(57)【要約】【課題】チョッピング動作で除去できないオペアンプのオフセットの温度特性を抑制する磁気素子制御装置を提供する。【解決手段】本発明の磁気素子制御装置は、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルを設け磁気素子に印加される磁界強度を磁気平衡式で検出する制御を行う装置であり、交番信号から生成した交番電流信号から励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、励磁信号の電流方向の切替りに発生する正／負電圧を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、時間幅を示す電圧情報から定常磁界をキャンセルする帰還信号を生成する帰還信号調整部と、帰還信号を磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換部とを有し、データ信号変換部が、励磁信号調整部、検出信号増幅部及び帰還信号調整部毎の差動増幅器の入力信号の極性を反転又は非反転し、この組合せからデータ信号を生成する。【選択図】図１
2015121424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御装置であり、
交番信号を生成する励磁信号生成部と、
前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、
前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、
正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、
前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号変換部と、
前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記励磁コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整部と、
前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換部と、
を有し、
前記励磁信号調整部または前記帰還信号調整部において、前記帰還信号を前記励磁信号に重畳させ、
また、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御装置。
【請求項２】
磁性体コアに励磁コイル、検出コイル及び帰還コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御装置であり、
交番信号を生成する励磁信号生成部と、
前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、
前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、
正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、
前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号変換部と、
前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を発生させるために、帰還コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整部と、
前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換部と、
を有し、
前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから最終的な前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御装置。
【請求項３】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の前記差動増幅器の出力の極性を反転する際、３個の組み合わせの反転及び非反転の論理積が最終的に非反転となるように、反転及び非反転の組み合わせを生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気素子制御装置。
【請求項４】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおける前記データ出力の感度極性が同一であり、かつ所定の温度範囲内で使用する際、当該温度範囲で一定磁界環境下での前記データ信号の誤差の温度特性が逆である２個の組み合わせを選択し、この組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化し、平均化した結果を最終的な前記データ信号とする
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気素子制御装置。
【請求項５】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおける前記データ出力の誤差の全温度範囲で一定磁界環境下での前記データ信号の誤差の温度特性が逆である２個の組み合わせを選択し、ゼロ磁界におけるこの組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界を測定する際、２個の前記組み合わせの前記データ信号の平均化した結果を求め、この平均した結果から前記オフセット値を減算し、最終的な前記データ信号とする
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気素子制御装置。
【請求項６】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子における前記励磁コイルに対して交番信号を印加し、前記磁性体コアに設けられた検出コイルから、前記交番信号に対応して検出される極性の異なるパルス状信号の波形を検出し、この極性の異なるパルス状信号の検出間隔により、定常磁界を検出する磁気素子を制御する磁気素子制御装置であり、
前記交番信号を生成する励磁信号生成部と、
前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、
前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、
正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、
前記時間幅に基づいて磁界強度を示すデータ信号を生成するデータ信号変換部と、
を有し、
前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御装置。
【請求項７】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の前記差動増幅器の出力の極性を反転する際、２個の組み合わせの反転及び非反転の論理積が最終的に非反転となるように、反転及び非反転の組み合わせを生成することを特徴とする請求項６に記載の磁気素子制御装置。
【請求項８】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の反転及び非反転の組み合わせ２個の前記データ信号を平均化し、平均化した結果を最終的な前記データ信号とする
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気素子制御装置。
【請求項９】
前記データ信号変換部が、
前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおいて、ゼロ磁界におけるこの組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界を測定する際、２個の前記組み合わせの前記データ信号の平均化した結果を求め、この平均した結果から前記オフセット値を減算し、最終的な前記データ信号とする
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気素子制御装置。
【請求項１０】
前記請求項１から前記請求項９のいずれかに記載の磁気素子制御装置であり、
前記データ信号変換部が前記データ信号から磁界強度を示す信号を出力することを特徴とする磁気検出装置。
【請求項１１】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御方法であり、
励磁信号生成部が、交番信号を生成する励磁信号生成過程と、
励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、
検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、
検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、
帰還信号変換部が、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号生成過程と、
帰還信号調整部が、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記励磁コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整過程と、
データ信号変換部が、前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換過程と、
を含み、
前記励磁信号調整部または前記帰還信号調整部において、前記帰還信号を前記励磁信号に重畳させ、
また、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御方法。
【請求項１２】
磁性体コアに励磁コイル、検出コイル及び帰還コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御方法であり、
励磁信号生成部が、交番信号を生成する励磁信号生成過程と、
励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、
検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、
検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、
帰還信号変換部が、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号生成過程と、
帰還信号調整部が、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記帰還コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整過程と、
データ信号変換部が前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換過程と、
を含み、
前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから最終的な前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御方法。
【請求項１３】
磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子における前記励磁コイルに対して交番信号を印加し、前記磁性体コアに設けられた検出コイルから、前記交番信号に対応して検出される極性の異なるパルス状信号の波形を検出し、この極性の異なるパルス状信号の検出間隔により、定常磁界を検出する磁気素子を制御する磁気素子制御方法であり、
励磁信号生成部が、前記交番信号を生成する励磁信号生成過程と、
励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、
検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、
検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、
データ信号変換部が、前記時間幅に基づいて磁界強度を示すデータ信号を生成するデータ信号変換過程と、
を含み、
前記励磁信号調整部または前記帰還信号調整部において、前記帰還信号を前記励磁信号に重畳させ、
また、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する
ことを特徴とする磁気素子制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号処理用回路、それを用いた物理量計測装置に係わり、特に、時間分解型フラックスゲート方式（以下、ＦＧ方式と示す。）の磁気素子を駆動する磁気素子制御装置、磁気素子制御方法及びそれを用いて磁界を検出する磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＦＧ方式の磁気素子は、他の磁気素子であるホール素子や磁気抵抗素子に比較すると、磁界を検出する感度が高く、小型化が可能であるため、携帯電子機器などの方位検出装置などに用いられている。
図１５は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子（磁界比例式測定）の構成例を示す図である。この図１５において、ＦＧ方式の磁気素子は、高透磁率材からなる磁性体コアの外周面に対し、励磁巻線と検知巻線とが巻かれている。励磁巻線の巻かれている領域は励磁信号により駆動される励磁コイルとして機能し、検知巻線の巻かれている領域は検知信号を出力する検出コイルとして機能する。磁性体コアに巻かれた励磁コイルに励磁電流を流すことにより、検出コイルには相互誘導により検知信号が誘起される。また、定常磁界Ｈｅｘは、磁性体コアの励磁巻線及び検知巻線の作る円筒空間を貫通する磁界である。
【０００３】
図１６は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式における磁気検出の原理を説明する波形図である。ここで、図１６（ａ）は、磁気素子の励磁コイルに供給される励磁電流を示す図であり、縦軸が励磁電流の電流値を示し、横軸が時刻を示している。図１６（ｂ）は、磁気素子の励磁コイルが磁性体コア内に発生させる磁界の磁束密度を示す図であり、縦軸が磁性体コア内における磁束密度を示し、横軸が時刻を示している。図１６（ｃ）は、磁気素子の検出コイルが誘導起電力により発生するパルスの電圧値を示す図であり、縦軸が検出コイルのピックアップ電圧の電圧値を示し、横軸が時刻を示している。
【０００４】
この図１６において励磁コイルを駆動させるため、励磁コイルの端子間に、一定周期で交番する励磁電流Ｉｄの信号（以下、励磁信号とする）を、すなわち図１６（ｂ）に示すように三角波形状の励磁信号（すなわち、三角波電流信号）を印加する（例えば、特許文献１参照）。
これにより、励磁電流の向きが変化する時間（励磁電流の正負の交番時間帯）において、図１６（ｃ）の場合には、時刻ｔ１及び時刻ｔ２において、検出コイルが誘導起電力による正負のパルス（ピックアップ信号、すなわちｐｕ信号）が発生する。以下、このパルスの電圧Ｖｐ（ピックアップ電圧）を検知信号とする。この検知信号は、三角波電流信号の周期に対応して、連続的に正負の極性の電圧を有するパルスとして、検出コイルの端子間に発生する（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
磁性体コアの励磁巻線及び検知巻線の作る円筒空間を貫通する定常磁界Ｈｅｘ（図１５参照）が、この磁気素子に印加された場合、励磁巻線においてこの定常磁界Ｈｅｘに対応した定常電流が流れる。すなわち、励磁巻線に印加される励磁信号の励磁電流Ｉｄに対して、上述した定常電流がオフセットとして重畳される。
その結果、このオフセットによって、交番する励磁信号により励磁コイルの駆動状態が変化し、すなわち、励磁電流Ｉｄの流れる向きが変化する時刻が、定常磁界Ｈｅｘが印加されている場合と、定常磁界Ｈｅｘが印加されていない場合とで変化する。
【０００６】
このとき、図１６（ｃ）に示すように、定常磁界Ｈｅｘが印加されていない（Ｈｅｘ＝０）場合に比較し、励磁コイルの発生する磁界と同様の方向の定常磁界Ｈｅｘが印加されている（Ｈｅｘ＞０）場合、励磁電流Ｉｄの流れる向きの変化するタイミングである時刻ｔ１が遅くなり、時刻ｔ２が早くなる（時間ＴｍがＴ／２より短くなる）。一方、定常磁界Ｈｅｘが印加されていない場合に比較し、励磁コイルの発生する磁界と反対の方向の定常磁界Ｈｅｘが印加されている（Ｈｅｘ＜０）場合、励磁電流Ｉｄの流れる向きの変化するタイミングにおいて時刻ｔ１が早くなり、時刻ｔ２が遅くなる（時間ＴｐがＴ／２より長くなる）。
【０００７】
これにより、この励磁電流Ｉｄの流れる方向が変わるタイミングに応じて変化する、磁性体コア内における磁束密度φの変化も、励磁電流Ｉｄに重畳される定常磁界Ｈｅｘによる定常電流に対応して変化することになる。
そして、磁束の方向が変化した際、検出コイルに対して磁束の変化を打ち消す方向に誘導起電力が発生し、すなわち励磁電流Ｉｄが正から負に変化するタイミングにおいて検知信号が負電圧のパルスとして発生する。一方、励磁電流Ｉｄが負から正に変化するタイミングにおいて検知信号が正電圧のパルスとして発生する。
【０００８】
上述したように、ＦＧ型の磁気素子は、定常磁界Ｈｅｘの印加されていない場合の検知信号の出力されるタイミングと、定常磁界Ｈｅｘが印加されている場合の検知信号の出力されるタイミングとを比較することにより、定常磁界Ｈｅｘの大きさを間接的に測定することができる。すなわち、定常磁界Ｈｅｘが印加された場合、駆動コイルに特定の定常電流が流れるため、励磁信号に一定のオフセットが重畳し、負電圧及び正電圧のパルス状の検知信号の時間間隔が変化する。
したがって、ＦＧ型の磁気素子を用いた磁気検出装置は、負電圧及び正電圧のパルス状の検知信号の発生する時間間隔を測定することにより、外部から印加された定常磁界Ｈｅｘの強度を測定している（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００９】
ここで、励磁コイルに印加する励磁電流Ｉｄの最大値を、磁性体コアの飽和磁束密度以上となる磁界が発生する値に設定する。これにより、磁気素子の測定磁界範囲は、理論上励磁信号の電流強度と、磁界変化に対する励磁信号に対する重畳電圧量から決定される。また、磁気素子の測定磁界範囲は、励磁信号の一周期の時間と、定常磁界Ｈｅｘを印加することによるオフセットとしての定常電流の電流値に対応した時間変化（以下、励磁効率とする）とから決定される。
【００１０】
すなわち、図１６に示すように、時刻ｔ０から時刻ｔ３までが、励磁信号の一周期であり、この周期幅は時間Ｔである。定常磁界Ｈｅｘが印加されていない場合（Ｈｅｘ＝０）、負電圧の検知信号（以下、第１検知信号とする）が出力される時刻ｔ１から、正の電圧の検知信号（以下、第２検知信号とする）が検出される時刻ｔ２までの時間Ｔ０は、励磁信号の半周期となるため、時間Ｔ／２となる。
【００１１】
また、図１６において、磁気センサからデジタル出力する場合、アナログ量である時間Ｔ０を、一定時間間隔のデジタル信号の１単位の表現に変換する回路（以下、ＴＤＣ（Time to Digital Converter）回路と示す）を用いる方法がある。また、上記ＴＤＣ回路とデジタルアナログ変換回路とにより生成した励磁信号を、上述したデジタル信号に同期させることにより、励磁信号の周期が変動した場合においても、フルレンジのビット数を維持することが可能である。この結果、広い磁界範囲で良好な出力の磁界変化に対する線形性を得る駆動方法が用いられる（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【００１２】
また、定常磁界Ｈｅｘが印加されている場合、この第１検知信号が出力されてから第２検知信号が検出されるまでの時間幅（以下、計測時間幅）が時間Ｔ／２に対して変化する。ここで、図１６に示すように、定常磁界Ｈｅｘの磁束方向が実線の矢印の場合（Ｈｅｘ＞０）、励磁コイルの生成する磁束方向と同一方向のため、時間幅Ｔｍが時間Ｔ／２より短いものとなり（Ｔ０＞Ｔｍ）、一方、定常磁界Ｈｅｘの磁束方向が破線の矢印の場合（Ｈｅｘ＜０）、励磁コイルの生成する磁束方向と逆方向のため、時間幅Ｔｐが時間Ｔ／２より長くなる（Ｔｐ＞Ｔ０）。ここで、Ｔ０＝Ｔ／２である。
【００１３】
次に、図１７は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式制御における磁気素子制御装置を用いた磁気検出装置の構成例を示す概略ブロック図である。図１７において、磁気素子５０は、図１５に示す磁気素子であり、検出コイル５１（図１５における検出コイル）及び励磁コイル５２（図１５における励磁コイル）から構成されている。
磁気素子制御装置４００は、磁気素子制御部４０１とクロック信号生成部４０２とクロック信号調整部４０３とから構成されている。
クロック信号生成部４０２は、周期Ｔのクロックを生成して、クロック信号調整部４０３に対して出力する。
クロック信号調整部４０３は、供給されるクロックの信号レベルを調整して、調整されたクロックを磁気素子制御部４０１へ出力する。
【００１４】
磁気素子制御部４０１は、検出信号増幅部４０１２、検出信号比較部４０１３、出力信号生成部４０１５、データ信号変換部４０１６、励磁信号調整部４０１７、励磁信号生成部４０１８を備えている。
励磁信号生成部４０１８は、クロック信号調整部４０３から供給されるクロックから、例えば、図１９（ａ）に示す励磁信号である三角波を生成する。
励磁信号調整部４０１７は、励磁信号生成部４０１８から供給される励磁信号の電圧レベルを調整して、励磁信号として励磁コイル５２に対して供給する。
【００１５】
励磁コイル５２は、三角波に対応した磁界を、磁気素子５０の磁性体コア内に生成する。
検出コイル５１は、磁性体コア内における励磁信号の正負の交番時間帯に、パルスを発生する。
検出信号増幅部４０１２は、検出コイル５１から供給されるパルスの電圧レベルを増幅し、検出信号として検出信号比較部４０１３へ出力する。
検出信号比較部４０１３は、パルス（検出信号）の時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅と、Ｔ／２との差分を求め、この差分を出力信号生成部４０１５へ出力する。
【００１６】
出力信号生成部４０１５は、供給される時間を示す差分から、この差分に対応する電圧情報を求める。出力信号生成部４０１５は、求めた電圧情報をデータ信号変換部４０１６へ出力する。
データ信号変換部４０１６は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されている電圧値磁界テーブルから、電圧情報の電圧値に対応する磁界強度を読み出して、磁気素子５０に印加されている磁界の強度を求める。電圧値磁界テーブルは、上記電圧情報の電圧値と印加された定常磁界Ｈｅｘの強度との対応を示すテーブルである。データ信号出力端子には、磁界強度検出装置（不図示）が接続されている。
【００１７】
次に、図１８は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子（磁界平衡式測定）の構成例を示す図である。この図１８が示すように、磁界平衡式測定におけるＦＧ方式の磁気素子は、図１５の磁気素子とは異なり、高透磁率材からなる磁性体コアの外周面に対し、励磁巻線と検知巻線とに加えて、フィードバック（以下、ＦＢ：帰還）巻線が巻かれている。励磁巻線の巻かれている領域は励磁信号により駆動される励磁コイルとして機能し、検知巻線の巻かれている領域は検知信号を出力する検出コイルとして機能し、フィードバック巻線の巻かれている領域はフィードバック信号により駆動される帰還（ＦＢ）コイルとして機能する。定常磁界Ｈｅｘは、磁性体コアの励磁巻線及び検知巻線の作る円筒空間を貫通する磁界である。
【００１８】
次に、図１９は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界平衡式測定における磁気検出の原理を説明する波形図である。
図１９（ａ）は、磁気素子の励磁コイルに供給される励磁電流を示し、縦軸が励磁電流の電流値を示し、横軸が時間を示している。励磁電流は、基準電流値０Ａ（ゼロアンペア）を境にした正負の交番信号である。図１９（ｂ）は、磁気素子の帰還コイルに印加する電流であるＦＢ信号（すなわち帰還信号）を示す図であり、縦軸がＦＢ信号の電流値を示し、横軸が時間を示している。図１９（ｃ）は、磁気素子の検出コイルが誘導起電力により発生するパルスの電圧値を示す図であり、縦軸がピックアップ信号の電圧値を示し、横軸が時間を示している。
【００１９】
この図１９に示すように、磁界平衡式測定の場合、磁気素子に印加される定常磁界Ｈｅｘ（磁性体コア内を通過する定常磁界）を打ち消す磁界を、上記帰還コイルにより発生させる。そして、定常磁界を打ち消す磁界を帰還コイルに発生させる際の電流値から、磁気素子に印加されている定常磁界Ｈｅｘを測定している。
磁界平衡式においては、磁性体コア内における定常磁界を打ち消すための磁界を発生するコイルとして、励磁コイル及び検出コイルに加えて、上記帰還コイルが磁気素子に設けられている。
以下、本明細書においては、ＦＢ信号を印加して磁性体コア内の定常磁界を打ち消し、磁界の測定を行う方式をＦＢ（帰還）コイルＦＢ制御とする。
【００２０】
また、磁界平衡式測定の場合、すでに説明した磁界比例式と同様に、励磁コイルに印加される励磁信号の正負の交番時間帯に、検出コイルにおいて発生するパルスの時間間隔を測定する。そして、測定結果に基づき、負電圧の検知信号が出力される時刻ｔ１から、正の電圧の検知信号が検出される時刻ｔ２までの時間が、Ｔ／２となるように、帰還コイルに対してＦＢ信号を印加する。
例えば、図１９（ｃ）において、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅が、Ｔ／２より広くなると、図１９（ａ）に示すように負の方向の定常磁界Ｈｅｘが印加され、実質的に励磁信号の波形が波形Ｌ０から波形Ｌ２へと変化したこととなる。このため、励磁信号の波形Ｌ２を、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅が、Ｔ／２となる曲線Ｌ０の位置に戻すため、帰還コイルに対して図１９（ｂ）における波形ＦＢ２によって表される電流値のＦＢ信号を印加する。
【００２１】
一方、図１９（ｃ）において、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅が、Ｔ／２より狭くなると、図１９（ａ）に示すように正の方向の定常磁界Ｈｅｘが印加され、実質的に励磁信号の波形が波形Ｌ０から波形Ｌ１へと変化したこととなる。このため、励磁信号の波形Ｌ１を波形Ｌ０の位置に戻すため、帰還コイルに対して図１９（ｂ）における波形ＦＢ１によって表される電流値のＦＢ信号を印加する。一方、負の方向の定常磁界Ｈｅｘが印加され、実質的に励磁信号の波形が波形Ｌ０から波形Ｌ２へと変化したこととなる。このため、励磁信号の波形Ｌ２を波形Ｌ０の位置に戻すため、帰還コイルに対して図１９（ｂ）における波形ＦＢ２によって表される電流値のＦＢ信号を印加する。
そして、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅が、Ｔ／２となるように帰還コイルに印加したＦＢ信号の電流値から、磁気素子に印加される定常磁界の強度を求めることになる。
【００２２】
次に、図２０は、帰還コイルＦＢ制御における磁気素子制御装置を用いた磁気検出装置の構成例を示すブロック図である。図２０において、磁気素子３００は、図１８の磁気素子であり、励磁コイル３０１、帰還コイル３０２、検出コイル３０３から構成されている。
磁気素子制御装置２００は、磁気素子制御部２０１とクロック信号生成部２０２とクロック信号調整部２０３とから構成されている。
クロック信号生成部２０２は、周期Ｔのクロックを生成して、クロック信号調整部２０３に対して出力する。
クロック信号調整部２０３は、供給されるクロックの信号レベルを調整して、調整されたクロックを磁気素子制御部２０１へ出力する。
【００２３】
磁気素子制御部２０１は、検出信号増幅部２０１２、検出信号比較部２０１３、帰還信号調整部２０１４、帰還信号変換部２０１５、データ信号変換部２０１６、励磁信号調整部２０１７、励磁信号生成部２０１８を備えている。
励磁信号生成部２０１８は、クロック信号調整部２０３から供給されるクロックから、例えば、図１９（ａ）に示す励磁信号である三角波を生成する。
励磁信号調整部２０１７は、励磁信号生成部２０１８から供給される励磁信号の電圧レベルを調整して、励磁信号として励磁コイル３０１に対して供給する。
【００２４】
励磁コイル３０１は、三角波に対応した磁界を、磁気素子３００の磁性体コア内に生成する。
検出コイル３０３は、磁性体コア内における励磁信号の正負の交番時間帯に、パルスを発生する。
帰還コイル３０２は、供給されるＦＢ信号により、磁気素子３００の磁性体コアに印加される定常磁界Ｈｅｘを打ち消す磁界を発生する。
検出信号増幅部２０１２は、検出コイル３０３から供給されるパルスの電圧レベルを増幅し、検出信号として検出信号比較部２０１３へ出力する。
検出信号比較部２０１３は、パルス（検出信号）の時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅と、Ｔ／２との差分を求め、この差分を帰還信号変換部２０１５へ出力する。
帰還信号変換部２０１５は、求められた差分から、帰還コイル３０２に供給するＦＢ信号の電流値を求める。
【００２５】
ここで、帰還信号変換部２０１５は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されているＦＢ電流値テーブルから、求められた差分に対応する電流値を読み出してＦＢ信号の電流値を求める。ＦＢ電流値テーブルは、上記差分と磁性体コア内における定常磁界を打ち消す電流値（デジタル値）との対応を示すテーブルである。
帰還信号調整部２０１４は、帰還信号変換部２０１５から供給されるＦＢ信号の電流値を、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換して、生成されたＦＢ信号としての電流を、帰還コイル３０２に対して出力する。また、帰還信号調整部２０１４は、帰還信号変換部２０１５から供給されるＦＢ信号の電流値を、データ信号変換部２０１６へ出力する。
【００２６】
データ信号変換部２０１６は、供給されるＦＢ信号の電流値から、磁性体コア内において打ち消した定常磁界の強度、すなわち磁気素子３００に印加されている定常磁界Ｈｅｘの強度を求める。ここで、データ信号変換部２０１６は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されている電流値磁界テーブルから、ＦＢ信号の電流値に対応する磁界強度を読み出して、磁気素子３００に印加されている磁界の強度を求める。電流値磁界テーブルは、上記ＦＢ信号の電流値と印加された定常磁界Ｈｅｘの強度との対応を示すテーブルである。データ信号出力端子には、磁界強度検出装置（不図示）が接続されている。
【００２７】
図２１は、図２０における励磁信号調整部２０１７の構成を示す図である。図２１は、磁気素子制御装置２００の励磁信号調整部２０１７が励磁信号生成部２０１８（図２１には不図示）の出力する三角波信号から励磁信号を差動信号による生成を説明する図である（差動信号による励磁信号生成の場合）。図２１において、励磁信号調整部２０１７は、励磁信号生成部２０１８からの三角波信号と、この三角波信号の反転信号との差分により励磁信号を生成し、出力端子から出力する。
励磁信号調整部２０１７は、増幅回路２０１７１と、反転回路２０１７２と、抵抗２０１７３と、増幅回路２０１７４と、差動増幅回路２０１７５を備えている。抵抗５００（Ｒｅｘ）は、励磁コイル３０１の抵抗成分を示している。ここで、抵抗２０１７３は抵抗値がＲである。差動増幅回路２０１７５は、抵抗２０１７３により、電圧信号の励磁信号を電流信号の励磁信号に変換する電圧電流変換を行っている。
【００２８】
図２２は、図２０における励磁信号生成部２０１８及び励磁信号調整部２０１７の構成を示す図である。図２２は、磁気素子制御装置２００の励磁信号調整部２０１７が励磁信号生成部２０１８の出力する三角波信号から励磁信号をシングルエンド信号による生成説明する図である（シングルエンドによる励磁信号生成の場合）。図２２において、図２１と同様に、励磁信号調整部２０１７は、励磁信号生成部２０１８からの三角波信号と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分により励磁信号を生成し、出力端子から出力する。
【００２９】
励磁信号調整部２０１７は、抵抗２０１７６と差動増幅回路２０１７７とを備えている。抵抗５００（Ｒｅｘ（励磁コイル））は、励磁コイル３０１の抵抗成分を示している。ここで抵抗２０１７６は抵抗値がＲである。差動増幅回路２０１７７は、抵抗２０１７６により、電圧信号の励磁信号を電流信号の励磁信号に変換する電圧電流変換を行っている。
この図２２における抵抗２０１７６は、電圧信号である三角波信号を三角波電流信号に変換し、差動増幅回路２０１７７の（−）入力端子に供給する。
【００３０】
また、図１５の磁気素子を用い、励磁コイルに供給する励磁信号に帰還信号を重畳することによるＦＢ制御も可能であり、以下ＥＸコイルＦＢ制御とする。
図２３は、フラックスゲート型磁気素子のＥＸコイルＦＢ制御による動作原理を示すグラフである。図２３（ａ）は、縦軸が電流を示し、横軸が時間を示しており、励磁コイル５２に供給する励磁信号を生成する三角波電流信号の時間変化を示すグラフである。この図２３（ａ）において、励磁コイル５２に供給される三角波電流信号は、基準参照電流０Ａを境にした正負の交番信号である。図２３（ｂ）は、縦軸が電圧を示し、横軸が時間を示しており、図２３（ａ）の三角波電流信号による励磁コイル５２に流れる励磁電流の方向の変化する（三角波電流信号の電流の極性が変化し、これにより電流信号である励磁信号（励磁電流）の電流値の極性が変化する）際に、誘導起電力によって検出コイル５１に生じる検出信号（時刻ｔ１の第１検出信号、時刻ｔ２の第２検出信号）の時間変化を示すグラフである。
【００３１】
ここで、図２３（ａ）は、定常磁界（Ｈｅｘ）が磁気素子５０に印加されたことにより、励磁コイル５２に印加される励磁電流で生成された基準電流値が、印加されている定常磁界を発生するＤＣ電圧分、基準電流値からずれることを示している。また、この励磁電流の基準電流からの、定常磁界（Ｈｅｘ）によるずれに対応し、第１検出信号（時刻ｔ１）及び第２検出信号（時刻ｔ２）の発生タイミングが時間的にずれることを示している。
また、図２３（ｂ）から解るように、第１検出信号の時刻ｔ１及び第２検出信号の時刻ｔ２間の時間幅Ｔw（時間幅Ｔｍ、時間幅Ｔ０あるいは時間幅Ｔｐ）と、三角波の周期Ｔの１／２である時間Ｔ／２との差分Ｔdが０であれば（時間幅Ｔ０の場合）、磁気素子５０に対して定常磁界（Ｈｅｘ）は印加されておらず、差分Ｔdが正であれば（時間幅Ｔｐの場合）負の定常磁界（Ｈｅｘ＜０）が印加され、差分Ｔdが負であれば（時間幅Ｔｍの場合）正の定常磁界（Ｈｅｘ＞０）が印加されている。
【００３２】
図２４は、本実施形態における図１５の磁気素子を使用したＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置１００の構成例を示すブロック図である。磁気素子制御装置１００は、検出コイル５１及び励磁コイル５２からなるフラックスゲート型の磁気素子５０（図１５の磁気素子）に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、励磁コイル５２に対して印加する励磁信号を制御する。磁気素子制御部１０１は、検出信号増幅部１０１１、検出信号比較部１０１２、帰還信号調整部１０１３、帰還信号変換部１０１４、データ信号変換部１０１５、励磁信号調整部１０１６及び励磁信号生成部１０１７を備えている。
【００３３】
クロック信号生成部１０２は、所定の周期のクロック信号を生成する発振器から構成され、生成したクロック信号をクロック信号調整部１０３に対して出力する。
クロック信号調整部１０３は、供給されるクロック信号の信号レベルを増幅したり、クロック信号の周期の変更などの処理を行い、処理結果のクロック信号を励磁信号生成部１０１７に対して出力する。
【００３４】
磁気素子制御部１０１において、励磁信号生成部１０１７は、クロック信号調整部１０３から供給されるクロック信号に基づいて、交番信号、例えば０Ｖを基準電位として交番する交番電圧信号としての三角波信号を生成する。
励磁信号調整部１０１６は、励磁信号生成部１０１７の生成した三角波信号を所定の増幅率にて増幅し、三角波電流信号を生成して、励磁コイル５２対して印加する。
また、励磁信号調整部１０１６は、励磁コイル５２に対して印加する三角波電流信号である励磁信号を、三角波信号に対して帰還電流Ｉｆ（ＦＢ信号）を加えて生成する。
【００３５】
検出信号増幅部１０１１は、磁気素子５０の検出コイル５１の両端の電圧を、予め設定された増幅度によって増幅する。
検出信号比較部１０１２は、検出信号増幅部１０１１から供給される増幅された検出信号の電圧値と、予め定められた閾値電圧値とを比較し、第１検出信号及び第２検出信号（検出信号、図２３（ｂ）参照）を検出する。
ここで、図２３（ｂ）に示すように、第１検出信号は、負極性（負電圧）のパルスであり、励磁コイル５２に対して印加される電流の極性が正（正電流）から負（負電流）に変化する電圧領域で誘導起電力により発生する。一方、第２検出信号は、正極性（正電圧）のパルスであり、励磁コイル５２に対して印加される電流の極性が負（負電流）から正（正電流）に変化する電流領域で誘導起電力により発生する。
【００３６】
帰還信号変換部１０１４は、検出信号比較部１０１２が検出した差分Ｔｄに対応した電圧情報（後述する帰還信号の電圧を決める情報）を生成し、帰還信号調整部１０１３に対して測定データとして出力する。
帰還信号調整部１０１３は、帰還信号変換部１０１４から供給される電圧情報に対応した電圧を発生し、この電圧を帰還信号として、励磁信号調整部１０１６及びデータ信号変換部１０１５に対して供給する。
データ信号変換部１０１５は、帰還信号調整部１０１３から供給される電圧（帰還信号）を、予め設定された増幅度により増幅し、出力端子からデータ信号として出力する。
【００３７】
ここで、磁気素子制御装置１００の励磁信号調整部１０１６と励磁信号生成部１０１７とは図２１と構成は同様である。しかしながら、図２４においては、図２１における励磁信号調整部１０１６が励磁信号生成部１０１７の出力する三角波信号から励磁信号を差動信号により生成する場合、帰還信号を電流により、励磁信号に加算している。すなわち、この図２１に示す回路構成の励磁信号生成部１０１７は、図２４の場合、帰還信号の帰還電流（定常電流が付加された場合も同様）を、差動増幅回路２０１７５の（−）入力端子に供給する。これにより、磁気素子制御装置１００の磁気平衡方式におけるフィードバックループが形成される。
【００３８】
また、磁気素子制御装置１００の励磁信号調整部１０１６と励磁信号生成部１０１７とは図２２と構成は同様である。しかしながら、図２２において、励磁信号調整部１０１６が励磁信号生成部１０１７の出力する三角波信号から励磁信号をシングルエンド信号により生成する場合、帰還信号を電流により、励磁信号に加算している。すなわち、この図２２に示す回路構成の励磁信号生成部１０１７の場合、帰還信号の帰還電流（定常電流が付加された場合も同様）を、差動増幅回路２０１７７の（−）入力端子に供給する。これにより、磁気素子制御装置１００の磁気平衡方式におけるフィードバックループが形成される。
【００３９】
図２５は、本実施形態における図１５の磁気素子を使用したＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置１００Ａの構成例を示すブロック図である。磁気素子制御装置１００Ａは、検出コイル５１及び励磁コイル５２からなるフラックスゲート型の磁気素子５０（図１５の磁気素子）に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、励磁コイル５２に対して印加する励磁信号を制御する。磁気素子制御部１０１Ａは、検出信号増幅部１０１１、検出信号比較部１０１２、帰還信号調整部１０１３、帰還信号変換部１０１４、データ信号変換部１０１５、励磁信号調整部１０１６及び励磁信号生成部１０１７Ａを備えている。
【００４０】
以下、図２５の磁気素子制御装置１００Ａと図２４の磁気素子制御装置１００とにおいて、異なる構成について説明する。
図２４においては、帰還信号調整部１０１３からの帰還信号が、励磁信号調整部１０１６に対して供給されていた。一方、図２５に示す磁気素子制御装置１００Ａにおいては、帰還信号調整部１０１３からの帰還信号が励磁信号生成部１０１７に対して供給されている。
【００４１】
図２５においても、励磁信号調整部１０１６と励磁信号生成部１０１７Ａとの各々は、図２１における励磁信号調整部１０１６、励磁信号生成部１０１７それぞれと同様の構成である。しかしながら、図２１において、励磁信号調整部１０１６が励磁信号生成部１０１７Ａの出力する三角波信号から励磁信号を差動信号により生成する場合、帰還信号が励磁信号（三角波信号）に加算されている。すなわち、図２５における励磁信号生成部１０１７の場合、帰還信号の帰還電流（定常電流が付加された場合も同様）を、増幅回路２０１７１及び増幅回路の２０１７４の各々の（−）入力端子に供給される励磁信号に対して重畳されている。これにより、磁気素子制御装置１００Ａの磁気平衡方式におけるフィードバックループが形成される。
【００４２】
また、図２５においても、励磁信号調整部１０１６と励磁信号生成部１０１７Ａとの各々は、図２２における励磁信号調整部１０１６、励磁信号生成部１０１７それぞれと同様の構成である。しかしながら、図２２において、励磁信号調整部１０１６が励磁信号生成部１０１７の出力する三角波信号から励磁信号をシングルエンドにより生成する場合、帰還信号が励磁信号（三角波信号）に加算されている。すなわち、図２５における励磁信号生成部１０１７の場合、帰還信号を、差動増幅回路２０１７７の（−）入力端子に接続される抵抗２０１７６に供給される励磁信号に対して重畳されている。これにより、磁気素子制御装置１００Ａの磁気平衡方式におけるフィードバックループが形成される。
【００４３】
上述した時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式における磁気検出を行う場合、磁気素子３００の磁性体コアの材料と構造とに起因するコイルに印加する電流あたりの発生磁界量（以下、励磁効率とする）と、励磁信号の強度とにより、測定可能な磁界範囲が決定される。
一方、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界平衡式における磁気検出を行う場合、磁気素子３００に対して印加される定常磁界Ｈｅｘ（外部磁界）によらず、一定の時間間隔（Ｔ／２）で検出信号が出力されるように、磁性体コア内の磁界を平衡状態として維持している。このため、磁気素子３００全体の電源電圧により制限、すなわちＦＢ信号の電流値が供給可能な範囲で磁界の測定を行うことができる。
【００４４】
また、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式における磁気検出を行う場合、検出信号の出力される時間間隔が磁界に応じて変化するため、磁気感度の線形性が磁気素子３００の特性に直接に反映することになる。
一方、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界平衡式における磁気検出を行う場合、磁気素子の特性として、励磁効率の磁界依存性が小さいため、検出信号の波形と、検出信号の発生する時間間隔の定常性とが維持され易い。
そのため、測定対象として、数百Ａ（アンペア）程度の電流により発生する磁界を全測定電流範囲において線形性を維持した状態で測定する磁気素子に適用する場合、従来、磁界比例式に比較して、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いた磁界平衡式における磁気検出が主に用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４５】
【特許文献１】特開２００７−０７８４２２号公報
【特許文献２】特開２００８−２９２３２５号公報
【特許文献３】特開２００７−０７８４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４６】
上述した磁気比例式制御と磁界平衡式制御とを、各出力特性（例えば、出力の磁界変化に対する線形性、出力の時間変動、装置全体の消費電流、測定可能な磁界範囲、磁気感度、一定環境磁界下での出力値）を、評価の指標として以下に比較する。
上述した時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式によって磁気検出を行う際、すでに述べたように、測定可能な磁界範囲が磁気素子５０の励磁効率と励磁信号とにより制限される。
このため、最大測定電流が数百Ａ程度の電流センサとして、磁界比例式の磁気素子を適用する場合、磁気素子単体の出力の線形性の磁界の強度に対する依存性に加え、磁気素子を駆動する電源電圧や許容最大電流値の制限により、高い精度の出力の線形性が得られる磁界の測定範囲が制限される問題がある。
【００４７】
また、検出コイルが発生する検出信号の波形が、定常磁界Ｈｅｘの強度及び磁性体コアの温度に依存して変化する場合、検出信号の波形の立ち上がりの時間微分値と、検出信号の出力変動とに相関がある。このため、検出信号の出力の時間変動値が磁界の強度に依存して変化することにより、磁界の強度の測定において、特に磁界の強度が高くなるにつれて、時間変動値が増加し、高い精度によって磁界の検出ができなくなる。
【００４８】
一方、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界平衡式によって磁気検出を行う際、ＦＢ（帰還）コイルＦＢ制御において、ＦＢ信号は一般的に電流制御により行われている。
すでに述べたように、ＦＢ制御信号における電流値と、この電流値により発生する磁界の強度とが比例関係にあり、励磁信号を電流制御とすることにより、理論上において磁気感度の温度依存性が発生しない。したがって、磁気感度の温度補償が不必要となる利点がある。しかし、励磁信号は、電流制御により行う場合であっても、一旦は電圧制御により励磁三角波を生成する方法が一般的である。このため、電圧制御で生成した電圧の励磁三角波を電圧電流変換回路を用いて、電流制御に用いる電流の励磁三角波を生成する必要がある。この結果、電圧電流変換回路に用いるアンプのオフセット値の温度依存性に依存した一定磁界環境下での磁気センサの出力値の温度変化が発生するという問題がある。また、電圧制御の励磁信号に対してオフセットが重畳している場合、その温度依存性によっても、一定磁界環境下での磁気センサの出力値の温度変化が発生するという問題がある。
【００４９】
また、測定磁界範囲は、磁気素子における励磁効率と励磁電流との積によって表される。このため、測定磁界範囲を拡大する（広げる）ためには、上述した積の関係から、励磁電流を増加させることが効果的となることが解る。ここで、励磁電流を増加させるためには、電圧電流変換回路に用いるオペアンプの増幅率を小さくすることが必要となる。しかしながら、オペアンプの増幅率を小さくすることにより、オペアンプが異常発振をし易くなるという問題がある。
【００５０】
上述したように、磁気素子の制御方法の種別により、磁気感度の線形性及び消費電流に対して利点と欠点とがある。しかしながら、励磁コイルに印加する励磁三角波の制御方法に対するオフセットの温度依存性と、磁気感度の温度依存性とに関する特性は、共通に有している。このため、励磁信号を電流制御にすることにより、磁気感度の温度依存性は低減するが、出力値における温度依存性が発生する。一方、励磁信号を電圧制御にすることにより、出力値の温度依存性が低減するが、磁気感度における温度依存性が発生することになる。
したがって、励磁三角波を電圧制御及び電流制御のいずれで行ったとしても、磁気感度の温度依存性と出力値の温度依存性との双方の温度依存性を同時に低減することが困難である。
【００５１】
また、磁気平衡式の測定磁界範囲は、磁気素子の励磁効率と励磁電流とにより制約を受けない。このため、磁気素子全体の適正電源電圧や許容最大ＦＢ電流値により、測定磁界範囲が制限される。また、帰還信号を電流制御することにより、帰還信号の電流量の違いによって帰還コイルのコイル温度が変化し、コイルの抵抗値が変動したとしても、一定電流で制御される。このため、帰還信号の変化量が大きくなる高磁界環境下においても、磁気感度の高い線形性を維持することができる。また、正負の検出信号の時間間隔が一定となるように制御される。このため、検出信号は、波形が外部磁界により変化することがない。したがって、出力の時間変動値が外部磁界の増加に依存して増加しないという効果がある。
【００５２】
一方、磁気素子の特性の個体偏差により、励磁コイルや帰還コイル各々の励磁効率が変化した場合、磁気平衡におけるＦＢ収束時間が変化する。しかしながら、帰還コイルを制御する制御回路の設計適正化により、ＦＢ収束残差の発生を抑制することができる。特に、ＦＢ（帰還）コイルＦＢ制御において、励磁コイルの励磁効率と帰還コイルの励磁効率との比が一定に保持されている場合、励磁コイルと帰還コイルとの磁気感度の比が変化しないため、ＦＢ収束時間が変化することはない。
【００５３】
したがって、半導体プロセスなどにより、励磁コイルと帰還コイルとを同時に形成する場合、コイル抵抗が変化しても、コイル抵抗の比率が維持され易いため、ＦＢ収束性の指標であるＦＢ収束残差とＦＢ収束時間とが変化しないという効果がある。
一方、磁界平衡式は、磁界に比例した電流の帰還信号が必要となるため、磁気比例式と比較して、帰還コイルの制御回路における消費電流が増加することになる。さらに、帰還信号が電流制御の場合、励磁電流としての一定電流を生成する。このため、電圧電流変換回路を導入する必要があり、制御回路全体の消費電流が増加するという問題がある。
【００５４】
また、ＦＢ信号が電流制御の場合、一制御回路内における差動信号の基準電位が、帰還電流量の増加に伴い、時間的に変動して不安定になり易い問題がある。加えて、励磁振動が電流制御の場合、磁気比例式における励磁信号の特性と同様に、電圧電流変換回路のアンプにおけるオフセットの温度依存性によって、一定磁界環境下での磁気センサの出力値の温度変化が発生する問題がある。
【００５５】
また、磁界測定磁界範囲は、帰還信号の電流量に制限されるが、すでに述べたように、励磁電流を増加させることにより拡大させることができる。ただし、これも述べたことであるが、励磁電流を増加させるためには、電圧電流変換回路に用いるオペアンプの増幅率を小さくすることが必要となる。しかしながら、オペアンプの増幅率を小さくすることにより、オペアンプが異常発振をし易くなるという問題がある。
【００５６】
上述したように、磁気比例式制御と磁気平衡式制御との各々のセンサ出力の特性（出力線形性、出力の時間変動値、消費電流、測定磁界範囲、磁気感度、一定磁界環境下での出力値）には、制御方法の種別により、磁気感度の線形性と消費電流に対して、それぞれに利点及び欠点がある。
しかしながら、励磁コイルを駆動する励磁信号の制御方法に対する磁気感度と一定磁界環境下における出力値の温度依存性に関する特性が、制御方法の種別に関係なく共通性を有していることが解る。
【００５７】
すなわち、励磁コイルを駆動するための励磁信号を電流制御とした場合、磁気感度の温度依存性は抑制されることで低減する。磁気感度の温度依存性が抑制されるが、電流制御の励磁信号が電圧制御の励磁信号から生成されるため、励磁信号にオフセットが重畳することになる。この結果、オフセット出力の温度依存性が発生する場合があるという問題がある。
一方、励磁信号を電圧制御とした場合、電圧電流変換回路のオフセットに起因する一定磁界環境下での出力値の温度依存性を低減できるが、その他の回路ブロック（電圧制御の励磁信号を生成する励磁信号生成部、検出信号増幅部、さらに、磁気平衡式制御の場合、帰還信号変換部及び帰還信号調整部）のオフセットに起因する一定磁界環境下での磁気感度の温度依存性が残存する。
【００５８】
したがって、励磁信号の制御方法を変更したとしても、磁気感度の温度依存性と磁気素子の出力値の温度依存性との双方を同時に低減させることは困難である。
また、オフセット調整を行うオフセット調整部を付加した場合、オフセット調整部に用いるオペアンプの磁気感度の温度依存が発生するため、磁気感度の温度依存性とオフセット出力の温度依存性の相応を同時に低減することが困難であるという問題がある。
【００５９】
ゼロ磁界環境下での出力値の温度特性は、一定磁界環境下において、ＦＧ方式の磁気センサの信号処理回路内における各回路ブロックに用いられるオペアンプのオフセットの温度特性に起因していると考えられる。
しかしながら、各オペアンプの回路構成の特性上において、少なからずオフセットが発生するため、オフセットを完全にゼロとすることはできない。トランジスタ特性としての双対性（マッチング）のずれに起因するオフセットを除去する手法として、チョッパ動作が効果的であることが一般的に知られている。
【００６０】
ここで、チョッパ動作とは、信号処理回路の制御クロックに同期させて、基準電位からずれた電圧分を信号処理回路の出力する信号に加算し、オフセットをキャンセルする動作である。このチョッパ動作により、双対性に起因するオフセットが除去されることになり、オフセットの温度依存性を低減させることが可能である。ただし、受動素子（抵抗やコンデンサなど）の温度特性のミスマッチなど、双対性のずれ以外にオフセットの発生要因が存在する場合、オフセットとオフセットの温度特性との相関は無い。
【００６１】
したがって、信号処理回路の設計の適正化により、一定磁界環境下における出力値の温度変化をゼロにすることは困難である。特に、オペアンプの入力バイアス電流は、オペアンプの出力値におけるオフセットの原因の一つであり、特定の温度以上において急激に増加し、その増加率はオペアンプの個体差が大きい。このため、オフセットの温度変化は、入力バイアス電流が原因である場合、信号処理回路の個体差が大きい。したがって、データ信号生成部において、出力値の補正を実施したとしても、出力値の温度精度を維持することが困難であるという問題がある。
【００６２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、チョッピング動作により除去することが不可能な、オペアンプの出力値のオフセットの温度依存性を低減することが可能な磁気素子制御装置、磁気素子制御方法及び磁気検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００６３】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の磁気素子制御装置は、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御装置であり、交番信号を生成する励磁信号生成部と、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号変換部と、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記励磁コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整部と、前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換部と、を有し、前記励磁信号調整部または前記帰還信号調整部において、前記帰還信号を前記励磁信号に重畳させ、また、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力することを特徴とする。
【００６４】
本発明の磁気素子制御装置は、磁性体コアに励磁コイル、検出コイル及び帰還コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御装置であり、交番信号を生成する励磁信号生成部と、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号変換部と、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を発生させるために、帰還コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整部と、前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換部と、を有し、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから最終的な前記データ信号として出力することを特徴とする。
【００６５】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の前記差動増幅器の出力の極性を反転する際、３個の組み合わせの反転及び非反転の論理積が最終的に非反転となるように、反転及び非反転の組み合わせを生成することを特徴とする。
【００６６】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおける前記データ出力の感度極性が同一であり、かつ所定の温度範囲内で使用する際、当該温度範囲で一定磁界環境下での前記データ信号の誤差の温度特性が逆である２個の組み合わせを選択し、この組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化し、平均化した結果を最終的な前記データ信号とすることを特徴とする。
【００６７】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおける前記データ出力の誤差の全温度範囲で一定磁界環境下での前記データ信号の誤差の温度特性が逆である２個の組み合わせを選択し、ゼロ磁界におけるこの組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界を測定する際、２個の前記組み合わせの前記データ信号の平均化した結果を求め、この平均した結果から前記オフセット値を減算し、最終的な前記データ信号とすることを特徴とする。
【００６８】
本発明の磁気素子制御装置は、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子における前記励磁コイルに対して交番信号を印加し、前記磁性体コアに設けられた検出コイルから、前記交番信号に対応して検出される極性の異なるパルス状信号の波形を検出し、この極性の異なるパルス状信号の検出間隔により、定常磁界を検出する磁気素子を制御する磁気素子制御装置であり、前記交番信号を生成する励磁信号生成部と、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整部と、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅部と、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較部と、前記時間幅に基づいて磁界強度を示すデータ信号を生成するデータ信号変換部と、を有し、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力することを特徴とする。
【００６９】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の前記差動増幅器の出力の極性を反転する際、２個の組み合わせの反転及び非反転の論理積が最終的に非反転となるように、反転及び非反転の組み合わせを生成することを特徴とする。
【００７０】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の反転及び非反転の組み合わせ２個の前記データ信号を平均化し、平均化した結果を最終的な前記データ信号とすることを特徴とする。
【００７１】
本発明の磁気素子制御装置は、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々の反転及び非反転の組み合わせにおいて、ゼロ磁界におけるこの組み合わせ毎の２個の前記データ信号を求め、２個の前記データ信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界を測定する際、２個の前記組み合わせの前記データ信号の平均化した結果を求め、この平均した結果から前記オフセット値を減算し、最終的な前記データ信号とすることを特徴とする。
【００７２】
本発明の磁気検出装置は、上記のいずれかに記載の磁気素子制御装置であり、前記データ信号変換部が前記データ信号から磁界強度を示す信号を出力することを特徴とする。
【００７３】
本発明の磁気素子制御方法は、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御方法であり、励磁信号生成部が、交番信号を生成する励磁信号生成過程と、励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、帰還信号変換部が、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号生成過程と、帰還信号調整部が、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記励磁コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整過程と、データ信号変換部が、前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換過程と、を含み、前記励磁信号調整部または前記帰還信号調整部において、前記帰還信号を前記励磁信号に重畳させ、また、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力することを特徴とする。
【００７４】
本発明の磁気素子制御方法は、磁性体コアに励磁コイル、検出コイル及び帰還コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、当該磁気素子の制御を行う磁気素子制御方法であり、励磁信号生成部が、交番信号を生成する励磁信号生成過程と、励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、帰還信号変換部が、前記時間幅を電圧情報に変換する帰還信号生成過程と、帰還信号調整部が、前記電圧情報から前記磁気素子に印加されている定常磁界をキャンセルする磁界を前記帰還コイルに印加する帰還信号を生成する帰還信号調整過程と、データ信号変換部が前記帰還信号を、磁界強度を示すデータ信号として出力するデータ信号変換過程と、を含み、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから最終的な前記データ信号として出力することを特徴とする。
【００７５】
本発明の磁気素子制御方法は、磁性体コアに励磁コイル及び検出コイルが設けられたフラックスゲート型の磁気素子における前記励磁コイルに対して交番信号を印加し、前記磁性体コアに設けられた検出コイルから、前記交番信号に対応して検出される極性の異なるパルス状信号の波形を検出し、この極性の異なるパルス状信号の検出間隔により、定常磁界を検出する磁気素子を制御する磁気素子制御方法であり、励磁信号生成部が、前記交番信号を生成する励磁信号生成過程と、励磁信号調整部が、前記交番信号から交番電流信号を生成し、当該交番電流信号に基づいて前記励磁コイルに印加する励磁信号を生成する励磁信号調整過程と、検出信号増幅部が、前記励磁信号の電流方向が切替る際の誘導起電力で発生する正又は負電圧の信号を増幅して検出信号とする検出信号増幅過程と、検出信号比較部が、正電圧及び負電圧の前記検出信号の時間幅を検出する検出信号比較過程と、データ信号変換部が、前記時間幅に基づいて磁界強度を示すデータ信号を生成するデータ信号変換過程と、を含み、前記データ信号変換部が、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００７６】
本発明（請求項１及び請求項２）は、前記励磁信号調整部、前記検出信号増幅部及び前記帰還信号調整部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する。
このため、本発明によれば、複数の温度係数の温度依存性の異なる複数のデータ信号の組み合わせを用いることにより、相対的に温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を低減させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【００７７】
また、本発明（請求項６）においては、前記励磁信号調整部及び前記検出信号増幅部の各々における出力を生成する差動増幅器の入力端子に入力される信号の極性を反転とするか非反転とするかの制御を行い、複数のデータ信号の組み合わせを生成し、この組み合わせから前記データ信号として出力する。
このため、本発明によれば、複数の温度係数の温度依存性の異なる複数のデータ信号の組み合わせを用いることにより、相対的に温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を低減させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１の実施形態における図１５の磁気素子（磁気素子５０）を使用したＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置６００の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における第１の実施形態による励磁信号調整部１６の構成例を示す図である。
【図３】図１における第１の実施形態による励磁信号調整部６０１６の構成例を示す図である。
【図４】ゼロ磁界の環境下におけるデータ出力のオフセットに重畳するデータ出力誤差と温度との対応を示す図である。
【図５】温度特性のタイプ（type）と、このタイプの各々に対応した検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６のそれぞれの極性の状態（極性状態）とを示すテーブルである。
【図６】温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図７】温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図８】温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図９】温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態による磁気素子制御装置６５０の構成例を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態による磁気素子制御装置６６０の構成例を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態による磁気素子制御装置４５０の構成例を示す図である。
【図１３】温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部４５１６におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図１４】温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部４５１６におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。
【図１５】時間分解型ＦＧ方式の磁気素子（磁界比例式測定）の構成例を示す図である。
【図１６】時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式における磁気検出の原理を説明する波形図である。
【図１７】時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式制御における磁気素子制御装置を用いた磁気検出装置の構成例を示す概略ブロック図である。
【図１８】時間分解型ＦＧ方式の磁気素子（磁界平衡式測定）の構成例を示す図である。
【図１９】時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界平衡式測定における磁気検出の原理を説明する波形図である。
【図２０】ＦＢ（帰還）コイルＦＢ制御における磁気素子制御装置を用いた磁気検出装置の構成例を示すブロック図である。
【図２１】図２０における励磁信号生成部２０１８及び励磁信号調整部２０１７の構成を示す図である。
【図２２】図２０における励磁信号生成部２０１８及び励磁信号調整部２０１７の構成を示す図である。
【図２３】フラックスゲート型磁気素子のＥＸコイルＦＢ制御による動作原理を示すグラフである。
【図２４】本実施形態における図１５の磁気素子を使用したＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置１００の構成例を示すブロック図である。
【図２５】本実施形態における図１５の磁気素子を使用したＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置１００Ａの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００７９】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態を説明する。本実施形態は、ＦＧ方式の磁気素子を用いて、磁気平衡式の磁気検出処理を行う磁気素子制御装置である。図１は、第１の実施形態における図１５の磁気素子（磁気素子５０）を使用した励磁信号生成部にＦＢ信号を印加するＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置６００の構成例を示すブロック図である。以下、図２４及び図２５と同様の構成には同一の符号を付す。
本実施形態による検査対象となる磁気素子制御装置６００は、検出コイル５１及び励磁コイル５２からなるＦＧ（フラックスゲート）型の磁気素子５０に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、励磁コイル５２に対して印加する励磁信号を制御する。
【００８０】
磁気素子制御装置６００は、クロック信号生成部１０２、クロック信号調整部１０３、磁気素子制御部６０１を備えている。磁気素子制御部６０１は、検出信号増幅部６０１１、検出信号比較部１０１２、帰還信号調整部６０１３、帰還信号変換部６０１４、データ信号変換部６０１５、励磁信号調整部６０１６及び励磁信号生成部１０１７Ａを備えている。
【００８１】
クロック信号生成部１０２は、所定の周期のクロック信号を生成する発振器から構成され、生成したクロック信号をクロック信号調整部１０３に対して出力する。
クロック信号調整部１０３は、供給されるクロック信号の信号レベルを増幅したり、クロック信号の周期の変更などの処理を行い、処理結果のクロック信号を励磁信号生成部１０１７に対して出力する。
【００８２】
磁気素子制御部６０１において、励磁信号生成部１０１７Ａは、クロック信号調整部１０３から供給されるクロック信号に基づいて、交番信号、例えば０Ｖを基準電位として交番する交番電圧信号としての三角波信号を生成する。ここで、励磁信号生成部１０１７Ａは、後述するように、帰還信号調整部６０１３から帰還信号が供給され、この帰還信号を生成した三角波信号に重畳させ、帰還信号が重畳された三角波信号を次段の励磁信号調整部６０１６に対して出力する。
【００８３】
また、後述する励磁信号調整部６０１６が励磁信号と反転した励磁信号とを用いる図２の回路構成の場合に対応し、励磁信号生成部１０１７Ａにおいては、オペアンプなどを用いて正の増幅回路と負の増幅回路が形成されている。また、この励磁信号生成部１０１７Ａにおいて、クロック信号調整部１０３から供給されるクロック信号に同期したアナログスイッチを用いることで、極性を反転させた矩形波を生成し、正の極性と負の極性との各々の信号の各々を増幅するように構成しても良い。
【００８４】
励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部１０１７Ａの生成した三角波信号を所定の増幅率にて増幅し、三角波電流信号を生成して、励磁コイル５２に対して印加する。
また、励磁信号調整部６０１６は、帰還信号が重畳された三角波電流信号である励磁信号を、励磁コイル５２に対して印加する。
【００８５】
次に、図２は、図１における第１の実施形態による励磁信号調整部１６の構成例を示す図である。図２１の励磁信号調整部１０１６と同様の差動増幅器を用いた構成であるが、極性状態（後述）変更用のスイッチング素子ＳＷ１＿１、スイッチング素子ＳＷ１＿２、スイッチング素子ＳＷ２＿１、ＳＷ２＿１が設けられている。スイッチング素子が付加された以外においては、図２１の励磁信号調整部１０１６と同様の動作を行う。
図２において、励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部１０１７Ａからの三角波信号と、この三角波信号の反転信号との差分により励磁信号を生成し、出力端子から出力する。
【００８６】
励磁信号調整部６０１６は、増幅回路２０１７１と、反転回路２０１７２と、抵抗２０１７３と、増幅回路２０１７４と、差動増幅回路２０１７５を備えている。抵抗５００は、励磁コイル５２に対応している。ここで、抵抗２０１７３は抵抗値がＲである。差動増幅回路２０１７５は、抵抗２０１７３により、電圧信号の励磁信号を電流信号の励磁信号に変換する電圧電流変換を行っている。
この図２に示す回路構成の励磁信号調整部６０１７の場合、帰還信号の帰還電流（定常電流が付加された場合も同様）が上述したように、励磁信号生成部１０１７Ａからの三角波信号に重畳されている。
【００８７】
スイッチング素子ＳＷ１＿１は、増幅回路２０１７１の出力端子と、反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）との間に介挿されている。
また、スイッチング素子ＳＷ１＿２は、増幅回路２０１７１の出力端子と、差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）との間に介挿されている。
スイッチング素子ＳＷ２＿１は、増幅回路２０１７４の出力端子と、差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）との間に介挿されている。
スイッチング素子ＳＷ２＿２は、増幅回路２０１７４の出力端子と、反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）との間に介挿されている。
【００８８】
これにより、スイッチング素子ＳＷ１＿１がオン状態で、スイッチング素子ＳＷ１＿２がオフ状態の場合、増幅回路２０１７１の出力は、反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）に供給される。一方、スイッチング素子ＳＷ１＿１がオフ状態で、スイッチング素子ＳＷ１＿２がオン状態の場合、増幅回路２０１７１の出力は、差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）に供給される。
また、スイッチング素子ＳＷ２＿１がオン状態で、スイッチング素子ＳＷ２＿２がオフ状態の場合、増幅回路２０１７４の出力は、差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）に供給される。一方、スイッチング素子ＳＷ２＿１がオフ状態で、スイッチング素子ＳＷ２＿２がオン状態の場合、増幅回路２０１７４の出力は、反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）に供給される。
【００８９】
すなわち、スイッチング素子ＳＷ１＿１、ＳＷ１＿２、ＳＷ２＿１、ＳＷ２＿２の各々は、増幅回路２０１７１の出力及び増幅階と２０１７４の出力の各々を、反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）、差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）のいずれに接続させるかの切替を行う。
ここで、増幅回路２０１７１の出力が反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）に接続され、増幅回路２０１７４の出力が差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）に接続されている状態を非反転とする。一方、増幅回路２０１７１の出力が差動増幅回路２０１７５の非反転入力端子（＋）に接続され、増幅回路２０１７４の出力が反転回路２０１７２の非反転入力端子（＋）に接続されている状態を反転とする。
【００９０】
図３は、図１における第１の実施形態による励磁信号調整部６０１６の構成例を示す図である。図２２の励磁信号調整部１０１６と同様の差動増幅器を用いた構成であるが、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２が設けられている。スイッチング素子が付加された以外においては、図２２の励磁信号調整部１０１６と同様の動作を行う。
図３において、励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部２０１７Ａからの三角波信号と、この三角波信号の反転信号との差分により励磁信号を生成し、出力端子から出力する。図３において、励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部２０１７Ａからの三角波信号と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分により励磁信号を生成し、出力端子から励磁コイル５２に対して出力する。
【００９１】
励磁信号調整部６０１６は、抵抗２０１７６と差動増幅回路２０１７７と反転回路２０１７８を備えている。抵抗５００は、励磁コイル５２に対応している。ここで、抵抗２０１７６は抵抗値がＲであり、一端が励磁信号生成部１０１７Ａの出力に接続されており、他端から電流に変換した三角波信号を出力する。差動増幅回路２０１７７は、抵抗２０１７６により、電圧信号の励磁信号を電流信号（ｌｅｘ）の励磁信号に変換する電圧電流変換を行っている。反転回路２０１７８は、抵抗２０１７６から出力される三角波信号を反転する。
この図３に示す回路構成の励磁信号調整部６０１７の場合、帰還信号の帰還電流（定常電流が付加された場合も同様）が上述したように、励磁信号生成部１０１７Ａからの三角波信号に重畳されている。
【００９２】
スイッチング素子ＳＷ１は、抵抗２０１７６の他端と、差動増幅器２０１７７の反転入力端子（−）との間に介挿されている。
また、スイッチング素子ＳＷ２は、反転回路２０１７８の出力と、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）との間に介挿されている。
これにより、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態で、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態の場合、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）には、抵抗２０１７６の他端が接続される。一方、スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態で、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態の場合、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）には、反転回路２０１７８の出力端子に供給される。
【００９３】
すなわち、スイッチング素子ＳＷ１及びＳＷ２の各々は、抵抗２０１７６の他端と、反転回路２０１７８の出力端子のいずれを、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）に接続させるかの切替を行う。
ここで、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）が抵抗２０１７６の他端に接続されている状態を非反転とする。一方、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）が反転回路２０１７８の出力端子に接続されている状態を反転とする。ここで、反転とは、出力が非反転の場合に対して、励磁信号調整部６０１６からの出力の極性が反転することを示している。
【００９４】
図１に戻り、検出信号増幅部６０１１は、磁気素子５０の検出コイル５１の両端の電圧を、予め設定された増幅度によって増幅する。ここで、検出信号増幅部６０１１は、上述した励磁信号調整部６０１６と同様に、内部にスイッチング素子が設けられており、出力の極性を反転させることができる構成となっている。
検出信号比較部１０１２は、検出信号増幅部６０１１から供給される増幅された検出信号の電圧値と、予め定められた閾値電圧値とを比較し、第１検出信号及び第２検出信号（検出信号、図２３（ｂ）参照）を検出する。
ここで、図２３（ｂ）に示すように、第１検出信号は、負極性（負電圧）のパルスであり、励磁コイル５２に対して印加される電流の極性が正（正電流）から負（負電流）に変化する電圧領域で誘導起電力により発生する。一方、第２検出信号は、正極性（正電圧）のパルスであり、励磁コイル５２に対して印加される電流の極性が負（負電流）から正（正電流）に変化する電流領域で誘導起電力により発生する。
【００９５】
帰還信号変換部１０１４は、検出信号比較部１０１２が検出した差分Ｔｄに対応した電圧情報（後述する帰還信号の電圧を決める情報）を生成し、帰還信号調整部６０１３に対して測定データとして出力する。
帰還信号調整部６０１３は、帰還信号変換部１０１４から供給される電圧情報に対応した電圧を発生し、この電圧を帰還信号として、励磁信号生成部１０１７Ａ及びデータ信号変換部６０１５に対して供給する。ここで、帰還信号調整部６０１３は、上述した励磁信号調整部６０１６と同様に、内部にスイッチング素子が設けられており、出力の極性を反転させることができる構成となっている。
【００９６】
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から供給される電圧（帰還信号）を、予め設定された増幅度により増幅し、出力端子からデータ信号として出力する。たとえば、データ信号変換部６０１５は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されている電圧値磁界テーブルから、電圧情報の電圧値に対応する磁界強度を読み出し、磁気素子５０に印加されている定常磁界の強度を求める。電圧値磁界テーブルは、上記電圧情報の電圧値と、この電圧値に対応する定常磁界Ｈｅｘの強度とが対応付けられたテーブルである。
【００９７】
本実施形態においては、帰還信号の電圧を生成する構成として、デジタル値を用いた演算によるデジタル処理で行う構成と、アナログ値を用いた演算によるアナログ処理で行う構成とのいずれでも、磁気素子制御装置６００を構成することができる。以下、デジタル処理で帰還信号の電圧を生成する構成とアナログ処理で帰還電圧を生成する構成とを順番に説明する。
【００９８】
・デジタル処理で帰還信号の電圧を生成する構成
検出信号比較部１０１２は、第１検出信号から第２検出信号までの時間幅を計測し、この時間幅Ｔw（Ｔp、Ｔmなど）と三角波の周期Ｔの半分の時間、すなわちＴ／２との差分Ｔd（＝Ｔw−（Ｔ／２））を求め、帰還信号変換部１０１４に対して出力する。
帰還信号変換部１０１４は、検出信号比較部１０１２から時間情報である差分Ｔdが供給されると、この差分Ｔdから、ＦＢ信号としての帰還信号の電圧を生成する電圧情報を生成する。
ここで、帰還信号変換部１０１４には、差分Ｔdとこの差分Ｔdに対応したデジタル値の電圧情報との対応を示す時間電圧情報テーブルが内部の記憶部に予め書き込まれて記憶されている。
【００９９】
そして、帰還信号変換部１０１４は、この内部の記憶部に記憶されている時間電圧情報テーブルから、供給される差分Ｔdに対応する電圧情報を読み出し、帰還信号調整部６０１３に対して出力する。例えば、電圧情報は、帰還信号の電圧値を示すデジタル値のデータである。また、電圧情報は、差分Ｔdの極性が付され、すなわち差分Ｔdが正の場合に正の極性を有し、差分Ｔdが負の場合に負の極性を有している。したがって、磁気素子５０に対して、正の極性の定常磁界Ｈｅｘが印加されている場合、励磁信号調整部６０１６は、三角波電圧信号から生成される駆動電流Ｉに対して負の極性の帰還電流Ｉｆを帰還信号として重畳し、一方、負の極性の定常磁界Ｈｅｘが印加されている場合、三角波電圧信号から生成される駆動電流Ｉに対して正の極性の帰還電流Ｉｆを帰還信号として重畳する。
【０１００】
帰還信号調整部６０１３は、帰還信号変換部１０１４から供給される電圧情報に基づき、電圧情報の示す電圧値の帰還信号を生成し、生成した帰還信号を励磁信号調整部６０１６に対して出力する。
ここで、帰還信号調整部６０１３は、電圧情報がデジタル値であるので、例えば内部にＤ／Ａ変換器を備え、供給されるデジタル値である電圧情報をＤ／Ａ変換器に入力して直流電圧を得て、帰還信号として励磁信号調整部６０１６に対して出力する。
励磁信号調整部６０１６は、帰還信号調整部６０１３から供給される帰還信号から生成した帰還電流Ｉｆを、三角波電圧信号から内部で生成した駆動電流Ｉに対して重畳させ、三角波電流信号として励磁コイル５２に対して印加する。
【０１０１】
また、三角波電流信号（励磁電流）に帰還電流Ｉｆが重畳されている場合、検出信号比較部１０１２が検出する第１検出信号及び第２検出信号の時間間隔はＴ／２近傍にある。
このため、検出信号比較部１０１２は、すでに三角波電流信号に帰還電流Ｉｆが重畳されている場合、出力する時間情報が、Ｔ／２とするに必要な帰還電流Ｉｆと現在印加している帰還電流Ｉｆとの差分の電流値を示している。したがって、検出信号比較部１０１２は、励磁信号が印加されている場合、上述した差分の電流値を示す時間情報として差分Ｔdを帰還信号変換部１０１４に対して出力する。
【０１０２】
また、帰還信号変換部１０１４は、差分の電流値を示す時間情報である差分Ｔdが供給されると、すでに述べたように、この差分Ｔdに対応する電流値を生成するための電圧情報を、内部の記憶部に記憶されている時間電圧情報テーブルから読み出し、帰還信号調整部６０１３に対して出力する。
また、帰還信号調整部６０１３は、内部に記憶部を有し、この記憶部に電圧情報が積算されて記憶され、この積算された電圧情報を用いて、励磁信号調整部６０１６に対して出力する帰還信号の電圧の生成を行い、励磁信号調整部６０１６に対して出力する。
ここで、帰還信号調整部６０１３は、差分Ｔdに対応する電圧情報が予め設定された設定電圧範囲内に含まれるか否かの判定を行う。
【０１０３】
そして、帰還信号調整部１０１３は、この設定電圧範囲内に電圧情報が含まれていない場合、磁気素子５０に対して印加されている定常磁界をキャンセルする際に、印加しても磁界が変化しない、すなわちキャンセルに影響がない電圧と判定する。
すなわち、帰還信号調整部６０１３は、磁界強度を変化させる際の制御の精度の誤差となり、ほぼ第１検出信号及び第２検出信号の時間幅がＴ／２であると判定する。このとき、帰還信号調整部６０１３は、この誤差範囲とされた電圧情報を、内部の記憶部の直前までの時間情報に積算せず、破棄する。
【０１０４】
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から供給される電圧情報を、予め設定された増幅度により増幅し、外部に対して出力する。
このデータ信号変換部６０１５における増幅度は、予め線形的に測定可能な範囲の帰還信号の電圧値の範囲のみをデータ信号として出力する値に設定されている。すなわち、この増幅度は、定常磁界をキャンセルする磁界と、この磁界を発生する電圧値の帰還信号とが線形性を保つ範囲のみが増幅された電圧となり、範囲外の電圧を飽和させて一定電圧とするものである。すなわち、データ信号変換部６０１５は、帰還信号の電圧値とこの電圧値によって生成される磁界強度が線形性を有する帰還信号の電圧範囲外の帰還信号の電圧値が飽和する予め設定された増幅率により、帰還信号を増幅して出力する。
【０１０５】
したがって、このデータ信号は、定常磁界をキャンセルする磁界の強度を求める磁界電圧、すなわち定常磁界の強度を示す電圧信号であっても良い。外部にある磁界強度検出装置（不図示）により、このデータ信号が示す磁界電圧の電圧値を磁界の強度に変換して、変換した磁界の強度を出力するように構成しても良い。
ここで、磁界強度検出装置には、磁界電圧の電圧値と、この磁界電圧の電圧値に対応する磁界の強度との対応を示す磁界強度テーブルが、内部の記憶部に予め書き込まれて記憶されている。
【０１０６】
この場合、磁気検出装置は、磁気素子制御装置６００から供給される、データ信号の示す磁界電圧の電圧値に対応する磁界強度を、磁界強度テーブルから読み出し、定常磁界（Ｈｅｘ）の強度の数値とし、例えば、自身に設けられた表示部に表示する。このように、本発明は、磁気素子制御装置６００と上述した図示しない磁界強度検出装置とにより、磁気検出装置を構成しても良い。後述する他の第２実施形態、第３実施形態及び第４の実施形態でも同様である。
【０１０７】
また、帰還信号変換部１０１４において、検出信号比較部１０２１２で得られた特性のデューティ比を示す矩形波の時間間隔をデジタル値に変換するＴＤＣ回路を用いる場合、帰還信号調整部６０１３には、帰還信号の収束条件を設定することが望ましい。収束条件とは、任意のデジタル値とその偏差、帰還信号の許容最大値、収束までの帰還回数の上限値などである。
【０１０８】
・アナログ処理で帰還信号の電圧を生成する構成
検出信号比較部１０１２は、検出信号増幅部出力の第１検出信号の立ち上がり部と第２検出信号の立ち上がり部とを検知し、帰還信号変換部１０１４に対して出力する。
帰還信号変換部１０１４は、第１検出信号及び第２検出信号の出力される周期（時間ｔ１と時間ｔ２との間隔、すなわち時間幅）に基づき、電圧情報としてのデューティ比を有するパルスを生成し、このパルスを電圧情報として帰還信号調整部１０１３に対して出力する。
【０１０９】
すなわち、帰還信号変換部１０１４は、電圧情報として、上記時間幅から帰還信号の電圧値を示すデューティ比を求め、この帰還信号の電圧値を示すデューティ比の矩形波を帰還信号調整部６０１３に対して出力する。
帰還信号調整部６０１３は、情報が矩形波信号で示されている場合、デューティ比に対応した直流電圧をＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）回路等により発生し、帰還信号として出力する。
【０１１０】
例えば、第１検出信号から第２検出信号までの時間幅が、第２検出信号から第１検出信号までの時間幅に対して長い場合、定常磁界が負である必要がある。このため、帰還信号調整部６０１３は、定常磁界をキャンセルする正の磁界を発生させる直流電圧の帰還信号を発生する。
一方、第２検出信号から第１検出信号までの時間幅が、第１検出信号から第２検出信号までの時間幅に対して長い場合、定常磁界が正であるため、帰還信号調整部６０１３は、定常磁界をキャンセルする負の磁界を発生させる直流電圧の帰還信号を発生する。
【０１１１】
すなわち、帰還信号調整部６０１３は、電圧情報であるパルスが供給されると、このパルスのデューティ比に対応した電圧値の帰還信号を生成し、生成した帰還信号を励磁信号調整部６０１６に対して出力する。帰還信号変換部６０１４にＰＷＭ回路を用いる場合、データ信号変換部６０１５には、出力するアナログ信号の所望の信号範囲（磁界強度に対する出力値の線形性が確保される範囲）を規定するリミッタ回路を設ける構成とすることが望ましい。
ここで、励磁信号調整部６０１６は、すでに説明したように、図２あるいは図３の構成となっている。
【０１１２】
図２の場合、励磁信号調整部６０１６は、増幅回路２０１７１と、反転回路２０１７２と、抵抗２０１７３と、増幅回路２０１７４と、差動増幅回路２０１７５と、スイッチング素子ＳＷ１＿１、１＿２、２＿１、２＿２の各々とを備えている。このスイッチング素子の切り替えにより、すなわち励磁信号調整部６０１６が非反転の極性状態の場合、スイッチング素子ＳＷ１＿１がオン状態、スイッチング素子ＳＷ１＿２がオフ状態、スイッチング素子ＳＷ２＿１がオン状態、スイッチング素子ＳＷ２＿２がオフ状態であり、増幅回路２０１７１の出力が反転回路２０１７２の非反転入力（＋）に接続され、増幅回路２０１７４の出力が差動増幅回路２０１７５の非反転入力（＋）に接続されている。
【０１１３】
一方、励磁信号調整部６０１６が反転の極性状態の場合、スイッチング素子ＳＷ１＿１がオフ状態、スイッチング素子ＳＷ１＿２がオン状態、スイッチング素子ＳＷ２＿１がオフ状態、スイッチング素子ＳＷ２＿２がオン状態であり、増幅回路２０１７１の出力が差動増幅回路２０１７５の非反転入力（＋）に接続され、増幅回路２０１７４の出力が反転回路２０１７２の非反転入力（＋）に接続されている。これにより、励磁信号調整部６０１６が反転の極性状態の場合、励磁信号調整部６０１６が非反転の極性状態の場合に対して、差動増幅回路２０１７５の反転入力（−）と非反転入力（＋）に供給される励磁信号の極性が反転している。
【０１１４】
抵抗５００は、励磁コイル５２に対応している。励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部２０１７Ａからの三角波信号（帰還信号が重畳されている）と、この三角波信号の反転信号との差分により励磁信号を生成し、出力端子から励磁コイル５２へ、非反転あるいは反転させて出力する。
【０１１５】
一方、図３の場合、励磁信号調整部６０１６は、抵抗２０１７６と差動増幅回路２０１７７と、スイッチング素子ＳＷ１及びスイッチング素子ＳＷ２を備えている。このスイッチング素子の切り替えにより、すなわち励磁信号調整部６０１６が非反転の極性状態の場合、スイッチング素子ＳＷ１がオン状態であり、スイッチング素子ＳＷ２がオフ状態であり、抵抗２０１７６を介して供給される三角波信号が直接に差動増幅回路２０１７７の反転入力（−）の接続されている。
【０１１６】
一方、励磁信号調整部６０１６が反転の極性状態の場合、スイッチング素子ＳＷ１がオフ状態であり、スイッチング素子ＳＷ２がオン状態であり、反転回路２０１７８の出力が差動増幅回路２０１７７の反転入力（−）に接続されている。これにより、励磁信号調整部６０１６が反転の極性状態の場合、励磁信号調整部６０１６が非反転の極性状態の場合に対して、差動増幅回路２０１７７の反転入力（−）に供給される三角波信号の極性が反転している。
【０１１７】
抵抗５００は、励磁コイル５２に対応している。また、励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部１０１７Ａからの三角波信号（帰還信号が重畳されている）と、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分により励磁信号を生成し、出力端子から抵抗５００（励磁コイル５２）へ出力する。
【０１１８】
上述したように、励磁信号調整部６０１６へ供給される三角波信号に重畳された帰還電流Ｉｆは、外部磁界（定常磁界Ｈｅｘ）と比例関係となる。そして、帰還信号に対応する帰還電流Ｉｆとして駆動電流Ｉ（三角波電流信号）に重畳させ、励磁コイル５２に印加することで、この帰還電流Ｉｆによる磁界が発生し、磁気素子５０内の磁性体コアに印加される磁界が一定になるように（第１検出信号及び第２検出信号の時間幅がＴ／２で一定となるように）調整する。
結果として、外部の定常磁界に依存せず、第１検出信号と第２検出信号の時間間隔を一定に保持することができる。
【０１１９】
励磁信号生成部１０１７Ａは、デジタル処理の場合と同様に、帰還信号調整部６０１３から供給される帰還信号を、制御回路内部で生成した三角波電圧信号に重畳させる。そして、励磁信号調整部６０１６、この帰還信号が重畳された三角波電圧信号から生成した三角波電流信号を励磁信号として励磁コイル５２に対して印加する。
データ信号変換部６０１５の動作は、アナログ値を増幅する以外、デジタル処理と同様であるため、説明を省略する
また、本実施形態においては、励磁信号調整部６０１６のチョッパー動作を有効としている。一方、帰還信号調整部６０１３は、チョッパー動作により帰還収束が不安定になる場合があり、チョッパー動作を無効としている。同様に、検出信号増幅部６０１１は、チョッパー動作により、検出信号比較部１０１２における検波が不安定となるため、チョッパー動作を無効としている。
【０１２０】
図４は、ゼロ磁界の環境下におけるデータ出力のオフセットに重畳するデータ出力誤差と温度との対応を示す図である。図４においては、縦軸がデータ出力誤差の数値を示し、横軸が温度を示している。データ出力誤差は、温度Ｔ０におけるオフセットを基準とし、この温度Ｔ０における基準の数値と、各温度におけるゼロ磁界におけるオフセットとの差分を示している。例えば、温度Ｔ０から温度Ｔａの温度範囲で、磁気素子制御装置６００が使用される。ただし、図４は、複数の磁気素子制御装置６００のなかのただ１個の個体の温度特性を検出したものである。図４におけるデータ出力誤差の温度依存の傾向は、磁気素子制御装置６００の個体毎に変化する。
【０１２１】
図５は、温度特性のタイプ（type）と、このタイプの各々に対応した検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６のそれぞれの極性の反転あるいは非反転の状態（極性状態）とを示すテーブルである。タイプとしては、テーブルに示す（１）、（２）、（３）及び（４）の４個の組合わせに対応している。すなわち、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々を、非反転、反転状態とした場合の４つの組合わせとなっている。ここで、４つの組合わせは、全ての回路が非反転の状態である（１）と、あるいはいずれか１個の回路が非反転の状態であり、残りの２個の回路が反転の状態である（２）、（３）及び（４）である。すなわち、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６のそれぞれの３個の極性の論理積が非反転となる組み合わせとなっている。ここで、反転と非反転との組み合わせは６通りあるが、上述した４つ以外の組み合わせは、フィードバック制御が収束しなくなるため、本実施形態においては用いていない。
【０１２２】
図５において、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６のそれぞの極性状態の示す極性の非反転及び反転の状態において、タイプ（１）は、励磁信号調整部６０１６が非反転の状態であり、検出信号増幅部６０１１が非反転の状態であり、帰還信号調整部６０１３が非反転の状態である。また、タイプ（２）は、励磁信号調整部６０１６が反転の状態であり、検出信号増幅部６０１１が非反転の状態であり、帰還信号調整部６０１３が反転の状態である。タイプ（３）は、励磁信号調整部６０１６が反転の状態であり、検出信号増幅部６０１１が反転の状態であり、帰還信号調整部６０１３が非反転の状態である。タイプ（４）は、励磁信号調整部６０１６が非反転の状態であり、検出信号増幅部６０１１が反転の状態であり、帰還信号調整部６０１３が反転の状態である。検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の非反転及び反転の状態の切り替えは、すでに説明したように、それぞれの部におけるスイッチング素子のオン及びオフの切り替えにより行う。
【０１２３】
図４に示されているように、図４のタイプ（１）のデータ曲線は、励磁信号調整部６０１６の極性状態が非反転であり、検出信号増幅部６０１１の極性状態が非反転であり、帰還信号調整部６０１３の極性状態が非反転である場合におけるデータ出力誤差と温度との対応関係を示している。また、図４のタイプ（２）のデータ曲線は、励磁信号調整部６０１６の極性状態が反転であり、検出信号増幅部６０１１の極性状態が非反転であり、帰還信号調整部６０１３の極性状態が反転である場合におけるデータ出力誤差と温度との対応関係を示している。図４のタイプ（３）のデータ曲線は、励磁信号調整部６０１６の極性状態が反転であり、検出信号増幅部６０１１の極性状態が反転であり、帰還信号調整部６０１３の極性状態が非反転である場合におけるデータ出力誤差と温度との対応関係を示している。図４のタイプ（４）のデータ曲線は、励磁信号調整部６０１６の極性状態が非反転であり、検出信号増幅部６０１１の極性状態が反転であり、帰還信号調整部６０１３の極性状態が反転である場合におけるデータ出力誤差と温度との対応関係を示している。
【０１２４】
また、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々において、出力が反転及び非反転となる極性状態とは別に、スイッチング素子の切替によりそれぞれの回路における感度の極性が変化する。ここで、感度の極性（以下、感度極性）は、検出信号比較部１０１２が検出信号の時間間隔を、第１検出信号と第２検出信号との間として測定しており、励磁信号のオフセット量に依存する。したがって、励磁信号調整部６０１６が出力する励磁信号の極性状態が反転すると、磁界に対する帰還信号の磁界に対する増減の感度極性が反転する。しかし、励磁信号調整部６０１６が出力する励磁信号の極性状態が非反転で、検出信号増幅部６０１１の出力の極性状態のみを反転させた場合は、磁界に対する帰還信号の増減の感度極性は反転しない。一方、帰還信号調整部６０１３における帰還信号の増減の感度極性は、帰還信号調整部６０１３における帰還信号の極性状態を反転することにより反転する。
【０１２５】
以下に、タイプ（１）の場合の極性状態及び感度極性を基準とし、タイプ（２）、タイプ（３）及びタイプ（４）の各々の感度極性について説明する。
・タイプ（２）の場合
励磁信号調整部６０１６の極性状態が反転しているため、磁気素子５０から出力される検出信号の極性状態が反転する。検出信号増幅部６０１１は、極性状態が非反転であるため、感度極性が反転した出力となる。また、帰還信号調整部６０１２は、極性状態が反転している。このため、帰還信号の感度極性が反転されるため、帰還信号の感度極性がタイプ（１）と同一となり、結果的にフィードバックは収束する。上述したように、励磁信号の極性状態が反転して検出信号の感度極性が反転し、かつ、反転した検出信号から生成される帰還信号の感度極性が反転しているため、磁気素子制御装置１００Ａの感度極性は、最終的にタイプ（１）と同一になる。
【０１２６】
・タイプ（３）の場合
励磁信号調整部６０１６の極性状態が反転しているため、磁気素子５０から出力される検出信号の極性状態が反転する。検出信号増幅部６０１１は、極性状態が反転であるため、感度極性が反転しない出力となり、タイプ（１）と同一の感度極性となる。また、帰還信号調整部６０１２は、極性状態が非反転している。このため、帰還信号の感度極性がタイプ（１）と同一となり、結果的にフィードバックは収束する。また、励磁信号の極性状態が反転して検出信号の感度極性が反転し、かつ、反転した検出信号から生成される帰還信号の極性は非反転であるため、感度極性は、タイプ（１）に対して反転する。
【０１２７】
・タイプ（４）の場合
励磁信号調整部６０１６の極性状態が反転していないため、磁気素子５０から出力される検出信号の極性状態はタイプ（１）と同一である。検出信号増幅部６０１１は、極性状態が反転であるため、感度極性が反転した出力となり、タイプ（１）に対して反転した感度極性となる。また、帰還信号調整部６０１２は、極性状態が反転している。このため、帰還信号の感度極性がタイプ（１）と同一となり、結果的にフィードバックは収束する。また、励磁信号の極性状態が非反転であり検出信号の感度極性が反転せず、かつ、反転した検出信号から生成される帰還信号の極性が反転であるため、感度極性は、タイプ（３）と同様に、タイプ（１）に対して反転する。
上述したように、本実施形態における個体において、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、タイプ（１）からタイプ（４）の各々に変更した際、タイプ（１）とタイプ（２）とが同様の感度極性となり、また、タイプ（３）とタイプ（４）とが同様の感度極性となる。
【０１２８】
そして、図４の磁気素子制御装置６００の個体においては、図５の極性状態を示すテーブルから特定温度Ｔａ以下の温度環境に磁気素子５０が存在する場合、帰還信号調整部６０１３の極性状態と、データ出力誤差の温度係数の極性とに相関があることがわかる。図４の磁気素子制御装置６００の個体においては、特定温度Ｔａ以上の温度環境に磁気素子５０が存在する場合、検出信号増幅部６０１１の極性状態と、データ出力誤差の温度係数の極性に相関があることがわかる。本実施形態においては、帰還信号調整部６０１３に対してチョッパー動作を無効としている。このため、温度Ｔ０以下のデータ出力誤差には、検出信号増幅部６０１１の出力の温度特性が影響を与えていると考えられる。
【０１２９】
一方、検出信号増幅部６０１１のデータ出力誤差に与える影響を除去する目的で、検出信号増幅部６０１１にはＤＣ（Direct Current、直流）カットフィルタを設ける場合がある。しかしながら、検出信号増幅部６０１１内におけるオペアンプの出力のオフセットにより、少なからず検出信号増幅部６０１１の出力にオフセットが重畳する。特に、温度上昇により、検出信号増幅部６０１１内のオペアンプを構成するトランジスタペアにおいて、トランジスタペアを構成するトランジスタのトランジスタ特性のミスマッチが大きくなると、オペアンプの出力に重畳するオフセットが増加することになる。実際のオペアンプ回路において、上述したオフセットの成分を完全にゼロとすることはできない。したがって、オペアンプから構成される検出信号増幅部６０１１などにおいては、図５に示すような、データ出力誤差の温度依存性を有することになると考えられる。
【０１３０】
上述した結果から、本実施形態においては、データ信号変換部６０１５が検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を制御する機能を有している。図４のグラフから解るように、タイプ（１）と（２）とは、感度極性が同一であり、温度Ｔ０から特定温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ出力誤差の温度に対する変化特性が逆である。このため、データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、各々の回路に設けられたスイッチング素子を、クロック信号生成部１０２の生成するクロック信号に同期させて、一周期毎にオンオフ制御することにより、一周期毎にタイプ（１）及びタイプ（２）の各々の極性状態とする。
【０１３１】
例えば、図２の励磁信号調整部６０１６の場合、データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々をタイプ（１）の極性状態とする場合、スイッチング素子ＳＷ１＿１をオン状態、スイッチング素子ＳＷ１＿２をオフ状態、スイッチング素子２＿１をオン状態、スイッチング素子ＳＷ２＿２をオフ状態とする制御を行う。
また、図２の励磁信号調整部６０１６の場合、データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々をタイプ（２）の極性状態とする場合、スイッチング素子ＳＷ１＿１をオフ状態、スイッチング素子ＳＷ１＿２をオン状態、スイッチング素子２＿１をオフ状態、スイッチング素子ＳＷ２＿２をオン状態とする制御を行う。
【０１３２】
一方、図３の励磁信号調整部６０１６の場合、データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々をタイプ（１）の極性状態とする場合、スイッチング素子ＳＷ１をオン状態、スイッチング素子ＳＷ２をオフ状態とする制御を行う。
また、図３の励磁信号調整部６０１６の場合、データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々をタイプ（２）の極性状態とする場合、スイッチング素子ＳＷ１をオフ状態、スイッチング素子ＳＷ２をオン状態とする制御を行う。
【０１３３】
そして、データ信号変換部６０１５は、一周期毎に帰還信号調整部６０１３から入力されるタイプ（１）の極性状態における電圧Ｖｂ１の帰還信号と、タイプ（２）の極性状態における電圧Ｖｂ２の帰還信号とを入力する。次に、データ信号変換部６０１５は、電圧Ｖｂ１と電圧Ｖｂ２とを加算し、加算結果を２で除算して平均化する。そして、データ信号変換部６０１５は、平均化した数値からデータ信号を求めて出力する。このデータ信号の求め方については、すでに説明した動作と同様である。
すなわち、本実施形態においては、例えば、仕様として動作可能な温度範囲として設定されている温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にて、感度極性が同一で、データ出力誤差の温度特性が逆のタイプのデータ出力の平均値を求めて、最終的なデータ出力として出力する。
【０１３４】
また、磁気素子制御装置６００の個体毎に、各タイプの感度極性が異なり、平均値を算出するタイプの組み合わせが異なる。したがって、磁気素子制御装置６００の個体毎に、図４に示すタイプ毎のデータ曲線を求めると、いずれかの２つのタイプが感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である。このため、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６を、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態として、上述した平均化を行う処理を、データ信号変換部６０１５に対して設定しておく。
【０１３５】
図６は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図６においては、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（２）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（２）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ２それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０１３６】
ステップＳ１１：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（１）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０１３７】
ステップＳ１２：
データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０１３８】
ステップＳ１３：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（２）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（２）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（２）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ２として出力される。
【０１３９】
ステップＳ１４：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。ここで、記憶させる帰還信号は、極性状態変更用のスイッチング素子の切り替え後、一定時間経過した信号とする。ここでいう一定時間とは、定常磁界と定常温度とにおいて、帰還信号が一定値を出力していると判断できる時間を意味する。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ１５へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ１４へ進める。
【０１４０】
ステップＳ１５：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ２）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１４１】
ステップＳ１６：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ２とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ２とを加算し、加算結果を２で除算して平均化する。
【０１４２】
ステップＳ１７：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、平均化された電圧値（（Ｖｂ１＋Ｖｂ２）／２）に対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０１４３】
図７は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図７においては、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態をタイプ（３）とタイプ（４）との各々に順次制御し、タイプ（３）とタイプ（４）との各々において、電圧値Ｖｂ３、電圧値Ｖｂ４それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０１４４】
図４からタイプ（３）とタイプ（４）との感度極性が同一であり、温度Ｔ０から特定温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態としては、タイプ（１）及びタイプ（２）の組み合わせ以外に、タイプ（３）及びタイプ（４）の組み合わせがある（図４から判定）。このため、図７のフローチャートにおいては、タイプ（１）及びタイプ（２）の組み合わに換えて、タイプ（３）及びタイプ（４）の組み合わせにより、データ信号変換部６０１５がタイプ（３）で求めた帰還信号の電圧値Ｖｂ３と、タイプ（４）で求めた帰還信号の電圧値Ｖｂ４の平均化を行い、データ信号を求める構成とされている。
【０１４５】
ステップＳ２１：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、検出信号増幅部６０１１からタイプ（３）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ３として出力される。
【０１４６】
ステップＳ２２：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０１４７】
ステップＳ２３：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（４）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（４）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、検出信号増幅部６０１１からタイプ（４）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ４として出力される。
【０１４８】
ステップＳ２４：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ２５へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ２４へ進める。
【０１４９】
ステップＳ２５：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ４）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１５０】
ステップＳ２６：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ２とを読み出し、電圧値Ｖｂ３と電圧値Ｖｂ４とを加算し、加算結果を２で除算して平均化する。
【０１５１】
ステップＳ２７：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、平均化された電圧値（（Ｖｂ３＋Ｖｂ４）／２）に対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０１５２】
図８は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図８においては、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（４）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（４）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ４それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０１５３】
図４からタイプ（１）とタイプ（４）との感度極性が特性温度Ｔａ以上において同一であり、特定温度Ｔａ以上における温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態としては、タイプ（１）及びタイプ（４）の組み合わせがある。
図８（ａ）は、磁気素子制御装置６００の出荷前において、基準磁界（例えば、ゼロ磁界）におけるオフセット値を求めるフローチャートである。データ信号変換部６０１５は、出荷前の検査で得られたオフセット値を、全温度範囲における所定の温度毎に求めて内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
【０１５４】
図８（ｂ）は、磁気素子制御装置６００の出荷後に、温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。すなわち、図８（ｂ）においては、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（４）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（４）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ４それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０１５５】
図８（ａ）のフローチャートから説明する。
ステップＳ３１ａ：
直交する３軸方向に均一な磁界を印加できるコイル（以下、「３軸ヘルムホルツコイル」と称す）などにより、直交する３軸方向に対して、特定の空間領域で任意の均一な磁界を発生することのできる環境を用意し、当該環境下に磁気素子５０を付加した磁気素子制御装置６００を設置する。そして、磁気素子５０に対してゼロ磁界を与える。
【０１５６】
ステップＳ３２ａ：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（１）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０１５７】
ステップＳ３３ａ：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ３４ａへ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ３３ａへ進める。
【０１５８】
ステップＳ３４ａ：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１５９】
ステップＳ３５ａ：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（４）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（４）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（４）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ４として出力される。
【０１６０】
ステップＳ３６ａ：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ３７ａへ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ３６ａへ進める。
【０１６１】
ステップＳ３７ａ：
データ信号変換部６０１５は、検出信号増幅部６０１１から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ４）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１６２】
ステップＳ３８ａ：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ４とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ４とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、オフセット値を算出する。
【０１６３】
上述した、ステップＳ３１ａからステップＳ３６ａまでのオフセット値を求める処理を、全温度範囲における所定の温度毎に行い、全温度範囲の所定の温度毎のオフセット値を求め、このオフセット値をデータ信号変換部６０１５の内部に設けられた記憶部に書き込んで記憶させる。この求めたオフ設置処理をデータ信号変換部６０１５の内部の記憶部に書き込む処理は、データ信号変換部６０１５自身が行う構成としても良いし、データ信号を一旦受信するコンピュータが行う構成としても良い。
【０１６４】
次に、図８（ｂ）のフローチャートを説明する。この図８（ｂ）のフローチャートに示す動作の場合、出荷された後の動作を示し磁気素子５０は通常の定常磁界下に置かれている。
ステップＳ３１：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（１）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０１６５】
ステップＳ３２：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ３３へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ３２へ進める。
【０１６６】
ステップＳ３３：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１６７】
ステップＳ３４：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（４）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（４）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（４）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ４として出力される。
【０１６８】
ステップＳ３５：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ３６へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ３５へ進める。
【０１６９】
ステップＳ３６：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ４）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１７０】
ステップＳ３７：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ２とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ２とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、測定値データを算出する。
【０１７１】
ステップＳ３８：
データ信号変換部６０１５は、磁気素子制御装置６００に設けられた温度センサ（不図示）から温度データを読み出す。
そして、データ信号変換部６０１５は、内部の記憶部に記憶されたオフセット値のテーブルを参照し、上記温度データに対応するオフセット値を読み出す。ここで、データ信号変換部６０１５は、測定された温度に対応するオフセット値が無い場合、測定された温度の上下で隣接するオフセット値を平均するなどの補完を行う。
データ信号変換部６０１５は、測定値データの電圧値（（Ｖｂ１＋Ｖｂ４）／２）から、オフセット値を減算し、補正された測定値データとする。
そして、データ信号変換部６０１５は、内部の記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、この補正された測定値データに対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０１７２】
図９は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部６０１５におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図９においては、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態をタイプ（２）とタイプ（３）との各々に順次制御し、タイプ（２）とタイプ（３）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ４それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０１７３】
図４からタイプ（２）とタイプ（３）との感度極性が特性温度Ｔａ以上において同一であり、特定温度Ｔａ以上における温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態としては、タイプ（２）及びタイプ（３）の組み合わせがある。図９のフローチャートにおいては、タイプ（１）及びタイプ（４）の組み合わに換えて、タイプ（２）及びタイプ（３）の組み合わせを用いることで、データ信号変換部６０１５がタイプ（２）で求めた帰還信号の電圧値Ｖｂ２と、タイプ（３）で求めた帰還信号の電圧値Ｖｂ３の平均化を行い、データ信号を求める構成とされている。
図９（ａ）は、磁気素子制御装置６００の出荷前において、基準磁界（例えば、ゼロ磁界）におけるオフセット値を求めるフローチャートである。データ信号変換部６０１５は、出荷前の検査で得られたオフセット値を、全温度範囲における所定の温度毎に求めて内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
【０１７４】
図９（ａ）のフローチャートから説明する。
ステップＳ４１ａ：
直交する３軸方向に均一な磁界を印加できる３軸ヘルムホルツコイルなどにより、直交する３軸方向に対して、特定の空間領域で任意の均一な磁界を発生することのできる環境を用意し、当該環境下に磁気素子５０を付加した磁気素子制御装置６００を設置する。そして、磁気素子５０に対してゼロ磁界を与える。
【０１７５】
ステップＳ４２ａ：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（２）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（２）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（２）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ２として出力される。
【０１７６】
ステップＳ４３ａ：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ４４ａへ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ４３ａへ進める。
【０１７７】
ステップＳ４４ａ：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ２）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１７８】
ステップＳ４５ａ：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（３）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ３として出力される。
【０１７９】
ステップＳ４６ａ：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ４７ａへ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ４６ａへ進める。
【０１８０】
ステップＳ４７ａ：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１８１】
ステップＳ４８ａ：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ２と電圧値Ｖｂ３とを読み出し、電圧値Ｖｂ２と電圧値Ｖｂ３とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、オフセット値を算出する。
【０１８２】
上述した、ステップＳ４１ａからステップＳ４６ａまでのオフセット値を求める処理を、全温度範囲における所定の温度毎に行い、全温度範囲の所定の温度毎のオフセット値を求め、このオフセット値をデータ信号変換部６０１５の内部に設けられた記憶部に書き込んで記憶させる。この求めたオフ設置処理をデータ信号変換部６０１５の内部の記憶部に書き込む処理は、データ信号変換部６０１５自身が行う構成としても良いし、データ信号を一旦受信するコンピュータが行う構成としても良い。
【０１８３】
次に、図９（ｂ）のフローチャートを説明する。この図９（ｂ）のフローチャートに示す動作の場合、出荷された後の動作を示し磁気素子５０は通常の定常磁界下に置かれている。
ステップＳ４１：
データ信号変換部６０１５は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（２）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（２）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（２）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０１８４】
ステップＳ４２：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ４３へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ４２へ進める。
【０１８５】
ステップＳ４３：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ２）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１８６】
ステップＳ４４：
データ信号変換部６０１５は、ステップＳ１１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマを起動し、スイッチング素子をオンオフ制御してからの経過時間のカウントを開始する。
これにより、検出信号増幅部６０１１、帰還信号調整部６０１３及び励磁信号調整部６０１６の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置６００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、帰還信号調整部６０１３からタイプ（３）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ４として出力される。
【０１８７】
ステップＳ４５：
データ信号変換部６０１５は、スイッチング素子をオンオフ制御した後、所定の一定時間が経過するか否かの判定を行う。すなわち、データ信号変換部６０１５は、タイマのカウントする経過時間が、予め設定されている一定時間を超えたか否かの判定を行う。
そして、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間を超えた場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過し、帰還信号が一定値に安定したとして、処理をステップＳ４６へ進める。一方、データ信号変換部６０１５は、経過時間が一定時間以下である場合、スイッチング素子のオンオフ制御を行ってから一定時間が経過しておらず、帰還信号が一定値に安定していないとして、処理をステップＳ４５へ進める。
【０１８８】
ステップＳ４６：
データ信号変換部６０１５は、帰還信号調整部６０１３から出力される帰還信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。このとき、データ信号変換部６０１５は、内部に設けられたタイマをリセットし、「０」とする。
【０１８９】
ステップＳ４７：
データ信号変換部６０１５は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ２と電圧値Ｖｂ３とを読み出し、電圧値Ｖｂ２と電圧値Ｖｂ３とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、測定値データを算出する。
【０１９０】
ステップＳ４８：
データ信号変換部６０１５は、磁気素子制御装置６００に設けられた温度センサから温度データを読み出す。
そして、データ信号変換部６０１５は、内部の記憶部に記憶されたオフセット値のテーブルを参照し、上記温度データに対応するオフセット値を読み出す。ここで、データ信号変換部６０１５は、測定された温度に対応するオフセット値が無い場合、測定された温度の上下で隣接するオフセット値を平均するなどの補完を行う。
データ信号変換部６０１５は、測定値データの電圧値（（Ｖｂ２＋Ｖｂ３）／２）から、オフセット値を減算し、補正された測定値データとする。
そして、データ信号変換部６０１５は、内部の記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、この補正された測定値データに対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０１９１】
上述したように、本実施形態においては、図６及び図７のフローチャートの動作を行うことにより、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてオフセット出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に平均化して測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図６及び図７のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが不可能な、オペアンプの出力値のオフセットの温度依存性を低減させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０１９２】
また、本実施形態においては、図８及び図９のフローチャートの動作を行うことにより、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において、全温度範囲における温度毎にゼロ磁界を求め、２つのタイプの帰還信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界下においても上記２つのタイプの帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に、測定時の温度に対応するオフセットを減算した結果を測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図８及び図９のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を、従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが不可能な、オペアンプの出力値のオフセットの温度依存性を低減させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０１９３】
＜第２の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第２の実施形態を説明する。本実施形態は、ＦＧ方式の磁気素子を用いて、磁気平衡式の磁気検出処理を行う磁気素子制御装置である。図１０は、本発明の第２の実施形態による磁気素子制御装置６５０の構成例を示す図である。すなわち、図１０の磁気素子制御装置６５０は、図１５の磁気素子（磁気素子５０）を使用した励磁信号調整部にＦＢ信号を印加するＥＸコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置６５０の構成例を示すブロック図である。以下、図１、図１１及び図２４と同様の構成には同一の符号を付す。
本実施形態による検査対象となる磁気素子制御装置６５０は、検出コイル５１及び励磁コイル５２からなるフラックスゲート型の磁気素子５０に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、励磁コイル５２に対して印加する励磁信号を制御する。
【０１９４】
磁気素子制御装置６５０は、クロック信号生成部１０２、クロック信号調整部１０３、磁気素子制御部６５１を備えている。磁気素子制御部６５１は、検出信号増幅部６０１１、検出信号比較部１０１２、帰還信号調整部６０１３、帰還信号変換部６０１４、データ信号変換部６０１５、励磁信号調整部６０１６Ａ及び励磁信号生成部１０１７を備えている。
【０１９５】
クロック信号生成部１０２は、所定の周期のクロック信号を生成する発振器から構成され、生成したクロック信号をクロック信号調整部１０３に対して出力する。
クロック信号調整部１０３は、供給されるクロック信号の信号レベルを増幅したり、クロック信号の周期の変更などの処理を行い、処理結果のクロック信号を励磁信号生成部１０１７に対して出力する。
【０１９６】
磁気素子制御部６５１において、励磁信号生成部１０１７は、クロック信号調整部１０３から供給されるクロック信号に基づいて、交番信号、例えば０Ｖを基準電位として交番する交番電圧信号としての三角波信号を生成する。
【０１９７】
励磁信号調整部６０１６Ａが励磁信号（三角波信号）と反転した励磁信号とを用いる図２の回路構成の場合に対応した構成の場合、励磁信号生成部１０１７においては、オペアンプなどを用いて正の増幅回路と負の増幅回路が形成されている。また、この励磁信号生成部１０１７において、クロック信号調整部１０３から供給されるクロック信号に同期したアナログスイッチを用いることで、極性を反転させた矩形波を生成し、正の極性と負の極性との各々の信号の各々を増幅するように構成しても良い。
【０１９８】
励磁信号調整部６０１６Ａは、励磁信号生成部１０１７Ａの生成した三角波信号を所定の増幅率にて増幅し、三角波電流信号を生成して、励磁コイル５２対して印加する。
ここで、励磁信号調整部６０１６Ａは、後述するように、帰還信号調整部６０１３から帰還信号が供給され、この帰還信号を生成する三角波電流信号に重畳させる。
励磁信号調整部１０１６Ａは、帰還信号が重畳された三角波電流信号である励磁信号を、励磁コイル５２に対して印加する。
【０１９９】
次に、図１０における励磁信号調整部６０１６Ａは、図１の励磁信号調整部６０１６と同様に図２に示す構成である。励磁信号調整部６０１６Ａが励磁信号調整部６０１６と異なる点は、供給される三角波信号に帰還信号が重畳されておらず、図２４の励磁信号調整部１０１６と同様に、差動増幅回路２０１７５の反転入力端子（−）に対して帰還信号が供給される点である。スイッチング素子ＳＷ１＿１、スイッチング素子ＳＷ１＿２、スイッチング素子ＳＷ２＿１、ＳＷ２＿１の各々の動作も図１の励磁信号調整部６０１６と同様である。
【０２００】
また、図１０における励磁信号調整部６０１６Ａは、図１の励磁信号調整部６０１６と同様に図３に示す構成としても良い。励磁信号調整部６０１６Ａが励磁信号調整部６０１６と異なる点は、供給される三角波信号に帰還信号が重畳されておらず、図２４の励磁信号調整部１０１６と同様に、差動増幅回路２０１７７の反転入力端子（−）に対して帰還信号が供給される点である。スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ２の各々の動作も図１の励磁信号調整部６０１６と同様である。
また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図６、図７、図８および図９の各々のフローチャートに従った動作を行う。
【０２０１】
これにより、本実施形態においては、図６及び図７のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に平均化して測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図６及び図７のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を向上させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２０２】
また、本実施形態においては、図８及び図９のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において、全温度範囲における温度毎にゼロ磁界を求め、２つのタイプの帰還信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界下においても上記２つのタイプの帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に、測定時の温度に対応するオフセットを減算した結果を測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図８及び図９のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を、従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を向上させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２０３】
＜第３の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第３の実施形態を説明する。本実施形態は、フラックスゲート型の磁気素子を用いて、磁気平衡式の磁気検出処理を行う磁気素子制御装置である。図１１は、本発明の第３の実施形態による磁気素子制御装置６６０の構成例を示す図である。すなわち、本実施形態による磁気素子制御装置６６０は、図１８の磁気素子（磁気素子３００）を使用したＦＢコイルＦＢ制御による磁気素子制御装置である。以下、図１及び図１０と同様の構成には同一の符号を付す。
本実施形態による検査対象となる磁気素子制御装置６６０は、励磁コイル３０１、帰還コイル３０２及び検出コイル３０３からなるフラックスゲート型の磁気素子３００に印加される定常磁界の強度を、時間分解型の磁気平衡式により検出する際、励磁コイル３０１に対して印加する励磁信号を制御する。
【０２０４】
次に、図１１における磁気素子制御装置６６０は、ＦＢ（帰還）コイルＦＢ制御における磁気素子制御を用いている。図１１において、磁気素子３００は、上述したように、図１８の磁気素子が磁気素子３００として用いられたＥＸコイルであり、励磁コイル３０１、帰還コイル３０２、検出コイル３０３から構成されている。
磁気素子制御装置６６０は、磁気素子制御部６６１とクロック信号生成部１０２とクロック信号調整部１０３とから構成されている。
【０２０５】
磁気素子制御部６６１は、検出信号増幅部６０１１、検出信号比較部１０１２、帰還信号調整部６０１３、帰還信号変換部１０１４、データ信号変換部６０１５、励磁信号調整部６０１６、励磁信号生成部１０１７を備えている。
励磁信号生成部１０１７は、クロック信号調整部２０３から供給されるクロックから、例えば、図１９（ａ）に示す励磁信号である三角波を生成する。
励磁信号調整部６０１６は、励磁信号生成部１０１７から供給される励磁信号の電圧レベルを調整して、励磁信号として励磁コイル３０１に対して供給する。
【０２０６】
励磁コイル３０１は、三角波に対応した磁界を、磁気素子３００の磁性体コア内に生成する。
検出コイル３０３は、磁性体コア内における励磁信号の正負の交番時間帯に、パルスを発生する。
帰還コイル３０２は、供給される帰還信号により、磁気素子３００の磁性体コアに印加される定常磁界Ｈｅｘを打ち消す磁界を発生する。
検出信号増幅部６０１１は、検出コイル３０３から供給されるパルスの電圧レベルを増幅し、検出信号として検出信号比較部２０１３へ出力する。
検出信号比較部１０１２は、パルス（検出信号）の時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅と、Ｔ／２との差分を求め、この差分を帰還信号変換部１０１４へ出力する。
帰還信号変換部１０１４は、求められた差分から、帰還コイル３０２に供給する帰還信号の電流値を求める。
【０２０７】
ここで、帰還信号変換部１０１４は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されているＦＢ電流値テーブルから、求められた差分に対応する電流値を読み出して帰還信号の電流値を求める。ＦＢ電流値テーブルは、上記差分と磁性体コア内における定常磁界を打ち消す電流値（デジタル値）との対応を示すテーブルである。
帰還信号調整部６０１３は、帰還信号変換部１０１４から供給される帰還信号の電流値を、Ｄ／Ａ（Ｄｉｇｉｔａｌ／Ａｎａｌｏｇ）変換して、生成された帰還信号としての電流を、帰還コイル３０２に対して出力する。また、帰還信号調整部６０１３は、帰還信号変換部１０１４から供給される帰還信号の電流値を、データ信号変換部６０１５へ出力する。
【０２０８】
データ信号変換部６０１５は、供給される帰還信号の電流値から、磁気素子３００の磁性体コア内において打ち消した定常磁界の強度、すなわち磁気素子３００に印加されている定常磁界Ｈｅｘの強度を求める。ここで、データ信号変換部６０１５は、すでに説明したように、内部の記憶部に予め書き込まれて記憶されている電流値磁界テーブルから、帰還信号の電流値に対応する磁界強度を読み出して、磁気素子３００に印加されている磁界の強度を求める。帰還電流の生成については、すでに説明した図２０の磁気素子制御装置２００と同様である。検出信号比較部１０１２が検出信号比較部２０１３に対応し、帰還信号変換部１０１４が帰還信号変換部２０１５に対応している。
【０２０９】
次に、図１１における励磁信号調整部６０１６は、図１の励磁信号調整部６０１６と同様に図２に示す構成である。スイッチング素子ＳＷ１＿１、スイッチング素子ＳＷ１＿２、スイッチング素子ＳＷ２＿１、ＳＷ２＿１の各々の動作も図１の励磁信号調整部６０１６と同様である。
また、図１１における励磁信号調整部６０１６は、図１の励磁信号調整部６０１６と同様に図３に示す構成としても良い。スイッチング素子ＳＷ１およびスイッチング素子ＳＷ２の各々の動作も図１の励磁信号調整部６０１６と同様である。
また、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、図６、図７、図８および図９の各々のフローチャートに従った動作を行う。
【０２１０】
これにより、本実施形態においては、図６及び図７のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に平均化して測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図６及び図７のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を向上させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２１１】
また、本実施形態においては、図８及び図９のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において、全温度範囲における温度毎にゼロ磁界を求め、２つのタイプの帰還信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界下においても上記２つのタイプの帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に、測定時の温度に対応するオフセットを減算した結果を測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図８及び図９のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を、従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが不可能な、オペアンプの出力値のオフセットの温度依存性を低減させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２１２】
＜第４の実施形態＞
次に、以下、図面を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。図１２は、本発明の第４の実施形態による磁気素子制御装置４５０の構成例を示す図である。この第４の実施形態による磁気素子制御装置４５０は、時間分解型ＦＧ方式の磁気素子を用いて磁界比例式制御における磁気素子制御装置を用いた磁気素子制御装置である。図１２において、磁気素子５０は、図１２に示す磁気素子であり、検出コイル５１及び励磁コイル５２から構成されている。
磁気素子制御装置４５０は、磁気素子制御部４０１とクロック信号生成部４０２とクロック信号調整部４０３とから構成されている。
クロック信号生成部４０２は、周期Ｔのクロックを生成して、クロック信号調整部４０３に対して出力する。
クロック信号調整部４０３は、供給されるクロックの信号レベルを調整して、調整されたクロックを磁気素子制御部４０１へ出力する。
【０２１３】
磁気素子制御部４５１は、検出信号増幅部４５１２、検出信号比較部４０１３、出力信号生成部４０１５、データ信号変換部４５１６、励磁信号調整部４５１７、励磁信号生成部４０１８を備えている。
励磁信号生成部４０１８は、クロック信号調整部４０３から供給されるクロックから、例えば、図１９（Ａ）に示す励磁信号である三角波を生成する。
励磁信号調整部４７１７は、励磁信号生成部４０１８から供給される励磁信号の電圧レベルを調整して、励磁信号として励磁コイル５２に対して供給する。
【０２１４】
検出コイル５１は、磁気素子５０の磁性体コア内における励磁信号の正負の交番時間帯に、パルスを発生する。
励磁コイル５２は、三角波に対応した磁界を、磁気素子５０の磁性体コア内に生成する。
検出信号増幅部４０１２は、検出コイル５１から供給されるパルスの電圧レベルを増幅し、検出信号として検出信号比較部４０１３へ出力する。
検出信号比較部４０１３は、パルス（検出信号）の時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間幅と、Ｔ／２との差分を求め、この差分を出力信号生成部４０１５へ出力する。
【０２１５】
出力信号生成部４０１５は、供給される時間を示す差分から、この差分に対応する電圧情報を求める。出力信号生成部４０１５は、求めた電圧情報をデータ信号変換部４０１６へ出力する。
データ信号変換部４５１６は、内部記憶部に予め書き込まれて記憶されている電圧値磁界テーブルから、電圧情報の電圧値に対応する磁界強度を読み出して、磁気素子５０に印加されている磁界の強度を求める。電圧値磁界テーブルは、上記電圧情報の電圧値と印加された定常磁界Ｈｅｘの強度との対応を示すテーブルである。データ信号出力端子には、磁界強度検出装置（不図示）が接続されている。
【０２１６】
また、図１２における検出信号増幅部４５１２は、図１または図１０における検出信号増幅部６０１１と同様に、スイッチング素子が設けられた構成となっている。図１２における励磁信号調整部４５１７は、図１の励磁信号調整部６０１６と同様に、スイッチング素子が設けられた構成となっている。図１２におけるデータ信号変換部４５１６は、図１のデータ信号変換部６０１５と同様に、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々のスイッチング素子のオン／オフを制御し、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７それぞれの極性状態の設定を行う。
したがって、極性状態の組み合わせは、例えば一例として、励磁信号調整部４５１７が非反転状態であり、検出信号増幅部４５１２が非反転状態であるタイプ（１）と、励磁信号調整部４５１７が反転状態であり、検出信号増幅部４５１２が反転状態であるタイプ（３）との２つのタイプがある。
上述したタイプ（１）とタイプ（３）との２つのタイプの組み合わせは、一例であり、図５に示されているテーブルにおいて、データ出力誤差の温度依存性が逆のタイプであれば、例えばタイプ（１）とタイプ（４）となど、いずれのタイプを組合わせる回路構成としても良い。以下の説明は、一例としてのタイプ（１）とタイプ（３）との組み合わせで説明する。
【０２１７】
図１３は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部４５１６におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図１３においては、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（３）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（３）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ３それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０２１８】
ステップＳ５１：
データ信号変換部４５１６は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置４００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４０１５からタイプ（１）の極性状態に対応した出力信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０２１９】
ステップＳ５２：
データ信号変換部４５１６は、出力信号生成部４０１５から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２２０】
ステップＳ５３：
データ信号変換部４５１６は、ステップＳ５１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置４００においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４０１５からタイプ（３）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ２として出力される。
【０２２１】
ステップＳ５４：
データ信号変換部４５１６は、検出信号増幅部６０１１から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２２２】
ステップＳ５５：
データ信号変換部４５１６は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを加算し、加算結果を２で除算して平均化する。
【０２２３】
ステップＳ５６：
データ信号変換部４５１６は、内部に設けられた記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、平均化された電圧値（（Ｖｂ１＋Ｖｂ３）／２）に対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０２２４】
次に、第４の実施形態による磁気素子制御装置４５０の他の動作例について説明する。
図１４は、温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部４５１６におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。図１４においては、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（３）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（３）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ３それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０２２５】
図４からタイプ（１）とタイプ（３）との感度極性が特性温度Ｔａ以上において同一であり、特定温度Ｔａ以上における温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態としては、タイプ（１）及びタイプ（３）の組み合わせがある。
図１４（ａ）は、磁気素子制御装置４５０の出荷前において、基準磁界（例えば、ゼロ磁界）におけるオフセット値を求めるフローチャートである。データ信号変換部４５１６は、出荷前の検査で得られたオフセット値を、全温度範囲における所定の温度毎に求めて内部の記憶部に書き込んで記憶させる。
【０２２６】
図１４（ｂ）は、磁気素子制御装置４５０の出荷後に、温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲におけるデータ信号を検出する際、データ信号変換部４５１６におけるデータ信号の生成を説明するフローチャートである。すなわち、図１４（ｂ）においては、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態をタイプ（１）とタイプ（３）との各々に順次制御し、タイプ（１）とタイプ（３）との各々において、電圧値Ｖｂ１、電圧値Ｖｂ３それぞれを取得し、平均化してデータ信号を得る処理を示すフローチャートである。
【０２２７】
図１４（ａ）のフローチャートから説明する。
ステップＳ６１ａ：
直交する３軸方向に均一な磁界を印加できるコイル（以下、「３軸ヘルムホルツコイル」と称す）などにより、直交する３軸方向に対して、特定の空間領域で任意の均一な磁界を発生することのできる環境を用意し、当該環境下に磁気素子５０を付加した磁気素子制御装置４５０を設置する。そして、磁気素子５０に対してゼロ磁界を与える。
【０２２８】
ステップＳ６２ａ：
データ信号変換部４５１６は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置４５０においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４５１５からタイプ（１）の極性状態に対応した出力が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０２２９】
ステップＳ６３ａ：
データ信号変換部４５１６は、出力信号生成部４０１５から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２３０】
ステップＳ６４ａ：
データ信号変換部４５１６は、ステップＳ５１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置４５０においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４０１５からタイプ（３）の極性状態に対応した帰還信号が電圧値Ｖｂ３として出力される。
【０２３１】
ステップＳ６５ａ：
データ信号変換部４５１６は、出力信号生成部４０１５から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２３２】
ステップＳ６６ａ：
データ信号変換部４５１６は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、オフセット値を算出する。
【０２３３】
上述した、ステップＳ６１ａからステップＳ６６ａまでのオフセット値を求める処理を、全温度範囲における所定の温度毎に行い、全温度範囲の所定の温度毎のオフセット値を求め、このオフセット値をデータ信号変換部４５１６の内部に設けられた記憶部に書き込んで記憶させる。この求めたオフセット値をデータ信号変換部４５１６の内部の記憶部に書き込む処理は、データ信号変換部４５１６自身が行う構成としても良いし、データ信号を一旦受信するコンピュータが行う構成としても良い。
【０２３４】
次に、図１４（ｂ）のフローチャートを説明する。この図１４（ｂ）のフローチャートに示す動作の場合、出荷された後の動作を示し磁気素子５０は通常の定常磁界下に置かれている。
ステップＳ６１：
データ信号変換部４５１６は、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（１）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（１）に対応し、磁気素子制御装置４５０においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４０１５からタイプ（１）の極性状態に対応した出力信号が電圧値Ｖｂ１として出力される。
【０２３５】
ステップＳ６２：
データ信号変換部４５１６は、出力信号生成部４０１５から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ１）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２３６】
ステップＳ６３：
データ信号変換部４５１６は、ステップＳ６１における周期の次の周期において、クロック信号に同期して、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態を、それぞれの部に設けられた極性状態変更用のスイッチング素子をオンオフ制御し、タイプ（３）の極性状態に設定する。
これにより、検出信号増幅部４５１２及び励磁信号調整部４５１７の各々の極性状態がタイプ（３）に対応し、磁気素子制御装置４５０においてすでに説明した磁界の検出処理が行われ、出力信号生成部４０１５からタイプ（３）の極性状態に対応した出力信号が電圧値Ｖｂ３として出力される。
【０２３７】
ステップＳ６４：
データ信号変換部４５１６は、出力信号生成部４０１５から出力される出力信号（電圧値Ｖｂ３）を入力し、内部に設けられた記憶部に一旦書き込んで記憶させる。
【０２３８】
ステップＳ６５：
データ信号変換部４５１６は、内部に設けられた記憶部から、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを読み出し、電圧値Ｖｂ１と電圧値Ｖｂ３とを加算し、加算結果を２で除算して平均化して、測定値データを算出する。
【０２３９】
ステップＳ６６：
データ信号変換部４５１６は、磁気素子制御装置４５０に設けられた温度センサ（不図示）から温度データを読み出す。
そして、データ信号変換部４５１６は、内部の記憶部に記憶されたオフセット値のテーブルを参照し、上記温度データに対応するオフセット値を読み出す。ここで、データ信号変換部４５１６は、測定された温度に対応するオフセット値が無い場合、測定された温度の上下で隣接するオフセット値を平均するなどの補完を行う。
データ信号変換部４５１６は、測定値データの電圧値（（Ｖｂ１＋Ｖｂ３）／２）から、オフセット値を減算し、補正された測定値データとする。
そして、データ信号変換部４５１６は、内部の記憶部に記憶された電圧値磁界テーブルを参照し、この補正された測定値データに対応する磁界の強度を求め、データ信号として出力する。
【０２４０】
これにより、本実施形態においては、図１３のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａまでの温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に平均化して測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図１３のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を向上させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２４１】
また、本実施形態においては、図１４のフローチャートの動作を行うことにより、第１の実施形態と同様に、感度極性が同一であり、かつ温度Ｔ０から特性温度Ｔａを含む全温度範囲にてデータ出力誤差の温度特性が逆である２つのタイプの極性状態の各々において、全温度範囲における温度毎にゼロ磁界を求め、２つのタイプの帰還信号を平均化してオフセット値を求め、定常磁界下においても上記２つのタイプの帰還信号を求め、この２つのタイプの帰還信号を加算した後に、測定時の温度に対応するオフセットを減算した結果を測定データとし、この測定データから磁界の強度を求めている。このため、本実施形態よれば、図１４のフローチャートの動作を用いることで、データ信号の温度係数の温度依存性を、従来に比較して低減することができ、すなわち、チョッピング動作により除去することが困難な、オペアンプの出力値のオフセットの温度特性を向上させ、従来より精度の高い磁界の強度の検出を行うことができる。
【０２４２】
また、図１、図１０、図１１及び図１２の磁気素子制御装置各々の機能（磁気素子制御に関する演算処理）を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより磁気素子制御の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【０２４３】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０２４４】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【０２４５】
５０，３００…磁気素子  ５１，３０３…検出コイル  ５２，３０１…励磁コイル  １０２，４０２…クロック信号生成部  １０３，４０３…クロック信号調整部  ３０２…帰還コイル  ４５０，６００，６５０，６６０…磁気素子制御装置  ４５１，６０１，６５１，６６１…磁気素子制御部  ５００，２０１７３，２０１７６…抵抗  １０１２，４０１３…検出信号比較部  １０１４…帰還信号変換部  １０１７，１０１７Ａ，４０１８…励磁信号生成部  ４０１５…出力信号生成部  ４５１２，６０１１…検出信号増幅部  ４５１６，６０１５…データ信号変換部  ４５１７，６０１６，６０１６Ａ…励磁信号調整部  ６０１３…帰還信号調整部  ２０１７１，２０１７４…増幅回路  ２０１７２，２０１７８…反転回路  ２０１７５，２０１７７…差動増幅器
【図１】
2015121424.tif 000003
【図２】
2015121424.tif 000004
【図３】
2015121424.tif 000005
【図４】
2015121424.tif 000006
【図５】
2015121424.tif 000007
【図６】
2015121424.tif 000008
【図７】
2015121424.tif 000009
【図８】
2015121424.tif 000010
【図９】
2015121424.tif 000011
【図１０】
2015121424.tif 000012
【図１１】
2015121424.tif 000013
【図１２】
2015121424.tif 000014
【図１３】
2015121424.tif 000015
【図１４】
2015121424.tif 000016
【図１５】
2015121424.tif 000017
【図１６】
2015121424.tif 000018
【図１７】
2015121424.tif 000019
【図１８】
2015121424.tif 000020
【図１９】
2015121424.tif 000021
【図２０】
2015121424.tif 000022
【図２１】
2015121424.tif 000023
【図２２】
2015121424.tif 000024
【図２３】
2015121424.tif 000025
【図２４】
2015121424.tif 000026
【図２５】
2015121424.tif 000027