(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを備えた磁場計測装置の異常検出装置において、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第１の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第２の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第３の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第４の磁電変換素子と、
前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部と、前記所定の閾値を記憶した閾値記憶部とを有する演算部と、
を備え、
前記故障検出部は、
前記第１の和と前記第２の和との差、前記第１の和と前記第２の和との比、及び前記第１の和と前記第２の和との比の逆正接のうちのいずれかと前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする磁場計測装置の異常検出装置。
【請求項２】
前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力とに基づいて前記磁場の大きさを計測する計測部を備えていることを特徴とする請求項１に記載の磁場計測装置の異常検出装置。
【請求項３】
回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを搭載した磁場計測装置に対して接触又は非接触で異常を検出する異常検出装置において、
前記異常検出装置に搭載され、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出する第１の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出する第２の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出する第３の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出する第４の磁電変換素子の出力とを受信する受信部と、
該受信部からの信号を受けて、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部を有する演算部と、
を備え、
前記故障検出部は、
前記第１の和と前記第２の和との差、前記第１の和と前記第２の和との比、及び前記第１の和と前記第２の和との比の逆正接のうちのいずれかと前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする磁場計測装置の異常検出装置。
【請求項４】
回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを備えた磁場計測装置の異常検出装置において、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第１の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第２の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第３の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第４の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第５の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第５の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第６の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第７の磁電変換素子と、
前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第７の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第８の磁電変換素子と、
前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力と前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第５の磁電変換素子の出力と前記第６の磁電変換素子の出力と前記第７の磁電変換素子の出力と前記第８の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部と、前記所定の閾値を記憶した閾値記憶部とを有する演算部と、
を備え、
前記故障検出部は、
前記第１の和と前記第２の和との差と前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする磁場計測装置の異常検出装置。
【請求項５】
前記磁電変換素子が、ホール素子であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁場計測装置の異常検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の磁場計測装置の異常検出装置を用いたことを特徴とする回転角検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁場計測装置の異常検出装置に関し、より詳細には、複数の磁電変換素子の出力の和に基づきＺ軸成分に着目して異常を検出演算するようにした磁場計測装置の異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気検出素子（ホール素子，磁気抵抗素子など）と信号処理回路（ＬＳＩ）を一体化した高機能な磁気センサＬＳＩのさまざまな利用法が進んでいる。例えば、自動車では、ハンドルの回転角度を検出するための回転角センサがある。この種の回転角センサは、例えば、特許文献１に提案されている。この特許文献１には、周囲の磁場を集めて増幅する磁気集束板とシリコン基板上のホール素子を利用した回転角センサが開示されている。
【０００３】
図１は、特許文献１に記載の回転角センサを説明するための構成図である。この回転角センサは、回転体に取り付けられた回転磁石１と、この回転磁石１の下に離れて置かれた集積回路（シリコン基板）２があり、このシリコン基板２上には、このシリコン基板２上に形成されたホール素子３と、さらにそのホール素子３上に磁気集束板４が設けられている。そして、回転磁石１から発生するシリコン基板２の平面に平行な磁場（横磁場）を、磁気集束板４とホール素子３を用いて検出することで、回転磁石１の回転角度を算出するものである。
【０００４】
図２は、図１におけるシリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板の配置を説明するための図である。図２において、シリコン基板２に並行な面をＸＹ平面として、ＸＹ平面上の原点を中心に、円形の磁気集束板４が配置され、磁気集束板４の縁の下にホール素子３が４つ配置されている。ホール素子（ＨＸ１，ＨＸ２）３が、Ｘ軸上に原点を中心として対称な位置に配置され、同じくホール素子（ＨＹ１，ＨＹ２）３がＹ軸上に原点を中心として対称な位置に配置されている。ＨＸ１とＨＹ１は、図２のＸＹ座標平面において正の座標成分を有する位置に配置されている。
【０００５】
図３は、図１における回転磁石と磁気集束板とホール素子とシリコン基板とをＸ軸方向に沿ってみた断面図である。図３において、シリコン基板２から垂直に回転磁石１へ向かう方向がＺ軸正方向であり、ＨＸ２からＨＸ１の方向がＸ軸正方向である。また、ホール素子は、磁気集束板４の縁の下に、磁気集束板４の中心に対して対称な位置に２つ描かれている。これらホール素子ＨＸ１及びＨＸ２の感磁面は、シリコン基板２の平面に対して垂直方向となっている。したがって、Ｚ軸方向の磁場を検出する。
【０００６】
しかしながら、図３に示されるように、回転磁石１から発生した磁場は、磁気集束板４に引き寄せられるため、シリコン基板２の平面と並行な横磁場（図３においてはＸ軸成分）は、シリコン基板２の平面に対して垂直な方向（Ｚ軸方向）へ曲げられ、ホール素子の感磁面を通過する。したがって、これらのホール素子は、横磁場を信号として検出できる。
【０００７】
なお、図３に示されているように、図１に示したような構成の回転角センサにおいて回転磁石１が発生する磁場の強度は、通常において横磁場、つまり、Ｘ軸成分及びＹ軸成分が支配的である。
このような構成によって、図２に示したホール素子ＨＸ１とＨＸ２は、磁気集束板４に入射する磁場のＸ軸成分及びＺ軸成分を検出し、同様にＨＹ１とＨＹ２は、Ｙ軸成分及びＺ軸成分を検出する。
【０００８】
図３において、磁気集束板４に入射する磁場が、原点を中心にＸ軸から反時計まわりにθの向きに入射している様子が描かれている。この時、ＨＸ１は、磁場のＸ軸成分を正符号出力（＋Ｖｘ）で検出し、ＨＸ２は、負符号出力（−Ｖｘ）で検出するものとする。同様に、ＨＹ１は、磁場のＹ軸成分を正符号出力（＋Ｖｙ）で検出し、ＨＹ２は、負符号出力（−Ｖｙ）で検出するものとする。そして４つのホール素子は、すべて磁場のＺ軸成分をＸＹ平面に入射する方向を正符号出力（＋Ｖｚ）として検出するものとする。
【０００９】
したがって、ＨＸ１とＨＸ２の差分、ＨＹ１とＨＹ２の差分で検出される信号ＨＶＸ、ＨＶＹは、
ＨＶＸ＝＋Ｖｘ＋Ｖｚ−（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｘ  ・・・（１）
ＨＶＹ＝＋Ｖｙ＋Ｖｚ−（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｙ  ・・・（２）
となる。つまり、磁場強度のＸ軸成分及びＹ軸成分である。Ｚ軸成分はキャンセルされて検出されない。
ここで、回転角センサは、ＨＶＸとＨＶＹから磁場の角度θを
θ＝ａｔａｎ（ＨＶＹ／ＨＶＸ）  ・・・（３）
として、算出する。
【００１０】
図４は、上述した特許文献１による回転角センサの信号処理を説明するためのブロック構成図である。図４において、回転角センサは、ホール素子ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２と、ＨＸ１とＨＸ２の検出信号を減算するＸ軸減算部１１Ｘと、ＨＹ１とＨＹ２の検出信号を減算するＹ軸減算部１１Ｙと、Ｘ軸減算部１１Ｘの出力（式（１））と、Ｙ軸減算部１１Ｙの出力（式（２））とから式（３）により角度を算出する演算部１２とからなる。
【００１１】
なお、ＨＸ１とＨＸ２の和又はＨＹ１とＨＹ２の和は、
ＨＶＸ_Ｓ＝＋Ｖｘ＋Ｖｚ＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ  ・・・（４）
ＨＶＹ_Ｓ＝＋Ｖｙ＋Ｖｚ＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ  ・・・（５）
となって、磁場強度のＺ軸成分が検出されることは、上述した特許文献１に記載されている。
【００１２】
こうした磁気センサＬＳＩにおいて、特に自動車分野などで安全に対する意識の高まりから、ＬＳＩを製品として出荷した後、内部で発生する故障を検出する技術の必要性が高まっている。
また、回転角センサにおける磁気センサの故障検出方法として、例えば、特許文献２にあるような磁気抵抗効果素子を利用したものがある。この特許文献２では、磁気抵抗素子４つを利用してホイートストンブリッジ回路を形成し、信号検出用端子の出力が＋端子側が＋ｓｉｎθであり、−端子側が−ｓｉｎθであることから、通常の角度検出時は両端子の差分を利用して２ｓｉｎθを出力し、故障検出時は、両端子の加算が０となることを利用したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第２００２／００２１１２４号明細書（Ａ１）
【特許文献２】特開２００５−４９０９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した特許文献１の回転角センサにおいても、シリコン基板上に形成されたホール素子からの出力は、後段に増幅器などをおいて信号処理をされるものであるが、そのホール素子及びその信号線に、断線故障や短絡故障といった故障が経年変化等により発生した場合、検出角度に大きな誤差を発生し、しかも、回転角センサの利用者にはその誤差が発生したことが判別できない状態となってしまう。上述した特許文献１には、そのような故障を検出する方法については何ら述べられていない。
【００１５】
また、特許文献２に記載のものも、磁気抵抗素子からの出力の和を求めるものであるが、本発明のような複数の磁電変換素子の出力の和に基づきＺ軸成分に着目して異常を検出演算することについては何ら開示されていない。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、複数の磁電変換素子の出力の和に基づきＺ軸成分に着目して異常を検出演算するようにした磁場計測装置の異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを備えた磁場計測装置の異常検出装置において、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第１の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第２の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第３の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第４の磁電変換素子と、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部と、前記所定の閾値を記憶した閾値記憶部とを有する演算部と、を備え、前記故障検出部は、前記第１の和と前記第２の和との差、前記第１の和と前記第２の和との比、及び前記第１の和と前記第２の和との比の逆正接のうちのいずれかと前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力とに基づいて前記磁場の大きさを計測する計測部を備えていることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明は、回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを搭載した磁場計測装置に対して接触又は非接触で異常を検出する異常検出装置において、前記異常検出装置に搭載され、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出する第１の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出する第２の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出する第３の磁電変換素子の出力と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出する第４の磁電変換素子の出力とを受信する受信部と、該受信部からの信号を受けて、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部を有する演算部と、を備え、前記故障検出部は、前記第１の和と前記第２の和との差、前記第１の和と前記第２の和との比、及び前記第１の和と前記第２の和との比の逆正接のうちのいずれかと前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明は、回転体に取り付けられた回転磁石と、該回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、該複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを備えた磁場計測装置の異常検出装置において、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第１の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第１の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第２の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第３の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第３の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第４の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第５の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第５の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第６の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場と前記基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力する第７の磁電変換素子と、前記磁気収束板を介して、前記基板平面に平行な磁場を前記第７の磁電変換素子と異なる符号で検出し、かつ前記基板平面に垂直な磁場を検出し、信号を出力する第８の磁電変換素子と、前記第１の磁電変換素子の出力と前記第２の磁電変換素子の出力と前記第３の磁電変換素子の出力と前記第４の磁電変換素子の出力との第１の和と、前記第５の磁電変換素子の出力と前記第６の磁電変換素子の出力と前記第７の磁電変換素子の出力と前記第８の磁電変換素子の出力との第２の和と、所定の閾値とに基づき異常を検出する故障検出部と、前記所定の閾値を記憶した閾値記憶部とを有する演算部と、を備え、前記故障検出部は、前記第１の和と前記第２の和との差と前記所定の閾値とに基づき異常を検出することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、前記磁電変換素子が、ホール素子であることを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の磁場計測装置の異常検出装置を用いたことを特徴とする回転角検出装置である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、シリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板を利用した回転角センサにおいて、磁気収束板の中心点に関して点対称の位置に配置された２つのホール素子からの信号の差を検出することにより、検出対象の磁場の角度情報を得ることが可能であり、２つのホール素子からの信号の和を検出することにより、回転角センサの故障に関する有益な故障検出情報を得ることが可能となる。
【００２３】
また、本発明によれば、ホール素子及びその出力信号線における故障が検出可能であり、さらに、磁気集束板を有することによって、２つのホール素子でシリコン基板平面に並行な磁場を検出するだけでなく、垂直な磁場を検出することもできるので、回転磁石の回転体からの脱落といった故障を検出することも可能である。
したがって、本発明によれば、磁気収束板とホール素子を用いた回転角センサによって、高精度な回転角検出を行うことが可能なばかりでなく、回転角センサを利用している状態での故障検出を行うことが可能となる。この本発明による効果は、特に、車載用途向けといった安全要求が厳しい用途で使用される回転角センサにおいては、非常に有益なものである。
【００２４】
また、本発明の故障検出機能は、加減算部において、差計算と和計算の間で演算式を切替えるという極めて簡単な演算操作によって実現できるので、集積回路の面積を大きく増加させることが無い。したがって、回転角センサとしての動作中に、回転角センサ自身の故障を検出する自己診断機能を有する高い信頼性の回転角センサを低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】特許文献１に記載の回転角センサを説明するための構成図である。
【図２】図１におけるシリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板の配置を説明するための図である。
【図３】図１における回転磁石と磁気集束板とホール素子とシリコン基板とをＸ軸方向に沿ってみた断面図である。
【図４】特許文献１による回転角センサの信号処理を説明するためのブロック構成図である。
【図５】本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例１を説明するための構成図である。
【図６】回転磁石が傾いた場合に２つのホール素子が検出する磁場を説明するための図である。
【図７】本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例１におけるシリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板の他の配置を説明するための図である。
【図８】本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例２を説明するための構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の各実施例について説明する。  
【実施例１】
【００２７】
図５は、本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例１を説明するための構成図である。図中符号２１ＸはＸ軸加減算部、２１ＹはＹ軸加減算部、２２は演算部、２３は角度算出部、２４は故障検出部、２５は閾値記憶部、１２１Ｘ，１２１Ｙは加算部、１２２Ｘ，１２２Ｙは減算部を示している。なお、本発明の磁場計測装置（回転角センサ）の構成は、図３で説明したものと同じであり、また、シリコン基板上に形成された磁電変換素子（ホール素子）と磁気集束板との配置は、図２で説明したものと同じものとする。
【００２８】
本発明の磁場計測装置の異常検出装置は、回転体に取り付けられた回転磁石１と、この回転磁石１に対向して配置されたシリコン基板２上に設けられた複数の磁電変換素子（ホール素子）ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２と、この複数の磁電変換素子ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２上に設けられた磁気収束板４とを備えている。つまり、本発明の磁場計測装置の異常検出装置は、回転体に取り付けられた回転磁石と、この回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、この複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを搭載した磁場計測装置に対して接触又は非接触で異常を検出するものである。そして本実施例は、非接触の場合を例として説明を行うものである。
【００２９】
また、第１の磁電変換素子ＨＸ１は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。また、第２の磁電変換素子ＨＸ２は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行でかつ第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。
【００３０】
また、第３の磁電変換素子ＨＹ１は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。また、第４の磁電変換素子ＨＹ２は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行でかつ第３の磁電変換素子ＨＹ１の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。
【００３１】
また、Ｘ軸加減算部２１Ｘは、加算部１２１Ｘと減算部１２２Ｘとからなり、ホール素子ＨＸ１とＨＸ２の検出信号を加減算するものである。また、Ｙ軸加減算部２１Ｙは、加算部１２１Ｙと減算部１２２Ｙとからなり、ホール素子ＨＹ１とＨＹ２の検出信号を加減算するものである。
演算部２２は、第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力との和に基づいて異常を検出演算するものである。また、演算部２２は、第３の磁電変換素子ＨＹ１の出力と第４の磁電変換素子ＨＹ２の出力との和に基づいて異常を検出演算するものである。
【００３２】
また、第１の磁電変換素子ＨＸ１と第２の磁電変換素子ＨＸ２との出力が入力されるＸ軸加減算部２１Ｘの減算部１２２Ｘと、第３の磁電変換素子ＨＹ１と第４の磁電変換素子ＨＹ２との出力が入力されるＹ軸加減算部２１Ｙの減算部１２２Ｙとで、磁場の大きさを計測する計測部が構成されている。
また、演算部２２は、所定の閾値を記憶する閾値記憶部２５と、第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力との和と所定の閾値とに基づいて異常を検出する故障検出部２４とを備えている。
【００３３】
また、同様に、演算部２２は、第３の磁電変換素子ＨＹ１の出力と第４の磁電変換素子ＨＹ２の出力との和と所定の閾値とに基づいて異常を検出する故障検出部２４とを備えている。
なお、上述したような磁場計測装置の異常検出装置を回転角検出装置（回転角センサ）に適用できることは明らかである。
【００３４】
図４に示した従来の回転角センサと、図５に示した本発明の回転角センサとの相違は、図４に示したＸ軸減算部１１ＸとＹ軸減算部１１Ｙの代わりに、図５においてはＸ軸加減算部２１ＸとＹ軸加減算部２１Ｙとなり、演算部２２に故障検出部２４と閾値記憶部２５とを追加した点である。
通常の角度算出時において、Ｘ軸加減算部２１ＸとＹ軸加減算部２１Ｙは、従来と同様な減算部として動作する。その出力は、それぞれ式（１）と式（２）である。演算部２２の角度算出部２３は、Ｘ軸加減算部２１ＸとＹ軸加減算部２１Ｙの信号を受け、式（３）に従い角度を算出する。
【００３５】
故障診断時において、Ｘ軸加減算部２１ＸとＹ軸加減算部２１Ｙは、加算を行う。すなわち、その出力はそれぞれ、
ＨＶＸ_Ｓ＝＋Ｖｘ＋Ｖｚ＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ  ・・・（６）
ＨＶＹ_Ｓ＝＋Ｖｙ＋Ｖｚ−（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ  ・・・（７）
となり、どちらも磁場強度のＺ軸成分である。そして、Ｘ，Ｙ軸成分はキャンセルされて検出されない。
【００３６】
上述した特許文献１においては、磁場のＺ軸成分を検出する目的で、磁気収束板の中心点に関して点対称の位置に配置された２つのホール素子において発生される２つの出力信号の間で和を計算することが開示されているが、図１に示した構造の回転角センサにおいては、シリコン基板の面に平行な横磁場成分（磁場のＸ軸成分及びＹ軸成分）の向きを検出するものであるため、回転角センサのセンサ動作においては、シリコン基板の面に垂直な磁場の成分（磁場のＺ軸成分）は、通常、センサ動作において利用されない。また、磁場の図１に示したような、シリコン基板の面に対向して配置された磁石の回転角を検出する回転角センサの構成においては、図３に示した磁力線の図から理解されるように、磁場はＸ軸成分及びＹ軸成分が支配的であって、ホール素子が検出する磁場のＺ軸成分については、理想的にはゼロとなる。
【００３７】
以上のようなことから、本発明は、加減算回路を用いることにより、磁場のＸ軸成分とＹ軸成分から角度算出を行うとともに、磁場のＺ軸成分から故障検出を実現するものである。
以下、上述した故障検出部２５の故障判定機能について説明する。  
【００３８】
＜故障判定機能１＞
第１の磁電変換素子ＨＸ１と第２の磁電変換素子ＨＸ２とがＸ軸上に配置され、故障検出部２４が、第１の磁電変換素子ＨＸ１のＸ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）と第２の磁電変換素子ＨＸ２のＸ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｘ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）を閾値記憶部２５に記憶されている第１の閾値（Ｖｚ_ｌｉｍ）と比較判定する。
【００３９】
また、第３の磁電変換素子ＨＹ１と第４の磁電変換素子ＨＹ２とがＹ軸上に配置され、故障検出部２４が、第３の磁電変換素子ＨＹ１のＹ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）と第４の磁電変換素子ＨＹ２のＹ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｙ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）を閾値記憶部２５に記憶されている第１の閾値（Ｖｚ_ｌｉｍ）と比較判定する。
つまり、磁場強度のＺ軸成分は、Ｘ，Ｙ軸成分に比べると小さい（Ｖｘ，Ｖｙ≫Ｖｚ）。そこで、このＺ軸成分が一定の閾値（Ｖｚ＿ｌｉｍ）を越えた場合、何等かの異常が生じたと考えることができる。
【００４０】
例えば、ＨＸ１からの信号線が短絡故障（ホール素子の出力端子が短絡して、ホール素子の出力信号がゼロになるような故障）を起こしたとする。すると、式（６）は以下のようになる。
ＨＶＸ_Ｓ＝＋０＋０＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝（−Ｖｘ＋Ｖｚ）
つまり、本来検出すべき２Ｖｚと大きく異なる値になるので、ＨＸ１又はＨＸ２のいずれかからの信号線上に故障が発生したことが判定できる。
すなわち、故障検出部２４は
｜ＨＶＸ_Ｓ｜＜Ｖｚ_ｌｉｍ  ・・・（８）
｜ＨＶＹ_Ｓ｜＜Ｖｚ_ｌｉｍ  ・・・（９）
であるかどうかを確認し、上式の関係が崩れれば、故障を判定する。ここで、｜｜は絶対値を表す演算子である。式（８）は、ＨＸ１，ＨＸ２からの信号線上の故障を判定し、式（９）はＨＹ１，ＨＹ２からの信号線上の故障を判定する。
【００４１】
図６は、回転磁石が傾いた場合に２つのホール素子が検出する磁場を説明するための図である。図６は、図３と同様に回転磁石と磁気集束板とホール素子とシリコン基板とをＸ軸方向に沿って横からみた断面図であるが、図３とは回転磁石がシリコン基板に対して並行ではなく傾いている図となっている。図３においては、シリコン基板平面に対して並行な磁場（Ｘ軸成分）であったが、傾くことによってホール素子ＨＸ１とＨＸ２の感磁面に対し垂直な磁場（Ｚ軸成分）が入射するようになる。
【００４２】
例えば、回転磁石がシリコン基板平面に対して３度傾いたとした場合、ｓｉｎ（３°）≒０．０５となるので、元々の磁場の強度に対してＺ軸成分が５％近く観測されるようになる。このように、Ｚ軸成分が増大することは、回転磁石が取り付けられている回転体に故障があったか、回転磁石が回転体からの脱落といった故障を示すこともある。
したがって、式（８），式（９）は、ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２からの信号線上の故障を示すだけでなく、回転磁石の傾きに基づくような回転角センサの構成に故障があったことも検出できる。
以上のように、Ｚ軸成分が理想的にゼロとならない場合に対し、そのようなＺ軸成分をキャンセルするという上記とは異なる故障判定機能も以下のように考えられる。
【００４３】
＜故障判定機能２＞
第１の磁電変換素子ＨＸ１と第２の磁電変換素子ＨＸ２とがＸ軸上に配置されているとともに、第３の磁電変換素子ＨＹ１と第４の磁電変換素子ＨＹ２とがＹ軸上に配置され、故障検出部２４が、第１の磁電変換素子ＨＸ１のＸ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）と第２の磁電変換素子ＨＸ２のＸ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｘ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）と、第３の磁電変換素子ＨＹ１のＹ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）と第４の磁電変換素子ＨＹ２のＹ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｙ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）との差分（＋Ｖｘ＋Ｖｚ＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）−（＋Ｖｙ＋Ｖｚ＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ））＝０）を閾値記憶部２５に記憶されている第２の閾値（Ｖ０_ｌｉｍ）と比較判定する。
【００４４】
つまり、例えば、ＨＶＸ_ＳとＨＶＹ_Ｓの差を取ると、故障が発生していない場合には、
ＨＶＳＳ＝ＨＶＸ_Ｓ−ＨＶＹ_Ｓ＝＋Ｖｘ＋Ｖｚ＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）−｛＋Ｖｙ＋Ｖｚ＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）｝＝０  ・・・（１０）
となるはずである。そして、磁場のＺ軸成分をキャンセルした関係となっている。したがって、この関係が崩れた場合に故障が検出できる。例えば、先と同様にＨＸ１からの信号線が短絡故障を起こしたとすると、
ＨＶＳＳ＝−Ｖｘ−Ｖｚ
となって０でないため、故障が判定できる。
【００４５】
すなわち、故障検出部２４は０に近い閾値Ｖｚｅｒｏ_ｌｉｍを利用し、
｜ＨＶＳＳ｜＜Ｖｚｅｒｏ_ｌｉｍ  ・・・（１１）
であるかどうかを確認し、式（１１）の関係が崩れれば、故障を判定する。式（１１）により、ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２からのいずれかの信号線上の故障を判定する。
【００４６】
＜故障判定機能３＞
第１の磁電変換素子ＨＸ１と第２の磁電変換素子ＨＸ２とがＸ軸上に配置されているとともに、第３の磁電変換素子ＨＹ１と第４の磁電変換素子ＨＹ２とがＹ軸上に配置され、故障検出部２４が、第１の磁電変換素子ＨＸ１のＸ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）と第２の磁電変換素子ＨＸ２のＸ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｘ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）と、第３の磁電変換素子ＨＹ１のＹ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）と第４の磁電変換素子ＨＹ２のＹ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｙ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）との比（２Ｖｚ／２Ｖｚ＝１）を閾値記憶部２５に記憶されている第３の閾値（Ｖｏｎｅ_ｌｉｍ）と比較判定する。
【００４７】
つまり、
ＨＶＤＤ＝ＨＶＹ_Ｓ／ＨＶＸ_Ｓ＝２Ｖｚ／２Ｖｚ＝１  ・・・（１２）
であるので、この関係が崩れた場合に故障が検出できる。
すなわち、故障検出部は閾値Ｖｏｎｅ_ｌｉｍを利用し、
１−Ｖｏｎｅ_ｌｉｍ＜｜ＨＶＤＤ｜＜１＋Ｖｏｎｅ_ｌｉｍ  ・・・（１３）
であるかどうかを確認し、上式の関係が崩れれば、故障を判定する。上式により、ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２からのいずれかの信号線上の故障を判定する。
【００４８】
＜故障判定機能４＞
演算部２２が、回転磁石の回転角度を検出する角度算出部２３を備え、この角度算出部２３からの角度情報を利用して、故障検出部２４が、第１の磁電変換素子ＨＸ１のＸ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）と第２の磁電変換素子ＨＸ２のＸ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｘ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｘ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｘ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）と、第３の磁電変換素子ＨＹ１のＹ軸及びＺ軸の出力（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）と第４の磁電変換素子ＨＹ２のＹ軸及びＺ軸の出力（−Ｖｙ＋Ｖｚ）との和（（＋Ｖｙ＋Ｖｚ）＋（−Ｖｙ＋Ｖｚ）＝２Ｖｚ）との比（２Ｖｚ／２Ｖｚ＝１）のＡｔａｎが４５°であるかどうかを閾値記憶部２５に記憶されている第４の閾値（Ａｎｇ_ｌｉｍ）と比較判定する。
【００４９】
つまり、角度算出部２３を利用して、
Ａｔａｎ（ＨＶＹ_Ｓ／ＨＶＸ_Ｓ）＝４５°  ・・・（１４）
であることから故障を判定しても良い。故障検出部は閾値Ａｎｇ_ｌｉｍを利用し、
４５°−Ａｎｇ_ｌｉｍ＜Ａｔａｎ（ＨＶＹ_Ｓ／ＨＶＸ_Ｓ）＜４５°＋Ａｎｇ_ｌｉｍ
であるかどうかを確認し、上式の関係が崩れれば、故障を判定する。上式により、ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２からのいずれかの信号線上の故障を判定する。
【００５０】
図７は、本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例１におけるシリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板の他の配置を説明するための図で、ホール素子の数と配置を変更した例を示す図である。
図７において、シリコン基板平面をＸＹ平面として、ＸＹ平面上の原点を中心に、円形の磁気集束板が配置され、磁気集束板の縁の下にホール素子が８つ配置されている。ホール素子ＨＸ１は、Ｘ軸から原点中心に反時計まわりにδ（＞０°）の角度に配置され、ＨＸ２は−δ、ＨＸ３は１８０°＋δ、ＨＸ４は１８０°−δの角度に配置されている。同様に、ホール素子ＨＹ１は９０°＋δ、ＨＹ２は９０°−δ、ＨＹ３は２７０°＋δ、ＨＹ４は２７０°−δの角度に配置されている。磁場はＸ軸から原点中心に反時計回りにθの角度に入射しているものとする。各ホール素子ＨＸ１〜ＨＸ４，ＨＹ１〜ＨＹ４の磁場による出力は、ＨＶＸ１〜ＨＶＸ４，ＨＶＹ１〜ＨＶＹ４とすると、
ＨＶＸ１＝＋Ｖｌｃｏｓ（θ−δ）＋Ｖｚ  ・・・（１５）
ＨＶＸ２＝＋Ｖｌｃｏｓ（θ＋δ）＋Ｖｚ  ・・・（１６）
ＨＶＸ３＝−Ｖｌｃｏｓ（θ−δ）＋Ｖｚ  ・・・（１７）
ＨＶＸ４＝−Ｖｌｃｏｓ（θ＋δ）＋Ｖｚ  ・・・（１８）
ＨＶＹ１＝＋Ｖｌｓｉｎ（θ−δ）＋Ｖｚ  ・・・（１９）
ＨＶＹ２＝＋Ｖｌｓｉｎ（θ＋δ）＋Ｖｚ  ・・・（２０）
ＨＶＹ３＝−Ｖｌｓｉｎ（θ−δ）＋Ｖｚ  ・・・（２１）
ＨＶＹ４＝−Ｖｌｓｉｎ（θ＋δ）＋Ｖｚ  ・・・（２２）
となる。ここで、Ｖｌは入射磁場の横磁場成分の強度、Ｖｚは磁場のＺ軸成分による出力を表す。
【００５１】
図７における回転角センサでは、ＨＸ１とＨＸ３，ＨＸ２とＨＸ４，ＨＹ１とＨＹ３，ＨＹ２とＨＹ４の４つの組み合わせがあり、それぞれ横磁場を１８０°位相が異なる出力で検出する組み合わせとなっている。そして、それぞれの組み合わせ内の差分を利用することで、横磁場成分が検出できる。すなわち、
ＨＶＸ_ＡＬＬ＝（ＨＶＸ１−ＨＶＸ３）＋（ＨＶＸ２−ＨＶＸ４）＝２Ｖｌｃｏｓθｃｏｓδ  ・・・（２３）
ＨＶＹ_ＡＬＬ＝（ＨＶＹ１−ＨＶＹ３）＋（ＨＶＹ２−ＨＶＹ４）＝２Ｖｌｓｉｎθｃｏｓδ  ・・・（２４）
となり、それぞれ磁場のＸ成分、Ｙ成分に対応する。そして、センサが算出すべき角度θは
θ＝ａｔａｎ（ＨＶＹ_ＡＬＬ／ＨＶＸ_ＡＬＬ）  ・・・（２５）
である。
【００５２】
これらの組み合わせに対し、故障が発生していないときには
ＨＶＸ_ＡＬＬ_ＳＳ＝（ＨＶＸ１＋ＨＶＸ３）−（ＨＶＸ２＋ＨＶＸ４）＝０  ・・・（２６）
ＨＶＹ_ＡＬＬ_ＳＳ＝（ＨＶＹ１＋ＨＶＹ３）−（ＨＶＹ２＋ＨＶＹ４）＝０  ・・・（２７）
となる関係や、或いは、
ＨＶＸ_ＡＬＬ_ＤＤ＝（ＨＶＸ１＋ＨＶＸ３）＋（ＨＶＹ１＋ＨＶＹ３）  ・・・（２８）
ＨＶＹ_ＡＬＬ_ＤＤ＝（ＨＶＸ２＋ＨＶＸ４）＋（ＨＶＹ２＋ＨＶＹ４）  ・・・（２９）
として、
ＨＶＸ_ＡＬＬ_ＤＤ−ＨＶＹ_ＡＬＬ_ＤＤ＝０  ・・・（３０）
となる関係を利用して、故障が発生した時には、これらの関係が崩れることを利用して故障を検出することができる。
【００５３】
例えば、先と同様にＨＸ１からの信号線が短絡故障を起こしたとすると、式（２６）を利用している場合、
ＨＶＸ_ＡＬＬ_ＳＳ＝（０＋ＨＶＸ３）−（ＨＶＸ２＋ＨＶＸ４）≠０  ・・・（３１）
となるので、０に近い閾値を利用して、式（２６）の関係が崩れたかどうか判定し、故障が検出できる。この場合、ＨＶＸ１，ＨＶＸ２，ＨＶＸ３，ＨＶＸ４からのいずれかの信号線上の故障を判定できる。
【００５４】
このように、横磁場の強度を差で検出する複数個の組み合わせに対し、組み合わせ内の和を複数個利用することで故障を検出することも、本発明に含まれる。
以上、本発明によれば、シリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板を利用した回転角センサにおいて、磁気収束板の中心点に関して点対称の位置に配置された２つのホール素子からの信号の差を検出することにより、検出対象の磁場の角度情報を得ることが可能であり、２つのホール素子からの信号の和を検出することにより、回転角センサの故障に関する有益な故障検出情報を得ることが可能となる。
【００５５】
本発明によれば、ホール素子及びその出力信号線における故障が検出可能であり、さらに、磁気集束板を有することによって、２つのホール素子でシリコン基板平面に並行な磁場を検出するだけでなく、垂直な磁場を検出することもできるので、回転磁石の回転体からの脱落といった故障を検出することも可能である。
したがって、本発明によれば、磁気収束板とホール素子を用いた回転角センサによって、高精度な回転角検出を行うことが可能なばかりでなく、回転角センサを利用している状態での故障検出を行うことが可能となる。この本発明による効果は、特に、車載用途向けといった安全要求が厳しい用途で使用される回転角センサにおいては、非常に有益なものである。
【００５６】
また、本発明の故障検出機能は、加減算部において、差計算と和計算の間で演算式を切替えるという極めて簡単な演算操作によって実現できるので、集積回路の面積を大きく増加させることが無い。したがって、回転角センサとしての動作中に、回転角センサ自身の故障を検出する自己診断機能を有する高い信頼性の回転角センサを、低コストで製造することが可能となる。
【００５７】
以上の説明において、磁気集束板は円形であり、ホール素子は円の縁付近の下に配置されるものとして説明をしたが、通常横磁場成分（磁場のＸ軸成分、Ｙ軸成分）を互いの出力の差で検出する２つのホール素子が、互いの和により横磁場成分を打消し、Ｚ軸成分を検出する配置になっていれば、磁気集束板の形状とホール素子の配置関係は上述した形態に限られるものではない。また、Ｘ軸とＹ軸は直交していなくてもよい。
【００５８】
また、集積回路上の故障として、ホール素子の出力端子が短絡する場合を例に説明したが、出力信号線上の断線や、集積回路上の電源ラインとの短絡、あるいはホール素子にクラックが発生するといった事象など、ホール素子とその出力信号線上に本来検出されない異常な信号が発生する故障すべてに対し、本発明が有効であることはこれまでの説明で明らかである。
【００５９】
また、本発明は、シリコン基板上に形成されたホール素子と磁気集束板を利用した磁気センサＬＳＩであれば回転角センサに限らず利用できる。特に、磁場のＺ軸成分をキャンセルする手法については、磁場のＺ軸成分を利用する磁気センサであっても利用できることは、これまでの説明で明らかである。
【実施例２】
【００６０】
図８は、本発明に係る磁場計測装置の異常検出装置の実施例２を説明するための構成図である。図中符号３０は磁場計測装置、３１は異常検出装置、４０は受信部、４１ＸはＸ軸加減算部、４１ＹはＹ軸加減算部、４２は演算部、４３は角度算出部、４４は故障検出部、４５は閾値記憶部、１４１Ｘ，１４１Ｙは加算部、１４２Ｘ，１４２Ｙは減算部を示している。
【００６１】
本発明の磁場計測装置の異常検出装置は、回転体に取り付けられた回転磁石と、この回転磁石に対向して配置された基板上に設けられた複数の磁電変換素子と、この複数の磁電変換素子上に設けられた磁気収束板とを搭載した磁場計測装置に対して接触又は非接触で異常を検出するものである。
磁場計測装置３０に搭載された第１の磁電変換素子ＨＸ１は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。また、磁場計測装置３０に搭載された第２の磁電変換素子ＨＸ２は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行でかつ第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。
【００６２】
また、磁場計測装置３０に搭載された第３の磁電変換素子ＨＹ１は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。また、磁場計測装置３０に搭載された第４の磁電変換素子ＨＹ２は、磁気収束板４を介して、基板平面に平行でかつ第１の磁電変換素子ＨＹ１の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出して信号を出力するものである。
【００６３】
受信部４０は、異常検出装置３１に搭載されており、磁気収束板を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出する第１の磁電変換素子ＨＸ１からの出力と、磁気収束板を介して、基板平面に平行でかつ第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出する第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力と、磁気収束板を介して、基板平面に平行な磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出する第３の磁電変換素子ＨＹ１からの出力と、磁気収束板を介して、基板平面に平行でかつ第４の磁電変換素子ＨＹ２の出力と位相が１８０度異なる磁場と基板平面に垂直な磁場とを検出する第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力と、を受信するものである。
【００６４】
また、Ｘ軸加減算部４１Ｘは、加算部１４１Ｘと減算部１４２Ｘとからなり、ホール素子ＨＸ１とＨＸ２の検出信号を加減算するものである。また、Ｙ軸加減算部４１Ｙは、加算部１４１Ｙと減算部１４２Ｙとからなり、ホール素子ＨＹ１とＨＹ２の検出信号を加減算するものである。
また、演算部４２は、受信部４０からの信号を受けて第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力との和に基づいて異常を検出するものである。また、演算部４２は、受信部４０からの信号を受けて第３の磁電変換素子ＨＹ１の出力と第４の磁電変換素子ＨＹ２の出力との和に基づいて異常を検出するものである。
【００６５】
また、第１の磁電変換素子ＨＸ１と第２の磁電変換素子ＨＸ２との出力が入力されるＸ軸加減算部４１Ｘの減算部１４２Ｘと、第３の磁電変換素子ＨＹ１と第４の磁電変換素子ＨＹ２との出力が入力されるＹ軸加減算部４１Ｙの減算部１４２Ｙとで、磁場の大きさを計測する計測部が構成されている。
また、演算部４２は、所定の閾値を記憶する閾値記憶部４５と、第１の磁電変換素子ＨＸ１の出力と第２の磁電変換素子ＨＸ２の出力との和と所定の閾値とに基づいて異常を検出する故障検出部４４とを備えている。
【００６６】
また、同様に、演算部４２は、第３の磁電変換素子ＨＹ１の出力と第４の磁電変換素子ＨＹ２の出力との和と所定の閾値とに基づいて異常を検出する故障検出部４４とを備えている。このような構成により、上述した実施例１と同様な故障判定機能１乃至４を有している。
【符号の説明】
【００６７】
１  回転磁石
２  集積回路（シリコン基板）
３  ホール素子
４  磁気集束板
１１Ｘ  Ｘ軸減算部
１１Ｙ  Ｙ軸減算部
１２，２２，４２  演算部
２１Ｘ，４１Ｘ  Ｘ軸加減算部
２１Ｙ，４１Ｙ  Ｙ軸加減算部
２３，４３  角度算出部
２４，４４  故障検出部
２５，４５  閾値記憶部
３０  磁場計測装置
３１  異常検出装置
４０  受信部
１２１Ｘ，１２１Ｙ，１４１Ｘ，１４１Ｙ  加算部
１２２Ｘ，１２２Ｙ，１４２Ｘ，１４２Ｙ  減算部
ＨＸ１，ＨＸ２，ＨＹ１，ＨＹ２  ホール素子
【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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