(57)【要約】【課題】電流検出精度の点で有利な電流検出装置を提供する。【解決手段】両極性の直流電源と第１および第２スイッチング素子対とにより駆動される負荷に流れる電流を検出する電流検出装置であって、第１および第２電流検出抵抗と、第１接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、第１電流検出抵抗と負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第１分圧経路と、第２接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、第２電流検出抵抗と負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第２分圧経路と、を有し、第１接続点からの電圧および第２接続点からの電圧を入力として電流に対応した電圧を出力する出力部と、を有することを特徴とする電流検出装置。【選択図】図１
2016164490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両極性の直流電源と第１および第２スイッチング素子対とにより駆動される負荷に流れる電流を検出する電流検出装置であって、
第１および第２電流検出抵抗と、
第１接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、前記第１電流検出抵抗と前記負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第１分圧経路と、
第２接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、前記第２電流検出抵抗と前記負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第２分圧経路と、を有し、
前記第１接続点からの電圧および前記第２接続点からの電圧を入力として前記電流に対応した電圧を出力する出力部と、
を有することを特徴とする電流検出装置。
【請求項２】
前記第１電流検出抵抗は、前記負荷の一端と、前記第１スイッチング素子対を構成する二つのスイッチング素子の接続される第３接続点との間に接続され、
前記第２電流検出抵抗は、前記負荷の他端と、前記第２スイッチング素子対を構成する二つのスイッチング素子の接続される第４接続点との間に接続され、
前記第１分圧経路の一端は、前記一端に接続され、前記第１分圧経路の他端は、前記第４接続点に接続され、
前記第２分圧経路の一端は、前記他端に接続され、前記第２分圧経路の他端は、前記第３接続点に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
前記第１電流検出抵抗は、前記直流電源の正極および負極のうちの一方と前記第１スイッチング素子対との間に接続され、
前記第２電流検出抵抗は、前記一方と前記第２スイッチング素子対との間に接続され、
前記第１分圧経路の一端は、前記正極および負極のうちの他方に接続され、前記第１分圧経路の他端は、前記第１電流検出抵抗と前記第１スイッチング素子対との接続点に接続され、
前記第２分圧経路の一端は、前記他方に接続され、前記第２分圧経路の他端は、前記第２電流検出抵抗と前記第２スイッチング素子対との接続点に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の電流検出装置を含むことを特徴とする駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の駆動装置を含むことを特徴とする産業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出装置、駆動装置および産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、負荷（モーターなど）に流れる電流は、負荷と直列に接続された電流検出抵抗での電圧降下として検出される。この電圧降下は、電流検出抵抗の両端の電圧を差動増幅器などの検出回路に入力して得られた出力（＝差電圧）として求められる。しかし、負荷への印加電圧を上昇させた場合、電流検出抵抗の両端に高い同相電圧が印加されるので、差電圧には検出回路に依存する誤差が含まれてしまう。これに対して、特許文献１は、負荷の両端に電流検出抵抗を挿入し、差動増幅器により各抵抗での差電圧を検出し、これら２つの差電圧を加算することで電流検出精度の悪化を抑制する電流検出装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６４５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置においても、電流検出抵抗の両端に高い同相電圧が印加されることに変わりはない。したがって、差動増幅器から出力される差電圧には、その性能に依存する誤差が含まれ、電流検出精度の点で不利となりうる。本発明は、例えば、検出精度の点で有利な電流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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、両極性の直流電源と第１および第２スイッチング素子対とにより駆動される負荷に流れる電流を検出する電流検出装置であって、第１および第２電流検出抵抗と、第１接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、第１電流検出抵抗と負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第１分圧経路と、第２接続点を介して複数の分圧抵抗を直列に接続して構成され、第２電流検出抵抗と負荷とを含む電流経路とは並列に接続された第２分圧経路と、を有し、第１接続点からの電圧および第２接続点からの電圧を入力として電流に対応した電圧を出力する出力部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、検出精度の点で有利な電流検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図２】第２実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図３】第３実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図４】第４実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電流検出装置を使用可能な光走査装置の制御システムを示す概略図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電流検出装置を使用可能な駆動装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。電流検出装置１は、直流電源２および３と、第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９と、直流モータである負荷１０とを備える。さらに、負荷１０の両端に第１電流検出抵抗１１および第２電流検出抵抗１２を備え、分圧抵抗１３、１４、１５および１６と、出力部（検出回路）１９と、を備える。直流電源２および３は、直列に接続されるとともに、その接続点が接地されることで直流電源２が正極、直流電源３が負極の電圧が概略等しい両極性の直流電源として構成される。第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９は、直流電源２と３との間に並列に配置される。第１スイッチング素子対８は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であるスイッチング素子４と５とを第３接続点を介して直列に接続した構成をしており、一端が直流電源２と接続され他端が直流電源３に接続される。第２スイッチング素子対９の構成および直流電源との接続も同様であり、スイッチング素子６と７とを第４接続点を介して直列に接続した構成をしており、一端が直流電源２と接続され他端が直流電源３に接続される。第１電流検出抵抗１１は、負荷１０の一端と第３接続点との間に接続される。第２電流検出抵抗１２は、負荷１０の他端と第４接続点との間に接続される。以上のように各素子を配置することで、この回路は、直流電源２および３と第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９を備えた負荷駆動手段により負荷１０を駆動するフルブリッジ回路を構成する。
【００１０】
分圧抵抗１３および１４は、抵抗値が概略等しく、第１接続点１７を介して直列に接続された第１分圧経路として構成される。第１分圧経路の一端は第４接続点に接続され、他端が負荷１０と第１電流検出抵抗１１との接続点に接続される。つまり、第１電流検出抵抗１１と負荷１０とを含む電流経路とは並列に接続される。この分圧経路と、第１電流検出抵抗１１とにより電源電圧が分圧される。同様に、分圧抵抗１５および１６は、抵抗値が概略等しく、第２接続点１８を介して直列に接続されて第２分圧経路として構成される。第２分圧経路の一端は第３接続点に接続され、他端が負荷１０と第２電流検出抵抗１２との接続点に接続される。つまり、第２電流検出抵抗１２と負荷１０とを含む電流経路とは並列に接続される。この分圧経路と、第２電流検出抵抗１２とにより電源電圧が分圧される。出力部１９は、入力電圧を演算して出力する回路であり、本実施形態では差動増幅回路を用いる。分圧抵抗１３と１４との第１接続点１７および分圧抵抗１５と１６との第２接続点１８は、出力部１９の入力に接続される。出力部１９は、第１接続点１７および第２接続点１８からの電圧を入力として、負荷１０に流れる電流Ｉｓ１に対応した電圧を出力する。
【００１１】
負荷１０の駆動状態について説明する。負荷１０は前述したフルブリッジ回路により駆動される。ここで、スイッチング素子４、５、６および７は、図示しない制御装置によりオンもしくはオフどちらかの状態に制御される。第１の負荷駆動状態では、スイッチング素子４および７がオン状態に制御され、スイッチング素子５および６がオフ状態に制御される。この第１の負荷駆動状態では、負荷に流れる電流が第１スイッチング素子対８から第２スイッチング素子対９へ向かう方向となる。このとき、スイッチング素子４と５との接続点には最大で直流電源２の電圧＋Ｖｐが印加され、スイッチング素子６と７との接続点には最小で直流電源３の電圧−Ｖｐが印加される。第２の負荷駆動状態では、スイッチング素子５および６がオン状態に制御され、スイッチング素子４および７がオフ状態に制御される。この第２の負荷駆動状態では、負荷に流れる電流が第２スイッチング素子対９から第１スイッチング素子対８へ向かう方向となる。このとき、スイッチング素子６と７との接続点には最大で直流電源２の電圧＋Ｖｐが印加され、スイッチング素子４と５との接続点には最小で直流電源３の電圧−Ｖｐが印加される。
【００１２】
次に、電流検出装置１における電流検出の原理について、第１の負荷駆動状態の場合で説明する。スイッチング素子４と５との接続点電圧を＋Ｖｐ、スイッチング素子６と７との接続点電圧を−Ｖｐとすると、分圧抵抗の第１接続点１７および第２接続点１８の電圧Ｖ１１およびＶ１２はそれぞれ式（１）および（２）で表される。
Ｖ１１＝−１／２（Ｉｓ１×Ｒｓ１１＋Ｉｂ×Ｒ）        （１）
Ｖ１２＝１／２（Ｉｓ１×Ｒｓ１２−Ｉｂ×Ｒ）          （２）
ここで、Ｉｓ１は負荷１０に流れる電流、Ｒｓ１１およびＲｓ１２はそれぞれ第１電流検出抵抗１１および第２電流検出抵抗１２の抵抗値、Ｉｂは出力部１９の入力バイアス電流であり、入力バイアス電流の流れる向きは図１に矢印で示す方向とする。また、Ｒは分圧抵抗１３、１４、１５および１６の抵抗値である。
【００１３】
出力部１９からはＶ１１とＶ１２の差電圧と、共通に印加される同相電圧による誤差電圧が出力される。式（１）および（２）から、同相電圧は−１／２（Ｉｂ×Ｒ）であるので、出力部１９の出力電圧Ｖｓ１は式（３）で表される。
Ｖｓ１＝１／２｛Ｉｓ１×（Ｒｓ１１＋Ｒｓ１２）｝−Ａ｛１／２（Ｉｂ×Ｒ）｝      （３）
第一の項が差電圧であり、第二の項が同相電圧による誤差電圧である。第２の負荷駆動状態においては、差電圧の項の符号が反転する。なお、Ａは出力部１９の同相電圧除去比であり、例えばＡ＝−８０ｄＢの検出回路であれば、同相電圧による誤差電圧は、同相電圧の０．０１％に低減される。
【００１４】
例えば、分圧抵抗１３、１４、１５および１６の抵抗値Ｒを２０ｋΩ、出力部１９の入力バイアス電流Ｉｂを１０ｎＡとすると、式（３）から同相電圧による誤差電圧は１０ｎＶとなる。第１電流検出抵抗１１および第２電流検出抵抗１２の抵抗値Ｒｓ１１およびＲｓ１２を１０ｍΩ、負荷１０に流れる電流Ｉｓ１を１Ａとした場合、差電圧は１０ｍＶとなる。この条件では、同相電圧による電流検出誤差が０．０００１％であり、通常、検出誤差として無視できる値となる。
【００１５】
そして、式（３）から明らかなように、出力電圧Ｖｓ１には直流電源２および３の電圧値Ｖｐを含む項がないため、負荷１０への印加電圧は、出力部１９の出力電圧Ｖｓ１と無関係になる。
【００１６】
以上のように、本実施形態によれば、負荷への印加電圧を上昇させても電流検出精度の点で有利な電流検出装置を提供することができる。
【００１７】
（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態に係る電流検出装置の構成を示す回路図である。図１の電流検出装置１と同じ構成については説明を省略する。電流検出装置１と電流検出装置２０との相違点は、電流検出抵抗の個数と接続位置、分圧抵抗の個数と接続位置、および検出回路の個数と構成である。すなわち、電流検出装置２０は、第１電流検出抵抗２１、第２電流検出抵抗２４、第３電流検出抵抗２２、第４電流検出抵抗２３と、分圧抵抗２５〜３２と、出力部（検出回路）１９、３７および３８と、を備える。電流検出抵抗２１〜２４は、それぞれ、直流電源の正極または負極の一方とスイッチング素子対との間に接続される。たとえば、第１電流検出抵抗２１は、正極である直流電源２と第１スイッチング素子対８との間に接続される。この場合、電源電圧は、抵抗値が概略等しい分圧抵抗２５および２６を直列に接続されて構成された第１分圧経路と、第１電流検出抵抗２１とにより分圧される。この分圧経路の一端は、直流電源の他方の極である直流電源３に接続され、他端は第１スイッチング素子対８と第１電流検出抵抗２１との接続点に接続される。第２電流検出抵抗２４は、正極である直流電源２と第２スイッチング素子対９との間に接続される。この場合、電源電圧は、抵抗値が概略等しい分圧抵抗３１および３２を直列に接続されて構成された第２分圧経路と、第２電流検出抵抗２４とにより分圧される。この分圧経路の一端は、直流電源の他方の極である直流電源３に接続され、他端は第２スイッチング素子対９と第２電流検出抵抗２４との接続点に接続される。分圧抵抗２７および２８、２９および３０も同様にして分圧経路を構成し、その接続位置も同様である。また、スイッチング素子４と５との接続点とスイッチング素子６と７との接続点との間には、負荷１０のみが接続される。
【００１８】
分圧抵抗の接続点３３、３４および３５、３６は、それぞれ、加算回路である検出回路３７および３８に接続される。検出回路３７、３８の出力電圧は、出力部１９に入力され、負荷１０に流れる電流Ｉｓ２に対応した電圧が出力される。
【００１９】
負荷１０は、第１実施形態と同様にして駆動される。電流検出装置２０における電流検出の原理について、第１の負荷駆動状態の場合で説明する。分圧抵抗の接続点３３〜３６の電圧をそれぞれＶ２１〜Ｖ２４とすると、これら電圧は次式で示すことができる。
Ｖ２１＝−｛１／２（Ｉｓ２×Ｒｓ２１＋Ｉｂ×Ｒ）｝
Ｖ２２＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ２３＝１／２（Ｉｓ２×Ｒｓ２３−Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ２４＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
ここで、Ｒｓ２１およびＲｓ２３はそれぞれ、第１電流検出抵抗２１および第４電流検出抵抗２３の抵抗値、Ｉｂは検出回路３７および３８の入力バイアス電流であり、入力バイアス電流の流れる向きは図２に矢印で示す方向とする。また、Ｒは分圧抵抗２５〜３２の抵抗値である。検出回路３７および３８には、それぞれＶ２１、Ｖ２２およびＶ２３、Ｖ２４が入力され、検出回路３７および３８の出力電圧が出力部１９に入力される。出力部１９からは、第１実施形態で述べたように、差電圧と、共通に印加される同相電圧による誤差電圧が出力される。よって、出力部１９の出力電圧Ｖｓ２は次式となる。
Ｖｓ２＝（Ｖ２３＋Ｖ２４）−（Ｖ２１＋Ｖ２２）
＝１／２｛Ｉｓ２×（Ｒｓ２１＋Ｒｓ２３）｝−Ａ（Ｉｂ×Ｒ）      （４）
【００２０】
第２の負荷駆動状態の場合は、Ｖ２１〜Ｖ２４の電圧は次式のように表される。
Ｖ２１＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ２２＝１／２（Ｉｓ２×Ｒｓ２２−Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ２３＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ２４＝−｛１／２（Ｉｓ２×Ｒｓ２４＋Ｉｂ×Ｒ）｝
ここで、Ｒｓ２２およびＲｓ２４はそれぞれ、第３電流検出抵抗２２および第２電流検出抵抗２４の抵抗値である。上記より、出力部１９の出力電圧Ｖｓ２は、次式となる。
Ｖｓ２＝（Ｖ２３＋Ｖ２４）−（Ｖ２１＋Ｖ２２）
＝−１／２｛Ｉｓ２×（Ｒｓ２２＋Ｒｓ２４）｝−Ａ（Ｉｂ×Ｒ）      （５）
式（５）のＲｓ２２およびＲｓ２４をＲｓ２１およびＲｓ２３に置換え、差電圧の項について符号を反転したものが式（４）に相当する。
【００２１】
第１実施形態と同様に、分圧抵抗２５〜３２の抵抗値Ｒを２０ｋΩ、検出回路３７および３８の入力バイアス電流を１０ｎＡ、同相電圧除去比Ａを−８０ｄＢとして、出力部１９から出力される誤差電圧を考える。この条件で式（４）に従って誤差電圧を計算すると、その値は２０ｎＶとなる。電流検出抵抗２１〜２４に、１０ｍΩの抵抗値を用いて、負荷に流れる電流を１Ａとした場合、差電圧は１０ｍＶとなる。この条件では、同相電圧による電流検出誤差が０．０００２％であり、通常、検出誤差として無視できる値となる。
【００２２】
式（４）または式（５）から明らかなように、出力部１９の出力電圧Ｖｓ２には直流電源２および３の電圧値Ｖｐの項が含まれないため、電源電圧は出力の誤差電圧に無関係となる。したがって、以上のような電流検出装置によっても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
【００２３】
更に、本実施形態は、負荷１０から見て分圧経路を第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９よりも直流電源２および３側に接続した構成になっている。これにより、スイッチング素子４〜７のオン/オフ切り替え時に第１スイッチング素子対８と第２スイッチング素子対９との間に発生する過渡的な電圧変動が分圧抵抗の接続点３３〜３６に印加されることを防ぐことができる。したがって、本実施形態の電流検出装置は、高周波領域での電流検出精度の悪化を抑制する効果も奏する。
【００２４】
（第３実施形態）
つぎに、図３に基づいて本発明の第３実施形態の電流検出装置について説明する。図３は本発明の第３実施形態の電流検出装置の構成を示す回路図である。図１の電流検出装置と同じ構成については説明を省略する。電流検出装置１と電流検出装置４０との相違点は、電流検出抵抗の接続位置と分圧抵抗の接続位置である。すなわち、第１電流検出抵抗４１および第２電流検出抵抗４２は、それぞれ、直流電源２と第１スイッチング素子対８との間、直流電源２と第２スイッチング素子対９との間に接続される。また、スイッチング素子４と５との接続点とスイッチング素子６と７との接続点との間には、負荷１０のみが接続される。
【００２５】
分圧抵抗４３および４４は、抵抗値が概略等しく、直列に接続されて第１分圧経路として構成され、一端は第１スイッチング素子対８と第１電流検出抵抗４１との接続点に接続され、他端は直流電源３に接続される。同様に、分圧抵抗４５および４６は、抵抗値が概略等しく、直列に接続されて第２分圧経路として構成され、一端は第２スイッチング素子対９と第２電流検出抵抗４２との接続点に接続され、他端は直流電源３に接続される。分圧抵抗の接続点４７および４８からの電圧Ｖ３１およびＶ３２は、出力部１９に入力され、負荷１０に流れる電流Ｉｓ３に対応した電圧が出力される。
【００２６】
負荷１０は、第１実施形態と同様にして駆動される。電流検出装置４０における電流検出の原理について、第１の負荷駆動状態の場合で説明する。電圧Ｖ３１およびＶ３２は次式のように表される。
Ｖ３１＝−｛１／２（Ｉｓ３×Ｒｓ４１＋Ｉｂ×Ｒ）｝
Ｖ３２＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
ここで、Ｒｓ４１は第１電流検出抵抗４１の抵抗値、Ｒは分圧抵抗４３〜４６の抵抗値である。出力部１９からはＶ３１とＶ３２の差電圧と、共通に印加される同相電圧による誤差電圧が出力される。よって、出力部１９の出力電圧Ｖｓ３は次式となる。
Ｖｓ３＝１／２（Ｉｓ３×Ｒｓ４１）−Ａ｛１／２（Ｉｂ×Ｒ）｝      （６）
【００２７】
第２の負荷駆動状態の場合は、Ｖ３１およびＶ３２の電圧は次式のように表される。
Ｖ３１＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ３２＝−｛１／２（Ｉｓ３×Ｒｓ４２＋Ｉｂ×Ｒ）｝
ここで、Ｒｓ４２は第２電流検出抵抗４２の抵抗値である。上記より、出力部１９の出力電圧Ｖｓ３は、次式となる。
Ｖｓ３＝−｛１／２（Ｉｓ３×Ｒｓ４２）｝−Ａ｛１／２（Ｉｂ×Ｒ）｝      （７）
式（７）のＲｓ４２をＲｓ４１に置換え、差電圧の項について符号を反転したものが式（６）に相当する。
【００２８】
第１実施形態と同様に、分圧抵抗４３〜４６の抵抗値Ｒを２０ｋΩ、出力部１９の入力バイアス電流を１０ｎＡ、同相電圧除去比Ａを−８０ｄＢとして、出力部１９から出力される誤差電圧を考える。この条件で式（６）に従って誤差電圧を計算すると、その値は１０ｎＶとなる。電流検出抵抗４１および４２の抵抗値を１０ｍΩ、負荷１０に流れる電流を１Ａとした場合、差電圧は５ｍＶとなる。この条件では、同相電圧による電流検出誤差が０．０００２％であり、通常、検出誤差として無視できる値となる。
【００２９】
式（６）または式（７）から明らかなように、出力部１９の出力電圧Ｖｓ３には直流電源２および３の電圧値Ｖｐの項が含まれないため、電源電圧は出力の誤差電圧に無関係となる。したがって、以上のような電流検出装置によっても、第１実施形態および第２実施形態と同様の効果を奏する。
【００３０】
更に、本実施形態は第２実施形態と同様に分圧経路の接続点を第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９よりも直流電源２および３側とした構成となっており、高周波領域での電流検出精度の悪化を抑制する効果も奏する。
【００３１】
（第４実施形態）
つぎに、図４に基づいて本発明の第４実施形態の電流検出装置について説明する。図４は本発明の第４実施形態の電流検出装置の構成を示す回路図である。図１の電流検出装置と同じ構成については説明を省略する。電流検出装置１と電流検出装置６０との相違点は、電流検出抵抗の接続位置と分圧抵抗の接続位置である。すなわち、第１電流検出抵抗６１および第２電流検出抵抗６２は、それぞれ、直流電源３と第１スイッチング素子対８との間、直流電源３と第２スイッチング素子対９との間に接続される。また、スイッチング素子４と５との接続点とスイッチング素子６と７との接続点との間には、負荷１０のみが接続される。
【００３２】
分圧抵抗６３および６４は、抵抗値が概略等しく、直列に接続されて第１分圧経路として構成され、一端は第１スイッチング素子対８と第１電流検出抵抗６１の接続点に接続され、他端は直流電源２に接続される。同様に、分圧抵抗６５および６６は、抵抗値が概略等しく、直列に接続されて第２分圧経路として構成され、一端は第２スイッチング素子対９と第２電流検出抵抗６２の接続点に接続され、他端は直流電源２に接続される。分圧抵抗の接続点６７および６８における電圧Ｖ４１およびＶ４２は、出力部１９に入力され、負荷１０に流れる電流Ｉｓ４に対応した電圧が出力される。
【００３３】
負荷１０は、第１実施形態と同様にして駆動される。電流検出装置６０における電流検出の原理について、第１の負荷駆動状態の場合で説明する。電圧Ｖ４１およびＶ４２は次式のように表される。
Ｖ４１＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ４２＝１／２（Ｉｓ４×Ｒｓ６２−Ｉｂ×Ｒ）
ここで、Ｒｓ６２は第２電流検出抵抗６２の抵抗値、Ｒは分圧抵抗６３〜６６の抵抗値である。出力部１９からはＶ４１とＶ４２の差電圧と、共通に印加される同相電圧による誤差電圧が出力される。よって、出力部１９の出力電圧Ｖｓ４は次式となる。
Ｖｓ４＝１／２（Ｉｓ４×Ｒｓ６２）−Ａ｛１／２（Ｉｂ×Ｒ）｝      （８）
【００３４】
第２の負荷駆動状態の場合は、Ｖ４１およびＶ４２の電圧は次式のように表される。
Ｖ４１＝１／２（Ｉｓ４×Ｒｓ６１−Ｉｂ×Ｒ）
Ｖ４２＝−１／２（Ｉｂ×Ｒ）
ここで、Ｒｓ６１は第１電流検出抵抗６１の抵抗値である。上記より、出力部１９の出力電圧Ｖｓ４は、次式となる。
Ｖｓ４＝−｛１／２（Ｉｓ４×Ｒｓ６１）｝−Ａ｛１／２（Ｉｂ×Ｒ）｝      （９）
式（９）のＲｓ６１をＲｓ６２に置換え、差電圧の項の符号を反転したものが式（８）に相当する。
【００３５】
第１実施形態と同様に、分圧抵抗６３〜６６の抵抗値Ｒを２０ｋΩ、出力部１９の入力バイアス電流を１０ｎＡ、同相電圧除去比Ａを−８０ｄＢとして、出力部１９から出力される誤差電圧を考える。この条件で式（８）に従って誤差電圧を計算すると、その値は１０ｎＶとなる。電流検出抵抗６１および６２の抵抗値を１０ｍΩ、負荷１０に流れる電流を１Ａとした場合、差電圧は５ｍＶとなる。この条件では、同相電圧による電流検出誤差が０．０００２％であり、通常、検出誤差として無視できる値となる。
【００３６】
また、式（８）または式（９）から明らかなように、出力部１９の出力電圧Ｖｓ４には直流電源２および３の電圧値Ｖｐの項が含まれないため、電源電圧は出力の誤差電圧に無関係となる。したがって、以上のような電流検出装置によっても、第１実施形態、第２実施形態および第３実施形態と同様の効果を奏する。
【００３７】
更に、本実施形態は第２実施形態および第３実施形態と同様に分圧経路の接続点を第１スイッチング素子対８および第２スイッチング素子対９よりも直流電源２および３側とした構成となっており、高周波領域での電流検出精度の悪化を抑制する効果も奏する。
【００３８】
なお、上記の各実施形態において、スイッチング素子又はスイッチング素子対として、ＢＪＴ（バイポーラ・ジャンクション・トランジスタ）、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）、パワーオペアンプなどを用いても良い。また、電流検出抵抗は偶数個であれば何個用いてもよい。この場合、分圧経路は、電流検出抵抗と同数用いる。また、スイッチング素子対はフルブリッジ回路を構成できれば、２つ以上の複数のスイッチング素子対で構成しても良い。さらに、負荷１０は直流モータとして構成したが、フルブリッジ回路で駆動できる負荷であれば直流モータ以外の負荷であっても良い。
【００３９】
本発明の実施形態に係る電流検出装置は、例えば、光走査装置（ガルバノ装置）の制御システム（駆動装置）に使用することができる。図５は、ガルバノ装置の制御システム７０を示す概略図である。制御システム７０は、レーザ穴あけ装置、レーザトリマ装置、レーザリペア装置などのレーザ加工装置に適用され、レーザ光を反射して被照射体（加工対象の物品）の目標位置に照射するためのシステムであって、ガルバノ装置７２と、制御装置７１とを有する。
【００４０】
ガルバノ装置７２は、ミラー７２１と、モータ７２２とを含む。ミラー７２１は、モータ７２２の回転軸に取り付けられ、レーザ光を被照射体や他のミラーに向けて反射する。モータ７２２は、対象物としてのミラーを回転させる、即ち、第１の位置（初期状態）から移動させて第２の位置（終端状態）に停止させるＤＣサーボモータである。ここで、モータ７２２の位置は、モータ７２２（の回転軸）の角度も含みうる。
【００４１】
制御装置７１は、ガルバノ装置７２（のモータ７２２）に対して終端状態制御（ＦＳＣ：Ｆｉｎａｌ−Ｓｔａｔｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）を行う機能を有し、検出部７１１と、処理部７１２と、Ｄ／Ａ変換部７１３と、供給部７１４とを含む。
【００４２】
検出部７１１は、例えば、モータ７２２の回転軸に取り付けられたロータリエンコーダで構成され、ミラー７２１の回転角度（即ち、モータ７２２の回転軸の回転角度）を検出する。
【００４３】
処理部７１２は、ＣＰＵやメモリなどを含み、検出部７１１で検出されるミラー７２１の回転角度が目標角度となるように、モータ７２２に供給する電流を時系列的に表す電流プロファイルを生成する処理を行う。なお、電流プロファイルは、換言すれば、モータ７２２を含む制御系を第１状態から第２状態へ遷移させるためにモータ７２２に供給する電流の時系列データである。処理部７１２は、メモリに格納されたプログラムを実行して、後述する電流プロファイルを生成するための各処理を行う。但し、外部の情報処理装置（コンピュータなど）で電流プロファイルを生成するための各処理を行って生成された電流プロファイルを処理部７１２のメモリに格納してもよい。
【００４４】
Ｄ／Ａ変換部７１３は、処理部７１２から入力されるデジタル形式の電流プロファイル（デジタル信号）をアナログ形式の電流プロファイル（アナログ信号）に変換して供給部７１４に入力する。
【００４５】
供給部７１４は、例えば、ブリッジ駆動のリニアアンプ（電流アンプ）を含み、処理部７１２で生成した電流プロファイル（電流指令値ｉｒｅｆ）に対応する電流ｉをモータ７２２に供給する。なお、供給部７１４は、電流指令値ｉｒｅｆとモータ７２２に供給する電流ｉとが同じになるように、電流フィードバック制御を行うことが可能である。この電流ｉの検出に、本発明の実施形態に係る電流検出装置が用いられる。
【００４６】
更に本発明の実施形態に係る電流検出装置は、上記以外の駆動装置にも使用することができる。当該電流検出装置を含む駆動装置は、種々の装置、例えば、ロボットや運輸、工作、加工、計測、製造に係る機械または装置（産業機械または装置）等において有用である。ここでは、一例として、産業機械としてのリソグラフィ装置（露光装置等）に備えられるステージ（ＸＹステージ）装置への適用例を説明する。なお、リソグラフィ装置は、パターンを基板に形成する装置であって、例えば、露光装置、描画装置、インプリント装置として具現化されうる。露光装置は、例えば、（極端）紫外光を用いて基板（上のレジスト）に（潜像）パターンを形成する。また、描画装置は、例えば、荷電粒子線（電子線等）を用いて基板（上のレジスト）に（潜像）パターンを形成する。また、インプリント装置は、基板上のインプリント材を成型して基板上にパターンを形成する。
【００４７】
図６は、本応用例におけるステージ装置８０の構成例を示す図である。ステージ装置８０は、Ｙ軸方向へのステージ８０１（可動部）の移動に用いられるＹ軸モータ８０２（駆動部）と、Ｘ軸方向へのステージ８０１（可動部）の移動に用いられるＸ軸モータ８０３（駆動部）とを有する。ここで、両駆動部は、前述の本発明の実施形態に係る電流検出装置を使用したガルバノ装置７２に係る駆動装置（制御システム７０）と同様の駆動装置（但し、駆動対象７２１は除く）を含んで構成されうる。
【００４８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１                      電流検出装置
２、３                  直流電源
８                      第１スイッチング素子対
９                      第２スイッチング素子対
１０                    負荷
１１                    第１電流検出抵抗
１２                    第２電流検出抵抗
１３、１４、１５、１６  分圧抵抗
１９                    出力部
【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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