行的敏感方向。在反平行敏感方向 的實(shí)施例中，例如，該方向可相交以形成除約〇度或約180度以外的任何角度。在一個(gè)實(shí)施 例中，方向可以彼此垂直或正交。在實(shí)施例中，方向中的至少一個(gè)方向可以與氣隙方向（例 如，圖1的z方向）相同，但在其他實(shí)施例中兩個(gè)方向可以不同于氣隙方向。
[0032]在一般情況下，每個(gè)磁場傳感器由在任何方向上作用在其上的任何磁場分量所影 響。如本文所討論的，一般對(duì)于感測或?qū)μ囟ǖ拇艌龇至炕蚍较蛎舾械膫鞲衅髟庵钢?要對(duì)第一磁場方向敏感且僅少量地對(duì)其他磁場方向敏感的一類傳感器。例如，霍爾板主要 對(duì)垂直于板的磁場分量敏感；然而，它也略微響應(yīng)于平行于板并沿電流方向的磁場分量，這 被稱作"平面霍爾效應(yīng)"。此外，對(duì)于完全垂直于板的場，霍爾板可具有大約為50mV/V/T的 敏感度，然而，如果將1T的附加場平行地施加到板，則可將敏感度變?yōu)?1mV/V/T。已知對(duì)于 磁電阻器存在類似效應(yīng)。因此，通過說傳感元件對(duì)在第一方向上的磁場敏感，這一般是指比 其他殘余的敏感度或串?dāng)_大至少一個(gè)或兩個(gè)量級(jí)的敏感度的主方向。
[0033]傳感器元件110和112可以包括相同或不同類型的磁場傳感器，諸如霍爾效應(yīng)傳 感器元件（普通霍爾板或豎直霍爾效應(yīng)元件）、磁阻傳感器元件、MAGFET或其它磁場敏感器 件。在其中傳感器元件110感測Z分量且傳感器元件112感測X分量的實(shí)施例中，傳感器 元件110可以包括普通霍爾板，并且傳感器元件112可包括豎直霍爾效應(yīng)元件或磁阻傳感 器元件。在其它實(shí)施例中，仍然可以將其它傳感器元件用于傳感器元件110和112的一個(gè) 或兩個(gè)。
[0034]傳感器裝置102可以包括或耦合到至少一個(gè)引線114,其可以耦合到傳感器元件 110和112和/或管芯106,從而傳達(dá)來自和/或至傳感器裝置102的或與傳感器裝置102 通信的傳感器元件110和112、管芯106和/或傳感器裝置102的其他元件的信號(hào)。例如， 在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)引線114耦合到管芯106以傳達(dá)來自在傳感器系統(tǒng)100之外（諸 如在電子控制單元（ECU)或其他器件或電路之外）的傳感器元件110和112的信號(hào)，。在 圖1的實(shí)施例中，至少一個(gè)引線114被布置為彎曲導(dǎo)線配置，但是其他實(shí)施例中也可以實(shí)施 引線114的其他配置和/或相對(duì)的引線114相對(duì)于管芯106和/或偏置磁體116的相對(duì)布 置（如下面討論的）。
[0035]實(shí)施例中傳感器裝置102還包括偏置磁體116。在其他實(shí)施例中，偏置磁體116不 是傳感器裝置102或系統(tǒng)100的一部分，而是被配置成布置為鄰近或耦合到裝置102。通 常，偏置磁體116可以被配置成磁化的目標(biāo)104,并且當(dāng)目標(biāo)104相對(duì)偏置磁體116移動(dòng)時(shí) 引起目標(biāo)104的磁場變化。偏置磁體116可以包括被磁化為由圖1中箭頭圖示的永久磁體 (即，垂直的、或相對(duì)于頁面上該圖或所使用的坐標(biāo)系的定向的-z方向上的磁體，這在其他 實(shí)施例或傳感器系統(tǒng)100和目標(biāo)104的相對(duì)配置中可以變化）。在實(shí)施例中，偏置磁體116 可感應(yīng)平行于z軸和氣隙方向的磁場。在其他實(shí)施例中，偏置磁體116可以在兩個(gè)方向上 被磁化，在除圖1描述的方向之外的方向上被磁化，或者包括一些其他類型的磁體。
[0036]偏置磁體116的幾何形狀也可以在實(shí)施例中變化，且圖1僅為一個(gè)示例性實(shí)施例。 例如，偏置磁體116可包括大體矩形的形狀、圓柱形形狀、環(huán)形磁體、多個(gè)磁體元件或特定 于應(yīng)用或系統(tǒng)要求的一些其它適合的形狀、配置或結(jié)構(gòu)。在實(shí)施例中，對(duì)稱地定制磁體116 的尺寸是有利的，以使得磁體116的對(duì)稱軸（S卩，圖1示出的z軸）與目標(biāo)104的中心同軸。 如圖1所描述的，傳感器元件110和112被布置在偏置磁體116和目標(biāo)104之間，但可以在 其它實(shí)施例中實(shí)施其它布置。一般來說，傳感器元件110和112盡可能接近目標(biāo)104是有 利的，這樣使得其中偏置磁體116定位于兩者之間的實(shí)施例可能較不具有吸引力。
[0037] 傳感器裝置102可以進(jìn)一步包括封裝118,其可以包括保護(hù)罩、殼體或通常配置為 保護(hù)傳感器裝置102及其組件以及其內(nèi)任選的模塑化合物122的其他集成電路封裝結(jié)構(gòu)。 引線114和其它引線，導(dǎo)線，焊盤或用于將傳感裝置102與外部電源耦合的結(jié)構(gòu)，電路和其 它設(shè)備也可以從封裝118擴(kuò)展或在封裝118上或內(nèi)形成。
[0038] 如已經(jīng)討論的，其它實(shí)施例可以不同于圖1所示的系統(tǒng)100的示例性實(shí)施例，且本 文將通過舉例的方式對(duì)這些實(shí)施例的一些實(shí)施例進(jìn)行討論或在本文中其他地方進(jìn)行描述。 例如，傳感器裝置102可以包括如圖1中的兩個(gè)傳感器元件110和112,或在其他實(shí)施例中 傳感器裝置102可以包括多于兩個(gè)的傳感器元件，或者傳感器元件110和112之一或兩者 可以包括多個(gè)傳感器元件。
[0039] 參考圖2A，類似于傳感器系統(tǒng)100,另一個(gè)傳感器系統(tǒng)200的實(shí)施例包括第一傳感 器元件210,以及包括布置在管芯206上的第二傳感器元件部分212a和212b的第二傳感 器元件212。本文所用的術(shù)語"部分"并旨在暗示該傳感器元件部分本身不是物理或功能完 整的傳感器元件；而是，其旨在表示這些部分是這樣的傳感器元件，即其連同一個(gè)或多個(gè)其 他傳感器元件可被認(rèn)為是具有共同特征（諸如感測磁場的相同分量）的傳感器元件組的部 分，并且在一些實(shí)施例中，將它們各自的信號(hào)結(jié)合以確定平均、差分或一些其它產(chǎn)生的信號(hào) 或估計(jì)?？紤]到本文的各種實(shí)施例描述和討論了各傳感器元件部分的實(shí)施例。
[0040] 雖然在其他實(shí)施例中其他布置是可能的，但在圖2A中，傳感器元件210在垂直于 氣隙方向的方向上被布置在管芯206上的第二傳感器元件部分212a和212b之間并且與其 隔開。如所描繪的，傳感器元件部分212a和212b關(guān)于傳感器元件210通常是對(duì)稱的，并且 彼此具有類似的尺寸和形狀，但不一定與傳感器元件210類似。因此，在實(shí)施例中，傳感器 元件210和212的重心通常是對(duì)齊的或布置在同一點(diǎn)（即，傳感器元件部分212a和212b 的重心位于兩者之間，位于基本上與單個(gè)傳感器元件210的重心的相同點(diǎn)，即它的幾何中 心），以使得它們可以被視為感測同一點(diǎn)的磁場。這在其他實(shí)施例中也是正確的，諸如在圖 2B和2C、圖3A、圖4和圖5中，以及本文中未具體示出的其他可能的實(shí)施例。
[0041] 傳感器元件部分212a和212b可以感測Bx分量，而傳感器元件210可以感測Bz 分量。換句話說，傳感器元件210和212具有不同的敏感方向，并如前面就其它實(shí)施例所討 論的，這些方向可以是反平行的（例如，以除大約0度或約180度以外的任何角度相交），如 彼此垂直。除非另有說明，否則在其它實(shí)施例中通常如此。
[0042] 如果傳感器元件210被布置成以z軸為中心（以圖2A所示的定向延伸到頁面中）， 且傳感器元件部分212a和212b在+/-x方向上對(duì)稱地布置在其任一側(cè)上，則傳感器元件部 分212a和212b的信號(hào)的平均值可以在z軸上（S卩，在傳感器元件210感測Bz的位置處） 提供Bx的估計(jì)，如上述在重心的情況下討論的。與傳感器元件110和112類似，傳感器元 件110可包括普通霍爾板，而在一個(gè)實(shí)施例中傳感器元件112可包括豎直霍爾效應(yīng)器件或 磁阻器。
[0043] 圖2A是系統(tǒng)200的半透明俯視（平面）圖，以使得目標(biāo)204、管芯206和傳感器元 件210和212的一般相對(duì)布置與圖1的一般相對(duì)布置類似，即使在圖2A中顯示了管芯206 被布置在傳感器元件210和212以及目標(biāo)204之間（但這不是說，這樣的布置不能在其他 實(shí)施例中實(shí)施）。另外，系統(tǒng)200可以包括與系統(tǒng)100的那些其他元件類似的其他元件或 以未具體描繪的其他元件（例如，偏置磁體、封裝、引線等）。此處和全文中，類似的附圖標(biāo) 記用于指代類似的元件（例如，管芯106和管芯206,目標(biāo)104和目標(biāo)204等），但是實(shí)施例 中類似的元件可能不相同。例如，如所描繪的，目標(biāo)104通常包括規(guī)則的且類似地隔開的齒 和間隙，而如圖2所示，目標(biāo)204包括比相鄰間隙更寬的至少一個(gè)齒。目標(biāo)204的其他齒和 間隙可以是具有規(guī)則或不規(guī)則的尺寸和/或形狀。例如，更一般而言，傳感器裝置202和目 標(biāo)204的相對(duì)尺寸以及附圖不必成比例繪制，并具有出于討論和說明示例且不限制權(quán)利要 求的特征的目的而所作的調(diào)整。
[0044] 圖2B中描繪了傳感器系統(tǒng)200的另一個(gè)實(shí)施例，其中傳感器元件212包括四個(gè)傳 感器元件部分212a、212b、212c和212d。傳感器元件部分212a和212b，如在圖2A的實(shí)施 例中一樣，被布置成沿著X軸彼此隔開。傳感器元件部分212c和212d被布置成沿著y軸 彼此隔開，y軸垂直于氣隙方向和X軸兩者。在兩個(gè)方向上，傳感器元件部分212a和212b 彼此等距隔開并且與傳感器元件210等距隔開。傳感器元件部分212a-212b和212c-212d 的每一對(duì)也被配置為分別沿第一方向和第二方向檢測磁場分量，并且第一和第二方向是相 互正交的磁場分量的方向，并且還正交于傳感器元件210的敏感方向。
[0045] 圖2B中的系統(tǒng)200的組成和相對(duì)布置使得系統(tǒng)200是"對(duì)扭曲不敏感"的傳感器 系統(tǒng)。換句話說，系統(tǒng)200可以繞扭轉(zhuǎn)軸（S卩，圖2B的z軸）被旋轉(zhuǎn)任意角度，而不會(huì)影響 由第一或第二傳感器元件210和212所檢測的磁場（212指傳感器元件部分212a-212d)。 在一些應(yīng)用中，例如在汽車應(yīng)用中，這可以允許在相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的氣缸蓋而安裝傳感器系 統(tǒng)中增加靈活性。
[0046] 因此，參考圖2C，如果基板206圍繞扭轉(zhuǎn)軸被扭曲或旋轉(zhuǎn)任意扭轉(zhuǎn)角Θ(例如，Θ =20度，如圖2C所圖示），則傳感器元件210和212可被組合以表示沿運(yùn)動(dòng)方向的磁場分 量（即，Bx)。因此，傳感器系統(tǒng)200可以包括三維（3D)傳感器。Bx可以從具有Θ=20度 的圖2C的布置中被重建，因?yàn)樗扔冢?br>[0047] S2x cos Θ -S2y sin Θ ,
[0048] 其中S2x指傳感器元件對(duì)212a和212b，且S2y指傳感器元件對(duì)212c和212d。
[0049] 圖3A(側(cè)視圖）和圖3B(平面或俯視圖）描繪了傳感器系統(tǒng)300的實(shí)施例，其類 似于圖2C的傳感器系統(tǒng)200但呈直立定位的配置。系統(tǒng)300同樣可以是對(duì)扭曲不敏感的 傳感器系統(tǒng)，這里再次在z軸上被扭轉(zhuǎn)（如在圖3B中最容易看出的）。在系統(tǒng)300中，用于 感測Bz分量的傳感器元件310包括兩個(gè)傳感器