(57)【要約】【課題】構成や設置に関して大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した角度誤差を低減できる角度センサを実現する。【解決手段】角度センサは、複数の合成磁界情報生成部１０，２０と、角度演算部を備えている。合成磁界情報生成部１０，２０は、互いに異なる複数の検出位置Ｐ１，Ｐ２において、検出対象磁界と、それ以外のノイズ磁界との合成磁界を検出し、合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む複数の合成磁界情報を生成する。複数の検出位置Ｐ１，Ｐ２において、検出対象磁界の強度は互いに異なる。角度演算部は、複数の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値を生成する場合に比べて、ノイズ磁界に起因した角度検出値の誤差が低減されるように、複数の合成磁界情報を用いた演算を行って、角度検出値を生成する。【選択図】図１
2018054393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値を生成する角度センサであって、
それぞれ互いに異なる複数の検出位置において、検出対象磁界と、それ以外のノイズ磁界との合成磁界を検出し、前記合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む複数の合成磁界情報を生成する複数の合成磁界情報生成部と、
前記角度検出値を生成する角度演算部とを備え、
前記複数の検出位置の各々において、前記検出対象磁界の方向は、前記検出対象の角度に応じて変化し、
前記複数の検出位置において、前記検出対象磁界の強度は、互いに異なり、
前記角度演算部は、前記複数の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて前記角度検出値を生成する場合に比べて、前記ノイズ磁界に起因した前記角度検出値の誤差が低減されるように、前記複数の合成磁界情報を用いた演算を行って、前記角度検出値を生成することを特徴とする角度センサ。
【請求項２】
前記複数の合成磁界情報生成部の各々は、前記合成磁界の、互いに異なる方向の２つの成分の強度を表す２つの検出信号を生成する２つの検出信号生成部を含み、前記合成磁界情報は、前記２つの検出信号に基づいて生成されることを特徴とする請求項１記載の角度センサ。
【請求項３】
前記２つの成分は、前記合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分であることを特徴とする請求項２記載の角度センサ。
【請求項４】
前記２つの検出信号生成部の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含むことを特徴とする請求項２または３記載の角度センサ。
【請求項５】
前記複数の検出位置は、第１の検出位置と第２の検出位置であり、
前記複数の合成磁界情報は、前記第１の検出位置における前記合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む第１の合成磁界情報と、前記第２の検出位置における前記合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む第２の合成磁界情報であり、
前記複数の合成磁界情報生成部は、前記第１の合成磁界情報を生成する第１の合成磁界情報生成部と、前記第２の合成磁界情報を生成する第２の合成磁界情報生成部であることを特徴とする請求項１記載の角度センサ。
【請求項６】
前記第１の合成磁界情報は、前記第１の検出位置における前記合成磁界の方向が基準方向に対してなす角度θ１であり、
前記第２の合成磁界情報は、前記第２の検出位置における前記合成磁界の方向が前記基準方向に対してなす角度θ２であり、
前記角度演算部は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、前記角度θ１，θ２と、前記第２の検出位置における前記検出対象磁界の強度に対する前記第１の検出位置における前記検出対象磁界の強度の比とを用いた演算を行うことを特徴とする請求項５記載の角度センサ。
【請求項７】
前記第１の合成磁界情報は、第１の方向と第１の大きさを有する第１のベクトルで表わされ、
前記第１の方向は、前記第１の検出位置における前記合成磁界の方向の情報に対応し、
前記第１の大きさは、前記第１の検出位置における前記合成磁界の強度の情報に対応し、
前記第２の合成磁界情報は、第２の方向と第２の大きさを有する第２のベクトルで表わされ、
前記第２の方向は、前記第２の検出位置における前記合成磁界の方向の情報に対応し、
前記第２の大きさは、前記第２の検出位置における前記合成磁界の強度の情報に対応し、
前記角度演算部は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルの差を求める演算を行うことを特徴とする請求項５記載の角度センサ。
【請求項８】
前記第１の合成磁界情報生成部は、前記第１の検出位置における前記合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第１および第２の検出信号を生成する第１および第２の検出信号生成部と、前記第１のベクトルを生成する第１のベクトル生成部とを含み、
前記第１のベクトル生成部は、前記第１の検出信号と前記第２の検出信号に基づいて前記第１の方向と前記第１の大きさを求め、
前記第２の合成磁界情報生成部は、前記第２の検出位置における前記合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第３および第４の検出信号を生成する第３および第４の検出信号生成部と、前記第２のベクトルを生成する第２のベクトル生成部とを含み、
前記第２のベクトル生成部は、前記第３の検出信号と前記第４の検出信号に基づいて前記第２の方向と前記第２の大きさを求めることを特徴とする請求項７記載の角度センサ。
【請求項９】
前記第１の合成磁界情報生成部は、前記第１の検出位置における前記合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第１および第２の検出信号を生成する第１および第２の検出信号生成部を含み、
前記第２の合成磁界情報生成部は、前記第２の検出位置における前記合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第３および第４の検出信号を生成する第３および第４の検出信号生成部を含み、
前記第１および第２の検出信号は、直交座標系における前記第１のベクトルの２つの成分であり、
前記第３および第４の検出信号は、直交座標系における前記第２のベクトルの２つの成分であることを特徴とする請求項７記載の角度センサ。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の角度センサと、
前記検出対象磁界を発生する磁界発生部とを備えた角度センサシステムであって、
前記複数の検出位置は、前記磁界発生部からの距離が互いに異なることを特徴とする角度センサシステム。
【請求項１１】
前記複数の検出位置は、前記磁界発生部を通過する仮想の直線上の互いに異なる位置であることを特徴とする請求項１０記載の角度センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値を生成する角度センサおよび角度センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車におけるステアリングホイールまたはパワーステアリングモータの回転位置の検出等の種々の用途で、検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値を生成する角度センサが広く利用されている。角度センサとしては、例えば磁気式の角度センサがある。磁気式の角度センサが用いられる角度センサシステムでは、一般的に、対象物の回転や直線的な運動に連動して方向が回転する検出対象磁界を発生する磁界発生部が設けられる。磁界発生部は、例えば磁石である。磁気式の角度センサにおける検出対象の角度は、基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向に対してなす角度と対応関係を有する。
【０００３】
磁気式の角度センサとしては、特許文献１，２に記載されているように、互いに位相が異なる複数の検出信号を生成する複数の検出回路を備え、複数の検出信号を用いた演算によって角度検出値を生成するものが知られている。複数の検出回路の各々は、検出対象磁界を検出する。また、複数の検出回路の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。
【０００４】
特許文献１，２に記載されているように、磁気式の角度センサでは、複数の検出回路の各々に、検出対象磁界の他に、検出対象磁界以外のノイズ磁界が印加される場合がある。ノイズ磁界としては、例えば地磁気やモーターからの漏れ磁界がある。このように複数の検出回路の各々にノイズ磁界が印加される場合には、複数の検出回路の各々は、検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出することになる。そのため、検出対象磁界の方向とノイズ磁界の方向が異なるときには、角度検出値に誤差が生じる。以下、角度検出値に生じる誤差を、角度誤差と言う。
【０００５】
特許文献１，２には、ノイズ磁界に起因した角度誤差を低減できるようにした回転磁界センサが記載されている。特許文献１，２に記載された回転磁界センサは、いずれも、回転磁界を発生する磁界発生部と、第１および第２の検出部とを備えている。回転磁界は、第１の位置における第１の部分磁界と第２の位置における第２の部分磁界とを含んでいる。第１の部分磁界と第２の部分磁界は、磁界の方向が互いに１８０°異なり且つ同じ回転方向に回転する。第１の検出部は、第１の位置において、第１の部分磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出する。第２の検出部は、第２の位置において、第２の部分磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出する。特許文献１，２に記載された回転磁界センサでは、第１の検出部の出力と第２の検出部の出力を用いた演算を行って、ノイズ磁界に起因した角度誤差が低減された角度検出値を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０６２４４９号公報
【特許文献２】特許第５０６２４５０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１，２に記載された回転磁界センサでは、前述のように規定された第１の部分磁界と第２の部分磁界とを含む回転磁界を発生する特殊な磁界発生部が必要であると共に、回転磁界の態様に応じて第１および第２の検出部の位置が制約される。そのため、この回転磁界センサでは、構成や設置に関して大きな制約が生じるという問題点がある。
【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、構成や設置に関して大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した角度誤差を低減できるようにした角度センサおよび角度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】
本発明の角度センサは、検出対象の角度と対応関係を有する角度検出値を生成するものである。本発明の角度センサは、それぞれ互いに異なる複数の検出位置において、検出対象磁界と、それ以外のノイズ磁界との合成磁界を検出し、合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む複数の合成磁界情報を生成する複数の合成磁界情報生成部と、角度検出値を生成する角度演算部とを備えている。
【００１０】
複数の検出位置の各々において、検出対象磁界の方向は、検出対象の角度に応じて変化する。複数の検出位置において、検出対象磁界の強度は、互いに異なる。角度演算部は、複数の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値を生成する場合に比べて、ノイズ磁界に起因した角度検出値の誤差が低減されるように、複数の合成磁界情報を用いた演算を行って、角度検出値を生成する。
【００１１】
本発明の角度センサにおいて、複数の合成磁界情報生成部の各々は、合成磁界の、互いに異なる方向の２つの成分の強度を表す２つの検出信号を生成する２つの検出信号生成部を含んでいてもよい。また、合成磁界情報は、２つの検出信号に基づいて生成されてもよい。上記の２つの成分は、合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分であってもよい。また、２つの検出信号生成部の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいてもよい。
【００１２】
また、本発明の角度センサにおいて、複数の検出位置は、第１の検出位置と第２の検出位置であってもよい。この場合、複数の合成磁界情報は、第１の検出位置における合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む第１の合成磁界情報と、第２の検出位置における合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む第２の合成磁界情報であってもよい。また、複数の合成磁界情報生成部は、第１の合成磁界情報を生成する第１の合成磁界情報生成部と、第２の合成磁界情報を生成する第２の合成磁界情報生成部であってもよい。
【００１３】
第１の合成磁界情報は、第１の検出位置における合成磁界の方向が基準方向に対してなす角度θ１であってもよく、第２の合成磁界情報は、第２の検出位置における合成磁界の方向が基準方向に対してなす角度θ２であってもよい。この場合、角度演算部は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、角度θ１，θ２と、第２の検出位置における検出対象磁界の強度に対する第１の検出位置における検出対象磁界の強度の比とを用いた演算を行ってもよい。
【００１４】
あるいは、第１の合成磁界情報は、第１の方向と第１の大きさを有する第１のベクトルで表わされてもよく、第２の合成磁界情報は、第２の方向と第２の大きさを有する第２のベクトルで表わされてもよい。第１の方向は、第１の検出位置における合成磁界の方向の情報に対応する。第１の大きさは、第１の検出位置における合成磁界の強度の情報に対応する。第２の方向は、第２の検出位置における合成磁界の方向の情報に対応する。第２の大きさは、第２の検出位置における合成磁界の強度の情報に対応する。この場合、角度演算部は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、第１のベクトルと第２のベクトルの差を求める演算を行ってもよい。
【００１５】
第１の合成磁界情報が第１のベクトルで表わされ、第２の合成磁界情報が第２のベクトルで表わされる場合、第１の合成磁界情報生成部は、第１の検出位置における合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第１および第２の検出信号を生成する第１および第２の検出信号生成部と、第１のベクトルを生成する第１のベクトル生成部とを含んでいてもよい。また、第２の合成磁界情報生成部は、第２の検出位置における合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第３および第４の検出信号を生成する第３および第４の検出信号生成部と、第２のベクトルを生成する第２のベクトル生成部とを含んでいてもよい。この場合、第１のベクトル生成部は、第１の検出信号と第２の検出信号に基づいて第１の方向と第１の大きさを求めてもよい。また、第２のベクトル生成部は、第３の検出信号と第４の検出信号に基づいて第２の方向と第２の大きさを求めてもよい。
【００１６】
また、第１の合成磁界情報が第１のベクトルで表わされ、第２の合成磁界情報が第２のベクトルで表わされる場合、第１の合成磁界情報生成部は、第１の検出位置における合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第１および第２の検出信号を生成する第１および第２の検出信号生成部を含んでいてもよい。また、第２の合成磁界情報生成部は、第２の検出位置における合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分の強度を表す第３および第４の検出信号を生成する第３および第４の検出信号生成部を含んでいてもよい。この場合、第１および第２の検出信号は、直交座標系における第１のベクトルの２つの成分であってもよく、第３および第４の検出信号は、直交座標系における第２のベクトルの２つの成分であってもよい。
【００１７】
本発明の角度センサシステムは、本発明の角度センサと、検出対象磁界を発生する磁界発生部とを備えている。複数の検出位置は、磁界発生部からの距離が互いに異なる。
【００１８】
本発明の角度センサシステムにおいて、複数の検出位置は、磁界発生部を通過する仮想の直線上の互いに異なる位置であってもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の角度センサおよび角度センサシステムでは、複数の合成磁界情報を用いた演算を行うことにより、複数の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値を生成する場合に比べて、ノイズ磁界に起因した角度誤差が低減された角度検出値を生成することができる。また、本発明では、複数の検出位置において検出対象磁界の強度が互いに異なるという条件を満たす必要があるが、この条件は、角度センサおよび角度センサシステムの構成や設置に関して大きな制約を生じさせるものではない。従って、本発明によれば、角度センサおよび角度センサシステムの構成や設置に関して大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した角度誤差を低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る角度センサシステムの概略の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における方向と角度の定義を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る角度センサの構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における第１の検出信号生成部の構成の一例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第２の検出信号生成部の構成の一例を示す回路図である。
【図６】図４および図５における１つの磁気検出素子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および第２の合成磁界とノイズ磁界との関係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角度誤差の波形の一例を示す波形図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る角度センサの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態における角度演算部の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における第１ないし第３のベクトルを模式的に示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る角度センサの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
［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を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る角度センサシステムの概略の構成について説明する。本実施の形態に係る角度センサシステム１００は、本実施の形態に係る角度センサ１と、磁界発生部５とを備えている。角度センサ１は、特に、磁気式の角度センサである。磁界発生部５は、角度センサ１が検出すべき本来の磁界である検出対象磁界を発生する。
【００２２】
本実施の形態における磁界発生部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が発生する検出対象磁界の方向は、円柱の中心軸を含む回転中心Ｃを中心として回転する。
【００２３】
角度センサ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。本実施の形態における検出対象の角度は、基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向に対してなす角度と対応関係を有する。以下、基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向に対してなす角度を回転磁界角度と言い、記号θＭで表す。
【００２４】
基準位置は、磁石６の一方の端面に平行な仮想の平面（以下、基準平面と言う。）内に位置する。この基準平面内において、磁石６が発生する検出対象磁界の方向は、基準位置を中心として回転する。基準方向は、基準平面内に位置して、基準位置と交差する。以下の説明において、基準位置における検出対象磁界の方向とは、基準平面内に位置する方向を指す。
【００２５】
角度センサ１は、複数の合成磁界情報生成部を備えている。複数の合成磁界情報生成部は、それぞれ磁界発生部５からの距離が互いに異なる複数の検出位置において、検出対象磁界と、それ以外のノイズ磁界との合成磁界を検出し、合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む複数の合成磁界情報を生成する。複数の検出位置の各々において、検出対象磁界の方向は、検出対象の角度および回転磁界角度θＭに応じて変化する。複数の検出位置において、検出対象磁界の強度は、互いに異なる。
【００２６】
本実施の形態では、複数の検出位置は、第１の検出位置Ｐ１と第２の検出位置Ｐ２である。複数の合成磁界情報は、第１の合成磁界情報と第２の合成磁界情報である。複数の合成磁界情報生成部は、第１の合成磁界情報生成部１０と第２の合成磁界情報生成部２０である。第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０は、磁石６の一方の端面に対向するように配置される。
【００２７】
第１の検出位置Ｐ１と第２の検出位置Ｐ２は、磁界発生部５を通過する仮想の直線上の互いに異なる位置である。この仮想の直線は、回転中心Ｃと一致していてもよいし、一致していなくてもよい。図１には、前者の場合の例を示している。本実施の形態では特に、第２の検出位置Ｐ２は、第１の検出位置Ｐ１よりも磁界発生部５からより遠い位置である。
【００２８】
第１の合成磁界情報生成部１０は、第１の検出位置Ｐ１において、検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出し、第１の合成磁界情報を生成する。第２の合成磁界情報生成部２０は、第２の検出位置Ｐ２において、検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出し、第２の合成磁界情報を生成する。以下、第１の検出位置Ｐ１における検出対象磁界を特に第１の部分磁界ＭＦａと言い、第２の検出位置Ｐ２における検出対象磁界を特に第２の部分磁界ＭＦｂと言う。第１の部分磁界ＭＦａの方向と第２の部分磁界ＭＦｂの方向は、検出対象の角度および回転磁界角度θＭに応じて変化する。第１の部分磁界ＭＦａの強度と第２の部分磁界ＭＦｂの強度は、互いに異なる。
【００２９】
第１の合成磁界情報は、第１の検出位置Ｐ１における合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む。第２の合成磁界情報は、第２の検出位置Ｐ２における合成磁界の方向と強度のうちの少なくとも方向の情報を含む。以下、第１の検出位置Ｐ１における合成磁界を特に第１の合成磁界ＭＦ１と言い、第２の検出位置Ｐ２における合成磁界を特に第２の合成磁界ＭＦ２と言う。
【００３０】
第２の検出位置Ｐ２におけるノイズ磁界の方向および強度は、それぞれ第１の検出位置Ｐ１におけるノイズ磁界の方向および強度と等しい。以下、ノイズ磁界を記号Ｍｅｘで表す。ノイズ磁界Ｍｅｘは、その方向と強度が時間的に一定の磁界であってもよいし、その方向と強度が時間的に周期的に変化する磁界であってもよいし、その方向と強度が時間的にランダムに変化する磁界であってもよい。第１の合成磁界ＭＦ１は、第１の部分磁界ＭＦａとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。第２の合成磁界ＭＦ２は、第２の部分磁界ＭＦｂとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。
【００３１】
なお、本実施の形態に係る角度センサシステム１００の構成は、図１に示した例に限られない。例えば、図１に示したように配置された磁界発生部５と第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０において、磁界発生部５が固定されて第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０が回転してもよいし、磁界発生部５と第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０が互いに反対方向に回転してもよいし、磁界発生部５と第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０が同じ方向に互いに異なる角速度で回転してもよい。
【００３２】
ここで、図１および図２を参照して、本実施の形態における方向と角度の定義について説明する。まず、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をＺ方向とする。図２では、Ｚ方向を図２における奥から手前に向かう方向として表している。次に、Ｚ方向に垂直な２方向であって、互いに直交する２つの方向をＸ方向とＹ方向とする。図２では、Ｘ方向を右側に向かう方向として表し、Ｙ方向を上側に向かう方向として表している。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。
【００３３】
回転磁界角度θＭは、基準方向ＤＲを基準にして表される。本実施の形態では、Ｘ方向を基準方向ＤＲとする。
【００３４】
第１の合成磁界ＭＦ１の方向と第２の合成磁界ＭＦ２の方向は、いずれも、図２において反時計回り方向に回転するものとする。図２に示したように、第１の合成磁界ＭＦ１の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を記号θ１で表し、第２の合成磁界ＭＦ２の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を記号θ２で表す。角度θ１，θ２は、基準方向ＤＲから反時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向ＤＲから時計回り方向に見たときに負の値で表す。
【００３５】
第１の合成磁界ＭＦ１の主成分は、第１の部分磁界ＭＦａである。第２の合成磁界ＭＦ２の主成分は、第２の部分磁界ＭＦｂである。第１の部分磁界ＭＦａの方向と第２の部分磁界ＭＦｂの方向は、同じ方向になる。また、第１の部分磁界ＭＦａの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度と第２の部分磁界ＭＦｂの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度は、互いに等しくなる。
【００３６】
本実施の形態では、第１の部分磁界ＭＦａの方向と第２の部分磁界ＭＦｂの方向は、基準位置における検出対象磁界の方向に一致するものとする。また、第１の部分磁界ＭＦａの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度と第２の部分磁界ＭＦｂの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度は、回転磁界角度θＭと等しいものとする。これらの角度の正負の定義は、角度θ１，θ２と同様である。
【００３７】
基準位置は、上記の第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂと基準位置における検出対象磁界との関係を満たす限り、第１の検出位置Ｐ１と一致していてもよいし、第２の検出位置Ｐ２と一致していてもよいし、これらの位置とは異なる任意の位置であってもよい。
【００３８】
後で詳しく説明するが、合成磁界情報は、合成磁界の、互いに異なる方向の２つの成分の強度に基づいて生成される。本実施の形態では特に、この２つの成分は、合成磁界の、互いに直交する方向の２つの成分である。本実施の形態では、この２つの成分の基準となる２つの方向を、Ｘ方向とＹ方向とする。
【００３９】
次に、図３を参照して、角度センサ１の構成について詳しく説明する。図３は、角度センサ１の構成を示す機能ブロック図である。前述の通り、角度センサ１は、複数の合成磁界情報生成部を備えている。複数の合成磁界情報生成部の各々は、合成磁界の、互いに異なる方向の２つの成分の強度を表す２つの検出信号を生成する２つの検出信号生成部を含んでいる。合成磁界情報は、２つの検出信号に基づいて生成される。２つの検出信号生成部の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。少なくとも１つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子でもよい。また、少なくとも１つの磁気検出素子は、ホール素子等、磁気抵抗効果素子以外の磁界を検出する素子を、少なくとも１つ含んでいてもよい。
【００４０】
本実施の形態では、複数の合成磁界情報生成部は、第１の合成磁界情報生成部１０と第２の合成磁界情報生成部２０である。第１の合成磁界情報生成部１０は、第１の検出信号生成部１１と第２の検出信号生成部１２とを含んでいる。第１の検出信号生成部１１は、第１の合成磁界ＭＦ１の、Ｘ方向の成分の強度を表す第１の検出信号Ｓ１を生成する。第２の検出信号生成部１２は、第１の合成磁界ＭＦ１の、Ｙ方向の成分の強度を表す第２の検出信号Ｓ２を生成する。
【００４１】
第１の合成磁界情報は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて生成される。本実施の形態では、第１の合成磁界情報は、第１の合成磁界ＭＦ１の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度θ１である。第１の合成磁界情報生成部１０は、更に、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す。）１３，１４と、第１の初期角度演算部１５とを含んでいる。Ａ／Ｄ変換器１３，１４は、それぞれ、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２をデジタル信号に変換する。第１の初期角度演算部１５は、それぞれＡ／Ｄ変換器１３，１４によってデジタル信号に変換された第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２を用いた演算を行って、角度θ１を求める。第１の初期角度演算部１５は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）によって実現することができる。
【００４２】
第２の合成磁界情報生成部２０は、第３の検出信号生成部２１と第４の検出信号生成部２２とを含んでいる。第３の検出信号生成部２１は、第２の合成磁界ＭＦ２の、Ｘ方向の成分の強度を表す第３の検出信号Ｓ３を生成する。第４の検出信号生成部２２は、第２の合成磁界ＭＦ２の、Ｙ方向の成分の強度を表す第４の検出信号Ｓ４を生成する。
【００４３】
第２の合成磁界情報は、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４に基づいて生成される。本実施の形態では、第２の合成磁界情報は、第２の合成磁界ＭＦ２の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度θ２である。第２の合成磁界情報生成部２０は、更に、Ａ／Ｄ変換器２３，２４と、第２の初期角度演算部２５とを含んでいる。Ａ／Ｄ変換器２３，２４は、それぞれ、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４をデジタル信号に変換する。第２の初期角度演算部２５は、それぞれＡ／Ｄ変換器２３，２４によってデジタル信号に変換された第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４を用いた演算を行って、角度θ２を求める。第２の初期角度演算部２５は、例えば、ＡＳＩＣによって実現することができる。
【００４４】
検出対象磁界の方向が所定の周期で回転すると、回転磁界角度θＭは所定の周期で変化する。この場合、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４は、いずれも、上記所定の周期と等しい信号周期で周期的に変化する。第２の検出信号Ｓ２の位相は、第１の検出信号Ｓ１の位相に対して、信号周期の１／４の奇数倍だけ異なっている。第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４の位相は、それぞれ、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の位相と一致している。なお、磁気検出素子の作製の精度等の観点から、これらの信号の位相の関係は、上記の関係からわずかにずれていてもよい。
【００４５】
角度センサ１は、更に、角度検出値θｓを生成する角度演算部３０を備えている。前述のように、本実施の形態では、複数の検出位置Ｐ１，Ｐ２において検出対象磁界の強度が互いに異なる。そのため、複数の合成磁界情報に与えるノイズ磁界Ｍｅｘの相対的な影響に違いが生じる。その結果、複数の合成磁界情報間には、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存した違いが生じ得る。角度演算部３０は、この性質を利用して、複数の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値θｓを生成する場合に比べて、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度検出値θｓの誤差が低減されるように、複数の合成磁界情報を用いた演算を行って、角度検出値θｓを生成する。角度演算部３０は、例えば、ＡＳＩＣまたはマイクロコンピュータによって実現することができる。角度検出値θｓの生成方法については、後で説明する。
【００４６】
次に、第１ないし第４の検出信号生成部１１，１２，２１，２２の構成について説明する。図４は、第１の検出信号生成部１１の具体的な構成の一例を示している。この例では、第１の検出信号生成部１１は、ホイートストンブリッジ回路１７と、差分検出器１８とを有している。ホイートストンブリッジ回路１７は、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、直列に接続された第１の対の磁気検出素子Ｒ１１，Ｒ１２と、直列に接続された第２の対の磁気検出素子Ｒ１３，Ｒ１４とを含んでいる。磁気検出素子Ｒ１１，Ｒ１３の各一端は、電源ポートＶ１に接続されている。磁気検出素子Ｒ１１の他端は、磁気検出素子Ｒ１２の一端と出力ポートＥ１１に接続されている。磁気検出素子Ｒ１３の他端は、磁気検出素子Ｒ１４の一端と出力ポートＥ１２に接続されている。磁気検出素子Ｒ１２，Ｒ１４の各他端は、グランドポートＧ１に接続されている。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。
【００４７】
図５は、第２の検出信号生成部１２の具体的な構成の一例を示している。この例では、第２の検出信号生成部１２は、ホイートストンブリッジ回路２７と、差分検出器２８とを有している。ホイートストンブリッジ回路２７は、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、直列に接続された第１の対の磁気検出素子Ｒ２１，Ｒ２２と、直列に接続された第２の対の磁気検出素子Ｒ２３，Ｒ２４とを含んでいる。磁気検出素子Ｒ２１，Ｒ２３の各一端は、電源ポートＶ２に接続されている。磁気検出素子Ｒ２１の他端は、磁気検出素子Ｒ２２の一端と出力ポートＥ２１に接続されている。磁気検出素子Ｒ２３の他端は、磁気検出素子Ｒ２４の一端と出力ポートＥ２２に接続されている。磁気検出素子Ｒ２２，Ｒ２４の各他端は、グランドポートＧ２に接続されている。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。
【００４８】
第３および第４の検出信号生成部２１，２２の構成は、それぞれ、第１および第２の検出信号生成部１１，１２の構成と同じである。そのため、以下の説明では、第３および第４の検出信号生成部２１，２２の構成要素について、第１および第２の検出信号生成部１１，１２の構成の構成要素と同じ符号を用いる。
【００４９】
本実施の形態では、磁気検出素子Ｒ１１〜Ｒ１４，Ｒ２１〜Ｒ２４の各々は、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を含んでいる。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、検出対象磁界の方向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非磁性層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ素子でもよいし、ＧＭＲ素子でもよい。ＴＭＲ素子では、非磁性層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、非磁性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および図５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。
【００５０】
第１の検出信号生成部１１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。この場合、第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ１１，Ｅ１２の電位差が変化する。差分検出器１８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Ｓ１として出力する。従って、第１の検出信号生成部１１は、第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の検出信号Ｓ１を生成する。
【００５１】
第２の検出信号生成部１２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−Ｙ方向である。この場合、第１の合成磁界ＭＦ１のＹ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差が変化する。差分検出器２８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Ｓ２として出力する。従って、第２の検出信号生成部１２は、第１の合成磁界ＭＦ１のＹ方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の検出信号Ｓ２を生成する。
【００５２】
第３の検出信号生成部２１では、第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ１１，Ｅ１２の電位差が変化する。差分検出器１８は、出力ポートＥ１１，Ｅ１２の電位差に対応する信号を第３の検出信号Ｓ３として出力する。従って、第３の検出信号生成部２１は、第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第３の検出信号Ｓ３を生成する。
【００５３】
第４の検出信号生成部２２では、第２の合成磁界ＭＦ２のＹ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差が変化する。差分検出器２８は、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対応する信号を第４の検出信号Ｓ４として出力する。従って、第４の検出信号生成部２２は、第２の合成磁界ＭＦ２のＹ方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第４の検出信号Ｓ４を生成する。
【００５４】
なお、検出信号生成部１１，１２，２１，２２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、上述の方向からわずかにずれていてもよい。
【００５５】
ここで、図６を参照して、磁気検出素子の構成の一例について説明する。図６は、図４および図５に示した検出信号生成部１１，１２における１つの磁気検出素子の一部を示す斜視図である。この例では、１つの磁気検出素子は、複数の下部電極６２と、複数のＭＲ素子５０と、複数の上部電極６３とを有している。複数の下部電極６２は図示しない基板上に配置されている。個々の下部電極６２は細長い形状を有している。下部電極６２の長手方向に隣接する２つの下部電極６２の間には、間隙が形成されている。図６に示したように、下部電極６２の上面上において、長手方向の両端の近傍に、それぞれＭＲ素子５０が配置されている。ＭＲ素子５０は、下部電極６２側から順に積層された自由層５１、非磁性層５２、磁化固定層５３および反強磁性層５４を含んでいる。自由層５１は、下部電極６２に電気的に接続されている。反強磁性層５４は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層５３との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層５３の磁化の方向を固定する。複数の上部電極６３は、複数のＭＲ素子５０の上に配置されている。個々の上部電極６３は細長い形状を有し、下部電極６２の長手方向に隣接する２つの下部電極６２上に配置されて隣接する２つのＭＲ素子５０の反強磁性層５４同士を電気的に接続する。このような構成により、図６に示した磁気検出素子は、複数の下部電極６２と複数の上部電極６３とによって直列に接続された複数のＭＲ素子５０を有している。なお、ＭＲ素子５０における層５１〜５４の配置は、図６に示した配置とは上下が反対でもよい。
【００５６】
次に、第１および第２の合成磁界情報の生成方法について説明する。第１の合成磁界情報生成部１０の第１の初期角度演算部１５は、第１の合成磁界情報として、前述の角度θ１を算出する。角度θ１は、下記の式（１）のように、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の比のアークタンジェントを計算することによって求めることができる。なお、“ａｔａｎ”は、アークタンジェントを表す。
【００５７】
θ１＝ａｔａｎ（Ｓ２／Ｓ１）    …（１）
【００５８】
θ１が０°以上３６０°未満の範囲内では、式（１）におけるθ１の解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、Ｓ１，Ｓ２の正負の組み合わせにより、θ１の真の値が、式（１）におけるθ１の２つの解のいずれであるかを判別することができる。第１の初期角度演算部１５は、式（１）と、上記のＳ１，Ｓ２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θ１を求める。
【００５９】
第２の合成磁界情報生成部２０の第２の初期角度演算部２５は、第２の合成磁界情報として、前述の角度θ２を算出する。角度θ２は、下記の式（２）のように、第３の検出信号Ｓ３と第４の検出信号Ｓ４の比のアークタンジェントを計算することによって求めることができる。
【００６０】
θ２＝ａｔａｎ（Ｓ４／Ｓ３）    …（２）
【００６１】
θ２が０°以上３６０°未満の範囲内では、式（２）におけるθ２の解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、Ｓ３，Ｓ４の正負の組み合わせにより、θ２の真の値が、式（２）におけるθ２の２つの解のいずれであるかを判別することができる。第２の初期角度演算部２５は、式（２）と、上記のＳ３，Ｓ４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θ２を求める。
【００６２】
次に、角度検出値θｓの生成方法について説明する。始めに、角度θ１，θ２と回転磁界角度θＭとの関係について説明する。ノイズ磁界Ｍｅｘが存在しない場合には、角度θ１は、回転磁界角度θＭと等しくなる。しかし、ノイズ磁界Ｍｅｘが存在すると、第１の合成磁界ＭＦ１の方向が第１の部分磁界ＭＦａの方向からずれて、その結果、角度θ１が回転磁界角度θＭとは異なる値になる場合がある。以下、角度θ１と回転磁界角度θＭの差を、角度θ１の角度誤差と言う。角度θ１の角度誤差は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因して生じる。
【００６３】
同様に、ノイズ磁界Ｍｅｘが存在しない場合には、角度θ２は、回転磁界角度θＭと等しくなる。しかし、ノイズ磁界Ｍｅｘが存在すると、第２の合成磁界ＭＦ２の方向が、第２の部分磁界ＭＦｂの方向からずれて、その結果、角度θ２が回転磁界角度θＭとは異なる値になる場合がある。以下、角度θ２と回転磁界角度θＭの差を、角度θ２の角度誤差と言う。角度θ２の角度誤差は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因して生じる。
【００６４】
ここで、ノイズ磁界Ｍｅｘについて、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂに直交する成分（以下、第１の成分と言う。）と、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂに平行な成分（以下、第２の成分と言う。）を想定する。図７は、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２とノイズ磁界Ｍｅｘとの関係を模式的に示す説明図である。図７における（ａ）は第１の合成磁界ＭＦ１とノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分との関係を示している。図７における（ｂ）は第２の合成磁界ＭＦ２とノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分との関係を示している。図７において、記号Ｍｅｘ１を付した矢印は、ノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分を表している。なお、図７では、第１の成分Ｍｅｘ１の大きさを強調して描いている。図７に示したように、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２の方向は、第１の成分Ｍｅｘ１の影響によって、それぞれ第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの方向からずれる。
【００６５】
なお、本実施の形態では、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２の方向のずれに対するノイズ磁界Ｍｅｘの第２の成分の影響を無視することができる程度に、ノイズ磁界Ｍｅｘの強度は、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの強度に比べて十分に小さいものとする。図７では、第１の合成磁界ＭＦ１を、第１の部分磁界ＭＦａとノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分Ｍｅｘ１との合成磁界として表し、第２の合成磁界ＭＦ２を、第２の部分磁界ＭＦｂとノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分Ｍｅｘ１との合成磁界として表している。
【００６６】
図７における（ａ）に示したように、第１の合成磁界ＭＦ１の方向が第１の部分磁界ＭＦａの方向からずれると、角度θ１には角度誤差が生じる。第１の部分磁界ＭＦａの強度をＢ１とし、ノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分Ｍｅｘ１の強度をＢｅｘとすると、角度θ１の角度誤差は、ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ１）になる。
【００６７】
また、図７における（ｂ）に示したように、第２の合成磁界ＭＦ２の方向が第２の部分磁界ＭＦｂの方向からずれると、角度θ２には角度誤差が生じる。第２の部分磁界ＭＦｂの強度をＢ２とすると、角度θ２の角度誤差は、ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ２）になる。
【００６８】
角度θ１は、回転磁界角度θＭと、角度θ１の角度誤差とを用いて表すことができる。同様に、角度θ２は、回転磁界角度θＭと、角度θ２の角度誤差とを用いて表すことができる。具体的には、角度θ１，θ２は、それぞれ下記の式（３）、（４）によって表すことができる。
【００６９】
θ１＝θＭ−ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ１）    …（３）
θ２＝θＭ−ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ２）    …（４）
【００７０】
ところで、ｘが十分に小さいときには、ａｔａｎ（ｘ）をＡＴ・ｘと近似することができる。ＡＴは、定数であり、例えば５６．５７である。本実施の形態では、ノイズ磁界Ｍｅｘの第１の成分Ｍｅｘ１の強度Ｂｅｘは、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの強度Ｂ１，Ｂ２に比べて十分に小さいため、ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ１）、ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ２）をそれぞれＡＴ・（Ｂｅｘ／Ｂ１）、ＡＴ・（Ｂｅｘ／Ｂ２）と近似することができる。この近似を式（３）に適用して変形すると、Ｂｅｘは下記の式（５）で表すことができる。
【００７１】
Ｂｅｘ＝−Ｂ１・（θ１−θＭ）／ＡＴ    …（５）
【００７２】
また、上記の近似を適用して式（４）を変形し、変形後の式に式（５）を代入すると、下記の式（６）が得られる。
【００７３】
θ２＝θＭ＋Ｂ１・（θ１−θＭ）／Ｂ２    …（６）
【００７４】
式（６）を変形すると、回転磁界角度θＭは下記の式（７）で表すことができる。
【００７５】
θＭ＝｛θ２−（Ｂ１／Ｂ２）・θ１｝／｛１−（Ｂ１／Ｂ２）｝    …（７）
【００７６】
式（７）において、“Ｂ１／Ｂ２”は、第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂ２に対する第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂ１の比を表している。以下、この比を記号Ｂ１２で表す。本実施の形態では、比Ｂ１２の値は、第１および第２の検出位置Ｐ１，Ｐ２の位置関係によって決まり、回転磁界角度θＭの値によらずに一定になる。
【００７７】
次に、角度演算部３０における角度検出値θｓの生成方法について具体的に説明する。本実施の形態では、角度演算部３０は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、角度θ１，θ２と上記の比Ｂ１２とを用いた演算を行う。具体的には、角度演算部３０は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、式（７）と同様の下記の式（８）で表される演算を行って、角度検出値θｓを生成する。
【００７８】
θｓ＝（θ２−Ｂ１２・θ１）／（１−Ｂ１２）    …（８）
【００７９】
式（８）は、式（７）における“θＭ”、“Ｂ１／Ｂ２”を、それぞれ“θｓ”、“Ｂ１２”に置き換えたものである。
【００８０】
角度演算部３０は、角度検出値θｓを算出する演算処理部３１と、第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂ２に対する第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂ１の比Ｂ１２の値を保持する記憶部３２とを含んでいる。演算処理部３１は、第１の合成磁界情報生成部１０の第１の初期角度演算部１５によって算出された角度θ１と、第２の合成磁界情報生成部２０の第２の初期角度演算部２５によって算出された角度θ２と、記憶部３２によって保持された比Ｂ１２とを用いて、式（８）によって、角度検出値θｓを算出する。
【００８１】
なお、比Ｂ１２の値は、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの強度Ｂ１，Ｂ２を測定することによって求めることができる。第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの強度Ｂ１，Ｂ２の測定は、角度センサ１の出荷前または使用前に、角度センサ１の外部の図示しない制御部によって実行される。第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの強度Ｂ１，Ｂ２の測定は、第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０を用いてもよいし、他の磁気センサを用いてもよい。
【００８２】
本実施の形態によれば、第１および第２の合成磁界情報を用いた演算を行うことにより、第１および第２の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値θｓを生成する場合に比べて、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差が低減された角度検出値θｓを生成することができる。以下、その理由について詳しく説明する。
【００８３】
式（３）に示したように、角度θ１は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差“ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ１）”によって変化する。また、式（４）に示したように、角度θ２は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差“ａｔａｎ（Ｂｅｘ／Ｂ２）”によって変化する。本実施の形態では、第１の合成磁界情報は角度θ１であり、第２の合成磁界情報は角度θ２である。従って、式（３）、（４）は、第１および第２の合成磁界情報がノイズ磁界Ｍｅｘの影響を受けることを表している。
【００８４】
また、本実施の形態では、第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂ１と第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂ２は、互いに異なる。そのため、第１および第２の合成磁界情報に与えるノイズ磁界Ｍｅｘの相対的な影響に違いが生じる。その結果、第１および第２の合成磁界情報間には、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存した違いが生じ得る。具体的には、角度θ１，θ２の角度誤差の値に、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存した違いが生じる。式（７）に示した回転磁界角度θＭは、この性質を利用して導かれたものである。本実施の形態では、第１および第２の合成磁界情報を用いた演算、具体的には式（８）に示した演算を行って、角度検出値θｓを生成する。
【００８５】
ところで、角度θ１，θ２は、第１および第２の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて生成された角度検出値θｓに相当する。前述のように、角度θ１，θ２は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を含んでいる。一方、回転磁界角度θＭは、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を含まないことから、式（８）に示した演算を行って生成された角度検出値θｓも、理論上、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を含まない。これにより、本実施の形態によれば、角度θ１，θ２に比べて、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差が低減された角度検出値θｓを生成することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、上述のように角度検出値θｓを生成するためには、第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂ１と第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂ２が互いに異なるという条件を満たす必要があるが、この条件は、角度センサ１および角度センサシステム１００の構成や設置に関して大きな制約を生じさせるものではない。例えば、本実施の形態のように、第１の検出位置Ｐ１と第２の検出位置Ｐ２を互いに異ならせることによって、簡単に、上記の条件を満たすことができる。従って、本実施の形態によれば、角度センサ１および角度センサシステム１００の構成や設置に関して大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を低減することができる。
【００８７】
以下、シミュレーションの結果を参照して、本実施の形態の効果について説明する。シミュレーションでは、方向と強度が一定のノイズ磁界Ｍｅｘが存在する状況の下で、角度θ１，θ２および角度検出値θｓを生成したときの、角度θ１の角度誤差と角度θ２の角度誤差と角度検出値θｓの角度誤差を求めた。なお、このシミュレーションでは、角度θ１と回転磁界角度θＭの差を角度θ１の角度誤差とし、角度θ２と回転磁界角度θＭの差を角度θ２の角度誤差とし、角度検出値θｓと回転磁界角度θＭの差を角度検出値θｓの角度誤差とした。また、このシミュレーションでは、角度θ１，θ２の値に、それぞれ乱数で生成した誤差を重畳した。この誤差は、角度センサ１において生じる通常の誤差を想定したものである。通常の誤差は、第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０の非線形性による誤差と白色ノイズによる誤差を含む。この通常の誤差に起因した角度誤差は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差よりも十分に小さい。
【００８８】
図８は、シミュレーションによって得られた角度誤差の一例を示す波形図である。図８において、横軸は回転磁界角度θＭを示し、縦軸は角度誤差を示している。また、符号８１は角度θ１の角度誤差を示し、符号８２は角度θ２の角度誤差を示し、符号８３は角度検出値θｓの角度誤差を示している。図８に示したように、角度検出値θｓの角度誤差は、角度θ１の角度誤差および角度θ２の角度誤差に比べて極めて小さい。角度θ１の角度誤差と角度θ２の角度誤差は、主にノイズ磁界Ｍｅｘに起因して生じたものである。一方、角度検出値θｓの角度誤差は、主に通常の誤差に起因して生じたものである。このように、本実施の形態によれば、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を低減することができる。
【００８９】
図８に示したように、角度θ１の角度誤差と角度θ２の角度誤差は、互いに異なる。これは、第１および第２の合成磁界情報に与えるノイズ磁界Ｍｅｘの相対的な影響の違いに起因するものである。本実施の形態では、第２の検出位置Ｐ２は、第１の検出位置Ｐ１よりも磁界発生部５から遠い位置にある。そのため、第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂ２は、第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂ１よりも小さくなる。その結果、角度θ２の角度誤差は、角度θ１の角度誤差に比べて大きくなる。
【００９０】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。始めに、図９を参照して、本実施の形態に係る角度センサ１の構成について説明する。本実施の形態に係る角度センサ１は、以下の点で第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１の合成磁界情報は、第１の方向Ｄ１と第１の大きさＡ１を有する第１のベクトルＨ１で表わされる。また、本実施の形態では、第２の合成磁界情報は、第２の方向Ｄ２と第２の大きさＡ２を有する第２のベクトルＨ２で表わされる。図９に示したように、第１の合成磁界情報生成部１０は、第１の実施の形態における第１の初期角度演算部１５の代わりに、第１のベクトルＨ１を生成する第１のベクトル生成部１６を含んでいる。また、第２の合成磁界情報生成部２０は、第１の実施の形態における第２の初期角度演算部２５の代わりに、第２のベクトルＨ２を生成する第２のベクトル生成部２６を含んでいる。第１および第２のベクトル生成部１６，２６は、それぞれ、例えばＡＳＩＣによって実現することができる。
【００９１】
第１の方向Ｄ１は、第１の合成磁界ＭＦ１の方向の情報に対応する。本実施の形態では、第１の方向Ｄ１を、第１の合成磁界ＭＦ１の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度θ１（図２参照）を用いて表す。第１の大きさＡ１は、第１の合成磁界ＭＦ１の強度の情報に対応する。
【００９２】
第２の方向Ｄ２は、第２の合成磁界ＭＦ２の方向の情報に対応する。本実施の形態では、第２の方向Ｄ２を、第２の合成磁界ＭＦ２の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度θ２（図２参照）を用いて表す。第２の大きさＡ２は、第２の合成磁界ＭＦ２の強度の情報に対応する。
【００９３】
また、本実施の形態に係る角度センサ１は、第１の実施の形態における角度演算部３０の代わりに、角度演算部１３０を備えている。角度演算部１３０は、複数の合成磁界情報を用いた演算として、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算を行う。角度演算部１３０は、例えば、ＡＳＩＣまたはマイクロコンピュータによって実現することができる。
【００９４】
次に、第１および第２のベクトルＨ１，Ｈ２の生成方法について説明する。第１のベクトル生成部１６は、それぞれＡ／Ｄ変換器１３，１４によってデジタル信号に変換された第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、第１のベクトルＨ１の第１の方向Ｄ１と第１の大きさＡ１を求める。具体的には、第１のベクトル生成部１６は、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の比のアークタンジェントを計算して第１の方向Ｄ１すなわち角度θ１を求める。角度θ１の具体的な算出方法は、第１の実施の形態と同じである。
【００９５】
また、第１のベクトル生成部１６は、第１の検出信号Ｓ１の二乗と第２の検出信号Ｓ２の二乗との和Ｓ１２＋Ｓ２２を計算して第１の大きさＡ１を求める。第１の実施の形態で説明したように、第１の検出信号Ｓ１は第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向の強度を表し、第２の検出信号Ｓ２は第１の合成磁界ＭＦ１のＹ方向の強度を表している。従って、Ｓ１２＋Ｓ２２は、第１の合成磁界ＭＦ１の強度と対応関係を有するパラメータである。第１の大きさＡ１は、Ｓ１２＋Ｓ２２そのものであってもよいし、Ｓ１２＋Ｓ２２から求めた第１の合成磁界ＭＦ１の強度であってもよい。また、第１のベクトル生成部１６は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、上記のＳ１２＋Ｓ２２以外の、第１の合成磁界ＭＦ１の強度と対応関係を有するパラメータの値を求めて、このパラメータの値に基づいて第１の大きさＡ１を求めてもよい。
【００９６】
第２のベクトル生成部２６は、それぞれＡ／Ｄ変換器２３，２４によってデジタル信号に変換された第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４に基づいて、第２のベクトルＨ２の第２の方向Ｄ２と第２の大きさＡ２を求める。具体的には、第２のベクトル生成部２６は、第３の検出信号Ｓ３と第４の検出信号Ｓ４の比のアークタンジェントを計算して第２の方向Ｄ２すなわち角度θ２を求める。角度θ２の具体的な算出方法は、第１の実施の形態と同じである。
【００９７】
また、第２のベクトル生成部２６は、第３の検出信号Ｓ３の二乗と第４の検出信号Ｓ４の二乗との和Ｓ３２＋Ｓ４２を計算して第２の大きさＡ２を求める。第１の実施の形態で説明したように、第３の検出信号Ｓ３は第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向の強度を表し、第４の検出信号Ｓ４は第２の合成磁界ＭＦ２のＹ方向の強度を表している。従って、Ｓ３２＋Ｓ４２は、第２の合成磁界ＭＦ２の強度と対応関係を有するパラメータである。第２の大きさＡ２は、Ｓ３２＋Ｓ４２そのものであってもよいし、Ｓ３２＋Ｓ４２から求めた第２の合成磁界ＭＦ２の強度であってもよい。また、第２のベクトル生成部２６は、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４に基づいて、上記のＳ３２＋Ｓ４２以外の、第２の合成磁界ＭＦ２の強度と対応関係を有するパラメータの値を求めて、このパラメータの値に基づいて第２の大きさＡ２を求めてもよい。
【００９８】
回転磁界角度θＭが所定の周期で変化する場合、第１の検出信号Ｓ１の波形は、理想的には、回転磁界角度θＭに依存したコサイン波形になり、第２の検出信号Ｓ２の波形は、理想的には、回転磁界角度θＭに依存したサイン波形になる。従って、Ｓ１２＋Ｓ２２は、理想的には、回転磁界角度θＭに関わらずに、一定の値になる。同様に、回転磁界角度θＭが所定の周期で変化する場合、第３の検出信号Ｓ３の波形は、理想的には、回転磁界角度θＭに依存したコサイン波形になり、第４の検出信号Ｓ４の波形は、理想的には、回転磁界角度θＭに依存したサイン波形になる。従って、Ｓ３２＋Ｓ４２は、理想的には、回転磁界角度θＭに関わらずに、一定の値になる。
【００９９】
なお、上述のように第１および第２の大きさＡ１，Ａ２を求めるためには、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４の大きさが、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２の強度の範囲内では飽和しないという条件の下で、第１ないし第４の検出信号生成部１１，１２，２１，２２を使用する必要がある。
【０１００】
次に、角度演算部１３０の構成と、角度検出値θｓの生成方法について説明する。角度演算部１３０では、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算が行われる。ここで、第３のベクトルＨ３を、下記の式（９）のように定義する。
【０１０１】
Ｈ３＝Ｈ１−Ｈ２    …（９）
【０１０２】
第３のベクトルＨ３は、第３の方向と第３の大きさを有している。角度演算部１３０は、第３の方向を求めることによって、角度検出値θｓを生成する。
【０１０３】
本実施の形態では、角度演算部１３０における演算は、複素数を用いて行われる。図１０は、角度演算部１３０の構成の一例を示すブロック図である。この例では、角度演算部１３０は、第１の変換部１３１と、第２の変換部１３２と、第１の演算部１３３と、第２の演算部１３４と、偏角演算部１３５とを含んでいる。第１の変換部１３１は、第１のベクトルＨ１を、複素数Ｃ１に変換する。複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と虚部Ｉｍ１は、それぞれ下記の式（１０）、（１１）によって表される。
【０１０４】
Ｒｅ１＝Ａ１・ｃｏｓθ１    …（１０）
Ｉｍ１＝Ａ１・ｓｉｎθ１    …（１１）
【０１０５】
第２の変換部１３２は、第２のベクトルＨ２を、複素数Ｃ２に変換する。複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２と虚部Ｉｍ２は、それぞれ下記の式（１２）、（１３）によって表される。
【０１０６】
Ｒｅ２＝Ａ２・ｃｏｓθ２    …（１２）
Ｉｍ２＝Ａ２・ｓｉｎθ２    …（１３）
【０１０７】
複素数Ｃ１と複素数Ｃ２の差を求める演算は、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算に相当する。ここで、複素数Ｃ３を、下記の式（１４）のように定義する。
【０１０８】
Ｃ３＝Ｃ１−Ｃ２    …（１４）
【０１０９】
第１の演算部１３３は、複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２の差を求める演算を行って、複素数Ｃ３の実部Ｒｅ３を求める。第２の演算部１３４は、複素数Ｃ１の虚部Ｉｍ１と複素数Ｃ２の虚部Ｉｍ２の差を求める演算を行って、複素数Ｃ３の虚部Ｉｍ３を求める。実部Ｒｅ３と虚部Ｉｍ３は、それぞれ下記の式（１５）、（１６）によって表される。
【０１１０】
Ｒｅ３＝Ｒｅ１−Ｒｅ２    …（１５）
Ｉｍ３＝Ｉｍ１−Ｉｍ２    …（１６）
【０１１１】
複素数Ｃ３の偏角は、第３のベクトルＨ３の第３の方向に対応する。本実施の形態では、複素数Ｃ３の偏角を、角度検出値θｓとする。偏角演算部１３５は、複素数Ｃ３の偏角を求めることによって、角度検出値θｓを算出する。具体的には、偏角演算部１３５は、例えば、複素数Ｃ３の実部Ｒｅ３と虚部Ｉｍ３を用いて、下記の式（１７）によってθｓを算出する。
【０１１２】
θｓ＝ａｔａｎ（Ｉｍ３／Ｒｅ３）    …（１７）
【０１１３】
θｓが０°以上３６０°未満の範囲内では、式（１７）におけるθｓの解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、Ｒｅ３，Ｉｍ３の正負の組み合わせにより、θｓの真の値が、式（１７）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。偏角演算部１３５は、式（１７）と、上記のＲｅ３，Ｉｍ３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。
【０１１４】
本実施の形態によれば、第１および第２の合成磁界情報を用いた演算を行うことにより、第１および第２の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて角度検出値θｓを生成する場合に比べて、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差が低減された角度検出値θｓを生成することができる。以下、その理由について、図１１を参照して説明する。
【０１１５】
図１１は、第１ないし第３のベクトルＨ１〜Ｈ３を模式的に示す説明図である。図１１において（ａ）は第１のベクトルＨ１を示し、（ｂ）は第２のベクトルＨ２を示し、（ｃ）は第３のベクトルＨ３を示している。
【０１１６】
また、図１１には、ベクトルＨａ，Ｈｂ，Ｈｅｘを示している。ベクトルＨａ，Ｈｂ，Ｈｅｘの方向は、それぞれ第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂならびにノイズ磁界Ｍｅｘの方向を表している。ベクトルＨａ，Ｈｂ，Ｈｅｘの大きさは、それぞれ第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂならびにノイズ磁界Ｍｅｘの強度を表している。なお、図１１では、ベクトルＨｅｘの大きさを強調して描いている。
【０１１７】
第１の合成磁界ＭＦ１は、第１の部分磁界ＭＦａとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。従って、第１のベクトルＨ１は、ベクトルＨａ，Ｈｅｘを用いて、下記の式（１８）で表すことができる。
【０１１８】
Ｈ１＝Ｈａ＋Ｈｅｘ    …（１８）
【０１１９】
また、第２の合成磁界ＭＦ２は、第２の部分磁界ＭＦｂとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。従って、第２のベクトルＨ２は、ベクトルＨｂ，Ｈｅｘを用いて、下記の式（１９）で表すことができる。
【０１２０】
Ｈ２＝Ｈｂ＋Ｈｅｘ    …（１９）
【０１２１】
式（１８）および図１１（ａ）に示したように、第１のベクトルＨ１の方向と大きさは、ベクトルＨｅｘによって変化する。また、式（１９）および図１１（ｂ）に示したように、第２のベクトルＨ２の方向と大きさは、ベクトルＨｅｘによって変化する。本実施の形態では、第１の合成磁界情報は第１のベクトルＨ１で表わされ、第２の合成磁界情報は第２のベクトルＨ２で表わされる。従って、式（１８）、（１９）および図１１（ａ）、（ｂ）は、第１および第２の合成磁界情報がノイズ磁界Ｍｅｘの影響を受けることを表している。
【０１２２】
図１１において、ベクトルＨａの大きさは第１の部分磁界ＭＦａの強度を表し、ベクトルＨｂの大きさは第２の部分磁界ＭＦｂの強度を表している。本実施の形態では、第１の部分磁界ＭＦａの強度と第２の部分磁界ＭＦｂの強度は、互いに異なる。そのため、第１および第２の合成磁界情報に与えるノイズ磁界Ｍｅｘの相対的な影響に違いが生じる。その結果、第１および第２の合成磁界情報間には、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存した違いが生じ得る。具体的には、第１および第２のベクトルＨ１，Ｈ２の方向および大きさに、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存した違いが生じる。本実施の形態では、この性質を利用して、以下のようにして、ノイズ磁界Ｍｅｘの影響が除外された角度検出値θｓを生成する。まず、式（１８）、（１９）を式（９）に代入すると、下記の式（２０）が得られる。
【０１２３】
Ｈ３＝Ｈ１−Ｈ２
＝Ｈａ＋Ｈｅｘ−（Ｈｂ＋Ｈｅｘ）
＝Ｈａ−Ｈｂ                  …（２０）
【０１２４】
式（２０）に示したように、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算を行うと、ベクトルＨｅｘを相殺して、ベクトルＨａ，Ｈｂと同じ方向を有する第３のベクトルＨ３を生成することができる。このように、本実施の形態では、第１および第２の合成磁界情報を用いた演算、具体的には、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算を行って第３のベクトルＨ３を生成し、第３のベクトルＨ３の方向すなわち第３の方向を求めることによって角度検出値θｓを生成する。
【０１２５】
ところで、角度θ１，θ２は、第１および第２の合成磁界情報のうちの任意の１つのみに基づいて生成された角度検出値θｓに相当する。第１の実施の形態で説明したように、角度θ１，θ２は、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を含んでいる。一方、式（２０）に示したように、第３のベクトルＨ３は、ベクトルＨａとベクトルＨｂの差で表されることから、上述のようにして生成された角度検出値θｓは、理論上、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差を含まない。これにより、本実施の形態によれば、角度θ１，θ２に比べて、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した角度誤差が低減された角度検出値θｓを生成することができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
［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１２を参照して、本実施の形態に係る角度センサ１の構成について説明する。本実施の形態に係る角度センサ１は、以下の点で第２の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第２の実施の形態における第１および第２のベクトル生成部１６，２６が設けられていない。また、本実施の形態に係る角度センサ１は、第２の実施の形態における角度演算部１３０の代わりに、角度演算部２３０を備えている。角度演算部２３０は、例えば、ＡＳＩＣまたはマイクロコンピュータによって実現することができる。
【０１２８】
角度演算部２３０は、角度演算部１３０と同様に、複数の合成磁界情報を用いた演算として、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算を行って、第２の実施の形態で定義された第３のベクトルＨ３を求める。角度演算部２３０は、第３のベクトルＨ３の第３の方向を求めることによって、角度検出値θｓを生成する。
【０１２９】
本実施の形態では、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２を、直交座標系における第１のベクトルＨ１の２つの成分とし、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４を、直交座標系における第２のベクトルＨ２の２つの成分とする。なお、このようにするためには、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４の大きさが、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２の強度の範囲内では飽和しないという条件の下で、第１ないし第４の検出信号生成部１１，１２，２１，２２を使用する必要がある。
【０１３０】
また、本実施の形態では、角度演算部２３０における演算は、角度演算部１３０と同様に、複素数を用いて行われる。図１２には、角度演算部２３０の構成の一例を示している。この例では、角度演算部２３０は、第１の演算部２３１と、第２の演算部２３２と、偏角演算部２３３とを含んでいる。角度演算部２３０では、直交座標系における第１のベクトルＨ１の２つの成分を、複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と虚部Ｉｍ１とし、直交座標系における第２のベクトルＨ２の２つの成分を、複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２と虚部Ｉｍ２とする。具体的には、それぞれＡ／Ｄ変換器１３，１４によってデジタル信号に変換された第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２を、複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と虚部Ｉｍ１とし、それぞれＡ／Ｄ変換器２３，２４によってデジタル信号に変換された第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４を、複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２と虚部Ｉｍ２としている。複素数Ｃ１と複素数Ｃ２の差を求める演算は、第１のベクトルＨ１と第２のベクトルＨ２の差を求める演算に相当する。
【０１３１】
第１の演算部２３１は、複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２の差を求める演算を行って、第２の実施の形態で定義された複素数Ｃ３の実部Ｒｅ３を求める。第２の演算部２３２は、複素数Ｃ１の虚部Ｉｍ１と複素数Ｃ２の虚部Ｉｍ２の差を求める演算を行って、複素数Ｃ３の虚部Ｉｍ３を求める。実部Ｒｅ３と虚部Ｉｍ３は、それぞれ、第２の実施の形態における式（１５）、（１６）によって表される。
【０１３２】
複素数Ｃ３の偏角は、第３のベクトルＨ３の第３の方向に対応する。本実施の形態では、複素数Ｃ３の偏角を、角度検出値θｓとする。偏角演算部２３３は、複素数Ｃ３の偏角を求めることによって、角度検出値θｓを算出する。角度検出値θｓの算出方法は、第２の実施の形態と同じである。
【０１３３】
本実施の形態では、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２が、直接、複素数Ｃ１の実部Ｒｅ１と虚部Ｉｍ１として用いられ、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４が、直接、複素数Ｃ２の実部Ｒｅ２と虚部Ｉｍ２として用いられる。そのため、本実施の形態では、第２の実施の形態で説明した、第１および第２の方向Ｄ１，Ｄ２、第１および第２の大きさＡ１，Ａ２、実部Ｒｅ１，Ｒｅ２ならびに虚部Ｉｍ１，Ｉｍ２を求めるための演算が不要になる。これにより、本実施の形態によれば、第２の実施の形態に比べて、角度センサ１の構成が簡単になると共に、角度検出値θｓの生成が容易になる。
【０１３４】
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２の実施の形態と同様である。
【０１３５】
なお、本発明は、上記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、本発明における複数の合成磁界情報生成部の各々は、第１の実施の形態における第１および第２の合成磁界情報生成部１０，２０と同様にして合成磁界の方向の情報のみを生成する部分と、それとは別個の、合成磁界の強度の情報のみを生成する部分とを含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１３６】
１…角度センサ、５…磁界発生部、６…磁石、１０…第１の合成磁界情報生成部、１１…第１の検出信号生成部、１２…第２の検出信号生成部、２０…第２の合成磁界情報生成部、２１…第３の検出信号生成部、２２…第４の検出信号生成部、３０…角度演算部、１００…角度センサシステム。
【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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