JPH07174645A - Strain detection device - Google Patents

Strain detection device

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Publication number
JPH07174645A
JPH07174645A JP32266893A JP32266893A JPH07174645A JP H07174645 A JPH07174645 A JP H07174645A JP 32266893 A JP32266893 A JP 32266893A JP 32266893 A JP32266893 A JP 32266893A JP H07174645 A JPH07174645 A JP H07174645A
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JP
Japan
Prior art keywords
strain
ferromagnetic thin
thin film
pressure
detection device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP32266893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Michiko Endou
みち子 遠藤
Shinkichi Shimizu
信吉 清水
Shigemi Kurashima
茂美 倉島
Mieko Kawamoto
美詠子 川元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH07174645A publication Critical patent/JPH07174645A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a strain detection device whose manufacturing process is simple, whose sensitivity and accuracy can be made high and which is not affected by a disturbing magnetic-field noise and to provide a pressure sensor and a pointing device which utilize the strain detection device, whose device constitution is simple, which can be miniaturized, whose costs can be lowered and whose accuracy is high. CONSTITUTION:Ferromagnetic thin films 1, 2, as a first set and a second set, whose magnetostrictive constant has a positive magnetoresistance effect and whose rectangular patterns are identical are formed in a strain-generating part which generates a strain by an external force and in a part near the strain- generating part. Their easy axes of magneization are at right angles to the length direction of the rectangular patterns. When a strain is generated in the strain-generating part by an external force, a strain amount is applied to the first ferromagnetic thin film 1, and no strain amount is applied to the second ferromagnetic thin film 2. As a result, the resistance change amount of both is unbalanced, and the output voltage VOUT of an output terminal 8 is changed according to the strain amount applied to the first ferromagnetic thin film 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、歪み量を検出すること
により印加された力を電気信号に変換して出力する力検
出センサ等の歪み検出装置に係り、特に高感度歪みゲー
ジとして磁気抵抗効果をもつ強磁性薄膜を用いた歪み検
出装置に関する。また本発明は、歪み検出装置を利用し
た圧力センサ及びポインティングデバイスに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strain detection device such as a force detection sensor which converts an applied force into an electric signal and outputs the electric force by detecting the amount of strain. The present invention relates to a strain detecting device using a ferromagnetic thin film having an effect. The present invention also relates to a pressure sensor and a pointing device using a strain detection device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】歪み検出装置は、従来から圧力センサ、
トルクセンサ、重量センサ等に広範囲で利用されてい
る。例えば圧力センサ、ロードセル等に利用される歪み
検出装置には、歪みゲージとして金属歪みケージ又は半
導体歪みゲージが使用されている。また、トルクセンサ
に利用される歪み検出装置には、アモルファス金属等の
磁歪材をシャフト部に接着したものを用いている。2. Description of the Related Art A strain detecting device has been conventionally used as a pressure sensor,
Widely used in torque sensors, weight sensors, etc. For example, a metal strain cage or a semiconductor strain gauge is used as a strain gauge in a strain detection device used for a pressure sensor, a load cell, or the like. Further, the strain detecting device used in the torque sensor uses a magnetostrictive material such as amorphous metal bonded to the shaft portion.

【０００３】しかし、従来用いられている金属歪みゲー
ジは、歪み量に対する抵抗変化が小さいため、力の検出
を高感度で行うには不便である。また、半導体歪みゲー
ジは、歪み量に対する抵抗変化率は大きいものの、高温
での使用に適さないため、使用温度が狭いという問題点
がある。更に、磁歪材を用いたものは、歪みによって生
じる磁歪材の透磁率変化をコイルで検出するため、構造
が複雑になるという問題点がある。However, the conventionally used metal strain gauge has a small resistance change with respect to the strain amount, and thus it is inconvenient to detect force with high sensitivity. Further, although the semiconductor strain gauge has a large resistance change rate with respect to the strain amount, it is not suitable for use at a high temperature, and thus has a problem that the operating temperature is narrow. Further, the one using the magnetostrictive material has a problem that the structure becomes complicated because the change in the magnetic permeability of the magnetostrictive material caused by the strain is detected by the coil.

【０００４】これらの問題点を解決するため、磁気抵抗
素子を歪みゲージとして使用したものが提案されてい
る。以下に、磁気抵抗素子を歪みゲージとして使用した
従来例について、図７を用いて説明する。図７（ａ）
は、第１の従来例による圧力センサを説明するための図
である。この圧力センサでは、その検出部５１に、磁気
抵抗効果をもつ矩形パターンの強磁性薄膜５２、５３、
５４、５５が図示されるように配置され、入力端子５
６、出力端子５７、５８、接地端子５９に接続されてい
る。In order to solve these problems, it has been proposed to use a magnetoresistive element as a strain gauge. A conventional example using a magnetoresistive element as a strain gauge will be described below with reference to FIG. 7. Figure 7 (a)
[FIG. 6] is a diagram for explaining a pressure sensor according to a first conventional example. In this pressure sensor, a rectangular pattern ferromagnetic thin film 52, 53 having a magnetoresistive effect is provided in the detection unit 51.
54 and 55 are arranged as shown and the input terminal 5
6, output terminals 57 and 58, and a ground terminal 59.

【０００５】そして検出部に圧力が印加すると、ブリッ
ジ構成の各強磁性薄膜５２、５３、５４、５５の抵抗値
が変化するため、入力端子５６に印加した入力電圧ＶIN
に対して出力端子５７、５８の電圧Ｖ1 、Ｖ2 間に変位
が生じて、出力電圧Ｖ0UT ＝｜Ｖ1 −Ｖ2 ｜が発生す
る。従って、この出力電圧Ｖ0UT から、検出部に印加さ
れた圧力を検知することができる。When pressure is applied to the detecting portion, the resistance values of the ferromagnetic thin films 52, 53, 54 and 55 having the bridge structure change, so that the input voltage V IN applied to the input terminal 56 is changed.
In contrast, a displacement occurs between the voltages V 1 and V 2 of the output terminals 57 and 58, and an output voltage V 0UT = | V 1 −V 2 | is generated. Therefore, the pressure applied to the detector can be detected from the output voltage V 0UT .

【０００６】しかしながら、この第１の従来例による圧
力センサにおいては、外部磁界が印加されることによっ
ても強磁性薄膜５２、５３、５４、５５の抵抗値変化が
生じ、出力端子５７、５８間に電圧発生がある。即ち、
磁界ノイズに弱いという欠点がある。また、図７（ｂ）
は、第２の従来例による圧力センサを説明するための図
である。However, in the pressure sensor according to the first conventional example, the resistance values of the ferromagnetic thin films 52, 53, 54 and 55 also change due to the application of the external magnetic field, so that the output terminals 57 and 58 are connected to each other. There is voltage generation. That is,
It has the drawback of being weak against magnetic field noise. In addition, FIG.
FIG. 7 is a diagram for explaining a pressure sensor according to a second conventional example.

【０００７】この圧力センサでは、中空円筒状の受圧室
６１及び基準室６２が一体成形されており、これら受圧
室６１及び基準室６２の外周面上には強磁性薄膜６３が
形成され、更にその周囲にコイル６４が配置されてい
る。そして受圧室６１に圧力印加があると、受圧室６１
外周の強磁性薄膜６３の透磁率μが変化するため、その
透磁率μの変化をコイル６４で検出することができる。
従って、コイル６４で検出した強磁性薄膜６３の透磁率
μの変化から、受圧室６１に印加された圧力と基準室６
２の圧力とを比較して、印加圧力を検知することができ
る。In this pressure sensor, a hollow cylindrical pressure receiving chamber 61 and a reference chamber 62 are integrally formed, and a ferromagnetic thin film 63 is formed on the outer peripheral surfaces of the pressure receiving chamber 61 and the reference chamber 62. A coil 64 is arranged around the periphery. When pressure is applied to the pressure receiving chamber 61, the pressure receiving chamber 61
Since the magnetic permeability μ of the ferromagnetic thin film 63 on the outer periphery changes, the change in the magnetic permeability μ can be detected by the coil 64.
Therefore, from the change in the magnetic permeability μ of the ferromagnetic thin film 63 detected by the coil 64, the pressure applied to the pressure receiving chamber 61 and the reference chamber 6
The applied pressure can be detected by comparing with the pressure of 2.

【０００８】しかしながら、この第２の従来例による圧
力センサにおいては、受圧室６１への圧力印加による強
磁性薄膜６３の透磁率μの変化をコイル６４により検出
するという方式であることから、検出回路が複雑になる
という欠点がある。また、検出のためのコイル５４が必
要であることから、小型化が困難であるという欠点もあ
る。However, in the pressure sensor according to the second conventional example, since the coil 64 detects the change in the magnetic permeability μ of the ferromagnetic thin film 63 due to the pressure application to the pressure receiving chamber 61, the detection circuit is used. Has the drawback of being complicated. Further, since the coil 54 for detection is required, there is also a drawback that miniaturization is difficult.

【０００９】更に、図７（ｃ）は、第３の従来例による
ポインティングデバイスを説明するための図である。こ
の従来のポインティングデバイスでは、平坦部７１上に
四角柱状のレバー７２が形成され、このレバー７２の４
側面に４枚の強磁性薄膜７３が歪みゲージとして貼付け
られている。Further, FIG. 7C is a diagram for explaining a pointing device according to a third conventional example. In this conventional pointing device, a quadrangular prismatic lever 72 is formed on a flat portion 71, and the lever 72
Four ferromagnetic thin films 73 are attached to the side surfaces as strain gauges.

【００１０】そしてレバー７２先端に力が加えられる
と、四角柱状のレバー７２が撓み、各側面の強磁性薄膜
７３に歪みが生じるため、このときの各強磁性薄膜７３
の抵抗変化を測定してＸ方向及びＹ方向の歪み量を検出
することができる。従って、この検出した歪み量から、
ディスプレイ等におけるカーソルの移動方向及び移動量
を決定することができる。When a force is applied to the tip of the lever 72, the rectangular prism-shaped lever 72 is bent and the ferromagnetic thin film 73 on each side surface is distorted.
It is possible to detect the amount of strain in the X and Y directions by measuring the resistance change of the. Therefore, from this detected distortion amount,
It is possible to determine the moving direction and the moving amount of the cursor on the display or the like.

【００１１】しかしながら、この第３の従来例によるポ
インティングデバイスにおいては、４枚の強磁性薄膜７
３を四角柱状のレバー７２の各側面に貼付け作業に時間
を要するため、低コスト化が困難であるという欠点があ
る。また、その精度にも難点がある。However, in the pointing device according to the third conventional example, four ferromagnetic thin films 7 are used.
Since it takes time to attach 3 to each side surface of the lever 72 having a quadrangular prism shape, it is difficult to reduce the cost. There is also a problem in its accuracy.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、金属歪
みゲージや半導体歪みゲージや磁歪材の代わりに強磁性
薄膜を用いた場合でも、外乱磁界による出力変動があ
り、高精度化が困難であること、検出回路が複雑になる
こと、小型化や低コスト化が困難である等の問題点があ
る。As described above, even when a ferromagnetic thin film is used instead of a metal strain gauge, a semiconductor strain gauge, or a magnetostrictive material, there is output fluctuation due to a disturbance magnetic field, and it is difficult to achieve high accuracy. However, there are problems that the detection circuit is complicated, and it is difficult to reduce the size and cost.

【００１３】そこで本発明は、製造工程が簡便で、且つ
高感度で高精度化が可能であり、しかも外乱磁界ノイズ
にも影響されることのない歪み検出装置を提供すること
を目的とする。また、前記歪み検出装置を利用して、装
置構成が簡単で小型化、低コスト化が可能であり、高精
度な圧力センサ及びポインティングデバイスを提供する
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a strain detecting device which can be manufactured in a simple process, can be highly sensitive and highly accurate, and is not affected by disturbance magnetic field noise. Another object of the present invention is to provide a high-accuracy pressure sensor and pointing device using the strain detection device, which has a simple device configuration, can be downsized, and can be manufactured at low cost.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】図１は本発明による第１
の歪み検出装置の原理説明図である。本発明による第１
の歪み検出装置は、外力により歪みを発生する起歪部
に、高感度歪みゲージとして、正の磁歪定数が大きく且
つ磁気抵抗効果をもつ第１の強磁性薄膜１が設けられて
いる。また、起歪部近傍にも、第１の強磁性薄膜１と同
様の磁歪定数及び磁気抵抗効果をもつ第２の強磁性薄膜
２が、第１の強磁性薄膜１と組をなして設けられてい
る。FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a principle explanatory view of the strain detection device of FIG. First according to the invention
In the strain detection device of No. 1, a first ferromagnetic thin film 1 having a large positive magnetostriction constant and a magnetoresistive effect is provided as a high-sensitivity strain gauge in a strain-generating part that generates strain due to an external force. Also, a second ferromagnetic thin film 2 having a magnetostriction constant and a magnetoresistive effect similar to those of the first ferromagnetic thin film 1 is provided in the vicinity of the strain generating portion in combination with the first ferromagnetic thin film 1. ing.

【００１５】そしてこれら第１及び第２の強磁性薄膜
１、２は、同一形状の細長い矩形パターンをなすと共
に、膜面に平行な一軸異方性を有しており、第１及び第
２の強磁性薄膜１、２の磁化容易軸は、いずれも矩形パ
ターンの長手方向に直角になっている。また、第１の強
磁性薄膜１の矩形パターンの一端は、入力端子７に接続
され、他端は、出力端子８に接続されている。また、第
２の強磁性薄膜２の矩形パターンの一端は、接地端子９
に接続され、他端は、第１の強磁性薄膜１と共通の出力
端子８に接続されている。The first and second ferromagnetic thin films 1 and 2 have elongated rectangular patterns of the same shape and have uniaxial anisotropy parallel to the film surface. The axes of easy magnetization of the ferromagnetic thin films 1 and 2 are both perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern. Further, one end of the rectangular pattern of the first ferromagnetic thin film 1 is connected to the input terminal 7, and the other end is connected to the output terminal 8. Further, one end of the rectangular pattern of the second ferromagnetic thin film 2 is connected to the ground terminal 9
And the other end is connected to the output terminal 8 which is common to the first ferromagnetic thin film 1.

【００１６】従って、外力により起歪部に歪みが発生す
ると、第１の強磁性薄膜１には歪み量が印加されるが、
第２の強磁性薄膜２には歪み量が印加されないため、第
１及び第２の強磁性薄膜１、２に抵抗変化量のアンバラ
ンスが生じることにより、入力端子７の入力電圧ＶINに
対する出力端子８の出力電圧Ｖ0UT が、第１の強磁性薄
膜１に印加された歪み量に応じて変化するようになって
いる。Therefore, when strain occurs in the strain-causing part due to an external force, the strain amount is applied to the first ferromagnetic thin film 1,
Since the amount of strain is not applied to the second ferromagnetic thin film 2, an imbalance in the amount of resistance change occurs in the first and second ferromagnetic thin films 1 and 2, and the output with respect to the input voltage V IN of the input terminal 7 is output. The output voltage V 0UT of the terminal 8 changes according to the amount of strain applied to the first ferromagnetic thin film 1.

【００１７】次に、本発明による第２の歪み検出装置
を、図２を用いて説明する。図２は本発明による第２の
歪み検出装置の原理説明図である。尚、上記図１に示す
歪み検出装置と同一の構成要素には同一の符号を付して
説明を省略する。本発明による第２の歪み検出装置は、
外力により歪みを発生する起歪部に、高感度歪みゲージ
として、正の磁歪定数が大きく且つ磁気抵抗効果をもつ
第１の強磁性薄膜３が設けら、また起歪部近傍に、第１
の強磁性薄膜３と同様の磁歪定数及び磁気抵抗効果をも
つ第２の強磁性薄膜４が、第１の強磁性薄膜３と組をな
して設けられている。Next, a second strain detecting device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the second strain detection device according to the present invention. The same components as those of the strain detecting apparatus shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. A second strain detection device according to the present invention is
A high-sensitivity strain gauge is provided with a first ferromagnetic thin film 3 having a large positive magnetostriction constant and a magnetoresistive effect in the strain-generating portion that generates strain due to an external force.
The second ferromagnetic thin film 4 having a magnetostriction constant and a magnetoresistive effect similar to those of the ferromagnetic thin film 3 is provided in combination with the first ferromagnetic thin film 3.

【００１８】そしてこれら第１及び第２の強磁性薄膜
３、４は、同一形状の細長い矩形パターンをなすと共
に、膜面に平行な一軸異方性を有しており、第１及び第
２の強磁性薄膜３、４の磁化容易軸は、いずれも矩形パ
ターンの長手方向に平行になっている点に第２の歪み検
出装置の特徴がある。また、第１及び第２の強磁性薄膜
３、４の矩形パターンの一端は、それぞれ入力端子７及
び接地端子９に接続され、他端は、共通の出力端子８に
接続されているのは、上記図１の第１の歪み検出装置の
場合と同様である。The first and second ferromagnetic thin films 3 and 4 have elongated rectangular patterns of the same shape and have uniaxial anisotropy parallel to the film surface. The second strain detecting device is characterized in that the axes of easy magnetization of the ferromagnetic thin films 3 and 4 are all parallel to the longitudinal direction of the rectangular pattern. Moreover, one end of the rectangular pattern of the first and second ferromagnetic thin films 3 and 4 is connected to the input terminal 7 and the ground terminal 9, respectively, and the other end is connected to the common output terminal 8. This is similar to the case of the first strain detection device of FIG.

【００１９】従って、外力により起歪部に歪みが発生す
ると、第１の強磁性薄膜３には歪み量が印加されるが、
第２の強磁性薄膜４には歪み量が印加されないため、第
１及び第２の強磁性薄膜３、４に抵抗変化量のアンバラ
ンスが生じることにより、入力端子７の入力電圧ＶINに
対する出力端子８の出力電圧Ｖ0UT が、第１の強磁性薄
膜３に印加された歪み量に応じて変化するようになって
いる。Therefore, when strain occurs in the strain-causing part due to an external force, the strain amount is applied to the first ferromagnetic thin film 3,
Since the amount of strain is not applied to the second ferromagnetic thin film 4, an imbalance in the amount of resistance change occurs in the first and second ferromagnetic thin films 3 and 4, and the output with respect to the input voltage V IN of the input terminal 7 is output. The output voltage V 0UT of the terminal 8 changes according to the amount of strain applied to the first ferromagnetic thin film 3.

【００２０】次に、本発明による第３の歪み検出装置
を、図３を用いて説明する。図３は本発明による第２の
歪み検出装置の原理説明図である。尚、上記図１及び図
２に示す歪み検出装置と同一の構成要素には同一の符号
を付して説明を省略する。本発明による第３の歪み検出
装置は、外力により歪みを発生する起歪部に、高感度歪
みゲージとして、正の磁歪定数が大きく且つ磁気抵抗効
果をもつ第１の強磁性薄膜５が設けら、また起歪部近傍
に、第１の強磁性薄膜５と同様の磁歪定数及び磁気抵抗
効果をもつ第２の強磁性薄膜６が、第１の強磁性薄膜５
と組をなして設けられている。Next, a third strain detecting device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of the second strain detection device according to the present invention. The same components as those of the strain detection device shown in FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In a third strain detecting apparatus according to the present invention, a first ferromagnetic thin film 5 having a large positive magnetostriction constant and a magnetoresistive effect is provided as a high-sensitivity strain gauge in a strain-generating part that generates strain by an external force. The second ferromagnetic thin film 6 having a magnetostriction constant and a magnetoresistive effect similar to those of the first ferromagnetic thin film 5 is provided near the strain generating portion.
It is provided in pairs.

【００２１】そしてこれら第１及び第２の強磁性薄膜
５、６は、同一形状の細長い矩形パターンをなすと共
に、膜面に平行な一軸異方性を有しており、第１及び第
２の強磁性薄膜５、６の磁化容易軸は、いずれも矩形パ
ターンの長手方向に対して４５°になっている点に第３
の歪み検出装置の特徴がある。また、第１及び第２の強
磁性薄膜５、６の矩形パターンの一端は、それぞれ入力
端子７及び接地端子９に接続され、他端は、共通の出力
端子８に接続されているのは、上記図１の第１の歪み検
出装置又は上記図２の第２の歪み検出装置の場合と同様
である。The first and second ferromagnetic thin films 5 and 6 have elongated rectangular patterns of the same shape and have uniaxial anisotropy parallel to the film surface. Thirdly, the easy axes of magnetization of the ferromagnetic thin films 5 and 6 are both 45 ° with respect to the longitudinal direction of the rectangular pattern.
There is a feature of the distortion detection device. Moreover, one end of the rectangular pattern of the first and second ferromagnetic thin films 5 and 6 is connected to the input terminal 7 and the ground terminal 9, respectively, and the other end is connected to the common output terminal 8. This is similar to the case of the first strain detection device of FIG. 1 or the second strain detection device of FIG.

【００２２】従って、外力により起歪部に歪みが発生す
ると、第１の強磁性薄膜５には歪み量が印加されるが、
第２の強磁性薄膜６には歪み量が印加されないため、第
１及び第２の強磁性薄膜５、６に抵抗変化量のアンバラ
ンスが生じることにより、入力端子７の入力電圧ＶINに
対する出力端子８の出力電圧Ｖ0UT が、第１の強磁性薄
膜５に印加された歪み量に応じて変化するようになって
いる。Therefore, when strain occurs in the strain-causing part due to an external force, the strain amount is applied to the first ferromagnetic thin film 5,
Since the amount of strain is not applied to the second ferromagnetic thin film 6, an imbalance in the amount of resistance change occurs in the first and second ferromagnetic thin films 5 and 6, and the output with respect to the input voltage V IN of the input terminal 7 is output. The output voltage V 0UT of the terminal 8 changes according to the amount of strain applied to the first ferromagnetic thin film 5.

【００２３】[0023]

【作用】本発明による第１の歪み検出装置において、外
部磁界がなく且つ起歪部に歪みが生じていない場合、図
１（ａ）に示されるように、第１及び第２の強磁性薄膜
１、２の内部磁化Ｍは、いずれも磁化容易軸方向に一致
して、矩形パターンの長手方向に直角な方向になってい
る。In the first strain detecting device according to the present invention, when there is no external magnetic field and no strain is generated in the strain generating portion, as shown in FIG. 1 (a), the first and second ferromagnetic thin films are formed. The internal magnetizations M of 1 and 2 all coincide with the direction of the easy axis of magnetization, and are in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００２４】従って、このときの第１及び第２の強磁性
薄膜１、２のそれぞれの抵抗値Ｒ10、Ｒ20は互いに等し
く、即ちＲ10＝Ｒ20となり、また、入力端子７に印加さ
れる所定の入力電圧ＶINに対する出力端子８の出力電圧
Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ0 となっている。次に、外部磁界
がなく且つ起歪部に歪みが生じる場合、例えば図１
（ｂ）に示されるように、起歪部に図中の白ぬき矢印の
方向に引っ張り歪みが生じると、第１の強磁性薄膜１に
矩形パターンの長手方向の引っ張り歪みが印加される。
このため、第１の強磁性薄膜１の内部磁化Ｍは矩形パタ
ーンの長手方向を向くようになる。他方、第２の強磁性
薄膜２には歪みが印加されないため、内部磁化Ｍは矩形
パターンの長手方向に直角な方向のままである。Therefore, the resistance values R 10 and R 20 of the first and second ferromagnetic thin films 1 and 2 at this time are equal to each other, that is, R 10 = R 20 , and are applied to the input terminal 7. The output voltage V 0UT of the output terminal 8 for a predetermined input voltage V IN is V 0UT = V 0 . Next, when there is no external magnetic field and distortion occurs in the strain-flexing portion, for example, as shown in FIG.
As shown in (b), when tensile strain is generated in the strain generating portion in the direction of the white arrow in the figure, tensile strain in the longitudinal direction of the rectangular pattern is applied to the first ferromagnetic thin film 1.
Therefore, the internal magnetization M of the first ferromagnetic thin film 1 is oriented in the longitudinal direction of the rectangular pattern. On the other hand, since no strain is applied to the second ferromagnetic thin film 2, the internal magnetization M remains in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００２５】ところで、磁気抵抗効果は、内部磁化Ｍと
電流Ｉとのなす角によって抵抗値が異なるものであり、
通常、電流Ｉと内部磁化Ｍが直角であるときの抵抗値Ｒ
の方が、電流Ｉと内部磁化Ｍが平行であるときの抵抗値
Ｒより小さく、その差△Ｒは材質によって異なるが２〜
６％になるものもある。従って、図１に示す場合、第１
の強磁性薄膜１においては、内部磁化Ｍが矩形パターン
の長手方向を向いている図１（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ11
の方が、内部磁化Ｍが矩形パターンの長手方向に直角方
向である図１（ａ）の場合の抵抗値Ｒ10よりも大きくな
り、即ちＲ11＞Ｒ10となる。By the way, the magnetoresistive effect is such that the resistance value varies depending on the angle formed by the internal magnetization M and the current I.
Normally, the resistance value R when the current I and the internal magnetization M are at right angles
Is smaller than the resistance value R when the current I and the internal magnetization M are parallel to each other.
Some will be 6%. Therefore, in the case shown in FIG.
In the ferromagnetic thin film 1 of FIG. 1, the resistance value R 11 in the case of FIG. 1B in which the internal magnetization M is oriented in the longitudinal direction of the rectangular pattern.
Is larger than the resistance value R 10 in the case of FIG. 1A in which the internal magnetization M is perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern, that is, R 11 > R 10 .

【００２６】他方、第２の強磁性薄膜２においては、歪
みが印加されないため、図１（ａ）の場合の抵抗値Ｒ20
と図１（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ21との間には差が生じ
ず、即ちＲ21＝Ｒ20となる。こうして第１の強磁性薄膜
１の抵抗値Ｒ11と第２の強磁性薄膜２の抵抗値Ｒ21との
間に、Ｒ11＞Ｒ21となるアンバランスが生じ、出力端子
８の出力電圧Ｖ0UTは、Ｖ0UT ＝Ｖ1 （＜Ｖ0 ）とな
る。即ち、第１の強磁性薄膜１に印加される歪みによ
り、その歪み量に応じた出力電圧Ｖ0UT の変化が生じ
る。従って、歪みを発生させた外力の大きさを電気信号
に変換して出力することができる。On the other hand, since no strain is applied to the second ferromagnetic thin film 2, the resistance value R 20 in the case of FIG.
And there is no difference between the resistance value R 21 in the case of FIG. 1B, that is, R 21 = R 20 . In this way, an imbalance of R 11 > R 21 occurs between the resistance value R 11 of the first ferromagnetic thin film 1 and the resistance value R 21 of the second ferromagnetic thin film 2, and the output voltage V of the output terminal 8 becomes 0UT is V 0UT = V 1 (<V 0 ). That is, the strain applied to the first ferromagnetic thin film 1 causes a change in the output voltage V 0UT according to the strain amount. Therefore, the magnitude of the external force that has generated the distortion can be converted into an electric signal and output.

【００２７】また、本発明の利点として、検出部に外乱
磁界が印加されてもその影響を受けないことも挙げられ
る。つまり図１（ｃ）に示されるように、検出部に外部
磁界ＨEXが印加されると、第１及び第２の強磁性薄膜
１、２の内部磁化Ｍは外部磁界ＨEXによって共に変化
し、第１の強磁性薄膜１の抵抗値はＲ12（＞Ｒ10）とな
り、第２の強磁性薄膜２の抵抗値はＲ22（＞Ｒ20）とな
るが、両者の抵抗値の変化は同一であるため、Ｒ12＝Ｒ
22となり、従って出力電圧Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ2（＝
Ｖ0 ）となる。即ち、結果的には外部磁界ＨEXによって
出力端子８の出力電圧Ｖ0UT に変化をもたらすことはな
い。Further, as an advantage of the present invention, even if a disturbance magnetic field is applied to the detector, it is not affected by the disturbance magnetic field. That is, as shown in FIG. 1C, when the external magnetic field H EX is applied to the detection unit, the internal magnetizations M of the first and second ferromagnetic thin films 1 and 2 are both changed by the external magnetic field H EX . , The resistance value of the first ferromagnetic thin film 1 is R 12 (> R 10 ), and the resistance value of the second ferromagnetic thin film 2 is R 22 (> R 20 ). Since they are the same, R 12 = R
Next 22, so that the output voltage V 0ut is, V 0UT = V 2 (=
V 0 ). That is, as a result, the output voltage V 0UT of the output terminal 8 is not changed by the external magnetic field H EX .

【００２８】また、本発明による第２の歪み検出装置に
おいて、外部磁界がなく且つ起歪部に歪みが生じていな
い場合、図２（ａ）に示されるように、第１及び第２の
強磁性薄膜３、４の内部磁化Ｍは、いずれも磁化容易軸
方向に一致して、矩形パターンの長手方向に平行な方向
になっている。従って、このときの第１及び第２の強磁
性薄膜３、４のそれぞれの抵抗値Ｒ30、Ｒ40は互いに等
しく、即ちＲ30＝Ｒ40となり、また、入力端子７に印加
される所定の入力電圧ＶINに対する出力端子８の出力電
圧Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ0 となっている。Further, in the second strain detecting apparatus according to the present invention, when there is no external magnetic field and no strain is generated in the strain generating portion, as shown in FIG. The internal magnetizations M of the magnetic thin films 3 and 4 are aligned with the easy axis of magnetization and are parallel to the longitudinal direction of the rectangular pattern. Therefore, the resistance values R 30 and R 40 of the first and second ferromagnetic thin films 3 and 4 at this time are equal to each other, that is, R 30 = R 40 , and a predetermined value applied to the input terminal 7 is obtained. The output voltage V 0UT of the output terminal 8 with respect to the input voltage V IN is V 0UT = V 0 .

【００２９】次に、外部磁界がなく且つ起歪部に歪みが
生じる場合、例えば図２（ｂ）に示されるように、起歪
部に図中の白ぬき矢印の方向に引っ張り歪みが生じる
と、第１の強磁性薄膜３に矩形パターンの長手方向と直
角な方向の引っ張り歪みが印加される。このため、第１
の強磁性薄膜３の内部磁化Ｍは矩形パターンの長手方向
と直角な方向を向くようになる。他方、第２の強磁性薄
膜４には歪みが印加されないため、内部磁化Ｍは矩形パ
ターンの長手方向に平行な方向のままである。Next, when there is no external magnetic field and strain occurs in the strain-generating portion, for example, as shown in FIG. 2B, when tensile strain occurs in the strain-generating portion in the direction of the white arrow in the figure. A tensile strain in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern is applied to the first ferromagnetic thin film 3. Therefore, the first
The internal magnetization M of the ferromagnetic thin film 3 is oriented in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern. On the other hand, since no strain is applied to the second ferromagnetic thin film 4, the internal magnetization M remains in the direction parallel to the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００３０】従って、第１の強磁性薄膜３においては、
内部磁化Ｍが矩形パターンの長手方向と直角な方向を向
いている図２（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ31の方が、内部磁
化Ｍが矩形パターンの長手方向である図２（ａ）の場合
の抵抗値Ｒ30よりも小さくなり、即ちＲ31＜Ｒ30とな
る。他方、第２の強磁性薄膜４においては、歪みが印加
されないため、図２（ａ）の場合の抵抗値Ｒ40と図２
（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ41との間には差が生じず、即ち
Ｒ41＝Ｒ40となる。Therefore, in the first ferromagnetic thin film 3,
The resistance value R 31 in the case of FIG. 2B in which the internal magnetization M is oriented in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern is that the internal magnetization M is in the longitudinal direction of the rectangular pattern in FIG. 2A. In this case, the resistance value becomes smaller than the resistance value R 30 , that is, R 31 <R 30 . On the other hand, since strain is not applied to the second ferromagnetic thin film 4, the resistance value R 40 in the case of FIG.
There is no difference from the resistance value R 41 in the case of (b), that is, R 41 = R 40 .

【００３１】こうして第１の強磁性薄膜３の抵抗値Ｒ31
と第２の強磁性薄膜４の抵抗値Ｒ41との間に、Ｒ31＜Ｒ
41となるアンバランスが生じて、出力端子８の出力電圧
Ｖ0U T は、Ｖ0UT ＝Ｖ1 （＞Ｖ0 ）となる。即ち、第１
の強磁性薄膜３に印加される歪みにより、その歪み量に
応じた出力電圧Ｖ0UT の変化が生じる。従って、歪みを
発生させた外力の大きさを電気信号に変換して出力する
ことができる。Thus, the resistance value R 31 of the first ferromagnetic thin film 3 is
And the resistance value R 41 of the second ferromagnetic thin film 4, R 31 <R
41 and unbalanced caused made, the output voltage V 0U T output terminal 8 becomes V 0UT = V 1 (> V 0). That is, the first
Due to the strain applied to the ferromagnetic thin film 3, the output voltage V 0UT changes according to the strain amount. Therefore, the magnitude of the external force that has generated the distortion can be converted into an electric signal and output.

【００３２】また、本発明の利点として、検出部に外乱
磁界が印加されてもその影響を受けないことも挙げられ
る。つまり図２（ｃ）に示されるように、検出部に外部
磁界ＨEXが印加されると、第１及び第２の強磁性薄膜
３、４の内部磁化Ｍは外部磁界ＨEXによって共に変化
し、第１の強磁性薄膜３の抵抗値はＲ32（＜Ｒ30）とな
り、第２の強磁性薄膜４の抵抗値はＲ42（＜Ｒ40）とな
るが、両者の抵抗値の変化は同一であるため、Ｒ32＝Ｒ
42となり、従って出力電圧Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ2（＝
Ｖ0 ）となる。即ち、結果的には外部磁界ＨEXによって
出力端子８の出力電圧Ｖ0UT に変化をもたらすことはな
い。Another advantage of the present invention is that even if a disturbance magnetic field is applied to the detection portion, it is not affected by the disturbance magnetic field. That is, as shown in FIG. 2C, when the external magnetic field H EX is applied to the detection unit, the internal magnetizations M of the first and second ferromagnetic thin films 3 and 4 are both changed by the external magnetic field H EX . , The resistance value of the first ferromagnetic thin film 3 is R 32 (<R 30 ), and the resistance value of the second ferromagnetic thin film 4 is R 42 (<R 40 ). Since they are the same, R 32 = R
42 next, so that the output voltage V 0ut is, V 0UT = V 2 (=
V 0 ). That is, as a result, the output voltage V 0UT of the output terminal 8 is not changed by the external magnetic field H EX .

【００３３】また、本発明による第３の歪み検出装置に
おいて、外部磁界がなく且つ起歪部に歪みが生じていな
い場合、図３（ａ）に示されるように、第１及び第２の
強磁性薄膜５、６の内部磁化Ｍは、いずれも磁化容易軸
方向に一致して、矩形パターンの長手方向に対して約４
５°の方向になっている。従って、このときの第１及び
第２の強磁性薄膜５、６のそれぞれの抵抗値Ｒ50、Ｒ60
は互いに等しく、即ちＲ50＝Ｒ60となり、また、入力端
子７に印加される所定の入力電圧ＶINに対する出力端子
８の出力電圧Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ0 となっている。Further, in the third strain detecting apparatus according to the present invention, when there is no external magnetic field and no strain is generated in the strain generating portion, as shown in FIG. The internal magnetizations M of the magnetic thin films 5 and 6 both coincide with the easy magnetization axis direction and are about 4 with respect to the longitudinal direction of the rectangular pattern.
The direction is 5 °. Therefore, at this time, the resistance values R 50 and R 60 of the first and second ferromagnetic thin films 5 and 6 respectively.
Are equal to each other, that is, R 50 = R 60 , and the output voltage V 0UT of the output terminal 8 with respect to a predetermined input voltage V IN applied to the input terminal 7 is V 0UT = V 0 .

【００３４】次に、外部磁界がなく且つ起歪部に歪みが
生じる場合、例えば図３（ｂ）に示されるように、起歪
部に図中の白ぬき矢印の方向に引っ張り歪みが生じる
と、第１の強磁性薄膜５に矩形パターンの長手方向と平
行な方向の引っ張り歪みが印加される。このため、第１
の強磁性薄膜５の内部磁化Ｍは矩形パターンの長手方向
を向くようになる。他方、第２の強磁性薄膜６には歪み
が印加されないため、内部磁化Ｍは矩形パターンの長手
方向に対して４５°の方向のままである。Next, when there is no external magnetic field and strain occurs in the strain generating portion, for example, as shown in FIG. 3B, when tensile strain occurs in the strain generating portion in the direction of the white arrow in the figure. A tensile strain in a direction parallel to the longitudinal direction of the rectangular pattern is applied to the first ferromagnetic thin film 5. Therefore, the first
The internal magnetization M of the ferromagnetic thin film 5 is oriented in the longitudinal direction of the rectangular pattern. On the other hand, since no strain is applied to the second ferromagnetic thin film 6, the internal magnetization M remains in the direction of 45 ° with respect to the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００３５】従って、第１の強磁性薄膜５においては、
内部磁化Ｍが矩形パターンの長手方向と平行な方向を向
いている図３（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ５１の方が、内部
磁化Ｍが矩形パターンの長手方向に対して４５°の方向
である図３（ａ）の場合の抵抗値Ｒ50よりも小さくな
り、即ちＲ51＞Ｒ50となる。他方、第２の強磁性薄膜６
においては、歪みが印加されないため、図３（ａ）の場
合の抵抗値Ｒ60と図３（ｂ）の場合の抵抗値Ｒ61との間
には差が生じず、即ちＲ61＝Ｒ60となる。Therefore, in the first ferromagnetic thin film 5,
In the case of FIG. 3B in which the internal magnetization M is oriented in a direction parallel to the longitudinal direction of the rectangular pattern, the resistance value R51 is 45 ° with respect to the longitudinal direction of the rectangular pattern. It becomes smaller than the resistance value R 50 in the case of FIG. 3A, that is, R 51 > R 50 . On the other hand, the second ferromagnetic thin film 6
In Fig. 3, since no strain is applied, there is no difference between the resistance value R 60 in the case of Fig. 3 (a) and the resistance value R 61 in the case of Fig. 3 (b), that is, R 61 = R 60. Becomes

【００３６】こうして第１の強磁性薄膜５の抵抗値Ｒ51
と第２の強磁性薄膜６の抵抗値Ｒ61との間に、Ｒ51＞Ｒ
61となるアンバランスが生じて、出力端子８の出力電圧
Ｖ0U T は、Ｖ0UT ＝Ｖ1 （＜Ｖ0 ）となる。即ち、第１
の強磁性薄膜５に印加される歪みにより、その歪み量に
応じた出力電圧Ｖ0UT の変化が生じる。従って、歪みを
発生させた外力の大きさを電気信号に変換して出力する
ことができる。Thus, the resistance value R 51 of the first ferromagnetic thin film 5 is
And the resistance value R 61 of the second ferromagnetic thin film 6, R 51 > R
61 and unbalanced caused made, the output voltage V 0U T output terminal 8 becomes V 0UT = V 1 (<V 0). That is, the first
The strain applied to the ferromagnetic thin film 5 causes a change in the output voltage V 0UT according to the strain amount. Therefore, the magnitude of the external force that has generated the distortion can be converted into an electric signal and output.

【００３７】同様に、外部磁界がなく且つ起歪部に歪み
が生じる場合であっても、例えば図３（ｃ）に示される
ように、起歪部に図中の白ぬき矢印の方向に引っ張り歪
みが生じると、第１の強磁性薄膜５に矩形パターンの長
手方向と直角な方向の引っ張り歪みが印加される。この
ため、第１の強磁性薄膜５の内部磁化Ｍは矩形パターン
の長手方向と直角な方向を向くようになる。他方、第２
の強磁性薄膜６には歪みが印加されないため、内部磁化
Ｍは矩形パターンの長手方向に対して約４５°の方向の
ままである。Similarly, even when there is no external magnetic field and distortion occurs in the strain generating portion, for example, as shown in FIG. 3C, the strain generating portion is pulled in the direction of the white arrow in the figure. When strain occurs, tensile strain in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern is applied to the first ferromagnetic thin film 5. Therefore, the internal magnetization M of the first ferromagnetic thin film 5 is oriented in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern. On the other hand, the second
Since no strain is applied to the ferromagnetic thin film 6, the internal magnetization M remains in the direction of about 45 ° with respect to the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００３８】従って、第１の強磁性薄膜５においては、
内部磁化Ｍが矩形パターンの長手方向と直角な方向を向
いている図３（ｃ）の場合の抵抗値Ｒ52の方が、内部磁
化Ｍが矩形パターンの長手方向である図３（ａ）の場合
の抵抗値Ｒ50よりも小さくなり、即ちＲ52＜Ｒ50とな
る。他方、第２の強磁性薄膜６においては、歪みが印加
されないため、図３（ａ）の場合の抵抗値Ｒ60と図３
（ｃ）の場合の抵抗値Ｒ６２との間には差が生じず、即
ちＲ62＝Ｒ60となる。Therefore, in the first ferromagnetic thin film 5,
The resistance value R 52 in the case of FIG. 3C in which the internal magnetization M is oriented in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern is that the internal magnetization M is in the longitudinal direction of the rectangular pattern in FIG. 3A. In this case, the resistance value becomes smaller than the resistance value R 50 , that is, R 52 <R 50 . On the other hand, since strain is not applied to the second ferromagnetic thin film 6, the resistance value R 60 in the case of FIG.
There is no difference from the resistance value R62 in the case of (c), that is, R 62 = R 60 .

【００３９】こうして第１の強磁性薄膜５の抵抗値Ｒ５
２と第２の強磁性薄膜６の抵抗値Ｒ 62との間に、Ｒ52＜
Ｒ62となるアンバランスが生じて、出力端子８の出力電
圧Ｖ 0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ2 （＞Ｖ0 ）となる。即ち、第
１の強磁性薄膜５に印加される歪みにより、その歪み量
に応じた出力電圧Ｖ0UT の変化が生じる。従って、歪み
を発生させた外力の大きさを電気信号に変換して出力す
ることができる。Thus, the resistance value R5 of the first ferromagnetic thin film 5 is
2 and the resistance value R of the second ferromagnetic thin film 6 62Between and R52<
R62An imbalance occurs, and the output voltage of the output terminal 8
Pressure V 0UTIs V0UT= V2(> V0). That is,
The amount of strain due to the strain applied to the ferromagnetic thin film 5 of No. 1
Output voltage V according to0UTChanges occur. Therefore, the distortion
The external force generated is converted into an electric signal and output.
You can

【００４０】また、本発明の利点として、検出部に外乱
磁界が印加されてもその影響を受けないことも挙げられ
る。つまり図３（ｄ）に示されるように、検出部に外部
磁界ＨEXが印加されると、第１及び第２の強磁性薄膜
５、６の内部磁化Ｍは外部磁界ＨEXによって共に変化
し、第１の強磁性薄膜５の抵抗値はＲ53（＞Ｒ50）とな
り、第２の強磁性薄膜６の抵抗値はＲ63（＞Ｒ60）とな
るが、両者の抵抗値の変化は同一であるため、Ｒ53＝Ｒ
63となり、従って出力電圧Ｖ0UT は、Ｖ0UT ＝Ｖ3（＝
Ｖ0 ）となる。即ち、結果的には外部磁界ＨEXによって
出力端子８の出力電圧Ｖ0UT に変化をもたらすことはな
い。Another advantage of the present invention is that even if a disturbance magnetic field is applied to the detection portion, it is not affected by the disturbance magnetic field. That is, as shown in FIG. 3D, when the external magnetic field H EX is applied to the detection portion, the internal magnetizations M of the first and second ferromagnetic thin films 5 and 6 are both changed by the external magnetic field H EX . , The resistance value of the first ferromagnetic thin film 5 is R 53 (> R 50 ), and the resistance value of the second ferromagnetic thin film 6 is R 63 (> R 60 ). Since they are the same, R 53 = R
63 next, so that the output voltage V 0ut is, V 0UT = V 3 (=
V 0 ). That is, as a result, the output voltage V 0UT of the output terminal 8 is not changed by the external magnetic field H EX .

【００４１】以上のように、本発明による第１、第２、
及び第３の歪み検出装置では、高感度歪みゲージとし
て、一定方向が磁化容易軸となるように一軸異方性を有
し、正の磁歪定数が大きく且つ磁気抵抗効果をもつ同一
の矩形パターン形状の第１及び第２の強磁性薄膜を、そ
れぞれ起歪部と起歪部近傍に組をなして設け、起歪部に
生じる歪みに応じて変化する第１の強磁性薄膜の抵抗値
と歪みが生じない第２の強磁性薄膜の抵抗値とのアンバ
ランスから歪み量に応じた出力電圧Ｖ0UT の変化を生じ
させることにより、歪みを発生させた外力の大きさを電
気信号に変換して出力することができる。As described above, the first, second, and
In the third strain detection device, as the high-sensitivity strain gauge, the same rectangular pattern shape having uniaxial anisotropy so that a fixed direction is the easy axis of magnetization, a large positive magnetostriction constant, and a magnetoresistive effect is obtained. The first and second ferromagnetic thin films are provided as a pair near the strain-flexing part and in the vicinity of the strain-flexing part, respectively, and the resistance value and strain of the first ferromagnetic thin film change according to the strain generated in the strain-flexing part. By changing the output voltage V 0UT according to the amount of strain from the imbalance with the resistance value of the second ferromagnetic thin film in which no distortion occurs, the magnitude of the external force causing the strain is converted into an electric signal. Can be output.

【００４２】尚、上記第１、第２、及び第３の歪み検出
装置では、強磁性薄膜が正の磁歪定数をもつ場合につい
て説明しているが、負の磁歪定数をもつ場合において
も、本発明を適用することができる。また、第１及び第
２の強磁性薄膜を、それぞれ起歪部と起歪部近傍に組を
なして設ける代わりに、異なる大きさの外力が印加され
る起歪部に組をなして設けてもよい。この場合、第１及
び第２の強磁性薄膜の両方に歪みが印加されその抵抗値
が共に変化するが、印加される歪み量が異なっているこ
とにより、抵抗変化量にアンバランスが生じるため、上
記の場合と同様に、歪み量に相当する電気信号を出力さ
せることが可能である。In the above first, second and third strain detecting devices, the case where the ferromagnetic thin film has a positive magnetostriction constant has been described. However, even when the ferromagnetic thin film has a negative magnetostriction constant, The invention can be applied. In addition, instead of providing the first and second ferromagnetic thin films as a set near the strain-flexing portion and in the vicinity of the strain-generating portion, respectively, the first and second ferromagnetic thin films are provided as a pair at the strain-generating portion to which external force of different magnitude is applied. Good. In this case, strain is applied to both the first and second ferromagnetic thin films, and their resistance values change together. However, since the applied strain amounts are different, an imbalance occurs in the resistance change amount. Similar to the above case, it is possible to output an electric signal corresponding to the amount of distortion.

【００４３】[0043]

【実施例】以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて
具体的に説明する。本発明の第１実施例による圧力セン
サを、図４を用いて説明する。図４（ａ）は本実施例に
よる圧力センサを示す外観斜視図、図４（ｂ）はその検
出部に配置した強磁性薄膜を示すパターン配置図、図４
（ｃ）は本実施例による圧力センサの出力特性を示すグ
ラフである。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. The pressure sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4A is an external perspective view showing the pressure sensor according to the present embodiment, and FIG. 4B is a pattern arrangement view showing a ferromagnetic thin film arranged in the detecting portion.
(C) is a graph showing the output characteristics of the pressure sensor according to the present embodiment.

【００４４】本実施例による圧力センサは、Ｓｉ（シリ
コン）基板をエッチングして作成した受圧用ダイヤフラ
ム１１のダイヤフラム面１２上に、細長い矩形にパター
ニングされた４枚の歪み検出用の強磁性薄膜１３、１
４、１５、１６が設置されている。これらの強磁性薄膜
１３、１４、１５、１６は、それぞれ磁化容易軸方向が
矩形パターンの長手方向に一致する一軸異方性を有して
いる。In the pressure sensor according to this embodiment, four strained ferromagnetic thin films 13 for detecting strain are formed on the diaphragm surface 12 of the pressure receiving diaphragm 11 formed by etching a Si (silicon) substrate. 1
4, 15, 16 are installed. Each of these ferromagnetic thin films 13, 14, 15 and 16 has uniaxial anisotropy in which the easy axis of magnetization coincides with the longitudinal direction of the rectangular pattern.

【００４５】そしてこれらのうち、強磁性薄膜１４、１
５はダイヤフラム面１２の中央部近傍に、他の強磁性薄
膜１３、１６はダイヤフラム面１２の周辺部に、互いに
一定の間隔をおいて平行に配設され、図４（ｂ）に示す
ような配線パターンで、入力端子１７、出力端子１８、
１９、接地端子２０に接続されている。本実施例は、上
記図２に示す第２の歪み検出装置の動作原理を利用す
る。Of these, the ferromagnetic thin films 14, 1
The reference numeral 5 is arranged in the vicinity of the central portion of the diaphragm surface 12, and the other ferromagnetic thin films 13 and 16 are arranged in the peripheral portion of the diaphragm surface 12 in parallel at a constant interval, as shown in FIG. 4 (b). With the wiring pattern, the input terminal 17, the output terminal 18,
19, connected to the ground terminal 20. The present embodiment utilizes the operating principle of the second strain detection device shown in FIG.

【００４６】即ち、図４（ａ）に示されるように、ダイ
ヤフラム面１２の中央部に、図中の白ぬき矢印の方向の
圧力が印加されると、ダイヤフラム面１２の中央部は上
方に湾曲し、その周辺部は僅かに下方に湾曲する。この
ため、中央部近傍の強磁性薄膜１４、１５には矩形パタ
ーンの長手方向に対して直角方向の引っ張り歪みが印加
され、他方、周辺部の強磁性薄膜１３、１６には圧縮歪
みが印加される。That is, as shown in FIG. 4A, when pressure in the direction of the white arrow in the figure is applied to the central portion of the diaphragm surface 12, the central portion of the diaphragm surface 12 bends upward. However, its peripheral portion is slightly curved downward. Therefore, tensile strain in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern is applied to the ferromagnetic thin films 14 and 15 near the central portion, while compressive strain is applied to the ferromagnetic thin films 13 and 16 in the peripheral portion. It

【００４７】従って、強磁性薄膜１４、１５の抵抗値Ｒ
は減少し、強磁性薄膜１３、１６の抵抗値Ｒは変化しな
いことから、入力端子１７に所定の入力電圧ＶINを印加
すると、出力端子１８、１９の電圧Ｖ1 、Ｖ2 間に変位
が生じて、出力電圧Ｖ0UT ＝｜Ｖ1 −Ｖ2 ｜が発生す
る。この出力端子１８、１９間の出力電圧Ｖ0UT は、ダ
イヤフラム面１２に印加された圧力に対して、図４
（ｃ）のグラフに示されるような特性を有する。従っ
て、この出力電圧Ｖ0UT から、ダイヤフラム面１２に印
加された圧力を検知することができる。Therefore, the resistance values R of the ferromagnetic thin films 14 and 15 are
Since the resistance value R of the ferromagnetic thin films 13 and 16 does not change, when a predetermined input voltage V IN is applied to the input terminal 17, the displacement between the voltages V 1 and V 2 of the output terminals 18 and 19 is caused. Then, the output voltage V 0UT = | V 1 −V 2 | is generated. The output voltage V 0UT between the output terminals 18 and 19 corresponds to the pressure applied to the diaphragm surface 12 as shown in FIG.
It has the characteristics shown in the graph of (c). Therefore, the pressure applied to the diaphragm surface 12 can be detected from the output voltage V 0UT .

【００４８】このように本実施例によれば、受圧用ダイ
ヤフラム１１のダイヤフラム面１２上に、一軸異方性を
もつ同一形状の矩形パターンの強磁性薄膜１３、１４、
１５、１６がダイヤフラム面１２の中央部近傍と周辺部
とに配設されていることにより、ダイヤフラム面１２の
中央部への圧力が、中央部近傍の強磁性薄膜１４、１５
に引っ張り歪みを印加し、周辺部の強磁性薄膜１３、１
６に圧縮歪みが印加し、強磁性薄膜１４、１５の抵抗値
Ｒと強磁性薄膜１３、１６の抵抗値Ｒとがアンバランス
になり、出力電圧Ｖ0UT が発生するため、この出力電圧
Ｖ0UT からダイヤフラム面１２の中央部に印加された圧
力を検知することができる。As described above, according to this embodiment, on the diaphragm surface 12 of the pressure receiving diaphragm 11, the ferromagnetic thin films 13 and 14 of the same shape having the uniaxial anisotropy and having the same rectangular pattern are formed.
Since 15 and 16 are arranged near the central portion and the peripheral portion of the diaphragm surface 12, the pressure applied to the central portion of the diaphragm surface 12 causes the ferromagnetic thin films 14 and 15 near the central portion.
A tensile strain is applied to the ferromagnetic thin films 13 and 1 in the peripheral portion.
Since a compressive strain is applied to 6, the resistance value R of the ferromagnetic thin films 14 and 15 and the resistance value R of the ferromagnetic thin films 13 and 16 become unbalanced, and an output voltage V 0UT is generated. Therefore, this output voltage V 0UT Thus, the pressure applied to the central portion of the diaphragm surface 12 can be detected.

【００４９】従って、装置構成が簡単で小型化、低コス
ト化が可能であり、高精度な圧力センサを実現すること
ができる。尚、本実施例においては、強磁性薄膜１３、
１４、１５、１６は矩形パターンをなしているが、この
矩形パターンに限らず、例えばミアンダー状のパターン
を用いてもよい。この場合、圧力センサーの感度を向上
させることができる。Therefore, the device configuration is simple, the size and cost can be reduced, and a highly accurate pressure sensor can be realized. In this embodiment, the ferromagnetic thin film 13,
Although 14, 15, 16 have a rectangular pattern, the pattern is not limited to this rectangular pattern, and for example, a meander pattern may be used. In this case, the sensitivity of the pressure sensor can be improved.

【００５０】次に、本発明の第２実施例による圧力セン
サを、図５を用いて説明する。図５（ａ）は本実施例に
よる圧力センサの受圧部構造を示す斜視図、図５（ｂ）
はその受圧部への強磁性薄膜パターンの配置を示す斜視
図である。本実施例による圧力センサは、図５（ａ）に
示すように、中空円筒状の受圧室２１及び基準室２２と
を備え、受圧室２１に印加される圧力を基準室２２の圧
力と比較して印加圧力を測定するようになっている。ま
た、中空円筒状の受圧室２１と基準室２２との間は壁で
隔てられているが、その全体が金属又はモールド樹脂で
一体成形されている。Next, a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5A is a perspective view showing a pressure receiving portion structure of the pressure sensor according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 6 is a perspective view showing the arrangement of a ferromagnetic thin film pattern on the pressure receiving portion. As shown in FIG. 5A, the pressure sensor according to the present embodiment includes a hollow cylindrical pressure receiving chamber 21 and a reference chamber 22, and compares the pressure applied to the pressure receiving chamber 21 with the pressure of the reference chamber 22. Applied pressure is measured. The hollow cylindrical pressure receiving chamber 21 and the reference chamber 22 are separated from each other by a wall, but the whole is integrally formed of metal or molding resin.

【００５１】また、受圧室２１及び基準室２２の外周面
上には、図５（ｂ）に示すように、同一形状の帯状にパ
ターニングされた２枚の歪み検出用の強磁性薄膜２３、
２４がそれぞれ周回されている。また、これらの強磁性
薄膜２３、２４は、それぞれ磁化容易軸方向が帯状パタ
ーンの周回方向に直角な方向、即ち図５（ｂ）中の白ぬ
き矢印の方向の一軸異方性を有している。尚、このよう
な特性をもつ強磁性薄膜２３、２４は、磁界中において
マスク蒸着を行うことにより形成することができる。Further, on the outer peripheral surfaces of the pressure receiving chamber 21 and the reference chamber 22, as shown in FIG. 5B, two ferromagnetic thin films 23 for detecting strain, which are patterned into strips of the same shape,
24 laps each. Each of the ferromagnetic thin films 23 and 24 has a uniaxial anisotropy in which the easy axis of magnetization is perpendicular to the winding direction of the strip pattern, that is, the direction of the white arrow in FIG. There is. The ferromagnetic thin films 23 and 24 having such characteristics can be formed by performing mask vapor deposition in a magnetic field.

【００５２】また、図５（ｂ）に示されるように、強磁
性薄膜２３はその両端が端子２５及び端子２６に接続さ
れ、強磁性薄膜２４はその両端が端子２６及び端子２７
に接続されている。本実施例は、上記図１に示す第１の
歪み検出装置の動作原理を利用する。即ち、受圧室２１
に圧力が印加されると、受圧室２１の外周が拡がり、受
圧室側に形成された強磁性薄膜２３は帯状パターンの周
回方向に引っ張り歪みが加わることとなるため、その強
磁性薄膜２３の抵抗値Ｒは増加する。他方、基準室側に
形成された強磁性薄膜２４には歪み圧力の印加がないた
め、その強磁性薄膜２４の抵抗値Ｒは変化しない。この
ため、端子２５に所定の入力電圧ＶINを印加し、端子２
７を接地すると、端子２６に出力電圧Ｖ0UT が発生す
る。従って、この出力電圧Ｖ0UT から、受圧室２１に印
加された圧力を検知することができる。As shown in FIG. 5B, the ferromagnetic thin film 23 has both ends connected to the terminals 25 and 26, and the ferromagnetic thin film 24 has both ends connected to the terminals 26 and 27.
It is connected to the. The present embodiment utilizes the operating principle of the first strain detection device shown in FIG. That is, the pressure receiving chamber 21
When a pressure is applied to the pressure-receiving chamber 21, the outer circumference of the pressure-receiving chamber 21 expands, and tensile strain is applied to the ferromagnetic thin film 23 formed on the pressure-receiving chamber side in the winding direction of the strip-shaped pattern. The value R increases. On the other hand, since no strain pressure is applied to the ferromagnetic thin film 24 formed on the reference chamber side, the resistance value R of the ferromagnetic thin film 24 does not change. Therefore, a predetermined input voltage V IN is applied to the terminal 25 and the terminal 2
When 7 is grounded, an output voltage V 0UT is generated at terminal 26. Therefore, the pressure applied to the pressure receiving chamber 21 can be detected from the output voltage V 0UT .

【００５３】このように本実施例によれば、受圧室２１
及び基準室２２の外周面上に、一軸異方性をもつ同一形
状の帯状パターンの強磁性薄膜２３、２４が周回されて
いることにより、受圧室２１への圧力が受圧室２１外周
の強磁性薄膜２３に引っ張り歪みを印加して抵抗値Ｒを
増加して、基準室２２外周の強磁性薄膜２４の抵抗値Ｒ
とのアンバランスから出力電圧Ｖ0UT が発生するため、
この出力電圧Ｖ0UT から受圧室２１に印加された圧力を
検知することができる。As described above, according to this embodiment, the pressure receiving chamber 21
Since the ferromagnetic thin films 23 and 24 having the same shape and having the uniaxial anisotropy and having the same shape are circulated on the outer peripheral surface of the reference chamber 22, the pressure applied to the pressure receiving chamber 21 is ferromagnetic. A tensile strain is applied to the thin film 23 to increase the resistance value R, and the resistance value R of the ferromagnetic thin film 24 around the reference chamber 22 is increased.
Since the output voltage V 0UT is generated due to the imbalance with
The pressure applied to the pressure receiving chamber 21 can be detected from the output voltage V 0UT .

【００５４】従って、装置構成が簡単で小型化、低コス
ト化が可能であり、高精度な圧力センサを実現すること
ができる。尚、本実施例による圧力センサは、上記第１
の実施例による圧力センサより高圧まで使用することが
可能である。次に、本発明の第３実施例によるポインテ
ィングデバイス（微小変位センサ）を、図６を用いて説
明する。Therefore, the device structure is simple, the size and cost can be reduced, and a highly accurate pressure sensor can be realized. The pressure sensor according to the present embodiment is the first
It is possible to use a higher pressure than the pressure sensor according to the embodiment. Next, a pointing device (micro displacement sensor) according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【００５５】図６（ａ）は本実施例によるポインティン
グデバイスを示す外観斜視図、図６（ｂ）はその検出部
に配置した強磁性薄膜を示すパターン配置図である。本
実施例によるポインティングデバイスは、起歪部となる
平坦部３１と、平坦部３１と一体成形された突起部３２
とを備え、突起部３２の微小変位により平坦部３１に生
じる歪み量を検出して突起部３２の微小変位量を検知
し、この微小変位量に応じた移動量を入力するようにな
っている。FIG. 6 (a) is an external perspective view showing the pointing device according to this embodiment, and FIG. 6 (b) is a pattern layout view showing the ferromagnetic thin film arranged in the detection portion thereof. In the pointing device according to the present embodiment, the flat portion 31 serving as the strain generating portion and the protrusion 32 formed integrally with the flat portion 31.
And the amount of strain generated in the flat portion 31 due to the minute displacement of the protrusion 32 is detected to detect the amount of minute displacement of the protrusion 32, and the amount of movement corresponding to this amount of minute displacement is input. .

【００５６】また、突起部３２周囲の平坦部３１上に
は、細長い矩形にパターニングされた４枚の歪み検出用
の強磁性薄膜３３、３４、３５、３６が設置されてい
る。これらの強磁性薄膜３３、３４、３５、３６は、そ
れぞれ磁化容易軸方向が矩形パターンの長手方向に対し
て約４５°の方向、即ち図６（ｂ）中の白ぬき矢印の方
向の一軸異方性を有している。Further, on the flat portion 31 around the projection 32, four thin ferromagnetic films 33, 34, 35 and 36 for detecting strain, which are patterned into elongated rectangles, are provided. These ferromagnetic thin films 33, 34, 35 and 36 are each uniaxially different in the direction of easy magnetization axis from the longitudinal direction of the rectangular pattern by about 45 °, that is, in the direction of the white arrow in FIG. 6B. It has a tendency.

【００５７】そしてこれらのうち、強磁性薄膜３３、３
５の矩形パターンは突起部３２を間に挟んで平行に対向
し、その長手方向はＸ方向を向いている。他の強磁性薄
膜３４、３６も突起部３２を間に挟んで平行に対向し、
その長手方向はＹ方向を向いている。また、これらの強
磁性薄膜３３、３４、３５、３６は、図６（ｂ）に示す
ような配線パターンで、電極端子３７、３８、…、４２
に接続されている。Of these, the ferromagnetic thin films 33, 3
The rectangular patterns 5 face each other in parallel with the protrusion 32 interposed therebetween, and the longitudinal direction thereof faces the X direction. The other ferromagnetic thin films 34 and 36 also face each other in parallel with the protrusion 32 interposed therebetween,
The longitudinal direction is in the Y direction. Further, these ferromagnetic thin films 33, 34, 35, 36 have electrode patterns 37, 38, ..., 42 with a wiring pattern as shown in FIG. 6B.
It is connected to the.

【００５８】本実施例は、上記図３に示す第３の歪み検
出装置の動作原理を利用する。即ち、突起部３２の先端
に力が加えられると、突起部３２はＸ方向及びＹ方向に
微小変位し、突起部３２周辺の平坦部３１を歪ませる。
例えば突起部３２がＸ方向へ微小変位すると、平坦部３
１上の強磁性薄膜３３、３５において、強磁性薄膜３３
には矩形パターンの長手方向に対して直角方向に引っ張
り歪みが加わり、強磁性薄膜３５には圧縮歪みが加わる
こととなるため、強磁性薄膜３３の抵抗値Ｒは減少し、
強磁性薄膜３５の抵抗値Ｒは変化しない。This embodiment utilizes the operating principle of the third strain detecting device shown in FIG. That is, when a force is applied to the tip of the protrusion 32, the protrusion 32 is slightly displaced in the X direction and the Y direction, and the flat portion 31 around the protrusion 32 is distorted.
For example, when the protrusion 32 is slightly displaced in the X direction, the flat portion 3
In the ferromagnetic thin films 33 and 35 on 1, the ferromagnetic thin film 33
Is applied with tensile strain in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the rectangular pattern, and compressive strain is applied to the ferromagnetic thin film 35, so that the resistance value R of the ferromagnetic thin film 33 decreases.
The resistance value R of the ferromagnetic thin film 35 does not change.

【００５９】また、突起部３２がＹ方向へ微小変位する
と、平坦部３１上の強磁性薄膜３４、３６において、強
磁性薄膜３４にはパターンの長手方向に対して直角方向
に圧縮歪みが加わり、強磁性薄膜３６には引っ張り歪み
が加わることとなるため、強磁性薄膜３６の抵抗値Ｒは
減少し、強磁性薄膜３４の抵抗値Ｒは変化しない。この
ような強磁性薄膜３３、３６の抵抗値Ｒのそれぞれの変
化により、電極端子３８、４０を入力端子とし、電極端
子４１、４２を出力端子とすれば、電極端子３７、３９
の電圧に変化が生じる。従って、これら電極端子３７、
３９の電圧変位から、突起部３２のＸ方向及びＹ方向へ
の微小変位量を検出することができ、この微小変位量に
応じてディスプレイ上のカーソルの移動方向及び移動量
を決定することができる。When the protrusion 32 is slightly displaced in the Y direction, in the ferromagnetic thin films 34 and 36 on the flat portion 31, compressive strain is applied to the ferromagnetic thin film 34 in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the pattern, Since tensile strain is applied to the ferromagnetic thin film 36, the resistance value R of the ferromagnetic thin film 36 decreases and the resistance value R of the ferromagnetic thin film 34 does not change. If the electrode terminals 38 and 40 are used as input terminals and the electrode terminals 41 and 42 are used as output terminals due to the respective changes in the resistance values R of the ferromagnetic thin films 33 and 36, the electrode terminals 37 and 39 are obtained.
Changes in the voltage. Therefore, these electrode terminals 37,
From the voltage displacement of 39, it is possible to detect the minute displacement amount of the protrusion 32 in the X direction and the Y direction, and it is possible to determine the moving direction and the moving amount of the cursor on the display according to the minute displacement amount. .

【００６０】このように本実施例によれば、突起部３２
周囲の平坦部３１上に、一軸異方性をもつ同一形状の矩
形パターンの強磁性薄膜３３、３４、３５、３６が２つ
１組となってＸ方向及びＹ方向に配設されていることに
より、突起部３２の先端への力が、突起部３２周辺の平
坦部３１を歪ませて強磁性薄膜３３、３４、３５、３６
に歪みを印加し、これらの抵抗値Ｒのを変化させて、電
極端子３７、３９の電圧変位が生じるため、これらの電
圧変位から、突起部３２のＸ方向及びＹ方向への微小変
位量を検出することができ、この微小変位量に応じてデ
ィスプレイ上のカーソルの移動方向及び移動量を決定す
ることができる。As described above, according to this embodiment, the protrusion 32
Two ferromagnetic thin films 33, 34, 35, and 36 having the same shape and having a uniaxial anisotropy and having the same rectangular pattern are arranged in pairs in the X direction and the Y direction on the peripheral flat portion 31. As a result, the force applied to the tip of the protrusion 32 distorts the flat portion 31 around the protrusion 32 and the ferromagnetic thin films 33, 34, 35, 36.
Since a voltage displacement of the electrode terminals 37 and 39 is caused by applying a strain to the resistance value R to change the resistance value R, a minute displacement amount of the protruding portion 32 in the X direction and the Y direction is generated from these voltage displacements. It can be detected, and the moving direction and moving amount of the cursor on the display can be determined according to the minute displacement amount.

【００６１】従って、装置構成が簡単であるため、小型
化、低コスト化が可能であり、高精度なポインティング
デバイスを実現することができる。Therefore, since the apparatus structure is simple, downsizing and cost reduction can be realized, and a highly accurate pointing device can be realized.

【００６２】[0062]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
力により歪みが発生する起歪部と、この起歪部に又は起
歪部とその周辺とに設けられ、同一形状にパターニング
された２以上の強磁性薄膜とを備え、強磁性薄膜が、磁
歪及び磁気抵抗効果を有すると共に、膜面に平行な一定
の方向が磁化容易軸となる一軸異方性を有していること
により、強磁性薄膜の抵抗値変化から起歪部の歪み量を
検出し、起歪部に加わる外力を検知することができる。As described above, according to the present invention, the strain-generating portion in which strain is generated by an external force, and the strain-generating portion or the strain-generating portion and its periphery are provided and patterned into the same shape. Two or more ferromagnetic thin films are provided, and the ferromagnetic thin films have magnetostriction and magnetoresistive effects, and also have uniaxial anisotropy in which a certain direction parallel to the film surface is the easy axis of magnetization. It is possible to detect the amount of strain in the strain-generating portion from the change in the resistance value of the ferromagnetic thin film, and to detect the external force applied to the strain-generating portion.

【００６３】このため、製造工程が簡便で、且つ高感度
で高精度化が可能であり、しかも外乱磁界ノイズにも影
響されない歪み検出装置を実現することができる。ま
た、この歪み検出装置を用いることにより、装置構成が
簡単で小型化、低コスト化が可能であり、高精度な圧力
センサやポインティングデバイスを実現することが可能
となる。For this reason, it is possible to realize a strain detecting device which has a simple manufacturing process, can be highly sensitive and highly accurate, and is not affected by disturbance magnetic field noise. Further, by using this strain detection apparatus, the apparatus configuration can be simplified, the size can be reduced, and the cost can be reduced, and a highly accurate pressure sensor or pointing device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による第１の歪み検出装置の原理説明図
である。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of a first strain detection device according to the present invention.

【図２】本発明による第２の歪み検出装置の原理説明図
である。FIG. 2 is an explanatory view of the principle of a second strain detection device according to the present invention.

【図３】本発明による第３の歪み検出装置の原理説明図
である。FIG. 3 is a principle explanatory diagram of a third strain detection device according to the present invention.

【図４】本発明の第１実施例による圧力センサの説明図
であり、図４（ａ）はその外観斜視図、図４（ｂ）はそ
の検出部に配置した強磁性薄膜を示すパターン配置図、
図４（ｃ）はその出力特性を示すグラフである。4A and 4B are explanatory views of the pressure sensor according to the first embodiment of the present invention, FIG. 4A is an external perspective view thereof, and FIG. 4B is a pattern arrangement showing a ferromagnetic thin film arranged in the detection portion. Figure,
FIG. 4C is a graph showing the output characteristic.

【図５】本発明の第２実施例による圧力センサの説明図
であり、図５（ａ）はその受圧部構造を示す斜視図、図
５（ｂ）はその受圧部への強磁性薄膜パターンの配置を
示す斜視図である。5A and 5B are explanatory views of a pressure sensor according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5A is a perspective view showing the structure of the pressure receiving portion, and FIG. 5B is a ferromagnetic thin film pattern for the pressure receiving portion. It is a perspective view which shows arrangement | positioning.

【図６】本発明の第３実施例によるポインティングデバ
イスの説明図であり、図６（ａ）はその外観斜視図、図
６（ｂ）はその検出部に配置した強磁性薄膜を示すパタ
ーン配置図である。6A and 6B are explanatory views of a pointing device according to a third embodiment of the present invention, FIG. 6A is an external perspective view thereof, and FIG. 6B is a pattern arrangement showing a ferromagnetic thin film arranged in the detecting portion. It is a figure.

【図７】従来の圧力センサ及びポインティングデバイス
の説明図であり、図７（ａ）は第１の従来例による圧力
センサの検出部に配置した強磁性薄膜を示すパターン配
置図、図７（ｂ）は第２の従来例による圧力センサを示
す外観斜視図、図７（ｃ）は第３の従来例によるポイン
ティングデバイスを示す外観斜視図である。7A and 7B are explanatory views of a conventional pressure sensor and a pointing device, and FIG. 7A is a pattern layout diagram showing a ferromagnetic thin film arranged in a detection portion of the pressure sensor according to the first conventional example, and FIG. 7A is an external perspective view showing a pressure sensor according to a second conventional example, and FIG. 7C is an external perspective view showing a pointing device according to a third conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、３、５：第１の強磁性薄膜 ２、４、６：第２の強磁性薄膜 ７：入力端子 ８：出力端子 ９：接地端子 １１：受圧用ダイヤフラム １２：ダイヤフラム面 １３、１４、１５、１６：強磁性薄膜 １７：入力端子 １８、１９：出力端子 ２０：接地端子 ２１：受圧室 ２２：基準室 ２３、２４：強磁性薄膜 ２５、２６、２７：端子 ３１：平坦部 ３２：突起部 ３３、３４、３５、３６：強磁性薄膜 ３７、３８、…、４２：電極端子 ５１：検出部 ５２、５３、５４、５５：強磁性薄膜 ５６：入力端子 ５７、５８：出力端子 ５９：接地端子 ６１：受圧室 ６２：基準室 ６３：強磁性薄膜 ６４：コイル ７１：平坦部 ７２：レバー ７３：強磁性薄膜 1, 3 and 5: 1st ferromagnetic thin film 2, 4 and 6: 2nd ferromagnetic thin film 7: Input terminal 8: Output terminal 9: Ground terminal 11: Diaphragm for pressure reception 12: Diaphragm surface 13, 14, 15 , 16: ferromagnetic thin film 17: input terminal 18, 19: output terminal 20: ground terminal 21: pressure receiving chamber 22: reference chamber 23, 24: ferromagnetic thin film 25, 26, 27: terminal 31: flat portion 32: protrusion 33, 34, 35, 36: Ferromagnetic thin film 37, 38, ..., 42: Electrode terminal 51: Detection part 52, 53, 54, 55: Ferromagnetic thin film 56: Input terminal 57, 58: Output terminal 59: Ground terminal 61: Pressure receiving chamber 62: Reference chamber 63: Ferromagnetic thin film 64: Coil 71: Flat part 72: Lever 73: Ferromagnetic thin film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川元 美詠子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Miyoko Kawamoto 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fujitsu Limited

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 外力により歪みが発生する起歪部と、 前記起歪部に又は前記起歪部と前記起歪部周辺とに設け
られ、同一形状にパターニングされた２つ以上の強磁性
薄膜とを備え、 前記強磁性薄膜が、磁歪及び磁気抵抗効果を有すると共
に、膜面に平行な一定の方向が磁化容易軸となる一軸異
方性を有し、 前記強磁性薄膜の抵抗値変化から前記起歪部の歪み量を
検出し、前記起歪部に加わる外力を検知することを特徴
とする歪み検出装置。1. A strain-generating part in which strain is generated by an external force, and two or more ferromagnetic thin films provided in the strain-generating part or in the strain-generating part and the periphery of the strain-generating part and patterned into the same shape. The ferromagnetic thin film has a magnetostriction and a magnetoresistive effect, and has a uniaxial anisotropy in which a fixed direction parallel to the film surface serves as an easy axis of magnetization, and from the change in the resistance value of the ferromagnetic thin film, A strain detecting device, wherein the strain amount of the strain-flexing portion is detected to detect an external force applied to the strain-flexing portion. 【請求項２】 請求項１に記載の歪み検出装置におい
て、 前記強磁性薄膜が、矩形パターンをなし、 前記強磁性薄膜の磁化容易軸が、前記矩形パターンの長
手方向に平行になっていることを特徴とする歪み検出装
置。2. The strain detection device according to claim 1, wherein the ferromagnetic thin film has a rectangular pattern, and an easy axis of magnetization of the ferromagnetic thin film is parallel to a longitudinal direction of the rectangular pattern. Distortion detection device characterized by. 【請求項３】 請求項１に記載の歪み検出装置におい
て、 前記強磁性薄膜が、矩形パターンをなし、 前記強磁性薄膜の磁化容易軸が、前記矩形パターンの長
手方向に垂直になっていることを特徴とする歪み検出装
置。3. The strain detection device according to claim 1, wherein the ferromagnetic thin film has a rectangular pattern, and an easy axis of magnetization of the ferromagnetic thin film is perpendicular to a longitudinal direction of the rectangular pattern. Distortion detection device characterized by. 【請求項４】 請求項１に記載の歪み検出装置におい
て、 前記強磁性薄膜が、矩形パターンをなし、 前記強磁性薄膜の磁化容易軸が、前記矩形パターンの長
手方向に対し約４５°になっていることを特徴とする歪
み検出装置。4. The strain detection device according to claim 1, wherein the ferromagnetic thin film has a rectangular pattern, and an easy axis of magnetization of the ferromagnetic thin film is about 45 ° with respect to a longitudinal direction of the rectangular pattern. Distortion detection device characterized in that. 【請求項５】 圧力により歪みが発生するダイヤフラム
面を有する受圧用ダイヤフラムと、 前記受圧用ダイヤフラムの前記ダイヤフラム面の中央部
と周辺部とに配設され、同一形状の矩形状又はミアンダ
ー状にパターニングされた２つ以上の強磁性薄膜とを備
え、 前記強磁性薄膜が、磁歪及び磁気抵抗効果を有すると共
に、膜面に平行で且つ前記強磁性薄膜のパターンの長手
方向に平行な方向が磁化容易軸となる一軸異方性を有し
ており、 前記強磁性薄膜の抵抗値変化から前記ダイヤフラム面の
歪み量を検出し、前記ダイヤフラム面に加わる圧力を検
知することを特徴とする歪み圧力センサ。5. A pressure-receiving diaphragm having a diaphragm surface that is distorted by pressure, and patterning into a rectangular shape or a meander shape having the same shape, which is arranged in the central portion and the peripheral portion of the diaphragm surface of the pressure-receiving diaphragm. And two or more ferromagnetic thin films formed on the ferromagnetic thin film, wherein the ferromagnetic thin film has magnetostriction and magnetoresistive effects, and is easy to magnetize in a direction parallel to the film surface and parallel to the longitudinal direction of the pattern of the ferromagnetic thin film. A strain pressure sensor having uniaxial anisotropy as an axis, which detects a strain amount of the diaphragm surface from a change in resistance value of the ferromagnetic thin film to detect a pressure applied to the diaphragm surface. 【請求項６】 圧力により外周面に歪みが発生する中空
円筒状の受圧室と、 前記受圧室と壁で隔てて一体成形された中空円筒状の基
準室と、 前記受圧室及び前記基準室の外周面上に周回され、同一
形状の帯状にパターニングされた２つの強磁性薄膜とを
備え、 前記強磁性薄膜が、磁歪及び磁気抵抗効果を有すると共
に、膜面に平行で且つ前記強磁性薄膜のパターンの長手
方向に垂直な方向が磁化容易軸となる一軸異方性を有し
ており、 前記強磁性薄膜の抵抗値変化から前記受圧室の外周面の
歪み量を検出し、前記受圧室に加わる圧力を検知するこ
とを特徴とする圧力センサ。6. A hollow cylindrical pressure-receiving chamber whose outer peripheral surface is distorted by pressure, a hollow cylindrical reference chamber integrally formed by being separated from the pressure-receiving chamber by a wall, and the pressure-receiving chamber and the reference chamber. Two ferromagnetic thin films that are lapped on the outer peripheral surface and patterned into the same shape as a strip are provided, and the ferromagnetic thin film has magnetostriction and magnetoresistive effects and is parallel to the film surface and of the ferromagnetic thin film. The pattern has a uniaxial anisotropy in which the direction perpendicular to the longitudinal direction of the pattern is an easy axis of magnetization, and detects the amount of strain of the outer peripheral surface of the pressure receiving chamber from the change in the resistance value of the ferromagnetic thin film. A pressure sensor characterized by detecting the applied pressure. 【請求項７】 先端に外力が加えられる突起部と、 前記突起部と一体成形され、前記突起部の微小変位によ
り歪みが発生する平坦部と、 前記突起部の周囲の前記平坦部に配設され、同一形状の
矩形状又はミアンダー状にパターニングされた２つ以上
の強磁性薄膜とを備え、 前記強磁性薄膜が、磁歪及び磁気抵抗効果を有すると共
に、膜面に平行で且つ前記強磁性薄膜のパターンの長手
方向に対して約４５°の方向が磁化容易軸となる一軸異
方性を有しており、 前記強磁性薄膜の抵抗値変化から前記平坦部の歪み量を
検出し、前記突起部の微小変位量を検知することを特徴
とするポインティングデバイス。7. A protrusion having an external force applied to its tip, a flat portion integrally formed with the protrusion and having a distortion caused by a minute displacement of the protrusion, and a flat portion around the protrusion. And two or more ferromagnetic thin films patterned into the same rectangular shape or meander shape, wherein the ferromagnetic thin films have magnetostriction and magnetoresistive effects, and are parallel to the film surface and the ferromagnetic thin films. Has a uniaxial anisotropy in which a direction of about 45 ° with respect to the longitudinal direction of the pattern is an easy axis of magnetization, and the amount of strain of the flat portion is detected from the change in the resistance value of the ferromagnetic thin film, A pointing device characterized by detecting a minute amount of displacement of a portion.
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