、この交流電源１１からの交流電流の供給によ
って、各組の一方のＭＲ素子１ａ1 （及び１ｂ1 ）の短
軸方向に交流バイアス磁界ＨB （＝ＨB0ｓｉｎωｔ）を
発生させる第１の励磁コイル１２ａ及び他方のＭＲ素子
の短軸方向に交流バイアス磁界ＨB （＝ＨB0ｃｏｓω
ｔ）を発生させる第２の励磁コイル１２ｂとで構成する
ことができる。
源１１と、この交流電源１１からの交流電流の供給によ
って、各組の一方のＭＲ素子１ａ1 （及び１ｂ1 ）の短
軸方向に交流バイアス磁界ＨB （＝ＨB0ｓｉｎωｔ）を
発生させる第１の励磁コイル１２ａ及び他方のＭＲ素子
の短軸方向に交流バイアス磁界ＨB （＝ＨB0ｃｏｓω
ｔ）を発生させる第２の励磁コイル１２ｂとで構成する
ことができる。
【００６６】そして、共通電極（２ｂ1 及び２ｂ2 ）と
信号処理回路１３のアンプ２１とを結合コンデンサＣを
介して接続する。
信号処理回路１３のアンプ２１とを結合コンデンサＣを
介して接続する。
【００６７】この変形例に係る地磁気方位センサーによ
れば、上記第１実施例に係る地磁気方位センサーの出力
と比して２倍の出力を得ることができ、方位検出に関す
る感度の向上及び出力信号のＳ／Ｎの向上が期待でき
る。
れば、上記第１実施例に係る地磁気方位センサーの出力
と比して２倍の出力を得ることができ、方位検出に関す
る感度の向上及び出力信号のＳ／Ｎの向上が期待でき
る。
【００６８】次に、第２実施例に係る地磁気方位センサ
ーを図１５〜図３５に基づいて説明する。なお、図１と
対応するものについては同符号を記す。
ーを図１５〜図３５に基づいて説明する。なお、図１と
対応するものについては同符号を記す。
【００６９】この第２実施例に係る地磁気方位センサー
は、図１５に示すように、上記第１実施例に係る地磁気
方位センサーとほぼ同じ構成を有するが、バイアス磁界
印加手段４の電源が、交流電源１１の代わりに波形発生
回路３１であること、及びアンプ２１の前段に、ＭＲ素
子１ａ及び１ｂからのＤＣ的ドリフト成分を除去する目
的で結合コンデンサＣが接続されていることで異なる。
は、図１５に示すように、上記第１実施例に係る地磁気
方位センサーとほぼ同じ構成を有するが、バイアス磁界
印加手段４の電源が、交流電源１１の代わりに波形発生
回路３１であること、及びアンプ２１の前段に、ＭＲ素
子１ａ及び１ｂからのＤＣ的ドリフト成分を除去する目
的で結合コンデンサＣが接続されていることで異なる。
【００７０】この波形発生回路３１は、図１６で示すよ
うに、方形波Ｐｓが周期的に正極と負極に順次交番する
波形を有し、その立ち上がり時と立ち下がり時に、イン
パルス的なピークパルスＰｐを示す擬似方形波を発生す
る。従って、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの短軸方向に印加さ
れるバイアス磁界ＨB の波形は、上記擬似方形波に準じ
た波形となる。
うに、方形波Ｐｓが周期的に正極と負極に順次交番する
波形を有し、その立ち上がり時と立ち下がり時に、イン
パルス的なピークパルスＰｐを示す擬似方形波を発生す
る。従って、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの短軸方向に印加さ
れるバイアス磁界ＨB の波形は、上記擬似方形波に準じ
た波形となる。
【００７１】そして、この実施例においては、上記バイ
アス磁界ＨB とＭＲ素子１ａ及び１ｂのＲ−Ｈ特性曲線
との対応関係を以下のようにする。即ち、バイアス磁界
ＨBのピークレベルＨｐを、望ましくは異方性磁界レベ
ル以上（Ｈｐ≧Ｈｗ）、更に望ましくは、飽和磁界レベ
ル以上（Ｈｐ≧Ｈｓ）に設定する。平坦部レベルＨｈを
磁界レベル＝０付近の不感帯ＢＺよりも大きく、かつ上
記異方性磁界レベルＨｗより小さくする。望ましくは、
直線部のほぼ中心磁界レベルＨM （最高感度の磁界レベ
ル）に設定する。なお、ピークパルスＰｐと平坦部Ｐｓ
のデューティは、主として回路の消費電力設計で決める
べきものであるため、ここでは言及しない。
アス磁界ＨB とＭＲ素子１ａ及び１ｂのＲ−Ｈ特性曲線
との対応関係を以下のようにする。即ち、バイアス磁界
ＨBのピークレベルＨｐを、望ましくは異方性磁界レベ
ル以上（Ｈｐ≧Ｈｗ）、更に望ましくは、飽和磁界レベ
ル以上（Ｈｐ≧Ｈｓ）に設定する。平坦部レベルＨｈを
磁界レベル＝０付近の不感帯ＢＺよりも大きく、かつ上
記異方性磁界レベルＨｗより小さくする。望ましくは、
直線部のほぼ中心磁界レベルＨM （最高感度の磁界レベ
ル）に設定する。なお、ピークパルスＰｐと平坦部Ｐｓ
のデューティは、主として回路の消費電力設計で決める
べきものであるため、ここでは言及しない。
【００７２】上記波形発生回路３１の具体的な回路構成
としては、例えば図１７に示すように、方形波パルス発
生源３２に、コンデンサＣａ及び励磁コイル１２による
並列ピーキングと、抵抗Ｒａ及び励磁コイル１２による
微分特性を併せ持つ回路３３を接続し、この回路３３を
方形波パルス発生源３２にて駆動することにより、上記
擬似方形波を有するバイアス磁界ＨB を得ることができ
る。
としては、例えば図１７に示すように、方形波パルス発
生源３２に、コンデンサＣａ及び励磁コイル１２による
並列ピーキングと、抵抗Ｒａ及び励磁コイル１２による
微分特性を併せ持つ回路３３を接続し、この回路３３を
方形波パルス発生源３２にて駆動することにより、上記
擬似方形波を有するバイアス磁界ＨB を得ることができ
る。
【００７３】この実施例においては、コンデンサＣａの
容量値を２×１０3 ｐＦ、励磁コイル１２のインダクタ
ンスを１７７μＨ、抵抗Ｒａの値を１．１ｋΩに設定
し、周波数３ｋＨｚの方形波パルス発生源３２を用いる
ことにより、ピーク電流値が６０ｍＡ、平坦部電流値が
３０ｍＡの駆動電流に対応したバイアス磁界ＨB を得る
ことができた。
容量値を２×１０3 ｐＦ、励磁コイル１２のインダクタ
ンスを１７７μＨ、抵抗Ｒａの値を１．１ｋΩに設定
し、周波数３ｋＨｚの方形波パルス発生源３２を用いる
ことにより、ピーク電流値が６０ｍＡ、平坦部電流値が
３０ｍＡの駆動電流に対応したバイアス磁界ＨB を得る
ことができた。
【００７４】その他の回路構成としては、図１８に示す
ように、方形波Ｐｓが周期的に正極と負極に順次交番す
る方形波信号Ｓ1 を発生する方形波信号発生回路３４
と、パルス幅が非常に短いパルス波Ｐｐが上記方形波信
号発生回路３４からの方形波信号Ｓ1 の出力タイミング
と同期して周期的に正極と負極に順次交番するパルス信
号Ｓ2 を発生するパルス信号発生回路３５と、上記方形
波信号発生回路３４からの方形波信号Ｓ1 と上記パルス
信号発生回路３５からのパルス信号Ｓ2 をミキシングす
る加算回路３６とで構成することができる。この加算回
路３６からは、方形波信号発生回路３４からの方形波信
号Ｓ1 に、パルス信号発生回路３５からのパルス信号Ｓ
1 が重畳された信号、即ち図１６で示す擬似方形波信号
が出力される。
ように、方形波Ｐｓが周期的に正極と負極に順次交番す
る方形波信号Ｓ1 を発生する方形波信号発生回路３４
と、パルス幅が非常に短いパルス波Ｐｐが上記方形波信
号発生回路３４からの方形波信号Ｓ1 の出力タイミング
と同期して周期的に正極と負極に順次交番するパルス信
号Ｓ2 を発生するパルス信号発生回路３５と、上記方形
波信号発生回路３４からの方形波信号Ｓ1 と上記パルス
信号発生回路３５からのパルス信号Ｓ2 をミキシングす
る加算回路３６とで構成することができる。この加算回
路３６からは、方形波信号発生回路３４からの方形波信
号Ｓ1 に、パルス信号発生回路３５からのパルス信号Ｓ
1 が重畳された信号、即ち図１６で示す擬似方形波信号
が出力される。
【００７５】上記擬似方形波の平坦部は、その極性がか
わる部分の近傍において若干のレベル低下（サグ）があ
ってもよいが、その臨界は、図１９に示すように、サグ
の肩の部分のレベルＬｓがＲ−Ｈ特性の中心近傍の不感
帯ＢＺに達しない程度である。
わる部分の近傍において若干のレベル低下（サグ）があ
ってもよいが、その臨界は、図１９に示すように、サグ
の肩の部分のレベルＬｓがＲ−Ｈ特性の中心近傍の不感
帯ＢＺに達しない程度である。
【００７６】そして、この第２実施例に係る地磁気方位
センサーにおいても、上記第１実施例に係る地磁気方位
センサーと同様に、実際に、例えば第１のＭＲ素子１ａ
に対してある角度から外部磁界ＨE が印加された場合、
第１のＭＲ素子１ａの長軸方向と外部磁界のなす角（方
位）をθとしたとき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に
寄与する磁界は、擬似方形波によるバイアス磁界ＨB と
外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨEｓｉｎθとの合成成分
（ＨB ＋ ＨEｓｉｎθ）である。Ｒ−Ｈ特性からみる
と、図２０に示すように、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変
化に寄与する磁界は、外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨE
ｓｉｎθを基準レベルとし、この基準レベル ＨEｓｉｎ
θに擬似方形波による磁界が重畳された磁界となる。
センサーにおいても、上記第１実施例に係る地磁気方位
センサーと同様に、実際に、例えば第１のＭＲ素子１ａ
に対してある角度から外部磁界ＨE が印加された場合、
第１のＭＲ素子１ａの長軸方向と外部磁界のなす角（方
位）をθとしたとき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に
寄与する磁界は、擬似方形波によるバイアス磁界ＨB と
外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨEｓｉｎθとの合成成分
（ＨB ＋ ＨEｓｉｎθ）である。Ｒ−Ｈ特性からみる
と、図２０に示すように、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変
化に寄与する磁界は、外部磁界ＨE の短軸方向成分 ＨE
ｓｉｎθを基準レベルとし、この基準レベル ＨEｓｉｎ
θに擬似方形波による磁界が重畳された磁界となる。
【００７７】具体的に、図２１〜図２５に基づいて説明
すると、外部磁界（地磁気）ＨE の方位θが０°又は１
８０°のとき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与す
る磁界は、ＨB ＋ ＨEｓｉｎ０°（又はＨB ＋ ＨEｓｉ
ｎ１８０°）＝ＨB となり、この磁界によって変化する
抵抗値Ｒの変化波形、即ち端子間電圧Ｖｓの波形は、図
２１に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レ
ベル（＝基準レベル）のとき抵抗値Ｒが最大で、上記抵
抗変化に寄与する磁界がピークレベルＨｐのとき抵抗値
Ｒが最小となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が平坦部
レベルＨｈである期間中、抵抗値Ｒが一定レベル（平坦
部レベル：この場合、直線部の中心レベルＨM ）を保持
する擬似方形波に準じた波形となる。
すると、外部磁界（地磁気）ＨE の方位θが０°又は１
８０°のとき、第１のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与す
る磁界は、ＨB ＋ ＨEｓｉｎ０°（又はＨB ＋ ＨEｓｉ
ｎ１８０°）＝ＨB となり、この磁界によって変化する
抵抗値Ｒの変化波形、即ち端子間電圧Ｖｓの波形は、図
２１に示すように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レ
ベル（＝基準レベル）のとき抵抗値Ｒが最大で、上記抵
抗変化に寄与する磁界がピークレベルＨｐのとき抵抗値
Ｒが最小となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が平坦部
レベルＨｈである期間中、抵抗値Ｒが一定レベル（平坦
部レベル：この場合、直線部の中心レベルＨM ）を保持
する擬似方形波に準じた波形となる。
【００７８】次に、上記方位θが３０°のとき、第１の
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋ ＨE
ｓｉｎ３０°＝ＨB ＋ ＨE／２となり、この磁界によっ
て変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２２に示すよう
に、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗
値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が正のピー
クレベル（Ｈｐ＋０．５ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小と
なり、上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル
（Ｈｈ＋０．５ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の
低レベルを保持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の
平坦部レベル（Ｈｈ−０．５ＨE ）である期間中、抵抗
値Ｒが一定の高レベルを保持する擬似方形波に準じた波
形となる。
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋ ＨE
ｓｉｎ３０°＝ＨB ＋ ＨE／２となり、この磁界によっ
て変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２２に示すよう
に、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗
値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が正のピー
クレベル（Ｈｐ＋０．５ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小と
なり、上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル
（Ｈｈ＋０．５ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の
低レベルを保持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の
平坦部レベル（Ｈｈ−０．５ＨE ）である期間中、抵抗
値Ｒが一定の高レベルを保持する擬似方形波に準じた波
形となる。
【００７９】次に、上記方位θが９０°のとき、第１の
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋ ＨE
ｓｉｎ９０°＝ＨB ＋ ＨEとなり、この磁界によって変
化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２３に示すように、上
記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗値Ｒが
最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が正のピークレベ
ル（Ｈｐ＋ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小となり、上記抵
抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル（Ｈｈ＋Ｈ
E ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の低レベルを保持
し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の平坦部レベル
（Ｈｈ−ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の高レベ
ルを保持する擬似方形波に準じた波形となる。
ＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋ ＨE
ｓｉｎ９０°＝ＨB ＋ ＨEとなり、この磁界によって変
化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２３に示すように、上
記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗値Ｒが
最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が正のピークレベ
ル（Ｈｐ＋ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小となり、上記抵
抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル（Ｈｈ＋Ｈ
E ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の低レベルを保持
し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の平坦部レベル
（Ｈｈ−ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の高レベ
ルを保持する擬似方形波に準じた波形となる。
【００８０】次に、上記方位θが２１０°のとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋
ＨEｓｉｎ２１０°＝ＨB − ＨE／２となり、この磁界
によって変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２４に示す
ように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき
抵抗値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の
ピークレベル（Ｈｐ＋０．５ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最
小となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レ
ベル（Ｈｈ−０．５ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一
定の高レベルを保持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が
負の平坦部レベル（Ｈｈ＋０．５ＨE ）である期間中、
抵抗値Ｒが一定の低レベルを保持する擬似方形波に準じ
た波形となる。
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋
ＨEｓｉｎ２１０°＝ＨB − ＨE／２となり、この磁界
によって変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２４に示す
ように、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき
抵抗値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の
ピークレベル（Ｈｐ＋０．５ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最
小となり、上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レ
ベル（Ｈｈ−０．５ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一
定の高レベルを保持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が
負の平坦部レベル（Ｈｈ＋０．５ＨE ）である期間中、
抵抗値Ｒが一定の低レベルを保持する擬似方形波に準じ
た波形となる。
【００８１】次に、上記方位θが２７０°のとき、第１
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋
ＨEｓｉｎ２７０°＝ＨB − ＨEとなり、この磁界によ
って変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２５に示すよう
に、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗
値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が負のピー
クレベル（Ｈｐ＋ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小となり、
上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル（Ｈｈ
−ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の高レベルを保
持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の平坦部レベル
（Ｈｈ＋ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の低レベ
ルを保持する擬似方形波に準じた波形となる。
のＭＲ素子１ａの抵抗変化に寄与する磁界は、ＨB ＋
ＨEｓｉｎ２７０°＝ＨB − ＨEとなり、この磁界によ
って変化する抵抗値Ｒの変化波形は、図２５に示すよう
に、上記抵抗変化に寄与する磁界が０レベルのとき抵抗
値Ｒが最大で、上記抵抗変化に寄与する磁界が負のピー
クレベル（Ｈｐ＋ＨE ）のとき抵抗値Ｒが最小となり、
上記抵抗変化に寄与する磁界が正の平坦部レベル（Ｈｈ
−ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の高レベルを保
持し、上記抵抗変化に寄与する磁界が負の平坦部レベル
（Ｈｈ＋ＨE ）である期間中、抵抗値Ｒが一定の低レベ
ルを保持する擬似方形波に準じた波形となる。
【００８２】上記図２１〜図２５で示す抵抗値Ｒの変化
波形（端子間電圧Ｖｓの波形）のうち、それぞれ一定の
高レベル又は一定の低レベルが方位に対応した抵抗値Ｒ
（又は端子間電圧Ｖｓ）を示すことになる。また、この
実施例においては、アンプ２１の前段に結合コンデンサ
Ｃを接続していることから、第１のＭＲ素子１ａからの
端子間電圧Ｖｓの波形のうち、Ｒ−Ｈ特性の直線部の中
心レベルＨM に対応するレベルが０レベルとなった信号
Ｖｓｃとなり、図２６に示すように、上記一定の高レベ
ルは一定の正レベル、上記一定の低レベルは一定の負レ
ベルとなる。従って、第１のＭＲ素子１ａの上記一定の
正レベル及び一定の負レベルをサンプリングすることに
より、外部磁界ＨE の方位を検出することができる。ま
た、上記結合コンデンサＣの存在により、ＭＲ素子１ａ
（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去するこ
とができる。
波形（端子間電圧Ｖｓの波形）のうち、それぞれ一定の
高レベル又は一定の低レベルが方位に対応した抵抗値Ｒ
（又は端子間電圧Ｖｓ）を示すことになる。また、この
実施例においては、アンプ２１の前段に結合コンデンサ
Ｃを接続していることから、第１のＭＲ素子１ａからの
端子間電圧Ｖｓの波形のうち、Ｒ−Ｈ特性の直線部の中
心レベルＨM に対応するレベルが０レベルとなった信号
Ｖｓｃとなり、図２６に示すように、上記一定の高レベ
ルは一定の正レベル、上記一定の低レベルは一定の負レ
ベルとなる。従って、第１のＭＲ素子１ａの上記一定の
正レベル及び一定の負レベルをサンプリングすることに
より、外部磁界ＨE の方位を検出することができる。ま
た、上記結合コンデンサＣの存在により、ＭＲ素子１ａ
（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去するこ
とができる。
【００８３】具体的に、上記第２実施例では、バイアス
磁界ＨB の磁界レベルが正極になるタイミングで立ち上
がるパルス信号を第１のゲートパルス信号ＰＧ1 として
第１のアナログゲートＧ1 に供給し、バイアス磁界ＨB
の磁界レベルが負極になるタイミングで立ち上がるパル
ス信号を第２のゲートパルス信号ＰＧ2 として第２のア
ナログゲートＧ2 に供給する。
磁界ＨB の磁界レベルが正極になるタイミングで立ち上
がるパルス信号を第１のゲートパルス信号ＰＧ1 として
第１のアナログゲートＧ1 に供給し、バイアス磁界ＨB
の磁界レベルが負極になるタイミングで立ち上がるパル
ス信号を第２のゲートパルス信号ＰＧ2 として第２のア
ナログゲートＧ2 に供給する。
【００８４】これにより、外部磁界ＨE の方位θが１８
０°よりも小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から
は、第１のゲートパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに
同期し、振幅が上記一定の負レベルに相当する出力信号
Ｖ1 が出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、第
２のゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タイミングに同期
し、振幅が上記一定の正レベルに相当する出力信号Ｖ2
が出力される。この場合、各出力信号Ｖ1 及びＶ2 の絶
対値レベルは同じである。
０°よりも小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から
は、第１のゲートパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに
同期し、振幅が上記一定の負レベルに相当する出力信号
Ｖ1 が出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、第
２のゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タイミングに同期
し、振幅が上記一定の正レベルに相当する出力信号Ｖ2
が出力される。この場合、各出力信号Ｖ1 及びＶ2 の絶
対値レベルは同じである。
【００８５】一方、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よ
りも大きい場合、第１のアナログゲートＧ1 からは、第
１のゲートパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに同期
し、振幅が上記一定の正レベルに相当する出力信号Ｖ1
が出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、第２の
ゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タイミングに同期し、振
幅が上記一定の負レベルに相当する出力信号Ｖ2 が出力
される。この場合も各出力信号Ｖ1 及びＶ2 の絶対値レ
ベルは同じである。なお、外部磁界ＨE の方位θが０°
及び１８０°のとき、第１及び第２のアナログゲートＧ
1 及びＧ2 からは０レベルの出力信号Ｖ1 及びＶ2 が出
力される。
りも大きい場合、第１のアナログゲートＧ1 からは、第
１のゲートパルス信号ＰＧ1 の出力タイミングに同期
し、振幅が上記一定の正レベルに相当する出力信号Ｖ1
が出力され、第２のアナログゲートＧ2 からは、第２の
ゲートパルス信号ＰＧ2 の出力タイミングに同期し、振
幅が上記一定の負レベルに相当する出力信号Ｖ2 が出力
される。この場合も各出力信号Ｖ1 及びＶ2 の絶対値レ
ベルは同じである。なお、外部磁界ＨE の方位θが０°
及び１８０°のとき、第１及び第２のアナログゲートＧ
1 及びＧ2 からは０レベルの出力信号Ｖ1 及びＶ2 が出
力される。
【００８６】そして、後段の第１の極性変換アンプＡ1
からは、第１のアナログゲートＧ1からの出力信号Ｖ1
がそのまま出力され、第２の極性変換アンプＡ2 から
は、第２のアナログゲートＧ2 からの出力信号Ｖ2 の極
性が反転されて信号が出力される。
からは、第１のアナログゲートＧ1からの出力信号Ｖ1
がそのまま出力され、第２の極性変換アンプＡ2 から
は、第２のアナログゲートＧ2 からの出力信号Ｖ2 の極
性が反転されて信号が出力される。
【００８７】これら第１及び第２の極性変換アンプＡ1
及びＡ2 からの出力信号は、後段のノードａにおいて合
成される。即ち、外部磁界ＨE の方位θが１８０°より
も小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力され
る出力信号Ｖ1 が一定の負レベルから０レベルに周期的
に変化し、第２のアナログゲートＧ2 から出力される出
力信号Ｖ2 が０レベルから一定の正レベルに周期的に変
化するため、ノードａで合成された信号Ｖａは、等価的
に一定の負レベルが連続して出力された信号波形とな
る。
及びＡ2 からの出力信号は、後段のノードａにおいて合
成される。即ち、外部磁界ＨE の方位θが１８０°より
も小さい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力され
る出力信号Ｖ1 が一定の負レベルから０レベルに周期的
に変化し、第２のアナログゲートＧ2 から出力される出
力信号Ｖ2 が０レベルから一定の正レベルに周期的に変
化するため、ノードａで合成された信号Ｖａは、等価的
に一定の負レベルが連続して出力された信号波形とな
る。
【００８８】一方、外部磁界ＨE の方位θが１８０°よ
りも大きい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力さ
れる出力信号Ｖ1 が一定の正レベルから０レベルに周期
的に変化する波形を有し、第２のアナログゲートＧ2 か
ら出力される出力信号Ｖ2 が０レベルから一定の負レベ
ルに周期的に変化する波形を有するため、ノードａで合
成された信号Ｖａは、等価的に一定の正レベルが連続し
て出力された信号波形となる。このノードａで合成され
た信号Ｖａは、後段の積分回路２２にて平均化されて、
それぞれ反転したレベルの直流化信号Ｓｖ1 に変換され
る。
りも大きい場合、第１のアナログゲートＧ1 から出力さ
れる出力信号Ｖ1 が一定の正レベルから０レベルに周期
的に変化する波形を有し、第２のアナログゲートＧ2 か
ら出力される出力信号Ｖ2 が０レベルから一定の負レベ
ルに周期的に変化する波形を有するため、ノードａで合
成された信号Ｖａは、等価的に一定の正レベルが連続し
て出力された信号波形となる。このノードａで合成され
た信号Ｖａは、後段の積分回路２２にて平均化されて、
それぞれ反転したレベルの直流化信号Ｓｖ1 に変換され
る。
【００８９】そして、横軸に方位θをとり、縦軸に直流
化信号Ｓｖ1 の出力レベルをとると、その特性曲線は、
第１実施例において説明したように、即ち図１３に示す
ように、 ＫＨEｓｉｎθで示すサインカーブを描くこと
になる。ここで、Ｋは比例定数である。
化信号Ｓｖ1 の出力レベルをとると、その特性曲線は、
第１実施例において説明したように、即ち図１３に示す
ように、 ＫＨEｓｉｎθで示すサインカーブを描くこと
になる。ここで、Ｋは比例定数である。
【００９０】この第２実施例においても、積分回路２２
からの直流化信号Ｓｖ1 の出力レベルは、ある方位θの
外部磁界ＨE によって変化したＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒ
を波形発生回路３１における周波数回だけ平均化したも
のとなる。この実施例では、波形発生回路３１の周波数
が３ｋＨｚであるから、積分回路２２からの直流化信号
Ｓｖ1 は、上記抵抗値Ｒを１秒間に３０００回平均化し
たものとなる。従って、ＢＨＮやヒステリシス特性から
生じる出力レベルのばらつきが、上記平均化によって吸
収され、一定の変動の少ない出力値になる。
からの直流化信号Ｓｖ1 の出力レベルは、ある方位θの
外部磁界ＨE によって変化したＭＲ素子１ａの抵抗値Ｒ
を波形発生回路３１における周波数回だけ平均化したも
のとなる。この実施例では、波形発生回路３１の周波数
が３ｋＨｚであるから、積分回路２２からの直流化信号
Ｓｖ1 は、上記抵抗値Ｒを１秒間に３０００回平均化し
たものとなる。従って、ＢＨＮやヒステリシス特性から
生じる出力レベルのばらつきが、上記平均化によって吸
収され、一定の変動の少ない出力値になる。
【００９１】上記の動作説明は、第１のＭＲ素子１ａを
主体にしてその動作を説明したが、第２のＭＲ素子１ｂ
は、第１のＭＲ素子１ａに対してその長軸が９０°違え
た方向に配置されていることから、この第２のＭＲ素子
１ｂに対応する積分回路２２からの直流化信号Ｓｖ2 の
外部磁界ＨE の方位θに対する出力特性は、 ＫＨEｃｏ
ｓθのコサインカーブを描くことになる。従って、外部
磁界ＨE の方位θは、第１実施例と同様に、上記（２）
式から求めることができ、この演算は、同様に後段の演
算回路２３にて行われる。
主体にしてその動作を説明したが、第２のＭＲ素子１ｂ
は、第１のＭＲ素子１ａに対してその長軸が９０°違え
た方向に配置されていることから、この第２のＭＲ素子
１ｂに対応する積分回路２２からの直流化信号Ｓｖ2 の
外部磁界ＨE の方位θに対する出力特性は、 ＫＨEｃｏ
ｓθのコサインカーブを描くことになる。従って、外部
磁界ＨE の方位θは、第１実施例と同様に、上記（２）
式から求めることができ、この演算は、同様に後段の演
算回路２３にて行われる。
【００９２】このように、上記第２実施例に係る地磁気
方位センサーにおいても、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が
有するバルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因
する出力（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁
界によって平均化するため、安定した出力を得ることが
でき、精度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
方位センサーにおいても、ＭＲ素子１ａ及び１ｂ自体が
有するバルクハウゼンノイズやヒステリシス特性に起因
する出力（端子間電圧）の不安定さを、交流バイアス磁
界によって平均化するため、安定した出力を得ることが
でき、精度の高い地磁気の方位角を測ることができる。
【００９３】特に、この第２実施例においては、バイア
ス磁界ＨBのピーク値ＨｐがＭＲ素子１ａ及び１ｂの異
方性磁界レベルＨｗ以上となっているため、バイアス磁
界ＨB １サイクル毎に、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの帯磁や
前歴（前の磁化状態）を消去することができ、ヒステリ
シス特性による検出誤差の発生を防止することができ
る。
ス磁界ＨBのピーク値ＨｐがＭＲ素子１ａ及び１ｂの異
方性磁界レベルＨｗ以上となっているため、バイアス磁
界ＨB １サイクル毎に、ＭＲ素子１ａ及び１ｂの帯磁や
前歴（前の磁化状態）を消去することができ、ヒステリ
シス特性による検出誤差の発生を防止することができ
る。
【００９４】この場合、上記帯磁や前歴を消去するバイ
アス磁界ＨB は、ピークパルス波形であるため、そのピ
ークレベルＨｐとしてはその値が大きくても、実効パワ
ー的には小さく、地磁気方位センサーとしての消費電力
は少なくて済む。
アス磁界ＨB は、ピークパルス波形であるため、そのピ
ークレベルＨｐとしてはその値が大きくても、実効パワ
ー的には小さく、地磁気方位センサーとしての消費電力
は少なくて済む。
【００９５】また、バイアス磁界ＨB の平坦部レベルＨ
ｈをＭＲ素子１ａ及び１ｂのＲ−Ｈ特性上の直線部中心
レベルＨM （最高感度を有するレベル）に合わせてある
ため、出力信号としてダイナミックレンジの大きい信号
を得ることができ、地磁気方位センサーの測定感度を高
めることができる。特に、この第２実施例においては、
ピークレベルＨｐ（前歴消去用のバイアスレベル）と上
記平坦部レベルＨｈ（動作用のバイアスレベル）を独立
に設定できるため、第１実施例とは異なり、オーバーバ
イアス状態を克服することができる。つまり、最適バイ
アス状態で動作させることができる。
ｈをＭＲ素子１ａ及び１ｂのＲ−Ｈ特性上の直線部中心
レベルＨM （最高感度を有するレベル）に合わせてある
ため、出力信号としてダイナミックレンジの大きい信号
を得ることができ、地磁気方位センサーの測定感度を高
めることができる。特に、この第２実施例においては、
ピークレベルＨｐ（前歴消去用のバイアスレベル）と上
記平坦部レベルＨｈ（動作用のバイアスレベル）を独立
に設定できるため、第１実施例とは異なり、オーバーバ
イアス状態を克服することができる。つまり、最適バイ
アス状態で動作させることができる。
【００９６】また、擬似方形波によるバイアス磁界ＨB
と第１及び第２のアナログゲートＧ1 及びＧ2 によるサ
ンプリング動作により、歪み出力による変動やゆらぎを
なくすことができ、安定した動作を行わせることができ
る。
と第１及び第２のアナログゲートＧ1 及びＧ2 によるサ
ンプリング動作により、歪み出力による変動やゆらぎを
なくすことができ、安定した動作を行わせることができ
る。
【００９７】なお、上記第２実施例においては、方形波
Ｐｓに、インパルス的なピークパルスＰｐを重畳した擬
似方形波をバイアス磁界ＨB として用いたが、その他、
以下の表１に示すように、上記方形波Ｐｓの代わりに、
半円波や放物線波などにインパルス的なピークパルスＰ
ｐを重畳した擬似半円波や擬似放物線波なども有効であ
る。また、以下の表１では示さないがパルス矩形波も有
効である。
Ｐｓに、インパルス的なピークパルスＰｐを重畳した擬
似方形波をバイアス磁界ＨB として用いたが、その他、
以下の表１に示すように、上記方形波Ｐｓの代わりに、
半円波や放物線波などにインパルス的なピークパルスＰ
ｐを重畳した擬似半円波や擬似放物線波なども有効であ
る。また、以下の表１では示さないがパルス矩形波も有
効である。
【００９８】また、当然ながら、上記で示す波形にイン
パルス的なピークパルスＰｐが存在しなくても、これら
の波形で示されるバイアス磁界は、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂのＲ−Ｈ動作に好適なバイアス波形（波形効率の良い
波形）として効果を発揮し、安定動作に寄与する。
パルス的なピークパルスＰｐが存在しなくても、これら
の波形で示されるバイアス磁界は、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂのＲ−Ｈ動作に好適なバイアス波形（波形効率の良い
波形）として効果を発揮し、安定動作に寄与する。
【００９９】
【表１】
【０１００】また、図２７に示すように、第１及び第２
のアナログゲートＧ1 及びＧ2 にそれぞれ供給される第
１及び第２のゲートパルス信号ＰＧ1 及びＰＧ2 のパル
ス幅を狭くしてもよい。この場合、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂのＲ−Ｈ特性に起因する波形歪や変動性は完全に除去
される。しかも、外乱ノイズがあっても、ゲートパルス
信号ＰＧ1 及びＰＧ2 の非出力期間中は、後段の信号処
理に影響しないため、ノイズの影響は軽減され得る。従
って、安定で、かつ高品質な出力信号波形を得ることが
できる。
のアナログゲートＧ1 及びＧ2 にそれぞれ供給される第
１及び第２のゲートパルス信号ＰＧ1 及びＰＧ2 のパル
ス幅を狭くしてもよい。この場合、ＭＲ素子１ａ及び１
ｂのＲ−Ｈ特性に起因する波形歪や変動性は完全に除去
される。しかも、外乱ノイズがあっても、ゲートパルス
信号ＰＧ1 及びＰＧ2 の非出力期間中は、後段の信号処
理に影響しないため、ノイズの影響は軽減され得る。従
って、安定で、かつ高品質な出力信号波形を得ることが
できる。
【０１０１】また、上記第２実施例においては、ＭＲ素
子１ａ及び１ｂからのＤＣ的ドリフト成分を除去する目
的で、アンプ２１の前段に結合コンデンサＣを接続する
ようにしたが、その他、図２８に示すように、アンプ２
１の直後に結合コンデンサＣを接続するようにしてもよ
い。
子１ａ及び１ｂからのＤＣ的ドリフト成分を除去する目
的で、アンプ２１の前段に結合コンデンサＣを接続する
ようにしたが、その他、図２８に示すように、アンプ２
１の直後に結合コンデンサＣを接続するようにしてもよ
い。
【０１０２】また、図２９Ａ及びＢに示すように、アン
プ２１の直後あるいはその前段にトランス４１を接続す
るようにしてもよい。図２９Ａに示すように、アンプ２
１の直後にトランス４１を接続した場合は、ＭＲ素子１
ａ（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去でき
るほか、アンプ２１のドリフトも除去することができ
る。また、トランス４１にて、アンプ２１からの出力信
号を昇圧することから、次段以降のノイズに対し、有利
な伝達系となる。一方、図２９Ｂに示すように、アンプ
２１の前段にトランス４１を接続した場合は、ＭＲ素子
１ａ（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去で
きるほか、アンプ２１の前段で出力信号を昇圧すること
から、アンプ２１以降のノイズに対し、有利な伝達系と
なる。
プ２１の直後あるいはその前段にトランス４１を接続す
るようにしてもよい。図２９Ａに示すように、アンプ２
１の直後にトランス４１を接続した場合は、ＭＲ素子１
ａ（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去でき
るほか、アンプ２１のドリフトも除去することができ
る。また、トランス４１にて、アンプ２１からの出力信
号を昇圧することから、次段以降のノイズに対し、有利
な伝達系となる。一方、図２９Ｂに示すように、アンプ
２１の前段にトランス４１を接続した場合は、ＭＲ素子
１ａ（及び１ｂ）で発生するＤＣ的なドリフトを除去で
きるほか、アンプ２１の前段で出力信号を昇圧すること
から、アンプ２１以降のノイズに対し、有利な伝達系と
なる。
【０１０３】また、上記第２実施例においては、バイア
ス磁界ＨB として、周期的に正極と負極に順次交番する
擬似方形波を連続出力することにより、外部磁界ＨEの
方位θを検出するようにしたが、その他、図３０に示す
ように、ある期間Ｔ（例えば３０ｍｓ）を１周期とし、
この周期の最初のある期間ｔにおいて、正極と負極に順
次交番する擬似方形波を例えば２連続で出力（５ｍｓ）
し、あとの期間ｔｓ（２５ｍｓ）を休止期間とした、い
わゆるバースト構成のバイアス磁界ＨB を印加して、外
部磁界ＨE の方位θを検出するようにしてもよい。
ス磁界ＨB として、周期的に正極と負極に順次交番する
擬似方形波を連続出力することにより、外部磁界ＨEの
方位θを検出するようにしたが、その他、図３０に示す
ように、ある期間Ｔ（例えば３０ｍｓ）を１周期とし、
この周期の最初のある期間ｔにおいて、正極と負極に順
次交番する擬似方形波を例えば２連続で出力（５ｍｓ）
し、あとの期間ｔｓ（２５ｍｓ）を休止期間とした、い
わゆるバースト構成のバイアス磁界ＨB を印加して、外
部磁界ＨE の方位θを検出するようにしてもよい。
【０１０４】また、図３１に示すように、上記図３０で
示す１周期Ｔを１ブロックとし、各ブロック毎に方位を
求め、５ブロック単位に平均化し、この平均化して得た
方位をキャラクタ表示するようにしてもよい。これら図
３０及び図３１で示すバイアス磁界ＨB の印加方法によ
れば、消費電力を大幅に低減させることができる。特
に、図３１で示す方法によれば、方位θが平均化される
ため、安定に方位θを検出することができる。
示す１周期Ｔを１ブロックとし、各ブロック毎に方位を
求め、５ブロック単位に平均化し、この平均化して得た
方位をキャラクタ表示するようにしてもよい。これら図
３０及び図３１で示すバイアス磁界ＨB の印加方法によ
れば、消費電力を大幅に低減させることができる。特
に、図３１で示す方法によれば、方位θが平均化される
ため、安定に方位θを検出することができる。
【０１０５】しかも、休止期間ｔｓに各種情報信号を設
けることにより、方位θ以外の情報を得ることが可能と
なる。例えば、図３２に温度ドリフト用の情報信号Ｓａ
を設けることにより、この地磁気方位センサーの温度ド
リフトを検出することが可能となり、また、図３３に示
すように、休止期間ｔｓに故障診断用の情報信号Ｓｂを
設けることにより、この地磁気方位センサーの故障情報
を検出することが可能となる。
けることにより、方位θ以外の情報を得ることが可能と
なる。例えば、図３２に温度ドリフト用の情報信号Ｓａ
を設けることにより、この地磁気方位センサーの温度ド
リフトを検出することが可能となり、また、図３３に示
すように、休止期間ｔｓに故障診断用の情報信号Ｓｂを
設けることにより、この地磁気方位センサーの故障情報
を検出することが可能となる。
【０１０６】上記第２実施例においては、各ＭＲ素子１
ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間に、それぞれＭＲ
素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を流すための
定電流源３を接続するようにしたが、この定電流源３の
代わりに定電圧源を接続するようにしてもよい。
ａ及び１ｂの両端電極２ａ及び２ｂ間に、それぞれＭＲ
素子１ａ及び１ｂの長軸方向にセンス電流を流すための
定電流源３を接続するようにしたが、この定電流源３の
代わりに定電圧源を接続するようにしてもよい。
【０１０７】また、図１５で示す上記第２実施例に係る
地磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子１ａ及び１
ｂが、それぞれの長軸方向が互いに垂直の関係となるよ
うに配置した構成としたが、その他、変形例として、図
３４に示すような構成を採用してもよい。この変形例に
係る構成は、図１４で示す第１実施例の変形例におい
て、交流電源１１の代わりに波形発生回路３１である点
で異なるほかは、第１実施例の変形例と同じ構成である
ため、その詳細な説明は省略する。
地磁気方位センサーにおいては、各ＭＲ素子１ａ及び１
ｂが、それぞれの長軸方向が互いに垂直の関係となるよ
うに配置した構成としたが、その他、変形例として、図
３４に示すような構成を採用してもよい。この変形例に
係る構成は、図１４で示す第１実施例の変形例におい
て、交流電源１１の代わりに波形発生回路３１である点
で異なるほかは、第１実施例の変形例と同じ構成である
ため、その詳細な説明は省略する。
【０１０８】上記図３４で示す変形例に係る地磁気方位
センサーによれば、上記第２実施例に係る地磁気方位セ
ンサーの出力と比して２倍の出力を得ることができ、方
位検出に関する感度の向上及び出力信号のＳ／Ｎの向上
が期待できる。
センサーによれば、上記第２実施例に係る地磁気方位セ
ンサーの出力と比して２倍の出力を得ることができ、方
位検出に関する感度の向上及び出力信号のＳ／Ｎの向上
が期待できる。
【０１０９】なお、上記各実施例においては、ＭＲ素子
１ａ及び１ｂを、ＦｅＮｉ系の強磁性体膜にて形成する
ようにしたが、その他、ＣｏＮｉ系の強磁性体膜にて形
成してもよい。また、ＩｎＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＡｓ
Ｐ，ＧａＡｓ，Ｓｉ，Ｇｅ等の磁電半導体素子にてＭＲ
素子を構成するようにしてもよい。
１ａ及び１ｂを、ＦｅＮｉ系の強磁性体膜にて形成する
ようにしたが、その他、ＣｏＮｉ系の強磁性体膜にて形
成してもよい。また、ＩｎＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＡｓ
Ｐ，ＧａＡｓ，Ｓｉ，Ｇｅ等の磁電半導体素子にてＭＲ
素子を構成するようにしてもよい。
【０１１０】この場合、図３５に示すように、例えば感
知部の長さｎが〜７ｍｍ、幅ｗが８０μｍ、厚さｔが〜
２００ｎｍの短冊状の磁電半導体素子４２の両端にＡｕ
からなる電極４３ａ及び４３ｂを形成することによりＭ
Ｒ素子１ａ及び１ｂが構成される。そして、バイアス磁
界ＨB 及び抵抗変化に寄与する外部磁界成分ＨS の印加
方向は、この磁電半導体素子４２の板面を垂直方向に貫
く方向である。
知部の長さｎが〜７ｍｍ、幅ｗが８０μｍ、厚さｔが〜
２００ｎｍの短冊状の磁電半導体素子４２の両端にＡｕ
からなる電極４３ａ及び４３ｂを形成することによりＭ
Ｒ素子１ａ及び１ｂが構成される。そして、バイアス磁
界ＨB 及び抵抗変化に寄与する外部磁界成分ＨS の印加
方向は、この磁電半導体素子４２の板面を垂直方向に貫
く方向である。
【０１１１】
【発明の効果】上述のように、本発明に係る地磁気方位
センサーによれば、少なくとも２つの磁気抵抗効果素子
がそれぞれ容易軸方向を違えて配置し、各磁気抵抗効果
素子に対応して、容易軸方向にセンス電流を流す手段
と、あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で
交番するバイアス磁界を印加する手段と、上記バイアス
磁界の磁界レベルの交番に応じて周期的に変化する抵抗
値の上記センス電流に基づく端子間の電圧レベルのう
ち、外部磁界によって周期的に現れる特異の電圧レベル
を取り出して平均化する信号処理手段とを設けるように
したので、磁気抵抗効果素子の出力特性に、バルクハウ
ゼンノイズやヒステリシス特性の影響を受けることがな
く、信頼性の向上及び検出精度の向上を図ることができ
る。
センサーによれば、少なくとも２つの磁気抵抗効果素子
がそれぞれ容易軸方向を違えて配置し、各磁気抵抗効果
素子に対応して、容易軸方向にセンス電流を流す手段
と、あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で
交番するバイアス磁界を印加する手段と、上記バイアス
磁界の磁界レベルの交番に応じて周期的に変化する抵抗
値の上記センス電流に基づく端子間の電圧レベルのう
ち、外部磁界によって周期的に現れる特異の電圧レベル
を取り出して平均化する信号処理手段とを設けるように
したので、磁気抵抗効果素子の出力特性に、バルクハウ
ゼンノイズやヒステリシス特性の影響を受けることがな
く、信頼性の向上及び検出精度の向上を図ることができ
る。
【図１】本発明に係る地磁気方位センサーの第１実施例
をその回路構成と共に示す構成図である。
をその回路構成と共に示す構成図である。
【図２】第１実施例に係る地磁気方位センサーに使用さ
れるＭＲ素子の構成を示す平面図である。
れるＭＲ素子の構成を示す平面図である。
【図３】ＭＲ素子に対して、ＭＲ素子の短軸方向に外部
磁界が印加されたときの抵抗変化をベクトル解析して示
す説明図である。
磁界が印加されたときの抵抗変化をベクトル解析して示
す説明図である。
【図４】外部磁界（又はθ）の変化に対するＭＲ素子の
抵抗値の変化（Ｒ−Ｈ（ρ−Ｈ）特性）を示す特性図で
ある。
抵抗値の変化（Ｒ−Ｈ（ρ−Ｈ）特性）を示す特性図で
ある。
【図５】ＭＲ素子に対してある角度θから外部磁界ＨE
が印加された場合の状態を示す図である。
が印加された場合の状態を示す図である。
【図６】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、そのＭＲ素子に対してある角度θから外部磁界ＨE
が印加された場合のＭＲ素子の抵抗変化に寄与する磁界
を、ＭＲ素子のＲ−Ｈ特性との対応で示す波形図であ
る。
て、そのＭＲ素子に対してある角度θから外部磁界ＨE
が印加された場合のＭＲ素子の抵抗変化に寄与する磁界
を、ＭＲ素子のＲ−Ｈ特性との対応で示す波形図であ
る。
【図７】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが０°又は１８０°である場合の
ＭＲ素子の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子の
Ｒ−Ｈ特性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが０°又は１８０°である場合の
ＭＲ素子の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子の
Ｒ−Ｈ特性との対応で示す波形図である。
【図８】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが３０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが３０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
【図９】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが９０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが９０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
【図１０】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが２１０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが２１０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
【図１１】第１実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが２７０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが２７０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
【図１２】第１実施例に係る地磁気方位センサーの信号
処理回路での信号処理を示すタイミングチャートであ
る。
処理回路での信号処理を示すタイミングチャートであ
る。
【図１３】第１実施例に係る地磁気方位センサーの出力
特性、即ち外部磁界の方位に対する直流化信号の出力レ
ベルの変化を示す特性図である。
特性、即ち外部磁界の方位に対する直流化信号の出力レ
ベルの変化を示す特性図である。
【図１４】第１実施例の変形例に係る地磁気方位センサ
ーを一部省略して示す構成図である。
ーを一部省略して示す構成図である。
【図１５】本発明に係る地磁気方位センサーの第２実施
例をその回路構成と共に示す構成図である。
例をその回路構成と共に示す構成図である。
【図１６】第２実施例に係る地磁気方位センサーのバイ
アス磁界印加手段によるバイアス磁界をＭＲ素子のＲ−
Ｈ特性との対応で示す波形図である。
アス磁界印加手段によるバイアス磁界をＭＲ素子のＲ−
Ｈ特性との対応で示す波形図である。
【図１７】波形発生回路の回路構成の一例を示す回路図
である。
である。
【図１８】波形発生回路の回路構成の他の例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図１９】擬似方形波（バイアス磁界）における平坦部
のサグの臨界条件を示す説明図である。
のサグの臨界条件を示す説明図である。
【図２０】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、そのＭＲ素子に対してある角度θから外部磁界ＨE
が印加された場合のＭＲ素子の抵抗変化に寄与する磁界
を、ＭＲ素子のＲ−Ｈ特性との対応で示す波形図であ
る。
て、そのＭＲ素子に対してある角度θから外部磁界ＨE
が印加された場合のＭＲ素子の抵抗変化に寄与する磁界
を、ＭＲ素子のＲ−Ｈ特性との対応で示す波形図であ
る。
【図２１】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが０°又は１８０°である場合の
ＭＲ素子の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子の
Ｒ−Ｈ特性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが０°又は１８０°である場合の
ＭＲ素子の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子の
Ｒ−Ｈ特性との対応で示す波形図である。
【図２２】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが３０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが３０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
【図２３】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが９０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが９０°である場合のＭＲ素子の
抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特性
との対応で示す波形図である。
【図２４】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが２１０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが２１０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
【図２５】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、外部磁界の方位θが２７０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
て、外部磁界の方位θが２７０°である場合のＭＲ素子
の抵抗変化（端子間電圧の変化）をＭＲ素子のＲ−Ｈ特
性との対応で示す波形図である。
【図２６】第２実施例に係る地磁気方位センサーの信号
処理回路での信号処理を示すタイミングチャートであ
る。
処理回路での信号処理を示すタイミングチャートであ
る。
【図２７】第２実施例に係る地磁気方位センサーの信号
処理回路での他の信号処理を示すタイミングチャートで
ある。
処理回路での他の信号処理を示すタイミングチャートで
ある。
【図２８】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て接続される結合コンデンサの他の接続位置を示す回路
構成図である。
て接続される結合コンデンサの他の接続位置を示す回路
構成図である。
【図２９】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
てのＡＣ結合を示す回路構成図であり、同図Ａは初段ア
ンプの直後にトランスを接続した回路構成を示し、同図
Ｂは初段アンプの前段にトランスを接続した回路構成を
示す。
てのＡＣ結合を示す回路構成図であり、同図Ａは初段ア
ンプの直後にトランスを接続した回路構成を示し、同図
Ｂは初段アンプの前段にトランスを接続した回路構成を
示す。
【図３０】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、バイアス磁界の印加タイミングの他の例を示すタイ
ミングチャートである。
て、バイアス磁界の印加タイミングの他の例を示すタイ
ミングチャートである。
【図３１】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、バイアス磁界の印加タイミングの更に他の例を示す
タイミングチャートである。
て、バイアス磁界の印加タイミングの更に他の例を示す
タイミングチャートである。
【図３２】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、バイアス磁界印加の休止期間に温度ドリフト用の情
報信号を設けた例を示すタイミングチャートである。
て、バイアス磁界印加の休止期間に温度ドリフト用の情
報信号を設けた例を示すタイミングチャートである。
【図３３】第２実施例に係る地磁気方位センサーにおい
て、バイアス磁界印加の休止期間に故障診断用の情報信
号を設けた例を示すタイミングチャートである。
て、バイアス磁界印加の休止期間に故障診断用の情報信
号を設けた例を示すタイミングチャートである。
【図３４】第２実施例の変形例に係る地磁気方位センサ
ーを一部省略して示す構成図である。
ーを一部省略して示す構成図である。
【図３５】磁電半導体素子にてＭＲ素子を構成した場合
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図３６】従来例に係る磁石式の地磁気方位センサーを
示す平面図である。
示す平面図である。
【図３７】現用の通常的なＭＲ素子の外部磁界に対する
抵抗変化特性（Δρ−Ｈ特性）を示す特性図である。
抵抗変化特性（Δρ−Ｈ特性）を示す特性図である。
【図３８】長軸に対して誘導磁気異方性の傾きを０°と
したＭＲ素子に対して、外部磁界をＭＲ素子の短軸方向
とΔφの角度で印加した場合の状態を示す図である。
したＭＲ素子に対して、外部磁界をＭＲ素子の短軸方向
とΔφの角度で印加した場合の状態を示す図である。
【図３９】ＭＲ素子に対して、外部磁界をＭＲ素子の短
軸方向とΔφの角度で印加した場合のＭＲ素子のＲ−Ｈ
特性を示す特性図であり、同図ＡはΔφ＝−２°のと
き、同図ＢはΔφ＝０°のとき、同図ＣはΔφ＝＋２°
のときをそれぞれ示す。
軸方向とΔφの角度で印加した場合のＭＲ素子のＲ−Ｈ
特性を示す特性図であり、同図ＡはΔφ＝−２°のと
き、同図ＢはΔφ＝０°のとき、同図ＣはΔφ＝＋２°
のときをそれぞれ示す。
【図４０】バルクハウゼンノイズによる不都合を示す説
明図である。
明図である。
【図４１】ＭＲ素子の外部磁界の方位によるヒステリシ
ス特性を示す特性図である。
ス特性を示す特性図である。
【図４２】外部磁界の方位θが４５°から９０°に変化
した場合、その方位変化のヒステリシスによる前歴を示
す説明図である。
した場合、その方位変化のヒステリシスによる前歴を示
す説明図である。
１ａ及び１ｂ ＭＲ素子 ２ａ及び２ｂ 電極 ３ センス電流源 ４ バイアス磁界印加手段 １１ 交流電源 １２ 励磁コイル ２１ アンプ Ｇ1 第１のアナログゲート Ｇ2 第２のアナログゲート Ａ1 第１の極性変換アンプ Ａ2 第２の極性変換アンプ ２２ 積分回路 ２３ 演算回路 ３１ 波形発生回路 Ｃ 結合コンデンサ ３２ 方形波パルス発生源 ３３ 並列ピーキングと微分特性を併せ持つ回路 ３４ 方形波信号発生回路 ３５ パルス信号発生回路 ３６ 加算回路 ４１ トランス ４２ 磁電半導体素子 ５１ 定電圧源
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも２つの磁気抵抗効果素子がそ
れぞれ容易軸方向を違えて配置され、 各磁気抵抗効果素子に対応して、 それぞれ容易軸方向にセンス電流を流す手段と、 あるレベルを基準として、磁界レベルが一定周期で交番
するバイアス磁界を印加する手段と、 上記バイアス磁界の磁界レベルの交番に応じて周期的に
変化する抵抗値の上記センス電流に基づく端子間の電圧
レベルのうち、外部磁界によって周期的に現れる特異の
電圧レベルを取り出して平均化する信号処理手段とを有
することを特徴する地磁気方位センサー。 - 【請求項２】 上記バイアス磁界は、その一部におい
て、上記磁気抵抗効果素子が望ましくは飽和状態以上に
達する磁界レベルを有することを特徴する請求項１記載
の地磁気方位センサー。 - 【請求項３】 上記バイアス磁界は、磁界レベルが平均
化された方形波か又は方形波に望ましくは飽和磁界レベ
ル以上のレベルを有するインパルス的な波形が重畳され
たレベル波形を有することを特徴する請求項２記載の地
磁気方位センサー。 - 【請求項４】 上記信号処理手段の初段が、それぞれ磁
気抵抗効果素子と容量結合又はトランス結合されている
ことを特徴する請求項１、２又は３記載の地磁気方位セ
ンサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123077A JPH06307872A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 地磁気方位センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5123077A JPH06307872A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 地磁気方位センサー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06307872A true JPH06307872A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14851628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5123077A Withdrawn JPH06307872A (ja) | 1993-04-28 | 1993-04-28 | 地磁気方位センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06307872A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012247344A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Minebea Co Ltd | レゾルバの駆動装置 |
| JP2013101116A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-23 | Honeywell Internatl Inc | 単一の磁気抵抗センサを使用して磁場の平面方向の磁場コンポーネントを決定するのための装置および方法 |
| JP2013137301A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-07-11 | Honeywell Internatl Inc | 弱い磁場を検出するための２次調和検出モードの磁気抵抗センサを使用する方法 |
| JP2019207167A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 株式会社東芝 | 磁気センサ及び診断装置 |
| JP2022047887A (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-25 | 株式会社東芝 | 磁気センサ及び検査装置 |
-
1993
- 1993-04-28 JP JP5123077A patent/JPH06307872A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012247344A (ja) * | 2011-05-30 | 2012-12-13 | Minebea Co Ltd | レゾルバの駆動装置 |
| JP2013101116A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-05-23 | Honeywell Internatl Inc | 単一の磁気抵抗センサを使用して磁場の平面方向の磁場コンポーネントを決定するのための装置および方法 |
| JP2013137301A (ja) * | 2011-11-04 | 2013-07-11 | Honeywell Internatl Inc | 弱い磁場を検出するための２次調和検出モードの磁気抵抗センサを使用する方法 |
| JP2019207167A (ja) * | 2018-05-29 | 2019-12-05 | 株式会社東芝 | 磁気センサ及び診断装置 |
| JP2022047887A (ja) * | 2020-09-14 | 2022-03-25 | 株式会社東芝 | 磁気センサ及び検査装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |