JP6394740B2 - 磁界検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、微小な磁界などを検出する磁界検出装置に関する。

昨今、生体磁界測定、探傷測定や非破壊検査など微弱磁界を測定するニーズが高まっている。

微小な磁界の測定では、検出対象の磁界に入り込む地磁気や計測装置から発せられる磁界など環境磁界の影響が問題となるため、これらを解決するための様々な環境磁界キャンセリング技術が提案されている。

特許文献１（特開２００９−２９７２２４号公報）によれば、環境磁界の影響を低減するための複数のコイルの中に環境磁界検出センサと検出センサを配置して環境磁界を排除しながら検出対象の磁界を検出している。

特許文献２（特開２０１２−１５２５１５号公報）によれば、環境磁界と検出対象となる検出磁界とを含む磁気センサの出力から、環境磁界のみを検出する磁気センサの出力を演算によりその差分をとることで環境磁界のキャンセルを実現し、検出対象となる検出磁界を出力している。ここで、環境磁界である環境磁界と検出対象となる検出磁界とをそれぞれ検出する一対の差動演算部と、一対の差動演算部出力の差動演算を行っているので、差動演算回路は３回路必要となっている。

また、一般的に、環境磁界を検出する磁気センサの環境温度の変動に起因する磁気センサの出力の変動であるいわゆる温度ドリフトが問題となることがある。特に、磁界検出素子に磁気抵抗素子を使った場合、環境温度の変動で磁気センサの出力変動（温度ドリフト）が起きやすい。これは磁気抵抗素子の抵抗変化率が温度により変動することによる。

特開２００９−２９７２２４号公報 特開２０１２−１５２５１５号公報

特許文献２のように演算により差分をとる方式では電気的な演算回路、特に多数の差動演算部が必要となり、コストやセンサ部の小型化に不利である。

そこで、本発明は、差動演算部の部品点数の低減、小型化を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、第１の磁界発生導体を有する第１の磁界発生部と、第１の磁界検出素子と環境磁界に応じた第１の磁界検出素子の第１の出力が入力され第１の磁界検出素子に環境磁界とは逆方向の第１の帰還電流磁界を第１の磁界発生部が与えるべく第１の磁界発生導体に第１の帰還電流を流す第１の差動演算部とを有する第１の磁界検出部と、第１の帰還電流に応じた第２の電流が流れる第２の磁界発生導体を有する第２の磁界発生部と、第２の磁界検出素子を有する第２の磁界検出部とを有し、第２の磁界発生部は、第２の磁界検出素子に第２の電流に応じた環境磁界とは逆方向の磁界を与え、第２の磁界検出部は検出磁界を検出する磁界検出装置である。

本発明によれば、環境磁界環境磁界を排除するためのセンサ出力の演算が不要なため、差動演算部の部品点数の低減、小型化が可能となっている。また、環境磁界の環境温度に起因する検出磁界用の磁界検出部の出力の変動（温度ドリフト）を抑制することも可能である。

また、本発明では、第１の磁界発生導体が発生する磁界と第２の磁界発生導体が発生する磁界とが平行であり、第１の磁界検出素子と第２の磁界検出素子とが平行に配置される磁界検出装置としてもよい。

本発明によれば、第１の磁界発生導体が発生する磁界と第２の磁界発生導体が発生する磁界とを同等な磁界とすることが可能となる。

また、本発明では、第１の磁界発生導体は第１の磁界検出素子と離間して配置された第１のソレノイドコイルであり、第２の磁界発生導体は第２の磁界検出素子と離間して配置された第２のソレノイドコイルであり、第１の磁界検出素子は第１のソレノイドコイルの内部に配置され、第２の磁界検出素子は第２のソレノイドコイルの内部に配置され、第１の磁界検出素子と第２の磁界検出素子とは平行に配置され、第１のソレノイドコイルの中心線と第２のソレノイドコイルの中心線とが平行である磁界検出装置としてもよい。

本発明によれば、第１および第２のソレノイドコイルを個別に配置するので、一体となったソレノイドコイルと比較して設計が容易となる。

また、本発明では、第２の磁界発生部は第３の磁界発生導体を有し、第２の磁界検出部は、第２の磁界検出素子の検出磁界に応じた第２の出力が入力され、第２の磁界検出素子に検出磁界とは逆方向の磁界を与えるべく第２の磁界発生部に第２の帰還電流を流す第２の差動演算部を有し、第２の磁界発生部は、第２の磁界発生導体に流れる第２の電流に応じた第２の電流磁界および第３の磁界発生導体に流れる第２の帰還電流に応じた第２の帰還電流磁界を発生する磁界検出装置としてもよい。

本発明によれば、環境温度の変化に起因する検出磁界用の磁界検出部（第２の磁界検出部）の出力の変動（温度ドリフト）を抑制することが可能となっている。また、検出磁界とは逆方向の第２の帰還電流磁界を第２の磁界発生部で発生させるので、第２の磁界検出素子の動作領域が制限され、第２の磁界検出素子の抵抗値の温度による変動分を抑制しているので出力電圧の直線性も改善することが可能となっている。

また、本発明では、第２の磁界検出部は、第２の磁界検出素子の検出磁界に応じた第２の出力が入力され、第２の磁界検出素子に検出磁界とは逆方向の磁界を与えるべく第２の磁界発生部に第２の帰還電流を流す第２の差動演算部を有し、第２の磁界発生部は、第２の磁界発生導体に流れる第２の電流および第２の帰還電流に応じた磁界を発生する磁界検出装置としてもよい。

本発明によれば、第２の磁界発生部は、第２の磁界発生導体に流れる第２の電流および第２の帰還電流に応じた磁界を発生するので、部品点数が低減できる。

また、第１および第２の磁界検出素子は、磁気抵抗素子としてもよい。

環境磁界を排除するためのセンサ出力に対する差動演算が不要なため、差動演算部の部品点数の低減、センサ小型化が可能になる。

実施形態１の磁界検出装置の説明図である。 実施形態２の磁界検出装置の説明図である。 本発明を実施する形態と磁界の関係を示した模式図である。 実施例１の第１の磁界検出部の構成図である。 実施例１の第２の磁界検出部と第２の磁界発生部が有する第３の磁界発生導体の構成図である。 実施例１の磁界検出装置の構造図である。

図３は、本発明を実施する前提となる第１の磁界検出素子１０、第２の磁界検出素子２０、環境磁界および検出磁界の関係を示した模式図である。第１の磁界検出素子１０は環境磁界のみを検出する位置に配置される。第２の磁界検出素子２０は検出磁界が検出できる位置に配置され、環境磁界と検出磁界の両方に感磁特性を示す。つまり、第２の磁界検出素子２０は検出磁界発生源の近傍に配置される。ここで、第２の磁界検出素子２０において、検出磁界のみを検出するには環境磁界による検出量を低減する必要がある。環境磁界はおおむね均一であることから、環境磁界に応じた第１の磁界検出素子１０の検出量は、第２の磁界検出素子２０の環境磁界に応じた検出量と同等であると見做せるため、第１の磁界検出素子１０での検出量に応じた磁界を、第２の磁界検出素子２０の環境磁界に対して逆方向となるように与えることで、第２の磁界検出素子２０において環境磁界の影響を低減した状態で検出磁界を検出することが可能となる。なお、ここで、検出磁界は直流磁界、交流磁界が問われるものではない。また、環境磁界に対して逆方向とは第１の磁気検出素子１０および第２の磁気検出素子２０の環境磁界に応じた検出量を低減する異なる符号となる磁界の方向を意味する。以降の説明においても、逆方向は同様の意味とする。また、第１の磁気検出素子１０および第２の磁気検出素子２０以外の磁界検出素子にも同様に適用される。

以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。なお、図面は、模式的なものであり、説明の便宜上、厚みと平面寸法との関係、及びデバイス相互間の厚みの比率は、本実施形態の効果が得られる範囲内で現実のセンサ構造とは異なっていてもよい。

（実施形態１）
図１は、本実施形態１の磁界検出装置１の概要図である。磁界検出装置１は、第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１、第１の磁界検出素子１０、第１の差動演算部２１０が有する第１の差動演算回路２１１、第１の抵抗５１０、第２の磁界発生部１２０が有する第２の磁界発生導体１２１、第２の磁界検出素子２０、検出抵抗５３０を備えている。ここで、第１の磁界検出素子１０、第１の差動演算部２１０、第１の抵抗５１０が第１の磁界検出部４１０を構成し、第２の磁界検出素子２０、検出抵抗５３０が第２の磁界検出部４２０を構成する。

第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１の一端は第１の差動演算部２１０が有する第１の差動演算回路２１１の出力端に接続されている。第１の差動演算回路２１１の一対の入力端のうち一方の入力端には、一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第１の磁界検出素子１０の他端が接続されている。第１の差動演算回路２１１の一対の入力端のうち他方の入力端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。第１の磁界検出素子１０の他端は、一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第１の抵抗５１０の他端と接続されている。第１の磁界発生導体１１１の他端は第２の磁界発生部１２０が有する第２の磁界発生導体１２１の一端に接続されている。第２の磁界発生導体１２１の他端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第２の磁界検出素子２０の他端は、検出抵抗５３０の一端に接続されている。検出抵抗５３０の他端は第２の電位（−Ｖｃ）に接続されている。ここで、第１の磁界検出素子１０の他端が第１の出力を出力し、第２の磁界検出素子２０の他端が第２の出力を出力する。

第１の磁界検出部４１０が備える第１の差動演算部２１０の入力端には、第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１の近傍に配置された第１の磁界検出素子１０の第１の出力が入力され、第１の出力の変動を低減するように第１の差動演算部２１０の出力である第１の帰還電流が、第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１に流れ、第１の磁界発生導体１１１は、環境磁界とは逆方向の第１の帰還電流磁界を発生させる。つまり、第１の磁界検出部４１０が備える第１の差動演算部２１０は、地磁気や周囲環境磁界などの概ね均一な環境磁界が第１の磁界検出素子１０に印加された場合に、その環境磁界を低減するように第１の差動演算部２１０から第１の磁界発生導体１１１に第１の帰還電流を流し、環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界を第１の磁界検出素子１０に与えるように動作する。従って、環境磁界の影響は第１の帰還電流による環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界により低減されるので、第１の磁界検出素子１０の第１の出力の変動が低減される。つまり、環境磁界に応じた第１の帰還電流により環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界を第１の磁界発生部１１０が発生することになる。以下、第１の磁界発生部１１０、第１の磁界検出部４１０について、説明する。

第１の磁界発生部１１０は、第１の磁界発生導体１１１を有している。第１の磁界発生導体１１１は、第１の帰還電流によって発生する環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界を、第１の磁気検出素子１０に与えるものであれば、その形状および材質は特に問われるものではない。例えば、第１の磁界検出素子１０が一方向に延在する形状であれば、第１の磁界発生導体１１１は、直線状の導体であってもよく、第１の磁界検出素子１０を巻回するソレノイド形状の導体であってもよい。また、第１の磁界発生導体１１１は第１の磁界検出素子１０と絶縁されるとともに第１の磁界検出素子１０と一体に形成されてもよく、第１の磁界検出素子１０と離間して配置されるとともに第１の磁界検出素子１０を囲むようにソレノイド状に形成される、あるいは、直線状に形成されていてもよい。なお、第１の磁界発生部１１０は、第１の磁界発生導体１１１の一端が第１の差動演算部２１０の出力端に接続される構成としてもよく、第１の磁界発生導体１１１の一端に、非制御端の一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第１の電界効果トランジスタ（図示せず）の他端が接続され、第１の差動演算部２１０の出力が第１の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端に接続される構成としてもよい。第１の磁界発生導体１１１の一端が第１の差動演算部２１０の出力端に接続される場合、第１の差動演算部２１０の出力端からの出力が第１の帰還電流となる。第１の差動演算部２１０の出力が第１の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端に接続される場合、第１の差動演算部２１０の出力端からの出力が電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端を制御し、制御端の信号に応じた非制御端の他端に接続された第１の磁界発生導体１１１に流れる電流が第１の帰還電流となる。また、第１の電界効果トランジスタ（図示せず）に代えて、バイポーラトランジスタ、静電誘導トランジスタなどを適用してもよい。

第１の磁界検出部４１０が備える第１の差動演算部２１０は、第１の差動演算回路２１１を有している。第１の差動演算回路２１１の一対の入力端の一方の入力端に、第１の磁界検出素子１０の出力である第１の出力を入力し、他方の入力端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。また、第３の磁界検出素子（図示せず）が存在する場合に第３の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（―Ｖｃ）に接続された第３の抵抗（図示せず）の他端が第１の差動演回路２１１の他方の入力端に入力されてもよい。また、第１の差動演算回路２１１の一対の入力端の一方の入力端に、第１の磁界検出素子１０の出力である第１の出力が入力され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）に接続され、第２の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端の一方の入力端に、第３の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第３の抵抗（図示せず）の他端が入力され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）に接続され、第３の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端に第１の差動演算回路２１１および第２の差動演算回路（図示せず）の出力をそれぞれ入力し、第３の差動演算回路（図示せず）の出力が第１の磁界発生部１１０に第１の帰還電流を流すように動作するような構成としてもよい。なお、環境磁界が与えられた第１の磁界検出素子１０と第３の磁界検出素子（図示せず）とは、その抵抗値の変化率の符号が異なることが好ましい。抵抗値の変化率の符号が異なることにより、第１の差動演算部２１０の出力を大きくすることが可能となるので、環境磁界の検出精度を上げることが可能となる。

第１の磁界検出部４１０は、第１の磁界検出素子１０を有しており、第１の帰還電流により生じる環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界の影響を受ける場所に配置される。また、第１の磁界検出部４１０は、第３から第５の磁界検出素子（図示せず）を有していてもよい。ここで、第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界検出素子（図示せず）は第１の磁界発生部１１０が発生する第１の帰還電流による環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界の影響を受けるように配置される。この場合、第１の磁界検出素子１０と第３の磁界検出素子（図示せず）とが接続された第１の接続点と第４の磁界検出素子（図示せず）と第５の磁界検出素子（図示せず）とが接続された第２の接続点とをそれぞれ一対の第１の差動演算部２１０の入力端と接続してもよい。このように、いわゆるフルブリッジ接続された第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界の磁界検出素子（図示せず）を使用した場合、環境磁界を低減するように、つまり、第１の接続点と第２の接続点との電位差が０となるように第１の差動演算部２１０は動作する。つまり、第１の差動演算部２１０は第１の磁界発生導体１１１に第１の帰還電流を流すように動作する。従って、第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界検出素子（図示せず）は、第１の帰還電流による環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界が与えられるので環境磁界が低減された状態となっている。なお、第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界検出素子（図示せず）は、一体として形成されることが好ましい。また、第３から第５の磁界検出素子（図示せず）のうち１個ないし３個の磁界検出素子を抵抗としてもよい。なお、第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界検出素子（図示せず）は、ＡＭ（異方性）磁気抵抗素子、Ｓ−Ｖ（スピンバルブ）巨大磁気抵抗素子、トンネル型磁気抵抗素子などの磁気抵抗素子、ホール素子などが挙げられる。

ここで、図１に示されるように、一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第１の磁界検出素子１０の他端が、一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第１の抵抗５１０の他端と接続されている場合は、第１の磁界検出素子１０の他端から出力される第１の出力と、第３の電位（Ｇｎｄ）とが第１の差動演算部２１０の入力端にそれぞれ入力される。第１の差動演算部２１０の出力端は、第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１の一端に入力され、第１の磁界発生導体１１１の他端は、一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている第２の磁界発生導体１２１の他端に接続される。環環境磁界に応じて、第１の磁界発生導体１１１の近傍に配置された第１の磁界検出素子１０が影響を受け、その出力である第１の出力の変動を低減するように、第１の帰還電流による環境磁界とは逆方向の第１の帰還電流磁界を第１の磁界検出素子１０に与える。すなわち、環境磁界を低減させる第１の帰還電流による環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界と第２の磁界発生導体１２１に流れる第２の電流による環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界が第１および第２の磁界検出素子（１０、２０）にそれぞれ与えられるので、第１および第２の磁界検出素子（１０、２０）の環境磁界による第１および第２の磁界検出素子（１０、２０）の抵抗変化ΔＲは、一様な環境磁界に対して常に零になるように制御されることになる。なお、第１の磁界発生導体１１１の他端は、一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている第２の磁界発生導体１２１の他端に接続されているので、第１の帰還電流と第２の電流は同じである。ΔＲが零なので、ΔＲの温度変化はほとんどなく、そのため環境磁界のΔＲの温度に起因する出力の変動（温度ドリフト）を低減することが可能となっている。特に、第１および第２の磁界検出素子（１０、２０）がＡＭ磁気抵抗素子、Ｓ−Ｖ巨大磁気抵抗素子、トンネル型磁気抵抗素子などの磁気抵抗素子である場合、磁気抵抗素子は温度による抵抗値の変動が大きいため出力の変動（温度ドリフト）を低減することは重要である。

なお、第２の電位は−Ｖｃ、第３の電位はＧｎｄとして説明したが、これに限るものではなく、第２の電位をＧｎｄ、第３の電位をＶｃ／２としてもよい。

なお、環境磁界が概ね０である場合の第１の抵抗５１０と第１の磁界検出素子１０の抵抗値は同等であることが好ましく、第１の磁界検出素子１０および第３から第５の磁界検出素子（図示せず）の抵抗値は同等であることが好ましい。

第２の磁界検出部４２０は、第２の磁界検出素子２０、検出抵抗５３０を備えている。従って、第２の磁界検出素子２０は、第２の磁界検出素子２０の近傍に発生する検出磁界を検出することが可能となっている。なお、ここで検出磁界とは、第１の磁界検出素子１０に直接的に影響を与えない程度の磁界である。従って、検出磁界の影響を受けにくいように、第１の磁界検出部４１０と第２の磁界検出部４２０とは、離間して配置される。また、第２の磁界検出素子２０の近傍に、第２の磁界発生部１２０が配置されている。第２の磁界発生部１２０には、第１の帰還電流に応じた第２の電流が流れ、第２の磁界発生部は環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界を発生する。つまり、第１の帰還電流に応じた第２の磁界発生部１２０が発生する環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界は環境磁界とは逆方向となる磁界であり、環境磁界の影響を低減させるものである。従って、第２の磁界検出素子２０は、環境磁界の影響が低減された状態で、検出磁界を検出することが可能となっている。以下、第２の磁界発生部１２０、第１の磁界検出部４２０について、説明する。

第２の磁界発生部１２０は、第２の磁界発生導体１２１を有している。第２の磁界発生導体１２１は、第２の電流によって発生する環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界を、第２の磁気検出素子２０に与えるものであれば、その形状および材質は特に問われるものではない。例えば、第２の磁界検出素子２０が一方向に延在する形状であれば、第２の磁界発生導体１２１は、直線状の導体であってもよく、ソレノイド形状の導体であってもよい。また、第２の磁界発生導体１２１は第２の磁界検出素子２０と絶縁されるとともに第２の磁界検出素子２０と一体に形成されてもよく、第２の磁界検出素子２０と離間して配置されるとともに第２の磁界検出素子２０を囲むようにソレノイド状に形成される、あるいは、直線状に形成されていてもよい。なお、第２の磁界発生部１２０は、第２の磁界発生導体１２１の一端が第１の磁界発生導体１１１の端部に導体を介して接続される構成としてもよく、また、第２の磁界発生導体１２１の一端に、非制御端の一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第２の電界効果トランジスタ（図示せず）の他端が接続され、第１の磁界発生部１１０の出力端（第１の磁界発生導体１１１の出力端）が第２の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端に接続される構成としてもよい。なお、第２の磁界発生導体１２１の一端が第１の磁界発生導体１１１の端部に導体を介して接続される構成となる場合、第１の帰還電流と第２の電流は同一となる。第１の磁界発生部１１０の出力端（第１の磁界発生導体１１１の出力端）が第２の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端に接続される場合、第１の磁界発生部１１０の出力端（第１の磁界発生導体１１１の出力端）からの出力が第２の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端を制御し、制御端の信号に応じた非制御端の他端に接続された第２の磁界発生導体１２１に流れる電流が第２の電流となる。また、第２の電界効果トランジスタ（図示せず）に代えて、バイポーラトランジスタ、静電誘導トランジスタなどを適用してもよい。なお、第１の帰還電流による第１の磁界発生部１１０が発生する環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界と、第２の電流による第２の磁界発生部１２０が発生する環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界とを同等な磁界とするためには、第２の磁界発生部１２０は、第１の磁界発生部１１０と同等な構造をとることが好ましい。特に、第１の磁界発生導体１１１と第２の磁界発生導体１２１は同等な構造をとることが好ましい。また、特に、磁界発生導体１１１が発生する磁界と第２の磁界発生導体１２１が発生する磁界は平行であることが好ましい。

第２の磁界検出部４２０は、第２の磁界検出素子２０を有しており、第２の電流磁界の影響を受ける場所に配置される。また、第２の磁界検出部４２０は、第６から第８の磁界検出素子（図示せず）を有していてもよい。ここで、第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁界検出素子（図示せず）は第２の磁界発生部１２０が発生する第２の電流磁界の影響を受けるように配置される。この場合、第２の磁界検出素子２０と第６の磁界検出素子（図示せず）とが接続された第３の接続点と第の７磁界検出素子（図示せず）と第８の磁界検出素子（図示せず）とが接続された第４の接続点とをそれぞれ一対の第３の差動演算部（図示せず）の入力端と接続してもよい。このように、いわゆるフルブリッジ接続された第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁界の磁界検出素子（図示せず）を使用した場合、第３の接続点と第４の接続点との電位差から検出磁界を検出することが可能となっている。また、フルブリッジ接続されているので、出力を大きくすることも可能である。また、第２の磁界検出部４２０の近傍に発生する磁界は環境磁界と第２の電流磁界の両方の磁界を合わせた磁界となり、環境磁界の影響が低減された状態となっているのはいうまでもない。従って、第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（図示せず）は、環境磁界の影響が低減された状態で検出磁界を検出することが可能となっている。なお、第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁界検出素子（図示せず）は一体として形成されることが好ましい。また、第６から第８の磁界検出素子（図示せず）のうち１個ないし３個の磁界検出素子を抵抗としてもよい。なお、第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁界検出素子（図示せず）は、ＡＭ磁気抵抗素子、Ｓ−Ｖ巨大磁気抵抗素子、トンネル型磁気抵抗素子などの磁気抵抗素子、ホール素子などが挙げられる。なお、第１の帰還電流により生じる環境磁界とは逆方向となる第１の帰還電流磁界および第２の電流により生じる環境磁界とは逆方向となる第２の電流磁界に対して同等な磁界の影響を受けるためには、第２の磁界検出部４２０は、第１の磁界検出部４１０と同等な構造をとることが好ましい。特に、第１の磁界検出素子１０と第２の磁界検出素子２０は同等な構造をとることが好ましい。複数の磁界検出素子が存在する場合も同様であり、第２の磁界検出部４２０は、第１の磁界検出部４１０と同等な磁界検出素子の構造および配置とすることが好ましい。また、特に、第２の磁界検出部４２０と第１の磁界検出部４１０とは平行に配置されることが好ましい。

第２の磁界検出部４２０は、第３の差動演算部（図示せず）を有していても良く、第３の差動演算部（図示せず）は第７の差動演算回路（図示せず）を有していてもよい。ここで、第７の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端の一方の入力端に、第２の磁界検出素子２０の出力である第２の出力を入力し、他端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されたものであっても良い。また、第６の磁界検出素子（図示せず）が存在する場合に、第６の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第４の抵抗（図示せず）の他端とが接続された接続端が第７の差動演回路（図示せず）の他方の入力端に接続されてもよい。また、第７の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端の一方の入力端に、第２の磁界検出素子２０の出力である第２の出力が入力され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）が接続され、第８の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端の一方の入力端に、第６の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第４の抵抗（図示せず）の他端とが接続された接続端が接続され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）が接続され、第９の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端に第７の差動演算回路（図示せず）および第８の差動演算回路（図示せず）の出力をそれぞれ入力し、第９の差動演算回路（図示せず）の出力を第３の差動演算部（図示せず）の出力としてもよい。なお、環境磁界が与えられた第２の磁界検出素子２０と第６の磁界検出素子（図示せず）とは、その抵抗値の変化率の符号が異なることが好ましい。抵抗値の変化率の符号が異なることにより、第３の差動演算部（図示せず）の出力を大きくすることが可能となるので、環境磁界の検出精度を上げることが可能となる。

ここで、図１に示されるように一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第２の磁界検出素子２０の他端は、一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された検出抵抗５３０の他端に接続されている。従って、検出抵抗５３０の他端から検出磁界に応じた出力を得ることが可能となっている。また、第３の差動演算部（図示せず）が存在する場合、第３の差動演算部（図示せず）の出力が検出磁界に応じた出力となっている。

なお、第２の電位は−Ｖｃ、第３の電位はＧｎｄとして説明したが、これに限るものではなく、第２の電位をＧｎｄ、第３の電位をＶｃ／２としてもよい。

なお、環境磁界が概ね０である場合の第１の磁界検出素子１０と第２の磁界検出素子２０の抵抗値は同等であることが好ましく、第２の磁界検出素子２０および第６から第８の磁界検出素子（図示せず）の抵抗値は同等であることが好ましい。

従来のように、環境磁界の影響を低減するために演算により各磁界検出部の出力の差分をとる方式では、第１および第２の磁界検出素子（１０、２０）に対応する磁界検出部の出力を出力する２つの差動演算部と、当該差動演算部の出力の差動を出力する差動演算部が必要となる。一方、本実施形態１では、第１の磁界検出部４１０が備える第１の差動演算部２１０だけで同等な働きが得られるため、差動演算部の部品点数の低減、小型化が可能となっている。また、第３の差動演算部（図示せず）が存在したとしても同様である。つまり、従来では、第１および第３の差動演算部の出力の差動演算を行う差動演算部が必要であるが、本実施形態では必要とはならない。

また、本実施形態１では、検出磁界を検出するに当たり、第１の差動演算部２１０の出力により環境磁界検出用の磁界検出部（第１の磁界検出部４１０）および検出磁界用の磁界検出部（第２の磁界検出部４２０）のそれぞれに、概ね一様と考えられる環境磁界と逆方向の第１の磁界発生部１１０が発生する第１の帰還電流磁界および第２の磁界発生部１２０が発生する第２の電流磁界を与える電流帰還ループを形成することで、環境磁界の環境温度の変化に起因する検出磁界用の磁界検出部（第２の磁界検出部４２０）の出力の変動（温度ドリフト）を低減することが可能となっている。

（実施形態２）
図２は、本実施形態２の磁界検出装置２の概要図である。磁界検出装置２は、第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１、第１の磁界検出素子１０、第１の差動演算部２１０が有する第１の差動演算回路２１１、第１の抵抗５１０、第２の磁界発生部１２０が有する第２の磁界発生導体１２１、第３の磁界発生導体１２２、第２の磁界検出素子２０、第２の差動演算部２２０が有する第４の差動演算回路２２１、第２の抵抗５２０、検出抵抗５４０を備えている。ここで、第１の磁界検出素子１０、第１の差動演算部２１０、第１の抵抗５１０が第１の磁界検出部４１０を構成し、第２の磁界検出素子２０、第２の差動演算部２２０、第２の抵抗５２０、検出抵抗５４０が第２の磁界検出部４２０を構成する。以下に接続関係を示す。

第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１の一端は第１の差動演算部２１０が有する第１の差動演算回路２１１の出力端に接続されている。第１の差動演算回路２１１の一対の入力端のうち一方の入力端には、一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第１の磁界検出素子１０の他端が接続されている。第１の差動演算回路２１１の一対の入力端のうち他方の入力端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。第１の磁界検出素子１０の他端は、一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第１の抵抗５１０の他端と接続されている。第１の磁界発生導体１１１の他端は第２の磁界発生部１２０が有する第２の磁界発生導体１２１の一端に接続されている。第２の磁界発生導体１２１の他端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第２の磁界検出素子２０の他端は、第２の差動演算部２２０が有する第４の差動演算回路２２１の一対の入力端の一方の入力端に接続されている。第４の差動演算回路２２１の一対の入力端の他方の入力端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。第２の磁界検出素子２０の他端は、一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第２の抵抗５２０の他端と接続されている。第４の差動演算回路２２１の出力端は、検出抵抗５４０の一端に接続されている。検出抵抗５４０の他端は第３の磁界発生導体１２２の一端に接続されている。第３の磁界発生導体１２２の他端は、第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。ここで、第１の磁界検出素子１０の他端が第１の出力を出力し、第２の磁界検出素子２０の他端が第２の出力を出力する。実施形態１と異なるのは、第２の磁界検出部４２０が第２の差動演算部２２０を備える点、第２の磁界発生部１２０が、第３の磁界発生導体１２２を備える点であり、第２の磁界検出部４２０で検出される検出磁界に対して電流帰還ループを形成していることである。他の構成は実施形態１と同様であるので、第２の磁界発生部１２０、第２の磁界検出部４２０について以下に説明する。実施形態１と同等な構成についての説明は割愛する。

第２の磁界検出部４２０は第２の差動演算部２２０を有し、第２の差動演算部２２０は第４の差動演算回路２２１を有している。ここで、第４の差動演算回路２２１の一対の入力端の一方の入力端に、第２の磁界検出素子２０の出力である第２の出力を入力し、他方の入力端は第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。また、第６の磁界検出素子（図示せず）が存在する場合に、第６の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第３の抵抗（図示せず）の他端とが接続された接続端が第４の差動演回路２２１の他方の入力端に接続されてもよい。また、第４の差動演算回路２２１の一対の入力端の一方の入力端に、第２の磁界検出素子２０の出力である第２の出力が入力され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）が接続され、第５の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端の一方の入力端に、第６の磁界検出素子（図示せず）の他端と一端が第２の電位（−Ｖｃ）に接続された第３の抵抗（図示せず）の他端とが接続された接続端が接続され、他方の入力端に第３の電位（Ｇｎｄ）が接続され、第６の差動演算回路（図示せず）の一対の入力端に第４の差動演算回路２２１および第５の差動演算回路（図示せず）の出力をそれぞれ入力し、第６の差動演算回路（図示せず）の出力端が検出抵抗５４０の一端に接続されていてもよい。なお、環境磁界が与えられた第２の磁界検出素子２０と第６の磁界検出素子（図示せず）とは、その抵抗値の変化率の符号が異なることが好ましい。抵抗値の変化率の符号が異なることにより、第２の差動演算部２２０の出力を大きくすることが可能となるので、環境磁界の検出精度を上げることが可能となる。

ここで、図２に示されるように、第２の磁界発生部１２０が有する第３の磁界発生導体１２２の一端は、一端が第２の差動演算部２２０の出力端に接続された検出抵抗５４０の他端に接続され、検出抵抗５４０には第２の帰還電流が流れる。従って、検出抵抗５４０の一端から検出磁界に応じた出力を得ることが可能となっている。また、第２の差動演算部２２０の出力端と、非制御端の一端が第１の電位（Ｖｃ）に接続された第３の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端が接続され、検出抵抗５４０の一端が第３の電界効果トランジスタ（図示せず）の非制御端の他端に接続される構成としてもよい。この場合、第２の差動演算部２２０の出力端からの出力が第３の電界効果トランジスタ（図示せず）の制御端を制御し、制御端の信号に応じた非制御端の他端に接続された検出抵抗５４０に流れる電流が第２の帰還電流となる。また、第３の電界効果トランジスタ（図示せず）に代えて、バイポーラトランジスタ、静電誘導トランジスタなどを適用してもよい。なお、第１の帰還電流と第２の電流とがそれぞれ異なる導体に個別に流れる構成とすることも可能である。第１の磁界発生導体１１１の一端と一端がＧｎｄに接続された第２の磁界発生導体１２１の他端とを導体で接続する場合は、第１の帰還電流と第２の電流を同じにすることができる。

また、検出抵抗５４０の他端は、第２の磁界発生部１２０が有する第３の磁界発生導体１２２の一端に接続されているので、第２の差動演算部２２０の出力端から第２の磁界発生部１２０が有する第３の磁界発生導体１２２に第２の帰還電流が流れることによって、検出磁界を低減する検出磁界とは逆方向の第２の帰還電流磁界を第２の磁界発生部１２０が発生する。ここで、検出磁界に対して逆方向とは第２の磁気検出素子２０の検出磁界に応じた検出量を低減する異なる符号となる磁界の方向を意味する。また、第２の磁界検出部４２０が有する第２の磁気検出素子２０以外の磁界検出素子にも同様に適用される。つまり、第２の差動演算部２２０は第３の磁界発生導体１２２に第２の帰還電流を流すように動作する。従って、第２の磁界発生部１２０は、第２の磁界発生導体１２１に流れる第２の電流に応じた第２の電流磁界および第３の磁界発生導体１２２に流れる第２の帰還電流に応じた第２の帰還電流磁界を発生することになる。従って、検出磁界を低減する第２の帰還電流に応じた検出磁界とは逆方向の第２の帰還電流磁界と、環境磁界を低減する第１の帰還電流に応じた環境磁界とは逆方向の第２の電流磁界とが第２の磁界検出素子２０に与えられる。

なお、検出抵抗５４０の他端を第２の磁界発生導体１２１の一端に接続し、第２の磁界発生導体１２１に第２の電流と第２の帰還電流を流してもよい。この場合、第２の磁界発生導体１２１に流れる第２の電流と第２の帰還電流とに応じた磁界が発生することになる。従って、部品点数が低減できることになる。また、第１の磁界発生導体１１１がソレノイド形状であれば、第２の磁界発生導体１２１は第１の磁界発生導体１１１と同等のソレノイド形状とすることが可能である。さらに、第１の磁界発生導体１１１と第２の磁界発生導体１２１を同一の材料を利用することで、第３の磁界発生導体１２２を利用する必要がないので温度係数の依存性をより低減できることになる。また、第２の磁界発生導体１２１と第３の磁界発生導体１２２が発生するそれぞれの磁界の相互作用を考慮する必要がないので、検出磁界の領域を広くすることが可能となる。

なお、第２の電位は−Ｖｃ、第３の電位はＧｎｄとして説明したが、これに限るものではなく、第２の電位をＧｎｄ、第３の電位をＶｃ／２としてもよい。

このように、本実施形態２では、環境磁界検出磁界を検出するに当たり、第２の帰還電流と第２の電流とに応じた磁界が第２の磁界検出部４２０に与えられる。よって、第２の差動演算部２２０の出力に応じて検出磁界を低減する第２の帰還電流を第２の磁界発生部１２０に流し、電流帰還ループを形成しているので、第２の磁界検出部４２０が有する第２の磁界検出素子２０の抵抗変化ΔＲは検出磁界に対して常に零になるように制御されるため、実施形態１と比較して環境温度に起因する第２の磁界検出部４２０の検出磁界に対する出力変動（温度ドリフト）を抑制しながら検出磁界を検出することが可能となっている。また、電流帰還ループを形成することにより第２の磁界検出部４２０が有する第２の磁界検出素子２０の動作領域が制限され、抵抗変化ΔＲの温度に起因する変動分を抑制しているので第２の磁界検出部４２０の出力の直線性も改善することが可能となっている。

（実施例１）
図４は、実施例１の第１の磁界検出部４１０の構成図である。磁界検出部４１０は第１の差動演算回路２１１と、第１の磁気抵抗素子１０、第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）を有している。ここで、第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）はＳ−Ｖ巨大磁気抵抗素子であり、基板上に形成され、自由層と導電層とピン止め層が積層された構造となっている。第１の磁気抵抗素子１０の一端は第１の電位（Ｖｃ）に接続され、第１の磁気抵抗素子１０の他端と第３の磁気抵抗素子３０の他端が接続され、第３の磁気抵抗素子３０の一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。第４の磁気抵抗素子４０の一端は第１の電位（Ｖｃ）に接続され、第４の磁気抵抗素子４０の他端と第５の磁気抵抗素子５０の他端が接続され、第５の磁気抵抗素子５０の一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。ここで、第１の磁気抵抗素子１０と第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）は同一平面に配置され、第１の磁気抵抗素子１０と第３の磁気抵抗素子３０の長手方向が同一直線上になるように配置され、第４の磁気抵抗素子４０と第５の磁気抵抗素子５０の長手方向が同一直線上になるように配置されている。第１の磁気抵抗素子１０、第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）が有するそれぞれのピン止め層のピン止めの向きは長手方向と直交するとともに、第１の磁気抵抗素子１０に対して第３の磁気抵抗素子３０のピン止めの向きは逆方向とし、第４の磁気抵抗素子４０に対して第５の磁気抵抗素子５０のピン止めの向きは逆方向とする。また、対角に配置される第１の磁気抵抗素子１０と第５の磁気抵抗素子５０、第３の磁気抵抗素子３０と第４の磁気抵抗素子４０のピン止めの向きは同一方向となっている。さらに、第１の磁気抵抗素子１０および第３の磁気抵抗素子３０と、第４の磁気抵抗素子４０および第５の磁気抵抗素子５０とは、互いに平行に配置されている。このように第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０，５０）を配置することにより、ある方向の環境磁界に対して、第１の磁気抵抗素子１０と第３の磁気抵抗素子３０の接続電位（Ｖ１）が変動し、第４の磁気抵抗素子４０と第５の磁気抵抗素子５０の接続電位（Ｖ２）は第１の磁気抵抗素子１０と第３の磁気抵抗素子３０の接続電位（Ｖ１）とは反対の極性で同等の変動を示すので、第１の差動演算回路２１１の入力電位差を大きくすることが可能となる。すなわち、環境磁界に応じて出力される第１の差動演算回路２１１の出力の精度を高めることになる。

図５は、実施例１の第２の磁界検出部４２０と第２の磁界発生部１２０が有する第３の磁界発生導体１２２の構成図である。第２の磁界検出部４２０は第４の差動演算回路２２１と、検出抵抗５４０、第２の磁気抵抗素子２０、第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）を有している。ここで、第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）はＳ−Ｖ巨大磁気抵抗素子であり、基板上に形成され、自由層と導電層とピン止め層が積層された構造となっている。また、第２の磁気抵抗素子２０、第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）の上に絶縁膜が形成され、その上部に第３の磁界発生導体１２２が絶縁膜と一体となって形成されている。第２の磁気抵抗素子２０の一端は第１の電位（Ｖｃ）に接続され、第２の磁気抵抗素子２０の他端と第６の磁気抵抗素子６０の他端が接続され、第６の磁気抵抗素子６０の一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。第７の磁気抵抗素子７０の一端は第１の電位（Ｖｃ）に接続され、第７の磁気抵抗素子７０の他端と第８の磁気抵抗素子８０の他端が接続され、第８の磁気抵抗素子８０の一端が第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。ここで、第２の磁気抵抗素子２０と第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）は同一平面に配置され、第２の磁気抵抗素子２０と第６の磁気抵抗素子６０の長手方向が同一直線上になるように配置され、第７の磁気抵抗素子７０と第８の磁気抵抗素子８０の長手方向が同一直線上になるように配置されている。第２の磁気抵抗素子２０、第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）が有するそれぞれのピン止め層のピン止めの向きは長手方向と直交するとともに、第２の磁気抵抗素子２０に対して第６の磁気抵抗素子６０のピン止めの向きは逆方向とし、第７の磁気抵抗素子７０に対して第８の磁気抵抗素子８０のピン止めの向きは逆方向とする。また、対角に配置される第２の磁気抵抗素子２０と第８の磁気抵抗素子８０、第６の磁気抵抗素子６０と第７の磁気抵抗素子７０のピン止めの向きは同一方向となっている。さらに、第２の磁気抵抗素子２０および第６の磁気抵抗素子６０と、第７の磁気抵抗素子７０および第８の磁気抵抗素子８０とは、互いに平行に配置されている。第３の磁界発生導体１２２は、第２の磁気抵抗素子２０と第６の磁気抵抗素子６０との上部では同一直線上の第１導電体部１２３となり、第７の磁気抵抗素子７０と第８の磁気抵抗素子８０との上部でも同一直線上の第２導電体部１２４になるように配置されており、検出磁界とは逆方向となる磁界を第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）に与えられるように配置されている。ここで、平行に配置された同一の材料、線幅および長さである第１および第２導電体部（１２３、１２４）間の中央に、直線状の第３導電体部１２５が第１および第２導電体部（１２３、１２４）と平行に存在する。また、第１の方向の第１および第３の導電体部（１２３、１２５）の一端同士が接続され、第１の方向とは逆方向の第２および第３の導線体部（１２４、１２５）の他端同士が接続される。このように第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗子（６０、７０，８０）と、第３の磁界発生導体１２２を配置することにより、検出磁界に対して、第２の磁気抵抗素子２０と第６の磁気抵抗素子６０の接続電位（Ｖ３）が変動し、第７の磁気抵抗素子７０と第８の磁気抵抗素子８０の接続電位（Ｖ４）は第２の磁気抵抗素子２０と第６の磁気抵抗素子６０の接続電位（Ｖ３）とは反対の極性で同等の変動を示すので、第４の差動演算回路２２１の入力電位差を大きくすることが可能となる。すなわち、検出磁界に応じて出力される第４の差動演算回路２２１の出力の精度を高めることになる。また、第４の差動演算回路２２１の出力端は一端が第３の磁界発生導体１２２の第１の導電体部１２３の他端に接続される検出抵抗５４０の他端に接続され、第３の磁界発生導体１２２の第２の導電体部１２４の一端は第３の電位（ＧＮＤ）に接続される。

図６は実施例１の磁界検出装置３の構造図である。実装基板１ａには図４に示した第１の差動演算回路２１１を有する第１の磁界検出部４１０と図５に示した第４の差動演算回路２２１を有する第２の磁界検出部４２０および第２の磁界発生部１２０が有する第３の磁界発生導体１２２が実装されている。ここで、第１の磁界発生導体１１１は第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）と離間して配置され、第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）を囲むように配置された第１のソレノイドコイルであり、第２の磁界発生導体１２１は第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）と離間して配置され、第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）を囲むように配置された第２のソレノイドコイルである。なお、第１および第２のソレノイドコイルはターン数、巻回方向、材質、幅、長さが同等なものとなっている。また、第１および第２のソレノイドコイルは実装基板１ａの両端部側にそれぞれ配置され、第１および第２のソレノイドコイルの中心線が平行となるように配置されている。ここで、中心線とはソレノイドコイルを長さ方向から見た場合のソレノイドコイルの中心を延長した直線である。第１の磁界発生部１１０が有する第１の磁界発生導体１１１は環境磁界とは逆方向の第１の帰還電流磁界を第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）に与えられるように配置されており、第２の磁界発生部１２０が有する第２の磁界発生導体１２１は環境磁界とは逆方向の第２の電流磁界を第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）に与えられるように配置されている。第１の磁界発生導体１１１の一端と第１の差動演算回路２１１の出力端が接続され、第１の磁界発生導体１１１の他端と第２の磁界発生導体１２１の一端が接続され、第２の磁界発生導体１２１の他端は第３の電位（Ｇｎｄ）に接続されている。従って、第１の磁界発生導体１１１に流れる第１の帰還電流と第２の磁界発生導体１２１に流れる第２の電流は同じ電流となる。ここで、第１および第２のソレノイドコイルの巻回方向が同じであるので、第１の帰還電流磁界の第１のソレノイドコイルの中心線の磁界と第２の電流磁界の第２のソレノイドコイルの中心線の磁界は概ね同じ方向となる。

上述した通り、第１の磁界発生導体１１１および第２の磁界発生導体１２１は、ソレノイド状のコイルとなっており、第１の磁界発生導体１１１と離間して配置された第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）は第１の磁界発生導体１１１である第１のソレノイドコイルの内部に配置され、第２の磁界発生導体１２１と離間して配置された第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）は第２の磁界発生導体１２１である第２のソレノイドコイルの内部に配置されている。さらに、第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）は、第１の磁界発生導体１１１の中心、すなわち第１のソレノイドコイルの中心線から概ね等距離に配置され、第１の磁気抵抗素子１０および第３の磁気抵抗素子３０と第４の磁気抵抗素子４０および第５の磁気抵抗素子５０とが第１の磁界発生導体１１１である第１のソレノイドコイルの中心を通る第１直線（図示せず）に対して線対称となり、かつ、第１の磁気抵抗素子１０および第４の磁気抵抗素子４０と第３の磁気抵抗素子３０および第５の磁気抵抗素子５０とが第１の磁界発生導体１１１である第１のソレノイドコイルの中心を通る第１直線（図示せず）と直交する第２直線（図示せず）に対して線対称となることが好ましい。第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）は、第２の磁界発生導体１２１の中心、すなわち第２のソレノイドコイルの中心線から概ね等距離に配置され、第２の磁気抵抗素子２０および第６の磁気抵抗素子６０と第７の磁気抵抗素子７０および第８の磁気抵抗素子８０とが第２の磁界発生導体１２１である第２のソレノイドコイルの中心を通る第３直線（図示せず）に対して線対称となり、かつ、第２の磁気抵抗素子２０および第７の磁気抵抗素子７０と第６の磁気抵抗素子６０および第８の磁気抵抗素子８０とが第２の磁界発生導体１２１である第２のソレノイドコイルの中心を通る第３直線（図示せず）と直交する第４直線（図示せず）に対して線対称となることが好ましい。さらに、第１の磁気抵抗素子１０および第３から第５の磁気抵抗素子（３０、４０、５０）が配置されている面と第２および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）が配置されている面は、第１から第８の磁気抵抗素子（１０〜８０）の長手方向が同一方向を向くように、平行となっていることが好ましい。なお、本実施例１では、第２直線と第１のソレノイドコイルの中心を通る中心線がほぼ一致しており、第４直線と第２ソレノイドコイルの中心を通る中心線がほぼ一致した配置となっている。このような配置とすることで、第１から第８の磁気抵抗素子（１０〜８０）は、長手方向と直交する磁界に対して抵抗が変化することになるので、同一磁界に対する図４、５に示されるそれぞれのブリッジ回路の出力を大きくすることが可能である。また、第１および第２のソレノイドコイルを個別に配置するので、一体となったソレノイドコイルと比較して設計が容易となっている。また、一体となったソレノイドコイルよりコイル自体の小型化が可能となっている。

第１の磁界検出部４１０で環境磁界が検出されると第１の磁気抵抗素子１０と第３の磁気抵抗素子３０の接続電位（Ｖ１）と第４の磁気抵抗素子４０と第５の磁気抵抗素子５０の接続電位（Ｖ２）に電位差が発生し、第１の差動演算回路２１１はこの電位差に応じた出力、すなわち第１の帰還電流を第１の磁界発生導体１１１へ流し、環境磁界を低減させるように環境磁界とは逆方向の磁界を発生させる。結果、第１の差動演算回路２１１の一対の入力端の電位差は零となり、環境磁界に応じた第１の帰還電流が第２の電流として第２の磁界発生導体１２１へ流れる。

第１の磁界検出部２１０および第２の磁界検出部４２０に影響する環境磁界は概ね均一であると考えられるため、第２の磁界発生導体１２１において第２の電流により発生する磁界が環境磁界を低減させることで、第２の磁気抵抗素子２０、第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）は環境磁界が低減された状態で検出磁界を検出することができる。

第２の磁界検出部４２０で検出磁界が検出されると第２の磁気抵抗素子２０と第６の磁気抵抗素子６０の接続電位（Ｖ３）と第７の磁気抵抗素子７０と第８の磁気抵抗素子８０の接続電位（Ｖ４）に電位差が発生し、第４の差動演算回路２２１はこの電位差を０とするように第２の帰還電流を検出抵抗５４０および第３の磁界発生導体１２２へ流し、第３の磁界発生導体１２２は検出磁界を低減させるように検出磁界とは逆方向の磁界を発生させる。

従って、第４の差動演算回路２２１の一対の入力端の電位差は零となり、検出磁界に応じた第２の帰還電流を検出抵抗５４０と第４の演算回路２２１との接続点において電圧値として検出することが可能となる。

第１の差動演回路２１１の出力は、第１の磁界発生導体１１１に対して環境磁界を低減させる磁界を発生させる電流を流す電流帰還ループを形成しているので、第１の磁界検出部４１０が有する磁気抵抗素子（１０、３０、４０、５０）の抵抗変化ΔＲは環境磁界に対して第１の差動演回路２１１の出力が常に零になるように制御されるため、抵抗変化△Ｒにおける温度による出力変動（温度ドリフト）を抑制することができる。また、第２の磁界発生導体１２１にも同等の電流が流れることから第２の磁界発生導体１２１が発生する環境磁界を低減させる第２の電流磁界も第２の磁界検出部４２０が有する磁気抵抗素子（２０、６０、７０、８０）の抵抗変化△Ｒの温度による出力変動（温度ドリフト）が抑制されることになる。つまり、第４の差動演算回路２２１の出力は環境磁界における磁気抵抗素子の抵抗変化△Ｒの温度による出力変動（温度ドリフト）が抑制された状態で検出磁界を検出することが可能である。また、検出磁界においても第２の帰還電流を第３の磁界発生導体１２２に流す電流帰還ループを形成しているので、第２の磁界検出部４２０が有する磁気抵抗素子（２０、６０、７０，８０）の抵抗変化△Ｒの温度による出力変動（温度ドリフト）を抑制させることが可能である。

第２の磁界発生導体１２１において第２の電流により発生する磁界が環境磁界を低減するため、第２の磁気抵抗素子２０および第６から第８の磁気抵抗素子（６０、７０、８０）は環境磁界が低減された状態で検出磁界を検出することができるので、環境磁界を除くための演算回路が必要なく、部品点数が削減でき、コストを抑え小型化が可能である。

微小な検出磁界などの磁界を検出する磁界検出装置および磁界検出装置を利用する測定機器、電気機器などに適用可能である。

１ ２ ３ 磁界検出装置
１ａ 実装基板
１０ ２０ 磁界検出素子
１１０ １２０ 磁界発生部
１１１ １２１ １２２ 磁界発生導体
１２３ １２４ １２５ 導電体部
２１０ ２２０ 差動演算部
２１１ ２２１ 差動演算回路
４１０ ４２０ 磁界検出部
５１０ ５２０ 抵抗
５３０ ５４０ 検出抵抗

Claims (2)

1. 第１のコイルを有する第１の磁界発生部と、
   第１の磁界検出素子と環境磁界に応じた前記第１の磁界検出素子の第１の出力が入力され前記第１の磁界検出素子に前記環境磁界とは逆方向の第１の帰還電流磁界を前記第１の磁界発生部が与えるべく前記第１のコイルに第１の帰還電流を流す第１の差動演算部とを有する第１の磁界検出部と、
   前記第１の帰還電流に応じた第２の電流が流れる第２のコイルを有する第２の磁界発生部と、
   第２の磁界検出素子を有する第２の磁界検出部とを有し、
   前記第２のコイルは、前記第２の磁界検出素子に前記第２の電流に応じた前記環境磁界とは逆方向の磁界を与え、
   前記第２の磁界検出部は検出磁界を検出し、前記第１のコイルの中心線と前記第２のコイルの中心線とが平行かつ、ほぼ一致しており、前記第１の磁界検出素子は、前記第1のコイルの内部に配置されており、前記第２の磁界検出素子は、前記第２のコイルの内部に配置されている磁界検出装置。
2. 前記第１および第２の磁界検出素子は、磁気抵抗素子である請求項１に記載の磁界検出装置。

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