專利名稱：磁性傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測外部磁場的方向相對于基準方向所成的角度的磁性傳感器 (magnetic sensor) 0
背景技術(shù)：
近年來，在汽車的駕駛的旋轉(zhuǎn)位置檢測等各種用途中，為了檢測對象物的旋轉(zhuǎn)位 置而廣泛利用了磁性傳感器。此外，在檢測對象物的線性位移的線性編碼器中也利用了磁 性傳感器。在這種使用磁性傳感器的系統(tǒng)中，一般設(shè)有產(chǎn)生方向與對象物的旋轉(zhuǎn)、線性運動 連動地旋轉(zhuǎn)的外部磁場的單元(例如磁鐵)。磁性傳感器檢測外部磁場的方向相對于基準 方向所成的角度。由此，檢測對象物的旋轉(zhuǎn)位置、線性位移。作為磁性傳感器，如美國專利第6943544號說明書、美國專利第6633462號說明書 以及美國專利申請公開第2009/0206827A1號說明書所述，公知有具有兩個電橋電路(惠斯 登電橋電路(Wheatstone bridge circuit))的磁性傳感器。在該磁性傳感器中，兩個電橋 電路分別包含四個磁阻效應(yīng)元件(以下也記做MR元件)，檢測外部磁場的一個方向的成分 (分量(component))的強度，并輸出表示該強度的信號。兩個電橋電路的輸出信號的相位 之間的相位差為各電橋電路的輸出信號的1/4周期。外部磁場的方向相對于基準方向所成 的角度基于兩個電橋電路的輸出信號而算出。在使用MR元件的磁性傳感器中，在外部磁場的方向旋轉(zhuǎn)的情況下，與MR元件 的電阻值對應(yīng)的輸出信號的波形理想的是成為正弦曲線(包含正弦(Sine)波形和余弦 (Cosine)波形)。但是，如美國專利第6633462號說明書所述，公知有時MR元件的輸出信 號波形會從正弦曲線失真。有時當MR元件的輸出信號波形失真時，就會導(dǎo)致在磁性傳感器 的檢測角度中產(chǎn)生誤差。MR元件的輸出信號波形失真的原因大體分為MR元件引起的、以及 外部磁場引起的。這里，以MR元件為GMR(巨磁阻效應(yīng))元件或者TMR(隧道磁阻效應(yīng))元件的情況 為例，對于因MR元件導(dǎo)致MR元件的輸出信號波形失真情況的例子進行說明。GMR元件、TMR 元件具有磁化方向被固定的磁化固定層、磁化方向與外部磁場方向?qū)?yīng)地變化的自由層、 以及在磁化固定層與自由層之間配置的非磁性層。作為因MR元件導(dǎo)致MR元件的輸出信號 波形失真情況的例子，可舉出磁化固定層的磁化方向因外部磁場等的影響而變動的情況。 這會在外部磁場強度較大的情況中容易發(fā)生。作為因MR元件導(dǎo)致MR元件的輸出信號波形 失真的情況的另一例子，可舉出自由層的磁化方向因自由層的形狀各向異性、矯頑磁力等 的影響而與外界磁場方向不一致的情況。這會在外部磁場強度較小的情況中容易發(fā)生。另一方面，作為因外部磁場導(dǎo)致MR元件的輸出信號波形從正弦曲線失真的情況 的例子，可舉出外部磁場方向、外部磁場的一個方向的成分的強度不按照正弦函數(shù)變化的 情況。這會在檢測從一組以上的N極與S極交替排列成環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)體的外周部產(chǎn)生的外部 磁場的方向的情況、檢測從多組的N極與S極交替排列成直線狀且在N極與S極并排的方 向移動的移動體的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向的情況中容易發(fā)生。
在美國專利第6633462號說明書中記載了如下的磁阻傳感器對擁有主參照磁化 軸的主檢測元件，電連接分別具有相對于主參照磁化軸傾斜的參照磁化軸的兩個校正檢測 元件，校正檢測角度。但是，在該傳感器中，需要根據(jù)主檢測元件和校正檢測元件的電阻、尺 寸、材料、外部磁場的強度等設(shè)計條件的不同，使校正檢測元件的設(shè)計最佳化，存在傳感器 的設(shè)計不容易的問題。另外，到此為止，說明了在使用MR元件的磁性傳感器中，有時會在磁性傳感器的 檢測角度中產(chǎn)生誤差的問題點。但是，該問題點普遍適合于檢測外部磁場的方向相對于基 準方向所成的角度的所有磁性傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種磁性傳感器，其是檢測外部磁場的方向相對于基準方向 所成的角度的磁性傳感器，其能夠降低檢測角度的誤差。本發(fā)明第一或第二磁性傳感器對方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場在基準位置上的方向相 對于基準方向所成的角度進行檢測。第一或第二磁性傳感器具備第一檢測部，用于檢測第 一位置上的外部磁場的方向相對于第一方向所成的第一角度；以及第二檢測部，用于檢測 第二位置上的外部磁場的方向相對于第二方向所成的第二角度。第一檢測部具有分別檢測外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該強度 的信號的第一和第二檢測電路、以及基于第一和第二檢測電路的輸出信號算出作為第一角 度的檢測值的第一檢測角度的第一運算電路，第一檢測電路的輸出信號的相位與第二檢測 電路的輸出信號的相位之間的相位差為第一和第二檢測電路的輸出信號的1/4周期的奇 數(shù)倍。第二檢測部具有分別檢測外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該強度 的信號的第三和第四檢測電路、以及基于第三和第四檢測電路的輸出信號算出作為第二角 度的檢測值的第二檢測角度的第二運算電路，第三檢測電路的輸出信號的相位與第四檢測 電路的輸出信號的相位之間的相位差為第三和第四檢測電路的輸出信號的1/4周期的奇數(shù)倍。第一檢測角度包含相對于在外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的第一角 度的理論值的第一角度誤差。第二檢測角度包含相對于在外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情 況下假想的第二角度的理論值的第二角度誤差。在第一磁性傳感器中，第一角度誤差和第二角度誤差伴隨外部磁場的方向的變化 以彼此相等的誤差周期呈周期性變化，而且第一角度誤差的變化依賴于第一檢測角度的變 化，第二角度誤差的變化依賴于第二檢測角度的變化。第一檢測角度的相位和第二檢測角 度的相位之間的相位差為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。第一磁性傳感器還具備第三運算電 路，基于第一檢測角度和第二檢測角度，算出外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方 向所成的角度的檢測值。在第一磁性傳感器中，通過使第一檢測角度的相位和第二檢測角度的相位之間的 相位差為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍，從而能夠在基于第一檢測角度和第二檢測角度算出外 部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成的角度的檢測值時，將第一檢測角度所含 的第一角度誤差和第二檢測角度所含的第二角度誤差抵消。由此，能夠降低磁性傳感器的檢測角度的誤差?？梢允?，在第一磁性傳感器中，第一位置和第二位置針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向是 相同的位置，第一方向和第二方向針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向，相差與誤差周期的1/2的奇 數(shù)倍相當?shù)目臻g上的角度。此外也可以是，在第一磁性傳感器中，第一位置和第二位置是相互不同的位置，第 一位置與第二位置的偏移相當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。此外也可以是，在第一磁性傳感器中，第一至第四檢測電路的輸出信號的周期彼 此相等，誤差周期是各檢測電路的輸出信號的周期的1/4。此外也可以是，在第一磁性傳感器中，第一至第四檢測電路分別包含串聯(lián)連接的 一對磁性檢測元件。在這種情況下也可以是，第一至第四檢測電路分別具有惠斯登電橋電 路，該惠斯登電橋電路包含串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件、以及串聯(lián)連接的第二對磁性 檢測元件。也可以是，磁性檢測元件是磁阻效應(yīng)元件。也可以是，磁阻效應(yīng)元件具有磁化 方向被固定的磁化固定層、磁化的方向與外部磁場的方向?qū)?yīng)地變化的自由層、以及在磁 化固定層與自由層之間配置的非磁性層。此外也可以是，第二檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件 的磁化固定層的磁化方向與第一檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正 交，第四檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與第三檢測電路中的磁阻效 應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交。在第二磁性傳感器中，第一角度誤差和第二角度誤差伴隨外部磁場的方向的變化 以彼此相等的誤差周期呈周期性變化，而且第一角度誤差的變化和第二角度誤差的變化依 賴于外部磁場的方向的變化。第一位置和第二位置是相互不同的位置，第一位置和第二位 置的偏移相當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。第二磁性傳感器還具備第三運算電路，基于第 一檢測角度和第二檢測角度，算出外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成的角 度的檢測值。在第二磁性傳感器中，通過使第一檢測部檢測第一角度的第一位置與第二檢測部 檢測第二角度的第二位置以相當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍的偏移量不同，從而能夠在基 于第一檢測角度和第二檢測角度算出外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成 的角度的檢測值時，將第一檢測角度所含的第一角度誤差和第二檢測角度所含的第二角度 誤差抵消。由此，能夠降低磁性傳感器的檢測角度的誤差。也可以是，在第二磁性傳感器中，誤差周期是外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/2。此外也可以是，在第二磁性傳感器中，第一至第四檢測電路分別包含串聯(lián)連接的 一對磁性檢測元件。在這種情況下也可以是，第一至第四檢測電路分別具有惠斯登電橋電 路，該惠斯登電橋電路包含串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件、以及串聯(lián)連接的第二對磁性 檢測元件。也可以是，磁性檢測元件是磁阻效應(yīng)元件。也可以是，磁阻效應(yīng)元件具有磁化 方向被固定的磁化固定層、磁化的方向與外部磁場的方向?qū)?yīng)地變化的自由層、以及在磁 化固定層與自由層之間配置的非磁性層。此外也可以是，第二檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件 的磁化固定層的磁化方向與第一檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正 交，第四檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與第三檢測電路中的磁阻效 應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交。此外，在第二磁性傳感器中，第一角度誤差包含依賴于外部磁場的方向的變化而以誤差周期變化的成分；以及依賴于第一檢測角度的變化而以第二誤差周期變化的成分， 第二角度誤差包含依賴于外部磁場的方向的變化而以誤差周期變化的成分；以及依賴于 第二檢測角度的變化而以第二誤差周期變化的成分，第一檢測角度的相位和第二檢測角度 的相位之間的相位差為第二誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。根據(jù)本發(fā)明第一或者第二磁性傳感器，能夠在基于第一檢測角度和第二檢測角度 算出外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成的角度的檢測值時，將第一檢測角 度所含的第一角度誤差和第二檢測角度所含的第二角度誤差抵消，由此能夠降低磁性傳感 器的檢測角度的誤差。本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點，根據(jù)以下說明就可以充分明白了。


圖1是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是表示本發(fā)明第一實施方式中的方向與角度的定義的說明圖。圖3是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器結(jié)構(gòu)的電路圖。圖4是將圖3所示磁性傳感器中的四個電橋電路一體化后的組件的平面圖。圖5是表示在圖4中的一個分割區(qū)域設(shè)置的多個下部電極的平面圖。圖6是表示圖4中的一個MR元件的一部分的立體圖。圖7是表示圖3中的檢測電路的輸出信號的波形失真方式的波形圖。圖8是表示本發(fā)明第一實施方式中的第一檢測角度與第一角度誤差的關(guān)系的波 形圖。圖9是表示本發(fā)明第一實施方式中的角度誤差降低的作用的說明圖。圖10是表示本發(fā)明第一實施方式中的角度檢測值與角度誤差的關(guān)系的波形圖。圖11是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。圖12是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖13是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器的使用方法的又一例的說明圖。圖14是表示本發(fā)明第一實施方式的磁性傳感器的使用方法的又一例的說明圖。圖15是表示本發(fā)明第二實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。圖16是表示本發(fā)明第二實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖17是表示將本發(fā)明第二實施方式的磁性傳感器的第一檢測部中的兩個電橋電 路一體化后的組件的平面圖。圖18是表示本發(fā)明第三實施方式的磁性傳感器結(jié)構(gòu)的電路圖。圖19是表示本發(fā)明第四實施方式的磁性傳感器結(jié)構(gòu)的電路圖。圖20是表示本發(fā)明第五實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。圖21是表示本發(fā)明第五實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖22是表示本發(fā)明第五實施方式中的外部磁場、第一檢測角度和第一角度誤差 的關(guān)系的波形圖。圖23是表示本發(fā)明第五實施方式中的角度誤差降低的作用的說明圖。圖24是表示本發(fā)明第五實施方式中的角度檢測值與角度誤差的關(guān)系的波形圖。圖25是表示本發(fā)明第六實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。
圖26是表示本發(fā)明第六實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖27是表示本發(fā)明第七實施方式的磁性傳感器結(jié)構(gòu)的框圖。圖28是表示本發(fā)明第七實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。圖29是表示本發(fā)明第七實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖30是表示本發(fā)明第七實施方式中的角度誤差降低的作用的說明圖。圖31是表示本發(fā)明第七實施方式中的角度檢測值與角度誤差的關(guān)系的波形圖。圖32是表示本發(fā)明第八實施方式的磁性傳感器的使用方法例的說明圖。圖33是表示本發(fā)明第八實施方式的磁性傳感器的使用方法的另一例的說明圖。圖34是表示本發(fā)明第八實施方式中的角度誤差降低的作用的說明圖。圖35是表示本發(fā)明第八實施方式中的角度檢測值與角度誤差的關(guān)系的波形圖。
具體實施例方式(第一實施方式)下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。首先，參照圖1和圖2，對本發(fā) 明第一實施方式的磁性傳感器的概略結(jié)構(gòu)進行說明。圖1是表示本實施方式的磁性傳感器 的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。圖2是表示本實施方式中的方向與角度的定義的說明圖。如圖1所示，本實施方式的磁性傳感器1檢測方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場MF在基準位 置上的方向相對于基準方向所成的角度。在圖1中，作為產(chǎn)生方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場MF的 單元的例子，示出了圓柱狀的磁鐵2。該磁鐵2具有以包含圓柱的中心軸的假想平面為中 心對稱配置的N極和S極。該磁鐵2以圓柱的中心軸為中心旋轉(zhuǎn)。由此，磁鐵2所產(chǎn)生的 外部磁場MF的方向以包含圓柱的中心軸的旋轉(zhuǎn)中心C為中心旋轉(zhuǎn)。磁性傳感器1以與磁 鐵2的一方的端面相向的方式配置。另外，在后面示出了磁性傳感器1的使用方法的其他 例子，產(chǎn)生方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場MF的單元不限于圖1所示的磁鐵2。磁性傳感器1具備用于檢測第一位置上的外部磁場MF的方向相對于第一方向所 成的第一角度的第一檢測部10、以及用于檢測第二位置上的外部磁場的方向相對于第二方 向所成的第二角度的第二檢測部20。在圖1中，為了容易理解，將第一檢測部10和第二檢 測部20作為分開的部件進行描述，但是第一檢測部10和第二檢測部20也可以一體化。這里，參照圖2，對本實施方式中的方向與角度的定義進行說明。首先，將與圖1所 示的旋轉(zhuǎn)中心C平行且從磁鐵2的一方的端面朝向磁性傳感器1的方向定義為Z方向。接 著，在與Z方向垂直的假想平面上，將相互正交的兩個方向定義為X方向和Y方向。在圖2 中，將X方向表示為朝向右側(cè)的方向，將Y方向表示為朝向上側(cè)的方向。此外，將與X方向 相反的方向定義為-χ方向，將與Y方向相反的方向定義為-Y方向。基準位置ra是磁性傳感器1檢測外部磁場MF的位置?；鶞饰恢胷a例如設(shè)為配 置有第一檢測部10的位置。基準方向DR設(shè)為Y方向?；鶞饰恢胷a上的外部磁場MF的方 向DM相對于基準方向DR所成的角度用符號θ表示。外部磁場MF的方向DM在圖2中按 順時針方向旋轉(zhuǎn)。角度θ在從基準方向DR按順時針方向看時以正值表示，在從基準方向 DR按逆時針方向看時以負值表示。第一位置Pl是第一檢測部10檢測外部磁場MF的位置。在本實施方式中，第一位 置Pl與基準位置I3R —致。第一方向Dl是第一檢測部10表示外部磁場MF的方向DM時的基準方向。在本實施方式中，第一方向Dl與基準方向DR—致。將外部磁場MF的方向DM相 對于第一方向Dl所成的第一角度用符號Θ1表示。角度θ 1的正負定義與角度θ相同。 在本實施方式中，角度Θ1與角度θ —致。第二位置Ρ2是第二檢測部20檢測外部磁場MF的位置。在本實施方式中，第二位 置Ρ2針對外部磁場MF的旋轉(zhuǎn)方向，是與第一位置Pl相同的位置。在本實施方式中，特別 地，第二位置Ρ2與基準位置冊以及第一位置Pl —致。第二方向D2是第二檢測部20表示 外部磁場MF的方向DM時的基準方向。在本實施方式中，第二方向D2與XY平面平行，相對 于第一方向D1，針對外部磁場MF的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。對于其理由，將在后面詳細說明。 將外部磁場MF的方向DM相對于第二方向D2所成的第二角度用符號Θ2表示。角度Θ2 的正負定義與角度θ相同。在本實施方式中，角度θ 2比角度θ小45°。此外，將從第二 方向D2旋轉(zhuǎn)90°后的方向用符號D3表示。接著，參照圖3，對磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)進行詳細說明。圖3是表示磁性傳感器1 的結(jié)構(gòu)的電路圖。磁性傳感器1如上所述具備第一檢測部10和第二檢測部20。第一檢測 部10具有第一和第二檢測電路11、12以及第一運算電路13。第一和第二檢測電路11、12 分別檢測外部磁場MF的一個方向的成分的強度，并輸出表示該強度的信號。第一運算電路 13基于第一和第二檢測電路11、12的輸出信號算出作為第一角度θ 1的檢測值的第一檢測 角度θ Is0第一檢測電路11的輸出信號的相位與第二檢測電路12的輸出信號的相位之間 的相位差為各檢測電路11、12的輸出信號的1/4周期的奇數(shù)倍。第二檢測部20的結(jié)構(gòu)基本上與第一檢測部相同。即，第二檢測部20具有第三和 第四檢測電路21、22以及第二運算電路23。第三和第四檢測電路21、22分別檢測外部磁 場MF的一個方向的成分的強度，并輸出表示該強度的信號。第二運算電路23基于第三和 第四檢測電路21、22的輸出信號算出作為第二角度Θ2的檢測值的第二檢測角度92s。第 三檢測電路21的輸出信號的相位與第四檢測電路22的輸出信號的相位之間的相位差為各 檢測電路21、22的輸出信號的1/4周期的奇數(shù)倍。檢測電路11、12、21、22的輸出信號的周 期彼此相等。磁性傳感器1還具備第三運算電路30，其基于由第一檢測部10得到的第一檢測 角度θ Is和由第二檢測部20得到的第二檢測角度θ 2s，算出外部磁場MF在基準位置冊 上的方向DM相對于基準方向DR所成的角度θ的檢測值θ s。在本實施方式中，第三運算 電路30利用下式(1)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /4)/2. . . (1)第一檢測電路11具有惠斯登電橋電路14和差分檢測器15?；菟沟请姌螂娐?4 包含電源端口 VI、接地端口 G1、兩個輸出端口 Ell、E12、串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件 R11、R12、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件R13、R14。磁性檢測元件R11、R13的各一端 連接于電源端口 VI。磁性檢測元件Rll的另一端連接于磁性檢測元件R12的一端和輸出端 口 E11。磁性檢測元件R13的另一端連接于磁性檢測元件R14的一端和輸出端口 E12。磁 性檢測元件R12、R14的各另一端連接于接地端口 G1。對電源端口 Vl施加規(guī)定大小的電源 電壓。接地端口 Gl接地。差分檢測器15將與輸出端口 E11、E12的電位差對應(yīng)的信號輸出 到第一運算電路13。第二檢測電路12具有惠斯登電橋電路16和差分檢測器17?；菟沟请姌螂娐?6包含電源端口 V2、接地端口 G2、兩個輸出端口 E21、E22、串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件 R21、R22、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件R23、R24。磁性檢測元件R21、R23的各一端 連接于電源端口 V2。磁性檢測元件R21的另一端連接于磁性檢測元件R22的一端和輸出端 口 E21。磁性檢測元件R23的另一端連接于磁性檢測元件R24的一端和輸出端口 E22。磁 性檢測元件R22、R24的各另一端連接于接地端口 G2。對電源端口 V2施加規(guī)定大小的電源 電壓。接地端口 G2接地。差分檢測器17將與輸出端口 E21、E22的電位差對應(yīng)的信號輸出 到第一運算電路13。第三檢測電路21具有惠斯登電橋電路24和差分檢測器25?；菟沟请姌螂娐?4 包含電源端口 V3、接地端口 G3、兩個輸出端口 E31、E32、串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件 R31、R32、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件R33、R34。磁性檢測元件R31、R33的各一端 連接于電源端口 V3。磁性檢測元件R31的另一端連接于磁性檢測元件R32的一端和輸出端 口 E31。磁性檢測元件R33的另一端連接于磁性檢測元件R34的一端和輸出端口 E32。磁 性檢測元件R32、R34的各另一端連接于接地端口 G3。對電源端口 V3施加規(guī)定大小的電源 電壓。接地端口 G3接地。差分檢測器25將與輸出端口 E31、E32的電位差對應(yīng)的信號輸出 到第二運算電路23。第四檢測電路22具有惠斯登電橋電路26和差分檢測器27?；菟沟请姌螂娐?6 包含電源端口 V4、接地端口 G4、兩個輸出端口 E41、E42、串聯(lián)連接的第一對磁性檢測元件 R41、R42、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件R43、R44。磁性檢測元件R41、R43的各一端 連接于電源端口 V4。磁性檢測元件R41的另一端連接于磁性檢測元件R42的一端和輸出端 口 E41。磁性檢測元件R43的另一端連接于磁性檢測元件R44的一端和輸出端口 E42。磁 性檢測元件R42、R44的各另一端連接于接地端口 G4。對電源端口 V4施加規(guī)定大小的電源 電壓。接地端口 G4接地。差分檢測器27將與輸出端口 E41、E42的電位差對應(yīng)的信號輸出 到第二運算電路23。在本實施方式中，作為惠斯登電橋電路(以下記為電橋電路)14、16、24、26所含的 全部磁性檢測元件，使用MR元件、特別是TMR元件。另外，也可以替代TMR元件而使用GMR 元件。TMR元件或者GMR元件具有磁化方向被固定的磁化固定層、磁化的方向與外部磁場 MF的方向?qū)?yīng)地變化的自由層、以及在磁化固定層和自由層之間配置的非磁性層。在TMR 元件中，非磁性層是隧道阻擋層。在GMR元件中，非磁性層是非磁性導(dǎo)電層。在TMR元件或 者GMR元件中，電阻值與自由層的磁化方向相對于磁化固定層的磁化方向所成的角度對應(yīng) 地變化，在該角度為0°時電阻值為最小值，在角度為180°時電阻值為最大值。在以下的 說明中，將電橋電路14、16、24、26所含的磁性檢測元件記為MR元件。在圖3中，實心箭頭 表示MR元件中的磁化固定層的磁化方向，空心箭頭表示MR元件中的自由層的磁化方向。在第一檢測電路11中，MR元件R11、R14中的磁化固定層的磁化方向為X方向，MR 元件R12、R13中的磁化固定層的磁化方向為-X方向。在這種情況下，輸出端口 E11、E12的 電位差與外部磁場MF的X方向成分的強度對應(yīng)地變化。因此，第一檢測電路11檢測外部 磁場MF的X方向成分的強度，并輸出表示該強度的信號。圖2所示的第一角度9 1為0° 時和180°時，外部磁場MF的X方向成分的強度為0。第一角度Θ1大于0°且小于180° 時，外部磁場MF的X方向成分的強度為正值。第一角度Θ1大于180°且小于360°時，外部磁場MF的X方向成分的強度為負值。
在第二檢測電路12中，MR元件R21、R24中的磁化固定層的磁化方向為Y方向，MR 元件R22、R23中的磁化固定層的磁化方向為-Y方向。在這種情況下，輸出端口 E21、E22的 電位差與外部磁場MF的Y方向成分的強度對應(yīng)地變化。因此，第二檢測電路12檢測外部磁 場MF的Y方向成分的強度，并輸出表示該強度的信號。圖2所示的第一角度Θ1為90°時 和270°時，外部磁場MF的Y方向成分的強度為0。第一角度9 1為0°以上且不到90° 時、以及大于270°且為360°以下時，外部磁場MF的Y方向成分的強度為正值。第一角度 θ 1大于90°且小于270°時，外部磁場MF的Y方向成分的強度為負值。在圖3所示的例子中，第二檢測電路12中的MR的磁化固定層的磁化方向與第一 檢測電路11中的MR元件的磁化固定層的磁化方向正交。理想地是，第一檢測電路11的輸 出信號的波形為正弦(Sine)波形，第二檢測電路12的輸出信號的波形為余弦(Cosine)波 形。在這種情況下，檢測電路11、12的輸出信號的相位差為檢測電路11、12的輸出信號的 周期的1/4。這里，當將第一檢測電路11的輸出信號表示為sin θ Is、第二檢測電路12的 輸出信號表示為cos θ Is時，第一檢測角度θ Is能夠通過下式(2)算出。另外，“atan”表 示反正切。θ Is = atan (sin θ ls/cos θ Is). . . (2)另外，在360°的范圍內(nèi)，式(2)中的θ Is的解有相差180°的兩個值。但是，通 過sin θ Is與cos θ Is的正負組合，能夠判別θ Is的真值為式(2)中的θ Is的兩個解中 的哪一個。即，sin θ Is為正值時，θ Is大于0°且小于180°。sin θ Is為負值時，θ Is大 于180°且小于360°。cos θ Is為正值時，θ Is在0°以上且不到90°、以及大于270°且 為360°以下的范圍內(nèi)。cos θ Is為負值時，θ Is大于90°且小于270°。第一運算電路 13通過式(2)和上述sin θ Is與C0s θ Is的正負組合的判定，在360°的范圍內(nèi)求出θ ls。 另外，檢測電路11、12的輸出信號的相位差不限于檢測電路11、12的輸出信號的周期的1/4 的情況，只要檢測電路11、12的輸出信號的相位差為檢測電路11、12的輸出信號的周期的 1/4的奇數(shù)倍，就能夠求出θ Is。在第三檢測電路21中，MR元件R31、R34中的磁化固定層的磁化方向為圖2所示 的方向D3，MR元件R32、R33中的磁化固定層的磁化方向與方向D3為相反方向。在這種情 況下，輸出端口 E31、E32的電位差與外部磁場MF的方向D3的成分的強度對應(yīng)地變化。因 此，第三檢測電路21檢測外部磁場MF的方向D3的成分的強度，并輸出表示該強度的信號。 圖2所示的第二角度Θ2為0°時和180°時，外部磁場MF的方向D3的成分的強度為0。 第二角度Θ2大于0°且小于180°時，外部磁場MF的方向D3的成分的強度為正值。第二 角度θ 2大于180°且小于360°時，外部磁場MF的方向D3的成分的強度為負值。在第四檢測電路22中，MR元件R41、R44中的磁化固定層的磁化方向為圖2所示 的方向D2，MR元件R42、R43中的磁化固定層的磁化方向與方向D2為相反方向。在這種情 況下，輸出端口 E41、E42的電位差與外部磁場MF的方向D2的成分的強度對應(yīng)地變化。因 此，第四檢測電路22檢測外部磁場MF的方向D2的成分的強度，并輸出表示該強度的信號。 圖2所示的第二角度θ 2為90°時和270°時，外部磁場MF的方向D2的成分的強度為0。 第二角度0 2為0°以上且不到90°時、以及大于270°且為360°以下時，外部磁場MF的 方向D2的成分的強度為正值。第二角度θ 2大于90°且小于270°時，外部磁場MF的方 向D2的成分的強度為負值。
在圖3所示的例子中，第四檢測電路22中的MR的磁化固定層的磁化方向與第三 檢測電路21中的MR元件的磁化固定層的磁化方向正交。理想地是，第三檢測電路21的輸 出信號的波形為正弦(Sine)波形，第四檢測電路22的輸出信號的波形為余弦(Cosine)波 形。在這種情況下，檢測電路21、22的輸出信號的相位差為檢測電路21、22的輸出信號的 周期的1/4。這里，當將第三檢測電路21的輸出信號表示為sin θ 2s、將第四檢測電路22 的輸出信號表示為cos θ 2s時，第二檢測角度θ 2s能夠通過下式(3)算出。θ 2s = atan(sin θ 2s/cos θ 2s). . . (3)第二運算電路23與上述θ Is的求法同樣地，通過式(3)和sin θ 2s與cos θ 2s 的正負組合的判定，在360°的范圍內(nèi)求出9 2s。另外，檢測電路21、22的輸出信號的相位 差不限于檢測電路21、22的輸出信號的周期的1/4的情況，只要檢測電路21、22的輸出信 號的相位差為檢測電路21、22的輸出信號的周期的1/4的奇數(shù)倍，就能夠求出θ 2So另外，也可以使圖2所示的第二方向D2相對于第一方向Dl，針對外部磁場MF的旋 轉(zhuǎn)方向傾斜-45°。在這種情況中，第三和第四檢測電路21、22所含的全部MR元件的磁化 固定層的磁化方向設(shè)定為從圖3所示的方向旋轉(zhuǎn)-90°的方向。在這種情況中，第三運算電 路30替代式(1)而使用下式⑷算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s-π/4)/2. . . (4)第一至第三運算電路13、23、30例如可以利用一個微型計算機實現(xiàn)。接著，參照圖4，對將磁性傳感器1中的電橋電路14、16、24、26 —體化后的組件40 的一例進行說明。圖4是該組件40的平面圖。該組件40具備基板41以及在該基板41上 設(shè)置的電橋電路14、16、24、26。電橋電路14、16、24、26的多個端口在基板41上配置于基板 41的周緣附近。在基板41上，設(shè)有圓形的MR元件配置區(qū)域。該MR元件配置區(qū)域在圓周 方向上分割為16個分割區(qū)域。在該16個分割區(qū)域，分別配置有MR元件Rll R14、R21 R24、R31 R34、R41 R44。此外，在基板41，為了將多個MR元件與多個端口電連接而形 成有布線。接著，參照圖5和圖6，對圖4所示的組件40中的任意的MR元件的結(jié)構(gòu)的一例進 行說明。圖5是表示在圖4中的一個分割區(qū)域設(shè)置的多個下部電極的平面圖。圖6是表示 圖4中的一個MR元件的一部分的立體圖。在該例子中，一個MR元件具有多個下部電極、多 個MR膜和多個上部電極。如圖5所示，在一個分割區(qū)域中，多個下部電極42配置在基板41 上。各個下部電極42細長，多個下部電極42作為整體排列成曲折(meander)形狀。在下 部電極42的長度方向鄰接的兩個下部電極42之間形成有間隙。如圖6所示，在下部電極 42的上表面上，在長度方向的兩端附近，分別配置有MR膜50。MR膜50包含從下部電極42 側(cè)依次層疊的自由層51、非磁性層52、磁化固定層53和反鐵磁性層54。自由層51電連接 于下部電極42。反鐵磁性層54由反鐵磁性材料構(gòu)成，使其在與磁化固定層53之間產(chǎn)生交 換耦合，將磁化固定層53的磁化方向固定。多個上部電極43配置在多個MR膜50上。各 個上部電極43細長，將在下部電極42的長度方向鄰接的兩個下部電極42上配置并鄰接的 兩個MR膜50的反鐵磁性層54彼此電連接。多個上部電極43與多個下部電極42同樣地， 作為全體排列成曲折狀。通過這種結(jié)構(gòu)，圖5和圖6所示的MR元件具有通過多個下部電極 42和多個上部電極43串聯(lián)連接的多個MR膜50。另外，MR膜50中的層51 54的配置可 以是與圖6所示的配置上下相反。
接著，參照圖7至圖10，對磁性傳感器1的作用和效果進行說明。在磁性傳感器1 中，通過第一檢測部10，基于第一和第二檢測電路11、12的輸出信號求出作為第一角度θ 1 的檢測值的第一檢測角度θ Is。此外，通過第二檢測部20，基于第三和第四檢測電路21、22 的輸出信號求出作為第二角度θ 2的檢測值的第二檢測角度9 2s。而且，基于第一檢測角 度θ Is和第二檢測角度θ 2s，通過第三運算電路30，算出外部磁場MF在基準位置冊上的 方向DM相對于基準方向DR所成的角度θ的檢測值θ s。在本實施方式中，檢測電路11、12、21、22的各輸出信號的波形理想地是成為正弦 曲線。但是，實際上，通過因MR元件導(dǎo)致MR元件的輸出信號波形失真，從而檢測電路11、 12、21、22的各輸出信號的波形從正弦曲線失真。作為因MR元件導(dǎo)致MR元件的輸出信號波 形失真的情況，例如有MR元件的磁化固定層的磁化方向因外部磁場MF等的影響而變動的 情況、MR元件的自由層的磁化方向因自由層的形狀各向異性、矯頑磁力等的影響而與外部 磁場MF的方向不一致的情況。圖7示出了檢測電路的輸出信號的波形失真的方式。在圖 7中，以檢測電路11、12、21、22為代表，示出了檢測電路12的輸出信號的波形。在圖7中， 橫軸表示角度θ，縱軸表示檢測電路12的輸出信號cos θ Is。附圖標記60表示理想的正 弦曲線。附圖標記61、62所示的兩個波形表示因MR元件而失真的波形。如上所述由于因MR元件而導(dǎo)致檢測電路11、12的輸出信號的波形失真，所以第一 檢測角度θ Is包含相對于在外部磁場MF的方向DM理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的第一角度 θ 1的理論值的第一角度誤差d θ 1。同樣地，由于因MR元件而導(dǎo)致檢測電路21、22的輸出 信號的波形失真，所以第二檢測角度θ 2s包含相對于在外部磁場MF的方向DM理想地旋轉(zhuǎn) 的情況下假想的第二角度θ 2的理論值的第二角度誤差d θ 2。第一角度誤差d θ 1和第二 角度誤差d θ 2伴隨著外部磁場MF的方向DM的變化而以彼此相等的誤差周期呈周期性地 變化，而且第一角度誤差d θ 1的變化依賴于第一檢測角度θ Is的變化，第二角度誤差d θ 2 的變化依賴于第二檢測角度θ 2s的變化。在檢測電路的輸出信號的波形如圖7所示失真 的情況下，誤差周期為各檢測電路11、12、21、22的輸出信號的周期的1/4、即π/2(90° )。圖8示出了第一檢測角度θ Is與第一角度誤差de 1的關(guān)系。在圖8中，橫軸表 示角度θ、θ 1，縱軸表示角度θ 1、第一檢測角度θ Is以及第一角度誤差d θ 1。另外，在 圖8中，為了方便，對于縱軸上的角度θ和第一檢測角度θ Is的值，實際的角度在90° 270°的范圍內(nèi)以減去180°的值表示，實際的角度在270° 360°的范圍內(nèi)以減去360° 的值表示。在此后說明中使用的與圖8同樣的圖中，也使用與圖8同樣的表示方法。第二 檢測角度θ 2s與第二角度誤差d θ 2的關(guān)系和圖8相同。在本實施方式中，第一檢測角度θ Is的相位與第二檢測角度θ 2s的相位之間的 相位差為誤差周期的1/2即π/4(45° )。為了實現(xiàn)這一點，在本實施方式中，使第二方向 D2相對于第一方向D1，針對外部磁場MF的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。根據(jù)本實施方式，能夠?qū)⒌?一角度誤差d θ 1和第二角度誤差d θ 2抵消。參照圖9和圖10對該情況進行說明。在圖9 中，(a)表示圖8所示的第一檢測角度θ Is與第一角度誤差de 1的關(guān)系。在圖9中，(b) 表示第二檢測角度θ 2s與第二角度誤差de 2的關(guān)系。在圖9所示的例子中，第一角度誤 差del和第二角度誤差de 2的振幅為士 6. 7°。在本實施方式中，使第一檢測角度θ Is 和第二檢測角度θ 2s的相位之間的相位差為誤差周期的1/2即π/4的奇數(shù)倍。而且，使 用第一檢測角度θ Is和第二檢測角度θ 2s，算出角度θ的檢測值θ s。因此，在算出檢測值θ s時，第一角度誤差d θ 1的相位和第二角度誤差d θ 2的相位相互反相。由此，第一角 度誤差d θ 1和第二角度誤差d θ 2抵消。圖10表示如上所述算出的檢測值θ s與該檢測值θ s所含的角度誤差d θ的關(guān) 系。如圖10所示，角度誤差de與第一角度誤差de 1和第二角度誤差de 2相比，大幅變 小。在圖 ο所示的例子中，角度誤差d Θ的振幅為士 0.3°。另外，第一檢測角度Θ Is與第二檢測角度Θ 2s的相位差不限于誤差周期的1/2， 只要是誤差周期的1/2的奇數(shù)倍即可。在這種情況下，第一角度誤差d θ 1和第二角度誤差 de 2抵消，能夠大幅降低檢測值θ S所含的角度誤差(1Θ。在本實施方式中，第一位置PI 和第二位置Ρ2針對外部磁場MF的旋轉(zhuǎn)方向是相同的位置。在這種情況下，通過使第一方 向Dl和第二方向D2針對外部磁場MF的旋轉(zhuǎn)方向相差相當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍的 空間上的角度，從而能夠使第一檢測角度θ Is與第二檢測角度θ 2s的相位差為誤差周期 的的奇數(shù)倍。在圖2所示的例子中，使第一方向Dl和第二方向D2針對外部磁場MF的 旋轉(zhuǎn)方向相差相當于誤差周期的1/2的空間上的角度即45°。此外，在本實施方式中，除了 MR元件中的磁化固定層的磁化方向以外，使用完全 相同結(jié)構(gòu)的兩個檢測部10、20校正檢測角度。因此，即使各檢測部中的角度誤差是溫度的 函數(shù)，也能夠包含溫度引起的角度誤差的變動量而抵消各檢測部中的角度誤差，校正檢測 角度。因此，根據(jù)本實施方式，最終能夠獲得溫度引起的誤差變動較少的角度檢測值。接著，參照圖11至圖14，對磁性傳感器1的使用方法的另一例進行說明。圖11和 圖12分別示出通過磁性傳感器1對從1組以上的N極和S極交替排列成環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)體71 的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在這些例子中，圖11、圖12中的紙面成 為XY平面，垂直于紙面的方向為Z方向。外部磁場以Z方向為中心旋轉(zhuǎn)。另外，在圖11、 圖12所示的例子中，旋轉(zhuǎn)體71包含兩組的N極和S極。在這種情況下，在旋轉(zhuǎn)體71進行 一個旋轉(zhuǎn)的期間，外部磁場進行兩個旋轉(zhuǎn)。在圖11所示的例子中，將第一檢測部10表示外部磁場方向時的基準方向即第一 方向Dl設(shè)定為旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向。第二檢測部20表示外界磁場方向時的基準方向即 第二方向D2在XY平面內(nèi)，相對于第一方向Dl，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°在圖12所示的例子中，使第一方向Dl與第二方向D2所成的角度為45°，同時，使 第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面內(nèi)，相對于旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向傾斜。方向D1、D2 各自相對于旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向所成的角度優(yōu)選為絕對值相等的值即22. 5°和-22. 5°。 這是因為，在該情況中，檢測部10和外部磁場的位置關(guān)系與檢測部20和外部磁場的位置關(guān) 系相同，不需要進行這些位置關(guān)系不同所引起的校正。圖13和圖14分別表示通過磁性傳感器1對從多組的N極和S極交替排列成直線 狀且在N極和S極并排的方向移動的移動體72的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測 的例子。在這些例子中，圖13、圖14中的紙面成為XY平面，垂直于紙面的方向為Z方向。 外部磁場以Z方向為中心旋轉(zhuǎn)。在圖13所示的例子中，將第一方向Dl在XY平面內(nèi)設(shè)定為與移動體72的移動方 向正交的方向。第二方向D2在XY平面內(nèi)相對于第一方向D1，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾 斜 45°。在圖14所示的例子中，使第一方向Dl與第二方向D2所成的角度為45°，同時，使第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面內(nèi)相對于與移動體72的移動方向正交的方向傾 斜。與圖12所示的例子同樣地，方向Dl、D2各自相對于與移動體72的移動方向正交的方 向所成的角度優(yōu)選為絕對值相等的值即22. 5°和-22. 5°。(第二實施方式)接著，參照圖15至圖17，對本發(fā)明第二實施方式的磁性傳感器進行說明。在本實 施方式的磁性傳感器1中，使第一檢測部10檢測外部磁場MF的位置即第一位置Pl與第二 檢測部20檢測外部磁場MF的位置即第二位置P2為相互不同的位置。即，在本實施方式中， 第一檢測部10和第二檢測部20配置在不同的位置。第一位置Pl與第二位置P2的偏移相 當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。圖15表示與第一實施方式中的圖11和圖12所示的例子同樣地通過磁性傳感器 1對從旋轉(zhuǎn)體71的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，旋轉(zhuǎn)體71 包含2組的N極和S極，在旋轉(zhuǎn)體71進行一個旋轉(zhuǎn)的期間，外部磁場進行兩個旋轉(zhuǎn)。在這種 情況下，檢測電路11、12、21、22的輸出信號中的1周期即電氣角360°相當于旋轉(zhuǎn)體71的 1/2旋轉(zhuǎn)即旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角180°。誤差周期為檢測電路的輸出信號的周期的1/4，這相 當于電氣角90°、旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角45°。在本實施方式中，第一位置Pl與第二位置P2 的偏移為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍、即電氣角45°的奇數(shù)倍、旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角22. 5°的 奇數(shù)倍。在圖15中，示出使第一位置Pl與第二位置P2的偏移為旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角22. 5° 的例子。此外，在圖15所示的例子中，將第一檢測部10表示外部磁場方向時的基準方向即 第一方向Dl和第二檢測部20表示外部磁場方向時的基準方向即第二方向D2都設(shè)定為旋 轉(zhuǎn)體71的半徑方向。由此，第一檢測角度θ Is與第二檢測角度θ 2s的相位差成為誤差周 期的1/2的奇數(shù)倍、即電氣角45°的奇數(shù)倍、旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角22. 5°的奇數(shù)倍。圖16示出與第一實施方式中的圖13和圖14所示的例子同樣地通過磁性傳感器 1對從移動體72的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，當移動體 72以1節(jié)距量即N極和S極的1組量移動時，外部磁場進行1個旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，檢測 電路11、12、21、22的輸出信號中的1周期即電氣角360°相當于移動體72的1節(jié)距。誤差 周期為檢測電路的輸出信號的周期的1/4，這相當于1/4節(jié)距。在本實施方式中，第一位置 Pl與第二位置P2的偏移為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍、即1/8節(jié)距的奇數(shù)倍。在圖16中，示 出使第一位置Pl與第二位置P2的偏移為1/8節(jié)距的例子。此外，在圖16所示的例子中，將第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面內(nèi)設(shè)定為 與移動體72的移動方向正交的方向。由此，第一檢測角度θ Is與第二檢測角度θ 2s的相 位差成為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍、即電氣角45°的奇數(shù)倍、1/8節(jié)距的奇數(shù)倍。根據(jù)本實施方式，由于與第一實施方式同樣地，第一檢測角度θ Is與第二檢測角 度θ 2s的相位差是誤差周期的1/2的奇數(shù)倍，所以第一角度誤差d θ 1與第二角度誤差 d θ 2抵消，能夠大幅降低檢測值θ s所含的角度誤差d θ。圖17是表示將第一檢測部10中的電橋電路14、16 —體化后的組件140的一例的 平面圖。該組件140具備基板141、在該基板141上設(shè)置的電橋電路14、16。電橋電路14、 16的多個端口在基板141上，配置在基板141的周緣附近。在基板141上設(shè)有圓形的MR元 件配置區(qū)域。該MR元件配置區(qū)域在圓周方向上分割為8個分割區(qū)域。在該8個分割區(qū)域，分別配置有MR元件Rll R14、R21 R24。此外，在基板141，為了將多個MR元件與多個 端口電連接而形成有布線。將第二檢測部20中的電橋電路24、26 —體化后的組件也可以 與組件140同樣地構(gòu)成。另外，在本實施方式中，由于將第一檢測部10和第二檢測部20配置在相互不同的 位置，所以可能由于檢測部10、20的安裝精度的問題，引起第一位置Pl和第二位置P2的偏 移量從所希望的值偏移，第一檢測角度θ Is和第二檢測角度θ 2s的相位差從所希望的即 電氣角45°的奇數(shù)倍偏移。這里，將該第一檢測角度θ Is和第二檢測角度θ 2s的相位差 從所希望的值的偏移量表示為士 α。在本實施方式中，能夠從第一檢測角度θ Is和第二 檢測角度θ 2s的峰值相位差等，估計士 α的值。而且，通過替代式(1)使用下式(5)算出 θ s，從而校正偏移量士 α的量，能夠檢測出更加正確的角度θ。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /4士 α )/2· · · (5)本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一實施方式相同。(第三實施方式)接著，參照圖18，對本發(fā)明第三實施方式的磁性傳感器進行說明。圖18是表示本 實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)的電路圖。在本實施方式的磁性傳感器1中，檢測電路11、 12、21、22都替代惠斯登電橋電路而具有半橋電路，不具有差分檢測器。檢測電路11具有串聯(lián)連接并在電源端口 Vl和接地端口 Gl之間設(shè)置的一對磁性 檢測元件(MR元件)R11、R12。從磁性檢測元件R11、R12的連接點取得檢測電路11的輸出 信號。檢測電路12具有串聯(lián)連接并在電源端口 V2和接地端口 G2之間設(shè)置的一對磁性檢 測元件(MR元件)R21、R22。從磁性檢測元件R21、R22的連接點取得檢測電路12的輸出信 號。檢測電路21具有串聯(lián)連接并在電源端口 V3和接地端口 G3之間設(shè)置的一對磁性 檢測元件(MR元件)R31、R32。從磁性檢測元件R31、R32的連接點取得檢測電路21的輸出 信號。檢測電路22具有串聯(lián)連接并在電源端口 V4和接地端口 G4之間設(shè)置的一對磁性檢 測元件(MR元件)R41、R42。從磁性檢測元件R41、R42的連接點取得檢測電路22的輸出信號。各磁性檢測元件(MR元件)Rll、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42的磁化固定層 的磁化方向與圖3中相同附圖標記的磁性檢測元件(MR元件)的磁化固定層的磁化方向相 同。本實施方式的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一實施方式相同。(第四實施方式)接著，參照圖19，對本發(fā)明第四實施方式的磁性傳感器進行說明。圖19是表示本 實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)的電路圖。在本實施方式的磁性傳感器1中，作為電橋電 路14、16、24、26中全部的磁性檢測元件，使用AMR(各向異性磁阻效應(yīng))元件。在這種情況 中，在外部磁場進行一個旋轉(zhuǎn)的期間，檢測電路11、12、21、22的輸出信號變化兩個周期的 量。因此，本實施方式中的檢測電路11、12、21、22的輸出信號的周期相當于外部磁場的1/2 旋轉(zhuǎn)，成為第一實施方式中的檢測電路11、12、21、22的輸出信號的周期的1/2。此外，在本 實施方式中，誤差周期也成為第一實施方式中的誤差周期的1/2。在本實施方式中，第二檢測部20表示外部磁場方向時的基準方向即第二方向D2在XY平面內(nèi)，相對于第一檢測部10表示外部磁場方向時的基準方向即第一方向Dl，針對外 部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜22. 5°。在本實施方式中，第三運算電路30替代式⑴使用下式(6)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /8)/2. . . (6)另外，在本實施方式中，也可以使第二方向D2在XY平面內(nèi)，相對于第一方向D 1 針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜-22. 5°。在這種情況中，第三運算電路30替代式(6)使用 下式⑵算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s-π /8)/2. . . (7)與第一實施方式同樣地，在本實施方式中也是，第一檢測角度θ Is和第二檢測角 度θ 2s的相位差是誤差周期的1/2的奇數(shù)倍，由此，第一角度誤差d θ 1與第二角度誤差 d θ 2抵消，能夠大幅降低檢測值θ s所含的角度誤差d θ。在本實施方式中，在如圖11至圖14所示的例子那樣使用磁性傳感器1的情況下， 使第二方向D2在XY平面內(nèi)，相對于第一方向D1，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜22. 5°。在 如圖12所示的例子那樣使用磁性傳感器1的情況下，優(yōu)選方向Dl、D2各自相對于旋轉(zhuǎn)體71 的半徑方向所成的角度為絕對值相等的值即11.25°和-11.25°。同樣地，在如圖14所示 的例子那樣使用磁性傳感器1的情況下，優(yōu)選方向D1、D2各自相對于與移動體72的移動方 向正交的方向所成的角度為絕對值相等的值即11.25°和-11. 25°。此外，在本實施方式中，也可以與第二實施方式同樣地，將第一檢測部10和第二 檢測部20配置在不同的位置，使第一位置Pl和第二位置P2為相互不同的位置。在這種情 況中，使第一位置Pl和第二位置P2的偏移成為與誤差周期的1/2的奇數(shù)倍相當?shù)牧俊Ｔ?這種情況下，在通過磁性傳感器1對從圖15所示的旋轉(zhuǎn)體71的外周部產(chǎn)生的外部磁場的 方向進行檢測時，第一位置Pl和第二位置P2的偏移為旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角11. 25°的奇數(shù) 倍。此外，在通過磁性傳感器1對從圖16所示的移動體72的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方 向進行檢測時，使第一位置Pl和第二位置P2的偏移為1/16節(jié)距的奇數(shù)倍。本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一實施方式相同。另外，在本實施方式 中，也可以替代AMR元件而使用霍爾元件。(第五實施方式)接著，對本發(fā)明第五實施方式的磁性傳感器進行說明。本實施方式的磁性傳感器 1適于降低因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差。首先，參照圖20至圖22，對因外部磁場而產(chǎn)生 角度誤差的理由進行說明。圖20表示通過磁性傳感器1對從1組以上的N極和S極交替 排列成環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)體71的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，將 旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向的外部磁場的成分作為Hr，在XY平面內(nèi)，將與Hr正交的外部磁場的 成分作為H θ。圖21表示通過磁性傳感器1對從多組的N極和S極交替排列成直線狀且 在N極和S極并排的方向移動的移動體72的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例 子。在該例子中，在XY平面內(nèi)，將與移動體72的移動方向正交的方向的外部磁場的成分作 為Hr，在XY平面內(nèi)，將與Hr正交的外部磁場的成分作為H θ。這里，在圖20或圖21所示的例子中，考慮通過第一檢測部10檢測外部磁場方向 而獲得第一檢測角度θ Is的情況。圖22示出該情況中的Ηγ、ΗΘ、θ Is以及第一角度誤差 d θ 1的關(guān)系的一例。在圖22中，橫軸表示外部磁場MF的方向DM相對于基準方向DR所成的角度θ，縱軸表示Hr、H9、θ Is、d θ 1。在圖20或圖21所示的例子中，存在外部磁場的 方向或外部磁場的一個方向的成分的強度不以正弦函數(shù)方式變化的情況。在這種情況下， 第一檢測角度θ Is包含第一角度誤差d θ 1。該情況中的第一角度誤差d θ 1的變化依賴于 外部磁場方向的變化。第一角度誤差d θ 1的誤差周期為外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/2。 同樣地，在通過第二檢測部20檢測外部磁場方向而獲得第二檢測角度θ 2s的情況下也是， 第二檢測角度θ 2s包含依賴于外部磁場方向的變化而變化的第二角度誤差d θ 2。接著，參照圖20和圖21，對本實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)進行說明。在本實 施方式的磁性傳感器1中，使第一檢測部10檢測外部磁場MF的位置即第一位置Pl與第二 檢測部20檢測外部磁場MF的位置即第二位置Ρ2為相互不同的位置。即，在本實施方式 中，第一檢測部10和第二檢測部20配置在不同的位置。第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏 移相當于誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。這相當于外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4的奇數(shù)倍。 在圖20和圖21中，示出使第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移相當于誤差周期的1/2的量 的例子。此外，在圖20所示的例子中，將第一檢測部10表示外部磁場方向時的基準方向即 第一方向Dl和第二檢測部20表示外部磁場方向時的基準方向即第二方向D2，都設(shè)定為旋 轉(zhuǎn)體71的半徑方向。在圖21所示的例子中，將第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面內(nèi) 設(shè)定為與移動體72的移動方向正交的方向。在這些例子中，第一檢測角度θ Is和第二檢測 角度θ 2s的相位差成為外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4(電氣角90° )。在這些例子中， 第三運算電路30利用下式⑶算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /2)/2. . . (8)接著，參照圖23和圖24，對能通過本實施方式的磁性傳感器1降低因外部磁場而 產(chǎn)生的角度誤差的情況進行說明。在圖23中，(a)表示第一檢測角度θ Is與第一角度誤差 d θ 1的關(guān)系。在圖23中，(b)表示第二檢測角度θ 2s與第二角度誤差d θ 2的關(guān)系。在圖 23所示的例子中，第一角度誤差d θ 1和第二角度誤差d θ 2的振幅為士5. 45°。在本實施 方式中，使第一位置Pl和第二位置Ρ2錯開相當于誤差周期的1/2(電氣角90° )的奇數(shù)倍 的量。而且，使用第一檢測角度θ Is和第二檢測角度θ 2s，算出角度θ的檢測值θ s。因 此，在算出檢測值θ s時，第一角度誤差d θ 1的相位和第二角度誤差d θ 2的相位成為相互 反相。由此，第一角度誤差de 1和第二角度誤差de 2抵消。圖24表示如上所述算出的檢測值θ s與該檢測值θ s所含的角度誤差d θ的關(guān) 系。如圖24所示，角度誤差de與第一角度誤差(1Θ 1和第二角度誤差(1Θ 2相比，大幅變 小。在圖24所示的例子中，角度誤差d θ的振幅為士 0.6°。另外，第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移量不限于與誤差周期的1/2相當?shù)牧?，?要為與誤差周期的1/2的奇數(shù)倍相當?shù)牧考纯?。在這種情況中，第一角度誤差de ι和第二 角度誤差d θ 2抵消，能夠大幅降低檢測值θ S所含的角度誤差d θ。此外，在本實施方式中，第一檢測角度θ Is和第二檢測角度θ 2s的相位差不限于 電氣角90°而可以為任意大小。當設(shè)第一檢測角度θ Is和第二檢測角度92s的相位差為 β時，第三運算電路30利用下式(9)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+^)/2. . . (9)本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一實施方式相同。另外，在本實施方式中，也可以使檢測電路11、12、21、22為第三或第四實施方式中的結(jié)構(gòu)。(第六實施方式)接著，對本發(fā)明第六實施方式的磁性傳感器進行說明。本實施方式的磁性傳感器 1能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成分、以及因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分 的兩方。首先，參照圖25和圖26，對有時角度誤差包含因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成 分、以及因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的情況進行說明。圖25表示與圖20所示的 例子同樣地通過磁性傳感器1對從旋轉(zhuǎn)體71的外周部產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的 例子。圖26與圖21所示的例子同樣地，表示通過磁性傳感器1對從移動體72的外周部產(chǎn) 生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在這些例子中，如在第五實施方式中說明的那樣，存 在第一和第二檢測角度9 1s、θ 2s分別包含因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的情況。 此外，如在第一實施方式中說明的那樣，存在第一和第二檢測角度θ Is、92s分別包含因 MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成分的情況。因此，存在第一檢測角度θ Is中的第一角度誤差d θ 1和第二檢測角度θ 2s中的 第二角度誤差d θ 2分別包含因外部磁場而產(chǎn)生的第一誤差成分和因MR元件而產(chǎn)生的第二 誤差成分的情況。第一誤差成分依賴于外部磁場方向的變化，按照外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周 期的1/2即電氣角180°的第一誤差周期變化。第二誤差成分按照檢測電路11、12、21、22 的輸出信號的周期的1/4即電氣角90°的第二誤差周期變化。接著，對本實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)進行說明。在本實施方式的磁性傳感 器1中，與第五實施方式同樣地，將第一檢測部10和第二檢測部20配置在不同的位置，使 第一位置Pl和第二位置Ρ2為相互不同的位置。第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移相當于 第一誤差周期的1/2(電氣角90° )的奇數(shù)倍。這相當于外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4 的奇數(shù)倍。在圖25和圖26中，表示使第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移為相當于第一誤 差周期的1/2 (電氣角90° )的量的例子。此外，在本實施方式中，使第一檢測角度θ Is的相位和第二檢測角度θ 2s的相位 之間的相位差為第二誤差周期的1/2 (電氣角45° )的奇數(shù)倍。具體而言，在圖25所示的 例子中，使第二方向D2在XY平面內(nèi)，從旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向傾斜45°。由此，第一檢測 角度θ Is和第二檢測角度θ 2s的相位差成為第二誤差周期的1/2 (電氣角45° )的3倍 即電氣角135°。此外，在圖26所示的例子中，使第二方向D2在XY平面內(nèi)，從與移動體72 的移動方向正交的方向傾斜45°。在這種情況下也是，第一檢測角度θ Is和第二檢測角度 θ 2s的相位差成為第二誤差周期的1/2 (電氣角45° )的3倍即電氣角135°。在圖25和圖26所示的例子中，第三運算電路30利用下式(10)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /2+31 /4)/2. . . (10)如上所述，在本實施方式中，使第一位置Pl和第二位置P2錯開與第一誤差周期的 1/2(電氣角90° )的奇數(shù)倍相當?shù)牧?。由此，在算出檢測值θ s時，第一角度誤差(1Θ1中 的第一誤差成分的相位與第二角度誤差d θ 2中的第一誤差成分的相位成為相互反相。由 此，第一角度誤差d θ 1中的第一誤差成分與第二角度誤差d θ 2中的第一誤差成分抵消。進而，在本實施方式中，使第一檢測角度θ Is的相位和第二檢測角度θ 2s的相位 之間的相位差為第二誤差周期的1/2 (電氣角45° )的奇數(shù)倍。由此，在算出檢測值θ s時，第一角度誤差d θ 1中的第二誤差成分的相位和第二角度誤差d θ 2中的第二誤差成分的相 位成為相互反相。由此，第一角度誤差d θ 1中的第二誤差成分和第二角度誤差d θ 2中的 第二誤差成分抵消。通過以上的作用，根據(jù)本實施方式，能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成 分、以及因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的兩方。本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一或第五實施方式相同。此外，在本實 施方式中，也可以使檢測電路11、12、21、22為第三或第四實施方式中的結(jié)構(gòu)。(第七實施方式)接著，對本發(fā)明第七實施方式的磁性傳感器進行說明。本實施方式的磁性傳感器1 與第六實施方式同樣地，能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成分、以及因外部磁場而 產(chǎn)生的角度誤差的成分的兩方。圖27是表示本實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖27所示，本實施方 式的磁性傳感器1具備第一和第二復(fù)合檢測部110Α、110Β以及第四運算電路111。第四運 算電路111例如可以通過微型計算機實現(xiàn)。復(fù)合檢測部110Α、110Β的結(jié)構(gòu)分別與第五實施方式的磁性傳感器1的結(jié)構(gòu)相同。 具體而言，復(fù)合檢測部IlOA具備與第一檢測部10、第二檢測部20和第三運算電路30同樣 結(jié)構(gòu)的第一檢測部10Α、第二檢測部20Α和第三運算電路30Α。同樣地，復(fù)合檢測部IlOB具 備與第一檢測部10、第二檢測部20和第三運算電路30同樣結(jié)構(gòu)的第一檢測部10Β、第二檢 測部20Β和第三運算電路30Β。第一復(fù)合檢測部IlOA求出第一基準位置PRA上的外部磁場的方向相對于第一基 準方向DRA所成的角度ΘΑ的檢測值0As。同樣地，第二復(fù)合檢測部IlOB求出第二基準位 置PRB上的外部磁場的方向相對于第二基準方向DRB所成的角度θ B的檢測值0Bs。第四 運算電路111基于通過復(fù)合檢測部110A、110B得到的檢測值θ As、9 88，算出基準位置冊 上的外部磁場的方向相對于基準方向DR所成的角度θ的檢測值θ s。檢測部10Α、20Α的相對位置關(guān)系與第五實施方式中的檢測部10、20的相對位置關(guān) 系相同。檢測部10Β、20Β的相對位置關(guān)系也與第五實施方式中的檢測部10、20的相對位置 關(guān)系相同。在本實施方式中，檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁場 方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/8即電氣角45°相當?shù)牧科频奈恢?。圖28表示與圖20所示的例子同樣地通過磁性傳感器1對從旋轉(zhuǎn)體71的外周部 產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，檢測部10Α、20Α配置在與圖20所示 的檢測部10、20相同的位置。檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁 場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/8(電氣角45° )相當?shù)牧?、即旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角22. 5°偏移的位 置。此外，在該例子中，將檢測部10Α、20Α、10Β、20Β表示外部磁場方向時的基準方向均設(shè)定 為旋轉(zhuǎn)體71的半徑方向。圖29表示與圖21所示的例子同樣地通過磁性傳感器1對從移動體72的外周部 產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，檢測部10Α、20Α配置在與圖21所示 的檢測部10、20相同的位置。檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁場 方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/8(電氣角45° )相當?shù)牧?、即移動體72的1/8節(jié)距偏移的位置。此 外，在該例子中，將檢測部10Α、20Α、10Β、20Β表示外部磁場方向時的基準方向均在XY平面內(nèi)設(shè)定為與移動體72的移動方向正交的方向。在圖28和圖29所示的例子中，檢測值θ As的相位和檢測值θ Bs的相位之間的 相位差為電氣角45°。接著，參照圖30和圖31，對本實施方式的磁性傳感器1的作用和效果進行說明。 與第六實施方式同樣地，在本實施方式中也是，檢測部10Α、20Α、10Β、20Β的檢測角度中的 角度誤差包含因外部磁場而產(chǎn)生的第一誤差成分、以及因MR元件而產(chǎn)生的第二誤差成分。第一復(fù)合檢測部IlOA求出第一基準位置PRA上的外部磁場的方向相對于第一基 準方向DRA所成的角度θ A的檢測值θ As。第二復(fù)合檢測部IlOB求出第二基準位置PRB 上的外部磁場的方向相對于第二基準方向DRB所成的角度θ B的檢測值0Bs。按照在第五 實施方式中說明的原理，在檢測值θ As、θ Bs中，第一誤差成分被降低了。但是，在檢測值 θ As、θ Bs中，包含第二誤差成分。在本實施方式中，基于通過復(fù)合檢測部110Α、110Β得到的檢測值0As、0Bs，通過 第四運算電路111，算出基準位置ra上的外部磁場的方向相對于基準方向DR所成的角度 θ的檢測值θ s。此時，檢測值θ As的相位和檢測值θ Bs的相位之間的相位差為第二誤 差周期的1/2 (電氣角45° )。第四運算電路111利用下式(11)算出θ s。θ s = (θ As+θ Bs+π/4)/2... (11)在本實施方式中，在算出檢測值θ s時，檢測值QAs中的第二誤差成分的相位與 檢測值θ Bs中的第二誤差成分的相位成為相互反相。由此，檢測值9As中的第二誤差成 分和檢測值θ Bs中的第二誤差成分抵消。參照圖30和圖31對該情況進行說明。在圖30中，(a)表示檢測值θ As與其所含的角度誤差d θ A的關(guān)系。在圖30中， (b)表示檢測值θ Bs與其所含的角度誤差d θ B的關(guān)系。角度誤差d θ A、d θ B的主要成分 為第二誤差成分。因此，角度誤差(1ΘΑ、(1ΘΒ的周期成為第二誤差周期(電氣角90° )。 在圖30所示的例子中，角度誤差(1ΘΑ、(1ΘΒ的振幅為士0.6°。在本實施方式中，如上所 述，檢測值θ As的相位與檢測值θ Bs的相位之間的相位差為第二誤差周期的1/2 (電氣角 45° )。因此，在算出檢測值θ s時，角度誤差de A的相位與角度誤差(1ΘΒ的相位成為相 互反相。由此，角度誤差d θ A和角度誤差d θ B抵消。圖31表示如上所述算出的檢測值θ s與該檢測值θ s所含的角度誤差d θ的關(guān) 系。如圖31所示，角度誤差de與角度誤差(1ΘΑ、(1ΘΒ相比，大幅變小。在圖31所示的例 子中，角度誤差(1Θ的振幅為士0.09°。另外，檢測值eAs與檢測值eBs的相位差不限于 第二誤差周期的1/2，只要為第二誤差周期的1/2的奇數(shù)倍即可。按照以上的作用，根據(jù)本實施方式，能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成 分、以及因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的兩方。本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一或第五實施方式相同。另外，在本實 施方式中，也可以使檢測電路為第三或第四實施方式中的結(jié)構(gòu)。(第八實施方式)接著，對本發(fā)明第八實施方式的磁性傳感器進行說明。本實施方式的磁性傳感器1 與第六和第七實施方式同樣地，能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成分、以及因外部 磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的兩方。本實施方式的磁性傳感器1與第七實施方式同樣地，具備第一和第二復(fù)合檢測部
22110A、110B、以及第四運算電路111。本實施方式的磁性傳感器1的基本結(jié)構(gòu)如圖27所示。 但是，如下所述，本實施方式中的復(fù)合檢測部110A、110B也有與第七實施方式中的復(fù)合檢 測部110A、1 IOB不同的方面。本實施方式中的復(fù)合檢測部110A、110B的結(jié)構(gòu)分別與第一實施方式的磁性傳感 器1的結(jié)構(gòu)相同。具體而言，復(fù)合檢測部IlOA具備與第一檢測部10、第二檢測部20和第三 運算電路30同樣結(jié)構(gòu)的第一檢測部10A、第二檢測部20A和第三運算電路30A。同樣地，復(fù) 合檢測部IlOB具備與第一檢測部10、第二檢測部20和第三運算電路30同樣結(jié)構(gòu)的第一檢 測部10B、第二檢測部20B和第三運算電路30B。第一復(fù)合檢測部IlOA求出第一基準位置PRA上的外部磁場的方向相對于第一基 準方向DRA所成的角度ΘΑ的檢測值0As。同樣地，第二復(fù)合檢測部IlOB求出第二基準位 置PRB上的外部磁場的方向相對于第二基準方向DRB所成的角度θ B的檢測值eBs。第四 運算電路111基于通過復(fù)合檢測部110A、110B得到的檢測值θ As、9 88，算出基準位置冊 上的外部磁場的方向相對于基準方向DR所成的角度θ的檢測值θ s。檢測部10Α、20Α的相對位置關(guān)系與第一實施方式中的檢測部10、20的相對位置關(guān) 系相同。檢測部10Β、20Β的相對位置關(guān)系也與第一實施方式中的檢測部10、20的相對位置 關(guān)系相同。在本實施方式中，檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁場 方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4即電氣角90°相當?shù)牧科频奈恢?。圖32表示與圖11所示的例子同樣地通過磁性傳感器1對從旋轉(zhuǎn)體71的外周部 產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，檢測部10Α、20Α配置在與圖11所示 的檢測部10、20相同的位置。檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁場 方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4(電氣角90° )相當?shù)牧?、即旋轉(zhuǎn)體71的旋轉(zhuǎn)角45°偏移的位置。此外，在圖32所示的例子中，將檢測部10AU0B各自中的第一方向設(shè)定為旋轉(zhuǎn)體 71的半徑方向。檢測部20Α中的第二方向在XY平面內(nèi)，相對于檢測部IOA中的第一方向， 針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。同樣地，檢測部20Β中的第二方向在XY平面內(nèi)，相對 于檢測部IOB中的第一方向，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。另外，也可以將檢測部 10Α、20Α配置在與圖12所示的檢測部10、20相同的位置，相對于該檢測部10Α、20Α，將檢測 部10Β、20Β配置在以與外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4(電氣角90° )相當?shù)牧?、即旋轉(zhuǎn)體 71的旋轉(zhuǎn)角45°偏移的位置。圖33表示與圖13所示的例子同樣地通過磁性傳感器1對從移動體72的外周部 產(chǎn)生的外部磁場的方向進行檢測的例子。在該例子中，檢測部10Α、20Α配置在與圖13所示 的檢測部10、20相同的位置。檢測部10Β、20Β相對于檢測部10Α、20Α，配置在以與外部磁場 方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4(電氣角90° )相當?shù)牧?、即移動體72的1/4節(jié)距偏移的位置。此 外，在該例子中，將檢測部10Α、IOB各自中的第一方向在XY平面內(nèi)設(shè)定為與移動體72的移 動方向正交的方向。檢測部20Α中的第二方向在XY平面內(nèi)，相對于檢測部IOA中的第一方 向，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。同樣地，檢測部20Β中的第二方向在XY平面內(nèi)，相 對于檢測部IOB中的第一方向，針對外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向傾斜45°。另外，也可以將檢測部 10Α、20Α配置在與圖14所示的檢測部10、20相同的位置，相對于該檢測部10Α、20Α，將檢測 部10Β、20Β配置在以與外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/4(電氣角90° )相當?shù)牧俊⒓匆苿芋w 72的1/4節(jié)距偏移的位置。
在圖32和圖33所示的例子中，檢測值θ As的相位與檢測值θ Bs的相位之間的 相位差為電氣角90°。接著，參照圖34和圖35，對本實施方式的磁性傳感器1的作用和效果進行說明。 與第六和第七實施方式同樣地，在本實施方式中也是，檢測部10Α、20Α、10Β、20Β的檢測角 度中的角度誤差包含因外部磁場而產(chǎn)生的第一誤差成分、以及因MR元件而產(chǎn)生的第二誤 差成分。第一復(fù)合檢測部IlOA求出第一基準位置PRA上的外部磁場的方向相對于第一基 準方向DRA所成的角度θ A的檢測值θ As。第二復(fù)合檢測部IlOB求出第二基準位置PRB 上的外部磁場的方向相對于第二基準方向DRB所成的角度θ B的檢測值0Bs。按照在第一 實施方式中說明的原理，在檢測值θ As、θ Bs中，第二誤差成分被降低了。但是，在檢測值 θ As、θ Bs中，包含第一誤差成分。在本實施方式中，基于通過復(fù)合檢測部110Α、1 IOB得到的檢測值0As、0Bs，通過 第四運算電路111，算出基準位置ra上的外部磁場的方向相對于基準方向DR所成的角度 θ的檢測值θ s。此時，檢測值θ As的相位和檢測值θ Bs的相位之間的相位差為第一誤 差周期的1/2 (電氣角90° )。第四運算電路111利用下式(12)算出θ s。θ s = ( θ As+ θ Bs+π /2)/2. . . (12)在本實施方式中，在算出檢測值θ s時，檢測值QAs中的第一誤差成分的相位與 檢測值θ Bs中的第一誤差成分的相位成為相互反相。由此，檢測值9As中的第一誤差成 分和檢測值θ Bs中的第一誤差成分抵消。參照圖34和圖35對該情況進行說明。在圖34中，(a)表示檢測值θ As與其所含的角度誤差d θ A的關(guān)系。在圖34中， (b)表示檢測值θ Bs與其所含的角度誤差d θ B的關(guān)系。角度誤差d θ A、d θ B的主要成分 為第一誤差成分。因此，角度誤差(1ΘΑ、(1ΘΒ的周期成為第一誤差周期(電氣角180° )。 在本實施方式中，如上所述，檢測值θ As的相位與檢測值θ Bs的相位之間的相位差為第一 誤差周期的1/2 (電氣角90° )。因此，在算出檢測值θ s時，角度誤差de A的相位與角度 誤差d θ B的相位成為相互反相。由此，角度誤差d θ A和角度誤差d θ B抵消。圖35表示如上所述算出的檢測值θ s與該檢測值θ s所含的角度誤差d θ的關(guān) 系。如圖35所示，角度誤差d θ與角度誤差d θ A、d θ B相比大幅變小。另外，檢測值θ As 與檢測值θ Bs的相位差不限于第一誤差周期的1/2，只要為第一誤差周期的1/2的奇數(shù)倍 即可。按照以上的作用，根據(jù)本實施方式，能夠降低因MR元件而產(chǎn)生的角度誤差的成 分、以及因外部磁場而產(chǎn)生的角度誤差的成分的兩方。本實施方式中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一或第五實施方式相同。另外，在本實 施方式中，也可以使檢測電路為第三或第四實施方式中的結(jié)構(gòu)。此外，各實施方式中的多個檢測部的配置為一個例子，多個檢測部的配置可以在 滿足權(quán)利要求書記載要件的范圍內(nèi)進行各種變更?；谝陨险f明可知能夠?qū)嵤┍景l(fā)明的各種方式或變形例。因此，在與權(quán)利要求書 均等的范圍內(nèi)，即使為上述優(yōu)選方式以外的方式也可以實施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種磁性傳感器，對方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所 成的角度進行檢測，其特征在于，具備第一檢測部，用于檢測第一位置上的上述外部磁場的方向相對于第一方向所成的第一 角度；以及第二檢測部，用于檢測第二位置上的上述外部磁場的方向相對于第二方向所成的第二 角度，上述第一檢測部具有分別檢測上述外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該 強度的信號的第一和第二檢測電路、以及基于上述第一和第二檢測電路的輸出信號算出作 為上述第一角度的檢測值的第一檢測角度的第一運算電路，上述第一檢測電路的輸出信號 的相位與第二檢測電路的輸出信號的相位之間的相位差為上述第一和第二檢測電路的輸 出信號的1/4周期的奇數(shù)倍，上述第二檢測部具有分別檢測上述外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該 強度的信號的第三和第四檢測電路、以及基于上述第三和第四檢測電路的輸出信號算出作 為上述第二角度的檢測值的第二檢測角度的第二運算電路，上述第三檢測電路的輸出信號 的相位與第四檢測電路的輸出信號的相位之間的相位差為上述第三和第四檢測電路的輸 出信號的1/4周期的奇數(shù)倍，上述第一檢測角度包含相對于在上述外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的上 述第一角度的理論值的第一角度誤差，上述第二檢測角度包含相對于在上述外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的上 述第二角度的理論值的第二角度誤差，上述第一角度誤差和第二角度誤差伴隨上述外部磁場的方向的變化以彼此相等的誤 差周期呈周期性變化，而且上述第一角度誤差的變化依賴于上述第一檢測角度的變化，上 述第二角度誤差的變化依賴于上述第二檢測角度的變化，上述第一檢測角度的相位和上述第二檢測角度的相位之間的相位差為上述誤差周期 的1/2的奇數(shù)倍，磁性傳感器還具備第三運算電路，基于上述第一檢測角度和第二檢測角度，算出上述 外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成的角度的檢測值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一位置和第二位置針對上述外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向是相同的位置，上述第一方向 和第二方向針對上述外部磁場的旋轉(zhuǎn)方向，相差與上述誤差周期的1/2的奇數(shù)倍相當?shù)目?間上的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一位置和第二位置是相互不同的位置，上述第一位置與第二位置的偏移相當于 上述誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一至第四檢測電路的輸出信號的周期彼此相等，上述誤差周期是各檢測電路的 輸出信號的周期的1/4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一至第四檢測電路分別包含串聯(lián)連接的一對磁性檢測元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一至第四檢測電路分別具有惠斯登電橋電路，該惠斯登電橋電路包含串聯(lián)連接 的第一對磁性檢測元件、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁性傳感器，其特征在于， 上述磁性檢測元件是磁阻效應(yīng)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁性傳感器，其特征在于，上述磁阻效應(yīng)元件具有磁化方向被固定的磁化固定層、磁化的方向與上述外部磁場 的方向?qū)?yīng)地變化的自由層、以及在上述磁化固定層與自由層之間配置的非磁性層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第二檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與上述第一檢測電路 中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交，上述第四檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與上述第三檢測電路 中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交。
10.一種磁性傳感器，對方向會旋轉(zhuǎn)的外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向 所成的角度進行檢測，其特征在于，具備第一檢測部，用于檢測第一位置上的上述外部磁場的方向相對于第一方向所成的第一 角度；以及第二檢測部，用于檢測第二位置上的上述外部磁場的方向相對于第二方向所成的第二 角度，上述第一檢測部具有分別檢測上述外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該 強度的信號的第一和第二檢測電路、以及基于上述第一和第二檢測電路的輸出信號算出作 為上述第一角度的檢測值的第一檢測角度的第一運算電路，上述第一檢測電路的輸出信號 的相位與第二檢測電路的輸出信號的相位之間的相位差為上述第一和第二檢測電路的輸 出信號的1/4周期的奇數(shù)倍，上述第二檢測部具有分別檢測上述外部磁場的一個方向的成分的強度并輸出表示該 強度的信號的第三和第四檢測電路、以及基于上述第三和第四檢測電路的輸出信號算出作 為上述第二角度的檢測值的第二檢測角度的第二運算電路，上述第三檢測電路的輸出信號 的相位與第四檢測電路的輸出信號的相位之間的相位差為上述第三和第四檢測電路的輸 出信號的1/4周期的奇數(shù)倍，上述第一檢測角度包含相對于在上述外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的上 述第一角度的理論值的第一角度誤差，上述第二檢測角度包含相對于在上述外部磁場的方向理想地旋轉(zhuǎn)的情況下假想的上 述第二角度的理論值的第二角度誤差，上述第一角度誤差和第二角度誤差伴隨上述外部磁場的方向的變化以彼此相等的誤 差周期呈周期性變化，而且上述第一角度誤差的變化和上述第二角度誤差的變化依賴于上 述外部磁場的方向的變化，上述第一位置和第二位置是相互不同的位置，上述第一位置和第二位置的偏移相當于 上述誤差周期的1/2的奇數(shù)倍，磁性傳感器還具備第三運算電路，基于上述第一檢測角度和第二檢測角度，算出上述外部磁場在基準位置上的方向相對于基準方向所成的角度的檢測值。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性傳感器，其特征在于，上述誤差周期是上述外部磁場方向的旋轉(zhuǎn)周期的1/2。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一至第四檢測電路分別包含串聯(lián)連接的一對磁性檢測元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一至第四檢測電路分別具有惠斯登電橋電路，該惠斯登電橋電路包含串聯(lián)連接 的第一對磁性檢測元件、以及串聯(lián)連接的第二對磁性檢測元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁性傳感器，其特征在于，上述磁性檢測元件是磁阻效應(yīng)元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的磁性傳感器，其特征在于，上述磁阻效應(yīng)元件具有磁化方向被固定的磁化固定層、磁化的方向與上述外部磁場 的方向?qū)?yīng)地變化的自由層、以及在上述磁化固定層與自由層之間配置的非磁性層。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第二檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與上述第一檢測電路 中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交，上述第四檢測電路中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向與上述第三檢測電路 中的磁阻效應(yīng)元件的磁化固定層的磁化方向正交。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的磁性傳感器，其特征在于，上述第一角度誤差包含依賴于上述外部磁場的方向的變化而以上述誤差周期變化的 成分；以及依賴于上述第一檢測角度的變化而以第二誤差周期變化的成分，上述第二角度誤差包含依賴于上述外部磁場的方向的變化而以上述誤差周期變化的 成分；以及依賴于上述第二檢測角度的變化而以上述第二誤差周期變化的成分，上述第一檢測角度的相位和上述第二檢測角度的相位之間的相位差為上述第二誤差 周期的1/2的奇數(shù)倍。
全文摘要
磁性傳感器具備算出第一位置上的外部磁場的方向相對于第一方向所成的第一角度的檢測值即第一檢測角度的第一檢測部、以及算出第二位置上的外部磁場的方向相對于第二方向所成的第二角度的檢測值即第二檢測角度的第二檢測部。第一檢測角度包含第一角度誤差，第二檢測角度包含第二角度誤差。第一檢測角度的相位與第二檢測角度的相位之間的相位差為誤差周期的1/2的奇數(shù)倍。
文檔編號G01B7/30GK101995558SQ201010249210
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月7日
發(fā)明者平林啟, 猿木俊司 申請人:Tdk株式會社