(57)【要約】  磁気センサの端子の数を削減して、磁気センサを小型化する。磁場を検知する磁気センサであって、駆動端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、駆動端子および第１出力端子の間で駆動電流を流す第１導電路、並びに、駆動端子および第２出力端子の間で駆動電流を流す第２導電路が一体に形成された感磁部と、を備える磁気センサを提供する。感磁部は、第１出力端子へと延伸する第１延伸部と、第２出力端子へと延伸する第２延伸部と、を有してよい。
2017057650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子、第２端子、および第３端子を有する感磁部の前記第１端子に接続される第１電流源と、
前記感磁部の前記第２端子に接続される第２電流源と、
前記感磁部の前記第１端子側の電圧および前記感磁部の前記第２端子側の電圧の差に応じた磁場検知信号を出力する出力部と、
を備える磁場検知装置。
【請求項２】
前記第１電流源および前記第２電流源は、前記感磁部との間で流す電流を同一に近付けるように調整する請求項１に記載の磁場検知装置。
【請求項３】
前記第１電流源および前記第２電流源は、カレントミラー回路により構成される請求項１または２に記載の磁場検知装置。
【請求項４】
前記磁場検知装置は、前記感磁部を備え、
前記感磁部は、一体に形成され、
前記第１端子へと延伸する第１延伸部と、
前記第２端子へと延伸する第２延伸部と、
を有する請求項１から３のいずれか一項に記載の磁場検知装置。
【請求項５】
前記感磁部は、三叉形状であり、
前記第１延伸部は、前記三叉形状の第１の枝部分に設けられ、
前記第２延伸部は、前記三叉形状の第２の枝部分に設けられ、
前記第３端子は、前記三叉形状の第３の枝部分において延伸する第３延伸部に設けられる
請求項４に記載の磁場検知装置。
【請求項６】
前記感磁部は、半導体基板に形成され、
前記感磁部の外周を構成する各辺は、前記半導体基板の（１１１）面の劈開方向に設けられる
請求項１から５のいずれか一項に記載の磁場検知装置。
【請求項７】
第１端子、第２端子、および第３端子を有する感磁部と、
前記感磁部の前記第１端子、前記第２端子、前記第３端子のうち、２つの端子をセンス端子として、前記センス端子からの出力に基づく磁場検知信号を出力する出力部と、
前記感磁部が有する端子の内いずれを前記出力部に接続するかをスイッチングするスイッチング部と、
を備える磁場検知装置。
【請求項８】
前記出力部は、前記第１端子および前記第２端子を前記センス端子としたときの前記２つのセンス端子の第１出力差、前記第２端子および前記第３端子を前記センス端子としたときの前記２つのセンス端子の第２出力差、および前記第３端子および前記第１端子を前記センス端子としたときの前記２つのセンス端子の第３出力差に基づく前記磁場検知信号を出力する請求項７に記載の磁場検知装置。
【請求項９】
前記２つのセンス端子のうち第１センス端子に接続される第１電流源と、
前記２つのセンス端子のうち第２センス端子に接続される第２電流源と、
を備え、
前記出力部は、前記感磁部の前記第１センス端子側の電圧および前記感磁部の前記第２センス端子側の電圧の差に応じた磁場信検知号を出力する
請求項７または８に記載の磁場検知装置。
【請求項１０】
前記感磁部に接続された駆動電源を備え、
前記出力部は、前記感磁部の前記２つのセンス端子のうち一方側の電流および前記感磁部の前記２つのセンス端子のうち他方側の電流の差に応じた磁場信検知号を出力する
請求項７または８に記載の磁場検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ、磁場検知装置、および磁場検知方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電流検出装置や位置検出装置など多くの磁気センサ製品に応用されている磁気センサの代表例として、ホール効果を利用したホール素子がある。ホール素子は、一般に、感磁部と、感磁部に電流を流すための電流電極対と、ホール起電力を検出するための出力電極対を有している。そして、出力電極対から検出されるホール起電力信号から、感磁部に印加された磁気の大きさや向きを検出する（特許文献１参照）。また、特許文献２に記載のホール素子は、４端子またはそれ以上の端子を有し、出力オフセットを低減する。
特許文献１  特開２０１０−０５０４６７号公報
特許文献２  米国公開第２０１４／００７０７９５号公報
【解決しようとする課題】
【０００３】
近年、磁気センサの小型化が要求される。従来のホール素子は、端子を少なくとも４つ以上必須とする構造のため、磁気センサの面積の削減によるチップサイズの縮小や小型化は困難であった。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、端子数を削減できる磁気センサを提供することを目的とする。
【一般的開示】
【０００４】
（項目１）
磁場検知装置は、第１端子、第２端子、および第３端子を有する感磁部の第１端子に接続される第１電流源を備えてよい。磁場検知装置は、感磁部の第２端子に接続される第２電流源を備えてよい。磁場検知装置は、感磁部の第１端子側の電圧および感磁部の第２端子側の電圧の差に応じた磁場検知信号を出力する出力部を備えてよい。
（項目２）
第１電流源および第２電流源は、感磁部との間で流す電流を同一に近付けるように調整してよい。
（項目３）
第１電流源および第２電流源は、カレントミラー回路により構成されてよい。
（項目４）
磁場検知装置は、感磁部を備えてよい。感磁部は、一体に形成され、第１端子へと延伸する第１延伸部と、第２端子へと延伸する第２延伸部と、を有してよい。
（項目５）
感磁部は、三叉形状であってよい。第１延伸部は、三叉形状の第１の枝部分に設けられてよい。第２延伸部は、三叉形状の第２の枝部分に設けられてよい。第３端子は、三叉形状の第３の枝部分において延伸する第３延伸部に設けられてよい。
（項目６）
感磁部は、半導体基板に形成されてよい。感磁部の外周を構成する各辺は、半導体基板の（１１１）面の劈開方向に設けられてよい。
【０００５】
（項目７）
磁場検知装置は、第１端子、第２端子、および第３端子を有する感磁部を備えてよい。磁場検知装置は、感磁部の第１端子、第２端子、第３端子のうち、２つの端子をセンス端子として、センス端子からの出力に基づく磁場検知信号を出力する出力部を備えてよい。磁場検知装置は、感磁部が有する端子の内いずれを出力部に接続するかをスイッチングするスイッチング部を備えてよい。
（項目８）
出力部は、第１端子および第２端子をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第１出力差、第２端子および第３端子をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第２出力差、および第３端子および第１端子をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第３出力差に基づく磁場検知信号を出力してよい。
（項目９）
磁場検知装置は、２つのセンス端子のうち第１センス端子に接続される第１電流源を備えてよい。磁場検知装置は、２つのセンス端子のうち第２センス端子に接続される第２電流源を備えてよい。出力部は、感磁部の第１センス端子側の電圧および感磁部の第２センス端子側の電圧の差に応じた磁場検知信号を出力してよい。
（項目１０）
磁場検知装置は、感磁部に接続された駆動電源を備えてよい。出力部は、感磁部の２つのセンス端子のうち一方側の電流および感磁部の２つのセンス端子のうち他方側の電流の差に応じた磁場信検知号を出力してよい。
【０００６】
（項目１１）
磁気センサは、磁場を検知する磁気センサであってよい。磁気センサは、駆動端子と、第１出力端子と、第２出力端子と、を備えてよい。磁気センサは、駆動端子および第１出力端子の間で駆動電流を流す第１導電路、並びに、駆動端子および第２出力端子の間で駆動電流を流す第２導電路が一体に形成された感磁部を備えてよい。
（項目１２）
感磁部は、第１出力端子へと延伸する第１延伸部と、第２出力端子へと延伸する第２延伸部と、を有してよい。
（項目１３）
感磁部は、三叉形状であってよい。第１延伸部は、三叉形状の第１の枝部分に設けられ、第２延伸部は、三叉形状の第２の枝部分に設けられ、駆動端子は、三叉形状の第３の枝部分において延伸する第３延伸部に設けられてよい。
（項目１４）
第１出力端子および第２出力端子は、感磁部に印加される磁場に応じた出力差を発生してよい。
（項目１５）
磁気センサは、感磁部が形成された半導体基板を更に備えてよい。感磁部の外周を構成する各辺は、半導体基板の（１１１）面の劈開方向に設けられてよい。
【０００７】
（項目１６）
磁場検知装置は、駆動端子および第１出力端子の間の第１導電路および駆動端子および第２出力端子の間の第２導電路が一体に形成された感磁部における駆動端子に駆動電流を供給する駆動電流供給部を備えてよい。磁場検知装置は、第１出力端子および第２出力端子の出力に基づいて、感磁部に印加された磁場を検知する磁場検知部を備えてよい。
（項目１７）
磁場検知部は、第１出力端子に流れる第１電流と、第２出力端子に流れる第２電流とに基づいて、磁場を検知してよい。
（項目１８）
磁場検知部は、第１電流および第２電流の差に基づいて、磁場を検知してよい。
（項目１９）
駆動電流供給部は、第１導電路および第２導電路のそれぞれに対して予め定められた駆動電流を供給してよい。磁場検知部は、第１出力端子の第１電圧と、第２出力端子の第２電圧とに基づいて、磁場を検知してよい。
（項目２０）
駆動電流供給部は、第１導電路に流れる第１駆動電流と、第２導電路に流れる第２駆動電流とを同一に近づけるように調整してよい。磁場検知部は、第１電圧および第２電圧の差に基づいて、磁場を検知してよい。
【０００８】
（項目２１）
磁場検知方法は、第１の端子、第２の端子、及び、第３の端子を有する感磁部の第１の端子に駆動電流を供給する駆動電流供給段階を備えてよい。磁場検知方法は、第２の端子と第３の端子の出力電流の差に基づいて、感磁部に印加された磁場を検知する磁場検知段階を備えてよい。
（項目２２）
磁場検知方法は、第１の端子、第２の端子、及び、第３の端子を有する感磁部より入力磁場を検知する磁場検知方法であってよい。磁場検知方法は、第１の端子および第２の端子の間と、第１の端子および第３の端子の間とに等しい駆動電流を供給する駆動電流供給段階を備えてよい。磁場検知方法は、第２の端子と第３の端子との間の電位差に基づいて、入力磁場を検知する磁場検知段階を備えてよい。
（項目２３）
感磁部は、第１の端子および第２の端子の間の第１導電路と、第１の端子および第３の端子の間の第２導電路とが一体に形成されてよい。
（項目２４）
磁気センサは、感磁部を備えてよい。感磁部は、中央部と、中央部から上面視で第１方向へ延伸する第１延伸部と、中央部から上面視で第１方向とは異なる第２方向へ延伸する第２延伸部と、中央部から上面視で第１方向及び第２方向とは異なる第３方向へ延伸する第３延伸部と、を有してよい。第１延伸部、第２延伸部、および第３延伸部の端部の各辺は、第１方向、第２方向、および第３方向のいずれかの方向に設けられてよい。磁気センサは、感磁部の第１延伸部に形成された第１出力端子を備えてよい。磁気センサは、感磁部の第２延伸部に形成された第２出力端子を備えてよい。磁気センサは、感磁部の第３延伸部に形成された駆動端子を備えてよい。
（項目２５）
磁気センサは、感磁部が形成される半導体基板をさらに備えてよい。感磁部の外周を構成する各辺は、半導体基板の（１１１）面の劈開方向に設けられてよい。
（項目２６）
感磁部の外周を構成する各辺は、第１方向、第２方向、および第３方向のいずれかの方向に設けられてよい。
（項目２７）
第１方向、第２方向、および第３方向は、互いに１２０度異なる方向であってよい。
【０００９】
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における第１例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図２】本実施形態における第１例の磁気センサ１００の断面の模式図を示す。
【図３】本実施形態に係る第１例の磁場検知装置２００を示す。
【図４】本実施形態に係る第２例の磁場検知装置２００を示す。
【図５】本実施形態における第２例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図６】本実施形態における第３例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図７】本実施形態における第４例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図８】本実施形態における第５例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図９】本実施形態における第６例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図１０】本実施形態における第７例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。
【図１１】本実施形態における第１例の磁気センサ１００の断面の他の例の模式図を示す。
【図１２】本実施形態における磁場検知装置１０００を示す。
【図１３】駆動端子とセンス端子との切り替えを示す模式図を示す。
【図１４】１相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図１５】２相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図１６】３相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図１７】４相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図１８】５相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図１９】６相目信号を出力する場合の状態を示す回路図を示す。
【図２０】本実施形態における磁場検知装置２０００を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１２】
図１は、本実施形態における第１例の磁気センサ１００の上面模式図を示し、図２は、図１の磁気センサ１００のＡ−Ｂ断面の模式図を示す。磁気センサ１００は、例えばホール素子であってよく、４未満の端子を用いて、外部から印加された磁場に応じた電流または電圧を出力することを可能とする。磁気センサ１００は、感磁部１１０と、第１の端子１２０と、第２の端子１３０と、第３の端子１４０と、基板１５０と、を備える。一例として、第１の端子１２０は駆動端子であり、第２の端子１３０は第１出力端子であり、第３の端子１４０は第２出力端子である。
【００１３】
感磁部１１０は、基板１５０上に設けられ、駆動端子１２０および第１出力端子１３０の間で駆動電流を流す第１導電路、並びに、駆動端子１２０および第２出力端子１４０の間で駆動電流を流す第２導電路が一体に形成されたものである。感磁部１１０は、磁場が印加される部分であり、感磁部１１０内の第１導電路および第２導電路を流れる駆動電流に対して、印加された磁場に応じたローレンツ力が生じ、駆動電流が変化する。感磁部１１０は、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０の配置が三角形の頂点に位置するような形状であってよく、三叉形状、凹状、矩形、Ｖ字状、または三角形等であってよい。
【００１４】
図１の第１例の磁気センサ１００の感磁部１１０は、平面視で３回対称となる軸（３回回転軸）を有し、三叉形状である。感磁部１１０は、中央部１１２と、中央部１１２から、第１出力端子１３０へと延伸する第１延伸部１１４と、第２出力端子１４０へと延伸する第２延伸部１１６と、駆動端子１２０へと延伸する第３延伸部１１８と、を有してよい。この場合、第１延伸部１１４は、三叉形状の第１の枝部分に設けられ、第２延伸部１１６は、三叉形状の第２の枝部分に設けられ、第３延伸部１１８は、三叉形状の第３の枝部分に設けられてよい。なお、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０は、感磁部１１０の端部の辺の一部のみに形成されてもよい。磁気センサ１００の感磁部１１０の形状の他の例は、図５−１０に関連して後述する。
【００１５】
駆動端子１２０は、第３延伸部１１８に設けられ、外部から駆動電流が供給される。第１出力端子１３０は、第１延伸部１１４に設けられ、駆動端子１２０および第１出力端子１３０の間の第１導電路を流れる駆動電流を出力する。第２出力端子１４０は、第２延伸部１１６に設けられ、駆動端子１２０および第２出力端子１４０の間の第２導電路を流れる駆動電流を出力する。例えば第１出力端子１３０および第２出力端子１４０が同じ出力となるように駆動電流を供給した場合に、感磁部１１０に磁場が印加されると、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０は、感磁部１１０に印加される磁場に応じた出力差を発生できる。
【００１６】
基板１５０は、直接または絶縁層等を介して感磁部１１０が形成されるものであり、半導体基板、または絶縁基板等であってよい。半導体基板は、シリコン基板または化合物半導体基板等であり、絶縁基板は、セラミック基板等であってよい。基板１５０は、基板１５０内又は基板１５０上に電気回路が形成されたものであってもよい。
【００１７】
図３は、本実施形態に係る第１例の磁場検知装置２００を示す。磁場検知装置２００は、磁気センサ１００に駆動電流を供給し、磁気センサ１００の出力に応じた磁場検知信号を出力する。磁場検知装置２００は、駆動電流供給部２１０と、磁場検知部２２０と、を備える。なお、駆動電流が供給される端子と、出力電流を出力する端子とを入れ替える切り替えをチョッパ周波数で行うことにより、出力信号のノイズ成分を高周波側（チョッパ周波数）へ変調することが可能である。チョッパ変調されたノイズ成分は、後段の信号処理で、ローパスフィルタ等により除去することも可能となる。具体的な構成例としては、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、及び、第２出力端子１４０と、駆動電流供給部２１０及び磁場検知部２２０との間に、端子を切り替えて接続するスイッチと、スイッチをチョッパ周波数で切り替える制御部とを備える構成である。
【００１８】
駆動電流供給部２１０は、磁気センサ１００の駆動端子１２０に電気的に接続され、駆動端子１２０に駆動電流を供給する。駆動電流供給部２１０は、定電圧または定電流で駆動端子１２０に駆動電流を供給することができる。
【００１９】
磁場検知部２２０は、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０に電気的に接続され、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０の出力電流または出力電圧を測定し、測定した出力電流または出力電圧に基づいて、感磁部１１０に印加された磁場を検知する。
【００２０】
磁場検知部２２０は、出力電流差検出部２２３を含む。例えば、駆動電流供給部２１０は、感磁部１１０に磁場がかかっていない状態で、第１出力端子１３０に流れる第１電流と、第２出力端子１４０に流れる第２電流とが略等しい電流となるように駆動電流を供給する。出力電流差検出部２２３は、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０から出力された第１電流および第２電流の差に基づいて、磁場を検知してよい。以下に磁場検知装置２００が、第１出力端子１３０に流れる第１電流と、第２出力端子１４０に流れる第２電流とに基づいて磁場を検知する方法を説明する。
【００２１】
磁場検知装置２００の駆動電流供給部２１０は、磁気センサ１００への印加磁場がない状態で、駆動端子１２０および第１出力端子１３０の間に流れる第１電流と、駆動端子１２０および第２出力端子１４０の間に流れる第２電流とが、略等しい電流となるように駆動電流を供給する。例えば、駆動電流供給部２１０は、供給される第１電流Ｉ１ｉｎおよび第２電流Ｉ２ｉｎが等しい電流Ｉ０となるように、駆動端子１２０および第１出力端子１３０の間と駆動端子１２０および第２出力端子１４０の間とにそれぞれ電圧を印加する。
【００２２】
そして、磁気センサ１００の感磁部１１０に対して垂直方向を第１の軸としたとき、例えば第１の軸方向からの磁場Ｂｚが感磁部１１０に印加されると、感磁部１１０の第１導電路および第２導電路内を流れる電流に対して、電流が流れる方向に垂直でかつ磁場が印加される方向と垂直な方向にローレンツ力が働く。この結果、磁気センサ１００における、当該ローレンツ力の向きから側の電流が大きくなり、下記式（１）及び（２）の通り、第１出力端子１３０から出力される第１電流Ｉ１ｏｕｔの値と第２出力端子１４０から出力される第２電流Ｉ２ｏｕｔの値とに差が生じる。
（式１）  Ｉ１ｏｕｔ＝Ｉ０＋αＢｚ
（式２）  Ｉ２ｏｕｔ＝Ｉ０−αＢｚ
ここで、αは比例定数であり、物質の物性と形状によって決定される量である。
【００２３】
出力電流差検出部２２３は、第１電流Ｉ１ｏｕｔの値と第２電流Ｉ２ｏｕｔの値とを測定して、出力電流の差分を下記式（３）の通り算出する。これにより、出力電流差検出部２２３は、感磁部１１０に対して垂直方向の磁場Ｂｚを検知することが可能となる。また、式（３）により算出した結果の正負符号により、印加磁場Ｂｚの向きも併せて検出可能である。このようにして、磁場検知部２２０は、第１出力端子１３０および第２出力端子の１４０間の電流差から、感磁部１１０に対して印加されている磁場の大きさおよび／または向きに応じた磁場検知信号を出力できる。
（式３）  Ｉ１ｏｕｔ−Ｉ２ｏｕｔ＝２αＢｚ
【００２４】
また、駆動電流供給部２１０は、第１電流と第２電流とが異なるように、駆動電流を駆動端子１２０に供給してもよい。この場合、出力電流差検出部２２３は、駆動電流供給部２１０により供給される第１電流Ｉ１ｉｎおよび第２電流Ｉ２ｉｎの値と、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０から出力される第１電流Ｉ１ｏｕｔおよび第２電流Ｉ２ｏｕｔの値との間の差をそれぞれ求め（Ｉ１ｉｎ−Ｉ１ｏｕｔ、Ｉ２ｉｎ−Ｉ２ｏｕｔ）、第１電流の差と第２電流の差の変化から磁場を検知することもできる。
【００２５】
図４は、本実施形態に係る第２例の磁場検知装置２００を示す。第２例の磁場検知装置２００は、第１出力端子１３０の第１電圧と、第２出力端子１４０の第２電圧とに基づいて、磁場を検知する。第２例の磁場検知装置２００の磁場検知部２２０は、出力電圧差検出部２２６を含む。
【００２６】
第２例の磁場検知装置２００において駆動電流供給部２１０は、第１導電路および第２導電路のそれぞれに対して予め定められた駆動電流を供給する。例えば、駆動電流供給部２１０は、第１導電路に流れる第１駆動電流と、第２導電路に流れる第２駆動電流とを同一に近づけるように調整する。一例として、駆動電流供給部２１０は、第１出力端子１３０及び第２出力端子１４０のそれぞれに接続され、同一電流を流す定電流源を有してもよい（カレントミラー回路等）。具体的には、駆動電流供給部２１０は、第１駆動電流と第２駆動電流とが同じになるように、駆動端子１２０および第１出力端子１３０間の電圧と、駆動端子１２０および第２出力端子１４０間の電圧とをそれぞれ調節する。これにより、感磁部１１０に磁場が印加されて第１駆動電流と第２駆動電流とにローレンツ力がかかると、駆動電流が変化すべきところ、駆動電流供給部２１０は、駆動電流を一定に保つべく、駆動端子１２０および第１出力端子１３０間の電圧と、駆動端子１２０および第２出力端子１４０間の電圧とをそれぞれ変化させる。
【００２７】
これを受けて、磁場検知部２２０の出力電圧差検出部２２６は、第１出力端子１３０の第１電圧および第２出力端子１４０の第２電圧の差に基づいて磁場を検知してよい。出力電圧差検出部２２６は、第１出力端子１３０の第１電圧および第２出力端子１４０の第２電圧を測定し、第１駆動電流と第２駆動電流とを同一に近づけるために生じた第１電圧および第２電圧の差を検出する。磁場検知部２２０は、当該電圧差から、感磁部１１０に対して印加されている磁場の大きさおよび／または向きに応じた磁場検知信号を出力できる。
【００２８】
以上において、磁場検知装置２００と、磁気センサ１００の駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０との電気的接続は、ワイヤーボンディング、または半導体プロセスのメタル配線等を用いて接続されてよい。
【００２９】
以上のような本実施形態の磁気センサ１００および磁場検知装置２００により、磁気センサ１００の端子数を３端子に削減することができ、チップサイズを削減することができる。
【００３０】
図５から図１０は、本実施形態における第２例から第７例の磁気センサ１００の上面模式図を示す。第２例から第７例の磁気センサ１００において、図１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００の構成と略同一の構成には同一の符号を付け、説明を省略する。
【００３１】
図５に示す第２例の磁気センサ１００は、半導体基板１５０の（１１１）面の劈開方向に従って感磁部１１０が構成される。磁気センサ１００の感磁部１１０は、中央部１１２と、中央部１１２から上面視で第１方向へ延伸する第１延伸部１１４と、中央部１１２から上面視で第１方向とは異なる第２方向へ延伸する第２延伸部１１６と、中央部１１２から上面視で第１方向及び第２方向とは異なる第３方向へ延伸する第３延伸部１１８と、を有する。第１延伸部１１４、第２延伸部１１６、および第３延伸部１１８の端部の各辺は、第１方向、第２方向、および第３方向のいずれかの方向に設けられる。第１方向〜第３方向は一例として、半導体基板１５０の（１１１）面の劈開方向に設けられる。第１出力端子１３０は、感磁部１１０の第１延伸部１１４に形成され、第２出力端子１４０は、第２延伸部１１６に形成され、駆動端子１２０は、第３延伸部１１８に形成される。
【００３２】
第１延伸部１１４、第２延伸部１１６、および第３延伸部１１８の端部の各辺ＦＧ、ＣＤ、ＡＩは、半導体基板１５０の（１１１）面の劈開方向に設けられてよい。第２方向は、第１方向から第１角度回転したものであり、第３方向は、第２方向から第２角度回転したものであってよい。図５の第２零の磁気センサ１００において、第１角度及び第２角度は、６０度であり、第１方向、第２方向、および第３方向は、互いに１２０度異なる方向である。感磁部１１０の内角は、全て６０度の整数倍となり、∠ＡＢＣ＝∠ＤＥＦ＝∠ＧＨＩ＝２４０度、∠ＢＣＤ＝∠ＥＦＧ＝∠ＨＩＡ＝１２０度、∠ＩＡＢ＝∠ＣＤＥ＝∠ＦＧＨ＝６０度となる。
【００３３】
感磁部１１０は、第１延伸部１１４、第２延伸部１１６、および第３延伸部１１８の端部の辺だけではなく、感磁部１１０の外周を構成する各辺はいずれも、第１方向、第２方向、および第３方向のいずれかの方向に設けられてよく、このような第２例の磁気センサ１００は、磁気センサ１００の製造において感磁部１１０を形成する際、エッチングレートが感磁部１１０の外周におけるすべての方向で等しくなる。このため、感磁部１１０は、エッチングの手法にかかわらず容易に形成されることができる。
【００３４】
なお、磁気センサ１００の感磁部１１０は回転対称でなくてもよく、第１角度及び第２角度は、６０度に限定されず、４０度〜８０度であってもよい。
【００３５】
図６に示す第３例の磁気センサ１００は、駆動端子１２０および第１出力端子１３０の間の距離と駆動端子１２０および第２出力端子１４０の間の距離とが、第１出力端子１３０および第２出力端子１４０の間の距離より長い。また、このような各端子間の距離関係に限定されず、各端子間の距離が、それぞれ異なっていてもよい。
【００３６】
図７に示す第４例の磁気センサ１００は、感磁部１１０が凹状であり、凹状の２つの突端に第１出力端子１３０および第２出力端子１４０がそれぞれ形成され、突端とは反対側の辺の中央部分に駆動端子１２０が形成される。
【００３７】
図８に示す第５例の磁気センサ１００は、感磁部１１０が矩形であり、対向する辺に第１出力端子１３０および第２出力端子１４０がそれぞれ形成され、当該対向する２つの辺とは異なる辺に駆動端子１２０が形成される。
図７及び図８に示す第４例、第５例の磁気センサ１００は、半導体基板１５０の（１００）面において、感磁部１１０の外辺がその劈開方向に平行に形成される。このような第４例、第５例の磁気センサ１００は、磁気センサ１００の製造において感磁部１１０を形成する際、エッチングレートが感磁部１１０の外周におけるすべての方向で等しくなる。このため、感磁部１１０は、エッチングの手法にかかわらず容易に形成される。
【００３８】
図９に示す第６例の磁気センサ１００は、感磁部１１０がＶ字形状であり、Ｖ字形状の２つの突端に第１出力端子１３０および第２出力端子１４０がそれぞれ形成され、頂点部分に駆動端子１２０が形成される。
【００３９】
図１０に示す第７例の磁気センサ１００は、感磁部１１０が三角形であり、各頂点に駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０がそれぞれ形成される。
【００４０】
以上に磁気センサ１００の各種形状を例示したが、磁気センサ１００は上記に限らず、第１導電路および第２導電路が一体に形成された任意の形状を採ってよい。
【００４１】
以上の本実施形態に係る磁気センサ１００を製造する方法の例として、図１および２に示した第１例の磁気センサ１００を製造する方法について説明する。磁気センサ１００の製造方法は、半導体基板１５０上に感磁部１１０を三叉形状に形成するステップと、形成した感磁部１１０上に、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０を形成するステップとを備える。
【００４２】
感磁部１１０を三叉形状に形成するステップにおいて、基板１５０上に活性層を三叉形状に形成して感磁部１１０としてよい。基板１５０上に活性層を形成する方法は、活性層の結晶性の観点から、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）装置によって半導体単結晶を形成する方法が好ましい。活性層を形成する方法は、これに限定されず、例えばＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）もしくはスパッタを用いた成膜、半導体活性層膜の張り合わせ、またはインプラ等により活性層を形成できる。このとき、三叉形状で活性層を形成してもよく、または基板１５０全面に活性層を形成した後に、活性層を三叉形状になるようにエッチングしてもよい。
【００４３】
端子を形成するステップにおいて、三叉形状の活性層上に、スパッタまたは蒸着機により金属膜を形成し、形成した金属膜をエッチングにより端子の形状としてよい。さらに、端子形成後に熱アニールのステップを実施してもよい。また、端子形成ステップ前に活性層上に保護膜を形成するステップを実施してもよく、この場合、端子はＶｉａを介して活性層と接続される。また、端子形成ステップ後に、活性層上に保護膜を形成するステップを実施してもよい。
【００４４】
図１１は、図１の磁気センサ１００のＡ−Ｂ断面の他の例の模式図を示す。図１１に示すように、磁気センサ１００の感磁部１１０は、基板１５０内に形成される。
【００４５】
図１１の磁気センサ１００は、磁気センサ（例えばシリコンホール素子）の既知の製造方法と同様の方法で製造されてよい。例えば、シリコン基板１５０にインプラ等により不純物を注入して、シリコン基板１５０内に不純物拡散層を三叉形状に形成して感磁部１１０とする。その後、インプラ等によりコンタクト層を感磁部１１０の延伸部の端部に形成し、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０とする。さらに、磁場検知装置２００と接続するためのメタル配線層をシリコン基板１５０上に形成し、駆動端子１２０、第１出力端子１３０、および第２出力端子１４０を、Ｖｉａを介してメタル配線層に接続してもよい。
【００４６】
図１２は、本実施形態における磁場検知装置１０００を示す。磁場検知装置１０００は、２つのセンス端子からの電流を同一になるように制御して、２つのセンス端子の出力差を検知することにより磁場検知を行う。磁場検知装置１０００は、感磁部１１００と、スイッチング部１６００と、第１電流源１２００と、第２電流源１３００と、出力部１４００と、駆動部１５００と、複数の検知部Ｓ１、Ｓ２と、を備える。なお、磁場検知装置１０００は、図３または４の磁場検知装置と磁気センサとを含む装置に対応してよい。
【００４７】
感磁部１１００は、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０を有する。感磁部１１００は、一体に形成され、第１端子１１１０へと延伸する第１延伸部１１４０と、第２端子１１２０へと延伸する第２延伸部１１５０と、を有する。第１延伸部１１４０および第２延伸部１１５０は、延伸方向が互いに異なってよい。例えば、感磁部１１００は、三叉形状であり、第１延伸部１１４０は、三叉形状の第１の枝部分に設けられ、第２延伸部１１５０は、三叉形状の第２の枝部分に設けられ、第３端子１１３０は、三叉形状の第３の枝部分において延伸する第３延伸部１１６０に設けられる。
【００４８】
感磁部１１００は、半導体基板に形成され、感磁部１１００の外周を構成する各辺は、図５に示すように半導体基板の（１１１）面の劈開方向に設けられたものであってよい。また、感磁部１１００は、図１，５−１０に示したいずれの形状であってもよい。
【００４９】
スイッチング部１６００は、感磁部１１００が有する端子１１１０、１１２０、１１３０の内いずれを出力部１４００に接続するかをスイッチングする。スイッチング部１６００は、感磁部１１００の第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０とそれぞれ接続され、他方で駆動部１５００、および複数の検知部Ｓ１、Ｓ２とそれぞれ接続される。
【００５０】
スイッチング部１６００は、例えば、３対１のスイッチを３つ有する。スイッチング部１６００は、スイッチのオンおよびオフを制御することで、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０と、駆動部１５００、および検知部Ｓ１，Ｓ２との間の接続関係を切り替えることができる。以下、感磁部１１００の第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０のうち、検知部Ｓ１、Ｓ２に接続される端子は、センス端子として機能し、駆動部１５００に接続される残りの端子は、駆動端子として機能する。ここで、駆動端子とは、単に、感磁部１１００における２つのセンス端子以外の端子を意味するものであってよい。センス端子は、図１−１１の出力端子に対応する。
【００５１】
第１電流源１２００および第２電流源１３００は、２つセンス端子にそれぞれ接続されて定電流を流す定電流源であってよい。例えば、第１電流源１２００は、スイッチング部１６００を介して感磁部１１００の第１端子１１１０（第１センス端子）に接続され、第２電流源１３００は、スイッチング部１６００を介して感磁部１１００の第２端子１１２０（第２センス端子）に接続される。第１電流源１２００および第２電流源１３００は、感磁部１１００との間で流す電流を同一に近付けるように調整する。第１電流源１２００および第２電流源１３００は、例えばカレントミラー回路により構成される。
【００５２】
駆動部１５００は、スイッチング部１６００に接続され、スイッチング部１６００を介して磁場検知装置１０００の駆動に必要なエネルギーを駆動端子に供給する。
【００５３】
複数の検知部Ｓ１、Ｓ２は、スイッチング部１６００、第１電流源１２００、および第２電流源１３００にそれぞれ接続される。検知部Ｓ１、Ｓ２は、スイッチング部１６００を介してセンス端子に接続されることで、それぞれが２つのセンス端子のいずれかの出力を検知する。検知部Ｓ１、Ｓ２は、例えば検流計、電圧計、または接点であり、センス端子における電圧を検知する。検知部Ｓ１、Ｓ２は、２つに限らず、３つ以上であってもよい。また、１つの検知部を時分割で用いてもよい。
【００５４】
出力部１４００は、感磁部１１００の第１端子１１１０、第２端子１１２０、第３端子１１３０のうち、２つの端子をセンス端子として、センス端子からの出力に基づく磁場検知信号を出力する。出力部１４００は、複数の検知部Ｓ１、Ｓ２に接続され、複数の検知部Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ検知した出力を受け取り、受け取った出力の差に応じた磁場検知信号を出力する。
【００５５】
例えば、第１端子１１１０および第２端子１１２０が検知部Ｓ１、Ｓ２に接続された場合、出力部１４００は、感磁部１１００の第１端子１１１０（第１センス端子）側の電圧および感磁部１１００の第２端子１１２０（第２センス端子）側の電圧の差に応じた磁場検知信号を出力する。出力部１４００は、２つのセンス端子における電圧をそのまま磁場検知信号として出力してもよく、また、検知した電圧の差を示す値を磁場検知信号として出力してもよい。また、出力部１４００は、検知した電圧に基づいて磁場の大きさおよび／または向きを算出して、磁場の大きさおよび／または向きを示す信号を磁場検知信号として出力してよい。なお、本実施形態における検知部Ｓ１，Ｓ２および出力部１４００は、図３および４における磁場検知部２２０に対応してよい。
【００５６】
本実施形態の磁場検知装置１０００を用いてチョッピング駆動により磁場を検知する方法を説明する。以下で説明する方法では、２つのセンス端子はそれぞれ定電流源に接続され、互いに同一の電流が流される。
【００５７】
図１３は、駆動端子の切り替えを示す模式図である。スイッチング部１６００は、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０と、駆動部１５００、第１電流源１２００、および第２電流源１３００との間の接続関係を変更して、センス端子と駆動端子とを切り替え、電流の流れを（ａ）−（ｃ）の間で切り替える。出力部１４００は、（ａ）の場合の第１端子１１１０および第２端子１１２０をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第１出力差、（ｂ）の場合の第２端子１１２０および第３端子をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第２出力差、および（ｃ）の場合の第３端子１１３０および第１端子１１１０をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第３出力差に基づく磁場検知信号を出力する。スイッチング部１６００による端子の切り替えは、チョッパ周波数で行ってよい。
【００５８】
以下、３つの検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３を備える場合の磁場検知装置１０００を用いた第１の磁場検知方法を説明する。３つの検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３は、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０のそれぞれに対応して設けられ、対応する端子からの出力をそれぞれ検知する。３つの検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３のうち２つは、第１電流源１２００および第２電流源１３００の一方に接続され、１つは、他方の電流源に接続されてよい。また、磁場検知装置１０００は、不図示の第３電流源をさらに備え、３つの検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３は３つの電流源にそれぞれ接続されてよい。
【００５９】
第１の磁場検知方法として、以下の３つの条件で出力部１４００から１−３相の信号を出力して磁場検知を行う方法を説明する。
１相目信号：Ｖ１３Ｓ３−Ｖ１２Ｓ１
２相目信号：Ｖ２１Ｓ１−Ｖ２３Ｓ２
３相目信号：Ｖ３２Ｓ２−Ｖ３１Ｓ３
【００６０】
ここで、ＶｉｊＳｋは、駆動端子が第ｉ端子で、センス端子が第ｊ端子の場合に、当該第ｊ端子に接続された検知部Ｓｋにより検知された電圧を表す。例えば、１相目信号は、第２端子１１２０と第３端子１１３０とをセンス端子として、第２端子１１２０に接続された検知部Ｓ２が検知した電圧（Ｖ１２Ｓ２）、および第３端子１１３０に接続された検知部Ｓ３が検知した電圧（Ｖ１３Ｓ３）の差を示す磁場検知信号である。表記方法は以下同様である。
【００６１】
第１の磁場検知方法において、駆動端子とセンス端子とを切り替えながら感磁部１１００に電流を流して、出力部１４００は１−３相の信号を出力する。磁場検知装置１０００は、１−３相の信号を用いて磁場検知を行ってよい。第１の磁場検知方法においては、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０と検知部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３との対応関係を固定して磁場検知を行った。すなわち、スイッチング部１６００は、第１端子１１１０をセンス端子とする場合には検知部Ｓ１に接続して、第２端子１１２０をセンス端子とする場合には検知部Ｓ２に接続して、第３端子１１３０をセンス端子とする場合には検知部Ｓ３に接続するようにスイッチングを行った。第１の磁場検知方法においては、例えば、１−３相の信号がそれぞれ示す電圧差を足すことによって、感磁部１１００に起因するオフセットを除去した磁場検知結果を得ることができる。
【００６２】
次に、第２の磁場検知方法として、以下の６つの条件でチョッピング駆動を行って出力部１４００から１−６相の信号を出力して磁場検知を行う方法を説明する。
１相目信号：Ｖ１３Ｓ３−Ｖ１２Ｓ２
２相目信号：Ｖ２１Ｓ１−Ｖ２３Ｓ３
３相目信号：Ｖ３２Ｓ２−Ｖ３１Ｓ１
４相目信号：Ｖ１３Ｓ２−Ｖ１２Ｓ３
５相目信号：Ｖ２１Ｓ３−Ｖ２３Ｓ１
６相目信号：Ｖ３２Ｓ１−Ｖ３１Ｓ２
【００６３】
第２の磁場検知方法では、第１端子１１１０、第２端子１１２０、および第３端子１１３０と検知部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３との対応関係を変更して磁場検知を行った。第２の磁場検知方法において、スイッチング部１６００は、検知部Ｓ１−Ｓ３のそれぞれを、２つのセンス端子のいずれに接続するかを選択して、検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３と端子１１１０，１１２０，１１３０との対応関係を変更する。出力部１４００は、１−６相においてそれぞれ磁場検知信号を出力する。例えば、磁場検知信号が示す電圧差を合計することによって、感磁部１１００および検知部Ｓ１、Ｓ２，Ｓ３におけるオフセット差を除去した磁場検知結果を得ることができる。
【００６４】
次に、２つの検知部Ｓ１、Ｓ２を備える場合の磁場検知装置１０００を用いた磁場検知方法を説明する。スイッチング部１６００は、検知部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれを、２つのセンス端子のいずれに接続するかを選択して、検知部Ｓ１、Ｓ２と端子１１１０，１１２０，１１３０との対応関係を変更する。２つのセンス端子は、第１電流源１２００および第２電流源１３００に接続され、それぞれに定電流Ｉｃが流される。
【００６５】
スイッチング部１６００は、複数回の第１出力差の検知（例えば、図１３の（ａ）の場合の出力差）、複数回の第２出力差の検知（例えば、図１３の（ｂ）の場合の出力差）、および複数回の第３出力差の検知（例えば、図１３の（ｃ）の場合の出力差）の少なくとも１つにおいて、検知部Ｓ１、Ｓ２のうち２つのセンス端子に接続する検知部Ｓ１、Ｓ２の組み合わせを変更する。検知部Ｓ１、Ｓ２とセンス端子との組み合わせは、以下のように、磁場によって生じる出力差のプラス側のセンス端子とマイナス側のセンス端子とに応じて決定してよい。
【００６６】
スイッチング部１６００は、第１出力差、第２出力差、および第３出力差の検知において、検知部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれを、出力の差分演算におけるプラス側の検知、およびマイナス側の検知の両方に用いる。スイッチング部１６００は、同一の端子を駆動端子として複数回の出力を行う場合に、２つのセンス端子にそれぞれ接続される検知部Ｓ１、Ｓ２を出力毎に入れ替えてよい。例えば、第１端子１１１０および第２端子１１２０をセンス端子としたときの２つのセンス端子の第１出力差の検知を２回行う際、１回目の出力で、第１端子１１１０に検知部Ｓ１を接続して電圧を検知し、第２端子１１２０に検知部Ｓ２を接続して電圧を検知し、２回目の出力で、第１端子１１１０に検知部Ｓ２を接続して電圧を検知し、第２端子１１２０に検知部Ｓ１を接続して電圧を検知する。
【００６７】
スイッチング部１６００は、検知部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれを、出力の差分演算におけるプラス側の検知に用いる回数と、マイナス側の検知に用いる回数とを同一に近付けるように検知部Ｓ１、Ｓ２のうち２つのセンス端子のそれぞれに接続する検知部Ｓ１、Ｓ２を選択する。従って、検知部Ｓ１、Ｓ２のそれぞれを、プラス側に用いる回数と、マイナス側に用いる回数とを同一にするためには、３つの端子１１１０、１１２０、１１３０と検知部Ｓ１、Ｓ２との組み合わせが少なくとも６通り（第１−３端子間で駆動端子の切り替え：３通り×２つの検知部Ｓ１、Ｓ２のセンス端子間での切り替え：２通り）となる。このため、感磁部１１００の端子数と検知部Ｓ１、Ｓ２の数の最小公倍数である６の倍数の回数（６Ｎ相）で条件を変更して磁場検知を行ってよい。
【００６８】
以下の６つの条件でチョッピング駆動を行って、出力部１４００から１−６相目の信号を出力して磁場検知を行う方法を説明する。
１相目信号：Ｖ１２Ｓ１−Ｖ１３Ｓ２
２相目信号：Ｖ２３Ｓ１−Ｖ２１Ｓ２
３相目信号：Ｖ３１Ｓ１−Ｖ３２Ｓ２
４相目信号：Ｖ１２Ｓ２−Ｖ１３Ｓ１
５相目信号：Ｖ２３Ｓ２−Ｖ２１Ｓ１
６相目信号：Ｖ３１Ｓ２−Ｖ３２Ｓ１
【００６９】
ここで、図１４−１９を参照して、以下の関係を前提として磁場検知方法を説明する。
【００７０】
Ｖｘ'＝Ｖｘ＋Ｖｏｆｆｘ・・・式（ｉ）
Ｖｘ'（ｘ＝１，２）は、センス端子の電圧であり、Ｖｘは、検知部Ｓｘで検知した電圧であり、Ｖｏｆｆｘ（ｘ＝１，２）は、検知部Ｓｘの持つ電圧のオフセットである。なお、前記Ｖｏｆｆｘは出力部１４００のオフセットも含めてＶｏｆｆｘと表現している。
【００７１】
Ｉｃ＝ＩＲｙ＋Ｉｈｙ（ｎ）・・・式（ｉｉ）
Ｉｃは、電流源により流れる定電流であり、ＩＲｙは、抵抗Ｒｙ（ｙ＝１，２，３）を流れる電流である。Ｉｈｙ（ｎ）は、第ｎ相において第ｙ端子に磁場印加によって生じる電流を示し、磁場に応じて電流値が増減する電流源として設けたものである。
【００７２】
抵抗Ｒｙは、第ｙ端子から出力される電流にかかる感磁部１１００における抵抗とする。例えば、第１端子１１１０が駆動端子である場合、第１端子１１１０と第２端子１１２０との間に流れる電流にかかる抵抗は、Ｒ１＋Ｒ２とし、第１端子１１１０と第３端子１１３０との間に流れる電流にかかる抵抗は、Ｒ１＋Ｒ３とする。従って、抵抗Ｒ１は、第１端子１１１０からそれぞれ第２端子１１２０および第３端子１１３０に向かって流れる電流に共通の抵抗とする。下記の式中のＶｃは、３つの端子の中心位置での電圧とする。
【００７３】
図１４は、出力部１４００から１相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。１相目では、第１端子１１１０が駆動端子であり、第２端子１１２０および第３端子１１３０がセンス端子であり、第２端子１１２０および第３端子１１３０には、検知部Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ接続される。１相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※１式）を導出する。
【００７４】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ２＝ＩＲ２・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ３＝ＩＲ３・・・式（２）
Ｖ１−Ｖ２＝Ｉｃ（Ｒ３−Ｒ２）−（Ｉｈ３（１）Ｒ３−Ｉｈ２（１）Ｒ２）−（Ｖｏｆｆ１−Ｖｏｆｆ２）・・・（※１式）
【００７５】
図１５は、出力部１４００から２相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。２相目では、第２端子１１２０が駆動端子であり、第１端子１１１０および第３端子１１３０がセンス端子であり、第１端子１１１０および第３端子１１３０には、検知部Ｓ２、Ｓ１がそれぞれ接続される。２相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※２式）を導出する。
【００７６】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ３＝ＩＲ３・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ１＝ＩＲ１・・・式（２）
Ｖ１−Ｖ２＝Ｉｃ（Ｒ１−Ｒ３）−（Ｉｈ１（２）Ｒ１−Ｉｈ３（２）Ｒ３）−（Ｖｏｆｆ１−Ｖｏｆｆ２）・・・（※２式）
【００７７】
図１６は、出力部１４００から３相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。３相目では、第３端子１１３０が駆動端子であり、第１端子１１１０および第２端子１１２０がセンス端子であり、第１端子１１１０および第２端子１１２０には、検知部Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ接続される。３相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※３式）を導出する。
【００７８】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ１＝ＩＲ１・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ２＝ＩＲ２・・・式（２）
Ｖ１−Ｖ２＝Ｉｃ（Ｒ２−Ｒ１）−（Ｉｈ２（３）Ｒ２−Ｉｈ１（３）Ｒ１）−（Ｖｏｆｆ１−Ｖｏｆｆ２）・・・（※３式）
【００７９】
図１７は、出力部１４００から４相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。４相目では、第１端子１１１０が駆動端子であり、第２端子１１２０および第３端子１１３０がセンス端子であり、第２端子１１２０および第３端子１１３０には、検知部Ｓ２、Ｓ１がそれぞれ接続される。４相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※４式）を導出する。
【００８０】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ３＝ＩＲ３・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ２＝ＩＲ２・・・式（２）
Ｖ２−Ｖ１＝Ｉｃ（Ｒ３−Ｒ２）−（Ｉｈ３（４）Ｒ３−Ｉｈ２（４）Ｒ２）−（Ｖｏｆｆ２−Ｖｏｆｆ１）・・・（※４式）
【００８１】
図１８は、出力部１４００から５相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。５相目では、第２端子１１２０が駆動端子であり、第１端子１１１０および第３端子１１３０がセンス端子であり、第１端子１１１０および第３端子１１３０には、検知部Ｓ１、Ｓ２がそれぞれ接続される。５相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※５式）を導出する。
【００８２】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ１＝ＩＲ１・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ３＝ＩＲ３・・・式（２）
Ｖ２−Ｖ１＝Ｉｃ（Ｒ１−Ｒ３）−（Ｉｈ１（５）Ｒ１−Ｉｈ３（５）Ｒ３）−（Ｖｏｆｆ２−Ｖｏｆｆ１）・・・（※５式）
【００８３】
図１９は、出力部１４００から６相目信号を出力する場合の状態を示す回路図である。６相目では、第３端子１１３０が駆動端子であり、第１端子１１１０および第２端子１１２０がセンス端子であり、第１端子１１１０および第２端子１１２０には、検知部Ｓ２、Ｓ１がそれぞれ接続される。６相目信号を出力する場合の回路図から、上記式（ｉ）、（ｉｉ）および下記式（１）、（２）より（※６式）を導出する。
【００８４】
（Ｖｃ−Ｖ１'）／Ｒ２＝ＩＲ２・・・式（１）
（Ｖｃ−Ｖ２'）／Ｒ１＝ＩＲ１・・・式（２）
Ｖ２−Ｖ１＝Ｉｃ（Ｒ２−Ｒ１）−（Ｉｈ２（６）Ｒ２−Ｉｈ１（６）Ｒ１）−（Ｖｏｆｆ２−Ｖｏｆｆ１）・・・（※６式）
【００８５】
導出した（※１式）〜（※６式）と、各相において検知部Ｓ１、Ｓ２によって検知した電圧の差（Ｖ１−Ｖ２）により、以下のように、検知部Ｓ１、Ｓ２および感磁部１１００において生じるオフセット等を除去した磁場検知結果を得ることができる。
【００８６】
理想的に、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３、Ｖｏｆｆ１＝Ｖｏｆｆ２の場合、（※１式）−（※６式）のいずれか１つによってセンス端子の間の出力差を算出する。算出した出力差により磁場の向きおよび／または強さを検知することができる。なお、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３の場合は、例えば、感磁部１１００が図１，５，１０のような形状で回転対称であり、感磁部１１００の３つの端子間の距離がいずれも同一であり、かつ感磁部１１００の厚みのばらつきが無い場合である。Ｖｏｆｆ１＝Ｖｏｆｆ２の場合は、例えば、検知部Ｓ１、Ｓ２のオフセットが同一である場合である。
【００８７】
また、Ｒ１≠Ｒ２≠Ｒ３、Ｖｏｆｆ１＝Ｖｏｆｆ２の場合、（※１式）＋（※２式）＋（※３式）または（※４式）＋（※５式）＋（※６式）とすることによって、第２項の感度項のみ取り出すことができる。これにより、感磁部１１００の端子間の抵抗のばらつきによって生じるオフセット差は除去され、磁場の向きおよび／または強さを検知することができる。
【００８８】
また、Ｒ１≠Ｒ２≠Ｒ３、Ｖｏｆｆ１≠Ｖｏｆｆ２の場合、（※１式）＋（※２式）＋（※３式）＋（※４式）＋（※５式）＋（※６式）とすることによって、第２項の感度項のみ取り出すことができる。これにより、感磁部１１００の端子間の抵抗のばらつき、および検知部Ｓ１、Ｓ２によって生じるオフセット差は除去され、磁場の向きおよび／または強さを検知することができる。
【００８９】
本実施形態の磁場検知においては、感磁部１１００の出力として電圧差を検知するため、磁場検知の温度依存性が小さく、検知誤差が小さい。磁場検知の温度依存性は、感磁部１１００の作製においてバンドギャップが広い材料を用いることでさらに小さくすることができる。
【００９０】
図２０は、本実施形態における他の例の磁場検知装置２０００を示す。磁場検知装置２００は、２つのセンス端子の電流を検知して磁場検知を行う。磁場検知装置２０００は、駆動電源１７００を備える。磁場検知装置２０００は、他の構成として磁場検知装置１０００と同様の構成を備えることができる。ただし、磁場検知装置２０００は、検知部Ｓ１，Ｓ２に接続される電流源を有さなくてよい。以下、磁場検知装置１０００と異なる構成を主に説明する。
【００９１】
駆動電源１７００は、スイッチング部１６００に接続され、スイッチング部１６００を介して感磁部１１００の駆動端子に接続される。駆動電源１７００は、駆動端子に駆動電流を例えば定電圧で供給する。
【００９２】
検知部Ｓ１，Ｓ２は、スイッチング部１６００を介して感磁部１１００の２つのセンス端子にそれぞれ接続され、２つのセンス端子から出力される電流を検知する。検知部Ｓ１，Ｓ２は、検流計であってよい。
【００９３】
出力部１４００は、検知部Ｓ１，Ｓ２に接続され、感磁部１１００の２つのセンス端子のうち一方側の電流および感磁部１１００の２つのセンス端子のうち他方側の電流の差に応じた磁場信検知号を出力する。
【００９４】
磁場検知装置２０００は、磁場検知装置１０００を用いたチョッピング駆動による磁場検知と同様に、磁場検知を行うことができる。スイッチング部１６００は、端子１１１０、１１２０、１１３０と検知部Ｓ１，Ｓ２との接続関係を切り替え、駆動電源１７００は、駆動電流を感磁部１１００の駆動端子に供給して、図１３の（ａ）−（ｃ）のようにチョッピング駆動を行う。検知部Ｓ１，Ｓ２は、感磁部１１００のセンス端子からの電流を検知し、出力部１４００は、検知された電流の差に応じて磁場検知信号を出力する。本実施形態において、出力部１４００から複数回出力された磁場検知信号が示す電流差を合計する等によって、磁場検知結果から検知部Ｓ１，Ｓ２のオフセット差等を除去することができる。
【００９５】
磁場検知装置１０００、２０００を用いたチョッピング駆動による磁場検知は、複数の相（条件）での出力を１回ずつ行ってもよく、または繰り返し行ってもよい。また、磁場検知を、複数の相での出力を繰り返し行い、十分に長い時間をかけて乱数取得して行ってもよい。また、感磁部１１００における電流方向は、駆動端子からセンス端子に流れてよく、またはセンス端子から駆動端子に流れてもよい。
【００９６】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００９７】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００９８】
１００  磁気センサ、１１０、１１００  感磁部、１１２  中央部、１１４、１１４０  第１延伸部、１１６、１１５０  第２延伸部、１１８、１１６０  第３延伸部、１２０  駆動端子、１３０  第１出力端子、１４０  第２出力端子、１５０  基板、２００、１０００、２０００  磁場検知装置、２１０  駆動電流供給部、２２０  磁場検知部、２２３  出力電流差検出部、２２６  出力電圧差検出部、１１１０  第１端子、１１２０  第２端子、１１３０  第３端子、１２００  第１電流源、１３００  第２電流源、１４００  出力部、１５００  駆動部、１６００  スイッチング部、Ｓ１、Ｓ２  検知部、１７００  駆動電源
【図１】
2017057650.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2017057650.tif 000024
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