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JP6400533B2 - Detection device and current sensor - Google Patents
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Description

本発明は、検出装置および電流センサに関する。   The present invention relates to a detection device and a current sensor.

従来、ホール素子等を用いた磁気センサは、例えばスピニングカレント(Spinning current)法等により、当該ホール素子の出力信号に含まれるDCオフセットを低減させていた(例えば、非特許文献1等参照)。また、当該スピニングカレント法によって生じてしまう過渡的なスパイク信号を、2つのホール素子を用いることで除去することも知られていた(例えば、特許文献1〜3等参照)。
特許文献1 特開2013−178229号公報
特許文献2 国際公開2014/155908号
特許文献3 米国特許出願公開第2003/155912号明細書
非特許文献1 R.S. Popovic著、「Hall Effect Devices」、Inst of Physics Pub Inc、1991年5月
Conventionally, a magnetic sensor using a Hall element or the like has reduced a DC offset included in an output signal of the Hall element by, for example, a spinning current method (see, for example, Non-Patent Document 1). It has also been known to remove a transient spike signal generated by the spinning current method by using two Hall elements (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
Patent Literature 1 JP 2013-178229 A Patent Literature 2 International Publication No. 2014/155908 Patent Literature 3 US Patent Application Publication No. 2003/155912 Non-Patent Literature 1 RS Popovic, “Hall Effect Devices”, Inst of Physics Pub Inc, May 1991

このような磁気センサは、磁気収束板を用いることにより、感度等の特性を向上させることができる。また、磁気センサを電流導体等の近傍に設置することで電流センサとして機能させることもできる。しかしながら、磁気収束板を用いることにより、入力磁場が曲がるので、それぞれのホール素子に入力する磁場の向きが、当該ホール素子の位置に応じて異なってしまう場合がある。同様に、ホール素子および電流導体の相対的な配置に応じて、当該ホール素子に入力する磁場の向きが異なってしまう場合がある。このような場合、オフセットをキャンセルすると共に、過渡的なスパイク信号を低減することが困難になっていた。   Such a magnetic sensor can improve characteristics such as sensitivity by using a magnetic converging plate. Moreover, it can also function as a current sensor by installing a magnetic sensor in the vicinity of a current conductor or the like. However, since the input magnetic field is bent by using the magnetic converging plate, the direction of the magnetic field input to each Hall element may differ depending on the position of the Hall element. Similarly, the direction of the magnetic field input to the Hall element may vary depending on the relative arrangement of the Hall element and the current conductor. In such a case, it has been difficult to cancel the offset and reduce the transient spike signal.

本発明の第1の態様においては、磁場を検出する検出装置であって、検出対象の磁場が逆向きに印加される第1ホール素子および第2ホール素子と、第1ホール素子が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第1スイッチ回路と、第2ホール素子が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第2スイッチ回路と、を備え、第2スイッチ回路は、第1スイッチ回路が第1ホール素子の駆動端子を正の測定端子に切り換えることに応じて、第2ホール素子における駆動端子を負の測定端子に切り換える検出装置を提供する。   In the first aspect of the present invention, there is provided a detection device for detecting a magnetic field, wherein a first Hall element and a second Hall element to which a magnetic field to be detected is applied in a reverse direction, and a plurality of the first Hall elements have A drive terminal for injecting drive current, a positive measurement terminal, a first switch circuit for switching a negative measurement terminal, and a drive terminal for injecting drive current between a plurality of terminals of the second Hall element; And a second switch circuit that switches between a positive measurement terminal and a negative measurement terminal, wherein the second switch circuit is responsive to the first switch circuit switching the drive terminal of the first Hall element to the positive measurement terminal. Provided is a detection device for switching the drive terminal in the second Hall element to a negative measurement terminal.

本発明の第2の態様においては、第1の態様の検出装置と、予め定められた向きに延伸する電流導体と、を備え、電流導体は、第1ホール素子および第2ホール素子の間の点の上方または下方において、第1ホール素子および第2ホール素子を含む平面と平行に延伸する電流センサを提供する。   In a second aspect of the present invention, the detection apparatus according to the first aspect and a current conductor extending in a predetermined direction are provided, and the current conductor is between the first Hall element and the second Hall element. A current sensor is provided that extends parallel to a plane including a first Hall element and a second Hall element above or below the point.

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。   It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.

本実施形態に係る第1の磁気センサ100の断面の構成例を示す。The structural example of the cross section of the 1st magnetic sensor 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1の磁気センサ100の上面の構成例を示す。The structural example of the upper surface of the 1st magnetic sensor 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2の磁気センサ100の断面の構成例を示す。The structural example of the cross section of the 2nd magnetic sensor 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2の磁気センサ100の上面の構成例を示す。The structural example of the upper surface of the 2nd magnetic sensor 100 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る検出装置200の構成例を示す。The structural example of the detection apparatus 200 which concerns on this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第1の例を示す。The 1st example of the connection of the 1st Hall element 10 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第2の例を示す。The 2nd example of the connection of the 1st Hall element 10 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第3の例を示す。The 3rd example of the connection of the 1st Hall element 10 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第4の例を示す。The 4th example of connection of the 1st hall element 10 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第1の例を示す。The 1st example of the connection of the 2nd Hall element 20 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第2の例を示す。The 2nd example of the connection of the 2nd Hall element 20 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第3の例を示す。The 3rd example of the connection of the 2nd Hall element 20 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第4の例を示す。The 4th example of connection of the 2nd hall element 20 concerning this embodiment is shown. 本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、時計回りに選択して切り換えた場合の信号波形の一例を示す。An example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is selected and switched clockwise is shown. 本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、8の字に選択して切り換えた場合の信号波形の一例を示す。An example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is selected and switched to the figure 8 is shown. 本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、予め定められた2つの接続の間を切り換える場合の信号波形の一例を示す。An example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is switched between two predetermined connections is shown. 本実施形態に係るホール素子を4つ用いた場合の磁気センサ100の上面の構成例を示す。The structural example of the upper surface of the magnetic sensor 100 at the time of using four Hall elements which concern on this embodiment is shown. 本実施形態に係るホール素子を4つ用いた場合の、検出装置200の構成例を示す。The structural example of the detection apparatus 200 at the time of using four Hall elements which concern on this embodiment is shown.

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。   Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.

図1は、本実施形態に係る第1の磁気センサ100の断面の構成例を示す。図1は、磁気センサ100のXZ面の断面図の一例を示す。第1の磁気センサ100は、当該磁気センサ100に入力する磁場に応じて検出信号を出力する。図1は、第1の磁気センサ100に+Y方向の磁場が入力する例を示す。第1の磁気センサ100は、第1ホール素子10と、第2ホール素子20と、基板110と、磁気収束板120と、磁気収束板122とを備える。   FIG. 1 shows a configuration example of a cross section of the first magnetic sensor 100 according to the present embodiment. FIG. 1 shows an example of a cross-sectional view of the XZ plane of the magnetic sensor 100. The first magnetic sensor 100 outputs a detection signal according to the magnetic field input to the magnetic sensor 100. FIG. 1 shows an example in which a magnetic field in the + Y direction is input to the first magnetic sensor 100. The first magnetic sensor 100 includes a first Hall element 10, a second Hall element 20, a substrate 110, a magnetic convergence plate 120, and a magnetic convergence plate 122.

第1ホール素子10および第2ホール素子20は、XY平面に略平行に形成され、Z軸方向と略平行な磁場を検出する。第1ホール素子10および第2ホール素子20は、一例として、X軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたY軸方向の起電力(ホール効果)を発生させる素子である。第1ホール素子10および第2ホール素子20は、半導体等で形成されてよい。図1は、第1ホール素子10および第2ホール素子20がY軸に略平行に配置される例を示す。   The first Hall element 10 and the second Hall element 20 are formed substantially parallel to the XY plane and detect a magnetic field substantially parallel to the Z-axis direction. As an example, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the Y-axis direction corresponding to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current flows in the X-axis direction. . The first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed of a semiconductor or the like. FIG. 1 shows an example in which the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are arranged substantially parallel to the Y axis.

基板110は、シリコン等の半導体によって形成され、半導体回路および半導体素子等を含んでよい。基板110は、ICチップであってよく、この場合、端子を備え、外部の基板、回路、および配線等と電気的に接続される。図1において、基板110の表面および裏面がXY面と略平行に配置され、XY面に垂直な軸をZ軸とした。即ち、X、Y、Z軸は互いに直交する座標系である。基板110は、第1ホール素子10および第2ホール素子20が内部または表面に形成されてよく、この場合、基板110の製造過程において第1ホール素子10および第2ホール素子20が形成されることが望ましい。   The substrate 110 is formed of a semiconductor such as silicon, and may include a semiconductor circuit and a semiconductor element. The substrate 110 may be an IC chip. In this case, the substrate 110 includes a terminal and is electrically connected to an external substrate, a circuit, a wiring, and the like. In FIG. 1, the front and back surfaces of the substrate 110 are arranged substantially parallel to the XY plane, and the axis perpendicular to the XY plane is taken as the Z axis. That is, the X, Y, and Z axes are coordinate systems orthogonal to each other. In the substrate 110, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed inside or on the surface. In this case, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are formed in the manufacturing process of the substrate 110. Is desirable.

磁気収束板120および磁気収束板122は、検出対象の磁場の向きを変更して収束させる。磁気収束板120および磁気収束板122は、基板110と略平行に設けられ、磁気センサ100に入力する磁場を曲げる。磁気収束板120および磁気収束板122は、基板110の表面側または裏面側に設けられてよい。また、磁気収束板120および磁気収束板122は、基板110に接して設けられてよく、これに代えて、基板110とは絶縁層等を介して設けられてもよい。図1は、磁気収束板120および磁気収束板122が基板110の表面側に接して設けられ、第1ホール素子10および第2ホール素子20の上方にそれぞれ配置される例を示す。   The magnetic converging plate 120 and the magnetic converging plate 122 are converged by changing the direction of the magnetic field to be detected. The magnetic converging plate 120 and the magnetic converging plate 122 are provided substantially in parallel with the substrate 110 and bend the magnetic field input to the magnetic sensor 100. The magnetic flux concentrating plate 120 and the magnetic flux converging plate 122 may be provided on the front surface side or the back surface side of the substrate 110. In addition, the magnetic flux concentrating plate 120 and the magnetic flux converging plate 122 may be provided in contact with the substrate 110, or alternatively, may be provided from the substrate 110 via an insulating layer or the like. FIG. 1 shows an example in which a magnetic converging plate 120 and a magnetic converging plate 122 are provided in contact with the surface side of the substrate 110 and are respectively disposed above the first Hall element 10 and the second Hall element 20.

磁気収束板120および磁気収束板122は、磁性材料等で形成され、例えば、X軸方向および/またはY軸方向の磁場を、Z軸方向の成分が発生するように曲げ、Z軸方向に感度を有する第1ホール素子10および第2ホール素子20にそれぞれ入力させる。図1は、磁気収束板120および磁気収束板122が、+Y方向に入力する磁場を曲げ、第1ホール素子10に+Z方向の磁場を、第2ホール素子20に−Z方向の磁場をそれぞれ発生させて入力させる例を示す。   The magnetic flux concentrator plate 120 and the magnetic flux concentrator plate 122 are formed of a magnetic material or the like, and for example, a magnetic field in the X-axis direction and / or the Y-axis direction is bent so that a component in the Z-axis direction is generated, and sensitivity in the Z-axis direction is obtained. Are input to the first Hall element 10 and the second Hall element 20, respectively. FIG. 1 shows that the magnetic converging plate 120 and the magnetic converging plate 122 bend the magnetic field input in the + Y direction, and generate a magnetic field in the + Z direction in the first Hall element 10 and a magnetic field in the −Z direction in the second Hall element 20, respectively. An example of making it input is shown.

図2は、本実施形態に係る第1の磁気センサ100の上面の構成例を示す。即ち、図2は、図1におけるXY平面を示し、+Z方向側から第1の磁気センサ100を見た平面視の一例を示す。図2において、磁気収束板120が+Y方向に入力する磁場を曲げて第1ホール素子10に入力させる+Z方向の磁場を+Bと示し、磁気収束板122が+Y方向に入力する磁場を曲げて第2ホール素子20に入力させる−Z方向の磁場を−Bと示した。   FIG. 2 shows a configuration example of the upper surface of the first magnetic sensor 100 according to the present embodiment. That is, FIG. 2 shows the XY plane in FIG. 1, and shows an example of a plan view of the first magnetic sensor 100 viewed from the + Z direction side. In FIG. 2, the magnetic field in the + Z direction that the magnetic converging plate 120 inputs to the first Hall element 10 by bending the magnetic field input in the + Y direction is indicated as + B, and the magnetic field that the magnetic converging plate 122 inputs in the + Y direction is bent. The magnetic field in the −Z direction that is input to the two-hole element 20 is indicated as −B.

図3は、本実施形態に係る第2の磁気センサ100の断面の構成例を示す。図3は、磁気センサ100のXZ面の断面図の一例を示す。第2の磁気センサ100は、当該磁気センサ100に入力する磁場に応じて検出信号を出力する。第2の磁気センサ100は、電流が流れることによって発生する磁場を検出し、流れる電流の量に応じた検出信号を出力する電流センサとして機能する。これに代えて、第2の磁気センサ100は、電流導体と一体に形成され、電流センサ装置として提供されてもよい。   FIG. 3 shows a cross-sectional configuration example of the second magnetic sensor 100 according to the present embodiment. FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view of the XZ plane of the magnetic sensor 100. The second magnetic sensor 100 outputs a detection signal according to the magnetic field input to the magnetic sensor 100. The second magnetic sensor 100 functions as a current sensor that detects a magnetic field generated by the flow of current and outputs a detection signal corresponding to the amount of flowing current. Alternatively, the second magnetic sensor 100 may be formed integrally with the current conductor and provided as a current sensor device.

電流導体130は、予め定められた向きに延伸する。また、電流導体130は、第1ホール素子10および第2ホール素子20の間の点の上方または下方において、第1ホール素子10および第2ホール素子20を含む平面と平行に延伸する。図1は、第2の磁気センサ100が、電流導体130に電流が+X方向に流れ、ZY平面において当該電流を中心に反時計回りに発生する磁場のZ成分を検出する例を示す。第2の磁気センサ100は、第1ホール素子10と、第2ホール素子20と、基板110とを備える。   The current conductor 130 extends in a predetermined direction. Further, the current conductor 130 extends parallel to a plane including the first Hall element 10 and the second Hall element 20 above or below the point between the first Hall element 10 and the second Hall element 20. FIG. 1 shows an example in which the second magnetic sensor 100 detects a Z component of a magnetic field that flows in the + X direction through the current conductor 130 and that is generated counterclockwise around the current in the ZY plane. The second magnetic sensor 100 includes a first hall element 10, a second hall element 20, and a substrate 110.

第1ホール素子10および第2ホール素子20は、XY平面に略平行に形成され、Z軸方向と略平行な磁場を検出する。第1ホール素子10および第2ホール素子20は、一例として、X軸方向に電流を流すとZ軸方向に入力する磁場に応じたY軸方向の起電力(ホール効果)を発生させる素子である。第1ホール素子10および第2ホール素子20は、半導体等で形成されてよい。図3は、第1ホール素子10および第2ホール素子20がY軸に略平行に配置され、+Z方向に配置された電流導体130が発生する磁場のZ成分を検出する例を示す。   The first Hall element 10 and the second Hall element 20 are formed substantially parallel to the XY plane and detect a magnetic field substantially parallel to the Z-axis direction. As an example, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are elements that generate an electromotive force (Hall effect) in the Y-axis direction corresponding to a magnetic field input in the Z-axis direction when a current flows in the X-axis direction. . The first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed of a semiconductor or the like. FIG. 3 shows an example in which the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are arranged substantially parallel to the Y axis and the Z component of the magnetic field generated by the current conductor 130 arranged in the + Z direction is detected.

基板110は、シリコン等の半導体によって形成され、半導体回路および半導体素子等を含んでよい。基板110は、ICチップであってよく、この場合、端子を備え、外部の基板、回路、および配線等と電気的に接続される。図3において、基板110の表面および裏面がXY面と略平行に配置され、XY面に垂直な軸をZ軸とした。基板110は、第1ホール素子10および第2ホール素子20が内部または表面に形成されてよく、この場合、基板110の製造過程において第1ホール素子10および第2ホール素子20が形成されることが望ましい。   The substrate 110 is formed of a semiconductor such as silicon, and may include a semiconductor circuit and a semiconductor element. The substrate 110 may be an IC chip. In this case, the substrate 110 includes a terminal and is electrically connected to an external substrate, a circuit, a wiring, and the like. In FIG. 3, the front and back surfaces of the substrate 110 are arranged substantially parallel to the XY plane, and the axis perpendicular to the XY plane is taken as the Z axis. In the substrate 110, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed inside or on the surface. In this case, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are formed in the manufacturing process of the substrate 110. Is desirable.

図4は、本実施形態に係る第2の磁気センサ100の上面の構成例を示す。即ち、図2は、図3におけるXY平面を示し、+Z方向側から第2の磁気センサ100を見た平面視の一例を示す。図4において、電流導体130に流れる+X方向の電流iによって発生する磁場のうち、第1ホール素子10に入力する+Z方向の磁場を+Bと示し、第2ホール素子20に入力する−Z方向の磁場を−Bと示した。   FIG. 4 shows a configuration example of the upper surface of the second magnetic sensor 100 according to the present embodiment. That is, FIG. 2 shows the XY plane in FIG. 3, and shows an example of a plan view of the second magnetic sensor 100 viewed from the + Z direction side. In FIG. 4, among the magnetic fields generated by the current i in the + X direction flowing through the current conductor 130, the + Z direction magnetic field input to the first Hall element 10 is indicated as + B, and the −Z direction magnetic field input to the second Hall element 20 is The magnetic field was indicated as -B.

以上の本実施形態に係る第1の磁気センサ100および第2の磁気センサ100が有するホール素子は、出力信号に素子固有のオフセット信号を含めて出力する。このようなオフセット信号を低減すべく、非特許文献1に記載されているスピニングカレント法等を利用していた。当該スピニングカレント法は、第1位相と第2位相を繰り返すスピニングカレントクロックに基づき、ホール素子に流す電流の方向を切り換え、磁場入力に応じた信号成分とオフセットによる信号成分の極性を反転させる。   The Hall elements included in the first magnetic sensor 100 and the second magnetic sensor 100 according to this embodiment described above output an output signal including an element-specific offset signal. In order to reduce such an offset signal, the spinning current method described in Non-Patent Document 1 is used. The spinning current method switches the direction of the current flowing through the Hall element based on the spinning current clock that repeats the first phase and the second phase, and inverts the polarity of the signal component according to the magnetic field input and the signal component due to the offset.

例えば、第1位相において、+Z方向の磁場入力Bに対して、+X方向に通電した第1のホール素子は、+Y方向側の端子からホール起電力信号+Vを発生する(−Y方向側の端子からホール起電力信号−Vを発生する)と共に、+Y方向のオフセット電圧+Vを出力する。この場合、当該第1のホール素子は、同じ+Z方向の磁場入力に対して、第2位相において−Y方向に通電すると、+X方向側の端子からホール起電力信号+Vを発生する(−X方向側の端子からホール起電力信号−Vを発生する)と共に、+X方向のオフセット電圧+Vを出力する。したがって、第1位相においてホール素子のY軸方向の端子から出力電圧Vh11を取得し、第2位相においてホール素子のX軸方向の端子から出力電圧Vh12を取得することで、ホール素子の磁場Bの検出信号は次式のように示される。
(数1)
h11=+2V+V
h12=−2V+V
For example, in the first phase, + the Z direction of the magnetic field input B, + first Hall element is energized in the X direction from the + Y direction side of the terminal generating holes electromotive force signal + V S (in the -Y direction side A Hall electromotive force signal −V S is generated from the terminal) and an offset voltage + V O in the + Y direction is output. In this case, when the first Hall element is energized in the −Y direction in the second phase with respect to the same magnetic field input in the + Z direction, the Hall electromotive force signal + V S is generated from the terminal on the + X direction side (−X A Hall electromotive force signal −V S is generated from the terminal on the direction side) and an offset voltage + V O in the + X direction is output. Therefore, to get the output voltage V h11 from the Y-axis direction of the terminal of the Hall element in a first phase, by acquiring the output voltage V h12 from the X-axis direction of the terminal of the Hall element in a second phase, the magnetic field of the Hall element The detection signal of B is expressed as follows:
(Equation 1)
V h11 = + 2V S + V O
V h12 = -2V S + V O

このように、通電方向を切り換えることにより、(数1)式のように、ホール素子の検出信号のうち、ホール起電力信号Vの信号成分の符号を、第1位相と第2位相において反転させることができる。即ち、スピニングカレント法は、スピニングカレントクロックによってホール起電力信号Vを変調して変調信号にすると共に、オフセット電圧VをDC信号出力とするので、周波数領域で2つの信号を分離することができ、理想的には、フィルタ等を用いて当該オフセット信号を除去することができる。 In this way, by switching the energization direction, the sign of the signal component of the Hall electromotive force signal V S in the detection signal of the Hall element is inverted between the first phase and the second phase as shown in Equation (1). Can be made. That is, in the spinning current method, the Hall electromotive force signal V S is modulated by a spinning current clock to form a modulation signal, and the offset voltage V O is used as a DC signal output, so that two signals can be separated in the frequency domain. Ideally, the offset signal can be removed using a filter or the like.

このようなスピニングカレント法は、オフセット信号を低減する一方で、過渡的にスパイク信号を発生させる。例えば、第1位相においてX軸方向の端子に通電したホール素子は、浮遊容量等の容量成分に電荷が充電され、第2位相においてX軸方向の端子から出力電圧を出力する場合に、充電した電荷を放電する。   Such spinning current method reduces the offset signal while transiently generating a spike signal. For example, a Hall element energized to a terminal in the X-axis direction in the first phase is charged when a charge is charged to a capacitive component such as a stray capacitance and an output voltage is output from the terminal in the X-axis direction in the second phase. Discharge the charge.

この場合、一例として、第1位相においてバイアス+Vが印加されるX軸方向の電流供給側の(−X方向側の)端子は、容量成分に+電荷が充電されて当該容量成分の電位が+Vとなる。そして、第2位相において当該端子の電位は、充電された+電荷が放電して、第1位相から第2位相に切り換わった時点から放電が終了して定常状態(即ち、ホール起電力信号−V)へと移行するまでの期間に、電位が+Vから―V+Vへと減衰曲線を描く。また、第1位相においてバイアス−Vが印加されるX軸方向の電流出力側の(+X方向側の)端子は−電荷が充電されて当該容量成分の電位が−Vとなる。そして、第2位相において当該端子の電位は、充電された−電荷が放電して、第1位相から第2位相に切り換わった時点から放電が終了するまでの期間に、電位が−VからVへと絶対値が増加する増加曲線を描く。 In this case, as an example, the terminal on the current supply side (on the −X direction side) in the X-axis direction to which the bias + V B is applied in the first phase is charged with a positive charge in the capacitive component, and the potential of the capacitive component is + V B. Then, in the second phase, the potential of the terminal is the steady state (that is, the Hall electromotive force signal −) when the charged + charge is discharged and the discharge is finished from the time when the first phase is switched to the second phase. In the period up to the transition to (V S ), an attenuation curve is drawn from + V B to −V S + V O. Further, a terminal on the current output side (+ X direction side) in the X axis direction to which the bias −V B is applied in the first phase is charged with −charge, and the potential of the capacitance component becomes −V B. In the second phase, the potential of the terminal is charged from −V B during the period from when the charged −charge is discharged until the discharge is completed after the first phase is switched to the second phase. Draw an increasing curve in which the absolute value increases to V S.

したがって、第2位相におけるX軸方向の端子間の電圧は、定常状態においては、(数1)式と同様に−2V+Vとなるが、第1位相から第2位相に切り換わった時点から放電が終了するまでの期間は、両端子における減衰・増加曲線の差分として、+側のスパイク信号VSP(t)が形成される。 Therefore, in the steady state, the voltage between the terminals in the X-axis direction in the second phase is −2V S + V O as in Equation (1), but when the first phase is switched to the second phase. During the period from discharge to completion of discharge, a positive spike signal V SP (t) is formed as the difference between the attenuation and increase curves at both terminals.

同様に、第2位相においてバイアス+Vが印加されるY軸方向の電流供給側の(+Y方向側の)端子は、容量成分に+電荷が充電されて当該容量成分の電位が+Vとなる。そして、第1位相において当該端子の電位は、充電された+電荷が放電して、第2位相から第1位相に切り換わった時点から放電が終了して定常状態(即ち、ホール起電力信号+V)へと移行するまでの期間に、電位が+Vから+V+Vへと減衰曲線を描く。また、第2位相においてバイアス−Vが印加されるY軸方向の電流出力側の(−Y方向側の)端子は−電荷が充電されて当該容量成分の電位が−Vとなる。そして、第1位相において当該端子の電位は、充電された−電荷が放電して、第2位相から第1位相に切り換わった時点から放電が終了するまでの期間に、電位が−Vから−Vへと絶対値が増加する増加曲線を描く。 Similarly, at the terminal on the current supply side (+ Y direction side) in the Y-axis direction to which the bias + V B is applied in the second phase, + charge is charged to the capacitive component, and the potential of the capacitive component becomes + V B. . Then, in the first phase, the potential of the terminal is the steady state (that is, the Hall electromotive force signal + V) when the charged + charge is discharged and the discharge is finished from the time when the second phase is switched to the first phase. In the period up to the transition to S ), an attenuation curve is drawn from + V B to + V S + V O. Further, the terminal on the current output side (on the −Y direction side) to which the bias −V B is applied in the second phase is charged with −charge, and the potential of the capacitance component becomes −V B. Then, in the first phase, the potential of the terminal is charged from −V B during the period from when the charged −charge is discharged until the discharge is completed after switching from the second phase to the first phase. draw a growth curve in which the absolute value is increased to -V S.

したがって、第1位相におけるX軸方向の端子間の電圧は、定常状態においては、(数1)式と同様に+2V+Vとなるが、第2位相から第1位相に切り換わった時点から放電が終了するまでの期間は、両端子における減衰・増加曲線の差分として、+側のスパイク信号VSP(t)が形成される。 Accordingly, the voltage between the terminals in the X-axis direction in the first phase is + 2V S + V O in the steady state as in the formula (1), but from the time when the second phase is switched to the first phase. During the period until the discharge ends, a spike signal V SP (t) on the + side is formed as the difference between the attenuation / increase curves at both terminals.

即ち、第1のホール素子は、次式のように、過渡的なスパイク信号VSP(t)を含む検出信号を出力する。なお、スパイク信号VSP(t)は、時間的に変動する信号なので、周波数的には広帯域に広がってしまい、オフセット信号のようにホール起電力信号Vと周波数的に分離することはできない。
(数2)
h11=+2V+V+VSP(t)
h12=−2V+V+VSP(t)
That is, the first Hall element outputs a detection signal including a transient spike signal V SP (t) as shown in the following equation. Note that the spike signal V SP (t) is a signal that fluctuates with time, and therefore spreads in a wide band in frequency, and cannot be separated in frequency from the Hall electromotive force signal V S like an offset signal.
(Equation 2)
V h11 = + 2 V S + V O + V SP (t)
V h12 = -2V S + V O + V SP (t)

このようなスパイク信号を低減すべく、特許文献1等に記載されているように、通電方向の切り換え方向を互いに逆向きにした、1対のホール素子を設けることが知られている。例えば、+Z方向に磁場Bが印加された第1のホール素子は、第1位相から第4位相において+X方向、−Y方向、−X方向、+Y方向と、電流を流す方向をXY平面において時計回りに略90度ずつ順に変更され、検出信号を、+Y方向側、−X方向側、+Y方向側、−X方向側の端子を正極として順に取得することを繰り返す。これにより、第1のホール素子の第1位相から第4位相で取得される信号Vh11〜Vh14は、次式で示される。
(数3)
h11=+2V+V−VSP(t)
h12=−2V+V+VSP(t)
h13=−2V+V+VSP(t)
h14=+2V+V−VSP(t)
In order to reduce such spike signals, it is known to provide a pair of Hall elements in which energization direction switching directions are opposite to each other, as described in Patent Document 1 and the like. For example, in the first Hall element to which the magnetic field B is applied in the + Z direction, the current flowing direction from the + X direction, the -Y direction, the -X direction, and the + Y direction from the first phase to the fourth phase is clockwise in the XY plane. The detection signal is sequentially changed by approximately 90 degrees, and the detection signal is repeatedly acquired in order using the + Y direction side, the −X direction side, the + Y direction side, and the −X direction side as the positive electrode. Accordingly, signals V h11 to V h14 acquired from the first phase to the fourth phase of the first Hall element are expressed by the following equations.
(Equation 3)
V h11 = + 2 V S + V O −V SP (t)
V h12 = -2V S + V O + V SP (t)
V h13 = -2V S + V O + V SP (t)
V h14 = + 2V S + V O −V SP (t)

そして第1のホール素子と同一方向の磁場Bが印加される第2のホール素子は、第1位相から第4位相において+X方向、+Y方向、−X方向、−Y方向と、電流を流す方向をXY平面において反時計回りに略90度ずつ順に変更され、検出信号を、+Y方向側、+X方向側、+Y方向側、+X方向側の端子を正極として順に取得することを繰り返す。これにより、第2のホール素子の第1位相から第4位相で取得される信号Vh21〜Vh24は、次式で示される。
(数4)
h21=+2V+V+VSP(t)
h22=−2V+V−VSP(t)
h23=−2V+V−VSP(t)
h24=+2V+V+VSP(t)
The second Hall element to which the magnetic field B in the same direction as the first Hall element is applied is the + X direction, the + Y direction, the -X direction, the -Y direction, and the current flow direction in the first to fourth phases. Are sequentially changed counterclockwise by 90 degrees on the XY plane, and the detection signals are sequentially acquired in the order of the + Y direction side, the + X direction side, the + Y direction side, and the + X direction side as positive terminals. Thereby, signals V h21 to V h24 acquired from the first phase to the fourth phase of the second Hall element are expressed by the following equations.
(Equation 4)
V h21 = + 2 V S + V O + V SP (t)
V h22 = −2 V S + V O −V SP (t)
V h23 = −2 V S + V O −V SP (t)
V h24 = + 2 V S + V O + V SP (t)

(数3)式および(数4)式に示すように取得された検出信号に対して、略同一時刻に検出された信号同士の和を取ることにより、次式に示す信号を取得することができる。
(数5)
h11+Vh21=+4V+2V
h12+Vh22=−4V+2V
h13+Vh23=−4V+2V
h14+Vh24=+4V+2V
By obtaining the sum of signals detected at substantially the same time with respect to the detection signals acquired as shown in (Equation 3) and (Equation 4), the signal shown in the following equation can be acquired. it can.
(Equation 5)
V h11 + V h21 = + 4 V S +2 V O
V h12 + V h22 = -4V S + 2V O
V h13 + V h23 = -4V S + 2V O
V h14 + V h24 = + 4 V S +2 V O

このように、第1のホール素子および第2のホール素子の検出信号の和を算出することにより、理想的にはスパイク信号をキャンセルすることできる。また、(数5)式に示す信号は、(数1)式と同様に、ホール素子の検出信号のうち、スピニングカレントクロック(より正確には、クロック信号の1/2のクロック)によってホール起電力信号Vを変調してDC信号にすると共に、オフセット電圧Vを変調信号出力とする。したがって、ホール起電力信号Vおよびオフセット電圧Vは、周波数領域で分離することができ、理想的には、フィルタ等を用いて当該オフセット信号を除去することができる。即ち、スピニングカレント法を用い、ホール素子対の通電方向および信号取得方向を制御することにより、スパイク信号およびオフセットを低減することができる。 Thus, by calculating the sum of the detection signals of the first Hall element and the second Hall element, the spike signal can be ideally canceled. Similarly to the equation (1), the signal shown in the equation (5) is caused by the spinning current clock (more precisely, a half of the clock signal) of the hall element detection signals. The power signal V S is modulated into a DC signal, and the offset voltage V O is used as a modulation signal output. Therefore, the Hall electromotive force signal V S and the offset voltage V O can be separated in the frequency domain, and ideally, the offset signal can be removed using a filter or the like. That is, by using the spinning current method and controlling the energization direction and the signal acquisition direction of the Hall element pair, the spike signal and the offset can be reduced.

しかしながら、上記の例は、第1のホール素子および第2のホール素子に同一方向の磁場Bが印加される場合に限られる。即ち、図1から図4で説明したように、第1のホール素子および第2のホール素子に逆向きに磁場が印加される場合、上記の制御を実行すると、スパイク信号が強調されてしまい、磁場の検出特性が悪化する場合が生じていた。特に、磁気センサの検出信号を連続時間で処理する連続時間信号処理においては、スパイク状の信号がそのまま誤差信号となってしまい、性能劣化を引き起こしていた。   However, the above example is limited to the case where the magnetic field B in the same direction is applied to the first Hall element and the second Hall element. That is, as described with reference to FIGS. 1 to 4, when a magnetic field is applied in the opposite direction to the first Hall element and the second Hall element, the spike signal is emphasized when the above control is executed, In some cases, the detection characteristics of the magnetic field deteriorate. In particular, in continuous-time signal processing in which the detection signal of the magnetic sensor is processed in continuous time, the spike-like signal becomes an error signal as it is, causing performance degradation.

そこで、本実施形態に係る検出装置は、第1のホール素子および第2のホール素子に逆向きに磁場が印加された場合の検出信号を取得して、スパイク信号およびオフセットを低減させる。このような検出装置について、図5を用いて説明する。   Therefore, the detection device according to the present embodiment acquires a detection signal when a magnetic field is applied in the opposite direction to the first Hall element and the second Hall element, and reduces the spike signal and the offset. Such a detection apparatus will be described with reference to FIG.

図5は、本実施形態に係る検出装置200の構成例を示す。検出装置200は、外部から入力する磁場を検出する。検出装置200は、第1ホール素子10と、第2ホール素子20と、第1スイッチ回路210と、第2スイッチ回路212と、第1増幅部220と、第2増幅部222と、第1加算部230と、第2加算部232と、増幅部240と、第1切換部250と、クロック発生部260とを備える。   FIG. 5 shows a configuration example of the detection apparatus 200 according to the present embodiment. The detection device 200 detects a magnetic field input from the outside. The detection device 200 includes a first Hall element 10, a second Hall element 20, a first switch circuit 210, a second switch circuit 212, a first amplification unit 220, a second amplification unit 222, and a first addition. Unit 230, second addition unit 232, amplification unit 240, first switching unit 250, and clock generation unit 260.

第1ホール素子10および第2ホール素子20は、検出対象の磁場が逆向きに印加される。即ち、第1ホール素子10および第2ホール素子20は、図1から図4で説明した磁気センサ100が有する第1ホール素子10および第2ホール素子20と略同一の素子でよい。第1ホール素子10および第2ホール素子20は、それぞれ複数の端子を有する。第1ホール素子10および第2ホール素子20が有する複数の端子は、それぞれ、駆動端子、電流出力端子、正の測定端子、および負の測定端子のいずれかとして機能してよい。   A magnetic field to be detected is applied to the first Hall element 10 and the second Hall element 20 in the opposite directions. That is, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be substantially the same elements as the first Hall element 10 and the second Hall element 20 included in the magnetic sensor 100 described with reference to FIGS. Each of the first Hall element 10 and the second Hall element 20 has a plurality of terminals. The plurality of terminals included in the first Hall element 10 and the second Hall element 20 may function as any of a drive terminal, a current output terminal, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal, respectively.

第1ホール素子10が有する複数の端子は、第1平面上において第1ホール素子10から相異なる複数の方向にそれぞれ延伸する。例えば、第1ホール素子10が有する複数の端子は、図1から図4で説明した磁気センサ100のXY平面において、相異なる複数の方向にそれぞれ延伸する。この場合、第1ホール素子10が有する複数の端子は、X軸およびY軸に対して、それぞれ線対称な形状に設けられてよい。   The plurality of terminals of the first Hall element 10 extend from the first Hall element 10 in a plurality of different directions on the first plane. For example, the plurality of terminals included in the first Hall element 10 extend in different directions on the XY plane of the magnetic sensor 100 described with reference to FIGS. In this case, the plurality of terminals included in the first Hall element 10 may be provided in line-symmetric shapes with respect to the X axis and the Y axis.

第2ホール素子が有する複数の端子は、第1平面上において第1ホール素子10が有する複数の端子と同一方向に延伸する。第2ホール素子20が有する複数の端子は、図1から図4で説明した磁気センサ100のXY平面において、相異なる複数の方向にそれぞれ延伸してよく、X軸およびY軸に対して、それぞれ線対称な形状に設けられてよい。第1ホール素子10および第2ホール素子は、略相似な形状に設けられてよく、また、略同一形状に形成されることが望ましい。   The plurality of terminals included in the second Hall element extend in the same direction as the plurality of terminals included in the first Hall element 10 on the first plane. The plurality of terminals of the second Hall element 20 may extend in different directions on the XY plane of the magnetic sensor 100 described with reference to FIGS. 1 to 4, respectively, with respect to the X axis and the Y axis, respectively. It may be provided in a line symmetrical shape. The first Hall element 10 and the second Hall element may be provided in substantially similar shapes, and are preferably formed in substantially the same shape.

図5は、第1ホール素子10および第2ホール素子20が、4つの端子を有する例を示す。即ち、第1ホール素子10は、端子12、端子14、端子16、および端子18を有し、第2ホール素子20は、端子22、端子24、端子26、および端子28を有する。ここで、当該4つの端子のうち、2つの端子は、第1の方向に並んでよく、残りの2つは、当該第1の方向とは異なる第2の方向に並んでよい。この場合、第1の方向および第2の方向は、XY平面において直交してよい。例えば、第1ホール素子10および第2ホール素子20は、XY平面において、十字形状に形成されてよい。図5は、第1ホール素子10および第2ホール素子20が、十字形状に形成された4つの端子をそれぞれ有する例を示す。   FIG. 5 shows an example in which the first Hall element 10 and the second Hall element 20 have four terminals. That is, the first Hall element 10 has a terminal 12, a terminal 14, a terminal 16, and a terminal 18, and the second Hall element 20 has a terminal 22, a terminal 24, a terminal 26, and a terminal 28. Here, of the four terminals, two terminals may be aligned in the first direction, and the remaining two terminals may be aligned in a second direction different from the first direction. In this case, the first direction and the second direction may be orthogonal to each other on the XY plane. For example, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed in a cross shape on the XY plane. FIG. 5 shows an example in which the first Hall element 10 and the second Hall element 20 each have four terminals formed in a cross shape.

また、当該第1の方向が、XY平面においてX軸と予め定められた角度を有するように、第1ホール素子10および第2ホール素子20は、基板110に形成されてよい。例えば、当該第1の方向はX軸と略平行でよい(この場合、当該第2の方向はY軸と略平行となってよい)。これに代えて、当該第1の方向はX軸およびY軸となす角がそれぞれ略45度の方向と略平行でよい(この場合、当該第2の方向はX軸となす角が略45度でY軸となす角が略135度の方向と略平行となってよい)。   The first Hall element 10 and the second Hall element 20 may be formed on the substrate 110 so that the first direction has a predetermined angle with the X axis in the XY plane. For example, the first direction may be substantially parallel to the X axis (in this case, the second direction may be substantially parallel to the Y axis). Alternatively, the angle formed between the first direction and the X axis and the Y axis may be substantially parallel to the direction of approximately 45 degrees (in this case, the angle formed between the second direction and the X axis is approximately 45 degrees). And the angle formed with the Y axis may be substantially parallel to the direction of approximately 135 degrees).

第1ホール素子10および第2ホール素子20は、第1の方向に駆動電流を流し、第2の方向から測定電圧を出力してよく、これに代えて、第2の方向に駆動電流を流し、第1の方向から測定電圧を出力してもよい。例えば、第1ホール素子10は、端子12および端子14の間で駆動電流を流し、端子16および端子18の間で測定電圧を外部に出力してよく、これに代えて、端子16および端子18の間で駆動電流を流し、端子12および端子14の間で測定電圧を外部に出力してよい。   The first Hall element 10 and the second Hall element 20 may pass a driving current in the first direction and output a measurement voltage from the second direction. Instead, the driving current flows in the second direction. The measurement voltage may be output from the first direction. For example, the first Hall element 10 may pass a driving current between the terminal 12 and the terminal 14 and output a measurement voltage to the outside between the terminal 16 and the terminal 18. Instead, the terminal 16 and the terminal 18 may be used. A measurement current may be output between the terminals 12 and 14 by passing a drive current between the terminals 12 and 14.

第1ホール素子10および第2ホール素子20は、第1の方向に駆動電流を流す場合、当該第1の方向には、駆動電流を注入する駆動端子および電流を出力する電流出力端子として機能する2つの端子がそれぞれ並ぶ。そして、第2の方向には、正の測定端子および負の測定端子として機能する2つの端子がそれぞれ並ぶ。また、第1ホール素子10および第2ホール素子20は、第2の方向に駆動電流を流す場合、当該第2の方向には、駆動電流を注入する駆動端子および電流を出力する電流出力端子として機能する2つの端子がそれぞれ並ぶ。そして、第1の方向には、正の測定端子および負の測定端子として機能する2つの端子がそれぞれ並ぶ。   When the drive current flows in the first direction, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 function as a drive terminal for injecting the drive current and a current output terminal for outputting the current in the first direction. Two terminals are lined up. Then, two terminals functioning as a positive measurement terminal and a negative measurement terminal are arranged in the second direction, respectively. Further, when a driving current flows in the second direction, the first Hall element 10 and the second Hall element 20 serve as a driving terminal for injecting the driving current and a current output terminal for outputting the current in the second direction. Two functioning terminals are lined up. Then, two terminals functioning as a positive measurement terminal and a negative measurement terminal are arranged in the first direction, respectively.

第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える。第1スイッチ回路210は、定電流を流す定電流源および外部に測定電圧を出力する外部接続端子を有する。第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子と接続され、当該複数の端子、定電流源、および外部接続端子の間の接続を切り換える。   The first switch circuit 210 switches between a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between a plurality of terminals of the first Hall element 10. The first switch circuit 210 has a constant current source for supplying a constant current and an external connection terminal for outputting a measurement voltage to the outside. The first switch circuit 210 is connected to a plurality of terminals included in the first Hall element 10 and switches the connection among the plurality of terminals, the constant current source, and the external connection terminal.

図5の例において、第1スイッチ回路210は、端子12、端子14、端子16、および端子18のそれぞれを、駆動端子、電流出力端子、正の測定端子、および負の測定端子のいずれか1つとして機能するように切り換える。例えば、第1スイッチ回路210は、第1の方向に駆動電流を流す場合、端子12および端子14を定電流源にそれぞれ接続して駆動端子および電流出力端子としてそれぞれ機能させ、端子16および端子18を外部接続端子にそれぞれ接続して正の測定端子および負の測定端子としてそれぞれ機能させる。   In the example of FIG. 5, the first switch circuit 210 is configured so that each of the terminal 12, the terminal 14, the terminal 16, and the terminal 18 is any one of a drive terminal, a current output terminal, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal. Switch to function as one. For example, when a driving current flows in the first direction, the first switch circuit 210 connects the terminal 12 and the terminal 14 to a constant current source to function as a driving terminal and a current output terminal, respectively. Are respectively connected to the external connection terminals to function as a positive measurement terminal and a negative measurement terminal.

第1スイッチ回路210は、例えば、各端子の接続の第1の組み合わせと第2の組み合わせとを、切り換えてよい。第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子を、第1ホール素子10の第1方向に駆動電流を流す駆動端子および電流出力端子と、第1方向とは異なる第2方向から第1ホール素子10の測定電圧を出力させる正の測定端子および負の測定端子の第1の組み合わせと、第1ホール素子10の第2方向に駆動電流を流す駆動端子および電流出力端子と、第1方向から第1ホール素子10の測定電圧を出力させる正の測定端子および負の測定端子との第2の組み合わせと、のいずれかに切り換えてよい。   For example, the first switch circuit 210 may switch between the first combination and the second combination of the connections of the terminals. The first switch circuit 210 includes a plurality of terminals included in the first Hall element 10, a drive terminal for supplying a drive current in the first direction of the first Hall element 10 and a current output terminal, and a second direction different from the first direction. A first combination of a positive measurement terminal and a negative measurement terminal for outputting a measurement voltage of the first Hall element 10 from a drive terminal and a current output terminal for passing a drive current in the second direction of the first Hall element 10; You may switch to either the 2nd combination of the positive measurement terminal and the negative measurement terminal which output the measurement voltage of the 1st Hall element 10 from a 1st direction.

第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える。第2スイッチ回路212は、定電流を流す定電流源および外部に測定電圧を出力する外部接続端子を有する。第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20が有する複数の端子と接続され、当該複数の端子、定電流源、および外部接続端子の間の接続を切り換える。   The second switch circuit 212 switches between a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal among a plurality of terminals of the second Hall element 20. The second switch circuit 212 has a constant current source for supplying a constant current and an external connection terminal for outputting a measurement voltage to the outside. The second switch circuit 212 is connected to a plurality of terminals included in the second Hall element 20 and switches the connection among the plurality of terminals, the constant current source, and the external connection terminal.

図5の例において、第2スイッチ回路212は、端子22、端子24、端子26、および端子28のそれぞれを、駆動端子、電流出力端子、正の測定端子、および負の測定端子のいずれか1つとして機能するように切り換える。例えば、第2スイッチ回路212は、第1の方向に駆動電流を流す場合、端子22および端子24を定電流源にそれぞれ接続して駆動端子および電流出力端子としてそれぞれ機能させ、端子26および端子28を外部接続端子にそれぞれ接続して正の測定端子および負の測定端子としてそれぞれ機能させる。   In the example of FIG. 5, the second switch circuit 212 is configured so that each of the terminal 22, the terminal 24, the terminal 26, and the terminal 28 is any one of a drive terminal, a current output terminal, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal. Switch to function as one. For example, when the drive current flows in the first direction, the second switch circuit 212 connects the terminal 22 and the terminal 24 to the constant current source to function as the drive terminal and the current output terminal, respectively, and the terminal 26 and the terminal 28. Are respectively connected to the external connection terminals to function as a positive measurement terminal and a negative measurement terminal.

第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210が第1ホール素子10の駆動端子を正の測定端子に切り換えることに応じて、第2ホール素子20における駆動端子を負の測定端子に切り換える。また、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210が第1ホール素子10の駆動端子を負の測定端子に切り換えることに応じて、第2ホール素子20における駆動端子を正の測定端子に切り換えてもよい。第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の切換動作と同期して、第2ホール素子20の切換動作を実行してよい。また、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212は、予め定められた周期で切換動作を実行してよい。   The second switch circuit 212 switches the drive terminal in the second Hall element 20 to the negative measurement terminal in response to the first switch circuit 210 switching the drive terminal of the first Hall element 10 to the positive measurement terminal. The second switch circuit 212 switches the drive terminal of the second Hall element 20 to the positive measurement terminal in response to the first switch circuit 210 switching the drive terminal of the first Hall element 10 to the negative measurement terminal. May be. The second switch circuit 212 may execute the switching operation of the second Hall element 20 in synchronization with the switching operation of the first switch circuit 210. Further, the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 may perform a switching operation at a predetermined cycle.

例えば、第1スイッチ回路210が端子12から端子14へと駆動電流を流している状態から、端子12および端子14をそれぞれ外部接続端子に接続する状態へと切り換える場合、第2スイッチ回路212は、端子22から端子24へと駆動電流を流している状態から、端子22および端子24をそれぞれ外部接続端子に接続する状態へと切り換えてよい。この場合において、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210が端子12および端子14を外部接続端子に接続する極性とは逆極性となるように、端子22および端子24をそれぞれ外部接続端子に接続する。   For example, when the first switch circuit 210 switches from a state in which a drive current flows from the terminal 12 to the terminal 14 to a state in which the terminal 12 and the terminal 14 are connected to the external connection terminals, the second switch circuit 212 You may switch from the state in which the drive current is flowing from the terminal 22 to the terminal 24 to the state in which the terminal 22 and the terminal 24 are respectively connected to the external connection terminals. In this case, the second switch circuit 212 uses the terminal 22 and the terminal 24 as external connection terminals so that the first switch circuit 210 has a polarity opposite to that of the terminal 12 and the terminal 14 connected to the external connection terminal. Connecting.

また、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子のうち、予め定められた順序で駆動端子を選択して切り換え、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210が駆動端子を選択する順序と同じ順序で、第2ホール素子20が有する複数の端子のうち駆動端子を選択して切り換える。例えば、第1スイッチ回路210が、駆動端子を端子12、端子18、端子14、端子16、端子12、・・・の順に(即ち、XY平面において反時計回りに)切り換えた場合、第2スイッチ回路212は、駆動端子を端子22、端子26、端子24、端子28、端子22、・・・の順に(即ち、反時計回りに)切り換えてよい。   The first switch circuit 210 selects and switches the drive terminals in a predetermined order from among the plurality of terminals included in the first Hall element 10, and the second switch circuit 212 is driven by the first switch circuit 210. The drive terminals are selected and switched among the plurality of terminals of the second Hall element 20 in the same order as the terminals are selected. For example, when the first switch circuit 210 switches the drive terminals in the order of the terminal 12, the terminal 18, the terminal 14, the terminal 16, the terminal 12,... (That is, counterclockwise in the XY plane), the second switch The circuit 212 may switch the drive terminals in the order of the terminal 22, the terminal 26, the terminal 24, the terminal 28, the terminal 22, and so on (that is, counterclockwise).

この場合、第2スイッチ回路212は、選択順序は同じにしても、駆動端子とする端子の位置を異ならせてもよい。例えば、第1スイッチ回路210が、駆動端子を端子12、端子18、端子14、端子16、端子12、・・・の順に(反時計回りに)切り換えた場合、第2スイッチ回路212は、駆動端子を端子26、端子24、端子28、端子22、端子26、・・・の順に(反時計回りに)切り換えてよい。このような第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212の切換については、後に述べる。   In this case, the second switch circuit 212 may have the same selection order but may have different terminal positions as drive terminals. For example, when the first switch circuit 210 switches the drive terminals in the order of terminal 12, terminal 18, terminal 14, terminal 16, terminal 12,... (Counterclockwise), the second switch circuit 212 drives The terminals may be switched in the order of terminal 26, terminal 24, terminal 28, terminal 22, terminal 26,... (Counterclockwise). Such switching of the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 will be described later.

第1増幅部220は、第1ホール素子10の出力信号を増幅する。第1増幅部220は、差動増幅回路でよい。また、第1増幅部220は、電圧を電流に変換するトランジスタ差動対でもよい。第1増幅部220は、例えば、第1スイッチ回路210の外部接続端子に接続され、第1ホール素子10の出力信号(例えば、Vhall1+、Vhall1−)を受けとって増幅する。第1増幅部220は、増幅した信号を第1加算部230および第2加算部232に供給する。 The first amplification unit 220 amplifies the output signal of the first Hall element 10. The first amplifier 220 may be a differential amplifier circuit. The first amplifying unit 220 may be a transistor differential pair that converts a voltage into a current. The first amplifying unit 220 is connected to, for example, an external connection terminal of the first switch circuit 210 and receives and amplifies an output signal (for example, V hall1 + , V hall1− ) of the first Hall element 10. The first amplification unit 220 supplies the amplified signal to the first addition unit 230 and the second addition unit 232.

第2増幅部222は、第2ホール素子20の出力信号を増幅する。第2増幅部222は、差動増幅回路でよい。また、第2増幅部222は、電圧を電流に変換するトランジスタ差動対でもよい。第2増幅部222は、例えば、第2スイッチ回路212の外部接続端子に接続され、第2ホール素子20の出力信号(例えば、Vhall2+、Vhall2−)を受けとって増幅する。第2増幅部222は、増幅した信号を第1加算部230および第2加算部232に供給する。 The second amplifying unit 222 amplifies the output signal of the second Hall element 20. The second amplifying unit 222 may be a differential amplifier circuit. The second amplifying unit 222 may be a transistor differential pair that converts a voltage into a current. Second amplifying unit 222 is, for example, is connected to an external connection terminal of the second switch circuit 212, the output signal of the second Hall element 20 (e.g., V hall2 +, V hall2-) amplifies received a. The second amplification unit 222 supplies the amplified signal to the first addition unit 230 and the second addition unit 232.

第1加算部230は、入力した信号を加算して出力する。第1加算部230は、例えば、第1増幅部220および第2増幅部222に接続され、第1ホール素子10の出力信号のうちの一方(例えば、Vhall1+)と、第2ホール素子20の出力信号のうちの一方(例えば、Vhall2+)とを受け取り、加算して出力する。第1加算部230は、連続時間で同時加算して出力してよい。即ち、第1加算部230は、第1ホール素子10の正の測定端子および第2ホール素子20の正の測定端子からそれぞれ出力される出力信号を加算する。なお、当該加算は電流加算でもよい。第1加算部230は、加算した信号を増幅部240に供給する。 The first adder 230 adds the input signals and outputs the result. The first addition unit 230 is connected to, for example, the first amplification unit 220 and the second amplification unit 222, and one of the output signals of the first Hall element 10 (for example, V hall1 + ) and the second Hall element 20 One of the output signals (for example, V hall2 + ) is received, added, and output. The first adding unit 230 may simultaneously add and output the continuous time. That is, the first adder 230 adds the output signals respectively output from the positive measurement terminal of the first Hall element 10 and the positive measurement terminal of the second Hall element 20. The addition may be current addition. The first addition unit 230 supplies the added signal to the amplification unit 240.

第2加算部232は、入力した信号を加算して出力する。第2加算部232は、例えば、第1増幅部220および第2増幅部222に接続され、第1ホール素子10の出力信号のうちの他方(例えば、Vhall−)と、第2ホール素子20の出力信号のうちの他方(例えば、Vhall2−)とを受け取り、加算して出力する。第2加算部232は、連続時間で同時加算して出力してよい。即ち、第2加算部232は、第1ホール素子10の負の測定端子および第2ホール素子20の負の測定端子からそれぞれ出力される出力信号を加算する。なお、当該加算は電流加算でもよい。第2加算部232は、加算した信号を増幅部240に供給する。 The second adder 232 adds the input signals and outputs them. The second adder 232 is connected to the first amplifier 220 and the second amplifier 222, for example, and the other of the output signals of the first Hall element 10 (for example, V hall− ) and the second Hall element 20. The other output signal (for example, V hall2- ) is received, added, and output. The second addition unit 232 may simultaneously add and output the continuous time. That is, the second adder 232 adds the output signals respectively output from the negative measurement terminal of the first Hall element 10 and the negative measurement terminal of the second Hall element 20. The addition may be current addition. The second addition unit 232 supplies the added signal to the amplification unit 240.

増幅部240は、第1加算部230が出力する信号と、第2加算部232が出力する信号とを、入力して増幅する。増幅部240は、差動増幅回路でよい。また、増幅部240は、電流電圧変換回路でもよい。増幅部240は、増幅した信号を第1切換部250に供給する。   The amplification unit 240 receives and amplifies the signal output from the first addition unit 230 and the signal output from the second addition unit 232. The amplifying unit 240 may be a differential amplifier circuit. The amplifier 240 may be a current / voltage conversion circuit. The amplifying unit 240 supplies the amplified signal to the first switching unit 250.

第1切換部250は、入力する信号の正負を予め定められたタイミングで反転する。第1切換部250は、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212の切り換えタイミングと同期したタイミングで、信号の正負を反転してよい。   The first switching unit 250 inverts the sign of the input signal at a predetermined timing. The first switching unit 250 may invert the sign of the signal at a timing synchronized with the switching timing of the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212.

第1切換部250は、例えば、入力する信号を増幅部240から2つの信号線を用いた差動信号として受けとり、2つの信号線を用いた差動信号として出力する。この場合、第1切換部250は、入力信号線の一方を出力信号線の一方に接続し、かつ、入力信号線の他方を出力信号線の他方に接続するか、入力信号線の一方を出力信号線の他方に接続し、かつ、入力信号線の他方を出力信号線の一方に接続するか、を切り換えてよい。   For example, the first switching unit 250 receives an input signal as a differential signal using two signal lines from the amplification unit 240 and outputs the received signal as a differential signal using two signal lines. In this case, the first switching unit 250 connects one of the input signal lines to one of the output signal lines and connects the other of the input signal lines to the other of the output signal lines, or outputs one of the input signal lines. It may be switched between connecting to the other of the signal lines and connecting the other of the input signal lines to one of the output signal lines.

第1切換部250は、出力信号を外部へ検出装置200の出力信号として出力する。第1切換部250は、バッファアンプ等を介して、出力信号を外部へ出力してよい。また、第1切換部250は、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換部器を介して、出力信号を外部へ出力してもよい。   The first switching unit 250 outputs an output signal to the outside as an output signal of the detection device 200. The first switching unit 250 may output an output signal to the outside via a buffer amplifier or the like. The first switching unit 250 may output the output signal to the outside via an AD conversion unit that converts an analog signal into a digital signal.

クロック発生部260は、クロック信号を発生させて、第1スイッチ回路210、第2スイッチ回路212、第1切換部250に供給する。クロック発生部260は、クロック信号をスピニングカレントクロック信号として、それぞれ供給する。クロック発生部260は、例えば、数kHzから数百kHzの周波数のクロック信号を発生させてよい。   The clock generator 260 generates a clock signal and supplies it to the first switch circuit 210, the second switch circuit 212, and the first switching unit 250. The clock generator 260 supplies the clock signal as a spinning current clock signal. For example, the clock generator 260 may generate a clock signal having a frequency of several kHz to several hundred kHz.

なお、検出装置200は、増幅動作を安定化すべく、フィードバックループを備えてよい。フィードバックループは、分圧部270と、第2切換部280と、増幅部290とを有する。   Note that the detection apparatus 200 may include a feedback loop in order to stabilize the amplification operation. The feedback loop includes a voltage dividing unit 270, a second switching unit 280, and an amplifying unit 290.

分圧部270は、第1切換部250の出力を分圧する。分圧部270は、複数の抵抗器を有し、抵抗器の抵抗値に応じた分圧信号を出力する。分圧部270は、第1切換部250の出力が2つの信号線(一方を正の信号、他方を負の信号とする)による差動出力の場合、当該2つの信号線のそれぞれに接続され、それぞれの分圧信号を生成して出力してよい。分圧部270は、一例として、負の信号は抵抗値RおよびRを有する2つの抵抗器によって出力信号を分圧比R/(R+R)で分圧して出力する。また、正の信号は抵抗値R3およびR4を有する2つの抵抗器によって出力信号を分圧比R3/(R3+R4)で分圧して出力する。分圧部270は、分圧信号を第2切換部280に供給する。 The voltage dividing unit 270 divides the output of the first switching unit 250. The voltage dividing unit 270 includes a plurality of resistors and outputs a divided signal corresponding to the resistance value of the resistors. The voltage dividing unit 270 is connected to each of the two signal lines when the output of the first switching unit 250 is a differential output by two signal lines (one is a positive signal and the other is a negative signal). Each partial pressure signal may be generated and output. For example, the voltage dividing unit 270 outputs a negative signal by dividing an output signal by a voltage dividing ratio R 1 / (R 1 + R 2 ) using two resistors having resistance values R 1 and R 2 . The positive signal is output by dividing the output signal by the voltage dividing ratio R 3 / (R 3 + R 4 ) by two resistors having resistance values R 3 and R 4 . The voltage dividing unit 270 supplies the divided voltage signal to the second switching unit 280.

第2切換部280は、分圧信号の供給先を選択して切り換える。第2切換部280は、クロック発生部260のクロック信号に応じて分圧信号の供給先を選択して切り換える。即ち、第1ホール素子10および第2ホール素子20の出力信号は、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212によって、クロック発生部260のクロック信号のタイミングで変調されるので、当該変調に同期してフィードバック信号の供給先を切り換える。   The second switching unit 280 selects and switches the supply destination of the divided voltage signal. Second switching unit 280 selects and switches the supply destination of the divided signal in accordance with the clock signal of clock generation unit 260. That is, the output signals of the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are modulated by the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 at the timing of the clock signal of the clock generation unit 260, and thus synchronized with the modulation. To switch the feedback signal supply destination.

例えば、第2切換部280は、第1切換部250の正(プラス側)の信号出力の分圧信号を、変調信号がプラス側の信号になっている期間に当該プラス側の信号を伝送する一方の信号線に供給するように切り換える。この場合、第2切換部280は、第1切換部250の負(マイナス側)の信号出力の分圧信号を、正の信号出力の分圧信号を供給する信号線とは異なる他方の信号線に供給するように切り換えてよい。また、第2切換部280は、第1切換部250の正の信号出力の分圧信号を、変調信号がマイナス側の信号になっている期間に当該マイナス側の信号を伝送する他方の信号線に供給するように切り換えてよい。この場合、第2切換部280は、第1切換部250の負の信号出力の分圧信号を、一方の信号線に供給するように切り換えてよい。   For example, the second switching unit 280 transmits the divided signal of the positive (plus side) signal output of the first switching unit 250 during the period in which the modulation signal is the plus side signal. Switch to supply to one signal line. In this case, the second switching unit 280 uses the other signal line different from the signal line that supplies the negative (minus side) signal output voltage of the first switching unit 250 to the positive signal output voltage dividing signal. May be switched to supply. Further, the second switching unit 280 transmits the divided signal of the positive signal output of the first switching unit 250 to the other signal line that transmits the negative signal during a period in which the modulation signal is a negative signal. May be switched to supply. In this case, the second switching unit 280 may perform switching so as to supply the negative signal output divided voltage signal of the first switching unit 250 to one of the signal lines.

第2切換部280は、増幅部290を介して、分圧信号をフィードバック信号として第1加算部230および第2加算部232にそれぞれ供給する。この場合、第1加算部230および第2加算部232は、第1増幅部220、第2増幅部222、およびフィードバック信号を合計した信号を増幅部240にそれぞれ供給する。   The second switching unit 280 supplies the divided signal as a feedback signal to the first addition unit 230 and the second addition unit 232 via the amplification unit 290, respectively. In this case, the first addition unit 230 and the second addition unit 232 supply the first amplification unit 220, the second amplification unit 222, and a signal obtained by adding the feedback signals to the amplification unit 240, respectively.

増幅部290は、第2切換部280と第1加算部230および第2加算部232の間に設けられ、フィードバック信号を増幅する。増幅部290は、バッファアンプとして機能してもよい。また、フィードバック信号が十分に供給できる場合、増幅部290は、なくてもよい。   The amplification unit 290 is provided between the second switching unit 280, the first addition unit 230, and the second addition unit 232, and amplifies the feedback signal. The amplifying unit 290 may function as a buffer amplifier. Further, when the feedback signal can be sufficiently supplied, the amplifying unit 290 may be omitted.

なお、第1増幅部220、第2増幅部222、増幅部290の増幅率をそれぞれ、G、G、Gとし、第1切換部250の出力信号をVOUT1、VOUT2とすると、次式が成立する。
(数6)
OUT1=(1+R/R){(G/G)Vhall1++(G/G)Vhall2+
OUT2=(1+R/R){(G/G)Vhall1−+(G/G)Vhall2−
If the amplification factors of the first amplification unit 220, the second amplification unit 222, and the amplification unit 290 are G 1 , G 2 , and G 3 , respectively, and the output signals of the first switching unit 250 are V OUT1 and V OUT2 , The following equation holds.
(Equation 6)
V OUT1 = (1 + R 2 / R 1 ) {(G 1 / G 3 ) V hall1 + + (G 2 / G 3 ) V hall2 + }
V OUT2 = (1 + R 4 / R 3 ) {(G 1 / G 3 ) V hall1- + (G 2 / G 3 ) V hall2- }

以上の本実施形態に係る検出装置200は、第1ホール素子10および第2ホール素子20にそれぞれ逆向きに磁場が印加される場合において、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212の切換を予め定められた順に制御する。第1スイッチ回路210が切り換える第1ホール素子10の接続状態について、図6から図9を用いて説明する。また、第2スイッチ回路212が切り換える第2ホール素子20の接続状態について、図10から図13を用いて説明する。   The detection apparatus 200 according to the present embodiment described above switches the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 when a magnetic field is applied to the first Hall element 10 and the second Hall element 20 in opposite directions. Control is performed in a predetermined order. A connection state of the first Hall element 10 switched by the first switch circuit 210 will be described with reference to FIGS. Further, the connection state of the second hall element 20 switched by the second switch circuit 212 will be described with reference to FIGS.

図6は、本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第1の例を示す。図6は、第1スイッチ回路210が、+Z方向に磁場Bが印加された第1ホール素子10の端子12を駆動端子、端子14を電流出力端子として選択して定電流源にそれぞれ接続し、端子12から端子14に電流iを流す例を示す。なお、定電流源は、電流を供給するプラス側のコモンバイアスVC+と電流を受けとるマイナス側のコモンバイアスVC−を有してよく、この場合、第1スイッチ回路210は、端子12をプラス側のコモンバイアスVC+に、端子14をマイナス側のコモンバイアスVC−にそれぞれ接続する。なお、VcとVcはホール素子のコモン電圧から見た差分電圧でその電位を表しているものとし、以下においてはVc=−Vcであるとして説明を行う。 FIG. 6 shows a first example of connection of the first Hall element 10 according to the present embodiment. In FIG. 6, the first switch circuit 210 selects the terminal 12 of the first Hall element 10 to which the magnetic field B is applied in the + Z direction as the drive terminal and the terminal 14 as the current output terminal, and connects to the constant current source. An example in which current i flows from terminal 12 to terminal 14 is shown. The constant current source may have a positive common bias V C + for supplying current and a negative common bias V C− for receiving current. In this case, the first switch circuit 210 adds the terminal 12 to the positive side. The terminal 14 is connected to the common bias V C + on the negative side and the terminal 14 is connected to the common bias V C− on the negative side. Note that Vc + and Vc represent the potential as a differential voltage viewed from the common voltage of the Hall element, and in the following description, it is assumed that Vc = −Vc + .

また、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10の端子16を正の測定端子、端子18を負の測定端子として選択して外部接続端子に接続にそれぞれ接続し、端子16および端子18から出力される出力信号を第1増幅部220に供給する。図6の例において、第1ホール素子10は、磁場Bの方向および電流iの方向に応じて、端子16からプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall1+として出力する。したがって、第1スイッチ回路210は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第1増幅部220の差動入力のプラス側の入力に供給する。そして、第1ホール素子10は、端子18からマイナス側のホール起電力信号−Vsigを出力信号Vhall1−として出力する。したがって、第1スイッチ回路210は、マイナス側のホール起電力信号−Vsigを第1増幅部220の差動入力のマイナス側の入力に供給する。 In addition, the first switch circuit 210 selects the terminal 16 of the first Hall element 10 as a positive measurement terminal and the terminal 18 as a negative measurement terminal, and connects the external connection terminal to the connection. The output signal to be output is supplied to the first amplifying unit 220. In the example of FIG. 6, the first Hall element 10 outputs a positive-side Hall electromotive force signal + V sig as an output signal V hall1 + from the terminal 16 according to the direction of the magnetic field B and the direction of the current i. Accordingly, the first switch circuit 210 supplies the positive-side Hall electromotive force signal + V sig to the positive-side input of the differential input of the first amplification unit 220. The first Hall element 10 outputs the negative Hall electromotive force signal −V sig from the terminal 18 as the output signal V hall1 − . Accordingly, the first switch circuit 210 supplies the negative Hall electromotive force signal −V sig to the negative input of the differential input of the first amplifier 220.

図7は、本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第2の例を示す。図7は、第1スイッチ回路210が、+Z方向に磁場Bが印加された第1ホール素子10の端子16を駆動端子、端子18を電流出力端子として選択して定電流源にそれぞれ接続し、端子16から端子18に電流iを流す例を示す。また、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10の端子12を正の測定端子、端子14を負の測定端子として選択して外部接続端子に接続にそれぞれ接続し、端子12および端子14から出力される出力信号を第1増幅部220に供給する。   FIG. 7 shows a second example of connection of the first Hall element 10 according to the present embodiment. In FIG. 7, the first switch circuit 210 selects the terminal 16 of the first Hall element 10 to which the magnetic field B is applied in the + Z direction as the drive terminal and the terminal 18 as the current output terminal, and connects to the constant current source. An example in which current i flows from terminal 16 to terminal 18 is shown. In addition, the first switch circuit 210 selects the terminal 12 of the first Hall element 10 as a positive measurement terminal and the terminal 14 as a negative measurement terminal, and connects the external connection terminal to the connection. The output signal to be output is supplied to the first amplifying unit 220.

図7の例において、第1ホール素子10は、磁場Bの方向および電流iの方向に応じて、端子14側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall1−として出力する。したがって、第1スイッチ回路210は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第1増幅部220の差動入力のマイナス側の入力に供給する。 In the example of FIG. 7, the first Hall element 10 outputs a positive Hall electromotive force signal + V sig as an output signal V hall1- to the terminal 14 side according to the direction of the magnetic field B and the direction of the current i. Therefore, the first switch circuit 210 supplies the positive Hall electromotive force signal + V sig to the negative input of the differential input of the first amplifier 220.

図8は、本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第3の例を示す。図8は、第1スイッチ回路210が、+Z方向に磁場Bが印加された第1ホール素子10の端子14を駆動端子、端子12を電流出力端子として選択し、端子14から端子12に電流iを流す例を示す。また、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10の端子16を正の測定端子、端子18を負の測定端子として選択し、端子16および端子18から出力される出力信号を第1増幅部220に供給する。図8の例において、第1ホール素子10は、端子18側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall1−として出力する。したがって、第1スイッチ回路210は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第1増幅部220の差動入力のマイナス側の入力に供給する。 FIG. 8 shows a third example of connection of the first Hall element 10 according to the present embodiment. In FIG. 8, the first switch circuit 210 selects the terminal 14 of the first Hall element 10 to which the magnetic field B is applied in the + Z direction as the drive terminal, the terminal 12 as the current output terminal, and the current i from the terminal 14 to the terminal 12. An example is shown. The first switch circuit 210 selects the terminal 16 of the first Hall element 10 as a positive measurement terminal and the terminal 18 as a negative measurement terminal, and outputs an output signal output from the terminal 16 and the terminal 18 to the first amplification unit. 220. In the example of FIG. 8, the first Hall element 10 outputs a positive Hall electromotive force signal + V sig to the terminal 18 side as an output signal V hall1- . Therefore, the first switch circuit 210 supplies the positive Hall electromotive force signal + V sig to the negative input of the differential input of the first amplifier 220.

図9は、本実施形態に係る第1ホール素子10の接続の第4の例を示す。図9は、第1スイッチ回路210が、+Z方向に磁場Bが印加された第1ホール素子10の端子18を駆動端子、端子16を電流出力端子として選択し、端子18から端子16に電流iを流す例を示す。また、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10の端子12を正の測定端子、端子14を負の測定端子として選択し、端子12および端子14から出力される出力信号を第1増幅部220に供給する。図9の例において、第1ホール素子10は、端子12側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall1+として出力する。したがって、第1スイッチ回路210は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第1増幅部220の差動入力のプラス側の入力に供給する。 FIG. 9 shows a fourth example of connection of the first Hall element 10 according to the present embodiment. In FIG. 9, the first switch circuit 210 selects the terminal 18 of the first Hall element 10 to which the magnetic field B is applied in the + Z direction as the drive terminal and the terminal 16 as the current output terminal, and the current i from the terminal 18 to the terminal 16 is selected. An example is shown. The first switch circuit 210 selects the terminal 12 of the first Hall element 10 as a positive measurement terminal and the terminal 14 as a negative measurement terminal, and outputs an output signal output from the terminal 12 and the terminal 14 to the first amplification unit. 220. In the example of FIG. 9, the first Hall element 10 outputs a positive Hall electromotive force signal + V sig to the terminal 12 side as an output signal V hall1 + . Accordingly, the first switch circuit 210 supplies the positive-side Hall electromotive force signal + V sig to the positive-side input of the differential input of the first amplification unit 220.

図10は、本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第1の例を示す。図10は、第2スイッチ回路212が、−Z方向に磁場Bが印加された第2ホール素子20の端子22を駆動端子、端子24を電流出力端子として選択して定電流源にそれぞれ接続し、端子22から端子24に電流iを流す例を示す。また、第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20の端子26を正の測定端子、端子28を負の測定端子として選択して外部接続端子に接続にそれぞれ接続し、端子26および端子28から出力される出力信号を第2増幅部222に供給する。図10の例において、第2ホール素子20は、磁場Bの方向および電流iの方向に応じて、端子26にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall2+として出力する。したがって、第2スイッチ回路212は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第2増幅部222の差動入力のプラス側の入力に供給する。 FIG. 10 shows a first example of connection of the second Hall element 20 according to the present embodiment. In FIG. 10, the second switch circuit 212 selects the terminal 22 of the second Hall element 20 to which the magnetic field B is applied in the −Z direction as the drive terminal and the terminal 24 as the current output terminal, and connects to the constant current source. An example in which current i flows from terminal 22 to terminal 24 is shown. In addition, the second switch circuit 212 selects the terminal 26 of the second Hall element 20 as a positive measurement terminal and the terminal 28 as a negative measurement terminal and connects them to the external connection terminals. The output signal to be output is supplied to the second amplifying unit 222. In the example of FIG. 10, the second Hall element 20 outputs the positive-side Hall electromotive force signal + V sig as the output signal V hall 2+ to the terminal 26 according to the direction of the magnetic field B and the direction of the current i. Therefore, the second switch circuit 212 supplies the positive-side Hall electromotive force signal + V sig to the positive-side input of the differential input of the second amplification unit 222.

図11は、本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第2の例を示す。図11は、第2スイッチ回路212が、−Z方向に磁場Bが印加された第2ホール素子20の端子28を駆動端子、端子26を電流出力端子として選択し、端子28から端子26に電流iを流す例を示す。また、第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20の端子24を正の測定端子、端子22を負の測定端子として選択し、端子24および端子22から出力される出力信号を第2増幅部222に供給する。図11の例において、第2ホール素子20は、端子22側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall2−として出力する。したがって、第2スイッチ回路212は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第2増幅部222の差動入力のマイナス側の入力に供給する。 FIG. 11 shows a second example of connection of the second Hall element 20 according to the present embodiment. In FIG. 11, the second switch circuit 212 selects the terminal 28 of the second Hall element 20 to which the magnetic field B is applied in the −Z direction as the drive terminal and the terminal 26 as the current output terminal. An example of flowing i is shown. The second switch circuit 212 selects the terminal 24 of the second Hall element 20 as a positive measurement terminal and the terminal 22 as a negative measurement terminal, and outputs an output signal output from the terminal 24 and the terminal 22 to the second amplification unit. 222 is supplied. In the example of FIG. 11, the second Hall element 20 outputs the positive Hall electromotive force signal + V sig as the output signal V hall2 − to the terminal 22 side. Accordingly, the second switch circuit 212 supplies the positive Hall electromotive force signal + V sig to the negative input of the differential input of the second amplification unit 222.

図12は、本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第3の例を示す。図12は、第2スイッチ回路212が、−Z方向に磁場Bが印加された第2ホール素子20の端子24を駆動端子、端子22を電流出力端子として選択し、端子24から端子22に電流iを流す例を示す。また、第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20の端子26を正の測定端子、端子28を負の測定端子として選択し、端子26および端子28から出力される出力信号を第2増幅部222に供給する。図12の例において、第2ホール素子20は、端子28側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall2−として出力する。したがって、第2スイッチ回路212は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第2増幅部222の差動入力のマイナス側の入力に供給する。 FIG. 12 shows a third example of connection of the second Hall element 20 according to the present embodiment. In FIG. 12, the second switch circuit 212 selects the terminal 24 of the second Hall element 20 to which the magnetic field B is applied in the −Z direction as the drive terminal, the terminal 22 as the current output terminal, and the current from the terminal 24 to the terminal 22. An example of flowing i is shown. The second switch circuit 212 selects the terminal 26 of the second Hall element 20 as a positive measurement terminal and the terminal 28 as a negative measurement terminal, and outputs an output signal output from the terminal 26 and the terminal 28 to the second amplification unit. 222 is supplied. In the example of FIG. 12, the second Hall element 20 outputs a positive Hall electromotive force signal + V sig as an output signal V hall2− to the terminal 28 side. Accordingly, the second switch circuit 212 supplies the positive Hall electromotive force signal + V sig to the negative input of the differential input of the second amplification unit 222.

図13は、本実施形態に係る第2ホール素子20の接続の第4の例を示す。図13は、第2スイッチ回路212が、−Z方向に磁場Bが印加された第2ホール素子20の端子26を駆動端子、端子28を電流出力端子として選択し、端子26から端子28に電流iを流す例を示す。また、第2スイッチ回路212は、第2ホール素子20の端子24を正の測定端子、端子22を負の測定端子として選択し、端子24および端子22から出力される出力信号を第2増幅部222に供給する。図13の例において、第2ホール素子20は、端子24側にプラス側のホール起電力信号+Vsigを出力信号Vhall2+として出力する。したがって、第2スイッチ回路212は、プラス側のホール起電力信号+Vsigを第2増幅部222の差動入力のプラス側の入力に供給する。 FIG. 13 shows a fourth example of connection of the second Hall element 20 according to the present embodiment. In FIG. 13, the second switch circuit 212 selects the terminal 26 of the second Hall element 20 to which the magnetic field B is applied in the −Z direction as the drive terminal, the terminal 28 as the current output terminal, and the current from the terminal 26 to the terminal 28. An example of flowing i is shown. The second switch circuit 212 selects the terminal 24 of the second Hall element 20 as a positive measurement terminal and the terminal 22 as a negative measurement terminal, and outputs an output signal output from the terminal 24 and the terminal 22 to the second amplification unit. 222 is supplied. In the example of FIG. 13, the second Hall element 20 outputs a positive Hall electromotive force signal + V sig to the terminal 24 side as an output signal V hall 2+ . Therefore, the second switch circuit 212 supplies the positive-side Hall electromotive force signal + V sig to the positive-side input of the differential input of the second amplification unit 222.

本実施形態に係る検出装置200は、以上の第1ホール素子10の接続および第2ホール素子20の接続を組み合わせて、オフセット信号と、過渡的なスパイク信号とを除去する。例えば、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子のうち、第1平面において、第1ホール素子10を中心とした予め定められた回転方向に駆動端子を選択して切り換える。即ち、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図8、図9、図6、・・・に示す接続の順に、クロック発生部260のクロックに応じて、第1ホール素子10の接続を切り換えてよい。この場合、第1スイッチ回路210は、端子12、端子16、端子14、端子18、端子12、・・・と、第1ホール素子10を中心として時計回りに駆動端子を選択して切り換えることになる。   The detection apparatus 200 according to the present embodiment removes the offset signal and the transient spike signal by combining the connection of the first Hall element 10 and the connection of the second Hall element 20 described above. For example, the first switch circuit 210 selects and switches the drive terminal in a predetermined rotation direction around the first Hall element 10 in the first plane among the plurality of terminals of the first Hall element 10. . That is, the first switch circuit 210 connects the first hall element 10 in accordance with the clock of the clock generator 260 in the order of the connections shown in FIGS. 6, 7, 8, 9, 6,. May be switched. In this case, the first switch circuit 210 selects and switches the drive terminal clockwise with the first hall element 10 as the center, such as the terminal 12, the terminal 16, the terminal 14, the terminal 18, the terminal 12,. Become.

そして、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210が駆動端子を選択する順序と同じ順序で、第2ホール素子20の駆動端子を選択して切り換える。即ち、第2スイッチ回路212は、図10、図11、図12、図13、図10、・・・に示す接続の順に、クロック発生部260のクロックに応じて、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。この場合、第2スイッチ回路212は、端子22、端子28、端子24、端子26、端子22、・・・と、第2ホール素子20を中心として時計回りに駆動端子を選択して切り換えることになる。   The second switch circuit 212 selects and switches the drive terminals of the second Hall element 20 in the same order as the order in which the first switch circuit 210 selects the drive terminals. That is, the second switch circuit 212 connects the second Hall element 20 in accordance with the clock of the clock generation unit 260 in the order of connection shown in FIGS. 10, 11, 12, 13, 10,. May be switched. In this case, the second switch circuit 212 selects and switches the drive terminals clockwise around the second hall element 20 with the terminals 22, 28, 24, 26, 22,... Become.

検出装置200がこのように第1ホール素子10および第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の信号波形について、図14を用いて説明する。図14は、本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、時計回りに選択して切り換えた場合の信号波形の一例を示す。図14の横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。   Signal waveforms when the detection device 200 switches the connection between the first Hall element 10 and the second Hall element 20 in this way will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows an example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is selected and switched clockwise. The horizontal axis in FIG. 14 indicates time, and the vertical axis indicates signal intensity.

クロック発生部260は、クロック位相φ1、φ2、φ3およびφ4を時間的に切り換えるクロック信号を発生する。クロック発生部260が発生するクロック信号は、スピニングカレント法のチョッパークロックとして機能する。   Clock generator 260 generates a clock signal for temporally switching clock phases φ1, φ2, φ3, and φ4. The clock signal generated by the clock generator 260 functions as a chopper clock of the spinning current method.

図14の第1ホール素子の波形において、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる部分は、第1スイッチ回路210が、図6の接続から図7の接続へと第1ホール素子10の接続を切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子12は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC+から−Vsigへと減少する減衰カーブを描く。また、端子14は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC−から+Vsigへと増加する増加カーブを描く。したがって、端子12をプラス側とした端子12および端子14の差動信号は、2VC+から−2Vsigへと過渡的に減少する減衰曲線を示し、その後、−2Vsigの一定値を保つ。 In the waveform of the first Hall element shown in FIG. 14, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 from the connection shown in FIG. 6 to the connection shown in FIG. 7 when the clock phase is switched from φ1 to φ2. An example of the signal waveform in the case of In this case, since the terminal 12 is switched from the connection of the positive common bias V C + to the negative Hall electromotive force signal −V sig , the attenuation curve transiently decreases from V C + to −V sig . Draw. Further, since the terminal 14 is switched from the connection of the negative common bias V C− to the positive Hall electromotive force signal + V sig , a transient curve is drawn which increases from V C− to + V sig . . Therefore, the differential signal of the terminal 12 and the terminal 14 with the terminal 12 as the positive side shows an attenuation curve that decreases transiently from 2V C + to −2V sig , and thereafter maintains a constant value of −2V sig .

また、図14の第1ホール素子の波形において、クロック位相がφ2からφ3に切り換わる部分は、第1スイッチ回路210が、図7の接続から図8の接続へと切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子16は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わり、端子18は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わる。したがって、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる場合と同様に、端子16をプラス側とした端子16および端子18の差動信号は、2VC+から−2Vsigへと過渡的に減少する減衰曲線を示し、その後、−2Vsigの一定値を保つ。 Further, in the waveform of the first Hall element in FIG. 14, the portion where the clock phase is switched from φ2 to φ3 is the signal waveform when the first switch circuit 210 switches from the connection in FIG. 7 to the connection in FIG. An example is shown. In this case, the terminal 16 is switched from the connection of the positive common bias V C + to the negative Hall electromotive force signal −V sig , and the terminal 18 is connected to the positive hole from the connection of the negative common bias V C−. Switch to electromotive force signal + V sig . Therefore, similarly to the case where the clock phase is switched from φ1 to φ2, the differential signal of the terminal 16 and the terminal 18 with the terminal 16 as the positive side has an attenuation curve that transiently decreases from 2V C + to −2V sig . And then keep a constant value of -2V sig .

また、図14の第1ホール素子の波形において、クロック位相がφ3からφ4に切り換わる部分は、第1スイッチ回路210が、図8の接続から図9の接続へと切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子12は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC−から+Vsigへと増加する増加カーブを描く。また、端子14は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC+から−Vsigへと減少する減衰カーブを描く。したがって、端子12をプラス側とした端子12および端子14の差動信号は、2VC−から+2Vsigへと過渡的に増加する増加曲線を示し、その後、+2Vsigの一定値を保つ。 Further, in the waveform of the first Hall element in FIG. 14, the portion where the clock phase is switched from φ3 to φ4 is the signal waveform when the first switch circuit 210 switches from the connection in FIG. 8 to the connection in FIG. An example is shown. In this case, since the terminal 12 switches from the connection of the negative common bias V C− to the positive Hall electromotive force signal + V sig , a transition curve that increases transiently from V C− to + V sig is obtained. Draw. Further, since the terminal 14 is switched from the connection of the plus-side common bias V C + to the minus-side Hall electromotive force signal −V sig , a transition curve that decreases from V C + to −V sig is transiently drawn. . Therefore, the differential signal of the terminal 12 and the terminal 14 with the terminal 12 as the positive side shows an increasing curve that transiently increases from 2V C− to + 2V sig , and thereafter maintains a constant value of + 2V sig .

また、図14の第1ホール素子の波形において、クロック位相がφ4からφ1に切り換わる部分は、第1スイッチ回路210が、図9の接続から図6の接続へと切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子16は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わり、端子14は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わる。したがって、クロック位相がφ3からφ4に切り換わる場合と同様に、端子16をプラス側とした端子16および端子18の差動信号は、2VC−から+2Vsigへと過渡的に増加する増加曲線を示し、その後、+2Vsigの一定値を保つ。 Further, in the waveform of the first Hall element in FIG. 14, the portion where the clock phase is switched from φ4 to φ1 is the signal waveform when the first switch circuit 210 switches from the connection in FIG. 9 to the connection in FIG. An example is shown. In this case, the terminal 16 is switched from the connection of the negative common bias V C− to the positive Hall electromotive force signal + V sig , and the terminal 14 is switched from the connection of the positive common bias V C + to the negative Hall occurrence. Switch to power signal -V sig . Therefore, similarly to the case where the clock phase is switched from φ3 to φ4, the differential signal of the terminal 16 and the terminal 18 with the terminal 16 as the positive side has an increasing curve that transiently increases from 2V C− to + 2V sig . And then keep a constant value of + 2V sig .

したがって、第1ホール素子10の出力信号の波形は、クロック信号の切り換えに伴い、+2Vsigおよび−2Vsigが切り換わる変調信号と、プラス側およびマイナス側に発生するスパイク信号と、オフセット信号を含む信号となる。なお、オフセット信号は、プラス側のDC成分として発生するが、図14においては記載を省いている。 Therefore, the waveform of the output signal of the first Hall element 10 includes a modulation signal that switches + 2V sig and -2V sig with switching of the clock signal, a spike signal generated on the plus side and the minus side, and an offset signal. Signal. The offset signal is generated as a positive DC component, but is not shown in FIG.

図14の第2ホール素子の波形において、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる部分は、第2スイッチ回路212が、図10の接続から図11の接続へと第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子24は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC−から−Vsigへと増加する増加カーブを描く。また、端子22は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC+から+Vsigへと減少する減衰カーブを描く。したがって、端子24をプラス側とした端子24および端子22の差動信号は、2VC−から−2Vsigへと過渡的に増加する増加曲線を示し、その後、−2Vsigの一定値を保つ。 In the waveform of the second Hall element in FIG. 14, the second switch circuit 212 switches the connection of the second Hall element 20 from the connection in FIG. 10 to the connection in FIG. 11 when the clock phase is switched from φ1 to φ2. An example of the signal waveform in the case of In this case, since the terminal 24 is switched from the connection of the negative common bias V C− to the negative Hall electromotive force signal −V sig , the increase is transiently increased from V C− to −V sig . Draw a curve. Further, since the terminal 22 is switched from the connection of the plus-side common bias V C + to the plus-side Hall electromotive force signal + V sig , a transition curve that decreases transiently from V C + to + V sig is drawn. Therefore, the differential signal of the terminal 24 and the terminal 22 with the terminal 24 as the positive side shows an increasing curve that transiently increases from 2V C− to −2V sig , and then maintains a constant value of −2V sig .

また、図14の第2ホール素子の波形において、クロック位相がφ2からφ3に切り換わる部分は、第2スイッチ回路212が、図11の接続から図12の接続へと第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子26は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わり、端子28は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わる。したがって、端子26をプラス側とした端子26および端子28の差動信号は、2VC−から−2Vsigへと過渡的に増加する増加曲線を示し、その後、−2Vsigの一定値を保つ。 Further, in the waveform of the second Hall element in FIG. 14, the second switch circuit 212 connects the connection of the second Hall element 20 from the connection in FIG. 11 to the connection in FIG. An example of the signal waveform when switching is performed. In this case, the terminal 26 is switched from the connection of the negative common bias V C− to the negative Hall electromotive force signal −V sig , and the terminal 28 is connected to the positive hole from the connection of the positive common bias V C +. Switch to electromotive force signal + V sig . Therefore, the differential signal of the terminal 26 and the terminal 28 with the terminal 26 as the positive side shows an increasing curve that transiently increases from 2V C− to −2V sig , and then maintains a constant value of −2V sig .

また、図14の第2ホール素子の波形において、クロック位相がφ3からφ4に切り換わる部分は、第2スイッチ回路212が、図12の接続から図13の接続へと第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の信号波形の例を示す。この場合、端子24は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC+から+Vsigへと減少する減衰カーブを描く。また、端子22は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わるので、過渡的には、VC−から−Vsigへと増加する増加カーブを描く。したがって、端子24をプラス側とした端子24および端子22の差動信号は、2VC+から+2Vsigへと過渡的に減少する減衰曲線を示し、その後、+2Vsigの一定値を保つ。 Further, in the waveform of the second Hall element in FIG. 14, the second switch circuit 212 connects the second Hall element 20 from the connection in FIG. 12 to the connection in FIG. An example of the signal waveform when switching is performed. In this case, the terminal 24 switches from the connection of the positive common bias V C + to the positive Hall electromotive force signal + V sig, and thus transiently draws an attenuation curve that decreases from V C + to + V sig . Further, since the terminal 22 switches from the connection of the negative common bias V C− to the negative Hall electromotive force signal −V sig , the curve increases transiently from V C− to −V sig . Draw. Therefore, the differential signal of the terminal 24 and the terminal 22 with the terminal 24 as the positive side shows an attenuation curve that decreases transiently from 2V C + to + 2V sig , and then maintains a constant value of + 2V sig .

また、図14の第2ホール素子の波形において、クロック位相がφ4からφ1に切り換わる部分は、第2スイッチ回路212が、図13の接続から図10の接続へと第2ホール素子20の接続を切り換えた例場合の信号波形の例を示す。この場合、端子26は、プラス側のコモンバイアスVC+の接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わり、端子28は、マイナス側のコモンバイアスVC−の接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わる。したがって、端子26をプラス側とした端子26および端子28の差動信号は、2VC+から+2Vsigへと過渡的に減少する減衰曲線を示し、その後、+2Vsigの一定値を保つ。 Also, in the waveform of the second Hall element in FIG. 14, the second switch circuit 212 connects the second Hall element 20 from the connection in FIG. 13 to the connection in FIG. An example of a signal waveform in the case of switching the above is shown. In this case, the terminal 26 is switched from the connection of the positive common bias V C + to the positive Hall electromotive force signal + V sig , and the terminal 28 is switched from the connection of the negative common bias V C− to the negative Hall occurrence. Switch to power signal -V sig . Therefore, the differential signals of the terminal 26 and the terminal 28 with the terminal 26 as the positive side show an attenuation curve that decreases transiently from 2V C + to + 2V sig , and then keeps a constant value of + 2V sig .

したがって、第2ホール素子20の出力信号の波形は、クロック信号の切り換えに伴い、+2Vsigおよび−2Vsigが切り換わる変調信号と、プラス側およびマイナス側に発生するスパイク信号と、オフセット信号を含む信号となる。なお、オフセット信号は、プラス側のDC成分として発生するが、図14においては記載を省いている。 Therefore, the waveform of the output signal of the second Hall element 20 includes a modulation signal in which + 2V sig and -2V sig are switched in accordance with switching of the clock signal, a spike signal generated on the plus side and the minus side, and an offset signal. Signal. The offset signal is generated as a positive DC component, but is not shown in FIG.

このように、第2スイッチ回路は、第1スイッチ回路の駆動端子を選択する順序と同じ順序で第2ホール素子の駆動端子を切り換え、かつ、第1スイッチ回路が駆動端子を測定端子に切り換えることに応じて、第2ホール素子における駆動端子を逆極性の測定端子に切り換える。これにより、第2ホール素子20の出力信号の波形は、第1ホール素子10の出力信号の波形と比較して、変調信号の変調の向きを一致させ、スパイク信号の発生する正負の向きを反転させることができる。   Thus, the second switch circuit switches the drive terminal of the second Hall element in the same order as the order of selecting the drive terminal of the first switch circuit, and the first switch circuit switches the drive terminal to the measurement terminal. In response to this, the drive terminal in the second Hall element is switched to the measurement terminal of reverse polarity. As a result, the waveform of the output signal of the second Hall element 20 is compared with the waveform of the output signal of the first Hall element 10 to match the modulation direction of the modulation signal, and the positive and negative directions of the spike signal are reversed. Can be made.

第1加算部230および第2加算部232は、このような第1ホール素子10および第2ホール素子20の出力信号を加算する。加算後の信号は、図14に示すように、変調の向きが一致した変調信号を加算することにより、変調信号の振幅値が2倍になり、反転したスパイク信号が加算によりキャンセルされる。なお、オフセット信号は、DC成分として存在するが、図14においては記載を省いている。これにより、検出装置200は、クロック信号の1/2の周波数で変調されたホール起電力信号と、オフセットのDC成分とを有する信号を加算信号として取得することができる。   The first adder 230 and the second adder 232 add the output signals of the first Hall element 10 and the second Hall element 20. As shown in FIG. 14, the signal after the addition is added with the modulation signals having the same modulation direction, so that the amplitude value of the modulation signal is doubled and the inverted spike signal is canceled by the addition. The offset signal exists as a DC component, but is not shown in FIG. Thereby, the detection apparatus 200 can acquire a signal having the Hall electromotive force signal modulated at a frequency half that of the clock signal and the DC component of the offset as an addition signal.

第1切換部250は、クロック発生部260のクロック信号に基づき、当該加算信号を復調する。即ち、第1切換部250は、クロック発生部260のクロック信号1/2の周波数のクロック(復調クロック)で、当該加算信号の極性を反転させる。これにより、第1切換部250は、ホール起電力信号をDC信号として出力することができる。なお、オフセット信号は、復調によって、逆に変調信号となるので、フィルタ等で除去することができる。これに代えて、オフセット信号は、第1切換部250に入力される前のDC成分の段階で、フィルタ等で除去されてもよい。   The first switching unit 250 demodulates the addition signal based on the clock signal from the clock generation unit 260. That is, the first switching unit 250 inverts the polarity of the addition signal with a clock (demodulation clock) having a frequency of the clock signal 1/2 of the clock generation unit 260. Thereby, the 1st switching part 250 can output a Hall electromotive force signal as a DC signal. Note that the offset signal becomes a modulated signal by demodulation and can be removed by a filter or the like. Alternatively, the offset signal may be removed by a filter or the like at the DC component stage before being input to the first switching unit 250.

以上のように、本実施形態に係る検出装置200は、2つのホール素子に入力する磁場の向きがそれぞれ異なってしまう場合であっても、ホール素子のオフセットをキャンセルすると共に、過渡的なスパイク信号を低減することができる。また、検出装置200は、ホール素子の駆動端子を選択する順序を同一にした簡便な制御で、ホール起電力信号を取得することができる。これによって、検出装置200は、精度の良い磁気センサ、電流センサ等を、提供することができる。   As described above, the detection device 200 according to the present embodiment cancels the offset of the Hall element and makes a transient spike signal even when the directions of the magnetic fields input to the two Hall elements are different from each other. Can be reduced. Moreover, the detection apparatus 200 can acquire the Hall electromotive force signal by simple control in which the order of selecting the drive terminals of the Hall elements is the same. Thereby, the detection apparatus 200 can provide a highly accurate magnetic sensor, current sensor, and the like.

以上のように、本実施形態に係る検出装置200は、2つのホール素子の駆動端子を選択する順序を、時計回りに選択する例を説明した。これに代えて、検出装置200は、2つのホール素子の駆動端子を選択する順序を、反時計回りに選択してもよい。即ち、第1スイッチ回路210は、図6、図9、図8、図7、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図10、図13、図12、図11、図10、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。   As described above, the detection apparatus 200 according to the present embodiment has been described with respect to the example in which the order of selecting the drive terminals of the two Hall elements is selected clockwise. Alternatively, the detection apparatus 200 may select the order in which the drive terminals of the two Hall elements are selected counterclockwise. That is, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of connections shown in FIGS. 6, 9, 8, 7, 6,..., And the second switch circuit 212 The connection of the second Hall element 20 may be switched in the order of the connections shown in FIGS. 10, 13, 12, 11, 10,.

このように、検出装置200は、2つのホール素子の駆動端子を選択する順序を、同一の回転方向に切り換える場合、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択とは位相をずらして、第2ホール素子20の駆動端子を選択して切り換えてもよい。例えば、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択と比較して90度位相をずらして、第2ホール素子20の駆動端子を選択して切り換えてよい。   As described above, when the detection device 200 switches the order of selecting the drive terminals of the two Hall elements to the same rotation direction, the second switch circuit 212 is different from the selection of the drive terminal of the first switch circuit 210 in phase. The drive terminal of the second Hall element 20 may be selected and switched by shifting. For example, the second switch circuit 212 may select and switch the drive terminal of the second Hall element 20 by shifting the phase by 90 degrees compared to the selection of the drive terminal of the first switch circuit 210.

より具体的には、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図8、図9、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図11、図12、図13、図10、図11、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。なお、この場合、第2スイッチ回路212は、図11および図13の接続において、正の測定端子を端子22に、負の測定端子を端子24に接続する。   More specifically, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of the connections shown in FIGS. 6, 7, 8, 9, 6,. The circuit 212 may switch the connection of the second Hall element 20 in the order of the connections shown in FIGS. 11, 12, 13, 10, 11,. In this case, the second switch circuit 212 connects the positive measurement terminal to the terminal 22 and the negative measurement terminal to the terminal 24 in the connections of FIGS. 11 and 13.

また、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択と比較して180度位相をずらして、第2ホール素子20の駆動端子を選択して切り換えてもよい。より具体的には、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図8、図9、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図12、図13、図10、図11、図12、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。なお、この場合、第2スイッチ回路212は、図10から図13の接続の全てにおいて、正の測定端子と負の測定端子の接続を反転させる。   Further, the second switch circuit 212 may select and switch the drive terminal of the second Hall element 20 by shifting the phase by 180 degrees compared with the selection of the drive terminal of the first switch circuit 210. More specifically, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of the connections shown in FIGS. 6, 7, 8, 9, 6,. The circuit 212 may switch the connection of the second Hall element 20 in the order of the connections shown in FIGS. 12, 13, 10, 11, 12,. In this case, the second switch circuit 212 inverts the connection between the positive measurement terminal and the negative measurement terminal in all the connections shown in FIGS.

また、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択と比較して270度位相をずらして、第2ホール素子20の駆動端子を選択して切り換えてよい。より具体的には、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図8、図9、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図13、図10、図11、図12、図13、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。なお、この場合、第2スイッチ回路212は、図10および図12の接続において、正の測定端子を端子28に、負の測定端子を端子26に接続する。   Further, the second switch circuit 212 may select and switch the drive terminal of the second Hall element 20 by shifting the phase by 270 degrees compared to the selection of the drive terminal of the first switch circuit 210. More specifically, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of the connections shown in FIGS. 6, 7, 8, 9, 6,. The circuit 212 may switch the connection of the second Hall element 20 in the order of the connections shown in FIGS. 13, 10, 11, 12, 13,. In this case, the second switch circuit 212 connects the positive measurement terminal to the terminal 28 and the negative measurement terminal to the terminal 26 in the connections of FIGS. 10 and 12.

これに代えて、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子のうち、第1平面において、第1ホール素子10を中心として8の字に駆動端子を選択して切り換えてもよい。この場合、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択の順序と同一の順序で(即ち、8の字に)、第2ホール素子20の駆動端子を切り換える。   Instead of this, the first switch circuit 210 selects and switches the drive terminal to the figure of 8 around the first Hall element 10 in the first plane among the plurality of terminals of the first Hall element 10. Also good. In this case, the second switch circuit 212 switches the drive terminal of the second Hall element 20 in the same order as the order of selection of the drive terminal of the first switch circuit 210 (that is, to the figure 8).

より具体的には、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図9、図8、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図10、図11、図13、図12、図10、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。なお、この場合、第1スイッチ回路210は、図8および図9の接続において、第2スイッチ回路212は、図12および図13の接続において、正の測定端子と負の測定端子の接続を逆にする。   More specifically, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of connections shown in FIGS. 6, 7, 9, 8, 8,. The circuit 212 may switch the connection of the second Hall element 20 in the order of connections shown in FIGS. 10, 11, 13, 12, 10,. In this case, the first switch circuit 210 reverses the connection between the positive measurement terminal and the negative measurement terminal in the connection shown in FIGS. 8 and 9, and the second switch circuit 212 reverses the connection between the positive measurement terminal and the negative measurement terminal. To.

検出装置200がこのように第1ホール素子10および第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の、信号波形の例を図15に示す。図15は、本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、8の字に選択して切り換えた場合の信号波形の一例を示す。図15の横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。なお、図15において、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる場合、およびφ3からφ4に切り換わる場合の信号波形の変化は、図14で説明した変化と同様に説明できるのでここでは説明を省略する。ただし、φ3からφ4に切り換わる場合のスパイク信号の極性は、図14と逆となる。   FIG. 15 shows an example of a signal waveform when the detection device 200 switches the connection between the first Hall element 10 and the second Hall element 20 in this way. FIG. 15 shows an example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is selected and switched to the figure 8. The horizontal axis in FIG. 15 indicates time, and the vertical axis indicates signal intensity. In FIG. 15, the change of the signal waveform when the clock phase is switched from φ1 to φ2 and when the clock phase is switched from φ3 to φ4 can be explained in the same way as the change explained in FIG. . However, the polarity of the spike signal when switching from φ3 to φ4 is opposite to that in FIG.

図15の第1ホール素子の波形は、クロック位相がφ2からφ3に切り換わると共に、第1スイッチ回路210が、図7の接続から図9の接続へと第1ホール素子10の接続を切り換えた例を示す。なお、第1スイッチ回路210は、図9における正の測定端子と負の測定端子の接続を逆に接続する。この場合、端子14は、プラス側のホール起電力信号+Vsigの接続からマイナス側のホール起電力信号−Vsigに切り換わるので、過渡的には、+Vsigから−Vsigへと減少する減衰カーブを描く。 In the waveform of the first Hall element in FIG. 15, the clock phase is switched from φ2 to φ3, and the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 from the connection in FIG. 7 to the connection in FIG. An example is shown. The first switch circuit 210 reversely connects the positive measurement terminal and the negative measurement terminal in FIG. In this case, since the terminal 14 is switched from the connection of the positive Hall electromotive force signal + V sig to the negative Hall electromotive force signal −V sig , the attenuation decreases transiently from + V sig to −V sig . Draw a curve.

また、端子12は、マイナス側のホール起電力信号−Vsigの接続からプラス側のホール起電力信号+Vsigに切り換わるので、過渡的には、−Vsigから+Vsigへと増加する増加カーブを描く。したがって、端子14をプラス側とした端子14および端子12の差動信号は、2Vsigから−2Vsigへと過渡的に減少する減衰曲線を示し、その後、−2Vsigの一定値を保つ。このような減衰曲線は、コモンバイアスからの変動ではないので、例えば、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる場合の減衰曲線よりも大きな変動にはならない。したがって、クロック位相がφ2からφ3に切り換わる場合、スパイク信号は発生するが、当該スパイク信号は、クロック位相がφ1からφ2に切り換わる場合のスパイク信号よりもピーク値が極めて小さくなる。また、このスパイク信号は磁場が入力されていない時は発生しないため、オフセットに寄与しない。 Further, since the terminal 12 switches from the connection of the negative-side Hall electromotive force signal −V sig to the positive-side Hall electromotive force signal + V sig , an increasing curve that transiently increases from −V sig to + V sig Draw. Therefore, the differential signal of the terminal 14 and the terminal 12 with the terminal 14 as the positive side shows an attenuation curve that decreases transiently from 2V sig to -2V sig , and then maintains a constant value of -2V sig . Since such an attenuation curve is not a variation from the common bias, for example, it does not vary more than the attenuation curve when the clock phase is switched from φ1 to φ2. Therefore, when the clock phase is switched from φ2 to φ3, a spike signal is generated, but the spike signal has a peak value much smaller than the spike signal when the clock phase is switched from φ1 to φ2. Further, this spike signal does not occur when no magnetic field is input, and therefore does not contribute to offset.

このようなスパイク信号の発生は、クロック位相がφ4からφ1に切り換わる場合の第1ホール素子10の信号波形も同様に説明できるのでここでは説明を省略する。また、クロック位相がφ2からφ3に切り換わる場合、およびφ4からφ1に切り換わる場合の第2ホール素子20の信号波形も同様に説明できるのでここでは説明を省略する。   The generation of such a spike signal can be described in the same way for the signal waveform of the first Hall element 10 when the clock phase is switched from φ4 to φ1, and the description thereof is omitted here. Further, since the signal waveform of the second Hall element 20 when the clock phase is switched from φ2 to φ3 and when the clock phase is switched from φ4 to φ1 can be described in the same manner, the description is omitted here.

このように、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212が、駆動端子の選択を8の字に切り換える場合も、第2ホール素子20の出力信号の波形は、第1ホール素子10の出力信号の波形と比較して、変調信号の変調の向きを一致させ、スパイク信号の発生する正負の向きを反転させることができる。したがって、第1加算部230および第2加算部232による加算により、変調信号の振幅値が2倍になり、反転したスパイク信号をキャンセルすることができる。   Thus, even when the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 switch the selection of the drive terminal to the figure 8, the waveform of the output signal of the second Hall element 20 is the output signal of the first Hall element 10. Compared with the waveform, the modulation direction of the modulation signal can be made to coincide, and the positive and negative directions of the spike signal can be reversed. Therefore, the amplitude value of the modulation signal is doubled by the addition by the first addition unit 230 and the second addition unit 232, and the inverted spike signal can be canceled.

また、ホール起電力信号は変調され、オフセット信号はDC成分となるので、周波数領域で分離することができる。なお、第1切換部250による復調の動作は、図14で説明した動作と略同一なのでここでは省略する。以上のように、駆動端子の選択を8の字に切り換える場合も、ホール素子のオフセットを低減させると共に、過渡的なスパイク信号を低減することができる。なお、プロセスの製造ばらつきによって第1ホール素子10、第2ホール素子20の浮遊容量がずれ、第1ホール素子10、第2ホール素子20のどちらかのスパイク信号の強度がより大きく、スパイク信号をキャンセルできない場合がある。このような場合であっても、駆動端子の選択を8の字に切り換えることにより、復調後の残留したスパイク信号は、復調クロックの位相切り換え毎に、ホール起電力信号を基準として極性が反転しながら発生するため、平均的に誤差が極めて低減されたものにすることができる。   Further, since the Hall electromotive force signal is modulated and the offset signal becomes a DC component, it can be separated in the frequency domain. Note that the demodulation operation by the first switching unit 250 is substantially the same as the operation described in FIG. As described above, even when the drive terminal selection is switched to the figure 8, the offset of the Hall element can be reduced and the transient spike signal can be reduced. Note that stray capacitances of the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are shifted due to manufacturing variations in the process, the intensity of the spike signal of either the first Hall element 10 or the second Hall element 20 is larger, and the spike signal is Cancellation may not be possible. Even in such a case, the polarity of the remaining spike signal after demodulation is reversed with reference to the Hall electromotive force signal every time the phase of the demodulation clock is switched by switching the drive terminal selection to the figure of 8. Therefore, the error can be extremely reduced on average.

これに代えて、第1スイッチ回路210は、第1ホール素子10が有する複数の端子を、駆動端子、電流出力端子、正の測定端子、および負の測定端子の予め定められた2つの組み合わせのいずれかに切り換えてもよい。この場合、第2スイッチ回路212は、第1スイッチ回路210の駆動端子の選択の順序と同一の順序で(即ち、予め定められた2つの組み合わせのいずれかに)、第2ホール素子20の駆動端子を切り換える。   Instead of this, the first switch circuit 210 has a plurality of terminals of the first Hall element 10 having two predetermined combinations of a drive terminal, a current output terminal, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal. You may switch to either. In this case, the second switch circuit 212 drives the second Hall element 20 in the same order as the selection order of the drive terminals of the first switch circuit 210 (that is, in one of two predetermined combinations). Switch the terminal.

より具体的には、第1スイッチ回路210は、図6、図7、図6、図7、図6、・・・に示す接続の順に、第1ホール素子10の接続を切り換え、第2スイッチ回路212は、図12、図13、図12、図13、図12、・・・に示す接続の順に、第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。即ち、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212は、クロック位相がφ1、φ2、φ1、φ2、・・・と切り換わるように、第1ホール素子10および第2ホール素子20の接続を切り換えてよい。なお、この場合、第2スイッチ回路212は、図12および図13の接続において、正の測定端子と負の測定端子の接続を逆にする。   More specifically, the first switch circuit 210 switches the connection of the first Hall element 10 in the order of connections shown in FIGS. 6, 7, 6, 7, 6,... The circuit 212 may switch the connection of the second Hall element 20 in the order of the connections shown in FIGS. 12, 13, 12, 13, 12,. That is, the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 switch the connection between the first Hall element 10 and the second Hall element 20 so that the clock phases are switched to φ1, φ2, φ1, φ2,. It's okay. In this case, the second switch circuit 212 reverses the connection between the positive measurement terminal and the negative measurement terminal in the connection shown in FIGS.

検出装置200がこのように第1ホール素子10および第2ホール素子20の接続を切り換えた場合の、信号波形の例を図16に示す。図16は、本実施形態に係るホール素子の駆動端子を、予め定められた2つの接続の間を切り換える場合の信号波形の一例を示す。図16の横軸は時間を示し、縦軸は信号強度を示す。なお、図16において、クロック位相が切り換わる場合の信号波形の変化は、図14で説明した変化と同様に説明できるのでここでは説明を省略する。   FIG. 16 shows an example of a signal waveform when the detection apparatus 200 switches the connection between the first Hall element 10 and the second Hall element 20 in this way. FIG. 16 shows an example of a signal waveform when the drive terminal of the Hall element according to the present embodiment is switched between two predetermined connections. The horizontal axis in FIG. 16 indicates time, and the vertical axis indicates signal intensity. In FIG. 16, the change in the signal waveform when the clock phase is switched can be described in the same manner as the change described in FIG.

図16より、第1スイッチ回路210および第2スイッチ回路212が、駆動端子の選択を予め定められた2つの接続の間を切り換える場合も、第2ホール素子20の出力信号の波形は、第1ホール素子10の出力信号の波形と比較して、変調信号の変調の向きを一致させ、スパイク信号の発生する正負の向きを反転させることができる。したがって、第1加算部230および第2加算部232による加算により、変調信号の振幅値が2倍になり、反転したスパイク信号をキャンセルすることができる。また、ホール起電力信号は変調され、オフセット信号はDC成分となるので、周波数領域で分離することができる。なお、プロセスの製造ばらつきによって第1ホール素子10、第2ホール素子20の浮遊容量がずれ、第1ホール素子10、第2ホール素子20のどちらかのスパイク信号の強度がより大きく、スパイク信号をキャンセルできない場合がある。このような場合であっても、駆動端子の選択を予め定められた2つの接続の間を切り換えることにより、復調後の残留したスパイク信号は、復調クロックの位相切り換え毎に、ホール起電力信号を基準として極性が反転しながら発生するため、平均的に誤差が極めて低減されたものにすることができる。   From FIG. 16, even when the first switch circuit 210 and the second switch circuit 212 switch the drive terminal selection between two predetermined connections, the waveform of the output signal of the second Hall element 20 is the first Compared to the waveform of the output signal of the Hall element 10, the modulation direction of the modulation signal can be matched, and the positive and negative directions generated by the spike signal can be reversed. Therefore, the amplitude value of the modulation signal is doubled by the addition by the first addition unit 230 and the second addition unit 232, and the inverted spike signal can be canceled. Further, since the Hall electromotive force signal is modulated and the offset signal becomes a DC component, it can be separated in the frequency domain. Note that stray capacitances of the first Hall element 10 and the second Hall element 20 are shifted due to manufacturing variations in the process, the intensity of the spike signal of either the first Hall element 10 or the second Hall element 20 is larger, and the spike signal is Cancellation may not be possible. Even in such a case, by switching the drive terminal between two predetermined connections, the spike signal remaining after demodulation is converted to the Hall electromotive force signal every time the phase of the demodulation clock is switched. Since the polarity is generated while reversing the polarity as a reference, the error can be extremely reduced on average.

以上の本実施形態に係る検出装置200は、2つのホール素子を用いて、ホール素子のオフセットをキャンセルすると共に、過渡的なスパイク信号を低減させる例を説明した。これに代えて、検出装置200は、3以上のホール素子を用いてもよい。   The detection apparatus 200 according to the present embodiment has been described with respect to the example in which the offset of the Hall element is canceled and the transient spike signal is reduced by using two Hall elements. Instead of this, the detection device 200 may use three or more Hall elements.

例えば、基板110に不純物をドープする等の処理でホール素子を形成する場合、ホール素子内部で不純物濃度が一定にならず、不純物濃度の濃淡が一定の方向に傾く濃度勾配が生じる場合がある。このような場合、同一の磁場を入力させても、ホール素子の駆動端子の位置によってオフセットの信号強度が変動してしまうことがある。   For example, when a Hall element is formed by a process such as doping an impurity into the substrate 110, the impurity concentration may not be constant inside the Hall element, and a concentration gradient in which the concentration of the impurity concentration is inclined in a certain direction may occur. In such a case, even if the same magnetic field is input, the signal strength of the offset may vary depending on the position of the drive terminal of the Hall element.

そこで、検出装置200は、3以上のホール素子を用いることで、それぞれのホール素子の駆動端子の位置を異ならせて、濃度勾配によるオフセットの変動を平均化させて、当該オフセットの信号成分を低減できる。このような検出装置200の例を、図17および図18を用いて説明する。   Therefore, the detection apparatus 200 uses three or more Hall elements to vary the position of the drive terminal of each Hall element, average the fluctuation of the offset due to the concentration gradient, and reduce the signal component of the offset. it can. An example of such a detection apparatus 200 will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

図17は、本実施形態に係るホール素子を4つ用いた場合の磁気センサ100の上面の構成例を示す。図17は、図2に示す第1の磁気センサ100の変形例であり、図2に示された本実施形態に係る磁気センサ100の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例の磁気センサ100は、第3ホール素子30と、第4ホール素子40とを更に備える。図17は、矢印112の方向に、濃度勾配が発生している例を説明する。   FIG. 17 shows a configuration example of the upper surface of the magnetic sensor 100 when four Hall elements according to this embodiment are used. FIG. 17 is a modified example of the first magnetic sensor 100 shown in FIG. 2, and the same reference numerals are given to substantially the same operations as those of the magnetic sensor 100 according to the present embodiment shown in FIG. Is omitted. The magnetic sensor 100 of this modification further includes a third Hall element 30 and a fourth Hall element 40. FIG. 17 illustrates an example in which a concentration gradient is generated in the direction of the arrow 112.

第3ホール素子30は、検出対象の磁場が第1ホール素子10と同じ向きに印加され、第1ホール素子10の複数の端子とそれぞれ同一方向に延伸する複数の端子を有する。第3ホール素子30は、端子32と、端子34と、端子36と、端子38とを有し、第1ホール素子10と略同一形状に形成される。第3ホール素子30は、一例として、XY平面において第1ホール素子10とX軸と平行な方向に並んで形成される。第3ホール素子30は、磁気収束板120により、第1ホール素子10と略同一の磁場が入力される。第3ホール素子30は、例えば、+Y方向の磁場が磁気センサ100に入力した場合、+Z方向の磁場が入力する。   The third Hall element 30 has a plurality of terminals to which a magnetic field to be detected is applied in the same direction as the first Hall element 10 and extends in the same direction as the plurality of terminals of the first Hall element 10. The third Hall element 30 includes a terminal 32, a terminal 34, a terminal 36, and a terminal 38, and is formed in substantially the same shape as the first Hall element 10. As an example, the third Hall element 30 is formed side by side in the direction parallel to the first Hall element 10 and the X axis in the XY plane. The third Hall element 30 receives a magnetic field substantially the same as that of the first Hall element 10 by the magnetic converging plate 120. For example, when a magnetic field in the + Y direction is input to the magnetic sensor 100, the magnetic field in the + Z direction is input to the third Hall element 30.

第4ホール素子40は、検出対象の磁場が第2ホール素子20と同じ向きに印加され、第2ホール素子20の複数の端子とそれぞれ同一方向に延伸する複数の端子を有する。第4ホール素子40は、端子42と、端子44と、端子46と、端子48とを有し、第2ホール素子20と略同一形状に形成される。第4ホール素子40は、一例として、XY平面において第2ホール素子20とX軸と平行な方向に並んで形成される。第4ホール素子40は、磁気収束板122により、第2ホール素子20と略同一の磁場が入力される。第4ホール素子40は、例えば、+Y方向の磁場が磁気センサ100に入力した場合、−Z方向の磁場が入力する。   The fourth Hall element 40 has a plurality of terminals to which a magnetic field to be detected is applied in the same direction as the second Hall element 20 and extends in the same direction as the plurality of terminals of the second Hall element 20. The fourth Hall element 40 includes a terminal 42, a terminal 44, a terminal 46, and a terminal 48, and is formed in substantially the same shape as the second Hall element 20. As an example, the fourth Hall element 40 is formed side by side in the direction parallel to the second Hall element 20 and the X axis in the XY plane. The fourth Hall element 40 receives a magnetic field substantially the same as that of the second Hall element 20 through the magnetic flux concentrating plate 122. For example, when a magnetic field in the + Y direction is input to the magnetic sensor 100, the fourth Hall element 40 receives a magnetic field in the -Z direction.

なお、第1ホール素子10、第2ホール素子20、第3ホール素子30、および第4ホール素子40は、中心から異なる4つ方向に延伸する4つの端子を有する十字形状を有してよい。また、当該4つの端子の延伸方向は、X軸およびY軸となす角がそれぞれ略45度および略135度となる4つの方向でよい。   The first Hall element 10, the second Hall element 20, the third Hall element 30, and the fourth Hall element 40 may have a cross shape having four terminals extending in four different directions from the center. Further, the extending directions of the four terminals may be four directions in which angles formed with the X axis and the Y axis are approximately 45 degrees and approximately 135 degrees, respectively.

本実施形態に係る検出装置200は、このような磁気センサ100に対して、互いに異なる方向を向く端子を第1ホール素子10、第2ホール素子20、第3ホール素子30、および第4ホール素子40の駆動端子とするように切り換える。例えば、検出装置200は、クロック信号のクロック位相φ1において、第1ホール素子10の端子12、第2ホール素子20の端子24、第3ホール素子30の端子32、および第4ホール素子40の端子44を、駆動端子としてよい。そして、検出装置200は、クロック信号に応じて、それぞれのホール素子の駆動端子を、時計回りまたは反時計回りに切り換えてよい。これに代えて、検出装置200は、クロック信号に応じて、それぞれのホール素子の駆動端子を、8の字に切り換えてもよい。   In the detection apparatus 200 according to the present embodiment, the first Hall element 10, the second Hall element 20, the third Hall element 30, and the fourth Hall element are terminals that face different directions with respect to the magnetic sensor 100. Switch to 40 drive terminals. For example, the detection apparatus 200 includes the terminal 12 of the first Hall element 10, the terminal 24 of the second Hall element 20, the terminal 32 of the third Hall element 30, and the terminal of the fourth Hall element 40 in the clock phase φ1 of the clock signal. 44 may be a drive terminal. And the detection apparatus 200 may switch the drive terminal of each Hall element clockwise or counterclockwise according to the clock signal. Instead of this, the detection device 200 may switch the drive terminal of each Hall element to the figure 8 in accordance with the clock signal.

図18は、本実施形態に係るホール素子を4つ用いた場合の、検出装置200の構成例を示す。図18は、図5に示す検出装置200の変形例であり、図5に示された本実施形態に係る検出装置200の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。本変形例の検出装置200は、第3スイッチ回路214と、第4スイッチ回路216と、第3増幅部224と、第4増幅部226とを更に備える。   FIG. 18 shows a configuration example of the detection apparatus 200 when four Hall elements according to this embodiment are used. FIG. 18 is a modification of the detection apparatus 200 shown in FIG. 5, and the same reference numerals are given to the substantially same operations as those of the detection apparatus 200 according to the present embodiment shown in FIG. . The detection apparatus 200 according to the present modification further includes a third switch circuit 214, a fourth switch circuit 216, a third amplifying unit 224, and a fourth amplifying unit 226.

第3スイッチ回路214は、第3ホール素子30が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える。第3増幅部224は、第3ホール素子30の出力信号を増幅する。第3増幅部224は、差動増幅回路でよい。また、第3増幅部224は、電圧を電流に変換するトランジスタ差動対でも良い。第3増幅部224は、例えば、第3スイッチ回路214の外部接続端子に接続され、第3ホール素子30の出力信号(例えば、Vhall3+、Vhall3−)を受けとって増幅し、増幅した信号を第1加算部230および第2加算部232に供給する。 The third switch circuit 214 switches between a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between a plurality of terminals of the third Hall element 30. The third amplifying unit 224 amplifies the output signal of the third hall element 30. The third amplifying unit 224 may be a differential amplifier circuit. The third amplifying unit 224 may be a transistor differential pair that converts a voltage into a current. The third amplifying unit 224 is connected to, for example, an external connection terminal of the third switch circuit 214, receives and amplifies the signal output from the third Hall element 30 (for example, V hall3 + , V hall3− ), and amplifies the amplified signal. This is supplied to the first addition unit 230 and the second addition unit 232.

第4スイッチ回路216は、第4ホール素子40が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える。第4増幅部226は、第4ホール素子40の出力信号を増幅する。第4増幅部226は、差動増幅回路でよい。また、第4増幅部226は、電圧を電流に変換するトランジスタ差動対でも良い。第4増幅部226は、例えば、第4スイッチ回路216の外部接続端子に接続され、第4ホール素子40の出力信号(例えば、Vhall4+、Vhall4−)を受けとって増幅し、増幅した信号を第1加算部230および第2加算部232に供給する。 The fourth switch circuit 216 switches between a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between a plurality of terminals of the fourth Hall element 40. The fourth amplification unit 226 amplifies the output signal of the fourth Hall element 40. The fourth amplifier 226 may be a differential amplifier circuit. The fourth amplifying unit 226 may be a transistor differential pair that converts a voltage into a current. For example, the fourth amplifying unit 226 is connected to the external connection terminal of the fourth switch circuit 216, receives and amplifies the output signal (for example, V hall4 + , V hall4− ) of the fourth Hall element 40, and amplifies the amplified signal. This is supplied to the first addition unit 230 and the second addition unit 232.

第1加算部230および第2加算部232は、第1増幅部220、第2増幅部222、第3増幅部224、第4増幅部226、および増幅部290からそれぞれ受けとる信号を加算して、増幅部240にそれぞれ供給する。なお、当該加算は電流加算でも良い。   First addition unit 230 and second addition unit 232 add the signals received from first amplification unit 220, second amplification unit 222, third amplification unit 224, fourth amplification unit 226, and amplification unit 290, respectively. Each is supplied to the amplifying unit 240. The addition may be current addition.

以上の検出装置200において、図17で説明したように、第1スイッチ回路210、第2スイッチ回路212、第3スイッチ回路214、および第4スイッチ回路216は、互いに異なる方向を向く端子を第1ホール素子10、第2ホール素子20、第3ホール素子30、および第4ホール素子40の駆動端子とするように切り換える。これにより、検出装置200は、濃度勾配によるオフセットの変動を平均化させて、当該オフセットの信号成分を低減することができる。また、検出装置200は、ホール素子のオフセットを低減させると共に、過渡的なスパイク信号を低減させることができる。   In the detection device 200 described above, as described with reference to FIG. 17, the first switch circuit 210, the second switch circuit 212, the third switch circuit 214, and the fourth switch circuit 216 have terminals that face different directions from each other. Switching is performed so that the drive terminals of the Hall element 10, the second Hall element 20, the third Hall element 30, and the fourth Hall element 40 are used. Thereby, the detection apparatus 200 can average the fluctuation of the offset due to the concentration gradient and reduce the signal component of the offset. Further, the detection device 200 can reduce the transient spike signal while reducing the offset of the Hall element.

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。   The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.

10 第1ホール素子、12、14、16、18 端子、20 第2ホール素子、22、24、26、28 端子、30 第3ホール素子、32、34、36、38 端子、40 第4ホール素子、42、44、46、48 端子、100 磁気センサ、110 基板、112 矢印、120 磁気収束板、122 磁気収束板、130 電流導体、200 検出装置、210 第1スイッチ回路、212 第2スイッチ回路、214 第3スイッチ回路、216 第4スイッチ回路、220 第1増幅部、222 第2増幅部、224 第3増幅部、226 第4増幅部、230 第1加算部、232 第2加算部、240 増幅部、250 第1切換部、260 クロック発生部、270 分圧部、280 第2切換部、290 増幅部 10 First Hall element, 12, 14, 16, 18 terminals, 20 Second Hall element, 22, 24, 26, 28 terminals, 30 Third Hall element, 32, 34, 36, 38 terminals, 40 Fourth Hall element 42, 44, 46, 48 terminals, 100 magnetic sensor, 110 substrate, 112 arrow, 120 magnetic convergence plate, 122 magnetic convergence plate, 130 current conductor, 200 detection device, 210 first switch circuit, 212 second switch circuit, 214 3rd switch circuit, 216 4th switch circuit, 220 1st amplification part, 222 2nd amplification part, 224 3rd amplification part, 226 4th amplification part, 230 1st addition part, 232 2nd addition part, 240 amplification Section, 250 first switching section, 260 clock generation section, 270 voltage dividing section, 280 second switching section, 290 amplification section

Claims (14)

磁場を検出する検出装置であって、
検出対象の磁場が互いに逆向きに印加される第1ホール素子および第2ホール素子と、
前記第1ホール素子が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第1スイッチ回路と、
前記第2ホール素子が有する複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第2スイッチ回路と、
前記第1ホール素子の前記正の測定端子および前記第2ホール素子の前記正の測定端子からそれぞれ出力される出力信号を加算し、前記第1ホール素子の前記負の測定端子および前記第2ホール素子の前記負の測定端子からそれぞれ出力される出力信号を加算する加算部と、
クロック信号を発生するクロック発生部と、
を備え、
前記第1スイッチ回路および前記第2スイッチ回路は、前記クロック信号に基づいて前記第1ホール素子および前記第2ホール素子からの信号をスピニングカレント法で変調し、
前記第2スイッチ回路は、
前記クロック信号の位相が切り替わるタイミングで前記第1スイッチ回路が前記第1ホール素子における前記正の測定端子に前記駆動電流を注入して当該正の測定端子を前記駆動端子に切り換えることに応じて、前記第2ホール素子における前記負の測定端子に前記駆動電流を注入して当該負の測定端子を前記駆動端子に切り換えること、および、
前記クロック信号の位相が切り替わるタイミングで前記第1スイッチ回路が前記第1ホール素子における前記負の測定端子に前記駆動電流を注入して当該負の測定端子を前記駆動端子に切り換えることに応じて、前記第2ホール素子における前記正の測定端子に前記駆動電流を注入して当該正の測定端子を前記駆動端子に切り換えること、
の一方を行い、
前記加算部は、前記第1ホール素子の前記正の測定端子および前記負の測定端子に接続される極性とは逆極性となるように、前記第2ホール素子の前記正の測定端子および前記負の測定端子に接続される検出装置。
A detection device for detecting a magnetic field,
A first Hall element and a second Hall element magnetic field to be detected is applied in the opposite direction to each other,
A first switch circuit for switching a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between a plurality of terminals of the first Hall element;
A second switch circuit for switching a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between a plurality of terminals of the second Hall element;
Output signals respectively output from the positive measurement terminal of the first Hall element and the positive measurement terminal of the second Hall element are added, and the negative measurement terminal and the second Hall of the first Hall element are added. An adder for adding output signals respectively output from the negative measurement terminals of the element;
A clock generator for generating a clock signal;
With
The first switch circuit and the second switch circuit modulate a signal from the first Hall element and the second Hall element based on the clock signal by a spinning current method,
The second switch circuit includes:
In response to the first switch circuit injecting the drive current into the positive measurement terminal of the first Hall element and switching the positive measurement terminal to the drive terminal at the timing when the phase of the clock signal is switched , Injecting the drive current into the negative measurement terminal in the second Hall element to switch the negative measurement terminal to the drive terminal; and
In response to the first switch circuit injecting the drive current into the negative measurement terminal of the first Hall element and switching the negative measurement terminal to the drive terminal at the timing when the phase of the clock signal is switched, Injecting the drive current into the positive measurement terminal of the second Hall element to switch the positive measurement terminal to the drive terminal;
Do one of the
The adding unit is configured so that the polarity of the positive measurement terminal of the second Hall element and the polarity of the negative measurement terminal are negative with respect to the polarity connected to the positive measurement terminal and the negative measurement terminal of the first Hall element. Detection device connected to the measurement terminal .
前記第2スイッチ回路は、The second switch circuit includes:
前記クロック信号の位相が切り替わるタイミングで前記第1スイッチ回路が前記第1ホール素子における前記正の測定端子と前記駆動端子とを相互に切り換えることに応じて、前記第2ホール素子における前記負の測定端子と前記駆動端子とを相互に切り換えること、および、The negative measurement in the second Hall element in response to the first switch circuit switching between the positive measurement terminal and the drive terminal in the first Hall element at the timing when the phase of the clock signal switches. Switching between the terminal and the drive terminal; and
前記クロック信号の位相が切り替わるタイミングで前記第1スイッチ回路が前記第1ホール素子における前記負の測定端子と前記駆動端子とを相互に切り換えることに応じて、前記第2ホール素子における前記正の測定端子と前記駆動端子とを相互に切り換えること、The positive measurement in the second Hall element in response to the first switch circuit switching between the negative measurement terminal and the drive terminal in the first Hall element at the timing when the phase of the clock signal is switched. Switching between the terminal and the drive terminal;
の一方を行う請求項1に記載の検出装置。The detection device according to claim 1 which performs one of the following.
前記第1スイッチ回路は、前記第1ホール素子が有する前記複数の端子のうち、予め定められた順序で駆動端子を選択して切り換え、
前記第2スイッチ回路は、前記第1スイッチ回路が駆動端子を選択する順序と同じ順序で、前記第2ホール素子が有する前記複数の端子のうち駆動端子を選択して切り換える請求項1または2に記載の検出装置。
The first switch circuit selects and switches drive terminals in a predetermined order among the plurality of terminals of the first Hall element,
The second switch circuit is in the same order in which the first switch circuit selects a drive terminal, to claim 1 or 2 switches select the driving terminals of the plurality of terminals, wherein the second Hall element has The detection device described.
前記第2スイッチ回路は、前記第1スイッチ回路の駆動端子の選択とは位相をずらして、前記第2ホール素子の駆動端子を選択して切り換える請求項に記載の検出装置。 The detection device according to claim 3 , wherein the second switch circuit selects and switches the drive terminal of the second Hall element with a phase shifted from the selection of the drive terminal of the first switch circuit. 前記第1ホール素子が有する前記複数の端子は、第1平面上において前記第1ホール素子から相異なる複数の方向にそれぞれ延伸し、
前記第2ホール素子が有する前記複数の端子は、前記第1平面上において前記第1ホール素子が有する前記複数の端子と同一方向に延伸する請求項1から4のいずれか一項に記載の検出装置。
The plurality of terminals included in the first Hall element extend in different directions from the first Hall element on the first plane,
5. The detection according to claim 1, wherein the plurality of terminals included in the second Hall element extend in the same direction as the plurality of terminals included in the first Hall element on the first plane. apparatus.
前記第1スイッチ回路は、前記第1ホール素子が有する前記複数の端子を、
前記第1ホール素子の第1方向に駆動電流を流す前記駆動端子および電流出力端子と、前記第1方向とは異なる第2方向から前記第1ホール素子の測定電圧を出力させる前記正の測定端子および前記負の測定端子の組み合わせと、
前記第1ホール素子の第2方向に駆動電流を流す前記駆動端子および前記電流出力端子と、前記第1方向から前記第1ホール素子の測定電圧を出力させる前記正の測定端子および前記負の測定端子との組み合わせと、
のいずれかに切り換える請求項5に記載の検出装置。
The first switch circuit includes the plurality of terminals included in the first Hall element.
The drive terminal and the current output terminal for passing a drive current in the first direction of the first Hall element, and the positive measurement terminal for outputting the measurement voltage of the first Hall element from a second direction different from the first direction And a combination of the negative measurement terminals,
The drive terminal and the current output terminal for passing a drive current in the second direction of the first Hall element, the positive measurement terminal and the negative measurement for outputting the measurement voltage of the first Hall element from the first direction In combination with terminals,
The detection device according to claim 5, wherein the detection device is switched to any one of the above.
前記第1スイッチ回路は、前記第1ホール素子が有する前記複数の端子のうち、前記第1平面において、前記第1ホール素子を中心とした予め定められた回転方向に前記駆動端子を選択して切り換える請求項5または6に記載の検出装置。   The first switch circuit selects the drive terminal in a predetermined rotation direction centered on the first Hall element in the first plane among the plurality of terminals of the first Hall element. The detection device according to claim 5 or 6 to be switched. 前記第1スイッチ回路は、前記第1ホール素子が有する前記複数の端子のうち、前記第1平面において、前記第1ホール素子を中心として8の字に前記駆動端子を選択して切り換える請求項6に記載の検出装置。   7. The first switch circuit selects and switches the drive terminal to a figure of 8 around the first Hall element in the first plane among the plurality of terminals of the first Hall element. The detection device according to 1. 前記第1スイッチ回路は、前記第1ホール素子が有する前記複数の端子を、前記駆動端子、前記電流出力端子、前記正の測定端子、および前記負の測定端子の予め定められた2つの組み合わせのいずれかに切り換える請求項6に記載の検出装置。   The first switch circuit includes a plurality of terminals included in the first Hall element, the combination of two predetermined combinations of the drive terminal, the current output terminal, the positive measurement terminal, and the negative measurement terminal. The detection device according to claim 6, wherein the detection device is switched to any one. 検出対象の磁場が前記第1ホール素子と同じ向きに印加され、前記第1ホール素子の複数の端子とそれぞれ同一方向に延伸する複数の端子を有する第3ホール素子と、
検出対象の磁場が前記第2ホール素子と同じ向きに印加され、前記第2ホール素子の複数の端子とそれぞれ同一方向に延伸する複数の端子を有する第4ホール素子と、
前記第3ホール素子が有する前記複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第3スイッチ回路と、
前記第4ホール素子が有する前記複数の端子間において、駆動電流を注入する駆動端子、正の測定端子、および負の測定端子を切り換える第4スイッチ回路と、
を備え、
前記第1スイッチ回路、前記第2スイッチ回路、前記第3スイッチ回路、および前記第4スイッチ回路は、互いに異なる方向を向く端子を前記第1ホール素子、前記第2ホール素子、前記第3ホール素子、および前記第4ホール素子の駆動端子とするように切り換える請求項1から9のいずれか一項に記載の検出装置。
A third Hall element having a plurality of terminals each having a magnetic field to be detected applied in the same direction as the first Hall element and extending in the same direction as the plurality of terminals of the first Hall element;
A fourth Hall element having a plurality of terminals each having a magnetic field to be detected applied in the same direction as the second Hall element and extending in the same direction as the plurality of terminals of the second Hall element;
A third switch circuit for switching a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between the plurality of terminals of the third Hall element;
A fourth switch circuit for switching a drive terminal for injecting a drive current, a positive measurement terminal, and a negative measurement terminal between the plurality of terminals of the fourth Hall element;
With
In the first switch circuit, the second switch circuit, the third switch circuit, and the fourth switch circuit, terminals that face different directions are connected to the first Hall element, the second Hall element, and the third Hall element, respectively. And the detection device according to claim 1, wherein the detection device is switched so as to be a drive terminal of the fourth Hall element.
前記検出対象の磁場の向きを変更して収束させる磁気収束板を更に備える請求項1から10のいずれか一項に記載の検出装置。   The detection apparatus according to any one of claims 1 to 10, further comprising a magnetic converging plate that converges by changing a direction of a magnetic field to be detected. 前記第1ホール素子および前記第2ホール素子からの出力信号をそれぞれ増幅する増幅部を更に備える請求項1から11のいずれか一項に記載の検出装置。   The detection device according to any one of claims 1 to 11, further comprising an amplifying unit that amplifies output signals from the first Hall element and the second Hall element, respectively. 電流導体に配置させた請求項1から12のいずれか一項に記載の検出装置であって、
前記電流導体は、前記第1ホール素子および前記第2ホール素子の間の点の上方または下方において、前記第1ホール素子および前記第2ホール素子を含む平面と平行に延伸する検出装置。
The detection device according to any one of claims 1 to 12, wherein the detection device is disposed on a current conductor,
The detection device in which the current conductor extends parallel to a plane including the first Hall element and the second Hall element above or below a point between the first Hall element and the second Hall element.
請求項1から12のいずれか一項に記載の検出装置と、
予め定められた向きに延伸する電流導体と、
を備え、
前記電流導体は、前記第1ホール素子および前記第2ホール素子の間の点の上方または下方において、前記第1ホール素子および前記第2ホール素子を含む平面と平行に延伸する電流センサ。
The detection device according to any one of claims 1 to 12,
A current conductor extending in a predetermined direction;
With
The current conductor extends in parallel with a plane including the first Hall element and the second Hall element above or below a point between the first Hall element and the second Hall element.
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