KR100438059B1

KR100438059B1 - 면형 자기센서 및 다차원 자장해석용 면형 자기센서

Info

Publication number: KR100438059B1
Application number: KR10-2001-0043849A
Authority: KR
Inventors: 혼다시게오; 야마네히데유끼; 에노끼요시미; 와가따시게끼
Original assignee: 가부시키가이샤 데루타 쓰-링
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2004-07-02
Also published as: EP1174724A2; KR20020008782A; CN1194230C; US6583620B2; TW514745B; CN1335515A; US20020030490A1; JP2002040117A

Abstract

(과제) 광범위하게 걸친 자장 강도를 단시간에 측정한다.

(해결수단) 본 발명의 면형 자기센서 (10) 는 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에, 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자장저항효과막으로 이루어진 감지층 (11) 및, 상기 자기저항 효과막의 각 면에 적층됨과 동시에, 각 면방향을 따라 소정간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막 (12a, 13a) 으로 이루어진 도체층 (12, 13) 을 포함하여 구성된다. 일측의 도체층 (12) 을 구성하는 각 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 각 선형 도체막 (13a) 은 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계로 되도록 배치되어 있다.

Description

면형 자기센서 및 다차원 자장해석용 면형 자기센서{PLANE MAGNETIC SENSOR AND PLANE MAGNETIC SENSOR FOR MULTIDIMENSIONAL MAGNETIC FIELD ANALYSIS}

본 발명은 자장을 측정할 때에 사용되는 자기센서에 관한 것으로, 특히 자장을 광범위하게 걸쳐 측정하는 데에 적합한 면형 자기센서 및 다차원 자장해석용 면형 자기센서에 관한 것이다.

측정대상물 (예컨대, 영구자석, 자석이 내장된 전기기기 등) 주위에 어떤 자장이 발생하고 있는지를 측정함에 있어서는, 종래 자속계나 가우스 미터 등을 사용하며 홀 소자 등의 센서를 측정대상물 주위의 소정의 측정점에 위치결정하여 수동으로 이 측정점을 변경하면서 측정하고 있다. 그리고, 이 가우스 미터 등으로 측정된 자속밀도를 측정점마다 플로팅해감으로써 측정대상물 주위에 발생하고 있는 자장 상태를 시각적으로 인식할 수 있도록 처리하고 있다

그러나, 상기한 종래의 자장측정수단은 하나의 센서를 미리 정한 측정점마다 움직이게 할 필요가 있어 측정하는 데에 시간이 걸린다. 그래서, 측정대상물주위의 자장 변화를 실시간으로 측정하는 데에는 적합하지 않다. 또, 측정점 변경을 수동으로 하는 수단의 경우에는 각 측정점에서의 위치맞춤이 용이하지 않다. 한편, 이러한 문제점을 해결함에 있어서, 센서를 평면적으로 다수 배치하여 자장을 광범위하게 걸쳐 한번에 측정하는 것도 생각할 수 있다. 그럼으로써, 하나의 면을 따른 각 측정점에 관해서는 센서를 이동시키지 않아도 단시간에 각 측정점에서의 자장을 측정할 수 있게 된다. 그러나, 각 센서마다 구동전압 또는 구동전류를 공급하는 리드선 및 출력전류 또는 출력전압을 검출하는 리드선을 접속해야 하고 배선이 다수 필요하여 복잡해지므로 실용적이지는 못하다.

본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 다수의 측정점에서의 자장을 매우 단시간에 측정할 수 있음과 동시에 리드선의 배치수가 적어도 되며 실용적으로 적합한 면형 자기센서 및 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 제공하는 것을 과제로 한다.

도 1 은 본 발명의 면형 자기센서의 제 1 실시형태를 나타낸 평면도.

도 2 는 상기 실시형태의 일부 단면도.

도 3 은 상기 실시형태에서 사용한 감지층을 구성하는 그래뉼러막의 특성을 설명하기 위한 도면.

도 4 는 상기 실시형태에서 사용한 감지층을 구성하는 그래뉼러막의 자장 강도와 저항값의 관계를 나타낸 도면.

도 5 는 Fe-SiO₂로 이루어진 그래뉼러막의 전압-전류 특성을 나타낸 도면.

도 6 은 본 발명의 면형 자기센서의 제 2 실시형태를 나타낸 평면도.

도 7 은 상기 실시형태의 일부 단면도.

도 8 은 본 발명의 면형 자기센서의 제 3 실시형태를 나타낸 평면도.

도 9 는 상기 실시형태의 일부 단면도.

도 10 은 실시예에서의 면형 자기센서를 이용한 자장 강도의 측정결과를 나타낸 도면.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 면형 자기센서 11 : 감지층

12, 13 : 도체층 12a, 13a : 선형 도체막

20 : 면형 자기센서 21, 22, 23 : 감지층

24, 25, 26, 27 : 도체층 24a, 25a, 26a, 27a : 선형 도체막

30 : 면형 자기센서 31, 32, 33 : 감지층

34, 35, 36, 37 : 도체층 34a, 35a, 36a, 37a : 선형 도체막

과제를 해결하기 위한 수단

상기 과제를 해결하기 위하여, 제 1 항에 기재된 본 발명은 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층 및,

상기 자기저항 효과막의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고,

상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막은 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서를 제공한다.

제 2 항에 기재된 본 발명은 상기 각 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 3 항에 기재된 본 발명은 상기 감지층을 구성하는 자기저항 효과막이 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러(granular)막임을 특징으로 하는 제 1 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 4 항에 기재된 본 발명은 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 상기 자기저항 효과막의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 일측의 면형 자기센서 및,

자기이방성을 가지며 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로이루어진 감지층과 이 감지층의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 1 이상의 다른 면형 자기센서를 구비하고, 상기 각 면형 자기센서끼리 절연부재를 통해 적층되고 자기저항변화를 다차원 방향으로 검지할 수 있는 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 제공한다.

제 5 항에 기재된 본 발명은 상기 각 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 제 4 항에 기재된 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 제공한다.

제 6 항에 기재된 본 발명은 상기 감지층을 구성하는 자기저항 효과막이 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러막임을 특징으로 하는 제 4 항에 기재된 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 제공한다.

제 7 항에 기재된 본 발명은 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 복수의 감지층 및,

상기 각 감지층을 구성하는 자기저항 효과막 사이 및 외측에 배치된 감지층을 구성하는 자기저항 효과막의 각 외면에 각각 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 복수의 도체층을 포함하고,

상기 각 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막끼리 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서를 제공한다.

제 8 항에 기재된 본 발명은 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막이 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있으며, 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막은 인접하는 것끼리 연결된 일체적인 배치구조로 형성되어 있고, 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치와 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치가 거의 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 제 7 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 9 항에 기재된 본 발명은 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막 및 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막이 모두 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있으며 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치와 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치가 거의 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 제 7 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 10 항에 기재된 본 발명은 외측에 배치된 한쌍의 도체층이 구동전압 또는 구동전류를 공급하는 구동회로에 접속되고, 내측에 배치된 한쌍의 도체층이 출력전류 또는 출력전압을 검출하는 검출회로에 접속되는 것을 특징으로 하는 제 7 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 11 항에 기재된 본 발명은 상기 감지층을 구성하는 자기저항막이 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러막임을 특징으로 하는 제 7 항에 기재된 면형 자기센서를 제공한다.

제 12 항에 기재된 본 발명은 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 복수의 감지층과, 상기 각 감지층을 구성하는 자기저항 효과막 사이 및 외측에 배치된 감지층을 구성하는 자기저항 효과막의 각 외면에 각각 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 복수의 도체층을 포함하고, 상기 각 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막끼리 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 일측의 면형 자기센서 및,

자기이방성을 가지며 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 이 감지층의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는각 선형 도체막이 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 1 이상의 다른 면형 자기센서를 구비하고, 상기 각 면형 자기센서끼리 절연부재를 통해 적층되고 자기저항변화를 다차원 방향으로 검지할 수 있는 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 제공한다.

발명의 실시형태

이하, 도면에 나타낸 실시형태에 따라 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 도 1 및 도 2 는, 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 면형 자기센서 (10) 를 나타낸다. 이 면형 자기센서 (10) 는 유리기판 (10a) 상에 순서대로 적층되는 일측의 도체층 (12), 감지층 (11) 및 타측의 도체층 (13) 을 구비하여 구성된다.

감지층 (11) 은 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진다. 이 자기저항 효과막은 최대 자기저항변화율 (최대 MR 비) 이 수십 % 인 거대 자기저항효과 (GMR 효과) 를 나타낸다. 면형으로 형성되어 광범위한 자장을 검지하고자 하면 측정부위에 따라 자장이 강한 부분과 약한 부분이 생기며, 이들을 하나의 자기저항 효과막으로 검지하고자 하는 경우에는 최대 MR 비가 크며 거대 자기저항효과를 나타내는 자기저항 효과막이 필요해진다.

또, 본 발명은 배선수를 적게 하는 것도 과제로 하기 때문에, 후술하는 바와 같이 도체층 (12, 13) 으로 선형의 것을 사용하고 있다. 따라서, 거대 자기저항효과를 나타내는 자기저항 효과막 중에서도, 도전범위를 제한하기 때문에 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐르는 터널 효과를 갖는 것, 즉 그래뉼러막 구조의것이 사용된다.

그래뉼러막 구조의 자기저항 효과막이란 예컨대 SiO₂, ZnO, ZrO, Al₂O₃, MgO 등의 비자성체인 절연산화물 중에 Fe, Co, Fe-Co 등의 자성 재료로 이루어진 금속 미립자를 함유시킨 것으로, 도 3a, 3b, 및 도 4 에 나타낸 바와 같이 금속 미립자 (자성 미립자) 의 자화 방향이 0 자장에서는 제각각이며 저항이 큰 것인 반면에, 자장의 인가에 의해 자성 미립자의 자화 방향이 동일한 방향으로 되며 저항이 작아지는 특성을 나타낸다. 또, 도 5 는 이산화규소 (SiO₂) 에 철 (Fe) 미립자를 함유시킨 Fe-SiO₂로 형성된 그래뉼러막의 전압-전류 특성을 나타내는 도면으로서, 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이 Fe-SiO₂로 형성된 그래뉼러막은 전압값이 소정값 이상에 도달하지 않으면 전류가 흐르지 않는다는 터널 효과를 가지고 있다.

소정 크기의 면형으로 형성된 상기 감지층 (11) 의 각 면에는 도체층 (12, 13) 이 적층된다. 도체층 (12, 13) 은 구리 등의 도전재료로 이루어지며 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막 (12a, 13a) 으로 구성되고, 감지층 (11) 의 각 면에서 각각 인접하는 선형 도체막 (12a, 12a) 끼리 또는 선형 도체막 (13a, 13a) 끼리 서로 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 소정 간격을 두고 부착되어 있다. 구체적으로는 일측의 도체층 (12) 을 구성하는 선형 도체막 (12a) 이 인접하는 것끼리 간격을 두고 일방향에 따라 서로 거의 평행하게 배치되어 있으며, 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 선형 도체막 (13a) 이 인접하는 것끼리 간격을 두고 일측의 도체층 (12) 을 형성하는 상기 선형 도체막 (12a) 과 대략 직교하는 방향을 따라서로 거의 평행하게 배치되어 있다. 그럼으로써, 면형 자기센서 (10) 를 평면방향에서 본 경우에는, 일측의 도체층 (12) 을 형성하는 각 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 각 선형 도체막 (13a) 이 복수점에서 교차하는 위치 관계로, 즉 평면방향에서 보아 대략 격자형이 되는 위치 관계로 배치된다.

유리기판 (10a) 상에 선형 도체막 (12a) 으로 이루어진 일측의 도체층 (12), 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층 (11) 및 선형 도체막 (13a) 으로 이루어진 타측의 도체층 (13) 을 적층하는 수단은 임의적이지만, 예컨대 스패터법, 진공증착법 등을 사용할 수 있다. 또, 각 도체층 (12, 13) 을 구성하는 선형 도체막 (12a, 13a) 을 상기와 같은 소정 패턴으로 형성함에 있어서는, 스패터링 등을 할 때에 소정 패턴으로 형성된 마스크 (도시 생략) 을 통해 실시할 수 있다.

또한, 일측의 도체층 (12) 과 타측의 도체층 (13) 사이에 구동회로와 검출회로를 접속한다. 예컨대 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 구동회로로서 구동전력을 정전압으로 공급하는 정전압회로 (14) 를 리드선 (14a) 을 통해 일측의 도체층 (12) 의 각 선형 도체막 (12a) 에 접속함과 동시에, 리드선 (14b) 을 통해 타측의 도체층 (12) 의 각 선형 도체막 (13a) 에 접속한다. 또, 검출회로를 구성하는 전류계 (15) 를 양쪽 사이에 장착한다.

본 실시형태에 따르면, 정전압회로 (14) 에 의해 소정 구동전압을 인가하면 일측의 도체층 (12) 를 구성하는 각 선형 도체막 (12a) 에서 감지층 (11) 을 통해 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 각 선형 도체막 (13a) 으로 전류가 흐른다. 이 때, 본 실시형태에 따르면, 상기와 같이 감지층 (11) 을 구성하는 자기저항 효과막이 터널 효과를 갖고 있어, 도 5 에 나타낸 바와 같이 소정값 이상의 전압이 인가되지 않으면 전류가 흐르지 않는 성질을 갖는다. 따라서, 도 2 의 일부 단면도에 나타낸 바와 같이 일측의 도체층 (12) 을 구성하는 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 선형 도체막 (13a) 사이에서는 감지층 (11) 의 전기 저항이 가장 낮고, 평면방향에서 보아 양쪽 교점 사이, 즉 최단거리 사이 (도면 중 파선(波線) 화살표로 나타냄) 에 전류가 잘 흐르고, 교점 부근에서 멀어짐에 따라 전류가 잘 흐르지 않는다. 따라서, 이 교점 사이 부근에 한정된 전류값을 검출할 수 있다.

예컨대 도 1 에 나타낸 바와 같이, 일측의 선형 도체막 (12a) 과 타측의 선형 도체막 (13a) 의 교점이 X1 ∼ X16 까지 형성되어 있는 것으로 한다. 이 경우 자장을 측정함에 있어서는, 본 실시형태에 따르면, 예컨대 일측의 도체층 (12) 중에서 도면 중 가장 하측의 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 중에서 도면 중 가장 좌측의 선형 도체막 (13a) 에 전압을 인가하도록 스위칭함으로써 교점 X1 에서의 전류값을 측정할 수 있다. 마찬가지로, 예컨대 일측의 도체층 (12) 중에서 도면 중 밑에서 2 번째의 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 중에서 도면 중 가장 좌측에 배치된 선형 도체막 (13a) 에 전압을 인가하도록 스위칭함으로써 교점 X5 에서의 전류값을 측정할 수 있다. 또한, 예컨대 일측의 도체층 (12) 중에서 도면 중 가장 상측의 선형 도체막 (12a) 과, 타측의 도체층 (13) 중에서 도면 중 가장 우측의 선형 도체막 (13a) 에 전압을 인가하도록 스위칭함으로써 교점 X16 에서의 전류값을 측정할 수 있다.

즉, 본 실시형태에 따르면, 구동전압을 인가하는 선형 도체막 (12a, 13a) 의 조합을 스위칭 조작으로 변경하는 것만으로 복수의 측정점에서의 자장을 측정할 수 있다. 또, 스위칭 조작은 도시되어 있지 않지만 예컨대 상기 정전압회로 (14) 에 접속된 임의의 제어 수단으로 실시할 수 있다. 특히, 제어 수단으로서 컴퓨터 제어에 의한 것을 사용한 경우에는 스위칭의 순서 등을 소프트웨어 상의 설정에 의해 처리할 수 있어, 매우 단시간에 복수의 측정점을 측정할 수 있으며 보다 실시간 측정이 가능해진다.

또한, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 예컨대 교점 X1 ∼ X16 까지의 16 점에서 측정하는 경우, 필요한 리드선 수는 일측의 도체층 (12) 을 구성하는 각 선형 도체막 (12a) 에 접속된 4 개의 리드선 (14a) 과, 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 각 선형 도체막 (13a) 에 접속된 4 개의 리드선 (14b) 의 총 8 개로 된다. 만약 16 점의 측정점에 각각 개별 센서를 배치하는 것으로 한다면, 측정점마다 2 개씩 총 32 개의 리드선이 필요해지며 합계 배선수는 4 배가 된다. 당연히 이 차이는 측정점의 수가 많아질수록 커진다. 따라서 본 실시형태에 따르면, 소정 범위의 복수의 측정점에서의 자장을 한번에 측정하는 센서로서, 배선수를 매우 적게 해도 되기 때문에 실용에 적합하다.

또, 도 1 에 나타낸 예에서는, 일측의 도체층 (12) 을 구성하는 각 선형 도체막 (12a) 과 타측의 도체층 (13) 을 구성하는 각 선형 도체막 (13a) 을 평면방향에서 보아 교차시킴에 있어서 거의 직각으로 교차시키고 있으나, 이것에 한정되지 않고 양쪽 교차각이 그 이하의 각도, 예컨대 60 도, 45 도 정도로 교차하도록 배치할 수도 있다.

도 6 ∼ 도 7 은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타낸 면형 자기센서 (20) 의 평면도 및 일부 단면도이다. 본 실시형태에서는, 구동회로에 접속된 한쌍의 도전층과 검출회로에 접속된 한쌍의 도전층을 구별한 점이 상기 제 1 실시형태와 다르다.

즉, 본 실시형태에 관한 면형 자기센서 (20) 는 유리기판 (20a) 에 대하여 3 층의 감지층 (21 ∼ 23), 제 1 감지층 (21) 과 유리기판 (20a) 사이에 적층된 제 1 도체층 (24), 제 1 감지층 (21) 과 제 2 감지층 (22) 사이에 적층된 제 2 도체층 (25), 제 2 감지층 (22) 과 제 3 감지층 (23) 사이에 적층된 제 3 도체층 (26), 및 제 3 감지층 (23) 외면에 적층된 제 4 도체층 (27) 의 합계로 7 층 막의 적층체로 구성되어 있다.

단, 각 감지층 (21 ∼ 23) 은, 상기 제 1 실시형태와 동일한 거대 자기저항효과를 나타내는 자기저항 효과막으로 구성되고, 또한 이들이 소정의 면적을 갖는 면형으로 형성되어 있는 점, 그리고 각 도체층 (24 ∼ 27) 이 구리 등의 도전재료로 선형으로 형성된 선형 도체막으로 구성되는 점은 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

본 실시형태에서는, 제 1 감지층 (21) 과 유리기판 (20a) 사이에 적층된 제 1 도체층 (24) 을 구성하는 각 선형 도체막 (24a) 과 제 3 감지층 (23) 외면에 적층된 제 4 도체층 (27) 을 구성하는 각 선형 도체막 (27a) 은, 각 선형 도체막 (24a) 끼리 또는 각 선형 도체막 (27a) 끼리 모두 인접하는 것끼리, 서로 독립되어연결되어 있지 않은 선형으로 형성되어 있다. 그리고, 제 1 도체층 (24) 을 구성하는 각 선형 도체막 (24a) 의 배치방향과 제 4 도체층 (27) 을 구성하는 각 선형 도체막 (27a) 의 배치방향은 평면방향에서 보아 거의 직교하며 교차하는 위치 관계로 형성되어 있다. 그리고, 이 교차각이 반드시 거의 직각으로 한정되는 것이 아님은 상기 제 1 실시형태의 경우와 동일하다.

제 2 도체층 (25) 은 인접하는 각 선형 도체막 (25a) 끼리 서로 연결되어 있다. 구체적으로는, 도 6 의 파선으로 나타낸 바와 같이 감지층 (21 ∼ 23) 을 평면방향에서 본 경우에, 각 선형 도체막 (25a) 은 비스듬하게 그 끝에서 끝까지 배치되어 있고, 차례로 일단측, 타단측과 같이 지그재그형상으로 연결된 배치구조, 즉, 전체로 1 개의 일체적인 선형 도체막을 구성하는 배치구조로 형성되어 있다.

제 3 도체층 (26) 도, 도 6 의 점선으로 나타낸 바와 같이, 제 2 도체층 (25) 과 마찬가지로 각 선형 도체막 (26a) 이 인접하는 것끼리 연결되고, 전체로 1 개의 일체적인 선형 도체막을 구성하는 배치구조로 형성되어 있다. 제 2 도체층 (25) 과 제 3 도체층 (26) 을 구성하는 각 선형 도체막 (25a,26a) 은 이와 같이 전체로 1 개의 선형 도체막을 구성하도록 형성되어 있는데, 이들을 구성하는 각 선형 도체막 (25a) 과 각 선형 도체막 (26a) 은 평면방향에서 보아 임의의 교차각으로 예컨대 거의 직각으로 교차하는 방향으로 형성된다.

제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 터널 효과를 갖는 자기저항 효과막의 전류가 흐르는 범위는, 제 2 도체층 (25) 의 각 선형 도체막 (25a) 과 제 3 도체층 (26) 의 각 선형 도체막 (26a) 의 교점 사이 (최단거리 사이) 가 되기 때문에, 이와 같은 배치구조로 함으로써 소정의 측정점 (교점) 위치에서의 자기저항을 검지할 수 있게 된다.

또한, 검출회로에 접속된 제 2 도체층 (25) 의 각 선형 도체막 (25a) 과 제 3 도체층 (26) 을 구성하는 각 선형 도체막 (26a) 의 교점 위치와 구동회로에 접속된 상기 제 1 도체층 (24) 의 각 선형 도체막 (24a) 과 제 4 도체층 (27) 의 각 선형 도체막 (27a) 의 교점 위치가 평면방향에서 보아 거의 일치하도록 형성된다. 그럼으로써, 4 개의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 평면방향에서 보아 동일한 위치에서 교차하게 되며, 자기저항 효과막이 갖는 터널 효과에 의해 당해 교점 위치에서의 자기저항을 측정할 수 있게 된다.

따라서, 예컨대 도 6 에 나타낸 바와 같이 제 1 도체층 (24) 의 선형 도체막 (24a) 과 제 4 도체층 (27) 의 선형 도체막 (27a) 을 거의 직교하도록 교차시킨 경우에는, 제 2 도체층 (25) 의 선형 도체막 (25a) 과 제 3 도체층 (26) 의 선형 도체막 (26a) 은 이들 자체는 서로 거의 직교하는 한편, 제 1 도체층 (24) 의 선형 도체막 (24a) 과 제 4 도체층 (27) 의 선형 도체막 (27a) 에 대해서는 각각 평면방향에서 보아 거의 45 도의 교차각을 이루도록 형성함으로써, 각 도체층의 교점 위치만을 일치시킬 수 있다.

본 실시형태에서는, 도 6 및 도 7 에 나타낸 바와 같이 예컨대 구동회로로서 구동전력을 정전류로 공급하는 정전류회로 (28) 를 리드선 (28a) 을 통해 제 1 도체층 (24) 의 각 선형 도체막 (24a) 에 접속함과 동시에 리드선 (28b) 을 통해 제 4 도체층 (27) 의 각 선형 도체막 (27a) 에 접속한다. 검출회로를 구성하는 전압계 (29) 는 제 2 도체층 (25) 의 선형 도체막 (25a) 과 제 3 도체층 (26) 의 선형 도체막 (26a) 사이에 리드선 (29a, 29b) 을 통해 접속되는데, 이 선형 도체막 (25a, 26a) 은 전체로 1 개의 막으로 되어 있다. 따라서, 전압계 (29) 를 접속하기 위한 배선은 제 2 도체층 (25) 과 제 3 도체층 (26) 에 대해 각각 1 개씩 총 2 개로 된다. 정전류회로 (28) 를 접속하기 위한 리드선 (28a, 28b) 은, 도 6 과 같이 16 군데의 교점 (측정점) 을 갖는 경우에는 각각 4 개씩 총 8 개 필요하지만 전체로 배선수는 10 개로 된다.

또한, 본 실시형태에 따르면, 제 1 도체층 (24) 과 제 4 도체층 (27) 사이에 구동전류를 흘려보내면, 각 측정점에서의 양쪽 사이의 전압값이 제 2 도체층 (25) 과 제 3 도체층 (26) 에 접속된 전압계 (29) 에 의해 측정된다. 따라서, 전압의 측정범위가 한정되는 점에서, 다른 회로에 의한 영향이 적어 높은 측정 정밀도를 얻을 수 있다. 그리고, 어느 측정점에 대하여 전류를 흘려보낼지는 도시하지 않은 제어수단에 의한 스위칭조작에 의해 제어할 수 있다. 이 점은 상기 제 1 실시형태와 동일하다.

도 8 ∼ 도 9 는 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 면형 자기센서 (30) 의 구성을 설명하기 위한 평면도 및 일부 단면도이다. 본 실시형태에 관한 면형 자기센서 (30) 는, 제 2 실시형태와 마찬가지로 유리기판 (30a) 상에 적층된 3 개의 감지층 (31 ∼ 33), 제 1 감지층 (31) 과 유리기판 (30a) 사이에 적층된 제 1 도체층 (34), 제 1 감지층 (31) 과 제 2 감지층 (32) 사이에 적층된 제 2 도체층 (35), 제 2 감지층 (32) 과 제 3 감지층 (33) 사이에 적층된 제 3 도체층 (36) 및 제 3감지층 (33) 외면에 적층된 제 4 도체층 (37) 의 총 7 층 막의 적층체로 이루어진다.

그리고, 각 감지층 (31 ∼ 33) 이 거대 자기저항효과를 나타내는 자기저항 효과막으로 구성되고, 또한 이들이 소정의 면적을 갖는 면형으로 형성되어 있는 점, 그리고 각 도체층 (34 ∼ 37) 을 구리 등의 도전재료로 이루어진 복수의 선형 도체막으로 구성하는 점은 상기 제 2 실시형태와 동일하다. 또한, 제 1 도체층 (34) 을 구성하는 각 선형 도체막 (34a) 및 제 4 도체층 (37) 을 구성하는 각 선형 도체막 (37a) 의 배치구조도 제 2 실시형태와 동일하다.

단, 제 2 도체층 (35) 을 구성하는 선형 도체막 (35a) 과 제 3 도체층 (36) 을 구성하는 선형 도체막 (36a) 의 각 배치구조가 상기 제 2 실시형태와는 다르다. 즉, 상기 제 2 실시형태에서는 제 2 도체층 (25) 의 선형 도체막 (25a) 및 제 3 도체층 (26) 의 선형 도체막 (26a) 은, 모두 전체로 1 개의 선형 도체막을 구성하는 배치구조인데, 본 실시형태에서는, 인접하는 선형 도체막 (35a) 끼리 또는 인접하는 선형 도체막 (36a) 끼리, 각각 독립된 연결되지 않은 배치구조로 형성되어 있다.

구체적으로는 제 1 도체층 (34) 의 각 선형 도체막 (34a) 의 배치방향에 대하여, 제 1 감지층 (31) 을 사이에 두고 제 2 도체층 (35) 의 각 선형 도체막 (35a) 의 배치방향은 도면의 파선으로 나타낸 바와 같이 약 45 도 기울어진 방향이 되도록 형성되어 있고, 제 3 도체층 (36) 의 각 선형 도체막 (36a) 은 도면의 점선으로 나타낸 바와 같이 제 2 도체층 (35) 의 각 선형 도체막 (35a) 의 배치방향에대하여 약 90 도 방향을 바꾼 배치방향으로 형성되고, 그리고 제 4 도체층 (37) 의 각 선형 도체막 (37a) 은 제 1 도체층 (34) 의 각 선형 도체막 (34a) 에 대하여 약 90 도 방향을 바꾼 배치방향으로 형성되어 있다. 또한, 구동회로에 접속된 제 1 도체층 (34) 의 각 선형 도체막 (34a) 및 제 4 도체층 (37) 의 각 선형 도체막 (37a) 의 교점과 검출회로에 접속된 제 2 도체층 (35) 의 각 선형 도체막 (35a) 및 제 3 도체층 (36) 의 각 선형 도체막 (36a) 의 교점은 평면방향에서 보아 서로 거의 일치하도록 형성되어 있다.

따라서, 제 1 도체층 (34) 의 각 선형 도체막 (34a) 및 제 4 도체층 (37) 의 각 선형 도체막 (37a) 의 교점 사이에, 예컨대 구동회로를 구성하는 정전류회로 (38) 에 의해 전류를 흘려보내면, 제 2 도체층 (35) 의 각 선형 도체막 (35a) 및 제 3 도체층 (36) 의 각 선형 도체막 (36a) 의 교점 사이의 전압을 전압계 (39) 에 의해 측정할 수 있다. 본 실시형태의 경우에도 전압 측정범위가 한정되어 있는 구조이기 때문에, 제 2 실시형태와 마찬가지로 높은 측정 정밀도를 얻을 수 있다.

단, 본 실시형태의 경우에는, 정전류회로 (38) 를 리드선 (38a, 38b) 에 의해 제 1 도체층 (34) 의 각 선형 도체막 (34a) 및 제 4 도체층 (37) 의 각 선형 도체막 (37a) 각각에 접속할 필요가 있음과 동시에, 전압계 (39) 도 리드선 (39a, 39b) 을 사용하여 제 2 도체층 (35) 을 구성하는 각 선형 도체막 (35a) 및 제 3 도체층 (36) 의 각 선형 도체막 (36a) 각각에 접속할 필요가 있다. 따라서, 도 8 에 나타낸 바와 같이 측정점이 16 군데 있는 경우에는 구동회로용 리드선 (38a,38b) 으로 총 8 개, 검출회로용 리드선 (39a, 39b) 으로 총 8 개 합해서 16 개가 필요해진다 (또, 도 8 에서는 일부의 리드선만 도시함). 본 실시형태의 경우에는 리드선의 배선수라는 점에서는 제 2 실시형태보다 많아지지만, 그러나 16 군데의 측정점의 각각에 독립된 센서를 배치한 경우에 필요하게 되는 배선수와 비교하면 절반으로 된다. 또, 어느 측정점에 대하여 전류를 흘러보내는가에 대해서는 도시되지 않은 제어수단에 의한 스위칭 조작에 의해 제어할 수 있다는 점은 상기 제 1 및 제 2 실시형태와 동일하다.

물론 본 발명의 면형 자기센서는 상기 각 실시형태에 한정되지 않는다. 예컨대, 제 1 실시형태에서는 정전압동작, 제 2 및 제 3 실시형태에서는 정전류 동작시키고 있으나, 이들을 반대로 할 수도 있다. 또, 모두 측정점을 16 군데에 설정하고 있으나 이것은 어디까지나 일례이고, 감지층이 면형으로 복수점을 측정할 수 있으면, 그 이상 또는 그 이하의 측정점이어도 좋고, 감지층의 면적, 각 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리의 간격도 한정되지 않는다. 또, 어느 실시형태에서도 감지층이나 도체층의 적층수는 도시한 것에 한정되지 않는다.

또한, 상기 각 면형 자기센서 (10∼30) 에 대하여 자기이방성을 갖는 다른 면형 자기센서를 절연부재를 통해 1 이상 적층함으로써, 2차원 방향, 3차원 방향의 자장을 검지할 수 있는 다차원 자장해석용 면형 자기센서 (도시생략) 로 할 수도 있다.

이 자기이방성을 갖는 면형 자기센서로서는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기이방성을 갖는 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 이 감지층의 각 면에적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정간격을 두고 복수 선형으로 형성된 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 구조의 것을 사용할 수 있다. 즉, 자기저항 효과막으로서 상기 각 실시형태와 같이 전류와 자장 방향에 의존하지 않는 자기저항변화를 나타내는 것을 사용하는 것이 아니라, 예컨대, 수직자화막, 면내 이방성막 등을 사용하여 감지층을 형성한 구조이다. 또, 선형 도체막으로 이루어진 도체층의 구성은 상기 각 실시형태와 동일하게 여러가지 패턴의 배치구조로 할 수 있다.

이와 같은 구성의 다차원 자장해석용 면형 자기센서를 사용한 경우에는 측정대상 자장내에서 이 센서를 이동시키지 않고 복수의 측정점에서의 이차원, 삼차원방향의 자장을 측정할 수 있어, 자장의 강약만이 아니라 자력선의 방향도 포함한 광범위한 자장해석을 매우 단시간에 실행할 수 있게 된다.

(실시예)

도 10 에 나타낸 바와 같이, 동극끼리 간격을 두고 대향 배치한 2 개의 영구자석 (40, 41) 간의 수직면방향에 따른 자장을 측정하였다. 사용된 면형 자기센서는 도 1 에 나타낸 것과 동일한 구조로, 감지층 (11) 으로는 막두께 8000Å 인 Fe-SiO₂막을 사용하고, 이것에 적층된 도체층 (12, 13) 으로는 각각 막두께 2000Å 의 구리 (Cu) 를 사용하였다.

얻은 결과를 도 10 에 나타낸 바와 같이 자장 강도를 색의 농담으로 가공표시하는 컴퓨터로 처리하였다. 이 도면에서 가장 색이 짙은 부분은 자장 강도가 최대인 부분이고, 자장 강도가 작아짐에 따라 엷어지도록 표시되어 있다. 따라서, 이 면형 자기센서 (10) 로 확실하게 자장 강도를 측정할 수 있음을 알 수 있다.

또한, 면형 자기센서 (10) 는 영구자석 (40, 41) 간의 수직면방향을 따라 한번 배치했을 뿐으로 전혀 움직이게 할 필요없이 제어수단인 컴퓨터에 의해, 구동전압을 가하는 선형 도체막 (12a, 13a) 의 조합을 전환하는 것만으로 측정점을 변경할 수 있어, 종래의 홀 소자등으로 이루어진 하나의 센서를 사용한 것으로 동일 범위를 이동하면서 측정하는 경우와 비교하여 매우 단시간에 측정할 수 있었다.

본 발명의 면형 자기센서 및 다차원 자장해석용 면형 자기센서는 터널 효과에 의해 소정값 이상의 전압인 경우에 전류가 흐름과 동시에, 자장 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 상기 자기저항 효과막의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치된 구조를 갖고 있다.

따라서, 다수 측정점에서의 자장 특성을 매우 단시간에 측정할 수 있어, 측정대상물 주위의 자장 변화를 실시간으로 파악할 수 있다. 또, 선형 도체막으로 구성된 도체층을 사용하고 있어 리드선의 배치수가 적어도 되므로 실용에 적합하다.

Claims

소정값 이상의 전압인 경우에 터널 효과에 의해 전류가 흐름과 동시에 자장의 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층 및,

상기 자기저항 효과막의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고,

상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막은, 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 1 항에 있어서,

상기 각 도체층을 구성하는 각 선형 도체막은 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 1 항에 있어서,

상기 감지층을 구성하는 자기저항 효과막은 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러 (granular) 막인 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 1 항에 따른 면형 자기센서; 및,

자기이방성을 가지며 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 이 감지층의 각 면에 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막은, 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 1 이상의 다른 면형 자기센서를 구비하고,

상기 각 면형 자기센서끼리 절연부재를 사이에 두고 적층되고 자기저항변화를 다차원 방향으로 검지할 수 있는 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서.
제 4 항에 있어서,

상기 각 도체층을 구성하는 각 선형 도체막은 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서.
제 4 항에 있어서,

상기 감지층을 구성하는 자기저항 효과막은 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러막인 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서.
소정값 이상의 전압인 경우에 터널 효과에 의해 전류가 흐름과 동시에 자장의 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 복수의 감지층 및,

상기 각 감지층을 구성하는 자기저항 효과막 사이 및 외측에 배치된 감지층을 구성하는 자기저항 효과막의 각 외면에 각각 적층됨과 동시에 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 복수의 도체층을 포함하고,

상기 각 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막끼리 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 7 항에 있어서,

외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막은 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있으며 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막은 인접하는 것끼리 연결된 일체적인 배치구조로 형성되어 있고, 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치와 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치가 거의 일치하는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 7 항에 있어서,

외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막 및 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막이 모두 인접하는 것끼리 연결되지 않고 각각 독립된 배치구조로 형성되어 있으며, 외측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치와 내측에 배치된 한쌍의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막끼리를 평면방향에서 보았을 때의 교차 위치가 거의 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 5 항에 있어서,

외측에 배치된 한쌍의 도체층이 구동전압 또는 구동전류를 공급하는 구동회로에 접속되고, 내측에 배치된 한쌍의 도체층이 출력전류 또는 출력전압을 검출하는 검출회로에 접속되는 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
제 7 항에 있어서,

상기 감지층을 구성하는 자기저항막은 자성재료로 이루어진 금속 미립자를 함유한 절연산화물로 구성된 그래뉼러막인 것을 특징으로 하는 면형 자기센서.
소정값 이상의 전압인 경우에 터널 효과에 의해 전류가 흐름과 동시에 자장의 강약에 따라 자성 미립자의 자화방향이 변화됨으로써 저항값이 변화되어 거대 자기저항효과를 나타내는 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 복수의 감지층과 상기 각 감지층을 구성하는 자기저항 효과막 사이, 및 외측에 배치된 감지층을 구성하는 자기저항 효과막의 각 외면에 각각 적층됨과 동시에, 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 복수의 도체층을 포함하고, 상기 각 도체층을 구성하는 각각의 각 선형 도체막끼리 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 일측의 면형 자기센서 및,

자기이방성을 가지며 임의의 크기의 면형으로 형성된 자기저항 효과막으로 이루어진 감지층과 이 감지층의 각 면에 적층됨과 동시에, 각 면방향을 따라 소정 간격을 두고 선형으로 형성된 복수의 선형 도체막으로 이루어진 도체층을 포함하고, 상기 일측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막과 타측의 도체층을 구성하는 각 선형 도체막이, 상기 자기저항 효과막을 사이에 두고 평면방향에서 보아 서로 교차하는 위치 관계가 되도록 배치되어 있는 1 이상의 다른 면형 자기센서를 구비하고,

상기 각 면형 자기센서끼리 절연부재를 통해 적층되고 자기저항변화를 다차원 방향으로 검지할 수 있는 것을 특징으로 하는 다차원 자장해석용 면형 자기센서.