CN107543564A - 角度传感器及角度传感器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及角度传感器及角度传感器系统。角度传感器具备第一至第四检测部和角度检测部。第一至第四检测部分别生成两个检测信号。第一至第四检测部以在它们生成的多个检测信号之间产生规定的相位关系的方式配置。角度检测部进行使用了多个检测信号的运算，生成与多个检测信号相比降低了相当于5以上的次数的高次谐波的误差成分和相当于5以外的次数的高次谐波的误差成分的第一及第二信号。然后，角度检测部基于第一及第二信号算出角度检测值。

Description

角度传感器及角度传感器系统

技术领域

本发明涉及生成与旋转磁场的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器及角度传感器系统。

背景技术

近年来，在汽车的方向盘或动力转向电动机的旋转位置的检测等各种用途中，广泛利用生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器。作为角度传感器，例如具有磁角度传感器。使用磁角度传感器的角度传感器系统中，通常设置与对象物的旋转或直线的运动连动而产生方向旋转的旋转磁场的磁场产生部。磁场产生部例如为磁铁。磁角度传感器中的检测对象的角度与基准位置上的旋转磁场的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系。

作为磁角度传感器，如中国专利申请公开第102384758A号说明书所记载的那样，已知有具备生成相位相互不同的多个检测信号的多个检测电路，通过使用了多个检测信号的运算生成角度检测值的传感器。多个检测电路分别包含至少一个磁检测元件。磁检测元件包含例如自旋阀型的磁阻效应元件，该自旋阀型的磁阻效应元件具有：固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层。

磁角度传感器中，在旋转磁场的方向以规定的周期变化的情况下，多个检测信号的各自的波形理想上成为正弦曲线(包含正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，各检测信号的波形有时从正弦曲线失真。当各检测信号的波形失真时，有时在角度检测值中产生误差。以下，将角度检测值中产生的误差称为角度误差。

在各检测信号的波形失真的情况下，各检测信号包含：以描绘理想的正弦曲线的方式变化的理想成分、与相对于理想成分的一个以上的高次谐波相当的一个以上的误差成分。在各检测信号仅由理想成分构成的情况下算出的角度检测值相当于角度传感器的真正的检测对象的角度。以下，将在各检测信号仅由理想成分构成的情况下算出的角度检测值称为理想角度。角度误差是理想角度与角度检测值的差。

对各检测信号的波形失真的原因大致区分，具有磁场产生部产生的旋转磁场造成的第一原因和磁检测元件造成的第二原因。理想的角度传感器系统中，在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，各检测电路的位置上的表示旋转磁场的一个方向的成分的强度的变化的波形(以下，称为磁场强度波形。)成为正弦曲线，且由各检测电路生成的各检测信号的波形也成为正弦曲线。各检测信号的波形由于第一原因而失真的情况，是即使在检测对象的角度以规定的周期变化的情况下，磁场强度波形也从正弦曲线失真的情况。各检测信号的波形由于第二原因而失真的情况，是即使在磁场强度波形成为正弦曲线的情况下，各检测信号的波形也从正弦曲线失真的情况。此外，也存在第一原因与第二原因复合而使各检测信号的波形失真的情况。

中国专利申请公开第102384758A号说明书中记载有一种技术，其通过使用了至少四个检测信号的运算，降低与相对于理想成分的三次的高次谐波相当的误差成分所引起的角度误差。

日本专利申请公开平5-346329号公报中记载有一种技术，其在由沿着磁尺的刻度方向可相对移动的磁阻效应元件构成的磁传感器中，将配置于上述刻度方向上相互不同的位置的多个线状磁阻效应元件片串联地连接而构成磁阻效应元件，由此，得到除去了一个以上的高次谐波的再生信号。

磁角度传感器中，各检测信号所含的一个以上的误差成分主要是相当于3以上的次数、特别是3以上的奇数的次数的一个以上的高次谐波的成分。作为降低磁角度传感器中的角度误差的方法，考虑以各检测信号所含的一个以上的误差成分变小的方式，通过信号处理修正各检测信号的方法。但是，该方法中，存在需要复杂的信号处理等的问题。与一个以上的误差成分相当的一个以上的高次谐波的次数越高，该问题越显著。

中国专利申请公开第102384758A号说明书所记载的技术中，存在不能降低相当于5以上的次数的高次谐波的误差成分所引起的角度误差等的问题。

日本专利申请公开平5-346329号公报所记载的技术中，需要设计根据磁尺的刻度的周期改变多个线状磁阻效应元件片的位置的磁阻效应元件，而存在磁阻效应元件的设计不容易等的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可容易降低多个检测信号各自所含的相当于5以上的次数的高次谐波的误差成分所引起的角度误差的角度传感器及角度传感器系统。

本发明的角度传感器是生成与基准位置上的旋转磁场的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器。本发明的角度传感器系统具备本发明的角度传感器和产生旋转磁场的磁场产生部。

本发明的角度传感器具备：第一检测部、第二检测部、角度检测部。第一检测部具有分别生成与第一位置上的旋转磁场的方向相对于第一方向所成的角度具有对应关系的第一及第二检测信号的第一及第二检测信号生成部。第二检测部具有分别生成与第二位置上的旋转磁场的方向相对于第二方向所成的角度具有对应关系的第三及第四检测信号的第三及第四检测信号生成部。

在旋转磁场的方向以规定的周期变化的情况下，第一至第四检测信号分别包含理想成分和第一误差成分。理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化。第一误差成分是与相对于理想成分的n次的高次谐波相当的误差成分。所述n为5以上。第一及第二检测信号的理想成分的相位相互不同。第三及第四检测信号的理想成分的相位相互不同。

第一检测部与第二检测部以在第一及第三检测信号的理想成分之间产生第一相位关系，且在第二及第四检测信号的理想成分之间产生第二相位关系的位置关系进行配置。第一相位关系是如果进行求出第一及第三检测信号的和或差的第一运算则可得到与第一及第三检测信号相比降低了第一误差成分的信号的关系。第二相位关系是如果进行求出第二及第四检测信号的和或差的第二运算则可得到与第二及第四检测信号相比降低了第一误差成分的信号的关系。

角度检测部具有：第一运算电路，其进行包含第一运算的运算，生成与第一及第三检测信号相比降低了第一误差成分的第一信号；第二运算电路，其进行包含第二运算的运算，生成与第二及第四检测信号相比降低了第一误差成分的第二信号；角度运算部，其基于第一及第二信号算出角度检测值。

第一检测部与第二检测部的位置关系也可以是，以第一位置上的旋转磁场的方向与第二位置上的旋转磁场的方向相互不同的方式，第一位置与第二位置相互不同的关系。

在第一检测部与第二检测部的位置关系如上所述为第一位置与第二位置相互不同的关系的情况下，角度传感器系统的磁场产生部也可以是相对于第一及第二检测部的相对的位置沿规定的方向变化的磁场产生部，第一位置与第二位置也可以对于所述规定的方向相互不同。另外，磁场产生部也可以以中心轴为中心进行旋转。在该情况下，所述规定的方向为磁场产生部的旋转方向。另外，在该情况下，第一位置与第二位置也可以处于与中心轴垂直的假想的平面上，且距中心轴的距离相互相等。或者，第一位置与第二位置也可以处于假想的直线上且相互不同。在该情况下，所述规定的方向为与所述假想的直线平行的方向。

第一检测部与第二检测部的位置关系也可以是第一位置上的旋转磁场的方向与第二位置上的旋转磁场的方向相同，但第一方向与第二方向相互不同的关系。

本发明的角度传感器中，第一相位关系也可以是第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系，第二相位关系也可以是第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系。在该情况下，第一运算也可以是求出第一及第三检测信号的和的运算，第二运算也可以是求出第二及第四检测信号的和的运算。

本发明的角度传感器中，第一相位关系也可以是第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系，第二相位关系也可以是第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系。在该情况下，第一运算也可以是求出第一及第三检测信号的差的运算，第二运算也可以是求出第二及第四检测信号的差的运算。

另外，第一及第二检测信号的理想成分的相位差和第三及第四检测信号的理想成分的相位差也可以均为90°。

另外，第一至第四检测信号生成部也可以分别包含至少一个磁检测元件。在该情况下，至少一个磁检测元件也可以包含至少一个磁阻效应元件。至少一个磁阻效应元件也可以包含：固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层。

本发明的角度传感器也可以还具备第三检测部和第四检测部。第三检测部具有分别生成与第三位置上的旋转磁场的方向相对于第三方向所成的角度具有对应关系的第五及第六检测信号的第五及第六检测信号生成部。第四检测部具有分别生成与第四位置上的旋转磁场的方向相对于第四方向所成的角度具有对应关系的第七及第八检测信号的第七及第八检测信号生成部。

在旋转磁场的方向以规定的周期变化的情况下，第一至第八检测信号分别包含理想成分、第一误差成分和第二误差成分。第二误差成分是与相对于理想成分的m次的高次谐波相当的误差成分。所述m与所述n不同。第五及第六检测信号的理想成分的相位相互不同。第七及第八检测信号的理想成分的相位相互不同。

第一至第四检测部以在第一及第三检测信号的理想成分之间产生第一相位关系，在第二及第四检测信号的理想成分之间产生第二相位关系，在第五及第七检测信号的理想成分之间产生第三相位关系，在第六及第八检测信号的理想成分之间产生第四相位关系，在第一及第五检测信号的理想成分之间产生第五相位关系，在第二及第六检测信号的理想成分之间产生第六相位关系，在第三及第七检测信号的理想成分之间产生第七相位关系，在第四及第八检测信号的理想成分之间产生第八相位关系的位置关系进行配置。

第三相位关系是如果进行求出第五及第七检测信号的和或差的第三运算则可得到与第五及第七检测信号相比降低了第一误差成分的信号的关系。第四相位关系是如果进行求出第六及第八检测信号的和或差的第四运算则可得到与第六及第八检测信号相比降低了第一误差成分的信号的关系。

第五相位关系是如果进行求出第一及第五检测信号的和或差的第五运算则可得到与第一及第五检测信号相比降低了第二误差成分的信号的关系。第六相位关系是如果进行求出第二及第六检测信号的和或差的第六运算则可得到与第二及第六检测信号相比降低了第二误差成分的信号的关系。第七相位关系是如果进行求出第三及第七检测信号的和或差的第七运算则可得到与第三及第七检测信号相比降低了第二误差成分的信号的关系。第八相位关系是如果进行求出第四及第八检测信号的和或差的第八运算则可得到与第四及第八检测信号相比降低了第二误差成分的信号的关系。

第一运算电路也可以进行使用了第一、第三、第五及第七检测信号的运算，生成第一信号。第二运算电路也可以进行使用了第二、第四、第六及第八检测信号的运算，生成第二信号。第一信号是与第一、第三、第五及第七检测信号相比降低了第一及第二误差成分的信号。第二信号是与第二、第四、第六及第八检测信号相比降低了第一及第二误差成分的信号。

第一至第四检测部的位置关系也可以是以第一至第四位置的各个上的旋转磁场的方向相互不同的方式，第一至第四位置相互不同的关系。

在第一至第四检测部的位置关系如上所述为第一至第四位置相互不同的关系的情况下，角度传感器系统的磁场产生部也可以是相对于第一至第四检测部的相对的位置沿规定的方向变化的磁场产生部，第一至第四位置也可以对于规定的方向相互不同。另外，磁场产生部也可以以中心轴为中心进行旋转。在该情况下，所述规定的方向为磁场产生部的旋转方向。另外，在该情况下，第一至第四位置也可以处于与中心轴垂直的假想的平面上，且距中心轴的距离相互相等。或者，第一至第四位置也可以处于假想的直线上且相互不同。在该情况下，所述规定的方向为与所述假想的直线平行的方向。

第一至第四检测部的位置关系也可以是第一至第四位置的各个上的旋转磁场的方向相同，但第一至第四方向相互不同的关系。

在本发明的角度传感器具备第一至第四检测部的情况下，第一相位关系也可以是第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系。第二相位关系也可以是第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系。第三相位关系也可以是第五及第七检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系。第四相位关系也可以是第六及第八检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系。第五相位关系也可以是第一及第五检测信号的理想成分的相位差成为180°/m的关系。第六相位关系也可以是第二及第六检测信号的理想成分的相位差成为180°/m的关系。第七相位关系也可以是第三及第七检测信号的理想成分的相位差成为180°/m的关系。第八相位关系也可以是第四及第八检测信号的理想成分的相位差成为180°/m的关系。

在该情况下，第一运算也可以是求出第一及第三检测信号的和的运算。第二运算也可以是求出第二及第四检测信号的和的运算。第三运算也可以是求出第五及第七检测信号的和的运算。第四运算也可以是求出第六及第八检测信号的和的运算。第五运算也可以是求出第一及第五检测信号的和的运算。第六运算也可以是求出第二及第六检测信号的和的运算。第七运算也可以是求出第三及第七检测信号的和的运算。第八运算也可以是求出第四及第八检测信号的和的运算。

在本发明的角度传感器具备第一至第四检测部的情况下，第一相位关系也可以是第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系。第二相位关系也可以是第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系。第三相位关系也可以是第五及第七检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系。第四相位关系也可以是第六及第八检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系。第五相位关系也可以是第一及第五检测信号的理想成分的相位差成为360°/m的关系。第六相位关系也可以是第二及第六检测信号的理想成分的相位差成为360°/m的关系。第七相位关系也可以是第三及第七检测信号的理想成分的相位差成为360°/m的关系。第八相位关系也可以是第四及第八检测信号的理想成分的相位差成为360°/m的关系。

在该情况下，第一运算也可以是求出第一及第三检测信号的差的运算。第二运算也可以是求出第二及第四检测信号的差的运算。第三运算也可以是求出第五及第七检测信号的差的运算。第四运算也可以是求出第六及第八检测信号的差的运算。第五运算也可以是求出第一及第五检测信号的差的运算。第六运算也可以是求出第二及第六检测信号的差的运算。第七运算也可以是求出第三及第七检测信号的差的运算。第八运算也可以是求出第四及第八检测信号的差的运算。

另外，第一及第二检测信号的理想成分的相位差、第三及第四检测信号的理想成分的相位差、第五及第六检测信号的理想成分的相位差、第七及第八检测信号的理想成分的相位差也可以均为90°。

另外，第一至第八检测信号生成部也可以分别包含至少一个磁检测元件。在该情况下，至少一个磁检测元件也可以包含至少一个磁阻效应元件。至少一个磁阻效应元件也可以包含：固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场的方向而变化的自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层。

在本发明的角度传感器具备第一至第四检测部的情况下，所述m为3，所述n为5。

本发明的角度传感器及角度传感器系统中，将第一检测部与第二检测部以规定的位置关系配置，角度检测部中，为了生成降低了误差成分的第一及第二信号，而进行较简单的运算。由此，根据本发明，可以容易降低多个检测信号各自所含的相当于5以上的次数的高次谐波的误差成分所引起的角度误差。

本发明的其它目的、特征及优点根据以下的说明而变得充分清晰。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的侧面图；

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的平面图；

图3是表示本发明的第一实施方式中的方向和角度的定义的说明图；

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器的第一至第四检测部的结构的电路图；

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器的角度检测部的结构的功能块图；

图6是表示图4中的一个磁检测元件的一部分的立体图；

图7是表示本发明的第一实施方式的第一实施例中的第一及第三检测信号的波形的一个例子的波形图；

图8是表示本发明的第一实施方式的第一实施例中的第五及第七检测信号的波形的一个例子的波形图；

图9是表示本发明的第一实施方式的第一实施例中的第一及第五检测信号的波形的一个例子的波形图；

图10是表示本发明的第一实施方式的第一实施例中的第三及第七检测信号的波形的一个例子的波形图；

图11是表示未修正角度检测值中产生的角度误差的波形的一个例子的波形图；

图12是表示角度检测值中产生的角度误差的波形的一个例子的波形图；

图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的立体图；

图14是表示本发明的第二实施方式中的方向和角度的定义的说明图；

图15是表示本发明的第三实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的说明图；

图16是表示本发明的第三实施方式中的方向和角度的定义的说明图；

图17是表示本发明的第四实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构的说明图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图，详细地说明本发明的实施方式。首先，参照图1及图2说明本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构。本实施方式所涉及的角度传感器系统1具备本实施方式所涉及的角度传感器2。本实施方式所涉及的角度传感器2特别是磁角度传感器。如图1及图2所示，角度传感器系统1还具备产生方向旋转的旋转磁场MF的磁场产生部5。角度传感器2生成与基准位置上的旋转磁场MF的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系的角度检测值。以下，将基准位置上的旋转磁场MF的方向相对于基准方向所成的角度称为旋转磁场角度，并以记号θM表示。

本实施方式中的磁场产生部5是安装于检测旋转位置的对象物即旋转轴6的环状的磁铁。磁场产生部5与旋转轴6连动，并以中心轴C为中心沿旋转方向D旋转。

磁场产生部5包含磁化的方向相互不同的第一及第二部分5A、5B。第一及第二部分5A、5B以包含中心轴C的第一假想的平面为中心对称地配置。图1及图2中，标注符号5AM的记号表示第一部分5A的磁化的方向，标注符号5BM的记号表示第二部分5B的磁化的方向。第一部分5A的磁化的方向5AM是与中心轴C平行的方向。图1中，将方向5AM设为从图1中的下朝向上的方向。第二部分5B的磁化的方向5BM是与方向5AM相反的方向。

基准位置位于与磁场产生部5的一端面平行且与中心轴C垂直的第二假想的平面(以下，称为基准平面P。)内。在该基准平面P内，磁场产生部5产生的旋转磁场MF的方向以基准位置为中心进行旋转。基准方向位于基准平面P内，且与基准位置交叉。以下的说明中，基准位置上的旋转磁场MF的方向是指位于基准平面P内的方向。

角度传感器2具备第一检测部10、第二检测部20、第三检测部30和第四检测部40。第一至第四检测部10、20、30、40配置于与基准平面P相接或交叉的位置。磁场产生部5相对于第一至第四检测部10、20、30、40的相对的位置以中心轴C为中心沿旋转方向D变化。

以下，参照图1至图3说明本实施方式中的第一至第四检测部10、20、30、40的配置、方向和角度的定义。首先，将与图1所示的中心轴C平行且从图1中的下朝向上的方向设为Z方向。图2及图3中，Z方向是从里朝向跟前的方向。接着，将与Z方向垂直的两个方向即相互正交的两个方向设为X方向和Y方向。图1中，X方向是朝向右的方向，Y方向是从跟前朝向里的方向。图2及图3中，X方向是朝向右的方向，Y方向是朝向上的方向。另外，将与X方向相反的方向设为﹣X方向，将与Y方向相反的方向设为﹣Y方向。

第一检测部10检测第一位置P1上的旋转磁场MF。第二检测部20检测第二位置P2上的旋转磁场MF。第三检测部30检测第三位置P3上的旋转磁场MF。第四检测部40检测第四位置P4上的旋转磁场MF。第一至第四位置P1～P4分别存在于第一至第四检测部10、20、30、40内。本实施方式中，以第一至第四位置P1～P4的各个上的旋转磁场MF的方向相互不同的方式，第一至第四位置P1～P4对于旋转方向D相互不同。

如图3所示，第一至第四位置P1～P4处于基准平面P上，且距中心轴C的距离相互相等。因此，第一至第四位置P1～P4处于基准平面P上的、以中心轴C为中心的一个圆的圆周上。基准平面P也是包含第一至第四位置P1～P4的XY平面。图1至图3中，将从中心轴C朝向第一位置P1的方向设为X方向。

第二位置P2是从第一位置P1起在上述圆周上以逆时针方向移动角度θ1的位置。第三位置P3是从第一位置P1起在上述圆周上以逆时针方向移动角度θ3的位置。第四位置P4是从第三位置P3起在上述圆周上以逆时针方向移动角度θ2的位置。角度θ1～θ3的具体的值在后面进行说明。

第一至第四检测部10、20、30、40以第一至第四位置P1～P4成为上述关系的方式配置于相互不同的位置。第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系在后面进行更详细地说明。

在此，如图3所示，将基准位置以记号PR表示，将基准方向以记号DR表示，将旋转磁场MF的方向以记号DM表示。本实施方式中，将第一位置P1设为基准位置PR，将X方向设为基准方向DR。旋转磁场MF的方向DM，在图3中设为以顺时针方向旋转。就旋转磁场角度θM而言，从基准方向DR以顺时针方向观察时以正值表示，从基准方向DR以逆时针方向观察时以负值表示。

另外，如图3所示，定义第一方向D11、第二方向D21、第三方向D31、第四方向D41、第五方向D12、第六方向D22、第七方向D32及第八方向D42。第一至第八方向D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42均是与基准平面P平行的方向。第一方向D11是从中心轴C朝向第一位置P1的方向。第一方向D11是与X方向及基准方向DR相同的方向。第二方向D21是从中心轴C朝向第二位置P2的方向。第三方向D31是从中心轴C朝向第三位置P3的方向。第四方向D41是从中心轴C朝向第四位置P4的方向。

第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D11、D21、D31、D41旋转规定的角度的方向。本实施方式中，第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D11、D21、D31、D41以顺时针方向旋转90°的方向。

接着，参照图4详细地说明角度传感器2的结构。图4是表示角度传感器2的结构的电路图。第一检测部10具有第一检测信号生成部11及第二检测信号生成部12。第二检测部20具有第三检测信号生成部21及第四检测信号生成部22。第三检测部30具有第五检测信号生成部31及第六检测信号生成部32。第四检测部40具有第七检测信号生成部41及第八检测信号生成部42。第一至第八检测信号生成部11、12、21、22、31、32、41、42分别包含检测旋转磁场MF的至少一个磁检测元件。至少一个磁检测元件也可以包含至少一个磁阻效应元件。磁阻效应元件也可以是GMR(巨磁阻效应)元件，也可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是AMR(各向异性磁阻效应)元件。另外，至少一个磁检测元件也可以包含至少一个霍尔元件等、磁阻效应元件以外的检测磁场的元件。

第一检测信号生成部11生成第一检测信号S1。第二检测信号生成部12生成第二检测信号S2。第一及第二检测信号S1、S2分别与第一位置P1上的旋转磁场MF的方向DM相对于第一方向D11所成的角度具有对应关系。

第三检测信号生成部21生成第三检测信号S3。第四检测信号生成部22生成第四检测信号S4。第三及第四检测信号S3、S4分别与第二位置P2上的旋转磁场MF的方向DM相对于第二方向D21所成的角度具有对应关系。

第五检测信号生成部31生成第五检测信号S5。第六检测信号生成部32生成第六检测信号S6。第五及第六检测信号S5、S6分别与第三位置P3上的旋转磁场MF的方向DM相对于第三方向D31所成的角度具有对应关系。

第七检测信号生成部41生成第七检测信号S7。第八检测信号生成部42生成第八检测信号S8。第七及第八检测信号S7、S8分别与第四位置P4上的旋转磁场MF的方向DM相对于第四方向D41所成的角度具有对应关系。

如果旋转磁场MF的方向DM以规定的周期进行旋转，则第一至第八检测信号S1～S8均以与上述规定的周期相等的信号周期周期性地变化。第二、第四、第六及第八检测信号S2、S4，S6、S8的相位分别与第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的相位不同。本实施方式中，优选检测信号S2、S4，S6、S8的相位相对于检测信号S1、S3、S5、S7的相位，分别以信号周期的1/4的奇数倍不同。但是，从磁检测元件的制作的精度等的观点来看，两个信号的相位差也可以稍微偏离信号周期的1/4的奇数倍。以下的说明中，这些信号的相位的关系成为上述优选的关系。

图4表示第一至第八检测信号生成部11、12、21、22、31、32、41、42的具体结构的一个例子。以下，详细地说明该例。

第一检测信号生成部11具有惠斯登电桥电路14和差分检测器15。第二检测信号生成部12具有惠斯登电桥电路16和差分检测器17。第三检测信号生成部21具有惠斯登电桥电路24和差分检测器25。第四检测信号生成部22具有惠斯登电桥电路26和差分检测器27。第五检测信号生成部31具有惠斯登电桥电路34和差分检测器35。第六检测信号生成部32具有惠斯登电桥电路36和差分检测器37。第七检测信号生成部41具有惠斯登电桥电路44和差分检测器45。第八检测信号生成部42具有惠斯登电桥电路46和差分检测器47。

惠斯登电桥电路14、16、24、26、34、36、44、46分别包含：电源端口V、接地端口G、两个输出端口E1、E2、串联地连接的第一对磁检测元件R1、R2、串联地连接的第二对磁检测元件R3、R4。磁检测元件R1、R3的各一端与电源端口V连接。磁检测元件R1的另一端与磁检测元件R2的一端和输出端口E1连接。磁检测元件R3的另一端与磁检测元件R4的一端和输出端口E2连接。磁检测元件R2、R4的各另一端与接地端口G连接。对电源端口V施加规定大小的电源电压。接地端口G与地线连接。

磁检测元件R1～R4分别包含串联地连接的多个磁阻效应元件(以下，记为MR元件。)。多个MR元件各自是例如自旋阀型的MR元件。该自旋阀型的MR元件具有：固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据旋转磁场MF的方向DM而变化的磁性层即自由层、配置于磁化固定层与自由层之间的非磁性层。自旋阀型的MR元件也可以是TMR元件，也可以是GMR元件。TMR元件中，非磁性层为隧道势垒层。GMR元件中，非磁性层为非磁性导电层。自旋阀型的MR元件中，根据自由层的磁化的方向相对于磁化固定层的磁化的方向所成的角度，电阻值变化，该角度为0°时，电阻值成为最小值，角度为180°时，电阻值成为最大值。图4中，填充箭头表示MR元件中的磁化固定层的磁化的方向，中空箭头表示MR元件中的自由层的磁化的方向。

第一检测信号生成部11中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第一方向D11，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第一方向D11相反的方向。在该情况下，根据第一位置P1上的旋转磁场MF的第一方向D11的成分的强度，惠斯登电桥电路14的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器15将与惠斯登电桥电路14的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第一检测信号S1进行输出。因此，第一检测信号生成部11检测第一位置P1上的旋转磁场MF的第一方向D11的成分的强度，生成表示其强度的第一检测信号S1。该强度及第一检测信号S1与第一位置P1上的旋转磁场MF的方向DM相对于第一方向D11所成的角度具有对应关系。

第二检测信号生成部12中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第五方向D12，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第五方向D12相反的方向。在该情况下，根据第一位置P1上的旋转磁场MF的第五方向D12的成分的强度，惠斯登电桥电路16的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器17将与惠斯登电桥电路16的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第二检测信号S2进行输出。因此，第二检测信号生成部12检测第一位置Pl上的旋转磁场MF的第五方向D12的成分的强度，生成表示该强度的第二检测信号S2。该强度及第二检测信号S2与第一位置Pl上的旋转磁场MF的方向DM相对于第一方向D11所成的角度具有对应关系。

第三检测信号生成部21中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第二方向D21，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第二方向D21相反的方向。在该情况下，根据第二位置P2上的旋转磁场MF的第二方向D21的成分的强度，惠斯登电桥电路24的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器25将与惠斯登电桥电路24的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第三检测信号S3进行输出。因此，第三检测信号生成部21检测第二位置P2上的旋转磁场MF的第二方向D21的成分的强度，生成表示该强度的第三检测信号S3。该强度及第三检测信号S3与第二位置P2上的旋转磁场MF的方向DM相对于第二方向D21所成的角度具有对应关系。

第四检测信号生成部22中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第六方向D22，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第六方向D22相反的方向。在该情况下，根据第二位置P2上的旋转磁场MF的第六方向D22的成分的强度，惠斯登电桥电路26的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器27将与惠斯登电桥电路26的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第四检测信号S4进行输出。因此，第四检测信号生成部22检测第二位置P2上的旋转磁场MF的第六方向D22的成分的强度，并生成表示该强度的第四检测信号S4。该强度及第四检测信号S4与第二位置P2上的旋转磁场MF的方向DM相对于第二方向D21所成的角度具有对应关系。

第五检测信号生成部31中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第三方向D31，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第三方向D31相反的方向。在该情况下，根据第三位置P3上的旋转磁场MF的第三方向D31的成分的强度，惠斯登电桥电路34的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器35将与惠斯登电桥电路34的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第五检测信号S5进行输出。因此，第五检测信号生成部31检测第三位置P3上的旋转磁场MF的第三方向D31的成分的强度，并生成表示该强度的第五检测信号S5。该强度及第五检测信号S5与第三位置P3上的旋转磁场MF的方向DM相对于第三方向D31所成的角度具有对应关系。

第六检测信号生成部32中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第七方向D32，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第七方向D32相反的方向。在该情况下，根据第三位置P3上的旋转磁场MF的第七方向D32的成分的强度，惠斯登电桥电路36的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器37将与惠斯登电桥电路36的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第六检测信号S6进行输出。因此，第六检测信号生成部32检测第三位置P3上的旋转磁场MF的第七方向D32的成分的强度，并生成表示该强度的第六检测信号S6。该强度及第六检测信号S6与第三位置P3上的旋转磁场MF的方向DM相对于第三方向D31所成的角度具有对应关系。

第七检测信号生成部41中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第四方向D41，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第四方向D41相反的方向。在该情况下，根据第四位置P4上的旋转磁场MF的第四方向D41的成分的强度，惠斯登电桥电路44的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器45将与惠斯登电桥电路44的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第七检测信号S7进行输出。因此，第七检测信号生成部41检测第四位置P4上的旋转磁场MF的第四方向D41的成分的强度，并生成表示该强度的第七检测信号S7。该强度及第七检测信号S7与第四位置P4上的旋转磁场MF的方向DM相对于第四方向D41所成的角度具有对应关系。

第八检测信号生成部42中，磁检测元件R1、R4所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为第八方向D42，磁检测元件R2、R3所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为与第八方向D42相反的方向。在该情况下，根据第四位置P4上的旋转磁场MF的第八方向D42的成分的强度，惠斯登电桥电路46的输出端口E1、E2的电位差变化。差分检测器47将与惠斯登电桥电路46的输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第八检测信号S8进行输出。因此，第八检测信号生成部42检测第四位置P4上的旋转磁场MF的第八方向D42的成分的强度，并生成表示该强度的第八检测信号S8。该强度及第八检测信号S8与第四位置P4上的旋转磁场MF的方向DM相对于第四方向D41所成的角度具有对应关系。

第一至第四检测部10、20、30、40也可以由四个个别部件构成。四个个别部件也可以是机械构造相同，并且机械构造与多个磁化固定层的磁化的方向的位置关系也相同的部件。在该情况下，可以通过四个个别部件的配置和姿势，容易地规定上述的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向。

此外，从MR元件的制作的精度等的观点来看，检测信号生成部11、12、21、22、31、32、41、42内的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向也可以稍微偏离上述方向。

在此，参照图6说明磁检测元件的结构的一个例子。图6是表示图4所示的角度传感器2中的一个磁检测元件的一部分的立体图。该例中，一个磁检测元件具有多个下部电极162、多个MR元件150和多个上部电极163。多个下部电极162配置于未图示的基板上。各个下部电极162具有细长的形状。在下部电极162的长边方向上邻接的两个下部电极162之间形成有间隙。如图6所示，在下部电极162的上表面上，在长边方向的两端的附近分别配置有MR元件150。MR元件150包含从下部电极162侧依次层叠的自由层151、非磁性层152、磁化固定层153及反铁磁性层154。自由层151与下部电极162电连接。反铁磁性层154由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层153之间产生交换耦合，固定磁化固定层153的磁化的方向。多个上部电极163配置于多个MR元件150之上。各个上部电极163具有细长的形状，将配置于在下部电极162的长边方向上邻接的两个下部电极162上而邻接的两个MR元件150的反铁磁性层154彼此电连接。通过这种结构，图6所示的磁检测元件具有由多个下部电极162和多个上部电极163而串联地连接的多个MR元件150。此外，MR元件150中的层151～154的配置也可以与图6所示的配置上下相反。

如上所述，当旋转磁场MF的方向DM以规定的周期旋转时，第一至第八检测信号S1～S8均以与上述规定的周期相等的信号周期周期性地变化。第一至第八检测信号S1～S8的各自的波形理想上成为正弦曲线(包含正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。但是，实际上，第一至第八检测信号S1～S8的各自的波形有时从正弦曲线失真。第一至第八检测信号S1～S8的各自的波形失真的原因大致区分，具有磁场产生部5产生的旋转磁场MF造成的第一原因和磁检测元件造成的第二原因。

第一至第八检测信号S1～S8的各自的波形从正弦曲线失真是指，第一至第八检测信号S1～S8分别包含：以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化的理想成分、该理想成分以外的误差成分。在该情况下，有时角度检测值中产生误差。以下，将角度检测值中产生的误差称为角度误差。第一至第八检测信号S1～S8分别仅由理想成分构成时算出的角度检测值相当于角度传感器2的真正的检测对象的角度。以下，将第一至第八检测信号S1～S8分别仅由理想成分构成时算出的角度检测值称为理想角度。角度误差是理想角度与角度检测值的差。在第一至第八检测信号S1～S8的各自的波形由于第一原因而失真的情况下，旋转磁场角度θM有时与理想角度不一致。

本实施方式中，在旋转磁场MF的方向DM以规定的周期变化的情况下，第一至第八检测信号S1～S8分别包含理想成分、第一误差成分和第二误差成分。第一误差成分是与相对于理想成分的n次的高次谐波相当的误差成分。n为5以上。第二误差成分是与相对于理想成分的m次的高次谐波相当的误差成分。m与n不同。本实施方式中，特别是m为3，n为5。

第一及第二检测信号S1、S2的理想成分的相位相互不同，第三及第四检测信号S3、S4的理想成分的相位相互不同，第五及第六检测信号S5、S6的理想成分的相位相互不同，第七及第八检测信号S7、S8的理想成分的相位相互不同。本实施方式中，第一及第二检测信号S1、S2的理想成分的相位差、第三及第四检测信号S3、S4的理想成分的相位差、第五及第六检测信号S5、S6的理想成分的相位差、第七及第八检测信号S7、S8的理想成分的相位差均为90°。

接着，参照图5说明角度传感器2的、第一至第四检测部10、20、30、40以外的部分。角度传感器2除了第一至第四检测部10、20、30、40以外，还具备角度检测部50。角度检测部50生成与旋转磁场角度θM具有对应关系的角度检测值θs。图5是表示角度检测部50的结构的功能块图。角度检测部50可以通过例如专用集成电路(ASIC)或微型计算机实现。

角度检测部50具有：生成第一信号Sa的第一运算电路52；生成第二信号Sb的第二运算电路53；基于第一及第二信号Sa、Sb算出角度检测值θs的角度运算部54。

角度检测部50还具有模拟数字转换器(以下，记为A/D转换器。)511、512、513、514、515、516、517、518。第一运算电路52、第二运算电路53及角度运算部54中，使用数字信号。A/D转换器511～518分别将第一至第八检测信号S1～S8转换成数字信号。第一运算电路52进行使用了分别由A/D转换器511、513、515、517转换成数字信号的第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的运算，生成第一信号Sa。第二运算电路53进行使用了分别由A/D转换器512、514、516、518转换成数字信号的第二、第四、第六及第八检测信号S2、S4、S6、S8的运算，生成第二信号Sb。第一及第二信号Sa、Sb的生成方法和角度检测值θs的算出方法在后面进行详细地说明。

接着，详细地说明第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系。第一至第四检测部10、20、30、40以产生以下那样的多个相位关系的位置关系进行配置。即，该位置关系中，在第一及第三检测信号S1、S3的理想成分之间产生第一相位关系。在第二及第四检测信号S2、S4的理想成分之间产生第二相位关系。在第五及第七检测信号S5、S7的理想成分之间产生第三相位关系。在第六及第八检测信号S6、S8的理想成分之间产生第四相位关系。在第一及第五检测信号S1、S5的理想成分之间产生第五相位关系。在第二及第六检测信号S2、S6的理想成分之间产生第六相位关系。在第三及第七检测信号S3、S7的理想成分之间产生第七相位关系。在第四及第八检测信号S4、S8的理想成分之间产生第八相位关系。

第一相位关系是如果进行求出第一及第三检测信号S1、S3的和或差的第一运算则可得到与第一及第三检测信号S1、S3相比降低了第一误差成分的信号的关系。

第二相位关系是如果进行求出第二及第四检测信号S2、S4的和或差的第二运算则可得到与第二及第四检测信号S2、S4相比降低了第一误差成分的信号的关系。

第三相位关系是如果进行求出第五及第七检测信号S5、S7的和或差的第三运算则可得到与第五及第七检测信号S5、S7相比降低了第一误差成分的信号的关系。

第四相位关系是如果进行求出第六及第八检测信号S6、S8的和或差的第四运算则可得到与第六及第八检测信号S6、S8相比降低了第一误差成分的信号的关系。

第五相位关系是如果进行求出第一及第五检测信号S1、S5的和或差的第五运算则可得到与第一及第五检测信号S1、S5相比降低了第二误差成分的信号的关系。

第六相位关系是如果进行求出第二及第六检测信号S2、S6的和或差的第六运算则可得到与第二及第六检测信号S2、S6相比降低了第二误差成分的信号的关系。

第七相位关系是如果进行求出第三及第七检测信号S3、S7的和或差的第七运算则可得到与第三及第七检测信号S3、S7相比降低了第二误差成分的信号的关系。

第八相位关系是如果进行求出第四及第八检测信号S4、S8的和或差的第八运算则可得到与第四及第八检测信号S4、S8相比降低了第二误差成分的信号的关系。

以下，说明本实施方式的第一实施例和第二实施例。首先，说明第一实施例。第一实施例中，第一相位关系是第一及第三检测信号S1、S3的理想成分的相位差成为180°/n的关系，第二相位关系是第二及第四检测信号S2、S4的理想成分的相位差成为180°/n的关系。在该情况下，第一运算是求出第一及第三检测信号S1、S3的和的运算，第二运算是求出第二及第四检测信号S2、S4的和的运算。第一实施例中，以产生上述的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图3所示的角度θ1成为相当于电气角的180°/n的角度的方式，规定第一及第二位置P1、P2。

另外，第三相位关系是第五及第七检测信号S5、S7的理想成分的相位差成为180°/n的关系，第四相位关系是第六及第八检测信号S6、S8的理想成分的相位差成为180°/n的关系。在该情况下，第三运算是求出第五及第七检测信号S5、S7的和的运算，第四运算是求出第六及第八检测信号S6、S8的和的运算。第一实施例中，以产生上述的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图3所示的角度θ2成为相当于电气角的180°/n的角度的方式，规定第三及第四位置P3、P4。

另外，第五相位关系是第一及第五检测信号S1、S5的理想成分的相位差成为180°/m的关系，第六相位关系是第二及第六检测信号S2、S6的理想成分的相位差成为180°/m的关系。在该情况下，第五运算是求出第一及第五检测信号S1、S5的和的运算，第六运算是求出第二及第六检测信号S2、S6的和的运算。第一实施例中，以产生上述的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图3所示的角度θ3成为相当于电气角的180°/m的角度的方式，规定第一及第三位置P1、P3。

另外，第七相位关系是第三及第七检测信号S3、S7的理想成分的相位差成为180°/m的关系，第八相位关系是第四及第八检测信号S4、S8的理想成分的相位差成为180°/m的关系。在该情况下，第七运算是求出第三及第七检测信号S3、S7的和的运算，第八运算是求出第四及第八检测信号S4、S8的和的运算。上述的第七及第八相位关系通过以产生第一至第六相位关系的方式规定第一至第四位置Pl～P4而产生。

本实施方式中，特别是m为3，n为5。因此，180°/m为60°，180°/n为36°。另外，第一至第八检测信号S1～S8中的1周期即电气角的360°相当于磁场产生部5的一圈即磁场产生部5的旋转角的360°。因此，第一实施例中，第一至第四检测部10、20、30、40以角度θ1和角度θ2均成为36°，且角度θ3成为60°的方式，规定第一至第四位置P1～P4，并配置第一至第四检测部10、20、30、40。

在此，将第一检测信号S1的理想成分表示为cosθ，将第二检测信号S2的理想成分表示为sinθ。在该情况下，第一及第二检测信号S1、S2可以分别以下式(1)、(2)表示。式(1)中，a₁·cos(nθ)表示第一检测信号S1的第一误差成分，b₁·cos(mθ)表示第一检测信号S1的第二误差成分。另外，式(2)中，a₂·sin(nθ)表示第二检测信号S2的第一误差成分，b₂·sin(mθ)表示第二检测信号S2的第二误差成分。

S1＝cosθ+a₁·cos(nθ)+b₁·cos(mθ)…(1)

S2＝sinθ+a₂·sin(nθ)+b₂·sin(mθ)…(2)

第一实施例中，第三及第四检测信号S3、S4可以分别以下式(3)、(4)表示。

S3＝cos(θ+180°/n)

+a₁·cos{n(θ+180°/n)}

+b₁·cos{m(θ+180°/n)}

＝cos(θ+180°/n)

+a₁·cos(nθ+180°)

+b₁·cos{m(θ+180°/n)}

＝cos(θ+180°/n)

－a₁·cos(nθ)

+b₁·cos{m(θ+180°/n)}…(3)

S4＝sin(θ+180°/n)

+a₂·sin{n(θ+180°/n)}

+b₂·sin{m(θ+180°/n)}

＝sin(θ+180°/n)

+a₂·sin(nθ+180°)

+b₂·sin{m(θ+180°/n)}

＝sin(θ+180°/n)

－a₂·sin(nθ)

+b₂·sin{m(θ+180°/n)}…(4)

另外，第五及第六检测信号S5、S6可以分别以下式(5)、(6)表示。

S5＝cos(θ+180°/m)

+a₁·cos{n(θ+180°/m)}

+b₁·cos{m(θ+180°/m)}

＝cos(θ+180°/m)

+a₁.cos{n(θ+180°/m)}

+b₁·cos(mθ+180°)

＝cos(θ+180°/m)

+a₁·cos{n(θ+180°/m)}

－b₁·cos(mθ)…(5)

S6＝sin(θ+180°/m)

+a₂·sin{n(θ+180°/m)}

+b₂·sin{m(θ+180°/m)}

＝sin(θ+180°/m)

+a₂·sin{n(θ+180°/m)}

+b₂·sin(mθ+180°)

＝sin(θ+180°/m)

+a₂·sin{n(θ+180°/m)}

－b₂·sin(mθ)…(6)

另外，第七及第八检测信号S7、S8可以分别以下式(7)、(8)表示。

S7＝cos(θ+180°/n+180°/m)

+a₁·cos{n(θ+180°/n+180°/m)}

+b₁·cos{m(θ+180°/n+180°/m)}

＝cos(θ+180°/n+180°/m)

+a₁·cos{n(θ+180°/rn)+180°}

+b₁·cos{m(θ+180°/n)+180°}

＝cos(θ+180°/n+180°/m)

－a₁·cos{n(θ+180°/m)}

－b₁·cos{m(θ+180°/n)}…(7)

S8＝sin(θ+180°/n+180°/m)

+a₂·sin{n(θ+180°/n+180°/m)}

+b₂·sin{m(θ+180°/n+180°/m)}

＝sin(θ+180°/n+180°/m)

+a₂·sin{n(θ+180°/m)+180°}

+b₂·sin{m(θ+180°/n)+180°}

＝sin(θ+180°/n+180°/m)

－a₂·sin{n(θ+180°/m)}

－b₂·sin{m(θ+180°/n)}…(8)

如从式(1)、(3)可理解的那样，当进行第一实施例中的第一运算即求出第一及第三检测信号S1、S3的和的运算时，式(1)中的第一误差成分a₁·cos(nθ)与式(3)中的第一误差成分－a₁·cos(nθ)相抵，得到与第一及第三检测信号S1、S3相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(2)、(4)可理解的那样，当进行第一实施例中的第二运算即求出第二及第四检测信号S2、S4的和的运算时，式(2)中的第一误差成分a₂·sin(nθ)与式(4)中的第一误差成分－a₂·sin(nθ)相抵，得到与第二及第四检测信号S2、S4相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(5)、(7)可理解的那样，当进行第一实施例中的第三运算即求出第五及第七检测信号S5、S7的和的运算时，式(5)中的第一误差成分a₁·cos{n(θ+180°/m)}与式(7)中的第一误差成分－a₁·cos{n(θ+180°/m)}相抵，得到与第五及第七检测信号S5、S7相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(6)、(8)可理解的那样，当进行第一实施例中的第四运算即求出第六及第八检测信号S6、S8的和的运算时，式(6)中的第一误差成分a₂·sin{n(θ+180°/m)}与式(8)中的第一误差成分－a₂·sin{n(θ+180°/m)}相抵，得到与第六及第八检测信号S6、S8相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(1)、(5)可理解的那样，当进行第一实施例中的第五运算即求出第一及第五检测信号S1、S5的和的运算时，式(1)中的第二误差成分b₁·cos(mθ)与式(5)中的第二误差成分－b₁·cos(mθ)相抵，得到与第一及第五检测信号S1、S5相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(2)、(6)可理解的那样，当进行第一实施例中的第六运算即求出第二及第六检测信号S2、S6的和的运算时，式(2)中的第二误差成分b₂·sin(mθ)与式(6)中的第二误差成分－b₂·sin(mθ〉相抵，得到与第二及第六检测信号S2、S6相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(3)、(7)可理解的那样，当进行第一实施例中的第七运算即求出第三及第七检测信号S3、S7的和的运算时，式(3)中的第二误差成分b₁·cos{m(θ+180°/n)}与式(7)中的第二误差成分－b₁·cos{m(θ+180°/n)}相抵，得到与第三及第七检测信号S3、S7相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(4)、(8)可理解的那样，当进行第一实施例中的第八运算即求出第四及第八检测信号S4、S8的和的运算时，式(4)中的第二误差成分b₂·sin{m(θ+180°/n)}与式(8)中的第二误差成分－b₂·sin{m(θ+180°/n)}相抵，得到与第四及第八检测信号S4、S8相比降低了第二误差成分的信号。

图7是表示第一实施例中的第一及第三检测信号S1、S3的波形的一个例子的波形图。图8是表示第一实施例中的第五及第七检测信号S5、S7的波形的一个例子的波形图。图9是表示第一实施例中的第一及第五检测信号S1、S5的波形的一个例子的波形图。图10是表示第一实施例中的第三及第七检测信号S3、S7的波形的一个例子的波形图。图7至图10中，横轴表示理想角度θ，纵轴的“信号值”表示以第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的各个的理想成分的最大值成为1的方式表示的信号的值。符号S1i、S3i、S5i、S7i分别表示第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的各个的理想成分。符号S1n、S3n、S5n、S7n分别表示第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的各个的第一误差成分。符号S1m、S3m、S5m、S7m分别表示第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的各个的第二误差成分。

如图7所示，第一检测信号S1的第一误差成分S1n与第三检测信号S3的第一误差成分S3n成为进行求出第一及第三检测信号S1、S3的和的运算时相抵的相位关系。另外，如图8所示，第五检测信号S5的第一误差成分S5n与第七检测信号S7的第一误差成分S7n成为进行求出第五及第七检测信号S5、S7的和的运算时相抵的相位关系。另外，如图9所示，第一检测信号S1的第二误差成分S1m与第五检测信号S5的第二误差成分S5m成为进行求出第一及第五检测信号S1、S5的和的运算时相抵的相位关系。另外，如图10所示，第三检测信号S3的第二误差成分S3m与第七检测信号S7的第二误差成分S7m成为进行求出第三及第七检测信号S3、S7的和的运算时相抵的相位关系。

虽然未图示，但第二检测信号S2的第一误差成分与第四检测信号S4的第一误差成分成为进行求出第二及第四检测信号S2、S4的和的运算时相抵的相位关系。另外，第六检测信号S6的第一误差成分与第八检测信号S8的第一误差成分成为进行求出第六及第八检测信号S6、S8的和的运算时相抵的相位关系。另外，第二检测信号S2的第二误差成分与第六检测信号S6的第二误差成分成为进行求出第二及第六检测信号S2、S6的和的运算时相抵的相位关系。另外，第四检测信号S4的第二误差成分与第八检测信号S8的第二误差成分成为进行求出第四及第八检测信号S4、S8的和的运算时相抵的相位关系。

接着，说明第二实施例。第二实施例中，第一相位关系为第一及第三检测信号S1、S3的理想成分的相位差成为360°/n的关系，第二相位关系为第二及第四检测信号S2、S4的理想成分的相位差成为360°/n的关系。在该情况下，第一运算为求出第一及第三检测信号S1、S3的差的运算，第二运算为求出第二及第四检测信号S2、S4的差的运算。第二实施例中，以产生上述的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图3所示的角度θ1成为相当于电气角的360°/n的角度的方式，规定第一及第二位置P1、P2。

另外，第三相位关系是第五及第七检测信号S5、S7的理想成分的相位差成为360°/n的关系，第四相位关系是第六及第八检测信号S6、S8的理想成分的相位差成为360°/n的关系。在该情况下，第三运算是求出第五及第七检测信号S5、S7的差的运算，第四运算是求出第六及第八检测信号S6、S8的差的运算。第二实施例中，以产生上述的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图3所示的角度θ2成为相当于电气角的360°/n的角度的方式，规定第三及第四位量P3、P4。

另外，第五相位关系是第一及第五检测信号S1、S5的理想成分的相位差成为360°/m的关系，第六相位关系是第二及第六检测信号S2、S6的理想成分的相位差成为360°/m的关系。在该情况下，第五运算是求出第一及第五检测信号S1、S5的差的运算，第六运算是求出第二及第六检测信号S2、S6的差的运算。第二实施例中，以产生上述的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图3所示的角度θ3成为相当于电气角的360°/m的角度的方式，规定第一及第三位置P1、P3。

另外，第七相位关系是第三及第七检测信号S3、S7的理想成分的相位差成为360°/m的关系，第八相位关系是第四及第八检测信号S4、S8的理想成分的相位差成为360°/m的关系。在该情况下，第七运算是求出第三及第七检测信号S3、S7的差的运算，第八运算是求出第四及第八检测信号S4、S8的差的运算。上述的第七及第八相位关系通过以产生第一至第六相位关系的方式规定第一至第四位置P1～P4而产生。

本实施方式中，特别是360°/n为72°，360°/m为120°。第二实施例中，以角度θ1和角度θ2均成为72°，角度θ3成为120°的方式规定第一至第四位置P1～P4，并配置第一至第四检测部10、20、30、40。

与第一实施例一样，当将第一及第二检测信号S1、S2分别以式(1)、(2)表示时，第二实施例中，第三及第四检测信号S3、S4可以分别以下式(9)、(10)表示。

S3＝cos(θ+360°/n)

+a₁·cos{n(θ+360°/n)}

+b₁·cos{m(θ+360°/n)}

＝cos(θ+360°/n)

+a₁·cos(nθ+360°)

+b₁·cos{m(θ+360°/n)}

＝cos(θ+360°/n)

+a₁·cos(nθ)

+b₁·cos{m(θ+360°/n)}…(9)

S4＝sin(θ+360°/n)

+a₂·sin{n(θ+360°/n)}

+b₂·sin{m(θ+360°/n)}

＝sin(θ+360°/n)

+a₂·sin(nθ+360°)

+b₂·sin{m(θ+360°/n)}

＝sin(θ+360°/n)

+a₂·sin(nθ)

+b₂·sin{m(θ+360°/n)}…(10)

另外，第五及第六检测信号S5、S6可以分别以下式(11)、(12)表示。

S5＝cos(θ+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/m)}

+b₁·cos{m(θ+360°/m)}

＝cos(θ+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/m)}

+b₁·cos(mθ+360°)

＝cos(θ+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/m)}

+b₁·cos(mθ)…(11)

S6＝sin(θ+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/m)}

+b₂·sin{m(θ+360°/m)}

＝sin(θ+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/m)}

+b₂·sin(mθ+360°)

＝sin(θ+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/m)}

+b₂·sin(mθ)…(12)

另外，第七及第八检测信号S7、S8可以分别以下式(13)、(14)表示。

S7＝cos(θ+360°/n+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/n+360°/m)}

+b₁·cos{m(θ+360°/n+360°/m)}

＝cos(θ+360°/n+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/m)+360°}

+b₁·cos{m(θ+360°/n)+360°}

＝cos(θ+360°/n+360°/m)

+a₁·cos{n(θ+360°/m)}

+b₁·cos{m(θ+360°/n)}…(13)

S8＝sin(θ+360°/n+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/n+360°/m)}

+b₂·sin{m(θ+360°/n+360°/m)}

＝sin(θ+360°/n+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/m)+360°}

+b₂·sin{m(θ+360°/n)+360°}

＝sin(θ+360°/n+360°/m)

+a₂·sin{n(θ+360°/m)}

+b₂·sin{m(θ+360°/n)}…(14)

如从式(1)、(9)可理解的那样，进行第二实施例中的第一运算即求出第一及第三检测信号S1、S3的差的运算时，式(1)中的第一误差成分a₁·cos(nθ)与式(9)中的第一误差成分a₁·cos(nθ)相抵，得到与第一及第三检测信号S1、S3相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(2)、(10)可理解的那样，进行第二实施例中的第二运算即求出第二及第四检测信号S2、S4的差的运算时，式(2)中的第一误差成分a₂·sin(nθ)与式(10)中的第一误差成分a₂·sin(nθ)相抵，得到与第二及第四检测信号S2、S4相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(11)、(13)可理解的那样，进行第二实施例中的第三运算即求出第五及第七检测信号S5、S7的差的运算时，式(11)中的第一误差成分a₁·cos{n(θ+360°/m)}与式(13)中的第一误差成分a₁·cos{n(θ+360°/m)}相抵，得到与第五及第七检测信号S5、S7相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(12)、(14)可理解的那样，进行第二实施例中的第四运算即求出第六及第八检测信号S6、S8的差的运算时，式(12)中的第一误差成分a₂·sin{n(θ+360°/m)}与式(14)中的第一误差成分a₂·sin{n(θ+360°/m)}相抵，得到与第六及第八检测信号S6、S8相比降低了第一误差成分的信号。

另外，如从式(1)、(11)可理解的那样，进行第二实施例中的第五运算即求出第一及第五检测信号S1、S5的差的运算时，式(1)中的第二误差成分b₁·cos(mθ)与式(11)中的第二误差成分b₁·cos(mθ)相抵，得到与第一及第五检测信号S1、S5相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(2)、(12)可理解的那样，进行第二实施例中的第六运算即求出第二及第六检测信号S2、S6的差的运算时，式(2)中的第二误差成分b₂·sin(mθ)与式(12)中的第二误差成分b₂·sin(mθ)相抵，得到与第二及第六检测信号S2、S6相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(9)、(13)可理解的那样，进行第二实施例中的第七运算即求出第三及第七检测信号S3、S7的差的运算时，式(9)中的第二误差成分b₁·cos{m(θ+360°/n)}与式(13)中的第二误差成分b₁·cos{rn(θ+360°/n)}相抵，得到与第三及第七检测信号S3、S7相比降低了第二误差成分的信号。

另外，如从式(10)、(14)可理解的那样，进行第二实施例中的第八运算即求出第四及第八检测信号S4、S8的差的运算时，式(10)中的第二误差成分b₂·sin{m(θ+360°/n)}与式(14)中的第二误差成分b₂·sin{m(θ+360°/n)}相抵，得到与第四及第八检测信号S4、S8相比降低了第二误差成分的信号。

本实施方式中，在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因为第一原因的情况和为第二原因的情况的任一情况下，将第一及第二检测信号S1、S2分别以式(1)、(2)表示时，第一实施例中，式(3)～(8)成立，第二实施例中式(9)～(14)成立。

接着，说明第一及第二信号Sa、Sb的生成方法和角度检测值θs的算出方法。首先，说明上述的第一实施例的情况中的、第一及第二信号Sa、Sb的生成方法和角度检测值θs的算出方法。如上所述，第一运算电路52进行使用了第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7的运算，生成第一信号Sa。第一运算电路52中的运算中，包含第一实施例中的第一运算、第三运算、第五运算和第七运算。具体而言，例如，第一运算电路52通过下式(15)生成第一信号Sa。式(15)中，使用以式(1)、(3)、(5)、(7)表示的第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7。此外，以下的说明中，α＝180°/n，β＝180°/m。

Sa＝S1+S3+S5+S7

＝cosθ+cos(θ+α)+cos(θ+β)+cos(θ+α+β)

＝2cos(θ+α/2)·cos(－α/2)

+2cos(θ+α/2+β)·cos(－α/2)

＝4cos(α/2)·cos(θ+α/2+β/2)·cos(－β/2)

＝4cos(α/2)·cos(β/2)·cos(θ+α/2+β/2)…(15)

第一运算电路52中的运算中，式(1)、(3)中的两个第一误差成分相抵，式(5)、(7)中的两个第一误差成分相抵，式(1)、(5)中的两个第二误差成分相抵，式(3)、(7)中的两个第二误差成分相抵。由此，第一信号Sa成为与第一、第三、第五、第七检测信号S1、S3、S5、S7相比降低了第一及第二误差成分的信号。

另外，如上所述，第二运算电路53进行使用了第二、第四、第六及第八检测信号S2、S4、S6、S8的运算，生成第二信号Sb。第二运算电路53中的运算中，包含第一实施例中的第二运算、第四运算、第六运算和第八运算。具体而言，例如，第二运算电路53通过下式(16)生成第二信号Sb。式(16)中，使用以式(2)、(4)、(6)、(8)表示的第二、第四、第六及第八检测信号S2、S4、S6、S8。

Sb＝S2+S4+S6+S8

＝sinθ+sin(θ+α)+sin(θ+β〉+sin(θ+α+β)

＝2sin(θ+α/2)·cos(－α/2)

+2sin(θ+α/2+β)·cos(－α/2)

＝4cos(α/2)·sin(θ+α/2+β/2)·cos(－β/2)

＝4cos(α/2)·cos(β/2)·sin(θ+α/2+β/2)…(16)

第二运算电路53中的运算中，式(2)、(4)中的两个第一误差成分相抵，式(6)、(8)中的两个第一误差成分相抵，式(2)、(6)中的两个第二误差成分相抵，式(4)、(8)中的两个第二误差成分相抵。由此，第二信号Sb成为与第二、第四、第六、第八检测信号S2、S4、S6、S8相比降低了第一及第二误差成分的信号。

角度运算部54基于第一及第二信号Sa、Sb算出角度检测值θs。具体而言，例如，角度运算部54使用由式(15)、(16)生成的第一及第二信号Sa、Sb，通过下式(17)算出θs。此外，“atan”表示反正切。

θs＝atan(Sb/Sa)－(α/2+β/2)…(17)

θs为0°以上且低于360°的范围内，式(17)中的θs的解中具有相差180°的两个值。但是，通过Sa、Sb的正负组合，可以判别θs的真正的值为式(17)中的θs的两个解的哪一个。角度运算部54通过式(17)与上述的Sa、Sb的正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内求出θs。

接着，说明上述的第二实施例的情况中的、第一及第二信号Sa、Sb的生成方法和角度检测值θs的算出方法。第一运算电路52中的运算中包含第二实施例中的第一运算、第三演箪、第五运算和第七运算。具体而言，例如，第一运算电路52通过下式(18)生成第一信号Sa。式(18)中，使用以式(1)、(9)、(11)、(13)表示的第一、第三、第五及第七检测信号S1、S3、S5、S7。此外，以下的说明中，γ＝360°/n，δ＝360°/m。

Sa＝S1－S3－S5+S7

＝cosθ－cos(θ+γ)－cos(θ+δ)+cos(θ+γ+δ)

＝－2sina(θ+γ/2)·sin(－γ/2)

+2sin(θ+γ/2+δ)·sin(－γ/2)

＝4sin(γ/2)·sin(－δ/2)·cos(θ+γ/2+δ/2)

＝－4sin(γ/2)·sin(δ/2)·cos(θ+γ/2+δ/2)…(18)

第一运算电路52中的运算中，式(1)、(9)中的两个第一误差成分相抵，式(11)、(13)中的两个第一误差成分相抵，式(1)、(11)中的两个第二误差成分相抵，式(9)、(13)中的两个第二误差成分相抵。由此，第一信号Sa成为与第一、第三、第五、第七检测信号S1、S3、S5、S7相比降低了第一及第二误差成分的信号。

另外，第二运算电路53中的运算中包含第二实施例中的第二运算、第四运算、第六运算和第八运算。具体而言，例如，第二运算电路53通过下式(19)生成第二信号Sb。式(19)中，使用以式(2)、(10)、(12)、(14)表示的第二、第四、第六及第八检测信号S2、S4、S6、S8。

Sb＝S2－S4－S6+S8

＝sinθ－sin(θ+γ)－sin(θ+δ)+sin(θ+γ+δ)

＝2sin(－γ/2)·cos(θ+γ/2)

－2sin(－γ/2)·cos(θ+γ/2+δ)

＝4sin(γ/2)·sin(θ+γ/2+δ/2)·sin(－δ/2)

＝－4sin·(γ/2)·sin(δ/2)·sin(θ+γ/2+δ/2)…(19)

第二运算电路53中的运算中，式(2)、(10)中的两个第一误差成分相抵，式(12)、(14)中的两个第一误差成分相抵，式(2)、(12)中的两个第二误差成分相抵，式(10)、(14)中的两个第二误差成分相抵。由此，第二信号Sb成为与第二、第四、第六、第八检测信号S2、S4、S6、S8相比降低了第一及第二误差成分的信号。

角度运算部54基于第一及第二信号Sa、Sb算出角度检测值θs。具体而言，例如，角度运算部54使用由式(18)、(19)生成的第一及第二信号Sa、Sb，通过下式(20)算出θs。

θs＝atan(Sb/Sa)－(γ/2+δ/2)…(20)

θs为0°以上且低于360°的范围内，式(20)中的θs的解中具有相差180°的两个值。但是，通过Sa、Sb的正负组合，可以判别θs的真正的值为式(20)中的θs的两个解的哪一个。角度运算部54通过式(20)和上述的Sa、Sb的正负组合的判定，在0°以上且低于360°的范围内求出θs。

此外，本实施方式中的第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系只要产生第一至第八相位关系即可，不限于上述的第一及第二实施例。

例如，第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系也可以是角度θ1和角度θ2成为相当于电气角的180°/n的角度，角度θ3成为相当于电气角的360°/m的角度的关系。在该情况下，例如，第一运算电路52通过下式(21)生成第一信号Sa，第二运算电路53通过下式(22)生成第二信号Sb。由此，得到降低了第一及第二误差成分的第一及第二信号Sa、Sb。

Sa＝S1+S3－S5－S7…(21)

Sb＝S2+S4－S6－S8…(22)

另外，第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系也可以是角度θ1和角度θ2成为相当于电气角的360°/n的角度，角度θ3成为相当于电气角的180°/m的角度的关系。在该情况下，例如，第一运算电路52通过下式(23)生成第一信号Sa，第二运算电路53通过下式(24)生成第二信号Sb。由此，得到降低了第一及第二误差成分的第一及第二信号Sa、Sb。

Sa＝S1－S3+S5－S7…(23)

Sb＝S2－S4+S6－S8…(24)

如以上说明的那样，本实施方式所涉及的角度传感器2及角度传感器系统1中，第一至第四检测部10、20、30、40以规定的位置关系进行配置，角度检测部50中，为了生成降低了第一及第二误差成分的第一及第二信号Sa、Sb，而进行加法或减法等的较简单的运算。由此，根据本实施方式，可以容易降低第一至第八检测信号S1～S8所含的、相当于5以上的次数的高次谐波的第一误差成分和相当于与第一误差成分不同的次数的高次谐波的第二误差成分所引起的角度误差。

但是，作为降低第一及第二误差成分所引起的角度误差的其它方法，考虑以第一至第八检测信号S1～S8各自所含的第一及第二误差成分变小的方式，通过信号处理修正第一至第八检测信号S1～S8的各个的方法。具体而言，例如，考虑对第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形进行傅立叶转换，基于其结果将第一至第八检测信号S1～S8各自所含的第一及第二误差成分相抵。但是，该方法中，存在需要复杂的信号处理等的问题。误差成分的次数越高，该问题越显著。

与之相对，本实施方式中，如上所述，通过较简单的运算，可以生成降低了第一及第二误差成分的第一及第二信号Sa、Sb。另外，本实施方式中，通过调整第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系，可以降低任意的次数的误差成分。据此，根据本实施方式，与通过信号处理修正第一至第八检测信号S1～S8各自的情况相比，可以容易降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

另外，本实施方式中，在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因包含上述的第一原因和第二原因的至少一方的情况下，可以降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

接着，使用以下表示的一个例子，具体地表示本实施方式进行的角度误差的降低的效果。首先，将基于第一检测信号S1和第二检测信号S2算出的相当于角度检测值θs的值称为未修正角度检测值，并以记号θp表示。未修正角度检测值θp通过下式(25)算出。

θp＝atan(S2/S1)…(25)

θp为0°以上且低于360°的范围内，式(25)中的θp的解中具有相差180°的两个值。但是，通过S1、S2的正负组合，可以判别θp的真正的值为式(25)中的θp的两个解的哪一个。

另外，将未修正角度检测值θp中产生的角度误差以记号Ep表示，将角度检测值θs中产生的角度误差以记号Es表示。角度误差Ep、Es的算出通过角度传感器系统1的外部的未图示的控制部，在该控制部可识别角度传感器2的真正的检测对象的角度的状况下进行。该状况在例如根据控制部的指令使真正的检测对象的角度变化的情况、或控制部可取得真正的检测对象的角度的信息的情况下得到。真正的检测对象的角度是例如磁场产生部5的旋转角。以下，将控制部识别的真正的检测对象的角度特别称为基准角度θr。理想角度θ相当于真正的检测对象的角度及基准角度θr。角度误差Ep、Es分别通过下式(26)、(27)算出。

Ep＝θp－θr…(26)

Es＝θs－θr…(27)

图11是表示未修正角度检测值θp中产生的角度误差Ep的波形的一个例子的波形图。图12是表示角度检测值θs中产生的角度误差Es的波形的一个例子的波形图。图11及图12中，横轴表示与基准角度θr相等的理想角度θ，纵轴表示角度误差Ep或Es的大小。

第一及第二检测信号S1、S2是降低第一及第二误差成分之前的信号。未修正角度检测值θp中产生的角度误差Ep主要由于第一及第二误差成分而产生。如图11及图12所示，角度检测值θs中产生的角度误差Es比未修正角度检测值θp中产生的角度误差Ep小。这样，根据本实施方式，可以降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

此外，本发明的角度传感器及角度传感器系统也可以可降低第一及第二误差成分中、仅由第一误差成分引起的的角度误差。在该情况下，可以从角度传感器2中省略第三及第四检测部30、40。另外，在该情况下，第一运算电路52在用于生成第一信号Sa的上述多个式中将S5和S7设为0，由此，可以生成第一信号Sa。另外，第二运算电路53在用于生成第二信号Sb的上述多个式中将S6和S8设为0，由此，可以生成第二信号Sb。

[第二实施方式]

接着，说明本发明的第二实施方式。首先，参照图13说明本实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构。本实施方式所涉及的角度传感器系统1在以下点与第一实施方式不同。本实施方式所涉及的角度传感器系统1具备磁场产生部7，代替第一实施方式中的磁场产生部5。本实施方式中的磁场产生部7为圆柱状的磁铁，产生方向旋转的旋转磁场MF。磁场产生部7以中心轴C为中心沿旋转方向D旋转。

磁场产生部7包含磁化的方向相互不同的第一及第二部分7A、7B。第一及第二部分7A、7B以包含圆柱的中心轴的假想的平面为中心对称地配置。图13中，标注符号7AM的记号表示第一部分7A的磁化的方向，标注符号7BM的记号表示第二部分7B的磁化的方向。第一部分7A的磁化的方向7AM是与中心轴C平行的方向。图13中，方向7AM是朝向上的方向。第二部分7B的磁化的方向7BM是与方向7AM相反的方向。

本实施方式中，角度传感器2的第一至第四检测部10、20、30、40以与磁场产生部7的一端面相对的方式配置。此外，图13中，为了容易理解，将第一至第四检测部10、20、30、40作为不同个体进行描述，但第一至第四检测部10、20、30、40也可以一体化。另外，图13中，第一至第四检测部10、20、30、40沿与中心轴C平行的方向层叠，但其层叠顺序不限于图13所示的例子。磁场产生部7相对于第一至第四检测部10、20、30、40的相对的位置沿旋转方向D变化。

此外，本实施方式所涉及的角度传感器系统1的结构不限于图13所示的例子。例如，如图13那样配置的磁堺产生部7和第一至第四检测部10、20、30、40中，也可以将磁场产生部7固定且第一至第四检测部10、20、30、40旋转，磁场产生部7和第一至第四检测部10、20、30、40也可以沿相互相反方向旋转，磁场产生部7和第一至第四检测部10、20、30、40也可以沿相同方向以相互不同的角速度进行旋转。在任意情况下，磁场产生部7相对于第一至第四检测部10、20、30、40的相对的位置均以中心轴C为中心沿旋转方向D旋转。

在此，参照图13及图14说明本实施方式中的方向和角度的定义。本实施方式中，将Z方向设为与图13所示的中心轴C平行且从图13中的下向上的方向。图14中，X方向是向右的方向，Y方向是向上的方向，Z方向是从里向跟前的方向。

如第一实施方式中进行说明的那样，第一至第四检测部10、20、30、40分别检测第一至第四位置P1、P2、P3、P4上的旋转磁场MF。本实施方式中，以第一至第四位置P1、P2、P3、P4的各个上的旋转磁场MF的方向DM相同的方式，第一至第四位置P1、P2、P3、P4对于旋转方向D成为相同的位置。

本实施方式中的基准平面与磁场产生部7的一端面平行且与中心轴C垂直。本实施方式中，将第一位置P1设为基准位置PR，将X方向设为基准方向DR。旋转磁场MF的方向DM在图14中以顺时针方向旋转。基准位置PR上的旋转磁场MF的方向DM相对于基准方向DR所成的角度即旋转磁场角度θM，在从基准方向DR以顺时针方向观察时以正值表示，在从基准方向DR以逆时针方向观察时以负值表示。

另外，如图14所示，定义第一方向D11、第二方向D21、第三方向D31、第四方向D41、第五方向D12、第六方向D22、第七方向D32及第八方向D42。第一至第八方向D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42均是与基准平面平行的方向。第一至第四方向D11、D21、D31、D41相互不同。本实施方式中，第一方向D11是与X方向及基准方向DR相同的方向。第二方向D21是从第一方向D11起以逆时针方向旋转角度θ1的方向。第三方向D31是从第一方向D11起以逆时针方向旋转角度θ3的方向。第四方向D41是从第三方向D31起以逆时针方向旋转角度θ2的方向。角度θ1～θ3的具体的值在后面进行说明。

第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D11、D21、D31、D41起旋转规定的角度的方向。本实施方式中，第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D21、D21、D31、D41起以顺时针方向旋转90°的方向。

本实施方式中，第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系是第一至第四位置Pl～P4的各个上的旋转磁场MF的方向DM相同，但第一至第四方向D11、D21、D31、D41相互不同的关系。

第一至第四检测部10、20、30、40内的多个磁化固定层的磁化的方向与第一至第八方向D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42的关系与第一实施方式相同。

与第一实施方式一样，第一至第四检测部10、20、30、40也可以由四个个别部件构成。四个个别部件也可以是机械构造相同，并且机械构造与多个磁化固定层的磁化的方向的相位关系也相同的部件。在该情况下，第二检测部20相对于第一检测部10，以沿逆时针方向旋转角度θ1的姿势配置。第三检测部30相对于第一检测部10，以沿逆时针方向旋转角度θ3的姿势配置。第四检测部40相对于第三检测部30，以沿逆时针方向旋转角度θ2的姿势配置。

或者，第一至第四检测部10、20、30、40也可以以机械构造和配置的姿势相同，且仅它们所含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向与分别对应的方向一致的方式构成。

第一至第四检测部10、20、30、40以产生第一实施方式中说明的第一至第八相位关系的位置关系进行配置。以下，说明本实施方式的第一实施例和第二实施例。首先，说明第一实施例。本实施方式的第一实施例中的第一至第八相位关系与第一实施方式的第一实施例相同。第一实施例中，以产生第一实施例中的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图14所示的角度θ1成为相当于电气角的180°/n的角度的方式，规定第一及第二方向D11、D21。另外，以产生第一实施例中的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图14所示的角度θ2成为相当于电气角的180°/n的角度的方式，规定第三及第四方向D31、D41。另外，以产生第一实施例中的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图14所示的角度θ3成为相当于电气角的180°/m的角度的方式，规定第一及第三方向D11、D31。第一实施例中的第七及第八相位关系通过以产生第一实施例中的第一至第六相位关系的方式规定第一至第四方向D11、D21、D31、D41而产生。

本实施方式中，特别是m为3，n为5。因此，180°/m为60°，180°/n为36°。另外，第一至第八检测信号S1～S8中的1周期即电气角的360°相当于磁场产生部7的一圈即磁场产生部7的旋转角的360°。因此，第一实施例中，以角度θ1和角度θ2均成为36°，角度θ3成为60°的方式，规定第一至第四方向D11、D21、D31、D41。

在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因为第二原因的情况下，第一实施例中，当将第一及第二检测信号S1、S2分别以第一实施方式中的式(1)、(2)表示时，第三至第八检测信号S3～S8可以分别以第一实施方式中的式(3)～(8)表示。

接着，说明第二实施例。本实施方式的第二实施例中的第一至第八相位关系与第一实施方式的第二实施例相同。第二实施例中，以产生第二实施例中的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图14所示的角度θ1成为相当于电气角的360°/n的角度的方式，规定第一及第二方向D11、D21。另外，以产生第二实施例中的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图14所示的角度θ2成为相当于电气角的360°/n的角度的方式，规定第三及第四方向D31、D41。另外，以产生第二实施例中的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图14所示的角度θ3成为相当于电气角的360°/m的角度的方式，规定第一及第三方向D11、D31。第二实施例中的第七及第八相位关系通过以产生第二实施例中的第一至第六相位关系的方式规定第一至第四方向D11、D21、D31、D41而产生。

本实施方式中，特别是360°/n为72°，360°/m为120°。第二实施例中，以角度θ1和角度θ2均成为72°，角度θ3成为120°的方式，规定第一至第四方向D11、D21、D31、D41。

在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因为第二原因的情况下，第二实施例中，当将第一及第二检测信号S1、S2分别以第一实施方式中的式(1)、(2)表示时，第三至第八检测信号S3～S8可以分别以第一实施方式中的式(9)～(14)表示。

本实施方式中，在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因包含第二原因的情况下，可以降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

此外，本实施方式中的第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系也可以适用于第一实施方式所涉及的角度传感器系统1。本实施方式中的其它结构、作用及效果与第一实施方式一样。

[第三实施方式]

接着，说明本发明的第三实施方式。首先，参照图15说明本实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构。本实施方式所涉及的角度传感器系统1在以下点与第一实施方式不同。本实施方式所涉及的角度传感器系统1具备磁场产生部8，代替第一实施方式中的磁场产生部5。

图15中，X方向为向右的方向，Y方向为向上的方向，Z方向为从里向跟前的方向。磁场产生部8具有沿着X方向交替排列成直线状的多组第一部分8A和第二部分8B。第一部分8A和第二部分8B具有相互相反方向的磁化。图15中，多个中空箭头表示部分8A、8B的磁化的方向。图15中，第一部分8A的磁化的方向为Y方向。第二部分8B的磁化的方向为与第一部分8A的磁化的方向相反的方向。

磁场产生部8具有与X方向平行的侧面8a。本实施方式中，角度传感器2的第一至第四检测部10、20、30、40以与磁场产生部8的侧面8a相对的方式配置。

角度传感器2和磁场产生部8的一方与未图示的动作体连动，并直线地移动。由此，磁场产生部8相对于第一至第四检测部10、20、30、40的相对的位置沿规定的方向DL变化。方向DL为与X方向平行的方向。图15所示的例子中，方向DL为－X方向。

在此，参照图15及图16说明本实施方式中的第一至第四检测部10、20、30、40的配置、方向和角度的定义。如第一实施方式中进行说明的那样，第一至第四检测部10、20、30、40分别检测第一至第四位置P1、P2、P3、P4上的旋转磁场MF。本实施方式中，以第一至第四位置P1、P2、P3、P4的各个上的旋转磁场MF的方向DM相互不同的方式，第一至第四位置P1、P2、P3、P4相互不同。

如图16所示，第一至第四位置P1～P4处于与方向DL(－X方向)平行的假想的直线L上且相互不同。第二位置P2是从第一位置P1起，沿X方向移动距离L1的位置。第三位置P3是从第一位置P1起，沿X方向移动距离L3的位置。第四位置P4是从第三位置P3起，沿X方向移动距离L2的位置。距离L1～L3的具体的值在后面进行说明。

本实施方式中的基准平面与Z方向垂直。基准位置PR位于基准平面内。本实施方式中，将第一位置P1设为基准位置PR，且将Y方向设为基准方向DR。旋转磁场MF的方向DM在图16中沿顺时针方向进行旋转。基准位置PR上的旋转磁场MF的方向DM相对于基准方向DR所成的角度、即旋转磁场角度θM，在从基准方向DR起沿顺时针方向观察时以正值表示，在从基准方向DR起沿逆时针方向观察时以负值表示。

另外，如图16所示，定义第一方向D11、第二方向D21、第三方向D31、第四方向D41、第五方向D12、第六方向D22、第七方向D32及第八方向D42。第一至第八方向D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42均是与基准平面平行的方向。本实施方式中，第一至第四方向D11、D21、D31、D41均设为Y方向。

第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D11、D21、D31、D41起，旋转规定的角度的方向。本实施方式中，第五至第八方向D12、D22、D32、D42分别是从第一至第四方向D11、D21、D31、D41起，沿顺时针方向旋转90°的方向、即X方向。

第一至第四位置P1、P2、P3、P4分别存在于第一至第四检测部10、20、30、40内。第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系是第一至第四位置P1、P2、P3、P4如上述那样相互不同的关系。

第一至第四检测部10、20、30、40内的多个磁化固定层的磁化的方向与第一至第八方向D11、D21、D31、D41、D12、D22、D32、D42的关系与第一实施方式相同。

第一至第四检测部10、20、30、40也可以与第一实施方式一样，由四个个别部件构成。四个个别部件也可以是机械构造相同，并且机械构造与多个磁化固定层的磁化的方向的位置关系也相同的部件。或者，第一至第四检测部10、20、30、40也可以由包含它们全部的一个部件构成。

第一至第四检测部10、20、30、40以产生第一实施方式中说明的第一至第八相位关系的位置关系进行配置。以下，说明本实施方式的第一实施例和第二实施例。

首先，说明第一实施例。本实施方式的第一实施例中的第一至第八相位关系与第一实施方式的第一实施例相同。第一实施例中，以产生第一实施例中的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图16所示的距离L1成为相当于电气角的180°/n的大小的方式，规定第一及第二位置P1、P2。另外，以产生第一实施例中的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图16所示的距离L2成为相当于电气角的180°/n的大小的方式，规定第三及第四位置P3、P4。另外，以产生第一实施例中的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图16所示的距离L3成为相当于电气角的180°/m的大小的方式，规定第一及第三位置P1、P3。第一实施例中的第七及第八相位关系通过以产生第一实施例中的第一至第六相位关系的方式规定第一至第四位置P1～P4而产生。

磁场产生部8中，经由一个第二部分8B而邻接的两个第一部分8A的中心间的距离与经由一个第一部分8A而邻接的两个第二部分8B的中心间的距离相互相等。在此，如图15所示，将经由一个第二部分8B而邻接的两个第一部分8A的中心间的距离称为一个间距，并以记号Lp表示。第一至第八检测信号S1～S8中的1周期即电气角的360°相当于一个间距。因此，上述的相当于电气角的180°/n的大小为Lp/(2n)，上述的相当于电气角的180°/m的大小为Lp/(2m)。第一实施例中，以距离L1和距离L2均成为Lp/(2n)，距离L3成为Lp/(2m)的方式，规定第一至第四位置P1～P4。本实施方式中，特别是m为3，n为5。因此，第一实施例中，以距离L1和距离L2均成为Lp/10，距离L3成为Lp/6的方式，规定第一至第四位置P1～P4。

在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因为第一原因的情况和为第二原因的情况的任一情况下，第一实施例中，将第一及第二检测信号S1、S2分别以第一实施方式中的式(1)、(2)表示时，第三至第八检测信号S3～S8也可以分别以第一实施方式中的式(3)～(8)表示。

接着，说明第二实施例。本实施方式的第二实施例中的第一至第八相位关系与第一实施方式的第二实施例相同。第二实施例中，以产生第二实施例中的第一及第二相位关系的方式，配置第一及第二检测部10、20。具体而言，以图16所示的距离L1成为相当于电气角的360°/n的大小的方式，规定第一及第二位置P1、P2。另外，以产生第二实施例中的第三及第四相位关系的方式，配置第三及第四检测部30、40。具体而言，以图16所示的距离L2成为相当于电气角的360°/n的大小的方式，规定第三及第四位置P3、P4。另外，以产生第二实施例中的第五及第六相位关系的方式，配置第一及第三检测部10、30。具体而言，以图16所示的距离L3成为相当于电气角的360°/m的大小的方式，规定第一及第三位置P1、P3。第二实施例中的第七及第八相位关系通过以产生第二实施例中的第一至第六相位关系的方式规定第一至第四位置P1～P4而产生。

此外，上述的相当于电气角的360°/n的大小为Lp/n，上述的相当于电气角的360°/m的大小为Lp/m。第二实施例中，以距离L1和距离L2均成为Lp/n，且距离L3成为Lp/m的方式，规定第一至第四位置P1～P4。本实施方式中，特别是m为3，n为5。因此，第二实施例中，以距离L1和距离L2均成为Lp/5，且距离L3成为Lp/3的方式，规定第一至第四位置P1～P4。

第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因为第一原因的情况和为第二原因的情况的任一情况下，第二实施例中，将第一及第二检测信号S1、S2分别以第一实施方式中的式(1)、(2)表示时，第三至第八检测信号S3～S8也可以分别以第一实施方式中的式(9)～(14)表示。

本实施方式中，与第一实施方式一样，在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因包含第一原因和第二原因的至少一方的情况下，可以降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

本实施方式中的其它的结构、作用及效果与第一实施方式一样。

[第四实施方式]

接着，参照图17说明本发明的第四实施方式所涉及的角度传感器系统的概略结构。本实施方式所涉及的角度传感器系统1在以下点与第三实施方式不同。本实施方式中，以第一至第四位置P1～P4的各个上的旋转磁场MF的方向DM相同的方式，第一至第四位置P1～P4成为对于规定的方向DL相同的位置。

本实施方式中的第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系与第二实施方式一样，是配置第一至第四检测部10、20、30、40的位置上的旋转磁场MF的方向DM相同，但第一至第四方向D11、D21、D31、D41相互不同的关系。第一至第四方向D11、D21、D31、D41的定义与第二实施方式中的图14所示的定义相同。另外，第一至第四检测部10、20、30、40的位置关系的具体的内容与第二实施方式相同。

本实施方式中，在第一至第八检测信号S1～S8的各个的波形失真的原因包含第二原因的情况下，可以降低第一及第二误差成分所引起的角度误差。

本实施方式中的其它的结构、作用及效果与第二或第三实施方式一样。

此外，本发明不限定于上述各实施方式，可以进行各种变更。例如，本发明的角度传感器的角度检测部也可以包含进行用于降低各检测信号所含的第一及第二误差成分以外的误差成分所引起的角度误差的处理的部分。

根据以上的说明，显然可以实施本发明的各种方式及变形例。因此，在权利要求的均等的范围中，也可以以上述最优选的方式以外的方式实施本发明。

Claims (14)

1.一种角度传感器，其特征在于，

是生成与基准位置上的旋转磁场的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器，

具备：

第一检测部；

第二检测部；及

角度检测部，

所述第一检测部具有分别生成与第一位置上的所述旋转磁场的方向相对于第一方向所成的角度具有对应关系的第一及第二检测信号的第一及第二检测信号生成部，

所述第二检测部具有分别生成与第二位置上的所述旋转磁场的方向相对于第二方向所成的角度具有对应关系的第三及第四检测信号的第三及第四检测信号生成部，

在所述旋转磁场的方向以规定的周期变化的情况下，所述第一至第四检测信号分别包含理想成分和第一误差成分，

所述理想成分以描绘理想的正弦曲线的方式周期性地变化，

所述第一误差成分是与相对于所述理想成分的n次的高次谐波相当的误差成分，

所述n为5以上，

所述第一及第二检测信号的理想成分的相位相互不同，

所述第三及第四检测信号的理想成分的相位相互不同，

所述第一检测部与所述第二检测部以在所述第一及第三检测信号的理想成分之间产生第一相位关系，且在所述第二及第四检测信号的理想成分之间产生第二相位关系的位置关系进行配置，

所述第一相位关系是在进行求出所述第一及第三检测信号的和或差的第一运算时能够得到与所述第一及第三检测信号相比降低了所述第一误差成分的信号的关系，

所述第二相位关系是在进行求出所述第二及第四检测信号的和或差的第二运算时能够得到与所述第二及第四检测信号相比降低了所述第一误差成分的信号的关系，

所述角度检测部具有：

第一运算电路，其进行包含所述第一运算的运算，生成与所述第一及第三检测信号相比降低了所述第一误差成分的第一信号；

第二运算电路，其进行包含所述第二运算的运算，生成与所述第二及第四检测信号相比降低了所述第一误差成分的第二信号；及

角度运算部，其基于所述第一及第二信号，算出所述角度检测值。

2.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一检测部与所述第二检测部的位置关系是以所述第一位置上的所述旋转磁场的方向与所述第二位置上的所述旋转磁场的方向相互不同的方式，所述第一位置与所述第二位置相互不同的关系。

3.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一检测部与所述第二检测部的位置关系是所述第一位置上的所述旋转磁场的方向与所述第二位置上的所述旋转磁场的方向相同而所述第一方向与所述第二方向相互不同的关系。

4.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一相位关系是所述第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系，

所述第二相位关系是所述第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为180°/n的关系，

所述第一运算是求出所述第一及第三检测信号的和的运算，

所述第二运算是求出所述第二及第四检测信号的和的运算。

5.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一相位关系是所述第一及第三检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系，

所述第二相位关系是所述第二及第四检测信号的理想成分的相位差成为360°/n的关系，

所述第一运算是求出所述第一及第三检测信号的差的运算，

所述第二运算是求出所述第二及第四检测信号的差的运算。

6.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一及第二检测信号的理想成分的相位差和所述第三及第四检测信号的理想成分的相位差均为90°。

7.根据权利要求1所述的角度传感器，其特征在于，

所述第一至第四检测信号生成部分别包含至少一个磁检测元件。

8.根据权利要求7所述的角度传感器，其特征在于，

所述至少一个磁检测元件包含至少一个磁阻效应元件，

所述至少一个磁阻效应元件包含固定了磁化方向的磁化固定层、磁化的方向根据所述旋转磁场的方向而变化的自由层、及配置于所述磁化固定层与自由层之间的非磁性层。

9.一种角度传感器系统，其特征在于，

具备：

权利要求1所述的角度传感器；及

产生所述旋转磁场的磁场产生部。

10.根据权利要求9所述的角度传感器系统，其特征在于，

所述第一检测部和所述第二检测部的位置关系是以所述第一位置上的所述旋转磁场的方向与所述第二位置上的所述旋转磁场的方向相互不同的方式，所述第一位置与所述第二位置相互不同的关系。

11.根据权利要求10所述的角度传感器系统，其特征在于，

所述磁场产生部是相对于所述第一及第二检测部的相对的位置沿规定的方向变化的磁场产生部，

所述第一位置与所述第二位置对于所述规定的方向相互不同。

12.根据权利要求11所述的角度传感器系统，其特征在于，

所述磁场产生部以中心轴为中心进行旋转，

所述规定的方向为所述磁场产生部的旋转方向，

所述第一位置与所述第二位置处于与所述中心轴垂直的假想的平面上，且距所述中心轴的距离相互相等。

13.根据权利要求11所述的角度传感器系统，其特征在于，

所述第一位置与所述第二位置处于假想的直线上且相互不同，

所述规定的方向为与所述假想的直线平行的方向。

14.根据权利要求9所述的角度传感器系统，其特征在于，

所述第一检测部与所述第二检测部的位置关系是所述第一位置上的所述旋转磁场的方向与所述第二位置上的所述旋转磁场的方向相同而所述第一方向与所述第二方向相互不同的关系。