JP6375126B2 - 磁気センサ装置およびロータリエンコーダ - Google Patents

Description

本発明は、基板に形成された感磁膜を利用した磁気センサ装置、および磁気センサ装置を備えたロータリエンコーダに関するものである。

固定体に対する回転体の回転を検出するロータリエンコーダでは、たとえば、回転体の側にマグネットを設け、固定体の側に磁気抵抗素子やホール素子を備えた磁気センサ装置が設けられる。
かかる磁気センサ装置のうち、たとえば、磁気抵抗素子を備えた磁気センサ装置では、基板の一方面に磁気抵抗膜からなる感磁膜が形成されており、感磁膜によって構成した２相（Ａ相およびＢ相）のブリッジ回路から出力された出力に基づいて、回転体の角度速度や角度位置等を検出する（たとえば、特許文献１参照）。

磁気センサ装置に用いられる磁気抵抗素子やホール素子に用いられる感磁膜は、温度によって抵抗値が変化する。なお、磁気抵抗素子に用いられる磁気抵抗膜としてパーマロイを用いた場合、ＩｎＳｂやＩｎＡｓ等の半導体材料を用いた場合に比して温度に起因する抵抗変化が小さいが、それでも、温度が変化すると抵抗値が変動する。
ただし、感磁膜によってブリッジ回路を形成した場合、各感磁膜において温度変化に起因する抵抗値変化が発生しても、かかる変化が等しければ、出力に変化は発生しないはずである。

しかしながら、基板に形成された感磁膜を利用した磁気センサ装置では、たとえ、感磁膜によってブリッジ回路を形成した場合でも、温度が変化すると、検出誤差が大きくなると考えられる。
かかる原因は明確ではないが、温度変化に伴う膨張収縮が基板等と感磁膜との間で相違することに起因する応力が各感磁膜によって異なることの影響や、基板に感磁膜を成膜した際の各感磁膜の膜質の差に起因するものと推測される。

これを解決するために、磁気センサ装置に温度センサおよびヒータを設けて、感磁領域を一定の温度に保持するように制御して、特性の安定性の向上を図ることが考えられる。

この場合、温度センサとしては抵抗膜により形成する抵抗型温度センサが適用可能である。
この抵抗型温度センサの材料として、金属（白金、ニッケル、その他）や金属の窒化物等が採用可能であり、これらを線材か薄膜に加工して用いることができる。

抵抗型温度センサについては、たとえばニッケルや白金を用いた温度センサが特許文献２に記載され、ニッケルを用いた温度センサが特許文献３に記載されている。

特開２０１２−１１８０００号公報 特開平８−１０５８０４号公報 特開２００３−２８７２７号公報

しかしながら、温度センサに白金を用いる場合、白金は非磁性であるが、高価なためコスト面で適用することは困難である。

温度センサにニッケルを用いる場合、ニッケルは白金に比べて高価ではなく抵抗温度係数が大きいが、磁界により抵抗値が１〜２％程度変化してしまい磁界中で用いる場合は精度がよくない。

また、感磁素子に影響を与えないよう温度センサの材料として非磁性材のチタンを用いることも考えられる。
しかしながら、チタンは通電や環境条件による抵抗値（同じ温度での抵抗値）の変化があり、精度がよくないという不利益がある。

本発明の目的は、磁界中においても高精度の温度監視を行うことが可能で、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる磁気センサ装置、およびこの磁気センサ装置を備えたロータリエンコーダを提供することにある。

本発明の第１の観点の磁気センサ装置は、基板と、前記基板に形成され、ブリッジ回路を形成する感磁膜を備えた感磁領域と、前記基板に形成された温度監視用抵抗膜と、前記基板に形成された加熱用抵抗膜と、を有し、前記温度監視用抵抗膜は、ｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の弧を複数有し、各ｎ角形の弧が直線状または曲線状の弧により形成され、複数の前記ｎ角形の弧は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
このように、本発明では、感磁膜が形成された基板に、温度監視用抵抗膜および加熱用抵抗膜が形成されている。このため、設定温度との温度差や温度変化を温度監視用抵抗膜の抵抗値によって監視し、その監視結果に基づいて加熱用抵抗膜に給電すれば、感磁膜を設定温度にまで加熱することができる。それ故、設定温度で高い精度が得られるように、感磁膜の抵抗バランスを設定しておけば、温度変化が発生しても安定した検出精度を得ることができる。

そして、温度監視用抵抗膜を、三角形以上で円形を含むｎ角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
また、温度監視用抵抗膜は、複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

好適には、複数の前記ｎ角形の弧は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループと第２グループに区分け可能で、前記第１グループのｎ角形の弧が囲む磁束と、前記第２グループのｎ角形の弧が囲む磁束が略同等となるように配置可能である。

これは、磁束が一様な場合であって、たとえば複数の弧は奇数でも偶数でもよく、１つの弧と２つの弧で誘起される電圧をキャンセルする場合も有れば、２つの弧と２つの弧で誘起される電圧をキャンセルする場合、２つの弧と３つの弧で誘起される電圧キャンセルする場合もある。
この場合も、ｎ角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜は、ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続されている。
このように、ｎ角形の弧の数を偶数本にすることで、同一層に形成することができることから、温度監視用抵抗膜を容易に形成することができる。
奇数本の場合、別の層により抵抗膜を跨ぐような立体配線が必要である場合もあるのに対して、同一層で形成できる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜は、ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続された検出ブロックが複数個連結されている。
このように、検出ブロックを連結することにより、線長を調整し易いことから、所望する抵抗値を容易に実現することがきできる。
そして、検出ブロックを１つで配置できるような広いスペースがない場合であっても、小さい検出ブロックを複数連結することで、所望する抵抗値を確保することができる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜は、ｎ角形の弧が折り返しで接続される折り返し部を有し、前記折り返し部が、ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続された検出ブロックに対して等配角度で配置されている。
これにより、折り返し部によって、弧が途切れる箇所が等配角度で配置されるので、一部の場所に集中して配置される場合と比較すると、回転する磁界に変化があっても変化が相殺されやすくなる。

複数の前記ｎ角形の弧は、偶数本であり、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように極めて近傍で折り返されて直列に接続され、誘起される電圧をキャンセルする前記第１グループと前記第２グループで形成される組が複数存在する。

これは、磁束が一様でない場合であって、たとえば第１グループの弧の数は１であり、第２グループの弧の数は１である。
複数の弧は偶数本であり、１つの弧と１つの弧でキャンセルする組が２つある場合、１つの弧と１つの弧でキャンセルする組が３つある場合、等がある。
この場合、温度監視用抵抗膜を、三角形以上で円形を含むｎ角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
また、複数の弧が極近傍で折り返すように配置されているので、パターン内で磁束が一様でない場合であっても磁束により誘起される電圧をキャンセル（相殺）することができる。
好適には、前記温度監視用抵抗膜は、前記感磁領域の外周側で、弧を近傍で折り返すように配置されている。
このように、極近傍で折り返すように配置されていることから、パターン内で磁束が一様でない場合でも磁束により誘起される電圧をキャンセルできる。
また、温度監視用抵抗膜が広い範囲に配置されるので、温度分布が偏っている場合でも精度よく温度検出することができる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜は、前記ｎ角形は円であり、前記弧は円弧である。
このように、温度監視用抵抗膜を円形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
また、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜（センサ）形状が同心円状である。
同心円状に配置することで、密度を上げて、均等により多くの弧を配置することができる。

好適には、前記温度監視用抵抗膜は、ニッケルにより形成されている。
ニッケルは白金と比較して安価であり、抵抗温度変化係数が大きいので検出分解能を上げることができる。

好適には、前記感磁膜と前記加熱用抵抗膜が同一層に配置され、前記温度監視用抵抗膜は、前記感磁膜および前記加熱用抵抗膜と異なる層に形成されている。
このように、温度監視用抵抗膜を、感磁膜と加熱用抵抗膜と異なる層に形成することで、感磁膜と加熱用抵抗膜、温度監視用抵抗膜を各々に適した材質で形成することができる。

また、好適には、前記温度監視用抵抗膜の抵抗値変化に基づいて前記加熱用抵抗膜への給電を制御する温度制御部を有する。
すなわち、温度制御部が磁気センサ装置に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、温度制御部を別途、設ける必要がないという利点がある。

好適には、本発明に係る磁気センサ装置は、たとえばロータリエンコーダに用いられる。この場合、ロータリエンコーダは、前記基板に対向配置された着磁面がＮＳ一極着磁されたマグネットを有し、前記ブリッジ回路により得られた第１相と第２相の２相出力に基づいて、前記基板と前記マグネットとの相対的な角度位置を検出する。
この場合、前記ブリッジ回路は、前記感磁膜によって前記着磁面の面内方向の磁界変化を検出した結果に基づいて前記２相出力を生成することが好ましい。

本発明によれば、磁界中においても高精度の温度監視を行うことが可能で、環境温度が変化しても安定した検出精度を得ることができる。

本発明の第１の実施形態に係る磁気センサおよびロータリエンコーダにおける原理を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置に用いた感磁素子の感磁膜（磁気抵抗膜）の電気的な接続構造を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置に用いた感磁素子を説明するための図である。 ニッケル、パーマロイおよびチタンを温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）に適用した場合の温度に対する抵抗温度係数の変化特性を示す図である。 本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合の多角形の角数と抵抗値変化率との関係のシミュレーション結果を示す図である。 本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合の多角形の角数と抵抗値変化率との関係のシミュレーション結果を表として示す図である。 本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合であって、回転磁界における磁界角度と各多角形の抵抗値変化率との関係を示す図である。 本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合であって、強弱磁界における磁束密度と各多角形の抵抗値変化率との関係を示す図である。 本実施形態に係る磁気センサ装置の感磁素子（感磁膜）と、温度監視用抵抗膜と、加熱用抵抗膜の積層構造について説明するための図である。 本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置の制御部に構成した温度制御部の概略構成を示す説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。 本発明の第４の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。 第４の実施形態に係る温度監視用抵抗膜の検出ブロックを拡大して示す図である。 本発明の第５の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。 本発明の第６の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。

以下、本発明を適用した磁気センサ装置、およびロータリエンコーダの実施形態を図面に関連付けて説明する。
なお、ロータリエンコーダにおいて、固定体に対する回転体の回転を検出するにあたっては、固定体にマグネットを設け、回転体に感磁素子を設けた構成、または固定体に感磁素子を設け、回転体にマグネットを設けた構成のいずれの構成を採用してもよい。
以下の説明では、固定体に磁気センサ装置を設け、回転体にマグネットを設けた構成を中心に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置１０およびロータリエンコーダ１における原理を説明するための図である。
図１（ａ）は感磁素子４等に対する信号処理系の説明図、図１（ｂ）は感磁素子４から出力される信号の説明図、図１（ｃ）は感磁素子４から出力される信号と回転体２の角度位置（電気角）との関係を示す説明図である。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置１０に用いた感磁素子４の感磁膜（磁気抵抗膜）４１〜４４の電気的な接続構造を説明するための図である。
図２（ａ）は＋Ａ相および−Ａ相の感磁膜が形成するブリッジ回路を示す図、図２（Ｂ）は＋Ｂ相および−Ｂ相の感磁膜が形成するブリッジ回路を示す図である。

図１に示すロータリエンコーダ１は、固定体（図示せず）に対する回転体２の軸線周り（回転軸線周り）の回転を磁気センサ装置１０によって磁気的に検出する装置である。ロータリエンコーダ１において、固定体は、モータ装置のフレーム等に固定され、回転体２は、モータ装置の回転出力軸等に連結された状態で使用される。
回転体２の側には、Ｎ極とＳ極とが周方向において１極ずつ着磁された着磁面２１を回転軸線方向Ｌの一方側に向けるマグネット２０が保持されており、マグネット２０は回転体２と一体に回転軸線周りに回転する。

固定体の側には、マグネット２０の着磁面２１に対して回転軸線方向Ｌの一方側で対向する感磁素子４、および後述する処理を行う制御部９０等を備えた磁気センサ装置１０が設けられている。
磁気センサ装置１０は、マグネット２０に対向する位置に、第１ホール素子６１と、第１ホール素子６１に対して周方向において機械角で９０°ずれた箇所に位置する第２ホール素子６２とを備えている。

感磁素子４は、基板４０と、マグネット２０の位相に対して互いに９０°の位相差を有する２相の感磁膜（第１相としてのＡ相（ＳＩＮ）の感磁膜、および第２相としてのＢ相（ＣＯＳ）の感磁膜）とを備えた磁気抵抗素子である。
かかる感磁素子４において、Ａ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって回転体２の移動検出を行う＋Ａ相（ＳＩＮ＋）の感磁膜４３、および−Ａ相（ＳＩＮ−）の感磁膜４１を備えている。Ｂ相の感磁膜は、１８０°の位相差をもって回転体２の移動検出を行う＋Ｂ相（ＣＯＳ＋）の感磁膜４４、および−Ｂ相（ＣＯＳ−）の感磁膜４２を備えている。

＋Ａ相の感磁膜４３および−Ａ相の感磁膜４１は、図２（ａ）に示すブリッジ回路を形成しており、一方端がＡ相用の電源端子ＶｃｃＡに接続され、他方端がＡ相用のグランド端子ＧＮＤＡに接続されている。
＋Ａ相の感磁膜４３の中点位置には、＋Ａ相が出力される出力端子＋ＡＴが設けられ、−Ａ相の感磁膜４１の中点位置には、−Ａ相が出力される出力端子−ＡＴが設けられている。

また、＋Ｂ相の感磁膜４４および−Ｂ相の感磁膜４２も、＋Ａ相の感磁膜４３および−Ａ相の感磁膜４１と同様、図２（ｂ）に示すブリッジ回路を形成しており、一方端がＢ相用の電源端子ＶｃｃＢに接続され、他方端がＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢに接続されている。
＋Ｂ相の感磁膜４４の中点位置には、＋Ｂ相が出力される出力端子＋ＢＴが設けられ、−Ｂ相の感磁膜４２の中点位置には、−Ｂ相が出力される出力端子−ＢＴが設けられている。

なお、図２では便宜上、Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡおよびＢ相用の電源端子ＶｃｃＢの各々を記載したが、Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡとＢ相用の電源端子ＶｃｃＢとが共通になっていてもよい。
また、図２では便宜上、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡおよびＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢの各々を記載したが、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡとＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢとが共通になっていてもよい。

かかる構成の感磁素子４は、図１（ａ）に示すように、マグネット２０において着磁境界部分に回転軸線方向Ｌで重なる位置に配置されている。
このため、感磁素子４の感磁膜４１〜４４は、各感磁膜４１〜４４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で、着磁面２１の面内方向で向きが変化する回転磁界を検出することができる。
すなわち、着磁境界線部分では、各感磁膜４１〜４４の抵抗値の飽和感度領域以上の磁界強度で面内方向の向きが変化する回転磁界が発生する。

ここで、飽和感度領域とは、一般的に、抵抗値変化量ｋが、磁界強度Ｈと近似的に「ｋ∝Ｈ^２」の式で表すことができる領域以外の領域をいう。
また、飽和感度領域以上の磁界強度で回転磁界（磁気ベクトルの回転）の方向を検出する際の原理は、感磁膜４１〜４４に通電した状態で、抵抗値が飽和する磁界強度を印加したとき、磁界と電流方向がなす角度θと、感磁膜４１〜４４の抵抗値Ｒとの間には、次式
で示す関係があることを利用するものである。

Ｒ＝Ｒ０−ｋ×ｓｉｎ２θ
Ｒ０：無磁界中での抵抗値
ｋ：抵抗値変化量（飽和感度領域以上のときは定数）

このような原理に基づいて回転磁界を検出すれば、角度θが変化すると抵抗値Ｒが正弦波に沿って変化するので、波形品質の高いＡ相出力およびＢ相出力を得ることができる。

本実施形態の磁気センサ装置１０およびロータリエンコーダ１において、感磁素子４、第１ホール素子６１、および第２ホール素子６２には、増幅回路９１、９２、９５、９６を介して制御部９０が接続されている。
制御部９０は、これらの増幅回路９１、９２，９５、９６から出力される正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓに補間処理や各種演算処理を行うＣＰＵ（演算回路）等を備えて構成されており、感磁素子４、第１ホール素子６１、および第２ホール素子６２からの出力に基づいて、固定体に対する回転体２の回転角度位置が求められる。

より具体的には、ロータリエンコーダ１において、回転体２が１回転すると、感磁素子４（磁気抵抗素子）からは、図１（ｂ）に示す正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓが２周期分、出力される。
したがって、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓを増幅回路９１、９２により増幅した後、制御部９０において、図１（ｃ）に示すリサージュ図を求め、正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓからθ＝ｔａｎ-1（ｓｉｎ／ｃｏｓ）を求めれば、回転出力軸の角度位置θが分かる。

また、本形態では、マグネット２０の中心からみて９０°ずれた位置に第１ホール素子６１および第２ホール素子６２が配置されている。このため、第１ホール素子６１および第２ホール素子６２の出力の組合せにより、現在位置が正弦波信号ｓｉｎ、ｃｏｓのいずれの区間に位置するかが分かる。
したがって、ロータリエンコーダ１は、感磁素子４での検出結果、第１ホール素子６１での検出結果、および第２ホール素子６２での検出結果に基づいて回転体２の絶対角度位置情報を生成することができ、アブソリュート動作を行うことができる。

［感磁素子４の平面構成］
図３は、本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置１０およびロータリエンコーダ１に用いた感磁素子４を説明するための図である。

図３に示すように、本形態の磁気センサ装置１０において、感磁素子４は、基板４０と、基板４０の一方面４０ａに形成された感磁膜４１〜４４とを備えており、感磁膜４１〜４４は、互いに折り返しながら延在している部分によって、基板４０の中央に円形の感磁領域４５を構成している。本形態において、基板４０は四角形の平面形状を有するシリコン（Ｓｉ）基板である。

感磁膜４１〜４４からは配線部分が一体に延在しており、配線部分の端部には、（Ａ相用の電源端子ＶｃｃＡ、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡ）、＋Ａ相出力用の出力端子＋ＡＴ、−Ａ相出力用の出力端子−ＡＴ、Ｂ相用の電源端子ＶｃｃＢ、Ｂ相用のグランド端子ＧＮＤＢ、＋Ｂ相出力用の出力端子＋ＢＴ、および−Ｂ相出力用の出力端子−ＢＴが設けられている。

また、本形態の感磁素子４では、基板４０の一方面４０ａに温度監視用抵抗膜４７および加熱用抵抗膜４８が形成されている。
ここで、加熱用抵抗膜４８は、基板４０の辺に沿って四角枠状に延在して閉ループを構成した状態で、感磁膜４１〜４４が形成されている領域の全体を囲んでいる。
このため、加熱用抵抗膜４８と感磁膜４１〜４４とは、基板４０の面内方向でずれた領域に形成されており、平面視で重なっていない。また、加熱用抵抗膜４８の相対向する２つの辺部分の一方からは配線部分４８１が延在し、その端部には、加熱用抵抗膜４８に対する給電用の電源端子ＶｃｃＨが形成されている。
ここで、温度監視用抵抗膜４７は、感磁膜４３、４４の配線部分と部分的に重なっているが、感磁領域４５とは基板４０の面内方向でずれた領域に形成されており、感磁領域４５とは重なっていない。
温度監視用抵抗膜４７の一方の端部には、温度監視用の電源端子ＶｃｃＳが形成されている。
また、温度監視用抵抗膜４７の他方の端部は、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡおよびＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢに接続されている。このため、Ａ相用のグランド端子ＧＮＤＡおよびＢ相用のグランド端子ＧＮＤＢは、温度監視用抵抗膜４７に対するグランド端子ＧＮＤＳや加熱用抵抗膜４８に対するグランド端子ＧＮＤＨとしても利用されている。

温度監視用抵抗膜４７は、加熱用抵抗膜４８の内側領域のうち、加熱用抵抗膜４８の４つの角の１つの角付近に設けられており、感磁領域４５と加熱用抵抗膜４８との間に位置する。

［温度監視用抵抗膜４７の構成］
温度監視用抵抗膜４７は、たとえば抵抗温度変化係数の大きいニッケル（Ｎｉ）膜により形成され、磁界による抵抗値変化を抑制するため、その形状はｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の直線状または曲線状の弧を複数有するよう形成されている。
このように、本実施形態では、温度監視用抵抗膜４７は、その形状がｎ角形の弧を複数有するように形成されるが、各ｎ角形の構成辺である弧は直線または曲線として形成される。

図４は、ニッケル、パーマロイおよびチタンを温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）に適用した場合の温度に対する抵抗温度係数の変化特性を示す図である。
図４において、横軸が温度を、縦軸が抵抗温度係数を示している。

温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）４７の材料としては、チタン（Ｔｉ）を適用することも考えられるが、チタンは通電や環境条件による抵抗値（同じ温度での抵抗値）の変化があり、精度がよくないという不利益がある。
温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）４７の材料としてニッケル（Ｎｉ）を用いる場合、ニッケルは白金に比べて高価ではなく抵抗温度係数が大きく、検出分解能を上げることができるという利点がある。
ただし、ニッケルは、磁界により抵抗値が１〜２％程度変化してしまい磁界中で用いる場合は精度がよくないこともある。
そこで、本実施形態では、磁界による抵抗値変化を抑制するため、温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）４７の形状をｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の直線状または曲線状の弧を複数有するよう形成している。

なお、この構成は、ニッケル以外にも、磁界により抵抗値が変化する材料に適用して抵抗値変化を抑制することが可能である。

［温度監視用抵抗膜４７の形状］
本第１の実施形態では、温度監視用抵抗膜４７は、最もシンプルな三角形状の検出ブロックＢＬＫ１として形成されている。
この三角形状の温度監視用抵抗膜４７は、直線状の６本の弧Ｒ１〜Ｒ６を有しており、ほぼ正三角形状となるように形成されている。
これらの弧Ｒ１〜Ｒ６は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
具体的には、弧Ｒ１の一端が配線ＷＲ１を介して温度監視用の電源端子ＶｃｃＳに接続され、弧Ｒ１の他端が弧Ｒ２の一端に直列に接続され、弧Ｒ２の他端が弧Ｒ３の一端に直列に接続されている。
弧Ｒ３の他端が弧Ｒ４の一端に直列に接続され、弧Ｒ４の他端が弧Ｒ５の一端に直列に接続され、弧Ｒ５の他端が弧Ｒ６の一端に直列に接続され、弧Ｒ６の他端が配線ＷＲ２を介して温度監視用抵抗膜４７に対するグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

このように、複数の三角形の検出ブロックＢＬＫ１の弧Ｒ１〜Ｒ６は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
これらの弧Ｒ１〜Ｒ６は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループＧＲＰ１と第２グループＧＲＰ２に区分け可能である。
第１グループＧＲＰ１には弧Ｒ１，Ｒ５，Ｒ６が含まれ、第２グループＧＲＰ２には弧Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が含まれる。
そして、第１グループＧＲＰ１の弧Ｒ１の他端から第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ２が折り返すようにかつ弧Ｒ１に沿うように近接して対向するように形成されている。
第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ２の他端から第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ３が所定角度（たとえば６０度）を持って折り返すように形成されている。
第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ３の他端から第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ４が弧Ｒ１と弧Ｒ２との接続部分に向かって所定角度（たとえば６０度）をもって折り返すように形成されている。
第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ４の他端から第１グループＧＲＰ１の弧Ｒ５が折り返すようにかつ弧Ｒ４に沿うように近接して対向するように形成されている。
第１グループＧＲＰ１の弧Ｒ５の他端から第１グループＧＲＰ１の弧Ｒ６が折り返すようにかつ第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ３に沿うように近接して対向するように形成されている。

このような構成を有する温度監視用抵抗膜４７の検出ブロックＢＬＫ１は、第１グループＧＲＰ１の三角形の弧Ｒ１，Ｒ５，Ｒ６が囲む磁束と、第２グループＧＲＰ２の三角形の弧Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４が囲む磁束が略同等となるように配置可能に構成されている。

本第１の実施形態において、温度監視用抵抗膜４７の形状を三角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

［温度監視用抵抗膜４７の形状の考察］
図３の温度監視用抵抗膜４７の検出ブロックＢＬＫ１は、最も基本的な三角形としたが、本発明は、多角形として三角形に限定されず、その形状をｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の直線状または曲線状の弧を複数有するよう形成することで、上記と同様の効果を得ることができる。
また、円形とはｎが無限大の究極の多角形としてとらえることができる。
ここで、円形には、ほぼ真円を含むことはもとより、楕円や一部弧が円弧ではなく直線状の弦のような部分を含む円や楕円等を含む概念である。

このようなｎ角形の温度監視用抵抗膜４７の検出ブロックＢＬＫは、たとえば磁束が一様な場合に配置する効果が大きく、複数の弧は奇数でも偶数でもよく、１つの弧と２つの弧で誘起される電圧をキャンセルする場合も有れば、２つの弧と２つの弧で誘起される電圧をキャンセルする場合、２つの弧と３つの弧で誘起される電圧キャンセルする場合もある。

図５は、本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合の多角形の角数と抵抗値変化率との関係のシミュレーション結果を示す図である。
図６は、本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合の多角形の角数と抵抗値変化率との関係のシミュレーション結果を表として示す図である。
図５の例では、角数として、１，３，４，５，６，７，８、および円を例にシミュレーションを行った結果を示している。
また、この例では、磁束密度が一定で回転する回転磁界と、方向が一定で磁束密度が変化する強弱磁界の場合の、２つの磁界におけるシミュレーション結果を示している。
図５において、横軸が角数を、縦軸が抵抗値変化率をそれぞれ示している。

また、図７は、本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合であって、回転磁界における磁界角度と各多角形の抵抗値変化率との関係を示す図である。
図７において、横軸が角度を、縦軸が抵抗値変化率をそれぞれ示している。
さらに、図８は、本実施形態に係る温度監視用抵抗膜を多角形とした場合であって、強弱磁界における磁束密度と各多角形の抵抗値変化率との関係を示す図である。
図８において、横軸が磁束密度を、縦軸が抵抗値変化率をそれぞれ示している。

図５、図６、図７からわかるように、回転磁界の場合、温度監視用抵抗膜４７の形状が三角形以上の正多角形であれば抵抗値は完全に変化しなくなる。
なお、正多角形でなくとも、磁界の影響で抵抗値に多少の変化が現出することがあるが、実用上十分な抵抗値変化の抑制効果を発現することができる。

図５、図６、図８からわかるように、強弱磁界の場合、温度監視用抵抗膜４７の形状が三角形以上で実用上十分な抵抗値変化の抑制効果を発現することができる。

このように、磁束が一様であるかないかにかからず、温度監視用抵抗膜４７の形状が三角形以上で実用上十分な抵抗値変化の抑制効果を発現することができる。
すなわち、温度監視用抵抗膜４７の形状を三角形以上のｎ角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

［磁気センサ装置の積層構造］
次に、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の感磁素子（感磁膜）４（４１〜４４）と、温度監視用抵抗膜４７と、加熱用抵抗膜４８の積層構造について説明する。

図９は、本実施形態に係る磁気センサ装置１０の感磁素子（感磁膜）４（４１〜４４）と、温度監視用抵抗膜４７と、加熱用抵抗膜４８の積層構造について説明するための図である。
図９（ａ）は磁気センサ装置１０の断面構成を簡略的に示す説明図、図９（ｂ）は感磁素子４の断面構成の変形例を簡略的示す説明図である。
なお、図９（ａ）〜（ｄ）では、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８の層構造を模式的に示してある。
また、図９（ａ）〜（ｄ）では、温度監視用抵抗膜４７については右下がりの斜線を付し、加熱用抵抗膜４８については右上がりの斜線を付してある。

本実施形態の磁気センサ装置１０は、図９（ａ）に示す積層構造、あるいは図９（ｂ）に示す積層構造をもって構成される。
具体的には、図９（ａ）に示すように、まず、基板４０の一方面４０ａには、シリコン酸化膜からなる第１絶縁膜５１、シリコン酸化膜からなる第２絶縁膜５２、およびポリイミド樹脂等からなる第３絶縁膜５３が形成されている。
本実施形態において、感磁膜４１〜４４はスパッタ法等により形成されたパーマロイ膜である。
温度監視用抵抗膜４７は、スパッタ法等により形成されたニッケルやパーマロイ膜等の導電膜である。
加熱用抵抗膜４８は、スパッタ法等により形成されたニッケルやパーマロイ、アルミニウム膜等の導電膜である。

材料がニッケルの温度監視用抵抗膜４７は、たとえば膜厚３５ｎｍ、線幅７μｍのパターンとして形成される。
本実施形態においては、材料ニッケルの温度監視用抵抗膜４７は、たとえば膜厚１０ｎｍ〜、線幅３μｍ〜として形成可能である。

ここで、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８のうち、感磁膜４１〜４４が最も基板４０の側（下層側）に形成されている。
より具体的には、感磁膜４１〜４４は、基板４０と第１絶縁膜５１との層間に形成されている。
温度監視用抵抗膜４７は、第１絶縁膜５１と第２絶縁膜５２との層間に形成されている。
加熱用抵抗膜４８は、感磁膜４１〜４４と同様、基板４０と第１絶縁膜５１との層間に形成されている。
このため、感磁膜４１〜４４は、加熱用抵抗膜４８と同一の層に形成され、温度監視用抵抗膜４７とは第１絶縁膜５１を介して別の層に形成されている。

なお、図９（ａ）の例では、温度監視用抵抗膜４７は、感磁膜４１〜４４と加熱用抵抗膜４８と別の上層（基板面４０ａに対して）に形成されているが、図９（ｃ）の例のように、温度監視用抵抗膜４７が感磁膜４１〜４４より下層に形成してもよく、また、図９（ｄ）の例のように、感磁膜４１〜４４と同じ層に形成する等、種々の態様が可能である。

図９（ｂ）に示す例では、温度監視用抵抗膜４７を第１温度監視用抵抗膜４７−１と第２温度監視用抵抗膜４７−２の二層構造として、コンタクトホール４９を介して第１温度監視用抵抗膜４７−１と第２温度監視用抵抗膜４７−２が導電層で接続されている。
第１温度監視用抵抗膜４７−１は、第１絶縁膜５１と第２絶縁膜５２−１との層間に形成されている。
第２温度監視用抵抗膜４７−２は、第２絶縁膜５２−１と第２絶縁膜５２−２との層間に形成されている。

この構成は、複数のｎ角形を弧の数が奇数本である場合、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続する場合に、電圧の向きを同じにするために立体的な配線が必要となる場合に採用可能であり、有効である。

［感磁素子４の温度調節］
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る磁気センサ装置１０の制御部９０に構成した温度制御部の概略構成を示す説明するための図である。

図１０に示すように、本形態の磁気センサ装置１０の制御部９０には、温度監視用抵抗膜４７の抵抗変化に基づいて加熱用抵抗膜４８への給電を制御する温度制御部が構成されている。
より具体的には、温度監視用抵抗膜４７には抵抗８１が直列に接続されており、抵抗８１において温度監視用抵抗膜４７が接続されている側とは反対側は温度監視用の電源端子に接続され、温度監視用抵抗膜４７において抵抗８１が接続されている側とは反対側は温度監視用のグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

加熱用抵抗膜４８にはバイポーラトランジスタからなるスイッチング素子８３が直列に接続されており、スイッチング素子８３において加熱用抵抗膜４８が接続されているエミッタ側とは反対のコレクタ側は加熱用の電源端子に接続され、加熱用抵抗膜４８においてスイッチング素子８３が接続されている側とは反対側は加熱用のグランド端子ＧＮＤＨに接続されている。

ここで、温度監視用抵抗膜４７と抵抗８１との接続点は、オペアンプ（演算増幅器）８２の一方の反転入力端子（−）に入力されており、オペアンプ８２の他方の非反転入力端子（＋）にはスイッチング素子８３をオンオフするための閾値となる電圧Ｖｏが入力されている。
この状態で、基板４０の温度が下がると、温度監視用抵抗膜４７の抵抗値が低下し、抵抗８１とで分圧された接続点の電圧が下がる。そのときオペアンプ８２の他方の端子に入力されている閾値Ｖｏより低くなるとオペアンプ８２がオン状態となりスイッチング素子８３をオンするので加熱用抵抗膜４８へ給電される。

この状態で、基板４０の温度が上がると、温度監視用抵抗膜４７の抵抗値が上昇し、抵抗８１との接続点の電圧が上昇する。そのときオペアンプ８２の他方の端子に入力されている閾値Ｖｏより高くなるとオペアンプ８２がオフ状態となりスイッチング素子８３をオフするので加熱用抵抗膜４８への給電が停止される。
それ故、感磁素子４（感磁膜４１〜４４）の温度は、温度監視用抵抗膜４７および抵抗８１の抵抗値等によって規定された所定の温度に維持される。

［本実施形態の主な効果］
以上説明したように、本形態の磁気センサ装置１０では、感磁膜４１〜４４が形成された基板４０に、温度監視用抵抗膜４７および加熱用抵抗膜４８が形成されている。このため、設定温度との温度差や温度変化を温度監視用抵抗膜４７の抵抗値によって監視し、その監視結果に基づいて加熱用抵抗膜４８に給電し、感磁膜４１〜４４を設定温度にまで加熱することができる。
したがって、各感磁膜４１〜４４において、温度変化が発生した際、応力の影響に起因する抵抗変化や、膜質の差に起因する抵抗変化が相違している場合でも、設定温度で高い精度が得られるように、感磁膜４１〜４４の抵抗バランスを設定しておけば、環境温度の変化が発生しても安定した検出精度を得ることができる。すなわち、温度変化が発生しても、図１（ｃ）に示すリサージュ図の原点位置が移動しないので、回転体２の回転角度位置を精度よく検出することができる。

そして、本実施形態によれば、温度監視用抵抗膜（ＳＥＮＳ）４７の形状がｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の直線状または曲線状の弧を複数有するよう形成され、複数の弧（Ｒ１〜Ｒ６）は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
このように、温度監視用抵抗膜４７の形状を三角形以上のｎ角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

また、本実施形態において、温度監視用抵抗膜４７は、たとえば抵抗温度変化係数の大きいニッケル（Ｎｉ）膜により形成され、磁界により抵抗値変化を抑制するため、その形状はｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の直線状または曲線状の弧を複数有するよう形成されている。
温度監視用抵抗膜４７の材料としてニッケル（Ｎｉ）を用いる場合、ニッケルは白金に比べて高価ではなく抵抗温度係数が大きく、検出分解能を上げることができるという利点がある。

本実施形態によれば、感磁膜４１〜４４は、加熱用抵抗膜４８と同一の層に形成され、温度監視用抵抗膜４７とは第１絶縁膜５１を介して別の層に形成されていることから、各々の層を適した材質の材料で形成することができる。

また、温度監視用抵抗膜（センサ）の形状を円形、さらには同心円状に形成することができる。
同心円状に配置することで、密度を上げて、均等により多くの弧を配置することができる。

また、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８は、基板４０の一方面４０ａ側に形成されている。このため、成膜等を基板４０の一方面４０ａ側に対して行えばよいので、基板４０の両面を利用する場合に比して、製造しやすいという利点がある。

また、加熱用抵抗膜４８と感磁膜４１〜４４とは、基板４０の面内方向でずれた領域に形成されて平面視で重なっておらず、加熱用抵抗膜４８と温度監視用抵抗膜４７とは、基板４０の面内方向でずれた領域に形成されて平面視で重なっていない。
このため、加熱用抵抗膜４８と感磁膜４１〜４４との短絡や、加熱用抵抗膜４８と温度監視用抵抗膜４７との短絡等を防止することができる。
また、加熱用抵抗膜４８と感磁膜４１〜４４とが平面視で重なっていないので、感磁膜４１〜４４が局所的に加熱されることを防止することができる。
また、加熱用抵抗膜４８と温度監視用抵抗膜４７とが重なっていないので、温度監視用抵抗膜４７が局部的に加熱されることがない。したがって、加熱用抵抗膜４８に対する給電を適正に行うことができる。

また、加熱用抵抗膜４８は、感磁領域４５を囲む閉ループ状に形成されている。このため、感磁領域４５全体を適正に加熱することができる。

また、平面視で、温度監視用抵抗膜４７は、加熱用抵抗膜４８と感磁領域４５との間に形成されている。このため、温度監視用抵抗膜４７によって感磁領域４５の温度を適正に監視することができる。

また、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８のうち、感磁膜４１〜４４は、最も基板４０側の層に形成されている。このため、感磁膜４１〜４４を段差の少ない平坦面に形成することができるので、感磁膜４１〜４４に不要な応力が加わることを防止することができる。

［第２の実施形態］
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。

本第２の実施形態の磁気センサ装置１０Ｂが前述した第１の実施形態に係る磁気センサ装置１０と異なる点は、温度監視用抵抗膜４７Ｂの検出ブロックＢＬＫ２が三角形状ではなく四角形状に形成されていることにある。

すなわち、本第２の実施形態では、温度監視用抵抗膜４７Ｂは、四角形状の検出ブロックＢＬＫ２として形成されている。
この四角形状の温度監視用抵抗膜４７Ｂは、直線状の８本の弧Ｒ１１〜Ｒ１８を有しており、ほぼ正四角形状となるように形成されている。
これらの弧Ｒ１１〜Ｒ１８は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
具体的には、弧Ｒ１１の一端が配線ＷＲ１を介して温度監視用の電源端子ＶｃｃＳに接続され、弧Ｒ１１の他端が弧Ｒ１２の一端に直列に接続され、弧Ｒ１２の他端が弧Ｒ１３の一端に直列に接続されている。
弧Ｒ１３の他端が弧Ｒ１４の一端に直列に接続され、弧Ｒ１４の他端が弧Ｒ１５の一端に直列に接続され、弧Ｒ１５の他端が弧Ｒ１６の一端に直列に接続され、弧Ｒ１６の他端が弧Ｒ１７の一端に直列に接続され、弧Ｒ１７の他端が弧Ｒ１８の一端に直列に接続され、弧Ｒ１８の他端が配線ＷＲ２を介して温度監視用抵抗膜４７Ｂに対するグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

このように、複数の四角形の検出ブロックＢＬＫ２の弧Ｒ１１〜Ｒ１８は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
これらの弧Ｒ１１〜Ｒ１８は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループＧＲＰ１１と第２グループＧＲＰ１２に区分け可能である。
第１グループＧＲＰ１１には弧Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１７，Ｒ１８が含まれ、第２グループＧＲＰ１２には弧Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６が含まれる。
そして、第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１１の他端から第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１２が直角に折れて形成され、第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１２の他端から第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１３が折り返すようにかつ弧Ｒ１２に沿うように近接して対向するように形成されている。
第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１３の他端から第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１４が直角に折れて弧Ｒ１１に添うように近接して対向するように形成されている。
第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１４の他端から第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１５が直角に折れて形成され、第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１５の他端から第２グループＧＲＰ２の弧Ｒ１６が直角に折れて形成されている。
第２グループＧＲＰ１２の弧Ｒ１６の他端から第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１７が折り返すようにかつ弧Ｒ１６に沿うように近接して対向するように形成されている。
第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１７の他端から第１グループＧＲＰ１１の弧Ｒ１８が直角に折れてかつ弧Ｒ１５に沿うように近接して対向するように形成されている。

このような構成を有する温度監視用抵抗膜４７Ｂの検出ブロックＢＬＫ２は、第１グループＧＲＰ１１の四角角形の弧Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１７，Ｒ１８が囲む磁束と、第２グループＧＲＰ１２の四角角形の弧Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ１５，Ｒ１６が囲む磁束が略同等となるように配置可能に構成されている

本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第２の実施形態においても、温度監視用抵抗膜４７Ｂの形状を四角形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

［第３の実施形態］
図１２は、本発明の第３の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。

本第３の実施形態の磁気センサ装置１０Ｃが前述した第１および第２の実施形態に係る磁気センサ装置１０，１０Ｂと異なる点は、温度監視用抵抗膜４７Ｃの検出ブロックＢＬＫ３が三角形状や四角形状ではなく円形状に形成されていることにある。

すなわち、本第３の実施形態では、温度監視用抵抗膜４７Ｃは、円形状の検出ブロックＢＬＫ３として形成されている。
この円形状の温度監視用抵抗膜４７Ｃは、曲線状の３本の弧Ｒ２１〜Ｒ２３を有しており、ほぼ真円形状となるように形成されている。
これらの弧Ｒ２１〜Ｒ２３は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
具体的には、弧Ｒ２１の一端が配線ＷＲ１を介して温度監視用の電源端子ＶｃｃＳに接続され、弧Ｒ２１の他端が弧Ｒ２２の一端が直列に接続され、弧Ｒ２２の他端が弧Ｒ２３の一端に直列に接続されている。そして、弧Ｒ２３の他端が配線ＷＲ２を介して温度監視用抵抗膜４７Ｃに対するグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

このように、複数の円形の検出ブロックＢＬＫ３の弧Ｒ２１〜Ｒ２３は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
これらの弧Ｒ２１〜Ｒ２３は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループＧＲＰ２１と第２グループＧＲＰ２２に区分け可能である。
第１グループＧＲＰ２１には弧Ｒ２１，Ｒ２３が含まれ、第２グループＧＲＰ２２には弧Ｒ２２が含まれる。
そして、第１グループＧＲＰ２１の弧Ｒ２１の他端側が３／４周して、第１グループＧＲＰ２１の弧Ｒ２１の他端から第２グループＧＲＰ２２の弧Ｒ２２が折り返すようにかつ弧Ｒ２１に沿うように近接して対向するように略１周するように形成されている。
そして、第２グループＧＲＰ２２の弧Ｒ２２の他端から第１グループＧＲＰ２１の弧Ｒ２３が折り返すようにかつ弧Ｒ２２に沿うように近接して対向するように略１／４周するように形成されている。

本第３の実施形態によれば、上述した第１および第２の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第３の実施形態においても、温度監視用抵抗膜４７Ｃの形状を円形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。

［第４の実施形態］
図１３は、本発明の第４の実施形態に係る磁気センサ装置を説明するための図である。

本第４の実施形態の磁気センサ装置１０Ｄが前述した第３の実施形態に係る磁気センサ装置１０Ｃと異なる点は、温度監視用抵抗膜４７Ｄの検出ブロックＢＬＫ４が二重の円形ではなく四重の円形状に形成されていることにある。

図１４は、第４の実施形態に係る温度監視用抵抗膜の検出ブロックを拡大して示す図である。
本第４の実施形態では、温度監視用抵抗膜４７Ｄは、四重の円形状の検出ブロックＢＬＫ４として形成されている。
この円形状の温度監視用抵抗膜４７Ｃは、曲線状の７本の弧Ｒ３１〜Ｒ３７を有しており、ほぼ真円形状となるように形成されている。
これらの弧Ｒ３１〜Ｒ３７は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
具体的には、弧Ｒ３１の一端が配線ＷＲ１を介して温度監視用の電源端子ＶｃｃＳに接続され、弧Ｒ３１の他端が弧Ｒ３２の一端が直列に接続され、弧３２の他端が弧Ｒ３３の一端に直列に接続されている。
弧Ｒ３３の他端が弧Ｒ３４の一端に直列に接続され、弧Ｒ３４の他端が弧Ｒ３５の一端に直列に接続され、弧Ｒ３５の他端が弧Ｒ３６の一端に直列に接続され、弧Ｒ３６の他端が弧Ｒ３７の一端に直列に接続されている。
そして、弧Ｒ３７の他端が配線ＷＲ２を介して温度監視用抵抗膜４７Ｄに対するグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

そして、本第４の実施形態における温度監視用抵抗膜４７Ｄの検出ブロックＢＬＫ４は、弧が折り返しで接続される折り返し部ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３を有し、折り返し部ＦＰ１、ＦＰ２、ＦＰ３は、弧が偶数本、直列に接続された検出ブロックＢＬＫ４に対して等配角度で配置されている。

このように、複数の円形の検出ブロックＢＬＫ４の弧Ｒ３１〜Ｒ３７は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
これらの弧Ｒ３１〜Ｒ３７は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループＧＲＰ３１と第２グループＧＲＰ３２に区分け可能である。
第１グループＧＲＰ３１には弧Ｒ３１，Ｒ３３，Ｒ３５，Ｒ３７が含まれ、第２グループＧＲＰ３２には弧Ｒ３２，Ｒ３４，Ｒ３６が含まれる。
そして、第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３１の他端側が３／４周して、折り返し部ＦＰ１において第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３１の他端から第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３２が折り返すようにかつ弧Ｒ３１に沿うように近接して対向するように略１／４周するように形成されている。
折り返し部ＦＰ２において、第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３２の他端から第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３３が折り返すようにかつ弧Ｒ３２に沿うように近接して対向するように略３／４周するように形成されている。
折り返し部ＦＰ３において、第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３３の他端から第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３４が折り返すようにかつ弧Ｒ３３に沿うように近接して対向するように略１周するように形成されている。
折り返し部ＦＰ３において、第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３４の他端から第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３５が折り返すようにかつ弧Ｒ３４に沿うように近接して対向するように略１／４周するように形成されている。
折り返し部ＦＰ２において、第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３５の他端から第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３６が折り返すようにかつ弧Ｒ３１，Ｒ３５，Ｒ３３に沿うように近接して対向するように略３／４周するように形成されている。
折り返し部ＦＰ１において、第２グループＧＲＰ３２の弧Ｒ３６の他端から第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３７が折り返すようにかつ弧Ｒ３６に沿うように近接して対向するように略１／４周するように形成されている。

本第４の実施形態によれば、上述した第１、第２および第３の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第４の実施形態においても、温度監視用抵抗膜４７Ｄの形状を円形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。
さらに、本第４の実施形態によれば、折り返し部によって、弧が途切れる箇所が等配角度で配置されるので、一部の場所に集中して配置される場合と比較すると、回転する磁界に変化があっても変化が相殺されやすくなるという利点がある。

［第５実施形態］
図１５は、本発明の第５の実施形態に係る磁気センサ装置に用いた感磁素子を説明するための図である。

本第５の実施形態の磁気センサ装置１０Ｅが前述した第４の実施形態に係る磁気センサ装置１０Ｄと異なる点は、温度監視用抵抗膜４７Ｅの検出ブロックＢＬＫ４が二つ縦続して連結されていることにある。

連結は、第１検出ブロックＢＬＫ４−１の第１グループＧＲＰ３１の弧Ｒ３１が折り返し部ＦＰ２の近傍で２つ弧Ｒ３１−１，Ｒ３１−２に分離され、弧Ｒ３１−１が第２検出ブロックＢＬＫ４−２の弧Ｒ３１の一端に直列に接続され、弧Ｒ３１−２が第２検出ブロックＢＬＫ４−２の弧Ｒ３７の他端に直列に接続されている。

本第５の実施形態によれば、上述した第４の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第５の実施形態においても、温度監視用抵抗膜４７Ｅの形状を円形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。
本第５の実施形態によれば、折り返し部によって、弧が途切れる箇所が等配角度で配置されるので、一部の場所に集中して配置される場合と比較すると、回転する磁界に変化があっても変化が相殺されやすくなるという利点がある。
さらに、本第５の実施形態によれば、検出ブロックが複数個（本例では２個）連結されているので、線長を調整し易いことから、所望する抵抗値を容易に実現することがきできる。
検出ブロックを１つで配置できるような広いスペースがない場合であっても、小さい検出ブロックを複数連結することで、所望する抵抗値を確保することができる。

なお、検出ブロックを複数個連結する構成は、上述した各実施形態の検出ブロックを連結するように構成することも可能であり、その場合も上記した効果と同様の効果を得ることができる。

［第６実施形態］
図１６は、本発明の第６の実施形態に係る磁気センサ装置に用いた感磁素子を説明するための図である。

本第６の実施形態の磁気センサ装置１０Ｆが前述した第１、第２、第３、第４および第５の実施形態に係る磁気センサ装置１０〜１０Ｅと異なる点は、温度監視用抵抗膜４７Ｆの検出ブロックＢＬＫ５の配置にある。
すなわち、本第６の実施形態では、検出ブロックＢＬＫ５の弧が感磁領域４５の外周側で、弧を極近傍で折り返すように扁平な楕円状に形成されている。

この扁平な楕円状の温度監視用抵抗膜４７Ｆの検出ブロックＢＬＫ５は、３本の弧Ｒ４１〜Ｒ４３を有しており、扁平な楕円形状となるように形成されている。
これらの弧Ｒ４１〜Ｒ４３は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
具体的には、弧Ｒ４１の一端が配線ＷＲ１を介して温度監視用の電源端子ＶｃｃＳに接続され、弧Ｒ４１の他端が電源端子ＶｃｃＨの近傍領域で弧Ｒ４２の一端に直列に接続され、弧Ｒ４２の他端が電源端子ＶｃｃＨの近傍領域で弧Ｒ４３の一端に直列に接続されている。そして、弧Ｒ４３の他端が配線ＷＲ２を介して温度監視用抵抗膜４７Ｆに対するグランド端子ＧＮＤＳに接続されている。

このように、複数の扁平な楕円形の検出ブロックＢＬＫ５の弧Ｒ４１〜Ｒ４３は、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている。
これらの弧Ｒ４１〜Ｒ４３は、誘起される電圧の向きに応じて第１グループＧＲＰ４１と第２グループＧＲＰ４２に区分け可能である。
第１グループＧＲＰ４１には弧Ｒ４１，Ｒ４３が含まれ、第２グループＧＲＰ４２には弧Ｒ４２が含まれる。
そして、誘起される電圧をキャンセルする誘起される電圧をキャンセル（相殺）する第１グループの弧と第２グループの弧で形成される複数の組ＰＲ１，ＰＲ２が存在する。
第１組ＰＲ１は、第１グループＧＲＰ４１の弧Ｒ４１と第２グループＧＲＰ４２の弧Ｒ４２により形成されている。
第２組ＰＲ２は、第１グループＧＲＰ４１の弧Ｒ４３と第２グループＧＲＰ４２の弧Ｒ４２により形成されている。
この構成は、磁束が一様でない場合に適用することが可能であって、各組ＰＲ１、ＰＲ２において、第１グループＧＲＰ４１の弧の数は１であり、第２グループＧＲＰ４２の弧の数は１である。
そして、第１グループＧＲＰ４１の弧Ｒ４１の他端側が感磁領域４５の外周側を略１／２周して、折り返し部ＦＰ４１で、第１グループＧＲＰ４１の弧Ｒ４１の他端から第２グループＧＲＰ４２の弧Ｒ４２が折り返すようにかつ弧Ｒ４１に沿うように近接して対向するように略１周するように形成されている。
そして、折り返し部ＦＰ４１で、第２グループＧＲＰ４２の弧Ｒ４２の他端から第１グループＧＲＰ４１の弧Ｒ４３が折り返すようにかつ弧Ｒ４２に沿うように近接して対向するように略１／２周するように形成されている。

本第６の実施形態によれば、上述した各実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、第６の実施形態においても、温度監視用抵抗膜４７Ｆの形状を扁平な円形とすることで、磁界による抵抗値変化を抑制でき、精度よく温度検出を行うことができる。
複数の弧が誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されることから、磁束変化による誘起電圧による誤差を抑制でき、回転磁界中や強弱磁界中においても精度よく温度検出を行うことができる。
また、一つの折り返し部で極めて近傍で折り返すように配置されていることから、パターン内で磁束が一様でない場合でも磁束により誘起される電圧をキャンセルできる。
温度監視用抵抗膜が広い範囲に配置されるので、温度分布が偏っている場合でも精度よく温度検出することができる。

以上に実施形態を詳細に説明した。
ところで、本実施形態において、温度監視用抵抗膜４７は、ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続されている場合、図９（ａ）に示すように、同一層に形成することができることから、温度監視用抵抗膜を容易に形成することができる。
奇数本の場合、別の層により抵抗膜を跨ぐような立体配線が必要である場合があるのに対して、同一層で形成できる。

［他の実施形態］
上記実施形態では、２つの電源端子ＶｃｃＡ、ＶｃｃＢを１つにまとめたが、これらを別々に形成してもよい。また、上記実施形態では、２つのグランド端子ＧＮＤＡ、ＧＮＤＢを１つにまとめたが、別々に形成してもよい。

上記実施形態では、感磁膜４１〜４４としてパーマロイを用いた場合を例示したが、感磁膜４１〜４４としてＩｎＳｂやＩｎＡｓ等の半導体材料を用いた場合に本発明を適用してもよい。かかる半導体材料は、パーマロイに比して抵抗の温度係数が大きいので、本発明を適用した場合の効果が顕著である。また、上記実施の形態では、感磁素子４として磁気抵抗素子を例示したが、感磁素子４としてホール素子を構成した場合に本発明を適用してもよい。

上記実施の形態では、帯状に延在する加熱用抵抗膜４８を用いたが、感磁領域４５全体を覆う面状の加熱用抵抗膜４８を形成してもよい。
また、上記実施の形態では、感磁膜４１〜４４、温度監視用抵抗膜４７、および加熱用抵抗膜４８を全て、基板４０の一方面４０ａに形成したが、温度監視用抵抗膜４７および加熱用抵抗膜４８の一方を基板４０の他方面に印刷等の方法で形成してもよい。

１・・・ロータリエンコーダ、２・・・回転体、４・・・感磁素子、１０，１０Ａ〜１０Ｆ・・・磁気センサ装置、４０・・・基板、４１〜４４・・・感磁膜、４７，４７Ｂ〜４７Ｆ・・・温度監視用抵抗膜、４８・・・加熱用抵抗膜。

Claims (14)

1. 基板と、
   前記基板に形成され、ブリッジ回路を形成する感磁膜を備えた感磁領域と、
   前記基板に形成された温度監視用抵抗膜と、
   前記基板に形成された加熱用抵抗膜と、を有し、
   前記温度監視用抵抗膜は、
   ｎ角形（ｎは３以上の整数、ｎが無限大で円形）の弧を複数有し、各ｎ角形の弧が直線状または曲線状の弧により形成され、
   同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように互いに直列に接続されている
   磁気センサ装置。
2. 複数の前記ｎ角形の弧は、
   誘起される電圧の向きに応じて第１グループと第２グループに区分け可能で、
   前記第１グループのｎ角形の弧が囲む磁束と、前記第２グループのｎ角形の弧が囲む磁束が略同等となるように配置可能である
   請求項１記載の磁気センサ装置。
3. 前記温度監視用抵抗膜は、
   ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続されている
   請求項１または２記載の磁気センサ装置。
4. 前記温度監視用抵抗膜は、
   ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続された検出ブロックが複数個連結されている
   請求項１から３のいずれか一に記載の磁気センサ装置。
5. 前記温度監視用抵抗膜は、
   ｎ角形の弧が折り返しで接続される折り返し部を有し、
   前記折り返し部が、
   ｎ角形の弧が偶数本、直列に接続された検出ブロックに対して等配角度で配置されている
   請求項４記載の磁気センサ装置。
6. 複数の前記ｎ角形の弧は、
   偶数本であり、同一方向の磁束に対して誘起される電圧の向きが逆になるように近傍で折り返されて直列に接続され、
   誘起される電圧をキャンセルする前記第１グループと前記第２グループで形成される組が複数存在する
   請求項２記載の磁気センサ装置。
7. 前記温度監視用抵抗膜は、
   前記感磁領域の外周側で、弧を極近傍で折り返すように配置されている
   請求項６記載の磁気センサ装置。
8. 前記温度監視用抵抗膜は、
   前記ｎ角形は円であり、前記弧は円弧である
   請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
9. 前記温度監視用抵抗膜の形状が同心円状である
   請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
10. 前記温度監視用抵抗膜は、
    ニッケルにより形成されている
    請求項１から９のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
11. 前記感磁膜と前記加熱用抵抗膜が同一層に配置され、前記温度監視用抵抗膜は、前記感磁膜および前記加熱用抵抗膜と異なる層に形成されている
    請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
12. 前記温度監視用抵抗膜の抵抗値変化に基づいて前記加熱用抵抗膜への給電を制御する温度制御部を有する
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の磁気センサ装置を有するロータリエンコーダであって、
    前記基板に対向配置された着磁面がＮＳ一極着磁されたマグネットを有し、
    前記ブリッジ回路により得られた第１相と第２相の２相出力に基づいて、前記基板と前記マグネットとの相対的な角度位置を検出する
    ロータリエンコーダ。
14. 前記ブリッジ回路は、前記感磁膜によって前記着磁面の面内方向の磁界変化を検出した結果に基づいて前記２相出力を生成する
    請求項１３記載のロータリエンコーダ。

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