[发明专利]旋转磁场传感器

说明书

技术领域

本发明涉及对旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度进行检测的旋转磁场传感器。

背景技术

近年来，在汽车的方向盘的旋转位置的检测等各种用途中，为了检测对象物的旋转位置，广泛利用旋转磁场磁传感器。旋转磁场传感器不仅限于检测对象物的旋转位置的情况，而且在检测对象物的直线的位移的情况下也被利用。在使用旋转磁场传感器的系统中，一般设置有产生旋转磁场的单元（例如磁铁），该旋转磁场的方向与对象物的旋转、直线的运动连动地进行旋转。旋转磁场传感器使用磁检测元件，检测旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度。由此，检测对象物的旋转位置、直线的位移。

作为旋转磁场传感器，如在美国专利第6，943，544B2号说明书、美国专利第6，633，462B2号说明书以及美国专利申请公开第2009／0206827A1号说明书中记载的那样，已知具有2个电桥电路（惠斯登电桥电路）的传感器。在该旋转磁场传感器中，2个电桥电路分别包含4个作为磁检测元件的磁阻效应元件(以下，也记为MR元件。)，检测旋转磁场的一个方向的成分的强度，输出表示该强度的信号。2个电桥电路的输出信号的相位相差各电桥电路的输出信号的周期的1/4。旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度，基于2个电桥电路的输出信号来计算。

在作为磁检测元件使用MR元件的旋转磁场传感器中，伴随旋转磁场的方向的旋转，与MR元件的电阻值对应的输出信号的波形理想的是成为正弦曲线（包含正弦（Sine）波形和余弦（Cosine）波形）。可是，如在美国专利第6，633，462B2号说明书中记载的那样，已知有MR元件的输出信号波形从正弦曲线变形的情况。当MR元件的输出信号波形变形时，在旋转磁场传感器的检测角度中有时产生误差。作为MR元件的输出信号波形变形的1种原因，起因于MR元件。

在这里，将MR元件是GMR（巨磁阻效应）元件或TMR（隧道磁阻效应）元件的情况为例，针对起因于MR元件，MR元件的输出信号波形变形的情况的例子进行说明。GMR元件、TMR元件具有：磁化固定层（magnetization pinned layers），磁化方向被固定；自由层，磁化方向对应于旋转磁场的方向而变化；以及非磁性层，配置在磁化固定层和自由层之间。作为MR元件的输出信号波形起因于MR元件而变形的情况的例子，举出磁化固定层的磁化方向由于旋转磁场等的影响而变动的情况。这在旋转磁场的强度比较大的情况下容易发生。作为MR元件的输出信号波形起因于MR元件而变形的情况的其它例子，举出自由层的磁化方向由于自由层的形状各向异性、矫顽磁力等的影响而与旋转磁场的方向不一致的情况。这在旋转磁场的强度比较小的情况下容易发生。

在美国专利第6，633，462B2号说明书中，记载了如下磁阻传感器，其对具有主参照磁化轴的主检测元件分别电连接具有相对于主参照磁化轴倾斜的参照磁化轴的2个校正检测元件，对检测角度进行校正。可是，在该传感器中，根据主检测元件和校正检测元件的电阻、尺寸、材料、旋转磁场的强度等的设计条件的不同，存在需要对校正检测元件的设计进行最优化，传感器的设计不容易的问题。

再有，到此为止，针对在作为磁检测元件使用MR元件的旋转磁场传感器中，在旋转磁场传感器的检测角度中有时产生误差的问题进行了说明。可是，该问题在包含磁检测元件、对旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度进行检测的旋转磁场传感器普遍存在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转磁场传感器，对旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度进行检测，其能够减少检测角度的误差。

本发明的旋转磁场传感器，检测基准位置的旋转磁场的方向相对于基准方向形成的角度。旋转磁场传感器具备：第1检测部，在第1位置中检测旋转磁场；以及第2检测部，在第2位置中检测旋转磁场。

第1检测部具有：第1检测电路，检测旋转磁场的第1方向的成分的强度，输出表示该强度的信号；以及第2检测电路，检测旋转磁场的第2方向的成分的强度，输出表示该强度的信号。第2检测部具有：第3检测电路，检测旋转磁场的第3方向的成分的强度，输出表示该强度的信号；以及第4检测电路，检测旋转磁场的第4方向的成分的强度，输出表示该强度的信号。第1到第4检测电路分别包含至少1个磁检测元件。

第1到第4检测电路的输出信号以相互相等的信号周期而周期性变化。第3检测电路的输出信号的相位与第1检测电路的输出信号的相位不同。第4检测电路的输出信号的相位与第2检测电路的输出信号的相位不同。

本发明的旋转磁场传感器还具备：