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特開2024-29480磁気センサ、磁気式エンコーダおよび磁気センサの製造方法
(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】P2024029480
(43)【公開日】2024-03-06
(54)【発明の名称】磁気センサ、磁気式エンコーダおよび磁気センサの製造方法
(51)【国際特許分類】
G01R 33/09 20060101AFI20240228BHJP
G01R 33/02 20060101ALI20240228BHJP
G01D 5/245 20060101ALI20240228BHJP
【ＦＩ】
G01R33/09
G01R33/02 N
G01D5/245 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022131772
(22)【出願日】2022-08-22
(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】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】蔡 永福
【テーマコード（参考）】
2F077
2G017
【Ｆターム（参考）】
2F077AA12
2F077AA20
2F077AA47
2F077CC02
2F077NN02
2F077NN04
2F077NN17
2F077PP15
2F077QQ05
2F077TT16
2F077UU09
2F077UU11
2G017AA01
2G017AD55
2G017BA09
2G017BA15
2G017CB02
2G017CB18
2G017CB21
(57)【要約】
【課題】２次の高調波成分に起因する誤差と製造ばらつきに起因する誤差を抑制する。
【解決手段】磁気センサ２は、第１のアームＲ１と第２のアームＲ２とを含むブリッジ回路４と、第１の基板１０と、第２の基板２０とを備えている。第１のアームＲ１は、第１の基板１０に設けられている。第２のアームＲ２は、第２の基板２０に設けられている。第１のアームＲ１は、直列に接続された第１の抵抗体Ｒ１１および第２の抵抗体Ｒ１２を含んでいる。第２のアームＲ２は、直列に接続された第３の抵抗体Ｒ１３および第４の抵抗体Ｒ１４を含んでいる。第２の基板２０は、対象磁界が周期的に変化するときの第２のアームＲ２の抵抗値の位相が、対象磁界が周期的に変化するときの第１のアームＲ１の抵抗値の位相とは異なるように、第１の基板１０から離れた位置に配置されている。
【選択図】図５
【解決手段】磁気センサ２は、第１のアームＲ１と第２のアームＲ２とを含むブリッジ回路４と、第１の基板１０と、第２の基板２０とを備えている。第１のアームＲ１は、第１の基板１０に設けられている。第２のアームＲ２は、第２の基板２０に設けられている。第１のアームＲ１は、直列に接続された第１の抵抗体Ｒ１１および第２の抵抗体Ｒ１２を含んでいる。第２のアームＲ２は、直列に接続された第３の抵抗体Ｒ１３および第４の抵抗体Ｒ１４を含んでいる。第２の基板２０は、対象磁界が周期的に変化するときの第２のアームＲ２の抵抗値の位相が、対象磁界が周期的に変化するときの第１のアームＲ１の抵抗値の位相とは異なるように、第１の基板１０から離れた位置に配置されている。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアームを含むブリッジ回路と、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第１の基板と、第２の基板とを備えた磁気センサであって、
前記複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成され、
前記複数のアームは、前記第１の基板に設けられた第１のアームと、前記第２の基板に設けられた第２のアームとを含み、
前記第１のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含み、
前記第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含み、
前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含み、
前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含み、
前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含み、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体は、前記対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第２の基板は、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第２のアームの抵抗値の位相が、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、前記第１の基板から離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気センサ。
前記複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成され、
前記複数のアームは、前記第１の基板に設けられた第１のアームと、前記第２の基板に設けられた第２のアームとを含み、
前記第１のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含み、
前記第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含み、
前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含み、
前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含み、
前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含み、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体は、前記対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第２の基板は、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第２のアームの抵抗値の位相が、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、前記第１の基板から離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項2】
前記第１のアームの抵抗値と前記第２のアームの抵抗値は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて、互いに１８０°異なる位相で変化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3】
前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じであり、
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じであることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じ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4】
前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異なり、
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異なることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異な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】
更に、第２の出力ポートを備え、
前記複数のアームは、更に、前記第１の基板に設けられた第３のアームと、前記第２の基板に設けられた第４のアームとを含み、
前記第３のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含み、
前記第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含み、
前記第５の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向の成分を含み、
前記第６の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第２の磁化方向の成分を含み、
前記第７の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向の成分を含み、
前記第８の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第４の磁化方向の成分を含み、
前記第５の抵抗体と前記第６の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第５の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第６の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第７の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第７の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第８の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記複数のアームは、更に、前記第１の基板に設けられた第３のアームと、前記第２の基板に設けられた第４のアームとを含み、
前記第３のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含み、
前記第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含み、
前記第５の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向の成分を含み、
前記第６の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第２の磁化方向の成分を含み、
前記第７の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向の成分を含み、
前記第８の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第４の磁化方向の成分を含み、
前記第５の抵抗体と前記第６の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第５の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第６の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第７の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第７の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第８の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化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6】
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、互いに９０°異なる位相で変化することを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
【請求項7】
請求項１ないし６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、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサと前記磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、前記対象磁界が周期的に変化するように構成されていることを特徴とする磁気式エンコーダ。
前記対象磁界を発生する磁界発生器とを備え、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサと前記磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、前記対象磁界が周期的に変化するように構成されていることを特徴とする磁気式エンコーダ。
【請求項8】
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、バイアス磁界が前記自由層に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項9】
前記第１のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記磁気センサに対する前記磁界発生器の相対的な移動方向と対応関係を有する一方向である基準方向と交差する第１の方向であり、
前記第２のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記基準方向と交差する第２の方向であることを特徴とする請求項８記載の磁気式エンコーダ。
前記第２のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記基準方向と交差する第２の方向であることを特徴とする請求項８記載の磁気式エンコーダ。
【請求項10】
前記第１の方向と前記第２の方向の一方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から時計回り方向に９０°回転した方向であり、
前記第１の方向と前記第２の方向の他方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
前記第１の方向と前記第２の方向の他方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
【請求項11】
前記第１の方向と前記第２の方向は、いずれも、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から時計回り方向または反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
【請求項12】
前記磁界発生器は、Ｍ組のＮ極とＳ極が回転軸の周りに交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項13】
前記Ｍは、奇数であり、
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
【請求項14】
前記Ｍは、偶数であり、
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
【請求項15】
前記磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項16】
請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気センサの製造方法であって、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、
それぞれ、後に前記磁化固定層となる初期磁化固定層と、前記自由層と、前記ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
レーザ光と外部磁界とを用いて前記初期磁化固定層の前記第１の磁化の方向を固定する工程とを含むことを特徴とする磁気センサの製造方法。
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、
それぞれ、後に前記磁化固定層となる初期磁化固定層と、前記自由層と、前記ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
レーザ光と外部磁界とを用いて前記初期磁化固定層の前記第１の磁化の方向を固定する工程とを含むことを特徴とする磁気センサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、磁気センサ、磁気式エンコーダおよび磁気センサの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気センサを用いた磁気式エンコーダは、所定の方向に位置が変化する可動物体の位置を検出するために用いられている。所定の方向は、直線的な方向または回転方向である。可動物体の位置を検出するために用いられる磁気式エンコーダは、可動物体の位置の変化に対応して、所定の範囲内で、磁気センサに対する磁気スケール等の磁界発生器の相対位置が変化するように構成されている。
【0003】
磁気センサに対する磁界発生器の相対位置が変化すると、磁界発生器によって発生されて磁気センサに印加される対象磁界の一方向の成分の強度が変化する。磁気センサは、例えば、対象磁界の一方向の成分の強度を検出して、この一方向の成分の強度に対応し且つ互いに位相の異なる２つの検出信号を生成する。磁気式エンコーダは、２つの検出信号に基づいて、磁気センサに対する磁界発生器の相対位置と対応関係を有する検出値を生成する。
【0004】
磁気式エンコーダ用の磁気センサとしては、複数の磁気抵抗効果素子を用いた磁気センサが用いられている。例えば、特許文献１，２には、磁気抵抗効果素子として、磁石および磁気センサの相対移動方向とこの相対移動方向に直交する方向に、複数のＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子を配置した磁気センサが開示されている。
【0005】
特に、特許文献２に開示された磁気センサでは、複数のＧＭＲ素子によってＡ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路を構成している。また、この磁気センサでは、磁石のＮ極とＳ極との中心間距離（ピッチ）をλとしたときに、複数のＧＭＲ素子を、相対移動方向にλ、λ／２またはλ／４の中心間距離で配置している。Ａ相のブリッジ回路とＢ相のブリッジ回路からは、位相がλ／２分だけずれた出力波形が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２００９／０３１５５８号
【特許文献2】国際公開第２００９／１１９４７１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本願の発明者による研究の過程で、磁気式エンコーダの構成によっては、検出信号に２次の高調波成分が発生することが分かった。検出値の誤差を低減するためには、２次の高調波成分を抑制することが望ましい。
【0008】
また、一般的に、磁気式エンコーダは、別々に製造された磁気センサと磁界発生器とを組み合わせることによって完成する。検出値の誤差を低減するためには、磁気センサと磁界発生器の各々の配置のばらつき等の製造ばらつきに起因する誤差を抑制することが望ましい。
【0009】
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、２次の高調波成分に起因する誤差と製造ばらつきに起因する誤差を抑制することができる磁気センサおよび磁気式エンコーダを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の磁気センサは、複数のアームを含むブリッジ回路と、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第１の基板と、第２の基板とを備えている。複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成されている。複数のアームは、第１の基板に設けられた第１のアームと、第２の基板に設けられた第２のアームとを含んでいる。第１のアームは、回路構成上、グランドポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第２のアームは、回路構成上、電源ポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含んでいる。第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含んでいる。
【0011】
複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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る。第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいる。第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含んでいる。第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含んでいる。第４の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含んでいる。
【0012】
第１の抵抗体と第２の抵抗体は、対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むと共に第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むように配置されている。第３の抵抗体と第４の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の磁化方向の成分を含むと共に第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の磁化方向の成分を含むように配置されている。第２の基板は、対象磁界が周期的に変化するときの第２のアームの抵抗値の位相が、対象磁界が周期的に変化するときの第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、第１の基板から離れた位置に配置されている。
【0013】
本発明の磁気式エンコーダは、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。磁気センサと磁界発生器は、磁気センサと磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、対象磁界が周期的に変化するように構成されている。
【0014】
本発明の磁気センサの製造方法は、複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含んでいる。複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、それぞれ、後に磁化固定層となる初期磁化固定層と、自由層と、ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、レーザ光と外部磁界とを用いて初期磁化固定層の第１の磁化の方向を固定する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の磁気センサおよび磁気式エンコーダでは、第１のアームは、第１の基板に設けられていると共に、前述のように構成された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含んでいる。第２のアームは、第２の基板に設けられていると共に、前述のように構成された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含んでいる。第２の基板は、対象磁界が周期的に変化するときの第２のアームの抵抗値の位相が、対象磁界が周期的に変化するときの第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、第１の基板から離れた位置に配置されている。これにより、本発明によれば、２次の高調波成分に起因する誤差と製造ばらつきに起因する誤差を抑制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】
【0016】
【図1】本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す斜視図である。
【図2】本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図3】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの第１のセンサ部分と磁界発生器とを示す平面図である。
【図4】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの第２のセンサ部分と磁界発生とを示す平面図である。
【図5】本発明の第１の実施の形態における磁気センサを示す平面図である。
【図6】本発明の第１の実施の形態における磁気センサの構成を示す回路図である。
【図7】本発明の第１の実施の形態における第１の基板の複数の抵抗体の配置を説明するための説明図である。
【図8】本発明の第１の実施の形態における第２の基板の複数の抵抗体の配置を説明するための説明図である。
【図9】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第１の例を示す斜視図である。
【図10】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第２の例を示す斜視図である。
【図11】本発明の第１の実施の形態における１つの抵抗体を示す平面図である。
【図12】比較例の磁気センサを示す平面図である。
【図13】比較例の磁気センサの構成を示す回路図である。
【図14】比較例のモデルの検出値の誤差を示す特性図である。
【図15】第１の実施例のモデルの検出値の誤差を示す特性図である。
【図16】本発明の第２の実施の形態における磁気センサを示す平面図である。
【図17】本発明の第２の実施の形態における磁気センサの構成を示す回路図である。
【図18】比較例のモデルの振幅比を示す特性図である。
【図19】第２の実施例のモデルの振幅比を示す特性図である。
【図20】本発明の第３の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図21】本発明の第４の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図22】本発明の第５の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
［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および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダの概略の構成について説明する。図１は、磁気式エンコーダ１を示す斜視図である。図２は、磁気式エンコーダ１を示す平面図である。本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１は、本実施の形態に係る磁気センサ２と、磁界発生器３とを含んでいる。
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および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダの概略の構成について説明する。図１は、磁気式エンコーダ１を示す斜視図である。図２は、磁気式エンコーダ１を示す平面図である。本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１は、本実施の形態に係る磁気センサ２と、磁界発生器３とを含んでいる。
【0018】
磁界発生器３は、位置検出用の磁界であって、磁気センサ２が検出すべき磁界（検出対象磁界）である対象磁界を発生する。対象磁界は、仮想の直線に平行な方向の磁界成分（以下、一方向の磁界成分とも記す。）を含んでいる。磁気センサ２と磁界発生器３は、磁気センサ２と磁界発生器３の少なくとも一方が動作すると、基準位置における磁界成分の強度が変化するように構成されている。基準位置は、磁気センサ２が配置された位置であってもよい。磁気センサ２は、上記の磁界成分を含む対象磁界を検出して、磁界成分の強度に対応する少なくとも１つの検出信号を生成する。
【0019】
本実施の形態では特に、磁界発生器３は、複数組のＮ極とＳ極が回転軸Ｃの周りに交互に配列された磁気スケール（回転スケール）である。磁界発生器３は、回転軸Ｃに平行な一方向の端に位置する端面３ａを有している。複数組のＮ極とＳ極は、端面３ａに設けられている。図１および図２では、理解を容易にするために、Ｎ極とＳ極の一方の極にハッチングを付している。Ｎ極とＳ極の組の数は、奇数であってもよいし、偶数であってもよい。図１および図２に示した例では、Ｎ極とＳ極の組の数は３１（奇数）である。
【0020】
磁界発生器３が回転軸Ｃを中心として回転すると、対象磁界が周期的に変化する。対象磁界が周期的に変化すると、基準位置における磁界成分の強度が周期的に変化する。
【0021】
磁気センサ２は、第１の基板１０と第２の基板２０とを備えている。第１の基板１０と第２の基板２０の各々には、複数の磁気検出素子（以下、ＭＲ素子と記す。）が設けられている。以下、第１の基板１０と複数のＭＲ素子とによって構成された部分を第１のセンサ部分２Ａと言い、第２の基板２０と複数のＭＲ素子とによって構成された部分を第２のセンサ部分２Ｂと言う。第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、物理的に別個のパッケージであってもよい。また、第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂの各々は、複数のＭＲ素子に電気的に接続された複数のリードを備えていてもよい。
【0022】
第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、磁界発生器３の端面３ａに対向するように配置されている。第１のセンサ部分２Ａが配置された位置における一方向の磁界成分の強度と、第２のセンサ部分２Ｂが配置された位置における一方向の磁界成分の強度は、磁界発生器３の回転に伴って変化する。
【0023】
ここで、Ｎ極とＳ極の数をＭで表す。本実施の形態では、Ｍは奇数である。第２の基板２０（第２のセンサ部分２Ｂ）は、ｎを整数としたときに、回転軸Ｃの周りに第１の基板１０（第１のセンサ部分２Ａ）から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されている。図１および図２には、Ｍが３１であり、ｎが０である例を示している。この例では、第２の基板２０（第２のセンサ部分２Ｂ）は、回転軸Ｃの周りに第１の基板１０（第１のセンサ部分２Ａ）から１８０°だけ回転した位置に配置されている。
【0024】
ここで、図２に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。本実施の形態では、回転軸Ｃに直交する２つの方向をＸ方向とＹ方向とし、回転軸Ｃに平行な一方向であって第１のセンサ部分２Ａまたは第２のセンサ部分２Ｂから磁界発生器３に向かう方向をＺ方向とする。図２では、Ｚ方向を図２における手前から奥に向かう方向として表している。また、回転軸Ｃから第１のセンサ部分２Ａに向かう方向をＹ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。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。
【0025】
第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、Ｚ方向に平行な方向について、同じ位置に配置されていてもよいし、互いに異なる位置に配置されていてもよい。
【0026】
ここで、第１の基板１０と交差し回転軸Ｃと直交する第１の仮想の平面を想定する。第１の基板１０に設けられた複数のＭＲ素子は、回転軸Ｃを中心とし且つ第１の基板１０と交差する第１の仮想の平面内の第１の仮想の円の接線方向（回転軸Ｃに直交する方向）の磁界成分の強度を検出することができるように構成されている。本実施の形態では特に、上記の接線方向は、Ｘ方向に平行な方向である。上記の磁界成分の強度は、磁界発生器３の回転に伴って、周期的に変化する。
【0027】
また、第２の基板２０と交差し回転軸Ｃと直交する第２の仮想の平面を想定する。第２の基板２０に設けられた複数のＭＲ素子は、回転軸Ｃを中心とし且つ第２の基板２０と交差する第２の仮想の平面内の第２の仮想の円の接線方向（回転軸Ｃに直交する方向）の磁界成分の強度を検出することができるように構成されている。本実施の形態では特に、上記の接線方向は、Ｘ方向に平行な方向である。上記の磁界成分の強度は、磁界発生器３の回転に伴って、周期的に変化する。
【0028】
次に、図３および図４を参照して、磁極ピッチと、第１の座標系と、第２の座標系について説明する。図３は、第１のセンサ部分２Ａと磁界発生器３とを示す平面図である。図４は、第２のセンサ部分２Ｂと磁界発生器３とを示す平面図である。図３および図４に示したように、磁界発生器３の回転方向に隣接する２つのＮ極の間隔、すなわち１つのＳ極を介して隣接する２つのＮ極の中心間距離を磁極ピッチと言い、磁極ピッチの大きさを記号Ｌｐで表す。１つのＮ極を介して隣接する２つのＳ極の中心間距離は、磁極ピッチＬｐと等しい。
【0029】
第１の座標系は、第１のセンサ部分２Ａを基準とした座標系であって、Ｚ方向に直交するＤ１１方向およびＤ１２方向によって定義される。Ｄ１１方向は、第１の仮想の円の接線方向に平行な一方向である。図３は、第１のセンサ部分２Ａの姿勢の一例を示している。この例では、Ｄ１１方向は、Ｘ方向と一致する。また、この例では、Ｄ１２方向は、回転軸Ｃ（図１および図２参照）から第１のセンサ部分２Ａに向かう方向であり、Ｙ方向と一致する。また、Ｄ１１方向とは反対の方向を－Ｄ１１方向とし、Ｄ１２方向とは反対の方向を－Ｄ１２方向とする。
【0030】
第１の基板１０に設けられた複数のＭＲ素子が検出する磁界成分の方向は、Ｄ１１方向に平行な方向である。図３には、Ｄ１１方向に離れた位置に配置された２つのＭＲ素子が検出する磁界成分ＭＦａ，ＭＦｂの方向を示している。図３に示したタイミングでは、磁界成分ＭＦａの方向は、Ｄ１１方向と同じ方向であり、磁界成分ＭＦｂの方向は、－Ｄ１１方向と同じ方向である。
【0031】
第２の座標系は，第２のセンサ部分２Ｂを基準とした座標系であって、Ｚ方向に直交するＤ２１方向およびＤ２２方向によって定義される。Ｄ２１方向は、第２の仮想の円の接線方向に平行な一方向である。図４は、第２のセンサ部分２Ｂの姿勢の一例を示している。この例では、Ｄ２１方向は、Ｘ方向と一致する。また、この例では、Ｄ２２方向は、第２のセンサ部分２Ｂから回転軸Ｃ（図１および図２参照）に向かう方向であり、Ｙ方向と一致する。また、Ｄ２１方向とは反対の方向を－Ｄ２１方向とし、Ｄ２２方向とは反対の方向を－Ｄ２２方向とする。
【0032】
第２の基板２０に設けられた複数のＭＲ素子が検出する磁界成分の方向は、Ｄ２１方向に平行な方向である。図４には、Ｄ２１方向に離れた位置に配置された２つのＭＲ素子が検出する磁界成分ＭＦｃ，ＭＦｄの方向を示している。図４に示したタイミングでは、磁界成分ＭＦｃの方向は、－Ｄ２１方向と同じ方向であり、磁界成分ＭＦｄの方向は、Ｄ２１方向と同じ方向である。
【0033】
ここで、第１の座標系と第２の座標系において共通に用いられる基準方向ＤＲの定義について説明する。基準方向ＤＲは、磁気センサ２に対する磁界発生器３の相対的な移動方向と対応関係を有する一方向である。本実施の形態では特に、基準方向ＤＲは、第１および第２のセンサ部分２Ａ，２Ｂの各々に対するＮ極とＳ極の相対的な移動方向と対応関係を有している。上記の相対的な移動方向は、便宜上、直線的な方向として定義される。本実施の形態では、基準方向ＤＲは、Ｄ１１方向および－Ｄ２１方向の各々と同じ方向であるものとする。Ｎ極とＳ極は、第１および第２のセンサ部分２Ａ，２Ｂの各々から見て、基準方向ＤＲまたは基準方向ＤＲとは反対の方向に移動する。
【0034】
次に、図５および図６を参照して、磁気センサ２について詳しく説明する。図５は、磁気センサ２を示す平面図である。図６は、磁気センサ２の構成を示す回路図である。図６に示したように、磁気式エンコーダ１は、更に、プロセッサ４０を備えている。プロセッサ４０は、磁気センサ２が生成する、磁界成分の強度に対応する少なくとも１つの検出信号に基づいて、磁気センサ２または磁界発生器３の位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。プロセッサ４０は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはマイクロコンピュータによって実現することができる。
【0035】
磁気センサ２は、更に、ブリッジ回路４と、電源ポートＶ１と、グランドポートＧ１と、第１の出力ポートＥ１と、第２の出力ポートＥ２とを備えている。ブリッジ回路４は、電源ポートＶ１、グランドポートＧ１、第１の出力ポートＥ１および第２の出力ポートＥ２に電気的に接続されている。第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２は、プロセッサ４０に電気的に接続されている。
【0036】
ブリッジ回路４は、複数のアームを含んでいる。複数のアームの各々は、複数のＭＲ素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成されている。複数のアームの各々は、第１の仮想の円の接線方向の磁界成分または第２の仮想の円の接線方向の磁界成分に対しては感度を有するが、位置によらずに強度および方向が同一の外部磁界に対しては感度を有さないように構成されている。以下、上記の外部磁界を、一様な外部磁界と言う。
【0037】
本実施の形態では、ブリッジ回路４は、複数のアームとして、４つのアームＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４を含んでいる。アームＲ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、それぞれ、本発明の「第１のアーム」、「第２のアーム」、「第３のアーム」および「第４のアーム」に対応する。アームＲ１は、回路構成上、グランドポートＧ１と第１の出力ポートＥ１との間に設けられている。アームＲ２は、回路構成上、電源ポートＶ１と第１の出力ポートＥ１との間に設けられている。アームＲ３は、回路構成上、グランドポートＧ１と第２の出力ポートＥ２との間に設けられている。アームＲ４は、回路構成上、電源ポートＶ１と第２の出力ポートＥ２との間に設けられている。なお、本出願において、「回路構成上」という表現は、物理的な構成における配置ではなく、回路図上での配置を指すために用いている。
【0038】
アームＲ１，Ｒ３は、第１の基板１０に設けられている。第１の基板１０は、パッド１１，１２，１３を有している。アームＲ１の一端は、パッド１１に電気的に接続されている。アームＲ３の一端は、パッド１２に電気的に接続されている。アームＲ１，Ｒ３の各他端は、パッド１３に電気的に接続されている。
【0039】
アームＲ２，Ｒ４は、第２の基板２０に設けられている。第２の基板２０は、パッド２１，２２，２３を有している。アームＲ２の一端は、パッド２１に電気的に接続されている。アームＲ４の一端は、パッド２２に電気的に接続されている。アームＲ２，Ｒ４の各他端は、パッド２３に電気的に接続されている。
【0040】
パッド１１，２１は、第１の配線によって互いに電気的に接続されている。また、第１の配線は、第１の出力ポートＥ１に電気的に接続されている。パッド１２，２２は、第２の配線によって互いに電気的に接続されている。また、第２の配線は、第２の出力ポートＥ２に電気的に接続されている。パッド１３は、グランドポートＧ１に電気的に接続されている。パッド２３は、電源ポートＶ１に電気的に接続されている。
【0041】
磁気センサ２は、定電圧駆動であってもよいし、定電流駆動であってもよい。磁気センサ２が定電圧駆動である場合、電源ポートＶ１には、所定の大きさの電圧が印加される。磁気センサ２が定電流駆動である場合、電源ポートＶ１には、所定の大きさの電流が供給される。
【0042】
磁気センサ２は、第１の出力ポートＥ１の電位と対応関係を有する信号を、第１の検出信号Ｓ１として生成し、第２の出力ポートＥ２の電位と対応関係を有する信号を、第２の検出信号Ｓ２として生成する。プロセッサ４０は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、検出値Ｖｓを生成する。なお、磁気センサ２およびプロセッサ４０の少なくとも一方は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の振幅、位相およびオフセットを補正することができるように構成されていてもよい。
【0043】
アームＲ１～Ｒ４の各々は、直列に接続された２つの抵抗体を含んでいる。２つの抵抗体の各々は、複数のＭＲ素子によって構成されると共に、それぞれ検出対象の磁界成分の強度に応じて抵抗値が変化するように構成されている。また、理想的には、アームＲ１～Ｒ４の各々において、２つの抵抗値は、検出対象の磁界成分の強度の周期的な変化に応じて、２つの抵抗体の各々の抵抗値が同じ位相で変化するように構成されると共に、一様な外部磁界の強度または方向の周期的な変化に応じて、２つの抵抗体の各々の抵抗値が逆位相で変化するように構成されている。
【0044】
本実施の形態では、アームＲ１は、２つの抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２を含んでいる。アームＲ２は、２つの抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４を含んでいる。アームＲ３は、２つの抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２を含んでいる。アームＲ４は、２つの抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４を含んでいる。本実施の形態では特に、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４は、それぞれ、本発明の「第１の抵抗体」、「第２の抵抗体」、「第３の抵抗体」、「第４の抵抗体」、「第５の抵抗体」、「第６の抵抗体」、「第７の抵抗体」および「第８の抵抗体」に対応する。
【0045】
抵抗体Ｒ１１の一端は、パッド１３に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ１１の他端は、抵抗体Ｒ１２の一端に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ１２の他端は、パッド１１に電気的に接続されている。
【0046】
抵抗体Ｒ１３の一端は、パッド２３に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ１３の他端は、抵抗体Ｒ１４の一端に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ１４の他端は、パッド２１に電気的に接続されている。
【0047】
抵抗体Ｒ２１の一端は、パッド１３に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ２１の他端は、抵抗体Ｒ２２の一端に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ２２の他端は、パッド１２に電気的に接続されている。
【0048】
抵抗体Ｒ２３の一端は、パッド２３に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ２３の他端は、抵抗体Ｒ２４の一端に電気的に接続されている。抵抗体Ｒ２４の他端は、パッド２２に電気的に接続されている。
【0049】
第１の基板１０は、更に、サブパッド１５を有している。サブパッド１５は、アームＲ３の一端と他端との間に電気的に接続されている。本実施の形態では特に、サブパッド１５は、抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に電気的に接続されている。
【0050】
第２の基板２０は、更に、サブパッド２５を有している。サブパッド２５は、アームＲ４の一端と他端との間に電気的に接続されている。本実施の形態では特に、サブパッド２５は、抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４の接続点に電気的に接続されている。
【0051】
アームＲ１の抵抗値とアームＲ２の抵抗値は、対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化する。アームＲ３の抵抗値とアームＲ４の抵抗値は、対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化する。本実施の形態では、対象磁界が周期的に変化するときのアームＲ２の抵抗値の位相（アームＲ４の抵抗値の位相）が、対象磁界が周期的に変化するときのアームＲ１の抵抗値の位相（アームＲ３の抵抗値の位相）と異なるように、第２の基板２０を、第１の基板１０から離れた位置に配置している。
【0052】
アームＲ１の抵抗値とアームＲ２の抵抗値の位相差と、アームＲ３の抵抗値とアームＲ４の抵抗値の位相差は、それぞれ１８０°であってもよい。前述のように、第２の基板２０を、回転軸Ｃの周りに第１の基板１０から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置することにより、これらの位相差を１８０°にすることができる。なお、これらの位相差は、１８０°に限らず、例えば１７５°～１８５°の範囲内であってもよい。
【0053】
次に、図３および図７を参照して、第１の基板１０における抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の配置について説明する。図７は、第１の基板１０における抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の配置を説明するための説明図である。第１の基板１０に設けられた抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の配置は、図３を参照して説明した第１の座標系によって定義される。
【0054】
抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の各々の抵抗値は、第１の検出信号Ｓ１と対応関係を有している。抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の各々の抵抗値は、第２の検出信号Ｓ２と対応関係を有している。抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の組と抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の組は、第１の検出信号Ｓ１の位相と第２の検出信号Ｓ２の位相が互いに異なるように、Ｄ１１方向に平行な方向において互いに異なる位置に配置されている。
【0055】
図７において、符号Ｃ１１は、抵抗体Ｒ１１内の第１の位置を示し、符号Ｃ１２は、抵抗体Ｒ１２内の第２の位置を示し、符号Ｃ２１は、抵抗体Ｒ２１内の第３の位置を示し、符号Ｃ２２は、抵抗体Ｒ２２内の第４の位置を示している。本実施の形態では特に、第１の位置Ｃ１１は、Ｚ方向から見たときの抵抗体Ｒ１１の重心であり、第２の位置Ｃ１２は、Ｚ方向から見たときの抵抗体Ｒ１２の重心であり、第３の位置Ｃ２１は、Ｚ方向から見たときの抵抗体Ｒ２１の重心であり、第４の位置Ｃ２２は、Ｚ方向から見たときの抵抗体Ｒ２２の重心である。
【0056】
ここで、設計ピッチλを以下のように定義する。設計ピッチλは、抵抗体Ｒ１１内における所定の位置と抵抗体Ｒ２１内における所定の位置の、Ｄ１１方向に平行な方向における間隔の４倍である。本実施の形態では特に、抵抗体Ｒ１１内における所定の位置は第１の位置Ｃ１１であり、抵抗体Ｒ２１内における所定の位置は第３の位置Ｃ２１である。
【0057】
また、本実施の形態では特に、Ｄ１１方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第３の位置Ｃ２１との間隔と、Ｄ１１方向に平行な方向における第２の位置Ｃ１２と第４の位置Ｃ２２との間隔は、互いに等しい。従って、抵抗体Ｒ１１，Ｒ２１の組の代わりに、抵抗体Ｒ１２，Ｒ２２の組を用いて、設計ピッチλを定義することもできる。
【0058】
ここで、複数組のＮ極とＳ極を含む特定の磁界発生器を想定する。特定の磁界発生器が動作すると、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の組の抵抗値（アームＲ１の抵抗値）と抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の組の抵抗値（アームＲ２の抵抗値）は、周期的に変化すると共に、位相差が９０°になる。設計ピッチλは、特定の磁界発生器において、１つのＳ極を介して隣接する２つのＮ極の間隔と実質的に等しくなる。
【0059】
特定の磁界発生器は、図２に示した磁界発生器３であってもよい。この場合、設計ピッチλは、図２に示した磁極ピッチＬｐと等しくなる。あるいは、特定の磁界発生器は、磁極ピッチが磁界発生器３の磁極ピッチＬｐとは異なる磁界発生器であってもよい。この場合、設計ピッチλは、磁極ピッチＬｐとは異なる大きさになる。
【0060】
抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２は、物理的な配置に関する以下の要件を満たしている。Ｄ１１方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第２の位置Ｃ１２との間隔は、設計ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｄ１１方向に平行な方向における第３の位置Ｃ２１と第４の位置Ｃ２２との間隔は、設計ピッチλの１／２の奇数倍と等しい。Ｄ１１方向に平行な方向における第１の位置Ｃ１１と第３の位置Ｃ２１との間隔は、設計ピッチλの（４ｎ－３）／４と等しい。なお、ｎは１以上の整数である。
【0061】
本実施の形態では、第２の位置Ｃ１２は、第１の位置Ｃ１１からＤ１１方向にλ／２だけ離れた位置であり、第４の位置Ｃ２２は、第３の位置Ｃ２１からＤ１１方向にλ／２だけ離れた位置である。第３および第４の位置Ｃ２１，Ｃ２２は、第１および第２の位置Ｃ１１，Ｃ１２から見てＤ１２方向の先にある。
【0062】
次に、図４および図８を参照して、第２の基板２０における抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の配置について説明する。図８は、第２の基板２０における抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の配置を説明するための説明図である。第２の基板２０に設けられた抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の配置は、図４を参照して説明した第２の座標系によって定義される。
【0063】
図８において、符号Ｃ１３は、抵抗体Ｒ１３内の第５の位置を示し、符号Ｃ１４は、抵抗体Ｒ１４内の第６の位置を示し、符号Ｃ２３は、抵抗体Ｒ２３内の第７の位置を示し、符号Ｃ２４は、抵抗体Ｒ２４内の第８の位置を示している。
【0064】
第２の基板２０における抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の物理的な配置の規則は、第１の基板１０における抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の物理的な配置の規則と同じである。抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の物理的な配置の規則の説明中の抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２、第１ないし第４の位置Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２、Ｄ１１方向ならびにＤ１２方向を、それぞれ抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４、第５ないし第８の位置Ｃ１３，Ｃ１４，Ｃ２３，Ｃ２４、Ｄ２１方向ならびにＤ２２方向に置き換えれば、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の物理的な配置の説明になる。
【0065】
次に、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成について説明する。第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、理想的な正弦曲線（サイン（Sine）波形とコサイン（Cosine）波形を含む）を描くように所定の信号周期で周期的に変化する理想成分を含んでいる。本実施の形態では、第１の検出信号Ｓ１の理想成分の位相と第２の検出信号Ｓ２の理想成分の位相が、互いに異なるように、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４が構成されている。特定の磁界発生器が磁界発生器３である場合、すなわち設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと等しい場合、図７および図８に示した設計ピッチλは、理想成分における１周期すなわち電気角の３６０°に相当する。
【0066】
また、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々は、理想成分の他に、それぞれ理想成分の高次の高調波に相当する複数の高調波成分を含んでいる。本実施の形態では、複数の高調波成分が低減されるように、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４が構成されている。
【0067】
以下、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成について具体的に説明する。始めに、ＭＲ素子５０の構成について説明する。本実施の形態では、ＭＲ素子５０は、スピンバルブ型のＭＲ素子である。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、磁化固定層５１と、自由層５３と、磁化固定層５１と自由層５３の間に配置されたギャップ層５２とを含んでいる。磁化固定層５１は、方向が固定された第１の磁化を有している。自由層５３は、方向が変化可能な第２の磁化を有している。磁化固定層５１、ギャップ層５２および自由層５３は、Ｚ方向に平行な方向に積層されている。
【0068】
スピンバルブ型のＭＲ素子は、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。本実施の形態では特に、磁気センサ２の寸法を小さくするために、ＭＲ素子５０は、ＴＭＲ素子であることが好ましい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層５２はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層５２は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層５３の磁化の方向が磁化固定層５１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。
【0069】
図５において、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４内に描かれた矢印は、その抵抗体に含まれる複数のＭＲ素子５０の各々の磁化固定層５１の第１の磁化の方向を表している。図５では、磁化固定層５１の第１の磁化の方向を、符号Ｍｐを付した矢印で表している。図６では、磁化固定層５１の第１の磁化の方向を、塗りつぶした矢印で示している。
【0070】
ここで、図９および図１０を参照して、ＭＲ素子５０の第１および第２の例について説明する。図９は、ＭＲ素子５０の第１の例を示す斜視図である。第１の例では、ＭＲ素子５０は、Ｚ方向にこの順に積層された磁化固定層５１、ギャップ層５２および自由層５３を含む積層膜５０Ａを含んでいる。Ｚ方向から見た積層膜５０Ａの平面形状は、円形であってもよいし、図９に示したように正方形またはほぼ正方形であってもよい。
【0071】
ＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの下面は、図示しない下部電極によって、他のＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの下面に電気的に接続され、ＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの上面は、図示しない上部電極によって、更に他のＭＲ素子５０の積層膜５０Ａの上面に電気的に接続されている。これにより、複数のＭＲ素子５０は、直列に接続されている。なお、積層膜５０Ａにおける層５１～５３の配置は、図９に示した配置とは上下が反対でもよい。
【0072】
ＭＲ素子５０は、更に、自由層５３に対して印加されるバイアス磁界を発生するバイアス磁界発生器５０Ｂを含んでいる。バイアス磁界の方向は、磁化固定層５１の第１の磁化の方向と交差する方向である。第１の例では、バイアス磁界発生器５０Ｂは、２つの磁石５４，５５を含んでいる。第１の基板１０に設けられたＭＲ素子５０では、磁石５４，５５は、Ｄ１２方向に沿ってこの順に並んでいる。第２の基板２０に設けられたＭＲ素子５０では、磁石５４，５５は、Ｄ２２方向に沿ってこの順に並んでいる。積層膜５０Ａは、磁石５４と磁石５５との間に配置されている。第１の例では特に、積層膜５０Ａと磁石５４，５５は、Ｚ方向に直交する１つの仮想の平面と交差する位置に配置されている。
【0073】
図９において、磁石５４，５５内の矢印は、磁石５４，５５の磁化の方向を表している。なお、図５では、バイアス磁界の方向を、符号Ｍｂを付した矢印で表している。図６では、バイアス磁界の方向を、白抜きの矢印で示している。
【0074】
第１の基板１０に設けられたＭＲ素子５０では、バイアス磁界の方向は、Ｄ１２方向である。磁界発生器３を基準にしてバイアス磁界の方向を定義すると、第１の基板１０では、バイアス磁界の方向は、磁界発生器３の上方から見て（Ｚ方向から見て）、基準方向ＤＲ（図３参照）から反時計回り方向に９０°回転した方向である。
【0075】
第２の基板２０に設けられたＭＲ素子５０では、バイアス磁界の方向は、Ｄ２２方向である。磁界発生器３を基準にしてバイアス磁界の方向を定義すると、第２の基板２０では、バイアス磁界の方向は、磁界発生器３の上方から見て（Ｚ方向から見て）、基準方向ＤＲ（図４参照）から時計回り方向に９０°回転した方向である。
【0076】
図１０は、ＭＲ素子５０の第２の例を示す斜視図である。ＭＲ素子５０の第２の例の構成は、積層膜５０Ａの平面形状および磁石５４，５５の位置を除いて、ＭＲ素子５０の第１の例の構成と同じである。第２の例では、磁石５４，５５は、Ｚ方向について積層膜５０Ａとは異なる位置に配置されている。図１０に示した例では特に、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａに対して、Ｚ方向の先に配置されている。また、Ｚ方向から見た積層膜５０Ａの平面形状は、Ｄ１２方向（Ｄ２２）に長い長方形である。Ｚ方向から見たときに、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａと重なる位置に配置されている。
【0077】
なお、バイアス磁界の方向および磁石５４，５５の配置は、図９および図１０に示した例に限られない。例えば、バイアス磁界の方向は、図３および図４に示した基準方向ＤＲと交差する方向であればよく、Ｄ１２方向（Ｄ２２方向）に対して傾いた方向であってもよい。例えば、バイアス磁界の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度は、８５°～９５°の範囲内であってもよい。また、磁石５４，５５は、Ｄ１１方向（Ｄ２１方向）に平行な方向において互いにずれていてもよい。
【0078】
また、バイアス磁界発生器５０Ｂの代わりに、形状磁気異方性や結晶磁気異方性等の一軸磁気異方性によって、自由層５３にバイアス磁界を印加してもよい。
【0079】
次に、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における磁化固定層５１の第１の磁化の方向について説明する。第１の基板１０に設けられた抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、図３を参照して説明した第１の座標系によって定義される。抵抗体Ｒ１１，Ｒ２１の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいる。抵抗体Ｒ１２，Ｒ２２の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、第１の磁化方向とは反対の第２の磁化方向の成分を含んでいる。本実施の形態では特に、第１の磁化方向は－Ｄ１１方向であり、第２の磁化方向はＤ１１方向である。
【0080】
第２の基板２０に設けられた抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、図４を参照して説明した第２の座標系によって定義される。抵抗体Ｒ１３，Ｒ２３の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含んでいる。抵抗体Ｒ１４，Ｒ２４の各々における磁化固定層５１の第１の磁化は、第３の磁化方向とは反対の第４の磁化方向の成分を含んでいる。本実施の形態では特に、第３の磁化方向は－Ｄ２１方向であり、第４の磁化方向はＤ２１方向である。
【0081】
なお、第１の磁化が特定の磁化方向の成分を含んでいる場合、特定の磁化方向の成分は、第１の磁化の主成分であってもよい。あるいは、第１の磁化は、特定の磁化方向に直交する方向の成分を含んでいなくてもよい。本実施の形態では、第１の磁化が特定の磁化方向の成分を含んでいる場合、第１の磁化の方向は、特定の磁化方向またはほぼ特定の磁化方向になる。
【0082】
次に、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の配置と自由層５３の第２の磁化の方向との関係について説明する。ここでは、便宜上、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々において、複数のＭＲ素子５０を代表する１つのＭＲ素子５０の自由層５３を想定して説明する。抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々において、自由層５３の第２の磁化の方向は、ＭＲ素子５０が検出する磁界成分の強度に応じて、Ｚ方向に直交する平面内で変化する。これにより、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々の抵抗値と、アームＲ１～Ｒ４の各々の抵抗値と、第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２の各々の電位は、磁界成分の強度に応じて変化する。ＭＲ素子５０の自由層５３の第２の磁化の方向は、ＭＲ素子５０が検出する磁界成分の強度が０の場合には、自由層５３に印加されるバイアス磁界の方向と同じ方向になる。
【0083】
抵抗体Ｒ１１と抵抗体Ｒ１２は、対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むと共に抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むように配置される。抵抗体Ｒ１１と抵抗体Ｒ１２は、更に、対象磁界が周期的に変化するときの他の所定のタイミングにおいて、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むと共に抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むように配置される。
【0084】
例えば、図３に示したタイミングにおいて、抵抗体Ｒ１１のＭＲ素子５０が磁界成分ＭＦａを検出し、抵抗体Ｒ１２のＭＲ素子５０が磁界成分ＭＦｂを検出するように、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２をＤ１１方向に沿って配置した場合、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化は、バイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）からＤ１１方向に向かって傾き、抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化は、バイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）から－Ｄ１１方向に向かって傾く。この場合、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化は、Ｄ１１方向の成分すなわち第２の磁化方向の成分を含み、抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化は、－Ｄ１１方向の成分すなわち第１の磁化方向の成分を含んでいる。
【0085】
上述のように抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２を配置した場合、磁界成分ＭＦａ，ＭＦｂの各々の方向が図３に示した方向とは反対になるタイミングでは、自由層５３の磁化は、上記の説明における方向とは反対の方向に向かって傾く。この場合、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化は、－Ｄ１１方向の成分すなわち第１の磁化方向の成分を含み、抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化は、Ｄ１１方向の成分すなわち第２の磁化方向の成分を含んでいる。
【0086】
抵抗体Ｒ１１のＭＲ素子５０が図７に示した第１の位置Ｃ１１に配置され、抵抗体Ｒ１２のＭＲ素子５０が図７に示した第２の位置Ｃ１２に配置されている場合であって、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと等しい場合、抵抗体Ｒ１１のＭＲ素子５０が検出する磁界成分ＭＦａの強度が０になるタイミングは、抵抗体Ｒ１２のＭＲ素子５０が検出する磁界成分ＭＦｂの強度が０になるタイミングと同じである。従って、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化の方向がバイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）になるタイミングは、抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化の方向がバイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）になるタイミングと同じである。
【0087】
抵抗体Ｒ１１のＭＲ素子５０が図７に示した第１の位置Ｃ１１に配置され、抵抗体Ｒ１２のＭＲ素子５０が図７に示した第２の位置Ｃ１２に配置されている場合であって、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと異なる場合、抵抗体Ｒ１１のＭＲ素子５０が検出する磁界成分ＭＦａの強度が０になるタイミングは、抵抗体Ｒ１２のＭＲ素子５０が検出する磁界成分ＭＦｂの強度が０になるタイミングとは異なる。従って、抵抗体Ｒ１１における自由層５３の第２の磁化の方向がバイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）になるタイミングは、抵抗体Ｒ１２における自由層５３の第２の磁化の方向がバイアス磁界の方向（Ｄ１２方向）になるタイミングとは異なる。
【0088】
抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の配置についての上記の説明は、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４の組、抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の組、および抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４の組にも当てはまる。抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の配置の説明中の、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２、Ｄ１１方向、Ｄ１２方向、第１の磁化方向、第２の磁化方向、第１の位置Ｃ１１および第２の位置Ｃ１２を、それぞれ抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４、Ｄ２１方向、Ｄ２２方向、第３の磁化方向、第４の磁化方向、第５の位置Ｃ１３および第６の位置Ｃ１４に置き換えれば、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４の配置の説明になる。
【0089】
また、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の配置の説明中の、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２、第１の位置Ｃ１１および第２の位置Ｃ１２を、それぞれ抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２、第３の位置Ｃ２１および第４の位置Ｃ２２に置き換えれば、抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の配置の説明になる。
【0090】
また、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の配置の説明中の、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２、Ｄ１１方向、Ｄ１２方向、第１の磁化方向、第２の磁化方向、第１の位置Ｃ１１および第２の位置Ｃ１２を、それぞれ抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４、Ｄ２１方向、Ｄ２２方向、第３の磁化方向、第４の磁化方向、第７の位置Ｃ２３および第８の位置Ｃ２４に置き換えれば、抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４の配置の説明になる。
【0091】
ここまでは、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々において、複数のＭＲ素子５０を代表する１つのＭＲ素子５０の自由層５３を想定して説明してきた。抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々は、実際には、互いに異なる位置に配置された複数のＭＲ素子５０によって構成されている。そのため、複数のＭＲ素子５０のうちの少なくとも１つのＭＲ素子５０が、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の配置に関する要件を満たしていればよい。
【0092】
次に、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における複数のＭＲ素子５０の配置について説明する。ここで、１つ以上のＭＲ素子５０の集合を、素子群という。抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々は、複数の素子群を含んでいる。複数の素子群は、誤差成分が低減されるように、設計ピッチλに基づいて、所定の間隔を開けて配置されている。なお、以下の説明において、複数の素子群の配置について説明する場合、素子群の所定の位置を基準にして説明するものとする。所定の位置は、例えば、Ｚ方向から見たときの素子群の重心である。
【0093】
図１１は、抵抗体Ｒ１１を示す平面図である。図１１に示したように、抵抗体Ｒ１１は、８つの素子群３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８を含んでいる。素子群３１～３８の各々は、４つの区画に区分けされている。各区画には、１つ以上のＭＲ素子５０が配置される。従って、各素子群は、４つ以上のＭＲ素子５０を含んでいる。複数のＭＲ素子５０は、素子群内において直列に接続されていてもよい。この場合、複数の素子群は、直列に接続されていてもよい。あるいは、複数のＭＲ素子５０は、素子群に関わらずに直列に接続されていてもよい。
【0094】
図１１では、理想成分の第３高調波（３次の高調波）に相当する高調波成分と、理想成分の第５高調波（５次の高調波）に相当する高調波成分と、理想成分の第７高調波（７次の高調波）に相当する高調波成分が低減されるように、素子群３１～３８が配置されている。図１１に示したように、素子群３１～３４は、Ｄ１１方向に沿って配置されている。素子群３２は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１０だけ離れた位置に配置されている。素子群３３は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／６だけ離れた位置に配置されている。素子群３４は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１０＋λ／６だけ離れた位置（素子群３２に対して、Ｄ１１方向にλ／６だけ離れた位置）に配置されている。
【0095】
また、図１１に示したように、素子群３５～３８は、素子群３１～３４の－Ｄ１２方向の先において、Ｄ１１方向に沿って配置されている。素子群３５は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１４だけ離れた位置に配置されている。素子群３６は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１４＋λ／１０だけ離れた位置（素子群３２に対して、Ｄ１１方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。素子群３７は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１４＋λ／６だけ離れた位置（素子群３３に対して、Ｄ１１方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。素子群３８は、素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／１４＋λ／１０＋λ／６だけ離れた位置（素子群３４に対して、Ｄ１１方向にλ／１４だけ離れた位置）に配置されている。
【0096】
複数の高調波成分を低減するための複数の素子群の配置は、図１１に示した例に限られない。ここで、ｋ，ｍをそれぞれ１以上且つ互いに異なる整数とする。例えば、２ｋ＋１次の高調波に相当する高調波成分を低減する場合、第１の素子群を第２の素子群に対してＤ１１方向にλ／（４ｋ＋２）だけ離れた位置に配置する。更に、２ｍ＋１次の高調波に相当する誤差成分を低減する場合、第３の素子群を第１の素子群に対してＤ１１方向にλ／（４ｍ＋２）だけ離れた位置に配置し、第４の素子群を第２の素子群に対してＤ１１方向にλ／（４ｍ＋２）だけ離れた位置に配置する。このように、複数の高調波に相当する高調波成分を低減する場合、ある１つの高調波に相当する誤差成分を低減するための複数の素子群の各々は、他の高調波に相当する誤差成分を低減するための複数の素子群の各々に対して、Ｄ１１方向に、設計ピッチλに基づく所定の間隔だけ離れた位置に配置される。
【0097】
本実施の形態では、抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における複数の素子群の構成および配置は、抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。すなわち、抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々も、図１１に示した構成および位置関係の８つの素子群３１～３８を含んでいる。なお、抵抗体Ｒ１１の８つの素子群３１～３８の位置関係の説明中のＤ１１方向およびＤ１２方向を、それぞれＤ２１方向およびＤ２２方向に置き換えれば、抵抗体Ｒ１３，Ｒ２３，Ｒ２３，Ｒ２４の各々の８つの素子群３１～３８の位置関係の説明になる。
【0098】
なお、抵抗体Ｒ１２の素子群３１は、抵抗体Ｒ１１の素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。抵抗体Ｒ２２の素子群３１は、抵抗体Ｒ２１の素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。抵抗体Ｒ２１の素子群３１は、抵抗体Ｒ１１の素子群３１に対して、Ｄ１１方向にλ／４だけ離れた位置に配置されている。
【0099】
抵抗体Ｒ１４の素子群３１は、抵抗体Ｒ１３の素子群３１に対して、Ｄ２１方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。抵抗体Ｒ２４の素子群３１は、抵抗体Ｒ２３の素子群３１に対して、Ｄ２１方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。抵抗体Ｒ２３の素子群３１は、抵抗体Ｒ１３の素子群３１に対して、Ｄ２１方向にλ／４だけ離れた位置に配置されている。
【0100】
以上説明した抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の構成により、第１の検出信号Ｓ１の理想成分に対する第２の検出信号Ｓ２の理想成分の位相差が、所定の信号周期（理想成分の信号周期）の１／４の奇数倍になると共に、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々の複数の高調波成分が低減される。
【0101】
なお、抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の位置と、素子群３１～３８の位置は、ＭＲ素子５０の作製の精度等の観点から、上述の位置からわずかにずれていてもよい。
【0102】
次に、本実施の形態における検出値Ｖｓの生成方法について説明する。始めに、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと等しい場合の検出値Ｖｓの生成方法について説明する。対象磁界が周期的に変化する場合、第１のポートＥ１の電位と第２の出力ポートＥ２の電位は、互いに９０°異なる位相で変化する。これにより、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２も、互いに９０°異なる位相で変化する。
【0103】
プロセッサ４０は、例えば、以下のようにして検出値Ｖｓを生成する。プロセッサ４０は、第１の検出信号Ｓ１に対する第２の検出信号Ｓ２の比のアークタンジェントすなわちａｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）を計算することによって、０°以上３６０°未満の範囲内で初期検出値を求める。初期検出値は、上記のアークタンジェントの値そのものであってもよいし、アークタンジェントの値に所定の角度を加えたものであってもよい。
【0104】
上記のアークタンジェントの値が０°のときには、Ｚ方向から見たときに、磁界発生器３のＳ極の位置と、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１３の各々の素子群３１の位置が一致する。また、上記のアークタンジェントの値が１８０°のときには、Ｚ方向から見たときに、磁界発生器３のＮ極の位置と、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１３の各々の素子群３１の位置が一致する。従って、初期検出値は、１つのＳ極から１つのＮ極を介して隣接する他の１つのＳ極までの範囲内での磁界発生器３の回転位置と対応関係を有している。
【0105】
また、プロセッサ４０は、初期検出値の１周期分を電気角の３６０°とし、基準位置からの電気角の回転数をカウントする。電気角は、磁界発生器３の回転位置と対応関係を有し、電気角の１回転は、１つのＳ極から１つのＮ極を介して隣接する他の１つのＳ極までの移動量に相当する。プロセッサ４０は、初期検出値と、電気角の回転数に基づいて、磁界発生器３の回転位置と対応関係を有する検出値Ｖｓを生成する。
【0106】
なお、対象磁界が周期的に変化する場合における第１のポートＥ１の電気と第２の出力ポートＥ２の電位の位相差は、９０°に限らず、例えば８５°～９５°の範囲内であってもよい。
【0107】
次に、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと異なる場合の検出値Ｖｓの生成方法について簡単に説明する。この場合、プロセッサ４０は、まず、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の各々に対して所定の補正処理を実行する。補正処理は、少なくとも、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２を用いて、位相差が９０°の２つの補正後信号を生成する処理を含んでいる。補正処理は、更に、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２または２つの補正後信号の各々の振幅を補正する処理と、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２または２つの補正後信号の各々のオフセットを補正する処理の、少なくとも一方を含んでいてもよい。
【0108】
プロセッサ４０は、次に、２つの補正後信号のうちの一方に対する他方の比のアークタンジェントを計算することによって、０°以上３６０°未満の範囲内で初期検出値を求める。初期検出値は、上記のアークタンジェントの値そのものであってもよいし、アークタンジェントの値に所定の角度を加えたものであってもよい。初期検出値から検出値Ｖｓを生成する処理の内容は、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと等しい場合と同様である。
【0109】
次に、本実施の形態に係る磁気センサ２の製造方法について説明する。磁気センサ２の製造方法は、複数の第１のセンサ部分２Ａおよび複数の第２のセンサ部分２Ｂを作製する工程と、１つの第１のセンサ部分２Ａと１つの第２のセンサ部分２Ｂとを電気的に接続することによって１つの磁気センサ２を作製する工程とを含んでいる。
【0110】
第２のセンサ部分２Ｂの構造は、第１のセンサ部分２Ａの構造と同じであってもよい。この場合、複数の第１のセンサ部分２Ａおよび複数の第２のセンサ部分２Ｂを作製する工程は、初期基板の上に、複数のＭＲ素子５０と、複数のパッドと、複数のサブパッドと、複数の配線を形成工程と、初期基板を分割して、複数のセンサ部分を形成する工程とを含んでいる。初期基板は、後に複数の第１の基板１０となる部分と後に複数の第２の基板２０となる部分を含んでいる。複数のセンサ部分の各々は、分割された初期基板と、４つの抵抗体を構成する複数のＭＲ素子５０と、３つのパッドと、１つのサブパッドとを含んでいる。
【0111】
複数のセンサ部分の各々は、第１のセンサ部分２Ａとしても第２のセンサ部分２Ｂとしても用いることが可能である。第１のセンサ部分２Ａとして用いられるセンサ部分では、分割された初期基板、４つの抵抗体、３つのパッドおよび１つのサブパッドは、それぞれ第１の基板１０、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２、パッド１１～１３およびサブパッド１５になる。第２のセンサ部分２Ｂとして用いられるセンサ部分では、分割された初期基板、４つの抵抗体、３つのパッドおよび１つのサブパッドは、それぞれ第１の基板１０、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４、パッド２１～２３およびサブパッド２５になる。
【0112】
なお、第２のセンサ部分２Ｂの構造は、第１のセンサ部分２Ａの構造と異なっていてもよい。この場合、１つの初期基板の上に、複数の第１のセンサ部分２Ａの第１の基板１０以外の構成要素と、複数の第２のセンサ部分２Ｂの第２の基板２０以外の構成要素とを形成してもよい。あるいは、１つの初期基板の上に、複数の第１のセンサ部分２Ａの第１の基板１０以外の構成要素を形成し、他の１つの初期基板の上に、複数の第２のセンサ部分２Ｂの第２の基板２０以外の構成要素を形成してもよい。
【0113】
次に、複数のＭＲ素子５０を形成する工程について更に詳しく説明する。複数のＭＲ素子５０を形成する工程では、まず、後に複数のＭＲ素子５０となる複数の初期ＭＲ素子を形成する。複数の初期ＭＲ素子の各々は、後に磁化固定層５１となる初期磁化固定層と、自由層５３と、ギャップ層５２とを含んでいる。
【0114】
次に、レーザ光と、所定の方向の外部磁界とを用いて、初期磁化固定層の磁化の方向を、上記の所定の方向に固定する。例えば、後に抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ２２，Ｒ２３を構成する複数のＭＲ素子５０になる複数の初期ＭＲ素子では、第１の方向の外部磁界を印加しながら、複数の初期ＭＲ素子に対してレーザ光を照射する。レーザ光の照射が完了すると、初期磁化固定層の磁化の方向は、第１の方向に固定される。これにより、初期磁化固定層は磁化固定層５１になり、複数の初期ＭＲ素子は、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１４，Ｒ２２，Ｒ２３を構成する複数のＭＲ素子５０になる。
【0115】
また、後に抵抗体Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ２１，Ｒ２４を構成する複数のＭＲ素子５０になる他の複数の初期ＭＲ素子では、外部磁界の方向を第１の方向とは反対の第２の方向とすることにより、他の複数の初期ＭＲ素子の各々の初期磁化固定層の磁化の方向を、第２の方向に固定することができる。このようにして、複数のＭＲ素子５０が形成される。
【0116】
次に、本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１および磁気センサ２の作用および効果について説明する。本実施の形態では、アームＲ１～Ｒ４と抵抗体Ｒ１１～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４は、２次の高調波に相当する誤差と製造ばらつきに起因する誤差が低減されるように構成されている。以下、これについて、比較例の磁気式エンコーダと比較しながら説明する。
【0117】
比較例の磁気式エンコーダは、比較例の磁気センサ１０２と、図１および図２に示した磁界発生器３とを備えている。比較例の磁気センサ１０２と磁界発生器３との位置関係は、本実施の形態における第１のセンサ部分２Ａと磁界発生器３との位置関係と同じである。
【0118】
図１２は、比較例の磁気センサ１０２を示す平面図である。図１３は、比較例の磁気センサ１０２の構成を示す回路図である。磁気センサ１０２の構成は、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向によって定義される座標系に基づいて説明することができる。磁気センサ１０２は、それぞれＸ方向に平行な方向の磁界成分の強度に応じて抵抗値が変化するように構成された第１の抵抗体Ｒ１０１、第２の抵抗体Ｒ１０２、第３の抵抗体Ｒ１０３および第４の抵抗体Ｒ１０４を備えている。また、磁気センサ１０２は、複数のＭＲ素子５０を備えている。第１ないし第４の抵抗体Ｒ１０１～Ｒ１０４の各々は、複数のＭＲ素子５０を用いて構成されている。
【0119】
磁気センサ１０２は、更に、電源ポートＶ１０１と、グランドポートＧ１０１と、第１の出力ポートＥ１０１と、第２の出力ポートＥ１０２とを備えている。グランドポートＧ１０１はグランドに接続される。第１および第２の出力ポートＥ１０１，Ｅ１０２は、プロセッサ４０に接続される。
【0120】
磁気センサ１０２は、第１の出力ポートＥ１０１の電位と対応関係を有する信号を、第１の検出信号Ｓ１０１として生成し、第２の出力ポートＥ１０２の電位と対応関係を有する信号を、第２の検出信号Ｓ１０２として生成する。磁気センサ１０２が接続されたプロセッサ４０は、第１および第２の検出信号Ｓ１０１，Ｓ１０２に基づいて、検出値Ｖｓを生成する。
【0121】
第１の抵抗体Ｒ１０１は、電源ポートＶ１０１と第１の出力ポートＥ１０１とを接続する経路に設けられている。第２の抵抗体Ｒ１０２は、グランドポートＧ１０１と第１の出力ポートＥ１０１とを接続する経路に設けられている。第３の抵抗体Ｒ１０３は、グランドポートＧ１０１と第２の出力ポートＥ１０２とを接続する経路に設けられている。第４の抵抗体Ｒ１０４は、電源ポートＶ１０１と第２の出力ポートＥ１０２とを接続する経路に設けられている。
【0122】
Ｚ方向から見たときの第２の抵抗体Ｒ１０２の重心は、Ｚ方向から見たときの第１の抵抗体Ｒ１０１の重心に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。Ｚ方向から見たときの第３の抵抗体Ｒ１０３の重心は、Ｚ方向から見たときの第４の抵抗体Ｒ１０４の重心に対して、Ｘ方向にλ／２だけ離れた位置に配置されている。Ｚ方向から見たときの第４の抵抗体Ｒ１０４の重心は、Ｚ方向から見たときの第１の抵抗体Ｒ１０１の重心に対して、Ｘ方向にλ／４だけ離れた位置に配置されている。
【0123】
図１２および図１３において、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１０１～Ｒ１０４内に描かれた矢印は、その抵抗体に含まれる複数のＭＲ素子５０の各々の磁化固定層５１の第１の磁化の方向を表している。比較例では、第１ないし第４の抵抗体Ｒ１０１～Ｒ１０４の全てにおいて、第１の磁化の方向は、－Ｘ方向である。
【0124】
第１ないし第４の抵抗体Ｒ１０１～Ｒ１０４の各々は、複数の素子群を含んでいる。第１ないし第４の抵抗体Ｒ１０１～Ｒ１０４の各々における複数の素子群の構成および配置は、本実施の形態に係る磁気センサ２の抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。
【0125】
次に、比較例における第１の検出信号Ｓ１０１について説明する。比較例では、第１の抵抗体Ｒ１０１の抵抗値Ｒ１と、第２の抵抗体Ｒ１０２の抵抗値Ｒ２は、それぞれ下記の式（１）、（２）で表される。なお、式（１）、（２）において、Ｒ０，ΔＲはそれぞれ所定の定数であり、θは電気角を表す。
【0126】
Ｒ１＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ） …（１）
Ｒ２＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（２）
Ｒ２＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（２）
【0127】
また、第１の検出信号Ｓ１０１は、下記の式（３）で表される。
【0128】
Ｓ１０１＝Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２） …（３）
【0129】
磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しい場合、式（１）～（３）から、第１の検出信号Ｓ１０１は、下記の式（４）で表される。
【0130】
Ｓ１０１＝Ｒ２／（２Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ）－ΔＲｃｏｓ（θ））
＝Ｒ２／２Ｒ０ …（４）
＝Ｒ２／２Ｒ０ …（４）
【0131】
磁極ピッチＬｐが設計ピッチλとは異なる場合、式（１）～（３）から、第１の検出信号Ｓ１０１は、下記の式（５）で表される。
【0132】
Ｓ１０１＝Ｒ２／（２Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ）＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π））
…（５）
…（５）
【0133】
式（４）から理解されるように、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しい場合には、第１の検出信号Ｓ１０１は、Ｒ２の定数倍と等しくなる。この場合、第１の検出信号Ｓ１０１は、理想的には、電気角θに応じて理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する（式（２）参照）。一方、式（５）から理解されるように、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλとは異なる場合には、式（５）の分母に電気角θに応じて変化する成分が含まれる。この成分は、第１の検出信号Ｓ１０１に、２次の高調波に相当する高調波成分を生じさせる。
【0134】
第１の検出信号Ｓ１０１についての説明は、第２の検出信号Ｓ１０２にも当てはまる。第３の抵抗体Ｒ１０３の抵抗値Ｒ３、第４の抵抗体Ｒ１０４の抵抗値Ｒ４および第２の検出信号Ｓ１０２は、それぞれ、電気角θに応じて変化するｓｉｎ関数を用いて表すことができる。磁極ピッチＬｐが設計ピッチλとは異なる場合には、第２の検出信号Ｓ１０２にも、２次の高調波に相当する高調波成分が生じる。第１および第２の検出信号Ｓ１０１，Ｓ１０２の各々の高調波成分は、検出値Ｖｓに誤差を生じさせる。
【0135】
次に、本実施の形態における第１の検出信号Ｓ１について説明する。本実施の形態ではでは、抵抗体Ｒ１１の抵抗値Ｒ１１と、抵抗体Ｒ１２の抵抗値Ｒ１２と、抵抗体Ｒ１３の抵抗値Ｒ１３と、抵抗体Ｒ１４の抵抗値Ｒ１４は、それぞれ下記の式（６）～（９）で表される。
【0136】
Ｒ１１＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ） …（６）
Ｒ１２＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π＋π）
＝Ｒ０－ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（７）
Ｒ１３＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋π）
＝Ｒ０－ΔＲｃｏｓ（θ＋π） …（８）
Ｒ１４＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（９）
Ｒ１２＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π＋π）
＝Ｒ０－ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（７）
Ｒ１３＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋π）
＝Ｒ０－ΔＲｃｏｓ（θ＋π） …（８）
Ｒ１４＝Ｒ０＋ΔＲｃｏｓ（θ＋λ／Ｌｐ×π） …（９）
【0137】
第１の検出信号Ｓ１は、下記の式（１０）で表される。
【0138】
Ｓ１＝（Ｒ１３＋Ｒ１４）／（Ｒ１１＋Ｒ１２＋Ｒ１３＋Ｒ１４）
＝（Ｒ１３＋Ｒ１４）／４Ｒ０ …（１０）
＝（Ｒ１３＋Ｒ１４）／４Ｒ０ …（１０）
【0139】
式（１０）から理解されるように、本実施の形態では、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しいか否かに関わらず、式（１０）の分母は定数になり、第１の検出信号Ｓ１は、抵抗値Ｒ１３と抵抗値Ｒ１４との和の定数倍と等しくなる。従って、本実施の形態では、第１の検出信号Ｓ１は、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しいか否かに関わらず、理想的には、電気角θに応じて理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する（式（８）、（９）参照）。
【0140】
第１の検出信号Ｓ１ついての説明は、第２の検出信号Ｓ２にも当てはまる。第２の検出信号Ｓ２は、式（１０）におけるＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を、それぞれ抵抗体Ｒ２１の抵抗値Ｒ２１、抵抗体Ｒ２２の抵抗値Ｒ２２と、抵抗体Ｒ２３の抵抗値Ｒ２３および抵抗体Ｒ２４の抵抗値Ｒ２４で置き換えた式で表される。第１の検出信号Ｓ１と同様に、第２の検出信号Ｓ２は、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しいか否かに関わらず、理想的には、電気角θに応じて理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する。
【0141】
以上説明したように、本実施の形態では、２次の高調波に相当する高調波成分が低減されるように構成されている。これにより、本実施の形態によれば、製造ばらつきに起因して磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと異なる場合、あるいは意図的に磁極ピッチＬｐと設計ピッチλとを互いに異ならせる場合であっても、検出値Ｖｓ生じる誤差を抑制することができる。
【0142】
次に、他の製造ばらつきに起因する誤差を抑制できることを示す第１のシミュレーションの結果について説明する。
【0143】
第１のシミュレーションでは、比較例のモデルと第１の実施例のモデルを用いた。比較例のモデルは、比較例の磁気式エンコーダのモデルである。第１の実施例のモデルは、本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１のモデルである。
【0144】
第１のシミュレーションでは、磁極ピッチＬｐと設計ピッチλを、いずれも８００μｍとした。また、第１のシミュレーションでは、Ｚ方向に平行な方向における第１および第２のセンサ部分２Ａ，２Ｂと磁界発生器３との間隔と、Ｚ方向に平行な方向における磁気センサ１０２と磁界発生器３との間隔を、いずれも０．４ｍｍとした。また、電源ポートＶ１に印加する電圧と、電源ポートＶ１０１に印加する電圧を、いずれも１Ｖとした。
【0145】
第１のシミュレーションでは、磁界発生器３の回転軸Ｃの位置を、設計上の位置から０．２ｍｍだけずらしたときの検出値Ｖｓを求めた。そして、磁界発生器３の回転角度と検出値Ｖｓとの差を、誤差として求めた。
【0146】
図１４は、比較例のモデルの誤差を示す特性図である。図１５は、第１の実施例のモデルの誤差を示す特性図である。図１４および図１５において、横軸は回転角度を示し、縦軸は誤差を示している。図１４および図１５から理解されるように、本実施の形態によれば、磁界発生器３の位置ずれによる誤差を抑制することができる。
【0147】
次に、本実施の形態のその他の効果について説明する。本実施の形態では、磁気センサ２は、磁界発生器３によって発生される対象磁界を検出するように構成されている。検出対象の磁界成分の強度は、位置に応じて変化する。本実施の形態では特に、磁気センサ２のブリッジ回路４のアームＲ１～Ｒ４の各々は、検出対象の磁界成分に対して感度を有するように構成されている。
【0148】
一方、アームＲ１～Ｒ４の各々は、一様な外部磁界に対しては感度を有さない。すなわち、磁気センサ２に一様な外部磁界を印加しても、アームＲ１～Ｒ４の各々の抵抗値は、変化しないか、ほとんど変化しない。そのため、磁気センサ２に一様な外部磁界を印加しても、パッド１１～１３，２１～２３のうちの任意の２つのパッドの間の抵抗値も、変化しないか、ほとんど変化しない。また、磁気センサ２に一様な外部磁界を印加した状態で電源ポートＶ１を電源に接続しても、第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２の各々の電位は、変化しないか、ほとんど変化しない。
【0149】
このように、アームＲ１～Ｒ４の各々が一様な外部磁界に対して感度を有していないため、検査用の磁界として一様な外部磁界を用いた場合には、２つのパッド間の抵抗値を測定する方法や、２つのパッドの電位を測定する方法によって、磁気センサ２を検査することはできない。
【0150】
これに対し、本実施の形態では、サブパッド１５が第１の基板１０に設けられ、サブパッド２５が第２の基板２０に設けられている。サブパッド１５は、抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２の接続点に接続されている。抵抗体Ｒ２１の抵抗値は、一様な外部磁界の強度および方向に応じて変化する。そのため、パッド１１とサブパッド１５との間の抵抗値も、一様な外部磁界の強度および方向に応じて変化する。また、抵抗体Ｒ２２の抵抗値も、一様な外部磁界の強度および方向に応じて変化する。そのため、パッド１２とサブパッド１５との間の抵抗値と、パッド１３とサブパッド１５との間の抵抗値も、一様な外部磁界の強度および方向に応じて変化する。また、電源ポートＶ１を電源に接続すると、サブパッド１５の電位は、一様な外部磁界の強度および方向に応じて変化する。従って、本実施の形態によれば、検査用の磁界として一様な外部磁界を用いた場合であっても、サブパッド１５を利用して抵抗値を測定する方法や、サブパッド１５の電位を測定する方法によって、第１のセンサ部分２Ａを検査することができる。
【0151】
上記のサブパッド１５についての説明は、サブパッド２５にも当てはまる。サブパッド１５についての説明中のパッド１１～１３、サブパッド１５および抵抗体Ｒ２１，Ｒ２２を、それぞれパッド２１～２３、サブパッド２５および抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４に置き換えれば、サブパッド２５についての説明になる。本実施の形態によれば、検査用の磁界として一様な外部磁界を用いた場合であっても、サブパッド２５を利用して抵抗値を測定する方法や、サブパッド２５の電位を測定する方法によって、第２のセンサ部分２Ｂを検査することができる。
【0152】
なお、第１の基板１０は、サブパッド１５の代わりに、あるいはサブパッド１５に加えて、抵抗体Ｒ１１，Ｒ１２の接続点に接続された他のサブパッドを有していてもよい。また、第２の基板２０は、サブパッド２５の代わりに、あるいはサブパッド２５に加えて、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４の接続点に接続された他のサブパッドを有していてもよい。
【0153】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。始めに、図１６および図１７を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ２の構成について説明する。図１６は、磁気センサ２を示す平面図である。図１７は、磁気センサ２の構成を示す回路図である。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。始めに、図１６および図１７を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ２の構成について説明する。図１６は、磁気センサ２を示す平面図である。図１７は、磁気センサ２の構成を示す回路図である。
【0154】
本実施の形態では、第２のセンサ部分２Ｂの姿勢が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態における第２のセンサ部分２Ｂは、第１の実施の形態における姿勢から、Ｚ方向に平行な軸周りに１８０°回転した姿勢で配置されている。第２のセンサ部分２Ｂの配置は、第１の実施の形態と同じである。
【0155】
また、本実施の形態では、第１の実施の形態における図４に示した第２の座標系の定義が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、Ｄ２１方向は－Ｘ方向と一致し、Ｄ２２方向は－Ｙ方向と一致する。また、基準方向ＤＲは、Ｄ２１方向と同じ方向になる。
【0156】
また、本実施の形態では、第１のセンサ部分２Ａの第１の基板１０のパッド１１，１２と第２のセンサ部分２Ｂの第２の基板２０のパッド２１，２２との接続関係が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、パッド２２は、第３の配線によってパッド１１に電気的に接続されている。また、第３の配線は、第１の出力ポートＥ１に電気的に接続されている。パッド２１は、第４の配線によってパッド１２に電気的に接続されている。また、第４の配線は、第２の出力ポートＥ２に電気的に接続されている。
【0157】
また、本実施の形態では、ブリッジ回路４のアームＲ２，Ｒ４が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１の実施の形態におけるアームＲ４が本実施の形態におけるアームＲ２になり、第１の実施の形態におけるアームＲ２が本実施の形態におけるアームＲ４になる。従って、本実施の形態では、アームＲ２の一端は、パッド２２に電気的に接続されている。アームＲ４の一端は、パッド２１に電気的に接続されている。アームＲ２，Ｒ４の各他端は、パッド２３に電気的に接続されている。
【0158】
また、本実施の形態では、アームＲ２，Ｒ４の各々に含まれる２つの抵抗体が、第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、アームＲ２は、２つの抵抗体Ｒ２３，Ｒ２４を含んでいる。アームＲ４は、２つの抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４を含んでいる。本実施の形態では特に、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４は、それぞれ、本発明の「第８の抵抗体」、「第７の抵抗体」、「第６の抵抗体」および「第５の抵抗体」に対応する。
【0159】
また、本実施の形態では、第２の基板２０に設けられた複数のＭＲ素子５０の各々におけるバイアス磁界の方向が、第１の実施の形態と異なっている。図１６では、バイアス磁界の方向を、符号Ｍｂを付した矢印で表している。図１７では、バイアス磁界の方向を、白抜きの矢印で示している。第２の基板２０に設けられたＭＲ素子５０では、バイアス磁界の方向は、Ｄ２２方向である。すなわち、第２の基板２０では、バイアス磁界の方向は、磁界発生器３の上方から見て（Ｚ方向から見て）、基準方向ＤＲ（図４参照）から反時計回り方向に９０°回転した方向である。
【0160】
なお、基準方向ＤＲが、図３および図４に示した方向とは反対の方向である場合、第２の基板２０では、バイアス磁界の方向は、磁界発生器３の上方から見て（Ｚ方向から見て）、基準方向ＤＲから時計回り方向に９０°回転した方向になる。この場合、第１の基板１０においても、バイアス磁界の方向は、磁界発生器３の上方から見て（Ｚ方向から見て）、基準方向ＤＲから時計回り方向に９０°回転した方向になる。
【0161】
第１の実施の形態と同様に、バイアス磁界が基準方向ＤＲに対してなす角度は、９０°に限らず、例えば８５°～９５°の範囲内であってもよい。
【0162】
次に、第２のシミュレーションの結果を参照して、本実施の形態の効果について説明する。第２のシミュレーションでは、第１の実施の形態で説明した比較例のモデルと、第２の実施例のモデルを用いた。比較例のモデルは、比較例の磁気式エンコーダのモデルである。第２の実施例のモデルは、本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１のモデルである。
【0163】
第２のシミュレーションの条件は、磁界発生器３の回転軸Ｃの位置を除いて、第１のシミュレーションと同様である。第２のシミュレーションでは、磁界発生器３の回転軸Ｃの位置を、設計上の位置と一致させた。
【0164】
第２のシミュレーションでは、比較例の磁気センサ１０２に対して、Ｙ方向に平行な方向の一様な外部磁界を印加すると共に、一様な外部磁界の強度を変化させて、第１の検出信号Ｓ１０１の振幅を求めた。そして、求めた振幅と、一様な外部磁界の強度が０のときの第１の検出信号Ｓ１０１の振幅との比を、比較例のモデルの振幅比として求めた。
【0165】
同様に、第２のシミュレーションでは、磁気センサ２に対して、Ｙ方向に平行な方向の一様な外部磁界を印加すると共に、一様な外部磁界の強度を変化させて、第１の検出信号Ｓ１の振幅を求めた。そして、求めた振幅と、一様な外部磁界の強度が０のときの第１の検出信号Ｓ１の振幅との比を、第２の実施例のモデルの振幅比として求めた。
【0166】
以下、一様な外部磁界の強度を、一様な外部磁界の方向がＹ方向のときは正の値で表し、一様な外部磁界の方向が－Ｙ方向のときは負の値で表す。また、一様な外部磁界の強度を、一様な外部磁界の強度に対応する磁束密度の大きさで表す。第２のシミュレーションでは、一様な外部磁界を、－５～５ｍＴの範囲内で変化させた。
【0167】
図１８は、比較例のモデルの振幅比を示す特性図である。図１９は、第２の実施例のモデルの振幅比を示す特性図である。図１８および図１９において、横軸は一様な外部磁界Ｈｅｘｔの強度を示し、縦軸は振幅比を示している。図１８および図１９から理解されるように、本実施の形態によれば、一様な外部磁界に起因する第１の検出信号Ｓ１の変動を抑制することができる。
【0168】
第２のシミュレーションの結果は、第２の検出信号Ｓ２にも当てはまる。すなわち、本実施の形態によれば、一様な外部磁界に起因する第２の検出信号Ｓ２の変動を抑制することができる。なお、一様な外部磁界は、例えば、磁界発生器３の駆動装置として、ボイスコイルモータを用いた場合に、ボイスコイルモータの磁石から発生される。
【0169】
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。
【0170】
【0171】
本実施の形態に係る磁気式エンコーダ１は、第１の実施の形態における磁界発生器３の代わりに、磁界発生器１０３を備えている。磁界発生器１０３の構成は、Ｎ極とＳ極の組の数を除いて、磁界発生器３と同様である。磁界発生器１０３のＮ極とＳ極の組の数は、偶数である。図２０に示した例では、Ｎ極とＳ極の組の数は３０である。図２０では、理解を容易にするために、Ｎ極とＳ極の一方の極にハッチングを付している。
【0172】
磁界発生器１０３は、回転軸Ｃに平行な一方向の端に位置する端面１０３ａを有している。複数組のＮ極とＳ極は、端面１０３ａに設けられている。磁気センサ２の第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂの各々は、磁界発生器１０３の端面１０３ａに対向するように配置されている。
【0173】
ここで、Ｎ極とＳ極の数をＭで表す。本実施の形態では、Ｍは偶数である。第２の基板２０（第２のセンサ部分２Ｂ）は、ｎを整数としたときに、回転軸Ｃの周りに第１の基板１０（第１のセンサ部分２Ａ）から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されている。図２０には、Ｍが３０であり、ｎが０である例を示している。この例では、第２の基板２０（第２のセンサ部分２Ｂ）は、回転軸Ｃの周りに第１の基板１０（第１のセンサ部分２Ａ）から１７４°（図２０における紙面上方から見て時計回り方向）または１８６°（図２０における紙面上方から見て反時計回り方向）だけ回転した位置に配置されている。
【0174】
磁気センサ２の第２のセンサ部分２Ｂの構成は、第１の実施の形態と同じであってもよいし、第２の実施の形態と同じであってもよい。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第１の実施の形態と同じである場合、図２０に示した例では、Ｄ２１方向（図４参照）は、Ｘ方向からＹ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致し、Ｄ２２方向（図４参照）は、Ｙ方向から－Ｘ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致する。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第２の実施の形態と同じである場合、図２０に示した例では、Ｄ２１方向（図４参照）は、－Ｘ方向から－Ｙ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致し、Ｄ２２方向（図４参照）は、－Ｙ方向からＸ方向に向かって６°だけか移転した方向と一致する。
【0175】
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または第２の実施の形態と同様である。
【0176】
【0177】
本実施の形態に係る磁気式エンコーダ２０１は、第１または第２の実施の形態で説明した磁気センサ２と、磁界発生器２０３とを備えている。磁界発生器２０３は、直線的な方向に複数組のＮ極とＳ極を着磁したリニアスケールである。磁気センサ２または磁界発生器２０３は、磁界発生器２０３の長手方向に沿って移動可能である。
【0178】
本実施の形態では、磁界発生器３の長手方向に平行な一方向をＸ方向とする。磁気センサ２の第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、磁界発生器２０３に対してＺ方向に離れた位置に配置されている。磁気センサ２は、対象磁界のＸ方向に平行な方向の磁界成分の強度を検出することができるように構成されている。
【0179】
本実施の形態における第１の座標系（図３参照）の定義は、以下の通りである。本実施の形態では、Ｄ１１方向はＸ方向と一致し、Ｄ１２方向はＹ方向と一致する。
【0180】
本実施の形態における第２の座標系（図４参照）の定義は、以下の通りである。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第１の実施の形態と同じである場合、Ｄ２１方向はＸ方向と一致し、Ｄ２２方向はＹ方向と一致する。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第２の実施の形態と同じである場合、Ｄ２１方向は－Ｘ方向と一致し、Ｄ２２方向は－Ｙ方向と一致する。
【0181】
また、本実施の形態における基準方向ＤＲは、Ｄ１１方向と同じ方向である。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第１の実施の形態と同じである場合、基準方向ＤＲは、更に、Ｄ２１方向と同じ方向である。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第２の実施の形態と同じである場合、基準方向ＤＲは、更に、－Ｄ２１方向と同じ方向である。
【0182】
また、本実施の形態では、第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、Ｙ方向に平行な方向について互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態では特に、第２のセンサ部分２Ｂは、第１のセンサ部分２Ａから見て－Ｙ方向の先に配置されている。
【0183】
また、本実施の形態では、第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、Ｘ方向に平行な方向において互いに異なる位置に配置されている。第２のセンサ部分２Ｂは、第１のセンサ部分２ＡからＸ方向または－Ｘ方向に磁極ピッチＬｐの１／２の奇数倍だけ離れた位置に配置されていてもよい。図２１には、第２のセンサ部分２Ｂが、第１のセンサ部分２Ａから－Ｘ方向に磁極ピッチＬｐの１／２だけ離れた位置に配置されている例を示している。
【0184】
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または第２の実施の形態と同様である。
【0185】
【0186】
本実施の形態では、磁気センサ２の第２のセンサ部分２Ｂの配置が、第３の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、Ｙ方向に平行な方向について同じ位置に配置されている。また、第２のセンサ部分２Ｂは、第１のセンサ部分２ＡからＸ方向に磁極ピッチＬｐの３／２だけ離れた位置に配置されている。
【0187】
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４の実施の形態と同様である。
【0188】
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、請求の範囲の要件を満たす限り、ＭＲ素子５０の数および配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。また、請求の範囲の要件を満たす限り、第１および第２の基板１０，２０の各々の配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。
【0189】
以上説明したように、本発明の磁気センサは、複数のアームを含むブリッジ回路と、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第１の基板と、第２の基板とを備えている。複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成されている。複数のアームは、第１の基板に設けられた第１のアームと、第２の基板に設けられた第２のアームとを含んでいる。第１のアームは、回路構成上、グランドポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第２のアームは、回路構成上、電源ポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含んでいる。第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含んでいる。
【0190】
複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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る。第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいる。第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含んでいる。第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含んでいる。第４の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含んでいる。
【0191】
第１の抵抗体と第２の抵抗体は、対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むと共に第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むように配置されている。第３の抵抗体と第４の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の磁化方向の成分を含むと共に第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の磁化方向の成分を含むように配置されている。第２の基板は、対象磁界が周期的に変化するときの第２のアームの抵抗値の位相が、対象磁界が周期的に変化するときの第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、第１の基板から離れた位置に配置されている。
【0192】
本発明の磁気センサにおいて、第１のアームの抵抗値と第２のアームの抵抗値は、対象磁界の周期的な変化に応じて、互いに１８０°異なる位相で変化してもよい。
【0193】
また、本発明の磁気センサにおいて、第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングと同じであってもよい。第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングと同じであってもよい。
【0194】
また、本発明の磁気センサにおいて、第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングとは異なっていてもよい。第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングとは異なっていてもよい。
【0195】
また、本発明の磁気センサは、更に、第２の出力ポートを備えていてもよい。複数のアームは、更に、第１の基板に設けられた第３のアームと、第２の基板に設けられた第４のアームとを含んでいてもよい。第３のアームは、回路構成上、グランドポートと第２の出力ポートとの間に設けられていてもよい。第４のアームは、回路構成上、電源ポートと第２の出力ポートとの間に設けられていてもよい。第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含んでいてもよい。第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含んでいてもよい。第５の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第６の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第２の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第７の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第８の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第４の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第５の抵抗体と第６の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第５の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むと共に第６の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むように配置されていてもよい。第７の抵抗体と第８の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第７の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の磁化方向の成分を含むと共に第８の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の磁化方向の成分を含むように配置されていてもよい。第１の出力ポートの電位と第２の出力ポートの電位は、対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化してもよしい。第１の出力ポートの電位と第２の出力ポートの電位は、互いに９０°異なる位相で変化してもよい。
【0196】
本発明の磁気式エンコーダは、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。磁気センサと磁界発生器は、磁気センサと磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、対象磁界が周期的に変化するように構成されている。
【0197】
本発明の磁気式エンコーダにおいて、複数の磁気抵抗効果素子の各々は、バイアス磁界が自由層に印加されるように構成されていてもよい。第１のアームに含まれる複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、磁気センサに対する磁界発生器の相対的な移動方向と対応関係を有する一方向である基準方向と交差する第１の方向であってもよい。第２のアームに含まれる複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、基準方向と交差する第２の方向であってもよい。この場合、第１の方向と第２の方向の一方は、磁界発生器の上方から見て、基準方向から時計回り方向に９０°回転した方向であってもよく、第１の方向と第２の方向の他方は、磁界発生器の上方から見て、基準方向から反時計回り方向に９０°回転した方向であってもよい。あるいは、この場合、第１の方向と第２の方向は、いずれも、磁界発生器の上方から見て、基準方向から時計回り方向または反時計回り方向に９０°回転した方向であってもよい。
【0198】
また、本発明の磁気式エンコーダにおいて、磁界発生器は、Ｍ組のＮ極とＳ極が回転軸の周りに交互に配列された磁気スケールであってもよい。Ｍは、奇数であってもよい。この場合、第２の基板は、ｎを整数としたときに、回転軸の周りに第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されていてもよい。あるいは、Ｍは、偶数であってもよい。第２の基板は、ｎを整数としたときに、回転軸の周りに第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されていてもよい。
【0199】
また、本発明の磁気式エンコーダにおいて、複数組のＮ極とＳ極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであってもよい。
【0200】
本発明の磁気センサの製造方法は、複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含んでいる。複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、それぞれ、後に磁化固定層となる初期磁化固定層と、自由層と、ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、レーザ光と外部磁界とを用いて初期磁化固定層の第１の磁化の方向を固定する工程とを含んでいる。
【符号の説明】
【0201】
１…磁気式エンコーダ、２…磁気センサ、２Ａ…第１のセンサ部分、２Ｂ…第２のセンサ部分、３…磁界発生器、４……ブリッジ回路、１０…第１の基板、１１～１３…パッド、１５…サブパッド、２０…第２の基板、２１～２３…パッド、２５…サブパッド、３１～３８…素子群、４０…プロセッサ、５０…ＭＲ素子、５０Ａ…積層膜、５０Ｂ…バイアス磁界発生器、５１…磁化固定層、５２…ギャップ層、５３…自由層、５４，５５…磁石、Ｒ１～Ｒ４…アーム、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４…抵抗体、Ｓ１…第１の検出信号、Ｓ２…第２の検出信号、Ｖｓ…検出値。
【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】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
【図1】本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す斜視図である。
【図2】本発明の第１の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図3】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの第１のセンサ部分と磁界発生器とを示す平面図である。
【図4】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの第２のセンサ部分と磁界発生器とを示す平面図である。
【図5】本発明の第１の実施の形態における磁気センサを示す平面図である。
【図6】本発明の第１の実施の形態における磁気センサの構成を示す回路図である。
【図7】本発明の第１の実施の形態における第１の基板の複数の抵抗体の配置を説明するための説明図である。
【図8】本発明の第１の実施の形態における第２の基板の複数の抵抗体の配置を説明するための説明図である。
【図9】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第１の例を示す斜視図である。
【図10】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子の第２の例を示す斜視図である。
【図11】本発明の第１の実施の形態における１つの抵抗体を示す平面図である。
【図12】比較例の磁気センサを示す平面図である。
【図13】比較例の磁気センサの構成を示す回路図である。
【図14】比較例のモデルの検出値の誤差を示す特性図である。
【図15】第１の実施例のモデルの検出値の誤差を示す特性図である。
【図16】本発明の第２の実施の形態における磁気センサを示す平面図である。
【図17】本発明の第２の実施の形態における磁気センサの構成を示す回路図である。
【図18】比較例のモデルの振幅比を示す特性図である。
【図19】第２の実施例のモデルの振幅比を示す特性図である。
【図20】本発明の第３の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図21】本発明の第４の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【図22】本発明の第５の実施の形態に係る磁気式エンコーダを示す平面図である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0076】
図１０は、ＭＲ素子５０の第２の例を示す斜視図である。ＭＲ素子５０の第２の例の構成は、積層膜５０Ａの平面形状および磁石５４，５５の位置を除いて、ＭＲ素子５０の第１の例の構成と同じである。第２の例では、磁石５４，５５は、Ｚ方向について積層膜５０Ａとは異なる位置に配置されている。図１０に示した例では特に、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａに対して、Ｚ方向の先に配置されている。また、Ｚ方向から見た積層膜５０Ａの平面形状は、Ｄ１２方向（Ｄ２２方向）に長い長方形である。Ｚ方向から見たときに、磁石５４，５５は、積層膜５０Ａと重なる位置に配置されている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0097】
本実施の形態では、抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々における複数の素子群の構成および配置は、抵抗体Ｒ１１における複数の素子群の構成および配置と同じである。すなわち、抵抗体Ｒ１２～Ｒ１４，Ｒ２１～Ｒ２４の各々も、図１１に示した構成および位置関係の８つの素子群３１～３８を含んでいる。なお、抵抗体Ｒ１１の８つの素子群３１～３８の位置関係の説明中のＤ１１方向およびＤ１２方向を、それぞれＤ２１方向およびＤ２２方向に置き換えれば、抵抗体Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４の各々の８つの素子群３１～３８の位置関係の説明になる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0102】
次に、本実施の形態における検出値Ｖｓの生成方法について説明する。始めに、設計ピッチλが磁極ピッチＬｐと等しい場合の検出値Ｖｓの生成方法について説明する。対象磁界が周期的に変化する場合、第１の出力ポートＥ１の電位と第２の出力ポートＥ２の電位は、互いに９０°異なる位相で変化する。これにより、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２も、互いに９０°異なる位相で変化する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0106】
なお、対象磁界が周期的に変化する場合における第１の出力ポートＥ１の電位と第２の出力ポートＥ２の電位の位相差は、９０°に限らず、例えば８５°～９５°の範囲内であってもよい。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0135】
次に、本実施の形態における第１の検出信号Ｓ１について説明する。本実施の形態では、抵抗体Ｒ１１の抵抗値Ｒ１１と、抵抗体Ｒ１２の抵抗値Ｒ１２と、抵抗体Ｒ１３の抵抗値Ｒ１３と、抵抗体Ｒ１４の抵抗値Ｒ１４は、それぞれ下記の式（６）～（９）で表される。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0140】
第１の検出信号Ｓ１についての説明は、第２の検出信号Ｓ２にも当てはまる。第２の検出信号Ｓ２は、式（１０）におけるＲ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を、それぞれ抵抗体Ｒ２１の抵抗値Ｒ２１、抵抗体Ｒ２２の抵抗値Ｒ２２と、抵抗体Ｒ２３の抵抗値Ｒ２３および抵抗体Ｒ２４の抵抗値Ｒ２４で置き換えた式で表される。第１の検出信号Ｓ１と同様に、第２の検出信号Ｓ２は、磁極ピッチＬｐが設計ピッチλと等しいか否かに関わらず、理想的には、電気角θに応じて理想的な正弦曲線を描くように周期的に変化する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0174】
磁気センサ２の第２のセンサ部分２Ｂの構成は、第１の実施の形態と同じであってもよいし、第２の実施の形態と同じであってもよい。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第１の実施の形態と同じである場合、図２０に示した例では、Ｄ２１方向（図４参照）は、Ｘ方向からＹ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致し、Ｄ２２方向（図４参照）は、Ｙ方向から－Ｘ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致する。第２のセンサ部分２Ｂの構成が第２の実施の形態と同じである場合、図２０に示した例では、Ｄ２１方向（図４参照）は、－Ｘ方向から－Ｙ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致し、Ｄ２２方向（図４参照）は、－Ｙ方向からＸ方向に向かって６°だけ回転した方向と一致する。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0178】
本実施の形態では、磁界発生器２０３の長手方向に平行な一方向をＸ方向とする。磁気センサ２の第１のセンサ部分２Ａと第２のセンサ部分２Ｂは、磁界発生器２０３に対してＺ方向に離れた位置に配置されている。磁気センサ２は、対象磁界のＸ方向に平行な方向の磁界成分の強度を検出することができるように構成されている。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0193】
また、本発明の磁気センサにおいて、第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングと同じであってもよい。第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングと同じであってもよい。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0194】
また、本発明の磁気センサにおいて、第１の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第２の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングとは異なっていてもよい。第３の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングは、第４の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化と直交するタイミングとは異なっていてもよい。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0195】
また、本発明の磁気センサは、更に、第２の出力ポートを備えていてもよい。複数のアームは、更に、第１の基板に設けられた第３のアームと、第２の基板に設けられた第４のアームとを含んでいてもよい。第３のアームは、回路構成上、グランドポートと第２の出力ポートとの間に設けられていてもよい。第４のアームは、回路構成上、電源ポートと第２の出力ポートとの間に設けられていてもよい。第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含んでいてもよい。第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含んでいてもよい。第５の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第６の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第２の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第７の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第８の抵抗体における磁化固定層の第１の磁化は、第４の磁化方向の成分を含んでいてもよい。第５の抵抗体と第６の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第５の抵抗体における自由層の第２の磁化が第１の磁化方向の成分を含むと共に第６の抵抗体における自由層の第２の磁化が第２の磁化方向の成分を含むように配置されていてもよい。第７の抵抗体と第８の抵抗体は、所定のタイミングにおいて第７の抵抗体における自由層の第２の磁化が第４の磁化方向の成分を含むと共に第８の抵抗体における自由層の第２の磁化が第３の磁化方向の成分を含むように配置されていてもよい。第１の出力ポートの電位と第２の出力ポートの電位は、対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化してもよい。第１の出力ポートの電位と第２の出力ポートの電位は、互いに９０°異なる位相で変化してもよい。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0199】
また、本発明の磁気式エンコーダにおいて、磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであってもよい。
【手続補正14】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のアームを含むブリッジ回路と、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第１の基板と、第２の基板とを備えた磁気センサであって、
前記複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成され、
前記複数のアームは、前記第１の基板に設けられた第１のアームと、前記第２の基板に設けられた第２のアームとを含み、
前記第１のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含み、
前記第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含み、
前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含み、
前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含み、
前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含み、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体は、前記対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第２の基板は、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第２のアームの抵抗値の位相が、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、前記第１の基板から離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気センサ。
前記複数のアームの各々は、複数の磁気抵抗効果素子によって構成されると共に、対象磁界の周期的な変化に応じて抵抗値が変化するように構成され、
前記複数のアームは、前記第１の基板に設けられた第１のアームと、前記第２の基板に設けられた第２のアームとを含み、
前記第１のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第１のアームは、直列に接続された第１の抵抗体および第２の抵抗体を含み、
前記第２のアームは、直列に接続された第３の抵抗体および第４の抵抗体を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、方向が固定された第１の磁化を有する磁化固定層と、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の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第１の磁化方向の成分を含み、
前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向とは反対方向の第２の磁化方向の成分を含み、
前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、第３の磁化方向の成分を含み、
前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向とは反対方向の第４の磁化方向の成分を含み、
前記第１の抵抗体と前記第２の抵抗体は、前記対象磁界が周期的に変化するときの所定のタイミングにおいて前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第３の抵抗体と前記第４の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第２の基板は、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第２のアームの抵抗値の位相が、前記対象磁界が周期的に変化するときの前記第１のアームの抵抗値の位相とは異なるように、前記第１の基板から離れた位置に配置されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項2】
前記第１のアームの抵抗値と前記第２のアームの抵抗値は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて、互いに１８０°異なる位相で変化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3】
前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じであり、
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じであることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングと同じ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4】
前記第１の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第２の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異なり、
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異なることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記第３の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングは、前記第４の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化と直交するタイミングとは異な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】
更に、第２の出力ポートを備え、
前記複数のアームは、更に、前記第１の基板に設けられた第３のアームと、前記第２の基板に設けられた第４のアームとを含み、
前記第３のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含み、
前記第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含み、
前記第５の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向の成分を含み、
前記第６の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第２の磁化方向の成分を含み、
前記第７の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向の成分を含み、
前記第８の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第４の磁化方向の成分を含み、
前記第５の抵抗体と前記第６の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第５の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第６の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第７の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第７の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第８の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化することを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。
前記複数のアームは、更に、前記第１の基板に設けられた第３のアームと、前記第２の基板に設けられた第４のアームとを含み、
前記第３のアームは、回路構成上、前記グランドポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４のアームは、回路構成上、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第３のアームは、直列に接続された第５の抵抗体および第６の抵抗体を含み、
前記第４のアームは、直列に接続された第７の抵抗体および第８の抵抗体を含み、
前記第５の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第１の磁化方向の成分を含み、
前記第６の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第２の磁化方向の成分を含み、
前記第７の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第３の磁化方向の成分を含み、
前記第８の抵抗体における前記磁化固定層の前記第１の磁化は、前記第４の磁化方向の成分を含み、
前記第５の抵抗体と前記第６の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第５の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第１の磁化方向の成分を含むと共に前記第６の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第２の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第７の抵抗体と前記第８の抵抗体は、前記所定のタイミングにおいて前記第７の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第４の磁化方向の成分を含むと共に前記第８の抵抗体における前記自由層の前記第２の磁化が前記第３の磁化方向の成分を含むように配置され、
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、前記対象磁界の周期的な変化に応じて互いに異なる位相で変化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6】
前記第１の出力ポートの電位と前記第２の出力ポートの電位は、互いに９０°異なる位相で変化することを特徴とする請求項５記載の磁気センサ。
【請求項7】
請求項１ないし６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、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサと前記磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、前記対象磁界が周期的に変化するように構成されていることを特徴とする磁気式エンコーダ。
前記対象磁界を発生する磁界発生器とを備え、
前記磁気センサと前記磁界発生器は、前記磁気センサと前記磁界発生器の少なくとも一方が動作すると、前記対象磁界が周期的に変化するように構成されていることを特徴とする磁気式エンコーダ。
【請求項8】
前記複数の磁気抵抗効果素子の各々は、バイアス磁界が前記自由層に印加されるように構成されていることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項9】
前記第１のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記磁気センサに対する前記磁界発生器の相対的な移動方向と対応関係を有する一方向である基準方向と交差する第１の方向であり、
前記第２のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記基準方向と交差する第２の方向であることを特徴とする請求項８記載の磁気式エンコーダ。
前記第２のアームに含まれる前記複数の磁気抵抗効果素子の各々におけるバイアス磁界の方向は、前記基準方向と交差する第２の方向であることを特徴とする請求項８記載の磁気式エンコーダ。
【請求項10】
前記第１の方向と前記第２の方向の一方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から時計回り方向に９０°回転した方向であり、
前記第１の方向と前記第２の方向の他方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
前記第１の方向と前記第２の方向の他方は、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
【請求項11】
前記第１の方向と前記第２の方向は、いずれも、前記磁界発生器の上方から見て、前記基準方向から時計回り方向または反時計回り方向に９０°回転した方向であることを特徴とする請求項９記載の磁気式エンコーダ。
【請求項12】
前記磁界発生器は、Ｍ組のＮ極とＳ極が回転軸の周りに交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項13】
前記Ｍは、奇数であり、
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ）°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
【請求項14】
前記Ｍは、偶数であり、
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
前記第２の基板は、ｎを整数としたときに、前記回転軸の周りに前記第１の基板から（１８０＋ｎ×３６０／Ｍ±３６０／（２Ｍ））°だけ回転した位置に配置されていることを特徴とする請求項１２記載の磁気式エンコーダ。
【請求項15】
前記磁界発生器は、複数組のＮ極とＳ極が所定の方向に交互に配列された磁気スケールであることを特徴とする請求項７記載の磁気式エンコーダ。
【請求項16】
請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気センサの製造方法であって、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、
それぞれ、後に前記磁化固定層となる初期磁化固定層と、前記自由層と、前記ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
レーザ光と外部磁界とを用いて前記初期磁化固定層の前記第１の磁化の方向を固定する工程とを含むことを特徴とする磁気センサの製造方法。
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程を含み、
前記複数の磁気抵抗効果素子を形成する工程は、
それぞれ、後に前記磁化固定層となる初期磁化固定層と、前記自由層と、前記ギャップ層とを含む複数の初期磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
レーザ光と外部磁界とを用いて前記初期磁化固定層の前記第１の磁化の方向を固定する工程とを含むことを特徴とする磁気センサの製造方法。