JP2011038919A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響を抑えながら、回路規模が小さく、低消費電流による駆動を実現する。
【解決手段】位置検出装置は、２個の磁気センサ１１ａ，１１ｂが互いに離間されて配置される少なくとも１つの磁気センサ対と、磁気センサ対に対して移動自在又は傾斜自在に配設される磁石１０と、各磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧を電流に変換するＶ／Ｉ変換回路１２と、Ｖ／Ｉ変換回路１２が変換した各電流Ｉ１，Ｉ２を基に、差電流（Ｉ１−Ｉ２）を生成する減算回路１３と、Ｖ／Ｉ変換回路１２が変換した各電流Ｉ１，Ｉ２を基に、和電流（Ｉ１＋Ｉ２）を生成する加算回路１４と、差電流（Ｉ１−Ｉ２）を和電流（Ｉ１＋Ｉ２）で除算する電流除算回路１５と、電流除算回路１５が除算して得た値を位置信号Ｖｏとして出力する出力回路１６と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体の移動又は傾斜を検出する位置検出装置に関し、さらにはこの位置検出装置を用いて、パーソナルコンピュータや携帯電話等の入力手段として使用される位置検出装置に関する。より詳細には、磁石の移動又は傾斜による周囲の磁界変化を検出することにより、座標検知を行う磁気検出方式の位置検出装置に関する。

座標検知を行う位置検出装置としては、各種の方式が存在する。
小型化、低コスト、低消費電流化などの要請がある場合には、各種方式のうち、磁石と磁気センサとを用いた磁気検出方式の位置検出装置を用いることが好適である。
ただし、磁石及び磁気センサは、温度による特性変化が大きく、環境温度に影響を受けやすい。また、磁石及び磁気センサを用いた位置検出装置の位置精度は、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響を受けやすい。

このような影響を緩和する技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術が存在する。特許文献１に記載の技術によれば、２つの磁気センサの差出力電圧を和出力電圧で除算して出力信号とすることで、環境温度による影響を抑え、磁石および磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響も抑えることが可能である。
また、他にもこのような影響を緩和する技術としては、例えば、特許文献２に記載の技術が存在する。特許文献２に記載の技術によれば、２つの磁気センサの出力値の和を一定にするように磁気センサへの入力電流を制御しつつ、２つの磁気センサの出力値の差を出力信号とすることで、環境温度による影響を抑えることが可能である。

特開２００４−３４８１７３号公報 特許４０４９１２５号

ところで、特許文献１の位置検出装置では、２つの磁気センサの差出力電圧を和出力電圧で除算する必要がある。しかし、電圧を除算する方法が難しいという課題があった。
また、電圧を除算する方法としては、一般的には、デジタル除算演算方法がある。しかし、この方法を用いるためには、磁気センサの出力信号をＡ／Ｄ変換し、デジタル除算演算した後、Ｄ／Ａ変換する必要がある。そのため、電圧を除算することは可能になるが、Ａ／Ｄ変換回路、Ｄ／Ａ変換回路等が必要になるため、回路規模が大きくなるという課題が新たに発生する。

また、特許文献２の位置検出装置では、磁気センサの出力信号が小さくなると、和信号を一定に制御するために磁気センサに大きな電流を流さければならない。これにより、特許文献２の位置検出装置には、消費電流が大きくなってしまうという課題があった。
本発明の課題は、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響を抑えながら、回路規模が小さく、低消費電流による駆動を実現することにある。

前記課題を解決するために、本発明に係る請求項１に記載の位置検出装置は、２個の磁気センサが互いに離間されて配置される少なくとも１つの磁気センサ対と、前記磁気センサ対に対して移動自在又は傾斜自在に配設される磁石と、前記磁気センサ対の各磁気センサの差電流に基づいた値を、該各磁気センサの和電流で除算する演算回路と、前記演算回路が除算して得た値を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る請求項２に記載の位置検出装置は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記演算回路が、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記差電流を生成する電流減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記和電流を生成する電流加算回路と、前記電流減算回路が生成した差電流を前記電流加算回路が生成した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、前記出力手段が、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項３に記載の位置検出装置は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記演算回路が、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した差電流に、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した和電流を加算した電流を生成する電流加減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記和電流を生成する電流加算回路と、前記電流加減算回路が前記差電流に前記和電流を加算して生成した電流を、前記電流加算回路が生成した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、前記出力手段が、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項４に記載の位置検出装置は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記演算回路が、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した差電流を任意の整数ｎによりｎ倍した差電流であるｎ倍差電流に、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した和電流を任意の整数ｍによりｍ倍した和電流であるｍ倍和電流を加算した電流を生成する電流加減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に和電流を生成し、生成した和電流を任意の整数ｍによりｍ倍した和電流であるｍ倍和電流を生成する電流加算回路と、前記電流加減算回路が前記ｎ倍差電流に前記ｍ倍和電流を加算して生成した電流を、前記電流加算回路が生成したｍ倍和電流で除算する電流除算回路と、を備え、前記出力手段が、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項５に記載の位置検出装置は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記演算回路が、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を基に、差電圧を生成する電圧減算回路と、該磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を基に、和電圧を生成する電圧加算回路と、前記電圧減算回路及び電圧加算回路が生成した差電圧及び和電圧を差電流及び和電流にそれぞれ変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した差電流を前記電圧電流変換回路が変換した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、前記出力手段が、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする。

また、本発明に係る請求項６に記載の位置検出装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載の位置検出装置において、一の方向に２個の磁気センサが互いに離間されて配置される一の磁気センサ対と、前記一の方向に対して垂直な他の方向に２個の磁気センサが互いに離間されて配置される他の磁気センサ対と、を備え、前記一の磁気センサ対の２個の磁気センサの中間位置と、前記他の磁気センサ対の２個の磁気センサの中間位置とが一致しており、前記磁石が、前記一致する位置を通り前記一の方向及び前記他の方向それぞれに対して垂直な軸線上に配置されることを特徴とする。

また、本発明に係る請求項７に記載の位置検出装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載の位置検出装置において、前記電流除算回路が、前記除算により電流値を出力しており、前記出力手段が、前記電流除算回路が出力した除算して得た値である電流値を電圧値に変換して出力する電流電圧変換回路であることを特徴とする。
本発明において、出力手段が出力する値は、磁石又は位置検出装置の被検出対象の移動量又は傾斜度合いを示す位置信号となる。

本発明によれば、磁気センサ対の各磁気センサの差電流をその各磁気センサの和電流で除算することで、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができ、位置検出装置を低消費電流により駆動できる。
また、本発明によれば、各磁気センサの差電流をその各磁気センサの和電流で除算しているので、その除算演算に回路規模が小さい電流除算回路を用いることができ、位置検出装置を小型化できる。

第１の実施形態の位置検出装置を説明するための回路ブロックである。 検出部の概略の構成例を示す図である。 第１及び第２磁気センサに対する磁石のＸ軸方向の位置Ｘと、第１及び第２磁気センサの出力電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示す特性図である。 Ｖ／Ｉ変換回路の回路構成の一例を示す図である。 減算回路の回路構成の一例を示す図である。 加算回路の回路構成の一例を示す図である。 電流除算回路の回路構成の一例を示す図である。 電流除算回路及び出力回路の回路構成の一例を示す図である。 第４の実施形態の位置検出装置を説明するための回路ブロックである。 第５の実施形態の位置検出装置を説明するための回路ブロックである。 Ｘ軸及びＹ軸に対応する検出部の概略の構成例を示す図である。 第１及び第２磁気センサに対する磁石のＸ軸方向の位置Ｘと、第１及び第２磁気センサの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘとの関係を示す特性図である。 第３及び第４磁気センサに対する磁石のＹ軸方向の位置Ｙと、第３及び第４磁気センサの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙとの関係を示す特性図である。

（第１の実施形態）
（構成）
本実施形態は、本発明を適用した位置検出装置である。
位置検出装置は、磁石の移動又は傾斜による周囲の磁界変化を検出して、座標検知を行う磁気検出方式の位置検出装置である。
図１は、位置検出装置の概略構成を示す回路ブロックである。図１に示すように、位置検出装置は、検出部１１、Ｖ／Ｉ変換回路１２、減算回路１３、加算回路１４、電流除算回路１５、及び出力回路１６を有する。

図２は、検出部１１の概略の構成例を示す。図１にも示すように、検出部１１は、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂを有する。
第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂは、互いに離間されて配置された磁気センサ対を構成する。第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂは、例えば、ホール素子、半導体磁気抵抗素子、感磁性体磁気抵抗素子、又はＧＭＲ素子である。第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１１ｂとは、１軸上（Ｘ軸）に沿って配置されている。第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂには、所定の入力電圧を印加して電流を流す。

検出部１１では、第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１１ｂとの中間付近に、磁石１０が配置されている。具体的には、検出部１１では、第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１１ｂとのほぼ中間位置から、第１磁気センサ１１ａと第２磁気センサ１１ｂとを結ぶ線に対して垂直方向（Ｚ軸方向）のある位置に、磁石１０が配置されている。つまり、検出部１１では、磁石１０を通る軸（Ｚ軸）に沿うように磁気センサ１１ａ，１１ｂが配設されている。

磁石１０は、支持部材等により移動自在又は傾斜自在に配設されている。これにより、磁石１０は、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂに対して移動自在又は傾斜自在に配置されている。このような構成において、磁石１０が移動又は傾斜すると、磁石１０の磁界が変化する。この磁界の変化により、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧が変化する。例えば、図２に示すように、Ｘ軸方向である矢印ＡＲ１の方向に移動すると、Ｘ軸方向の磁界が変化する。

図３は、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂに対する磁石１０のＸ軸方向の位置Ｘと、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２との関係を示す。
図３に示すように、位置Ｘが第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂから遠いほど、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２は小さくなる。また、位置Ｘが第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂに近いほど、第１及び第２磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２は大きくなる。
検出部１１は、各磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ／Ｉ変換回路１２に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路１２は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を電流Ｉ１，Ｉ２に変換する。Ｖ／Ｉ変換回路１２は、電流Ｉ１，Ｉ２を減算回路１３及び加算回路１４に出力する。

例えば、Ｖ／Ｉ変換回路１２の回路構成例は、図４に示すようになる。
減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流（差電流）Ｉｏ１を生成する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流（和電流）Ｉｏ２を生成する。
Ｉｏ１＝Ｉ１−Ｉ２
Ｉｏ２＝Ｉ１＋Ｉ２
減算回路１３及び加算回路１４は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を電流除算回路１５に出力する。

例えば、減算回路１３の回路構成例は、図５に示すようになり、加算回路１４の回路構成例は、図６に示すようになる。
電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を基に、下記出力電流Ｉｏ３を生成する。
Ｉｏ３＝Ｉｏ１／Ｉｏ２
＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）
ここで、電流除算回路１５は、マイナス電流の演算ができない。そのため、電流除算回路１５では、下記式（Ｉ１−Ｉ２＞０）が成立する場合に除算演算が可能になる。
Ｉｏ１＝Ｉ１−Ｉ２＞０

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ３を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、電流電圧変換回路である。出力回路１６は、下記式のように、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３に基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏを出力する。
Ｖｏ＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ

例えば、電流除算回路１５の回路構成例は、図７に示すようになる。図７に示す回路構成は、トランスリニア原理を用いたものである。
この回路において、
Ｖ_ＢＥ・Ｑ１＋Ｖ_ＢＥ・Ｑ２＝Ｖ_ＢＥ・Ｑ３＋Ｖ_ＢＥ・Ｑ４
とすると、
Ｖ_ＢＥ∝ＸｌｏｇＩｃ
より、
Ｉｏ×Ｉｘ＝Ｉｙ×Ｉｚ
となる。この式を変形すると、
Ｉｚ＝Ｉｏ×Ｉｘ／Ｉｙ
となる。そして、ＩｘをＩｏ１とし、ＩｙをＩｏ２とし、ＩｚをＩｏ３とし、Ｉｏを基準電流Ｉｒｅｆとすることで、
Ｉｏ３＝Ｉｏ１／Ｉｏ２×Ｉｒｅｆ
＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ
となる。
このＩｏ３に任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換して、位置信号Ｖｏを得ることができる。

（動作、作用及び効果）
位置検出装置は、磁石１０が移動又は傾斜すると、検出部１１の磁気センサ１１ａ，１１ｂがその移動又は傾斜に応じた出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ／Ｉ変換回路１２に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路１２は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を電流Ｉ１，Ｉ２に変換して、減算回路１３及び加算回路１４に出力する。
減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流Ｉｏ１を電流除算回路１５に出力する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流Ｉｏ２を電流除算回路１５に出力する。

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を基に、除算演算して生成した出力電流Ｉｏ３を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３に基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏを出力する。
ここで、位置検出装置が、物体の移動又は傾斜を検出する位置検出装置に適用された場合、位置信号Ｖｏは、物体の位置、移動量又は傾斜度合いを示す情報となる。また、位置検出装置が、パーソナルコンピュータや携帯電話等の入力手段として使用される位置検出装置に適用された場合、位置信号Ｖｏは、入力手段の位置、移動量又は傾斜度合いを示す情報となる。

このような位置検出装置では、磁石１０及び磁気センサ１１ａ，１１ｂは、温度による特性変化が大きく、環境温度に影響を受けやすい。また、位置検出装置の位置精度は、磁石１０及び磁気センサ１１ａ，１１ｂの特性のバラツキや組立精度の影響を受けやすい。
これに対して、第１の実施形態の位置検出装置は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した差電流（Ｉ１−Ｉ２）を、同出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した和電流（Ｉ１＋Ｉ２）で除算演算して、位置信号Ｖｏを生成している。
このようにすることで、位置検出装置は、環境温度による影響を抑え、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができる。

また、位置検出装置は、環境温度による影響や磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響によって磁気センサの出力信号が小さくなる場合でも、除算演算をしない別の方法のように磁気センサへの入力電流を大きくすることもなく、位置信号Ｖｏを得ることができる。これにより、位置検出装置は、磁気センサの出力信号の大きさにかかわらず磁気センサへの入力電流を一定にして、位置信号Ｖｏを得ることができる。この結果、位置検出装置は、低消費電流による駆動が可能になる。

また、位置検出装置は、電流除算回路１５により除算演算している。ここで、電流除算回路１５は、回路規模の小さい回路である。よって、電流除算回路１５の回路規模が小さいため、位置検出装置は、小型化されたものとなる。
なお、この第１の実施形態では、Ｖ／Ｉ変換回路１２は電圧電流変換回路に対応する。減算回路１３は電流減算回路に対応する。加算回路１４は電流加算回路に対応する。電流除算回路１５は電流除算回路に対応する。出力回路１６は出力手段に対応する。

（第２の実施形態）
（構成）
第２の実施形態は、前記第１の実施形態と同様、位置検出装置である。
第２の実施形態の位置検出装置の構成は、前記図１に示した第１の実施形態の位置検出装置の構成と同一である。しかし、第２の実施形態では、減算回路１３の出力電流、加算回路１４の出力電流、及び電流除算回路１５の出力電流の演算内容が第１の実施形態のものと異なる。

以下の説明で、特に言及がない限りは、第２の実施形態の構成は、前記第１の実施形態の構成と同一である。
第２の実施形態では、減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流Ｉｏ１’を生成する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流Ｉｏ２’を生成する。
Ｉｏ１’＝（Ｉ１−Ｉ２）＋（Ｉ１＋Ｉ２）
Ｉｏ２’＝（Ｉ１＋Ｉ２）

減算回路１３及び加算回路１４は、出力電流Ｉｏ１’，Ｉｏ２’を電流除算回路１５に出力する。
電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１’，Ｉｏ２’を基に、下記出力電流Ｉｏ３’を生成する。
Ｉｏ３’＝Ｉｏ１’／Ｉｏ２’
＝（（Ｉ１−Ｉ２）＋（Ｉ１＋Ｉ２））／（Ｉ１＋Ｉ２）
＝１＋（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）
ここで、電流除算回路１５は、マイナス電流の演算ができない。そのため、電流除算回路１５では、下記式（２×Ｉ１＞０）が成立する場合に除算演算が可能になる。
Ｉｏ１’＝（Ｉ１−Ｉ２）＋（Ｉ１＋Ｉ２）
＝２×Ｉ１＞０

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ３’を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、下記式のように、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３’に基準電流Ｉｒｅｆを乗算し、その乗算値から基準電流Ｉｒｅｆを減算し、その減算値に任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏ’を出力する。
Ｖｏ’＝（（（（（Ｉ１−Ｉ２）＋（Ｉ１＋Ｉ２））／（Ｉ１＋Ｉ２））×Ｉｒｅｆ）−Ｉｒｅｆ）×Ｇａｉｎ
＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ

例えば、電流除算回路１５及び出力回路１６の回路構成例は、図８に示すようになる。図８に示すように、回路には、電流Ｉｏ１’（＝（Ｉ１−Ｉ２）＋（Ｉ１＋Ｉ２）），Ｉｏ２’（＝（Ｉ１＋Ｉ２））、基準電流Ｉｒｅｆ０，Ｉｒｅｆ１がそれぞれ入力されている。そして、電流Ｉｏ１’は、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタ電流Ｉ_Ｃ１となり、電流Ｉｏ２’は、ＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタ電流Ｉ_Ｃ２となり、基準電流Ｉｒｅｆ１は、ＮＰＮトランジスタＱ３のコレクタ電流Ｉ_Ｃ３となり、基準電流Ｉｒｅｆ０は、ＮＰＮトランジスタＱ４のコレクタ電流Ｉ_Ｃ４となる。

このような回路において、出力電圧（位置信号）Ｖｏ’は、
Ｖｏ’＝Ｉ_Ｃ４・Ｒ_ｏｕｔ
である。一方、
Ｉｃ_４＝α・Ｉ_Ｅ４
≒α・Ｉ_Ｓ・ｅ^{ｑ・ＶＢＥ４／（Ｋ・Ｔ）}
となる。ここで、Ｉｓは順方向活性領域のトランジスタの伝達特性を表す定数、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度、ｑは電子電荷である。

さらに、この式を変形すると、
Ｖ_ＢＥ４＝Ｋ・Ｔ／ｑ・ｌｎ（Ｉ_Ｃ４／（α・Ｉ_Ｓ））
となる。
また、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のベース電圧の関係は、
Ｖ_ＢＥ４＝Ｖ_ＢＥ１−Ｖ_ＢＥ２＋Ｖ_ＢＥ３
である。そして、それらベース−エミッタ間電圧は、コレクタ電流Ｉ_Ｃによって決まるため、
Ｖ_ＢＥ４＝Ｋ・Ｔ／ｑ・（ｌｎ（Ｉ_Ｃ１／（α・Ｉ_Ｓ））−ｌｎ（Ｉ_Ｃ２／（α・Ｉ_Ｓ））＋ｌｎ（Ｉ_Ｃ３／（α・Ｉ_Ｓ）））
＝Ｋ・Ｔ／ｑ・（ｌｎ（Ｉ_Ｃ１・Ｉ_Ｃ３）／（α・Ｉ_Ｓ・Ｉ_Ｃ２））
となる。

よって、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４のマッチングがとれていると、出力電圧は、
Ｖｏ’＝Ｉ_Ｃ４・Ｒ_ｏｕｔ＝（Ｉ_Ｃ１・Ｉ_Ｃ３／Ｉ_Ｃ２）・Ｒ_ｏｕｔ
となる。
そして、電流割算回路ではマイナス電流の割算ができないことから、出力電圧（位置信号）Ｖｏ’を以下のように導出する。さらに、このとき、Ｉｒｅｆ１＝Ｉｒｅｆ０とすると、
Ｖｏ’＝（Ｉｏ１’／Ｉｏ２’×Ｉｒｅｆ１−Ｉｒｅｆ０）×Ｒ_ｏｕｔ
＝（（Ｉｏ１／Ｉｏ２×Ｉｒｅｆ１）＋Ｉｒｅｆ１−Ｉｒｅｆ０）×Ｒ_ｏｕｔ
＝（Ｉｏ１／Ｉｏ２）×Ｉｒｅｆ１×Ｒ_ｏｕｔ
＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ１×Ｒ_ｏｕｔ
となる。そして、Ｉｒｅｆ１をＩｒｅｆとし、Ｒ_ｏｕｔをＧａｉｎとすることで、前述の式と同じ
Ｖｏ’＝（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ
を導出できる。

（動作、作用及び効果）
位置検出装置は、磁石１０が移動又は傾斜すると、検出部１１の磁気センサ１１ａ，１１ｂがその移動又は傾斜に応じた出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ／Ｉ変換回路１２に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路１２は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を電流Ｉ１，Ｉ２に変換して、減算回路１３及び加算回路１４に出力する。
減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流Ｉｏ１’を電流除算回路１５に出力する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流Ｉｏ２’を電流除算回路１５に出力する。

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１’，Ｉｏ２’を基に除算演算して生成した出力電流Ｉｏ３’を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３’を、基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを用いて電圧変換し、位置信号Ｖｏ’を出力する。
ここで、第２の実施形態では、前記第１の実施形態との差異として、減算回路１３の出力電流Ｉｏ１’の演算内容を変更している。この演算内容の変更により、電流除算回路１５では、下記式が成立する場合に除算演算が可能となっている。
２×Ｉ１＞０

この式によれば、第１磁気センサ１１ａの出力電流Ｉ１が正である全ての場合に、電流除算回路１５による除算演算が可能になる。
この結果、第２の実施形態の位置検出装置は、前記第１の実施形態と比較して、磁石１０の磁界の変化の検出可能範囲が広がり、磁石１０の移動距離が長い場合や磁石１０の姿勢変化が大きい場合にも対応できるようになる。

また、第２の実施形態の位置検出装置が出力する位置信号Ｖｏ’は、前記第１の実施形態の位置検出装置が出力する位置信号Ｖｏと同じ値となる。そして、第２の実施形態でも、前記第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
すなわち、第２の実施形態の位置検出装置は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した差電流（Ｉ１−Ｉ２）を、同出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した和電流（Ｉ１＋Ｉ２）で除算演算して、位置信号Ｖｏ’を生成している。
このようにすることで、位置検出装置は、環境温度による影響を抑え、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができる。

また、位置検出装置は、環境温度による影響や磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響によって磁気センサの出力信号が小さくなる場合でも、除算演算をしない別の方法のように磁気センサへの入力電流を大きくすることもなく、位置信号Ｖｏ’を得ることができる。これにより、位置検出装置は、磁気センサの出力信号の大きさにかかわらず磁気センサへの入力電流を一定にして、位置信号Ｖｏ’を得ることができる。この結果、位置検出装置は、低消費電流による駆動が可能になる。
また、位置検出装置は、電流除算回路１５により除算演算している。ここで、電流除算回路１５は、回路規模の小さい回路である。よって、電流除算回路１５の回路規模が小さいため、位置検出装置は、小型化されたものとなる。
なお、この第２の実施形態では、減算回路１３は電流加減算回路に対応する。

（第３の実施形態）
（構成）
第３の実施形態は、前記第１及び第２の実施形態と同様、位置検出装置である。
第３の実施形態の位置検出装置の構成は、前記図１に示した第１及び第２の実施形態の位置検出装置の構成と同一である。しかし、第３の実施形態では、減算回路１３の出力電流、加算回路１４の出力電流、及び電流除算回路１５の出力電流の演算内容が第１及び第２の実施形態のものと異なる。
以下の説明で、特に言及がない限りは、第３の実施形態の構成は、前記第１及び第２の実施形態の構成と同一である。

第３の実施形態では、減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流Ｉｏ１’’を生成する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に下記出力電流Ｉｏ２’’を生成する。
Ｉｏ１’’＝ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）
Ｉｏ２’’＝ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）
ここで、ｎ、ｍは任意の定数である。

減算回路１３及び加算回路１４は、出力電流Ｉｏ１’’，Ｉｏ２’’を電流除算回路１５に出力する。
電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１’’，Ｉｏ２’’を基に、下記出力電流Ｉｏ３’’を生成する。
Ｉｏ３’’＝Ｉｏ１’’／Ｉｏ２’’
＝（ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））／（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））
＝１＋ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）／（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））

ここで、電流除算回路１５は、マイナス電流の演算ができない。そのため、電流除算回路１５では、下記式（ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）＞０）が成立する場合に除算演算が可能になる。
Ｉｏ１’’＝ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）＞０
電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ３’’を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、下記式のように、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３’’に基準電流Ｉｒｅｆを乗算し、その乗算値から基準電流Ｉｒｅｆを減算し、その減算値に任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏ’’を出力する。
Ｖｏ’’＝（（（（ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））／（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）））×Ｉｒｅｆ）−Ｉｒｅｆ）×Ｇａｉｎ
＝（ｎ／ｍ）×（Ｉ１−Ｉ２）／（Ｉ１＋Ｉ２）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ

（動作、作用及び効果）
位置検出装置は、磁石１０が移動又は傾斜すると、検出部１１の磁気センサ１１ａ，１１ｂがその移動又は傾斜に応じた出力電圧Ｖ１，Ｖ２をＶ／Ｉ変換回路１２に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路１２は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を電流Ｉ１，Ｉ２に変換して、減算回路１３及び加算回路１４に出力する。
減算回路１３は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流（差電流）Ｉｏ１’’を電流除算回路１５に出力する。また、加算回路１４は、電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した出力電流（和電流）Ｉｏ２’’を電流除算回路１５に出力する。

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１’’，Ｉｏ２’’を基に除算演算して生成した出力電流Ｉｏ３’’を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３’’を、基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを用いて電圧変換し、位置信号Ｖｏ’’を出力する。
ここで、第３の実施形態では、前記第１及び第２の実施形態との差異として、減算回路１３の出力電流Ｉｏ１’’の演算内容を変更している。この演算内容の変更により、電流除算回路１５では、下記式が成立する場合に除算演算が可能となっている。
ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）＋ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）＞０

この式によれば、適切な定数ｎ，ｍを選択することにより、前記第１及び第２の実施形態と比較して、磁石１０の磁界の変化の検出可能範囲が広がり、磁石１０の移動距離が長い場合や磁石１０の姿勢変化が大きい場合にも対応できるようになる。
例えば、ｎ＝１、ｍ＝２とした場合、
１×（Ｉ１−Ｉ２）＋２×（Ｉ１＋Ｉ２）
＝３×Ｉ１＋Ｉ２＞０
となる。この場合、
Ｉ１＞−１／３＋Ｉ２
が除算演算可能な範囲、すなわち、磁石１０の磁界の変化の検出可能範囲となる。よって、第２の実施形態における除算可能な範囲が（２×Ｉ１＞０）となるから、第３の実施形態における磁界の変化の検出可能範囲は、第２の実施形態における磁界の変化の検出可能範囲よりも広くなる。

また、第３の実施形態の位置検出装置が出力する位置信号Ｖｏ’’は、前記第１の実施形態の位置検出装置が出力する位置信号Ｖｏ，Ｖｏ’に対してｎ／ｍ倍の大きさになるだけである。そして、第３の実施形態でも、前記第１及び第２の実施形態と同様な効果を得ることができる。
すなわち、第３の実施形態の位置検出装置は、磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した差電流（Ｉ１−Ｉ２）（又は（ｎ×（Ｉ１−Ｉ２）））を、同出力電流Ｉ１，Ｉ２を基に生成した和電流（Ｉ１＋Ｉ２）（又は（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２）））で除算演算して、位置信号Ｖｏ’’を生成している。
このようにすることで、位置検出装置は、環境温度による影響を抑え、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができる。

また、位置検出装置は、環境温度による影響や磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響によって磁気センサの出力信号が小さくなる場合でも、除算演算をしない別の方法のように磁気センサへの入力電流を大きくすることもなく、位置信号Ｖｏ’’を得ることができる。すなわち、位置検出装置は、磁気センサの出力信号の大きさにかかわらず磁気センサへの入力電流を一定にして、位置信号Ｖｏ’’を得ることができる。この結果、位置検出装置は、低消費電流による駆動が可能になる。
また、位置検出装置は、電流除算回路１５により除算演算している。ここで、電流除算回路１５は、回路規模の小さい回路である。よって、電流除算回路１５の回路規模が小さいため、位置検出装置は、小型化されたものとなる。
なお、この第３の実施形態では、減算回路１３は電流加減算回路に対応する。

（第４の実施形態）
（構成）
第４の実施形態は、前記第１〜第３の実施形態と同様、位置検出装置である。
第４の実施形態では、Ｖ／Ｉ変換回路による電圧を電流に変換するタイミングが前記第１〜第３の実施形態のものと異なっている。すなわち、第４の実施形態では、Ｖ/Ｉ変換部に入力する信号が前記第１〜第３の実施形態のものと異なる。
図９は、第４の実施形態の位置検出装置の概略構成を示す回路ブロックである。
図９に示すように、位置検出装置は、検出部１１、減算回路２１、加算回路２２、Ｖ／Ｉ変換回路２３、電流除算回路１５、及び出力回路１６を有する。

以下の説明で、特に言及がない限りは、第４の実施形態の構成は、前記第１の実施形態の構成（図１に示す構成）と同一である。
検出部１１は、各磁気センサ１１ａ，１１ｂの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を減算回路２１及び加算回路２２に出力する。
減算回路２１は、電圧減算回路である。減算回路２１は、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を基に下記出力電圧（差電圧）Ｖｏ１を生成する。また、加算回路２２は、電圧加算回路である。加算回路２２は、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を基に下記出力電圧（和電圧）Ｖｏ２を生成する。
Ｖｏ１＝Ｖ１−Ｉ２
Ｖｏ２＝Ｖ１＋Ｉ２

減算回路２１及び加算回路２２は、出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２をＶ／Ｉ変換回路２３に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路２３は、電圧電流変換回路である。Ｖ／Ｉ変換回路２３は、出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２を下記出力電流（差電流及び和電流）Ｉｏ１，Ｉｏ２にそれぞれ変換する。
Ｉｏ１＝Ｉ１−Ｉ２
Ｉｏ２＝Ｉ１＋Ｉ２
Ｖ／Ｉ変換回路２３は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を電流除算回路１５に出力する。
そして、前記第１の実施形態と同様に、電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を基に出力電流Ｉｏ３を生成し、生成した出力電流Ｉｏ３を出力回路１６に出力する。出力回路１６は、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３に基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏを出力する。

（動作、作用及び効果）
位置検出装置は、磁石１０が移動又は傾斜すると、検出部１１の磁気センサ１１ａ，１１ｂがその移動又は傾斜に応じた出力電圧Ｖ１，Ｖ２を減算回路２１及び加算回路２２に出力する。
減算回路２１は、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を基に生成した差電圧Ｖｏ１をＶ／Ｉ変換回路２３に出力する。また、加算回路２２は、出力電圧Ｖ１，Ｖ２を基に生成した和電圧Ｖｏ２をＶ／Ｉ変換回路２３に出力する。
Ｖ／Ｉ変換回路２３は、減算回路２１及び加算回路２２の出力電圧Ｖｏ１，Ｖｏ２を出力電流（差電流及び和電流）Ｉｏ１，Ｉｏ２に変換して、電流除算回路１５に出力する。

電流除算回路１５は、出力電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を基に、除算演算して生成した出力電流Ｉｏ３を出力回路１６に出力する。
出力回路１６は、電流除算回路１５の出力電流Ｉｏ３に基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号Ｖｏを出力する。
ここで、第４の実施形態では、減算回路２１と加算回路２２を電圧演算回路とし、Ｖ／Ｉ変換回路２３が、減算回路２１と加算回路２２とが出力する差電圧Ｖｏ１及び和電圧Ｖｏ２を差電流及び和電流Ｉｏ１，Ｉｏ２に変換して、電流除算回路１５に出力している。

これにより、第４の実施形態の位置検出装置でも、電流除算回路１５が差電流（Ｉ１−Ｉ２）を和電流（Ｉ１＋Ｉ２）で除算演算して、位置信号Ｖｏを生成している。よって、第４の実施形態でも、前記第１〜第３の実施形態と同様な効果を得ることができる。
すなわち、位置検出装置は、環境温度による影響を抑え、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができる。

また、位置検出装置は、環境温度による影響や磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響によって磁気センサの出力信号が小さくなる場合でも、除算演算をしない別の方法のように磁気センサへの入力電流を大きくすることもなく、位置信号Ｖｏを得ることができる。すなわち、位置検出装置は、磁気センサの出力信号の大きさにかかわらず、位置信号Ｖｏを得ることができる。この結果、位置検出装置は、低消費電流による駆動が可能になる。
また、位置検出装置は、電流除算回路１５により除算演算している。ここで、電流除算回路１５は、回路規模の小さい回路である。よって、電流除算回路１５の回路規模が小さいため、位置検出装置は、小型化されたものとなる。

（第５の実施形態）
（構成）
第５の実施形態は、前記第１〜第４の実施形態と同様、位置検出装置である。
第５の実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸（２軸）に対応して検出部を有する。すなわち、第５の実施形態では、４個（２対）の磁気センサを有しており、その点が前記第１〜第４の実施形態のものと異なる。
図１０は、第５の実施形態の位置検出装置の概略構成を示す回路ブロックである。
図１０に示すように、位置検出装置は、Ｘ軸及びＹ軸に対応する検出部１１Ｘ，１１Ｙを有し、そのＸ軸及びＹ軸用検出部１１Ｘ，１１Ｙに対応して、Ｘ軸及びＹ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｘ，１２Ｙ、Ｘ軸及びＹ軸用減算回路１３Ｘ，１３Ｙ、Ｘ軸及びＹ軸用加算回路１４Ｘ，１４Ｙ、Ｘ軸及びＹ軸用電流除算回路１５Ｘ，１５Ｙ、Ｘ軸及びＹ軸用及び出力回路１６Ｘ，１６Ｙを有する。

図１１は、Ｘ軸及びＹ軸用検出部１１Ｘ，１１Ｙの概略の構成例を示す。図１０にも示すように、Ｘ軸の検出部１１Ｘは、磁気センサ（以下、第１及び第２磁気センサという。）１１Ｘａ，１１Ｘｂを有する。また、Ｙ軸の検出部１１Ｙは、磁気センサ（以下、第３及び第４磁気センサという。）１１Ｙａ，１１Ｙｂを有する。
第１〜第４磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂ，１１Ｙａ，１１Ｙｂは、前記第１〜第４の実施形態と同様に、例えば、ホール素子、半導体磁気抵抗素子、感磁性体磁気抵抗素子、又はＧＭＲ素子である。

第１磁気センサ１１Ｘａと第２磁気センサ１１Ｘｂとは、Ｘ軸に沿って互いに離間されて配置されている。また、第３磁気センサ１１Ｙａと第４磁気センサ１１Ｙｂとは、Ｘ軸に対して垂直なＹ軸に沿って互いに離間されて配置されている。そして、第１磁気センサ１１Ｘａと第２磁気センサ１１Ｘｂとの中間付近で、かつ第３磁気センサ１１Ｙａと第４磁気センサ１１Ｙｂとの中間付近に、磁石１０が配置されている。具体的には、第１磁気センサ１１Ｘａと第２磁気センサ１１Ｘｂの中間位置と、第３磁気センサ１１Ｙａと第４磁気センサ１１Ｙｂの中間位置とが一致しており、磁石１０は、その一致する位置を通りＸ軸及びＹ軸それぞれに対して垂直な軸線上に配置されている。

このような構成において、磁石１０が移動又は傾斜すると、磁石１０の磁界が変化する。この磁界の変化により、磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂ，１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧が変化する。例えば、図１１に示すように、Ｘ軸方向である矢印ＡＲ１の方向に移動すると、Ｘ軸方向の磁界が変化し、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧が変化する。また、Ｙ軸方向である矢印ＡＲ２の方向に移動すると、Ｙ軸方向の磁界が変化し、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧が変化する。

図１２は、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂに対する磁石１０のＸ軸方向の位置Ｘと、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘとの関係を示す。
図１２に示すように、位置Ｘが第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂから遠いほど、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘは小さくなる。また、位置Ｘが第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂに近いほど、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘは大きくなる。

図１３は、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂに対する磁石１０のＹ軸方向の位置Ｙと、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙとの関係を示す。
図１３に示すように、位置Ｙが第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂから遠いほど、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙは小さくなる。また、位置Ｙが第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂに近いほど、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙは大きくなる。

Ｘ軸用検出部１１Ｘは、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２ＸをＸ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｘに出力する。また、Ｙ軸用検出部１１Ｙは、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２ＹをＹ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｙに出力する。
Ｘ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｘは、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電圧Ｖ１Ｘ，Ｖ２Ｘを電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２Ｘに変換する。Ｘ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｘは、電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２ＸをＸ軸用減算回路１３Ｘ及びＸ軸用加算回路１４Ｘに出力する。

Ｘ軸用減算回路１３Ｘは、電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２Ｘを基に下記出力電流（差電流）Ｉｏ１Ｘを生成する。また、Ｘ軸用加算回路１４Ｘは、電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２Ｘを基に下記出力電流（和電流）Ｉｏ２Ｘを生成する。
Ｉｏ１Ｘ＝Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ
Ｉｏ２Ｘ＝Ｉ１Ｘ＋Ｉ２Ｘ
Ｘ軸用減算回路１３Ｘ及びＸ軸用加算回路１４Ｘは、出力電流Ｉｏ１Ｘ，Ｉｏ２ＸをＸ軸用電流除算回路１５Ｘに出力する。
Ｘ軸用電流除算回路１５Ｘは、出力電流Ｉｏ１Ｘ，Ｉｏ２Ｘを基に、下記出力電流Ｉｏ３Ｘを生成する。
Ｉｏ３Ｘ＝Ｉｏ１Ｘ／Ｉｏ２Ｘ
＝（Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ）／（Ｉ１Ｘ＋Ｉ２Ｘ）

ここで、Ｘ軸用電流除算回路１５Ｘは、マイナス電流の演算ができない。そのため、Ｘ軸用電流除算回路１５Ｘでは、下記式（Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ＞０）が成立する場合に除算演算が可能になる。
Ｉｏ１Ｘ＝Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ＞０
Ｘ軸用電流除算回路１５Ｘは、出力電流Ｉｏ３ＸをＸ軸用出力回路１６Ｘに出力する。
Ｘ軸用出力回路１６Ｘは、下記式のように、Ｘ軸用電流除算回路１５Ｘの出力電流Ｉｏ３Ｘに基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号ＶｏＸを出力する。
ＶｏＸ＝（Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ）／（Ｉ１Ｘ＋Ｉ２Ｘ）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ

同様に、Ｙ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｙは、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電圧Ｖ１Ｙ，Ｖ２Ｙを電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２Ｙに変換する。Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｙは、電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２ＹをＹ軸用減算回路１３Ｙ及びＹ軸用加算回路１４Ｙに出力する。
Ｙ軸用減算回路１３Ｙは、電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２Ｙを基に下記出力電流（差電流）Ｉｏ１Ｙを生成する。また、Ｙ軸用加算回路１４Ｙは、電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２Ｙを基に下記出力電流（和電流）Ｉｏ２Ｙを生成する。
Ｉｏ１Ｙ＝Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ
Ｉｏ２Ｙ＝Ｉ１Ｙ＋Ｉ２Ｙ

Ｙ軸用減算回路１３Ｙ及びＹ軸用加算回路１４Ｙは、出力電流Ｉｏ１Ｙ，Ｉｏ２ＹをＹ軸用電流除算回路１５Ｙに出力する。
Ｙ軸用電流除算回路１５Ｙは、出力電流Ｉｏ１Ｙ，Ｉｏ２Ｙを基に、下記出力電流Ｉｏ３Ｙを生成する。
Ｉｏ３Ｙ＝Ｉｏ１Ｙ／Ｉｏ２Ｙ
＝（Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ）／（Ｉ１Ｙ＋Ｉ２Ｙ）

ここで、Ｙ軸用電流除算回路１５Ｙは、マイナス電流の演算ができない。そのため、Ｙ軸用電流除算回路１５Ｙでは、下記式（Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ＞０）が成立する場合に除算演算が可能になる。
Ｉｏ１Ｙ＝Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ＞０
Ｙ軸用電流除算回路１５Ｙは、出力電流Ｉｏ３ＹをＹ軸用出力回路１６Ｙに出力する。
Ｙ軸用出力回路１６Ｙは、下記式のように、Ｙ軸用電流除算回路１５Ｙの出力電流Ｉｏ３Ｙに基準電流Ｉｒｅｆ及び任意のゲインＧａｉｎを乗算して電圧変換し、位置信号ＶｏＹを出力する。
ＶｏＹ＝（Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ）／（Ｉ１Ｙ＋Ｉ２Ｙ）×Ｉｒｅｆ×Ｇａｉｎ

（動作、作用及び効果）
第５の実施形態の位置検出装置は、前記第１の実施形態の位置検出装置とはＸ軸（１軸）だけでなくＹ軸にも（２軸に）検出部を備える点で異なる。そして、第５の実施形態の位置検出装置では、Ｘ軸及びＹ軸に対応する位置信号ＶｏＸ，ＶｏＹを、前記第１の実施形態の位置検出装置が位置信号Ｖｏを得る処理と同様な処理により得ている。これにより、第５の実施形態でも、前記第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。

すなわち、第５の実施形態の位置検出装置は、第１及び第２磁気センサ１１Ｘａ，１１Ｘｂの出力電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２Ｘを基に生成した差電流（Ｉ１Ｘ−Ｉ２Ｘ）を、同出力電流Ｉ１Ｘ，Ｉ２Ｘを基に生成した和電流（Ｉ１Ｘ＋Ｉ２Ｘ）で除算演算して、位置信号ＶｏＸを生成している。さらに、第５の実施形態の位置検出装置は、同様にして、第３及び第４磁気センサ１１Ｙａ，１１Ｙｂの出力電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２Ｙを基に生成した差電流（Ｉ１Ｙ−Ｉ２Ｙ）を、同出力電流Ｉ１Ｙ，Ｉ２Ｙを基に生成した和電流（Ｉ１Ｙ＋Ｉ２Ｙ）で除算演算して、位置信号ＶｏＹを生成している。
このようにすることで、位置検出装置は、環境温度による影響を抑え、磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度による影響を抑えることができる。

また、位置検出装置は、環境温度による影響や磁石及び磁気センサの特性のバラツキや組立精度の影響によって磁気センサの出力信号が小さくなる場合でも、除算演算をしない別の方法のように磁気センサへの入力電流を大きくすることもなく、位置信号ＶｏＸ，ＶｏＹを得ることができる。すなわち、位置検出装置は、磁気センサの出力信号の大きさにかかわらず磁気センサへの入力電流を一定にして、位置信号ＶｏＸ，ＶｏＹを得ることができる。この結果、位置検出装置は、低消費電流による駆動が可能になる。

また、第５の実施形態の位置検出装置は、Ｘ軸及びＹ軸用電流除算回路１５Ｘ，１５Ｙにより除算演算している。ここで、Ｘ軸及びＹ軸用電流除算回路１５Ｘ，１５Ｙは、回路規模の小さい回路である。よって、Ｘ軸及びＹ軸用電流除算回路１５Ｘ，１５Ｙの回路規模が小さいため、位置検出装置は、小型化されたものとなる。
なお、この第５の実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸用Ｖ／Ｉ変換回路１２Ｘ，１２Ｙは電圧電流変換回路に対応する。Ｘ軸及びＹ軸用減算回路１３Ｘ，１３Ｙは電流減算回路に対応する。Ｘ軸及びＹ軸用加算回路１４Ｘ，１４Ｙは電流加算回路に対応する。Ｘ軸及びＹ軸用電流除算回路１５Ｘ，１５Ｙは電流除算回路に対応する。Ｘ軸及びＹ軸用出力回路１６Ｘ，１６Ｙは出力手段に対応する。

（実施形態の変形例）
（１）第５の実施形態のように４個（２対）の磁気センサを用いて、前記第２〜第４の実施形態のような演算内容により、位置信号を得ることもできる。
（２）第２及び第３の実施形態では、減算回路１３が差電流（Ｉ１−Ｉ２）又は差電流（ｎ×（Ｉ１−Ｉ２））に和電流（Ｉ１＋Ｉ２）又は和電流（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））を加算した電流Ｉｏ１’又は電流Ｉｏ１’’を生成している。これに対して、加算回路１４が生成した和電流（Ｉ１＋Ｉ２）又は和電流（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））を減算回路１３に出力して、減算回路１３が加算回路１４から得た和電流（Ｉ１＋Ｉ２）又は和電流（ｍ×（Ｉ１＋Ｉ２））を用いて、電流Ｉｏ１’又は電流Ｉｏ１’’を生成することもできる。
（３）本実施形態では、２個（１対）の磁気センサ又は４個（２対）の磁気センサにより位置検出装置（検出部）を構成している。これに対して、６個以上（３対以上）の磁気センサにより位置検出装置（検出部）を構成することもできる。

１０ 磁石、１１ 検出部、１１ａ，１１ｂ 磁気センサ、１２，２３ Ｖ／Ｉ変換回路（演算回路、電圧電流変換回路）、１３ 減算回路（演算回路、電流減算回路）、１４ 加算回路（演算回路、電流加算回路）、１５ 電流除算回路（演算回路、電流除算回路）、１６ 出力回路（出力手段）、２１ 減算回路（演算回路、電圧減算回路）、２２ 加算回路（演算回路、電圧加算回路）

Claims (7)

1. ２個の磁気センサが互いに離間されて配置される少なくとも１つの磁気センサ対と、
   前記磁気センサ対に対して移動自在又は傾斜自在に配設される磁石と、
   前記磁気センサ対の各磁気センサの差電流に基づいた値を、該各磁気センサの和電流で除算する演算回路と、
   前記演算回路が除算して得た値を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする位置検出装置。
2. 前記演算回路は、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記差電流を生成する電流減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記和電流を生成する電流加算回路と、前記電流減算回路が生成した差電流を前記電流加算回路が生成した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、
   前記出力手段は、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
3. 前記演算回路は、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した差電流に、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した和電流を加算した電流を生成する電流加減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に、前記和電流を生成する電流加算回路と、前記電流加減算回路が前記差電流に前記和電流を加算して生成した電流を、前記電流加算回路が生成した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、
   前記出力手段は、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
4. 前記演算回路は、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を電流に変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した差電流を任意の整数ｎによりｎ倍した差電流であるｎ倍差電流に、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に生成した和電流を任意の整数ｍによりｍ倍した和電流であるｍ倍和電流を加算した電流を生成する電流加減算回路と、前記電圧電流変換回路が変換した各電流を基に和電流を生成し、生成した和電流を任意の整数ｍによりｍ倍した和電流であるｍ倍和電流を生成する電流加算回路と、前記電流加減算回路が前記ｎ倍差電流に前記ｍ倍和電流を加算して生成した電流を、前記電流加算回路が生成したｍ倍和電流で除算する電流除算回路と、を備え、
   前記出力手段は、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
5. 前記演算回路は、前記磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を基に、差電圧を生成する電圧減算回路と、該磁気センサ対の各磁気センサの出力電圧を基に、和電圧を生成する電圧加算回路と、前記電圧減算回路及び電圧加算回路が生成した差電圧及び和電圧を差電流及び和電流にそれぞれ変換する電圧電流変換回路と、前記電圧電流変換回路が変換した差電流を前記電圧電流変換回路が変換した和電流で除算する電流除算回路と、を備え、
   前記出力手段は、前記電流除算回路が除算して得た値を出力することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
6. 一の方向に２個の磁気センサが互いに離間されて配置される一の磁気センサ対と、前記一の方向に対して垂直な他の方向に２個の磁気センサが互いに離間されて配置される他の磁気センサ対と、を備え、前記一の磁気センサ対の２個の磁気センサの中間位置と、前記他の磁気センサ対の２個の磁気センサの中間位置とが一致しており、
   前記磁石は、前記一致する位置を通り前記一の方向及び前記他の方向それぞれに対して垂直な軸線上に配置されることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の位置検出装置。
7. 前記電流除算回路は、前記除算により電流値を出力しており、
   前記出力手段は、前記電流除算回路が出力した除算して得た値である電流値を電圧値に変換して出力する電流電圧変換回路であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の位置検出装置。

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