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公開番号2025012068
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114607
出願日2023-07-12
発明の名称磁気センサ
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人
主分類G01R 33/02 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】低周波領域の磁界を高感度に検出可能な改良された磁気センサを提供する。
【解決手段】感磁素子R1～R4が形成された素子形成面101及び側面103,104を有するセンサチップ100と、感磁素子R1,R3間の領域121を覆う磁性体構造物10と、センサチップ100の側面103,104を覆う磁性体構造物20と、環状構造を有する磁性体構造物30と、励磁コイルC1,C2とを備える。磁性体構造物10は、磁性体構造物30の領域31と磁気結合し、磁性体構造物20は、磁性体構造物の領域32と磁気結合し、励磁コイルC1は、磁性体構造物30の領域33に巻回され、励磁コイルC2は、磁性体構造物30の領域34に巻回される。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
第１の方向に配列された第１及び第２の感磁素子を含む複数の感磁素子が形成された素子形成面と、前記第１の方向と交差し、互いに反対側に位置する第１及び第２の側面とを有するセンサチップと、
前記素子形成面の前記第１の感磁素子と前記第２の感磁素子の間の領域を覆う第１の磁性体構造物と、
前記センサチップの前記第１及び第２の側面を覆う第２の磁性体構造物と、
第１及び第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域の間に並列に接続された第３及び第４の領域とを含む環状構造を有する第３の磁性体構造物と、
第１及び第２の励磁コイルと、
を備え、
前記第１の磁性体構造物は、前記第３の磁性体構造物の前記第１の領域と磁気結合し、
前記第２の磁性体構造物は、前記第３の磁性体構造物の前記第２の領域と磁気結合し、
前記第１の励磁コイルは、前記第３の磁性体構造物の前記第３の領域に巻回され、
前記第２の励磁コイルは、前記第３の磁性体構造物の前記第４の領域に巻回される、
磁気センサ。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記第１の励磁コイルと前記第２の励磁コイルは、互いに逆方向の磁界が発生するよう、直列に接続されている、
請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１及び第２の励磁コイルに所定の周波数を有する電流を流す変調回路をさらに備える、
請求項２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第３の磁性体構造物の前記第１の領域と前記第２の領域の間に配置された基板をさらに備え、
前記センサチップは、前記基板上に搭載される、
請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第１の磁性体構造物は、前記第３の磁性体構造物の前記第１の領域に設けられた位置決め部によって位置決めされ、
前記第２の磁性体構造物は、前記第３の磁性体構造物の前記第２の領域に設けられた位置決め部によって位置決めされる、
請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第１の領域と前記第２の領域は、前記第１の方向と直交する第２の方向に配列され、
前記第３の領域と前記第４の領域は、前記第１の方向に配列され、
前記第１の領域は、前記第１の方向に配列され、前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向における高さが前記第１の磁性体構造物よりも高い第１及び第２のシールド部を有し、これにより、前記第１の磁性体構造物の少なくとも一部は、前記第１及び第２のシールド部によって前記第１の方向から挟まれ、
前記第２の領域は、前記第１の方向に配列され、前記第３の方向における高さが前記第２の磁性体構造物よりも高い第３及び第４のシールド部を有し、これにより、前記第２の磁性体構造物の少なくとも一部は、前記第３及び第４のシールド部によって前記第１の方向から挟まれる、
請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記第１乃至第４のシールド部は、角部が面取りされた形状を有している、
請求項６に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記第３の磁性体構造物は、磁性体からなる単一のブロックである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は磁気センサに関し、特に、低周波領域の磁界を高感度に検出可能な磁気センサに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、感磁素子を用いた磁気センサは様々な分野で利用されているが、極めて微弱な磁界を検出するためには、Ｓ／Ｎ比の高い磁気センサが必要となる。ここで、磁気センサのＳ／Ｎ比を低下させる要因として、１／ｆノイズが挙げられる。１／ｆノイズは、測定対象となる磁界の周波数成分が低いほど顕著となることから、例えば１ｋＨｚ以下といった低周波領域の磁界を高感度に検出するためには、１／ｆノイズを低減させることが重要となる。
【０００３】
１／ｆノイズを低減させた磁気センサとしては、特許文献１に記載された磁気センサが知られている。特許文献１に記載された磁気センサは、変調手段を用いて感磁素子の動作点を変調することによって、１／ｆノイズを低減させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特表２０２０－５２２６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された磁気センサにおいては、感磁素子自身のノイズも変調されてしまうという問題があった。
【０００６】
本開示においては、低周波領域の磁界を高感度に検出可能な改良された磁気センサについて説明される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一側面による磁気センサは、第１の方向に配列された第１及び第２の感磁素子を含む複数の感磁素子が形成された素子形成面、並びに、第１の方向と交差し、互いに反対側に位置する第１及び第２の側面を有するセンサチップと、素子形成面の第１の感磁素子と第２の感磁素子の間の領域を覆う第１の磁性体構造物と、センサチップの第１及び第２の側面を覆う第２の磁性体構造物と、第１及び第２の領域と、第１の領域と第２の領域の間に並列に接続された第３及び第４の領域とを含む環状構造を有する第３の磁性体構造物と、第１及び第２の励磁コイルとを備え、第１の磁性体構造物は、第３の磁性体構造物の第１の領域と磁気結合し、第２の磁性体構造物は、第３の磁性体構造物の第２の領域と磁気結合し、第１の励磁コイルは、第３の磁性体構造物の第３の領域に巻回され、第２の励磁コイルは、第３の磁性体構造物の第４の領域に巻回される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、低周波領域の磁界を高感度に検出可能な改良された磁気センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の第１の実施形態による磁気センサ１の外観を示す略斜視図である。
図２は、磁気センサ１の略上面図である。
図３は、磁気センサ１の略分解斜視図である。
図４は、磁性体構造物１０，２０とセンサチップ１００を分離した状態を示す略分解斜視図である。
図５は、センサチップ１００の略平面図である。
図６は、図５のＡ－Ａ線に沿った略断面図である。
図７は、感磁素子Ｒ１～Ｒ４と補償コイルＣ３の接続関係を説明するための回路図である。
図８は、磁気センサ１の使用方法を説明するための模式図である。
図９は、磁気センサ１の効果を説明するためのグラフである。
図１０は、本開示の第２の実施形態による磁気センサ２の外観を示す略斜視図である。
図１１は、本開示の第３の実施形態による磁気センサ３の外観を示す略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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