(57)【要約】【課題】外乱磁界の影響、各ブリッジ回路に掛かる応力の影響、及び回路内ノイズによる誤差を低減させることができるセンサ装置を提供する。【解決手段】第１接続部３０５は、第１配線経路３０１の他端側と第４配線経路３０４の他端側とをショートさせる。これにより、第１電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と第４電圧信号に含まれる外乱磁界の成分とが打ち消される。第２接続部３０６は、第２配線経路３０２の他端側と第３配線経路３０３の他端側とをショートさせる。これにより、第２電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と第３電圧信号に含まれる外乱磁界の成分とが打ち消される。電子回路部３５０は、第１接続部３０５の電圧と第２接続部３０６の電圧との差電圧を取得することで、各ブリッジ回路１３０、２３０に発生する応力の成分が打ち消され、さらに、回路内ノイズの成分が打ち消されるセンサ信号を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ブリッジ回路（１３０）を構成する第１磁気抵抗素子対（１１０）及び第２磁気抵抗素子対（１２０）を有し、検出対象から磁界の影響を受けたときの前記第１磁気抵抗素子対及び第２磁気抵抗素子対の抵抗値の変化、前記第１ブリッジ回路に掛かる第１応力、及び外部から入力されるであろう外乱磁界に基づいて、前記第１磁気抵抗素子対の第１中点（１１３）の第１電圧信号と、前記第２磁気抵抗素子対の第２中点（１２３）の第２電圧信号と、を出力する第１センサ部（１００、５００）と、
前記検出対象から受ける磁界の位相が逆相になるように前記第１センサ部から離れて配置され、第２ブリッジ回路（２３０）を構成する第３磁気抵抗素子対（２１０）及び第４磁気抵抗素子対（２２０）を有し、前記検出対象から磁界の影響を受けたときの前記第３磁気抵抗素子対及び前記第４磁気抵抗素子対の抵抗値の変化、前記第２ブリッジ回路に掛かる第２応力、及び前記外乱磁界に基づいて、前記第１中点に対して極性が反転している前記第３磁気抵抗素子対の第３中点（２１３）の第３電圧信号と、前記第２中点に対して極性が反転している前記第４磁気抵抗素子対の第４中点（２２３）の第４電圧信号と、を出力する第２センサ部（２００、５００）と、
一端側に前記第１中点（１１３）の前記第１電圧信号が印加される第１配線経路（３０１）と、前記第１配線経路の途中に設けられていると共に前記第１配線経路に入力される回路内ノイズを低減する第１フィルタ（３１０）と、一端側に前記第２中点の前記第２電圧信号が印加される第２配線経路（３０２）と、前記第２配線経路の途中に設けられていると共に前記第２配線経路に入力される回路内ノイズを低減する第２フィルタ（３２０）と、一端側に前記第３中点の前記第３電圧信号が印加される第３配線経路（３０３）と、前記第３配線経路の途中に設けられていると共に前記第３配線経路に入力される回路内ノイズを低減する第３フィルタ（３３０）と、一端側に前記第４中点の前記第４電圧信号が印加される第４配線経路（３０４）と、前記第４配線経路の途中に設けられていると共に前記第４配線経路に入力される回路内ノイズを低減する第４フィルタ（３４０）と、を有する信号処理部（３００）と、
を含み、
前記信号処理部は、
前記第１配線経路の他端側と、前記第４配線経路の他端側と、をショートさせた接続箇所であると共に、前記第１フィルタの通過後の前記第１電圧信号と前記第４フィルタの通過後の前記第４電圧信号とを平均化することにより、前記第１電圧信号に含まれる前記外乱磁界の成分と前記第４電圧信号に含まれる前記外乱磁界の成分とを打ち消し、前記第１電圧信号に含まれる前記第１応力の成分と前記第４電圧信号に含まれる前記第２応力の成分とを平均化し、前記第１配線経路に入力されると共に前記第１電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と前記第４配線経路に入力されると共に前記第４電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とを平均化する第１接続部（３０５）と、
前記第２配線経路の他端側と、前記第３配線経路の他端側と、をショートさせた接続箇所であると共に、前記第２フィルタの通過後の前記第２電圧信号と前記第３フィルタの通過後の前記第３電圧信号とを平均化することにより、前記第２電圧信号に含まれる前記外乱磁界の成分と前記第３電圧信号に含まれる前記外乱磁界の成分とを打ち消し、前記第２電圧信号に含まれる前記第１応力の成分と前記第３電圧信号に含まれる前記第２応力の成分とを平均化し、前記第２配線経路に入力されると共に前記第２電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と前記第３配線経路に入力されると共に前記第３電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とを平均化する
第２接続部（３０６）と、
前記第１接続部の電圧と前記第２接続部の電圧との差電圧を取得することで、前記第１応力の成分及び前記第２応力の成分が打ち消され、さらに、前記回路内ノイズの成分が打ち消されるセンサ信号を取得する電子回路部（３５０）と、
を有するセンサ装置。
【請求項２】
前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、前記第３フィルタ、及び前記第４フィルタそれぞれは、同じ抵抗値の抵抗素子（３１１、３２１、３３１、３４１）と、同じ容量値のコンデンサ（３１２、３２２、３３２、３４２）と、によって構成されたＲＣフィルタである請求項１に記載のセンサ装置。
【請求項３】
前記第１フィルタ、前記第２フィルタ、前記第３フィルタ、及び前記第４フィルタそれぞれは、同じ抵抗値の抵抗素子（３１１、３２１、３３１、３４１）によって構成されている請求項１に記載のセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一様な外乱磁界の影響を低減するように構成された磁気アイソレータが、例えば特許文献１で提案されている。磁気アイソレータは、設置基板上に設けられた第１の絶縁層及び第２の絶縁層を備える。
【０００３】
第１の絶縁層の上には、ブリッジ回路を構成する４つの磁気抵抗効果素子が配置される。第２の絶縁層の上には、信号入力接続線を介して、各磁気抵抗効果素子に対向して設けられた信号入力導体と、信号入力折返し導体と、が接続されるように構成された信号入力線が配置される。
【０００４】
そして、信号入力線に信号電流が通電されることにより、第１のハーフブリッジ回路を構成する２つの素子に印加される磁界の方向と、第２のハーフブリッジ回路を構成する２つの素子に印加される磁界の方向とが、逆方向となるように信号入力線が構成される。
【０００５】
これにより、一様な外乱磁界に対してブリッジ回路の平衡が崩れることがなく、一様な外乱磁界の印加による出力信号への影響が低減されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１０５０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記従来の技術とは別の構成として、外乱磁界が信号成分の逆位相となるように、２つのブリッジ回路を物理的に離して配置し、演算回路によって各ブリッジ回路の各出力信号の差動を演算することで外乱磁界の影響を低減させる構成が考えられる。この構成では、２つのブリッジ回路を物理的に離す必要があり、２つのブリッジ回路を別々のセンサチップに形成、あるいは同一センサチップ内で距離を離して形成することが考えられる。
【０００８】
しかし、いずれの場合でも、各ブリッジ回路は物理的に離れているので、ブリッジ回路を構成する各磁気抵抗素子に掛かる応力が素子毎に異なる。このため、各出力信号に含まれる応力の影響も異なってしまう。したがって、各出力信号の差動によって各磁気抵抗素子に掛かる応力の影響を打ち消すことができない。
【０００９】
また、各ブリッジ回路は物理的に離れているため、各ブリッジ回路から演算回路までは配線がそれぞれ独立している。このため、回路内で各配線を並走させるまでは回路内ノイズをコモンにすることができない。したがって、各出力信号の差動によって回路内ノイズによる誤差を打ち消すことができない。
【００１０】
本発明は上記点に鑑み、外乱磁界の影響、各ブリッジ回路に掛かる応力の影響、及び回路内ノイズによる誤差を低減させることができるセンサ装置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】
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、センサ装置は、第１センサ部（１００、５００）、第２センサ部（２００、５００）、及び信号処理部（３００）を含む。
【００１２】
第１センサ部は、第１ブリッジ回路（１３０）を構成する第１磁気抵抗素子対（１１０）及び第２磁気抵抗素子対（１２０）を有する。第１センサ部は、検出対象から磁界の影響を受けたときの第１磁気抵抗素子対及び第２磁気抵抗素子対の抵抗値の変化、第１ブリッジ回路に掛かる第１応力、及び外部から入力されるであろう外乱磁界に基づいて、第１磁気抵抗素子対の第１中点（１１３）の第１電圧信号と、第２磁気抵抗素子対の第２中点（１２３）の第２電圧信号と、を出力する。
【００１３】
第２センサ部は、検出対象から受ける磁界の位相が逆相になるように第１センサ部から離れて配置される。第２センサ部は、第２ブリッジ回路（２３０）を構成する第３磁気抵抗素子対（２１０）及び第４磁気抵抗素子対（２２０）を有する。第２センサ部は、検出対象から磁界の影響を受けたときの第３磁気抵抗素子対及び第４磁気抵抗素子対の抵抗値の変化、第２ブリッジ回路に掛かる第２応力、及び外乱磁界に基づいて、第１中点に対して極性が反転している第３磁気抵抗素子対の第３中点（２１３）の第３電圧信号と、第２中点に対して極性が反転している第４磁気抵抗素子対の第４中点（２２３）の第４電圧信号と、を出力する。
【００１４】
信号処理部は、第１配線経路（３０１）、第１フィルタ（３１０）、第２配線経路（３０２）、第２フィルタ（３２０）、第３配線経路（３０３）、第３フィルタ（３３０）、第４配線経路（３０４）、及び第４フィルタ（３４０）を有する。
【００１５】
第１配線経路は、一端側に第１中点の第１電圧信号が印加される。第１フィルタは、第１配線経路の途中に設けられていると共に第１配線経路に入力される回路内ノイズを低減する。第２配線経路は、一端側に第２中点の第２電圧信号が印加される。第２フィルタは、第２配線経路の途中に設けられていると共に第２配線経路に入力される回路内ノイズを低減する。
【００１６】
第３配線経路は、一端側に第３中点の第３電圧信号が印加される。第３フィルタは、第３配線経路の途中に設けられていると共に第３配線経路に入力される回路内ノイズを低減する。第４配線経路は、一端側に第４中点の第４電圧信号が印加される。第４フィルタは、第４配線経路の途中に設けられていると共に第４配線経路に入力される回路内ノイズを低減する。
【００１７】
さらに、信号処理部は、第１接続部（３０５）、第２接続部（３０６）、及び電子回路部（３５０）を有する。
【００１８】
第１接続部は、第１配線経路の他端側と、第４配線経路の他端側と、をショートさせた接続箇所であると共に、第１フィルタの通過後の第１電圧信号と第４フィルタの通過後の第４電圧信号とを平均化する。これにより、第１接続部は、第１電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と第４電圧信号に含まれる外乱磁界の成分とを打ち消す。第１接続部は、第１電圧信号に含まれる第１応力の成分と第４電圧信号に含まれる第２応力の成分とを平均化する。第１接続部は、第１配線経路に入力されると共に第１電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と第４配線経路に入力されると共に第４電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とを平均化する。
【００１９】
第２接続部は、第２配線経路の他端側と、第３配線経路の他端側と、をショートさせた接続箇所であると共に、第２フィルタの通過後の第２電圧信号と第３フィルタの通過後の第３電圧信号とを平均化する。これにより、第２接続部は、第２電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と第３電圧信号に含まれる外乱磁界の成分とを打ち消す。第２接続部は、第２電圧信号に含まれる第１応力の成分と第３電圧信号に含まれる第２応力の成分とを平均化する。第２接続部は、第２配線経路に入力されると共に第２電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と第３配線経路に入力されると共に第３電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とを平均化する。
【００２０】
電子回路部は、第１接続部の電圧と第２接続部の電圧との差電圧を取得することで、第１応力の成分及び第２応力の成分が打ち消され、さらに、回路内ノイズの成分が打ち消されるセンサ信号を取得する。
【００２１】
以上のように、センサ装置は、電気的に極性が反転していると共に磁気的に位相が反転した電圧信号が第１接続部及び第２接続部によって平均化される構成になっている。これにより、各接続部において互いに逆相の外乱磁界の成分を打ち消すことができる。また、平均化された正極側の電圧と負極側の電圧との差電圧が取得されるので、正極側の電圧に含まれる平均化された各応力の成分及び回路内ノイズの成分と負極側に電圧に含まれる平均化された各応力の成分及び回路内ノイズの成分とを打ち消すことができる。したがって、信号処理部において取得されるセンサ信号について、外乱磁界の影響、各ブリッジ回路に掛かる応力の影響、及び回路内ノイズによる誤差を低減させることができる。
【００２２】
なお、この欄及び特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係るセンサ装置の全体構成を示した図である。
【図２】外乱磁界、応力、回路内ノイズの影響が発生した場合に得られる差電圧を示した図である。
【図３】第２実施形態に係るセンサ装置の全体構成を示した図である。
【図４】第３実施形態に係るセンサ装置の全体構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００２５】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係るセンサ装置は、例えば一方向に移動する検出対象の位置を検出する磁気センサや、検出対象として配線に流れる電流を検出する電流センサとして機能するものである。
【００２６】
図１に示されるように、センサ装置１は、第１センサチップ１００、第２センサチップ２００、及び信号処理部３００を含む。
【００２７】
第１センサチップ１００及び第２センサチップ２００は、検出対象から受ける磁界の影響に対応したアナログ信号である電圧信号を出力するように構成された回路部である。各センサチップ１００、２００は、例えばチップ部品として構成されている。
【００２８】
第１センサチップ１００は、第１磁気抵抗素子対１１０及び第２磁気抵抗素子対１２０を有する。第１磁気抵抗素子対１１０は、信号処理部３００から供給される電源（ＶＤＤ１）とグランド（ＧＮＤ１）との間に直列接続された２つの磁気抵抗素子１１１、１１２によってハーフブリッジ回路を構成している。同様に、第２磁気抵抗素子対１２０は、電源とグランドとの間に直列接続された２つの磁気抵抗素子１２１、１２２によってハーフブリッジ回路を構成している。第１磁気抵抗素子対１１０及び第２磁気抵抗素子対１２０は、第１ブリッジ回路１３０を構成している。
【００２９】
第１センサチップ１００は、第１磁気抵抗素子対１１０の第１中点１１３の第１電圧信号と、第２磁気抵抗素子対１２０の第２中点１２３の第２電圧信号と、をそれぞれ出力する。
【００３０】
第２センサチップ２００は、第３磁気抵抗素子対２１０及び第４磁気抵抗素子対２２０を有する。第３磁気抵抗素子対２１０は、信号処理部３００から供給される電源（ＶＤＤ２）とグランド（ＧＮＤ２）との間に直列接続された２つの磁気抵抗素子２１１、２１２によってハーフブリッジ回路を構成している。同様に、第４磁気抵抗素子対２２０は、電源とグランドとの間に直列接続された２つの磁気抵抗素子２２１、２２２によってハーフブリッジ回路を構成している。第３磁気抵抗素子対２１０及び第３磁気抵抗素子対２１０は、第２ブリッジ回路２３０を構成している。
【００３１】
第２センサチップ２００は、第３磁気抵抗素子対２１０の第３中点２１３の第３電圧信号と、第４磁気抵抗素子対２２０の第４中点２２３の第４電圧信号と、を出力する。
【００３２】
ここで、第２センサチップ２００の出力は、第１センサチップ１００に対して電気的に極性を反転させ、磁気的に位相を逆相にする。このため、第２センサチップ２００は、検出対象から受ける磁界の位相が逆相になるように第１センサチップ１００から一定距離だけ離れて配置される。また、第３磁気抵抗素子対２１０の第３中点２１３の第３電圧信号は、第１中点１１３に対して電気的な極性が反転している。第４磁気抵抗素子対２２０の第４中点２２３の第４電圧信号は、第２中点１２３に対して電気的な極性が反転している。
【００３３】
信号処理部３００は、各センサチップ１００、２００から出力される各電圧信号を処理する回路部品である。信号処理部３００は、例えばＡＳＩＣとして構成されている。信号処理部３００と各センサチップ１００、２００とはワイヤ４００によって電気的に接続されている。
【００３４】
信号処理部３００は、第１配線経路３０１、第２配線経路３０２、第３配線経路３０３、第４配線経路３０４、第１フィルタ３１０、第２フィルタ３２０、第３フィルタ３３０、及び第４フィルタ３４０を有する。
【００３５】
第１配線経路３０１は、一端側に第１磁気抵抗素子対１１０の第１中点の第１電圧信号が印加される。第２配線経路３０２は、一端側に第２磁気抵抗素子対１２０の第２中点の第２電圧信号が印加される。第３配線経路３０３は、一端側に第３磁気抵抗素子対２１０の第３中点の第３電圧信号が印加される。第４配線経路３０４は、一端側に第４磁気抵抗素子対２２０の第４中点の第４電圧信号が印加される。
【００３６】
各配線経路３０１〜３０４は、その大部分が信号処理部３００内で並走する、すなわち平行になるように信号処理部３００に形成されている。
【００３７】
第１フィルタ３１０は、第１配線経路３０１の途中に設けられていると共に、第１配線経路３０１に入力される回路内ノイズを低減する。回路内ノイズは、例えば、各センサチップ１００、２００内で発生するノイズや、電子回路部３５０で発生するノイズや、センサ装置１の外部からのノイズ等の回路に起因するノイズである。
【００３８】
第１フィルタ３１０は、第１配線経路３０１に設けられた抵抗素子３１１と、抵抗素子３１１において第１配線経路３０１の他端側とグランドとの間に接続されたコンデンサ３１２と、によって構成されたＲＣフィルタである。
【００３９】
第２フィルタ３２０は、第２配線経路３０２の途中に設けられていると共に、第２配線経路３０２に入力される回路内ノイズを低減する。第２フィルタ３２０は、第２配線経路３０２に設けられた抵抗素子３２１と、抵抗素子３２１において第２配線経路３０２の他端側とグランドとの間に接続されたコンデンサ３２２と、によって構成されたＲＣフィルタである。
【００４０】
第３フィルタ３３０は、第３配線経路３０３の途中に設けられていると共に、第３配線経路３０３に入力される回路内ノイズを低減する。第３フィルタ３３０は、第３配線経路３０３に設けられた抵抗素子３３１と、抵抗素子３３１において第３配線経路３０３の他端側とグランドとの間に接続されたコンデンサ３３２と、によって構成されたＲＣフィルタである。
【００４１】
第４フィルタ３４０は、第４配線経路３０４の途中に設けられていると共に、第４配線経路３０４に入力される回路内ノイズを低減する。第４フィルタ３４０は、第４配線経路３０４に設けられた抵抗素子３４１と、抵抗素子３４１において第４配線経路３０４の他端側とグランドとの間に接続されたコンデンサ３４２と、によって構成されたＲＣフィルタである。
【００４２】
各抵抗素子３１１、３２１、３３１、３４１は、全て同じ抵抗値である。各コンデンサ３１２、３２２、３３２、３４２は、全て同じ容量値である。
【００４３】
また、信号処理部３００は、第１接続部３０５、第２接続部３０６、及び電子回路部３５０を有する。
【００４４】
第１接続部３０５は、第１配線経路３０１の他端側と、第４配線経路３０４の他端側と、をショートさせた接続箇所である。第１接続部３０５は、抵抗素子３１１と抵抗素子３４１との中点であると言える。第１接続部３０５は電子回路部３５０に接続されている。
【００４５】
第２接続部３０６は、第２配線経路３０２の他端側と、第３配線経路３０３の他端側と、をショートさせた接続箇所である。第２接続部３０６は、抵抗素子３２１と抵抗素子３３１との中点であると言える。第２接続部３０６は電子回路部３５０に接続されている。
【００４６】
電子回路部３５０は、第１接続部３０５の電圧と第２接続部３０６の電圧との差電圧をセンサ信号として取得すると共に、センサ信号を外部に出力するための回路部品である。電子回路部３５０は、ＡＦＥ３５１、ＤＳＰ３５２、及び出力部３５３を有する。
【００４７】
ＡＦＥ３５１は、第１接続部３０５の電圧と第２接続部３０６の電圧との差電圧であるセンサ信号の取得や、センサ信号の増幅、オフセット等の処理を行うアナログ回路部（Analog Front End）である。各配線経路３０１〜３０４の各一端側からＡＦＥ３５１までがアナログ回路である。
【００４８】
ＤＳＰ３５２は、ＡＦＥ３５１から入力するセンサ信号をＡ／Ｄ変換してデジタル化するデジタル回路部（Digital Signal Processor）である。ＤＳＰ３５２で扱われるクロックが回路内ノイズとなる場合もある。
【００４９】
出力部３５３は、センサ信号を所定の出力形式に変換して出力端子３０７を介して図示しない外部機器に出力する。所定の出力形式とは、Ｄ／Ａ変換後のアナログ信号、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）通信、デジタル通信の一種であるＳＥＮＴ（Single Edge Nibble Transmission）通信等である。
【００５０】
以上が、センサ装置１の全体構成である。なお、センサ装置１は外部機器に接続される電源端子３０８及びグランド端子３０９を備える。センサ装置１は、電源端子３０８及びグランド端子３０９を介して外部機器から電源供給されることで動作する。
【００５１】
次に、センサ装置１の作動について説明する。まず、検出対象から磁界の影響を受けたときの各磁気抵抗素子対１１０、１２０の抵抗値の変化、第１ブリッジ回路１３０に掛かる第１応力、及び外乱磁界に基づいて、第１センサチップ１００から第１電圧信号及び第２電圧信号が出力される。外乱磁界は、外部から入力されるであろう磁気ノイズである。外乱磁界は、入力される場合もあるし、入力されない場合もある。
【００５２】
第１電圧信号及び第２電圧信号には、外乱磁界の成分、第１ブリッジ回路１３０に掛かる第１応力の成分が含まれる。第１応力は、各磁気抵抗素子１１１、１１２、１２１、１２２が第１センサチップ１００を構成する図示しない基板に形成される位置の違いによって各磁気抵抗素子１１１、１１２、１２１、１２２に発生する応力である。また、第１応力には、第１センサチップ１００を所定の位置に組み付ける際に発生する応力も含まれる。
【００５３】
第１電圧信号は第１配線経路３０１に入力される。第１配線経路３０１に回路内ノイズが入力される場合、第１電圧信号には、回路内ノイズの成分が含まれる。第２電圧信号は第２配線経路３０２に入力される。第２配線経路３０２に回路内ノイズが入力される場合、第２電圧信号には、回路内ノイズの成分が含まれる。
【００５４】
同様に、検出対象から磁界の影響を受けたときの各磁気抵抗素子対２１０、２２０の抵抗値の変化、第２ブリッジ回路２３０に掛かる第２応力、及び外乱磁界に基づいて、第２センサチップ２００から第３電圧信号及び第４電圧信号が出力される。
【００５５】
第３電圧信号及び第４電圧信号には、外乱磁界の成分、第２ブリッジ回路２３０に掛かる第２応力の成分が含まれる。第２応力は、各磁気抵抗素子２１１、２１２、２２１、２２２が第２センサチップ２００を構成する図示しない基板に形成される位置の違いによって各磁気抵抗素子２１１、２１２、２２１、２２２に発生する応力である。また、第２応力には、第２センサチップ２００を第１センサチップ１００から離して所定の位置に組み付ける際に発生する応力も含まれる。
【００５６】
第３電圧信号は第３配線経路３０３に入力される。第３配線経路３０３に回路内ノイズが入力される場合、第３電圧信号には、回路内ノイズの成分が含まれる。第４電圧信号は第４配線経路３０４に入力される。第４配線経路３０４に回路内ノイズが入力される場合、第４電圧信号には、回路内ノイズの成分が含まれる。
【００５７】
そして、第１接続部３０５によって第１配線経路３０１と第４配線経路３０４とがショートされているので、第１フィルタ３１０の通過後の第１電圧信号と第４フィルタ３４０の通過後の第４電圧信号とが平均化される。これにより、第１電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と、第４電圧信号に含まれる磁気的に逆相の外乱磁界の成分と、が打ち消される。
【００５８】
また、第１電圧信号に含まれる第１応力の成分と第４電圧信号に含まれる第２応力の成分とが平均化される。さらに、第１電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と第４電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とが平均化される。つまり、第１配線経路３０１の回路内ノイズと第４配線経路３０４の回路内ノイズとが共通化される。
【００５９】
同様に、第２接続部３０６によって第２配線経路３０２と第３配線経路３０３とがショートされているので、第２フィルタ３２０の通過後の第２電圧信号と第３フィルタ３３０の通過後の第３電圧信号とが平均化される。これにより、第２電圧信号に含まれる外乱磁界の成分と、第３電圧信号に含まれる磁気的に逆相の外乱磁界の成分と、が打ち消される。
【００６０】
また、第２電圧信号に含まれる第１応力の成分と第３電圧信号に含まれる第２応力の成分とが平均化される。さらに、第２電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分と第３電圧信号に含まれる回路内ノイズの成分とが平均化される。つまり、第２配線経路３０２の回路内ノイズと第３配線経路３０３の回路内ノイズとが共通化される。
【００６１】
第１接続部３０５の電圧には、第１応力の成分と第２応力の成分とが平均化された成分と、第１配線経路３０１の回路内ノイズの成分と第４配線経路３０４の回路内ノイズの成分とが平均化された成分と、が含まれている。また、第２接続部３０６の電圧には、第１応力の成分と第２応力の成分とが平均化された成分と、第２配線経路３０２の回路内ノイズの成分と第３配線経路３０３の回路内ノイズの成分とが平均化された成分と、が含まれている。
【００６２】
ＡＦＥ３５１では、第１接続部３０５の電圧と第２接続部３０６の電圧との差電圧が取得されることで、第１応力の成分及び第２応力の成分が打ち消され、さらに、回路内ノイズの成分が打ち消される。したがって、ＤＳＰ３５２では、外乱磁界の成分、第１応力及び第２応力の成分、及び回路内ノイズの成分が除去されたセンサ信号が取得される。
【００６３】
上記の信号処理の具体例を説明する。具体的には、第１配線経路３０１のＡ点、第２配線経路３０２のＢ点、第３配線経路３０３のＣ点、第４配線経路３０４のＤ点、第１接続部３０５のＥ点、第２接続部３０６のＦ点の各信号を参照する。
【００６４】
そして、各ブリッジ回路１３０、２３０の中心電圧をＶｒｅｆとする。検出対象からの信号成分をΔＶｓ、外乱磁界をΔＶｎ、第２応力の成分をΔＶｆ、回路内ノイズの成分をΔＶｃとする。
【００６５】
図２に示されるように、例えば、検出対象からの信号が無く、ノイズ成分が無い場合、Ａ〜Ｄ点は全てＶｒｅｆとなる。Ｅ点はＡ点とＤ点の平均値であるのでＶｒｅｆとなり、Ｆ点はＢ点とＣ点の平均値であるのでＶｒｅｆとなる。したがって、差電圧である（Ｅ点−Ｆ点）は０となる。
【００６６】
また、検出対象からの信号が有り、ノイズ成分が無い場合、Ａ点はＶｒｅｆ＋ΔＶｓ、Ｂ点はＶｒｅｆ−ΔＶｓ、Ｃ点は電気的に極性が反転しているのでＶｒｅｆ−ΔＶｓ、Ｄ点は電気的に極性が反転しているのでＶｒｅｆ＋ΔＶｓとなる。Ｅ点はＡ点とＤ点の平均値であるのでＶｒｅｆ＋ΔＶｓとなる。Ｆ点はＢ点とＣ点の平均値であるのでＶｒｅｆ−ΔＶｓとなる。したがって、差電圧である（Ｅ点−Ｆ点）は２ΔＶｓとなる。
【００６７】
外乱磁界が有る場合、Ａ点はＶｒｅｆ＋ΔＶｎ、Ｂ点はＶｒｅｆ−ΔＶｎ、Ｃ点は磁気的に位相が反転しているのでＶｒｅｆ＋ΔＶｎ、Ｄ点は磁気的に位相が反転しているのでＶｒｅｆ−ΔＶｎとなる。Ｅ点はＡ点とＤ点の平均値であるので、ΔＶｎが打ち消されてＶｒｅｆとなる。Ｆ点はＢ点とＣ点の平均値であるので、ΔＶｎが打ち消されてＶｒｅｆとなる。したがって、差電圧である（Ｅ点−Ｆ点）は０となり、差電圧に外乱磁界の成分は含まれない。
【００６８】
例えば、第２ブリッジ回路２３０に第２応力が発生した場合、Ａ点は第１応力は発生していないのでＶｒｅｆとなり、Ｂ点も第１応力が発生していないのでＶｒｅｆとなる。Ｃ点は第２応力に起因した成分が含まれるのでＶｒｅｆ＋ΔＶｆ、Ｄ点も第２応力に起因した成分が含まれるのでＶｒｅｆ＋ΔＶｆとなる。Ｅ点はＡ点とＤ点の平均値であるので（２Ｖｒｅｆ＋ΔＶｆ）／２となる。Ｆ点はＢ点とＣ点の平均値であるので（２Ｖｒｅｆ＋ΔＶｆ）／２となる。したがって、差電圧である（Ｅ点−Ｆ点）は０となり、第２応力の成分は除去される。
【００６９】
また、第１ブリッジ回路１３０に回路内ノイズが発生した場合、Ａ点は回路内ノイズの影響でＶｒｅｆ−ΔＶｃとなり、Ｂ点も回路内ノイズの影響でＶｒｅｆ−ΔＶｃとなる。Ｃ点及びＤ点は回路内ノイズの影響は無いのでＶｒｅｆとなる。Ｅ点はＡ点とＤ点の平均値であるので（２Ｖｒｅｆ−ΔＶｃ）／２となる。Ｆ点はＢ点とＣ点の平均値であるので（２Ｖｒｅｆ−ΔＶｃ）／２となる。したがって、差電圧である（Ｅ点−Ｆ点）は０となり、回路内ノイズの成分は除去される。
【００７０】
図２に示された各ノイズは一例であり、各電気信号には複数のノイズの影響が含まれるが、上記のように外乱磁界であればＥ点及びＦ点における平均化によって打ち消され、応力や回路内ノイズであれば差電圧を取ることで除去される。したがって、信号処理部３００において取得されるセンサ信号について、外乱磁界の影響、各ブリッジ回路１３０、２３０に掛かる応力の影響、及び回路内ノイズによる誤差の全てを低減させることができる。
【００７１】
特に、第１接続部３０５及び第２接続部３０６は、各電気信号をアナログ的に加算する。このため、時分割で信号処理する場合と比較して時間的なズレを生じさせずに誤差成分を低減させることができる。
【００７２】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第１センサチップ１００が特許請求の範囲の「第１センサ部」に対応し、第２センサチップ２００が特許請求の範囲の「第２センサ部」に対応する。
【００７３】
（第２実施形態）
本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図３に示されるように、第１フィルタ３１０は、抵抗素子３１１によって構成されている。このように、第１フィルタ３１０はコンデンサ３１２を有していなくても良い。第２フィルタ３２０、第３フィルタ３３０、及び第４フィルタ３４０についても同様である。各抵抗素子３１１、３２１、３３１、３４１は全て同じ抵抗値である。
【００７４】
（第３実施形態）
本実施形態では、主に第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図４に示されるように、各ブリッジ回路１３０、２３０は１つの第３センサチップ５００に形成されている。
【００７５】
この構成では、第３センサチップ５００において、２つのブリッジ回路１３０、２３０が物理的に離れて配置されている。このように、センサ装置１は、１つの第３センサチップ５００を備える構成でも良い。
【００７６】
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第３センサチップ５００のうち第１ブリッジ回路１３０に対応する部分が特許請求の範囲の「第１センサ部」に対応する。また、第３センサチップ５００のうち第２ブリッジ回路２３０に対応する部分が特許請求の範囲の「第２センサ部」に対応する。
【００７７】
（他の実施形態）
上記各実施形態で示されたセンサ装置１の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本発明を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、各配線経路３０１〜３０４に半導体スイッチを設けることができる。また、ＤＳＰ３５２が各スイッチを制御する。これにより、各センサチップ１００、２００のいずれか一方の信号を取り出すことができる。各ブリッジ回路１３０、２３０が１つの第３センサチップ５００に形成されている場合、各ブリッジ回路１３０、２３０のうちいずれか一方の信号を取り出すことができる。
【００７８】
電子回路部３５０は、デジタル回路を含まない回路、例えば差動増幅回路等のアナログ回路として構成されていても良い。この場合、取得されたセンサ信号はそのままアナログ信号として外部に出力される。
【符号の説明】
【００７９】
１００、２００、５００          センサチップ
１１０、１２０、２１０、２２０  磁気抵抗素子対
１１３、１２３、２１３、２２３  中点
１３０、２３０                  ブリッジ回路
３００                          信号処理部
３０１、３０２、３０３、３０４  配線経路
３０５、３０６                  接続部
３１０、３２０、３３０、３４０  フィルタ
３５０                          電子回路部
【図１】
2020187014.tif 000003
【図２】
2020187014.tif 000004
【図３】
2020187014.tif 000005
【図４】
2020187014.tif 000006