特開 2024-146193 磁気センサおよび磁気センサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024146193

(43)【公開日】2024-10-15

(54)【発明の名称】磁気センサおよび磁気センサシステム

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/09 20060101AFI20241004BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20241004BHJP

   H01L 29/82 20060101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

G01R33/09

G01R33/02 N

H01L29/82 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023058949

(22)【出願日】2023-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 司也

【テーマコード（参考）】

2G017

5F092

【Ｆターム（参考）】

2G017AA02

2G017AA10

2G017AB07

2G017AC06

2G017AD55

2G017BA09

2G017BA15

5F092AB01

5F092AC08

5F092AC12

5F092AD03

5F092AD25

5F092BB16

5F092GA01

(57)【要約】

【課題】検出値の誤差を低減できるようにした磁気センサおよび磁気センサシステムを実現する。
【解決手段】磁気センサ１は、傾斜面２１ａの上に配置されると共に第１の検出信号Ｓ１を生成するように構成された第１のＭＲ素子１１と、傾斜面２１ａの上に配置されると共に第２の検出信号Ｓ２を生成するように構成された第２のＭＲ素子２１と、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２をそれぞれ第１の補正信号Ｓ１ｃと第２の補正信号Ｓ２に変換するように構成された変換器３１とを備えている。変換器３１は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率とは異ならせるように構成されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準平面に対して傾斜した少なくとも１つの傾斜面を有する支持部材と、
前記少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の検出信号を生成するように構成された第１の磁気検出素子と、
前記少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に前記対象磁界を検出して前記第１の検出信号とは位相が異なる第２の検出信号を生成するように構成された第２の磁気検出素子と、
前記第１の検出信号と前記第２の検出信号をそれぞれ第１の補正信号と第２の補正信号に変換する変換器であって、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、前記第１の補正信号の振幅に対する前記第２の補正信号の振幅の比率を、前記第１の検出信号の振幅に対する前記第２の検出信号の振幅の比率とは異ならせるように構成された変換器とを備えたことを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

前記変換器は、前記第１の補正信号の振幅に対する前記第２の補正信号の振幅の比率が１を含まないように構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記第１の検出信号は、前記第２の検出信号に対して位相が進んだ信号であり、
前記変換器は、前記第１の補正信号の振幅に対する前記第２の補正信号の振幅の比率が１以下の範囲を含まないように構成されていることを特徴とする請求項２記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記少なくとも１つの傾斜面が前記基準平面に対してなす角度は、１０°以上４５°以下の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子の各々の平面形状は、円形であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項6】

更に、電源端と、
グランド端と、
第１の出力端と、
第２の出力端と、
前記電源端と前記第１の出力端との間に設けられた第１の抵抗部と、
前記電源端と前記第２の出力端との間に設けられた第２の抵抗部と、
前記グランド端と前記第１の出力端との間に設けられた第３の抵抗部と、
前記グランド端と前記第２の出力端との間に設けられた第４の抵抗部とを備え、
前記第１の抵抗部と前記第３の抵抗部の一方は、前記第１の磁気検出素子を含み、
前記第１の抵抗部と前記第３の抵抗部の他方は、前記少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に前記対象磁界を検出して前記第１の磁気検出素子と協働して前記第１の検出信号を生成するように構成された第３の磁気検出素子を含み、
前記第２の抵抗部と前記第４の抵抗部の一方は、前記第２の磁気検出素子を含み、
前記第２の抵抗部と前記第４の抵抗部の他方は、前記少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に前記対象磁界を検出して前記第２の磁気検出素子と協働して前記第２の検出信号を生成するように構成された第４の磁気検出素子を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項7】

前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子の各々は、磁気抵抗効果素子であり、
前記磁気抵抗効果素子は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、前記対象磁界に応じて方向が変化可能な第２の磁化を有する自由層と、前記磁化固定層と前記自由層の間に配置されたギャップ層とを含み、
前記第１の磁気検出素子の前記磁化固定層の前記第１の磁化の方向と前記第２の磁気検出素子の前記磁化固定層の前記第１の磁化の方向は、互いに交差する方向であり、
前記第１の磁気検出素子の前記磁化固定層の前記第１の磁化の方向と前記第２の磁気検出素子の前記磁化固定層の前記第１の磁化の方向の一方は、前記基準平面と交差する方向であることを特徴とすることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項8】

更に、前記第１の補正信号と前記第２の補正信号を用いて、検出対象の角度と対応関係を有する検出値を生成するように構成されたプロセッサを備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項9】

前記プロセッサは、前記変換器を含むことを特徴とする請求項８記載の磁気センサ。

【請求項10】

前記変換器は、前記第１の磁気検出素子または前記第２の磁気検出素子に電気的に接続された抵抗器を含むことを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項11】

前記少なくとも１つの傾斜面は、第１の傾斜面と第２の傾斜面とを含み、
前記第１の磁気検出素子は、前記第１の傾斜面の上に配置され、
前記第２の磁気検出素子は、前記第２の傾斜面の上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項12】

請求項１ないし１１のいずれかに記載の磁気センサと、
前記対象磁界を発生する磁界発生器とを備えたことを特徴とする磁気センサシステム。

【請求項13】

前記磁気センサは、前記磁界発生器の外周に対向するように配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気センサシステム。

【請求項14】

前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサに対する前記磁界発生器の相対的な位置が変化すると、所定の位置における前記対象磁界の方向が回転するように構成されていることを特徴とする請求項１３記載の磁気センサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、傾斜面の上に配置された磁気検出素子を含む磁気センサおよび磁気センサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車におけるステアリングホイールまたはパワーステアリングモータの回転位置の検出等の種々の用途で、検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値を生成する角度センサ装置が広く利用されている。角度センサ装置としては、例えば、磁気センサを用いた磁気式の角度センサ装置がある。磁気式の角度センサ装置では、一般的に、対象物の回転や直線的な運動に連動して方向が回転する磁界を発生する磁界発生器が設けられる。磁気センサは、磁界発生器が発生する磁界のうち、方向および強度の少なくとも一方が所定の平面内において変化する磁界（以下、対象磁界とも言う。）を検出するように構成されている。

【0003】

ここで、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸によって定義される直交座標系を想定すると共に、一定の強度でＸ軸周りに回転する対象磁界を想定する。対象磁界の方向は、ＹＺ平面に平行な面の上に形成された磁気抵抗効果素子等の磁気検出素子によって検出することができる。しかし、場合によっては、ＹＺ平面と９０°以外の二面角をなして交差する非ＹＺ平面に平行な面の上に形成された磁気検出素子によって、対象磁界の方向を検出したい場合がある。非ＹＺ平面に平行な面の上に形成された磁気検出素子は、方向と強度が非ＹＺ平面内において変化する磁界成分を検出することが可能である。磁界成分の方向と強度は、対象磁界の方向に応じて変化する。磁界成分の方向が所定の方向に対してなす角度は、対象磁界の方向が所定の方向に対してなす角度と対応関係を有している。

【0004】

磁界成分の方向は、互いに位相が９０°異なる第１および第２の検出信号を生成する検出信号生成部を有する磁気センサを用いて検出することが可能である。磁界成分の方向が所定の方向に対してなす角度は、第１および第２の検出信号を用いた角度演算によって求めることができる。

【0005】

前述のように、磁界成分の強度は、対象磁界の方向に応じて変化する。そのため、対象磁界の方向が所定の周期で変化するときの第１および第２の検出信号の各々の波形は、理想的な正弦曲線から歪む。第１および第２の検出信号の各々の波形が歪むと、角度演算によって求めた値に誤差が生じる。

【0006】

特許文献１には、半径方向および回転方向の２つの出力電圧値の少なくとも一方に修正係数を乗算し、修正した２つの出力電圧値から回転角度を算出する回転角度検出装置が開示されている。特許文献２には、検出信号に対して行われる変換演算であって、オフセット補正演算、振幅補正演算および位相補正演算を含む変換演算に、誤差を低減するための補正項を含む演算を含ませることにより、角度センサにおける誤差を低減する技術が開示されている。

【0007】

特許文献３には、方向が所定の平面内において変化する検出対象の磁界を、所定の平面と９０°以外の二面角をなして交差する傾斜面の上に配置された磁気抵抗効果素子によって検出する磁気センサが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】国際公開第２００９／０９９０５４号

【特許文献2】特開２０１７－２１５２２２号公報

【特許文献3】特開２０２０－１９７４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１および２では、方向が所定の平面内において変化する検出対象の磁界を、所定の平面に平行な面の上に形成された磁気抵抗効果素子によって検出することを前提としている。特許文献１および２では、特許文献３のように、検出対象の磁界を傾斜面の上に配置された磁気抵抗効果素子によって検出することは想定されていない。

【0010】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、傾斜面の上に配置された磁気検出素子を含む磁気センサによって生成される複数の検出信号を用いて生成される検出値の誤差を低減できるようにした磁気センサおよび磁気センサシステムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の磁気センサは、
基準平面に対して傾斜した少なくとも１つの傾斜面を有する支持部材と、
少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の検出信号を生成するように構成された第１の磁気検出素子と、
少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の検出信号とは位相が異なる第２の検出信号を生成するように構成された第２の磁気検出素子と、
第１の検出信号と第２の検出信号をそれぞれ第１の補正信号と第２の補正信号に変換する変換器であって、第１の検出信号と第２の検出信号の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、第１の補正信号の振幅に対する第２の補正信号の振幅の比率を、第１の検出信号の振幅に対する第２の検出信号の振幅の比率とは異ならせるように構成された変換器とを備えている。

【0012】

本発明の磁気センサシステムは、本発明の磁気センサと、対象磁界を発生する磁界発生器とを備えている。

【発明の効果】

【0013】

本発明の磁気センサおよび磁気センサシステムでは、変換器によって、第１の検出信号と第２の検出信号の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、第１の補正信号の振幅に対する第２の補正信号の振幅の比率を、第１の検出信号の振幅に対する第２の検出信号の振幅の比率とは異ならせている。これにより、本発明によれば、第１および第２の検出信号を用いて生成される検出値の誤差を低減することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサを示す斜視図である。

【図2】図１に示した１つの突出部を示す正面図である。

【図3】図１に示した１つの突出部を示す側面図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの回路構成を示す回路図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子を示す斜視図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態における対象磁界について説明するための説明図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態における対象磁界の面内成分と垂直成分を示す説明図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態における第１および第２の検出信号を示す波形図である。

【図9】第１の実施例の第１および第２の補正信号を示す波形図である。

【図10】第２の実施例の第１および第２の補正信号を示す波形図である。

【図11】第１の実施例、第２の実施例および比較例の各々の角度誤差を示す特性図である。

【図12】振幅比と角度誤差との関係を示す特性図である。

【図13】角度誤差が０になるときの傾斜角度と振幅比との関係を示す特性図である。

【図14】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサシステムを示す斜視図である。

【図15】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサシステムを示す斜視図である。

【図16】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサを示す斜視図である。

【図17】本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る磁気センサを示す斜視図である。図２は、図１に示した１つの突出部を示す正面図である。図３は、図１に示した１つの突出部を示す側面図である。

【0016】

本実施の形態に係る磁気センサ１は、第１の磁気検出素子と、第２の磁気検出素子と、第３の磁気検出素子と、第４の磁気検出素子とを備えている。本実施の形態では特に、第１ないし第４の磁気検出素子として、磁気抵抗効果素子を用いている。以下、磁気抵抗効果素子をＭＲ素子と記す。また、第１の磁気検出素子を第１のＭＲ素子１１と記し、第２の磁気検出素子を第２のＭＲ素子１２と記し、第３の磁気検出素子を第３のＭＲ素子１３と記し、第４の磁気検出素子を第４のＭＲ素子１４と記す。

【0017】

磁気センサ１は、更に、第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４に電流を供給するための図示しない複数の電極を備えている。

【0018】

磁気センサ１は、更に、第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４を支持する支持部材２０を備えている。支持部材２０は、上面２０ａと、下面２０ｂとを有している。支持部材２０は、例えば、基板と、基板の上に積層された複数の絶縁層とを含む構造体であってもよい。

【0019】

ここで、図１ないし図３に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を定義する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、互いに直交する。本実施の形態では特に、支持部材２０の上面２０ａに垂直な方向であって、支持部材の下面２０ｂから上面２０ａに向かう方向を、Ｚ方向とする。また、Ｘ方向とは反対の方向を－Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を－Ｙ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を－Ｚ方向とする。

【0020】

以下、基準の位置に対してＺ方向の先にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して「上方」とは反対側にある位置を「下方」と言う。また、磁気センサ１の構成要素に関して、Ｚ方向の端に位置する面を「上面」と言い、－Ｚ方向の端に位置する面を「下面」と言う。また、「Ｚ方向から見たとき」という表現は、Ｚ方向に離れた位置から対象物を見ることを意味する。

【0021】

支持部材２０の下面２０ｂは、ＸＹ平面に平行な平面である。支持部材２０の下面２０ｂは、本発明における「基準平面」に対応する。支持部材２０の上面２０ａも、ＸＹ平面に平行な平面であってもよい。

【0022】

支持部材２０は、支持部材２０の上面２０ａにおいてＸ方向に平行な方向に並ぶ突出部２１，２２を含んでいる。突出部２１，２２の各々は、支持部材２０の上面２０ａからＺ方向に突出している。また、突出部２１，２２の各々は、Ｙ方向に平行な方向に延在している。突出部２１，２２の各々は、ＹＺ平面に対して対称またはほぼ対称な形状を有していてもよい。

【0023】

突出部２１，２２の各々の表面は、支持部材２０の上面２０ａから遠ざかる方向（Ｚ方向）に張り出す凸面である。この凸面は、Ｙ方向に平行な方向に延在している。凸面の全体形状は、半円筒状の曲面である。

【0024】

突出部２１の表面は、傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとを含んでいる。傾斜面２１ａは、突出部２１の表面のうち、突出部２１の上端部よりも－Ｘ方向側の面である。傾斜面２１ｂは、突出部２１の表面のうち、突出部２１の上端部よりもＸ方向側の面である。図１では、突出部２１の上端部すなわち傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂとの境界を、点線で示している。傾斜面２１ａと傾斜面２１ｂは、突出部２１の上端部と交差するＹＺ平面に対して対称またはほぼ対称な形状を有していてもよい。

【0025】

突出部２１の表面についての上記の説明は、突出部２２にも当てはまる。突出部２１の表面についての上記の説明中の突出部２１および傾斜面２１ａ，２１ｂをそれぞれ突出部２２および傾斜面２２ａ，２２ｂに置き換えれば、突出部２２の表面についての説明になる。

【0026】

傾斜面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、本発明における「少なくとも１つの傾斜面」に対応する。第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４は、少なくとも１つの傾斜面の上に配置されている。本実施の形態では特に、第１および第３のＭＲ素子１１，１３は、傾斜面２１ａの上に配置されている。また、第２および第４のＭＲ素子１２，１４は、傾斜面２２ａの上に配置されている。図１に示した例では、第３および第４のＭＲ素子１３，１４は、それぞれ、第１および第２のＭＲ素子１１，１２に対して、－Ｙ方向の先に配置されている。

【0027】

ここで、任意のＭＲ素子を符号１１０で表し、任意の突出部を符号１２０で表す。突出部１２０の表面は、傾斜面２１ａまたは２２ａに対応する傾斜面１２０ａと、傾斜面２１ｂまたは２２ｂに対応する傾斜面１２０ｂとを含んでいる。図３に示したように、ＭＲ素子１１０は、支持部材２０の下面２０ｂすなわち基準平面に対して傾斜する。支持部材２０は、ＭＲ素子１１０を基準平面に対して傾くように支持するための部材である。

【0028】

本実施の形態では、傾斜面１２０ａ，１２０ｂの各々は曲面である。そのため、ＭＲ素子１１０は、曲面（傾斜面１２０ａ）に沿って湾曲する。本実施の形態では、便宜上、ＭＲ素子１１０と交差する仮想の直線がＸＹ平面になす角度を、傾斜面１２０ａが基準平面に対してなす角度とし、この角度の大きさを記号αで表す。仮想の直線は、Ｚ方向から見たときのＭＲ素子１１０の重心に最も近い傾斜面１２０ａ上の点を通る接線に平行であってもよい。また、Ｘ方向からＺ方向に向かってαだけ回転した方向をＵ方向とし、Ｕ方向とは反対の方向を－Ｕ方向とする。

【0029】

αは、０°よりも大きく９０°よりも小さい角度である。αは、例えば、１０°以上４５°以下の範囲内であってもよい。傾斜面１２０ｂが基準平面に対してなす角度の大きさは、実質的にαと等しくてもよい。以下の説明では、傾斜面２１ａが基準平面に対してなす角度の大きさ、傾斜面２１ｂが基準平面に対してなす角度の大きさ、傾斜面２２ａが基準平面に対してなす角度の大きさおよび傾斜面２２ｂが基準平面に対してなす角度の大きさは、いずれも、αであるものとする。

【0030】

なお、図３では、ＭＲ素子１１０の下面が傾斜面１２０ａに接するように描かれている。しかし、実際には、ＭＲ素子１１０の下面と傾斜面１２０ａとの間には、他のＭＲ素子１１０あるいは後述する電源端、グランド端、第１の信号端または第２の信号端と接続するための電極が設けられている。

【0031】

次に、図４を参照して、磁気センサ１の回路構成について説明する。図４は、磁気センサ１の回路構成を示す回路図である。磁気センサ１は、更に、電源端Ｖ１と、グランド端Ｇ１と、第１の出力端Ｅ１と、第２の出力端Ｅ２と、第１の抵抗部Ｒ１と、第２の抵抗部Ｒ２と、第３の抵抗部Ｒ３と、第４の抵抗部Ｒ４とを備えている。第１の抵抗部Ｒ１は、電源端Ｖ１と第１の出力端Ｅ１との間に設けられている。第２の抵抗部Ｒ２は、電源端Ｖ１と第２の出力端Ｅ２との間に設けられている。第３の抵抗部Ｒ３は、グランド端Ｇ１と第１の出力端Ｅ１との間に設けられている。第４の抵抗部Ｒ４は、グランド端Ｇ１と第２の出力端Ｅ２との間に設けられている。

【0032】

電源端Ｖ１は、所定の大きさの電圧または電流が印加される。グランド端Ｇ１はグランドに接続される。

【0033】

第１の抵抗部Ｒ１は、第１のＭＲ素子１１を含んでいる。第２の抵抗部Ｒ２は、第２のＭＲ素子１２を含んでいる。第３の抵抗部Ｒ３は、第３のＭＲ素子１３を含んでいる。第４の抵抗部Ｒ４は、第４のＭＲ素子１４を含んでいる。

【0034】

なお、図４に示した例では、第１の抵抗部Ｒ１は、第１のＭＲ素子１１を含んでいる。しかし、第１の抵抗部Ｒ１は、第１のＭＲ素子１１として、直列に接続された複数のＭＲ素子を含んでいてもよい。同様に、第２ないし第４の抵抗部Ｒ２～Ｒ４の各々は、直列に接続された複数のＭＲ素子を含んでいてもよい。

【0035】

第１のＭＲ素子１１は、対象磁界ＭＦを検出して第１の検出信号Ｓ１を生成するように構成されている。第３のＭＲ素子１３は、対象磁界ＭＦを検出して第１のＭＲ素子１１と協働して第１の検出信号Ｓ１を生成するように構成されている。

【0036】

第２のＭＲ素子１２は、対象磁界ＭＦを検出して第２の検出信号Ｓ２を生成するように構成されている。第４のＭＲ素子１４は、対象磁界ＭＦを検出して第２のＭＲ素子１２と協働して第２の検出信号Ｓ２を生成するように構成されている。

【0037】

第１の検出信号Ｓ１は、第２の検出信号Ｓ２に対して、位相が進んだ信号であってもよい。第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の位相差は、例えば９０°である。

【0038】

磁気センサ１は、更に、検出対象の角度と対応関係を有する検出値θｓを生成するように構成されたプロセッサ３０を備えている。プロセッサ３０は、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）あるいはマイクロコンピュータによって構成されている。

【0039】

本実施の形態では特に、プロセッサ３０は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２をそれぞれ第１の補正信号Ｓ１ｃと第２の補正信号Ｓ２ｃに変換する変換器３１を含んでいる。変換器３１は、プロセッサ３０によって構成される機能ブロックであってもよい。変換器３１の機能については、後で詳しく説明する。

【0040】

プロセッサ３０は、更に、第１の補正信号Ｓ１ｃと第２の補正信号Ｓ２ｃを用いて、検出値θｓを生成するように構成された検出値生成部３２を含んでいる。検出値生成部３２は、プロセッサ３０によって構成される機能ブロックであってもよい。

【0041】

次に、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２について説明する。始めに、図５を参照して、ＭＲ素子１１０の構成について説明する。図５は、ＭＲ素子１１０を示す斜視図である。ＭＲ素子１１０は、スピンバルブ型のＭＲ素子である。ＭＲ素子１１０は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層１１２と、対象磁界ＭＦの方向に応じて方向が変化可能な第２の磁化を有する自由層１１４と、磁化固定層１１２と自由層１１４の間に配置されたギャップ層１１３とを含んでいる。ＭＲ素子１１０は、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層１１３はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層１１３は非磁性導電層である。ＭＲ素子１１０では、自由層１１４の磁化の方向が磁化固定層１１２の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。

【0042】

ＭＲ素子１１０は、更に、反強磁性層１１１を含んでいる。反強磁性層１１１、磁化固定層１１２、ギャップ層１１３および自由層１１４は、この順に積層されている。反強磁性層１１１は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層１１２との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層１１２の磁化の方向を固定する。なお、磁化固定層１１２は、いわゆるセルフピン止め型の固定層（Synthetic Ferri Pinned 層、ＳＦＰ層）であってもよい。セルフピン止め型の固定層は、強磁性層、非磁性中間層および強磁性層を積層させた積層フェリ構造を有し、２つの強磁性層を反強磁性的に結合させてなるものである。磁化固定層１１２がセルフピン止め型の固定層である場合、反強磁性層１１１を省略してもよい。

【0043】

なお、ＭＲ素子１１０における層１１１～１１４の配置は、図５に示した配置とは上下が反対でもよい。

【0044】

ＭＲ素子１１０の平面形状は、例えば、円形またはほぼ円形であってもよい。なお、ＭＲ素子１１０の平面形状は、層１１１～１１４の積層方向な一方向から見た形状であってもよいし、Ｚ方向から見た形状であってもよい。

【0045】

図１において、ＭＲ素子に描かれた矢印は、そのＭＲ素子の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向を表している。また、図４において、塗りつぶした矢印は、磁化固定層１１２の第１の磁化の方向を表している。また、図４において、白抜きの矢印は、自由層１１４の第２の磁化の方向を表している。

【0046】

第１のＭＲ素子１１の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向と第２のＭＲ素子１２の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、互いに交差する方向である。また、第３のＭＲ素子１３の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向と第４のＭＲ素子１４の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、互いに交差する方向である。また、第１のＭＲ素子１１の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向と第２のＭＲ素子１２の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向の一方は、支持部材２０の下面２０ｂすなわち基準平面と交差する方向である。また、第３のＭＲ素子１３の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向と第４のＭＲ素子１４の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向の一方は、支持部材２０の下面２０ｂすなわち基準平面と交差する方向である。

【0047】

本実施の形態では、第１のＭＲ素子１１の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、Ｕ方向である。第２のＭＲ素子１２の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、－Ｙ方向である。第３のＭＲ素子１３の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、－Ｕ方向である。第４のＭＲ素子１４の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、Ｙ方向である。従って、第１および第３のＭＲ素子１１，１３の各々の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向が、基準平面と交差する方向である。第２および第４のＭＲ素子１２，１４の各々の磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は、基準平面に平行な方向である。

【0048】

第１および第３のＭＲ素子１１，１３は、第１の出力端Ｅ１の電位が第１の検出信号Ｓ１として生成されるように構成されている。すなわち、第１および第３のＭＲ素子１１，１３に印加されるＵ方向に平行な方向の磁界成分の向きおよび強度が変化すると、第１および第３の抵抗部Ｒ１，Ｒ３の各々の抵抗値は、第１の抵抗部Ｒ１の抵抗値が増加すると共に第３の抵抗部Ｒ３の抵抗値が減少するか、第１の抵抗部Ｒ１の抵抗値が減少すると共に第３の抵抗部Ｒ３の抵抗値が増加するように変化する。これにより、第１の出力端Ｅ１の電位が変化する。磁気センサ１は、第１の出力端Ｅ１の電位に対応する信号を第１の検出信号Ｓ１として生成する。

【0049】

第２および第４のＭＲ素子１２，１４は、第２の出力端Ｅ２の電位が第２の検出信号Ｓ２として生成されるように構成されている。すなわち、第２および第４のＭＲ素子１２，１４に印加されるＹ方向に平行な方向の磁界成分の向きおよび強度が変化すると、第２および第４の抵抗部Ｒ２，Ｒ４の各々の抵抗値は、第２の抵抗部Ｒ２の抵抗値が増加すると共に第４の抵抗部Ｒ４の抵抗値が減少するか、第２の抵抗部Ｒ２の抵抗値が減少すると共に第４の抵抗部Ｒ４の抵抗値が増加するように変化する。これにより、第２の出力端Ｅ２の電位が変化する。磁気センサ１は、第２の出力端Ｅ２の電位に対応する信号を第２の検出信号Ｓ２として生成する。

【0050】

なお、磁化固定層１１２の第１の磁化の方向は第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４の作製の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。また、磁化固定層１１２の磁化は、上述の方向を主成分とする磁化成分を含むように構成されていてもよい。この場合、磁化固定層１１２の磁化の方向は、上述の方向またはほぼ上述の方向になる。

【0051】

次に、図６および図７を参照して、対象磁界ＭＦについて説明する。図６は、対象磁界ＭＦについて説明するための説明図である。図７は、対象磁界ＭＦの面内成分と垂直成分を示す説明図である。

【0052】

図６および図７において、記号ＰＬ１を付した平面は、基準位置Ｐ０と交差するＹＺ平面を表している。以下、この平面を、第１の平面ＰＬ１と言う。基準位置Ｐ０は、磁気センサ１の内部または表面にある。また、記号ＰＬ２を付した平面は、基準位置Ｐ０および第１の平面ＰＬ１と交差する平面を表している。以下、この平面を、第２の平面ＰＬ２と言う。また、記号ＰＬ３を付した平面は、基準位置Ｐ０と交差するＸＹ平面を表している。以下、この平面を、第３の平面ＰＬ３と言う。

【0053】

対象磁界ＭＦは、基準位置Ｐ０において第１の方向Ｄ１を有している。第１の方向Ｄ１は、第１の平面ＰＬ１内において変化するものである。図６において、記号Ｄ１を付した矢印は、第１の方向Ｄ１と、基準位置Ｐ０における対象磁界ＭＦの強度とを表している。記号Ｄ１を付した矢印の先端は、記号Ｃ１を付した円上を移動する。

【0054】

第２の平面ＰＬ２は、第１の平面ＰＬ１と第３の平面ＰＬ３の両方に対して傾くと共に、第３の平面ＰＬ３と二面角をなして交差する。二面角の大きさは、図３に示した傾斜面１２０ａが基準平面に対してなす角度の大きさαと等しい。なお、図６および図７に示した第２の平面ＰＬ２は、一例である。

【0055】

図７に示したように、基準位置Ｐ０における対象磁界ＭＦは、第２の平面ＰＬ２に平行な面内成分ＭＦａと第２の平面ＰＬ２に垂直な垂直成分ＭＦｂに分けることができる。なお、図７は、基準位置Ｐ０における対象磁界ＭＦの方向である第１の方向Ｄ１がＺ方向と一致している状態を表している。面内成分ＭＦａは、第１の方向Ｄ１の変化に応じて変化する第２の方向Ｄ２を有している。図６において、記号Ｄ２を付した矢印は、第２の方向Ｄ２と、面内成分ＭＦａの強度とを表している。記号Ｄ２を付した矢印の先端は、記号Ｃ２を付した楕円上を移動する。

【0056】

図６には、基準位置Ｐ０を通りＺ方向に平行な仮想の直線Ｌ１と、基準位置Ｐ０を通りＵ方向に平行な仮想の直線Ｌ２と、仮想の直線Ｌ１と円Ｃ１の交点Ｐ１，Ｐ２と、仮想の直線Ｌ２と楕円Ｃ２の交点Ｐ３，Ｐ４とを示している。仮想の直線Ｌ２、楕円Ｃ２、交点Ｐ３，Ｐ４および第２の方向Ｄ２は、それぞれ、仮想の直線Ｌ１、円Ｃ１、交点Ｐ１，Ｐ２および第１の方向Ｄ１を、第２の平面ＰＬ２に垂直投影したものである。

【0057】

本実施の形態では、第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４毎に、第２の平面ＰＬ２が定義される。第２の平面ＰＬ２は、対応するＭＲ素子と交差するものとする。

【0058】

第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４の各々が受ける対象磁界ＭＦは、基準位置Ｐ０における対象磁界ＭＦと同様に、第２の平面ＰＬ２に平行な面内成分と第２の平面ＰＬ２に垂直な垂直成分ＭＦｂに分けることができる。図３では、ＭＲ素子１１０が受ける対象磁界ＭＦの面内成分を、記号ＭＦａを付した矢印で示している。第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４の各々が受ける対象磁界ＭＦの面内成分は、図７に示した面内成分ＭＦａと同様に、第１の方向Ｄ１に応じて変化する第２の方向を有している。第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４の各々において、自由層１１４の第２の磁化の方向は、第２の方向の変化に応じて変化する。第１の検出信号Ｓ１、第２の検出信号Ｓ２および検出値θｓの各々は、第２の磁化の方向に依存する。

【0059】

第２の方向は、第１の方向Ｄ１の変化に応じて変化することから、第２の磁化の方向は、第１の方向Ｄ１の変化に応じて変化する。従って、第１の検出信号Ｓ１、第２の検出信号Ｓ２および検出値θｓの各々は、第１の方向Ｄ１に対応する。

【0060】

第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４は、対象磁界ＭＦを受ける位置によって対象磁界ＭＦの方向の実質的な相違が生じない領域内に配置される。そのため、第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４が受ける対象磁界ＭＦの方向は、実質的に同じである。

【0061】

次に、プロセッサ３０の変換器３１の動作について説明する。図８は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２を示す波形図である。図８において、横軸は、対象磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１が所定の基準方向（例えばＺ方向）に対してなす角度θＭ（以下、磁界角度θＭと言う。）を示している。縦軸は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の値を示している。図８に示したように、第１の方向Ｄ１が所定の周期で変化する場合、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の波形は、理想的な正弦曲線から歪む。

【0062】

変換器３１は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率とは異ならせるように構成されている。

【0063】

図９は、第１の実施例の第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを示す波形図である。図９において、横軸は磁界角度θＭを示し、縦軸は第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃの各々の値を示している。第１の実施例では、第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅が変換前の第２の検出信号Ｓ２の振幅よりも大きくなるように、第２の検出信号Ｓ２の振幅の大きさを変えている。これにより、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率と異ならせている。

【0064】

図１０は、第２の実施例の第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを示す波形図である。図１０において、横軸は磁界角度θＭを示し、縦軸は第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃの各々の値を示している。第２の実施例では、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅が変換前の第１の検出信号Ｓ１の振幅よりも大きくなるように、第１の検出信号Ｓ１の振幅の大きさを変えている。これにより、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率と異ならせている。

【0065】

以下、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を変換後の振幅比と言い、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率を変換前の振幅比と言う。第１の実施例と第２の実施例のいずれにおいても、変換前の振幅比は１であり、変換後の振幅比は２である。

【0066】

変換器３１は、変換後の振幅比が１を含まないように構成されていてもよい。本実施の形態では特に、変換器３１は、変換後の振幅比が１以下の範囲を含まないように構成されていてもよい。変換後の振幅比の好ましい範囲については、後で詳しく説明する。

【0067】

なお、変換器３１は、変換後の振幅比を変換前の振幅比と異ならせる処理に加えて、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の位相およびオフセットを補正する処理を実行するように構成されていてもよい。

【0068】

次に、プロセッサ３０の検出値生成部３２の動作について説明する。検出値生成部３２は、例えば下記の式（１）によって、０°以上３６０°未満の範囲内で検出値θｓを算出する。なお、"ａｔａｎ"は、アークタンジェントを表す。

【0069】

θｓ＝ａｔａｎ（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ） …（１）

【0070】

次に、本実施の形態に係る磁気センサ１の作用および効果について説明する。本実施の形態では、変換器３１によって、第１の補正信号Ｓ１ｃの振幅に対する第２の補正信号Ｓ２ｃの振幅の比率を、第１の検出信号Ｓ１の振幅に対する第２の検出信号Ｓ２の振幅の比率と異ならせている。これにより、本実施の形態によれば、検出値θｓの誤差を低減することができる。以下、この効果について詳しく説明する。

【0071】

図１１は、第１の実施例、第２の実施例および比較例の各々の角度誤差を示す特性図である。図１１において、横軸は磁界角度θＭを示し、縦軸は角度誤差を示している。また、図１１において、符号７１で示す曲線は第１の実施例の角度誤差を示し、符号７２で示す曲線は第２の実施例の角度誤差を示し、符号７３で示す曲線は比較例の角度誤差を示している。なお、図１１では、第１の実施例の角度誤差７１と第２の実施例の角度誤差７２は、ほとんど重なっている。

【0072】

第１の実施例の角度誤差７１は、図９に示した第１の実施例の第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを用いて求めた検出値θｓと磁界角度θＭとの差である。第２の実施例の角度誤差７１は、図１０に示した第２の実施例の第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを用いて求めた検出値θｓと磁界角度θＭとの差である。比較例の角度誤差７３は、第１および第２の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃの代わりに図８に示した第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２を式（１）に代入して求めた検出値θｓと磁界角度θＭとの差である。比較例の角度誤差７３は、変換器３１が設けられていない場合における角度誤差とも言える。

【0073】

図１１に示したように、本実施の形態によれば、第１の実施例または第２の実施例のような第１の補正信号Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃを用いることにより、検出値θｓの誤差を低減することができる。

【0074】

次に、振幅比の好ましい範囲について調べたシミュレーションの結果について説明する。シミュレーションでは、傾斜面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの各々が基準平面に対してなす角度の大きさαを、１０°～４５°の範囲内で５°ずつ変化させた。そして、各α毎に、変換後の振幅比を変えながら、検出値θｓの誤差（角度誤差）を求めた。シミュレーションでは、磁界角度θＭを変化させたときの角度誤差のピークピーク値を、角度誤差とした。

【0075】

図１２は、変換後の振幅比と角度誤差との関係を示す特性図である。図１２において、横軸は変換後の振幅比を示し、縦軸は角度誤差を示している。また、図１２において、αが１０°のときの角度誤差は、符号８１を付した線で接続された複数の点で示している。αが１５°のときの角度誤差は、符号８２を付した線で接続された複数の点で示している。αが２０°のときの角度誤差は、符号８３を付した線で接続された複数の点で示している。αが２５°のときの角度誤差は、符号８４を付した線で接続された複数の点で示している。αが３０°のときの角度誤差は、符号８５を付した線で接続された複数の点で示している。αが３５°のときの角度誤差は、符号８６を付した線で接続された複数の点で示している。αが４０°のときの角度誤差は、符号８７を付した線で接続された複数の点で示している。αが４５°のときの角度誤差は、符号８８を付した線で接続された複数の点で示している。

【0076】

図１２に示したように、αの値に関わらず、角度誤差が０になる振幅比が存在することが分かる。角度誤差を小さくする観点から、αおよび変換後の振幅比の大きさは、角度誤差が０またはほぼ０になるような値を選択することが好ましい。一方、ＭＲ素子１１０の作成の精度等の観点から、αは、１０°～４５°の範囲内であることが好ましい。これらのことから、αが１０°～４５°の範囲内である場合において角度誤差が０またはほぼ０になるように変換後の振幅比の大きさを選択することがより好ましい。

【0077】

図１３は、角度誤差が０になるときの傾斜角度と振幅比との関係を示す特性図である。図１３において、横軸は傾斜面２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの傾斜角度すなわちαを示し、縦軸は変換後の振幅比を示している。図１３から、αが１０°～４５°の範囲内である場合には、変換後の振幅比は、１以下の範囲を含まないことが好ましいことが分かる。

【0078】

また、図１３には、それぞれ変換後の振幅比を示す複数の点を結ぶ曲線も示している。この曲線は、αを変数とする関数１／ｓｉｎ（α）で表すことができる。すなわち、角度誤差が０になるときの変換後の振幅比は、αと関数１／ｓｉｎ（α）とを用いて算出することができる。

【0079】

角度誤差は、例えば１°以下であることが好ましい。αが１０°の場合、角度誤差が１°以下になる変換後の振幅比は、５．７６±０．２０である。αが３０°の場合、角度誤差が１°以下になる変換後の振幅比は、２．００±０．０６である。αが４５°の場合、角度誤差が１°以下になる変換後の振幅比は、１．４１±０．０５である。αに応じて変換後の振幅比を調整することにより、角度誤差を所定の大きさ以下にすることができる。

【0080】

次に、図１４を参照して、本実施の形態に係る磁気センサシステム１００について説明する。図１４は、磁気センサシステム１００を示す斜視図である。磁気センサシステム１００は、磁気センサ１と、対象磁界ＭＦを発生する磁界発生器１０１とを備えている。図１４に示した例では、磁界発生器１０１は、１組以上のＮ極とＳ極が交互にリング状に配列された磁石である。磁気センサ１は、磁界発生器１０１の外周部に対向するように配置されている。

【0081】

磁界発生器１０１は、回転軸Ｃを中心として回転するように構成されている。図１４に示した例では、例えば、磁界発生器１０１は、磁界発生器１０１の内側に設けられた図示しない固定部材によって、回転軸Ｃを中心として回転するシャフト１０２に固定されている。シャフト１０２は、例えば、図示しないモータのシャフトであってもよいし、モータのシャフトと共に回転するように構成されたシャフトであってもよい。磁界発生器１０１とシャフト１０２は、一体となって回転するように構成されている。

【0082】

磁気センサ１と磁界発生器１０１は、磁気センサ１に対する磁界発生器１０１の相対的な位置が変化すると、所定の位置における対象磁界ＭＦの方向（第１の方向Ｄ１）が回転するように構成されている。本実施の形態では特に、所定の位置は、磁気センサ１が配置された位置である。磁界発生器１０１が回転軸Ｃを中心として回転すると、磁気センサ１に対する磁界発生器１０１の相対的な回転位置が変化し、その結果、対象磁界ＭＦの方向が回転する。

【0083】

磁気センサシステム１００では、磁気センサ１が配置された位置を中心として、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が定義される。Ｙ方向は、磁界発生器１０１の接線に平行な一方向であってもよい。Ｚ方向は、磁気センサ１から回転軸に向かう方向であってもよい。

【0084】

［第２の実施の形態］
次に、図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサシステム２００について説明する。図１５は、磁気センサシステム２００を示す斜視図である。磁気センサシステム２００は、第１の実施の形態に係る磁気センサ１と、対象磁界ＭＦを発生する磁界発生器２０１とを備えている。図１５に示した例では、磁界発生器２０１は、直線状に配列された複数組のＮ極とＳ極を有するリニアスケールである。磁気センサ１は、磁界発生器２０１の外周部に対向するように配置されている。

【0085】

磁気センサ１と磁界発生器２０１は、磁気センサ１に対する磁界発生器２０１の相対的な位置が変化すると、所定の位置における対象磁界ＭＦの方向（第１の方向Ｄ１）が回転するように構成されている。本実施の形態では特に、所定の位置は、磁気センサ１が配置された位置である。磁気センサ１と磁界発生器２０１の一方は、図示しない動作体に連動して複数組のＮ極とＳ極が配列された方向に平行な方向に移動する。これにより、磁気センサ１に対する磁界発生器２０１の相対的な位置が変化し、その結果、対象磁界ＭＦの方向が回転する。

【0086】

磁気センサシステム２００では、磁気センサ１が配置された位置を中心として、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が定義される。Ｙ方向は、複数組のＮ極とＳ極が配列された方向に平行な一方向であってもよい。Ｚ方向は、磁気センサ１から磁界発生器２０１に向かう方向であってもよい。

【0087】

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【0088】

［第３の実施の形態］
次に、図１６を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサ２について説明する。図１６は、磁気センサ２を示す斜視図である。

【0089】

本実施の形態では、支持部材２０は、第１の実施の形態における突出部２１，２２の代わりに、支持部材２０の上面２０ａからＺ方向に突出する突出部２２０を含んでいる。突出部２２０の形状は、突出部２１または２２の形状と同様である。

【0090】

突出部２２０の表面は、傾斜面２２０ａと傾斜面２２０ｂとを含んでいる。傾斜面２２０ａは、突出部２２０の表面のうち、突出部２２０の上端部よりも図１６における左側の面である。傾斜面２２０ｂは、突出部２２０の表面のうち、突出部２２０の上端部よりも図１６における右側の面である。図１６では、突出部２２０の上端部すなわち傾斜面２２０ａと傾斜面２２０ｂとの境界を、点線で示している。傾斜面２２０ａと傾斜面２２０ｂは、突出部２２０の上端部と交差する平面に対して対称またはほぼ対称な形状を有していてもよい。

【0091】

磁気センサ２の第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４は、１つの突出部２２０の上に配置されている。第１および第３のＭＲ素子１１，１３は、傾斜面２２０ｂの上に配置されている。第２および第４のＭＲ素子１２，１４は、傾斜面２２０ａの上に配置されている。傾斜面２２０ａが基準平面に対してなす角度と傾斜面２２０ｂが基準平面に対してなす角度の定義は、第１の実施の形態において説明した、傾斜面１２０ａが基準平面に対してなす角度の定義と同様である。

【0092】

磁気センサ２のその他の構成は、第１の実施の形態に係る磁気センサ１の構成と同様である。また、本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【0093】

［第４の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサ３について説明する。図１７は、磁気センサ３を示す斜視図である。

【0094】

本実施の形態では、支持部材２０は、第１の実施の形態における突出部２１，２２の代わりに、支持部材２０の上面２０ａにおいてＸ方向に平行な方向に並ぶ突出部２３，２４，２５，２６を含んでいる。突出部２３～２６の各々は、支持部材２０の上面２０ａからＺ方向に突出している。突出部２３～２６の各々の形状は、突出部２１または２２の形状と同様である。

【0095】

突出部２３の表面は、傾斜面２３ａと傾斜面２３ｂとを含んでいる。傾斜面２３ａは、突出部２３の表面のうち、突出部２３の上端部よりも－Ｘ方向側の面である。傾斜面２３ｂは、突出部２３の表面のうち、突出部２３の上端部よりもＸ方向側の面である。図１７では、突出部２３の上端部すなわち傾斜面２３ａと傾斜面２３ｂとの境界を、点線で示している。傾斜面２３ａと傾斜面２３ｂは、突出部２３の上端部と交差するＹＺ平面に対して対称またはほぼ対称な形状を有していてもよい。

【0096】

突出部２３の表面についての上記の説明は、突出部２４～２６にも当てはまる。突出部２３の表面についての上記の説明中の突出部２３および傾斜面２３ａ，２３ｂをそれぞれ突出部２４および傾斜面２４ａ，２４ｂに置き換えれば、突出部２４の表面についての説明になる。また、突出部２３の表面についての上記の説明中の突出部２３および傾斜面２３ａ，２３ｂをそれぞれ突出部２５および傾斜面２５ａ，２５ｂに置き換えれば、突出部２５の表面についての説明になる。また、突出部２６の表面についての上記の説明中の突出部２３および傾斜面２３ａ，２３ｂをそれぞれ突出部２６および傾斜面２６ａ，２６ｂに置き換えれば、突出部２６の表面についての説明になる。

【0097】

傾斜面２３ａが基準平面に対してなす角度、傾斜面２４ａが基準平面に対してなす角度、傾斜面２５ａが基準平面に対してなす角度および傾斜面２６ａが基準平面に対してなす角度の定義は、第１の実施の形態において説明した、傾斜面１２０ａが基準平面に対してなす角度の定義と同様である。

【0098】

また、本実施の形態に係る磁気センサ３は、複数の第１のＭＲ素子１１、複数の第２のＭＲ素子１２、複数の第３のＭＲ素子１３および複数の第４のＭＲ素子１４を含んでいる。複数の第１のＭＲ素子１１は、傾斜面２３ａの上に配置されている。複数の第２のＭＲ素子１２は、傾斜面２４ａの上に配置されている。複数の第３のＭＲ素子１３は、傾斜面２５ａの上に配置されている。複数の第４のＭＲ素子１４は、傾斜面２６ａの上に配置されている。

【0099】

複数の第１のＭＲ素子１１の各々の構成は、第１の実施の形態における第１のＭＲ素子１１の構成と同じである。複数の第２のＭＲ素子１２の各々の構成は、第１の実施の形態における第２のＭＲ素子１２の構成と同じである。複数の第３のＭＲ素子１３の各々の構成は、第１の実施の形態における第３のＭＲ素子１３の構成と同じである。複数の第４のＭＲ素子１４の各々の構成は、第１の実施の形態における第４のＭＲ素子１４の構成と同じである。

【0100】

磁気センサ３は、第１の実施の形態に係る磁気センサ１と同様に、第１ないし第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４を備えている。第１ないし第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４と複数の第１のＭＲ素子１１、複数の第２のＭＲ素子１２、複数の第３のＭＲ素子１３および複数の第４のＭＲ素子１４との関係は、第１の実施の形態における第１ないし第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４と第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４との関係と同様である。本実施の形態では特に、複数の第１のＭＲ素子１１は直列に接続されていてもよく、複数の第２のＭＲ素子１２は直列に接続されていてもよく、複数の第３のＭＲ素子１３は直列に接続されていてもよく、複数の第４のＭＲ素子１４は直列に接続されていてもよい。

【0101】

磁気センサ３のその他の構成は、第１の実施の形態に係る磁気センサ１の構成と同様である。また、本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【0102】

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第１ないし第４のＭＲ素子１１～１４は、１つの傾斜面の上に配置されていてもよい。あるいは、第１および第２のＭＲ素子１１，１２が１つの傾斜面または１つの突出部の上に配置され、第３および第４のＭＲ素子１３，１４が１つの傾斜面または１つの突出部の上に配置されていてもよい。

【0103】

また、本発明の変換部は、ＭＲ素子に電気的に接続された抵抗器を含んでいてもよい。抵抗器は、第１ないし第４の抵抗部Ｒ１～Ｒ４に含まれていてもよいし、第１および第２の出力端Ｅ１，Ｅ２とプロセッサ３０とを接続する経路に含まれていてもよい。

【0104】

また、突出部の表面の傾斜面は、平面部分を含んでいてもよい。あるいは、突出部の表面は、三角屋根形状であってもよい。

【0105】

また、支持部材２０は、複数の突出部の代わりに、支持部材２０の上面２０ａにおいてＸ方向に平行な方向に並ぶ複数の溝部を含んでいてもよい。複数の溝部の各々は、支持部材２０の上面２０ａから－Ｚ方向に窪んでいる。また、複数の溝部の各々は、Ｙ方向に平行な方向に延在し、複数の溝部の各々の表面も、Ｙ方向に平行な方向に延在している。複数の溝部の各々は、ＹＺ平面に対して対称またはほぼ対称な形状を有していてもよい。複数の溝部の各々の少なくとも一部の形状は、Ｕ字谷状の溝であってもよいし、Ｖ字谷状の溝であってもよい。Ｕ字谷状の溝の表面は、半円筒状の曲面を含んでいる。Ｖ字谷状の溝の表面は、２つの平面部分を含んでいる。

【0106】

複数の溝部の各々の表面は、第１の傾斜面と第２の傾斜面とを含んでいる。第１の傾斜面は、溝部の表面のうち、溝部の下端部よりも－Ｘ方向側の面である。第２の傾斜面は、溝部の表面のうち、溝部の下端部よりもＸ方向側の面である。第１の傾斜面と第２の傾斜面の各々は、本発明における「少なくとも１つの傾斜面」に対応する。本発明における「少なくとも１つの傾斜面」についての説明は、第１の傾斜面と第２の傾斜面にも当てはまる。複数のＭＲ素子の各々は、第１の傾斜面または第２の傾斜面に配置される。

【0107】

また、ＭＲ素子の平面形状は、円形に限らず、楕円形、矩形、多角形等であってもよい。

【0108】

以上説明したように、本発明の磁気センサは、基準平面に対して傾斜した少なくとも１つの傾斜面を有する支持部材と、少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の検出信号を生成するように構成された第１の磁気検出素子と、少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の検出信号とは位相が異なる第２の検出信号を生成するように構成された第２の磁気検出素子と、第１の検出信号と第２の検出信号をそれぞれ第１の補正信号と第２の補正信号に変換する変換器であって、第１の検出信号と第２の検出信号の少なくとも一方の振幅の大きさを変えて、第１の補正信号の振幅に対する第２の補正信号の振幅の比率を、第１の検出信号の振幅に対する第２の検出信号の振幅の比率とは異ならせるように構成された変換器とを備えている。

【0109】

本発明の磁気センサにおいて、変換器は、第１の補正信号の振幅に対する第２の補正信号の振幅の比率が１を含まないように構成されていてもよい。また、第１の検出信号は、第２の検出信号に対して位相が進んだ信号であってもよい。この場合、変換器は、第１の補正信号の振幅に対する第２の補正信号の振幅の比率が１以下の範囲を含まないように構成されていてもよい。

【0110】

また、本発明の磁気センサにおいて、少なくとも１つの傾斜面が基準平面に対してなす角度は、１０°以上４５°以下の範囲内であってもよい。

【0111】

また、本発明の磁気センサにおいて、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子の各々の平面形状は、円形であってもよい。

【0112】

また、本発明の磁気センサは、更に、電源端と、グランド端と、第１の出力端と、第２の出力端と、電源端と第１の出力端との間に設けられた第１の抵抗部と、電源端と第２の出力端との間に設けられた第２の抵抗部と、グランド端と第１の出力端との間に設けられた第３の抵抗部と、グランド端と第２の出力端との間に設けられた第４の抵抗部とを備えていてもよい。第１の抵抗部と第３の抵抗部の一方は、第１の磁気検出素子を含んでいてもよい。第１の抵抗部と第３の抵抗部の他方は、少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第１の磁気検出素子と協働して第１の検出信号を生成するように構成された第３の磁気検出素子を含んでいてもよい。第２の抵抗部と第４の抵抗部の一方は、第２の磁気検出素子を含んでいてもよい。第２の抵抗部と第４の抵抗部の他方は、少なくとも１つの傾斜面の上に配置されると共に対象磁界を検出して第２の磁気検出素子と協働して第２の検出信号を生成するように構成された第４の磁気検出素子を含んでいてもよい。

【0113】

また、本発明の磁気センサにおいて、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子の各々は、磁気抵抗効果素子であってもよい。磁気抵抗効果素子は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、対象磁界に応じて方向が変化可能な第２の磁化を有する自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを含んでいてもよい。第１の磁気検出素子の磁化固定層の第１の磁化の方向と第２の磁気検出素子の磁化固定層の第１の磁化の方向は、互いに交差する方向であってもよい。第１の磁気検出素子の磁化固定層の第１の磁化の方向と第２の磁気検出素子の磁化固定層の第１の磁化の方向の一方は、基準平面と交差する方向であってもよい。

【0114】

また、本発明の磁気センサは、更に、第１の補正信号と第２の補正信号を用いて、検出対象の角度と対応関係を有する検出値を生成するように構成されたプロセッサを備えていてもよい。プロセッサは、変換器を含んでいてもよい。

【0115】

また、本発明の磁気センサにおいて、変換器は、第１の磁気検出素子または第２の磁気検出素子に電気的に接続された抵抗器を含んでいてもよい。

【0116】

また、本発明の磁気センサにおいて、少なくとも１つの傾斜面は、第１の傾斜面と第２の傾斜面とを含んでいてもよい。第１の磁気検出素子は、第１の傾斜面の上に配置されていてもよい。第２の磁気検出素子は、第２の傾斜面の上に配置されていてもよい。

【0117】

本発明の磁気センサシステムは、本発明の磁気センサと、対象磁界を発生する磁界発生器とを備えている。

【0118】

本発明の磁気センサシステムにおいて、磁気センサは、磁界発生器の外周に対向するように配置されていてもよい。磁気センサと磁界発生器は、磁気センサに対する磁界発生器の相対的な位置が変化すると、所定の位置における対象磁界の方向が回転するように構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0119】

１…磁気センサ、１１…第１のＭＲ素子、１２…第２のＭＲ素子、１３…第３のＭＲ素子、１４…第４のＭＲ素子、２０…支持部材、２０ａ…上面、２０ｂ…下面、２１，２２…突出部、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ…傾斜面、３０…プロセッサ、３１…変換器、３２…検出値生成部、１００…磁気センサシステム、１０１…磁界発生器、１０２…シャフト、ＭＦ…対象磁界、Ｒ１…第１の抵抗部、Ｒ２…第２の抵抗部、Ｒ３…第３の抵抗部、Ｒ４…第４の抵抗部、Ｓ１…第１の検出信号、Ｓ２…第２の検出信号、Ｓ１ｃ…第１の補正信号、Ｓ２ｃ…第２の補正信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】