WO2018011931A1 - 回転検出装置 - Google Patents

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WO2018011931A1
WO2018011931A1 PCT/JP2016/070765 JP2016070765W WO2018011931A1 WO 2018011931 A1 WO2018011931 A1 WO 2018011931A1 JP 2016070765 W JP2016070765 W JP 2016070765W WO 2018011931 A1 WO2018011931 A1 WO 2018011931A1
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signal
rotor
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篤史 小林
真宏 巻田
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株式会社デンソー
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    • G01R33/091—Constructional adaptation of the sensor to specific applications

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotation detection device that detects a rotation mode of a rotor.
  • a rotation detection device configured to detect a rotation mode of a rotor is described in Patent Document 1, for example.
  • a sensor chip in which a plurality of magnetoresistive elements are formed, a bias magnet that applies a bias magnetic field to each magnetoresistive element, and a processing circuit that performs signal processing based on the output of each magnetoresistive element are provided.
  • the configuration of the rotation detection device is described.
  • Each magnetoresistive element is arranged at a position facing the rotor, and constitutes a plurality of magnetoresistive element pairs forming a half-bridge circuit. The midpoint potential of each magnetoresistive element pair changes according to the rotation of the rotor.
  • the first differential signal is obtained from (AB)-(BC).
  • the first differential signal is a signal for detecting the crest center of the rotor or a signal for detecting the crest center of the rotor.
  • the second differential signal is obtained from (AC).
  • the second differential signal is a signal for discriminating mountains and valleys. Therefore, A and C of the outputs of each magnetoresistive element pair are parameters common to the two differential signals.
  • the signal amplitudes of the two differential signals are in a trade-off relationship. That is, changing the position of one of the three magnetoresistive element pairs increases the signal amplitude of one of the first differential signal and the second differential signal, but decreases the other signal amplitude. turn into. As described above, since the signal amplitudes of the first differential signal and the second differential signal are limited, it is difficult to expand the detectable gap of the rotation detection device with respect to the rotor.
  • This disclosure is intended to provide a rotation detection device capable of expanding a detectable gap with respect to a rotor.
  • a rotation detection device includes a plurality of magnetoresistive element pairs whose resistance values change with rotation of a gear-type rotor in which convex portions and concave portions are alternately provided in a rotation direction, and a plurality of magnetic elements.
  • a bias magnet that applies a bias magnetic field to the resistor element pair, and a waveform corresponding to the concavo-convex structure of the convex part and the concave part based on a change in the resistance value of the plurality of magnetoresistive element pairs as the rotor rotates.
  • Each of the main signal and a sub signal having a waveform having a phase with respect to the main signal.
  • a binarization threshold value for binarizing the main signal and the sub signal is provided, the main signal and the sub signal are input from the detection unit, the main signal is compared with the binarization threshold value, and the main signal is set to 2
  • a phase signal obtained by binarizing the phase signal by comparing the sub-signal and the binarization threshold value is generated, and the position signal is used as center passage information of the convex portion. Is provided with a determination circuit section that uses the rotation mode information of the rotor.
  • the plurality of magnetoresistive element pairs are arranged farther from the rotor than the end on the rotor side of the bias magnet, and the first magnetoresistive element pair and the second magnetoresistive element of the plurality of magnetoresistive element pairs.
  • the pair and the third magnetoresistive element pair are arranged farther from the end than the fourth magnetoresistive element pair and the fifth magnetoresistive element pair among the plurality of magnetoresistive element pairs.
  • the second magnetoresistive element pair is disposed in a range surrounded by the first magnetoresistive element pair, the third magnetoresistive element pair, the fourth magnetoresistive element pair, and the fifth magnetoresistive element pair.
  • the detection unit generates a position signal based on the outputs of the first magnetoresistive element pair, the second magnetoresistive element pair, and the third magnetoresistive element pair, and the fourth magnetoresistive element pair and the fifth magnetoresistive element pair.
  • a phase signal is generated based on the output of.
  • the signal amplitude of the main signal increases as the first magnetoresistive element pair and the third magnetoresistive element pair move away from the rotor.
  • the signal amplitude of the sub signal increases independently from the main signal as the fourth magnetoresistive element pair and the fifth magnetoresistive element pair approach the rotor. That is, the signal amplitudes of both the main signal and the sub signal can be maximized by arranging each magnetoresistive element pair so that both the signal amplitudes of the main signal and the sub signal are increased. For this reason, even if the gap with respect to the rotor becomes large, the signal amplitude of the main signal and the sub signal can be secured. Therefore, the detectable gap with respect to the rotor can be enlarged.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a rotation detection device and a gear-type rotor according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of the rotation detection device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing signal amplitudes of the main signal (S1) and the sub signal (S2) according to the position of each magnetoresistive element pair.
  • FIG. 4 is a timing chart for explaining the operation of the rotation detection device.
  • FIG. 5 is a diagram showing the determination condition of the rotation direction of the rotor.
  • the rotation detection device is used as, for example, a crank angle determination device for an internal combustion engine.
  • a rotation detection device 20 is disposed so as to face the outer peripheral portion 11 of a gear-type rotor 10 fixed to a crankshaft of an engine that is an internal combustion engine.
  • Convex portions 12 and concave portions 13 are alternately provided in the rotational direction on the outer peripheral portion 11 of the rotor 10.
  • a part of the outer peripheral portion 11 of the rotor 10 is shown in a straight line.
  • the rotation detection device 20 is configured to detect the rotation mode of the rotor 10.
  • the rotation detection device 20 includes a cylindrical bias magnet 21 and a sensor chip 22 disposed at a predetermined position with respect to the bias magnet 21.
  • the bias magnet 21 serves to increase the magnetic field detection sensitivity of the sensor chip 22 by a certain amount by applying a bias magnetic field to the sensor chip 22.
  • a sensor chip 22 is disposed in the hollow portion of the bias magnet 21.
  • the sensor chip 22 is configured as a semiconductor chip.
  • the sensor chip 22 includes a detection unit 30 configured to output a signal corresponding to the position of the convex portion 12, that is, the crank angle as the rotor 10 rotates.
  • the detection unit 30 includes a first magnetoresistive element pair 31, a second magnetoresistive element pair 32, a third magnetoresistive element pair 33, a fourth magnetoresistive element pair 34, whose resistance values change as the rotor 10 rotates.
  • a fifth magnetoresistive element pair 35 is provided.
  • each of the magnetoresistive element pairs 31 to 35 is configured as a half bridge circuit.
  • the first magnetoresistive element pair 31 includes two magnetoresistive elements 31a and 31b connected in series between a power supply (Vcc) and a ground (GND). ing.
  • the first magnetoresistive element pair 31 detects a change in resistance value when each of the magnetoresistive elements 31 a and 31 b is affected by the magnetic field as the rotor 10 rotates.
  • the first magnetoresistive element pair 31 outputs the voltage at the midpoint 31c of each of the magnetoresistive elements 31a and 31b as a waveform signal based on the change in resistance value.
  • the second to fifth magnetoresistive element pairs 32 to 35 have the same configuration as the first magnetoresistive element pair 31.
  • the second magnetoresistive element pair 32 is composed of two magnetoresistive elements 32a and 32b. And the voltage of the midpoint 32c of each magnetoresistive element 32a, 32b is output as a waveform signal.
  • the third magnetoresistive element pair 33 is composed of two magnetoresistive elements 33a and 33b. And the 3rd magnetoresistive element pair 33 outputs the voltage of the midpoint 33c of each magnetoresistive element 33a, 33b as a waveform signal.
  • the fourth magnetoresistive element pair 34 is composed of two magnetoresistive elements 34a and 34b. And the voltage of the middle point 34c of each magnetoresistive element 34a, 34b is output as a waveform signal.
  • the fifth magnetoresistive element pair 35 is composed of two magnetoresistive elements 35a and 35b. And the 5th magnetoresistive element pair 35 outputs the voltage of the midpoint 35c of each magnetoresistive element 35a, 35b as a waveform signal.
  • the detection unit 30 includes first to fourth operational amplifiers 36 to 39 in addition to the magnetoresistive element pairs 31 to 35.
  • the first operational amplifier 36 A differential amplifier configured to calculate ⁇ B and output the result.
  • the second operational amplifier 37 is a differential amplifier configured to calculate BC and output the result. is there.
  • the signal of S1 is a main signal having a waveform corresponding to the concavo-convex structure of the convex portion 12 and the concave portion 13 of the rotor 10.
  • the main signal S ⁇ b> 1 is a signal having a waveform in which the amplitude is maximum or minimum at the concave portion 13, the convex portion 12, and the edge portion of the rotor 10.
  • the main signal S1 is a signal that greatly reflects the influence of the term -2B. This is because the magnetization directions of the free magnetic layers of the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33 slightly swing with respect to the concavo-convex structure of the rotor 10, while the free magnetic layer of the second magnetoresistive element pair 32. This is because the magnetization direction of the magnetic field fluctuates greatly with respect to the concave-convex structure of the rotor 10.
  • the fourth operational amplifier 39 is L A differential amplifier configured to calculate ⁇ R and output the result as S2.
  • the signal of S2 is a sub signal having a waveform having a phase difference with respect to the main signal S1.
  • the sub signal S ⁇ b> 2 is a signal having a waveform in which the amplitude is maximum at the center of the convex portion 12 of the rotor 10 and the amplitude is minimum at the center of the concave portion 13 in the rotational direction.
  • Each of the operational amplifiers 36 to 39 is configured to output the signal after adjusting the offset.
  • the rotation detection device 20 includes a determination circuit unit 40 that generates a signal corresponding to the rotation mode of the rotor 10 detected by the detection unit 30.
  • the determination circuit unit 40 may be formed on the sensor chip 22 described above, or may be formed on another semiconductor chip (not shown).
  • the determination circuit unit 40 includes a threshold generation unit 41, a first comparator 42, a second comparator 43, and a control unit 44.
  • the threshold generation unit 41 includes two resistors 41a and 41b connected in series between a power supply (Vcc) and a ground (GND).
  • Vcc power supply
  • GND ground
  • the potential at the midpoint 41c of the resistors 41a and 41b is set as a binarization threshold.
  • the binarization threshold value is used as a threshold value for binarizing the main signal S1 and the sub signal S2.
  • the first comparator 42 receives the main signal S1 from the third operational amplifier 38 of the detection unit 30 and the binarization threshold value from the threshold value generation unit 41. Then, the first comparator 42 compares the main signal S1 with the binarization threshold value and generates a position signal obtained by binarizing the main signal S1.
  • the second comparator 43 receives the sub signal S2 from the fourth operational amplifier 39 of the detection unit 30 and the binarized threshold value from the threshold value generation unit 41. Then, the second comparator 43 compares the sub signal S2 with the binarization threshold value to generate a phase signal obtained by binarizing the sub signal S2.
  • the control unit 44 is a control circuit that inputs a position signal from the first comparator 42 as center passage information of the convex portion 12 and inputs a phase signal from the second comparator 43 as rotation mode information of the rotor 10.
  • the control unit 44 has a function of determining whether the rotation direction of the rotor 10 is normal rotation or reverse rotation based on the center passage information and the rotation mode information.
  • the control unit 44 outputs the position signal and information on the rotation direction of the rotor 10 to an external device (not shown) via the output terminal 23 (Vout).
  • the above is the overall configuration of the rotation detection device 20 according to the present embodiment.
  • the rotation detection device 20 includes a power supply terminal 24 (Vcc) and a ground terminal 25 (GND) connected to an external device.
  • the rotation detection device 20 is supplied with power from an external device through these terminals 24 and 25.
  • each of the magnetoresistive element pairs 31 to 35 is arranged farther from the rotor 10 than the end portion 21a on the rotor 10 side of the bias magnet 21. That is, all the magnetoresistive element pairs 31 to 35 are disposed in the hollow portion of the bias magnet 21.
  • the first magnetoresistive element pair 31, the second magnetoresistive element pair 32, and the third magnetoresistive element pair 33 among the magnetoresistive element pairs 31 to 35 are among the plurality of magnetoresistive element pairs 31 to 35.
  • the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 are arranged farther from the end 21 a of the bias magnet 21 than the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35. That is, the magnetoresistive element pairs 31 to 33 for generating the main signal S1 are further away from the end 21a of the bias magnet 21 than the magnetoresistive element pairs 34 and 35 for generating the sub signal S2. .
  • the second magnetoresistive element pair 32 is disposed in a range surrounded by the first magnetoresistive element pair 31, the third magnetoresistive element pair 33, the fourth magnetoresistive element pair 34, and the fifth magnetoresistive element pair 35.
  • the range is the maximum range formed by connecting the magnetoresistive element pairs 31 and 33 to 35 on one surface of the semiconductor chip constituting the sensor chip 22.
  • the second magnetoresistive element pair 32 is disposed closer to the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 than the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33.
  • the influence of the term -2B is greatly reflected in the main signal S1. That is, in the X direction, the accuracy at the center arrangement of the teeth is improved. In the Y direction, the amplitude is improved on the side of each magnetoresistive element pair 34 and 35. For this reason, the detectable gap of the rotation detection device 20 can be enlarged.
  • the fourth magnetoresistive element pair 34, the second magnetoresistive element pair 32, and the fifth magnetoresistive element pair 35 are magnetic flux densities of magnetic fields formed on the end 21a side of the hollow part of the bias magnet 21. Is preferably disposed at a certain position or more. Thereby, the detection sensitivity of the 4th magnetoresistive element pair 34, the 2nd magnetoresistive element pair 32, and the 5th magnetoresistive element pair 35 can be improved.
  • a bias magnetic field along the central axis of the bias magnet 21 is applied to the second magnetoresistive element pair 32.
  • a bias magnetic field for winding the end portion of the bias magnet 21 is applied to each of the other magnetoresistive element pairs 31, 33 to 35.
  • a magnetic field directed outward from the central axis of the bias magnet 21 is applied.
  • a symmetric bias magnetic field is applied to the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33 about the central axis of the bias magnet 21.
  • a symmetrical bias magnetic field is applied to the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 with the central axis of the bias magnet 21 as the center.
  • each of the magnetoresistive element pairs 31 to 35 is based on the following studies by the inventors.
  • D in the Y direction which is the radial direction of the rotor 10, with the end 21a of the bias magnet 21 as a reference.
  • X be a direction perpendicular to the Y direction.
  • the inventors examined the change in the signal amplitude of the main signal S1 when the value of the distance D between the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33 was changed. In addition, the inventors examined the change in the signal amplitude of the sub signal S2 when the value of the distance D between the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 was changed.
  • the signal amplitude of the sub signal S2 increases as the distance D decreases, that is, as the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 approach the end 21a of the bias magnet 21.
  • the signal amplitude of the main signal S1 can be increased by moving the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33 that generate the main signal S1 away from the end 21a of the bias magnet 21. . Further, by bringing the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 that generate the subsignal S2 close to the end 21a of the bias magnet 21, the signal of the subsignal S2 regardless of the signal amplitude of the main signal S1. The amplitude can be increased. That is, the signal amplitude of the sub signal S2 can be adjusted independently from the signal amplitude of the main signal S1.
  • the rotation detection device 20 When the rotor 10 rotates, the main signal S1 and the sub signal S2 are acquired by the detection unit 30 based on the change in the gap between the detection unit 30 and the outer peripheral portion 11 of the rotor 10, as shown in FIG. .
  • the main signal S1 is a signal having a waveform that exceeds the binarization threshold at the rotational center of the convex portion 12 of the rotor 10.
  • the sub signal S2 is a signal having a phase difference with respect to the main signal S1, specifically, a waveform having a maximum amplitude at the rotation center of the convex portion 12 of the rotor 10.
  • the main signal S1 acquired by the detection unit 30 is compared with a binarization threshold value by the first comparator 42 of the determination circuit unit 40.
  • the first comparator 42 When the signal amplitude of the main signal S1 is larger than the binarization threshold, for example, the first comparator 42 generates a position signal of Hi, and when the signal amplitude of the main signal S1 is smaller than the binarization threshold, for example.
  • the sub-signal S2 acquired by the detection unit 30 is compared with the binarization threshold by the second comparator 43 of the determination circuit unit 40.
  • the second comparator 43 When the amplitude of the sub signal S2 is larger than the binarization threshold, for example, the second comparator 43 generates a phase signal of Hi, and when the amplitude of the sub signal S2 is smaller than the binarization threshold, for example.
  • the main signal S1, the sub signal S2, the position signal, and the phase signal are generated as the rotor 10 rotates, and the position signal and the phase signal are input to the control unit 44. Accordingly, the determination circuit unit 40 performs processing for outputting the position signal as an output signal to an external device.
  • control unit 44 determines whether the rotation direction of the rotor 10 is normal rotation or reverse rotation based on the center passage information of the position signal and the rotation mode information of the phase signal.
  • the control unit 44 determines that the rotor 10 is rotating forward because both the position signal falls from Hi to Lo and the phase signal is Hi.
  • the controller 44 determines that the rotor 10 is rotating in reverse because both the position signal rises from Lo to Hi and the phase signal is Hi.
  • control unit 44 determines the rotation direction of the rotor 10 by determining whether or not the condition shown in FIG. 5 is satisfied.
  • the first to third magnetoresistive element pairs 31 to 33 necessary for generating the main signal S1, the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair necessary for generating the sub signal S2. 35 is divided into the respective configurations. Therefore, each of the magnetoresistive element pairs 31 to 35 can be arranged so that the signal amplitudes of the main signal S1 and the sub signal S2 are both increased. Accordingly, the signal amplitudes of both the main signal S1 and the sub signal S2 can be maximized.
  • the signal amplitudes of both the main signal S1 and the sub signal S2 can be increased, the signal amplitudes of the main signal S1 and the sub signal S2 even when the gap of the rotation detection device 20 with respect to the rotor 10 is increased. Is not reduced. Therefore, the detectable gap of the rotation detection device 20 with respect to the rotor 10 can be enlarged.
  • the configuration of the rotation detection device 20 described in each of the above embodiments is an example, and is not limited to the configuration described above, and may be other configurations that can realize the present disclosure.
  • a binarization threshold value may be set for each of the comparators 42 and 43.
  • the comparators 42 and 43 may have hysteresis characteristics.
  • the first comparator 42 has the first binarization threshold value when the main signal S1 becomes smaller than the binarization threshold value.
  • the binarization threshold is set to be a second value smaller than the first value. That is, the first comparator 42 switches the binarization threshold value to the first value or the second value according to the main signal S1.
  • the main signal S1 does not easily exceed the binarization threshold value, and noise resistance is improved.
  • the second comparator 43 has the first value when the sub signal S2 becomes smaller than the binarization threshold, and when the sub signal S2 becomes larger than the binarization threshold.
  • the binarization threshold is set to be a second value smaller than the first value.
  • the second magnetoresistive element pair 32 is disposed on the fourth magnetoresistive element pair 34 and the fifth magnetoresistive element pair 35 side of the first magnetoresistive element pair 31 and the third magnetoresistive element pair 33. This is an example of an arrangement. Therefore, the position of the second magnetoresistive element pair 32 may be another position.
  • the rotor 10 is fixed to the crankshaft of an engine that is an internal combustion engine, but the application of the rotation detection device 20 is not limited to the internal combustion engine.
  • the phase signal indicating the rotation mode information of the rotor 10 is used to determine the rotation direction of the rotor 10, but this is an example of the use of the phase signal. Therefore, for example, the phase signal may be used for permission or prohibition when the control unit 44 outputs the position signal to an external device.

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Abstract

　回転検出装置は、検出部（３０）と、判定回路部（４０）と、を備え、複数の磁気抵抗素子対（３１～３５）は、バイアス磁石（２１）のうちロータ側の端部（２１ａ）よりもロータ（１０）から離れて配置されていると共に、複数の磁気抵抗素子対のうちの第１磁気抵抗素子対（３１）、第２磁気抵抗素子対（３２）、及び第３磁気抵抗素子対（３３）は、複数の磁気抵抗素子対のうちの第４磁気抵抗素子対（３４）及び第５磁気抵抗素子対（３５）よりも端部から離れて配置されており、第２磁気抵抗素子対は、第１磁気抵抗素子対、第３磁気抵抗素子対、第４磁気抵抗素子対、及び第５磁気抵抗素子対に囲まれた範囲に配置されており、検出部は、第１磁気抵抗素子対、第２磁気抵抗素子対、及び第３磁気抵抗素子対の出力に基づいてメイン信号を生成すると共に、第４磁気抵抗素子対及び第５磁気抵抗素子対の出力に基づいてサブ信号を生成する。

Description

回転検出装置
　本開示は、ロータの回転態様を検出する回転検出装置に関する。
　従来より、ロータの回転態様を検出するように構成された回転検出装置が、例えば特許文献１で記載されている。具体的には、複数の磁気抵抗素子が形成されたセンサチップと、各磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加するバイアス磁石と、各磁気抵抗素子の出力に基づく信号処理を行う処理回路と、を備えた回転検出装置の構成が記載されている。各磁気抵抗素子は、ロータに対向する位置に配置され、ハーフブリッジ回路を形成する磁気抵抗素子対を複数構成している。そして、各磁気抵抗素子対の中点電位がロータの回転に応じて変化する。
特許第４４６６３５５号公報
　ここで、３個の磁気抵抗素子対の出力から２つの第１差動信号及び第２差動信号を生成する構成が考えられる。各磁気抵抗素子対の出力をＡ、Ｂ、Ｃと定義すると、第１差動信号は（Ａ－Ｂ）－（Ｂ－Ｃ）から得られる。第１差動信号は、ロータの山中心検出用の信号またはロータの谷中心検出用の信号である。また、第２差動信号は（Ａ－Ｃ）から得られる。第２差動信号は山谷判別用の信号である。したがって、各磁気抵抗素子対の出力のうちのＡ、Ｃが２つの差動信号に共通のパラメータになっている。
　上記の構成において、回転検出装置とロータとのギャップが大きくなると、ロータの歯に対するバイアス磁石の磁界の変化が鈍くなる。このため、第１差動信号及び第２差動信号の各信号振幅が小さくなるので、ロータの歯の長さ中心に対応した出力信号の精度が低下するおそれがある。そこで、センサチップにおいて３個の磁気抵抗素子対のいずれかの位置を変更することで第１差動信号及び第２差動信号の信号振幅を大きくすることが考えられる。
　しかし、３個のうちの１個の磁気抵抗素子対の出力が２つの差動信号に共通のパラメータになっているので、２つの差動信号の信号振幅はトレードオフの関係になる。すなわち、３個の磁気抵抗素子対のうちのいずれかの位置を変更したことによって第１差動信号及び第２差動信号のうちの一方の信号振幅が大きくなるが、他方の信号振幅は小さくなってしまう。このように、第１差動信号及び第２差動信号の各信号振幅には制約があるので、ロータに対する回転検出装置の検出可能ギャップの拡大が困難になっている。
　本開示は、ロータに対する検出可能ギャップを拡大することができる回転検出装置を提供することを目的とする。
　本開示の一態様による回転検出装置は、凸部と凹部とが回転方向に交互に設けられた歯車型のロータの回転に伴って抵抗値が変化する複数の磁気抵抗素子対と、複数の磁気抵抗素子対にバイアス磁界を印加するバイアス磁石と、を有し、ロータが回転することに伴う複数の磁気抵抗素子対の抵抗値の変化に基づいて、凸部及び凹部の凹凸構造に対応した波形のメイン信号と、メイン信号に対して位相を持った波形のサブ信号と、をそれぞれ生成する検出部を備えている。
　また、メイン信号及びサブ信号を２値化するための２値化閾値を有し、検出部からメイン信号及びサブ信号を入力し、メイン信号と２値化閾値とを比較してメイン信号を２値化した位置信号を生成すると共に、サブ信号と２値化閾値とを比較して位相信号を２値化した位相信号を生成し、位置信号を凸部の中心通過情報とする一方、位相信号をロータの回転態様情報とする判定回路部を備えている。
　複数の磁気抵抗素子対は、バイアス磁石のうちロータ側の端部よりもロータから離れて配置されていると共に、複数の磁気抵抗素子対のうちの第１磁気抵抗素子対、第２磁気抵抗素子対、及び第３磁気抵抗素子対は、複数の磁気抵抗素子対のうちの第４磁気抵抗素子対及び第５磁気抵抗素子対よりも端部から離れて配置されている。
　第２磁気抵抗素子対は、第１磁気抵抗素子対、第３磁気抵抗素子対、第４磁気抵抗素子対、及び第５磁気抵抗素子対に囲まれた範囲に配置されている。
　検出部は、第１磁気抵抗素子対、第２磁気抵抗素子対、及び第３磁気抵抗素子対の出力に基づいて位置信号を生成すると共に、第４磁気抵抗素子対及び第５磁気抵抗素子対の出力に基づいて位相信号を生成する。
　これによると、メイン信号は第１磁気抵抗素子対及び第３磁気抵抗素子対がロータから離れるほど信号振幅が大きくなる。一方、サブ信号は第４磁気抵抗素子対及び第５磁気抵抗素子対がロータに近づくほどメイン信号から独立して信号振幅が大きくなる。すなわち、メイン信号及びサブ信号の信号振幅が両方とも大きくなるように各磁気抵抗素子対が配置されることでメイン信号及びサブ信号の両方の信号振幅を最大化することができる。このため、ロータに対するギャップが大きくなっても、メイン信号及びサブ信号の信号振幅を確保することができる。したがって、ロータに対する検出可能ギャップを拡大することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、本開示の一実施形態に係る回転検出装置と歯車型のロータとの配置関係を示した図であり、 図２は、図１に示された回転検出装置の回路構成を示した図であり、 図３は、各磁気抵抗素子対の位置に応じたメイン信号（Ｓ１）及びサブ信号（Ｓ２）の信号振幅を示した図であり、 図４は、回転検出装置の作動を説明するためのタイミングチャートであり、 図５は、ロータの回転方向の判定条件を示した図である。
　以下、本開示の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について図を参照して説明する。本開示に係る回転検出装置は、例えば内燃機関のクランク角判定装置として用いられる。図１に示されるように、内燃機関であるエンジンのクランク軸に固定された歯車型のロータ１０の外周部１１に対向するように回転検出装置２０が配置されている。ロータ１０の外周部１１には凸部１２と凹部１３とが回転方向に交互に設けられているなお、図１ではロータ１０の外周部１１の一部を直線状に展開して示している。
　回転検出装置２０は、ロータ１０の回転態様を検出するように構成されている。回転検出装置２０は、円筒状のバイアス磁石２１と、このバイアス磁石２１に対して所定の位置に配置されたセンサチップ２２と、を備えて構成されている。
　バイアス磁石２１は、センサチップ２２にバイアス磁界を印加することによりセンサチップ２２の磁界の検出感度を一定分だけ上昇させる役割を果たす。バイアス磁石２１の中空部にはセンサチップ２２が配置されている。
　センサチップ２２は、半導体チップとして構成されている。センサチップ２２は、ロータ１０の回転に伴って凸部１２の位置すなわちクランク角に応じた信号を出力するように構成された検出部３０を備えている。検出部３０は、ロータ１０の回転に伴って抵抗値が変化する第１磁気抵抗素子対３１、第２磁気抵抗素子対３２、第３磁気抵抗素子対３３、第４磁気抵抗素子対３４、及び第５磁気抵抗素子対３５を備えている。
　各磁気抵抗素子対３１～３５は、ハーフブリッジ回路として構成されている。具体的には、図２に示されるように、第１磁気抵抗素子対３１は、電源（Ｖｃｃ）とグランド（ＧＮＤ）との間に直列接続された２つの磁気抵抗素子３１ａ、３１ｂによって構成されている。第１磁気抵抗素子対３１は、ロータ１０の回転に伴って各磁気抵抗素子３１ａ、３１ｂが磁場の影響を受けたときの抵抗値の変化を検出する。また、第１磁気抵抗素子対３１は、抵抗値の変化に基づいて、各磁気抵抗素子３１ａ、３１ｂの中点３１ｃの電圧を波形信号として出力する。
　第２～第５磁気抵抗素子対３２～３５についても第１磁気抵抗素子対３１と同じ構成である。第２磁気抵抗素子対３２は、２つの磁気抵抗素子３２ａ、３２ｂによって構成されている。そして、各磁気抵抗素子３２ａ、３２ｂの中点３２ｃの電圧を波形信号として出力する。第３磁気抵抗素子対３３は、２つの磁気抵抗素子３３ａ、３３ｂによって構成されている。そして、第３磁気抵抗素子対３３は、各磁気抵抗素子３３ａ、３３ｂの中点３３ｃの電圧を波形信号として出力する。
　また、第４磁気抵抗素子対３４は、２つの磁気抵抗素子３４ａ、３４ｂによって構成されている。そして、各磁気抵抗素子３４ａ、３４ｂの中点３４ｃの電圧を波形信号として出力する。第５磁気抵抗素子対３５は、２つの磁気抵抗素子３５ａ、３５ｂによって構成されている。そして、第５磁気抵抗素子対３５は、各磁気抵抗素子３５ａ、３５ｂの中点３５ｃの電圧を波形信号として出力する。
　さらに、検出部３０は、各磁気抵抗素子対３１～３５の他に、第１～第４オペアンプ３６～３９を備えている。第１磁気抵抗素子対３１の中点３１ｃの中点電位をＡと定義すると共に、第２磁気抵抗素子対３２の中点３２ｃの中点電位をＢと定義すると、第１オペアンプ３６は、Ａ－Ｂを演算してその結果を出力するように構成された差動増幅器である。また、第３磁気抵抗素子対３３の中点３３ｃの中点電位をＣと定義すると、第２オペアンプ３７は、Ｂ－Ｃを演算してその結果を出力するように構成された差動増幅器である。
　第３オペアンプ３８は、第１オペアンプ３６からＡ－Ｂを入力すると共に第２オペアンプ３７からＢ－Ｃを入力し、（Ａ－Ｂ）－（Ｂ－Ｃ）を演算してその結果をＳ１（＝Ａ＋Ｃ－２Ｂ）として出力するように構成された差動増幅器である。このＳ１の信号は、ロータ１０の凸部１２及び凹部１３の凹凸構造に対応した波形のメイン信号である。例えば、メイン信号Ｓ１は、ロータ１０の凹部１３と凸部１２とエッジ部分で振幅が最大または最小となる波形の信号である。
　メイン信号Ｓ１は、－２Ｂの項の影響が大きく反映される信号である。これは、第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３の各フリー磁性層の磁化方向がロータ１０の凹凸構造に対して小さく振れる一方、第２磁気抵抗素子対３２のフリー磁性層の磁化方向がロータ１０の凹凸構造に対して大きく振れるためである。
　第４磁気抵抗素子対３４の中点３４ｃの中点電位をＬと定義すると共に、第５磁気抵抗素子対３５の中点３５ｃの中点電位をＲと定義すると、第４オペアンプ３９は、Ｌ－Ｒを演算してその結果をＳ２として出力するように構成された差動増幅器である。このＳ２の信号は、メイン信号Ｓ１に対して位相差を持った波形のサブ信号である。例えば、サブ信号Ｓ２は、ロータ１０の凸部１２の回転方向中心で振幅が最大となり、凹部１３の回転方向中心で振幅が最小となる波形の信号である。
　このように、検出部３０は、第１磁気抵抗素子対３１、第２磁気抵抗素子対３２、及び第３磁気抵抗素子対３３の出力に基づいてメイン信号Ｓ１（＝（Ａ－Ｂ）－（Ｂ－Ｃ））を生成する。また、検出部３０は、第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５の出力に基づいてサブ信号Ｓ２（＝Ｌ－Ｒ）を生成する。なお、各オペアンプ３６～３９は、信号をオフセット調整して出力するように構成されている。
　そして、回転検出装置２０は、検出部３０で検出されたロータ１０の回転態様に応じた信号を生成する判定回路部４０を備えている。判定回路部４０は、上述のセンサチップ２２に形成されていても良いし、図示しない別の半導体チップに形成されていても良い。
　判定回路部４０は、閾値生成部４１、第１コンパレータ４２、第２コンパレータ４３、及び制御部４４を備えている。閾値生成部４１は、電源（Ｖｃｃ）とグランド（ＧＮＤ）との間に直列接続された２つの抵抗４１ａ、４１ｂによって構成されている。各抵抗４１ａ、４１ｂの中点４１ｃの電位が２値化閾値とされる。２値化閾値はメイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２を２値化するための閾値として用いられる。
　第１コンパレータ４２は、検出部３０の第３オペアンプ３８からメイン信号Ｓ１を入力すると共に閾値生成部４１から２値化閾値を入力する。そして、第１コンパレータ４２は、メイン信号Ｓ１と２値化閾値とを比較してメイン信号Ｓ１を２値化した位置信号を生成する。
　第２コンパレータ４３は、検出部３０の第４オペアンプ３９からサブ信号Ｓ２を入力すると共に閾値生成部４１から２値化閾値を入力する。そして、第２コンパレータ４３は、サブ信号Ｓ２と２値化閾値とを比較してサブ信号Ｓ２を２値化した位相信号を生成する。
　制御部４４は、第１コンパレータ４２から位置信号を凸部１２の中心通過情報として入力すると共に、第２コンパレータ４３から位相信号をロータ１０の回転態様情報として入力する制御回路である。また、制御部４４は、中心通過情報及び回転態様情報に基づいてロータ１０の回転方向が正転であるかまたは逆転であるかを判定する機能を有している。制御部４４は、位置信号及びロータ１０の回転方向の情報を出力端子２３（Ｖｏｕｔ）を介して図示しない外部機器に出力する。
　以上が、本実施形態に係る回転検出装置２０の全体構成である。なお、回転検出装置２０は外部機器に接続される電源端子２４（Ｖｃｃ）及びグランド端子２５（ＧＮＤ）を備えている。そして、回転検出装置２０は、これらの端子２４、２５を介して外部機器から電源供給される。
　次に、センサチップ２２における各磁気抵抗素子対３１～３５の配置関係について説明する。図１に示されるように、各磁気抵抗素子対３１～３５は、バイアス磁石２１のうちロータ１０側の端部２１ａよりもロータ１０から離れて配置されている。つまり、全ての磁気抵抗素子対３１～３５がバイアス磁石２１の中空部に配置されている。
　また、各磁気抵抗素子対３１～３５のうちの第１磁気抵抗素子対３１、第２磁気抵抗素子対３２、及び第３磁気抵抗素子対３３は、複数の磁気抵抗素子対３１～３５のうちの第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５よりもバイアス磁石２１の端部２１ａから離れて配置されている。すなわち、メイン信号Ｓ１を生成するための各磁気抵抗素子対３１～３３が、サブ信号Ｓ２を生成するための各磁気抵抗素子対３４、３５よりもバイアス磁石２１の端部２１ａから遠ざけられている。
　そして、第２磁気抵抗素子対３２は、第１磁気抵抗素子対３１、第３磁気抵抗素子対３３、第４磁気抵抗素子対３４、及び第５磁気抵抗素子対３５に囲まれた範囲に配置されている。当該範囲は、センサチップ２２を構成する半導体チップの一面において、各磁気抵抗素子対３１、３３～３５を結ぶことによって形成される最大の範囲である。
　さらに、第２磁気抵抗素子対３２は、第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３よりも第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５側に配置されている。これにより、メイン信号Ｓ１は－２Ｂの項の影響が大きく反映される。すなわち、Ｘ方向においては歯の中心配置での精度が向上する。また、Ｙ方向においては各磁気抵抗素子対３４、３５側で振幅が向上する。このため、回転検出装置２０の検出可能ギャップの拡大を図ることができる。
　ここで、第４磁気抵抗素子対３４、第２磁気抵抗素子対３２、及び第５磁気抵抗素子対３５は、バイアス磁石２１の中空部のうちの端部２１ａ側に形成される磁界の磁束密度が一定以上の位置に配置されることが好ましい。これにより、第４磁気抵抗素子対３４、第２磁気抵抗素子対３２、及び第５磁気抵抗素子対３５の検出感度を向上させることができる。
　そして、回転検出装置２０がロータ１０の影響を受けない状況では、第２磁気抵抗素子対３２にはバイアス磁石２１の中心軸に沿ったバイアス磁界が印加される。一方、他の各磁気抵抗素子対３１、３３～３５にはバイアス磁石２１の端部を巻き込むバイアス磁界が印加される。
　具体的には、他の各磁気抵抗素子対３１、３３～３５ではバイアス磁石２１の中心軸から外側を向く磁界が印加される。第１磁気抵抗素子対３１と第３磁気抵抗素子対３３とでは、バイアス磁石２１の中心軸を中心として対称のバイアス磁界が印加される。さらに、第４磁気抵抗素子対３４と第５磁気抵抗素子対３５とでは、バイアス磁石２１の中心軸を中心として対称のバイアス磁界が印加される。
　上記の各磁気抵抗素子対３１～３５の配置は、以下の発明者らの検討に基づいている。まず、バイアス磁石２１の端部２１ａを基準として、ロータ１０の径方向であるＹ方向において、各磁気抵抗素子対３１～３５の距離をＤと定義する。なお、図１に示されるように、Ｙ方向に垂直な方向をＸとする。
　そして、発明者らは、第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３の距離Ｄの値を変化させたときのメイン信号Ｓ１の信号振幅の変化を調べた。また、発明者らは、第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５の距離Ｄの値を変化させたときのサブ信号Ｓ２の信号振幅の変化を調べた。
　その結果、図３に示されるように、メイン信号Ｓ１については距離Ｄが大きくなるほど、すなわち第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３がバイアス磁石２１の端部２１ａから遠ざかるほど信号振幅が大きくなった。一方、サブ信号Ｓ２については距離Ｄが小さくなるほど、すなわち第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５がバイアス磁石２１の端部２１ａに近づくほど信号振幅が大きくなった。
　以上の結果から、メイン信号Ｓ１を生成する第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３をバイアス磁石２１の端部２１ａから遠ざけることでメイン信号Ｓ１の信号振幅を拡大することができる。また、サブ信号Ｓ２を生成する第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５をバイアス磁石２１の端部２１ａに近づけることで、メイン信号Ｓ１の信号振幅に関係なくサブ信号Ｓ２の信号振幅を拡大することかできる。つまり、サブ信号Ｓ２の信号振幅を、メイン信号Ｓ１の信号振幅から独立して調整することができる。
　次に、回転検出装置２０の作動について説明する。まず、ロータ１０が回転すると、図４に示されるように、検出部３０とロータ１０の外周部１１とのギャップの変化に基づいて、検出部３０ではメイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２が取得される。
　メイン信号Ｓ１は、ロータ１０の凸部１２の回転方向中心で２値化閾値を超えるような波形の信号となっている。一方、サブ信号Ｓ２は、メイン信号Ｓ１に対して位相差を持った波形、具体的にはロータ１０の凸部１２の回転方向中心で振幅が最大となる波形の信号となっている。
　そして、検出部３０で取得されたメイン信号Ｓ１は、判定回路部４０の第１コンパレータ４２によって２値化閾値と比較される。メイン信号Ｓ１の信号振幅が２値化閾値より大きい場合は例えばＨｉ、メイン信号Ｓ１の信号振幅が２値化閾値より小さい場合は例えばＬｏの位置信号が第１コンパレータ４２で生成される。
　検出部３０で取得されたサブ信号Ｓ２は、判定回路部４０の第２コンパレータ４３によって２値化閾値と比較される。サブ信号Ｓ２の振幅が２値化閾値より大きい場合は例えばＨｉ、サブ信号Ｓ２の振幅が２値化閾値より小さい場合は例えばＬｏの位相信号が第２コンパレータ４３で生成される。
　上記のように、随時、ロータ１０の回転に伴ってメイン信号Ｓ１、サブ信号Ｓ２、位置信号、及び位相信号が生成され、位置信号及び位相信号が制御部４４に入力される。これに伴い、判定回路部４０では、位置信号を出力信号として外部機器に出力するための処理が行われる。
　また、制御部４４は、位置信号の中心通過情報及び位相信号の回転態様情報に基づいてロータ１０の回転方向が正転であるかまたは逆転であるかを判定する。
　まず、ロータ１０の回転方向が正転の場合、時点Ｔ１の前後では、メイン信号Ｓ１の振幅が２値化閾値よりも小さくなる。このため、位置信号はＨｉからＬｏになる。また、サブ信号Ｓ２の信号振幅は２値化閾値よりも大きいので、２値化された位相信号はＨｉとなる。したがって、制御部４４は、位置信号がＨｉからＬｏに立ち下がること、及び、位相信号がＨｉであることの両方を満たすことから、ロータ１０は正転していると判定する。
　一方、ロータ１０の回転方向が逆転の場合、時点Ｔ１の前後では、メイン信号Ｓ１の振幅が２値化閾値よりも大きくなる。このため、位置信号はＬｏからＨｉになる。また、サブ信号Ｓ２の信号振幅は２値化閾値よりも大きいので、２値化された位相信号はＨｉとなる。したがって、制御部４４は、位置信号がＬｏからＨｉに立ち上がること、及び、位相信号がＨｉであることの両方を満たすことから、ロータ１０は逆転していると判定する。
　上記の判定は、時点Ｔ２の前後においても同じである。つまり、制御部４４は、図５に示された条件を満たすか否かを判定することにより、ロータ１０の回転方向を判定している。
　以上説明したように、メイン信号Ｓ１の生成に必要な第１～第３磁気抵抗素子対３１～３３と、サブ信号Ｓ２の生成に必要な第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５と、をそれぞれ分けた構成になっている。このため、メイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２の信号振幅が両方とも大きくなるように各磁気抵抗素子対３１～３５を配置することができる。これに伴い、メイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２の両方の信号振幅を最大化することができる。
　上記のように、メイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２の両方の信号振幅を大きくすることができるので、ロータ１０に対する回転検出装置２０のギャップが大きくなっても、メイン信号Ｓ１及びサブ信号Ｓ２の信号振幅が小さくならずに済む。したがって、ロータ１０に対する回転検出装置２０の検出可能ギャップを拡大することができる。
　（他の実施形態）
　上記各実施形態で示された回転検出装置２０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、コンパレータ４２、４３毎に２値化閾値が設定されていても良い。
　また、各コンパレータ４２、４３は、それぞれヒステリシス特性を有していても良いこの場合、第１コンパレータ４２は、メイン信号Ｓ１が２値化閾値よりも小さくなったときに２値化閾値が第１の値になり、メイン信号Ｓ１が２値化閾値よりも大きくなったときに２値化閾値が第１の値よりも小さい第２の値になるように設定される。つまり、第１コンパレータ４２は、メイン信号Ｓ１に応じて２値化閾値を第１の値または第２の値に切り替える。これにより、メイン信号Ｓ１にノイズ等が入ったとしてもメイン信号Ｓ１が２値化閾値を超えにくくなるので、ノイズ耐性が向上する。
　同様に、第２コンパレータ４３は、サブ信号Ｓ２が２値化閾値よりも小さくなったときに２値化閾値が第１の値になり、サブ信号Ｓ２が２値化閾値よりも大きくなったときに２値化閾値が第１の値よりも小さい第２の値になるように設定される。
　上記の実施形態では、第２磁気抵抗素子対３２は、第１磁気抵抗素子対３１及び第３磁気抵抗素子対３３よりも第４磁気抵抗素子対３４及び第５磁気抵抗素子対３５側に配置されていたが、これは配置の一例である。したがって、第２磁気抵抗素子対３２の位置は他の位置でも良い。
　上記の実施形態では、ロータ１０は内燃機関であるエンジンのクランク軸に固定されるものであったが、回転検出装置２０の適用は内燃機関に限られない。
　上記の実施形態では、ロータ１０の回転態様情報を示す位相信号はロータ１０の回転方向の判定に用いられていたが、これは位相信号の利用の一例である。したがって、例えば、位相信号は、制御部４４が位置信号を外部装置に出力する際の許可または禁止の判定に用いられても良い。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

 

Claims (4)

  1. 　凸部（１２）と凹部（１３）とが回転方向に交互に設けられた歯車型のロータ（１０）の回転に伴って抵抗値が変化する複数の磁気抵抗素子対（３１～３５）と、前記複数の磁気抵抗素子対にバイアス磁界を印加するバイアス磁石（２１）と、を有し、前記ロータが回転することに伴う前記複数の磁気抵抗素子対の抵抗値の変化に基づいて、前記凸部及び前記凹部の凹凸構造に対応した波形のメイン信号と、前記メイン信号に対して位相を持った波形のサブ信号と、をそれぞれ生成する検出部（３０）と、
    　前記メイン信号及び前記サブ信号を２値化するための２値化閾値を有し、前記検出部から前記メイン信号及び前記サブ信号を入力し、前記メイン信号と前記２値化閾値とを比較して前記メイン信号を２値化した位置信号を生成すると共に、前記サブ信号と前記２値化閾値とを比較して前記位相信号を２値化した位相信号を生成し、前記位置信号を前記凸部の中心通過情報とする一方、前記位相信号を前記ロータの回転態様情報とする判定回路部（４０）と、
    　を備え、
    　前記複数の磁気抵抗素子対は、前記バイアス磁石のうち前記ロータ側の端部（２１ａ）よりも前記ロータから離れて配置されていると共に、前記複数の磁気抵抗素子対のうちの第１磁気抵抗素子対（３１）、第２磁気抵抗素子対（３２）、及び第３磁気抵抗素子対（３３）は、前記複数の磁気抵抗素子対のうちの第４磁気抵抗素子対（３４）及び第５磁気抵抗素子対（３５）よりも前記端部から離れて配置されており、
    　前記第２磁気抵抗素子対は、前記第１磁気抵抗素子対、前記第３磁気抵抗素子対、前記第４磁気抵抗素子対、及び前記第５磁気抵抗素子対に囲まれた範囲に配置されており、
    　前記検出部は、前記第１磁気抵抗素子対、前記第２磁気抵抗素子対、及び前記第３磁気抵抗素子対の出力に基づいて前記メイン信号を生成すると共に、前記第４磁気抵抗素子対及び前記第５磁気抵抗素子対の出力に基づいて前記サブ信号を生成する回転検出装置。
  2. 　前記第２磁気抵抗素子対は、前記第１磁気抵抗素子対及び前記第３磁気抵抗素子対よりも前記第４磁気抵抗素子対及び前記第５磁気抵抗素子対側に配置されている請求項１に記載の回転検出装置。
  3. 　前記判定回路部は、前記中心通過情報及び前記回転態様情報に基づいて前記ロータの回転方向が正転であるかまたは逆転であるかを判定する請求項１または２に記載の回転検出装置。
  4. 　凸部（１２）と凹部（１３）とが回転方向に交互に設けられた歯車型のロータ（１０）の回転に伴って抵抗値が変化する複数の磁気抵抗素子対（３１～３５）と、前記複数の磁気抵抗素子対にバイアス磁界を印加するバイアス磁石（２１）と、を有し、前記ロータが回転することに伴う前記複数の磁気抵抗素子対の抵抗値の変化に基づいて、前記凸部及び前記凹部の凹凸構造に対応した波形のメイン信号と、前記メイン信号に対して位相を持った波形のサブ信号と、をそれぞれ生成する検出部（３０）と、
    　前記メイン信号及び前記サブ信号を２値化するための２値化閾値を有し、前記検出部から前記メイン信号及び前記サブ信号を入力し、前記メイン信号と前記２値化閾値とを比較して前記メイン信号を２値化した位置信号を生成すると共に、前記サブ信号と前記２値化閾値とを比較して前記サブ信号を２値化した位相信号を生成し、前記位置信号を前記凸部の中心通過情報とする一方、前記位相信号を前記ロータの回転態様情報とする判定回路部（４０）と、
    　を備え、
    　前記複数の磁気抵抗素子対は、前記バイアス磁石のうち前記ロータ側の端部（２１ａ）よりも前記ロータから離れて配置されていると共に、前記複数の磁気抵抗素子対のうちの第１磁気抵抗素子対（３１）、第２磁気抵抗素子対（３２）、及び第３磁気抵抗素子対（３３）は、前記複数の磁気抵抗素子対のうちの第４磁気抵抗素子対（３４）及び第５磁気抵抗素子対（３５）よりも前記端部から離れて配置されており、
    　前記第２磁気抵抗素子対は、前記第１磁気抵抗素子対、前記第３磁気抵抗素子対、前記第４磁気抵抗素子対、及び前記第５磁気抵抗素子対に囲まれた範囲に配置されており、
    　前記検出部は、前記第１磁気抵抗素子対、前記第２磁気抵抗素子対、及び前記第３磁気抵抗素子対の出力に基づいて前記メイン信号を生成すると共に、前記第４磁気抵抗素子対及び前記第５磁気抵抗素子対の出力に基づいて前記サブ信号を生成する回転検出装置。

     
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