(57)【要約】【課題】磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、磁気センサの感度を測定することを可能にする。【解決手段】磁気センサシステム１は、外部磁界の２方向の成分を検出する２つの磁気センサ１０，２０と、付加的磁界発生部６０と、信号処理回路５０を含んでいる。付加的磁界発生部６０は、２つの磁気センサ１０，２０の感度の測定に用いられる２つの付加的磁界を発生可能である。信号処理回路５０は、感度測定処理部５６と検出信号補正処理部５４を含んでいる。感度測定処理部５６は、付加的磁界発生部６０を制御して２つの付加的磁界を発生させたときの２つの磁気センサ１０，２０の検出信号の変化に関するデータに基づいて感度を測定する。検出信号補正処理部５４は、２つの磁気センサ１０，２０の検出信号に対して、２つの付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部磁界の所定の方向の成分と対応関係を有する検出信号を生成する少なくとも１つの磁気センサと、
前記少なくとも１つの磁気センサの感度の測定に用いられる少なくとも１つの付加的磁界を発生可能な付加的磁界発生部と、
前記付加的磁界発生部を制御すると共に前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号を処理する信号処理回路とを備えた磁気センサシステムであって、
前記信号処理回路は、感度測定処理と、検出信号補正処理とを行い、
前記感度測定処理は、前記付加的磁界発生部を制御して前記少なくとも１つの付加的磁界を発生させたときの前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号の変化に関する少なくとも１つのデータを取得し、取得した少なくとも１つのデータに基づいて前記少なくとも１つの磁気センサの感度を測定し、
前記検出信号補正処理は、前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号に対して、前記少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行うことを特徴とする磁気センサシステム。
【請求項２】
前記検出信号補正処理は、前記少なくとも１つの検出信号から前記少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気センサシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの付加的磁界は、交流磁界であり、
前記少なくとも１つの検出信号は、前記少なくとも１つの付加的磁界に起因する交流の変化成分を含み、
前記検出信号補正処理は、前記少なくとも１つの検出信号に対して前記変化成分を低減するフィルタリング処理を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気センサシステム。
【請求項４】
前記磁気センサシステムは、前記少なくとも１つの磁気センサとして、前記外部磁界の、第１の感磁方向の成分である第１の外部磁界成分と対応関係を有する第１の検出信号を生成する第１の磁気センサと、前記外部磁界の、第２の感磁方向の成分である第２の外部磁界成分と対応関係を有する第２の検出信号を生成する第２の磁気センサとを備え、
前記付加的磁界発生部は、前記少なくとも１つの付加的磁界として、前記第１の磁気センサの感度の測定に用いられる第１の付加的磁界と、前記第２の磁気センサの感度の測定に用いられる第２の付加的磁界とを発生可能であり、
前記付加的磁界発生部によって前記第１の付加的磁界が発生されたとき、前記第１の磁気センサには、前記第１の付加的磁界の、第１の方向に平行な方向の成分である第１の付加的磁界成分が印加され、
前記付加的磁界発生部によって前記第２の付加的磁界が発生されたとき、前記第２の磁気センサには、前記第２の付加的磁界の、第２の方向に平行な方向の成分である第２の付加的磁界成分が印加され、
前記感度測定処理は、前記付加的磁界発生部を制御して前記第１の付加的磁界を発生させたときの前記第１の検出信号の変化に関する第１のデータと、前記付加的磁界発生部を制御して前記第２の付加的磁界を発生させたときの前記第２の検出信号の変化に関する第２のデータを取得し、前記第１のデータに基づいて、前記第１の付加的磁界成分に対する前記第１の磁気センサの感度を測定し、前記第２のデータに基づいて、前記第２の付加的磁界成分に対する前記第２の磁気センサの感度を測定し、
前記検出信号補正処理は、前記第１の検出信号に対して、前記第１の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行い、前記第２の検出信号に対して、前記第２の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気センサシステム。
【請求項５】
前記付加的磁界発生部によって前記第１の付加的磁界が発生されたとき、前記第１の付加的磁界成分は、更に前記第２の磁気センサに印加され、
前記付加的磁界発生部によって前記第２の付加的磁界が発生されたとき、前記第２の付加的磁界成分は、更に前記第１の磁気センサに印加され、
前記感度測定処理は、更に、前記付加的磁界発生部を制御して前記第１の付加的磁界を発生させたときの前記第２の検出信号の変化に関する第３のデータと、前記付加的磁界発生部を制御して前記第２の付加的磁界を発生させたときの前記第１の検出信号の変化に関する第４のデータを取得し、前記第３のデータに基づいて、前記第１の付加的磁界成分に対する前記第２の磁気センサの感度を測定し、前記第４のデータに基づいて、前記第２の付加的磁界成分に対する前記第１の磁気センサの感度を測定することを特徴とする請求項４記載の磁気センサシステム。
【請求項６】
前記検出信号補正処理は、前記第１の検出信号から前記第１の付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理と、前記第２の検出信号から前記第２の付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理とを行うことを特徴とする請求項４または５記載の磁気センサシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の付加的磁界は、いずれも交流磁界であり、
前記第１の検出信号は、前記第１の付加的磁界に起因する交流の第１の変化成分を含み、
前記第２の検出信号は、前記第２の付加的磁界に起因する交流の第２の変化成分を含み、
前記検出信号補正処理は、前記第１の検出信号に対して前記第１の変化成分を低減するフィルタリング処理を行い、前記第２の検出信号に対して前記第２の変化成分を低減するフィルタリング処理を行うことを特徴とする請求項４または５記載の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、磁気センサと、磁気センサの検出信号を処理する信号処理回路とを含む磁気センサシステムに関する。
【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】
以下、上記磁気センサにおいて、主軸方向の磁界の強度の変化に対する検出信号の変化の比率を、主軸感度と言う。主軸感度は、磁気センサの個体差によって異なり得る。また、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、複数の磁気センサの主軸感度が互いに異なる場合がある。また、磁気センサの使用環境によって、主軸感度が変化する場合がある。そのため、磁気センサを含む装置では、必要に応じて、磁気センサの主軸感度を測定して、その測定結果に基づいて磁気センサの検出信号を補正できることが望まれる。
【０００５】
特許文献１には、複数の感磁部が互いに離間して設けられた半導体基板と、半導体基板上に設けられた磁性体とを備え、複数の感磁部が磁性体の端部領域に設けられた磁気センサが記載されている。この磁気センサは、複数の感磁部の出力に基づいて、互いに直交する２軸または３軸に関する磁界強度を検出する。この磁気センサにおいて、各感磁部の感磁方向は、垂直方向である。この磁気センサは、感度測定のための水平磁界発生用コイルと、感度測定のための複数の垂直磁界発生用コイルとを備えている。水平磁界発生用コイルは、水平磁界成分を発生する。この水平磁界成分によって、磁性体の端部近傍において垂直磁界成分が発生し、複数の感磁部は、この垂直磁界成分を検出することによって水平磁界成分を検出する。複数の垂直磁界発生用コイルは、複数の感磁部の近傍に設けられ、垂直磁界成分を発生する。複数の感磁部は、それぞれ、複数の垂直磁界発生用コイルによって発生された垂直磁界成分を検出する。この磁気センサによれば、２軸または３軸に関する主軸感度を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０２７２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された磁気センサでは、主軸感度を測定する際に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。
【０００８】
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、磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、磁気センサの感度を測定できるようにした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】
【０００９】
本発明の磁気センサシステムは、外部磁界の所定の方向の成分と対応関係を有する検出信号を生成する少なくとも１つの磁気センサと、少なくとも１つの磁気センサの感度の測定に用いられる少なくとも１つの付加的磁界を発生可能な付加的磁界発生部と、付加的磁界発生部を制御すると共に少なくとも１つの磁気センサの検出信号を処理する信号処理回路とを備えている。
【００１０】
信号処理回路は、感度測定処理と、検出信号補正処理とを行う。感度測定処理は、付加的磁界発生部を制御して少なくとも１つの付加的磁界を発生させたときの少なくとも１つの磁気センサの検出信号の変化に関する少なくとも１つのデータを取得し、取得した少なくとも１つのデータに基づいて少なくとも１つの磁気センサの感度を測定する。検出信号補正処理は、少なくとも１つの磁気センサの検出信号に対して、少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行う。
【００１１】
本発明の磁気センサシステムにおいて、検出信号補正処理は、少なくとも１つの検出信号から少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理を行ってもよい。
【００１２】
また、本発明の磁気センサシステムにおいて、少なくとも１つの付加的磁界は、交流磁界であってもよい。この場合、少なくとも１つの検出信号は、少なくとも１つの付加的磁界に起因する交流の変化成分を含む。検出信号補正処理は、少なくとも１つの検出信号に対して変化成分を低減するフィルタリング処理を行ってもよい。
【００１３】
また、本発明の磁気センサシステムは、少なくとも１つの磁気センサとして、外部磁界の、第１の感磁方向の成分である第１の外部磁界成分と対応関係を有する第１の検出信号を生成する第１の磁気センサと、外部磁界の、第２の感磁方向の成分である第２の外部磁界成分と対応関係を有する第２の検出信号を生成する第２の磁気センサとを備えていてもよい。この場合、付加的磁界発生部は、少なくとも１つの付加的磁界として、第１の磁気センサの感度の測定に用いられる第１の付加的磁界と、第２の磁気センサの感度の測定に用いられる第２の付加的磁界とを発生可能であってもよい。付加的磁界発生部によって第１の付加的磁界が発生されたとき、第１の磁気センサには、第１の付加的磁界の、第１の方向に平行な方向の成分である第１の付加的磁界成分が印加される。付加的磁界発生部によって第２の付加的磁界が発生されたとき、第２の磁気センサには、第２の付加的磁界の、第２の方向に平行な方向の成分である第２の付加的磁界成分が印加される。
【００１４】
感度測定処理は、付加的磁界発生部を制御して第１の付加的磁界を発生させたときの第１の検出信号の変化に関する第１のデータと、付加的磁界発生部を制御して第２の付加的磁界を発生させたときの第２の検出信号の変化に関する第２のデータを取得してもよい。また、感度測定処理は、第１のデータに基づいて、第１の付加的磁界成分に対する第１の磁気センサの感度を測定し、第２のデータに基づいて、第２の付加的磁界成分に対する第２の磁気センサの感度を測定してもよい。
【００１５】
また、検出信号補正処理は、第１の検出信号に対して、第１の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行ってもよく、第２の検出信号に対して、第２の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行ってもよい。
【００１６】
また、付加的磁界発生部によって第１の付加的磁界が発生されたとき、第１の付加的磁界成分は、更に第２の磁気センサに印加されてもよい。また、付加的磁界発生部によって第２の付加的磁界が発生されたとき、第２の付加的磁界成分は、更に第１の磁気センサに印加されてもよい。
【００１７】
この場合、感度測定処理は、更に、付加的磁界発生部を制御して第１の付加的磁界を発生させたときの第２の検出信号の変化に関する第３のデータと、付加的磁界発生部を制御して第２の付加的磁界を発生させたときの第１の検出信号の変化に関する第４のデータを取得してもよい。また、感度測定処理は、第３のデータに基づいて、第１の付加的磁界成分に対する第２の磁気センサの感度を測定し、第４のデータに基づいて、第２の付加的磁界成分に対する第１の磁気センサの感度を測定してもよい。
【００１８】
また、検出信号補正処理は、第１の検出信号から第１の付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理と、第２の検出信号から第２の付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理とを行ってもよい。
【００１９】
また、第１および第２の付加的磁界は、いずれも交流磁界であってもよい。この場合、第１の検出信号は、第１の付加的磁界に起因する交流の第１の変化成分を含み、第２の検出信号は、第２の付加的磁界に起因する交流の第２の変化成分を含む。検出信号補正処理は、第１の検出信号に対して第１の変化成分を低減するフィルタリング処理を行ってもよく、第２の検出信号に対して第２の変化成分を低減するフィルタリング処理を行ってもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の磁気センサシステムによれば、磁気センサの検出信号に対して、付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理が行われるため、磁気センサの通常の動作を中断する必要なく、磁気センサの感度を測定することが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【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の付加的磁界発生器を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における第２の付加的磁界発生器を模式的に示す説明図である。
【図９】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１０】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１１】本発明の第１の実施の形態における感度測定処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における検出信号補正処理を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態における検出信号補正処理を説明するための説明図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態における検出信号補正処理のフィルタリング特性を示す説明図である。
【図１５】本発明の第３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１６】本発明の第３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１７】本発明の第３の実施の形態における基準平面を示す説明図である。
【図１８】本発明の第３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。
【図１９】本発明の第４の実施の形態における磁気センサと付加的磁界発生部を示す斜視図である。
【図２０】本発明の第４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２１】本発明の第４の実施の形態における磁気センサと付加的磁界発生部を示す回路図である。
【図２２】本発明の第４の実施の形態における対象電流の値と検出信号との対応関係の一例を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［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。
【００２３】
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、付加的磁界発生部６０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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向が定義されている。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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
次に、付加的磁界発生部６０について説明する。付加的磁界発生部６０は、少なくとも１つの磁気センサの感度の測定に用いられる少なくとも１つの付加的磁界を発生可能である。本実施の形態では特に、付加的磁界発生部６０は、少なくとも１つの付加的磁界として、第１の磁気センサ１０の感度の測定に用いられる第１の付加的磁界と、第２の磁気センサ２０の感度の測定に用いられる第２の付加的磁界とを発生することが可能である。磁気センサ装置２と付加的磁界発生部６０は、一体化されていてもよい。
【００４６】
図７および図８は、付加的磁界発生部６０の構成の一例を示している。この例では、付加的磁界発生部６０は、第１の付加的磁界を発生可能な第１の付加的磁界発生器６１と、第２の付加的磁界を発生可能な第２の付加的磁界発生器６２とを含んでいる。以下の説明では、基準の位置に対してＺ方向の先にある位置を上方と言う。図７および図８に示した例では、磁気センサ装置２は、第１および第２の付加的磁界発生器６１，６２の上方に配置されている。
【００４７】
図７は、第１の付加的磁界発生器６１を模式的に示す説明図である。第１の付加的磁界発生器６１によって第１の付加的磁界が発生されたとき、磁気センサ装置２に含まれる第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々には、第１の付加的磁界の、第１の方向に平行な方向の成分である第１の付加的磁界成分が印加される。本実施の形態では特に、第１の方向は、基準座標系におけるＸ方向と一致する。前述の第１の主軸方向は、第１の方向に平行な方向である。
【００４８】
図７に示したように、第１の付加的磁界発生器６１は、コイル導線６１ａと、コイル導線６１ａの両端に接続された２つの端子６１ｂ，６１ｃとを有している。コイル導線６１ａは、磁気センサ装置２の近傍に位置して基準座標系におけるＹ方向に延びる複数の第１の導線部分を含んでいる。コイル導線６１ａは、端子６１ｂから端子６１ｃに向かって電流を流したときに、複数の第１の導線部分の各々を流れる電流の方向が基準座標系におけるＹ方向になるように、基準座標系におけるＸＹ平面に沿って巻かれている。
【００４９】
端子６１ｂから端子６１ｃに向かう方向に電流を流すと、複数の第１の導線部分の各々を流れる電流の方向は基準座標系におけるＹ方向となり、第１の付加的磁界成分の方向は、基準座標系におけるＸ方向となる。電流の方向を上記の例とは逆にすると、第１の付加的磁界成分の方向は、基準座標系における−Ｘ方向となる。
【００５０】
図８は、第２の付加的磁界発生器６２を模式的に示す説明図である。第２の付加的磁界発生器６２によって第２の付加的磁界が発生されたとき、磁気センサ装置２に含まれる第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々には、第２の付加的磁界の、第２の方向に平行な方向の成分である第２の付加的磁界成分が印加される。本実施の形態では特に、第２の方向は、基準座標系におけるＹ方向と一致する。前述の第２の主軸方向は、第２の方向に平行な方向である。
【００５１】
図８に示したように、第２の付加的磁界発生器６２は、コイル導線６２ａと、コイル導線６２ａの両端に接続された２つの端子６２ｂ，６２ｃとを有している。コイル導線６２ａは、磁気センサ装置２の近傍に位置して基準座標系におけるＸ方向に延びる複数の第２の導線部分を含んでいる。コイル導線６２ａは、端子６２ｂから端子６２ｃに向かって電流を流したときに、複数の第２の導線部分の各々を流れる電流の方向が基準座標系における−Ｘ方向になるように、基準座標系におけるＸＹ平面に沿って巻かれている。
【００５２】
端子６２ｂから端子６２ｃに向かう方向に電流を流すと、複数の第２の導線部分の各々を流れる電流の方向は基準座標系における−Ｘ方向となり、第２の付加的磁界成分の方向は、基準座標系におけるＹ方向となる。電流の方向を上記の例とは逆にすると、第２の付加的磁界成分の方向は、基準座標系における−Ｙ方向となる。
【００５３】
次に、図２を参照して、信号処理回路５０について詳しく説明する。信号処理回路５０は、付加的磁界発生部６０を制御すると共に第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙを処理する。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、検出信号補正処理部５４と、感度補正処理部５５と、感度測定処理部５６と、補正関数決定部５７と、角度検出部５８とを含んでいる。
【００５４】
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。検出信号補正処理部５４、感度補正処理部５５、感度測定処理部５６、補正関数決定部５７および角度検出部５８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。
【００５５】
検出信号補正処理部５４は、検出信号補正処理を行う。感度補正処理部５５は、感度補正処理を行う。感度測定処理部５６は、感度測定処理を行う。補正関数決定部５７は、補正関数決定処理を行う。角度検出部５８は、角度検出値θｓを生成する処理を行う。
【００５６】
図７に示した第１の付加的磁界発生器６１の端子６１ｂ，６１ｃと、図８に示した第２の付加的磁界発生器６２の端子６２ｂ，６２ｃは、信号処理回路５０に接続されている。感度測定処理部５６は、これらの端子を介して第１および第２の付加的磁界発生器６１，６２を制御する。
【００５７】
感度測定処理部５６による感度測定処理は、付加的磁界発生部６０を制御して少なくとも１つの付加的磁界を発生させたときの少なくとも１つの磁気センサの検出信号の変化に関する少なくとも１つのデータを取得し、取得した少なくとも１つのデータに基づいて少なくとも１つの磁気センサの感度を測定する。本実施の形態では特に、感度測定処理は、第１および第２の付加的磁界発生器６１，６２を制御して、第１および第２の付加的磁界を発生させ、第１および第２の付加的磁界を発生させたときに取得される第１および第２検出信号Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれの変化に関するデータに基づいて、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度を測定する。感度測定処理部５６は、感度測定処理による第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度の測定結果を補正関数決定部５７に対して出力する。
【００５８】
検出信号補正処理部５４による検出信号補正処理は、少なくとも１つの磁気センサの検出信号に対して、少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行う。本実施の形態では特に、検出信号補正処理は、Ａ／Ｄ変換器５１によってデジタル信号に変換された第１の検出信号Ｓｘに対して、第１の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行い、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換された第２の検出信号Ｓｙに対して、第２の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行う。
【００５９】
以下、検出信号補正処理後の第１および第２の検出信号をそれぞれ検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙと言う。検出信号補正処理部５４は、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを感度補正処理部５５に対して出力する。なお、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号Ｓｘ，Ｓｙには第１および第２の付加的磁界に起因する変化成分は生じない。そのため、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙは、それぞれ検出信号Ｓｘ，Ｓｙと等しい。
【００６０】
ここで、図９および図１０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９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９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９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９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９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。
【００６１】
図１０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１０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１０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１０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１０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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
θｓ＝ａｔａｎ（Ｓｙ／Ｓｘ）  …（１）
【００６５】
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。
【００６６】
しかし、理想的な状態ではない場合には、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。感度補正処理は、角度検出値θｓに生じる誤差が低減されるように、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙ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。
【００６７】
角度検出部５８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５８は、下記の式（２）によって角度検出値θｓを生成する。
【００６８】
θｓ＝ａｔａｎ（ＣＳｙ／ＣＳｘ）  …（２）
【００６９】
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５８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。
【００７０】
本実施の形態では、理想状態を、以下の第１ないし第３の要件によって定義する。第１の要件は、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、というものである。
【００７１】
第２の要件は、第１の外部磁界成分の変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の比率と、第２の外部磁界成分の変化に対する第２の検出信号Ｓｙの変化の比率は等しい、というものである。
【００７２】
第３の要件は、第１の外部磁界成分の変化に対する第２の検出信号Ｓｙの変化の比率と、第２の外部磁界成分の変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の比率は、いずれも０である、というものである。
【００７３】
また、理想状態における第１の検出信号Ｓｘを第１の理想信号と言い、理想状態における第２の検出信号Ｓｙを第２の理想信号と言う。感度補正処理部５５による感度補正処理は、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙに比べて第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙが第１および第２の理想信号に近づくように、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙ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。
【００７４】
補正関数決定部５７による補正関数決定処理は、感度測定処理による第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度の測定結果に基づいて、感度補正処理において検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを補正するための補正関数を決定する。
【００７５】
次に、感度補正処理部５５による感度補正処理について具体的に説明する。第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙは、それぞれ、下記の式（３）、（４）で表される。
【００７６】
ＣＳｘ＝Ｃ11ＰＳｘ＋Ｃ12ＰＳｙ    …（３）
ＣＳｙ＝Ｃ21ＰＳｘ＋Ｃ22ＰＳｙ    …（４）
【００７７】
式（３）、（４）において、Ｃ11，Ｃ12，Ｃ21，Ｃ22は、それぞれ、補正係数を表している。また、式（３）、（４）は、補正関数を表している。
【００７８】
ここで、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列成分とする２行２列の行列を、係数行列ＭＣと言う。また、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを要素として含む列ベクトルを検出信号ベクトルＶＰＳと言い、第１および第２の補正後信号ＣＳｘ，ＣＳｙを要素として含む列ベクトルを補正後信号ベクトルＶＣＳと言う。補正関数は、ＭＣ，ＶＰＳ，ＶＣＳを用いて、下記の式（５）で表される。
【００７９】
ＶＣＳ＝ＭＣ・ＶＰＳ    …（５）
【００８０】
なお、式（５）において、ＶＰＳ＝［ＰＳｘ，ＰＳｙ］Tであり、ＶＣＳ＝［ＣＳｘ，ＣＳｙ］Tである。
【００８１】
感度補正処理部５５は、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙと、式（３）、（４）または式（５）で表される補正関数を用いて、補正処理を行う。
【００８２】
次に、図１１を参照して、感度測定処理部５６による感度測定処理について具体的に説明する。図１１は、感度測定処理を示すフローチャートである。以下の説明では、第１の付加的磁界が発生されたときに第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々に印加される第１の付加的磁界成分を記号Ｈｘで表し、第２の付加的磁界が発生されたときに第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々に印加される第２の付加的磁界成分を記号Ｈｙで表す。
【００８３】
感度測定処理では、まず、ステップＳ１１において、第１の付加的磁界が発生され、且つ第１の付加的磁界が変化するように、感度測定処理部５６によって第１の付加的磁界発生器６１を制御する。そして、このようにして第１の付加的磁界を変化させたときの第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれの変化に関する第１および第３のデータを、感度測定処理部５６が取得する。第１の付加的磁界は、例えば、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々にＸ方向の第１の付加的磁界成分Ｈｘと−Ｘ方向の第１の付加的磁界成分Ｈｘが、異なるタイミングで印加されるように、変化させてもよい。
【００８４】
次に、ステップＳ１２において、第２の付加的磁界が発生され、且つ第２の付加的磁界が変化するように、感度測定処理部５６によって第２の付加的磁界発生器６２を制御する。そして、このようにして第２の付加的磁界を変化させたときの第２の検出信号Ｓｙおよび第１の検出信号Ｓｘのそれぞれの変化に関する第２および第４のデータを、感度測定処理部５６が取得する。第２の付加的磁界は、例えば、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々にＹ方向の第２の付加的磁界成分Ｈｙと−Ｙ方向の第２の付加的磁界成分Ｈｙが、異なるタイミングで印加されるように、変化させてもよい。
【００８５】
次に、ステップＳ１３において、感度測定処理部５６が、取得した第１ないし第４のデータに基づいて、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度を算出する。
【００８６】
ここで、ステップＳ１１において、第１の付加的磁界を変化させたときの、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々に印加される第１の付加的磁界成分Ｈｘの変化量を、記号ｄＨｘで表す。また、ステップＳ１２において、第２の付加的磁界を変化させたときの、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々に印加される第２の付加的磁界成分Ｈｙの変化量を、記号ｄＨｙで表す。
【００８７】
ｄＨｘ，ｄＨｙは、例えば、磁気センサシステム１の出荷前または使用前に、第１および第２の付加的磁界を変化させたときの、第１および第２の付加的磁界成分Ｈｘ，Ｈｙを測定することによって求めることができる。ｄＨｘ，ｄＨｙは、感度測定処理部５６によって保持されていてもよいし、信号処理回路５０に設けられた図示しない記憶部によって保持されていてもよい。
【００８８】
ステップＳ１１において、第１の付加的磁界を変化させたときの、第１の検出信号Ｓｘの変化量を信号変化量ｄＳｘhxと言う。信号変化量ｄＳｘhxは、第１のデータに対応する。
【００８９】
ステップＳ１２において、第２の付加的磁界を変化させたときの、第２の検出信号Ｓｙの変化量を信号変化量ｄＳｙhyと言う。信号変化量ｄＳｙhyは、第２のデータに対応する。
【００９０】
ステップＳ１１において、第１の付加的磁界を変化させたときの、第２の検出信号Ｓｙの変化量を信号変化量ｄＳｙhxと言う。信号変化量ｄＳｙhxは、第３のデータに対応する。
【００９１】
ステップＳ１２において、第２の付加的磁界を変化させたときの、第１の検出信号Ｓｘの変化量を信号変化量ｄＳｘhyと言う。信号変化量ｄＳｘhyは、第４のデータに対応する。
【００９２】
また、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の主軸感度と言い、記号ＳＳｘhxで表す。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、他軸感度ＳＳｙhxと言う。
【００９３】
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の主軸感度と言い、記号ＳＳｙhyで表す。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、他軸感度ＳＳｘhyと言う。
【００９４】
信号変化量ｄＳｘhx，ｄＳｙhxすなわち第１および第３のデータは、下記の式（６）で表される。
【００９５】
【数１】
2020134158.tif 000003
【００９６】
信号変化量ｄＳｙhy，ｄＳｘhyすなわち第２および第４のデータは、下記の式（７）で表される。
【００９７】
【数２】
2020134158.tif 000004
【００９８】
以下、式（６）、（７）の右辺の２行２列の行列を感度行列と言い、記号ＭＳＳで表す。
【００９９】
次に、ステップＳ１３における第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度の算出方法について具体的に説明する。感度測定処理部５６は、第１のデータすなわち信号変化量ｄＳｘhxに基づいて、第１の付加的磁界成分Ｈｘに対する第１の磁気センサ１０の感度すなわち第１の主軸感度ＳＳｘhxを算出し、第３のデータすなわち信号変化量ｄＳｙhxに基づいて、第１の付加的磁界成分Ｈｘに対する第２の磁気センサ２０の感度すなわち他軸感度ＳＳｙhxを算出する。なお、式（６）から、ＳＳｘhxはｄＳｘhx／ｄＨｘによって算出され、ＳＳｙhxはｄＳｙhx／ｄＨｘによって算出される。
【０１００】
また、感度測定処理部５６は、第２のデータすなわち信号変化量ｄＳｙhyに基づいて、第２の付加的磁界成分Ｈｙに対する第２の磁気センサ２０の感度すなわち第２の主軸感度ＳＳｙhyを算出し、第４のデータすなわち信号変化量ｄＳｘhyに基づいて、第２の付加的磁界成分Ｈｙに対する第１の磁気センサ１０の感度すなわち他軸感度ＳＳｘhyを算出する。なお、式（７）から、ＳＳｙhyはｄＳｙhy／ｄＨｙによって算出され、ＳＳｘhyはｄＳｘhy／ｄＨｙによって算出される。
【０１０１】
次に、補正関数決定部５７による補正関数決定処理について具体的に説明する。補正関数決定部５７は、感度測定処理において算出した感度ＳＳｘhx，ＳＳｙhy，ＳＳｙhx，ＳＳｘhyを用いて、補正係数行列ＭＣを決定する。ここで、補正係数行列ＭＣの第１の例と第２の例について説明する。第１の例の補正係数行列ＭＣは、感度行列ＭＳＳの逆行列ＭＳＳ-1である。
【０１０２】
第２の例の補正係数行列ＭＣは、そのｉ行ｊ列成分を、上記逆行列ＭＳＳ-1のｉ行ｊ列成分の近似値とした行列である。第２の例の補正係数行列ＭＣは、例えば、下記の式（８）で表される。この例では、第１および第２の主軸感度ＳＳｘhx，ＳＳｙhyは互いに近い値であり、他軸感度は０に近い値であることを利用して、逆行列ＭＳＳ-1のｉ行ｊ列成分の近似値を求めている。
【０１０３】
【数３】
2020134158.tif 000005
【０１０４】
補正関数決定部５７は、次に、決定した補正係数行列ＭＣに基づいて、補正関数を決定し、決定した補正関数を感度補正処理部５５に対して出力する。前述のように、補正関数は、式（３）、（４）または式（５）で表される。
【０１０５】
補正関数決定処理は、感度測定処理の後に実行される。感度測定処理は、例えば、以下の第１ないし第３の起動要件のうちの少なくとも１つを満足した場合に実行されるようにしてもよい。
【０１０６】
第１の起動要件は、前回の補正関数決定処理から所定の時間が経過した、というものである。信号処理回路５０は、所定の時間が経過したことを感度測定処理部５６に知らせる図示しないタイマーを含んでいてもよい。
【０１０７】
第２の起動要件は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値が、非線形領域にある、というものである。ここで、第１の検出信号Ｓｘを例にとって、線形領域と非線形領域について説明する。第１の外部磁界成分と第１の検出信号Ｓｘとの関係を表すグラフにおいて、第１の外部磁界成分の強度が０に対応する点を原点と言う。第１の検出信号Ｓｘの範囲は、線形領域と第１および第２の非線形領域とを含んでいる。線形領域は、原点を含む領域であって、第１の外部磁界成分の変化に対する第１の検出信号Ｓｘの変化の割合、すなわち第１の主軸感度ＳＳｘhxが一定またはほぼ一定の領域である。第１および第２の非線形領域は、第１の主軸感度ＳＳｘhxが、線形領域における第１の主軸感度ＳＳｘhxと異なる領域であり、線形領域の両側に存在している。線形領域と第１および第２の非線形領域は、予め求められている。なお、第１および第２の非線形領域の各々における第１の主軸感度ＳＳｘhxは、第１の外部磁界成分の変化に応じて変化する場合もある。
【０１０８】
同様に、第２の検出信号Ｓｙの範囲も、線形領域と第１および第２の非線形領域とを含んでいる。信号処理回路５０は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値が第１または第２非線形領域にあるか否かの判定を行う判定部を含んでいてもよい。第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙのいずれかの値が第１または第２の非線形領域にある場合には、第２の起動要件を満足する。この場合、判定部は、それを知らせる信号を感度測定処理部５６に出力する。
【０１０９】
第３の起動要件は、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの値が、予め規定された使用レンジの範囲外である、というものである。使用レンジは、例えば、Ａ／Ｄ変換器５１，５２における正常な入力信号の範囲である。この場合、Ａ／Ｄ変換器５１，５２のいずれかにおいて、使用レンジの範囲外の信号が入力されたことが検出された場合に、第３の起動要件を満足する。Ａ／Ｄ変換器５１，５２は、それを知らせる信号を感度測定処理部５６に出力する。
【０１１０】
次に、検出信号補正処理部５４による検出信号補正処理について具体的に説明する。検出信号補正処理部５４は、第１の検出信号Ｓｘに対して、第１の付加的磁界に起因する変化成分を低減する第１の低減処理を行う。第１の低減処理は、第１の検出信号Ｓｘから第１の付加的磁界に起因する変化成分の推定値である第１の推定値Ｅｘを減算して、検出信号ＰＳｘを生成する処理である。前述の通り、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号ＰＳｘは検出信号Ｓｘと等しい。
【０１１１】
同様に、検出信号補正処理部５４は、第２の検出信号Ｓｙに対して、第２の付加的磁界に起因する変化成分を低減する第２の低減処理を行う。第２の低減処理は、第２の検出信号Ｓｙから第２の付加的磁界に起因する変化成分の推定値である第２の推定値Ｅｙを減算して、検出信号ＰＳｙを生成する処理である。前述の通り、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号ＰＳｙは検出信号Ｓｙと等しい。
【０１１２】
以下、第１の低減処理を例にとって、検出信号補正処理について具体的に説明する。ここでは、第１の磁気センサ１０にほぼ一定の大きさの第１の外部磁界成分ＭＦｘが印加され、且つ感度測定処理において第１の付加的磁界を変化させている状況の下、第１の低減処理が実行される場合について説明する。以下の説明では、第１の付加的磁界を発生させるための電流であって、第１の付加的磁界発生器６１のコイル導線６１ａ（図７参照）に流す電流を、第１のコイル電流Ｃｘと言う。
【０１１３】
図１２は、第１の外部磁界成分ＭＦｘ、第１のコイル電流Ｃｘ、第１の付加的磁界成分Ｈｘ、第１の検出信号Ｓｘおよび第１の推定値Ｅｘの時間的変化の一例を示している。図１２において、横軸は時間ｔを示している。
【０１１４】
図１２では、その方向が第１のセンサ座標系におけるＸ方向となる第１の外部磁界成分ＭＦｘの大きさを正の値で表し、その方向が第１のセンサ座標系における−Ｘ方向となる第１の外部磁界成分ＭＦｘの大きさを負の値で表している。また、その方向が基準座標系におけるＸ方向となる第１の付加的磁界成分Ｈｘの大きさを正の値で表し、その方向が基準座標系における−Ｘ方向となる第１の付加的磁界成分Ｈｘの大きさを負の値で表している。
【０１１５】
また、図１２では、第１の付加的磁界成分Ｈｘの方向が基準座標系におけるＸ方向となる第１のコイル電流Ｃｘ、すなわち第１の付加的磁界発生器６１の端子６１ｂから端子６１ｃに向かう方向に流す第１のコイル電流Ｃｘを、正の値で表している。また、第１の付加的磁界成分Ｈｘの方向が基準座標系における−Ｘ方向となる第１のコイル電流Ｃｘ、すなわち第１の付加的磁界発生器６１の端子６１ｃから端子６１ｂに向かう方向に流す第１のコイル電流Ｃｘを、負の値で表している。
【０１１６】
また、図１２では、第１のセンサ座標系におけるＸ方向の磁界を検出したときの第１の検出信号Ｓｘを正の値で表し、第１のセンサ座標系における−Ｘ方向の磁界を検出したときの第１の検出信号Ｓｘを負の値で表している。第１の検出信号Ｓｘは、所定のサンプリング周波数でサンプリングされた離散信号である。図１２では、離散的な時刻における第１の検出信号Ｓｘの値をドットで表している。
【０１１７】
図１２に示した例では、第１のコイル電流Ｃｘの値は、時刻ｔ１において０から正の値に変化し、時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２において正の値から負の値に変化し、時刻ｔ２よりも後の時刻ｔ３において負の値から０に変化している。この場合、第１の付加的磁界成分Ｈｘの大きさは、時刻ｔ１において０から徐々に増加した後、正の一定値となり、時刻ｔ２においてこの正の一定値から徐々に減少した後、負の一定値となり、時刻ｔ３においてこの負の一定値から徐々に増加した後、０になる。
【０１１８】
第１の付加的磁界が発生しているときには、第１の磁気センサ１０には、第１の外部磁界成分ＭＦｘと第１の付加的磁界成分Ｈｘの合成磁界が印加される。このとき、第１の検出信号Ｓｘは、第１の外部磁界成分ＭＦｘに起因する主成分と、第１の付加的磁界、具体的には第１の付加的磁界成分Ｈｘに起因する変化成分とを含んでいる。第１の付加的磁界成分Ｈｘが変化すると、第１の検出信号Ｓｘの変化成分も、第１の付加的磁界成分Ｈｘと同様に、時間ｔに応じて変化する。なお、主成分は、第１の外部磁界成分ＭＦｘと同様に、ほぼ一定である。
【０１１９】
本実施の形態では、第１の検出信号Ｓｘの変化成分の推定値を、第１の推定値Ｅｘとしている。第１の検出信号Ｓｘは離散信号であることから、第１の推定値Ｅｘは離散データである。図示しないが、検出信号ＰＳｘは離散信号になる。図１２では、離散的な時刻における第１の推定値Ｅｘをドットで示している。第１の推定値Ｅｘは、時間ｔに応じて、第１の検出信号Ｓｘの変化成分と同様に変化する。第１の検出信号Ｓｘの変化成分が０であると予想される期間における第１の推定値Ｅｘは０である。各時刻における第１の推定値Ｅｘは、磁気センサシステム１の出荷前または使用前に、予め求められている。各時刻における第１の推定値Ｅｘは、例えば、磁気センサシステム１の出荷前または使用前に、感度測定処理と同じ手順で第１の付加的磁界を変化させたときの第１の検出信号Ｓｘを測定することによって求めることができる。各時刻における第１の推定値Ｅｘは、検出信号補正処理部５４によって保持されていてもよいし、信号処理回路５０に設けられた図示しない記憶部によって保持されていてもよい。
【０１２０】
検出信号補正処理部５４は、例えば、感度測定処理部５６から、第１の付加的磁界発生器６１の制御に関する情報を取得することができるように構成されている。検出信号補正処理部５４は、第１の付加的磁界発生器６１の制御に同期して、離散的な各時刻において、第１の検出信号Ｓｘの変化成分に対応する第１の推定値Ｅｘを、第１の検出信号Ｓｘから減算する処理を行って、検出信号ＰＳｘを生成する。
【０１２１】
第２の低減処理の内容は、第１の低減処理と同様である。検出信号補正処理部５４は、例えば、感度測定処理部５６から第２の付加的磁界発生器６２の制御に関する情報を取得することができるように構成されている。検出信号補正処理部５４は、第２の付加的磁界発生器６２の制御に同期して、離散的な各時刻において、第２の検出信号Ｓｙの変化成分に対応する第２の推定値Ｅｙを、第２の検出信号Ｓｙから減算する処理を行って、検出信号ＰＳｙを生成する。
【０１２２】
各時刻における第２の推定値Ｅｙは、第１の推定値Ｅｘと同様の方法によって予め求められている。各時刻における第２の推定値Ｅｙは、検出信号補正処理部５４によって保持されていてもよいし、信号処理回路５０に設けられた図示しない記憶部によって保持されていてもよい。
【０１２３】
次に、本実施の形態に係る磁気センサシステム１による効果について説明する。本実施の形態における感度測定処理では、前述のように、第１および第２の付加的磁界を発生させたときに取得される第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれの変化に関するデータに基づいて、第１および第２の主軸感度ＳＳｘhx，ＳＳｙhyを測定する。感度測定処理の実行時には、第１の検出信号Ｓｘに第１の付加的磁界に起因する変化成分が生じ、第２の検出信号Ｓｙに第２の付加的磁界に起因する変化成分が生じる。従って、感度測定処理の実行時における第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙは、それぞれ第１および第２の外部磁界成分が正確に反映されたものではなくなる。そのため、本実施の形態における検出信号補正処理が行われない場合には、第１および第２の磁気センサ１０，２０の通常の動作を中断して、感度測定処理を行う必要がある。
【０１２４】
これに対し、本実施の形態では、検出信号補正処理によって、第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙに対して、それぞれの変化成分を低減する処理を行って検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを生成している。これにより、本実施の形態によれば、感度測定処理の実行時における検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙは、それぞれ第１および第２の外部磁界成分が正確にまたはほぼ正確に反映されたものになる。従って、本実施の形態によれば、第１および第２の磁気センサ１０，２０の通常の動作を中断する必要なく、感度測定処理を行うことができる。
【０１２５】
なお、本実施の形態では、感度測定処理において、主軸感度ＳＳｘhx，ＳＳｙhyだけではなく、他軸感度ＳＳｙhx，ＳＳｘhyも測定するために、第１および第２の付加的磁界の各々は第１および第２の磁気センサ１０，２０に印加される。そのため、第１の付加的磁界の発生時には検出信号Ｓｙにも第１の付加的磁界に起因する変化成分が生じ、第２の付加的磁界の発生時には検出信号Ｓｘにも第２の付加的磁界に起因する変化成分が生じる。本実施の形態では、これらの変化成分を低減する処理は行わない。それは、これらの変化成分の大きさは検出信号Ｓｘ，Ｓｙの大きさに比べて非常に小さいため、これらの変化成分を低減する処理を行わなくても、これらの変化成分が検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙに与える影響が小さいためである。
【０１２６】
［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。本実施の形態に係る磁気センサシステム１の構成は、基本的には第１の実施の形態と同じであり、図２に示した通りである。本実施の形態では、感度測定処理部５６による感度測定処理と、検出信号補正処理部５４による検出信号補正処理が、第１の実施の形態と異なっている。
【０１２７】
第１の実施の形態で説明したように、感度測定処理部５６は、感度測定処理を行う際に、付加的磁界発生部６０の第１および第２の付加的磁界発生器６１，６２（図７および図８参照）を制御して、第１および第２の付加的磁界を発生させる。本実施の形態では、第１および第２の付加的磁界は、いずれも交流磁界である。
【０１２８】
本実施の形態では、感度測定処理の実行時には、第１の検出信号Ｓｘは、第１の付加的磁界に起因する交流の第１の変化成分Ｓｘ１を含み、第２の検出信号Ｓｙは、第２の付加的磁界に起因する交流の第２の変化成分Ｓｙ２を含む。
【０１２９】
本実施の形態における検出信号補正処理部５４による検出信号補正処理は、第１の検出信号Ｓｘに対して第１の変化成分Ｓｘ１を低減する第１のフィルタリング処理を行い、第２の検出信号Ｓｙに対して第２の変化成分Ｓｙ２を低減する第２のフィルタリング処理を行う。
【０１３０】
以下、第１の実施の形態と同様に、検出信号補正処理後の第１および第２の検出信号をそれぞれ検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙと言う。検出信号補正処理部５４は、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを感度補正処理部５５に対して出力する。なお、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号Ｓｘ，Ｓｙには第１および第２の付加的磁界に起因する変化成分は生じない。そのため、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙは、それぞれ検出信号Ｓｘ，Ｓｙと等しいかほぼ等しい。
【０１３１】
次に、検出信号補正処理部５４による第１および第２のフィルタリング処理について具体的に説明する。始めに、第１のフィルタリング処理について説明する。ここでは、第１の磁気センサ１０にほぼ一定の大きさの第１の外部磁界成分ＭＦｘが印加され、且つ感度測定処理において第１の付加的磁界を変化させている状況の下、第１のフィルタリング処理が実行される場合について説明する。
【０１３２】
図１３は、第１の外部磁界成分ＭＦｘ、第１のコイル電流Ｃｘ、第１の付加的磁界成分Ｈｘ、第１の検出信号Ｓｘおよび検出信号ＰＳｘの時間的変化の一例を示している。図１３において、横軸は時間ｔを示している。また、図１３において、第１の外部磁界成分ＭＦｘ、第１のコイル電流Ｃｘ、第１の付加的磁界成分Ｈｘおよび第１の検出信号Ｓｘの正負の定義は、第１の実施の形態における図１２と同じである。また、検出信号ＰＳｘの正負の定義は、第１の検出信号Ｓｘの正負の定義と同じである。
【０１３３】
第１の実施の形態と同様に、第１の検出信号Ｓｘおよび検出信号ＰＳｘは離散信号である。図１３では、離散的な時刻における第１の検出信号Ｓｘの値および検出信号ＰＳｘの値をドットで表している。
【０１３４】
図１３に示した例では、第１の付加的磁界を発生させるための電流である第１のコイル電流Ｃｘの値は、時刻ｔ１から時刻ｔ１よりも後の時刻ｔ２までの間、交互に正の値と負の値になるように周期的に変化している。この場合、第１の付加的磁界成分Ｈｘは、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、交互に正の値と負の値になるように周期的に変化する。以下、第１のコイル電流Ｃｘおよび第１の付加的磁界成分Ｈｘの周期的変化の周波数をｆｘとする。
【０１３５】
第１の付加的磁界が発生しているときには、第１の磁気センサ１０には、第１の外部磁界成分ＭＦｘと第１の付加的磁界成分Ｈｘの合成磁界が印加される。このとき、第１の検出信号Ｓｘは、第１の外部磁界成分ＭＦｘに起因する主成分Ｓｘｍと、第１の変化成分Ｓｘ１とを含んでいる。第１の付加的磁界成分Ｈｘが変化すると、第１の変化成分Ｓｘ１も、第１の付加的磁界成分Ｈｘと同様に、周波数ｆｘで周期的に変化する。なお、主成分Ｓｘｍは、第１の外部磁界成分ＭＦｘと同様に、ほぼ一定である。
【０１３６】
第１のフィルタリング処理は、第１の検出信号Ｓｘのうち、カットオフ周波数ｆｃｘ以下の周波数成分を通過させ、カットオフ周波数ｆｃｘよりも高い周波数成分を減衰させる処理である。図１４は、第１の検出信号Ｓｘに対する第１のフィルタリング処理のフィルタリング特性を示す説明図である。図１４において、横軸は周波数を示し、破線は、第１のフィルタリング処理のフィルタリング特性を表している。また、符号Ｓｘｍを付した線は第１の検出信号Ｓｘの主成分Ｓｘｍの周波数特性を示し、符号Ｓｘ１を付した線は第１の変化成分Ｓｘ１の周波数特性を示している。図１４において、縦軸は、主成分Ｓｘｍと第１の変化成分Ｓｘ１に関してはそれらの大きさを示し、フィルタリング特性に関しては利得を示している。
【０１３７】
カットオフ周波数ｆｃｘは、周波数ｆｘよりも低い周波数に設定される。これにより、第１の検出信号Ｓｘのうちの第１の変化成分Ｓｘ１が大幅に低減されて、検出信号ＰＳｘは、第１の検出信号Ｓｘの主成分Ｓｘｍとほぼ等しくなる。
【０１３８】
第２のフィルタリング処理の内容は、第１のフィルタリング処理と同様である。ここで、第２の付加的磁界成分Ｈｙの周期的変化の周波数をｆｙとする。周波数ｆｙは、周波数ｆｘと等しくてもよいし異なっていてもよい。
【０１３９】
第２のフィルタリング処理は、第２の検出信号Ｓｙのうち、カットオフ周波数ｆｃｙ以下の周波数成分を通過させ、カットオフ周波数ｆｃｙよりも高い周波数成分を減衰させる処理である。カットオフ周波数ｆｃｙは、周波数ｆｙよりも低い周波数に設定される。これにより、第２の検出信号Ｓｙのうちの第２の変化成分Ｓｙ２が大幅に低減されて、検出信号ＰＳｙは、第２の検出信号Ｓｙの主成分Ｓｙｍとほぼ等しくなる。
【０１４０】
第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙのサンプリング周波数は、周波数ｆｘ，ｆｙのうちの高い方の周波数の２倍よりも十分に大きい。
【０１４１】
第１の付加的磁界の発生時には、検出信号Ｓｙに第１の付加的磁界に起因する変化成分Ｓｙ１が生じる。また、第２の付加的磁界の発生時には、検出信号Ｓｘに第２の付加的磁界に起因する変化成分Ｓｘ２が生じる。
【０１４２】
本実施の形態では、第１のフィルタリング処理によって、第１の検出信号Ｓｘのうちの変化成分Ｓｘ２も低減される。また、第２のフィルタリング処理によって、第２の検出信号Ｓｙのうちの変化成分Ｓｙ１も低減される。
【０１４３】
次に、本実施の形態における感度測定処理について具体的に説明する。感度測定処理部５６は、第１の付加的磁界を変化させたときの第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙのそれぞれの変化に関する第１および第３のデータと、第２の付加的磁界を変化させたときの第２の検出信号Ｓｙおよび第１の検出信号Ｓｘのそれぞれの変化に関する第２および第４のデータを取得する。そして、感度測定処理部５６は、取得した第１ないし第４のデータに基づいて、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度を算出する。
【０１４４】
本実施の形態では、第１および第２の付加的磁界は、いずれも交流磁界である。この場合、第１および第２の付加的磁界成分Ｈｘ，Ｈｙの各々の時間的変化を表す波形は、交流波形となる。
【０１４５】
第１の付加的磁界を発生させたときの第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの変化成分Ｓｘ１，Ｓｙ１の各々の時間的変化を表す波形は、交流波形となる。同様に、第２の付加的磁界を発生させたときの第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙの変化成分Ｓｘ２，Ｓｙ２の各々の時間的変化を表す波形も、交流波形となる。
【０１４６】
本実施の形態では、第１の付加的磁界成分Ｈｘの波高値（ピークピーク値）をｄＨｘとし、第２の付加的磁界成分Ｈｙの波高値をｄＨｙとする。
【０１４７】
ｄＨｘ，ｄＨｙは、例えば、磁気センサシステム１の出荷前または使用前に、第１および第２の付加的磁界を変化させたときの、第１および第２の付加的磁界成分Ｈｘ，Ｈｙを測定することによって求めることができる。ｄＨｘ，ｄＨｙは、感度測定処理部５６によって保持されていてもよいし、信号処理回路５０に設けられた図示しない記憶部によって保持されていてもよい。
【０１４８】
また、本実施の形態では、第１の変化成分Ｓｘ１の波高値を信号変化量ｄＳｘhxとし、第２の変化成分Ｓｙ２の波高値を信号変化量ｄＳｙhyとする。第１の実施の形態で説明したように、信号変化量ｄＳｘhx，ｄＳｙhyは、それぞれ第１および第２のデータに対応する。
【０１４９】
また、本実施の形態では、変化成分Ｓｙ１の波高値を信号変化量ｄＳｙhxとする。第１の実施の形態で説明したように、信号変化量ｄＳｙhxは、第３のデータに対応する。
【０１５０】
また、本実施の形態では、変化成分Ｓｘ２の波高値を信号変化量ｄＳｘhyとする。第１の実施の形態で説明したように、信号変化量ｄＳｘhyは、第４のデータに対応する。
【０１５１】
感度測定処理では、感度測定処理が実行されている間に取得した第１および第２の検出信号Ｓｘ，Ｓｙに基づいて、前述の４つの変化成分の波高値を測定して、第１ないし第４のデータを生成する。
【０１５２】
感度測定処理では、第１ないし第４のデータすなわち信号変化量ｄＳｘhx，ｄＳｙhy，ｄＳｙhx，ｄＳｘhyと、ｄＨｘ，ｄＨｙに基づいて、第１および第２の磁気センサ１０，２０の各々の感度を算出する。感度の具体的な算出方法は、第１の実施の形態と同じである。
【０１５３】
次に、本実施の形態に係る磁気センサシステム１による効果について説明する。本実施の形態では、感度測定処理の実行時には、第１の検出信号Ｓｘに交流の第１の変化成分Ｓｘ１が発生し、第２の検出信号Ｓｙに交流の第２の変化成分Ｓｙ２が発生する。本実施の形態では、第１の検出信号Ｓｘに対して第１の変化成分Ｓｘ１を低減する第１のフィルタリング処理が行われ、第２の検出信号Ｓｙに対して第２の変化成分Ｓｙ２を低減する第２のフィルタリング処理が行われる。これにより、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、感度測定処理の実行時における検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙは、それぞれ第１および第２の外部磁界成分が正確にまたはほぼ正確に反映されたものになる。従って、本実施の形態によれば、第１および第２の磁気センサ１０，２０の通常の動作を中断する必要なく、感度測定処理を行うことが可能になる。
【０１５４】
また、本実施の形態では、前述の通り、第１のフィルタリング処理によって、第１の検出信号Ｓｘのうちの変化成分Ｓｘ２も低減され、第２のフィルタリング処理によって、第２の検出信号Ｓｙのうちの変化成分Ｓｙ１も低減される。従って、本実施の形態によれば、感度測定処理の実行時における検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを、それぞれ第１および第３の外部磁界成分がより正確に反映されたものにすることができる。
【０１５５】
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。
【０１５６】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。始めに、図１５および図１６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。
【０１５７】
図１６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、付加的磁界発生部６０と、信号処理回路５０を備えている。図１５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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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１５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。
【０１６１】
対象磁界発生部７は、磁界を発生する。図１５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。
【０１６２】
図１６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５８の代わりに位置検出部５９を含んでいる。位置検出部５９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。
【０１６３】
ここで、図１７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。
【０１６４】
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１７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１７における時計回り方向に見たときに負の値で表す。
【０１６５】
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１６に示した位置検出部５９は、まず、第１の実施の形態における角度検出部５８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５９は、次に、角度検出値θｓを位置検出値ＰＹに変換する。図１８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１８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１８において、符号８０Ｓを付した点は図１５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１５における可動範囲８０の他方の端８０Ｅに対応する。図１８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。
【０１６６】
位置検出部５９は、図１８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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１７０】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。始めに、図１９および図２０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２０１は、導体を流れる検出対象電流によって発生する磁界を検出することによって、検出対象電流の値を検出するものである。以下、検出対象電流を対象電流Ｉｔｇと言う。図１９には、対象電流Ｉｔｇが流れる導体がバスバー２０２である例を示している。バスバー２０２は、上面２０２ａと下面２０２ｂを有している。
【０１７１】
図２０に示したように、磁気センサシステム２０１は、磁気センサ２１０と、付加的磁界発生部２６０と、信号処理回路２５０を備えている。付加的磁界発生部２６０は、磁気センサ２１０の感度の測定に用いられる付加的磁界を発生可能である。
【０１７２】
図１９に示したように、磁気センサ２１０と付加的磁界発生部２６０は、絶縁材料よりなる基板２０３の上にこの順に積層されて、一体化されている。基板２０３は、バスバー２０２の上面２０２ａ上に配置されている。
【０１７３】
ここで、図１９を参照して、本実施の形態におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向について説明する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。Ｚ方向は、バスバー２０２の上面２０２ａに垂直な方向であって下面２０２ｂから上面２０２ａに向かう方向である。Ｙ方向は、バスバー２０２の長手方向であって、図１９に示した対象電流Ｉｔｇの方向である。Ｘ方向は、バスバー２０２の上面２０２ａに平行であって、バスバー２０２の長手方向に直交する一方向である。また、Ｘ方向とは反対の方向を−Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向とする。
【０１７４】
バスバー２０２は、対象電流Ｉｔｇが流れされると、バスバー２０２の周囲に磁界を発生する。磁気センサ２１０は、この磁界を検出可能な位置に配置されている。以下、バスバー２０２によって発生されて、磁気センサ２１０によって検出される磁界を対象磁界と言う。対象磁界は、本発明における外部磁界に対応する。磁気センサ２１０は、対象磁界の所定の方向の成分と対応関係を有する検出信号Ｓ１を生成する。所定の方向は、Ｘ方向に平行な方向である。以下、対象磁界の、Ｘ方向に平行な方向の成分を、対象磁界成分Ｈｔｇと言う。
【０１７５】
次に、図１９および図２１を参照して、磁気センサ２１０の構成について説明する。磁気センサ２１０の構成は、基本的に、第１の実施の形態における第１の磁気センサ１０と同じである。すなわち、磁気センサ２１０は、図２１に示したホイートストンブリッジ回路１４と、図１９に示した差分検出器１５とを有している。図２１に示したように、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。図１９に示したように、差分検出器１５は、出力端１５ａを有している。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検出信号Ｓ１として出力端１５ａから出力する。検出信号Ｓ１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。
【０１７６】
第１の実施の形態と同様に、磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４の各々は、直列に接続された複数のＭＲ素子を含んでいてもよい。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。図２１において、塗りつぶした矢印は、各ＭＲ素子における磁化固定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。
【０１７７】
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−Ｘ方向である。磁気センサ２１０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、対象磁界成分Ｈｔｇの強度Ｂｔｇに応じて変化する。その結果、検出信号Ｓ１は、強度Ｂｔｇに応じて変化する。
【０１７８】
このように、検出信号Ｓ１は、対象磁界成分Ｈｔｇと対応関係を有する。対象磁界成分Ｈｔｇは、対象電流Ｉｔｇの値と対応関係を有する。従って、検出信号Ｓ１は、対象電流Ｉｔｇの値と対応関係を有する。例えば、検出信号Ｓ１の値は、対象電流Ｉｔｇの値に比例する。
【０１７９】
次に、図１９および図２１を参照して、付加的磁界発生部２６０について説明する。図１９に示したように、付加的磁界発生部２６０は、導体よりなりＹ方向に長い導体部２６１と、電流供給ポート２６２，２６３を含んでいる。電流供給ポート２６２は導体部２６１の長手方向の一端に接続され、電流供給ポート２６３は導体部２６１の長手方向の他端に接続されている。導体部２６１は、磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４の近傍に配置されている。電流供給ポート２６２，２６３から導体部２６１に電流が供給されると、導体部２６１は、導体部２６１の周囲に、前述の付加的磁界を発生する。付加的磁界は、磁気センサ２１０に印加される。付加的磁界は、Ｘ方向に平行な成分を含んでいる。以下、この成分を付加的磁界成分と言う。図２１では、導体部２６１を、４つのコイルの記号で表している。また、図２１における４つの白抜きの矢印は、付加的磁界成分を表している。磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの位置において、付加的磁界成分の方向および強度は等しい。
【０１８０】
次に、図２０を参照して、信号処理回路２５０について説明する。信号処理回路２５０は、付加的磁界発生部２６０を制御すると共に検出信号Ｓ１を処理する。信号処理回路２５０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２５０は、Ａ／Ｄ変換器２５１と、検出信号補正処理部２５４と、感度補正処理部２５５と、感度測定処理部２５６と、補正関数決定部２５７と、電流値検出部２５８とを含んでいる。
【０１８１】
図１９に示した差分検出器１５の出力端１５ａは、Ａ／Ｄ変換器２５１の入力端に接続されている。Ａ／Ｄ変換器２５１は、出力端１５ａから出力される検出信号Ｓ１をデジタル信号に変換して、検出信号補正処理部２５４と感度測定処理部２５６に出力する。検出信号補正処理部２５４、感度補正処理部２５５、感度測定処理部２５６、補正関数決定部２５７および電流値検出部２５８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。
【０１８２】
検出信号補正処理部２５４は、検出信号補正処理を行う。感度補正処理部２５５は、感度補正処理を行う。感度測定処理部２５６は、感度測定処理を行う。補正関数決定部２５７は、補正関数決定処理を行う。電流値検出部２５８は、対象電流Ｉｔｇの検出値である電流検出値Ｉｓを生成する処理を行う。
【０１８３】
図１９および図２１に示した電流供給ポート２６２，２６３は、信号処理回路２５０に接続されている。感度測定処理部２５６は、電流供給ポート２６２，２６３を介して付加的磁界発生部２６０を制御する。
【０１８４】
感度測定処理部２５６による感度測定処理は、付加的磁界発生部２６０を制御して付加的磁界を発生させたときの検出信号Ｓ１の変化に関するデータである変化データを取得し、取得した変化データに基づいて磁気センサ２１０の感度を測定する。感度測定処理部２５６は、感度測定処理による磁気センサ２１０の感度の測定結果を補正関数決定部２５７に対して出力する。
【０１８５】
検出信号補正処理部２５４による検出信号補正処理は、検出信号Ｓ１に対して、付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行う。本実施の形態における検出信号補正処理の内容は、第１の実施の形態における検出信号補正処理が第１の検出信号Ｓｘに対して行う処理と同様であってもよいし、第２の実施の形態における検出信号補正処理が第１の検出信号Ｓｘに対して行う処理と同様であってもよい。
【０１８６】
以下、検出信号補正処理後の検出信号を検出信号ＰＳ１と言う。検出信号補正処理部２５４は、検出信号ＰＳ１を感度補正処理部２５５に対して出力する。なお、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号Ｓ１には付加的磁界に起因する変化成分は生じない。そのため、感度測定処理が実行されていないときには、検出信号ＰＳ１は、検出信号Ｓ１と等しい。
【０１８７】
補正関数決定部２５７による補正関数決定処理は、感度測定処理による磁気センサ２１０の感度の測定結果に基づいて、感度補正処理において検出信号ＰＳ１を補正するための補正関数を決定する。
【０１８８】
感度補正処理部２５５による感度補正処理は、検出信号ＰＳ１を補正して補正後信号ＣＳ１を生成する処理である。補正後信号ＣＳ１は、下記の式（９）で表される。
【０１８９】
ＣＳ１＝Ｃ１・ＰＳ１    …（９）
【０１９０】
式（９）において、Ｃ１は補正係数を表している。また、式（９）は補正関数を表している。
【０１９１】
電流値検出部２５８は、予め求められている対象電流Ｉｔｇの値と補正後信号ＣＳ１との対応関係に基づいて、補正後信号ＣＳ１を電流検出値Ｉｓに変換する。
【０１９２】
次に、感度測定処理部２５６による感度測定処理について具体的に説明する。以下の説明では、付加的磁界が発生されたときに磁気センサ２１０に印加される付加的磁界成分を記号Ｈ１で表す。
【０１９３】
感度測定処理では、まず、付加的磁界が発生され、且つ付加的磁界が変化するように、付加的磁界発生部２６０を制御し、前述の変化データを取得する。付加的磁界は、例えば、磁気センサ２１０にＸ方向の付加的磁界成分Ｈ１と−Ｘ方向の付加的磁界成分Ｈ１が、異なるタイミングで印加されるように、変化させてもよい。感度測定処理では、次に、取得した変化データに基づいて、磁気センサ２１０の感度を算出する。
【０１９４】
ここで、付加的磁界を変化させたときの、磁気センサ２１０に印加される付加的磁界成分Ｈ１の変化量を、記号ｄＨ１で表す。ｄＨ１は、例えば、磁気センサシステム２０１の出荷前または使用前に、付加的磁界を変化させたときの付加的磁界成分Ｈ１を測定することによって求めることができる。ｄＨ１は、感度測定処理部２５６によって保持されていてもよいし、信号処理回路２５０に設けられた図示しない記憶部によって保持されていてもよい。
【０１９５】
また、付加的磁界を変化させたときの検出信号Ｓ１の変化量を信号変化量ｄＳ１と言う。信号変化量ｄＳ１は、変化データに対応する。また、Ｘ方向に平行な方向の磁界の強度の変化に対する検出信号Ｓ１の変化の比率を、磁気センサ２１０の感度と言い、記号ＳＳ１で表す。
【０１９６】
感度測定処理では、信号変化量ｄＳ１を求め、下記の式（１０）によって、磁気センサ２１０の感度ＳＳ１を求める。
【０１９７】
ＳＳ１＝ｄＳ１／ｄＨ１  …（１０）
【０１９８】
補正関数決定部２５７による補正関数決定処理では、感度測定処理において算出した感度ＳＳ１を用いて、補正係数Ｃ１を決定する。補正係数Ｃ１は、例えば、下記の式（１１）によって表される。
【０１９９】
Ｃ１＝１／ＳＳ１  …（１１）
【０２００】
感度補正処理部２５５による感度補正処理では、前出の式（９）によって補正後信号ＣＳ１を生成する。
【０２０１】
次に、本実施の形態に係る磁気センサシステム２０１による効果について説明する。始めに、感度測定処理、補正関数決定処理および感度補正処理による効果について説明する。前提として、対象電流Ｉｔｇの値と対象磁界成分Ｈｔｇとの対応関係は一定であるとする。感度ＳＳ１が変化すると、対象磁界成分Ｈｔｇと検出信号Ｓ１との対応関係が変化し、その結果、対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係が変化する。
【０２０２】
図２２は、対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係の一例を示している。図２２において、横軸は対象電流Ｉｔｇの値を示し、縦軸は検出信号Ｓ１の値を示している。また、図２２において、実線は、設計された通りの対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係を示している。図２２において、破線は、感度ＳＳ１が変化することによって、実線の対応関係から変化した後の対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係を示している。感度測定処理が実行されていないときには、対象電流Ｉｔｇの値と検出信号ＰＳ１との対応関係は、対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係と同じである。
【０２０３】
対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係が一定であると仮定して、対象電流Ｉｔｇの値と検出信号Ｓ１との対応関係に基づいて、検出信号Ｓ１を変換して電流検出値Ｉｓを生成すると、感度ＳＳ１の変化は電流検出値Ｉｓの誤差を生じる。
【０２０４】
感度補正処理では、感度測定処理によって得られた感度ＳＳ１に基づいて決定された補正係数Ｃ１を用いて、式（９）で表される補正後信号ＣＳ１を生成する。対象電流Ｉｔｇの値と補正後信号ＣＳ１との対応関係は、感度ＳＳ１の変化によっては全くまたはほとんど変化しない。そのため、本実施の形態によれば、感度ＳＳ１の変化による電流検出値Ｉｓの誤差を抑制することができる。
【０２０５】
次に、検出信号補正処理による効果について説明する。感度測定処理の実行時には、検出信号Ｓ１に付加的磁界に起因する変化成分が生じる。従って、感度測定処理の実行時における検出信号Ｓ１は、対象磁界成分Ｈｔｇが正確に反映されたものではなくなる。そのため、検出信号補正処理が行われない場合には、磁気センサ２１０の通常の動作を中断して、感度測定処理を行う必要がある。
【０２０６】
これに対し、本実施の形態では、検出信号補正処理によって、検出信号Ｓ１に対して、変化成分を低減する処理を行って検出信号ＰＳ１を生成している。これにより、本実施の形態によれば、感度測定処理の実行時における検出信号ＰＳ１は、対象磁界成分Ｈｔｇが正確にまたはほぼ正確に反映されたものになる。従って、本実施の形態によれば、磁気センサ２１０の通常の動作を中断する必要なく、感度測定処理を行うことができる。
【０２０７】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１または第２の実施の形態と同様である。
【０２０８】
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は、少なくとも１つの磁気センサとして、第１および第２の磁気センサに加えて、外部磁界の、第３の感磁方向の成分である第３の外部磁界成分と対応関係を有する第３の検出信号を生成する第３の磁気センサを備えていてもよい。この場合、付加的磁界発生部は、第１および第２の付加的磁界に加えて、第３の磁気センサの感度の測定に用いられる第３の付加的磁界を発生可能であってもよい。また、感度測定処理は、付加的磁界発生部を制御して第３の付加的磁界を発生させたときの第３の検出信号の変化に関する第３のデータを取得し、第３のデータに基づいて、第３の付加的磁界成分に対する第３の磁気センサの感度を測定してもよい。また、検出信号補正処理は、第３の検出信号に対して、第３の付加的磁界に起因する変化成分を低減する処理を行ってもよい。
【符号の説明】
【０２０９】
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…検出信号補正処理部、５５…感度補正処理部、５６…感度測定処理部、５７…補正関数決定部、５８…角度検出部、６０…付加的磁界発生部。
【図１】
2020134158.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020134158.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月22日(2020.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記検出信号補正処理は、前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号から前記少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気センサシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記少なくとも１つの付加的磁界は、交流磁界であり、
前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号は、前記少なくとも１つの付加的磁界に起因する交流の変化成分を含み、
前記検出信号補正処理は、前記少なくとも１つの磁気センサの検出信号に対して前記変化成分を低減するフィルタリング処理を行うことを特徴とする請求項１記載の磁気センサシステム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の磁気センサシステムにおいて、検出信号補正処理は、少なくとも１つの磁気センサの検出信号から少なくとも１つの付加的磁界に起因する変化成分の推定値を減算する処理を行ってもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明の磁気センサシステムにおいて、少なくとも１つの付加的磁界は、交流磁界であってもよい。この場合、少なくとも１つの磁気センサの検出信号は、少なくとも１つの付加的磁界に起因する交流の変化成分を含む。検出信号補正処理は、少なくとも１つの磁気センサの検出信号に対して変化成分を低減するフィルタリング処理を行ってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５４】
また、本実施の形態では、前述の通り、第１のフィルタリング処理によって、第１の検出信号Ｓｘのうちの変化成分Ｓｘ２も低減され、第２のフィルタリング処理によって、第２の検出信号Ｓｙのうちの変化成分Ｓｙ１も低減される。従って、本実施の形態によれば、感度測定処理の実行時における検出信号ＰＳｘ，ＰＳｙを、それぞれ第１および第２の外部磁界成分がより正確に反映されたものにすることができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
バスバー２０２は、対象電流Ｉｔｇが流されると、バスバー２０２の周囲に磁界を発生する。磁気センサ２１０は、この磁界を検出可能な位置に配置されている。以下、バスバー２０２によって発生されて、磁気センサ２１０によって検出される磁界を対象磁界と言う。対象磁界は、本発明における外部磁界に対応する。磁気センサ２１０は、対象磁界の所定の方向の成分と対応関係を有する検出信号Ｓ１を生成する。所定の方向は、Ｘ方向に平行な方向である。以下、対象磁界の、Ｘ方向に平行な方向の成分を、対象磁界成分Ｈｔｇと言う。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７９】
次に、図１９および図２１を参照して、付加的磁界発生部２６０について説明する。図１９に示したように、付加的磁界発生部２６０は、導体よりなりＹ方向に長い導体部２６１と、電流供給ポート２６２，２６３を含んでいる。電流供給ポート２６２は導体部２６１の長手方向の一端に接続され、電流供給ポート２６３は導体部２６１の長手方向の他端に接続されている。導体部２６１は、磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４の近傍に配置されている。電流供給ポート２６２，２６３から導体部２６１に電流が供給されると、導体部２６１は、導体部２６１の周囲に、前述の付加的磁界を発生する。付加的磁界は、磁気センサ２１０に印加される。付加的磁界は、Ｘ方向に平行な方向の成分を含んでいる。以下、この成分を付加的磁界成分と言う。図２１では、導体部２６１を、４つのコイルの記号で表している。また、図２１における４つの白抜きの矢印は、付加的磁界成分を表している。磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれの位置において、付加的磁界成分の方向および強度は等しい。