JP2021071350A - 位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気センサの設置に大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した誤差を低減する位置検出装置を提供する。【解決手段】位置検出装置１は、磁気スケール２と磁気センサ３とを備えている。磁気センサ３は、検出部１１，１２，２１，２２と、演算回路とを含んでいる。検出部１１，１２は、第１の強度の検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界である第１の合成磁界を検出するように配置されている。検出部２１，２２は、第２の強度の検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界である第２の合成磁界を検出するように配置されている。演算回路は、検出部１１，２１が生成した検出信号の差に対応する演算後信号と、検出部１２，２２が生成した検出信号の差に対応する演算後信号に基づいて、検出値を生成する。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気スケールと磁気センサを備えた磁気式の位置検出装置に関する。

磁気スケールと磁気センサを備えた磁気式の位置検出装置は、例えば、直線的な方向または回転方向に位置が変化する可動物体の位置を検出するために用いられている。可動物体の位置を検出するために用いられる位置検出装置は、可動物体の位置の変化に対応して、所定の範囲内で、磁気センサに対する磁気スケールの相対位置が変化するように構成されている。

磁気スケールは、例えば、直線的な方向または回転方向に沿って配列された複数の磁石を含んでいる。磁気センサに対する磁気スケールの相対位置が変化すると、磁気スケールによって発生されて磁気センサに印加される検出対象磁界の方向が回転する。磁気センサは、例えば、検出対象磁界の互いに異なる２つの方向の成分を検出して、この２つの方向の成分の強度に対応する２つの検出信号を生成する。そして、磁気センサは、２つの検出信号に基づいて、磁気センサに対する磁気スケールの相対位置と対応関係を有する検出値を生成する。

特許文献１には、磁気感知素子と、磁極面が磁気感知素子と対向して直線状に配列された複数の磁気部材とを備え、複数の磁気部材に対する磁気感知素子の位置を検出する位置検出装置が記載されている。特許文献２には、磁気ドラムの回転角を検知する磁気式エンコーダであって、磁気ドラムの外周面に形成された多極着磁層に対向しかつ約１８０°対向位置に配置された２個の磁気センサを備えた磁気式エンコーダが記載されている。

特許文献３には、検出対象の回転軸の回転位置を検出する磁気式エンコーダであって、多極マグネットの円形外周面に沿って配置した第１および第２磁気検出素子と第３および第４磁気検出素子を、多極マグネットの円周方向に沿って、機械角で１８０°離れた角度位置に配置した磁気式エンコーダが記載されている。この磁気式エンコーダでは、第１の検出信号の出力信号と第３の磁気検出素子の出力信号の和信号あるいは差信号と、第２の検出信号の出力信号と第４の磁気検出素子の出力信号の和信号あるいは差信号とに基づいて、回転軸の回転位置を表す信号を生成する。

特許文献４には、検出磁石の回転軸上に並べて配置された２つのホール素子と、２つのホール素子からの検出信号を差動出力する差動出力回路とを備えた磁気検出装置が記載されている。この磁気検出装置では、２つのホール電圧の差動をとることによって、外乱磁界に起因するオフセット電圧をキャンセルして、外乱磁界が印加されていない場合と略等しい出力波形の電圧を出力する。

特開２０１１−１３７７９６号公報 特開２００１−１２９６７号公報 国際公開第２００８／１３６０５４号 特開２００６−２５０５８０号公報

磁気式の位置検出装置では、磁気センサに、検出対象磁界の他に、検出対象磁界以外のノイズ磁界が印加される場合がある。ノイズ磁界としては、例えば地磁気やモーターからの漏れ磁界がある。このように磁気センサにノイズ磁界が印加される場合には、磁気センサは、検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界を検出することになる。そのため、検出対象磁界の方向とノイズ磁界の方向が異なるときには、検出値に誤差が生じる。

特許文献１に記載された位置検出装置と特許文献２に記載された磁気式エンコーダでは、ノイズ磁界は考慮されていない。一方、特許文献３に記載された磁気式エンコーダと特許文献４に記載された磁気検出装置では、ノイズ磁界に起因する誤差を低減することはできるが、磁気センサの位置が制約される。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁気センサの設置に大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した誤差を低減できるようにした位置検出装置を提供することにある。

本発明の位置検出装置は、強度および方向が空間的な分布を有する外部磁界を発生する磁気スケールと、外部磁界の一部である検出対象磁界と検出対象磁界以外のノイズ磁界とを検出する磁気センサとを備えた位置検出装置である。磁気スケールは、直線的な方向または回転方向である移動方向に沿った所定の範囲内において、磁気センサに対する相対位置が変化可能である。任意の位置における検出対象磁界の方向は、相対位置の変化に伴って任意の位置を中心として回転する。検出対象磁界の強度は、磁気スケールからの距離に応じて変化する。

磁気センサは、第１の強度の検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界である第１の合成磁界を検出するように配置された第１の検出部および第２の検出部と、第１の強度とは異なる第２の強度の検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界である第２の合成磁界を検出するように配置された第３の検出部および第４の検出部とを含んでいる。第１の検出部は、第１の合成磁界の第１の方向の成分の強度に対応する第１の検出信号を生成する。第２の検出部は、第１の合成磁界の第１の方向とは異なる第２の方向の成分の強度に対応する第２の検出信号を生成する。第３の検出部は、第２の合成磁界の第３の方向の成分の強度に対応する第３の検出信号を生成する。第４の検出部は、第２の合成磁界の第３の方向とは異なる第４の方向の成分の強度に対応する第４の検出信号を生成する。

磁気センサは、更に、第１の検出信号と第３の検出信号との差に対応する第１の演算後信号を生成する第１の演算回路と、第２の検出信号と第４の検出信号との差に対応する第２の演算後信号を生成する第２の演算回路と、第１および第２の演算後信号に基づいて、相対位置と対応関係を有する検出値を生成する第３の演算回路とを含んでいる。

本発明の位置検出装置において、検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合に想定される、第１の検出部が検出する検出対象磁界の方向が第１の方向に対してなす角度を第１の角度とし、第３の検出部が検出する検出対象磁界の方向が第３の方向に対してなす角度を第３の角度としたときに、第１の検出部と第３の検出部は、第１の角度と第３の角度が互いに等しくなるように配置されてもよい。また、検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合に想定される、第２の検出部が検出する検出対象磁界の方向が第２の方向に対してなす角度を第２の角度とし、第４の検出部が検出する検出対象磁界の方向が第４の方向に対してなす角度を第４の角度としたときに、第２の検出部と第４の検出部は、第２の角度と第４の角度が互いに等しくなるように配置されていてもよい。第１の角度と第２の角度との差は９０°であってもよく、第３の角度と第４の角度との差は９０°であってもよい。

また、本発明の位置検出装置において、第３の方向は、第１の方向と同じ方向であってもよく、第４の方向は、第２の方向と同じ方向であってもよい。

また、本発明の位置検出装置において、移動方向は、直線的な方向であってもよい。この場合、第１の合成磁界は、磁気スケールと交差し且つ移動方向に直交する仮想の直線上の第１の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。また、第２の合成磁界は、仮想の直線上の第１の検出位置とは異なる第２の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。

また、本発明の位置検出装置において、移動方向は、所定の中心軸を中心とする回転方向であってもよい。この場合、第１の検出部が検出する第１の合成磁界は、中心軸と交差する第１の仮想の直線上の第１の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。また、第２の検出部が検出する第１の合成磁界は、中心軸と交差し、第１の仮想の直線とは異なる第２の仮想の直線上の第２の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。また、第３の検出部が検出する第２の合成磁界は、第１の仮想の直線上の第１の検出位置とは異なる第３の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。また、第４の検出部が検出する第２の合成磁界は、第２の仮想の直線上の第２の検出位置とは異なる第４の検出位置における検出対象磁界とノイズ磁界との合成磁界であってもよい。

また、本発明の位置検出装置において、移動方向に沿って配置された複数の磁石を含んでいてもよい。外部磁界は、複数の磁石の各々が発生する磁界が合成されたものである。複数の磁石は、互いに間隔を開けて配置されていてもよい。この場合、磁気スケールは、更に、磁性材料よりなり、複数の磁石を磁気的に接続するヨークを含んでいてもよい。

また、本発明の位置検出装置において、第１ないし第４の検出部の各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。あるいは、第１ないし第４の検出部の各々は、少なくとも１つのホール素子を含んでいてもよい。

本発明の位置検出装置では、第１の検出信号と第３の検出信号との差に対応する第１の演算後信号と、第２の検出信号と第４の検出信号との差に対応する第２の演算後信号に基づいて、相対位置と対応関係を有する検出値を生成する。本発明では、その強度が第１の強度となる検出対象磁界を検出することができる位置に、第１および第２の検出部を配置するという要件と、その強度が第２の強度となる検出対象磁界を検出することができる位置に、第３および第４の検出部を配置するという要件を満たす必要があるが、これらの要件は、第１ないし第４の検出部の設置に大きな制約を生じさせるものではない。従って、本発明によれば、磁気センサの設置に大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界に起因した誤差を低減することができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の概略の構成を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の概略の構成を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態における基準方向と第１ないし第４の方向を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの第１の例における第１の検出部の構成の一例を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの第１の例における第２の検出部の構成の一例を示す回路図である。 図５および図６における１つの磁気抵抗効果素子の一部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの第２の例における電子部品の要部を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの第２の例における第１の検出部の構成の一例を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気センサの第２の例における第２の検出部の構成の一例を示す回路図である。 第１のシミュレーションにおける第１および第２の検出信号の波形を示す波形図である。 第１のシミュレーションにおける第３および第４の検出信号の波形を示す波形図である。 第１のシミュレーションにおける第１および第２の演算後信号の波形を示す波形図である。 第１のシミュレーションにおける比較例の検出値を示す特性図である。 第１のシミュレーションにおける比較例の誤差を示す特性図である。 第１のシミュレーションにおける実施例の検出値を示す特性図である。 第１のシミュレーションにおける実施例の誤差を示す特性図である。 本発明の第１の実施の形態における磁気スケールの変形例を示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係る位置検出装置の概略の構成を示す平面図である。 第２のシミュレーションによって求めた変動率を示す特性図である。 第２のシミュレーションによって求めた変動幅を示す特性図である。 第３のシミュレーションによって求めた変動率を示す特性図である。 本発明の第２の実施の形態における磁気スケールの変形例を示す平面図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る位置検出装置の概略の構成について説明する。本実施の形態に係る位置検出装置１は、磁気スケール２と、磁気センサ３とを備えている。磁気スケール２は、強度および方向が空間的な分布を有する外部磁界ＭＦを発生する。磁気センサ３は、外部磁界ＭＦの一部である検出対象磁界と、検出対象磁界以外のノイズ磁界Ｍｅｘとを検出する。

磁気スケール２は、直線的な方向または回転方向である移動方向に沿った所定の範囲内において、磁気センサ３に対する相対位置が変化可能である。また、磁気スケール２は、移動方向に沿って配置された複数の磁石を含んでいる。複数の磁石は、互いに間隔を開けて配置されていてもよい。本実施の形態では特に、磁気スケール２は、複数の磁石として、互いに間隔を開けて配置された３つの磁石４，５，６を含んでいる。外部磁界ＭＦは、３つの磁石４，５，６の各々が発生する磁界が合成されたものである。

本実施の形態では特に、磁気スケール２は、リニアスケールである。磁石４，５，６は、一方向にこの順に配置されている。磁石４と磁石５の間隔と、磁石５と磁石６の間隔は、互いに等しい。磁気スケール２は、更に、ＮｉＦｅ等の磁性材料よりなるヨーク７を含んでいる。ヨーク７は、磁石４，５，６を磁気的に接続すると共に、磁石４，５，６を支持する基板として用いられる。ヨーク７は、一方向に長い板状である。また、ヨーク７は、上面７ａと下面７ｂを有している。磁石４，５，６は、ヨーク７の上面７ａの上に配置されている。磁気センサ３は、ヨーク７の上面７ａに対向するように配置されている。

磁気スケール２は、更に、樹脂等の非磁性材料よりなり、磁石４，５，６とヨーク７の一部を覆う保護部８を含んでいる。なお、図２では、保護部８を省略している。

ここで、図１および図２に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向を定義する。本実施の形態では、ヨーク７の上面７ａに垂直で下面７ｂから上面７ａに向かう方向をＺ方向とする。また、Ｚ方向に垂直な２方向であって、互いに直交する２つの方向をＸ方向とＹ方向とする。図２では、Ｙ方向を図２における手前から奥に向かう方向として表している。また、Ｘ方向とは反対の方向を−Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を−Ｚ方向とする。

３つの磁石４，５，６は、Ｘ方向にこの順に配置されている。また、３つの磁石４，５，６の各々は、Ｎ極とＳ極を有している。磁石４，６では、Ｎ極とＳ極は、−Ｚ方向にこの順に配置されている。磁石５では、Ｎ極とＳ極は、Ｚ方向にこの順に配置されている。ヨーク７は、磁石４のＳ極側の端面と、磁石５のＮ極側の端面と、磁石６のＳ極側の端面を磁気的に接続している。ヨーク７は、磁石５のＮ極側の端面より発生された磁束が、磁石４のＳ極側の端面および磁石６のＳ極側の端面に効率的に流入するように、磁束の流れを制御する機能を有している。

前記の移動方向は、直線的な方向であって、Ｘ方向に平行な方向である。以下、移動方向を記号Ｘ１で表す。磁気スケール２は、移動方向Ｘ１に沿った所定の範囲内において、磁気センサ３に対する相対位置が変化可能である。以下、磁気センサ３に対する磁気スケール２の相対位置を、単に、相対位置と言う。本実施の形態では、磁気スケール２と磁気センサ３の一方は、図示しない可動物体に連動して、Ｘ方向または−Ｘ方向に直線的に移動する。これにより、相対位置がＸ方向または−Ｘ方向に変化する。任意の位置における検出対象磁界の方向は、相対位置の変化に伴って任意の位置を中心として回転する。

位置検出装置１は、相対位置を検出するための装置である。磁気センサ３は、相対位置と対応関係を有する検出値を生成する。本実施の形態では特に、磁気センサ３は、検出値として、基準平面内において基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度を表す値θｓを生成する。以下、検出値を、検出値θｓとも記す。検出値θｓは、相対位置と対応関係を有する。

本実施の形態では、検出値θｓの範囲を、相対位置を一意に特定可能な範囲としてもよい。このような検出値θｓの範囲は、複数の相対位置において検出値θｓが同じ値になることがない範囲である。これは、例えば、０°〜３６０°よりも狭い範囲である。検出値θｓの範囲を０°〜３６０°よりも狭い範囲にするには、相対位置が変化可能な所定の範囲（以下、可動範囲と言う。）を、検出値θｓの０°〜３６０°に対応する範囲とするが、実際に磁気センサ３が生成する検出値θｓの範囲を０°〜３６０°よりも狭い範囲に制限して、その制限された検出値θｓの範囲に対応する相対位置の範囲のみを、検出可能な相対位置の範囲としてもよい。あるいは、可動範囲を、検出値θｓが０°〜３６０°となる範囲よりも狭い範囲としてもよい。これらのことにより、検出値θｓによって、相対位置を一意に特定することができる。

磁気センサ３は、２つの電子部品１０，２０を含んでいる。また、磁気センサ３は、第１の検出部１１と、第２の検出部１２と、第３の検出部２１と、第４の検出部２２とを含んでいる。第１の検出部１１と第２の検出部１２は、電子部品１０に含まれている。第３の検出部２１と第４の検出部２２は、電子部品２０に含まれている。電子部品１０，２０は、磁気スケール２に対して、Ｚ方向について離れた位置にある。

ここで、図２に示したように、磁気スケール２と交差し且つ移動方向Ｘ１に直交する仮想の直線Ｌを想定する。電子部品１０，２０は、仮想の直線Ｌ上の互いに異なる位置に配置されている。電子部品２０は、電子部品１０よりも磁気スケール２からより遠い位置に配置されている。

検出対象磁界の強度は、磁気スケール２からの距離に応じて変化する。第１および第２の検出部１１，１２は、第１の強度の検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である第１の合成磁界ＭＦ１を検出するように配置されている。第３および第４の検出部２１，２２は、第１の強度とは異なる第２の強度の検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である第２の合成磁界ＭＦ２を検出するように配置されている。

本実施の形態では特に、第１の合成磁界ＭＦ１は、仮想の直線Ｌ上の第１の検出位置Ｐ１における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。電子部品１０は、第１の検出位置Ｐ１に配置されている。これにより、第１および第２の検出部１１，１２は、第１の合成磁界ＭＦ１を検出することができる。同様に、第２の合成磁界ＭＦ２は、仮想の直線Ｌ上の第１の検出位置Ｐ１とは異なる第２の検出位置Ｐ２における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。電子部品２０は、第２の検出位置Ｐ２に配置されている。これにより、第３および第４の検出部２１，２２は、第２の合成磁界ＭＦ２を検出することができる。

図２に示したように、本実施の形態では、第２の検出位置Ｐ２を、第１の検出位置Ｐ１よりも磁気スケール２からより遠い位置とする。

第２の検出位置Ｐ２におけるノイズ磁界Ｍｅｘの方向および強度は、それぞれ第１の検出位置Ｐ１におけるノイズ磁界Ｍｅｘの方向および強度と等しい。ノイズ磁界Ｍｅｘは、その方向と強度が時間的に一定の磁界であってもよいし、その方向と強度が時間的に周期的に変化する磁界であってもよいし、その方向と強度が時間的にランダムに変化する磁界であってもよい。

以下、第１の検出位置Ｐ１における検出対象磁界を第１の部分磁界ＭＦａと言い、第２の検出位置Ｐ２における検出対象磁界を第２の部分磁界ＭＦｂと言う。第１の部分磁界ＭＦａの強度は第１の強度であり、第２の部分磁界ＭＦｂの強度は第２の強度である。第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの方向は、相対位置の変化に応じて変化する。

ここで、検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合を想定する。検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合とは、相対位置の変化と、任意の位置における検出対象磁界の方向が所定の方向に対してなす角度の変化との関係が、線形性を満たす関係にある場合である。以下、検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合を、理想状態と言う。理想状態において想定される、第１の部分磁界ＭＦａの方向と第２の部分磁界ＭＦｂの方向は、互いに一致している。

第１の合成磁界ＭＦ１は、第１の部分磁界ＭＦａとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。第１の検出部１１は、第１の合成磁界ＭＦ１を検出して、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１の成分の強度に対応する第１の検出信号Ｓ１を生成する。第２の検出部１２は、第１の合成磁界ＭＦ１を検出して、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１とは異なる第２の方向Ｄ２の成分の強度に対応する第２の検出信号Ｓ２を生成する。第１の方向Ｄ１は、第１の検出部１１が第１の検出信号Ｓ１を生成する基準となる方向である。第２の方向Ｄ２は、第２の検出部１２が第２の検出信号Ｓ２を生成する基準となる方向である。

第２の合成磁界ＭＦ２は、第２の部分磁界ＭＦｂとノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である。第３の検出部２１は、第２の合成磁界ＭＦ２を検出して、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３の成分の強度に対応する第３の検出信号Ｓ３を生成する。第４の検出部２２は、第２の合成磁界ＭＦ２を検出して、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３とは異なる第４の方向Ｄ４の成分の強度に対応する第４の検出信号Ｓ４を生成する。第３の方向Ｄ３は、第３の検出部２１が第３の検出信号Ｓ３を生成する基準となる方向である。第４の方向Ｄ４は、第４の検出部２２が第４の検出信号Ｓ４を生成する基準となる方向である。

ここで、理想状態において想定される、第１の検出部１１が検出する第１の部分磁界ＭＦａの方向が第１の方向Ｄ１に対してなす角度を第１の角度と言い、記号θ１で表す。また、理想状態において想定される、第２の検出部１２が検出する第１の部分磁界ＭＦａの方向が第２の方向Ｄ２に対してなす角度を第２の角度と言い、記号θ２で表す。また、理想状態において想定される、第３の検出部２１が検出する第２の部分磁界ＭＦｂの方向が第３の方向Ｄ３に対してなす角度を第３の角度と言い、記号θ３で表す。また、理想状態において想定される、第４の検出部２２が検出する第２の部分磁界ＭＦｂの方向が第４の方向Ｄ４に対してなす角度を第４の角度と言い、記号θ４で表す。第１の検出部１１と第３の検出部２１は、第１の角度θ１と第３の角度θ３が互いに等しくなるように配置される。第２の検出部１２と第４の検出部２２は、第２の角度θ２と第４の角度θ４が互いに等しくなるように配置される。

図３は、本実施の形態における基準方向ＤＲと第１ないし第４の方向Ｄ１〜Ｄ４を示す説明図である。基準方向ＤＲは、基準平面Ｐ内に位置する。本実施の形態では特に、Ｚ方向を基準方向ＤＲとする。基準平面Ｐは、磁気スケール２と交差するＸＺ平面である。この基準平面Ｐ内において、第１の部分磁界ＭＦａは第１の検出位置Ｐ１を中心として回転し、第２の部分磁界ＭＦｂは第２の検出位置Ｐ２を中心として回転する。以下の説明において、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの方向とは、基準平面Ｐ内に位置する方向を指す。

図３には、理想状態において想定される第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂと、第１ないし第４の角度θ１〜θ４を示している。図３において、ＭＦａを付した矢印の長さは、第１の部分磁界ＭＦａの強度すなわち第１の強度を模式的に表している。また、ＭＦｂを付した矢印の長さは、第２の部分磁界ＭＦｂの強度すなわち第２の強度を模式的に表している。図３に示したように、第２の強度は、第１の強度よりも小さい。

理想状態において想定される、第１の部分磁界ＭＦａの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度と、第２の部分磁界ＭＦｂの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度は、互いに等しくなる。以下、これらの角度を、記号θで表す。角度θは、基準方向ＤＲから時計回り方向に見たときに正の値で表し、基準方向ＤＲから反時計回り方向に見たときに負の値で表す。

基準位置は、基準平面Ｐ内に位置する。以下の説明では、理想状態において想定される第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの方向は、理想状態において想定される基準位置における検出対象磁界の方向に一致するものとする。この要件を満たす限り、基準位置は、第１の検出位置Ｐ１と一致していてもよいし、第２の検出位置Ｐ２と一致していてもよいし、これらの位置とは異なる任意の位置であってもよい。理想状態において想定される基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度は、角度θと等しい。

本実施の形態では、第１の方向Ｄ１と第３の方向Ｄ３をＸ方向とし、第２の方向Ｄ２と第４の方向Ｄ４をＺ方向とする。すなわち、本実施の形態では、第３の方向Ｄ３は、第１の方向Ｄ１と同じ方向であり、第４の方向Ｄ４は、第２の方向Ｄ２と同じ方向である。

前述のように、第１の角度θ１と第３の角度θ３は互いに等しく、第２の角度θ２と第４の角度θ４は互いに等しい。また、第１の角度θ１と第２の角度θ２との差は９０°であり、第３の角度θ３と第４の角度θ４との差は９０°である。第１ないし第４の角度θ１〜θ４の正負の定義は、角度θと同様である。図３に示したように、第２および第４の角度θ２，θ４は、角度θと等しい。

次に、図４を参照して、磁気センサ３の構成について詳しく説明する。図４は、磁気センサ３の構成を示すブロック図である。前述の通り、磁気センサ３は、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２を含んでいる。磁気センサ３は、更に、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ／Ｄ変換器と記す。）３１，３２，３３，３４を含んでいる。Ａ／Ｄ変換器３１は、第１の検出信号Ｓ１をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３２は、第２の検出信号Ｓ２をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３３は、第３の検出信号Ｓ３をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器３４は、第４の検出信号Ｓ４をデジタル信号に変換する。

磁気センサ３は、更に、第１の演算回路３５と、第２の演算回路３６と、第３の演算回路３７とを含んでいる。第１ないし第３の演算回路３５〜３７は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはマイクロコンピュータによって実現することができる。第１ないし第３の演算回路３５〜３７は、機能ブロックであってもよいし、物理的に別個の回路であってもよい。

第１の演算回路３５は、Ａ／Ｄ変換器３１によってデジタル信号に変換された第１の検出信号Ｓ１と、Ａ／Ｄ変換器３３によってデジタル信号に変換された第３の検出信号Ｓ３との差Ｓ１−Ｓ３に対応する第１の演算後信号Ｓａを生成する。第１の演算後信号Ｓａは、差Ｓ１−Ｓ３そのものであってもよいし、差Ｓ１−Ｓ３にゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。

第２の演算回路３６は、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号に変換された第２の検出信号Ｓ２と、Ａ／Ｄ変換器３４によってデジタル信号に変換された第４の検出信号Ｓ４との差Ｓ２−Ｓ４に対応する第２の演算後信号Ｓｂを生成する。第２の演算後信号Ｓｂは、差Ｓ２−Ｓ４そのものであってもよいし、差Ｓ２−Ｓ４にゲイン調整およびオフセット調整等の所定の補正を加えたものであってもよい。

第３の演算回路３７は、第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂに基づいて、検出値θｓを生成する。具体的には、第３の演算回路３７は、例えば下記の式（１）によって、θｓを算出する。なお、“ａｔａｎ”は、アークタンジェントを表す。

θｓ＝ａｔａｎ（Ｓａ／Ｓｂ） …（１）

θｓが０°以上３６０°未満の範囲内では、式（１）におけるθｓの解には、１８０°異なる２つの値がある。しかし、Ｓａ，Ｓｂの正負の組み合わせにより、θｓの真の値が、式（１）におけるθｓの２つの解のいずれであるかを判別することができる。第３の演算回路３７は、式（１）と、上記のＳａ，Ｓｂの正負の組み合わせの判定により、０°以上３６０°未満の範囲内でθｓを求める。

次に、磁気センサ３の第１および第２の例について説明する。始めに、磁気センサ３の第１の例について説明する。第１の例では、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含んでいる。以下、磁気抵抗効果素子をＭＲ素子と記す。

図５は、第１の例における第１の検出部１１の具体的な構成の一例を示している。この例では、第１の検出部１１は、２つのＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２と、電源ポートＶ１１と、グランドポートＧ１１と、出力ポートＥ１１とを含んでいる。ＭＲ素子Ｒ１１の一端は、電源ポートＶ１１に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１１の他端は、ＭＲ素子Ｒ１２の一端と出力ポートＥ１１に接続されている。ＭＲ素子Ｒ１２の他端は、グランドポートＧ１１に接続されている。電源ポートＶ１１には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ１１はグランドに接続される。出力ポートＥ１１は、ＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２の接続点の電位に対応する信号を出力する。

第１の例では、第３の検出部２１の構成は、第１の検出部１１の構成と同じである。そのため、以下の説明では、第３の検出部２１の構成要素について、第１の検出部１１の構成要素と同じ符号を用いる。

図６は、第１の例における第２の検出部１２の具体的な構成の一例を示している。この例では、第２の検出部１２は、２つのＭＲ素子Ｒ２１，Ｒ２２と、電源ポートＶ１２と、グランドポートＧ１２と、出力ポートＥ１２とを含んでいる。ＭＲ素子Ｒ２１の一端は、電源ポートＶ１２に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２１の他端は、ＭＲ素子Ｒ２２の一端と出力ポートＥ１２に接続されている。ＭＲ素子Ｒ２２の他端は、グランドポートＧ１２に接続されている。電源ポートＶ１２には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ１２はグランドに接続される。出力ポートＥ１２は、ＭＲ素子Ｒ２１，Ｒ２２の接続点の電位に対応する信号を出力する。

第１の例では、第４の検出部２２の構成は、第２の検出部１２の構成と同じである。そのため、以下の説明では、第４の検出部２２の構成要素について、第２の検出部１２の構成要素と同じ符号を用いる。

ＭＲ素子は、例えばスピンバルブ型のＭＲ素子である。スピンバルブ型のＭＲ素子は、磁化方向が固定された磁化固定層と、検出対象磁界の方向に応じて磁化の方向が変化する磁性層である自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置された非磁性層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ素子でもよいし、ＧＭＲ素子でもよい。ＴＭＲ素子では、非磁性層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、非磁性層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。図５および図６においてＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２に描いた矢印は、それぞれ、それらに含まれる磁化固定層の磁化の方向を表している。

第１の検出部１１では、ＭＲ素子Ｒ１１の磁化固定層の磁化の方向は第１の方向Ｄ１（Ｘ方向）であり、ＭＲ素子Ｒ１２の磁化固定層の磁化の方向は第１の方向Ｄ１とは反対の方向である。この場合、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１の成分の強度に応じて、ＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２の接続点の電位が変化する。従って、第１の検出部１１は、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１の成分を検出して、その強度に対応する信号を第１の検出信号Ｓ１として出力する。

第２の検出部１２では、ＭＲ素子Ｒ２１の磁化固定層の磁化の方向は第２の方向Ｄ２（Ｚ方向）であり、ＭＲ素子Ｒ２２の磁化固定層の磁化の方向は第２の方向Ｄ２とは反対の方向である。この場合、第１の合成磁界ＭＦ１の第２の方向Ｄ２の成分の強度に応じて、ＭＲ素子Ｒ２１，Ｒ２２の接続点の電位が変化する。従って、第２の検出部１２は、第１の合成磁界ＭＦ１の第２の方向Ｄ２の成分を検出して、その強度に対応する信号を第２の検出信号Ｓ２として出力する。

第３の検出部２１では、ＭＲ素子Ｒ１１の磁化固定層の磁化の方向は第３の方向Ｄ３（Ｘ方向）であり、ＭＲ素子Ｒ１２の磁化固定層の磁化の方向は第３の方向Ｄ３とは反対の方向である。この場合、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３の成分の強度に応じて、ＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２の接続点の電位が変化する。従って、第３の検出部２１は、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３の成分を検出して、その強度に対応する信号を第３の検出信号Ｓ３として出力する。

第４の検出部２２では、ＭＲ素子Ｒ２１の磁化固定層の磁化の方向は第４の方向Ｄ４（Ｚ方向）であり、ＭＲ素子Ｒ２２の磁化固定層の磁化の方向は第４の方向Ｄ４とは反対の方向である。この場合、第２の合成磁界ＭＦ２の第４の方向Ｄ４の成分の強度に応じて、ＭＲ素子Ｒ２１，Ｒ２２の接続点の電位が変化する。従って、第４の検出部２２は、第２の合成磁界ＭＦ２の第４の方向Ｄ４の成分を検出して、その強度に対応する信号を第４の検出信号Ｓ４として出力する。

検出部１１，１２，２１，２２内の複数のＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向は、ＭＲ素子の作製の精度等の観点から、上述の方向からわずかにずれていてもよい。

なお、上述のように、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４が検出対象磁界の一方向の成分の強度を表すようにするためには、ＭＲ素子の抵抗値が、第１および第２の合成磁界ＭＦ１，ＭＦ２の強度の範囲内では飽和しないことと、検出対象磁界の一方向の成分の強度の変化とＭＲ素子の抵抗値の変化との関係が、線形性の関係を満足することが必要である。上記の要件を満たすために、ＭＲ素子Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２として、磁界の一方向の成分の強度を検出するタイプのＭＲ素子を用いてもよい。このタイプのＭＲ素子は、例えばＭＲ素子の平面形状をほぼ矩形にすることによって、磁界の一方向の成分の強度の変化に対して、ＭＲ素子の自由層の磁化の方向が実質的に一定の速度で変化するように構成されている。

ここで、図７を参照して、ＭＲ素子の構成の一例について説明する。図７は、図５および図６に示した検出部１１，１２における１つのＭＲ素子の一部を示す斜視図である。この例では、１つの磁気検出素子は、複数の下部電極６２と、複数のＭＲ膜５０と、複数の上部電極６３とを有している。複数の下部電極６２は図示しない基板上に配置されている。個々の下部電極６２は細長い形状を有している。下部電極６２の長手方向に隣接する２つの下部電極６２の間には、間隙が形成されている。図７に示したように、下部電極６２の上面上において、長手方向の両端の近傍に、それぞれＭＲ膜５０が配置されている。ＭＲ膜５０は、下部電極６２側から順に積層された自由層５１、非磁性層５２、磁化固定層５３および反強磁性層５４を含んでいる。自由層５１は、下部電極６２に電気的に接続されている。反強磁性層５４は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層５３との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層５３の磁化の方向を固定する。複数の上部電極６３は、複数のＭＲ膜５０の上に配置されている。個々の上部電極６３は細長い形状を有し、下部電極６２の長手方向に隣接する２つの下部電極６２上に配置されて隣接する２つのＭＲ膜５０の反強磁性層５４同士を電気的に接続する。このような構成により、図７に示したＭＲ素子は、複数の下部電極６２と複数の上部電極６３とによって直列に接続された複数のＭＲ膜５０を有している。なお、ＭＲ膜５０における層５１〜５４の配置は、図７に示した配置とは上下が反対でもよい。

次に、磁気センサ３の第２の例について説明する。第２の例では、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々は、少なくとも１つのホール素子を含んでいる。

図８は、第２の例における電子部品１０の要部を示す斜視図である。第２の例では、第１の検出部１１は、第１のホール素子Ｈ１と第３のホール素子Ｈ３とを含み、第２の検出部は、第２のホール素子Ｈ２と第４のホール素子Ｈ４とを含んでいる。電子部品１０は、更に、非磁性材料よりなり上面４１ａを有する基板４１と、磁性材料よりなるヨーク４２とを含んでいる。上面４１ａは、ＸＺ平面に平行である。

第１ないし第４のホール素子Ｈ１〜Ｈ４は、上面４１ａの近傍において、感磁面が上面４１ａに平行になるような姿勢で基板４１に埋め込まれている。第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３は、Ｘ方向に並ぶように配置されている。第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４は、Ｚ方向に並ぶように配置されている。

ヨーク４２は、円板状である。ヨーク４２は、第１ないし第４のホール素子Ｈ１〜Ｈ４のそれぞれの一部にまたがるように、基板４１の上面４１ａの上に配置されている。第１のホール素子Ｈ１は、ヨーク４２の−Ｘ方向の端の近傍に位置する。第２のホール素子Ｈ２は、ヨーク４２の−Ｚ方向の端の近傍に位置する。第３のホール素子Ｈ３は、ヨーク４２のＸ方向の端の近傍に位置する。第４のホール素子Ｈ４は、ヨーク４２のＺ方向の端の近傍に位置する。

図９は、第２の例における第１の検出部１１の具体的な構成の一例を示している。図１０は、第２の例における第２の検出部１２の具体的な構成の一例を示している。図９に示したように、第１の検出部１１は、更に、電源ポートＶ２１と、グランドポートＧ２１と、２つの出力ポートＥ２１，Ｅ２２と、差分検出器１３とを含んでいる。図１０に示したように、第２の検出部１２は、更に、電源ポートＶ２２と、グランドポートＧ２２と、２つの出力ポートＥ２３，Ｅ２４と、差分検出器２３とを含んでいる。図９および図１０に示したように、第１ないし第４のホール素子Ｈ１〜Ｈ４の各々は、電源端子Ｈａと、グランド端子Ｈｃと、２つの出力端子Ｈｂ，Ｈｄとを有している。

第１の検出部１１では、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３の電源端子Ｈａは、電源ポートＶ２１に接続されている。第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３のグランド端子Ｈｃと、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３の出力端子Ｈｄは、グランドポートＧ２１に接続されている。第１のホール素子Ｈ１の出力端子Ｈｂは、出力ポートＥ２１に接続されている。第３のホール素子Ｈ３の出力端子Ｈｂは、出力ポートＥ２２に接続されている。電源ポートＶ２１には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ２１は、グランドに接続される。

第２の検出部１２では、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４の電源端子Ｈａは、電源ポートＶ２２に接続されている。第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４のグランド端子Ｈｃと、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４の出力端子Ｈｄは、グランドポートＧ２２に接続されている。第２のホール素子Ｈ２の出力端子Ｈｂは、出力ポートＥ２３に接続されている。第４のホール素子Ｈ４の出力端子Ｈｂは、出力ポートＥ２４に接続されている。電源ポートＶ２２には、所定の大きさの電源電圧が印加される。グランドポートＧ２２は、グランドに接続される。

電子部品１０では、ヨーク４２は、第１の合成磁界ＭＦ１を受けて、出力磁界を発生する。出力磁界は、Ｙ方向に平行な方向の出力磁界成分であって、第１の合成磁界ＭＦ１に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。具体的には、ヨーク４２は、第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向の成分を受けた場合には、第１のホール素子Ｈ１の近傍において−Ｙ方向の出力磁界成分を発生し、第３のホール素子Ｈ３の近傍においてＹ方向の出力磁界成分を発生する。ヨーク４２が第１の合成磁界ＭＦ１の−Ｘ方向の成分を受けた場合には、出力磁界成分の方向は、ヨーク４２が第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向の成分を受けた場合とは逆になる。

第１の検出部１１では、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３は、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３の近傍において発生したＹ方向または−Ｙ方向の出力磁界成分を検出することによって、第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向または−Ｘ方向の成分を検出する。出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差は、第１の合成磁界ＭＦ１のＸ方向すなわち第１の方向Ｄ１の成分の強度に応じて変化する。差分検出器１３は、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対応する信号、すなわち第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１（Ｘ方向）の成分の強度に対応する信号を、第１の検出信号Ｓ１として出力する。

また、電子部品１０では、ヨーク４２は、印加磁界のＺ方向の成分を受けた場合には、第２のホール素子Ｈ２の近傍において−Ｙ方向の出力磁界成分を発生し、第４のホール素子Ｈ４の近傍においてＹ方向の出力磁界成分を発生する。ヨーク４２が印加磁界の−Ｚ方向の成分を受けた場合には、出力磁界成分の方向は、ヨーク４２が印加磁界のＺ方向の成分を受けた場合とは逆になる。

第２の検出部１２では、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４は、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４の近傍において発生したＹ方向または−Ｙ方向の出力磁界成分を検出することによって、第１の合成磁界ＭＦ１のＺ方向または−Ｚ方向の成分を検出する。出力ポートＥ２３，Ｅ２４の電位差は、第１の合成磁界ＭＦ１のＺ方向すなわち第２の方向Ｄ２の成分の強度に応じて変化する。差分検出器２３は、出力ポートＥ２３，Ｅ２４の電位差に対応する信号、すなわち第１の合成磁界ＭＦ１の第２の方向Ｄ２（Ｚ方向）の成分の強度に対応する信号を、第２の検出信号Ｓ２として出力する。

第２の例における電子部品２０ならびに第３および第４の検出部２１，２２の構成は、図８ないし図１０に示した電子部品１０ならびに第１および第２の検出部１１，１２の構成と同じである。そのため、以下の説明では、電子部品２０ならびに第３および第４の検出部２１，２２の構成要素について、電子部品１０ならびに第１および第２の検出部１１，１２の構成要素と同じ符号を用いる。

電子部品２０では、ヨーク４２は、第２の合成磁界ＭＦ２を受けて、出力磁界を発生する。出力磁界は、Ｙ方向に平行な方向の出力磁界成分であって、第２の合成磁界ＭＦ２に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。具体的には、ヨーク４２は、第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向の成分を受けた場合には、第１のホール素子Ｈ１の近傍において−Ｙ方向の出力磁界成分を発生し、第３のホール素子Ｈ３の近傍においてＹ方向の出力磁界成分を発生する。ヨーク４２が第２の合成磁界ＭＦ２の−Ｘ方向の成分を受けた場合には、出力磁界成分の方向は、ヨーク４２が第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向の成分を受けた場合とは逆になる。

第３の検出部２１では、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３は、第１および第３のホール素子Ｈ１，Ｈ３の近傍において発生したＹ方向または−Ｙ方向の出力磁界成分を検出することによって、第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向または−Ｘ方向の成分を検出する。出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差は、第２の合成磁界ＭＦ２のＸ方向すなわち第３の方向Ｄ３の成分の強度に応じて変化する。差分検出器１３は、出力ポートＥ２１，Ｅ２２の電位差に対応する信号、すなわち第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３（Ｘ方向）の成分の強度に対応する信号を、第３の検出信号Ｓ３として出力する。

また、電子部品２０では、ヨーク４２は、印加磁界のＺ方向の成分を受けた場合には、第２のホール素子Ｈ２の近傍において−Ｙ方向の出力磁界成分を発生し、第４のホール素子Ｈ４の近傍においてＹ方向の出力磁界成分を発生する。ヨーク４２が印加磁界の−Ｚ方向の成分を受けた場合には、出力磁界成分の方向は、ヨーク４２が印加磁界のＺ方向の成分を受けた場合とは逆になる。

第４の検出部２２では、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４は、第２および第４のホール素子Ｈ２，Ｈ４の近傍において発生したＹ方向または−Ｙ方向の出力磁界成分を検出することによって、第２の合成磁界ＭＦ２のＺ方向または−Ｚ方向の成分を検出する。出力ポートＥ２３，Ｅ２４の電位差は、第２の合成磁界ＭＦ２のＺ方向すなわち第４の方向Ｄ４の成分の強度に応じて変化する。差分検出器２３は、出力ポートＥ２３，Ｅ２４の電位差に対応する信号、すなわち第２の合成磁界ＭＦ２の第４の方向Ｄ４（Ｚ方向）の成分の強度に対応する信号を、第２の検出信号Ｓ２として出力する。

次に、本実施の形態に係る位置検出装置１の作用および効果について説明する。本実施の形態では、第１の検出部１１は、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１すなわちＸ方向の成分の強度に対応する第１の検出信号Ｓ１を生成し、第２の検出部１２は、第１の合成磁界ＭＦ１の第２の方向Ｄ２すなわちＺ方向の成分の強度に対応する第２の検出信号Ｓ２を生成し、第３の検出部２１は、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３すなわちＸ方向の成分の強度に対応する第３の検出信号Ｓ３を生成し、第４の検出部２２は、第２の合成磁界ＭＦ２の第４の方向Ｄ４すなわちＺ方向の成分の強度に対応する第４の検出信号Ｓ４を生成する。そして、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差に対応する第１の演算後信号Ｓａを生成し、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差に対応する第２の演算後信号Ｓｂを生成し、第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂに基づいて、検出値θｓを生成する。

本実施の形態によれば、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差に対応する第１の演算後信号Ｓａを生成し、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差に対応する第２の演算後信号Ｓｂを生成することによって、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した誤差を低減することができる。以下、その理由について詳しく説明する。

第１の合成磁界ＭＦ１の強度をＢ１とし、第２の合成磁界ＭＦ２の強度をＢ２とし、第１の部分磁界ＭＦａの強度をＢａとし、第２の部分磁界ＭＦｂの強度をＢｂとし、ノイズ磁界Ｍｅｘの強度をＢｅｘとし、第１の検出位置Ｐ１におけるノイズ磁界Ｍｅｘの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度（第２の検出位置Ｐ２におけるノイズ磁界Ｍｅｘの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度と同じ）を記号θｅｘとする。理想状態において想定される、第１の合成磁界ＭＦ１の第１の方向Ｄ１の成分の強度Ｂ１と、第１の合成磁界ＭＦ１の第２の方向Ｄ２の成分の強度Ｂ２は、角度θを用いて、それぞれ下記の式（２）、（３）によって表すことができる。

Ｂ１＝Ｂａ・ｓｉｎθ＋Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘ …（２）
Ｂ２＝Ｂａ・ｃｏｓθ＋Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘ …（３）

式（２）において、Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘは、ノイズ磁界ＭｅｘのＸ方向の成分の強度を表している。また、式（３）において、Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘは、ノイズ磁界ＭｅｘのＺ方向の成分の強度を表している。

同様に、理想状態において想定される、第２の合成磁界ＭＦ２の第３の方向Ｄ３の成分の強度Ｂ３と、第２の合成磁界ＭＦ２の第４の方向Ｄ４の成分の強度Ｂ４は、角度θを用いて、それぞれ下記の式（４）、（５）によって表すことができる。

Ｂ３＝Ｂｂ・ｓｉｎθ＋Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘ …（４）
Ｂ４＝Ｂｂ・ｃｏｓθ＋Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘ …（５）

以下、第１の検出信号Ｓ１を強度Ｂ１と任意の定数Ａとの積Ａ・Ｂ１とし、第２の検出信号Ｓ２を強度Ｂ２と定数Ａとの積Ａ・Ｂ２とし、第３の検出信号Ｓ３を強度Ｂ３と定数Ａとの積Ａ・Ｂ３とし、第４の検出信号Ｓ４を強度Ｂ４と定数Ａとの積Ａ・Ｂ４とする。第１の演算後信号Ｓａを、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差Ｓ１−Ｓ３そのものとすると、第１の演算後信号Ｓａは、下記の式（６）によって表される。

Ｓａ＝Ａ・Ｂ１−Ａ・Ｂ３
＝Ａ（Ｂａ・ｓｉｎθ＋Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘ）
−Ａ（Ｂｂ・ｓｉｎθ＋Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘ）
＝Ａ（Ｂａ−Ｂｂ）ｓｉｎθ …（６）

また、第２の演算後信号Ｓｂを、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差Ｓ２−Ｓ４そのものとすると、第２の演算後信号Ｓｂは、下記の式（７）によって表される。

Ｓｂ＝Ａ・Ｂ２−Ａ・Ｂ４
＝Ａ（Ｂａ・ｃｏｓθ＋Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘ）
−Ａ（Ｂｂ・ｃｏｓθ＋Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘ）
＝Ａ（Ｂａ−Ｂｂ）ｃｏｓθ …（７）

式（６）に示したように、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差を求めると、Ｂｅｘ・ｓｉｎθｅｘが相殺されて、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存しない信号が得られる。また、式（７）に示したように、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差を求めると、Ｂｅｘ・ｃｏｓθｅｘが相殺されて、ノイズ磁界Ｍｅｘに依存しない信号が得られる。式（６）、（７）を式（１）に代入すると、下記の式（８）が得られる。

θｓ＝ａｔａｎ（Ｓａ／Ｓｂ）
＝ａｔａｎ（（Ａ（Ｂａ−Ｂｂ）ｓｉｎθ）／（Ａ（Ｂａ−Ｂｂ）ｃｏｓθ））
＝ａｔａｎ（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）
＝θ …（８）

式（８）に示したように、検出値θｓは、理論上、角度θ、すなわち理想状態において想定される、基準位置における検出対象磁界の方向が基準方向ＤＲに対してなす角度と等しくなる。式（６）〜（８）から理解されるように、本実施の形態によれば、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差に対応する第１の演算後信号Ｓａを生成し、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差に対応する第２の演算後信号Ｓｂを生成することによって、検出値θｓのノイズ磁界Ｍｅｘに起因した誤差を低減することができる。

なお、上述のようにノイズ磁界Ｍｅｘに起因した誤差を低減するためには、その強度が第１の強度となる位置における検出対象磁界すなわち第１の部分磁界ＭＦａを検出することができる位置に、第１および第２の検出部１１，１２を配置するという第１の要件と、その強度が第２の強度となる位置における検出対象磁界すなわち第２の部分磁界ＭＦｂを検出することができる位置に、第３および第４の検出部２１，２２を配置するという第２の要件を満たす必要がある。言い換えると、第１および第２の要件を満たす限り、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２を任意の位置に配置することができる。例えば、本実施の形態では、第３および第４の検出部２１，２２が含まれる電子部品２０を、第１および第２の検出部１１，１２が含まれる電子部品１０よりも磁気スケール２からより遠い位置に配置している。第１および第２の要件を満たす限り、電子部品１０と電子部品２０は、Ｙ方向について同じ位置に配置されていてもよいし、Ｙ方向について異なる位置に配置されていてもよい。

また、第１および第２の要件を満たす限り、電子部品１０と電子部品２０は、Ｘ方向について同じ位置に配置されていてもよいし、Ｘ方向について異なる位置に配置されていてもよい。後者の場合、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３の位相差が０になるように、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３の少なくとも一方を補正してもよく、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４の位相差が０になるように、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４の少なくとも一方を補正してもよい。また、後者の場合であって、特に、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々が少なくとも１つのＭＲ素子を含んでいる場合、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３の位相差が０になるように、第１の検出部１１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と第３の検出部２１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向の少なくとも一方を、図５に示した方向からずらしてもよく、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４の位相差が０になるように、第２の検出部１２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と第４の検出部２２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向の少なくとも一方を、図６に示した方向からずらしてもよい。

また、第１の検出部１１と第２の検出部１２は、電子部品１０の代わりに、物理的に分離された２つの異なる電子部品に含まれていてもよい。この場合、第１の検出部１１が含まれる電子部品と第２の検出部１２が含まれる電子部品は、Ｘ方向について同じ位置に配置されていてもよいし、Ｘ方向について異なる位置に配置されていてもよい。後者の場合、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の位相差が９０°になるように、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の少なくとも一方を補正してもよい。また、後者の場合であって、特に、第１および第２の検出部１１，１２の各々が少なくとも１つのＭＲ素子を含んでいる場合、第１の検出信号Ｓ１と第２の検出信号Ｓ２の位相差が９０°になるように、第１の検出部１１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と第２の検出部１２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向の少なくとも一方を、図５および図６に示した方向からずらしてもよい。

同様に、第３の検出部２１と第４の検出部２２は、電子部品２０の代わりに、物理的に分離された２つの異なる電子部品に含まれていてもよい。この場合、第３の検出部２１が含まれる電子部品と第４の検出部２２が含まれる電子部品は、Ｘ方向について同じ位置に配置されていてもよいし、Ｘ方向について異なる位置に配置されていてもよい。後者の場合、第３の検出信号Ｓ３と第４の検出信号Ｓ４の位相差が９０°になるように、第３の検出信号Ｓ３と第４の検出信号Ｓ４の少なくとも一方を補正してもよい。また、後者の場合であって、特に、第３および第４の検出部２１，２２の各々が少なくとも１つのＭＲ素子を含んでいる場合、第３の検出信号Ｓ３と第４の検出信号Ｓ４の位相差が９０°になるように、第３の検出部２１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と第４の検出部２２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向の少なくとも一方を、図５および図６に示した方向からずらしてもよい。

以上説明したように、本実施の形態では、第１および第２の要件を満たす限り、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２を任意の位置に配置することができる。従って、本実施の形態によれば、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の設置に大きな制約を生じさせることなく、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した誤差を低減することができる。

なお、ここまでは、理想状態を想定して、本実施の形態に効果について説明してきた。実際には、角度θが０°、９０°、１８０°および２７０°となる相対位置以外の相対位置では、磁気スケール２からの距離が変化すると、任意の位置における検出対象磁界の方向は、理想状態における方向からずれてしまう。その結果、検出値θｓに、磁気スケール２に起因した誤差が生じ得る。そのため、従来は、検出対象磁界の方向にずれが生じないように、磁気センサの検出部を配置する必要があった。これに対し、本実施の形態では、検出対象磁界の方向のずれを許容している。その代わり、本実施の形態では、第１および第２の要件を満たすように、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２を配置して、ノイズ磁界Ｍｅｘに起因した誤差を低減している。なお、磁気スケール２に起因した誤差は、例えば、相対位置の変化に伴う第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂの変化の波形が正弦波に近づくように、例えばゲイン調整およびオフセット調整等によって、第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂを補正することによって低減することができる。

以下、第１のシミュレーションの結果を参照して、本実施の形態の効果について説明する。第１のシミュレーションでは、方向と強度が一定のノイズ磁界Ｍｅｘが存在する状況の下で、検出値θｓを生成したときの、検出値θｓの誤差を求めた。第１のシミュレーションでは、ノイズ磁界Ｍｅｘの強度Ｂｅｘの大きさを、第１および第２の検出部１１，１２が検出する第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂａすなわち第１の強度の大きさの３０％とし、第１の検出位置Ｐ１におけるノイズ磁界Ｍｅｘの方向が基準方向ＤＲに対してなす角度θｅｘを、６０°とした。

第１のシミュレーションでは、位置検出装置１に対応するモデルを用いた。ここで、磁石４，５，６の各々のＸ方向における位置を、以下のように定義する。まず、ヨーク７の上面７ａに位置してＸ方向に延びる直線であって、磁石４，５，６と接する直線を、位置基準線とする。そして、位置基準線のうち、磁石４，５，６の各々と重なる線分の中点の位置を、磁石４，５，６の各々のＸ方向における位置とする。第１のシミュレーションで用いたモデルでは、磁石４のＸ方向における位置と磁石５のＸ方向における位置との間隔と、磁石５のＸ方向における位置と磁石６のＸ方向における位置との間隔を、いずれも１２ｍｍとした。

また、第１のシミュレーションで用いたモデルでは、磁石５と電子部品１０，２０がＸ方向について同じ位置にある状態を原点として相対位置を定義した。すなわち、実施例のモデルでは、磁石５と電子部品１０，２０がＸ方向について同じ位置にある状態の相対位置を０ｍｍとし、磁石４と電子部品１０，２０がＸ方向について同じ位置にある状態の相対位置を−１２ｍｍとし、磁石６と電子部品１０，２０がＸ方向について同じ位置にある状態の相対位置を１２ｍｍとした。

また、第１のシミュレーションで用いたモデルでは、第３および第４の検出部２１，２２が検出する第２の部分磁界ＭＦｂの強度Ｂｂすなわち第２の強度の大きさが、第１および第２の検出部１１，１２が検出する第１の部分磁界ＭＦａの強度Ｂａすなわち第１の強度の大きさの２０％となるように、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２を配置した。

第１のシミュレーションでは、第１の検出信号Ｓ１と第３の検出信号Ｓ３との差Ｓ１−Ｓ３を第１の演算後信号Ｓａとし、第２の検出信号Ｓ２と第４の検出信号Ｓ４との差Ｓ２−Ｓ４を第２の演算後信号Ｓｂとした。そして、第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂの各々の値を式（１）に代入することによって、検出値θｓを求めた。以下、この検出値θｓを、実施例の検出値θｓと言う。

また、第１のシミュレーションでは、式（１）におけるＳａに第１の検出信号Ｓ１の値を代入し、式（１）におけるＳｂに第２の検出信号Ｓ２の値を代入することによって、比較例の検出値θｓを求めた。

また、第１のシミュレーションでは、実施例の検出値θｓの誤差（以下、実施例の誤差Ｅ１と言う。）と、比較例の検出値θｓの誤差（以下、比較例の誤差Ｅ２と言う）を求めた。なお、第１のシミュレーションでは、実施例の検出値θｓと角度θとの差を実施例の誤差Ｅ１とし、比較例の検出値θｓと角度θとの差を比較例の誤差Ｅ２とした。

図１１は、第１のシミュレーションにおける第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の波形を示す波形図である。図１２は、第１のシミュレーションにおける第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４の波形を示す波形図である。図１３は、第１のシミュレーションにおける第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂの波形を示す波形図である。図１１ないし図１３における横軸は、相対位置を示している。図１１における縦軸は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の大きさを示している。図１２における縦軸は、第３および第４の検出信号Ｓ３，Ｓ４の大きさを示している。図１３における縦軸は、第１および第２の演算後信号Ｓａ，Ｓｂの大きさを示している。図１１において、符号７１を付した曲線は、第１の検出信号Ｓ１の波形を示し、符号７２を付した曲線は、第２の検出信号Ｓ２の波形を示している。図１２において、符号７３を付した曲線は、第３の検出信号Ｓ３の波形を示し、符号７４を付した曲線は、第４の検出信号Ｓ４の波形を示している。図１３において、符号７５を付した曲線は、第１の演算後信号Ｓａの波形を示し、符号７６を付した曲線は、第２の演算後信号Ｓｂの波形を示している。なお、第１のシミュレーションでは、ノイズ磁界Ｍｅｘが存在しない状態における第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２の振幅が１になるように、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４を規格化している。

図１４は、比較例の検出値θｓを示す特性図である。図１５は、比較例の誤差Ｅ２を示す特性図である。図１６は、実施例の検出値θｓを示す特性図である。図１７は、実施例の誤差Ｅ１を示す特性図である。図１４ないし図１７における横軸は、相対位置を示している。図１４における縦軸は、比較例の検出値θｓの大きさを示している。図１５における縦軸は、比較例の誤差Ｅ２の大きさを示している。図１６における縦軸は、実施例の検出値θｓの大きさを示している。図１７における縦軸は、実施例の誤差Ｅ１の大きさを示している。図１５および図１７に示したように、実施例の誤差Ｅ１は、比較例の誤差Ｅ２よりも小さくなり、理論上、０になる。実施例の誤差Ｅ１は、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２のみに基づいて検出値θｓを生成した場合の誤差である。従って、本実施の形態によれば、第１および第２の検出信号Ｓ１，Ｓ２のみに基づいて検出値θｓを生成する場合に比べて、検出値θｓの誤差を小さくすることができる。

［変形例］
次に、図１８を参照して、磁気スケール２の変形例について説明する。図１８は、磁気スケール２の変形例を示す斜視図である。磁気スケール２の変形例の構成は、以下の点で図１および図２に示した磁気スケール２の構成と異なっている。変形例では、磁石６が設けられていない。すなわち、変形例では、磁気スケール２は、複数の磁石として、２つの磁石４，５を含んでいる。なお、変形例では、検出値θｓの範囲は、０°〜１８０°よりもある程度広い範囲までに限定される。

［第２の実施の形態］
次に、図１９を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１９は、本実施の形態に係る位置検出装置の概略の構成を示す平面図である。本実施の形態に係る位置検出装置１は、第１の実施の形態における磁気スケール２の代わりに、強度および方向が空間的な分布を有する外部磁界を発生する磁気スケール１０２を備えている。磁気スケール１０２は、複数の磁石１０４を含んでいる。複数の磁石１０４は、互いに間隔を開けて配置されている。磁気スケール１０２が発生する外部磁界は、複数の磁石１０４の各々が発生する磁界が合成されたものである。

磁気スケール１０２は、更に、樹脂またはアルミニウム等の非磁性材料よりなり、複数の磁石１０４を支持する基板１０５を含んでいる。基板１０５は、その中心が所定の中心軸Ｃ上に位置する円板状である。また、基板１０５は、上面１０５ａと下面を有している。複数の磁石１０４は、基板１０５の上面１０５ａの上に配置されている。

磁気スケール１０２は、回転動作をする図示しない可動物体に連動し、中心軸Ｃを中心として回転方向Ｒに回転する。これにより、磁気スケール１０２は、回転方向Ｒに沿った所定の範囲内において、磁気センサ３に対する相対位置が変化する。以下、磁気センサ３に対する磁気スケール１０２の相対位置を、単に、相対位置と言う。なお、回転方向Ｒは、図１９における時計回り方向と、図１９における反時計回り方向とを含んでいる。回転方向Ｒは、本発明における移動方向に対応する。

複数の磁石１０４は、回転方向Ｒ（移動方向）に沿って配置されている。複数の磁石１０４の各々は、中心軸Ｃに最も近い第１の端面と、回転中心から最も遠い第２の端面を有している。中心軸Ｃから複数の磁石１０４の各々の第１の端面までの距離は互いに等しく、中心軸Ｃから複数の主磁石の各々の第２の端面までの距離は互いに等しい。

また、複数の磁石１０４の各々は、Ｎ極とＳ極を有している。ここで、複数の磁石１０４のうち、回転方向Ｒに隣接する任意の２つの磁石１０４に着目する。２つの磁石１０４の一方では、Ｎ極とＳ極は、中心軸Ｃから遠ざかる方向に、この順に配置されている。２つの磁石１０４の他方では、Ｎ極とＳ極は、中心軸Ｃに近づく方向に、この順に配置されている。

図示しないが、本実施の形態では、磁気センサ３は、磁気スケール１０２が発生する外部磁界の一部である検出対象磁界と、検出対象磁界以外のノイズ磁界Ｍｅｘとを検出する。磁気センサ３の第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２は、基板１０５の半径方向の外側において、基板１０５の外周部に対向するように配置されている。任意の位置における検出対象磁界の方向は、相対位置の変化に伴って任意の位置を中心として回転する。図１９に示した例では特に、磁気スケール１０２が１回転すると、任意の位置における検出対象磁界の方向は４回転する。

ここで、図１９に示したように、中心軸Ｃと交差する第１の仮想の直線Ｌ１と、中心軸Ｃと交差し、第１の仮想の直線Ｌ１とは異なる第２の仮想の直線Ｌ２を想定する。本実施の形態では特に、第１および第２の仮想の直線Ｌ１，Ｌ２は、いずれも中心軸Ｃと直交する。また、第１および第２の仮想の直線Ｌ１，Ｌ２は、いずれも、磁気スケール１０２と交差し中心軸Ｃに垂直な仮想の平面上にある。以下、この仮想の平面を、基準平面と言う。また、基準平面において検出対象磁界が第１の強度となる任意の１つの位置を、第１の検出位置Ｐ１１とする。第１の仮想の直線Ｌ１は、第１の検出位置Ｐ１１を通る。また、基準平面において検出対象磁界が第１の強度となる位置であって、第１の検出位置Ｐ１１から電気角の９０°に相当する角度だけ、回転方向Ｒにずれた位置を、第２の検出位置Ｐ１２とする。第２の仮想の直線Ｌ２は、第２の検出位置Ｐ１２を通る。図１９に示した例では特に、第２の検出位置Ｐ１２は、第１の検出位置Ｐ１１から回転方向Ｒに２２．５°ずれた位置にある。

第１の実施の形態で説明したように、第１および第２の検出部１１，１２は、第１の強度の検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である第１の合成磁界を検出するように配置されている。本実施の形態では、第１の検出部１１は、第１の検出位置Ｐ１１に配置され、第１の合成磁界として、第１の検出位置Ｐ１１における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界を検出する。第２の検出部１２は、第２の検出位置Ｐ１２に配置され、第１の合成磁界として、第２の検出位置Ｐ１２における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界を検出する。

また、第１の仮想の直線Ｌ１上の第１の検出位置Ｐ１１とは異なる位置であって、検出対象磁界が第２の強度となる第１の仮想の直線Ｌ１上の位置を第３の検出位置Ｐ２１とする。また、第２の仮想の直線Ｌ２上の第２の検出位置Ｐ１２とは異なる位置であって、検出対象磁界が第２の強度となる第２の仮想の直線Ｌ２上の位置を第４の検出位置Ｐ２２とする。図１９に示した例では、第３の検出位置Ｐ２１は、第１の検出位置Ｐ１１から中心軸Ｃから遠ざかる方向に所定の距離だけ離れた位置であり、第４の検出位置Ｐ２２は、第２の検出位置Ｐ１２から中心軸Ｃから遠ざかる方向に所定の距離だけ離れた位置である。

第１の実施の形態で説明したように、第３および第４の検出部２１，２２は、第２の強度の検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界である第２の合成磁界を検出するように配置されている。本実施の形態では、第３の検出部２１は、第３の検出位置Ｐ２１に配置され、第２の合成磁界として、第３の検出位置Ｐ２１における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界を検出する。第４の検出部２２は、第４の検出位置Ｐ２２に配置され、第２の合成磁界として、第４の検出位置Ｐ２２における検出対象磁界とノイズ磁界Ｍｅｘとの合成磁界を検出する。

本実施の形態では、第１の検出部１１が第１の検出信号Ｓ１を生成する基準となる第１の方向Ｄ１は、第１の仮想の直線Ｌ１に直交する一方向（図１９では右側に向かう方向）である。また、第２の検出部１２が第２の検出信号Ｓ２を生成する基準となる第２の方向Ｄ２は、第２の仮想の直線Ｌ２に直交する一方向（図１９では右上側に向かう方向）である。第３の検出部２１が第３の検出信号Ｓ３を生成する基準となる第３の方向Ｄ３は、第１の方向Ｄ１と同じ方向である。第４の検出部２２が第４の検出信号Ｓ４を生成する基準となる第４の方向Ｄ４は、第２の方向Ｄ２と同じ方向である。

理想状態において想定される、第１の検出部１１が検出する検出対象磁界の方向が第１の方向Ｄ１に対してなす第１の角度θ１と、第３の検出部２１が検出する検出対象磁界の方向が第３の方向Ｄ３に対してなす第３の角度θ３は、互いに等しい。また、理想状態において想定される、第２の検出部１２が検出する検出対象磁界の方向が第２の方向Ｄ２に対してなす第２の角度θ２と、第４の検出部２２が検出する検出対象磁界の方向が第４の方向Ｄ４に対してなす第４の角度θ４は、互いに等しい。また、第１の角度θ１と第２の角度θ２との差は９０°であり、第３の角度θ３と第４の角度θ４との差は９０°である。

図示しないが、基準方向ＤＲは、前述の基準平面内に位置する。基準位置は、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２のいずれかと同じ位置であってもよいし、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２とは異なる位置であってもよい。一例では、基準位置は第１の検出位置Ｐ１１と同じ位置であり、基準方向ＤＲは、第１の検出位置Ｐ１１から中心軸Ｃに向かう方向である。

第１の実施の形態における磁気センサ３の第１の例と同様に、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々は、少なくとも１つのＭＲ素子を含んでいてもよい。第１の検出部１１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と、第１の方向Ｄ１との関係は、第１の実施の形態と同じである。同様に、第２の検出部１２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と、第２の方向Ｄ２との関係は、第１の実施の形態と同じである。同様に、第３の検出部２１に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と、第３の方向Ｄ３との関係は、第１の実施の形態と同じである。同様に、第４の検出部２２に含まれるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向と、第４の方向Ｄ４との関係は、第１の実施の形態と同じである。

あるいは、第１の実施の形態における磁気センサ３の第２の例と同様に、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々は、少なくとも１つのホール素子を含んでいてもよい。本実施の形態では特に、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の各々は、別個の電子部品に含まれていてもよい。この電子部品は、第１の実施の形態における磁気センサ３の第２の例の電子部品１０，２０と同様に、非磁性材料よりなる基板と、磁性材料よりなるヨークとを含んでいる。基板は、前述の基準平面に平行な上面を有している。少なくとも１つのホール素子は、基板に埋め込まれている。

第１の検出部１１を含む電子部品は、第１の検出部１１に含まれるホール素子が第１の合成磁界の第１の方向Ｄ１の成分を検出することができるように、ホール素子とヨークが構成される。第２の検出部１２を含む電子部品は、第２の検出部１２に含まれるホール素子が第１の合成磁界の第２の方向Ｄ２の成分を検出することができるように、ホール素子とヨークが構成される。第３の検出部２１を含む電子部品は、第３の検出部２１に含まれるホール素子が第２の合成磁界の第３の方向Ｄ３の成分を検出することができるように、ホール素子とヨークが構成される。第４の検出部２２を含む電子部品は、第４の検出部２２に含まれるホール素子が第２の合成磁界の第４の方向Ｄ４の成分を検出することができるように、ホール素子とヨークが構成される。

なお、ここまでは、第１の仮想の直線Ｌ１上に、第１の検出位置Ｐ１１と第３の検出位置Ｐ２１があり、第２の仮想の直線Ｌ２上に、第２の検出位置Ｐ１２と第４の検出位置Ｐ２２がある例について説明してきた。しかし、本実施の形態における第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の位置は、図１９に示した例に限られない。例えば、第３の検出位置Ｐ２１は、図１９に示した第３の検出位置Ｐ２１から、電気角の３６０°に相当する角度すなわち９０°だけ、回転方向Ｒにずれた位置であってもよい。同様に、第４の検出位置Ｐ２２は、図１９に示した第４の検出位置Ｐ２２から、電気角の３６０°に相当する角度すなわち９０°だけ、回転方向Ｒにずれた位置であってもよい。

次に、磁気スケール１０２の複数の磁石１０４の形状および配置について調べた第２および第３のシミュレーションの結果について説明する。理想的には、任意の検出位置における検出対象磁界の強度は、磁気センサ３に対する磁気スケール１０２の相対位置の変化に関わらずに一定である。しかし、実際には、任意の検出位置における検出対象磁界の強度は、磁気センサ３に対する磁気スケール１０２の相対位置の変化、具体的には、任意の検出位置に対する複数の磁石１０４の相対位置の変化に伴って変動し得る。

ところで、ノイズ磁界Ｍｅｘの影響を小さくするために、検出位置を磁気スケール１０２に近づけて、検出対象磁界の強度に対するノイズ磁界Ｍｅｘの強度を相対的に小さくすることが考えられる。これにより、ノイズ磁界Ｍｅｘの影響を受けにくくすると共に、検出対象磁界の強度そのものを大きくして、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４の質を高めることができる。しかし、検出位置を複数の磁石１０４に近づけすぎると、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動が顕著に表れる。本実施の形態では特に、第２の検出位置Ｐ１２は、第１の検出位置Ｐ１１から回転方向Ｒにずれた位置にあり、第４の検出位置Ｐ２２は、第３の検出位置Ｐ２１から回転方向Ｒにずれた位置にある。そのため、検出対象磁界の強度が変動すると、第１の検出部１１と第２の検出部１２が同じタイミングで同じ強度の検出対象磁界を検出することができなくなると共に、第３の検出部２１と第４の検出部２２が同じタイミングで同じ強度の検出対象磁界を検出することができなくなる。その結果、検出値θｓを精度よく生成することができなくなる。従って、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２は、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動が小さくなるような位置にあることが好ましい。

第２のシミュレーションでは、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動が小さくなるような位置を調べた。具体的には、磁気スケール１０２からの距離が異なる複数の点を想定した。そして、この複数の点における検出対象磁界の強度を求めた。

第２のシミュレーションでは、図１９に示した磁気スケール１０２のモデルを用いた。ただし、第２のシミュレーションでは、回転方向Ｒに隣接する２つの磁石１０４の間隔を０とした。また、中心軸Ｃに平行な一方向から見たときの回転方向Ｒにおける磁石１０４の最大の寸法を６ｍｍとし、中心軸Ｃに平行な一方向から見たときの基板１０５の半径方向における磁石１０４の寸法を３ｍｍとした。

ここで、複数の磁石１０４のうち、回転方向Ｒに並んだ３つの磁石１０４を、第１の磁石、第２の磁石、第３の磁石と言う。また、基準平面内において第１の磁石と第２の磁石の境界と中心軸Ｃを通る仮想の直線上の点であって、磁気スケール１０２から所定の間隔だけ離れた位置にあり且つ第１の磁石に最も近い点を第１点とする。また、基準平面内において第３の磁石の回転方向Ｒにおける中央と中心軸Ｃを通る仮想の直線上の点であって、磁気スケール１０２から上記所定の間隔だけ離れた位置にあり且つ第３の磁石に最も近い点を第１０点とする。

また、基準平面内において第１点と第１０点を通り、磁気スケール１０２から上記所定の間隔だけ離れた位置にある仮想の曲線と、この仮想の曲線上において第１点と第１０点との間にある８つの点を想定する。この８つの点を、第１点に近い順に、第２点ないし第９点とする。第１点ないし第１０点は、等間隔に配置されている。第１点ないし第１０点は、第１ないし第３の磁石との位置関係が互いに異なっている。なお、第４点は、基準平面内において第２の磁石の回転方向Ｒにおける中央と中心軸Ｃを通る仮想の直線上の点であって、磁気スケール１０２から上記所定の間隔だけ離れた位置にあり且つ第２の磁石に最も近い点である。また、第７点は、基準平面内において第２の磁石と第３の磁石の境界と中心軸Ｃを通る仮想の直線上の点であって、磁気スケール１０２から上記所定の間隔だけ離れた位置にあり且つ第２の磁石に最も近い点である。

以下、仮想の曲線と磁気スケール１０２との間隔を、記号ＷＤで表す。第２のシミュレーションでは、間隔ＷＤを１ｍｍから３．５ｍｍの範囲内で０．５ｍｍずつ変化させて、間隔ＷＤが互いに異なる複数の仮想の曲線毎に、その仮想の曲線上にある第１点ないし第１０点の各々における検出対象磁界の強度と、その仮想の曲線上にある全ての点の検出対象磁界の強度の平均値を求めた。そして、各点毎に、その点の検出対象磁界の強度とその点を通る仮想の曲線上にある全ての点の検出対象磁界の強度の平均値との差を求め、この差の、平均値に対する割合を求めた。以下、この割合を変動率と言う。

任意の１つの仮想の曲線上にある第１点ないし第１０点の各々における検出対象磁界の強度の変動は、磁気センサ３に対する磁気スケール１０２の相対位置の変化に伴う、仮想の曲線上にある任意の検出位置における検出対象磁界の強度の変動を表している。任意の１つの仮想の曲線上にある全ての点の変動率の最大値と最小値の差は、仮想の曲線上にある任意の検出位置における検出対象磁界の強度の変動幅を表している。第２のシミュレーションでは、複数の仮想の曲線毎に、変動率の最大値と最小値の差を求めた。以下、この差を変動幅と言う。

図２０は、第２のシミュレーションによって求めた変動率を示す特性図である。図２０において、横軸は、仮想の曲線上の位置を示している。図２０では、仮想の曲線上の位置として、第１点ないし第１０点を示している。なお、図２０では、第１点ないし第１０点を、それぞれ１から１０までの数字で表している。また、図２０において、縦軸は変動率を示している。また、図２０において、符号８１を付した曲線は、間隔ＷＤが１ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。符号８２を付した曲線は、間隔ＷＤが１．５ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。符号８３を付した曲線は、間隔ＷＤが２．０ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。符号８４を付した曲線は、間隔ＷＤが２．５ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。符号８５を付した曲線は、間隔ＷＤが３．０ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。符号８６を付した曲線は、間隔ＷＤが３．５ｍｍの仮想の曲線上の各点の変動率を示している。図２０から、仮想の曲線上の任意の点の変動率は、第１ないし第３の磁石との位置関係によって変化することが分かる。この結果から、任意の検出位置における検出対象磁界の強度は、相対位置の変化に伴って変動することが分かる。

図２１は、第２のシミュレーションによって求めた変動幅を示す特性図である。図２１において、横軸は間隔ＷＤを示し、縦軸は変動幅を示している。図２１から、間隔ＷＤが２．５ｍｍとなる仮想の曲線の変動率が最小になることが分かる。この結果から、検出位置と磁気スケール１０２の間隔が２．５ｍｍの場合に、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動幅が最小になることが分かる。

前述のように、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４の質を高めるためには、検出位置を磁気スケール１０２に近づける、すなわち間隔ＷＤを小さくすることが好ましい。図２１から、間隔ＷＤが２．５ｍｍよりも小さい場合、間隔ＷＤが小さくなるに従って変動幅が大きくなることが分かる。この結果から、検出位置と磁気スケール１０２の間隔が２．５ｍｍよりも小さい場合、検出位置と磁気スケール１０２の間隔が小さくなるに従って、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動幅が大きくなることが分かる。

ところで、変動率は、回転方向Ｒに隣接する２つの磁石１０４の間隔によっても変化し得る。２つの磁石１０４の間隔を変化させて、１つの仮想の曲線上にある第１点ないし第１０点の各々における検出対象磁界の強度を求めた。そして、第２のシミュレーションと同様に、各点毎に、変動率を求めた。

第３のシミュレーションでは、第２のシミュレーションと同様に、図１９に示した磁気スケール１０２のモデルを用いた。ただし、第３のシミュレーションでは、中心軸Ｃに平行な一方向から見たときの回転方向Ｒにおける磁石１０４の最大の寸法を６ｍｍ、５ｍｍ、４．３５ｍｍ、４ｍｍと変化させることによって、回転方向Ｒに隣接する２つの磁石１０４の間隔を、０ｍｍ、１ｍｍ、１．６５ｍｍ、２ｍｍと変化させた。また、第３のシミュレーションでは、第１ないし第４の検出信号Ｓ１〜Ｓ４の質を高めるために検出位置を磁気スケール１０２に近づけることを想定し、仮想の曲線と磁気スケール１０２との間隔ＷＤを、変動幅が最小となる２．５ｍｍよりも小さい１．５ｍｍとした。

図２２は、第３のシミュレーションによって求めた変動率を示す特性図である。図２２において、横軸は仮想の曲線上の位置を示し、縦軸は変動率を示している。図２２における仮想の曲線上の位置の表し方は、図２０と同じである。また、図２２において、符号９１を付した曲線は、２つの磁石１０４の間隔が０ｍｍのときの各点の変動率を示している。符号９２を付した曲線は、２つの磁石１０４の間隔が１ｍｍのときの各点の変動率を示している。符号９３を付した曲線は、２つの磁石１０４の間隔が１．６５ｍｍのときの各点の変動率を示している。符号９４を付した曲線は、２つの磁石１０４の間隔が２ｍｍのときの各点の変動率を示している。図２２から、２つの磁石１０４の間隔が０ｍｍのとき（符号９１）に、変動率の最大値と最小値の差すなわち変動幅が最大になることと、２つの磁石１０４の間隔が０ｍｍ以外のときに、変動幅は、２つの磁石１０４の間隔が０ｍｍのときよりも小さくなることと、２つの磁石１０４の間隔が１．６５ｍｍのとき（符号９３）に、変動幅が最小になることが分かる。第３のシミュレーションの結果から、２つの磁石１０４の間に磁化されていない部分を設けることによって、相対位置の変化に伴う検出対象磁界の強度の変動幅を小さくすることができることが分かる。

仮想の曲線と磁気スケール１０２との間隔ＷＤは、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の位置を決定するための基準である。第３のシミュレーションの結果から、間隔ＷＤが１．５ｍｍの場合、中心軸Ｃに平行な一方向から見たときの、回転方向Ｒにおける磁石１０４の最大の寸法を４．３５ｍｍとし、回転方向Ｒに隣接する２つの磁石１０４の間隔を１．６５ｍｍとし、第１および第２の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２と磁気スケール１０２との間隔を１．５ｍｍよりもわずかに小さくし、第３および第４の検出位置Ｐ２１，Ｐ２２と磁気スケール１０２との間隔を１．５ｍｍよりもわずかに大きくすることによって、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の全てにおいて検出対象磁界の強度の変動幅を小さくすることができる。

第２および第３のシミュレーションの結果から理解されるように、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２と磁気スケール１０２との間隔を調整すると共に、２つの磁石１０４の間隔を調整することによって、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２の各々における検出対象磁界の強度の変動幅を小さくすることができる。従って、検出対象磁界の強度の変動幅を小さくするための検討として、これらの間隔を調整する検討を行った後に、第１ないし第４の検出位置Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２を決定することが好ましい。

第２および第３のシミュレーションの結果は、第１の実施の形態に係る位置検出装置１にも当てはまる。すなわち、第１および第２の検出位置Ｐ１，Ｐ２と磁気スケール２との間隔を調整すると共に、磁石４，５の間隔と磁石５，６の間隔を調整することによって、第１および第２の部分磁界ＭＦａ，ＭＦｂの各々の強度の変動幅を小さくすることができる。従って、検出対象磁界の強度の変動幅を小さくするための検討として、これらの間隔を調整する検討を行った後に、第１および第２の検出位置Ｐ１，Ｐ２を決定することが好ましい。

［変形例］
次に、図２３を参照して、磁気スケール１０２の変形例について説明する。図２３は、磁気スケール１０２の変形例を示す平面図である。変形例では、磁気スケール１０２は、複数の磁石１０４および基板１０５に加えて、樹脂またはアルミニウム等の非磁性材料よりなる複数の非磁性体１０６と、ＮｉＦｅ等の磁性材料よりなるヨーク１０７とを含んでいる。複数の非磁性体１０６とヨーク１０７は、基板１０５の上面１０５ａの上に配置されている。複数の非磁性体１０６の各々は、隣接する２つの磁石１０４の間に配置されている。

ヨーク１０７は、複数の磁石１０４を磁気的に接続している。図２３に示した例では、ヨーク１０７は、その中心が中心軸Ｃ上に位置する環状の形状を有している。ヨーク１０７は、複数の磁石１０４の各々の、中心軸Ｃに最も近い第１の端面を磁気的に接続している。ここで、複数の磁石１０４のうち、回転方向Ｒに隣接する任意の２つの磁石１０４に着目する。この２つの磁石１０４のうち、第１の端面がＮ極側の端面である磁石１０４を第１の磁石１０４と言い、第１の端面がＳ極側の端面である磁石１０４を第２の磁石１０４と言う。ヨーク１０７は、第１の磁石１０４の第１の端面より発生された磁束が、第２の磁石１０４の第１の端面に効率的に流入するように、磁束の流れを制御する機能を有している。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、請求の範囲の要件を満たす限り、第１ないし第４の検出部１１，１２，２１，２２の配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。

また、磁気スケール２または１０２の複数の磁石の数、形状、およびＮ極とＳ極の位置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。また、第１の実施の形態では、磁気スケール２は、磁石４，５，６の代わりに、直線状の多極着磁磁石を含んでいてもよい。また、第２の実施の形態では、磁気スケール１０２は、複数の磁石１０４の代わりに、環状の多極着磁磁石を含んでいてもよい。

１…位置検出装置、２…磁気スケール、３…磁気センサ、４〜６…磁石、７…ヨーク、８…保護部、１０，２０…電子部品、１１…第１の検出部、１２…第２の検出部、２１…第３の検出部、２２…第４の検出部、３１〜３４…Ａ／Ｄ変換器、３５…第１の演算回路、３６…第２の演算回路、３７…第３の演算回路、４１…基板、４２…ヨーク、８５，８６…差分検出器、８７…角度演算部、Ｈ１〜Ｈ４…ホール素子、Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２…ＭＲ素子。

Claims (11)

1. 強度および方向が空間的な分布を有する外部磁界を発生する磁気スケールと、前記外部磁界の一部である検出対象磁界と前記検出対象磁界以外のノイズ磁界とを検出する磁気センサとを備えた位置検出装置であって、
   前記磁気スケールは、直線的な方向または回転方向である移動方向に沿った所定の範囲内において、前記磁気センサに対する相対位置が変化可能であり、
   任意の位置における前記検出対象磁界の方向は、前記相対位置の変化に伴って前記任意の位置を中心として回転し、
   前記検出対象磁界の強度は、前記磁気スケールからの距離に応じて変化し、
   前記磁気センサは、
   第１の強度の前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界である第１の合成磁界を検出するように配置された第１の検出部および第２の検出部と、
   前記第１の強度とは異なる第２の強度の前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界である第２の合成磁界を検出するように配置された第３の検出部および第４の検出部とを含み、
   前記第１の検出部は、前記第１の合成磁界の第１の方向の成分の強度に対応する第１の検出信号を生成し、
   前記第２の検出部は、前記第１の合成磁界の前記第１の方向とは異なる第２の方向の成分の強度に対応する第２の検出信号を生成し、
   前記第３の検出部は、前記第２の合成磁界の第３の方向の成分の強度に対応する第３の検出信号を生成し、
   前記第４の検出部は、前記第２の合成磁界の前記第３の方向とは異なる第４の方向の成分の強度に対応する第４の検出信号を生成し、
   前記磁気センサは、更に、
   前記第１の検出信号と前記第３の検出信号との差に対応する第１の演算後信号を生成する第１の演算回路と、
   前記第２の検出信号と前記第４の検出信号との差に対応する第２の演算後信号を生成する第２の演算回路と、
   前記第１および第２の演算後信号に基づいて、前記相対位置と対応関係を有する検出値を生成する第３の演算回路とを含むことを特徴とする位置検出装置。
2. 前記検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合に想定される、前記第１の検出部が検出する前記検出対象磁界の方向が前記第１の方向に対してなす角度を第１の角度とし、前記第３の検出部が検出する前記検出対象磁界の方向が前記第３の方向に対してなす角度を第３の角度としたときに、前記第１の検出部と前記第３の検出部は、前記第１の角度と前記第３の角度が互いに等しくなるように配置され、
   前記検出対象磁界の方向が理想的に変化する場合に想定される、前記第２の検出部が検出する前記検出対象磁界の方向が前記第２の方向に対してなす角度を第２の角度とし、前記第４の検出部が検出する前記検出対象磁界の方向が前記第４の方向に対してなす角度を第４の角度としたときに、前記第２の検出部と前記第４の検出部は、前記第２の角度と前記第４の角度が互いに等しくなるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
3. 前記第１の角度と前記第２の角度との差は９０°であり、
   前記第３の角度と前記第４の角度との差は９０°であることを特徴とする請求項２記載の位置検出装置。
4. 前記第３の方向は、前記第１の方向と同じ方向であり、
   前記第４の方向は、前記第２の方向と同じ方向であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の位置検出装置。
5. 前記移動方向は、直線的な方向であり、
   前記第１の合成磁界は、前記磁気スケールと交差し且つ前記移動方向に直交する仮想の直線上の第１の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であり、
   前記第２の合成磁界は、前記仮想の直線上の前記第１の検出位置とは異なる第２の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の位置検出装置。
6. 前記移動方向は、所定の中心軸を中心とする回転方向であり、
   前記第１の検出部が検出する前記第１の合成磁界は、前記中心軸と交差する第１の仮想の直線上の第１の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であり、
   前記第２の検出部が検出する前記第１の合成磁界は、前記中心軸と交差し、前記第１の仮想の直線とは異なる第２の仮想の直線上の第２の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であり、
   前記第３の検出部が検出する前記第２の合成磁界は、前記第１の仮想の直線上の前記第１の検出位置とは異なる第３の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であり、
   前記第４の検出部が検出する前記第２の合成磁界は、前記第２の仮想の直線上の前記第２の検出位置とは異なる第４の検出位置における前記検出対象磁界と前記ノイズ磁界との合成磁界であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の位置検出装置。
7. 前記磁気スケールは、前記移動方向に沿って配置された複数の磁石を含み、
   前記外部磁界は、前記複数の磁石の各々が発生する磁界が合成されたものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の位置検出装置。
8. 前記複数の磁石は、互いに間隔を開けて配置されていることを特徴とする請求項７記載の位置検出装置。
9. 前記磁気スケールは、更に、磁性材料よりなり、前記複数の磁石を磁気的に接続するヨークを含むことを特徴とする請求項８記載の位置検出装置。
10. 前記第１ないし第４の検出部の各々は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出装置。
11. 前記第１ないし第４の検出部の各々は、少なくとも１つのホール素子を含むことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の位置検出装置。

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