特許 7535757 磁気センサ、及びセンサシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-08

(45)【発行日】2024-08-19

(54)【発明の名称】磁気センサ、及びセンサシステム

(51)【国際特許分類】

   G01D 5/245 20060101AFI20240809BHJP

【ＦＩ】

G01D5/245 110B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021504873

(86)(22)【出願日】2020-02-19

(86)【国際出願番号】 JP2020006631

(87)【国際公開番号】W WO2020184115

(87)【国際公開日】2020-09-17

【審査請求日】2023-02-08

(31)【優先権主張番号】P 2019047567

(32)【優先日】2019-03-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002527

【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長部 亮

(72)【発明者】

【氏名】藤浦 英明

(72)【発明者】

【氏名】齊藤 義行

【審査官】細見 斉子

(56)【参考文献】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１５２１８８５５（ＤＥ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／０９０１４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０４５５２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１０７９６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２１９３１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００８／０６２７７８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０１－０９７８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１１－５０３５４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｄ ５／１２－５／２５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転体の回転角を検知するための磁気センサであって、
検知用磁気抵抗素子と、
キャンセル用磁気抵抗素子と、を備え、
前記検知用磁気抵抗素子の感磁方向に対する前記キャンセル用磁気抵抗素子の感磁方向の傾きが、前記検知用磁気抵抗素子からの出力信号に含まれる基本波の１周期に対応する前記回転角をαとし、ｎを１以上の自然数とした場合に、ｎ×α／３、又はｎ×α／３＋α／２を基準とする所定範囲内に収まっており、
前記検知用磁気抵抗素子は、
余弦波信号を出力する第１検知用ブリッジ回路と、
正弦波信号を出力する第２検知用ブリッジ回路と、を含み、
前記キャンセル用磁気抵抗素子は、
余弦波信号を出力する第１キャンセル用ブリッジ回路と、
正弦波信号を出力する第２キャンセル用ブリッジ回路と、を含み、
前記第１検知用ブリッジ回路の中心と前記第２検知用ブリッジ回路の中心とが一致しており、
前記第１検知用ブリッジ回路は、複数の第１検知用磁気抵抗パターンを有し、
前記第２検知用ブリッジ回路は、複数の第２検知用磁気抵抗パターンを有し、
前記第１キャンセル用ブリッジ回路は、複数の第１キャンセル用磁気抵抗パターンを有し、
前記第２キャンセル用ブリッジ回路は、複数の第２キャンセル用磁気抵抗パターンを有し、
前記複数の第１検知用磁気抵抗パターンと前記複数の第１キャンセル用磁気抵抗パターンと前記複数の第２検知用磁気抵抗パターンと前記複数の第２キャンセル用磁気抵抗パターンとは、第１検知用磁気抵抗パターン、第１キャンセル用磁気抵抗パターン、第２検知用磁気抵抗パターン、第２キャンセル用磁気抵抗パターンの順に、同一の円周上に沿って並んでいる、
磁気センサ。

【請求項2】

前記第１検知用ブリッジ回路の中心と前記第２検知用ブリッジ回路の中心と前記第１キャンセル用ブリッジ回路の中心と前記第２キャンセル用ブリッジ回路の中心とが一致している、
請求項１に記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記検知用磁気抵抗素子及び前記キャンセル用磁気抵抗素子の各々は、異方性磁気抵抗素子である、
請求項１又は２に記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記検知用磁気抵抗素子は、４つの検知用磁気抵抗パターンを有し、
前記４つの検知用磁気抵抗パターンがフルブリッジ接続されている、
請求項１～３のいずれか１項に記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記キャンセル用磁気抵抗素子は、４つのキャンセル用磁気抵抗パターンを有し、
前記４つのキャンセル用磁気抵抗パターンがフルブリッジ接続されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の磁気センサ。

【請求項6】

前記第１検知用ブリッジ回路と前記第２検知用ブリッジ回路と前記第１キャンセル用ブリッジ回路と前記第２キャンセル用ブリッジ回路とが、同一の円周上に配置されている、
請求項１～５のいずれか１項に記載の磁気センサ。

【請求項7】

前記検知用磁気抵抗素子と前記キャンセル用磁気抵抗素子とが同一の基板に実装されている、
請求項１～６のいずれか１項に記載の磁気センサ。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか１項に記載の磁気センサと、
前記磁気センサからの出力信号に対して信号処理を行う処理回路と、を備える、
センサシステム。

【請求項9】

前記処理回路は、前記検知用磁気抵抗素子からの第１出力信号と前記キャンセル用磁気抵抗素子からの第２出力信号との差動演算を行った後に、前記差動演算の演算結果を増幅する、
請求項８に記載のセンサシステム。

【請求項10】

前記処理回路は、前記検知用磁気抵抗素子からの第１出力信号及び前記キャンセル用磁気抵抗素子からの第２出力信号を増幅した後に、増幅後の前記第１出力信号と前記第２出力信号との差動演算を行う、
請求項８に記載のセンサシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、磁気センサ、及びセンサシステムに関する。より詳細には、本開示は、磁気抵抗素子を備える磁気センサ、及びセンサシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、２つの磁気センサを用いた回転角度センサ（センサシステム）が記載されている。特許文献１に記載の回転角度センサは、２つの磁気センサと、信号処理ＩＣ部（処理回路）とから構成される。プリント基板上には、２つの磁気センサが互いにθ＝９０度の位置に配置されている。このプリント基板上の対向する位置に、回転体に固定された磁石が配置されている。

【0003】

特許文献１に記載の回転角度センサでは、回転体の回転とともに回転する磁石が作る磁場を２つの磁気センサを用いて検出することにより、一方の磁気センサからＸ成分として正弦波が、他方の磁気センサからＹ成分として余弦波がそれぞれ検出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００７－１５５６６８号公報

【発明の概要】

【0005】

特許文献１に記載の回転角度センサでは、磁気センサからの出力信号に含まれる高調波成分により誤検知する可能性があり、そのため出力信号の高調波成分を低減することが望まれている。

【0006】

本開示の目的は、出力信号に含まれる高調波成分を低減することができる磁気センサ、及びセンサシステムを提供することにある。

【0007】

本開示の一態様に係る磁気センサは、回転体の回転角を検知するための磁気センサである。前記磁気センサは、検知用磁気抵抗素子と、キャンセル用磁気抵抗素子と、を備える。前記検知用磁気抵抗素子の感磁方向に対する前記キャンセル用磁気抵抗素子の感磁方向の傾きが、所定範囲内に収まっている。前記所定範囲は、前記検知用磁気抵抗素子からの出力信号に含まれる基本波の１周期に対応する前記回転角をαとし、ｎを１以上の自然数とした場合に、ｎ×α／３、又はｎ×α／３＋α／２を基準とする範囲である。前記検知用磁気抵抗素子は、余弦波信号を出力する第１検知用ブリッジ回路と、正弦波信号を出力する第２検知用ブリッジ回路と、を含む。前記キャンセル用磁気抵抗素子は、余弦波信号を出力する第１キャンセル用ブリッジ回路と、正弦波信号を出力する第２キャンセル用ブリッジ回路と、を含む。前記第１検知用ブリッジ回路の中心と前記第２検知用ブリッジ回路の中心とが一致している。前記第１検知用ブリッジ回路は、複数の第１検知用磁気抵抗パターンを有する。前記第２検知用ブリッジ回路は、複数の第２検知用磁気抵抗パターンを有する。前記第１キャンセル用ブリッジ回路は、複数の第１キャンセル用磁気抵抗パターンを有する。前記第２キャンセル用ブリッジ回路は、複数の第２キャンセル用磁気抵抗パターンを有する。前記複数の第１検知用磁気抵抗パターンと前記複数の第１キャンセル用磁気抵抗パターンと前記複数の第２検知用磁気抵抗パターンと前記複数の第２キャンセル用磁気抵抗パターンとは、第１検知用磁気抵抗パターン、第１キャンセル用磁気抵抗パターン、第２検知用磁気抵抗パターン、第２キャンセル用磁気抵抗パターンの順に、同一の円周上に沿って並んでいる。

【0008】

本開示の一態様に係るセンサシステムは、上述の磁気センサと、処理回路と、を備える。前記処理回路は、前記磁気センサからの出力信号に対して信号処理を行う。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る磁気センサ及びセンサシステムの構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、同上の磁気センサを構成する磁気抵抗素子の配置例を示す平面図である。

【図3】図３Ａ及び図３Ｂは、同上の磁気センサを構成する検知用磁気抵抗素子の出力信号の波形図である。

【図4】図４Ａ及び図４Ｂは、同上の磁気センサを構成する検知用磁気抵抗素子の別の出力信号の波形図である。

【図5】図５Ａ及び図５Ｂは、同上の磁気センサを構成するキャンセル用磁気抵抗素子の出力信号の波形図である。

【図6】図６Ａ及び図６Ｂは、同上の磁気センサを構成するキャンセル用磁気抵抗素子の別の出力信号の波形図である。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、同上の磁気センサを構成する検知用磁気抵抗素子の出力信号とキャンセル用磁気抵抗素子の出力信号との差動演算を行った後の信号の波形図である。

【図8】図８Ａ及び図８Ｂは、同上の磁気センサを構成する検知用磁気抵抗素子の別の出力信号とキャンセル用磁気抵抗素子の別の出力信号との差動演算を行った後の信号の波形図である。

【図9】図９は、実施形態の変形例１に係るセンサシステムを構成する処理回路のブロック図である。

【図10】図１０は、実施形態の変形例２に係る磁気センサを構成する磁気抵抗素子の配置例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（実施形態）
（１）概要
以下、本実施形態に係る磁気センサ１、及び磁気センサ１を備えるセンサシステム１０の概要について、図１及び図２を参照して説明する。

【0011】

本実施形態に係る磁気センサ１、及びセンサシステム１０は、例えば、車のステアリングシャフト等の回転体２００（図２参照）の回転角を検出するために用いられる。具体的には、回転体２００にギア等を介して連結されている磁石からの磁界の変化により、後述する第１検知用磁気抵抗体１３１～１３４、及び第２検知用磁気抵抗体１４１～１４４の抵抗値が変化する。そして、第１検知用磁気抵抗体１３１～１３４、及び第２検知用磁気抵抗体１４１～１４４の抵抗値の変化を検出することにより、回転体２００の回転角を検出することができる。

【0012】

本実施形態に係る磁気センサ１は、図１に示すように、検知用磁気抵抗素子１１と、キャンセル用磁気抵抗素子１２と、を備える。本実施形態では一例として、検知用磁気抵抗素子１１及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の各々は、異方性磁気抵抗素子（Anisotropic Magneto Resistance：ＡＭＲ）である。

【0013】

検知用磁気抵抗素子１１は、第１検知用ブリッジ回路１３と、第２検知用ブリッジ回路１４と、を含む。第１検知用ブリッジ回路１３は、余弦波信号を出力する。第２検知用ブリッジ回路１４は、正弦波信号を出力する。キャンセル用磁気抵抗素子１２は、第１キャンセル用ブリッジ回路１５と、第２キャンセル用ブリッジ回路１６と、を含む。第１キャンセル用ブリッジ回路１５は、余弦波信号を出力する。第２キャンセル用ブリッジ回路１６は、正弦波信号を出力する。

【0014】

第１検知用ブリッジ回路１３は、４つの第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８を有する。第２検知用ブリッジ回路１４は、４つの第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８を有する。第１キャンセル用ブリッジ回路１５は、４つの第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８を有する。第２キャンセル用ブリッジ回路１６は、４つの第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８を有する。

【0015】

検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向Ｍ１に対するキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向Ｍ２の傾きβ１は、所定範囲内に収まっている。所定範囲は、検知用磁気抵抗素子１１からの出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる基本波Ｗ１１，Ｗ２１（図３Ａ及び図４Ａ参照）の１周期に対応する回転体２００の回転角をαとし、ｎを１以上の自然数とした場合に、ｎ×α／３、又はｎ×α／３＋α／２を基準とする範囲である。本実施形態では、検知用磁気抵抗素子１１及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の各々がＡＭＲであることから、基本波Ｗ１１，Ｗ２１の１周期αに対応する回転体２００の回転角は１８０度である。また、本実施形態では一例として、所定範囲の基準は６０度である。本開示でいう「感磁方向」とは、磁束に対して反応が最大となる方向をいい、例えば図２に示すように、磁気抵抗パターンがミアンダ形状の場合には、当該ミアンダ形状の延伸方向が感磁方向になる。

【0016】

本実施形態に係るセンサシステム１０は、図１に示すように、上述の磁気センサ１と、処理回路２と、を備える。処理回路２は、磁気センサ１からの出力信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に対して信号処理を行う。

【0017】

本実施形態に係る磁気センサ１、及びセンサシステム１０では、検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向Ｍ１に対するキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向Ｍ２の傾きβ１が所定範囲内に収まっている。そのため、検知用磁気抵抗素子１１からの出力信号Ｖ１，Ｖ２とキャンセル用磁気抵抗素子１２からの出力信号Ｖ３，Ｖ４との差動演算を行うことにより、出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる高周波成分を低減することができる。ここで、出力信号Ｖ１，Ｖ２は、高調波成分として３倍波、４倍波、５倍波、…を含むが、特に３倍波による影響が最も大きいことから、以下に説明する磁気センサ１及びセンサシステム１０では、出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる３倍波の成分を除去する。

【0018】

（２）構成
以下、本実施形態に係るセンサシステム１０の構成について、図１及び図２を参照して説明する。本実施形態に係るセンサシステム１０は、図１に示すように、磁気センサ１と、処理回路２と、を備えている。

【0019】

（２．１）磁気センサ
磁気センサ１は、図１に示すように、検知用磁気抵抗素子１１と、キャンセル用磁気抵抗素子１２と、を備えている。検知用磁気抵抗素子１１は、回転体２００の回転角を検出するための素子である。キャンセル用磁気抵抗素子１２は、検知用磁気抵抗素子１１からの出力信号（第１出力信号）Ｖ１，Ｖ２に含まれる高調波成分を除去するための素子である。本実施形態における高調波成分は、例えば、出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる３倍波の成分である。

【0020】

検知用磁気抵抗素子１１は、第１検知用ブリッジ回路１３と、第２検知用ブリッジ回路１４と、を含む。

【0021】

第１検知用ブリッジ回路１３は、例えば、複数（図１では４個）の第１検知用磁気抵抗体１３１～１３４からなるフルブリッジ回路である。具体的には、第１検知用磁気抵抗体１３１，１３３の第１端同士を接続することにより第１直列回路を形成し、第１検知用磁気抵抗体１３２，１３４の第１端同士を接続することにより第２直列回路を形成している。そして、第１直列回路及び第２直列回路は、基準電位ＶｃとグランドＧＮＤとの間に電気的に並列に接続されている。言い換えると、第１検知用磁気抵抗体１３１，１３２の第２端が基準電位Ｖｃに電気的に接続され、第１検知用磁気抵抗体１３３，１３４の第２端がグランドＧＮＤに電気的に接続されている。ここで、第１検知用磁気抵抗体１３１～１３４の各々は、例えば、回転体２００にギア等を介して連結されている磁石からの磁界の変化に応じて抵抗値が変化する。そして、第１検知用ブリッジ回路１３では、第１検知用磁気抵抗体１３１，１３３の接続点と、第１検知用磁気抵抗体１３２，１３４の接続点とから、位相が１８０度異なる２つの余弦波信号が出力される。つまり、第１検知用ブリッジ回路１３では、第１検知用磁気抵抗体１３１，１３３の接続点から＋ｃｏｓ信号（余弦波信号）が出力され、第１検知用磁気抵抗体１３２，１３４の接続点から－ｃｏｓ信号（余弦波信号）が出力される。

【0022】

第２検知用ブリッジ回路１４は、例えば、複数（図１では４個）の第２検知用磁気抵抗体１４１～１４４からなるフルブリッジ回路である。具体的には、第２検知用磁気抵抗体１４１，１４３の第１端同士を接続することにより第１直列回路を形成し、第２検知用磁気抵抗体１４２，１４４の第１端同士を接続することにより第２直列回路を形成している。そして、第１直列回路及び第２直列回路は、基準電位ＶｃとグランドＧＮＤとの間に電気的に並列に接続されている。言い換えると、第２検知用磁気抵抗体１４１，１４２の第２端が基準電位Ｖｃに電気的に接続され、第２検知用磁気抵抗体１４３，１４４の第２端がグランドＧＮＤに電気的に接続されている。第２検知用ブリッジ回路１４は、第１検知用ブリッジ回路１３に対して４５度回転させて配置されている。したがって、第２検知用ブリッジ回路１４では、第２検知用磁気抵抗体１４１，１４３の接続点と、第２検知用磁気抵抗体１４２，１４４の接続点とから、位相が１８０度異なる２つの正弦波信号が出力される。つまり、第２検知用ブリッジ回路１４では、第２検知用磁気抵抗体１４１，１４３の接続点から＋ｓｉｎ信号（正弦波信号）が出力され、第２検知用磁気抵抗体１４２，１４４の接続点から－ｓｉｎ信号（正弦波信号）が出力される。言い換えると、検知用磁気抵抗素子１１は、余弦波信号を出力する第１検知用ブリッジ回路１３と、正弦波信号を出力する第２検知用ブリッジ回路１４と、を含む。

【0023】

また、キャンセル用磁気抵抗素子１２は、第１キャンセル用ブリッジ回路１５と、第２キャンセル用ブリッジ回路１６と、を含む。

【0024】

第１キャンセル用ブリッジ回路１５は、例えば、複数（図１では４個）の第１キャンセル用磁気抵抗体１５１～１５４からなるフルブリッジ回路である。具体的には、第１キャンセル用磁気抵抗体１５１，１５３の第１端同士を接続することにより第１直列回路を形成し、第１キャンセル用磁気抵抗体１５２，１５４の第１端同士を接続することにより第２直列回路を形成している。そして、第１直列回路及び第２直列回路は、基準電位ＶｃとグランドＧＮＤとの間に電気的に並列に接続されている。言い換えると、第１キャンセル用磁気抵抗体１５１，１５２の第２端が基準電位Ｖｃに電気的に接続され、第１キャンセル用磁気抵抗体１５３、１５４の第２端がグランドＧＮＤに電気的に接続されている。第１キャンセル用ブリッジ回路１５は、第１検知用ブリッジ回路１３に対して６０度回転させて配置されている。第１キャンセル用ブリッジ回路１５では、第１キャンセル用磁気抵抗体１５１，１５３の接続点と、第１キャンセル用磁気抵抗体１５２，１５４の接続点とから、位相が１８０度異なる余弦波状の２つの信号が出力される。つまり、第１キャンセル用ブリッジ回路１５では、第１キャンセル用磁気抵抗体１５１，１５３の接続点から＋ｃｏｓ信号が出力され、第１キャンセル用磁気抵抗体１５２，１５４の接続点から－ｃｏｓ信号が出力される。

【0025】

第２キャンセル用ブリッジ回路１６は、例えば、複数（図１では４個）の第２キャンセル用磁気抵抗体１６１～１６４からなるフルブリッジ回路である。具体的には、第２キャンセル用磁気抵抗体１６１，１６３の第１端同士を接続することにより第１直列回路を形成し、第２キャンセル用磁気抵抗体１６２，１６４の第１端同士を接続することにより第２直列回路を形成している。そして、第１直列回路及び第２直列回路は、基準電位ＶｃとグランドＧＮＤとの間に電気的に並列に接続されている。言い換えると、第２キャンセル用磁気抵抗体１６１，１６２の第２端が基準電位Ｖｃに電気的に接続され、第２キャンセル用磁気抵抗体１６３，１６４の第２端がグランドＧＮＤに電気的に接続されている。第２キャンセル用ブリッジ回路１６は、第２検知用ブリッジ回路１４に対して６０度回転させて配置されている。また、第２キャンセル用ブリッジ回路１６は、第１キャンセル用ブリッジ回路１５に対して４５度回転させて配置されている。したがって、第２キャンセル用ブリッジ回路１６では、第２キャンセル用磁気抵抗体１６１，１６３の接続点と、第２キャンセル用磁気抵抗体１６２，１６４の接続点とから、位相が１８０度異なる正弦波状の２つの信号が出力される。つまり、第２キャンセル用ブリッジ回路１６では、第２キャンセル用磁気抵抗体１６１，１６３の接続点から＋ｓｉｎ信号が出力され、第２キャンセル用磁気抵抗体１６２，１６４の接続点から－ｓｉｎ信号が出力される。言い換えると、キャンセル用磁気抵抗素子１２は、余弦波信号を出力する第１キャンセル用ブリッジ回路１５と、正弦波信号を出力する第２キャンセル用ブリッジ回路１６と、を含む。

【0026】

図２は、本実施形態に係る磁気センサ１を構成する検知用磁気抵抗素子１１、及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の配置例を示す平面図である。検知用磁気抵抗素子１１を構成する第１検知用磁気抵抗体１３１～１３４は、基板１００の一面に実装されている第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８を有する。検知用磁気抵抗素子１１を構成する第２検知用磁気抵抗体１４１～１４４は、基板１００の一面に実装されている第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８を有する。また、キャンセル用磁気抵抗素子１２を構成する第１キャンセル用磁気抵抗体１５１～１５４は、基板１００の一面に実装されている第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８を有する。キャンセル用磁気抵抗素子１２を構成する第２キャンセル用磁気抵抗体１６１～１６４は、基板１００の一面に実装されている第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８を有する。

【0027】

第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８の各々は、例えば、鉄－ニッケル合金を含む金属パターンで形成されている。第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８の各々の形状は、例えば、ミアンダ形状である。本開示でいう「ミアンダ形状」とは、一方向に並んでいる複数の直線部を有しており、隣接する直線部の第１端又は第２端同士を交互に接続する形状をいう。第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８の各々の感磁方向は、磁気抵抗パターンを構成する複数の直線部が並ぶ方向と平行な方向である。

【0028】

また、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８の各々は、例えば、鉄－ニッケル合金を含む金属パターンで形成されている。第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８の各々の形状は、例えば、ミアンダ形状である。第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８の各々の感磁方向は、磁気抵抗パターンを構成する複数の直線部が並ぶ方向と平行な方向である。

【0029】

第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８は、図２に示すように、基板１００の一面において、回転体２００の回転中心である点Ｐ１を中心とする円の円周Ｃ１上に配置されている。また、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８は、図２に示すように、基板１００の一面において、点Ｐ１を中心とする円の円周Ｃ１上に配置されている。言い換えると、第１検知用ブリッジ回路１３と第２検知用ブリッジ回路１４と第１キャンセル用ブリッジ回路１５と第２キャンセル用ブリッジ回路１６とが、同一の円周Ｃ１上に配置されている。

【0030】

第１検知用ブリッジ回路１３を構成する４つの第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８は、円周Ｃ１上に配置されている。具体的には、第１検知用磁気抵抗パターン１３６，１３７の各々は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向に対して９０度傾くように配置されている。また、第１検知用磁気抵抗パターン１３８は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向と一致するように配置されている。

【0031】

第２検知用ブリッジ回路１４を構成する４つの第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８は、円周Ｃ１上に配置されている。具体的には、第２検知用磁気抵抗パターン１４５は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向に対して４５度傾くように配置されている。第２検知用磁気抵抗パターン１４６は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３６の感磁方向に対して４５度傾くように配置されている。第２検知用磁気抵抗パターン１４７は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３７の感磁方向に対して４５度傾くように配置されている。第２検知用磁気抵抗パターン１４８は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３８の感磁方向に対して４５度傾くように配置されている。その結果、第２検知用磁気抵抗パターン１４６，１４７の各々の感磁方向は、第２検知用磁気抵抗パターン１４５の感磁方向に対して９０度傾いている。また、第２検知用磁気抵抗パターン１４８の感磁方向は、第２検知用磁気抵抗パターン１４５の感磁方向と一致している。

【0032】

第１キャンセル用ブリッジ回路１５を構成する４つの第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８は、円周Ｃ１上に配置されている。具体的には、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５６は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３６の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５７は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３７の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５８は、その感磁方向が第１検知用磁気抵抗パターン１３８の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。その結果、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５６，１５７の各々の感磁方向は、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５の感磁方向に対して９０度傾いている。また、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５８の感磁方向は、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５の感磁方向と一致している。

【0033】

第２キャンセル用ブリッジ回路１６を構成する４つの第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８は、円周Ｃ１上に配置されている。具体的には、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５は、その感磁方向が第２検知用磁気抵抗パターン１４５の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６６は、その感磁方向が第２検知用磁気抵抗パターン１４６の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６７は、その感磁方向が第２検知用磁気抵抗パターン１４７の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６８は、その感磁方向が第２検知用磁気抵抗パターン１４８の感磁方向に対して６０度傾くように配置されている。その結果、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６６，１６７の各々の感磁方向は、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５の感磁方向に対して９０度傾いている。また、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６８の感磁方向は、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５の感磁方向と一致している。

【0034】

ここで、本実施形態では、４つの第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８で構成される第１検知用ブリッジ回路１３の感磁方向を、例えば、第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向Ｍ１とする。また、４つの第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８で構成される第２検知用ブリッジ回路１４の感磁方向を、例えば、第２検知用磁気抵抗パターン１４５の感磁方向とする。そして、第１検知用ブリッジ回路１３と第２検知用ブリッジ回路１４とで構成される検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向を、例えば、第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向Ｍ１とする。

【0035】

一方、４つの第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８で構成される第１キャンセル用ブリッジ回路１５の感磁方向を、例えば、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５の感磁方向Ｍ２とする。また、４つの第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８で構成される第２キャンセル用ブリッジ回路１６の感磁方向を、例えば、第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５の感磁方向とする。そして、第１キャンセル用ブリッジ回路１５と第２キャンセル用ブリッジ回路１６とで構成されるキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向を、例えば、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５の感磁方向Ｍ２とする。したがって、検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向Ｍ１に対するキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向Ｍ２の傾きβ１は、第１検知用磁気抵抗パターン１３５の感磁方向Ｍ１に対する第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５の感磁方向Ｍ２の傾きβ１であり、例えば、６０度である。傾きβ１は、６０度に限らず、６０度を基準とする所定範囲内に収まっていればよい。具体的には、所定範囲は６０度±１０度の範囲であることが好ましい。より好ましくは、所定範囲は６０度±５度の範囲であるのがよい。

【0036】

（２．２）処理回路
処理回路２は、磁気センサ１の出力信号に対して信号処理を行う。処理回路２は、図１に示すように、複数（図１では６個）の差動増幅器（差動アンプ）２１～２６と、複数（図１では２個）のＡ／Ｄ変換器２７，２８と、演算部２９と、を備えている。

【0037】

差動増幅器２１は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、第１検知用ブリッジ回路１３の第１検知用磁気抵抗体１３１，１３３の接続点に電気的に接続されている。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、第１検知用ブリッジ回路１３の第１検知用磁気抵抗体１３２，１３４の接続点に電気的に接続されている。差動増幅器２１は、第１入力端子に入力された＋ｃｏｓ信号と第２入力端子に入力された－ｃｏｓ信号とを差動増幅して２倍の振幅からなるｃｏｓ信号を生成する。差動増幅器２１は、生成したｃｏｓ信号（以下、「出力信号Ｖ１」ともいう）を出力端子から出力する。

【0038】

差動増幅器２２は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、第２検知用ブリッジ回路１４の第２検知用磁気抵抗体１４１，１４３の接続点に電気的に接続されている。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、第２検知用ブリッジ回路１４の第２検知用磁気抵抗体１４２，１４４の接続点に電気的に接続されている。差動増幅器２２は、第１入力端子に入力された＋ｓｉｎ信号と第２入力端子に入力された－ｓｉｎ信号とを差動増幅して２倍の振幅からなるｓｉｎ信号を生成する。差動増幅器２２は、生成したｓｉｎ信号（以下、「出力信号Ｖ２」ともいう）を出力端子から出力する。

【0039】

差動増幅器２３は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、第１キャンセル用ブリッジ回路１５の第１キャンセル用磁気抵抗体１５１，１５３の接続点に電気的に接続されている。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、第１キャンセル用ブリッジ回路１５の第１キャンセル用磁気抵抗体１５２，１５４の接続点に電気的に接続されている。差動増幅器２３は、第１入力端子に入力された＋ｃｏｓ信号と第２入力端子に入力された－ｃｏｓ信号とを差動増幅して２倍の振幅からなるｃｏｓ信号を生成する。差動増幅器２３は、生成したｃｏｓ信号（以下、「出力信号Ｖ３」ともいう）を出力端子から出力する。

【0040】

差動増幅器２４は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、第２キャンセル用ブリッジ回路１６の第２キャンセル用磁気抵抗体１６１，１６３の接続点に電気的に接続されている。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、第２キャンセル用ブリッジ回路１６の第２キャンセル用磁気抵抗体１６２，１６４の接続点に電気的に接続されている。差動増幅器２４は、第１入力端子に入力された＋ｓｉｎ信号と第２入力端子に入力された－ｓｉｎ信号とを差動増幅して２倍の振幅からなるｓｉｎ信号を生成する。差動増幅器２４は、生成したｓｉｎ信号（以下、「出力信号Ｖ４」ともいう）を出力端子から出力する。

【0041】

差動増幅器２５は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、差動増幅器２１からの出力信号Ｖ１が入力される。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、差動増幅器２３からの出力信号Ｖ３が入力される。差動増幅器２５は、第１入力端子に入力された出力信号Ｖ１と第２入力端子に入力された出力信号Ｖ３とを差動増幅した出力信号Ｖ５を出力端子から出力する。

【0042】

差動増幅器２６は、第１入力端子、第２入力端子、及び出力端子を有する。第１入力端子は、プラス側の入力端子であり、差動増幅器２２からの出力信号Ｖ２が入力される。第２入力端子は、マイナス側の入力端子であり、差動増幅器２４からの出力信号Ｖ４が入力される。差動増幅器２６は、第１入力端子に入力された出力信号Ｖ２と第２入力端子に入力された出力信号Ｖ４とを差動増幅した出力信号Ｖ６を出力端子から出力する。

【0043】

Ａ／Ｄ変換器２７は、差動増幅器２５からのアナログ信号（ｃｏｓ信号）を所定のサンプリング周期でアナログ／デジタル変換し、デジタル信号として出力する。

【0044】

Ａ／Ｄ変換器２８は、差動増幅器２６からのアナログ信号（ｓｉｎ信号）を所定のサンプリング周期でアナログ／デジタル変換し、デジタル信号として出力する。

【0045】

演算部２９は、Ａ／Ｄ変換器２７，２８から入力される２つのデジタル信号（ｃｏｓ信号及びｓｉｎ信号）に対して所定の演算処理を行う。具体的には、演算部２９は、２つのデジタル信号に対してａｒｃｔａｎ演算を行うことにより角度を求める。ここで、回転体２００の回転角をθとした場合には、ａｒｃｔａｎ演算により求められる角度は２θ＋３０となる。したがって、演算部２９は、求めた角度から３０を引いた後、１／２を掛けることにより回転角θを求めることができる。

【0046】

処理回路２は、例えば、プロセッサ及びメモリを有するマイクロコンピュータで構成されている。つまり、処理回路２は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムで実現されている。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが処理回路２として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

【0047】

なお、以下の説明において、差動増幅器２１，２２から出力される出力信号Ｖ１，Ｖ２を、検知用磁気抵抗素子１１からの出力信号Ｖ１，Ｖ２ということもある。また、差動増幅器２３，２４から出力される出力信号Ｖ３，Ｖ４を、キャンセル用磁気抵抗素子１２からの出力信号Ｖ３，Ｖ４ということもある。

【0048】

（３）差動演算
次に、処理回路２における差動演算について、図３Ａ～図８Ｂを参照して説明する。図３Ａは、差動増幅器２１から出力される出力信号Ｖ１における基本波Ｗ１１の波形図であり、図３Ｂは３倍波（高調波）Ｗ１２の波形図である。図４Ａは、差動増幅器２２から出力される出力信号Ｖ２における基本波Ｗ２１の波形図であり、図４Ｂは３倍波Ｗ２２の波形図である。図５Ａは、差動増幅器２３から出力される出力信号Ｖ３における基本波Ｗ３１の波形図であり、図５Ｂは３倍波Ｗ３２の波形図である。図６Ａは、差動増幅器２４から出力される出力信号Ｖ４における基本波Ｗ４１の波形図であり、図６Ｂは３倍波Ｗ４２の波形図である。図７Ａは、出力信号Ｖ１と出力信号Ｖ３とを差動増幅した後の基本波Ｗ５１の波形図であり、図７Ｂは３倍波Ｗ５２の波形図である。図８Ａは、出力信号Ｖ２と出力信号Ｖ４とを差動増幅した後の基本波Ｗ６１の波形図であり、図８Ｂは３倍波Ｗ６２の波形図である。

【0049】

差動増幅器２１から出力される出力信号Ｖ１は、回転体２００の回転角をθとした場合に、（１）式のように求められる。なお、（１）式におけるａは係数である。

【0050】

【数1】

【0051】

そして、（１）式は、（２）式のように置き換えることができる。

【0052】

【数2】

【0053】

ここで、（２）式における第１項は、基本波Ｗ１１（図３Ａ参照）に相当し、（２）式における第２項は、３倍波Ｗ１２（図３Ｂ参照）に相当する。

【0054】

また、差動増幅器２２から出力される出力信号Ｖ２は、（３）式のように求められる。

【0055】

【数3】

【0056】

そして、（３）式は、（４）式のように置き換えることができる。

【0057】

【数4】

【0058】

ここで、（４）式における第１項は、基本波Ｗ２１（図４Ａ参照）に相当し、（４）式における第２項は、３倍波Ｗ２２（図４Ｂ参照）に相当する。

【0059】

また、差動増幅器２３から出力される出力信号Ｖ３は、（５）式のように求められる。

【0060】

【数5】

【0061】

ここで、（５）式における第１項は、基本波Ｗ３１（図５Ａ参照）に相当し、（５）式における第２項は、３倍波Ｗ３２（図５Ｂ参照）に相当する。

【0062】

また、差動増幅器２３から出力される出力信号Ｖ４は、（６）式のように求められる。

【0063】

【数6】

【0064】

ここで、（６）式における第１項は、基本波Ｗ４１（図６Ａ参照）に相当し、（６）式における第２項は、３倍波Ｗ４２（図６Ｂ参照）に相当する。

【0065】

そして、処理回路２は、差動増幅器２５にて出力信号Ｖ１と出力信号Ｖ３とを差動増幅することにより出力信号Ｖ５を得る。また、処理回路２は、差動増幅器２６にて出力信号Ｖ２と出力信号Ｖ４とを差動増幅することにより出力信号Ｖ６を得る。出力信号Ｖ５は、（７）式のように求められ、出力信号Ｖ６は、（８）式のように求められる。

【0066】

【数7】

【0067】

【数8】

【0068】

ここで、出力信号Ｖ５，Ｖ６の振幅は、出力信号Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の振幅の

倍に増幅されている。

【0069】

差動増幅器２５から出力される出力信号Ｖ５は、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、基本波Ｗ５１のみが残っており、３倍波Ｗ５２については０になっている。また、差動増幅器２６から出力される出力信号Ｖ５についても、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、基本波Ｗ６１のみが残っており、３倍波Ｗ６２については０になっている。このように、本実施形態に係る磁気センサ１、及びセンサシステム１０によれば、出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる３倍波を除去（低減）することができる。

【0070】

（４）変形例
上述の実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上述の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、上述の実施形態の変形例を列挙する。

【0071】

本開示におけるセンサシステム１０は、例えば、処理回路２に、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示におけるセンサシステム１０としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。

【0072】

また、センサシステム１０の複数の構成要素が、１つの筐体内に収容されていることはセンサシステム１０に必須の構成ではなく、センサシステム１０の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。センサシステム１０の一部の機能、例えば、処理回路２の機能は、サーバシステム又はクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

【0073】

（４．１）変形例１
上述の実施形態では、処理回路２は、検知用磁気抵抗素子１１からの第１出力信号Ｖ１，Ｖ２とキャンセル用磁気抵抗素子１２からの第２出力信号Ｖ３，Ｖ４との差動演算を行った後に、演算結果を増幅している。これに対して、処理回路２Ａは、図９に示すように、第１出力信号Ｖ１，Ｖ２及び第２出力信号Ｖ３，Ｖ４を増幅した後に、増幅後の第１出力信号Ｖ１，Ｖ２と第２出力信号Ｖ３，Ｖ４との差動演算を行ってもよい。以下、変形例１に係るセンサシステム１０について、図９を参照して説明する。なお、変形例１に係るセンサシステム１０は、処理回路２Ａ以外の構成については上述の実施形態に係るセンサシステム１０と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【0074】

変形例１に係るセンサシステム１０は、磁気センサ１と、処理回路２Ａと、を備えている。処理回路２Ａは、複数（図９では４個）の差動増幅器２１～２４と、複数（図９では４個）のＡ／Ｄ変換器２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂと、演算部２９Ａと、を備えている。

【0075】

差動増幅器２１は、第１検知用ブリッジ回路１３からの＋ｃｏｓ信号と－ｃｏｓ信号とを差動増幅し、出力信号Ｖ１を出力する。差動増幅器２２は、第２検知用ブリッジ回路１４からの＋ｓｉｎ信号と－ｓｉｎ信号とを差動増幅し、出力信号Ｖ２を出力する。差動増幅器２３は、第１キャンセル用ブリッジ回路１５からの＋ｃｏｓ信号と－ｃｏｓ信号とを差動増幅し、出力信号Ｖ３を出力する。差動増幅器２４は、第２キャンセル用ブリッジ回路１６からの＋ｓｉｎ信号と－ｓｉｎ信号とを差動増幅し、出力信号Ｖ４を出力する。

【0076】

Ａ／Ｄ変換器２７Ａは、差動増幅器２１からの出力信号Ｖ１をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２７Ｂは、差動増幅器２２からの出力信号Ｖ２をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２８Ａは、差動増幅器２３からの出力信号Ｖ３をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器２８Ｂは、差動増幅器２４からの出力信号Ｖ４をデジタル信号に変換する。

【0077】

演算部２９Ａは、Ａ／Ｄ変換器２７Ａ，２７Ｂ，２８Ａ，２８Ｂから入力される４つのデジタル信号に対して所定の演算処理を行う。具体的には、演算部２９Ａは、Ａ／Ｄ変換器２７Ａ，２７Ｂから入力される２つのデジタル信号に対してａｒｃｔａｎ演算を行うことにより第１角度を求める。また、演算部２９Ａは、Ａ／Ｄ変換器２８Ａ，２８Ｂから入力される２つのデジタル信号に対してａｒｃｔａｎ演算を行うことにより第２角度を求める。ここで、ａｒｃｔａｎ演算後の第１角度及び第２角度には、３倍波の成分は含まれておらず、４倍波の成分に変換される。そして、変形例１のように、６０度周期の３倍波は、ａｒｃｔａｎ演算後に４５度周期の４倍波になる。したがって、演算部２９Ａは、第１角度については、第１角度に１／２を掛けた第３角度を求める。また、演算部２９Ａは、第２角度については、第２角度から２２．５を引いた後、１／２を掛けた第４角度を求める。そして、演算部２９Ａは、第３角度と第４角度との平均を取ることにより回転角θを求めることができる。このとき、第３角度と第４角度との和を取ることにより高調波成分を除去（低減）することができる。つまり、変形例１に係るセンサシステム１０では、処理回路２Ａは、検知用磁気抵抗素子１１からの第１出力信号Ｖ１，Ｖ２、及びキャンセル用磁気抵抗素子１２からの第２出力信号Ｖ３，Ｖ４を増幅した後に、増幅後の第１出力信号Ｖ１，Ｖ２と第２出力信号Ｖ３，Ｖ４との差動演算を行っている。これにより、検知用磁気抵抗素子１１からの第１出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる高調波成分（特に、３倍波の成分）を低減することができる。

【0078】

（４．２）変形例２
上述の実施形態では、図２に示すように、第１検知用ブリッジ回路１３、第２検知用ブリッジ回路１４、第１キャンセル用ブリッジ回路１５、及び第２キャンセル用ブリッジ回路１６が、同一の円周Ｃ１上に配置されている。これに対して、図１０に示すように、第１検知用ブリッジ回路１３Ａの中心Ｐ１１と第２検知用ブリッジ回路１４Ａの中心Ｐ１２と第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａの中心Ｐ１３と第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａの中心Ｐ１４とが互いにずれていてもよい。以下、変形例２に係るセンサシステム１０について、図１０を参照して説明する。なお、変形例２に係るセンサシステム１０は、第１検知用ブリッジ回路１３Ａ、第２検知用ブリッジ回路１４Ａ、第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａ、及び第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａの配置以外は上述の実施形態に係るセンサシステム１０と同様である。したがって、上述の実施形態に係るセンサシステム１０と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

【0079】

変形例２に係るセンサシステム１０は、磁気センサ１と、処理回路２と、を備えている。磁気センサ１は、検知用磁気抵抗素子１１と、キャンセル用磁気抵抗素子１２と、を備えている。検知用磁気抵抗素子１１は、第１検知用ブリッジ回路１３Ａと、第２検知用ブリッジ回路１４Ａと、を含む。キャンセル用磁気抵抗素子１２は、第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａと、第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａと、を含む。

【0080】

第１検知用ブリッジ回路１３Ａは、図１０に示すように、４つの第１検知用磁気抵抗パターン１３５Ａ～１３８Ａを有する。また、第２検知用ブリッジ回路１４Ａは、図１０に示すように、４つの第２検知用磁気抵抗パターン１４５Ａ～１４８Ａを有する。４つの第１検知用磁気抵抗パターン１３５Ａ～１３８Ａは、基板１００Ａの一面に実装されており、平面視の形状は正方形状である。また、４つの第２検知用磁気抵抗パターン１４５Ａ～１４８Ａは、基板１００Ａの一面に実装されており、平面視の形状は正方形状である。

【0081】

第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａは、図１０に示すように、４つの第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５Ａ～１５８Ａを有する。第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａは、図１０に示すように、４つの第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５Ａ～１６８Ａを有する。４つの第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５Ａ～１５８Ａは、基板１００Ａの一面に実装されており、平面視の形状は正方形状である。また、４つの第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５Ａ～１６８Ａは、基板１００Ａの一面に実装されており、平面視の形状は正方形状である。

【0082】

第１検知用ブリッジ回路１３Ａ、第２検知用ブリッジ回路１４Ａ、第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａ、及び第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａは、互いに中心Ｐ１１,Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４がずれた状態に配置されている。本開示でいう「ブリッジ回路の中心」とは、ブリッジ回路を構成する磁気抵抗パターンを基板に実装した場合の平面視における中心を意味する。例えば、第１検知用ブリッジ回路１３Ａの場合、図１０に示す中心Ｐ１１が「ブリッジ回路の中心」である。

【0083】

変形例２に係るセンサシステム１０では、第１検知用ブリッジ回路１３Ａの中心Ｐ１１と第２検知用ブリッジ回路１４Ａの中心Ｐ１２と第１キャンセル用ブリッジ回路１５Ａの中心Ｐ１３と第２キャンセル用ブリッジ回路１６Ａの中心Ｐ１４とがずれている。これにより、ブリッジ回路１３Ａ～１６Ａごとに磁気抵抗パターン１３５Ａ～１６８Ａをまとめた状態で１枚の基板１００Ａに配置することができる。

【0084】

（４．３）その他の変形例
以下、上述の実施形態のその他の変形例を列挙する。

【0085】

上述の実施形態では、検知用磁気抵抗素子１１及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の両方が異方性磁気抵抗素子（ＡＭＲ）である。これに対して、例えば、検知用磁気抵抗素子１１及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の一方が異方性磁気抵抗素子で、他方がトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）、又は巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）であってもよい。さらに、検知用磁気抵抗素子１１及びキャンセル用磁気抵抗素子１２の両方がトンネル磁気抵抗素子、又は巨大磁気抵抗素子であってもよい。なお、検知用磁気抵抗素子１１がＴＭＲ又はＧＭＲである場合、上述の（１）、（２）、（３）、（７）、（８）式における２θがθになり、（１）、（３）式における６θが３θになる。さらに、上述の（２）、（４）式における「２」が削除される。また、キャンセル用磁気抵抗素子１２がＴＭＲ又はＧＭＲである場合、上述の（５）、（６）式における「２」が削除される。さらに、演算部２９の演算処理において１／２を掛ける処理が不要になる。

【0086】

上述の実施形態では、第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８のすべてがフルブリッジ接続されている。これに対して、例えば、第１検知用磁気抵抗パターン及び第２検知用磁気抵抗パターンがフルブリッジ接続され、第１キャンセル用磁気抵抗パターン及び第２キャンセル用磁気抵抗パターンがハーフブリッジ接続されていてもよいし、その逆でもよい。第１検知用磁気抵抗パターン及び第２検知用磁気抵抗パターンがハーフブリッジ接続されている場合には、上述の差動増幅器２１，２２が省略されてもよい。また、第１キャンセル用磁気抵抗パターン及び第２キャンセル用磁気抵抗パターンがハーフブリッジ接続されている場合には、上述の差動増幅器２３，２４が省略されてもよい。

【0087】

上述の実施形態では、第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８が１枚の基板１００に実装されている。これに対して、第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８が別々の基板に実装されていてもよい。一例として、第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８を第１基板に実装し、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８を第２基板に実装してもよい。この場合において、第１基板と第２基板とを積層してもよいし、横並びに配置してもよい。また、第１検知用磁気抵抗パターン１３５～１３８、及び第２検知用磁気抵抗パターン１４５～１４８を基板の一面に実装し、第１キャンセル用磁気抵抗パターン１５５～１５８、及び第２キャンセル用磁気抵抗パターン１６５～１６８を基板の他面に実装してもよい。

【0088】

上述の実施形態では、検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向に対するキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向の傾きβ１が６０度であるが、傾きβ１は６０度に限らず、６０度の倍数であればよい。言い換えると、検知用磁気抵抗素子１１からの出力信号Ｖ１，Ｖ２の基本波の１周期に対応する回転体２００の回転角をαとし、ｎを１以上の自然数とした場合に、傾きβ１は、ｎ×α／３を満たしていればよい。例えば、検知用磁気抵抗素子１１がＡＭＲの場合、αは１８０度であるため、この場合には、傾きβ１は６０度の倍数であればよい。

【0089】

また、検知用磁気抵抗素子１１の感磁方向に対するキャンセル用磁気抵抗素子１２の感磁方向の傾きβ１は、３０度であってもよい。この場合、出力信号Ｖ１，Ｖ２に含まれる高調波成分と出力信号Ｖ３，Ｖ４に含まれる高調波成分とが逆位相になるため、処理回路２において、出力信号Ｖ１と出力信号Ｖ３とを加算し、かつ出力信号Ｖ２と出力信号Ｖ４とを加算すればよい。また、傾きβ１は３０度に限らず、ｎ×α／３＋α／２（ｎは１以上の自然数）を満たしていればよい。

【0090】

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様に係る磁気センサ（１）は、回転体（２００）の回転角を検知するための磁気センサ（１）である。磁気センサ（１）は、検知用磁気抵抗素子（１１）と、キャンセル用磁気抵抗素子（１２）と、を備える。検知用磁気抵抗素子（１１）の感磁方向（Ｍ１）に対するキャンセル用磁気抵抗素子（１２）の感磁方向（Ｍ２）の傾き（β１）が、所定範囲内に収まっている。所定範囲は、検知用磁気抵抗素子（１１）からの出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる基本波（Ｗ１１，Ｗ２１）の１周期に対応する上記回転角をαとし、ｎを１以上の自然数とした場合に、ｎ×α／３、又はｎ×α／３＋α／２を基準とする範囲である。

【0091】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分を低減することができる。

【0092】

第２の態様に係る磁気センサ（１）では、第１の態様において、検知用磁気抵抗素子（１１）及びキャンセル用磁気抵抗素子（１２）の各々は、異方性磁気抵抗素子である。

【0093】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分を低減することができる。

【0094】

第３の態様に係る磁気センサ（１）では、第１又は２の態様において、検知用磁気抵抗素子（１１）は、４つの検知用磁気抵抗パターン（１３５～１３８，１４５～１４８）を有する。４つの検知用磁気抵抗パターン（１３５～１３８，１４５～１４８）は、フルブリッジ接続されている。

【0095】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）の検知精度を向上させることができる。

【0096】

第４の態様に係る磁気センサ（１）では、第１～３のいずれかの態様において、キャンセル用磁気抵抗素子（１２）は、４つのキャンセル用磁気抵抗パターン（１５５～１５８，１６５～１６８）を有する。４つのキャンセル用磁気抵抗パターン（１５５～１５８，１６５～１６８）は、フルブリッジ接続されている。

【0097】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）の検知精度を向上させることができる。

【0098】

第５の態様に係る磁気センサ（１）では、第１～４のいずれかの態様において、検知用磁気抵抗素子（１１）は、余弦波信号を出力する第１検知用ブリッジ回路（１３Ａ）と、正弦波信号を出力する第２検知用ブリッジ回路（１４Ａ）と、を含む。第１検知用ブリッジ回路（１３Ａ）と第２検知用ブリッジ回路（１４Ａ）とは、互いに中心（Ｐ１１，Ｐ１２）がずれた状態に配置されている。

【0099】

この態様によれば、第１検知用ブリッジ回路（１３Ａ）及び第２検知用ブリッジ回路（１４Ａ）ごとにまとめた状態で一平面に配置することができる。

【0100】

第６の態様に係る磁気センサ（１）では、第５の態様において、キャンセル用磁気抵抗素子（１２）は、余弦波信号を出力する第１キャンセル用ブリッジ回路（１５Ａ）と、正弦波信号を出力する第２キャンセル用ブリッジ回路（１６Ａ）と、を含む。第１検知用ブリッジ回路（１３Ａ）と第２検知用ブリッジ回路（１４Ａ）と第１キャンセル用ブリッジ回路（１５Ａ）と第２キャンセル用ブリッジ回路（１６Ａ）とは、互いに中心（Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４）がずれた状態に配置されている。

【0101】

この態様によれば、第１検知用ブリッジ回路（１３Ａ）、第２検知用ブリッジ回路（１４Ａ）、第１キャンセル用ブリッジ回路（１５Ａ）、及び第２キャンセル用ブリッジ回路（１６Ａ）ごとにまとめた状態で一平面に配置することができる。

【0102】

第７の態様に係る磁気センサ（１）では、第１～４のいずれかの態様において、検知用磁気抵抗素子（１１）は、余弦波信号を出力する第１検知用ブリッジ回路（１３）と、正弦波信号を出力する第２検知用ブリッジ回路（１４）と、を含む。キャンセル用磁気抵抗素子（１２）は、余弦波信号を出力する第１キャンセル用ブリッジ回路（１５）と、正弦波信号を出力する第２キャンセル用ブリッジ回路（１６）と、を含む。第１検知用ブリッジ回路（１３）と第２検知用ブリッジ回路（１４）と第１キャンセル用ブリッジ回路（１５）と第２キャンセル用ブリッジ回路（１６）とは、同一の円周（Ｃ１）上に配置されている。

【0103】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分をより効果的に低減することができる。

【0104】

第８の態様に係る磁気センサ（１）では、第１～７のいずれかの態様において、検知用磁気抵抗素子（１１）とキャンセル用磁気抵抗素子（１２）とが同一の基板（１００，１００Ａ）に実装されている。

【0105】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）とキャンセル用磁気抵抗素子（１２）とを別々の基板に実装する場合に比べて、検知用磁気抵抗素子（１１）とキャンセル用磁気抵抗素子（１２）との配置精度が高くなる。

【0106】

第９の態様に係るセンサシステム（１０）は、第１～８のいずれかの態様に係る磁気センサ（１）と、処理回路（２，２Ａ）と、を備える。処理回路（２，２Ａ）は、磁気センサ（１）の出力信号（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４）に対して信号処理を行う。

【0107】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分を低減することができる。

【0108】

第１０の態様に係るセンサシステム（１０）では、第９の態様において、処理回路（２）は、検知用磁気抵抗素子（１１）からの第１出力信号（Ｖ１，Ｖ２）とキャンセル用磁気抵抗素子（１２）からの第２出力信号（Ｖ３，Ｖ４）との差動演算を行った後に、上記差動演算の演算結果を増幅する。

【0109】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの第１出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分を低減することができる。

【0110】

第１１の態様に係るセンサシステム（１０）では、第９の態様において、処理回路（２Ａ）は、検知用磁気抵抗素子（１１）からの第１出力信号（Ｖ１，Ｖ２）及びキャンセル用磁気抵抗素子（１２）からの第２出力信号（Ｖ３，Ｖ４）を増幅した後に、増幅後の第１出力信号（Ｖ１，Ｖ２）と第２出力信号（Ｖ３，Ｖ４）との差動演算を行う。

【0111】

この態様によれば、検知用磁気抵抗素子（１１）からの第１出力信号（Ｖ１，Ｖ２）に含まれる高調波成分を低減することができる。

【0112】

第２～８の態様に係る構成については、磁気センサ（１）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

【0113】

第１０又は１１の態様に係る構成については、センサシステム（１０）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

【符号の説明】

【0114】

１ 磁気センサ
１１ 検知用磁気抵抗素子
１２ キャンセル用磁気抵抗素子
１３，１３Ａ 第１検知用ブリッジ回路
１３５～１３８ 検知用磁気抵抗パターン
１４，１４Ａ 第２検知用ブリッジ回路
１４５～１４８ 検知用磁気抵抗パターン
１５，１５Ａ 第１キャンセル用ブリッジ回路
１５５～１５８ キャンセル用磁気抵抗パターン
１６，１６Ａ 第２キャンセル用ブリッジ回路
１６５～１６８ キャンセル用磁気抵抗パターン
１００，１００Ａ 基板
２，２Ａ 処理回路
Ｃ１ 円周
Ｍ１ 検知用磁気抵抗素子の感磁方向
Ｍ２ キャンセル用磁気抵抗素子の感磁方向
Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４ 中心
Ｖ１，Ｖ２ 出力信号（第１出力信号）
Ｖ３，Ｖ４ 出力信号（第２出力信号）
Ｗ１１，Ｗ２１ 基本波
β１ 傾き

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】