CN119573779A - 磁传感器、磁传感器装置及磁传感器系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种磁传感器、磁传感器装置及磁传感器系统。所述磁传感器具备：第一～第三结构物，它们分别具有用于使磁检测元件检测离开基准轴的第一～第三位置处的对象磁场的结构；和第一～第三检测电路，它们分别包含第一～第三磁检测元件。第二位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(120+360×m)°的角度的位置，第三位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(240+360×n)°的角度的位置。

Description

磁传感器、磁传感器装置及磁传感器系统

技术领域

本发明涉及一种包含具有用于使磁检测元件检测磁场的特定分量的结构的结构物的磁传感器、和分别包含该磁传感器的磁传感器装置及磁传感器系统。

背景技术

近年来，在汽车的方向盘或动力转向马达的旋转位置的检测等各种用途中，广泛使用生成与检测对象的角度具有对应关系的角度检测值的角度传感器。作为角度传感器，例如有使用了磁检测元件的角度传感器。在使用磁检测元件的角度传感器系统中，通常设置磁场产生器，该磁场产生器产生方向与对象物的旋转或直线性运动连动而旋转的检测对象磁场。磁场产生器例如为磁体。检测对象的角度与基准位置处的检测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。

在中国专利申请公开第116136386A号中公开有一种磁角度传感器，该磁角度传感器包含三个磁阻效应元件、和构成为相对于三个磁阻效应元件能够相对地移动的磁源。三个磁阻效应元件配置成星形状或正三角形状。表示磁源的旋转角度的角度信号根据三个磁阻效应元件的输出信号而运算。

对于磁检测元件，除了检测对象磁场之外，有时还施加检测对象磁场以外的噪声磁场。作为噪声磁场，例如有地磁、来自马达的漏磁场。在这样对磁检测元件分别施加噪声磁场的情况下，磁检测元件检测检测对象磁场和噪声磁场的合成磁场。在检测对象磁场的方向和噪声磁场的方向不同时，角度检测值产生误差。

当施加噪声磁场时，磁检测元件的输出信号变动。输出信号的变动幅度根据噪声磁场的方向与磁检测元件的灵敏度轴所成的角度而变化。因此，如中国专利申请公开第116136386A号所公开的磁角度传感器那样，在包含分别具有互不相同的方向的灵敏度轴的多个磁检测元件的磁传感器中，由噪声磁场所引起的多个磁检测元件各自的输出信号的变动幅度互不相同。为了降低角度检测值的误差，需要在运算角度检测值之前充分地降低噪声磁场的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低噪声磁场的影响的磁传感器、和分别包含该磁传感器的磁传感器装置及磁传感器系统。

本发明的磁传感器构成为检测包含与基准轴平行的方向的分量的对象磁场。本发明的磁传感器具备：第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测离开基准轴的第一位置处的对象磁场即第一部分磁场的结构；第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测离开基准轴的第二位置处的对象磁场即第二部分磁场的结构；第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测离开基准轴的第三位置处的对象磁场即第三部分磁场的结构；第一检测电路，其包含第一磁检测元件，并且构成为生成与第一部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第一检测信号；第二检测电路，其包含第二磁检测元件，并且构成为生成与第二部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第二检测信号；第三检测电路，其包含第三磁检测元件，并且构成为生成与第三部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第三检测信号。

第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号分别包含以相互相等的周期变化的周期分量。在将周期分量的周期设为电角度的360°，且将m、n分别设为0以上的整数时，第二位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(120+360×m)°的角度的位置，第三位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(240+360×n)°的角度的位置。

本发明的磁传感器装置具备：本发明的磁传感器；和构成为基于第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号，生成与对象角度具有对应关系的角度检测值的处理器。

本发明的第一方式的磁传感器系统具备本发明的磁传感器和构成为产生对象磁场的磁场产生器。磁传感器和磁场产生器构成为，当磁传感器和磁场产生器的至少一方以基准轴为中心旋转时，对象磁场的与基准轴平行的方向的分量的强度在第一位置、第二位置及第三位置的各个位置变化。

本发明的第二方式的磁传感器系统具备构成为产生对象磁场的磁场产生器、和构成为检测对象磁场的磁传感器。磁传感器包含：第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第一位置处的对象磁场即第一部分磁场的结构；第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第二位置处的对象磁场即第二部分磁场的结构；第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第三位置处的对象磁场即第三部分磁场的结构；第一检测电路，其包含第一磁检测元件；第二检测电路，其包含第二磁检测元件；以及第三检测电路，其包含第三磁检测元件。

磁场产生器是交替排列有多组N极和S极的磁尺。磁传感器和磁场产生器构成为，当磁传感器和磁场产生器的至少一方沿与交叉于第一方向的第二方向平行的方向动作时，第一位置、第二位置及第三位置处的对象磁场的第一方向的分量的强度变化。在将磁场产生器中经由一个S极而相邻的两个N极的中心间距离设为λ，且将m、n分别设为0以上的整数时，第二位置是从第一位置向第二方向离开(λ/3+m×λ)的位置，第三位置是从第一位置向第二方向离开(2λ/3+n×λ)的位置。

本发明的磁传感器具备分别配置于规定位置的第一～第三结构物。由此，根据本发明，能够降低噪声磁场的影响。

本发明的其它的目的、特征及利益根据以下的说明将变得充分清晰。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的磁传感器系统的立体图。

图2是表示本发明的第一实施方式的磁传感器系统的俯视图。

图3是用于说明本发明的第一实施方式的对象磁场的说明图。

图4是表示本发明的第一实施方式的磁传感器装置的结构的电路图。

图5是表示本发明的第一实施方式的检测电路和结构物各自的一部分的立体图。

图6是表示本发明的第一实施方式的检测电路和结构物各自的一部分的俯视图。

图7是表示本发明的第一实施方式的检测电路和结构物各自的一部分的侧视图。

图8是表示本发明的第一实施方式的磁阻效应元件的层叠膜的立体图。

图9是表示本发明的第二实施方式的磁传感器装置的结构的电路图。

图10是示意性地表示本发明的第三实施方式的磁传感器的结构的电路图。

图11是示意性地表示本发明的第四实施方式的磁传感器的结构的电路图。

图12是示意性地表示本发明的第五实施方式的磁传感器的结构的电路图。

图13是表示本发明的第六实施方式的磁传感器系统的立体图。

图14是表示本发明的第六实施方式的磁传感器系统的俯视图。

图15是示意性地表示本发明的第七实施方式的磁传感器的结构的电路图。

图16是表示本发明的第七实施方式的检测电路和结构物各自的一部分的俯视图。

图17是表示本发明的第七实施方式的检测电路和结构物各自的一部分的剖视图。

图18是表示本发明的第八实施方式的磁传感器系统的立体图。

图19是表示本发明的第八实施方式的磁传感器系统的俯视图。

图20是表示本发明的第九实施方式的磁阻效应元件的层叠膜的立体图。

图21是表示本发明的第九实施方式的磁阻效应元件的层叠膜的自由层的俯视图。

图22是表示对本发明的第九实施方式的磁阻效应元件施加对象磁场时的自由层的俯视图。

图23是表示对本发明的第九实施方式的磁阻效应元件施加对象磁场时的自由层的俯视图。

具体实施方式

[第一实施方式]

以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。首先，参照图1及图2对本发明的第一实施方式的磁传感器系统的结构进行说明。图1是表示本实施方式的磁传感器系统100的立体图。图2是表示本实施方式的磁传感器系统100的俯视图。本实施方式的磁传感器系统100是磁式的角度传感器系统，具备本实施方式的磁传感器1和磁场产生器5。

磁场产生器5产生与检测对象的角度相关的检测对象的磁场。以下，将磁传感器1的检测对象的磁场称为对象磁场MF。本实施方式的磁场产生器5为圆柱状的磁体。磁场产生器5具有以包含圆柱的中心轴的假想的平面为中心对称地配置的N极5N和S极5S。磁场产生器5以圆柱的中心轴为中心进行旋转。

N极5N具有与基准轴C平行的一个方向的磁化。S极5S具有与N极5N的磁化相反方向的磁化。在图1中，将N极5N的磁化方向表示为图1中的从下向上的方向，将S极5S的磁化方向表示为图1中的从上向下的方向。

在图1中，利用标注了符号MF的箭头表示对象磁场MF。对象磁场MF包含与基准轴C平行的方向的分量。磁传感器1和磁场产生器5构成为，当磁传感器1和磁场产生器5的至少一方以基准轴C为中心旋转时，对象磁场MF的与基准轴C平行的方向的分量的强度在离开基准轴C的任意的特定位置变化。在本实施方式中，特别构成为磁场产生器5旋转。任意的特定位置处的对象磁场MF的强度与磁场产生器5的旋转角度θM具有对应关系，随着磁场产生器5的旋转而变化。

在此，将检测对象的角度称为对象角度，并以记号θ表示。本实施方式中的对象角度θ是与磁场产生器5的旋转角度θM对应的角度。

磁传感器1构成为，检测对象磁场MF，生成与对象角度θ具有对应关系的至少一个检测信号。在本实施方式中，特别是磁传感器1构成为检测分别离开基准轴C的多个特定位置中的各个位置处的对象磁场MF。以下，在多个特定位置中的各个位置，对象磁场MF包含与基准轴C平行的方向的分量作为主分量进行说明。

图3是用于说明任意的特定位置处的对象磁场MF的说明图。在图3中，横轴表示磁场产生器5的旋转角度θM，纵轴表示对象磁场MF的强度。在本实施方式中，在对象磁场MF的方向与平行于基准轴C的第一方向一致的情况下，以正的值表示对象磁场的强度，在对象磁场MF的方向与和第一方向相反的第二方向一致的情况下，以负的值表示对象磁场的强度。

如图3所示，任意的特定位置处的对象磁场MF的强度随着磁场产生器5的旋转而周期性地变化。在本实施方式中，特别是当磁场产生器5旋转一圈、即旋转角度θM变化360°时，特定位置处的对象磁场MF的强度变化一个周期。

磁传感器1具备：包含第一检测电路10a的第一电子部件1a、包含第二检测电路10b的第二电子部件1b、以及包含第三检测电路10c的第三电子部件1c。第一～第三检测电路10a～10c即第一～第三电子部件1a～1c被配置成与磁场产生器5即圆柱状的磁体的一端面相对。

第一～第三电子部件1a～1c可以分别具有芯片的形态，也可以具有被密封树脂密封的封装的形态。在第一～第三电子部件1a～1c分别为芯片的形态的情况下，磁传感器1也可以具有利用密封树脂密封第一～第三电子部件1a～1c的一个封装的形态。

第一检测电路10a构成为检测离开基准轴C的第一位置P1处的对象磁场MF即第一部分磁场。第二检测电路10b构成为检测离开基准轴C的第二位置P2处的对象磁场MF即第二部分磁场。第三检测电路10c构成为检测离开基准轴C的第三位置P3处的对象磁场MF即第三部分磁场。

关于参照图3说明的任意的特定位置处的对象磁场MF的强度的变化的说明也适用于第一～第三部分磁场。第一～第三部分磁场各自的强度随着磁场产生器5的旋转而周期性地变化。第一检测电路10a构成为生成与第一部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第一检测信号S1。第二检测电路10b构成为生成与第二部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第二检测信号S2。第三检测电路10c构成为生成与第三部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第三检测信号S3。

第一～第三检测信号S1～S3分别包含以相互相等的周期变化的周期分量。在本实施方式中，特别是周期分量以规定的信号周期周期性地变化，以描绘理想的正弦曲线(包含正弦(Sine)波形和余弦(Cosine)波形)。当磁场产生器5旋转一圈即旋转角度θM变化360°时，周期分量的周期变化一个周期。

以下，对第一～第三位置P1～P3进行详细地说明。第一～第三位置P1～P3中的各个位置也可以是与基准轴C垂直的假想平面上的位置。或者，第一～第三位置P1～P3中的至少一个也可以处于离开该假想平面的位置。以下，将上述的假想平面称为基准平面，将基准轴C和基准平面交叉的位置称为基准位置PR。在以下的说明中，第一～第三位置P1～P3设为处于基准平面上。第一～第三位置P1～P3也可以处于以基准位置PR为中心的假想圆之上。

如图2所示，第二位置P2是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向旋转了角度θ1的位置。第三位置P3是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向旋转了角度θ2的位置。

在此，将周期分量的周期设为电角度的360°，将m、n分别设为0以上的整数。角度θ1相当于电角度的(120+360×m)°。角度θ2相当于电角度的(240+360×n)°。

另外，将磁界产生器5的N极5N和S极5S的组数设为k。角度θ1为(120/k+360×m/k)°。角度θ2为(240/k+360×n/k)°。

在本实施方式中，m、n均为0，k为1。因此，第二位置P2是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向(图2中的逆时针方向)旋转了120°的位置。第三位置P3是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向(图2中的逆时针方向)旋转了240°的位置。此外，在本实施方式中，特别是相当于电角度的120°的角度在物理上也成为120°，相当于电角度的240°的角度在物理上也成为240°。

第一电子部件1a配置于包含第一位置P1的区域。第二电子部件1b配置于包含第二位置P2的区域。第三电子部件1c配置于包含第三位置P3的区域。

在此，如图1及图2所示，定义U方向、V方向、W方向及Z方向。在本实施方式中，将与图1所示的基准轴C平行且从图1的下方朝向上方的方向设为Z方向。在图2中，将Z方向表示为从图2的进深朝向跟前的方向。另外，将与Z方向正交且从基准轴C朝向第一位置P1的方向设为U方向，将与Z方向正交且从基准轴C朝向第二位置P2的方向设为V方向，将与Z方向正交且从基准轴C朝向第三位置P3的方向设为W方向。在本实施方式中，特别是V方向为从U方向按图2的逆时针方向旋转了120°的方向。另外，W方向是从V方向按图2的逆时针方向旋转了120°的方向，并且是从U方向按图2的顺时针方向旋转了120°的方向。另外，将与U方向相反的方向设为－U方向，将与V方向相反的方向设为－V方向，将与W方向相反的方向设为－W方向，将与Z方向相反的方向设为－Z方向。以下，将以基准轴C为基准的坐标系称为基准坐标系。

以下，在基准坐标系及后面叙述的正交坐标系中，将相对于基准的位置处于Z方向的前端的位置称为“上方”，将相对于基准的位置处于“上方”的相反侧的位置称为“下方”。

磁传感器1还具备支承第一～第三电子部件1a～1c的支承体7。支承体7在与基准轴C平行的方向上与磁场产生器5隔开规定的间隔地配置。支承体7具有与磁场产生器5相对的上表面7a。上表面7a也可以与基准轴C、即Z方向垂直。在该情况下，基准平面可以是上表面7a，也可以是与上表面7a平行的平面。在图2所示的例子中，第一～第三电子部件1a～1c配置于支承体7的上表面7a之上。

接着，参照图4对磁传感器1的结构进行详细地说明。图4是表示本实施方式的磁传感器装置的结构的电路图。

本实施方式的磁传感器装置2具备本实施方式的磁传感器1和处理器40。处理器40构成为基于第一～第三检测信号S1～S3生成与对象角度θ具有对应关系的角度检测值θs。处理器40例如能够通过面向特定用途的集成电路(ASIC)或微型计算机实现。处理器40可以包含于图2所示的支承体7中，也可以配置于离开第一～第三电子部件1a～1c及磁场产生器5的位置。

磁传感器1还具备第一结构物20a、第二结构物20b、以及第三结构物20c。第一电子部件1a包含第一检测电路10a和第一结构物20a。第二电子部件1b包含第二检测电路10b和第二结构物20b。第三电子部件1c包含第三检测电路10c和第三结构物20c。

第一结构物20a具有用于使第一磁检测元件检测第一位置P1处的对象磁场MF(第一部分磁场)的结构。第一磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。即，第一结构物20a具有用于使在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度的第一磁检测元件检测包含与基准轴C平行的方向的分量作为主分量的对象磁场MF的结构。

第一检测电路10a包含第一磁检测元件。第一磁检测元件的特性根据对象磁场MF的与基准轴C平行的方向的分量的强度的变化而变化。在本实施方式中，特别是第一检测电路10a包含两个磁阻效应元件(以下，记载为MR元件。)11a、12a作为第一磁检测元件。第一检测电路10a还包含电源端口V1、接地端口G1、以及输出端口E1。MR元件11a在电路结构上设置于电源端口V1和输出端口E1之间。MR元件12a在电路结构上设置于接地端口G1和输出端口E1之间。对电源端口V1施加规定大小的电压或电流。接地端口G1接地。此外，在本申请中，“电路结构上”这样的表述用于指出在电路图上的配置，而不是物理结构上的配置。

第二结构物20b具有用于使第二磁检测元件检测第二位置P2处的对象磁场MF(第二部分磁场)的结构。第二磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。即，第二结构物20b具有用于使在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度的第二磁检测元件检测包含与基准轴C平行的方向的分量作为主分量的对象磁场MF的结构。

第二检测电路10b包含第二磁检测元件。第二磁检测元件的特性根据对象磁场MF的与基准轴C平行的方向的分量的强度的变化而变化。在本实施方式中，特别是第二检测电路10b包含两个MR元件11b、12b作为第二磁检测元件。第二检测电路10b还包含电源端口V2、接地端口G2、以及输出端口E2。MR元件11b在电路结构上设置于电源端口V2和输出端口E2之间。MR元件12b在电路结构上设置于接地端口G2和输出端口E2之间。对电源端口V2施加规定大小的电压或电流。接地端口G2接地。

第三结构物20c具有用于使第三磁检测元件检测第三位置P3处的对象磁场MF(第三部分磁场)的结构。第三磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。即，第三结构物20c具有用于使在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度的第三磁检测元件检测包含与基准轴C平行的方向的分量作为主分量的对象磁场MF的结构。

第三检测电路10c包含第三磁检测元件。第三磁检测元件的特性根据对象磁场MF的与基准轴C平行的方向的分量的强度的变化而变化。在本实施方式中，特别是第三检测电路10c包含两个MR元件11c、12c作为第三磁检测元件。第三检测电路10c还包含电源端口V3、接地端口G3、以及输出端口E3。MR元件11c在电路结构上设置于电源端口V3和输出端口E3之间。MR元件12c在电路结构上设置于接地端口G3和输出端口E3之间。对电源端口V3施加规定大小的电压或电流。接地端口G3接地。

第一～第三结构物20a～20c以及第一～第三检测电路10a～10c配置于图2所示的支承体7的上表面7a之上。

磁传感器装置2还具备差分检测器31、32、33。差分检测器31将与输出端口E1、E2的电位差对应的信号作为第一信号Sa输出。差分检测器32将与输出端口E2、E3的电位差对应的信号作为第二信号Sb输出。差分检测器33将与输出端口E3、E1的电位差对应的信号作为第三信号Sc输出。

第一～第三信号Sa～Sc也可以通过数字信号处理而生成。即，差分检测器31、32、33各自也可以通过ASIC或微型计算机等差动模拟-数字转换器构成。在该情况下，差分检测器31、32、33也可以与处理器40一体化。或者，第一～第三信号Sa～Sc也可以通过模拟信号处理而生成。即，差分检测器31、32、33各自也可以由使用了运算放大器的电路构成。在该情况下，差分检测器31、32、33可以与处理器40一体化，也可以与处理器40分体。

在此，对于第一检测电路10a和第一结构物20a的组、第二检测电路10b和第二结构物20b的组及第三检测电路10c和第三结构物20c的组中的任意组的检测电路和结构物，分别使用符号10、20表示。另外，检测电路10中所含的MR元件中，与MR元件11a、11b、11c对应的MR元件使用符号11表示，与MR元件12a、12b、12c对应的MR元件使用符号12表示。

以下，参照图5～图7对检测电路10和结构物20的结构进行详细地说明。图5是表示检测电路10和结构物20各自的一部分的立体图。图6是表示检测电路10和结构物20各自的一部分的俯视图。图7是表示检测电路10和结构物20各自的一部分的侧视图。

在此，如图5～图7所示，定义X方向、Y方向、Z方向。X方向、Y方向、Z方向相互正交。另外，将与X方向相反的方向设为－X方向，将与Y方向相反的方向设为－Y方向，将与Z方向相反的方向设为－Z方向。图5～图7所示的由X方向、Y方向、Z方向定义的正交坐标系是以检测电路10和结构物20的组为基准而定义的坐标系。该正交坐标系的Z方向与图1及图2所示的由基准轴C定义的基准坐标系的Z方向一致。

结构物20包含由软磁性体构成的至少一个磁轭。至少一个磁轭构成为基于对象磁场MF，产生与平行于Z方向的方向交叉的方向所平行的方向的磁场分量。此外，与平行于Z方向的方向交叉的方向也是与图1及图2所示的基准轴C交叉的方向。在本实施方式中，从上方观察时，至少一个磁轭具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。至少一个磁轭接受对象磁场MF，产生与X方向平行的方向的磁场分量。

如图5～图7所示，在本实施方式中，特别是结构物20包含被配置成在X方向上排列的多个磁轭21作为至少一个磁轭。多个磁轭21各自例如具有在Y方向上较长的长方体形状。多个磁轭21的形状相同。多个磁轭21各自具有位于X方向的一端的第一端面21a、和位于－X方向的一端的第二端面21b。

MR元件11、12配置于施加由多个磁轭21产生的磁场分量的位置。在本实施方式中，特别是MR元件11、12配置于多个磁轭21各自的－Z方向的端部附近。

MR元件11、12各自包含至少一个层叠膜。在本实施方式中，特别是MR元件11、12各自包含多个层叠膜50作为至少一个层叠膜。检测电路10还包含将多个层叠膜50电连接的配线部60。此外，在图5及图7中，省略配线部60。

MR元件11的多个层叠膜50各自配置于磁轭21的第一端面21a的附近，以施加由磁轭21产生的磁场分量。另外，MR元件11的多个层叠膜50被配置为沿着多个磁轭21的各个各排列多个。MR元件11的多个层叠膜50利用配线部60串联连接。

MR元件12的多个层叠膜50各自配置于磁轭21的第二端面21b的附近，以施加由磁轭21产生的磁场分量。另外，MR元件12的多个层叠膜50被配置成沿着多个磁轭21的各个各排列多个。MR元件12的多个层叠膜50利用配线部60串联连接。

MR元件12中的多个层叠膜50受到的磁场分量的方向与MR元件11中的多个层叠膜50受到的磁场分量的方向相反。

配线部60包含多个下部电极和多个上部电极。多个下部电极各自具有在Y方向上细长的形状。在Y方向上相邻的两个下部电极之间形成有间隙。在各下部电极的上表面上，在Y方向的两端附近配置有层叠膜50。多个上部电极各自配置于Y方向上相邻的两个下部电极上并将相邻的两个层叠膜50电连接。配线部60还包含将MR元件11、12各自中、在与X方向平行的方向上相邻的两个层叠膜50的列串联连接的多个连接电极。MR元件11、12各自的多个层叠膜50利用多个下部电极、多个上部电极及多个连接电极而串联连接。

如图7所示，磁传感器1还具备至少一个屏蔽件22，该屏蔽件22由软磁性体构成，并且用于将MR元件11、12与和Z方向正交的方向的外部磁场屏蔽。在与Z方向平行的方向上观察时，例如从上方观察时，至少一个屏蔽件22配置于与多个磁轭21重叠的位置。另外，从上方观察时，多个磁轭21位于至少一个屏蔽件22的外缘的内侧。如图7所示，至少一个屏蔽件22也可以相对于多个磁轭21配置于Z方向的前端。或者，至少一个屏蔽件22也可以在多个磁轭21和至少一个屏蔽件22之间配置于夹着MR元件11、12的位置。

磁传感器1也可以具备三个屏蔽件作为至少一个屏蔽件22。在该情况下，第一～第三电子部件1a～1c各自包含三个屏蔽件中的一个。或者，磁传感器1也可以具备一个屏蔽件作为至少一个屏蔽件22。在该情况下，在与Z方向平行的方向上观察时，例如从上方观察时，一个屏蔽件配置于第一～第三结构物20a～20c各自的与多个磁轭21重叠的位置。

磁传感器1还具备未图示的基板和未图示的绝缘层。检测电路10、结构物20及至少一个屏蔽件22配置于基板之上，利用绝缘层而一体化。

磁传感器1还具备未图示的多个电极焊盘。多个电极焊盘包含与电源端口V1、V2或V3对应的电源端口用电极焊盘、与接地端口G1、G2或G3对应的接地端口用电极焊盘、以及与输出端口E1、E2或E3对应的输出端口用电极焊盘。这些电极焊盘和MR元件11、12利用配线部60电连接。

接着，参照图8对MR元件11、12各自的层叠膜50的结构的一例进行说明。图8是表示层叠膜50的立体图。在该例中，层叠膜50包含具有规定方向的磁化的磁化固定层52、具有方向能够根据对象磁场MF而变化的磁化的自由层54、配置于磁化固定层52和自由层54之间的间隙层53、以及反铁磁性层51。反铁磁性层51、磁化固定层52、间隙层53及自由层54依次层叠。反铁磁性层51由反铁磁性材料构成，在与磁化固定层52之间产生交换耦合，将磁化固定层52的磁化方向固定。

MR元件11、12分别可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是使磁信号检测用的感测电流向与构成层叠膜50的各层的面大致垂直的方向流通的CPP(Current Perpendicularto Plane，电流垂直于平面)型的GMR(巨磁阻效应)元件。在TMR元件中，间隙层53是隧道势垒层。在GMR元件中，间隙层53是非磁性导电层。

层叠膜50的电阻值根据自由层54的磁化方向与磁化固定层52的磁化方向所成的角度而变化，在该角度为0°时，电阻值成为最小值，在角度为180°时，电阻值成为最大值。MR元件11、12各自在与磁化固定层52的磁化方向平行的方向上具有灵敏度。

在本实施方式中，磁化固定层52的磁化包含与X方向平行的方向的分量。另外，在本实施方式中，MR元件11中的磁化固定层52的磁化和MR元件12中的磁化固定层52的磁化包含相同方向的分量。

此外，在磁化固定层52的磁化包含特定方向的分量的情况下，特定方向的分量也可以是磁化固定层52的磁化的主分量。或者，磁化固定层52的磁化也可以不包含与特定方向正交的方向的分量。在本实施方式中，在磁化固定层52的磁化包含特定方向的分量的情况下，磁化固定层52的磁化方向成为特定的方向或大致特定的方向。

在本实施方式中，多个层叠膜50各自具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。由此，多个层叠膜50各自的自由层54具有易磁化轴方向成为与Y方向平行的方向的形状各向异性。因此，在施加的磁场不存在的状态下，自由层54的磁化方向成为与Y方向平行的方向。在与X方向平行的方向的磁场分量存在的情况下，自由层54的磁化方向根据磁场分量的方向及强度而变化。因此，自由层54的磁化方向与磁化固定层52的磁化方向所成的角度根据多个层叠膜50分别受到的磁场分量的方向及强度而变化。因此，多个层叠膜50各自的电阻值成为与输出磁场分量对应的值。此外，不管形状各向异性，通过设置对层叠膜50的自由层54施加偏磁场的磁体，易磁化轴方向能够设定为与Y方向平行的方向。

磁化固定层52也可以是所谓的自钉扎型的固定层(Synthetic Ferri Pinned层、SFP层，强磁性固定层)。自钉扎型的固定层具有层叠有铁磁性层、非磁性中间层及铁磁性层的层叠铁氧体结构，并且是使两个铁磁性层反铁磁性地耦合而成的。在磁化固定层52为自钉扎型的固定层的情况下，也可以省略反铁磁性层51。

以下，以MR元件11中的磁化固定层52的磁化和MR元件12中的磁化固定层52的磁化包含－X方向的分量的情况为例进行说明。不存在对象磁场MF，其结果，在由多个磁轭21产生的磁场分量也不存在的状态下，层叠膜50的自由层54的磁化方向成为与Y方向平行的方向。在对多个磁轭21施加的对象磁场MF的方向为Z方向的情况下，MR元件11的多个层叠膜50受到的磁场分量的方向成为－X方向，MR元件12的多个层叠膜50受到的磁场分量的方向成为X方向。在该情况下，MR元件11的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向－X方向倾斜，MR元件12的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向X方向倾斜。其结果，与磁场分量不存在的状态相比，MR元件11的多个层叠膜50各自的电阻值减少，MR元件12的多个层叠膜50各自的电阻值增加。其结果，MR元件11的电阻值减少，MR元件12的电阻值增加。

在对多个磁轭21施加的对象磁场MF的方向为－Z方向的情况下，磁场分量的方向和MR元件11、12各自的电阻值的变化与上述的对象磁场MF的方向为Z方向的情况相反。

MR元件11、12各自的电阻值的变化量依赖于多个层叠膜50分别受到的磁场分量的强度。当磁场分量的强度变大时，MR元件11、12各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变大的方向变化。当磁场分量的强度变小时，MR元件11、12各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变小的方向变化。磁场分量的强度依赖于对多个磁轭21施加的对象磁场MF的与Z方向平行的方向的分量的强度。

这样，当施加于多个磁轭21的对象磁场MF的方向和强度变化时，MR元件11、12各自的电阻值以随着MR元件11的电阻值增加，而MR元件12的电阻值减少，或者随着MR元件11的电阻值减少，而MR元件12的电阻值增加的方式变化。由此，MR元件11和MR元件12的连接点的电位变化。该电位根据自由层54的磁化方向与磁化固定层52的磁化方向所成的角度而变化。

第一检测电路10a生成与MR元件11a和MR元件12a的连接点连接的输出端口E1的电位所对应的信号作为第一检测信号S1。第二检测电路10b生成与MR元件11b和MR元件12b的连接点连接的输出端口E2的电位所对应的信号作为第二检测信号S2。第三检测电路10c生成与MR元件11c和MR元件12c的连接点连接的输出端口E3的电位所对应的信号作为第三检测信号S3。

接着，对图1、图2及图4所示的基准坐标系和图5～图8所示的正交坐标系的关系进行说明。针对第一～第三电子部件1a～1c的每个而定义图5～图8所示的正交坐标系。在第一电子部件1a中，正交坐标系中的Y方向与基准坐标系中的U方向一致，正交坐标系中的X方向与从基准坐标系中的U方向朝向基准坐标系中的W方向旋转了90°的方向一致。在第二电子部件1b中，正交坐标系中的Y方向与基准坐标系中的V方向一致，正交坐标系中的X方向与从基准坐标系中的V方向朝向基准坐标系中的U方向旋转了90°的方向一致。在第三电子部件1c中，正交坐标系中的Y方向与基准坐标系中的W方向一致，正交坐标系中的X方向与从基准坐标系中的W方向朝向基准坐标系中的V方向旋转了90°的方向一致。

此外，在图4中，作为表示MR元件11a、11b、11c、12a、12b、12c的图形，分别示意性地表示一个层叠膜50。在第一电子部件1a的第一检测电路10a中，多个层叠膜50各自具有在与U方向平行的方向上较长的形状。在第二电子部件1b的第二检测电路10b中，多个层叠膜50各自具有在与V方向平行的方向上较长的形状。在第三电子部件1c的第三检测电路10c中，多个层叠膜50各自具有在与W方向平行的方向上较长的形状。

另外，在图4中，作为表示第一～第三结构物20a～20c的图形，分别示意性地表示一个磁轭21。在第一电子部件1a的第一结构物20a中，多个磁轭21各自具有在与U方向平行的方向上较长的形状。在第二电子部件1b的第二结构物20b中，多个磁轭21各自具有在与V方向平行的方向上较长的形状。在第三电子部件1c的第三结构物20c中，多个磁轭21各自具有在与W方向平行的方向上较长的形状。

接着，参照图4对角度检测值θs的生成方法进行说明。以下的说明包含关于处理器40的动作的说明。在本实施方式中，第二检测信号S2的周期分量的相位与第一检测信号S1的周期分量的相位相差120°。第三检测信号S3的周期分量的相位与第二检测信号S2的周期分量的相位相差120°。第三检测信号S3的周期分量的相位与第一检测信号S1的周期分量的相位相差240°。

从差分检测器31输出的第一信号Sa、从差分检测器32输出的第二信号Sb、及从差分检测器33输出的第三信号Sc分别以下述的式(1)、(2)、(3)表示。

Sa＝S1－S2…(1)

Sb＝S2－S3…(2)

Sc＝S3－S1…(3)

第一信号Sa相当于第一检测信号S1与第二检测信号S2的差分。第二信号Sb相当于第二检测信号S2与第三检测信号S3的差分。第三信号Sc相当于第三检测信号S3与第一检测信号S1的差分。处理器40构成为使用第一～第三信号Sa～Sc生成角度检测值θs。处理器40例如通过下述的式(4)，在0°以上且低于360°的范围内计算θs。此外，“atan”表示反正切。

接着，对本实施方式的磁传感器1的制造方法进行简单地说明。磁传感器1的制造方法包括形成检测电路10的工序、形成结构物20的工序、以及形成屏蔽件22的工序。形成检测电路10的工序包括形成MR元件11、12的工序、和形成配线部60的工序。形成MR元件11、12的工序包括形成多个层叠膜50的工序。

在形成多个层叠膜50的工序中，首先，形成后面成为多个层叠膜50的多个初始层叠膜。多个初始层叠膜各自至少包含后面成为磁化固定层52的初始磁化固定层、自由层54、以及间隙层53。

接着，使用激光和规定方向的外部磁场，将初始磁化固定层的磁化方向固定为上述的规定方向。在本实施方式中，特别是对后面成为MR元件11的多个层叠膜50的多个初始层叠膜和后面成为MR元件12的多个层叠膜50的多个初始层叠膜中的任意层叠膜，均一边施加相同方向(例如，－X方向)的外部磁场一边照射激光。当激光的照射完成时，初始磁化固定层的磁化方向被固定为规定的方向。由此，初始磁化固定层成为磁化固定层52，多个初始层叠膜成为多个层叠膜50。

也可以对第一～第三电子部件1a～1c的每一个进行形成检测电路10的工序和形成结构物20的工序。即，磁传感器1的制造方法也可以包括形成第一检测电路10a和第一结构物20a的工序、形成第二检测电路10b和第二结构物20b的工序、以及形成第三检测电路10c和第三结构物20c的工序。

接着，对本实施方式的磁传感器1、磁传感器装置2及磁传感器系统100的作用及效果进行说明。对于磁传感器1，除了对象磁场MF之外，有时还施加对象磁场MF以外的噪声磁场。在此，考虑对磁传感器1施加Z方向或－Z方向的噪声磁场的情况。在该情况下，与噪声磁场不存在的状态相比，随着MR元件11的多个层叠膜50各自的电阻值减少，而MR元件12的多个层叠膜50各自的电阻值增加，或者随着MR元件11的多个层叠膜50各自的电阻值增加，而MR元件12的多个层叠膜50各自的电阻值减少。其结果，MR元件11和MR元件12的连接点的电位比噪声磁场不存在的状态增加或减少。

在本实施方式中，在第一～第三检测电路10a～10c的各个中，由噪声磁场引起的连接点的电位的变化量相同或大致相同。在此，以S_off表示第一～第三检测电路10a～10c各自的连接点的电位的变化量。在噪声磁场存在的情况下，第一检测信号以S1+S_off表示，第二检测信号以S2+S_off表示，第三检测信号以S3+S_off表示。如果在不生成第一～第三信号Sa～Sc而使用第一～第三检测信号S1～S3生成角度检测值θs的情况下，S_off不会相抵，因此，角度检测值θs中产生由噪声磁场引起的误差。

与之相对，在本实施方式中，与不生成相当于第一～第三检测信号S1～S3中的任意两个检测信号的差分的至少一个信号而生成角度检测值θs的情况相比，处理器40进行使用了第一～第三检测信号S1～S3的运算，生成角度检测值θs，以降低由噪声磁场引起的角度检测值θs的误差。即，在本实施方式中，如从式(1)～(3)可理解，S_off在生成第一～第三信号Sa～Sc时被相抵。由此，根据本实施方式，能够降低噪声磁场的影响。其结果，根据本实施方式，能够降低由于噪声磁场而在角度检测值θs中产生的误差。

另外，根据本实施方式，能够利用图7所示的屏蔽件22降低与Z方向正交的方向的噪声磁场。由此，根据本实施方式，也能够降低噪声磁场的影响。

[第二实施方式]

接着，参照图9对本发明的第二实施方式的磁传感器装置2进行说明。图9是表示本实施方式的磁传感器装置2的结构的电路图。

本实施方式的磁传感器装置2具备差分检测器34、35来代替第一实施方式的差分检测器31、32、33。差分检测器34将与第一检测电路10a的输出端口E1和第二检测电路10b的输出端口E2的电位差对应的信号作为第一信号Sd进行输出。差分检测器35将与第二检测电路10b的输出端口E2和第三检测电路10c的输出端口E3的电位差对应的信号作为第二信号Se进行输出。差分检测器34、35各自的结构与差分检测器31～33各自的结构相同。第一及第二信号Sd、Se可以通过数字信号处理生成，也可以通过模拟信号处理生成。

第一信号Sd及第二信号Se分别以下述的式(5)、(6)表示。

Sd＝S1－S2…(5)

Se＝S2－S3…(6)

第一信号Sd相当于第一检测信号S1与第二检测信号S2的差分。第二信号Se相当于第二检测信号S2与第三检测信号S3的差分。处理器40构成为通过包含求得第一信号Sd与第二信号Se的差的运算生成第一运算后信号，通过包含求得第一信号Sd与第二信号Se之和的运算生成第二运算后信号，使用第一运算后信号和第二运算后信号生成角度检测值θs。

处理器40例如如下生成角度检测值θs。处理器40首先算出第一信号Sd与第二信号Se之差的最大值max(Sd－Se)、和第一信号Sd与第二信号Se之差的最小值min(Sd－Se)。处理器40接着使用最大值max(Sd－Se)和最小值min(Sd－Se)，通过下述的式(7)算出校正值Bf。

Bf＝(max(Sd－Se)－min(Sd－Se))/2…(7)

另外，处理器40算出第一信号Sd与第二信号Se之和的最大值max(Sd+Se)、和第一信号Sd与第二信号Se之和的最小值min(Sd+Se)。处理器40接着使用最大值max(Sd+Se)和最小值min(Sd+Se)，通过下述的式(8)算出校正值Bg。

Bg＝(max(Sd+Se)－min(Sd+Se))/2…(8)

接着，处理器40通过下述的式(9)算出第一运算后信号Sf，通过下述的式(10)算出第二运算后信号Sg。

Sf＝(Sd－Se)/Bf…(9)

Sg＝(Sd+Se)/Bg…(10)

接着，处理器40通过下述的式(11)，在0°以上且低于360°的范围内算出θs。

θs＝atan(Sf/Sg)…(11)

接着，对本实施方式的磁传感器1及磁传感器装置2的作用及效果进行说明。在对磁传感器1施加Z方向或－Z方向的噪声磁场的情况下，与第一实施方式同样地，第一～第三检测电路10a～10c各自的MR元件11和MR元件12的连接点的电位变化。在此，与第一实施方式同样地，以S_off表示第一～第三检测电路10a～10c各自的MR元件11和MR元件12的连接点的电位的变化量。如根据式(5)、(6)可理解，S_off在生成第一及第二信号Sd、Se时被相抵。由此，根据本实施方式，能够降低噪声磁场的影响。

另外，在本实施方式中，差分检测器的数量(2个)比检测电路的数量(3个)少。由此，根据本实施方式，能够使磁传感器装置2的结构简单。

本实施方式中的其它的结构、作用及效果与第一实施方式相同。

[第三实施方式]

接着，参照图10对本发明的第三实施方式的磁传感器1进行说明。图10是示意性地表示本实施方式的磁传感器1的结构的电路图。

在本实施方式中，第二及第三电子部件1b、1c各自的姿势与第一电子部件1a的姿势一致。即，在本实施方式中，在第一～第三电子部件1a～1c的任一个中，正交坐标系中的Y方向(参照图5～图8)均与基准坐标系中的U方向一致，正交坐标系中的X方向(参照图5～图8)均与从基准坐标系中的U方向朝向基准坐标系中的W方向旋转了90°的方向一致。

另外，在本实施方式中，在第一电子部件1a的第一检测电路10a、第二电子部件1b的第二检测电路10b及第三电子部件1c的第三检测电路10c的任一个中，多个层叠膜50(参照图5～图8)各自也具有在与U方向平行的方向上较长的形状。

另外，在本实施方式中，在第一电子部件1a的第一结构物20a、第二电子部件1b的第二结构物20b及第三电子部件1c的第三结构物20c的任一个中，多个磁轭21(参照图5～图7)各自也具有在与U方向平行的方向上较长的形状。

本实施方式的角度检测值θs的生成方法可以与第一实施方式相同，也可以与第二实施方式相同。如从本实施方式及第一实施方式可理解，在本发明中，不管正交坐标系中的X方向及Y方向与基准坐标系中的U方向、V方向及W方向的关系、即第二及第三电子部件1b、1c各自的姿势，都能够生成角度检测值θs。同样地，即使在第一电子部件1a的姿势与第一或第二实施方式不同的情况下，也能够生成角度检测值θs。这样，在本发明中，不管第一～第三电子部件1a～1c各自的姿势，都能够生成角度检测值θs。

本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一或第二实施方式相同。

[第四实施方式]

接着，参照图11对本发明的第四实施方式的磁传感器1进行说明。图11是示意性地表示本实施方式的磁传感器1的结构的电路图。在本实施方式中，磁传感器1的第一～第三电子部件1a～1c各自所包含的多个MR元件的结构与第一实施方式不同。

在本实施方式中，第一电子部件1a的第一检测电路10a包含四个MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba来代替第一实施方式的两个MR元件11a、12a。MR元件11Aa、12Aa在电路结构上设置于电源端口V1和输出端口E1之间，并且串联连接。MR元件11Ba、12Ba在电路结构上设置于接地端口G1和输出端口E1之间，并且串联连接。

在本实施方式中，第二电子部件1b的第二检测电路10b包含四个MR元件11Ab、11Bb、12Ab、12Bb来代替第一实施方式的两个MR元件11b、12b。MR元件11Ab、12Ab在电路结构上设置于电源端口V2和输出端口E2之间，并且串联连接。MR元件11Bb、12Bb在电路结构上设置于接地端口G2和输出端口E2之间，并且串联连接。

在本实施方式中，第三电子部件1c的第三检测电路10c包含四个MR元件11Ac、11Bc、12Ac、12Bc来代替第一实施方式的两个MR元件11c、12c。MR元件11Ac、12Ac在电路结构上设置于电源端口V3和输出端口E3之间，并且串联连接。MR元件11Bc、12Bc在电路结构上设置于接地端口G3和输出端口E3之间，并且串联连接。

MR元件11Aa～11Ac、11Ba～11Bc各自的结构及相对于结构物20的位置关系与第一实施方式的MR元件11相同。关于第一实施方式的MR元件11的说明除磁化固定层52(参照图8)的磁化方向以外，也适用于MR元件11Aa～11Ac、11Ba～11Bc。另外，MR元件12Aa～12Ac、12Ba～12Bc各自的结构及相对于结构物20的位置关系与第一实施方式的MR元件12相同。关于第一实施方式的MR元件12的说明除磁化固定层52的磁化方向以外，也适用于MR元件12Aa～12Ac、12Ba～12Bc。

在本实施方式中，MR元件11Aa中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Ba中的磁化固定层52的磁化包含相同方向的分量。MR元件11Ba中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Aa中的磁化固定层52的磁化包含相同方向的分量。MR元件11Aa中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Aa中的磁化固定层52的磁化包含相互相反的方向的分量。MR元件11Ba中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Ba中的磁化固定层52的磁化包含相互相反的方向的分量。

在此，使用第一实施方式的图5～图7所示的正交坐标系，对MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba中的磁化固定层52的磁化方向的一例进行说明。MR元件11Aa中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Ba中的磁化固定层52的磁化包含X方向的分量。MR元件11Ba中的磁化固定层52的磁化和MR元件12Aa中的磁化固定层52的磁化包含－X方向的分量。

在对第一电子部件1a的第一结构物20a的多个磁轭21(参照图5～图7)施加的对象磁场MF的方向为Z方向的情况下，MR元件11Aa、11Ba的多个层叠膜50(参照图5～图7)受到的磁场分量的方向成为－X方向，MR元件12Aa、12Ba的多个层叠膜50受到的磁场分量的方向成为X方向。在该情况下，MR元件11Aa、11Ba的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向－X方向倾斜，MR元件12Aa、12Ba的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向X方向倾斜。其结果，与磁场分量不存在的状态相比，MR元件11Aa、12Aa的多个层叠膜50各自的电阻值增加，MR元件11Ba、12Ba的多个层叠膜50各自的电阻值减少。其结果，MR元件11Aa、12Aa的电阻值增加，MR元件11Ba、12Ba的电阻值减少。

在施加于多个磁轭21的对象磁场MF的方向为－Z方向的情况下，磁场分量的方向和MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba各自的电阻值的变化与上述的对象磁场MF的方向为Z方向的情况相反。

MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba各自的电阻值的变化量依赖于多个层叠膜50分别受到的磁场分量的强度。当磁场分量的强度变大时，MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变大的方向变化。当磁场分量的强度变小时，MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变小的方向变化。磁场分量的强度依赖于对多个磁轭21施加的对象磁场MF的与Z方向平行的方向的分量的强度。

这样，当施加于多个磁轭21的对象磁场MF的方向和强度变化时，MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba各自的电阻值以随着MR元件11Aa、12Aa的电阻值增加，而MR元件11Ba、12Ba的电阻值减少，或者随着MR元件11Aa、12Aa的电阻值减少，而MR元件11Ba、12Ba的电阻值增加的方式变化。由此，串联连接的MR元件11Aa、12Aa的组和串联连接的MR元件11Ba、12Ba的组的连接点的电位变化。该电位根据自由层54的磁化方向与磁化固定层52的磁化方向所成的角度而变化。

关于与上述的MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba相关的特征的说明也适用于MR元件11Ab、11Bb、12Ab、12Bb的组及MR元件11Ac、11Bc、12Ac、12Bc的组。如果将上述的关于与MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba相关的特征的说明中的第一电子部件1a、第一结构物20a及MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba分别置换为第二电子部件1b、第二结构物20b及MR元件11Ab、11Bb、12Ab、12Bb，则成为与MR元件11Ab、11Bb、12Ab、12Bb相关的特征的说明。另外，如果将上述的关于与MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba相关的特征的说明中的第一电子部件1a、第一结构物20a及MR元件11Aa、11Ba、12Aa、12Ba分别置换为第三电子部件1c、第三结构物20c及MR元件11Ac、11Bc、12Ac、12Bc，则成为与MR元件11Ac、11Bc、12Ac、12Bc相关的特征的说明。

在本实施方式中，第一检测电路10a生成与将串联连接的MR元件11Aa、12Aa的组和串联连接的MR元件11Ba、12Ba的组的连接点连接的输出端口E1的电位对应的信号作为第一检测信号S1。第二检测电路10b生成与串联连接的MR元件11Ab、12Ab的组和串联连接的MR元件11Bb、12Bb的组的连接点连接的输出端口E2的电位所对应的信号作为第二检测信号S2。第三检测电路10c生成与串联连接的MR元件11Ac、12Ac的组和串联连接的MR元件11Bc、12Bc的组的连接点连接的输出端口E3的电位所对应的信号作为第三检测信号S3。

本实施方式中的角度检测值θs的生成方法可以与第一实施方式相同，也可以与第二实施方式相同。另外，本实施方式中的第二及第三电子部件1b、1c各自的姿势可以与第一实施方式相同，也可以与第三实施方式相同。本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一～第三中的任一实施方式相同。

[第五实施方式]

接着，参照图12对本发明的第五实施方式的磁传感器1进行说明。图12是示意性地表示本实施方式的磁传感器1的结构的电路图。在本实施方式中，磁传感器1的第一～第三电子部件1a～1c各自中所含的多个MR元件的结构与第四实施方式不同。

在本实施方式中，第一电子部件1a的第一检测电路10a不包含第四实施方式的两个MR元件11Aa、11Ba。MR元件12Aa和MR元件12Ba的连接点与输出端口E1连接。第一检测电路10a生成与输出端口E1的电位对应的信号作为第一检测信号S1。

在本实施方式中，第二电子部件1b的第二检测电路10b不包含第四实施方式的两个MR元件11Ab、11Bb。MR元件12Ab和MR元件12Bb的连接点与输出端口E2连接。第二检测电路10b生成与输出端口E2的电位对应的信号作为第二检测信号S2。

在本实施方式中，第三电子部件1c的第三检测电路10c不包含第四实施方式的两个MR元件11Ac、11Bc。MR元件12Ac和MR元件12Bc的连接点与输出端口E3连接。第三检测电路10c生成与输出端口E3的电位对应的信号作为第三检测信号S3。

本实施方式的其它的结构、作用及效果与第四实施方式相同。

[第六实施方式]

接着，参照图13及图14对本发明的第六实施方式的磁传感器系统100进行说明。图13是表示本实施方式的磁传感器系统100的立体图。图14是表示本实施方式的磁传感器系统100的俯视图。

本实施方式的磁传感器系统100具备产生对象磁场MF的磁场产生器6来代替第一实施方式的磁场产生器5。磁场产生器6为圆柱状的磁体。磁场产生器6包含两个N极6N和两个S极6S。N极6N和S极6S以圆柱的中心轴为中心按绕轴方向交替排列。

N极6N具有与基准轴C平行的一个方向的磁化。S极6S具有与N极6N的磁化相反方向的磁化。在图13中，将N极6N的磁化方向表示为图13中的从下向上的方向，将S极6S的磁化方向表示为图13中的从上向下的方向。

在本实施方式中，任意的特定位置处的对象磁场MF的强度随着磁场产生器6的旋转而周期性地变化。在本实施方式中，特别是当磁场产生器6旋转一圈时，特定位置处的对象磁场MF的强度变化两个周期。

第一～第三检测电路10a～10c即第一～第三电子部件1a～1c被配置成与磁场产生器6即圆柱状的磁体的一个端面相对。

如图14所示，第二位置P2是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向旋转了角度θ1的位置。第三位置P3是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向旋转了角度θ2的位置。如第一实施方式中所说明的，角度θ1相当于电角度的(120+360×m)°。角度θ2相当于电角度的(240+360×n)°。

另外，将磁场产生器6的N极6N和S极6S的组的数量设为k。角度θ1为(120/k+360×m/k)°。角度θ2为(240/k+360×n/k)°。

在本实施方式中，m、n均为0，k为2。因此，第二位置P2是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向(图14中的逆时针方向)旋转了60°的位置。第三位置P3是从第一位置P1以基准轴C为中心按绕轴方向(图2中的逆时针方向)旋转了120°的位置。此外，在本实施方式中，相当于电角度的120°的角度在物理上成为60°，相当于电角度的240°的角度在物理上成为120°。

如第一实施方式中所说明的，U方向是与Z方向正交且从基准轴C朝向第一位置P1的方向，V方向是与Z方向正交且从基准轴C朝向第二位置P2的方向，W方向是与Z方向正交且从基准轴C朝向第三位置P3的方向。在本实施方式中，V方向是从U方向按图14中的逆时针方向旋转了60°的方向。另外，W方向是从V方向按图14中的逆时针方向旋转了60°的方向，并且是从U方向按图14中的逆时针方向旋转了120°的方向。

本实施方式的第一～第三电子部件1a～1c的结构也可以与第一、第三～第五中的任一实施方式相同。另外，本实施方式中的角度检测值θs的生成方法可以与第一实施方式相同，也可以与第二实施方式相同。本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一～第五的任一实施方式相同。

[第七实施方式]

接着，参照图15对本发明的第七实施方式的磁传感器1进行说明。图15是示意性地表示本实施方式的磁传感器1的结构的电路图。

本实施方式的磁传感器1具备第一检测电路110a、第二检测电路110b、第三检测电路110c、第一结构物120a、第二结构物120b、以及第三结构物120c来代替第一实施方式的第一～第三检测电路10a～10c以及第一～第三结构物20a～20c。

在本实施方式中，第一电子部件1a包含第一检测电路110a和第一结构物120a。第二电子部件1b包含第二检测电路110b和第二结构物120b。第三电子部件1c包含第三检测电路110c和第三结构物120c。

第一～第三电子部件1a～1c的配置与第一实施方式的第一～第三电子部件1a～1c的配置相同。即，第一电子部件1a配置于包含图1及图2所示的第一位置P1的区域。第二电子部件1b配置于包含图1及图2所示的第二位置P2的区域。第三电子部件1c配置于包含图1及图2所示的第三位置P3的区域。另外，第一～第三检测电路110a～110c的配置与第一实施方式的第一～第三检测电路10a～10c的配置相同。

此外，在图15中还表示由图1及图2所示的基准轴C定义的基准坐标系。U方向、V方向、W方向及Z方向的定义与第一实施方式相同。

第一结构物120a具有用于使第一磁检测元件检测第一位置P1处的对象磁场MF(第一部分磁场)的结构。与第一实施方式同样地，第一磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。

第一检测电路110a包含第一磁检测元件。在本实施方式中，第一检测电路110a包含两个MR元件111a、112a作为第一磁检测元件。第一检测电路110a还包含电源端口V11、接地端口G11、以及输出端口E11。MR元件111a在电路结构上设置于电源端口V11和输出端口E11之间。MR元件112a在电路结构上设置于接地端口G11和输出端口E11之间。对电源端口V11施加规定大小的电压或电流。接地端口G11接地。

第二结构物120b具有用于使第二磁检测元件检测第二位置P2处的对象磁场MF(第二部分磁场)的结构。与第一实施方式同样地，第二磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。

第二检测电路110b包含第二磁检测元件。在本实施方式中，第二检测电路110b包含两个MR元件111b、112b作为第二磁检测元件。第二检测电路110b还包含电源端口V12、接地端口G12、以及输出端口E12。MR元件111b在电路结构上设置于电源端口V12和输出端口E12之间。MR元件112b在电路结构上设置于接地端口G12和输出端口E12之间。对电源端口V12施加规定大小的电压或电流。接地端口G12接地。

第三结构物120c具有用于使第三磁检测元件检测第三位置P3处的对象磁场MF(第三部分磁场)的结构。与第一实施方式同样地，第三磁检测元件在与基准轴C交叉的方向上具有灵敏度。

第三检测电路110c包含第三磁检测元件。在本实施方式中，第三检测电路110c包含两个MR元件111c、112c作为第三磁检测元件。第三检测电路110c还包含电源端口V13、接地端口G13、以及输出端口E13。MR元件111c在电路结构上设置于电源端口V13和输出端口E13之间。MR元件112c在电路结构上设置于接地端口G13和输出端口E13之间。对电源端口V13施加规定大小的电压或电流。接地端口G13接地。

在此，对于第一检测电路110a和第一结构物120a的组、第二检测电路110b和第二结构物120b的组及第三检测电路110c和第三结构物120c的组中的任意组的检测电路和结构物，分别使用符号110、120表示。另外，对于包含于检测电路110的MR元件中与MR元件111a、111b、111c对应的MR元件使用符号111表示，对于与MR元件112a、112b、112c对应的MR元件使用符号112表示。

以下，参照图16及图17对检测电路110和结构物120的结构进行详细地说明。图16是表示检测电路110和结构物120各自的一部分的俯视图。图17是表示检测电路110和结构物120各自的一部分的剖视图。图17表示图16中由17－17线所示的位置的截面的一部分。

在此，如图16及图17所示，定义X方向、Y方向、Z方向。X方向、Y方向、Z方向相互正交。图16及图17所示的由X方向、Y方向、Z方向定义的正交坐标系是以检测电路110和结构物120的组为基准而定义的坐标系。该正交坐标系的Z方向与图15所示的基准坐标系的Z方向一致。

本实施方式的磁传感器1具备具有上表面201a的基板201、和绝缘层202、203、204、205、206、207、208。基板201的上表面201a与XY平面平行。Z方向也是与基板201的上表面201a垂直的一个方向。另外，MR元件111、112各自包含与第一实施方式相同结构的多个层叠膜50。本实施方式的配线部60包含多个下部电极61和多个上部电极62。

绝缘层202、203、204依次层叠于基板201之上。多个下部电极61配置于绝缘层204之上。绝缘层205在绝缘层204之上配置于多个下部电极61的周围。多个层叠膜50配置于多个下部电极61之上。绝缘层206在多个下部电极61及绝缘层205之上配置于多个层叠膜50的周围。多个上部电极62配置于多个层叠膜50及绝缘层206之上。绝缘层207在绝缘层206之上配置于多个上部电极62的周围。绝缘层208配置于多个上部电极62及绝缘层207之上。

各个下部电极61具有在与Y方向平行的方向上细长的形状。在下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61之间形成有间隙。在各下部电极61的上表面上，在长边方向的两端附近分别配置有层叠膜50。另外，各个上部电极62具有在与Y方向平行的方向上细长的形状，配置于下部电极61的长边方向上相邻的两个下部电极61上，并将相邻的两个层叠膜50彼此电连接。

虽然未图示，但位于在与Y方向平行的方向上排列成一列的多个层叠膜50的列的一端的一个层叠膜50与位于在与X方向平行的方向上相邻的其它多个层叠膜50的列的一端的另一个层叠膜50连接。该两个层叠膜50利用未图示的电极相互连接。未图示的电极也可以是连接两个层叠膜50的下表面彼此或上表面彼此的电极。

结构物120包含支承部件210。支承部件210由绝缘层202、203、204构成。此外，在图16中示出磁传感器1的构成要素中支承部件210以及MR元件111、112各自的多个层叠膜50。

支承部件210具有多个凸面210c，多个凸面210c分别向远离基板201的上表面201a的方向(Z方向)突出。多个凸面210c各自向与Y方向平行的方向延伸。在图17所示的例子中，多个凸面210c各自的整体形状是使图17所示的凸面210c的三角形形状沿着与U方向平行的方向移动而构成的三角屋顶形状。另外，多个凸面210c以规定的间隔在与X方向平行的方向上排列。

此外，图17所示的截面中的凸面210c的形状也可以为曲线形状(拱形)。在该情况下，多个凸面210c各自的整体形状是使凸面210c的曲线形状(拱形)沿着与Y方向平行的方向移动而构成的半圆筒状的曲面。

多个凸面210c各自具有距基板201的上表面201a最远的上端部。在本实施方式中，多个凸面210c各自的上端部向与Y方向平行的方向延伸。在此，着眼于多个凸面210c中的任意一个凸面210c。凸面210c包含第一倾斜面210a和第二倾斜面210b。第一倾斜面210a是凸面210c中比凸面210c的上端部更靠X方向侧的面。第二倾斜面210b是凸面210c中比凸面210c的上端部更靠－X方向侧的面。在图16中，以虚线表示第一倾斜面210a和第二倾斜面210b的边界。

凸面210c的上端部也可以是第一倾斜面210a和第二倾斜面210b的边界。在该情况下，图16所示的虚线表示凸面210c的上端部。

基板201的上表面201a与XY平面平行，与第一实施方式中说明的基准平面平行。第一倾斜面210a和第二倾斜面210b分别相对于基板201的上表面201a即基准平面倾斜。在与基板201的上表面201a垂直的截面中，第一倾斜面210a和第二倾斜面210b的间隔随着远离基板201的上表面201a而变小。

在图17所示的例子中，第一倾斜面210a和第二倾斜面210b分别为平面。此外，在图17所示的截面中的凸面210c的形状为曲线形状(拱形)的情况下，第一倾斜面210a和第二倾斜面210b分别为曲面。

在本实施方式中，因为存在多个凸面210c，所以第一倾斜面210a和第二倾斜面210b也分别存在多个。支承部件210具有多个第一倾斜面210a、和多个第二倾斜面210b。

支承部件210还具有存在于多个凸面210c的周围的平坦面210d。平坦面210d是与基板201的上表面201a平行的面。多个凸面210c分别从平坦面210d向Z方向突出。另外，在本实施方式中，多个凸面210c隔开规定的间隔地配置。因此，平坦面210d存在于在与X方向平行的方向上相邻的两个凸面210c之间。

在本实施方式中，多个凸面210c和平坦面210d实际上由绝缘层203形成。即，绝缘层203包含分别向Z方向突出的多个突出部、和存在于多个突出部的周围的平坦部。多个突出部各自在与Y方向平行的方向上延伸，并且具有与凸面210c对应的形状的上表面。另外，多个突出部以规定的间隔在与X方向平行的方向上排列。平坦部的厚度(Z方向的尺寸)实际上恒定。绝缘层204具有实际上恒定的厚度(Z方向的尺寸)，沿着绝缘层203的上表面形成。由此，绝缘层204的上表面成为多个凸面210c和平坦面210d。

此外，绝缘层202具有实际上恒定的厚度(Z方向的尺寸)，沿着绝缘层203的下表面形成。

用于将MR元件111的多个层叠膜50电连接的多个下部电极61配置于多个第一倾斜面210a之上。用于将MR元件112的多个层叠膜50电连接的多个下部电极61配置于多个第二倾斜面210b之上。如上所述，第一倾斜面210a和第二倾斜面210b分别相对于基板201的上表面201a即基准平面倾斜，因此，多个下部电极61各自的上表面也相对于基准平面倾斜。因此，可以说MR元件111、112配置于相对于基准平面倾斜的倾斜面上。支承部件210是用于将MR元件111、112各自支承为相对于基准平面倾斜的部件。

MR元件111的多个层叠膜50各自的磁化固定层52的磁化包含从－X方向朝向Z方向旋转了角度α的第一磁化方向的分量。MR元件112的多个层叠膜50各自的磁化固定层52的磁化包含从－X方向朝向－Z方向旋转了角度β的第二磁化方向的分量。角度α、β分别是大于0°且小于90°的范围内的角度。

多个第一倾斜面210a各自也可以是与第一磁化方向和Y方向平行的平面。多个第二倾斜面210b各自也可以是与第二磁化方向和Y方向平行的平面。

在本实施方式中，在对象磁场MF不存在的状态下，层叠膜50的自由层54的磁化方向成为与Y方向平行的方向。在施加于检测电路110的对象磁场MF的方向为Z方向的情况下，MR元件111的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向第一磁化方向倾斜，MR元件112的多个层叠膜50各自的自由层54的磁化方向从与Y方向平行的方向朝向与第二磁化方向相反的方向倾斜。其结果，与磁场分量不存在的状态相比，MR元件111的多个层叠膜50各自的电阻值减少，MR元件112的多个层叠膜50各自的电阻值增加。其结果，MR元件111的电阻值减少，MR元件112的电阻值增加。

在施加于检测电路110的对象磁场MF的方向为－Z方向的情况下，MR元件111、112各自的电阻值的变化与上述的对象磁场MF的方向为Z方向的情况相反。

MR元件111、112各自的电阻值的变化量依赖于对检测电路110施加的对象磁场MF的与Z方向平行的方向的分量的强度。当该分量的强度变大时，MR元件111、112各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变大的方向变化。当该分量的强度变小时，MR元件111、112各自的电阻值向其增加量或其减少量分别变小的方向变化。

这样，当施加于检测电路110的对象磁场MF的方向和强度变化时，MR元件111、112各自的电阻值以随着MR元件111的电阻值增加，而MR元件112的电阻值减少，或者随着MR元件111的电阻值减少，而MR元件112的电阻值增加的方式变化。由此，MR元件111和MR元件112的连接点的电位变化。该电位根据自由层54的磁化方向与磁化固定层52的磁化方向所成的角度而变化。

第一检测电路110a生成与MR元件111a和MR元件112a的连接点连接的输出端口E11的电位所对应的信号作为第一检测信号S1。第二检测电路110b生成与MR元件111b和MR元件112b的连接点连接的输出端口E12的电位所对应的信号作为第二检测信号S2。第三检测电路110c生成与MR元件111c和MR元件112c的连接点连接的输出端口E13的电位所对应的信号作为第三检测信号S3。

接着，对图15所示的基准坐标系和图16及图17所示的正交坐标系的关系进行说明。在本实施方式中，在第一～第三电子部件1a～1c的任一部件中，正交坐标系中的Y方向与基准坐标系中的U方向一致，正交坐标系中的X方向与从基准坐标系中的U方向朝向基准坐标系中的W方向旋转了90°的方向一致。

此外，在图15中，作为表示MR元件111a、111b、111c、112a、112b、112c的图形，分别示意性地示出一个层叠膜50。在本实施方式中，在第一电子部件1a的第一检测电路110a、第二电子部件1b的第二检测电路110b及第三电子部件1c的第三检测电路110c的任一者中，多个层叠膜50(参照图16及图17)各自都具有在与U方向平行的方向上较长的形状。

另外，在图15中，作为表示第一～第三结构物120a～120c的图形，分别示意性地示出一个凸面210c。在本实施方式中，在第一电子部件1a的第一检测电路110a、第二电子部件1b的第二检测电路110b及第三电子部件1c的第三检测电路110c的任一者中，多个凸面210c(参照图16及图17)各自都具有在与U方向平行的方向上较长的形状。

接着，对本实施方式的磁传感器1的制造方法进行简单地说明。本实施方式的磁传感器1的制造方法基本上与第一实施方式相同。在本实施方式中，在形成多个层叠膜50的工序中，也可以对后面成为MR元件111的多个层叠膜50的多个初始层叠膜和后面成为MR元件112的多个层叠膜50的多个初始层叠膜中的任一层叠膜，均一边施加－X方向的外部磁场一边照射激光。

本实施方式的角度检测值θs的生成方法可以与第一实施方式相同，也可以与第二实施方式相同。另外，本实施方式的磁传感器系统100可以具备第一实施方式的磁场产生器5，也可以具备第六实施方式的磁场产生器6。本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一、第二或第六的任一实施方式相同。

[第八实施方式]

接着，参照图18及图19对本发明的第八实施方式的磁传感器301及磁传感器系统300进行说明。图18是表示本实施方式的磁传感器系统300的立体图。图19是表示本实施方式的磁传感器系统300的俯视图。本实施方式的磁传感器系统300具备本实施方式的磁传感器301、和产生对象磁场MF的磁场产生器305。

磁场产生器305是将多组N极和S极在直线方向上磁化的线性标尺。磁传感器301或磁场产生器305能够沿着磁场产生器305的长边方向移动。

在此，如图18所示，定义X方向、Y方向及Z方向。在本实施方式中，将与磁场产生器305的长边方向平行的一个方向设为X方向。另外，将与X方向垂直的两个方向，且相互正交的两个方向设为Y方向和Z方向。另外，将与X方向相反的方向设为－X方向，将与Y方向相反的方向设为－Y方向，将与Z方向相反的方向设为－Z方向。

在图18中，以标注了符号MF的虚线的箭头表示对象磁场MF。对象磁场MF包含平行于与磁场产生器305的长边方向(磁传感器301或磁场产生器305的移动方向)正交的方向即Z方向的方向的分量。磁传感器301和磁场产生器305构成为当磁传感器301和磁场产生器305的至少一方进行动作时，离开磁场产生器305的任意的特定位置处的对象磁场MF的与Z方向平行的方向的分量的强度变化。任意的特定位置处的上述的分量的强度与磁场产生器305相对于磁传感器301的相对的位置具有对应关系，随着相对的位置的变化而变化。

以下，将磁场产生器305相对于磁传感器301的相对的位置称为相对位置。磁传感器301构成为检测对象磁场MF，生成与相对位置具有对应关系的至少一个检测信号。在本实施方式中，特别是磁传感器301构成为检测在Z方向上分别离开磁场产生器305的多个特定位置的各个位置处的对象磁场MF。以下，对在多个特定位置的各个位置，对象磁场MF仅包含对象磁场MF中Z方向的方向的分量的磁场的情况进行说明。

在此，如图18所示，将磁场产生器305的长边方向上相邻的两个N极的间隔、即经由一个S极而相邻的两个N极的中心间距离称为磁极间距，并以记号λ表示磁极间距的大小。经由一个N极而相邻的两个S极的中心间距离与磁极间距λ相等。

任意的特定位置处的对象磁场MF的强度随着相对位置的变化而周期性地变化。在本实施方式中，特别是当相对位置变化磁极间距λ时，特定的位置处的对象磁场MF的强度变化一个周期。

磁传感器301具备包含第一检测电路310a和第一结构物320a的第一电子部件301a、包含第二检测电路310b和第二结构物320b的第二电子部件301b、以及包含第三检测电路310c和第三结构物320c的第三电子部件301c。第一～第三电子部件301a～301c相对于磁场产生器305配置于Z方向的前端。第一～第三电子部件301a～301c可以分别具有芯片的形态，也可以具有被密封树脂密封的封装的形态。

第一～第三检测电路310a～310c和第一～第三结构物320a～320c的结构可以与第一实施方式的检测电路10和结构物20的结构相同，也可以与第七实施方式的检测电路110和结构物120的结构相同。

第一检测电路310a构成为检测在Z方向上离开磁场产生器305的第一位置P11处的对象磁场MF即第一部分磁场。第一结构物320a具有用于使第一磁检测元件检测第一位置P11处的对象磁场MF(第一部分磁场)的结构。第一磁检测元件在与平行于Z方向的方向交叉的方向上具有灵敏度。第一检测电路310a包含第一磁检测元件。

第二检测电路310b构成为检测在Z方向上离开磁场产生器305的第二位置P12处的对象磁场MF即第二部分磁场。第二结构物320b具有用于使第二磁检测元件检测第二位置P12处的对象磁场MF(第二部分磁场)的结构。第二磁检测元件在与平行于Z方向的方向交叉的方向上具有灵敏度。第二检测电路310b包含第二磁检测元件。

第三检测电路310c构成为检测在Z方向上离开磁场产生器305的第三位置P13处的对象磁场MF即第三部分磁场。第三结构物320c具有用于使第三磁检测元件检测第三位置P13处的对象磁场MF(第三部分磁场)的结构。第三磁检测元件在与平行于Z方向的方向交叉的方向上具有灵敏度。第三检测电路310c包含第三磁检测元件。

在第一～第三检测电路310a～310c和第一～第三结构物320a～320c的结构与第一实施方式的检测电路10和结构物20的结构相同的情况下，在第一～第三检测电路310a～310c的任一电路中，多个层叠膜50(参照图5～图8)各自也可以具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。另外，在该情况下，在第一～第三结构物320a～320c的任一结构物中，多个磁轭21(参照图5～图7)各自也具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。

在第一～第三检测电路310a～310c和第一～第三结构物320a～320c的结构与第七实施方式的检测电路110和结构物120的结构相同的情况下，在第一～第三检测电路310a～310c的任一电路中，多个层叠膜50(参照图16及图17)各自也可以具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。另外，在该情况下，在第一～第三结构物320a～320c的任一结构物中，多个凸面210c(参照图16及图17)各自也具有在与Y方向平行的方向上较长的形状。

关于任意的特定位置处的对象磁场MF的强度的变化的说明也适用于第一～第三部分磁场。第一～第三部分磁场各自的强度随着相对位置的变化而周期性地变化。第一检测电路310a构成为生成与第一部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第一检测信号。第二检测电路310b构成为生成与第二部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第二检测信号。第三检测电路310c构成为生成与第三部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第三检测信号。

第一～第三检测信号分别包含以相互相等的周期变化的周期分量。在本实施方式中，当相对位置变化磁极间距λ时，周期分量的周期变化一个周期。

以下，对第一～第三位置P11～P13进行详细地说明。第一～第三位置P11～P13各自也可以是在Z方向上离开磁场产生器305的位置沿与X方向平行的方向延伸的假想的直线上的位置。

如图18所示，第二位置P12是从第一位置P11向X方向离开距离D1的位置。第三位置P13是从第一位置P11向X方向离开距离D2的位置。

在此，将m、n分别设为0以上的整数。距离D1为(λ/3+m×λ)。距离D2为(2λ/3+n×λ)。在图18所示的例子中，m、n均为0。

磁传感器系统300还具备未图示的处理器，该处理器基于第一～第三检测信号，生成与磁传感器301或磁场产生器305的位置具有对应关系的检测值。以下，对本实施方式的检测值的生成方法进行说明。处理器首先使用第一～第三检测信号，生成初始检测值。初始检测值的生成方法与第一或第二实施方式中的角度检测值θs的生成方法相同。另外，处理器将初始检测值的一个周期设为电角度的360°，对电角度从基准位置的转数进行计数。电角度的一圈相当于相对位置的磁极间距λ的移动量。处理器基于初始检测值和电角度的转数，生成与相对位置具有对应关系的检测值。

本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一、第二或第七的任一实施方式相同。

[第九实施方式]

接着，参照图20及图21对本发明的第九实施方式进行说明。在本实施方式中，MR元件的层叠膜的结构与第一～第八实施方式不同。图20是表示本实施方式的MR元件的层叠膜的立体图。图21是表示本实施方式的MR元件的层叠膜的自由层的俯视图。

本实施方式的层叠膜450包含具有方向被固定的磁化451m的磁化固定层451、自由层453、配置于磁化固定层451和自由层453之间的间隙层452。自由层453以具有磁涡流结构(也称为涡旋(Vortex)结构。)的方式选择材料及形状。间隙层452为隧道势垒层或非磁性导电层。

自由层453具有圆柱状或大致圆柱状的形状。另外，自由层453具有以磁涡流结构的中心453c为中心成涡状的磁化453m。在施加于层叠膜450的磁场不存在的状态下，磁涡流结构的中心453c与圆柱的轴一致或大致一致。磁涡流结构的中心453c根据对象磁场MF移动。此外，在图20所示的例子中，层叠膜450的整体成为圆柱状的形状。

在此，如图20及图21所示，定义X方向、Y方向、Z方向。X方向、Y方向、Z方向相互正交。在本实施方式中，将磁化固定层451、间隙层452及自由层453的层叠方向设为Z方向。另外，将与X方向相反的方向设为－X方向，将与Y方向相反的方向设为－Y方向，将与Z方向相反的方向设为－Z方向。由图20及图21所示的X方向、Y方向、Z方向定义的正交坐标系是以层叠膜450为基准定义的坐标系。

磁涡流结构的中心453c在对自由层453施加对象磁场MF中的与Z方向正交的方向的分量的情况下移动。在该分量的强度的变化的范围内，优选自由层453不饱和。

在此，以磁化固定层451的磁化451m的方向为－X方向的情况为例，对层叠膜450的电阻值进行说明。图22及图23表示对自由层453施加对象磁场MF的与X方向平行的方向的磁场分量MFx时的自由层453。

图22表示磁场分量MFx的方向为X方向时的自由层453。在该情况下，通过磁场分量MFx，磁涡流结构的中心453c移动，并且作为自由层453整体，磁化的方向成为X方向。在该情况下，层叠膜450的电阻值增加。

图23表示磁场分量MFx的方向为－X方向时的自由层453。在该情况下，通过磁场分量MFx，磁涡流结构的中心453c移动，并且作为自由层453整体，磁化的方向成为－X方向。在该情况下，层叠膜450的电阻值减少。

层叠膜450的电阻值的变化量依赖于磁场分量MFx的强度。当磁场分量MFx的强度变大时，层叠膜450的电阻值向其增加量或其减少量分别变大的方向变化。当磁场分量MFx的强度变小时，层叠膜450的电阻值向其增加量或其减少量分别变小的方向变化。在本实施方式中，特别是只要满足自由层453不饱和这样的条件，磁场分量MFx的强度和层叠膜450的电阻值的关系是线性或大致线性的关系。

本实施方式的其它的结构、作用及效果与第一～第八的任一实施方式相同。

此外，本发明不限定于上述各实施方式，能够进行各种变更。例如，第一～第三结构物也可以被一体化。即，在第一～第三结构物分别包含一个磁轭的情况下，第一～第三结构物也可以由一个软磁性体构成。

如以上所说明的，本发明的磁传感器构成为检测包含与基准轴平行的方向的分量的对象磁场。本发明的磁传感器具备：第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测离开基准轴的第一位置处的对象磁场即第一部分磁场的结构；第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测离开基准轴的第二位置处的对象磁场即第二部分磁场的结构；第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测离开基准轴的第三位置处的对象磁场即第三部分磁场的结构；第一检测电路，其包含第一磁检测元件，并且构成为生成与第一部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第一检测信号；第二检测电路，其包含第二磁检测元件，并且构成为生成与第二部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第二检测信号；以及第三检测电路，其包含第三磁检测元件，并且构成为生成与第三部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第三检测信号。

第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号分别包含以相互相等的周期变化的周期分量。在将周期分量的周期设为电角度的360°，且将m、n分别设为0以上的整数时，第二位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(120+360×m)°的角度的位置，第三位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(240+360×n)°的角度的位置。

在本发明的磁传感器中，第一结构物也可以包含第一磁轭，该第一磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于第一部分磁场产生与交叉于基准轴的第一方向平行的方向的第一磁场分量。第二结构物也可以包含第二磁轭，该第二磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于第二部分磁场产生与交叉于基准轴的第二方向平行的方向的第二磁场分量。第三结构物也可以包含第三磁轭，该第三磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于第三部分磁场产生与交叉于基准轴的第三方向平行的方向的第三磁场分量。第一磁检测元件也可以配置于被施加第一磁场分量的位置。第二磁检测元件也可以配置于被施加第二磁场分量的位置。第三磁检测元件也可以配置于被施加第三磁场分量的位置。

另外，在本发明的磁传感器中，第一结构物也可以包含第一支承部件，该第一支承部件具有相对于与基准轴垂直的基准平面倾斜的第一倾斜面。第二结构物也可以包含第二支承部件，该第二支承部件具有相对于基准平面倾斜的第二倾斜面。第三结构物也可以包含第三支承部件，该第三支承部件具有相对于基准平面倾斜的第三倾斜面。第一磁检测元件也可以配置于第一倾斜面之上。第二磁检测元件也可以配置于第二倾斜面之上。第三磁检测元件也可以配置于第三倾斜面之上。

另外，在本发明的磁传感器中，第一磁检测元件、第二磁检测元件及第三磁检测元件的特性也可以根据对象磁场的与基准轴平行的方向的分量的强度的变化而变化。第一磁检测元件也可以在与基准轴交叉的第一方向上具有灵敏度。第二磁检测元件也可以在与基准轴交叉的第二方向上具有灵敏度。第三磁检测元件也可以在与基准轴交叉的第三方向上具有灵敏度。

另外，在本发明的磁传感器中，第一磁检测元件、第二磁检测元件及第三磁检测元件各自也可以包含两个磁阻效应元件。两个磁阻效应元件各自也可以包含具有方向被固定的磁化的磁化固定层、和具有方向能够根据对象磁场而变化的磁化的自由层。在该情况下，两个磁阻效应元件的一个的磁化固定层的磁化、和两个磁阻效应元件的另一个的磁化固定层的磁化也可以包含相同方向的分量。或者，两个磁阻效应元件各自也可以包含：具有方向被固定的磁化的磁化固定层、和具有磁涡流结构且构成为磁涡流结构的中心根据对象磁场而移动的自由层。

另外，本发明的磁传感器也可以还具备屏蔽件，该屏蔽件用于将第一磁检测元件、第二磁检测元件及第三磁检测元件与和基准轴正交的方向的外部磁场屏蔽。

本发明的磁传感器装置具备本发明的磁传感器、和构成为基于第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号生成与对象角度具有对应关系的角度检测值的处理器。

在本发明的磁传感器装置中，处理器也可以构成为使用相当于第一检测信号与第二检测信号的差分的第一信号、相当于第二检测信号与第三检测信号的差分的第二信号、以及相当于第三检测信号与第一检测信号的差分的第三信号，生成角度检测值。或者，处理器也可以构成为通过包含求得相当于第一检测信号与第二检测信号的差分的第一信号、和相当于第二检测信号与第三检测信号的差分的第二信号之差的运算生成第一运算后信号，通过包含求得第一信号和第二信号之和的运算生成第二运算后信号，使用第一运算后信号和第二运算后信号生成角度检测值。

另外，在本发明的磁传感器装置中，处理器也可以进行使用了第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号的运算，生成角度检测值，以与不生成相当于第一检测信号、第二检测信号及第三检测信号中的任意两个检测信号的差分的至少一个信号地生成角度检测值的情况相比，降低由磁传感器检测的对象磁场以外的噪声磁场引起的角度检测值的误差。

本发明的第一方式的磁传感器系统具备本发明的磁传感器、和构成为产生对象磁场的磁场产生器。磁传感器和磁场产生器构成为当磁传感器和磁场产生器的至少一方以基准轴为中心旋转时，在第一位置、第二位置及第三位置的各个位置，对象磁场的与基准轴平行的方向的分量的强度变化。

在本发明的第一方式的磁传感器系统中，磁传感器也可以还具备支承体，该支承体在与基准轴平行的方向上与磁场产生器隔开规定的间隔地配置，并且具有与磁场产生器相对的上表面。第一结构物、第二结构物、第三结构物、第一检测电路、第二检测电路及第三检测电路也可以配置于支承体的上表面之上。

另外，在本发明的第一方式的磁传感器系统中，在将k设为1以上的整数时，磁场产生器也可以包含k组的N极和S极。N极也可以具有与基准轴平行的一个方向的磁化。S极也可以具有与N极的磁化相反方向的磁化。也可以是，第二位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了(120/k+360×m/k)°的位置，第三位置是从第一位置以基准轴为中心按绕轴方向旋转了(240/k+360×n/k)°的位置。

本发明的第二方式的磁传感器系统具备构成为产生对象磁场的磁场产生器、和构成为检测对象磁场的磁传感器。磁传感器包含：第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第一位置处的对象磁场即第一部分磁场的结构；第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第二位置处的对象磁场即第二部分磁场的结构；第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测在第一方向上离开磁场产生器的第三位置处的对象磁场即第三部分磁场的结构；第一检测电路，其包含第一磁检测元件；第二检测电路，其包含第二磁检测元件；以及第三检测电路，其包含第三磁检测元件。

磁场产生器是交替排列有多组N极和S极的磁尺。磁传感器和磁场产生器构成为，当磁传感器和磁场产生器的至少一方在与交叉于第一方向的第二方向平行的方向上动作时，第一位置、第二位置及第三位置处的对象磁场的第一方向的分量的强度变化。在将磁场产生器中经由一个S极而相邻的两个N极的中心间距离设为λ，且将m、n分别设为0以上的整数时，第二位置是从第一位置向第二方向离开(λ/3+m×λ)的位置，第三位置是从第一位置向第二方向离开(2λ/3+n×λ)的位置。

基于以上的说明，可知能够实施本发明的各种方式及变形例。因此，在权利要求的均等范围内，即使是上述最佳方式以外的方式，也能够实施本发明。

Claims (17)

1.一种磁传感器，其特征在于，

所述磁传感器构成为检测包含与基准轴平行的方向的分量的对象磁场，并且具备：

第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测作为离开所述基准轴的第一位置处的所述对象磁场的第一部分磁场的结构；

第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测作为离开所述基准轴的第二位置处的所述对象磁场的第二部分磁场的结构；

第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测作为离开所述基准轴的第三位置处的所述对象磁场的第三部分磁场的结构；

第一检测电路，其包含所述第一磁检测元件，并且构成为生成与所述第一部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第一检测信号；

第二检测电路，其包含所述第二磁检测元件，并且构成为生成与所述第二部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第二检测信号；以及

第三检测电路，其包含所述第三磁检测元件，并且构成为生成与所述第三部分磁场的周期性变化对应而周期性地变化的第三检测信号，

所述第一检测信号、所述第二检测信号及所述第三检测信号分别包含以相互相等的周期变化的周期分量，

在将所述周期分量的周期设为电角度的360°，且将m、n分别设为0以上的整数时，所述第二位置是从所述第一位置以所述基准轴为中心按绕轴方向旋转了相当于电角度的(120+360×m)°的角度的位置，所述第三位置是从所述第一位置以所述基准轴为中心按所述绕轴方向旋转了相当于电角度的(240+360×n)°的角度的位置。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一结构物包含第一磁轭，该第一磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于所述第一部分磁场产生与交叉于所述基准轴的第一方向平行的方向的第一磁场分量，

所述第二结构物包含第二磁轭，该第二磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于所述第二部分磁场产生与交叉于所述基准轴的第二方向平行的方向的第二磁场分量，

所述第三结构物包含第三磁轭，该第三磁轭由软磁性体构成，并且构成为基于所述第三部分磁场产生与交叉于所述基准轴的第三方向平行的方向的第三磁场分量，

所述第一磁检测元件配置于被施加所述第一磁场分量的位置，

所述第二磁检测元件配置于被施加所述第二磁场分量的位置，

所述第三磁检测元件配置于被施加所述第三磁场分量的位置。

3.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一结构物包含第一支承部件，该第一支承部件具有相对于与所述基准轴垂直的基准平面倾斜的第一倾斜面，

所述第二结构物包含第二支承部件，该第二支承部件具有相对于所述基准平面倾斜的第二倾斜面，

所述第三结构物包含第三支承部件，该第三支承部件具有相对于所述基准平面倾斜的第三倾斜面，

所述第一磁检测元件配置于所述第一倾斜面之上，

所述第二磁检测元件配置于所述第二倾斜面之上，

所述第三磁检测元件配置于所述第三倾斜面之上。

4.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一磁检测元件、所述第二磁检测元件及所述第三磁检测元件的特性根据所述对象磁场的与所述基准轴平行的方向的所述分量的强度的变化而变化。

5.根据权利要求4所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一磁检测元件在与所述基准轴交叉的第一方向上具有灵敏度，

所述第二磁检测元件在与所述基准轴交叉的第二方向上具有灵敏度，

所述第三磁检测元件在与所述基准轴交叉的第三方向上具有灵敏度。

6.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一磁检测元件、所述第二磁检测元件及所述第三磁检测元件各自包含两个磁阻效应元件。

7.根据权利要求6所述的磁传感器，其特征在于，

所述两个磁阻效应元件各自包含：具有方向被固定的磁化的磁化固定层、和具有方向能够根据所述对象磁场而变化的磁化的自由层，

所述两个磁阻效应元件的一个的所述磁化固定层的所述磁化、和所述两个磁阻效应元件的另一个的所述磁化固定层的所述磁化包含相同方向的分量。

8.根据权利要求6所述的磁传感器，其特征在于，

所述两个磁阻效应元件各自包含：具有方向被固定的磁化的磁化固定层、和具有磁涡流结构且构成为所述磁涡流结构的中心根据所述对象磁场而移动的自由层。

9.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

还具备屏蔽件，该屏蔽件用于将所述第一磁检测元件、所述第二磁检测元件及所述第三磁检测元件与和所述基准轴正交的方向的外部磁场屏蔽。

10.一种磁传感器装置，其特征在于，

具备：

权利要求1～9中任一项所述的磁传感器；以及

处理器，其构成为基于所述第一检测信号、所述第二检测信号及所述第三检测信号，生成与对象角度具有对应关系的角度检测值。

11.根据权利要求10所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述处理器构成为使用相当于所述第一检测信号与所述第二检测信号的差分的第一信号、相当于所述第二检测信号与所述第三检测信号的差分的第二信号、以及相当于所述第三检测信号与所述第一检测信号的差分的第三信号来生成所述角度检测值。

12.根据权利要求10所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述处理器构成为，

通过包含求得相当于所述第一检测信号与所述第二检测信号的差分的第一信号、和相当于所述第二检测信号与所述第三检测信号的差分的第二信号之差的运算，生成第一运算后信号，

通过包含求得所述第一信号和所述第二信号之和的运算，生成第二运算后信号，

使用所述第一运算后信号和所述第二运算后信号，生成所述角度检测值。

13.根据权利要求10所述的磁传感器，其特征在于，

所述处理器进行使用了所述第一检测信号、所述第二检测信号及所述第三检测信号的运算，生成所述角度检测值，以与不生成相当于所述第一检测信号、所述第二检测信号及所述第三检测信号中的任意两个检测信号的差分的至少一个信号地生成所述角度检测值的情况相比，降低由所述磁传感器检测的所述对象磁场以外的噪声磁场引起的所述角度检测值的误差。

14.一种磁传感器系统，其特征在于，

具备：

权利要求1～9中任一项所述的磁传感器；以及

磁场产生器，其构成为产生所述对象磁场，

所述磁传感器和所述磁场产生器构成为当所述磁传感器和所述磁场产生器的至少一方以所述基准轴为中心旋转时，在所述第一位置、所述第二位置及所述第三位置的各个位置，所述对象磁场的与所述基准轴平行的方向的所述分量的强度变化。

15.根据权利要求14所述的磁传感器系统，其特征在于，

所述磁传感器还具备支承体，该支承体在与所述基准轴平行的方向上与所述磁场产生器隔开规定的间隔地配置，并且具有与所述磁场产生器相对的上表面，

所述第一结构物、所述第二结构物、所述第三结构物、所述第一检测电路、所述第二检测电路及所述第三检测电路配置于所述支承体的所述上表面之上。

16.根据权利要求14所述的磁传感器系统，其特征在于，

在将k设为1以上的整数时，所述磁场产生器包含k组的N极和S极，

所述N极具有与所述基准轴平行的一个方向的磁化，

所述S极具有与所述N极的所述磁化相反方向的磁化，

所述第二位置是从所述第一位置以所述基准轴为中心按绕轴方向旋转了(120/k+360×m/k)°的位置，所述第三位置是从所述第一位置以所述基准轴为中心按绕轴方向旋转了(240/k+360×n/k)°的位置。

17.一种磁传感器系统，其特征在于，

具备：

磁场产生器，其构成为产生对象磁场；以及

磁传感器，其构成为检测所述对象磁场，

所述磁传感器包含：

第一结构物，其具有用于使第一磁检测元件检测作为在第一方向上离开所述磁场产生器的第一位置处的所述对象磁场的第一部分磁场的结构；

第二结构物，其具有用于使第二磁检测元件检测作为在所述第一方向上离开所述磁场产生器的第二位置处的所述对象磁场的第二部分磁场的结构；

第三结构物，其具有用于使第三磁检测元件检测作为在所述第一方向上离开所述磁场产生器的第三位置处的所述对象磁场的第三部分磁场的结构；

第一检测电路，其包含所述第一磁检测元件；

第二检测电路，其包含所述第二磁检测元件；以及

第三检测电路，其包含所述第三磁检测元件，

所述磁场产生器是交替排列有多组的N极和S极的磁尺，

所述磁传感器和所述磁场产生器构成为，当所述磁传感器和所述磁场产生器的至少一方沿与交叉于所述第一方向的第二方向平行的方向动作时，所述第一位置、所述第二位置及所述第三位置处的所述对象磁场的所述第一方向的分量的强度变化，

在将所述磁场产生器中经由一个S极而相邻的两个N极的中心间距离设为λ，且将m、n分别设为0以上的整数时，所述第二位置是从所述第一位置向所述第二方向离开(λ/3+m×λ)的位置，所述第三位置是从所述第一位置向所述第二方向离开(2λ/3+n×λ)的位置。