KR20070120997A - 센서 장치를 지닌 디바이스 - Google Patents

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KR20070120997A
KR20070120997A KR1020077023803A KR20077023803A KR20070120997A KR 20070120997 A KR20070120997 A KR 20070120997A KR 1020077023803 A KR1020077023803 A KR 1020077023803A KR 20077023803 A KR20077023803 A KR 20077023803A KR 20070120997 A KR20070120997 A KR 20070120997A
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킴 레 판
한스 반 존
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

자계를 생성하기 위한 자계 생성기(42), 소자(51 내지 58)의 평면에서 자계의 구성 성분을 검출하기 위한 자계 종속 소자(51 내지 58)를 포함하는 자계 검출기(43), 평면에 평행한 이동 가능한 물체(44)의 가속도에 응답하여, 자계의 구성 성분을 변경하는 이동 가능한 물체(44)를 포함하는 센서 장치(41)를 지닌 디바이스(40)가 제공된다. 자계 종속적인 소자(51 내지 58)의 길이 축은 검출된 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 만든다. 이동 가능한 물체(44)를 정지 위치에 밀어넣기 위한 수단은, 탄성이 있는 물질(59)이나 고정된 물체(46)를 포함하여, 이를 통해 물체(44, 46) 중 하나가 자계 생성기(42)를 포함하고, 나머지 하나는 자성 물질이나 추가 자계 생성기(50)를 포함한다.

Description

센서 장치를 지닌 디바이스{A DEVICE WITH A SENSOR ARRANGEMENT}
본 발명은 센서 장치를 지닌 디바이스와, 센서 장치 및 감지 방법에 관한 것이다.
그러한 디바이스의 예에는 휴대 가능한 pc와, 이동 전화기, PDA(personal digital assistant), 디지털 카메라 및 GPS(global positioning system) 디바이스와 같은 작은 핸드헬드(handheld) 전자 디바이스가 포함된다.
종래 기술의 디바이스는 3차원 자유도(freedom)를 가지며, 4개의 자기-저항성(magneto-resistive) 소자를 포함하는 진동기에 탑재된 자성체를 포함하는, 가속도 센서를 개시하는 US6,131,457호에 알려져 있다. 이들 4개의 자기 저항성 소자는 자성체로부터 나오는 자계의 구성 성분을 검출한다. X축을 따라 위치한 2개의 자기 저항성 소자 사이의 출력 전압에 있어서의 차이는, X-방향으로의 가속도를 표시하고, Y축을 따라 위치한 2개의 자기 저항성 소자 사이의 출력 전압에 있어서의 차이는, Y-방향으로의 가속도를 표시한다. 모든 자기 저항성 소자의 출력 전압의 총합은 Z-방향으로의 가속도를 표시한다.
알려진 가속도 센서는, 특히 자성체로부터 나오는 자계 외의 바이어싱(biasing) 자계가 적절히 기능 할 것을 요구한다는 사실로 인해 불리하다. 이러 한 추가 바이어싱 자계는 가속도 센서의 민감도와 선형성을 개선한다.
본 발명의 목적은, 특히 추가 바이어싱 자계가 적절히 기능 할 것을 요구하지 않으면서 소자의 평면에서 가속도를 검출할 수 있는 센서 장치를 포함하는 디바이스를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가 목적은, 특히 추가 바이어싱 자계가 적절히 기능 할 것을 요구하지 않으면서 소자의 평면에서의 가속도를 검출할 수 있는 센서 장치와, 추가 바이어싱 자계가 자계가 적절히 기능 할 것을 요구하지 않으면서 소자의 평면에서의 가속도를 검출할 수 있는 감지 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 디바이스는
- 자계의 적어도 한 부분을 생성하기 위한 자계 생성기,
- 자계 종속 소자의 평면에서 자계의 구성 성분을 검출하기 위한 자계 종속 소자를 포함하는 자계 검출기와,
- 이동 가능한 물체의 가속도에 응답하여, 자계의 구성 성분을 변경하기 위한 이동 가능한 물체,
- 자계의 특정 구성 성분을 검출하기 위한 특정 자계 종속 소자의 길이 축으로서, 이러한 길이 축은 이러한 특정 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 만드는, 길이 축을 포함하는 센서 장치를 포함한다.
그 소자의 저항값이 소자가 위치하는 자계의 세기와 방향에 종속하는 소자인, 자기-저항성 소자와 같은 적어도 2개의 자계 종속 소자를 포함하는 자계 검출기를 도입하고, 한편으로는 자기-저항성 소자의 평면에서 자계의 특정한 구성 성분을 검출하기 위한 특정한 자기-저항성 소자의 길이 축과, 다른 한편으로는 그 값이 -80°와 +80°사이의 값인 이러한 특정한 구성 성분 사이에 하나의 각도를 줌으로써, 가속도 센서는 추가 바이어싱 자계가 사용될 필요 없이 양호한 성능을 가진다. US6,131,457에서는, 자계의 특정한 구성 성분을 검출하기 위한 특정한 자계 종속 소자의 길이 축은, 이러한 특정한 구성 성분에 수직이다. 본 발명에 따르면, 처음 보았을 때 논리적인 해결책인 것인 것 같은 수직인 성질이 회피될 것이다.
본 발명에 따른 디바이스는, 특히 가속도 센서가 추가 바이어싱 자계가 사용될 필요 없이, 양호한 민감도와 양호한 선형성을 가진다는 점에서 또한 유리하다. 가속도는 선형 가속도, 센서 장치의 회전을 검출하기 위한 각 가속도 및/또는 센서 장치의 기울어짐을 검출하기 위한 중력 가속도일 수 있다. 가속도는, 1차원 또는, 예컨대 자계 종속 소자의 평면에 평행한 2차원 가속도일 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스에서, 자계 생성기는 자계 종속 소자의 평면에 평행하지 않은 자기 축을 포함한다. 그러므로 US 6,131,457호로부터 알려지고 자계 종속 소자의 평면에 평행한 자기 축을 지닌 자계 생성기를 포함하는 것 외의 다른 종래 기술의 디바이스는, 본 발명에 따른 디바이스와 전혀 상이하다. 바람직하게, 본 발명에 따른 디바이스에서는, 자계 생성기가 자계 종속 소자의 평면과 +20°와 +160°사이의 각도를 이루는 자기 축을 포함하고, 더 바람직하게는, 이러한 각도가 +45°와 +135°사이, 더 바람직하게는 이러한 각도가 실질적으로 상기 평면에 수직인, 즉 70°와 110°사이에 있게 된다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 이동 가능한 물체의 정지(rest) 위치에 관하여 특정한 구성 성분과 실질적으로 0°인 각을 이루는 특정한 자계 종속 소자의 길이 축에 의해 한정되고, 이러한 특정한 자계 종속 소자는 바버폴(Barberpole) 스트립을 포함한다. 이러한 가속도 센서는 바버폴 스트립이 제공될 때 감소된 저항값을 가지는 특정한 자계 종속 소자로부터 생기는 더 높은 전력 소비의 댓가로, 개선된 민감도와 개선된 선형성을 가진다. 실질적으로 0°인 각도는 -20°와 +20°사이의 각, 바람직하게는 0°인 각에 대응한다. 바버폴 스트립은 보통 다른 배향을 배제하지 않고, 특정한 자계 종속 소자의 길이 축에 대해 ±45°의 각도로 배향된다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 이동 가능한 물체의 정지 위치와 자계의 주어진 세기에 관한 특정한 자계 종속 소자의 자화 방향과 실질적으로 45°의 각을 이루는 특정한 자계 종속 소자의 길이 축에 의해 한정된다. 이러한 가속도 센서는 바버폴 스트립이 사용되지 않으면서 개선된 민감도와 개선된 선형성을 가진다. 실질적으로 45°인 각도는 25°와 65°사이의 각, 바람직하게는 45°에 대응한다. 45°에서, 센서 장치는 선형성과 민감도가 최대이다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는
이동 가능한 물체를 정지 위치로 밀어넣기 위한 수단을 더 포함하는 센서 장치에 의해 한정된다.
그러한 수단은 주어진 가속도에서 이동 가능한 물체의 위치를 안정화하는 것을 허용하고, 각 검출 후 센서 장치를 재설정할 필요 없이 2개 이상의 가속도가 검출되는 것을 허용한다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 적어도 이동 가능한 물체가 정지 위치가 아닌 곳에 있는 경우, 적어도 상기 평면에 평행한 한 방향으로 상기 이동 가능한 물체 상에 적어도 하나의 힘을 확장하기 위한 탄성이 있는 물질을 포함하는 이동 가능한 물체를 정지 위치에 밀어넣기 위한 수단에 의해 한정된다. 그러한 탄성이 있는 물질은 이동하는 부분을 헐겁게 사용할 필요성을 방지한다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 자계 생성기를 포함하는 이동 가능한 물체에 의해 한정된다. 이러한 실시예는 그것이 작게 만들어질 수 있다는 점에서 유리하다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 고정된 물체를 포함하는 수단에 의해 한정되는데, 그러한 물체 중 하나는 자계 생성기를 포함하고, 나머지 물체는 자성 물질을 포함한다. 이동 가능한 물체가 자석과 같은 자계 생성기를 포함하는 경우, 고정된 물체는 자성 물질을 포함할 수 있다. 이동 가능한 물체가 자성 물질을 포함하는 경우, 고정된 물체는 자석과 같은 자계 생성기를 포함할 수 있다. 두 경우 모두, 자석과 자성 물질이 서로 끌어당길 수 있다. 바람직하게, 자성 물질은 자기 이력 영향(magnetic hysteretic effect)을 방지하기 위해, 연질자성물질(soft magnetic material)을 포함한다. 더 바람직하게는, 상기 하나 이상의 물체를 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 자속-폐쇄(flux-closure) 부분이, 센서 장치가 외부 자계에 덜 민감하게 하고, 센서 장치의 외부 쪽으로 방출하는 자석의 표유 자계를 감소시키기 위해 도입될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는 공동에 위치한 구의 형태로 된 이동 가능한 물체에 의해 한정된다. 그러한 공동은 심지어 극도의 가속과 극도의 충돌 후에도 구상 물체가 그것의 정지 위치로 되돌아가는 것을 허용한다. 그러한 공동의 최대 크기는 양 물체 사이의 인력의 세기에 종속적이다. 보통, Z-방향으로의 공동의 높이는, 예컨대 구상 물체의 직경의 101% 또는 102%일 수 있다. X-방향으로의 폭과 Y-방향으로의 깊이는, 예컨대, 또 다른 크기를 배제하지 않으면서, 이러한 직경의 110% 또는 120%일 수 있다.
본 발명에 다른 디바이스의 일 실시예는, 액체를 포함하는 공동에 의해 한정된다. 그러한 액체는 감쇠 영향을 증가시키고, 구상 물체가 산화되는 것을 막는다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 입구와 출구를 포함하는 공동에 의해 한정된다. 그러한 센서 장치는 윈드(wind) 센서나 기체 흐름 센서로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 조이스틱(joystick)에 결합되는 이동 가능한 물체에 의해 한정된다. 그러한 센서 장치는 가속도를 검출할 뿐만 아니라 조이스틱 이동(위치 변화)을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는,
- 외부 힘에 응답하여, 이동 가능한 물체를 이동하기 위한 또 다른 이동 가능한 물체를 더 포함하는 센서 장치에 의해 한정된다. 이러한 또 다른 이동 가능한 물체는 조이스틱을 대신하고, 가속도를 검출할 뿐만 아니라 또 다른 이동 가능한 물체의 이동(위치 변화)을 검출하기 위해 센서 장치가 사용되는 것을 허용한다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 외부 힘 검출기인 센서 장치에 의해 한정된다. 그러한 센서 장치는 외부 힘의 강도를 검출하기 위한 힘 센서로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 디바이스의 일 실시예는, 자계의 적어도 또 다른 부분을 생성하기 위한 또 다른 자계 생성기인 자성 물질을 포함하는 다른 물체에 의해 한정된다. 이러한 자계 생성기와 또 다른 자계 생성기는, 예컨대 각각 자석을 포함하고, 이들 자석은 모두 바람직하게 최적의 효율을 위해 정렬된 자기 축을 가진다.
본 발명에 따른 센서 장치와 본 발명에 따른 방법의 실시예들은 본 발명에 따른 디바이스의 실시예에 대응한다.
본 발명은, 특히 종래 기술의 디바이스가 가속도 센서의 민감도와 선형성을 개선하기 위해 추가 바이어싱 자계를 요구한다는 사실로 인해 불리하다는 통찰에 기초하고, 특히 종래 기술의 자계 종속 소자가 그것들의 축이 검출될 자계의 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 이루도록 돌려진다는 기본 개념에 기초한다.
본 발명은 특히, 추가 바이어싱 자계가 적절하게 기능할 것을 요구하지 않고, 소자들의 평면에서 가속도를 검출할 수 있는 센서 장치를 포함하는 디바이스를 제공하여 상기 문제점을 해결하고, 특히 가속도 센서가 추가 바이어싱 자계가 사용될 필요없이 민감도와 선형성이 양호하다는 점에서 또한 유리하다.
본 발명의 이러한 양상 및 다른 양상은, 본 명세서에 이후에 설명된 실시예(들)를 참조하여 분명해지고 명료하게 된다.
도 1a 내지 도 1g는 이동 가능한 물체, 자계 생성기 및 그들 사이에 위치한 자계 검출기를 포함하는, 본 발명에 따른 센서 장치의 기능성을 도시하는 도면.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 센서 장치에서의 자계 라인들을 도시하는 도면.
도 3은 자계 검출기의 평면에서의 자기력의 구성 성분과 이동 가능한 물체의 위치 대 이동 가능한 물체에 가해진 자기력을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 센서 장치를 사용한 기울기 측정의 데이터를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 제 1 센서 장치를 포함하는 본 발명에 따른 제 1 디바이스의 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 제 2 센서 장치를 포함하는 본 발명에 따른 제 2 디바이스의 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 제 3 센서 장치의 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 제 4 센서 장치의 단면도.
도 9는 본 발명에 따른 제 5 센서 장치의 단면도.
도 10은 본 발명에 따른 제 6 센서 장치의 단면도.
도 11은 본 발명에 따른 제 7 센서 장치의 단면도.
도 12는 본 발명에 따른 제 8 센서 장치의 단면도.
도 13은 본 발명에 따른 제 9 센서 장치의 단면도.
본 발명에 따른 센서 장치의 기능성이 도 1a 내지 도 1g에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 센서 장치는 구 또는 구상 물체의 형태로 되어 있고 자기 전도성 물질로 만들어진 이동 가능한 물체(44), 영구 자석의 형태로 된 자계 생성기(42) 및 그들 사이에 위치한 자계 검출기(43)를 포함한다. 이 영구 자석은 자계를 생성한다. 예컨대 자기-저항성 소자와 같은 2개 이상의 자계 종속 소자를 포함하는 자계 검출기(43)는, 기판(61) 위의 보호 층(60) 아래에 위치한다. 도 1a에서, 센서 장치는 정지 위치에 있는데, 즉 상기 소자들의 평면이 수평 위치에 있고, 센서 장치는 가속 상태에 있지 않다. 영구 자석에 의해 유도된 화살표(71)에 의해 표시된 자기력은, 구상 물체를 보호 층(60)에 단단히 부착시킨다. 이러한 (수평의) 정지 위치(가속도가 없는)에서는, 구상 물체의 중심이 자동으로 영구 자석의 중심에 정렬된다. 화살표(70)에 의해 표시된 중력과 화살표(71)에 의해 표시되고 구상 물체에 가해지는 자기력은, 수직 방향을 따라 정렬된다.
도 1c에서, 자계 검출기(43)는 더 자세히 도시되어 있다. 이러한 자계 검출기(43)는 8개의 자계 종속 소자(51 내지 58)를 포함한다. 4개의 소자(51 내지 54)는 제 1 브릿지(Y) 부분을 형성하고, 제 1 수평 방향(X)으로의 가속도를 검출하며, 4개의 요소(55 내지 58)는 제 2 브릿지(X) 부분을 형성하고, 제 2 수평 방향(Y)으로의 가속도를 검출한다. (수평의) 정지 위치에서, 방사 성분이 자계 검출기(43)의 평면에 있는{다시 말해, 8개의 소자(51 내지 58)의 평면에 있는} 자계의 방사 성분의 중심은 도 1c에 도시된 바와 같이, 자계 검출기(43)의 요소(51 내지 58)의 중심에 위치한다. 그 결과, 어떠한 신호도 2개(예컨대, 휘트스톤)의 브릿지의 출력에서 관찰되지 않는다. 도 2a는 이 경우의 시뮬레이션된 자계 라인을 도시한다.
도 1b에서, 센서 장치는 더 이상 (수평의) 정지 위치에 있지 않은데, 이는 화살표(85)에 의해 표시된 가속이 일어났기 때문이다. 화살표(81)에 의해 표시된 겉보기 힘은 가속 방향과 반대인 방향으로 구상 물체 위에 가해지고, 그러한 구상 물체를 중심으로부터 잡아당긴다(구상 물체는 구름으로써 이동한다). 이러한 위치에서, 화살표(83)에 의해 표시된 자기력은 그러한 구상 물체 위에 작용한다. 화살표(83)에 의해 표시된 자기력은 더 이상 수직이 아니지만, 영구 자석의 (대략) 중심 쪽으로 약간 기울어져 있다. 화살표(83)에 의해 표시된 이러한 자기력은 2개의 구성 성분으로 분해될 수 있는데, 하나는 화살표(82)에 의해 표시된 중력과 함께 구상 물체를 보호 층(60)에 부착된 상태로 유지하는 화살표(84)에 의해 표시된 수직인 구성 성분과, 센서 장치의 중심으로 구상 물체를 다시 잡아당기려고 시도하는 화살표(80)에 의해 표시된 방사 구성 성분이다.
화살표(80)에 의해 표시된 방사 구성 성분은, 변위가 일정한 허용된 변위 범위 내에서 증가함에 따라 증가한다. 그러므로 화살표(81)에 의해 표시된 겉보기 힘은 최종적으로 새로운 안정된 위치에 구상 물체를 있게 하는 방사 구성 성분에 의해 균형이 맞추어진다. 중심으로부터의 구상 물체의 변위는, 화살표(81)에 의해 표시된 겉보기 힘의 세기에 관련되고 따라서 가속도에 관련된다. 새로운 위치에서는, 시스템의 자기 대칭성이 깨어져, 도 1d에 도시된 바와 같이, 자계의 방사 구성 성분의 중심의 변위를 초래한다. 이러한 변위(X)는 브릿지(Y)의 센서에 의해 측정될 수 있다. 도 2b에서, 이러한 경우에 관해, 구상 물체가 브릿지의 중심으로부터 300 ㎛ 이동될 때, 시뮬레이션된 자계 라인이 도시되어 있다. 방사 구성 성분의 중심은 구상 물체의 변위의 방향과는 반대인 방향으로, 센서 장치의 중심으로부터 185㎛ 멀리 이동된다. 더 일반적인 경우에, 센서의 평면에서 임의의 방향으로의 가속도(즉, 가속도의 크기와 방향)는, 양 브릿지(X, Y)의 신호로부터 결정된다. 추가로 아래에서 도 1e 내지 도 1g의 관점에서도 자계 검출기(43)가 더 논의된다.
도 3은 이동 가능한 물체(44)에 가해진, 자계 검출기(43)의 평면에 있는 자기력의 구성 성분 대 이동 가능한 물체(44)의 위치(뉴튼 대 미터)를 도시한다. 중심(즉, X=0)에서 그 힘은 0이다. 구상 물체가 어느 한쪽 방향(+X 또는 -X)으로 움직일 때, 구상 물체를 중심으로 다시 잡아당기려고 시도하는 힘이 존재한다. 구상 물체의 위치가 그래프에 표시된 것처럼 허용된 범위(101) 내에 있을 때, 화살표(80)에 의해 표시된 방사 구성 성분의 크기는 변위가 증가함에 따라 증가한다. 그러므로, 화살표(80)에 의해 표시된 방사 구성 성분과 화살표(81)에 의해 표시된 겉보기 힘 사이의 안정한 균형은, 구상 물체의 변위가 허용된 범위(101) 내에 있도록, 센서가 한 범위 내에서 가속될 때 항상 발견될 수 있다. 구상 물체가 허용된 범위(101) 외부로 이동하게 힘을 받는다면, 그 힘은 더 이상 안정한 상태로 균형이 맞추어질 수 없다. 따라서, 영구 자석은 그러한 구상 물체 위의 그립(grip)을 하지 않고 구상 물체는 그것을 멈추게 하는 고정 부분이 존재하지 않는다면 떨어지게 될 수 있다. 곡선이 실질적으로 선형적인 더 작은 범위(102)가 존재한다. 이상적으로, 센서 장치는 그것의 작용 범위가 이러한 선형 범위 내에 있도록 설계되어야 한다.
계산으로부터, 화살표(80)에 의해 표시된 방사 구성 성분과 화살표(84)에 의 해 표시된 수직 구성 성분이, 구상 물체의 크기와 영구 자석의 세기가 증가함에 따라 증가한다는 사실과, 양 구성 성분이 구상 물체의 자화율에 상당히 종속적이지 않다는 사실이 유도될 수 있다.
중력은 가속도의 특별한 경우이다. 그러므로 센서 장치는 기울기(경사도) 센서 장치로서 또한 사용될 수 있다. 기울기 측정에서 중력의 순수한 영향력을 측정하기 위해서는, 센서 장치가 가속 중이 아닐 때 측정이 수행되어야 한다. 도 1e는 기울기 측정시 센서 장치의 측면도를 도시한다. 이 경우, 화살표(92)에 의해 표시된 중력은 하나는 소자의 평면에 수직이고 화살표(93)에 의해 표시된 수직인 구성 성분과, 상기 평면에 평행하고 화살표(91)에 의해 표시된 평행한 구성 성분의 2개의 구성 성분으로 분해될 수 있다. 가속도 측정 경우와 유사하게, 평행한 구성 성분은 구상 물체를 중심으로부터 잡아당기고, 이는 다시 중심으로 구상 물체를 잡아당기려고 시도하는 화살표(90)에 의해 표시된 방사 성분(자계의)에 의해 균형이 맞추어진다. 브릿지(X, Y)에서의 신호는 구상 물체의 변위에 선형적으로 종속적이고 따라서 가속도나 중력에 의해 야기된 힘의 평행한 구성 성분에 종속적이므로, 그러한 신호는 기울기 각도의 사인 함수로, 신호(X, Y) ~ 화살표(91) = 화살표(92)sin(αX,Y)이고, 여기서 αX와 αY는 각각 X와 Y 방향으로 투영된 기울기 각도이다. 이러한 식으로 X방향과 Y방향으로의 기울기 각도{피치(pitch) 및 롤(roll)}는 브릿지(X, Y)의 신호로부터 결정된다. 도 4는 본 발명에 따른 센서 장치를 지닌 기울기 측정의 데이터를 도시한다{볼트(Volt) 대 도(degree)}. 센서 장치의 크기와 파라미터는 더 이전에 도시된 시뮬레이션에서 사용된 크기 및 파라미터와 유사하다. 센서 장치는 Y-방향 둘레로 회전되었고, X-방향으로의 신호가 기록되었다. 센서 장치가 X-방향 둘레로 회전될 때 Y-방향으로의 신호의 유사한 거동 또한 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 제 1 센서 장치(41)를 포함하는 본 발명에 따른 제 1 디바이스(40)가 도 5에 단면도로 도시되어 있다. 자성 물질로 만들어진 구의 형태로 된 이동 가능한 물체(44)는 자계 검출기(43)를 덮는 보호 층(60) 위에 장착된 공동(47)에 위치한다. 이러한 보호 층(60)은 기판(61) 위에 위치하고, 이러한 기판(61)은 리드프레임(leadframe)(63) 위에 위치한다. 본드와이어(bondwire)(64)는 자계 검출기(43)를 외부 세계(outer world)에 결합한다. 리드프레임(63) 아래에서는, 자석의 형태로 된 자계 생성기(42)를 포함하는 고정된 물체(46)가 리드프레임(63)에 고정된다. 공동(47), 보호 층(60), 기판(61) 및 고정된 물체(46)가 패키지(62)의 부분을 형성한다.
공동(47)은 작업 범위 내에서 구상 물체가 구르는 것을 허용하기에 충분할 정도로만 커야 한다. 공동의 천장은 구상 물체의 가장 높은 지점에 매우 가까울 수 있다(하지만 접촉은 하지 않는다). 이러한 공동의 빈틈이 없는 성질로 인해, 자석이 구상 물체 위에서 그립(grip)하지 못하면, 이후 구상 물체는 쉽게 정지 위치로 되돌아갈 수 있다(예컨대, 범위를 넘는 가속이나 심한 충돌 후). 자석-구상 물체-시스템은 종래의 스프링-질량(mass) 시스템처럼 작용하고, 구상 물체는 갑작스런 가속 후 균형 지점 둘레에서 약간 진동할 수 있다. 보통, 이러한 진동은 구상 물체 와 공동(47) 및/또는 주변 공기 사이의 마찰에 의해 감쇠된다. 감쇠 영향을 증가시키기 위해, 공동(47)은 기름과 같은 액체로 채워질 수 있다. 또한, 그러한 액체는 구상 물체를 산화로부터 보호할 수 있다. 패키지(62)는 도 6에 도시된 것과 같은 자속- 폐쇄 부분(65)을 포함할 수 있고, 이러한 도 6은 본 발명에 따른 제 2 센서 장치(41)를 포함하는 본 발명에 따른 제 2 디바이스(40)를 단면도로 도시하고 있다. 이러한 자속- 폐쇄 부분(65)은 자계 검출기(43) 상에 인가된 자계를 증가시키는데 도움을 주어, 자계 검출기(43)가 외부 자계에 덜 민감하게 하고 센서 장치(41)의 외부 쪽으로 방출하는 자석의 표유(stray) 자계를 감소시킨다.
본 발명에 따른 제 3 센서 장치(41)가 도 7에 단면도로 도시되어 있다. 이제 이동 가능한 물체(44)는 영구 자석의 형태로 된 자계 생성기(42)를 포함한다. 이제 고정된 물체(46)는 자성 물질로 만들어진다.
본 발명에 따른 제 4 센서 장치(41)는, 도 8에 단면도로 도시되어 있다. 이제 이동 가능한 물체(44)는 영구 자석의 형태로 된 자계 생성기(42)를 포함한다. 이제 고정된 물체(46)는 또 다른 영구 자석의 형태로 된 또 다른 자계 생성기(50)를 포함한다. 정지 위치에서, 자기 축이 정렬된다.
본 발명에 따른 제 5 센서 장치(41)가, 도 9에 단면도로 도시되어 있다. 공동(47)은 탄성이 있는 물질(59)과, 영구 자석의 형태로 된 자계 생성기(42)를 포함하는 이동 가능한 물체(44)를 포함한다. 이동 가능한 물체(44)는 대칭 형상을 가지고, 그것의 대칭 축은 원통형, 구형 또는 각뿔대(prismoid) 형상과 같은 자기 축이다. 탄성이 있는 물질은 이동 가능한 물체를 정지 위치에 밀어넣고 가속이나 중력 에 의해 생긴 힘의 평행한 구성 성분의 균형을 맞추는 수단이다. 이러한 센서 장치(41)는 더 작게 만들어질 수 있다.
본 발명에 따른 제 6 센서 장치(41)가, 도 10에 단면도로 도시되어 있다. 이동 가능한 물체(44)는 자성 물질로 만들어지고, 포인팅(pointing) 디바이스를 만들기 위해 조이스틱(49)에 결합된다. 이러한 조이스틱(49)은 바람직하게는 플라스틱과 같은 자성을 띠지 않고 가벼운 물질로 만들어진다. 정지 위치에서, 조이스틱은 직립한 상태로 서있는데, 이는 영구 자석에 의해 만들어진 자기력에 의한 것이다. 디바이스가 사용중일 때, 조이스틱(49)은 경계면에서 충분한 마찰이 존재할 때 구상 물질을 약간 구르게 하는 측 방향으로 이동될 수 있어, 자계 검출기(43)의 출력에서의 신호 변경을 초래한다. 대안적으로, 구상 물체는 반구 또는 구의 한 부분만으로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 제 7 센서 장치(41)가, 도 11에 단면도로 도시되어 있다. 이동 가능한 물체(44)는 자성 물질로 만들어지고, 또 다른 이동 가능한 물체(48)가 포인팅 디바이스를 만들기 위해 외부 힘에 반응하여 이동 가능한 물체(44)를 이동시킬 수 있다. 그러한 또 다른 이동 가능한 물체의 일 예는, 그것이 측 방향으로 쉽게 미끄러질 수 있는 방식으로, 패키지(62)의 내부 또는 상부에 놓인 자성을 띠지 않는 슬라이더(slider)이다. 그러한 슬라이더의 바닥부는 오목한 오목부(recess)를 가질 수 있고, 이러한 오목부는 구상 물체의 상부와 접촉하고 있다. 예컨대, 사용자의 손가락에 의해 슬라이더가 이동될 때, 슬라이더는 구상 물체를 그에 따라 쉽게 잡아끌 수 있어, 자계 검출기(43)의 출력 상에서의 신호 변경을 초 래한다. 물론, 또 다른 이동 가능한 물체(48)가, 부분(42, 46)에 결합 및/또는 이 부분(42, 43)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제 8 센서 장치(41)가, 도 12에 단면도로 도시되어 있다. 공동(47)은 입구(66)와 출구(67)를 포함한다. 기체나 액체 흐름 센서 장치(41)는 패키지(62) 내부에 채널을 형성함으로써 구성된다. 구상 물체는 채널의 중간에 놓인다. 기체나 액체가 그러한 채널을 통해 흐를 때, 구상 물체의 2개 면 사이의 압력차가 구상 물체의 정지 위치로부터 구상 물체를 옮긴다. 그러므로 얻어진 신호는 기체나 액체의 흐름에 비례한다. 그러한 흐름이 1차원적이기 때문에, 이 경우 오직 1개의 브릿지가 필요하다. 바람직하게, 센서 장치는 중력의 영향을 회피하기 위해 동작하는 동안 수평 위치에 놓인다. 센서 장치가 기울어지면, 센서 장치의 신호가 그에 따라 다시 조정되어야 한다.
이전 실시예와 유사하게, 2차원 윈드(wind) 센서가 구성될 수 있다. 이 경우, 채널 대신 공동(47)이 모든 방향으로 열린다. 패키지(62)의 캡(cap)은, 공기의 2차원 흐름이 영향을 받지 않는 방식으로, 여러 개의 작은 폴(pole)에 의해 지지된다. 자계 검출기(43)는 2차원의 가속도 센서 장치(41)에서처럼, X-방향과 Y-방향 모두에 대한 브릿지를 포함한다. 수평으로 흐르는 바람은 출력 신호가 변하게 하는 동일한 방향을 따라 구상 물체를 약간 이동시킨다. 그러한 신호로부터, 바람의 세기와 방향이 결정될 수 있다. 센서를 더 민감하게 만들기 위해, 구상 물체의 크기는 폐쇄된 공동 상태에 비해 확대될 수 있는 것 및/또는 구상 물체가 속이 빈 것일 수 있다.
본 발명에 따른 제 9 센서 장치(41)가, 도 13에 단면도로 도시되어 있다. 이 실시예에서, 구상 영구 자석은 그것의 중심을 가로지르는 회전 축(68)을 가진다. 구상 자석은 회전 축(68) 둘레를 회전할 수 있다. 구상 자석의 회전 축(68)은 그것의 자석 축에 수직이다. 정지 위치에서, 구상 자석의 자기 축은 자석의 자기 축으로 정렬되는데, 이는 자기-정적(magneto-static) 결합 때문이다. 각(angular) 가속도 측정 동안, 겉보기(fictitious) 토크가 구상 자석을 정지 위치로부터 멀리 회전시킨다. 자기-정적 결합에 의해 유도된 토크와 겉보기 토크 사이의 균형은 구상 자석의 회전각을 결정하고, 이는 자계 검출기(43)의 출력에서의 신호 변경을 통해 측정될 수 있다. 이 경우, 1개의 브릿지만이 필요한데 이는 회전이 한 방향으로만 이루어지기 때문이다.
예컨대 도 11에 도시된 것과 일부 유사함으로 보여주는 본 발명에 따른 제 10 센서 장치(41)는, 도시되어 있지 않다. 이러한 제 10 센서 장치는 외부의 힘을 검출하기 위한 외부 힘 검출기이다. 이러한 외부 힘은 소자의 평면에서 가속도를 적용하는 것과 등가인 것으로 간주될 수 있다. 이렇게 검출한 것은, 외부 힘과 평면 사이의 각도가 알려져 있고 90°와 같지 않다는 조건 하에, 외부 힘의 크기로 전환될 수 있다. 대안적으로, 이렇게 검출한 것은 외부 힘의 크기가 알려져 있고, 외부 힘과 평면 사이의 각도가 90°와 같지 않다는 조건 하에, 외부 힘의 각도로 전환될 수 있다.
자계 검출기(43)에 대해서는, 다음 내용이 주목되어야 한다. 도 1c와 도 1d에 도시된 자계 검출기(43)는, 자기-저항성 소자(51 내지 58)를 포함한다. 이러한 자기-저항성 소자(51 내지 58)는 저항값이 소자에 흐르는 전류와 소자의 자화(M) 사이의 각도(θ)에 종속적인 소자이다. 이방성(anisotropic) 자기-저항의 경우, 저항값 R = R0 + ΔRcos2θ이고, 여기서 R은 소자(51 내지 58)의 총 저항값이며, R0는 기본 저항값이고, ΔR/R0는 자기-저항 효과를 결정한다. 소자내의 자화(M)는 한편으로 소자의 길이 방향을 따라 정렬하기를 원하는데 반해, 다른 한편으로는 소자가 위치하는 자계 방향으로 정렬하기를 원한다. 그 결과, 자화(M)는 소자의 길이 방향과 자계 방향 사이의 위치를 취한다. 자계가 낮은 경우, 그것은 소자의 길이 방향에 더 가깝게 되고, 자계가 높은 경우, 방사 자계의 방향에 더 가깝게 된다. 무한히 높은 자계에서는, 자화(M)가 자계를 따라 정렬된다. 그러므로, 소자의 저항값은 자계의 세기와 방향에 종속적이다. 전달 곡선을 선형화하기 위해, 비-자기 전도성 물질로 만들어진 바버폴 스트립{단락 막대(shorting bar)}이 소자 위에 직접적으로 놓인다. 단락 막대는 소자의 길이 방향과, 예컨대 (+/-)45°의 각도(β)를 이룬다. 단락 막대는 소자의 길이 방향에 관해 각도(β)로 전류를 편향시킨다. 이는 전류가 단락 막대 방향에 수직으로 흐른다는 것을 의미하고, 따라서 이러한 경우의 저항값은 R = R0 + ΔRcos2(θ'+ β)이 되고, 여기서 θ'은 소자의 자화(M)와 길이 방향 사이의 각도이다. 도 1c와 도 1d에서 소자(51 내지 58)에 있어서의 바버폴 구조는 휘트스톤 브릿지에서의 인접 소자의 각도(β)가 반대 부호를 가지도록 배치된다. 예컨대, 소자(51)에서는 각도(β)에 45°가 더해지는데 반해, 소자(52)에서는 각 도(β)에서 45°가 빼진다.
방사 자계는 자계 생성기(42)로부터 나오는 자계가 자계 검출기(43)의 평면 위, 다시 말해 소자(51 내지 58)의 평면 위로 투영될 때 나타난다. 예컨대 이러한 평면은 X-축과 Y-축을 포함한다. 도 1c에서는, 방사 자계의 중심이 이동 가능한 물체(44)의 정지 위치에서 소자(51 내지 58)의 중간에 있다. 소자((51 내지 58)의 방사상 배치로 인해, 정지 위치에서 방사 자계 벡터는 소자(51 내지 58)의 길이 방향을 따라 정렬하게 되고, 따라서 자화(M) 벡터가 길이 방향에 평행하게 강제한다. 위의 공식에 따라, 소자(51 내지 58)의 저항은 R = R0 + ΔRcos2(β)와 동일한 값을 가진다. 그 결과, 소자(51 내지 58)를 포함하는 휘트스톤 브릿지의 출력 전압은 0이다.
방사상 자계의 중심이 도 1c의 중간 위치로부터 이러한 X-Y 평면에서의 도 1d의 이동된 위치로 이동될 때, 소자(51 내지 58)의 길이 방향에 대한 방사상 자계의 방향이 바뀐다. 예컨대, 소자(51, 54)에서는, 방사상 자계 벡터가 전류의 방향 쪽으로 이동하여, 자화(M)와 전류 사이의 각도를 감소시키고 따라서 소자(51, 54)의 저항값을 증가시킨다. 소자(52, 53)에 관해서는 그 반대 현상이 일어난다. 방사상 자계 벡터는 전류의 방향으로부터 멀리 이동하여, 자화(M)와 전류 사이의 각도(θ)를 증가시키고 따라서 저항값을 감소시킨다. 소자(51 내지 54)를 휘트스톤 브릿지와 같은 브릿지 구조에 적절히 연결함으로써, X-방향으로 방사상 자계 중심 위치에 대해 대략 선형적으로 변하는 출력 신호가 생성될 수 있다. Y-방향에 관해서 도, 전체 구조를 90°가 넘게 회전시킴으로써, 유사한 구조가 만들어질 수 있다. 통상적으로, 소자(51 내지 54)와 방사상 구성 성분의 방사상 자계 중심 사이의 거리는 중심의 통상적인 변위(예컨대, 20㎛)보다 훨씬 더 크게 된다(예컨대, 300㎛). 그러므로, 방사상 자계 중심이 옮겨지면, 주로 방사상 자계의 방향이 변경되고, 방사상 자계의 세기가 더 적게 변경된다.
따라서, 도 1c와 도 1d에 따르면, 자계의 특정한 구성 성분을 검출하기 위해 특정한 자계에 종속적인 소자의 길이 축은, 그러한 특정한 자계 종속 소자가 바버폴 스트립을 포함하는 경우, 이동 가능한 물체의 정지 위치에 관한 특정한 구성 성분과 실질적으로 0°의 각을 이루어야 한다. 실질적으로 0°인 각도는 -20°와 +20°사이의 각, 바람직하게는 0°의 각에 대응한다. 바버폴 스트립은 보통 다른 배향을 배제하지 않고, 특정한 자계 종속 소자의 길이 축에 관해 ±45°의 각으로 배향된다.
대안적으로, 소자(51 내지 58)는 도 1f와 도 1g에 도시된 것처럼, 바버폴 스트립 없이 구성될 수 있다. 이러한 경우, 브릿지의 자기-저항성 물질의 4개의 스트립의 경우, 예컨대 소자(510 내지 540)가 놓여, 자기-저항성 소자(51 내지 54)의 자화(M)와 길이 방향이, 예컨대 25 내지 65°의 각도, 바람직하게는 45°의 각도와 같은 일정한 각도를 만들도록 놓인다. 각도(θ)가 45°부근에서 선택되면, 소자(510 내지 540)의 응답 특징이 다소 선형적이 된다. 최상의 선형성은 θ= 45°인 경우 얻어진다. 자계를 소자(510 내지 540)의 길이 방향과 일정한 각도 미만이 되게 설정함으로써, 어떠한 바버폴 스트립도 요구되지 않아서, 다수의 장점을 주게 된다.
방사상 자계의 중심이 도 1f에서의 이동 가능한 물체(44)의 정지 위치에 있는 소자(510 내지 540)의 중간에 있을 때, 4개의 소자(510 내지 540)의 각도(θ)는 그 크기가 같게 되어, 휘트스톤 브릿지의 출력 전압은 0이 된다. 방사상 자계의 중심이 도 1f에서의 중간 위치에서 도 1g에서의 X-Y 평면에서의 시프트되는 위치로 이동될 때, 소자(510 내지 540)의 길이 방향에 대한 방사상 자계의 방향이 바뀐다. 예컨대, 소자(520, 540)에서는 방사상 자계 벡터가 전류(I)의 방향 쪽으로 이동하여, 자화(M)와 전류(I) 사이의 각도를 감소시키고, 따라서 소자(520, 540)의 저항값을 증가시킨다. 소자(510, 530)에 관해서는, 반대 현상이 일어난다. 방사상 자계 벡터는 전류(I)의 방향으로부터 멀리 이동하여, 자화(M)와 전류(I) 사이의 각도(θ)를 증가시키고, 따라서 저항값을 감소시킨다. 소자(510 내지 540)를 휘트스톤 브릿지와 같은 브릿지 구조에 적절히 연결함으로써, X-방향으로 방사상 자계 중심 위치에 따라 대략 선형적으로 변하는 출력 신호가 생성될 수 있다. Y-방향에 관해서도, 전체 구조를 90°가 넘게 회전시킴으로써, 소자(550 내지 580)를 포함하는 유사한 구조가 만들어질 수 있다.
가속도 센서 장치(41)는 자동차 관련 디바이스{차량 다이나믹 제어 디바이스, 능동 서스펜션 제어 디바이스, 헤드라이트 레벨링(leveling) 시스템 디바이스, 차량 경보 디바이스 등}, 네비게이션(이동 전화기 디바이스, GPS 디바이스 등), 기구(appliance)(균형 맞춤 디바이스를 포함하는 세척기 디바이스 등), 충돌/충격 검출(검출기 디바이스 등), 게임과 로봇 공학(게임 디바이스 등, 로봇 디바이스 등), PDA(핸드헬드 디바이스 등)용 데이터 기재, 지진 감시(모니터 디바이스 등), 사람 감시 디바이스(사람 모니터 디바이스 등), 안테나 방위각 제어(안테나 제어 디바이스 등) 등과 같은 다양한 응용에 널리 사용된다.
전술한 실시예는 본 발명을 제한하기보다는 예시하는 것이고, 당업자라면 첨부된 청구항의 범주로부터 벗어나지 않으면서 많은 대안적인 실시예를 설계할 수 있음을 주목해야 한다. 청구범위에서, 괄호 안의 참조번호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석하지 말아야 한다. "포함한다"라는 동사의 사용과 이의 활용형은 청구범위에 기재된 것 이외의 요소나 단계의 존재를 배제시키지 않는다. 단수 요소의 사용은 그러한 요소의 복수의 존재를 배제시키지 않는다. 몇몇 수단을 열거하는 디바이스 청구항에서, 상기 수단의 몇몇은 하드웨어의 하나의 동일한 아이템에 의해서 구체화될 수 있다. 일정한 방법이 서로 상이한 종속항에서 인용되고 있다는 단순한 사실은, 이러한 방법의 결합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 암시하는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 휴대 가능한 pc와, 이동 전화기, PDA, 디지털 카메라 및 GPS 디바이스와 같은 작은 핸드헬드 전자 디바이스가 포함된, 센서 장치를 지닌 디바이스에 이용 가능하다.

Claims (16)

  1. 센서 장치(41)를 지닌 디바이스로서,
    - 자계의 적어도 한 부분을 생성하기 위한 자계 생성기(42),
    - 자계 종속 소자(51 내지 58)의 평면에서 자계의 구성 성분을 검출하기 위한 자계 종속 소자(51 내지 58)를 포함하는 자계 검출기(43),
    - 이동 가능한 물체(44)의 가속도에 응답하여, 자계의 구성 성분을 변경하기 위한 이동 가능한 물체(44) 및
    - 자계의 특정 구성 성분을 검출하기 위한 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 길이 축으로서, 이러한 길이 축은 이러한 특정 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 만드는, 길이 축을
    포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 길이 축은, 상기 이동 가능한 물체(44)의 정지(rest) 위치에 관한 특정 구성 성분과 실질적으로 0°의 각을 이루고, 상기 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)는 바버폴(Barberpole) 스트립을 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 길이 축은, 상기 이동 가능한 물체(44)의 정지 위치와 상기 자계의 주어진 세기에 관한 상기 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 자화 방향과 실질적으로 45°의 각을 이루는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 센서 장치(41)는
    - 상기 이동 가능한 물체(44)를 정지 위치에 밀어넣기 위한 수단을 더 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  5. 제 4항에 있어서, 적어도 상기 이동 가능한 물체(44)가 정지 위치가 아닌 곳에 있는 경우, 상기 이동 가능한 물체(44)를 정지 위치에 밀어넣기 위한 수단은 상기 이동 가능한 물체(44) 상에 적어도 하나의 힘을 상기 평면에 평행한 적어도 한 방향으로 확장하기 위한 탄성이 있는 물질(59)을 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 이동 가능한 물체(44)는 상기 자계 생성기(42)를 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 이동 가능한 물체(44)를 정지 위치에 밀어넣기 위한 수단은 고정된 물체(46)를 포함하고, 상기 물체 중 하나는 상기 자계 생성기(42)를 포함하며, 나머지 물체는 자성 물질을 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 이동 가능한 물체(44)는 공동(47)에 위치한 구의 형태로 되어 있는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 공동(47)은 액체를 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 공동(47)은 입구(66)와 출구(67)를 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  11. 제 7항에 있어서, 상기 이동 가능한 물체(44)는 조이스틱(joystick)(49)에 결합되는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  12. 제 7항에 있어서, 상기 센서 장치(41)는
    - 외부 힘에 응답하여, 상기 이동 가능한 물체(44)를 이동하기 위한 또 다른 이동 가능한 물체(48)를 더 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  13. 제 7항에 있어서, 상기 센서 장치(41)는 외부 힘 검출기인, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  14. 제 7항에 있어서, 상기 나머지 물체는 상기 자계의 적어도 하나의 또 다른 부분을 생성하기 위한 또 다른 자계 생성기(50)인 자성 물질을 포함하는, 센서 장치를 지닌 디바이스.
  15. 센서 장치(41)로서,
    - 자계의 적어도 한 부분을 생성하기 위한 자계 생성기(42),
    - 자계 종속 소자(51 내지 58)의 평면에서 상기 자계의 구성 성분을 검출하기 위한 자계 종속 소자(51 내지 58)를 포함하는 자계 검출기(43),
    - 이동 가능한 물체(44)의 가속도에 응답하여, 상기 자계의 구성 성분을 변경하기 위한 이동 가능한 물체(44) 및
    - 자계의 특정 구성 성분을 검출하기 위한 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 길이 축으로서, 이러한 길이 축은 이러한 특정 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 만드는, 길이 축을
    포함하는, 센서 장치.
  16. 감지 방법으로서,
    - 자계의 적어도 한 부분을 생성하는 단계,
    - 자계 종속 소자(51 내지 58)의 평면에서 자계 종속 소자(51 내지 58)를 통해 상기 자계의 구성 성분을 검출하는 단계,
    - 이동 가능한 물체(44)의 가속도에 응답하여, 상기 자계의 구성 성분을 변경하는 단계를 포함하고,
    - 자계의 특정 구성 성분을 검출하기 위한 특정 자계 종속 소자(51 내지 58)의 길이 축은 이러한 특정 구성 성분과 -80°와 +80°사이의 각을 만드는, 감지 방법.
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