(57)【要約】【課題】製造コストを抑制する磁気検出装置を提供する。【解決手段】回転角検出装置１は、図２（ａ）に示すように、検出対象の変位に応じた磁場２５の変化を検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、複数の磁気検出部（第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６）が電気的に接続され、複数の磁気検出部のそれぞれとの接続を周期的に切り替える切替部７と、切替部７を介して入力した複数の磁気検出部ごとの位相が異なる検出信号を差動増幅するオペアンプ８と、を備えて概略構成されている。【選択図】図２
2016050841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の変位に応じた磁場の変化を検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、
複数の前記磁気検出部が電気的に接続され、複数の前記磁気検出部のそれぞれとの接続を周期的に切り替える切替部と、
前記切替部を介して入力した複数の前記磁気検出部ごとの前記位相が異なる検出信号を差動増幅する差動増幅部と、
を備えた磁気検出装置。
【請求項２】
複数の前記磁気検出部は、４つの磁気抵抗素子により第１のブリッジ回路が形成された第１の磁気検出部、及び前記第１のブリッジ回路を４５°回転させた配置となる第２のブリッジ回路を有する第２の磁気検出部によって構成される一対の磁気検出部を少なくとも１つ有する、
請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
前記差動増幅部から出力された増幅信号をデジタル変換してデジタル信号を出力する変換部と、
前記変換部から出力された前記デジタル信号に基づいて前記検出対象の回転角を算出する算出部と、
を備えた請求項１又は２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、磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、ステアリングに連動して回転する磁石と、四つの磁気抵抗が略矩形状に配列されると共に、対向する二つの磁気抵抗が電気的に接続されて二組の一対の磁気抵抗が形成された二つの磁気検出素子と、一方の磁気検出素子の一対の磁気抵抗の両端に配置された切替手段と、二つの磁気検出素子のそれぞれと電気的に接続され、二組の一対の磁気抵抗の中間電位を差動増幅する二つのオペアンプと、切替手段を制御すると共に二つのオペアンプの出力に基づいて磁石の回転角度を検出する制御手段と、を備えた回転角度検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この回転角度検出装置は、二つの磁気検出素子の一方が他方に対して４５°回転しており、さらに双方が重なるように配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の回転角度検出装置は、磁気検出素子と同数のオペアンプが必要なので、磁気検出素子が増えるとオペアンプも増えて製造コストが増加する問題がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、製造コストを抑制す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】
【０００７】
本発明の一態様は、検出対象の変位に応じた磁場の変化を検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、複数の磁気検出部が電気的に接続され、複数の磁気検出部のそれぞれとの接続を周期的に切り替える切替部と、切替部を介して入力した複数の磁気検出部ごとの位相が異なる検出信号を差動増幅する差動増幅部と、を備えた磁気検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、製造コストを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転角検出装置の概略図であり、図１（ｂ）は、第１のＭＲ（Magneto Resistive）センサ及び第２のＭＲセンサと磁石との位置関係を説明するための上面図であり、図１（ｃ）は、第１のＭＲセンサ及び第２のＭＲセンサの配置を説明するための概略図である。
【図２】図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転角検出装置のブロック図であり、図２（ｂ）は、第１のＭＲセンサから出力される検出信号のグラフであり、図２（ｃ）は、第２のＭＲセンサから出力される検出信号のグラフであり、図２（ｄ）は、それぞれの検出信号を差動増幅した増幅信号のグラフである。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係る回転角検出装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施の形態の要約）
実施の形態に係る磁気検出装置は、検出対象の変位に応じた磁場の変化を検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、複数の磁気検出部が電気的に接続され、複数の磁気検出部のそれぞれとの接続を周期的に切り替える切替部と、切替部を介して入力した複数の磁気検出部ごとの位相が異なる検出信号を差動増幅する差動増幅部と、を備えて概略構成されている。
【００１１】
この磁気検出装置は、切替部によって磁気検出部と差動増幅部との接続を切り替えて差動増幅するので、磁気検出部と同数の差動増幅部を必要としないことから、製造コストを抑制することができる。
【００１２】
[第１の実施の形態]
（回転角検出装置１の全体構成）
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転角検出装置の概略図であり、図１（ｂ）は、第１のＭＲセンサ及び第２のＭＲセンサと磁石との位置関係を説明するための上面図であり、図１（ｃ）は、第１のＭＲセンサ及び第２のＭＲセンサの配置を説明するための概略図である。図２（ａ）は、第１の実施の形態に係る回転角検出装置のブロック図であり、図２（ｂ）は、第１のＭＲセンサから出力される検出信号のグラフであり、図２（ｃ）は、第２のＭＲセンサから出力される検出信号のグラフであり、図２（ｄ）は、それぞれの検出信号を差動増幅した増幅信号のグラフである。図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、縦軸が電圧[Ｖ]であり、横軸が回転角θ[°]である。図２（ｂ）〜図２（ｄ）は、０°〜１８０°の範囲を図示している。なお、以下に記載する実施の形態に係る各図において、図形間の比率は、実際の比率とは異なる場合がある。また図２（ａ）、及び後述する図３では、主な信号や情報の流れを矢印で示している。
【００１３】
磁気検出装置としての回転角検出装置１は、検出対象の回転角の直接の検出、又は検出対象と連動して回転する部材の回転角の検出を介して検出対象の回転角の検出を行う装置である。この検出対象は、一例として、車両のステアリング、回転操作がなされる電子機器の操作ノブ等である。
【００１４】
本実施の形態では、図１（ａ）に示すように、検出対象に磁石２が取り付けられている場合について説明する。なお検出対象の回転軸と磁石２の回転軸２００とは、一致しているものとする。また回転角検出装置１は、一例として、車両に搭載された電子機器に電気的に接続されているものとする。
【００１５】
回転角検出装置１は、図２（ａ）に示すように、検出対象の変位に応じた磁場２５の変化を検出し、位相が異なる検出信号を出力する磁気検出部と、複数の磁気検出部が電気的に接続され、複数の磁気検出部のそれぞれとの接続を周期的に切り替える切替部７と、切替部７を介して入力した複数の磁気検出部ごとの位相が異なる検出信号を差動増幅する差動増幅部としてのオペアンプ８と、を備えて概略構成されている。
【００１６】
この回転角検出装置１は、磁気検出部として第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６を有している。この第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６及び切替部７は、一例として、１チップの磁気センサＩＣ（Integrated Circuit）４として基板３に配置されている。この基板３は、例えば、プリント配線基板である。
【００１７】
また回転角検出装置１は、オペアンプ８から出力された増幅信号Ｓ１をデジタル変換してデジタル信号Ｓ２を出力する変換部としてのＡ／Ｄ変換部９と、Ａ／Ｄ変換部９から出力されたデジタル信号Ｓ２に基づいて検出対象の回転角θを算出する算出部としての回転角算出部１０と、クロック信号Ｓ４を生成するクロック信号生成部１１を備えている。
【００１８】
このオペアンプ８、Ａ／Ｄ変換部９、回転角算出部１０及びクロック信号生成部１１は、基板３に配置されている。
【００１９】
（磁石２の構成）
磁石２は、例えば、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石、又は、フェライト系、ネオジム系、サマコバ系、サマリウム鉄窒素系等の磁性体材料と、ポリスチレン系、ポリエチレン系、ポリアミド系、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン（ＡＢＳ）等の合成樹脂材料と、を混合して所望の形状に成形したプラスチックマグネットである。なお磁石２は、電磁磁石であっても良い。
【００２０】
磁石２は、図１（ａ）に示すように、円柱形を有している。磁石２は、半円柱の一方がＮ極、他方がＳ極となるように着磁されている。従って磁石２は、Ｎ極から湧き出し、Ｓ極に吸い込まれる磁場２５を形成する。図１（ａ）では、磁石２の表面２０における磁場２５を図示しているが、基板３と対向する裏面２１側では、第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６の検出領域に作用する磁場２５が発生している。
【００２１】
この裏面２１側の磁場２５は、図１（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６の検出領域を横切る磁気ベクトル２５０を生成する。なお図１（ｂ）及び図１（ｃ）の磁気ベクトル２５０は、磁場２５の磁気ベクトルの一部を模式的に示したものである。
【００２２】
磁石２は、図１（ａ）に示す回転軸２００を軸として、時計回り（矢印Ａ方向）及び反時計回り（矢印Ｂ方向）に回転する。磁気ベクトル２５０は、磁石２の回転により、回転軸２００を軸として回転する。
【００２３】
磁石２の回転角θ、つまり検出対象の回転角θは、図１（ｂ）に示すように、Ｎ極とＳ極の境界が第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６の中間に位置する状態を基準位置（θ＝０°）とし、時計回りを正としている。なお磁石２と磁気センサＩＣ４は、回転軸２００が第１のＭＲセンサ５と第２のＭＲセンサ６の中点を通るように配置されている。
【００２４】
（磁気センサＩＣ４の構成）
磁気センサＩＣ４は、一例として、第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６及び切替部７が１チップとなるように、樹脂により封止されて形成されている。この樹脂による封止は、例えば、エポキシ樹脂を主成分に、シリカ充填材等を加えた熱硬化性成形材料を用いて行われる。なお第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６及び切替部７は、別々に基板３に配置されても良い。
【００２５】
第１のＭＲセンサ５は、図１（ｃ）に示すように、第１の磁気抵抗素子５１〜第４の磁気抵抗素子５４を有している。また第２のＭＲセンサ６は、第１の磁気抵抗素子６１〜第４の磁気抵抗素子６４を有している。この第１の磁気抵抗素子５１〜第４の磁気抵抗素子５４、及び第１の磁気抵抗素子６１〜第４の磁気抵抗素子６４は、配置が異なるものの同じ磁気抵抗素子である。従って第１の磁気抵抗素子５１〜第４の磁気抵抗素子５４、及び第１の磁気抵抗素子６１〜第４の磁気抵抗素子６４は、磁場２５が作用していない際、同じ抵抗値となるように構成されている。
【００２６】
第１のＭＲセンサ５は、隣接する磁気抵抗素子同士が９０°の角度で配置されると共に、第１の磁気抵抗素子５１〜第４の磁気抵抗素子５４によりブリッジ回路が形成されている。また第２のＭＲセンサ６は、当該ブリッジ回路、つまり第１のＭＲセンサ５を４５°回転させた配置を有している。
【００２７】
第１の磁気抵抗素子５１の一方端は、電源電圧ＶＣＣが印加され、他方端は、第２の磁気抵抗素子５２の一方端と電気的に接続されている。第２の磁気抵抗素子５２の他方端は、接地されている。この第１の磁気抵抗素子５１と第２の磁気抵抗素子５２の間には、中点電位が発生し、磁石２の回転に伴う中点電位の変化を示す検出信号Ｖ１が出力される。
【００２８】
第３の磁気抵抗素子５３の一方端は、電源電圧ＶＣＣが印加され、他方端は、第４の磁気抵抗素子５４の一方端と電気的に接続されている。第４の磁気抵抗素子５４の他方端は、接地されている。この第３の磁気抵抗素子５３と第４の磁気抵抗素子５４の間には、中点電位が発生し、磁石２の回転に伴う中点電位の変化を示す検出信号Ｖ２が出力される。
【００２９】
この第１のＭＲセンサ５から出力される検出信号Ｖ１及び検出信号Ｖ２は、図２（ｂ）に示すように、磁石２の回転角θに応じて、位相が異なる信号となる。具体的には、磁石２が基準位置（θ＝０°）にある際、磁気ベクトル２５０は、図１（ｃ）に示すように、第１の磁気抵抗素子５１〜第２の磁気抵抗素子５４とおよそ４５°で交差するので、第１の磁気抵抗素子５１〜第２の磁気抵抗素子５４の磁気抵抗が同じ磁気抵抗となる。従って検出信号Ｖ１及び検出信号Ｖ２は、位相が９０°異なるサイン波となる。
【００３０】
第１のＭＲセンサ５の検出信号Ｖ１は、切替部７のスイッチＳＷ１を介してオペアンプ８の非反転入力端子（＋）に入力する。また検出信号Ｖ２は、切替部７のスイッチＳＷ２を介してオペアンプ８の反転入力端子（−）に入力する。
【００３１】
第２のＭＲセンサ６から出力される検出信号Ｖ３及び検出信号Ｖ４は、図２（ｂ）に示すように、磁石２の回転角θに応じて、位相が異なる信号となる。具体的には、第２のＭＲセンサ６は、第１のＭＲセンサ５を４５°回転させた配置となるので、検出信号Ｖ３及び検出信号Ｖ４は、検出信号Ｖ１及び検出信号Ｖ２と位相が４５°異なる。従って検出信号Ｖ３及び検出信号Ｖ４は、位相が９０°異なるコサイン波となる。
【００３２】
また第２のＭＲセンサ６の検出信号Ｖ３は、切替部７のスイッチＳＷ４を介してオペアンプ８の反転入力端子（−）に入力する。また検出信号Ｖ４は、切替部７のスイッチＳＷ３を介してオペアンプ８の非反転入力端子（＋）に入力する。
【００３３】
図２（ｄ）の増幅信号Ｓ１ａは、第１のＭＲセンサ５の検出信号Ｖ１及び検出信号Ｖ２を差動増幅した信号を示している。また図２（ｄ）の増幅信号Ｓ１ｂは、第２のＭＲセンサ６の検出信号Ｖ３及び検出信号Ｖ４を差動増幅した信号を示している。この増幅信号Ｓ１ａ及び増幅信号Ｓ１ｂは、切替部７のスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４の切り替えの周期に応じて、交互に生成される。従って増幅信号Ｓ１は、交互に増幅信号Ｓ１ａ及び増幅信号Ｓ１ｂを含む信号としてＡ／Ｄ変換部９に出力される。
【００３４】
（切替部７の構成）
切替部７は、例えば、マルチプレクサである。この切替部７は、図２（ａ）に示すように、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４と、このスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４を、クロック信号Ｓ４に基づいて周期的に切り替える制御部７０と、を備えている。
【００３５】
制御部７０は、例えば、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４を切り替える際に参照するテーブル７１を記憶する半導体メモリを有している。制御部７０は、例えば、テーブル７１を参照すると共に入力したクロック信号Ｓ４に応じてスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４を周期的に切り替えるように構成されている。
【００３６】
このテーブル７１には、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２が閉じると共にスイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４が開き、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２が開くと共にスイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４が閉じるような、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４の開閉の組み合せが格納されている。
【００３７】
（Ａ／Ｄ変換部９の構成）
Ａ／Ｄ変換部９は、第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６から出力され、オペアンプ８で差動増幅されたアナログ信号である増幅信号Ｓ１を、クロック信号Ｓ４に基づいて予め定められたサンプリング周期に基づいてサンプリングしてデジタル信号Ｓ２に変換するように構成されている。
【００３８】
このデジタル信号Ｓ２は、第１のＭＲセンサ５が切替部７を介してオペアンプ８に接続されている場合、第１のＭＲセンサ５の検出信号Ｖ１と検出信号Ｖ２が差動増幅された増幅信号Ｓ１に基づいて生成される。またデジタル信号Ｓ２は、第２のＭＲセンサ６が切替部７を介してオペアンプ８に接続されている場合、第２のＭＲセンサ６の検出信号Ｖ３と検出信号Ｖ４が差動増幅された増幅信号Ｓ１に基づいて生成される。従ってデジタル信号Ｓ２には、第１のＭＲセンサ５のデジタル信号と第２のＭＲセンサ６のデジタル信号とが、クロック信号Ｓ４に基づいて交互に含まれている。
【００３９】
（回転角算出部１０の構成）
回転角算出部１０は、例えば、クロック信号Ｓ４に基づいてデジタル信号Ｓ２から第１のＭＲセンサ５のデジタル値と、第２のＭＲセンサ６のデジタル値を分離するように構成されている。
【００４０】
具体的には、回転角算出部１０は、例えば、クロック信号Ｓ４に基づいて出力される第１のＭＲセンサ５の増幅信号Ｓ１ａに基づくデジタル信号、及び第２のＭＲセンサ６の増幅信号Ｓ１ｂに基づくデジタル信号を分離してＳｉｎθ及びＣｏｓθを生成し、Ｓｉｎθ及びＣｏｓθから逆正接関数（ａｒｃｔａｎ）を計算することにより、回転角θを算出するように構成されている。また回転角算出部１０は、例えば、算出した回転角θの履歴を保持することにより、１８０°以上の回転角θ、また矢印Ｂ方向の回転角θを算出するように構成されている。
【００４１】
回転角算出部１０は、算出した回転角θの情報である回転角情報Ｓ３を生成し、接続された電子機器に出力する。
【００４２】
（クロック信号生成部１１の構成）
クロック信号生成部１１は、切替部７、Ａ／Ｄ変換部９及び回転角算出部１０を同期させるためのクロック信号Ｓ４を生成し、これらに出力する。
【００４３】
以下に、回転角検出装置１の動作の一例について説明する。
【００４４】
（動作）
回転角検出装置１のクロック信号生成部１１は、電源電圧ＶＣＣが印加されると、クロック信号Ｓ４を生成して切替部７、Ａ／Ｄ変換部９及び回転角算出部１０に出力する。
【００４５】
切替部７の制御部７０は、クロック信号Ｓ４及びテーブル７１に基づいてスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ４を切り替える。切替部７は、この切り替えにより、第１のＭＲセンサ５の検出信号Ｖ１と検出信号Ｖ２、及び第２のＭＲセンサ６の検出信号Ｖ３と検出信号Ｖ４を周期的にオペアンプ８に出力する。
【００４６】
オペアンプ８は、周期的に入力する検出信号Ｖ１と検出信号Ｖ２、及び検出信号Ｖ３と検出信号Ｖ４を差動増幅して増幅信号Ｓ１を生成し出力する。
【００４７】
Ａ／Ｄ変換部９は、クロック信号Ｓ４に基づいて、入力する増幅信号Ｓ１をデジタル化してデジタル信号Ｓ２を生成して出力する。
【００４８】
回転角算出部１０は、クロック信号Ｓ４に基づいて、入力するデジタル信号Ｓ２を分離して逆正接関数を計算して回転角θを算出する。続いて、回転角算出部１０は、算出した回転角θに基づいて回転角情報Ｓ３を生成して、回転角検出装置１が接続された電子機器に出力する。
【００４９】
（第１の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る回転角検出装置１は、製造コストを抑制することができる。具体的には、回転角検出装置１は、切替部７によって第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６とオペアンプ８との接続を切り替えて検出信号Ｖ１〜検出信号Ｖ４を差動増幅するように構成されている。切替部７とオペアンプ８は、磁気検出部と同数の２つのオペアンプを有する場合に比べて、回路規模が小さい。従って回転角検出装置１は、第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６と同数のオペアンプを必要としないことから、回路規模が小さくなると共に製造コストが抑制される。また回転角検出装置１は、回路規模が小さいので小型化することができる。
【００５０】
また複数の差動増幅部を有する検出装置の場合、差動増幅部の個体差による増幅率の差が生じて検出精度が低下する可能性がある。しかし回転角検出装置１は、オペアンプ８によって全ての磁気検出部の検出信号を差動増幅するので、個体差による検出精度の低下を抑制し、検出精度を向上させることができる。なお回転角検出装置１は、切替部７が抵抗となるが、入力インピーダンスを十分大きくできるので、回転角θの検出精度に与える影響が抑制される。
【００５１】
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態は、第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６の一対の磁気検出部をさらに備えている点で第１の実施の形態と異なっている。
【００５２】
図３は、第２の実施の形態に係る回転角検出装置のブロック図である。なお以下に記載する実施の形態において、第１の実施の形態と同じ機能及び構成を有する部分は、第１の実施の形態と同じ符号を付し、その説明は省略するものとする。
【００５３】
本実施の形態に係る回転角検出装置１は、図３に示すように、第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａと、スイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ８を有する切替部７と、を備えて概略構成されている。回転角検出装置１は、例えば、冗長性を得るために、第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａを有している。
【００５４】
第１のＭＲセンサ５及び第２のＭＲセンサ６は、例えば、それぞれの４つの磁気検出素子が作る素子中心が一致すると共に、両者が作る外形が正８角形となるように配置される。同様に、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａは、例えば、素子中心が一致すると共に、両者が作る外形が正８角形となるように配置される。
【００５５】
この第１のＭＲセンサ５と第２のＭＲセンサ６が一体となった磁気センサは、一例として、第１の実施の形態の第１のＭＲセンサ５の位置に配置される。また第３のＭＲセンサ５ａと第４のＭＲセンサ６ａが一体となった磁気センサは、一例として、第１の実施の形態の第２のＭＲセンサ６の位置に配置される。
【００５６】
なお第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａは、十字の中心を回転軸２００とした各頂点に配置されても良く、またこれらに限定されない配置が可能である。
【００５７】
第３のＭＲセンサ５ａは、図３に示すように、各磁気抵抗素子が第１のＭＲセンサ５と同じ向きに配置されると共に、第１の磁気抵抗素子５１〜第４の磁気抵抗素子５４を用いてブリッジ回路が形成されている。第３のＭＲセンサ５ａの第１の磁気抵抗素子５１と第２の磁気抵抗素子５２の中点電位は、検出信号Ｖ１ａとして切替部７のスイッチＳＷ５を介してオペアンプ８の非反転入力端子（＋）に入力する。第３のＭＲセンサ５ａの第３の磁気抵抗素子５３と第４の磁気抵抗素子５４の中点電位は、検出信号Ｖ２ａとして切替部７のスイッチＳＷ６を介してオペアンプ８の反転入力端子（−）に入力する。
【００５８】
第４のＭＲセンサ６ａは、図３に示すように、各磁気抵抗素子が第２のＭＲセンサ６と同じ向きに配置されると共に、第１の磁気抵抗素子６１〜第４の磁気抵抗素子６４を用いてブリッジ回路が形成されている。第４のＭＲセンサ６ａの第１の磁気抵抗素子６１と第２の磁気抵抗素子６２の中点電位は、検出信号Ｖ３ａとして切替部７のスイッチＳＷ８を介してオペアンプ８の反転入力端子（−）に入力する。第４のＭＲセンサ６ａの第３の磁気抵抗素子６３と第４の磁気抵抗素子６４の中点電位は、検出信号Ｖ４ａとして切替部７のスイッチＳＷ７を介してオペアンプ８の非反転入力端子（＋）に入力する。
【００５９】
切替部７の制御部７０は、クロック信号Ｓ４及びテーブル７１に基づいてスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ８を周期的に切り替えるように構成されている。具体的には、制御部７０は、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２、スイッチＳＷ３とスイッチＳＷ４、スイッチＳＷ５とスイッチＳＷ６、及びスイッチＳＷ７とスイッチＳＷ８の組み合わせで周期的に閉じるように制御する。テーブル７１には、このスイッチＳＷ１〜スイッチＳＷ８の開閉の組み合せが格納されている。
【００６０】
Ａ／Ｄ変換部９は、第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａから出力され、オペアンプ８で差動増幅された増幅信号Ｓ１をデジタル信号Ｓ２に変換するように構成されている。このデジタル信号Ｓ２には、第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａのデジタル信号が、クロック信号Ｓ４に基づいて交互に含まれている。
【００６１】
回転角算出部１０は、例えば、クロック信号Ｓ４に基づいてデジタル信号Ｓ２から第１のＭＲセンサ５、第２のＭＲセンサ６、第３のＭＲセンサ５ａ及び第４のＭＲセンサ６ａのデジタル値を分離するように構成されている。
【００６２】
回転角算出部１０は、分離したデジタル信号に基づいて逆正接関数を計算することにより、回転角θを算出するように構成されている。従って回転角算出部１０は、許容範囲内で同じ値となる２つの回転角θを算出する。回転角算出部１０は、算出した２つの回転角θに基づいて回転角情報Ｓ３を生成して出力する。
【００６３】
なお変形例として、回転角算出部１０は、一例として、２つの回転角θの差分が予め定められたしきい値より大きい場合、いずれかのＭＲセンサが故障したとする故障情報を出力するように構成されても良い。また他の変形例として、回転角検出装置１は、例えば、算出された２つの回転角θに基づいて故障を判定する判定部を備えても良い。
【００６４】
（第２の実施の形態の効果）
本実施の形態に係る回転角検出装置１は、冗長性を有することができる。また回転角検出装置１は、４つのＭＲセンサに対して１つのオペアンプ８で構成されるので、製造コストを抑制することができる。
【００６５】
変形例として、磁気検出装置は、検出対象の回転以外の変位を検出するように構成しても良い。この場合、磁気検出装置は、回転角算出部１０の代わりに、デジタル信号Ｓ２に基づいて磁石２の位置を判定する位置判定部を有する。この磁気検出装置は、一例として、車両のシフト装置のシフトレバーの操作位置、ライトのオン・オフ等を指示するレバーコンビネーションスイッチ装置のレバーの操作位置、及びジョイスティック等の操作部の操作位置を検出することができる。
【００６６】
また変形例として磁気検出装置は、４つより多くの磁気検出部を備えていても良い。
【００６７】
上述の実施の形態及び変形例に係る磁気検出装置は、例えば、用途に応じて、その一部が、コンピュータが実行するプログラム、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）及びＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されても良い。
【００６８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態及び変形例を説明したが、これらの実施の形態及び変形例は、一例に過ぎず、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。これら新規な実施の形態及び変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更等を行うことができる。また、これら実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない。さらに、これら実施の形態及び変形例は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１…回転角検出装置、２…磁石、３…基板、５…第１のＭＲセンサ、５ａ…第３のＭＲセンサ、６…第２のＭＲセンサ、６ａ…第４のセンサ、７…切替部、８…オペアンプ、９…変換部、１０…回転角算出部、１１…クロック信号生成部、２０…表面、２１…裏面、２５…磁場、５１〜５４…第１の磁気抵抗素子〜第４の磁気抵抗素子、６１〜６４…第１の磁気抵抗素子〜第４の磁気抵抗素子、７０…制御部、７１…テーブル、２００…回転軸、２５０…磁気ベクトル、ＳＷ１〜ＳＷ８…スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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