JP6809442B2

JP6809442B2 - センサシステム、センサモジュールおよびセンサシステムの実装方法

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Publication number: JP6809442B2
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Inventors: 尚城太田; 義之溝口
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Description

本発明は、センサチップを各々有する複数のセンサパッケージを備えたセンサシステムおよびセンサモジュール、ならびにセンサシステムの実装方法に関する。

近年、車両等の自動運転化に伴い、その車両等に搭載されるセンサシステムにおいては故障検知に加えてセンサシステム全体の機能継続を実現するための冗長化（redundancy）が検討されている。例えば特許文献１には、２つのセンサ素子を有する磁気検出装置が開示されている。また、特許文献２には、２つの巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）センサを用いた回転角検出装置が開示されている。

特開２０１２−８８１８２号公報特開２０１４−１６３８７６号公報

ところで、最近では、このような冗長化を図るようにしたセンサモジュールやセンサシステムにおいても、その検出精度の向上と併せて小型化が求められつつある。

したがって、小型でありながら、より優れた検出精度を発揮するセンサシステムやセンサモジュール、およびそのようなセンサシステムの実装方法を提供することが望まれる。

本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムは、物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、その物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージとを備える。ここで、複数のセンサパッケージを含む面内において、各々のセンサチップの中心位置はセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあり、物理量の分布の中心位置から複数のセンサパッケージにおける各々のセンサチップの中心位置までの距離は実質的に互いに等しい。

本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムでは、複数のセンサパッケージを含む面内において、各々のセンサチップの中心位置はセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあるので、物理量の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップの中心位置を配置することができる。さらに、本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムでは、物理量の分布の中心位置から複数のセンサパッケージにおける各々のセンサチップの中心位置までの距離は実質的に互いに等しいので、各々のセンサチップにおいて検出される物理量の数値のばらつきが低減される。

本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムは、物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージとを備える。ここで、複数のセンサパッケージを含む面内において、複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数のセンサチップの中心位置同士のチップ中心間距離は短く、物理量の分布の中心位置から複数のセンサチップの各々の中心位置までの各々の距離は実質的に互いに等しい。

本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムでは、複数のセンサパッケージを含む面内において、複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数のセンサチップの中心位置同士のチップ中心間距離は短いので、物理量の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップの中心位置を配置することができる。本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムでは、さらに、複数のセンサパッケージを含む面内において、物理量の分布の中心位置から複数のセンサチップの各々の中心位置までの各々の距離は実質的に互いに等しいので、各々のセンサチップにおいて検出される物理量の数値のばらつきが低減される。

本発明の第１の実施態様に係るセンサモジュールは、物理量を検出する第１のセンサチップを有する第１のセンサパッケージと、物理量を検出する第２のセンサチップを有する第２のセンサパッケージとを備える。ここで、第１のセンサパッケージおよび第２のセンサパッケージを含む面内において、第１のセンサチップの中心位置は第１のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあると共に、第２のセンサチップの中心位置は第２のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にある。さらに、物理量の分布の中心位置から第１のセンサチップの中心位置までの距離と、物理量の分布の中心位置から第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しい。

本発明の第１の実施態様に係るセンサモジュールでは、第１のセンサパッケージおよび第２のセンサパッケージを含む面内において、第１のセンサチップの中心位置が第１のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあると共に第２のセンサチップの中心位置が第２のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にある。このため、物理量の分布のうちのより狭い領域内に第１のセンサチップの中心位置および第２のセンサチップの中心位置を配置することができる。さらに、本発明の第１の実施態様に係るセンサモジュールでは、物理量の分布の中心位置から第１のセンサチップの中心位置までの距離と、物理量の分布の中心位置から第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しいので、第１のセンサチップにおいて検出される物理量の数値と第２のセンサチップにおいて検出される物理量の数値との差分が低減される。

本発明の第２の実施態様に係るセンサモジュールは、物理量を検出する第１のセンサチップを有する第１のセンサパッケージと、物理量を検出する第２のセンサチップを有する第２のセンサパッケージとを備える。ここで、第１のセンサパッケージおよび第２のセンサパッケージを含む面内において、第１のセンサパッケージの中心位置と第２のセンサパッケージの中心位置とのパッケージ中心間距離よりも、第１のセンサチップの中心位置と第２のセンサチップの中心位置とのチップ中心間距離が短く、物理量の分布の中心位置から第１のセンサチップの中心位置までの距離と、物理量の分布の中心位置から第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しい。

本発明の第２の実施態様に係るセンサモジュールでは、第１のセンサパッケージおよび第２のセンサパッケージを含む面内において、第１のセンサパッケージの中心位置と第２のセンサパッケージの中心位置とのパッケージ中心間距離よりも、第１のセンサチップの中心位置と第２のセンサチップの中心位置とのチップ中心間距離が短いので、物理量の分布のうちのより狭い領域内に第１のセンサチップの中心位置および第２のセンサチップの中心位置を配置することができる。さらに、本発明の第２の実施態様に係るセンサモジュールでは、さらに、第１のセンサパッケージおよび第２のセンサパッケージを含む面内において、物理量の分布の中心位置から第１のセンサチップの中心位置までの距離と、物理量の分布の中心位置から第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しいので、第１のセンサチップにおいて検出される物理量の数値と第２のセンサチップにおいて検出される物理量の数値との差分が低減される。

本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムの実装方法は、物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、その物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージを用意することと、物理量分布発生源に対し、複数のセンサパッケージを配置することを含む。ここで、複数のセンサパッケージを含む面内において、各々のセンサチップの中心位置を各々のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置となるようにし、物理量の分布の中心位置から複数のセンサパッケージにおける各々のセンサチップの中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにする。

本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムの実装方法では、複数のセンサパッケージを含む面内において、各々のセンサチップの中心位置を各々のセンサパッケージの中心位置から物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置となるようにしたので、物理量の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップの中心位置を配置することができる。さらに、本発明の第１の実施態様に係るセンサシステムの実装方法では、物理量の分布の中心位置から複数のセンサパッケージにおける各々のセンサチップの中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにしたので、各々のセンサチップにおいて検出される物理量の数値のばらつきが低減される。

本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムの実装方法は、物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージを用意することと、物理量分布発生源に対し、複数のセンサパッケージを配置することを含む。ここで、複数のセンサパッケージを含む面内において、複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数のセンサチップの中心位置同士のチップ中心間距離を短くし、物理量の分布の中心位置から複数のセンサチップの各々の中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにする。

本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムの実装方法では、複数のセンサパッケージを含む面内において、複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数のセンサチップの中心位置同士のチップ中心間距離を短くしているので、物理量の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップの中心位置を配置することができる。本発明の第２の実施態様に係るセンサシステムの実装方法では、さらに、複数のセンサパッケージを含む面内において、物理量の分布の中心位置から複数のセンサチップの各々の中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにしているので、各々のセンサチップにおいて検出される物理量の数値のばらつきが低減される。

本発明の一実施態様に係るセンサシステム、センサモジュール、およびセンサシステムの実装方法によれば、小型でありながら、より優れた検出精度を発揮することができる。

本発明の一実施の形態に係るセンサシステムの外観の概略構成例を表す斜視図である。図１Ａに示したセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。第１の変形例としてのセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。第２の変形例としてのセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。第３の変形例としてのセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。第１の参考例としてのセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。第２の参考例としてのセンサシステムの概略構成例を表す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（それぞれセンサチップが埋設された２つのセンサパッケージを有するセンサシステムの例。）
１．１センサシステムの全体構成
１．２センサシステムの実装方法
１．３センサシステムの作用効果
２．変形例（第１〜第３の変形例）
２．１第１の変形例（３つのセンサパッケージが同一面内に配設されたセンサシステムの例。）
２．２第２の変形例（３つのセンサパッケージが同一面内に配設された他のセンサシステムの例。）
２．３第３の変形例（４つのセンサパッケージが同一面内に配設されたセンサシステムの例。）

＜１．実施の形態＞
［１．１センサシステム１の全体構成］
図１Ａは、本発明の一実施の形態に係るセンサモジュール１０を備えたセンサシステム１の外観の概略構成例を模式的に表した斜視図である。また、図１Ｂは、図１Ａに示したセンサシステム１を上方から眺めたときの概略構成例を模式的に表した平面図である。

図１Ａおよび図１Ｂに示したように、センサシステム１は、センサモジュール１０と、そのセンサモジュール１０の近傍に配置された永久磁石２０とを備えている。

永久磁石２０は例えばＺ軸方向を高さ方向とすると共にＸＹ面内に広がる円盤状の強磁性体であり、Ｚ軸方向に延びる略円柱状のシャフト２１の先端に取り付けられている。永久磁石２０およびシャフト２１は、Ｚ軸方向に延びる回転軸Ｊを中心として一体となって回転方向Ｒ２０へ回転可能に設けられている。図１Ａに示したように、永久磁石２０は、回転方向Ｒ２０においてＮ極部分２０ＮとＳ極部分２０Ｓとを交互に含んでいる。なお、図１Ａでは、永久磁石２０全体のうち、２つに等分された一方がＮ極部分２０Ｎであり２つに等分された他方がＳ極部分２０Ｓである場合を例示している。しかしながら、永久磁石２０は、Ｎ極部分２０ＮおよびＳ極部分２０Ｓを複数ずつ含んでそれらが回転方向Ｒ２０に沿って交互配置されたものであってもよい。このような永久磁石２０が回転軸Ｊを中心として回転することにより、永久磁石２０の近傍には周期的に極性が変化する磁場の分布が発生することとなる。すなわち、この磁場の分布が本発明の「物理量の分布」に対応する一具体例であり、永久磁石２０が本発明の「物理量分布発生源」に対応する一具体例である。

センサモジュール１０は、永久磁石２０の回転に伴い永久磁石２０の近傍に発生する磁場の分布を検出する２つのセンサパッケージ１１，１２を有している。センサパッケージ１１およびセンサパッケージ１２は、回転軸Ｊと直交するＸＹ面内において、回転軸Ｊの延長上にある磁場の分布の中心位置ＣＰを挟んでＸ軸方向において対向すると共に互いに離間して配置されている。これらのセンサパッケージ１１，１２が本発明の「センサパッケージ」に対応する一具体例である。

センサパッケージ１１の構成とセンサパッケージ１２の構成とは実質的に同一である。すなわち、センサパッケージ１１の構成要素およびその配置状態、ならびにセンサパッケージ１１における全体の形状および大きさは、センサパッケージ１２の構成要素およびその配置状態、ならびにセンサパッケージ１２における全体の形状および大きさと実質的に同一である。具体的には、センサパッケージ１１はモールド部１１１と、そのモールド部１１１の一端面から導出されて−Ｘ方向へ延びるリード１１２とを有しており、センサパッケージ１２はモールド部１２１と、そのモールド部１２１の一端面から導出されて＋Ｘ方向へ延びるリード１２２とを有している。モールド部１１１は、ＸＹ面内において例えば五角形をなしており、例えばエポキシ樹脂などのモールド樹脂の内部に、センサチップ３１が埋設されたものである。同様に、モールド部１２１は、ＸＹ面内において例えば五角形をなしており、例えばエポキシ樹脂などのモールド樹脂の内部に、センサチップ３２が埋設されたものである。センサチップ３１，３２は、例えば永久磁石２０の近傍に発生する磁場の強度に応じて抵抗が変化する磁気抵抗効果素子である。

ここで、ＸＹ面内において、センサパッケージ１１の中心位置Ｃ１１とセンサパッケージ１２の中心位置Ｃ１２との距離であるパッケージ中心間距離ＤＰよりも、センサチップ３１の中心位置Ｃ３１とセンサチップ３２の中心位置Ｃ３２との距離であるチップ中心間距離ＤＣのほうが短い。よって、本実施の形態では、センサパッケージ１１の中心位置Ｃ１１から磁場の分布の中心位置ＣＰまでの距離Ｌ１１よりも、センサチップ３１の中心位置Ｃ３１から磁場の分布の中心位置ＣＰまでの距離Ｌ３１のほうが短い。すなわち、センサチップ３１の中心位置Ｃ３１はセンサパッケージ１１の中心位置Ｃ１１から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。同様に、ＸＹ面内において、センサパッケージ１２の中心位置Ｃ１２から磁場の分布の中心位置ＣＰまでの距離Ｌ１２よりも、センサチップ３２の中心位置Ｃ３２から磁場の分布の中心位置ＣＰまでの距離Ｌ３２のほうが短い。すなわち、センサチップ３２の中心位置Ｃ３２はセンサパッケージ１２の中心位置Ｃ１２から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。

なお、センサパッケージ１１の中心位置Ｃ１１とは、ＸＹ面内におけるモールド部１１１の幾何学重心の位置をいい、センサパッケージ１２の中心位置Ｃ１２とは、ＸＹ面内におけるモールド部１２１の幾何学重心の位置をいう。また、センサチップ３１の中心位置Ｃ３１とは、ＸＹ面内におけるセンサチップ３１の幾何学重心の位置をいい、センサチップ３２の中心位置Ｃ３２とは、ＸＹ面内におけるセンサチップ３２の幾何学重心の位置をいう。

さらに、ＸＹ面内において、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサパッケージ１１のセンサチップ３１の中心位置Ｃ３１までの距離Ｌ３１と、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサパッケージ１２のセンサチップ３２の中心位置Ｃ３２までの距離Ｌ３２とは実質的に互いに等しいことが望ましい（図１Ｂ）。例えば、センサパッケージ１１におけるセンサチップ３１と、センサパッケージ１２におけるセンサチップ３２とは、磁場の分布の中心位置ＣＰを対称点として互いに実質的に回転対称となる位置に配置されているとよい。センサチップ３１による磁場強度の検出値とセンサチップ３２による磁場強度の検出値との、配置位置の相違に起因するばらつきを回避するためである。

［１．２センサシステム１の実装方法］
次に、図１Ａおよび図１Ｂを参照しつつ、センサシステム１の実装方法について説明する。

センサシステム１の実装方法では、まず、物理量としての磁場の分布を発生する物理量分布発生源としての永久磁石２０と、その磁場の分布を検出するセンサチップ３１，３２を各々有するセンサパッケージ１１，１２とを用意する。

次に、センサパッケージ１１，１２を永久磁石２０から離間した所定の位置に配置する。その際、センサパッケージ１１，１２を含むＸＹ面内において、センサパッケージ１１，１２の中心位置Ｃ１１，Ｃ１２同士のパッケージ中心間距離ＤＰよりも、センサチップ３１，３２の中心位置Ｃ３１，Ｃ３２同士のチップ中心間距離ＤＣが短くなるようにする。具体的には、ＸＹ面内において、センサチップ３１の中心位置Ｃ３１をセンサパッケージ１１の中心位置Ｃ１１から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置となるようにする。同様に、センサチップ３２の中心位置Ｃ３２をセンサパッケージ１２の中心位置Ｃ１２から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置となるようにする。

さらに、ＸＹ面内において、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサパッケージ１１のセンサチップ３１の中心位置Ｃ３１までの距離Ｌ３１と、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサパッケージ１２のセンサチップ３２の中心位置Ｃ３２までの距離Ｌ３２とを実質的に互いに等しくすることが望ましい（図１Ｂ）。例えば、センサパッケージ１１におけるセンサチップ３１と、センサパッケージ１２におけるセンサチップ３２とは、磁場の分布の中心位置ＣＰを対称点として互いに実質的に回転対称となる位置に配置するとよい。センサチップ３１による磁場強度の検出値とセンサチップ３２による磁場強度の検出値との、配置位置の相違に起因するばらつきを回避するためである。

［１．３センサシステム１の作用効果］
先に述べたように、車両等に搭載されるセンサシステムにおいては、故障検知に加えてセンサシステム全体の機能継続や機能安全を高度に実現するため、センサチップの多重化が要求されている。センサチップの多重化を図るためには、複数のセンサチップが１つのセンサシステムに搭載されることとなる。例えば永久磁石の回転を検知する磁気センサシステムにおいては、その永久磁石が形成する磁場の分布のうち、十分に高い強度の磁場が得られる領域、すなわちスイートスポットに複数のセンサチップを配設することが望ましい。特に、各々のセンサチップの中心位置は永久磁石が形成する磁場の分布の中心位置に対してできる限り近接しており、かつ、各々のセンサチップの中心位置と永久磁石が形成する磁場の分布の中心位置との距離のばらつきができる限り小さいほうがよい。そうすることで、各々のセンサチップにおける磁場の検出精度が向上するからである。複数のセンサチップ同士の検出値のばらつきをより低減するには、複数のセンサチップの各々に対して及ぶ磁場の大きさのばらつきが少ないことが望ましい。よって、このような磁気センサシステムでは、より狭小の領域に複数のセンサチップを配設することが好ましい。

そこで、例えば図５Ａに示した第１の参考例としてのセンサシステム１０１Ａのように、一のセンサパッケージに複数のセンサチップを設ける方法が考えられる。このセンサシステム１０１Ａは、３つのセンサチップ２３１〜２３３が埋設されたモールド部２１１とリード２１２とを有する一のセンサパッケージ１１０を、永久磁石２２０の近傍に配設するようにしたものである。このセンサシステム１０１Ａでは、永久磁石２２０により形成される、中心位置ＣＰを中心とする磁場の分布のうちのスイートスポットに、３つのセンサチップ２３１〜２３３における中心位置Ｃ２３１〜Ｃ２３３をすべて収めやすい。

このように同一のセンサパッケージ１１０内に複数のセンサチップ２３１〜２３３を同梱する態様のセンサシステム１０１Ａでは、永久磁石２２０のスイートスポットを有効に使うことが可能である。しかしながら、同一のセンサパッケージ１１０を複数のセンサチップ２３１〜２３３により共有する関係上、モールド部２１１の構成材料であるモールド樹脂やダイパッド等の共通部材に由来する故障因子を共有することとなる。したがって、例えばセンサチップ２３１〜２３３をそれぞれ有する３系統のうち１系統が焼損したり過度の静電放電を受けたりした場合に、損傷を受けていないセンサチップに熱や高電界等が影響を及ぼしかねず、センサチップの多重化の意義が失われる。

そこで、例えば図５Ｂに示した第２の参考例としてのセンサシステム１０１Ｂのように、一のセンサチップを含む一のセンサパッケージを、永久磁石２２０の近傍において複数並べる方法が考えられる。このセンサシステム１０１Ｂは、センサチップ２３１〜２３３がそれぞれ埋設されたセンサパッケージ１１０Ａ〜１１０Ｃを、永久磁石２２０の近傍に一列に配設するようにしたものである。このセンサシステム１０１Ｂでは、永久磁石２２０により形成される、中心位置ＣＰを中心とする磁場の分布のうちのスイートスポットに、センサチップ２３１〜２３３における中心位置Ｃ２３１〜Ｃ２３３のすべてを収めることは困難である。これは、センサチップ２３１〜２３３の中心位置Ｃ２３１〜Ｃ２３３が、モールド部２１１Ａ〜２１１Ｃの中心位置とほぼ一致する位置に設けられているからである。

これに対し本実施の形態のセンサシステム１およびその実装方法では、センサパッケージ１１，１２を含むＸＹ面内において、センサパッケージ１１，１２の中心位置Ｃ１１，Ｃ１２同士のパッケージ中心間距離ＤＰよりも、センサチップ３１，３２の中心位置Ｃ３１，Ｃ３２同士のチップ中心間距離ＤＣが短くなっている。具体的には、各々のセンサチップ３１，３２の中心位置Ｃ３１，Ｃ３２がセンサパッケージ１１，１２の中心位置Ｃ１１，Ｃ１２から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。このため、磁場の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップ３１，３２の中心位置Ｃ３１，Ｃ３２を配置することができる。

さらに、本実施の形態のセンサシステム１では、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサチップ３１の中心位置Ｃ３１までの距離Ｌ３１と、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサチップ３２の中心位置Ｃ３２までの距離Ｌ３２とが実質的に等しい。このため、各々のセンサチップ３１，３２において検出される磁場の強度の数値のばらつきが低減される。

また、本実施の形態のセンサシステム１では、センサパッケージ１１とセンサパッケージ１２とは、互いに離間して配設されている。このため、共通故障因子が排除され、センサパッケージ１１およびセンサパッケージ１２のうち、例えばセンサパッケージ１１が過度の熱を受けたり過度の静電放電を受けたりしてセンサチップ３１が損傷した場合であっても、他方のセンサパッケージ１２におけるセンサチップ３２に対し熱や高電界等の影響が及ぶ可能性を低減できる。すなわち、センサチップ３１，３２の多重化によるセンサシステム１全体の機能継続や機能安全が高度に実現される。

さらに、本実施の形態のセンサシステム１では、センサパッケージ１１におけるセンサチップ３１とセンサパッケージ１２におけるセンサチップ３２とは、中心位置ＣＰを対称点として互いに実質的に回転対称となる位置に配置されている。このため、センサチップ３１による磁場強度の検出値とセンサチップ３２による磁場強度の検出値との、配置位置の相違に起因するばらつきを回避することができる。よって、センサシステム１における磁場強度の高い検出精度が得られる。

このように、本実施の形態に係るセンサシステム１、センサモジュール１０、およびセンサシステム１の実装方法によれば、小型でありながら、より優れた検出精度を発揮することができる。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、センサシステム１における各構成要素の構成例（形状、配置、個数等）を具体的に挙げて説明したが、それらは上記実施の形態で説明したものには限られず、他の形状や配置、個数等であってもよい。

［２．１第１の変形例］
図２は、本発明の第１の変形例としてのセンサシステム２の概略構成例を表す平面図である。センサシステム２は、永久磁石２０の近傍に配設された３つのセンサパッケージ４１〜４３を有するセンサモジュール４０を備えたものである。センサパッケージ４１は、モールド部４１１と、その一端面から延びる複数のリード４１２とを有し、センサパッケージ４２は、モールド部４２１と、その一端面から延びる複数のリード４２２とを有し、センサパッケージ４３は、モールド部４３１と、その一端面から延びる複数のリード４３２とを有する。さらに、センサパッケージ４１のモールド部４１１にはセンサチップ５１が埋設され、センサパッケージ４２のモールド部４２１にはセンサチップ５２が埋設され、センサパッケージ４３のモールド部４３１にはセンサチップ５３が埋設されている。

センサチップ５１の中心位置Ｃ５１は、センサパッケージ４１の中心位置Ｃ４１から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。すなわち、センサパッケージ４１の中心位置Ｃ４１とセンサパッケージ４２の中心位置Ｃ４２とのパッケージ中心間距離よりも、センサチップ５１の中心位置Ｃ５１とセンサチップ５２の中心位置Ｃ５２とのチップ中心間距離のほうが短くなっている。同様に、センサチップ５２の中心位置Ｃ５２は、センサパッケージ４２の中心位置Ｃ４２から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にあり、センサチップ５３の中心位置Ｃ５３は、センサパッケージ４３の中心位置Ｃ４３から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。すなわち、センサパッケージ４２の中心位置Ｃ４２とセンサパッケージ４３の中心位置Ｃ４３とのパッケージ中心間距離よりも、センサチップ５２の中心位置Ｃ５２とセンサチップ５３の中心位置Ｃ５３とのチップ中心間距離のほうが短くなっている。さらに、センサパッケージ４３の中心位置Ｃ４３とセンサパッケージ４１の中心位置Ｃ４１とのパッケージ中心間距離よりも、センサチップ５３の中心位置Ｃ５３とセンサチップ５１の中心位置Ｃ５１とのチップ中心間距離のほうが短くなっている。

なお、センサパッケージ４１の中心位置Ｃ４１とは、ＸＹ面内におけるモールド部４１１の幾何学重心の位置をいい、センサパッケージ４２の中心位置Ｃ４２とは、ＸＹ面内におけるモールド部４２１の幾何学重心の位置をいい、センサパッケージ４３の中心位置Ｃ４３とは、ＸＹ面内におけるモールド部４３１の幾何学重心の位置をいう。また、センサチップ５１の中心位置Ｃ５１とは、ＸＹ面内におけるセンサチップ５１の幾何学重心の位置をいい、センサチップ５２の中心位置Ｃ５２とはＸＹ面内におけるセンサチップ５２の幾何学重心の位置をいい、センサチップ５３の中心位置Ｃ５３とはＸＹ面内におけるセンサチップ５３の幾何学重心の位置をいう。

センサパッケージ４１〜４３におけるモールド部４１１，４２１，４３１は、いずれも、磁場の分布の中心位置ＣＰと各々のセンサチップ５１，５２，５３の中心位置Ｃ５１，Ｃ５２，Ｃ５３とを結ぶ方向と直交する方向Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３の寸法が、磁場の分布の中心位置ＣＰに近づくほど減少する寸法減少部分を含んでいる。図２では、モールド部４１１，４２１，４３１は、それぞれ長さの短い底辺を中心位置ＣＰに向けた台形の平面形状を有している。また、これらのセンサパッケージ４１〜４３は、各々の寸法減少部分が隣り合うように配置されている。図２では、モールド部４１１，４２１，４３１同士が実質的に等間隔で、すなわち、中心位置ＣＰを回転中心として約１２０°の間隔で隣り合うように配置されている。

このように、第１の変形例としてのセンサシステム２においても、各々のセンサチップ５１〜５３の中心位置Ｃ５１〜Ｃ５３がセンサパッケージ４１〜４３の中心位置Ｃ４１〜Ｃ４３から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。このため、磁場の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップ５１〜５３の中心位置Ｃ５１〜Ｃ５３を配置することができる。

さらに、第１の変形例としてのセンサシステム２においても、磁場の分布の中心位置ＣＰからセンサチップ５１〜５３の中心位置Ｃ５１〜Ｃ５３までの各々の距離同士が実質的に等しくなるようにすれば、各々のセンサチップ５１〜５３において検出される磁場の強度の数値のばらつきが低減される。

また、第１の変形例としてのセンサシステム２においても、センサパッケージ４１〜４３が互いに離間して配設されている。このため、共通故障因子が排除され、センサパッケージ４１〜４３のうちのいずれか１つまたは２つが熱や高電界等の影響により故障した場合であっても、他の正常なセンサパッケージにおけるセンサチップに対し熱や高電界等の影響が及ぶ可能性を低減できる。すなわち、センサチップ５１〜５３の多重化によるセンサシステム２全体の機能継続や機能安全が高度に実現される。

また、第１の変形例としてのセンサシステム２においても、センサパッケージ４１〜４３におけるセンサチップ５１〜５３同士が、中心位置ＣＰを対称点として互いに実質的に回転対称となる位置に配置されている。このため、センサチップ５１〜５３の各々が検出する磁場強度の検出値における、配置位置の相違に起因するばらつきを回避することができる。よって、センサシステム２における磁場強度の高い検出精度が得られる。

さらに、第１の変形例としてのセンサシステム２においては、モールド部４１１，４２１，４３１がＸＹ面内においていずれも台形の平面形状を有しており、モールド部４１１，４２１，４３１における方向Ｗ４１，Ｗ４２，Ｗ４３の寸法が、磁場の分布の中心位置ＣＰに近づくほど減少するようになっている。このため、センサパッケージ４１〜４３同士をより近接して配置でき、センサチップ５１〜５３の中心位置Ｃ５１〜Ｃ５３を磁場の分布の中心位置ＣＰの近傍における、よりいっそう狭い領域内に配置できる。

このように、第１の変形例としてのセンサシステム２およびセンサモジュール４０によれば、小型でありながら、より優れた検出精度を発揮することができる。

［２．２第２の変形例］
図３は、本発明の第２の変形例としてのセンサシステム２Ａの概略構成例を表す平面図である。センサシステム２Ａは、永久磁石２０の近傍に配設された３つのセンサパッケージ４１〜４３を有するセンサモジュール４０Ａを備えたものである。センサシステム２Ａにおけるセンサモジュール４０Ａは、センサパッケージ４１〜４３が磁場の分布の中心位置ＣＰの周囲において均等配置されておらず、センサパッケージ４１〜４３同士がより密接して配置されたものである。センサシステム２Ａは、上記の相違点を除き、他はセンサシステム２と実質的に同じ構成を有する。

センサシステム２Ａによれば、センサシステム２と比較して、より狭い領域内にセンサパッケージ４１〜４３を収めることができる。

［２．３第３の変形例］
図４は、本発明の第３の変形例としてのセンサシステム３の概略構成例を表す平面図である。センサシステム３は、永久磁石２０の近傍に配設された４つのセンサパッケージ１１〜１４を有する。センサシステム３では、４つのセンサパッケージ１１〜１４が磁場の分布の中心位置ＣＰの周囲において実質的に９０°の間隔で均等配置されている。センサシステム３は、上記の相違点を除き、他はセンサシステム１と実質的に同じ構成を有する。

第３の変形例としてのセンサシステム３では、センサパッケージ１１〜１４がそれぞれモールド部１１１，１２１，１３１，１４１と、その一端面から延びる複数のリード１１２，１２２，１３２，１４２とを有する。さらに、モールド部１１１，１２１，１３１，１４１には、センサチップ３１，３２，３３，３４がそれぞれ埋設されている。センサシステム３においても、各々のセンサチップ３１〜３４の中心位置Ｃ３１〜Ｃ３４がセンサパッケージ１１〜１４の中心位置Ｃ１１〜Ｃ１４から磁場の分布の中心位置ＣＰへ近づく方向へシフトした位置にある。このため、磁場の分布のうちのより狭い領域内に各々のセンサチップ３１〜３４の中心位置Ｃ３１〜Ｃ３４を配置することができる。

また、上記実施の形態および変形例では、物理量の分布として、永久磁石の回転により発生する磁場の分布を例示すると共に、センサチップとして、永久磁石の近傍に発生する磁場の強度に応じて抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば物理量として磁場を検出するものであればホール素子を用いてもよい。さらに、物理量として磁場以外のもの、具体的には熱、湿度、歪み、ガスなどを検出するセンサチップを用いてもよい。具体的には、温度センサ、湿度センサ、圧電センサ、酸素センサなどが挙げられる。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

１，２，２Ａ，３…センサシステム、１０，４０…センサモジュール、１１〜１４，４１〜４３…センサパッケージ、１１１，１２１…モールド部、１１２，１２２…リード、３１〜３４…センサチップ、２０…永久磁石、２１…シャフト。

Claims

物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、
前記物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージと
を備え、
前記複数のセンサパッケージを含む面内において、各々の前記センサチップの中心位置は前記センサパッケージの中心位置から前記物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあり、
前記物理量の分布の中心位置から前記複数のセンサパッケージにおける前記各々のセンサチップの中心位置までの距離は実質的に互いに等しく、
前記複数のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記複数のセンサチップの各々の中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が、前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する寸法減少部分を各々含み、複数の前記寸法減少部分が隣り合うように配置されており、
前記複数のセンサパッケージの各々における前記センサチップは、前記複数のセンサパッケージの各々における前記寸法減少部分に設けられている
センサシステム。
物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、
前記物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージと
を備え、
前記複数のセンサパッケージを含む面内において、前記複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数の前記センサチップの中心位置同士のチップ中心間距離は短く、
前記物理量の分布の中心位置から前記複数のセンサチップの各々の中心位置までの距離は実質的に互いに等しく、
前記複数のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記複数のセンサチップの各々の中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が、前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する寸法減少部分を各々含み、複数の前記寸法減少部分が隣り合うように配置されており、
前記複数のセンサパッケージの各々における前記センサチップは、前記複数のセンサパッケージの各々における前記寸法減少部分に設けられている
センサシステム。
前記複数のセンサパッケージにおける前記複数のセンサチップは、互いに実質的に回転対称となる位置に配置されている
請求項１または請求項２に記載のセンサシステム。
前記複数のセンサパッケージは、互いに離間して配設されている
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
物理量を検出する第１のセンサチップを有する第１のセンサパッケージと、
前記物理量を検出する第２のセンサチップを有する第２のセンサパッケージと
を備え、
前記第１のセンサパッケージおよび前記第２のセンサパッケージを含む面内において、前記第１のセンサチップの中心位置は前記第１のセンサパッケージの中心位置から前記物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあると共に、前記第２のセンサチップの中心位置は前記第２のセンサパッケージの中心位置から前記物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置にあり、
前記物理量の分布の中心位置から前記第１のセンサチップの中心位置までの距離と、前記物理量の分布の中心位置から前記第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しく、
前記第１のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記第１のセンサチップの中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する第１の寸法減少部分を含み、
前記第２のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記第２のセンサチップの中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する第２の寸法減少部分を含み、
前記第１のセンサパッケージおよび前記第２のセンサパッケージは、前記第１の寸法減少部分と前記第２の寸法減少部分とが隣り合うように配置されており、
前記第１のセンサチップは、前記第１の寸法減少部分に設けられており、
前記第２のセンサチップは、前記第２の寸法減少部分に設けられている
センサモジュール。
物理量を検出する第１のセンサチップを有する第１のセンサパッケージと、
前記物理量を検出する第２のセンサチップを有する第２のセンサパッケージと
を備え、
前記第１のセンサパッケージおよび前記第２のセンサパッケージを含む面内において、前記第１のセンサパッケージの中心位置と前記第２のセンサパッケージの中心位置とのパッケージ中心間距離よりも、前記第１のセンサチップの中心位置と前記第２のセンサチップの中心位置とのチップ中心間距離が短く、
前記物理量の分布の中心位置から前記第１のセンサチップの中心位置までの距離と、前記物理量の分布の中心位置から前記第２のセンサチップの中心位置までの距離とは実質的に等しく、
前記第１のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記第１のセンサチップの中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する第１の寸法減少部分を含み、
前記第２のセンサパッケージは、前記物理量の分布の中心位置と前記第２のセンサチップの中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する第２の寸法減少部分を含み、
前記第１のセンサパッケージおよび前記第２のセンサパッケージは、前記第１の寸法減少部分と前記第２の寸法減少部分とが隣り合うように配置されており、
前記第１のセンサチップは、前記第１の寸法減少部分に設けられており、
前記第２のセンサチップは、前記第２の寸法減少部分に設けられている
センサモジュール。
物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、前記物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージを用意することと、
前記物理量分布発生源に対し、前記複数のセンサパッケージを配置すること
を含み、
前記複数のセンサパッケージを含む面内において、各々の前記センサチップの中心位置を各々の前記センサパッケージの中心位置から前記物理量の分布の中心位置へ近づく方向へシフトした位置となるようにし、
前記物理量の分布の中心位置から前記複数のセンサパッケージにおける前記各々のセンサチップの中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにし、
前記複数のセンサパッケージを、前記物理量の分布の中心位置と前記複数のセンサチップの各々の中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する寸法減少部分を各々含むものとし、前記複数のセンサパッケージを複数の前記寸法減少部分が隣り合うように配置し、
前記複数のセンサパッケージの各々における前記センサチップを、前記複数のセンサパッケージの各々における前記寸法減少部分に設けるようにする
センサシステムの実装方法。
物理量の分布を発生する物理量分布発生源と、前記物理量を検出するセンサチップを各々有する複数のセンサパッケージを用意することと、
前記物理量分布発生源に対し、前記複数のセンサパッケージを配置すること
を含み、
前記複数のセンサパッケージを含む面内において、前記複数のセンサパッケージの中心位置同士のパッケージ中心間距離よりも、複数の前記センサチップの中心位置同士のチップ中心間距離を短くし、
前記物理量の分布の中心位置から前記複数のセンサチップの各々の中心位置までの距離を実質的に互いに等しくなるようにし、
前記複数のセンサパッケージを、前記物理量の分布の中心位置と前記複数のセンサチップの各々の中心位置とを結ぶ方向と直交する方向の寸法が前記物理量の分布の中心位置に近づくほど減少する寸法減少部分を各々含むものとし、前記複数のセンサパッケージを複数の前記寸法減少部分が隣り合うように配置し、
前記複数のセンサパッケージの各々における前記センサチップを、前記複数のセンサパッケージの各々における前記寸法減少部分に設けるようにする
センサシステムの実装方法。