CN113495230A - 磁传感器装置及其制造方法、以及旋转动作机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磁传感器装置及其制造方法、以及旋转动作机构。磁传感器装置具备：第一面和位于其相反侧的第二面、以及相对于第一面倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面；用于检测第一～第三轴方向的磁的第一～第三磁传感器部；以及信号处理部，其基于从第一～第三磁传感器部输出的第一～第三传感器信号进行信号处理。第一轴方向是正交于第一面的方向，第二轴方向和第三轴方向是在第一面上互相正交的方向。第一磁传感器部设置于第一倾斜面，第二磁传感器部设置于第二倾斜面。信号处理部所具有的校正信号产生部对应于第一倾斜面的倾斜角度和第二倾斜面的倾斜角度产生校正了第一传感器信号和第二传感器信号的第一校正信号和第二校正信号。

Description

磁传感器装置及其制造方法、以及旋转动作机构

技术领域

本发明涉及一种磁传感器装置及制造该磁传感器装置的方法、以及使用该磁传感器装置的旋转动作机构。

背景技术

目前，为了控制工业用机器人等的臂等的关节的动作，使用能够检测根据该关节的动作的磁场的变化的磁传感器装置。作为用于这样的工业用机器人等的臂等的关节的、为了检测互相正交的三轴(X轴、Y轴和Z轴)方位的磁场分量而使用的磁传感器装置1’，已知有一种磁传感器装置：如图15所示，具有设置于基板2’的上表面21’的X轴用磁传感器元件31’、设置于形成于基板2’的上表面21’侧的第一倾斜面23’的Y轴用磁传感器元件32’、和设置于形成于基板2’的上表面21’侧的第二倾斜面24’的Z轴用磁传感器元件33’这三个磁传感器元件。

在该磁传感器装置1’中，X轴用磁传感器元件31’用于检测平行于基板2’的上表面21’的X方向的磁场分量H_X而设置，Y轴用磁传感器元件32’用于检测平行于基板2’的上表面21’、且正交于X方向的Y方向的磁场分量H_Y而设置，Z轴用磁传感器元件33’用于检测正交于基板2’的上表面21’的Z方向的磁场分量H_Z而设置。然而，设置于基板2’的第一倾斜面23’的Y轴用磁传感器元件32’输出对应于以第一倾斜面23’的倾斜角度θ相对于Y轴倾斜的Y’轴方向的磁场分量H_Y’的信号S_Y’，设置于基板2’的第二倾斜面24’的Z轴用磁传感器元件33’输出对应于以第二倾斜面24’的倾斜角度θ相对于Z轴倾斜的Z’轴方向的磁场分量H_Z’的信号S_Z’。因此，磁传感器装置1’具备坐标系转换部，其将从Y轴用磁传感器元件32’输出的对应于Y’轴方向的磁场分量H_Y’的信号S_Y’通过几何运算转换为对应于Y方向的磁场分量H_Y的信号S_Y，将从Z轴用磁传感器元件33’输出的对应于Z’轴方向的磁场分量H_Z’的信号S_Z’通过几何运算转换为对应于Z方向的磁场分量H_Z的信号S_Z。由此，磁传感器装置1’可以检测互相正交的X轴、Y轴和Z方向的磁场分量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-12156号公报

发明内容

在图15所示的磁传感器装置中，坐标系转换部使用第一倾斜面23’和第二倾斜面24’的倾斜角度θ的设计上的角度，将对应于Y’轴方向的磁场分量H_Y’的信号S_Y’和对应于Z’轴方向的磁场分量H_Z’的信号S_Z’通过下述式转换为对应于Y方向的磁场分量H_Y的信号S_Y和对应于Z方向的磁场分量H_Z的信号S_Z。

S_Y＝(S_Y’-S_Z’)/2cosθ

S_Z＝(S_Y’+S_Z’)/2sinθ

第一倾斜面23’和第二倾斜面24’通过基板2’的上表面21’的蚀刻等形成。因此，第一倾斜面23’和第二倾斜面24’的倾斜角度θ具有相对于其设计上的角度的偏差。其结果，在通过坐标系转换部转换的对应于Y方向的磁场分量H_Y的信号S_Y和对应于Z方向的磁场分量H_Z的信号S_Z中也会产生偏差，存在降低磁传感器装置1’的磁场检测精度的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种能够高精度地检测三轴方位的磁场的磁传感器装置及其制造方法、以及旋转动作机构。

为了解决上述问题，本发明提供一种磁传感器装置，其特征在于，具备：第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面、以及相对于所述第一面倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面；第一磁传感器部，其用于检测第一轴方向的磁；第二磁传感器部，其用于检测第二轴方向的磁；第三磁传感器部，其用于检测第三轴方向的磁；以及信号处理部，其基于从所述第一磁传感器部输出的第一传感器信号S₁、从所述第二磁传感器部输出的第二传感器信号S₂和从所述第三磁传感器部输出的第三传感器信号S₃进行信号处理，所述第一轴方向是正交于所述第一面的方向，所述第二轴方向和所述第三轴方向是在所述第一面上互相正交的方向，所述第一磁传感器部设置于所述第一倾斜面，所述第二磁传感器部设置于所述第二倾斜面，所述信号处理部具有校正信号产生部，其对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2。

也可以是所述校正信号产生部通过下述式(1)校正所述第一传感器信号S₁并产生所述第一校正信号S_C1，并且通过下述式(2)校正所述第二传感器信号S₂并产生所述第二校正信号S_C2。

在上述式(1)和式(2)中，将S_C1表示为“第一校正信号”，将S_C2表示为“第二校正信号”，将S₁表示为“第一传感器信号”，将S₂表示为“第二传感器信号”，将θ₁表示为“第一倾斜面的倾斜角度”，将θ₂表示为“第二倾斜面的倾斜角度”。

也可以是所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁是使用将所述第一轴方向的第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-11、将所述第一轴方向的第二磁场H₁₂施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-12、将所述第二轴方向的第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-21、将所述第二轴方向的第二磁场H₂₂施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-22，通过下述式(3)计算的角度，所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂是使用将所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-11、将所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-12、将所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-21、将所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-22，通过下述式(4)计算的角度，所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁和所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₁和所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度。

也可以是所述信号处理部还具有存储部，其存储用于校正所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂并产生所述第一校正信号S_C1和所述第二校正信号S_C2的下述行列式(5)所示的校正系数F，所述校正信号产生部通过下述行列式(7)校正所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂并产生所述第一校正信号S_C1和所述第二校正信号S_C2。

在上述行列式(5)中，将F表示为“校正系数”，将θ₁表示为“第一倾斜面的倾斜角度”，将θ₂表示为“第二倾斜面的倾斜角度”，在上述行列式(7)中，将S_C1表示为“第一校正信号”，将S_C2表示为“第二校正信号”，将S₁表示为“第一传感器信号”，将S₂表示为“第二传感器信号”，F^-1是F的逆行列。

也可以是所述第一磁传感器部包含第一磁阻效应元件，所述第二磁传感器部包含第二磁阻效应元件，所述第三磁传感器部包含第三磁阻效应元件，也可以是所述第一～第三磁阻效应元件是GMR元件或TMR元件。也可以是还具备：基部，其具有所述第一面、所述第二面、所述第一倾斜面和所述第二倾斜面；以及密封部，其一体地密封所述基部、所述第一～第三磁传感器部和所述信号处理部。

本发明提供一种旋转动作机构，其特征在于，具备：互相相对地旋转的第一构件和第二构件；以及上述磁传感器装置，所述磁传感器装置以能够与所述第一构件一体地旋转的方式设置于所述第一构件。

也可以是上述旋转动作机构还具备磁场产生部，所述磁场产生部以能够与所述第二构件一体地旋转的方式设置于所述第二构件。

本发明提供一种磁传感器装置的制造方法，其特征在于，是制造磁传感器装置的方法，所述磁传感器装置具备：基部，其具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面、以及相对于所述第一面倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面；第一磁传感器部，其用于检测第一轴方向的磁；第二磁传感器部，其用于检测第二轴方向的磁；第三磁传感器部，其用于检测第三轴方向的磁；以及信号处理部，其基于从所述第一磁传感器部输出的第一传感器信号S₁、从所述第二磁传感器部输出的第二传感器信号S₂和从所述第三磁传感器部输出的第三传感器信号S₃进行信号处理，所述第一轴方向是正交于所述第一面的方向，所述第二轴方向和所述第三轴方向是在所述第一面上互相正交的方向，所述第一磁传感器部设置于所述第一倾斜面，所述第二磁传感器部设置于所述第二倾斜面，所述信号处理部具有校正信号产生部，其对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2，所述磁传感器装置的制造方法包含：第一工序，其准备所述基部；第二工序，其在所述基部的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的各个设置所述第一磁传感器部和所述第二磁传感器部的各个；第三工序，其求出所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂；以及第四工序，其求出用于对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2的校正系数。

也可以是在所述第四工序中，求出下述行列式(5)所示的所述校正系数。

在上述行列式(5)中，F表示“校正系数”。

也可以是所述信号处理部还具有存储所述校正系数的存储部，所述磁传感器装置的制造方法还包含：第五工序，其将在所述第四工序中求出的所述校正系数存储于所述存储部。

也可以是所述第三工序包含：对在所述第二工序中设置于所述第一倾斜面的所述第一磁传感器部分别施加所述第一轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及所述第二轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的工序；对在所述第二工序中设置于所述第二倾斜面的所述第二磁传感器部分别施加所述第一轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及所述第二轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的工序；使用通过所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-11、通过所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-12、通过所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-21、通过所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-22，通过下述式(3)求出所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁的工序；以及使用通过所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-11、通过所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-12、通过所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-21、通过所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-22，通过下式(4)求出所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂的工序，所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁和所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₁和所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度。

根据本发明，可以提供一种能够高精度地检测三轴方位的磁场的磁传感器装置及其制造方法、以及旋转动作机构。

附图说明

图1是示出使用本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的关节机构的概略结构的立体图。

图2是示出使用本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的关节机构的概略结构的截面图。

图3是用于说明使用本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的关节机构的基准坐标系的图。

图4A是示出本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的概略结构的立体图。

图4B是示出本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的概略结构的立体图。

图5是示出本发明的一个实施方式的磁阻效应元件的一个例子的概略结构的立体图。

图6是示出本发明的一个实施方式的磁阻效应元件的另一个例子的概略结构的立体图。

图7是示出图6所示的磁阻效应元件的概略结构的部分放大立体图。

图8是示出图6所示的磁阻效应元件的概略结构的截面图。

图9是用于说明本发明的一个实施方式中的X轴用磁传感器部的磁敏方向与施加磁场的方向的关系的说明图。

图10是用于说明本发明的一个实施方式中的Y轴用磁传感器部的磁敏方向与施加磁场的方向的关系的说明图。

图11是用于说明本发明的一个实施方式中的Z轴用磁传感器部的磁敏方向与施加磁场的方向的关系的说明图。

图12是示出本发明的一个实施方式的X轴用磁传感器部、Y轴用磁传感器部和Z轴用磁传感器部的电路结构的电路图。

图13是示出本发明的一个实施方式所涉及的磁传感器装置的信号处理部的概略结构的块图。

图14A是用于说明当在本发明的一个实施方式的Y轴用磁传感器部施加有Y方向的磁场时，从Y轴用磁传感器部输出的信号与表示对应于其的Y方向的磁场的磁矢量的关系的说明图。

图14B是用于说明当在本发明的一个实施方式的Y轴用磁传感器部施加有Z方向的磁场时，从Y轴用磁传感器部输出的信号与表示对应于其的Z方向的磁场的磁矢量的关系的说明图。

图14C是用于说明当在本发明的一个实施方式的Z轴用磁传感器部施加有Y方向的磁场时，从Z轴用磁传感器部输出的信号与表示对应于其的Y方向的磁场的磁矢量的关系的说明图。

图14D是用于说明当在本发明的一个实施方式的Z轴用磁传感器部施加有Z方向的磁场时，从Z轴用磁传感器部输出的信号与表示对应于其的Z方向的磁场的磁矢量的关系的说明图。

图15是示出现有的磁传感器装置的概略结构的立体图。

符号的说明

1……磁传感器装置

2……基部

21……第一面

22……第二面

23……第一倾斜面

24……第二倾斜面

31……X轴用磁传感器部(第三磁传感器部)

32……Y轴用磁传感器部(第一磁传感器部)

33……Z轴用磁传感器部(第二磁传感器部)

4……信号处理部

41……A/D转换部

42……校正信号产生部

43……运算处理部

44……存储部

5……磁阻效应元件(第一～第三磁阻效应元件)

51……自由层

53……磁化固定层。

具体实施方式

参照附图，对本发明的一个实施方式进行说明。图1是示出使用本实施方式所涉及的磁传感器装置的关节机构的概略结构的立体图，图2是示出使用本实施方式所涉及的磁传感器装置的关节机构的概略结构的截面图。

如图1和图2所示，本实施方式的关节机构100包含第一构件110、第二构件120、磁传感器装置1和磁场产生部130。在后面对磁传感器装置1的具体的结构等进行说明。

第一构件110具有第一轴部111、和连结于第一轴部111的长边方向的一端的球状部112。球状部112具有包含凸球面113的球面，球面中的凸球面113以外的部分是第一轴部111与球状部112的边界部分。

第二构件120具有第二轴部121、和连结于第二轴部121的长边方向的一端的接受部122。接受部122包含凹球面123。

第一构件110和第二构件120以球状部112嵌入接受部122的姿势，以使第一构件110的第一轴部111的轴线A1与第二构件120的第二轴部121的轴线A2能够位于同一直线上的方式，互相的位置关系能够变化地连结。接受部122的尺寸可以与球状部112的尺寸相同或比其稍大。凸球面113与凹球面123可以接触，也可以以在其间夹持润滑剂等的方式互相相对。可以说本实施方式的关节机构100是具有半球形的关节头和关节窝的球关节，并且是能够在第一构件110的第一轴部111的轴线A1周围和第二构件120的第二轴部121的轴线A2周围互相旋转，并且能够以球状部112和接受部122作为支点，以使第一构件110的第一轴部111的轴线A1和第二构件120的第二轴部121的轴线A2所成的角度能够变化的方式旋转的旋转动作机构。

此外，本实施方式中的旋转动作机构不限于上述关节机构100。旋转动作机构例如可以是包含内置有磁传感器装置1的杆、和能够摇动地支撑该杆且内置磁场产生部130的支撑部，磁场产生部130相对于磁传感器装置1的相对位置沿规定的球面变化的操纵杆。

另外，旋转动作机构例如可以是包含内置有磁传感器装置1的球、和能够旋转地支撑该球且内置磁场产生部130的支撑部，磁场产生部130相对于磁传感器装置1的相对位置沿规定的球面变化的轨迹球。

在本实施方式的关节机构100中，磁传感器装置1以不从凸球面113突出的方式内置于第一部件110的球状部112，磁场产生部130以不从凹球面123突出的方式内置于第二构件120的接受部122。磁场产生部130可以是产生规定的磁场的磁场产生部，例如，可以是磁铁。磁场产生部130所产生的磁场包含基准位置处的互相不同的三个磁场分量。磁传感器装置1检测与磁场产生部130之间的相对位置。磁传感器装置1输出与磁场产生部130产生的磁场所包含的三个磁场分量对应的第一传感器信号S₁、第二传感器信号S₂和第三传感器信号S₃。

在此，本实施方式的所涉及的磁传感器装置1与磁场产生部130的相对位置关系可以通过基准坐标系来说明。如图3所示，基准坐标系是以磁传感器装置1为基准的坐标系，并且是由用于表示第一传感器信号S₁、第二传感器信号S₂和第三传感器信号S₃的值的三个轴定义的正交坐标系。在基准坐标系中，定义了X方向、Y方向和Z方向。X方向、Y方向和Z方向是互相正交的方向。X方向的相反方向定义为-X方向，Y方向的相反方向定义为-Y方向，Z方向的相反方向定义为-Z方向。

磁传感器装置1对应于磁场产生部130产生的基准位置处的互相不同的三个磁场分量，输出第一传感器信号S₁、第二传感器信号S₂和第三传感器信号S₃。三个磁场分量是平行于X方向的磁场分量H_X、平行于Y方向的磁场分量H_Y和平行于Z方向的磁场分量H_Z，对应于平行于X方向的磁场分量H_X输出有第三传感器信号S₃，对应于平行于Y方向的磁场分量H_Y输出有第一传感器信号S₁，对应于平行于Z方向的磁场分量H_Z输出有第二传感器信号S₂。

在基准坐标系中，磁传感器装置1的位置不变化。当磁场产生部130相对于磁传感器装置1的相对位置变化时，基准坐标系中的磁场产生部130的位置沿规定的球面变化。即，在关节机构100中，当第一构件110和第二构件120互相相对地旋转移动时，基准坐标系中的磁场产生部130的位置沿规定的球面变化。

如图4A和图4B所示，本实施方式所涉及的磁传感器装置1具备：基部2，其具有第一面21和位于第一面21的Z方向上的相反侧的第二面22；X轴用磁传感器部31，其用于检测X方向的磁；Y轴用磁传感器部32，其用于检测Y方向的磁；Z轴用磁传感器部33，其用于检测Z方向的磁；信号处理部4，其基于从X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33的各个的输出信号进行信号处理(参照图13)；以及密封部7，其由一体地密封基部2、X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32、Z轴用磁传感器部33以及信号处理部4的密封树脂构成。X方向和Y方向是在基部2的第一面21上互相正交的方向，Z方向是正交于包含X方向和Y方向的基部2的第一面21的方向。X方向、Y方向和Z方向分别相当于上述基准坐标系(参照图3)中的X方向、Y方向和Z方向。

在基部2的第一面21形成有在Y方向上互相相对的第一倾斜面23和第二倾斜面24。第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂分别相对于理想的角度(磁传感器装置1的设计上的角度)具有偏差。第一倾斜面23和第二倾斜面24通过对构成基部2的基板进行蚀刻等形成。因此，该倾斜角度θ₁、θ₂的偏差取决于第一倾斜面23和第二倾斜面24的形成时的蚀刻等的处理条件的偏差，没有特别限定。该倾斜角度θ₁、θ₂的偏差例如相对于理想的角度(磁传感器装置1的设计上的角度)为±3.0deg的范围内左右。

基部2例如也可以是硅晶圆等的半导体基板；AlTiC基板、氧化铝基板等的陶瓷基板；树脂基板；玻璃基板等。根据构成基部2的材料的种类，可以至少在基部2的第一面21、第一倾斜面23和第二倾斜面24上设置包含Al₂O₃等的绝缘层。

X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33均包含磁阻效应元件5。如图5和图6所示，磁阻效应元件5均为GMR元件或TMR元件，并且具备磁阻效应层叠体50、和电连接于磁阻效应层叠体50的第一引线电极61和第二引线电极62。

第一引线电极61和第二引线电极62例如由Cu、Al、Au、Ta、Ti等中的一种导电材料或两种以上的导电材料的复合膜构成，其厚度分别为0.3～2.0μm左右。

通常，作为磁阻效应元件5的GMR元件具有相对较低的元件电阻值。因此，为了从磁传感器装置1输出规定的强度的信号，优选磁阻效应元件5的线宽细、且线长长。为了在基部2的第一面21、第一倾斜面23或第二倾斜面24上的有限区域内使磁阻效应元件5的线宽变细、且使线长变长，磁阻效应元件5优选构成为曲折状。

另外，通常，作为磁阻效应元件5的TMR元件具有相对较高的元件电阻值。因此，通过串联连接多个的TMR元件，可以实现高耐电压性能，并且可以从磁传感器装置1输出规定的强度的信号。为了在基部2的第一面21、第一倾斜面23或第二倾斜面24上的有限区域内串联连接多个磁阻效应元件5，磁阻效应元件5优选曲折状地串联连接。

曲折状地构成的磁阻效应元件5可以是其整体由磁阻效应层叠体50构成，并且在曲折状的磁阻效应层叠体50的两端部分别连接有第一引线电极61和第二引线电极62(参照图5)、也可以具有在俯视时为圆形形状的多个磁阻效应层叠体50经由多个第一引线电极61和第二引线电极62而曲折状地串联连接的结构(参照图6)。此外，磁阻效应层叠体60的形状不限于在俯视时为圆形形状，也可以是在俯视时为椭圆形形状(参照图7)、在俯视时为矩形形状等。

在图6和图7所示的磁阻效应元件5中，多个第一引线电极61设置于基部2的第一面21、第一倾斜面23和第二倾斜面24上。多个第一引线电极61分别具有细长的大致长方形形状，并且以在阵列状地排列的多个磁阻效应层叠体50的电串联方向上邻接的两个第一引线电极61之间具有规定的间隙的方式设置。在第一引线电极61的长边方向的两端附近分别设置有磁阻效应层叠体50。即，在多个第一引线电极61上分别设置有两个磁阻效应层叠体50。

在图6和图7所示的磁阻效应元件5中，多个第二引线电极62设置于多个磁阻效应层叠体50上。各第二引线电极62具有细长的大致长方形形状。第二引线电极62以在阵列状地排列的多个磁阻效应层叠体50的电串联方向上邻接的两个第二引线电极62之间具有规定的间隙的方式，且以将多个磁阻效应层叠体50曲折状地串联连接的方式配置，并且将邻接的两个磁阻效应层叠体50的反铁磁性层54(参照图8)彼此电连接。

如图8所示，磁阻效应层叠体50B包含从第一引线电极61侧依次层叠的自由层51、非磁性层52、磁化固定层53和反铁磁性层54。自由层51电连接于第一引线电极61。反铁磁性层54由反铁磁性材料构成，通过与磁化固定层53之间产生交换耦合，起到固定磁化固定层53的磁化的方向的作用。此外，磁阻效应层叠体50可以具有从第二引线电极62侧依次层叠有自由层51、非磁性层52、磁化固定层53和反铁磁性层54而成的结构。另外，通过将磁化固定层53设为作为铁磁性层/非磁性中间层/铁磁性层的层叠铁结构，并且将两个铁磁性层反铁磁性耦合而成、所谓的自钉扎型的固定层(Synthetic Ferri Pinned层，SFP层)，可以省略反铁磁性层54。此外，本实施方式中的磁阻效应层叠体50可以包含位于自由层51与第一引线电极61之间的基底层，也可以包含位于反铁磁性层54与第二引线电极62之间的覆盖层。

在TMR元件中，非磁性层52是隧道势垒层。在GMR元件中，非磁性层52是非磁性导电层。在磁阻效应元件5(TMR元件、GMR元件)中，电阻值根据自由层51的磁化方向相对于磁化固定层53的磁化方向所成的角度而变化，当该角度为0°(彼此的磁化方向平行)时，电阻值变为最小，当该角度为180°(彼此的磁化方向反向平行)时，电阻值变为最大。在磁阻效应元件5中，自由层51的易磁化轴方向是与固定磁化层53的磁化方向正交的方向。

在本实施方式中，X轴用磁传感器部31所包含的X轴磁阻效应元件5的磁化固定层53的磁化方向固定于与基部2的第一面21(X轴磁阻效应元件5的膜面)平行的方向。Y轴用磁传感器部32所包含的Y轴磁阻效应元件5的磁化固定层53的磁化方向固定于与基部2的第一倾斜面23(Y轴磁阻效应元件5的膜面)平行的方向。Z轴用磁传感器部33所包含的Z轴磁阻效应元件5的磁化固定层53的磁化方向固定于与基部2的第二倾斜面24(Z轴磁阻效应元件5的膜面)平行的方向。

设置于基部2的第一面21的X轴用磁传感器部31的磁敏方向是X方向。因此，X轴用磁传感器部31的磁阻效应元件5示出对应于表示X方向的磁场的磁矢量V_X的电阻值变化，从X轴用磁传感器部31输出对应于该电阻值变化的信号(参照图9)。

另一方面，设置于第一倾斜面23的Y轴用磁传感器部32的磁敏方向是相对于Y方向以第一倾斜面23的倾斜角度θ₁倾斜的Y’方向，设置于倾斜面24的Z轴用磁传感器部33的磁检测方向是相对于Z方向以第二倾斜面24的倾斜角度θ₂倾斜的Z’方向。因此，Y轴用磁传感器部32的磁阻效应元件5示出对应于表示Y方向的磁场的磁矢量V_Y投影于第一倾斜面23的“Y’方向的磁矢量V_Y’”的电阻值变化，从Y轴用磁传感器部32输出对应于该电阻值变化的信号(参照图10)。

另外，Z轴用磁传感器部33的磁阻效应元件5示出对应于表示Z方向的磁场的磁矢量V_Z投影于第二倾斜面24的“Z’方向的磁矢量V_Z’”的电阻值变化，从Z轴用磁传感器部33输出对应于该电阻值变化的信号。

因此，如果来自Y轴用磁传感器部32的输出信号和来自Z轴用磁传感器部33的输出信号作为对应于Y方向的磁场的信号和对应于Z方向的磁场的信号而在信号处理部4进行信号处理，则在信号处理结果中产生误差。在本实施方式中，如后面所述，由于在信号处理部4校正来自Y轴用磁传感器部32的输出信号和来自Z轴用磁传感器部33的输出信号并产生校正信号，进行使用了该校正信号的信号处理，因此在信号处理结果中不会产生大的误差，可以高精度地检测三轴方位(X轴、Y轴和Z轴)的磁场。

本实施方式中的X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33的电路结构可以是桥连接第一电阻部R1、第二电阻部R2、第三电阻部R3和第四电阻部R4而成的惠斯通电桥电路(参照图12)。此外，X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33的电路结构可以是串联连接第一电阻部R1和第二电阻部R2这两个电阻部而成的半桥电路。

惠斯通电桥电路包含电源端口V1、接地端口G1、第一输出端口E1、第二输出端口E2、设置于电源端口V1和第一输出端口E1之间的第一电阻部R1、设置于第一输出端口E1和接地端口G1之间的第二电阻部R2、设置于第二输出端口E2和接地端口G1之间的第三电阻部R3、以及设置于电源端口V1和第二输出端口E2之间的第四电阻部R4。在电源端口V1，通过连接有恒定电流源，施加有规定的大小的电源电压(恒定电流)，接地端口G1连接于地线。施加于电源端口V1的恒定电流通过未图示的驱动器IC控制为规定的电流值。

在本实施方式中，第一电阻部R1、第二电阻部R2、第三电阻部R3和第四电阻部R4可以分别由磁阻效应元件5构成。在X轴用磁传感器部31中，第一电阻部R1和第三电阻部R3的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向(+X方向)，第二电阻部R2和第四电阻部R4的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向，即，与第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向反向平行的方向(-X方向)。此外，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以相对于+X方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。另外，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以相对于-X方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。

在Y轴用磁传感器部32中，第一电阻部R1和第三电阻部R3的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向(+Y’方向)，第二电阻部R2和第四电阻部R4的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向，即，与第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向反向平行的方向(-Y’方向)。此外，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以相对于+Y’方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。另外，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以相对于-Y’方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。

在Z轴用磁传感器部33中，第一电阻部R1和第三电阻部R3的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向(+Z’方向)，第二电阻部R2和第四电阻部R4的全部的磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于互相相同的方向，即，与第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向反向平行的方向(-Z’方向)。此外，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以相对于+Z’方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第一电阻部R1和第三电阻部R3的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。另外，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以相对于-Z’方向以±10°以内，优选为±5°以内的角度倾斜，第二电阻部R2和第四电阻部R4的磁化固定层53的磁化方向可以不完全一致。

由于X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33的各磁阻效应层叠体50中的磁化固定层53的磁化方向固定于上述方向，伴随对应于X方向的磁矢量V_X(参照图9)、Y’方向的磁矢量V_Y’(参照图10)和Z’方向上的磁矢量V_Z’(参照图11)的第一～第四电阻部R1～R4的电阻值变化，第一输出端口E1和第二输出端口E2的电位差变化，并输出作为其电位差的变化的信号。

如图13所示，信号处理部4具备：A/D(模拟/数字)转换部41，其将从X轴用磁传感器部31、Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33输出的模拟信号(传感器信号)转换为数字信号；校正信号产生部42，其输入有通过A/D转换部41进行数字转换的数字信号，校正该数字信号并产生校正信号；运算处理部43，其使用该数字信号和校正信号进行运算处理；以及存储部44，其存储为了在校正信号产生部42校正数字信号并产生校正信号而使用的校正系数。信号处理部4例如可以由微型计算机、ASIC(Application Specific IntegratedCircuit(专用集成电路))等构成。

A/D转换部41将从X轴用磁传感器部31输出的模拟信号(第三传感器信号S₃)、从Y轴用磁传感器部32输出的模拟信号(第一传感器信号S₁)以及从Z轴用磁传感器部33输出的模拟信号(第二传感器信号S₂)分别转换为数字信号。通过A/D转换部41转换为数字信号的第三传感器信号S₃输入到运算处理部43，通过A/D转换部41转换为数字信号的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂输入到校正信号产生部42。

当输入有转换为数字信号的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂时，校正信号产生部42使用存储于存储部44的校正系数，校正数字信号并产生校正信号。例如，校正信号产生部42从通过A/D转换部41转换为数字信号的第一传感器信号S₁，基于下述式(1)产生第一校正信号S_C1。另外，校正信号产生部42从通过A/D转换部41转换为数字信号的第二传感器信号S₂，基于下述式(2)产生第二校正信号S_C2。

在上述式(1)和式(2)中，将S_C1表示为“第一校正信号”，将S_C2表示为“第二校正信号”，将S₁表示为“第一传感器信号”，将S₂表示为“第二传感器信号”，将θ₁表示为“第一倾斜面23的倾斜角度”，将θ₂表示为“第二倾斜面24的倾斜角度”。

第一倾斜面23的倾斜角度θ₁是使用当将Y轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及Z轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的各个施加于磁传感器装置1时，从Y轴用磁传感器部32输出，并通过A/D转换部41转换为数字信号的信号S_1-11、S_1-12、S_1-21和S_1-22，通过下述式(3)计算的角度。第二倾斜面24的倾斜角度θ₂是使用当将Y轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及Z轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的各个施加于磁传感器装置1时，从Z轴用磁传感器部33输出，并通过A/D转换部41转换为数字信号的信号S_2-11、S_2-12、S_2-21和S_2-22，通过下述式(4)计算的角度。此外，Y轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，第二磁场H₁₂具有比第一磁场H₁₁更大的磁场强度。另外，Z轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度，第二磁场H₂₂具有比第一磁场H₂₁更大的磁场强度。

如上所述，Y轴用磁传感器部32设置于第一倾斜面23，Z轴用磁传感器部33设置于第二倾斜面24。因此，当Y方向的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时，输出对应于将Y方向的磁场的磁矢量V_Y投影于第一倾斜面23的磁矢量V_Y1所表示的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第一传感器信号S₁(参照图14A)，当Z方向的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时，输出对应于将Z方向的磁场的磁矢量V_Z投影于第一倾斜面23的磁矢量V_Z1所表示的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第一传感器信号S₁(参照图14B)。同样地，当Y方向的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时，输出对应于将Y方向的磁场的磁矢量V_Y投影于第二倾斜面24的磁矢量V_Y2所表示的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第二传感器信号S₂(参照图14C)，当Z方向的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时，输出对应于将Z方向的磁场的磁矢量V_Z投影于第二倾斜面24的磁矢量V_Z2所表示的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第二传感器信号S₂(参照图14D)。因此，在第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的关系中，用于将第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂校正为第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2的校正系数F由下述行列式(5)表示。

于是，第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂、以及第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2具有下述行列式(6)所示的关系。即，第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2可以通过以下所示的行列式(7)求得。

在上述行列式(7)中，F^-1是F的逆行列。

因此，校正信号产生部42能够从通过A/D转换部41转换为数字信号的第一传感器信号S₁，基于上述式(1)产生第一校正信号S_C1，从通过A/D转换部41转换为数字信号的第二传感器信号S₂，基于上述式(2)产生第二校正信号S_C2。

如上所述，通过校正信号产生部42产生的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2、以及通过A/D转换部41转换为数字信号的第三传感器信号S₃输入到运算处理部43。运算处理部43使用第一校正信号S_C1、第二校正信号S_C2和第三传感器信号S₃进行运算处理。

在本实施方式的关节机构100中，当第一构件110和第二构件120互相旋转动作时，在上述的基准坐标系中的以磁传感器装置1为中心的球面上，磁场产生部130使相对于传感器装置1的相对位置改变。运算处理部43使用第一校正信号S_C1、第二校正信号S_C2和第三传感器信号S₃，可以求出与上述球面上的磁场产生部130相对于磁传感器装置1的相对位置相关的信息。

在本实施方式中，从Y轴用磁传感器部32输出的第一传感器信号S₁和从Z轴用磁传感器部33输出的第二传感器信号S₂通过校正信号产生部42校正为第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2，运算处理部43使用这些第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2进行运算处理。因此，根据本实施方式所涉及的磁传感器装置1，可以高精度地检测X轴、Y轴和Z轴的三轴方位的磁场。

对具有上述的结构的磁传感器装置1的制造方法进行说明。

本实施方式所涉及的磁传感器装置1的制造方法包含：第一工序，其准备具有第一面21和位于其相反侧的第二面22、以及形成于第一面21的第一倾斜面23和第二倾斜面24的基部2；第二工序，其在基部2的第一面21上形成X轴用磁传感器部31，在第一倾斜面23上形成Y轴用磁传感器部32，在第二倾斜面24上形成Z轴用磁传感器部33；第三工序，其求出第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂；第四工序，其求出用于产生第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2的校正系数F；以及第五工序，其将在第四工序中求出的校正系数F存储于存储部44。

第一工序包含：准备硅晶圆等的半导体基板；AlTiC基板、氧化铝基板等的陶瓷基板；树脂基板；玻璃基板等的构成基部2的基板的工序；形成用于在该基板的一个面(相当于基部2的第一面21的面)形成第一倾斜面23和第二倾斜面24的掩模层的工序；以及经由该掩模层对基板进行蚀刻，从而形成第一倾斜面23和第二倾斜面24的工序。

在通过蚀刻形成第一倾斜面23和第二倾斜面24的工序中，以第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂成为设计上的角度(例如45°)的方式设定蚀刻条件，但是实际上，第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂相对于设计上的角度具有制造偏差(制造误差)。因此，如果以第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂为设计上的角度为前提，将从设置于第一倾斜面23和第二倾斜面24的Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33输出的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂根据该倾斜角度θ₁和倾斜角度θ₂的设计上的角度进行校正，则在信号处理结果中会产生误差。因此，在本实施方式中，在第三工序中，求出第一倾斜面23和第二倾斜面24的倾斜角度θ₁、θ₂，在第四工序中，求出对应于在第三工序中求得的倾斜角度θ₁、θ₂的校正系数F。使用如此求得的校正系数F，校正从Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33输出的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂并产生第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2，使用该第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2进行信号处理，从而可以降低·抑制由于倾斜角度θ₁、θ₂的偏差(误差)引起而可能产生的信号处理结果的误差。

在第三工序中，包含：相对于设置于第一倾斜面23的Y轴用磁传感器部32和设置于第二倾斜面24的Z轴用磁传感器部33，分别施加Y方向的第一磁场H₁₁和Y方向的第二磁场H₁₂、以及第一磁场H₂₁和Z方向的第二磁场H₂₂的工序；使用通过Y方向的第一磁场H₁₁的施加从Y轴用磁传感器部32输出的信号S_1-11、通过Y方向的第二磁场H₁₂的施加从Y轴用磁传感器部32输出的信号S_1-12、通过Z方向的第一磁场H₁₁的施加从Y轴用磁传感器部32输出的信号S_1-21、通过Z方向的第二磁场H₂₂的施加从Y轴用磁传感器部32输出的信号S_1-22，通过下述式(3)求出第一倾斜面23的倾斜角度θ₁的工序；以及使用通过Y方向的第一磁场H₁₁的施加从Z轴用磁传感器部33输出的信号S_2-11、通过Y方向的第二磁场H₁₂的施加从Z轴用磁传感器部33输出的信号S_2-12、通过Z方向的第一磁场H₁₁的施加从Z轴用磁传感器部33输出的信号S_2-21、通过Z方向的第二磁场H₂₂的施加从Z轴用磁传感器部33输出的信号S_2-22，通过下述式(4)求出第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的工序。

Y方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，第二磁场H₁₂具有比第一磁场H₁₁大的磁场强度。另外，Z轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度，第二磁场H₂₂具有比第一磁场H₂₁大的磁场强度。第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂的磁场强度可以在能够求出第一倾斜面23的倾斜角度θ₁的程度上不同，其磁场强度的差没有特别限定。另外，第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的磁场强度也同样地，可以在能够求出到第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的程度上不同，其磁场强度的差没有特别限定。

第一倾斜面23的倾斜角度θ₁与从Y轴用磁传感器部32输出的信号S_1-11、S_1-12、S_1-21、S_1-22具有下述式(3’)所示的关系。第二倾斜面24的倾斜角度θ₂与从Z轴用磁传感器部33输出的信号S_2-11、S_2-12、S_2-21、S_2-22具有下述式(4’)所示的关系。

因此，第一倾斜面23的倾斜角度θ₁通过上述式(3’)的反正切计算的上述式(3)求出，第二倾斜面24的倾斜角度θ₂通过上述式(4’)的反正切计算的上述式(3)求出。

在本实施方式所涉及的磁传感器装置1中，当Y方向的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时，输出对应于将Y方向的磁场的磁矢量V_Y投影于第一倾斜面23的磁矢量V_Y1所表示的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第一传感器信号S₁(参照图14A)，当Z方向的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时，输出对应于将Z方向的磁场的磁矢量V_Z投影于第一倾斜面23的磁矢量V_Z1所表示的磁场施加于Y轴用磁传感器部32时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第一传感器信号S₁(参照图14B)。同样地，当Y方向的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时，输出对应于将Y方向的磁场的磁矢量V_Y投影于第二倾斜面24的磁矢量V_Y2所表示的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第二传感器信号S₂(参照图14C)，当Z方向的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时，输出对应于将Z方向的磁场的磁矢量V_Z投影于第二倾斜面24的磁矢量V_Z2所表示的磁场施加于Z轴用磁传感器部33时的磁阻效应元件5的电阻值变化的第二传感器信号S₂(参照图14D)。因此，从Y轴用磁传感器部32输出的第一传感器信号S₁和从Z轴用磁传感器部33输出的第二传感器信号S₂由对应于Y方向的磁场而应当从Y轴用磁传感器部32输出的信号(第一校正信号S_C1)以及对应于Z方向的磁场而应当从Z轴用磁传感器部33输出的信号(第二校正信号S_C2)、与对应于如上所述求出的第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的、下述行列式(5)所示的校正系数F的乘法运算而求出。即，可以说第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂、第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂、以及第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2具有下述行列式(6)和(7)所示的关系。

在上述行列式(7)中，F^-1是校正系数F的逆行列。

如上所述求得的校正系数F在第五工序中存储于存储部44。由此，制造本实施方式所涉及的磁传感器装置1。在这样制造的磁传感器装置1中，从Y轴用磁传感器部32输出的第一传感器信号S₁和从Z轴用磁传感器部33输出的第二传感器信号S₂使用存储于存储部44的校正系数F，通过上述行列式(7)校正为第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2。由于这些第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2是在第三工序中求得的、对应于第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的信号，因此通过进行使用第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2的信号处理，可高精度地检测三轴方位(X轴、Y轴和Z轴)的磁场。

以上说明的实施方式是为了便于本发明的理解而记载的，并非用于限定本发明。因此，上述实施方式中公开的各要素旨在包含属于本发明的技术范围的全部设计变更或等同物。

实施例

以下，列举试验例进一步详细地说明本发明，但是本发明不限于以下的试验例。

[试验例1]

在图4A所示的磁传感器装置1中，当将第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂设为45°，将Y轴方向的扫描磁场(-1mT～1mT)和Z轴方向的扫描磁场(-1mT～1mT)的各个分别施加于Y轴用磁传感器部32和Z轴用磁传感器部33时，通过模拟求得从Y轴用磁传感器部32输出的第一传感器信号S₁和从Z轴用磁传感器部33输出的第二传感器信号S₂。该模拟一边以真正随机数产生各倾斜角度θ₁、θ₂的偏差(±3.0deg的范围内的偏差)一边进行了128次。

如果是理想的磁传感器装置，则相对于1mT的施加磁场，输出相当于1mT的磁场的信号。即，相对于施加磁场输出的信号具有理想的线性。在该理想的磁传感器装置中信号输出的线性误差设为0％。作为上述模拟的结果，确认了由于第一倾斜面23的倾斜角度θ₁和第二倾斜面24的倾斜角度θ₂的偏差，第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂相对于从理想的磁传感器装置能够输出的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂，具有±3％左右的线性误差。

[试验例2]

在上述试验例1中，对应于以真正随机数产生的各倾斜角度θ₁、θ₂的偏差，通过上述式(1)和(2)校正第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂并通过模拟求得第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2。其结果，确认了第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2所具有的相对于从理想的磁传感器装置能够输出的第一传感器信号S₁和第二传感器信号S₂的线性误差小于±1％。

Claims (13)

1.一种磁传感器装置，其特征在于，

具备：

第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面、以及相对于所述第一面倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面；

第一磁传感器部，其用于检测第一轴方向的磁；

第二磁传感器部，其用于检测第二轴方向的磁；

第三磁传感器部，其用于检测第三轴方向的磁；以及

信号处理部，其基于从所述第一磁传感器部输出的第一传感器信号S₁、从所述第二磁传感器部输出的第二传感器信号S₂和从所述第三磁传感器部输出的第三传感器信号S₃进行信号处理，

所述第一轴方向是正交于所述第一面的方向，

所述第二轴方向和所述第三轴方向是在所述第一面上互相正交的方向，

所述第一磁传感器部设置于所述第一倾斜面，

所述第二磁传感器部设置于所述第二倾斜面，

所述信号处理部具有：校正信号产生部，其对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2。

2.根据权利要求1所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述校正信号产生部通过下述式(1)校正所述第一传感器信号S₁并产生所述第一校正信号S_C1，并且通过下述式(2)校正所述第二传感器信号S₂并产生所述第二校正信号S_C2，

在上述式(1)和式(2)中，将S_C1表示为“第一校正信号”，将S_C2表示为“第二校正信号”，将S₁表示为“第一传感器信号”，将S₂表示为“第二传感器信号”，将θ₁表示为“第一倾斜面的倾斜角度”，将θ₂表示为“第二倾斜面的倾斜角度”。

3.根据权利要求1或2所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁是使用将所述第一轴方向的第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-11、将所述第一轴方向的第二磁场H₁₂施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-12、将所述第二轴方向的第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-21、将所述第二轴方向的第二磁场H₂₂施加于所述磁传感器装置时从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-22，通过下述式(3)计算的角度，

所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂是使用将所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-11、将所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-12、将所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-21、将所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂施加于所述磁传感器装置时从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-22，通过下述式(4)计算的角度，

所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁和所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，

所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₁和所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度，

4.根据权利要求1或2所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述信号处理部还具有：存储部，其存储用于校正所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂并产生所述第一校正信号S_C1和所述第二校正信号S_C2的下述行列式(5)所示的校正系数F，

所述校正信号产生部通过下述行列式(7)校正所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂并产生所述第一校正信号S_C1和所述第二校正信号S_C2，

在上述行列式(5)中，将F表示为“校正系数”，将θ₁表示为“第一倾斜面的倾斜角度”，将θ₂表示为“第二倾斜面的倾斜角度”，在上述行列式(7)中，将S_C1表示为“第一校正信号”，将S_C2表示为“第二校正信号”，将S₁表示为“第一传感器信号”，将S₂表示为“第二传感器信号”，F^-1是F的逆行列。

5.根据权利要求1或2所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一磁传感器部包含第一磁阻效应元件，

所述第二磁传感器部包含第二磁阻效应元件，

所述第三磁传感器部包含第三磁阻效应元件。

6.根据权利要求5所述的磁传感器装置，其特征在于，

所述第一～第三磁阻效应元件是GMR元件或TMR元件。

7.根据权利要求1或2所述的磁传感器装置，其特征在于，

还具备：

基部，其具有所述第一面、所述第二面、所述第一倾斜面和所述第二倾斜面；以及

密封部，其一体地密封所述基部、所述第一～第三磁传感器部和所述信号处理部。

8.一种旋转动作机构，其特征在于，

具备：

互相相对地旋转的第一构件和第二构件；以及

权利要求1或2所述的磁传感器装置，

所述磁传感器装置以能够与所述第一构件一体地旋转的方式设置于所述第一构件。

9.根据权利要求8所述的旋转动作机构，其特征在于，

还具备磁场产生部，

所述磁场产生部以能够与所述第二构件一体地旋转的方式设置于所述第二构件。

10.一种磁传感器装置的制造方法，其特征在于，

是制造磁传感器装置的方法，

所述磁传感器装置具备：基部，其具有第一面和位于所述第一面的相反侧的第二面、以及相对于所述第一面倾斜的第一倾斜面和第二倾斜面；第一磁传感器部，其用于检测第一轴方向的磁；第二磁传感器部，其用于检测第二轴方向的磁；第三磁传感器部，其用于检测第三轴方向的磁；以及信号处理部，其基于从所述第一磁传感器部输出的第一传感器信号S₁、从所述第二磁传感器部输出的第二传感器信号S₂和从所述第三磁传感器部输出的第三传感器信号S₃进行信号处理，

所述第一轴方向是正交于所述第一面的方向，所述第二轴方向和所述第三轴方向是在所述第一面上互相正交的方向，

所述第一磁传感器部设置于所述第一倾斜面，所述第二磁传感器部设置于所述第二倾斜面，

所述信号处理部具有：校正信号产生部，其对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2，

所述磁传感器装置的制造方法包含：

第一工序，其准备所述基部；

第二工序，其在所述基部的所述第一倾斜面和所述第二倾斜面的各个设置所述第一磁传感器部和所述第二磁传感器部的各个；

第三工序，其求出所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂；以及

第四工序，其求出用于对应于所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁和所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂产生校正了所述第一传感器信号S₁和所述第二传感器信号S₂的第一校正信号S_C1和第二校正信号S_C2的校正系数。

11.根据权利要求10所述的磁传感器装置的制造方法，其特征在于，

在所述第四工序中，求出下述行列式(5)所示的所述校正系数。

在上述行列式(5)中，F表示“校正系数”。

12.根据权利要求10或11所述的磁传感器装置的制造方法，其特征在于，

所述信号处理部还具有存储所述校正系数的存储部，

所述磁传感器装置的制造方法还包含：第五工序，其将在所述第四工序中求出的所述校正系数存储于所述存储部。

13.根据权利要求10或11所述的磁传感器装置的制造方法，其特征在于，

所述第三工序包含：

对在所述第二工序中设置于所述第一倾斜面的所述第一磁传感器部分别施加所述第一轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及所述第二轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的工序；

对在所述第二工序中设置于所述第二倾斜面的所述第二磁传感器部分别施加所述第一轴方向的第一磁场H₁₁和第二磁场H₁₂、以及所述第二轴方向的第一磁场H₂₁和第二磁场H₂₂的工序；

使用通过所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-11、通过所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-12、通过所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-21、以及通过所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂的施加从所述第一磁传感器部输出的信号S_1-22，通过下述式(3)求出所述第一倾斜面的倾斜角度θ₁的工序；以及

使用通过所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-11、通过所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-12、通过所述第二轴方向的所述第一磁场H₁₁的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-21、以及通过所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂的施加从所述第二磁传感器部输出的信号S_2-22，通过下式(4)求出所述第二倾斜面的倾斜角度θ₂的工序，

所述第一轴方向的所述第一磁场H₁₁和所述第一轴方向的所述第二磁场H₁₂具有互相不同的磁场强度，

所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₁和所述第二轴方向的所述第二磁场H₂₂具有互相不同的磁场强度，

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