JPH08510060A - 磁束測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本装置は一平面内に置かれ且つ同じ磁化の優位方向を有する多数の磁気抵抗センサ素子（３）を有する磁界センサ（１）を具えている。磁界センサ（１）の近くに、前記センサ素子の優位方向と平行に延在し、且つ前記センサ素子の内部磁化の方向を反転するのに充分に強い磁化コイル内の磁界を発生するために、交互の様式で反対電流方向の電流パルスを磁化コイルへ供給するために配設された電流パルス発生器（15）へ接続されている磁化コイル（13）を設けられている。前記の装置のセンサ部分の寸法と重さとを最小限にするために、電気的絶縁材料で作られ、且つ基板の表面上に平行に延在している多数の導体トラックの部分により形成された一群の活性導体素子（23）を具えたほぼ螺旋形状電気導体トラック（21）を上に設けられた基板（19）を磁化コイル（13）が具えており、前記導体トラックを通って流る電流（25）が関連する群の活性導体素子全部において同じ方向を有している。磁界センサ（１）は、センサ素子（３）の平面が前記活性導体素子の平面とほぼ平行に延在し，且つ前記センサ素子の磁化の優位方向が前記活性導体素子の長手方向と垂直に延在するような位置に、前記群の活性導体素子（23）のすぐ近くにおいて基板（19）上に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 磁束測定装置 本発明は、一平面内に配設され且つ同じ磁化の優位方向を有する多数の磁気抵 抗センサ素子を有する少なくとも１個の磁界センサを具え、前記センサ素子は一 方側では電源回路へ及び他方側では信号処理回路へ接続されており、磁界センサ の範囲において補助磁界を発生するために配設されている磁化コイルが前記磁界 センサの付近に設けられている、磁界測定装置に関するものである。 この種の装置はドイツ国特許明細書DE-C-3442278号から既知である。既知の装 置における磁化コイルは、交互の様式で磁化コイルへ反対電流方向の電流パルス を印加するために配設されている電流パルス発生器へ接続されており、この装置 は各電流パルスがセンサ素子の磁化の優位方向と平行であり且つそのセンサ素子 の内部磁化の方向を反転するのに充分強い磁化コイル内の磁界を発生するような ものである。前記センサ素子の内部磁化は、測定を妨害する効果、例えば製造公 差により、及び温度変動によるドリフトにより生じる効果を除去するように反転 される。しかしながら、多くの場合に、この目的のために必要な磁化コイルが磁 界センサよりも何倍も大きく且つ重い構成要素であることが気に入らない。従っ て、既知の装置は少なくともその磁界センサを収容する部分が非常に小さく且つ 軽くなくてはならない応用には非常に適してはいない。そのような応用の一例は 乗物、例えば自動車における羅針儀である。その時この装置は地球磁界の方向を 決定するために働き、且つそのような車体はそれが局部的地球磁界への妨害効果 を有する多量の鉄を普通は含むので、磁界センサを車体の外側に取り付けること が望ましくなる。このセンサに対して適切な位置は、例えば乗物上に取り付けら れたアンテナの先端である。しかしながら、このセンサとそれに接続される磁化 コイルとはこの時極端に小さく且つ軽くなければならない。その時関連する回路 は乗物内に収容され得て、且つ従ってもっと大きく且つ重くてもよい。 磁化コイルが、既知の装置におけるよりも大幅に小さく且つ軽くなり得て、且 つその上、簡単に且つ安価に大量に製造され得る、前述の種類の装置を提供する ことが、本発明の目的である。これを達成するために、本発明による装置は、磁 化コイルが、電気的絶縁材料で作られ、且つ少なくとも一群の活性導体素子を具 えている少なくとも１個のほぼ螺旋形状の電気導体トラックを上に設けられた基 板を具え、前記の群は前記基板の表面上に平行に延在している多数の導体トラッ クの部分により形成され、前記導体トラックを通って流れる電流が前記の群の全 部の活性導体素子で同じ方向を有し、前記磁界センサは、少なくとも一群の活性 導体素子のすぐ付近において、前記センサ素子の平面が前記活性導体素子の平面 とほぼ平行に延在し且つ前記センサ素子の磁化の優位方向が前記活性導体素子の 長手方向と垂直に延在するような位置において、基板上に取り付けられることを 特徴としている。前記の導体トラックは、本質的に既知である技術、例えば印刷 回路板の製造又は薄膜又は薄膜回路の製造のために用いられる技術によって、基 板上に設けられ得る。これらの技術は非常に小さく且つ軽い構成要素を製造する のに非常に適し、非常に小さく且つ軽い構成要素の製作を考慮している。電流の 印加に際してその活性導体素子により発生される磁界は、これらの素子の長手方 向を横切って向けられるので、それはセンサ素子の優位方向と平行に延在する。 本発明による装置の好適な実施例は、前記の基板は前記センサ素子を電源回路 と信号処理回路とへ接続するための接続導体を構成する多数の別の電気導体トラ ックも具えていることを特徴としている。この実施例においては、関連する回路 へのセンサ素子の接続により難題で困らせられる問題は、センサの体積と重さと を大幅に増大することなく解決される。 センサ素子の範囲において磁化コイルにより発生される磁界は、使用される磁 界センサの種類に依存する少なくとも最小値を有さねばならない。Philips type KMZ IOAの磁界センサに対しては、例えばこの最小値は3kA/mに達する（Philips Technical Publication 268の第16頁参照）。磁界センサの寸法が非常に小さい ので、このセンサのすぐ近くにおいて一平面内に隣接して配設され得る活性導体 素子の数は比較的小さい。発生される磁界の最小値を超過するために、この導体 トラックを通る比較的大きい電流がこの時必要となり、例えば1.2Aとなる。この 電流強度は、少なくとも２個の導体トラックが基板上に設けられ、各トラックが 少なくとも一群の活性導体素子を具えており、異なる導体トラックと関連する対 応する群の活性導体素子は、それらのすぐ付近に取り付けられた磁界センサのセ ンサ素子の平面の同じ側へ置かれた相互に平行な平面内に延在していることを特 徴としている本発明による装置の別の好適な実施例において低減され得る。この 実施例においては、前記基板は、例えば多層印刷回路板であってもよく、且つ磁 界センサの付近における活性導体素子の数はその時前記基板上の導体トラックの 数に比例している。それ故に、その導体トラック内に必要な電流強度はこの数に 逆比例する。 別の改善は、可撓性箔の主表面の少なくとも一方上に導体トラックを設けられ た第１部分であって、前記導体トラックが２群の活性導体素子を具えている第１ 部分と、可撓性箔の主表面の少なくとも一方上に接続導体を支持する第２部分と を具えた可撓性箔により基板が形成され、前記磁界センサが２個の前記の群の活 性導体素子の一方のすぐ近くにおいて前記箔の第１部分上に取り付けられ、少な くとも前記箔の第１部分は、前記第２群も前記磁界センサのすぐ近くに置かれる ように前記磁界センサの周りに折り畳まれ、且つ全く同一の導体トラックの２群 の活性導体素子が、２群のうちの一方の群の活性導体素子内の導体トラックを通 って流れる電流の方向が他方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れ る電流の方向と対抗するように、前記磁界センサと関連するセンサ素子の平面の 両側へ延在することを特徴とする実施例により達成され得る。この実施例におい ては磁界センサの付近における活性導体素子の数は、先の種類の同等の実施例に おける導体素子の数の二倍である。一般的に言えば、可撓性箔の重さもまた固い 基板の重さよりも大幅に小さく、且つ体積はその箔を折り畳むことにより大幅に 低減され得る。 前述の種類の磁界センサは前記センサ素子の磁化の優位方向を横切って向けら れた磁界成分に感じ易い。磁気羅針儀に対しては、２個又は３個の相互に垂直な 方向において地球磁界を測定することが一般に望ましい。それ故に、本発明によ る装置の別の実施例は、前記の装置が２個又は３個の基板を具え、各基板上にそ れぞれの磁界センサを取り付けられ、これらの磁界センサはそれらの磁界センサ のセンサ素子の優位方向が相互に垂直な方向に延在するように相互に対して向け られることを特徴としている。 後者の実施例においては、それぞれの基板が各磁界センサに対して設けられて いる。２個の相互に垂直な方向における磁界の測定のために、この装置のセンサ 部分の別の低減が、可撓性箔の主表面の少なくとも一方上に、ほぼ長方形の螺旋 のように延在し且つ４群の活性導体素子を具えた導体トラックを支持する第１部 分を具える可撓性箔により基板が形成され、第１及び第２群は長方形の隣接する 第１及び第２辺の近くに置かれ、第３及び第４群は長方形の第３及び第４辺の近 くに置かれており、第３及び第４辺はそれぞれ第１及び第２辺と対向して置かれ て、各群内の導体素子は前記長方形の関連する辺と平行に延在し、前記可撓性箔 はそれの主表面の少なくとも一方上に接続導体を支持する第２部分をも具えてお り、第１及び第２磁界センサはそれぞれ第１及び第４群の活性導体素子のすぐ近 くにおいて箔上に取り付けられており、前記箔の少なくとも第１部分は、第２群 の活性導体が第１磁界センサのすぐ近くに置かれ、且つ第３群の活性導体が第２ 磁界センサのすぐ近くに置かれるように、前記長方形の対角線に沿って磁界セン サの周りで折り畳まれて、同じ磁界センサの近くに置かれている全く同一の導体 トラックの２群の活性導体素子がその時、２群のうちの一方の群の活性導体素子 内の導体トラックを通って流れる電流の方向が、他方の群の活性導体素子内の導 体トラックを通って流れる電流の方向と対向するように、関連する磁界センサと 関連するセンサ素子の平面の両側に延在することを特徴とする実施例を用いるこ とにより達成され得る。この実施例においては、１個の基板のみが２個の磁界セ ンサのために必要である。 相互に垂直な方向で敏感である３個の磁界センサのために、単一の基板のみを 使用することが可能であることも見出された。これは、可撓性箔の主表面の少な くとも一方上に、ほぼ長方形の螺旋のように延在し且つ６群の活性導体素子を具 えている導体トラックを支持する第１部分を具えている可撓性箔により基板が形 成されていることを特徴とする一実施例において可能であり、第１及び第２群は 長方形の対向して置かれている第１及び第３辺の対向して置かれた点の近くに置 かれており、第３及び第４群も長方形の第１及び第３辺の対向して置かれた点の 近くに置かれているが、第５及び第６群は第１辺と平行に延在する長方形の第１ 中心線に対してそれらが対称であるように前記長方形の第４辺の近くに置かれて おり、それらの群の各々内の導体素子は前記長方形の関連する辺と平行に延在し ており、前記可撓性箔はそれの主表面の少なくとも一方上に接続導体を支持する 第２部分も具えており、第１、第２及び第３磁界センサはそれぞれ第１，第３及 び第５群の活性導体素子のすぐ近くにおいて前記箔上に取り付けられて、前記箔 のうち少なくとも第１部分は、第２群の活性導体素子が第１磁界センサのすぐ近 くに置かれ、第４群の活性導体素子は第２磁界センサのすぐ近くに置かれ、且つ 第６群の活性導体素子が第３磁界センサのすぐ近くに置かれるように、前記長方 形の第１中心線に沿ってそれらの磁界センサの周りで折り畳まれており、それで 同じ磁界センサの近くに置かれている全く同一の導体トラックの双方の群の活性 導体素子は、それら２群のうちの一方の群の活性導体素子内の導体トラックを通 って流れる電流の方向が、他方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流 れる電流の方向と反対になるように、関連する磁界センサと関連するセンサ素子 の平面の両側に延在しており、従って前記箔は第１中心線と垂直に延在する前記 長方形の第２中心線に沿って90°の角だけ折り畳まれるので、第２磁界センサの センサ素子の平面は第１及び第３磁界センサのセンサ素子の平面と垂直に延在す る。 図面を参照して、以下に、本発明のこれらの及びその他の態様を詳細に説明し よう。 図１は本発明による装置に使用するのに適した種類の磁界センサの平面図であ る。 図２は本発明による装置の一実施例のブロック線図を示している。 図３は本発明の原理を図解している。 図４は磁界センサと磁化コイルとを有するセンサ部分の一実施例の平面図であ る。 図５は図４に示した３個のセンサ部分が用いられる本発明による装置の一部の 斜視図である。 図６は共通基板上に取り付けられた磁化コイルを有する２個の磁界センサを具 えている一実施例の平面図である。 図７は図６に示されたようなセンサ部分が配設された保持器を具えている、本 発明による装置の一部の斜視図である。 図８は共通基板上に取り付けられた磁化コイルを有する３個の磁界センサを具 えている一実施例の平面図である。 図９は図８に示されたようなセンサ部分が配設された保持器を具えている、本 発明による装置の一部の斜視図である。 図１は本質的に既知であり且つ磁気抵抗効果を使用する磁界センサ１を示して いる。これは電流輸送磁気材料の電気抵抗が外部磁界の存在で変化すると言う現 象である。この変化は電流方向に対する磁化の回転により生じる。例えば、パー マロイ（20％鉄及び80％ニッケルを含む強磁性合金）の場合には、（電流方向に 垂直に延在する外部磁界により起こされる）90°にわたる磁化の回転が２〜３％ の抵抗変化に導く。図示の磁界センサ（Philips type KMZ 10）においては、４ 個の磁気抵抗センサ素子３が珪素基板２上に設けられている。これらのセンサ素 子３の各々がストリップの長手方向に、すなわち矢印５の方向に平行に延在する 磁化の優位方向を有するパーマロイの蛇行状ストリップにより形成されている。 それらのセンサ素子３の端部はそれらがホイートストンブリッジの４個の分枝を 形成するように相互接続されている。このブリッジの不平衡の度合いは、センサ 素子３の平面内で且つそのセンサ素子を通って流れる電流の方向と垂直な磁界の 強度の変動の尺度として用いられ得る。センサ素子３により形成されたこのブリ ッジ回路が、接続点７を介して、一方側で電源回路へ、他方側で信号処理回路へ 接続され得る。 図２は、図１に示された種類の磁界センサを使用する磁界測定装置の一実施例 のブロック線図を示している。センサ素子３により形成されたブリッジ回路が一 方側で（この場合には電池である）電源回路９へ、他方側で信号処理回路11へ接 続されている。例えば引用されたPhilips Technical Publication 268に、適切 な信号処理回路の例が記載されている。この引用された刊行物に及びドイツ国特 許明細書第DE-C-3442278号にもまた、オフセット効果の除去のために、センサ素 子３が磁化コイル13により発生される磁界を受けるように磁界センサを配設する ことが望ましいことも述べられている。磁化コイル13は交互の様式で磁化コイル 13へ反対電流方向の電流パルスを供給するために配設されている電流パルス発生 器15へ接続されているので、交互に対向して向けられた磁界が磁化コイル内に発 生される。磁化コイル13はこのコイル内に発生された磁界がセンサ素子３の磁化 の優位方向５に平行に延在するように配設されている。磁化コイル13と電流パル ス発生器15により供給される電流強度との特性は、発生される磁界がセンサ素子 の内部磁化の方向を反転するのに充分強いように選択される。磁化コイル13と関 連して、磁界センサがこの装置のセンサ部分17を構成している。 図３は本発明による装置のためのセンサ部分17の構成原理を示している。磁化 コイル13は、電気的絶縁材料で作られ且つ導体トラック21が上に設けられている 基板19を具えている。この基板19は固い材料（例えば、エポキシ又は酸化アルミ ニウム）で又は可撓性材料（例えば、カプトン箔）で作られてもよい。導体トラ ック21は適当な導電性材料、例えば銅又はアルミニウムから成っている。印刷回 路板又はフイルム回路の製造のために本質的に既知である技術が、基板19上の導 体トラック21の形成のために用いられ得る。図３では部分的にだけ見える導体ト ラック21は、基板19の主表面上に螺旋としてほぼ延在している。この表面上に平 行に延在する多数の導体トラック21の部分は、図では破線により囲まれ、且つ参 照符号23により示される一群の活性導体素子を構成している。導体トラック21を 通って流れる電流25は、群23の全部の活性導体素子において同じ方向を有してい る。磁界センサ１は、例えば適当な接着剤によって、前記の群の活性導体素子23 の範囲で基板19上へ取り付けられる。磁界センサ１の位置は、センサ素子３の平 面が活性導体素子の平面と平行に延在し、且つセンサ素子の磁化の優位方向５が 活性導体素子の長手方向に垂直に延在するように選択される。この配置の結果と して、電流25がセンサ素子３の範囲において前記の優位方向５に向けられる磁界 を生じる。各電流パルス25に対してこの磁界の方向は先の電流パルスに対する方 向と対向するので、センサ素子３の材料の内部磁化は各電流パルスに応答して反 転される。しかしながら、この点において満たされるべき条件は、発生される磁 界が充分に強く、例えば少なくとも３kA/mでなければならないことにある。この 目的のために設けられる導体トラック21において必要な電流強度を低減するため に、種々の解答が見出された。第１解答は各層上に導体トラック21を有する多層 基板の使用にあり、全導体トラックが同じパターン、例えば図３に示されたパタ ーンに従って延在する。この時各導体トラック21は一群の活性導体素子23を具え て、これらの群はセンサ素子３の平面の同じ側と相互に平行な平面内に配設され る。かくして活性導体素子の数はｎ個の導体トラックが存在する場合にｎ倍に増 加する。かくして、磁界センサ１の範囲において所定の強度の磁界を発生するた めに、導体トラック当たりでｎ倍小さい電流強度で充分である。 前記の群の活性導体素子23を具えている前記の導体トラック21に加えて、別の 電気導体トラック26が基板19上に設けられている。この別の導体トラックは、セ ンサ素子３を電源回路９と信号処理回路11とへ接続するためになかんずく働き得 る（図２）接続導体を構成する。この目的のために、関連する接続導体26は、例 えば結合導線27を介して、接続点７へ接続される。幾つかの接続導体26は導体ト ラック21へも接続されてもよい。簡単化のために、図３はこれらの接続は示して ない。図示の例では、導体トラック21は基板19の第１部分29上に設けられ、接続 トラック26は基板の第２部分31上に設けられている。望むならば、小さい電子構 成要素（例えば、スイッチングトランジスタ、安定化コンデンサ又は集積回路） も基板19上に（図示しないが）設けられ得る。 図４は図３を参照して説明された原理に従って動作するセンサ部分17の一実施 例を示し、基板19の第１部分29とその上に設けられた導体トラック21とを全体と して見えるようにするために、この部分は低減された尺度で示されている。この 実施例の基板19は可撓性箔により形成されている。この基板の第１部分29上に設 けられた導体トラック21は、対称線33に対して対称に置かれた２群の活性導体素 子23を具えている。この導体トラック21の螺旋形形状は２群内の活性導体素子23 が互いに平行に延在し且つ１個の群における電流方向25が対向する群における電 流方向25′と反対になるように選択される。磁界センサ１は第１群の活性導体素 子23の範囲において基板19の第１部分29上に取り付けられるので、図３を参照し て記載された方法で導体トラック21へ電流が与えられた場合には、磁界センサは センサ素子３の優位方向に平行に向けられた磁界を受ける。磁界センサ１の接続 点７は箔19の第２部分31上の接続導体26の幾つかへ、図３を参照して記載された 方法で接続される。導体トラック21は２個の他の接続導体26へ接続される。この 目的のために、導体トラック21の第１端部37は直接一番左側の接続導体26に変化 する。第２端部39は、一番右側の接続導体26と接触している金属化された開口43 へ、基板19の第１部分29内の金属化された開口41と（図示されない）基板の後部 上の別の導体トラックとを介して接続される。 図４に示された実施例は、導体トラック21内の電流強度を低減する問題に対す る第２解答に適している。この目的のために、箔19の第１部分29は矢印35により 指示されたように対称線33に沿って二重に折り畳まれる。その結果、第２群の活 性導体素子23は磁界センサ１の頂部へ、すなわち第１群と比較されるセンサ素子 ３の平面の他の側へ置かれる。かくして介在する磁界センサ１と関連して２個の 群23がサンドイッチ構造を構成する。２群の活性導体素子23における電流方向25 及び25′が反対にされるので、活性導体素子がセンサ素子３の範囲において同じ 方向に磁界を発生する。それ故に、２個の群23の効果は単一群の効果の二倍に達 するので、導体トラック21内の電流強度は半減され得る。明らかに、望まれるな らこの工程は図３を参照して記載されたように基板19の異なる層においてもっと 多くの導体トラック21の準備と組み合わされ得る。対称線33に沿った箔19の折り 畳みの別の利点は、センサ部分17の寸法がかくして更に低減されることにある。 図４に示された実施例においては、導体トラック21が長方形（特に正方形）螺 旋として形成されている。しかしながら、この形は絶対に必要ではない。２群の 活性導体素子23が対称線33に対して対称に配設されること、及びこれらの群内の 導体素子が平行に延在することが単に必要である。２群の活性導体素子23を（図 ４における左と右とにおいて）相互接続する導体トラック21の部分が、任意の経 過、例えば半円の形での経過を取ってもよい。 図５はセンサ部分の各々が図４を参照して記載されたように構成された３個の センサ部分17の組み合わせの斜視図である。長方形の平行六面体のように形成さ れた保持器45内に、箔19の第１部分29により囲まれた磁界センサ１と一緒に、各 センサ部分17が配設されている。（図５には示されていない接続導体26を支持す る）箔の第２部分31が保持器45から突出している。３個の保持器45が、３個の磁 界センサ１のセンサ素子３の磁化の優位方向が相互に垂直な方向に延在するよう に、相互に接続されている。それ故に、３個の磁界センサ１は相互に垂直な磁界 に敏感である。その結果、この組み合わせは地球磁界の３個の相互に垂直な成分 が検出されねばならない羅針儀における使用に特に適している。明らかに、２個 の相互に垂直な成分のみが検出される必要のある場合は、それに含まれる２個の 磁界センサのセンサ素子の優位方向が相互に垂直に延在するように取り付けられ た２個のセンサ部分17のみを具えることで、その組み合わせに対して充分である 。図５に示された実施例においては、３個の保持器45が３個の磁界センサ１のセ ンサ素子３の平面が相互に垂直に延在するように配設されている。明らかに、３ 個の磁界センサのうちの２個が平行に相互に配設もされ、且つそれらのセンサ素 子の優位方向が互いに垂直に延在するように向けられ得る。しかしながら、図示 の実施例は図４と一致して３個のセンサ部分17が用いられる場合に得られるべき 最もコンパクトな態様である。 単一基板上に１個より多い磁界センサを設けることにより体積が更に低減され る。図６は再び電気的絶縁材料の可撓性箔から成る１個の基板19上に２個の磁界 センサを具えている一実施例を示している。この箔の第１部分29の主表面の一方 上に再び導体トラック21を設けられ、それの外形のみが図に示されている。この 外形は第１辺47、第２辺49、第３辺51及び第４辺53を有する長方形（この場合に は正方形）として形成されている。第１辺47と第２辺49とは互いに隣接し、第３ 辺51は第１辺と対向して置かれており、第４辺53は第２辺と対向して置かれてい る。導体トラック21が前述の外形を追従する長方形螺旋を形成している。それは それぞれ第１辺47、第２辺49、第３辺51及び第４辺53の近くに置かれている第１ 群の活性導体素子55、第２群の活性導体素子57，第３群の活性導体素子59及び第 ４群の活性導体素子61を具えている。これらの群の各々内の活性導体素子はその 長方形の関連する辺と平行に延在している。第１群の活性導体素子55の範囲にお いては、第１磁界センサ63が箔19上に取り付けられているのに対して、第４群61 の範囲においては、第２磁界センサ65がその箔上に取り付けられている。関連す る群の活性導体に対するこれらの磁界センサの方向は図３及び４におけるのと同 じである。導体トラック21を通って流れる電流は時計方向又は反時計方向に長方 形の辺を追従するので、対向して置かれた群の活性導体素子における電流方向は 常に反対である。 箔19の第２部分31の主表面の一方上には再び、図５を参照して記載された方法 で、磁界センサ63，65と導体トラック21とへ接続される（図６には示されていな い）接続導体を設けられている。これらのセンサと接続導体との間の接続を可能 な限り短く維持するために、箔19の第２部分31はなるべく長方形の第１辺47と第 ４辺53とに隣接するほうがよい。 箔19の第１部分29は、第２群の活性導体57が第１磁界センサ63の上に置かれ、 第３群59が第２磁界センサ65の上に置かれるように、長方形の対角線67に沿って 折り畳まれる。かくして各磁界センサ63，65はセンサ素子の平面と平行な２平面 内に延在する２群の活性導体素子の間に置かれる。２群の活性導体内の電流方向 は反対であり、これら２群が関連する磁界センサと一緒に、図４を参照して記載 されたのと同じ特性を有するサンドイッチ構造を構成する。 長方形の辺47，53に対する２個の磁界センサ63，65の方向によって、これらの センサのセンサ素子の磁化の優位方向は相互に垂直に延在するので、それらは相 互に垂直な磁界に敏感である。それ故に、前述の組み合わせは、例えば地球磁界 の二つの相互に垂直な成分を検出するのに非常に良く適しているので、それは磁 気羅針儀に好都合に用いられ得る。この目的のために、箔19の第１部分29は、図 ７に示されたような保持器71内に、例えば第１部分上に取り付けられた第１磁界 センサ63と第２磁界センサ65と一緒に配設されてもよい。箔の第２部分31は保持 器71から突出している。この保持器71は非常に小さく且つ軽くてもよく、例えば 数mm³の体積と数グラムの重さとを有してもよい。その結果、それは例えば乗物 上に取り付けられるアンテナの先端において、乗物の本体の外側に取り付けるの に非常に適している。その時、接続導体26は乗物内に収容された電源回路９と信 号処理回路11とへ、アンテナに沿って延在するケーブルを介して接続され得る。 図８及び９は図６及び７に示された実施例に関連してはいるが、３個の相互に 垂直な磁界、例えば地球磁界の三つの成分の検出に適している一実施例を示して いる。図８は、図６に示された箔と極めて似ている、第１部分29と第２部分31と を有する箔19を示している。第１部分29上に、図６におけるのとほぼ同じように 螺旋状に延在する導体トラック21に第１辺47、第２辺49、第３辺51及び第４辺53 を有する長方形の外形を与えられる。長方形の対向して置かれた辺の近くに延在 する導体トラック21の部分における電流方向は再び反対である。導体トラック21 は、６群の活性導体素子、すなわち長方形の第１辺47と第３辺51との対向して置 かれた点の近くに置かれた第１群73と第２群75、第１辺と第３辺との対向して置 かれた点の近くに置かれた第３群77と第４群79、及び第４辺53の近くで、第１辺 と平行に延在している第１中心線85に対して対称に置かれた第５群81と第６群83 を具えている。長方形の中心線はその長方形を２個の同じ長方形に分割する線で ある。第１群73、第３群77及び第５群81の範囲において、それぞれ第１磁界セン サ87、第２磁界センサ89及び第３磁界センサ99が箔19上に取り付けられ、それら の活性導体素子に対する磁界センサの方向は先の図面に示された磁界センサの方 向に対応している。 箔19の第１部分29は続いて第２群の活性導体素子75が第１磁界センサ87の上に 置かれ、第４群79が第２磁界センサ89の上に置かれ、且つ第６群83が第３磁界セ ンサ91の上に置かれるように、第１中心線85に沿って折り畳まれる。折り畳みの 方法は矢印93により示されている。それで，これらの群は、それぞれの磁界セン サと関連して、先の図面を参照して記載された特性を有するサンドイッチ構造を 構成する。続いて、箔19の第１部分29が矢印97により示されるように第２中心線 95に沿って90°だけ折り畳まれる。第２中心線95は第１中心線85に垂直に延在し て、最後の折り畳み動作の後には、第２磁界センサ89のセンサ素子の平面が第１ 磁界センサ87と第３磁界センサ91とのセンサ素子の平面と垂直に延在している。 ３個の磁界センサ87，89及び91の方向はこの時それらが３個の相互に垂直な磁界 に敏感なようなものになる。それ故に、かくして形成された組立品は地球磁界の ３成分を検出するように企図された磁気羅針儀に使用するのに特に適している。 図９は、接続導体を有する第２部分31が保持器から突出するように、前述の方 法で折り畳まれた箔19の第１部分29が収容される保持器99を示している。この保 持器99の寸法及び重さは図７に示された保持器の寸法及び重さよりも少しだけ大 きいだけである。 すでに述べたように、センサ部分の小さい寸法のせいで、記載された装置は乗 物、例えば自動車、ボート又は飛行機用の磁気羅針儀に使用するのに特に適して いる。他の実用可能な応用は、例えば時計内に組み込まれる羅針儀（特に二つの 磁界成分に敏感である図７の変形）、あるいはスポーツ又は自動車アクセサリー として企図される内蔵式羅針儀にある。別の実用可能な応用は、高分解能映像モ ニタ及び交通制御システム（例えば、路面に埋め込まれたセンサ）のための地球 磁界補償制御である。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 長手方向と垂直に延在するような位置に、前記群の活性 導体素子（23）のすぐ近くにおいて基板（19）上に取り 付けられている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．一平面内に配設され且つ同じ磁化の優位方向を有する多数の磁気抵抗センサ 素子（３）を有する少なくとも１個の磁界センサ（１）を具え、前記センサ素子 は一方側では電源回路（９）へ及び他方側では信号処理回路（11）へ接続されて おり、磁界センサの範囲において補助磁界を発生するために配設されている磁化 コイル（13）が前記磁界センサの付近に設けられている磁界測定装置において、 磁化コイル（13）が、電気的絶縁材料で作られ、且つ少なくとも一群の活性 導体素子（23）を具えている少なくとも１個のほぼ螺旋形状の電気導体トラック （21）を上に設けられた基板（19）を具え、前記の群は前記基板の表面上に平行 に延在している多数の導体トラックの部分により形成され、前記導体トラックを 通って流れる電流（25）が前記の群の全部の活性導体素子で同じ方向を有し、前 記磁界センサ（１）は、少なくとも一群の活性導体素子のすぐ付近において、前 記センサ素子（３）の平面が前記活性導体素子の平面とほぼ平行に延在し、且つ 前記センサ素子の磁化の優位方向が前記活性導体素子の長手方向と垂直に延在す るような位置において、基板上に取り付けられることを特徴とする磁界測定装置 。 ２．請求項１記載の磁界測定装置において、前記の基板（19）は前記センサ素子 （３）を電源回路（９）と信号処理回路（11）とへ接続するための接続導体を構 成する多数の別の電気導体トラック（26）も具えていることを特徴とする磁界測 定装置。 ３．請求項１又は２記載の磁界測定装置において、少なくとも２個の導体トラッ ク（21）が基板（19）上に設けられ、各トラックが少なくとも一群の活性導体素 子（23）を具えており、異なる導体トラックと関連する対応する群の活性導体素 子は、それらのすぐ近くに取り付けられた磁界センサ（１）のセンサ素子（３） の平面の同じ側へ置かれた相互に平行な平面内に延在していることを特徴とする 磁界測定装置。 ４．請求項１〜３のいずれか１項記載の磁界測定装置において、箔の主表面の少 なくとも一方上に導体トラック（21）を設けられ、該導体トラックが２群の活性 導体素子（23）を具えている第１部分（29）と、箔の主表面の少なくとも一方上 に接続導体（26）を支持する第２部分（31）とを具えている可撓性箔により基板 （19）が形成され、前記磁界センサ（１）は２個の前記群の活性導体素子の一方 のすぐ近くにおいて前記箔の前記第１部分上に取り付けられており、少なくとも 前記箔の前記第１部分は、前記第２群も磁界センサのすぐ近くに置かれるように 前記磁界センサ周りに折り畳まれ、且つ全く同一の導体トラックの２群の活性導 体素子が、２群のうちの一方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れ る電流の方向（25）が他方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れる 電流の方向（25′）と対抗するように、前記磁界センサと関連するセンサ素子（ ３）の平面の両側へ延在することを特徴とする磁界測定装置。 ５．請求項１〜４のいずれか１項記載の磁界測定装置において、前記の装置が２ 個又は３個の基板（19）を具え、それらの各基板上にはそれぞれの磁界センサ（ １）を取り付けられており、それらの磁界センサはそれらの磁界センサのセンサ 素子（３）の優位方向が相互に垂直な方向に延在するように、相互に対して向け られていることを特徴とする磁界測定装置。 ６．請求項１〜３のいずれか１項記載の磁界測定装置において、可撓性箔の主表 面の少なくとも一方上に、ほぼ長方形螺旋のように延在し、且つ４群の活性導体 素子を具えた導体トラック（21）を支持する第１部分（29）を具えている可撓性 箔により前記基板（19）が形成され、第１及び第２群（55，57）は長方形の隣接 する第１及び第２辺（47，49）の近くに置かれ、第３及び第４群（59，61）は長 方形の第３及び第４辺（51，53）の近くに置かれており、第３及び第 ４辺はそ れぞれ第１及び第２辺と対向して置かれ、各群内の導体素子は長方形の関連する 辺と平行に延在し、前記可撓性箔はそれの主表面の少なくとも一方上に接続導体 （26）を支持する第２部分（31）をも具えており、第１及び第２磁界センサ（63 ，65）はそれぞれ第１及び第４群の活性導体素子のすぐ近くにおいて前記可撓性 箔上に取り付けられて、前記箔の少なくとも第１部分は、第２群の活性導体（57 ）が第１磁界センサ（63）のすぐ近くに置かれ且つ第３群 の活性導体（59）が第２磁界センサ（65）のすぐ近くに置かれるように、前記長 方形の対角線（67）に沿って磁界センサの周りに折り畳まれており、その時同じ 磁界センサの近くに置かれた全く同一の導体トラックの２群の活性導体素子が、 ２群のうちの一方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れる電流の方 向が他方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れる電流の方向と対抗 するように、関連する磁界センサと関連するセンサ素子（３）の平面の両側へ延 びることを特徴とする磁界測定装置。 ７．請求項１〜３のいずれか１項記載の磁界測定装置において、可撓性箔の主表 面の少なくとも一方上に、ほぼ長方形螺旋のように延在し、且つ６群の活性導体 素子を具えた導体トラック（21）を支持する第１部分（29）を具えている可撓性 箔により前記基板（19）が形成され、第１及び第２群（73，75）は長方形の対向 して置かれた第１及び第３辺（47，51）の対向して置かれた点の近くに置かれ、 第３及び第４群（77，79）も長方形の第１及び第３辺の対向して置かれた点の近 くに置かれているが、第５及び第６群（81，83）は第１辺（47）と平行に延在す る長方形の第１中心線（85）に対してそれらが対称であるように前記長方形の第 ４辺（53）の近くに置かれており、それらの群の各々内の導体素子は前記長方形 の関連する辺と平行に延在しており、前記可撓性箔はそれの主表面の少なくとも 一方上に接続導体（26）を支持する第２部分（31）も具えており、第１、第２及 び第３磁界センサ（87，89，91）はそれぞれ第１，第３及び第５群の活性導体素 子（73，77，81）のすぐ近くにおいて前記箔上に取り付けられて、前記箔のうち 少なくとも第１部分（29）は、第２群の活性導体素子（75）が第１磁界センサ（ 87）のすぐ近くに置かれて、第４群の活性導体素子（79）は第２磁界センサ（89 ）のすぐ近くに置かれ、且つ第６群の活性導体素子（83）が第３磁界センサ（91 ）のすぐ近くに置かれるように、前記長方形の第１中心線（85）に沿ってそれら の磁界センサの周りで折り畳まれており、それで同じ磁界センサの近くに置かれ ている全く同一の導体トラックの双方の群の活性導体素子は、それら２群のうち の一方の群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れる電流の方向が他方の 群の活性導体素子内の導体トラックを通って流れる電流の方向と反対になるよう に、関連する磁界センサと関連す るセンサ素子（３）の平面の両側に延在しており、続いて前記箔は第１中心線（ 85）と垂直に延在する前記長方形の第２中心線（95）に沿って90°の角だけ折り 畳まれるので、第２磁界センサ（89）のセンサ素子の平面は第１及び第３磁界セ ンサ（87，91）のセンサ素子の平面と垂直に延在することを特徴とする磁界測定 装置。