特許 6265419 磁気検出装置、電流センサ及び磁気検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6265419

(24)【登録日】2018年1月5日

(45)【発行日】2018年1月24日

(54)【発明の名称】磁気検出装置、電流センサ及び磁気検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/07 20060101AFI20180115BHJP

   G01R 15/20 20060101ALI20180115BHJP

   H01L 43/06 20060101ALI20180115BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/07

   G01R15/20 A

   H01L43/06 Z

【請求項の数】28

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2014-43980(P2014-43980)

(22)【出願日】2014年3月6日

(65)【公開番号】特開2015-169517(P2015-169517A)

(43)【公開日】2015年9月28日

【審査請求日】2016年12月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】303046277

【氏名又は名称】旭化成エレクトロニクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(72)【発明者】

【氏名】野平 隆二

【審査官】 荒井 誠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−２２４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９４５３０６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１２３１４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１２６０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−１７６６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ １５／００−１５／２６

Ｇ０１Ｒ ３３／００−３３／２６

Ｈ０１Ｌ ４３／００−４３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

メインホール素子と、
前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、
平面視において前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、
平面視において前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、を備え、
前記第１磁場発生コイルに流れる第１コイル電流は、前記第２磁場発生コイルに流れる第２コイル電流と逆の向きに流れ、
前記メインホール素子は、前記第１磁場発生コイルから発生する第１磁場と前記第２磁場発生コイルから発生する第２磁場とが打ち消し合う領域を含む範囲に配置される磁気検出装置。

【請求項2】

メインホール素子と、
前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、
平面視において前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、
平面視において前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、を備え、
前記第１磁場発生コイルに流れる第１コイル電流は、前記第２磁場発生コイルに流れる第２コイル電流と逆の向きに流れ、
前記第１磁場発生コイル及び前記第２磁場発生コイルは、前記メインホール素子を挟んで配置される磁気検出装置。

【請求項3】

前記メインホール素子は、平面視において、前記第１磁場発生コイルの中心点までの距離と前記第２磁場発生コイルの中心点までの距離とが等しい点を含む範囲に配置される請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項4】

前記メインホール素子の中心点は、平面視において、前記第１磁場発生コイルの中心点までの距離と前記第２磁場発生コイルの中心点までの距離とが等しい点と一致する請求項３に記載の磁気検出装置。

【請求項5】

前記メインホール素子は、平面視において、前記第１サブホール素子の中心点までの距離と前記第２サブホール素子の中心点までの距離とが等しい点を含む範囲に配置される請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項6】

前記メインホール素子の中心点は、平面視において、前記第１サブホール素子の中心点までの距離と前記第２サブホール素子の中心点までの距離とが等しい点と一致する請求項５に記載の磁気検出装置。

【請求項7】

前記第１磁場発生コイルは、平面視において、前記メインホール素子の中心点を通る直線を挟んで対称な位置にある２点のうちの１点を含む範囲に配置され、前記第２磁場発生コイルは、前記対称な位置にある２点のうちの他の１点を含む範囲に配置される請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項8】

平面視において、前記第１磁場発生コイルの中心点が前記対称な位置にある２点のうちの１点と一致し、前記第２磁場発生コイルの中心点が前記対称な位置にある２点のうちの他の１点と一致する請求項７に記載の磁気検出装置。

【請求項9】

前記第１サブホール素子は、平面視において、前記メインホール素子の中心点を通る直線を挟んで対称な位置にある２点のうちの１点を含む範囲に配置され、前記第２サブホール素子は、前記対称な位置にある２点のうちの他の１点を含む範囲に配置される請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項10】

平面視において、前記第１サブホール素子の中心点が前記対称な位置にある２点のうちの１点と一致し、前記第２サブホール素子の平面視における中心点が前記対称な位置にある２点のうちの他の１点と一致する請求項９に記載の磁気検出装置。

【請求項11】

前記メインホール素子は、前記第１磁場発生コイルの外縁と前記第２磁場発生コイルの外縁とに接する第１接線と、前記第１接線と平行であって、かつ、前記第１磁場発生コイルの外縁と前記第２磁場発生コイルの外縁とに接する第２接線と、の間に設置される請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項12】

前記第１サブホール素子と前記第２サブホール素子とは、前記メインホール素子を挟んで対向して配置される請求項１から１１のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項13】

メインホール素子と、
前記メインホール素子を通る第１直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、
前記メインホール素子を通り、前記第１直線と直交する第２直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子及び第４サブホール素子と、
平面視において、前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、
平面視において、前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、
平面視において、前記第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイルと、
平面視において、前記第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルと、を備え、
前記第１磁場発生コイルと前記第２磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第３磁場発生コイルと前記第４磁場発生コイルとが対向して配置され、
前記第１磁場発生コイルを流れる第１コイル電流、前記第２磁場発生コイルを流れる第２コイル電流、前記第３磁場発生コイルを流れる第３コイル電流及び前記第４磁場発生コイルを流れる第４コイル電流は、少なくとも一方の側に隣接して配置される他の磁場発生コイルを流れる電流と逆向きに流れる磁気検出装置。

【請求項14】

前記第１コイル電流、前記第２コイル電流、前記第３コイル電流及び前記第４コイル電流は、互いに対向して配置される他の磁場発生コイルを流れる電流と同じ向きに流れる請求項１３に記載の磁気検出装置。

【請求項15】

メインホール素子と、
前記メインホール素子を通る第１直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、
前記メインホール素子を通り、前記第１直線と直交する第２直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子及び第４サブホール素子と、
平面視において、前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、
平面視において、前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、
平面視において、前記第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイルと、
平面視において、前記第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルと、を備え、
前記第１磁場発生コイルと第２磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第３磁場発生コイルと前記第４磁場発生コイルとが対向して配置され、
前記第１磁場発生コイルを流れる第１コイル電流、前記第２磁場発生コイルを流れる第２コイル電流、前記第３磁場発生コイルを流れる第３コイル電流及び前記第４磁場発生コイルを流れる第４コイル電流は、両方の側に隣接して配置される他の磁場発生コイルを流れる電流と逆の向きに流れる磁気検出装置。

【請求項16】

前記第１コイル電流は前記第２コイル電流と同じ向きに流れ、前記第３コイル電流は前記第４コイル電流と同じ向きに流れる請求項１５に記載の磁気検出装置。

【請求項17】

平面視において、前記メインホール素子の中心点から前記第１サブホール素子の中心点までの距離、前記メインホール素子の中心点から前記第２サブホール素子の中心点までの距離、前記メインホール素子の中心点から前記第３サブホール素子の中心点までの距離及び前記メインホール素子の中心点から前記第４サブホール素子の中心点までの距離が、全て等しい請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項18】

平面視において、前記第１サブホール素子及び前記第２サブホール素子は、前記第２直線に対して互いに対称な位置に配置され、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子は、前記第２直線と直交する第１直線に対して互いに対称な位置に配置される請求項１３から請求項１６のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項19】

前記第１磁場発生コイル、前記第２磁場発生コイル、前記第３磁場発生コイル及び前記第４磁場発生コイルに電流を供給する配線を備え、
前記配線は、前記メインホール素子が形成された領域または前記第１サブホール素子、前記第２サブホール素子、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子が形成された領域の外側に配置されている請求項１３から請求項１８のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項20】

前記配線は、該配線を流れる配線電流が第１方向に流れる第１配線部と、前記第１配線部と電気的に接続すると共に前記第１配線部と平行に配置され、前記第１方向と反対の第２方向に配線電流が流れる第２配線部と、を含む請求項１９に記載の磁気検出装置。

【請求項21】

前記配線は、前記第１配線部及び前記第２配線部によって前記メインホール素子が形成された領域または前記第１サブホール素子、前記第２サブホール素子、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子が形成された領域の少なくとも一部を二重に囲むように配置される請求項２０に記載の磁気検出装置。

【請求項22】

前記第１磁場発生コイル、前記第２磁場発生コイル、前記第３磁場発生コイル及び前記第４磁場発生コイルに供給される配線電流を生成する電流源を備える請求項１３から請求項２１のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項23】

前記メインホール素子は、外部磁場を検出する検出用ホール素子であり、
前記第１サブホール素子、前記第２サブホール素子、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子は、前記メインホール素子の感度を調整するための感度調整用ホール素子である請求項１３から請求項２２のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項24】

前記感度調整用ホール素子は、前記第１磁場発生コイル、前記第２磁場発生コイル、前記第３磁場発生コイル及び前記第４磁場発生コイルが発生する磁場によるホール起電力信号を出力し、前記ホール起電力信号に基づいて、前記検出用ホール素子の感度を調整する請求項２３に記載の磁気検出装置。

【請求項25】

前記メインホール素子、前記第１サブホール素子、前記第２サブホール素子、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子は、シリコン基板上に形成され、
前記第１サブホール素子、前記第２サブホール素子、前記第３サブホール素子及び前記第４サブホール素子及び前記配線は、前記シリコン基板上の配線層で形成されている請求項１９から請求項２１のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【請求項26】

請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載した磁気検出装置を有する電流センサ。

【請求項27】

メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子が配置され、平面視において前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルに第１コイル電流を流す第１ステップと、
平面視において前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルに、前記第１コイル電流と逆の向きに、第２コイル電流を流す第２ステップと、
前記メインホール素子に駆動電流を流す第３ステップと、
前記第１磁場発生コイル及び前記第２磁場発生コイルの間に配置されたメインホール素子から外部磁場に応じて出力されるメインホール起電力信号を検出する第４ステップと、
を含む磁気検出方法。

【請求項28】

平面視において、メインホール素子を通る直線上に配置された第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイル、前記直線上に前記第１サブホール素子と前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイル、前記直線と直交する他の直線上に配置された第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイル及び前記他の直線上に前記第２サブホール素子と前記メインホール素子を挟んで配置される第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルに対し、隣接する前記第１磁場発生コイル、前記第２磁場発生コイル、前記第３磁場発生コイル及び前記第４磁場発生コイルのいずれかを流れる電流とは反対の向きに電流が流れるように電流を供給する第１ステップと、
前記第１磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第１サブホール素子が出力する第１起電力信号、前記第２磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第２サブホール素子が出力する第２起電力信号、前記第３磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第３サブホール素子が出力する第３起電力信号及び前記第４磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第４サブホール素子が出力する第４起電力信号を検出する第２ステップと、
前記第１起電力信号、前記第２起電力信号、前記第３起電力信号及び前記第４起電力信号を加算又は平均化して感度調整信号を生成する第３ステップと、
前記感度調整信号に応じて前記メインホール素子に供給される駆動電流を制御する第４ステップと、
前記第４ステップにおいて制御された前記駆動電流により、前記メインホール素子から外部磁場に応じて出力されるメインホール起電力信号を検出する第５ステップと、
を含む磁気検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気検出装置、電流センサ及び磁気検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気センサとしては、ホール素子を使った構成が公知である。磁気センサは、磁石の位置の検出、近接センサ、リニア位置センサ及び回転角センサ等に用いられるばかりでなく、電流量を非接触で測定する電流センサにも使用されている。なお、電流量の測定は、電流導体を流れる電流によって誘起される磁界を検出することによって行われる。
電流センサのうち、特にモータのインバータ電流の検出に使用される電流センサには、モータ制御を効率的に行うため、高い周波数でスイッチングするインバータ電流を高精度で検出することが求められている。

【0003】

ホール素子は、入力された磁界の強度に応じたホール起電力信号を発生する磁電変換機能を有するため、磁気センサとして広く用いられている。しかし、ホール素子は、基板からの応力や温度の変化等によって磁気感度が変動する。ホール素子の磁気感度の変動を抑えるため、磁気感度変動の補正や調整を行う技術が公知である。ホール素子の磁気感度を調整する公知の磁気センサは、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１には、磁気感知素子の感度を直接的、または間接的に測定し、測定された磁気センサの感度を調整する回路が記載されている。

【0004】

このような特許文献１には、磁気感知素子として機能するホール効果素子（以下、「検出用ホール素子」と記す）と、検出用ホール素子の感度を調整するために基板に生じる歪みを測定するピエゾ素子と、ピエゾ素子の周囲に巻き回された電流導体（以下、「内蔵コイル」と記す）と、が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１３−２２４９５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記した特許文献１記載の磁気センサでは、検出用ホール素子に係る歪みを測定する際に、ピエゾ素子の周囲に配置された内蔵コイルによって生じる磁気が、検出用ホール素子の出力信号にも及ぶ。このような特許文献１に記載の磁気センサでは、正確な検出用ホール素子の出力信号を検出するためには、出力信号から内蔵コイルの影響によって生じた成分を分離する必要があるため、公知の磁気センサは、高い精度でホール素子の感度を調整することができなかった。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高い精度でホール素子の感度を調整することができる磁気検出装置、このような磁気検出装置を備えた電流センサ及び磁気検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の磁気検出装置の一態様は、メインホール素子と、前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、平面視において前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、平面視において前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、を備え、前記第１磁場発生コイルに流れる第１コイル電流は、前記第２磁場発生コイルに流れる第２コイル電流と逆の向きに流れ、前記メインホール素子は、前記第１磁場発生コイルから発生する第１磁場と前記第２磁場発生コイルから発生する第２磁場とが打ち消し合う領域を含む範囲に配置される。

【0008】

また、本発明の磁気検出装置の一態様は、メインホール素子と、前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、平面視において前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、平面視において前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、を備え、前記第１磁場発生コイルに流れる第１コイル電流は、前記第２磁場発生コイルに流れる第２コイル電流と逆の向きに流れ、前記第１磁場発生コイル及び前記第２磁場発生コイルは、前記メインホール素子を挟んで配置される。

【0009】

また、本発明の磁気検出装置の一態様は、メインホール素子と、前記メインホール素子を通る第１直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、前記メインホール素子を通り、前記第１直線と直交する第２直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子及び第４サブホール素子と、平面視において、前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、平面視において、前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、平面視において、前記第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイルと、平面視において、前記第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルと、を備え、前記第１磁場発生コイルと前記第２磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第３磁場発生コイルと前記第４磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第１磁場発生コイルを流れる第１コイル電流、前記第２磁場発生コイルを流れる第２コイル電流、前記第３磁場発生コイルを流れる第３コイル電流及び前記第４磁場発生コイルを流れる第４コイル電流は、少なくとも一方の側に隣接して配置される他の磁場発生コイルを流れる電流と逆向きに流れる。

【0010】

また、本発明の磁気検出装置の一態様は、メインホール素子と、前記メインホール素子を通る第１直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子と、前記メインホール素子を通り、前記第１直線と直交する第２直線上に前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子及び第４サブホール素子と、平面視において、前記第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルと、平面視において、前記第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルと、平面視において、前記第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイルと、平面視において、前記第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルと、を備え、前記第１磁場発生コイルと第２磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第３磁場発生コイルと前記第４磁場発生コイルとが対向して配置され、前記第１磁場発生コイルを流れる第１コイル電流、前記第２磁場発生コイルを流れる第２コイル電流、前記第３磁場発生コイルを流れる第３コイル電流及び前記第４磁場発生コイルを流れる第４コイル電流は、両方の側に隣接して配置される他の磁場発生コイルを流れる電流と逆の向きに流れる。

【0011】

また、本発明の電流センサの一態様は、請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載した磁気検出装置を有する。
また、本発明の磁気検出方法の一態様は、メインホール素子を挟んで配置される第１サブホール素子及び第２サブホール素子が配置され、平面視において第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイルに第１コイル電流を流す第１ステップと、平面視において第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイルに、第１コイル電流と逆の向きに、第２コイル電流を流す第２ステップと、メインホール素子に駆動電流を流す第３ステップと、第１磁場発生コイル及び前記第２磁場発生コイルの間に配置されたメインホール素子から外部磁場に応じて出力されるメインホール起電力信号を検出する第４ステップと、を含む。

【0012】

また、本発明の磁気検出方法の一態様は、平面視において、メインホール素子を通る直線上に配置された第１サブホール素子を囲んで配置される第１磁場発生コイル、前記直線上に前記第１サブホール素子と前記メインホール素子を挟んで配置される第３サブホール素子を囲んで配置される第３磁場発生コイル、前記直線と直交する他の直線上に配置された第２サブホール素子を囲んで配置される第２磁場発生コイル及び前記他の直線上に前記第２サブホール素子と前記メインホール素子を挟んで配置される第４サブホール素子を囲んで配置される第４磁場発生コイルに対し、隣接する前記第１磁場発生コイル、前記第２磁場発生コイル、前記第３磁場発生コイル及び前記第４磁場発生コイルのいずれかを流れる電流とは反対の向きに電流が流れるように電流を供給する第１ステップと、前記第１磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第１サブホール素子が出力する第１起電力信号、前記第２磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第２サブホール素子が出力する第２起電力信号、前記第３磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第３サブホール素子が出力する第３起電力信号及び前記第４磁場発生コイルが発生した磁場に応じて前記第４サブホール素子が出力する第４起電力信号を検出する第２ステップと、前記第１起電力信号、前記第２起電力信号、前記第３起電力信号及び前記第４起電力信号を加算又は平均化して感度調整信号を生成する第３ステップと、前記感度調整信号に応じて前記メインホール素子に供給される駆動電流を制御する第４ステップと、前記第４ステップにおいて制御された前記駆動電流により、前記メインホール素子から外部磁場に応じて出力されるメインホール起電力信号を検出する第５ステップと、を含む。

【発明の効果】

【0013】

上記した本発明は、高い精度でホール素子の感度を調整することができる磁気検出装置、電流センサ、磁気検出方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態の矩形型の感磁部を有する対称型ホール素子を示した図である。

【図2】本発明の一実施形態の十字型の対称型ホール素子を示した図である。

【図3】本実施形態の磁気検出装置のホール素子を例示した図である。

【図4】図３に示した磁場発生コイルを示した上面図である。

【図5】本発明の一実施形態の磁場発生コイルを示した上面図である。

【図6】本発明の一実施形態のサブホール素子と磁場発生コイルとを２つ設けた場合の位置関係を説明するための図である。

【図7】本発明の一実施形態のサブホール素子と磁場発生コイルとを４つ設けた場合の位置関係を説明するための図である。

【図8】本発明の一実施形態の配線を例示した図である。

【図9】本発明の一実施形態の配線の他の例を示した図である。

【図10】本発明の一実施形態のメインホール素子とサブホール素子との駆動電流の方向を説明するための図である。

【図11】本発明の一実施形態の配線の他の例を示した図である。

【図12】本発明の一実施形態のメインホール素子とサブホール素子との配置の例を示した図である。

【図13】本発明の一実施形態の電流センサの構成を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の一実施形態について説明する。
［ホール素子］
磁電変換機能を有するホール素子としては、主としてSpinning Current Methodを適用することが可能な、いわゆる対称型ホール素子がある。
図１、図２は、対称型ホール素子の構成を説明するための図である。図１に示した対称型ホール素子１０は、矩形の形状を有する感磁部１１を有している。感磁部１１の角部には、ホール素子電源端子１２、１４、ホール起電圧出力端子１３、１５が設けられている。ホール素子電源端子１２とホール素子電源端子１４とは互いに対向して配置され、ホール起電圧出力端子１３とホール起電圧出力端子１５とは互いに対向して配置されている。

【0016】

図２は、Popovicらによって考案された十字型形状の対称型ホール素子の構成を説明するための図である。図２に示した対称型ホール素子２０は、十字型の形状を有する感磁部２１を有している。感磁部２１の凸部には、ホール素子電源端子２２、２４、ホール起電圧出力端子２３、２５が設けられている。ホール素子電源端子２２とホール素子電源端子２４とは、互いに対向して配置され、ホール起電圧出力端子２３とホール起電圧出力端子２５とは互いに対向して配置されている。
図１及び図２に示した対称型ホール素子１０、２０は、いずれもホール素子電源端子同士が図中に示したｙ方向に沿って対向して配置され、ホール起電圧出力端子同士が図中に示したｘ方向に沿って対向して配置されている。ただし、「対称型ホール素子」とは、ホール素子電源端子の対とホール起電圧出力端子の対の配置を入れ替えても幾何学的形状は同一となることを意味し、換言すれば、対称型ホール素子とは、全体の形状が中心点（図示せず）を通る軸を回転軸として４回回転対称である（４回対称）ホール素子を意味する。

【0017】

［磁気検出装置］
（１）磁場発生コイル及びホール素子の配置
１．１ 磁場発生コイルを２つ設ける例
図３は、本実施形態の磁気検出装置（以下、「磁気センサ」と記す）におけるホール素子の一例を説明するための図であって、ホール素子を上面から見た上面図である。図３は、メインホール素子３３と、サブホール素子３１、３２と、磁場発生コイル３５、３６の配置を例示している。なお、本実施形態は、メインホール素子、サブホール素子及び磁場発生回路等の配置を、全て平面視において図示し、説明する。

【0018】

図３では、ｘ、ｙ、ｚ軸を示している。本実施形態では、サブホール素子３１及び磁場発生コイル３５とサブホール素子３２及び磁場発生コイル３６とが、メインホール素子３３を挟んでｘ軸方向に沿って配置される。本実施形態では、このような配置を、以降、サブホール素子３１とサブホール素子３２とが「対向する」とも記す。
メインホール素子３３及びサブホール素子３１、３２は、いずれも図２に示した十字形状の対称型ホール素子である。メインホール素子３３は、外部から入力される磁場を検出するための検出用ホール素子である。メインホール素子３３は、感磁部３３１、ホール素子電源端子３３２、３３４、ホール起電圧出力端子３３３、３３５を有している。また、サブホール素子３１は、感磁部３１１、ホール素子電源端子３１２、３１４、ホール起電圧出力端子３１３、３１５を有し、サブホール素子３２は、感磁部３２１、ホール素子電源端子３２２、３２４、ホール起電圧出力端子３２３、３２５を有している。

【0019】

磁場発生コイル３５、３６は、磁気センサの感度を調整するための内蔵コイルである。磁場発生コイル３５、３６は、メインホール素子３３、サブホール素子３１、３２と同一基板上に形成可能な配線層で使用されるメタル材料で形成される。磁場発生コイル３５、３６をサブホール素子３１、３２等と同一基板上に形成することで、磁場発生コイル３５、３６を磁場センサ近くに設けることが可能となり、磁気センサ上の磁場強度を高めることができる。
磁場発生コイル３５、３６は、導体の一部を巻き回して形成されている。本実施形態では、導体のうち、巻き回された部分を磁場発生コイルと記し、磁場発生コイルと電力源とを接続する部分を「配線」と記す。配線については、後に詳述する。また、本明細書では、コイルを流れる電流を「コイル電流」と記し、配線を流れる電流を「配線電流」と記す。

【0020】

さらに、磁場発生コイル３５、３６の形成に半導体の多層プロセスを用いることにより、磁場発生コイルのターン数を調整することも可能である。磁場発生コイル３５、３６にそれぞれ一定方向のコイル電流を流すことにより、磁場発生コイル３５、３６に囲まれた領域に任意の磁場を発生することができる。なお、本実施形態でいう「囲まれた領域」の文言は、磁場発生コイル３５、３６によって形成される平面的な閉空間をいい、平面的な閉空間が一部解放された部分ｓを有するものであってもよい。
サブホール素子３１は、磁場発生コイル３５が生じる磁場を検出する感度調整用ホール素子として機能する。サブホール素子３２は、磁場発生コイル３６が生じる磁場を検出する感度調整用ホール素子として機能する。

【0021】

上記したように、サブホール素子３１、３２は、メインホール素子３３を挟んで配置される。磁場発生コイル３５は、サブホール素子３１を囲んで配置される。磁場発生コイル３６は、サブホール素子３２を囲んで配置される。また、図３に示した構成では、磁場発生コイル３５に流れるコイル電流Ｉａと磁場発生コイル３６に流れるコイル電流Ｉｂとが互いに逆向きに流れている。メインホール素子３３は、磁場発生コイル３５から発生する磁場と磁場発生コイル３６から発生する磁場とが打ち消し合う領域（図３中に示した線分Ａ１上の点）を含む範囲に配置される。即ち、本実施形態のメインホール素子３３は、線分Ａ１上に設置される。なお、線分Ａ１の範囲については、後に図５を使って具体的に説明する。

【0022】

また、本実施形態では、サブホール素子３１の中心点と磁場発生コイル３５の中心点とが一致し、サブホール素子３２の中心点と磁場発生コイル３６の中心点とが一致している。このため、本実施形態では、以降の説明において、サブホール素子３１の中心点及び磁場発生コイル３５の中心点をいずれも中心点ｏ１とし、サブホール素子３２の中心点及び磁場発生コイル３６の中心点をいずれも中心点ｏ２とする。
さらに、本実施形態では、図３において、メインホール素子３３の中心点を中心点ｏ３とする。図３に示した例では、中心点ｏ３が線分Ａ１上の点と一致するようにメインホール素子３３が配置されている。

【0023】

図３に示した例では、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Iａの値と磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂの値とが等しい。また、図３に示した例では、サブホール素子３１、３２とメインホール素子３３とを同一サイズ、同一形状のものとした。サブホール素子３１、３２とメインホール素子３３とを同一サイズ、同一形状のものとすることにより、基板に係る応力や温度等による歪みに応じた感度の変動を高い精度で調整することができる。ただし、本実施形態は、サブホール素子３１、３２とメインホール素子３３とのサイズや形状を必要に応じて変更するものであってもよい。

【0024】

１．２ 零磁場領域
ここで、磁場発生コイル３５、３６によって発生する磁場が互いに打ち消し合うことを説明する。
図４は、図３に示した磁場発生コイル３５を示した上面図である。磁場発生コイル３５には、矢線が示す方向（所謂時計回り）にコイル電流が流れている。このような場合、磁場発生コイル３５の内側には、−ｚ方向（紙面奥向き）に向かう磁束が発生する。一方、磁場発生コイル３５の外側の線分Ａ上の点においては、ｚ方向（紙面手前側）に向かう磁束が発生する。磁束密度は、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流の大きさに比例し、磁場発生コイル３５からの距離に反比例する。

【0025】

図５は、磁場発生コイル３５及び磁場発生コイル３６を示した上面図である。図４で説明したように、磁場発生コイル３５の内側には−ｚ方向に向かう磁束が発生し、外側にはｚ方向に向かう磁束が発生する。磁場発生コイル３６には磁場発生コイル３５を流れるコイル電流の向きと逆向きのコイル電流が流れているため、磁場発生コイル３６の内側にはｚ方向に向かう磁束が発生し、外側には−ｚ方向に向かう磁束が発生する。なお、本実施形態において、「電流の向きが逆」とは、例えば、サブホール素子に対して、磁場発生コイルに流れるコイル電流が、時計回りと反時計回りの関係、または右回りと左回りの関係にあるものをいう。

【0026】

このような磁場発生コイル３５、３６によれば、磁場発生コイル３５の中心点ｏ１までの距離と磁場発生コイル３６の中心点ｏ２までの距離とが等しい連続する複数の点の集合で表される領域は磁場が打ち消し合う。磁場が打ち消し合う領域を、本実施形態では、零磁場領域と記す。図３、図５中に示した例では、図３、図５中の線分Ａ１が零磁場領域となる。
また、線分Ａ１上の点から外れた領域であっても、線分Ａ１上に比較的近い領域では、磁場が打ち消し合って弱め合う効果を得ることができる。本実施形態では、磁場発生コイル３５の外縁と磁場発生コイル３６の外縁とに接する接線Ｌｔ１と、接線Ｌｔ１と平行であって、かつ、磁場発生コイル３５の外縁と磁場発生コイル３６の外縁とに接する接線Ｌｔ２と、磁場発生コイル３６に向かって突出する側の磁場発生コイル３５の外縁と、磁場発生コイル３５に向かって突出する側の磁場発生コイル３６の外縁との間を、完全に零磁場とならないまでも磁場の減衰効果を得られる領域（以下、「準零磁場領域」と記す）Ａ２とする。

【0027】

なお、本実施形態は、中心点ｏ１までの距離と中心点ｏ２までの距離とが等しい点上であっても、準零磁場領域Ａ２の外部は磁場発生コイル３５が発生する磁場と磁場発生コイル３６が発生する磁場の相乗効果が及ばない範囲として問題としない。線分Ａ１で表される零磁場領域は、準零磁場領域Ａ２の内部にあって、磁場発生コイル３５、３６が発生する磁場が弱め合う効果が特に高い領域である。
本実施形態は、準零磁場領域Ａ２の内部にメインホール素子３３を設置する。このような構成により、本実施形態は、メインホール素子３３に対する第１磁場発生コイル３５、３６の磁場の影響を軽減あるいは排除することができる。

【0028】

また、本実施形態は、準零磁場領域Ａ２の内部にメインホール素子３３を設置する際、メインホール素子３３を、磁場発生コイル３５の中心点ｏ１までの距離と磁場発生コイル３６の中心点ｏ２までの距離とが等しい線分Ａ１上を含む範囲に設置するようにする。このとき、第１実施形態は、図３に示したメインホール素子３３の中心点ｏ３が、線分Ａ１上の１点と一致するようにメインホール素子３３を配置することができる。このようにすれば、メインホール素子３３の中心を零磁場領域である線分Ａ１上に設置することができる。

【0029】

また、本実施形態は、メインホール素子３３を、サブホール素子３１の中心点ｏ１までの距離とサブホール素子３２の中心点ｏ２までの距離とが等しい領域を含む範囲に設置するようにしてもよい。このとき、メインホール素子３３の中心点ｏ３を、サブホール素子３１の中心点ｏ１までの距離とサブホール素子３２の中心点ｏ２までの距離とが等しい領域（図５においては線分Ａ１と一致する）上の１点と一致するようにしてもよい。
さらに、上記したメインホール素子３３等の配置は、換言すれば、磁場発生コイル３５がメインホール素子３３の中心点ｏ３を通る直線（図５においては線分Ａ１と一致する）を挟んで対称な２点のうちの一点を含む範囲に配置され、磁場発生コイル３６が、対称な２点のうちの他の一点を含む範囲に配置されることになる。また、このとき、本実施形態は、磁場発生コイル３５の中心点ｏ１と対称な位置にある２点のうちの一点とが一致するように磁場発生コイル３５を配置することができる。また、磁場発生コイル３６の中心点ｏ２と対称な位置にある２点のうちの他の一点とが一致するように磁場発生コイル３６を配置することができる。

【0030】

また、本実施形態は、サブホール素子３１がメインホール素子３３の中心点ｏ３を通る直線（図５においては線分Ａ１に一致する）を挟んで対称な位置にある２点のうちの一点を含む範囲に配置され、サブホール素子３２が対称な位置にある２点のうちの他の一点を含む範囲に配置されるようにしてもよい。このとき、中心点ｏ１が対称な位置にある２点のうちの一点に一致するようにサブホール素子３１を設置し、中心点ｏ２が対称な位置にある２点のうちの他の一点に一致するようにサブホール素子３１を設置してもよい。

【0031】

図６は、本実施形態のサブホール素子３１と磁場発生コイル３５との位置関係を説明するための図である。なお、本実施形態では、サブホール素子３２と磁場発生コイル３６との位置関係もサブホール素子３１と磁場発生コイル３５との位置関係と同様であるから、サブホール素子３２と磁場発生コイル３６との位置関係の説明を省く。
本実施形態では、磁場発生コイル３５の中心点ｏ１がサブホール素子３１の中心点と一致するように磁場発生コイル３５及びサブホール素子３１を配置している。このようにすれば、サブホール素子３１は磁場発生コイル３５が発生した磁束のうち、一定の方向に向かう磁束のみを検出することができる。このため、本実施形態は、サブホール素子３１が発生する磁束密度を高い精度で検出することができる。

【0032】

１．３ 磁場発生コイルを４つ設ける例
次に、本実施形態の磁場センサにおいて、磁場発生コイルを４つ設ける例を説明する。
図７（ａ）、図７（ｂ）は、磁場発生コイルを４つ設けた本実施形態の磁場センサを例示した図である。図７（ａ）、図７（ｂ）に示した例では、いずれも、メインホール素子３３及びサブホール素子３１、３２、７１、７７を破線で示す。
図７（ａ）、（ｂ）に示した例では、メインホール素子３３を通る直線Ｌｓ１上にメインホール素子３３を挟んで配置されるサブホール素子３１及びサブホール素子３２と、メインホール素子３３を通り、直線Ｌｓ１と直交する直線Ｌｓ２上にメインホール素子３３を挟んで配置されるサブホール素子７１及びサブホール素子７２と、サブホール素子３１を囲んで配置される磁場発生コイル３５と、サブホール素子３２を囲んで配置される磁場発生コイル３６と、サブホール素子７１を囲んで配置される磁場発生コイル７５と、サブホール素子７２を囲んで配置される磁場発生コイル７６と、を備えている。

【0033】

上記構成において、磁場発生コイル３５と磁場発生コイル３６とが対向して配置され、磁場発生コイル７５と磁場発生コイル７６とが対向して配置される。このような磁場発生コイルの配置を、本実施形態では、磁場発生コイルを「点対称に配置する」とも記す。
磁場発生コイル３５、３６、７５、７６を点対称に配置する構成は、換言すれば、メインホール素子３３の中心点ｏ３からサブホール素子の中心点ｏ１までの距離、中心点ｏ３からサブホール素子３２の中心点ｏ２までの距離、中心点ｏ３からサブホール素子７１の中心点ｏ４までの距離及び中心点ｏ３からサブホール素子７２の中心点ｏ５までの距離が、全て等しくなるように磁場発生コイル３５、３６、７５、７６を配置するとも言える。

【0034】

さらに、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６を点対称に配置する構成は、換言すれば、サブホール素子３１及びサブホール素子３２がサブホール素子７１の中心点ｏ４とサブホール素子７２の中心点ｏ５とを通る直線Ｌｓ２に対して互いに対称な位置に配置され、サブホール素子７１及びサブホール素子７２がサブホール素子３１の中心点ｏ１とサブホール素子３２の中心点ｏ２とを通り、かつ、直線Ｌｓ２と直交する直線Ｌｓ１に対して互いに対称な位置に配置されると言える。
また、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａ、磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂ、磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃ及び磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄは、少なくとも一方の側に隣接して配置される他の磁場発生コイルを流れるコイル電流と逆の向きに流れている。

【0035】

即ち、図７（ａ）に示した例では、磁場発生コイル３５は、磁場発生コイル７５と磁場発生コイル７６の両方に隣接している。磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａは、磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃと逆の向きに流れ、磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄと同じ向きに流れている。また、磁場発生コイル７５は、磁場発生コイル３５と磁場発生コイル３６の両方に隣接している。磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃは、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａと逆の向きに流れ、磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂと同じ向きに流れている。磁場発生コイル３６は、磁場発生コイル７５と磁場発生コイル７６の両方に隣接している。磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂは、磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄと逆の向きに流れ、磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃと同じ向きに流れている。さらに、磁場発生コイル７６は、磁場発生コイル３６と磁場発生コイル３５の両方に隣接している。磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄは、磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂと逆の向きに流れ、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａと同じ向きに流れている。

【0036】

また、図７（ｂ）に示した例では、磁場発生コイル３５は、磁場発生コイル７５と磁場発生コイル７６の両方に隣接している。磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａは、磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃ及び磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄの両方に対して逆の向きに流れている。磁場発生コイル７５は、磁場発生コイル３５と磁場発生コイル３６の両方に隣接している。磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃは、磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａ及び磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂの両方に対して逆の向きに流れている。磁場発生コイル３６は、磁場発生コイル７５と磁場発生コイル７６の両方に隣接している。磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂは、磁場発生コイル７５を流れるコイル電流Ｉｃ及び磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄの両方に対して逆の向きに流れている。さらに、磁場発生コイル７６は、磁場発生コイル３６と磁場発生コイル３５の両方に隣接している。磁場発生コイル７６を流れるコイル電流Ｉｄは、磁場発生コイル３６を流れるコイル電流Ｉｂ及び磁場発生コイル３５を流れるコイル電流Ｉａの両方に対して逆の向きに流れている。
なお、図７（ｂ）に示した構成において、コイル電流Ｉａは対向する磁場発生コイル３６を流れる電流Ｉｂと同じ向きに流れ、コイル電流Ｉｃは対向する磁場発生コイル７６を流れる電流Ｉｄと同じ向きに流れる。

【0037】

以上説明した磁場発生コイル及びホール素子の配置によれば、図７（ａ）に示した線分Ａ３上に零磁場領域が形成される。線分Ａ３は、サブホール素子３１の中心点ｏ１までの距離とサブホール素子７１の中心点ｏ４までの距離、あるいはサブホール素子３２の中心点ｏ２までの距離とサブホール素子７２の中心点ｏ５までの距離とが等しい連続する複数の点の集合で表される。また、図７（ｂ）に示した例では、線分Ａ３及び線分Ａ４上に零磁場領域が形成される。線分Ａ４は、中心点ｏ１までの距離と中心点ｏ５までの距離、あるいは中心点ｏ４までの距離と中心点ｏ２までの距離とが等しい連続する複数の点の集合で表される。

【0038】

なお、図７（ａ）、図７（ｂ）に示した磁場発生コイルを４つ設ける構成では、４つの磁場発生コイル３５、３６、７５、７６のうち、隣接して配置される磁場発生コイルの外縁部に接する４つの接線Ｌｔ３、Ｌｔ４、Ｌｔ５、Ｌｔ６を規定する。そして、接線Ｌｔ３〜Ｌｔ６及び４つの磁場発生コイル３５、３６、７５、７６の外縁部とによって囲まれた範囲を準零磁場領域Ａ５とする。Ａ３及び線分Ａ４によって表される零磁場領域は、準零磁場領域Ａ５内の範囲で規定される。即ち、線分Ａ３及び線分Ａ４は、直線のうち、準零磁場領域Ａ５と重なる部分をいう。
このように、本実施形態は、等しい値の電流が流れる磁場発生コイルを偶数個組み合わせることにより、全ての磁場発生コイルの中心から等距離にある点を含む領域に零磁場領域を生成することができる。また、磁場発生コイルの組合せ方によっては、このような領域以外にも零磁場領域を複数形成することができる。

【0039】

（２）配線
図８は、４つの磁場発生コイルにコイル電流を供給する配線を説明するための図である。なお、図８に示した構成は、図７に示したメインホール素子３３、サブホール素子３１、３２、７１、７２を備えているが、説明の簡単のために図示を省いている。
図８に示した例では、図７に示した磁場発生コイル７５に電源ＶＣＣ８１を接続し、磁場発生コイル３５に電源ＶＣＣ８２を接続し、磁場発生コイル７６に電源ＶＣＣ８３を接続し、磁場発生コイル３６に電源ＶＣＣ８４を接続している。電源ＶＣＣ８１〜ＶＣＣ８４のそれぞれには、ＧＮＤに接地された同電流の電流源を含む電流源群８５によって電力が供給される。図８に示した配線８６は、メインホール素子及びサブホール素子３１、３２、７１、７２が形成されている領域の外側に配置される。

【0040】

配線８６は、配線電流が方向ｄ１に流れる配線部８６ａと、配線８６ａ部と電気的に接続すると共に配線部８６ａと平行に配置され、方向ｄ１と反対の方向ｄ２に配線電流が流れる配線部８６ｂと、を含んでいる。また、配線８６は、配線電流が方向ｄ１に流れる配線部８６ｃと、配線部８６ｃと電気的に接続すると共に配線部８６ｃと平行に配置され、方向ｄ１と反対の方向ｄ２に配線電流が流れる配線部８６ｄと、を含んでいる。
即ち、本実施形態では、図８に示したように、平行な配線部８６ａと配線部８６ｂ及び配線部８６ｃと配線部８６ｄとを形成し、両者を流れる電流を並走させると共に、配線部８６ａと配線部８６ｂとの間で配線電流が流れる向きを反対方向とする。このような本実施形態によれば、配線部８６ａが発生する磁場と配線部８６ｂが発生する磁場とが少なくとも一部打ち消し合い、配線８６が発生する磁場のメインホール素子及びサブホール素子に対する影響を低減することができる。

【0041】

図９（ａ）、図９（ｂ）は、本実施形態の配線の他の例を説明するための図である。図９（ａ）に示した例では、磁場発生コイル７５、３５に電源ＶＣＣ８１を接続し、磁場発生コイル７６、３６に電源ＶＣＣ８４を接続している。電源ＶＣＣ８１、８４の各々にはＧＮＤに接地された同電流の電流源を含む電流源群９５が接続されている。このような図９（ａ）に示した構成では、磁場発生コイル３５及び磁場発生コイル７５が共通の配線を有し、磁場発生コイル３６及び磁場発生コイル７６が共通の配線を有することになる。

【0042】

図９（ａ）において、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６に配線電流を供給する配線９６は、配線部９６ａ、９６ｂ及び配線部９６ｃ、９６ｄを含んでいる。配線部９６ａ、９６ｃにおいては配線電流が方向ｄ１に向かって流れ、配線部９６ｂ、９６ｄにおいては配線電流が方向ｄ２に向かって流れている。
また、図９（ｂ）に示した例では、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６に電源ＶＣＣ８１を接続し、電源ＶＣＣ８１にＧＮＤに接地された単一の電流源９１を接続する。このような図９（ｂ）に示した構成では、配線９７が、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６の全てに共通の配線となる。

【0043】

図９（ｂ）において、配線９７は、配線部９７ａ、９７ｂ、配線部９７ｃ、９７ｄ及び配線部９７ｅ、９７ｆを含んでいる。配線部９７ａ、９７ｃ、９７ｅにおいては配線電流が方向ｄ１に向かって流れ、配線部９７ｂ、９７ｄ、９７ｆにおいては配線電流が方向ｄ２に向かって流れている。
このような図９（ａ）、図９（ｂ）に示した本実施形態の構成は、図８に示した構成と同様に、配線９６、９７が発生する磁場のメインホール素子及びサブホール素子に対する影響を低減することができる。また、配線のうち、配線部が占める割合が大きいほど配線が発生する磁場の影響を低減する効果が高くなる。

【0044】

図１０は、メインホール素子３３とサブホール素子３１、３２、７１、７２の駆動電流の方向を説明するための図である。図１０に示した磁場センサは、磁場発生コイル７５に電源ＶＣＣ８１を接続し、ＧＮＤに接地した単一の電流源９１によって駆動される。図１０に示した磁場センサでは、磁場発生コイル３５の中心とサブホール素子３１の中心が一致している。また、磁場発生コイル３６の中心とサブホール素子３２の中心、磁場発生コイル７５の中心とサブホール素子７１の中心、磁場発生コイル７６の中心とサブホール素子７２の中心とがそれぞれ一致している。

【0045】

このような構成により、サブホール素子３１、３２、７１、７２は、一定の方向に向かう磁場のみを検出することができる。また、メインホール素子３３の感磁部を線分Ａ３、Ａ４が交差する交点を含む零磁場領域に配置することにより、メインホール素子３３は、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６が発生する磁場を検出することがない。このとき、本実施形態は、サブホール素子３１、３２、７１、７２とメインホール素子３３の駆動電流方向（図１０中に矢線Ｄで示す）を同一にすることで、サブホール素子３１、３２、７１、７２とメインホール素子３３の感度が基板からの応力、温度等に対して同一の影響を受けることが期待される。

【0046】

図１１は、メインホール素子３３のみを囲んで形成される配線１１６を説明するための図である。図１１に示した磁場センサでは、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６に接続された配線部１１６ａに電源ＶＣＣ８１を接続し、ＧＮＤに接地した単一の電流源９１によって磁場センサを駆動する。図１１に示した例では、サブホール素子３１、３２、７１、７２が、それぞれ感磁部と磁場発生コイル３５、３６、７５、７６の中心点とが重なるように配置される。このような構成により、サブホール素子３１、３２、７１、７２は、一定の方向に向かう磁場のみを検出することができる。また、メインホール素子３３の感磁部を線分Ａ３、Ａ４の交点を含む零磁場領域に配置することにより、メインホール素子３３は、磁場発生コイル３５、３６、７５、７６が発生する磁場を検出することがない。

【0047】

さらに、配線１１６でメインホール素子３３のみを囲む場合にも、図８、図９（ａ）、図９（ｂ）に示した配線と同様に、配線部１１６ａ、１１６ｂに互いに向きが反対の配線電流を供給し、配線１１６ａ、１１６ｂで生じる磁界を打ち消すことができる。また、配線１１６でメインホール素子３３のみを囲む構成は、配線１１６をサブホール素子３１、３２、７１、７２の外部に設けるよりも素子面積を効率的に利用することが可能となる。
また、メインホール素子３３及びサブホール素子３１、３２、７１、７２をそれぞれ配置するときの角度は、図１２に示す通り、ｘ軸及びｙ軸方向に対して、４５度方向回転した角度で配置する形態であってもよい。

【0048】

［電流センサ及び信号処理方法］
図１３は、以上説明した磁場センサを用いた電流センサを説明するための図である。ここでは、電流センサが磁場センサから出力された信号を処理する磁気検出方法を説明する。図１３に示した電流センサは、サブホール素子１２１、１２２、メインホール素子１２４、磁場発生コイル、感度調整信号生成回路１２３、信号処理回路１２５を備えている。サブホール素子１２１、１２２には各々電流源１２６が接続されていて、サブホール素子１２１、１２２の磁場発生コイルには電流源１２８が接続されている。また、メインホール素子１２４には電流源１２７が接続されている。

【0049】

本実施形態において、サブホール素子１２１、１２２は、各磁場発生コイルにより生じる磁場とサブホール素子１２１、１２２に流れる駆動電流とにより、サブホール起電力を出力する。感度調整信号生成回路１２３は、サブホール素子１２１、１２２から検出されたサブホール起電力信号を加算、または平均して感度調整信号を生成する。磁場発生コイルを使用することにより、感度調整信号は、基板からの応力や温度の変化量を含む信号となる。
感度調整信号は、電流源１２７によってメインホール素子１２４に流れる駆動電流を制御する。メインホール素子１２４と制御された駆動電流によって外部磁場を検出する。

【0050】

以上説明した本実施形態の電流センサは、応力等により、メインホール素子の感度が変動しても、各サブホール素子と各磁場発生コイルによって感度調整信号を精度良く生成することができる。そのため、応力等によるメインホール素子の感度変動を精度良く補正、調整することができる。
なお、本実施形態は、メインホール素子による磁気検出と、サブホール素子による感度調整と同時に行うものに限定されるものでなく、間欠動作するものであってもよい。また、本実施形態は、テスト工程等において、サブホール素子によるメインホール素子の感度調整を予め行うものであってもよい。また、ホール素子として図１及び図２に示すホール素子を例として挙げたが、縦型ホール素子であってもよい。また、内蔵コイルの形状は、平面視で円形に限られず、多角形形状や、楕円形状、コの字形状等、どのような形状であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0051】

以上説明した磁気検出装置、電流センサ及び磁気検出方法は、応力や温度の変化によって感度が変化し得る環境で使用される磁気検出装置や電流センサ全般に好適である。

【符号の説明】

【0052】

１０，２０ 対称型ホール素子
１１，２１，３１１，３２１，３３１ 感磁部
１２，１４，２２，２４，３１２，３１４，３２２，３２４，３３２，３３４ ホール素子電源端子
１３，１５，２３，２５，３１３，３１５，３２３，３２５，３３３，３３５ ホール起電圧出力端子
３１，３２，７１，７２，１２１，１２２ サブホール素子
３３，１２４ メインホール素子
３５，３６，７５，７６ 磁場発生コイル
８４ 電源
８５，９５ 電流源群，
８６，９６，９７ 配線
８６ａ，８６ｂ，８６ｃ，８６ｄ，９６ａ，９６ｂ，９６ｃ，９６ｄ，９７ａ，９７ｂ，９７ｃ，９７ｄ，９７ｅ，９７ｆ，１１６ａ，１１６ｂ ：配線部
９１ 電流源
１２５ 信号処理回路
１２６，１２７，１２８ 電流源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】