JP3368293B2 - 磁気センサ - Google Patents
磁気センサInfo
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- JP3368293B2 JP3368293B2 JP16001593A JP16001593A JP3368293B2 JP 3368293 B2 JP3368293 B2 JP 3368293B2 JP 16001593 A JP16001593 A JP 16001593A JP 16001593 A JP16001593 A JP 16001593A JP 3368293 B2 JP3368293 B2 JP 3368293B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気センサに関するもの
であり、特に、半導体技術を用いて形成された電界放出
カソードを用いて磁気センサを構成したものである。
であり、特に、半導体技術を用いて形成された電界放出
カソードを用いて磁気センサを構成したものである。
【０００２】
【従来の技術】従来磁気センサとしては、固体ホール素
子が知られている。固体ホール素子は半導体におけるホ
ール効果を利用した素子で、素子に電流と磁界とを加え
るとその積に比例した起電力を発生するものである。
子が知られている。固体ホール素子は半導体におけるホ
ール効果を利用した素子で、素子に電流と磁界とを加え
るとその積に比例した起電力を発生するものである。
【０００３】ホール素子の原理図を図７に示す。この図
において、板状の半導体や金属のような導電性物質７０
のＺ軸に磁界Ｈガウスを加え、Ｙ軸方向に電流Ｉアンペ
アを流すと、Ｘ軸方向の２つの側面に電位差ＶH が生じ
る。この電位差をホール起電力ＶH と呼んで、 ＶH ＝（ＲＩＨ／ｄ）×１０-8［Ｖ］ で表される。但し、ｄは導電性物質７０の厚さ［ｃ
ｍ］、Ｒはホール係数と呼ばれるもので、導電性物質７
０の電気的性質に関係する定数である。
において、板状の半導体や金属のような導電性物質７０
のＺ軸に磁界Ｈガウスを加え、Ｙ軸方向に電流Ｉアンペ
アを流すと、Ｘ軸方向の２つの側面に電位差ＶH が生じ
る。この電位差をホール起電力ＶH と呼んで、 ＶH ＝（ＲＩＨ／ｄ）×１０-8［Ｖ］ で表される。但し、ｄは導電性物質７０の厚さ［ｃ
ｍ］、Ｒはホール係数と呼ばれるもので、導電性物質７
０の電気的性質に関係する定数である。
【０００４】ホール起電力が発生するのは、Ｚ軸方向に
加えられた磁界Ｈにより電流Ｉにローレンツ力が働いて
電流ＩがＸ軸方向に曲げられるためである。このホール
起電力ＶH は導電性物質７０が金属の場合はきわめて小
さいが、半導体とした場合は磁界Ｈを１ｋガウス、電流
Ｉを０．１アンペアとした時に約数１０ｍＶのホール起
電力ＶH を得ることが出来る。このようなホール素子の
材料としては、一般にゲルマニウムやシリコンが用いら
れているが、ＩｎＳｂやＩｎＡｓを用いることも出来
る。ホール係数の温度特性はゲルマニウムやシリコンの
方がよいが、比抵抗はＩｎＳｂ，ＩｎＡｓの方が小さ
い。
加えられた磁界Ｈにより電流Ｉにローレンツ力が働いて
電流ＩがＸ軸方向に曲げられるためである。このホール
起電力ＶH は導電性物質７０が金属の場合はきわめて小
さいが、半導体とした場合は磁界Ｈを１ｋガウス、電流
Ｉを０．１アンペアとした時に約数１０ｍＶのホール起
電力ＶH を得ることが出来る。このようなホール素子の
材料としては、一般にゲルマニウムやシリコンが用いら
れているが、ＩｎＳｂやＩｎＡｓを用いることも出来
る。ホール係数の温度特性はゲルマニウムやシリコンの
方がよいが、比抵抗はＩｎＳｂ，ＩｎＡｓの方が小さ
い。
【０００５】このようなホール素子はガウスメータや変
位変換器など各種のセンサとして用いられているが、そ
の使用最高温度はせいぜい摂氏１００度前後である。ま
た、磁気センサとしては他に超電導量子干渉素子（ＳＱ
ＵＩＤ）と呼ばれる素子がある。このＳＱＵＩＤはジョ
セフソン効果を利用して磁場の強さを最小の単位（量
子）で測定できる電子素子であり、並列に接続したジョ
セフソン接合に流し得る直流電流を測定することによ
り、磁気センサとして地磁気の変化や心臓の動きによる
磁気の検出などの微量の磁気の測定をすることが出来
る。ＳＱＵＩＤは高感度であるが超電導素子を用いてい
るため、冷却装置などの設備が大型となると共に、その
取り扱いが難しく可搬型にはなりにくくその上高価であ
る。
位変換器など各種のセンサとして用いられているが、そ
の使用最高温度はせいぜい摂氏１００度前後である。ま
た、磁気センサとしては他に超電導量子干渉素子（ＳＱ
ＵＩＤ）と呼ばれる素子がある。このＳＱＵＩＤはジョ
セフソン効果を利用して磁場の強さを最小の単位（量
子）で測定できる電子素子であり、並列に接続したジョ
セフソン接合に流し得る直流電流を測定することによ
り、磁気センサとして地磁気の変化や心臓の動きによる
磁気の検出などの微量の磁気の測定をすることが出来
る。ＳＱＵＩＤは高感度であるが超電導素子を用いてい
るため、冷却装置などの設備が大型となると共に、その
取り扱いが難しく可搬型にはなりにくくその上高価であ
る。
【０００６】
【発明の解決しようとする課題】ところで最近、磁気セ
ンサはロボットやマニュピレータのエンコーダ等に用い
られているが、この磁気センサの使用環境はセンサ部の
耐熱対策を行ってもモータの発熱のため摂氏１００度を
越える環境となっているため、ホール素子を磁気センサ
として使用しようとしても、上述したようにホール素子
の使用最高温度が低いため磁気センサとしてホール素子
を用いることが出来ない。また、冷却対策等を施して使
用できたとしてもホール素子では感度が不十分であると
云う問題点がある。
ンサはロボットやマニュピレータのエンコーダ等に用い
られているが、この磁気センサの使用環境はセンサ部の
耐熱対策を行ってもモータの発熱のため摂氏１００度を
越える環境となっているため、ホール素子を磁気センサ
として使用しようとしても、上述したようにホール素子
の使用最高温度が低いため磁気センサとしてホール素子
を用いることが出来ない。また、冷却対策等を施して使
用できたとしてもホール素子では感度が不十分であると
云う問題点がある。
【０００７】また、上記磁気センサとして高感度のＳＱ
ＵＩＤを用いることが出来るが、ＳＱＵＩＤは上述した
ように取り扱いが難しく、さらに小型かつ低価格には程
遠く上記磁気センサとしてＳＱＵＩＤを使用することは
現実的ではなかった。そこで、本発明は耐環境性に優
れ、高感度、小型、低価格で取り扱いの容易な磁気セン
サを提供することを目的としている。
ＵＩＤを用いることが出来るが、ＳＱＵＩＤは上述した
ように取り扱いが難しく、さらに小型かつ低価格には程
遠く上記磁気センサとしてＳＱＵＩＤを使用することは
現実的ではなかった。そこで、本発明は耐環境性に優
れ、高感度、小型、低価格で取り扱いの容易な磁気セン
サを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体技術を
利用して従来表示素子として研究開発されている電界放
出カソードを耐熱性のガラスまたはセラミックの容器に
収納して磁気センサに応用することにより、今までにな
い優れた磁気センサを実現しようとするものである。電
界放出とは、金属または半導体表面の印加電界を１０9
［Ｖ／ｍ］程度にするとトンネル効果により、電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
れを電界放出（Field Emission）と云い、このような原
理で電子を放出するカソードを電界放出カソード（Fiel
d Emission Cathode）と呼んでいる。近年、半導体加工
技術を駆使して、ミクロンサイズの電界放出カソードか
らなるアレイをもちいて、面放出型の電界放出カソード
を作ることが可能となっている。
利用して従来表示素子として研究開発されている電界放
出カソードを耐熱性のガラスまたはセラミックの容器に
収納して磁気センサに応用することにより、今までにな
い優れた磁気センサを実現しようとするものである。電
界放出とは、金属または半導体表面の印加電界を１０9
［Ｖ／ｍ］程度にするとトンネル効果により、電子が障
壁を通過して常温でも真空中に電子放出が行われる。こ
れを電界放出（Field Emission）と云い、このような原
理で電子を放出するカソードを電界放出カソード（Fiel
d Emission Cathode）と呼んでいる。近年、半導体加工
技術を駆使して、ミクロンサイズの電界放出カソードか
らなるアレイをもちいて、面放出型の電界放出カソード
を作ることが可能となっている。
【０００９】図８に、その一例であるスピント（Spind
t）型と呼ばれる電界放出カソード（以下、ＦＥＣと記
す）を示す。このＦＥＣは、ガラス等の基板の上にアル
ミニウム等の金属からなるエミッタ電極が蒸着により形
成されており、このエミッタ電極上にモリブデン等の金
属からなるコーン状のエミッタが形成されている。エミ
ッタ電極上のエミッタが形成されていない部分には二酸
化シリコン（SiO2）膜が形成されており、さらにその上
にはゲートが形成されており、ゲートに設けられた丸い
穴の中に上記コーン状のエミッタが位置している。すな
わち、このコーン状のエミッタの先端部分がゲートにあ
けられた穴から臨む構成とされている。
t）型と呼ばれる電界放出カソード（以下、ＦＥＣと記
す）を示す。このＦＥＣは、ガラス等の基板の上にアル
ミニウム等の金属からなるエミッタ電極が蒸着により形
成されており、このエミッタ電極上にモリブデン等の金
属からなるコーン状のエミッタが形成されている。エミ
ッタ電極上のエミッタが形成されていない部分には二酸
化シリコン（SiO2）膜が形成されており、さらにその上
にはゲートが形成されており、ゲートに設けられた丸い
穴の中に上記コーン状のエミッタが位置している。すな
わち、このコーン状のエミッタの先端部分がゲートにあ
けられた穴から臨む構成とされている。
【００１０】このコーン状のエミッタのエミッタ間のピ
ッチは１０ミクロン以下とすることができ、数万から数
１０万個のＦＥＣを１枚の基板上に設けることができ
る。さらに、ゲートとエミッタのコーンの先端との距離
をサブミクロンとすることができるため、ゲートとエミ
ッタ電極間とに僅か数１０ボルトのゲート電圧ＶGを印
加することにより、電子をエミッタから電界放出するこ
とができる。この電界放出された電子はゲート電極上に
アノードを対向して設けておくと、このアノードにより
捕集することができる。この場合、アノードにはアノー
ド電圧ＶA を印加しておく。このようにスピント型のＦ
ＥＣにおいてはエミッタから放出された電子はＦＥＣに
対し垂直の方向に放出される。
ッチは１０ミクロン以下とすることができ、数万から数
１０万個のＦＥＣを１枚の基板上に設けることができ
る。さらに、ゲートとエミッタのコーンの先端との距離
をサブミクロンとすることができるため、ゲートとエミ
ッタ電極間とに僅か数１０ボルトのゲート電圧ＶGを印
加することにより、電子をエミッタから電界放出するこ
とができる。この電界放出された電子はゲート電極上に
アノードを対向して設けておくと、このアノードにより
捕集することができる。この場合、アノードにはアノー
ド電圧ＶA を印加しておく。このようにスピント型のＦ
ＥＣにおいてはエミッタから放出された電子はＦＥＣに
対し垂直の方向に放出される。
【００１１】図９に他のＦＥＣの例を示す。このＦＥＣ
は平面状に形成されており、ここでは平面型のＦＥＣと
称するものとする。この平面型のＦＥＣは石英板等の基
板上にニオブ等からなるゲートとアノードが形成されて
いる。このゲートより一段高い基板の部分には櫛歯状の
エミッタが形成されている。
は平面状に形成されており、ここでは平面型のＦＥＣと
称するものとする。この平面型のＦＥＣは石英板等の基
板上にニオブ等からなるゲートとアノードが形成されて
いる。このゲートより一段高い基板の部分には櫛歯状の
エミッタが形成されている。
【００１２】この櫛歯状のエミッタの先端とゲートとの
間の距離をサブミクロンとなるよう作製されているた
め、このＦＥＣでも僅か数１０ボルトのゲート電圧ＶG
を印加することによりエミッタから電子を電界放出する
ことができる。電界放出された電子は基板上に設けられ
たアノードに捕集される。このとき、アノードにはアノ
ード電圧ＶA を印加しておく。このように平面型のＦＥ
Ｃにおいては、エミッタから放出される電子はＦＥＣの
面に対し平行な方向に放出される。図９に示すＦＥＣは
櫛歯状のエミッタとされているが、平面型のＦＥＣにお
いては必ずしも櫛歯状にする必要はなく、例えば、櫛歯
を３角状にして先端を尖らしても良く、エミッタの形状
の条件は先端の角が尖っていさえすればよい。
間の距離をサブミクロンとなるよう作製されているた
め、このＦＥＣでも僅か数１０ボルトのゲート電圧ＶG
を印加することによりエミッタから電子を電界放出する
ことができる。電界放出された電子は基板上に設けられ
たアノードに捕集される。このとき、アノードにはアノ
ード電圧ＶA を印加しておく。このように平面型のＦＥ
Ｃにおいては、エミッタから放出される電子はＦＥＣの
面に対し平行な方向に放出される。図９に示すＦＥＣは
櫛歯状のエミッタとされているが、平面型のＦＥＣにお
いては必ずしも櫛歯状にする必要はなく、例えば、櫛歯
を３角状にして先端を尖らしても良く、エミッタの形状
の条件は先端の角が尖っていさえすればよい。
【００１３】上述したＦＥＣはいずれも真空容器内に封
着されており、半導体のように格子散乱の影響を受ける
ことがないため、電子の移動度は半導体に比較して数１
０倍から数１００倍の速度を得ることが出来る。
着されており、半導体のように格子散乱の影響を受ける
ことがないため、電子の移動度は半導体に比較して数１
０倍から数１００倍の速度を得ることが出来る。
【００１４】本発明の磁気センサは上述した電界放出カ
ソードを用いて電子を放出し、放出した電子を少なくと
も２つに分割・独立されたアノードにより捕集するよう
にしたものである。
ソードを用いて電子を放出し、放出した電子を少なくと
も２つに分割・独立されたアノードにより捕集するよう
にしたものである。
【００１５】すなわち、ＦＥＣのエミッタに対向して少
なくとも２分割して独立して動作するアノードを設ける
ようにすると、エミッタから電界放出された電子は真空
中を高速で飛来してアノードに捕集される。この時、Ｆ
ＥＣに磁界が印加されていると電界放出された電子にロ
ーレンツ力が働き電子の軌道は曲げられるようになる。
そして、電界放出された電子を捕集するアノードを例え
ば、２分割して独立して動作させておくと、印加された
磁界により軌道が曲げられた電子の方向に位置する一方
のアノードの電流が増加すると共に、他方のアノードの
電流が減少するため、２つのアノードに流れる電流の差
分を取ることにより磁界が印加された方向及び強度を検
出することができる。
なくとも２分割して独立して動作するアノードを設ける
ようにすると、エミッタから電界放出された電子は真空
中を高速で飛来してアノードに捕集される。この時、Ｆ
ＥＣに磁界が印加されていると電界放出された電子にロ
ーレンツ力が働き電子の軌道は曲げられるようになる。
そして、電界放出された電子を捕集するアノードを例え
ば、２分割して独立して動作させておくと、印加された
磁界により軌道が曲げられた電子の方向に位置する一方
のアノードの電流が増加すると共に、他方のアノードの
電流が減少するため、２つのアノードに流れる電流の差
分を取ることにより磁界が印加された方向及び強度を検
出することができる。
【００１６】
【作用】本発明の磁気センサによれば、差分電流の大き
さを検出することにより高感度で磁界の方向及び強さを
検出することができる。また、磁気センサを構成するＦ
ＥＣは半導体技術を用いて小型、かつ、安価に製作する
ことができ、このようにして製作したＦＥＣを真空容器
内に封着することにより磁気センサは構成されているた
め、耐環境性に優れていると共に、小型、安価で、か
つ、取り扱いの容易な磁気センサを得ることができる。
さを検出することにより高感度で磁界の方向及び強さを
検出することができる。また、磁気センサを構成するＦ
ＥＣは半導体技術を用いて小型、かつ、安価に製作する
ことができ、このようにして製作したＦＥＣを真空容器
内に封着することにより磁気センサは構成されているた
め、耐環境性に優れていると共に、小型、安価で、か
つ、取り扱いの容易な磁気センサを得ることができる。
【００１７】
【実施例】本発明の磁気センサの第１実施例を図１に示
す。この磁気センサは、上記図８に示すスピント型のＦ
ＥＣを用いたものである。このスピント型のＦＥＣ２は
後で述べるように耐熱性ガラス、またはセラミックから
なる真空容器１内に収納されており、そのエミッタ電極
４と図示しないゲートの引き出し電極間に所定の電圧を
印加することにより、エミッタから放出された電子は破
線で図示するように垂直方向に放出される。
す。この磁気センサは、上記図８に示すスピント型のＦ
ＥＣを用いたものである。このスピント型のＦＥＣ２は
後で述べるように耐熱性ガラス、またはセラミックから
なる真空容器１内に収納されており、そのエミッタ電極
４と図示しないゲートの引き出し電極間に所定の電圧を
印加することにより、エミッタから放出された電子は破
線で図示するように垂直方向に放出される。
【００１８】この放出された電子を捕集するアノードは
２つのアノード３−１，３−２に分割されており、この
２つのアノード３−１，３−２にはそれぞれ引き出し電
極５−１，５−２が接続されており、それぞれの引き出
し電極５−１，５−２にはアノード電流Ｉ1 ，アノード
電流Ｉ2 が流れている。
２つのアノード３−１，３−２に分割されており、この
２つのアノード３−１，３−２にはそれぞれ引き出し電
極５−１，５−２が接続されており、それぞれの引き出
し電極５−１，５−２にはアノード電流Ｉ1 ，アノード
電流Ｉ2 が流れている。
【００１９】このように構成された磁気センサにたい
し、外部から磁界Ｈが６で図示するように紙面に対し上
から下へ垂直に印加されると、放出された電子はローレ
ンツ力を受けて実線で図示するように右方向に軌道が曲
げられるようになる。すると、電子はアノード３−２の
方向に曲げられるため、アノード３−２で捕集される電
子が増加し、他方アノード３−１で捕集される電子は減
少する。
し、外部から磁界Ｈが６で図示するように紙面に対し上
から下へ垂直に印加されると、放出された電子はローレ
ンツ力を受けて実線で図示するように右方向に軌道が曲
げられるようになる。すると、電子はアノード３−２の
方向に曲げられるため、アノード３−２で捕集される電
子が増加し、他方アノード３−１で捕集される電子は減
少する。
【００２０】従って、アノード３−１とアノード３−２
からそれぞれ得られるアノード電流Ｉ1 とアノード電流
Ｉ2 との差分ΔＩ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）を演算すると、負の
差分電流ΔＩが検出され、印加された磁界Ｈが図示する
方向の時は差分電流ΔＩを負として検出することが出来
る。さらに、外部からの磁界Ｈの方向が反転した時は、
差分電流ΔＩが正になることは容易に理解し得るところ
であるから、外部からの磁界Ｈの印加方向を差分電流Δ
Ｉを検出することにより検出することが出来る。また、
この差分電流ΔＩは磁界の大きさにほぼ比例することか
ら、磁界Ｈの強度を検出することも出来る。
からそれぞれ得られるアノード電流Ｉ1 とアノード電流
Ｉ2 との差分ΔＩ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）を演算すると、負の
差分電流ΔＩが検出され、印加された磁界Ｈが図示する
方向の時は差分電流ΔＩを負として検出することが出来
る。さらに、外部からの磁界Ｈの方向が反転した時は、
差分電流ΔＩが正になることは容易に理解し得るところ
であるから、外部からの磁界Ｈの印加方向を差分電流Δ
Ｉを検出することにより検出することが出来る。また、
この差分電流ΔＩは磁界の大きさにほぼ比例することか
ら、磁界Ｈの強度を検出することも出来る。
【００２１】さらに、差分電流ΔＩを（Ｉ1 ＋Ｉ2 ）で
正規化することにより、エミッタから放出される電子の
変動によるアノード電流の揺らぎの影響を除去すること
が出来る。また、図１において用いられているスピント
型のＦＥＣ（図８参照）のエミッタコーンの直下のエミ
ッタ電極の部分に抵抗層を設けることにより、エミッタ
の動作を安定化することが出来ると共に、磁気センサの
寿命を向上することが出来る。なお、電子放出型の磁気
センサにおいては、エミッタから放出される電子の移動
度が磁気センサの感度に依存していることから、真空容
器１内の真空度を維持するために、真空容器１内にはゲ
ッターを設ける。
正規化することにより、エミッタから放出される電子の
変動によるアノード電流の揺らぎの影響を除去すること
が出来る。また、図１において用いられているスピント
型のＦＥＣ（図８参照）のエミッタコーンの直下のエミ
ッタ電極の部分に抵抗層を設けることにより、エミッタ
の動作を安定化することが出来ると共に、磁気センサの
寿命を向上することが出来る。なお、電子放出型の磁気
センサにおいては、エミッタから放出される電子の移動
度が磁気センサの感度に依存していることから、真空容
器１内の真空度を維持するために、真空容器１内にはゲ
ッターを設ける。
【００２２】図２に本発明の第２の実施例を示す。この
実施例もスピント型のＦＥＣを用いた磁気センサであ
り、耐熱性のガラス又はセラミックからなる真空容器２
１内の底部にＦＥＣ２２が設けられており、２つに分割
されたアノード２３−１，２３−２は真空容器２１の対
向する側部にそれぞれ設けられている。そして、ＦＥＣ
２２のエミッタ電極２４と図示しないゲートの引き出し
電極間に所定の電圧を印加することにより、エミッタか
ら放出された電子は破線で図示するようにほぼ垂直方向
に放出される。
実施例もスピント型のＦＥＣを用いた磁気センサであ
り、耐熱性のガラス又はセラミックからなる真空容器２
１内の底部にＦＥＣ２２が設けられており、２つに分割
されたアノード２３−１，２３−２は真空容器２１の対
向する側部にそれぞれ設けられている。そして、ＦＥＣ
２２のエミッタ電極２４と図示しないゲートの引き出し
電極間に所定の電圧を印加することにより、エミッタか
ら放出された電子は破線で図示するようにほぼ垂直方向
に放出される。
【００２３】この放出された電子を捕集する真空容器２
１の側部に設けたアノード２３−１，２３−２にはそれ
ぞれ引き出し電極２５−１，２５−２が接続されてお
り、それぞれの引き出し電極２５−１，２５−２にはア
ノード電流Ｉ1 ，アノード電流Ｉ2 が流れている。この
ように構成された磁気センサにたいし、外部から磁界Ｈ
が２６で図示するように紙面に対し上から下へ垂直に印
加されると、放出された電子はローレンツ力を受けて実
線で図示するように右方向に軌道が曲げられるようにな
る。すると、電子はアノード２３−２の方向に曲げられ
るため、アノード２３−２で捕集される電子が増加し、
他方アノード２３−１で捕集される電子は減少する。
１の側部に設けたアノード２３−１，２３−２にはそれ
ぞれ引き出し電極２５−１，２５−２が接続されてお
り、それぞれの引き出し電極２５−１，２５−２にはア
ノード電流Ｉ1 ，アノード電流Ｉ2 が流れている。この
ように構成された磁気センサにたいし、外部から磁界Ｈ
が２６で図示するように紙面に対し上から下へ垂直に印
加されると、放出された電子はローレンツ力を受けて実
線で図示するように右方向に軌道が曲げられるようにな
る。すると、電子はアノード２３−２の方向に曲げられ
るため、アノード２３−２で捕集される電子が増加し、
他方アノード２３−１で捕集される電子は減少する。
【００２４】従って、図１に示す磁気センサと同様にア
ノード２３−１とアノード２３−２からそれぞれ得られ
るアノード電流Ｉ1 とアノード電流Ｉ2 との差分ΔＩ＝
（Ｉ1 −Ｉ2 ）を検出すると、印加された磁界Ｈの方向
及び強度を検出することが出来る。また、図１に示す磁
気センサのところで説明したようにエミッタコーンの直
下に抵抗層を設けたり、真空容器内にゲッターを備える
ことにより磁気センサの信頼性を向上することができ
る。さらに、この磁気センサにおいてはアノードが真空
容器２１の側部に対向するように設けられているため、
アノード間の相互作用がなく差分電流を正確に取り出す
ことが出来る。
ノード２３−１とアノード２３−２からそれぞれ得られ
るアノード電流Ｉ1 とアノード電流Ｉ2 との差分ΔＩ＝
（Ｉ1 −Ｉ2 ）を検出すると、印加された磁界Ｈの方向
及び強度を検出することが出来る。また、図１に示す磁
気センサのところで説明したようにエミッタコーンの直
下に抵抗層を設けたり、真空容器内にゲッターを備える
ことにより磁気センサの信頼性を向上することができ
る。さらに、この磁気センサにおいてはアノードが真空
容器２１の側部に対向するように設けられているため、
アノード間の相互作用がなく差分電流を正確に取り出す
ことが出来る。
【００２５】次に、本発明の第３の実施例を図３に示
す。この磁気センサは上記図９に示すような平面型のＦ
ＥＣを用いたものである。図３（ａ）は磁気センサの上
面図であり、同図（ｂ）は線Ａ−Ｂで磁気センサを切断
したときの断面図である。これらの図において、基板３
１は例えば、耐熱ガラスやセラミック製とされており、
この基板３１を真空容器の一部として使用するようにさ
れており、その上にエミッタ３２及びエミッタ引き出し
電極３３、２つに分割されたアノード３４−１，３４−
２及びアノード引き出し電極３５−１，３５−２並びに
ゲート３６が蒸着により形成されている。また、基板３
１には平面型のＦＥＣを覆うように蓋部３０が封着され
ており、３７は蓋部３０と基板３１とで形成される真空
容器内の気密を保つためのシール封止部である。さら
に、蓋部３０の内側には偏向電極３８−１，３８−２が
設けられている。
す。この磁気センサは上記図９に示すような平面型のＦ
ＥＣを用いたものである。図３（ａ）は磁気センサの上
面図であり、同図（ｂ）は線Ａ−Ｂで磁気センサを切断
したときの断面図である。これらの図において、基板３
１は例えば、耐熱ガラスやセラミック製とされており、
この基板３１を真空容器の一部として使用するようにさ
れており、その上にエミッタ３２及びエミッタ引き出し
電極３３、２つに分割されたアノード３４−１，３４−
２及びアノード引き出し電極３５−１，３５−２並びに
ゲート３６が蒸着により形成されている。また、基板３
１には平面型のＦＥＣを覆うように蓋部３０が封着され
ており、３７は蓋部３０と基板３１とで形成される真空
容器内の気密を保つためのシール封止部である。さら
に、蓋部３０の内側には偏向電極３８−１，３８−２が
設けられている。
【００２６】このようにして形成された蓋部３０と基板
３１とからなる容器内は、図示していないが排気口から
真空に引かれた後封止され、ゲッターリング２８が加熱
され、ゲッターミラー２９が形成されることにより高真
空に保たれる。この磁気センサにおいて、エミッタ引き
出し電極３３とゲート３６との間に所定の電圧を印加す
ると、先端が３角状に形成されたエミッタから電子が
（ｂ）に破線で図示するように偏向電極３８−１により
基板１にほぼ平行に放出される。この放出された電子
は、さらに偏向電極３８−２によりアノード電極３８−
１，３８−２に向かうように偏向され、２つに分離され
たアノード３４−１及びアノード３４−２により捕集さ
れる。
３１とからなる容器内は、図示していないが排気口から
真空に引かれた後封止され、ゲッターリング２８が加熱
され、ゲッターミラー２９が形成されることにより高真
空に保たれる。この磁気センサにおいて、エミッタ引き
出し電極３３とゲート３６との間に所定の電圧を印加す
ると、先端が３角状に形成されたエミッタから電子が
（ｂ）に破線で図示するように偏向電極３８−１により
基板１にほぼ平行に放出される。この放出された電子
は、さらに偏向電極３８−２によりアノード電極３８−
１，３８−２に向かうように偏向され、２つに分離され
たアノード３４−１及びアノード３４−２により捕集さ
れる。
【００２７】このように構成された磁気センサにたい
し、外部から磁界Ｈが３９で図示するように紙面に対し
上から下へ垂直に印加されると、放出された電子はロー
レンツ力を受けて実線で図示するように左方向に軌道が
曲げられるようになる。すると、電子はアノード３４−
１の方向に曲げられるため、アノード３４−１で捕集さ
れる電子が増加し、他方アノード３４−２で捕集される
電子は減少する。従って、図１に示す磁気センサと同様
にアノード３４−１とアノード３４−２からそれぞれ得
られるアノード電流Ｉ1 とアノード電流Ｉ2 との差分Δ
Ｉ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）を検出すると、印加された磁界Ｈの
方向及び強度を検出することが出来る。
し、外部から磁界Ｈが３９で図示するように紙面に対し
上から下へ垂直に印加されると、放出された電子はロー
レンツ力を受けて実線で図示するように左方向に軌道が
曲げられるようになる。すると、電子はアノード３４−
１の方向に曲げられるため、アノード３４−１で捕集さ
れる電子が増加し、他方アノード３４−２で捕集される
電子は減少する。従って、図１に示す磁気センサと同様
にアノード３４−１とアノード３４−２からそれぞれ得
られるアノード電流Ｉ1 とアノード電流Ｉ2 との差分Δ
Ｉ＝（Ｉ1 −Ｉ2 ）を検出すると、印加された磁界Ｈの
方向及び強度を検出することが出来る。
【００２８】図３に示すエミッタの先端の形状は３角状
となっているが、図９に示すような矩形の櫛歯状として
も差し支えない。また、この実施例においてはアノード
３４及びエミッタ３２とゲート３６に対向して偏向電極
３８−１及び３８−２を設けるようにしたので、エミッ
タ３２から放出された電子は偏向電極３８−１によりア
ノード３４方向に集束偏向され、さらに、偏向電極３８
−２により効率良くアノード３４で捕集できるように偏
向される。これにより、一般に電子の集束性に乏しい平
面型のＦＥＣの電子ビームの方向性を高めることが出
来、磁気センサを高精度化及び高感度化することが出来
る。
となっているが、図９に示すような矩形の櫛歯状として
も差し支えない。また、この実施例においてはアノード
３４及びエミッタ３２とゲート３６に対向して偏向電極
３８−１及び３８−２を設けるようにしたので、エミッ
タ３２から放出された電子は偏向電極３８−１によりア
ノード３４方向に集束偏向され、さらに、偏向電極３８
−２により効率良くアノード３４で捕集できるように偏
向される。これにより、一般に電子の集束性に乏しい平
面型のＦＥＣの電子ビームの方向性を高めることが出
来、磁気センサを高精度化及び高感度化することが出来
る。
【００２９】なお、偏向電極は２つとしているが、条件
等によっては１つまたは偏向電極群としても良い。ま
た、アノード引き出し電極３５−１及び３５−２はエミ
ッタから放出された電子のうち不要な電子の捕集を防止
するために、エミッタ３２から反対の方向に引き出され
ている。さらに、各引き出し電極は外部から印加される
磁界の影響を受けると、電極構造により磁気センサの特
性が依存することになるため、各引き出し電極を非磁性
材料、例えばアルミニウムや銅等で形成することが望ま
しい。
等によっては１つまたは偏向電極群としても良い。ま
た、アノード引き出し電極３５−１及び３５−２はエミ
ッタから放出された電子のうち不要な電子の捕集を防止
するために、エミッタ３２から反対の方向に引き出され
ている。さらに、各引き出し電極は外部から印加される
磁界の影響を受けると、電極構造により磁気センサの特
性が依存することになるため、各引き出し電極を非磁性
材料、例えばアルミニウムや銅等で形成することが望ま
しい。
【００３０】なお、ＦＥＣと同時にアノード３４−１，
３４−２を上記基板上に作成することが出来ると共に、
上記基板３１や蓋部３０は耐熱製のガラスあるいはセラ
ミック製とされている。
３４−２を上記基板上に作成することが出来ると共に、
上記基板３１や蓋部３０は耐熱製のガラスあるいはセラ
ミック製とされている。
【００３１】次に、３次元磁気センサの実施例を図４に
示す。この図に示す磁気センサはスピント型のＦＥＣを
用いたものであるが、図１及び図２に示す磁気センサと
構成上異なる点はアノードを４分割するようにした点で
ある。この３次元磁気センサにおいて、真空容器４０内
に収納されたスピント型のＦＥＣ４１の図示しないエミ
ッタとゲート間に所定の電圧を印加すると、エミッタか
ら電子が破線で図示するように垂直方向に放出される。
この放出された電子は４つに分割されたアノード４２−
Ａ，４２−Ｂ，４２−Ｃ，４２−Ｄによりそれぞれ捕集
される。また、図示するように真空容器４０の側壁部ま
たは前記エミッタ作製基板上に、各アノード４２−Ａ〜
４２−Ｄに均一に電流が流入するような偏向電極４８を
用いてもよい。
示す。この図に示す磁気センサはスピント型のＦＥＣを
用いたものであるが、図１及び図２に示す磁気センサと
構成上異なる点はアノードを４分割するようにした点で
ある。この３次元磁気センサにおいて、真空容器４０内
に収納されたスピント型のＦＥＣ４１の図示しないエミ
ッタとゲート間に所定の電圧を印加すると、エミッタか
ら電子が破線で図示するように垂直方向に放出される。
この放出された電子は４つに分割されたアノード４２−
Ａ，４２−Ｂ，４２−Ｃ，４２−Ｄによりそれぞれ捕集
される。また、図示するように真空容器４０の側壁部ま
たは前記エミッタ作製基板上に、各アノード４２−Ａ〜
４２−Ｄに均一に電流が流入するような偏向電極４８を
用いてもよい。
【００３２】 外部から印加された磁界を検出する時
は、４つのアノードの内、まずアノード４２−Ａに流れ
る電流ＩA とアノード４２−Ｃに流れる電流ＩC の和と
差の電流を求める。次に、アノード４２−Ｂに流れる電
流ＩB とアノード４２−Ｄに流れる電流ＩD との和と差
を求めることにより、各アノード４２−Ａ〜４２−Ｄの
中心を走る電子ビームの曲がり方を測定する。これによ
り、外部から印加された磁界の方向を割り出すことが出
来る。なお、２つのアノードの電流の和と差の検出を時
系列的に行ったが、同時に行うようにしても良い。
は、４つのアノードの内、まずアノード４２−Ａに流れ
る電流ＩA とアノード４２−Ｃに流れる電流ＩC の和と
差の電流を求める。次に、アノード４２−Ｂに流れる電
流ＩB とアノード４２−Ｄに流れる電流ＩD との和と差
を求めることにより、各アノード４２−Ａ〜４２−Ｄの
中心を走る電子ビームの曲がり方を測定する。これによ
り、外部から印加された磁界の方向を割り出すことが出
来る。なお、２つのアノードの電流の和と差の検出を時
系列的に行ったが、同時に行うようにしても良い。
【００３３】次に、３次元磁気センサの第２の実施例を
図５に示す。この図に示す３次元磁気センサもスピント
型のＦＥＣを用いたものであるが、真空容器の形状を円
筒形として円筒部の側部に４分割されたアノードをそれ
ぞれ設けるようにしたものである。この３次元磁気セン
サにおいて、円筒形の真空容器５０内の底部に設けられ
たスピント型のＦＥＣ５１のエミッタ引き出し電極５２
とゲート引き出し電極５５間に所定の電圧を印加する
と、エミッタから電子が図示する破線のようにほぼ垂直
方向に放出される。この放出された電子は４つに分割さ
れたアノード５３−Ａ，５３−Ｂ，５３−Ｃ，５３−Ｄ
によりそれぞれ捕集される。
図５に示す。この図に示す３次元磁気センサもスピント
型のＦＥＣを用いたものであるが、真空容器の形状を円
筒形として円筒部の側部に４分割されたアノードをそれ
ぞれ設けるようにしたものである。この３次元磁気セン
サにおいて、円筒形の真空容器５０内の底部に設けられ
たスピント型のＦＥＣ５１のエミッタ引き出し電極５２
とゲート引き出し電極５５間に所定の電圧を印加する
と、エミッタから電子が図示する破線のようにほぼ垂直
方向に放出される。この放出された電子は４つに分割さ
れたアノード５３−Ａ，５３−Ｂ，５３−Ｃ，５３−Ｄ
によりそれぞれ捕集される。
【００３４】この３次元磁気センサにおいて、外部から
印加された磁界を検出する時は、４つのアノードの内、
まずアノード５３−Ａに流れる電流ＩA とアノード５３
−Ｃに流れる電流ＩC との電流をアノード引き出し電極
５４−Ａ及び５４−Ｃとからそれぞれ検出して、それら
の和と差の電流を求める。次に、アノード５３−Ｂに流
れる電流ＩB とアノード５３−Ｄに流れる電流ＩD とを
引き出し電極５４−Ｂおよび５４−Ｄとからそれぞれ検
出して、それらの和と差を求めることにより、各アノー
ド５３−Ａ〜５３−Ｄの中心を走る電子ビームの曲がり
方を測定する。これにより、外部から印加された磁界の
方向を割り出すことが出来る。なお、２つのアノードの
電流の和と差の検出を時系列的に行ったが、同時に行う
ようにしても良い。
印加された磁界を検出する時は、４つのアノードの内、
まずアノード５３−Ａに流れる電流ＩA とアノード５３
−Ｃに流れる電流ＩC との電流をアノード引き出し電極
５４−Ａ及び５４−Ｃとからそれぞれ検出して、それら
の和と差の電流を求める。次に、アノード５３−Ｂに流
れる電流ＩB とアノード５３−Ｄに流れる電流ＩD とを
引き出し電極５４−Ｂおよび５４−Ｄとからそれぞれ検
出して、それらの和と差を求めることにより、各アノー
ド５３−Ａ〜５３−Ｄの中心を走る電子ビームの曲がり
方を測定する。これにより、外部から印加された磁界の
方向を割り出すことが出来る。なお、２つのアノードの
電流の和と差の検出を時系列的に行ったが、同時に行う
ようにしても良い。
【００３５】さらに、図６に示す３次元の磁気センサは
平面形のＦＥＣを用いたものであり、この３次元磁気セ
ンサにおいては４分割されたアノードの内、２つのアノ
ード６４−Ａと６４−ＢとがＦＥＣが形成された真空容
器を構成する一面と同一面上に形成されており、対向す
る面上に残る２つのアノード６４−Ｃ及び６４−Ｄが形
成されている。この図に示す３次元磁気センサにおい
て、先端が３角状に形成されたエミッタ６２にはエミッ
タ引き出し電極６３が接続されており、４分割されたア
ノード６４−Ａ〜６４−Ｄにはそれぞれ引き出し電極６
５−Ａ〜６５−Ｄが接続されている。
平面形のＦＥＣを用いたものであり、この３次元磁気セ
ンサにおいては４分割されたアノードの内、２つのアノ
ード６４−Ａと６４−ＢとがＦＥＣが形成された真空容
器を構成する一面と同一面上に形成されており、対向す
る面上に残る２つのアノード６４−Ｃ及び６４−Ｄが形
成されている。この図に示す３次元磁気センサにおい
て、先端が３角状に形成されたエミッタ６２にはエミッ
タ引き出し電極６３が接続されており、４分割されたア
ノード６４−Ａ〜６４−Ｄにはそれぞれ引き出し電極６
５−Ａ〜６５−Ｄが接続されている。
【００３６】この３次元磁気センサにおいて、外部から
印加された磁界を検出する時は、４つのアノードの内、
まずアノード６４−Ａに流れる電流ＩA とアノード６４
−Ｃに流れる電流ＩC との電流をアノード引き出し電極
６５−Ａ及び６５−Ｃとからそれぞれ検出して、それら
の和と差の電流を求める。次に、アノード６４−Ｂに流
れる電流ＩB とアノード６４−Ｄに流れる電流ＩD とを
引き出し電極６５−Ｂおよび６５−Ｄとからそれぞれ検
出して、それらの和と差を求めることにより、各アノー
ド６４−Ａ〜６４−Ｄの中心を走る電子ビームの曲がり
方を測定する。これにより、外部から印加された磁界の
方向を割り出すことが出来る。なお、２つのアノードの
電流の和と差の検出を時系列的に行ったが、同時に行う
ようにしてもよい。
印加された磁界を検出する時は、４つのアノードの内、
まずアノード６４−Ａに流れる電流ＩA とアノード６４
−Ｃに流れる電流ＩC との電流をアノード引き出し電極
６５−Ａ及び６５−Ｃとからそれぞれ検出して、それら
の和と差の電流を求める。次に、アノード６４−Ｂに流
れる電流ＩB とアノード６４−Ｄに流れる電流ＩD とを
引き出し電極６５−Ｂおよび６５−Ｄとからそれぞれ検
出して、それらの和と差を求めることにより、各アノー
ド６４−Ａ〜６４−Ｄの中心を走る電子ビームの曲がり
方を測定する。これにより、外部から印加された磁界の
方向を割り出すことが出来る。なお、２つのアノードの
電流の和と差の検出を時系列的に行ったが、同時に行う
ようにしてもよい。
【００３７】図６に示すエミッタの先端の形状は３角状
となっているが、図９に示すように矩形の櫛歯状として
も差し支えない。また、この実施例においてエミッタ６
２とゲート６６の直上の対向する面に偏向電極を設ける
ようにしても良い。偏向電極を設けるとエミッタ６２か
ら放出された電子はこの偏向電極によりアノード６４−
Ａから６４−Ｄ方向に集束偏向されるため、効率良くア
ノード６４−Ａ〜６４−Ｄで捕集できるように偏向され
る。これにより、一般に電子の集束性に乏しい平面型の
ＦＥＣの電子ビームの方向性を高めることが出来、３次
元磁気センサを高精度化及び高感度化することが出来
る。
となっているが、図９に示すように矩形の櫛歯状として
も差し支えない。また、この実施例においてエミッタ６
２とゲート６６の直上の対向する面に偏向電極を設ける
ようにしても良い。偏向電極を設けるとエミッタ６２か
ら放出された電子はこの偏向電極によりアノード６４−
Ａから６４−Ｄ方向に集束偏向されるため、効率良くア
ノード６４−Ａ〜６４−Ｄで捕集できるように偏向され
る。これにより、一般に電子の集束性に乏しい平面型の
ＦＥＣの電子ビームの方向性を高めることが出来、３次
元磁気センサを高精度化及び高感度化することが出来
る。
【００３８】上記図４ないし図６に示した３次元の磁気
センサにおいて、２つのアノード電流の和と差を対角線
方向に設けられたアノードを選択して検出するようにし
たが、これに限らず、異なる２つのアノードの電流の和
と差をそれぞれ検出するようにして外部から印加された
磁界の方向を割り出すようにしても良い。
センサにおいて、２つのアノード電流の和と差を対角線
方向に設けられたアノードを選択して検出するようにし
たが、これに限らず、異なる２つのアノードの電流の和
と差をそれぞれ検出するようにして外部から印加された
磁界の方向を割り出すようにしても良い。
【００３９】以上に各実施例の磁気センサを説明した
が、図３に示す磁気センサに限らず、アノード引き出し
電極はエミッタから放出された電子のうち不要な電子の
捕集を防止するために、エミッタから反対の方向に引き
出されている。さらに、各引き出し電極は外部から印加
される磁界の影響を受けると、電極構造により磁気セン
サの特性が不安定化することになるため、各引き出し電
極を非磁性材料例えばアルミニウムや銅等で形成するこ
とが望ましい。
が、図３に示す磁気センサに限らず、アノード引き出し
電極はエミッタから放出された電子のうち不要な電子の
捕集を防止するために、エミッタから反対の方向に引き
出されている。さらに、各引き出し電極は外部から印加
される磁界の影響を受けると、電極構造により磁気セン
サの特性が不安定化することになるため、各引き出し電
極を非磁性材料例えばアルミニウムや銅等で形成するこ
とが望ましい。
【００４０】なお、各実施例においてＦＥＣは独立して
予め作製したものを真空容器の一部を構成する基板上に
設ける方法、あるいは真空容器の一部を構成する基板上
に直接ＦＥＣを作製する方法のいずれかの方法を採用し
てもよい。また平面形のＦＥＣを用いる磁気センサにお
いてはアノードの一部あるいはすべてをＦＥＣの作製と
同時に基板上に形成することが出来る。また、真空容器
内にゲッターを設けて真空度の劣化を防止することによ
り、磁気センサの高感度化及び高信頼性を図ることがで
きる。
予め作製したものを真空容器の一部を構成する基板上に
設ける方法、あるいは真空容器の一部を構成する基板上
に直接ＦＥＣを作製する方法のいずれかの方法を採用し
てもよい。また平面形のＦＥＣを用いる磁気センサにお
いてはアノードの一部あるいはすべてをＦＥＣの作製と
同時に基板上に形成することが出来る。また、真空容器
内にゲッターを設けて真空度の劣化を防止することによ
り、磁気センサの高感度化及び高信頼性を図ることがで
きる。
【００４１】そして、真空容器や基板の材料として耐熱
製のガラスやセラミックを用いるようにすると、高熱に
さらされる環境においても磁気センサの信頼性を向上す
ることが出来る。なお、上述した磁気センサにおいては
いずれも電界放出カソードから電子の放出される方向に
対し、電界放出カソード及びアノードが対称に構成され
ているため、外部磁界が印加されない時に各アノードに
流れる電流をほぼ平衡させることができる。また、上述
した磁気センサーにおいては、いずれも各アノード電極
上に電子励起発光蛍光体を塗布形成することにより、各
アノード電極流入電子に応じた発光を真空気密容器の外
壁を通して観察し得る機能をもたせることもできる。
製のガラスやセラミックを用いるようにすると、高熱に
さらされる環境においても磁気センサの信頼性を向上す
ることが出来る。なお、上述した磁気センサにおいては
いずれも電界放出カソードから電子の放出される方向に
対し、電界放出カソード及びアノードが対称に構成され
ているため、外部磁界が印加されない時に各アノードに
流れる電流をほぼ平衡させることができる。また、上述
した磁気センサーにおいては、いずれも各アノード電極
上に電子励起発光蛍光体を塗布形成することにより、各
アノード電極流入電子に応じた発光を真空気密容器の外
壁を通して観察し得る機能をもたせることもできる。
【００４２】
【発明の効果】本発明の磁気センサによれば、差分電流
の大きさを検出することにより高感度で磁界の方向及び
強さを検出することができる。また、磁気センサを構成
するＦＥＣは半導体技術を用いて小型、かつ、安価に製
作することができ、このようにして製作したＦＥＣを耐
熱性のガラス又はセラミックからなる真空容器内に封着
することにより磁気センサは構成されているため、耐環
境性に優れていると共に、小型、安価で、かつ、取り扱
いの容易な磁気センサを得ることができる。
の大きさを検出することにより高感度で磁界の方向及び
強さを検出することができる。また、磁気センサを構成
するＦＥＣは半導体技術を用いて小型、かつ、安価に製
作することができ、このようにして製作したＦＥＣを耐
熱性のガラス又はセラミックからなる真空容器内に封着
することにより磁気センサは構成されているため、耐環
境性に優れていると共に、小型、安価で、かつ、取り扱
いの容易な磁気センサを得ることができる。
【図１】本発明の第１実施例の磁気センサを示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の第２実施例の磁気センサを示す図であ
る。
る。
【図３】本発明の第３実施例である磁気センサを示す図
である。
である。
【図４】本発明の３次元磁気センサを示す図である。
【図５】本発明の３次元磁気センサの第２の実施例を示
す図である。
す図である。
【図６】本発明の３次元の磁気センサの第３の実施例を
示す図である。
示す図である。
【図７】ホール素子の原理を示す図である。
【図８】スピント形の電界放出カソードを示す図であ
る。
る。
【図９】平面形の電界放出カソードを示す図である。
１，２１，４０，５０，６１ 真空容器
２，２２，４１，５１ スピント型電界放出カソード
３−１，３−２，２３−１，２３−２，３４，３４−
１，３４−２，４２−Ａ〜４２−Ｄ，５３−Ａ〜５３−
Ｄ，６４−Ａ〜６４−Ｄ アノード ４，２４，３３，５２，６３ エミッタ引き出し電極 ５−１，５−２，２５−１，２５−２，３５，３５−
１，３５−２，５４−Ａ〜５４−Ｄ，６５−Ａ〜６５−
Ｄ アノード引き出し電極 ６，２６，３９ 外部磁界の方向 ２８ ゲッターリング ２９ ゲッターミラー ３０ 蓋部 ３１ 基板 ３２ エミッタ ３６，６６ ゲート ３７ シール封止部 ３８−１，３８−２，４８ 偏向電極 ５５ ゲート電極 ７０ 導電性物質
１，３４−２，４２−Ａ〜４２−Ｄ，５３−Ａ〜５３−
Ｄ，６４−Ａ〜６４−Ｄ アノード ４，２４，３３，５２，６３ エミッタ引き出し電極 ５−１，５−２，２５−１，２５−２，３５，３５−
１，３５−２，５４−Ａ〜５４−Ｄ，６５−Ａ〜６５−
Ｄ アノード引き出し電極 ６，２６，３９ 外部磁界の方向 ２８ ゲッターリング ２９ ゲッターミラー ３０ 蓋部 ３１ 基板 ３２ エミッタ ３６，６６ ゲート ３７ シール封止部 ３８−１，３８−２，４８ 偏向電極 ５５ ゲート電極 ７０ 導電性物質
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡辺 照男
千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株
式会社内
(72)発明者 円谷 和彦
千葉県茂原市大芝629 双葉電子工業株
式会社内
(72)発明者 伊藤 順司
茨城県つくば市梅園１丁目１番地４号
工業技術院電子技術総合研究所内
(72)発明者 金丸 正剛
茨城県つくば市梅園１丁目１番地４号
工業技術院電子技術総合研究所内
(72)発明者 杉山 佳延
茨城県つくば市梅園１丁目１番地４号
工業技術院電子技術総合研究所内
(56)参考文献 特開 平６−308207（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−194690（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−154426（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 33/028
G01R 33/10
H01J 9/02 - 9/06
H01J 17/04 - 17/26
H01J 21/02 - 21/18
Claims (5)
- 【請求項１】非磁性体の真空容器中に、電子を放出する
電界放出カソード電極と、該電界放出カソード電極から
放出された電子を捕集する少なくとも２つに分割・独立
されたアノード電極とが収納されている磁気センサにお
いて、 上記真空容器が耐熱ガラス或いはセラミックスであり、
該真空容器の一部をなす基板上に半導体作成技術を用い
て前記電界放出カソード電極、および前記アノード電極
が形成されていることを 特徴とする磁気センサ。 - 【請求項２】上記アノード電極を独立した４以上に分割
して、磁気センサに印加された３次元の磁界方向及び強
さを検出できるようにしたことを特徴とする請求項１記
載の磁気センサ。 - 【請求項３】上記アノード電極が上記真空容器の対抗す
る２面に設けられていることを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の磁気センサ。 - 【請求項４】上記電界放出カソード電極からの放出電子
を特定の方向に偏向または集束させる機能を持つ電極
と、前記放出電子を前記アノード電極へ効率よく捕集さ
せるように偏向集束する電極とが設けられていることを
特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の磁気
センサ。 - 【請求項５】上記アノード電極の少なくとも１個以上に
電子線励起発光蛍光体を形成することにより上記放出電
子による発光を透光性の真空容器壁を通して観察し得る
構造を持つことを特徴とする請求項１〜請求項４のいず
れかに記載の磁気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001593A JP3368293B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 磁気センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16001593A JP3368293B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 磁気センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06347525A JPH06347525A (ja) | 1994-12-22 |
| JP3368293B2 true JP3368293B2 (ja) | 2003-01-20 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16001593A Expired - Fee Related JP3368293B2 (ja) | 1993-06-07 | 1993-06-07 | 磁気センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368293B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-07 JP JP16001593A patent/JP3368293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06347525A (ja) | 1994-12-22 |
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