专利名称：磁性传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及检测外部磁场的方向相对于基准方向所成的角度的磁性传感器 (magnetic sensor) 0
背景技术：
近年来，在汽车的驾驶的旋转位置检测等各种用途中，为了检测对象物的旋转位 置而广泛利用了磁性传感器。此外，在检测对象物的线性位移的线性编码器中也利用了磁 性传感器。在这种使用磁性传感器的系统中，一般设有产生方向与对象物的旋转、线性运动 连动地旋转的外部磁场的单元(例如磁铁)。磁性传感器检测外部磁场的方向相对于基准 方向所成的角度。由此，检测对象物的旋转位置、线性位移。作为磁性传感器，如美国专利第6943544号说明书、美国专利第6633462号说明书 以及美国专利申请公开第2009/0206827A1号说明书所述，公知有具有两个电桥电路(惠斯 登电桥电路(Wheatstone bridge circuit))的磁性传感器。在该磁性传感器中，两个电桥 电路分别包含四个磁阻效应元件(以下也记做MR元件)，检测外部磁场的一个方向的成分 (分量(component))的强度，并输出表示该强度的信号。两个电桥电路的输出信号的相位 之间的相位差为各电桥电路的输出信号的1/4周期。外部磁场的方向相对于基准方向所成 的角度基于两个电桥电路的输出信号而算出。在使用MR元件的磁性传感器中，在外部磁场的方向旋转的情况下，与MR元件 的电阻值对应的输出信号的波形理想的是成为正弦曲线(包含正弦(Sine)波形和余弦 (Cosine)波形)。但是，如美国专利第6633462号说明书所述，公知有时MR元件的输出信 号波形会从正弦曲线失真。有时当MR元件的输出信号波形失真时，就会导致在磁性传感器 的检测角度中产生误差。MR元件的输出信号波形失真的原因大体分为MR元件引起的、以及 外部磁场引起的。这里，以MR元件为GMR(巨磁阻效应)元件或者TMR(隧道磁阻效应)元件的情况 为例，对于因MR元件导致MR元件的输出信号波形失真情况的例子进行说明。GMR元件、TMR 元件具有磁化方向被固定的磁化固定层、磁化方向与外部磁场方向对应地变化的自由层、 以及在磁化固定层与自由层之间配置的非磁性层。作为因MR元件导致MR元件的输出信号 波形失真情况的例子，可举出磁化固定层的磁化方向因外部磁场等的影响而变动的情况。 这会在外部磁场强度较大的情况中容易发生。作为因MR元件导致MR元件的输出信号波形 失真的情况的另一例子，可举出自由层的磁化方向因自由层的形状各向异性、矫顽磁力等 的影响而与外界磁场方向不一致的情况。这会在外部磁场强度较小的情况中容易发生。另一方面，作为因外部磁场导致MR元件的输出信号波形从正弦曲线失真的情况 的例子，可举出外部磁场方向、外部磁场的一个方向的成分的强度不按照正弦函数变化的 情况。这会在检测从一组以上的N极与S极交替排列成环状的旋转体的外周部产生的外部 磁场的方向的情况、检测从多组的N极与S极交替排列成直线状且在N极与S极并排的方 向移动的移动体的外周部产生的外部磁场的方向的情况中容易发生。
在美国专利第6633462号说明书中记载了如下的磁阻传感器对拥有主参照磁化 轴的主检测元件，电连接分别具有相对于主参照磁化轴倾斜的参照磁化轴的两个校正检测 元件，校正检测角度。但是，在该传感器中，需要根据主检测元件和校正检测元件的电阻、尺 寸、材料、外部磁场的强度等设计条件的不同，使校正检测元件的设计最佳化，存在传感器 的设计不容易的问题。另外，到此为止，说明了在使用MR元件的磁性传感器中，有时会在磁性传感器的 检测角度中产生误差的问题点。但是，该问题点普遍适合于检测外部磁场的方向相对于基 准方向所成的角度的所有磁性传感器。
发明内容
本发明目的在于提供一种磁性传感器，其是检测外部磁场的方向相对于基准方向 所成的角度的磁性传感器，其能够降低检测角度的误差。本发明第一或第二磁性传感器对方向会旋转的外部磁场在基准位置上的方向相 对于基准方向所成的角度进行检测。第一或第二磁性传感器具备第一检测部，用于检测第 一位置上的外部磁场的方向相对于第一方向所成的第一角度；以及第二检测部，用于检测 第二位置上的外部磁场的方向相对于第二方向所成的第二角度。第一检测部具有分别检测外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该强度 的信号的第一和第二检测电路、以及基于第一和第二检测电路的输出信号算出作为第一角 度的检测值的第一检测角度的第一运算电路，第一检测电路的输出信号的相位与第二检测 电路的输出信号的相位之间的相位差为第一和第二检测电路的输出信号的1/4周期的奇 数倍。第二检测部具有分别检测外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该强度 的信号的第三和第四检测电路、以及基于第三和第四检测电路的输出信号算出作为第二角 度的检测值的第二检测角度的第二运算电路，第三检测电路的输出信号的相位与第四检测 电路的输出信号的相位之间的相位差为第三和第四检测电路的输出信号的1/4周期的奇数倍。第一检测角度包含相对于在外部磁场的方向理想地旋转的情况下假想的第一角 度的理论值的第一角度误差。第二检测角度包含相对于在外部磁场的方向理想地旋转的情 况下假想的第二角度的理论值的第二角度误差。在第一磁性传感器中，第一角度误差和第二角度误差伴随外部磁场的方向的变化 以彼此相等的误差周期呈周期性变化，而且第一角度误差的变化依赖于第一检测角度的变 化，第二角度误差的变化依赖于第二检测角度的变化。第一检测角度的相位和第二检测角 度的相位之间的相位差为误差周期的1/2的奇数倍。第一磁性传感器还具备第三运算电 路，基于第一检测角度和第二检测角度，算出外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方 向所成的角度的检测值。在第一磁性传感器中，通过使第一检测角度的相位和第二检测角度的相位之间的 相位差为误差周期的1/2的奇数倍，从而能够在基于第一检测角度和第二检测角度算出外 部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成的角度的检测值时，将第一检测角度所含 的第一角度误差和第二检测角度所含的第二角度误差抵消。由此，能够降低磁性传感器的检测角度的误差。可以是，在第一磁性传感器中，第一位置和第二位置针对外部磁场的旋转方向是 相同的位置，第一方向和第二方向针对外部磁场的旋转方向，相差与误差周期的1/2的奇 数倍相当的空间上的角度。此外也可以是，在第一磁性传感器中，第一位置和第二位置是相互不同的位置，第 一位置与第二位置的偏移相当于误差周期的1/2的奇数倍。此外也可以是，在第一磁性传感器中，第一至第四检测电路的输出信号的周期彼 此相等，误差周期是各检测电路的输出信号的周期的1/4。此外也可以是，在第一磁性传感器中，第一至第四检测电路分别包含串联连接的 一对磁性检测元件。在这种情况下也可以是，第一至第四检测电路分别具有惠斯登电桥电 路，该惠斯登电桥电路包含串联连接的第一对磁性检测元件、以及串联连接的第二对磁性 检测元件。也可以是，磁性检测元件是磁阻效应元件。也可以是，磁阻效应元件具有磁化 方向被固定的磁化固定层、磁化的方向与外部磁场的方向对应地变化的自由层、以及在磁 化固定层与自由层之间配置的非磁性层。此外也可以是，第二检测电路中的磁阻效应元件 的磁化固定层的磁化方向与第一检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正 交，第四检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与第三检测电路中的磁阻效 应元件的磁化固定层的磁化方向正交。在第二磁性传感器中，第一角度误差和第二角度误差伴随外部磁场的方向的变化 以彼此相等的误差周期呈周期性变化，而且第一角度误差的变化和第二角度误差的变化依 赖于外部磁场的方向的变化。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 置的偏移相当于误差周期的1/2的奇数倍。第二磁性传感器还具备第三运算电路，基于第 一检测角度和第二检测角度，算出外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成的角 度的检测值。在第二磁性传感器中，通过使第一检测部检测第一角度的第一位置与第二检测部 检测第二角度的第二位置以相当于误差周期的1/2的奇数倍的偏移量不同，从而能够在基 于第一检测角度和第二检测角度算出外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成 的角度的检测值时，将第一检测角度所含的第一角度误差和第二检测角度所含的第二角度 误差抵消。由此，能够降低磁性传感器的检测角度的误差。也可以是，在第二磁性传感器中，误差周期是外部磁场方向的旋转周期的1/2。此外也可以是，在第二磁性传感器中，第一至第四检测电路分别包含串联连接的 一对磁性检测元件。在这种情况下也可以是，第一至第四检测电路分别具有惠斯登电桥电 路，该惠斯登电桥电路包含串联连接的第一对磁性检测元件、以及串联连接的第二对磁性 检测元件。也可以是，磁性检测元件是磁阻效应元件。也可以是，磁阻效应元件具有磁化 方向被固定的磁化固定层、磁化的方向与外部磁场的方向对应地变化的自由层、以及在磁 化固定层与自由层之间配置的非磁性层。此外也可以是，第二检测电路中的磁阻效应元件 的磁化固定层的磁化方向与第一检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正 交，第四检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与第三检测电路中的磁阻效 应元件的磁化固定层的磁化方向正交。此外，在第二磁性传感器中，第一角度误差包含依赖于外部磁场的方向的变化而以误差周期变化的成分；以及依赖于第一检测角度的变化而以第二误差周期变化的成分， 第二角度误差包含依赖于外部磁场的方向的变化而以误差周期变化的成分；以及依赖于 第二检测角度的变化而以第二误差周期变化的成分，第一检测角度的相位和第二检测角度 的相位之间的相位差为第二误差周期的1/2的奇数倍。根据本发明第一或者第二磁性传感器，能够在基于第一检测角度和第二检测角度 算出外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成的角度的检测值时，将第一检测角 度所含的第一角度误差和第二检测角度所含的第二角度误差抵消，由此能够降低磁性传感 器的检测角度的误差。本发明的其它目的、特征和优点，根据以下说明就可以充分明白了。
图1是表示本发明第一实施方式的磁性传感器的概略结构的立体图。图2是表示本发明第一实施方式中的方向与角度的定义的说明图。图3是表示本发明第一实施方式的磁性传感器结构的电路图。图4是将图3所示磁性传感器中的四个电桥电路一体化后的组件的平面图。图5是表示在图4中的一个分割区域设置的多个下部电极的平面图。图6是表示图4中的一个MR元件的一部分的立体图。图7是表示图3中的检测电路的输出信号的波形失真方式的波形图。图8是表示本发明第一实施方式中的第一检测角度与第一角度误差的关系的波 形图。图9是表示本发明第一实施方式中的角度误差降低的作用的说明图。图10是表示本发明第一实施方式中的角度检测值与角度误差的关系的波形图。图11是表示本发明第一实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。图12是表示本发明第一实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图13是表示本发明第一实施方式的磁性传感器的使用方法的又一例的说明图。图14是表示本发明第一实施方式的磁性传感器的使用方法的又一例的说明图。图15是表示本发明第二实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。图16是表示本发明第二实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图17是表示将本发明第二实施方式的磁性传感器的第一检测部中的两个电桥电 路一体化后的组件的平面图。图18是表示本发明第三实施方式的磁性传感器结构的电路图。图19是表示本发明第四实施方式的磁性传感器结构的电路图。图20是表示本发明第五实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。图21是表示本发明第五实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图22是表示本发明第五实施方式中的外部磁场、第一检测角度和第一角度误差 的关系的波形图。图23是表示本发明第五实施方式中的角度误差降低的作用的说明图。图24是表示本发明第五实施方式中的角度检测值与角度误差的关系的波形图。图25是表示本发明第六实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。
图26是表示本发明第六实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图27是表示本发明第七实施方式的磁性传感器结构的框图。图28是表示本发明第七实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。图29是表示本发明第七实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图30是表示本发明第七实施方式中的角度误差降低的作用的说明图。图31是表示本发明第七实施方式中的角度检测值与角度误差的关系的波形图。图32是表示本发明第八实施方式的磁性传感器的使用方法例的说明图。图33是表示本发明第八实施方式的磁性传感器的使用方法的另一例的说明图。图34是表示本发明第八实施方式中的角度误差降低的作用的说明图。图35是表示本发明第八实施方式中的角度检测值与角度误差的关系的波形图。
具体实施例方式(第一实施方式)下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1和图2，对本发 明第一实施方式的磁性传感器的概略结构进行说明。图1是表示本实施方式的磁性传感器 的概略结构的立体图。图2是表示本实施方式中的方向与角度的定义的说明图。如图1所示，本实施方式的磁性传感器1检测方向会旋转的外部磁场MF在基准位 置上的方向相对于基准方向所成的角度。在图1中，作为产生方向会旋转的外部磁场MF的 单元的例子，示出了圆柱状的磁铁2。该磁铁2具有以包含圆柱的中心轴的假想平面为中 心对称配置的N极和S极。该磁铁2以圆柱的中心轴为中心旋转。由此，磁铁2所产生的 外部磁场MF的方向以包含圆柱的中心轴的旋转中心C为中心旋转。磁性传感器1以与磁 铁2的一方的端面相向的方式配置。另外，在后面示出了磁性传感器1的使用方法的其他 例子，产生方向会旋转的外部磁场MF的单元不限于图1所示的磁铁2。磁性传感器1具备用于检测第一位置上的外部磁场MF的方向相对于第一方向所 成的第一角度的第一检测部10、以及用于检测第二位置上的外部磁场的方向相对于第二方 向所成的第二角度的第二检测部20。在图1中，为了容易理解，将第一检测部10和第二检 测部20作为分开的部件进行描述，但是第一检测部10和第二检测部20也可以一体化。这里，参照图2，对本实施方式中的方向与角度的定义进行说明。首先，将与图1所 示的旋转中心C平行且从磁铁2的一方的端面朝向磁性传感器1的方向定义为Z方向。接 着，在与Z方向垂直的假想平面上，将相互正交的两个方向定义为X方向和Y方向。在图2 中，将X方向表示为朝向右侧的方向，将Y方向表示为朝向上侧的方向。此外，将与X方向 相反的方向定义为-χ方向，将与Y方向相反的方向定义为-Y方向。基准位置ra是磁性传感器1检测外部磁场MF的位置。基准位置ra例如设为配 置有第一检测部10的位置。基准方向DR设为Y方向。基准位置ra上的外部磁场MF的方 向DM相对于基准方向DR所成的角度用符号θ表示。外部磁场MF的方向DM在图2中按 顺时针方向旋转。角度θ在从基准方向DR按顺时针方向看时以正值表示，在从基准方向 DR按逆时针方向看时以负值表示。第一位置Pl是第一检测部10检测外部磁场MF的位置。在本实施方式中，第一位 置Pl与基准位置I3R —致。第一方向Dl是第一检测部10表示外部磁场MF的方向DM时的基准方向。在本实施方式中，第一方向Dl与基准方向DR—致。将外部磁场MF的方向DM相 对于第一方向Dl所成的第一角度用符号Θ1表示。角度θ 1的正负定义与角度θ相同。 在本实施方式中，角度Θ1与角度θ —致。第二位置Ρ2是第二检测部20检测外部磁场MF的位置。在本实施方式中，第二位 置Ρ2针对外部磁场MF的旋转方向，是与第一位置Pl相同的位置。在本实施方式中，特别 地，第二位置Ρ2与基准位置冊以及第一位置Pl —致。第二方向D2是第二检测部20表示 外部磁场MF的方向DM时的基准方向。在本实施方式中，第二方向D2与XY平面平行，相对 于第一方向D1，针对外部磁场MF的旋转方向倾斜45°。对于其理由，将在后面详细说明。 将外部磁场MF的方向DM相对于第二方向D2所成的第二角度用符号Θ2表示。角度Θ2 的正负定义与角度θ相同。在本实施方式中，角度θ 2比角度θ小45°。此外，将从第二 方向D2旋转90°后的方向用符号D3表示。接着，参照图3，对磁性传感器1的结构进行详细说明。图3是表示磁性传感器1 的结构的电路图。磁性传感器1如上所述具备第一检测部10和第二检测部20。第一检测 部10具有第一和第二检测电路11、12以及第一运算电路13。第一和第二检测电路11、12 分别检测外部磁场MF的一个方向的成分的强度，并输出表示该强度的信号。第一运算电路 13基于第一和第二检测电路11、12的输出信号算出作为第一角度θ 1的检测值的第一检测 角度θ Is0第一检测电路11的输出信号的相位与第二检测电路12的输出信号的相位之间 的相位差为各检测电路11、12的输出信号的1/4周期的奇数倍。第二检测部20的结构基本上与第一检测部相同。即，第二检测部20具有第三和 第四检测电路21、22以及第二运算电路23。第三和第四检测电路21、22分别检测外部磁 场MF的一个方向的成分的强度，并输出表示该强度的信号。第二运算电路23基于第三和 第四检测电路21、22的输出信号算出作为第二角度Θ2的检测值的第二检测角度92s。第 三检测电路21的输出信号的相位与第四检测电路22的输出信号的相位之间的相位差为各 检测电路21、22的输出信号的1/4周期的奇数倍。检测电路11、12、21、22的输出信号的周 期彼此相等。磁性传感器1还具备第三运算电路30，其基于由第一检测部10得到的第一检测 角度θ Is和由第二检测部20得到的第二检测角度θ 2s，算出外部磁场MF在基准位置冊 上的方向DM相对于基准方向DR所成的角度θ的检测值θ s。在本实施方式中，第三运算 电路30利用下式(1)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /4)/2. . . (1)第一检测电路11具有惠斯登电桥电路14和差分检测器15。惠斯登电桥电路14 包含电源端口 VI、接地端口 G1、两个输出端口 Ell、E12、串联连接的第一对磁性检测元件 R11、R12、以及串联连接的第二对磁性检测元件R13、R14。磁性检测元件R11、R13的各一端 连接于电源端口 VI。磁性检测元件Rll的另一端连接于磁性检测元件R12的一端和输出端 口 E11。磁性检测元件R13的另一端连接于磁性检测元件R14的一端和输出端口 E12。磁 性检测元件R12、R14的各另一端连接于接地端口 G1。对电源端口 Vl施加规定大小的电源 电压。接地端口 Gl接地。差分检测器15将与输出端口 E11、E12的电位差对应的信号输出 到第一运算电路13。第二检测电路12具有惠斯登电桥电路16和差分检测器17。惠斯登电桥电路16包含电源端口 V2、接地端口 G2、两个输出端口 E21、E22、串联连接的第一对磁性检测元件 R21、R22、以及串联连接的第二对磁性检测元件R23、R24。磁性检测元件R21、R23的各一端 连接于电源端口 V2。磁性检测元件R21的另一端连接于磁性检测元件R22的一端和输出端 口 E21。磁性检测元件R23的另一端连接于磁性检测元件R24的一端和输出端口 E22。磁 性检测元件R22、R24的各另一端连接于接地端口 G2。对电源端口 V2施加规定大小的电源 电压。接地端口 G2接地。差分检测器17将与输出端口 E21、E22的电位差对应的信号输出 到第一运算电路13。第三检测电路21具有惠斯登电桥电路24和差分检测器25。惠斯登电桥电路24 包含电源端口 V3、接地端口 G3、两个输出端口 E31、E32、串联连接的第一对磁性检测元件 R31、R32、以及串联连接的第二对磁性检测元件R33、R34。磁性检测元件R31、R33的各一端 连接于电源端口 V3。磁性检测元件R31的另一端连接于磁性检测元件R32的一端和输出端 口 E31。磁性检测元件R33的另一端连接于磁性检测元件R34的一端和输出端口 E32。磁 性检测元件R32、R34的各另一端连接于接地端口 G3。对电源端口 V3施加规定大小的电源 电压。接地端口 G3接地。差分检测器25将与输出端口 E31、E32的电位差对应的信号输出 到第二运算电路23。第四检测电路22具有惠斯登电桥电路26和差分检测器27。惠斯登电桥电路26 包含电源端口 V4、接地端口 G4、两个输出端口 E41、E42、串联连接的第一对磁性检测元件 R41、R42、以及串联连接的第二对磁性检测元件R43、R44。磁性检测元件R41、R43的各一端 连接于电源端口 V4。磁性检测元件R41的另一端连接于磁性检测元件R42的一端和输出端 口 E41。磁性检测元件R43的另一端连接于磁性检测元件R44的一端和输出端口 E42。磁 性检测元件R42、R44的各另一端连接于接地端口 G4。对电源端口 V4施加规定大小的电源 电压。接地端口 G4接地。差分检测器27将与输出端口 E41、E42的电位差对应的信号输出 到第二运算电路23。在本实施方式中，作为惠斯登电桥电路(以下记为电桥电路)14、16、24、26所含的 全部磁性检测元件，使用MR元件、特别是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层、磁化的方向与外部磁场 MF的方向对应地变化的自由层、以及在磁化固定层和自由层之间配置的非磁性层。在TMR 元件中，非磁性层是隧道阻挡层。在GMR元件中，非磁性层是非磁性导电层。在TMR元件或 者GMR元件中，电阻值与自由层的磁化方向相对于磁化固定层的磁化方向所成的角度对应 地变化，在该角度为0°时电阻值为最小值，在角度为180°时电阻值为最大值。在以下的 说明中，将电桥电路14、16、24、26所含的磁性检测元件记为MR元件。在图3中，实心箭头 表示MR元件中的磁化固定层的磁化方向，空心箭头表示MR元件中的自由层的磁化方向。在第一检测电路11中，MR元件R11、R14中的磁化固定层的磁化方向为X方向，MR 元件R12、R13中的磁化固定层的磁化方向为-X方向。在这种情况下，输出端口 E11、E12的 电位差与外部磁场MF的X方向成分的强度对应地变化。因此，第一检测电路11检测外部 磁场MF的X方向成分的强度，并输出表示该强度的信号。图2所示的第一角度9 1为0° 时和180°时，外部磁场MF的X方向成分的强度为0。第一角度Θ1大于0°且小于180° 时，外部磁场MF的X方向成分的强度为正值。第一角度Θ1大于180°且小于360°时，外部磁场MF的X方向成分的强度为负值。
在第二检测电路12中，MR元件R21、R24中的磁化固定层的磁化方向为Y方向，MR 元件R22、R23中的磁化固定层的磁化方向为-Y方向。在这种情况下，输出端口 E21、E22的 电位差与外部磁场MF的Y方向成分的强度对应地变化。因此，第二检测电路12检测外部磁 场MF的Y方向成分的强度，并输出表示该强度的信号。图2所示的第一角度Θ1为90°时 和270°时，外部磁场MF的Y方向成分的强度为0。第一角度9 1为0°以上且不到90° 时、以及大于270°且为360°以下时，外部磁场MF的Y方向成分的强度为正值。第一角度 θ 1大于90°且小于270°时，外部磁场MF的Y方向成分的强度为负值。在图3所示的例子中，第二检测电路12中的MR的磁化固定层的磁化方向与第一 检测电路11中的MR元件的磁化固定层的磁化方向正交。理想地是，第一检测电路11的输 出信号的波形为正弦(Sine)波形，第二检测电路12的输出信号的波形为余弦(Cosine)波 形。在这种情况下，检测电路11、12的输出信号的相位差为检测电路11、12的输出信号的 周期的1/4。这里，当将第一检测电路11的输出信号表示为sin θ Is、第二检测电路12的 输出信号表示为cos θ Is时，第一检测角度θ Is能够通过下式(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°的范围内，式(2)中的θ Is的解有相差180°的两个值。但是，通 过sin θ Is与cos θ Is的正负组合，能够判别θ Is的真值为式(2)中的θ Is的两个解中 的哪一个。即，sin θ Is为正值时，θ Is大于0°且小于180°。sin θ Is为负值时，θ Is大 于180°且小于360°。cos θ Is为正值时，θ Is在0°以上且不到90°、以及大于270°且 为360°以下的范围内。cos θ Is为负值时，θ Is大于90°且小于270°。第一运算电路 13通过式(2)和上述sin θ Is与C0s θ Is的正负组合的判定，在360°的范围内求出θ ls。 另外，检测电路11、12的输出信号的相位差不限于检测电路11、12的输出信号的周期的1/4 的情况，只要检测电路11、12的输出信号的相位差为检测电路11、12的输出信号的周期的 1/4的奇数倍，就能够求出θ Is。在第三检测电路21中，MR元件R31、R34中的磁化固定层的磁化方向为图2所示 的方向D3，MR元件R32、R33中的磁化固定层的磁化方向与方向D3为相反方向。在这种情 况下，输出端口 E31、E32的电位差与外部磁场MF的方向D3的成分的强度对应地变化。因 此，第三检测电路21检测外部磁场MF的方向D3的成分的强度，并输出表示该强度的信号。 图2所示的第二角度Θ2为0°时和180°时，外部磁场MF的方向D3的成分的强度为0。 第二角度Θ2大于0°且小于180°时，外部磁场MF的方向D3的成分的强度为正值。第二 角度θ 2大于180°且小于360°时，外部磁场MF的方向D3的成分的强度为负值。在第四检测电路22中，MR元件R41、R44中的磁化固定层的磁化方向为图2所示 的方向D2，MR元件R42、R43中的磁化固定层的磁化方向与方向D2为相反方向。在这种情 况下，输出端口 E41、E42的电位差与外部磁场MF的方向D2的成分的强度对应地变化。因 此，第四检测电路22检测外部磁场MF的方向D2的成分的强度，并输出表示该强度的信号。 图2所示的第二角度θ 2为90°时和270°时，外部磁场MF的方向D2的成分的强度为0。 第二角度0 2为0°以上且不到90°时、以及大于270°且为360°以下时，外部磁场MF的 方向D2的成分的强度为正值。第二角度θ 2大于90°且小于270°时，外部磁场MF的方 向D2的成分的强度为负值。
在图3所示的例子中，第四检测电路22中的MR的磁化固定层的磁化方向与第三 检测电路21中的MR元件的磁化固定层的磁化方向正交。理想地是，第三检测电路21的输 出信号的波形为正弦(Sine)波形，第四检测电路22的输出信号的波形为余弦(Cosine)波 形。在这种情况下，检测电路21、22的输出信号的相位差为检测电路21、22的输出信号的 周期的1/4。这里，当将第三检测电路21的输出信号表示为sin θ 2s、将第四检测电路22 的输出信号表示为cos θ 2s时，第二检测角度θ 2s能够通过下式(3)算出。θ 2s = atan(sin θ 2s/cos θ 2s). . . (3)第二运算电路23与上述θ Is的求法同样地，通过式(3)和sin θ 2s与cos θ 2s 的正负组合的判定，在360°的范围内求出9 2s。另外，检测电路21、22的输出信号的相位 差不限于检测电路21、22的输出信号的周期的1/4的情况，只要检测电路21、22的输出信 号的相位差为检测电路21、22的输出信号的周期的1/4的奇数倍，就能够求出θ 2So另外，也可以使图2所示的第二方向D2相对于第一方向Dl，针对外部磁场MF的旋 转方向倾斜-45°。在这种情况中，第三和第四检测电路21、22所含的全部MR元件的磁化 固定层的磁化方向设定为从图3所示的方向旋转-90°的方向。在这种情况中，第三运算电 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)第一至第三运算电路13、23、30例如可以利用一个微型计算机实现。接着，参照图4，对将磁性传感器1中的电桥电路14、16、24、26 —体化后的组件40 的一例进行说明。图4是该组件40的平面图。该组件40具备基板41以及在该基板41上 设置的电桥电路14、16、24、26。电桥电路14、16、24、26的多个端口在基板41上配置于基板 41的周缘附近。在基板41上，设有圆形的MR元件配置区域。该MR元件配置区域在圆周 方向上分割为16个分割区域。在该16个分割区域，分别配置有MR元件Rll R14、R21 R24、R31 R34、R41 R44。此外，在基板41，为了将多个MR元件与多个端口电连接而形 成有布线。接着，参照图5和图6，对图4所示的组件40中的任意的MR元件的结构的一例进 行说明。图5是表示在图4中的一个分割区域设置的多个下部电极的平面图。图6是表示 图4中的一个MR元件的一部分的立体图。在该例子中，一个MR元件具有多个下部电极、多 个MR膜和多个上部电极。如图5所示，在一个分割区域中，多个下部电极42配置在基板41 上。各个下部电极42细长，多个下部电极42作为整体排列成曲折(meander)形状。在下 部电极42的长度方向邻接的两个下部电极42之间形成有间隙。如图6所示，在下部电极 42的上表面上，在长度方向的两端附近，分别配置有MR膜50。MR膜50包含从下部电极42 侧依次层叠的自由层51、非磁性层52、磁化固定层53和反铁磁性层54。自由层51电连接 于下部电极42。反铁磁性层54由反铁磁性材料构成，使其在与磁化固定层53之间产生交 换耦合，将磁化固定层53的磁化方向固定。多个上部电极43配置在多个MR膜50上。各 个上部电极43细长，将在下部电极42的长度方向邻接的两个下部电极42上配置并邻接的 两个MR膜50的反铁磁性层54彼此电连接。多个上部电极43与多个下部电极42同样地， 作为全体排列成曲折状。通过这种结构，图5和图6所示的MR元件具有通过多个下部电极 42和多个上部电极43串联连接的多个MR膜50。另外，MR膜50中的层51 54的配置可 以是与图6所示的配置上下相反。
接着，参照图7至图10，对磁性传感器1的作用和效果进行说明。在磁性传感器1 中，通过第一检测部10，基于第一和第二检测电路11、12的输出信号求出作为第一角度θ 1 的检测值的第一检测角度θ Is。此外，通过第二检测部20，基于第三和第四检测电路21、22 的输出信号求出作为第二角度θ 2的检测值的第二检测角度9 2s。而且，基于第一检测角 度θ Is和第二检测角度θ 2s，通过第三运算电路30，算出外部磁场MF在基准位置冊上的 方向DM相对于基准方向DR所成的角度θ的检测值θ s。在本实施方式中，检测电路11、12、21、22的各输出信号的波形理想地是成为正弦 曲线。但是，实际上，通过因MR元件导致MR元件的输出信号波形失真，从而检测电路11、 12、21、22的各输出信号的波形从正弦曲线失真。作为因MR元件导致MR元件的输出信号波 形失真的情况，例如有MR元件的磁化固定层的磁化方向因外部磁场MF等的影响而变动的 情况、MR元件的自由层的磁化方向因自由层的形状各向异性、矫顽磁力等的影响而与外部 磁场MF的方向不一致的情况。图7示出了检测电路的输出信号的波形失真的方式。在图 7中，以检测电路11、12、21、22为代表，示出了检测电路12的输出信号的波形。在图7中， 横轴表示角度θ，纵轴表示检测电路12的输出信号cos θ Is。附图标记60表示理想的正 弦曲线。附图标记61、62所示的两个波形表示因MR元件而失真的波形。如上所述由于因MR元件而导致检测电路11、12的输出信号的波形失真，所以第一 检测角度θ Is包含相对于在外部磁场MF的方向DM理想地旋转的情况下假想的第一角度 θ 1的理论值的第一角度误差d θ 1。同样地，由于因MR元件而导致检测电路21、22的输出 信号的波形失真，所以第二检测角度θ 2s包含相对于在外部磁场MF的方向DM理想地旋转 的情况下假想的第二角度θ 2的理论值的第二角度误差d θ 2。第一角度误差d θ 1和第二 角度误差d θ 2伴随着外部磁场MF的方向DM的变化而以彼此相等的误差周期呈周期性地 变化，而且第一角度误差d θ 1的变化依赖于第一检测角度θ Is的变化，第二角度误差d θ 2 的变化依赖于第二检测角度θ 2s的变化。在检测电路的输出信号的波形如图7所示失真 的情况下，误差周期为各检测电路11、12、21、22的输出信号的周期的1/4、即π/2(90° )。图8示出了第一检测角度θ Is与第一角度误差de 1的关系。在图8中，横轴表 示角度θ、θ 1，纵轴表示角度θ 1、第一检测角度θ Is以及第一角度误差d θ 1。另外，在 图8中，为了方便，对于纵轴上的角度θ和第一检测角度θ Is的值，实际的角度在90° 270°的范围内以减去180°的值表示，实际的角度在270° 360°的范围内以减去360° 的值表示。在此后说明中使用的与图8同样的图中，也使用与图8同样的表示方法。第二 检测角度θ 2s与第二角度误差d θ 2的关系和图8相同。在本实施方式中，第一检测角度θ Is的相位与第二检测角度θ 2s的相位之间的 相位差为误差周期的1/2即π/4(45° )。为了实现这一点，在本实施方式中，使第二方向 D2相对于第一方向D1，针对外部磁场MF的旋转方向倾斜45°。根据本实施方式，能够将第 一角度误差d θ 1和第二角度误差d θ 2抵消。参照图9和图10对该情况进行说明。在图9 中，(a)表示图8所示的第一检测角度θ Is与第一角度误差de 1的关系。在图9中，(b) 表示第二检测角度θ 2s与第二角度误差de 2的关系。在图9所示的例子中，第一角度误 差del和第二角度误差de 2的振幅为士 6. 7°。在本实施方式中，使第一检测角度θ Is 和第二检测角度θ 2s的相位之间的相位差为误差周期的1/2即π/4的奇数倍。而且，使 用第一检测角度θ Is和第二检测角度θ 2s，算出角度θ的检测值θ s。因此，在算出检测值θ s时，第一角度误差d θ 1的相位和第二角度误差d θ 2的相位相互反相。由此，第一角 度误差d θ 1和第二角度误差d θ 2抵消。图10表示如上所述算出的检测值θ s与该检测值θ s所含的角度误差d θ的关 系。如图10所示，角度误差de与第一角度误差de 1和第二角度误差de 2相比，大幅变 小。在图 ο所示的例子中，角度误差d Θ的振幅为士 0.3°。另外，第一检测角度Θ Is与第二检测角度Θ 2s的相位差不限于误差周期的1/2， 只要是误差周期的1/2的奇数倍即可。在这种情况下，第一角度误差d θ 1和第二角度误差 de 2抵消，能够大幅降低检测值θ S所含的角度误差(1Θ。在本实施方式中，第一位置PI 和第二位置Ρ2针对外部磁场MF的旋转方向是相同的位置。在这种情况下，通过使第一方 向Dl和第二方向D2针对外部磁场MF的旋转方向相差相当于误差周期的1/2的奇数倍的 空间上的角度，从而能够使第一检测角度θ Is与第二检测角度θ 2s的相位差为误差周期 的的奇数倍。在图2所示的例子中，使第一方向Dl和第二方向D2针对外部磁场MF的 旋转方向相差相当于误差周期的1/2的空间上的角度即45°。此外，在本实施方式中，除了 MR元件中的磁化固定层的磁化方向以外，使用完全 相同结构的两个检测部10、20校正检测角度。因此，即使各检测部中的角度误差是温度的 函数，也能够包含温度引起的角度误差的变动量而抵消各检测部中的角度误差，校正检测 角度。因此，根据本实施方式，最终能够获得温度引起的误差变动较少的角度检测值。接着，参照图11至图14，对磁性传感器1的使用方法的另一例进行说明。图11和 图12分别示出通过磁性传感器1对从1组以上的N极和S极交替排列成环状的旋转体71 的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在这些例子中，图11、图12中的纸面成 为XY平面，垂直于纸面的方向为Z方向。外部磁场以Z方向为中心旋转。另外，在图11、 图12所示的例子中，旋转体71包含两组的N极和S极。在这种情况下，在旋转体71进行 一个旋转的期间，外部磁场进行两个旋转。在图11所示的例子中，将第一检测部10表示外部磁场方向时的基准方向即第一 方向Dl设定为旋转体71的半径方向。第二检测部20表示外界磁场方向时的基准方向即 第二方向D2在XY平面内，相对于第一方向Dl，针对外部磁场的旋转方向倾斜45°在图12所示的例子中，使第一方向Dl与第二方向D2所成的角度为45°，同时，使 第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面内，相对于旋转体71的半径方向倾斜。方向D1、D2 各自相对于旋转体71的半径方向所成的角度优选为绝对值相等的值即22. 5°和-22. 5°。 这是因为，在该情况中，检测部10和外部磁场的位置关系与检测部20和外部磁场的位置关 系相同，不需要进行这些位置关系不同所引起的校正。图13和图14分别表示通过磁性传感器1对从多组的N极和S极交替排列成直线 状且在N极和S极并排的方向移动的移动体72的外周部产生的外部磁场的方向进行检测 的例子。在这些例子中，图13、图14中的纸面成为XY平面，垂直于纸面的方向为Z方向。 外部磁场以Z方向为中心旋转。在图13所示的例子中，将第一方向Dl在XY平面内设定为与移动体72的移动方 向正交的方向。第二方向D2在XY平面内相对于第一方向D1，针对外部磁场的旋转方向倾 斜 45°。在图14所示的例子中，使第一方向Dl与第二方向D2所成的角度为45°，同时，使第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面内相对于与移动体72的移动方向正交的方向倾 斜。与图12所示的例子同样地，方向Dl、D2各自相对于与移动体72的移动方向正交的方 向所成的角度优选为绝对值相等的值即22. 5°和-22. 5°。(第二实施方式)接着，参照图15至图17，对本发明第二实施方式的磁性传感器进行说明。在本实 施方式的磁性传感器1中，使第一检测部10检测外部磁场MF的位置即第一位置Pl与第二 检测部20检测外部磁场MF的位置即第二位置P2为相互不同的位置。即，在本实施方式中， 第一检测部10和第二检测部20配置在不同的位置。第一位置Pl与第二位置P2的偏移相 当于误差周期的1/2的奇数倍。图15表示与第一实施方式中的图11和图12所示的例子同样地通过磁性传感器 1对从旋转体71的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，旋转体71 包含2组的N极和S极，在旋转体71进行一个旋转的期间，外部磁场进行两个旋转。在这种 情况下，检测电路11、12、21、22的输出信号中的1周期即电气角360°相当于旋转体71的 1/2旋转即旋转体71的旋转角180°。误差周期为检测电路的输出信号的周期的1/4，这相 当于电气角90°、旋转体71的旋转角45°。在本实施方式中，第一位置Pl与第二位置P2 的偏移为误差周期的1/2的奇数倍、即电气角45°的奇数倍、旋转体71的旋转角22. 5°的 奇数倍。在图15中，示出使第一位置Pl与第二位置P2的偏移为旋转体71的旋转角22. 5° 的例子。此外，在图15所示的例子中，将第一检测部10表示外部磁场方向时的基准方向即 第一方向Dl和第二检测部20表示外部磁场方向时的基准方向即第二方向D2都设定为旋 转体71的半径方向。由此，第一检测角度θ Is与第二检测角度θ 2s的相位差成为误差周 期的1/2的奇数倍、即电气角45°的奇数倍、旋转体71的旋转角22. 5°的奇数倍。图16示出与第一实施方式中的图13和图14所示的例子同样地通过磁性传感器 1对从移动体72的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，当移动体 72以1节距量即N极和S极的1组量移动时，外部磁场进行1个旋转。在这种情况下，检测 电路11、12、21、22的输出信号中的1周期即电气角360°相当于移动体72的1节距。误差 周期为检测电路的输出信号的周期的1/4，这相当于1/4节距。在本实施方式中，第一位置 Pl与第二位置P2的偏移为误差周期的1/2的奇数倍、即1/8节距的奇数倍。在图16中，示 出使第一位置Pl与第二位置P2的偏移为1/8节距的例子。此外，在图16所示的例子中，将第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面内设定为 与移动体72的移动方向正交的方向。由此，第一检测角度θ Is与第二检测角度θ 2s的相 位差成为误差周期的1/2的奇数倍、即电气角45°的奇数倍、1/8节距的奇数倍。根据本实施方式，由于与第一实施方式同样地，第一检测角度θ Is与第二检测角 度θ 2s的相位差是误差周期的1/2的奇数倍，所以第一角度误差d θ 1与第二角度误差 d θ 2抵消，能够大幅降低检测值θ s所含的角度误差d θ。图17是表示将第一检测部10中的电桥电路14、16 —体化后的组件140的一例的 平面图。该组件140具备基板141、在该基板141上设置的电桥电路14、16。电桥电路14、 16的多个端口在基板141上，配置在基板141的周缘附近。在基板141上设有圆形的MR元 件配置区域。该MR元件配置区域在圆周方向上分割为8个分割区域。在该8个分割区域，分别配置有MR元件Rll R14、R21 R24。此外，在基板141，为了将多个MR元件与多个 端口电连接而形成有布线。将第二检测部20中的电桥电路24、26 —体化后的组件也可以 与组件140同样地构成。另外，在本实施方式中，由于将第一检测部10和第二检测部20配置在相互不同的 位置，所以可能由于检测部10、20的安装精度的问题，引起第一位置Pl和第二位置P2的偏 移量从所希望的值偏移，第一检测角度θ Is和第二检测角度θ 2s的相位差从所希望的即 电气角45°的奇数倍偏移。这里，将该第一检测角度θ Is和第二检测角度θ 2s的相位差 从所希望的值的偏移量表示为士 α。在本实施方式中，能够从第一检测角度θ Is和第二 检测角度θ 2s的峰值相位差等，估计士 α的值。而且，通过替代式(1)使用下式(5)算出 θ s，从而校正偏移量士 α的量，能够检测出更加正确的角度θ。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /4士 α )/2· · · (5)本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一实施方式相同。(第三实施方式)接着，参照图18，对本发明第三实施方式的磁性传感器进行说明。图18是表示本 实施方式的磁性传感器1的结构的电路图。在本实施方式的磁性传感器1中，检测电路11、 12、21、22都替代惠斯登电桥电路而具有半桥电路，不具有差分检测器。检测电路11具有串联连接并在电源端口 Vl和接地端口 Gl之间设置的一对磁性 检测元件(MR元件)R11、R12。从磁性检测元件R11、R12的连接点取得检测电路11的输出 信号。检测电路12具有串联连接并在电源端口 V2和接地端口 G2之间设置的一对磁性检 测元件(MR元件)R21、R22。从磁性检测元件R21、R22的连接点取得检测电路12的输出信 号。检测电路21具有串联连接并在电源端口 V3和接地端口 G3之间设置的一对磁性 检测元件(MR元件)R31、R32。从磁性检测元件R31、R32的连接点取得检测电路21的输出 信号。检测电路22具有串联连接并在电源端口 V4和接地端口 G4之间设置的一对磁性检 测元件(MR元件)R41、R42。从磁性检测元件R41、R42的连接点取得检测电路22的输出信号。各磁性检测元件(MR元件)Rll、R12、R21、R22、R31、R32、R41、R42的磁化固定层 的磁化方向与图3中相同附图标记的磁性检测元件(MR元件)的磁化固定层的磁化方向相 同。本实施方式的其它结构、作用和效果与第一实施方式相同。(第四实施方式)接着，参照图19，对本发明第四实施方式的磁性传感器进行说明。图19是表示本 实施方式的磁性传感器1的结构的电路图。在本实施方式的磁性传感器1中，作为电桥电 路14、16、24、26中全部的磁性检测元件，使用AMR(各向异性磁阻效应)元件。在这种情况 中，在外部磁场进行一个旋转的期间，检测电路11、12、21、22的输出信号变化两个周期的 量。因此，本实施方式中的检测电路11、12、21、22的输出信号的周期相当于外部磁场的1/2 旋转，成为第一实施方式中的检测电路11、12、21、22的输出信号的周期的1/2。此外，在本 实施方式中，误差周期也成为第一实施方式中的误差周期的1/2。在本实施方式中，第二检测部20表示外部磁场方向时的基准方向即第二方向D2在XY平面内，相对于第一检测部10表示外部磁场方向时的基准方向即第一方向Dl，针对外 部磁场的旋转方向倾斜22. 5°。在本实施方式中，第三运算电路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，在本实施方式中，也可以使第二方向D2在XY平面内，相对于第一方向D 1 针对外部磁场的旋转方向倾斜-22. 5°。在这种情况中，第三运算电路30替代式(6)使用 下式⑵算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s-π /8)/2. . . (7)与第一实施方式同样地，在本实施方式中也是，第一检测角度θ Is和第二检测角 度θ 2s的相位差是误差周期的1/2的奇数倍，由此，第一角度误差d θ 1与第二角度误差 d θ 2抵消，能够大幅降低检测值θ s所含的角度误差d θ。在本实施方式中，在如图11至图14所示的例子那样使用磁性传感器1的情况下， 使第二方向D2在XY平面内，相对于第一方向D1，针对外部磁场的旋转方向倾斜22. 5°。在 如图12所示的例子那样使用磁性传感器1的情况下，优选方向Dl、D2各自相对于旋转体71 的半径方向所成的角度为绝对值相等的值即11.25°和-11.25°。同样地，在如图14所示 的例子那样使用磁性传感器1的情况下，优选方向D1、D2各自相对于与移动体72的移动方 向正交的方向所成的角度为绝对值相等的值即11.25°和-11. 25°。此外，在本实施方式中，也可以与第二实施方式同样地，将第一检测部10和第二 检测部20配置在不同的位置，使第一位置Pl和第二位置P2为相互不同的位置。在这种情 况中，使第一位置Pl和第二位置P2的偏移成为与误差周期的1/2的奇数倍相当的量。在 这种情况下，在通过磁性传感器1对从图15所示的旋转体71的外周部产生的外部磁场的 方向进行检测时，第一位置Pl和第二位置P2的偏移为旋转体71的旋转角11. 25°的奇数 倍。此外，在通过磁性传感器1对从图16所示的移动体72的外周部产生的外部磁场的方 向进行检测时，使第一位置Pl和第二位置P2的偏移为1/16节距的奇数倍。本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一实施方式相同。另外，在本实施方式 中，也可以替代AMR元件而使用霍尔元件。(第五实施方式)接着，对本发明第五实施方式的磁性传感器进行说明。本实施方式的磁性传感器 1适于降低因外部磁场而产生的角度误差。首先，参照图20至图22，对因外部磁场而产生 角度误差的理由进行说明。图20表示通过磁性传感器1对从1组以上的N极和S极交替 排列成环状的旋转体71的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，将 旋转体71的半径方向的外部磁场的成分作为Hr，在XY平面内，将与Hr正交的外部磁场的 成分作为H θ。图21表示通过磁性传感器1对从多组的N极和S极交替排列成直线状且 在N极和S极并排的方向移动的移动体72的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的例 子。在该例子中，在XY平面内，将与移动体72的移动方向正交的方向的外部磁场的成分作 为Hr，在XY平面内，将与Hr正交的外部磁场的成分作为H θ。这里，在图20或图21所示的例子中，考虑通过第一检测部10检测外部磁场方向 而获得第一检测角度θ Is的情况。图22示出该情况中的Ηγ、ΗΘ、θ Is以及第一角度误差 d θ 1的关系的一例。在图22中，横轴表示外部磁场MF的方向DM相对于基准方向DR所成的角度θ，纵轴表示Hr、H9、θ Is、d θ 1。在图20或图21所示的例子中，存在外部磁场的 方向或外部磁场的一个方向的成分的强度不以正弦函数方式变化的情况。在这种情况下， 第一检测角度θ Is包含第一角度误差d θ 1。该情况中的第一角度误差d θ 1的变化依赖于 外部磁场方向的变化。第一角度误差d θ 1的误差周期为外部磁场方向的旋转周期的1/2。 同样地，在通过第二检测部20检测外部磁场方向而获得第二检测角度θ 2s的情况下也是， 第二检测角度θ 2s包含依赖于外部磁场方向的变化而变化的第二角度误差d θ 2。接着，参照图20和图21，对本实施方式的磁性传感器1的结构进行说明。在本实 施方式的磁性传感器1中，使第一检测部10检测外部磁场MF的位置即第一位置Pl与第二 检测部20检测外部磁场MF的位置即第二位置Ρ2为相互不同的位置。即，在本实施方式 中，第一检测部10和第二检测部20配置在不同的位置。第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏 移相当于误差周期的1/2的奇数倍。这相当于外部磁场方向的旋转周期的1/4的奇数倍。 在图20和图21中，示出使第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移相当于误差周期的1/2的量 的例子。此外，在图20所示的例子中，将第一检测部10表示外部磁场方向时的基准方向即 第一方向Dl和第二检测部20表示外部磁场方向时的基准方向即第二方向D2，都设定为旋 转体71的半径方向。在图21所示的例子中，将第一方向Dl和第二方向D2都在XY平面内 设定为与移动体72的移动方向正交的方向。在这些例子中，第一检测角度θ Is和第二检测 角度θ 2s的相位差成为外部磁场方向的旋转周期的1/4(电气角90° )。在这些例子中， 第三运算电路30利用下式⑶算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+π /2)/2. . . (8)接着，参照图23和图24，对能通过本实施方式的磁性传感器1降低因外部磁场而 产生的角度误差的情况进行说明。在图23中，(a)表示第一检测角度θ Is与第一角度误差 d θ 1的关系。在图23中，(b)表示第二检测角度θ 2s与第二角度误差d θ 2的关系。在图 23所示的例子中，第一角度误差d θ 1和第二角度误差d θ 2的振幅为士5. 45°。在本实施 方式中，使第一位置Pl和第二位置Ρ2错开相当于误差周期的1/2(电气角90° )的奇数倍 的量。而且，使用第一检测角度θ Is和第二检测角度θ 2s，算出角度θ的检测值θ s。因 此，在算出检测值θ s时，第一角度误差d θ 1的相位和第二角度误差d θ 2的相位成为相互 反相。由此，第一角度误差de 1和第二角度误差de 2抵消。图24表示如上所述算出的检测值θ s与该检测值θ s所含的角度误差d θ的关 系。如图24所示，角度误差de与第一角度误差(1Θ 1和第二角度误差(1Θ 2相比，大幅变 小。在图24所示的例子中，角度误差d θ的振幅为士 0.6°。另外，第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移量不限于与误差周期的1/2相当的量，只 要为与误差周期的1/2的奇数倍相当的量即可。在这种情况中，第一角度误差de ι和第二 角度误差d θ 2抵消，能够大幅降低检测值θ S所含的角度误差d θ。此外，在本实施方式中，第一检测角度θ Is和第二检测角度θ 2s的相位差不限于 电气角90°而可以为任意大小。当设第一检测角度θ Is和第二检测角度92s的相位差为 β时，第三运算电路30利用下式(9)算出θ s。θ s = ( θ Is+ θ 2s+^)/2. . . (9)本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一实施方式相同。另外，在本实施方式中，也可以使检测电路11、12、21、22为第三或第四实施方式中的结构。(第六实施方式)接着，对本发明第六实施方式的磁性传感器进行说明。本实施方式的磁性传感器 1能够降低因MR元件而产生的角度误差的成分、以及因外部磁场而产生的角度误差的成分 的两方。首先，参照图25和图26，对有时角度误差包含因MR元件而产生的角度误差的成 分、以及因外部磁场而产生的角度误差的成分的情况进行说明。图25表示与图20所示的 例子同样地通过磁性传感器1对从旋转体71的外周部产生的外部磁场的方向进行检测的 例子。图26与图21所示的例子同样地，表示通过磁性传感器1对从移动体72的外周部产 生的外部磁场的方向进行检测的例子。在这些例子中，如在第五实施方式中说明的那样，存 在第一和第二检测角度9 1s、θ 2s分别包含因外部磁场而产生的角度误差的成分的情况。 此外，如在第一实施方式中说明的那样，存在第一和第二检测角度θ Is、92s分别包含因 MR元件而产生的角度误差的成分的情况。因此，存在第一检测角度θ Is中的第一角度误差d θ 1和第二检测角度θ 2s中的 第二角度误差d θ 2分别包含因外部磁场而产生的第一误差成分和因MR元件而产生的第二 误差成分的情况。第一误差成分依赖于外部磁场方向的变化，按照外部磁场方向的旋转周 期的1/2即电气角180°的第一误差周期变化。第二误差成分按照检测电路11、12、21、22 的输出信号的周期的1/4即电气角90°的第二误差周期变化。接着，对本实施方式的磁性传感器1的结构进行说明。在本实施方式的磁性传感 器1中，与第五实施方式同样地，将第一检测部10和第二检测部20配置在不同的位置，使 第一位置Pl和第二位置Ρ2为相互不同的位置。第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移相当于 第一误差周期的1/2(电气角90° )的奇数倍。这相当于外部磁场方向的旋转周期的1/4 的奇数倍。在图25和图26中，表示使第一位置Pl和第二位置Ρ2的偏移为相当于第一误 差周期的1/2 (电气角90° )的量的例子。此外，在本实施方式中，使第一检测角度θ Is的相位和第二检测角度θ 2s的相位 之间的相位差为第二误差周期的1/2 (电气角45° )的奇数倍。具体而言，在图25所示的 例子中，使第二方向D2在XY平面内，从旋转体71的半径方向倾斜45°。由此，第一检测 角度θ Is和第二检测角度θ 2s的相位差成为第二误差周期的1/2 (电气角45° )的3倍 即电气角135°。此外，在图26所示的例子中，使第二方向D2在XY平面内，从与移动体72 的移动方向正交的方向倾斜45°。在这种情况下也是，第一检测角度θ Is和第二检测角度 θ 2s的相位差成为第二误差周期的1/2 (电气角45° )的3倍即电气角135°。在图25和图26所示的例子中，第三运算电路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，在本实施方式中，使第一位置Pl和第二位置P2错开与第一误差周期的 1/2(电气角90° )的奇数倍相当的量。由此，在算出检测值θ s时，第一角度误差(1Θ1中 的第一误差成分的相位与第二角度误差d θ 2中的第一误差成分的相位成为相互反相。由 此，第一角度误差d θ 1中的第一误差成分与第二角度误差d θ 2中的第一误差成分抵消。进而，在本实施方式中，使第一检测角度θ Is的相位和第二检测角度θ 2s的相位 之间的相位差为第二误差周期的1/2 (电气角45° )的奇数倍。由此，在算出检测值θ s时，第一角度误差d θ 1中的第二误差成分的相位和第二角度误差d θ 2中的第二误差成分的相 位成为相互反相。由此，第一角度误差d θ 1中的第二误差成分和第二角度误差d θ 2中的 第二误差成分抵消。通过以上的作用，根据本实施方式，能够降低因MR元件而产生的角度误差的成 分、以及因外部磁场而产生的角度误差的成分的两方。本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一或第五实施方式相同。此外，在本实 施方式中，也可以使检测电路11、12、21、22为第三或第四实施方式中的结构。(第七实施方式)接着，对本发明第七实施方式的磁性传感器进行说明。本实施方式的磁性传感器1 与第六实施方式同样地，能够降低因MR元件而产生的角度误差的成分、以及因外部磁场而 产生的角度误差的成分的两方。图27是表示本实施方式的磁性传感器1的结构的框图。如图27所示，本实施方 式的磁性传感器1具备第一和第二复合检测部110Α、110Β以及第四运算电路111。第四运 算电路111例如可以通过微型计算机实现。复合检测部110Α、110Β的结构分别与第五实施方式的磁性传感器1的结构相同。 具体而言，复合检测部IlOA具备与第一检测部10、第二检测部20和第三运算电路30同样 结构的第一检测部10Α、第二检测部20Α和第三运算电路30Α。同样地，复合检测部IlOB具 备与第一检测部10、第二检测部20和第三运算电路30同样结构的第一检测部10Β、第二检 测部20Β和第三运算电路30Β。第一复合检测部IlOA求出第一基准位置PRA上的外部磁场的方向相对于第一基 准方向DRA所成的角度ΘΑ的检测值0As。同样地，第二复合检测部IlOB求出第二基准位 置PRB上的外部磁场的方向相对于第二基准方向DRB所成的角度θ B的检测值0Bs。第四 运算电路111基于通过复合检测部110A、110B得到的检测值θ As、9 88，算出基准位置冊 上的外部磁场的方向相对于基准方向DR所成的角度θ的检测值θ s。检测部10Α、20Α的相对位置关系与第五实施方式中的检测部10、20的相对位置关 系相同。检测部10Β、20Β的相对位置关系也与第五实施方式中的检测部10、20的相对位置 关系相同。在本实施方式中，检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看懦� 方向的旋转周期的1/8即电气角45°相当的量偏移的位置。图28表示与图20所示的例子同样地通过磁性传感器1对从旋转体71的外周部 产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，检测部10Α、20Α配置在与图20所示 的检测部10、20相同的位置。检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看� 场方向的旋转周期的1/8(电气角45° )相当的量、即旋转体71的旋转角22. 5°偏移的位 置。此外，在该例子中，将检测部10Α、20Α、10Β、20Β表示外部磁场方向时的基准方向均设定 为旋转体71的半径方向。图29表示与图21所示的例子同样地通过磁性传感器1对从移动体72的外周部 产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，检测部10Α、20Α配置在与图21所示 的检测部10、20相同的位置。检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看懦� 方向的旋转周期的1/8(电气角45° )相当的量、即移动体72的1/8节距偏移的位置。此 外，在该例子中，将检测部10Α、20Α、10Β、20Β表示外部磁场方向时的基准方向均在XY平面内设定为与移动体72的移动方向正交的方向。在图28和图29所示的例子中，检测值θ As的相位和检测值θ Bs的相位之间的 相位差为电气角45°。接着，参照图30和图31，对本实施方式的磁性传感器1的作用和效果进行说明。 与第六实施方式同样地，在本实施方式中也是，检测部10Α、20Α、10Β、20Β的检测角度中的 角度误差包含因外部磁场而产生的第一误差成分、以及因MR元件而产生的第二误差成分。第一复合检测部IlOA求出第一基准位置PRA上的外部磁场的方向相对于第一基 准方向DRA所成的角度θ A的检测值θ As。第二复合检测部IlOB求出第二基准位置PRB 上的外部磁场的方向相对于第二基准方向DRB所成的角度θ B的检测值0Bs。按照在第五 实施方式中说明的原理，在检测值θ As、θ Bs中，第一误差成分被降低了。但是，在检测值 θ As、θ Bs中，包含第二误差成分。在本实施方式中，基于通过复合检测部110Α、110Β得到的检测值0As、0Bs，通过 第四运算电路111，算出基准位置ra上的外部磁场的方向相对于基准方向DR所成的角度 θ的检测值θ s。此时，检测值θ As的相位和检测值θ Bs的相位之间的相位差为第二误 差周期的1/2 (电气角45° )。第四运算电路111利用下式(11)算出θ s。θ s = (θ As+θ Bs+π/4)/2... (11)在本实施方式中，在算出检测值θ s时，检测值QAs中的第二误差成分的相位与 检测值θ Bs中的第二误差成分的相位成为相互反相。由此，检测值9As中的第二误差成 分和检测值θ Bs中的第二误差成分抵消。参照图30和图31对该情况进行说明。在图30中，(a)表示检测值θ As与其所含的角度误差d θ A的关系。在图30中， (b)表示检测值θ Bs与其所含的角度误差d θ B的关系。角度误差d θ A、d θ B的主要成分 为第二误差成分。因此，角度误差(1ΘΑ、(1ΘΒ的周期成为第二误差周期(电气角90° )。 在图30所示的例子中，角度误差(1ΘΑ、(1ΘΒ的振幅为士0.6°。在本实施方式中，如上所 述，检测值θ As的相位与检测值θ Bs的相位之间的相位差为第二误差周期的1/2 (电气角 45° )。因此，在算出检测值θ s时，角度误差de A的相位与角度误差(1ΘΒ的相位成为相 互反相。由此，角度误差d θ A和角度误差d θ B抵消。图31表示如上所述算出的检测值θ s与该检测值θ s所含的角度误差d θ的关 系。如图31所示，角度误差de与角度误差(1ΘΑ、(1ΘΒ相比，大幅变小。在图31所示的例 子中，角度误差(1Θ的振幅为士0.09°。另外，检测值eAs与检测值eBs的相位差不限于 第二误差周期的1/2，只要为第二误差周期的1/2的奇数倍即可。按照以上的作用，根据本实施方式，能够降低因MR元件而产生的角度误差的成 分、以及因外部磁场而产生的角度误差的成分的两方。本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一或第五实施方式相同。另外，在本实 施方式中，也可以使检测电路为第三或第四实施方式中的结构。(第八实施方式)接着，对本发明第八实施方式的磁性传感器进行说明。本实施方式的磁性传感器1 与第六和第七实施方式同样地，能够降低因MR元件而产生的角度误差的成分、以及因外部 磁场而产生的角度误差的成分的两方。本实施方式的磁性传感器1与第七实施方式同样地，具备第一和第二复合检测部
22110A、110B、以及第四运算电路111。本实施方式的磁性传感器1的基本结构如图27所示。 但是，如下所述，本实施方式中的复合检测部110A、110B也有与第七实施方式中的复合检 测部110A、1 IOB不同的方面。本实施方式中的复合检测部110A、110B的结构分别与第一实施方式的磁性传感 器1的结构相同。具体而言，复合检测部IlOA具备与第一检测部10、第二检测部20和第三 运算电路30同样结构的第一检测部10A、第二检测部20A和第三运算电路30A。同样地，复 合检测部IlOB具备与第一检测部10、第二检测部20和第三运算电路30同样结构的第一检 测部10B、第二检测部20B和第三运算电路30B。第一复合检测部IlOA求出第一基准位置PRA上的外部磁场的方向相对于第一基 准方向DRA所成的角度ΘΑ的检测值0As。同样地，第二复合检测部IlOB求出第二基准位 置PRB上的外部磁场的方向相对于第二基准方向DRB所成的角度θ B的检测值eBs。第四 运算电路111基于通过复合检测部110A、110B得到的检测值θ As、9 88，算出基准位置冊 上的外部磁场的方向相对于基准方向DR所成的角度θ的检测值θ s。检测部10Α、20Α的相对位置关系与第一实施方式中的检测部10、20的相对位置关 系相同。检测部10Β、20Β的相对位置关系也与第一实施方式中的检测部10、20的相对位置 关系相同。在本实施方式中，检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看懦� 方向的旋转周期的1/4即电气角90°相当的量偏移的位置。图32表示与图11所示的例子同样地通过磁性传感器1对从旋转体71的外周部 产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，检测部10Α、20Α配置在与图11所示 的检测部10、20相同的位置。检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看懦� 方向的旋转周期的1/4(电气角90° )相当的量、即旋转体71的旋转角45°偏移的位置。此外，在图32所示的例子中，将检测部10AU0B各自中的第一方向设定为旋转体 71的半径方向。检测部20Α中的第二方向在XY平面内，相对于检测部IOA中的第一方向， 针对外部磁场的旋转方向倾斜45°。同样地，检测部20Β中的第二方向在XY平面内，相对 于检测部IOB中的第一方向，针对外部磁场的旋转方向倾斜45°。另外，也可以将检测部 10Α、20Α配置在与图12所示的检测部10、20相同的位置，相对于该检测部10Α、20�。觳� 部10Β、20Β配置在以与外部磁场方向的旋转周期的1/4(电气角90° )相当的量、即旋转体 71的旋转角45°偏移的位置。图33表示与图13所示的例子同样地通过磁性传感器1对从移动体72的外周部 产生的外部磁场的方向进行检测的例子。在该例子中，检测部10Α、20Α配置在与图13所示 的检测部10、20相同的位置。检测部10Β、20Β相对于检测部10Α、20�。渲迷谝杂胪獠看懦� 方向的旋转周期的1/4(电气角90° )相当的量、即移动体72的1/4节距偏移的位置。此 外，在该例子中，将检测部10Α、IOB各自中的第一方向在XY平面内设定为与移动体72的移 动方向正交的方向。检测部20Α中的第二方向在XY平面内，相对于检测部IOA中的第一方 向，针对外部磁场的旋转方向倾斜45°。同样地，检测部20Β中的第二方向在XY平面内，相 对于检测部IOB中的第一方向，针对外部磁场的旋转方向倾斜45°。另外，也可以将检测部 10Α、20Α配置在与图14所示的检测部10、20相同的位置，相对于该检测部10Α、20�。觳� 部10Β、20Β配置在以与外部磁场方向的旋转周期的1/4(电气角90° )相当的量、即移动体 72的1/4节距偏移的位置。
在图32和图33所示的例子中，检测值θ As的相位与检测值θ Bs的相位之间的 相位差为电气角90°。接着，参照图34和图35，对本实施方式的磁性传感器1的作用和效果进行说明。 与第六和第七实施方式同样地，在本实施方式中也是，检测部10Α、20Α、10Β、20Β的检测角 度中的角度误差包含因外部磁场而产生的第一误差成分、以及因MR元件而产生的第二误 差成分。第一复合检测部IlOA求出第一基准位置PRA上的外部磁场的方向相对于第一基 准方向DRA所成的角度θ A的检测值θ As。第二复合检测部IlOB求出第二基准位置PRB 上的外部磁场的方向相对于第二基准方向DRB所成的角度θ B的检测值0Bs。按照在第一 实施方式中说明的原理，在检测值θ As、θ Bs中，第二误差成分被降低了。但是，在检测值 θ As、θ Bs中，包含第一误差成分。在本实施方式中，基于通过复合检测部110Α、1 IOB得到的检测值0As、0Bs，通过 第四运算电路111，算出基准位置ra上的外部磁场的方向相对于基准方向DR所成的角度 θ的检测值θ s。此时，检测值θ As的相位和检测值θ Bs的相位之间的相位差为第一误 差周期的1/2 (电气角90° )。第四运算电路111利用下式(12)算出θ s。θ s = ( θ As+ θ Bs+π /2)/2. . . (12)在本实施方式中，在算出检测值θ s时，检测值QAs中的第一误差成分的相位与 检测值θ Bs中的第一误差成分的相位成为相互反相。由此，检测值9As中的第一误差成 分和检测值θ Bs中的第一误差成分抵消。参照图34和图35对该情况进行说明。在图34中，(a)表示检测值θ As与其所含的角度误差d θ A的关系。在图34中， (b)表示检测值θ Bs与其所含的角度误差d θ B的关系。角度误差d θ A、d θ B的主要成分 为第一误差成分。因此，角度误差(1ΘΑ、(1ΘΒ的周期成为第一误差周期(电气角180° )。 在本实施方式中，如上所述，检测值θ As的相位与检测值θ Bs的相位之间的相位差为第一 误差周期的1/2 (电气角90° )。因此，在算出检测值θ s时，角度误差de A的相位与角度 误差d θ B的相位成为相互反相。由此，角度误差d θ A和角度误差d θ B抵消。图35表示如上所述算出的检测值θ s与该检测值θ s所含的角度误差d θ的关 系。如图35所示，角度误差d θ与角度误差d θ A、d θ B相比大幅变小。另外，检测值θ As 与检测值θ Bs的相位差不限于第一误差周期的1/2，只要为第一误差周期的1/2的奇数倍 即可。按照以上的作用，根据本实施方式，能够降低因MR元件而产生的角度误差的成 分、以及因外部磁场而产生的角度误差的成分的两方。本实施方式中的其它结构、作用和效果与第一或第五实施方式相同。另外，在本实 施方式中，也可以使检测电路为第三或第四实施方式中的结构。此外，各实施方式中的多个检测部的配置为一个例子，多个检测部的配置可以在 满足权利要求书记载要件的范围内进行各种变更。基于以上说明可知能够实施本发明的各种方式或变形例。因此，在与权利要求书 均等的范围内，即使为上述优选方式以外的方式也可以实施本发明。
权利要求
1.一种磁性传感器，对方向会旋转的外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所 成的角度进行检测，其特征在于，具备第一检测部，用于检测第一位置上的上述外部磁场的方向相对于第一方向所成的第一 角度；以及第二检测部，用于检测第二位置上的上述外部磁场的方向相对于第二方向所成的第二 角度，上述第一检测部具有分别检测上述外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该 强度的信号的第一和第二检测电路、以及基于上述第一和第二检测电路的输出信号算出作 为上述第一角度的检测值的第一检测角度的第一运算电路，上述第一检测电路的输出信号 的相位与第二检测电路的输出信号的相位之间的相位差为上述第一和第二检测电路的输 出信号的1/4周期的奇数倍，上述第二检测部具有分别检测上述外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该 强度的信号的第三和第四检测电路、以及基于上述第三和第四检测电路的输出信号算出作 为上述第二角度的检测值的第二检测角度的第二运算电路，上述第三检测电路的输出信号 的相位与第四检测电路的输出信号的相位之间的相位差为上述第三和第四检测电路的输 出信号的1/4周期的奇数倍，上述第一检测角度包含相对于在上述外部磁场的方向理想地旋转的情况下假想的上 述第一角度的理论值的第一角度误差，上述第二检测角度包含相对于在上述外部磁场的方向理想地旋转的情况下假想的上 述第二角度的理论值的第二角度误差，上述第一角度误差和第二角度误差伴随上述外部磁场的方向的变化以彼此相等的误 差周期呈周期性变化，而且上述第一角度误差的变化依赖于上述第一检测角度的变化，上 述第二角度误差的变化依赖于上述第二检测角度的变化，上述第一检测角度的相位和上述第二检测角度的相位之间的相位差为上述误差周期 的1/2的奇数倍，磁性传感器还具备第三运算电路，基于上述第一检测角度和第二检测角度，算出上述 外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成的角度的检测值。
2.根据权利要求1所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一位置和第二位置针对上述外部磁场的旋转方向是相同的位置，上述第一方向 和第二方向针对上述外部磁场的旋转方向，相差与上述误差周期的1/2的奇数倍相当的空 间上的角度。
3.根据权利要求1所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一位置和第二位置是相互不同的位置，上述第一位置与第二位置的偏移相当于 上述误差周期的1/2的奇数倍。
4.根据权利要求1所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一至第四检测电路的输出信号的周期彼此相等，上述误差周期是各检测电路的 输出信号的周期的1/4。
5.根据权利要求1所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一至第四检测电路分别包含串联连接的一对磁性检测元件。
6.根据权利要求5所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一至第四检测电路分别具有惠斯登电桥电路，该惠斯登电桥电路包含串联连接 的第一对磁性检测元件、以及串联连接的第二对磁性检测元件。
7.根据权利要求5所述的磁性传感器，其特征在于， 上述磁性检测元件是磁阻效应元件。
8.根据权利要求7所述的磁性传感器，其特征在于，上述磁阻效应元件具有磁化方向被固定的磁化固定层、磁化的方向与上述外部磁场 的方向对应地变化的自由层、以及在上述磁化固定层与自由层之间配置的非磁性层。
9.根据权利要求8所述的磁性传感器，其特征在于，上述第二检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与上述第一检测电路 中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正交，上述第四检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与上述第三检测电路 中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正交。
10.一种磁性传感器，对方向会旋转的外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向 所成的角度进行检测，其特征在于，具备第一检测部，用于检测第一位置上的上述外部磁场的方向相对于第一方向所成的第一 角度；以及第二检测部，用于检测第二位置上的上述外部磁场的方向相对于第二方向所成的第二 角度，上述第一检测部具有分别检测上述外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该 强度的信号的第一和第二检测电路、以及基于上述第一和第二检测电路的输出信号算出作 为上述第一角度的检测值的第一检测角度的第一运算电路，上述第一检测电路的输出信号 的相位与第二检测电路的输出信号的相位之间的相位差为上述第一和第二检测电路的输 出信号的1/4周期的奇数倍，上述第二检测部具有分别检测上述外部磁场的一个方向的成分的强度并输出表示该 强度的信号的第三和第四检测电路、以及基于上述第三和第四检测电路的输出信号算出作 为上述第二角度的检测值的第二检测角度的第二运算电路，上述第三检测电路的输出信号 的相位与第四检测电路的输出信号的相位之间的相位差为上述第三和第四检测电路的输 出信号的1/4周期的奇数倍，上述第一检测角度包含相对于在上述外部磁场的方向理想地旋转的情况下假想的上 述第一角度的理论值的第一角度误差，上述第二检测角度包含相对于在上述外部磁场的方向理想地旋转的情况下假想的上 述第二角度的理论值的第二角度误差，上述第一角度误差和第二角度误差伴随上述外部磁场的方向的变化以彼此相等的误 差周期呈周期性变化，而且上述第一角度误差的变化和上述第二角度误差的变化依赖于上 述外部磁场的方向的变化，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当于 上述误差周期的1/2的奇数倍，磁性传感器还具备第三运算电路，基于上述第一检测角度和第二检测角度，算出上述外部磁场在基准位置上的方向相对于基准方向所成的角度的检测值。
11.根据权利要求10所述的磁性传感器，其特征在于，上述误差周期是上述外部磁场方向的旋转周期的1/2。
12.根据权利要求10所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一至第四检测电路分别包含串联连接的一对磁性检测元件。
13.根据权利要求12所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一至第四检测电路分别具有惠斯登电桥电路，该惠斯登电桥电路包含串联连接 的第一对磁性检测元件、以及串联连接的第二对磁性检测元件。
14.根据权利要求12所述的磁性传感器，其特征在于，上述磁性检测元件是磁阻效应元件。
15.根据权利要求14所述的磁性传感器，其特征在于，上述磁阻效应元件具有磁化方向被固定的磁化固定层、磁化的方向与上述外部磁场 的方向对应地变化的自由层、以及在上述磁化固定层与自由层之间配置的非磁性层。
16.根据权利要求15所述的磁性传感器，其特征在于，上述第二检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与上述第一检测电路 中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正交，上述第四检测电路中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向与上述第三检测电路 中的磁阻效应元件的磁化固定层的磁化方向正交。
17.根据权利要求10所述的磁性传感器，其特征在于，上述第一角度误差包含依赖于上述外部磁场的方向的变化而以上述误差周期变化的 成分；以及依赖于上述第一检测角度的变化而以第二误差周期变化的成分，上述第二角度误差包含依赖于上述外部磁场的方向的变化而以上述误差周期变化的 成分；以及依赖于上述第二检测角度的变化而以上述第二误差周期变化的成分，上述第一检测角度的相位和上述第二检测角度的相位之间的相位差为上述第二误差 周期的1/2的奇数倍。
全文摘要
磁性传感器具备算出第一位置上的外部磁场的方向相对于第一方向所成的第一角度的检测值即第一检测角度的第一检测部、以及算出第二位置上的外部磁场的方向相对于第二方向所成的第二角度的检测值即第二检测角度的第二检测部。第一检测角度包含第一角度误差，第二检测角度包含第二角度误差。第一检测角度的相位与第二检测角度的相位之间的相位差为误差周期的1/2的奇数倍。
文档编号G01B7/30GK101995558SQ201010249210
公开日2011年3月30日 申请日期2010年8月6日 优先权日2009年8月7日
发明者平林启, 猿木俊司 申请人:Tdk株式会社
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