(57)【要約】【課題】常に出力を温度補償し続ける必要がない安定した出力温度特性を得ることを目的とする。【解決手段】第１の磁界および第１の磁界発生部が発生する第１の磁界を打ち消す第２の磁界に応じた第１の出力信号および第１の出力信号とは異なる第２の出力信号の少なくとも一方を調整する第１の調整部を有する第１の磁界検出部と、差動演算部と、第２の調整部とを有し、第１の調整部は、第１の信号および第２の信号の少なくとも一方を調整して、第１の磁界が０における温度による第６の出力信号の変動を調整する磁界検出装置とする。【選択図】図１
2014211387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の磁界および第１の磁界発生部が発生する前記第１の磁界を打ち消す第２の磁界に応じた第１の磁界検出素子が出力する第１の出力信号および前記第１の出力信号とは異なる第２の出力信号の少なくとも一方を調整する第１の調整部を有する第１の磁界検出部と、
前記第１の調整部が出力する第３の出力信号と第４の出力信号との差が一定となるように動作するとともに、前記第１の磁界発生部に第５の出力信号を出力する第１の差動演算部と、
加算される前記第５の出力信号に応じた前記第１の磁界発生部に流れる第１の電流に対応した第６の出力信号と第１の調整信号と、第２の調整信号とに基いて、任意の第７の出力信号を出力する第２の調整部とを有し、
前記第１の調整部は、前記第１の信号および前記第２の信号の少なくとも一方を調整して、前記第１の磁界が０における温度による前記第６の出力信号の変動を調整する磁界検出装置。
【請求項２】
前記第２の調整部は、第２の差動演算部を有し、
前記第５の出力信号に応じた前記第１の磁界発生部に流れる前記第１の電流に対応した前記第６の出力信号と前記第１の調整信号とが前記第２の差動演算部の負入力端に入力され、前記第２の調整信号が前記第２の差動演算部の正入力端に入力される請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
前記第１の調整部は、前記第１の信号および前記第２の信号の少なくとも一方を調整して、前記第１の磁界が０における前記第３の信号と前記第４の信号との差が任意の２点の温度において変動しない温度変動無変化点に動作点を合わすことを特徴とする請求項１または２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の磁界検出装置を有する電流センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界検出装置および電流センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から磁界検出装置は広い使用温度で安定した動作を求められており、特に検出磁界がゼロのときの出力信号は温度に依存せず一定であることが理想とされていた。
【０００３】
しかしながら、現実には磁界検出部の温度特性が原因となり、出力が温度に依存して変化してしまうため、その対策として温度補償が必要であった。
【０００４】
従来の温度変補償の１つとして、磁界の強さを検出する磁界検出部と周囲の温度を検出する温度検出部、温度検出部で検出された温度を基に磁気検出部の温度依存による誤差を補正する温度補償部を有し、温度補償を行っていた（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２７８９３８
【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、温度に依存して変化する磁界検出部の出力を温度補償するためには、常に温度検出をしながら温度によって変化する出力を補償し続ける必要がある。これには、正確な温度検出と温度補償値が必要となるが、温度検出誤差や補償値の誤差によって温度補償値が最適に行われないという課題があった。
【０００７】
そこで、本発明は常に出力を温度補償し続ける必要がない安定した出力温度特性を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、第１の磁界および第１の磁界発生部が発生する第１の磁界を打ち消す第２の磁界に応じた第１の磁界検出素子が出力する第１の出力信号および第１の出力信号とは異なる第２の出力信号の少なくとも一方を調整する第１の調整部を有する第１の磁界検出部と、第１の調整部が出力する第３の出力信号と第４の出力信号との差が一定となるように動作するとともに、第１の磁界発生部に第５の出力信号を出力する第１の差動演算部と、加算される第５の出力信号に応じた第１の磁界発生部に流れる第１の電流に対応した第６の出力信号と第１の調整信号と、第２の調整信号とに基いて、任意の第７の出力信号を出力する第２の調整部とを有し、第１の調整部は、第１の信号および第２の信号の少なくとも一方を調整して、第１の磁界が０における温度による第６の出力信号の変動を調整する磁界検出装置とする。
【０００９】
本発明によれば、常に出力を温度補償し続ける必要がない安定した出力温度特性を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明は、第２の調整部は、第２の差動演算部を有し、第５の出力信号に応じた第１の磁界発生部に流れる第１の電流に対応した第６の出力信号と第１の調整信号とが第２の差動演算部の負入力端に入力され、第２の調整信号が第２の差動演算部の正入力端に入力される磁界検出装置としてもよい。
【００１１】
本発明は、第１の調整部は、第１の信号および第２の信号の少なくとも一方を調整して、第１の磁界が０における第３の信号と第４の信号との差が任意の２点の温度において変動しない温度変動無変化点に動作点を合わすことを特徴とする磁界検出装置としてもよい。
【００１２】
本発明は、上記に記載の磁界検出装置を有する電流センサとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によって、常に出力を補償し続ける必要がない安定した出力温度特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係る概略的な構成を示す図である。
【図２】第１の調整前の第１の磁気検出部の入出力特性である。
【図３】第１の調整後の第１の磁気検出部の入出力特性である。
【図４】本発明の実施例に係る回路図である。
【図５】本発明の第１の調整部の算出方法を示す回路図である。
【図６】本発明の実施例に係る回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は本実施形態を示すブロック図である。磁界検出装置１００は、第１の磁界検出部１０１、第１の差動演算部１０４、第１の磁界発生部１０５、第２の調整部１０６、第１の調整信号１０７、第２の調整信号１０８を有している。なお、第１の磁界検出部１０１は第１の磁界検出素子１０２と第１の調整部１０３とを有している。
【００１７】
第１の磁界検出部１０１は、第１の磁界および第１の磁界発生部１０５が発生する第１の磁界を打ち消す第２の磁界に応じた第１の磁界検出素子１０２が出力する第１の出力信号および第１の出力信号とは異なる第２の出力信号の少なくとも一方を調整する第１の調整部１０３を有している。
【００１８】
第１の磁界である検出磁界および第１の磁界発生部１０５が発生する第１の磁界である検出磁界を打ち消す第２の磁界である負帰還磁界（以降の説明では、第１の磁界である検出磁界を打ち消す第２の磁界である負帰還磁界を第２の磁界である負帰還磁界と称することとする）に応じた第１の磁界検出素子１０２が出力する第１の出力信号と第１の出力信号とは異なる第２の出力信号とが第１の調整部１０３に入力される。ここで、第２の出力信号は第１の出力信号と異なっていればよく、第１の磁界である検出磁界および第１の磁界発生部１０５が発生する第２の磁界である負帰還磁界に応じた第２の磁界検出素子が出力する信号であってもよく、一定の直流信号であってもよい。また、第１の磁界である検出磁界は、例えば、第１の磁界検出部１０１近傍に配置された磁界発生導体（図示せず）に流れる電流が発生する磁界、第１の磁界検出部１０１と相対的に移動する磁石が発生する磁界などが挙げられる。以下の説明では、第２の磁界検出素子が第２の出力信号を出力するものとして説明する。
【００１９】
第１の磁界検出部１０１は、磁界に対して出力が変化する構成となっており、共通の磁界の変化に応じて出力が変化する第１の磁界検出素子１０２が出力する第１の出力信号と、第２の磁界検出素子が出力する第１の出力信号とは異なる第２の出力信号とを出力し、第１の端子、第２の端子からそれぞれの信号を調整用の信号として出力する。第１の磁界検出部１０１は第１の磁界検出素子１０２および第２の磁界検出素子を有しており、共通の磁界の変化に応じた第１および第２の磁界検出素子からの出力は、第１の出力信号、第２の出力信号に対応する信号である。つまり、第１の磁界検出素子１０２の一端は第１の電位に接続され、他端は第１の抵抗の一端に接続され、第１の抵抗の他端は第２の電位に接続され、第１の磁界検出素子１０２と第１の抵抗との接続点（第１の端子）は第１の出力信号を出力する。また、第２の磁界検出素子の一端は第２の電位に接続され、他端は第２の抵抗の一端に接続され、第２の抵抗の他端は第１の電位に接続され、第２の磁界検出素子と第２の抵抗との接続点（第２の端子）は第２の出力信号を出力する。ここで、第１の磁界検出素子１０２と第２の磁界検出素子は同一の構成となっており、共通の磁界変化に応じた挙動が同一となるので、第１の出力信号が上昇すれば、第２の出力信号は減少することになる。よって、第１の出力信号と第２の出力信号はいわゆるブリッジ回路となっているので、第１の出力信号と第２の出力信号との差信号は共通の磁界に応じた信号となっている。ここで、第１の磁界検出素子１０２、第２の磁界検出素子は、磁気抵抗素子、スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子、などが挙げられ、磁界の変化に対して抵抗が変化すれば、特にその形態が問われるものではない。また、第１の出力信号と第２の出力信号との差信号が共通の磁界変化に応じて変化すれば良いので、第１の磁界検出素子１０２と第２の磁界検出素子の出力の変化率は共通の磁界変化に応じて符号が異なる変化率をもっていても良く、同一の符号の異なる変化率であってもよい。
【００２０】
第１の磁界検出素子１０２と第２の磁界検出素子の出力が共通の磁界変化に応じて符号が異なる変化率となる場合、つまり、抵抗の変化率の符号が異なる場合は、第１の磁界検出素子１０２の一端は第１の電位に接続され、他端は第１の抵抗の一端に接続され、第１の抵抗の他端は第２の電位に接続され、第１の磁界検出素子１０２と第１の抵抗との接続点（第１の端子）は第１の出力信号を出力する。また、第２の磁界検出素子の一端は第１の電位に接続され、他端は第２の抵抗の一端に接続され、第２の抵抗の他端は第２の電位に接続され、第２の磁界検出素子と第２の抵抗との接続点（第２の端子）は第２の出力信号を出力する。
【００２１】
また、第１の抵抗と第２の抵抗に換えて、それぞれ第３の磁界検出素子、第４の磁界検出素子としたフルブリッジ構成としてもよい。
【００２２】
第１の調整部１０３は、第１の出力信号および第２の出力信号の少なくとも一方を調整しており、第１の出力信号に応じた第３の出力信号、第２の出力信号に応じた第４の出力信号を出力しており、第３の出力信号および第４の出力信号が第１の磁界検出部１０１の出力となる。
【００２３】
ここで、第１の調整部１０３は、第１の磁界である検出磁界がゼロの状態における第１の電流である帰還電流の温度変動を概ねゼロにすることを目的としている。第１の調整部１０３では信号の調整を２段階で行っている。第１の出力信号調整は、第１の出力信号を第１の分圧部である第１の分圧抵抗部を利用して第１の分圧信号としている。第２の出力信号調整は、第１の分圧信号を第１のオフセット調整部で直流オフセット信号を調整し、第３の出力信号とする。あるいは、第１の出力信号調整は、第２の出力信号を第２の分圧部である第２の分圧抵抗部を利用して第２の分圧信号としている。第２の出力信号調整は、第２の分圧信号を第１のオフセット調整部で直流オフセット信号を調整し、第４の出力信号とする。
【００２４】
第１の分圧部は第１の分圧抵抗と第２の分圧抵抗とが直列接続され、第１の分圧抵抗の一端に第１の出力信号を入力し、第２の分圧抵抗の一端を第１のオフセット調整部に接続し、第１の分圧抵抗および第２の分圧抵抗の他端を接続した接続点の信号を第１の分圧信号としている。第２の分圧部は第３の分圧抵抗と第４の分圧抵抗とが直列接続され、第３の分圧抵抗の一端に第２の出力信号を入力し、第４の分圧抵抗の一端を第２のオフセット調整部に接続し、第３の分圧抵抗および第４の分圧抵抗の他端を接続した接続点の信号を第２の分圧信号としている。従って、第２の分圧抵抗の一端の信号と第１の出力信号との差信号を第１および第２の分圧抵抗に応じた第１の分圧信号とすることができる。また、第４の分圧抵抗の一端の信号と第２の出力信号との差信号を第３および第４の分圧抵抗に応じた第２の分圧信号とすることができる。
【００２５】
第１のオフセット調整部は、第２の分圧抵抗の一端の信号を調整している。第１のオフセット調整部は第１の調整抵抗と第２の調整抵抗が直列接続され、それぞれの一端は第１の電位および第２の電位にそれぞれ接続され、それぞれの他端が接続された接続点に第２の分圧抵抗の一端が接続されている。第２のオフセット調整部は、第４の分圧抵抗の一端の信号を調整している。第２のオフセット調整部は第３の調整抵抗と第４の調整抵抗が直列接続され、それぞれの一端は第１の電位および第２の電位にそれぞれ接続され、それぞれの他端が接続された接続点に第４の分圧抵抗の一端が接続されている。また、第１から第４の調整抵抗が可変抵抗であれば、第２の分圧抵抗の一端の信号及び第４の分圧抵抗の一端の信号を容易に調整できるので好ましい。但し、第１および第２の調整抵抗を固定抵抗とし、第３および第４の調整抵抗を可変抵抗としてもよく、第１および第２の調整抵抗を可変抵抗とし、第３および第４の調整抵抗を固定抵抗としてもよい。
【００２６】
つまり、第１のオフセット調整部によって調整された第２の分圧抵抗の一端の信号と第１の出力信号との差信号を変化させることにより、第１の分圧信号を第３の出力信号としている。また、第２のオフセット調整部によって調整された第４の分圧抵抗の一端の信号と第２の出力信号との差信号を変化させることにより、第２の分圧信号を第４の出力信号としている。第３の出力信号と第４の出力信号は、それぞれ第３および第４の端子から出力され、第１の差動演算部１０４の一対の入力端にそれぞれ入力される。なお、第１の出力信号および第２の出力信号のうち、一方のみを調整しても良く、両方の信号を調整してもよい。第１の出力信号が調整されない場合は第１の出力信号と第３の出力信号は等しく、第２の出力信号が調整されない場合は第２の出力信号と第４の出力信号は等しくなる。
【００２７】
第１の差動演算部１０４は、第１の調整部１０３が出力する第３の出力信号と第４の出力信号との差が一定となるように動作するとともに、第１の磁界発生部１０５に第５の出力信号を出力する。
【００２８】
第３の出力信号および第４の出力信号は第１の差動演算部１０４に入力され、第１の磁界である検出磁界の変化によらず第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が常に一定になるように第１の磁界発生部１０５に第５の出力信号を出力し、第１の磁界発生部１０５は第５の出力信号に応じた第１の電流である帰還電流が流れることで第２の磁界である負帰還磁界を発生する。ここで、第１の差動演算部１０４の出力端が直接、第１の磁界発生部１０５のコイルに接続されている場合、第５の出力信号と第１の電流である帰還電流は実質的に同じである。但し、第１の差動演算部１０４の出力が第１の磁界検出部１０１が有するスイッチ部の制御端に入力され、スイッチ部の非制御端にコイルが接続されている場合、第１の差動演算部１０４の出力はスイッチ部の制御端の信号を制御することになり、スイッチ部の制御端の信号に応じた第１の電流である帰還電流がコイルに流れることになる。つまり、この場合、第５の出力信号に応じたスイッチの非制御端の信号と第１の電流である帰還電流は実質的に同じである。一対の非制御端のうち、一方の非制御端を電流源または固定電位に接続し、他方の非制御端をコイルに接続する。なお、第１の磁界検出素子１０２と第２の磁界検出素子は第１の磁界である検出磁界と第２の磁界である負帰還磁界に応じることになる。ここで、スイッチ部は、電界効果型トランジスタ（ＭＯＳ−ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタなどが挙げられ、制御端はゲート、ベースであり、非制御端はソース、ドレイン、コレクタ、エミッタとなる。
【００２９】
第１の差動演算部１０４の出力は、第２の磁界である負帰還磁界を第１の磁界検出素子１０２および第２の磁界検出素子に付与するように、第１の磁界発生部１０５であるコイルに電流を流すように動作する。つまり、第１の差動演算部１０４は第１の磁界である検出磁界の変化によらず第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が一定となるように動作する。ここで、コイルの一端は第１の差動演算部１０４の出力端である第３の出力端に接続され、コイルの他端は第３の抵抗を介して第２の電位に接続されている。また、コイルの他端と第３の抵抗の接続点は、第６の出力信号を出力する。すなわち、第６の出力信号は、第２の磁界である負帰還磁界に応じた信号であるので、第１の磁界である検出磁界に応じた信号となっている。
【００３０】
第１の電流である帰還電流は第１の磁界発生部１０５に入力され、第１の電流である帰還電流に応じた第２の磁界である負帰還磁界を出力する。この第２の磁界である負帰還磁界と第１の磁界である検出磁界を相殺させることで、第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が一定になるように制御される。
【００３１】
すなわち、第１の磁界発生部１０５が有するコイルは、第１の磁界である検出磁界に応じて変化する第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が一定となるように、第１の磁界検出部１０１に第２の磁界である負帰還磁界を付与するものであり、第１の磁界検出素子１０１は第１の磁界である検出磁界とコイルにより発生する第２の磁界である負帰還磁界に応じた第１および第２の出力信号を調整用の信号として出力する。さらに、第１の調整部１０３によって第１の出力信号を調整した第３の出力信号および第２の出力信号を調整した第４の出力信号を出力することになる。なお、コイルはスパイラル形状であってもよく、直線状の導体であってもよく、第１の磁界検出部１０１に第２の磁界である負帰還磁界を付与するものであれば、特にその形態は問われるものではない。
【００３２】
次に、第１の調整部１０３の温度補償について説明する。なお、説明のため、第１の調整部１０３によって第１の出力信号が調整され第３の出力信号を出力し、第２の出力信号は調整されずに第４の信号として第１の差動演算部１０４に入力されるものとして説明する。まず、第１の調整部１０３で調整しない場合の第１の磁界検出部１０１の入出力特性を図２に示す。横軸は第１の磁界である検出磁界が０のときの第２の磁界である負帰還磁界、縦軸は図１の第１の差動演算部１０４を接続しない状態の第１の調整抵抗と第２の調整抵抗が未調整である場合の第３の出力信号と第４の出力信号との差信号を示している。また、直線４０１は低温での差信号を示し、直線４０２は高温での差信号を示している。図２から明らかなように、第３の出力信号と第４の出力信号との差信号は温度によって傾きが異なり、さらに第２の磁界である負帰還磁界が０のときの第３の出力信号と第４の出力信号との差信号も温度によって異なっている。この温度による傾きの差は、磁界検出素子の磁界に対する抵抗変化の温度特性から決まるもので、スピンバルブ型巨大磁気抵抗素子の場合は負の温度係数となる。また、第２の磁界である負帰還磁界が０のときの第３の出力信号と第４の出力信号との差信号の温度による差は、ブリッジ接続した磁界検出素子の個々の抵抗値のばらつきによって発生するものである。このような出力特性の第１の磁界検出部１０１を図１のように第１の差動演算部１０４と接続して差信号が０になるように動作させたとき、低温では４０３、高温では４０４の第２の磁界である負帰還磁界が必要となり、温度によって第２の磁界である負帰還磁界量が異なる。この第２の磁界である負帰還磁界を発生させるために第１の差動演算部１０４が出力する第５の出力信号に応じて第１の磁界発生部１０５には第２の磁界である負帰還磁界に比例した第１の電流である帰還電流が流れ、結果として第１の電流である帰還電流が温度によって異なることになる。この第１の電流である帰還電流の温度変動が磁界検出装置１００の出力の温度変動となる。そこで、第１の調整部１０３によって図３のように５０１と５０２が交差する点がＸ軸上になるように調整する。これにより、第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が０のときの第２の磁界である負帰還磁界は、温度の異なる５０１、５０２のどちらにおいても概ね同じ値５０５の値となり、温度によって殆ど変動しないことがわかる。つまり、任意の２点の温度における第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が０のときの第２の磁界である負帰還磁界の変化量を低減することが可能となっている。ここで、任意の２点の温度における第２の磁界である負帰還磁界が変化しない点すなわち、第１の電流である帰還電流が一定値となる点を温度変動無変化点とし、第１の調整部１０３は動作点を温度変動無変化点に調整することも可能である。ここで、動作点とは、第１の差動演算部１０４の一対の入力端の差信号のことで、第１の磁界である検出磁界の変化によらず第３の出力信号と第４の出力信号との差信号が常に一定になるように第１の磁界発生部１０５に第５の出力信号を出力しているときの、常に一定の差信号のことを示す。この温度変動無変化点は、磁界検出素子の抵抗値や温度特性のばらつきによって決まるものである。つまり、第１の出力信号が分圧された分圧信号である第３の出力信号と第２の出力信号（＝第４の出力信号）が第１の差動演算部１０４の一対の入力端にそれぞれ入力されている場合、第１の調整抵抗と第２の調整抵抗の少なくとも１つを調整して第２の出力信号（＝第４の出力信号）と第３の出力信号との差信号を調整することで、磁界検出素子の特性ばらつきによって決まる温度変動無変化点に動作点を調整することができる。これにより、第１の磁界である検出磁界が０の場合に、温度による第１の電流である帰還電流の変動を低減することができる。つまり、温度による帰還電流に応じた第６の出力信号の変動を低減することが可能となっている。
【００３３】
このように、第１の調整部１０３は、第１の磁界である検出磁界が０である場合に、任意の２点の温度において、第１の差動演算部１０４が出力する第５の出力信号に応じて第１の磁界発生部１０５に流れる第１の電流である帰還電流の変化量を低減し、さらに、第１の電流である帰還電流を同一の電流値にすることも可能となっている。つまり、第１の磁界である検出磁界が０である場合に、温度による第６の出力信号の変動を低減することが可能となり、さらに、任意の２点の温度において、第６の出力信号をほぼ同一の値にすることも可能となっている。従って、常に出力を温度補償し続ける必要がない。
【００３４】
しかし、第１の磁界である検出磁界が０の場合に第１の差動演算部１０４の出力が０とはならないので、第２の調整部１０６で第１の差動演算部１０４の出力のオフセット調整を行い、第１の磁界である検出磁界が０の場合に、最終的な出力である第２の調整部１０６が出力する第７の出力信号を所定の値とする。
【００３５】
第２の調整部１０６は、加算される第５の出力信号に応じた第１の磁界発生部１０５に流れる第１の電流に対応した第６の出力信号と第１の調整信号１０７と、第２の調整信号１０８とに基いて、任意の第７の出力信号を出力する。
【００３６】
第１の磁界発生部１０５が有するコイルに流れる第１の電流である帰還電流は、第２の調整部１０６にも入力され、第２の調整部１０６が有する第２の差動演算部（図示せず）の負入力端に第１の電流である帰還電流に応じた第６の出力信号および第１の調整信号１０７が入力され、正入力端に第２の調整信号１０８が入力され、第２の差動演算部（図示せず）の出力を第７の出力信号とし、第１の調整信号１０７および第２の調整信号１０８の一方または両方を調整することで第７の出力信号を任意の信号に出力することができる。この第２の調整部１０６が出力する第７の出力信号が磁界検出装置１００の出力となる。
【００３７】
ここで、第２の調整部１０６は、第１の調整部１０３によって温度変動無変化点に調整したことによって流れる第１の磁界発生部１０５に流れる第１の電流である帰還電流に基いた第６の出力信号のオフセットを調整するものである。例えば、第６の出力信号と第１の調整信号１０７とを加算させる加算回路を用いることで任意の出力を得ることが可能となる。
【００３８】
つまり、第２の調整部１０６は、第１の磁界発生部１０５に流れる第１の電流である帰還電流に基いた第６の出力信号を調整するものであり、例えば、他端が第２の電位に接続され、一端が第１の磁界発生部１０５と接続された第３の抵抗の一端の信号（第６の出力信号）および第１の調整信号１０７とを第２の差動演算部（図示せず）の負入力端に入力し、第２の調整信号１０８を正入力端に入力し、第１および第２の調整信号（１０７、１０８）の一方または両方を可変信号とすることで、任意の出力を得ることが可能となっている。第１および第２の調整信号（１０７、１０８）は、第１の電位と第２の電位との差信号を分圧抵抗により分圧した分圧信号や外部から入力される一定の直流信号であってもよい。これにより、第１の磁界である検出磁界が０の場合に第２の調整部１０６の出力を任意の出力に調整することが可能となっている。また、分圧抵抗が可変抵抗であれば、分圧信号を容易に調整できるので好ましい。なお、第１の磁界である検出磁界が０の場合に第２の調整部１０６の出力が０となるように調整することが好ましい。従って、常に温度補償を必要とせずに安定した出力温度特性が得られることになる。
【００３９】
なお、本実施形態で示される各抵抗のうち、第３の抵抗以外の各抵抗の温度係数は概ね等しいことが好ましい。また、第３の抵抗は、他の各抵抗と比較して温度係数が小さいことが好ましい。第３の抵抗以外の各抵抗の温度係数を揃えることで、各分圧電圧の温度変動を低減することが可能となっており、第３の抵抗の温度係数を小さくすることで、同一の第１の電流である帰還電流に対応する第６の電圧の温度変動を低減することが可能となる。
【００４０】
＜実施例１＞
以下、図４に示す本実施例の回路図の接続について説明する。第１の磁界検出部１０１は、片側電源（Ｖｇ−Ｇｎｄ）と、第１の磁気抵抗素子２０１、第２の磁気抵抗素子２０２と、第３の磁気抵抗素子２０３と、第４の磁気抵抗素子２０４と、第１の調整部１０３である第１の抵抗２０７と、第１の分圧抵抗２０５と、第２の分圧抵抗２０６と、第１の調整抵抗２０８と、第２の調整抵抗２０９とを有している。また、第１の磁界である検出磁界を発生する磁界発生導体（図示せず）が磁界検出部１０１に隣接して配置されている。
【００４１】
第１の磁気抵抗素子２０１の一端と第３の磁気抵抗素子２０３の一端はＶｇに接続され、第２の磁気抵抗素子２０２の一端と第４の磁気抵抗素子の一端はＧｎｄに接続されている。第１の磁気抵抗素子２０１の他端と第２の磁気抵抗素子２０２の他端同士が接続され第１の接続点となっており、第３の磁気抵抗素子２０３の他端と第４の磁気抵抗素子２０４の他端同士が接続され第２の接続点となっている。第２の接続点は、第１の分圧抵抗２０５の一端に接続され、第１の分圧抵抗２０５の他端と第２の分圧抵抗２０６の他端同士が接続され第３の接続点となっている。第１の調整抵抗２０８の一端がＶｇに接続され、第２の調整抵抗２０９の一端はＧｎｄに接続され、第１の調整抵抗２０８の他端と第２の調整抵抗２０９の他端同士が接続され第４の接続点となっており、第４の接続点は第２の分圧抵抗２０６の一端と接続されている。第１の抵抗２０７の一端は第１の接続点と接続されている。
【００４２】
第１の差動演算部１０４は、第１の差動アンプ２４０を有している。第１の差動アンプ２４０の一対の入力端には、第１の抵抗２０７の他端と第３の接続点がそれぞれ接続されており、第１の差動アンプ２４０の出力端は第１の磁界発生部１０５が有するコイル２６１の一端と接続されている。第１の差動アンプは正電圧Ｖｄｄと負電圧Ｖｓｓで駆動しているためＧｎｄに対して正負の電圧を出力することができる。
【００４３】
第２の調整部１０６は、第２の差動アンプ２４１と、第２の抵抗２１４と、第３の抵抗２１５と、第４の抵抗２１６と、第５の抵抗２１７と、検出抵抗２１８と、帰還抵抗２１９と、第３の分圧抵抗２１２と、第４の分圧抵抗２１３と、第３の調整抵抗２１０と、第４の調整抵抗２１１とを有している。
【００４４】
コイル２６１の他端と検出抵抗２１８の他端同士が接続され第５の接続点となり、検出抵抗２１８の一端はＧｎｄに接続され、第３の調整抵抗２１０の一端はＶｇに接続され、第４の調整抵抗２１１の一端はＧｎｄに接続され、第３の調整抵抗２１０の他端と第４の調整抵抗２１１の他端同士が接続され第６の接続点となっている。第３の分圧抵抗２１２の一端はＶｇに接続され、第４の分圧抵抗２１３はＧｎｄに接続され、第３の分圧抵抗２１２の他端と第４の分圧抵抗２１３の他端同士が接続され第７の接続点となっている。第３の抵抗２１５の一端は第５の接続点と接続され、第３の抵抗２１５の他端と第２の抵抗２１４の他端同士が接続され第８の接続点となっている。第２の抵抗２１４の一端は第６の接続点と接続されている。第４の抵抗２１６の一端と第７の接続点が接続され、第４の抵抗２１６の他端と第５の抵抗２１７の他端が接続され第９の接続点となっている。第５の抵抗２１７の一端はＧｎｄと接続している。第８の接続点と第９の接続点はそれぞれ第２の差動アンプ２４１の一対の入力端に接続されており、第８の接続点は第２の差動アンプ２４１の負入力端に接続され、第９の接続点は第２の差動アンプ２４１の正入力端に接続されている。
第２の差動アンプ２４１の出力端には帰還抵抗２１９の一端が接続され、帰還抵抗２１９の他端は第８の接続点に接続されている。そして、第２の差動アンプ２４１の出力２７６が磁界検出装置２００の出力電圧となる。第２の差動アンプ２４１は正電圧Ｖｄｄと負電圧Ｖｓｓで駆動しているためＧｎｄに対して正負の電圧を出力することができる。
【００４５】
次に図４の回路図の動作について説明する。まず、磁界発生導体（図示せず）に電流が流れると第１の磁界である検出磁界が発生する。ここで、第１の磁界検出部１０１が第１の磁界である検出磁界の影響を受けると、スピンバルブ型磁気抵抗素子である磁気抵抗素子（２０１、２０２、２０３、２０４）の抵抗が変化する。これらの磁気抵抗素子のうち磁気抵抗素子（２０１、２０４）は、磁気抵抗素子が形成された基板の法線方向と直交する方向でピン層が同一の向きに揃っているのでピン方向と同一方向に第１の磁界である検出磁界が印可されると抵抗は減少し、逆方向に第１の磁界である検出磁界が印可されると抵抗は増大する。一方、磁気抵抗素子（２０２、２０３）は、磁気抵抗素子が形成された基板の法線方向と直交する方向でピン層が同一の向きに揃っており、かつ、磁気抵抗素子（２０１、２０４）とはピン方向と逆方向となっているので、第１の磁界である検出磁界が印可されると抵抗は増加し、逆方向に第１の磁界である検出磁界が印可されると抵抗は減少する。この磁気抵抗素子を図４のようにフルブリッジ接続して、第１の接続点と第２の接続点から差電圧を得ている。また、磁気抵抗素子（２０１、２０２、２０３、２０４）のピン方向が全て同じ方向の場合は、磁気抵抗素子（２０１、２０４）に印可される第１の磁界である検出磁界に対して、磁気抵抗素子（２０２、２０３）に印可される第１の磁界である検出磁界が逆方向になるように磁気抵抗素子を配置することで、第１の接続点の電圧と第２の接続点の電圧とは、符号の異なる変化が得られる。ここで、磁気抵抗素子（２０１、２０４）の変化前の抵抗をＲｏ、抵抗変化量を−ｒとし、磁気抵抗素子（２０２、２０３）の変化前の抵抗をＲｏ、抵抗変化量を＋ｒとし、第１の接続点の電圧を第１の出力電圧、第２の接続点の電圧を第２の出力電圧としたときのフルブリッジ差電圧は下式となる。
第１の電圧−第２の電圧＝ｒ・Ｖｇ／Ｒｏ
このような第１の磁界である検出磁界に対して差電圧を出力する磁気抵抗素子（２０３、２０４）の出力を第１の調整部１０３で調整している。図４の回路図では、磁気抵抗素子（２０１、２０２）の出力である第１の出力電圧は調整していないため第３の出力電圧は第１の出力電圧となる。そして第２の出力電圧を調整して第４の出力電圧を出力しており、電圧の調整は分圧抵抗を利用して分圧電圧を出力している。まず、第１の調整抵抗２０８と第２の調整抵抗２０９で分圧した第４の接続点の電圧と第２の接続点との電位差を第１の分圧抵抗２０５と第２の分圧抵抗２０６で分圧して第３の接続点の電圧を第４の出力電圧としている。この調整は第１の調整抵抗２０８と第２の調整抵抗２０９の少なくとも１つの抵抗値を変えることで第４の出力電圧を調整することができる。磁気抵抗素子（２０１、２０２、２０３、２０４）の抵抗を（Ｒ２０１、Ｒ２０２、Ｒ２０３、Ｒ２０４）、分圧抵抗（２０５、２０６）の抵抗を（Ｒ２０５、Ｒ２０６）、抵抗２０７の抵抗をＲ２０７、調整抵抗（２０８、２０９）の抵抗を（Ｒ２０８、Ｒ２０９）としたとき、第１の磁界検出部１０１の出力である第３の出力電圧２７２をＶ２７２と第４の出力電圧２７１をＶ２７１、第２の接続点の電圧をＶ２７３、第４の接続点の電圧をＶ２７４とすると、各電圧の算出式は下式となり、Ｖ２７４を調整することでＶ２７１を調整することができる。
【００４６】
【数１】
2014211387.tif 000003
【００４７】
【数２】
2014211387.tif 000004
【００４８】
Ｖ２７３とＶ２７４の算出において、計算の簡易化のため図５のように回路図をΔ−Ｙ変換して考え、抵抗（Ｒ２０３とＲ２０５、Ｒ２０６、Ｒ２０８）の抵抗を抵抗（２５０、２５１、２５２）に変換し抵抗（Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚ）として算出すると下式となる。
【００４９】
【数３】
2014211387.tif 000005
【００５０】
【数４】
2014211387.tif 000006
【００５１】
【数５】
2014211387.tif 000007
【００５２】
【数６】
2014211387.tif 000008
【００５３】
【数７】
2014211387.tif 000009
【００５４】
この算出式から、Ｒ２０８およびＲ２０９の少なくとも一方を調整することでＶ２７１を調整することができる。
【００５５】
第１の差動アンプ２４０は、磁気抵抗素子（２０１、２０２、２０３、２０４）が検出する第２の磁界である負帰還磁界を付与するように第１の磁界発生部であるコイル２６１に第５の出力電圧であり、第１の電流である帰還電流を流すように動作する。つまり、第１の差動アンプ２４０は第１の磁界である検出磁界の変化によらず第３の出力電圧と第４の出力電圧との差電圧が０となるように第１の磁界である検出磁界に応じた第１の電流である帰還電流を出力して相殺するように動作する。このような動作において、第１の磁界である検出磁界が０のときにコイル２６１に流れる第１の電流である帰還電流が温度によって変動しないように、Ｖ２７１を調整して温度変動無変化点で動作させている。この第１の電流である帰還電流は検出抵抗２１８にも流れ、第５の接続点の電圧が第１の電流である帰還電流に応じた第６の出力電圧となる。
【００５６】
第２の調整部１０６は一般的な反転加算回路であり、第６の出力電圧をＶｉｎ、調整抵抗（２１０、２１１）の抵抗を（Ｒ２１０、Ｒ２１１）、分圧抵抗（２１２、２１３）の抵抗を（Ｒ２１２、Ｒ２１３）、抵抗（２１４、２１５、２１６、２１７）の抵抗を（Ｒ２１４、Ｒ２１５、Ｒ２１６、Ｒ２１７）、帰還抵抗２１９の抵抗をＲ２１９、第９の接続点の電圧をＶｒｅｆ、出力電圧２７６をＶｏとすると下式となる。
【００５７】
【数８】
2014211387.tif 000010
【００５８】
Ｒ２１４＝Ｒ２１５＝Ｒ２１６＝Ｒ２１９＝Ｒとすると、
【００５９】
【数９】
2014211387.tif 000011
【００６０】
【数１０】
2014211387.tif 000012
【００６１】
Ｖｒｅｆ＝（Ｒ２１７／（Ｒ２１６＋Ｒ２１７））・（Ｒ２１３／（Ｒ２１２＋
Ｒ２１３））・Ｖｇを代入し、Ｒ２１７＝Ｒ／２とすると
【００６２】
【数１１】
2014211387.tif 000013
【００６３】
【数１２】
2014211387.tif 000014
【００６４】
【数１３】
2014211387.tif 000015
【００６５】
【数１４】
2014211387.tif 000016
【００６６】
これにより、第３の分圧抵抗２１２と第４の分圧抵抗２１３を一定値にしたとき、第３の調整抵抗２１０と第４の調整抵抗２１１の少なくとも１つを調整することで出力２７６を第７の出力電圧として任意の電圧に調整することができる。または、第３の分圧抵抗２１２と第４の分圧抵抗２１３の少なくとも１つを調整して出力２７６を第７の出力電圧として任意の電圧に調整することもできる。つまり、磁界発生導体（図示せず）に流れる電流を測定することが可能であり、電流センサとすることができる。
【００６７】
＜実施例２＞
次に、図６に示す本実施例の回路図について説明する。図４の回路図と異なる点は、第２の調整部１０６が有する第３の差動アンプ２４２と、第１の差動アンプ２４０および第２の差動アンプ２４１が正の電圧ＶｄｄとＧｎｄで駆動しているため、Ｇｎｄに対して正の電圧のみ出力する点である。また、第２の調整部１０６の接続も異なり、それについては後述する。
【００６８】
第１の磁界検出部１０１は、片側電源（Ｖｇ−Ｇｎｄ）と、第１の磁気抵抗素子２０１、第２の磁気抵抗素子２０２と、第３の磁気抵抗素子２０３と、第４の磁気抵抗素子２０４と、第１の調整部１０３である第１の抵抗２０７と、第１の分圧抵抗２０５と、第２の分圧抵抗２０６と、第１の調整抵抗２０８と、第２の調整抵抗２０９とを有している。また、第１の磁界である検出磁界を発生する磁界発生導体（図示せず）が磁界検出部１０１に隣接して配置されている。
【００６９】
第１の磁気抵抗素子２０１の一端と第３の磁気抵抗素子２０３の一端はＶｇに接続され、第２の磁気抵抗素子２０２の一端と第４の磁気抵抗素子の一端はＧｎｄに接続されている。第１の磁気抵抗素子２０１の他端と第２の磁気抵抗素子２０２の他端同士が接続され第１の接続点となっており、第３の磁気抵抗素子２０３の他端と第４の磁気抵抗素子２０４の他端同士が接続され第２の接続点となっている。第２の接続点は、第１の分圧抵抗２０５の一端に接続され、第１の分圧抵抗２０５の他端と第２の分圧抵抗２０６の他端同士が接続され第３の接続点となっている。第１の調整抵抗２０８の一端がＶｇに接続され、第２の調整抵抗２０９の一端はＧｎｄに接続され、第１の調整抵抗２０８の他端と第２の調整抵抗２０９の他端同士が接続され第４の接続点となっており、第４の接続点は第２の分圧抵抗２０６の一端と接続されている。第１の抵抗２０７の一端は第１の接続点と接続されている。
【００７０】
第１の差動演算部１０４は、第１の差動アンプ２４０を有している。第１の差動アンプ２４０の一対の入力端には、第１の抵抗２０７の他端と第３の接続点がそれぞれ接続されており、第１の差動アンプ２４０の出力端は第１の磁界発生部１０５が有するコイル２６１の一端と接続されている。第１の差動アンプ２４０は正電圧ＶｄｄとＧｎｄで駆動しているためＧｎｄに対して正の電圧を出力することができる。第２の調整部１０６は、第２の差動アンプ２４１と、第３の差動アンプ２４２と、第２の抵抗２１４と、第３の抵抗２１５と、第４の抵抗２１６と、検出抵抗２１８と、帰還抵抗２１９と、第３の分圧抵抗２１２と、第４の分圧抵抗２１３と、第３の調整抵抗２１０と、第４の調整抵抗２１１とを有している。
【００７１】
コイル２６１の他端と検出抵抗２１８の他端同士が接続され第５の接続点となり、検出抵抗２１８の一端は第３の差動アンプ２４２の出力に接続され第１０の接続点となり、第３の調整抵抗２１０の一端はＶｇに接続され、第４の調整抵抗２１１の一端はＧｎｄに接続され、第３の調整抵抗２１０の他端と第４の調整抵抗２１１の他端同士が接続され第６の接続点となっている。第３の分圧抵抗２１２の一端はＶｇに接続され、第４の分圧抵抗２１３はＧｎｄに接続され、第３の分圧抵抗２１２の他端と第４の分圧抵抗２１３の他端同士が接続され第７の接続点となっている。第７の接続点および第１０の接続点は第３の差動アンプ２４２の一対の入力端に接続されており、第１０の接続点は第３の差動アンプ２４２の負入力と接続され、第７の接続点は第３の差動アンプ２４２の正入力に接続されている。第３の抵抗２１５の一端は第５の接続点と接続され、第３の抵抗２１５の他端と第２の抵抗２１４の他端同士が接続され第８の接続点となり、第２の抵抗２１４の一端は第６の接続点と接続されている。第４の抵抗２１６の一端と第１０の接続点が接続されている。第８の接続点と第４の抵抗２１６の他点はそれぞれ第２の差動アンプ２４１の一対の入力端に接続されており、第８の接続点は第２の差動アンプ２４１の負入力端に接続され、第４の抵抗２１６の他端は第２の差動アンプ２４１の正入力端に接続されている。第２の差動アンプ２４１の出力端には帰還抵抗２１９の一端が接続され、帰還抵抗２１９の他端は第８の接続点に接続されている。そして、第２の差動アンプ２４１の出力２７６が磁界検出装置２００の出力電圧となる。第２の差動アンプ２４１および第３の差動アンプ２４２は正電圧ＶｄｄとＧｎｄで駆動しているためＧｎｄに対して正の電圧を出力することができる。
【００７２】
第２の調整部１０６は一般的な反転加算回路であり、第６の出力電圧をＶｉｎ、調整抵抗（２１０、２１１）の抵抗を（Ｒ２１０、Ｒ２１１）、分圧抵抗（２１２、２１３）の抵抗を（Ｒ２１２、Ｒ２１３）、抵抗（２１４、２１５、２１６）の抵抗を（Ｒ２１４、Ｒ２１５、Ｒ２１６）、帰還抵抗２１９の抵抗をＲ２１９、第３の差動アンプ２４２の負入力に入力される電圧をＶｒｅｆ、出力電圧２７６をＶｏとして、Ｒ２１４＝Ｒ２１５＝Ｒ２１６＝Ｒ２１９＝Ｒとし、Ｖｒｅｆ＝Ｒ２１３・Ｖｇ／（Ｒ２１２＋Ｒ２１３）を代入すると、最終結果は実施例１と同様であり、以下となる。
【００７３】
【数１５】
2014211387.tif 000017
【００７４】
これにより、第３の分圧抵抗２１２と第４の分圧抵抗２１３を一定値にしたとき、第３の調整抵抗２１０と第４の調整抵抗２１１の少なくとも１つを調整することで出力２７６を第７の出力電圧として任意の電圧に調整することができる。または、第３の分圧抵抗２１２と第４の分圧抵抗２１３の少なくとも１つを調整して出力２７６を第７の出力電圧として任意の電圧に調整することもできる。つまり、磁界発生導体（図示せず）に流れる電流を測定することが可能であり、電流センサとすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
磁界検出素子を利用する磁界検出装置、電流センサ、磁界検出装置を利用する機器に適用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１００      磁界検出装置
１０１      第１の磁界検出部
１０２      第１の磁界検出素子
１０３      第１の調整部
１０４      第１の差動演算部
１０５      第１の磁界発生部
１０６      第２の調整部
１０７      第１の調整信号
１０８      第２の調整信号
【図１】
2014211387.tif 000018
【図２】
2014211387.tif 000019
【図３】
2014211387.tif 000020
【図４】
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【図５】
2014211387.tif 000022
【図６】
2014211387.tif 000023