JP3414292B2 - Magnetic field detecting device and magnetic field detecting element - Google Patents
Magnetic field detecting device and magnetic field detecting elementInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性体のインピー
ダンス変化を検出原理として利用し、外部から加わる磁
界を電気信号に変換する積層型の磁界検出素子に関し、
例えば、低磁界を高感度に検出するのに適し、磁気の絶
対量をアナログ検出する磁界センサ、位置センサ、距離
センサ及び、ディジタル的な回転センサ、磁気ヘッド等
における磁気量検出に利用される磁界検出素子の構成に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laminated magnetic field detecting element that utilizes an impedance change of a magnetic material as a detection principle and converts a magnetic field applied from the outside into an electric signal.
For example, a magnetic field suitable for detecting a low magnetic field with high sensitivity and used for magnetic amount detection in a magnetic field sensor, a position sensor, a distance sensor, a digital rotation sensor, a magnetic head, etc. that analog-detects the absolute amount of magnetism. The present invention relates to the structure of a detection element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＦｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＳｉＢ、ＣｏＮｂ
Ｚｒ等のアモルファス軟磁性薄膜を基板上に単層形成
し、これを磁界検出素子として用いることが従来提案さ
れている。このような磁界検出素子としており、素子両
端に１０ＭＨｚから１００ＭＨｚまでの正弦波電流を交
流電源から印加して磁性薄膜幅方向へ交流磁界を印加す
ると、センサ素子に加えられた被検出磁界に応じて磁性
薄膜の透磁率μが変化するため、それに伴って素子のイ
ンピーダンスが変化するという原理を利用している。こ
の単層膜素子では駆動周波数が数十ＭＨｚ以上であるこ
とと磁界に対するインピーダンス変化率が数十％であ
り、実用面を考えると駆動周波数を低下させることとよ
り一層のインピーダンス変化率の向上が望まれている。2. Description of the Related Art FeCoSiB, CoSiB, CoNb
It has been conventionally proposed to form an amorphous soft magnetic thin film of Zr or the like on a substrate and use it as a magnetic field detection element. When such a magnetic field detection element is used, if a sinusoidal current of 10 MHz to 100 MHz is applied from both sides of the element from an AC power source and an AC magnetic field is applied in the width direction of the magnetic thin film, the detected magnetic field applied to the sensor element Since the magnetic permeability μ of the magnetic thin film changes, the principle that the impedance of the element changes accordingly is used. This single-layer film element has a driving frequency of several tens of MHz or more and an impedance change rate with respect to a magnetic field of several tens%. Considering practical use, it is possible to reduce the driving frequency and further improve the impedance change rate. Is desired.
【０００３】最近では、図１５に示すように、アモルフ
ァス磁性膜単層素子ではなく、非磁性導電体層の周りを
磁性層が覆う積層構造素子が提案されている。この素子
では、図１６に示すように外部からの磁界に対して素子
両端のインピーダンス変化率が１００％以上と単層膜素
子（インピーダンス変化率：数十％）と比較して一桁大
きく、また駆動周波数も１ＭＨｚから１０ＭＨｚと単層
膜素子（駆動周波数：１０ＭＨｚから１００ＭＨｚ）と
比較して一桁小さくすることができる。検出原理はアモ
ルファス磁性単層薄膜素子と同じで、被検出磁界による
磁性薄膜の透磁率μ変化をインピーダンス変化として検
出するものであるが、積層構造とすることによりこの効
果をより効率的に引き出すことができる。Recently, as shown in FIG. 15, not a single layer element of an amorphous magnetic film but a laminated structure element in which a magnetic layer covers a non-magnetic conductor layer has been proposed. In this element, as shown in FIG. 16, the impedance change rate at both ends of the element with respect to a magnetic field from the outside is 100% or more, which is one digit larger than that of a single-layer film element (impedance change rate: several tens of%). The driving frequency is also 1 MHz to 10 MHz, which is one digit smaller than that of the single-layer film element (driving frequency: 10 MHz to 100 MHz). The principle of detection is the same as that of the amorphous magnetic single layer thin film element, and it detects the change in magnetic permeability μ of the magnetic thin film due to the magnetic field to be detected as an impedance change. You can
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】自動車、工作機械等の
応用を考えた場合、温度特性に優れ、ＳＮに優れ、直線
性が良好でヒステリシスのない特性、さらには装着の融
通性、簡便性が重要となる。特に、自動車への応用を考
えた場合、雰囲気温度は１００℃くらいまで上昇するの
でセンサの温度特性、センサの取り付けスペースが限ら
れているのでセンサ装着の融通性、簡便性が重要とな
る。Considering the application to automobiles, machine tools, etc., it has excellent temperature characteristics, excellent SN, good linearity and no hysteresis, as well as flexibility in mounting and convenience. It becomes important. Particularly when considering application to automobiles, since the atmospheric temperature rises up to about 100 ° C., the temperature characteristics of the sensor and the mounting space for the sensor are limited, so that flexibility and simplicity of sensor mounting are important.
【０００５】従来技術まで提案されているアモルファス
軟磁性膜単層素子、あるいは積層型素子では、直線性、
高ＳＮ比、温度特性の点で不十分であり、検出磁界の正
負が判別できないという問題もあった。さらに自動車応
用などセンサ取り付け環境が良くない場合には素子特性
の経時変化も問題となった。したがって、自動車、工作
機械用途で高精度を要する磁界を利用した位置、距離、
回転位置または速度等を検出するセンサ、あるいは地磁
気を利用した方位センサ等を実現するには、ヒステリシ
スのない直線性特性、ＳＮ比、温度特性の改善、素子特
性の経時変化の解消等を図る必要がある。In the amorphous soft magnetic film single-layer element or laminated type element proposed up to the prior art, the linearity,
There is also a problem that the positive and negative of the detected magnetic field cannot be determined because the high SN ratio and temperature characteristics are insufficient. In addition, when the sensor installation environment is not good such as in automobile applications, the change in element characteristics over time became a problem. Therefore, the position, distance, and
In order to realize a sensor that detects the rotational position or speed, or an orientation sensor that uses the earth's magnetism, it is necessary to improve the linearity characteristics without hysteresis, the SN ratio, the temperature characteristics, and the elimination of changes over time in element characteristics. There is.
【０００６】本発明はこれらの課題を解決し応用範囲の
広いセンサを実現することを目的とし、例えば、ＳＮに
優れ高い検出分解能を有し、直線性が良好でかつ温度特
性に優れ、経時変化の影響を受けない磁界検出素子を実
現する。An object of the present invention is to solve these problems and realize a sensor with a wide range of applications. For example, it has excellent SN, high detection resolution, good linearity, excellent temperature characteristics, and changes over time. A magnetic field detection element that is not affected by
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】(i)上記課題を解決する
ために本発明にかかる磁界検出装置は、基板上に形成さ
れ、所定方向に磁気異方性が与えられた磁性体層と、表
面の少なくとも一部が該磁性体層に接するように形成さ
れ、高周波電源に接続される導電体層とを備える磁界検
出部と、該磁界検出部に磁界を加えるための磁界発生手
段と、を備える磁界検出素子を有し、前記磁界発生手段
に基準磁界を発生させ、前記磁界検出素子の特性を測定
し自己特性校正を行うことを特徴とする。また、本発明
では、更に、前記磁界検出手段に選択的にバイアス磁界
を発生させ、前記磁界検出素子のセンサ動作点を最適領
域にシフトさせる機能を備えることもできる。(I) In order to solve the above problems, a magnetic field detection device according to the present invention is a magnetic layer formed on a substrate and given magnetic anisotropy in a predetermined direction, A magnetic field detection unit having a conductor layer formed so that at least a part of its surface is in contact with the magnetic layer and connected to a high-frequency power source, and a magnetic field generator for applying a magnetic field to the magnetic field detection unit.
A magnetic field detecting element having a step, the magnetic field generating means
Generates a reference magnetic field in and measures the characteristics of the magnetic field detection element
It is characterized by performing self-characteristic calibration. Also, the present invention
Then, the bias magnetic field is selectively applied to the magnetic field detecting means.
To generate an optimum value for the sensor operating point of the magnetic field detection element.
It is also possible to provide a function of shifting to the range .
【０００８】これらの基準磁界、バイアス磁界を磁界検
出部に印加することは、以下のような意義がある。Applying these reference magnetic field and bias magnetic field to the magnetic field detecting section has the following significance.
【０００９】・自己特性校正用の磁界を印加することの
意義
自動車のエンジン、あるいは変速機内等、センサ取り付
けの環境が良くない場合には、温度上昇・低下による熱
サイクルにより素子特性の経時変化が生じる。この場合
には、例えば図１４に示す素子作製後１日後と６０日後
との比較から明らかなように、素子特性プロファイルが
変動してしまい、センサとして動作しなくなる。そこ
で、磁界発生部としての例えば第２導電体層等に規定電
流を通電して素子に基準磁界を加え、印加基準磁界の変
動に対する素子インピーダンス値の変化を検出し、この
インピーダンス変化量から磁界に対する素子特性をチェ
ックする。もし、経時変化により磁界に対する特性が変
化しているならば、このような自己特性演算によって得
られた磁界感度、及び検出磁界ゼロ時の素子インピーダ
ンス値（オフセット値）を本素子の磁界感度、オフセッ
ト値として用いて補正演算をすれば、経時変化による素
子特性変動の影響を受けることなく外部からの磁界を検
出できるようになる。Significance of applying a magnetic field for self-property calibration When the environment for sensor installation is not good, such as in an automobile engine or in a transmission, the element characteristics may change over time due to thermal cycles due to temperature rises and falls. Occurs. In this case, for example, as is clear from a comparison between one day and 60 days after the element is manufactured as shown in FIG. 14, the element characteristic profile fluctuates and the sensor does not operate. Therefore, for example, a reference current is applied to the element by applying a specified current to the second conductor layer or the like as the magnetic field generation unit, and a change in the element impedance value with respect to a change in the applied reference magnetic field is detected. Check the device characteristics. If the characteristics with respect to the magnetic field change due to changes with time, the magnetic field sensitivity obtained by such self-characteristic calculation and the element impedance value (offset value) when the detected magnetic field is zero are the magnetic field sensitivity and offset of this element. When the correction calculation is performed using the value, it becomes possible to detect the magnetic field from the outside without being affected by the element characteristic variation due to the change with time.
【００１０】・バイアス磁界を印加することの意義
外部磁界に対する素子のインピーダンスは、上記図１６
に示すように磁性膜幅方向に付与された磁気異方性（異
方性磁界）に対応する磁界値でピークを持つプロファイ
ルを有する。ここで注目すべきことは、ピークの右側の
プロファイルとピークの左側のプロファイルとで、プロ
ファイル形状、及び温度に対する安定性の点で大きく異
なる点である。図１２を見ると、左側のプロファイルで
は直線性が悪く、ヒステリシスが発生するが、右側のプ
ロファイルでは直線性は良好でヒステリシスも発生しな
い。また、右側特性プロファイルと左側特性プロファイ
ルとで安定性（ＳＮ比、再現性）の点についても大きく
異なり、右側特性プロファイルが左側特性プロファイル
と比較して優れていることが分かった。Meaning of applying bias magnetic field The impedance of the element with respect to an external magnetic field is shown in FIG.
As shown in (1), it has a profile having a peak at a magnetic field value corresponding to the magnetic anisotropy (anisotropic magnetic field) applied in the width direction of the magnetic film. What should be noted here is that the profile on the right side of the peak and the profile on the left side of the peak differ greatly in terms of profile shape and temperature stability. As shown in FIG. 12, linearity is poor and hysteresis occurs in the left profile, but linearity is good and no hysteresis occurs in the right profile. It was also found that the right characteristic profile and the left characteristic profile differ greatly in terms of stability (SN ratio, reproducibility), and the right characteristic profile is superior to the left characteristic profile.
【００１１】図１３には各温度（雰囲気温度）に対する
インピーダンス特性を示す。この結果を見ると、温度変
化に対する特性変動についても、右側プロファイルのほ
うが左側プロファイルと比較して変動幅が小さいことが
分かる。FIG. 13 shows impedance characteristics with respect to each temperature (ambient temperature). From this result, it can be seen that the variation range of the characteristic with respect to the temperature change is smaller in the right profile than in the left profile.
【００１２】つまり、ヒステリシスのない安定した特性
を実現するためには、インピーダンス特性プロファイル
において右側プロファイルを利用すればよいことが分か
る。そこで、右側特性プロファイルが利用できるよう
に、磁界発生手段として例えば第２導電体層に電流を通
電することで異方性磁界以上の磁界をバイアス磁界とし
て印加することが有効である。これにより、素子動作点
を右側特性プロファイルにシフトさせることができ、Ｓ
Ｎ比に優れ高い検出分解能を有するセンサが実現でき
る。さらに、図１５のような従来の薄膜積層型の磁界検
出素子をそのまま利用した場合には、検出する磁界の正
負を判別することはできない。しかし、磁界をバイアス
して動作点を図１２、図１３に示すように右側特性の中
間位置にシフトさせれば、検出磁界の正負を判別するこ
ともできるようになる。That is, it is understood that the right profile is used in the impedance characteristic profile in order to realize stable characteristics without hysteresis. Therefore, it is effective to apply a magnetic field higher than the anisotropic magnetic field as a bias magnetic field by, for example, passing a current through the second conductor layer as the magnetic field generating means so that the right characteristic profile can be used. As a result, the element operating point can be shifted to the right characteristic profile, and S
A sensor having excellent N ratio and high detection resolution can be realized. Further, when the conventional thin film laminated type magnetic field detecting element as shown in FIG. 15 is used as it is, it is impossible to determine the positive or negative of the magnetic field to be detected. However, if the operating point is biased to shift the operating point to the intermediate position of the right side characteristic as shown in FIGS. 12 and 13, it becomes possible to discriminate between positive and negative of the detected magnetic field.
【００１３】以上のように、高感度で安定性に優れた特
性を得るためには、経時変化による影響を克服する必要
がある。そのために、基準磁界の最大及び最小時の素子
インピーダンスを検出して磁界に対するインピーダンス
変化などを検出し、素子出力の補正を行うすることが好
適である。また、通常駆動時には、素子に磁界バイアス
を印加して動作点をシフトさせることで、より性能のよ
い素子を得ることができる。そして、これらの磁界を磁
界発生手段が必要に応じて発生し磁界検出部に印加する
構成とすれば、素子の特性向上を簡単な構成によって実
現できる。As described above, in order to obtain high sensitivity and excellent stability characteristics, it is necessary to overcome the influence of aging. Therefore, it is preferable to correct the element output by detecting the element impedance when the reference magnetic field is maximum and minimum and detecting the impedance change with respect to the magnetic field. In addition, during normal driving, a magnetic field bias is applied to the element to shift the operating point, so that an element with better performance can be obtained. If the magnetic field generating means generates these magnetic fields as needed and applies them to the magnetic field detecting section, the characteristics of the element can be improved with a simple structure.
【００１４】経時変化も含めて素子特性の向上を図るた
めには磁界発生手段を有することが必須であるが、この
磁界発生手段としてはコイルや磁石を用いることも可能
である。しかし、磁界発生手段として、基板の裏面や磁
界検出部の近くに第２導電体層を形成し、この第２導電
体層に電流を通電させることにより磁界を発生すること
が好適である。第２導電体層に電流を流せば、第２導電
体層の回りに周回磁界が発生するため、磁界検出部に簡
単な構成で、基準磁界やバイアス磁界を加えることがで
きる。この第２導電体層は、磁界検出部の導電体層（第
１導電体層）などと同様な手法によって、同一の基板
上、例えば基板の裏面側などの磁界検出部の近くに容易
に形成することができる。もし、磁界発生手段として素
子付近に剛性の高いコイル、あるいは磁石など配置をし
た場合には、フレキシブル基板を用いた時に、基板が可
撓性であることによるメリット、つまり素子を取り付け
る位置に応じて変形自在というメリットが損なわれてし
まう。しかし、第２導体性層を利用すれば、基板として
柔軟性（フレキシビリティ）を有するフレキシブル（例
えば、ポリイミドフィルム）基板などを用いることも可
能であり、磁界検出素子としての形状の自由度を向上さ
せることができる。また、コイルや磁石を用いた場合と
異なり、素子の小型化・軽量化にも非常に有利となる。It is essential to have a magnetic field generating means in order to improve the element characteristics including changes over time, but it is also possible to use a coil or a magnet as this magnetic field generating means. However, as the magnetic field generating means, it is preferable to form the second conductor layer on the back surface of the substrate or near the magnetic field detection unit and generate a magnetic field by passing a current through the second conductor layer. When a current is passed through the second conductor layer, a circular magnetic field is generated around the second conductor layer, so that the reference magnetic field and the bias magnetic field can be applied to the magnetic field detection unit with a simple configuration. This second conductor layer can be easily formed on the same substrate, for example, near the magnetic field detector such as the back side of the substrate, by the same method as the conductor layer (first conductor layer) of the magnetic field detector. can do. If a coil with a high rigidity or a magnet is arranged near the element as the magnetic field generating means, when a flexible board is used, the merit that the board is flexible, that is, depending on the position where the element is attached, The merit of being freely deformable is lost. However, if the second conductive layer is used, it is possible to use a flexible (for example, polyimide film) substrate having flexibility as a substrate, which improves the degree of freedom in the shape of the magnetic field detection element. Can be made. Further, unlike the case where a coil or a magnet is used, it is very advantageous in reducing the size and weight of the element.
【００１５】(ii)本発明の更に別の特徴は、上記磁界検
出素子において、更に、自己特性校正手段を備え、該自
己特性校正手段は、前記磁界発生手段に周期的にレベル
の変化する基準磁界を発生させた際に、該基準磁界の最
大印加時での素子インピーダンスと、該基準磁界の最小
印加時での素子インピーダンスとに基づいて、素子の磁
界感度及び検出磁界ゼロ時での素子出力値を算出し、算
出した前記磁界感度、前記検出磁界ゼロ時での素子出力
値に基づいて素子出力結果に対する補正演算を行うこと
である。(Ii) Still another feature of the present invention is that in the above-mentioned magnetic field detecting element, a self-property calibrating means is further provided, and the self-property calibrating means is a standard whose level changes periodically in the magnetic field generating means. When a magnetic field is generated, based on the element impedance at the maximum application of the reference magnetic field and the element impedance at the minimum application of the reference magnetic field, the magnetic field sensitivity of the element and the element output when the detected magnetic field is zero A value is calculated, and a correction calculation is performed on the element output result based on the calculated magnetic field sensitivity and the element output value when the detected magnetic field is zero.
【００１６】自己特性校正とは、雰囲気温度変化、ある
いは経時変化により素子特性が変化する場合に有用とな
る自己キャリブレーション機能である。センサ出力特性
を決定する要因として磁界感度（単位印加磁界当りの出
力変化）とゼロ点（印加磁界ゼロ時の素子出力値）があ
る。したがって、素子特性が変化することは、磁界感度
とゼロ点が変化することを意味する。本発明では、上述
のような自己特性校正部が磁界感度、およびゼロ点の変
動を検出し、変化したデータを勘案して素子からの出力
に補正演算を施する。The self-property calibration is a self-calibration function which is useful when the element characteristics change due to changes in ambient temperature or changes with time. Magnetic field sensitivity (change in output per unit applied magnetic field) and zero point (element output value when applied magnetic field is zero) are factors that determine the sensor output characteristics. Therefore, changing the element characteristics means changing the magnetic field sensitivity and the zero point. In the present invention, the self-characteristic calibration unit as described above detects the magnetic field sensitivity and the fluctuation of the zero point, and corrects the output from the element in consideration of the changed data.
【００１７】この自己特性校正処理は、例えば以下のよ
うな動作を含み、定期的又は不定期的に、あるいは必要
に応じて実行される。まず、素子に正負の基準磁界を各
々印加し、正磁界印加時の素子出力を検出し自己特性校
正手段内に設けたメモリにストアする。同様に負磁界印
加時の素子出力を検出し自己特性校正手段内のメモリに
ストアする。微少磁界検出の場合には、印加磁界に対す
る素子特性は線形と見なすことができる。そこで、正磁
界印加時の素子出力と負磁界印加時の素子出力との差分
をとり、この差分を印加磁界変化分で除算すると磁界感
度を算出する。ここで、印加磁界変化分とは、例えば印
加した正磁界と負磁界との差分である。一方、ゼロ点
は、例えば正磁界印加時の素子出力と負磁界印加時の素
子出力の中点、つまり正磁界印加時の素子出力と負磁界
印加時の素子出力との和の１／２をとることにより算出
される。算出した磁界感度、ゼロ点を自己特性校正手段
内のメモリにストアし、以後素子の特性値として設定し
直す。そして、素子からの検出出力に対して、新たに設
定した磁界感度及びゼロ点をメモリより読み出して補正
演算すれば、雰囲気温度変化、あるいは経時変化により
素子特性が変化しても、常に正確に磁界を検出すること
が可能となる。The self-characteristic calibration process includes the following operations, for example, and is executed regularly or irregularly, or as needed. First, positive and negative reference magnetic fields are applied to the element, and the element output when the positive magnetic field is applied is detected and stored in the memory provided in the self-characteristic calibration means. Similarly, the element output when a negative magnetic field is applied is detected and stored in the memory in the self-characteristic calibration means. In the case of detecting a very small magnetic field, the element characteristic with respect to the applied magnetic field can be regarded as linear. Therefore, the magnetic field sensitivity is calculated by taking the difference between the element output when a positive magnetic field is applied and the element output when a negative magnetic field is applied, and dividing this difference by the applied magnetic field change. Here, the applied magnetic field change amount is, for example, the difference between the applied positive magnetic field and the applied negative magnetic field. On the other hand, the zero point is, for example, the midpoint of the element output when a positive magnetic field is applied and the element output when a negative magnetic field is applied, that is, 1/2 of the sum of the element output when a positive magnetic field is applied and the element output when a negative magnetic field is applied. It is calculated by taking. The calculated magnetic field sensitivity and zero point are stored in the memory in the self-characteristic calibrating means, and then set again as the characteristic value of the element. If the newly set magnetic field sensitivity and zero point are read from the memory for the detection output from the element and correction calculation is performed, the magnetic field is always accurately measured even if the element characteristic changes due to a change in ambient temperature or a change over time. Can be detected.
【００１８】(iii)本発明の別の特徴は、前記磁界発生
手段の表面の少なくとも一部を被うように、または前記
磁界検出部の近くに、前記磁界発生手段から前記磁界検
出部に加えられる磁界の漏洩を小さくするための集磁機
能を有する磁性層が形成されていることである。(Iii) Another feature of the present invention is to add the magnetic field detecting unit to the magnetic field detecting unit so as to cover at least a part of the surface of the magnetic field generating unit or near the magnetic field detecting unit. That is, a magnetic layer having a magnetism collecting function for reducing the leakage of the generated magnetic field is formed.
【００１９】磁界発生手段として、例えば素子裏面に設
けられた導電体層を利用し、この導電体層に通電された
電流により発生する磁界を効率よく磁界検出素子に加え
るために、磁界検出部の近くや、あるいは磁界発生手段
として導電体層を用いた場合にその上層に上記磁性層を
形成することで実現できる。この様な磁性層は、外部に
漏洩しようとする磁界を集中させる磁気レンズの機能を
有している。従って、この磁性層の存在により、磁界発
生手段の周囲に発生する周回磁界が外部空間に漏洩する
ことが防止され、効率よく磁界検出素子に加えられるこ
ととなる。As the magnetic field generating means, for example, a conductor layer provided on the back surface of the element is used, and in order to efficiently apply the magnetic field generated by the current passed through the conductor layer to the magnetic field detecting element, This can be realized by forming the above magnetic layer near or in the case of using a conductor layer as a magnetic field generating means. Such a magnetic layer has a function of a magnetic lens that concentrates a magnetic field that tends to leak to the outside. Therefore, the presence of this magnetic layer prevents the circulating magnetic field generated around the magnetic field generating means from leaking to the external space, and is efficiently applied to the magnetic field detecting element.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.
【００２１】本発明に係る磁界検出素子（以下、磁気イ
ンピーダンス素子という）の代表的な構成を図１に示
す。図２は、図１の素子のＡ−Ａ´線に沿った断面構成
を示している。A typical structure of a magnetic field detecting element (hereinafter referred to as a magnetic impedance element) according to the present invention is shown in FIG. FIG. 2 shows a cross-sectional structure of the device of FIG. 1 taken along the line AA ′.
【００２２】本発明の磁気インピーダンス素子におい
て、その磁気検出部（ＭＩ部）は、中間層２１２をその
表面の少なくとも一部が外層２１１で覆われた構造であ
り、図１及び図２の場合には、中間層２１２の上下面及
び側面が上下の外層２１１によって覆われている。外層
２１１は、磁性体層であり、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＳｉ
Ｂ等のアモルファス軟磁性体により形成されている。一
方、中間層２１２は、第１導電体層であり、Ｃｕ、Ａｌ
など、外層２１１に比べて導電率が一桁以上高い導電体
が用いられている。なお、外層２１１としては、上記Ｆ
ｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＳｉＢなどの他に、ＮｉＦｅ、Ｃｏ
ＮｂＺｒなど、保磁力が１ Ｏｅ（１ Ｏｅ≒７９ Ａ／
ｍ）以下の軟磁性材料で置き換えてもかまわない。ま
た、中間層２１２はＣｕ等の導電体以外に、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｃｏ等の導電体でもかまわない。In the magneto-impedance element of the present invention, the magnetic detection section (MI section) has a structure in which at least a part of the surface of the intermediate layer 212 is covered with the outer layer 211, and in the case of FIG. 1 and FIG. The upper and lower surfaces and side surfaces of the intermediate layer 212 are covered by the upper and lower outer layers 211. The outer layer 211 is a magnetic layer, and FeCoSiB, CoSi
It is formed of an amorphous soft magnetic material such as B. On the other hand, the intermediate layer 212 is the first conductor layer, and is made of Cu, Al.
For example, a conductor whose conductivity is higher than that of the outer layer 211 by one digit or more is used. As the outer layer 211, the above F
In addition to eCoSiB, CoSiB, etc., NiFe, Co
Coercive force such as NbZr is 1 Oe (1 Oe ≈ 79 A /
m) The following soft magnetic materials may be used instead. In addition to the conductor such as Cu, the intermediate layer 212 is made of Al, F, or the like.
A conductor such as e or Co may be used.
【００２３】これら各層２１１、２１２は、真空蒸着
法、スパッタリング法等の薄膜作成技術により作成され
る。また外層２１１は、素子の幅方向に直流磁場を印加
した状態で作製されるため、素子の幅方向（中間層２１
２の幅方向）が外層２１１の容易磁化方向となり、この
方向に磁気異方性が与えられている。Each of these layers 211 and 212 is formed by a thin film forming technique such as a vacuum evaporation method or a sputtering method. Further, since the outer layer 211 is manufactured in a state where a DC magnetic field is applied in the width direction of the element, the outer layer 211 is formed in the width direction of the element (the intermediate layer 21
2) is the easy magnetization direction of the outer layer 211, and magnetic anisotropy is given in this direction.
【００２４】ポリイミドなどが用いられたフレキシブル
な基板１１１上、具体的には基板１１１と外層２１１と
の間には、絶縁層１１２が形成されている。絶縁層１１
２の材質としては、例えばＳｉＯ2 、ＳｉＡｌＮ等が適
用される。この絶縁層１１２の役割は、作製時に素子と
フレキシブル基板１１１との界面で発生する応力を低減
することにある。なお、磁気特性の微細構造制御を行う
という目的のためには絶縁層１１２をＣｒ、Ｔｉ等の導
電性層に置き換えてもよい。本発明の磁気インピーダン
ス素子は基板１１１上にパターニングされており、パタ
ーンニング形状は、図１及び図２のような一直線状に限
らず、後述の実施形態１に示すようなつづらおり状が代
表例として挙げられる。An insulating layer 112 is formed on a flexible substrate 111 made of polyimide or the like, specifically between the substrate 111 and the outer layer 211. Insulating layer 11
As the material of 2, for example, SiO 2 , SiAlN or the like is applied. The role of the insulating layer 112 is to reduce the stress generated at the interface between the element and the flexible substrate 111 during manufacturing. The insulating layer 112 may be replaced with a conductive layer such as Cr or Ti for the purpose of controlling the fine structure of the magnetic characteristics. The magneto-impedance element of the present invention is patterned on the substrate 111, and the patterning shape is not limited to the straight line shape as shown in FIGS. 1 and 2, and a typical example is a spelling shape as shown in Embodiment 1 described later. As.
【００２５】本発明の積層薄膜型の磁気インピーダンス
素子では、素子の基板面に平行に被検出磁界Ｈｅｘｔが
印加されると、素子の軟磁性層（外層）の磁化状態が変
化する。これにより、素子の幅方向（中間層の幅方向）
の透磁率μが変化し、これに応じて素子両端で数百％以
上のインピーダンスＺの変化が発生する。インピーダン
スＺは被検出磁界（外部磁界）Ｈｅｘｔと対応している
ので、インピーダンス検出器３１２を設けてインピーダ
ンスＺの変化量を読みとることで、被検出磁界Ｈｅｘｔ
の大きさを検出している。In the laminated thin film type magneto-impedance element of the present invention, when the magnetic field Hext to be detected is applied parallel to the substrate surface of the element, the magnetization state of the soft magnetic layer (outer layer) of the element changes. As a result, the width direction of the element (width direction of the intermediate layer)
Of the impedance Z changes, and accordingly, a change of several hundred percent or more of the impedance Z occurs at both ends of the element. Since the impedance Z corresponds to the detected magnetic field (external magnetic field) Hext, by providing the impedance detector 312 and reading the change amount of the impedance Z, the detected magnetic field Hext.
The size of is being detected.
【００２６】また、本発明では、以上のような磁気検出
部に加え、磁気検出部に自己特性校正用の基準磁界と、
センサ動作点を最適領域にシフトさせるためのバイアス
磁界を加えるため磁界発生手段が設けられている。この
磁界発生手段は、例えば、素子下部に形成された第２導
電体層１１３によって構成されている。第２導電体層１
１３の代表的な構造としては、図１及び図２に示すよう
に、基板１１１の裏面（磁気検出部が形成されている基
板の第１面と反対側の第２面）に形成したものがあげら
れる。なお、その他、絶縁層１１２とフレキシブル基板
１１１との間に、この第２導電体層１１３を形成した構
成でもよい。第２導電体層１１３を構成する材料として
は、抵抗率が小さなＣｕ、Ａｌ等が挙げられる。第２導
電体層１１３に電流が通電されると、この電流により図
１に示すような周回磁界が発生し、これが磁界検出部に
バイアス磁界あるいは自己特性校正用の基準磁界として
加わることとなる。Further, in the present invention, in addition to the above magnetic detecting section, the magnetic detecting section is provided with a reference magnetic field for self-characteristic calibration,
Magnetic field generating means is provided for applying a bias magnetic field for shifting the sensor operating point to the optimum region. The magnetic field generating means is composed of, for example, the second conductor layer 113 formed below the element. Second conductor layer 1
As a typical structure of 13, as shown in FIGS. 1 and 2, a structure formed on the back surface of the substrate 111 (the second surface opposite to the first surface of the substrate on which the magnetic detection portion is formed) is used. can give. Alternatively, the second conductor layer 113 may be formed between the insulating layer 112 and the flexible substrate 111. Examples of the material forming the second conductor layer 113 include Cu and Al having a low resistivity. When a current is applied to the second conductor layer 113, the current causes a circular magnetic field as shown in FIG. 1 to be applied to the magnetic field detection unit as a bias magnetic field or a reference magnetic field for self-characteristic calibration.
【００２７】磁界検出部に加わる磁界をより一層強める
ためには、磁気レンズ（集磁）の作用をする磁性層１１
４（特に軟磁性層）を設けることが好適である。通常、
第２導電体層１１３を通電する電流により発生する磁界
の一部は素子に加わることなく外部空間に漏洩してしま
う。したがって、外部空間に漏洩しようとする磁界が磁
界検出部に効率よく加わるように集磁する磁気レンズ機
能を持たせるのである。磁気レンズの構成の代表的なも
のとしては、図１及び図２に示すように基板１１１の裏
面上に形成された第２導電体層１１３のさらに下部、つ
まり第２導電体層１１３の表面を覆うように磁性層１１
４を設けた構成である。その他の構成としては、図３に
示すように、基板１１１の磁気検出部と同一面上であっ
て、該磁気検出部の前後に磁性層１１５ａ及び１１５ｂ
をそれぞれ設けた構成が適用可能である。なお、図３
（ａ）は平面構成、図３（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に
沿った断面構成を表している。図１及び２と、図３のど
ちらの場合においても磁性層は、第２導電体層の周囲に
発生する周回磁束を外部空間に漏洩させることなく効率
よく素子に加えることを可能としており、外部に漏洩し
ようとする磁界を集中させる磁気レンズの機能を有して
いることが分かる。従って、以上のような磁性層１１
４、１１５ａ、１１５ｂを用いることにより、外部空間
に磁界が漏洩することが防がれ、効率よく磁界検出部に
磁界を加えることができるようになる。In order to further strengthen the magnetic field applied to the magnetic field detector, the magnetic layer 11 acting as a magnetic lens (collecting magnetism) is used.
4 (particularly the soft magnetic layer) is preferably provided. Normal,
Part of the magnetic field generated by the current flowing through the second conductor layer 113 leaks to the external space without being applied to the element. Therefore, it has a magnetic lens function of collecting the magnetic field so that the magnetic field leaking to the external space is efficiently applied to the magnetic field detecting section. As a typical configuration of the magnetic lens, as shown in FIGS. 1 and 2, the lower portion of the second conductor layer 113 formed on the back surface of the substrate 111, that is, the surface of the second conductor layer 113 is formed. Magnetic layer 11 to cover
4 is provided. As another configuration, as shown in FIG. 3, the magnetic layers 115a and 115b are on the same surface as the magnetic detection part of the substrate 111 and before and after the magnetic detection part.
A configuration in which each is provided is applicable. Note that FIG.
3A shows a plan configuration, and FIG. 3B shows a sectional configuration taken along the line AA ′ of FIG. In both cases of FIGS. 1 and 2 and FIG. 3, the magnetic layer can efficiently apply the circulating magnetic flux generated around the second conductor layer to the element without leaking to the external space. It can be seen that it has the function of a magnetic lens that concentrates the magnetic field that is about to leak into the. Therefore, the magnetic layer 11 as described above
By using 4, 115a and 115b, it is possible to prevent the magnetic field from leaking to the external space and efficiently apply the magnetic field to the magnetic field detection unit.
【００２８】素子の両端は高周波電源３１１に接続され
高周波駆動されている。また、インピーダンス検出器３
１２が素子の両端に接続されており、外部磁界によるイ
ンピーダンス変化を検出している。Both ends of the element are connected to a high frequency power source 311 and driven at high frequencies. In addition, the impedance detector 3
Reference numeral 12 is connected to both ends of the element to detect a change in impedance due to an external magnetic field.
【００２９】素子の第２導電体層１１３には、スイッチ
１及び２を介して２つの電源４１１、４１２が並列して
結線されている。Two power supplies 411 and 412 are connected in parallel to the second conductor layer 113 of the device via the switches 1 and 2.
【００３０】通常動作時には、スイッチ１が閉じて直流
のバイアス磁界用電源４１１が第２導電体層１１３に接
続され、スイッチ２が開いて基準磁界用電源４１２が切
り離される。この場合には、第２導電体層１１３に、バ
イアス磁界用電源４１１から所望の直流電流が供給さ
れ、それに伴って素子の動作点が上述した図１２の右側
に位置するように所望の大きさのバイアス磁界が発生す
る。従って、本発明の磁気インピーダンス素子は、特性
の良い図１２の右側の位置で動作することとなる。During normal operation, the switch 1 is closed to connect the DC bias magnetic field power supply 411 to the second conductor layer 113, and the switch 2 is opened to disconnect the reference magnetic field power supply 412. In this case, a desired DC current is supplied from the bias magnetic field power supply 411 to the second conductor layer 113, and accordingly, the operating point of the element is of a desired magnitude so as to be located on the right side in FIG. 12 described above. Bias magnetic field is generated. Therefore, the magneto-impedance element of the present invention operates at the position on the right side of FIG. 12, which has good characteristics.
【００３１】一方、自己特性校正を行う時には、スイッ
チ１が開いてバイアス磁界用電源４１１が切り離され、
スイッチ２が閉じて基準磁界用電源４１２が第２導電体
層１１３に接続される。この場合には、第２導電体層１
１３には、図４の下部に示すように正負対称な周期電流
が、所定直流電流に重畳されて作成された電流が流れ
る。これにより磁界検出部には、自己特性校正用の基準
磁界［直流磁界（＝バイアス磁界）＋周期的に変化する
正負対称磁界］が発生する。そして、自己特性校正部４
１０は、基準磁界及びそれに応じた素子インピーダンス
値に基づいて以下のような自己特性校正動作を実行す
る。On the other hand, when performing self-characteristic calibration, the switch 1 is opened and the bias magnetic field power supply 411 is disconnected.
The switch 2 is closed and the reference magnetic field power supply 412 is connected to the second conductor layer 113. In this case, the second conductor layer 1
As shown in the lower part of FIG. 4, a positive / negative symmetrical periodic current is superimposed on a predetermined direct current, and a current flows through the current 13. As a result, a reference magnetic field [DC magnetic field (= bias magnetic field) + periodically changing positive and negative symmetric magnetic field] for self-characteristic calibration is generated in the magnetic field detector. Then, the self-characteristic calibration unit 4
10 performs the following self-characteristic calibration operation based on the reference magnetic field and the element impedance value corresponding thereto.
【００３２】本発明の自己特性校正部４１０は、自己特
性演算部４１３とセンサ信号補正演算部４１４を備え、
自己特性演算部４１３が基準磁界と検出された素子イン
ピーダンスに基づいて自己特性（磁界検出値、オフセッ
ト値）を算出・記憶し、センサ信号補正演算部４１４
が、その算出された自己特性に基づいて通常動作時に得
られる素子検出出力（素子インピーダンス値）を補正し
磁界検出値を出力する。The self-characteristic calibration unit 410 of the present invention comprises a self-characteristic calculation unit 413 and a sensor signal correction calculation unit 414,
The self-characteristic calculation unit 413 calculates and stores the self-characteristics (magnetic field detection value, offset value) based on the reference magnetic field and the detected element impedance, and the sensor signal correction calculation unit 414.
However, it corrects the element detection output (element impedance value) obtained during normal operation based on the calculated self-characteristic, and outputs the magnetic field detection value.
【００３３】以下、図５を参照して自己特性校正動作を
説明する。なお、この自己特性校正動作は、センサの起
動時や、周期的に自動的にスタートさせる。但し、外部
から命令があったときにスタートしてもよい。The self-characteristic calibration operation will be described below with reference to FIG. The self-characteristic calibration operation is automatically started at the time of starting the sensor or periodically. However, it may start when an external command is given.
【００３４】スイッチ１を開き、スイッチ２を閉じるこ
とで、磁界検出部の中間層２１２に電源４１２を接続す
ることで、素子には、バイアス磁界を中心として周期的
にレベルが正負反転する図４の下部に示すような基準磁
界が印加される（Ｓ１）。インピーダンス検出器３１２
は、基準磁界印加時の素子インピーダンスを検出し、そ
の検出データは自己特性校正部４１０の自己特性演算部
４１３に供給される。自己特性演算部４１３は、正磁
界、つまり最大磁界Ｈｍａｘが印加された時の素子イン
ピーダンス値Ｚｍａｘを内部のメモリ４１５に記憶し、
また負磁界、つまり最小磁界Ｈｍｉｎが印加された時の
素子インピーダンス値Ｚｍｉｎをメモリ４１５に記憶す
る（Ｓ２）。When the switch 1 is opened and the switch 2 is closed, the power source 412 is connected to the intermediate layer 212 of the magnetic field detector, so that the level of the element is periodically inverted around the bias magnetic field. A reference magnetic field as shown in the lower part of is applied (S1). Impedance detector 312
Detects the element impedance when the reference magnetic field is applied, and the detection data is supplied to the self-characteristic calculation section 413 of the self-characteristic calibration section 410. The self-characteristic calculation unit 413 stores in the internal memory 415 the element impedance value Zmax when the positive magnetic field, that is, the maximum magnetic field Hmax is applied.
Further, the element impedance value Zmin when the negative magnetic field, that is, the minimum magnetic field Hmin is applied is stored in the memory 415 (S2).
【００３５】微小磁界検出において素子インピーダンス
変化は線形であり、最大磁界の値Ｈｍａｘと最小磁界Ｈ
ｍｉｎの値は基準磁界用電源４１２から供給されるデー
タにより既知であるため、（１）式に従い、最大磁界印
加時の素子出力と最小磁界印加時の素子出力との差分を
とり、この差分を印加磁界変化分で除算すると、磁界感
度Ｓｅｎｓを算出することができる。なお、印加磁界変
化分とは印加した最大磁界と最小磁界との差分である。
一方、（２）式に従い、正磁界印加時の素子出力と負磁
界印加時の素子出力の中点、つまり最大磁界印加時の素
子出力と最小磁界印加時の素子出力との和の１／２をと
ることにより、オフセット値Ｏｆｆ（ゼロ点）が算出さ
れる（Ｓ３）。In the detection of a minute magnetic field, the element impedance change is linear, and the maximum magnetic field value Hmax and the minimum magnetic field H
Since the value of min is known from the data supplied from the reference magnetic field power supply 412, the difference between the element output when the maximum magnetic field is applied and the element output when the minimum magnetic field is applied is calculated according to equation (1), and this difference is calculated. The magnetic field sensitivity Sens can be calculated by dividing by the applied magnetic field change. The applied magnetic field change is the difference between the applied maximum magnetic field and the applied minimum magnetic field.
On the other hand, according to the equation (2), the midpoint between the element output when the positive magnetic field is applied and the element output when the negative magnetic field is applied, that is, half the sum of the element output when the maximum magnetic field is applied and the element output when the minimum magnetic field is applied. The offset value Off (zero point) is calculated by taking (S3).
【００３６】[0036]
【数１】 [Equation 1]
【数２】
このような演算によって得られた磁界感度Ｓｅｎｓ及び
オフセット値Ｏｆｆは、少なくとも、次回の自己特性演
算が行われて新たな算出値が得られるまでメモリ４１５
に記憶しておく（Ｓ４）。[Equation 2] The magnetic field sensitivity Sens and the offset value Off obtained by such calculation are stored in the memory 415 at least until the next self-characteristic calculation is performed and a new calculated value is obtained.
(S4).
【００３７】センサ信号補正演算部４１４は、以後の通
常動作時において、算出された磁界感度、及びオフセッ
ト値データを随時メモリ４１５より読み出し（Ｓ５）、
インピーダンス検出器３１２から得られた通常時の素子
インピーダンス値に対して補正演算を行い（Ｓ６）、補
正済みの磁界検出値を後段の図示しない処理回路に出力
する（Ｓ７）。The sensor signal correction calculation unit 414 reads the calculated magnetic field sensitivity and offset value data from the memory 415 at any time during the subsequent normal operation (S5),
A correction operation is performed on the element impedance value in the normal state obtained from the impedance detector 312 (S6), and the corrected magnetic field detection value is output to a processing circuit (not shown) in the subsequent stage (S7).
【００３８】以上のように、基準磁界を印加して算出し
た磁界感度とオフセット値を、以後素子の特性値として
設定し直し、素子からの検出出力に対して、新たに設定
した磁界感度及びオフセット値を用いて補正演算すれ
ば、雰囲気温度変化、あるいは経時変化により素子特性
が変化しても、その影響がキャンセルされ、自己キャリ
ブレーション機能が実現される。As described above, the magnetic field sensitivity and offset value calculated by applying the reference magnetic field are reset as the characteristic values of the element thereafter, and the newly set magnetic field sensitivity and offset are set for the detection output from the element. If the correction calculation is performed using the value, even if the element characteristic changes due to a change in ambient temperature or a change over time, the influence is canceled and the self-calibration function is realized.
【００３９】［実施形態１］次に、本発明の磁気インピ
ーダンス素子のより具体的な実施形態１について説明す
る。図６は実施形態１に係る磁気インピーダンス素子の
構成を示している。[Embodiment 1] Next, a more specific embodiment 1 of the magneto-impedance element of the present invention will be described. FIG. 6 shows the configuration of the magneto-impedance element according to the first embodiment.
【００４０】ポリイミドフィルム基板１１１上には、図
６に示すようにつづらおり状に素子がパターンニングさ
れている。図７（ａ）は、図６の磁気インピーダンス素
子のＡ−Ａ´断面、図７（ｂ）は、図６の磁気インピー
ダンス素子のＢ−Ｂ´断面を示す図である。On the polyimide film substrate 111, elements are patterned in a zigzag shape as shown in FIG. 7A is a cross-sectional view taken along the line AA 'of the magneto-impedance element shown in FIG. 6, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line BB' of the magneto-impedance element shown in FIG.
【００４１】ポリイミドフィルム基板１１１上に、絶縁
層１１２としてのＳｉＯ2 バッファ層を介し、外層２１
１、中間層２１２よりなる磁気インピーダンス素子が形
成されている。中間層２１２はＣｕ、Ａｌ等の導電体で
あり、膜厚は３μｍである。外層２１１には、磁化容易
軸がその線幅方向に付与されている。外層２１１は、Ｆ
ｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＳｉＢよりなり、膜厚は２μｍであ
る。素子に発生する応力緩和を狙った絶縁層１１２が基
板１１１上に形成されている。この絶縁層１１２は、ガ
ラス、ＳｉＯ2 、あるいはＳｉＡＩＮよりなり、膜厚は
数μｍである。An outer layer 21 is formed on the polyimide film substrate 111 with a SiO 2 buffer layer as an insulating layer 112 interposed therebetween.
1, a magneto-impedance element including the intermediate layer 212 is formed. The intermediate layer 212 is a conductor such as Cu or Al and has a film thickness of 3 μm. An easy axis of magnetization is given to the outer layer 211 in the line width direction. The outer layer 211 is F
It is made of eCoSiB and CoSiB and has a film thickness of 2 μm. An insulating layer 112 is formed on the substrate 111 to reduce the stress generated in the element. The insulating layer 112 is made of glass, SiO 2 , or SiAIN and has a film thickness of several μm.
【００４２】本実施形態１の素子は、各層がフォトリソ
グラフィー技術によりポリイミドフィルム基板１１１上
に形成される。ポリイミドフィルム基板１１１の裏面に
は、第２導電体層１１３が形成されている。さらに第２
導電体層１１３の下面には軟磁性層１１４が形成されて
いる。第２導電体層１１３には直流電流が通電され、導
体層の回りに発生する周回磁界が基準磁界又はバイアス
磁界として素子に印加されることになる。磁性層１１４
は第２導電体層１１３により発生する磁界を外部に漏洩
することを抑えて素子に効率よく印加されることを可能
とする磁気レンズの役割を果している。第２導電体層１
１３はＣｕ、Ａｌ等の導電体であり、磁性層１１４はＦ
ｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＳｉＢ、ＣｏＮｂＺｒ等の軟磁性体
である。In the device of the first embodiment, each layer is formed on the polyimide film substrate 111 by the photolithography technique. A second conductor layer 113 is formed on the back surface of the polyimide film substrate 111. And second
A soft magnetic layer 114 is formed on the lower surface of the conductor layer 113. A direct current is passed through the second conductor layer 113, and the orbiting magnetic field generated around the conductor layer is applied to the element as a reference magnetic field or a bias magnetic field. Magnetic layer 114
Plays the role of a magnetic lens that suppresses the leakage of the magnetic field generated by the second conductor layer 113 to the outside and allows the magnetic field to be efficiently applied to the element. Second conductor layer 1
13 is a conductor such as Cu or Al, and the magnetic layer 114 is F
It is a soft magnetic material such as eCoSiB, CoSiB, CoNbZr.
【００４３】また、この素子は、ポリイミドフィルム基
板上に磁界検出部の各層を作製した後、磁場中で熱処理
を実施した。熱処理温度２８０℃、印加磁界２ ｋＯ
ｅ、熱処理時間３０ｍｉｎである。この磁場中熱処理に
より、磁性層の磁気特性の熱ダメージに対する安定化、
素子出力の温度特性の向上を図ることができる。上記熱
処理を行った後、ポリイミドフィルム基板裏面に第２導
電体層１１３、及び磁性層１１４を作製している。Further, in this device, after each layer of the magnetic field detecting portion was formed on the polyimide film substrate, heat treatment was carried out in a magnetic field. Heat treatment temperature 280 ° C, applied magnetic field 2 kO
e, heat treatment time is 30 min. This heat treatment in a magnetic field stabilizes the magnetic characteristics of the magnetic layer against thermal damage,
It is possible to improve the temperature characteristics of the element output. After the heat treatment is performed, the second conductor layer 113 and the magnetic layer 114 are formed on the back surface of the polyimide film substrate.
【００４４】素子の両端は高周波電源３１１に接続され
高周波駆動されている。また、素子の両端にはインピー
ダンス検出器３１２が接続され、磁界によるインピーダ
ンス変化を検出している。素子の第２導電体層１１３に
は２つの電源、バイアス磁界用電源４１１及び基準磁界
用電源４１２が並列して結線されている。上述のよう
に、通常動作時にはバイアス磁界用電源４１１が中間層
２１２に接続され、基準磁界用電源４１２は切り離され
る。よって、第２導電体層１１３には、バイアス用の直
流電流が流れ、それに伴ってバイアス磁界が発生する。Both ends of the element are connected to a high frequency power source 311 and driven at high frequencies. Further, an impedance detector 312 is connected to both ends of the element to detect impedance change due to a magnetic field. Two power supplies, a bias magnetic field power supply 411 and a reference magnetic field power supply 412, are connected in parallel to the second conductor layer 113 of the element. As described above, the bias magnetic field power supply 411 is connected to the intermediate layer 212 and the reference magnetic field power supply 412 is disconnected during the normal operation. Therefore, a bias DC current flows through the second conductor layer 113, and a bias magnetic field is generated accordingly.
【００４５】自己特性校正を行う時には、基準磁界用電
源４１２からの電流、つまり直流電流に正負対称な周期
的な方形波電流が重畳された電流が、中間層２１２に流
れ、自己特性校正用の基準磁界が発生する。これに伴っ
て自己特性校正部４１０が動作する。When performing self-property calibration, a current from the reference magnetic field power source 412, that is, a current obtained by superimposing a positive / negative symmetric periodic square wave current on the direct current, flows through the intermediate layer 212 and is used for self-property calibration. A reference magnetic field is generated. Along with this, the self-characteristic calibration unit 410 operates.
【００４６】自己特性校正は、図５を参照して説明した
動作と同じであるが、ここでは、自己特性補正の動作を
センサの起動時に実施する。そして、まず、周期的に変
化する基準磁界において最大磁界が印加された時の素子
インピーダンス値と最小磁界が印加された時の素子イン
ピーダンス値を自己特性演算部４１３内のメモリ４１５
に記憶する。次に、既知である最大磁界の値と最小磁界
の値と、記憶した素子インピーダンスに基づいて、自己
特性演算部４１３が、上式（１）に従って単位磁界変化
幅に対する素子インピーダンス変化、即ち、磁界感度Ｓ
ｅｎｓを算出し、上記（２）に従ってオフセット値Ｏｆ
ｆを算出し、算出値をメモリ４１５に新たに記憶する。
以後、センサ信号補正演算部４１４は、算出された磁界
感度、及びオフセット値データをメモリ４１５より呼び
出して素子インピーダンス値の補正演算を行う。こうし
た演算により、磁界に対する素子インピーダンス特性が
経時変化しても影響を受けることなく磁界検出が可能と
なる。The self-characteristic calibration is the same as the operation described with reference to FIG. 5, but here, the self-characteristic correction operation is performed when the sensor is started. Then, first, the element impedance value when the maximum magnetic field is applied and the element impedance value when the minimum magnetic field is applied in the periodically changing reference magnetic field are stored in the memory 415 in the self-characteristic calculation unit 413.
Remember. Next, based on the known maximum magnetic field value and minimum magnetic field value and the stored element impedance, the self-characteristic calculation unit 413 causes the element impedance change with respect to the unit magnetic field change width, that is, the magnetic field, according to the above equation (1). Sensitivity S
ens is calculated, and the offset value Of is calculated according to the above (2).
f is calculated, and the calculated value is newly stored in the memory 415.
After that, the sensor signal correction calculation unit 414 calls the calculated magnetic field sensitivity and offset value data from the memory 415 to perform the correction calculation of the element impedance value. By such calculation, the magnetic field can be detected without being affected even if the element impedance characteristic with respect to the magnetic field changes with time.
【００４７】図８には本実施形態１に係る磁気インピー
ダンス素子の出力特性を示す。図８（ａ）には図６の磁
界検出部と同じ構成で自己特性校正しない素子の出力特
性の温度依存性、図８（ｂ）には、本実施形態１の素子
の出力特性の温度依存性を示す。この結果を見ると、自
己特性の校正を行わない場合には、室温と１００℃の時
とで、センサ出力に大きな差が発生するが、本実施形態
１の素子のように随時自己特性校正を行うことで、室温
と１００℃の時とでセンサ出力に殆ど差が発生しておら
ず、素子の温度依存性を克服できることが分かる。FIG. 8 shows the output characteristic of the magneto-impedance element according to the first embodiment. FIG. 8A shows the temperature dependence of the output characteristic of the element having the same configuration as that of the magnetic field detection unit of FIG. 6 which is not self-calibrated, and FIG. 8B shows the temperature dependence of the output characteristic of the element of the first embodiment. Shows sex. From this result, when the self-characteristics are not calibrated, a large difference occurs in the sensor output between room temperature and 100 ° C., but the self-characteristics calibration is performed at any time like the element of the first embodiment. It can be seen that by doing so, there is almost no difference in the sensor output between room temperature and 100 ° C., and the temperature dependence of the element can be overcome.
【００４８】また、本実施形態１では、磁界検出部のパ
ターンをつづら折り（ミアンダ）状とすることで、素子
インピーダンスを大きくすることが可能となり、磁界検
出感度を高めることが可能となっている。In the first embodiment, the pattern of the magnetic field detecting portion is formed into a zigzag (meaner) shape, whereby the element impedance can be increased and the magnetic field detection sensitivity can be increased.
【００４９】［実施形態２］次に、本発明の実施形態２
の磁気インピーダンス素子について説明する。図９は実
施形態２に係る素子の構成を示している。また、図１０
（ａ）は、図９の素子のＡ−Ａ´断面、図１０（ｂ）
は、Ｂ−Ｂ´断面をそれぞれ示す。[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention.
The magnetic impedance element will be described. FIG. 9 shows the configuration of the element according to the second embodiment. In addition, FIG.
FIG. 10A is a cross section taken along the line AA ′ of the device of FIG. 9, and FIG.
Shows the BB 'cross section, respectively.
【００５０】素子の磁界検出部は、ポリイミドフィルム
基板１１１上に形成された絶縁層１１２の上に、実施形
態１と同様、つづらおり（ミアンダ）状に形成されてい
る。ポリイミドフィルム基板１１１の裏面であって、素
子のつづらおり状領域に相当する位置を覆うように、基
準磁界用又はバイアス磁界用の第２導電体層１１３が、
幅広ストレイトライン状にパターンニングされ、磁界発
生手段を構成している。The magnetic field detecting portion of the element is formed in a meander shape on the insulating layer 112 formed on the polyimide film substrate 111, as in the first embodiment. The second conductor layer 113 for the reference magnetic field or the bias magnetic field is formed on the back surface of the polyimide film substrate 111 so as to cover the position corresponding to the striped region of the element.
It is patterned in a wide straight line and constitutes a magnetic field generating means.
【００５１】ポリイミドフィルム基板１１１上には、第
一層として絶縁層１１２が形成され、その後、第二層と
して軟磁性層２１１、第三層として導電体層２１２、第
四層として軟磁性層２１１が形成される。絶縁層１１２
はＳｉＯ2 層、軟磁性層２１１はＣｏＳｉＢ層、導電体
層２１２はＣｕ層より各々形成される。また、ポリイミ
ドフィルム基板裏面に形成されている第２導電体層１１
３はＣｕ層である。An insulating layer 112 is formed as a first layer on the polyimide film substrate 111, and then a soft magnetic layer 211 is formed as a second layer, a conductor layer 212 is formed as a third layer, and a soft magnetic layer 211 is formed as a fourth layer. Is formed. Insulating layer 112
Is a SiO 2 layer, the soft magnetic layer 211 is a CoSiB layer, and the conductor layer 212 is a Cu layer. In addition, the second conductor layer 11 formed on the back surface of the polyimide film substrate
3 is a Cu layer.
【００５２】また、つづらおり状パターンの素子の前後
には、磁気レンズ機能を有する磁性層１１５ａ及び１１
５ｂが、中間層２１２のパターンの幅方向に一直線状に
延びるようにパターンニングされている。これらの磁性
層１１５ａ、１１５ｂは、共にＣｏＮｂＺｒの軟磁性体
からなる。Further, the magnetic layers 115a and 11 having a magnetic lens function are provided before and after the element having a striped pattern.
5b is patterned so as to extend straight in the width direction of the pattern of the intermediate layer 212. These magnetic layers 115a and 115b are both made of a CoNbZr soft magnetic material.
【００５３】本実施形態２の素子は、実施形態１におい
て示した素子とは異なり、導電体層２１２の周囲（特
に、側面）を軟磁性層２１１が覆う断面構造とはなって
いない。導体層２１２の上下を軟磁性層２１１が挟む単
なるサンドイッチ構造であり図１０（ｂ）に示されてい
るように導電体層２１２の側面は全領域で露出してい
る。また、高周波電源３１１などに接続されるリード線
パッド部のみで、第４層目の軟磁性層２１１が形成され
ておらず、導電体層２１２の上側表面が露出している。Unlike the element shown in the first embodiment, the element of the second embodiment does not have a sectional structure in which the periphery (particularly the side surface) of the conductor layer 212 is covered with the soft magnetic layer 211. This is a simple sandwich structure in which the upper and lower sides of the conductor layer 212 are sandwiched by the soft magnetic layers 211, and the side surface of the conductor layer 212 is exposed in the entire region as shown in FIG. 10B. The soft magnetic layer 211 of the fourth layer is not formed only in the lead wire pad portion connected to the high frequency power supply 311 and the upper surface of the conductor layer 212 is exposed.
【００５４】なお、リード線パッド部のみで導電体層２
１２が露出しているのは、磁性層の場合、リード線との
ハンダ付けが難しいが、導電体層の場合、リード線との
ハンダ付けは容易であるためである。The conductor layer 2 is formed only by the lead wire pad portion.
12 is exposed because it is difficult to solder the lead wire in the case of the magnetic layer, but it is easy to solder the lead wire in the case of the conductor layer.
【００５５】本素子部の作製手順は、以下の通りであ
る。基板１１１上に第一層２１１、第二層２１２、第三
層、第四層と順次磁場中で成膜していく。各層の成膜は
真空真空蒸着、あるいはスパッタリングにより行う。パ
ターンニングは第四層までの成膜が終わった段階で、レ
ーザートリミング装置を用いて、レーザー描画によるパ
ターンニングを行う。この作製方法はフォトリソグラフ
ィ技術による作製と比較してより簡便な手法であり、量
産化を考えた場合有効である。素子部作製が終わった
後、磁性層１１４、磁性層１１５さらにはポリイミドフ
ィルム基板裏面の第２導電体層１１３が成膜される。こ
のように、第１層〜第４層まで形成した後に一括してパ
ターニングすれば、各層を個別にエッチングする必要が
ないため、各層毎で互いの位置ずれがなくなり、また工
程数が減少するため素子の製造コストを低減することが
可能となる。The manufacturing procedure of this element portion is as follows. The first layer 211, the second layer 212, the third layer, and the fourth layer are sequentially formed on the substrate 111 in a magnetic field. The film formation of each layer is performed by vacuum vacuum deposition or sputtering. The patterning is performed by laser drawing using a laser trimming device when the film formation up to the fourth layer is completed. This manufacturing method is a simpler method than the manufacturing by the photolithography technique, and is effective when considering mass production. After the element part is manufactured, the magnetic layer 114, the magnetic layer 115, and the second conductor layer 113 on the back surface of the polyimide film substrate are formed. In this way, if the first to fourth layers are formed and then patterned in a lump, it is not necessary to individually etch each layer, so that there is no positional deviation between each layer, and the number of steps is reduced. It is possible to reduce the manufacturing cost of the element.
【００５６】素子（導電体層２１２）の両端には、上述
の実施形態などと同様、高周波電源３１１に接続され高
周波駆動されている。また、素子の両端に接続されたイ
ンピーダンス検出器３１２により、外部磁界によるイン
ピーダンス変化を検出している。更に素子の第２導電体
層１１３には２つの電源４１１、４１２が並列して結線
されている。Both ends of the element (conductor layer 212) are connected to a high frequency power source 311 and driven at a high frequency as in the above-described embodiments. Further, impedance detectors 312 connected to both ends of the element detect impedance changes due to an external magnetic field. Further, two power supplies 411 and 412 are connected in parallel to the second conductor layer 113 of the element.
【００５７】通常動作時には、上述のように、バイアス
磁界用電源４１１が第２導電体層１１３に接続され、第
２導電体層１１３にバイアス磁界用の直流電流が流れ、
それに伴ってバイアス磁界が発生する。In normal operation, as described above, the bias magnetic field power supply 411 is connected to the second conductor layer 113, and a DC current for bias magnetic field flows through the second conductor layer 113.
Along with that, a bias magnetic field is generated.
【００５８】自己特性校正を行う時には、基準磁界用電
源４１２が第２導電体層１１３に接続され、第２導電体
層１１３には直流電流に正負対称な正弦波電流が重畳さ
れた電流が流れ、自己特性校正用の基準磁界が発生し磁
界検出部に印加される。そして、印加された基準磁界
（Ｈｍａｘ、Ｈｍｉｎ）と、対応して検出される素子イ
ンピーダンス値（Ｚｍａｘ、Ｚｍｉｎ）に基づいて、自
己特性校正部４１０が動作して磁界感度Ｓｅｎｓ、オフ
セット値Ｏｆｆが演算され、素子特性の校正が行われ
る。なお、自己特性校正動作は、上述の図５の説明及び
実施形態１と同様であり詳細な説明は省略するが、本実
施形態２では、自己特性校正動作を周期的にある時間間
隔で実施する構成をとっている。When performing self-property calibration, the reference magnetic field power supply 412 is connected to the second conductor layer 113, and a current in which a positive and negative symmetrical sine wave current is superimposed on a direct current flows through the second conductor layer 113. A reference magnetic field for self-calibration is generated and applied to the magnetic field detection unit. Then, based on the applied reference magnetic field (Hmax, Hmin) and the correspondingly detected element impedance value (Zmax, Zmin), the self-characteristic calibration unit 410 operates to calculate the magnetic field sensitivity Sens and the offset value Off. Then, the element characteristics are calibrated. The self-property calibration operation is the same as the above-described description of FIG. 5 and the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted. However, in the second embodiment, the self-property calibration operation is periodically performed at a certain time interval. It has a composition.
【００５９】こうした自己特性校正を行うことで、本実
施形態２においても、磁界に対する素子インピーダンス
特性が経時変化しても影響を受けることなく磁界検出が
可能となる。By performing such self-property calibration, even in the second embodiment, it is possible to detect the magnetic field without being affected even if the element impedance characteristic with respect to the magnetic field changes with time.
【００６０】図１１（ａ）は、図９の磁界検出部と同様
な構成で自己特性校正機能を有しない磁気インピーダン
ス素子の出力特性の日々の再現性を示す。また、図１１
（ｂ）は、本実施形態２の磁気インピーダンス素子の出
力特性の日々の再現性を示す。図１１（ａ）の結果で
は、１日目と１０日目ではセンサ出力に大きな差が発生
しているが、図１１（ｂ）に示すように実施形態２に係
る素子では、１日目と１０日目でセンサ出力に有意な差
は認められず、素子の経時変化を克服できることが分か
る。FIG. 11A shows the daily reproducibility of the output characteristics of the magneto-impedance element having the same structure as the magnetic field detection section of FIG. 9 but having no self-characteristic calibration function. In addition, FIG.
(B) shows the daily reproducibility of the output characteristics of the magneto-impedance element of the second embodiment. According to the result of FIG. 11A, a large difference occurs in the sensor output on the first day and the tenth day, but as shown in FIG. 11B, the sensor output according to the second embodiment is the first day. No significant difference was observed in the sensor output on the 10th day, which shows that the change with time of the element can be overcome.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上説明したように本発明の磁界検出装
置は、基準磁界を発生する手段を備えることで、素子の
特性が温度依存性を備えていたり、経時変化したりする
場合にも、自己特性を校正することが可能となる。従っ
て、素子出力の温度依存性や経時変化をなくし、長期間
正確な磁界検出を行うことが可能となる。As described above, the magnetic field detecting device of the present invention is
Since the device is provided with the means for generating the reference magnetic field, the self-characteristic can be calibrated even when the characteristics of the element have temperature dependency or change with time. Therefore, the temperature dependence of the element output and the change over time can be eliminated, and accurate magnetic field detection can be performed for a long period of time.
【００６２】また、上記基準磁界だけでなく、センサ動
作点を最適領域にシフトさせるためのバイアス磁界を発
生して、勾配が大きく直線性が良好な領域にセンサ動作
点をシフトさせることにより、特性の良い領域で磁界検
出を行うことが可能となる。Further, in addition to the above-mentioned reference magnetic field, a bias magnetic field for shifting the sensor operating point to the optimum region is generated to shift the sensor operating point to a region having a large gradient and good linearity. It is possible to detect the magnetic field in a good area.
【００６３】また、この様な基準磁界やバイアス磁界を
発生するには、例えば素子と同一の基板上に導電体層を
形成し、この導電体層に所望の電流を印加することによ
り容易に発生することができる。従って、このような導
電体層を磁界発生手段とすれば、基板として例えば可撓
性基板を用いた場合でもその可撓性を活用でき、またよ
り小型の磁界検出素子を実現することが容易である。In order to generate such a reference magnetic field and bias magnetic field, for example, a conductor layer is formed on the same substrate as the element, and a desired current is applied to the conductor layer to easily generate it. can do. Therefore, if such a conductor layer is used as the magnetic field generating means, the flexibility can be utilized even when a flexible substrate is used as the substrate, and a smaller magnetic field detecting element can be easily realized. is there.
【００６４】また、本発明のように磁界検出装置が自己
特校正手段を備え、これが、基準磁界の最大、最小印加
時での各素子インピーダンスにより、磁界感度、検出磁
界ゼロ時での素子出力値を算出し、これら基づいて素子
検出結果に対する補正演算を行うことにより、雰囲気温
度変化、あるいは経時変化により素子特性が変化して
も、常に正確に磁界を検出することが可能となる。そし
て、自己キャリブレーション機能を内蔵した磁気検出素
子を実現することができる。Further, the magnetic field detection device as in the present invention is provided with the self-specific calibration means, which is based on the element impedances at the maximum and minimum application of the reference magnetic field, whereby the magnetic field sensitivity and the element output value when the detected magnetic field is zero. Is calculated, and the correction calculation for the element detection result is performed based on these values, it is possible to always accurately detect the magnetic field even if the element characteristics change due to a change in ambient temperature or a change over time. Then, it is possible to realize a magnetic detection element having a built-in self-calibration function.
【００６５】更に、本発明のように、磁界検出部及び磁
界発生手段を備える磁界検出素子に、更に磁界発生手段
の発する磁界の漏洩を小さくするための集磁機能を有す
る磁性層を設けることで、より効果的に基準磁界やバイ
アス磁界を磁界検出部に加えることができる。従って、
磁性層が設けられていない場合と比較するとより少ない
通電電流で所望の磁界を発生させることができ、導体層
での消費電力を低減でき、発熱の問題もクリアされる。Further, as in the present invention, the magnetic field detector and the magnetic
By providing a magnetic layer having a magnetic flux collecting function for reducing the leakage of the magnetic field generated by the magnetic field generating means to the magnetic field detecting element including the field generating means, the reference magnetic field and the bias magnetic field can be more effectively applied to the magnetic field detecting section. Can be added. Therefore,
As compared with the case where the magnetic layer is not provided, a desired magnetic field can be generated with a smaller energizing current, the power consumption in the conductor layer can be reduced, and the problem of heat generation is cleared.
【図１】 本発明に係る磁気インピーダンス素子の概略
構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a magneto-impedance element according to the present invention.
【図２】 図１の磁気インピーダンス素子の断面構成を
示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a cross-sectional configuration of the magneto-impedance element shown in FIG.
【図３】 本発明に係る磁気インピーダンス素子の磁性
層の集磁機能の一例を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a magnetism collecting function of a magnetic layer of the magneto-impedance element according to the present invention.
【図４】 本発明に係る磁気インピーダンス素子の自己
特性校正を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating self-characteristic calibration of the magneto-impedance element according to the present invention.
【図５】 本発明に係る磁気インピーダンス素子の自己
特性校正手順を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a self-characteristic calibration procedure of the magneto-impedance element according to the present invention.
【図６】 実施形態１に係る磁気インピーダンス素子の
構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a magneto-impedance element according to the first embodiment.
【図７】 図６の磁気インピーダンス素子の断面を示す
図である。7 is a diagram showing a cross section of the magneto-impedance element of FIG.
【図８】 従来及び実施形態１の素子出力の温度依存性
を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing temperature dependence of device output in the related art and the first embodiment.
【図９】 実施形態２に係る磁気インピーダンス素子の
構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a magneto-impedance element according to the second embodiment.
【図１０】 図９の磁気インピーダンス素子の断面を示
す図である。10 is a diagram showing a cross section of the magneto-impedance element of FIG. 9. FIG.
【図１１】 従来及び実施形態２に係るセンサ出力の経
時変化を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing changes over time in sensor output according to the related art and the second embodiment.
【図１２】 磁気インピーダンス素子の特性を示す図で
ある。FIG. 12 is a diagram showing characteristics of a magnetic impedance element.
【図１３】 磁気インピーダンス素子の特性の温度依存
性を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the temperature dependence of the characteristics of the magneto-impedance element.
【図１４】 磁気インピーダンス素子の特性の経時変化
を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing changes over time in the characteristics of the magneto-impedance element.
【図１５】 従来の磁気インピーダンス素子の構成を示
す図である。FIG. 15 is a diagram showing a configuration of a conventional magneto-impedance element.
【図１６】 従来の磁気インピーダンス素子の特性を示
す図である。FIG. 16 is a diagram showing characteristics of a conventional magneto-impedance element.
１１１ フレキシブル基板（ポリイミドフィルム基
板）、１１２ 絶縁層、１１３ 導体層、１１４ 磁性
層（軟磁性層）、２１１ 磁性層（軟磁性層、外層）、
２１２ 導電体層（中間層）、３１１ 高周波電源、３
１２ インピーダンス検出器、４１０ 自己特性校正
部、４１１ バイアス磁界用電源、、４１２基準磁界用
電源、４１３ 自己特性演算部、４１４ センサ信号補
正演算部、４１５ メモリ。111 flexible substrate (polyimide film substrate), 112 insulating layer, 113 conductor layer, 114 magnetic layer (soft magnetic layer), 211 magnetic layer (soft magnetic layer, outer layer),
212 conductor layer (intermediate layer), 311 high frequency power supply, 3
12 impedance detector, 410 self-property calibration unit, 411 bias magnetic field power supply, 412 reference magnetic field power supply, 413 self-characteristic calculation unit, 414 sensor signal correction calculation unit, 415 memory.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野々村 裕 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平10−319103（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 15/20 G01R 33/02 - 33/10 H01L 43/00 - 43/02 H01L 43/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Nonomura, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi 1-chome, No. 41 Yokomichi, Yokouchi Central Research Institute Co., Ltd. (56) Reference JP-A-10-319103 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01R 15/20 G01R 33/02-33/10 H01L 43/00-43/02 H01L 43/12
Claims (4)
性が与えられた磁性体層と、表面の少なくとも一部が該
磁性体層に接するように形成され、高周波電源に接続さ
れる導電体層とを備える磁界検出部と、該磁界検出部に
磁界を加えるための磁界発生手段と、を備える磁界検出
素子を有し、 前記磁界発生手段に基準磁界を発生させ、前記磁界検出
素子の特性を測定し自己特性校正を行うことを特徴とす
る磁界検出装置。1. A magnetic layer formed on a substrate and having magnetic anisotropy in a predetermined direction, and a magnetic layer formed so that at least a part of the surface is in contact with the magnetic layer and connected to a high frequency power source. A magnetic field detecting element having a magnetic field detecting section including a conductor layer; and magnetic field generating means for applying a magnetic field to the magnetic field detecting section, the magnetic field generating element generating a reference magnetic field, and the magnetic field detecting element A magnetic field detection device characterized by measuring the characteristics of the device and performing self-characteristic calibration.
て、 更に、前記磁界検出手段に選択的にバイアス磁界を発生
させ、前記磁界検出素子のセンサ動作点を最適領域にシ
フトさせることを特徴とする磁界検出装置。2. The magnetic field detection device according to claim 1, further comprising: selectively generating a bias magnetic field in the magnetic field detection means to shift a sensor operating point of the magnetic field detection element to an optimum region. Magnetic field detection device.
装置において、 更に、自己特性校正手段を備え、 該自己特性校正手段は、 前記磁界発生手段に周期的にレベルの変化する前記基準
磁界を発生させた際、該基準磁界の最大印加時での素子
インピーダンスと、該基準磁界の最小印加時での素子イ
ンピーダンスとに基づいて、前記磁界検出素子の磁界感
度及び検出磁界ゼロ時での素子出力値を算出し、 算出した前記磁界感度、前記検出磁界ゼロ時での素子出
力値に基づいて素子出力結果に対する補正演算を行うこ
とを特徴とする磁界検出装置。3. The magnetic field detection device according to claim 1, further comprising a self-property calibrating unit, wherein the self-property calibrating unit is configured to periodically change the level in the magnetic field generating unit. When a magnetic field is generated, based on the element impedance at the maximum application of the reference magnetic field and the element impedance at the minimum application of the reference magnetic field, the magnetic field sensitivity of the magnetic field detection element and the detection magnetic field at zero A magnetic field detection device , wherein an element output value is calculated, and a correction calculation is performed on the element output result based on the calculated magnetic field sensitivity and the element output value when the detected magnetic field is zero.
性が与えられた磁性体層と、表面の少なくとも一部が該
磁性体層に接するように形成され、高周波電源に接続さ
れる導電体層とを備える磁界検出部と、 更に、自己特性校正のための特性測定時に基準磁界を発
生し、又は前記自己特性校正のための特性測定時には前
記基準磁界を発生し通常駆動時にはセンサ動作点を最適
領域にシフトさせるためのバイアス磁界を発生して、前
記磁界検出部に加える磁界発生手段と、 前記磁界発生手段の表面の少なくとも一部を被うよう
に、または前記磁界検出部の近くに、前記磁界発生手段
から前記磁界検出部に加えられる磁界の漏洩を小さくす
るための集磁機能を有する磁性層が形成されていること
を特徴とする磁界検出素子。4. A magnetic layer formed on a substrate and provided with magnetic anisotropy in a predetermined direction, and a magnetic layer formed so that at least a part of the surface is in contact with the magnetic layer and connected to a high frequency power source. A magnetic field detecting section including a conductor layer; and a reference magnetic field during characteristic measurement for self-characteristic calibration, or the reference magnetic field during characteristic measurement for self-characteristic calibration, and sensor operation during normal driving A bias magnetic field for shifting a point to an optimum region is generated so as to cover at least a part of the surface of the magnetic field generation means and the magnetic field generation means applied to the magnetic field detection means, or near the magnetic field detection portion. In the magnetic field detecting element, a magnetic layer having a magnetism collecting function for reducing leakage of a magnetic field applied from the magnetic field generating means to the magnetic field detecting section is formed.
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