WO2022244735A1 - 磁気センサ及び磁気検知システム - Google Patents

磁気センサ及び磁気検知システム Download PDF

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WO2022244735A1
WO2022244735A1 PCT/JP2022/020402 JP2022020402W WO2022244735A1 WO 2022244735 A1 WO2022244735 A1 WO 2022244735A1 JP 2022020402 W JP2022020402 W JP 2022020402W WO 2022244735 A1 WO2022244735 A1 WO 2022244735A1
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WO
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axis
magnetoresistive element
magnetic
magnetic sensor
magnetoresistive
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PCT/JP2022/020402
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和弘 尾中
直樹 小原
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details

Definitions

  • the present disclosure relates generally to magnetic sensors and magnetic sensing systems, and more particularly to magnetic sensors and magnetic sensing systems comprising a plurality of magnetoresistive elements.
  • the magnetic sensor described in Patent Document 1 includes a plurality of magnetoresistive elements (magnetoresistive effect elements).
  • a magnetoresistive element has a free magnetic layer whose magnetization direction changes under the influence of an external magnetic field, and a pinned magnetic layer whose magnetization direction is fixed.
  • the plurality of magnetoresistive elements are composed of a first pair of magnetoresistive elements and a second pair of magnetoresistive elements. In the first pair of magnetoresistive elements and the second pair of magnetoresistive elements, the magnetization directions of the first pinned magnetic layers are the same, and the magnetization directions of the second pinned magnetic layers are the same.
  • An object of the present disclosure is to provide a magnetic sensor and a magnetic detection system that can improve the detection accuracy of the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor.
  • a magnetic sensor includes a first half-bridge circuit, a second half-bridge circuit, and a holding member.
  • the first half-bridge circuit includes a first magnetoresistive element and a second magnetoresistive element half-bridge connected to each other, and a connection point between the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element. and a first output for outputting a 1 output signal.
  • the second half-bridge circuit includes a third magnetoresistive element and a fourth magnetoresistive element half-bridge connected to each other, and a connection point between the third magnetoresistive element and the fourth magnetoresistive element. and a second output for outputting two output signals.
  • the holding member holds the first half-bridge circuit and the second half-bridge circuit.
  • the first magnetoresistive element detects a magnetic field along the X-axis.
  • the second magnetoresistive element detects a magnetic field along a Y-axis that is perpendicular to the X-axis.
  • the third magnetoresistive element senses a magnetic field along a first axis that is on the same plane as the X-axis and the Y-axis and that is different from both the X-axis and the Y-axis.
  • the fourth magnetoresistive element detects a magnetic field along a second axis that is on the same plane as the X-axis and the Y-axis and perpendicular to the first axis.
  • a magnetic detection system includes the magnetic sensor and a processing circuit.
  • the processing circuitry determines the orientation of the magnetic field applied to the magnetic sensor based on at least the first output signal and the second output signal.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a first half-bridge circuit and a third half-bridge circuit of a magnetic sensor according to one embodiment.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of a second half bridge circuit and a fourth half bridge circuit of the same magnetic sensor.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing the state of use of the same magnetic sensor.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the same magnetic sensor.
  • FIG. 5 is a perspective view of the same magnetic sensor.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a magnetoresistance effect element of the same magnetic sensor.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing output signals of the same magnetic sensor.
  • a magnetic sensor and a magnetic detection system will be described below with reference to the drawings.
  • the embodiment described below is but one of the various embodiments of the present disclosure.
  • the embodiments described below can be modified in various ways according to design and the like as long as the objects of the present disclosure can be achieved.
  • Each drawing described in the following embodiments is a schematic drawing, and the ratio of the size and thickness of each component in the drawing does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. .
  • the magnetic sensor 100 of this embodiment includes a first half bridge circuit H1, a second half bridge circuit H2, and a holding member 7 (see FIG. 4).
  • the first half-bridge circuit H1 is a connection point between the first magnetoresistive element Mr1 and the second magnetoresistive element Mr2 half-bridge-connected to each other, and the first magnetoresistive element Mr1 and the second magnetoresistive element Mr2. and a first output H10 for outputting a first output signal from.
  • the second half-bridge circuit H2 is a connection point between the third magnetoresistive element Mr3 and the fourth magnetoresistive element Mr4 half-bridge-connected to each other, and the third magnetoresistive element Mr3 and the fourth magnetoresistive element Mr4. and a second output H20 for outputting a second output signal from.
  • the holding member 7 holds the first half bridge circuit H1 and the second half bridge circuit H2.
  • magnetoresistive element Mr0 the first to fourth magnetoresistive elements Mr1 to Mr4, and fifth to eighth magnetoresistive elements Mr5 to Mr8, which will be described later, are sometimes referred to as magnetoresistive element Mr0 (see FIG. 6). .
  • each magnetoresistive element Mr0 represents the sensitivity direction of the magnetoresistive element Mr0 to the magnetic field.
  • the direction of sensitivity is adjusted by adjusting the orientation of each magnetoresistive element Mr0.
  • the first magnetoresistive element Mr1 detects a magnetic field along the X-axis.
  • the second magnetoresistive element Mr2 detects a magnetic field along the Y-axis which is perpendicular to the X-axis.
  • the third magnetoresistive element Mr3 detects a magnetic field along the first axis (V-axis).
  • the first axis (V-axis) is on the same plane as the X-axis and the Y-axis and is different from both the X-axis and the Y-axis.
  • the fourth magnetoresistive element Mr4 detects a magnetic field along the second axis (W axis).
  • the second axis (W-axis) is on the same plane as the X-axis and the Y-axis and perpendicular to the first axis (V-axis).
  • the waveform of the first output signal that is output along with the rotation of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 is a waveform close to an ideal sine wave, and the waveform of the second output signal is a sine wave. It becomes a waveform with a phase shift. Therefore, it is possible to obtain the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 with high accuracy based on the first output signal and the second output signal.
  • the first half bridge circuit H1 and the second half bridge circuit H2 are integrated into one holding member 7 . Therefore, unlike the case where the plurality of magnetoresistive effect elements Mr0 are distributed over a plurality of members, it is possible to save the trouble of adjusting the positional relationship of the plurality of magnetoresistive effect elements Mr0. In addition, it is possible to suppress deterioration in detection accuracy of the direction of the magnetic field due to deviation of the positional relationship.
  • the Z-axis which is orthogonal to both the X- and Y-axes, will be used in the following description.
  • the X-axis, Y-axis, Z-axis, V-axis, and W-axis are virtual axes set on the magnetic sensor 100, and are not actual configurations.
  • the magnetic sensor 100 includes a first sensor block 1, a second sensor block 2, a third sensor block 3, a fourth sensor block 4, and a flexible substrate. 5 and a holding member 7 .
  • Each sensor block Sb1 has two magnetoresistive elements Mr0.
  • the double-headed arrow penetrating the rectangle representing each sensor block Sb1 represents the sensitivity direction of the two magnetoresistive elements Mr0 of the sensor block Sb1 to the magnetic field.
  • the sensitivity direction of one of the two magnetoresistive effect elements Mr0 included in one sensor block Sb1 is the same as the sensitivity direction of the other magnetoresistive effect element Mr0.
  • the magnetic detection system 200 includes a magnetic sensor 100 and a processing circuit 201.
  • Processing circuitry 201 determines the orientation of the magnetic field applied to magnetic sensor 100 based on at least the first output signal and the second output signal.
  • the magnetic sensor 100 and the magnetic detection system 200 are used to determine the direction of the magnetic field generated from the rotor 8 (see FIG. 3) of the motor, thereby determining the rotation angle of the rotor 8.
  • the magnetic sensor 100 and the magnetic detection system 200 are used to determine the direction of the magnetic field generated from the rotor 8 (see FIG. 3) of the motor, thereby determining the rotation angle of the rotor 8.
  • the rotor 8 contains a plurality of permanent magnets.
  • a plurality of permanent magnets form a plurality of magnetic poles 80 .
  • the multiple permanent magnets have multiple magnetic poles 80 .
  • the plurality of magnetic poles 80 are arranged in the rotational direction of the rotor 8 so that N poles and S poles are arranged alternately.
  • a plurality of magnetic poles 80 are arranged so that the N poles and S poles are alternated every 45 degrees along the direction of rotation of the rotor 8 .
  • each magnetic pole 80 is marked with a letter "N" representing the N pole or "S" representing the S pole, but these letters are for the sake of explanation and are actually attached. is not the character that is
  • the multiple sensor blocks Sb1 have the same configuration.
  • the sensor block Sb1 has a body Sb10 and two magnetoresistive elements Mr0.
  • the first sensor block 1 has a (first) body Sb10, a first magnetoresistive element Mr1, and a fifth magnetoresistive element Mr5.
  • the second sensor block 2 has a (second) body Sb10, a second magnetoresistive element Mr2, and a sixth magnetoresistive element Mr6.
  • the third sensor block 3 has a (third) body Sb10, a third magnetoresistive element Mr3, and a seventh magnetoresistive element Mr7.
  • the fourth sensor block 4 has a (fourth) body Sb10, a fourth magnetoresistive element Mr4, and an eighth magnetoresistive element Mr8.
  • the shape of the body Sb10 is a rectangular parallelepiped.
  • the planar view shape of the body Sb10 is square.
  • the body Sb10 holds two magnetoresistive elements Mr0.
  • Body Sb10 is held by holding member 7 .
  • the (first) body Sb10 of the first sensor block 1 holds a first magnetoresistive element Mr1 and a fifth magnetoresistive element Mr5.
  • the (second) body Sb10 of the second sensor block 2 holds a second magnetoresistive element Mr2 and a sixth magnetoresistive element Mr6.
  • the (third) body Sb10 of the third sensor block 3 holds a third magnetoresistive element Mr3 and a seventh magnetoresistive element Mr7.
  • the (fourth) body Sb10 of the fourth sensor block 4 holds a fourth magnetoresistive element Mr4 and an eighth magnetoresistive element Mr8.
  • the electrical resistance value of the magnetoresistive element Mr0 changes according to the magnitude of the applied magnetic field.
  • the magnetic sensor 100 outputs a change in the electrical resistance value of the magnetoresistive element Mr0 as a voltage signal.
  • the magnetoresistive element Mr0 has no sensitivity to a magnetic field in a predetermined first direction, but has sensitivity to a magnetic field in a second direction perpendicular to the first direction. The sensitivity of the magnetoresistive element Mr0 is maximized with respect to the magnetic field in the second direction.
  • the magneto-resistive element Mr0 has the same resistance value change with respect to a magnetic field in one direction and a magnetic field in the opposite direction if the magnitude of the magnetic field is the same. Focusing on one sensor block Sb1, the two magnetoresistive elements Mr0 of the sensor block Sb1 are arranged in the same direction.
  • the shape of the holding member 7 is, for example, a rectangular parallelepiped.
  • the holding member 7 is, for example, a synthetic resin molding.
  • the retaining member 7 has one surface 70 .
  • a plurality of (four in FIG. 4) recesses 71 are formed in the surface 70 .
  • the plurality of depressions 71 correspond to the plurality of sensor blocks Sb1 on a one-to-one basis.
  • a corresponding sensor block Sb1 is inserted into each recess 71 .
  • the holding member 7 holds the plurality of sensor blocks Sb1.
  • the plurality of sensor blocks Sb1 are inserted into the plurality of depressions 71 while being attached to the flexible substrate 5 . That is, the multiple sensor blocks Sb1 are held by the holding member 7 together with the flexible substrate 5 .
  • the holding member 7 includes a plurality of (three in FIG. 4) grooves 72 into which the flexible substrate 5 is inserted. A plurality of depressions 71 are connected via a plurality of grooves 72 .
  • the holding member 7 also has four side surfaces 75 (only two are shown in FIG. 4) that intersect with the surface 70, two of which are formed with insertion holes 76, respectively. Each insertion hole 76 is connected to the corresponding recess 71 .
  • the flexible substrate 5 is passed through at least one insertion hole 76 . As a result, a portion of the flexible substrate 5 is pulled out of the holding member 7 .
  • the flexible substrate 5 is attached with a plurality of sensor blocks Sb1.
  • the plurality of sensor blocks Sb1 have first to eighth magnetoresistive elements Mr1 to Mr8. That is, the flexible substrate 5 is provided with first, second, third and fourth magnetoresistive elements Mr1 to Mr4 and fifth, sixth, seventh and eighth magnetoresistive elements Mr5 to Mr8. ing.
  • the holding member 7 holds the plurality of sensor blocks Sb1 together with the flexible substrate 5. As shown in FIG. In other words, the holding member 7, along with the flexible substrate 5, includes the first, second, third and fourth magnetoresistive elements Mr1 to Mr4 and the fifth, sixth, seventh and eighth magnetoresistive elements Mr5 to Mr8. hold.
  • the plurality of sensor blocks Sb1 are arranged on the flexible board 5 so as to line up in a line.
  • Each sensor block Sb1 is inserted into the corresponding recess 71 from the direction normal to the surface 70 of the holding member 7 .
  • a portion of the flexible substrate 5 between the plurality of sensor blocks Sb1 is inserted into the plurality of grooves 72 .
  • a portion of the flexible substrate 5 is pulled out of the holding member 7 through the insertion hole 76 .
  • the flexible substrate 5 electrically connects the plurality of magnetoresistive elements Mr0 of the plurality of sensor blocks Sb1. Also, the plurality of magnetoresistive elements Mr0 are electrically connected to the processing circuit 201 and the power supply through the flexible substrate 5.
  • the first magnetoresistive element Mr1 and the fifth magnetoresistive element Mr5 of the first sensor block 1 are oriented to detect a magnetic field along the X axis. are placed.
  • the second magnetoresistive element Mr2 and the sixth magnetoresistive element Mr6 of the second sensor block 2 are arranged in a direction to detect a magnetic field along the Y-axis.
  • the third magnetoresistive element Mr3 and the seventh magnetoresistive element Mr7 of the third sensor block 3 are arranged in a direction to detect a magnetic field along the V-axis (first axis).
  • the fourth magnetoresistive element Mr4 and the eighth magnetoresistive element Mr8 of the fourth sensor block 4 are arranged in a direction to detect a magnetic field along the W axis (second axis).
  • the V-axis (first axis) is an axis along the direction of 45 degrees to the X-axis.
  • one of the two axes here, the V-axis and the X-axis
  • the angle difference between the two axes is 40 degrees or more and 50 degrees or less.
  • the angular difference between the magnetic field sensitivity direction in the first sensor block 1 and the magnetic field sensitivity direction in the third sensor block 3 is preferably 40 degrees or more and 50 degrees or less.
  • the W axis (second axis) is an axis along the direction of 45 degrees to the Y axis. That is, the angular difference between the W axis and the Y axis is 40 degrees or more and 50 degrees or less. Further, the angular difference between the magnetic field sensitivity direction of the second sensor block 2 and the magnetic field sensitivity direction of the fourth sensor block 4 is preferably 40 degrees or more and 50 degrees or less.
  • the angle difference between the magnetic field sensitivity direction (direction along the X axis) in the first sensor block 1 and the magnetic field sensitivity direction (direction along the Y axis) in the second sensor block 2 is 85 degrees or more and less than 95 degrees. is preferably
  • the angle difference between the magnetic field sensitivity direction (direction along the V axis) in the third sensor block 3 and the magnetic field sensitivity direction (direction along the W axis) in the fourth sensor block 4 is 85 degrees or more and less than 95 degrees. is preferably
  • the first end of the first magnetoresistive element Mr1 is electrically connected to the low-potential-side electrical path (reference potential electrical path) of the power supply.
  • the reference potential is the ground potential.
  • a second end of the first magnetoresistive element Mr1 is electrically connected to a first end of the second magnetoresistive element Mr2.
  • a second end of the second magnetoresistive element Mr2 is electrically connected to the high-potential-side electric path of the power supply.
  • the first end of the third magnetoresistive element Mr3 is electrically connected to the low-potential-side electric path of the power supply.
  • a second end of the third magnetoresistive element Mr3 is electrically connected to a first end of the fourth magnetoresistive element Mr4.
  • a second end of the fourth magnetoresistive element Mr4 is electrically connected to the high-potential electric path of the power supply.
  • a first end of the fifth magnetoresistive element Mr5 is electrically connected to the high-potential-side electric path of the power supply.
  • a second end of the fifth magnetoresistive element Mr5 is electrically connected to a first end of the sixth magnetoresistive element Mr6.
  • a second end of the sixth magnetoresistive element Mr6 is electrically connected to the low-potential-side electric path of the power supply.
  • the first end of the seventh magnetoresistive element Mr7 is electrically connected to the high-potential-side electric path of the power supply.
  • a second end of the seventh magnetoresistive element Mr7 is electrically connected to a first end of the eighth magnetoresistive element Mr8.
  • a second end of the eighth magnetoresistive element Mr8 is electrically connected to the low-potential electric path of the power supply.
  • the fifth magnetoresistive element Mr5 and the sixth magnetoresistive element Mr6 constitute a third half bridge circuit H3. More specifically, the third half bridge circuit H3 has a fifth magnetoresistive element Mr5 and a sixth magnetoresistive element Mr6, and a third output terminal H30.
  • a third half-bridge circuit H3 is a component of the magnetic sensor 100 .
  • the third half bridge circuit H3 is held by the holding member 7 .
  • the fifth magnetoresistive element Mr5 and the sixth magnetoresistive element Mr6 are half-bridge connected to each other.
  • the third output terminal H30 outputs a third signal opposite in phase to the first output signal from a connection point between the fifth magnetoresistive element Mr5 and the sixth magnetoresistive element Mr6.
  • the seventh magnetoresistive element Mr7 and the eighth magnetoresistive element Mr8 constitute a fourth half bridge circuit H4. More specifically, the fourth half bridge circuit H4 has a seventh magnetoresistive element Mr7 and an eighth magnetoresistive element Mr8, and a fourth output terminal H40.
  • the fourth half-bridge circuit H4 is a component of the magnetic sensor 100. As shown in FIG. The fourth half bridge circuit H4 is held by the holding member 7 .
  • the seventh magnetoresistive element Mr7 and the eighth magnetoresistive element Mr8 are half-bridge connected to each other.
  • the fourth output terminal H40 outputs a fourth output signal opposite in phase to the second output signal from a connection point between the seventh magnetoresistive element Mr7 and the eighth magnetoresistive element Mr8.
  • the combination of the sensitivity directions of the two magnetoresistive effect elements Mr0 is the same. are opposite to each other. Therefore, the third output signal has a phase opposite to that of the first output signal.
  • the fourth output signal has a phase opposite to that of the second output signal.
  • the first output end H10, the second output end H20, the third output end H30, and the fourth output end H40 are electrically connected to the processing circuit 201. Also, the first output end H10 is electrically connected to a connection point between the first magnetoresistive element Mr1 and the fifth magnetoresistive element Mr5. The second output end H20 is electrically connected to a connection point between the second magnetoresistive element Mr2 and the sixth magnetoresistive element Mr6. The third output end H30 is electrically connected to a connection point between the third magnetoresistive element Mr3 and the seventh magnetoresistive element Mr7. The fourth output end H40 is electrically connected to a connection point between the fourth magnetoresistive element Mr4 and the eighth magnetoresistive element Mr8.
  • the magnetoresistive element Mr0 is a GMR (Giant Magneto Resistance) element. More specifically, the magnetoresistive element Mr0 is a CIP (current in plane) type GMR element. As shown in FIG. 6, the magnetoresistive element Mr0 has a laminated portion 90 and an underlying layer 93 .
  • the laminated portion 90 is formed by alternately laminating magnetic layers 91 containing NiFeCo as a component and non-magnetic layers 92 containing Cu as a component. With such a structure, a high output magnetoresistive element Mr0 can be obtained.
  • the number of layers of the laminated part 90 is, for example, 10 or more or 20 or more.
  • the magnetic layer 91 is a ferromagnetic layer.
  • the magnetic layer 91 is more easily magnetized than the non-magnetic layer 92 .
  • the non-magnetic layer 92 preferably contains only Cu.
  • the film thickness of the non-magnetic layer 92 is preferably a thickness corresponding to the first peak of the RKKY oscillation of the magnetoresistance change rate that depends on the Cu film thickness.
  • the film thickness of the non-magnetic layer 92 is preferably about 1 nm.
  • the sensor block Sb1 further has a substrate layer 6 (see FIG. 6).
  • the substrate layer 6 includes a substrate 61 (see FIG. 6) and a glaze layer 62 (see FIG. 6).
  • the substrate 61 is a rigid substrate.
  • the substrate 61 is, for example, an alumina substrate.
  • a glaze layer 62 is formed on the surface of the substrate 61 .
  • the glaze layer 62 contains a glass material such as amorphous glass as a material.
  • the glaze layer 62 is formed by printing a glass paste on the surface of the substrate 61 and firing the glass paste.
  • a magnetoresistive element Mr0 is formed on the surface of the glaze layer 62 .
  • the laminated portion 90 overlaps the underlying layer 93 . More specifically, an underlying layer 93 is formed on the surface of the glaze layer 62 of the substrate layer 6 , and the laminate portion 90 is formed on the surface of the underlying layer 93 .
  • the underlying layer 93 contains NiFeCr as a component.
  • the magnetoresistive element Mr0 does not have sensitivity in a predetermined direction, but isotropically has sensitivity in a direction crossing the predetermined direction.
  • the anisotropic magnetic field of the magnetoresistive element Mr0 is greater than the strength of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 from the rotor 8 (see FIG. 3), which is the magnetic field detection target. That is, the anisotropic magnetic field of the magnetoresistive element Mr0 is greater than the strength of the magnetic field to be detected by the magnetic sensor 100 . As a result, the distortion of the output waveform of the magnetoresistive element Mr0 can be suppressed.
  • the processing circuit 201 includes a computer system having one or more processors and memory.
  • the functions of the processing circuit 201 are realized by the processor of the computer system executing a program recorded in the memory of the computer system.
  • the program may be recorded in a memory, provided through an electric communication line such as the Internet, or recorded in a non-temporary recording medium such as a memory card and provided.
  • the processing circuit 201 obtains the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 based on the first output signal, the second output signal, the third output signal, and the fourth output signal.
  • the magnetic sensor 100 is installed near the rotor 8 .
  • a plurality of magnetic poles 80 of the rotor 8 create a magnetic field.
  • the processing circuit 201 obtains the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 based on the output of the magnetic sensor 100 .
  • the magnetic sensor 100 rotates with respect to the rotor 8 instead of the rotor 8, the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 changes, and the processing circuit 201 can obtain the direction of the magnetic field. . Therefore, in the following description, it is assumed that the rotor 8 is fixed and the position of the magnetic sensor 100 changes in order of positions L1, L11, L2, L21, and L3, with reference to FIG. The magnetic sensor 100 rotates around the rotor 8, and accordingly the X, Y, V and W axes also rotate.
  • the magnetic sensors 100 are arranged radially outward of the rotor 8 .
  • the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 is perpendicular to the direction of the rotation axis of the rotor 8, so the Z-axis set in the magnetic sensor 100 is along the direction of the rotation axis of the rotor 8.
  • the orientation of the magnetic sensor 100 needs to be adjusted.
  • FIG. 7 illustrates the waveform V1 of the first output signal and the waveform V2 of the second output signal.
  • the third and fourth output signals are omitted because the third and fourth output signals are opposite phase signals to the first output signal and fourth output signals are opposite phase signals to the second output signal.
  • the plurality of magnetic poles 80 are shown linearly for convenience.
  • the magnetic sensor 100 When the magnetic sensor 100 is at a position L1 or L3 facing the center of the magnetic poles 80 of the rotor 8, a magnetic field is applied to the magnetic sensor 100 along the X axis.
  • the electric resistance values of the first magnetoresistive element Mr1 and the fifth magnetoresistive element Mr5 of the first sensor block 1 are maximized.
  • the electrical resistance values of the second magnetoresistive element Mr2 and the sixth magnetoresistive element Mr6 of the second sensor block 2 are minimized. Therefore, the first output signal output from the first output terminal H10 is maximized.
  • the electrical resistance values of the magnetoresistive elements Mr0 of the third sensor block 3 and the fourth sensor block 4 are equal to each other.
  • the magnetic sensor 100 When the magnetic sensor 100 is at the position L2 facing the boundary between the N magnetic pole 80 and the S magnetic pole 80 of the rotor 8, a magnetic field along the Y axis is applied to the magnetic sensor 100.
  • the electrical resistance values of the first magnetoresistive element Mr1 and the fifth magnetoresistive element Mr5 of the first sensor block 1 are minimized.
  • the electric resistance values of the second magnetoresistive element Mr2 and the sixth magnetoresistive element Mr6 of the second sensor block 2 are maximized. Therefore, the first output signal output from the first output terminal H10 is minimized.
  • the electrical resistance values of the magnetoresistive elements Mr0 of the third sensor block 3 and the fourth sensor block 4 are equal to each other.
  • a magnetic field along the W-axis is applied to the magnetic sensor 100 when the magnetic sensor 100 is at a position L11 between positions L1 and L2.
  • the electrical resistance values of the magnetoresistive elements Mr0 of the first sensor block 1 and the second sensor block 2 are equal to each other.
  • the electrical resistance values of the third magnetoresistive element Mr3 and the seventh magnetoresistive element Mr7 of the third sensor block 3 are minimized.
  • the electrical resistance values of the fourth magnetoresistive element Mr4 and the eighth magnetoresistive element Mr8 of the fourth sensor block 4 are maximized. Therefore, the second output signal output from the second output terminal H20 is minimized.
  • a magnetic field along the V-axis is applied to the magnetic sensor 100 when the magnetic sensor 100 is at a position L21 between positions L2 and L3.
  • the electrical resistance values of the magnetoresistive elements Mr0 of the first sensor block 1 and the second sensor block 2 are equal to each other.
  • the electric resistance values of the third magnetoresistive element Mr3 and the seventh magnetoresistive element Mr7 of the third sensor block 3 are maximized.
  • the electrical resistance values of the fourth magnetoresistive element Mr4 and the eighth magnetoresistive element Mr8 of the fourth sensor block 4 are minimized. Therefore, the second output signal output from the second output terminal H20 is maximized.
  • the first and second output signals repeat the same waveform.
  • the rotation angle corresponding to the width of the magnetic pole 80 corresponds to one period of the first and second output signals.
  • each of the first output signal and the second output signal is a sine wave
  • the phase difference between the first output signal and the second output signal is a rotation angle corresponding to 1/4 times the width of the magnetic pole 80 . That is, the phase difference is 1/4 period. Therefore, assuming that the first output signal is a sine wave, the second output signal corresponds to a cosine wave with respect to the first output signal.
  • the processing circuit 201 obtains a phase common to the first output signal as a sine wave and the second output signal as a cosine wave based on the first output signal and the second output signal.
  • the processing circuit 201 can determine that the magnetic sensor 100 (actually, the rotor 8) has rotated by a rotation angle corresponding to one cycle.
  • the processing circuit 201 can determine that the magnetic sensor 100 (actually, the rotor 8) has rotated by a rotation angle corresponding to the width of the magnetic pole 80. In this way, the processing circuit 201 can determine how much the magnetic sensor 100 (actually, the rotor 8) has rotated from the initial rotation angle (that is, the relative rotation angle).
  • the phases of the first output signal and the second output signal correspond to the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 . That is, the processing circuitry 201 can determine the orientation of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 . More specifically, processing circuitry 201 can determine the orientation of the magnetic field applied to magnetic sensor 100 in the range of 0 degrees to 180 degrees.
  • the processing circuit 201 further detects the magnetic sensor 100 (actually, the rotor 8) based on the third output signal and the fourth output signal in addition to the first output signal and the second output signal. Find the rotation angle of Specifically, the processing circuit 201 generates a first differential signal that is a differential signal between the first output signal and the third output signal. The waveform of the first differential signal is a waveform whose amplitude is doubled in the first output signal. The processing circuit 201 also generates a second differential signal that is a differential signal between the second output signal and the fourth output signal. The waveform of the second differential signal is a waveform whose amplitude is doubled in the second output signal.
  • the processing circuit 201 determines the common phase of the first differential signal as a sine wave and the second differential signal as a cosine wave. Each time the phase changes by one cycle, the processing circuit 201 can determine that the magnetic sensor 100 (actually, the rotor 8) has rotated by a rotation angle corresponding to one cycle. Since the first differential signal and the second differential signal have twice the amplitude compared to the first output signal and the second output signal, the orientation of the magnetic field and the rotation angle of the magnetic sensor 100 (actually the rotor 8) can be determined more accurately.
  • the magnetic detection system 200 may include a sensor (for example, an optical sensor or a magnetic sensor) for detecting the starting point of movement (rotation) of the object to be measured (rotor 8). Each time the object rotates, the sensor generates a predetermined output signal, and the processing circuit 201 detects the starting point based on the predetermined output signal.
  • a sensor for example, an optical sensor or a magnetic sensor
  • Modification 1 of the embodiment will be described below. Configurations similar to those of the embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
  • the case where the magnetic sensor 100 is arranged on the outer side of the rotor 8 in the circumferential direction has been described with reference to FIG. may be That is, the magnetic sensor 100 may be arranged at a position facing the rotor 8 in the direction parallel to the rotation axis of the rotor 8 . Also in this case, the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 rotates as the rotor 8 rotates, and the direction of the magnetic field can be detected by the magnetic sensor 100 .
  • the orientation of the magnetic sensor 100 must be different from that in the embodiment. Since the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 is orthogonal to the radial direction of the rotor 8 , the magnetic sensor 100 is positioned so that the Z-axis set in the magnetic sensor 100 is along the radial direction of the rotor 8 . Orientation needs to be adjusted.
  • the application of the magnetic sensor 100 is not limited to detecting the rotation angle of the detection target.
  • the magnetic sensor 100 may be used for detecting linear movement of a detection target.
  • the detection target is not limited to the rotor 8.
  • the object to be detected and the object that generates the magnetism detected by the magnetic sensor 100 may be formed separately and then attached to each other.
  • the application of the magnetic sensor 100 is not limited to the application for determining the angle of rotation, and may be any application for detecting the orientation of the magnetic field.
  • the structure of the holding member 7 is not limited to the structure of inserting and holding the sensor block Sb1 in the recess 61 as shown in the embodiment.
  • the holding member 7 may have a structure that holds the sensor block Sb1 by adhesion, screwing, engagement of unevenness, sandwiching, soldering, brazing, or the like.
  • each of the plurality of sensor blocks Sb1 is as shown in the embodiment. However, the arrangement of each of the plurality of sensor blocks Sb1 can be arbitrarily changed.
  • the third sensor block or the fourth sensor block 4 may be adjacent to the first sensor block 1 when viewed from the Z-axis direction.
  • two or more sensor blocks Sb1 out of the plurality of sensor blocks Sb1 may have different Z coordinates.
  • the V-axis is not limited to the axis along the direction of 45 degrees with respect to the X-axis.
  • the V-axis may be, for example, an axis along a direction of 30 degrees, 35 degrees, 40 degrees, 50 degrees, 55 degrees, or 55 degrees to the X-axis. Also in this case, since a phase difference occurs between the first output signal and the second output signal, it is possible to obtain the direction of the magnetic field using the first output signal and the second output signal.
  • the third half bridge circuit H3 and the fourth half bridge circuit H4 may be omitted.
  • the processing circuit 201 generates a first differential signal that is a differential signal between the first output signal and the third output signal, and a second differential signal that is a differential signal between the second output signal and the fourth output signal.
  • the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor 100 may be obtained using the first output signal and the second output signal instead of the differential signal.
  • a magnetic sensor (100) includes a first half bridge circuit (H1), a second half bridge circuit (H2), and a holding member (7).
  • the first half bridge circuit (H1) includes a first magnetoresistance effect element (Mr1) and a second magnetoresistance effect element (Mr2) which are half bridge connected to each other, and a first magnetoresistance effect element (Mr1) and a second magnetoresistance effect element (Mr1). a first output end (H10) for outputting a first output signal from a connection point between the resistance effect elements (Mr2).
  • the second half bridge circuit (H2) includes a third magnetoresistive element (Mr3) and a fourth magnetoresistive element (Mr4) which are half bridge connected to each other, and a third magnetoresistive element (Mr3) and a fourth magnetoresistive element (Mr3). and a second output end (H20) for outputting a second output signal from a connection point between the resistance effect elements (Mr4).
  • a holding member (7) holds the first half bridge circuit (H1) and the second half bridge circuit (H2).
  • the first magnetoresistive element (Mr1) detects a magnetic field along the X-axis.
  • the second magnetoresistive element (Mr2) detects a magnetic field along the Y-axis, which is an axis orthogonal to the X-axis.
  • the third magnetoresistive element (Mr3) senses a magnetic field along a first axis that is coplanar with the X-axis and the Y-axis and different from both the X-axis and the Y-axis.
  • the fourth magnetoresistive element (Mr4) detects a magnetic field along a second axis that is on the same plane as the X-axis and the Y-axis and perpendicular to the first axis.
  • the waveform of the first output signal that is output along with the rotation of the magnetic field applied to the magnetic sensor (100) is a waveform close to an ideal sine wave
  • the waveform of the second output signal is the above sine wave. It becomes a waveform that is out of phase with respect to the wave. Therefore, the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor (100) can be obtained with high accuracy based on the first output signal and the second output signal.
  • each of the first, second, third and fourth magnetoresistive elements (Mr4) has a magnetic layer containing NiFeCo as a component. (91) and a non-magnetic layer (92) containing Cu as a component are alternately laminated (90).
  • each of the first, second, third and fourth magnetoresistive elements (Mr4) has an underlying layer containing NiFeCr as a component. (93) and a laminated portion (90) overlapping the base layer (93).
  • the film thickness of the non-magnetic layer (92) is the RKKY oscillation of the magnetoresistance change rate dependent on the Cu film thickness. It is the thickness corresponding to one peak.
  • the linearity of the output waveform with respect to the applied magnetic field is improved, so the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor (100) can be obtained with higher accuracy.
  • the first axis is an axis along the direction of 45 degrees with respect to the X axis.
  • the waveform of the first output signal that is output as the magnetic field applied to the magnetic sensor (100) rotates becomes a waveform close to an ideal sine wave
  • the waveform of the second output signal becomes an ideal waveform. It becomes a waveform close to a cosine wave. Therefore, it is possible to easily determine the direction of the magnetic field applied to the magnetic sensor (100).
  • each of the first, second, third and fourth magnetoresistive elements (Mr1 to Mr4) the anisotropy field is greater than the strength of the magnetic field to be sensed.
  • the magnetic sensor (100) according to the seventh aspect is the magnetic sensor (100) according to any one of the first to sixth aspects, further comprising a third half bridge circuit (H3) and a fourth half bridge circuit (H4) Prepare.
  • the third half bridge circuit (H3) includes a fifth magnetoresistive element (Mr5) and a sixth magnetoresistive element (Mr6) which are half bridge connected to each other, and a fifth magnetoresistive element (Mr5) and a sixth magnetoresistive element (Mr5). and a third output terminal (H30) for outputting a third output signal having a phase opposite to the first output signal from a connection point between the resistance effect elements (Mr6).
  • a third half bridge circuit (H3) is held by a holding member (7).
  • the fourth half bridge circuit (H4) includes a seventh magnetoresistive element (Mr7) and an eighth magnetoresistive element (Mr8) half-bridge connected to each other, and a seventh magnetoresistive element (Mr7) and an eighth magnetoresistive element (Mr7). a fourth output terminal (H40) for outputting a fourth output signal having a phase opposite to that of the second output signal from a connection point between the resistance effect elements (Mr8).
  • a fourth half bridge circuit (H4) is held by a holding member (7).
  • the magnetic sensor (100) according to the eighth aspect further includes a body (Sb10) in the seventh aspect.
  • the body (Sb10) holds the first magnetoresistive element (Mr1) and the fifth magnetoresistive element (Mr5).
  • a holding member (7) holds the body (Sb10).
  • the positional relationship between the first magnetoresistive element (Mr1) and the fifth magnetoresistive element (Mr5) can be maintained.
  • the magnetic sensor (100) according to the ninth aspect further comprises a flexible substrate (5) in any one of the first to eighth aspects.
  • First, second, third and fourth magnetoresistive elements (Mr1 to Mr4) are attached to the flexible substrate (5).
  • a holding member (7) holds the first, second, third and fourth magnetoresistive elements (Mr1 to Mr4) together with the flexible substrate (5).
  • a plurality of magnetoresistive elements can be collectively held by the holding member (7).
  • Configurations other than the first mode are not essential to the magnetic sensor (100), and can be omitted as appropriate.
  • a magnetic detection system (200) comprises a magnetic sensor (100) according to any one of the first to ninth aspects, and a processing circuit (201).
  • a processing circuit (201) determines the orientation of the magnetic field applied to the magnetic sensor (100) based on at least the first output signal and the second output signal.

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Abstract

本開示は、磁気センサに印加される磁界の向きの検知精度を向上させることを目的とする。磁気センサ（１００）は、第１ハーフブリッジ回路（Ｈ１）と、第２ハーフブリッジ回路と、保持部材と、を備える。第１ハーフブリッジ回路（Ｈ１）は、第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）及び第２磁気抵抗効果素子（Ｍｒ２）を有する。第２ハーフブリッジ回路は、第３磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子を有する。第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）は、Ｘ軸に沿った磁界を検知する。第２磁気抵抗効果素子（Ｍｒ２）は、Ｙ軸に沿った磁界を検知する。第３磁気抵抗効果素子は、第１軸（Ｖ軸）に沿った磁界を検知する。第４磁気抵抗効果素子は、第２軸（Ｗ軸）に沿った磁界を検知する。

Description

磁気センサ及び磁気検知システム
　本開示は一般に磁気センサ及び磁気検知システムに関し、より詳細には、複数の磁気抵抗効果素子を備える磁気センサ及び磁気検知システムに関する。
　特許文献１に記載の磁気センサは、磁気抵抗素子（磁気抵抗効果素子）を複数備える。磁気抵抗素子は、外部の磁場の影響を受けて磁化方向が変化するフリー磁性層と、磁化方向が固定されたピン磁性層と、を有する。複数の磁気抵抗素子は、第１の一対の磁気抵抗素子及び第２の一対の磁気抵抗素子によって構成される。第１の一対の磁気抵抗素子及び第２の一対の磁気抵抗素子は、第１のピン磁性層の磁化方向が同じになっていると共に、第２のピン磁性層の磁化方向が同じになっている。
特開２０１４－２０６４３２号公報
　本開示は、磁気センサに印加される磁界の向きの検知精度を向上させることができる磁気センサ及び磁気検知システムを提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る磁気センサは、第１ハーフブリッジ回路と、第２ハーフブリッジ回路と、保持部材と、を備える。前記第１ハーフブリッジ回路は、互いにハーフブリッジ接続された第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子と、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子間の接続点から第１出力信号を出力する第１出力端と、を有する。前記第２ハーフブリッジ回路は、互いにハーフブリッジ接続された第３磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子と、前記第３磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子間の接続点から第２出力信号を出力する第２出力端と、を有する。前記保持部材は、前記第１ハーフブリッジ回路及び前記第２ハーフブリッジ回路を保持する。前記第１磁気抵抗効果素子は、Ｘ軸に沿った磁界を検知する。前記第２磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸と直交する軸であるＹ軸に沿った磁界を検知する。前記第３磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と同一平面上の軸であり前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸のいずれとも異なる第１軸に沿った磁界を検知する。前記第４磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と同一平面上の軸であり前記第１軸と直交する軸である第２軸に沿った磁界を検知する。
　本開示の一態様に係る磁気検知システムは、前記磁気センサと、処理回路と、を備える。前記処理回路は、前記磁気センサに印加される磁界の向きを、少なくとも前記第１出力信号及び前記第２出力信号に基づいて求める。
図１は、一実施形態に係る磁気センサの第１ハーフブリッジ回路及び第３ハーフブリッジ回路の等価回路図である。 図２は、同上の磁気センサの第２ハーフブリッジ回路及び第４ハーフブリッジ回路の等価回路図である。 図３は、同上の磁気センサの使用状態を示す概略図である。 図４は、同上の磁気センサの分解斜視図である。 図５は、同上の磁気センサの斜視図である。 図６は、同上の磁気センサの磁気抵抗効果素子の断面図である。 図７は、同上の磁気センサの出力信号を示す説明図である。
　以下、実施形態に係る磁気センサ及び磁気検知システムについて、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（概要）
　図１、図２に示すように、本実施形態の磁気センサ１００は、第１ハーフブリッジ回路Ｈ１と、第２ハーフブリッジ回路Ｈ２と、保持部材７（図４参照）と、を備える。第１ハーフブリッジ回路Ｈ１は、互いにハーフブリッジ接続された第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２と、第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２間の接続点から第１出力信号を出力する第１出力端Ｈ１０と、を有する。第２ハーフブリッジ回路Ｈ２は、互いにハーフブリッジ接続された第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４と、第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４間の接続点から第２出力信号を出力する第２出力端Ｈ２０と、を有する。保持部材７は、第１ハーフブリッジ回路Ｈ１及び第２ハーフブリッジ回路Ｈ２を保持する。
　以下では、第１～第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ１～Ｍｒ４、及び、後述の第５～第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ５～Ｍｒ８をそれぞれ、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０（図６参照）と呼ぶことがある。
　図１、図２において、各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を表す長方形の内部に示された両矢印は、磁界に対する当該磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向を表す。各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の向きを調整することで、感度方向が調整されている。
　第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１は、Ｘ軸に沿った磁界を検知する。第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２は、Ｘ軸と直交する軸であるＹ軸に沿った磁界を検知する。第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３は、第１軸（Ｖ軸）に沿った磁界を検知する。第１軸（Ｖ軸）は、Ｘ軸及びＹ軸と同一平面上の軸でありＸ軸及びＹ軸のいずれとも異なる軸である。第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４は、第２軸（Ｗ軸）に沿った磁界を検知する。第２軸（Ｗ軸）は、Ｘ軸及びＹ軸と同一平面上の軸であり第１軸（Ｖ軸）と直交する軸である。
　本実施形態によれば、磁気センサ１００に印加される磁界の回転に伴い出力される第１出力信号の波形は理想的な正弦波に近い波形となり、第２出力信号の波形は上記正弦波に対して位相ずれした波形となる。そのため、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを、第１出力信号及び第２出力信号に基づいて精度良く求めることが可能となる。
　また、第１ハーフブリッジ回路Ｈ１及び第２ハーフブリッジ回路Ｈ２は、１つの保持部材７に集約されている。よって、複数の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を複数の部材に分散して配置する場合と異なって、複数の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の位置関係を調整する手間を省くことができる。また、位置関係のずれによる磁界の向きの検出精度の低下を抑制できる。
　なお、以下では、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｖ軸及びＷ軸に加えて、Ｘ軸及びＹ軸の両方と直交する軸であるＺ軸を更に用いて説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、Ｖ軸及びＷ軸はそれぞれ、磁気センサ１００上に設定された仮想的な軸であり、実体のある構成ではない。
　（詳細）
　（１）全体構成
　図３～図５に示すように、磁気センサ１００は、第１センサブロック１と、第２センサブロック２と、第３センサブロック３と、第４センサブロック４と、フレキシブル基板５と、保持部材７と、を備える。
　以下では、第１センサブロック１と、第２センサブロック２と、第３センサブロック３と、第４センサブロック４と、をそれぞれ、センサブロックＳｂ１と称することがある。各センサブロックＳｂ１は、２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を有する。
　図３において、各センサブロックＳｂ１を表す長方形を貫通して示された両矢印は、磁界に対する当該センサブロックＳｂ１の２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向を表す。１つのセンサブロックＳｂ１に含まれる２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０のうち一方の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向は、他方の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向と同一方向である。
　図５に示すように、磁気検知システム２００は、磁気センサ１００と、処理回路２０１と、を備える。処理回路２０１は、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを、少なくとも第１出力信号及び第２出力信号に基づいて求める。
　本実施形態では、一例として、モータのロータ８（図３参照）から発生する磁界の向きを求め、これにより、ロータ８の回転角を求める用途に磁気センサ１００及び磁気検知システム２００が用いられる場合について説明する。
　（２）ロータ
　ロータ８は、複数の永久磁石を含む。複数の永久磁石は、複数の磁極８０を形成する。換言すると、複数の永久磁石は、複数の磁極８０を有する。複数の磁極８０は、Ｎ極とＳ極とが交互に並ぶように、ロータ８の回転方向に並んでいる。図３では、ロータ８の回転方向に沿って４５度ごとにＮ極とＳ極とが入れ替わるように、複数の磁極８０が並んでいる。なお、図３では各磁極８０にはＮ極を表す「Ｎ」又はＳ極を表す「Ｓ」の文字が付されているが、これらは説明のために付した文字であって、実際に付されている文字ではない。
　（３）センサブロック
　複数のセンサブロックＳｂ１は、互いに同一の構成を有する。センサブロックＳｂ１は、ボディＳｂ１０と、２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０と、を有する。
　より詳細には、第１センサブロック１は、（第１）ボディＳｂ１０と、第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１と、第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５と、を有する。第２センサブロック２は、（第２）ボディＳｂ１０と、第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２と、第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６と、を有する。第３センサブロック３は、（第３）ボディＳｂ１０と、第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３と、第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７と、を有する。第４センサブロック４は、（第４）ボディＳｂ１０と、第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４と、第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８と、を有する。
　ボディＳｂ１０の形状は、直方体状である。ボディＳｂ１０の平面視形状は、正方形状である。ボディＳｂ１０には、２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０が保持されている。ボディＳｂ１０は、保持部材７に保持されている。
　第１センサブロック１の（第１）ボディＳｂ１０には、第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５が保持されている。第２センサブロック２の（第２）ボディＳｂ１０には、第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６が保持されている。第３センサブロック３の（第３）ボディＳｂ１０には、第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７が保持されている。第４センサブロック４の（第４）ボディＳｂ１０には、第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８が保持されている。
　磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値は、印加される磁界の大きさに応じて変化する。磁気センサ１００は、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値の変化を、電圧信号として出力する。磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、所定の第１方向の磁界に対して感度を有さず、第１方向と直交する第２方向の磁界に対して感度を有する。磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度は、第２方向の磁界に対して最大となる。
　磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、ある向きの磁界と、これとは反対向きの磁界とに対して、磁界の大きさが同じであれば同じ抵抗値変化をする。１つのセンサブロックＳｂ１に着目すると、当該センサブロックＳｂ１の２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、互いに同じ向きに配置されている。
　（４）保持部材及びフレキシブル基板
　図４に示すように、保持部材７の形状は、例えば、直方体状である。保持部材７は、例えば、合成樹脂成型品である。保持部材７は、一の表面７０を有する。表面７０には、複数（図４では４つ）の窪み７１が形成されている。複数の窪み７１は、複数のセンサブロックＳｂ１と一対一で対応する。各窪み７１には、対応するセンサブロックＳｂ１が挿入される。これにより、保持部材７は、複数のセンサブロックＳｂ１を保持する。また、複数のセンサブロックＳｂ１は、フレキシブル基板５に取り付けられた状態で複数の窪み７１に挿入される。すなわち、複数のセンサブロックＳｂ１は、フレキシブル基板５と共に保持部材７に保持される。
　保持部材７は、フレキシブル基板５が挿入される複数（図４では３つ）の溝７２を含む。複数の溝７２を介して、複数の窪み７１がつながっている。また、保持部材７は、表面７０と交差する４つ（図４では２つのみを図示）の側面７５を有し、うち２つの側面７５にはそれぞれ、挿通孔７６が形成されている。各挿通孔７６は、対応する窪み７１につながっている。フレキシブル基板５は、少なくとも一方の挿通孔７６に通されている。これにより、フレキシブル基板５の一部が保持部材７の外部に引き出されている。
　上述のように、フレキシブル基板５には、複数のセンサブロックＳｂ１が取り付けられている。複数のセンサブロックＳｂ１は、第１～第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ１～Ｍｒ８を有する。つまり、フレキシブル基板５には、第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ１～Ｍｒ４、並びに、第５、第６、第７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ５～Ｍｒ８が取り付けられている。さらに、保持部材７は、フレキシブル基板５と共に複数のセンサブロックＳｂ１を保持する。つまり、保持部材７は、フレキシブル基板５と共に第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ１～Ｍｒ４、並びに、第５、第６、第７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ５～Ｍｒ８を保持する。
　フレキシブル基板５が平面状に展開されているとき、複数のセンサブロックＳｂ１は、一列に並ぶようにフレキシブル基板５に配置されている。保持部材７の表面７０に対する法線方向から、各センサブロックＳｂ１は対応する窪み７１に挿入される。フレキシブル基板５のうち複数のセンサブロックＳｂ１の間の部位は、複数の溝７２に挿入される。フレキシブル基板５の一部は、挿通孔７６を介して保持部材７の外部に引き出される。
　フレキシブル基板５は、複数のセンサブロックＳｂ１の複数の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を電気的に接続している。また、複数の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、フレキシブル基板５を介して、処理回路２０１及び電源に電気的に接続される。より詳細には、複数の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、第１出力端Ｈ１０、第２出力端Ｈ２０、後述の第３出力端Ｈ３０、及び、第４出力端Ｈ４０を介して、処理回路２０１に電気的に接続される。
　（５）磁気抵抗効果素子
　まずは、磁界に対する各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向について、図１、図２を参照して説明する。
　複数のセンサブロックＳｂ１が保持部材７に保持されているとき、第１センサブロック１の第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５は、Ｘ軸に沿った磁界を検知する向きに配置されている。このとき、第２センサブロック２の第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６は、Ｙ軸に沿った磁界を検知する向きに配置されている。
　また、このとき、第３センサブロック３の第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７は、Ｖ軸（第１軸）に沿った磁界を検知する向きに配置されている。このとき、第４センサブロック４の第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８は、Ｗ軸（第２軸）に沿った磁界を検知する向きに配置されている。
　Ｖ軸（第１軸）は、Ｘ軸に対して４５度の方向に沿った軸である。２つの軸（ここでは、Ｖ軸及びＸ軸）のうち一方が他方に対して「４５度の方向に沿った軸である」とは、２つの軸の角度差が４０度以上５０度以下であることを言う。また、第１センサブロック１における磁界の感度方向と、第３センサブロック３における磁界の感度方向との角度差は、４０度以上５０度以下であることが好ましい。
　Ｗ軸（第２軸）は、Ｙ軸に対して４５度の方向に沿った軸である。つまり、Ｗ軸とＹ軸との角度差は、４０度以上５０度以下である。また、第２センサブロック２における磁界の感度方向と、第４センサブロック４における磁界の感度方向との角度差は、４０度以上５０度以下であることが好ましい。
　第１センサブロック１における磁界の感度方向（Ｘ軸に沿った方向）と、第２センサブロック２における磁界の感度方向（Ｙ軸に沿った方向）との角度差は、８５度以上９５度未満であることが好ましい。
　第３センサブロック３における磁界の感度方向（Ｖ軸に沿った方向）と、第４センサブロック４における磁界の感度方向（Ｗ軸に沿った方向）との角度差は、８５度以上９５度未満であることが好ましい。
　第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１の第１端は、電源の低電位側電路（基準電位の電路）に電気的に接続される。本実施形態では、基準電位は、グランド電位である。第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１の第２端は、第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２の第１端に電気的に接続される。第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２の第２端は、電源の高電位側電路に電気的に接続される。
　第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３の第１端は、電源の低電位側電路に電気的に接続される。第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３の第２端は、第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４の第１端に電気的に接続される。第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４の第２端は、電源の高電位側電路に電気的に接続される。
　第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５の第１端は、電源の高電位側電路に電気的に接続される。第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５の第２端は、第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６の第１端に電気的に接続される。第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６の第２端は、電源の低電位側電路に電気的に接続される。
　第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７の第１端は、電源の高電位側電路に電気的に接続される。第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７の第２端は、第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８の第１端に電気的に接続される。第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８の第２端は、電源の低電位側電路に電気的に接続される。
　第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６は、第３ハーフブリッジ回路Ｈ３を構成する。より詳細には、第３ハーフブリッジ回路Ｈ３は、第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６と、第３出力端Ｈ３０と、を有する。第３ハーフブリッジ回路Ｈ３は、磁気センサ１００の構成である。第３ハーフブリッジ回路Ｈ３は、保持部材７に保持される。第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６は、互いにハーフブリッジ接続される。第３出力端Ｈ３０は、第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６間の接続点から第１出力信号とは逆相の第３信号を出力する。
　第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８は、第４ハーフブリッジ回路Ｈ４を構成する。より詳細には、第４ハーフブリッジ回路Ｈ４は、第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８と、第４出力端Ｈ４０と、を有する。第４ハーフブリッジ回路Ｈ４は、磁気センサ１００の構成である。第４ハーフブリッジ回路Ｈ４は、保持部材７に保持される。第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８は、互いにハーフブリッジ接続される。第４出力端Ｈ４０は、第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８間の接続点から第２出力信号とは逆相の第４出力信号を出力する。
　第１ハーフブリッジ回路Ｈ１と第３ハーフブリッジ回路Ｈ３とを比較すると、図１に示すように、２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向の組み合わせは同じであって、高電位側と低電位側との関係が互いに反対である。そのため、第３出力信号は、第１出力信号とは逆相の信号となる。
　第２ハーフブリッジ回路Ｈ２と第４ハーフブリッジ回路Ｈ４とを比較すると、図２に示すように、２つの磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の感度方向の組み合わせは同じであって、高電位側と低電位側との関係が互いに反対である。そのため、第４出力信号は、第２出力信号とは逆相の信号となる。
　第１出力端Ｈ１０、第２出力端Ｈ２０、第３出力端Ｈ３０、及び、第４出力端Ｈ４０は、処理回路２０１に電気的に接続されている。また、第１出力端Ｈ１０は、第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５間の接続点に電気的に接続されている。第２出力端Ｈ２０は、第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６間の接続点に電気的に接続されている。第３出力端Ｈ３０は、第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７間の接続点に電気的に接続されている。第４出力端Ｈ４０は、第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８間の接続点に電気的に接続されている。
　磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、ＧＭＲ(Giant Magneto Resistance)素子である。より詳細には、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、ＣＩＰ（current in plane）型ＧＭＲ素子である。図６に示すように、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、積層部９０と、下地層９３と、を有する。
　積層部９０は、ＮｉＦｅＣｏを成分として含む磁性層９１と、Ｃｕを成分として含む非磁性層９２と、を交互に積層してなる。このような構造により、高出力の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を得ることができる。積層部９０の層数は、例えば、１０以上又は２０以上である。磁性層９１は、強磁性体の層である。磁性層９１は、非磁性層９２と比較して磁化されやすい。非磁性層９２は、Ｃｕのみを有していることが好ましい。
　非磁性層９２の膜厚は、Ｃｕの膜厚に依存する磁気抵抗変化率のＲＫＫＹ振動の第１ピークに対応する厚さであることが好ましい。具体的には、非磁性層９２の膜厚は、約１ｎｍであることが好ましい。このような構成によれば、印加磁界の大きさに対する磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の出力波形の線形性を高めることができる。また、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の出力を大きくすることができる。よって、磁気センサ１００に印加される磁界の向きの検知精度をより向上させることができる。非磁性層９２の膜厚は、例えば、０．９ｎｍ～１．１ｎｍの範囲内であれば、第１ピークに対応する厚さであると言える。
　センサブロックＳｂ１は、基板層６（図６参照）を更に有する。基板層６は、基板６１（図６参照）と、グレーズ層６２（図６参照）と、を含む。基板６１は、リジッド基板である。基板６１は、例えば、アルミナ基板である。グレーズ層６２は、基板６１の表面に形成されている。グレーズ層６２は、材料として、非晶質ガラス等のガラス材料を含む。グレーズ層６２は、ガラスペーストを基板６１の表面に印刷し、ガラスペーストを焼成することにより形成される。グレーズ層６２の表面には、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０が形成されている。
　積層部９０は、下地層９３に重なっている。より詳細には、基板層６のグレーズ層６２の表面に下地層９３が形成されており、下地層９３の表面に積層部９０が形成されている。下地層９３は、ＮｉＦｅＣｒを成分として含む。下地層９３を設けることにより、高出力の磁気抵抗効果素子Ｍｒ０を得ることができる。また、下地層９３を設けることで、磁性層９１の結晶粒を大きく成長させることができ、これにより、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の耐熱性を向上させることができる。
　磁気抵抗効果素子Ｍｒ０は、所定方向に感度を有さず、所定方向と交差する方向に等方的に感度を有する。
　磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の異方性磁界は、磁界の検知対象であるロータ８（図３参照）から磁気センサ１００に印加される磁界の強度よりも大きい。つまり、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の異方性磁界は、磁気センサ１００により検知される検知対象の磁界の強度よりも大きい。これにより、磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の出力波形の歪みを抑えることができる。
　（６）処理回路
　処理回路２０１（図５参照）は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、処理回路２０１の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
　処理回路２０１は、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを、第１出力信号、第２出力信号、第３出力信号及び第４出力信号に基づいて求める。
　（７）磁界の向きの検知
　磁気センサ１００は、ロータ８の近傍に設置される。ロータ８の複数の磁極８０は、磁場を形成する。ロータ８の回転に伴い、磁気センサ１００に印加される磁界の向きが変化する。処理回路２０１は、磁気センサ１００の出力に基づいて、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを求める。
　なお、ロータ８ではなく磁気センサ１００がロータ８に対して回転する場合を想定しても、磁気センサ１００に印加される磁界の向きが変化し、処理回路２０１は磁界の向きを求めることができる。そこで、以下では、図３を参照して、ロータ８は固定されていて磁気センサ１００の位置が位置Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ２、Ｌ２１、Ｌ３の順に変化するとして説明する。磁気センサ１００は、ロータ８を中心に回転し、これに伴い、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｖ軸及びＷ軸も回転する。
　位置Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ２、Ｌ２１、Ｌ３では、磁気センサ１００は、ロータ８の径方向における外側に配置されている。この場合、磁気センサ１００に印加される磁界の向きは、ロータ８の回転軸の方向と直交する向きとなるので、磁気センサ１００に設定されるＺ軸が、ロータ８の回転軸の方向に沿うように、磁気センサ１００の向きを調整する必要がある。
　磁気センサ１００の位置が位置Ｌ１、Ｌ１１、Ｌ２、Ｌ２１、Ｌ３の順に変化すること（実際には、ロータ８の回転）に伴い、第１出力信号、第２出力信号、第３出力信号及び第４出力信号はそれぞれ、正弦波状又は余弦波状に変化する。図７に、第１出力信号の波形Ｖ１と、第２出力信号の波形Ｖ２と、を図示する。第３出力信号は第１出力信号の逆相の信号であり、第４出力信号は第２出力信号の逆相の信号なので、第３、第４出力信号の図示は省略する。図７では、便宜上、複数の磁極８０を直線状に示している。
　磁気センサ１００がロータ８の磁極８０の中心と対向する位置Ｌ１又はＬ３にある場合、磁気センサ１００にはＸ軸に沿った磁界が印加される。第１センサブロック１の第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５の電気抵抗値は最大となる。第２センサブロック２の第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６の電気抵抗値は最小となる。よって、第１出力端Ｈ１０から出力される第１出力信号は最大となる。第３センサブロック３及び第４センサブロック４の各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値は互いに等しい。
　磁気センサ１００がロータ８のＮ極の磁極８０とＳ極の磁極８０との境界部分と対向する位置Ｌ２にある場合、磁気センサ１００にはＹ軸に沿った磁界が印加される。第１センサブロック１の第１磁気抵抗効果素子Ｍｒ１及び第５磁気抵抗効果素子Ｍｒ５の電気抵抗値は最小となる。第２センサブロック２の第２磁気抵抗効果素子Ｍｒ２及び第６磁気抵抗効果素子Ｍｒ６の電気抵抗値は最大となる。よって、第１出力端Ｈ１０から出力される第１出力信号は最小となる。第３センサブロック３及び第４センサブロック４の各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値は互いに等しい。
　磁気センサ１００が位置Ｌ１と位置Ｌ２との中間の位置Ｌ１１にある場合に、磁気センサ１００にはＷ軸に沿った磁界が印加される。第１センサブロック１及び第２センサブロック２の各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値は互いに等しい。第３センサブロック３の第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７の電気抵抗値は最小となる。第４センサブロック４の第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８の電気抵抗値は最大となる。よって、第２出力端Ｈ２０から出力される第２出力信号は最小となる。
　磁気センサ１００が位置Ｌ２と位置Ｌ３との中間の位置Ｌ２１にある場合に、磁気センサ１００にはＶ軸に沿った磁界が印加される。第１センサブロック１及び第２センサブロック２の各磁気抵抗効果素子Ｍｒ０の電気抵抗値は互いに等しい。第３センサブロック３の第３磁気抵抗効果素子Ｍｒ３及び第７磁気抵抗効果素子Ｍｒ７の電気抵抗値は最大となる。第４センサブロック４の第４磁気抵抗効果素子Ｍｒ４及び第８磁気抵抗効果素子Ｍｒ８の電気抵抗値は最小となる。よって、第２出力端Ｈ２０から出力される第２出力信号は最大となる。
　図７に示すように、磁気センサ１００とロータ８との相対的な回転角が、磁極８０の幅に対応する回転角だけ変化する度に、第１、第２出力信号が同じ波形を繰り返す。言い換えると、磁極８０の幅に対応する回転角は、第１、第２出力信号の１周期に相当する。
　第１出力信号及び第２出力信号をそれぞれ正弦波と想定すると、第１出力信号と第２出力信号との位相差は、磁極８０の幅の１／４倍に対応する回転角である。つまり、位相差は、１／４周期である。したがって、第１出力信号を正弦波と想定すると、第２出力信号は、第１出力信号に対する余弦波に相当する。
　一例として、処理回路２０１は、第１出力信号及び第２出力信号に基づいて、正弦波としての第１出力信号、及び、余弦波としての第２出力信号に共通の位相を求める。位相が１周期だけ変化するごとに、処理回路２０１は、１周期に相当する回転角だけ磁気センサ１００（実際には、ロータ８）が回転したと判定することができる。言い換えると、位相が１周期だけ変化するごとに、処理回路２０１は、磁極８０の幅に対応する回転角だけ磁気センサ１００（実際には、ロータ８）が回転したと判定することができる。このように、処理回路２０１は、磁気センサ１００（実際には、ロータ８）が始点の回転角からどれだけ回転したかを（すなわち、相対的な回転角を）求めることができる。
　また、第１出力信号及び第２出力信号の位相は、磁気センサ１００に印加される磁界の向きに相当する。つまり、処理回路２０１は、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを求めることができる。より詳細には、処理回路２０１は、０度～１８０度の範囲で、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを求めることができる。
　また、別の一例として、処理回路２０１は、第１出力信号及び第２出力信号に加えて、第３出力信号及び第４出力信号に更に基づいて、磁気センサ１００（実際には、ロータ８）の回転角を求める。具体的には、処理回路２０１は、第１出力信号と第３出力信号との差動信号である第１差動信号を生成する。第１差動信号の波形は、第１出力信号において振幅を２倍にした波形となる。また、処理回路２０１は、第２出力信号と第４出力信号との差動信号である第２差動信号を生成する。第２差動信号の波形は、第２出力信号において振幅を２倍にした波形となる。処理回路２０１は、第１差動信号及び第２差動信号に基づいて、正弦波としての第１差動信号、及び、余弦波としての第２差動信号に共通の位相を求める。位相が１周期だけ変化するごとに、処理回路２０１は、１周期に相当する回転角だけ磁気センサ１００（実際には、ロータ８）が回転したと判定することができる。第１差動信号及び第２差動信号は、第１出力信号及び第２出力信号と比較して振幅が２倍なので、磁界の向き及び磁気センサ１００（実際には、ロータ８）の回転角をより精度良く求めることができる。
　磁気検知システム２００は、計測対象（ロータ８）の移動（回転）の始点を検知するためのセンサ（例えば、光学センサ又は磁気センサ）を備えていてもよい。計測対象が１回転するごとに、上記センサが所定の出力信号を生成し、上記所定の出力信号に基づいて、処理回路２０１は、始点を検知する。
　（変形例１）
　以下、実施形態の変形例１について説明する。実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
　実施形態では、図３を参照して、ロータ８の周方向における外側に磁気センサ１００が配置されている場合について説明したが、磁気センサ１００は、例えば、位置Ｌ３０（図３参照）に配置されていてもよい。つまり、磁気センサ１００は、ロータ８の回転軸と平行な方向においてロータ８と対向する位置に配置されていてもよい。この場合も、ロータ８の回転に伴い、磁気センサ１００に印加される磁界が回転し、磁気センサ１００により磁界の向きを検知することができる。
　ただし、この場合は、磁気センサ１００の向きを実施形態とは異ならせる必要がある。磁気センサ１００に印加される磁界の向きは、ロータ８の径方向と直交する向きとなるので、磁気センサ１００に設定されるＺ軸が、ロータ８の径方向に沿うように、磁気センサ１００の向きを調整する必要がある。
　（実施形態のその他の変形例）
　以下、実施形態のその他の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。また、以下の変形例は、上述の変形例１と適宜組み合わせて実現されてもよい。
　磁気センサ１００の用途は、検知対象の回転角を検知する用途に限定されない。磁気センサ１００は、検知対象の直線的な移動を検知する用途に用いられてもよい。
　検知対象は、ロータ８に限らない。また、検知対象と、磁気センサ１００で検出される磁気を発生させる物体とが、別体に形成されてから互いに取り付けられてもよい。
　磁気センサ１００の用途は、回転角を求める用途に限らず、磁界の向きを検出する用途であればよい。
　保持部材７の構造は、実施形態に示したような、窪み６１にセンサブロックＳｂ１を挿入して保持する構造に限定されない。例えば、保持部材７は、センサブロックＳｂ１を接着、ねじ止め、凹凸の嵌合、挟持、半田付け、又はろう付け等により保持する構造であってもよい。
　複数のセンサブロックＳｂ１の各々の向きは、実施形態に示した通りである。ただし、複数のセンサブロックＳｂ１の各々の配置は、任意に変更が可能である。例えば、Ｚ軸の方向から見て、第１センサブロック１に第３センサブロック又は第４センサブロック４が隣り合っていてもよい。また、例えば、複数のセンサブロックＳｂ１のうち２つ以上のセンサブロックＳｂ１に関して、Ｚ座標が互いに異なっていてもよい。
　Ｖ軸は、Ｘ軸に対して４５度の方向に沿った軸に限定されない。Ｖ軸は、例えば、Ｘ軸に対して３０度、３５度、４０度、５０度、５５度又は５５度の方向に沿った軸であってもよい。この場合も、第１出力信号と第２出力信号との間に位相差が生じるので、第１出力信号と第２出力信号とを用いて磁界の向きを求めることが可能である。
　磁気センサ１００において、第３ハーフブリッジ回路Ｈ３及び第４ハーフブリッジ回路Ｈ４を省略してもよい。この場合、処理回路２０１は、第１出力信号と第３出力信号との差動信号である第１差動信号、及び、第２出力信号と第４出力信号との差動信号である第２差動信号に代えて、第１出力信号及び第２出力信号を用いて、磁気センサ１００に印加される磁界の向きを求めればよい。
　（まとめ）
　以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る磁気センサ（１００）は、第１ハーフブリッジ回路（Ｈ１）と、第２ハーフブリッジ回路（Ｈ２）と、保持部材（７）と、を備える。第１ハーフブリッジ回路（Ｈ１）は、互いにハーフブリッジ接続された第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）及び第２磁気抵抗効果素子（Ｍｒ２）と、第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）及び第２磁気抵抗効果素子（Ｍｒ２）間の接続点から第１出力信号を出力する第１出力端（Ｈ１０）と、を有する。第２ハーフブリッジ回路（Ｈ２）は、互いにハーフブリッジ接続された第３磁気抵抗効果素子（Ｍｒ３）及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ４）と、第３磁気抵抗効果素子（Ｍｒ３）及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ４）間の接続点から第２出力信号を出力する第２出力端（Ｈ２０）と、を有する。保持部材（７）は、第１ハーフブリッジ回路（Ｈ１）及び第２ハーフブリッジ回路（Ｈ２）を保持する。第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）は、Ｘ軸に沿った磁界を検知する。第２磁気抵抗効果素子（Ｍｒ２）は、Ｘ軸と直交する軸であるＹ軸に沿った磁界を検知する。第３磁気抵抗効果素子（Ｍｒ３）は、Ｘ軸及びＹ軸と同一平面上の軸でありＸ軸及びＹ軸のいずれとも異なる第１軸に沿った磁界を検知する。第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ４）は、Ｘ軸及びＹ軸と同一平面上の軸であり第１軸と直交する軸である第２軸に沿った磁界を検知する。
　上記の構成によれば、磁気センサ（１００）に印加される磁界の回転に伴い出力される第１出力信号の波形は理想的な正弦波に近い波形となり、第２出力信号の波形は上記正弦波に対して位相ずれした波形となる。そのため、磁気センサ（１００）に印加される磁界の向きを、第１出力信号及び第２出力信号に基づいて精度良く求めることが可能となる。
　また、第２の態様に係る磁気センサ（１００）では、第１の態様において、第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ４）の各々は、ＮｉＦｅＣｏを成分として含む磁性層（９１）と、Ｃｕを成分として含む非磁性層（９２）と、を交互に積層した積層部（９０）を有する。
　上記の構成によれば、磁気抵抗効果素子（Ｍｒ０）の高出力化を図ることができる。
　また、第３の態様に係る磁気センサ（１００）では、第２の態様において、第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ４）の各々は、ＮｉＦｅＣｒを成分として含む下地層（９３）と、下地層（９３）に重なった積層部（９０）と、を有する。
　上記の構成によれば、磁気抵抗効果素子（Ｍｒ０）の高出力化を図ることができる。
　また、第４の態様に係る磁気センサ（１００）では、第２又は３の態様において、非磁性層（９２）の膜厚は、Ｃｕの膜厚に依存する磁気抵抗変化率のＲＫＫＹ振動の第１ピークに対応する厚さである。
　上記の構成によれば、磁気抵抗効果素子では、印加磁界に対する出力波形の線形性が良好となるので、磁気センサ（１００）に印加される磁界の向きをより精度良く求めることができる。
　また、第５の態様に係る磁気センサ（１００）では、第１～４の態様のいずれか１つにおいて、第１軸は、Ｘ軸に対して４５度の方向に沿った軸である。
　上記の構成によれば、磁気センサ（１００）に印加される磁界の回転に伴い出力される第１出力信号の波形は理想的な正弦波に近い波形となり、第２出力信号の波形は理想的な余弦波に近い波形となる。そのため、磁気センサ（１００）に印加される磁界の向きを容易に求めることが可能となる。
　また、第６の態様に係る磁気センサ（１００）では、第１～５の態様のいずれか１つにおいて、第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１～Ｍｒ４）の各々に関して、異方性磁界は、検知対象の磁界の強度よりも大きい。
　上記の構成によれば、第１出力信号及び第２出力信号の波形の歪を低減させることができる。
　また、第７の態様に係る磁気センサ（１００）は、第１～６の態様のいずれか１つにおいて、第３ハーフブリッジ回路（Ｈ３）と、第４ハーフブリッジ回路（Ｈ４）と、を更に備える。第３ハーフブリッジ回路（Ｈ３）は、互いにハーフブリッジ接続された第５磁気抵抗効果素子（Ｍｒ５）及び第６磁気抵抗効果素子（Ｍｒ６）と、第５磁気抵抗効果素子（Ｍｒ５）及び第６磁気抵抗効果素子（Ｍｒ６）間の接続点から第１出力信号とは逆相の第３出力信号を出力する第３出力端（Ｈ３０）と、を有する。第３ハーフブリッジ回路（Ｈ３）は、保持部材（７）に保持されている。第４ハーフブリッジ回路（Ｈ４）は、互いにハーフブリッジ接続された第７磁気抵抗効果素子（Ｍｒ７）及び第８磁気抵抗効果素子（Ｍｒ８）と、第７磁気抵抗効果素子（Ｍｒ７）及び第８磁気抵抗効果素子（Ｍｒ８）間の接続点から第２出力信号とは逆相の第４出力信号を出力する第４出力端（Ｈ４０）と、を有する。第４ハーフブリッジ回路（Ｈ４）は、保持部材（７）に保持されている。
　上記の構成によれば、互いに逆相の信号の差動出力を取ることで、略２倍の出力を得ることができる。これにより、磁気センサ（１００）に印加される磁界の向きをより精度良く求めることができる。
　また、第８の態様に係る磁気センサ（１００）は、第７の態様において、ボディ（Ｓｂ１０）を更に備える。ボディ（Ｓｂ１０）は、第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）及び第５磁気抵抗効果素子（Ｍｒ５）を保持する。保持部材（７）は、ボディ（Ｓｂ１０）を保持する。
　上記の構成によれば、第１磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１）及び第５磁気抵抗効果素子（Ｍｒ５）の位置関係を保つことができる。
　また、第９の態様に係る磁気センサ（１００）は、第１～８の態様のいずれか１つにおいて、フレキシブル基板（５）を更に備える。フレキシブル基板（５）には、第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１～Ｍｒ４）が取り付けられている。保持部材（７）は、フレキシブル基板（５）と共に第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子（Ｍｒ１～Ｍｒ４）を保持する。
　上記の構成によれば、複数の磁気抵抗効果素子（Ｍｒ０）を一括して保持部材（７）に保持させることができる。
　第１の態様以外の構成については、磁気センサ（１００）に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
　また、第１０の態様に係る磁気検知システム（２００）は、第１～９の態様のいずれか１つに係る磁気センサ（１００）と、処理回路（２０１）と、を備える。処理回路（２０１）は、磁気センサ（１００）に印加される磁界の向きを、少なくとも第１出力信号及び第２出力信号に基づいて求める。
　上記の構成によれば、処理回路（２０１）を一体に備えた磁気検知システム（２００）を提供できる。
５　フレキシブル基板
７　保持部材
９０　積層部
９１　磁性層
９２　非磁性層
９３　下地層
１００　磁気センサ
２００　磁気検知システム
２０１　処理回路
Ｈ１　第１ハーフブリッジ回路
Ｈ２　第２ハーフブリッジ回路
Ｈ３　第３ハーフブリッジ回路
Ｈ４　第４ハーフブリッジ回路
Ｈ１０　第１出力端
Ｈ２０　第２出力端
Ｈ３０　第３出力端
Ｈ４０　第４出力端
Ｍｒ１　第１磁気抵抗効果素子
Ｍｒ２　第２磁気抵抗効果素子
Ｍｒ３　第３磁気抵抗効果素子
Ｍｒ４　第４磁気抵抗効果素子
Ｍｒ５　第５磁気抵抗効果素子
Ｍｒ６　第６磁気抵抗効果素子
Ｍｒ７　第７磁気抵抗効果素子
Ｍｒ８　第８磁気抵抗効果素子
Ｓｂ１０　ボディ

Claims (10)

  1. 　互いにハーフブリッジ接続された第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子と、前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子間の接続点から第１出力信号を出力する第１出力端と、を有する第１ハーフブリッジ回路と、
    　互いにハーフブリッジ接続された第３磁気抵抗効果素子及び第４磁気抵抗効果素子と、前記第３磁気抵抗効果素子及び前記第４磁気抵抗効果素子間の接続点から第２出力信号を出力する第２出力端と、を有する第２ハーフブリッジ回路と、
    　前記第１ハーフブリッジ回路及び前記第２ハーフブリッジ回路を保持する保持部材と、を備え、
    　前記第１磁気抵抗効果素子は、Ｘ軸に沿った磁界を検知し、
    　前記第２磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸と直交する軸であるＹ軸に沿った磁界を検知し、
    　前記第３磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と同一平面上の軸であり前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸のいずれとも異なる第１軸に沿った磁界を検知し、
    　前記第４磁気抵抗効果素子は、前記Ｘ軸及び前記Ｙ軸と同一平面上の軸であり前記第１軸と直交する軸である第２軸に沿った磁界を検知する、
    　磁気センサ。
  2. 　前記第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子の各々は、ＮｉＦｅＣｏを成分として含む磁性層と、Ｃｕを成分として含む非磁性層と、を交互に積層した積層部を有する、
    　請求項１に記載の磁気センサ。
  3. 　前記第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子の各々は、ＮｉＦｅＣｒを成分として含む下地層と、前記下地層に重なった前記積層部と、を有する、
    　請求項２に記載の磁気センサ。
  4. 　前記非磁性層の膜厚は、Ｃｕの膜厚に依存する磁気抵抗変化率のＲＫＫＹ振動の第１ピークに対応する厚さである、
    　請求項２又は３に記載の磁気センサ。
  5. 　前記第１軸は、前記Ｘ軸に対して４５度の方向に沿った軸である、
    　請求項１～４のいずれか一項に記載の磁気センサ。
  6. 　前記第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子の各々に関して、異方性磁界は、検知対象の磁界の強度よりも大きい、
    　請求項１～５のいずれか一項に記載の磁気センサ。
  7. 　互いにハーフブリッジ接続された第５磁気抵抗効果素子及び第６磁気抵抗効果素子と、前記第５磁気抵抗効果素子及び前記第６磁気抵抗効果素子間の接続点から前記第１出力信号とは逆相の第３出力信号を出力する第３出力端と、を有し、前記保持部材に保持された第３ハーフブリッジ回路と、
    　互いにハーフブリッジ接続された第７磁気抵抗効果素子及び第８磁気抵抗効果素子と、前記第７磁気抵抗効果素子及び前記第８磁気抵抗効果素子間の接続点から前記第２出力信号とは逆相の第４出力信号を出力する第４出力端と、を有し、前記保持部材に保持された第４ハーフブリッジ回路と、を更に備える、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の磁気センサ。
  8. 　前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第５磁気抵抗効果素子を保持するボディを更に備え、
    　前記保持部材は、前記ボディを保持する、
    　請求項７に記載の磁気センサ。
  9. 　前記第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子が取り付けられたフレキシブル基板を更に備え、
    　前記保持部材は、前記フレキシブル基板と共に前記第１、第２、第３及び第４磁気抵抗効果素子を保持する、
    　請求項１～８のいずれか一項に記載の磁気センサ。
  10. 　請求項１～９のいずれか一項に記載の磁気センサと、
    　前記磁気センサに印加される磁界の向きを、少なくとも前記第１出力信号及び前記第２出力信号に基づいて求める処理回路と、を備える、
    　磁気検知システム。
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