JP2002286823A - 磁気検出素子及びそれを用いた磁気センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】従来のＭＩ素子の構造では、磁気センサに応用
したとき、磁気の角度とセンサの仰角が合わないと正し
い値を表示しないため補正回路を設ける等複雑な構成を
採らざるを得ない問題があった。 【解決手段】絶縁性の基板２に磁性薄膜３としてＭＩ素
子を成膜し、該絶縁性の基板は、同一平面でないことを
特徴とするＭＩ素子１であり、磁性薄膜３は、単層の磁
性薄膜の場合は、幅方向に磁化容易軸を設け、二層積層
した場合には、夫々の磁性薄膜の磁化容易軸が交差する
ようなＭＩ素子１であり、該絶縁性の基板２の形状より
ＭＩ素子１の検知方向を補い合うので、磁気検出が正確
にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気検出素子とそれを
用いた磁気センサに関するものであり、特にＭＩ素子を
地磁気センサとして応用した場合に、地磁気センサを傾
けても正しい検出出力が得られる携帯型の地磁気センサ
に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気検出素子（以下ＭＩ素子）
は、図３に示すように平面状の絶縁性基板に磁性薄膜と
して成膜されていた。これを、地磁気センサとして用た
場合、ＭＩ素子の特徴である磁気に対する強い指向性の
ため、ある一定方向の磁気（例えば地磁気）を検出、測
定する場合に、センサが傾くとその傾き角によりセンサ
出力が、増減してしまう。

【０００３】従って、図４に示されるその傾いた状態に
対処するための傾きセンサを別途備えて、その傾き量に
より磁気センサの値を補正していた。そのため、磁気セ
ンサの値を計算して補正するための計算回路が必要であ
った。

【０００４】前述のような構成となるＭＩ素子を用いた
地磁気センサでは、磁気センサの出力が傾きにより値が
異なるため、傾きセンサを備えセンサの傾き量を示す出
力を磁気センサの出力と共に補正用計算部となる計算回
路に入力して補正された正しい磁力値の出力を得てい
た。

【０００５】

【発明が解決するための課題】従来のＭＩ素子及びＭＩ
素子を用いた磁気センサは、ＭＩ素子が磁気に対し強い
指向性を持っているため、磁気の角度とセンサの仰角が
合っていないと正しい値を表示しないため複雑な構成を
採らざる得なかった。本発明では、この問題を解消する
ためにＭＩ素子が傾きに左右されない形状とし、ＭＩ素
子を用いた磁気センサが複雑な構成を持たず検出回路も
簡単な構成とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、ＭＩ素子そ
のものを曲面や台形や∩字や逆Ｖ字とした素子とした
り、平面状の絶縁性基板からなるＭＩ素子を直列につな
ぎ合わせ互いが角度を持たせた素子とし複数のＭＩ素子
で検知する角度を補い合わせる。又、それらの素子と共
に検出回路を合せて用いる磁気センサとして、磁気セン
サを傾けても正しい検出出力を得られる磁気センサを提
供することにより課題を解決している。

【０００７】請求項１では、絶縁性の基板に磁性薄膜を
ＭＩ素子として成膜したＭＩ素子において、磁気検出素
子において、絶縁性の基板からなる該ＭＩ素子は、同一
平面に設けたものでないことを特徴とする磁気検出素子
である。

【０００８】請求項２では、絶縁性の平面基板に磁性薄
膜をＭＩ素子として成膜した磁気検出素子において、該
ＭＩ素子は、少なくとも２つ以上の該ＭＩ素子を直列に
接続して、各々のＭＩ素子が角度を有して形成されるこ
とを特徴とする磁気検出素子である。

【０００９】請求項３では、前記ＭＩ素子は、単層の磁
性薄膜からなり幅方向に磁化容易軸が整えられているこ
とを特徴とする請求項１〜２記載のＭＩ素子で、請求項
４では、前記磁化容易軸は、磁性薄膜を二層成膜したと
き夫々の該磁性薄膜の磁化容易軸が交差するように整え
られているＭＩ素子であることを特徴とする請求項１〜
２記載のＭＩ素子である。請求項５では、前記磁性薄膜
は、軟磁気特性を示すアモルファス膜又は結晶系磁性膜
としたことを特徴とする請求項１〜４記載のＭＩ素子で
ある。

【００１０】請求項６では、磁気検出素子を用いた磁気
センサにおいて、絶縁性の基板に磁性薄膜をＭＩ素子と
して成膜し、該絶縁性の基板は、同一平面に設けられて
いないＭＩ素子と共に検出回路と合せて用いることを特
徴とする磁気検出素子を用いた磁気センサである。

【００１１】請求項７では、磁気検出素子を用いた磁気
センサにおいて、絶縁性の平面基板に磁性薄膜をＭＩ素
子として成膜し、該ＭＩ素子は、少なくとも２つ以上の
該ＭＩ素子を直列に接続して、各々の該ＭＩ素子が角度
を有して形成されると共に検出回路と合せて用いること
を特徴とするＭＩ素子を用いた磁気センサである。

【００１２】請求項８では、前記ＭＩ素子は、単層の磁
性薄膜の幅方向に磁化容易軸が整えられていることを特
徴とする請求項６〜７記載のＭＩ素子を用いた磁気セン
サであり、請求項９では、前記磁化容易軸は、磁性薄膜
を二層成膜したとき、夫々の該磁性薄膜の磁化容易軸が
交差するように整えられるＭＩ素子であることを特徴と
する請求項６〜７記載のＭＩ素子を用いた磁気センサで
ある。請求項１０では、前記磁性薄膜は、軟磁気特性を
示すアモルファス膜又は結晶系磁性膜としたことを特徴
とする請求項６〜９記載のＭＩ素子を用いた磁気センサ
である。

【００１３】

【発明の実施形態】本発明における第一の実施形態を図
１に沿って説明する。１は、一つの平面だけでない絶縁
性の基板２に設けられた磁性薄膜３のＭＩ素子である。
ここでは、ＭＩ素子１が、台形状からなる図である一例
を示している。

【００１４】絶縁性の基板２の形状によって、ＭＩ素子
の構造が決まる。ここでは、台形状からなる絶縁性の基
板２に磁性薄膜３を所定の長手方向の幅方向に磁化容易
軸が整えられるように磁場中スパッタ法で成膜して単層
のＭＩ素子１として形成される。

【００１５】磁性薄膜３が、蒸着、メッキなどで形成さ
れるときは、磁場中アニールで、幅方向に磁化容易軸を
整える。また、磁性薄膜３は、軟磁気特性を示すを示す
アモルファス膜又は結晶系磁性膜である。例えば、Ｆｅ
ＣｏＢ又はＣｏＮｂＺｒを主原料としたアモルファス膜
又はＦｅＮｉ合金の結晶系磁性膜で形成している。

【００１６】本発明の第二の実施形態は、第一の実施形
態と形状が同様であるので図１に沿って簡単に説明す
る。相違する個所は、磁性薄膜３を二層積層し、夫々の
該磁性薄膜を磁化容易軸が交差するようにした素子を用
いたことである。ここでは、磁性薄膜３は、軟磁気特性
を示すアモルファス膜又は結晶系磁性膜である。例え
ば、ＦｅＣｏＢ又はＣｏＮｂＺｒを主原料としたアモル
ファス膜又はＦｅＮｉ合金の結晶系磁性膜で形成し、磁
場中スパッタ法で磁化容易軸を夫々形成している。

【００１７】第一、第二の実施形態に示すように、ＭＩ
素子１の構造は、絶縁性の基板２の形状によって決ま
る。ＭＩ素子のように磁気に対して強い指向性を持つ素
子は、地磁気などの一定の方向からの磁気センサに用い
る場合は、センサの傾きにより常に異なる磁界を検出し
てしまう。ここでは、台形状で説明したが、予め角度の
ついた絶縁性の基板に成膜し、ＭＩ素子１をつくること
で、ＭＩ素子１を用いた地磁気センサが傾いていても一
定の出力を得ることができる。

【００１８】当然絶縁性の基板２の形状は、平面でなく
曲面状であったり、台形状であったり、逆Ｖ字状（くの
字状）であったりしてもよい。

【００１９】本発明における第三の実施形態を図２に沿
って説明する。ＭＩ素子１が、絶縁性の平面基板２に磁
性薄膜３を長手方向に形成している。そのＭＩ素子１を
例えば導線４で少なくとも二つ以上直列につなぎ、その
ＭＩ素子１は、角度を付け設けられる。その形状は、図
２に示すように逆Ｖ字状である。この磁性薄膜３は、第
一の実施形態で説明したのと同様なので省略する。

【００２０】本発明における第四の実施形態は、外形は
同一であるので図２に沿って説明する。相違する個所
は、絶縁性の平面基板２に磁性薄膜３を磁化容易軸が交
差するように二層積層したＭＩ素子を用いたことであ
る。また、磁性薄膜３は、第二の実施形態で説明したの
で省略する。

【００２１】これらは、三つの平面絶縁性基板２を台形
状にＭＩ素子１を直列に導線４で接続しても、更に他の
形状となるように、ＭＩ素子１を夫々直列に接続しても
よい。このように複数のＭＩ素子１を導線４で直列接続
する形状とすればＭＩ素子１を用いた地磁気センサが傾
いていても一定の出力を得ることができる。

【００２２】本発明における第五の実施形態は、ＭＩ素
子を磁気センサとして駆動させる検出回路と共に合せも
った磁気センサである。これは、特に図示しないが、前
述した第一〜第四のＭＩ素子１の実施形態に、前述した
ＭＩ素子１の両端部から配線電極を引き回し、検出回路
となるＩＣで検出出力が得られる。特にその検出回路を
置く位置は、素子の小型化に応じその都度定める事がで
きる。

【００２３】

【発明の効果】本発明では、ＭＩ素子を設ける絶縁性の
基板の形状に角度を持たせるか、絶縁性の基板を互いに
角度をもたせて各ＭＩ素子の検知する角度を補い合わ
せ、地磁気を検出するので、磁気センサが傾いていても
正しい検出出力を得ることができる。従って、傾きセン
サによって補正される補正回路を用いることなくセンサ
回路が構成でき、センサがより小さく作製できる。

【００２４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一、第二の実施形態の外形を示すＭ
Ｉ素子の構造である。

【図２】本発明の第三、第四の実施形態の外形を示すＭ
Ｉ素子の構造である。

【図３】従来のＭＩ素子の構造を示す図である。

【図４】従来のＭＩ素子を用いた磁気センサによって地
磁気を検出する出力するブロック図である。

【符号の簡単な説明】

１、・ ・ ・ＭＩ素子 ２、・ ・ ・絶縁性基板 ３、・ ・ ・磁性薄膜 ４、・ ・ ・導線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 風間 拓也 東京都目黒区中目黒２丁目９番地13号 ス タンレー電気株式会社内 (72)発明者 入戸野 公浩 東京都目黒区中目黒２丁目９番地13号 ス タンレー電気株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA16 AB07 AD51 AD65 BA10 5E049 AA01 AC01 BA16 GC01

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性の基板に磁性薄膜をＭＩ素子として
   成膜した磁気検出素子において、該絶縁性の基板からな
   る該ＭＩ素子は、同一平面に設けたものでないことを特
   徴とする磁気検出素子。
2. 【請求項２】絶縁性の平面基板に磁性薄膜をＭＩ素子と
   して成膜した磁気検出素子において、該ＭＩ素子は、少
   なくとも２つ以上の該ＭＩ素子を直列に接続して、各々
   の該ＭＩ素子が角度を有して形成されることを特徴とす
   る磁気検出素子。
3. 【請求項３】前記ＭＩ素子は、単層の磁性薄膜からなり
   幅方向に磁化容易軸が整えられていることを特徴とする
   請求項１〜２記載の磁気検出素子。
4. 【請求項４】前記磁化容易軸は、磁性薄膜を二層成膜し
   たとき、夫々の該磁性薄膜の該磁化容易軸が交差するよ
   うに整えられているＭＩ素子であることを特徴とする請
   求項１〜２記載の磁気検出素子。
5. 【請求項５】前記磁性薄膜は、軟磁気特性を示すアモル
   ファス膜又は結晶系磁性膜としたことを特徴とする請求
   項１〜４記載の磁気検出素子。
6. 【請求項６】磁気検出素子を用いた磁気センサにおい
   て、絶縁性の基板に磁性薄膜をＭＩ素子として成膜し、
   該絶縁性の基板は、同一平面に設けられていないＭＩ素
   子と共に検出回路と合せて用いることを特徴とする磁気
   検出素子を用いた磁気センサ。
7. 【請求項７】磁気検出素子を用いた磁気センサにおい
   て、絶縁性の平面基板に磁性薄膜をＭＩ素子として成膜
   し、該ＭＩ素子は、少なくとも２つ以上の該ＭＩ素子を
   直列に接続して、各々の該ＭＩ素子が角度を有して形成
   されると共に検出回路と合せて用いることを特徴とする
   磁気検出素子を用いた磁気センサ。
8. 【請求項８】前記ＭＩ素子は、単層の磁性薄膜の幅方向
   に磁化容易軸が整えられていることを特徴とする請求項
   ６〜７記載の磁気検出素子を用いた磁気センサ。
9. 【請求項９】前記磁化容易軸は、磁性薄膜を二層成膜し
   たとき夫々の該磁性薄膜の該磁化容易軸が交差するよう
   に整えられているＭＩ素子であることを特徴とする請求
   項６〜７記載の磁気検出素子を用いた磁気センサ。
10. 【請求項１０】前記磁性薄膜は、軟磁気特性を示すアモ
    ルファス膜又は結晶系磁性膜としたことを特徴とする請
    求項６〜９記載の磁気検出素子を用いた磁気センサ。