(57)【要約】【課題】磁気抵抗素子の配設される環境が変化する場合であれ、磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を好適に維持することのできる磁気検出装置を提供する。【解決手段】各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に磁気ベクトルを付与するバイアス磁石４０は、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の周囲を囲繞する筒状に設けられてなるとともに、該内部にてその軸方向に直交する磁気ベクトルを発生する永久磁石として設けられている。このようなバイアス磁石４０に対し、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２を、その開口部近傍に、且つ、該バイアス磁石４０による磁気ベクトルのうち同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設する。また、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に対してその電力の供給態様を互いに逆向きとする配線を施すようにする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的に各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対と、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位を差動増幅する差動増幅器と、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対にバイアス磁界を付与する磁界発生手段とを備え、検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化を前記差動増幅器による差動増幅信号の変化として感知して前記検出対象とする磁性体の運動態様を検出する磁気検出装置において、
前記各々ハーフブリッジ回路を形成する前記第１及び第２の磁気抵抗素子対が、前記検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するようにそれぞれ配設されてなり、これら中点電位の一方の信号波形を反転せしめる信号波形反転機構による反転電位と他方の中点電位との前記差動増幅器による差動増幅信号に基づいて前記検出対象とする磁性体の運動態様を検出する
ことを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の磁気抵抗素子対が、前記磁界発生手段による同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設されてなる
請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記磁界発生手段が永久磁石からなり、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対は、同永久磁石のＮ極からＳ極へ向かう同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設されてなる
請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項４】
前記永久磁石が、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の周囲を囲繞する筒状に設けられてなるとともに該内部にてその軸方向に直交する磁気ベクトルを発生するものであり、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対は、前記筒状の永久磁石の開口部近傍にそれぞれ配設されてなる
請求項３に記載の磁気検出装置。
【請求項５】
前記磁界発生手段として２つの永久磁石を備え、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対は、これら２つの永久磁石の間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設されてなる
請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項６】
前記磁界発生手段として永久磁石と磁性体片とを備え、第１及び第２の磁気抵抗素子対は、これら永久磁石と磁性体片との間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設されてなる
請求項２に記載の磁気検出装置。
【請求項７】
前記信号波形反転機構は、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の互いの配設関係に基づいてこれら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位の一方の信号波形を反転せしめる
請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気検出装置。
【請求項８】
前記信号波形反転機構は、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対に対する電力の供給態様に基づいてこれら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位の一方の信号波形を反転せしめる
請求項１〜６のいずれか一項に記載の磁気検出装置。
【請求項９】
前記検出対象とする磁性体が適宜の回転軸に設けられたロータであり、当該磁気検出装置は、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化を前記差動増幅器による差動増幅信号の変化として感知して前記ロータの回転態様を検出するものである
請求項１〜８のいずれか一項に記載の磁気検出装置。
【請求項１０】
前記差動増幅器による差動増幅信号が前記ロータの回転角度に対応する２値化信号に演算処理される比較器に、前記差動増幅信号との間で比較される閾値電圧として、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位が互いに交差する電圧値が設定される
請求項９に記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばロータなどの被検出回転体の回転に起因して生ずる磁界の変化を検出する磁気検出装置に関し、特に磁気ベクトルの角度変化を磁気抵抗素子からなる各ハーフブリッジ回路による中点電位の変化として検出する磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の磁気検出装置としては、例えば特許文献１に記載されている磁気検出装置が知られている。この磁気検出装置は、例えばエンジンのクランク軸などに設けられたロータの回転に起因して生ずる磁気ベクトルの角度変化を検出し、該検出を通じて同ロータの回転情報、すなわち上記クランク軸などの回転情報を得る回転検出装置として設けられている。図１０に、この特許文献１に記載されている回転検出装置の概要を示す。
【０００３】
同図１０に示すように、この回転検出装置では、付与される磁気ベクトルの角度変化を抵抗値の変化として検出する磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４及びその処理回路部１１０が１つのＩＣチップ１００として集積回路化されている。
【０００４】
ここで、上記ＩＣチップ１００は、被検出回転体である磁性体からなるロータＲＴに対向するように設けられ、樹脂などからなるモールド材１２０によってシームレスにモールドされた状態でその電源端子Ｔ１、出力端子Ｔ２、およびＧＮＤ（接地）端子Ｔ３といった各端子が引き出される構造となっている。これら各端子のうち、上記出力端子Ｔ２は、例えば車両の点火時期制御を行う電子制御装置に接続され、該制御装置に上記ロータＲＴの回転情報を提供する。また、同ＩＣチップ１００の周囲には、その内部に組み込まれている磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４に対して同図１０に１点鎖線にて示すバイアス磁界（磁気ベクトル）を付与するかたちで円筒状のバイアス磁石ＭＧが配設されている。なお、上記電源端子Ｔ１及び出力端子Ｔ２間、上記出力端子Ｔ２および接地端子Ｔ３間にはそれぞれ、雑音除去用のコンデンサＣ１およびＣ２が接続されている。
【０００５】
このような構成により、上記ロータＲＴの回転に伴ってその突起部が上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４近傍を通過するたびに、上記バイアス磁石ＭＧから付与されている磁気ベクトルが同突起部に引きづられるかたちで角度変化するようになる。そして、こうした磁気ベクトルの角度変化は上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化として検出され、その対応する電気信号が適宜に増幅されるなどして、上記出力端子Ｔ２から出力される。
【０００６】
一方、図１１は、このような回転検出装置を構成するＩＣチップ１００の上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４及びその処理回路部１１０の等価回路を示したものであり、以下、同図１１を併せ参照して、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４およびその処理回路部１１０の電気的な構成、並びに動作についてさらに説明する。
【０００７】
同図１１に示されるように、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４は、電気的には、各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対１０１、１０２として設けられている。ここで、第１の磁気抵抗素子対１０１の磁気抵抗素子ＭＲＥ１と第２の磁気抵抗素子対１０２の磁気抵抗素子ＭＲＥ４との接続部には図示しない定電圧回路から定電圧「＋Ｖ」が印加され、一方、各磁気抵抗素子対１０１および１０２の磁気抵抗素子ＭＲＥ２およびＭＲＥ３の接続部は接地されている。
【０００８】
このような構成では、ロータＲＴの回転に伴って上記バイアス磁石ＭＧによる磁気ベクトルが角度変化する場合、磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の抵抗値変化が、図１２（ａ）に併せて示すように、磁気抵抗素子対１０１および１０２による中点電位ＶａおよびＶｂの変化として取り出される。そして、こうした中点電位ＶａおよびＶｂの変化は、上記処理回路部１１０の一部を構成する差動増幅器１１１にて差動増幅されて差動増幅信号ＤＳとなり、次いで同じく処理回路部１１０の一部を構成する比較器１１２にて所定の閾値電圧Ｖｔｈの大きさとの関係に基づき２値化される。そして、この２値化信号（パルス信号）が上記ロータＲＴの回転角度、ひいては上記クランク軸やカム軸の回転角度に対応する信号として上記出力端子Ｔ２を介して取り出されることとなる。
【特許文献１】特開平２００１−１５３６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このような回転検出装置では、例えば上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４と上記ロータＲＴとの距離（エアギャップ）に誤差が生じるなど、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１〜ＭＲＥ４の配設される環境が変化することがある。こうした環境の変化は、各々磁気抵抗素子対１０１、１０２を構成する磁気抵抗素子ＭＲＥ１及びＭＲＥ２と磁気抵抗素子ＭＲＥ３及びＭＲＥ４とに作用する図１０に例示した各磁気ベクトルの基準角度に影響を与えるため、これら磁気ベクトルの基準角度にそれぞれずれが生ずることも懸念される。そして、これら各磁気ベクトルの基準角度にこうしてずれが生ずるようなことがあると、該磁気ベクトルの上記ロータＲＴの回転に伴う角度変化量が減少し、ひいては上記各磁気抵抗素子対１０１、１０２から取り出される中点電位Ｖａ、Ｖｂの振幅値、さらにはその差動増幅信号ＤＳの振幅値もそれぞれ減少する。
【００１０】
ただしここで、上述の環境変化によって、こうした中点電位Ｖａ、Ｖｂの振幅値が互いに異なる減少量をもって各別に減少することがある。このような場合、これら中点電位Ｖａ、Ｖｂに対応する差動増幅信号ＤＳは、その振幅値の減少はもとより、その位相がずれかねない。例えば、中点電位Ｖａの振幅値が中点電位Ｖｂより小さくなる場合、図１２（ｂ）に示すように、こうした中点電位Ｖａ、Ｖｂに対応する差動増幅信号ＤＳは、その位相が進角側にずれる。また逆に、中点電位Ｖｂの振幅値が中点電位Ｖａよりも大きくなる場合、図１２（ｃ）に示すように、こうした中点電位Ｖａ、Ｖｂに対応する差動増幅信号ＤＳは、その位相が遅角側にずれる。しかしながら、このような差動増幅信号ＤＳの位相は、上記ロータＲＴの回転角度に対応する情報として例えば上記電子制御装置による車両の点火時期制御に用いられるものであり、こうした差動増幅信号ＤＳの位相のずれは上記ロータＲＴの回転角度の検出に誤差（角度誤差）が生ずることを意味する。
【００１１】
なお、このような回転検出装置として用いられる磁気検出装置に限らず、磁気ベクトルの角度変化を各ハーフブリッジ回路による中点電位の差動増幅出力の変化として検出する従来一般の磁気抵抗素子を用いた磁気検出装置では、磁気抵抗素子が配設される環境の変化に対してその磁気検出の精度が維持され難い。すなわち、磁気抵抗素子が配設される環境の変化によって、差動増幅器による差動増幅信号の位相にずれが生ずる点は、このような一般の磁気検出装置において概ね共通したものとなっている。
【００１２】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気抵抗素子の配設される環境が変化する場合であれ、磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を好適に維持することのできる磁気検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、電気的に各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対と、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位を差動増幅する差動増幅器と、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対にバイアス磁界を付与する磁界発生手段とを備え、検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化を前記差動増幅器による差動増幅信号の変化として感知して前記検出対象とする磁性体の運動態様を検出する磁気検出装置にあって、前記検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するように、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する前記第１及び第２の磁気抵抗素子対をそれぞれ配設し、これら中点電位の一方の信号波形を反転せしめる信号波形反転機構による反転電位と他方の中点電位との前記差動増幅信号による差動増幅信号に基づいて前記検出対象とする磁性体の運動態様を検出することとした。
【００１４】
上記構成では、各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対が、検出対象とする磁性体が運動するときにバイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知する。
【００１５】
したがって、まず、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対による各中点電位が、互いの振幅値の相違さえ除けば、基本的には上記磁性体の運動に対してほぼ同様に変化するようになる。換言すれば、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対による各中点電位が上記磁性体の運動に対してほぼ同相をもって変化するようになる。これにより、磁気抵抗素子が配設される環境の変化に起因して上記第１及び第２の磁気抵抗素子対による各中点電位の振幅値が変化（減少）する場合であれ、上記差動増幅器による差動増幅信号に位相のずれが生ずるようなことも抑制されるようになる。このような差動増幅信号の位相は、上記検出対象とする磁性体の運動態様に対応する情報となるため、こうして差動増幅信号の位相のずれが抑制されることで、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度も好適に維持されるようになる。
【００１６】
しかも、上記構成ではさらに、こうした２つの中点電位の一方の信号波形を信号波形反転機構にて反転させ、すなわちこれら２つの中点電位をほぼ逆相の電位とした上で、該２つの中点電位（反転（逆相）電位と他方の中点電位）を差動増幅するようにしている。すなわち、こうしたほぼ逆相の２つの中点電位が差動増幅される場合には、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対による各中点電位の振幅値が、上記差動増幅器による差動増幅信号の振幅値としてほぼ最大限に反映されるようになる。このため、上記差動増幅器による差動増幅信号としての感度の向上が図られ、これによっても磁気抵抗素子の配設される環境の変化に対し、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度が好適に維持されるようになる。
【００１７】
そして具体的には、例えば、請求項２に記載の発明によるように、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対を、前記磁界発生手段による同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設するようにする。これにより、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する前記第１及び第２の磁気抵抗素子対が、前記検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するようにそれぞれ配設されることとなる。すなわち、上記構成では、第１及び第２の磁気抵抗素子対のそれぞれの配設位置の精度が低くても、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対が上記磁界発生手段による同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設されている限りは、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度が好適に維持される。この意味で、上記請求項２に記載の構成では、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を維持する上で上記第１及び第２の磁気抵抗素子対の各配置位置を厳格に設定する必要性も低く、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対の取り扱いもさらに容易なものとなる。
【００１８】
なお、磁界発生手段に対する上記第１及び第２の磁気抵抗素子対の各配設態様としては、例えば請求項３に記載の発明によるように、
・前記磁界発生手段として永久磁石を採用し、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対を、同永久磁石のＮ極からＳ極へ向かう同一の磁気ベクトルに沿うかたちでそれぞれ配設する態様。
あるいは、請求項５に記載の発明によるように、
・前記磁界発生手段として２つの永久磁石を採用し、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対を、これら２つの永久磁石の間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設する態様。
若しくは、請求項６に記載の発明によるように、
・前記磁界発生手段として永久磁石と磁性体片とを採用し、第１及び第２の磁気抵抗素子対を、これら永久磁石と磁性体片との間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設する態様。
などといった各配設態様を採用することができる。
【００１９】
これらいずれの構成でも、第１及び第２の磁気抵抗素子対が、前記検出対象とする磁性体が運動するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するようになる。ただし、磁気ベクトルの角度変化を上記磁気抵抗素子の抵抗値変化として感知する場合、同磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルに所定強度以上の磁界強度が必要とされることに鑑みれば、該磁界発生手段として２つの永久磁石を採用する上記請求項５に記載の発明、若しくは永久磁石と磁性体片とを採用する上記請求項６に記載の発明、等々を採用するようにすることが実用上より望ましい。
【００２０】
しかしながら、上記請求項３に記載の発明であっても、請求項４に記載の発明によるように、前記永久磁石を、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の周囲を囲繞する筒状に設けて該内部にてその軸方向に直交する磁気ベクトルを発生するものとし、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対を、前記筒状の永久磁石の開口部近傍にそれぞれ配設するようにすれば、磁気抵抗素子に作用する磁気ベクトルに所定強度以上の磁界強度を持たせることが容易に可能となる。しかもその一方で、第１及び第２の磁気抵抗素子対がいずれも上記筒状の永久磁石の開口部近傍に配設されることから、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対に作用する磁気ベクトルの感度、すなわち同磁気ベクトルの上記磁性体の運動に伴う角度変化量を好適に維持することもできる。またさらに、同構成では、上記磁界発生手段が１つの永久磁石から設けられるため、上記請求項５または６に記載の発明よりもそのコスト面で有利となる。
【００２１】
なお、前記信号波形反転機構としては、例えば、請求項７に記載の発明によるように、
・前記各々ハーフブリッジ回路を形成する前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の互いの配設関係に基づいてこれら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位の一方の信号波形を反転せしめるもの。
あるいは、請求項８に記載の発明によるように、
・前記第１及び第２の磁気抵抗素子対に対する電力の供給態様に基づいてこれら第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位の一方の信号波形を反転せしめるもの。
等々を採用することが考えられる。これらいずれの構成であれ、当該信号波形反転機構によるこのような中点電位の反転処理を通じて上記第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位が互いにほぼ逆相をもつようになる。そして、こうした２つの中点電位が上記差動増幅器にて差動増幅されるようになる。
【００２２】
また、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発明の構成は、請求項９に記載の発明のように、前記検出対象とする磁性体が適宜の回転軸に設けられたロータであり、当該磁気検出装置は、前記第１及び第２の磁気抵抗素子対の近傍にてロータが回転するときに前記バイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化を前記差動増幅器による差動増幅信号の変化として感知して前記ロータの回転態様を検出する回転センサとして構成することが特に有効である。
【００２３】
また、この場合には特に、請求項１０に記載の発明によるように、前記差動増幅器による差動増幅信号が前記ロータの回転角度に対応する２値化信号に演算処理される比較器に、前記差動増幅信号との間で比較される閾値電圧として、前記各々ハーフブリッジ回路を形成する第１及び第２の磁気抵抗素子対からそれぞれ取り出される中点電位が互いに交差する電圧値を設定するようにすることが実用上より望ましい。
【００２４】
すなわち、上記構成によれば、上記比較器の閾値電圧には、上記ロータの回転に伴って上記差動増幅信号が変化する際の基準電圧（オフセット電圧）が設定されることとなり、磁気抵抗素子が配設される環境の変化によって、たとえ上記差動増幅器による差動増幅信号の振幅値が増減する場合であれ、上記差動増幅信号の大きさと上記比較器に設定される閾値電圧との相対的な大きさの関係は維持されるようになる。このため、上記構成では、磁気抵抗素子の配設される環境が変化する場合にあって、磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度をさらに好適に維持することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明にかかる磁気検出装置の一実施の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態の磁気検出装置も、例えばエンジンのクランク軸などに設けられたロータの回転に起因して生ずる磁気ベクトルの角度変化を検出し、該検出を通じて同ロータの回転情報、すなわち上記クランク軸などの回転情報を得る回転検出装置として設けられている。図１に、この回転検出装置の全体的な構成を示す。
【００２６】
同図１（ａ）に示すように、この回転検出装置にあっても、ＩＣチップ１０は、付与される磁気ベクトルの角度変化を抵抗値の変化として検出する磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４及びその処理回路部２０を有して構成されている。そして、このＩＣチップ１０も、被検出回転体である磁性体からなるロータ（図示略）に対向するように設けられ、樹脂などからなるモールド材３０によってシームレスにモールドされた状態でその電源端子Ｔ１１、出力端子Ｔ１２、およびＧＮＤ（接地）端子Ｔ１３といった各端子がワイヤリングＷを介して引き出される構造となっている。これら各端子のうち、上記出力端子Ｔ１２が、例えば車両の点火時期制御を行う電子制御装置に接続され、該制御装置に上記ロータの回転情報を提供する点も、先の従来の回転検出装置と同様である。また、これも同様、上記電源端子Ｔ１１及び出力端子Ｔ１２間、上記出力端子Ｔ１２および接地端子Ｔ１３間にはそれぞれ、雑音除去用のコンデンサＣ１１およびＣ１２が接続されている。なお後述するが、この実施の形態にあっても、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４は、電気的には磁気抵抗素子ＭＲＥ１１及びＭＲＥ１２からなる第１の磁気抵抗素子対（第１のハーフブリッジ回路）１１と磁気抵抗素子ＭＲＥ１３及びＭＲＥ１４からなる第２の磁気抵抗素子対（第２のハーフブリッジ回路）１２とを形成している。
【００２７】
ただし、この実施の形態にあって、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４に磁気ベクトルを付与するバイアス磁石４０（磁界発生手段）は、同図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、これら磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４の周囲を囲繞する筒状に設けられてなるとともに、該内部にてその軸方向に直交する磁気ベクトルを発生する永久磁石として設けられている。そして、上記磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４の各配設態様としても、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２がこのようなバイアス磁石４０の開口部近傍に、且つ、該バイアス磁石４０によるバイアス磁界（磁気ベクトル）のうち同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設される態様を採用している。なお、この実施の形態では、ロータの回転に対する磁気ベクトルの角度変化がバイアス磁石４０のＮ極やＳ極の近傍にて大きく角度変化（図２参照）することに鑑み、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２はそれぞれ、上記バイアス磁石４０のＳ、Ｎ極の近傍に配設されている。
【００２８】
このような構成では、図２に示すように、上記バイアス磁石４０による磁気ベクトルのうち同一の磁気ベクトルが上記各磁気抵抗素子対１１、１２に作用するようになる。具体的には、ロータの回転に伴ってその突起部ＴＰが１点鎖線にて示す位置に変位したとき、上記各磁気抵抗素子対１１、１２には、同一の磁気ベクトルが１点鎖線に示す角度をもって作用するようになる。一方、ロータの回転によってその突起部ＴＰが破線にて示す位置に変位したときも、これら磁気抵抗素子対１１、１２には、同一の磁気ベクトルが破線に示す角度をもって作用するようになる。また一方、ロータの回転によってその突起部ＴＰが２点鎖線にて示す位置まで変位したときも同様、これら磁気抵抗素子対１１、１２には、同一の磁気ベクトルが２点鎖線に示す角度をもって作用するようになる。
【００２９】
すなわち、上記構成では、ロータの回転に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１及びＭＲＥ１３の各々の抵抗値と磁気抵抗素子ＭＲＥ１２及びＭＲＥ１４の各々の抵抗値とがそれぞれほぼ同相をもって変化し、これによって上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２から取り出される各中点電位も基本的にはほぼ同相をもって変化するようになる。しかしながら、このようなほぼ同相の２つの信号を差動増幅するとした場合、該差動増幅信号の振幅値は極めて「０」に近い値となることから、こうした２つの中点電位の変化態様に基づいて上記ロータの回転情報を得ることは困難である。
【００３０】
そこで、この実施の形態では、こうした２つの中点電位の一方の信号波形を信号波形反転機構にて反転させ、すなわちこれら２つの中点電位をほぼ逆相の電位とした上で、該２つの中点電位を差動増幅するようにしている。
【００３１】
具体的には、図３に、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４及びその処理回路部２０の等価回路を示すように、この実施の形態では、上記信号波形反転機構として、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に対してその電力の供給態様を互いに逆向きとする配線を施すようにしている。すなわち、第１の磁気抵抗素子対１１に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１側から定電圧Ｖｃｃを印加するとともに、第２の磁気抵抗素子１２に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１４側から定電圧Ｖｃｃを印加する。これにより、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による各中点電位Ｖ１、Ｖ２はほぼ逆相をもって変化するようになり、こうした２つの中点電位Ｖ１、Ｖ２が上記処理回路部２０の一部を構成する差動増幅器２１にて差動増幅されることで、図４（ａ）に示す差動増幅信号Ｓ１が得られるようになる。すなわち、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４が配設される環境の変化に起因して上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による各中点電位Ｖ１、Ｖ２の振幅値が変化（減少）したとしても、上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１に位相のずれが生ずるようなことが抑制されるようになる。
【００３２】
例えば、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４が配設される環境の変化に起因して、図４（ｂ）に示すように、上記第２の磁気抵抗素子対１２による中点電位Ｖ２が上記第１の磁気抵抗素子対１１による中点電位Ｖ１よりもその振幅値が小さくなったとしても、上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１に位相のずれは生じない。また逆に、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４が配設される環境の変化に起因して、図４（ｃ）に示すように、上記第１の磁気抵抗素子対１１による中点電位Ｖ１が上記第２の磁気抵抗素子対１２による中点電位Ｖ２よりもその振幅値が小さくなった場合であっても、上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１に位相のずれが生ずることはない。このような差動増幅信号Ｓ１の位相は、ロータの回転態様（回転角度）に対応する情報となるため、差動増幅信号Ｓ１の位相のずれがこうして回避されることで、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度も維持されるようになる。
【００３３】
しかも、上記構成によれば、上述のように、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による各中点電位Ｖ１、Ｖ２をほぼ逆相の電位とした上で、これら２つの中点電位Ｖ１、Ｖ２の差動増幅が行われるため、これら中点電位Ｖ１、Ｖ２の振幅値が上記差動増幅信号Ｓ１の振幅値としてほぼ最大限に反映されるようになる。このため、上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ1としての感度の向上が図られ、これによっても磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４の配設される環境の変化に対し、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を維持することができるようになる。
【００３４】
またさらに、上記構成によれば、バイアス磁石４０による同一の磁気ベクトルに沿うように上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２がそれぞれ配設されている限りは、その位置精度（配置精度）によることなく、上記中点電位Ｖ１、Ｖ２がほぼ同相となり、ひいては上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度が好適に維持される。このため、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を維持する上で上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の各配置位置を厳格に設定する必要性も低く、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の取り扱いが容易となる。
【００３５】
また、この実施の形態では、図３及び図４に併せて示すように、上記差動増幅器２１と同じく処理回路部２０の一部を構成する比較器２２に、上記差動増幅信号Ｓ１との間で比較される閾値電圧Ｖｔｈとして、上記中点電位Ｖ１、Ｖ２が互いに交差する電圧値（差動増幅信号Ｓ１のオフセット電圧）を設定するようにしている。すなわちこの場合、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４が配設される環境の変化によって、たとえ上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１の振幅値が増減したとしても、該差動増幅信号Ｓ１の大きさと上記比較器２２に設定される閾値電圧Ｖｔｈとの相対的な大きさの関係は維持される。このため、図４（ａ）〜（ｃ）に示されるように、該比較器２２から取り出される２値化信号ＰＳは、上記各中点電位Ｖ１、Ｖ２の振幅値の増減によることなくその交番のタイミングを維持し、上記出力端子Ｔ１２を介してこの処理回路部２０から出力されるようになる。このような２値化信号ＰＳの交番のタイミングも、差動増幅信号Ｓ１の位相と同様、例えば上記電子制御装置内において、ロータの回転態様（回転角度）に対応する情報となるため、２値化信号ＰＳの交番のタイミングがこうして維持されることで、ロータの回転に対する検出精度も維持されるようになる。
【００３６】
以上説明したように、この実施の形態にかかる磁気検出装置によれば、以下に記載するような優れた効果が得られるようになる。
（１）第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２を、バイアス磁石４０による同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設した。そして、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による中点電位の一方の信号波形を反転せしめる信号波形反転機構による反転電位と他方の中点電位との差動増幅信号Ｓ１に基づいてロータの回転態様を検出するようにした。このため、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４が配設される環境の変化に起因する上記差動増幅信号Ｓ１の位相のずれが抑制されるようになる。また、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による各中点電位Ｖ１、Ｖ２の振幅値が、上記差動増幅信号Ｓ１の振幅値としてほぼ最大限に反映されるようになる。また、上記磁気ベクトルの角度変化に対する検出精度を維持する上で上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の各配置位置を厳格に設定する必要性も低く、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の取り扱いが容易となる。
【００３７】
（２）バイアス磁石４０として、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４の周囲を囲繞する筒状に設けられるとともに該内部にてその軸方向に直交する磁気ベクトルを発生する永久磁石を採用することとした。そして、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２を、同バイアス磁石４０の開口部近傍にそれぞれ配設することとした。このため、これら第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に作用する磁気ベクトルの感度、すなわち同磁気ベクトルの上記ロータの回転に伴う角度変化量が好適に維持されるようになる。
【００３８】
（３）比較器２２に、差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１との間で比較される閾値電圧Ｖｔｈとして、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による中点電位Ｖ１、Ｖ２が互いに交差する電圧値（差動増幅信号Ｓ１のオフセット電圧）を設定することとした。このため、ロータの回転に対する検出精度をより好適に維持することができるようになる。
【００３９】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・図５に示すように、上記バイアス磁石４０として２つの永久磁石４１、４２を採用し、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２を、これら２つの永久磁石４１、４２の間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設するようにしてもよい。あるいは、図６に示すように、上記バイアス磁石４０として永久磁石４３と磁性体片４４とを採用し、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２を、これら永久磁石４３と磁性体片４４との間で発生する同一の磁気ベクトルに沿うようにそれぞれ配設するようにしてもよい。これらいずれの構成でも、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２は、ロータが回転するときにバイアス磁石４０によるバイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するようになる。しかも、上記バイアス磁石４０として永久磁石４３と磁性体片４４とを採用する場合には、外乱磁界が上記磁性体片４４に集磁されるようにもなり、上記ロータの回転に対する検出精度のさらなる向上が期待できるようになる。
【００４０】
・上記実施の形態では、信号波形反転機構として、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に対する電力の供給態様に基づいてこれら磁気抵抗素子対１１、１２からそれぞれ取り出される中点電位Ｖ１、Ｖ２の一方の信号波形を反転せしめるものを採用した。ただし、同信号波形反転機構として、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の互いの配設関係に基づいてこれら磁気抵抗素子対１１、１２からそれぞれ取り出される中点電位Ｖ１、Ｖ２の一方の信号波形を反転せしめるものを採用してもよい。具体的には、例えば、いま、ロータの回転によってその突起部ＴＰが１点鎖線、破線、２点鎖線に示す各位置に順に変位したとする。このとき、バイアス磁石４５による磁気ベクトルが図７（ａ）に示される態様で順に角度変化したとすると、このように角度変化する磁気ベクトルに対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４を同図７（ａ）に示されるかたちで配設するようにする。具体的には、ロータの回転に伴う上記磁気ベクトルの角度変化に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１及びＭＲＥ１４の各々の抵抗値と磁気抵抗素子ＭＲＥ１２及びＭＲＥ１３の各々の抵抗値とがそれぞれほぼ同相をもって変化するように上記磁気抵抗素子対１１及び１２を配設する。そして、図７（ｂ）に、このような信号波形反転機構を採用する場合の磁気抵抗素子ＭＲＥ１１〜ＭＲＥ１４及びその処理回路部２０の等価回路を示すように、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２に対してそれらの電力の供給態様を互いに同じ向きとする配線を施すようにする。すなわち、第１の磁気抵抗素子対１１に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１１側から定電圧Ｖｃｃを印加するとともに、第２の磁気抵抗素子１２に対し、磁気抵抗素子ＭＲＥ１３側から定電圧Ｖｃｃを印加する。このような構成により、第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による各中点電位Ｖ１、Ｖ２はほぼ逆相をもって変化するようになる。そして、こうした２つの中点電位Ｖ１、Ｖ２が上記処理回路部２０の一部を構成する差動増幅器２１、さらには比較器２２に取り込まれることで、図４（ａ）に示す差動増幅信号Ｓ１、さらには２値化信号ＰＳが得られるようになる。
【００４１】
・バイアス磁石（磁界発生手段）として、図８に示すように、筒状をなすとともにその軸方向にバイアス磁界（磁気ベクトル）を発生するバイアス磁石４０’を採用することもできる。ただしこの場合、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２は同バイアス磁石４０’内にてその軸方向に沿って配設されることとなり、すなわちその一方が、もう一方の磁気抵抗素子対よりも上記バイアス磁石４０’内の中心側に配設されることとなる。そしてこの場合、同図８に示されるように、ロータの突起部ＴＰが１点鎖線、破線、２点鎖線に示す各位置に変位するとき、同バイアス磁石４０’内の中心側に配設された磁気抵抗素子対に作用する磁気ベクトルの角度変化量が小さくなり、ひいては上記差動増幅器２１による差動増幅信号Ｓ１の振幅値も小さくなりかねない。このため、上記ロータの回転検出の精度を維持する上では、同バイアス磁石として、上記実施の形態のバイアス磁石４０を採用するほうが有利である。
【００４２】
・磁界発生手段としては、他にも、例えばコイルなどを用いることも可能ではある。ただし、磁界発生手段としての扱いやすさやコスト面等からすれば、上記実施の形態の場合のようにこれを永久磁石等によって設けるようにすることが実用上はより望ましい。
【００４３】
・上記差動増幅信号Ｓ１との間で比較される上記比較器２２の閾値電圧Ｖｔｈとして、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による中点電位Ｖ１、Ｖ２が互いに交差する電圧値（差動増幅信号Ｓ１のオフセット電圧）を必ずしも設定しなくてもよい。例えば、図９（ａ）に示すように、同閾値電圧Ｖｔｈを、上記差動増幅信号Ｓ１のオフセット電圧よりも大きい電圧値に設定してもよい。ただしこの場合、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２の配設環境の変化によって上記差動増幅信号Ｓ１の振幅値が増減するとき、上記比較器２２による２値化信号ＰＳの交番するタイミングが確かに変化する。しかし、上記実施の形態の構成では、このような環境変化によって上記第１及び第２の磁気抵抗素子対１１、１２による中点電位Ｖ１、Ｖ２の振幅値がたとえ各別に変化する場合であれ、上記差動増幅信号Ｓ１の位相これ自体は変化しない。したがって、図１２（ｂ）、（ｃ）に示した前記従来の場合の差動増幅信号ＤＳ、すなわちその振幅値の減少と併せて位相もずれている差動増幅信号ＤＳと比較すれば、図９（ｃ）に示すように、このような差動増幅信号Ｓ１から生成される２値化信号ＰＳの交番するタイミングのずれは抑制される。そして上述の通り、このような２値化信号ＰＳの交番のタイミングは、ロータの回転態様（回転角度）に対応する情報となるため、２値化信号ＰＳの交番のタイミングのずれがこうして抑制されることで、ロータの回転に対する検出精度も維持されるようになる。
【００４４】
・当該回転検出装置は、ロータが回転するときにバイアス磁界と協働して生ずる磁気ベクトルの角度変化のうち同一の磁気ベクトルの角度変化を各々の中点電位の変化として感知するように配設される２つの磁気抵抗素子対を有し、信号波形反転機構を通じてほぼ逆相となるこれら２つの中点電位の差動増幅信号の変化を上記ロータの回転態様として検出するものであればよい。
【００４５】
・上記実施の形態では、磁気検出装置を回転検出装置としてロータなどの検出対象の回転態様を検出することとしたが、これに限らず、磁性体からなる任意の検出対象の運動態様の検出にこれを用いても有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明にかかる磁気検出装置の一実施の形態について、（ａ）はその内部の磁気抵抗素子を示す平面図、（ｂ）は同磁気抵抗素子を囲繞するバイアス磁石の形状を示す部分断面図。
【図２】ロータが回転するとき、磁気抵抗素子に対して作用するバイアス磁石による磁気ベクトルの角度変化態様を示す平面図。
【図３】磁気抵抗素子及びその処理回路部の等価回路。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、第１及び第２の磁気抵抗素子対による中点電位とそれら中点電位の差動増幅信号とを示すタイムチャート。
【図５】磁界発生手段の別例を示す平面図。
【図６】磁界発生手段の別例を示す平面図。
【図７】（ａ）は、信号波形反転機構の別例を示す平面図。（ｂ）は、（ａ）に示した信号波形反転機構を採用する場合の磁気抵抗素子及びその処理回路部の等価回路。
【図８】磁界発生手段の別例を示す平面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、差動増幅信号の推移例、並びにその２値化態様を示すタイムチャート。
【図１０】従来の磁気検出装置の全体構成を示す平面図。
【図１１】従来の磁気検出装置の内部回路を示す平面図。
【図１２】従来の磁気検出装置について、（ａ）〜（ｃ）は、２つの磁気抵抗素子対による中点電位とその差動増幅信号との推移例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００４７】
１０…ＩＣチップ、１１…第１の磁気抵抗素子対、１２…第２の磁気抵抗素子対、２０…処理回路部、２１…差動増幅器、２２…比較器、３０…モールド材、４０、４５…バイアス磁石、４１、４２、４３…永久磁石、４４…磁性体片、ＭＲＥ１１、ＭＲＥ１２、ＭＲＥ１３、ＭＲＥ１４…磁気抵抗素子、ＴＰ…突起部、Ｗ…ワイヤリング、Ｔ１１…電源端子、Ｔ１２…出力端子、Ｔ１３…ＧＮＤ端子、Ｃ１１、Ｃ１２…コンデンサ、Ｖｔｈ…閾値電圧。
【図１】
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【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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