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公開番号2025069422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-30
出願番号2025018676,2021197456
出願日2025-02-06,2021-12-06
発明の名称磁気センサ
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 33/09 20060101AFI20250422BHJP(測定;試験)
要約【課題】印加される外部磁場の方向に関わらず出力信号の線形性が良好な磁気センサ及びそれを用いた電気制御装置、並びに磁気センサの出力信号の補正方法及び磁気センサの製造方法を提供する。
【解決手段】信号補正部は、感度軸に対して傾斜して交差する、感度軸とは異なる方向である交差方向の磁場が磁気抵抗効果素子に印加されることにより磁気検出部から出力される信号に含まれる歪み誤差が最大値を示す第1の交差方向から磁場が磁気抵抗効果素子に印加されることにより磁気検出部から出力される信号に含まれる歪み誤差の最大値を半分に低減可能な逆歪みを補正値として算出し、磁気検出部から出力させる信号に含まれる歪み誤差が最小値を示す第2の交差と、第1の交差方向と双方を含み、感度軸の方向に対して、0°より大きく、90°未満の角度で磁場が交差する全ての交差方向に共通して、逆歪みの補正値を磁気検出部から出力される信号に加算することにより信号を補正して、補正信号を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
磁場の印加により信号を出力する磁気検出部と、
前記磁気検出部から出力される前記信号を補正する信号補正部と、を備え、
前記磁気検出部は、所定の感度軸を有する磁気抵抗効果素子を含み、
前記信号補正部は、
前記感度軸に対して傾斜して交差する、前記感度軸とは異なる方向である交差方向の前記磁場が前記磁気抵抗効果素子に印加されることにより前記磁気検出部から出力される信号に含まれる歪み誤差が最大値を示す第１の交差方向から前記磁場が前記磁気抵抗効果素子に印加されることにより前記磁気検出部から出力される信号に含まれる前記歪み誤差の前記最大値を半分に低減可能な逆歪みを補正値として算出し、
前記磁気検出部から出力させる信号に含まれる前記歪み誤差が最小値を示す第２の交差と、前記第１の交差方向と双方を含み、前記感度軸の方向に対して、０°より大きく、９０°未満の角度で前記磁場が交差する全ての前記交差方向に共通して、前記逆歪みの前記補正値を前記磁気検出部から出力される前記信号に加算することにより前記信号を補正して、補正信号を生成する、
磁気センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサ及びそれを用いた電気制御装置、並びに磁気センサの出力信号の補正方法及び磁気センサの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、移動体の直線移動による位置や移動量（変化量）、方位等を検出するための位置検出装置が、種々の用途において用いられている。位置検出装置としては、印加磁場により信号を出力する磁気センサ部を備えるものが知られている。磁気センサ部としては、例えば、自由層と磁化固定層とを有する積層体であって、外部磁場に応じた自由層の磁化容易軸方向の変化に伴い抵抗が変化する磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を有するものが挙げられる。
【０００３】
上記磁気センサ部が有する磁気抵抗効果素子は、磁化固定層の磁化方向と平行な方向の感度軸を有するものがあり、当該感度軸に沿った方向の外部磁場が磁気抵抗効果素子に印加されることにより、当該外部磁場の磁界強度に応じた信号が出力される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１１７１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記位置検出装置の使用環境によっては、上記感度軸に対して傾斜して交差する外部磁場（以下「斜め磁場」という場合がある。）が磁気抵抗効果素子に印加されることがある。このとき、磁気センサ部から出力される信号に含まれる３次高調波成分等の高次高調波成分による歪みが大きくなってしまう。それにより、斜め磁場が磁気抵抗効果素子に印加されたときにおける磁気センサ部からの出力信号の線形性が悪化してしまうという問題がある。
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明は、印加される外部磁場の方向に関わらず出力信号の線形性が良好な磁気センサ及びそれを用いた電気制御装置、並びに磁気センサの出力信号の補正方法及び磁気センサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、磁場の印加により信号を出力する磁気検出部と、前記磁気検出部から出力される前記信号を補正する信号補正部とを備え、前記磁気検出部は、所定の感度軸を有する磁気抵抗効果素子を含み、前記信号補正部は、前記感度軸に対して傾斜して交差する交差方向の前記磁場が前記磁気抵抗効果素子に印加されたときに前記磁気検出部から出力される信号に含まれる歪み誤差を低減可能な補正値を用いて前記信号を補正して、補正信号を生成することを特徴とする磁気センサを提供する。
【０００８】
上記磁気センサにおいて、前記磁気検出部は、第１軸に前記感度軸を有する前記磁気抵抗効果素子を含んでいてもよい。また、前記磁気抵抗効果素子は、第１磁気抵抗効果素子と、第２磁気抵抗効果素子とを含み、前記第１磁気抵抗効果素子の前記感度軸は、第１軸に平行であり、前記第２磁気抵抗効果素子の前記感度軸は、第２軸に平行であり、前記第１軸及び前記第２軸は、互いに直交するものであり、前記交差方向は、前記第１軸及び前記第２軸の双方に対して傾斜して交差する方向であればよい。
【０００９】
上記磁気センサにおいて、前記信号補正部は、前記補正値としての前記歪み誤差の逆歪みを前記信号に加算してもよく、下記数式（１）により前記信号を補正して、前記補正信号を生成してもよい。
Ｖ’＝Ｖ＋Ｖ
３
×ａ・・・（１）
前記数式（１）において、Ｖは「前記磁気検出部から出力される前記信号」を表し、Ｖ’は「前記補正信号」を表し、ａは「補正係数」を表す。
【００１０】
本発明は、上記磁気センサを備えることを特徴とする電気制御装置を提供する。
本発明は、所定の感度軸を有する磁気抵抗効果素子を含み、前記磁気抵抗効果素子に磁場が印加されることで信号を出力する磁気検出部を備える磁気センサにおいて、前記磁気検出部から出力される前記信号を補正する方法であって、前記磁気検出部から出力される前記信号を取得する工程と、前記工程において取得した前記信号を、前記感度軸に交差する交差方向の前記磁場が前記磁気抵抗効果素子に印加されたときに前記信号に含まれる歪み誤差を低減するように補正する工程とを含むことを特徴とする補正方法を提供する。
（【００１１】以降は省略されています）

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