傳感器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將物理量(例如磁場(chǎng)強(qiáng)度)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器裝置，例如涉及利用于折疊式便攜電話機(jī)、筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)探測(cè)用傳感器、或電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速/旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)傳感器等的磁傳感器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為折疊式便攜電話機(jī)、筆記本電腦等中的開閉狀態(tài)探測(cè)用傳感器，另外作為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速/旋轉(zhuǎn)位置探測(cè)傳感器，使用磁傳感器裝置。
[0003]磁傳感器裝置利用磁電轉(zhuǎn)換元件(例如霍爾元件)輸出與磁場(chǎng)強(qiáng)度或磁通密度成比例的電壓，用放大器放大該輸出電壓，利用比較器進(jìn)行判定，以H信號(hào)或L信號(hào)這二值進(jìn)行輸出。由于磁電轉(zhuǎn)換元件的輸出電壓微小，所以磁電轉(zhuǎn)換元件所具有的偏移電壓(元件偏移電壓)、放大器或比較器所具有的偏移電壓(輸入偏移電壓)、或轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)的噪聲成為問(wèn)題。元件偏移電壓主要是因?yàn)榇烹娹D(zhuǎn)換元件從封裝件受到的應(yīng)力等而產(chǎn)生的。輸入偏移電壓主要是因?yàn)闃?gòu)成放大器的輸入電路的元件的特性偏差等而產(chǎn)生的。噪聲主要是因?yàn)闃?gòu)成電路的單體晶體管所具有的閃爍噪聲、單體晶體管或電阻元件所具有的熱噪聲而產(chǎn)生的。
[0004]為了不顯著增加功耗而降低上述磁電轉(zhuǎn)換元件或放大器所具有的噪聲造成的磁檢測(cè)/解除動(dòng)作的偏差，設(shè)計(jì)了圖10所示的磁傳感器裝置(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有的磁傳感器裝置包括:作為磁電轉(zhuǎn)換元件的霍爾元件I ;開關(guān)電路2 ;差動(dòng)放大器3 ;比較器4 ;控制電路5 ;D型觸發(fā)器D1、D2、D3 ；XOR電路X1、X2 ;選擇器電路SL1、SL2 ；AND電路ANl ；OR電路ORl ;電容Cl ;開關(guān)SI ;輸出端子VOUT ;以及端子E1、E2，其中，邏輯電路僅在因磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而在邏輯輸出產(chǎn)生變化的情況下，進(jìn)行連續(xù)的多次邏輯輸出的核對(duì)判定。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013 — 74415號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]然而，在現(xiàn)有的磁傳感器裝置中，盡管便攜設(shè)備通常使用時(shí)(例如將折疊式便攜電話完全打開的狀態(tài)或關(guān)閉的狀態(tài))施加磁場(chǎng)幾乎沒有變化，始終還是以一定的信號(hào)處理期間進(jìn)行高精度磁判定，平均消耗電流的削減效果有極限。
[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)的這樣的問(wèn)題點(diǎn)，本發(fā)明的傳感器裝置采用如下結(jié)構(gòu)。
[0009]一種傳感器裝置，其特征在于，包括:物理量電壓轉(zhuǎn)換元件，輸出與物理量的大小對(duì)應(yīng)的差動(dòng)電壓；差動(dòng)放大器，放大物理量電壓轉(zhuǎn)換元件的輸出信號(hào)；第一電容，該第一電容的一個(gè)端子與差動(dòng)放大器的第一輸出端子連接，保持偏移電壓；比較器，輸入將物理量電壓轉(zhuǎn)換元件的輸出信號(hào)放大后的信號(hào)，輸出比較后的結(jié)果；低通濾波器電路，設(shè)在差動(dòng)放大器的第一輸出端子；控制電路，對(duì)物理量電壓轉(zhuǎn)換元件、差動(dòng)放大器、比較器和低通濾波器電路進(jìn)行導(dǎo)通/截止控制；以及邏輯電路，將對(duì)比較器的輸出信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后的結(jié)果作為邏輯輸出加以輸出，其中，邏輯電路在前次邏輯輸出和第一次邏輯輸出上產(chǎn)生變化的情況下，進(jìn)行連續(xù)的多次邏輯輸出的核對(duì)判定，低通濾波器電路以在第二次以后的信號(hào)處理期間導(dǎo)通的方式向控制電路輸出控制信號(hào)。
[0010]依據(jù)本發(fā)明的傳感器裝置，能夠降低因裝置內(nèi)部的各構(gòu)成元件發(fā)出的噪聲或外來(lái)噪聲造成的物理量(磁場(chǎng)強(qiáng)度)的檢測(cè)或解除的判定偏差，并且與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠進(jìn)一步削減功耗。另外，能夠提供能以低消耗電流進(jìn)行高精度的物理量(磁場(chǎng)強(qiáng)度)的檢測(cè)或解除的傳感器裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是示出第I實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖；
圖2是本發(fā)明的磁傳感器裝置的時(shí)間圖；
圖3是示出第2實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖；
圖4是示出第3實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖；
圖5是示出第I實(shí)施方式所使用的差動(dòng)放大器的一個(gè)例子的電路圖；
圖6是示出第2實(shí)施方式所使用的低通濾波器的一個(gè)例子的電路圖；
圖7是示出第3實(shí)施方式所使用的差動(dòng)放大器的一個(gè)例子的電路圖；
圖8是示出本發(fā)明的磁傳感器裝置的差動(dòng)放大器的增益及噪聲頻率特性的一個(gè)例子的圖；
圖9是示出本發(fā)明的磁傳感器裝置的差動(dòng)放大器的過(guò)渡響應(yīng)特性的圖；
圖10是示出現(xiàn)有的磁傳感器裝置的電路圖。
[0012]標(biāo)號(hào)說(shuō)明
I霍爾元件；2開關(guān)切換電路；3差動(dòng)放大器；4比較器；5控制電路；LI低通濾波器電路；11、12運(yùn)算放大器；D1、D2、D3 D型觸發(fā)器；SL1、SL2選擇器電路。
【具體實(shí)施方式】
[0013]基于附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的傳感器裝置。以下，對(duì)利用磁電轉(zhuǎn)換元件的磁傳感器裝置進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明的傳感器裝置代替磁電轉(zhuǎn)換元件而使用根據(jù)加速度、壓力等而輸出電壓的轉(zhuǎn)換元件也能期待同樣的效果。
[0014][第I實(shí)施方式]
圖1是示出第I實(shí)施方式的磁傳感器裝置的電路圖。第I實(shí)施方式的磁傳感器裝置具備:作為磁電轉(zhuǎn)換元件的霍爾元件I ;開關(guān)電路2 ;差動(dòng)放大器3 ;比較器4 ;控制電路5 ;D型觸發(fā)器D1、D2、D3 ；XOR電路X1、X2 ;選擇器電路SL1、SL2 ；AND電路ANl ；OR電路ORl ;作為偏移電壓保持電容的電容器Cl ;作為偏移電壓保持兼低通濾波器電容的電容器C2 ;開關(guān)SI ；開關(guān)S2 ;輸出端子VOUT ;輸入0N/0FF (導(dǎo)通/截止)信號(hào)ΦΕ1的端子El ；以及輸入0N/0FF信號(hào)ΦΕ2的端子E2。霍爾元件I具有第一端子對(duì)A — C和第二端子對(duì)B — D。開關(guān)電路2具有與霍爾元件I的各端子A、B、C及D連接的4個(gè)輸入端子和第一輸出端子及第二輸出端子。差動(dòng)放大器3具有第一輸入端子及第二輸入端子、和第一輸出端子及第二輸出端子。選擇器電路SL1、SL2具有輸入端子A、輸入端子B、選擇端子Φ S和輸出端子。
[0015]差動(dòng)放大器3的第一輸出端子與電容器Cl及開關(guān)S2的一端連接，第二輸出端子與開關(guān)SI的一端連接。開關(guān)S2的另一端與電容器C2的一端連接。比較器4的第一輸入端子與電容器Cl的另一端、電容器C2的另一端及開關(guān)SI的另一端連接，第二輸入端子與差動(dòng)放大器3的第二輸出端子連接，輸出端子與D型觸發(fā)器Dl和D型觸發(fā)器D2的輸入端子連接。XOR電路Xl的第一輸入端子與D型觸發(fā)器Dl的輸出端子連接，第二輸入端子與D型觸發(fā)器D2的輸出端子連接，輸出端子與選擇器電路SLl的選擇端子(i>S連接。XOR電路X2的第一輸入端子與D型觸發(fā)器Dl的輸出端子和選擇器電路SLl的輸入端子A連接，第二輸入端子與選擇器電路SLl的輸入端子B、選擇器電路SL2的輸入端子A、D型觸發(fā)器D3的輸出端子和輸出端子VOUT連接，輸出端子與選擇器電路SL2的選擇端子(i>S和AND電路ANl的第一輸入端子連接。選擇器電路SL2的輸入端子B與選擇器電路SLl的輸出端子連接，輸出端子與D型觸發(fā)器D3的輸入端子連接。AND電路ANl的第二輸入端子與端子E2連接，輸出端子與OR電路ORl的第一輸入端子連接。OR電路ORl的第二輸入端子與端子El連接，輸出端子與控制電路5連接。AND電路AN2的第一輸入端子與OR電路ORl的輸出端子連接，第二輸入端子與端子E2連接，輸出端子與控制電路5連接。控制電路5從OR電路ORl輸入ΦΕΝ信號(hào)，并向開關(guān)電路2、差動(dòng)放大器3、比較器4輸出ΦΕΝ信號(hào)。另外，控制電路5從AND電路AN2輸入ELP信號(hào)，并向開關(guān)2輸出ELP信號(hào)。
[0016]圖5中不出第I實(shí)施方式所使用的差動(dòng)放大器3的電路圖的一個(gè)例子。差動(dòng)放大器3—般采用儀表放大器結(jié)構(gòu)。差動(dòng)放大器3具備差動(dòng)放大器11、12和反饋電阻R11、R12、R13。關(guān)于連接，差動(dòng)放大器11的同相輸入端子與第一輸入端子連接，反相輸入端子與反饋電阻Rll的一端和反饋電阻R12的一端的連接點(diǎn)連接，輸出端子與第一輸出端