(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１および第２の磁気検出素子と、
前記第１の方向からθ1傾いた第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第３および第４の磁気検出素子とを有し、
前記第１および第３の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第１の直列回路と、前記第２および第４の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第２の直列回路とを並列接続してなり、前記第１および第２の直列回路の２つの共通接続端を介して第１の電源電圧が印加され、前記第１および第２の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第１の出力電圧と第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、
前記第１の方向からθ2傾いた第３の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５および第６の磁気検出素子と、
前記第１の方向からθ3傾いた第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第７および第８の磁気検出素子とを有し、
前記第５および第７の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第３の直列回路と、前記第６および第８の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第４の直列回路とを並列接続してなり、前記第３および第４の直列回路の２つの共通接続端を介して第２の電源電圧が印加され、前記第３および第４の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第３の出力電圧と第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、
磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、
各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、
前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、
第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧とを比較し、
第２の前記比較器は、前記第１の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第２の出力電圧とを比較し、
第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第４の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第４の前記比較器は、前記第３の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第４の出力電圧とを比較し、
磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１ないし第４の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の第１および第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、
２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第１および第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、
磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５ないし第８の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の前記第１および第２の方向とは異なる第３および第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、
２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第３および第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、
磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、
各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、
前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、
第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧とを比較し、
第２の前記比較器は、前記第１の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第２の出力電圧とを比較し、
第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第４の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第４の前記比較器は、前記第３の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第４の出力電圧とを比較し、
磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
第１の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１および第２の磁気検出素子と、
前記第１の方向からθ1傾いた第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第３および第４の磁気検出素子とを有し、
前記第１および第３の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第１の直列回路と、前記第２および第４の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第２の直列回路とを並列接続してなり、前記第１および第２の直列回路の２つの共通接続端を介して第１の電源電圧が印加され、前記第１および第２の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第１の出力電圧と第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、
前記第１の方向からθ2傾いた第３の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５および第６の磁気検出素子と、
前記第１の方向からθ3傾いた第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第７および第８の磁気検出素子とを有し、
前記第５および第７の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第３の直列回路と、前記第６および第８の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第４の直列回路とを並列接続してなり、前記第３および第４の直列回路の２つの共通接続端を介して第２の電源電圧が印加され、前記第３および第４の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第３の出力電圧と第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、
磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、
各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、
前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、
第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第２の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、
第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第４の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、
磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴とする磁気センサ。
【請求項４】
磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１ないし第４の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の第１および第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、
２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第１および第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、
磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５ないし第８の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の前記第１および第２の方向とは異なる第３および第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、
２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第３および第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、
磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、
各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、
前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、
第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第２の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、
第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、
第４の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、
磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴とする磁気センサ。
【請求項５】
前記オフセット手段は、流入電流源および流出電流源を用いて構成されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記流入電流源および前記流出電流源の電流値は、前記第１および第２のブリッジ回路に供給される電源電圧値に比例した電流値としてなる請求項５に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記第１と第２の方向を互いに直交させ、前記第３と第４の方向を互いに直交させると共に、前記第１の方向と、前記第３および第４の方向のそれぞれが４５度の角度で交わるように配置させてなる請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気検出素子を用いて磁界を検出する磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、４個の磁気抵抗素子をホイートストンブリッジ接続してなる磁気センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。そこで、このような従来技術による磁気センサ１０１について、図２９を用いて説明する。
【０００３】
磁気センサ１０１を構成する４個の磁気抵抗素子Ｒ11〜Ｒ14は、基板１０２の表面に設けられ、ブリッジ回路１０３を形成する。第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14は、長い短冊状パターンと、短い短冊状パターンとを交互に直交させて接続することで、それぞれミアンダ状に形成される。第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12における、短い短冊状パターンはＸ方向に伸長し、長い短冊状パターンはＹ方向に伸長する。このため、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12の抵抗値の変化は、Ｘ方向に印加される磁界に対して最も大きく、Ｙ方向に印加される磁界に対して最も小さい。すなわち、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12は、Ｘ方向に印加される磁界に対して最大感度を有する。第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14における、短い短冊状パターンはＹ方向に伸長し、長い短冊状パターンはＸ方向に伸長する。このため、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14の抵抗値の変化は、Ｙ方向に印加される磁界に対して最も大きく、Ｘ方向に印加される磁界に対して最も小さい。すなわち、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14は、Ｙ方向に印加される磁界に対して最大感度を有する。第１の磁気抵抗素子Ｒ11と第３の磁気抵抗素子Ｒ13とは、第１の接続端Ｐ11を介して直列接続されて第１の直列回路１０４をなし、第２の磁気抵抗素子Ｒ12と第４の磁気抵抗素子Ｒ14とは、第２の接続端Ｐ12を介して直列接続されて第２の直列回路１０５をなす。さらに、第１の直列回路１０４の第１の磁気抵抗素子Ｒ11側と第２の直列回路１０５の第４の磁気抵抗素子Ｒ14側とが第３の接続端Ｐ13を介して共通接続されると共に、第１の直列回路１０４の第３の磁気抵抗素子Ｒ13側と第２の直列回路１０５の第２の磁気抵抗素子Ｒ12側とが第４の接続端Ｐ14を介して共通接続される。第３の接続端Ｐ13には電源電圧Ｖccが印加されると共に、第４の接続端Ｐ14はグランドＧＮＤに接続され、第１の接続端Ｐ11および第２の接続端Ｐ12を介して磁界強度に応じた出力電圧Ｃm，Ｃpが取り出される。なお、出力電圧Ｃm，Ｃpは、差動増幅器（図示せず）を介して差動増幅される。
【０００４】
次に、図３０ないし図３３を参照しつつ、磁気センサ１０１に印加される磁界の磁界方向と磁界強度とを変えたときの、磁気センサ１０１の出力電圧Ｃm，Ｃpについて説明する。なお、磁界方向は、基線であるＹ方向を、反時計回りに回転した角度θを正であらわし、時計回りに回転した角度θを負であらわす。なお、磁界強度がプラス（＋）の場合は、角度θの方向の磁界強度をあらわし、磁界強度がマイナス（−）の場合は、角度θの方向と逆向きの方向、すなわち、角度（θ±１８０°）の方向の磁界強度をあらわす。また、磁気抵抗素子Ｒ11〜Ｒ14の抵抗値は、磁界が印加されないとき、すなわち、磁界強度が０［ｍＴ］のときに、出力電圧Ｃmが出力電圧Ｃpよりも大きくなるように設定される。
【０００５】
まず、図３０を用いて、磁界方向の角度θが０度の場合（θ＝０°）、すなわち、磁界方向がＹ方向の場合について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１０１に印加していくと、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14の抵抗値は減少する。一方、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12にはＸ方向の成分が印加されないので、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12の抵抗値は殆ど変化しない。この結果、出力電圧Ｃmは減少し、出力電圧ＣPは増加する。すなわち、出力電圧Ｃm，Ｃpは反相で変化する。従って、θ＝０°の場合は、磁界強度を徐々に増加させていくと、±Ｂa［ｍＴ］で出力電圧Ｃm，Ｃpはクロスする。このため、磁気センサ１０１の検出信号は、±Ｂa［ｍＴ］を閾値として、例えばＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換わるので、磁気センサ１０１は磁界を検出することができる。
【０００６】
次に、図３１を用いて、磁界方向の角度θの絶対値が０度から４５度の場合（０°＜｜θ｜＜４５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１０１に印加していくと、Ｘ方向およびＹ方向の成分が増加する。なお、Ｘ方向の成分は、Ｙ方向の成分よりも小さい。このため、第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ11〜Ｒ14の抵抗値は減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14の抵抗値の変化量よりも小さい。この結果、出力電圧Ｃmは減少し、出力電圧ＣPは増加する。従って、０°＜｜θ｜＜４５°の場合、磁界強度を徐々に増加させていくと、±Ｂb［ｍＴ］で出力電圧Ｃm，Ｃpはクロスする（Ｃm＝Ｃp）。このため、磁気センサ１０１の検出信号は、±Ｂb［ｍＴ］を閾値として、例えばＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換わるので、磁気センサ１０１は磁界を検出することができる。なお、θ＝０°の場合と比べて出力電圧Ｃm，Ｃpは緩やかに変化するため、｜±Ｂa［ｍＴ］｜＜｜±Ｂb［ｍＴ］｜となる。
【０００７】
次に、図３２を用いて、磁界方向の角度θの絶対値が４５度の場合（｜θ｜＝４５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１０１に印加していくと、Ｘ方向およびＹ方向の成分が一様に増加する。このため、第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ11〜Ｒ14の抵抗値は一様に減少する。この結果、出力電圧Ｃm，Ｃpは殆ど変化しない。従って、｜θ｜＝４５°の場合は、磁界強度を徐々に増加させていっても、出力電圧Ｃm，Ｃpはクロスしない。このため、磁気センサ１０１の検出信号は、例えばＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換わらないので、磁気センサ１０１は磁界を検出することができない。
【０００８】
次に、図３３を用いて、磁界方向の角度θの絶対値が４５度から９０度の場合（４５°＜｜θ｜＜９０°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１０１に印加していくと、Ｘ方向およびＹ方向の成分が増加する。なお、Ｘ方向の成分は、Ｙ方向の成分よりも大きい。このため、第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ11〜Ｒ14の抵抗値は減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ11，Ｒ12の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ13，Ｒ14の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｃmは増加し、出力電圧ＣPは減少する。従って、４５°＜｜θ｜＜９０°の場合は、磁界強度を徐々に増加させていっても、出力電圧Ｃm，Ｃpはクロスしない。このため、磁気センサ１０１の検出信号は、例えばＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに切り換わらないので、磁気センサ１０１は磁界を検出することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２８３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このように、従来技術による磁気センサでは、磁気センサに印加される磁界の磁界方向を変えていくと、磁界方向を検出できない領域が発生するという問題があった。また、磁気センサに印加される磁界の磁界方向と磁界強度とを変えていくと、磁気センサを構成する４個の磁気抵抗素子の抵抗値の変化量が異なるため、磁気センサの検出電圧の変化が異なる。この結果、磁気センサが磁界を検出するときの閾値が、磁界方向によって大きく変わる。すなわち、磁界方向によって、磁気センサの磁気感度が一定しないという問題があった。
【００１１】
本発明は前述の問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、磁気の磁界方向に依存せずに磁界を検出することができる磁気センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、第１の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１および第２の磁気検出素子と、前記第１の方向からθ1傾いた第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第３および第４の磁気検出素子とを有し、前記第１および第３の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第１の直列回路と、前記第２および第４の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第２の直列回路とを並列接続してなり、前記第１および第２の直列回路の２つの共通接続端を介して第１の電源電圧が印加され、前記第１および第２の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第１の出力電圧と第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、前記第１の方向からθ2傾いた第３の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５および第６の磁気検出素子と、前記第１の方向からθ3傾いた第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第７および第８の磁気検出素子とを有し、前記第５および第７の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第３の直列回路と、前記第６および第８の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第４の直列回路とを並列接続してなり、前記第３および第４の直列回路の２つの共通接続端を介して第２の電源電圧が印加され、前記第３および第４の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第３の出力電圧と第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧とを比較し、第２の前記比較器は、前記第１の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第２の出力電圧とを比較し、第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第４の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第４の前記比較器は、前記第３の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第４の出力電圧とを比較し、磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴としている。
【００１３】
請求項２の発明は、磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１ないし第４の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の第１および第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第１および第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５ないし第８の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の前記第１および第２の方向とは異なる第３および第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第３および第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第１の出力電圧とを比較し、第２の前記比較器は、前記第１の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第２の出力電圧とを比較し、第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第４の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第４の前記比較器は、前記第３の出力電圧と、オフセット電圧を加算した前記第４の出力電圧とを比較し、磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明は、第１の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１および第２の磁気検出素子と、前記第１の方向からθ1傾いた第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第３および第４の磁気検出素子とを有し、前記第１および第３の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第１の直列回路と、前記第２および第４の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第２の直列回路とを並列接続してなり、前記第１および第２の直列回路の２つの共通接続端を介して第１の電源電圧が印加され、前記第１および第２の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第１の出力電圧と第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、前記第１の方向からθ2傾いた第３の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５および第６の磁気検出素子と、前記第１の方向からθ3傾いた第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持つと共に磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第７および第８の磁気検出素子とを有し、前記第５および第７の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第３の直列回路と、前記第６および第８の磁気検出素子が接続端を介して直列接続された第４の直列回路とを並列接続してなり、前記第３および第４の直列回路の２つの共通接続端を介して第２の電源電圧が印加され、前記第３および第４の直列回路の接続端のそれぞれからは反相の第３の出力電圧と第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第２の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第４の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴としている。
【００１５】
請求項４の発明は、磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第１ないし第４の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の第１および第２の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第１および第２の出力電圧を出力する第１のブリッジ回路と、磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する第５ないし第８の磁気検出素子を用いてホイートストンブリッジを構成し、２軸平面上の前記第１および第２の方向とは異なる第３および第４の方向の印加磁界に対して最大感度を持ち、２つの出力端子が磁界強度に対して反相で変化する第３および第４の出力電圧を出力する第２のブリッジ回路と、を備えた磁気センサであって、磁界が印加されない場合に、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値が同じとなるように設定すると共に、各前記接続端に接続された４つの比較器と、これらの比較器に接続された判定回路とを有する演算回路と、前記第１ないし第４の出力電圧の電圧値に、オフセット電圧を加算、減算、あるいは加算および減算のいずれかを行うオフセット手段と、を設け、第１の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第２の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第２の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、第３の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第３の出力電圧とを比較し、第４の前記比較器は、オフセット電圧を減算した前記第１の出力電圧と、前記第４の出力電圧とを比較し、磁界強度を大きく可変していったときに、４つの前記比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して前記判定回路の信号レベルが切り換わることによって磁界を検出することを特徴としている。
【００１６】
請求項５の発明は、前記オフセット手段は、流入電流源および流出電流源を用いて構成されている。
【００１７】
請求項６の発明は、前記流入電流源および前記流出電流源の電流値は、前記第１および第２のブリッジ回路に供給される電源電圧値に比例した電流値としている。
【００１８】
請求項７の発明は、前記第１と第２の方向を互いに直交させ、前記第３と第４の方向を互いに直交させると共に、前記第１の方向と、前記第３および第４の方向のそれぞれが４５度の角度で交わるように配置させている。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１，２の発明では、４つの比較器を演算回路に設けた。このため、４つの比較器が比較する、第１ないし第４の出力電圧と、オフセットされた第１ないし第４の出力電圧との組み合わせが４つに固定され、いずれか一組の大きさが逆転すると、これに伴う比較器の出力により、判定回路の信号レベルが切り換わる。この結果、大きさが逆転する磁界強度を閾値として、磁界方向に依存することなく磁界強度を検出することができる。
【００２３】
請求項３，４の発明でも、請求項１，２の発明と同様に、４つの比較器を演算回路に設けた。このため、４つの比較器が比較する、第１ないし第４の出力電圧と、オフセットされた第１ないし第４の出力電圧との組み合わせが４つに固定され、いずれか一組の大きさが逆転すると、これに伴う比較器の出力により、判定回路の信号レベルが切り換わる。この結果、大きさが逆転する磁界強度を閾値として、磁界方向に依存することなく磁界強度を検出することができる。
【００２４】
請求項５の発明では、オフセット手段は、流入電流源および流出電流源を用いて構成される。このため、簡単な電気回路でオフセット手段を構成することができる。
【００２５】
請求項６の発明では、流入電流源および流出電流源が、第１および第２のブリッジ回路に供給される電源電圧値に比例したソース電流あるいはシンク電流を供給する。このため、電源電圧値が変動しても、この変動に応じたオフセット電圧を加算、減算、加算および減算することができる。これにより、電源電圧の変動に依存することなく磁界を検出することができるので、磁界を検出する感度を一定に保つことができる。
【００２６】
請求項７の発明は、第１と第２の方向、および、第３の方向と第４の方向とが、それぞれ９０度の角度をなすようにした。また、第１の方向と第３の方向、および、第１の方向と第４の方向とが、それぞれ４５度の角度をなすようにした。従って、第１ないし第４の方向が等間隔に設定されるため、印加される磁界の方向に対する磁界強度が検出される閾値がほぼ一定となり、精度よく安定して磁界強度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施の形態による磁気センサを示す回路図である。
【図２】図１のセンサ回路部を示す平面図である。
【図３】図１の演算回路を示す回路図である。
【図４】磁界方向の角度が０度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図５】磁界方向の角度が０度から２２．５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図６】磁界方向の角度が２２．５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図７】磁界方向の角度が２２．５度から４５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図８】磁界方向の角度が４５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図９】磁界方向の角度が４５度から６７．５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１０】磁界方向の角度が６７．５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１１】磁界方向の角度が６７．５度から９０度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１２】磁界方向の角度が９０度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１３】磁界方向の角度と磁界強度の閾値との関係を示す特性線図である。
【図１４】第２の実施の形態による演算回路を示す回路図である。
【図１５】磁界方向の角度が０度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１６】磁界方向の角度が０度から２２．５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１７】磁界方向の角度が２２．５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１８】磁界方向の角度が２２．５度から４５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図１９】磁界方向の角度が４５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図２０】磁界方向の角度が４５度から６７．５度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図２１】磁界方向の角度が６７．５度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図２２】磁界方向の角度が６７．５度から９０度までの間の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図２３】磁界方向の角度が９０度の場合において、磁界強度と第１ないし第４の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図２４】第３の実施の形態によるセンサ回路部を示す回路図である。
【図２５】第３の実施の形態の第１の変形例のセンサ回路部を示す回路図である。
【図２６】第３の実施の形態の第２の変形例のセンサ回路部を示す回路図である。
【図２７】第１の実施の形態の第１の変形例の演算回路を示す回路図である。
【図２８】第１の実施の形態の第２の変形例の演算回路を示す回路図である。
【図２９】従来技術による磁気センサを示す平面図である。
【図３０】磁界方向の角度の絶対値が０度の場合において、磁界強度と、従来技術による第１および第２の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図３１】磁界方向の角度の絶対値が０度から４５度の間の場合において、磁界強度と、従来技術による第１および第２の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図３２】磁界方向の角度の絶対値が４５度の場合において、磁界強度と、従来技術による第１および第２の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【図３３】磁界方向の角度の絶対値が４５度から９０度の間の場合において、磁界強度と、従来技術による第１および第２の出力電圧との関係を示す特性線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態による磁気センサについて、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１に、第１の実施の形態による磁気センサ１を示す。磁気センサ１は、磁性薄膜磁気抵抗素子からなるセンサ回路部２と、各種の演算を行う演算回路３とを備えている。
【００３０】
図２に示すように、センサ回路部２は、４個の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4からなる第１のブリッジ回路５と、４個の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8からなる第２のブリッジ回路６とを備える。磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ8は、例えば互いに直交したＸ方向およびＹ方向に沿って広がる基板４の表面に形成される。
【００３１】
第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4は、長い短冊状パターンと、短い短冊状パターンとを交互に直交させて接続することで、ミアンダ状に形成される。
【００３２】
第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の長い短冊状パターンはＹ方向に沿って延び、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の長い短冊状パターンはＸ方向に沿って延びる。このため、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値は、Ｘ方向と平行な第１の方向Ｄ1の磁界が印加されると最も小さくなり、Ｙ方向と平行な第２の方向Ｄ2の磁界が印加されると最も大きくなる。一方、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値は、第１の方向Ｄ1の磁界が印加されると最も大きくなり、第２の方向Ｄ2の磁界が印加されると最も小さくなる。すなわち、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の最大感磁方向は第１の方向Ｄ1であり、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の最大感磁方向は第２の方向Ｄ2である。
【００３３】
第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4は、基板４の表面に成膜された、例えば、磁気抵抗材料であるパーマロイ（NiFe）等の強磁性体薄膜を、フォトリソグラフィ技術等の微細加工技術を用いて所定形状に形成されたものである。磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4は、ＡＭＲ(異方性磁気抵抗素子)であってもよく、ＧＭＲ(巨大磁気抵抗素子)であってもよく、磁界強度に対して偶関数特性の電圧を出力する磁気検出素子であればいずれのものでもよい。なお、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の最大感磁方向である第１の方向Ｄ1と、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の最大感磁方向である第２の方向Ｄ2とが９０度の角度をなす場合を例示したが、これに限られず、任意の角度θ1としてもよい。
【００３４】
第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4は、フルブリッジで接続され、第１のブリッジ回路５を構成する。具体的には、第１の磁気抵抗素子Ｒ1と第３の磁気抵抗素子Ｒ3とを第１の接続端Ｐ1を介して直列接続することにより、ハーフブリッジをなす第１の直列回路７を構成する。また、第２の磁気抵抗素子Ｒ2と第４の磁気抵抗素子Ｒ4とを第２の接続端Ｐ2を介して直列接続することにより、ハーフブリッジをなす第２の直列回路８を構成する。
【００３５】
第１の直列回路７の第１の磁気抵抗素子Ｒ1側と第２の直列回路８の第４の磁気抵抗素子Ｒ4側とを、共通接続端をなす第３の接続端Ｐ3を介して共通接続する。第１の直列回路７の第３の磁気抵抗素子Ｒ3側と第２の直列回路８の第２の磁気抵抗素子Ｒ2側とを、共通接続端をなす第４の接続端Ｐ4を介して共通接続する。これにより、第１の直列回路７と第２の直列回路８が並列接続され、ホイートストンブリッジをなす第１のブリッジ回路５が構成される。
【００３６】
そして、第３の接続端Ｐ3は、電源電圧Ｖccを供給するための電源電圧端子９が電気的に接続される。また、第４の接続端Ｐ4は、外部のグランドＧＮＤに接続するためのグランド端子１０が電気的に接続される。これにより、ブリッジ回路５には、第３の接続端Ｐ3および第４の接続端Ｐ4を介して第１の電源電圧Ｖccが印加される。
【００３７】
一方、第１の接続端Ｐ1は、第１の出力電圧Ａmを取り出すための第１の出力端子１１と電気的に接続される。また、第２の接続端Ｐ2は、第２の出力電圧Ａpを取り出すための第２の出力端子１２と電気的に接続される。これにより、ブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1と第２の接続端Ｐ2のそれぞれからは、第１の出力電圧Ａmと第２の出力電圧Ａpが取り出される。
【００３８】
具体的には、磁気センサ１に、例えば第１の方向Ｄ1の磁界を徐々に大きく可変して印加していくと、第１の出力電圧Ａmが増加すると共に、第２の出力電圧Ａpは減少する。一方、例えば第２の方向Ｄ2の磁界を徐々に大きく可変して印加していくと、第１の出力電圧Ａmが減少すると共に、第２の出力電圧Ａpは増加する。すなわち、第１の出力電圧Ａmおよび第２の出力電圧Ａpは、反相で変化する。
【００３９】
なお、磁気センサ１に印加される磁界強度がゼロ（０）［ｍＴ］の場合に、第１の出力電圧Ａmと第２の出力電圧Ａpとが同じ値になるように設定される。
【００４０】
第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8は、第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4と同様に形成される。但し、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の長い短冊状パターンは、Ｘ方向から反時計回りに４５度回転させた方向に伸長するように形成される。また、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の長い短冊状パターンは、Ｘ方向から時計回りに４５度回転させた方向に伸長するように形成される。このため、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値は、第１の方向Ｄ1を時計回りに角度４５度回転させた第３の方向Ｄ3の磁界が印加されると最も小さくなり、第１の方向Ｄ1を反時計回りに角度４５度回転させた第４の方向Ｄ4の磁界が印加されると最も大きくなる。一方、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値は、第３の方向Ｄ3の磁界が印加されると最も大きくなり、第４の方向Ｄ4の磁界が印加されると最も小さくなる。すなわち、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の最大感磁方向は第３の方向Ｄ3であり、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の最大感磁方向は第４の方向Ｄ4である。
【００４１】
なお、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の最大感磁方向である第３の方向Ｄ3と、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の最大感磁方向である第４の方向Ｄ4とが、第１の方向Ｄ1とそれぞれ４５度の角度をなす場合を例示したが、これに限られず、第３の方向Ｄ3と第１の方向Ｄ1とは任意の角度θ2をなし、第４の方向Ｄ4と第１の方向Ｄ1とは任意の角度θ3をなすように、第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8を配置形成しても良い。
【００４２】
第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8は、フルブリッジで接続され、第２のブリッジ回路６を構成する。具体的には、第５の磁気抵抗素子Ｒ5と第７の磁気抵抗素子Ｒ7とを第５の接続端Ｐ5を介して直列接続することにより、ハーフブリッジをなす第３の直列回路１３を構成する。また、第６の磁気抵抗素子Ｒ6と第８の磁気抵抗素子Ｒ8とを第６の接続端Ｐ6を介して直列接続することにより、ハーフブリッジをなす第４の直列回路１４を構成する。
【００４３】
第３の直列回路１３の第５の磁気抵抗素子Ｒ5側と第４の直列回路１４の第８の磁気抵抗素子Ｒ8側とを、共通接続端をなす第７の接続端Ｐ7を介して共通接続する。第３の直列回路１３の第７の磁気抵抗素子Ｒ7側と第４の直列回路１４の第６の磁気抵抗素子Ｒ6側とを、共通接続端をなす第８の接続端Ｐ8を介して共通接続する。これにより、第３の直列回路１３と第４の直列回路１４が並列接続され、ホイートストンブリッジをなす第２のブリッジ回路６が構成される。
【００４４】
そして、第７の接続端Ｐ7は、電源電圧Ｖccを供給するための電源電圧端子１５が電気的に接続される。また、第８の接続端Ｐ8は、外部のグランドＧＮＤに接続するためのグランド端子１６が電気的に接続される。これにより、ブリッジ回路６には、第７の接続端Ｐ7および第８の接続端Ｐ8を介して第２の電源電圧Ｖccが印加される。なお、第２の電源電圧は、第１の電源電圧と同じ電圧でも、異なる電圧でもよい。
【００４５】
一方、第５の接続端Ｐ5は、第３の出力電圧Ｂmを取り出すための第３の出力端子１７と電気的に接続される。また、第６の接続端Ｐ6は、第４の出力電圧Ｂpを取り出すための第４の出力端子１８と電気的に接続される。これにより、ブリッジ回路６の第５の接続端Ｐ5および第６の接続端Ｐ6のそれぞれからは、第３の出力電圧Ｂmと第４の出力電圧Ｂpとが取り出される。
【００４６】
具体的には、磁気センサ１に、例えば第３の方向Ｄ3の磁界を徐々に大きく可変して印加していくと、第３の出力電圧Ｂmが増加すると共に、第４の出力電圧Ｂpは減少する。一方、例えば第４の方向Ｄ4の磁界を徐々に大きく可変して印加していくと、第３の出力電圧Ｂmが減少すると共に、第４の出力電圧Ｂpは増加する。すなわち、第３の出力電圧Ｂmと第４の出力電圧Ｂpは、反相で変化する。
【００４７】
なお、磁気センサ１に印加される磁界強度がゼロ（０）［ｍＴ］の場合に、第３の出力電圧Ｂmおよび第４の出力電圧Ｂpは、第１の出力電圧Ａmおよび第２の出力電圧Ａpと同じ値になるように設定される。
【００４８】
図１に示すように、第１のブリッジ回路５の第１の出力端子１１には、加算用スイッチ２１を介して第１の流入電流源２２が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第１の流出電流源２４が接続される。第２の出力端子１２には、加算用スイッチ２１を介して第２の流入電流源２５が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第２の流出電流源２６が接続される。
【００４９】
また、第２のブリッジ回路６の第３の出力端子１７には、加算用スイッチ２１を介して第３の流入電流源２７が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第３の流出電流源２８が接続される。第４の出力端子１８には、加算用スイッチ２１を介して第４の流入電流源２９が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第４の流出電流源３０が接続される。
【００５０】
なお、流入電流源２２，２５，２７，２９および流出電流源２４，２６，２８，３０は、予め決められた一定の電流を流す定電流源によって構成される。また、加算用スイッチ２１および減算用スイッチ２３のＯＮ−ＯＦＦの切換制御は、スイッチ回路３１によって行われる。
【００５１】
加算用スイッチ２１をＯＮすると、流入電流源２２と磁気抵抗素子Ｒ1とが電気的に接続され、流入電流源２２から磁気抵抗素子Ｒ1にソース電流が流れる。同様に、流入電流源２５から磁気抵抗素子Ｒ4に、流入電流源２７から磁気抵抗素子Ｒ7に、流入電流源２９から磁気抵抗素子Ｒ6にソース電流が流れる。このため、第１の出力電圧Ａmに、流入電流源２２からのソース電流に応じたオフセット電圧α1が加算される（Ａm＋α1）。なお、オフセット電圧α1は、磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ3の抵抗値、電源電圧Ｖccの出力電圧値、流入電流源２２の電流値によって定まる。
【００５２】
同様に、第２の出力電圧Ａpに、流入電流源２５からのソース電流に応じた所定のオフセット電圧α2が加算される（Ａp＋α2）。第３の出力電圧Ｂmに、流入電流源２７からのソース電流に応じた所定のオフセット電圧α3が加算される（Ｂm＋α3）。第４の出力電圧Ｂpに、流入電流源２９からのソース電流に応じた所定のオフセット電圧α4が加算される（Ｂp＋α4）。すなわち、第１ないし第４の出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpは、オフセットされる。なお、オフセット電圧α2〜α4は、オフセット電圧α1と同様に定まる。
【００５３】
一方、減算用スイッチ２３をＯＮすると、流出電流源２４と磁気抵抗素子Ｒ1とが電気的に接続され、流出電流源２４から磁気抵抗素子Ｒ1にシンク電流が流れる。同様に、流出電流源２６から磁気抵抗素子Ｒ4に、流出電流源２８から磁気抵抗素子Ｒ7に、流出電流源３０から磁気抵抗素子Ｒ6にシンク電流が流れる。このため、第１の出力電圧Ａmから、流出電流源２４からのシンク電流に応じた所定のオフセット電圧α5が減算される（Ａm−α5）。なお、オフセット電圧α5は、磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ3の抵抗値、電源電圧Ｖccの出力電圧値、流出電流源２４の電流値によって定まる。
【００５４】
同様に、第２の出力電圧Ａpから、流出電流源２６からのシンク電流に応じた所定のオフセット電圧α6が減算される（Ａp−α6）。第３の出力電圧Ｂmから、流出電流源２８からのシンク電流に応じた所定のオフセット電圧α7が減算される（Ｂm−α7）。第４の出力電圧Ｂpから、流出電流源３０からのシンク電流に応じた所定のオフセット電圧α8が減算される（Ｂp−α8）。すなわち、第１ないし第４の出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpは、オフセットされる。なお、オフセット電圧α6〜α8は、オフセット電圧α5と同様に定まる。
【００５５】
このように、加算用スイッチ２１と、減算用スイッチ２３と、流入電流源２２，２５，２７，２９と、流出電流源２４，２６，２８，３０とを組み合わせることで、第１ないし第４の出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpを所定の電圧値にオフセットするオフセット手段が構成される。
【００５６】
次に、図３を用いて、演算回路３の概略を説明する。なお、説明の便宜上、前述したオフセット電圧α1〜α8が、一定のオフセット電圧αの場合について説明する。演算回路３は、４個の比較器４１〜４４と判定回路となる１個のＯＲ回路４５とを有する。第１の比較器４１の±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1と第２の接続端Ｐ2とが接続される。第１の比較器４１は、判断基準として、第１の出力電圧Ａmと、第２の出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ａp−α）とを比較し、電圧（Ａp−α）が第１の出力電圧Ａmよりも大きい（（Ａp−α）＞Ａm）ときに真となり、それ以外で偽となる第１の判定信号Ｓ1を出力する。なお、第１の出力電圧Ａmは、第１の流入電流源２２に接続された加算用スイッチ２１および第１の流出電流源２４に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａp−α）は、第２の流入電流源２５に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第２の流出電流源２６に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【００５７】
第２の比較器４２の±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1と第２の接続端Ｐ2とが接続される。第２の比較器４２は、判断基準として、第１の出力電圧Ａmと、第２の出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ加算した電圧（Ａp＋α）とを比較し、第１の出力電圧Ａmが電圧（Ａp＋α）よりも大きい（Ａm＞（Ａp＋α））ときに真となり、それ以外で偽となる第２の判定信号Ｓ2を出力する。なお、第１の出力電圧Ａmは、第１の流入電流源２２に接続された加算用スイッチ２１および第１の流出電流源２４に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａp＋α）は、第２の流入電流源２５に接続された加算用スイッチ２１がＯＮ状態、第２の流出電流源２６に接続された減算用スイッチ２３がＯＦＦ状態で測定される。
【００５８】
第３の比較器４３の±入力端子のそれぞれには、第２のブリッジ回路６の第５の接続端Ｐ5と第６の接続端Ｐ6とが接続される。第３の比較器４３は、判断基準として、第３の出力電圧Ｂmと、第４の出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ｂp−α）とを比較し、電圧（Ｂp−α）が第３の出力電圧Ｂmよりも大きい（（Ｂp−α）＞Ｂm）ときに真となり、それ以外で偽となる第３の判定信号Ｓ3を出力する。なお、第３の出力電圧Ｂmは、第３の流入電流源２７に接続された加算用スイッチ２１および第３の流出電流源２８に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ｂp−α）は、第４の流入電流源２９に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第４の流出電流源３０に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【００５９】
第４の比較器４４の±入力端子のそれぞれには、第２のブリッジ回路６の第５の接続端Ｐ5と第６の接続端Ｐ6とが接続される。第４の比較器４４は、判断基準として、第３の出力電圧Ｂmと、第４の出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ加算した電圧（Ｂp＋α）とを比較し、第３の出力電圧Ｂmが電圧（Ｂp＋α）よりも大きい（Ｂm＞（Ｂp＋α））ときに真となり、それ以外で偽となる第４の判定信号Ｓ4を出力する。なお、第３の出力電圧Ｂmは、第３の流入電流源２７に接続された加算用スイッチ２１および第３の流出電流源２８に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ｂp＋α）は、第４の流入電流源２９に接続された加算用スイッチ２１がＯＮ状態、第４の流出電流源３０に接続された減算用スイッチ２３がＯＦＦ状態で測定される。
【００６０】
ＯＲ回路４５の入力端子には、第１ないし第４の比較器４１〜４４の出力端子が接続される。ＯＲ回路４５は、第１ないし第４の判定信号Ｓ1〜Ｓ4のうちのいずれかが真となるときに真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）、全てが偽となるときに偽（例えば、Ｌｏｗレベル）の検出信号Ｖoutを出力する。
【００６１】
次に、図４ないし図１２に示す、磁界強度と出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpの電圧値との関係を用いて、磁気センサ１の検出動作について説明する。なお、磁界方向は、基線であるＹ方向を、反時計回りに回転した角度θを正であらわし、時計回りに回転した角度θを負であらわす。また、磁界強度がプラス（＋）の場合は、角度θの方向の磁界強度をあらわし、一方、磁界強度がマイナス（−）の場合は、角度θの方向と逆向きの方向、すなわち、角度（θ±１８０°）の方向の磁界強度をあらわす。
【００６２】
まず、図４を用いて、磁界方向の角度θが０度の場合（θ＝０°）、すなわち、磁界方向が第２の方向Ｄ2の場合について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１のブリッジ回路５を構成する第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値が減少する。一方、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2には第１の方向Ｄ1の磁界成分が印加されないので、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値は殆ど変化しない。このため、磁界強度が大きくなるにつれて、出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。すなわち、出力電圧Ａmおよび出力電圧Ａpは、反相で変化する。
【００６３】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が一様に増加する。このため、第２のブリッジ回路６を構成する第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値は、一様に減少する。この結果、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂm，Ｂpは殆ど変化しない。
【００６４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００６５】
磁界強度が±Ｂ0[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmとクロスする（（Ａp−α）＝Ａm）。
【００６６】
さらに、磁界強度が±Ｂ0[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp−α）＞Ａm）なり、第１の判定信号Ｓ1は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1は真、判定信号Ｓ2〜Ｓ4は偽となる。このため、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは±Ｂ0[ｍＴ]を閾値として偽から真（例えば、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００６７】
次に、図５を用いて、磁界方向の角度θが０度から２２．５度までの間の場合（０°＜θ＜２２．５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。なお、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも小さい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも小さい。この結果、出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、出力電圧Ａm，Ａpは、θ＝０°の場合と比べて、反相で緩やかに変化する。
【００６８】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。すなわち、出力電圧Ｂm，Ｂpは、反相で変化する。
【００６９】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００７０】
磁界強度が±Ｂ1[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmとクロスする（（Ａp−α）＝Ａm）。なお、θ＝０°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは緩やかに変化するため、｜±Ｂ0[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ1[ｍＴ]｜となる。
【００７１】
さらに、磁界強度が±Ｂ1[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp−α）＞Ａm）なり、第１の判定信号Ｓ1は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ2〜Ｓ4は偽となり、判定信号Ｓ1は真となる。このため、±Ｂ1[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００７２】
次に、図６を用いて、磁界方向の角度θが２２．５度の場合（θ＝２２．５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。なお、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも小さい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも小さい。この結果、出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で緩やかに変化する。
【００７３】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、大きく変化する。
【００７４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００７５】
磁界強度が±Ｂ2[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmとクロスし（（Ａp−α）＝Ａm）、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmとクロスする（（Ｂp＋α）＝Ｂm）。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは緩やかに変化するため、｜±Ｂ1[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ2[ｍＴ]｜となる。
【００７６】
さらに、磁界強度が±Ｂ2[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp−α）＞Ａm）なり、第１の判定信号Ｓ1は偽から真に切り換わる。これに加えて、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp＋α）＜Ｂm）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ2およびＳ3は偽、判定信号Ｓ1およびＳ4は真となる。このため、±Ｂ2[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００７７】
次に、図７を用いて、磁界方向の角度θが２２．５度から４５度までの間の場合（２２．５°＜θ＜４５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。なお、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも小さい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも小さい。この結果、出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で緩やかに変化する。
【００７８】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、大きく変化する。
【００７９】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００８０】
磁界強度が±Ｂ3[ｍＴ]に達すると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmとクロスする（（Ｂp＋α）＝Ｂm）。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは大きく変化するため、｜±Ｂ2[ｍＴ]｜＞｜±Ｂ3[ｍＴ]｜となる。
【００８１】
さらに、磁界強度が±Ｂ3[ｍＴ]を超えると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp＋α）＜Ｂm）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ3[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００８２】
次に、図８を用いて、磁界方向の角度θが４５度の場合（θ＝４５°）、すなわち、磁界方向が第３の方向Ｄ3の場合について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が一様に増加する。このため、第１のブリッジ回路５を構成する第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値は、一様に減少する。この結果、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａm，Ａpは殆ど変化しない。
【００８３】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第２のブリッジ回路６を構成する第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値が減少する。一方、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8には第４の方向Ｄ4の成分が印加されないので、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値は殆ど変化しない。このため、磁界強度が大きくなるにつれて、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。
【００８４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００８５】
磁界強度が±Ｂ4[ｍＴ]に達すると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmとクロスする（（Ｂp＋α）＝Ｂm）。なお、２２．５°＜θ＜４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは大きく変化するため、｜±Ｂ4[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ3[ｍＴ]｜となる。
【００８６】
さらに、磁界強度が±Ｂ4[ｍＴ]を超えると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp＋α）＜Ｂm）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ4[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００８７】
次に、図９を用いて、磁界方向の角度θが４５度から６７．５度の場合（４５°＜θ＜６７．５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、磁界強度の第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。しかしながら、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも大きい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。
【００８８】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、緩やかに変化する。
【００８９】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００９０】
磁界強度が±Ｂ5[ｍＴ]に達すると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmとクロスする（（Ｂp＋α）＝Ｂm）。なお、θ＝４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは穏やかに変化するため、｜±Ｂ4[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ5[ｍＴ]｜となる。
【００９１】
さらに、磁界強度が±Ｂ5[ｍＴ]を超えると、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp＋α）＜Ｂm）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ5[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００９２】
次に、図１０を用いて、磁界方向の角度θが６７．５度の場合（θ＝６７．５°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、磁界強度の第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。しかしながら、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも大きい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で大きく変化する。
【００９３】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、緩やかに変化する。
【００９４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【００９５】
磁界強度が±Ｂ6[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp＋α）は出力電圧Ａmとクロスし（（Ａp＋α）＝Ａm）、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmとクロスする（（Ｂp＋α）＝Ｂm）。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは穏やかに変化するため、｜±Ｂ5[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ6[ｍＴ]｜となる。
【００９６】
さらに、磁界強度が±Ｂ6[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp＋α）は出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp＋α）＜Ａm）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。これに加えて、電圧（Ｂp＋α）は出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp＋α）＜Ｂm）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1およびＳ3は偽、判定信号Ｓ2およびＳ4は真となる。このため、±Ｂ6[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【００９７】
次に、図１１を用いて、磁界方向の角度θが６７．５度から９０度までの場合（６７．５°＜θ＜９０°）について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、磁界強度の第１の方向Ｄ1および第２の方向Ｄ2の成分が増加する。しかしながら、第１の方向Ｄ1の成分は、第２の方向Ｄ2の成分よりも大きい。このため、第１のブリッジ回路５の第１ないし第４の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4の抵抗値が減少するが、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値の変化量は、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値の変化量よりも大きい。この結果、出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で大きく増加する。
【００９８】
また、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が増加する。なお、第３の方向Ｄ3の成分は、第４の方向Ｄ4の成分よりも大きい。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値が減少するが、第５および第６の磁気抵抗素子Ｒ5，Ｒ6の抵抗値の変化量は、第７および第８の磁気抵抗素子Ｒ7，Ｒ8の抵抗値の変化量より大きい。この結果、出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、緩やかに変化する。
【００９９】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１００】
磁界強度が±Ｂ7[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp＋α）と出力電圧Ａmとがクロスする（（Ａp＋α）＝Ａm）。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは大きく変化するため、｜±Ｂ7[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ6[ｍＴ]｜となる。
【０１０１】
さらに、磁界強度が±Ｂ7[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp＋α）は出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp＋α）＜Ａm）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ2は真、判定信号Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4は偽となる。このため、±Ｂ7[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽から真（例えば、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１０２】
次に、図１２を用いて、磁界方向の角度θが９０度の場合（θ＝９０°）、すなわち、磁界方向が第１の方向Ｄ1の場合について説明する。磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第１および第２の磁気抵抗素子Ｒ1，Ｒ2の抵抗値は減少する。一方、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4には第２の方向Ｄ2の成分が印加されないので、第３および第４の磁気抵抗素子Ｒ3，Ｒ4の抵抗値は殆ど変化しない。このため、磁界強度が大きくなるにつれて、出力電圧Ａm，Ａpは反相で大きく変化する。
【０１０３】
一方、磁界強度を徐々に大きく可変して磁気センサ１に印加していくと、第３の方向Ｄ3および第４の方向Ｄ4の成分が一様に増加する。このため、第２のブリッジ回路６の第５ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8の抵抗値は、一様に減少する。この結果、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂm，Ｂpは殆ど変化しない。
【０１０４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp−α）＜Ａm）なり、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ａp＋α）は、出力電圧Ａmよりも大きく（（Ａp＋α）＞Ａm）なる。また、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ｂp−α）は、出力電圧Ｂmよりも小さく（（Ｂp−α）＜Ｂm）なり、出力電圧Ｂpからオフセット電圧αだけ上昇した電圧（Ｂp＋α）は、出力電圧Ｂmよりも大きく（（Ｂp＋α）＞Ｂm）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１０５】
磁界強度が±Ｂ8[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp＋α）は出力電圧Ａmとクロスする（（Ａp＋α）＝Ａm）。なお、６７．５°＜θ＜９０°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpの変化が大きいため、｜±Ｂ8[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ7[ｍＴ]｜となる。
【０１０６】
さらに、磁界強度が±Ｂ8[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp＋α）は出力電圧Ａmよりも小さく（（Ａp＋α）＜Ａm）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ2は真、判定信号Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4は偽となる。このため、±Ｂ8[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽から真（例えばＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１０７】
以下同様に、磁気センサ１は、磁界方向の角度θが９０度を超える場合にも、磁界強度を検出することができる。
【０１０８】
磁界方向の角度θが６７．５度から１１２．５度までの場合（６７．５°≦θ≦１１２．５°）には、出力電圧Ａmと電圧（Ａp＋α）とがクロスする（Ａm＝（Ａp＋α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ａmが電圧（Ａp＋α）よりも大きくなると（Ａm＞（Ａp＋α））、第２の判定信号Ｓ2が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１０９】
磁界方向の角度θが１１２．５度から１５７．５度までの場合（１１２．５°≦θ≦１５７．５°）には、出力電圧Ｂmと電圧（Ｂp−α）とがクロスする（Ｂm＝（Ｂp−α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ｂmが電圧（Ｂp−α）よりも小さくなると（Ｂm＜（Ｂp−α））、第３の判定信号Ｓ3が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１０】
磁界方向の角度θが１５７．５度から２０２．５度までの場合（１５７．５°≦θ≦２０２．５°）には、出力電圧Ａmと電圧（Ａp−α）とがクロスする（Ａm＝（Ａp−α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ａmが電圧（Ａp−α）よりも小さくなると（Ａm＜（Ａp−α））、第１の判定信号Ｓ1が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１１】
磁界方向の角度θが２０２．５度から２４７．５度までの場合（２０２．５°≦θ≦２４７．５°）には、出力電圧Ｂmと電圧（Ｂp＋α）とがクロスする（Ｂm＝（Ｂp＋α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ｂmが電圧（Ｂp＋α）よりも大きくなると（Ｂm＞（Ｂp＋α））、第４の判定信号Ｓ4が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１２】
磁界方向の角度θが２４７．５度から２９２．５度までの場合（２４７．５°≦θ≦２９２．５°）には、出力電圧Ａmと電圧（Ａp＋α）とがクロスする（Ａm＝（Ａp＋α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ａmが電圧（Ａp＋α）よりも大きくなると（Ａm＞（Ａp＋α））、第２の判定信号Ｓ2が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１３】
磁界方向の角度θが２９２．５度から３３７．５度までの場合（２９２．５°≦θ≦３３７．５°）には、出力電圧Ｂmと電圧（Ｂp−α）とがクロスする（Ｂm＝（Ｂp−α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ｂmが電圧（Ｂp−α）よりも小さくなると（Ｂm＜（Ｂp−α））、第３の判定信号Ｓ3が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１４】
磁界方向の角度θが３３７．５度（−２２．５度）から２２．５度までの場合（−２２．５°≦θ≦２２．５°）には、出力電圧Ａmと電圧（Ａp−α）とがクロスする（Ａm＝（Ａp−α））磁界強度の閾値を超えて、出力電圧Ａmが電圧（Ａp−α）よりも小さくなると（Ａm＜（Ａp−α））、第１の判定信号Ｓ1が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１１５】
前述した記載に基づく、磁界方向の角度θ（−９０°≦θ≦９０°）と、角度θにおいて磁気センサ１が磁界強度を検出する閾値との関係を、図１３中に実線で示す。なお、比較例として、従来技術による磁気センサ１０１に係る角度θ（−９０°≦θ≦９０°）と、角度θにおいて磁気センサ１０１が磁界強度を検出する閾値との関係を破線で示す。磁気センサ１０１では、角度θの絶対値が０度から４５度（｜θ｜≦４５°）の範囲でしか磁界を検出できないのに比べ、磁気センサ１は、角度θの絶対値が０度から９０度（｜θ｜≦９０°）の範囲、すなわち、全ての磁気方向の磁界を検出することができる。
【０１１６】
また、磁気センサ１０１では、角度θによって閾値の大きさが大きく異なるため、検出方向の異方性が大きい。しかしながら、磁気センサ１では、角度θが異なる場合でも、閾値の変化が小さいため、検出方向の異方性が小さくなる。
【０１１７】
なお、第１の実施の形態では、説明の便宜上、加算あるいは減算されるオフセット電圧α1〜α8が一定のオフセット電圧αとして説明した。しかし、本発明では、オフセット電圧α1〜α8を互いに異なる値に設定し、第１の比較器は（Ａp−α1）＞Ａmを比較し、第２の比較器はＡm＞（Ａp＋α2）を比較し、第３の比較器は（Ｂp−α3）＞Ｂmを比較し、第４の比較器はＢm＞（Ｂp＋α4）を比較する構成としてもよく、同様に磁界を検出することができる。
【０１１８】
また、第１の実施の形態の演算回路３における、第１の比較器４１は、出力電圧Ａmと電圧（Ａp−α）との大きさを比較し、第２の比較器４２は、出力電圧Ａmと電圧（Ａp＋α）との大きさを比較し、第３の比較器４３は、出力電圧Ｂmと電圧（Ｂp−α）との大きさを比較し、第４の比較器４４は、出力電圧Ｂmと電圧（Ｂp＋α）との大きさを比較した。このため、オフセット電圧が加算あるいは減算された出力電圧Ａmおよび出力電圧Ｂmは、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準に関与しない。従って、オフセット手段のうち、流入電流源２２，２７と、流出電流源２４，２８と、流入電流源２２，２７に接続された加算スイッチ２１と、流出電流源２４，２８に接続された減算スイッチ２３とは省いてもよい。なお、比較器の判断基準に関与しない、流入電流源と、流出電流源と、流入電流源に接続された加算スイッチと、流出電流源に接続された減算スイッチとを設けた場合には、回路構成を変えることなく、後述する他の判断基準に容易に切換えることができる。
【０１１９】
また、第１の比較器４１は、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ａmよりも大きいか否かを比較し（（Ａp−α）＞Ａm）、第２の比較器４２は、出力電圧Ａmが電圧（Ａp＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ａm＞（Ａp＋α））、第３の比較器４３は、電圧（Ｂp−α）が出力電圧Ｂmよりも大きいか否かを比較し（（Ｂp−α）＞Ｂm）、第４の比較器４４は、出力電圧Ｂmが電圧（Ｂp＋α）よりも大きいか否かを比較する（Ｂm＞（Ｂp＋α））。これらの判断基準は、第１の比較器４１は、出力電圧Ａpが電圧（Ａm＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ａp＞（Ａm＋α））、第２の比較器４２は、電圧（Ａm−α）が出力電圧Ａpよりも大きいか否かを比較し（（Ａm−α）＞Ａp）、第３の比較器４３は、出力電圧Ｂpが電圧（Ｂm＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ｂp＞Ｂm＋α））、第４の比較器４４は、電圧（Ｂm−α）が出力電圧Ｂpよりも大きいか否かを比較（（Ｂm−α）＞Ｂp）することと数学的に等価である。従って、本発明は、前述した第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準に限られることなく、他の判断基準によっても磁界を検出することができる。
【０１２０】
表１に、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準となりうるオフセット手段の構成の組み合わせを具体的に示す。なお、表１には、必須となる流入電流源および流出電流源の組み合わせのみを示し、加算用スイッチ２１および減算用スイッチ２３の表示は省略した。なお、流入電流源と流出電流源の両方を出力端子に接続する場合は、流入電流源と流出電流源とを切り換えるために、出力端子と流入電流源の間には加算用スイッチ２１を、出力端子と流出電流源の間には減算用スイッチ２３を接続する必要がある。一方、流入電流源のみを出力端子に接続する場合は、加算用スイッチ２１を接続しても、しなくてもよい。また、流出電流源のみを出力端子に接続する場合は、減算用スイッチ２３を接続しても、しなくてもよい。
【０１２１】
これに伴い、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準として、例えば、このような組み合わせからなるオフセット手段を用いることにより、磁界を検出することができる。
【０１２２】
【表１】
0005978686.tif 000002
【０１２３】
また、第１の実施の形態における演算回路３は、第１ないし第４の比較器４１〜４４を有する。しかしながら、第１ないし第４の比較器４１〜４４を設けることなく、少なくとも１つの比較器を共用させて用いてもよい。この場合は、例えば、スイッチを交互に切換えて、判断基準の２つの電圧が順次選択される。比較器は、選択された２つの電圧に基づいて、判定信号を順次出力する。順次出力された判定信号は、メモリに格納される。ＯＲ回路は、メモリに格納された判定信号に基づいて、検出信号Ｖoutを出力する。この結果、磁界が検出される。
【０１２４】
次に、図１４を用いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態における第１の実施の形態との差異は、比較器の判断基準である。なお、第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第１の実施の形態と同様、オフセット電圧α1〜α8が、一定のオフセット電圧αの場合について説明する。
【０１２５】
第２の実施の形態において、演算回路３は、４個の比較器４１〜４４と１個のＯＲ回路４５とを有する。第１の比較器４１の±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第２の接続端Ｐ2と第２のブリッジ回路６の第５の接続端Ｐ5とが接続される。第１の比較器４１は、判断基準として、第３の出力電圧Ｂmと、第２の出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ａp−α）とを比較し、電圧（Ａp−α）が第３の出力電圧Ｂmよりも大きい（（Ａp−α）＞Ｂm）ときに真となり、それ以外で偽となる第１の判定信号Ｓ1を出力する。なお、第３の出力電圧Ｂmは、第３の流入電流源２７に接続された加算用スイッチ２１および第３の流出電流源２８に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａp−α）は、第２の流入電流源２５に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第２の流出電流源２６に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【０１２６】
第２の比較器４２の±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第２の接続端Ｐ2と第２のブリッジ回路６の第６の接続端Ｐ6とが接続される。第２の比較器４２は、判断基準として、第４の出力電圧Ｂpと、第２の出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ａp−α）とを比較し、電圧（Ａp−α）が第４の出力電圧Ｂpよりも大きい（（Ａp−α）＞Ｂp）ときに真となり、それ以外で偽となる第２の判定信号Ｓ2を出力する。なお、第４の出力電圧Ｂpは、第４の流入電流源２９に接続された加算用スイッチ２１および第４の流出電流源３０に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａp−α）は、第２の流入電流源２５に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第２の流出電流源２６に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【０１２７】
第３の比較器４３の±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1と第２のブリッジ回路６の第５の接続端Ｐ5とが接続される。第３の比較器４３は、判断基準として、第３の出力電圧Ｂmと、第１の出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ａm−α）とを比較し、電圧（Ａm−α）が第３の出力電圧Ｂmよりも大きい（（Ａm−α）＞Ｂm）ときに真となり、それ以外で偽となる第３の判定信号Ｓ3を出力する。なお、第３の出力電圧Ｂmは、第３の流入電流源２７に接続された加算用スイッチ２１および第３の流出電流源２８に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａm−α）は、第１の流入電流源２２に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第１の流出電流源２４に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【０１２８】
第４の比較器４４±入力端子のそれぞれには、第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1と第２のブリッジ回路６の第６の接続端Ｐ6とが接続される。第４の比較器４４は、判断基準として、第４の出力電圧Ｂpと、第１の出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ減算した電圧（Ａm−α）とを比較し、電圧（Ａm−α）が第４の出力電圧Ｂpよりも大きい（（Ａm−α）＞Ｂp）ときに真となり、それ以外で偽となる第４の判定信号Ｓ4を出力する。なお、第４の出力電圧Ｂpは、第４の流入電流源２９に接続された加算用スイッチ２１および第４の流出電流源３０に接続された減算用スイッチ２３のいずれもがＯＦＦ状態で測定される。また、電圧（Ａm−α）は、第１の流入電流源２２に接続された加算用スイッチ２１がＯＦＦ状態、第１の流出電流源２４に接続された減算用スイッチ２３がＯＮ状態で測定される。
【０１２９】
ＯＲ回路４５の入力端子には、第１ないし第４の比較器４１〜４４の出力端子が接続される。ＯＲ回路４５は、第１ないし第４の判定信号Ｓ1〜Ｓ4のうちのいずれかが真となるときに真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）、全てが偽となるときに偽（例えば、Ｌｏｗレベル）の検出信号Ｖoutを出力する。
【０１３０】
次に、図１５ないし図２３に示す、磁界強度と出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpの電圧値との関係を用いて、磁気センサ１の検出動作について説明する。なお、磁界方向は、基線であるＹ方向を、反時計回りに回転した角度θを正であらわし、時計回りに回転した角度θを負であらわす。また、磁界強度がプラス（＋）の場合は、角度θの方向の磁界強度をあらわし、一方、磁界強度がマイナス（−）の場合は、角度θの方向と逆向きの方向、すなわち、角度（θ±１８０°）の方向の磁界強度をあらわす。
【０１３１】
まず、図１５を用いて、磁界方向の角度θが０度の場合（θ＝０°）、すなわち、磁界方向が第２の方向Ｄ2の場合について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。一方、磁界強度が大きくなっても、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂm，Ｂpは殆ど変化しない。
【０１３２】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１３３】
磁界強度が±Ｂ0[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂm，Ｂpとクロスする（（Ａp−α）＝Ｂm，（Ａp−α）＝Ｂp）。
【０１３４】
さらに、磁界強度が±Ｂ0[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂm，Ｂpよりも大きく（（Ａp−α）＞Ｂm，（Ａp−α）＞Ｂp）なり、第１および第２の判定信号Ｓ1，Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1およびＳ2は真、判定信号Ｓ3およびＳ4は偽となる。このため、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは±Ｂ0[ｍＴ]を閾値として偽から真（例えば、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１３５】
次に、図１６を用いて、磁界方向の角度θが０度から２２．５度までの間の場合（０°＜θ＜２２．５°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、θ＝０°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で緩やかに変化する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。
【０１３６】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１３７】
磁界強度が±Ｂ1[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａp−α）＝Ｂp）。なお、θ＝０°の場合と比べて、出力電圧Ａpは緩やかに変化するため、｜±Ｂ0[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ1[ｍＴ]｜となる。
【０１３８】
さらに、磁界強度が±Ｂ1[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａp−α）＞Ｂp）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4は偽となり、判定信号Ｓ2は真となる。このため、±Ｂ1[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１３９】
次に、図１７を用いて、磁界方向の角度θが２２．５度の場合（θ＝２２．５°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で緩やかに変化する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、大きく変化する。
【０１４０】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１４１】
磁界強度が±Ｂ2[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａp−α）＝Ｂp）。なお、０°＜θ＜２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａpは緩やかに変化するため、｜±Ｂ1[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ2[ｍＴ]｜となる。
【０１４２】
さらに、磁界強度が±Ｂ2[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａp−α）＞Ｂp）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4は偽、判定信号Ｓ2は真となる。このため、±Ｂ2[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１４３】
次に、図１８を用いて、磁界方向の角度θが２２．５度から４５度までの間の場合（２２．５°＜θ＜４５°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは減少し、出力電圧Ａpは増加する。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で緩やかに変化する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、大きく変化する。
【０１４４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１４５】
磁界強度が±Ｂ3[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａp−α）＝Ｂp）。なお、θ＝２２．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂpは大きく変化するため、｜±Ｂ2[ｍＴ]｜＞｜±Ｂ3[ｍＴ]｜となる。
【０１４６】
さらに、磁界強度が±Ｂ3[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａp−α）＞Ｂp）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1，Ｓ3，Ｓ4は偽、判定信号Ｓ2は真となる。このため、±Ｂ3[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１４７】
次に、図１９を用いて、磁界方向の角度θが４５度の場合（θ＝４５°）、すなわち、磁界方向が第３の方向Ｄ3の場合について説明する。磁界強度が大きくなっても、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａm，Ａpは殆ど変化しない。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、２２．５°＜θ＜４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、大きく変化する。
【０１４８】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１４９】
磁界強度が±Ｂ4[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpとクロスし（（Ａp−α）＝Ｂp）、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａm−α）＝Ｂp）。なお、２２．５°＜θ＜４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂpは大きく変化するため、｜±Ｂ4[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ3[ｍＴ]｜となる。
【０１５０】
さらに、磁界強度が±Ｂ4[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａp−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａp−α）＞Ｂp）なり、第２の判定信号Ｓ2は偽から真に切り換わる。これに加えて、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａm−α）＞Ｂp）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1およびＳ3は偽、判定信号Ｓ2およびＳ4は真となる。このため、±Ｂ4[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１５１】
次に、図２０を用いて、磁界方向の角度θが４５度から６７．５度の場合（４５°＜θ＜６７．５°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、反相で緩やかに変化する。
【０１５２】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１５３】
磁界強度が±Ｂ5[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａm−α）＝Ｂp）。なお、θ＝４５°の場合と比べて、出力電圧Ｂpは穏やかに変化するため、｜±Ｂ4[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ5[ｍＴ]｜となる。
【０１５４】
さらに、磁界強度が±Ｂ5[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａm−α）＞Ｂp）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ5[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１５５】
次に、図２１を用いて、磁界方向の角度θが６７．５度の場合（θ＝６７．５°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で大きく変化する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、反相で緩やかに変化する。
【０１５６】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１５７】
磁界強度が±Ｂ6[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpとクロスする（（Ａm−α）＝Ｂp）。なお、４５°＜θ＜６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂpは穏やかに変化するため、｜±Ｂ5[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ6[ｍＴ]｜となる。
【０１５８】
さらに、磁界強度が±Ｂ6[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａm−α）＞Ｂp）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ6[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは真（例えば、Ｈｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１５９】
次に、図２２を用いて、磁界方向の角度θが６７．５度から９０度までの場合（６７．５°＜θ＜９０°）について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で大きく変化する。一方、磁界強度が大きくなるにつれて、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂmは増加し、出力電圧Ｂpは減少する。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ｂm，Ｂpは、反相で緩やかに変化する。
【０１６０】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１６１】
磁界強度が±Ｂ7[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａm−α）と出力電圧Ｂpとがクロスする（（Ａm−α）＝Ｂp）。なお、θ＝６７．５°の場合と比べて、出力電圧Ａmは大きく変化するため、｜±Ｂ7[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ6[ｍＴ]｜となる。
【０１６２】
さらに、磁界強度が±Ｂ7[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂpよりも大きく（（Ａm−α）＞Ｂp）なり、第４の判定信号Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1〜Ｓ3は偽、判定信号Ｓ4は真となる。このため、±Ｂ7[ｍＴ]を閾値としてＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽から真（例えば、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１６３】
次に、図２３を用いて、磁界方向の角度θが９０度の場合（θ＝９０°）、すなわち、磁界方向が第１の方向Ｄ1の場合について説明する。磁界強度が大きくなるにつれて、第１のブリッジ回路５の出力電圧Ａmは増加し、出力電圧Ａpは減少する。なお、６７．５°＜θ＜９０°の場合と比べて、出力電圧Ａm，Ａpは、反相で大きく変化する。一方、磁界強度が大きくなっても、第２のブリッジ回路６の出力電圧Ｂm，Ｂpは殆ど変化しない。
【０１６４】
従って、磁界強度が０[ｍＴ]付近では、出力電圧Ａpからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａp−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａp−α）＜Ｂm，（Ａp−α）＜Ｂp）、また、出力電圧Ａmからオフセット電圧αだけ低下した電圧（Ａm−α）は、出力電圧Ｂm，Ｂpよりも小さく（（Ａm−α）＜Ｂm，（Ａm−α）＜Ｂp）なる。このため、判定信号Ｓ1〜Ｓ4は全て偽となり、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは偽（例えば、Ｌｏｗレベル）となる。
【０１６５】
磁界強度が±Ｂ8[ｍＴ]に達すると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂm，Ｂpとクロスする（（Ａm−α）＝Ｂm，（Ａm−α）＝Ｂp）。なお、６７．５°＜θ＜９０°の場合と比べて、出力電圧Ａmの変化が大きいため、｜±Ｂ8[ｍＴ]｜＜｜±Ｂ7[ｍＴ]｜となる。
【０１６６】
さらに、磁界強度が±Ｂ8[ｍＴ]を超えると、電圧（Ａm−α）は出力電圧Ｂm，Ｂpよりも大きく（（Ａm−α）＞Ｂm，（Ａm−α）＞Ｂp）なり、第３および第４の判定信号Ｓ3，Ｓ4は偽から真に切り換わる。この結果、判定信号Ｓ1およびＳ2は偽、判定信号Ｓ3およびＳ4は真となる。このため、ＯＲ回路４５の検出信号Ｖoutは±Ｂ0[ｍＴ]を閾値として偽から真（例えば、ＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベル）に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１６７】
以下同様に、磁気センサ１は、磁界方向の角度θが９０度を超える場合にも、磁界強度を検出することができる。
【０１６８】
磁界方向の角度θが９０度から１３５度までの場合（９０°≦θ≦１３５°）には、電圧（Ａm−α）と出力電圧Ｂmとがクロスする（（Ａm−α）＝Ｂm）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａm−α）が出力電圧Ｂmよりも大きくなると（（Ａm−α）＞Ｂm）、第３の判定信号Ｓ3が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１６９】
磁界方向の角度θが１３５度から１８０度までの場合（１３５°≦θ≦１８０°）には、電圧（Ａp−α）と出力電圧Ｂmとがクロスする（（Ａp−α）＝Ｂm）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ｂmよりも大きくなると（（Ａp−α）＞Ｂm）、第１の判定信号Ｓ1が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１７０】
磁界方向の角度θが１８０度から２２５度までの場合（１８０°≦θ≦２２５°）には、電圧（Ａp−α）と出力電圧Ｂpとがクロスする（（Ａp−α）＝Ｂp）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ｂpよりも大きくなると（（Ａp−α）＞Ｂp）、第２の判定信号Ｓ2が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１７１】
磁界方向の角度θが２２５度から２７０度までの場合（２２５°≦θ≦２７０°）には、電圧（Ａm−α）と出力電圧Ｂpとがクロスする（（Ａm−α）＝Ｂp）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａm−α）が出力電圧Ｂpよりも大きくなると（（Ａm−α）＞Ｂp）、第４の判定信号Ｓ4が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１７２】
磁界方向の角度θが２７０度から３１５度までの場合（２７０°≦θ≦３１５°）には、電圧（Ａm−α）と出力電圧Ｂmとがクロスする（（Ａm−α）＝Ｂm）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａm−α）が出力電圧Ｂmよりも大きくなると（（Ａm−α）＞Ｂm）、第３の判定信号Ｓ3が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１７３】
磁界方向の角度θが３１５度（−４５度）から０度までの場合（−４５°≦θ≦０°）には、電圧（Ａp−α）と出力電圧Ｂmとがクロスする（（Ａp−α）＝Ｂm）磁界強度の閾値を超えて、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ｂmよりも大きくなると（（Ａp−α）＞Ｂm）、第１の判定信号Ｓ1が偽から真に信号レベルが切り換わり、磁気センサ１は磁界強度を検出することができる。
【０１７４】
かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、磁気印加方向に依存することなく、ほぼ一定の閾値で磁界強度を検出することができる。また、第１の流出電流源２４および第２の流出電流源２６に接続された減算用スイッチ２３をＯＮにすると共に、他の減算用スイッチ２３および加算用スイッチ２１をＯＦＦにすることにより、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準に係る電圧を同時に検出することができる。このため、第１の実施の形態のように、加算用スイッチ２１と減算用スイッチ２３を切り換えながら磁界を検出する必要がないため、磁界の検出に必要な時間を短縮することができる。また、第２の実施の形態では、第１のブリッジ回路５による出力電圧Ａm，Ａpをオフセットした電圧（Ａm−α），（Ａp−α）と、第２のブリッジ回路６による第３および第４の出力電圧Ｂm，Ｂpとを比較するから、磁界強度の閾値、すなわち、磁気感度の変動を小さくすることができる。
【０１７５】
なお、第２の実施の形態では、説明の便宜上、加算あるいは減算されるオフセット電圧α1〜α8が一定のオフセット電圧αとして説明した。しかし、本発明では、オフセット電圧α1〜α8を互いに異なる値に設定し、第１の比較器は（Ａp−α1）＞Ｂmを比較し、第２の比較器は（Ａp−α2）＞Ｂpを比較し、第３の比較器は（Ａm−α3）＞Ｂmを比較し、第４の比較器は（Ａm−α4）＞Ｂpを比較する構成としてもよく、同様に磁界を検出することができる。
【０１７６】
また、第２の実施の形態の演算回路３における、第１の比較器４１は、出力電圧Ｂmと電圧（Ａp−α）との大きさを比較し、第２の比較器４２は、出力電圧Ｂpと電圧（Ａp−α）との大きさを比較し、第３の比較器４３は、出力電圧Ｂmと電圧（Ａm−α）との大きさを比較し、第４の比較器４４は、出力電圧Ｂpと電圧（Ａm−α）との大きさを比較した。このため、オフセット電圧が加算された出力電圧Ａm，Ａp、および、オフセット電圧が加算あるいは減算された出力電圧Ｂm，Ｂpは、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準に関与しない。従って、オフセット手段のうち、流入電流源２２，２５，２７，２９と、流出電流源２８，３０と、流入電流源２２，２５，２７，２９に接続された加算スイッチ２１と、流出電流源２８，３０に接続された減算スイッチ２３とは省いてもよい。なお、比較器の判断基準に関与しない、流入電流源と、流出電流源と、流入電流源に接続された加算スイッチと、流出電流源に接続された減算スイッチとを設けた場合には、回路構成を変えることなく、前述した、あるいは、後述する他の判断基準に容易に切換えることができる。
【０１７７】
また、第１の比較器４１は、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ｂmよりも大きいか否かを比較し（（Ａp−α）＞Ｂm）、第２の比較器４２は、電圧（Ａp−α）が出力電圧Ｂpよりも大きいか否かを比較し（（Ａp−α）＞Ｂp）、第３の比較器４３は、電圧（Ａm−α）が出力電圧Ｂmよりも大きいか否かを比較し（（Ａm−α）＞Ｂm）、第４の比較器４４は、出力電圧が電圧Ｂpよりも大きいか否かを比較した（（Ａm−α）＞Ｂp）。これらの判断基準は、第１の比較器４１は、出力電圧Ａpが電圧（Ｂm＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ａp＞（Ｂm＋α））、第２の比較器４２は、出力電圧Ａpが電圧（Ｂp＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ａp＞（Ｂp＋α））、第３の比較器４３は、出力電圧Ａmが電圧（Ｂm＋α）よりも大きいか否かを比較し（Ａm＞（Ｂm＋α））、第４の比較器４４は、出力電圧Ａmが電圧（Ｂp＋α）よりも大きいか否かを比較（Ａm＞（Ｂp＋α））することと数学的に等価である。従って、本発明は、第１の実施の形態における第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準に限られることなく、他の判断基準によっても磁界を検出することができる。
【０１７８】
表２に、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準となりうるオフセット手段の構成の組み合わせを具体的に示す。なお、流入電流源と流出電流源の両方を出力端子に接続する場合は、流入電流源と流出電流源とを切り換えるために、出力端子と流入電流源の間には加算用スイッチ２１を、出力端子と流出電流源の間には減算用スイッチ２３を接続する必要がある。一方、流入電流源のみを出力端子に接続する場合は、加算用スイッチ２１を接続しても、しなくてもよい。また、流出電流源のみを出力端子に接続する場合は、減算用スイッチ２３を接続しても、しなくてもよい。
【０１７９】
これに伴い、第１ないし第４の比較器４１〜４４の判断基準として、例えば、このような組み合わせからなるオフセット手段を用いることにより、磁界を検出することができる。
【０１８０】
【表２】
0005978686.tif 000003
【０１８１】
また、第１の実施の形態における演算回路３は、第１ないし第４の比較器４１〜４４を有する。しかしながら、第１ないし第４の比較器４１〜４４を設けることなく、少なくとも１つの比較器を共用させて用いてもよい。この場合は、例えば、スイッチを交互に切換えて、判断基準の２つの電圧が順次選択される。比較器は、選択された２つの電圧に基づいて、判定信号を順次出力する。順次出力された判定信号は、メモリに格納される。ＯＲ回路は、メモリに格納された判定信号に基づいて、検出信号Ｖoutを出力する。この結果、磁界が検出される。
【０１８２】
次に、図２４を用いて、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、第３の実施の形態において、第１の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。また、第１の実施の形態と同様、オフセット電圧α1〜α8が、一定のオフセット電圧αとして説明する。
【０１８３】
センサ回路部５１は、４個の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ4から構成される第１のブリッジ回路５と、４個の磁気抵抗素子Ｒ5〜Ｒ8から構成される第２のブリッジ回路６とを備える。また、第１のブリッジ回路５の第１の出力端子１１には、加算用スイッチ２１を介して第１の流入電流源５２が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第１の流出電流源５３が接続される。
【０１８４】
第１のブリッジ回路５の第２の出力端子１２には、加算用スイッチ２１を介して第２の流入電流源５４が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第２の流出電流源５５が接続される。
【０１８５】
第２のブリッジ回路６の第３の出力端子１７には、加算用スイッチ２１を介して第３の流入電流源５６が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第３の流出電流源５７が接続される。
【０１８６】
第２のブリッジ回路６の第４の出力端子１８には、加算用スイッチ２１を介して第４の流入電流源５８が接続されると共に、減算用スイッチ２３を介して第４の流出電流源５９が接続される。加算用スイッチ２１と、減算用スイッチ２３と、流入電流源５２，５４，５６，５８と、流出電流源５３，５５，５７，５９とを組み合わせて、第１ないし第４の出力電圧Ａm，Ａp，Ｂm，Ｂpにオフセット電圧αを加算および減算のいずれかを行うオフセット手段が構成される。
【０１８７】
また、第１のブリッジ回路５の電源電圧端子９および第２のブリッジ回路６の電源電圧端子１５の共通接続端と、電源電圧Ｖccの間には、電流検出器６０が接続される。電流検出器６０は、電源電圧Ｖccから２つのブリッジ回路５，６に供給される電流Ｉallをモニタする。そして、電流Ｉallに比例したソース電流あるいはシンク電流を流す、流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９が、出力端子に接続される。
【０１８８】
具体的には、流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９は、モニタ電流Ｉallと同じ向きの電流を複製するカレントミラー回路（図示せず）を用いて構成される。
【０１８９】
このため、流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９に流れる電流値Ｉαは、第１および第２のブリッジ回路５，６に供給される電源電圧Ｖccと常に比例するため、電源電圧Ｖccが変動したときでも、電源電圧Ｖccの変動に応じてオフセット電圧αを変化させることができる。このため、磁気センサ１が磁界強度を検出する閾値が電源電圧Ｖccによって影響を受けないため、検出感度のバラツキを低減することができる。
【０１９０】
なお、本発明の第３の実施の形態は、これに限られない。図２５に、第３の実施の形態の第１の変形例であるセンサ回路部６１を示す。センサ回路部６１には、一定の基準電流Ｉrefを供給する基準電流源６２と、基準電流源６２の基準電流Ｉrefをモニタする電流検出器６３とが設けられる。また、第１および第２のブリッジ回路５，６の電源電圧端子９，１５には、基準電流Ｉrefに比例した電源電流を供給する電流源６４が接続される。また、流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９は、基準電流Ｉrefに比例したソース電流あるいはシンク電流となる電流を流す。
【０１９１】
また、電流源６４、流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９は基準電流Ｉrefと同じ向きの電流を複製する、例えばカレントミラー回路を用いて構成される。
【０１９２】
また、図２６に、第３の実施の形態の第２の変形例であるセンサ回路部７１を示す。センサ回路部７１には、電源電圧Ｖccをモニタする電圧検出器７２が設けられる。流入電流源５２，５４，５６，５８および流出電流源５３，５５，５７，５９は、電圧検出器７２によって検出されたモニタ電源電圧に応じた、ソース電流あるいはシンク電流となる電流を流す。
【０１９３】
なお、前記各実施の形態では、演算回路３は、４個の比較器４１〜４４と判定回路となる１個のＯＲ回路４５とを有する構成とした。しかし、本発明はこれに限られない。図２７に、第１の実施の形態の第１の変形例である演算回路８１を示す。演算回路８１は、４個の比較器４１〜４４と、比較器４１〜４４の出力端子にそれぞれ接続された反転器（ＮＯＴ回路）８２と、判定回路となる１個のＮＡＮＤ回路８３とを有する。
【０１９４】
演算回路８１において、４個の比較器４１〜４４の＋入力端子の接続と−入力端子の接続とを逆にした場合、反転器８２を省くことができる。この場合、第１の比較器４１の＋入力端子には第１の接続端Ｐ1が接続され、第１の比較器４１の−入力端子には第２の接続端Ｐ2が接続され、第２の比較器４２の＋入力端子には第２の接続端Ｐ2が接続され、第２の比較器４２の−入力端子には第１の接続端Ｐ1が接続され、第３の比較器４３の＋入力端子には第５の接続端Ｐ5が接続され、第３の比較器４３の−入力端子には第６の接続端Ｐ6が接続され、第４の比較器４４の＋入力端子には第６の接続端Ｐ6が接続され、第４の比較器４４の−入力端子には第５の接続端Ｐ5が接続される。これらの構成は、第２および第３の実施の形態にも適用することができる。また、判定回路は、ＯＲ回路やＮＡＮＤ回路に限らず、比較器で比較する少なくとも一組の電圧値の大きさが逆転して信号レベルが切り換わる任意の回路が適用可能である。
【０１９５】
また、前記第１の実施の形態では、第１の比較器４１の＋入力端子には第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1が、第１の比較器４１の−入力端子には第１のブリッジ回路５の第２の接続端Ｐ2が接続される。一方、第２の比較器４２の＋入力端子には第１のブリッジ回路５の第２の接続端Ｐ2が接続され、第２の比較器４２の−入力端子には第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1が接続される。
【０１９６】
しかしながら、本発明の第１の実施の形態は、これに限られない。例えば、第１の比較器４１と第２の比較器４２とを共通化すると共に、第３の比較器４３と第４の比較器４４とを共通化してもよい。図２８に、第１の実施の形態の第２の変形例である演算回路９１を示す。演算回路９１は、第１の比較器４１と第２の比較器４２とを共通化した比較器９２と、第３の比較器４３と第４の比較器４４とを共通化した比較器９３とを有する。
【０１９７】
比較器９２の＋入力端子には第１のブリッジ回路５の第１の接続端Ｐ1を、比較器９２の−入力端子には第１のブリッジ回路５の第２の接続端Ｐ2を接続する。比較器９２の出力端を分岐させると共に、一方の分岐路には反転器９４を接続する。これにより、反転器９４を通さない場合は第１の比較器４１として、反転器９４を通す場合は第２の比較器４２として機能させることができる。
【０１９８】
比較器９２と同様に、比較器９３の＋入力端子には第２のブリッジ回路５の第６の接続端Ｐ6を、比較器９３の−入力端子には第２のブリッジ回路５の第５の接続端Ｐ5を接続する。比較器９３の出力端を分岐させると共に、一方の分岐路には反転器９４を接続する。これにより、反転器９４を通さない場合は第３の比較器４３として、反転器９４を通す場合は第４の比較器４４として機能させることができる。
【０１９９】
この場合、比較器９２の２つの分岐路には、第１，第２の判定信号Ｓ1，Ｓ2を保持するラッチ回路９５がそれぞれ接続される。比較器９３の２つの分岐路には、第３，第４の判定信号Ｓ3，Ｓ4を保持するラッチ回路９５がそれぞれ接続される。４個のラッチ回路９５の出力端子は、判定回路となるＯＲ回路９６の入力端子に接続される。
【０２０１】
また、前記各実施の形態では、第１ないし第８の磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ8は近接して平行に形成された複数本の線状パターンを先端部で互い違いに接続する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば１本の線状パターンによって磁気抵抗素子Ｒ1〜Ｒ8を構成してもよい。
【０２０２】
また、前記各実施の形態では、流入電流源２２，２５，２７，２９，５２，５４，５６，５８や流出電流源２４，２６，２８，３０，５３，５５，５７，５９を用いてオフセット手段を構成した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばオフセット電圧を発生させる定電圧源を用いてオフセット手段を構成してもよい。
【符号の説明】
【０２０３】
１  磁気センサ
２，５１，６１，７１  センサ回路部
３，８１，９１  演算回路
５  第１のブリッジ回路
６  第２のブリッジ回路
７  第１の直列回路
８  第２の直列回路
１３  第３の直列回路
１４  第４の直列回路
２１  加算用スイッチ
２３  減算用スイッチ
２２，２５，２７，２９，５２，５４，５６，５８  流入電流源
２４，２６，２８，３０，５３，５５，５７，５９  流出電流源
４１〜４４，９２，９３  比較器
４５，９６  ＯＲ回路（判定回路）
８３  ＮＡＮＤ回路（判定回路）
Ｒ1〜Ｒ8  磁気抵抗素子（磁気検出素子）
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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