(57)【要約】【課題】専用の磁界を発生する装置を必要とせず、且つ複数の磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、他軸感度補正を実現するための補正関数を決定する。【解決手段】信号処理回路５０は、補正関数決定処理を行う補正関数決定部５５と、補正処理を行う補正処理部５４を含んでいる。補正処理は、補正関数を用いて第１および第２の検出信号を補正して第１および第２の補正後信号を生成する。補正関数は、第１および第２の検出信号を要素として含む第１の列ベクトルを、第１および第２の補正後信号を要素として含む第２の列ベクトルに変換するための係数行列で表される。補正関数決定処理は、複数の組の第１および第２の検出信号の値を用いた演算によって、補正関数における１つまたは２つの未確定の補正係数を確定する。【選択図】図２
2020134149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気センサ装置によって生成され、それぞれ外部磁界の互いに異なる２つの方向の成分と対応関係を有する第１および第２の検出信号を処理する信号処理回路であって、
第１および第２の検出信号を補正するための補正関数を決定する補正関数決定処理と、前記補正関数を用いて前記第１および第２の検出信号を補正して第１および第２の補正後信号を生成する補正処理とを行い、
前記補正関数は、前記第１および第２の検出信号を要素として含む第１の列ベクトルを、前記第１および第２の補正後信号を要素として含む第２の列ベクトルに変換するための行列である係数行列で表され、
前記係数行列は、ｉ，ｊをそれぞれ１以上２以下の整数としたときに、補正係数Ｃijをｉ行ｊ列成分として含み、
前記補正関数決定処理のために未確定補正関数が定義され、前記未確定補正関数は、ｉとｊの値が一致しない１つまたは２つの未確定の補正係数Ｃijを含む前記補正関数であり、
前記補正関数決定処理は、前記第１および第２の検出信号の値の複数の組を取得し、この複数の組の第１および第２の検出信号の値を用いた演算によって、前記１つまたは２つの未確定の補正係数を確定することを特徴とする信号処理回路。
【請求項２】
前記補正関数決定処理のために、第１および第２の未確定補正後信号値、未確定測定値、目標値および測定値誤差が定義され、
前記第１および第２の未確定補正後信号値は、前記第１および第２の検出信号の値から前記未確定補正関数を用いて求められる前記第１および第２の補正後信号の値であり、
前記未確定測定値は、前記第１および第２の未確定補正後信号値の２乗和またはその平方根であり、
前記目標値は、前記未確定測定値の目標となる値であり、
前記測定値誤差は、前記未確定測定値と前記目標値との差の２乗であり、
前記補正関数決定処理は、前記目標値を保持すると共に、前記複数の組の第１および第２の検出信号の値を用いた前記演算として、前記複数の組の第１および第２の検出信号の値に関して得られる複数の前記測定値誤差の総和を最小にする前記１つまたは２つの未確定の補正係数の値を求める演算を行うことを特徴とする請求項１記載の信号処理回路。
【請求項３】
前記１つまたは２つの未確定の補正係数の数は２つであり、
前記係数行列において、補正係数Ｃ11，Ｃ22は同じ値であり、補正係数Ｃ12，Ｃ21が前記２つの未確定の補正係数であることを特徴とする請求項１または２記載の信号処理回路。
【請求項４】
前記１つまたは２つの未確定の補正係数の数は１つであり、
前記係数行列において、補正係数Ｃ11，Ｃ22は同じ値であり、補正係数Ｃ12，Ｃ21のうちの一方は０であり、他方は前記１つの未確定の補正係数であることを特徴とする請求項１または２記載の信号処理回路。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の信号処理回路と、磁気センサ装置とを備えた磁気センサシステムであって、
前記磁気センサ装置は、
前記第１の検出信号を生成する第１の磁気センサと、
前記第２の検出信号を生成する第２の磁気センサとを含むことを特徴とする磁気センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部磁界の複数の方向の成分を検出する複数の磁気センサを含む磁気センサシステム、ならびにこの磁気センサシステムで用いられる信号処理回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、種々の用途で、外部磁界の一方向の成分を検出する磁気センサが利用されている。磁気センサとしては、基板上に設けられた少なくとも１つの磁気検出素子を用いたものが知られている。磁気検出素子としては、例えば磁気抵抗効果素子が用いられる。
【０００３】
外部磁界の一方向の成分を検出する磁気センサは、外部磁界の一方向の成分に対応する検出信号を生成する。以下、上記の一方向を感磁方向と言う。上記磁気センサは、所望の方向の磁界の強度の変化によって検出信号が変化するが、所望の方向以外の方向の磁界の強度の変化によっては検出信号が変化しない特性を有することが好ましい。以下、上記の所望の方向を主軸方向と言い、上記の所望の方向以外の方向を他軸方向と言う。上記感磁方向は、主軸方向と一致していることが好ましい。
【０００４】
しかし、外部磁界の複数の方向の成分を検出する複数の磁気センサを含む装置では、各磁気センサにおいて、他軸方向の磁界の強度の変化によって検出信号が変化することが起こり得る。ここで、他軸方向の磁界の強度の変化に対する磁気センサの検出信号の変化の比率を、他軸感度と言う。この他軸感度は、磁気センサの検出信号の誤差の原因となる。
【０００５】
そのため、複数の磁気センサを含む装置では、複数の磁気センサの他軸感度に応じて、複数の磁気センサの検出信号を補正できることが望まれる。以下、このような補正を他軸感度補正と言う。例えば、特許文献１には、他軸感度補正を実現するための技術が記載されている。
【０００６】
特許文献１には、Ｘ軸およびＺ軸の磁場成分に対応した２次元ホール起電力信号を生成する非接触回転角センサが記載されている。また、特許文献１には、非接触回転角センサの出荷検査において、Ｘ方向の磁界とＺ方向の磁界を非接触回転角センサに入力して、２次元ホール起電力信号を測定し、この測定結果に基づいて、他軸感度補正に用いられる補正パラメータを決定することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１６−５３５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載された技術を含めて、他軸感度補正を実現するための従来の技術では、補正関数を用いて複数の磁気センサの検出信号を補正する。特許文献１における補正パラメータは、補正関数を決定するパラメータである。従来の技術では、補正関数を決定するために、複数の磁気センサの他軸感度を測定するための専用の磁界を複数の磁気センサに印加し、そのときの複数の磁気センサの検出信号を取得する必要があった。そのため、従来の技術では、上記の専用の磁界を発生する装置が必要になるという問題点と、補正関数を決定する処理を行う際に複数の磁気センサの通常の動作を中断する必要があるという問題点があった。
【０００９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、複数の磁気センサのうちの少なくとも１つについての他軸感度補正を実現可能な信号処理回路および磁気センサシステムであって、専用の磁界を発生する装置を必要とせず、且つ複数の磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、他軸感度補正を実現するための補正関数を決定できるようにした信号処理回路および磁気センサシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の信号処理回路は、磁気センサ装置によって生成され、それぞれ外部磁界の互いに異なる２つの方向の成分と対応関係を有する第１および第２の検出信号を処理する回路である。信号処理回路は、第１および第２の検出信号を補正するための補正関数を決定する補正関数決定処理と、補正関数を用いて第１および第２の検出信号を補正して第１および第２の補正後信号を生成する補正処理とを行う。
【００１１】
補正関数は、第１および第２の検出信号を要素として含む第１の列ベクトルを、第１および第２の補正後信号を要素として含む第２の列ベクトルに変換するための行列である係数行列で表される。係数行列は、ｉ，ｊをそれぞれ１以上２以下の整数としたときに、補正係数Ｃijをｉ行ｊ列成分として含んでいる。
【００１２】
信号処理回路では、補正関数決定処理のために未確定補正関数が定義される。未確定補正関数は、ｉとｊの値が一致しない１つまたは２つの未確定の補正係数Ｃijを含む補正関数である。補正関数決定処理は、第１および第２の検出信号の値の複数の組を取得し、この複数の組の第１および第２の検出信号の値を用いた演算によって、１つまたは２つの未確定の補正係数を確定する。
【００１３】
本発明の信号処理回路では、補正関数決定処理のために、第１および第２の未確定補正後信号値、未確定測定値、目標値および測定値誤差が定義されてもよい。第１および第２の未確定補正後信号値は、第１および第２の検出信号の値から未確定補正関数を用いて求められる第１および第２の補正後信号の値である。未確定測定値は、第１および第２の未確定補正後信号値の２乗和またはその平方根である。目標値は、未確定測定値の目標となる値である。測定値誤差は、未確定測定値と目標値との差の２乗である。補正関数決定処理は、目標値を保持すると共に、複数の組の第１および第２の検出信号の値を用いた演算として、複数の組の第１および第２の検出信号の値に関して得られる複数の測定値誤差の総和を最小にする１つまたは２つの未確定の補正係数の値を求める演算を行ってもよい。
【００１４】
また、本発明の信号処理回路において、１つまたは２つの未確定の補正係数の数は２つであってもよい。この場合、係数行列において、補正係数Ｃ11，Ｃ22は同じ値であり、補正係数Ｃ12，Ｃ21が２つの未確定の補正係数であってもよい。
【００１５】
また、本発明の信号処理回路において、１つまたは２つの未確定の補正係数の数は１つであってもよい。この場合、係数行列において、補正係数Ｃ11，Ｃ22は同じ値であり、補正係数Ｃ12，Ｃ21のうちの一方は０であり、他方は１つの未確定の補正係数であってもよい。
【００１６】
本発明の磁気センサシステムは、本発明の信号処理回路と、磁気センサ装置とを備えている。磁気センサ装置は、第１の検出信号を生成する第１の磁気センサと、第２の検出信号を生成する第２の磁気センサとを含んでいる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の信号処理回路および磁気センサシステムによれば、専用の磁界を発生する装置を必要とせず、且つ複数の磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、複数の磁気センサのうちの少なくとも１つについての他軸感度補正を実現するための補正関数を決定することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施の形態における対象磁界発生部と磁気センサ装置を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサシステムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における基準平面を示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における磁気センサ装置の構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効果素子を示す斜視図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における第１の磁気センサの理想的な特性を示す特性図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における第２の磁気センサの理想的な特性を示す特性図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態における補正処理について説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態における補正関数決定処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における対象磁界発生部と磁気センサ装置を示す平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサシステムの構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における基準平面を示す説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における角度検出値と位置検出値の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサシステムの概略について説明する。本実施の形態に係る磁気センサシステム１は、検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値θｓを生成するものである。
【００２０】
図２に示したように、磁気センサシステム１は、磁気センサ装置２と信号処理回路５０を備えている。図１に示したように、磁気センサシステム１は、更に、対象磁界発生部５を備えている。
【００２１】
対象磁界発生部５は、磁気センサ装置２が検出する磁界である対象磁界ＭＦを発生する。本実施の形態では、対象磁界ＭＦは、検出対象の角度に応じて方向が回転する磁界である。本実施の形態では特に、対象磁界発生部５は、円柱状の磁石６である。磁石６は、円柱の中心軸を含む仮想の平面を中心として対称に配置されたＮ極とＳ極とを有している。この磁石６は、円柱の中心軸を中心として回転する。これにより、磁石６は、対象磁界ＭＦを発生する。対象磁界ＭＦの方向は、円柱の中心軸を含む回転中心Ｃを中心として回転する。本実施の形態では、検出対象の角度は、磁石６の回転位置に対応する角度である。
【００２２】
磁気センサ装置２および信号処理回路５０は、角度検出値θｓとして、対象磁界角度θＭを表わす値を生成する。対象磁界角度θＭは、基準平面Ｐ内において基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦの方向ＤＭが基準方向ＤＲに対してなす角度である。対象磁界角度θＭは、検出対象の角度と対応関係を有する。従って、角度検出値θｓは、検出対象の角度と対応関係を有する。
【００２３】
磁気センサ装置２は、基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦの互いに異なる２つの方向の成分と対応関係を有する第１の検出信号Ｓｘおよび第２の検出信号Ｓｙを生成する。基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦは、本発明における外部磁界に対応する。以下、基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦを、外部磁界とも言う。
【００２４】
図２に示したように、磁気センサ装置２は、第１の磁気センサ１０と第２の磁気センサ２０とを含んでいる。第１の磁気センサ１０は、外部磁界の第１の感磁方向の成分を検出して、第１の検出信号Ｓｘを生成する。第１の感磁方向は、上記の２つの方向の一方に対応する。以下、外部磁界の第１の感磁方向の成分を第１の外部磁界成分と言う。本実施の形態では特に、第１の検出信号Ｓｘは、第１の外部磁界成分の強度Ｂｘに対応する信号である。
【００２５】
第２の磁気センサ２０は、外部磁界の第２の感磁方向の成分を検出して、第２の検出信号Ｓｙを生成する。第２の感磁方向は、上記の２つの方向の他方に対応する。以下、外部磁界の第２の感磁方向の成分を第２の外部磁界成分と言う。本実施の形態では特に、第２の検出信号Ｓｙは、第２の外部磁界成分の強度Ｂｙに対応する信号である。
【００２６】
ここで、図１および図３を参照して、本実施の形態における基準座標系と第１および第２のセンサ座標系について説明する。基準座標系は、基準平面Ｐを基準にして設定された座標系である。第１のセンサ座標系は、第１の磁気センサ１０を基準にして設定された座標系である。第２のセンサ座標系は、第２の磁気センサ２０を基準にして設定された座標系である。以下、第１および第２のセンサ座標系を代表して、単にセンサ座標系と言う。基準座標系とセンサ座標系のいずれにおいても、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向が定義されている。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、互いに直交する。また、基準座標系とセンサ座標系のいずれにおいても、Ｘ方向とは反対の方向を−Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向とする。
【００２７】
基準平面Ｐは、磁石６の一方の端面に平行な仮想の平面である。基準位置ＰＲは、磁気センサ装置２が対象磁界ＭＦを検出する位置である。基準方向ＤＲは、基準平面Ｐ内に位置して、基準位置ＰＲと交差する。また、基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦの方向ＤＭは、基準平面Ｐ内に位置する。磁気センサ装置２は、磁石６の上記一方の端面に対向するように配置される。
【００２８】
基準座標系におけるＺ方向は、図１に示した回転中心Ｃに平行で、図１における下から上に向かう方向である。また、基準座標系におけるＺ方向は、基準平面Ｐに垂直である。基準座標系におけるＸ方向とＹ方向は、基準座標系におけるＺ方向に垂直な２つの方向であって、互いに直交する２つの方向である。
【００２９】
本実施の形態では、基準座標系におけるＸ方向を基準方向ＤＲとしている。基準平面Ｐ内において、対象磁界ＭＦの方向ＤＭは、基準位置ＰＲを中心として回転する。対象磁界角度θＭは、基準方向ＤＲから図３における反時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向ＤＲから図３における時計回り方向に見たときに負の値で表す。
【００３０】
磁気センサ装置２は、第１および第２のセンサ座標系が基準座標系と一致するように設計されている。しかし、第１および第２の磁気センサ１０，２０のアライメントのずれ等によって、第１および第２のセンサ座標系の少なくとも一方が基準座標系と一致しない場合が起こり得る。
【００３１】
本実施の形態では、第１の感磁方向は、第１のセンサ座標系におけるＸ方向に平行な方向であり、第２の感磁方向は、第２のセンサ座標系におけるＹ方向に平行な方向である。以下、基準座標系におけるＸ方向に平行な方向を第１の主軸方向と言い、基準座標系におけるＹ方向に平行な方向を第２の主軸方向と言う。理想的には、第１の感磁方向は第１の主軸方向と一致し、第２の感磁方向は第２の主軸方向と一致する。しかし、例えば磁石６に対する第１および第２の磁気センサ１０，２０の少なくとも一方のアライメントのずれによって、第１の感磁方向が第１の主軸方向からずれたり、第２の感磁方向が第２の主軸方向からずれたりすることが起こり得る。
【００３２】
以下、特段の断りが無い限り、複数の図に示したＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、基準座標系とセンサ座標系の両方に当てはまる。
【００３３】
次に、図４を参照して、磁気センサ装置２の構成について説明する。図４に示したように、第１の磁気センサ１０は、ホイートストンブリッジ回路１４と、差分検出器１５とを有している。ホイートストンブリッジ回路１４は、４つの磁気検出素子Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４と、電源ポートＶ１と、グランドポートＧ１と、２つの出力ポートＥ１１，Ｅ１２とを含んでいる。磁気検出素子Ｒ１１は、電源ポートＶ１と出力ポートＥ１１との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ１２は、出力ポートＥ１１とグランドポートＧ１との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ１３は、電源ポートＶ１と出力ポートＥ１２との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ１４は、出力ポートＥ１２とグランドポートＧ１との間に設けられている。電源ポートＶ１には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ１はグランドに接続される。差分検出器１５は、出力ポートＥ１１，Ｅ１２の電位差に対応する信号を第１の検出信号Ｓｘとして出力する。第１の検出信号Ｓｘは、出力ポートＥ１１，Ｅ１２の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。
【００３４】
第２の磁気センサ２０は、ホイートストンブリッジ回路２４と、差分検出器２５とを有している。ホイートストンブリッジ回路２４は、４つの磁気検出素子Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４と、電源ポートＶ２と、グランドポートＧ２と、２つの出力ポートＥ２１，Ｅ２２とを含んでいる。磁気検出素子Ｒ２１は、電源ポートＶ２と出力ポートＥ２１との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ２２は、出力ポートＥ２１とグランドポートＧ２との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ２３は、電源ポートＶ２と出力ポートＥ２２との間に設けられている。磁気検出素子Ｒ２４は、出力ポートＥ２２とグランドポートＧ２との間に設けられている。電源ポートＶ２には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ２はグランドに接続される。差分検出器２５は、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対応する信号を第２の検出信号Ｓｙとして出力する。第２の検出信号Ｓｙは、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。
【００３５】
以下、磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒ２４を代表して、磁気検出素子Ｒと言う。磁気検出素子Ｒは、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。以下、磁気抵抗効果素子をＭＲ素子と記す。複数のＭＲ素子の各々は、例えばスピンバルブ型のＭＲ素子である。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、外部磁界に応じて磁化の方向が変化する磁性層である自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。図４において、塗りつぶした矢印は、ＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向を表し、白抜きの矢印は、ＭＲ素子における自由層の磁化の方向を表している。各ＭＲ素子において、自由層は、磁化容易軸方向が、磁化固定層の磁化の方向に直交する方向となる一軸磁気異方性を有している。一軸磁気異方性は、形状磁気異方性であってもよい。
【００３６】
第１の磁気センサ１０では、磁気検出素子Ｒ１１，Ｒ１４に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第１のセンサ座標系におけるＸ方向であり、磁気検出素子Ｒ１２，Ｒ１３に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第１のセンサ座標系における−Ｘ方向である。第１の磁気センサ１０内の複数のＭＲ素子において、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度は、第１の外部磁界成分の強度Ｂｘに応じて変化する。その結果、第１の検出信号Ｓｘは、強度Ｂｘに応じて変化する。
【００３７】
また、第２の磁気センサ２０では、磁気検出素子Ｒ２１，Ｒ２４に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第２のセンサ座標系におけるＹ方向であり、磁気検出素子Ｒ２２，Ｒ２３に含まれる複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第２のセンサ座標系における−Ｙ方向である。第２の磁気センサ２０内の複数のＭＲ素子において、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度は、第２の外部磁界成分の強度Ｂｙに応じて変化する。その結果、第２の検出信号Ｓｙは、強度Ｂｙに応じて変化する。
【００３８】
磁気センサ１０，２０内の複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、ＭＲ素子の作製の精度等の観点から、上述のような所望の方向からずれることが起こり得る。
【００３９】
次に、図５を参照して、ＭＲ素子の構成の一例について説明する。ＭＲ素子は、例えば、図示しない基板上に形成されている。図５に示したＭＲ素子１００は、基板側から順に積層された反強磁性層１０１、磁化固定層１０２、ギャップ層１０３および自由層１０４を含んでいる。反強磁性層１０１は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層１０２との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層１０２の磁化の方向を固定する。
【００４０】
なお、ＭＲ素子１００における層１０１〜１０４の配置は、図５に示した配置とは上下が反対でもよい。また、磁化固定層１０２は、単一の強磁性層ではなく、２つの強磁性層とこの２つの強磁性層の間に配置された非磁性金属層とを含む人工反強磁性構造であってもよい。また、ＭＲ素子１００は、反強磁性層１０１を含まない構成であってもよい。また、磁気検出素子は、ホール素子、磁気インピーダンス素子等、ＭＲ素子以外の磁界を検出する素子であってもよい。
【００４１】
次に、図６を参照して、磁気検出素子Ｒの構成の一例について説明する。この例では、磁気検出素子Ｒは、直列に接続された複数のＭＲ素子１００を含んでいる。磁気検出素子Ｒは、更に、複数のＭＲ素子１００が直列に接続されるように、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する１つ以上の接続層を含んでいる。図６に示した例では、磁気検出素子Ｒは、１つ以上の接続層として、１つ以上の下部接続層１１１と、１つ以上の上部接続層１１２とを含んでいる。下部接続層１１１は、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００の下面に接し、この２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する。上部接続層１１２は、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００の上面に接し、この２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する。
【００４２】
次に、図２を参照して、信号処理回路５０の構成について詳しく説明する。信号処理回路５０は、例えば特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）あるいはマイクロコンピュータによって構成されている。信号処理回路５０は、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す。）５１，５２と、補正処理部５４と、補正関数決定部５５と、角度検出部５６とを含んでいる。
【００４３】
Ａ／Ｄ変換器５１は、第１の検出信号Ｓｘをデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器５２は、第２の検出信号Ｓｙをデジタル信号に変換する。補正処理部５４、補正関数決定部５５および角度検出部５６は、それぞれ以下で説明する処理を行う機能ブロックである。
【００４４】
補正関数決定部５５は、補正関数決定処理を行う。補正関数決定処理では、Ａ／Ｄ変換器５１，５２によってデジタル信号に変換された後の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを補正するための補正関数を決定する。
【００４５】
補正処理部５４は、補正処理を行う。補正処理では、上記の補正関数を用いて、Ａ／Ｄ変換器５１，５２によってデジタル信号に変換された後の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを補正して、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを生成する。
【００４６】
ここで、図７および図８を参照して、本実施の形態における第１および第２の磁気センサ１０，２０の理想的な特性について説明する。図７は、第１の磁気センサ１０の理想的な特性を示す特性図である。図７において、横軸は第１の外部磁界成分の強度Ｂｘを示し、縦軸は第１の検出信号Ｓｘを示している。図７に示した例では、第１の外部磁界成分の方向が第１のセンサ座標系におけるＸ方向であるときに強度Ｂｘを正の値で表し、第１の外部磁界成分の方向が第１のセンサ座標系における−Ｘ方向であるときに強度Ｂｘを負の値で表している。また、図７に示した例では、第１の検出信号Ｓｘの値は、強度Ｂｘが０のときに０であり、強度Ｂｘが正の値のときに正の値であり、強度Ｂｘが負の値のときに負の値であり、強度Ｂｘが増加すると増加する。図７に示したように、理想的には、第１の磁気センサ１０が生成する第１の検出信号Ｓｘは、第１の外部磁界成分の強度Ｂｘに比例する。
【００４７】
図８は、第２の磁気センサ２０の理想的な特性を示す特性図である。図８において、横軸は第２の外部磁界成分の強度Ｂｙを示し、縦軸は第２の検出信号Ｓｙを示している。図８に示した例では、第２の外部磁界成分の方向が第２のセンサ座標系におけるＹ方向であるときに強度Ｂｙを正の値で表し、第２の外部磁界成分の方向が第２のセンサ座標系における−Ｙ方向であるときに強度Ｂｙを負の値で表している。また、図８に示した例では、第２の検出信号Ｓｙの値は、強度Ｂｙが０のときに０であり、強度Ｂｙが正の値のときに正の値であり、強度Ｂｙが負の値のときに負の値であり、強度Ｂｙが増加すると増加する。図８に示したように、理想的には、第２の磁気センサ２０が生成する第２の検出信号Ｓｙは、第２の外部磁界成分の強度Ｂｙに比例する。また、理想的には、強度Ｂｙの変化に対する第２の検出信号Ｓｙの変化の比率は、強度Ｂｘの変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の比率と等しい。
【００４８】
理想的には、第１および第２のセンサ座標系は基準座標系と一致する。また、理想的には、第１の検出信号Ｓｘは強度Ｂｙに依存せず、第２の検出信号Ｓｙは強度Ｂｘに依存しない。
【００４９】
以上の理想的な状態では、角度検出値θｓは、下記の式（１）によって求めることが可能である。なお、“ａｔａｎ”は、アークタンジェントを表す。
【００５０】
θｓ＝ａｔａｎ（Ｓｙ／Ｓｘ）  …（１）
【００５１】
θｓが０°以上３６０°未満の範囲内では、式（１）におけるθｓの解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、Ｓｘ，Ｓｙの正負の組み合わせにより、θｓの真の値が、式（１）におけるθｓの２つの解のいずれであるかを判別することができる。
【００５２】
しかし、後で詳しく説明するように他軸感度が存在すると、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの少なくとも一方に誤差が生じ、式（１）によって角度検出値θｓを求めると、角度検出値θｓに誤差が生じるおそれがある。補正処理は、角度検出値θｓに生じる誤差が低減されるように、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを補正して、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを生成する処理である。
【００５３】
角度検出部５６は、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙに基づいて角度検出値θｓを生成する処理を行う。具体的には、角度検出部５６は、下記の式（２）によって角度検出値θｓを生成する。
【００５４】
θｓ＝ａｔａｎ（ＣＳｙ／ＣＳｘ）  …（２）
【００５５】
θｓが０°以上３６０°未満の範囲内では、式（２）におけるθｓの解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、ＣＳｘ，ＣＳｙの正負の組み合わせにより、θｓの真の値が、式（２）におけるθｓの２つの解のいずれであるかを判別することができる。角度検出部５６は、式（２）と、上記のＣＳｘ，ＣＳｙの正負の組み合わせの判定により、０°以上３６０°未満の範囲内でθｓを求める。
【００５６】
次に、補正関数決定部５５による補正関数決定処理と、補正処理部５４による補正処理について詳しく説明する。始めに、主軸感度と他軸感度について説明する。本実施の形態では、第１の主軸方向の磁界の強度の変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の比率を、第１の主軸感度と言う。また、第２の主軸方向の磁界の強度の変化に対する第２の検出信号Ｓｙの変化の比率を、第２の主軸感度と言う。また、第２の主軸方向の磁界の強度の変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の比率を、第１の他軸感度と言う。また、第１の主軸方向の磁界の強度の変化に対する第２の検出信号Ｓｙの変化の比率を、第２の他軸感度と言う。理想的には、第１の他軸感度と第２の他軸感度は、いずれも０である。しかし、第１および第２の他軸感度の少なくとも一方が０以外の値になる場合がある。前述の「他軸感度が存在する」という表現は、第１および第２の他軸感度の少なくとも一方が０以外の値であることを意味している。他軸感度が存在すると、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの少なくとも一方に誤差が生じ、その結果、角度検出値θｓに誤差が生じるおそれがある。
【００５７】
他軸感度が存在することになる主な原因としては、以下の第１ないし第３の原因がある。
【００５８】
第１の原因は、磁石６に対する第１および第２の磁気センサ１０，２０の少なくとも一方のアライメントのずれにより、第１の感磁方向が第１の主軸方向からずれたり、第２の感磁方向が第２の主軸方向からずれたりすることである。
【００５９】
第２の原因は、磁気センサ１０，２０内の複数のＭＲ素子において、磁化固定層の磁化の方向が所望の方向からずれることである。
【００６０】
第３の原因は、磁気センサ１０，２０の特性によるものである。第３の原因の第１の具体例としては、磁気センサ１０内の複数のＭＲ素子において、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度が、第１の外部磁界成分の強度Ｂｘのみによって決まらずに、第２の外部磁界成分の強度Ｂｙに応じて変化することである。第３の原因の第２の具体例としては、磁気センサ２０内の複数のＭＲ素子において、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度が、第２の外部磁界成分の強度Ｂｙのみによって決まらずに、第１の外部磁界成分の強度Ｂｘに応じて変化することである。
【００６１】
補正処理は、他軸感度が存在することによって角度検出値θｓに生じる誤差が低減されるように、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを補正して、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを生成する。
【００６２】
補正関数は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを要素として含む第１の列ベクトルＶＳを、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを要素として含む第２の列ベクトルＶＣＳに変換するための２行２列の係数行列ＭＣで表される。係数行列ＭＣは、ｉ，ｊをそれぞれ１以上２以下の整数としたときに、補正係数Ｃijをｉ行ｊ列成分として含む。
【００６３】
係数行列ＭＣにおいて、ｉとｊの値が一致する２つの補正係数Ｃ11，Ｃ22は、主軸感度に関する補正に関わる。また、係数行列ＭＣにおいて、ｉとｊの値が一致しない２つの補正係数Ｃ12，Ｃ21は、他軸感度に関する補正に関わる。補正処理では、主軸感度に関する補正は行わず、他軸感度に関する補正のみを行う。そのため、本実施の形態では、係数行列ＭＣにおいて、補正係数Ｃ11，Ｃ22は同じ値、具体的には１としている。この場合、補正関数は、下記の式（３）で表される。以下、他軸感度に関する補正を他軸感度補正と言う。
【００６４】
【数１】
2020134149.tif 000003
【００６５】
式（３）において、右辺の列ベクトルが第１の列ベクトルＶＳであり、右辺の２行２列の行列が係数行列ＭＣであり、左辺の列ベクトルが第２の列ベクトルＶＣＳである。
【００６６】
信号処理回路５０では、補正関数決定処理のために、未確定補正関数が定義される。未確定補正関数は、ｉとｊの値が一致しない１つまたは２つの未確定の補正係数Ｃijを含む補正関数である。
【００６７】
未確定補正関数は、１つ以上の未確定の補正係数を変数とした２元連立方程式とみなすことができる。この場合、未確定の補正係数の数が１以上２以下であれば未確定の補正係数を特定することができるが、未確定の補正係数の数が３以上であると未確定の補正係数を特定することができない。本実施の形態では、補正処理では主軸感度に関する補正は行わないという方針で、主軸感度に関する補正に関わる２つの補正係数Ｃ11，Ｃ22を１とし、他軸感度に関する補正に関わる２つの補正係数Ｃ12，Ｃ21のうちの１つまたは２つの補正係数を、未確定の補正係数としている。
【００６８】
１つまたは２つの未確定の補正係数の数は１つであってもよい。例えば、センサ座標系と基準座標系の間のずれの補正は行わないものの、センサ座標系におけるＸ方向とＹ方向の直交性は確保したい場合には、補正係数Ｃ12，Ｃ21のうちの一方を０とし、他方を１つの未確定の補正係数としてもよい。
【００６９】
補正関数決定処理は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値の複数の組を取得し、この複数の組の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値を用いた演算によって、１つまたは２つの未確定の補正係数を確定する。以下、この演算を、補正係数確定演算と言う。
【００７０】
本実施の形態では、補正関数決定処理のために、未確定補正関数の他に、第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙ、未確定測定値、目標値および測定値誤差が定義される。
【００７１】
第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙは、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値から未確定補正関数を用いて求められる第１および第２の補正後信号の値である。
【００７２】
未確定測定値は、第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙに基づいて定義される。未確定測定値は、第１の例の未確定測定値であってもよいし、第２の例の未確定測定値であってもよい。第１の例の未確定測定値は、第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙの２乗和である。第２の例の未確定測定値は、第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙの２乗和の平方根である。
【００７３】
目標値は、未確定測定値の目標となる値である。以下、第１の例の未確定測定値の目標値を第１の例の目標値と言い、第２の例の未確定測定値の目標値を第２の例の目標値と言う。ここで、外部磁界の強度が一定であり、第１および第２の磁気センサ１０，２０が図７および図８に示した理想的な特性を有していると想定した場合における第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値をそれぞれ第１および第２の理想検出信号値と言う。第１の例の目標値は、第１および第２の理想検出信号値の２乗和である。第２の例の目標値は、第１および第２の理想検出信号値の２乗和の平方根である。
【００７４】
ここで、図９を参照して、第１および第２の理想検出信号値と、他軸感度が存在する場合における第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値との関係の一例を示す。図９は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値を表すための２つの軸によって定義された直交座標系を示している。この直交座標系において、他軸感度が存在する場合における第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値の組を表す座標（Ｓｘ，Ｓｙ）の軌跡は、例えば、破線で示したように、円にならない。一方、第１および第２の理想検出信号値の組を表す座標の軌跡は、実線で示したように円になる。図９において、原点から円に向かう矢印の先の位置する円上の点は、対象磁界角度θＭがある値のときの第１および第２の理想検出信号値の組を表す座標に対応する。図９に示した円の半径ｒが、上記の第２の例の目標値である。また、半径ｒの２乗が、上記の第１の例の目標値である。
【００７５】
測定値誤差は、未確定測定値と目標値との差の２乗である。以下、第１の例の未確定測定値と第１の例の目標値との差の２乗を第１の例の測定値誤差と言い、第２の例の未確定測定値と第２の例の目標値との差の２乗を第２の例の測定値誤差と言う。
【００７６】
ここで、複数の組の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値に関して得られる複数の測定値誤差の総和を記号Ｅで表す。本実施の形態では、補正関数決定処理は、目標値を保持すると共に、補正係数確定演算として、総和Ｅを最小にする１つまたは２つの未確定の補正係数の値を求める演算を行う。この演算は、最小二乗法を用いた演算と言える。
【００７７】
補正関数決定処理では、上述のようにして求めた未確定の補正係数の値によって、未確定の補正係数を確定する。これにより、補正関数が決定される。
【００７８】
以下、図１０を参照して、２つの補正係数Ｃ12，Ｃ21を未確定の補正係数とした場合を例にとって、補正関数決定処理について具体的に説明する。図１０は、補正関数決定処理を示すフローチャートである。補正関数決定処理では、まず、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値の複数の組を取得する（ステップＳ１１）。
【００７９】
次に、複数の組の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値に関して得られる複数の測定値誤差の総和Ｅを求める（ステップＳ１２）。前述のように、本実施の形態では、補正関数は、式（３）で表される。式（３）から、第１および第２の未確定補正後信号値ＰＣＳｘ，ＰＣＳｙは、それぞれ、下記の式（４）、（５）で表される。
【００８０】
ＰＣＳｘ＝Ｓｘ＋Ｃ12・Ｓｙ    …（４）
ＰＣＳｙ＝Ｃ21・Ｓｘ＋Ｓｙ    …（５）
【００８１】
従って、複数の第１の例の測定値誤差の総和Ｅは、下記の式（６）で表される。
【００８２】
Ｅ＝Σ［ＰＣＳｘ2＋ＰＣＳｙ2−ｒ2］2
＝Σ［（Ｓｘ＋Ｃ12・Ｓｙ）2
＋（Ｃ21・Ｓｘ＋Ｓｙ）2−ｒ2］2    …（６）
【００８３】
また、複数の第２の例の測定値誤差の総和Ｅは、下記の式（７）で表される。
【００８４】
Ｅ＝Σ［√（ＰＣＳｘ2＋ＰＣＳｙ2）−ｒ］2
＝Σ［√（（Ｓｘ＋Ｃ12・Ｓｙ）2
＋（Ｃ21・Ｓｘ＋Ｓｙ）2）−ｒ］2    …（７）
【００８５】
補正関数決定処理では、次に、総和Ｅを最小にする未確定の補正係数Ｃ12，Ｃ21の値を求める（ステップＳ１３）。
【００８６】
総和Ｅを最小にする補正係数Ｃ12，Ｃ21の値の求め方としては、例えば、以下の第１の方法と第２の方法がある。第１の方法は、補正係数Ｃ12，Ｃ21の各々によって総和Ｅを偏微分して得られる２つの方程式∂Ｅ／∂Ｃ12＝０、∂Ｅ／∂Ｃ21＝０を同時に満足する値を求める方法である。第２の方法は、反復法すなわち反復計算によって解を探索する方法である。
【００８７】
本実施の形態では、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値の組が得られるたびに、総和Ｅを最小にする補正係数Ｃ12，Ｃ21の値を求めることが可能である。しかし、補正係数Ｃ12，Ｃ21の値が得られるたびに補正関数を更新すると、補正係数Ｃ12，Ｃ21の変動に伴って、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙが変動するおそれがある。そこで、補正関数決定処理および補正処理では、補正係数Ｃ12，Ｃ21の各々の値が収束したら、そのときの補正係数Ｃ12，Ｃ21の値によって補正関数を更新するようにしてもよい。
【００８８】
補正係数Ｃ12，Ｃ21の各々の値が収束したことの判定方法としては、例えば、以下のような方法がある。まず、１つの補正係数の値の時間的な変化を表す第１の波形と、第１の波形の時間微分値の時間的な変化を表す第２の波形を認識する。時間微分値は、今回の補正係数の値から前回の補正係数の値を引いた値である。次に、第２の波形において、時間微分値の符号が正から負または負から正に変化した時点における補正係数の値をピーク値として逐次保存する。次に、新たなピーク値が得られるたびに、今回のピーク値から前回のピーク値を引いた値の絶対値を、振幅値として逐次保存する。そして、振幅値が所定の値以下になったときに、１つの補正係数の値が収束したと判定する。
【００８９】
以上の補正関数決定処理および補正処理によって、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙが生成される。図９に示した直交座標系において、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙの値の組を表す座標（ＣＳｘ，ＣＳｙ）の軌跡は、破線で示した座標（Ｓｘ，Ｓｙ）の軌跡よりも、実線で示した第１および第２の理想検出信号値の組を表す座標の軌跡により近づく。そのため、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを用いて式（２）によって角度検出値θｓを生成することにより、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを用いて式（１）によって角度検出値θｓを生成する場合に比べて、角度検出値θｓに生じる誤差が低減される。
【００９０】
本実施の形態に係る信号処理回路５０および磁気センサシステム１では、補正関数決定処理において、複数の組の第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値を用いた演算によって、１つまたは２つの未確定の補正係数を確定する。そのため、本実施の形態によれば、専用の磁界を発生する装置を必要とせず、且つ磁気センサ１０，２０の通常の動作を中断する必要なく、磁気センサ１０，２０の少なくとも一方についての他軸感度補正を実現するための補正関数を決定することができる。
【００９１】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。始めに、図１１および図１２を参照して、本実施の形態に係る磁気センサシステムの概略について説明する。本実施の形態に係る磁気センサシステム７０は、直線的に移動可能な対象物の位置を検出するものである。
【００９２】
図１２に示したように、磁気センサシステム７０は、磁気センサ装置２と信号処理回路５０を備えている。図１１に示したように、磁気センサシステム１は、更に、対象磁界発生部７を備えている。
【００９３】
対象磁界発生部７は、ハルバッハ配列の５つの磁石７１，７２，７３，７４，７５を含んでいる。５つの磁石７１，７２，７３，７４，７５は、基準座標系におけるＹ方向に沿って、この順に配列されている。磁石７１〜７５の各々はＮ極とＳ極とを有している。磁石７１〜７５の各々の磁化方向は、各磁石の内部でＳ極からＮ極に向かう方向である。
【００９４】
磁石７１の磁化方向は−Ｘ方向である。磁石７２の磁化方向はＹ方向である。磁石７３の磁化方向はＸ方向である。磁石７４の磁化方向は−Ｙ方向である。磁石７５の磁化方向は−Ｘ方向である。
【００９５】
磁気センサ装置２は、対象磁界発生部７に対してＸ方向の先に位置し、対象物の移動に伴ってＹ方向に移動するように構成されている。図１１において、符号８０を付した線分は磁気センサ装置２の可動範囲を示し、符号８０Ｓを付した点は可動範囲８０の一方の端を示し、符号８０Ｅを付した点は可動範囲８０の他方の端を示している。
【００９６】
対象磁界発生部７は、磁界を発生する。図１１において、対象磁界発生部７の周辺に描かれた矢印付きの直線および矢印付きの複数の曲線は、対象磁界発生部７が発生する磁界に対応する磁力線を表している。磁気センサ装置２が可動範囲８０内で位置を変えると、対象磁界発生部７によって発生されて磁気センサ装置２が受ける磁界の方向が変化する。本実施の形態では、対象磁界発生部７によって発生されて磁気センサ装置２が受ける磁界が対象磁界ＭＦである。磁気センサ装置２によって対象磁界ＭＦの方向を検出することにより、磁気センサ装置２の位置を検出することができ、その結果、対象物の位置を検出することができる。
【００９７】
図１２に示したように、本実施の形態における信号処理回路５０は、図２に示した第１の実施の形態における信号処理回路５０における角度検出部５６の代わりに位置検出部５７を含んでいる。位置検出部５７は、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙに基づいて、磁気センサ装置２の位置を表す位置検出値ＰＹを生成する。
【００９８】
ここで、図１３を参照して、本実施の形態における基準平面Ｐ、基準位置ＰＲ、基準方向ＤＲおよび対象磁界角度θＭについて説明する。本実施の形態における基準平面Ｐは、磁気センサ装置２と交差するＸＹ平面である。基準位置ＰＲは、磁気センサ装置２が対象磁界ＭＦを検出する位置である。基準方向ＤＲは、基準平面Ｐ内に位置して、基準位置ＰＲと交差する。基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦの方向ＤＭは、基準平面Ｐ内に位置する。対象磁界角度θＭは、基準平面Ｐ内において基準位置ＰＲにおける対象磁界ＭＦの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度である。
【００９９】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、基準座標系におけるＸ方向を基準方向ＤＲとしている。基準平面Ｐ内において、対象磁界ＭＦの方向ＤＭは、基準位置ＰＲを中心として回転する。第１の実施の形態と同様に、対象磁界角度θＭは、基準方向ＤＲから図１３における反時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向ＤＲから図１３における時計回り方向に見たときに負の値で表す。
【０１００】
本実施の形態では、対象磁界角度θＭは、磁気センサ装置２の位置と対応関係を有する。図１２に示した位置検出部５７は、まず、第１の実施の形態における角度検出部５６と同様にして、対象磁界角度θＭを表わす角度検出値θｓを生成する。位置検出部５７は、次に、角度検出値θｓを位置検出値ＰＹに変換する。図１４は、角度検出値θｓと位置検出値ＰＹの関係の一例を示す特性図である。図１４において、横軸は角度検出値θｓを示し、縦軸は位置検出値ＰＹを示している。また、図１４において、符号８０Ｓを付した点は図１１における可動範囲８０の一方の端８０Ｓに対応し、符号８０Ｅを付した点は図１１における可動範囲８０の他方の端８０Ｅに対応する。図１４に示した例では、位置検出値ＰＹは、角度検出値θｓが０のときに０であり、角度検出値θｓが正の値のときに正の値であり、角度検出値θｓが負の値のときに負の値であり、角度検出値θｓが増加すると増加する。
【０１０１】
位置検出部５７は、図１４に示したような角度検出値θｓと位置検出値ＰＹの関係を表す情報を保持し、この情報に基づいて、角度検出値θｓを位置検出値ＰＹに変換する。
【０１０２】
本実施の形態における信号処理回路５０のその他の構成は、第１の実施の形態における信号処理回路５０と同様である。また、本実施の形態における磁気センサ装置２の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０３】
本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを用いて角度検出値θｓを生成することにより、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを用いて角度検出値θｓを生成する場合に比べて、角度検出値θｓに生じる誤差が低減される。その結果、本実施の形態によれば、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを用いて位置検出値ＰＹを生成する場合に比べて、位置検出値ＰＹに生じる誤差を低減することができる。
【０１０４】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０５】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明の磁気センサシステムにおいて、磁気センサ装置は、それぞれ外部磁界の互いに異なる３つの方向の成分と対応関係を有する第１ないし第３の検出信号を生成する第１ないし第３の磁気センサを含んでいてもよい。本発明の信号処理回路は、第１ないし第３の検出信号を処理するものであってもよい。この場合、補正関数は、第１ないし第３の検出信号を要素として含む第１の列ベクトルを、第１ないし第３の補正後信号を要素として含む第２の列ベクトルに変換するための行列である係数行列で表されるものであってもよい。この場合、係数行列は、ｉ，ｊをそれぞれ１以上３以下の整数としたときに、補正係数Ｃijをｉ行ｊ列成分として含む。また、未確定補正関数は、ｉとｊの値が一致しない１つ以上３つ以下の未確定の補正係数Ｃijを含む補正関数であってもよい。また、補正関数決定処理は、第１ないし第３の検出信号の値の複数の組を取得し、この複数の組の第１ないし第３の検出信号の値を用いた演算によって、１つ以上３つ以下の未確定の補正係数を確定してもよい。
【符号の説明】
【０１０６】
１…磁気センサシステム、２…磁気センサ装置、５…対象磁界発生部、６…磁石、１０…第１の磁気センサ、２０…第２の磁気センサ、５０…信号処理回路、５４…補正処理部、５５…補正関数決定部、５６…角度検出部。
【図１】
2020134149.tif 000004
【図２】
2020134149.tif 000005
【図３】
2020134149.tif 000006
【図４】
2020134149.tif 000007
【図５】
2020134149.tif 000008
【図６】
2020134149.tif 000009
【図７】
2020134149.tif 000010
【図８】
2020134149.tif 000011
【図９】
2020134149.tif 000012
【図１０】
2020134149.tif 000013
【図１１】
2020134149.tif 000014
【図１２】
2020134149.tif 000015
【図１３】
2020134149.tif 000016
【図１４】
2020134149.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月3日(2020.2.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
図１２に示したように、磁気センサシステム７０は、磁気センサ装置２と信号処理回路５０を備えている。図１１に示したように、磁気センサシステム７０は、更に、対象磁界発生部７を備えている。