(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準位置における回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出する回転磁界センサであって、
前記回転磁界の第１の方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号を出力する第１の検出回路と、
前記回転磁界の第２の方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号を出力する第２の検出回路と、
前記第１および第２の信号に基づいて、前記基準位置における前記回転磁界の方向が前記基準方向に対してなす角度と対応関係を有する角度検出値を算出する演算回路とを備え、
前記第１および第２の検出回路は、それぞれ、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列を含み、
各磁気抵抗効果素子列は、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子によって構成され、
各磁気抵抗効果素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、前記回転磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層と、前記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、
各磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の数は、２以上の偶数であり、
各磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つ以上含み、
前記対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向は、０°および１８０°を除く所定の相対角度をなし、
前記第１の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、前記第１の方向または第１の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まず、
前記第２の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、前記第２の方向または第２の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まないことを特徴とする回転磁界センサ。
【請求項２】
前記第２の方向は、前記第１の方向に直交していることを特徴とする請求項１記載の回転磁界センサ。
【請求項３】
前記第１および第２の検出回路は、それぞれ、前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列として、直列に接続された２つの磁気抵抗効果素子列を含むことを特徴とする請求項１または２記載の回転磁界センサ。
【請求項４】
前記第１および第２の検出回路は、それぞれ、前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列として、直列に接続された第１および第２の磁気抵抗効果素子列と、直列に接続された第３および第４の磁気抵抗効果素子列とを含み、第１ないし第４の磁気抵抗効果素子列はホイートストンブリッジ回路を構成していることを特徴とする請求項１または２記載の回転磁界センサ。
【請求項５】
前記第３の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向は、前記第２の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向と同じ方向であり、
前記第４の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向は、前記第１の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向と同じ方向であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子列と第４の磁気抵抗効果素子列における磁化固定層の磁化方向が同じ磁気抵抗効果素子同士が隣接し、
前記第２の磁気抵抗効果素子列と第３の磁気抵抗効果素子列における磁化固定層の磁化方向が同じ磁気抵抗効果素子同士が隣接していることを特徴とする請求項４記載の回転磁界センサ。
【請求項６】
前記第１の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つだけ含み、前記第１の方向は、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であり、
前記第２の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つだけ含み、前記第２の方向は、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の回転磁界センサ。
【請求項７】
前記第１の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の第１および第２の対を含み、
第１の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第３の方向とし、第２の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第４の方向としたとき、前記第１の方向は、前記第３の方向と第４の方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であり、
前記第２の検出回路の前記少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の第３および第４の対を含み、
第３の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第５の方向とし、第４の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第６の方向としたとき、前記第２の方向は、前記第５の方向と第６の方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の回転磁界センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出する回転磁界センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車のステアリングの回転位置の検出等の種々の用途で、対象物の回転位置を検出するために、回転磁界センサが広く利用されている。回転磁界センサは、対象物の回転位置を検出する場合に限らず、対象物の直線的な変位を検出する場合にも利用されている。回転磁界センサが用いられるシステムでは、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回転磁界を発生する手段（例えば磁石）が設けられる。回転磁界センサは、磁気検出素子を用いて、回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出する。これにより、対象物の回転位置や直線的な変位が検出される。
【０００３】
回転磁界センサとしては、特許文献１ないし５に記載されているように、２つのブリッジ回路（ホイートストンブリッジ回路）を有するものが知られている。この回転磁界センサにおいて、２つのブリッジ回路は、それぞれ、４つの磁気検出素子としての磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子とも記す。）を含み、回転磁界の一方向の成分の強度を検出して、その強度を表す信号を出力する。２つのブリッジ回路の出力信号の位相は、各ブリッジ回路の出力信号の周期の１／４だけ異なっている。回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度は、２つのブリッジ回路の出力信号に基づいて算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００４−５０４７１３号公報
【特許文献２】特許第２７８７７８３号公報
【特許文献３】特許第２９９０８２２号公報
【特許文献４】特表２００３−５０２６７４号公報
【特許文献５】特表２００３−５０２８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
磁気検出素子としてＭＲ素子を用いた回転磁界センサでは、回転磁界の方向の回転に伴って、ＭＲ素子の抵抗値に対応する出力信号の波形は、理想的には正弦曲線（サイン（Sine）波形とコサイン（Cosine）波形を含む）となる。しかし、特許文献１に記載されているように、ＭＲ素子の出力信号波形は正弦曲線から歪む場合があることが知られている。ＭＲ素子の出力信号波形が正弦曲線から歪むということは、特許文献２，３に記載されているように、ＭＲ素子の出力信号が、正弦曲線の基本波以外の高調波成分を含むということである。ＭＲ素子の出力信号が高調波成分を含んでいると、回転磁界センサによる検出角度に誤差が生じる場合がある。この誤差を生じさせる高調波成分は、主に２次高調波成分と３次高調波成分である。
【０００６】
特許文献１には、主参照磁化軸を持つ主検出素子に、それぞれ主参照磁化軸に対して傾いた参照磁化軸を有する２つの補正検出素子を電気的に接続して、検出角度を補正するようにした磁気抵抗センサが記載されている。２つの補正検出素子の出力信号は、主検出素子の誤差信号の半周期分、位相がずれている。このセンサでは、２つの補正検出素子の出力信号が主検出素子の出力信号に加算される。これにより、主検出素子の誤差信号が、少なくとも部分的に除去される。しかしながら、特許文献１に記載されたセンサでは、主検出素子の他に２つの補正検出素子が必要になるため、センサが大型化するという問題点がある。また、このセンサでは、補正検出素子の抵抗値を、主検出素子とは異なる最適な値にする必要があり、設計と製造が容易ではないという問題点がある。
【０００７】
特許文献２，３には、マグネットが所定のピッチで配列された磁気スケールに対向して配置される磁気センサにおいて、マグネットの配列方向に所定の距離だけ離れて配置された複数の磁気抵抗素子を直列に接続して、磁気センサの出力信号の高調波成分を低減する技術が記載されている。しかし、この技術では、複数の磁気抵抗素子の配置がマグネットの配列のピッチに依存するため、マグネットの配列のピッチに応じて複数の磁気抵抗素子の配置を変える必要がある。そのため、この技術には、マグネットの配列のピッチが任意となる場合には適用できない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、回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出する回転磁界センサであって、簡単な構成で、検出角度の誤差を低減できるようにした回転磁界センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の回転磁界センサは、基準位置における回転磁界の方向が基準方向に対してなす角度を検出するものである。回転磁界センサは、回転磁界の第１の方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号を出力する第１の検出回路と、回転磁界の第２の方向の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号を出力する第２の検出回路と、第１および第２の信号に基づいて、基準位置における回転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角度検出値を算出する演算回路とを備えている。
【００１０】
第１および第２の検出回路は、それぞれ、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列を含んでいる。各磁気抵抗効果素子列は、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子によって構成されている。各磁気抵抗効果素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、回転磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層と、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。各磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の数は、２以上の偶数である。
【００１１】
各磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つ以上含んでいる。対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向は、０°および１８０°を除く所定の相対角度をなしている。
【００１２】
第１の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、第１の方向または第１の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まない。第２の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、第２の方向または第２の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まない。
【００１３】
本発明の回転磁界センサにおいて、磁気抵抗効果素子の抵抗に対応する磁気抵抗効果素子の両端間の電位差は、回転磁界の方向の回転に伴って周期的に変化する。磁気抵抗効果素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分は、理想的な正弦曲線の成分の他に、高調波成分を含む場合がある。なお、本出願において、次数を特定しない「高調波成分」は、１種類の次数の高調波成分のみからなるものの他に、複数種類の次数の高調波成分が合成されたものも含むものとする。この高調波成分は、回転磁界センサの検出角度の誤差の原因となる。本発明の回転磁界センサでは、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向は、０°および１８０°を除く所定の相対角度をなしている。そのため、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子のうちの一方の磁気抵抗効果素子の電位差において発生する高調波成分と、他方の磁気抵抗効果素子の電位差において発生する高調波成分は、位相が互いに異なっている。また、本発明では、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子は、直列に接続されている。これにより、本発明によれば、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子の各々の電位差において発生する２つの高調波成分が合成されることによって、磁気抵抗効果素子の対の両端間の電位差における高調波成分を低減することが可能になり、その結果、回転磁界センサの検出角度の誤差を低減することが可能になる。
【００１４】
本発明の回転磁界センサにおいて、第２の方向は、第１の方向に直交していてもよい。また、第１および第２の検出回路は、それぞれ、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列として、直列に接続された２つの磁気抵抗効果素子列を含んでいてもよい。あるいは、第１および第２の検出回路は、それぞれ、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列として、直列に接続された第１および第２の磁気抵抗効果素子列と、直列に接続された第３および第４の磁気抵抗効果素子列とを含み、第１ないし第４の磁気抵抗効果素子列はホイートストンブリッジ回路を構成していてもよい。
【００１５】
上記第１ないし第４の磁気抵抗効果素子列がホイートストンブリッジ回路を構成している場合、第３の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向は、第２の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向と同じ方向であり、第４の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向は、第１の磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子の各々における磁化固定層の磁化方向と同じ方向であってもよい。この場合、第１の磁気抵抗効果素子列と第４の磁気抵抗効果素子列における磁化固定層の磁化方向が同じ磁気抵抗効果素子同士が隣接し、第２の磁気抵抗効果素子列と第３の磁気抵抗効果素子列における磁化固定層の磁化方向が同じ磁気抵抗効果素子同士が隣接していてもよい。
【００１６】
また、本発明の回転磁界センサにおいて、第１の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つだけ含み、第１の方向は、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であってもよい。また、第２の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の対を１つだけ含み、第２の方向は、対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であってもよい。
【００１７】
また、本発明の回転磁界センサにおいて、第１の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の第１および第２の対を含んでいてもよい。この場合、第１の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第３の方向とし、第２の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第４の方向としたとき、第１の方向は、第３の方向と第４の方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であってもよい。また、第２の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列において、磁気抵抗効果素子列を構成する複数の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の第３および第４の対を含んでいてもよい。この場合、第３の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第５の方向とし、第４の対を構成する２つの磁気抵抗効果素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第６の方向としたとき、第２の方向は、第５の方向と第６の方向の中間の方向またはそれとは反対の方向であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の回転磁界センサによれば、前述のように、磁気抵抗効果素子の対の両端間の電位差における高調波成分を低減することが可能になり、その結果、回転磁界センサの検出角度の誤差を低減することが可能になる。また、本発明の回転磁界センサでは、第１の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、第１の方向または第１の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まず、第２の検出回路の少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列は、第２の方向または第２の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含まない。これにより、第１の検出回路が第１の方向または第１の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含み、第２の検出回路が第２の方向または第２の方向とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する磁気抵抗効果素子を含む場合に比べて、各検出回路に含まれる磁気抵抗効果素子を少なくすることができると共に、各検出回路の設計が容易になる。これらのことから、本発明によれば、簡単な構成で、検出角度の誤差を低減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】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る回転磁界センサ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回転磁界センサの構成を示す回路図である。
【図４】図３に示した回転磁界センサにおける１つのＭＲ素子列を構成する一対のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を示す説明図である。
【図５】図３に示した回転磁界センサにおける２つのブリッジ回路をそれぞれ一体化した２つのユニットの平面図である。
【図６】図５における１つの分割領域に設けられた複数の下部電極を示す平面図である。
【図７】図５における１つのＭＲ素子の一部を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態において１つの対を構成する２つのＭＲ素子の各々の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形の例を示す波形図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態において他の対を構成する２つのＭＲ素子の各々の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形の例を示す波形図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるＭＲ素子の対の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図１１】第１のシミュレーションによって求めたＭＲ素子列の抵抗値高調波成分の大きさが最小となる角度を示す説明図である。
【図１２】第２のシミュレーションによって求めた比較例の回転磁界センサの角度誤差を示す説明図である。
【図１３】第２のシミュレーションによって求めた本発明の第１の実施の形態に係る回転磁界センサの角度誤差を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態において対を構成する２つのＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向がなす相対角度と角度誤差の関係の一例を示す特性図である。
【図１５】比較例の回転磁界センサにおける角度誤差の波形を示す波形図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態において対を構成する２つのＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向がなす相対角度を４６°にした場合における角度誤差の波形を示す波形図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における第１の変形例の回転磁界センサの構成を示す説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態における第２の変形例の回転磁界センサの構成を示す説明図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態に係る回転磁界センサにおける４つのブリッジ回路を一体化したユニットの平面図である。
【図２０】本発明の第３の実施の形態に係る回転磁界センサの構成を示す回路図である。
【図２１】図２０に示した回転磁界センサにおける１つのＭＲ素子列を構成する第１の対のＭＲ素子と第２の対のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を示す説明図である。
【図２２】本発明の第３の実施の形態における第１の検出回路における第１ないし第３の種類の角度の関係を示す説明図である。
【図２３】本発明の第３の実施の形態における第２の検出回路における第１ないし第３の種類の角度の関係を示す説明図である。
【図２４】本発明の第３の実施の形態に係る回転磁界センサにおける４つのブリッジ回路を一体化したユニットの平面図である。
【図２５】第１の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図２６】第２の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図２７】第３の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図２８】仮想のＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図２９】本発明の第３の実施の形態において第１の対を構成する一方のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図３０】本発明の第３の実施の形態において第１の対を構成する他方のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図３１】本発明の第３の実施の形態において第２の対を構成する一方のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図３２】本発明の第３の実施の形態において第２の対を構成する他方のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【図３３】本発明の第３の実施の形態におけるＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［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回転磁界センサの概略の構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る回転磁界センサの概略の構成を示す斜視図である。図２は、本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。
【００２１】
図１に示したように、本実施の形態に係る回転磁界センサ１は、基準位置における回転磁界ＭＦの方向が基準方向に対してなす角度を検出するものである。図１には、方向が回転する回転磁界ＭＦを発生する手段の例として、円柱状の磁石２を示している。この磁石２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２は、円柱の中心軸を中心として回転する。これにより、磁石２が発生する回転磁界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。回転磁界センサ１は、磁石２の一方の端面に対向するように配置される。なお、後で、本実施の形態における変形例で説明するように、方向が回転する回転磁界ＭＦを発生する手段は、図１に示した磁石２に限られるものではない。
【００２２】
ここで、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、磁石２の一方の端面から回転磁界センサ１に向かう方向をＺ方向と定義する。次に、Ｚ方向に垂直な仮想の平面上において、互いに直交する２つの方向をＸ方向とＹ方向と定義する。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方向と定義し、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向と定義する。
【００２３】
基準位置ＰＲは、回転磁界センサ１が回転磁界ＭＦを検出する位置である。基準位置ＰＲは、例えば、回転磁界センサ１が配置されている位置とする。基準方向ＤＲは、Ｙ方向とする。基準位置ＰＲにおける回転磁界ＭＦの方向ＤＭが基準方向ＤＲに対してなす角度を記号θで表す。回転磁界ＭＦの方向ＤＭは、図２において時計回り方向に回転するものとする。角度θは、基準方向ＤＲから時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向ＤＲから反時計回り方向に見たときに負の値で表す。
【００２４】
回転磁界センサ１は、基準位置ＰＲにおいて、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分と、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分とを検出する。本実施の形態では、第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１に直交している。また、本実施の形態では、第２の方向Ｄ２は、基準方向ＤＲ（Ｙ方向）と一致している。第１の方向Ｄ１は、第２の方向Ｄ２（基準方向ＤＲ）から９０°回転した方向である。
【００２５】
次に、図３を参照して、回転磁界センサ１の構成について詳しく説明する。図３は、回転磁界センサ１の構成を示す回路図である。回転磁界センサ１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力する第１の検出回路１１と、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力する第２の検出回路１２と、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、基準位置ＰＲにおける回転磁界ＭＦの方向ＤＭが基準方向ＤＲに対してなす角度θと対応関係を有する角度検出値θｓを算出する演算回路１３とを備えている。演算回路１３は、例えば、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の算出方法については、後で詳しく説明する。
【００２６】
第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２は、互いに等しい信号周期Ｔで周期的に変化する。本実施の形態では、第２の信号Ｓ２の位相は、第１の信号Ｓ１の位相に対して、信号周期Ｔの１／４の奇数倍だけ異なっていることが好ましい。ただし、磁気抵抗効果素子の作製の精度等の観点から、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２の位相差は、信号周期Ｔの１／４の奇数倍から、わずかにずれていてもよい。以下の説明では、第１の信号Ｓ１の位相と第２の信号Ｓ２の位相の関係が上記の好ましい関係になっているものとする。
【００２７】
第１および第２の検出回路１１，１２は、それぞれ、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子列（以下、ＭＲ素子列と記す。）を含んでいる。各ＭＲ素子列は、直列に接続された複数の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と記す。）によって構成されている。後で詳しく説明するが、各ＭＲ素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、回転磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する自由層と、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。各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子の数は、２以上の偶数である。各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子は、ＭＲ素子の対を１つ以上含んでいる。対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、０°および１８０°を除く所定の相対角度をなしている。
【００２８】
第１および第２の検出回路１１，１２は、それぞれ、少なくとも１つのＭＲ素子列として、直列に接続された２つのＭＲ素子列を含んでいてもよい。あるいは、第１および第２の検出回路１１，１２は、それぞれ、少なくとも１つのＭＲ素子列として、直列に接続された第１および第２のＭＲ素子列と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列とを含んでいてもよい。この場合、第１ないし第４のＭＲ素子列はホイートストンブリッジ回路を構成していてもよい。以下、第１ないし第４のＭＲ素子列が上記ホイートストンブリッジ回路を構成する場合の例について説明する。
【００２９】
第１の検出回路１１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、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および第２のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ１３，Ｒ１４とを含んでいる。ＭＲ素子列Ｒ１１〜Ｒ１４は、いずれも、直列に接続された複数のＭＲ素子によって構成されている。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ、第１の端部と第２の端部とを有している。
【００３０】
第１のＭＲ素子列Ｒ１１の第１の端部と第３のＭＲ素子列Ｒ１３の第１の端部は、電源ポートＶ１に接続されている。第１のＭＲ素子列Ｒ１１の第２の端部は、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第１の端部と出力ポートＥ１１に接続されている。第３のＭＲ素子列Ｒ１３の第２の端部は、第４のＭＲ素子列Ｒ１４の第１の端部と出力ポートＥ１２に接続されている。第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第２の端部と第４のＭＲ素子列Ｒ１４の第２の端部は、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。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の信号Ｓ１として演算回路１３に出力する。
【００３１】
第２の検出回路１２は、ホイートストンブリッジ回路１６と、差分検出器１７とを有している。ホイートストンブリッジ回路１６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および第２のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ２３，Ｒ２４とを含んでいる。ＭＲ素子列Ｒ２１〜Ｒ２４は、いずれも、直列に接続された複数のＭＲ素子によって構成されている。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ２１〜Ｒ２４は、それぞれ、第１の端部と第２の端部とを有している。
【００３２】
第１のＭＲ素子列Ｒ２１の第１の端部と第３のＭＲ素子列Ｒ２３の第１の端部は、電源ポートＶ２に接続されている。第１のＭＲ素子列Ｒ２１の第２の端部は、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第１の端部と出力ポートＥ２１に接続されている。第３のＭＲ素子列Ｒ２３の第２の端部は、第４のＭＲ素子列Ｒ２４の第１の端部と出力ポートＥ２２に接続されている。第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第２の端部と第４のＭＲ素子列Ｒ２４の第２の端部は、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。差分検出器１７は、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対応する信号を第２の信号Ｓ２として演算回路１３に出力する。
【００３３】
本実施の形態では、ホイートストンブリッジ回路（以下、ブリッジ回路と記す。）１４，１６に含まれる全てのＭＲ素子として、ＴＭＲ素子を用いている。なお、ＴＭＲ素子の代りにＧＭＲ素子を用いてもよい。ＴＭＲ素子またはＧＭＲ素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、回転磁界ＭＦの方向に応じて磁化の方向が変化する自由層と、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。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。ＴＭＲ素子またはＧＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化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３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。
【００３４】
第１の検出回路１１では、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１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ように、複数のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。従って、第１の方向Ｄ１は、第１の検出回路１１が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向であり、第１の検出回路１１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力する。図３に示した例では、回転磁界ＭＦ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ように、複数のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。この例では、第１の方向Ｄ１は、Ｘ方向と同じ方向になる。
【００３５】
第２の検出回路１２では、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２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ように、複数のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。従って、第２の方向Ｄ２は、第２の検出回路１２が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向であり、第２の検出回路１２は、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力する。図３に示した例では、回転磁界ＭＦ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ように、複数のＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。この例では、第２の方向Ｄ２は、Ｙ方向と同じ方向になる。
【００３６】
次に、各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子について詳しく説明する。まず、ブリッジ回路１４の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４を構成する複数のＭＲ素子について説明する。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、それぞれ、直列に接続された２つのＭＲ素子によって構成されている。第１のＭＲ素子列Ｒ１１は、一対のＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２によって構成されている。第２のＭＲ素子列Ｒ１２は、一対のＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２によって構成されている。第３のＭＲ素子列Ｒ１３は、一対のＭＲ素子Ｒ１３１，Ｒ１３２によって構成されている。第４のＭＲ素子列Ｒ１４は、一対のＭＲ素子Ｒ１４１，Ｒ１４２によって構成されている。
【００３７】
ＭＲ素子Ｒ１１１の一端は、第１のＭＲ素子列Ｒ１１の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ１１１の他端は、ＭＲ素子Ｒ１１２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１１２の他端は、第１のＭＲ素子列Ｒ１１の第２の端部を構成している。
【００３８】
ＭＲ素子Ｒ１２１の一端は、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ１２１の他端は、ＭＲ素子Ｒ１２２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１２２の他端は、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第２の端部を構成している。
【００３９】
ＭＲ素子Ｒ１３１の一端は、第３のＭＲ素子列Ｒ１３の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ１３１の他端は、ＭＲ素子Ｒ１３２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１３２の他端は、第３のＭＲ素子列Ｒ１３の第２の端部を構成している。
【００４０】
ＭＲ素子Ｒ１４１の一端は、第４のＭＲ素子列Ｒ１４の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ１４１の他端は、ＭＲ素子Ｒ１４２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１４２の他端は、第４のＭＲ素子列Ｒ１４の第２の端部を構成している。
【００４１】
なお、第１のＭＲ素子列Ｒ１１を構成するＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２は、第１のＭＲ素子列Ｒ１１の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、それらの順序は図３に示した例とは逆であってもよい。同様に、他のＭＲ素子列の各々を構成する２つのＭＲ素子も、各ＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、それらの順序は図３に示した例とは逆であってもよい。
【００４２】
ここで、ＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２，Ｒ１２１，Ｒ１２２，Ｒ１３１，Ｒ１３２，Ｒ１４１，Ｒ１４２の各々における磁化固定層の磁化方向について説明する。図４は、第１のＭＲ素子列Ｒ１１を構成する一対のＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向を示す説明図である。図４において、符号Ｄ１１１，Ｄ１１２を付した矢印は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向を表している。ＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１，Ｄ１１２は、これらの中間の方向が第１の方向Ｄ１と同じ方向（Ｘ方向）になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１，Ｄ１１２は、０°および１８０°を除く所定の相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１は、第１の方向Ｄ１から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２は、第１の方向Ｄ１から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。
【００４３】
第２のＭＲ素子列Ｒ１２を構成する一対のＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２の磁化固定層の磁化方向は、これらの中間の方向が第１の方向Ｄ１とは反対の方向（−Ｘ方向）になるように固定されている。第３のＭＲ素子列Ｒ１３を構成する一対のＭＲ素子Ｒ１３１，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向も、これらの中間の方向が第１の方向Ｄ１とは反対の方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ１３１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ１２１の磁化固定層の磁化方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ１２２の磁化固定層の磁化方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１３１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ１２２，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２の反対方向である。
【００４４】
ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ１３１，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１３１の磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ１２２，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。
【００４５】
第４のＭＲ素子列Ｒ１４を構成する一対のＭＲ素子Ｒ１４１，Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、これらの中間の方向が第１の方向Ｄ１と同じ方向（Ｘ方向）になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ１４１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２と同じ方向である。
【００４６】
ＭＲ素子Ｒ１４１，Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ１４１の磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。
【００４７】
次に、ブリッジ回路１６の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４を構成する複数のＭＲ素子について説明する。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４は、それぞれ、直列に接続された２つのＭＲ素子によって構成されている。第１のＭＲ素子列Ｒ２１は、一対のＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２によって構成されている。第２のＭＲ素子列Ｒ２２は、一対のＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２によって構成されている。第３のＭＲ素子列Ｒ２３は、一対のＭＲ素子Ｒ２３１，Ｒ２３２によって構成されている。第４のＭＲ素子列Ｒ２４は、一対のＭＲ素子Ｒ２４１，Ｒ２４２によって構成されている。
【００４８】
ＭＲ素子Ｒ２１１の一端は、第１のＭＲ素子列Ｒ２１の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ２１１の他端は、ＭＲ素子Ｒ２１２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２１２の他端は、第１のＭＲ素子列Ｒ２１の第２の端部を構成している。
【００４９】
ＭＲ素子Ｒ２２１の一端は、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ２２１の他端は、ＭＲ素子Ｒ２２２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２２２の他端は、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第２の端部を構成している。
【００５０】
ＭＲ素子Ｒ２３１の一端は、第３のＭＲ素子列Ｒ２３の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ２３１の他端は、ＭＲ素子Ｒ２３２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２３２の他端は、第３のＭＲ素子列Ｒ２３の第２の端部を構成している。
【００５１】
ＭＲ素子Ｒ２４１の一端は、第４のＭＲ素子列Ｒ２４の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ２４１の他端は、ＭＲ素子Ｒ２４２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２４２の他端は、第４のＭＲ素子列Ｒ２４の第２の端部を構成している。
【００５２】
なお、第１のＭＲ素子列Ｒ２１を構成するＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２は、第１のＭＲ素子列Ｒ２１の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、それらの順序は図３に示した例とは逆であってもよい。同様に、他のＭＲ素子列の各々を構成する２つのＭＲ素子も、各ＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、それらの順序は図３に示した例とは逆であってもよい。
【００５３】
ここで、ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２，Ｒ２２１，Ｒ２２２，Ｒ２３１，Ｒ２３２，Ｒ２４１，Ｒ２４２の各々における磁化固定層の磁化方向について説明する。第１のＭＲ素子列Ｒ２１を構成する一対のＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２の磁化固定層の磁化方向は、これらの中間の方向が第２の方向Ｄ２と同じ方向（Ｙ方向）になるように固定されている。第４のＭＲ素子列Ｒ２４を構成する一対のＭＲ素子Ｒ２４１，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向も、これらの中間の方向が第２の方向Ｄ２と同じ方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１１の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。ＭＲ素子Ｒ２１２，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。
【００５４】
ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ２４１，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向は、第２の方向Ｄ２から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ２１２，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向は、第２の方向Ｄ２から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。
【００５５】
第２のＭＲ素子列Ｒ２２を構成する一対のＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２の磁化固定層の磁化方向は、これらの中間の方向が第２の方向Ｄ２とは反対の方向（−Ｙ方向）になるように固定されている。第３のＭＲ素子列Ｒ２３を構成する一対のＭＲ素子Ｒ２３１，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向も、これらの中間の方向が第２の方向Ｄ２とは反対の方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ２３１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２２１の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２２２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２３１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１２，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ２２２，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。
【００５６】
ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ２３１，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２φをなしている。ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２３１の磁化固定層の磁化方向は、第２の方向Ｄ２とは反対の方向から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ２２２，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向は、第２の方向Ｄ２とは反対の方向から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。
【００５７】
以上説明したように、第１および第２の検出回路１１，１２の各ＭＲ素子列は、所定の方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する一対のＭＲ素子によって構成されている。第１の検出回路１１の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、第１の方向Ｄ１（Ｘ方向）または第１の方向Ｄ１とは反対方向（−Ｘ方向）に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。また、第２の検出回路１２の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４は、第２の方向Ｄ２（Ｙ方向）または第２の方向Ｄ２とは反対方向（−Ｙ方向）に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。
【００５８】
なお、検出回路１１，１２内の複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、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。
【００５９】
次に、図５を参照して、回転磁界センサ１におけるブリッジ回路１４，１６をそれぞれ一体化した２つのユニットの一例について説明する。図５は、ブリッジ回路１４，１６をそれぞれ一体化したユニットの一例を示す平面図である。図５において、（ａ）は、ブリッジ回路１４を一体化したユニット４０Ａを示している。図５において、（ｂ）は、ブリッジ回路１６を一体化したユニット４０Ｂを示している。ユニット４０Ａは、基板４１Ａと、基板４１Ａの上に設けられたブリッジ回路１４とを備えている。ブリッジ回路１４の複数のポートは、基板４１Ａ上において、基板４１Ａの周縁の近傍に配置されている。基板４１Ａ上には、円形のＭＲ素子配置領域が設けられている。このＭＲ素子配置領域は、円周方向に８個の分割領域に分割されている。この８個の分割領域に、それぞれＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２，Ｒ１２１，Ｒ１２２，Ｒ１３１，Ｒ１３２，Ｒ１４１，Ｒ１４２が配置されている。また、基板４１Ａには、複数のＭＲ素子と複数のポートとを電気的に接続するため配線が形成されている。
【００６０】
ユニット４０Ｂは、基板４１Ｂと、基板４１Ｂの上に設けられたブリッジ回路１６とを備えている。ブリッジ回路１６の複数のポートは、基板４１Ｂ上において、基板４１Ｂの周縁の近傍に配置されている。基板４１Ｂ上には、円形のＭＲ素子配置領域が設けられている。このＭＲ素子配置領域は、円周方向に８個の分割領域に分割されている。この８個の分割領域に、それぞれＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２，Ｒ２２１，Ｒ２２２，Ｒ２３１，Ｒ２３２，Ｒ２４１，Ｒ２４２が配置されている。また、基板４１Ｂには、複数のＭＲ素子と複数のポートとを電気的に接続するため配線が形成されている。
【００６１】
なお、図５では、ユニット４０Ａ，４０Ｂを別体として描いているが、ユニット４０Ａ，４０Ｂは、一体化されていてもよい。この場合、１つの基板上に並ぶようにブリッジ回路１４，１６を設けてもよい。あるいは、基板４１Ａ，４１ＢをＺ方向に積層してもよい。
【００６２】
次に、図６および図７を参照して、図５に示したユニット４０Ａ，４０Ｂにおける任意のＭＲ素子の構成の一例について説明する。図６は、図５における１つの分割領域に設けられた複数の下部電極を示す平面図である。図７は、図５における１つのＭＲ素子の一部を示す斜視図である。この例では、１つのＭＲ素子は、複数の下部電極と、複数のＭＲ膜と、複数の上部電極とを有している。基板４１Ａまたは４１Ｂ上の１つの分割領域において、図６に示したように複数の下部電極４２が配置されている。個々の下部電極４２は細長く、複数の下部電極４２は、全体としてミアンダ形状となるように配列されている。下部電極４２の長手方向に隣接する２つの下部電極４２の間には、間隙が形成されている。図７に示したように、下部電極４２の上面上において、長手方向の両端の近傍に、それぞれＭＲ膜５０が配置されている。ＭＲ膜５０は、下部電極４２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４２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の磁化方向を固定する。複数の上部電極４３は、複数のＭＲ膜５０の上に配置されている。個々の上部電極４３は細長く、下部電極４２の長手方向に隣接する２つの下部電極４２上に配置されて隣接する２つのＭＲ膜５０の反強磁性層５４同士を電気的に接続する。複数の上部電極４３は、複数の下部電極４２と同様に、全体としてミアンダ形状となるように配列されている。このような構成により、図６および図７に示したＭＲ素子は、複数の下部電極４２と複数の上部電極４３とによって直列に接続された複数のＭＲ膜５０を有している。なお、ＭＲ膜５０における層５１〜５４の配置は、図７に示した配置とは上下が反対でもよい。
【００６３】
次に、演算回路１３における角度検出値θｓの算出方法について説明する。本実施の形態では、第２の検出回路１２が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向である第２の方向Ｄ２は、第１の検出回路１１が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向である第１の方向Ｄ１に直交している。理想的には、第１の検出回路１１より出力される第１の信号Ｓ１の波形は、角度θに依存したサイン（Sine）波形になり、第２の検出回路１２より出力される第２の信号Ｓ２の波形は、角度θに依存したコサイン（Cosine）波形になる。この場合、第２の信号Ｓ２の位相は、第１の信号Ｓ１の位相に対して、信号周期Ｔの１／４すなわちπ／２（９０°）だけ異なっている。
【００６４】
角度θが０°よりも大きく１８０°よりも小さいときは、第１の信号Ｓ１は正の値であり、角度θが１８０°よりも大きく３６０°よりも小さいときは、第１の信号Ｓ１は負の値である。また、角度θが０°以上９０°未満のとき、および２７０°より大きく３６０°以下のときは、第２の信号Ｓ２は正の値であり、角度θが９０°よりも大きく２７０°よりも小さいときは、第２の信号Ｓ２は負の値である。第１の信号Ｓ１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を表す信号である。第２の信号Ｓ２は、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を表す信号である。
【００６５】
演算回路１３は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、基準位置ＰＲにおける回転磁界ＭＦの方向ＤＭが基準方向ＤＲに対してなす角度θと対応関係を有する角度検出値θｓを算出する。具体的には、例えば、演算回路１３は、下記の式（１）によって、θｓを算出する。なお、“ａｔａｎ”は、アークタンジェントを表す。
【００６６】
θｓ＝ａｔａｎ（Ｓ１／Ｓ２）    …（１）
【００６７】
式（１）におけるａｔａｎ（Ｓ１／Ｓ２）は、θｓを求めるアークタンジェント計算を表している。なお、３６０°の範囲内で、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、Ｓ１とＳ２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。すなわち、Ｓ１が正の値のときは、θｓは０°よりも大きく１８０°よりも小さい。Ｓ１が負の値のときは、θｓは１８０°よりも大きく３６０°よりも小さい。Ｓ２が正の値のときは、θｓは、０°以上９０°未満、および２７０°より大きく３６０°以下の範囲内である。Ｓ２が負の値のときは、θｓは９０°よりも大きく２７０°よりも小さい。演算回路１３は、式（１）と、上記のＳ１とＳ２の正負の組み合わせの判定により、３６０°の範囲内でθｓを求める。
【００６８】
次に、回転磁界センサ１の作用および効果について説明する。回転磁界センサ１では、回転磁界ＭＦの方向ＤＭの回転に伴って、ＭＲ素子の抵抗値は周期的に変化する。ＭＲ素子の抵抗値が周期的に変化すると、ＭＲ素子の両端間の電位差も周期的に変化する。ＭＲ素子の抵抗値のうち、周期的に変化する成分の波形は、理想的には正弦曲線（サイン（Sine）波形とコサイン（Cosine）波形を含む）となる。同様に、ＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形は、理想的には正弦曲線となる。しかし、実際には、例えば、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が回転磁界ＭＦ等の影響によって変動する場合や、ＭＲ素子の自由層の磁化方向が、自由層の形状異方性や保磁力等の影響によって、回転磁界ＭＦの方向と一致しない場合がある。このような場合には、上記の周期的に変化する成分の波形は、正弦曲線から歪む。
【００６９】
本実施の形態では、第１の検出回路１１の第１の信号Ｓ１の波形と、第２の検出回路１２の第２の信号Ｓ２の波形は、理想的には正弦曲線となる。しかし、上述のように、ＭＲ素子の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形が歪むと、第１の信号Ｓ１の波形と第２の信号Ｓ２の波形も、正弦曲線から歪む。その結果、第１の信号Ｓ１と第２の信号Ｓ２に基づいて算出される角度検出値θｓは、回転磁界ＭＦの方向ＤＭが理想的に回転する場合に想定される角度検出値θｓの理論値に対する角度誤差を含む可能性がある。
【００７０】
上述のように、ＭＲ素子の抵抗値のうち周期的に変化する成分の波形が歪むということは、抵抗値の周期的に変化する成分が、理想的な正弦曲線の成分の他に、高調波成分（以下、抵抗値高調波成分と言う。）を含むということである。同様に、ＭＲ素子の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形が歪むということは、電位差の周期的に変化する成分が、理想的な正弦曲線の成分の他に、高調波成分（以下、電位差高調波成分と言う。）を含むということである。電位差高調波成分は、抵抗値高調波成分に起因して発生する。電位差高調波成分の大きさは、抵抗値高調波成分の大きさに比例する。
【００７１】
本実施の形態では、第１の検出回路１１は、直列に接続された第１および第２のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ１３，Ｒ１４とを含んでいる。第２の検出回路１２は、直列に接続された第１および第２のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ２３，Ｒ２４とを含んでいる。各ＭＲ素子列は、直列に接続された一対のＭＲ素子によって構成されている。対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、０°および１８０°を除く所定の相対角度２φをなしている。
【００７２】
ＭＲ素子の両端間の電位差は、回転磁界ＭＦの方向ＤＭの回転に伴って周期的に変化する。ＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分は、理想的な正弦曲線の成分の他に、電位差高調波成分を含む場合がある。この場合、ＭＲ素子列（一対のＭＲ素子）の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分も、理想的な正弦曲線の成分の他に、電位差高調波成分を含む場合がある。本実施の形態によれば、対を構成する２つのＭＲ素子の各々において発生する２つの電位差高調波成分が合成されることによって、１つのＭＲ素子における電位差高調波成分に比べて、ＭＲ素子列（一対のＭＲ素子）における電位差高調波成分を低減することが可能になる。以下、これについて詳しく説明する。
【００７３】
まず、図４に示した第１のＭＲ素子列Ｒ１１の抵抗値について説明する。ここで、第１のＭＲ素子列Ｒ１１、ＭＲ素子Ｒ１１１、ＭＲ素子Ｒ１１２の各抵抗値を、それぞれＲ11、Ｒａ、Ｒｂとする。抵抗値Ｒａ，Ｒｂは、それぞれ、回転磁界ＭＦの方向ＤＭの回転に伴って周期的に変化する周期成分と、回転磁界ＭＦの方向ＤＭの変化に依存しない初期成分とを含んでいる。周期成分は、理想的な正弦曲線の成分である理想成分と、周期成分の波形を歪ませる抵抗値高調波成分とを含んでいる。以下の説明では、回転磁界センサ１に含まれる全てのＭＲ素子において、理想成分の振幅は等しいものとする。また、回転磁界センサ１に含まれる全てのＭＲ素子において、初期成分は等しいものとする。
【００７４】
図４に示したように、ＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１は、第１の方向Ｄ１から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。従って、ＭＲ素子Ｒ１１１における理想成分と抵抗値高調波成分は、初期位相を−φとした、変数θの周期関数である。理想成分の振幅をαで表し、初期成分をβで表すと、ＭＲ素子Ｒ１１１の抵抗値Ｒａは、下記の式（２）によって表される。
【００７５】
Ｒａ＝−α・ｓｉｎ（θ−φ）−ｅ（θ−φ）＋β    …（２）
【００７６】
式（２）において、−α・ｓｉｎ（θ−φ）は、理想成分を表している。−ｅ（θ−φ）は、初期位相を−φとした、変数θの周期関数である抵抗値高調波成分を表している。
【００７７】
また、図４に示したように、ＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２は、第１の方向Ｄ１から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。従って、ＭＲ素子Ｒ１１２における理想成分と抵抗値高調波成分は、初期位相をφとした、変数θの周期関数である。ＭＲ素子Ｒ１１２の抵抗値Ｒｂは、下記の式（３）によって表される。
【００７８】
Ｒｂ＝−α・ｓｉｎ（θ＋φ）−ｅ（θ＋φ）＋β    …（３）
【００７９】
式（３）において、−α・ｓｉｎ（θ＋φ）は、理想成分を表している。−ｅ（θ＋φ）は、初期位相をφとした、変数θの周期関数である抵抗値高調波成分を表している。
【００８０】
第１のＭＲ素子列Ｒ１１の抵抗値Ｒ11は、式（２），（３）を用いて、下記の式（４）によって表される。
【００８１】
Ｒ11＝Ｒａ＋Ｒｂ
＝−α・ｓｉｎ（θ−φ）−ｅ（θ−φ）＋β
−α・ｓｉｎ（θ＋φ）−ｅ（θ＋φ）＋β
＝−α・｛ｓｉｎ（θ−φ）＋ｓｉｎ（θ＋φ）｝
−｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝＋２β
＝−２α・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ−｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝＋２β  …（４）
【００８２】
次に、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の抵抗値Ｒ12と第３のＭＲ素子列Ｒ１３の抵抗値Ｒ13について説明する。前述のように、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１３１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ１２２，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２の反対方向である。従って、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の抵抗値Ｒ12と第３のＭＲ素子列Ｒ１３の抵抗値Ｒ13は、下記の式（５）によって表される。
【００８３】
Ｒ12＝Ｒ13＝α・ｓｉｎ（θ−φ）＋ｅ（θ−φ）＋β
＋α・ｓｉｎ（θ＋φ）＋ｅ（θ＋φ）＋β
＝α・｛ｓｉｎ（θ−φ）＋ｓｉｎ（θ＋φ）｝
＋｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝＋２β
＝２α・ｃｏｓφ・ｓｉｎθ＋｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝＋２β  …（５）
【００８４】
次に、第４のＭＲ素子列Ｒ１４の抵抗値Ｒ14について説明する。前述のように、ＭＲ素子Ｒ１４１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１と同じ方向である。ＭＲ素子Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２と同じ方向である。従って、第４のＭＲ素子列Ｒ１４の抵抗値Ｒ14は、式（４）によって表されるＭＲ素子列Ｒ１１の抵抗値Ｒ11と等しい。
【００８５】
次に、第１のＭＲ素子列Ｒ２１の抵抗値Ｒ21と第４のＭＲ素子列Ｒ２４の抵抗値Ｒ24について説明する。前述のように、ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１２を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。ＭＲ素子Ｒ２１２，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向は、図４に示したＭＲ素子Ｒ１１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ１１１を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。従って、第１のＭＲ素子列Ｒ２１の抵抗値Ｒ21と第４のＭＲ素子列Ｒ２４の抵抗値Ｒ24は、下記の式（６）によって表される。
【００８６】
Ｒ21＝Ｒ24＝−α・ｃｏｓ（θ＋φ）−ｆ（θ＋φ）＋β
−α・ｃｏｓ（θ−φ）−ｆ（θ−φ）＋β
＝−α・｛ｃｏｓ（θ−φ）＋ｃｏｓ（θ＋φ）｝
−｛ｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）｝＋２β
＝−２α・ｃｏｓφ・ｃｏｓθ−｛ｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）｝＋２β  …（６）
【００８７】
なお、式（６）において、ｆ（θ−φ）は、初期位相を−φとした、変数θの周期関数である抵抗値高調波成分を表している。ｆ（θ＋φ）は、初期位相をφとした、変数θの周期関数である抵抗値高調波成分を表している。
【００８８】
次に、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の抵抗値Ｒ22と第３のＭＲ素子列Ｒ２３の抵抗値Ｒ23について説明する。前述のように、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２３１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１２，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ２２２，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２４１の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。従って、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の抵抗値Ｒ22と第３のＭＲ素子列Ｒ２３の抵抗値Ｒ23は、下記の式（７）によって表される。
【００８９】
Ｒ22＝Ｒ23＝α・ｃｏｓ（θ−φ）＋ｆ（θ−φ）＋β
＋α・ｃｏｓ（θ＋φ）＋ｆ（θ＋φ）＋β
＝α・｛ｃｏｓ（θ−φ）＋ｃｏｓ（θ＋φ）｝
＋｛ｆ（θ＋φ）＋ｆ（θ−φ）｝＋２β
＝２α・ｃｏｓφ・ｃｏｓθ＋｛ｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）｝＋２β  …（７）
【００９０】
式（４）ないし（７）から理解されるように、各ＭＲ素子列の抵抗値の理想成分は、初期位相が０である、変数θのサインまたはコサインの関数である。ここで、ＭＲ素子列を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向の磁化方向の磁化固定層を有する仮想のＭＲ素子を考える。各ＭＲ素子列の抵抗値の理想成分の位相は、上記の仮想のＭＲ素子の抵抗値の理想成分の位相と同じになる。これにより、本実施の形態によれば、第１の検出回路１１は、第１の方向Ｄ１または第１の方向Ｄ１とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいなくても、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力することができる。同様に、第２の検出回路１１は、第２の方向Ｄ２または第２の方向Ｄ２とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいなくても、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力することができる。
【００９１】
次に、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分について説明する。ＭＲ素子列の抵抗値は、ＭＲ素子の抵抗値と同様に、周期成分と初期成分とを含んでいる。周期成分は、理想成分と抵抗値高調波成分とを含んでいる。式（４）における−｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝は、第１および第４のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１４における抵抗値高調波成分を表している。これは、ＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１４の各々を構成する２つのＭＲ素子における抵抗値高調波成分−ｅ（θ−φ）と−ｅ（θ＋φ）が合成されたものである。式（５）におけるｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）は、第２および第３のＭＲ素子列Ｒ１２，Ｒ１３における抵抗値高調波成分を表している。これは、ＭＲ素子列Ｒ１２，Ｒ１３の各々を構成する２つのＭＲ素子における抵抗値高調波成分ｅ（θ−φ）とｅ（θ＋φ）が合成されたものである。式（６）における−｛ｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）｝は、第１および第４のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２４における抵抗値高調波成分を表している。これは、ＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２４の各々を構成する２つのＭＲ素子における抵抗値高調波成分−ｆ（θ−φ）と−ｆ（θ＋φ）が合成されたものである。式（７）におけるｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）は、第２および第３のＭＲ素子列Ｒ２２，Ｒ２３における抵抗値高調波成分を表している。これは、ＭＲ素子列Ｒ２２，Ｒ２３の各々を構成する２つのＭＲ素子における抵抗値高調波成分ｆ（θ−φ）とｆ（θ＋φ）が合成されたものである。
【００９２】
本実施の形態では、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値が、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値よりも小さくなるように、φを選択する。具体的には、式（４）、（５）における｛ｅ（θ−φ）＋ｅ（θ＋φ）｝の絶対値の最大値が、ｅ（θ−φ）の絶対値の最大値およびｅ（θ＋φ）の絶対値の最大値よりも小さくなり、式（６）、（７）における｛ｆ（θ−φ）＋ｆ（θ＋φ）｝の絶対値の最大値が、ｆ（θ−φ）の絶対値の最大値およびｆ（θ＋φ）の絶対値の最大値よりも小さくなるように、φを選択する。このようにφを選択することによって、ＭＲ素子列における電位差高調波成分の絶対値の最大値を、ＭＲ素子における電位差高調波成分の絶対値の最大値よりも小さくすることができる。なお、ＭＲ素子列における電位差高調波成分は、ＭＲ素子列を構成する２つのＭＲ素子における電位差高調波成分が合成されたものである。本実施の形態では、特に、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値が最小となるようにφを選択することが好ましい。
【００９３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、ＭＲ素子列を構成する２つのＭＲ素子における電位差高調波成分が合成されることによって、個々のＭＲ素子に比べて、ＭＲ素子列における電位差高調波成分を低減することが可能になる。これにより、本実施の形態によれば、第１の検出回路１１の第１の信号Ｓ１の波形と、第２の検出回路１２の第２の信号Ｓ２の波形が、正弦曲線から歪むことを抑制することができる。その結果、本実施の形態によれば、回転磁界センサ１の検出角度の誤差を低減することが可能になる。
【００９４】
次に、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値が最小となるφの具体例について説明する。まず、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が、理想成分に対する３次の高調波成分のみを含む場合について説明する。ここでは、３次の高調波成分の振幅をγとし、一例として、式（４），（５）におけるｅ（θ−φ）を−γ・ｓｉｎ３（θ−φ）と表し、式（４），（５）におけるｅ（θ＋φ）を−γ・ｓｉｎ３（θ＋φ）と表し、式（６），（７）におけるｆ（θ−φ）をγ・ｃｏｓ３（θ−φ）と表し、式（６），（７）におけるｆ（θ＋φ）をγ・ｃｏｓ３（θ＋φ）と表す。この場合、式（４），（５）では、ｅ（θ＋φ）＋ｅ（θ−φ）＝−２γ・ｃｏｓ３φ・ｓｉｎ３θとなる。また、式（６），（７）では、ｆ（θ＋φ）＋ｆ（θ−φ）＝２γ・ｃｏｓ３φ・ｃｏｓ３θとなる。ここで、φをπ／６（３０°）とすると、式（４），（５）におけるｅ（θ＋φ）＋ｅ（θ−φ）と、式（６），（７）におけるｆ（θ＋φ）＋ｆ（θ−φ）は、いずれも０になる。従って、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が３次の高調波成分のみを含む場合、φをπ／６とすると、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値は０（最小）となる。
【００９５】
図８および図９は、ＭＲ素子の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形の例を示す波形図である。なお、図８および図９では、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が３次の高調波成分のみを含む場合の波形を示している。また、図８および図９は、φをπ／６にすることによって、ＭＲ素子列における電位差高調波成分が低減されることを示す説明図でもある。図８において、（ａ）は、ＭＲ素子Ｒ１２１の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形を示している。図８において、（ｂ）は、ＭＲ素子Ｒ１２２の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形を示している。図９において、（ａ）は、ＭＲ素子Ｒ２２１の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形を示している。図９において、（ｂ）は、ＭＲ素子Ｒ２２２の両端間の電位差のうち周期的に変化する成分の波形を示している。図８および図９において、横軸は角度θを示し、縦軸の「規格化出力」は、電位差の周期的に変化する成分に含まれる理想的な正弦曲線の成分の最大値が１になるように表した電位差の値を示している。符号６０，６５，７０，７５は、ＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。符号６１，６６，７１，７６は、理想的な正弦曲線を示している。符号６３，６８，７３，７８で示す波形は、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分に対応する電位差高調波成分を示している。なお、図８および図９に示した各波形は、シミュレーションによって作成したものである。
【００９６】
電位差の周期的に変化する成分（符号６０，６５，７０，７５）の周期は、第１および第２の信号Ｓ１，Ｓ２の信号周期Ｔと等しくなる。また、図８および図９に示した例では、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分（３次の高調波成分）に対応する電位差高調波成分（符号６３，６８，７３，７８）は、信号周期Ｔの１／３、すなわち２π／３（１２０°）の周期で、電位差の周期的に変化する成分に同期して変化する。この場合、電位差の周期的に変化する成分の波形は、図８および図９に示したように歪む。
【００９７】
なお、３次の抵抗値高調波成分に起因して、電位差の周期的に変化する成分の波形が正弦曲線から歪む例は、図８および図９に示した例に限られない。図８および図９に示した例では、電位差の周期的に変化する成分の波形は、理想的な正弦曲線から三角波形に近づくように歪んでいる。しかし、図８および図９に示した例とは逆に、３次の抵抗値高調波成分に起因して、電位差の周期的に変化する成分の波形が、理想的な正弦曲線から矩形波形に近づくように歪む場合もある。なお、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が２次の高調波成分を含む場合については、後で説明する。
【００９８】
前述のように、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が３次の高調波成分のみを含む場合、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の絶対値の最大値が最小となるφはπ／６（３０°）である。図８および図９は、φをπ／６にすることによって、ＭＲ素子列における電位差高調波成分が低減されることを示している。図８に示したように、ＭＲ素子Ｒ１２１における電位差高調波成分（符号６３）の位相とＭＲ素子Ｒ１２２における電位差高調波成分（符号６８）の位相は、互いに逆相になる。本実施の形態では、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２は、第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されている。これにより、第２のＭＲ素子列Ｒ１２において、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２における電位差高調波成分が相殺される。その結果、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２に比べて、第２のＭＲ素子列Ｒ１２における電位差高調波成分を低減することができる。
【００９９】
図９に示したように、ＭＲ素子Ｒ２２１における電位差高調波成分（符号７３）の位相とＭＲ素子Ｒ２２２における電位差高調波成分（符号７８）の位相は、互いに逆相になる。本実施の形態では、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２は、第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されている。これにより、第２のＭＲ素子列Ｒ２２において、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２における電位差高調波成分が相殺される。その結果、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２に比べて、第２のＭＲ素子列Ｒ２２における電位差高調波成分を低減することができる。
【０１００】
図１０は、ＭＲ素子の対の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。図１０において、横軸は角度θを示し、縦軸は図８および図９と同じ規格化出力を示している。符号９１で示す波形は、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２によって構成されるＭＲ素子の対の両端間の電位差、すなわち第２のＭＲ素子列Ｒ１２の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。符号９２で示す波形は、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２によって構成されるＭＲ素子の対の両端間の電位差、すなわち第２のＭＲ素子列Ｒ２２の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図１０に示したように、ＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２における電位差高調波成分が相殺されて、符号９１で示す電位差の周期的に変化する成分の波形は、歪みが低減された、すなわち電位差高調波成分が低減された正弦曲線となる。同様に、ＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２における電位差高調波成分が相殺されて、符号９２で示す電位差の周期的に変化する成分の波形は、歪みが低減された、すなわち電位差高調波成分が低減された正弦曲線となる。
【０１０１】
同様に、他のＭＲ素子列においても、ＭＲ素子列を構成する個々のＭＲ素子に比べて、ＭＲ素子列における電位差高調波成分を低減することができる。
【０１０２】
次に、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が、理想成分に対する２次の高調波成分と３次の高調波成分を含む場合について説明する。以下、ＭＲ素子における抵抗値高調波成分が２次の高調波成分と３次の高調波成分を含む場合に、ＭＲ素子列における抵抗値高調波成分の大きさが最小となるφ（以下、φｔと記す。）求めた第１のシミュレーションの結果について説明する。第１のシミュレーションでは、理想成分の振幅に対して、２次の高調波成分の振幅の割合と、３次の高調波成分の振幅の割合を変化させて、φｔを求めた。ここで、理想成分の振幅に対する２次の高調波成分の振幅の割合を記号ｐ１で表し、理想成分の振幅に対する３次の高調波成分の振幅の割合を記号ｐ２で表す。第１のシミュレーションでは、２次の高調波成分の振幅の割合ｐ１を０〜１０％の範囲内で１％ずつ変化させた。また、３次の高調波成分の振幅の割合ｐ２を０．１〜１％の範囲内で０．１％ずつ変化させた。そして、ｐ１とｐ２の全ての組み合わせについて、φｔを求めた。具体的には、式（４），（５）におけるｅ（θ＋φ）＋ｅ（θ−φ）と、式（６），（７）におけるｆ（θ＋φ）＋ｆ（θ−φ）を、それぞれ、２次の高調波成分と３次の高調波成分を含む関数として表して、これらの関数の絶対値の最大値を最小にするφをφｔとした。
【０１０３】
図１１は、第１のシミュレーションによって求めたφｔの値を示している。図１１において、横軸は３次の高調波成分の振幅の割合ｐ２を示し、縦軸はφｔを示している。図１１から、２次の高調波成分の振幅の割合ｐ１が０％の場合（２次の高調波成分を含まない場合）には、３次の高調波成分の振幅の割合ｐ２によらずに、φｔは３０°（π／６）になることが分かる。また、図１１から、ｐ１が０％以外の場合には、ｐ２がある程度大きい範囲において、ｐ２が大きくなるほど、また、ｐ１が小さくなるほど、φｔは３０°（π／６）に近づくことが分かる。
【０１０４】
次に、本実施の形態によれば、回転磁界センサ１の検出角度の誤差を低減することが可能になることを示すシミュレーションの結果について説明する。以下、比較例の回転磁界センサと本実施の形態に係る回転磁界センサ１について、角度誤差を比較した第２のシミュレーションの結果について説明する。まず、比較例の回転磁界センサの構成について説明する。比較例の回転磁界センサは、本実施の形態に係る回転磁界センサ１と同様に、第１および第２の検出回路と演算回路とを備えている。比較例における第１の検出回路は、図３に示したブリッジ回路１４の代りに、４つのＭＲ素子によって構成された第１のブリッジ回路を有している。比較例における第２の検出回路は、図３に示したブリッジ回路１６の代りに、４つのＭＲ素子によって構成された第２のブリッジ回路を有している。第１のブリッジ回路を構成する４つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第１の方向Ｄ１と同じ方向または第１の方向Ｄ１とは反対の方向である。第２のブリッジ回路を構成する４つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、第２の方向Ｄ２と同じ方向または第２の方向Ｄ２とは反対の方向である。比較例の回転磁界センサにおけるその他の構成は、本実施の形態に係る回転磁界センサ１と同じである。
【０１０５】
第２のシミュレーションでは、第１のシミュレーションと同様に、２次の高調波成分の振幅の割合ｐ１と、３次の高調波成分の振幅の割合ｐ２を変化させて、比較例の回転磁界センサと本実施の形態に係る回転磁界センサ１について、角度検出値θｓに含まれる角度誤差を求めた。具体的には、式（１）によって算出される角度検出値θｓと、回転磁界ＭＦの方向ＤＭが理想的に回転する場合に想定される角度検出値θｓの理論値との差を、角度誤差とした。なお、比較例の回転磁界センサにおけるＭＲ素子の抵抗値として、式（４）ないし（７）においてφ＝０とすることによって表される抵抗値を用いた。また、本実施の形態に係る回転磁界センサ１には、第１のシミュレーションで求めたφｔを適用した。具体的には、本実施の形態に係る回転磁界センサ１におけるＭＲ素子列の抵抗値として、式（４）ないし（７）においてφ＝φｔとすることによって表される抵抗値を用いた。
【０１０６】
図１２および図１３は、第２のシミュレーションによって求めた角度誤差を示している。図１２は、比較例の回転磁界センサにおける角度誤差を示している。図１３は、本実施の形態に係る回転磁界センサ１における角度誤差を示している。図１２および図１３において、横軸は３次の高調波成分の割合ｐ２を示し、縦軸はφｔを示している。図１２および図１３から、２次の高調波成分の振幅の割合ｐ１と、３次の高調波成分の割合ｐ２を変化させた場合、比較例の回転磁界センサの角度誤差は０．６°以下になり、本実施の形態に係る回転磁界センサ１の角度誤差は０．２°以下になることが分かる。この第２のシミュレーションから、本実施の形態によれば、最適なφすなわちφｔを選択することにより、回転磁界センサ１の検出角度の誤差を低減することが可能になることが分かる。実際の回転磁界センサ１では、回転磁界センサ１が使用される状況に応じて、最適なφを選択すればよい。
【０１０７】
次に、上述の第２のシミュレーションの結果を検証するために行った第１および第２の実験の結果について説明する。第１の実験では、φが異なる複数の回転磁界センサ１を実際に作製して、φと角度誤差との関係を調べた。第１の実験では、それぞれφを１９°、２１°、２３°、３０°、４５°とした５つの回転磁界センサ１を作製して、それらにおける角度誤差の最大値を調べた。第１の実験では、回転磁界ＭＦの強度を４００Ｏｅ（１Ｏｅ＝７９．６Ａ／ｍ）とした。図１４は、第１の実験の結果を示している。図１４において、横軸はφを示し、縦軸は角度誤差を示している。図１４から、φによって角度誤差が異なり、最適なφを選択することによって角度誤差を低減することが可能であることが分かる。第１の実験で作製した５つの回転磁界センサ１の中では、φが２３°である回転磁界センサ１において最も角度誤差が小さくなっている。
【０１０８】
第２の実験では、比較例の回転磁界センサと、第１の実験で作製したφが２３°である回転磁界センサ１（以下、実施例の回転磁界センサ１と言う。）とを用いて、回転磁界ＭＦの強度と角度誤差との関係について調べた。第２の実験における比較例の回転磁界センサの構成は、第２のシミュレーションにおける比較例の回転磁界センサの構成と同じである。第２の実験では、比較例の回転磁界センサと実施例の回転磁界センサ１について、回転磁界ＭＦの強度を１００Ｏｅ〜７００Ｏｅの範囲内で１００Ｏｅずつ変化させて、各強度における角度誤差を調べた。図１５および図１６は、第２の実験の結果を示している。図１５は比較例の回転磁界センサについて示し、図１６は実施例の回転磁界センサ１について示している。図１５および図１６において、横軸は角度θを示し、縦軸は角度誤差を示している。図１５および図１６から、実施例の回転磁界センサ１では、比較例の回転磁界センサに比べて角度誤差が小さくなっていると共に、回転磁界ＭＦの強度の広い範囲において角度誤差が小さくなっていることが分かる。この第２の実験から、最適なφを選択することによって、回転磁界ＭＦの強度によらずに、角度誤差を低減することが可能であることが分かる。
【０１０９】
次に、本実施の形態におけるその他の効果について説明する。本実施の形態では、第１の検出回路１１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力する。しかし、第１の検出回路１１の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、第１の方向Ｄ１または第１の方向Ｄ１とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。また、第２の検出回路１２は、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力する。しかし、第２の検出回路１２の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ２１，Ｒ２２，Ｒ２３，Ｒ２４は、第２の方向Ｄ２または第２の方向Ｄ２とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。従って、本実施の形態によれば、第１の検出回路１１が第１の方向Ｄ１または第１の方向Ｄ１とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含み、第２の検出回路１２が第２の方向Ｄ２または第２の方向Ｄ２とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含む場合に比べて、各検出回路１１，１２に含まれるＭＲ素子を少なくすることができると共に、各検出回路１１，１２の設計が容易になる。このように、本実施の形態によれば、簡単な構成で、検出角度の誤差を低減することが可能になる。
【０１１０】
ところで、回転磁界センサの角度誤差を低減する方法としては、以下のような方法も考えられる。この方法では、前述の比較例の第１および第２の検出回路の他に、比較例の第１の検出回路と同じ回路構成であって比較例の第１の検出回路の出力信号に対して所定の位相差を有する信号を出力する第３の検出回路と、比較例の第２の検出回路と同じ回路構成であって比較例の第２の検出回路の出力信号に対して所定の位相差を有する信号を出力する第４の検出回路とを設ける。そして、第１の検出回路の出力信号と第３の検出回路の出力信号を合成した信号と、第２の検出回路の出力信号と第４の検出回路の出力信号を合成した信号とに基づいて、角度検出値を算出する。しかし、この方法には、４つの検出回路が必要となり、回転磁界センサが大型化するという問題点と、４つの検出回路の出力信号を処理するための演算が複雑になるという問題点がある。
【０１１１】
これに対し、本実施の形態では、上記の第３および第４の検出回路を設けることなく、ＭＲ素子の対（ＭＲ素子列）の各々において電位差高調波成分を低減することができるため、上記の方法に比べて、回転磁界センサを小型化でき、且つ演算が容易になる。
【０１１２】
また、本実施の形態では、対を構成する２つのＭＲ素子は、磁化固定層の磁化方向を除いて、同じ構造にすることができる。そのため、各ＭＲ素子における電位差高調波成分が温度の関数であったとしても、各ＭＲ素子における電位差高調波成分における温度による変動分が等しくなるため、各ＭＲ素子における電位差高調波成分が合成されることによって、各ＭＲ素子に比べて、ＭＲ素子列における電位差高調波成分を低減することが可能になる。そのため、本実施の形態によれば、最終的に、温度による誤差の変動の少ない角度検出値を得ることが可能になる。
【０１１３】
［変形例］
次に、図１７および図１８を参照して、本実施の形態における第１および第２の変形例について説明する。始めに、図１７を参照して、本実施の形態における第１の変形例について説明する。図１７は、本実施の形態における第１の変形例の回転磁界センサの構成を示す説明図である。図１７には、方向が回転する回転磁界を発生する手段の例として、１組以上のＮ極とＳ極が交互にリング状に配列された磁石３を示している。図１７に示した例では、磁石３は、２組のＮ極とＳ極とを含んでいる。第１の変形例の回転磁界センサ１は、磁石３の外周部から発生する回転磁界の方向を検出する。図１７に示した例では、図１７における紙面がＸＹ平面となり、紙面に垂直な方向がＺ方向となる。磁石３のＮ極とＳ極は、Ｚ方向に平行な回転中心を中心として対称な位置に配置されている。磁石３は、回転中心を中心として回転する。これにより、磁石３が発生する磁界に基づいて、回転磁界が発生される。回転磁界は、回転中心（Ｚ方向）を中心として回転する。図１７に示した例では、磁石３は反時計回り方向に回転し、回転磁界は時計回り方向に回転する。
【０１１４】
図１７に示した例では、基準方向ＤＲを、磁石３の半径方向に設定している。図示しないが、回転磁界センサ１は、回転磁界の第１の方向の成分と、回転磁界の第２の方向の成分とを検出する。基準方向ＤＲと第１の方向および第２の方向の関係は、図２に示した基準方向ＤＲと第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２の関係と同じである。
【０１１５】
次に、図１８を参照して、本実施の形態における第２の変形例について説明する。図１８は、本実施の形態における第２の変形例の回転磁界センサの構成を示す説明図である。図１８には、方向が回転する回転磁界を発生する手段の例として、複数組のＮ極とＳ極が交互に直線状に配列された磁石４を示している。第２の変形例における回転磁界センサ１は、磁石４の外周部から発生する回転磁界の方向を検出する。図１８に示した例では、図１８における紙面がＸＹ平面となり、紙面に垂直な方向がＺ方向となる。磁石４は、対象物の直線的な運動に連動して、その長手方向に直線的に移動する。これにより、磁石４が発生する磁界に基づいて、回転磁界が発生される。回転磁界は、Ｚ方向を中心として回転する。
【０１１６】
図１８に示した例では、基準方向ＤＲを、ＸＹ平面内において、磁石４の移動方向に直交する方向に設定している。図示しないが、回転磁界センサ１は、回転磁界の第１の方向の成分と、回転磁界の第２の方向の成分とを検出する。基準方向ＤＲと第１の方向および第２の方向の関係は、図２に示した基準方向ＤＲと第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２の関係と同じである。
【０１１７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態に係る回転磁界センサについて説明する。本実施の形態に係る回転磁界センサの回路構成は、図３に示した第１の実施の形態に係る回転磁界センサ１と同じである。
【０１１８】
第１の実施の形態で説明したように、第１の検出回路１１において、第３のＭＲ素子列Ｒ１３を構成するＭＲ素子Ｒ１３１，Ｒ１３２の磁化固定層の磁化方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ１２を構成するＭＲ素子Ｒ１２１，Ｒ１２２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。また、第１の検出回路１１において、第４のＭＲ素子列Ｒ１４を構成するＭＲ素子Ｒ１４１，Ｒ１４２の磁化固定層の磁化方向は、第１のＭＲ素子列Ｒ１１を構成するＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。
【０１１９】
また、第２の検出回路１２において、第３のＭＲ素子列Ｒ２３を構成するＭＲ素子Ｒ２３１，Ｒ２３２の磁化固定層の磁化方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ２２を構成するＭＲ素子Ｒ２２１，Ｒ２２２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。また、第２の検出回路１２において、第４のＭＲ素子列Ｒ２４を構成するＭＲ素子Ｒ２４１，Ｒ２４２の磁化固定層の磁化方向は、第１のＭＲ素子列Ｒ２１を構成するＭＲ素子Ｒ２１１，Ｒ２１２の磁化固定層の磁化方向と同じ方向である。
【０１２０】
本実施の形態では、異なる２つのＭＲ素子列における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。具体的には、第１の検出回路１１では、第１のＭＲ素子列Ｒ１１と第４のＭＲ素子列Ｒ１４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させ、第２のＭＲ素子列Ｒ１２と第３のＭＲ素子列Ｒ１３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。第２の検出回路１２では、第１のＭＲ素子列Ｒ２１と第４のＭＲ素子列Ｒ２４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させ、第２のＭＲ素子列Ｒ２２と第３のＭＲ素子列Ｒ２３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。
【０１２１】
図１９は、図３に示したブリッジ回路１４，１６を一体化したユニット４０の平面図である。このユニット４０は、基板４１と、基板４１上に設けられたブリッジ回路１４，１６とを備えている。ブリッジ回路１４は、図１９における下方に配置されている。ブリッジ回路１６は、図１９における上方に配置されている。ブリッジ回路１４，１６の複数のポートは、基板４１上において、基板４１の周縁の近傍に配置されている。
【０１２２】
ブリッジ回路１４は、４つのＭＲ素子配置領域１４１，１４２，１４３，１４４を有している。各ＭＲ素子配置領域１４１〜１４４には、２つのＭＲ素子が配置されている。ＭＲ素子配置領域１４１，１４２では、第１のＭＲ素子列Ｒ１１と第４のＭＲ素子列Ｒ１４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。ＭＲ素子配置領域１４３，１４４では、第２のＭＲ素子列Ｒ１２と第３のＭＲ素子列Ｒ１３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。なお、各ＭＲ素子配置領域１４１〜１４４内の数字は、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度の一例を表している。
【０１２３】
ブリッジ回路１６は、４つのＭＲ素子配置領域１６１，１６２，１６３，１６４を有している。各ＭＲ素子配置領域１６１〜１６４には、２つのＭＲ素子が配置されている。ＭＲ素子配置領域１６１，１６２では、第１のＭＲ素子列Ｒ２１と第４のＭＲ素子列Ｒ２４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。ＭＲ素子配置領域１６３，１６４では、第２のＭＲ素子列Ｒ２２と第３のＭＲ素子列Ｒ２３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。なお、各ＭＲ素子配置領域１６１〜１６４内の数字は、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度の一例を表している。
【０１２４】
本実施の形態では、各ＭＲ素子配置領域において、磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を固定する方法としては、例えば、ユニット４０に外部磁界が印加された状態で、１つのＭＲ素子配置領域に局所的にレーザ光を照射することによって、１つのＭＲ素子配置領域内の２つのＭＲ素子の温度を上昇させた後、下降させる方法が考えられる。本実施の形態では、磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させるため、隣接する２つのＭＲ素子に対して同時にレーザ光を照射することによって、２つのＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を同時に固定することができる。従って、本実施の形態によれば、磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接していない場合に比べて、レーザ光を照射する回数を少なくすることができ、その結果、回転磁界センサを作製するのに要する時間を短縮することができる。
【０１２５】
また、上述のようにレーザ光を照射してＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を固定する場合において、磁化固定層の磁化方向が異なるＭＲ素子同士が近接していると、レーザ光の照射対象であるＭＲ素子の周辺のＭＲ素子にもレーザ光が照射されたり、照射対象であるＭＲ素子へのレーザ光照射によって周辺のＭＲ素子が熱を受けたりして、周辺のＭＲ素子が不良になるおそれがある。これは、特に、レーザ光照射領域の分解能が高くない場合に顕著になる。そのため、磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接していない場合には、上記の問題を避けるために、隣接するＭＲ素子の間隔をある程度大きくする必要が生じ、その結果、ブリッジ回路１４，１６が大型化してしまう。これに対し、本実施の形態では、磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させるため、この隣接する２つのＭＲ素子に対して同時にレーザ光を照射することができる。従って、この隣接する２つのＭＲ素子の間隔を小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、ブリッジ回路１４，１６を小型化することが可能になる。
【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、図２０を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る回転磁界センサについて説明する。図２０は、本実施の形態に係る回転磁界センサ５の構成を示す回路図である。本実施の形態に係る回転磁界センサ５は、第１の実施の形態における第１の検出回路１１、第２の検出回路１２および演算回路１３の代りに、第１の検出回路２１、第２の検出回路２２および演算回路２３を備えている。第１の検出回路２１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力する。第２の検出回路２２は、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力する。演算回路２３は、第１の信号Ｓ１および第２の信号Ｓ２に基づいて、基準位置ＰＲにおける回転磁界ＭＦの方向ＤＭが基準方向ＤＲに対してなす角度θと対応関係を有する角度検出値θｓを算出する。演算回路２３における角度検出値θｓの算出方法は、第１の実施の形態と同じである。基準方向ＤＲと第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２の関係は、図２に示した基準方向ＤＲと第１の方向Ｄ１および第２の方向Ｄ２の関係と同じである。
【０１２８】
以下、第１および第２の検出回路２１，２２の構成について詳しく説明する。第１の検出回路２１は、ブリッジ回路２４と、差分検出器２５とを有している。ブリッジ回路２４は、電源ポートＶ３と、グランドポートＧ３と、２つの出力ポートＥ３１，Ｅ３２と、直列に接続された第１および第２のＭＲ素子列Ｒ３１，Ｒ３２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ３３，Ｒ３４とを含んでいる。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１〜Ｒ３４は、いずれも、直列に接続された複数のＭＲ素子によって構成されている。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１〜Ｒ３４は、それぞれ、第１の端部と第２の端部とを有している。
【０１２９】
第１のＭＲ素子列Ｒ３１の第１の端部と第３のＭＲ素子列Ｒ３３の第１の端部は、電源ポートＶ３に接続されている。第１のＭＲ素子列Ｒ３１の第２の端部は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第１の端部と出力ポートＥ３１に接続されている。第３のＭＲ素子列Ｒ３３の第２の端部は、第４のＭＲ素子列Ｒ３４の第１の端部と出力ポートＥ３２に接続されている。第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第２の端部と第４のＭＲ素子列Ｒ３４の第２の端部は、グランドポートＧ３に接続されている。電源ポートＶ３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Ｇ３はグランドに接続される。差分検出器２５は、出力ポートＥ３１，Ｅ３２の電位差に対応する信号を第１の信号Ｓ１として演算回路２３に出力する。
【０１３０】
第１の検出回路２１では、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度に応じて、出力ポートＥ３１，Ｅ３２の電位差が変化するように、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。従って、第１の方向Ｄ１は、第１の検出回路２１が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向であり、第１の検出回路２１は、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力する。図２０に示した例では、回転磁界ＭＦのＸ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ３１，Ｅ３２の電位差が変化するように、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。この例では、第１の方向Ｄ１は、Ｘ方向と同じ方向になる。
【０１３１】
第２の検出回路２２は、ブリッジ回路２６と、差分検出器２７とを有している。ブリッジ回路２６は、電源ポートＶ４と、グランドポートＧ４と、２つの出力ポートＥ４１，Ｅ４２と、直列に接続された第１および第２のＭＲ素子列Ｒ４１，Ｒ４２と、直列に接続された第３および第４のＭＲ素子列Ｒ４３，Ｒ４４とを含んでいる。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１〜Ｒ４４は、いずれも、直列に接続された複数のＭＲ素子によって構成されている。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１〜Ｒ４４は、それぞれ、第１の端部と第２の端部とを有している。
【０１３２】
第１のＭＲ素子列Ｒ４１の第１の端部と第３のＭＲ素子列Ｒ４３の第１の端部は、電源ポートＶ４に接続されている。第１のＭＲ素子列Ｒ４１の第２の端部は、第２のＭＲ素子列Ｒ４２の第１の端部と出力ポートＥ４１に接続されている。第３のＭＲ素子列Ｒ４３の第２の端部は、第４のＭＲ素子列Ｒ４４の第１の端部と出力ポートＥ４２に接続されている。第２のＭＲ素子列Ｒ４２の第２の端部と第４のＭＲ素子列Ｒ４４の第２の端部は、グランドポートＧ４に接続されている。電源ポートＶ４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Ｇ４はグランドに接続される。差分検出器２７は、出力ポートＥ４１，Ｅ４２の電位差に対応する信号を第２の信号Ｓ２として演算回路２３に出力する。
【０１３３】
第２の検出回路２２では、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度に応じて、出力ポートＥ４１，Ｅ４２の電位差が変化するように、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。従って、第２の方向Ｄ２は、第２の検出回路２２が回転磁界ＭＦを検出するときの基準の方向であり、第２の検出回路２２は、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力する。図２０に示した例では、回転磁界ＭＦのＹ方向の成分の強度に応じて、出力ポートＥ４１，Ｅ４２の電位差が変化するように、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が固定されている。この例では、第２の方向Ｄ２は、Ｙ方向と同じ方向になる。
【０１３４】
次に、各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子について詳しく説明する。まず、ブリッジ回路２４の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４を構成する複数のＭＲ素子について説明する。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４は、それぞれ、直列に接続された４つのＭＲ素子によって構成されている。第１のＭＲ素子列Ｒ３１は、第１の対のＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２と、第２の対のＭＲ素子Ｒ３１３，Ｒ３１４によって構成されている。第２のＭＲ素子列Ｒ３２は、第１の対のＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３２２と、第２の対のＭＲ素子Ｒ３２３，Ｒ３２４によって構成されている。第３のＭＲ素子列Ｒ３３は、第１の対のＭＲ素子Ｒ３３１，Ｒ３３２と、第２の対のＭＲ素子Ｒ３３３，Ｒ３３４によって構成されている。第４のＭＲ素子列Ｒ３４は、第１の対のＭＲ素子Ｒ３４１，Ｒ３４２と、第２の対のＭＲ素子Ｒ３４３，Ｒ３４４によって構成されている。
【０１３５】
ＭＲ素子Ｒ３１１の一端は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ３１１の他端は、ＭＲ素子Ｒ３１２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３１２の他端は、ＭＲ素子Ｒ３１３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３１３の他端は、ＭＲ素子Ｒ３１４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３１４の他端は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１の第２の端部を構成している。
【０１３６】
ＭＲ素子Ｒ３２１の一端は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ３２１の他端は、ＭＲ素子Ｒ３２２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３２２の他端は、ＭＲ素子Ｒ３２３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３２３の他端は、ＭＲ素子Ｒ３２４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３２４の他端は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第２の端部を構成している。
【０１３７】
ＭＲ素子Ｒ３３１の一端は、第３のＭＲ素子列Ｒ３３の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ３３１の他端は、ＭＲ素子Ｒ３３２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３３２の他端は、ＭＲ素子Ｒ３３３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３３３の他端は、ＭＲ素子Ｒ３３４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３３４の他端は、第３のＭＲ素子列Ｒ３３の第２の端部を構成している。
【０１３８】
ＭＲ素子Ｒ３４１の一端は、第４のＭＲ素子列Ｒ３４の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ３４１の他端は、ＭＲ素子Ｒ３４２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３４２の他端は、ＭＲ素子Ｒ３４３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３４３の他端は、ＭＲ素子Ｒ３４４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ３４４の他端は、第４のＭＲ素子列Ｒ３４の第２の端部を構成している。
【０１３９】
なお、第１のＭＲ素子列Ｒ３１を構成するＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２，Ｒ３１３，Ｒ３１４は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、その順序は、図２０に示した例に限られず任意である。同様に、他のＭＲ素子列の各々を構成する４つのＭＲ素子も、各ＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、その順序は、図２０に示した例に限られず任意である。
【０１４０】
ここで、ＭＲ素子Ｒ３１１〜Ｒ３１４，Ｒ３２１〜Ｒ３２４，Ｒ３３１〜Ｒ３３４，Ｒ３４１〜Ｒ３４４の各々における磁化固定層の磁化方向について説明する。図２１は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１を構成する第１の対のＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２と第２の対のＭＲ素子Ｒ３１３，Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向を示す説明図である。図２１において、符号Ｄ３１１，Ｄ３１２，Ｄ３１３，Ｄ３１４を付した矢印は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ１１１，Ｒ１１２，Ｒ３１３，Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向を表している。また、図２１において、符号Ｄ３を付した矢印は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１において第１の対を構成する２つのＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２における磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１，Ｄ３１２の中間の方向を表している。また、図２１において、符号Ｄ４を付した矢印は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１において第２の対を構成する２つのＭＲ素子Ｒ３１３，Ｒ３１４における磁化固定層の磁化方向Ｄ３１３，Ｄ３１４の中間の方向を表している。以下、第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１〜Ｒ３４において、第１の対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第３の方向と呼び、第２の対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第４の方向と呼ぶ。
【０１４１】
図２１に示したように、ＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２，Ｒ３１３，Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１，Ｄ３１２，Ｄ３１３，Ｄ３１４は、第３の方向Ｄ３と第４の方向Ｄ４の中間の方向が第１の方向Ｄ１と同じ方向（Ｘ方向）になるように固定されている。第３の方向Ｄ３と第４の方向Ｄ４は、０°および１８０°を除く所定の相対角度２φをなしている。第３の方向Ｄ３は、第１の方向Ｄ１から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。第４の方向Ｄ４は、第１の方向Ｄ１から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。第１の対のＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１，Ｄ３１２は、０°および１８０°を除く所定の相対角度２ψをなしている。第２の対のＭＲ素子Ｒ３１３，Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１３，Ｄ３１４も、０°および１８０°を除く所定の相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１は、第３の方向Ｄ３から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１２は、第３の方向Ｄ３から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３１３の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１３は、第４の方向Ｄ４から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１４は、第４の方向Ｄ４から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。角度φ，ψは互いに異なる。角度φは、例えば４５°である。角度ψは、例えば３０°である。
【０１４２】
第２のＭＲ素子列Ｒ３２を構成するＭＲ素子Ｒ３２１〜Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２における第３の方向と第４の方向の中間の方向が第１の方向Ｄ１とは反対の方向（−Ｘ方向）になるように固定されている。第３のＭＲ素子列Ｒ３３を構成するＭＲ素子Ｒ３３１〜Ｒ３３４の磁化固定層の磁化方向も、第３のＭＲ素子列Ｒ３３における第３の方向と第４の方向の中間の方向が第１の方向Ｄ１とは反対の方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ３３１，Ｒ３３２，Ｒ３３３，Ｒ３３４の磁化固定層の磁化方向は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３２２，Ｒ３２３，Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向と同じである。
【０１４３】
ＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３３１の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ３２２，Ｒ３３２の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１２の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ３２３，Ｒ３３３の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１３の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１３の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ３２４，Ｒ３３４の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１４の反対方向である。
【０１４４】
第２のＭＲ素子列Ｒ３２における第３の方向と第４の方向は、相対角度２φをなしている。第３の方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。第４の方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３２２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３２３，Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３２１の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３２２の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３２３の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１４５】
第３のＭＲ素子列Ｒ３３における第３の方向と第４の方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２における第３の方向と第４の方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ３３１，Ｒ３３２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３３３，Ｒ３３４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３３１の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３３２の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３３３の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３３４の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１４６】
第４のＭＲ素子列Ｒ３４を構成するＭＲ素子Ｒ３４１〜Ｒ３４４の磁化固定層の磁化方向は、第４のＭＲ素子列Ｒ３４における第３の方向と第４の方向の中間の方向が第１の方向Ｄ１と同じ方向（Ｘ方向）になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ３４１，Ｒ３４２，Ｒ３４３，Ｒ３４４の磁化固定層の磁化方向は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ３１１，Ｒ３１２，Ｒ３１３，Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向と同じである。
【０１４７】
第４のＭＲ素子列Ｒ３４における第３の方向と第４の方向は、第１のＭＲ素子列Ｒ３１における第３の方向と第４の方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ３４１，Ｒ３４２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３４３，Ｒ３４４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ３４１の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３４２の磁化固定層の磁化方向は、第３の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３４３の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ３４４の磁化固定層の磁化方向は、第４の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１４８】
次に、ブリッジ回路２６の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４を構成するＭＲ素子について説明する。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４は、直列に接続された４つのＭＲ素子によって構成されている。第１のＭＲ素子列Ｒ４１は、第３の対のＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４１２と、第４の対のＭＲ素子Ｒ４１３，Ｒ４１４によって構成されている。第２のＭＲ素子列Ｒ４２は、第３の対のＭＲ素子Ｒ４２１，Ｒ４２２と、第４の対のＭＲ素子Ｒ４２３，Ｒ４２４によって構成されている。第３のＭＲ素子列Ｒ４３は、第３の対のＭＲ素子Ｒ４３１，Ｒ４３２と、第４の対のＭＲ素子Ｒ４３３，Ｒ４３４によって構成されている。第４のＭＲ素子列Ｒ４４は、第３の対のＭＲ素子Ｒ４４１，Ｒ４４２と、第４の対のＭＲ素子Ｒ４４３，Ｒ４４４によって構成されている。
【０１４９】
ＭＲ素子Ｒ４１１の一端は、第１のＭＲ素子列Ｒ４１の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ４１１の他端は、ＭＲ素子Ｒ４１２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４１２の他端は、ＭＲ素子Ｒ４１３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４１３の他端は、ＭＲ素子Ｒ４１４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４１４の他端は、第１のＭＲ素子列Ｒ４１の第２の端部を構成している。
【０１５０】
ＭＲ素子Ｒ４２１の一端は、第２のＭＲ素子列Ｒ４２の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ４２１の他端は、ＭＲ素子Ｒ４２２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４２２の他端は、ＭＲ素子Ｒ４２３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４２３の他端は、ＭＲ素子Ｒ４２４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４２４の他端は、第２のＭＲ素子列Ｒ４２の第２の端部を構成している。
【０１５１】
ＭＲ素子Ｒ４３１の一端は、第３のＭＲ素子列Ｒ４３の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ４３１の他端は、ＭＲ素子Ｒ４３２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４３２の他端は、ＭＲ素子Ｒ４３３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４３３の他端は、ＭＲ素子Ｒ４３４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４３４の他端は、第３のＭＲ素子列Ｒ４３の第２の端部を構成している。
【０１５２】
ＭＲ素子Ｒ４４１の一端は、第４のＭＲ素子列Ｒ４４の第１の端部を構成している。ＭＲ素子Ｒ４４１の他端は、ＭＲ素子Ｒ４４２の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４４２の他端は、ＭＲ素子Ｒ４４３の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４４３の他端は、ＭＲ素子Ｒ４４４の一端に接続されている。ＭＲ素子Ｒ４４４の他端は、第４のＭＲ素子列Ｒ４４の第２の端部を構成している。
【０１５３】
なお、第１のＭＲ素子列Ｒ４１を構成するＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４１２，Ｒ４１３，Ｒ４１４は、第１のＭＲ素子列Ｒ４１の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、その順序は、図２０に示した例に限られず任意である。同様に、他のＭＲ素子列の各々を構成する４つのＭＲ素子も、各ＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間で直列に接続されていればよく、その順序は、図２０に示した例に限られず任意である。
【０１５４】
ここで、ＭＲ素子Ｒ４１１〜Ｒ４１４，Ｒ４２１〜Ｒ４２４，Ｒ４３１〜Ｒ４３４，Ｒ４４１〜Ｒ４４４の各々における磁化固定層の磁化方向について説明する。第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１〜Ｒ４４において、第３の対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第５の方向と呼び、第４の対を構成する２つのＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向を第６の方向と呼ぶ。第１のＭＲ素子列Ｒ４１を構成するＭＲ素子Ｒ４１１〜Ｒ４１４の磁化固定層の磁化方向は、第１のＭＲ素子列Ｒ４１における第５の方向と第６の方向の中間の方向が第２の方向Ｄ２と同じ方向（Ｙ方向）になるように固定されている。第４のＭＲ素子列Ｒ４４を構成するＭＲ素子Ｒ４４１〜Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向も、第４のＭＲ素子列Ｒ４４における第５の方向と第６の方向の中間の方向が第２の方向Ｄ２と同じ方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ４４１，Ｒ４４２，Ｒ４４３，Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４１２，Ｒ４１３，Ｒ４１４の磁化固定層の磁化方向と同じである。
【０１５５】
ＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４４１の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１４の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１４を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。ＭＲ素子Ｒ４１２，Ｒ４４２の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１３の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１３を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。ＭＲ素子Ｒ４１３，Ｒ４４３の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１２の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１２を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。ＭＲ素子Ｒ４１４，Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向は、図２１に示したＭＲ素子Ｒ３１１の磁化固定層の磁化方向Ｄ３１１を反時計回り方向に９０°回転させた方向である。
【０１５６】
第１のＭＲ素子列Ｒ４１における第５の方向と第６の方向は、相対角度２φをなしている。第５の方向は、第２の方向Ｄ２から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。第６の方向は、第２の方向Ｄ２から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４１２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４１３，Ｒ４１４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４１１の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４１２の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４１３の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４１４の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１５７】
第４のＭＲ素子列Ｒ４４における第５の方向と第６の方向は、第１のＭＲ素子列Ｒ４１における第５の方向と第６の方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ４４１，Ｒ４４２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４４３，Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４４１の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４４２の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４４３の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１５８】
第２のＭＲ素子列Ｒ４２を構成するＭＲ素子Ｒ４２１〜Ｒ４２４の磁化固定層の磁化方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ４２における第５の方向と第６の方向の中間の方向が第２の方向Ｄ２とは反対の方向（−Ｙ方向）になるように固定されている。第３のＭＲ素子列Ｒ４３を構成するＭＲ素子Ｒ４３１〜Ｒ４３４の磁化固定層の磁化方向も、第３のＭＲ素子列Ｒ４３における第５の方向と第６の方向の中間の方向が第２の方向Ｄ２とは反対の方向になるように固定されている。ＭＲ素子Ｒ４３１，Ｒ４３２，Ｒ４３３，Ｒ４３４の磁化固定層の磁化方向は、それぞれ、ＭＲ素子Ｒ４２１，Ｒ４２２，Ｒ４２３，Ｒ４２４の磁化固定層の磁化方向と同じである。
【０１５９】
ＭＲ素子Ｒ４２１，Ｒ４３１の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ４１４，Ｒ４４４の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ４２２，Ｒ４３２の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ４１３，Ｒ４４３の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ４２３，Ｒ４３３の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ４１２，Ｒ４４２の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。ＭＲ素子Ｒ４２４，Ｒ４３４の磁化固定層の磁化方向は、ＭＲ素子Ｒ４１１，Ｒ４４１の磁化固定層の磁化方向の反対方向である。
【０１６０】
第２のＭＲ素子列Ｒ４２における第５の方向と第６の方向は、相対角度２φをなしている。第５の方向は、第２の方向Ｄ２とは反対の方向から時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。第６の方向は、第２の方向Ｄ２とは反対の方向から反時計回り方向に角度φだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４２１，Ｒ４２２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４２３，Ｒ４２４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４２１の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４２２の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４２３の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４２４の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１６１】
第３のＭＲ素子列Ｒ４３における第５の方向と第６の方向は、第２のＭＲ素子列Ｒ４２における第５の方向と第６の方向と同じである。ＭＲ素子Ｒ４３１，Ｒ４３２の磁化固定層の磁化方向は、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４３３，Ｒ４３４の磁化固定層の磁化方向も、相対角度２ψをなしている。ＭＲ素子Ｒ４３１の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４３２の磁化固定層の磁化方向は、第５の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４３３の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。ＭＲ素子Ｒ４３４の磁化固定層の磁化方向は、第６の方向から反時計回り方向に角度ψだけ回転した方向である。
【０１６２】
以上説明したように、第１および第２の検出回路２１，２２の各ＭＲ素子列は、所定の方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有する複数のＭＲ素子によって構成されている。第１の検出回路２１の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１，Ｒ３２，Ｒ３３，Ｒ３４は、第１の方向Ｄ１（Ｘ方向）または第１の方向Ｄ１とは反対方向（−Ｘ方向）に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。また、第２の検出回路２２の第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１，Ｒ４２，Ｒ４３，Ｒ４４は、第２の方向Ｄ２（Ｙ方向）または第２の方向Ｄ２とは反対方向（−Ｙ方向）に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいない。
【０１６３】
次に、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向の具体例に説明する。まず、第１の検出回路２１の各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子について説明する。ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向は、基準方向ＤＲに対してなす角度を用いて表すことができる。同様に、第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ３１〜Ｒ３４における第３の方向と第４の方向も、基準方向ＤＲに対してなす角度を用いて表すことができる。ここで、第３の方向と第４の方向の中間の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第１の種類の角度と呼び、第３の方向または第４の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第２の種類の角度と呼び、第１の検出回路２１に含まれる各ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第３の種類の角度と呼ぶ。また、図２１に示した角度φは４５°であり、角度ψは３０°であるものとする。
【０１６４】
図２２は、第１の検出回路２１における第１ないし第３の種類の角度の関係を示す説明図である。図２２において、符号１０１で示した枠内の数字は第１の種類の角度を表し、符号１０２で示した枠内の数字は第２の種類の角度を表し、符号１０３で示した枠内の数字は第３の種類の角度を表している。本実施の形態では、第１の方向Ｄ１は、基準方向ＤＲから９０°回転した方向である。従って、第１の種類の角度は、９０°と２７０°である。第１の種類の角度９０°に対応する第２の種類の角度は、４５°と１３５°である。第１の種類の角度２７０°に対応する第２の種類の角度は、２２５°と３１５°である。第２の種類の角度４５°に対応する第３の種類の角度は、１５°と７５°である。第２の種類の角度１３５°に対応する第３の種類の角度は、１０５°と１６５°である。第２の種類の角度２２５°に対応する第３の種類の角度は、１９５°と２５５°である。第２の種類の角度３１５°に対応する第３の種類の角度は、２８５°と３４５°である。
【０１６５】
磁化固定層の磁化方向が１５°と７５°である２つのＭＲ素子からなるＭＲ素子の対の抵抗値の理想成分の位相は、１５°と７５°の中間の４５°の磁化方向の磁化固定層を有する仮想のＭＲ素子の抵抗値の理想成分の位相と同じになる。他のＭＲ素子の対の抵抗値の理想成分についても同様である。そして、磁化固定層の磁化方向が１５°、７５°、１０５°、１６５°である４つのＭＲ素子からなるＭＲ素子列Ｒ３１，Ｒ３４の抵抗値の理想成分の位相は、磁化固定層の磁化方向が９０°である仮想のＭＲ素子の抵抗値の理想成分の位相と同じになる。同様に、磁化固定層の磁化方向が１９５°、２５５°、２８５°、３４５°である４つのＭＲ素子からなるＭＲ素子列Ｒ３２，Ｒ３３の抵抗値の理想成分の位相は、磁化固定層の磁化方向が２７０°である仮想のＭＲ素子の抵抗値の理想成分の位相と同じになる。これにより、本実施の形態によれば、第１の検出回路２１は、第１の方向Ｄ１または第１の方向Ｄ１とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいなくても、回転磁界ＭＦの第１の方向Ｄ１の成分の強度を検出して、その強度を表す第１の信号Ｓ１を出力することができる。
【０１６６】
次に、第２の検出回路２２の各ＭＲ素子列を構成する複数のＭＲ素子について説明する。第３および第４の方向と同様に、第１ないし第４のＭＲ素子列Ｒ４１〜Ｒ４４における第５の方向と第６の方向も、基準方向ＤＲに対してなす角度を用いて表すことができる。ここで、第３および第４の方向と同様に、第５の方向と第６の方向の中間の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第１の種類の角度と呼び、第５の方向または第６の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第２の種類の角度と呼び、第２の検出回路２２に含まれる各ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を第３の種類の角度と呼ぶ。
【０１６７】
図２３は、第２の検出回路２２における第１ないし第３の種類の角度の関係を示す説明図である。図２３において、符号１１１で示した枠内の数字は第１の種類の角度を表し、符号１１２で示した枠内の数字は第２の種類の角度を表し、符号１１３で示した枠内の数字は第３の種類の角度を表している。本実施の形態では、第２の方向Ｄ２は、基準方向ＤＲと一致している。従って、第１の種類の角度は、０°と１８０°である。第１の種類の角度０°に対応する第２の種類の角度は、４５°と３１５°である。第１の種類の角度１８０°に対応する第２の種類の角度は、１３５°と２２５°である。第２の種類の角度４５°に対応する第３の種類の角度は、１５°と７５°である。第２の種類の角度３１５°に対応する第３の種類の角度は、２８５°と３４５°である。第２の種類の角度１３５°に対応する第３の種類の角度は、１０５°と１６５°である。第２の種類の角度２２５°に対応する第３の種類の角度は、１９５°と２５５°である。
【０１６８】
第１の検出回路２１の場合と同様に、第２の検出回路２２は、第２の方向Ｄ２または第２の方向Ｄ２とは反対方向に磁化方向が固定された磁化固定層を有するＭＲ素子を含んでいなくても、回転磁界ＭＦの第２の方向Ｄ２の成分の強度を検出して、その強度を表す第２の信号Ｓ２を出力することができる。
【０１６９】
次に、本実施の形態における複数のＭＲ素子の配置について説明する。本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、異なる２つのＭＲ素子列における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。具体的には、第１の検出回路２１では、第１のＭＲ素子列Ｒ３１と第４のＭＲ素子列Ｒ３４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させ、第２のＭＲ素子列Ｒ３２と第３のＭＲ素子列Ｒ３３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。第２の検出回路２２では、第１のＭＲ素子列Ｒ４１と第４のＭＲ素子列Ｒ４４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させ、第２のＭＲ素子列Ｒ４２と第３のＭＲ素子列Ｒ４３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士を隣接させている。
【０１７０】
図２４は、図２０に示したブリッジ回路２４，２６を一体化したユニット８０の平面図である。このユニット８０は、基板８１と、基板８１上に設けられたブリッジ回路２４，２６とを備えている。ブリッジ回路２４は、図２４における下方に配置されている。ブリッジ回路２６は、図２４における上方に配置されている。ブリッジ回路２４，２６の複数のポートは、基板８１上において、基板８１の周縁の近傍に配置されている。
【０１７１】
ブリッジ回路２４は、８つのＭＲ素子配置領域２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６，２４７，２４８を有している。各ＭＲ素子配置領域２４１〜２４８には、２つのＭＲ素子が配置されている。ＭＲ素子配置領域２４１〜２４４では、第１のＭＲ素子列Ｒ３１と第４のＭＲ素子列Ｒ３４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。ＭＲ素子配置領域２４５〜２４８では、第２のＭＲ素子列Ｒ３２と第３のＭＲ素子列Ｒ３３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。なお、各ＭＲ素子配置領域２４１〜２４８内の数字は、図２２に示した第３の種類の角度、すなわち各ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を表している。
【０１７２】
ブリッジ回路２６は、８つのＭＲ素子配置領域２６１，２６２，２６３，２６４，２６５，２６６，２６７，２６８を有している。各ＭＲ素子配置領域２６１〜２６８には、２つのＭＲ素子が配置されている。ＭＲ素子配置領域２６１〜２６４では、第１のＭＲ素子列Ｒ４１と第４のＭＲ素子列Ｒ４４における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。ＭＲ素子配置領域２６５〜２６８では、第２のＭＲ素子列Ｒ４２と第３のＭＲ素子列Ｒ４３における磁化固定層の磁化方向が同じＭＲ素子同士が隣接している。なお、各ＭＲ素子配置領域２６１〜２６８内の数字は、図２３に示した第３の種類の角度、すなわち各ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を表している。
【０１７３】
本実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、ＭＲ素子の磁化固定層の磁化方向を固定する方法として、例えば、ユニット８０に外部磁界が印加された状態で、１つのＭＲ素子配置領域に局所的にレーザ光を照射することによって、１つのＭＲ素子配置領域内の２つのＭＲ素子の温度を上昇させた後、下降させる方法を用いることができる。
【０１７４】
次に、図２５ないし図３３を参照して、回転磁界センサ５の作用および効果について説明する。ここでは、第１の検出回路２１の第２のＭＲ素子列Ｒ３２を例にとって、仮想のＭＲ素子および仮想のＭＲ素子列と比較しながら説明する。まず、第１ないし第３の仮想のＭＲ素子と仮想のＭＲ素子列について説明する。第１の仮想のＭＲ素子は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２を構成する４つのＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３２２，Ｒ３２３，Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向を一方向に揃えて構成した仮想のＭＲ素子である。第２の仮想のＭＲ素子は、第２の対のＭＲ素子Ｒ３２３，Ｒ３２４の磁化固定層の磁化方向を一方向に揃えて構成した仮想のＭＲ素子である。第３の仮想のＭＲ素子は、第１の対のＭＲ素子Ｒ３２１，Ｒ３２２の磁化固定層の磁化方向を一方向に揃えて構成した仮想のＭＲ素子である。
【０１７５】
仮想のＭＲ素子列は、直列に接続された第２の仮想のＭＲ素子と第３の仮想のＭＲ素子によって構成されている。仮想のＭＲ素子列は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２と同様に、第１の端部と第２の端部とを有している。第２の仮想のＭＲ素子の一端は、仮想のＭＲ素子列の第１の端部を構成する。第２の仮想のＭＲ素子の他端は、第３の仮想のＭＲ素子の一端に接続されている。第３の仮想のＭＲ素子の他端は、仮想のＭＲ素子列の第２の端部を構成する。
【０１７６】
第１の仮想のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向である。第２および第３の仮想のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向の中間の方向も、第１の方向Ｄ１とは反対の方向である。第２の仮想のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から反時計回り方向に４５°回転した方向である。第３の仮想のＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向は、第１の方向Ｄ１とは反対の方向から時計回り方向に４５°回転した方向である。
【０１７７】
図２５ないし図３３は、ＭＲ素子の両端間の電位差またはＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図２５ないし図３３において、横軸は角度θを示し、縦軸の「規格化出力」は、図３３に示した第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の最大値が１になるように表した電位差の値を示している。なお、図２５ないし図３３に示した各波形は、シミュレーションによって作成したものである。
【０１７８】
図２５は、第１の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。符号３００は、電位差の周期的に変化する成分の波形を示している。符号３０１は、理想的な正弦曲線を示している。符号３０２で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの２次の高調波成分に起因して発生する２次の電位差高調波成分を示している。符号３０３で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの３次の高調波成分に起因して発生する３次の電位差高調波成分を示している。図２５に示したように、符号３００で示す電位差の周期的に変化する成分の波形は、２次および３次の電位差高調波成分を含んでいるために、正弦曲線から歪んでいる。
【０１７９】
図２６は、第２の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示す波形図である。図２７は、第３の仮想のＭＲ素子の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図２６および図２７において、符号３１０，３２０は、電位差の周期的に変化する成分の波形を示している。符号３１１，３２１は、理想的な正弦曲線を示している。符号３１２，３２２で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの２次の高調波成分に起因して発生する２次の電位差高調波成分を示している。符号３１３，３２３で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの３次の高調波成分に起因して発生する３次の電位差高調波成分を示している。図２６に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対してπ／４（４５°）だけ異なっている。図２７に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対して−π／４（−４５°）だけ異なっている。
【０１８０】
図２８は、仮想のＭＲ素子列の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形（符号３３０）を示している。図２８には、図２７および図２８に示した電位差の周期的に変化する成分の波形（符号３１０，３２０）も示している。図２６および図２７に示したように、符号３１２，３２２で示す２次の電位差高調波成分の位相は、互いに逆相になる。従って、仮想のＭＲ素子列では、２次の電位差高調波成分は相殺される。しかし、仮想のＭＲ素子列では、符号３１３，３２３で示す３次の電位差高調波成分は相殺されず、符号３２０で示す電位差の周期的に変化する成分の波形は、正弦曲線から歪んでいる。
【０１８１】
図２９は、ＭＲ素子Ｒ３２３の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図３０は、ＭＲ素子Ｒ３２４の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図３１は、ＭＲ素子Ｒ３２２の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図３２は、ＭＲ素子Ｒ３２１の両端間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形を示している。図２９ないし図３２に示した波形は、図２１に示した角度φを４５°とし、角度ψを３０°とした場合における波形である。図２９ないし図３２において、符号３４０，３５０，３６０，３７０は、電位差の周期的に変化する成分の波形を示している。符号３４１，３５１，３６１，３７１は、理想的な正弦曲線を示している。符号３４２，３５２，３６２，３７２で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの２次の高調波成分に起因して発生する２次の電位差高調波成分を示している。符号３４３，３５３，３６３，３７３で示す波形は、ＭＲ素子の抵抗値高調波成分のうちの３次の高調波成分に起因して発生する３次の電位差高調波成分を示している。
【０１８２】
図２９に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対してπ／１２（１５°）だけ異なり、図２６に示した各波形の位相に対して−π／６（−３０°）だけ異なっている。図３０に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対して５π／１２（７５°）だけ異なり、図２６に示した各波形の位相に対してπ／６（３０°）だけ異なっている。図３１に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対して−π／１２（−１５°）だけ異なり、図２７に示した各波形の位相に対してπ／６（３０°）だけ異なっている。図３２に示した各波形の位相は、図２５に示した各波形の位相に対して−５π／１２（−７５°）だけ異なり、図２７に示した各波形の位相に対してπ／６（３０°）だけ異なっている。
【０１８３】
図３３は、第２のＭＲ素子列Ｒ３２の第１の端部と第２の端部との間の電位差のうち、周期的に変化する成分の波形（符号３８０）を示している。図３３に示した波形は、図２９ないし図３２と同様に、図２１に示した角度φを４５°とし、角度ψを３０°とした場合における波形である。図３３には、図２９ないし図３２に示した電位差の周期的に変化する成分の波形（符号３４０，３５０，３６０，３７０）も示している。図２９および図３２に示したように、符号３４２，３７２で示す２次の電位差高調波成分の位相は、２φ（９０°）だけ位相が異なるため、互いに逆相になる。図３０および図３１に示したように、符号３５２，３６２で示す２次の電位差高調波成分の位相は、２φ（９０°）だけ位相が異なるため、互いに逆相になる。図２９および図３０に示したように、符号３４３，３５３で示す３次の電位差高調波成分の位相は、２ψ（６０°）だけ位相が異なるため、互いに逆相になる。図３１および図３２に示したように、符号３６３，３７３で示す３次の電位差高調波成分の位相は、２ψ（６０°）だけ位相が異なるため、互いに逆相になる。これにより、第２のＭＲ素子列Ｒ３２では、それを構成する４つのＭＲ素子における２次および３次の電位差高調波成分が相殺される。その結果、符号３８０で示す電位差の周期的に変化する成分の波形は、図２５において符号３００で示した波形および図２８おいて符号３３０で示した波形に比べて歪みが低減された、すなわち、電位差高調波成分が低減された正弦曲線となる。このようにして、本実施の形態によれば、第２のＭＲ素子列Ｒ３２において、次数の異なる２つ（２次および３次）の電位差高調波成分を低減することができる。他のＭＲ素子列においても同様である。
【０１８４】
本実施の形態によれば、φを４５°とし、ψを３０°とすることにより、上述のように各ＭＲ素子列において２次および３次の電位差高調波成分を低減することができる。その結果、本実施の形態によれば、２次および３次の電位差高調波成分に起因した回転磁界センサ５の検出角度の誤差を低減することが可能になる。
【０１８５】
なお、ここまでは、φを４５°とし、ψを３０°として、各ＭＲ素子列において２次および３次の電位差高調波成分を低減する例について説明してきた。しかし、本実施の形態では、φまたはψを、それぞれ低減したい電位差高調波成分の周期の１／４に設定することにより、各ＭＲ素子列において、２種類の任意の次数の電位差高調波成分を低減することが可能である。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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、各ＭＲ素子列がＭＲ素子の対を４つ以上含み、各ＭＲ素子列において、３種類以上の次数の電位差高調波成分を低減できるようにしてもよい。例えば、第３の実施の形態における各ＭＲ素子の代りに、磁化固定層の磁化方向が、第３の実施の形態における各ＭＲ素子における磁化固定層の磁化方向に対して−２２．５°、２２．５°だけ異なる２つのＭＲ素子を設けることによって、２次、３次および４次の電位差高調波成分に起因した回転磁界センサの検出角度の誤差を低減することが可能になる。
【符号の説明】
【０１８８】
１…回転磁界センサ、１１…第１の検出回路、１２…第２の検出回路、１３…演算回路、１４，１６，２４，２６…ホイートストンブリッジ回路。
【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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【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】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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