[发明专利]杂散磁场鲁棒的磁场传感器和系统

说明书

一种磁场传感器包括形成在基板上的磁感元件和屏蔽结构。所述屏蔽结构完全环绕所述磁感元件以用于抑制沿着第一轴线和第二轴线的杂散磁场，所述第一轴线和所述第二轴线均与所述基板的表面平行并且彼此垂直。磁场沿着与所述基板的所述表面垂直的第三轴线朝向，并且所述磁感元件被配置成感测沿着所述第一轴线的磁场。在所述基板上靠近所述磁感元件形成的磁场偏转元件将所述磁场从所述第三轴线重定向到所述第一轴线中，以被所述磁感元件感测为测量磁场。各自被屏蔽结构完全环绕的至少两个磁场传感器形成用于确定磁场梯度的梯度单元。

技术领域

本发明总体上涉及磁场传感器。更具体地说，本发明涉及具有用于测量平面外磁场的梯度计配置的集成屏蔽结构的磁场传感器，以及一种结合用于测量平面外磁场同时抑制平面内杂散磁场的磁场传感器的系统。

背景技术

磁场传感器系统用于各种商业、工业和汽车应用中，以测量磁场用于速度和方向感测、旋转角度感测、接近度感测等目的。沿着磁场传感器的非感测轴线和感测轴线的干扰磁场(也被称为杂散磁场)可改变传感器的灵敏度和线性范围，由此不利地影响磁场检测质量。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种磁场传感器，包括：

磁感元件，其形成在基板上；以及

屏蔽结构，其形成在所述基板上并且完全环绕所述磁感元件，所述屏蔽结构被配置成抑制沿着第一轴线和第二轴线的杂散磁场，其中所述第一轴线和所述第二轴线与所述基板的表面平行并且彼此垂直。

在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构沿着与所述基板的所述表面平行的所述第一轴线和所述第二轴线环绕所述磁感元件，并且所述屏蔽结构并未在与所述基板的所述表面垂直的方向上环绕所述磁感元件。

在一个或多个实施例中，所述磁感元件被配置成感测沿着与所述基板的表面垂直朝向的第三轴线的外部磁场。

在一个或多个实施例中，外部磁场沿着与所述基板的表面垂直的第三轴线朝向，所述磁感元件被配置成感测沿着所述第一轴线的测量磁场，并且所述磁场传感器进一步包括在所述基板上靠近所述磁感元件形成的磁场偏转元件，其中所述磁场偏转元件被配置成将所述外部磁场从所述第三轴线重定向到所述第一轴线中以被所述磁感元件感测为所述测量磁场。

在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构另外环绕所述磁场偏转元件的侧壁。

在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构包括面向彼此的第一结构侧壁和面向彼此的第二结构侧壁，其中所述第一结构侧壁的第一端联接到所述第二结构侧壁的第二端以产生针对所述屏蔽结构的矩形配置，所述矩形配置具有中心区域，并且所述磁感元件位于所述中心区域中。

在一个或多个实施例中，所述第一端中的一个与所述第二端中的一个的每个交点表现出弯曲形状。

在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构包括用于产生针对所述屏蔽结构的椭圆形配置的连续结构侧壁，所述椭圆形配置具有中心区域，并且所述磁感元件位于所述中心区域中。

在一个或多个实施例中，所述屏蔽结构环绕中心区域，并且所述磁感元件位于所述中心区域中、在偏离所述中心区域的中心点的位置处。

在一个或多个实施例中，所述磁感元件是第一磁感元件，所述屏蔽结构是第一屏蔽结构，并且所述磁场传感器进一步包括：

第二磁感元件，其形成在所述基板上；以及

第二屏蔽结构，其形成在所述基板上并且完全环绕所述第二磁感元件的侧壁，所述第二屏蔽结构被配置成抑制沿着所述第一轴线和所述第二轴线的所述杂散磁场。

在一个或多个实施例中，所述第一磁感元件和所述第二磁感元件彼此间隔开以形成梯度单元，所述梯度单元被配置成确定磁场梯度。

在一个或多个实施例中，所述梯度单元被实施在角位置传感器中。