JPH07324935A - 地磁気方位センサ及びその製造方法 - Google Patents
地磁気方位センサ及びその製造方法Info
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- JPH07324935A JPH07324935A JP6119415A JP11941594A JPH07324935A JP H07324935 A JPH07324935 A JP H07324935A JP 6119415 A JP6119415 A JP 6119415A JP 11941594 A JP11941594 A JP 11941594A JP H07324935 A JPH07324935 A JP H07324935A
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- JP
- Japan
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- sensor
- geomagnetic
- direction sensor
- gap
- magnetic
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
- G01C17/02—Magnetic compasses
- G01C17/28—Electromagnetic compasses
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 実用的な感度及び高い方位精度を有し、構造
が簡素であってしかも小型化、低価格化を可能とする。 【構成】 上記センサ基板１を、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ
2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が非磁性材料、例えばガラス材にて連結
されて正方形状とし、すなわち所定幅の各ギャップ
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内にガラス材が充填されたかた
ちに構成する。そして、絶縁膜２を介して、この絶縁膜
２上の上記各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4に対向す
る所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ
4 を成膜して構成する。
が簡素であってしかも小型化、低価格化を可能とする。 【構成】 上記センサ基板１を、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ
2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が非磁性材料、例えばガラス材にて連結
されて正方形状とし、すなわち所定幅の各ギャップ
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内にガラス材が充填されたかた
ちに構成する。そして、絶縁膜２を介して、この絶縁膜
２上の上記各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4に対向す
る所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ
4 を成膜して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子を用
いた地磁気方位センサに関するものであり、特に強磁性
体コアと組み合わせて高感度化を図った新規な地磁気方
位センサ及びその製造方法に関するものである。
いた地磁気方位センサに関するものであり、特に強磁性
体コアと組み合わせて高感度化を図った新規な地磁気方
位センサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、カラー陰極線管では、電子銃か
ら出射された電子ビームの軌道が、地磁気により曲げら
れ、蛍光面上でのビーム到達位置（ランディング）が変
化することがある。特に高精細度陰極線管においては、
ランディング余裕度が小さいために、前記ランディング
の変化（位置ずれ）が色純度の劣化等の問題を引き起こ
す。
ら出射された電子ビームの軌道が、地磁気により曲げら
れ、蛍光面上でのビーム到達位置（ランディング）が変
化することがある。特に高精細度陰極線管においては、
ランディング余裕度が小さいために、前記ランディング
の変化（位置ずれ）が色純度の劣化等の問題を引き起こ
す。
【０００３】これを補正するために、通常、ランディン
グ補正コイルが陰極線管に取り付けられており、このラ
ンディング補正コイルに地磁気の方位に応じて自動的に
ランディング補正に必要な最適電流を流すことにより、
電子ビームの軌道を制御してミスランディングを防止す
るようにしている。
グ補正コイルが陰極線管に取り付けられており、このラ
ンディング補正コイルに地磁気の方位に応じて自動的に
ランディング補正に必要な最適電流を流すことにより、
電子ビームの軌道を制御してミスランディングを防止す
るようにしている。
【０００４】したがって、前記ランディング補正に際し
ては、地磁気の方位を正確に検出する必要があり、いわ
ゆる地磁気方位センサが使用されている。あるいは、従
来から用いられてきた磁石式の方位計（磁気コンパス）
の代替として、携帯型の方位計としても地磁気方位セン
サが使用されている。
ては、地磁気の方位を正確に検出する必要があり、いわ
ゆる地磁気方位センサが使用されている。あるいは、従
来から用いられてきた磁石式の方位計（磁気コンパス）
の代替として、携帯型の方位計としても地磁気方位セン
サが使用されている。
【０００５】上述のように、地磁気方位センサは、様々
な用途に使用されるが、その代表的な構造としては、い
わゆるフラックスゲート型のものと、磁気抵抗効果型
（ＭＲ型）のものが知られている。
な用途に使用されるが、その代表的な構造としては、い
わゆるフラックスゲート型のものと、磁気抵抗効果型
（ＭＲ型）のものが知られている。
【０００６】前者は、図１１に示すように、パーマロイ
コア１０１に電気信号出力用コイル１０２と励磁用コイ
ル１０３を巻回してなるもので、地磁気を前記パーマロ
イコアで集束し、これを電気信号出力用コイル１０２に
伝えるような構造とされている。
コア１０１に電気信号出力用コイル１０２と励磁用コイ
ル１０３を巻回してなるもので、地磁気を前記パーマロ
イコアで集束し、これを電気信号出力用コイル１０２に
伝えるような構造とされている。
【０００７】そして、このフラックスゲート型の地磁気
方位センサでは、励磁コイル１０３により交流バイアス
磁界ＨB をパーマロイコア１０１中に発生させ、バイア
ス磁界が反転したときに発生するパルス状の電圧を信号
として検出する。このパルス状電圧の電圧値は、地磁気
の方位によって変化するので、地磁気センサとして利用
することができる。
方位センサでは、励磁コイル１０３により交流バイアス
磁界ＨB をパーマロイコア１０１中に発生させ、バイア
ス磁界が反転したときに発生するパルス状の電圧を信号
として検出する。このパルス状電圧の電圧値は、地磁気
の方位によって変化するので、地磁気センサとして利用
することができる。
【０００８】しかしながら、このフラックスゲート型の
地磁気方位センサは、コイルにより地磁気を電気信号に
変換するため、感度を上げるためには電気信号出力用コ
イル１０２の巻き数を多くしたり、集束効果を高めるた
めにパーマロイコア１０１の形状を大きくする必要があ
る。したがって、小型化や低価格化は難しい。
地磁気方位センサは、コイルにより地磁気を電気信号に
変換するため、感度を上げるためには電気信号出力用コ
イル１０２の巻き数を多くしたり、集束効果を高めるた
めにパーマロイコア１０１の形状を大きくする必要があ
る。したがって、小型化や低価格化は難しい。
【０００９】一方、後者（ＭＲ型）は、図１２に示すよ
うに、磁気抵抗効果素子（ＭＲセンサチップ）１１１を
形成したＭＲセンサチップ１１０を空心コイル１１２の
中に入れ、これらＭＲセンサチップ１１０に対して４５
゜方向の交流バイアス磁界Ｈ Bを印加してなるものであ
る。等価回路を図１３に示す。地磁気方位センサとして
使用する場合には、図１２に示す構造のものを空心コイ
ルの巻回方向が直交するするように１組使用する。
うに、磁気抵抗効果素子（ＭＲセンサチップ）１１１を
形成したＭＲセンサチップ１１０を空心コイル１１２の
中に入れ、これらＭＲセンサチップ１１０に対して４５
゜方向の交流バイアス磁界Ｈ Bを印加してなるものであ
る。等価回路を図１３に示す。地磁気方位センサとして
使用する場合には、図１２に示す構造のものを空心コイ
ルの巻回方向が直交するするように１組使用する。
【００１０】このＭＲ型の地磁気方位センサは、ＭＲセ
ンサを使用しているため、フラックスゲート型の地磁気
方位センサに比べて感度が高いが、ＭＲセンサチップ１
１０のみで地磁気を感知しているため、０．３ガウス程
度の地磁気の方位を検出するには不十分である。
ンサを使用しているため、フラックスゲート型の地磁気
方位センサに比べて感度が高いが、ＭＲセンサチップ１
１０のみで地磁気を感知しているため、０．３ガウス程
度の地磁気の方位を検出するには不十分である。
【００１１】また、このＭＲ型の地磁気方位センサで
は、ＭＲセンサチップ１１０に対して４５゜方向のバイ
アス磁界ＨBを加えていること、感度向上のためにＭＲ
カーブを無理に急峻なものとしていることから、ＭＲ特
性にヒステリシスを持っており、これを解消するために
信号処理用回路が複雑なものとなったり、方位精度が±
１０゜と悪い等の不都合を有する。
は、ＭＲセンサチップ１１０に対して４５゜方向のバイ
アス磁界ＨBを加えていること、感度向上のためにＭＲ
カーブを無理に急峻なものとしていることから、ＭＲ特
性にヒステリシスを持っており、これを解消するために
信号処理用回路が複雑なものとなったり、方位精度が±
１０゜と悪い等の不都合を有する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来知
られる地磁気方位センサでは、感度の点で不満を残して
おり、また小型化、低価格化も難しい。そこで本発明
は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもので、実用
的な感度を有し、しかも小型且つ簡素な形状をなし、組
み立てが容易な地磁気方位センサ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
られる地磁気方位センサでは、感度の点で不満を残して
おり、また小型化、低価格化も難しい。そこで本発明
は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもので、実用
的な感度を有し、しかも小型且つ簡素な形状をなし、組
み立てが容易な地磁気方位センサ及びその製造方法を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の地磁気方位セン
サは、地磁気を強磁性体コアで集束することにより大き
な磁束密度に変換し、これをコア間のギャップ上に配置
したＭＲ素子で検出するものである。
サは、地磁気を強磁性体コアで集束することにより大き
な磁束密度に変換し、これをコア間のギャップ上に配置
したＭＲ素子で検出するものである。
【００１４】すなわち、本発明の地磁気方位センサは、
周方向に配列され地磁気を集束する複数の強磁性体コア
が所定のギャップをもって非磁性材料で連結されてセン
サ基板とされ、磁気抵抗効果素子がこのセンサ基板上の
ギャップ位置に当該ギャップにおける磁界方向に対して
略直交するように配されていることを特徴とするもので
ある。
周方向に配列され地磁気を集束する複数の強磁性体コア
が所定のギャップをもって非磁性材料で連結されてセン
サ基板とされ、磁気抵抗効果素子がこのセンサ基板上の
ギャップ位置に当該ギャップにおける磁界方向に対して
略直交するように配されていることを特徴とするもので
ある。
【００１５】このとき、磁気抵抗効果素子を非磁性膜を
介してセンサ基板上に成膜する。具体的には、ギャップ
内に充填された非磁性材料をガラス材料とし、また非磁
性膜の材料をＳｉＯ2 として構成する。
介してセンサ基板上に成膜する。具体的には、ギャップ
内に充填された非磁性材料をガラス材料とし、また非磁
性膜の材料をＳｉＯ2 として構成する。
【００１６】本発明の地磁気方位センサにおいては、Ｍ
Ｒセンサ（以下、ＭＲセンサと称する。）は、互いに直
交するＸ軸方向とＹ軸方向での出力を得るため、最低で
も２箇所に互いに直交するように配置する。好ましく
は、等角度間隔（９０゜間隔）で４つのＭＲセンサを配
置する。
Ｒセンサ（以下、ＭＲセンサと称する。）は、互いに直
交するＸ軸方向とＹ軸方向での出力を得るため、最低で
も２箇所に互いに直交するように配置する。好ましく
は、等角度間隔（９０゜間隔）で４つのＭＲセンサを配
置する。
【００１７】一方、強磁性体コアは、前記ＭＲセンサの
配置に応じて等角度間隔（例えば９０゜間隔）でギャッ
プを有し、且つ閉磁路を構成するように、周方向に配列
する。このとき、強磁性体コアの配列状態は、９０゜回
転させても対称となる構造とすることが好ましく、具体
的には、円環状、あるいは正方形状に配列する。
配置に応じて等角度間隔（例えば９０゜間隔）でギャッ
プを有し、且つ閉磁路を構成するように、周方向に配列
する。このとき、強磁性体コアの配列状態は、９０゜回
転させても対称となる構造とすることが好ましく、具体
的には、円環状、あるいは正方形状に配列する。
【００１８】上記強磁性体コアには、パーマロイ、珪素
鋼板、各種ソフトフェライト等、高透磁率、高飽和磁束
密度を有する軟磁性材（いわゆるソフト材）を用い、バ
イアス磁界の印加と地磁気の集束に利用する。
鋼板、各種ソフトフェライト等、高透磁率、高飽和磁束
密度を有する軟磁性材（いわゆるソフト材）を用い、バ
イアス磁界の印加と地磁気の集束に利用する。
【００１９】したがって、上記強磁性体コアには、励磁
用コイルを巻回し、それに電流ＩBを流すことによって
バイアス磁界ＨB を発生させ、ＭＲセンサを磁界感度が
高く且つ直線性（リニアリティ）の良いところで使用す
る。なお、バイアス磁界ＨB（電流ＩB ）は、交流であ
ってもよいし、直流であってもよい。
用コイルを巻回し、それに電流ＩBを流すことによって
バイアス磁界ＨB を発生させ、ＭＲセンサを磁界感度が
高く且つ直線性（リニアリティ）の良いところで使用す
る。なお、バイアス磁界ＨB（電流ＩB ）は、交流であ
ってもよいし、直流であってもよい。
【００２０】ただし、電流ＩB の電流値は、バイアス磁
界ＨB が強磁性体系部（強磁性体コアによって構成され
る閉磁路）の飽和磁束密度以下で透磁率値の前後までと
し、回転磁化範囲を避けるとともに、強磁性体系部の磁
化量に余裕を持たせ、地磁気の集束にも利用する。
界ＨB が強磁性体系部（強磁性体コアによって構成され
る閉磁路）の飽和磁束密度以下で透磁率値の前後までと
し、回転磁化範囲を避けるとともに、強磁性体系部の磁
化量に余裕を持たせ、地磁気の集束にも利用する。
【００２１】ＭＲセンサを交流バイアスで使用した場
合、方位信号（低周波数）を交流信号（高周波数）に重
畳した電気信号として取り出すことができるため、ＭＲ
センサにより発生するオフセット及び温度ドリフト等の
ノイズ成分をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等による回路
処理で取り除くことができ、高方位精度を得ることがで
きる。
合、方位信号（低周波数）を交流信号（高周波数）に重
畳した電気信号として取り出すことができるため、ＭＲ
センサにより発生するオフセット及び温度ドリフト等の
ノイズ成分をハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等による回路
処理で取り除くことができ、高方位精度を得ることがで
きる。
【００２２】上記地磁気方位センサを作製するに際して
は、先ず、強磁性体からなる原板の一主面にギャップと
なる溝部を形成し、この溝部内に非磁性材料を充填させ
て基体を作製する。次いで、上記基体の溝が形成される
面と反対側の面を前記溝に到るまで研削した後、上記基
体の一方の主面上の溝位置に磁気抵抗効果素子を形成
し、上記基体からセンサ基板毎に各地磁気方位センサを
切り出す。
は、先ず、強磁性体からなる原板の一主面にギャップと
なる溝部を形成し、この溝部内に非磁性材料を充填させ
て基体を作製する。次いで、上記基体の溝が形成される
面と反対側の面を前記溝に到るまで研削した後、上記基
体の一方の主面上の溝位置に磁気抵抗効果素子を形成
し、上記基体からセンサ基板毎に各地磁気方位センサを
切り出す。
【００２３】ここで、磁気抵抗効果素子を上記基体のど
ちらの主面上に形成してもよいが、研削を施した側の主
面においては上記溝内に充填された非磁性材料の表面に
段差がなくこの主面全体に亘って平坦化されているため
に、この主面上に磁気抵抗効果素子を形成することが好
ましい。
ちらの主面上に形成してもよいが、研削を施した側の主
面においては上記溝内に充填された非磁性材料の表面に
段差がなくこの主面全体に亘って平坦化されているため
に、この主面上に磁気抵抗効果素子を形成することが好
ましい。
【００２４】
【作用】本発明の地磁気方位センサにおいて、強磁性体
コアは、バイアス磁界の磁路を構成するとともに、地磁
気を集束するいわゆる集束ホーンとして機能する。その
結果、互いに直交するＭＲセンサに加わる地磁気の総量
は、それぞれ地磁気とＭＲセンサのなす角度に応じて決
まり、各ＭＲセンサから強磁性体コアにより構成される
閉磁路の中心を通る地磁気線に直角に引いた線に比例す
る。
コアは、バイアス磁界の磁路を構成するとともに、地磁
気を集束するいわゆる集束ホーンとして機能する。その
結果、互いに直交するＭＲセンサに加わる地磁気の総量
は、それぞれ地磁気とＭＲセンサのなす角度に応じて決
まり、各ＭＲセンサから強磁性体コアにより構成される
閉磁路の中心を通る地磁気線に直角に引いた線に比例す
る。
【００２５】また、上記地磁気方位センサは、上記各強
磁性体コアがギャップ内に非磁性材料が充填されて連結
された構造を有している。すなわち、本発明において
は、例えば下地となる基体上に各強磁性体コアを所定の
ギャップをもって配設する必要がなく、周方向に配列さ
れ地磁気を集束する複数の強磁性体コアが所定のギャッ
プをもって非磁性材料で連結されたセンサ基板上のギャ
ップ位置に磁気抵抗効果素子が配されているので、非常
に簡素且つ小型の形状に構成されている。
磁性体コアがギャップ内に非磁性材料が充填されて連結
された構造を有している。すなわち、本発明において
は、例えば下地となる基体上に各強磁性体コアを所定の
ギャップをもって配設する必要がなく、周方向に配列さ
れ地磁気を集束する複数の強磁性体コアが所定のギャッ
プをもって非磁性材料で連結されたセンサ基板上のギャ
ップ位置に磁気抵抗効果素子が配されているので、非常
に簡素且つ小型の形状に構成されている。
【００２６】したがって、強磁性体コアとＭＲセンサと
の相対的な位置精度が向上してＭＲセンサへの正確なバ
イアス磁界の印加が可能となって安定したＭＲ特性を得
ることが可能となり、地磁気が効率的にＭＲセンサへ磁
気信号として供給されて、高出力が得られ、その方位が
高精度に検出される。
の相対的な位置精度が向上してＭＲセンサへの正確なバ
イアス磁界の印加が可能となって安定したＭＲ特性を得
ることが可能となり、地磁気が効率的にＭＲセンサへ磁
気信号として供給されて、高出力が得られ、その方位が
高精度に検出される。
【００２７】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２８】図１は、本発明を適用した地磁気方位セン
サの基本構造の一例を示すものである。この地磁気方位
センサは、フェライトからなる４つの強磁性体コア
Ｋ1 ，Ｋ2，Ｋ3 ，Ｋ4 が、９０゜間隔で所定幅ｇのギ
ャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 を形成するように正方形
状に組み合わされてセンサ基板１が形成され、このセン
サ基板１の表面の全面にＳｉＯ2 よりなる絶縁膜２が成
膜され、この絶縁膜２上の上記各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，
Ｇ3 ，Ｇ4 に対向する所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ
1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 が成膜され構成されている。
サの基本構造の一例を示すものである。この地磁気方位
センサは、フェライトからなる４つの強磁性体コア
Ｋ1 ，Ｋ2，Ｋ3 ，Ｋ4 が、９０゜間隔で所定幅ｇのギ
ャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 を形成するように正方形
状に組み合わされてセンサ基板１が形成され、このセン
サ基板１の表面の全面にＳｉＯ2 よりなる絶縁膜２が成
膜され、この絶縁膜２上の上記各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，
Ｇ3 ，Ｇ4 に対向する所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ
1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 が成膜され構成されている。
【００２９】上記センサ基板１は、強磁性体コアＫ1 ，
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が非磁性材料、例えばガラス材にて連
結されて正方形状とされており、すなわち所定幅の各ギ
ャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内にガラス材が充填され
たかたちに構成されている。また、上記センサ基板１の
中心部には各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に所定
のバイアス磁界を印加するための後述する励磁用コイル
を巻線する空孔部３が形成されている。このセンサ基板
１上に上記の如く絶縁膜２が成膜され、この非磁性膜２
上の各該当箇所にＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 及
び各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と外部電極とを
接続するための６つの電極４ａ〜４ｆがそれぞれ成膜さ
れている。
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が非磁性材料、例えばガラス材にて連
結されて正方形状とされており、すなわち所定幅の各ギ
ャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内にガラス材が充填され
たかたちに構成されている。また、上記センサ基板１の
中心部には各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に所定
のバイアス磁界を印加するための後述する励磁用コイル
を巻線する空孔部３が形成されている。このセンサ基板
１上に上記の如く絶縁膜２が成膜され、この非磁性膜２
上の各該当箇所にＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 及
び各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と外部電極とを
接続するための６つの電極４ａ〜４ｆがそれぞれ成膜さ
れている。
【００３０】上記各強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ
4 のうち、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2にはそれぞれ励磁用
コイルＣ1 ，Ｃ2 が巻回され、ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ
3 ，Ｇ4 上に配置される各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 に対してバイアス磁界ＨBを直角に印加する
ようになっている。なお、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ
3，Ｍ4 は、各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 上に非
磁性膜２を介して成膜する形で形成されており、したが
って、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 の膜面に対
して略平行にバイアス磁界ＨB が印加される。
4 のうち、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2にはそれぞれ励磁用
コイルＣ1 ，Ｃ2 が巻回され、ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ
3 ，Ｇ4 上に配置される各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 に対してバイアス磁界ＨBを直角に印加する
ようになっている。なお、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ
3，Ｍ4 は、各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 上に非
磁性膜２を介して成膜する形で形成されており、したが
って、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 の膜面に対
して略平行にバイアス磁界ＨB が印加される。
【００３１】上記ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ
4 は、例えばＸ軸方向検出用の２つのＭＲセンサＭ1 ，
Ｍ3 と、これと直交するＹ軸方向検出用の２つのＭＲセ
ンサＭ2，Ｍ4 に分類される。なお、本実施例において
は、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に、温度特性
（中点電位等）補正用のＭＲセンサ（図示は省略す
る。）を接続してもよい。この場合、Ｓ／Ｎ及び方位精
度を向上させるために、温度特性補正用の各ＭＲセンサ
は、ギャップの外（したがって強磁性体コアＫ1 ，
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 上）にＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，
Ｍ4 に対して直交するように、すなわち強磁性体コアＫ
1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 中の磁気信号に対して平行になる
ように配置することが好ましい。
4 は、例えばＸ軸方向検出用の２つのＭＲセンサＭ1 ，
Ｍ3 と、これと直交するＹ軸方向検出用の２つのＭＲセ
ンサＭ2，Ｍ4 に分類される。なお、本実施例において
は、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に、温度特性
（中点電位等）補正用のＭＲセンサ（図示は省略す
る。）を接続してもよい。この場合、Ｓ／Ｎ及び方位精
度を向上させるために、温度特性補正用の各ＭＲセンサ
は、ギャップの外（したがって強磁性体コアＫ1 ，
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 上）にＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，
Ｍ4 に対して直交するように、すなわち強磁性体コアＫ
1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 中の磁気信号に対して平行になる
ように配置することが好ましい。
【００３２】上記地磁気方位センサを作製するには、先
ず図２に示すように、磁性材料、ここではフェライトよ
りなる原板１１上に所定の溝部１２を形成する。この溝
部１２は、格子状に所定幅及び所定間隔をもって形成さ
れるものである。
ず図２に示すように、磁性材料、ここではフェライトよ
りなる原板１１上に所定の溝部１２を形成する。この溝
部１２は、格子状に所定幅及び所定間隔をもって形成さ
れるものである。
【００３３】次いで、上記溝部１２内に、非磁性材料、
ここではガラス材を充填させた後に、図３に示すよう
に、レーザ加工の手法により上記溝部１２の交差点を中
心とした上記原板１１を貫通する円形状の空孔部３を形
成することにより基体２１を作製する。なお、上記原板
に粉末成形プレスやモールド成形の手法により溝部１２
及び空孔部３を形成した後に、上記溝部１２内にガラス
材を充填させるようにしてもよい。
ここではガラス材を充填させた後に、図３に示すよう
に、レーザ加工の手法により上記溝部１２の交差点を中
心とした上記原板１１を貫通する円形状の空孔部３を形
成することにより基体２１を作製する。なお、上記原板
に粉末成形プレスやモールド成形の手法により溝部１２
及び空孔部３を形成した後に、上記溝部１２内にガラス
材を充填させるようにしてもよい。
【００３４】ここで、上記基体２１の下部の主面に対し
て、ガラス材が充填された上記溝部の底が露出するまで
（例えば、上記図３中の一点鎖線Ｍで示す位置まで）研
削を施す。なお、次工程にて各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 を形成する際に、これらを上記基体のどちら
の主面上に形成してもよいが、研削を施した側の主面に
おいては上記溝内に充填された非磁性材料の表面に段差
がなくこの主面全体に亘って平坦化されているために、
この主面上に各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 を形
成することが好ましい。
て、ガラス材が充填された上記溝部の底が露出するまで
（例えば、上記図３中の一点鎖線Ｍで示す位置まで）研
削を施す。なお、次工程にて各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 を形成する際に、これらを上記基体のどちら
の主面上に形成してもよいが、研削を施した側の主面に
おいては上記溝内に充填された非磁性材料の表面に段差
がなくこの主面全体に亘って平坦化されているために、
この主面上に各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 を形
成することが好ましい。
【００３５】その後、基体２１の一主面を研削しポリッ
シュを施すことにより平坦化させ、この平坦化された基
体２１の表面上に非磁性膜、ここではＳｉＯ2 よりなる
絶縁膜２を成膜する。
シュを施すことにより平坦化させ、この平坦化された基
体２１の表面上に非磁性膜、ここではＳｉＯ2 よりなる
絶縁膜２を成膜する。
【００３６】そして、上記絶縁膜２上において、図４に
示すように、ガラス材が充填された上記溝部１２上に該
当する所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ 4 を所定組成膜するとともに、絶縁膜２上の所
定の４箇所に各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と外
部電極とを接続するための４つの電極４ａ〜４ｄとなる
電極部２２をそれぞれ所定数成膜する。
示すように、ガラス材が充填された上記溝部１２上に該
当する所定箇所にそれぞれＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ 4 を所定組成膜するとともに、絶縁膜２上の所
定の４箇所に各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と外
部電極とを接続するための４つの電極４ａ〜４ｄとなる
電極部２２をそれぞれ所定数成膜する。
【００３７】次いで、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 にそれぞ
れ巻線を施すことにより励磁用コイルＣ1 ，Ｃ2 を形成
した後、所定組の各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4
と所定数の電極部２２が形成された基体２１を規定位置
にて切断することにより、上記図１に示す如き構造を有
する上記地磁気方位センサが完成する。
れ巻線を施すことにより励磁用コイルＣ1 ，Ｃ2 を形成
した後、所定組の各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4
と所定数の電極部２２が形成された基体２１を規定位置
にて切断することにより、上記図１に示す如き構造を有
する上記地磁気方位センサが完成する。
【００３８】上述の構成を有する地磁気方位センサの等
価回路は、図５に示す通りである。すなわち、Ｘ軸方向
検出用の２つのＭＲセンサＭ1 ，Ｍ3 においては、差動
アンプＡ1 よりＸ出力が出力される。同様に、Ｙ軸方向
検出用の２つのＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 においては、差動
アンプＡ2 よりＹ出力が出力される。
価回路は、図５に示す通りである。すなわち、Ｘ軸方向
検出用の２つのＭＲセンサＭ1 ，Ｍ3 においては、差動
アンプＡ1 よりＸ出力が出力される。同様に、Ｙ軸方向
検出用の２つのＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 においては、差動
アンプＡ2 よりＹ出力が出力される。
【００３９】地磁気検出用のＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ
3 ，Ｍ4 には、定電位電源ＶCCが接続され、センス電流
ＩB が供給される。また、Ｘ軸方向検出用のＭＲセンサ
Ｍ1 とＭＲセンサＭ3 には、１８０゜方位の異なるバイ
アス磁界（ＨB及び−ＨB）が印加され、同様にＹ軸方向
検出用のＭＲセンサＭ2 とＭＲセンサＭ4 にも１８０゜
方位の異なるバイアス磁界（ＨB 及び−ＨB ）が印加さ
れる。
3 ，Ｍ4 には、定電位電源ＶCCが接続され、センス電流
ＩB が供給される。また、Ｘ軸方向検出用のＭＲセンサ
Ｍ1 とＭＲセンサＭ3 には、１８０゜方位の異なるバイ
アス磁界（ＨB及び−ＨB）が印加され、同様にＹ軸方向
検出用のＭＲセンサＭ2 とＭＲセンサＭ4 にも１８０゜
方位の異なるバイアス磁界（ＨB 及び−ＨB ）が印加さ
れる。
【００４０】上記構成の地磁気方位センサにおいて、Ｍ
ＲＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 センサは、次のような特徴を
持っている。 （１）磁界の強度により抵抗値が変化する。（磁気抵抗
効果） （２）弱い磁界を感知する能力に優れている。 （３）抵抗値変化を電気信号として取り出すことができ
る。
ＲＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 センサは、次のような特徴を
持っている。 （１）磁界の強度により抵抗値が変化する。（磁気抵抗
効果） （２）弱い磁界を感知する能力に優れている。 （３）抵抗値変化を電気信号として取り出すことができ
る。
【００４１】本発明の地磁気方位センサにおいては、こ
の特徴を利用して地磁気による磁気信号を電気信号に変
換する。図６は、ＭＲセンサのＭＲ特性曲線を示すもの
である。この図６において、横軸はＭＲセンサに垂直に
加わる磁界の強さ、縦軸はＭＲセンサの抵抗値の変化、
あるいは出力電圧変化（ＭＲセンサに直流電流を流した
場合）である。
の特徴を利用して地磁気による磁気信号を電気信号に変
換する。図６は、ＭＲセンサのＭＲ特性曲線を示すもの
である。この図６において、横軸はＭＲセンサに垂直に
加わる磁界の強さ、縦軸はＭＲセンサの抵抗値の変化、
あるいは出力電圧変化（ＭＲセンサに直流電流を流した
場合）である。
【００４２】ＭＲセンサの抵抗値は、磁界零で最大とな
り、大きな磁界（ＭＲセンサのパターン形状等にもよる
が１００〜２００ガウス程度）を印加したときに約３％
小さくなる。ＭＲセンサ出力のＳ／Ｎ（出力電圧振幅）
及び歪率向上のためには、図６に示すように、バイアス
磁界ＨB が必要となる。このバイアス磁界ＨBは、先に
も述べたように、強磁性体コアにＫ1 ，Ｋ2 励磁用コイ
ルＣ1 ，Ｃ2 を巻き、これに電流ＩB を流すことによっ
て与えられる。
り、大きな磁界（ＭＲセンサのパターン形状等にもよる
が１００〜２００ガウス程度）を印加したときに約３％
小さくなる。ＭＲセンサ出力のＳ／Ｎ（出力電圧振幅）
及び歪率向上のためには、図６に示すように、バイアス
磁界ＨB が必要となる。このバイアス磁界ＨBは、先に
も述べたように、強磁性体コアにＫ1 ，Ｋ2 励磁用コイ
ルＣ1 ，Ｃ2 を巻き、これに電流ＩB を流すことによっ
て与えられる。
【００４３】このとき、Ｘ軸方向検出用のＭＲセンサＭ
1 に印加されるバイアス磁界の方向とＭＲセンサＭ3 に
印加されるバイアス磁界の方向は、互いに１８０゜反転
している。同様に、Ｙ軸方向検出用のＭＲセンサＭ2 に
印加されるバイアス磁界の方向とＭＲセンサＭ4 に印加
されるバイアス磁界の方向も、互いに１８０゜反転して
いる。
1 に印加されるバイアス磁界の方向とＭＲセンサＭ3 に
印加されるバイアス磁界の方向は、互いに１８０゜反転
している。同様に、Ｙ軸方向検出用のＭＲセンサＭ2 に
印加されるバイアス磁界の方向とＭＲセンサＭ4 に印加
されるバイアス磁界の方向も、互いに１８０゜反転して
いる。
【００４４】ここで、地磁気信号ＨE が入ってくると、
例えばＸ軸方向検出用のＭＲセンサＭ1 及びＭ3 に加わ
る磁界の強さは以下のようになる。 ＭＲセンサＭ1 ： ＨB ＋ＨE ＭＲセンサＭ3 ： −ＨB ＋ＨE
例えばＸ軸方向検出用のＭＲセンサＭ1 及びＭ3 に加わ
る磁界の強さは以下のようになる。 ＭＲセンサＭ1 ： ＨB ＋ＨE ＭＲセンサＭ3 ： −ＨB ＋ＨE
【００４５】交流バイアス磁界印加とすると、ＭＲセン
サＭ1 に印加される磁界は図６中線Ａで示すように変化
し、この磁界の変化が図６中線Ｂで示すように電圧変化
として出力される。一方、ＭＲセンサＭ3 に印加される
磁界は図６中線Ｃで示すように変化し、この磁界の変化
が図６中線Ｄで示すように電圧変化として出力される。
サＭ1 に印加される磁界は図６中線Ａで示すように変化
し、この磁界の変化が図６中線Ｂで示すように電圧変化
として出力される。一方、ＭＲセンサＭ3 に印加される
磁界は図６中線Ｃで示すように変化し、この磁界の変化
が図６中線Ｄで示すように電圧変化として出力される。
【００４６】このＭＲセンサＭ1 からの出力（線Ｂ）と
ＭＲセンサＭ3 からの出力（線Ｄ）の出力差Ｌが、差動
信号（Ｘ出力）として取り出される。Ｙ軸方向検出用の
ＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 についても同様であり、差動信号
（Ｙ出力）が取り出される。
ＭＲセンサＭ3 からの出力（線Ｄ）の出力差Ｌが、差動
信号（Ｘ出力）として取り出される。Ｙ軸方向検出用の
ＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 についても同様であり、差動信号
（Ｙ出力）が取り出される。
【００４７】これら差動信号は地磁気ＨE の方位により
変化し、それぞれＨE ｓｉｎθ、Ｈ E ｃｏｓθに比例す
る。したがって、横軸に方位θをとって出力電位をプロ
ットすると、Ｘ出力及びＹ出力は図７に示すようなもの
となる。したがって、これらＸ出力及びＹ出力から、地
磁気に対する方位θを算出することができる。
変化し、それぞれＨE ｓｉｎθ、Ｈ E ｃｏｓθに比例す
る。したがって、横軸に方位θをとって出力電位をプロ
ットすると、Ｘ出力及びＹ出力は図７に示すようなもの
となる。したがって、これらＸ出力及びＹ出力から、地
磁気に対する方位θを算出することができる。
【００４８】すなわち、Ｘ出力とＹ出力の比Ｘ／Ｙは、
これら出力がＨE ｓｉｎθ、ＨE ｃｏｓθに比例するこ
とから、ｓｉｎθ／ｃｏｓθで表わすことができる。 Ｘ／Ｙ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ したがって、 θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ） （ただし、０≦θ≦１８０゜のときＸ≧０、１８０゜＜
θ＜３６０゜のときＸ＜０である。）
これら出力がＨE ｓｉｎθ、ＨE ｃｏｓθに比例するこ
とから、ｓｉｎθ／ｃｏｓθで表わすことができる。 Ｘ／Ｙ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ＝ｔａｎθ したがって、 θ＝ｔａｎ-1（Ｘ／Ｙ） （ただし、０≦θ≦１８０゜のときＸ≧０、１８０゜＜
θ＜３６０゜のときＸ＜０である。）
【００４９】以上によって地磁気ＨE の方位θを知るこ
とができるが、次に強磁性体コアＫ 1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ
4 による地磁気集束原理について説明する。
とができるが、次に強磁性体コアＫ 1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ
4 による地磁気集束原理について説明する。
【００５０】先ず、図８に、フェライト、パーマロイ等
からなる強磁性体コアＫが地磁気にどのような影響を与
えるのかを模式的に図示した。強磁性体は空気中に比べ
て磁気抵抗が小さいため、地磁気が吸い寄せられるよう
に曲げられ、強磁性体コアＫ中を通って再び外へ出る。
からなる強磁性体コアＫが地磁気にどのような影響を与
えるのかを模式的に図示した。強磁性体は空気中に比べ
て磁気抵抗が小さいため、地磁気が吸い寄せられるよう
に曲げられ、強磁性体コアＫ中を通って再び外へ出る。
【００５１】したがって、上記強磁性体コアＫは、地磁
気を集束し、大きな磁束密度に変換する。（実際は、地
磁気は強磁性体コアＫを磁化し、ギャップに大きな磁界
を発生する。） 図９は、円形の強磁性体コアＫを用いた場合に地磁気が
どのように各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に伝わ
るのかを示したものであり、各ＭＲセンサＭ1，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 に磁気信号として印加される地磁気の総量
は、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 から強磁性体
コアＫの中心を通る地磁気線ＨEOに垂直に引いた線の長
さに相当する。
気を集束し、大きな磁束密度に変換する。（実際は、地
磁気は強磁性体コアＫを磁化し、ギャップに大きな磁界
を発生する。） 図９は、円形の強磁性体コアＫを用いた場合に地磁気が
どのように各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 に伝わ
るのかを示したものであり、各ＭＲセンサＭ1，Ｍ2 ，
Ｍ3 ，Ｍ4 に磁気信号として印加される地磁気の総量
は、各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 から強磁性体
コアＫの中心を通る地磁気線ＨEOに垂直に引いた線の長
さに相当する。
【００５２】Ｘ軸方向検出用ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ3 に印
加される地磁気の総量：ｒｓｉｎθ Ｙ軸方向検出用ＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 に印加される地磁
気の総量：ｒｃｏｓθ したがって、これら地磁気の総量に基づいて出力される
地磁気方位センサ出力（Ｘ出力，Ｙ出力）より、先の計
算式に従って地磁気ＨE の方位θが算出される。
加される地磁気の総量：ｒｓｉｎθ Ｙ軸方向検出用ＭＲセンサＭ2 ，Ｍ4 に印加される地磁
気の総量：ｒｃｏｓθ したがって、これら地磁気の総量に基づいて出力される
地磁気方位センサ出力（Ｘ出力，Ｙ出力）より、先の計
算式に従って地磁気ＨE の方位θが算出される。
【００５３】図１０に示すように強磁性体コアＫが正方
形の場合も同様であり、強磁性体コアＫの中心点を回転
中心として９０゜回転させたときに対称となる形状であ
れば、いずれの場合にも同様の出力を得ることができ
る。
形の場合も同様であり、強磁性体コアＫの中心点を回転
中心として９０゜回転させたときに対称となる形状であ
れば、いずれの場合にも同様の出力を得ることができ
る。
【００５４】前述のように、励磁用コイルＣ1 ，Ｃ2 の
コアとして機能する強磁性体コアＫ 1 ，Ｋ2 を軟磁性体
（ソフト強磁性体）とし、地磁気の集束ホーンとして使
用すると、空心コイルやマグネットを使用したときに比
べて出力が大きくなり、感度が向上する。
コアとして機能する強磁性体コアＫ 1 ，Ｋ2 を軟磁性体
（ソフト強磁性体）とし、地磁気の集束ホーンとして使
用すると、空心コイルやマグネットを使用したときに比
べて出力が大きくなり、感度が向上する。
【００５５】さらに、上記地磁気方位センサにおいて
は、各強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3，Ｋ4 がギャップ
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内に非磁性材料であるガラス材
が充填されて連結された構造を有している。すなわち、
本発明においては、例えば下地基板上に各強磁性体コア
を所定のギャップをもって配設する必要がなく、周方向
に配列され地磁気を集束する複数の強磁性体コアＫ1 ，
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が所定の各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，
Ｇ3 ，Ｇ4 をもってガラス材で連結されたセンサ基板１
上の各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 位置にそれぞれ
ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2，Ｍ3 ，Ｍ4 が配されているの
で、非常に簡素且つ小型の形状に構成されている。した
がって、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 とＭＲセ
ンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 との相対的な位置精度が向
上して各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ 4 への正確な
バイアス磁界の印加が可能となって安定したＭＲ特性を
得ることが可能となり、地磁気が効率的にＭＲセンサＭ
1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 へ磁気信号として供給されて、高
出力が得られ、その方位が高精度に検出される。
は、各強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3，Ｋ4 がギャップ
Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 内に非磁性材料であるガラス材
が充填されて連結された構造を有している。すなわち、
本発明においては、例えば下地基板上に各強磁性体コア
を所定のギャップをもって配設する必要がなく、周方向
に配列され地磁気を集束する複数の強磁性体コアＫ1 ，
Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 が所定の各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，
Ｇ3 ，Ｇ4 をもってガラス材で連結されたセンサ基板１
上の各ギャップＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 位置にそれぞれ
ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2，Ｍ3 ，Ｍ4 が配されているの
で、非常に簡素且つ小型の形状に構成されている。した
がって、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 とＭＲセ
ンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 との相対的な位置精度が向
上して各ＭＲセンサＭ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ 4 への正確な
バイアス磁界の印加が可能となって安定したＭＲ特性を
得ることが可能となり、地磁気が効率的にＭＲセンサＭ
1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 へ磁気信号として供給されて、高
出力が得られ、その方位が高精度に検出される。
【００５６】以上、本発明を適用した実施例について説
明してきたが、本発明がこれら実施例に限定されるわけ
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で形状、材
質、寸法等、任意に変更することが可能である。
明してきたが、本発明がこれら実施例に限定されるわけ
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で形状、材
質、寸法等、任意に変更することが可能である。
【００５７】
【発明の効果】以上の説明からも明かなように、本発明
によれば、実用的な感度を有し、しかも小型且つ簡素な
形状をなし、組み立てが容易な地磁気方位センサを提供
することが可能である。
によれば、実用的な感度を有し、しかも小型且つ簡素な
形状をなし、組み立てが容易な地磁気方位センサを提供
することが可能である。
【図１】本発明を適用した地磁気方位センサの一構成例
を模式的に示す斜視図である。
を模式的に示す斜視図である。
【図２】原板上に溝部が形成された様子を模式的に示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】溝部が形成された原板の所定箇所に各孔部が形
成されて基体が作製された様子を模式的に示す斜視図で
ある。
成されて基体が作製された様子を模式的に示す斜視図で
ある。
【図４】基体上に非磁性膜が成膜され、この非磁性膜上
の所定箇所に各ＭＲセンサ及び各電極部が成膜された様
子を模式的に示す一部拡大斜視図である。
の所定箇所に各ＭＲセンサ及び各電極部が成膜された様
子を模式的に示す一部拡大斜視図である。
【図５】図１に示す地磁気方位センサの等価回路図であ
る。
る。
【図６】ＭＲセンサのＭＲ特性曲線を示す特性図であ
る。
る。
【図７】出力電圧と方位との関係を示す特性図である。
【図８】強磁性体コアによる地磁気の集束状態を示す模
式図である。
式図である。
【図９】円形コアを用いた場合に各ＭＲセンサのに印加
される地磁気の総量を示す模式図である。
される地磁気の総量を示す模式図である。
【図１０】正方形コアを用いた場合に各ＭＲセンサのに
印加される地磁気の総量を示す模式図である。
印加される地磁気の総量を示す模式図である。
【図１１】従来のフラックスゲート型の地磁気方位セン
サの一例を模式的に示す概略平面図である。
サの一例を模式的に示す概略平面図である。
【図１２】従来のＭＲ型の地磁気方位センサの一例を模
式的に示す概略平面図である。
式的に示す概略平面図である。
【図１３】図１２に示す地磁気方位センサの等価回路図
である。
である。
Ｍ1 ，Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 ＭＲセンサ Ｋ1 ，Ｋ2 ，Ｋ3 ，Ｋ4 強磁性体コア Ｇ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 ，Ｇ4 ギャップ Ｃ1 ，Ｃ2 励磁用コイル １ センサ基板 ２ 絶縁膜 ３ 空孔部 ４ａ〜４ｄ 電極 １１ 原板 １２ 溝部 ２１ 基体 ２２ 電極部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年８月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】次いで、所定組の各ＭＲセンサＭ1 ，
Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と所定数の電極部２２が形成された基
体２１を規定位置である図４中の一点鎖線Ａ，Ｂに沿っ
て切断した後、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 にそれぞれ巻線
を施すことにより励磁用コイルＣ 1 ，Ｃ2 を形成するこ
とにより、上記図１に示す如き構造を有する上記地磁気
方位センサが完成する。
Ｍ2 ，Ｍ3 ，Ｍ4 と所定数の電極部２２が形成された基
体２１を規定位置である図４中の一点鎖線Ａ，Ｂに沿っ
て切断した後、強磁性体コアＫ1 ，Ｋ2 にそれぞれ巻線
を施すことにより励磁用コイルＣ 1 ，Ｃ2 を形成するこ
とにより、上記図１に示す如き構造を有する上記地磁気
方位センサが完成する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (8)
- 【請求項１】 周方向に配列され地磁気を集束する複数
の強磁性体コアが所定のギャップをもって非磁性材料で
連結されてセンサ基板とされ、 磁気抵抗効果素子がこのセンサ基板上のギャップ位置に
当該ギャップにおける磁界方向に対して略直交するよう
に配されていることを特徴とする地磁気方位センサ。 - 【請求項２】 磁気抵抗効果素子が非磁性膜を介してセ
ンサ基板上に成膜されていることを特徴とする請求項１
記載の地磁気方位センサ。 - 【請求項３】 ギャップ内に充填された非磁性材料がガ
ラス材料であることを特徴とする請求項１記載の地磁気
方位センサ。 - 【請求項４】 非磁性膜がＳｉＯ2 よりなることを特徴
とする請求項２記載の地磁気方位センサ。 - 【請求項５】 略直交する少なくとも一対の磁気抵抗効
果素子を有することを特徴とする請求項１記載の地磁気
方位センサ。 - 【請求項６】 強磁性体コアが軟磁気特性を有する強磁
性体よりなることを特徴とする請求項１記載の地磁気方
位センサ。 - 【請求項７】 少なくとも１つの強磁性体コアに励磁用
コイルが巻回され、この励磁用コイルに電流を供給する
ことでギャップ内の磁気抵抗効果素子にバイアス磁界が
印加されることを特徴とする請求項１記載の地磁気方位
センサ。 - 【請求項８】 請求項１記載の地磁気方位センサを作製
するに際して、 強磁性体からなる原板の一主面にギャップとなる溝部を
形成し、この溝部内に非磁性材料を充填させて基体を作
製した後、 基体の溝が形成される主面と反対側の面を前記溝に到る
まで研削し、前記基体の一主面上の溝位置に磁気抵抗効
果素子を形成した後に、上記基体からセンサ基板毎に各
地磁気方位センサを切り出すことを特徴とする地磁気方
位センサの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119415A JPH07324935A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 地磁気方位センサ及びその製造方法 |
| US08/449,818 US5564194A (en) | 1994-05-31 | 1995-05-24 | Geomagnetic direction sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6119415A JPH07324935A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 地磁気方位センサ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324935A true JPH07324935A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14760906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6119415A Withdrawn JPH07324935A (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 地磁気方位センサ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5564194A (ja) |
| JP (1) | JPH07324935A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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