阅读说明：本技术 角度传感器及检测装置 (Angle sensor and detection device ) 是由 望月慎一郎 酒井正则 于 2020-03-18 设计创作，主要内容包括：角度传感器具备第一磁传感器和第二磁传感器。第一磁传感器包含第一和第二检测器、以及将由第一和第二检测器生成的模拟检测信号转换成数字检测信号的第一和第二模拟-数字转换器。第二磁传感器包含第三和第四检测器、以及将由第三和第四检测器生成的模拟检测信号转换成数字检测信号的第三和第四模拟-数字转换器。第一至第四模拟-数字转换器中的采样的时刻一致。(The angle sensor includes a first magnetic sensor and a second magnetic sensor. The first magnetic sensor includes first and second detectors, and first and second analog-to-digital converters that convert analog detection signals generated by the first and second detectors into digital detection signals. The second magnetic sensor includes third and fourth detectors, and third and fourth analog-to-digital converters that convert analog detection signals generated by the third and fourth detectors into digital detection signals. The timings of sampling in the first to fourth analog-to-digital converters coincide.)

角度传感器及检测装置

技术领域

本发明涉及一种生成与检测对象的角度具有对应关系的检测值的角度传感器、以及一种检测根据检测对象的信息而变化的物理信息并生成与检测对象的信息具有对应关系的检测值的检测装置。

背景技术

近年来，在汽车中的方向盘或动力转向马达的旋转位置的检测等各种应用中，生成与检测对象的角度具有对应关系的检测值的角度传感器已被广泛使用。作为角度传感器，例如存在磁性式的角度传感器。在使用了磁性式的角度传感器的角度传感器系统中，通常，设置有一种磁场产生部，该磁场产生部产生作为对象磁场，即，磁性式的角度传感器的检测对象的磁场，其方向随着对象物的旋转或直线运动的运动方向而旋转的磁场。磁场产生部例如为磁铁。磁性式的角度传感器检测对象磁场并生成检测值。磁性式的角度传感器中的检测对象的角度与基准位置处的对象磁场的方向相对于基准方向所成的角度具有对应关系。

作为磁性式的角度传感器，已知有一种用于多种目的的，具备多个磁传感器和通过使用了多个磁传感器的检测数据的运算处理来生成检测值的运算器的磁性式的角度传感器。这样的角度传感器，例如在中国专利申请公开第107870002A号说明书中公开。中国专利申请公开第107870002A号说明书中公开的角度传感器具备对应于上述多个磁传感器的多个合成磁场信息生成部、对应于上述运算器的角度运算部。这些多个合成磁场信息生成部即多个磁传感器、角度运算部即运算器为了降低由噪声磁场引起的检测值的误差而设置。

日本专利申请公开第2016-061740号公报中公开了一种包含多个信号检测装置的位置推定系统。各信号检测装置包含检测信号并输出电信号的传感器、将来自传感器的电信号转换成数字信号的ADC(模拟-数字转换器)、将来自ADC的数字信号写入的缓冲器、以及同步时钟。传感器所检测的信号例如是声波或其它的波动等的物理性的振动。同步时钟赋予缓冲器时间信息，并且根据该时间信息进行向缓冲器的写入动作和来自缓冲器的读出动作。同步时钟的时间信息与内藏于其它的信号检测装置的同步时钟的时间信息同步。

在具备上述的多个磁传感器和运算器的角度传感器中，由多个磁传感器所检测的对象磁场的方向随时间变化。因此，在该角度传感器中，存在当多个磁传感器检测对象磁场的时刻偏离时，检测值产生误差的问题。同样的问题点也适用于通过多个传感器来检测随时间变化的物理信息，并通过使用了多个传感器的检测数据的运算处理来生成一些检测值的所有检测装置。

发明内容

本发明的第一目的在于，提供一种角度传感器，其在通过使用了多个磁传感器的检测数据的运算处理生成检测值的角度传感器中，可以防止因多个磁传感器检测对象磁场的时刻偏离而导致在检测值中产生误差。

本发明的第二目的在于，提供一种检测装置，其在通过使用了多个磁传感器的检测数据的运算处理生成检测值的检测装置中，可以防止因多个传感器检测物理信息的时刻偏离而导致在检测值中产生误差。

本发明的角度传感器检测作为方向根据检测对象的角度而变化的磁场的对象磁场，并生成与检测对象的角度具有对应关系的检测值。本发明的角度传感器具备各自生成与检测对象的角度具有对应关系的检测数据的多个磁传感器、以及进行使用了由多个磁传感器生成的多个检测数据的运算处理，来生成检测值的运算器。

多个磁传感器的各个包含检测对象磁场，并生成与检测对象的角度具有对应关系的至少一个模拟检测信号的至少一个检测器、以及将由至少一个检测器生成的模拟检测信号进行采样并转换成数字检测信号输出的至少一个模拟-数字转换器。在多个磁传感器的各个中，检测数据是基于至少一个数字检测信号的检测数据。多个磁传感器的模拟-数字转换器中的采样的时刻一致。

本发明的角度传感器还可以具备多个电子部件，多个磁传感器被可以包含于多个电子部件中的互相不同的电子部件。

另外，本发明的角度传感器还可以具备产生确定采样的时刻的采样时钟的时钟产生器。在这种情况下，多个磁传感器的模拟-数字转换器均可以以通过由时钟产生器产生的采样时钟来确定采样的时刻的方式构成。

在本发明的角度传感器具备时钟产生器的情况下，角度传感器还可以具备多个电子部件，多个磁传感器可以被包含于多个电子部件中的互相不同的电子部件。在这种情况下，时钟产生器可以被包含于多个电子部件中的一个，也可以与多个电子部件分体地构成。

在本发明的角度传感器具备时钟产生器的情况下，模拟-数字转换器可以包含进行模拟检测信号的采样的采样保持电路、以及量化采样保持电路的输出信号的量化电路。在这种情况下，采样保持电路可以以交替地切换将输出信号追随于模拟检测信号的追随模式和将得到输出信号保持为恒定值的保持模式的方式构成。模拟-数字转换器中的采样的时刻可以是在采样保持电路中从追随模式切换至保持模式的时刻。

在本发明的角度传感器具备时钟产生器的情况下，模拟-数字转换器可以包含同时进行模拟检测信号的采样和量化的量化电路。在这种情况下，模拟-数字转换器中的采样的时刻可以是在量化电路中进行模拟检测信号的采样和量化的时刻。

在本发明的角度传感器中，多个磁传感器可以以在互相不同的检测位置检测对象磁场的方式构成。

另外，在本发明的角度传感器中，多个磁传感器可以在互相不同的检测位置，以检测作为对象磁场与除此以外的噪声磁场的合成磁场的施加磁场的方式构成。在这种情况下，运算器可以以与仅基于多个检测数据中的任意的一个来生成检测值的情况相比降低由噪声磁场引起的检测值的误差的方式，进行使用了多个检测数据的运算处理来生成检测值。

在多个磁传感器以检测上述施加磁场的方式构成的情况下，多个磁传感器可以是第一磁传感器和第二磁传感器。第一磁传感器在第一检测位置检测包含对象磁场的第一施加磁场并生成第一检测数据。第二磁传感器在第二检测位置检测包含对象磁场的第二施加磁场并生成第二检测数据。对象磁场在第一检测位置具有第一强度，在第二检测位置具有第二强度，第一强度和第二强度可以互相不同。

第一检测数据可以表示作为第一施加磁场的平行于第一基准平面的分量的第一施加磁场分量的方向相对于基准方向所成的第一角度。第二检测数据可以表示作为第二施加磁场的平行于第二基准平面的分量的第二施加磁场分量的方向相对于基准方向所成的第二角度。运算器可以进行使用了第一角度和第二角度、以及对象磁场的第一强度相对于第二强度的比的运算处理，来生成检测值。

第一磁传感器可以包含第一检测器和第二检测器作为至少一个检测器，并且可以包含第一模拟-数字转换器和第二模拟-数字转换器作为至少一个模拟-数字转换器。第一检测器可以生成与第一角度的余弦具有对应关系的第一模拟检测信号。第二检测器可以生成与第一角度的正弦具有对应关系的第二模拟检测信号。第一和第二模拟-数字转换器分别将第一和第二模拟检测信号转换成第一和第二数字检测信号。另外，第二磁传感器可以包含第三检测器和第四检测器作为至少一个检测器，并且可以包含第三模拟-数字转换器和第四模拟-数字转换器作为至少一个模拟-数字转换器。第三检测器可以生成与第二角度的余弦具有对应关系的第三模拟检测信号。第四检测器可以生成与第二角度的正弦具有对应关系的第四模拟检测信号。第三和第四模拟-数字转换器分别将第三和第四模拟检测信号转换成第三和第四数字检测信号。

在第一磁传感器包含第一和第二检测器以及第一和第二模拟-数字转换器，并且第二磁传感器包含第三和第四检测器以及第三和第四模拟-数字转换器的情况下，第一磁传感器还可以包含进行使用了第一和第二数字检测信号的运算处理来生成第一检测数据的第一数据生成器。另外，第二磁传感器还可以包含进行使用了第三和第四数字检测信号的运算处理来生成第二检测数据的第二数据生成器。

另外，在多个磁传感器是第一磁传感器和第二磁传感器的情况下，第一磁传感器可以包含第一检测器和第二检测器作为至少一个检测器，并且可以包含第一模拟-数字转换器和第二模拟-数字转换器作为至少一个模拟-数字转换器。第一和第二检测器可以生成第一施加磁场的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第一和第二模拟检测信号。第一和第二模拟-数字转换器分别将第一和第二模拟检测信号转换成第一和第二数字检测信号。另外，第二磁传感器可以包含第三检测器和第四检测器作为至少一个检测器，并且可以包含第三模拟-数字转换器和第四模拟-数字转换器作为至少一个模拟-数字转换器。第三和第四检测器可以生成第二施加磁场的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第三和第四模拟检测信号。第三和第四模拟-数字转换器分别将第三和第四模拟检测信号转换成第三和第四数字检测信号。第一检测数据可以包含第一和第二数字检测信号。第二检测数据可以包含第三和第四数字检测信号。

另外，在多个磁传感器以检测上述施加磁场的方式构成的情况下，运算器所进行的运算处理可以包含使用了最小二乘法的运算处理。

另外，在本发明的角度传感器中，模拟检测信号可以包含以绘制理想的正弦曲线而变化的理想分量、以及相当于相对于理想分量的高次谐波的误差分量。在这种情况下，多个磁传感器的各自的检测器所生成的模拟检测信号的理想分量可以以互相相位不同的方式构成。

另外，在本发明的角度传感器中，多个磁传感器的各自的检测器所生成的模拟检测信号可以以互相相位不同的方式构成。

本发明的检测装置检测根据检测对象的信息而变化的物理信息，并生成与检测对象的信息具有对应关系的检测值。本发明的检测装置具备各自生成与物理信息具有对应关系的检测数据的多个传感器、以及进行使用了由多个传感器生成的多个检测数据的运算处理，来生成检测值的运算器。

多个传感器的各个包含检测物理信息并生成与检测对象的信息具有对应关系的至少一个模拟检测信号的至少一个检测器、以及将由至少一个检测器生成的模拟检测信号进行采样并转换成数字检测信号输出的至少一个模拟-数字转换器。在多个传感器的各个中，检测数据是基于至少一个数字检测信号的检测数据。多个传感器的模拟-数字转换器中的采样的时刻一致。

本发明的检测装置还可以具备多个电子部件，多个传感器可以被包含于多个电子部件中的互相不同的电子部件。

另外，本发明的检测装置还可以具备产生确定采样的时刻的采样时钟的时钟产生器。在这种情况下，多个传感器的模拟-数字转换器均可以以通过由时钟产生器产生的采样时钟来确定采样的时刻的方式构成。

在本发明的检测装置具备时钟产生器的情况下，检测装置还可以具备多个电子部件，多个传感器可以被包含于多个电子部件中的互相不同的电子部件。在这种情况下，时钟产生器可以被包含于多个电子部件中的一个，也可以与多个电子部件分体地构成。

在本发明的检测装置具备时钟产生器的情况下，模拟-数字转换器可以包含进行模拟检测信号的采样的采样保持电路、以及量化采样保持电路的输出信号的量化电路。在这种情况下，采样保持电路可以以交替地切换将输出信号追随于模拟检测信号的追随模式和将得到输出信号保持为恒定值的保持模式的方式构成。模拟-数字转换器中的采样的时刻可以是在采样保持电路中从追随模式切换至保持模式的时刻。

在本发明的检测装置具备时钟产生器的情况下，模拟-数字转换器可以包含同时进行模拟检测信号的采样和量化的量化电路。在这种情况下，模拟-数字转换器中的采样的时刻可以是在量化电路中进行模拟检测信号的采样和量化的时刻。

根据本发明的角度传感器，由于多个磁传感器的模拟-数字转换器中的采样的时刻一致，因此可以防止因多个磁传感器检测对象磁场的时刻偏离而导致在检测值中产生误差。

另外，根据本发明的角度传感器，由于多个传感器的模拟-数字转换器中的采样的时刻一致，因此可以防止因多个传感器检测物理信息的时刻偏离而导致在检测值中产生误差。

本发明的其它目的、特征和益处将以下文中的说明而变得十分显而易见。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式中的传感器系统的概略的结构的立体图。

图2是示出本发明的第一实施方式中的方向、角度、基准平面和基准方向的定义的说明图。

图3是示出本发明的第一实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。

图4是示出本发明的第一实施方式中的第一检测器的结构的一例的电路图。

图5是示出本发明的第一实施方式中的第二检测器的结构的一例的电路图。

图6是示出图4和图5中的一个磁检测元件的一部分的立体图。

图7是示出本发明的第一实施方式中的第一示例的ADC的结构的功能块图。

图8是示出本发明的第一实施方式中的第二示例的ADC的结构的功能块图。

图9是示出本发明的第一实施方式中的第三示例的ADC的结构的功能块图。

图10A是示意性地示出本发明的第一实施方式中的第一施加磁场分量与噪声磁场之间的关系的说明图。

图10B是示意性地示出本发明的第一实施方式中的第二施加磁场分量与噪声磁场之间的关系的说明图。

图11是示出本发明的第一实施方式中的磁铁的旋转速度与检测值的误差之间的关系的特性图。

图12是示出本发明的第二实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。

图13是示出本发明的第三实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。

图14是示出本发明的第四实施方式所涉及的角度传感器的结构的立体图。

图15是示出本发明的第四实施方式中的方向、角度、基准平面和基准方向的定义的说明图。

图16是示出本发明的第四实施方式中的角度传感器的结构的功能块图。

图17是示出本发明的第四实施方式中的运算器的结构的一例的功能块图。

图18是示出本发明的第五实施方式中的传感器系统的概略的结构的说明图。

图19是示出本发明的第五实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。

图20是示出本发明的第五实施方式中的第三运算电路的结构的功能块图。

图21是示出本发明的第六实施方式中的传感器系统的概略的结构的说明图。

图22是示出本发明的第六实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。

具体实施方式

[第一实施方式]

在下文中，参照附图详，对本发明的实施方式进行详细地说明。首先，对包含本发明的第一实施方式所涉及的检测装置的传感器系统进行说明。本实施方式所涉及的检测装置检测根据检测对象的信息而变化的物理信息，并生成与检测对象的信息具有对应关系的检测值。检测装置具备生成各自与物理信息具有对应关系的检测数据的多个传感器。

在本实施方式中，特别地，检测装置是磁性式的角度传感器1，检测对象的信息是检测对象的角度，多个传感器是多个磁传感器。在下文中，将检测对象的角度称为对象角度，并用记号θ表示。角度传感器1检测方向根据对象角度θ而变化的对象磁场作为物理信息，并生成与对象角度θ具有对应关系的检测值。多个磁传感器的各个生成与对象角度θ具有对应关系的检测数据。

图1示出了作为检测装置的包含角度传感器1的传感器系统100的概略的结构。传感器系统100还包含物理信息产生部5。本实施方式中的物理信息产生部5是产生作为物理信息的对象磁场的磁场产生部。在图1中，作为磁场产生部的一例，示出了在旋转轴C上具有中心轴的圆柱状的磁铁6。磁铁6具有以包含所述中心轴的假想的平面为中心对称地配置的N极和S极。该磁铁6以旋转轴C为中心旋转。本实施方式中的对象角度θ是对应于磁铁6的旋转位置的角度。

多个磁传感器以在互相不同的检测位置检测对象磁场的方式构成。角度传感器1还具备多个电子部件。多个磁传感器包含于多个电子部件中的互相不同的电子部件中。多个电子部件的主体彼此物理性地分离。多个电子部件可以经由传送后述的采样时钟的信号线而电连接。

在本实施方式中，多个磁传感器是第一磁传感器10A和第二磁传感器20A，并且多个电子部件是两个电子部件10、20。第一磁传感器10A包含于电子部件10。第二磁传感器20A包含于电子部件20。电子部件10、20以相对于磁铁6的一个端面的方式配置。

第一磁传感器10A在第一检测位置P1检测包含对象磁场的第一施加磁场MF1，并生成第一检测数据。第二磁传感器20A在第二检测位置P2检测包含对象磁场的第二施加磁场MF2，并生成第二检测数据。第一检测位置P1和第二检测位置P2是通过磁铁6的假想的直线上的互相不同的位置。该假想的直线可以与旋转轴C一致，也可以不一致。在图1中，示出了前者的情况的示例。在本实施方式中，特别地，第二检测位置P2是比第一检测位置P1更远离磁铁6的位置。

在下文中，将第一检测位置P1处的对象磁场称为第一部分磁场MFa，将第二检测位置P2处的对象磁场称为第二部分磁场MFb。第一和第二部分磁场MFa、MFb的方向根据对象角度θ而变化。由于第一和第二检测位置P1、P2互相不同，因此第一和第二部分磁场MFa、MFb的强度互相不同。

在角度传感器1施加有对象磁场，并且还存在施加有除了对象磁场之外的噪声磁场Mex的情况。第二检测位置P2处的噪声磁场Mex的方向和强度分别与第一检测位置P1处的噪声磁场Mex的方向和强度相等。噪声磁场Mex可以是其方向和强度随时间恒定的磁场，可以是其方向和强度随时间周期性地变化的磁场，也可以是其方向和强度随时间随机地变化的磁场。

在角度传感器1施加有噪声磁场Mex的情况下，第一施加磁场MF1是第一部分磁场MFa和噪声磁场Mex的合成磁场，第二施加磁场MF2是第二部分磁场MFb和噪声磁场Mex的合成磁场。

在此，参照图1和图2，对本实施方式中的方向、角度、基准平面和基准方向的定义进行说明。首先，平行于图1中所示的旋转轴C，将图1中的从下至上的方向设为Z方向。在图2中，Z方向表示为图2中从后至前的方向。接下来，将垂直于Z方向的两个方向、并且互相正交的2个方向设为X方向和Y方向。在图2中，X方向表示为朝向右侧的方向，Y方向表示为朝向上侧的方向。另外，将X方向的反方向设为-X方向，将Y方向的反方向设为-Y方向。

在本实施方式中，定义了对应于第一检测位置P1的第一基准平面PL1和对应于第二检测位置P2的第二基准平面PL2。第一和第二基准平面PL1、PL2是垂直于Z方向的假想的平面。因此，第一和第二基准平面PL1、PL2互相平行。第一检测位置P1是第一基准平面PL1与所述假想的直线的交点。第二检测位置P2是第二基准平面PL2与所述假想的直线的交点。

另外，在本实施方式中，以表示第一和第二施加磁场MF1、MF2的方向的作为基准，定义了基准方向DR。在本实施方式中，将X方向设定为基准方向DR。

此处，将平行于第一施加磁场MF1的第一基准平面PL1的分量称为第一施加磁场分量MF1c，将平行于第二施加磁场MF2的第二基准平面PL2的分量称为第二施加磁场分量MF2c。第一和第二施加磁场分量MF1c、MF2c的方向均被设定为在图2中沿逆时针方向旋转。如图2所示，将第一施加磁场分量MF1c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第一角度，并用记号θ1表示。将第二施加磁场分量MF2c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第二角度，并用记号θ2表示。当从基准方向DR沿逆时针方向观察时，第一和第二角度θ1、θ2由正的值表示，当从基准方向DR沿顺时针方向观察时，由负的值表示。

第一施加磁场MF1的主要分量是第一部分磁场MFa。第二施加磁场MF2的主要分量是第二部分磁场MFb。第一部分磁场MFa的方向和第二部分磁场MFb的方向是相同的方向。另外，如上所述，第一和第二部分磁场MFa、MFb的方向根据对象角度θ而变化。因此，第一和第二角度θ1、θ2根据对象角度θ而变化。

第一部分磁场MFa的方向平行于或大致平行于第一基准平面PL1。第二部分磁场MFb的方向平行于或大致平行于第二基准平面PL2。在下文中，将第一部分磁场MFa相对于基准方向DR的方向所成的角度称为第一旋转磁场角度，将第二部分磁场MFb相对于基准方向DR的方向所成的角度称为第二旋转磁场角度。第一旋转磁场角度和第二旋转磁场角度互相相等。另外，在磁铁6产生理想的旋转磁场的情况下，第一和第二旋转磁场角度均与对象角度θ一致。在本实施方式中，第一和第二旋转磁场角度均与对象角度θ一致。在下文中，代表第一和第二旋转磁场角度，简单地称为旋转磁场角度，并用记号θM表示。旋转磁场角度θM的正负的定义与第一和第二角度θ1、θ2相同。

由于第一施加磁场MF1的主要分量是第一部分磁场MFa，因此第一施加磁场MF1的方向平行于或大致平行于第一基准平面PL1。因此，第一施加磁场MF1的方向相对于基准方向DR所成的角度等于或大致等于第一角度θ1。同样地，由于第二施加磁场MF2的主要分量是第二部分磁场MFb，因此第二施加磁场MF2的方向平行于或大致平行于第二基准平面PL2。因此，第二施加磁场MF2的方向相对于基准方向DR所成的角度等于或大致等于第二角度θ2。

此外，本实施方式中的角度传感器系统100的结构不限于图1所示的例子。例如，如图1所示地配置的物理信息产生部5和电子部件10、20中，可以是物理信息产生部5固定而电子部件10、20旋转，也可以是物理信息产生部5和电子部件10、20互相在相反方向旋转，或者，物理信息产生部5和电子部件10、20也可以在相同的方向以互相不同的角速度旋转。

另外，电子部件10、20可以以第一和第二检测位置P1、P2位于垂直于旋转轴C的一个假想的平面内的方式配置。在这种情况下，该一个假想的平面可以被定义为第一和第二检测位置P1、P2共同的基准平面。

接下来，参照图3，对角度传感器1的结构进行详细地说明。图3是示出角度传感器1的结构的功能块图。如上所述，角度传感器1具备生成各个与对象角度θ具有对应关系的检测数据的多个磁传感器。多个磁传感器的各个检测包含作为物理信息的对象磁场，并且生成与至少一个作为检测对象的信息的对象角度θ具有对应关系的模拟检测信号的至少一个检测器、以及将由至少一个检测器生成的模拟检测信号采样并转换成数字检测信号输出的至少一个模拟-数字转换器(在下文中，称为ADC。)。在多个磁传感器的各个中，检测数据是基于至少一个数字检测信号的数据。多个磁传感器的ADC中的采样的时刻一致。

角度传感器1还具备产生确定采样的时刻的采样时钟的时钟产生器。多个磁传感器的ADC均以通过由时钟产生器所产生的采样时钟来确定采样的时刻的方式构成。

在本实施方式中，多个磁传感器是第一磁传感器10A和第二磁传感器20A。第一磁传感器10A包含第一检测器11和第二检测器12作为至少一个检测器。第一检测器11生成与第一角度θ1的余弦具有对应关系的第一模拟检测信号S1a。第二检测器12生成与第一角度θ1的正弦具有对应关系的第二模拟检测信号S2a。第一模拟检测信号S1a可以与第一施加磁场MF1的X方向的分量的强度具有对应关系。第二模拟检测信号S2a可以与第一施加磁场MF1的Y方向的分量的强度具有对应关系。

第二磁传感器20A包含第三检测器21和第四检测器22作为至少一个检测器。第三检测器21生成与第二角度θ2的余弦具有对应关系的第三模拟检测信号S3a。第四检测器22生成与第二角度θ2的正弦具有对应关系的第四模拟检测信号S4a。第三模拟检测信号S3a可以与第二施加磁场MF2的X方向的分量的强度具有对应关系。第四模拟检测信号S4a可以与第二施加磁场MF2的Y方向的分量的强度具有对应关系。

第一至第四检测器11、12、21、22的各个包含至少一个磁检测元件。至少一个磁检测元件可以包含至少一个磁阻效应元件。磁阻效应元件可以是GMR(巨磁阻效应)元件、TMR(隧道磁阻效应)元件或AMR(各向异性磁阻效应)元件。另外，至少一个磁检测元件可以包含至少一个除霍尔元件等的磁阻效应元件以外的检测磁场的元件。

当对象磁场的方向以规定的周期旋转时，第一和第二角度θ1、θ2以规定的周期变化。在这种情况下，第一至第四模拟检测信号S1a～S4a均以与上述规定的周期相等的信号周期周期性地变化。第二模拟检测信号S2a的相位相对于第一模拟检测信号S1a的相位，仅以信号周期的1/4的奇数倍不同。第三和第四模拟检测信号S3a、S4a的相位分别与第一和第二模拟检测信号S1a、S2a的相位一致。此外，从磁检测元件的制作的精度等的观点来看，这些信号的相位的关系也可以略微偏离上述的关系。

第一磁传感器10A包含第一ADC13和第二ADC14作为至少一个ADC。第一和第二ADC13、14分别将第一和第二模拟检测信号S1a、S2a转换成第一和第二数字检测信号S1d、S2d。第一磁传感器10A还包含进行使用了第一和第二数字检测信号S1d、S2d的运算处理来生成第一检测数据θ1s的第一数据生成器15。第一检测数据θ1s是表示第一角度θ1的数据。

第二磁传感器20A包含第三ADC23和第四ADC24作为至少一个ADC。第三和第四ADC13、14分别将第三和第四模拟检测信号S3a、S4a转换成第三和第四数字检测信号S3d、S4d。第二磁传感器20A还包含进行使用了第三和第四数字检测信号S3d、S4d的运算处理来生成第二检测数据θ2s的第二数据生成器25。第二检测数据θ2s是表示第二角度θ2的数据。

角度传感器1还具备产生确定采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器10B。采样时钟CLK是电压以规定的周期变化的信号。采样时钟CLK可以是交替地重复电压为高的恒定的状态和电压为低的恒定的状态的信号。在这种情况下，例如，根据采样时钟CLK的电压从低的状态上升至高的状态的时刻来规定采样的时刻。

时钟产生器10B包含于电子部件10。第一至第四ADC13、14、23、24均以通过由时钟产生器10B产生的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。时钟产生器10B与第一至第四ADC13、14、23、24经由传送采样时钟CLK的信号线而电连接。

角度传感器1还具备产生采样时钟的时钟产生器20B。时钟产生器20B包含于电子部件20。在本实施方式中，由时钟产生器20B产生的采样时钟不用于确定第一至第四ADC13、14、23、24中的采样的时刻。

第一和第二ADC13、14、第一数据生成器15以及时钟产生器10B例如可以通过一个专用集成电路(ASIC)来实现。第三和第四ADC23、24、第二数据生成器25以及时钟产生器20B例如可以通过另一个ASIC来实现。

角度传感器1还具备进行使用了由多个磁传感器生成的多个检测数据，即第一和第二检测数据θ1s、θ2s的运算处理，来生成检测值θs的运算器50。如上所述，在本实施方式中，第一和第二部分磁场MFa、MFb的强度互相不同。因此，在赋予第一和第二检测数据θ1s、θ2s的噪声磁场Mex的相对的影响中产生差异。其结果，在第一和第二检测数据θ1s、θ2s之间可能产生取决于噪声磁场Mex的差异。运算器50利用该性质，与仅基于第一检测数据θ1s或第二检测数据θ2s生成检测值θs的情况相比，为了降低由噪声磁场Mex引起的检测值θs的误差，进行使用了第一和第二检测数据θ1s、θ2s的运算处理，来生成检测值θs。运算器50可以通过例如ASIC或微型计算机来实现。之后将对检测值θs的生成方法进行说明。

接下来，对第一至第四检测器11、12、21、22的结构进行说明。图4示出第一检测器11的具体的结构的一例。在该例中，第一检测器11包含惠斯通电桥电路17、差分检测器18。惠斯通电桥电路17包含4个磁检测元件R11、R12、R13、R14、电源端口V1、接地端口G1和2个输出端口E11、E12。磁检测元件R11设置于电源端口V1和输出端口E11之间。磁检测元件R12设置于输出端口E11与接地端口G1之间。磁检测元件R13设置于电源端口V1和输出端口E12之间。磁检测元件R14设置于输出端口E12与接地端口G1之间。在电源端口V1施加有规定的大小的电源电压。接地端口G1连接到地。

第三检测器21的结构与第一检测器11的结构相同。因此，在以下的说明中，对第三检测器21的构成要素，使用与第一检测器11的构成要素相同的符号。

图5示出第二检测器12的具体的结构的一例。在该例中，第二检测器12包含惠斯通电桥电路27和差分检测器28。惠斯通电桥电路27包含4个磁检测元件R21、R22、R23、R24、电源端口V2、接地端口G2和2个输出端口E21、E22。磁检测元件R21设置于电源端口V2和输出端口E21之间。磁检测元件R22设置于输出端口E21与接地端口G2之间。磁检测元件R23设置于电源端口V2和输出端口E22之间。磁检测元件R24设置于输出端口E22与接地端口G2之间。在电源端口V2施加有规定的大小的电源电压。接地端口G2连接到地。

第四检测器22的结构与第二检测器12的结构相同。因此，在以下的说明中，对第四检测器22的构成要素，使用与第二检测器12的构成要素相同的符号。

在本实施方式中，磁检测元件R11～R14、R21～R24的各个可以包含串联连接的多个磁阻效应元件(MR元件)。多个MR元件的各个是例如自旋阀型的MR元件。该自旋阀型的MR元件具有：其磁化方向固定了的磁化固定层；磁化的方向根据对象磁场的方向而变化的磁性层即自由层；以及配置于磁化固定层和自由层之间的非磁性层。自旋阀型的MR元件可以是TMR元件，也可以是GMR元件。在TMR元件中，非磁性层是隧道势垒层。在GMR元件中，非磁性层是非磁性导电层。在自旋阀型的MR元件中，电阻值根据自由层的磁化的方向与磁化固定层的磁化的方向所成的角度而变化，当该角度为0°时，电阻值变为最小值，当角度为180°时，电阻值变为最大值。在图4和图5中，实心箭头指示MR元件中的磁化固定层的磁化的方向，空心箭头表示MR元件中的自由层的磁化的方向。

在第一检测器11中，磁检测元件R11、R14中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是X方向，磁检测元件R12、R13中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是-X方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据第一角度θ1的余弦而变化。差分检测器18输出与输出端口E11、E12之间的电位差相对应的信号作为第一模拟检测信号S1a。因此，第一模拟检测信号S1a与第一角度θ1的余弦具有对应关系。

在第二检测器12中，磁检测元件R21、R24中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为Y方向，磁检测元件R22、R23中包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向为-Y方向。在这种情况下，输出端口E21、E22之间的电位差根据第一角度θ1的正弦而变化。差分检测器28输出与输出端口E21、E22之间的电位差相对应的信号作为第二模拟检测信号S2a。因此，第二模拟检测信号S2a与第一角度θ1的正弦具有对应关系。

在第三检测器21中，输出端口E11、E12之间的电位差根据第二角度θ2的余弦而变化。差分检测器18输出与输出端口E11、E12之间的电位差相对应的信号作为第三模拟检测信号S3a。因此，第三模拟检测信号S3a与第二角度θ2的余弦具有对应关系。

在第四检测器22中，输出端口E21、E22之间的电位差根据第二角度θ2的正弦而变化。差分检测器28输出与输出端口E21、E22之间的电位差相对应的信号作为第四模拟检测信号S4a。因此，第四模拟检测信号S4a与第二角度θ2的正弦具有对应关系。

此外，检测器11、12、21、22内的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向，从MR元件的制造的精度等的观点来看，可以从上述的方向稍微偏离。

在此，参照图6，对磁检测元件的结构的一例进行说明。图6是示出图4和图5中所示的检测器11、12中的一个磁检测元件的一部分的立体图。在该例中，一个磁检测元件具有多个下部电极162、多个MR元件150和多个上部电极163。多个下部电极162配置于未在图中示出的基板上。各个下部电极162具有细长的形状。在下部电极162的长度方向上邻接的2个下部电极162之间，形成有间隙。如图6所示，在下部电极162的上表面上，长度方向的两端的附近，分别配置有MR元件150。MR元件150包含从下部电极162侧依次层叠的自由层151、非磁性层152、磁化固定层153和反铁磁性层154。自由层151电连接于下部电极162。反铁磁性层154由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层153之间产生交换耦合，以固定磁化固定层153的磁化的方向。多个上部电极163配置于多个MR元件150之上。各个上部电极163具有细长的形状，配置于下部电极162的长边方向上邻接的2个下部电极162上并将邻接的2个MR元件150的反铁磁性层154彼此电连接。通过这样的构成，图6中所示的磁检测元件具有由多个下部电极162和多个上部电极163串联连接的多个MR元件150。

此外，MR元件150中的层151～154的结构可以与图6所示的结构上下颠倒。另外，磁化固定层153可以不是单一的铁磁性层，而是包含两层铁磁性层和配置于该两层铁磁性层之间的非磁性金属层的人造反铁磁性结构。另外，MR元件150可以是不包含反铁磁性层154的结构。

接下来，对第一至第四ADC13、14、23、24的结构进行说明。第一至第四ADC13、14、23、24的结构是相同的。

ADC可以包含进行模拟检测信号的采样的采样保持电路，也可以不包含采样保持电路。作为包含采样保持电路的ADC的例子有逐次比较型的ADC。作为不包含采样保持电路的ADC的例子有并列比较型的ADC和过采样型的ADC。作为过采样型的ADC的代表性的例子有Δ-Σ型的ADC。

在下文中，将构成为逐次比较型的ADC的第一至第四ADC13、14、23、24中的任意的ADC称为第一示例的ADC70。另外，将构成为并列比较型的ADC的第一至第四ADC13、14、23、24中的任意的ADC称为第二示例的ADC80。另外，将构成为过采样型的ADC的第一至第四ADC13、14、23、24中的任意的ADC称为第三示例的ADC90。另外，将对应于ADC70、80、90的各个的模拟检测信号和数字检测信号分别用记号Sa、Sd来表示。

图7是示出第一示例的ADC70的结构的功能块图。ADC70包含采样保持电路71。在采样保持电路71，输入有模拟检测信号Sa和采样时钟CLK。采样保持电路71生成输出信号Sb。采样保持电路71在根据采样时钟CLK的时刻，以交替地切换将输出信号Sb追随于模拟检测信号Sa的追随模式和将输出信号Sb保持为恒定值的保持模式的方式构成。ADC70中的采样的时刻是采样保持电路71从追随模式切换至保持模式的时刻。

ADC70还包含量化采样保持电路71的保持模式下的输出信号Sb的量化电路72。在第一示例中，特别地，量化电路72进行输出信号Sb的量化和编码。量化是指将电压值等的连续值转换成离散值。编码是指将离散值转换成规定的规则的数字数据。在量化电路72，输入有输出信号Sb和采样时钟CLK。量化电路72将保持模式下的输出信号Sb量化和编码，以生成数字检测信号Sd。作为量化电路72，例如，使用包含比较器、逐次比较寄存器电路和数字-模拟转换器(在下文中，记为DAC。)。

图8是示出第二示例的ADC80的结构的功能块图。ADC80包含同时进行模拟检测信号Sa的采样和量化的量化电路。ADC80中的采样的时刻是在量化电路中进行模拟检测信号Sa的采样和量化的时刻。

在此，ADC80的分辨率(单位为位(比特))由N(N为1以上的整数)表示。在第二示例中，特别地，ADC80包含用于将基准电压Vref分压成2^N-1个电压的分压电路81和2^N-1个比较器。分压电路81包含施加有基准电压Vref的电源端子、接地的接地端子、以及在电源端子和接地端子之间串联连接的多个电阻器。

2^N-1个比较器的各个具有非反转输入端、反转输入端、时钟输入端和输出端。在非反转输入端输入有模拟检测信号Sa。反转输入端连接于分压电路81的多个电阻器中、对应于其比较器并且电路结构上邻接的两个电阻器的连接点。在时钟输入端输入有采样时钟CLK。2^N-1个比较器的各个对输入于非反转输入端的模拟检测信号Sa和输入于反转输入端的电压进行比较，并将比较结果作为量化了的输出信号从输出端输出。2^N-1个比较器中的上述的比较是基于采样时钟CLK同时进行的。

ADC80还包含编码器83。在编码器83输入有2^N-1个比较器的2^N-1个输出信号和采样时钟CLK。编码器83对2^N-1个输出信号进行编码，并生成数字检测信号Sd。

在图8中，示出了ADC80的分辨率为3位，并且2^N-1个比较器是七个比较器82A、82B、82C、82D、82E、82F、82G的例子。

图9是示出第三示例的ADC90的结构的功能块图。ADC90包含同时进行模拟检测信号Sa的采样和量化的量化电路93。在量化电路93，输入有采样时钟CLK。量化电路93在根据采样时钟CLK的时刻，进行模拟检测信号Sa的采样和量化。ADC90中的采样的时刻是在量化电路93进行采样和量化的时刻。采样时钟CLK的频率比被编码的规定的位数的数字检测信号Sd的采样频率高。因此，量化电路93进行过采样。

在图9中，示出了ADC90构成为Δ-Σ型的ADC的例子。在该示例中，量化电路93是比较器。另外，ADC90除了包含量化电路93之外，还包含微分器91、积分器92、延迟电路94和DAC95。

在微分器91输入有模拟检测信号Sa和从DAC95输出的模拟信号。微分器91将模拟检测信号Sa与DAC95的输出信号的差作为输出信号输出至积分器92。积分器92将对微分器91的输出信号进行积分的信号输出至量化电路93。

在量化电路93输入有积分器92的输出信号和采样时钟CLK。量化电路93将积分器92的输出信号与规定的基准电压进行比较，量化了积分器92的输出信号，并输出1位的信号Sdl。信号Sd1被输入至延迟电路94。

延迟电路94使信号Sd1延迟采样时钟CLK的一个周期并输出至DAC95。DAC95将输入的信号转换成模拟信号并输出至微分器91。

ADC90还可以包含输入从量化电路93输出的信号Sd1，进行去除量化误差的处理，并输出规定的位数的数字检测信号Sd的数字滤波器。

接下来，对第一和第二检测数据θ1s、θ2s的生成方法进行说明。第一检测数据θ1s通过第一数据生成器15，例如通过下述的式(1)算出。此外，“atan”表示反正切。

θ1s＝atan(S2d/S1d)…(1)

在θ1s为0°以上且小于360°的范围内，式(1)中的θ1s的解具有2个相差180°的值。然而，通过S1d、S2d的正负的组合，可以判别式(1)中的θ1s的2个解中的哪一个是θ1s的真实值。第一数据生成器15通过式(1)和上述的S1d、S2d的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θ1s。

第二检测数据θ2s通过第二数据生成器25，例如通过下述的式(2)算出。

θ2s＝atan(S4d/S3d)…(2)

在θ2s为0°以上且小于360°的范围内，式(2)中的θ2s的解具有2个相差180°的值。然而，通过S3d、S4d的正负的组合，可以判别式(2)中的θ2s的2个解中的哪一个是θ2s的真实值。第二数据生成器25通过式(2)和上述的S3d、S4d的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θ2s。

接下来，对检测值θs的计算方法进行说明。首先，对第一和第二角度θ1、θ2与旋转磁场角度θM之间的关系进行说明。在不存在噪声磁场Mex的情况下，第一角度θ1变成与旋转磁场角度θM相等。然而，在存在噪声磁场Mex的情况下，第一施加磁场分量MF1c的方向从第一部分磁场MFa的方向偏离，其结果，会发生第一角度θ1变成与旋转磁场角度θM不同的值的情况。在下文中，将第一角度θ1与旋转磁场角度θM的差称为第一角度θ1的角度误差。第一角度θ1的角度误差由噪声磁场Mex引起而产生。

同样地，在不存在噪声磁场Mex的情况下，第二角度θ2变成与旋转磁场角度θM相等。然而，在存在噪声磁场Mex的情况下，第二施加磁场分量MF2c的方向从第二部分磁场MFb的方向偏离，其结果，会发生第二角度θ2变成与旋转磁场角度θM不同的值的情况。在下文中，将第二角度θ2与旋转磁场角度θM的差称为第二角度θ2的角度误差。第二角度θ2的角度误差由噪声磁场Mex引起而产生。

此处，将噪声磁场Mex分为第一至第三分量来考虑。第一分量是平行于第一和第二基准平面PL1、PL2并且相对于第一和第二部分磁场MFa、MFb的方向正交的方向的分量。第二分量是平行于第一和第二部分磁场MFa、MFb的方向的方向的分量。第三分量是垂直于第一和第二基准平面PL1、PL2的方向的分量。图10A和图10B是示意性地示出第一和第二施加磁场分量MF1c、MF2c与噪声磁场Mex之间的关系的说明图。在图10A和图10B中，将噪声磁场Mex的第一分量用记号Mex1表示。图10A示出了第一施加磁场分量MF1c与噪声磁场Mex的第一分量Mex1之间的关系。图10B示出了第二施加磁场分量MF2c与噪声磁场Mex的第一分量Mex1之间的关系。此外，在图10A和图10B中，强调并描绘了第一分量Mex1的大小。如图10A和图10B所示，第一和第二施加磁场分量MF1c、MF2c的方向受到第一分量Mex1的影响，分别从第一和第二部分磁场MFa、MFb的方向偏离。

此外，在本实施方式中，在可以无视相对于第一和第二施加磁场分量MF1c、MF2c的方向的偏离的噪声磁场Mex的第二分量的影响的程度下，噪声磁场Mex的强度与第一和第二部分磁场MFa、MFb的强度相比，设定为十分得小。另外，噪声磁场Mex的第三分量不影响第一和第二施加磁场分量MF1c、MF2c的方向。在图10A和图10B中，将第一施加磁场分量MF1c表示为第一部分磁场MFa和噪声磁场Mex的第一分量Mex1的合成磁场，将第二施加磁场分量MF2c表示为第二施加磁场分量MF2c和噪声磁场Mex的第一分量Mex1的合成磁场。

如图10A所示，当第一施加磁场分量MF1c的方向偏离第一部分磁场MFa的方向时，在第一角度θ1中产生角度误差。当将第一部分磁场MFa的强度设定为B1，并将噪声磁场Mex的第一分量Mex1的强度设定为Bex时，第一角度θ1的角度误差为atan(Bex/B1)。

另外，如图10B所示，当第二施加磁场分量MF2c的方向偏离第二部分磁场MFb的方向时，在第二角度θ2中产生角度误差。当将第二部分磁场MFb的强度设定为B2时，第二角度θ2的角度误差为atan(Bex/B2)。

第一角度θ1可以使用旋转磁场角度θM与第一角度θ1的角度误差来表示。同样地，第二角度θ2可以使用旋转磁场角度θM与第二角度θ2的角度误差来表示。具体地，第一和第二角度θ1、θ2可以分别通过下述的式(3)、式(4)来表示。

θ1＝θM-atan(Bex/B1)…(3)

θ2＝θM-atan(Bex/B2)…(4)

并且，当x充分小时，可以将atan(x)近似为AT·x。AT为常数，例如56.57。在本实施方式中，由于噪声磁场Mex的第一分量Mex1的强度Bex与第一和第二部分磁场MFa、MFb的强度B1、B2相比充分小，因此可以分别将atan(Bex/B1)、atan(Bex/B2)近似为AT·(Bex/B1)、AT·(Bex/B2)。当将该近似适用于式(3)并变形时，Bex可以由下述的式(5)来表示。

Bex＝-B1·(θ1-θM)/AT…(5)

另外，当适用上述的近似来使式(4)变形，并将式(5)代入于变形后的式，可以得到下述的式(6)。

θ2＝θM+B1·(θ1-θM)/B2…(6)

当使式(6)变形时，旋转磁场角度θM可以由下述的式(7)来表示。

θM＝{θ2-(B1/B2)·θ1}/{1-(B1/B2)}…(7)

在式(7)中，“B1/B2”表示第一部分磁场MFa的强度B1相对于第二部分磁场MFb的强度B2的比。在下文中，该比由记号B12表示。在本实施方式中，比B12的值由第一和第二检测位置P1、P2的位置关系确定，并且与旋转磁场角度θM的值无关而恒定。

接下来，对运算器50中的检测值θs的生成方法进行具体地说明。运算器50作为使用多个检测数据的运算处理，进行使用了作为第一和第二角度θ1、θ2的检测数据的θ1s、θ2s以及上述的比B12的运算处理。具体地，运算器50作为使用了多个检测数据的运算处理，进行由与式(7)同样的下述的式(8)表示的运算处理，来生成检测值θs。

θs＝(θ2s-B12·θ1s)/(1-B12)…(8)

式(8)是将式(7)中的θM、θ1、θ2、B1/B2分别替换为θs、θ1s、θ2s、B12的式。

运算器50包含计算检测值θs的运算处理部51和保持第一部分磁场MFa的强度B1相对于第二部分磁场MFb的强度B2的比B12的值的存储部52。运算处理部51使用由第一磁传感器10A的第一数据生成器15计算出的θ1s、由第二磁传感器20A的第二数据生成器25计算出的θ2s以及由存储部52保持的比B12，通过式(8)，来计算检测值θs。

此外，比B12可以通过测量第一和第二部分磁场MFa、MFb的强度B1、B2来求得。强度B1、B2的测量在角度传感器1出厂前或使用前由角度传感器1的外部的未在图中示出的控制部实行。强度B1、B2的测量可以使用第一和第二磁传感器10A、20A，也可以使用其它的磁传感器。

根据本实施方式，与通过进行使用了第一和第二检测数据θ1s、θ2s的运算处理，仅基于第一检测数据θ1s或第二检测数据θ2s而生成检测值θs的情况相比，可以生成降低了由噪声磁场Mex引起的误差的检测值θs。在下文中，对其原因进行详细地说明。

如式(3)所示，第一角度θ1由于由噪声磁场Mex引起的角度误差“atan(Bex/B1)”而变化。另外，如式(4)所示，第二角度θ2由于由噪声磁场Mex引起的角度误差“atan(Bex/B2)”而变化。在本实施方式中，第一检测数据θ1s表示第一角度θ1，第二检测数据θ2s表示第二角度θ2。因此，式(3)、式(4)表示第一和第二检测数据θ1s、θ2s受到噪声磁场Mex的影响。

另外，在本实施方式中，第一部分磁场MFa的强度B1和第二部分磁场MFb的强度B2互相不同。因此，在赋予第一和第二检测数据θ1s、θ2s的噪声磁场Mex的相对的影响中产生差异。其结果，在第一和第二检测数据θ1s、θ2s之间，能够产生取决于噪声磁场Mex的差异。具体地，在第一和第二角度θ1、θ2的角度误差的值中产生取决于噪声磁场Mex的差异。式(7)所示的旋转磁场角度θM是利用该性质而被导出的。在本实施方式中，使用了第一和第二检测数据θ1s、θ2s的运算处理，具体地，进行式(8)中所示的运算处理，来生成检测值θs。

此外，第一检测数据θ1s相当于仅基于第一检测数据θ1s而生成的检测值θs，第二检测数据θ2s相当于仅基于第二检测数据θ2s而生成的检测值θs。如上所述，由于第一和第二角度θ1、θ2包含由噪声磁场Mex引起的角度误差，因此第一和第二检测数据θ1s、θ2s也包含由噪声磁场Mex引起的误差。另一方面，由于旋转磁场角度θM不包含由噪声磁场Mex引起的角度误差，因此，进行式(8)所示的运算处理而生成的检测值θs理论上也不包含由噪声磁场Mex引起的角度误差。由此，根据本实施方式，与第一和第二检测数据θ1s、θ2s相比，可以生成降低了由噪声磁场Mex引起的误差的检测值θs。

根据本实施方式，由于第一至第四ADC13、14、23、24的采样的时刻一致，因此可以防止在检测值θs中产生误差。在下文中，一边与比较例的角度传感器进行比较一边对该效果进行说明。

首先，对比较例的角度传感器的结构进行说明。比较例的角度传感器的结构基本上与图3所示的本实施方式的角度传感器1的结构相同。然而，在比较例中，第三和第四ADC23、24以由时钟产生器20B产生的采样时钟作为由时钟产生器10B产生的采样时钟CLK的代替来确定采样的时刻的方式构成。

接下来，对比较例的角度传感器所生成的检测值的误差进行说明。在此，设磁铁6以规定的角速度ω旋转。另外，将第一磁传感器10A检测第一施加磁场MF1的时刻设定为第一时刻，将第二磁传感器20A检测第二施加磁场MF2的时刻设定为第二时刻，将从第一时刻起到第二时刻为止的时间设定为时间差DT。另外，假设θ1s、θ2s作为在第一时刻，第一和第二磁传感器10A、20A同时检测第一和第二施加磁场MF1、MF2所得到的第一和第二检测数据。在这种情况下，在第二时刻，第二磁传感器20A检测第二施加磁场MF2所得到的第二检测数据约为θ2s+ω·DT。ω·DT是根据时间差DT的对象角度θ的变化量。当考虑时间差DT时，运算器50所生成的检测值θs可以由下述的式(9)表示。

θs＝{(θ2s+ω·DT)-B12·θ1s}/(1-B12)…(9)

在第一时刻和第二时刻一致的情况下，时间差DT变成0，并且式(9)与式(8)一致。另一方面，在第一时刻和第二时刻不一致的情况下，时间差DT不变成0，并且式(9)与式(8)不一致。在下文中，将由式(9)表示的检测值θs与由式(8)表示的检测值θs的差称为由时间差DT引起的检测值θs的误差，并由记号θE表示。误差θE由下述的式(10)表示。

θE＝ω·DT/(1-B12)…(10)

在本实施方式中，B12大于1。但是，当B12为大于1且小于2的值时，则(1-B12)的绝对值小于1。在这种情况下，误差θE大于根据时间差DT的对象角度θ的变化量ω·DT。另外，随着B12接近于1，且(1-B12)的绝对值接近于0，误差θE变大。

图11是表示磁铁6的旋转速度RS与检测值θs的误差θE之间的关系的一例的特性图。在图11中，横轴表示旋转速度RS，纵轴表示误差θE。旋转速度RS与角速度ω成比例。在该示例中，将时间差DT设为12.5微秒。在图11中，由附有符号61的直线表示当B12为1.2时的旋转速度RS与误差θE之间的关系。另外，附有符号62的直线表示当B12为2时的旋转速度RS与误差θE之间的关系。如图11所示，当使旋转速度RS相同进行比较时，当B12为1.2时的误差θE(符号61)大于当B12为2时的误差θE(符号62)。

在本实施方式中，第一至第四ADC13、14、23、24均以由时钟产生器10B所产生的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。因此，第一至第四ADC13、14、23、24的采样的时刻一致。因此，在本实施方式中，第一磁传感器10A检测第一施加磁场MF1的时刻与第二磁传感器20A检测第二施加磁场MF2的时刻一致，时间差DT变成0。其结果，由时间差DT引起的误差θE也变成0。如上所述，根据本实施方式，可以防止由于多个磁传感器检测对象磁场的时刻偏离而导致在检测值θs中产生误差。

此外，在本实施方式中，第一至第四ADC13、14、23、24以由时钟产生器20B而非时钟产生器10B所产生的采样时钟来确定采样的时刻的方式构成。

[第二实施方式]

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。图12是示出本实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。本实施方式所涉及的角度传感器1在以下方面与第一实施方式不同。在本实施方式中，没有设置第一实施方式中的时钟产生器10B、20B。取而代之，本实施方式所涉及的角度传感器1具备时钟产生器10C。时钟产生器10C与包含第一磁传感器10A的电子部件10和包含第二磁传感器20A的电子部件20分体地构成。

时钟产生器10C与时钟产生器10B同样地，产生确定采样的时刻的采样时钟CLK。第一磁传感器10A的第一和第二ADC13、14以及第二磁传感器20A的第三和第四ADC23、24均以由时钟产生器10C所产生的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。时钟产生器10C与第一至第四ADC13、14、23、24经由传送采样时钟CLK的信号线而电连接。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第一实施方式相同。

[第三实施方式]

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。首先，参照图1，对本实施方式所涉及的角度传感器1的结构进行说明。本实施方式所涉及的角度传感器1在以下的方面与第一实施方式不同。在本实施方式中，没有设置第一实施方式中的第一和第二数据生成器15、25。

另外，在本实施方式中，第一磁传感器10A的第一和第二检测器11、12生成表示第一施加磁场MF1的互相不同的方向的两个分量的强度的第一和第二模拟检测信号S1a、S2a。在本实施方式中，特别地，这两个分量是第一施加磁场MF1的互相正交的方向的两个分量。在本实施方式中，将以成为这两个分量的基准的两个方向设定为X方向和Y方向(参照图2)。第一模拟检测信号S1a表示第一施加磁场MF1的X方向的分量的强度。第二模拟检测信号S2a表示第一施加磁场MF1的Y方向的分量的强度。

同样地，在本实施方式中，第二磁传感器20A的第三和第四检测器21、22生成第二施加磁场MF2的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第三和第四模拟检测信号S3a、S4a。在本实施方式中，特别地，这两个分量是第二施加磁场MF2的互相正交的方向的两个分量。在本实施方式中，将以成这两个分量的基准的两个方向设定为X方向和Y方向(参照图2)。第三模拟检测信号S3a表示第二施加磁场MF2的X方向的分量的强度。第四模拟检测信号S4a表示第二施加磁场MF2的Y方向的分量的强度。

此外，如上所述，为了使第一至第四模拟检测信号S1a～S4a表示磁场的一个方向的分量的强度，第一至第四模拟检测信号S1a～S4a的大小在第一和第二施加磁场MF1、MF2的强度的范围内不饱和的条件下，有必要使用第一至第四检测器11、12、21、22。

第一磁传感器10A的第一和第二ADC13、14分别将上述的第一和第二模拟检测信号S1a、S2a转换成第一和第二数字检测信号S1d、S2d。在本实施方式中，第一磁传感器10A所生成的第一检测数据包含第一和第二数字检测信号S1d、S2d。

第二磁传感器20A的第三和第四ADC23、24分别将上述的第三和第四模拟检测信号S3a、S4a转换成第三和第四数字检测信号S3d、S4d。在本实施方式中，第二磁传感器20A所生成的第二检测数据包含第三和第四数字检测信号S3d、S4d。

另外，本实施方式所涉及的角度传感器1具备运算器250作为第一实施方式中的运算器50的替代。运算器250进行使用了第一和第二检测数据检测数据的运算处理，来生成检测值θs。运算器250例如可以通过ASIC或微型计算机来实现。

接下来，对本实施方式中的第一至第四检测器11、12、21、22的结构进行说明。本实施方式中的第一和第三检测器11、21中的各个的结构与第一实施方式中的第一检测器11的结构相同。因此，在以下的说明中，对于本实施方式中的第一和第三检测器11、21的构成要素，使用与第一实施方式中的图4所示的第一检测器11的构成要素相同的符号。同样地，本实施方式中的第二和第四检测器12、22中的各个的结构与第一实施方式中的第二检测器12的结构相同。因此在以下的说明中，对于本实施方式中的第二和第四检测器12、22的的构成要素，使用与第一实施方式中的图5所示的第二检测器12的构成要素相同的符号。

在第一检测器11中，输出端口E11、E12的电位差根据第一施加磁场MF1的X方向的分量的强度而变化。第一检测器11的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12的电位差的信号作为第一模拟检测信号S1a输出。

在第二检测器12中，输出端口E21、E22的电位差根据第一施加磁场MF1的Y方向的分量的强度而变化。第二检测器12的差分检测器28将对应于输出端口E21、E22的电位差的信号作为第二模拟检测信号S2a输出。

在第三检测器21中，输出端口E11、E12的电位差根据第二施加磁场MF2的X方向的分量的强度而变化。第三检测器21的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12的电位差的信号作为第三模拟检测信号S3a输出。

在第四检测器22中，输出端口E21、E22的电位差根据第二施加磁场MF2的Y方向的分量的强度而变化。第四检测器22的差分检测器28将对应于输出端口E21、E22的电位差的信号作为第四模拟检测信号S4a输出。

接下来，对根据本实施方式中的运算部250的检测值θs的生成方法进行说明。运算器250与第一实施方式所涉及的运算器50同样地，与仅基于第一检测数据或第二检测数据生成检测值θs的情况相比，为了降低由噪声磁场Mex引起的检测值θs的误差，进行使用了第一和第二检测数据检测数据的运算处理，以生成检测值θs。

这里，表示第一施加磁场MF1的方向和强度的矢量由符号H1来表示，表示第二施加磁场MF2的方向和强度的矢量由符号H2来表示，表示第一部分磁场MFa的方向和强度的矢量由符号Ha来表示，表示第二部分磁场MFb的方向和强度的矢量由符号Hb来表示，表示噪声磁场Mex的方向和强度的矢量由符号Hex来表示。第一施加磁场MF1是第一部分磁场MFa与噪声磁场Mex的合成磁场。因此，矢量H1可以使用矢量Ha、Hex，由下述的式(11)来表示。

H1＝Ha+Hex…(11)

如式(11)所示，矢量H1的方向和大小根据矢量Hex而变化。换句话说，式(11)表示矢量H1受到噪声磁场Mex的影响。

另外，第二施加磁场MF2是第二部分磁场MFb与噪声磁场Mex的合成磁场。因此，矢量H2可以使用矢量Hb、Hex，由下述的式(12)来表示。

H2＝Hb+Hex…(12)

如式(12)所示，矢量H2的方向和大小根据矢量Hex而变化。换句话说，式(12)表示矢量H2受到噪声磁场Mex的影响。

在此，矢量H3如下述的式(13)那样定义。

H3＝H1-H2…(13)

当将式(11)、(12)代入式(13)，可以得到下述的式(14)。

H3＝H1-H2

＝Ha+Hex-(Hb+Hex)

＝Ha-Hb…(14)

如在第一实施方式中所述，由于第一部分磁场MFa的方向与第二部分磁场MFb的方向成为相同的方向，因此矢量Ha的方向和矢量Hb的方向成为相同的方向。另外，由于第一部分磁场MFa的强度与第二部分磁场MFb的强度互相不同，因此矢量Ha的大小与矢量Hb的大小互相不同。如式(14)所示，当进行求得矢量H1与矢量H2的差的运算处理时，矢量Hex被抵消，并且可以生成与与矢量Ha、Hb具有相同的方向并且排除了噪声磁场Mex的影响的矢量H3。运算器250通过求得矢量H3的方向来生成排除了噪声磁场Mex的影响的检测值θs。

在本实施方式中，将第一和第二数字检测信号S1d、S2d设定为直角坐标系中的矢量H1的两个分量，将第三和第四数字检测信号S3d、S4d设定为直角坐标系中的矢量H2的两个分量。

在图13中，示出了运算器250的结构的一例。在该示例中，运算器250包含第一运算部251、第二运算部252和偏角运算部253。在运算器250中，将作为直角坐标系中的矢量H1的两个分量的第一和第二数字检测信号S1d、S2d作为当将矢量H1由复数表示时的实部和虚部。另外，在运算器250中，将作为直角坐标系中的矢量H2的两个分量的第三和第四数字检测信号S3d、S4d作为当将矢量H2由复数表示时的实部和虚部。

第一运算部251进行求得第一数字检测信号S1d和第三数字检测信号S3d的差的运算处理，并且求得当将矢量H3由复数表示时的实部Re。第二运算部252进行求得第二数字检测信号S2d和第四数字检测信号S4d的差的运算处理，并且求得当将矢量H3由复数表示时的虚部Im。实部Re和虚部Im分别由下述的式(15)、式(16)来表示。

Re＝S1d-S3d…(15)

Im＝S2d-S4d…(16)

从实部Re和虚部Im计算出的复数的偏角对应于矢量H3的方向。在本实施方式中，将上述偏角设定为检测值θs。偏角运算部253例如通过下属的式(17)来计算检测值θs。

θs＝atan(Im/Re)…(17)

在θs为0°以上且小于360°的范围内，式(17)中的θs的解具有2个相差180°的值。然而，通过Re、Im的正负的组合，可以判别式(17)中的θs的2个解中的哪一个是θs的真实值。偏角运算部253通过式(17)和上述的Re、Im的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θs。

此外，第一实施方式中的θ1s相当于仅基于本实施方式中的第一检测数据生成的检测值θs，第一实施方式中的θ2s相当于仅基于本实施方式中的第二检测数据生成的检测值θs。如第一实施方式中所说明的那样，θ1s、θ2s包含由噪声磁场Mex引起的误差。另一方面，如式(14)所示，由于矢量H3由矢量Ha和矢量Hb的差来表示，因此以上述的方式生成的检测值θs在理论上不包含由噪声磁场Mex引起的误差。由此，根据本实施方式，与θ1s、θ2s相比，可以生成降低了由噪声磁场Mex引起的误差的检测值θs。

此外，在本实施方式中，产生定第一至第四ADC13、14、23、24的采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器，与第二实施方式同样地，可以与电子部件10、20分体地构成。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第一或第二实施方式相同。

[第四实施方式]

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。首先，参照图14，对本实施方式所涉及的角度传感器1的结构进行说明。图14是示出传感器系统100的概略的结构的立体图。本实施方式所涉及的角度传感器1在以下的方面与第一实施方式不同。本实施方式所涉及的角度传感器1作为多个磁传感器，除了具备第一实施方式中的第一和第二磁传感器10A、20A之外，还具备第三磁传感器30A和第四磁传感器40A。另外，角度传感器1作为多个磁传感器，除了具备第一实施方式中的电子部件10、20之外，还具备两个电子部件30、40。与第一实施方式同样地，第一磁传感器10A被包含于电子部件10。第二磁传感器20A被包含于电子部件20。

第三磁传感器30A被包含于电子部件30。第四磁传感器40A被包含于电子部件40。电子部件10、20、30、40以相对于磁铁6的一个端面的方式配置。

第一至第四磁传感器10A、20A、30A、40A在互相不同的检测位置以检测包含对象磁场的施加磁场的方式构成。与第一实施方式同样地，第一磁传感器10A在第一检测位置P1检测包含对象磁场的第一施加磁场MF1，并生成第一检测数据。第二磁传感器20A在第二检测位置P2检测包含对象磁场的第二施加磁场MF2，并生成第二检测数据。

第三磁传感器30A在第三检测位置P3检测包含对象磁场的第三施加磁场MF3，并生成第三检测数据。第四磁传感器40A在第四检测位置P4检测包含对象磁场的第四施加磁场MF4，并生成第四检测数据。

第一至第四检测位置P1～P4是通过磁铁6的假想的直线上的互相不同的位置。该假想的直线可以与旋转轴C一致，也可以不一致。在图14中，示出了前者的情况的例子。在该示例中，第一至第四检测位置P1～P4在远离磁铁6的方向上，以此顺序排列。此外，并非总是需要第一至第四检测位置P1～P4的全部位于同一直线上。

与第一实施方式同样地，将第一检测位置P1处的对象磁场称为第一部分磁场MFa，将第二检测位置P2处的对象磁场称为第二部分磁场MFb。另外，在本实施方式中，将第三检测位置P3处的对象磁场称为第三部分磁场MFc，将第四检测位置P4处的对象磁场称为第四部分磁场MFd。第一至第四部分磁场MFa～MFd的方向根据对象角度θ而变化。由于第一至第四检测位置P1～P4互相不同，因此第一至第四部分磁场MFa～MFd的强度互相不同。

如在第一实施方式中所说明的，在角度传感器1，除了施加有对象磁场之外，还存在施加有除了对象磁场之外的噪声磁场Mex的情况。第一至第四检测位置P1～P4处的噪声磁场Mex的方向互相相等，并且第一至第四检测位置P1～P4处的噪声磁场Mex的强度互相相等。当在角度传感器1施加有噪声磁场Mex时，第一施加磁场MF1是第一部分磁场MFa与噪声磁场Mex的合成磁场，第二施加磁场MF2是第二部分磁场MFb与噪声磁场Mex的合成磁场，第三施加磁场MF3是第三部分磁场MFc与噪声磁场Mex的合成磁场，第四施加磁场MF4是第四部分磁场MFd与噪声磁场Mex的合成磁场。

另外，本实施方式所涉及的角度传感器1与第一实施方式同样地，具备时钟产生器10B。时钟产生器10B被包含于电子部件10。另外，角度传感器1具备进行使用了第一至第四检测数据的运算处理来生成检测值θs的运算部350，作为第一实施方式中的运算部50的替代。此外，运算器350将在之后说明的图16中示出。如上所述，在本实施方式中，第一至第四部分磁场MFa～MFd的强度互相不同。因此，在赋予第一至第四检测数据的噪声磁场Mex的相对的影响中产生差异。其结果，在第一至第四检测数据之间会产生取决于噪声磁场Mex的差异。运算器350利用该性质，与仅基于第一至第四检测数据中的任一个来生成检测值θs的情况相比，为了降低由噪声磁场Mex引起的检测值θs的误差，进行使用了第一至第四检测数据的运算处理，来生成检测值θs。运算器350可以通过例如ASIC或微型计算机来实现。

在此，参照图14和图15，对本实施方式中的方向、角度、基准平面和基准方向的定义进行说明。X方向、Y方向、Z方向、-X方向、-Y方向、第一基准平面PL1、第二基准平面PL2和基准方向DR的定义与第一实施方式相同。

在本实施方式中，除了定义了第一和第二基准平面PL1、PL2之外，还定义了对应于第三检测位置P3的第三基准平面PL3和对应于第四检测位置P4的第四基准平面PL4。第三和第四基准平面PL3、PL4与第一和第二基准平面PL1、PL2同样地，是垂直于Z方向的假想的平面。因此，第一至第四基准平面PL1～PL4互相平行。第三检测位置P3是第三基准平面PL3与所述假想的直线的交点。第四检测位置P4是第四基准平面PL4与所述假想的直线的交点。

与第一实施方式同样地，将平行于第一施加磁场MF1的第一基准平面PL1的分量称为第一施加磁场分量MF1c，将平行于第二施加磁场MF2的第二基准平面PL2的分量称为第二施加磁场分量MF2c，将第一施加磁场分量MF1c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第一角度θ1，将第二施加磁场分量MF2c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第二角度θ2。另外，将平行于第三基准平面PL3的第三施加磁场MF3的分量称为第三施加磁场分量MF3c，将平行于第四基准平面PL4的第四施加磁场MF4的分量称为第四施加磁场分量MF4c。如图15所示，将第三施加磁场分量MF3c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第三角度，由记号θ3表示。另外，将第四施加磁场分量MF4c的方向相对于基准方向DR所成的角度称为第四角度，由记号θ4表示。第三和第四角度θ3、θ4的正负的定义与第一和第二角度θ1、θ2相同。

第一施加磁场MF1的主要分量是第一部分磁场MFa。第二施加磁场MF2的主要分量是第二部分磁场MFb。第三施加磁场MF3的主要分量是第三部分磁场MFc。第四施加磁场MF4的主要分量是第四部分磁场MFd。第一至第四部分磁场MFa～MFd的方向是相同的方向。另外，如上所述，第一至第四部分磁场MFa～MFd的方向根据对象角度θ而变化。因此，第一至第四角度θ1～θ4根据对象角度θ而变化。

由于第三施加磁场MF3的主要分量是第三部分磁场MFc，因此第三施加磁场MF3的方向平行于或大致平行于第三基准平面PL3。因此，第三施加磁场MF3的方向相对于基准方向DR所成的角度与第三角度θ3相等或大致相等。同样地，由于第四施加磁场MF4的主要分量是第四部分磁场MFd，因此第四施加磁场MF4的方向平行于或大致平行于第四基准平面PL4。因此，第四施加磁场MF4的方向相对于基准方向DR所成的角度与第四角度θ4相等或大致相等。此外，如在第一实施方式中所说明的那样，第一施加磁场MF1的方向相对于基准方向DR所成的角度与第一角度θ1相等或大致相等。第二施加磁场MF2的方向相对于基准方向DR所成的角度与第二角度θ2相等或大致相等。

接下来，将参照图16，对角度传感器1的结构进行详细地说明。图16是示出角度传感器1的结构的功能块图。第一磁传感器10A的结构与第一实施方式相同。即，第一磁传感器10A包含第一和第二检测器11、12、第一和第二ADC13、14以及第一数据生成器15。在本实施方式中，第一和第二检测器11、12与第三实施方式中同样地，生成第一施加磁场MF1的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第一和第二检测器模拟检测信号S1a、S2a。第一模拟检测信号S1a表示第一施加磁场MF1的X方向的分量的强度。第二模拟检测信号S2a表示第一施加磁场MF1的Y方向的分量的强度。

另外，第二磁传感器20A的结构与第一实施方式相同。即，第二磁传感器20A包含第三和第四检测器21、22、第三和第四ADC23、24以及第二数据生成器25。在本实施方式中，第三和第四检测器21、22与第三实施方式中同样地，生成第二施加磁场MF2的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第三和第四检测器模拟检测信号S3a、S4a。第三模拟检测信号S3a表示第二施加磁场MF2的X方向的分量的强度。第四模拟检测信号S4a表示第二施加磁场MF2的Y方向的分量的强度。

第三磁传感器30A包含第五检测器31和第六检测器32。第五和第六检测器31、32生成第三施加磁场MF3的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第五和第六检测器模拟检测信号S5a、S6a。在本实施方式中，特别地，这两个分量是第三施加磁场MF3的互相正交的两个分量。在本实施方式中，将以成为这两个分量的基准的两个方向设定为X方向和Y方向。第五模拟检测信号S5a表示第三施加磁场MF3的X方向的分量的强度。第六模拟检测信号S6a表示第三施加磁场MF3的Y方向的分量的强度。

第四磁传感器40A包含第七检测器41和第八检测器42。第七和第八检测器41、42生成第四施加磁场MF4的表示互相不同的方向的两个分量的强度的第七和第八检测器模拟检测信号S7a、S8a。在本实施方式中，特别地，这两个分量是第四施加磁场MF4的互相正交的两个分量。在本实施方式中，将以成为这两个分量的基准的两个方向设定为X方向和Y方向。第七模拟检测信号S7a表示第四施加磁场MF4的X方向的分量的强度。第八模拟检测信号S8a表示第四施加磁场MF4的Y方向的分量的强度。

此外，如上所述，为了使第一至第八模拟检测信号S1a～S8a表示磁场的一个方向的分量的强度，第一至第八模拟检测信号S1a～S8a的大小在第一至第四施加磁场MF1～MF4的强度的范围内不饱和的条件下，必须使用第一至第八检测器11、12、21、22、31、32、41、42。

第五至第八检测器31、32、41、42的各个与第一至第四检测器11、12、21、22同样地，包含至少一个磁检测元件。至少一个磁检测元件可以包含至少一个磁阻效应元件。

当对象磁场的方向以规定的周期旋转时，第一至第四角度θ1～θ4以规定的周期变化。在这种情况下，第一至第八模拟检测信号S1a～S8a均以与上述规定的周期相等的信号周期周期性地变化。第二模拟检测信号S2a的相位相对于第一模拟检测信号S1a的相位，仅以信号周期的1/4的奇数倍不同。第三、第五和第七模拟检测信号S3a、S5a、S7a的相位分别与第一模拟检测信号S1a的相位一致。第四、第六和第八模拟检测信号S4a、S6a、S8a的相位分别与第二模拟检测信号S2a的相位一致。此外，从磁检测元件的制作的精度等的观点来看，这些信号的相位的关系也可以略微偏离上述的关系。

第三磁传感器30A包含第五ADC33和第六ADC34。第五和第六ADC33、34分别将第五和第六模拟检测信号S5a、S6a转换成第五和第六数字检测信号S5d、S6d。第三磁传感器30A还包含进行使用了第五和第六数字检测信号S5d、S6d的运算处理来生成第三检测数据的第三数据生成器35。第五和第六ADC33、34以及第三数据生成器35例如可以通过一个ASIC来实现。

第四磁传感器40A包含第七ADC43和第八ADC44。第七和第八ADC43、44分别将第七和第八模拟检测信号S7a、S8a转换成第七和第八数字检测信号S7d、S8d。第四磁传感器40A还包含进行使用了第七和第八数字检测信号S7d、S8d的运算处理来生成第四检测数据的第四数据生成器45。第七和第八ADC43、44以及第四数据生成器45例如可以通过一个ASIC来实现。

第一至第八ADC13、14、23、24、33、34、43、44的结构是相同的。第一至第八ADC13、14、23、24、33、34、43、44中的各个均以通过由时钟产生器10B产生的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。时钟产生器10B与第一至第八ADC13、14、23、24、33、34、43、44经由传送采样时钟CLK的信号线而电连接。

接下来，对第一至第八检测器11、12、21、22、31、32、41、42的结构进行说明。第一至第四检测器11、12、21、22的结构与第三实施方式相同。

第五和第七检测器31、41的各个的结构与第一检测器11相同。因此，在以下的说明中，对第五和第七检测器31、41的构成要素，使用与第一检测器11的构成要素相同的符号。同样地，第六和第八检测器32、42的各个的结构与第二检测器12相同。因此，在以下的说明中，对第六和第八检测器32、42的构成要素，使用与第一检测器11的构成要素相同的符号。

在第五检测器31中，输出端口E11、E12的电位差根据第三施加磁场MF3的X方向的分量的强度而变化。第五检测器31的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12的电位差的信号作为第五模拟检测信号S5a输出。

在第六检测器32中，输出端口E21、E22的电位差根据第三施加磁场MF3的Y方向的分量的强度而变化。第六检测器32的差分检测器28将对应于输出端口E21、E22的电位差的信号作为第六模拟检测信号S6a输出。

在第七检测器41中，输出端口E11、E12的电位差根据第四施加磁场MF4的X方向的分量的强度而变化。第七检测器41的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12的电位差的信号作为第七模拟检测信号S7a输出。

在第八检测器42中，输出端口E21、E22的电位差根据第四施加磁场MF4的Y方向的分量的强度而变化。第八检测器42的差分检测器28将对应于输出端口E21、E22的电位差的信号作为第八模拟检测信号S8a输出。

第一施加磁场MF1的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度分别与第一施加磁场分量MF1c的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度相等。第二施加磁场MF2的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度分别与第二施加磁场分量MF2c的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度相等。第三施加磁场MF3的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度分别与第三施加磁场分量MF3c的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度相等。第四施加磁场MF4的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度分别与第四施加磁场分量MF4c的X方向的分量的强度和Y方向的分量的强度相等。

接下来，对第一至第四检测数据的生成方法进行说明。第一磁传感器10A的第一数据生成器15生成表示第一施加磁场分量MF1c的方向和强度的矢量Y1作为第一检测数据。矢量Y1的方向对应于第一施加磁场分量MF1c的方向。在本实施方式中，将矢量Y1的方向使用表示第一角度θ1的θ1s来表示。第一数据生成器15例如通过第一实施方式中的式(1)来计算θ1s。

另外，矢量Y1的大小Ma1对应于第一施加磁场分量MF1c的强度。第一数据生成器15计算第一数字检测信号S1d的平方和第二数字检测信号S2d的平方之和S1d²+S2d²来求得大小Ma1。S1d²+S2d²是与第一施加磁场分量MF1c的强度具有对应关系的参数。

第二磁传感器20A的第二数据生成器25生成表示第二施加磁场分量MF2c的方向和强度的矢量Y2作为第二检测数据。矢量Y2的方向对应于第二施加磁场分量MF2c的方向。在本实施方式中，将矢量Y2的方向使用表示第二角度θ2的θ2s来表示。第二数据生成器25例如通过第一实施方式中的式(2)来计算θ1s。

另外，矢量Y2的大小Ma2对应于第二施加磁场分量MF2c的强度。第二数据生成器25计算第三数字检测信号S3d的平方和第四数字检测信号S4d的平方之和S3d²+S4d²来求得大小Ma2。S3d²+S4d²是与第二施加磁场分量MF2c的强度具有对应关系的参数。

第三磁传感器30A的第三数据生成器35生成表示第三施加磁场分量MF3c的方向和强度的矢量Y3作为第三检测数据。矢量Y3的方向对应于第三施加磁场分量MF3c的方向。在本实施方式中，将矢量Y3的方向使用表示第三角度θ3的θ3s来表示。第三数据生成器35例如通过下述的式(18)来计算θ3s。

θ3s＝atan(S6d/S5d)…(18)

在θ3s为0°以上且小于360°的范围内，式(18)中的θ3s的解具有2个相差180°的值。然而，通过S5d、S6d的正负的组合，可以判别式(18)中的θ3s的2个解中的哪一个是θ3s的真实值。第三数据生成器35通过式(18)和上述的S5d、S6d的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θ3s。

另外，矢量Y3的大小Ma3对应于第三施加磁场分量MF3c的强度。第三数据生成器35计算第五数字检测信号S5d的平方和第六数字检测信号S6d的平方之和S5d²+S6d²来求得大小Ma3。S5d²+S6d²是与第三施加磁场分量MF3c的强度具有对应关系的参数。

第四磁传感器40A的第四数据生成器45生成表示第四施加磁场分量MF4c的方向和强度的矢量Y3作为第四检测数据。矢量Y4的方向对应于第四施加磁场分量MF4c的方向。在本实施方式中，将矢量Y4的方向使用表示第四角度θ4的θ4s来表示。第四数据生成器45例如通过下述的式(19)来计算θ4s。

θ4s＝atan(S8d/S7d)…(19)

在θ4s为0°以上且小于360°的范围内，式(19)中的θ4s的解具有2个相差180°的值。然而，通过S7d、S8d的正负的组合，可以判别式(19)中的θ4s的2个解中的哪一个是θ4s的真实值。第四数据生成器45通过式(19)和上述的S7d、S8d的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θ4s。

另外，矢量Y4的大小Ma4对应于第四施加磁场分量MF4c的强度。第四数据生成器45计算第七数字检测信号S7d的平方和第八数字检测信号S8d的平方之和S7d²+S8d²来求得大小Ma4。S7d²+S8d²是与第四施加磁场分量MF4c的强度具有对应关系的参数。

大小Ma1、Ma2、Ma3、Ma4分别可以是S1d²+S2d²、S3d²+S4d²、S5d²+S6d²、S7d²+S8d²其本身。或者，大小Ma1、Ma2、Ma3、Ma4分别可以是从S1d²+S2d²、S3d²+S4d²、S5d²+S6d²、S7d²+S8d²求得的施加磁场分量MF1c、MF2c、MF3c、MF4c的强度。或者，数据生成器15、25、35、45分别求得与除了S1d²+S2d²、S3d²+S4d²、S5d²+S6d²、S7d²+S8d²之外的施加磁场分量MF1c、MF2c、MF3c、MF4c的强度具有对应关系的参数的值，并且可以基于这些参数的值求得大小Ma1、Ma2、Ma3、Ma4。

接下来，对运算器350的结构和检测值θs的生成方法进行说明。首先，对本实施方式中的检测值θs的生成方法进行概念性地说明。运算器350所进行的运算处理包含使用了最小二乘法的运算处理。运算器350假设第一未知数M、第二未知数E和多个假设数据。第一未知数M包含对应于检测值θs的方向的信息和对应于规定的位置处的对象磁场的强度的大小的信息。第二未知数E包含对应于噪声磁场Mex的方向的方向的信息和对应于噪声磁场Mex的强度的大小的信息。多个假设数据是基于第一未知数M和第二未知数E而假设的对应于多个检测数据的信息。

运算器350以使多个检测数据和多个假设数据的对应的数据的彼此的差的平方和称为最小的方式来推定第一和第二未知数M、E，并基于推定的第一未知数M来确定检测值θs。

在本实施方式中，通过下述的式(20)来对多个假设数据进行建模。

z＝Hx…(20)

式(20)中的z是包含与基于要求得的第一和第二未知数M、E而生成的多个假设数据具有对应关系的m个要素的m维列矢量。此外，m是表示多个假设数据的数量的整数，该整数与多个检测数据的数量相同。式(20)中的H是根据多个检测位置处的对象磁场和噪声磁场Mex的形态规定的m行2列的矩阵。式(20)中的x是以第一未知数M和第二未知数E作为要素的二维列矢量。

在本实施方式中，通过确定列矢量x来推定第一未知数M和第二未知数E。此处，包含与多个检测数据具有对应关系的m个要素的m维列矢量由记号y来表示。列矢量x，以使列矢量y的m个要素和列矢量z的m个要素的对应的列矢量的彼此的差的平方和成为最小的方式来确定。这是通过具体地，定义用于确定列矢量x的最小二乘成本函数，并通过求得使这些列矢量x成为最小的列矢量x来实现。用于推定第一和第二未知数M、E的列矢量x由下述的式(21)来表示。

x＝(H^TH)^-1H^Ty…(21)

运算器350基于由式(21)计算的列矢量x的两个要素之一的第一未知数M，来确定检测值θs。

接下来，参照图17，对运算器350的结构和检测值θs的生成方法进行具体地说明。运算器350中的运算处理例如使用复数来进行。图17是示出运算器350的结构的一例的块图。在该示例中，运算器350包含第一转换部351、第二转换部352、第三转换部353、第四转换部354、未知数推定部355和偏角运算部356。

第一转换部351将作为第一检测数据的矢量Y1转换成复数C1。复数C1的实部Re1和虚部Im1分别由下述的式(22A)、式(22B)来表示。

Re1＝Ma1·cosθ1s…(22A)

Im1＝Ma1·sinθ1s…(22B)

第二转换器352将作为第二检测数据的矢量Y2转换成复数C2。复数C2的实部Re2和虚部Im2分别由下述的式(23A)、式(23B)来表示。

Re2＝Ma2·cosθ2s…(23A)

Im2＝Ma2·sinθ2s…(23B)

第三转换器353将作为第三检测数据的矢量Y3转换成复数C3。复数C3的实部Re3和虚部Im3分别由下述的式(24A)、式(24B)来表示。

Re3＝Ma3·cosθ3s…(24A)

Im3＝Ma3·sinθ3s…(24B)

第四转换部354将作为第四检测数据的矢量Y4转换成复数C4。复数C4的实部Re4和虚部Im4分别由下述的式(25A)、式(25B)来表示。

Re4＝Ma4·cosθ4s…(25A)

Im4＝Ma4·sinθ4s…(25B)

未知数推定部355使用与矢量Y1～Y4具有对应关系的复数C1～C4来推定第一和第二未知数M、E。在此，分别基于第一至第四检测数据来假设的第一至第四假设数据分别由记号z₁、z₂、z₃、z₄来表示。在本实施方式中，第一至第四假设数据z₁～z₄如下述的式(26)进行建模。

式(26)左侧的四维列矢量对应于式(20)中的z。

式(26)的右侧的4行2列的矩阵对应于式(20)中的H。在下文中，该矩阵由记号H_e来表示。矩阵H_e的第一列的四个要素根据第一至第四检测位置P1～P4处的对象磁场，即第一至第四部分磁场MFa～MFd的形态来规定。在本实施方式中，假设第一至第四部分磁场MFa～MFd的方向互相相等，并且对象磁场的强度与从磁铁6到检测位置的距离的立方成反比地变小，来规定矩阵H_e的第一列的四个要素。具体地，如式(26)所示，使用r₁、r₂、r₃、r₄来规定矩阵H_e的第一列的四个要素。r₁、r₂、r₃、r₄分别是从磁铁6到检测位置P1、P2、P3、P4的距离相对于从磁铁6到规定的位置的距离的比率。

矩阵H_e的第二列的四个要素根据第一至第四检测位置P1～P4处的噪声磁场Mex的形态来规定。在本实施方式中，假设第一至第四检测位置P1～P4处的噪声磁场Mex的方向互相相等，并且第一至第四检测位置P1～P4处的噪声磁场Mex的的强度互相相等，来规定矩阵H_e的第二列的四个要素。具体地，如式(26)所示，将矩阵H_e的第二列的四个要素均设定为1。

式(26)右侧的二维列矢量对应于式(20)中的x。在下文中，该列矢量由记号x_e来表示。列矢量x_e包含第一未知数M和第二未知数E作为要素。在本实施方式中，第一和第二未知数M、E均是复数。第一未知数M的偏角表示对应于检测值θs的方向的信息。第一未知数M的绝对值表示对应于规定的位置处的对象磁场的强度的大小的信息。在本实施方式中，将规定的位置设定为第一检测位置P1。第二未知数E的偏角表示对应于噪声磁场Mex的方向的方向的信息。第二未知数E的绝对值表示对应于噪声磁场Mex的强度的大小的信息。

未知数推定部355基于式(21)来确定列矢量x_e。在此，将以复数C1～C4为要素的四维列矢量由记号y_e来表示。列矢量y_e由下述的式(27)来表示。

y_e ^T＝[C1,C2,C3,C4]…(27)

未知数推定部355使用将式(27)中的H、x、y分别置换成H_e、x_e、y_e的式，来计算x_e。由此，推定出第一未知数M和第二未知数E。

偏角运算部356基于由未知数推定器355推定的第一未知数M来确定检测值θs。在本实施方式中，将第一未知数M的偏角设置为检测值θs。因此，偏角运算部356通过求得第一未知数M的偏角来计算检测值θs。具体地，偏角运算部356例如使用第一未知数M的实部Re_M和虚部Im_M，并通过下述的式(28)来计算θs。

θs＝atan(Im_M/Re_M)…(28)

在θs为0°以上且小于360°的范围内，式(28)中的θs的解具有2个相差180°的值。然而，通过Re_M、Im_M的正负的组合，可以判别式(28)中的θs的2个解中的哪一个是θs的真实值。偏角运算部356通过式(28)和上述的Re_M、Im_M的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θs。

并且，表示第一角度θ1的θ1s相当于仅基于第一检测数据而生成的检测值θs，表示第二角度θ2的θ2s相当于仅基于第二检测数据而生成的检测值θs，表示第三角度θ3的θ3s相当于仅基于第三检测数据而生成的检测值θs，表示第四角度θ4的θ4s相当于仅基于第四检测数据而生成的检测值θs。如第一实施方式所说明的那样，θ1s、θ2s包含由噪声磁场Mex引起的误差。同样地，θ3s、θ4s也包含由噪声磁场Mex引起的误差。

相对于此，在本实施方式中，基于由第一至第四磁传感器10A、20A、30A、40A生成的第一至第四检测数据，使用最小二乘法，生成检测值θs。第一至第四检测位置P1～P4互相不同。因此，在赋予第一至第四检测数据的噪声磁场Mex的相对的影响中产生差异。其结果，在第一至第四检测数据之间可能产生取决于噪声磁场Mex的差异。在本实施方式中，特别地，随着从磁铁6到检测位置的距离增加，噪声磁场Mex的相对的影响增加。

利用上述的性质，可以推定规定位置处的理想的对象磁场(以下，称为理想磁场。)和噪声磁场Mex。理想磁场是其方向对于基准方向DR所成的角度相当于角度传感器1的真实对象角度θ的假想的磁场。

在本实施方式中，由未知推定器355推定的第一未知数M对应于推定的理想磁场，并且由未知推定器355推定的第二未知数E对应于推定的噪声磁场Mex。在本实施方式中，基于第一未知数M来确定检测值θs。由此，根据本实施方式，可以推定排除了噪声磁场Mex的影响的检测值θs。即，根据本实施方式，与θ1s～θ4s相比，可以生成降低了了由噪声磁场Mex引起的误差的检测值θs。

此外，在本实施方式中，产生确定第一至第八ADC13、14、23、24、33、34、43、44的采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器与第二实施方式同样地，可以与电子部件10、20、30、40分体地构成。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第一至第三实施方式中的任一者相同。

[第五实施方式]

接下来，对本发明的第五实施方式进行说明。首先，参照图18，对本实施方式所涉及的传感器系统400进行说明。传感器系统400包含本实施方式所涉及的角度传感器401和物理信息产生部405。角度传感器401特别地是磁性式的角度传感器。角度传感器401检测方向根据对象角度θ而变化的对象磁场作为物理信息，并生成与对象角度θ具有对应关系的检测值。

本实施方式中的物理信息产生部405是产生作为物理信息的对象磁场的磁场产生部。在图18中，示出了一组以上的N极和S极交替地排列成环状的磁铁406。在图18所示的例子中，磁铁406包含两组N极和S极。角度传感器401检测从磁铁406的外周部产生的对象磁场的方向。在图18所示的例子中，图18中的纸面是XY平面，垂直于纸面的方向是Z方向。磁铁406的N极和S极配置于以平行于Z方向的旋转中心为中心的对称位置。磁铁406以旋转中心为中心旋转。由此，对象磁场以旋转中心(Z方向)为中心旋转。

在本实施方式中，对象角度θ是表示规定的基准位置处的对象磁场的方向的角度，检测值表示基准位置处的对象磁场的方向。角度传感器401包含各自生成与对象角度θ具有对应关系的检测数据的多个磁传感器。在本实施方式中，为多个磁传感器定义了共同的基准平面。基准平面是垂直于Z方向的假想的平面。

基准位置位于基准平面内。在该基准平面内，磁铁406所产生的对象磁场的方向以基准位置为中心旋转。在以下的说明中，基准位置处的对象磁场的方向是指位于基准平面内的方向。

另外，在本实施方式中，作为表示对象磁场的方向的基准，定义了基准方向。基准方向位于基准平面内，并且与基准位置交叉。在图18所示的例子中，磁铁406沿逆时针方向旋转，对象磁场的方向沿顺时针方向旋转。基准位置处的对象磁场的方向相对于基准方向所成的角度当从基准方向沿顺时针方向观察时由正的值表示，当从基准方向沿逆时针方向观察时由负的值表示。

在本实施方式中，多个磁传感器是第一磁传感器410A、第二磁传感器420A和第三磁传感器430A。角度传感器401还具备三个电子部件410、420、430。第一磁传感器410A被包含在电子部件410。第二磁传感器420A被包含于电子部件420。第三磁传感器430A被包含于电子部件430。电子部件410、420、430沿磁铁406的旋转方向被配置于在不同的位置。

第一磁传感器410A在第一检测位置P41处检测对象磁场并生成第一检测数据。第二磁传感器420A在第二检测位置P42处检测对象磁场并生成第二检测数据。第三磁传感器430A在第三检测位置P43处检测对象磁场并生成第三检测数据。第一至第三检测位置P41、P42、P43在基准平面内。基准位置例如是第二检测位置P42。

接下来，参照图19对角度传感器401的结构进行详细地说明。图19是示出角度传感器401的结构的功能块图。第一磁传感器410A包含第一检测器411。第二磁传感器420A包含第二检测器421。第三磁传感器430A包含第三检测器431。第一至第三检测器411、421、431分别包含至少一个磁检测元件。

第一至第三检测器411、421、431分别生成对应于对象磁场的方向的第一模拟检测信号S41a、第二模拟检测信号S42a和第三模拟检测信号S43a。当具体地说明时，第一检测器411生成对应于对象磁场的方向与第一方向D1之间的相对角度的第一模拟检测信号S41a。第二检测器421生成对应于对象磁场的方向与第二方向D2之间的相对角度的第二模拟检测信号S42a。第三检测器431生成对应于对象磁场的方向与第三方向D3之间的相对角度的第三模拟检测信号S43a。

在图18中，示出了第一至第三方向D1～D3。第一方向D1是磁铁406的半径方向，并且是从磁铁406的旋转中心朝向第一检测位置P41的方向。第二方向D2是磁铁406的半径方向，并且是从磁铁406的旋转中心朝向第二检测位置P42的方向。第三方向D3是磁铁406的半径方向，并且是从磁铁406的旋转中心朝向第三检测位置P43的方向。

第一至第三模拟检测信号S41a、S42a、S43a中的各个包含以规定的信号周期周期性地变化的理想分量，以绘制理想的正弦曲线(包括正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。第一至第三磁传感器410A、420A、430A的第一至第三模拟检测信号S41a、S42a、S43a的理想分量的相位互相不同。此处，设第一模拟检测信号S41a的理想分量和第二模拟检测信号S42a的理想分量之间的相位差的绝对值为PH1，设第二模拟检测信号S42a理想分量和第三模拟检测信号S43a的理想分量之间的相位差的绝对值为PH2。

PH1、PH2均为60°。第一至第三检测位置P41、P42、P43以使PH1、PH2均为60°的方式规定。第一检测位置P41与第二检测位置P42之间的偏离以及第二检测位置P42与第三检测位置P43之间的偏离均为60°电角度，即磁铁406的旋转角度为30°。另外，第一检测位置P41和第三检测位置P43的偏移为120°电角度，即磁铁406的旋转角度的60°。

第一磁传感器410A还包含第一ADC412。第一ADC412将第一模拟检测信号S41a转换成第一数字检测信号S41d。第一数字检测信号S41d是第一检测数据。

第二磁传感器420A还包含第二ADC422。第二ADC422将第二模拟检测信号S42a转换成第二数字检测信号S42d。第二数字检测信号S42d是第二检测数据。

第三磁传感器430A还包含第三ADC432。第三ADC432将第三模拟检测信号S43a转换成第三数字检测信号S43d。第三数字检测信号S43d是第三检测数据。

角度传感器401还包含产生确定采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器410B。时钟产生器410B被包含于电子部件410。第一至第三ADC412、422、432均以由时钟产生器410B生成的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。时钟产生器410B与第一至第三ADC412、422、432经由传送采样时钟CLK的信号线而电连接。

第一至第三ADC412、422、432的结构是相同的。第一至第三ADC412、422、432中的各个的具体的结构与第一实施方式中的第一至第四ADC13、14、23、24中的各个的结构相同。

角度传感器401还具备进行使用了第一至第三检测数据，即第一至第三数字检测信号S41d、S42d、S43d的运算处理来生成检测值θs的运算器450。运算器450例如可以通过ASIC或微型计算机来实现。稍后将描述用于生成检测值θs的方法。

接下来，对第一至第三检测器411、421、431的结构进行说明。第一至第三检测器411、421、431中的各个的结构与第一实施方式中的第一检测器11的结构相同。因此，在以下的说明中，对第一至第三检测器411、421、431的构成要素，使用与第一实施方式中的图4所示的第一检测器11的构成要素相同的符号。

在第一检测器411中，磁检测元件R11、R14中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是第一方向D1，磁检测元件R12、R13中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是与第一方向D1相反的方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据对象磁场的方向与第一方向D1之间的相对角度而变化。差分检测器18将对应于输出端口E11、E12之间的电位差的信号作为第一模拟检测信号S41a输出。

在第二检测器421中，磁检测元件R11、R14中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是第二方向D2，磁检测元件R12、R13中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是与第二方向D2相反的方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据对象磁场的方向与第二方向D2之间的相对角度而变化。差分检测器18将对应于输出端口E11、E12之间的电位差的信号作为第二模拟检测信号S42a输出。

在第三检测器431中，磁检测元件R11、R14中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是第三方向D3，磁检测元件R12、R13中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是与第三方向D3相反的方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据对象磁场的方向与第三方向D3之间的相对角度而变化。差分检测器18将对应于输出端口E11、E12之间的电位差的信号作为第三模拟检测信号S43a输出。

此外，检测器411、421、431内的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向，从MR元件的制造的精度的观点来看，可以从上述的方向略微偏离。

接下来，参照图19，对运算器450的结构进行说明。运算器450具有第一运算电路451、第二运算电路452和第三运算电路453。

第一运算电路451接收第一和第二数字检测信号S41d、S42d，并生成作为它们的和的第一处理后信号S1。第二运算电路452接收第二数字检测信号S42d和第三数字检测信号S43d，并生成作为它们的和的第二处理后信号S2。第三运算电路453接收第一和第二处理后信号S1、S2，基于它们，来计算检测值θs。

在下文中，对检测值θs的计算方法进行说明。首先，对第一和第二后处理后信号S1、S2的生成方法进行说明。第一和第二处理后信号S1、S2基于第一至第三数字检测信号S41d～S43d生成。理想地，第一至第三模拟检测信号S41a～S43a仅包含上述的理想分量，并且第一至第三模拟检测信号S41a～S43a的波形是正弦曲线。然而，实际上，由MR元件引起的，第一至第三模拟检测信号S41a～S43a的波形从正弦曲线失真。作为由MR元件引起第一至第三模拟检测信号S41a～S43a的波形失真的情况的示例，列举磁化固定层的磁化方向由于对象磁场等的影响而变化的情况。这种情况在对象磁场的强度比较大的情况下容易发生。作为由MR元件引起第一至第三模拟检测信号S41a～S43a的波形失真的情况的示例，列举自由层的磁化方向由于自由层的形状各向异性或矫顽力等的影响而与对象磁场的方向不一致的情况。这种情况在对象磁场的强度比较小的情况下容易发生。

从正弦曲线失真的第一至第三模拟检测信号S41a～S43a除了理想分量之外还包含误差分量。误差分量的主要的分量是相当于信号周期的1/3的周期的高次谐波的误差分量。因此，第一至第三模拟检测信号S41a～S43a分别包含相当于信号周期的1/3的周期的高次谐波的误差分量。

第一至第三数字检测信号S41d～S43d分别包含相当于模拟检测信号的理想分量的理想分量和相当于模模拟检测信号的误差分量的误差分量。如上所述，PH1、PH2均为60°(π/3)。因此，第一至第三数字检测信号S41d、S42d、S43d的理想分量分别表示为cos(θ-π/3)、cosθ和cos(θ+π/3)。

另外，第一至第三数字检测信号S41d、S42d、S43d的误差分量分别可以表示为p·cos{3(θ-π/3)}、p·cos3θ、p·cos{3(θ+π/3)}。当将第一和第三数字检测信号S41d、S43d的误差分量变形时，第一和第三数字检测信号S41d、S43d的各个的误差分量变成为-p·cos3θ。此外，p是第一至第三数字检测信号S41d、S42d、S43d的各个的误差分量的振幅，并且是满足0<|p|<1的任意的值。

通过求得第一数字检测信号S41d和第二数字检测信号S42d的和来生成第一后处理后信号S1，来使第一数字检测信号S41d的误差分量即-p·cos3θ和第二数字检测信号S42d的误差分量即p·cos3θ被完全地抵消，从而使第一处理后信号S1的误差分量变成为0。

另外，通过求得第二数字检测信号S42d和第三数字检测信号S43d的和来生成第二后处理后信号S2，来使第二数字检测信号S42d的误差分量即p·cos3θ和第三数字检测信号S43d的误差分量即-p·cos3θ被完全地抵消，从而使第二处理后信号S2的误差分量变成为0。

接下来，参照图20描述第三运算电路453的结构和由第三运算电路453进行的检测值θs的计算方法进行说明。图20是示出第三运算电路453的结构的块图。第三运算电路453具有标准化电路N1、N2、N3、N4、加算电路453A、减算电路453B和运算部453C。

标准化电路N1将对第一处理后信号S1进行标准化的值对加算电路453A和减算电路453B输出。标准化电路N2将对第二处理后信号S2进行标准化的值对加算电路453A和减算电路453B输出。标准化电路N1、N2，例如，以使处理后信号S1、S2的最大值均为1，并且使处理后信号S1、S2的最小值均为-1的方式对处理后信号S1、S2进行标准化。

加算电路453A将标准化电路N1的输出值和标准化电路N2的输出值相加，生成加算信号S11。另外，减算电路453B从标准化电路N1的输出值减去标准化电路N2的输出值，生成减算信号S12。

标准化电路N3将对加算信号S11进行标准化的值S21对运算部453C输出。标准化电路N4将对减算信号S12进行标准化的值S22对运算部453C输出。标准化电路N3、N4以使信号S11、S12的最大值均为1，并且使信号S11、S12的最小值均为-1的方式对信号S11、S12进行标准化。

运算部453C基于值S21和值S22，计算与对象角度θ具有对应关系的检测值θs。具体地，例如，运算部453C通过下述的式(29)来计算θs。此外，式(29)中的α是由基准位置和基准方向确定的常数。

θs＝atan(S22/S21)+α…(29)

在θs为0°以上且小于360°的范围内，式(29)中的atan(S22/S21)的解具有2个相差180°的值。然而，通过S21、S22的正负的组合，可以判别式(29)中的atan(S22/S21)的2个解中的哪一个是atan(S22/S21)的真实值。运算部453C通过式(29)和上述的S21、S22的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θs。

如上所述，在本实施方式中，当生成第一处理后信号S1时，第一数字检测信号S41d的误差分量与第二数字检测信号S42d的误差分量互相抵消，当生成第二后处理后信号S2时，第二数字检测信号S42d的误差分量与第三数字检测信号S43d的误差分量互相抵消。然后，基于第一和第二后处理后信号S1、S2来计算检测值θs。理论上，第一和第二处理后信号S1、S2的误差分量变成为0。由此，根据本实施方式，可以生成降低了由误差分量引起的检测值θs。

此外，在本实施方式中，产生确定第一至第三ADC412、422、432的采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器，与第二实施方式同样地，可以与电子部件410、420、430分体地构成。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第一或第二实施方式相同。

[第六实施方式]

接下来，参照图21和图22，对本发明的第六实施方式进行说明。图21是示出包含本实施方式所涉及的角度传感器的传感器系统的概略的结构的说明图。图22是示出本实施方式所涉及的角度传感器的结构的功能块图。本实施方式中的传感器系统400包含本实施方式所涉及的角度传感器501作为第五实施方式所涉及的角度传感器401的替代。角度传感器501特别地，是磁性式的角度传感器。角度传感器501检测方向根据对象角度θ而变化的对象磁场作为物理信息，并生成与对象角度θ具有对应关系的检测值。角度传感器501检测从磁铁406的外周部产生的对象磁场的方向。角度传感器501具备各自生成与对象角度θ具有对应关系的检测数据的第一磁传感器510A和第二磁传感器520A。

角度传感器501还具备两个电子部件510、520。第一磁传感器510A被包含于电子部件510。第二磁传感器520A被包含于电子部件520。电子部件510、520沿磁铁406的旋转方向被配置于不同的位置。

第一磁传感器510A在第一检测位置P51检测对象磁场，并生成第一检测数据。第二磁传感器520A在第二检测位置P52检测对象磁场并生成第二检测数据。在本实施方式中，与第五实施方式同样地，定义了基准平面和基准位置。在本实施方式中，特别地，为第一和第二磁传感器510A、520A定义了共同的基准平面。基准平面是垂直于Z方向的假想的平面。第一和第二检测位置P51、P52在基准平面内。基准位置例如是第一检测位置P51。

此外，如第五实施方式中所说明的那样，对象角度θ是表示规定的基准位置处的对象磁场的方向的角度，检测值是表示基准位置处的对象磁场的方向。另外，作为表示对象磁场的方向的基准，定义了基准方向。基准方向位于基准平面内，并且与基准位置交叉。在图21所示的例子中，磁铁406沿逆时针方向旋转，对象磁场的方向沿顺时针方向旋转。基准位置处的对象磁场的方向相对于基准方向所成的角度当从基准方向沿顺时针方向观察时由正的值表示，当从基准方向沿逆时针方向观察时由负的值表示。

第一磁传感器510A包含第一检测器511。第二磁传感器520A包含第二检测器521。第一和第二检测器511、521中的各个包含至少一个磁检测元件。

第一检测器511生成对应于对象磁场的方向的第一模拟检测信号S51a。当具体地说明时，第一检测器511生成对应于对象磁场的方向与第一方向D11之间的相对角度的第一模拟检测信号S51a。另外，第二检测器521生成对应于对象磁场的方向的第二模拟检测信号S52a。当具体地说明时，第二检测器521生成对应于对象磁场的方向与第二方向D12之间的相对角度的第二模拟检测信号S52a。

在图21中，示出了第一和第二方向D11、D12。第一方向D11是磁铁406的半径方向，并且是从磁铁406的旋转中心朝向第一检测位置P51的方向。第二方向D12是磁铁406的半径方向，并且是从磁铁406的旋转中心朝向第二检测位置P52的方向。

第一和第二磁传感器510A、520A以使第一和第二模拟检测信号S51a、S52a的相位互相不同的方式构成。第一检测位置P51和第二检测位置P52的偏离相当于第一模拟检测信号S51a和第二模拟检测信号S52a之间的相位差。相位差为90°。第一和第二检测位置P51、P52以使相位差为90°的方式被规定。第一检测位置P51和第二检测位置P52的偏离为电角度90°，即磁铁406的旋转角度45°。

第一磁传感器510A还包含第一ADC512。第一ADC512将第一模拟检测信号S51a转换成第一数字检测信号S51d。第一数字检测信号S51d是第一检测数据。

第二磁传感器520A还包含第二ADC522。第二ADC522将第二模拟检测信号S52a转换成第二数字检测信号S52d。第二数字检测信号S52d是第二检测数据。

角度传感器501还包含产生确定采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器510B。时钟产生器510B被包含于电子部件510。第一和第二ADC512、522均以由时钟产生器510B生成的采样时钟CLK来确定采样的时刻的方式构成。时钟产生器510B与第一和第二ADC512、522经由传送采样时钟CLK的信号线而电连接。

第一和第二ADC512、522的结构是相同的。第一和第二ADC512、522中的各个的具体的结构与第一实施方式中的第一至第四ADC13、14、23、24中的各个的结构相同。

角度传感器501还具备进行使用了第一和第二检测数据，即第一和第二数字检测信号S51d、S52d的运算处理来生成检测值θs的运算器550。运算器550例如可以通过ASIC或微型计算机来实现。稍后将描述用于生成检测值θs的方法。

接下来，对第一和第二检测器511、521的结构进行说明。第一和第二检测器511、521中的各个的结构与第一实施方式中的第一检测器11的结构相同。因此，在以下的说明中，对第一和第二检测器511、521的构成要素，使用与第一实施方式中的图4所示的第一检测器11的构成要素相同的符号。

在第一检测器511中，磁检测元件R11、R14中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是第一方向D11，磁检测元件R12、R13中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是与第一方向D11相反的方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据对象磁场的方向与第一方向D11之间的相对角度而变化。第一检测器511的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12之间的电位差的信号作为第一模拟检测信号S51a输出。

在第二检测器521中，磁检测元件R11、R14中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是第二方向D12，磁检测元件R12、R13中所包含的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向是与第二方向D12相反的方向。在这种情况下，输出端口E11、E12之间的电位差根据对象磁场的方向与第二方向D12之间的相对角度而变化。第二检测器521的差分检测器18将对应于输出端口E11、E12之间的电位差的信号作为第二模拟检测信号S52a输出。

此外，检测器511、521内的多个MR元件中的磁化固定层的磁化的方向，从MR元件的制造的精度的观点来看，可以从上述的方向略微偏离。

接下来，对检测值θs的计算方法进行说明。运算器550进行使用了第一和第二检测数据，即第一和第二数字检测信号S51d、S52d的运算处理，计算与对象角度θ具有对应关系的检测值θs。具体地，例如，运算器550通过下述的式(30)计算θs。此外，式(30)中的β是由基准位置和基准方向确定的常数。

θs＝atan(S51d/S52d)+β…(30)

在θs为0°以上且小于360°的范围内，式(30)中的atan(S51d/S52d)的解具有2个相差180°的值。然而，通过S51d、S52d的正负的组合，可以判别式(30)中的atan(S51d/S52d)的2个解中的哪一个是atan(S51d/S52d)的真实值。运算部453C通过式(30)和上述的S51d、S52d的正负的组合的判定，求得0°以上且小于360°的范围内的θs。

此外，在本实施方式中，产生确定第一和第二ADC512、522的采样的时刻的采样时钟CLK的时钟产生器，与第二实施方式同样地，可以与电子部件510、520分开地构成。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第五实施方式相同。

此外，本发明不限于上述的各实施方式，并且能够进行各种变更。例如，只要满足权利要求的范围的要求，磁传感器的数量和配置、以及ADC和时钟产生器的结构，不限于各实施方式中所示的例子，并且可以是任意的。

另外，本发明不限于磁性式的角度传感器，可以是检测根据检测对象的信息而变化的物理信息，并生成与检测对象的信息具有对应关系的检测值的检测装置，并且可以普遍适用于具备了生成与物理信息具有对应关系的检测数据的多个传感器、以及进行使用了由多个传感器生成的多个检测数据的运算处理并生成检测值的运算器的检测装置。作为除了角度传感器以外的检测装置，例如，有检测根据物体的位置而变化的物理信息，并生成与物体的位置具有对应关系的检测值的位置检测装置。位置检测装置可以具备各自生成作为物理信息的与距离物体的距离具有对应关系的检测数据的多个距离传感器、生成检测值的运算器。多个距离传感器中的各个包含至少一个检测器和至少一个ADC。检测器可以是使用激光的检测器，也可以是使用超声波的检测器。在位置检测装置中，以使多个距离传感器的ADC中的采样的时刻一致的方式构成。运算器例如基于由多个距离传感器生成的多个检测数据来生成表示物体的位置的检测值。多个距离传感器可以以不在同一平面上的位置关系来配置。

基于以上的说明，显而易见的是，可以实施本发明的各个方式或变形例。因此，在权利要求的范围的相等的范围内，也可以以除了上述的最优的方式以外的方式来实施本发明。