JP2022151007A

JP2022151007A - 磁気センサ

Info

Publication number: JP2022151007A
Application number: JP2021053865A
Authority: JP
Inventors: 哲也北出; Tetsuya Kitade
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2021-03-26
Filing date: 2021-03-26
Publication date: 2022-10-07
Also published as: US20220308129A1; US11662399B2

Abstract

【課題】磁気センサにおいて簡素な構成でセルフテストを実現する。【解決手段】磁界検出回路（３０）は、第１の向き、第２の向きの駆動電流がホール素子（１０）に供給されるときに生じるホール電圧の差分に基づき、対象磁界を検出する。テスト磁界発生回路（６０）はテスト動作においてテスト磁界を発生する。磁界検出回路は、テスト動作において、第１及び第２テスト区間に生じるホール電圧の差分に応じたテスト結果信号を生成する。ホール素子に供給される駆動電流の向きは第１テスト区間と第２テスト区間とで共通であり、ホール素子に作用するテスト磁界の向きは第１テスト区間と第２テスト区間とで逆である。【選択図】図１

Description

本開示は、磁気センサに関する。

磁気センサではホール素子を用いて磁界を検出することができる。磁界検出の際し、ホール素子に関わるオフセットをキャンセルする技術が存在する。

特開２０１９－１１３３９０号公報

磁気センサが正常な動作を行い得る状態にあるかをチェックするためのセルフテストを、磁気センサにて実行できれば磁気センサの信頼性が上がる。この際、簡素な構成でセルフテストを実現できれば、より好ましい。

本開示は、簡素な構成でセルフテストを実現しうる磁気センサを提供することを目的とする。

本開示に係る磁気センサは、ホール素子と、前記ホール素子に供給される駆動電流の向きを第１の向きと第２の向きとの間で切り替え可能に構成されたスイッチ回路と、前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第１の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第２の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、の第１差分に基づき、前記ホール素子に作用する対象磁界を検出する検出動作を実行可能に構成された磁界検出回路と、テスト動作において、前記対象磁界とは別のテスト磁界を発生可能に構成されたテスト磁界発生回路と、を備え、前記磁界検出回路は、前記テスト動作において、第１テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧と第２テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧との第２差分に応じたテスト結果信号を生成し、前記ホール素子に供給される前記駆動電流の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで共通であり、前記ホール素子に作用する前記テスト磁界の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで逆である。

本開示によれば、簡素な構成でセルフテストを実現しうる磁気センサを提供することが可能となる。

図１は、本開示の第１実施形態に係る磁気センサの構成図である。図２は、本開示の第１実施形態に係るホール素子の等価回路を示す図である。図３は、本開示の第１実施形態に係り、ホール素子の第１駆動状態を示す図である。図４は、本開示の第１実施形態に係り、ホール素子の第２駆動状態を示す図である。図５は、本開示の第１実施形態に係る外部磁界検出動作の説明図である。図６は、本開示の第１実施形態に係るテスト磁界発生回路の構成図である。図７は、本開示の第１実施形態に係り、テスト磁界発生用のコイルの分解平面図である。図８は、本開示の第１実施形態に係り、テスト磁界発生用のコイルとホール素子との位置関係を示す図である。図９は、本開示の第１実施形態に係るテスト動作の説明図である。図１０は、本開示の第１実施形態に係り、磁界検出回路の構成図である。図１１は、本開示の第１実施形態に係り、出力回路の構成図である。図１２は、本開示の第２実施形態に係る磁気センサの構成図である。図１３は、本開示の第２実施形態に係るホール素子の平面図である。図１４は、本開示の第２実施形態に係るホール素子の断面図である。図１５は、本開示の第２実施形態に係るホール素子の断面図である。図１６は、本開示の第２実施形態に係るホール素子の断面図である。図１７は、本開示の第２実施形態に係るホール素子の断面図である。図１８は、本開示の第２実施形態に係り、ホール素子及び検出部の接続関係と検出部の内部構成と、を示す図である。図１９は、本開示の第２実施形態に係り、ホール素子の１つの駆動状態を示す図である。図２０は、本開示の第２実施形態に係り、ホール素子の他の駆動状態を示す図である。図２１は、本開示の第３実施形態に係る磁気センサの構成図である。図２２は、本開示の第３実施形態に係り、ＸＹ軸検出モードで機能する回路の構成及び各信号を示す図である。図２３は、本開示の第３実施形態に係り、ＸＹ軸検出モードでのホール素子の駆動状態を示す図である。図２４は、本開示の第３実施形態に係り、Ｙ軸検出モードで機能する回路の構成及び各信号を示す図である。図２５は、本開示の第３実施形態に係り、Ｘ軸検出モードで機能する回路の構成及び各信号を示す図である。図２６は、本開示の第３実施形態に係り、テスト磁界発生用のコイルの平面図である。図２７は、本開示の第３実施形態に係り、テスト磁界発生用のコイルと２つのホール素子との位置関係を示す図である。図２８は、本開示の第３実施形態に係り、コイルの発生磁界の向きを示す図である。図２９は、本開示の第３実施形態に係り、テスト動作でのホール素子の駆動状態及びコイル電流の極性を示す図である。図３０は、本開示の第３実施形態に係り、磁界検出回路に設置可能なローパスフィルタの挿入位置を表す図である。図３１は、本開示の第４実施形態に係り、テスト磁界発生用のコイルと複数のホール素子との位置関係を示す図である。図３２は、本開示の第４実施形態に係り、コイルの発生磁界の向きを示す図である。

以下、本開示の実施形態の例を、図面を参照して具体的に説明する。参照される各図において、同一の部分には同一の符号を付し、同一の部分に関する重複する説明を原則として省略する。尚、本明細書では、記述の簡略化上、情報、信号、物理量、素子又は部位等を参照する記号又は符号を記すことによって、該記号又は符号に対応する情報、信号、物理量、素子又は部位等の名称を省略又は略記することがある。

まず、本開示の実施形態の記述にて用いられる幾つかの用語について説明を設ける。グランドとは、基準となる０Ｖ（ゼロボルト）の電位を有する基準導電部を指す又は０Ｖの電位そのものを指す。基準導電部は金属等の導体にて形成される。０Ｖの電位をグランド電位と称することもある。本開示の実施形態において、特に基準を設けずに示される電圧はグランドから見た電位を表す。レベルとは電位のレベルを指し、任意の注目した信号又は電圧についてハイレベルはローレベルよりも高い電位を有する。任意の注目した信号又は電圧について、信号又は電圧がハイレベルにあるとは厳密には信号又は電圧のレベルがハイレベルにあることを意味し、信号又は電圧がローレベルにあるとは厳密には信号又は電圧のレベルがローレベルにあることを意味する。任意の回路素子、配線、ノードなど、回路を形成する複数の部位間についての接続とは、特に記述なき限り、電気的な接続を指すと解して良い。

＜＜第１実施形態＞＞
本開示の第１実施形態を説明する。尚、本明細書における第１実施形態及び後述の第２～第４実施形態を任意に組み合わせることが可能である。図１に第１実施形態に係る磁気センサ１の構成図を示す。第１実施形態に係る磁気センサ１は、ホール素子１０、スイッチ回路２０、磁界検出回路３０、出力回路４０、駆動源５０、テスト磁界発生回路６０及び制御回路７０を備える。

ホール素子１０はいわゆる横型のホール素子であり、磁気センサ１は、ホール素子１０を用いて、Ｚ軸方向の磁界を検出することができる。ここで、Ｚ軸は、ホール素子１０が形成される半導体基板の表面に直交する方向に平行である。ホール素子１０はＺ軸に直交する面上に形成される。また、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交するものとする。

図２に示す如く、ホール素子１０は電極Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを有し、ホール素子１０の等価回路は、電極Ａ及びＢ間の抵抗と、電極Ｂ及びＣ間の抵抗と、電極Ｃ及びＤ間の抵抗と、電極Ｄ及びＡ間の抵抗と、のブリッジ回路で表される。尚、電極を端子と読み代えても良い。ホール素子１０はＺ軸に直交する面上において正方形の形状を有し、当該正方形の中心に関して点対称の構造を有する。当該ブリッジ回路における４つの抵抗の抵抗値が極力一致するようホール素子１０が製造されるが、それらの抵抗値の誤差によりオフセットが発生しうる。磁気センサ１ではスイッチ回路２０を利用して当該オフセットをキャンセルすることができる。

図３及び図４を参照してオフセットのキャンセル方法を説明する。今、ブリッジ回路を構成する上記抵抗の内、電極Ａ及びＤ間の抵抗の抵抗値だけが（Ｒ＋α）であって、他の３つの抵抗の抵抗値がＲである場合を考える。ＶＤＤは電源電圧を表す。電源電圧ＶＤＤは所定の正の直流電圧値を有する。

図３に示す、ホール素子１０の駆動状態を第１駆動状態と称する。尚、図３に示す第１駆動状態は後述の他の実施形態において駆動状態Ｄｚ１と称されることがある。第１駆動状態では、電極Ｃに電源電圧ＶＤＤを印加する一方で電極Ａをグランドに接続することで電極Ｃから電極Ａに向けて駆動電流を供給する。本実施形態では駆動電流は記号“Ｉ_ＤＲＶ”にて参照される。また、第１駆動状態では、電極ＢがノードＰに接続され、且つ、電極ＤがノードＱに接続される。そうすると、第１駆動状態において、ノードＰは下記式（ａ１）に示す電位Ｅ_Ｐ１を有し、ノードＱは下記式（ａ２）に示す電位Ｅ_Ｑ１を有する。ノードＱの電位を基準としてノードＰ及びＱ間に加わる電圧を記号“Ｖ_ＨＬ”にて表す。第１駆動状態において“Ｖ_ＨＬ＝Ｖ_１”であり、電圧Ｖ_１は下記式（ａ３）にて表される。ここで、Ｓは、Ｚ軸方向の磁界がホール素子１０に作用したことによりホール素子１０に生じるホール電圧を表す。本明細書において、或る磁界がホール素子に作用するとは、当該磁界が当該ホール素子に加わることを意味する。

図４に示す、ホール素子１０の駆動状態を第２駆動状態と称する。尚、図４に示す第２駆動状態は後述の他の実施形態において駆動状態Ｄｚ２と称されることがある。第２駆動状態では、電極Ｄに電源電圧ＶＤＤを印加する一方で電極Ｂをグランドに接続することで電極Ｄから電極Ｂに向けて駆動電流Ｉ_ＤＲＶを供給する。また、第２駆動状態では、電極ＡがノードＰに接続され、且つ、電極ＣがノードＱに接続される。そうすると、第２駆動状態において、ノードＰは下記式（ａ４）に示す電位Ｅ_Ｐ２を有し、ノードＱは下記式（ａ５）に示す電位Ｅ_Ｑ２を有する。このため、第２駆動状態において“Ｖ_ＨＬ＝Ｖ_２”であり、電圧Ｖ_２は下記式（ａ６）にて表される。式（ａ６）における電圧Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}は式（ａ３）における電圧Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}と同じである。

そうすると、第１駆動状態における電圧Ｖ_１と第２駆動状態における電圧Ｖ_２との差電圧（Ｖ_１－Ｖ_２）は、下記式（ａ７）により表される。式（ａ７）からも分かるように、第１及び第２駆動状態で生じるホール電圧の差分をとることで、ホール素子１０のオフセット成分をキャンセルすることができると共に、ホール電圧の検出感度を２倍にすることができる。

図１を参照し、スイッチ回路２０は、制御回路７０の制御の下、第１駆動状態及び第２駆動状態間の切り替えを行う。即ち、スイッチ回路２０は、ホール素子１０に供給される駆動電流Ｉ_ＤＲＶの向きを第１の向きと第２の向きとの間で切り替える。第１の向きは第１駆動状態における駆動電流Ｉ_ＤＲＶの向きに相当し、第２の向きは第２駆動状態における駆動電流Ｉ_ＤＲＶの向きに相当する。スイッチ回路２０を複数のスイッチング素子にて構成することができる。駆動源５０はスイッチ回路２０を通じて駆動電流Ｉ_ＤＲＶをホール素子１０に供給する電力源である。具体的には、駆動源５０は、上記の電源電圧ＶＤＤをスイッチ回路２０を通じて、電極Ａ及びＣ間、又は、電極Ｂ及びＤ間に印加する。磁気センサ１の外部に設けられた電源回路（不図示）から磁気センサ１に供給される所定の入力電源電圧に基づいて、駆動源５０は電源電圧ＶＤＤを生成しても良い。或いは、上記の入力電源電圧そのものが電源電圧ＶＤＤとして機能しても良い。

磁界検出回路３０は、上記のオフセットキャンセルの原理に基づき、外部磁界を検出することができる。外部磁界を検出するための動作を外部磁界検出動作と称する。外部磁界とは、磁気センサ１の外部にて生じて磁気センサ１の外部から磁気センサ１に作用する磁界である。外部磁界は磁気センサ１が検出すべき磁界（対象磁界）である。ホール素子１０を用いた外部磁界検出動作では、Ｚ軸方向の外部磁界を検出することができる。本明細書において、Ｚ軸方向の外部磁界と外部磁界のＺ軸成分は同義である。外部磁界はＺ軸成分以外の軸成分を有していることもあるが、第１実施形態において、外部磁界とはＺ軸方向の磁界を指すものとする。

図５にホール素子１０を用いた外部磁界検出動作の概要を示す。外部磁界検出動作は、制御回路７０の制御の下で、スイッチ回路２０、磁界検出回路３０及び駆動源５０により実行される。外部磁界検出動作は、第１検出区間中の動作と第２検出区間中の動作とを含む。第１検出区間及び第２検出区間は互いに分離した区間であり、図５の例では、第１検出区間の後に第２検出区間が設定されている。但し、第２検出区間の後に第１検出区間が設定されても構わない。

第１検出区間においてスイッチ回路２０の機能によりホール素子１０の駆動状態が第１駆動状態に設定される。外部磁界がホール素子１０に作用することによりホール素子１０に生じるホール電圧の大きさを特に記号“Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}”にて表す。そうすると、第１検出区間において、“Ｖ_ＨＬ＝Ｖ_１＝Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}＋Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}”となる。第２検出区間においてスイッチ回路２０の機能によりホール素子１０の駆動状態が第２駆動状態に設定される。そうすると、第２検出区間において“Ｖ_ＨＬ＝Ｖ_２＝－Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}＋Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}”となる。

ホール素子１０を用いた外部磁界検出動作において、磁界検出回路３０は、第１検出区間における電圧Ｖ_ＨＬ（即ちＶ_１）と第２検出区間における電圧Ｖ_ＨＬ（即ちＶ_２）との差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}を検出する。差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}は下記式（ｂ１）にて表される。外部磁界に基づくホール電圧Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}は外部磁界に比例するため、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}の検出により外部磁界が検出されることになる。

磁界検出回路３０は、増幅回路及びサンプル・ホールド回路などを備え、外部磁界検出動作において、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}に応じた信号を外部磁界の検出結果を示す信号として生成及び出力する。出力回路４０は、磁界検出回路３０の出力信号に基づく信号を磁気センサ１の外部に設けられた上位システム（不図示）に対して出力する。制御回路７０は、スイッチ回路２０、磁界検出回路３０、出力回路４０、駆動源５０及びテスト磁界発生回路６０を制御する。

ところで、磁界検出回路３０は、制御回路７０の制御の下、テスト磁界発生回路６０と協働してテスト動作を行うことができる。テスト動作は、磁気センサ１の異常（特に例えば、ホール素子１０、スイッチ回路２０及び磁界検出回路３０又は駆動源５０の異常）の有無を検出するための処理であり、セルフテストとも称される。

図６に示す如く、テスト磁界発生回路６０は、コイル６１及び電流源６２を備える。電流源６２はコイル６１に対しテスト磁界発生用の電流（以下、コイル電流Ｉ_Ｌと称する）を供給する。コイル６１はコイル電流Ｉ_Ｌの供給を受けてテスト磁界を発生させる。即ち、コイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に流れることでコイル６１によりテスト磁界が発生する。テスト磁界はＺ軸方向の磁界成分を含む。電流源６２は切り替え回路を内包し、コイル電流Ｉ_Ｌの向きを切り替えることができる。尚、電流源６２とコイル６１との間に切り替え回路が介在する、という考え方もとり得る。

図７及び図８を参照してコイル６１の構造を示す。コイル６１は、Ｚ軸周りに巻回されたコイルであり、図７及び図８の例では、コイル部６１ａ及び６１ｂにてコイル６１が構成される。図７では、便宜上、コイル部６１ａ及び６１ｂが並べて図示されているが、実際には、Ｚ軸方向に沿ってコイル６１を観測したとき、コイル部６１ａ及び６１ｂが互いに重なり合う。磁気センサ１を構成する半導体基板には複数の層が設けられ、その複数の層の内の、第１層にコイル部６１ａが設けられ、第２層にコイル部６１ｂが設けられ、第３層にホール素子１０が設けられる。第１～第３層はＺ軸方向に沿って並ぶ互いに異なる層であるが、それらは互いに隣接しているとは限らない。

コイル部６１ａ及び６１ｂをＺ軸に平行な共通の中心軸を有するコイルである。コイル部６１ａの第１端６１ａ＿１は電流源６２の第１出力端６２ａ（図６参照）に接続され、コイル部６１ａの第２端６１ａ＿２は第１層及び第２層間のビアを通じてコイル部６１ｂの第１端６１ｂ＿１に接続される。コイル部６１ｂの第２端６１ｂ＿２は電流源６２の第２出力端６２ｂ（図６参照）に接続される。電流源６２は、コイル６１に対しコイル電流Ｉ_Ｌを第３の向き又は第４の向きに供給することができる。第３の向きは第１出力端６２ａからコイル６１を通じて第２出力端６２ｂに向かう向きであり、第４の向きは第２出力端６２ｂからコイル６１を通じて第１出力端６２ａに向かう向きである。即ち、第３の向きと第４の向きは互いに逆であり、コイル電流Ｉ_Ｌが第３の向きに流れるときのテスト磁界の向きと、コイル電流Ｉ_Ｌが第４の向きに流れるときのテスト磁界の向きとは、互いに逆となる。

図８に示す如く、ホール素子１０の中心は例えばコイル部６１ａ及び６１ｂの中心軸上に位置する。但し、ホール素子１０の中心の位置が上記中心軸から多少ずれていても構わない。コイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に供給されることで発生するテスト磁界の磁力線は、Ｚ軸に沿ってホール素子１０の内側を通過する。このため、テスト磁界の発生時には、テスト磁界に応じたホール電圧がホール素子１０に生じる。尚、コイル６１がＺ軸方向のテスト磁界を発生させて当該テスト磁界をホール素子１０に作用させることができる構造を有している限り、コイル６１の構造は任意であって良い。

以下、第３の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は正であるとし、第４の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は負であるとする。

図９にホール素子１０を用いたテスト動作の概要を示す。テスト動作は、制御回路７０の制御の下で、スイッチ回路２０、磁界検出回路３０、駆動源５０及びテスト磁界発生回路６０により実行される。テスト動作は、第１テスト区間中の動作と第２テスト区間中の動作とを含む。第１テスト区間及び第２テスト区間は互いに分離した区間であり、図９の例では、第１テスト区間の後に第２テスト区間が設定されている。但し、第２テスト区間の後に第１テスト区間が設定されても構わない。

第１及び第２テスト区間の双方においてスイッチ回路２０の機能によりホール素子１０の駆動状態が第１駆動状態に設定される。第１テスト区間では正のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に供給され、第２テスト区間では負のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に供給される。従って、第１テスト区間と第２テスト区間とで、ホール素子１０に作用するテスト磁界の向きが逆となる。このため、第１テスト区間では“Ｖ_ＨＬ＝Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}＋Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}＋Ｓ_ＣＯＩＬ”となる一方で、第２テスト区間では“Ｖ_ＨＬ＝Ｓ_{ＥＸＴＥＲＮＡＬ}＋Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}－Ｓ_ＣＯＩＬ”となる。ここで、Ｓ_ＣＯＩＬは、テスト磁界がホール素子１０に作用したことによりホール素子１０に生じるホール電圧の大きさを表す。尚、“Ｉ_Ｌ＝０”である状態から見て、正のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に供給されたときには電圧Ｖ_ＨＬが電圧Ｓ_ＣＯＩＬだけ増加する向きに変動し、負のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１に供給されたときには電圧Ｖ_ＨＬが電圧Ｓ_ＣＯＩＬだけ低下する向きに変動するものとする。

ホール素子１０を用いたテスト動作において、磁界検出回路３０は、第１テスト区間における電圧Ｖ_ＨＬと第２テスト区間における電圧Ｖ_ＨＬとの差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}を検出する。差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}は下記式（ｂ２）にて表される。第１及び第２テスト区間においてホール素子１０に対し共通の向きの駆動電流Ｉ_ＤＲＶが供給されるため、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}において外部磁界の成分は含まれず、またオフセット成分（Ｖ_{ＯＦＦＳＥＴ}）もキャンセルされる。故に、テスト磁界の成分（２Ｓ_ＣＯＩＬ）だけが差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に含まれる。

このようなテスト動作を行って差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}を検出すれば、磁気センサ１が正常な動作を行い得る状態にあるかを判定することが可能となる（即ちセルフテストが可能となる）。

尚、第１及び第２テスト区間の双方においてホール素子１０の駆動状態を第２駆動状態に設定するようにしても良い。コイル電流Ｉ_Ｌはテスト動作が行われる期間においてのみ（即ち第１及び第２テスト区間においてのみ）コイル６１に供給される。従って、外部磁界検出動作が行われるときには（故に第１及び第２検出区間では）コイル電流Ｉ_Ｌはゼロである。第１実施形態は以下の実施例ＥＸ１＿Ａ～ＥＸ１＿Ｄを含む。実施例ＥＸ１＿Ａ～ＥＸ１＿Ｄは、矛盾なき限り、任意に組み合わせ可能である。

［実施例ＥＸ１＿Ａ］
実施例ＥＸ１＿Ａを説明する。図１０に実施例ＥＸ１＿Ａに係る磁界検出回路３０の構成を示す。図１０の磁界検出回路３０は、アンプ３１と、ローパスフィルタであるＬＰＦ３２と、差分検出回路３３を備える。

アンプ３１は、上述のノードＰ及びＱ間に加わる電圧Ｖ_ＨＬを増幅し、増幅後のＶ_ＨＬを信号Ｓｉｇ３１として出力する。チョッパアンプなどにてアンプ３１を構成することができる。

ＬＰＦ３２は、信号Ｓｉｇ３１における比較的高い周波数成分を減衰させ且つ比較的低い周波数成分を通過させる低域通過処理を信号Ｓｉｇ３１に施し、低域通過処理後の信号Ｓｉｇ３１を信号Ｓｉｇ３２として出力する。これにより、信号Ｓｉｇ３１との比較において、信号Ｓｉｇ３２では所定の遮断周波数以上の帯域の信号成分が低減される。

差分検出回路３３は、サンプル・ホールド回路などから成り、信号Ｓｉｇ３２に基づき磁界検出電圧Ｖ_ＭＺを出力する。

外部磁界検出動作における磁界検出回路３０の動作を説明する。外部磁界検出動作では、第１検出区間において第１検出区間中の電圧Ｖ_ＨＬ（図５参照）の増幅信号Ｓｉｇ３１がＬＰＦ３２を通じて信号Ｓｉｇ３２として差分検出回路３３に入力され、差分検出回路３３は第１検出区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値を保持する。その後、第２検出区間において第２検出区間中の電圧Ｖ_ＨＬ（図５参照）の増幅信号Ｓｉｇ３１がＬＰＦ３２を通じて信号Ｓｉｇ３２として差分検出回路３３に入力される。差分検出回路３３は、第１検出区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値と第２検出区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値との差分値（詳細には例えば、前者の電圧値から後者の電圧値を差し引いた後の電圧値）を持つ磁界検出電圧Ｖ_ＭＺを生成及び出力する。外部磁界検出動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺは、上述の差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}の検出結果を表し、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}に比例する電圧値を持つと共に（式（ｂ１）及び図５参照）、外部磁界の検出結果を示す信号（外部磁界検出結果信号）として機能する。外部磁界検出動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺは、少なくともＺ軸方向の外部磁界の大きさを表し、Ｚ軸方向の外部磁界の極性（正方向及び負方向の何れであるか）も表し得る。

テスト動作における磁界検出回路３０の動作を説明する。テスト動作では、第１テスト区間において第１テスト区間中の電圧Ｖ_ＨＬ（図９参照）の増幅信号Ｓｉｇ３１がＬＰＦ３２を通じて信号Ｓｉｇ３２として差分検出回路３３に入力され、差分検出回路３３は第１テスト区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値を保持する。その後、第２テスト区間において第２テスト区間中の電圧Ｖ_ＨＬ（図９参照）の増幅信号Ｓｉｇ３１がＬＰＦ３２を通じて信号Ｓｉｇ３２として差分検出回路３３に入力される。差分検出回路３３は、第１テスト区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値と第２テスト区間における信号Ｓｉｇ３２の電圧値との差分値（詳細には例えば、前者の電圧値から後者の電圧値を差し引いた後の電圧値）を持つ磁界検出電圧Ｖ_ＭＺを生成及び出力する。テスト動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺは、上述の差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}の検出結果を表し、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧値を持つ（式（ｂ２）及び図９参照）。テスト動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺは、テスト磁界の印加に対する応答の結果を示すテスト結果信号として機能する。尚、当該テスト結果信号は、後述の第３実施形態ではＺ軸方向のテスト結果信号に相当する。

テスト動作の実行期間において外部磁界が交流成分を含んでいる場合、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に当該交流成分に由来する成分が含まれるおそれがあるが、ＬＰＦ３２により当該交流成分を除去することができる。ＬＰＦ３２の遮断周波数は、第１及び第２検出区間の長さの和の逆数で表される周波数より十分に高く、且つ、第１及び第２テスト区間の長さの和の逆数で表される周波数より十分に高い。換言すれば、ＬＰＦ３２の時定数は、第１及び第２検出区間の長さの和よりも十分に長く、第１及び第２テスト区間の長さの和よりも十分に長い。このため、ＬＰＦ３２の存在は、上記式（ｂ１）及び（ｂ２）で示されるような差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}及びＶ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}の検出を妨げない。

尚、磁界検出回路３０からＬＰＦ３２を除去することも可能である。この場合、信号Ｓｉｇ３１と信号Ｓｉｇ３２は同じものと指すと解される。

［実施例ＥＸ１＿Ｂ］
実施例ＥＸ１＿Ｂを説明する。図１１に実施例ＥＸ１＿Ｂに係る出力回路４０の構成を示す。図１１の出力回路４０は、比較器４１と、基準電圧源４２と、ゲートドライバ４３と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）として構成されたトランジスタ４４と、保護抵抗４５と、を備える。

トランジスタ４４のドレインは、磁気センサ１に設けられた外部端子の１つである端子ＯＵＴに接続される。端子ＯＵＴは磁気センサ１の外部において配線ＬＮｏｕｔに接続される。磁気センサ１の外部において配線ＬＮｏｕｔはプルアップ抵抗Ｒ_ＰＵを介し所定の正の直流電圧ＶＣＣが印加される端子に接続される。トランジスタ４４のソースは保護抵抗４５を介してグランドに接続される。

比較器４１は、磁界検出回路３０からの磁界検出電圧Ｖ_ＭＺと、基準電圧源４２が出力する基準電圧とを比較し、磁界検出電圧Ｖ_ＭＺが基準電圧よりも高いときにハイレベルの信号を出力し、そうでないとき、ローレベルの信号を出力する。磁界検出電圧Ｖ_ＭＺはゼロ又は正の電圧値を有する。尚、比較器４１の比較動作にはヒステリシス特性が付与されると良い。

磁気センサ１の動作モードには、外部磁界検出動作のみが行われる通常モードと、テスト動作のみが行われるテストモードと、がある。磁気センサ１は、通常モード又はテストモードで動作する。

通常モードにおいて、ゲートドライバ４３は、比較器４１からハイレベルの信号が出力されているときにトランジスタ４４をオン状態（導通状態）とし、比較器４１からローレベルの信号が出力されているときにトランジスタ４４をオフ状態（遮断状態）とする。但し、ゲートドライバ４１は、トランジスタ４４をオンに制御しているときに保護抵抗４５の電圧降下が所定の保護電圧以上になると、トランジスタ４４がオフ状態に切り替える。トランジスタ４４がオフであるときには配線ＬＮｏｕｔの電位がハイレベル（直流電圧ＶＣＣのレベル）に維持され、トランジスタ４４がオンとなると配線ＬＮｏｕｔの電位がローレベル（実質的にグランドのレベル）に低下する。通常モードにおいて、磁気センサ１の外部に設けられた上位システム（不図示）は、配線ＬＮｏｕｔの電位を監視することで、外部磁界の有無を認識することができる。

テストモードでは、比較器４１によりテスト結果信号としての磁界検出電圧Ｖ_ＭＺ（即ち、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧）が基準電圧と比較され、前者が後者よりも低い場合に限り、出力回路４０にて異常有りと判断される。出力回路４０にて異常有りと判断されたとき、出力回路４０から所定の異常信号が出力される。異常信号は磁気センサ１に異常があることを示す信号である。図１１の構成ではゲートドライバ４３がトランジスタ４４をオフ状態に固定することが異常信号の出力に相当し、磁気センサ１の外部に設けられた上位システム（不図示）は、配線ＬＮｏｕｔの電位がハイレベル（直流電圧ＶＣＣのレベル）に固定されていることを検知することで、磁気センサ１における異常の発生を認識する。尚、磁気センサ１にて高温異常等が検出された場合にも異常信号が出力されるようにしても良い。

出力回路４０は、テスト結果信号が所定の異常判定条件を満たすときに所定の異常信号を出力する異常信号出力回路４６を内包している。図１１の構成において、異常信号出力回路４６は、比較器４１、ゲートドライバ４３及びトランジスタ４４を構成要素として含む。基準電圧源４２及び保護抵抗４５も異常信号出力回路４６の構成要素に含まれると考えても良い。テストモードにおいてテスト結果信号としての磁界検出電圧Ｖ_ＭＺ（即ち、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧）が基準電圧より低いときに所定の異常判定条件が満たされる。但し、テスト結果信号としての磁界検出電圧Ｖ_ＭＺ（即ち、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧）が、上下限を有する所定の正常電圧範囲を逸脱している場合に所定の異常判定条件が満たされるよう、出力回路４０を構成しても良い。尚、ここにおける所定の異常判定条件は後述の第３実施形態ではＺ軸異常判定条件に相当する。

また、上述の異常信号の態様は例に過ぎない。異常有りと判断されたとき、配線ＬＮｏｕｔの電位をローレベル（実質的にグランドのレベル）に固定することが異常信号の出力に相当していても良いし、配線ＬＮｏｕｔの電位をローレベル及びハイレベル間で交互に繰り返し切り替えることが異常信号の出力に相当していても良い。また例えば、異常信号を出力するための専用外部端子（不図示）を磁気センサ１に設けておき、出力回路４０にて異常有りと判断されたとき、専用外部端子を通じて異常信号を上位システム（不図示）に出力するようにしても良い。

［実施例ＥＸ１＿Ｃ］
実施例ＥＸ１＿Ｃを説明する。実施例ＥＸ１＿Ｂにて示した構成では、通常モードにおいて外部磁界の有無が二値化信号として上位システム（不図示）に出力されるが、出力回路４０は、通常モードにおいて外部磁界の検出結果をマルチビットのデジタル信号又はアナログ信号で上位システムに出力するようにしても良い。

即ち例えば、通常モードにおいて、出力回路４０は、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}（図５参照）に比例する磁界検出電圧Ｖ_ＭＺを受け、磁界検出電圧Ｖ_ＭＺをマルチビットのデジタル信号に変換したものを上位システム（不図示）に出力するようにしても良い。或いは、通常モードにおいて、出力回路４０は、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＤＥＴ}（図５参照）に比例する磁界検出電圧Ｖ_ＭＺを受け、磁界検出電圧Ｖ_ＭＺをアナログ信号として上位システム（不図示）に出力するようにしても良い。

［実施例ＥＸ１＿Ｄ］
実施例ＥＸ１＿Ｄを説明する。テスト動作は磁気センサ１の出荷工程において、磁気センサ１の動作モードがテストモードに設定されることで実行されるものであって良い。或いは、磁気センサ１の起動後、原則として外部磁界検出動作を繰り返し実行しつつ、所定の間隔でテスト動作が挿入実行されるようにしても良い。更に或いは、磁気センサ１の起動後、テストモードにてテスト動作を実行した後に、通常モードに移行するようにしても良い。

＜＜第２実施形態＞＞
本開示の第２実施形態を説明する。図１２は第２実施形態に係る磁気センサ１０００の構成例である。磁気センサ１０００は、ホール素子１００と、検出部６０２と、駆動源６０４と、制御回路６０６と、スイッチ回路６０８とを有する。制御回路６０６は、検出部６０２、駆動源６０４及びスイッチ回路６０８を制御する。ホール素子１００は、いわゆる縦型のホール素子であり、ホール素子１００が形成される半導体基板の表面に垂直な方向に流れる電流を用いて磁界を検出する。ホール素子１００は自身に作用する磁界に応じたホール電圧を出力する。検出部６０２は、ホール素子１００から出力されたホール電圧に基づいて、ホール素子１００に作用する磁界を検出する。駆動源６０４は、ホール素子１００においてホール電圧を発生させるための駆動電流を、制御回路６０６の制御の下、ホール素子１００に供給する。

本実施形態のホール素子１００では、以下に説明するように、駆動電流を供給するための２組の電極（後述の第１駆動電極１０１、第２駆動電極１０２、第１接地電極１５１、第２接地電極１５２）が配置される。これにより、２方向の磁界（本実施形態では、Ｘ軸及びＹ軸）の各々に対応するホール電圧が検出される。従って、磁器センサ１０００では２方向の磁界を検出することが可能である。尚、第２駆動電極１０２は省略されても良い。

第２実施形態は以下の実施例ＥＸ２＿Ａ及びＥＸ２＿Ｂを含む。実施例ＥＸ２＿Ａ及びＥＸ２＿Ｂは、矛盾なき限り、任意に組み合わせ可能である。

［実施例ＥＸ２＿Ａ］
実施例ＥＸ２＿Ａを説明する。尚、実施例ＥＸ２＿Ａは、図１２のスイッチ回路６０８が利用されない態様の実施例である。

図１３～図１７は、ホール素子１００の構成例を示す図である。図１３～図１７を参照して、ホール素子１００の概略構造について説明する。本実施形態において、ホール素子１００の厚さ方向の軸をＺ軸とする。Ｚ軸は、後述する半導体基板２５０の表面２５０Ａの法線方向の軸でもある。また、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は互いに直交するものとする。また、Ｘ軸及びＹ軸に平行な平面をＸＹ平面と称し、Ｙ軸及びＺ軸に平行な平面をＹＺ平面と称し、Ｚ軸及びＸ軸に平行な平面をＺＸ平面と称する。

図１３は、ホール素子１００をＺ軸方向から平面視したときの、ホール素子１００の平面図である。図１３の例において、ホール素子１００の外形形状（ＸＹ平面上におけるホール素子１００の外形形状）は矩形であり、ここでは正方形である。図１４は、図１３の直線ＣＲ１－ＣＲ１’に沿った断面によるホール素子１００の断面図である。図１５は、図１３の直線ＣＲ２－ＣＲ２’に沿った断面によるホール素子１００の断面図である。図１６は、図１３の直線ＣＲ３－ＣＲ３’に沿った断面によるホール素子１００の断面図である。図１７は、図１３の直線ＣＲ４－ＣＲ４’に沿った断面によるホール素子１００の断面図である。

図１３に示すように、ホール素子１００は半導体基板２５０を有する（換言すれば半導体基板２５０上に形成される）。図１４～図１７に示すように、半導体基板２５０は半導体領域２６０（Ｎウェル）を有する。半導体基板２５０は、例えば、Ｐ型のシリコン基板（Ｐ－ｓｕｂ）である。半導体領域２６０は、半導体基板２５０の表面２５０ＡにＮ型の導電型不純物が導入されることで拡散層（ウェル）として形成される。半導体領域２６０は半導体基板２５０に囲繞される態様で形成される。

ホール素子１００の周縁には、ホール素子１００を他の素子と分離すべく、Ｐ型半導体から成る拡散層（図示せず）が形成される。ホール素子１００の４隅には、更に、Ｐ型半導体から成る拡散層２３０が形成される。拡散層２３０は絶縁層として機能する。図１４～図１７に示すように、半導体領域２６０の表面２６０Ａにおいて拡散層２３０によって囲まれる領域（活性領域）には、同表面の不純物濃度（Ｎ型）が高められる態様で１２個のコンタクト領域１０１Ａ、１０２Ａ、１５１Ａ、１５２Ａ及び２０１Ａ～２０８Ａ（Ｎ＋拡散層）が形成される。１２個のコンタクト領域に対して１２個の電極（図１３～図１７の例では電極１０１、１０２、１５１、１５２及び２０１～２０８）が形成される。１つのコンタクト領域に対して、対応する１つの電極が形成される。１２個のコンタクト領域と、１２個のコンタクト領域に形成された１２個の電極とにおいては、良好なオーミックコンタクトが形成される。

また、ホール素子１００は、図１３に示されるように、十字形状の拡散層３０２によるｐｎ接合分離を通じて、４つの領域１８０Ａ～１８０Ｄに分割されている。拡散層３０２は絶縁層として機能する。拡散層３０２は半導体領域２６０よりも浅い拡散深さを有する。図１４～図１７に示すように、拡散層３０２により、半導体領域２６０において電流通路が形成される。また、４つの領域１８０Ａ～１８０Ｄの各々において、半導体基板２５０の内部においても電気的に区画された領域が形成される。この形成された領域が、磁界を検出可能な磁気検出部ＨＰ（ホールプレート）となっている。図１３の例では、ホール素子１００においてハッチングが付されていない箇所が磁気検出部となる。

ホール素子１００をＺ軸方向から平面視したときの、ホール素子１００の外形形状としての正方形の４辺の内、２辺はＸ軸に平行であり、残りの２辺はＹ軸に平行である。領域１８０Ａから領域１８０Ｂに向かう方向がＸ軸の正方向であるとし、領域１８０Ｃから領域１８０Ａに向かう方向がＹ軸の正方向であるとする。

１２個の電極１０１、１０２、１５１、１５２及び２０１～２０８を説明する。実施例ＥＸ２＿Ａでは、電極１０１、１０２は、夫々、第１、第２駆動電極として機能し、電極１５１、１５２は、夫々、第１、第２接地電極として機能し、電極２０１～２０８は、夫々、第１～第８検出電極として機能する。このため、実施例ＥＸ２＿Ａでは、電極１０１、１０２を、夫々、第１、第２駆動電極と称することがあり、電極１５１、１５２を、夫々、第１、第２接地電極と称することがあり、電極２０１～２０８を、夫々、第１～第８検出電極と称することがある。また、第１～第８検出電極２０１～２０８を、まとめて検出電極群と称することもある。

第１駆動電極１０１及び第２駆動電極１０２は、制御回路６０６の制御により、駆動源６０４からの駆動電流が供給される電極である。第１接地電極１５１及び第２接地電極１５２は、グランド電位を有する電極である。各検出電極は、ホール素子１００に作用した磁界により生じたホール電圧を検出するための電極である。

尚、第２実施形態及び後述の他の実施形態で参照されるホール素子を示した図面（例えば図１３）において、電源電圧ＶＤＤが印可されるべき電極に記号“ＶＤＤ”を付し、グランド電位を有する電極に記号“ＧＮＤ”を付している。また、＋Ｆｘは、Ｘ軸方向の磁界に対応する正のホール電圧が検出されることを示す。－Ｆｘは、Ｘ軸方向の磁界に対応する負のホール電圧が検出されることを示す。＋Ｆｙは、Ｙ軸方向の磁界に対応する正のホール電圧が検出されることを示す。－Ｆｙは、Ｙ軸方向の磁界に対応する負のホール電圧が検出されることを示す。第２実施形態において、正のホール電圧とは、該ホール電圧に対応するローレンツ力の方向が該ホール電圧を検出する検出電極に向かう方向となる電圧である。負のホール電圧とは、該ホール電圧に対応するローレンツ力の方向が該ホール電圧を検出する検出電極から離れる方向となる電圧である。また、第２実施形態及び後述の他の実施形態で参照されるホール素子を示した図面（例えば図１３）において、太矢印は駆動電流の流れを表している。

領域１８０Ａに電極１０１、２０１及び２０２が形成される。領域１８０Ｂに電極１５１、２０５及び２０６が形成される。領域１８０Ｃに電極１５２、２０７及び２０８が形成される。領域１８０Ｄに電極１０２、２０３及び２０４が形成される。また、電極１０１及び１０２と、電極１５１及び１５２と、電極２０１及び２０３と、電極２０２及び２０４と、電極２０５及び２０７と、電極２０６及び２０８とは、夫々に、ホール素子１００の重心Ｃ_Ｇに関して点対称の位置関係にある。

電極１５１は電極１０１から見てＸ軸の正方向に離間して配置される。電極１５２は、電極１０１から見てＹ軸の負方向に離間して配置される。電極１０２は電極１５１から見てＹ軸の負方向に離間して配置され且つ電極１５２から見てＸ軸の正方向に離間して配置される。

電極２０１は電極１０１から見てＸ軸の負方向に離間して配置される。電極２０２は電極１０１から見てＹ軸の正方向に離間して配置される。電極２０３は電極１０２から見てＸ軸の正方向に離間して配置される。電極２０４は電極１０２から見てＹ軸の負方向に離間して配置される。電極２０５は電極１５１から見てＸ軸の正方向に離間して配置される。電極２０６は電極１５１から見てＹ軸の正方向に離間して配置される。電極２０７は電極１５２から見てＸ軸の負方向に離間して配置される。電極２０８は電極１５２から見てＹ軸の負方向に離間して配置される。

図１８は、ホール素子１００と検出部６０２との配線の接続関係を説明するための図である。上述したように、実施例ＥＸ２＿Ａではスイッチ回路６０８（図１２参照）が利用されないものとし、スイッチ回路６０８が無いものと解釈される。図１８の検出部６０２は、アンプ５０２、５０４、５０６及び５０８と、合算部５１０及び５１２と、Ｙ軸検出部５１４と、Ｘ軸検出部５１６とを有する。

実施例ＥＸ２＿Ａでは、電極２０１～２０８が第１～第８検出電極として機能する。そして、第１検出電極２０１と第３検出電極２０３とがアンプ５０２に接続される。第５検出電極２０５と第７検出電極２０７とがアンプ５０４に接続される。第２検出電極２０２と第４検出電極２０４とがアンプ５０６に接続される。第６検出電極２０６と第８検出電極２０８とがアンプ５０８に接続される。

図１４及び図１６に示すように、第１駆動電極１０１に駆動電流が供給されると、該駆動電流は第１駆動電極１０１から第１接地電極１５１及び第２接地電極１５２へと流れる。ここで、第１駆動電極１０１と第１接地電極１５１との間、及び、第１駆動電極１０１と第２接地電極１５２との間に、Ｚ軸の負方向に拡散層３０２が形成されている。従って、駆動電流の経路として、Ｚ軸の負方向の経路Ｉ１、ＸＹ平面に平行な経路Ｉ２、及び、Ｚ軸の正方向の経路Ｉ３が形成される。第１駆動電極１０１から第１接地電極１５１及び第２接地電極１５２までの駆動電流は、経路Ｉ１、経路Ｉ２及び経路Ｉ３の順番で流れる。

図１５及び図１７に示すように、第２駆動電極１０２に駆動電流が供給されると、該駆動電流は第２駆動電極１０２から第１接地電極１５１及び第２接地電極１５２へと流れる。ここで、第２駆動電極１０２と第１接地電極１５１との間、及び、第２駆動電極１０２と第２接地電極１５２との間に、Ｚ軸の負方向に拡散層３０２が形成されている。従って、駆動電流の経路として、Ｚ軸の負方向の経路Ｉ１、ＸＹ平面に平行な経路Ｉ２、及びＺ軸の正方向の経路Ｉ３が形成される。第２駆動電極１０２から第１接地電極１５１及び第２接地電極１５２までの駆動電流は、経路Ｉ１、経路Ｉ２及び経路Ｉ３の順番で流れる。

図１４を参照し、Ｙ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第１検出電極２０１では、Ｙ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ１での駆動電流とに基づくホール効果により、負のホール電圧（－Ｆｙ）が検出される。また、Ｙ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第５検出電極２０５では、Ｙ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ３での駆動電流とに基づくホール効果により、負のホール電圧（－Ｆｙ）が検出される。

図１５を参照し、Ｙ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第７検出電極２０７では、Ｙ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ３での駆動電流とに基づくホール効果により、正のホール電圧（＋Ｆｙ）が検出される。また、Ｙ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第３検出電極２０３では、Ｙ軸の正方向の磁界界と、経路Ｉ１での駆動電流とに基づくホール効果により、正のホール電圧（＋Ｆｙ）が検出される。

図１６を参照し、Ｘ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第２検出電極２０２では、Ｘ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ１での駆動電流とに基づくホール効果により、負のホール電圧（－Ｆｘ）が検出される。また、Ｘ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第８検出電極２０８では、Ｘ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ３での駆動電流とに基づくホール効果により、負のホール電圧（－Ｆｘ）が検出される。

図１７を参照し、Ｘ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第６検出電極２０６では、Ｘ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ３での駆動電流とに基づくホール効果により、正のホール電圧（＋Ｆｘ）が検出される。また、Ｘ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わる場合には、第４検出電極２０４では、Ｘ軸の正方向の磁界と、経路Ｉ１での駆動電流とに基づくホール効果により、正のホール電圧（＋Ｆｘ）が検出される。

尚、或る電極にて或るホール電圧が検出されるとは、当該電極に当該ホール電圧が加わることを意味する。図１２及び図１８は、Ｘ軸の正方向の磁界及びＹ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わったときの状態を示している。

図１８に示すように、アンプ５０２において、第１検出電極２０１及び第３検出電極２０３で検出されたホール電圧（Ｙ軸方向の磁界に対応するホール電圧）が増幅される。即ち、アンプ５０２は電極２０３及び２０１間の電位差の増幅信号を出力する。アンプ５０４において、第５検出電極２０５と第７検出電極２０７とで検出されたホール電圧（Ｙ軸方向の磁界に対応するホール電圧）が増幅される。即ち、アンプ５０４は電極２０７及び２０５間の電位差の増幅信号を出力する。アンプ５０６において、第２検出電極２０２と第４検出電極２０４とで検出されたホール電圧（Ｘ軸方向の磁界に対応するホール電圧）が増幅される。即ち、アンプ５０６は電極２０４及び２０２間の電位差の増幅信号を出力する。アンプ５０８において、第６検出電極２０６と第８検出電極２０８とで検出されたホール電圧（Ｘ軸方向の磁界に対応するホール電圧）が増幅される。即ち、アンプ５０８は電極２０６及び２０８間の電位差の増幅信号を出力する。

合算部５１０は、アンプ５０２で増幅されたホール電圧値（Ｙ軸方向の磁界に対応するホール電圧値）と、アンプ５０４で増幅されたホール電圧値（Ｙ軸方向の磁界に対応するホール電圧値）とを合算する。Ｙ軸検出部５１４は、合算部５１０で合算されたホール電圧値に基づいて、Ｙ軸方向の磁界を検出する。即ち、合算部５１０はアンプ５０２の出力信号の電圧値とアンプ５０４の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧を出力し、Ｙ軸検出部５１４は合算部５１０の出力電圧に基づいてホール素子１００に作用するＹ軸方向の磁界を検出する。尚、合算部５１０を省略し、Ｙ軸検出部５１４にてアンプ５０２又は５０４の出力信号に基づきホール素子１００に作用するＹ軸方向の磁界を検出しても良い。

合算部５１２は、アンプ５０６で増幅されたホール電圧値（Ｘ軸方向の磁界に対応するホール電圧値）と、アンプ５０８で増幅されたホール電圧値（Ｘ軸方向の磁界に対応するホール電圧値）とを合算する。Ｘ軸検出部５１６は、合算部５１２で合算されたホール電圧値に基づいて、Ｘ軸方向の磁界を検出する。即ち、合算部５１２はアンプ５０６の出力信号の電圧値とアンプ５０８の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧を出力し、Ｘ軸検出部５１６は合算部５１２の出力電圧に基づいてホール素子１００に作用するＸ軸方向の磁界を検出する。尚、合算部５１２を省略し、Ｘ軸検出部５１６にてアンプ５０６又は５０８の出力信号に基づきホール素子１００に作用するＸ軸方向の磁界を検出しても良い。

［実施例ＥＸ２＿Ｂ］
実施例ＥＸ２＿Ｂを説明する。ホール素子１００における各電極は、上述の如く、重心Ｃ_Ｇ（図１３参照）に関して完全に対称となるように配置されることが好ましい。しかし、誤差による位置ずれ（アライメントずれ）などにより、各検出電極で検出される電圧にはオフセット電圧（不平衡電圧）が含まれ得る。オフセット電圧に起因して、磁界の検出精度が低下する場合がある。第１実施形態で述べた方法と同様の原理により、ホール素子１００についてもオフセットをキャンセルすることができる。当該キャンセルを図１８の構成において実現する方法を説明する。

Ｘ軸及びＹ軸方向の磁界を検出するべく、制御回路６０６は互いに異なる第１及び第２検出区間を設定する。そして、第１検出区間においては実施例ＥＸ２＿Ｂで述べた通りに駆動電流を供給し、その後の第２検出区間においては、駆動電流の向きを第１検出区間におけるそれと逆にする。駆動電流の向きを切り替えるためにスイッチ回路６０８（図１２参照）が用いられる。

即ち、第１検出区間においては、図１９に示す如く、駆動電流の供給状態を駆動状態Ｄｘｙ１に設定する。駆動状態Ｄｘｙ１では、電極１０１及び１０２に電源電圧ＶＤＤを印加する一方で電極１５１及び１５２にグランド電位を与え、これによって、電極１０１から電極１５１及び１５２に向けて且つ電極１０２から電極１５１及び１５２に向けて駆動電流を流す。第２検出区間においては、図２０に示す如く、駆動電流の供給状態を駆動状態Ｄｘｙ２に設定する。駆動状態Ｄｘｙ２では、電極１５１及び１５２に電源電圧ＶＤＤを印加する一方で電極１０１及び１０２にグランド電位を与え、これによって、電極１５１から電極１０１及び１０２に向けて且つ電極１５２から電極１０１及び１０２に向けて駆動電流を流す。尚、図１９及び図２０は、Ｘ軸の正方向の磁界及びＹ軸の正方向の磁界がホール素子１００に加わったときの状態を示している。

Ｙ軸検出部５１４は、第１検出区間において合算部５１０の出力電圧を保持する機能を有する。Ｙ軸検出部５１４は、第２検出区間における合算部５１０の出力電圧が得られると、第１検出区間における合算部５１０の出力電圧と第２検出区間における合算部５１０の出力電圧との差電圧を導出し、導出した差電圧に基づいてホール素子１００に作用するＹ軸方向の磁界を検出する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされている。

Ｘ軸検出部５１６は、第１検出区間において合算部５１２の出力電圧を保持する機能を有する。Ｘ軸検出部５１６は、第２検出区間における合算部５１２の出力電圧が得られると、第１検出区間における合算部５１２の出力電圧と第２検出区間における合算部５１２の出力電圧との差電圧を導出し、導出した差電圧に基づいてホール素子１００に作用するＸ軸方向の磁界を検出する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされている。

＜＜第３実施形態＞＞
本開示の第３実施形態を説明する。第１及び第２実施形態を組み合わせることで、Ｘ、Ｙ及びＺ軸の三軸方向の磁界を検出可能な磁気センサを構成できる。図２１に、この組み合わせに係る磁気センサ２の構成を示す。磁気センサ２は、ホール素子１０ｚ、スイッチ回路２０ｚ及び磁界検出回路３０ｚと、ホール素子１０ｘｙ、スイッチ回路２０ｘｙ及び磁界検出回路３０ｘｙと、駆動源５０、テスト磁界発生回路６０及び制御回路７０を備える。

ホール素子１０ｚ、スイッチ回路２０ｚ及び磁界検出回路３０ｚは、第１実施形態におけるホール素子１０、スイッチ回路２０及び磁界検出回路３０（図１）と同じものである。ホール素子１０ｘｙ及びスイッチ回路２０ｘｙは、第２実施形態におけるホール素子１００及びスイッチ回路６０８（図１２参照）と同じものである。磁界検出回路３０ｘｙは、第２実施形態における検出部６０２（図１２参照）を包含する。第３実施形態では、図１８に示すアンプ５０２、５０３、５０６及び５０８と、合算部５１０及び５１２と、Ｙ軸検出部５１４及びＸ軸検出部５１６が、磁界検出回路３０ｘｙに設けられているものとする。

磁界検出回路３０ｚ及び３０ｘｙは、上記のオフセットキャンセルの原理に基づき、外部磁界を検出することができる。外部磁界を検出するための動作を外部磁界検出動作と称する。外部磁界とは、磁気センサ２の外部にて生じて磁気センサ２の外部から磁気センサ２に作用する磁界である。外部磁界は磁気センサ２が検出すべき磁界（対象磁界）である。磁界検出回路３０ｚによるホール素子１０ｚを用いた外部磁界検出動作では、Ｚ軸方向の外部磁界を検出することができる。磁界検出回路３０ｘｙによるホール素子１０ｘｙを用いた外部磁界検出動作では、Ｘ軸及びＹ軸方向の外部磁界を検出することができる。本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の外部磁界は、夫々、外部磁界のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸成分は同義である。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の定義は第１及び第２実施形態で述べた通りであり、ホール素子１０ｚ及び１０ｘｙに対して共通のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。

第３実施形態に係る出力回路４０は第１実施形態に係る出力回路４０の機能を内包する。ここでは、第１実施形態で述べたように、磁気センサ２の動作モードとして、外部磁界検出動作のみが行われる通常モードと、テスト動作のみが行われるテストモードと、があるものとする。磁気センサ２は、通常モード又はテストモードで動作する。出力回路４０は、通常モードにおいて、磁界検出回路３０ｚによるＺ軸方向の外部磁界の検出結果を、二値化信号、マルチビットのデジタル信号又はアナログ信号にて、磁気センサ２の外部に設けられた上位システム（不図示）に出力できる。更に、出力回路４０は、通常モードにおいて、磁界検出回路３０ｘｙによるＸ軸方向の外部磁界の検出結果を、二値化信号、マルチビットのデジタル信号又はアナログ信号にて上位システム（不図示）に出力でき、且つ、磁界検出回路３０ｘｙによるＹ軸方向の外部磁界の検出結果を、二値化信号、マルチビットのデジタル信号又はアナログ信号にて、上位システム（不図示）に出力できる。

駆動源５０は、スイッチ回路２０ｚ及び２０ｘｙを通じてホール素子１０ｚ及び１０ｘｙの夫々に駆動電流を供給する電力源である。具体的には、駆動源５０は、電源電圧ＶＤＤをスイッチ回路２０ｚを通じてホール素子１０ｚの必要な電極に印加し、電源電圧ＶＤＤをスイッチ回路２０ｘｙを通じてホール素子１０ｘｙの必要な電極に印加する。磁気センサ２の外部に設けられた電源回路（不図示）から磁気センサ２に供給される所定の入力電源電圧に基づいて、駆動源５０は電源電圧ＶＤＤを生成しても良い。或いは、上記の入力電源電圧そのものが電源電圧ＶＤＤとして機能しても良い。

スイッチ回路２０ｚは、制御回路７０の制御の下、ホール素子１０ｚの駆動状態を上述の第１駆動状態及び第２駆動状態間で切り替える（図３及び図４参照）。本実施形態では、ホール素子１０ｚの駆動状態としての第１、第２駆動状態を、夫々、駆動状態Ｄｚ１、Ｄｚ２と称することがある。ホール素子１０ｚの駆動状態における駆動状態Ｄｚ１及びＤｚ２間の切り替えは、ホール素子１０ｚに供給される駆動電流の向きの切り替えに相当する。この切り替えの詳細は第１実施形態で述べた通りである。スイッチ回路２０ｚを複数のスイッチング素子にて構成することができる。

スイッチ回路２０ｘｙは、制御回路７０の制御の下、ホール素子１０ｘｙの駆動状態を複数の状態間で切り替える。ホール素子１０ｘｙの駆動状態における複数の状態間の切り替えは、ホール素子１０ｘｙに供給される駆動電流の向きの切り替えに相当する。スイッチ回路２０ｘｙを複数のスイッチング素子にて構成することができる。上記複数の状態は、図１９及び図２０に示した駆動状態Ｄｘｙ１及びＤｘｙ２を含む。これら以外の駆動状態にホール素子１０ｘｙの駆動状態が設定されることがあっても良いが、本実施形態では、ホール素子１０ｘｙの駆動状態として、駆動状態Ｄｘｙ１及びＤｘｙ２に注目する。尚、ホール素子１０ｘｙは第２実施形態のホール素子１００と同じものであるため、電極１０１、１０２、１５１、１５２及び２０１～２０８を有する。

外部磁界検出動作は、Ｚ軸方向の外部磁界を検出するＺ軸外部磁界検出動作と、Ｘ軸方向の外部磁界を検出するＸ軸外部磁界検出動作と、Ｙ軸方向の外部磁界を検出するＹ軸外部磁界検出動作と、に細分化される。Ｚ軸外部磁界検出動作は第１実施形態における外部磁界検出動作と同じであり、Ｚ軸外部磁界検出動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺ（図１０参照）は、Ｚ軸方向の外部磁界の検出結果を示す信号として機能する。磁界検出電圧Ｖ_ＭＺは、少なくともＺ軸方向の外部磁界の大きさを表し、Ｚ軸方向の外部磁界の極性（正方向及び負方向の何れであるか）も表し得る。

また、図１９及び図２０の駆動状態Ｄｘｙ１及びＤｘｙ２を利用すればＸ軸外部磁界検出動作及びＹ軸外部磁界検出動作を実現できる。

通常モードの一種であるＸＹ軸検出モードを説明する。ＸＹ軸検出モードでは、ホール素子１０ｘｙを用いてＸ軸及びＹ軸外部磁界検出動作が同時に実行される。但し、ＸＹ軸検出モードにおいて、ホール素子１０ｚを用いたＺ軸外部磁界検出動作も別途に実行可能である。

図２２にＸＹ軸検出モードにおけるアンプ等への信号入力状態を示す。電極２０１～２０８における電位を、夫々、記号“Ｅ_２０１～Ｅ_２０８”にて表す。

ＸＹ軸検出モードにおいて、アンプ５０２は、電極２０３及び２０１に接続され、電位Ｅ_２０１を基準とした電極２０３及び２０１間の電位差（Ｅ_２０３－Ｅ_２０１）の増幅信号を出力する。ＸＹ軸検出モードにおいて、アンプ５０４は、電極２０７及び２０５に接続され、電位Ｅ_２０５を基準とした電極２０７及び２０５間の電位差（Ｅ_２０７－Ｅ_２０５）の増幅信号を出力する。ＸＹ軸検出モードにおいて、アンプ５０６は、電極２０４及び２０２に接続され、電位Ｅ_２０２を基準とした電極２０４及び２０２間の電位差（Ｅ_２０４－Ｅ_２０２）の増幅信号を出力する。ＸＹ軸検出モードにおいて、アンプ５０８は、電極２０６及び２０８に接続され、電位Ｅ_２０８を基準とした電極２０６及び２０８間の電位差（Ｅ_２０６－Ｅ_２０８）の増幅信号を出力する。

ＸＹ軸検出モードにおいて、合算部５１０はアンプ５０２の出力信号の電圧値とアンプ５０４の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を出力し、合算部５１２はアンプ５０６の出力信号の電圧値とアンプ５０８の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を出力する。

ＸＹ軸検出モードにおいて、制御回路７０は互いに異なる第１及び第２検出区間を設定する。第１実施形態と同様、第１検出区間の後に第２検出区間が設定されるものとする（後述のＸ軸検出モード及びＹ軸検出モードでも同様）。図２３に示す如く、ＸＹ軸検出モードにおいて、第１検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ１（図１９参照）に設定され、第２検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ２（図２０参照）に設定される。

ＸＹ軸検出モードにおいて、Ｙ軸検出部５１４は、第１検出区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}［１］として保持し、第２検出区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}が電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ}［２］）を導出する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされている。差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ}［２］）は、Ｙ軸外部磁界検出動作によるＹ軸方向の外部磁界の検出結果を示す信号（磁界検出電圧）であって、少なくともＹ軸方向の外部磁界の大きさを表し、Ｙ軸方向の外部磁界の極性（正方向及び負方向の何れであるか）も表し得る。

ＸＹ軸検出モードにおいて、Ｘ軸検出部５１６は、第１検出区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}［１］として保持し、第２検出区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}が電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ}［２］）を導出する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされている。差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ}［２］）は、Ｘ軸外部磁界検出動作によるＸ軸方向の外部磁界の検出結果を示す信号（磁界検出電圧）であって、少なくともＸ軸方向の外部磁界の大きさを表し、Ｘ軸方向の外部磁界の極性（正方向及び負方向の何れであるか）も表し得る。

図２４にＹ軸検出モードにおけるアンプ等への信号入力状態を示す。Ｙ軸検出モードでは、ホール素子１０ｘｙを用いてＹ軸外部磁界検出動作のみが実行される。但し、Ｙ軸検出モードにおいて、ホール素子１０ｚを用いたＺ軸外部磁界検出動作も別途に実行可能である。

Ｙ軸検出モードにおいて、アンプ５０２は、電極２０３及び２０１に接続され、電位Ｅ_２０１を基準とした電極２０３及び２０１間の電位差（Ｅ_２０３－Ｅ_２０１）の増幅信号を出力する。Ｙ軸検出モードにおいて、アンプ５０４は、電極２０７及び２０５に接続され、電位Ｅ_２０５を基準とした電極２０７及び２０５間の電位差（Ｅ_２０７－Ｅ_２０５）の増幅信号を出力する。Ｙ軸検出モードにおいて、合算部５１０はアンプ５０２の出力信号の電圧値とアンプ５０４の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を出力する。図２３に示す如く、Ｙ軸検出モードにおいて、第１検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ１（図１９参照）に設定され、第２検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ２（図２０参照）に設定される。Ｙ軸検出モードにおいて、Ｙ軸検出部５１４は、第１検出区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}［１］として保持し、第２検出区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}が電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ}［２］）を導出する。当該差電圧の意義はＸＹ軸検出モードにおけるそれと同様である。

図２５にＸ軸検出モードにおけるアンプ等への信号入力状態を示す。Ｘ軸検出モードでは、ホール素子１０ｘｙを用いてＸ軸外部磁界検出動作のみが実行される。但し、Ｘ軸検出モードにおいて、ホール素子１０ｚを用いたＺ軸外部磁界検出動作も別途に実行可能である。

Ｘ軸検出モードにおいて、アンプ５０６は、電極２０４及び２０２に接続され、電位Ｅ_２０２を基準とした電極２０４及び２０２間の電位差（Ｅ_２０４－Ｅ_２０２）の増幅信号を出力する。Ｘ軸検出モードにおいて、アンプ５０８は、電極２０６及び２０８に接続され、電位Ｅ_２０８を基準とした電極２０６及び２０８間の電位差（Ｅ_２０６－Ｅ_２０８）の増幅信号を出力する。Ｘ軸検出モードにおいて、合算部５１２はアンプ５０６の出力信号の電圧値とアンプ５０８の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を出力する。図２３に示す如く、Ｘ軸検出モードにおいて、第１検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ１（図１９参照）に設定され、第２検出区間ではホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ２（図２０参照）に設定される。Ｘ軸検出モードにおいて、Ｘ軸検出部５１４は、第１検出区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}［１］として保持し、第２検出区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}が電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ}［２］）を導出する。当該差電圧の意義はＸＹ軸検出モードにおけるそれと同様である。

尚、ここでは、ＸＹ軸検出モード、Ｙ軸検出モード及びＸ軸検出モードの何れにおいても、駆動状態Ｄｘｙ１及びＤｘｙ２を利用する方法を挙げたが、Ｙ軸検出モードに専用の駆動状態を用いてＹ軸外部磁界検出動作を実現するようにしても良いし、Ｘ軸検出モードに専用の駆動状態を用いてＸ軸外部磁界検出動作を実現するようにしても良い。

図２６を参照して、テスト磁界発生回路６０に設けられたコイル６１’の形状を説明する。本実施形態では図２６のコイル６１’が図６のコイル６１として用いられる。第１実施形態の記載を本実施形態に適用することができ、この適用の際、第１実施形態の記載中のコイル６１はコイル６１’に読み替えられる。説明の便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が原点Ｏにて互いに直交し、コイル６１’の中心が原点Ｏに位置しているものと考えてコイル６１’の形状を説明する。尚、図２６ではＸ軸及びＹ軸が破線にて表されている（後述の図２７、図２８、図３１及び図３２でも同様）。コイル６１’はＸＹ平面に平行な平面上に形成される。図２６では、コイル６１’が単一の平面上に形成されたかのような様子が図示されているが、半導体基板の複数の層を用いてコイル６１’が形成されていて良い。コイル６１’は、微細な部分で対象構造が崩れる部分もあるが、基本的に、原点Ｏに関して点対称の構造を有し、Ｘ軸及びＹ軸の夫々に関して線対称の構造を有する。

今、原点Ｏに中心を持ち且つＸ軸に平行な２辺とＹ軸に平行な２辺を持つ正方形形状の配線を想定する。その配線をＺ軸を回転軸として原点Ｏの周りに４５°だけ回転させて得られる配線を、便宜上、斜め正方形配線と称する。コイル６１’は大きさの異なる複数の斜め正方形配線を連結した構造を有する。

また、ここでは、原点Ｏから見てＺ軸の正方向、負方向を、夫々、上方向、下方向と捉える。図２７に、コイル６１’とホール素子１０ｚ及び１０ｘｙとの位置関係を示す。ホール素子１０ｚの全体又は大部分は、コイル６１’の下方であって且つコイル６１’の配線の配置位置の内側に配置される。図２７の例では、ホール素子１０ｚの重心はＺ軸上に位置する。このため、コイル６１’にコイル電流Ｉ_Ｌを供給することでテスト磁界を発生させたとき、ホール素子１０ｚに対してテスト磁界はＺ軸方向の磁界として作用する。尚、コイル６１’の配線の配置位置と同一平面上にホール素子１０ｚが設けられても良い。

ホール素子１０ｘｙの全体又は大部分はコイル６１’の配線の直下に配置される。但し、図２７では、コイル６１’及びホール素子１０ｘｙ間の位置関係が視認しやすくなるよう、ホール素子１０ｘｙの全体外形を図面上で明示している（後述の図２８でも同様）。第２実施形態においてホール素子１００に関して述べたように、ホール素子１０ｘｙをＺ軸方向から平面視したときの、ホール素子１０ｘｙの外形形状としての正方形の４辺の内、２辺はＸ軸に平行であり、残りの２辺はＹ軸に平行である。ホール素子１０ｘｙの外形形状としての正方形をコイル６１’の配線の配置面に投影したとき、当該正方形の各辺とコイル６１’の配線とは所定角度にて交わる。この所定角度は理想的には４５°であるが、４５°から若干ずれていても良い。このため、コイル６１’にコイル電流Ｉ_Ｌを供給することでテスト磁界を発生させたとき、ホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界はＸ軸成分とＹ軸成分を含む。

テスト磁界発生回路６０における電流源６２（図６参照）は、コイル６１’に対しコイル電流Ｉ_Ｌを第３の向き又は第４の向きに供給することができる。第３の向きと第４の向きは互いに逆であり、コイル電流Ｉ_Ｌが第３の向きに流れるときのテスト磁界の向きと、コイル電流Ｉ_Ｌが第４の向きに流れるときのテスト磁界の向きとは、互いに逆となる。第１実施形態で述べたように、第３の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は正であるとし、第４の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は負であるとする。

図２８において、状態１１１０は“Ｉ_Ｌ＞０” のときのテスト磁界の状態を表し、矢印１１１１は当該状態１１１０においてホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界の向きを表す。状態１１２０は“Ｉ_Ｌ＜０”のときのテスト磁界の状態を表し、矢印１１２１は当該状態１１２０においてホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界の向きを表す。ホール素子１０ｘｙに作用するＸ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＸ軸成分の向き）は、状態１１１０と状態１１２０とで逆である。同様に、ホール素子１０ｘｙに作用するＹ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＹ軸成分の向き）は、状態１１１０と状態１１２０とで逆である。加えて、ホール素子１０ｚに作用するＺ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＺ軸成分の向き）は、状態１１１０と状態１１２０とで逆である。

従って、第１実施形態で述べた方法により、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸に対するテスト動作が可能となる。

図２９を参照し、磁気センサ２に関わるテストモードにおいて実行されるテスト動作を説明する。テスト動作は、制御回路７０の制御の下で、ホール素子１０ｚ及び１０ｘｙ、スイッチ回路２０ｚ及び２０ｘｙ、磁界検出回路３０ｚ及び３０ｘｙ、駆動源５０並びにテスト磁界発生回路６０により実行される。テスト動作は、第１テスト区間中の動作と第２テスト区間中の動作とを含む。第１テスト区間及び第２テスト区間は互いに分離した区間であり、図２９の例では、第１テスト区間の後に第２テスト区間が設定されている。但し、第２テスト区間の後に第１テスト区間が設定されても構わない。

第１及び第２テスト区間の双方において、スイッチ回路２０ｚの機能によりホール素子１０ｚの駆動状態が駆動状態Ｄｚ１（図３参照）に設定され、且つ、スイッチ回路２０ｘｙの機能によりホール素子１０ｘｙの駆動状態が駆動状態Ｄｘｙ１（図１９参照）に設定される。第１テスト区間では正のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１’に供給され、第２テスト区間では負のコイル電流Ｉ_Ｌがコイル６１’に供給される。従って、第１テスト区間と第２テスト区間とで、ホール素子１０ｚに作用するＺ軸方向のテスト磁界の向きが逆となり、且つ、ホール素子１０ｘｙに作用するＸ軸方向のテスト磁界の向きが逆となると共にホール素子１０ｘｙに作用するＹ軸方向のテスト磁界の向きも逆となる。

Ｚ軸方向に関して、テスト動作における磁界検出回路３０ｚの処理内容は第１実施形態における磁界検出回路３０のそれと同じである。

テスト動作に係る磁界検出回路３０ｘｙにおいて、図２２等に示される合算部５１はアンプ５０２の出力信号の電圧値とアンプ５０４の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を出力し、且つ、図２２等に示される合算部５１２はアンプ５０６の出力信号の電圧値とアンプ５０８の出力信号の電圧値との和を表す合算電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を出力する。

テスト動作において、Ｙ軸検出部５１４は、第１テスト区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}を電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［１］として保持し、第２テスト区間での合算部５１０の出力電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ}が電圧Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［２］）を導出する。この差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［２］）はゼロ又は正の電圧値を有し、当該差電圧をＹ軸方向のテスト結果信号と称する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされていると共に、当該差電圧は外部磁界の成分を含まず且つテスト磁界の成分のみを含む。ホール素子１０ｘｙ、スイッチ回路２０ｘｙ及び磁界検出回路３０ｘｙに異常がなければ、差電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［２］）は一定電圧（＞０）以上になる。

テスト動作において、Ｘ軸検出部５１６は、第１テスト区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}を電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［１］として保持し、第２テスト区間での合算部５１２の出力電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ}が電圧Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［２］として得られると、それらの差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［２］）を導出する。この差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［２］）はゼロ又は正の電圧値を有し、当該差電圧をＸ軸方向のテスト結果信号と称する。当該差電圧ではオフセットがキャンセルされていると共に、当該差電圧は外部磁界の成分を含まず且つテスト磁界の成分のみを含む。ホール素子１０ｘｙ、スイッチ回路２０ｘｙ及び磁界検出回路３０ｘｙに異常がなければ、差電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［２］）は一定電圧（＞０）以上になる。

テストモードにおける出力信号４０の動作を説明する。Ｚ軸方向に関する出力回路４０の動作は第１実施形態で述べた通りであって良いが、テスト動作にて生成及び出力される磁界検出電圧Ｖ_ＭＺ（即ち、差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧；図１０参照）がＺ軸方向のテスト結果信号であると考えて、第３実施形態の出力回路４０の挙動を説明する。

出力回路４０は異常信号出力回路４８（図２１参照）を内包する。異常信号出力回路４８は、Ｘ軸方向のテスト結果信号が所定のＸ軸異常判定条件を満たすとき、Ｙ軸方向のテスト結果信号が所定のＹ軸異常判定条件を満たすとき、又は、Ｚ軸方向のテスト結果信号が所定のＺ軸異常判定条件を満たすとき、所定の異常信号を外部に対して出力する（例えば、図示されない上位システムに対して出力する）。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸異常判定条件の内、何れの条件を満たすかに応じて、出力される異常信号の種類を異ならせても良い。

例えば、テストモードにおいて、出力回路４０は、Ｘ軸方向のテスト結果信号により表される電圧（Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１２＿Ｘ＿ＴＥＳＴ}［２］）を所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦＸと比較し、前者が後者より低いときにＸ軸異常判定条件を満たすと判断する（Ｖ_ＲＥＦＸ＞０）。同様に、出力回路４０は、Ｙ軸方向のテスト結果信号により表される電圧（Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［１］－Ｖ_{５１０＿Ｙ＿ＴＥＳＴ}［２］）を所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦＹと比較し、前者が後者より低いときにＹ軸異常判定条件を満たすと判断する（Ｖ_ＲＥＦＹ＞０）。同様に、出力回路４０は、Ｚ軸方向のテスト結果信号により表される電圧（差電圧Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}に比例する電圧；図１０参照）を所定の基準電圧Ｖ_ＲＥＦＺと比較し、前者が後者より低いときにＺ軸異常判定条件を満たすと判断する（Ｖ_ＲＥＦＺ＞０）。基準電圧Ｖ_ＲＥＦＸ、Ｖ_ＲＥＦＹ及びＶ_ＲＥＦＺの一致、不一致は問わない。或いは、テストモードにおいて、出力回路４０は、Ｘ軸方向のテスト結果信号により表される電圧が上下限を有する所定の正常電圧範囲を逸脱している場合にＸ軸異常判定条件を満たすと判断するようにしても良い。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様であって良い。

本実施形態によれば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々について、磁気センサ２が正常に磁気検出できる状態にあるかを判定することが可能となる（即ちセルフテストが可能となる）。

尚、第１及び第２テスト区間の双方においてホール素子１０ｚの駆動状態を駆動状態Ｄｚ２に設定するようにしても良い。第１及び第２テスト区間の双方においてホール素子１０ｘｙの駆動状態を駆動状態Ｄｘｙ２に設定するようにしても良い。コイル電流Ｉ_Ｌはテスト動作が行われる期間においてのみ（即ち第１及び第２テスト区間においてのみ）コイル６１’に供給される。従って、外部磁界検出動作が行われるときには（故に第１及び第２検出区間では）コイル電流Ｉ_Ｌはゼロである。

第１実施形態に属する実施例ＥＸ１＿Ａ～ＥＸ１＿Ｄに示す内容は第３実施形態に適用されて良い。従って例えば、図３０に示す如く、磁界検出回路３０ｘｙにおいて、合算部５１０とＹ軸検出部５１４との間にＬＰＦ（ローパスフィルタ）５１１を挿入すると共に、合算部５１２とＸ軸検出部５１６との間にＬＰＦ（ローパスフィルタ）５１３を挿入するようにしても良い。テスト動作において、磁界検出回路３０ｘｙは、第１テスト区間にてＹ軸方向のテスト磁界がホール素子１０に作用したことで生じるホール電圧と、第２テスト区間にてＹ軸方向のテスト磁界がホール素子１０ｘｙに作用したことで生じるホール電圧との差分に応じたＹ軸方向のテスト結果信号を生成するが、当該Ｙ軸方向のテスト結果信号を生成するための信号経路にＬＰＦ５１１が挿入されることになる。同様に、テスト動作において、磁界検出回路３０ｘｙは、第１テスト区間にてＸ軸方向のテスト磁界がホール素子１０ｘｙに作用したことで生じるホール電圧と、第２テスト区間にてＸ軸方向のテスト磁界がホール素子１０に作用したことで生じるホール電圧との差分に応じたＸ軸方向のテスト結果信号を生成するが、当該Ｘ軸方向のテスト結果信号を生成するための信号経路にＬＰＦ５１３が挿入されることになる。

ＬＰＦ５１１及び５１３の夫々はＬＰＦ３２（図１０参照）と同等の特性を有する。図３０の構成によれば、合算部５１０の出力電圧はＬＰＦ５１１により低域通過処理が施されてからＹ軸検出部５１４に入力され、合算部５１３の出力電圧はＬＰＦ５１３により低域通過処理が施されてからＸ軸検出部５１６に入力される。テスト動作の実行期間において外部磁界がＹ軸方向の交流成分を含んでいる場合があり得るが、ＬＰＦ５１１により当該交流成分を除去することができる。Ｘ軸方向の交流成分についても同様である。

＜＜第４実施形態＞＞
本開示の第４実施形態を説明する。第４実施形態は第３実施形態の一部を変形したものである。第３実施形態に係る磁気センサ２において、ホール素子１０ｚを複数設けておいても良く、これに代えて又はこれに加えて、ホール素子１０ｘｙを複数設けておいても良い。例として、図３１に示す如く、磁気センサ２に４つのホール素子１０ｚ及び８つのホール素子１０ｘｙを設ける構成を説明する。

図３１はコイル６１’と各ホール素子との位置関係を示す図である。複数のホール素子１０ｚの夫々の一部（望ましくは大部分）は、コイル６１’の下方であって且つコイル６１’の配線の配置位置の内側に配置される。尚、図３１では、コイル６１’及び各ホール素子１０ｚ間の位置関係が視認しやすくなるよう、各ホール素子１０ｚの全体外形を図面上で明示している（後述の図３２でも同様）。各ホール素子１０ｚの全体が、コイル６１’の下方であって且つコイル６１’の配線の配置位置の内側に配置されるようにしても良い。４つのホール素子１０ｚはＸＹ平面の第１～第４象限（以下、単に第１～第４象限と称する）に１つずつ配置される。４つのホール素子１０ｚの内、第１及び第２象限に位置するホール素子１０ｚと、第４及び第３象限に位置するホール素子１０ｚとは、Ｘ軸に関して線対称の位置関係にある。４つのホール素子１０ｚの内、第１及び第４象限に位置するホール素子１０ｚと、第２及び第３象限に位置するホール素子１０ｚとは、Ｙ軸に関して線対称の位置関係にある。コイル６１’にコイル電流Ｉ_Ｌを供給することでテスト磁界を発生させたとき、各ホール素子１０ｚに対してテスト磁界はＺ軸方向の磁界として作用する。

ＸＹ平面上において、８つのホール素子１０ｘｙの内側に４つのホール素子１０ｚが配置される（換言すれば４つのホール素子１０ｚを取り囲む位置に８つのホール素子１０ｘｙが配置される）。ホール素子１０ｘｙの夫々の全体又は大部分はコイル６１’の配線の直下に配置される。尚、図３１では、コイル６１’及び各ホール素子１０ｘｙ間の位置関係が視認しやすくなるよう、各ホール素子１０ｘｙの全体外形を図面上で明示している（後述の図３２でも同様）。８つのホール素子１０ｘｙはＸＹ平面の第１～第４象限に２つずつ配置される。８つのホール素子１０ｘｙの内、第１及び第２象限に位置する４つのホール素子１０ｘｙと、第４及び第３象限に位置する４つのホール素子１０ｘｙとは、Ｘ軸に関して線対称の位置関係にある。８つのホール素子１０ｘｙの内、第１及び第４象限に位置する４つのホール素子１０ｘｙと、第２及び第３象限に位置する４つのホール素子１０ｘｙとは、Ｙ軸に関して線対称の位置関係にある。

第１象限内の２つのホール素子１０ｘｙ及び１つのホール素子１０ｚに関して、２つのホール素子１０ｘｙの内、一方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＸ軸の正側に隣接して配置され、他方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＹ軸の正側に隣接して配置される。第２象限の２つのホール素子１０ｘｙ及び１つのホール素子１０ｚに関して、２つのホール素子１０ｘｙの内、一方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＸ軸の負側に隣接して配置され、他方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＹ軸の正側に隣接して配置される。第３象限の２つのホール素子１０ｘｙ及び１つのホール素子１０ｚに関して、２つのホール素子１０ｘｙの内、一方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＸ軸の負側に隣接して配置され、他方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＹ軸の負側に隣接して配置される。第４象限の２つのホール素子１０ｘｙ及び１つのホール素子１０ｚに関して、２つのホール素子１０ｘｙの内、一方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＸ軸の正側に隣接して配置され、他方のホール素子１０ｘｙはホール素子１０ｚから見てＹ軸の負側に隣接して配置される。

第２実施形態においてホール素子１００に関して述べたように、ホール素子１０ｘｙをＺ軸方向から平面視したときの、ホール素子１０ｘｙの外形形状としての正方形の４辺の内、２辺はＸ軸に平行であり、残りの２辺はＹ軸に平行である。これは全てのホール素子１０ｘｙに対して当てはまる。８つのホール素子１０ｘｙの夫々について、ホール素子１０ｘｙの外形形状としての正方形をコイル６１’の配線の配置面に投影したとき、当該正方形の各辺とコイル６１’の配線とは所定角度にて交わる。この所定角度は理想的には４５°であるが、４５°から若干ずれていても良い。このため、コイル６１’にコイル電流Ｉ_Ｌを供給することでテスト磁界を発生させたとき、各ホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界はＸ軸成分とＹ軸成分を含む。

テスト磁界発生回路６０における電流源６２は、コイル６１’に対しコイル電流Ｉ_Ｌを第３の向き又は第４の向きに供給することができる。上述したように、第３の向きと第４の向きは互いに逆であり、コイル電流Ｉ_Ｌが第３の向きに流れるときのテスト磁界の向きと、コイル電流Ｉ_Ｌが第４の向きに流れるときのテスト磁界の向きとは、互いに逆となる。第１実施形態で述べたように、第３の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は正であるとし、第４の向きのコイル電流Ｉ_Ｌの極性は負であるとする。

図３２において、状態１２１０は“Ｉ_Ｌ＞０” のときのテスト磁界の状態を表し、８つの矢印１２１１は当該状態１２１０において８つのホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界の向きを表す。状態１２２０は“Ｉ_Ｌ＜０”のときのテスト磁界の状態を表し、８つの矢印１２２１は当該状態１２２０において８つのホール素子１０ｘｙに作用するテスト磁界の向きを表す。各ホール素子１０ｘｙに作用するＸ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＸ軸成分の向き）は、状態１２１０と状態１２２０とで逆である。同様に、各ホール素子１０ｘｙに作用するＹ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＹ軸成分の向き）は、状態１２１０と状態１２２０とで逆である。加えて、各ホール素子１０ｚに作用するＺ軸方向のテスト磁界の向き（換言すればテスト磁界のＺ軸成分の向き）は、状態１２１０と状態１２２０とで逆である。このため、第３実施形態に示した方法でテスト動作を実行できる。

複数のホール素子に生じる複数のホール電圧を用いて磁界を検出する方法は公知であり、公知の方法を第４実施形態に適用できる。即ち例えば、Ｚ軸外部磁界検出動作において、磁界検出回路３０ｚは、Ｚ軸方向の外部磁界に基づき４つのホール素子１０ｚにて生じるホール電圧の合計又は平均を用いてＺ軸方向の外部磁界を検出して良い。同様に、Ｘ軸外部磁界検出動作において、磁界検出回路３０ｘｙは、Ｘ軸方向の外部磁界に基づき８つのホール素子１０ｘｙにて生じるホール電圧の合計又は平均を用いてＸ軸方向の外部磁界を検出して良い。同様に、Ｙ軸外部磁界検出動作において、磁界検出回路３０ｘｙは、Ｙ軸方向の外部磁界に基づき８つのホール素子１０ｘｙにて生じるホール電圧の合計又は平均を用いてＹ軸方向の外部磁界を検出して良い。複数のホール素子を用いることで検出精度又は検出感度の向上が図られる。

磁気センサ２に複数のホール素子１０ｚが設けられる場合にあっては、ホール素子１０ｚごとにテスト動作を行うようにしても良いし、複数のホール素子１０ｚに対して一括のテスト動作を行うようにしても良い。同様に、磁気センサ２に複数のホール素子１０ｘｙが設けられる場合にあっては、ホール素子１０ｘｙごとにテスト動作を行うようにしても良いし、複数のホール素子１０ｘｙに対して一括のテスト動作を行うようにしても良い。

＜＜変形等＞＞
第３及び第４実施形態においてＺ軸外部磁界検出動作に加えて、Ｘ軸外部磁界検出動作及びＹ軸外部磁界検出動作の双方を行いうる磁気センサ２を説明したが、第３及び第４実施形態に係る磁気センサ２は、Ｚ軸外部磁界検出動作を実行可能としつつ、Ｘ軸外部磁界検出動作及びＹ軸外部磁界検出動作の内の何れか一方のみが実行可能な構成を有していても良い。即ち例えば、第３及び第４実施形態に係る磁気センサ２において、Ｘ軸の磁界の検出のみを実現するホール素子、又は、Ｙ軸の磁界の検出のみを実現するホール素子を、ホール素子１０ｘｙとして用いるようにしても良い。

＜＜付記＞＞
上述の実施形態にて具体的構成例が示された本開示について付記を設ける。

本開示の一側面に係る磁気センサは（図１参照）、ホール素子（１０）と、前記ホール素子に供給される駆動電流の向きを第１の向きと第２の向きとの間で切り替え可能に構成されたスイッチ回路（２０）と、前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第１の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第２の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、の第１差分に基づき、前記ホール素子に作用する対象磁界を検出する検出動作（外部磁界検出動作；図５参照）を実行可能に構成された磁界検出回路（３０）と、テスト動作において、前記対象磁界とは別のテスト磁界を発生可能に構成されたテスト磁界発生回路（６０）と、を備え、前記磁界検出回路は、前記テスト動作において、第１テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧と第２テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧との第２差分に応じたテスト結果信号（Ｖ_{ＤＥＦ＿ＴＥＳＴ}）を生成し（図９、図１０参照）、前記ホール素子に供給される前記駆動電流の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで共通であり、前記ホール素子に作用する前記テスト磁界の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで逆である構成（第１の構成）である。

これにより、簡素な構成で磁気センサのセルフテストを行うことが可能となる。

第１の構成に係る磁気センサにおいて、前記テスト結果信号が所定条件を満たすときに所定の異常信号を出力可能に構成された異常信号出力回路（４６）を、更に備えた構成（第２の構成）であっても良い。

これにより、セルフテストの結果を外部に知らせることが可能となる。

第２の構成に係る磁気センサにおいて（図１０参照）、前記第１テスト区間にて前記ホール素子に生じる前記ホール電圧と前記第２テスト区間にて前記ホール素子に生じる前記ホール電圧とから前記テスト結果信号を生成するための信号経路に、ローパスフィルタ（３２）が挿入される構成（第３の構成）であっても良い。

これにより、第１及び第２テスト区間における対象磁界の交流成分の影響を抑制することが可能となる。

第１～第３の構成の何れかに係る磁気センサにおいて（図６参照）、前記テスト磁界発生回路は、コイル（６１）と、前記コイルに電流を供給することで前記テスト磁界を発生させる電流源（６２）と、を有し、前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで前記コイルに供給される電流の向きを逆にする構成（第４の構成）であっても良い。

これにより、ホール素子に作用するテスト磁界の向きを、第１テスト区間と第２テスト区間と間で容易に逆転させることができる。

第１～第４の構成の何れかに係る磁気センサにおいて（図２１参照）、前記ホール素子、前記スイッチ回路及び前記磁界検出回路を有するブロックを、複数、備え、前記複数のブロックにおける第１ブロック（１０ｚ、２０ｚ、３０ｚ）において、前記磁界検出回路は、前記検出動作にて前記第１ブロック中のホール素子に作用する第１軸方向の対象磁界を検出し、前記複数のブロックにおける第２ブロック（１０ｘｙ、２０ｘｙ、３０ｘｙ）において、前記磁界検出回路は、前記検出動作にて前記第２ブロック中のホール素子に作用する第２軸方向の対象磁界を検出し、前記テスト磁界発生回路は、前記テスト動作において、前記第１ブロック中のホール素子に対しては前記第１軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、且つ、前記第２ブロック中のホール素子に対しては前記第２軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、各ブロックにおいて、前記ホール素子に供給される前記駆動電流の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで共通であり、各ブロックにおいて、前記ホール素子に作用する前記テスト磁界の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで逆である構成（第５の構成）であっても良い。

これにより、複数軸に対するセルフテストを行うことができる。

第５の構成に係る磁気センサにおいて（図２８参照）、前記テスト磁界発生回路は、前記テスト動作において、共通のコイル（６１’）を用いて、前記第１ブロック中のホール素子に対しては前記第１軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、且つ、前記第２ブロック中のホール素子に対しては前記第２軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させる構成（第６の構成）であっても良い。

これにより、共通のコイルを用いて複数軸のセルフテストを行うことができる。複数軸のセルフテストの実現にあたり、複数のコイルを要する構成と比べて、テスト磁界発生回路を簡素なものにすることができる。

本開示の実施形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。以上の実施形態は、あくまでも、本開示の実施形態の例であって、本開示ないし各構成要件の用語の意義は、以上の実施形態に記載されたものに制限されるものではない。上述の説明文中に示した具体的な数値は、単なる例示であって、当然の如く、それらを様々な数値に変更することができる。

１、２、１０００磁気センサ
１０、１０ｚ、１０ｘｙ、１００ホール素子
２０、２０ｚ、２０ｘｙ、６０８スイッチ回路
３０、３０ｚ、３０ｘｙ、磁界検出回路
３１アンプ
３２ＬＰＦ
３３差分検出回路
４０出力回路
４１比較部
４２基準電圧源
４３ゲートドライバ
４４トランジスタ
４５保護抵抗
４６、４８異常信号出力回路
５０、６０４駆動源
６０テスト磁界発生回路
６１、６１’ コイル
６２電流源
７０、６０６制御回路

Claims

ホール素子と、
前記ホール素子に供給される駆動電流の向きを第１の向きと第２の向きとの間で切り替え可能に構成されたスイッチ回路と、
前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第１の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、前記ホール素子に対し前記駆動電流が前記第２の向きに供給されているときに前記ホール素子に生じるホール電圧と、の第１差分に基づき、前記ホール素子に作用する対象磁界を検出する検出動作を実行可能に構成された磁界検出回路と、
テスト動作において、前記対象磁界とは別のテスト磁界を発生可能に構成されたテスト磁界発生回路と、を備え、
前記磁界検出回路は、前記テスト動作において、第１テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧と第２テスト区間にて前記ホール素子に生じるホール電圧との第２差分に応じたテスト結果信号を生成し、
前記ホール素子に供給される前記駆動電流の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで共通であり、前記ホール素子に作用する前記テスト磁界の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで逆である
、磁気センサ。
前記テスト結果信号が所定条件を満たすときに所定の異常信号を出力可能に構成された異常信号出力回路を、更に備える
、請求項１に記載の磁気センサ。
前記第１テスト区間にて前記ホール素子に生じる前記ホール電圧と前記第２テスト区間にて前記ホール素子に生じる前記ホール電圧とから前記テスト結果信号を生成するための信号経路に、ローパスフィルタが挿入される
、請求項２に記載の磁気センサ。
前記テスト磁界発生回路は、コイルと、前記コイルに電流を供給することで前記テスト磁界を発生させる電流源と、を有し、前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで前記コイルに供給される電流の向きを逆にする
、請求項１～３の何れかに記載の磁気センサ。
前記ホール素子、前記スイッチ回路及び前記磁界検出回路を有するブロックを、複数、備え、
前記複数のブロックにおける第１ブロックにおいて、前記磁界検出回路は、前記検出動作にて前記第１ブロック中のホール素子に作用する第１軸方向の対象磁界を検出し、
前記複数のブロックにおける第２ブロックにおいて、前記磁界検出回路は、前記検出動作にて前記第２ブロック中のホール素子に作用する第２軸方向の対象磁界を検出し、
前記テスト磁界発生回路は、前記テスト動作において、前記第１ブロック中のホール素子に対しては前記第１軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、且つ、前記第２ブロック中のホール素子に対しては前記第２軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、
各ブロックにおいて、前記ホール素子に供給される前記駆動電流の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで共通であり、各ブロックにおいて、前記ホール素子に作用する前記テスト磁界の向きは前記第１テスト区間と前記第２テスト区間とで逆である
、請求項１～４の何れかに記載の磁気センサ。
前記テスト磁界発生回路は、前記テスト動作において、共通のコイルを用いて、前記第１ブロック中のホール素子に対しては前記第１軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させ、且つ、前記第２ブロック中のホール素子に対しては前記第２軸方向の磁界成分を含む磁界を前記テスト磁界として作用させる
、請求項５に記載の磁気センサ。