JP2011220977A - Magnetic field detector - Google Patents

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勝文 長洲
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic field detector down-sized, while improving the accuracy of measurement of a magnetic field.SOLUTION: In the magnetic field detector 10, magnetic sensor elements 3 and 4 provided with magneto-sensitive sections 6, 7 and 8, each detecting a magnetic field in one axial direction, on respective specified surfaces of flat plate shaped and rectangular parallelepiped substrates are disposed on a mounting substrate with a signal processing IC 2. The magnetic field detector 10 has the plurality of magneto-sensitive sections 6 and 7 disposed in the vicinity of each other on a single substrate constituting the magnetic sensor element 3.

Description

本発明は、磁場検出装置、特に3軸磁気センサに関する。   The present invention relates to a magnetic field detection device, and more particularly to a three-axis magnetic sensor.

近年、パーソナルコンピュータ、携帯用情報機器、電子交換機などの電子機器の小型化が求められており、これらの電子機器に用いられる電子部品においても、小型化、薄型化、軽量化、及び高機能化が強く要求されている。   In recent years, there has been a demand for downsizing electronic devices such as personal computers, portable information devices, and electronic exchanges, and electronic components used in these electronic devices are also downsized, thinned, reduced in weight, and enhanced in functionality. Is strongly demanded.

そのような電子機器の一つであるナビゲーション機器では、方位情報を得るために電子コンパスが用いられている。電子コンパスには、磁場を検出する感磁部を備えた磁気センサ素子が配されている。多くの電子コンパスでは、3個の磁気センサ素子を実装基板上に配置する際に、各磁気センサ素子を構成する各感磁部の感磁方向(感度軸方向)が互いに垂直になるように配置される(例えば、特許文献1参照)。すなわち、X軸,Y軸,Z軸の3軸にかかる磁界を、それぞれ個別の磁気センサ素子を用いて測定している(図17参照)。図17では、各磁気センサ素子に備えられた感磁部の長手方向が、感磁方向であるものとして描いている。一般的に、MIセンサやフラックスゲートセンサのような高感度磁気センサの検出感度は、感磁部の長手方向の長さに依存する。   In a navigation device that is one of such electronic devices, an electronic compass is used to obtain direction information. The electronic compass is provided with a magnetic sensor element having a magnetic sensing part for detecting a magnetic field. In many electronic compasses, when three magnetic sensor elements are arranged on a mounting substrate, the magnetic sensitive directions (sensitivity axis directions) of the magnetic sensitive parts constituting each magnetic sensor element are arranged perpendicular to each other. (See, for example, Patent Document 1). That is, the magnetic fields applied to the three axes of the X axis, the Y axis, and the Z axis are measured using individual magnetic sensor elements (see FIG. 17). In FIG. 17, the longitudinal direction of the magnetic sensing part provided in each magnetic sensor element is drawn as the magnetic sensing direction. In general, the detection sensitivity of a high-sensitivity magnetic sensor such as an MI sensor or a fluxgate sensor depends on the length of the magnetically sensitive portion in the longitudinal direction.

図17に示す従来の電子コンパスでは、実装基板面101に対して平行なX軸方向およびY軸方向にかかる磁界を検出する第一磁気センサ素子103および第二磁気センサ素子104と、実装基板面101に対して垂直なZ軸方向にかかる磁界を検出する磁気センサ素子105と、信号処理IC102とが備えられている。
第一磁気センサ素子103および第二磁気センサ素子104を構成する、第一感磁部106および第二感磁部107の感磁方向は実装基板面101に対して平行であり、各磁気センサ素子103,104は、実装基板面101において平置きで備えられている。一方、第三磁気センサ素子105を構成する第三感磁部108の感磁方向は実装基板面101に対して垂直であり、第三磁気センサ素子105は、実装基板面101において縦置きで備えられている。
In the conventional electronic compass shown in FIG. 17, the first magnetic sensor element 103 and the second magnetic sensor element 104 that detect magnetic fields applied in the X-axis direction and the Y-axis direction parallel to the mounting substrate surface 101, and the mounting substrate surface A magnetic sensor element 105 that detects a magnetic field applied in the Z-axis direction perpendicular to 101 and a signal processing IC 102 are provided.
Magnetic sensing directions of the first magnetic sensing unit 106 and the second magnetic sensing unit 107 constituting the first magnetic sensor element 103 and the second magnetic sensor element 104 are parallel to the mounting substrate surface 101, and each magnetic sensor element 103 and 104 are provided flat on the mounting substrate surface 101. On the other hand, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 108 constituting the third magnetic sensor element 105 is perpendicular to the mounting substrate surface 101, and the third magnetic sensor element 105 is provided vertically on the mounting substrate surface 101. It has been.

特開2009−109378号公報JP 2009-109378 A

従来、実装基板面の垂直軸方向(Z軸方向)にかかる磁界を検出する磁気センサ素子は、磁気検出感度を確保するため、実装基板面の平行軸方向(X軸方向、Y軸方向)にかかる磁界を検出する磁気センサと同程度の大きさである必要があり、かつ、縦置きで配置されるため、平置きに配置された磁気センサ素子よりも背高になってしまい、磁場検出装置(電子コンパス)全体が大型化してしまう問題がある。また、磁場検出装置の磁界測定精度の向上が望まれている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、磁場測定精度を向上しつつ、小型化された磁場検出装置を提供することを課題とする。
Conventionally, a magnetic sensor element that detects a magnetic field applied in the vertical axis direction (Z-axis direction) of the mounting board surface is arranged in a parallel axis direction (X-axis direction, Y-axis direction) of the mounting board surface in order to ensure magnetic detection sensitivity. The magnetic sensor needs to be about the same size as a magnetic sensor for detecting such a magnetic field, and since it is arranged vertically, it becomes taller than a magnetic sensor element arranged flat, and the magnetic field detection device (Electronic compass) There is a problem that the whole becomes large. Moreover, improvement of the magnetic field measurement accuracy of a magnetic field detection apparatus is desired.
This invention is made | formed in view of the said situation, and makes it a subject to provide the magnetic field detection apparatus reduced in size, improving a magnetic field measurement precision.

本発明の請求項1に記載の磁場検出装置は、1軸方向の磁場を検出する感磁部を、平板かつ直方体状の基板の特定面上に備えた磁気センサ素子が、信号処理ICとともに実装基板上に配されてなる磁場検出装置であって、前記磁気センサ素子を構成する単一の基板に、複数の前記感磁部が互いの近傍に配置されていることを特徴とする。
本発明の請求項2に記載の磁場検出装置は、請求項1において、前記単一の基板に配置された複数の感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁方向が、前記実装基板面に対して斜めをなしていることを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の磁場検出装置は、請求項1又は2において、前記単一の基板に配置された複数の感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することを特徴とする。
本発明の請求項4に記載の磁場検出装置は、請求項1〜3のいずれか一項において、前記磁気センサ素子に加えて、前記感磁部と同機能を有する感磁部が前記信号処理IC上に設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項5に記載の磁場検出装置は、1軸方向の磁場を検出する感磁部を、平板かつ直方体状の基板の特定面上に備えた磁気センサ素子が、信号処理ICとともに実装基板上に配されてなる磁場検出装置であって、前記信号処理ICを構成する単一の基板に、複数の前記感磁部が各々互いの近傍に配置されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic field detection device including a magnetic sensor element including a magnetic sensing element that detects a magnetic field in one axial direction on a specific surface of a flat and rectangular parallelepiped substrate together with a signal processing IC. A magnetic field detection apparatus arranged on a substrate, wherein a plurality of the magnetic sensing portions are arranged in the vicinity of each other on a single substrate constituting the magnetic sensor element.
A magnetic field detection device according to a second aspect of the present invention is the magnetic field detection device according to the first aspect, wherein a magnetic sensing direction of at least two magnetic sensing units among the plurality of magnetic sensing units arranged on the single substrate is the mounting. It is characterized by being inclined with respect to the substrate surface.
A magnetic field detection device according to a third aspect of the present invention is the magnetic field detection device according to the first or second aspect, wherein magnetic sensitive axes of at least two magnetic sensitive portions among a plurality of magnetic sensitive portions arranged on the single substrate intersect. It is characterized by doing.
According to a fourth aspect of the present invention, in the magnetic field detection device according to any one of the first to third aspects, in addition to the magnetic sensor element, a magnetic sensing unit having the same function as the magnetic sensing unit performs the signal processing. It is provided on an IC.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a magnetic field detection device including a magnetic sensor element having a magnetic sensing portion for detecting a magnetic field in one axial direction on a specific surface of a flat plate and a rectangular parallelepiped substrate together with a signal processing IC. A magnetic field detection device arranged on a substrate, wherein a plurality of the magnetic sensing units are arranged in the vicinity of each other on a single substrate constituting the signal processing IC.

本発明の磁場検出装置によれば、実装基板上に配された磁気センサ素子に備えられた複数の感磁部を互いの近傍に集中させて、一極に配置することによって、その一極にかかる磁場をより精度良く測定できる。
さらに、前記実装基板上の磁気センサ素子を構成する単一の基板に複数備えられた各感磁部の感磁方向を、それぞれ前記実装基板面に対して斜めに配することによって、当該磁気センサ素子を低背化することができるので、当該磁場検出装置を小型化できる。
また、磁気センサ素子に備えられた感磁部と同機能を有する感磁部を、磁気センサ素子の代わりに信号処理IC上に備える場合、磁気センサ素子が実装基板を占有する面積を削減することができるので、当該磁場検出装置をより小型化できる。
According to the magnetic field detection device of the present invention, by concentrating a plurality of magnetic sensitive parts provided in the magnetic sensor elements arranged on the mounting substrate in the vicinity of each other and arranging them in one pole, Such a magnetic field can be measured with higher accuracy.
Further, the magnetic sensor is provided by arranging the magnetic sensing directions of the magnetic sensing units provided on a single substrate constituting the magnetic sensor element on the mounting substrate obliquely with respect to the mounting substrate surface. Since the element can be reduced in height, the magnetic field detection device can be reduced in size.
In addition, when a magnetic sensor having the same function as the magnetic sensor provided in the magnetic sensor element is provided on the signal processing IC instead of the magnetic sensor element, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate is reduced. Therefore, the magnetic field detection device can be further downsized.

また、本発明の磁場検出装置によれば、実装基板上に配された信号処理ICに備えられた複数の感磁部を互いの近傍に集中させて、一極に配置することによって、その一極にかかる磁場をより精度良く測定できる。   In addition, according to the magnetic field detection device of the present invention, a plurality of magnetic sensitive parts provided in the signal processing IC arranged on the mounting substrate are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole, so that The magnetic field applied to the pole can be measured with higher accuracy.

本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 感磁部が実装基板面1から突出した高さを比較する図である。It is a figure which compares the height which the magnetic sensing part protruded from the mounting substrate surface 1. FIG. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in an example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の別の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in another example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の別の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in another example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の別の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in another example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 本発明にかかる磁場検出装置の別の一例における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in another example of the magnetic field detection apparatus concerning this invention. 従来の磁場検出装置における、磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the layout of the magnetic sensor element and signal processing IC in the conventional magnetic field detection apparatus.

<磁場検出装置の第一実施形態>
以下、好適な実施の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図1は、本発明にかかる磁場検出装置の第一実施形態である磁場検出装置10A(10)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<First Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
The present invention will be described below based on preferred embodiments with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in a magnetic field detection device 10A (10) which is a first embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置10Aは、実装基板面1に、信号処理IC2、第一磁気センサ素子3、および第二磁気センサ素子4を少なくとも備えてなる。
実装基板面1において、第一磁気センサ素子3は縦置きで配置されており、第二磁気センサ素子4は平置き(横置き)で配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子3は、平置きで配置された第二磁気センサ素子4および信号処理IC2よりも背高であり、実装基板面1からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 10 </ b> A includes at least a signal processing IC 2, a first magnetic sensor element 3, and a second magnetic sensor element 4 on the mounting substrate surface 1.
On the mounting substrate surface 1, the first magnetic sensor element 3 is arranged vertically, and the second magnetic sensor element 4 is arranged flat (horizontal). The first magnetic sensor element 3 arranged vertically is taller than the second magnetic sensor element 4 and signal processing IC 2 arranged flat, and protrudes from the mounting substrate surface 1 to a higher position.

第一磁気センサ素子3を構成する平板かつ直方体状の単一の基板の特定面(一方の主面)上には、短冊形で示した第一感磁部6および第二感磁部7が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部6の感磁方向はY軸方向と平行であり、第二感磁部7の感磁方向はZ軸と平行である。このY軸方向およびZ軸方向は、それぞれ実装基板面1に対して斜めに45°の傾きをなしている。第一磁気センサ素子3の第一感磁部6および第二感磁部7が備えられた基板面は、実装基板面1に対して垂直である。
第二磁気センサ素子4を構成する平板かつ直方体状の基板の特定面上には、短冊形で示した第三感磁部8が一つ備えられており、該短冊形の長手方向であるX軸方向が第三感磁部8の感磁方向を示す。このX軸方向は、実装基板面1と平行である。第二磁気センサ素子4の第一感磁部8が備えられた基板面は、実装基板面1に対して平行である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
On a specific surface (one main surface) of a single flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 3, a first magnetic sensing portion 6 and a second magnetic sensing portion 7 shown in a rectangular shape are provided. Is provided. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 6 is parallel to the Y axis direction, and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 7 is parallel to the Z axis. Each of the Y-axis direction and the Z-axis direction is inclined at an angle of 45 ° with respect to the mounting substrate surface 1. The board surface provided with the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7 of the first magnetic sensor element 3 is perpendicular to the mounting board surface 1.
On the specific surface of the flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the second magnetic sensor element 4, there is provided one third magnetic sensing portion 8 shown in a strip shape, and X is the longitudinal direction of the strip shape. The axial direction indicates the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 8. This X-axis direction is parallel to the mounting substrate surface 1. The substrate surface on which the first magnetic sensing portion 8 of the second magnetic sensor element 4 is provided is parallel to the mounting substrate surface 1.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置10Aでは、第一磁気センサ素子3および第二磁気センサ素子4が、信号処理IC2の近傍において、寄り集まって配置されている。また、第一磁気センサ素子3を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部6および第二感磁部7が互いの近傍に備えられている。このため、各磁気センサ素子を構成する基板に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部6は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部7および第三感磁部8が配置されていて、第二感磁部7は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部6および第三感磁部8が配置されていて、第三感磁部8は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部6および第二感磁部7が配置されている。
In the magnetic field detection device 10A, the first magnetic sensor element 3 and the second magnetic sensor element 4 are arranged close together in the vicinity of the signal processing IC2. Further, a first magnetic sensing part 6 and a second magnetic sensing part 7 provided on a single substrate constituting the first magnetic sensor element 3 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the board | substrate which comprises each magnetic sensor element are arrange | positioned in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 6 has the second magnetic sensing part 7 and the third magnetic sensing part 8 arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 6 and the third magnetic sensing part 8 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 8 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 6 and a second magnetic sensing part 7 are arranged.

ここで、「各感磁部が互いの近傍に配置される」とは、第一磁気センサ素子3および第二磁気センサ素子4が、互いの近隣に配置されていることをいう。このとき、各磁気センサ素子間には当該磁気センサ素子以外の部品が挟まれて実装されていない状態となる。このような状態においては、複数の磁気センサ素子同士を、空間内に密集して配置できる。この状態において、さらに、各感磁部はその長手方向の長さの距離範囲内に、少なくとも一つの他の感磁部が配置されていることが好ましい。また、各感磁部が残りの全ての感磁部の長手方向の長さの距離範囲内に配置されていることがより好ましい。
このように、各感磁部が互いの近傍に寄り集まって、一極に集中して配置されることにより、その一極における磁場をより精度良く測定することができる。このメカニズムを以下に説明する。
Here, “each magnetic sensing part is arranged in the vicinity of each other” means that the first magnetic sensor element 3 and the second magnetic sensor element 4 are arranged in the vicinity of each other. At this time, parts other than the magnetic sensor element are sandwiched between the magnetic sensor elements and are not mounted. In such a state, a plurality of magnetic sensor elements can be densely arranged in the space. In this state, it is further preferable that at least one other magnetic sensitive part is arranged in the distance range of the length in the longitudinal direction of each magnetic sensitive part. Further, it is more preferable that each magnetic sensing portion is disposed within a distance range of the length in the longitudinal direction of all remaining magnetic sensing portions.
As described above, the magnetic sensitive parts are gathered close to each other and concentrated in one pole, so that the magnetic field in the one pole can be measured with higher accuracy. This mechanism will be described below.

従来の磁場検出装置(例えば図17に示す磁場検出装置100)では、各磁気センサ素子は互いの近傍に配置されていない。すなわち、各磁気センサ素子は、配置された位置が異なるため、それぞれ個別の位置の磁場を測定している。各磁気センサ素子が測定した磁場は、最終的に信号処理IC102によって合成されて、磁場検出装置100全体における磁場(磁場ベクトル)が算出される。   In a conventional magnetic field detection device (for example, the magnetic field detection device 100 shown in FIG. 17), the magnetic sensor elements are not arranged in the vicinity of each other. That is, since the magnetic sensor elements are arranged at different positions, the magnetic fields at the individual positions are measured. The magnetic field measured by each magnetic sensor element is finally synthesized by the signal processing IC 102, and the magnetic field (magnetic field vector) in the entire magnetic field detection apparatus 100 is calculated.

このように、互いに離れた位置の磁場を合成して得られた磁場ベクトルは、三つの個別の位置の磁場の平均であるため、各磁気センサ素子が配置された範囲(磁場検出装置100全体)における平均的な磁場を測定しているに過ぎないので、その測定精度は低い。
一般に、磁場検出装置の近傍には磁界を発生するデバイスが設けられていることが多く、磁場検出装置における磁界勾配は顕著である。したがって、各磁気センサ素子が互いに離れて配置されていると、それぞれが異なる磁界勾配を受けることになり、磁場測定の誤差を生じ易くなる。
Thus, the magnetic field vector obtained by synthesizing the magnetic fields at positions separated from each other is the average of the magnetic fields at the three individual positions, and therefore the range in which each magnetic sensor element is disposed (the entire magnetic field detection device 100). The measurement accuracy is low because only the average magnetic field is measured.
Generally, a device that generates a magnetic field is often provided in the vicinity of the magnetic field detection device, and the magnetic field gradient in the magnetic field detection device is significant. Therefore, when the magnetic sensor elements are arranged apart from each other, each receives a different magnetic field gradient, and magnetic field measurement errors are likely to occur.

一方、本発明にかかる磁場検出装置(例えば図1に示す磁場検出装置10A)では、各磁気センサ素子が互いの近傍に配置されており、各磁気センサ素子が集中して配された一極(一箇所)の磁場を測定している。各磁気センサ素子が測定した磁場は、最終的に信号処理IC2によって合成されて、前記一極における磁場(磁場ベクトル)が算出される。   On the other hand, in the magnetic field detection apparatus according to the present invention (for example, the magnetic field detection apparatus 10A shown in FIG. 1), the magnetic sensor elements are arranged in the vicinity of each other, and the magnetic sensor elements are concentrated and arranged in one pole ( Measuring the magnetic field at one location. The magnetic field measured by each magnetic sensor element is finally synthesized by the signal processing IC 2 to calculate the magnetic field (magnetic field vector) at the one pole.

このように、互いに寄り集まった一極の磁場を合成して得られた磁場ベクトルは、前記一極における局所的な磁場を、X,Y,Z軸方向をそれぞれ検出する三つの磁気センサ素子によって測定したものであるため、磁場検出装置の個々に異なる位置における磁界勾配の違いの影響を受けにくい。したがって、各磁気センサ素子を集合させて配置することにより、磁場の測定精度を高めることができる。   Thus, the magnetic field vector obtained by synthesizing the magnetic fields of one pole gathered close to each other is obtained by three magnetic sensor elements that detect the X, Y, and Z axis directions respectively. Since it was measured, it is difficult to be affected by the difference in magnetic field gradient at different positions of the magnetic field detection device. Therefore, the measurement accuracy of the magnetic field can be increased by arranging the magnetic sensor elements together.

また、各磁気センサ素子と信号処理IC2との電気的接続を行う配線(不図示)は、各磁気センサ素子から信号処理IC2へ伝送される信号の劣化を抑制するために、なるべく短くすることが望ましい。このため、各磁気センサ素子は、信号処理ICの近傍に配置されることが好ましい。より具体的には、各磁気センサ素子を構成する基板の長手方向の長さに相当する距離範囲内に、信号処理ICが配置されていることが好ましい。このことは後述する本発明にかかる磁場検出装置のすべてについて当てはまる。   Also, the wiring (not shown) for electrically connecting each magnetic sensor element and the signal processing IC 2 can be made as short as possible in order to suppress the deterioration of the signal transmitted from each magnetic sensor element to the signal processing IC 2. desirable. For this reason, each magnetic sensor element is preferably arranged in the vicinity of the signal processing IC. More specifically, the signal processing IC is preferably arranged within a distance range corresponding to the length in the longitudinal direction of the substrate constituting each magnetic sensor element. This applies to all the magnetic field detection devices according to the present invention described later.

磁場検出装置10Aにおいて、第二感磁部7の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部7の感磁軸)と第三感磁部8の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部8の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第二感磁部7を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部8を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 10A, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 7 (the magnetic sensing axis of the second magnetic sensing unit 7) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the third magnetic sensing unit 8 ( And the magnetic sensitive axis of the third magnetic sensitive part 8 cross each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 7 and a longitudinal direction of the strip shape showing the third magnetic sensing portion 8. It means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置10Aでは、第一磁気センサ素子3の一方の主面に備えられた第一感磁部6の感磁方向および第二感磁部7の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面1に対して45°の傾きをなしている。さらに、第二磁気センサ素子4を構成する第三感磁部8の感磁方向は実装基板面1に対して平行であり、第一感磁部6および第二感磁部7の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置10Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 10A, the first magnetic sensor element 3 provided on one main surface of the first magnetic sensor element 3 is mounted while the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 6 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 7 are orthogonal to each other. The substrate surface 1 is inclined at 45 °. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 8 constituting the second magnetic sensor element 4 is parallel to the mounting substrate surface 1, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7. Is orthogonal. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 10A to detect the magnetic field in the three axial magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各磁気センサ素子が測定する3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC2によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetic sensitive directions are different from each other and all of the three magnetic sensitive directions do not exist on the same plane, a magnetic field vector in a three-dimensional space measured by each magnetic sensor element is signal processing IC2. Can be calculated.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC2における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing the measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 2, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、第一磁気センサ素子3における第一感磁部6の感磁方向と第二感磁部7の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。
第一感磁部6および第二感磁部7は単一の基板の特定面に配置されているため、第一磁気センサ素子3の製造時に両感磁部の感磁方向が直交するように予め作り込むことができる。その結果、第一磁気センサ素子3を実装基板面1に実装する段階においては、両感磁部の相対的な感磁方向を調整する必要は無いので容易に実装できる。
一方、別の基板から構成される第二磁気センサ素子4に配置された第三感磁部8の感磁方向と第一感磁部6又は第二感磁部7の感磁方向とを互いに直交させるためには、実装基板面1における第一磁気センサ素子3と第二磁気センサ素子4との相対的配置を厳密に調整しつつ両磁気センサ素子を実装しなければならない。
When at least two of the three magnetic sensing directions are perpendicular to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 6 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 7 in the first magnetic sensor element 3 are the same. It is preferable that they are orthogonal to each other.
Since the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7 are arranged on a specific surface of a single substrate, the magnetic sensing directions of the two magnetic sensing parts are orthogonal to each other when the first magnetic sensor element 3 is manufactured. Can be built in advance. As a result, at the stage of mounting the first magnetic sensor element 3 on the mounting substrate surface 1, it is not necessary to adjust the relative magnetic sensing direction of both magnetic sensing parts, so that the first magnetic sensor element 3 can be easily mounted.
On the other hand, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 8 and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 6 or the second magnetic sensing unit 7 arranged in the second magnetic sensor element 4 made of another substrate are mutually set. In order to make them orthogonal, both magnetic sensor elements must be mounted while strictly adjusting the relative arrangement of the first magnetic sensor element 3 and the second magnetic sensor element 4 on the mounting substrate surface 1.

第一感磁部6が実装基板面1となす角θと、第二感磁部7が実装基板面1となす角φとは、同じ角度であっても異なる角度であってもよい。
なす角θとなす角φとが異なる角度である場合、なす角θとなす角φとの和は90°であることが好ましい。その和が90°であることによって、少なくとも第一感磁部6の感磁方向と第二感磁部7の感磁方向とを直交させることができ、さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることができる。
The angle θ formed by the first magnetic sensing portion 6 with the mounting substrate surface 1 and the angle φ formed by the second magnetic sensing portion 7 with the mounting substrate surface 1 may be the same angle or different angles.
When the formed angle θ is different from the formed angle φ, the sum of the formed angle θ and the formed angle φ is preferably 90 °. By the sum being 90 °, at least the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 6 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 7 can be made orthogonal, and further, the first to third magnetic sensitive parts. The three magnetosensitive directions can be orthogonal to each other.

なす角θとなす角φとが同じ角度である場合、なす角θ及びなす角φは45°であることが好ましい。45°であることによって、少なくとも第一感磁部6の感磁方向と第二感磁部7の感磁方向とを直交させることができ(さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることも可能であり)、且つ、第一感磁部6および第二感磁部7を備えた第一磁気センサ素子3を低背化することができる。この低背化について、以下に説明する。   When the formed angle θ and the formed angle φ are the same angle, the formed angle θ and the formed angle φ are preferably 45 °. By being 45 °, at least the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 6 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 7 can be orthogonal to each other (further, the three of the first to third magnetic sensing parts). It is also possible to make all the magnetic sensing directions orthogonal to each other), and the first magnetic sensor element 3 including the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7 can be reduced in height. This reduction in height will be described below.

前述のように、第一磁気センサ素子3は、第一感磁部6および第二感磁部7が備えられた基板面を実装基板面1に対して垂直に立てた縦置きで配置されている。このため、第一磁気センサ素子3は、平置きで配置された第二磁気センサ素子4および信号処理IC2よりも背高である。このとき、第一磁気センサ素子3を構成する第一感磁部6および第二感磁部7は、実装基板面1から高さhで突き出している(図1参照)。この高さhが最も高くなるのは、第一感磁部6(又は第二感磁部7)が実装基板面1となす角θ(又はなす角φ)が90°(垂直)の場合である。この場合における第一感磁部6の高さhは、従来の磁場検出装置100における第三感磁部108の高さHに相当する(図17参照)。   As described above, the first magnetic sensor element 3 is arranged in a vertical position in which the substrate surface on which the first magnetic sensing unit 6 and the second magnetic sensing unit 7 are provided stands vertically with respect to the mounting substrate surface 1. Yes. For this reason, the first magnetic sensor element 3 is taller than the second magnetic sensor element 4 and the signal processing IC 2 arranged in a flat position. At this time, the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7 constituting the first magnetic sensor element 3 protrude from the mounting substrate surface 1 at a height h (see FIG. 1). The height h is the highest when the angle θ (or the angle φ formed) between the first magnetic sensing portion 6 (or the second magnetic sensing portion 7) and the mounting substrate surface 1 is 90 ° (vertical). is there. The height h of the first magnetic sensing unit 6 in this case corresponds to the height H of the third magnetic sensing unit 108 in the conventional magnetic field detection device 100 (see FIG. 17).

第一感磁部6のなす角θを90°から45°へ変化させるにつれて、第一感磁部6の高さhおよび第一磁気センサ素子3の高さを徐々に低くすることができる(図2参照)。具体的には、なす角θを45°にした場合、なす角θが90°の場合よりも、その高さhを0.75倍に低背化することができる。   As the angle θ formed by the first magnetic sensing part 6 is changed from 90 ° to 45 °, the height h of the first magnetic sensing part 6 and the height of the first magnetic sensor element 3 can be gradually reduced ( (See FIG. 2). Specifically, when the formed angle θ is 45 °, the height h can be reduced by 0.75 times compared to the case where the formed angle θ is 90 °.

第一感磁部6のなす角θを45°よりもさらに0°側へ変化させた場合、第一感磁部6の高さhおよび第一磁気センサ素子3の高さをさらに低背化しうる。しかし、前述のように、第一感磁部6のなす角θと第二感磁部7のなす角φの和を90°にすることが好ましいため、なす角θを45°よりも小さい角度にすると、なす角φが45°よりも大きくなってしまい、第二感磁部7の高さhが高くなってしまい、結果として第一磁気センサ素子3の高さも高くなってしまう。   When the angle θ formed by the first magnetic sensing part 6 is further changed from 45 ° to 0 °, the height h of the first magnetic sensing part 6 and the height of the first magnetic sensor element 3 are further reduced. sell. However, as described above, since the sum of the angle θ formed by the first magnetic sensing portion 6 and the angle φ formed by the second magnetic sensing portion 7 is preferably 90 °, the angle θ formed is smaller than 45 °. Then, the angle φ formed is larger than 45 °, the height h of the second magnetic sensing part 7 is increased, and as a result, the height of the first magnetic sensor element 3 is also increased.

したがって、実装基板面1上に縦置きで配置されている第一磁気センサ素子3の高さ(第一感磁部6および第二感磁部7の高さh)を低くするためには、なす角θ及びφが共に45°であることが好ましい。このように縦置きで配置された磁気センサ素子を低背化することによって、本発明の磁場検出装置10Aを、従来の磁場検出装置100よりも低背化して、より小型化することができる。   Therefore, in order to reduce the height of the first magnetic sensor element 3 arranged vertically on the mounting substrate surface 1 (the height h of the first magnetic sensing part 6 and the second magnetic sensing part 7), It is preferable that both the angles θ and φ are 45 °. Thus, by reducing the height of the magnetic sensor elements arranged vertically, the magnetic field detection device 10A of the present invention can be made lower in height than the conventional magnetic field detection device 100, and further downsized.

本発明にかかる磁場検出装置の基板の材質としては、例えばガラス、サファイア、プラスチック、セラミックス等の絶縁体や、シリコン(Si)等の半導体が挙げられる。
本発明にかかる磁場検出装置に用いる磁気センサ素子としては、MI素子(Magneto−Impedance素子)、平行フラックスゲートセンサ素子、直交フラックスゲートセンサ素子等の公知のものが適用できる。該MI素子、該平行フラックスゲートセンサ素子、および該直交フラックスゲートセンサ素子を構成する感磁部としては、短冊形状にパターニングされた磁性体膜が用いられる。該磁性体膜は、例えば零磁歪アモルファス組成であるCoNbZrが用いられる。
Examples of the material of the substrate of the magnetic field detection device according to the present invention include insulators such as glass, sapphire, plastic, and ceramics, and semiconductors such as silicon (Si).
As a magnetic sensor element used in the magnetic field detection apparatus according to the present invention, known elements such as an MI element (Magneto-Impedance element), a parallel fluxgate sensor element, an orthogonal fluxgate sensor element, and the like can be applied. A magnetic film patterned in a strip shape is used as the magnetic sensitive part constituting the MI element, the parallel fluxgate sensor element, and the orthogonal fluxgate sensor element. For the magnetic film, for example, CoNbZr having a zero magnetostrictive amorphous composition is used.

<磁場検出装置の第二実施形態>
図3は、本発明にかかる磁場検出装置の第二実施形態である磁場検出装置20A(20)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<Second Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
FIG. 3 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 20A (20) which is the second embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置20Aは、実装基板面11に、信号処理IC12、および第一磁気センサ素子13を少なくとも備えてなる。
実装基板面11において、第一磁気センサ素子13は縦置きで配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子13は、平置きで配置された信号処理IC12よりも背高であり、実装基板面11からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 20 </ b> A includes at least a signal processing IC 12 and a first magnetic sensor element 13 on the mounting substrate surface 11.
On the mounting substrate surface 11, the first magnetic sensor elements 13 are arranged vertically. The first magnetic sensor element 13 arranged vertically is taller than the signal processing IC 12 arranged flat, and protrudes from the mounting board surface 11 to a higher position.

信号処理IC12を構成する基板には短冊形で示した第三感磁部18が一つ備えられており、該短冊形の長手方向であるX軸方向が第三感磁部18の感磁方向を示す。このX軸方向は、実装基板面11と平行である。信号処理IC12の第三感磁部18が備えられた基板面は、実装基板面11に対して平行である。
第一磁気センサ素子13を構成する平板かつ直方体状の単一の基板の特定面(一方の主面)上には、短冊形で示した第一感磁部16および第二感磁部17が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部16の感磁方向はY軸方向と平行であり、第二感磁部17の感磁方向はZ軸と平行である。このY軸方向およびZ軸方向は、それぞれ実装基板面11に対して斜めに45°の傾きをなしている。第一磁気センサ素子13の第一感磁部16および第二感磁部17が備えられた基板面は、実装基板面11に対して垂直である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
The substrate constituting the signal processing IC 12 is provided with one third magnetic sensing portion 18 shown in a strip shape, and the X-axis direction which is the longitudinal direction of the strip shape is the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing portion 18. Indicates. This X-axis direction is parallel to the mounting substrate surface 11. The substrate surface on which the third magnetic sensing portion 18 of the signal processing IC 12 is provided is parallel to the mounting substrate surface 11.
On a specific surface (one main surface) of a single flat plate and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 13, a first magnetic sensing portion 16 and a second magnetic sensing portion 17 shown in a strip shape are provided. Is provided. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 16 is parallel to the Y-axis direction, and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 17 is parallel to the Z-axis. Each of the Y-axis direction and the Z-axis direction is inclined at an angle of 45 ° with respect to the mounting substrate surface 11. The board surface provided with the first magnetic sensing part 16 and the second magnetic sensing part 17 of the first magnetic sensor element 13 is perpendicular to the mounting board surface 11.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置20Aでは、第一磁気センサ素子13が、信号処理IC12の近傍に寄り集まって配置されている。また、第一磁気センサ素子13を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部16および第二感磁部17が互いの近傍に備えられている。このため、第一磁気センサ素子13および信号処理IC12に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部16は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部17および第三感磁部18が配置されていて、第二感磁部17は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部16および第三感磁部18が配置されていて、第三感磁部18は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部16および第二感磁部17が配置されている。
In the magnetic field detection device 20A, the first magnetic sensor elements 13 are arranged close to the vicinity of the signal processing IC 12. Further, a first magnetic sensing part 16 and a second magnetic sensing part 17 provided on a single substrate constituting the first magnetic sensor element 13 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the first magnetic sensor element 13 and the signal processing IC 12 are arranged in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 16 includes the second magnetic sensing part 17 and the third magnetic sensing part 18 within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 16 and the third magnetic sensing part 18 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 18 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 16 and a second magnetic sensing part 17 are arranged.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置20Aの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this way, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 20A is possible. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置20Aにおいて、第一感磁部16の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部16の感磁軸)と第二感磁部17の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部17の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部16を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部17を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 20 </ b> A, a magnetosensitive axis passing through the center of the first magnetosensitive part 16 (a magnetosensitive axis of the first magnetosensitive part 16) and a magnetosensitive axis passing through the center of the second magnetosensitive part 17 ( And the magnetic sensitive axis of the second magnetic sensitive part 17 cross each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 16 and a longitudinal direction of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 17. It means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置20Aでは、第一磁気センサ素子13を構成する第一感磁部16の感磁方向および第二感磁部17の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面11に対して45°の傾きをなしている。さらに、信号処理IC12の上面に配された第三感磁部18の感磁方向は実装基板面11に対して平行であり、第一感磁部16および第二感磁部17の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置20Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 20A, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 16 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 17 constituting the first magnetic sensor element 13 are orthogonal to each other while being perpendicular to each other. The inclination is 45 °. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 18 disposed on the upper surface of the signal processing IC 12 is parallel to the mounting substrate surface 11, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 16 and the second magnetic sensing unit 17. Is orthogonal. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 20A to detect a magnetic field in three magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC12によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by IC12.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC12における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing the measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 12, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、第一磁気センサ素子13における第一感磁部16の感磁方向と第二感磁部17の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。この好ましい理由は、前述の第一実施形態の第一磁気センサ素子3の場合と同様であり、実装基板面11への第一磁気センサ素子13の実装が容易になることである。   When at least two of the three magnetic sensing directions are perpendicular to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 16 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 17 in the first magnetic sensor element 13 are the same. It is preferable that they are orthogonal to each other. The reason for this preference is the same as in the case of the first magnetic sensor element 3 of the first embodiment described above, and it is easy to mount the first magnetic sensor element 13 on the mounting substrate surface 11.

第一感磁部16が実装基板面11となす角θと、第二感磁部17が実装基板面1となす角φとは、同じ角度であっても異なる角度であってもよい。
なす角θとなす角φとが異なる角度である場合、なす角θとなす角φとの和は90°であることが好ましい。その和が90°であることによって、少なくとも第一感磁部16の感磁方向と第二感磁部17の感磁方向とを直交させることができ、さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることができる。
The angle θ formed by the first magnetic sensing portion 16 with the mounting substrate surface 11 and the angle φ formed by the second magnetic sensing portion 17 with the mounting substrate surface 1 may be the same angle or different angles.
When the formed angle θ is different from the formed angle φ, the sum of the formed angle θ and the formed angle φ is preferably 90 °. When the sum is 90 °, at least the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 16 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 17 can be orthogonal to each other, and further the first to third magnetic sensitive parts. The three magnetosensitive directions can be orthogonal to each other.

なす角θとなす角φとが同じ角度である場合、なす角θ及びなす角φは45°であることが好ましい。45°であることによって、少なくとも第一感磁部16の感磁方向と第二感磁部17の感磁方向とを直交させることができ(さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることも可能であり)、且つ、第一感磁部16および第二感磁部17を備えた第一磁気センサ素子13を低背化することができる。この低背化についての説明は、前述の第一実施形態である磁場検出装置10と同様である。   When the formed angle θ and the formed angle φ are the same angle, the formed angle θ and the formed angle φ are preferably 45 °. By being 45 °, at least the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 16 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 17 can be orthogonal to each other (further, three of the first to third magnetic sensing parts). It is also possible to make all the magnetic sensing directions orthogonal to each other), and the first magnetic sensor element 13 including the first magnetic sensing part 16 and the second magnetic sensing part 17 can be reduced in height. The description about this low profile is the same as that of the magnetic field detection apparatus 10 which is 1st embodiment mentioned above.

実装基板面11上に縦置きで配置されている第一磁気センサ素子13の高さ(第一感磁部16および第二感磁部17の高さh)を低くするためには、なす角θ及びφが共に45°であることが好ましい。このように縦置きで配置された磁気センサ素子を低背化することによって、本発明の磁場検出装置20Aを、従来の磁場検出装置100よりも低背化して、より小型化することができる。   In order to reduce the height of the first magnetic sensor element 13 arranged vertically on the mounting substrate surface 11 (the height h of the first magnetic sensing portion 16 and the second magnetic sensing portion 17), Both θ and φ are preferably 45 °. Thus, by reducing the height of the magnetic sensor elements arranged vertically, the magnetic field detection device 20A of the present invention can be made lower in height than the conventional magnetic field detection device 100 and further downsized.

また、信号処理IC12の基板の上面に第三感磁部18を配したことによって、前述の第一実施形態の第二磁気センサ素子4に相当する磁気センサ素子は、第二実施形態では必要ない。すなわち、磁場検出装置20の実装基板面11における磁気センサ素子は1つであり、平置きされた磁気センサ素子は配されていない。このため、実装基板面11における磁気センサ素子が占有する面積を小さくすることができる。したがって、磁場検出装置20Aを磁場検出装置10よりも、さらに小型化することができる。
なお、図4に示した磁場検出装置20B(20)のように、第三感磁部18を配した第二磁気センサ素子14を信号処理IC12の上に積み重ねて設置しても、同様の小型化が可能である。
In addition, the magnetic sensor element corresponding to the second magnetic sensor element 4 of the first embodiment described above is not necessary in the second embodiment by arranging the third magnetic sensing portion 18 on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 12. . That is, there is one magnetic sensor element on the mounting substrate surface 11 of the magnetic field detection device 20, and no flat magnetic sensor element is arranged. For this reason, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 11 can be reduced. Therefore, the magnetic field detection device 20A can be further downsized than the magnetic field detection device 10.
Similar to the magnetic field detection device 20B (20) shown in FIG. 4, even if the second magnetic sensor element 14 provided with the third magnetic sensing unit 18 is stacked on the signal processing IC 12 and installed, the same small size is achieved. Is possible.

また、図5に示した磁場検出装置20C(20)のように、第一磁気センサ素子13を信号処理IC12の基板の上面に配してもよい。
図5は、本発明の第二実施形態にかかる磁場検出装置20C(20)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。該斜視図において、前述の磁場検出装置20A(20)と同じ構成には同一の符号を付してある。
磁場検出装置20C(20)では、実装基板面11上に第一磁気センサ素子13が配されている。ただし、実装基板11と第一磁気センサ素子13との間に、信号処理IC12が配されている。
Moreover, you may distribute | arrange the 1st magnetic sensor element 13 on the upper surface of the board | substrate of signal processing IC12 like the magnetic field detection apparatus 20C (20) shown in FIG.
FIG. 5 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 20C (20) according to the second embodiment of the present invention. In the perspective view, the same components as those of the magnetic field detection device 20A (20) described above are denoted by the same reference numerals.
In the magnetic field detection device 20 </ b> C (20), the first magnetic sensor element 13 is disposed on the mounting substrate surface 11. However, the signal processing IC 12 is disposed between the mounting substrate 11 and the first magnetic sensor element 13.

磁場検出装置20C(20)においても第三感磁部18、第一感磁部16、及び第二感磁部17は互いの近傍に配置されているので、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができ、磁場検出装置20Cの測定精度を高められる。さらに、実装基板面11における磁気センサ素子が占有する面積を皆無にできる。したがって、磁場検出装置20Cを磁場検出装置10,20A,20Bよりも、さらに小型化しうる。また、第一磁気センサ素子13と信号処理IC12との配線をより短くできるので、測定信号が信号処理IC12に伝達される際に生じうる信号劣化を一層抑制することができ、測定精度を高められる。   Also in the magnetic field detection device 20C (20), the third magnetic sensing unit 18, the first magnetic sensing unit 16, and the second magnetic sensing unit 17 are arranged in the vicinity of each other. The influence can be made uniform, and the measurement accuracy of the magnetic field detector 20C can be increased. Furthermore, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 11 can be eliminated. Therefore, the magnetic field detection device 20C can be further downsized than the magnetic field detection devices 10, 20A, and 20B. In addition, since the wiring between the first magnetic sensor element 13 and the signal processing IC 12 can be made shorter, signal deterioration that can occur when the measurement signal is transmitted to the signal processing IC 12 can be further suppressed, and the measurement accuracy can be improved. .

なお、磁場検出装置20A,20Bと比較した場合、磁場検出装置20Cでは実装基板面11の面積を縮小できるが、第一磁気センサ素子13の実装基板面11からの高さは信号処理IC12の厚み分だけ高くなる(図5のαで示す高さ分だけ背高になる)。つまり、両者を比較した場合、実装基板面の縮小効果と磁気センサ素子が実装基板面から突き出る高さの増加抑制とは、互いにトレードオフの関係にある。どちらを優先するかは磁場検出装置を組み込むデバイスの設計に応じて適宜選択すればよい。いずれを選択しても、磁場検出装置20A,20B,20Cを磁場検出装置10よりも小型化できる。   When compared with the magnetic field detection devices 20A and 20B, the magnetic field detection device 20C can reduce the area of the mounting substrate surface 11, but the height of the first magnetic sensor element 13 from the mounting substrate surface 11 is the thickness of the signal processing IC 12. The height is increased by the amount (the height is increased by the height indicated by α in FIG. 5). That is, when both are compared, the reduction effect of the mounting substrate surface and the suppression of the increase in the height at which the magnetic sensor element protrudes from the mounting substrate surface are in a trade-off relationship. Which is prioritized may be appropriately selected according to the design of the device incorporating the magnetic field detection device. Whichever one is selected, the magnetic field detection devices 20A, 20B, and 20C can be made smaller than the magnetic field detection device 10.

<磁場検出装置の第三実施形態>
図6は、本発明にかかる磁場検出装置の第一実施形態である磁場検出装置30A(30)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<Third Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
FIG. 6 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 30A (30) which is the first embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置30Aは、実装基板面21に、信号処理IC22、第一磁気センサ素子23、および第二磁気センサ素子24を少なくとも備えてなる。
実装基板面21において、第一磁気センサ素子23は縦置きで配置されており、第二磁気センサ素子24は平置き(横置き)で配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子23は、平置きで配置された第二磁気センサ素子24および信号処理IC22よりも背高であり、実装基板面21からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 30 </ b> A includes at least a signal processing IC 22, a first magnetic sensor element 23, and a second magnetic sensor element 24 on the mounting substrate surface 21.
On the mounting substrate surface 21, the first magnetic sensor elements 23 are arranged vertically, and the second magnetic sensor elements 24 are arranged flat (horizontal). The first magnetic sensor element 23 arranged vertically is taller than the second magnetic sensor element 24 and signal processing IC 22 arranged flat, and protrudes from the mounting board surface 21 to a higher position.

第一磁気センサ素子23を構成する平板かつ直方体状の単一の基板において、一方の主面23a上には短冊形で示した第一感磁部26が備えられ、他方の主面23b上には短冊形で示した第二感磁部27が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部26の感磁方向はY軸方向と平行であり、第二感磁部27の感磁方向はZ軸と平行である。このY軸方向およびZ軸方向は、それぞれ実装基板面21に対して斜めに45°の傾きをなしている。第一磁気センサ素子23の第一感磁部26および第二感磁部27が備えられた各主面は、実装基板面21に対して垂直である。
第二磁気センサ素子24を構成する平板かつ直方体状の基板の特定面上には、短冊形で示した第三感磁部28が一つ備えられており、該短冊形の長手方向であるX軸方向が第三感磁部28の感磁方向を示す。このX軸方向は、実装基板面21と平行である。第二磁気センサ素子24の第一感磁部28が備えられた基板面は、実装基板面21に対して平行である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
In a single flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 23, a first magnetic sensing portion 26 shown in a strip shape is provided on one main surface 23a, and on the other main surface 23b. Is provided with a second magnetic sensing part 27 shown in a strip shape. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 is parallel to the Y-axis direction, and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 27 is parallel to the Z-axis. The Y-axis direction and the Z-axis direction are inclined at an angle of 45 ° with respect to the mounting substrate surface 21. Each main surface provided with the first magnetic sensing part 26 and the second magnetic sensing part 27 of the first magnetic sensor element 23 is perpendicular to the mounting substrate surface 21.
On the specific surface of the flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the second magnetic sensor element 24, one third magnetic sensing portion 28 shown in a strip shape is provided, and X is the longitudinal direction of the strip shape. The axial direction indicates the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 28. This X-axis direction is parallel to the mounting substrate surface 21. The substrate surface on which the first magnetic sensing portion 28 of the second magnetic sensor element 24 is provided is parallel to the mounting substrate surface 21.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置30Aでは、第一磁気センサ素子23および第二磁気センサ素子24が、信号処理IC22の近傍において、寄り集まって配置されている。また、第一磁気センサ素子23を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部26および第二感磁部27が互いの近傍に備えられている。このため、各磁気センサ素子を構成する基板に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部26は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部27および第三感磁部28が配置されていて、第二感磁部27は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部26および第三感磁部28が配置されていて、第三感磁部28は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部26および第二感磁部27が配置されている。
In the magnetic field detection device 30 </ b> A, the first magnetic sensor element 23 and the second magnetic sensor element 24 are arranged close together in the vicinity of the signal processing IC 22. Further, a first magnetic sensing part 26 and a second magnetic sensing part 27 provided on a single substrate constituting the first magnetic sensor element 23 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the board | substrate which comprises each magnetic sensor element are arrange | positioned in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 26 is provided with the second magnetic sensing part 27 and the third magnetic sensing part 28 within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 26 and the third magnetic sensing part 28 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 28 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 26 and a second magnetic sensing part 27 are arranged.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置30Aの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this manner, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 30A can be performed. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置30Aにおいて、第一感磁部26の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部26の感磁軸)と第三感磁部28の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部28の感磁軸)とは互いに交差している。また、第二感磁部27の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部27の感磁軸)と第三感磁部28の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部28の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部26を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部28を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることいい、同様に、第二感磁部27を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部28を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 30A, a magnetosensitive axis passing through the center of the first magnetosensitive portion 26 (a magnetosensitive axis of the first magnetosensitive portion 26) and a magnetosensitive axis passing through the center of the third magnetosensitive portion 28 ( And the magnetic sensitive axis of the third magnetic sensitive part 28 intersect each other. Further, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing part 27 (the magnetic sensing axis of the second magnetic sensing part 27) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the third magnetic sensing part 28 (third magnetic sensing part). And the magnetic sensitive axis of the portion 28 intersect each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 26 and a longitudinal direction of the strip shape showing the third magnetic sensing portion 28. It is said that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in the space. Similarly, the virtual straight line (magnetic axis) extended in the longitudinal direction of the rectangular shape showing the second magnetic sensor 27. And a virtual straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip showing the third magnetic sensing portion 28 intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置30Aでは、第一磁気センサ素子23の両主面23a,23bに備えられた第一感磁部26の感磁方向および第二感磁部27の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面21に対して45°の傾きをなしている。さらに、第二磁気センサ素子24を構成する第三感磁部28の感磁方向は実装基板面21に対して平行であり、第一感磁部26および第二感磁部27の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置30Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 30A, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 27 provided on both main surfaces 23a and 23b of the first magnetic sensor element 23 are orthogonal to each other, Each is inclined at 45 ° with respect to the mounting substrate surface 21. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 28 constituting the second magnetic sensor element 24 is parallel to the mounting substrate surface 21, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 and the second magnetic sensing unit 27. Is orthogonal. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 30 </ b> A to detect the magnetic field in the three axial magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC22によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by IC22.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC22における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 22, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、第一磁気センサ素子23における第一感磁部26の感磁方向と第二感磁部27の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。
第一感磁部26および第二感磁部27は単一の基板において、互いに対向する面にそれぞれ配置されているため、第一磁気センサ素子23の製造時に両感磁部の感磁方向が直交するように予め作り込むことができる。その結果、第一磁気センサ素子23を実装基板面21に実装する段階においては、両感磁部の相対的な感磁方向を調整する必要は無いので容易に実装できる。
一方、別の基板から構成される第二磁気センサ素子24に配置された第三感磁部28の感磁方向と第一感磁部26又は第二感磁部27の感磁方向とを互いに直交させるためには、実装基板面21における第一磁気センサ素子23と第二磁気センサ素子24との相対的配置を厳密に調整しつつ両磁気センサ素子を実装しなければならない。
When at least two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 27 in the first magnetic sensor element 23 are the same. It is preferable that they are orthogonal to each other.
Since the first magnetic sensing part 26 and the second magnetic sensing part 27 are respectively arranged on surfaces facing each other in a single substrate, the magnetic sensing directions of both the magnetic sensing parts are different when the first magnetic sensor element 23 is manufactured. It can be made in advance so as to be orthogonal. As a result, at the stage of mounting the first magnetic sensor element 23 on the mounting substrate surface 21, it is not necessary to adjust the relative magnetic sensing direction of the two magnetic sensing parts, so that it can be easily mounted.
On the other hand, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 28 and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 or the second magnetic sensing unit 27 arranged in the second magnetic sensor element 24 composed of another substrate are mutually set. In order to make them orthogonal, both magnetic sensor elements must be mounted while strictly adjusting the relative arrangement of the first magnetic sensor element 23 and the second magnetic sensor element 24 on the mounting substrate surface 21.

第一磁気センサ素子23は平板かつ直方体状の単一の基板から構成されているが、該基板は2つの基材が接合されて(貼り合わせて)なるものであってもよい。第一の基材のおもて面に第一感磁部26を配置し、第二の基材のおもて面に第二感磁部27を配置した2つの基材を準備して、各基材の裏面どうしを接合することによって、平板かつ直方体状の単一基板からなる第一磁気センサ素子23を製造できる。前記2つの基材を接合する際に、第一感磁部26の感磁方向と第二感磁部27の感磁方向との相対的な方向を所望に調整して、第一磁気センサ素子23を製造できる。   The first magnetic sensor element 23 is composed of a single flat and rectangular parallelepiped substrate, but the substrate may be formed by bonding (bonding) two base materials. Two base materials are prepared in which the first magnetic sensing portion 26 is arranged on the front surface of the first base material and the second magnetic sensing portion 27 is arranged on the front surface of the second base material, By joining the back surfaces of the base materials, the first magnetic sensor element 23 made of a single flat plate and a rectangular parallelepiped substrate can be manufactured. When joining the two substrates, the first magnetic sensor element is adjusted to a desired relative direction between the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 26 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 27. 23 can be manufactured.

第一感磁部26が実装基板面21となす角θと、第二感磁部27が実装基板面21となす角φとは、同じ角度であっても異なる角度であってもよい。
なす角θとなす角φとが異なる角度である場合、なす角θとなす角φとの和は90°であることが好ましい。その和が90°であることによって、少なくとも第一感磁部26の感磁方向と第二感磁部27の感磁方向とを直交させることができ、さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることができる。
The angle θ formed by the first magnetic sensing portion 26 with the mounting substrate surface 21 and the angle φ formed by the second magnetic sensing portion 27 with the mounting substrate surface 21 may be the same angle or different angles.
When the formed angle θ is different from the formed angle φ, the sum of the formed angle θ and the formed angle φ is preferably 90 °. When the sum is 90 °, at least the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 26 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 27 can be made orthogonal, and further, the first to third magnetic sensitive parts. The three magnetosensitive directions can be orthogonal to each other.

なす角θとなす角φとが同じ角度である場合、なす角θ及びなす角φは45°であることが好ましい。45°であることによって、少なくとも第一感磁部26の感磁方向と第二感磁部27の感磁方向とを直交させることができ(さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることも可能であり)、且つ、第一感磁部26および第二感磁部27を備えた第一磁気センサ素子23を低背化することができる。この低背化について、以下に説明する。   When the formed angle θ and the formed angle φ are the same angle, the formed angle θ and the formed angle φ are preferably 45 °. By being 45 °, at least the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 26 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 27 can be orthogonal to each other (further, the three first to third magnetic sensing parts). It is also possible to make the magnetic sensing directions all orthogonal to each other), and the first magnetic sensor element 23 including the first magnetic sensing part 26 and the second magnetic sensing part 27 can be made low-profile. This reduction in height will be described below.

前述のように、第一磁気センサ素子23は、第一感磁部26および第二感磁部27がそれぞれ備えられた両主面を実装基板面21に対して垂直に立てた縦置きで配置されている。このため、第一磁気センサ素子23は、平置きで配置された第二磁気センサ素子24および信号処理IC22よりも背高である。このとき、第一磁気センサ素子23を構成する第一感磁部26および第二感磁部27は、実装基板面21から高さhで突き出している(図6参照)。この高さhが最も高くなるのは、第一感磁部26(又は第二感磁部27)が実装基板面21となす角θ(又はなす角φ)が90°(垂直)の場合である。この場合における第一感磁部26の高さhは、従来の磁場検出装置100における第三感磁部108の高さHに相当する(図17参照)。   As described above, the first magnetic sensor element 23 is arranged in a vertical position in which both main surfaces provided with the first magnetic sensing portion 26 and the second magnetic sensing portion 27 are vertically set with respect to the mounting substrate surface 21. Has been. For this reason, the first magnetic sensor element 23 is taller than the second magnetic sensor element 24 and the signal processing IC 22 that are arranged flat. At this time, the first magnetic sensing part 26 and the second magnetic sensing part 27 constituting the first magnetic sensor element 23 protrude from the mounting substrate surface 21 at a height h (see FIG. 6). The height h is the highest when the angle θ (or the angle φ formed) between the first magnetic sensing portion 26 (or the second magnetic sensing portion 27) and the mounting substrate surface 21 is 90 ° (vertical). is there. The height h of the first magnetic sensing unit 26 in this case corresponds to the height H of the third magnetic sensing unit 108 in the conventional magnetic field detection device 100 (see FIG. 17).

第一感磁部26のなす角θを90°から45°へ変化させるにつれて、第一感磁部26の高さhおよび第一磁気センサ素子23の高さを徐々に低くすることができる(図2参照)。具体的には、なす角θを45°にした場合、なす角θが90°の場合よりも、その高さhを0.75倍に低背化することができる。   As the angle θ formed by the first magnetic sensing part 26 is changed from 90 ° to 45 °, the height h of the first magnetic sensing part 26 and the height of the first magnetic sensor element 23 can be gradually reduced ( (See FIG. 2). Specifically, when the formed angle θ is 45 °, the height h can be reduced by 0.75 times compared to the case where the formed angle θ is 90 °.

第一感磁部26のなす角θを45°よりもさらに0°側へ変化させた場合、第一感磁部26の高さhおよび第一磁気センサ素子23の高さをさらに低背化しうる。しかし、前述のように、第一感磁部26のなす角θと第二感磁部27のなす角φの和を90°にすることが好ましいため、なす角θを45°よりも小さい角度にすると、なす角φが45°よりも大きくなってしまい、第二感磁部27の高さhが高くなってしまい、結果として第一磁気センサ素子23の高さも高くなってしまう。   When the angle θ formed by the first magnetic sensing portion 26 is further changed from 0 ° to 45 °, the height h of the first magnetic sensing portion 26 and the height of the first magnetic sensor element 23 are further reduced. sell. However, as described above, since the sum of the angle θ formed by the first magnetic sensing part 26 and the angle φ formed by the second magnetic sensing part 27 is preferably 90 °, the angle θ formed is smaller than 45 °. As a result, the angle φ formed is larger than 45 °, the height h of the second magnetic sensing part 27 is increased, and as a result, the height of the first magnetic sensor element 23 is also increased.

したがって、実装基板面21上に縦置きで配置されている第一磁気センサ素子23の高さ(第一感磁部26および第二感磁部27の高さh)を低くするためには、なす角θ及びφが共に45°であることが好ましい。このように縦置きで配置された磁気センサ素子を低背化することによって、本発明の磁場検出装置30Aを、従来の磁場検出装置100よりも低背化して、より小型化することができる。   Therefore, in order to reduce the height of the first magnetic sensor element 23 arranged vertically on the mounting substrate surface 21 (the height h of the first magnetic sensing part 26 and the second magnetic sensing part 27), It is preferable that both the angles θ and φ are 45 °. Thus, by lowering the height of the magnetic sensor elements arranged vertically, the magnetic field detection device 30A of the present invention can be made lower in height than the conventional magnetic field detection device 100 and further downsized.

<磁場検出装置の第四実施形態>
図7は、本発明にかかる磁場検出装置の第四実施形態である磁場検出装置40A(40)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<Fourth Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
FIG. 7 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 40A (40) which is the fourth embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置40Aは、実装基板面31に、信号処理IC32、および第一磁気センサ素子33を少なくとも備えてなる。
実装基板面31において、第一磁気センサ素子33は縦置きで配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子33は、平置きで配置された信号処理IC32よりも背高であり、実装基板面31からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 40 </ b> A includes at least a signal processing IC 32 and a first magnetic sensor element 33 on the mounting substrate surface 31.
On the mounting substrate surface 31, the first magnetic sensor elements 33 are arranged vertically. The first magnetic sensor element 33 arranged vertically is taller than the signal processing IC 32 arranged flat, and protrudes from the mounting substrate surface 31 to a higher position.

信号処理IC32を構成する基板には短冊形で示した第三感磁部38が一つ備えられており、該短冊形の長手方向であるX軸方向が第三感磁部38の感磁方向を示す。このX軸方向は、実装基板面31と平行である。信号処理IC32の第三感磁部38が備えられた基板面は、実装基板面31に対して平行である。
第一磁気センサ素子33を構成する平板かつ直方体状の単一の基板において、一方の主面33a上には短冊形で示した第一感磁部36が備えられ、他方の主面33b上には短冊形で示した第二感磁部37が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部36の感磁方向はY軸方向と平行であり、第二感磁部37の感磁方向はZ軸と平行である。このY軸方向およびZ軸方向は、それぞれ実装基板面31に対して斜めに45°の傾きをなしている。第一磁気センサ素子33の第一感磁部36および第二感磁部37が備えられた各主面は、実装基板面31に対して垂直である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
The substrate constituting the signal processing IC 32 is provided with one third magnetic sensing portion 38 shown in a rectangular shape, and the X-axis direction, which is the longitudinal direction of the rectangular shape, is the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing portion 38. Indicates. This X-axis direction is parallel to the mounting substrate surface 31. The substrate surface on which the third magnetic sensing portion 38 of the signal processing IC 32 is provided is parallel to the mounting substrate surface 31.
In a single flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 33, a first magnetic sensing portion 36 shown in a strip shape is provided on one main surface 33a, and on the other main surface 33b. Is provided with a second magnetic sensing part 37 shown in a strip shape. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 36 is parallel to the Y-axis direction, and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 37 is parallel to the Z-axis. Each of the Y-axis direction and the Z-axis direction is inclined at an angle of 45 ° with respect to the mounting substrate surface 31. Each main surface provided with the first magnetic sensing part 36 and the second magnetic sensing part 37 of the first magnetic sensor element 33 is perpendicular to the mounting substrate surface 31.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置40Aでは、第一磁気センサ素子33が、信号処理IC32の近傍に寄り集まって配置されている。また、第一磁気センサ素子33を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部36および第二感磁部37が互いの近傍に備えられている。このため、第一磁気センサ素子33および信号処理IC32に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部36は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部37および第三感磁部38が配置されていて、第二感磁部37は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部36および第三感磁部38が配置されていて、第三感磁部38は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部36および第二感磁部37が配置されている。
In the magnetic field detection device 40A, the first magnetic sensor elements 33 are arranged close to the vicinity of the signal processing IC 32. In addition, a first magnetic sensing part 36 and a second magnetic sensing part 37 provided on a single substrate constituting the first magnetic sensor element 33 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the first magnetic sensor element 33 and the signal processing IC 32 are arranged in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 36 has the second magnetic sensing part 37 and the third magnetic sensing part 38 disposed within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 36 and the third magnetic sensing part 38 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 38 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 36 and a second magnetic sensing part 37 are arranged.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置40Aの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this way, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 40A can be performed. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置40Aにおいて、第一感磁部36の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部36の感磁軸)と第三感磁部38の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部38の感磁軸)とは互いに交差している。また、第二感磁部37の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部37の感磁軸)と第三感磁部38の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部38の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部36を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部38を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいい、同様に、第二感磁部37を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部38を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 40A, a magnetosensitive axis passing through the center of the first magnetosensitive part 36 (a magnetosensitive axis of the first magnetosensitive part 36) and a magnetosensitive axis passing through the center of the third magnetosensitive part 38 ( And the magnetic sensitive axis of the third magnetic sensitive part 38 intersect each other. Further, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing part 37 (the magnetic sensing axis of the second magnetic sensing part 37) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the third magnetic sensing part 38 (third magnetic sensing part). And the magnetic sensitive axis of the portion 38 intersect each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 36 and a longitudinal direction of the strip shape showing the third magnetic sensing portion 38. This means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in the space. Similarly, the virtual straight line (magnetic axis) extended in the longitudinal direction of the rectangular shape showing the second magnetic sensing part 37. ) And a virtual straight line (magnetic sensitive axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape indicating the third magnetic sensitive portion 38 intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置40Aでは、第一磁気センサ素子33を構成する第一感磁部36の感磁方向および第二感磁部37の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面31に対して45°の傾きをなしている。さらに、信号処理IC32の上面に配された第三感磁部38の感磁方向は実装基板面31に対して平行であり、第一感磁部36および第二感磁部37の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置40Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 40A, the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 36 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 37 constituting the first magnetic sensor element 33 are orthogonal to each other, and are respectively relative to the mounting substrate surface 31. The inclination is 45 °. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 38 disposed on the upper surface of the signal processing IC 32 is parallel to the mounting substrate surface 31, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 36 and the second magnetic sensing unit 37. Is orthogonal. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 40A to detect a magnetic field in three magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC32によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by the IC 32.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC32における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing the measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 32, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、第一磁気センサ素子33における第一感磁部36の感磁方向と第二感磁部37の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。この好ましい理由は、前述の第三実施形態の第一磁気センサ素子23の場合と同様であり、実装基板面31への第一磁気センサ素子33の実装が容易になることである。   When at least two of the three magnetic sensing directions are perpendicular to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 36 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 37 in the first magnetic sensor element 33 are the same. It is preferable that they are orthogonal to each other. The reason for this preference is the same as in the case of the first magnetic sensor element 23 of the third embodiment described above, and it is easy to mount the first magnetic sensor element 33 on the mounting board surface 31.

第一磁気センサ素子33は平板かつ直方体状の単一の基板から構成されているが、該基板は2つの基材が接合されて(貼り合わせて)なるものであってもよい。第一の基材のおもて面に第一感磁部36を配置し、第二の基材のおもて面に第二感磁部37を配置した2つの基材を準備して、各基材の裏面どうしを接合することによって、平板かつ直方体状の単一基板からなる第一磁気センサ素子33を製造できる。前記2つの基材を接合する際に、第一感磁部36の感磁方向と第二感磁部37の感磁方向との相対的な方向を所望に調整して、第一磁気センサ素子33を製造できる。   The first magnetic sensor element 33 is composed of a single flat and rectangular parallelepiped substrate, but the substrate may be formed by bonding (bonding) two base materials. Two base materials are prepared in which the first magnetic sensing portion 36 is arranged on the front surface of the first base material and the second magnetic sensing portion 37 is arranged on the front surface of the second base material, By joining the back surfaces of the base materials, the first magnetic sensor element 33 composed of a single flat plate and a rectangular parallelepiped substrate can be manufactured. When joining the two base materials, the relative direction between the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 36 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 37 is adjusted as desired to obtain the first magnetic sensor element. 33 can be manufactured.

第一感磁部36が実装基板面31となす角θと、第二感磁部37が実装基板面31となす角φとは、同じ角度であっても異なる角度であってもよい。
なす角θとなす角φとが異なる角度である場合、なす角θとなす角φとの和は90°であることが好ましい。その和が90°であることによって、少なくとも第一感磁部16の感磁方向と第二感磁部17の感磁方向とを直交させることができ、さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることができる。
The angle θ formed by the first magnetic sensing portion 36 with the mounting substrate surface 31 and the angle φ formed by the second magnetic sensing portion 37 with the mounting substrate surface 31 may be the same angle or different angles.
When the formed angle θ is different from the formed angle φ, the sum of the formed angle θ and the formed angle φ is preferably 90 °. When the sum is 90 °, at least the magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 16 and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 17 can be orthogonal to each other, and further the first to third magnetic sensitive parts. The three magnetosensitive directions can be orthogonal to each other.

なす角θとなす角φとが同じ角度である場合、なす角θ及びなす角φは45°であることが好ましい。45°であることによって、少なくとも第一感磁部36の感磁方向と第二感磁部37の感磁方向とを直交させることができ(さらには第一〜第三感磁部の3つの感磁方向を全て互いに直交させることも可能であり)、且つ、第一感磁部36および第二感磁部37を備えた第一磁気センサ素子33を低背化することができる。この低背化についての説明は、前述の第三実施形態である磁場検出装置30と同様である。   When the formed angle θ and the formed angle φ are the same angle, the formed angle θ and the formed angle φ are preferably 45 °. By being 45 °, at least the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 36 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 37 can be orthogonal to each other (further, the three of the first to third magnetic sensing parts). It is also possible to make the magnetic sensing directions all orthogonal to each other), and the first magnetic sensor element 33 provided with the first magnetic sensing part 36 and the second magnetic sensing part 37 can be reduced in height. The description about this low profile is the same as that of the magnetic field detection apparatus 30 which is 3rd embodiment mentioned above.

実装基板面31上に縦置きで配置されている第一磁気センサ素子33の高さ(第一感磁部36および第二感磁部37の高さh)を低くするためには、なす角θ及びφが共に45°であることが好ましい。このように縦置きで配置された磁気センサ素子を低背化することによって、本発明の磁場検出装置40Aを、従来の磁場検出装置100よりも低背化して、より小型化することができる。   In order to reduce the height of the first magnetic sensor element 33 arranged vertically on the mounting substrate surface 31 (the height h of the first magnetic sensing part 36 and the second magnetic sensing part 37), Both θ and φ are preferably 45 °. Thus, by lowering the height of the magnetic sensor elements arranged vertically, the magnetic field detection device 40A of the present invention can be made lower in height than the conventional magnetic field detection device 100, and further downsized.

また、信号処理IC32の基板の上面に第三感磁部38を配したことによって、前述の第三実施形態の第二磁気センサ素子24に相当する磁気センサ素子は、第四実施形態では必要ない。すなわち、磁場検出装置40の実装基板面31における磁気センサ素子は1つであり、平置きされた磁気センサ素子は配されていない。このため、実装基板面31における磁気センサ素子が占有する面積を小さくすることができる。したがって、磁場検出装置40Aを磁場検出装置30よりも、さらに小型化することができる。
なお、図8に示した磁場検出装置40B(40)のように、第三感磁部38を配した第二磁気センサ素子34を信号処理IC32の上に積み重ねて設置しても、同様の小型化が可能である。
Further, by providing the third magnetic sensing portion 38 on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 32, the magnetic sensor element corresponding to the second magnetic sensor element 24 of the third embodiment described above is not necessary in the fourth embodiment. . That is, there is one magnetic sensor element on the mounting substrate surface 31 of the magnetic field detection device 40, and no flat magnetic sensor element is arranged. For this reason, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 31 can be reduced. Therefore, the magnetic field detection device 40A can be further downsized than the magnetic field detection device 30.
Even if the second magnetic sensor element 34 provided with the third magnetic sensing unit 38 is stacked on the signal processing IC 32 as in the magnetic field detection device 40B (40) shown in FIG. Is possible.

また、図9に示した磁場検出装置40C(40)のように、第一磁気センサ素子33を信号処理IC32の基板の上面に配してもよい。
図9は、本発明の第四実施形態にかかる磁場検出装置40C(40)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。該斜視図において、前述の磁場検出装置40A(40)と同じ構成には同一の符号を付してある。
磁場検出装置40C(40)では、実装基板面31上に第一磁気センサ素子33が配されている。ただし、実装基板31と第一磁気センサ素子33との間に、信号処理IC32が配されている。
Further, the first magnetic sensor element 33 may be arranged on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 32 as in the magnetic field detection device 40C (40) shown in FIG.
FIG. 9 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 40C (40) according to the fourth embodiment of the present invention. In the perspective view, the same components as those of the magnetic field detection device 40A (40) described above are denoted by the same reference numerals.
In the magnetic field detection device 40 </ b> C (40), the first magnetic sensor element 33 is disposed on the mounting substrate surface 31. However, a signal processing IC 32 is disposed between the mounting substrate 31 and the first magnetic sensor element 33.

磁場検出装置40C(40)においても第三感磁部38、第一感磁部36、及び第二感磁部37は互いの近傍に配置されているので、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができ、磁場検出装置40Cの測定精度を高められる。さらに、実装基板面31における磁気センサ素子が占有する面積を皆無にできる。したがって、磁場検出装置40Cを磁場検出装置30,40A,40Bよりも、さらに小型化しうる。また、第一磁気センサ素子33と信号処理IC32との配線をより短くできるので、測定信号が信号処理IC32に伝達される際に生じうる信号劣化を一層抑制することができ、測定精度を高められる。   Also in the magnetic field detection device 40C (40), the third magnetic sensing unit 38, the first magnetic sensing unit 36, and the second magnetic sensing unit 37 are arranged in the vicinity of each other, and therefore, the magnetic field gradient received by each magnetic sensing unit. The influence can be made uniform, and the measurement accuracy of the magnetic field detection device 40C can be increased. Furthermore, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 31 can be eliminated. Therefore, the magnetic field detection device 40C can be further downsized than the magnetic field detection devices 30, 40A, and 40B. Further, since the wiring between the first magnetic sensor element 33 and the signal processing IC 32 can be made shorter, signal deterioration that can occur when the measurement signal is transmitted to the signal processing IC 32 can be further suppressed, and the measurement accuracy can be improved. .

なお、磁場検出装置40A,40Bと比較した場合、磁場検出装置40Cでは実装基板面31の面積を縮小できるが、第一磁気センサ素子33の実装基板面31からの高さは信号処理IC32の厚み分だけ高くなる(図9のαで示す高さ分だけ背高になる)。つまり、両者を比較した場合、実装基板面の縮小効果と磁気センサ素子が実装基板面から突き出る高さの増加抑制とは、互いにトレードオフの関係にある。どちらを優先するかは磁場検出装置を組み込むデバイスの設計に応じて適宜選択すればよい。いずれを選択しても、磁場検出装置40A,40B,40Cを磁場検出装置30よりも小型化できる。   When compared with the magnetic field detection devices 40A and 40B, the magnetic field detection device 40C can reduce the area of the mounting substrate surface 31, but the height of the first magnetic sensor element 33 from the mounting substrate surface 31 is the thickness of the signal processing IC 32. The height is increased by the amount (the height is increased by the height indicated by α in FIG. 9). That is, when both are compared, the reduction effect of the mounting substrate surface and the suppression of the increase in the height at which the magnetic sensor element protrudes from the mounting substrate surface are in a trade-off relationship. Which is prioritized may be appropriately selected according to the design of the device incorporating the magnetic field detection device. Whichever one is selected, the magnetic field detection devices 40A, 40B, and 40C can be made smaller than the magnetic field detection device 30.

<磁場検出装置の第五実施形態>
図10は、本発明にかかる磁場検出装置の第五実施形態である磁場検出装置50A(50)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<Fifth Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
FIG. 10 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 50A (50) which is the fifth embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置50Aは、実装基板面41に、信号処理IC42、第一磁気センサ素子43、および第二磁気センサ素子44を少なくとも備えてなる。
実装基板面41において、第一磁気センサ素子43は平置き(横置き)で配置されており、第二磁気センサ素子44は縦置きで配置されている。縦置きで配置された第二磁気センサ素子44は、平置きで配置された第一磁気センサ素子43および信号処理IC42よりも背高であり、実装基板面41からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 50 </ b> A includes at least a signal processing IC 42, a first magnetic sensor element 43, and a second magnetic sensor element 44 on the mounting substrate surface 41.
On the mounting substrate surface 41, the first magnetic sensor elements 43 are arranged horizontally (horizontal placement), and the second magnetic sensor elements 44 are arranged vertically. The second magnetic sensor element 44 arranged vertically is taller than the first magnetic sensor element 43 and signal processing IC 42 arranged flat, and protrudes from the mounting board surface 41 to a higher position.

第一磁気センサ素子43を構成する平板かつ直方体状の単一の基板の特定面(一方の主面)上には、短冊形で示した第一感磁部46および第二感磁部47が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部46の感磁方向はX軸方向と平行であり、第二感磁部47の感磁方向はY軸と平行である。このX軸方向およびY軸方向は、実装基板面41と平行である。第一磁気センサ素子43の第一感磁部46および第二感磁部47が備えられた基板面は、実装基板面41に対して垂直である。
第二磁気センサ素子44を構成する平板かつ直方体状の基板の特定面上には、短冊形で示した第三感磁部48が一つ備えられており、該短冊形の長手方向であるZ軸方向が第三感磁部48の感磁方向を示す。このZ軸方向は、実装基板面41に対して垂直である。第二磁気センサ素子44の第三感磁部48が備えられた基板面は、実装基板面41に対して垂直である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
On a specific surface (one main surface) of a single flat plate and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 43, a first magnetic sensing portion 46 and a second magnetic sensing portion 47 shown in a strip shape are provided. Is provided. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensitive direction of the first magnetic sensitive part 46 is parallel to the X axis direction, and the magnetic sensitive direction of the second magnetic sensitive part 47 is parallel to the Y axis. The X axis direction and the Y axis direction are parallel to the mounting substrate surface 41. The board surface on which the first magnetic sensing part 46 and the second magnetic sensing part 47 of the first magnetic sensor element 43 are provided is perpendicular to the mounting board surface 41.
On the specific surface of the flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the second magnetic sensor element 44, one third magnetic sensing portion 48 shown in a strip shape is provided, and Z is the longitudinal direction of the strip shape. The axial direction indicates the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing unit 48. This Z-axis direction is perpendicular to the mounting substrate surface 41. The board surface provided with the third magnetic sensing part 48 of the second magnetic sensor element 44 is perpendicular to the mounting board surface 41.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置50Aでは、第一磁気センサ素子43および第二磁気センサ素子44が、信号処理IC42の近傍において、寄り集まって配置されている。また、第一磁気センサ素子43を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部46および第二感磁部47が互いの近傍に備えられている。このため、各磁気センサ素子を構成する基板に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部46は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第二感磁部47が配置されていて、第二感磁部47は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第一感磁部46および第三感磁部48が配置されていて、第三感磁部48は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第二感磁部47が配置されている。
In the magnetic field detection device 50A, the first magnetic sensor element 43 and the second magnetic sensor element 44 are arranged close together in the vicinity of the signal processing IC 42. Further, a first magnetic sensing part 46 and a second magnetic sensing part 47 provided on a single substrate constituting the first magnetic sensor element 43 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the board | substrate which comprises each magnetic sensor element are arrange | positioned in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 46 has the second magnetic sensing part 47 disposed within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the second magnetic sensing part 47 has a distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 46 and the third magnetic sensing part 48 are arranged within the distance, and the third magnetic sensing part 48 has the second magnetic sensing part 47 arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction. Yes.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置50Aの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this manner, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 50A can be performed. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置50Aにおいて、第一感磁部46の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部46の感磁軸)と第二感磁部47の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部47の感磁軸)とは互いに交差している。また、第二感磁部47の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部47の感磁軸)と第三感磁部48の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部48の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部46を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部47を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいい、同様に、第二感磁部47を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部48を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 50 </ b> A, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the first magnetic sensing unit 46 (the magnetic sensing axis of the first magnetic sensing unit 46) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 47 ( And the magnetic sensitive axis of the second magnetic sensitive part 47 intersect each other. Further, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing part 47 (the magnetic sensing axis of the second magnetic sensing part 47) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the third magnetic sensing part 48 (third magnetic sensing part). And the magnetic sensitive axis of the portion 48 intersect each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 46 and a longitudinal direction of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 47. This means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in the space. Similarly, the virtual straight line (magnetic axis) extended in the longitudinal direction of the rectangular shape showing the second magnetic sensor 47. ) And an imaginary straight line (magnetic sensitive axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape indicating the third magnetic sensitive part 48 intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置50Aでは、第一磁気センサ素子43に備えられた第一感磁部46の感磁方向および第二感磁部47の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面41に対して平行である。さらに、第二磁気センサ素子44を構成する第三感磁部48の感磁方向は実装基板面41に対して垂直であり、第一感磁部46および第二感磁部47の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置50Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 50A, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 46 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 47 provided in the first magnetic sensor element 43 are orthogonal to each other and are respectively relative to the mounting substrate surface 41. Parallel. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 48 constituting the second magnetic sensor element 44 is perpendicular to the mounting substrate surface 41, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 46 and the second magnetic sensing part 47. Is orthogonal. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 50A to detect a magnetic field in three axial magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC42によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by IC42.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC42における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 42, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、第一磁気センサ素子43における第一感磁部46の感磁方向と第二感磁部47の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。
第一感磁部46および第二感磁部47は単一の基板の特定面に配置されているため、第一磁気センサ素子43の製造時に両感磁部の感磁方向が直交するように予め作り込むことができる。その結果、第一磁気センサ素子43を実装基板面41に実装する段階においては、両感磁部の相対的な感磁方向を調整する必要は無いので容易に実装できる。
一方、別の基板から構成される第二磁気センサ素子44に配置された第三感磁部48の感磁方向と第一感磁部46又は第二感磁部47の感磁方向とを互いに直交させるためには、実装基板面41における第一磁気センサ素子43と第二磁気センサ素子44との相対的配置を厳密に調整しつつ両磁気センサ素子を実装しなければならない。
When at least two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 46 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing part 47 in the first magnetic sensor element 43 are the same. It is preferable that they are orthogonal to each other.
Since the first magnetic sensing part 46 and the second magnetic sensing part 47 are arranged on a specific surface of a single substrate, the magnetic sensing directions of the two magnetic sensing parts are orthogonal to each other when the first magnetic sensor element 43 is manufactured. Can be built in advance. As a result, at the stage of mounting the first magnetic sensor element 43 on the mounting substrate surface 41, it is not necessary to adjust the relative magnetic sensing direction of the two magnetic sensing parts, so that it can be easily mounted.
On the other hand, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 48 and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 46 or the second magnetic sensing part 47 arranged on the second magnetic sensor element 44 constituted by another substrate are mutually set. In order to make them orthogonal, both magnetic sensor elements must be mounted while strictly adjusting the relative arrangement of the first magnetic sensor element 43 and the second magnetic sensor element 44 on the mounting board surface 41.

つぎに、磁気センサ素子が実装基板面を占有する面積について、磁場検出装置50Aと従来の磁場検出装置100とを比較する。
磁場検出装置50Aにおける第一感磁部46および第二感磁部47は、共に単一の基板で構成される第一磁気センサ素子43に備えられているため、実装基板面41を1箇所だけ占有する。一方、従来の磁場検出装置100における第一感磁部106および第二感磁部107は、第一磁気センサ素子103と第二磁気センサ素子104とに分かれて個別に配置されているため、実装基板面101を2箇所に渡って占有してしまう。
したがって、実装基板面における磁気センサ素子が占有する面積は、磁場検出装置50Aの方が小さい。
磁場検出装置50Aでは、第一感磁部46および第二感磁部47を単一の基板に備えることによって、測定精度を高めつつ実装基板の面積を縮小できるので、磁場検出装置50Aを従来の磁場検出装置100よりも小型化することができる。
Next, the magnetic field detection device 50A and the conventional magnetic field detection device 100 are compared with respect to the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface.
Since the first magnetic sensing unit 46 and the second magnetic sensing unit 47 in the magnetic field detection device 50A are both provided in the first magnetic sensor element 43 formed of a single substrate, the mounting substrate surface 41 is provided only at one place. Occupy. On the other hand, the first magnetic sensing unit 106 and the second magnetic sensing unit 107 in the conventional magnetic field detection device 100 are divided into the first magnetic sensor element 103 and the second magnetic sensor element 104, and thus are individually mounted. The substrate surface 101 is occupied in two places.
Therefore, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface is smaller in the magnetic field detection device 50A.
In the magnetic field detection device 50A, since the first magnetic sensing unit 46 and the second magnetic sensing unit 47 are provided on a single substrate, the area of the mounting substrate can be reduced while improving the measurement accuracy. It can be made smaller than the magnetic field detection device 100.

また、図11に示した磁場検出装置50B(50)のように、第一磁気センサ素子43を縦置きに変更しても、磁場検出装置50Aと同様に、磁場検出装置50Bの測定精度を高めつつ小型化することができる。   Further, even if the first magnetic sensor element 43 is changed to the vertical position as in the magnetic field detection device 50B (50) shown in FIG. 11, the measurement accuracy of the magnetic field detection device 50B is increased similarly to the magnetic field detection device 50A. It can be downsized.

図11は、本発明の第五実施形態にかかる磁場検出装置50B(10)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。該斜視図において、前述の磁場検出装置50A(50)と同じ構成には同一の符号を付してある。   FIG. 11 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 50B (10) according to the fifth embodiment of the present invention. In the perspective view, the same components as those of the magnetic field detection device 50A (50) described above are denoted by the same reference numerals.

磁場検出装置50B(50)は、実装基板面41に、信号処理IC42、第一磁気センサ素子43、および第二磁気センサ素子44を少なくとも備えてなる。
実装基板面41において、第一磁気センサ素子43は縦置きで配置されており、第二磁気センサ素子44は平置き(横置き)で配置されている。
また、各磁気センサ素子を構成する第一〜第三感磁部は互いの近傍に配置されている。第一感磁部46は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第二感磁部47が配置されていて、第二感磁部47は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第一感磁部46および第三感磁部48が配置されていて、第三感磁部48は、その長手方向の長さの距離範囲以内に第二感磁部47が配置されている。
The magnetic field detection device 50 </ b> B (50) includes at least a signal processing IC 42, a first magnetic sensor element 43, and a second magnetic sensor element 44 on the mounting substrate surface 41.
On the mounting substrate surface 41, the first magnetic sensor elements 43 are arranged vertically, and the second magnetic sensor elements 44 are arranged horizontally (horizontally).
In addition, the first to third magnetic sensing parts constituting each magnetic sensor element are arranged in the vicinity of each other. The first magnetic sensing part 46 has the second magnetic sensing part 47 arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the second magnetic sensing part 47 is within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 46 and the third magnetic sensing part 48 are arranged, and the second magnetic sensing part 47 is arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction of the third magnetic sensing part 48.

磁場検出装置50Bにおいて、第一感磁部46の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部46の感磁軸)と第二感磁部47の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部47の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部46を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部47を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 50B, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the first magnetic sensing unit 46 (the magnetic sensing axis of the first magnetic sensing unit 46) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 47 ( And the magnetic sensitive axis of the second magnetic sensitive part 47 intersect each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 46 and a longitudinal direction of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 47. It means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
Thus, it is preferable that at least two of the first to third magnetic sensor parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置50Bにおいても、磁場検出装置50Aと同様に、第一感磁部46および第二感磁部47を単一の基板に備えることによって、測定精度を高めつつ実装基板の面積を縮小できるので、従来の磁場検出装置100よりも小型化することができる。   In the magnetic field detection device 50B, similarly to the magnetic field detection device 50A, by providing the first magnetic sensing unit 46 and the second magnetic sensing unit 47 on a single substrate, the area of the mounting substrate can be reduced while improving measurement accuracy. Therefore, it can be made smaller than the conventional magnetic field detection device 100.

また、図12に示した磁場検出装置50C(50)のように、第一磁気センサ素子43と第二磁気センサ素子44との相対配置を変更して、第一〜第三感磁部の相対配置を変更しても、磁場検出装置50A,50Bと同様に、磁場検出装置50Cの測定精度を高めつつ小型化することができる。   Further, as in the magnetic field detection device 50C (50) shown in FIG. 12, the relative arrangement of the first to third magnetic sensing units is changed by changing the relative arrangement of the first magnetic sensor element 43 and the second magnetic sensor element 44. Even if the arrangement is changed, similarly to the magnetic field detection devices 50A and 50B, it is possible to reduce the size while improving the measurement accuracy of the magnetic field detection device 50C.

図12は、本発明の第五実施形態にかかる磁場検出装置50C(50)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。該斜視図において、前述の磁場検出装置50A(50)と同じ構成には同一の符号を付してある。   FIG. 12 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 50C (50) according to the fifth embodiment of the present invention. In the perspective view, the same components as those of the magnetic field detection device 50A (50) described above are denoted by the same reference numerals.

磁場検出装置50C(50)は、実装基板面41に、信号処理IC42、第一磁気センサ素子43、および第二磁気センサ素子44を少なくとも備えてなる。
実装基板面41において、第一磁気センサ素子43は平置き(横置き)で配置されており、第二磁気センサ素子44は縦置きで配置されている。
第一磁気センサ素子43に備えられた第一感磁部46の感磁方向および第二感磁部47の感磁方向が互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面41に対して平行である。さらに、第二磁気センサ素子44を構成する第三感磁部48の感磁方向は実装基板面41に対して垂直であり、第一感磁部46および第二感磁部47の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。
The magnetic field detection device 50 </ b> C (50) includes at least a signal processing IC 42, a first magnetic sensor element 43, and a second magnetic sensor element 44 on the mounting substrate surface 41.
On the mounting substrate surface 41, the first magnetic sensor elements 43 are arranged horizontally (horizontal placement), and the second magnetic sensor elements 44 are arranged vertically.
The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 46 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 47 provided in the first magnetic sensor element 43 are orthogonal to each other and parallel to the mounting substrate surface 41. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 48 constituting the second magnetic sensor element 44 is perpendicular to the mounting substrate surface 41, and the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing part 46 and the second magnetic sensing part 47. Is orthogonal. For this reason, it is possible to detect a magnetic field by the 1st-3rd magnetosensitive part in the 3-axis magnetosensitive direction orthogonal to each other.

また、各磁気センサ素子を構成する第一〜第三感磁部は互いの近傍に配置されている。第一感磁部46は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部47および第三感磁部48が配置されていて、第二感磁部47は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部46および第三感磁部48が配置されていて、第三感磁部48は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部46および第二感磁部47が配置されている。   In addition, the first to third magnetic sensing parts constituting each magnetic sensor element are arranged in the vicinity of each other. The first magnetic sensing part 46 has a second magnetic sensing part 47 and a third magnetic sensing part 48 arranged within a distance range of the length in the longitudinal direction, and the second magnetic sensing part 47 is arranged in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 46 and the third magnetic sensing part 48 are arranged within the distance range of the length of the first magnetic sensing part 48, and the third magnetic sensing part 48 is within the distance range of the length in the longitudinal direction thereof. A magnetic sensitive part 46 and a second magnetic sensitive part 47 are arranged.

磁場検出装置50Cにおいて、第一感磁部46の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部46の感磁軸)と第二感磁部47の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部47の感磁軸)と第三感磁部48の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部48の感磁軸)とは全て互いに交差している。
ここで、「全て互いに交差する」とは、第一感磁部46を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部47を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部48を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部の感磁軸が全て互いに交差することがより好ましい。この場合、その交差点における磁場をより一層精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 50 </ b> C, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the first magnetic sensing unit 46 (the magnetic sensing axis of the first magnetic sensing unit 46) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 47 ( The magnetic sensing axis of the second magnetic sensing part 47 and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the third magnetic sensing part 48 (the magnetic sensing axis of the third magnetic sensing part 48) all cross each other.
Here, “all intersect with each other” means a virtual straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 46 and the longitudinal length of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 47. A virtual straight line (magnetic axis) extending in the direction intersects with a virtual straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the rectangular shape showing the third magnetic sensing part 48 at one point (intersection) in space. Say. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
As described above, it is more preferable that all the magnetic sensitive axes of the first to third magnetic sensing parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置50Cにおいても、磁場検出装置50A,50Bと同様に、第一感磁部46および第二感磁部47を単一の基板に備えることによって、測定精度を高めつつ実装基板の面積を縮小できるので、従来の磁場検出装置100よりも小型化することができる。
なお、磁場検出装置50Cでは、第一〜第三感磁部の全てが互いの長手方向の長さの距離範囲内に配置されている。このため、磁場検出装置50A,50Bよりも測定精度を高めることができる。
In the magnetic field detection device 50C, similarly to the magnetic field detection devices 50A and 50B, by providing the first magnetic sensing unit 46 and the second magnetic sensing unit 47 on a single substrate, the area of the mounting substrate can be increased while improving measurement accuracy. Since it can reduce, it can reduce in size rather than the conventional magnetic field detection apparatus 100. FIG.
In the magnetic field detection device 50C, all of the first to third magnetic sensing parts are arranged within a distance range of the length in the longitudinal direction of each other. For this reason, the measurement accuracy can be improved as compared with the magnetic field detection devices 50A and 50B.

<磁場検出装置の第六実施形態>
図13は、本発明にかかる磁場検出装置の第六実施形態の一例である磁場検出装置60A(60)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。
<Sixth Embodiment of Magnetic Field Detection Device>
FIG. 13 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 60A (60) as an example of the sixth embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置60Aは、実装基板面51に、信号処理IC52、および第一磁気センサ素子53を少なくとも備えてなる。
実装基板面51において、第一磁気センサ素子53は縦置きで配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子53は、平置きで配置された信号処理IC52よりも背高であり、実装基板面51からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 60 </ b> A includes at least a signal processing IC 52 and a first magnetic sensor element 53 on the mounting substrate surface 51.
On the mounting substrate surface 51, the first magnetic sensor elements 53 are arranged vertically. The first magnetic sensor element 53 arranged vertically is taller than the signal processing IC 52 arranged horizontally, and protrudes from the mounting board surface 51 to a higher position.

信号処理IC52を構成する平板かつ直方体状の基板には短冊形で示した第一感磁部56および第二感磁部57が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部56の感磁方向はX軸方向と平行であり、第二感磁部57の感磁方向はY軸と平行である。このX軸方向およびY軸方向は、それぞれ実装基板面51に対して平行である。信号処理IC52の第一感磁部56および第二感磁部57が備えられた基板面は、実装基板面51に対して平行である。
第一磁気センサ素子53を構成する平板かつ直方体状の基板の特定面上には、短冊形で示した第三感磁部58が備えられており、該短冊形の長手方向であるZ軸方向が第三感磁部58の感磁方向を表す。このZ軸方向は、実装基板面51に対して垂直である。第一磁気センサ素子53の第三感磁部58が備えられた基板面は、実装基板面51に対して垂直である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
A flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the signal processing IC 52 is provided with a first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 shown in a strip shape. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 is parallel to the X-axis direction, and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 is parallel to the Y-axis. The X-axis direction and the Y-axis direction are parallel to the mounting substrate surface 51, respectively. The board surface provided with the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 of the signal processing IC 52 is parallel to the mounting board surface 51.
On a specific surface of the flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 53, a third magnetic sensing portion 58 shown in a strip shape is provided, and the Z-axis direction which is the longitudinal direction of the strip shape Represents the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 58. This Z-axis direction is perpendicular to the mounting substrate surface 51. The board surface provided with the third magnetic sensing part 58 of the first magnetic sensor element 53 is perpendicular to the mounting board surface 51.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置60Aでは、第一磁気センサ素子53が、信号処理IC52の近傍に寄り集まって配置されている。また、信号処理IC52を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部56および第二感磁部57が互いの近傍に備えられている。このため、第一磁気センサ素子53および信号処理IC52に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部56は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部57および第三感磁部58が配置されていて、第二感磁部57は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部56および第三感磁部58が配置されていて、第三感磁部58は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部56および第二感磁部57が配置されている。
In the magnetic field detection device 60 </ b> A, the first magnetic sensor elements 53 are arranged close to the vicinity of the signal processing IC 52. Further, a first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 provided on a single substrate constituting the signal processing IC 52 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the first magnetic sensor element 53 and the signal processing IC 52 are arranged in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 56 has the second magnetic sensing part 57 and the third magnetic sensing part 58 arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 56 and the third magnetic sensing part 58 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 58 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 are arranged.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置60Aの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this way, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 60A can be performed. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置60Aにおいて、第一感磁部56の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部56の感磁軸)と第二感磁部57の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部57の感磁軸)とは互いに交差している。
ここで、「交差する」とは、第一感磁部56を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部57を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一センサ素子及び信号処理IC52が備える第一〜第三感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することが好ましい。この場合、その交差点における磁場をより精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 60 </ b> A, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the first magnetic sensing unit 56 (the magnetic sensing axis of the first magnetic sensing unit 56) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 57 ( And the magnetic sensitive axis of the second magnetic sensitive part 57 intersect each other.
Here, “intersect” means an imaginary straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 56 and a longitudinal direction of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 57. It means that the extended virtual straight line (magnetic axis) intersects at one point (intersection) in space. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
As described above, it is preferable that at least two of the first and third magnetic sensing units included in the first sensor element and the signal processing IC 52 intersect with each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置60Aでは、信号処理IC52を構成する基板の上面に配された第一感磁部56の感磁方向および第二感磁部57の感磁方向は互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面51に対して平行である。さらに、第一磁気センサ素子53に配された第三感磁部58の感磁方向は実装基板面51に対して垂直であり、第一感磁部56および第二感磁部57の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置60Aは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 60A, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 arranged on the upper surface of the substrate constituting the signal processing IC 52 are orthogonal to each other, and are mounted on the mounting substrate surface. 51 in parallel. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 58 arranged in the first magnetic sensor element 53 is perpendicular to the mounting substrate surface 51, and the magnetic sensing of the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 is performed. It is orthogonal to the direction. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 60A to detect a magnetic field in three axial magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC52によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by IC52.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC52における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing the measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 52, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、信号処理IC52における第一感磁部56の感磁方向と第二感磁部57の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。この好ましい理由は、前述の第一実施形態の第一磁気センサ素子3の場合と同様であり、実装基板面51への信号処理IC52の実装が容易になることである。   When at least two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 in the signal processing IC 52 are orthogonal to each other. It is preferable. The reason for this preference is the same as in the case of the first magnetic sensor element 3 of the first embodiment described above, and it is easy to mount the signal processing IC 52 on the mounting board surface 51.

このように、信号処理IC52の基板の上面に第一感磁部56および第二感磁部57を配したことによって、前述の第五実施形態の第一磁気センサ素子43に相当する磁気センサ素子は、第六実施形態では必要ない。すなわち、磁場検出装置60の実装基板面51における磁気センサ素子は1つであり、平置きされた磁気センサ素子は配されていない。このため、実装基板面51における磁気センサ素子が占有する面積を小さくすることができる。したがって、磁場検出装置60Aを磁場検出装置10,50よりも、さらに小型化することができる。   Thus, by providing the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 52, a magnetic sensor element corresponding to the first magnetic sensor element 43 of the fifth embodiment described above. Is not necessary in the sixth embodiment. That is, there is one magnetic sensor element on the mounting substrate surface 51 of the magnetic field detection device 60, and no flat magnetic sensor element is arranged. For this reason, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 51 can be reduced. Therefore, the magnetic field detection device 60A can be further downsized than the magnetic field detection devices 10 and 50.

図14は、本発明にかかる磁場検出装置の第六実施形態の別の例である磁場検出装置60B(60)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。   FIG. 14 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in a magnetic field detection device 60B (60) which is another example of the sixth embodiment of the magnetic field detection device according to the present invention.

磁場検出装置60Bは、実装基板面51に、信号処理IC52、および第一磁気センサ素子53を少なくとも備えてなる。
実装基板面51において、第一磁気センサ素子53は縦置きで配置されている。縦置きで配置された第一磁気センサ素子53は、平置きで配置された信号処理IC52よりも背高であり、実装基板面51からより高い位置まで突き出している。
The magnetic field detection device 60 </ b> B includes at least a signal processing IC 52 and a first magnetic sensor element 53 on the mounting substrate surface 51.
On the mounting substrate surface 51, the first magnetic sensor elements 53 are arranged vertically. The first magnetic sensor element 53 arranged vertically is taller than the signal processing IC 52 arranged horizontally, and protrudes from the mounting board surface 51 to a higher position.

信号処理IC52を構成する平板かつ直方体状の基板には短冊形で示した第一感磁部56および第二感磁部57が備えられている。各短冊形の長手方向がそれぞれの感磁部の感磁方向を表す。第一感磁部56の感磁方向はX軸方向と平行であり、第二感磁部57の感磁方向はY軸と平行である。このX軸方向およびY軸方向は、それぞれ実装基板面51に対して平行である。信号処理IC52の第一感磁部56および第二感磁部57が備えられた基板面は、実装基板面51に対して平行である。
第一磁気センサ素子53を構成する平板かつ直方体状の基板の特定面上には、短冊形で示した第三感磁部58が備えられており、該短冊形の長手方向であるZ軸方向が第三感磁部58の感磁方向を表す。このZ軸方向は、実装基板面51に対して垂直である。第一磁気センサ素子53の第三感磁部58が備えられた基板面は、実装基板面51に対して垂直である。
また、前記X軸方向、Y軸方向、およびZ軸方向は互いに直交している。
A flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the signal processing IC 52 is provided with a first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 shown in a strip shape. The longitudinal direction of each rectangular shape represents the magnetic sensing direction of each magnetic sensing part. The magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 is parallel to the X-axis direction, and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 is parallel to the Y-axis. The X-axis direction and the Y-axis direction are parallel to the mounting substrate surface 51, respectively. The board surface provided with the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 of the signal processing IC 52 is parallel to the mounting board surface 51.
On a specific surface of the flat and rectangular parallelepiped substrate constituting the first magnetic sensor element 53, a third magnetic sensing portion 58 shown in a strip shape is provided, and the Z-axis direction which is the longitudinal direction of the strip shape Represents the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 58. This Z-axis direction is perpendicular to the mounting substrate surface 51. The board surface provided with the third magnetic sensing part 58 of the first magnetic sensor element 53 is perpendicular to the mounting board surface 51.
The X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are orthogonal to each other.

磁場検出装置60Bでは、第一磁気センサ素子53が、信号処理IC52の近傍に寄り集まって配置されている。また、信号処理IC52を構成する単一の基板に備えられた第一感磁部56および第二感磁部57が互いの近傍に備えられている。このため、第一磁気センサ素子53および信号処理IC52に備えられた各感磁部全てが互いの近傍に配置されている。
すなわち、第一感磁部56は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第二感磁部57および第三感磁部58が配置されていて、第二感磁部57は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部56および第三感磁部58が配置されていて、第三感磁部58は、その長手方向の長さの距離範囲以内に、第一感磁部56および第二感磁部57が配置されている。
In the magnetic field detection device 60B, the first magnetic sensor elements 53 are arranged close to the vicinity of the signal processing IC 52. Further, a first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 provided on a single substrate constituting the signal processing IC 52 are provided in the vicinity of each other. For this reason, all the magnetic sensitive parts provided in the first magnetic sensor element 53 and the signal processing IC 52 are arranged in the vicinity of each other.
That is, the first magnetic sensing part 56 has the second magnetic sensing part 57 and the third magnetic sensing part 58 arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction. The first magnetic sensing part 56 and the third magnetic sensing part 58 are arranged within the distance range of the length in the longitudinal direction, and the third magnetic sensing part 58 is within the distance range of the length in the longitudinal direction, A first magnetic sensing part 56 and a second magnetic sensing part 57 are arranged.

このように各感磁部が互いの近傍に集中して、一極に配置されることにより、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができるため、磁場検出装置60Bの測定精度を高められるので好ましい。このことは、前述の磁場検出装置10についての説明と同様である。   Since the magnetic sensitive parts are concentrated in the vicinity of each other and arranged in one pole in this way, the influence of the magnetic field gradient received by the magnetic sensitive parts can be made uniform, so that the measurement of the magnetic field detection device 60B can be performed. This is preferable because accuracy can be improved. This is the same as the description of the magnetic field detection device 10 described above.

磁場検出装置60Bにおいて、第一感磁部56の中心を通る感磁方向の軸(第一感磁部56の感磁軸)と第二感磁部57の中心を通る感磁方向の軸(第二感磁部57の感磁軸)と第三感磁部58の中心を通る感磁方向の軸(第三感磁部58の感磁軸)とは全て互いに交差している。
ここで、「全て互いに交差する」とは、第一感磁部56を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第二感磁部57を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)と、第三感磁部58を示す短冊形の長手方向に延長した仮想の直線(感磁軸)とが空間の一点(交差点)で交わることをいう。この交わりの角度は必ずしも直角とは限らない。なお、各感磁軸は各感磁部の中心を通るものとする。
このように、第一〜第三磁気センサ素子が備える第一〜第三感磁部の感磁軸が全て互いに交差することがより好ましい。この場合、その交差点における磁場をより一層精度良く測定することができる。
In the magnetic field detection device 60B, the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the first magnetic sensing unit 56 (the magnetic sensing axis of the first magnetic sensing unit 56) and the axis of the magnetic sensing direction passing through the center of the second magnetic sensing unit 57 ( The magnetic sensitive axis of the second magnetic sensitive part 57) and the axis of the magnetic sensitive direction passing through the center of the third magnetic sensitive part 58 (the magnetic sensitive axis of the third magnetic sensitive part 58) all cross each other.
Here, “all intersect with each other” means a virtual straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip shape showing the first magnetic sensing portion 56 and the longitudinal shape of the strip shape showing the second magnetic sensing portion 57. A virtual straight line (magnetic axis) extending in the direction intersects with a virtual straight line (magnetic axis) extending in the longitudinal direction of the strip showing the third magnetic sensing part 58 at one point (intersection) in space. Say. This angle of intersection is not necessarily a right angle. Each magnetosensitive axis passes through the center of each magnetosensitive part.
As described above, it is more preferable that all the magnetic sensitive axes of the first to third magnetic sensing parts included in the first to third magnetic sensor elements intersect each other. In this case, the magnetic field at the intersection can be measured with higher accuracy.

磁場検出装置60Bでは、信号処理IC52を構成する基板の上面に配された第一感磁部56の感磁方向および第二感磁部57の感磁方向は互いに直交しつつ、それぞれ実装基板面51に対して平行である。さらに、第一磁気センサ素子53に配された第三感磁部58の感磁方向は実装基板面51に対して垂直であり、第一感磁部56および第二感磁部57の感磁方向と直交している。このため、第一〜第三感磁部によって、磁場検出装置60Bは、互いに直交する3軸の感磁方向で磁場を検出することが可能である。   In the magnetic field detection device 60B, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 arranged on the upper surface of the substrate constituting the signal processing IC 52 are orthogonal to each other, and are mounted on the mounting substrate surface. 51 in parallel. Further, the magnetic sensing direction of the third magnetic sensing part 58 arranged in the first magnetic sensor element 53 is perpendicular to the mounting substrate surface 51, and the magnetic sensing of the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 is performed. It is orthogonal to the direction. For this reason, the first to third magnetic sensing units allow the magnetic field detection device 60B to detect a magnetic field in the three axes of magnetic sensing directions orthogonal to each other.

前記3軸による3つの感磁方向は互いに直交しているが、前記3つの感磁方向のうち2つの感磁方向が互いに直交して、残る1つの感磁方向は前記2つの感磁方向と直交しなくてもよいし、3つ全ての感磁方向が互いに直交しなくてもよい。前記3つの感磁方向が互いに異なる方向を向き、且つ、前記3つの感磁方向の全てが同一の平面に存在しなければ、各感磁部によって検出された3次元空間における磁場ベクトルを信号処理IC52によって算出することができる。   The three magnetic sensing directions by the three axes are orthogonal to each other, but two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, and the remaining one magnetic sensing direction is the two magnetic sensing directions. It does not have to be orthogonal, and all three magnetic sensing directions need not be orthogonal to each other. If the three magnetosensitive directions are different from each other and all of the three magnetosensitive directions do not exist in the same plane, the magnetic field vector in the three-dimensional space detected by each magnetosensitive portion is signal-processed. It can be calculated by IC52.

しかし、測定精度を高める観点、および信号処理IC52における計算を簡便にする観点から、前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交することが好ましく、前記3つの感磁方向の全てが互いに直交することがより好ましい。   However, from the viewpoint of increasing the measurement accuracy and simplifying the calculation in the signal processing IC 52, it is preferable that at least two of the three magnetosensitive directions are orthogonal to each other. More preferably, all are orthogonal to each other.

前記3つの感磁方向のうち少なくとも2つの感磁方向が互いに直交する場合、信号処理IC52における第一感磁部56の感磁方向と第二感磁部57の感磁方向とが互いに直交することが好ましい。この好ましい理由は、前述の第一実施形態の第一磁気センサ素子3の場合と同様であり、実装基板面51への信号処理IC52の実装が容易になることである。   When at least two of the three magnetic sensing directions are orthogonal to each other, the magnetic sensing direction of the first magnetic sensing unit 56 and the magnetic sensing direction of the second magnetic sensing unit 57 in the signal processing IC 52 are orthogonal to each other. It is preferable. The reason for this preference is the same as in the case of the first magnetic sensor element 3 of the first embodiment described above, and it is easy to mount the signal processing IC 52 on the mounting board surface 51.

このように、信号処理IC52の基板の上面に第一感磁部56および第二感磁部57を配したことによって、前述の第五実施形態の第一磁気センサ素子43に相当する磁気センサ素子は、第六実施形態では必要ない。すなわち、磁場検出装置60の実装基板面51における磁気センサ素子は1つであり、平置きされた磁気センサ素子は配されていない。このため、実装基板面51における磁気センサ素子が占有する面積を小さくすることができる。したがって、磁場検出装置60Bを磁場検出装置10,50よりも、さらに小型化することができる。
なお、図15に示した磁場検出装置60C(60)のように、第一感磁部56および第二感磁部57を配した第二磁気センサ素子54を信号処理IC52の上に積み重ねて設置しても、同様の小型化が可能である。
Thus, by providing the first magnetic sensing part 56 and the second magnetic sensing part 57 on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 52, a magnetic sensor element corresponding to the first magnetic sensor element 43 of the fifth embodiment described above. Is not necessary in the sixth embodiment. That is, there is one magnetic sensor element on the mounting substrate surface 51 of the magnetic field detection device 60, and no flat magnetic sensor element is arranged. For this reason, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 51 can be reduced. Therefore, the magnetic field detection device 60B can be further downsized than the magnetic field detection devices 10 and 50.
15, the second magnetic sensor element 54 provided with the first magnetic sensing unit 56 and the second magnetic sensing unit 57 is stacked on the signal processing IC 52 and installed. However, similar miniaturization is possible.

また、図16に示した磁場検出装置60D(60)のように、第一磁気センサ素子53を信号処理IC52の基板の上面に配してもよい。
図16は、本発明の第六実施形態にかかる磁場検出装置60D(60)における磁気センサ素子及び信号処理ICのレイアウトを示す斜視図である。該斜視図において、前述の磁場検出装置60A(60)と同じ構成には同一の符号を付してある。
磁場検出装置60D(60)では、実装基板面51上に第一磁気センサ素子53が配されている。ただし、実装基板51と第一磁気センサ素子53との間に、信号処理IC52が配されている。
Further, the first magnetic sensor element 53 may be arranged on the upper surface of the substrate of the signal processing IC 52 as in the magnetic field detection device 60D (60) shown in FIG.
FIG. 16 is a perspective view showing a layout of magnetic sensor elements and signal processing ICs in the magnetic field detection device 60D (60) according to the sixth embodiment of the present invention. In the perspective view, the same components as those of the magnetic field detection device 60A (60) described above are denoted by the same reference numerals.
In the magnetic field detection device 60 </ b> D (60), the first magnetic sensor element 53 is disposed on the mounting substrate surface 51. However, the signal processing IC 52 is disposed between the mounting substrate 51 and the first magnetic sensor element 53.

磁場検出装置60D(60)においても第一感磁部56、第二感磁部57、及び第三感磁部58は互いの近傍に配置されているので、各感磁部が受ける磁場勾配の影響を均一にすることができ、磁場検出装置60Dの測定精度を高められる。さらに、実装基板面51における磁気センサ素子が占有する面積を皆無にできる。したがって、磁場検出装置60Dを磁場検出装置10,50,60A,60B,60Cよりも、さらに小型化しうる。また、第一磁気センサ素子53と信号処理IC52との配線をより短くできるので、測定信号が信号処理IC52に伝達される際に生じうる信号劣化を一層抑制することができ、測定精度を高められる。   Also in the magnetic field detection device 60D (60), the first magnetic sensing unit 56, the second magnetic sensing unit 57, and the third magnetic sensing unit 58 are arranged in the vicinity of each other, so that the magnetic field gradient received by each magnetic sensing unit is the same. The influence can be made uniform, and the measurement accuracy of the magnetic field detection device 60D can be increased. Furthermore, the area occupied by the magnetic sensor element on the mounting substrate surface 51 can be eliminated. Therefore, the magnetic field detection device 60D can be further downsized than the magnetic field detection devices 10, 50, 60A, 60B, and 60C. In addition, since the wiring between the first magnetic sensor element 53 and the signal processing IC 52 can be made shorter, signal deterioration that can occur when the measurement signal is transmitted to the signal processing IC 52 can be further suppressed, and the measurement accuracy can be improved. .

なお、磁場検出装置60A,60B,60Cと比較した場合、磁場検出装置60Dでは実装基板面51の面積を縮小できるが、第一磁気センサ素子53の実装基板面51からの高さは信号処理IC52の厚み分だけ高くなる(図16のαで示す高さ分だけ背高になる)。つまり、両者を比較した場合、実装基板面の縮小効果と磁気センサ素子が実装基板面から突き出る高さの増加抑制とは、互いにトレードオフの関係にある。どちらを優先するかは磁場検出装置を組み込むデバイスの設計に応じて適宜選択すればよい。いずれを選択しても、磁場検出装置60A,60B,60C,60Dを磁場検出装置10,50よりも小型化できる。   When compared with the magnetic field detection devices 60A, 60B, and 60C, the magnetic field detection device 60D can reduce the area of the mounting substrate surface 51, but the height of the first magnetic sensor element 53 from the mounting substrate surface 51 is the signal processing IC 52. (The height is increased by the height indicated by α in FIG. 16). That is, when both are compared, the reduction effect of the mounting substrate surface and the suppression of the increase in the height at which the magnetic sensor element protrudes from the mounting substrate surface are in a trade-off relationship. Which is prioritized may be appropriately selected according to the design of the device incorporating the magnetic field detection device. Whichever one is selected, the magnetic field detection devices 60A, 60B, 60C, and 60D can be made smaller than the magnetic field detection devices 10 and 50.

本発明の磁場検出装置は、ナビゲーション機器、携帯用情報機器等の電子機器において、広範に利用することができる。   The magnetic field detection apparatus of the present invention can be widely used in electronic devices such as navigation devices and portable information devices.

1…実装基板面、2…信号処理IC、3…第一磁気センサ素子、4…第二磁気センサ素子、6…第一感磁部、7…第二感磁部、8…第三感磁部、10,10A…磁場検出装置、11…実装基板面、12…信号処理IC、13…第一磁気センサ素子、16…第一感磁部、17…第二感磁部、18…第三感磁部、20,20A,20B,20C…磁場検出装置、21…実装基板面、22…信号処理IC、23…第一磁気センサ素子、24…第二磁気センサ素子、26…第一感磁部、27…第二感磁部、28…第三感磁部、30,30A…磁場検出装置、31…実装基板面、32…信号処理IC、33…第一磁気センサ素子、36…第一感磁部、37…第二感磁部、38…第三感磁部、40,40A,40B,40C…磁場検出装置、41…実装基板面、42…信号処理IC、43…第一磁気センサ素子、44…第二磁気センサ素子、46…第一感磁部、47…第二感磁部、48…第三感磁部、50,50A,50B,50C…磁場検出装置、51…実装基板面、52…信号処理IC、53…第一磁気センサ素子、56…第一感磁部、57…第二感磁部、58…第三感磁部、60,60A,60B,60C,60D…磁場検出装置、100…従来の磁場検出装置、101…実装基板面、102…信号処理IC、103…第一磁気センサ素子、104…第二磁気センサ素子、105…第三磁気センサ素子、106…第一感磁部、107…第二感磁部、108…第三感磁部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Mounting board surface, 2 ... Signal processing IC, 3 ... 1st magnetic sensor element, 4 ... 2nd magnetic sensor element, 6 ... 1st magnetic sensing part, 7 ... 2nd magnetic sensing part, 8 ... 3rd magnetic sensing , 10, 10A ... magnetic field detection device, 11 ... mounting board surface, 12 ... signal processing IC, 13 ... first magnetic sensor element, 16 ... first magnetic sensing part, 17 ... second magnetic sensing part, 18 ... third Magnetic sensing unit, 20, 20A, 20B, 20C ... magnetic field detection device, 21 ... mounting substrate surface, 22 ... signal processing IC, 23 ... first magnetic sensor element, 24 ... second magnetic sensor element, 26 ... first magnetic sensing element , 27 ... second magnetic sensing unit, 28 ... third magnetic sensing unit, 30, 30A ... magnetic field detection device, 31 ... mounting substrate surface, 32 ... signal processing IC, 33 ... first magnetic sensor element, 36 ... first Magnetosensitive part 37 ... Second magnetic sensor part 38 ... Third magnetic sensor part 40, 40A, 40B, 40C ... Magnetic field detection device 41 ... Mounting base , 42 ... signal processing IC, 43 ... first magnetic sensor element, 44 ... second magnetic sensor element, 46 ... first magnetic sensing part, 47 ... second magnetic sensing part, 48 ... third magnetic sensing part, 50, 50A, 50B, 50C ... Magnetic field detection device, 51 ... Mounting board surface, 52 ... Signal processing IC, 53 ... First magnetic sensor element, 56 ... First magnetic sensing part, 57 ... Second magnetic sensing part, 58 ... Third Magnetic sensing unit, 60, 60A, 60B, 60C, 60D ... magnetic field detection device, 100 ... conventional magnetic field detection device, 101 ... mounting substrate surface, 102 ... signal processing IC, 103 ... first magnetic sensor element, 104 ... second Magnetic sensor element 105 ... Third magnetic sensor element 106 ... First magnetic sensing part 107 ... Second magnetic sensing part 108 ... Third magnetic sensing part

Claims (5)

1軸方向の磁場を検出する感磁部を、平板かつ直方体状の基板の特定面上に備えた磁気センサ素子が、信号処理ICとともに実装基板上に配されてなる磁場検出装置であって、
前記磁気センサ素子を構成する単一の基板に、複数の前記感磁部が互いの近傍に配置されていることを特徴とする磁場検出装置。
A magnetic field detection device in which a magnetic sensor element having a magnetic sensing portion for detecting a magnetic field in one axis direction on a specific surface of a flat plate and a rectangular parallelepiped substrate is arranged on a mounting substrate together with a signal processing IC,
A magnetic field detection apparatus, wherein a plurality of the magnetically sensitive parts are arranged in the vicinity of each other on a single substrate constituting the magnetic sensor element.
前記単一の基板に配置された複数の感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁方向が、前記実装基板面に対して斜めをなしていることを特徴とする請求項1に記載の磁場検出装置。   2. The magnetic sensing direction of at least two magnetic sensing parts among the plurality of magnetic sensing parts arranged on the single substrate is inclined with respect to the mounting substrate surface. The magnetic field detection apparatus described. 前記単一の基板に配置された複数の感磁部のうち、少なくとも2つの感磁部の感磁軸が交差することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁場検出装置。   3. The magnetic field detection device according to claim 1, wherein magnetic sensing axes of at least two of the plurality of magnetic sensing units arranged on the single substrate intersect each other. 前記磁気センサ素子に加えて、前記感磁部と同機能を有する感磁部が前記信号処理IC上に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の磁場検出装置。   The magnetic field according to claim 1, wherein in addition to the magnetic sensor element, a magnetic sensing part having the same function as the magnetic sensing part is provided on the signal processing IC. Detection device. 1軸方向の磁場を検出する感磁部を、平板かつ直方体状の基板の特定面上に備えた磁気センサ素子が、信号処理ICとともに実装基板上に配されてなる磁場検出装置であって、
前記信号処理ICを構成する単一の基板に、複数の前記感磁部が互いの近傍に配置されていることを特徴とする磁場検出装置。
A magnetic field detection device in which a magnetic sensor element having a magnetic sensing portion for detecting a magnetic field in one axis direction on a specific surface of a flat plate and a rectangular parallelepiped substrate is arranged on a mounting substrate together with a signal processing IC,
A magnetic field detection apparatus, wherein a plurality of the magnetic sensitive parts are arranged in the vicinity of each other on a single substrate constituting the signal processing IC.
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