(57)【要約】【課題】回転磁界を高精度で検出することが可能な磁界検出装置を提供する。【解決手段】  この磁界検出装置では、回転磁界の回転方向に２つのセンサチップＳＣ１，ＳＣ２を配列し、センサチップＳＣ１１の複数のＴＭＲ素子Ｍ１のうちの１つのＴＭＲ素子Ｍ１と、センサチップＳＣ１２の複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの１つのＴＭＲ素子Ｍ２を選択し、選択したＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２をボンディングワイヤＷを用いて制御ＩＣ１３に接続する。選択したＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２における磁界変化の位相差は１８０度である。制御ＩＣ１３は、ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２の抵抗変化に基づいて、回転磁界の磁界変化を示す信号を生成する。したがって、ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２間の位置ズレを無くすことができる。【選択図】図５
2014202704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転磁界を検出する磁界検出装置であって、
前記回転磁界の回転方向に配列され、各々が磁界を電気信号に変換する複数の磁電変換素子群を備え、
各磁電変換素子群は、直列接続されたＫ個（ただし、Ｋは自然数である）の磁電変換素子を含み、
前記複数の磁電変換素子群のうちの第１および第２の磁電変換素子群が選択され、前記第１の磁電変換素子群における磁界変化の位相と前記第２の磁電変換素子群における磁界変化の位相とは互いに１８０度ずれており、
さらに、前記第１および第２の磁電変換素子群の出力信号に基づいて前記回転磁界の磁界変化を示す信号を生成する信号発生回路と、
前記第１および第２の磁電変換素子群と前記信号発生回路とを接続する接続手段とを備える、磁界検出装置。
【請求項２】
前記複数の磁電変換素子群は、前記回転磁界の回転中心線と直交する平面に設けられ、前記回転磁界の回転中心線を中心とする円の接線と平行な第１の方向に配列されている、請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項３】
各磁電変換素子群は、前記第１の方向に配列され、直列接続された複数の磁電変換素子を含む、請求項２に記載の磁界検出装置。
【請求項４】
各磁電変換素子群は、前記第１の方向と、前記第１の方向と直交する第２の方向とに配列され、直列接続された複数の磁電変換素子を含む、請求項２に記載の磁界検出装置。
【請求項５】
前記複数の磁電変換素子群は、前記回転磁界の回転中心線と直交する平面に設けられ、前記回転磁界の回転中心線を中心とする円の円周方向に配列されている、請求項１に記載の磁界検出装置。
【請求項６】
各磁電変換素子群は、前記円の円周方向に配列され、直列接続された複数の磁電変換素子を含む、請求項５に記載の磁界検出装置。
【請求項７】
各磁電変換素子群は、前記円の円周方向および半径方向に配列され、直列接続された複数の磁電変換素子を含む、請求項５に記載の磁界検出装置。
【請求項８】
前記回転磁界の回転中心線と直交する平面に設けられ、前記回転磁界の回転方向に配列された第１および第２のセンサチップを備え、
前記複数の磁電変換素子群は前記第１および第２のセンサチップに分散配置され、
前記第１および第２の磁電変換素子群はそれぞれ前記第１および第２のセンサチップに設けられている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項９】
さらに、前記第１および第２のセンサチップを搭載した基板を備え、
前記第１および第２のセンサチップと前記回転中心線との間の距離は略等しく、
前記第１および第２のセンサチップは、前記回転中心線から見て所定の電気角度間隔で配置されている、請求項８に記載の磁界検出装置。
【請求項１０】
前記回転磁界の回転中心線と直交する平面に設けられたセンサチップを備え、
前記複数の磁電変換素子群は前記センサチップに設けられている、請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１１】
前記接続手段は、前記第１および第２の磁電変換素子群を電源電圧のラインと接地電圧のラインとの間に直列接続するとともに、前記第１および第２の磁電変換素子群間のノードを前記信号発生回路に接続し、
前記信号発生回路は、前記第１および第２の磁電変換素子群間のノードの電圧に応じたレベルの信号を前記回転磁界の磁界変化を示す信号として出力する、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１２】
前記第１および第２の磁電変換素子群は２組選択され、
前記接続手段は、前記２組のうちの一方の組の前記第１および第２の磁電変換素子群を電源電圧のラインと接地電圧のラインとの間に直列接続し、前記２組のうちの他方の組の前記第２および第１の磁電変換素子群を前記電源電圧のラインと前記接地電圧のラインとの間に直列接続し、前記一方の組の前記第１および第２の磁電変換素子群間の第１のノードを前記信号発生回路に接続するとともに、前記他方の組の前記第２および第１の磁電変換素子群間の第２のノードを前記信号発生回路に接続し、
前記信号発生回路は、前記第１および第２のノード間の電圧に応じたレベルの信号を前記回転磁界の磁界変化を示す信号として出力する、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１３】
前記接続手段は、前記第１および第２の磁電変換素子群と前記信号発生回路とをボンディングワイヤを用いて接続する、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１４】
前記接続手段は、選択信号に応答して前記第１および第２の磁電変換素子群と前記信号発生回路とを接続する切換回路を含む、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１５】
前記接続手段は、それぞれ前記複数の磁電変換素子群に並列接続された複数のヒューズを含み、
前記第１および第２の磁電変換素子群に並列接続された２つのヒューズがブローされる、請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１６】
各磁電変換素子群は、抵抗値が磁界に応じて変化する磁気抵抗効果素子を含む、請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【請求項１７】
前記磁気抵抗効果素子はＴＭＲ素子である、請求項１６に記載の磁界検出装置。
【請求項１８】
さらに、回転軸とともに回転して前記回転磁界を発生し、回転方向にＮ極とＳ極が交互に設けられた環状の多極磁石を備え、
前記回転軸の回転中心線と前記多極磁石の回転中心線とは互いに一致し、
前記複数の磁電変換素子群は、前記多極磁石の表面に沿って前記多極磁石の回転方向に配列されている、請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の磁界検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は磁界検出装置に関し、特に、磁電変換素子を用いて回転磁界を検出する磁界検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から印加された磁界を電気信号に変換する磁電変換素子として、ホール素子の他に磁気抵抗効果素子が知られている。磁気抵抗効果素子は、磁界変化に応じて抵抗値が変化する素子である。磁気抵抗効果素子には、金属の磁気抵抗効果を利用したＡＭＲ（Anisotropic  Magneto-Resistance）素子、巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant  Magneto-Resistance）素子、トンネル磁気抵抗効果を利用したＴＭＲ（Tunnel  Magneto-Resistance）素子などがある。特に、他に比べて大きなＭＲ比が得られるＧＭＲ素子およびＴＭＲ素子が注目されている。
【０００３】
特開平４−３５８３１０号公報（特許文献１）は、スピンバルブ構造を有するＧＭＲ素子およびＴＭＲ素子について開示する。スピンバルブ構造の磁気抵抗効果素子は、非磁性の薄膜層によって仕切られた強磁性体の第１の薄膜層（自由層）および第２の薄膜層（固着層）を有する。強磁性体の第２の薄膜層の磁化方向は固定されている。第２の薄膜層の磁化方向を固定させるために、反強磁性体の薄膜層が強磁性体の第２の薄膜層に付着される。代替構造として、反強磁性体の薄膜層を、高飽和保磁力かつ高電気抵抗値を有する強磁性の層にすることもできる。
【０００４】
ＴＭＲ素子では、第１の非磁性層としてＡｌＯｘやＭｇＯなどの絶縁性材料が用いられ、膜の面に対して垂直方向に流れる電流の変化が検出される。ＧＭＲ素子では、第１の非磁性層としてＣｕやＲｕのような導電性材料を用いられ、膜の面に対して平行方向に流れる電流の変化が検出される。ＣＰＰ（Current-Perpendicular-to-Plane）−ＧＭＲ素子では、第１の非磁性層としてＣｕやＲｕのような導電性材料が用いられ、膜の面に対して垂直方向に流れる電流の変化が検出される。また、ＴＭＲ素子およびＧＭＲ素子では、外部磁界が印加されていないときの固着層と自由層の磁化の方向を実質的に垂直にすることにより、外部磁界に対して線形の出力を得ることができる。
【０００５】
強磁性層（固着層）の磁化方向は、たとえば反強磁性層との交換結合や大きな保磁力の効果により１方向に固定されている。一方、強磁性層（自由層）の磁化方向は外部磁場に応じて変化する。このようなスピンバルブ構造を有する磁気抵抗効果素子の抵抗値は、強磁性層（固着層）の磁化方向と強磁性層（自由層）の磁化方向とが成す角度に応じて変化する。つまり、外部磁界に影響されて強磁性層（自由層）の磁化方向が変化することによって素子抵抗値が変化する。このため、外部磁界を素子抵抗値によって検知することが可能になる。
【０００６】
また、一般に抵抗値が変化する素子を用いて信号を検出する場合、素子に接続された電源ラインに電流ノイズが印加されると、検出したい信号が変化していなくても、素子の両端の電圧が変化し、信号を誤検出してしまう。これを防ぐためには、２つの実質的に同じ素子を、信号に対する抵抗値の変化が反対であるように配置し、それらを電気的に直列接続して等しい電流を流し、その中点電位を検出する、所謂ハーフブリッジ構造が好ましいことが知られている。より好ましくは、外部からの信号に対する中点電位の変化方向が互いに反対である２つのハーフブリッジの差動出力を取るホイートストーンブリッジ構造をとる。
【０００７】
また、従来の磁界検出装置では、回転する磁石のまわりに磁電変換素子を取り付け、複数の磁電変換素子の信号を組み合わせることで、回転角度を検出している。特に、複数の磁電変換素子に対して、異なる位相で磁界が変化するように、複数の磁電変換素子を配置し、差動出力をとる方式が知られている。たとえば特開２０１１−１５８４８８号公報（特許文献２）には、回転する磁石の周囲に複数の磁電変換素子を配置した磁界検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平４−３５８３１０号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような磁界検出装置においては、磁石の位置変化に伴って磁電変換素子に印加される磁界が変化し、結果としてサインカーブで近似される出力が得られる。一般的には、複数の磁電変換素子の出力を組み合わせて、磁界検出装置の出力信号を生成する。このため、磁石とそれぞれの磁電変換素子の位置関係、主としてサインカーブにおける位相関係が、設計通りであることが重要である。
【００１０】
しかし、磁電変換素子はそれ自体微細であるため、チップの上に実装した形で用いられ、チップはさらにプリント基板などの配線基板上に実装される。このため、それぞれの実装における位置ズレの公差が積上げられる結果、磁電変換素子と磁石の位置関係のばらつきが大きくなる。このため、位置ズレによる磁界検出装置の出力ばらつきが大きくなるという問題があった。
【００１１】
それゆえに、この発明の主たる目的は、回転磁界を高精度で検出することが可能な磁界検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明に係る磁界検出装置は、回転磁界を検出する磁界検出装置であって、回転磁界の回転方向に配列され、各々が磁界を電気信号に変換する複数の磁電変換素子群を備えたものである。各磁電変換素子群は、直列接続されたＫ個（ただし、Ｋは自然数である）の磁電変換素子を含む。複数の磁電変換素子群のうちの第１および第２の磁電変換素子群が選択され、第１の磁電変換素子群における磁界変化の位相と第２の磁電変換素子群における磁界変化の位相とは互いに１８０度ずれている。この磁界検出装置は、さらに、第１および第２の磁電変換素子群の出力信号に基づいて回転磁界の磁界変化を示す信号を生成する信号発生回路と、第１および第２の磁電変換素子群と信号発生回路とを接続する接続手段とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る磁界検出装置では、回転磁界の回転方向に複数の磁電変換素子群を配列し、複数の磁電変換素子群のうちの磁界変化の位相が互いに１８０度異なる第１および第２の磁電変換素子群を選択し、それらの出力信号に基づいて回転磁界の磁界変化を示す信号を生成する。したがって、第１および第２の磁電変換素子群の位置ズレを無くすことができ、回転磁界を高精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本願発明の基礎となる磁界検出装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示した２つのＴＭＲ素子を用いた信号発生回路の構成を示す回路図である。
【図３】４つのＴＭＲ素子を用いた信号発生回路の構成を示す回路図である。
【図４】本願発明の原理を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１による磁界検出装置の構成を示す図である。
【図６】図５に示したセンサチップの構成を示す図である。
【図７】図６に示したセンサチップの使用方法を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態４による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態５による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態６による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態７による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態８による磁界検出装置に含まれるセンサチップの構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態９による磁界検出装置の要部を示す図である。
【図１６】図１５に示したセンサチップの使用方法を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態１０による磁界検出装置の要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態について説明する前に、まず本願発明の原理について説明する。図１は、本願発明の基礎となる磁界検出装置の構成を示す図である。図１において、この磁界検出装置は、多極磁石１と、２つのセンサチップＳＣ１，ＳＣ２を備える。多極磁石１は、円筒状に形成されており、ｎ（ただし、ｎは自然数である）組のＮ極１ａおよびＳ極１ｂを含む。Ｎ極１ａとＳ極１ｂは、円周方向に交互に配置されている。多極磁石１の中心には回転軸２が貫通しており、多極磁石１は回転軸２に固定されている。回転軸２が回転すると多極磁石１も回転し、多極磁石１の周囲に回転磁界が発生する。
【００１６】
２つのセンサチップＳＣ１，ＳＣ２は、回転軸２の回転中心線２ａと直交する平面に沿って、かつ多極磁石１の回転方向に配列されている。センサチップＳＣ１，ＳＣ２間の電気角度間隔は、１８０度に設定されている。すなわち、センサチップＳＣ１における磁界変化の位相と、センサチップＳＣ２における磁界変化の位相とは、１８０度ずれている。センサチップＳＣ１，ＳＣ２には、それぞれＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２が設けられている。
【００１７】
ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２の抵抗値をそれぞれＲ１，Ｒ２とし、磁界とＴＭＲ素子Ｍ１の固定層とが成す角度をαとし、磁界とＴＭＲ素子Ｍ２の固定層とが成す角度をα＋１８０とすると次式（１）（２）が成り立つ。
１／Ｒ１＝Ａ＋Ｂcosα  …（１）
１／Ｒ２＝Ａ−Ｂcosα  …（２）
ここで図２に示すように、ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を用いてハーフブリッジ回路を構成する。すなわち、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間にＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を直列接続する。ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２間のノードの電圧ＶＭは、次式（３）で表わされる。
ＶＭ＝（Ａ＋Ｂcosα）ＶＣＣ／２Ａ  …（３）
したがって、ＶＭは、回転磁界の磁界変化に従って正弦波状に変化する。この電圧ＶＭを増幅器３によって増幅し、処理回路４によって所定の処理を施して、たとえば回転軸２の回転角度を示す信号に変換する。
【００１８】
また、センサチップＳＣ１に２つのＴＭＲ素子Ｍ１ａ，Ｍ１ｂを設けるとともに、センサチップＳＣ２に２つのＴＭＲ素子Ｍ２ａ，Ｍ２ｂを設け、図３に示すように、ＴＭＲ素子Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ２ａ，Ｍ２ｂを用いてフルブリッジ回路を構成する。すなわち、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間にＴＭＲ素子Ｍ１ａ，Ｍ２ａを直列接続するとともに、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間にＴＭＲ素子Ｍ２ｂ，Ｍ１ｂを直列接続する。
【００１９】
ＴＭＲ素子Ｍ１ａ，Ｍ２ａ間のノードＮ１ａの電圧ＶＭａと、ＴＭＲ素子Ｍ２ｂ，Ｍ１ｂ間のノードＮ１ｂの電圧ＶＭｂとの差の電圧（ＶＭａ−ＶＭｂ）は、回転磁界の磁界変化に従って正弦波状に変化する。この電圧（ＶＭａ−ＶＭｂ）を差動増幅器５によって増幅し、処理回路６によって所定の処理を施して、たとえば回転軸２の回転角度を示す信号に変換する。
【００２０】
このような磁界検出装置において、図４に示すように、センサチップＳＣ２の位置がずれ、センサチップＳＣ１における磁界変化の位相と、センサチップＳＣ２における磁界変化の位相とのずれが１８０＋βになった場合を考える。この場合、１／Ｒ２，ＶＭは次式（４）（５）で表わされる。
１／Ｒ２＝Ａ＋Ｂcos（α＋１８０°＋β）＝Ａ−Ｂcos（α＋β）  …（４）
ＶＭ＝（Ａ＋Ｂcosα）Ｖｃｃ／[２Ａ＋Ｂcosα−Ｂcos（α＋β）]
＝（Ａ＋Ｂcosα）Ｖｃｃ／[２Ａ＋２Ｂsin（α＋β／２）sin（β／２）]  …（５）
したがって、ＶＭは、コサイン波形からずれてしまう。ＶＭがコサイン波形からずれていまうと、多極磁石１の回転に伴って発生する回転磁界の磁界変化を正確に検出することができず、回転軸２の回転角度を正確に検出することもできない。
【００２１】
そこで本願発明では、回転磁界の回転方向に配列された複数のＴＭＲ素子Ｍ２をセンサチップＳＣ２に搭載し、複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの、センサチップＳＣ１のＴＭＲ素子Ｍ１に印加される磁界との位相差が１８０度となるＴＭＲ素子Ｍ２を選択し、ＴＭＲ素子Ｍ１と選択したＴＭＲ素子Ｍ２とを用いてＶＭを検出する。これにより、センサチップＳＣ２の位置ズレによるＶＭの誤差を低減することができ、回転磁界の磁界変化を正確に検出することができる。
【００２２】
なお、センサチップＳＣ２の複数のＴＭＲ素子Ｍ２は、センサチップＳＣ１のＴＭＲ素子Ｍ１と実質的に等しい磁界−抵抗特性を持っている必要がある。また、センサチップＳＣ２に、センサチップＳＣ２の位置ズレに対応して最適なＴＭＲ素子Ｍ２を選択できる機構を設ける必要がある。また、複数のＴＭＲ素子Ｍ２の一部分を選択し、選択した部分における磁界変化の位相と、ＴＭＲ素子Ｍ１における磁界変化の位相とが１８０度ずれるようにしてもよい。
【００２３】
また、回転磁界の回転方向に配列された複数のＴＭＲ素子Ｍ１をセンサチップＳＣ１に搭載するとともに、回転磁界の回転方向に配列された複数のＴＭＲ素子Ｍ２をセンサチップＳＣ２に搭載してもよい。この場合は、複数のＴＭＲ素子Ｍ１のうちのいずれかのＴＭＲ素子Ｍ１と、複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちのいずれかのＴＭＲ素子Ｍ２とを選択する。センサチップＳＣ１のＴＭＲ素子Ｍ１に印加される磁界の位相と、センサチップＳＣ２のＴＭＲ素子Ｍ２に印加される磁界の位相との差が１８０度になるように、ＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を選択する。選択したＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を用いてＶＭを検出する。以下、図面を用いて本願発明の実施の形態ついて詳細に説明する。
【００２４】
[実施の形態１]
本発明の実施の形態１による磁界検出装置は、図５に示すように、多極磁石１１、配線基板１２、センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２、制御ＩＣ(Integrated Circuit)１３、および端子Ｔ１〜Ｔ３を備える。多極磁石１１は円筒状に形成されており、円柱状の回転軸１４は多極磁石１１の中心を貫通している。多極磁石１１の内周面と回転軸１４の外周面の間には、円環状のスペーサ１５が挿嵌されている。多極磁石１１の回転中心線と回転軸１４の回転中心線１４ａとは一致している。
【００２５】
多極磁石１１には、回転方向に沿って複数組のＮ極１１ａおよびＳ極１１ｂが形成されており、Ｎ極１１ａとＳ極１１ｂは回転方向に沿って交互に配置されている。回転軸１４とともに多極磁石１１が回転すると、多極磁石１１の周辺には回転磁界が発生する。なお、多極磁石１１は、回転軸１４とともに回転すればよく、回転軸１４への取付位置は問わない。多極磁石１１は回転軸１４の中央部あるいは端部に取り付けられていてもよいし、中央部および端部以外のどのような位置に取り付けられていてもよい。
【００２６】
配線基板１２は、回転軸１４の回転中心線１４ａと直交する平面に沿って、かつ多極磁石１１の外周面に沿うように配置されている。配線基板１２は、円環状の配線基板のうちの所定角度分を切り取った形状を有し、内周側の円弧の半径は円筒状の多極磁石１１の外周の半径と略同じである。
【００２７】
配線基板１２の表面のうちの半径方向の中央部には、回転磁界の回転方向に延在する３本の配線Ｌ１〜Ｌ３が所定間隔で設けられている。配線Ｌ１〜Ｌ３の各々は、配線基板１２の内周側の円弧と同心の円弧状に形成されている。配線基板１２の表面のうちの配線Ｌ１〜Ｌ３の内側の領域には２つのセンサチップＳＣ１１，ＳＣ１２が搭載されており、２つのセンサチップＳＣ１１，ＳＣ１２は回転磁界の回転方向に配列されている。
【００２８】
センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２の各々は長方形状に形成されており、センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２の各々の１つの辺は多極磁石１１の外周の接線と平行に配置されている。センサチップＳＣ１１と回転中心線１４ａの間の距離と、センサチップＳＣ１２と回転中心線１４ａの間の距離とは略等しい。また、センサチップＳＣ１１の中心とセンサチップＳＣ１２の中心との回転中心線１４ａから見た電気角度間隔は１８０度になるように、センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２が配置されている。
【００２９】
センサチップＳＣ１１には、所定方向に配列された複数のＴＭＲ素子Ｍ１が設けられている。複数のＴＭＲ素子Ｍ１が回転磁界の回転方向に配列されるように、センサチップＳＣ１１が配線基板１２の表面に配置されている。センサチップＳＣ１２には、所定方向に配列された複数のＴＭＲ素子Ｍ２が設けられている。複数のＴＭＲ素子Ｍ２が回転磁界の回転方向に配列されるように、センサチップＳＣ１２が配線基板１２の表面に配置されている。
【００３０】
また、センサチップＳＣ１１には複数のパッドＰが設けられており、複数のパッドＰのうちの選択された２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ１，Ｌ２に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。これにより、センサチップＳＣ１１の複数のＴＭＲ素子Ｍ１のうちの選択された１つのＴＭＲ素子Ｍ１が配線Ｌ１，Ｌ２間に接続される。
【００３１】
また、センサチップＳＣ１２には複数のパッドＰが設けられており、複数のパッドＰのうちの選択された２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。これにより、センサチップＳＣ１２の複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの選択された１つのＴＭＲ素子Ｍ２が配線Ｌ２，Ｌ３間に接続される。配線Ｌ１，Ｌ２間に接続されたＴＭＲ素子Ｍ１における磁界変化の位相と、配線Ｌ２，Ｌ３間に接続されたＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相とが１８０度ずれるように、２つのＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２が選択される。
【００３２】
なお、配線基板１２の表面とセンサチップＳＣ１１，ＳＣ１２の各々の表面とは、平行に配置されている。これは、回転軸１４の回転中心線１４ａと直交する平面内において、回転中心線１４ａから見た２つのＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２の電気角度間隔が１８０度になるように２つのＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を配置することを容易にするためである。
【００３３】
また、配線基板１２の表面のうちの配線Ｌ１〜Ｌ３の外側の領域には制御ＩＣ１３が搭載されている。また、配線基板１２の外周側の円弧を横切るようにして３つの端子Ｔ１〜Ｔ３が配線基板１２に固定されている。制御ＩＣ１３には、６つのパッドＰが設けられており、それらのうちの３つのパッドはそれぞれ配線Ｌ１〜Ｌ３に接続され、残りの３つのパッドＰはそれぞれ３つの端子Ｔ１〜Ｔ３に接続される。パッドＰと配線ＬはボンディングワイヤＷを用いて接続され、パッドＰと端子ＴはボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【００３４】
制御ＩＣ１３は、外部から端子Ｔ１，Ｔ３を介して与えられた電源電圧ＶＣＣおよび接地電圧ＶＳＳをそれぞれ配線Ｌ１，Ｌ３に与える。多極磁石１１が回転すると、配線Ｌ２には回転磁界の磁界変化を示す正弦波状の電圧ＶＭが現われる。制御ＩＣ１３は、配線Ｌ２の電圧ＶＭに基づいて、たとえば回転軸１４の回転角度を示す信号を生成し、端子Ｔ２に出力する。なお、制御ＩＣ１３の出力信号は、回転軸１４の回転角度を示す信号に限るものではなく、電圧ＶＭに応じたレベルの正弦波状の信号であってもよいし、回転軸１４の回転速度、回転数などを示す信号であってもよい。
【００３５】
図６（ａ）は、配線基板１２の表面に搭載されたセンサチップＳＣ１２の構成を示す平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線断面図である。図６（ａ）（ｂ）において、配線基板１２は、絶縁基板１２ａと、その表面に形成された金属層１２ｂとを含み、金属層１２ｂを用いて配線Ｌ１〜Ｌ３、電極ＥＬなどが形成されている。配線Ｌ１〜Ｌ３は、図中のＹ方向に延在している。センサチップＳＣ１２は、電極ＥＬの表面に搭載されている。センサチップＳＣ１２は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、３つのＴＭＲ素子Ｍ２が所定の間隔で配列されている。Ｙ方向は、多極磁石１１の外周の接線と平行な方向である。
【００３６】
センサチップＳＣ１２では、たとえば表面に熱酸化膜を形成したシリコンウエハやガラスのような基板２０の上に、ＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、３つの円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、３つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうちの一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００３７】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜２２を堆積し、３つのＴＭＲ素子Ｍ２と、それらの間の２箇所の各々に接続孔２３を形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、５本の配線２４を形成するとともに各配線２４の端部にパッドＰを形成する。これにより、５個のパッドＰのうちの両端および中央の３つのパッドはそれぞれ３つのＴＭＲ素子Ｍ２に接続され、残りの２つのパッドＰは下部電極２１に接続される。
【００３８】
センサチップＳＣ１２が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、図６（ａ）に示すように、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ２に対応するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ２に接続される。また、そのパッドＰに隣接するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ３に接続される。これにより、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ２が配線Ｌ２，Ｌ３間に接続される。
【００３９】
次に、図７に示すように、センサチップＳＣ１２が配線基板１２上の正規の位置から回転磁界の回転方向の上流側（図中の下側）にずれて配置された場合について説明する。この場合は、センサチップＳＣ１２の位置がずれているために、センサチップＳＣ１１の正規位置のＴＭＲ素子Ｍ１における磁界変化の位相とセンサチップＳＣ１２の正規位置のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相との差が１８０度からずれている。
【００４０】
しかし、センサチップＳＣ１２の位置がずれることにより、正規位置以外の位置のＴＭＲ素子Ｍ２が設計上正しい位置に配置されることになる。そこで、そのＴＭＲ素子Ｍ２とと制御ＩＣ１３とを接続することにより、センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２のＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２における磁界変化の位相差を１８０度に設定する。
【００４１】
このとき、センサチップＳＣ１１のＴＭＲ素子Ｍ１の抵抗値は所定値となっているので、センサチップＳＣ１２のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗値はＴＭＲ素子Ｍ１の抵抗値と略等しい値になっている必要がある。もし、ＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗値Ｒ２とＴＭＲ素子Ｍ１の抵抗値Ｒ１とが互いに異なる値である場合は、電圧ＶＭにオフセット電圧が発生する。
【００４２】
設計上正しいＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２の位置は、たとえば、電圧ＶＭの磁石回転角度依存性を測定し、数式（５）を用いてフィッティングする。定数Ａ，ＢはＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２の特性が決まれば既知となり、電源電圧ＶＣＣ、磁界とＴＭＲ素子Ｍの固定層とが成す角度αは設計されたセンサチップＳＣの形状で決まるので、数式（５）を用いてフィッティングすることで、未知の係数であるβを求めることができる。そして、βを効果的に補正できるＴＭＲ素子Ｍの位置が求められるので、それに対応したパッドＰにボンディングワイヤＷを繋ぎ代えればよい。
【００４３】
具体的には、センサチップＳＣ１２が配線基板１２上の正規の位置から回転磁界の回転方向の上流側（図中の下側）にずれて配置された場合は、図７に示すように、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの下流側（図中の上側）のＴＭＲ素子Ｍ２に対応するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ２に接続される。また、そのパッドＰに隣接するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ３に接続される。これにより、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの下流側のＴＭＲ素子Ｍ２が配線Ｌ２，Ｌ３間に接続される。
【００４４】
センサチップＳＣ１２が配線基板１２上の正規の位置から回転磁界の回転方向の下流側（図中の上側）にずれて配置された場合は、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの上流側（図中の下側）のＴＭＲ素子Ｍ２に対応するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ２に接続される。また、そのパッドＰに隣接するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ３に接続される。これにより、３つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの上流側のＴＭＲ素子Ｍ２が配線Ｌ２，Ｌ３間に接続される。
【００４５】
センサチップＳＣ１１がセンサチップＳＣ１２と異なる点は、ＴＭＲ素子Ｍ２がＴＭＲ素子Ｍ１と置換されている点である。センサチップＳＣ１１では、基本的には、３つのＴＭＲ素子Ｍ１のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ１に対応するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ１に接続される。また、そのパッドＰに隣接するパッドＰがボンディングワイヤＷを用いて配線Ｌ２に接続される。これにより、３つのＴＭＲ素子Ｍ１のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ１が配線Ｌ１，Ｌ２間に接続される。ただし、センサチップＳＣ１２の位置ズレが大きい場合は、中央のＴＭＲ素子Ｍ１の代わりに上流側または下流側のＴＭＲ素子Ｍ１を配線Ｌ１，Ｌ２間に接続してもよい。
【００４６】
これにより、選択されたＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２によってハーフブリッジ回路が構成され、配線Ｌ２の電圧ＶＭは回転磁界の磁界変化に伴って正弦波状に変化する。制御ＩＣ１３は、電圧ＶＭを増幅し、増幅した電圧ＶＭに所定の処理を施して、たとえば回転軸１４の回転角度を示す信号を出力する。
【００４７】
この実施の形態１では、センサチップＳＣ１１の複数のＴＭＲ素子Ｍ１とセンサチップＳＣ１２の複数のＴＭＲ素子Ｍ２とを回転磁界の回転方向に配列し、磁界変化の位相が互いに１８０度異なるＴＭＲ素子Ｍ１，Ｍ２を選択し、それらの抵抗値Ｒ１，Ｒ２に基づいて回転磁界の磁界変化を示す信号ＶＭを生成する。したがって、センサチップＳＣ１１，ＳＣ１２を配線基板１２にマウントした後にＴＭＲ素子Ｍの位置ズレを容易に無くすことができ、回転磁界を高精度で検出することができる。
【００４８】
なお、この実施の形態１では、磁気抵抗効果素子としてＴＭＲ素子Ｍを使用したが、これに限るものではなく、磁気抵抗効果素子として、スピンバルブ型のＧＭＲ素子、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子、あるいはＭＲ素子を用いてもよい。
【００４９】
また、センサチップＳＣに３個のＴＭＲ素子Ｍを設けたが、２個または４個以上のＴＭＲ素子ＭをセンサチップＳＣに搭載してもよい。また、多極磁石１１は、２極、４極、６極、８極、１０極のいずれでもよいし、それ以上でもよい。多極磁石１１の材料としては、フェライト、ＳｍＣｏ、ＡｌＮｉＣｏ、ＮｄＦｅＢ、ＣｏＦｅＢなど何でもよいし、焼結体でも、ボンド磁石でもよい。
【００５０】
また、接続手段としてボンディングワイヤＷを用いてパッドＰと配線Ｌを接続する方法を採用したが、これに限るものではなく、複数のパッドと配線Ｌの間に接続された複数のヒューズのうちの選択されたヒューズ以外のヒューズを切断する方法を採用してもよい。また、選択されたパッドＰと配線Ｌを、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタなどのスイッチング素子を用いて接続する方法を採用してもよい。
【００５１】
また、ＴＭＲ素子Ｍが、外部磁界によって磁化の方向が変化する第１の磁性層と、外部磁界によらず磁化の方向が変化しない第２の磁性層を含み、第１および第２の磁性層が非磁性絶縁層を挟んで積層された磁性多層膜を加工したものであり、その平面形状が概略円形または概略楕円形であるものを使用する場合、楕円の長軸または短軸が、第２の磁性層の磁化方向と直交していることが好ましい。これは、回転磁界に対するＴＭＲ素子Ｍの抵抗変化の波形の歪みを小さくするためである。
【００５２】
また、本実施の形態１では、磁気抵抗効果素子としてＴＭＲ素子を用いた例を示したが、ＴＭＲ素子の代わりに他の磁気抵抗効果素子、たとえばスピンバルブ型ＧＭＲ素子を用いてもよい。このとき、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子の相対的な電気角度γが、３６０／ｎ＝γを満たすように配置される。ただし、ｎは多極磁石１１の極数である。第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子を直列接続したハーフブリッジの中点電圧ＶＭが、制御ＩＣ１３に入力される。このとき、第１および第２の磁気抵抗効果素子に印加される磁界は丁度逆位相になるので、ＶＭの振幅が最大となり、ＳＮ比が向上する。
【００５３】
また、第１の磁気抵抗効果素子と、第２の磁気抵抗効果素子の相対的な角度γが、２×３６０／ｎ＝ｍαを満たすように配置してもよい。ただし、ｍは３以上の任意の自然数である。第１および第２の磁気抵抗効果素子を直列接続したものと、他の磁気抵抗効果素子または抵抗素子とを接続してハーフブリッジ回路を構成し、ハーフブリッジ回路の中点電圧ＶＭが制御ＩＣ１３に入力される。このとき、磁気抵抗効果素子の磁界−抵抗特性に生じるｍ次の高調波成分がキャンセルされるので、回転角度の検出精度が向上する。
【００５４】
[実施の形態２]
図８（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の形態２による磁界検出装置の要部を示す図であって、図６（ａ）（ｂ）と対比される図である。特に、図８（ａ）は配線基板１２の表面に搭載されたセンサチップＳＣ１４の構成を示す平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の要部を拡大した図である。図８（ａ）〜（ｃ）を参照して、この磁界検出装置が実施の形態１の磁界検出装置と異なる主な点は、センサチップＳＣ１２がセンサチップＳＣ１４で置換されている点である。
【００５５】
配線基板１２は、絶縁基板１２ａと、その表面に形成された金属層１２ｂとを含み、金属層１２ｂを用いて配線Ｌ１〜Ｌ３（図示せず)、電極ＥＬ，ＥＬ２，ＥＬ３などが形成されている。センサチップＳＣ１４は、電極ＥＬの表面に搭載されている。センサチップＳＣ１４は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、７つのＴＭＲ素子Ｍ２が所定の間隔で配列されている。
【００５６】
センサチップＳＣ１４では、たとえば表面に熱酸化膜を形成したシリコンウエハやガラスのような基板２０の上に、ＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、７つの円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、７つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００５７】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜２２を堆積し、７つのＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する７つの接続孔２３と下部電極２１の表面に到達する多数の接続孔２５とを絶縁膜２２に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、７組の配線２４およびパッドＰＡと、上部電極２６と、配線２７およびパッドＰＢとを形成する。７組の配線２４およびパッドＰＡは、それぞれ７つのＴＭＲ素子Ｍ２に対応して設けられる。配線２４，２７の各々は、図中のＸ方向に延在する。
【００５８】
配線２４の一方端部は接続孔２３を介して対応のＴＭＲ素子Ｍ２に接続され、配線２４の他方端部にパッドＰＡが接続される。上部電極２６は、７つのＴＭＲ素子Ｍ２を避けて下部電極２１の上方を覆うように形成される。配線２７の一方端は上部電極２６の図中の下端に接続され、配線２７の他方端部にパッドＰＢが接続される。７つのパッドＰＡおよび１つのパッドＰＢは、図中のＹ方向に向かって千鳥足状に配置される。電極ＥＬ２は、パッドＰＡに隣接して設けられ、配線Ｌ２に接続される。電極ＥＬ３は、パッドＰＢに隣接して設けられ、配線Ｌ３に接続される。
【００５９】
センサチップＳＣ１４が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、図８（ａ）に示すように、７つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ２に対応するパッドＰＡがボンディングワイヤＷを用いて電極ＥＬ２に接続される。また、パッドＰＢがボンディングワイヤＷを用いて電極ＥＬ３に接続される。これにより、７つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちの中央のＴＭＲ素子Ｍ２が配線Ｌ２，Ｌ３間に接続される。
【００６０】
また、センサチップＳＣ１４が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの６つのＴＭＲ素子Ｍ２のうちのいずれかのＴＭＲ素子Ｍ２が選択され、そのＴＭＲ素子Ｍ２に対応するパッドＰＡが電極ＥＬ２に接続される。選択されたＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子Ｍ１における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【００６１】
この実施の形態２では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、ＴＭＲ素子１つ当たりの引き出し配線の数を少なくすることができるので、狭い範囲により多くのＴＭＲ素子を配置することができる。
【００６２】
[実施の形態３]
図９は、本発明の実施の形態３による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ１６の構成を示す平面図である。図９において、センサチップＳＣ１６は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が配列されている。
【００６３】
センサチップＳＣ１６では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、２０個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうちの一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００６４】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する２０個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、６組の配線３１およびパッドＰと、９個の上部電極３０とを形成する。上部電極３０は、隣接し、かつ下部電極２１によって接続されていない２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。これにより、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２は直列接続される。
【００６５】
６本の配線３１の各々は、Ｘ方向に延在する。６本の配線３１のうちの図中の上から１，６番目の配線３１の一方端部は、上部電極３０で覆われていない図中の上端および下端のＴＭＲ素子Ｍ２の上方にそれぞれ配置され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。１，６番目の配線３１の各々の一方端部は、接続孔２３を介してＴＭＲ素子Ｍ２に接続される。６本の配線３１のうちの２，３，４，５番目の配線３１の一方端部は、図中の上から２，４，６，８番目の上部電極３０にそれぞれ接続され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。
【００６６】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、４つのＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。４つのＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ４と称する。４つのＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。ＴＭＲ比（％）＝[（Ｒａｐ−Ｒｐ）／Ｒｐ]×１００である。Ｒａｐは、ＴＭＲ素子の自由層および固定層の磁化の向きが逆、かつ平行であるときのＴＭＲ素子の抵抗値である。Ｒｐは、ＴＭＲ素子の自由層および固定層の磁化の向きが同一、かつ平行であるときのＴＭＲ素子の抵抗値である。Ｒａｐ＞Ｒｐである。
【００６７】
また、４つのＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、４つのＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、４つのＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。４つのＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった４つの波形の重ね合わせで表現され、４個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。
【００６８】
センサチップＳＣ１６が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、５個のＴＭＲ素子群ＧＭ４のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ４に対応する２つのパッドＰＡがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【００６９】
また、センサチップＳＣ１６が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの４つのＴＭＲ素子群ＧＭ２のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ４が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ４に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ４における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ４における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【００７０】
この実施の形態３では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。
【００７１】
なお、ＴＭＲ素子群ＧＭ４においては、４つのＴＭＲ素子Ｍ２の一部が並列接続されていてもよい。
【００７２】
また、センサチップＳＣ１６のＴＭＲ素子群ＧＭ４の磁電変換特性と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ４の磁電変換特性とは、実質的に等しいことが必要である。
【００７３】
また、センサチップＳＣ１６の２０個のＴＭＲ素子Ｍ２の磁電変換特性は実質的に同じである。また、センサチップＳＣ１６の２０個のＴＭＲ素子Ｍ２を構成する磁性薄膜の構成は実質的に同じである。また、センサチップＳＣ１６の２０個のＴＭＲ素子Ｍ２の形状も、実質的に同じである。
【００７４】
[実施の形態４]
図１０は、本発明の実施の形態４による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ１８の構成を示す平面図であって、図９と対比される図である。図１０を参照して、このセンサチップＳＣ１８がセンサチップＳＣ１６と異なる点は、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が２列設けられている点である。
【００７５】
センサチップＳＣ１８は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、４０個のＴＭＲ素子Ｍ２が２０行２列に配置されている。
【００７６】
センサチップＳＣ１８では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、４０個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、同じ行の２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００７７】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、４０個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する４０個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、６組の配線３１およびパッドＰと、１９個の上部電極３０とを形成する。
【００７８】
上部電極３０は、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。左から１列目においては、上から１番目と２番目、３番目と４番目、…、９番目と１０番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように１０個の上部電極３０が形成される。左から２列目においては、上から２番目と３番目、４番目と５番目、…、８番目と９番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように９個の上部電極３０が形成される。これにより、４０個のＴＭＲ素子Ｍ２は直列接続される。
【００７９】
６本の配線３１の各々は、Ｘ方向に延在する。６本の配線３１のうちの図中の上から１，６番目の配線３１の一方端部は、上部電極３０で覆われていない図中の上端および下端のＴＭＲ素子Ｍ２の上方にそれぞれ配置され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。１，６番目の配線３１の各々の一方端部は、接続孔２３を介してＴＭＲ素子Ｍ２に接続される。６本の配線３１のうちの２，３，４，５番目の配線３１の一方端部は、２列目の図中の上から２，４，６，８番目の上部電極３０にそれぞれ接続され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。
【００８０】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、８個のＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。８個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ８と称する。８個のＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。
【００８１】
また、８個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、８個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、８個のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。８個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった８個の波形の重ね合わせで表現され、８個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。
【００８２】
センサチップＳＣ１８が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、５個のＴＭＲ素子群ＧＭ８のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ８に対応する２つのパッドＰＡがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【００８３】
また、センサチップＳＣ１８が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの４つのＴＭＲ素子群ＧＭ８のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ８が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ８に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ８における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ８における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【００８４】
この実施の形態４では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。
【００８５】
[実施の形態５]
図１１は、本発明の実施の形態５による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ２０の構成を示す平面図であって、図１０と対比される図である。図１１を参照して、このセンサチップＳＣ２０がセンサチップＳＣ１８と異なる点は、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が４列設けられている点である。
【００８６】
センサチップＳＣ２０は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、８０個のＴＭＲ素子Ｍ２が２０行４列に配置されている。
【００８７】
センサチップＳＣ２０では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、８０個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、同じ行の隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００８８】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、８０個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する８０個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、６組の配線３１およびパッドＰと、３９個の上部電極３０とを形成する。
【００８９】
上部電極３０は、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。左から１列目においては、上から１番目と２番目、３番目と４番目、…、９番目と１０番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように１０個の上部電極３０が形成される。左から２，３列目においては、同じ行の２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように２０個の上部電極３０が形成される。左から４列目においては、上から２番目と３番目、４番目と５番目、…、８番目と９番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように９個の上部電極３０が形成される。これにより、８０個のＴＭＲ素子Ｍ２は直列接続される。
【００９０】
６本の配線３１の各々は、Ｘ方向に延在する。６本の配線３１のうちの図中の上から１，６番目の配線３１の一方端部は、上部電極３０で覆われていない図中の上端および下端のＴＭＲ素子Ｍ２の上方にそれぞれ配置され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。１，６番目の配線３１の各々の一方端部は、接続孔２３を介してＴＭＲ素子Ｍ２に接続される。６本の配線３１のうちの２，３，４，５番目の配線３１の一方端部は、図中の上から２，４，６，８番目の上部電極３０にそれぞれ接続され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。
【００９１】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、１６個のＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。１６個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ１６と称する。１６個のＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。
【００９２】
また、１６個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、１６個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、１６個のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。１６個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった１６個の波形の重ね合わせで表現され、１６個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。
【００９３】
センサチップＳＣ２０が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、５個のＴＭＲ素子群ＧＭ１６のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ１６に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【００９４】
また、センサチップＳＣ２０が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの４つのＴＭＲ素子群ＧＭ１６のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ１６が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ１６に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ１６における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ１６における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【００９５】
この実施の形態５では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。
【００９６】
[実施の形態６]
図１２は、本発明の実施の形態６による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ２２の構成を示す平面図であって、図１０と対比される図である。図１２を参照して、このセンサチップＳＣ２２がセンサチップＳＣ１８と異なる点は、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が３列設けられるとともに、１０個のＴＭＲ素子Ｍ２が１列設けられている点である。
【００９７】
センサチップＳＣ２２は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。多極磁石１１側の長辺に沿って、７０個のＴＭＲ素子Ｍ２が２０行４列に配置されている。左から４列目においては、１，４，５，８，９，１２，１３，１６，１７，２０行目にのみＴＭＲ素子Ｍ２が配置されている。
【００９８】
センサチップＳＣ２２では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、７０個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【００９９】
具体的には、左から１列目においては、２番目と３番目、６番目と７番目、１０番目と１１番目、１４番目と１５番目、１８番目と１９番目のＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域の各々に下部電極２１が形成される。残りの６０個のＴＭＲ素子Ｍ２においては、同じ行の隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域に下部電極２１が形成される。
【０１００】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、７０個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する７０個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、６組の配線３１およびパッドＰと、３４個の上部電極３０とを形成する。
【０１０１】
上部電極３０は、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。左から１，２，３列の各々においては、上から１番目と２番目、３番目と４番目、…、９番目と１０番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように１０個の上部電極３０が形成される。左から４列目においては、上から４行目と５行目、８行目と９行目、１２行目と１３行目、１６行目と１７行目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように４個の上部電極３０が形成される。これにより、７０個のＴＭＲ素子Ｍ２は直列接続される。
【０１０２】
６本の配線３１の各々は、Ｘ方向に延在する。６本の配線３１のうちの図中の上から１，６番目の配線３１の一方端部は、上部電極３０で覆われていない図中の上端および下端のＴＭＲ素子Ｍ２の上方にそれぞれ配置され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。１，６番目の配線３１の各々の一方端部は、接続孔２３を介してＴＭＲ素子Ｍ２に接続される。６本の配線３１のうちの２，３，４，５番目の配線３１の一方端部は、４列目の４つの上部電極３０にそれぞれ接続され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。
【０１０３】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、１４個のＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。１４個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ１４と称する。１４個のＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。
【０１０４】
また、１４個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、１４個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、１４個のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。１４個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった１４個の波形の重ね合わせで表現され、１４個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。
【０１０５】
センサチップＳＣ２２が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、５個のＴＭＲ素子群ＧＭ１４のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ１４に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【０１０６】
また、センサチップＳＣ２２が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの４つのＴＭＲ素子群ＧＭ１４のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ１４が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ１４に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ１４における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ１４における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【０１０７】
この実施の形態６では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。
【０１０８】
[実施の形態７]
図１３は、本発明の実施の形態７による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ２４の構成を示す平面図である。図１３において、センサチップＳＣ２４は、多極磁石１１の回転中心線(図示せず)と直交する平面に沿って、かつ多極磁石１１の外周面に沿って配置されている。センサチップＳＣ２４は、直方体状に形成されており、四角形の１辺がＹ方向に向けられ、他辺がＸ方向に向けられている。Ｙ方向は、多極磁石１１の外周の接線と平行な方向である。センサチップＳＣ２４には、２４個のＴＭＲ素子Ｍ２が設けられている。
【０１０９】
図１３中のＡ１〜Ａ４は、多極磁石１１の回転中心線(図示せず)と直交する平面上の円弧であり、ともに多極磁石１１の回転中心線の１点を中心とする円弧である。円弧Ａ１〜Ａ４の半径は、所定距離ずつ順次増大してしている。また、Ｂ１〜Ｂ６は、円弧Ａ１〜Ａ４と交差し、円弧Ａ１〜Ａ４の中心点を通る直線である。直線Ｂ１〜Ｂ６は、所定の角度間隔で配置されている。円弧Ａ１〜Ａ４と直線Ｂ１〜Ｂ６との合計２４個の交差部にそれぞれ２４個のＴＭＲ素子Ｍ２が配置されている。
【０１１０】
センサチップＳＣ２４では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリング法によってＴＭＲ膜を加工し、２４個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、同じ直線Ｂに沿い、かつ隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【０１１１】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、２４個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する２４個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、６組の配線３１およびパッドＰと、９個の上部電極３０とを形成する。
【０１１２】
上部電極３０は、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。円弧Ａ１に沿う列においては、上から１番目と２番目、３番目と４番目、５番目と６番目のＴＭＲ素子Ｍ２をそれぞれ覆うように３個の上部電極３０が形成される。左から２，３列目においては、同じ行の２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように６個の上部電極３０が形成される。６本の配線３１の各々は、Ｘ方向に延在する。６本の配線３１の一方端部は、上部電極３０で覆われていない６個のＴＭＲ素子Ｍ２の上方にそれぞれ配置され、各々の他方端部にパッドＰが形成されている。
【０１１３】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、８個のＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。８個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ８と称する。８個のＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。
【０１１４】
また、８個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、８個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、８個のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。８個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった８個の波形の重ね合わせで表現され、８個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。ただし、同じ直線Ｂに沿う４個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は略等しい。
【０１１５】
センサチップＳＣ２４が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、３個のＴＭＲ素子群ＧＭ８のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ８に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【０１１６】
また、センサチップＳＣ２４が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの２つのＴＭＲ素子群ＧＭ８のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ８が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ８に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ８における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ８における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【０１１７】
この実施の形態７では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。また、ＴＭＲ素子群ＧＭ８に属するＴＭＲ素子Ｍ２間の磁界変化の位相差を小さくすることができ、検出精度の向上を図ることができる。
【０１１８】
[実施の形態８]
図１４は、本発明の実施の形態８による磁界検出装置に含まれるセンサチップＳＣ２６の構成を示す平面図である。図１４において、センサチップＳＣ２６は、多極磁石１１の回転中心線(図示せず)と直交する平面に沿って、かつ多極磁石１１の外周面に沿って配置されている。センサチップＳＣ２６は、直方体状に形成されており、長方形の長辺がＹ方向に向けられ、短辺がＸ方向に向けられている。Ｙ方向は、多極磁石１１の接線と平行な方向である。センサチップＳＣ２６には、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が設けられている。
【０１１９】
図１４中のＡは、多極磁石１１の回転中心線(図示せず)と直交する平面上の円弧であり、多極磁石１１の回転中心線の１点を中心とする円弧である。また、Ｂ１〜Ｂ２０は、円弧Ａと交差し、円弧Ａの中心点を通る直線である。直線Ｂ１〜Ｂ２０は、所定の角度間隔で配置されている。円弧Ａと直線Ｂ１〜Ｂ２０との合計２０個の交差部にそれぞれ２０個のＴＭＲ素子Ｍ２が配置されている。
【０１２０】
センサチップＳＣ２６では、基板２０の上にＴＭＲ膜を堆積し、たとえばイオンミリングなどを施してＴＭＲ膜を加工し、２２個の円形のＴＭＲ素子Ｍ２を形成している。また、隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を含む帯状の領域では、ＴＭＲ膜のうち一部を削り残して下部電極２１を構成している。
【０１２１】
また、ＴＭＲ膜の加工後に、絶縁膜(図示せず)を堆積し、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２の表面に到達する２０個の接続孔２３を絶縁膜に形成する。次に、たとえばアルミニウム膜を堆積してパタニングすることにより、１１組の配線３１、パッドＰ、および上部電極３０を形成する。上部電極３０は、１番目と２０番目のＴＭＲ素子Ｍ２においては１つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成され、残りの１８個のＴＭＲ素子Ｍ２においては隣接する２つのＴＭＲ素子Ｍ２を覆うように形成される。これにより、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２は直列接続される。
【０１２２】
したがって、隣接する２つのパッドＰ間に、２個のＴＭＲ素子Ｍ２が直列接続されている。２個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体をＴＭＲ素子群ＧＭ２と称する。２個のＴＭＲ素子Ｍ２を直列接続することにより、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができる。
【０１２３】
また、２個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の周期は同じであるが、２個のＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相は少しずつ異なり、２個のＴＭＲ素子Ｍ２の抵抗変化の位相も少しずつ異なる。２個のＴＭＲ素子Ｍ２の直列接続体の抵抗変化は、位相の少しずつ異なった２個の波形の重ね合わせで表現され、２個の位相の平均の位相を持つ１つの波形として表現される。
【０１２４】
センサチップＳＣ２６が配線基板１２上の正規の位置に配置された場合は、１１個のＴＭＲ素子群ＧＭ２のうちの中央のＴＭＲ素子群ＧＭ２に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。パッドＰと配線Ｌは、ボンディングワイヤＷを用いて接続される。
【０１２５】
また、センサチップＳＣ２６が図中のＹ方向にずれて配置された場合は、残りの１０個のＴＭＲ素子群ＧＭ２のうちのいずれかのＴＭＲ素子群ＧＭ２が選択され、そのＴＭＲ素子群ＧＭ２に対応する２つのパッドＰがそれぞれ配線Ｌ２，Ｌ３に接続される。選択されたＴＭＲ素子群ＧＭ２における磁界変化の位相と、もう１つのセンサチップＳＣのＴＭＲ素子群ＧＭ２における磁界変化の位相とは１８０度ずれている。
【０１２６】
この実施の形態８では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、１つのＴＭＲ素子Ｍ２に印加される電圧を小さくすることができ、ＴＭＲ比（％）を大きくすることができ、また、ＴＭＲ素子Ｍ２の長寿命化を図ることができる。また、全ＴＭＲ素子Ｍ２を１つの円弧Ａに沿って配置したので、検出精度の向上を図ることができる。
【０１２７】
[実施の形態９]
図１５は、本発明の実施の形態９による磁界検出装置の要部を示す平面図である。図１５において、この磁界検出装置では、１つのセンサチップＳＣ２６が使用される。センサチップＳＣ２６は、図１４で示したものである。センサチップＳＣ２６が正規位置に配置された場合は、図１５に示すように、上から４番目、５番目、７番目、８番目のパッドＰが制御ＩＣ１３に接続される。４番目のパッドＰは、外部電源電圧ＶＣＣを受ける。５番目および７番目のパッドＰは、ともに中間電圧ＶＭのノードに接続される。８番目のパッドＰは、接地電圧ＶＳＳを受ける。上から４番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２と７番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２とがハーフブリッジ回路を構成する。多極磁石１１が回転すると、中間電圧ＶＭは正弦波状に変化する。
【０１２８】
上から４番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２における磁界変化の位相と、上から７番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２における磁界変化の位相とは、１８０度ずれている。換言すると図１４で示したように、２０個のＴＭＲ素子Ｍ２は１つの円弧Ａに沿って配置されている。また、図１５中のＢａ，Ｂｂは、円弧Ａと交差し、円弧Ａの中心点を通る直線である。直線Ｂａ，Ｂｂは、１８０度の電気角度間隔で配置されている。
【０１２９】
このとき、所望の特性を得るためには、ハーフブリッジ回路を構成する２個のＴＭＲ素子群ＧＭ２における磁界変化の位相差が重要である。たとえば、磁界変化の位相差が１８０度に近付くほど中間電圧ＶＭの振幅は大きくなり、角度検出精度が高くなる。逆に、磁界変化の位相差が小さくなるほど、中間電圧ＶＭがＶＣＣ／２付近で多極磁石１１の回転角度に対して急峻に変化するようになり、角度検出精度が劣化する。
【０１３０】
したがって、図１６に示すようにセンサチップＳＣ２６が正規位置から位置ズレすると、図中の点線で示すような通常の配線のままでは、２個のＴＭＲ素子群ＧＭ２間の位相差が１８０度にならず、所望の磁電変換特性からのずれを生じる。この場合は、図中の実線で示すように接続を変更することにより、所望の磁電変換特性を得ることができる。
【０１３１】
図１６では、上から３番目、４番目、６番目、７番目のパッドＰが制御ＩＣ１３に接続される。３番目のパッドＰは、外部電源電圧ＶＣＣを受ける。４番目および６番目のパッドＰは、ともに中間電圧ＶＭのノードに接続される。７番目のパッドＰは、接地電圧ＶＳＳを受ける。上から３番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２と６番目のＴＭＲ素子群ＧＭ２とがハーフブリッジ回路を構成する。多極磁石１１が回転すると、中間電圧ＶＭは正弦波状に変化する。
【０１３２】
この実施の形態９でも、実施の形態１と同じ効果が得られる。
[実施の形態１０]
図１７は、本発明の実施の形態１０による磁界検出装置の要部を示す回路ブロック図である。図１７において、この磁界検出装置では、２つのセンサチップＳＣ３１，ＳＣ３２が使用される。２つのセンサチップＳＣ３１，ＳＣ３２は、実施の形態１と同様に回転磁界の回転方向に配列される。
【０１３３】
センサチップＳＣ３１は、ＴＭＲ素子Ｍ１を含む。センサチップＳＣ３２は、複数組（たとえば５組）のＴＭＲ素子Ｍ２およびスイッチング素子ＳＷと、制御回路３５と、増幅器３６とを含む。複数のＴＭＲ素子Ｍ２と１つのＴＭＲ素子Ｍ１は、電源電圧ＶＣＣのラインと接地電圧ＶＳＳのラインとの間に直列接続される。複数のスイッチング素子ＳＷは、それぞれ複数のＴＭＲ素子Ｍ２に並列接続される。
【０１３４】
制御回路３５は、選択信号φＳに従って、複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちのいずれかのＴＭＲ素子Ｍ２を選択し、そのＴＭＲ素子Ｍ２に対応するスイッチング素子ＳＷをオフさせ、残りの全スイッチング素子ＳＷをオンさせる。増幅器３６は、ＴＭＲ素子Ｍ２とＴＭＲ素子Ｍ１の間のノードの電圧ＶＭを増幅して制御ＩＣに出力する。制御ＩＣは、電圧ＶＭに基づいて回転軸の回転角度を示す信号を出力する。
【０１３５】
センサチップＳＣ３２が正規位置に配置された場合は、５個のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの上から３番目のＴＭＲ素子Ｍ２が選択され、そのＴＭＲ素子Ｍ２に対応するスイッチング素子ＳＷがオフされ、残りの全スイッチング素子ＳＷがオンされる。
【０１３６】
センサチップＳＣ３２が正規位置からずれて配置された場合は、５個のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの上から３番目のＴＭＲ素子Ｍ２以外のＴＭＲ素子Ｍ２が選択され、そのＴＭＲ素子Ｍ２に対応するスイッチング素子ＳＷがオフされ、残りの全スイッチング素子ＳＷがオンされる。
【０１３７】
いずれの場合においても、センサチップＳＣ３１のＴＭＲ素子Ｍ１における磁界変化の位相と、センサチップＳＣ３２の複数のＴＭＲ素子Ｍ２のうちの選択されたＴＭＲ素子Ｍ２における磁界変化の位相とは、１８０度ずれている。
【０１３８】
この実施の形態１０では、実施の形態１と同じ効果が得られる他、ワイヤボンディング工程が不要となり、ＴＭＲ素子Ｍ２の選択および接続を容易に行なうことができる。
【０１３９】
なお、スイッチング素子ＳＷをＭＯＳトランジスタで構成し、短絡させたいＴＭＲ素子Ｍ２に並列接続されたＭＯＳトランジスタのゲートに「Ｈ」レベルの電圧を印加してもよい。また、スイッチング素子ＳＷをリレー、半導体スイッチで構成してもよい。また、スイッチング素子ＳＷをダイオードなどを用いて構成し、電気的手段によってスイッチング素子ＳＷをオンまたはオフさせてもよい。
【０１４０】
また、スイッチング素子ＳＷをヒューズで置換し、選択したＴＭＲ素子Ｍ２に並列接続されたヒューズのみをブローさせてもよい。また、スイッチング素子ＳＷを除去し、選択したＴＭＲ素子Ｍ２以外の各ＴＭＲ素子Ｍ２に所定電圧を印加してショートさせてもよい。
【０１４１】
また、直列接続された複数のＴＭＲ素子Ｍ１を含むＴＭＲ素子群ＧＭでＴＭＲ素子Ｍ１を置換し、直列接続された複数のＴＭＲ素子Ｍ２を含むＴＭＲ素子群ＧＭでＴＭＲ素子Ｍ２を置換してもよい。
【０１４２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４３】
１，１１  多極磁石、１ａ，１１ａ  Ｎ極、１ｂ，１１ｂ  Ｓ極、２，１４  回転軸、３，３６  増幅器、５  差動増幅器、４，６  処理回路、ＳＣ  センサチップ、Ｍ  ＴＭＲ素子、１２  配線基板、１３  制御ＩＣ、１５  スペーサ、Ｐ  パッド、Ｗ  ボンディングワイヤ、Ｌ，２４，３１  配線、Ｔ  端子、ＥＬ  電極、２０  基板、２１  下部電極、２２  絶縁層、２３，２５  接続孔、２６，３０  上部電極、ＧＭ  ＴＭＲ素子群、Ａ  円弧、Ｂ  直線、ＳＷ  スイッチング素子、３５  制御回路。
【図１】
2014202704.tif 000003
【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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