(57)【要約】【課題】環境磁界を検出するためのセンサを別途設けることなく、検出磁界を選択的に検出する。【解決手段】磁界に応じた出力信号Ｓ１を生成する磁界検出部１０と、出力信号Ｓ１から所定の周波数成分を抽出し、所定の周波数成分に基づいてキャンセル信号Ｓ２を生成する第１の信号生成部２０と、キャンセル信号Ｓ１に基づいて磁界検出部１０にキャンセル磁界を与える第１の磁界発生部４０と、キャンセル磁界が与えられた磁界検出部１０の出力信号Ｓ１に基づいて検出信号Ｓ３を生成する第２の信号生成部３０とを備える。本発明によれば、出力信号の周波数成分に基づいてキャンセル信号を生成し、キャンセル信号を用いて磁界検出部に第１のキャンセル磁界を与えていることから、環境磁界を検出するためのセンサを別途設ける必要がない。これにより部品点数が削減されることから、小型化及び低コスト化を実現できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界に応じた出力信号を生成する磁界検出部と、
前記出力信号から所定の周波数成分を抽出し、前記所定の周波数成分に基づいてキャンセル信号を生成する第１の信号生成部と、
前記キャンセル信号に基づいて前記磁界検出部に第１のキャンセル磁界を与える第１の磁界発生部と、
前記第１のキャンセル磁界が与えられた前記磁界検出部の前記出力信号に基づいて検出信号を生成する第２の信号生成部と、を備えることを特徴とする磁界検出装置。
【請求項２】
前記所定の周波数成分は、直流成分を含むことを特徴とする請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
前記第１の信号生成部は、ローパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
前記第１の信号生成部は、前記出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記デジタル信号を処理するデジタルフィルタを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁界検出装置。
【請求項５】
前記第１の磁界発生部は第１のコイルを含み、前記磁界検出部は前記第１のコイルの内径部に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁界検出装置。
【請求項６】
前記第１のキャンセル磁界が与えられた前記磁界検出部の前記出力信号に基づいて、前記磁界検出部に第２のキャンセル磁界を与える第２の磁界発生部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の磁界検出装置。
【請求項７】
前記磁界検出部は、前記磁界を電位差に変換する磁界検出素子と、前記電位差を増幅することによって前記出力信号を生成する第１の増幅回路とを含むことを特徴とする請求項６に記載の磁界検出装置。
【請求項８】
前記磁界検出素子と前記第２の磁界発生回路は、同一のセンサチップに集積されていることを特徴とする請求項７に記載の磁界検出装置。
【請求項９】
前記センサチップには、前記第１の磁界発生回路がさらに集積されていることを特徴とする請求項８に記載の磁界検出装置。
【請求項１０】
前記磁界検出部は、前記第１の増幅回路とは別に設けられ、前記電位差を増幅することによって前記検出信号を生成する第２の増幅回路をさらに含むことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか一項に記載の磁界検出装置。
【請求項１１】
検出磁界に環境磁界が重畳した合成磁界を検出することによって出力信号を生成し、
前記出力信号から前記環境磁界に対応する周波数成分を抽出することによってキャンセル信号を生成し、
前記キャンセル信号に基づいて前記環境磁界をキャンセルすることによって、前記出力信号から前記検出磁界に対応する成分を抽出する、ことを特徴とする磁界検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁界検出装置及び磁界検出方法に関し、特に、検出磁界に重畳した環境磁界をキャンセルすることによって、検出磁界を選択的に検出する磁界検出装置及び磁界検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
人体などから発せられる微弱な磁界を検出する磁界検出装置は、地磁気などの環境磁界の影響を強く受ける。このため、この種の装置においては、環境磁界の影響をキャンセルすることが必須となる。【０００３】
特許文献１に記載された磁界検出装置は、測定対象となる磁界を検出するためのセンサとは別に環境磁界を検出するためのセンサを設け、その出力信号に基づいてキャンセルコイルを駆動することによって環境磁界をキャンセルしている。また、特許文献２に記載された磁界検出装置も、測定対象となる磁界を検出するためのセンサとは別に環境磁界を検出するためのセンサを設け、これらの出力信号の差分を算出することによって、検出すべき磁界の成分を抽出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９７２２４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５２５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１，２に記載された磁界検出装置は、いずれも環境磁界を検出するためのセンサを別途必要とするため、部品点数が多くなり、低コスト化を実現することが困難であるという問題があった。【０００６】
したがって、本発明は、環境磁界を検出するためのセンサを別途設けることなく、検出磁界を選択的に検出することが可能な磁界検出装置及び磁界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】
本発明による磁界検出装置は、磁界に応じた出力信号を生成する磁界検出部と、前記出力信号から所定の周波数成分を抽出し、前記所定の周波数成分に基づいてキャンセル信号を生成する第１の信号生成部と、前記キャンセル信号に基づいて前記磁界検出部に第１のキャンセル磁界を与える第１の磁界発生部と、前記第１のキャンセル磁界が与えられた前記磁界検出部の前記出力信号に基づいて検出信号を生成する第２の信号生成部と、を備えることを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、出力信号の周波数成分に基づいてキャンセル信号を生成し、キャンセル信号を用いて磁界検出部に第１のキャンセル磁界を与えていることから、環境磁界を検出するためのセンサを別途設ける必要がない。これにより部品点数が削減されることから、小型化及び低コスト化を実現することが可能となる。【０００９】
本発明において、前記所定の周波数成分は直流成分を含むことが好ましい。これによれば、地磁気をキャンセルした状態で検出磁界の測定を行うことが可能となる。【００１０】
本発明において、前記第１の信号生成部は、ローパスフィルタ、バンドエリミネーションフィルタ、ハイパスフィルタ又はバンドパスフィルタを含んでいても構わないし、前記出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記デジタル信号を処理するデジタルフィルタを含んでいても構わない。【００１１】
本発明において、前記第１の磁界発生部は第１のコイルを含み、前記磁界検出部は前記第１のコイルの内径部に配置されていることが好ましい。これによれば、環境磁界をより正確にキャンセルすることが可能となる。【００１２】
本発明による磁界検出装置は、前記第１のキャンセル磁界が与えられた前記磁界検出部の前記出力信号に基づいて、前記磁界検出部に第２のキャンセル磁界を与える第２の磁界発生部をさらに備えることが好ましい。これによれば、いわゆるクローズドループ制御によってより正確な磁界の検出を行うことが可能となる。【００１３】
ここで、前記磁界検出部は、前記磁界を電位差に変換する磁界検出素子と、前記電位差を増幅することによって前記出力信号を生成する第１の増幅回路とを含むことが好ましい。この場合、前記磁界検出素子と前記第２の磁界発生回路は、同一のセンサチップに集積されていても構わないし、前記センサチップに前記第１の磁界発生回路がさらに集積されていても構わない。【００１４】
本発明において、前記磁界検出部は、前記第１の増幅回路とは別に設けられ、前記電位差を増幅することによって前記検出信号を生成する第２の増幅回路をさらに含むことが好ましい。これによれば、各増幅回路の負荷が小さくなるとともに、回路定数を互いに独立して設定することが可能となる。【００１５】
また、本発明による磁界検出方法は、検出磁界に環境磁界が重畳した合成磁界を検出することによって出力信号を生成し、前記出力信号から前記環境磁界に対応する周波数成分を抽出することによってキャンセル信号を生成し、前記キャンセル信号に基づいて前記環境磁界をキャンセルすることによって、前記出力信号から前記検出磁界に対応する成分を抽出することを特徴とする。【００１６】
本発明においても、環境磁界を検出するためのセンサを別途用いる必要がないことから部品点数が削減され、磁界検出装置の小型化及び低コスト化を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、環境磁界を検出するためのセンサを別途設けることなく、検出磁界を選択的に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態による磁界検出装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、磁界検出装置１００の具体的構成の一例を示す回路図である。
【図３】図３は、磁界検出素子１１の一例を示す略平面図である。
【図４】図４は、図３に示すＸ−Ｘ線に沿った略断面図である。
【図５】図５は、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４とオペアンプ１２との接続関係を説明するための回路図である。
【図６】図６は、第１の信号生成部２０がローパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【図７】図７は、第１の信号生成部２０がバンドエリミネーションフィルタである場合の動作を示す図である。
【図８】図８は、第１の信号生成部２０がハイパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【図９】図９は、第１の信号生成部２０がバンドパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【図１０】図１０は、磁界検出装置１００の具体的構成の別の例を示す回路図である。
【図１１】図１１は、第１例による磁界検出装置１００の構造を説明するための略断面図である。
【図１２】図１２は、第１例による磁界検出装置１００の構造の外観を示す略斜視図である。
【図１３】図１３は、第２例による磁界検出装置１００の構造を説明するための略断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施形態による磁界検出装置２００の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、磁界検出装置２００の具体的構成の一例を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第１の実施形態による磁界検出装置１００の構成を示すブロック図である。また、図２は、磁界検出装置１００の具体的構成の一例を示す回路図である。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施形態による磁界検出装置１００は、出力信号Ｓ１を生成する磁界検出部１０と、出力信号Ｓ１を受ける第１の信号生成部２０及び第２の信号生成部３０と、磁界検出部１０に磁界を与える第１の磁界発生部４０及び第２の磁界発生部５０とを備える。
【００２２】
磁界検出部１０は、磁界に応じて出力信号Ｓ１のレベルを変化させる回路であり、検出対象物の近傍に配置されて検出すべき磁界（検出磁界）の検出を行う。但し、検出磁界には環境磁界が重畳しているため、磁界検出部１０は検出磁界に環境磁界が重畳した合成磁界を検出することになる。このため、合成磁界から検出磁界の成分だけを抽出するためには、環境磁界をキャンセルする必要がある。代表的な環境磁界は地磁気である。磁界検出部１０の具体的な構成については特に限定されないが、図２に示すように、差動信号を出力する磁界検出素子１１と、磁界検出素子１１から出力される差動信号を増幅するオペアンプ（増幅回路）１２によって構成することができる。
【００２３】
図３は磁界検出素子１１の一例を示す略平面図であり、図４は図３に示すＸ−Ｘ線に沿った略断面図である。
【００２４】
図３及び図４に示す例では磁界検出素子１１がセンサチップからなり、センサチップを構成する基板１３には４つの磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４が設けられている。磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４としては、磁界の向きに応じて電気抵抗が変化するスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）を用いることが好ましい。磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の磁化固定方向は、図３の矢印Ａが示す方向に全て揃えられている。
【００２５】
基板１３の表面には、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４を覆う絶縁層１４を介して磁性体１５が載置されている。磁性体１５は、フェライトなどの高透磁率材料からなるブロックであり、平面視で磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ４と磁気抵抗効果素子ＭＲ２，ＭＲ３との間に配置される。図４に示すように、磁性体１５は垂直方向の磁束φを集める役割を果たし、磁性体１５によって集磁された磁束φは、左右にほぼ均等に分配される。このため、垂直方向の磁束φは、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４に対してほぼ均等に与えられる。
【００２６】
図５は、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４とオペアンプ１２との接続関係を説明するための回路図である。
【００２７】
図５に示すように、磁気抵抗効果素子ＭＲ１は端子電極Ｅ１，Ｅ３間に接続され、磁気抵抗効果素子ＭＲ２は端子電極Ｅ２，Ｅ３間に接続され、磁気抵抗効果素子ＭＲ３は端子電極Ｅ１，Ｅ４間に接続され、磁気抵抗効果素子ＭＲ４は端子電極Ｅ２，Ｅ４間に接続されている。そして、端子電極Ｅ１，Ｅ２間には、定電圧源１６によって所定の電圧が印加される。また、端子電極Ｅ３，Ｅ４はオペアンプ１２の入力端子に接続され、これによって端子電極Ｅ３，Ｅ４間の電位差が増幅され、出力信号Ｓ１が生成される。
【００２８】
そして、磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ４は平面視で磁性体１５からみて一方側（図３における左側）に配置され、磁気抵抗効果素子ＭＲ２，ＭＲ３は平面視で磁性体１５からみて他方側（図３における右側）に配置されていることから、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は差動ブリッジ回路を構成し、磁束密度に応じた磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４の電気抵抗の変化を高感度に検出することが可能となる。
【００２９】
つまり、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４は、全て同一の磁化固定方向を有していることから、垂直方向からの磁束が図４に示すように水平方向に曲げられると、左側に位置する磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ４の抵抗変化量と、右側に位置する磁気抵抗効果素子ＭＲ２，ＭＲ３の抵抗変化量との間には差が生じる。この差は、図５に示した差動ブリッジ回路によって２倍に増幅され、オペアンプ１２によって増幅される。
【００３０】
図１に戻って、磁界検出部１０によって生成される出力信号Ｓ１は、第１の信号生成部２０及び第２の信号生成部３０に入力される。
【００３１】
第１の信号生成部２０は、出力信号Ｓ１から所定の周波数成分を抽出し、所定の周波数成分に基づいてキャンセル信号Ｓ２を生成する回路である。ここで、所定の周波数成分とは、検出磁界の周波数成分とは異なる周波数成分であり、環境磁界に起因するものである。検出磁界の周波数成分はアプリケーションごとに既知であるため、これとは異なる周波数成分が環境磁界に起因する成分であり、これが第１の信号生成部２０によって抽出される。一例として、心拍に連動した検出磁界が検出対象である場合、検出磁界の周波数成分は１００Ｈｚ程度であるのに対し、環境磁界である地磁気は数Ｈｚ以下の周波数成分からなるため、ローパスフィルタなどを用いて出力信号Ｓ１に含まれる直流成分を抽出すれば、地磁気に対応したキャンセル信号Ｓ２を生成することができる。さらに、モータなどから発せられる検出磁界よりも高い周波数成分についても抽出するためには、バンドエリミネーションフィルタなどを用いて検出磁界の周波数成分近傍を選択的に除去すれば、地磁気とモータノイズに対応したキャンセル信号Ｓ２を生成することができる。
【００３２】
図２に示す例では、第１の信号生成部２０がローパスフィルタであり、オペアンプ２１、抵抗２２，２３及びキャパシタ２４によって構成されている。図２に示すように、抵抗２２はオペアンプ２１の反転入力端子（−）に対して直列に接続され、抵抗２３及びキャパシタ２４は、オペアンプの出力端子と反転入力端子（−）との間に並列に接続されている。オペアンプ２１の非反転入力端子（＋）は接地される。かかる構成により、出力信号Ｓ１に含まれる低周波成分が抽出され、キャンセル信号Ｓ２として出力される。
【００３３】
キャンセル信号Ｓ２は、第１の磁界発生部４０に供給される。第１の磁界発生部４０は、キャンセル信号Ｓ２に基づいて磁界検出部１０に第１のキャンセル磁界を与える素子であり、キャンセル信号Ｓ２が流れるコイルを用いることができる。かかる構成により、磁界検出素子１１に印加される磁界の低周波成分、つまり地磁気からなる環境磁界がキャンセルされ、磁界検出素子１１には検出磁界のみが印加されることになる。その結果、出力信号Ｓ１は実質的に検出磁界のみを反映したものとなる。
【００３４】
但し、第１の磁界発生部４０を用いた環境磁界のキャンセル動作は、オペアンプ２１を用いたフィードバックループによって達成されるため、フィードバックループの応答性及びオペアンプ２１のゲインに依存した微少な変動は出力信号Ｓ１に残り得る。このような微少な変動の周波数は、検出磁界の周波数帯域と重複しないよう、第１の信号生成部２０の回路定数を適宜設定することが好ましい。
【００３５】
このようにして環境磁界の影響が除去された出力信号Ｓ１は、第２の信号生成部３０に供給される。第２の信号生成部３０は、例えば抵抗３１及びその両端の電圧を測定する電圧検出回路３２からなり、抵抗３１に流れる電流に応じた検出信号Ｓ３を生成する。検出信号Ｓ３は、本実施形態による磁界検出装置１００の出力信号であり、これを利用する別の装置に入力される。
【００３６】
さらに、出力信号Ｓ１は第２の磁界発生部５０にも供給され、第２の磁界発生部５０は、出力信号Ｓ１に基づいて磁界検出部１０に第２のキャンセル磁界を与える。第２の磁界発生部５０についても、出力信号Ｓ１が流れるコイルを用いることができる。かかる構成により、いわゆるクローズドループ制御が実現されることから、検出磁界をより高精度に検出することが可能となる。
【００３７】
図６は、第１の信号生成部２０がローパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【００３８】
まず、出力信号Ｓ１が図６（ａ）に示す周波数成分を有しており、検出磁界の周波数がｆ０である場合、検出磁界の周波数ｆ０から離れた周波数帯域ｆ１，ｆ２はノイズ成分であると言える。図６においては、ノイズである周波数帯域ｆ１，ｆ２にハッチングが付され、検出磁界の周波数ｆ０の近傍には網掛けが付されている。
【００３９】
そして、図６（ｂ）に示すように、周波数帯域ｆ１を通過させる特性ＬＰＦを有するローパスフィルタを用いれば、第１の磁界発生部４０によって周波数帯域ｆ１の磁界がキャンセルされる。その結果、図６（ｃ）に示すように、出力信号Ｓ１から周波数成分ｆ１が除去されるため、オリジナルの出力信号Ｓ１に比べてＳＮ比が高くなる。
【００４０】
図７は、第１の信号生成部２０がバンドエリミネーションフィルタである場合の動作を示す図である。
【００４１】
図７（ａ）に示す例においても、検出磁界の周波数ｆ０から離れた周波数帯域ｆ１，ｆ２はノイズ成分である。そして、図７（ｂ）に示すように、周波数帯域ｆ１，ｆ２を通過させる特性ＢＥＦを有するバンドエリミネーションフィルタを用いれば、第１の磁界発生部４０によって周波数帯域ｆ１，ｆ２の磁界がキャンセルされる。その結果、図７（ｃ）に示すように、出力信号Ｓ１から周波数成分ｆ１，ｆ２が除去されるため、オリジナルの出力信号Ｓ１に比べてＳＮ比がよりいっそう高くなる。
【００４２】
図８は、第１の信号生成部２０がハイパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【００４３】
本例では、出力信号Ｓ１が図８（ａ）に示す周波数成分を有しており、検出磁界の周波数帯域がｆ１０である。検出磁界の周波数帯域ｆ１０は、周波数ｆ１２以下の帯域であり、直流成分を含んでいる。この場合、周波数ｆ１２よりも高い周波数帯域ｆ１１はノイズ成分である。
【００４４】
そして、図８（ｂ）に示すように、周波数帯域ｆ１１を通過させる特性ＨＰＦを有するハイパスフィルタを用いれば、第１の磁界発生部４０によって周波数帯域ｆ１１の磁界がキャンセルされる。その結果、図８（ｃ）に示すように、出力信号Ｓ１から周波数成分ｆ１１が除去されるため、オリジナルの出力信号Ｓ１に比べてＳＮ比が高くなる。本例は、検出磁界の周波数帯域ｆ１０が直流成分又は低周波である場合や、環境磁界の周波数が検出磁界の周波数よりも高い場合に有効である。
【００４５】
図９は、第１の信号生成部２０がバンドパスフィルタである場合の動作を示す図である。
【００４６】
本例では、出力信号Ｓ１が図９（ａ）に示す周波数成分を有しており、ノイズ成分の周波数帯域がｆ１３である。その他の周波数帯域ｆ１４，ｆ１５は、検出磁界の周波数帯域である。尚、周波数帯域ｆ１３に検出磁界の一部が含まれていても構わない。
【００４７】
そして、図９（ｂ）に示すように、周波数帯域ｆ１３を通過させる特性ＢＰＦを有するバンドパスフィルタを用いれば、第１の磁界発生部４０によって周波数帯域ｆ１３の磁界がキャンセルされる。その結果、図９（ｃ）に示すように、出力信号Ｓ１から周波数成分ｆ１３が除去される。ここで、周波数帯域ｆ１３に検出磁界の一部が含まれている場合には、第１の磁界発生部４０によって検出磁界の一部も除去されてしまうが、周波数帯域ｆ１３に含まれるノイズ成分が強い場合には、結果的にＳＮ比が高められる。本例は、ハムノイズのようにノイズ成分の周波数帯域があらかじめ判明している場合に有効である。
【００４８】
このように、本実施形態による磁界検出装置１００を用いれば、第１の磁界発生部４０によって地磁気などの環境磁界がキャンセルされることから、検出磁界のみを正確に検出することが可能となる。また、環境磁界がキャンセルされることにより、磁界検出部１０に加わる磁界強度の絶対値が非常に小さくなることから、磁界検出部１０の飽和が防止され、高感度な検出を行うことができる。
【００４９】
しかも、環境磁界に対応する周波数成分を抽出することによってキャンセル動作を行っていることから、複数の磁界検出部１０を用いる必要が無く、部品点数を削減することが可能となる。さらに、本実施形態においては、第２の磁界発生部５０を用いたクローズドループ制御を行っていることから、検出磁界をより正確に検出することも可能となる。
【００５０】
図１０は、磁界検出装置１００の具体的構成の別の例を示す回路図である。
【００５１】
図１０に示す例では、磁界検出部１０にもう一つのオペアンプ（増幅回路）１７が追加されている。オペアンプ１２とオペアンプ１７は並列に設けられており、オペアンプ１２によって生成される出力信号Ｓ１ａは第１の信号生成部２０に入力され、オペアンプ１７によって生成される出力信号Ｓ１ｂは第２の信号生成部３０に入力される。その他の点については、図２に示した回路例と同一である。
【００５２】
図８に示す回路を用いれば、オペアンプの１個あたりの負荷が低減されるだけでなく、第１の信号生成部２０に含まれる素子と第２の信号生成部３０に含まれる素子が直接接続されることが無いため、第１の信号生成部２０の回路定数と第２の信号生成部３０の回路定数を互いに独立に設定することが可能となり、回路設計が容易となる。
【００５３】
次に、本実施形態による磁界検出装置１００の構造について説明する。
【００５４】
図１１は第１例による磁界検出装置１００の構造を説明するための略断面図であり、図１２はその外観を示す略斜視図である。
【００５５】
図１１及び図１２に示す例では、回路基板１８の表面に磁界検出素子１１を構成するセンサチップ及び第１の磁界発生部４０を構成するコイルが搭載されている。センサチップは、第１の磁界発生部４０を構成するコイルの内径部に配置されており、これにより第１の磁界発生部４０によって生成されるキャンセル磁界は、センサチップに対して正確且つ効率よく与えられる。
【００５６】
また、センサチップの基板１３には、第２の磁界発生部５０を構成するコイルが埋め込まれている。第２の磁界発生部５０を構成するコイルは、平面視で磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４を取り囲むように配置されており、これにより第２の磁界発生部５０によって生成されるキャンセル磁界は、センサチップに対して正確且つ効率よく与えられる。
【００５７】
このように、磁界検出素子１１を構成する磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ４と、第２の磁界発生部５０を構成するコイルを同一の基板１３に集積すれば、部品点数をさらに削減することができる。また、第１の磁界発生部４０を構成するコイルについては、センサチップを取り囲む大型のコイルを用いていることから、環境磁界が強い場合であってもこれを十分にキャンセルすることが可能となる。
【００５８】
図１３は、第２例による磁界検出装置１００の構造を説明するための略断面図である。
【００５９】
図１３に示す例では、第２の磁界発生部５０を構成するコイルだけでなく、第１の磁界発生部４０を構成するコイルについても、センサチップ上に集積されている。これによれば、部品点数をさらに削減することが可能となるとともに、ワイヤなどを用いたコイルが不要であることから、装置全体のサイズを小型化することが可能となる。
【００６０】
図１４は、本発明の第２の実施形態による磁界検出装置２００の構成を示すブロック図である。また、図１５は、磁界検出装置２００の具体的構成の一例を示す回路図である。
【００６１】
図１４及び図１５に示すように、本実施形態による磁界検出装置２００は、第２の磁界発生部５０が省略されている点において、図１及び図２に示した第１の実施形態による磁界検出装置１００と相違する。その他の点については第１の実施形態による磁界検出装置１００と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６２】
本実施形態による磁界検出装置２００は、第２の磁界発生部５０が省略されているため検出磁界はキャンセルされないが、いわゆるオープンループ制御によって検出信号Ｓ３を生成することができる。そして、本実施形態によれば、第１の実施形態による磁界検出装置１００よりもさらに部品点数を削減することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００６４】
例えば、上記実施形態では、オペアンプを用いたローパスフィルタによって第１の信号生成部２０を構成しているが、ローパスフィルタの構成についてはこれに限定されるものではなく、積分器を用いたローパスフィルタであっても構わないし、出力信号Ｓ１をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、デジタル信号を処理するデジタルフィルタを用いたローパスフィルタであっても構わない。
【００６５】
また、第１の信号生成部２０がローパスフィルタである必要はなく、図７を用いて説明したようにバンドエリミネーションフィルタであっても構わないし、図８を用いて説明したようにハイパスフィルタであっても構わないし、図９を用いて説明したようにバンドパスフィルタであっても構わない。
【符号の説明】
【００６６】
１０      磁界検出部
１１      磁界検出素子
１２      オペアンプ（第１の増幅回路）
１３      基板
１４      絶縁層
１５      磁性体
１６      定電圧源
１７      オペアンプ（第２の増幅回路）
１８      回路基板
２０      第１の信号生成部
２１      オペアンプ
２２，２３    抵抗
２４      キャパシタ
３０      第２の信号生成部
３１      抵抗
３２      電圧検出回路
４０      第１の磁界発生部
５０      第２の磁界発生部
１００，２００    磁界検出装置
Ｅ１〜Ｅ４    端子電極
ＭＲ１〜ＭＲ４    磁気抵抗効果素子
Ｓ１      出力信号
Ｓ２      キャンセル信号
Ｓ３      検出信号
φ        磁束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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