ポジションセンサ
【課題】非接触によって、安定して２次元の傾倒操作ポジション、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができるポジションセンサを提供する。
【解決手段】レバースイッチ１は、回転操作、及びプッシュ操作可能に第２の保持部１５に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作レバー１７と、操作レバー１７に設けられたＺθ方向カウンター磁石８と、第２の保持部１５の突出部１９に設けられたＸＹ方向カウンター磁石５と、第２の保持部１５に設けられ、回転操作及びプッシュ操作による磁界の変化に基づいて第１の検出信号を出力するＺθ方向ＭＲセンサと、傾倒操作による磁界の変化に基づいて第２の検出信号を出力するＸＹ方向ＭＲセンサと、第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び傾倒操作ポジションを判断する判断部と、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】レバースイッチ１は、回転操作、及びプッシュ操作可能に第２の保持部１５に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作レバー１７と、操作レバー１７に設けられたＺθ方向カウンター磁石８と、第２の保持部１５の突出部１９に設けられたＸＹ方向カウンター磁石５と、第２の保持部１５に設けられ、回転操作及びプッシュ操作による磁界の変化に基づいて第１の検出信号を出力するＺθ方向ＭＲセンサと、傾倒操作による磁界の変化に基づいて第２の検出信号を出力するＸＹ方向ＭＲセンサと、第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び傾倒操作ポジションを判断する判断部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、シフトレバーの変位に連動して変位するマグネット板と、対面して配置された板状の磁性体である一対の磁性板を有する第１のヨーク及び第２のヨークと、マグネット板の磁石から生じる磁束密度の変化を計測するための磁気検出素子とを備えた位置センサが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このマグネット板は、非磁性体である非磁性部分と、磁性体である磁石体とが、周方向に交互に配置された略扇状の板状部材からなっている。また、第１及び第２のヨークは、所定の間隙である第１及び第２の隙間を設けた状態で一対の磁性板を保持する第１及び第２のブリッジ部を備えている。
【０００４】
この位置センサによると、シフトレバーの変位によってマグネット板が変位し、第１又は第２のヨークに収容される磁石体の数に応じて磁気検出素子で検出される磁束密度が段階的に変化するので、検出された磁束密度に基づいたシフトレバーのシフトポジションを検出することが可能になる。
【特許文献１】特開２００７−４０７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の位置センサによると、磁気検出素子で検出される磁束密度の変化の幅が小さく、外部磁場の影響によって検出精度が低下する可能性があった。
【０００６】
従って本発明の目的は、非接触によって、安定して２次元の傾倒操作ポジション、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができるポジションセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記目的を達成するため、回転軸を中心に回転操作、及び前記回転軸の平行方向にプッシュ操作可能に支持部に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作指示部と、前記操作指示部に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に磁化され、第１の磁界を形成する第１の磁石と、前記操作部の傾倒操作に基づいて２次元の傾倒操作ポジションを指示し、前記２次元の傾倒操作ポジションに対して垂直方向に磁化され、第２の磁界を形成する第２の磁石と、前記支持部に設けられ、前記回転操作及びプッシュ操作による前記第１の磁界の方向変化に基づいて第１の検出信号を出力する第１のセンサ部と、前記傾倒操作による前記第２の磁界の方向変化に基づいて第２の検出信号を出力する第２のセンサ部と、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び前記２次元の傾倒操作ポジションを判断する判断部と、を備えたことを特徴とするポジションセンサを提供する。
【０００８】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２のセンサ部は、４つのＭＲセンサが十字の各頂点に配置されていることを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【０００９】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記ＭＲセンサは、感磁方向が直交する２つのＭＲ素子から構成されることを特徴とする前記（２）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１０】
（４）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２のセンサ部は、対向する２つの前記ＭＲセンサによってブリッジ回路を形成することを特徴とする前記（３）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１１】
（５）本発明は上記目的を達成するため、前記第１のセンサ部は、基板を有し、前記回転軸を前記基板に投影した投影線上に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記回転操作ポジションを検出し、前記投影線に垂直な方向に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記プッシュ操作ポジションを検出することを特徴とする前記（４）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１２】
（６）本発明は上記目的を達成するため、前記判断部は、前記対向する２つの前記ＭＲセンサから差分出力される差分値の正、負及びゼロ値の組み合わせに基づいて前記傾倒操作ポジションを判断することを特徴とする前記（４）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１３】
（７）本発明は上記目的を達成するため、前記第１のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１４】
（８）本発明は上記目的を達成するため、前記第２のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成によれば、非接触によって、安定して２次元の傾倒操作ポジション、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができるポジションセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明のポジションセンサの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。ポジションセンサをレバースイッチ１として用いた場合について説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（レバースイッチ１の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの斜視図である。図１において台座１０の長手方向をＸ軸方向、台座１０の短手方向をＹ軸方向、及びＸ−Ｙ軸に対して直交する上方向をＺ軸方向とし、その原点は、ＸＹ方向ＭＲ（Magneto Resistance）センサ（第２のセンサ部）４上であり、ＸＹ方向ＭＲセンサ４を構成する十字の各頂点に配置された後述する４つのＭＲセンサの中心点であるものとする。
【００１８】
レバースイッチ１は、傾倒操作（矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ方向）、プッシュ操作（矢印Ｈ、Ｇ方向）及び回転操作（矢印Ｅ、Ｆ方向）が可能である操作部２と、操作部２が示す２次元の操作ポジション（ＸＹ方向）を検出するＸＹ方向検出部３と、プッシュ操作ポジション（Ｚ方向）及び回転操作ポジション（θ方向）を検出するＺθ方向検出部６と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
操作部２は、箱型または板状を成すと共に上面に後述するＸＹ方向ＭＲセンサ４が設けられた台座１０と、台座１０の上面から垂直方向に立ち上がるように所定の距離離れて設けられた脚部１１Ａ、１１Ｂと、脚部１１Ａ、１１Ｂの上部に回転可能に軸１２Ａ、１２Ｂによって軸支された円環状の第１の保持部１４と、第１の保持部１４の回転方向に対して９０°異なる方向に設けられた一対の貫通孔に設けられた雌ネジ部と結合するネジ１３Ａ、１３Ｂによって回転可能に且つ第１の保持部１４に対して交わるように取り付けられた第２の保持部（支持部）１５と、第２の保持部１５の上部に設けられた突出部１６に対して回転操作及びプッシュ操作自在に設けられ、その先端に後述するＺθ方向カウンター磁石８、及びその対向する端部に掌握部１８を有する操作レバー（操作指示部）１７と、を備えて概略構成されている。
【００２０】
また第２の保持部１５は、図１に示すように、側面部に取り付けられた後述するＺθ方向ＭＲセンサ（第１のセンサ部）７と、突出部１６と対向する側面部に設けられた突出部１９と、を備え、突出部１９には、磁界（第２の磁界）を所定の領域に発生させるＸＹ方向カウンター磁石（第２の磁石）５が設けられている。
【００２１】
第２の保持部１５は、第１の保持部１４との組合せにより、保持機構を構成している。この保持機構の構造は、ジャイロスコープや玩具の「地球ゴマ」（登録商標：株式会社タイガー商会）の構造と同様であるが、本実施の形態は、ジャイロ効果を用いるのではなく、操作レバー１７を任意の方向に傾倒操作できるようにする軸受部として用いている。
【００２２】
なお、操作部２の構成は、これに限定されず、傾倒操作、プッシュ操作及び回転操作可能な周知のジョイスティックに相当する装置を用いて、これにＸＹ方向検出部３及びＺθ方向検出部６を備えた構成としても良い。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチに関するブロック図である。レバースイッチ１は、ＸＹ方向検出部３及びＺθ方向検出部６が接続された判断部１００を備え、判断部１００は、車両に搭載された各種電子機器を制御する車両ＥＣＵ１０１に接続されている。
【００２４】
（ＸＹ方向検出部３の構成）
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図４は、本発明の第１の実施の形態に係る第１のＭＲ素子の概略図である。図３において横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とし、図４において横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、ｘ軸と磁気ベクトル９の角度をαとする。なお、磁気ベクトル９の長短は、検出面成分のおよその大きさを表している。
【００２５】
ＸＹ方向検出部３は、図３（ａ）に示すように、基板４０上に設けられた第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４を有するＸＹ方向ＭＲセンサ４と、第２の保持部１５の突出部１９に設けられ、突出部１９側がＳ極５０、ＸＹ方向ＭＲセンサ４側がＮ極５１に、Ｘ−Ｙ座標に対して垂直方向に着磁されたＸＹ方向カウンター磁石５と、を備えて概略構成されている。
【００２６】
（ＸＹ方向ＭＲセンサ４の構成）
ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、ＮｉＦｅパーマロイ、ＮｉＣｏ及びＦｅＣｏ合金等の強磁性金属を主成分とした薄膜で作成された第１及び第２のＭＲ素子４５、４６によって構成される第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４が、基板４０上の十字の各頂点に配置されている。
【００２７】
さらに、第１のハーフブリッジ４１が第３のハーフブリッジ４３と、第２のハーフブリッジ４２が第４のハーフブリッジ４４と、対向して配置されている。
【００２８】
第１及び第２のＭＲ素子４５、４６は、図４に示す第１のＭＲ素子４５を例に取ると、折返し形状を備えた複数の感磁部４Ａを有している。なお、以下において第２のＭＲ素子４６の構成及び機能が、配置された角度以外において同一であることから、その感磁部を符号４Ａで表すものとする。
【００２９】
感磁部４Ａに対する磁気ベクトル９の角度αが４５°の場合の第１のＭＲ素子４５の磁気抵抗値を基準にしたとき、磁気ベクトル９が感磁部４Ａに対して垂直な方向（α＝０°）から横切る場合は、４５°のときの磁気抵抗値に比べてその磁気抵抗値は小さくなり、磁気ベクトル９が感磁部４Ａに対して平行な方向（α＝９０°）から横切る場合は、４５°の磁気抵抗値に比べてその磁気抵抗値は大きくなる。
【００３０】
第１のハーフブリッジ４１は、図３（ｂ）に示すように、第１のＭＲ素子４５と第２のＭＲ素子４６とが、感磁方向を直交させてハーフブリッジ回路を形成しており、第１のＭＲ素子４５がＸ軸に対して４５°傾いている。（第２のＭＲ素子４６は、Ｘ軸に対して−４５°傾いている。）
【００３１】
第１のハーフブリッジ４１における第１のＭＲ素子４５と第２のＭＲ素子４６の中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１として出力される。
【００３２】
第２〜第４のハーフブリッジ４２〜４４は、第１のハーフブリッジ４１と同様に第１及び第２のＭＲ素子４５、４６を有しており、図３（ｂ）に示すように、それぞれ出力電圧Ｖ２、Ｖ３及びＶ４を出力する。
【００３３】
第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４は、一例として、図３（ｂ）に示すように、第１のＭＲ素子４５側に印加電圧Ｖｃｃが印可され、第２のＭＲ素子４６側は、図示しない基板４０上の接地回路に電気的に接続されている。
【００３４】
ＸＹ方向カウンター磁石５のＸ軸方向操作の検出は、Ｙ軸方向の対向する第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４によって行い、Ｙ軸方向操作の検出は、Ｘ軸方向の対向する第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３によって行われる。
【００３５】
（ＸＹ方向カウンター磁石５の構成）
ＸＹ方向カウンター磁石５は、図１に示すように、一例として、円柱形状を有し、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石で形成されている。なお、ＸＹ方向カウンター磁石５の形状はこれに限定されず、例えば、球形状及び矩形状等であっても良い。また、ＸＹ方向カウンター磁石５のＮ極５１とＳ極５０を入れ替えた構成としても良い。
【００３６】
（Ｚθ方向検出部６の構成）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上方図であり、図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向検出部の側面図である。回転角θは、操作レバー１７の回転角を表しており、図７（ｂ）に示すＹ軸からの角度を表している。なおＺ軸は、操作レバー１７の回転軸を基板７０上に投影した投影線であるものとする。
【００３７】
Ｚθ方向ＭＲセンサ７は、図６に示すように、ＮｉＦｅパーマロイ、ＮｉＣｏ及びＦｅＣｏ合金等の強磁性金属を主成分とした薄膜で作成された第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄを有する第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４が、基板６０上の十字の各頂点に配置されている。
【００３８】
なお、第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄは、第１及び第２のＭＲ素子４５、４６と構成及び機能が、配置された角度以外は同一であるので、感磁部を符号４Ａと表すものとする。
【００３９】
第１のＭＲセンサ部７１は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとが直交し、また、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作方向（Ｚ軸に平行な方向）に対して第２のＭＲ素子７０ｂの感磁部４Ａが垂直になるように配置され、また、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第５のハーフブリッジ回路）が形成されている。
【００４０】
第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１１として出力される。また、第１のＭＲセンサ部７１は、第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとが直交し、それぞれが、プッシュ操作方向（Ｚ軸に平行な方向）に対して感磁部４Ａが４５°になるように配置されている。
【００４１】
第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第１のハーフブリッジ回路）が形成され、その中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１２として出力される。
【００４２】
第２のＭＲセンサ部７２は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第６のハーフブリッジ回路）、及び第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第２のハーフブリッジ回路）が形成され、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１３として出力される。
【００４３】
また、第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１４として出力される。
【００４４】
第３のＭＲセンサ部７３は、図６に示すように、第１のＭＲセンサ部７１の第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとで形成されたハーフブリッジ回路を時計周りに９０°回転させたハーフブリッジ回路（第７のハーフブリッジ回路）が配置されている。
【００４５】
第３のＭＲセンサ部７３の第２のＭＲ素子７０ｂと第１のＭＲ素子７０ａの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１５として出力される。
【００４６】
また、第３のＭＲセンサ部７３の第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄは、第１及び第２のＭＲセンサ部７１、７２と同様のハーフブリッジ回路（第３のハーフブリッジ回路）が配置されている。
【００４７】
第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１６として出力される。
【００４８】
第４のＭＲセンサ部７４は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第８のハーフブリッジ回路）、及び第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第４のハーフブリッジ回路）が形成され、第４のＭＲセンサ部７４の第２のＭＲ素子７０ｂと第１のＭＲ素子７０ａの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１７として出力される。
【００４９】
また、第４のＭＲセンサ部７４の第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１８として出力される。
【００５０】
第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４は、一例として、図６に示すように、一端に印加電圧Ｖｃｃが印可され、他端が図示しない接地回路に接続されている。
【００５１】
また、回転操作による回転操作ポジションの検出には、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４が用いられ、プッシュ操作によるプッシュ操作ポジションの検出には、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３が用いられ、それぞれＺθ方向カウンター磁石（第１の磁石）８が印加する磁界（第１の磁界）の方向が相反する基板７０上の位置に配置されている。
【００５２】
なお、本実施の形態において、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４は、第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄを用いたフルブリッジ回路を有して構成されるが、フルブリッジ回路の代わりにＸＹ方向ＭＲセンサ４と同様のハーフブリッジ回路を第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４の位置に配置するようにしても良い。また、同じ構成を有するＭＲセンサを４つの位置に配置しても良い。
【００５３】
（Ｚθ方向カウンター磁石８の構成）
Ｚθ方向カウンター磁石８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、一例として、円柱形状を有し、円の中心が回転軸と一致するように設けられており、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石で形成されている。
【００５４】
また、Ｚθ方向カウンター磁石８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｓ極８１側がＺθ方向ＭＲセンサ７に対向して配置されており、一例として図５に示すように、第１〜第４のハーフブリッジ７１〜７４が配置される十字の中心点をＹ―Ｚ軸の原点とすると、０．５ｍｍ程度Ｚ軸のプラス側にオフセットして設置されている。
【００５５】
Ｚθ方向カウンター磁石８は、一例としてプッシュ・プル操作によってＺ軸に平行に−０．５ｍｍから０．５ｍｍまで移動可能であるとする。
【００５６】
なお、Ｚθ方向カウンター磁石８は、Ｎ極８０とＳ極８１を入れ替えた構成としても良い。
【００５７】
また、Ｚθ方向カウンター磁石８は、Ｚθ方向ＭＲセンサ７の検出面（第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄが配置される面）に対して中心に向かう磁界を印加している。
【００５８】
磁気ベクトル９は、ＸＹ方向ＭＲセンサ４及びＺθ方向ＭＲセンサ７の検出面における磁界の磁力線の向きと大きさを可視化したものである。
【００５９】
（判断部１００について）
判断部１００は、一例として、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の対向する第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３から出力される出力電圧Ｖ１及びＶ３に基づいて（Ｖ３−Ｖ１）を算出する。
【００６０】
同様に判断部１００は、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の対向する第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４から出力される出力電圧Ｖ２及びＶ４に基づいて（Ｖ４−Ｖ２）を算出する。
【００６１】
判断部１００は、この（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）の差分出力の正、負及びゼロ値の組み合わせを記憶し、組み合わせに基づいて２次元の傾倒操作ポジションを判断する。
【００６２】
また、ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４が離れて設置されているので、設置の際の位置ずれに起因する出力電圧の誤差を抑制することができる。これは、位置ずれが起きても、第１及び第２のＭＲ素子４５、４６に対する磁気ベクトル９の角度が、同じ角度分増減するからである。
【００６３】
さらに判断部１００は、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションの検出のため、対向する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１５及びＶ１６のうち、位相が９０°異なる出力電圧Ｖ１１、Ｖ１５と、位相が等しい出力電圧Ｖ１２、Ｖ１６と、に基づいて後述する角度変換処理を行い、また、対向する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される第３、第４、第７及び第８の出力電圧Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１７及びＶ１８のうち、位相が９０°異なる出力電圧Ｖ１３、Ｖ１７と、位相が等しい出力電圧Ｖ１４、Ｖ１８と、に基づいて角度変換処理を行うことによって回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを判断する。
【００６４】
具体的には、判断部１００は、プッシュ操作ポジションを検出する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１５及びＶ１６に基づいて、一例として、Ｘ１（＝Ｖ１２−Ｖ１６；第１の出力）、Ｘ２（＝Ｖ１１−Ｖ１５；第２の出力）に対して角度変換処理を行う。
【００６５】
判断部１００は、Ｘ１及びＸ２に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｘ２／Ｘ１）]／２を算出し、磁気ベクトル９のＹ軸との角度に基づいてプッシュ操作におけるストロークを算出する。
【００６６】
また、判断部１００は、回転操作を検出する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される出力電圧Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１７及びＶ１８に基づいて、一例として、Ｙ１（＝Ｖ１４−Ｖ１８；第３の出力）、Ｙ２（＝Ｖ１３−Ｖ１７；第４の出力）に対して角度変換処理を行う。
【００６７】
判断部１００は、Ｙ１及びＹ２に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｙ２／Ｙ１）]／２を算出し、回転操作における回転角度を算出する。ここで磁気抵抗値は、磁気ベクトル９と感磁部の角度αに依存するが、角度αが同じときの向きの正逆には依存しないので、角度変換処理を行った値を２で割っている。
【００６８】
上記のように、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４の出力電圧（Ｖ１１〜Ｖ１８）を組み合わせて角度変換処理を行い、また、各ハーフブリッジ回路の設置角度、すなわち出力電圧の位相を変えて設置しているのは、設置位置のばらつきによる検出誤差、温度による磁気抵抗値の変化に起因する誤差、感度の差による誤差、を抑制するためである。
【００６９】
判断部１００によって角度変換処理が行われた関数は、円を表す関数となり、それらの誤差は、円の半径の大小に相当しているので、角度に影響しない。よってＺθ方向検出部６は、上記の構成を有することで、安定して回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができる。
【００７０】
なおレバースイッチ１は、回転操作による回転角度によって任意のポジションを割り当て、さらにプッシュ・プル操作によってオン・オフ等を割り当てて車両の各種制御に使用されても良いが、一例として、ある数値を連続的に変化させる用途に使用しても良い。
【００７１】
（第１の実施の形態の動作）
以下に、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの動作について各図を参照しながら詳細に説明する。まず傾倒操作ポジションの検出について説明する。
【００７２】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る傾倒操作ポジションについて示した図であり、図９及び図１０は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。図８に示すＮ及びＰ１〜Ｐ８は、レバースイッチ１で指示できる２次元の傾倒操作ポジションの一例を表している。図９は、ポジションＮの状態からＸ軸方向に操作レバー１７を傾倒操作したときの（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）のグラフであり、図１０は、操作レバー１７をＸ軸方向に３０°傾倒操作しながらＹ軸方向に傾倒操作したときの（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）のグラフである。（Ｖ４−Ｖ２）は、Ｘ軸方向の出力電圧であり、（Ｖ３−Ｖ１）は、Ｙ軸方向の出力電圧である。また印加電圧Ｖｃｃとして５ＶをＸＹ方向ＭＲセンサ４に印加してシミュレーションしいた結果に基づいて説明する。
【００７３】
（ポジションＮの検出動作）
ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＮにあるとき、図３（ｂ）に示すように、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３には、Ｘ軸と平行な磁気ベクトル９が、第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４には、Ｙ軸と平行な磁気ベクトル９が、横切っている。
【００７４】
第１及び第２のＭＲ素子４５、４６と磁気ベクトル９の角度は、図３（ｂ）に示すようにそれぞれが４５°となり、磁気抵抗値が同じ値を取るので、出力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４は、ゼロとなる。
【００７５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が共にゼロとなるので（以下これを（０、０）と表す）、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＮにあると判断する。
【００７６】
（ポジションＰ１の検出動作）
図１１（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ１に操作された場合について表している。
【００７７】
操作レバー１７がポジションＰ１に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第４のハーフブリッジ４４付近において強くなるので、磁気ベクトル９は、図１１（ａ）に示すように方向が変化する。
【００７８】
第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４からの出力電圧は、磁気抵抗値の比で表され、本実施の形態においては、第２のＭＲ素子４６の磁気抵抗値に比例する。よって第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対しておよそ垂直に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正（＋）となる。ここで以下、バイアス磁界と感磁部４Ａとの角度が４５°のときの磁気抵抗値を「磁気抵抗値中」とし、この「磁気抵抗値中」を基準としてこれよりも磁気抵抗値が大きいとき「磁気抵抗値大」、小さいとき「磁気抵抗値小」と記述するものとする。
【００７９】
一方第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４には、感磁部４Ａに対しておよそ４５°で磁気ベクトル９が横切るので、（Ｖ４−Ｖ２）はゼロとなり、（＋、０）の組合せとなる。
【００８０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、０）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ１にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００８１】
（ポジションＰ２の検出動作）
図１２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ２に操作された場合について表している。
【００８２】
操作レバー１７がポジションＰ２に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１と第４のハーフブリッジ４４の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１２（ａ）に示すように方向が変化する。
【００８３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正（＋）となる。
【００８４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負（−）となり、（＋、−）の組合せとなる。
【００８５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ２にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００８６】
（ポジションＰ３の検出動作）
図１３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ３に操作された場合について表している。
【００８７】
操作レバー１７がポジションＰ３に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１３（ａ）に示すように方向が変化する。
【００８８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第３のハーフブリッジ４３には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）はゼロとなる。
【００８９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負となり、（０、−）の組合せとなる。
【００９０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（０、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ３にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００９１】
（ポジションＰ４の検出動作）
図１４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１４（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ４に操作された場合について表している。
【００９２】
操作レバー１７がポジションＰ４に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１と第２のハーフブリッジ４２の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１４（ａ）に示すように方向が変化する。
【００９３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【００９４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負となり、（−、−）の組合せとなる。
【００９５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ４にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００９６】
（ポジションＰ５の検出動作）
図１５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１５（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ５に操作された場合について表している。
【００９７】
操作レバー１７がポジションＰ５に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第２のハーフブリッジ４２付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１５（ａ）に示すように方向が変化する。
【００９８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【００９９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第４のハーフブリッジ４４には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）はゼロとなり、（−、０）の組合せとなる。
【０１００】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、０）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ５にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１０１】
（ポジションＰ６の検出動作）
図１６（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１６（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ６に操作された場合について表している。
【０１０２】
操作レバー１７がポジションＰ６に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第２のハーフブリッジ４２と第３のハーフブリッジ４３の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１６（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１０３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【０１０４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（−、＋）の組合せとなる。
【０１０５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ６にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１０６】
（ポジションＰ７の検出動作）
図１７（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１７（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ７に操作された場合について表している。
【０１０７】
操作レバー１７がポジションＰ７に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第３のハーフブリッジ４３付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１７（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１０８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第３のハーフブリッジ４３には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）はゼロとなる。
【０１０９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（０、＋）の組合せとなる。
【０１１０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（０、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ７にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１１１】
（ポジションＰ８の検出動作）
図１８（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１８（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ８に操作された場合について表している。
【０１１２】
操作レバー１７がポジションＰ８に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第３のハーフブリッジ４３と第４のハーフブリッジ４４の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１８（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１１３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正となる。
【０１１４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（＋、＋）の組合せとなる。
【０１１５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ７にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１１６】
上記したＮ及びＰ１〜Ｐ８ポジションの検出は、図９に示すように、Ｘ軸方向の検出結果、及びＹ軸の検出結果が独立に得られる。言い換えるなら、クロストークが少なく安定して行われる。
【０１１７】
一例として、操作レバー１７をＸ軸の方向に約３０°傾倒操作し、そのままＹ軸方向に約３０°傾倒操作したとき、図１０に示すように、Ｘ軸方向の出力電圧と、Ｙ軸方向の出力電圧と、がクロストークの少ない状態で得られる。
【０１１８】
また、上記で説明したＮ及びＰ１〜Ｐ８ポジションの検出と共に、レバースイッチ１からの出力信号は、図９及び１０等に示すように傾倒操作に対してアナログ出力されるので、２次元的な任意の位置（ポジション）を検出することができる。
【０１１９】
よってレバースイッチ１は、上記のポジション（Ｎ、Ｐ１〜Ｐ８）に限定されず、ゲームのコントローラやポインティングデバイスのように連続的に可変するコントローラとして使用することができ、また、多方向スイッチにも使用することができる。
【０１２０】
続いて回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションの検出について説明する。
【０１２１】
（回転操作による回転ポジションの検出動作）
図１９（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の上面図であり、図１９（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２０は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の回転角度と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【０１２２】
操作者が、操作レバー１７を介してＺθ方向カウンター磁石８を矢印Ｅ方向に４５°回転操作した場合について説明する。図２０は、横軸がＺθ方向カウンター磁石８の回転角度、縦軸は角度変換処理が行われた角度を示しており、図中の「ＰＵＳＨ」とは、プッシュ操作を検出する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧に基づいたグラフを表しており、「回転」とは、回転操作を検出する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される出力電圧に基づいたグラフを表している。
【０１２３】
このとき、図６における印加電圧Ｖｃｃとして５ＶをＺθ方向ＭＲセンサ７に印加し、Ｚθ方向カウンター磁石８の中心点が、Ｚ＝０．５ｍｍの位置にあるとしてシミュレーションした結果に基づいて説明する。なお、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４を横切る磁気ベクトル９は、Ｙ軸及びＺ軸から時計回りを正とするものとする。
【０１２４】
回転操作されていない図５の状態のとき、Ｚθ方向ＭＲセンサ７上におけるＺθ方向カウンター磁石８の磁界は、Ｚ軸上のＺ＝０．５ｍｍ付近が強いので、第１のＭＲセンサ部７１には、Ｙ軸から約４０°に傾いた磁気ベクトル９が、第２のＭＲセンサ部７２には、Ｚ軸に平行な磁気ベクトル９が、第３のＭＲセンサ部７３には、Ｙ軸から約１３０°に傾いた磁気ベクトル９が、第４のＭＲセンサ部７４には、Ｚ軸に平行な磁気ベクトル９が、横切っている。
【０１２５】
上記の状態から、Ｚθ方向カウンター磁石８が図１９（ａ）に示す矢印Ｅ方向に回転操作されると、Ｚθ方向ＭＲセンサ７を横切る磁気ベクトル９は、図５における状態から図１９（ｂ）のように変化する。
【０１２６】
これは、Ｚθ方向カウンター磁石８が回転することによって、磁界の強い場所が、第３のＭＲセンサ部７３側に移動するからである。
【０１２７】
このとき、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３の磁気ベクトル９は、回転操作前後において方向は殆ど変化しないので、図２０に示すように、出力電圧に大きな変化は無い。
【０１２８】
一方、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４を横切る磁気ベクトル９の方向は、図１９（ｂ）に示すように、Ｚ軸に平行だった状態から大きく変化する。
【０１２９】
判断部１００は、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力された図６に示す出力電圧Ｙ１及びＹ２に基づいて上記した角度変換処理を行う。
【０１３０】
レバースイッチ１は、図２０に示すように、プッシュ操作ポジションの検出に用いる第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から得られた結果と、回転操作ポジションの検出に用いる第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から得られた結果から、クロストークが少なく、Ｚθ方向カウンター磁石８の回転操作による回転操作ポジションを正確に検出することができる。
【０１３１】
判断部１００は、得られた結果を車両ＥＣＵ１０１に送信し、車両ＥＣＵ１０１は、送信された信号に基づいて所定の処理を行う。
【０１３２】
（プッシュ操作による位置ポジションの検出動作）
図２１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作前のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作後のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２２は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の移動量と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。Ｚθ方向カウンター磁石８の中心点が、プッシュ操作によってＺ＝０．５ｍｍからＺ＝−０．５ｍｍに移動したとしてシミュレーションした結果に基づいて説明する。
【０１３３】
Ｚθ方向カウンター磁石８が、図１に示す矢印Ｇ方向にプッシュ操作されると、Ｚθ方向ＭＲセンサ７を横切る磁気ベクトル９は、図２１（ａ）の状態から図２１（ｂ）のように変化する。
【０１３４】
これは、Ｚθ方向カウンター磁石８がＺ軸に平行に移動することによって、磁界の強い場所が、第４のＭＲセンサ部７４から第２のＭＲセンサ部７２側に移動するからである。
【０１３５】
このとき、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４には、Ｚ軸に平行な方向の磁気ベクトル９が横切る。この磁気ベクトル９は、プッシュ操作前後において方向は変化しないので、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４が出力する出力電圧Ｙ１及びＹ２に大きな変化がなく、図２２に示すように、ほぼ一定値となる。
【０１３６】
一方、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３を横切る磁気ベクトル９の方向は、第１のＭＲセンサ部７１においては、Ｙ軸から約４０°に傾いていた磁気ベクトル９が約−４０°に、第３のＭＲセンサ部７３においては、Ｙ軸から約１３０°に傾いていた磁気ベクトル９が約−１３０°に、と大きく方向が変化する。
【０１３７】
判断部１００は、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力された出力電圧Ｘ１（＝Ｖ１２−Ｖ１６）、Ｘ２（＝Ｖ１１−Ｖ１５）に基づいて上記した角度変換処理を行うので、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作によるプッシュ操作ポジションを検出することができる。
【０１３８】
レバースイッチ１は、図２２に示すように、プッシュ操作の検出に用いる第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から得られた結果と、回転操作の検出に用いる第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から得られた結果から、クロストークが少なく、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作によるプッシュ操作ポジションを正確に検出することができる。
【０１３９】
判断部１００は、得られた結果を車両ＥＣＵ１０１に送信し、車両ＥＣＵ１０１は、送信された信号に基づいて所定の処理を行う。
【０１４０】
なお上記の結果より、回転操作とプッシュ操作を組み合わせることも可能である。また、同様に、一例として、Ｚθ方向カウンター磁石８の中心を座標原点に一致させ、プッシュ・プル操作に基づくプッシュ操作ポジションを検出するようにしても良く、これに限定されない。
【０１４１】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、レバースイッチ１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の移動をクロストークの少ない状態で検出することができるので、２次元の傾倒操作ポジションを安定して検出することができる。また、レバースイッチ１は、非接触でポジションの検出を行うことができるので、耐久性が高い。
【０１４２】
また上記した第１の実施の形態によると、レバースイッチ１は、操作レバー１７による回転操作及びプッシュ操作に基づく回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションをクロストークが少ない状態で検出することができる。
【０１４３】
[第２の実施の形態]
（レバースイッチ１の構成）
図２３は、本発明の第２の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図２４は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ方向の操作レバーの角度と角度変換処理が行われた角度との関係を表した図である。
【０１４４】
本実施の形態は、上記した第１の実施の形態と、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の構成が異なっている。
【０１４５】
ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、第１のハーフブリッジ４１を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第１のハーフブリッジ４１を時計回りに９０°回転させた第５のハーフブリッジ４１ａと、第２のハーフブリッジ４２を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第２のハーフブリッジ４２を反時計回りに９０°回転させた第６のハーフブリッジ４２ａと、第３のハーフブリッジ４３を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第３のハーフブリッジ４３を反時計回りに９０°回転させた第７のハーフブリッジ４３ａと、第４のハーフブリッジ４４を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第４のハーフブリッジ４４を時計回りに９０°回転させた第８のハーフブリッジ４４ａと、を備えて概略構成されている。また、第１〜第８のハーフブリッジ４１〜４４、４１ａ〜４４ａが出力する出力電圧をＶ２１〜Ｖ２８とする。
【０１４６】
なお、第１のＭＲ素子４５が時計回りに回転した配置のＭＲ素子を第３の４５ａとし、第２のＭＲ素子４６が時計回りに回転した配置のＭＲ素子を第４のＭＲ素子４６ａとする。
【０１４７】
（第２の実施の形態の動作）
判断部１００は、ＸＹ方向カウンター磁石５のＸ軸方向の傾倒操作ポジションを検出する第２、４、６及び８のハーフブリッジ４２、４４、４２ａ、４４ａから出力される出力電圧Ｖ２２、Ｖ２４、Ｖ２６及びＶ２８に基づいて、一例として、Ｘ３（＝Ｖ２４―Ｖ２２；第１の出力）、Ｘ４（＝Ｖ２８−Ｖ２６；第２の出力）に対して角度変換処理を行う。
【０１４８】
判断部１００は、Ｘ３及びＸ４に基づいて、一例として、角度変換処理として[Ａｒｃｔａｎ（Ｘ４／Ｘ３）]／２を算出し、Ｘ軸と磁気ベクトル９とがなす角度を算出する。
【０１４９】
また、判断部１００は、ＸＹ方向カウンター磁石５のＹ軸方向の傾倒操作ポジションを検出する第１、３、５及び７のハーフブリッジ４１、４３、４１ａ、４３ａから出力される出力電圧Ｖ２１、Ｖ２３、Ｖ２５及びＶ２７に基づいて、一例として、Ｙ３（＝Ｖ２３―Ｖ２１；第３の出力）、Ｙ４（＝Ｖ２７−Ｖ２５；第４の出力）に対して角度変換処理を行う。
【０１５０】
判断部１００は、Ｙ３及びＹ４に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｙ４／Ｙ１）]／２を算出し、Ｙ軸と磁気ベクトル９とがなす角度を算出する。
【０１５１】
上記の方法にて角度変換処理された角度と操作レバー１７のＸ軸方向に傾倒操作された角度との関係は、図２４に示すように、線形に近く、また、クロストークが少ない状態でＸ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の傾倒操作ポジションを検出することができる。
【０１５２】
上記のように、第１〜第８のハーフブリッジ４１〜４４、４１ａ〜４４ａ、の出力電圧を組み合わせて角度変換処理を行い、また、各ハーフブリッジの設置角度、すなわち出力電圧の位相を変えて設置しているのは、設置位置のばらつきによる検出誤差、温度による磁気抵抗値の変化に起因する誤差、感度の差による誤差、を抑制するためである。
【０１５３】
判断部１００によって角度変換処理が行われた関数は、円を表す関数となり、それらの誤差は、円の半径の大小に相当しているので、角度に影響しない。
【０１５４】
よってＸＹ方向ＭＲセンサ４は、上記の構成を有することで、Ｚθ方向検出部６のように安定して２次元の傾倒操作ポジションを検出することができ、また、冗長性を確保することができる。
【０１５５】
（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、レバースイッチ１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の傾倒操作をクロストークの少ない状態で検出することができるので、２次元の傾倒操作ポジションを安定して検出することができる。また、レバースイッチ１は、冗長性を確保することができる。
【０１５６】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチに関するブロック図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る第１のＭＲ素子の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上方図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向検出部の側面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る傾倒操作ポジションについて示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１８】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上面図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の回転角度と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作前のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作後のＺθ方向ＭＲセンサの上面図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の移動量と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態に係るＸ方向の操作レバーの角度と角度変換処理が行われた角度との関係を表した図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１…レバースイッチ、２…操作部、３…ＸＹ方向検出部、４…ＸＹ方向ＭＲセンサ、４Ａ…感磁部、５…ＸＹ方向カウンター磁石、６…Ｚθ方向検出部、７…Ｚθ方向ＭＲセンサ、８…Ｚθ方向カウンター磁石、９…磁気ベクトル、１０…台座、１１Ａ、１１Ｂ…脚部、１２Ａ、１２Ｂ…軸、１３Ａ、１３Ｂ…ネジ、１４…第１の保持部、１５…第２の保持部、１６…突出部、１７…操作レバー、１８…掌握部、４０…基板、４１〜４４…第１〜第４のハーフブリッジ、４１ａ〜４４ａ…第５〜第８のハーフブリッジ、４５…第１のＭＲ素子、４５ａ…第３のＭＲ素子、４６…第２のＭＲ素子、４６ａ…第４のＭＲ素子、５０…Ｓ極、５１…Ｎ極、７０…基板、７０ａ〜７０ｄ…第１〜第４のＭＲ素子、７１〜７４…第１〜第４のＭＲセンサ部、８０…Ｎ極、８１…Ｓ極、１００…判断部、１０１…車両ＥＣＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポジションセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として、シフトレバーの変位に連動して変位するマグネット板と、対面して配置された板状の磁性体である一対の磁性板を有する第１のヨーク及び第２のヨークと、マグネット板の磁石から生じる磁束密度の変化を計測するための磁気検出素子とを備えた位置センサが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このマグネット板は、非磁性体である非磁性部分と、磁性体である磁石体とが、周方向に交互に配置された略扇状の板状部材からなっている。また、第１及び第２のヨークは、所定の間隙である第１及び第２の隙間を設けた状態で一対の磁性板を保持する第１及び第２のブリッジ部を備えている。
【０００４】
この位置センサによると、シフトレバーの変位によってマグネット板が変位し、第１又は第２のヨークに収容される磁石体の数に応じて磁気検出素子で検出される磁束密度が段階的に変化するので、検出された磁束密度に基づいたシフトレバーのシフトポジションを検出することが可能になる。
【特許文献１】特開２００７−４０７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の位置センサによると、磁気検出素子で検出される磁束密度の変化の幅が小さく、外部磁場の影響によって検出精度が低下する可能性があった。
【０００６】
従って本発明の目的は、非接触によって、安定して２次元の傾倒操作ポジション、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができるポジションセンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は上記目的を達成するため、回転軸を中心に回転操作、及び前記回転軸の平行方向にプッシュ操作可能に支持部に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作指示部と、前記操作指示部に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に磁化され、第１の磁界を形成する第１の磁石と、前記操作部の傾倒操作に基づいて２次元の傾倒操作ポジションを指示し、前記２次元の傾倒操作ポジションに対して垂直方向に磁化され、第２の磁界を形成する第２の磁石と、前記支持部に設けられ、前記回転操作及びプッシュ操作による前記第１の磁界の方向変化に基づいて第１の検出信号を出力する第１のセンサ部と、前記傾倒操作による前記第２の磁界の方向変化に基づいて第２の検出信号を出力する第２のセンサ部と、前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び前記２次元の傾倒操作ポジションを判断する判断部と、を備えたことを特徴とするポジションセンサを提供する。
【０００８】
（２）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２のセンサ部は、４つのＭＲセンサが十字の各頂点に配置されていることを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【０００９】
（３）本発明は上記目的を達成するため、前記ＭＲセンサは、感磁方向が直交する２つのＭＲ素子から構成されることを特徴とする前記（２）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１０】
（４）本発明は上記目的を達成するため、前記第１及び第２のセンサ部は、対向する２つの前記ＭＲセンサによってブリッジ回路を形成することを特徴とする前記（３）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１１】
（５）本発明は上記目的を達成するため、前記第１のセンサ部は、基板を有し、前記回転軸を前記基板に投影した投影線上に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記回転操作ポジションを検出し、前記投影線に垂直な方向に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記プッシュ操作ポジションを検出することを特徴とする前記（４）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１２】
（６）本発明は上記目的を達成するため、前記判断部は、前記対向する２つの前記ＭＲセンサから差分出力される差分値の正、負及びゼロ値の組み合わせに基づいて前記傾倒操作ポジションを判断することを特徴とする前記（４）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１３】
（７）本発明は上記目的を達成するため、前記第１のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【００１４】
（８）本発明は上記目的を達成するため、前記第２のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする前記（１）に記載のポジションセンサを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
このような構成によれば、非接触によって、安定して２次元の傾倒操作ポジション、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができるポジションセンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明のポジションセンサの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明していく。ポジションセンサをレバースイッチ１として用いた場合について説明する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
（レバースイッチ１の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの斜視図である。図１において台座１０の長手方向をＸ軸方向、台座１０の短手方向をＹ軸方向、及びＸ−Ｙ軸に対して直交する上方向をＺ軸方向とし、その原点は、ＸＹ方向ＭＲ（Magneto Resistance）センサ（第２のセンサ部）４上であり、ＸＹ方向ＭＲセンサ４を構成する十字の各頂点に配置された後述する４つのＭＲセンサの中心点であるものとする。
【００１８】
レバースイッチ１は、傾倒操作（矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ方向）、プッシュ操作（矢印Ｈ、Ｇ方向）及び回転操作（矢印Ｅ、Ｆ方向）が可能である操作部２と、操作部２が示す２次元の操作ポジション（ＸＹ方向）を検出するＸＹ方向検出部３と、プッシュ操作ポジション（Ｚ方向）及び回転操作ポジション（θ方向）を検出するＺθ方向検出部６と、を備えて概略構成されている。
【００１９】
操作部２は、箱型または板状を成すと共に上面に後述するＸＹ方向ＭＲセンサ４が設けられた台座１０と、台座１０の上面から垂直方向に立ち上がるように所定の距離離れて設けられた脚部１１Ａ、１１Ｂと、脚部１１Ａ、１１Ｂの上部に回転可能に軸１２Ａ、１２Ｂによって軸支された円環状の第１の保持部１４と、第１の保持部１４の回転方向に対して９０°異なる方向に設けられた一対の貫通孔に設けられた雌ネジ部と結合するネジ１３Ａ、１３Ｂによって回転可能に且つ第１の保持部１４に対して交わるように取り付けられた第２の保持部（支持部）１５と、第２の保持部１５の上部に設けられた突出部１６に対して回転操作及びプッシュ操作自在に設けられ、その先端に後述するＺθ方向カウンター磁石８、及びその対向する端部に掌握部１８を有する操作レバー（操作指示部）１７と、を備えて概略構成されている。
【００２０】
また第２の保持部１５は、図１に示すように、側面部に取り付けられた後述するＺθ方向ＭＲセンサ（第１のセンサ部）７と、突出部１６と対向する側面部に設けられた突出部１９と、を備え、突出部１９には、磁界（第２の磁界）を所定の領域に発生させるＸＹ方向カウンター磁石（第２の磁石）５が設けられている。
【００２１】
第２の保持部１５は、第１の保持部１４との組合せにより、保持機構を構成している。この保持機構の構造は、ジャイロスコープや玩具の「地球ゴマ」（登録商標：株式会社タイガー商会）の構造と同様であるが、本実施の形態は、ジャイロ効果を用いるのではなく、操作レバー１７を任意の方向に傾倒操作できるようにする軸受部として用いている。
【００２２】
なお、操作部２の構成は、これに限定されず、傾倒操作、プッシュ操作及び回転操作可能な周知のジョイスティックに相当する装置を用いて、これにＸＹ方向検出部３及びＺθ方向検出部６を備えた構成としても良い。
【００２３】
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチに関するブロック図である。レバースイッチ１は、ＸＹ方向検出部３及びＺθ方向検出部６が接続された判断部１００を備え、判断部１００は、車両に搭載された各種電子機器を制御する車両ＥＣＵ１０１に接続されている。
【００２４】
（ＸＹ方向検出部３の構成）
図３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図４は、本発明の第１の実施の形態に係る第１のＭＲ素子の概略図である。図３において横方向をＸ軸、縦方向をＹ軸とし、図４において横方向をｘ軸、縦方向をｙ軸とし、ｘ軸と磁気ベクトル９の角度をαとする。なお、磁気ベクトル９の長短は、検出面成分のおよその大きさを表している。
【００２５】
ＸＹ方向検出部３は、図３（ａ）に示すように、基板４０上に設けられた第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４を有するＸＹ方向ＭＲセンサ４と、第２の保持部１５の突出部１９に設けられ、突出部１９側がＳ極５０、ＸＹ方向ＭＲセンサ４側がＮ極５１に、Ｘ−Ｙ座標に対して垂直方向に着磁されたＸＹ方向カウンター磁石５と、を備えて概略構成されている。
【００２６】
（ＸＹ方向ＭＲセンサ４の構成）
ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、ＮｉＦｅパーマロイ、ＮｉＣｏ及びＦｅＣｏ合金等の強磁性金属を主成分とした薄膜で作成された第１及び第２のＭＲ素子４５、４６によって構成される第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４が、基板４０上の十字の各頂点に配置されている。
【００２７】
さらに、第１のハーフブリッジ４１が第３のハーフブリッジ４３と、第２のハーフブリッジ４２が第４のハーフブリッジ４４と、対向して配置されている。
【００２８】
第１及び第２のＭＲ素子４５、４６は、図４に示す第１のＭＲ素子４５を例に取ると、折返し形状を備えた複数の感磁部４Ａを有している。なお、以下において第２のＭＲ素子４６の構成及び機能が、配置された角度以外において同一であることから、その感磁部を符号４Ａで表すものとする。
【００２９】
感磁部４Ａに対する磁気ベクトル９の角度αが４５°の場合の第１のＭＲ素子４５の磁気抵抗値を基準にしたとき、磁気ベクトル９が感磁部４Ａに対して垂直な方向（α＝０°）から横切る場合は、４５°のときの磁気抵抗値に比べてその磁気抵抗値は小さくなり、磁気ベクトル９が感磁部４Ａに対して平行な方向（α＝９０°）から横切る場合は、４５°の磁気抵抗値に比べてその磁気抵抗値は大きくなる。
【００３０】
第１のハーフブリッジ４１は、図３（ｂ）に示すように、第１のＭＲ素子４５と第２のＭＲ素子４６とが、感磁方向を直交させてハーフブリッジ回路を形成しており、第１のＭＲ素子４５がＸ軸に対して４５°傾いている。（第２のＭＲ素子４６は、Ｘ軸に対して−４５°傾いている。）
【００３１】
第１のハーフブリッジ４１における第１のＭＲ素子４５と第２のＭＲ素子４６の中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１として出力される。
【００３２】
第２〜第４のハーフブリッジ４２〜４４は、第１のハーフブリッジ４１と同様に第１及び第２のＭＲ素子４５、４６を有しており、図３（ｂ）に示すように、それぞれ出力電圧Ｖ２、Ｖ３及びＶ４を出力する。
【００３３】
第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４は、一例として、図３（ｂ）に示すように、第１のＭＲ素子４５側に印加電圧Ｖｃｃが印可され、第２のＭＲ素子４６側は、図示しない基板４０上の接地回路に電気的に接続されている。
【００３４】
ＸＹ方向カウンター磁石５のＸ軸方向操作の検出は、Ｙ軸方向の対向する第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４によって行い、Ｙ軸方向操作の検出は、Ｘ軸方向の対向する第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３によって行われる。
【００３５】
（ＸＹ方向カウンター磁石５の構成）
ＸＹ方向カウンター磁石５は、図１に示すように、一例として、円柱形状を有し、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石で形成されている。なお、ＸＹ方向カウンター磁石５の形状はこれに限定されず、例えば、球形状及び矩形状等であっても良い。また、ＸＹ方向カウンター磁石５のＮ極５１とＳ極５０を入れ替えた構成としても良い。
【００３６】
（Ｚθ方向検出部６の構成）
図５は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上方図であり、図６は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向検出部の側面図である。回転角θは、操作レバー１７の回転角を表しており、図７（ｂ）に示すＹ軸からの角度を表している。なおＺ軸は、操作レバー１７の回転軸を基板７０上に投影した投影線であるものとする。
【００３７】
Ｚθ方向ＭＲセンサ７は、図６に示すように、ＮｉＦｅパーマロイ、ＮｉＣｏ及びＦｅＣｏ合金等の強磁性金属を主成分とした薄膜で作成された第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄを有する第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４が、基板６０上の十字の各頂点に配置されている。
【００３８】
なお、第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄは、第１及び第２のＭＲ素子４５、４６と構成及び機能が、配置された角度以外は同一であるので、感磁部を符号４Ａと表すものとする。
【００３９】
第１のＭＲセンサ部７１は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとが直交し、また、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作方向（Ｚ軸に平行な方向）に対して第２のＭＲ素子７０ｂの感磁部４Ａが垂直になるように配置され、また、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第５のハーフブリッジ回路）が形成されている。
【００４０】
第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１１として出力される。また、第１のＭＲセンサ部７１は、第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとが直交し、それぞれが、プッシュ操作方向（Ｚ軸に平行な方向）に対して感磁部４Ａが４５°になるように配置されている。
【００４１】
第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第１のハーフブリッジ回路）が形成され、その中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１２として出力される。
【００４２】
第２のＭＲセンサ部７２は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第６のハーフブリッジ回路）、及び第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第２のハーフブリッジ回路）が形成され、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１３として出力される。
【００４３】
また、第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１４として出力される。
【００４４】
第３のＭＲセンサ部７３は、図６に示すように、第１のＭＲセンサ部７１の第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとで形成されたハーフブリッジ回路を時計周りに９０°回転させたハーフブリッジ回路（第７のハーフブリッジ回路）が配置されている。
【００４５】
第３のＭＲセンサ部７３の第２のＭＲ素子７０ｂと第１のＭＲ素子７０ａの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１５として出力される。
【００４６】
また、第３のＭＲセンサ部７３の第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄは、第１及び第２のＭＲセンサ部７１、７２と同様のハーフブリッジ回路（第３のハーフブリッジ回路）が配置されている。
【００４７】
第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１６として出力される。
【００４８】
第４のＭＲセンサ部７４は、図６に示すように、第１のＭＲ素子７０ａと第２のＭＲ素子７０ｂとによってハーフブリッジ回路（第８のハーフブリッジ回路）、及び第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄとによってハーフブリッジ回路（第４のハーフブリッジ回路）が形成され、第４のＭＲセンサ部７４の第２のＭＲ素子７０ｂと第１のＭＲ素子７０ａの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１７として出力される。
【００４９】
また、第４のＭＲセンサ部７４の第３のＭＲ素子７０ｃと第４のＭＲ素子７０ｄの中点電位は、それぞれの磁気抵抗値の比に基づいて出力電圧Ｖ１８として出力される。
【００５０】
第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４は、一例として、図６に示すように、一端に印加電圧Ｖｃｃが印可され、他端が図示しない接地回路に接続されている。
【００５１】
また、回転操作による回転操作ポジションの検出には、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４が用いられ、プッシュ操作によるプッシュ操作ポジションの検出には、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３が用いられ、それぞれＺθ方向カウンター磁石（第１の磁石）８が印加する磁界（第１の磁界）の方向が相反する基板７０上の位置に配置されている。
【００５２】
なお、本実施の形態において、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４は、第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄを用いたフルブリッジ回路を有して構成されるが、フルブリッジ回路の代わりにＸＹ方向ＭＲセンサ４と同様のハーフブリッジ回路を第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４の位置に配置するようにしても良い。また、同じ構成を有するＭＲセンサを４つの位置に配置しても良い。
【００５３】
（Ｚθ方向カウンター磁石８の構成）
Ｚθ方向カウンター磁石８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、一例として、円柱形状を有し、円の中心が回転軸と一致するように設けられており、アルニコ磁石、フェライト磁石、ネオジム磁石等の永久磁石で形成されている。
【００５４】
また、Ｚθ方向カウンター磁石８は、図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、Ｓ極８１側がＺθ方向ＭＲセンサ７に対向して配置されており、一例として図５に示すように、第１〜第４のハーフブリッジ７１〜７４が配置される十字の中心点をＹ―Ｚ軸の原点とすると、０．５ｍｍ程度Ｚ軸のプラス側にオフセットして設置されている。
【００５５】
Ｚθ方向カウンター磁石８は、一例としてプッシュ・プル操作によってＺ軸に平行に−０．５ｍｍから０．５ｍｍまで移動可能であるとする。
【００５６】
なお、Ｚθ方向カウンター磁石８は、Ｎ極８０とＳ極８１を入れ替えた構成としても良い。
【００５７】
また、Ｚθ方向カウンター磁石８は、Ｚθ方向ＭＲセンサ７の検出面（第１〜第４のＭＲ素子７０ａ〜７０ｄが配置される面）に対して中心に向かう磁界を印加している。
【００５８】
磁気ベクトル９は、ＸＹ方向ＭＲセンサ４及びＺθ方向ＭＲセンサ７の検出面における磁界の磁力線の向きと大きさを可視化したものである。
【００５９】
（判断部１００について）
判断部１００は、一例として、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の対向する第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３から出力される出力電圧Ｖ１及びＶ３に基づいて（Ｖ３−Ｖ１）を算出する。
【００６０】
同様に判断部１００は、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の対向する第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４から出力される出力電圧Ｖ２及びＶ４に基づいて（Ｖ４−Ｖ２）を算出する。
【００６１】
判断部１００は、この（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）の差分出力の正、負及びゼロ値の組み合わせを記憶し、組み合わせに基づいて２次元の傾倒操作ポジションを判断する。
【００６２】
また、ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４が離れて設置されているので、設置の際の位置ずれに起因する出力電圧の誤差を抑制することができる。これは、位置ずれが起きても、第１及び第２のＭＲ素子４５、４６に対する磁気ベクトル９の角度が、同じ角度分増減するからである。
【００６３】
さらに判断部１００は、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションの検出のため、対向する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１５及びＶ１６のうち、位相が９０°異なる出力電圧Ｖ１１、Ｖ１５と、位相が等しい出力電圧Ｖ１２、Ｖ１６と、に基づいて後述する角度変換処理を行い、また、対向する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される第３、第４、第７及び第８の出力電圧Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１７及びＶ１８のうち、位相が９０°異なる出力電圧Ｖ１３、Ｖ１７と、位相が等しい出力電圧Ｖ１４、Ｖ１８と、に基づいて角度変換処理を行うことによって回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを判断する。
【００６４】
具体的には、判断部１００は、プッシュ操作ポジションを検出する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧Ｖ１１、Ｖ１２、Ｖ１５及びＶ１６に基づいて、一例として、Ｘ１（＝Ｖ１２−Ｖ１６；第１の出力）、Ｘ２（＝Ｖ１１−Ｖ１５；第２の出力）に対して角度変換処理を行う。
【００６５】
判断部１００は、Ｘ１及びＸ２に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｘ２／Ｘ１）]／２を算出し、磁気ベクトル９のＹ軸との角度に基づいてプッシュ操作におけるストロークを算出する。
【００６６】
また、判断部１００は、回転操作を検出する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される出力電圧Ｖ１３、Ｖ１４、Ｖ１７及びＶ１８に基づいて、一例として、Ｙ１（＝Ｖ１４−Ｖ１８；第３の出力）、Ｙ２（＝Ｖ１３−Ｖ１７；第４の出力）に対して角度変換処理を行う。
【００６７】
判断部１００は、Ｙ１及びＹ２に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｙ２／Ｙ１）]／２を算出し、回転操作における回転角度を算出する。ここで磁気抵抗値は、磁気ベクトル９と感磁部の角度αに依存するが、角度αが同じときの向きの正逆には依存しないので、角度変換処理を行った値を２で割っている。
【００６８】
上記のように、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４の出力電圧（Ｖ１１〜Ｖ１８）を組み合わせて角度変換処理を行い、また、各ハーフブリッジ回路の設置角度、すなわち出力電圧の位相を変えて設置しているのは、設置位置のばらつきによる検出誤差、温度による磁気抵抗値の変化に起因する誤差、感度の差による誤差、を抑制するためである。
【００６９】
判断部１００によって角度変換処理が行われた関数は、円を表す関数となり、それらの誤差は、円の半径の大小に相当しているので、角度に影響しない。よってＺθ方向検出部６は、上記の構成を有することで、安定して回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを検出することができる。
【００７０】
なおレバースイッチ１は、回転操作による回転角度によって任意のポジションを割り当て、さらにプッシュ・プル操作によってオン・オフ等を割り当てて車両の各種制御に使用されても良いが、一例として、ある数値を連続的に変化させる用途に使用しても良い。
【００７１】
（第１の実施の形態の動作）
以下に、本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの動作について各図を参照しながら詳細に説明する。まず傾倒操作ポジションの検出について説明する。
【００７２】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る傾倒操作ポジションについて示した図であり、図９及び図１０は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。図８に示すＮ及びＰ１〜Ｐ８は、レバースイッチ１で指示できる２次元の傾倒操作ポジションの一例を表している。図９は、ポジションＮの状態からＸ軸方向に操作レバー１７を傾倒操作したときの（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）のグラフであり、図１０は、操作レバー１７をＸ軸方向に３０°傾倒操作しながらＹ軸方向に傾倒操作したときの（Ｖ３−Ｖ１）及び（Ｖ４−Ｖ２）のグラフである。（Ｖ４−Ｖ２）は、Ｘ軸方向の出力電圧であり、（Ｖ３−Ｖ１）は、Ｙ軸方向の出力電圧である。また印加電圧Ｖｃｃとして５ＶをＸＹ方向ＭＲセンサ４に印加してシミュレーションしいた結果に基づいて説明する。
【００７３】
（ポジションＮの検出動作）
ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＮにあるとき、図３（ｂ）に示すように、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３には、Ｘ軸と平行な磁気ベクトル９が、第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４には、Ｙ軸と平行な磁気ベクトル９が、横切っている。
【００７４】
第１及び第２のＭＲ素子４５、４６と磁気ベクトル９の角度は、図３（ｂ）に示すようにそれぞれが４５°となり、磁気抵抗値が同じ値を取るので、出力電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及びＶ４は、ゼロとなる。
【００７５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が共にゼロとなるので（以下これを（０、０）と表す）、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＮにあると判断する。
【００７６】
（ポジションＰ１の検出動作）
図１１（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ１に操作された場合について表している。
【００７７】
操作レバー１７がポジションＰ１に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第４のハーフブリッジ４４付近において強くなるので、磁気ベクトル９は、図１１（ａ）に示すように方向が変化する。
【００７８】
第１〜第４のハーフブリッジ４１〜４４からの出力電圧は、磁気抵抗値の比で表され、本実施の形態においては、第２のＭＲ素子４６の磁気抵抗値に比例する。よって第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対しておよそ垂直に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正（＋）となる。ここで以下、バイアス磁界と感磁部４Ａとの角度が４５°のときの磁気抵抗値を「磁気抵抗値中」とし、この「磁気抵抗値中」を基準としてこれよりも磁気抵抗値が大きいとき「磁気抵抗値大」、小さいとき「磁気抵抗値小」と記述するものとする。
【００７９】
一方第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４には、感磁部４Ａに対しておよそ４５°で磁気ベクトル９が横切るので、（Ｖ４−Ｖ２）はゼロとなり、（＋、０）の組合せとなる。
【００８０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、０）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ１にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００８１】
（ポジションＰ２の検出動作）
図１２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１２（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ２に操作された場合について表している。
【００８２】
操作レバー１７がポジションＰ２に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１と第４のハーフブリッジ４４の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１２（ａ）に示すように方向が変化する。
【００８３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正（＋）となる。
【００８４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負（−）となり、（＋、−）の組合せとなる。
【００８５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ２にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００８６】
（ポジションＰ３の検出動作）
図１３（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１３（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ３に操作された場合について表している。
【００８７】
操作レバー１７がポジションＰ３に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１３（ａ）に示すように方向が変化する。
【００８８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第３のハーフブリッジ４３には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）はゼロとなる。
【００８９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負となり、（０、−）の組合せとなる。
【００９０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（０、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ３にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００９１】
（ポジションＰ４の検出動作）
図１４（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１４（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ４に操作された場合について表している。
【００９２】
操作レバー１７がポジションＰ４に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第１のハーフブリッジ４１と第２のハーフブリッジ４２の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１４（ａ）に示すように方向が変化する。
【００９３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【００９４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第４のハーフブリッジ４４には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は負となり、（−、−）の組合せとなる。
【００９５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、−）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ４にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【００９６】
（ポジションＰ５の検出動作）
図１５（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１５（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ５に操作された場合について表している。
【００９７】
操作レバー１７がポジションＰ５に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第２のハーフブリッジ４２付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１５（ａ）に示すように方向が変化する。
【００９８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【００９９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第４のハーフブリッジ４４には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）はゼロとなり、（−、０）の組合せとなる。
【０１００】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、０）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ５にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１０１】
（ポジションＰ６の検出動作）
図１６（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１６（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ６に操作された場合について表している。
【０１０２】
操作レバー１７がポジションＰ６に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第２のハーフブリッジ４２と第３のハーフブリッジ４３の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１６（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１０３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値大）、また、第３のハーフブリッジ４３には、垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値小）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は負となる。
【０１０４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（−、＋）の組合せとなる。
【０１０５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（−、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ６にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１０６】
（ポジションＰ７の検出動作）
図１７（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１７（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ７に操作された場合について表している。
【０１０７】
操作レバー１７がポジションＰ７に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第３のハーフブリッジ４３付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１７（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１０８】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して４５°で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値中）、また、第３のハーフブリッジ４３には、４５°で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値中）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）はゼロとなる。
【０１０９】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（０、＋）の組合せとなる。
【０１１０】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（０、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ７にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１１１】
（ポジションＰ８の検出動作）
図１８（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、図１８（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。操作レバー１７が、図８に示すポジションＰ８に操作された場合について表している。
【０１１２】
操作レバー１７がポジションＰ８に傾倒操作されたとき、ＸＹ方向カウンター磁石５から発生する磁界が、第３のハーフブリッジ４３と第４のハーフブリッジ４４の間付近において強くなり、その結果、磁気ベクトル９は、図１８（ａ）に示すように方向が変化する。
【０１１３】
第１のハーフブリッジ４１には、第２のＭＲ素子４６の感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第３のハーフブリッジ４３には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ３−Ｖ１）は正となる。
【０１１４】
一方第２のハーフブリッジ４２には、感磁部４Ａに対して垂直に近い角度で磁気ベクトル９が横切り（磁気抵抗値小）、また、第４のハーフブリッジ４４には、平行に近い角度で磁気ベクトル９が横切る（磁気抵抗値大）ことから、（Ｖ４−Ｖ２）は正となり、（＋、＋）の組合せとなる。
【０１１５】
判断部１００は、第１及び第３のハーフブリッジ４１、４３からの出力電圧の差分（Ｖ３−Ｖ１）、及び第２及び第４のハーフブリッジ４２、４４からの出力電圧の差分（Ｖ４−Ｖ２）が（＋、＋）の組合せとなるので、ＸＹ方向カウンター磁石５がポジションＰ７にあると判断し、車両ＥＣＵ１０１を介して所定の処理を行う。
【０１１６】
上記したＮ及びＰ１〜Ｐ８ポジションの検出は、図９に示すように、Ｘ軸方向の検出結果、及びＹ軸の検出結果が独立に得られる。言い換えるなら、クロストークが少なく安定して行われる。
【０１１７】
一例として、操作レバー１７をＸ軸の方向に約３０°傾倒操作し、そのままＹ軸方向に約３０°傾倒操作したとき、図１０に示すように、Ｘ軸方向の出力電圧と、Ｙ軸方向の出力電圧と、がクロストークの少ない状態で得られる。
【０１１８】
また、上記で説明したＮ及びＰ１〜Ｐ８ポジションの検出と共に、レバースイッチ１からの出力信号は、図９及び１０等に示すように傾倒操作に対してアナログ出力されるので、２次元的な任意の位置（ポジション）を検出することができる。
【０１１９】
よってレバースイッチ１は、上記のポジション（Ｎ、Ｐ１〜Ｐ８）に限定されず、ゲームのコントローラやポインティングデバイスのように連続的に可変するコントローラとして使用することができ、また、多方向スイッチにも使用することができる。
【０１２０】
続いて回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションの検出について説明する。
【０１２１】
（回転操作による回転ポジションの検出動作）
図１９（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の上面図であり、図１９（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２０は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の回転角度と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【０１２２】
操作者が、操作レバー１７を介してＺθ方向カウンター磁石８を矢印Ｅ方向に４５°回転操作した場合について説明する。図２０は、横軸がＺθ方向カウンター磁石８の回転角度、縦軸は角度変換処理が行われた角度を示しており、図中の「ＰＵＳＨ」とは、プッシュ操作を検出する第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から出力される出力電圧に基づいたグラフを表しており、「回転」とは、回転操作を検出する第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力される出力電圧に基づいたグラフを表している。
【０１２３】
このとき、図６における印加電圧Ｖｃｃとして５ＶをＺθ方向ＭＲセンサ７に印加し、Ｚθ方向カウンター磁石８の中心点が、Ｚ＝０．５ｍｍの位置にあるとしてシミュレーションした結果に基づいて説明する。なお、第１〜第４のＭＲセンサ部７１〜７４を横切る磁気ベクトル９は、Ｙ軸及びＺ軸から時計回りを正とするものとする。
【０１２４】
回転操作されていない図５の状態のとき、Ｚθ方向ＭＲセンサ７上におけるＺθ方向カウンター磁石８の磁界は、Ｚ軸上のＺ＝０．５ｍｍ付近が強いので、第１のＭＲセンサ部７１には、Ｙ軸から約４０°に傾いた磁気ベクトル９が、第２のＭＲセンサ部７２には、Ｚ軸に平行な磁気ベクトル９が、第３のＭＲセンサ部７３には、Ｙ軸から約１３０°に傾いた磁気ベクトル９が、第４のＭＲセンサ部７４には、Ｚ軸に平行な磁気ベクトル９が、横切っている。
【０１２５】
上記の状態から、Ｚθ方向カウンター磁石８が図１９（ａ）に示す矢印Ｅ方向に回転操作されると、Ｚθ方向ＭＲセンサ７を横切る磁気ベクトル９は、図５における状態から図１９（ｂ）のように変化する。
【０１２６】
これは、Ｚθ方向カウンター磁石８が回転することによって、磁界の強い場所が、第３のＭＲセンサ部７３側に移動するからである。
【０１２７】
このとき、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３の磁気ベクトル９は、回転操作前後において方向は殆ど変化しないので、図２０に示すように、出力電圧に大きな変化は無い。
【０１２８】
一方、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４を横切る磁気ベクトル９の方向は、図１９（ｂ）に示すように、Ｚ軸に平行だった状態から大きく変化する。
【０１２９】
判断部１００は、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力された図６に示す出力電圧Ｙ１及びＹ２に基づいて上記した角度変換処理を行う。
【０１３０】
レバースイッチ１は、図２０に示すように、プッシュ操作ポジションの検出に用いる第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から得られた結果と、回転操作ポジションの検出に用いる第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から得られた結果から、クロストークが少なく、Ｚθ方向カウンター磁石８の回転操作による回転操作ポジションを正確に検出することができる。
【０１３１】
判断部１００は、得られた結果を車両ＥＣＵ１０１に送信し、車両ＥＣＵ１０１は、送信された信号に基づいて所定の処理を行う。
【０１３２】
（プッシュ操作による位置ポジションの検出動作）
図２１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作前のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２１（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作後のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、図２２は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の移動量と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。Ｚθ方向カウンター磁石８の中心点が、プッシュ操作によってＺ＝０．５ｍｍからＺ＝−０．５ｍｍに移動したとしてシミュレーションした結果に基づいて説明する。
【０１３３】
Ｚθ方向カウンター磁石８が、図１に示す矢印Ｇ方向にプッシュ操作されると、Ｚθ方向ＭＲセンサ７を横切る磁気ベクトル９は、図２１（ａ）の状態から図２１（ｂ）のように変化する。
【０１３４】
これは、Ｚθ方向カウンター磁石８がＺ軸に平行に移動することによって、磁界の強い場所が、第４のＭＲセンサ部７４から第２のＭＲセンサ部７２側に移動するからである。
【０１３５】
このとき、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４には、Ｚ軸に平行な方向の磁気ベクトル９が横切る。この磁気ベクトル９は、プッシュ操作前後において方向は変化しないので、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４が出力する出力電圧Ｙ１及びＹ２に大きな変化がなく、図２２に示すように、ほぼ一定値となる。
【０１３６】
一方、第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３を横切る磁気ベクトル９の方向は、第１のＭＲセンサ部７１においては、Ｙ軸から約４０°に傾いていた磁気ベクトル９が約−４０°に、第３のＭＲセンサ部７３においては、Ｙ軸から約１３０°に傾いていた磁気ベクトル９が約−１３０°に、と大きく方向が変化する。
【０１３７】
判断部１００は、第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から出力された出力電圧Ｘ１（＝Ｖ１２−Ｖ１６）、Ｘ２（＝Ｖ１１−Ｖ１５）に基づいて上記した角度変換処理を行うので、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作によるプッシュ操作ポジションを検出することができる。
【０１３８】
レバースイッチ１は、図２２に示すように、プッシュ操作の検出に用いる第１及び第３のＭＲセンサ部７１、７３から得られた結果と、回転操作の検出に用いる第２及び第４のＭＲセンサ部７２、７４から得られた結果から、クロストークが少なく、Ｚθ方向カウンター磁石８のプッシュ操作によるプッシュ操作ポジションを正確に検出することができる。
【０１３９】
判断部１００は、得られた結果を車両ＥＣＵ１０１に送信し、車両ＥＣＵ１０１は、送信された信号に基づいて所定の処理を行う。
【０１４０】
なお上記の結果より、回転操作とプッシュ操作を組み合わせることも可能である。また、同様に、一例として、Ｚθ方向カウンター磁石８の中心を座標原点に一致させ、プッシュ・プル操作に基づくプッシュ操作ポジションを検出するようにしても良く、これに限定されない。
【０１４１】
（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、レバースイッチ１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の移動をクロストークの少ない状態で検出することができるので、２次元の傾倒操作ポジションを安定して検出することができる。また、レバースイッチ１は、非接触でポジションの検出を行うことができるので、耐久性が高い。
【０１４２】
また上記した第１の実施の形態によると、レバースイッチ１は、操作レバー１７による回転操作及びプッシュ操作に基づく回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションをクロストークが少ない状態で検出することができる。
【０１４３】
[第２の実施の形態]
（レバースイッチ１の構成）
図２３は、本発明の第２の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図であり、図２４は、本発明の第２の実施の形態に係るＸ方向の操作レバーの角度と角度変換処理が行われた角度との関係を表した図である。
【０１４４】
本実施の形態は、上記した第１の実施の形態と、ＸＹ方向ＭＲセンサ４の構成が異なっている。
【０１４５】
ＸＹ方向ＭＲセンサ４は、第１のハーフブリッジ４１を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第１のハーフブリッジ４１を時計回りに９０°回転させた第５のハーフブリッジ４１ａと、第２のハーフブリッジ４２を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第２のハーフブリッジ４２を反時計回りに９０°回転させた第６のハーフブリッジ４２ａと、第３のハーフブリッジ４３を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第３のハーフブリッジ４３を反時計回りに９０°回転させた第７のハーフブリッジ４３ａと、第４のハーフブリッジ４４を横切る磁気ベクトル９の方向がおよそ等しい位置に第４のハーフブリッジ４４を時計回りに９０°回転させた第８のハーフブリッジ４４ａと、を備えて概略構成されている。また、第１〜第８のハーフブリッジ４１〜４４、４１ａ〜４４ａが出力する出力電圧をＶ２１〜Ｖ２８とする。
【０１４６】
なお、第１のＭＲ素子４５が時計回りに回転した配置のＭＲ素子を第３の４５ａとし、第２のＭＲ素子４６が時計回りに回転した配置のＭＲ素子を第４のＭＲ素子４６ａとする。
【０１４７】
（第２の実施の形態の動作）
判断部１００は、ＸＹ方向カウンター磁石５のＸ軸方向の傾倒操作ポジションを検出する第２、４、６及び８のハーフブリッジ４２、４４、４２ａ、４４ａから出力される出力電圧Ｖ２２、Ｖ２４、Ｖ２６及びＶ２８に基づいて、一例として、Ｘ３（＝Ｖ２４―Ｖ２２；第１の出力）、Ｘ４（＝Ｖ２８−Ｖ２６；第２の出力）に対して角度変換処理を行う。
【０１４８】
判断部１００は、Ｘ３及びＸ４に基づいて、一例として、角度変換処理として[Ａｒｃｔａｎ（Ｘ４／Ｘ３）]／２を算出し、Ｘ軸と磁気ベクトル９とがなす角度を算出する。
【０１４９】
また、判断部１００は、ＸＹ方向カウンター磁石５のＹ軸方向の傾倒操作ポジションを検出する第１、３、５及び７のハーフブリッジ４１、４３、４１ａ、４３ａから出力される出力電圧Ｖ２１、Ｖ２３、Ｖ２５及びＶ２７に基づいて、一例として、Ｙ３（＝Ｖ２３―Ｖ２１；第３の出力）、Ｙ４（＝Ｖ２７−Ｖ２５；第４の出力）に対して角度変換処理を行う。
【０１５０】
判断部１００は、Ｙ３及びＹ４に基づいて、一例として、[Ａｒｃｔａｎ（Ｙ４／Ｙ１）]／２を算出し、Ｙ軸と磁気ベクトル９とがなす角度を算出する。
【０１５１】
上記の方法にて角度変換処理された角度と操作レバー１７のＸ軸方向に傾倒操作された角度との関係は、図２４に示すように、線形に近く、また、クロストークが少ない状態でＸ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の傾倒操作ポジションを検出することができる。
【０１５２】
上記のように、第１〜第８のハーフブリッジ４１〜４４、４１ａ〜４４ａ、の出力電圧を組み合わせて角度変換処理を行い、また、各ハーフブリッジの設置角度、すなわち出力電圧の位相を変えて設置しているのは、設置位置のばらつきによる検出誤差、温度による磁気抵抗値の変化に起因する誤差、感度の差による誤差、を抑制するためである。
【０１５３】
判断部１００によって角度変換処理が行われた関数は、円を表す関数となり、それらの誤差は、円の半径の大小に相当しているので、角度に影響しない。
【０１５４】
よってＸＹ方向ＭＲセンサ４は、上記の構成を有することで、Ｚθ方向検出部６のように安定して２次元の傾倒操作ポジションを検出することができ、また、冗長性を確保することができる。
【０１５５】
（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、レバースイッチ１は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のＸＹ方向カウンター磁石５の傾倒操作をクロストークの少ない状態で検出することができるので、２次元の傾倒操作ポジションを安定して検出することができる。また、レバースイッチ１は、冗長性を確保することができる。
【０１５６】
なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るレバースイッチに関するブロック図である。
【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る第１のＭＲ素子の概略図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上方図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向検出部の側面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る傾倒操作ポジションについて示した図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの出力波形を表す図である。
【図１１】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１２】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１４】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１８】（ａ）は、本発明の第１の実施に係るＸＹ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向ＭＲセンサの上面図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の回転角度と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作前のＺθ方向ＭＲセンサの上面図であり、（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るプッシュ操作後のＺθ方向ＭＲセンサの上面図である。
【図２２】本発明の第１の実施の形態に係るＺθ方向カウンター磁石の移動量と角度変換処理が行われた角度の関係を表した図である。
【図２３】本発明の第２の実施の形態に係るＸＹ方向ＭＲセンサの等価回路図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態に係るＸ方向の操作レバーの角度と角度変換処理が行われた角度との関係を表した図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１…レバースイッチ、２…操作部、３…ＸＹ方向検出部、４…ＸＹ方向ＭＲセンサ、４Ａ…感磁部、５…ＸＹ方向カウンター磁石、６…Ｚθ方向検出部、７…Ｚθ方向ＭＲセンサ、８…Ｚθ方向カウンター磁石、９…磁気ベクトル、１０…台座、１１Ａ、１１Ｂ…脚部、１２Ａ、１２Ｂ…軸、１３Ａ、１３Ｂ…ネジ、１４…第１の保持部、１５…第２の保持部、１６…突出部、１７…操作レバー、１８…掌握部、４０…基板、４１〜４４…第１〜第４のハーフブリッジ、４１ａ〜４４ａ…第５〜第８のハーフブリッジ、４５…第１のＭＲ素子、４５ａ…第３のＭＲ素子、４６…第２のＭＲ素子、４６ａ…第４のＭＲ素子、５０…Ｓ極、５１…Ｎ極、７０…基板、７０ａ〜７０ｄ…第１〜第４のＭＲ素子、７１〜７４…第１〜第４のＭＲセンサ部、８０…Ｎ極、８１…Ｓ極、１００…判断部、１０１…車両ＥＣＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸を中心に回転操作、及び前記回転軸の平行方向にプッシュ操作可能に支持部に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作指示部と、
前記操作指示部に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に磁化され、第１の磁界を形成する第１の磁石と、
前記操作部の傾倒操作に基づいて２次元の傾倒操作ポジションを指示し、前記２次元の傾倒操作ポジションに対して垂直方向に磁化され、第２の磁界を形成する第２の磁石と、
前記支持部に設けられ、前記回転操作及びプッシュ操作による前記第１の磁界の方向変化に基づいて第１の検出信号を出力する第１のセンサ部と、
前記傾倒操作による前記第２の磁界の方向変化に基づいて第２の検出信号を出力する第２のセンサ部と、
前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び前記２次元の傾倒操作ポジションを判断する判断部と、
を備えたことを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記第１及び第２のセンサ部は、４つのＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサが十字の各頂点に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【請求項３】
前記ＭＲセンサは、感磁方向が直交する２つのＭＲ素子から構成されることを特徴とする請求項２に記載のポジションセンサ。
【請求項４】
前記第１及び第２のセンサ部は、対向する２つの前記ＭＲセンサによってブリッジ回路を形成することを特徴とする請求項３に記載のポジションセンサ。
【請求項５】
前記第１のセンサ部は、基板を有し、前記回転軸を前記基板に投影した投影線上に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記回転操作ポジションを検出し、前記投影線に垂直な方向に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記プッシュ操作ポジションを検出することを特徴とする請求項４に記載のポジションセンサ。
【請求項６】
前記判断部は、前記対向する２つの前記ＭＲセンサから差分出力される差分値の正、負及びゼロ値の組み合わせに基づいて前記傾倒操作ポジションを判断することを特徴とする請求項４に記載のポジションセンサ。
【請求項７】
前記第１のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【請求項８】
前記第２のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【請求項１】
回転軸を中心に回転操作、及び前記回転軸の平行方向にプッシュ操作可能に支持部に設けられ、回転操作ポジション及びプッシュ操作ポジションを指示する操作指示部と、
前記操作指示部に設けられ、前記回転軸に対して垂直方向に磁化され、第１の磁界を形成する第１の磁石と、
前記操作部の傾倒操作に基づいて２次元の傾倒操作ポジションを指示し、前記２次元の傾倒操作ポジションに対して垂直方向に磁化され、第２の磁界を形成する第２の磁石と、
前記支持部に設けられ、前記回転操作及びプッシュ操作による前記第１の磁界の方向変化に基づいて第１の検出信号を出力する第１のセンサ部と、
前記傾倒操作による前記第２の磁界の方向変化に基づいて第２の検出信号を出力する第２のセンサ部と、
前記第１及び第２の検出信号に基づいて前記回転操作ポジション、プッシュ操作ポジション及び前記２次元の傾倒操作ポジションを判断する判断部と、
を備えたことを特徴とするポジションセンサ。
【請求項２】
前記第１及び第２のセンサ部は、４つのＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）センサが十字の各頂点に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【請求項３】
前記ＭＲセンサは、感磁方向が直交する２つのＭＲ素子から構成されることを特徴とする請求項２に記載のポジションセンサ。
【請求項４】
前記第１及び第２のセンサ部は、対向する２つの前記ＭＲセンサによってブリッジ回路を形成することを特徴とする請求項３に記載のポジションセンサ。
【請求項５】
前記第１のセンサ部は、基板を有し、前記回転軸を前記基板に投影した投影線上に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記回転操作ポジションを検出し、前記投影線に垂直な方向に前記対向する２つの前記ＭＲセンサが配置されて前記プッシュ操作ポジションを検出することを特徴とする請求項４に記載のポジションセンサ。
【請求項６】
前記判断部は、前記対向する２つの前記ＭＲセンサから差分出力される差分値の正、負及びゼロ値の組み合わせに基づいて前記傾倒操作ポジションを判断することを特徴とする請求項４に記載のポジションセンサ。
【請求項７】
前記第１のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【請求項８】
前記第２のセンサ部は、感磁方向が直交する第１及び第２のＭＲ素子からなるハーフブリッジ回路を第１〜第４のハーフブリッジ回路として十字の各頂点に配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路と前記第３のハーフブリッジ回路を対向させ、前記第２のハーフブリッジ回路と前記第４のハーフブリッジ回路を対向させてそれぞれ配置し、
前記第１のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第５のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第３のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第７のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第２のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を反時計回りに４５°回転させた第６のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記第４のハーフブリッジ回路は、前記感磁方向を時計回りに４５°回転させた第８のハーフブリッジ回路と共に配置され、
前記判断部は、前記第１及び第３のハーフブリッジ回路から差分出力される第１の出力と、前記第５及び第７のハーフブリッジ回路から差分出力される第２の出力と、前記第２及び第４のハーフブリッジ回路から差分出力される第３の出力と、前記第６及び第８のハーフブリッジ回路から差分出力される第４の出力と、に基づいて角度変換処理を行って前記プッシュ操作ポジション及び前記回転操作ポジションを判断することを特徴とする請求項１に記載のポジションセンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２００９−２６６６４６（Ｐ２００９−２６６６４６Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１５４２６（Ｐ２００８−１１５４２６）
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２５日（２００８．４．２５）
【出願人】（０００００３５５１）株式会社東海理化電機製作所 (3,198)
【Ｆターム（参考）】
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