CN112051524A - 磁传感器和磁传感器系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁传感器。检测对象磁场在第一平面内的基准位置，具有在第一平面内变化的第一方向。磁传感器包含MR元件。MR元件包含具有在第二平面内可变的方向的第一磁化的磁性层。第一平面和第二平面形成除90°以外的二面角α并交叉。检测对象磁场能够被分为平行于第二平面的面内分量和垂直于第二平面的垂直分量。面内分量具有相应于第一方向的变化而变化的第二方向。第一磁化的方向相应于第二方向的变化而变化。检测值取决于第一磁化的方向。

Description

磁传感器和磁传感器系统

技术领域

本发明涉及一种磁传感器和包含其的磁传感器系统。

背景技术

近年来，磁传感器已经在各种用途中被使用。作为磁传感器，已知有使用设置于基板上的自旋阀型磁阻效应元件的磁传感器。自旋阀型磁阻效应元件具有：具有方向固定的磁化的磁化固定层；具有方向根据施加磁场的方向可变的磁化的自由层；以及配置于磁化固定层与自由层之间的间隙层。设置于基板上的自旋阀型磁阻效应元件通常以具有相对于平行于基板的面的方向的磁场具有灵敏度的方式构成。因此，这样的磁阻效应元件适合于检测方向在与基板的面平行的平面内变化的磁场。

另一方面，在包含磁传感器的系统中，有时期望通过设置于基板上的磁阻效应元件来检测包含垂直于基板的面的方向的分量的磁场。在中国专利申请公开第104764470A号说明书、日本专利申请公开平9-219546号公报、中国专利申请公开第101142494A号说明书以及中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开了这样的示例。

中国专利申请公开第104764470A号说明书中公开了一种用于检测磁铁的位置的磁传感器。该磁传感器具有基板、设置于基板上的两个磁传感器元件、位于基板的上方的磁铁、和软磁性体。软磁性体位于磁铁和两个磁传感器元件之间。软磁性体将磁铁产生的XZ平面上的磁场转换为两个磁传感器元件具有灵敏度的XY平面上的磁场。XY平面平行于基板的面，XZ平面垂直于基板的面。

在日本专利申请公开平9-219546号公报中，在基板上形成的倾斜面上，配置有由磁条构成的磁阻元件，并且在基板的上方设置有通过磁铁构成的旋转体的装置。在该装置中，当旋转体旋转时，由旋转体产生的磁场的方向在垂直于倾斜面的接触面内变化。磁阻元件检测由旋转体产生的磁场。

中国专利申请公开第101142494A号说明书和中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开了一种包含用于检测外部磁场的X方向分量、Y方向分量和Z方向分量的三个传感器的装置。在该装置中，用于检测Z方向分量的传感器包含配置于在基板上形成的倾斜面上的磁阻效应元件。

在中国专利申请公开第104764470A号说明书中公开的磁传感器中，由于由软磁性体引起所产生的不需要的磁场或者软磁性体的磁滞特性，存在有时检测精度降低的问题点。

接下来，对日本专利申请公开平9-219546号公报、中国专利申请公开第101142494A号说明书和中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开的装置中的问题点进行说明。在下文中，将在中国专利申请公开第101142494A号说明书、中国专利申请公开第108291948A号说明书中用于检测Z方向分量的传感器称为Z方向传感器。另外，分别将在日本专利申请公开平9-219546号公报中施加于磁阻元件的磁场和在中国专利申请公开第101142494A号说明书、中国专利申请公开第108291948A号说明书中施加于Z方向传感器的磁场称为施加磁场。另外，分别将作为施加磁场的分量的即日本专利申请公开平9-219546号公报中的磁阻元件具有灵敏度的分量和作为施加磁场的分量的中国专利申请公开第101142494A号说明书、中国专利申请公开第108291948A号说明书中的Z方向传感器具有灵敏度的分量称为灵敏度分量。

在施加磁场的强度中，由于装置的构成要素的配置的偏差等，可能产生偏差。在日本专利申请公开平9-219546号公报、中国专利申请公开第101142494A号说明书以及中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开的装置中，存在相对于施加磁场的强度的偏差的检测精度的降低的程度大的问题点。在下文中，对此进行详细地说明。

首先，灵敏度分量的强度变得越小，相对于施加磁场的强度的偏差的检测精度的降低的程度变得越大。在日本专利申请公开平9-219546号公报中公开的装置中，施加磁场的方向在垂直于倾斜面的磁场的接触面内变化。因此，在该装置中，施加磁场的方向可以是垂直于倾斜面的方向，即磁阻元件不具有灵敏度的方向。因此，在该装置中，灵敏度分量的强度可以为0。

另外，在中国专利申请公开第101142494A号说明书、中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开的装置中，施加磁场的方向可以是垂直于倾斜面的方向，即Z方向传感器不具有灵敏度的方向。因此，在该装置中，灵敏度分量的强度可以为0。

在日本专利申请公开平9-219546号公报、中国专利申请公开第101142494A号说明书以及中国专利申请公开第108291948A号说明书中公开的装置中，特别地，当施加磁场的方向成为灵敏度分量的强度为0或者接近于0的值的方向时，相对于施加磁场的强度的偏差的检测精度的降低的程度变大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁传感器以及包含该磁传感器的磁传感器系统，该磁传感器使用适用于检测在规定的平面内方向变化的磁场的磁阻效应元件，可以抑制检测精度的降低，并且生成对应于在包含规定的平面外的方向的可变范围内方向变化的检测对象磁场的方向的检测值。

本发明的磁传感器是检测检测对象磁场并生成检测值的磁传感器。检测对象磁场在第一平面内的基准位置具有第一方向，第一方向是在第一平面内在规定的可变范围内变化的方向。本发明的磁传感器包含至少一个磁阻效应元件。至少一个磁阻效应元件中的各个包含具有在与其对应的第二平面内可变的方向的第一磁化的第一磁性层。第一平面和第二平面形成除90°以外的二面角并交叉。

至少一个磁阻效应元件中的各个所接受的检测对象磁场能够被分为平行于第二平面的面内分量和垂直于第二平面的垂直分量。面内分量具有相应于第一方向的变化而变化的第二方向。第一磁化的方向相应于第二方向的变化而变化。检测值取决于第一磁化的方向。

在本发明的磁传感器中，第一磁性层具有以下特性，当第一方向在可变范围内的至少一部分的范围内时，通过检测对象磁场使第一磁化成为饱和状态。

在本发明的磁传感器中，至少一个磁阻效应元件中的各个还可以包含具有平行于第二平面的方向的第二磁化的第二磁性层和配置于第一磁性层与第二磁性层之间的间隙层。

另外，在本发明的磁传感器中，二面角可以在30°～84°的范围内。

另外，本发明的磁传感器作为至少一个磁阻效应元件，可以包含第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件。在该情况下，磁传感器还可以包含信号输出端，第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件可以经由信号输出端而串联连接。另外，检测值可以取决于信号输出端的电位。

另外，本发明的磁传感器还可以具备支撑至少一个磁阻效应元件的基板。基板可以包含垂直于第一平面的主面和相对于主面倾斜的至少一个倾斜面。至少一个磁阻效应元件可以配置于至少一个倾斜面。对应于至少一个磁阻效应元件中的各个的第二平面可以平行于配置有至少一个磁阻效应元件中的各个的倾斜面。在该情况下，倾斜面当然为平面。在本申请中，如第二平面平行于倾斜面的情况那样，两个平面平行的情况包含两个平面重叠的情况。

在本发明的磁传感器具备上述基板的情况下，磁传感器，作为至少一个磁阻效应元件，可以包含第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件。基板，作为至少一个倾斜面，可以包含配置有第一磁阻效应元件的第一倾斜面和配置有第二磁阻效应元件的第二倾斜面。对应于第一磁阻效应元件的第二平面可以平行于第一倾斜面。对应于第二磁阻效应元件的第二平面可以平行于第二倾斜面。

在本发明的磁传感器具备基板，且磁传感器包含第一和第二的磁阻效应元件的情况下，磁传感器还可以包含信号输出端，第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件可以经由信号输出端而串联连接。另外，检测值可以取决于信号输出端的电位。

在本发明的磁传感器具备基板，且磁传感器包含第一和第二的磁阻效应元件的情况下，第一和第二磁阻效应元件可以串联连接，检测值可以取决于第一和第二磁阻效应元件的合成电阻。

此外，本发明的磁传感器还可以具备：第一磁检测部，其包含至少一个磁阻效应元件并且生成取决于第一磁化的方向的第一检测信号；第二磁检测部，其检测检测对象磁场并且生成取决于第一方向的第二检测信号；以及检测值生成部，其基于第一检测信号和第二检测信号生成检测值。另外，所述可变范围可以包含互相不同的第一区域和第二区域。在该情况下，对应于第一检测信号的特定的相同值的第一方向的两个候补可以分别存在于第一区域和第二区域，对应于两个候补的第二检测信号的两个值可以互相不同。

本发明的磁传感器系统具备本发明的磁传感器和产生检测对象磁场的磁场产生器。磁传感器和磁场产生器，当相对于磁传感器的磁场产生器的相对的位置变化时，可以以所述第一方向变化的方式构成。在该情况下，磁场产生器相对于磁传感器的相对的位置可以为能够以磁传感器为中心旋转。

在本发明的磁传感器和磁传感器系统中，由于第一平面和第二平面以除90°以外的二面角交叉，因此只要存在检测对象磁场，无论可变范围内的第一方向如何，面内分量的强度都不会变成0。因此，根据本发明，使用适用于检测在规定的平面内方向变化的磁场的磁阻效应元件，可以抑制检测精度的降低，并且生成对应于在包含规定的平面外的方向的可变范围内方向变化的检测对象磁场的方向的检测值。

本发明的其它的目的、特征和益处通过以下的说明将会变得显而易见。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器系统的概略的结构的立体图。

图2是示出本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器系统的概略的结构的正面图。

图3是用于说明本发明的第一实施方式中的检测对象磁场的说明图。

图4是示出在本发明的第一实施方式中的检测对象磁场的面内分量和垂直分量的说明图。

图5是示出本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器的立体图。

图6是示出本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器的结构的电路图。

图7是示出本发明的第一实施方式中的磁阻效应元件的一部分的立体图。

图8是示出本发明的第一实施方式中的第一角度的定义的说明图。

图9是示出本发明的第一实施方式中的第二角度的定义的说明图。

图10是示出本发明的第一实施方式中的相对于第一角度的变化的第一和第二向量的各个的一个分量的变化的波形图。

图11是示出能够应用本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器系统的节气阀(throttle)的结构的说明图。

图12是示出本发明第二实施方式所涉及的磁传感器系统的概略的结构的说明图。

图13是示出本发明的第二实施方式所涉及的磁传感器的立体图。

图14是示出本发明第二实施方式所涉及的磁传感器的结构的电路图。

图15是示出本发明的第二实施方式中的第二角度与第一检测信号之间的关系的波形图。

图16是示出本发明的第二实施方式中的第一角度与第二检测信号之间的关系的波形图。

图17是示出本发明的第三实施方式所涉及的磁传感器的立体图。

图18是示出本发明的第四实施方式所涉及的磁传感器的至少一部分的立体图。

图19是示出本发明的第四实施方式所涉及的磁传感器的第一磁检测部的结构的电路图。

图20是示出本发明的第五实施方式所涉及的磁传感器的立体图。

图21是示出本发明的第五实施方式所涉及的磁传感器的一个截面的截面图。

图22是示出本发明的第六实施方式所涉及的磁传感器的第一磁检测部的结构的电路图。

图23是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的立体图。

图24是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的一个截面的截面图。

图25是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的另一个截面的截面图。

图26是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的结构的框图。

图27是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的第一磁检测部的结构的电路图。

图28是示出本发明的第七实施方式所涉及的磁传感器的第二磁检测部的结构的电路图。

具体实施方式

[第一实施方式]

在下文中，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和图2对本发明的第一实施方式所涉及的磁传感器系统的概略进行说明。本实施方式所涉及的磁传感器系统1具备本实施方式所涉及的磁传感器2和产生检测对象磁场的磁场产生器5。

磁场产生器5具有中心位于旋转轴C上的环状的形状，并且能够以旋转轴C为中心旋转。当将磁场产生器5视为环时，磁传感器2配置于相当于环的孔的部分。另外，磁传感器2配置于旋转轴C上。此外，在图1中，将磁传感器2和磁场产生器5描绘成沿旋转轴C互相分离。磁传感器2检测磁场产生器5产生的检测对象磁场，并生成检测值θs。检测值θs对应于磁场产生器5相对于磁传感器2的相对位置，特别是旋转位置。

磁场产生器5包含两个磁铁6A、6B以及两个磁轭7A、7B。磁铁6A、6B以包含旋转轴C的假想的平面为中心配置于对称的位置。磁铁6A、6B中的各个均具有位于磁场产生器5的旋转方向的两端的N极和S极。磁轭7A连接磁铁6A的N极和磁铁6B的N极。磁轭7B连接磁铁6A的S极和磁铁6B的S极。

此处，如图1和图2所示，定义了X方向、Y方向和Z方向。X方向、Y方向和Z方向互相正交。在本实施方式中，将平行于旋转轴C的一个方向(在图1中为向右侧的方向)设定为X方向。在图2中，将Y方向表示为朝向左侧的方向。在图1和图2中，将Z方向表示为朝向上侧的方向。另外，将与X方向相反的方向设定为-X方向，将与Y方向相反的方向设定为-Y方向，将与Z方向相反的方向设定为-Z方向。

接下来，参照图1至图4，对磁场产生器5所产生的检测对象磁场进行说明。图3是用于说明检测对象磁场的说明图。图4是示出检测对象磁场的面内分量和垂直分量的说明图。

在本实施方式中，从磁铁6A的N极产生的磁通和从磁铁6B的N极产生的磁通，两者均从磁轭7A流出并流入于磁轭7B。由此，产生从磁轭7A向磁轭7B的方向的检测对象磁场MF。

在图3和图4中，附有记号PL1的平面表示与磁传感器2和磁场产生器5交叉的YZ平面。在下文中，将该平面称为第一平面PL1。检测对象磁场MF在第一平面PL1内的基准位置P0具有第一方向D1。基准位置P0位于磁传感器2的内部或表面。第一方向D1是在第一平面PL1内在规定的可变范围内变化的方向。在图3中，附有符号D1的箭头表示第一方向D1和基准位置P0处的检测对象磁场MF的强度。附有符号D1的箭头的尖端沿附有符号C1的圆上移动。在本实施方式中，第一方向D1上的可变范围的大小为180°以下。

磁传感器2和磁场产生器5当以磁场产生器5相对于磁传感器2的相对位置变化时，第一方向D1变化的方式构成。即，当磁场产生器5以旋转轴C为中心旋转时，磁场产生器5相对于磁传感器2的相对位置以磁传感器2为中心旋转。由此，第一方向D1以基准位置P0为中心旋转。

在图3和图4中，附有符号PL3的平面表示通过基准位置P0的XY平面。在下文中，将该平面称为基准平面PL3。

在本实施方式中，规定了与磁传感器2相关的第二平面。第二平面相对于第一平面PL1和基准平面PL3的两者倾斜。第一平面PL1和第二平面以除90°以外的二面角α交叉。二面角α比0°大且比90°小。本实施方式中的第二平面是以Y方向的轴为中心将XY平面以90°-α的角度旋转的平面。图3和图4所示的平面PL2是第二平面的一例。图3和图4所示的平面PL2通过基准位置P0。但是，第二平面不限于通过基准位置P0。

此处，将从Z方向向-X方向旋转α的方向设定为U方向，将与U方向为相反的方向设定为-U方向。平面PL2是平行于U方向和Y方向的平面，即，UY平面。

如图4所示，基准位置P0处的检测对象磁场MF可以被分为平行于平面PL2的面内分量MFa和垂直于平面PL2的垂直分量MFb。此外，图4表示作为基准位置P0处的检测对象磁场MF的方向的第一方向D1与Z方向一致的状态。面内分量MFa具有相应于第一方向D1的变化而变化的第二方向D2。在图3中，附有符号D2的箭头表示第二方向D2和面内分量MFa的强度。附有符号D2的箭头的尖端在附有符号C2的椭圆上移动。

在图3中，示出了通过基准位置P0并且平行于Z方向的假想的直线L1、通过基准位置P0并且平行于U方向的假想的直线L2、假想的直线L1与圆C1的交点P1、P2、以及假想的直线L2与椭圆C2的交点P3、P4。假想的直线L2、椭圆C2、交点P3、P4以及第二方向D2是分别将假想的直线L1、圆C1、交点P1、P2以及第一方向D1垂直投影于平面PL2所得的。

磁传感器2包含至少一个磁阻效应元件(在下文中，记为MR元件)。在本实施方式中，为至少一个MR元件的每一个定义了第二平面。在本实施方式中，各个第二平面是与对应的MR元件相交叉的平面。

至少一个MR元件中的各个均包含具有在对应于其的第二平面内可变的方向的第一磁化的第一磁性层。至少一个MR元件中的各个所接受的检测对象磁场MF与平行于第二平面的基准位置P0处的检测对象磁场MF同样地，可以被分为平行于第二平面的面内分量和垂直于第二平面的垂直分量。面内分量与图4所示的面内分量MFa同样地，具有相应于第一方向D1的变化而变化的第二方向。在至少一个MR元件中的各个中，第一磁化的方向相应于第二方向的变化而变化。检测值θs取决于第一磁化的方向。

由于第二方向相应于第一方向D1的变化而变化，因此第一磁化的方向相应于第一方向D1的变化而变化。因此，检测值θs对应于第一方向D1。

在磁传感器2包含多个MR元件的情况下，多个MR元件配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，多个MR元件所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

接下来，参照图5和图6对磁传感器2的结构进行说明。图5是示出磁传感器2的立体图。图6是示出磁传感器2的结构的电路图。如图6所示，在本实施方式中，磁传感器2具备包含至少一个MR元件并且生成取决于第一磁化的方向的第一检测信号S1的第一磁检测部10。在本实施方式中，第一磁检测部10包含一个MR元件11。

如图5所示，磁传感器2还具备支撑MR元件11的基板3。基板3包含垂直于图3和图4所示的第一平面PL1(YZ平面)的主面3a。特别是在本实施方式中，主面3a平行于图3和图4所示的基准平面PL3(XY平面)。

基板3还具有在主面3a开口的槽部3c。槽部3c包含相对于主面3a倾斜的倾斜面3b。倾斜面3b是平面。MR元件11配置于倾斜面3b。对应于MR元件11的第二平面平行于倾斜面3b。

在本实施方式中，将配置有MR元件11的位置设定为基准位置P0，将图3和图4所示的平面PL2设定为对应于MR元件11的第二平面。在本实施方式中，为了方便起见，将对应于MR元件11的第二平面记为第二平面PL2。倾斜面3b与第二平面PL2同样地，相对于第一平面PL1以二面角α倾斜并且平行于UY平面。

另外，在本实施方式中，将图4所示的面内分量MFa设定为MR元件11所接受的检测对象磁场MF的面内分量，将图3所示的第二方向D2设定为MR元件11所接受的检测对象磁场MF的面内分量的第二方向。在本实施方式中，为了方便起见，将MR元件11所接受的检测对象磁场MF的面内分量记为面内分量MFa，将MR元件11所接受的检测对象磁场MF的面内分量的第二方向记为第二方向D2。

如图6所示，第一磁检测部10还包含电阻器12、信号输出端E1、电源端V1和接地端G1。此外，由于第一磁检测部10是磁传感器2的一部分，所以磁传感器2包含电阻器12、信号输出端E1、电源端V1和接地端G1。MR元件11与电阻器12经由信号输出端E1而串联连接。电阻器12设置于电源端V1与信号输出端E1之间。MR元件11设置于信号输出端E1与接地端G1之间。在电源端V1施加有规定的大小的电源电压。接地端G1连接于地。

MR元素11可以是自旋阀型MR元件，也可以是各向异性MR元件。特别是在本实施方式中，MR元件11是自旋阀型MR元件。在该情况下，除了上述第一磁性层之外，MR元件11还包含具有平行于第二平面PL2的方向的第二磁化的第二磁性层和配置于第一磁性层和第二磁性层之间的间隙层。第二磁化的方向不相应于面内分量MFa的第二方向D2的变化而变化。自旋阀型MR元件可以是TMR(隧道磁阻效应)元件，也可以是GMR(巨磁阻效应)元件。在TMR元件中，间隙层是隧道势垒层。在GMR元件中，间隙层是非磁性导电层。在MR元件11中，电阻值相应于第一磁性层的第一磁化的方向相对于第二磁性层的第二磁化的方向所成的角度而变化，当该角度为0°时，电阻值为最小值，当角度为180°时，电阻值为最大值。在图5和图6中，实心箭头表示第二磁化的方向。在本实施方式中，第二磁化的方向是-U方向。

如上所述，第一磁化的方向相应于面内分量MFa的第二方向D2的变化而变化，第二方向D2相应于检测对象磁场MF的第一方向D1的变化而变化。因此，相应于第一方向D1的变化，MR元件11的电阻值变化，其结果，信号输出端E1的电位变化。第一磁检测部10生成对应于信号输出端E1的电位的信号作为第一检测信号S1。第一检测信号S1相应于第一方向D1的变化而变化。

从MR元件11的制作的精度等的观点来看，第二磁化的方向可以略微偏离上述的方向。

此处，参照图7，对MR元件11的结构的一例进行说明。图7是示出MR元件11的一部分的立体图。在该示例中，MR元件11具有多个下部电极41、多个MR膜50和多个上部电极42。多个下部电极41配置于基板3的倾斜面3b上。各个下部电极41具有细长的形状。在下部电极41的长边方向上相邻的两个下部电极41之间形成有间隙。如图7所示，在下部电极41的上表面上，在长边方向的两端的附近分别配置有MR膜50。MR膜50包含从下部电极41侧依次层叠的第一磁性层51、间隙层52、第二磁性层53和反铁磁性层54。第一磁性层51电连接于下部电极41。反铁磁性层54由反铁磁材料构成，并且与第二磁性层53之间产生交换耦合，并且固定第二磁性层53的磁化的方向。多个上部电极42配置于多个MR膜50上。各个上部电极42具有细长的形状，配置于下部电极41的长边方向上相邻的两个下部电极41上并且电连接相邻的两个MR膜50的反铁磁性层54彼此。通过这样的结构，图7所示的MR元件11具有通过多个下部电极41和多个上部电极42串联连接的多个MR膜50。此外，MR膜50中的层51～54的配置可以与图7所示的配置上下颠倒。

如图6所示，磁传感器2还具备基于第一检测信号S1生成检测值θs的检测值生成部30。检测值θs取决于第一检测信号S1。由于第一检测信号S1相应于第一方向D1的变化而变化，因此检测值θs对应于第一方向D1。检测值生成部30例如通过专用集成电路(AS1C)或微型计算机构成。

接下来，对检测值θs的生成方法进行说明。此处，将检测对象磁场MF的第一方向D1相对于规定的基准方向所成的角度称为第一角度，由符号θ1表示。另外，将面内分量MFa的第二方向D2相对于规定的基准方向所成的角度称为第二角度，由符号θ2表示。第二角度θ2与第一角度θ1具有对应关系。

图8是示出第一角度θ1的定义的说明图。在图8中，示出了图3所示的第一平面PL1、基准位置P0、第一方向D1和圆C1。在第一平面PL1内，第一方向D1以基准位置P0为中心旋转。在本实施方式中，将Z方向设定为用于表示第一角度θ1的基准方向。对于第一角度θ1，当从Z方向沿图8中的顺时针方向观察时，由正的值表示，当从Z方向沿图8中的逆时针方向观察时，由负的值表示。

如上所述，在本实施方式中，第一方向D1的可变范围的大小为180°以下。在下文中，第一角度θ1是在0°以上且180°以下的范围内变化的角度。

图9是示出第二角度θ2的定义的说明图。图9示出了图3所示的平面PL2，即，第二平面PL2、基准位置P0、第二方向D2和椭圆C2。在第二平面PL2内，第二方向D2以配置有MR元件11的位置，即，基准位置P0为中心旋转。在本实施方式中，将U方向设定为用于表示第二角度θ2的基准方向。对于第二角度θ2，当从U方向沿图9中的顺时针方向观察时，由正的值表示，当从U方向沿图9中的逆时针方向观察时，由负的值表示。在本实施方式中，第二角度θ2在0°以上且180°以下的范围内变化。

检测值生成部30生成与第一角度θ1具有对应关系的值作为检测值θs。在本实施方式中，检测值生成部30生成表示第一角度θ1本身的值作为检测值θs。此外，检测值生成部30生成与表示磁场产生器5相对于磁传感器2的相对位置的角度具有对应关系的值作为检测值θs来代替第一角度θ1本身的值。表示磁场产生器5相对于磁传感器2的相对位置的角度与第一角度θ1具有对应关系。

在下文中，对检测值θs的生成方法进行具体地说明。首先，对检测值θs的生成方法的概要进行说明。表示图8所示的第一方向D1的箭头，在以基准位置P0为原点的YZ坐标系中，可以说表示了表示MR元件11所接受的检测对象磁场MF的方向和强度的向量。在下文中，将该向量称为第一向量，将第一向量的Y分量和Z分量分别设定为Y1、Z1。

另外，表示图9所示的第二方向D2的箭头，在以基准位置P0为原点的YU坐标系中，可以说表示了表示MR元件11所接受的面内分量MFa的方向和强度的向量。在下文中，将该向量称为第二向量。第二向量是将第一向量垂直投影于第二平面PL2的向量，并且第二向量的Y分量具有与第一向量的Y分量相同的值，即，Y1。在下文中，将第二向量的Y分量和U分量将分别设定为Y1、U1。

另外，第二向量的U分量U1与第一向量的Z分量Z1具有对应关系。图10是示出相对于第一角度θ1的变化的Z1、U1的变化的波形图。在图10中，横轴表示第一角度θ1、纵轴表示Z1和U1。另外，在图10中，附有符号81的曲线表示Z1，附有符号82的曲线表示U1。此外，在图10中，以使Z1的最大值为1，并且使Z1的最小值为-1的方式，将Z1标准化。另外，在图10中，示出了二面角α为60°的情况下的U1。

Z1可以使用U1和二面角α来表示。因此，比率Y1/Z1可以使用比率Y1/U1和二面角α来表示。通过利用比率Y1/Z1与第一角度θ1之间的关系、比率Y1/U1与第二角度θ2之间的关系、以及比率Y1/Z1与比率Y1/U1的关系，可以得到表示第一角度θ1和第二角度的关系的式。

另外，可以使用第一检测信号S1来求得表示第二角度θ2的值θ2s。在本实施方式中，检测值生成部30求得θ2s，并且通过将θ2s代入表示第一角度θ1和第二角度θ2的关系的式，来生成检测值θs。

接下来，对检测值θs的具体的计算方法进行说明。比率Y1/Z1和比率Y1/U1分别由以下的式(1)、式(2)表示。

Y1/Z1＝tanθ1……(1)

Y1/U1＝tanθ2……(2)

另外，Z1由以下的式(3)表示。

Zl＝U1/cosα……(3)

当对式(1)进行变形，并将式(2)、式(3)代入变形后的式时，得到表示第一角度θ1和第二角度θ2的关系的下述的式(4)。此外，“atan”表示反正切。

θ1＝atan(Y1/Z1)

＝atan(Y1/(U1/cosα))

＝atan(cosα·Y1/U1)

＝atan(cosα·tanθ2)……(4)

第一检测信号S1可以被标准化为：当第二角度θ2为0°时，第一检测信号S1的值为1，当第二角度θ2为180°时，第一检测信号S1的值为-1，当第二角度θ2为90°和270度时，第一检测信号S1的值为0。在该情况下，第一检测信号S1由以下的式(5)表示。

Sl＝cosθ2……(5)

图6示出了检测值生成部30的结构的一例。在该示例中，检测值生成部30包含第一运算部31和第二运算部32。第一运算部31基于第一检测信号S1，计算表示第二角度θ2的值θ2s。第二运算部32基于由第一运算部31计算出的值θ2s，来计算检测值θs。第一和第二运算部31、32可以是功能块，也可以是物理上单独的电路。

第一运算部31通过以下的式(6)来计算值θ2s。值θ2s的范围为0°以上且180°以下。式(6)是将式(5)中的θ2置换为θ2s而变形的式。此外，“acos”表示反余弦。

θ2s＝acosS1……(6)

第二运算部32除了之后说明的以外，通过以下的式(7)来计算检测值θs。检测值θs的范围为0°以上且180°以下。式(7)是将式(4)中的θ1、θ2分别置换为θs、θ2s的式。

θs＝atan(cosα·tanθ2s)……(7)

上述的例外是指值θ2s为0°或180°的时候。当值θ2s为0°或180°时，根据式(7)的θs解中存在0°和180°这两个解。因此，第二运算部32当值θ2s为0°或180°时，将值θ2s本身设定为检测值θs。这是利用了当第一角度θ1为0°时，第二角度θ2也为0°，并且当第一角度θ1为180°时，第二角度θ2也为180°的原因。

此外，检测值生成器30的结构和功能不限于上述的示例。例如，可以为：检测值生成部30保持示出第一检测信号S1与检测值θs之间的对应关系的表格，并且参照该表格，从第一检测信号S1生成检测值θs。上述表格中的第一检测信号S1与检测值θs之间的对应关系可以如上所述理论性地求得，也可以通过实验来求得。

接下来，对本实施方式所涉及的磁传感器系统1和磁传感器2的作用和效果进行说明。本实施方式所涉及的磁传感器2的第一磁检测部10包含MR元件11。MR元件11包含具有在规定的平面，即，第二平面PL2内可变的方向的第一磁化的第一磁性层。因此，MR元件11适合于检测在规定的平面，即，第二平面PL2内方向变化的磁场。

另一方面，基准位置P0处的检测对象磁场MF在第一平面PL1(YZ平面)内具有在规定的可变范围内变化的第一方向D1。即，检测对象磁场MF的第一方向D1在包含上述的规定的平面外的方向的可变范围内变化。根据本实施方式，如下所述，可以使用适合于检测在规定的平面，即，第二平面PL2内方向变化的磁场的MR元件11，生成在包含规定的平面外的方向的可变范围内方向变化的检测对象磁场MF的第一方向D1的检测值θs。

即，在本实施方式中，MR元件11配置于基板3的倾斜面3b，并且以对应于MR元件11的第二平面PL2相对于第一平面PL1所成二面角α的方式倾斜。由此，通过MR元件11，可以检测作为检测对象磁场MF的一个分量的面内分量MFa。作为面内分量MFa的方向的第二方向D2，相应于基准位置P0处的作为检测对象磁场MF的方向的第一方向D1的变化而变化。在MR元件11中，第一磁化的方向相应于第二方向D2的变化而变化。检测值θs取决于第一磁化的方向。因此，检测值θs对应于第一方向D1。由此，根据本实施方式，可以使用MR元件11来生成对应于第一方向D1的检测值θs。

另外，如果第二平面PL2是垂直于第一平面PL1的平面，则根据第一方向D1，存在面内分量MFa的强度为0或接近于0的值的情况。作为第二平面PL2垂直于第一平面PL1的情况的示例，存在第二平面PL2是以X方向的轴为中心将XY平面以比0°大且比90°小的角度旋转的平面的情况。在该情况下，当第一方向D1垂直于第二平面PL2时，面内分量MFa的强度为0，当第一方向D1接近于垂直于第二平面PL2的方向时，面内分量MFa的强度为接近于0的值。如上所述，当面内分量MFa的强度为0或接近于0的值时，相对于检测对象磁场MF的强度的偏差的磁传感器2的检测精度的降低的程度变大。

相对于此，在本实施方式中，第一平面PL1与第二平面PL2以除90°以外的二面角交叉。由此，只要存在检测对象磁场MF，则无论可变范围内的第一方向D1如何，面内分量MFa的强度不会为0。因此，根据本实施方式，可以抑制检测精度的降低，并且生成对应于检测对象磁场MF的第一方向D1的检测值θs。

另外，在本实施方式中，第一平面PL1垂直于基板3的主面3a。由此，根据本实施方式，能够容易地规定磁传感器2与磁场产生器5的位置关系。

在下文中，对二面角α的优选范围进行说明。当将检测对象磁场MF的强度设定为H1时，面内分量MFa的强度的最小值为H1cosα。面内分量MFa的强度的最小值优选为H1的10％以上、更优选为30％以上。因此，二面角α优选为84°以下、更优选为73°以下。另一方面，当二面角α过小时，则难以在基板3的倾斜面3b上形成MR元件11。因此，二面角α优选为30°以上、更优选为45°。根据以上所述，二面角α优选为30°～84°的范围内、更优选为45°～73°的范围内。

另外，优选MR元件11的第一磁性层的第一磁化的方向高精度地跟随面内分量MFa的第二方向D2的变化。为此目的，当检测对象磁场MF的第一方向D1在可变范围内的至少一部分内时，第一磁性层优选具有通过检测对象磁场MF使第一磁化成为饱和状态的特性。第一磁性层更优选即使当第一方向D1是可变范围内的任一方向时，都具有通过检测对象磁场MF使第一磁化成为饱和状态的特性。

另外，在MR元件11是自旋阀型的MR元件的情况下，为了使第一磁性层的第一磁化的方向高精度地跟随第二方向D2的变化，优选第一磁性层的单轴磁各向异性较小。

即使第一方向D1是可变范围内的任一方向，MR元件11的第一磁性层也可以具有通过检测对象磁场MF使第一磁化成为饱和状态的特性。在该情况下，根据检测对象磁场MF的强度的变化，第一磁性层的第一磁化的方向不会变动。因此，在该情况下，可以抑制根据检测对象磁场MF的强度的变化的检测值θs的变动。检测对象磁场MF的强度的变动，例如，可以根据环境温度的变化或磁传感器2与磁场产生器5的位置关系的变动而产生。

在本实施方式中，在第一方向D1的可变范围的大小为180°以下。特别是在本实施方式中，当磁场产生器5以旋转轴C为中心旋转时，相对于磁传感器2的磁场产生器5的相对的旋转位置变化，其结果，第一方向D1变化。相对于磁传感器2的磁场产生器5的相对的旋转位置的可变范围也为180°以下。因此，本实施方式所涉及的磁传感器系统1是包含能够旋转的可动部的设备，可以被用作检测可动部的可变范围为180°以下的设备中的可动部的旋转位置的装置。作为这样的设备，例如是节气阀。

图11是示出能够应用本实施方式所涉及的磁传感器系统1的节气阀的结构的说明图。图11所示的节气阀200包含作为可动部的节气阀体201和能够以规定的旋转轴为中心旋转地支撑该节气阀体201的主体202。在将磁传感器系统1应用于节气阀200的情况下，例如，可以以磁传感器2不与节气阀体201联动旋转，而是磁场产生器5与节气阀体201联动旋转的方式来构成传感器系统1。

此外，节气阀体201的可变范围的大小为90°以下。在将磁传感器系统1应用于节气阀200的情况下，当节气阀体201的旋转位置为可变范围的中央位置时，如果以图8、图9所示的θ1、θ2为90°的方式构成磁传感器系统1，则可以提高相对于节气阀体201的旋转位置的变化的第一检测信号S1的变化的线性度。

作为能够应用本实施方式所涉及的磁传感器系统1的其它的设备，有变速杆。该变速杆包含杆、以及能够摇动地支撑该变速杆的支撑部。在将磁传感器系统1应用于该变速杆的情况下，例如，可以以磁传感器2不与变速杆联动旋转，而是磁场产生器5与变速杆联动旋转的方式来构成传感器系统1。

[第二实施方式]

接下来，对本发明的第二实施方式进行说明。首先，参照图12，对本实施方式所涉及的磁传感器系统1与第一实施方式的不同点进行说明。图12是示出磁传感器系统1的概略的结构的说明图。

在本实施方式所涉及的磁传感器系统1中，作为第一实施方式中的磁场产生器5的替代，具备产生检测对象磁场MF的磁场产生器105。磁场产生器105能够以旋转轴C为中心旋转。磁场产生器105包含一对磁铁106A、106B。磁铁106A、106B以包含旋转轴C的假想的平面为中心配置于对称的位置。

磁铁106A、106B中的各个具有N极和S极。磁铁106A、106B以使磁铁106A的N极和磁铁106B的S极相对的姿势配置。在本实施方式中，磁场产生器105产生从磁铁106A的N极朝向磁铁106B的S极的方向的检测对象磁场MF。

当磁场产生器105相对于磁传感器2的相对的位置变化时，磁传感器2以检测对象磁场MF的第一方向D1(参照图3和图8)变化的方式构成。即，当磁场产生器105以旋转轴C为中心旋转时，磁场产生器105相对于磁传感器2的相对的位置以磁传感器2为中心旋转。由此，检测对象磁场MF的第一方向D1以基准位置P0为中心旋转。

在本实施方式中，第一方向D1的可变范围以及磁铁106A、106B的可变范围均为360°以内。因此，本实施方式所涉及的磁传感器系统1可以被用作检测包含能够旋转的可动部的设备，即，可动部的可变范围为360°以内的设备中的可动部的旋转位置的装置。作为这一设备，例如是产业用机器人的关节。图12示出了将磁传感器系统1应用于产业用机器人300的示例。

图12所示的产业用机器人300包含可动部301和能够旋转地支撑可动部301的支撑部302。可动部301与支撑部302的连接部分是关节。可动部301以旋转轴C为中心旋转。可动部301的可变范围是360°以内。在将本实施方式所涉及的磁传感器系统1应用于产业用机器人300的关节的情况下，例如，可以将磁传感器2固定于支撑部302，并且将磁铁106A、106B固定于可动部301。

接下来，参照图13和图14，对本实施方式所涉及的磁传感器2与第一实施方式的不同点进行说明。图13是示出磁传感器2的立体图。图14是示出磁传感器2的结构的电路图。如图14所示，本实施方式所涉及的磁传感器2除了具备第一磁检测部10和检测值生成部30之外，还具备检测检测对象磁场MF并生成取决于第一方向D1的第二检测信号S2的第二磁检测部20。在本实施方式中，检测值生成部30基于第一检测信号S1和第二检测信号S2生成检测值θs。检测值θs对应于磁场产生器105相对于磁传感器2的相对的位置，特别是旋转位置。

第二磁检测部20包含图13和图14所示的MR元件21。MR元件21配置于基板3的主面3a上。第二磁检测部20还包含电阻器22、信号输出端E2、电源端V2和接地端G2。MR元件21和电阻器22经由信号输出端E2而串联连接。电阻器22设置于电源端V2和信号输出端E2之间。MR元件21设置于信号输出端E2与接地端G2之间。在电源端V2施加有规定的大小的电源电压。接地端G2连接于地。

第一磁检测部10的MR元件11和第二磁检测部20的MR元件21配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，MR元件11、21所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

在本实施方式中，MR元件21与MR元件11同样地，是自旋阀型MR元件。MR元件21包含具有在平行于基准平面PL3(XY平面)的假想的平面内可变的方向的第三磁化的第三磁性层、具有平行于上述假想的平面的方向的第四磁化的第四磁性层、以及配置于第三磁性层和第四磁性层之间的间隙层。在MR元件21中，电阻值相应于第三磁性层的第三磁化的方向相对于第四磁性层的第四磁化的方向所成的角度而变化，当该角度为0°时，电阻值为最小值，当角度为180°时，电阻值为最大值。在图13和图14中，MR元件21内的实心箭头表示第四磁性层的第四磁化的方向。在本实施方式中，第四磁性层的第四磁化的方向是-Y方向。

从MR元件21的制作的精度等的观点来看，第四磁化的方向可以略微偏离上述的方向。

第三磁性层可以具有平行于X方向的单轴磁各向异性。单轴磁各向异性可以是形状磁各向异性。在该情况下，第三磁性层的第三磁化的方向相应于检测对象磁场MF的平行于Y方向的方向的分量的强度的变化而变化。在下文中，将检测对象磁场MF的平行于Y方向的方向的分量称为Y方向分量。另外，当Y方向分量的方向是Y方向时，Y方向分量的强度由正的值表示，当Y方向分量的方向是-Y方向时，Y方向分量的强度由负的值表示。Y方向分量的强度取决于第一方向D1相对于Z方向所成的第一角度θ1(参照图8)。即，当将检测对象磁场MF的强度设定为H1时，Y方向分量的强度为H1sinθ1。因此，第三磁性层的第三磁化的方向取决于H1sinθ1。

第二磁检测部20的信号输出端E2的电位取决于MR元件21的电阻值。MR元件21的电阻值取决于H1sinθ1。第二磁检测部20生成对应于信号输出端E2的电位的信号作为第二检测信号S2。特别是在本实施方式中，第二检测信号S2以成为sinθ1的方式被标准化。

第一磁检测部10所生成的第一检测信号S1与第一实施方式同样地，以式(5)所表示的方式被标准化。

图15是示出第二角度θ2与第一检测信号S1之间的关系的波形图。图16是示出第一角度θ1与第二检测信号S2之间的关系的波形图。当第一角度θ1为0°时，第二角度θ2也为0°。当第一角度θ1为90°时，第二角度θ2也为90°，当第一角度θ1为180°时，第二角度θ2也为180°，当第一角度θ1为270°时，第二角度θ2也为270°。此外，在角度θ1、θ2中的任一个中，360°均与0°等价。因此，在以下的说明中，关于角度θ1、θ2，当同时与0°和360°两者的事项相关时，仅提及0°的事项。

接下来，对本实施方式中的检测值θs的生成方法进行说明。在本实施方式中，第一方向D1的可变范围包含互相不同的第一区域R1和第二区域R2。另外，如上所述，第一方向D1的可变范围为360°以内。在下文中，将第一角度θ1设定为在0°以上且360°以下的可变范围内变化的角度。此处，将第一角度θ1成为比0°大且比180°小的第一方向D1的范围设定为第一区域R1，将成为比180°大且比360°小的第一方向D1的范围设定为第二区域R2。当第一方向D1在第一区域R1内时，第一角度θ1和第二角度θ均在比0°大且比180°小的范围内。当第一方向D1在第二区域R2内时，第一角度θ1和第二角度θ2均在比180°大且比360°小的范围内。

如图15所示，第一检测信号S1相应于第二角度θ2的变化而变化。第二角度θ2与第一角度θ1同样地，在0°以上且360°以下的可变范围内变化。在除了0°和180°的第二角度θ2的可变范围内，第一检测信号S1为特定的相同值的第二角度θ2有两个。同样地，在除了0°和180°的第一角度θ1的可变范围内，第二检测信号S2为特定的相同值的第一角度θ1有两个。即，在除了0°和180°的第一角度θ1的可变范围内，对应于第一检测信号S1为特定的相同值的第一方向D1存在两个候补。该两个候补的一个存在于第一区域R1，另一个存在于第二区域R2。因此，当第一角度θ1在0°以上且360°以下的可变范围内变化时，在第一角度θ1为除了0°和180°以外的情况下，不能够仅通过第一检测信号S1来确定第一方向D1。

在本实施方式中，可以基于第一检测信号S1和第二检测信号S2来生成一对一对应于第一方向D1的检测值θs。换句话说，在本实施方式中，可以基于第一检测信号S1和第二检测信号S2来确定第一方向D1。在下文中，将对此进行详细地说明。

如图16所示，在第一方向D1存在于第一区域R1中的情况下，即，在第一角度θ1为比0°大且比180°小的情况下，第二检测信号S2为正的值。另外，在第一方向D1存在于第二区域R2中的情况下，即，在第一角度θ1为比180°大且比360°小的情况下，第二检测信号S2为负的值。如此，对应于与第一检测信号S1的特定的相同值相对应的第一方向D1的两个候补的第二检测信号S2的两个值互相不同。因此，如果使用第二检测信号S2，则可以知道在第一方向D1的两个候补中哪一个是真实的第一方向D1。即，在第二检测信号S2为正的值的情况下，存在于第一区域R1中的第一方向D1的候补是真实的第一方向D1，在第二检测信号S2为负的值的情况下，存在于第二区域R2中的第一方向D1的候补为真实的第一方向D1。如上所述，在本实施方式中，可以基于第一检测信号S1和第二检测信号S2来确定第一方向D1。

在本实施方式中，检测值生成部30利用上述的性质来生成与第一方向D1一对一对应的检测值θs。在下文中，对检测值生成部30的结构和处理内容的第一示例和第二示例进行说明。在第一和第二示例中，如图14所示，检测值生成部30包含比较器33和角度运算部34。比较器33判断第二检测信号S2的值是否为0以上，并且输出判断结果。

在第一示例中，角度运算部34首先基于第一检测信号S1，通过第一实施方式中的式(6)来计算表示第二角度θ2的值θ2s。在第一示例中，值θ2s的范围是0°以上且180°以下。接着，角度运算部34除了之后所说明的例外以外，通过第一实施方式中的式(7)来计算检测值θs。在本实施方式中，检测值θs的范围是0°以上且小于360°。上述的例外是指，与第一实施方式同样地，值θ2s为0°或180°的时候。角度运算部34当值θ2s为0°或180°时，将值θ2s本身设定为检测值θs。

在第一示例中，除了上述的例外之外，在根据式(7)的θs的解中，存在两个解。两个解的一者存在于比0°大且小于180°的范围内，两个解的另一者存在于比180°大且小于360°的范围内。因此，角度运算部34使用比较器33的判断结果，来判断θs的真实的值为式(7)中的θs的两个解中的哪一个。具体地，在第二检测信号S2的值是0以上的情况下，角度运算部34将存在于比0°大且小于180°的范围内的解设定为θs。另外，在第二检测信号S2的值为负的值的情况下，角度运算部34将存在于比180°大且小于360°的范围内的解设定为θs。

在第二示例中，角度运算部34首先基于第一检测信号S1，通过第一实施方式中的式(6)来计算值θ2s。在第二示例中，值θ2s的范围值θ2s的范围是0°以上且小于360°。当值θ2s为除0°和180°以外时，在根据式(6)的θ2s的解中，存在两个解。两个解的一者存在于比0°大且小于180°的范围内，两个解的另一者存在于比180°大且小于360°的范围内。因此，角度运算部34使用比较器33的判断结果，来判断θs的真实的值为式(6)中的θ2s的两个解中的哪一个。具体地，在第二检测信号S2的值是0以上的情况下，角度运算部34将存在于比0°大且小于180°的范围内的解设定为θ2s。另外，在第二检测信号S2的值为负的值的情况下，角度运算部34将存在于比180°大且小于360°的范围内的解设定为θ2s。当值θ2s为0°或180°时，角度运算部34将值θ2s本身设定为检测值θs。

接下来，角度运算部34通过第一实施方式中的式(7)来计算检测值θs。检测值θs的范围是0°以上且不到360°。在根据式(7)的θs的解中，存在两个解。两个解的一者存在于比0°大且小于180°的范围内，两个解的另一者存在于比180°大且小于360°的范围内。角度运算部34将两个解中的更接近于θ2s的值的一者设定为θs。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果与第一实施方式相同。

[第三实施方式]

接下来，对本发明的第三实施方式进行说明。首先，参照图17，对本实施方式所涉及的磁传感器2与第二实施方式之间的不同点进行说明。图17是示出磁传感器2的立体图。如图17所示，在本实施方式中，磁传感器2的第二磁检测部20的MR元件21与磁传感器2的第一磁检测部10的MR元件11同样地，配置于基板3的倾斜面3b。

与第二实施方式同样地，MR元件11、21配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，MR元件11、21所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

在本实施方式中，MR元件21的第三磁性层的第三磁化的方向能够在与对应于MR元件11的第二平面PL2(参照图3和图4)相同的平面内或平行于该第二平面PL2的平面内变化。第三磁化的方向相应于MR元件11所接受的检测对象磁场MF的面内分量MFa的第二方向D2(参照图3和图9)的变化而变化。第三磁化的方向优选高精度地跟随第二方向D2的变化。为此目的，当检测对象磁场MF的第一方向D1在可变范围内的至少一部分内时，第三磁性层优选具有通过检测对象磁场MF使第三磁化成为饱和状态的特性。第三磁性层更优选即使当第一方向D1是可变范围内的任一方向时，都具有通过检测对象磁场MF使第三磁化成为饱和状态的特性。

如第二实施方式中所说明的，MR元件21是自旋阀型的MR元件。为了使第三磁性层的第三磁化的方向高精度地跟随第二方向D2的变化，优选第三磁性层的单轴磁各向异性较小。

如第一实施方式中所说明的，第二方向D2相应于检测对象磁场MF的第一方向D1(参照图3和图8)的变化而变化。因此，相应于第一方向D1的变化，MR元件21的电阻值变化，其结果，第二磁检测部20的信号输出端E2(参照图13)的电位变化。第二磁检测部20生成与对应于信号输出端E2的电位的信号作为第二检测信号S2。第二检测信号S2相应于第一方向D1的变化而变化。

如第二实施方式中所说明的，MR元件21的第四磁性层的第四磁化的方向是-Y方向。第四磁化的方向不相应于面内分量MFa的第二方向D2的变化而变化。第二检测信号S2可以被标准化为：当第二方向D2相对于U方向所成的第二角度θ2(参照图9)为0°和180°时，第二检测信号S2的值为0，当第二角度θ2为90°时，第二检测信号S2的值为1，当第二角度θ2为270°时，第二检测信号S2的值为-1。在该情况下，第二检测信号S2由下述的式(8)表示。

S2＝sinθ2……(8)

接下来，对本实施方式中的检测值θs的生成方法进行说明。如第二实施方式中所说明的，在除了0°和180°的第一角度θ1的可变范围内，对应于第一检测信号S1为特定的相同值的第一方向D1存在两个候补。该两个候补的一个存在于第一区域R1，另一个存在于第二区域R2。

根据式(8)，在第一方向D1存在于第一区域R1中的情况下，即，在第二角度θ2为比0°大且比180°小的情况下，第二检测信号S2为正的值。另外，在第一方向D1存在于第二区域R2中的情况下，即，在第二角度θ2为比180°大且比360°小的情况下，第二检测信号S2为负的值。如此，对应于与第一检测信号S1的特定的相同值相对应的第一方向D1的两个候补的第二检测信号S2的两个值互相不同。因此，如果使用第二检测信号S2，则可以知道在第一方向D1的两个候补中哪一个是真实的第一方向D1。即，在第二检测信号S2为正的值的情况下，存在于第一区域R1中的第一方向D1的候补是真实的第一方向D1，在第二检测信号S2为负的值的情况下，存在于第二区域R2中的第一方向D1的候补为真实的第一方向D1。如上所述，在本实施方式中，可以基于第一检测信号S1和第二检测信号S2来确定第一方向D1。

在本实施方式中，检测值生成部30利用上述的性质来生成与第一方向D1一对一对应的检测值θs。在下文中，对本实施方式中的检测值生成部30的结构和处理内容的第一示例和第二示例进行说明。在第一和第二示例中，检测值生成部30与第二实施方式同样地，包含图14所示的比较器33和角度运算部34。然而，在本实施方式中，角度运算部34基于第一检测信号S1和第二检测信号S2，作为第二实施方式中的式(6)的替代，通过下述的式(9)来计算值θ2s。本实施方式中的第一和第二示例的其它的内容与第二实施方式中的第一和第二示例相同。

θ2s＝atan(S2/S1)……(9)

本实施方式的其它的结构、作用和效果与第二实施方式相同。

[第四实施方式]

接下来，对本发明的第四实施方式进行说明。本实施方式所涉及的磁传感器2的结构，除了第一磁检测部10的结构不同之外，其余与第一至第三实施方式中的任一者相同。

图18是示出磁传感器2的至少一部分的立体图。图19是示出磁传感器2的第一磁检测部10的结构的电路图。如图19所示，在本实施方式中，磁传感器2的第一磁检测部10，作为第一实施方式中的MR元件11和电阻器12的代替，包含第一MR元件13和第二MR元件14。此外，由于第一磁检测部10是磁传感器2的一部分，因此可以说磁传感器2包含第一和第二MR元件13、14。

磁传感器2中所包含的所有MR元件配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，所有MR元件所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

在本实施方式中，磁传感器2的基板3支撑第一和第二MR元件13、14。如图18所示，第一和第二MR元件13、14配置于基板3的倾斜面3b。在本实施方式中，基准位置P0(参照图3和图4)可以是配置有第一MR元件13或第二MR元件14的位置，也可以是第一MR元件13和第二MR元件14的中间的位置。

如图19所示，第一和第二MR元件13、14经由信号输出端E1而串联连接。第一MR元件13设置于电源端V1与信号输出端E1之间。第二MR元件14设置于信号输出端E1与接地端G1之间。

在本实施方式中，规定了第一和第二MR元件13、14共同的第二平面PL2。因此，在本实施方式中，一个第二平面PL2是对应于第一MR元件13的第二平面，并且是对应于第二MR元件14的第二平面。本实施方式中的第二平面PL2与对应于第一实施方式中的MR元件11的第二平面PL2(参照图3和图4)是相同的平面。

在本实施方式中，第一MR元件13所接受的检测对象磁场MF的面内分量的第二方向和第二MR元件14所接受的检测对象磁场MF的面内分量的第二方向，与第一实施方式中图3所示的第二方向D2为相同的方向。

第一和第二MR元件13、14中的各个的结构与第一实施方式中的MR元件11的结构相同。即，第一和第二MR元件13、14中的各个包含具有在第二平面PL2中可变的方向的第一磁化的第一磁性层、具有平行于第二平面PL2的方向的第二磁化的第二磁性层、以及配置于第一磁性层和第二磁性层之间的间隙层。在图18和图19中，实心箭头表示各第二磁性层的第二磁化的方向。在本实施方式中，第一MR元件13的第二磁性层的第二磁化的方向是U方向，第二MR元件14的第二磁性层的第二磁化的方向是-U方向。

在第一和第二MR元件13、14中的各个中，第一磁性层的第一磁化的方向相应于检测对象磁场MF的面内分量MFa的第二方向D2(参照图3和图9)的变化而变化。第二方向D2相应于检测对象磁场MF的第一方向D1(参照图3和图8)的变化而变化。因此，相应于第一方向D1的变化，第一和第二MR元件13、14中的各个的电阻值变化。在本实施方式中，当第一方向D1变化时，第一MR元件13的电阻值和第二MR元件14的电阻值中的一个增大，而另一个减小。由此，信号输出端E1的电位变化。与第一实施方式同样地，第一磁检测部10生成对应于信号输出端E1的电位的信号作为第一检测信号S1。在本实施方式中，检测值θs取决于信号输出端E1的电位。

从MR元件13、14的制作的精度等的观点来看，第二磁化的方向可以略微偏离上述方向。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第一至第三实施方式中的任一者相同。

[第五实施方式]

接下来，对本发明的第五实施方式进行说明。首先，参照图20和图21，对本实施方式所涉及的磁传感器2与第四实施方式之间的不同点进行说明。图20是示出磁传感器2的立体图。图21是示出磁传感器2的一个截面的截面图。在本实施方式中，作为第一实施方式中的倾斜面3b的替代，磁传感器2的基板3的槽部3c包含分别相对于主面3a倾斜的第一倾斜面3d和第二倾斜面3e。第一和第二倾斜面3d、3e均为平面。第一倾斜面3d和第二倾斜面3e相对于它们之间的YZ平面为平面对称的关系。

与第四实施方式同样地，磁传感器2中所包含的所有MR元件配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，所有MR元件所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

磁传感器2的第一磁检测部10的第一MR元件13配置于第一倾斜面3d。磁传感器2的第一磁检测部10的第二MR元件14配置于第二倾斜面3e。图21示出了平行于XZ平面的磁传感器2的截面，即，与第一和第二MR元件13、14交叉的截面。

如图21所示，在本实施方式中，对第一和第二MR元件13、14中的每一个规定了不同的第二平面PL21、PL22。对应于第一MR元件13的第二平面PL21与对应于第一实施方式中的MR元件11的第二平面PL2(参照图3和图4)是相同的平面。因此，第二平面PL21是与第一平面PL1以二面角α交叉的UY平面。

对应于第二MR元件14的第二平面PL22相对于YZ平面与第二平面PL21为平面对称的关系。此处，如图21所示，将从Z方向朝向X方向旋转了α的方向设定为V方向。另外，将与V方向相反的方向设定为-V方向。第二平面PL22是与第一平面PL1以二面角α交叉并且平行于V方向和Y方向的平面，即VY平面。

第一倾斜面3d以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于UY平面。因此，第二平面PL21平行于第一倾斜面3d。

第二倾斜面3e以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于VY平面。因此，第二平面PL22平行于第二倾斜面3e。

在本实施方式中，第一MR元件13的第一磁性层具有在对应于第一MR元件13的第二平面PL21内可变的方向的第一磁化。第一MR元件13所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL21的面内分量(在下文中，称为第一面内分量。)和垂直于第二平面PL21的垂直分量。第一面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1的变化而变化的第二方向。第一MR元件13的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第一面内分量的第二方向的变化而变化。在本实施方式中，将第一面内分量的第二方向相对于U方向所成的角度设定为第二角度θ2。第一面内分量的第二方向相对于U方向所成的角度的正负定义与第一实施方式中所说明的第二角度θ2的正负的定义相同。

另外，在本实施方式中，第二MR元件14的第一磁性层具有在对应于第二MR元件14的第二平面PL22内可变的方向的第一磁化。第二MR元件14所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL22的面内分量(在下文中，称为第二面内分量。)和垂直于第二平面PL22的垂直分量。第二面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1而变化的第二方向。第二MR元件14的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第二面内分量的第二方向的变化而变化。

此处，将第二面内分量的第二方向相对于V方向所成的角度称为第三角度。在对应于第二MR元件14的第二平面PL22内，第二面内分量的第二方向以配置有第二MR元件14的位置为中心旋转。对于第三角度，当从V方向朝向Y方向旋转的方向观察时，由正的值表示，当从V方向朝向-Y方向旋转的方向观察时，由负的值表示。第三角度等于第二角度θ2。

在图20和图21中，实心箭头表示第一和第二MR元件13、14中的各个的第二磁性层的第二磁化的方向。第一MR元件13的第二磁性层的第二磁化的方向是U方向，第二MR元件14的第二磁性层的第二磁化的方向是-V方向。在本实施方式中，当第一方向D1变化时，第一MR元件13的电阻值和第二MR元件14的电阻值中的一个增大，而另一个减小。由此，信号输出端E1(参照图19)的电位变化。第一磁检测部10生成相应于信号输出端E1的电位的信号作为第一检测信号S1。在本实施方式中，检测值θs取决于信号输出端E1的电位。

从MR元件13、14的制作的精度等的观点来看，第二磁化的方向可以略微偏离上述的方向。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第四实施方式相同。

[第六实施方式]

接下来，对本发明的第六实施方式进行说明。首先，参照图22，对本实施方式所涉及的磁传感器2与第五实施方式之间的不同点进行说明。图22是示出磁传感器2的第一磁检测部10的结构的电路图。如图22所示，在本实施方式中，磁传感器2的第一磁检测部10除了第一MR元件13、第二MR元件14、信号输出端E1、电源端V1和接地端G1之外，还包含电阻器15。电阻器15、第一MR元件13和第二MR元件14从电源端V1侧以该顺序串联连接。电阻器15设置于电源端V1与信号输出端E1之间。第一和第二MR元件13、14设置于信号输出端E1和接地端G1之间。

与第五实施方式同样地，磁传感器2中所包含的所有MR元件配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，所有MR元件所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

在图22中，实心箭头表示第一和第二MR元件13、14的第二磁性层的第二磁化的方向。在本实施方式中，第一MR元件13的第二磁性层的第二磁化的方向为-U方向(参照图21)，第二MR元件14的第二磁性层的第2磁化的方向为-V方向(参照图21)。

在本实施方式中，伴随着检测对象磁场MF的第一方向D1的变化的第一和第二MR元件13、14中的各个的电阻值的变化的方式相同。因此，当第一方向D1变化时，第一和第二MR元件13、14的合成电阻变化。由此，信号输出端E1的电位变化。第一磁检测部10生成取决于信号输出端E1的电位的信号作为第一检测信号S1。在本实施方式中，检测值θs取决于第一和第二MR元件13、14的合成电阻。

从MR元件13、14的制作的精度等的观点来看，第二磁化的方向可以略微偏离上述方向。

接下来，对本实施方式所涉及的磁传感器2特有的作用和效果进行说明。基板3的主面3a理想地平行于第一实施方式中的图3和图4所示的基准平面PL3(XY平面)。然而，由于磁传感器2的设置的精度上，磁传感器2可能会有倾斜的风险，其结果，基板3的主面3a有时会相对于基准平面PL3倾斜。在该情况下，对应于第一MR元件13的第二平面PL21(参照图21)相对于第一平面PL1(YZ平面)所成的二面角(在下文中，称为第一二面角。)与对应于第二MR元件14的第二平面PL22(参照图21)相对于第一平面PL1所成二面角(在下文中，称为第二二面角。)，会有偏离设计值的风险。

当第一二面角偏离设计值时，第一MR元件13所接受的检测对象磁场MF的第一面内分量的第二方向偏离期望的方向。并且，第一MR元件13的第一磁性层的第一磁化的方向偏离期望的方向，其结果，第一MR元件13的电阻值偏离期望的值。

同样地，当第二二面角偏离设计值时，第二MR元件14所接受的检测对象磁场MF的第二面内分量的第二方向偏离期望的方向。并且，第二MR元件14的第一磁性层的第一磁化的方向偏离期望的方向，其结果，第二MR元件14的电阻值偏离期望的值。

在本实施方式中，由于磁传感器2的倾斜，当第一二面角和第二二面角中的一个变得大于设计值时，第一二面角和第二二面角中的另一个变得小于设计值。因此，由于磁传感器2的倾斜，当第一MR元件13的电阻值和第二MR元件14的电阻值中的一个变得大于期望的值时，第一MR元件13的电阻值和第二MR元件14的电阻值中的另一个变得小于期望的值。因此，根据本实施方式，伴随着磁传感器2的倾斜的第一和第二MR元件13、14的合成电阻的变动变小。因此，根据本实施方式，可以防止由磁传感器2的倾斜引起的检测精度的降低。

本实施方式中的其它的结构、作用和效果，与第五实施方式相同。

[第七实施方式]

接下来，对本发明的第七实施方式进行说明。本实施方式所涉及的磁传感器系统1在以下的方面与第二实施方式不同。本实施方式所涉及的磁传感器系统1，作为第二实施方式所涉及的磁传感器2的替代，具备本实施方式所涉及的磁传感器102。磁传感器102与磁场产生器105之间的位置关系与第二实施方式中的图12所示的磁传感器2与磁场产生器105之间的位置关系相同。磁传感器102检测磁场产生器105所产生的检测对象磁场MF，并生成检测值θs。

在下文中，参照图23～图28，对磁传感器102的结构进行说明。图23是示出磁传感器102的立体图。图24是示出磁传感器102的一个截面的截面图。图25是示出磁传感器102的另一个截面的截面图。图26是示出磁传感器102的结构的框图。图27是示出本实施方式中的第一磁检测部的结构的电路图。图28是示出本实施方式中的第二磁检测部的结构的电路图。

如图26所示，磁传感器102具备生成第一检测信号S11的第一磁检测部110、生成第二检测信号S12的第二磁检测部120、以及基于第一检测信号S11和第二检测信号S12生成检测值θs的检测值生成部130。检测值生成部130由ASIC或者微型计算机构成。

如之后详细说明的，第一磁检测部110包含八个MR元件，第二磁检测部120包含四个MR元件。这些MR元件配置于不会根据接受检测对象磁场MF的位置而产生检测对象磁场MF的方向的实质性的差别的区域内。因此，这些MR元件所接受的检测对象磁场MF的方向实质上相同。

如图23至图25所示，磁传感器102还具备基板103。基板103包含垂直于第一实施方式中的图3和图4所示的第一平面PL1(YZ平面)的主面103a。另外，基板103具有在主面103a上开口的两个槽部103f、103g。槽部103f、103g沿X方向以该顺序排列。槽部103f包含分别相对于主面103a倾斜的第一倾斜面103b和第二倾斜面103c。槽部103g包含相对于主面103a倾斜的第一倾斜面103d和第二倾斜面103e。第一倾斜面103b和第二倾斜面103c相对于它们之间的YZ平面为平面对称的关系。同样地，第一倾斜面103d和第二倾斜面103e相对于它们之间的YZ平面为平面对称的关系。

如图27所示，第一磁检测部110包含八个MR元件111、112、113、114、115、116、117、118。基板103支撑MR元件111～118。在图23所示的示例中，MR元件111～114沿X方向以该顺序排成一列。另外，在图23所示的示例中，MR元件115～118在MR元件111～114的-Y方向侧的位置处，沿X方向以该顺序排成一列。如图23所示，MR元件111、115配置于第一倾斜面103b。MR元件112、116配置于第二倾斜面103c。MR元件113、117配置于第一倾斜面103d。MR元件114、118配置于第二倾斜面103e。图24示出了平行于XZ平面的磁传感器102的截面且与MR元件111～114交叉的截面。图25示出了平行于XZ平面的磁传感器102的截面且与MR元件115～118交叉的截面。在本实施方式中，基准位置P0(参照图3和图4)存在于磁传感器102的内部或表面。

如图27所示，第一磁检测部110还包含两个信号输出端E11、E12，电源端V11、接地端G11和差分检测器119。MR元件111、112、113、114从电源端V11侧以该顺序串联连接。MR元件111、112设置于电源端V11和信号输出端E11之间。MR元件113、114设置于信号输出端E11和接地端G11之间。MR元件112和113经由信号输出端E11而串联连接。

MR元件115、116、117、118从电源端V11侧以该顺序串联连接。MR元件115、116设置于电源端V11和信号输出端E12之间。MR元件117、118设置于信号输出端E12和接地端G12之间。MR元件116、117经由信号输出端E12而串联连接。

在电源端V11施加有规定的大小的电源电压。接地端G11连接于地。差分检测器119输出对应于信号输出端E11、E12的电位差的信号作为第一检测信号S11。

如图24和图25所示，在本实施方式中，对MR元件111、115规定了共同的第二平面PL211，对MR元件112、116规定了共同的第二平面PL212，对MR元件113、117规定了共同的第二平面PL213，并且对MR元件114、118规定了共同的第二平面PL214。第二平面PL211与对应于第一实施方式中的MR元件11的第二平面PL2(参照图3和图4)是相同的平面。因此，第二平面PL211是与第一平面PL1以二面角α交叉的UY平面。

与第五实施方式同样地，将从Z方向朝向X方向旋转了α的方向设定为V方向，将与V方向为相反的方向设定为-V方向。第二平面PL212相对于YZ平面与第二平面PL211为平面对称的关系。第二平面PL212是与第一平面PL1以二面角α交叉并且平行于V方向和Y方向的平面，即，VY平面。

第二平面PL213是平行于第二平面PL211的UV平面。第二平面PL214是平行于第二平面PL212的VY平面。

第一倾斜面103b以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于UY平面。因此，第二平面PL211平行于第一倾斜面103b。

第二倾斜面103c以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于VY平面。因此，第二平面PL212平行于第二倾斜面103c。

第一倾斜面103d以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于UY平面。因此，第二平面PL213平行于第一倾斜面103d。

第二倾斜面103e以相对于第一平面PL1成二面角α的方式倾斜，并且平行于VY平面。因此，第二平面PL214平行于第二倾斜面103e。

MR元件111～118中的各个的结构与第一实施方式中的MR元件11相同。即，MR元件111～118中的各个包含具有在与其对应的第二平面内可变的方向的第一磁化的第一磁性层。

MR元件111、115中的各个所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL211的面内分量(在下文中，称为第一面内分量。)和垂直于第二平面PL211的垂直分量。第一面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1变化的第二方向。MR元件111、115中的各个的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第一面内分量的第二方向的变化而变化。在本实施方式中，将第一面内分量的第二方向相对于U方向所成的角度设定为第二角度θ2。第一面内分量的第二方向相对于U方向所成的角度的正负的定义，与在第一实施方式中所说明的第二角度θ2的正负的定义相同。

MR元件112、116中的各个所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL212的面内分量(在下文中，称为第二面内分量。)和垂直于第二平面PL212的垂直分量。第二面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1而变化的第二方向。MR元件112、116中的各个的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第二面内分量的第二方向的变化而变化。

此处，将第二面内分量的第二方向相对于V方向所成的角度称为第三角度。在第二平面PL212内，第二面内分量的第二方向以配置有MR元件112、116中的各个的位置为中心旋转。对于第三角度，当在从V方向朝向Y方向旋转的方向观察时，由正的值表示，当在从V方向朝向-Y方向旋转的方向观察时，由负的值表示。第三角度与第二角度θ2相等。

MR元件113、117中的各个所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL213的面内分量(在下文中，称为第三面内分量。)和垂直于第二平面PL213的垂直分量。第三面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1变化的第二方向。MR元件113、117中的各个的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第三面内分量的第二方向的变化而变化。

此处，将第三面内分量的第二方向相对于U方向所成的角度称为第四角度。在第二平面PL213内，第三面内分量的第二方向以配置有MR元件113、117中的各个的位置为中心旋转。关于第四角度，当在从U方向朝向Y方向旋转的方向观察时，由正的值表示，当在从U方向朝向-Y方向旋转的方向观察时，由负的值表示。第四角度与第二角度θ2相等。

MR元件114、118中的各个所接受的检测对象磁场MF可以被分为平行于第二平面PL214的面内分量(在下文中，称为第四面内分量。)和垂直于第二平面PL214的垂直分量。第四面内分量具有相应于检测对象磁场MF的第一方向D1变化的第二方向。MR元件114、118中的各个的第一磁性层的第一磁化的方向相应于第四面内分量的第二方向的变化而变化。

此处，将第四面内分量的第二方向相对于V方向所成的角度称为第五角度。在第二平面PL214中，第四面内分量的第二方向以配置有MR元件114、118中的各个的位置为中心旋转。关于第五角度，当在从V方向朝向Y方向旋转的方向观察时，由正的值表示，当在从V方向朝向-Y方向旋转的方向观察时，由负的值表示。第五角度与第二角度θ2相等。

MR元件111～118中的各个还包含具有平行于对应于各个的第二平面的方向的第二磁化的第二磁性层和配置于第一磁性层和第二磁性层之间的间隙层。在图24、图25和图27中，实心箭头表示第二磁性层的第二磁化的方向。在本实施方式中，MR元件111、117中的各个的第二磁性层的第二磁化的方向是U方向，MR元件112、118中的各个的第二磁性层的第二磁化是V方向，MR元件113、115中的各个的第二磁性层的第二磁化的方向是-U方向，MR元件114、116中的各个的第二磁性层的第二磁化的方向是-V方向。

在MR元件111～118中的各个中，第一磁性层的第一磁化的方向相应于检测对象磁场MF的第一方向D1的变化而变化。因此，相应于第一方向D1的变化，MR元件111～118中的各个的电阻值变化。其结果，第一检测信号S11相应于第一方向D1的变化而变化。

从MR元件111～118的制作的精度等的观点来看，第二磁化的方向可以略微偏离上述的方向。

如上所述，第三至第五角度均与第二角度θ2相等。第一检测信号S11可以被标准化为：当第二角度θ2为0°时，第一检测信号S11的值为1，当第二角度θ2为180°时，第一检测信号S11的值为-1，当第二角度θ2为90°和270°时，第一检测信号S11的值为0。在该情况下，第一检测信号S11由以下的式(10)表示。

S11＝cosθ2……(10)

如图28所示，第二磁检测部120包含四个MR元件121、122、123、124。如图23所示，MR元件121～124配置于主面103a。在图23所示的示例中，MR元件121、122在MR元件111的-X方向侧的位置处，沿X方向以该顺序排列。另外，在图23所示的示例中，MR元件123、124在MR元件121、122的-Y方向侧的位置以及MR元件115的-X方向侧的位置处，沿X方向以该顺序排列。

如图28所示，第二磁检测部120还包含两个信号输出端E21、E22，电源端V12、接地端G12和差分检测器125。MR元件121设置于电源端V12和信号输出端E21之间。MR元件122设置于信号输出端E21与接地端G12之间。MR元件121和122经由信号输出端E21而串联连接。

MR元件123设置于电源端V12和信号输出端E22之间。MR元件124设置于信号输出端E22和接地端G12之间。MR元件123和124经由信号输出端E22而串联连接。在电源端V12，施加有规定的大小的电源电压。接地端G12连接于地。差分检测器125输出对应于信号输出端E21、E22的电位差的信号作为第二检测信号S12。

MR元件121～124中的各个的结构与第二实施方式中的MR元件21的结构相同。即，MR元件121～124中的各个包含具有在平行于基准平面PL3(XY平面)的假想平面内可变的方向的第三磁化的第三磁性层、具有平行于上述假想的平面的方向的第四磁化的第四磁性层、以及配置于第三磁性层和第四磁性层之间的间隙层。在图24和图25中绘制于MR元件121～124的附近的符号和图28中的实线箭头表示各个第四磁性层的第四磁化的方向。在本实施方式中，MR元件121、124的第四磁性层的第四磁化的方向是Y方向，MR元件122、123的第四磁性层的第四磁化的方向是-Y方向。

从MR元件121～124的制作的精度等的观点来看，第四磁化的方向可以略微偏离上述的方向。

与第二实施方式中的MR元件21同样地，MR元件121～124中的各个的第三磁性层可以具有平行于X方向的方向单轴磁各向异性。在该情况下，第三磁性层的第三磁化的方向相应于检测对象磁场MF的Y方向分量的强度，即H1sinθ1的强度而变化。因此，相应于H1sinθ1的变化，MR元件121～124中的各个的电阻值变化。其结果，第二检测信号S12相应于H1sinθ1的变化而变化。特别是在本实施方式中，第二检测信号S12以成为sinθ1的方式被标准化。

对于本实施方式中的检测值θs的生成方法，除了将第一和第二检测信号S1、S2变为第一和第二检测信号S11、S12之外，其余与第二实施方式相同。另外，对于检测值生成部130的结构与功能，除了将第二实施方式中的第一和第二检测信号S1、S2变为第一和第二检测信号S11、S12之外，其余与第二实施方式中的检测值生成部30相同。

接下来，对本实施方式所涉及的磁传感器102特有的作用和效果进行说明。基板103的主面103a理想地平行于第一实施方式中的图3和图4所示的基准平面PL3(XY平面)。然而，由于磁传感器102的设置的精度上，磁传感器102可能会有倾斜的风险，其结果，基板103的主面103a有时会相对于基准平面PL3倾斜。在该情况下，对应于第二平面PL211、PL212、PL213、PL214中的各个相对于第一平面PL1(YZ平面)所成的二面角α，会有偏离设计值的风险。

在本实施方式中，与第六实施方式中的MR元件13、14同样地，由于磁传感器102的倾斜，当MR元件111、112的电阻值中的一个变得大于期望的值时，MR元件111、112的电阻值中的另一个变得小于期望的值。因此，根据本实施方式，伴随着磁传感器102的倾斜，MR元件111、112的合成电阻的变动变小。

对上述的MR元件111、112的组进行说明，也适用于MR元件113、114的组、MR元件115、116的组以及MR元件117、118的组。因此，根据本实施方式，可以防止由磁传感器102的倾斜而引起的第一磁检测部110的检测精度的降低。

本实施方式中的其他的结构、作用和效果与第二或第六实施方式相同。

此外，本发明不限于上述各实施方式，并且可以进行各种修改。例如，第七实施方式所涉及的磁传感器102，作为第二磁检测部120的替代，可以具备第二或第三实施方式中的第二磁检测部20。

基于以上的说明，显而易见的是，能够实施本发明的各种方式或变形例。因此，在权利要求的等同的范围内，也能够以除了上述的最佳的方式以外的方式来实施本发明。

Claims (13)

1.一种磁传感器，其特征在于，

是检测检测对象磁场并生成检测值的磁传感器，

所述检测对象磁场在第一平面内的基准位置具有第一方向，所述第一方向是在所述第一平面内在规定的可变范围内变化的方向，

所述磁传感器包含至少一个磁阻效应元件，

所述至少一个磁阻效应元件的各个包含第一磁性层，所述第一磁性层具有在与其对应的第二平面内可变的方向的第一磁化，

所述第一平面和所述第二平面形成除90°以外的二面角并交叉，

所述至少一个磁阻效应元件的各个所接受的所述检测对象磁场能够被分为平行于所述第二平面的面内分量和垂直于所述第二平面的垂直分量，

所述面内分量具有相应于所述第一方向的变化而变化的第二方向，

所述第一磁化的方向相应于所述第二方向的变化而变化，

所述检测值取决于所述第一磁化的方向。

2.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一磁性层具有以下特性，当所述第一方向在所述可变范围内的至少一部分的范围内时，通过所述检测对象磁场使所述第一磁化成为饱和状态。

3.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述至少一个磁阻效应元件的各个还包含具有平行于所述第二平面的方向的第二磁化的第二磁性层、和配置于所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的间隙层。

4.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述二面角在30°～84°的范围内。

5.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁传感器，作为所述至少一个磁阻效应元件，包含第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件，

所述磁传感器还包含信号输出端，

所述第一磁阻效应元件和所述第二磁阻效应元件经由所述信号输出端而串联连接，

所述检测值取决于所述信号输出端的电位。

6.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

还具备支撑所述至少一个磁阻效应元件的基板，

所述基板包含垂直于所述第一平面的主面和相对于所述主面倾斜的至少一个倾斜面，

所述至少一个磁阻效应元件配置于所述至少一个倾斜面，

对应于所述至少一个磁阻效应元件的各个的所述第二平面平行于配置有所述至少一个磁阻效应元件的各个的倾斜面。

7.根据权利要求6所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁传感器，作为所述至少一个磁阻效应元件，包含第一磁阻效应元件和第二磁阻效应元件，

所述基板，作为所述至少一个倾斜面，包含配置有所述第一磁阻效应元件的第一倾斜面和配置有所述第二磁阻效应元件的第二倾斜面，

对应于所述第一磁阻效应元件的所述第二平面平行于所述第一倾斜面，

对应于所述第二磁阻效应元件的所述第二平面平行于所述第二倾斜面。

8.根据权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，

所述磁传感器还包含信号输出端，

所述第一磁阻效应元件和所述第二磁阻效应元件经由所述信号输出端而串联连接，

所述检测值取决于所述信号输出端的电位。

9.根据权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，

所述第一磁阻效应元件和所述第二磁阻效应元件串联连接，

所述检测值取决于所述第一磁阻效应元件和所述第二磁阻效应元件的合成电阻。

10.根据权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，

还具备：第一磁检测部，其包含所述至少一个磁阻效应元件并且生成取决于所述第一磁化的方向的第一检测信号；第二磁检测部，其检测所述检测对象磁场并且生成取决于所述第一方向的第二检测信号；以及检测值生成部，其基于所述第一检测信号和所述第二检测信号生成所述检测值，

所述可变范围包含互相不同的第一区域和第二区域，

对应于所述第一检测信号的特定的相同值的所述第一方向的两个候补分别存在于所述第一区域和所述第二区域，

对应于所述两个候补的所述第二检测信号的两个值互相不同。

11.一种磁传感器系统，其特征在于，

具备：

权利要求1所述的磁传感器；以及

产生所述检测对象磁场的磁场产生器。

12.根据权利要求11所述的磁传感器系统，其特征在于，

所述磁传感器和所述磁场产生器被构成为，当所述磁场产生器相对于所述磁传感器的相对的位置变化时，所述第一方向变化。

13.根据权利要求12所述的磁传感器系统，其特征在于，

所述磁场产生器相对于所述磁传感器的相对的位置能够以所述磁传感器为中心旋转。

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