(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の駆動電流端子間に駆動電流が供給された状態で、該駆動電流端子とは異なる端子から検出対象の物理量に対応した検出信号を出力すると共に、温度の上昇に伴って前記駆動電流端子間の内部抵抗値が大きくなり且つ前記物理量の検出感度が低下する特性と、前記駆動電流が増加するほど前記物理量の検出感度が大きくなる特性とを有した物理量検出素子に、所定の駆動電流を供給する電流供給手段を備えた物理量検出素子の駆動回路において、
前記物理量検出素子の前記駆動電流端子間の電圧を、前記電流供給手段によって前記物理量検出素子へ供給される駆動電流に正帰還させる帰還手段を備え、
更に、前記電流供給手段は、
反転入力端子が前記物理量検出素子の一方の駆動電流端子に接続され、出力端子が前記物理量検出素子の他方の駆動電流端子に接続され、非反転入力端子が第１の電圧に接続された演算増幅器と、
一端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端に前記第１の電圧とは異なる所定電圧が印加される抵抗とからなり、
前記帰還手段は、
前記演算増幅器の出力電圧を、前記第１の電圧を基準として反転増幅する反転増幅器と、
前記第１の電圧とは異なる第２の電圧と前記反転増幅器の出力電圧とを加算した電圧を、前記抵抗の前記演算増幅器側とは反対側の端部に、前記所定電圧として印加する加算器とからなること、
を特徴とする物理量検出素子の駆動回路。
【請求項２】
一対の駆動電流端子間に駆動電流が供給された状態で、該駆動電流端子とは異なる端子から検出対象の物理量に対応した検出信号を出力すると共に、温度の上昇に伴って前記駆動電流端子間の内部抵抗値が大きくなり且つ前記物理量の検出感度が低下する特性と、前記駆動電流が増加するほど前記物理量の検出感度が大きくなる特性とを有した物理量検出素子に、所定の駆動電流を供給する電流供給手段を備えた物理量検出素子の駆動回路において、
前記物理量検出素子の前記駆動電流端子間の電圧を、前記電流供給手段によって前記物理量検出素子へ供給される駆動電流に正帰還させる帰還手段を備え、
更に、前記電流供給手段は、
反転入力端子が前記物理量検出素子の一方の駆動電流端子に接続され、出力端子が前記物理量検出素子の他方の駆動電流端子に接続され、非反転入力端子が第１の電圧に接続された演算増幅器と、
一端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が前記第１の電圧とは異なる第２の電圧に接続された抵抗とからなり、
前記帰還手段は、
前記演算増幅器の出力電圧を、前記第１の電圧を基準として反転増幅する反転増幅器と、
該反転増幅器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子との間に接続された帰還用抵抗とからなること、
を特徴とする物理量検出素子の駆動回路。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の物理量検出素子の駆動回路において、
前記物理量検出素子は、前記検出信号として、磁界の強さに対応した電圧を出力するホール素子であること、
を特徴とする物理量検出素子の駆動回路。
【請求項４】
回転角度を検出すべき検出対象物に取り付けられて、該検出対象物と共に回転する磁石と、
該磁石により発生される磁界中に配置されて、磁界の強さに対応した電圧を出力するホール素子とを備え、
前記磁石による磁界方向と前記ホール素子の感磁面との角度変化に伴って変化する前記ホール素子の出力電圧を、前記検出対象物の回転角度を示す信号として外部へ出力する回転角度センサにおいて、
前記ホール素子に駆動電流を供給するための駆動回路として、請求項３に記載の物理量検出素子の駆動回路を備えていること、
を特徴とする回転角度センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対の駆動電流端子間に駆動電流が供給された状態で、検出対象の物理量に対応した検出信号を出力するホール素子等の物理量検出素子に対して、温度によらず検出感度が一定となるように駆動電流を供給する駆動回路と、ホール素子を用いて検出対象物の回転角度を検出する回転角度センサとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、回転角度を検出すべき検出対象物側に永久磁石を取り付けると共に、その永久磁石によって発生される磁界中にホール素子を置き、そのホール素子を交差する磁束密度の変化から、上記検出対象物の回転角度を非接触で検出する回転角度センサが知られている。そして、この種の回転角度センサの代表的なものとして、例えば車載用内燃機関のスロットル開度（スロットルバルブの開度）を検出するためのスロットル開度センサがある。図４に、このようなスロットル開度センサ１０の構成を示す。
【０００３】
即ち、このようなスロットル開度センサ１０においては、スロットルバルブの回転軸に連動して回転するシャフト１２の中空部の内壁面に、磁束が当該シャフト１２の中心軸を横切るように対向して２つの永久磁石１４ａ，１４ｂが取り付けられており、更に、その永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束を検出するようにホール素子１６が配置されている。尚、ホール素子１６は、当該スロットル開度センサ１０内に設けられた回路基板１８上に実装されている。
【０００４】
そして、スロットルバルブの回動に伴い、永久磁石１４ａ，１４ｂがホール素子１６の周りを回ることにより、ホール素子１６の感磁面に対する永久磁石１４ａ，１４ｂによる磁界方向が変化し、その変化した角度θに応じた電気信号、即ちホール電圧Ｖｈが、式１の如くホール素子１６から出力される。
【０００５】
【数１】
0003989131.tif 000002
【０００６】
ここで、Ｂは、永久磁石１４ａ，１４ｂによる磁束密度（磁界の強さ）であり、Ｒｄは、ホール素子１６の内部抵抗値であり、Ｉは、ホール素子１６の駆動電流であり、Ｋｈは、ホール素子１６の単位電流（単位駆動電流）及び単位磁束密度当たりの感度定数である。そして、ＶＡは、「Ｂ・Ｒｄ・Ｉ・Ｋｈ」に対応した定数である。よって、図５に示すように、シャフト１２が−９０度から＋９０度まで回転する間に、上記ホール電圧（ホール素子１６の出力）Ｖｈは、「−ＶＡ」から「＋ＶＡ」へと正弦波（ｓｉｎ波）上を連続的に変化することとなる。
【０００７】
そして更に、スロットル開度センサ１０では、ホール素子１６から上記の如く出力されるホール電圧Ｖｈを、回路基板１８上の回路で処理して、スロットル開度（シャフト１２の回転角度）を示す信号として端子２０から外部へ出力する。
一方、ホール素子１６から磁界の強さ（磁束密度）に対応したホール電圧Ｖｈを出力させるためには、そのホール素子１６に駆動電流を供給する必要があるが、この種のセンサ１０に用いられてホール素子１６に駆動電流を供給する駆動回路としては、従来より、図６に示すような構成の回路が知られている。
【０００８】
図６に示すように、従来のホール素子の駆動回路では、まず、演算増幅器２２と抵抗Ｒ３とによって、ホール素子１６の一対の駆動電流端子ａ，ｂ間に駆動電流Ｉを流すための定電流制御回路を構成している。
即ち、この定電流制御回路においては、演算増幅器２２の反転入力端子（−端子）がホール素子１６の一方の駆動電流端子ｂと抵抗Ｒ３の一端とに共通接続されており、同演算増幅器２２の出力端子がホール素子１６の他方の駆動電流端子ａに接続されている。また、抵抗Ｒ３の他端は接地電位に接続されている。そして、演算増幅器２２は、反転入力端子の電圧が非反転入力端子（＋端子）に印加されている電圧Ｖ＋と等しくなるように、自己の出力端子の出力電圧を変化させるため、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間には、上記電圧Ｖ＋と抵抗Ｒ３とによって決まる電流（＝Ｖ＋／Ｒ３）が駆動電流Ｉとして流れるように、駆動電圧が印加されることとなる。
【０００９】
そして、ホール素子１６に駆動電流Ｉが供給されることにより、ホール素子１６の一対の出力端子ｃ，ｄ間には、磁界の強さに対応したホール電圧Ｖｈが現れる。そこで、この駆動回路では、ホール素子１６の出力端子ｃ，ｄ間に発生するホール電圧Ｖｈを、差動増幅器２４により増幅して、上記端子２０から出力電圧ＶＯＵＴとして外部へ出力するようにしている。
【００１０】
ここで特に、従来の駆動回路において、演算増幅器２２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ＋は、所定の電源電圧ＶCCを２つの抵抗Ｒ４，Ｒ５で分圧した電圧であり、抵抗Ｒ５としては、温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタ等の感温抵抗を用いている。よって、演算増幅器２２の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ＋は、温度に応じて変化し、その変化に応じて、ホール素子１６へ供給される駆動電流Ｉも変化することとなる。
【００１１】
つまり、式１からも分かるように、ホール素子１６の磁束密度Ｂに対する感度（Ｉ・Ｋｈ）は駆動電流Ｉに比例して大きくなり、また、図７（ａ）に示すように、ホール素子１６は、単位駆動電流及び単位磁束密度当たりの感度定数Ｋｈに関して負の温度特性（温度の上昇に伴ってＫｈが低下する特性）を有しているため、駆動電流Ｉが常に一定であれば、温度上昇に伴い感度が低下して、同じ磁束密度下でもホール電圧Ｖｈが小さくなってしまう。
【００１２】
そこで、従来の駆動回路では、上記抵抗Ｒ５として、抵抗値が正の温度特性を有する感温抵抗を用い、温度が高いときほど、上記電圧Ｖ＋が高くなり、それに応じて、ホール素子１６への駆動電流Ｉが大きくなるようにして（即ち、駆動電流Ｉに正の温度特性を持たせて）、ホール素子１６の感度の温度特性を補償し、温度によらず一定の感度（Ｉ・Ｋｈ）が得られるようにしている。また更に、スロットル開度センサ１０の場合、永久磁石１４ａ，１４ｂは、磁束密度に関して負の温度特性（温度の上昇に伴って磁束密度が低下する特性）を有しているため、従来の駆動回路では、このような永久磁石１４ａ，１４ｂの温度特性も補償されるように、感温抵抗Ｒ５の温度特性や各抵抗Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５の抵抗値を決定して、ホール素子１６からのホール電圧Ｖｈが温度に影響されないようにして、スロットル開度センサ１０の出力信号（出力電圧）ＶＯＵＴの信頼性を高めている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の駆動回路では、感温抵抗Ｒ５といった温度検出用素子を別途追加しなければならない上に、このような温度検出用素子とホール素子とは、物理的に異なる位置に配置されるため、ホール素子の温度を的確に捉えた正確な温度補償を行うことができない。つまり、温度検出用素子の温度とホール素子の温度は、常に同じとは限らないためである。
【００１４】
また、本発明者は、図７（ｂ）に示すように、ホール素子の内部抵抗値（駆動電流端子ａ，ｂ間の内部抵抗値）Ｒｄが温度により変化することを積極的に利用して、図８に例示する如く、図６の駆動回路に対して、演算増幅器２２の非反転入力端子に常に一定の電圧Ｖ＋を印加する代わりに、ホール素子１６に一定の駆動電流Ｉを流している状況下での駆動電流端子ａ，ｂ間の電圧を、差動増幅器２６により抽出し、更に、信号処理回路２８によって、ホール素子１６からのホール電圧Ｖｈに上記差動増幅器２６の出力を所定の割合で乗算すると共に、その乗算後の電圧を増幅することにより、外部への出力信号ＶＯＵＴを生成する構成を考えた。
【００１５】
つまり、ホール素子１６に一定の駆動電流Ｉを流している状況下での駆動電流端子ａ，ｂ間の電圧は、ホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄに比例した信号となり、その信号はホール素子１６自身の温度に対応したものとなるため、その信号をホール電圧Ｖｈに所定の割合で乗算することにより、出力信号ＶＯＵＴを温度に影響されないものとするのである。
【００１６】
そして、図８のような回路構成を採用すれば、ホール素子１６の温度を的確に捉えた温度補償を行うことが可能となる。
しかし、図８の構成では、回路が複雑になってしまうという大きな欠点があり、実用的ではない。尚、図８は、アナログ的な乗算を行う場合の回路構成を表しているが、外部への出力信号ＶＯＵＴを、マイクロコンピュータ等により、上記差動増幅器２６の出力に応じてデジタル的に補正するように構成しても、回路の複雑化という同様の問題が生じる。
【００１７】
一方、ホール素子としては、一般に、ＩｎＳｂ（インジウム，アンチモン）からなるものと、ＧａＡｓ（ガリウム，ヒ素）からなるものとがあり、図７（ａ）に示す如く、両者は共に感度に関しては直線的な負の温度特性を有するが、図７（ｂ）に示す如く、ＩｎＳｂからなるホール素子は、内部抵抗値Ｒｄに関して負の温度特性を有し、ＧａＡｓからなるホール素子は、内部抵抗値Ｒｄに関して直線的な正の温度特性を有している。
【００１８】
このため、ＩｎＳｂからなるホール素子のように、温度の上昇に伴って内部抵抗値が小さくなる物理量検出素子については、駆動電流端子間に一定電圧を印加する簡単な定電圧駆動を行うことにより、温度によらず検出感度をほぼ一定にすることが可能である。つまり、温度が上昇すると、内部抵抗値が小さくなって、自ずと駆動電流が大きくなるためである。
【００１９】
ところが、ＧａＡｓからなるホール素子のように、温度の上昇に伴って内部抵抗値が大きくなる物理量検出素子については、上記のような定電圧駆動では温度補償を行うことができない。
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、温度上昇に伴い内部抵抗値が大きくなり且つ検出感度が低下する物理量検出素子の温度による検出感度の変動を、感温抵抗などの温度検出用素子を別途設けることなく簡単な構成で正確に補償することができる物理量検出素子の駆動回路を提供し、更に、その駆動回路を用いることで、温度によらず検出対象物の回転角度を高精度に検出することができる回転角度センサを提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段、及び発明の効果】
上記目的を達成するためになされた請求項１又は２に記載の物理量検出素子の駆動回路は、一対の駆動電流端子間に駆動電流が供給された状態で、該駆動電流端子とは異なる端子から検出対象の物理量に対応した検出信号を出力する物理量検出素子に対して、所定の駆動電流を供給する電流供給手段を備えているが、その駆動電流の供給対象である物理量検出素子は、温度の上昇に伴って前記駆動電流端子間の内部抵抗値が大きくなり且つ前記物理量の検出感度が低下する特性と、前記駆動電流が増加するほど前記物理量の検出感度が大きくなる特性とを有している。
【００２１】
そこで、この駆動回路では、帰還手段を設け、その帰還手段が、物理量検出素子の駆動電流端子間の電圧を、電流供給手段によって物理量検出素子へ供給される駆動電流に正帰還させるようにしている。
つまり、電流供給手段によって物理量検出素子に所定の駆動電流が流されている状況下で、温度が上昇すると、物理量検出素子の内部抵抗値（駆動電流端子間の内部抵抗値）が大きくなり、それに伴い、物理量検出素子の駆動電流端子間の電圧（以下、駆動電圧ともいう）が大きくなるため、その駆動電圧の変化は、物理量検出素子の内部抵抗値の変化、延いては物理量検出素子自身の温度変化に対応したものとなる。
【００２２】
このため、請求項１又は２の駆動回路では、物理量検出素子の駆動電流端子間に印加されている駆動電圧を、物理量検出素子への駆動電流に正帰還する（駆動電圧が大きくなるほど駆動電流が大きくなるようにする）ことにより、温度が上昇するほど駆動電流が大きくなるようにして、物理量検出素子の温度上昇に伴う検出感度の低下を補償するようにしている。換言すれば、物理量検出素子の内部抵抗値が温度によって変化することを利用して、その内部抵抗値の変化を駆動電流に正の特性で反映させることにより、駆動電流に正の温度特性を持たせて、物理量検出素子の温度による検出感度の変動を補償するようにしている。
【００２３】
よって、この請求項１又は２の駆動回路によれば、感温抵抗などの温度検出用素子や乗算器等の複雑な補正用回路を設けることなく、物理量検出素子自身の温度を的確に捉えた正確な温度補償を行うことができるようになる。
しかも、この駆動回路では、物理量検出素子の温度そのものに応じて温度補償を行うようにしているため、物理量検出素子の自己発熱が問題となるくらいの大きな駆動電流を流しても温度補償ができる。よって、物理量検出素子に大きな駆動電流を供給して、検出感度を向上させることができるという優れた効果が得られる。つまり、図６に示した従来の駆動回路では、物理量検出素子に相当するホール素子１６自身の発熱に関しては、温度補償を行うことができないため、ホール素子１６（物理量検出素子）自身が発熱しない程度に駆動電流を抑えておく必要があったが、請求項１又は２の駆動回路によれば、こうした制約が無くなるのである。
【００２４】
ここで、請求項１の駆動回路は、具体的には以下のように構成されている。
即ち、電流供給手段は、反転入力端子が物理量検出素子の一方の駆動電流端子に接続され、出力端子が物理量検出素子の他方の駆動電流端子に接続され、非反転入力端子が第１の電圧Ｖ１に接続された演算増幅器と、一端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端に第１の電圧Ｖ１とは異なる所定電圧Ｖｉが印加される抵抗Ｒとから構成されている。
【００２５】
そして、帰還手段は、前記演算増幅器の出力電圧Ｖｏを、第１の電圧Ｖ１を基準として（詳しくは正負の基準として）反転増幅する反転増幅器と、第１の電圧Ｖ１とは異なる第２の電圧Ｖ２と前記反転増幅器の出力電圧とを加算した電圧を、前記抵抗Ｒの演算増幅器側とは反対側の端部に、前記所定電圧Ｖｉとして印加する加算器とから構成されている。尚、反転増幅器は、その増幅率を−Ａ（但しＡは正の数）とすると、「−Ａ・（Ｖｏ−Ｖ１）＋Ｖ１」といった電圧を出力するものである。
【００２６】
このような請求項１の駆動回路において、電流供給手段を構成する演算増幅器は、反転入力端子の電圧（即ち、物理量検出素子の上記一方の駆動電流端子の電圧）が、非反転入力端子に印加されている第１の電圧Ｖ１と等しくなるように、自己の出力端子から物理量検出素子の上記他方の駆動電流端子に印加する出力電圧Ｖｏを変化させる。このため、物理量検出素子の駆動電流端子間には、抵抗Ｒに流れる電流であって、上記所定電圧Ｖｉと第１の電圧Ｖ１との電位差を抵抗Ｒの抵抗値で割った値の目標電流（＝｜Ｖｉ−Ｖ１｜／Ｒ）が駆動電流Ｉとして流れるように、「｜Ｖｏ−Ｖ１｜」なる駆動電圧が印加されることとなる。
【００２７】
そして、この場合、物理量検出素子の両駆動電流端子のうちで、演算増幅器の反転入力端子に接続された方の駆動電流端子の電圧は、第１の電圧Ｖ１に保たれ、他方の駆動電流端子の電圧であって演算増幅器の出力電圧Ｖｏが、物理量検出素子への駆動電流Ｉが上記目標電流（＝｜Ｖｉ−Ｖ１｜／Ｒ）となるように制御されるため、演算増幅器の出力電圧Ｖｏは、物理量検出素子の内部抵抗値の変化、延いては物理量検出素子自身の温度変化に応じて変化することとなる。
【００２８】
そこで、請求項１の駆動回路では、演算増幅器の出力電圧Ｖｏを、物理量検出素子の駆動電圧として扱い、その演算増幅器の出力電圧Ｖｏを反転増幅器により第１の電圧Ｖ１を基準として反転増幅すると共に、その反転増幅器の出力電圧と第２の電圧Ｖ２とを加算した電圧を、加算器により抵抗Ｒの演算増幅器側とは反対側の端部に前記所定電圧Ｖｉとして印加することにより、物理量検出素子の駆動電流端子間に印加されている駆動電圧を、電流供給手段によって物理量検出素子へ供給される駆動電流に正帰還させるようにしている。
【００２９】
この正帰還のメカニズムは、下記の（１−１）〜（１−３）の通りである。
（１−１）まず、温度が上昇すると、物理量検出素子の内部抵抗値が大きくなり、それに伴い、第１の電圧Ｖ１と演算増幅器の出力電圧Ｖｏとの差（即ち、物理量検出素子の駆動電圧）が大きくなる。
【００３０】
（１−２）そして、演算増幅器の出力電圧Ｖｏは、第１の電圧Ｖ１を基準として反転増幅され、更に第２の電圧Ｖ２と加算されて、抵抗Ｒの演算増幅器側とは反対側の端部に所定電圧Ｖｉとして印加されるため、温度上昇に伴い、第１の電圧Ｖ１と演算増幅器の出力電圧Ｖｏとの差が大きくなると、抵抗Ｒに印加される上記所定電圧Ｖｉは、第１の電圧Ｖ１を基準にして見ると、演算増幅器の出力電圧Ｖｏとは反対の極性方向へ大きくなる。つまり、温度上昇に伴い、第１の電圧Ｖ１と演算増幅器の出力電圧Ｖｏとの差が大きくなると、抵抗Ｒに印加される所定電圧Ｖｉと第１の電圧Ｖ１との差も大きくなる。
【００３１】
（１−３）この結果、演算増幅器及び抵抗Ｒからなる電流供給手段の上記目標電流（＝｜Ｖｉ−Ｖ１｜／Ｒ）が大きくなって、その電流供給手段により物理量検出素子に供給される駆動電流Ｉが大きくなるのである。
そして、この請求項１の駆動回路によれば、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器の増幅率（−Ａ）とを、物理量検出素子の検出感度の温度係数や内部抵抗値の温度係数に応じて設定することにより、温度による物理量検出素子の内部抵抗値の変化、即ち物理量検出素子自身の温度変化を駆動電流Ｉに適切に反映させて、物理量検出素子の温度による検出感度の変動を正確に補償することができる。
【００３２】
また、請求項２の駆動回路は、具体的には以下のように構成されている。
即ち、電流供給手段は、反転入力端子が物理量検出素子の一方の駆動電流端子に接続され、出力端子が物理量検出素子の他方の駆動電流端子に接続され、非反転入力端子が第１の電圧Ｖ１に接続された演算増幅器と、一端が前記演算増幅器の反転入力端子に接続され、他端が第１の電圧Ｖ１とは異なる第２の電圧Ｖ２に接続された抵抗Ｒとから構成されている。
【００３３】
そして、帰還手段は、前記演算増幅器の出力電圧Ｖｏを、第１の電圧Ｖ１を基準として（詳しくは正負の基準として）反転増幅する反転増幅器と、その反転増幅器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子との間に接続された帰還用抵抗Ｒ２とから構成されている。尚、前述した請求項１の駆動回路と同様に、反転増幅器は、その増幅率を−Ａ（但しＡは正の数）とすると、「−Ａ・（Ｖｏ−Ｖ１）＋Ｖ１」といった電圧を出力するものである。
【００３４】
この請求項２の駆動回路においても、請求項１の駆動回路と同様に、電流供給手段を構成する演算増幅器は、反転入力端子の電圧（即ち、物理量検出素子の上記一方の駆動電流端子の電圧）が、非反転入力端子に印加されている第１の電圧Ｖ１と等しくなるように、自己の出力端子から物理量検出素子の上記他方の駆動電流端子に印加する出力電圧Ｖｏを変化させる。
【００３５】
このため、反転増幅器及び帰還用抵抗Ｒ２からなる帰還手段が無いと仮定すると、物理量検出素子の駆動電流端子間には、抵抗Ｒに流れる電流であって、第１の電圧Ｖ１と第２の電圧Ｖ２との電位差を抵抗Ｒの抵抗値で割った値の電流（＝｜Ｖ１−Ｖ２｜／Ｒ）が駆動電流Ｉとして流れるように、「｜Ｖｏ−Ｖ１｜」なる駆動電圧が印加されることとなる。そして、物理量検出素子の両駆動電流端子のうちで、演算増幅器の反転入力端子に接続された方の駆動電流端子の電圧は、第１の電圧Ｖ１に保たれ、他方の駆動電流端子の電圧であって演算増幅器の出力電圧Ｖｏが、物理量検出素子への駆動電流Ｉが上記電流（＝｜Ｖ１−Ｖ２｜／Ｒ）となるように制御されるため、演算増幅器の出力電圧Ｖｏは、物理量検出素子の内部抵抗値の変化、延いては物理量検出素子自身の温度変化に応じて変化することとなる。
【００３６】
そこで、請求項２の駆動回路においても、演算増幅器の出力電圧Ｖｏを、物理量検出素子の駆動電圧として扱い、その演算増幅器の出力電圧Ｖｏを反転増幅器により第１の電圧Ｖ１を基準として反転増幅すると共に、その反転増幅器の出力端子と前記演算増幅器の反転入力端子とを、帰還用抵抗Ｒ２を介して接続することにより、物理量検出素子の駆動電流端子間に印加されている駆動電圧を、電流供給手段によって物理量検出素子へ供給される駆動電流に正帰還させるようにしている。
【００３７】
この正帰還のメカニズムは、下記の（２−１）〜（２−３）の通りである。
（２−１）まず、温度が上昇すると、物理量検出素子の内部抵抗値が大きくなり、それに伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが変化して、第１の電圧Ｖ１と上記出力電圧Ｖｏとの差（即ち、物理量検出素子の駆動電圧）が大きくなる。
【００３８】
（２−２）そして、反転増幅器は、演算増幅器の出力電圧Ｖｏを、第１の電圧Ｖ１を基準として反転増幅し出力するため、温度上昇に伴い、第１の電圧Ｖ１と演算増幅器の出力電圧Ｖｏとの差が大きくなると、反転増幅器の出力電圧は、第１の電圧Ｖ１を基準にして見ると、演算増幅器の出力電圧Ｖｏとは反対の極性方向へ大きくなる。
【００３９】
（２−３）すると、演算増幅器の反転入力端子の電圧が、帰還用抵抗Ｒ２によって、第１の電圧Ｖ１から演算増幅器の出力電圧Ｖｏとは反対の極性方向へ変化しようとするため、それを防ごうと、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが更に変化し、この結果、演算増幅器からなる電流供給手段によって物理量検出素子に供給される駆動電流Ｉが大きくなるのである。
【００４０】
そして、この請求項２の駆動回路によれば、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器の増幅率（−Ａ）とを、物理量検出素子の検出感度の温度係数や内部抵抗値の温度係数に応じて設定することにより、温度による物理量検出素子の内部抵抗値の変化、即ち物理量検出素子自身の温度変化を駆動電流Ｉに適切に反映させて、物理量検出素子の温度による検出感度の変動を正確に補償することができる。
【００４１】
ところで、前述した請求項１又は２の駆動回路において、駆動電流の供給対象である物理量検出素子を、請求項３に記載の如く、磁界の強さに対応した電圧（ホール電圧）を検出信号として出力するホール素子とすれば、内部抵抗値に関して直線的な正の温度特性を有するＧａＡｓのホール素子（図７（ｂ）参照）であっても、そのホール素子自体の温度を的確に捉えた正確な温度補償を簡単な構成で行うことができるようになる。
【００４２】
次に、請求項４に記載の本発明の回転角度センサは、回転角度を検出すべき検出対象物に取り付けられて、その検出対象物と共に回転する磁石と、該磁石により発生される磁界中に配置されて、磁界の強さに対応した電圧を出力するホール素子とを備えており、前記磁石による磁界方向と前記ホール素子の感磁面との角度変化に伴って変化する前記ホール素子の出力電圧（ホール電圧）を、前記検出対象物の回転角度を示す信号として外部へ出力するが、特に、ホール素子に駆動電流を供給するための駆動回路として、請求項３に記載の物理量検出素子の駆動回路を備えている。
【００４３】
よって、この請求項４の回転角度センサによれば、駆動回路にて、ホール素子の駆動電圧を駆動電流に正帰還させるループゲインを決定する回路定数（具体的には、請求項１の駆動回路では、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器の増幅率であり、請求項２の駆動回路では、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器の増幅率である）を、ホール素子の感度の温度係数及び内部抵抗値の温度係数だけでなく、磁石の磁束密度の温度係数も加味して設定することにより、当該センサから外部への信号を温度に影響されないものとすることができ、温度によらず検出対象物の回転角度を高精度に検出可能なセンサとなる。そして特に、こうした温度補償を、簡単な回路構成で行うことができるため、当該回転角度センサの小型化及び低コスト化を達成することができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
まず図１は、第１実施形態のホール素子の駆動回路の構成を示す回路図である。尚、本実施形態の駆動回路は、図４に示したスロットル開度センサ１０内の回路基板１８に設けられ、同回路基板１８上のホール素子１６に対して駆動電流を供給すると共に、そのホール素子１６から前述した式１の如く出力されるホール電圧Ｖｈを増幅して、スロットル開度（検出対象物に相当するシャフト１２の回転角度）を示す出力信号ＶＯＵＴとして当該センサ１０の端子２０から外部へ出力するものである。また、ホール素子１６は、ＧａＡｓからなるものであり、図７に示したように、温度の上昇に伴って内部抵抗値Ｒｄが直線的に大きくなり且つ感度が直線的に小さくなる特性を有しており、更に、式１からも分かるように、駆動電流Ｉの増加に比例して感度が大きくなる特性を有している。
【００４５】
図１に示すように、本第１実施形態の駆動回路は、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間に駆動電流Ｉを供給する電流供給手段として、反転入力端子がホール素子１６の一方の駆動電流端子ａに接続され、出力端子がホール素子１６の他方の駆動電流端子ｂに接続され、非反転入力端子が接地電位（０Ｖであり、請求項１の第１の電圧に相当）に接続された演算増幅器２と、一端が演算増幅器２の反転入力端子に接続された抵抗Ｒとを備えている。
【００４６】
そして更に、この駆動回路は、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間の電圧（駆動電圧）を駆動電流Ｉに正帰還させる帰還手段として、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、接地電位を基準として反転増幅する反転増幅器３と、接地電位よりも高い基準電圧Ｖａ（請求項１の第２の電圧に相当）と反転増幅器３の出力電圧Ｖｂとを加算して、その加算後の電圧Ｖｉ（＝Ｖａ＋Ｖｂ）を上記抵抗Ｒの演算増幅器２側とは反対側の端部に印加する加算器４とを備えている。尚、反転増幅器３は、その増幅率を−Ａ（但しＡは正の数）とすると、「−Ａ・Ｖｏ」といった電圧を出力する。
【００４７】
また、本第１実施形態の駆動回路は、ホール素子１６の出力端子ｃ，ｄ間に発生するホール電圧Ｖｈを増幅し、その増幅後の電圧信号を、上記端子２０から外部へ、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴとして出力する差動増幅器５を備えている。
【００４８】
このように構成された本第１実施形態の駆動回路において、演算増幅器２は、反転入力端子の電圧（即ち、ホール素子１６の駆動電流端子ａの電圧）が、非反転入力端子に印加されている接地電位（０Ｖ）と等しくなるように、自己の出力端子からホール素子１６の駆動電流端子ｂに印加する出力電圧Ｖｏを変化させる。このため、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間には、抵抗Ｒに流れる電流であって、加算器４の出力電圧Ｖｉを抵抗Ｒの抵抗値で割った値の目標電流（＝Ｖｉ／Ｒ）が駆動電流Ｉとして流れるように、「｜Ｖｏ−０｜」なる駆動電圧が印加されることとなる。
【００４９】
そして、この場合、ホール素子１６の両駆動電流端子ａ，ｂのうちで、演算増幅器２の反転入力端子に接続された方の駆動電流端子ａの電圧は、接地電位に保たれ、他方の駆動電流端子ｂの電圧であって演算増幅器２の出力電圧Ｖｏが、ホール素子１６への駆動電流Ｉが上記目標電流（＝Ｖｉ／Ｒ）となるように制御されるため、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏは、ホール素子１６の駆動電圧そのものであると共に、ホール素子１６の内部抵抗値（駆動電流端子ａ，ｂ間の内部抵抗値）Ｒｄの変化、延いてはホール素子１６自身の温度変化に応じて変化することとなる。
【００５０】
そこで、本第１実施形態の駆動回路では、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを反転増幅器３により接地電位を基準として反転増幅すると共に、その反転増幅器３の出力電圧Ｖｂ（＝−Ａ・Ｖｏ）と基準電圧Ｖａとを加算した電圧Ｖｉを、加算器４により抵抗Ｒの演算増幅器２側とは反対側の端部に印加することにより、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間に印加されている駆動電圧を駆動電流Ｉに正帰還させるようにしている。
【００５１】
つまり、演算増幅器２と抵抗Ｒは、ホール素子１６と共に、そのホール素子１６へ「Ｖｉ／Ｒ」なる駆動電流Ｉを流す反転増幅器を成しているため、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを極性反転させて抵抗Ｒの入力電圧Ｖｉに加えれば、駆動電流Ｉに着目すると、回路全体のループは正帰還となるのである。
【００５２】
より具体的に説明すると、まず、温度が上昇すると、ホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄが大きくなり、それに伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが負方向（負電圧の方向）に大きくなる。
そして、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏは、接地電位を基準にして反転増幅されて基準電圧Ｖａと加算され、その加算後の電圧Ｖｉ（＝Ｖａ−Ａ・Ｖｏ）が、抵抗Ｒの演算増幅器２側とは反対側の端部に印加されるため、温度上昇に伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが負方向に大きくなると、抵抗Ｒに印加される上記電圧（入力電圧）Ｖｉは、演算増幅器の出力電圧Ｖｏとは反対の正方向（正電圧の方向）へ大きくなる。つまり、温度上昇に伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが負方向に大きくなると、抵抗Ｒに印加される電圧Ｖｉが正方向に大きくなる。
【００５３】
この結果、演算増幅器２及び抵抗Ｒからなる電流供給手段の上記目標電流（＝Ｖｉ／Ｒ）が大きくなって、ホール素子１６に供給される駆動電流Ｉが大きくなるのである。
そして、この第１実施形態の駆動回路によれば、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａとを、ホール素子１６の感度定数Ｋｈの温度係数や内部抵抗値Ｒｄの温度係数に応じて設定することにより、温度によるホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄの変化、即ちホール素子１６自身の温度変化を駆動電流Ｉに適切に反映させて、ホール素子１６の温度による感度の変動を正確に補償することができる。そして更に、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを、永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数も加味して設定することにより、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴを温度に影響されないものとすることができ、温度によらずスロットル開度を高精度に検出可能なセンサを得ることができる。
【００５４】
そこで次に、本第１実施形態の駆動回路において、抵抗Ｒの抵抗値や反転増幅器３の増幅率等の回路定数を、どの様に設定するかについて具体的に説明する。尚、以下に説明する各式において、「Ｒ」は、抵抗Ｒの抵抗値を示している。
まず、この駆動回路では、式２が成立する。
【００５５】
【数２】
0003989131.tif 000003
【００５６】
そして、式２を整理すると、ホール素子１６に流れる駆動電流Ｉ（＝Ｖｉ／Ｒ）は、式３のようになる。
【００５７】
【数３】
0003989131.tif 000004
【００５８】
ここで、式３の分母における「（Ｒｄ／Ｒ）・Ａ」は、当該駆動回路のループゲインであり、このループゲインが１未満であれば、当該駆動回路は発散せず安定である。
そして、式３からも分かるように、ホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄが温度の上昇に伴って大きくなると、ホール素子１６の駆動電流Ｉは増加する。また、ホール素子１６の感度は駆動電流Ｉに比例する。よって、上記ループゲイン「（Ｒｄ／Ｒ）・Ａ」を適切に設定すれば、感度の温度補償ができる。
【００５９】
次に、温度補償のためのより詳しい条件について説明する。
まず、ＧａＡｓからなるホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄは、正の温度特性を有しているため、式３における「Ｒｄ」は、「Ｒｄ（１＋Ｋｒ・ｔ）」に置き換えることができ、この置換により、式３は、式４のように変形することができる。尚、Ｋｒは、ホール素子１６の内部抵抗値の温度係数であり、ｔは、温度である。そして、上記「Ｒｄ（１＋Ｋｒ・ｔ）」及び式４における「Ｒｄ」は、ある基準温度でのホール素子１６の内部抵抗値である。また、このことは、後述する式６〜式８においても同様である。
【００６０】
【数４】
0003989131.tif 000005
【００６１】
また、ある磁束密度下でのホール素子１６の出力電圧（ホール電圧）Ｖｈ０は、ホール素子１６の感度と見なすことができ、その出力電圧Ｖｈ０は、式５のように表すことができる。
【００６２】
【数５】
0003989131.tif 000006
【００６３】
ここで、Ｋｈ０は、ある磁束密度及びある温度でのホール素子１６の単位駆動電流当たりの感度であり、Ｋｔは、感度の温度係数である。尚、ホール素子１６は、温度によって感度が低下するため、「Ｋｔ＞０」である。つまり、式５では、Ｋｔを、正の値として扱っている。
【００６４】
そして、式５に式４を代入すると、式６のようになる。
【００６５】
【数６】
0003989131.tif 000007
【００６６】
この式６における分数の部分が温度ｔによらず一定となれば、Ｖｈ０、即ちホール素子１６の感度は、温度によらず一定となる。そして、これを満たすための条件（温度補償の条件）は、「１対Ｋｔ＝（Ｒ−Ｒｄ・Ａ）対（Ｒｄ・Ｋｒ・Ａ）」であり、これを整理すると、式７のようになる。
【００６７】
【数７】
0003989131.tif 000008
【００６８】
また、式７を変形すると式８が得られる。
【００６９】
【数８】
0003989131.tif 000009
【００７０】
よって、式７及び式８を満足するように、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａとを設定すれば、ホール素子１６の感度を温度によらず一定にすることができる。
例えば、ホール素子１６の内部抵抗値の温度係数Ｋｒが＋２３００ｐｐｍ／℃であり、感度の温度係数Ｋｔの絶対値が５５０ｐｐｍ／℃であるとすると、式８において、「Ｋｔ／（Ｋｔ＋Ｋｒ）」が０．１９となるため、「（Ｒｄ・Ａ）／Ｒ」が０．１９となるように、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを設定すれば良い。
【００７１】
そして更に、スロットル開度センサ１０に使用する永久磁石１４ａ，１４ｂの温度特性をも含めて補償する場合には、永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数の絶対値を、式７，８におけるＫｔに加算して、回路定数を設定すれば良い。具体的に説明すると、永久磁石１４ａ，１４ｂの材質が、サマリウムコバルト系であれば、その磁束密度の温度係数は、−３００ｐｐｍ／℃程度である。そして、この例の場合、Ｋｔ＝５５０＋３００＝８５０ｐｐｍ／℃となり、式８における「Ｋｔ／（Ｋｔ＋Ｋｒ）」が０．２７となるため、「（Ｒｄ・Ａ）／Ｒ」が０．２７となるように、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを設定すれば、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴを、温度に影響されないものとすることができる。
【００７２】
以上のように本第１実施形態の駆動回路では、ホール素子１６の内部抵抗値が温度によって変化することを利用し、その内部抵抗値の変化を駆動電流に正の特性で反映させることにより、駆動電流に正の温度特性を持たせて、ホール素子１６の温度による検出感度の変動を補償するようにしている。
【００７３】
よって、本第１実施形態の駆動回路によれば、感温抵抗などの温度検出用素子や乗算器等の複雑な補正用回路を設けることなく、ホール素子１６自身の温度を的確に捉えた正確な温度補償を行うことができる。
しかも、この駆動回路では、ホール素子１６の温度そのものに応じて温度補償を行うようにしているため、ホール素子１６の自己発熱が問題となるくらいの大きな駆動電流を流しても温度補償ができ、ホール素子１６に大きな駆動電流を供給して、検出感度を向上させることができるという優れた効果が得られる。
【００７４】
そして更に、本第１実施形態の駆動回路を備えたスロットル開度センサ１０によれば、抵抗Ｒの抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを、上記具体例の如く永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数も加味して設定することにより、当該センサ１０から外部への出力信号ＶＯＵＴを温度に全く影響されないものとすることができ、温度によらずスロットル開度を高精度に検出可能なセンサとなる。そして、こうした温度補償を、簡単な回路構成で行うことができるため、当該スロットル開度センサ１０の小型化及び低コスト化を達成することができる。
【００７５】
次に、図２は、第２実施形態のホール素子の駆動回路の構成を示す回路図である。尚、この駆動回路も、図４に示したスロットル開度センサ１０内の回路基板１８に設けられて、前述した第１実施形態の駆動回路（図１）と同じ機能を果たすものである。そして、ホール素子１６も、第１実施形態の場合と同じＧａＡｓからなるものである。また、本第２実施形態の駆動回路において、図１と同じ構成要素については、同一の符号を付している。
図２に示すように、本第２実施形態の駆動回路は、第１実施形態の駆動回路に対して、以下の（１）〜（４）の点が異なっている。
【００７６】
（１）演算増幅器２の非反転入力端子が、接地電位（０Ｖ）ではなく、それよりも電位が高い基準電圧Ｖａ（請求項２の第１の電圧に相当）に接続されている。
また、前述した第１実施形態の駆動回路では、ホール素子１６の駆動電流Ｉが抵抗Ｒ側から演算増幅器２の出力端子側へ流れたが（図１参照）、本第２実施形態の駆動回路では、演算増幅器２の出力端子側から抵抗Ｒ側へ駆動電流Ｉが流れるため、図２では、演算増幅器２の出力端子がホール素子１６の駆動電流端子ａに接続され、反転入力端子がホール素子１６の駆動電流端子ｂに接続されている。つまり、駆動電流端子ａ，ｂの接続方向が逆になっている。
【００７７】
（２）加算器４が設けられておらず、抵抗Ｒの両端部のうち、演算増幅器２の反転入力端子とは反対側の端部が、接地電位（請求項２の第２の電圧に相当）に接続されている。
（３）反転増幅器３は、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、請求項２の第１の電圧に相当する基準電圧Ｖａを基準として（詳しくは正負の基準として）反転増幅し出力する。即ち、反転増幅器３は、その増幅率を−Ａ（但しＡは正の数）とすると、「−Ａ・（Ｖｏ−Ｖａ）＋Ｖａ」といった電圧を出力する。
【００７８】
そして、反転増幅器３は、詳しくは、非反転入力端子が演算増幅器２の非反転入力端子（即ち基準電圧Ｖａ）に接続された演算増幅器３ａと、その演算増幅器３ａの反転入力端子と演算増幅器２の出力端子との間に接続された抵抗Ｒａと、上記演算増幅器３ａの反転入力端子と出力端子との間に接続された抵抗Ｒｂとから構成されている。尚、この反転増幅器３の構成は、第１実施形態の駆動回路においても同様である。つまり、第１実施形態の駆動回路では、演算増幅器２及び演算増幅器３ａの両非反転入力端子が、接地電位に接続されている。
【００７９】
（４）反転増幅器３の出力端子としての上記演算増幅器３ａの出力端子と、演算増幅器２の反転入力端子との間に、帰還用抵抗Ｒ２が接続されている。
そして、本第２実施形態の駆動回路では、この帰還用抵抗Ｒ２と反転増幅器３とが、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間の電圧（駆動電圧）を駆動電流Ｉに正帰還させる帰還手段として機能する。
【００８０】
また、本第２実施形態の駆動回路も、第１実施形態の駆動回路と同様に、ホール素子１６の出力端子ｃ，ｄ間に発生するホール電圧Ｖｈを増幅して、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴとして出力する差動増幅器５を備えている。
【００８１】
一方、説明の視点を変えると、本第２実施形態の駆動回路は、図１に示した第１実施形態の駆動回路を、図３（ａ）〜（ｃ）のように変形したものと言える。但し、図３では、外部への出力信号ＶＯＵＴを出力するための差動増幅器５は、図示を省略している。
【００８２】
▲１▼まず、図３（ａ）に示すように、図１の駆動回路に対して、加算器４を削除し、その代わりに、反転増幅器３の出力端子と演算増幅器２の反転入力端子との間に帰還用抵抗Ｒ２を接続する。
▲２▼次に、図３（ｂ）に示すように、接地電位と基準電圧Ｖａとを入れ替える。尚、これにより、図３（ａ）に対して、駆動電流Ｉの向きが反対になるため、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂの接続方向を逆にしている。
【００８３】
▲３▼最後に、図３（ｃ）の点線内に示すように、反転増幅器３を、演算増幅器３ａと２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂとで示せば、図２の駆動回路となる。
尚、本第２実施形態において、第２の電圧を接地電位とし、その接地電位に抵抗Ｒの演算増幅器２側とは反対側の端部を接続しているのは、演算増幅器２，３ａを正の単電源で動作させるためである。
【００８４】
以上のように構成された本第２実施形態の駆動回路においても、第１実施形態の駆動回路と同様に、電流供給手段を構成する演算増幅器２は、反転入力端子の電圧（ホール素子１６の駆動電流端子ｂの電圧）が、非反転入力端子に印加されている基準電圧Ｖａと等しくなるように、自己の出力端子からホール素子１６の駆動電流端子ａに印加する出力電圧Ｖｏを変化させる。
【００８５】
このため、反転増幅器３及び帰還用抵抗Ｒ２からなる帰還手段が無いと仮定すると、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間には、抵抗Ｒに流れる電流であって、基準電圧Ｖａと接地電位との電位差（即ち基準電圧Ｖａ）を抵抗Ｒの抵抗値で割った値の電流（＝Ｖａ／Ｒ）が駆動電流Ｉとして流れるように、「｜Ｖｏ−Ｖａ｜」なる駆動電圧が印加されることとなる。そして、ホール素子１６の両駆動電流端子ａ，ｂのうちで、演算増幅器２の反転入力端子に接続された方の駆動電流端子ｂの電圧は、基準電圧Ｖａに保たれ、他方の駆動電流端子ａの電圧であって演算増幅器２の出力電圧Ｖｏが、ホール素子１６への駆動電流Ｉが上記電流（＝Ｖａ／Ｒ）となるように制御されるため、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏは、ホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄの変化、延いてはホール素子１６自身の温度変化に応じて変化することとなる。
【００８６】
そこで、本第２実施形態の駆動回路においても、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、ホール素子１６の駆動電圧として扱い、その演算増幅器の出力電圧Ｖｏを反転増幅器３により基準電圧Ｖａを基準として反転増幅すると共に、その反転増幅器３の出力端子と演算増幅器２の反転入力端子とを、帰還用抵抗Ｒ２を介して接続することにより、ホール素子１６の駆動電流端子ａ，ｂ間に印加されている駆動電圧を駆動電流Ｉに正帰還させるようにしている。
【００８７】
つまり、前述した第１実施形態の駆動回路では、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、電圧という形で帰還させていたのに対し、本第２実施形態の駆動回路では、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、電流という形で帰還させるようにしている。
より具体的に説明すると、まず、温度が上昇すると、ホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄが大きくなり、それに伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが基準電圧Ｖａに対して正方向に大きくなる。
【００８８】
そして、反転増幅器３は、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏを、基準電圧Ｖａを基準として反転増幅し出力するため、温度上昇に伴い、演算増幅器の出力電圧Ｖｏが大きくなると、反転増幅器３の出力電圧は、基準電圧Ｖａを基準にして見ると、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏとは反対の負方向へ大きくなる。
【００８９】
すると、演算増幅器２の反転入力端子の電圧が、帰還用抵抗Ｒ２によって、基準電圧Ｖａよりも低くなろうとするため、それを防ごうと、演算増幅器２の出力電圧Ｖｏが更に大きくなり、この結果、ホール素子１６に供給される駆動電流Ｉが大きくなるのである。
【００９０】
そして、この第２実施形態の駆動回路によっても、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａとを、ホール素子１６の感度定数Ｋｈの温度係数や内部抵抗値Ｒｄの温度係数に応じて設定することにより、温度によるホール素子１６の内部抵抗値Ｒｄの変化、即ちホール素子１６自身の温度変化を駆動電流Ｉに適切に反映させて、ホール素子１６の温度による感度の変動を正確に補償することができる。そして更に、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを、永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数も加味して設定することにより、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴを温度に影響されないものとすることができ、温度によらずスロットル開度を高精度に検出可能なセンサを得ることができる。
【００９１】
そこで次に、本第２実施形態の駆動回路において、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値や反転増幅器３の増幅率等の回路定数を、どの様に設定するかについて具体的に説明する。尚、以下に説明する各式においても、「Ｒ」は、抵抗Ｒの抵抗値を示している。また同様に、「Ｒ２」は、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値を示している。
【００９２】
本第２実施形態の駆動回路では、第１実施形態における式４が、下記の式９のように変形される。つまり、ホール素子１６に流れる駆動電流Ｉは、式９のようになる。尚、式９における「Ｒｄ」は、式４，式６〜式８の場合と同様に、ある基準温度でのホール素子１６の内部抵抗値であり、このことは、後述する式１５〜式１７においても同様である。また、Ｋｒは、ホール素子１６の内部抵抗値の温度係数であり、ｔは、温度である。
【００９３】
【数９】
0003989131.tif 000010
【００９４】
ここで、この式９に至る理由について説明する。
まず、簡略化のため、前述した図３（ａ）のモデル、即ち、図２と同等のモデルであって、演算増幅器２の非反転入力端子を接地電位としたモデルで考えることにする。
【００９５】
この図３（ａ）のモデルにおいて、図３（ｄ）に示すように、駆動電流Ｉが流れる方向を演算増幅器２の出力端子から抵抗Ｒへの方向とし、また、基準電圧Ｖａ側から抵抗Ｒに流れる電流を「ｉ１」、反転増幅器３側から帰還用抵抗Ｒ２へ流れる電流を「ｉ２」とすると、式１０が成立する。尚、−Ａは、反転増幅器３の増幅率である。
【００９６】
【数１０】
0003989131.tif 000011
【００９７】
そして、この場合、ｉ１＋ｉ２＋Ｉ＝０であるから、式１１が成立する。
【００９８】
【数１１】
0003989131.tif 000012
【００９９】
この式１１を変形すると、式１２のようになる。
【０１００】
【数１２】
0003989131.tif 000013
【０１０１】
そして更に、式１２を変形すると、式１３のようになる。
【０１０２】
【数１３】
0003989131.tif 000014
【０１０３】
この式１３における「Ｖｏ／Ｒｄ」は、ホール素子１６の駆動電流Ｉである。そこで、図３（ａ），（ｄ）のモデルにおいて、演算増幅器２の非反転入力端子の電圧を基準電圧Ｖａに戻し、図２及び図３（ｂ），（ｃ）のモデルで考えると、式１３における「Ｖａ」を「−Ｖａ」に置き換えれば良く、この置換により、駆動電流Ｉは、下記の式１４で表される。
【０１０４】
【数１４】
0003989131.tif 000015
【０１０５】
そして、この式１４において、前述した式３から式４への展開と同様に、「Ｒｄ」を「Ｒｄ（１＋Ｋｒ・ｔ）」に置き換えれば、上記式９となる。
ここで、式１４の分母における「（Ｒｄ／Ｒ２）・Ａ」であって、式９の分母における「（Ｒｄ（１＋Ｋｒ・ｔ）／Ｒ２）・Ａ」は、当該駆動回路のループゲインである。そして、このループゲインが１未満であれば、当該駆動回路は発散せずに安定であり、この値を適切に設定すれば、感度の温度補償ができる。
【０１０６】
そこで、式５に式９を代入すると、式１５のようになる。
【０１０７】
【数１５】
0003989131.tif 000016
【０１０８】
そして、この式１５における分数の部分が温度ｔによらず一定となれば、Ｖｈ０、即ちホール素子１６の感度は、温度によらず一定となり、これを満たすための条件（温度補償の条件）は、式１６のようになる。
【０１０９】
【数１６】
0003989131.tif 000017
【０１１０】
また、式１６を変形すると式１７が得られる。
【０１１１】
【数１７】
0003989131.tif 000018
【０１１２】
よって、式１６及び式１７を満足するように、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａとを設定すれば、ホール素子１６の感度を温度によらず一定にすることができる。
例えば、第１実施形態の駆動回路について説明した例と同様に、ホール素子１６の内部抵抗値の温度係数Ｋｒが＋２３００ｐｐｍ／℃であり、感度の温度係数Ｋｔの絶対値が５５０ｐｐｍ／℃であるとすると、式１７において、「Ｋｔ／（Ｋｔ＋Ｋｒ）」が０．１９となるため、「（Ｒｄ・Ａ）／Ｒ２」が０．１９となるように、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを設定すれば良い。
【０１１３】
また、スロットル開度センサ１０に使用する永久磁石１４ａ，１４ｂの温度特性をも含めて補償する場合には、永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数の絶対値を、式１６，１７におけるＫｔに加算して、回路定数を設定すれば良い。具体的に説明すると、永久磁石１４ａ，１４ｂの温度係数が、−３００ｐｐｍ／℃であるとすると、Ｋｔ＝５５０＋３００＝８５０ｐｐｍ／℃となり、式１７における「Ｋｔ／（Ｋｔ＋Ｋｒ）」が０．２７となるため、「（Ｒｄ・Ａ）／Ｒ２」が０．２７となるように、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを設定すれば、スロットル開度センサ１０の出力信号ＶＯＵＴを、温度に影響されないものとすることができる。
【０１１４】
以上のように本第２実施形態の駆動回路においても、ホール素子１６の内部抵抗値が温度によって変化することを利用し、その内部抵抗値の変化を駆動電流に正の特性で反映させることにより、駆動電流に正の温度特性を持たせて、ホール素子１６の温度による検出感度の変動を補償するようにしている。
【０１１５】
よって、本第２実施形態の駆動回路によっても、第１実施形態の駆動回路と同じ効果が得られる。また、本第２実施形態の駆動回路を備えたスロットル開度センサ１０によれば、帰還用抵抗Ｒ２の抵抗値と反転増幅器３の増幅率−Ａを、上記具体例の如く永久磁石１４ａ，１４ｂの磁束密度の温度係数も加味して設定することにより、当該センサ１０から外部への出力信号ＶＯＵＴを温度に全く影響されないものとすることができる。そして、こうした温度補償を、簡単な回路構成で行うことができるため、当該スロットル開度センサ１０の小型化及び低コスト化を達成することができる。
【０１１６】
また特に、本第２実施形態の駆動回路では、第１実施形態の駆動回路よりも、加算器４を設ける必要が無い分、回路規模をより小さくすることができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
【０１１７】
例えば、図１に示した第１実施形態の駆動回路において、演算増幅器２の非反転入力端子に印加する電圧（請求項１の第１の電圧）は、接地電位に限るものではなく、それ以外の電圧でも良い。
また、図２に示した第２実施形態の駆動回路において、抵抗Ｒの演算増幅器２側とは反対の端部に印加する電圧（請求項２の第２の電圧）は、接地電位に限るものではなく、例えば負の電圧でも良い。但し、その電圧を図２の如く接地電位にすれば、駆動回路を単電源で動作させることができ有利である。
【０１１８】
一方、前述した各実施形態の駆動回路は、ホール素子に対して駆動電流を供給するものであったが、上記各実施形態の駆動回路は、ホール素子以外の物理量検出素子に対しても、全く同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態のホール素子の駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】  第２実施形態のホール素子の駆動回路の構成を示す回路図である。
【図３】  図２の駆動回路の構成に至る過程を説明する説明図である。
【図４】  スロットル開度センサの構成を示す構成図である。
【図５】  図４のスロットル開度センサにおけるホール素子の出力特性を示すグラフである。
【図６】  従来のホール素子の駆動回路の構成を示す回路図である。
【図７】  ホール素子の感度及び内部抵抗値に関する温度特性を示すグラフである。
【図８】  ホール素子駆動回路の図６以外の構成例を示す回路図である。
【符号の説明】
２…演算増幅器    ３…反転増幅器    ４…加算器    Ｒ…抵抗
Ｒ２…帰還用抵抗    １０…スロットル開度センサ    １２…シャフト
１４ａ，１４ｂ…永久磁石    １６…ホール素子
【図１】
0003989131.tif 000019
【図２】
0003989131.tif 000020
【図３】
0003989131.tif 000021
【図４】
0003989131.tif 000022
【図５】
0003989131.tif 000023
【図６】
0003989131.tif 000024
【図７】
0003989131.tif 000025
【図８】
0003989131.tif 000026