(57)【要約】【課題】  携帯端末装置などの方位や向きを特定可能な１つの磁気センサチップを備える磁気センサを提供する。【解決手段】  板状に形成され、その表面４ａに沿って互いに直交する２軸方向Ｘ、Ｙの地磁気成分を検出する磁気センサチップ４と、磁気センサチップ４に電気的に接続されるリード５とを備える磁気センサＡにおいて、磁気センサチップ４を支持する支持部材２が設けられ、支持部材２は、磁気センサＡが静止もしくは定速運動された状態で、２軸方向Ｘ、Ｙが重力方向Ｈに直交するように磁気センサチップ４を保持可能とされている。【選択図】    図１
2006349512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、その表面に沿って互いに直交する２軸方向の地磁気成分を検出する磁気センサチップと、該磁気センサチップに電気的に接続されるリードとを備える磁気センサにおいて、
前記磁気センサチップを支持する支持部材が設けられ、該支持部材は、前記磁気センサが静止もしくは定速運動された状態で、前記２軸方向が重力方向に直交するように前記磁気センサチップを保持可能とされていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
請求項１記載の磁気センサにおいて、
前記磁気センサチップが１つの箱体の中空部に納められ、前記支持部材が前記箱体に支持されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項３】
請求項２記載の磁気センサにおいて、
前記箱体の前記中空部には、液体が封入されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項４】
請求項３記載の磁気センサにおいて、
前記箱体を傾斜させた状態で、前記液体の液面が前記磁気センサチップの厚さの範囲内にあることを特徴とする磁気センサ。
【請求項５】
板状に形成され、その表面に沿って互いに直交する２軸方向の地磁気成分を検出する磁気センサチップと、該磁気センサチップに電気的に接続されるリードとを備える磁気センサにおいて、
少なくとも前記磁気センサチップが箱体の中空部に密閉状態に納められ、該中空部には、少なくとも前記磁気センサチップの密度よりも大きな密度を有する液体が封入されており、前記磁気センサチップは、前記磁気センサが静止もしくは定速運動された状態で、前記液体に浮上状態に支持され、前記２軸方向が重力方向に直交するように保持可能とされていることを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯端末装置などに搭載され、地磁気の方位や向きを検出する磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話機に代表される携帯端末装置（装置）に、ユーザの位置情報を表示させるＧＰＳ（Global Positioning System）機能を持たせることが要求されつつある。
ＧＰＳ機能には、地磁気を検出することで装置の方位や向きといった位置情報を特定する磁気センサなどが用いられている。一般に、磁気センサには、矩形板状に形成されその表面に沿って互いに直交する２軸方向（Ｘ、Ｙ方向）の地磁気成分を検出する磁気センサチップが具備されている。携帯端末装置はその向きが限定されて使用されるものではないため、固定された１つの磁気センサチップを備える磁気センサでは、地磁気の磁束の大きさとその方向（地磁気のベクトル量）を検出することができず、携帯端末装置の方位や向きを特定することができない。このため、磁気センサには、２つの磁気センサチップを備え、この２つの磁気センサチップを所定の傾斜角度で相互に傾斜させ、３軸方向の地磁気成分を検出させることにより地磁気のベクトル量を検出可能にしたものがある。この種の磁気センサでは、一方の磁気センサチップによって、その表面に沿う２軸方向の地磁気成分が検出され、他方の磁気センサチップによって表面に沿う少なくとも１軸方向の地磁気成分が検出される。各磁気センサチップで検出された地磁気成分と相互に傾斜された傾斜角度とをもとに、３軸方向の地磁気成分が求められるとともに地磁気のベクトル量が計算され、装置の３次元的な方位や向きが特定可能とされている。
【０００３】
この種の磁気センサは、リードフレームの２つのステージ部に、それぞれ磁気センサチップを固着し、ステージ部を金型のキャビティ内で所定の傾斜角度で傾斜させるとともに、磁気センサチップを傾斜させ、キャビティ内に樹脂を充填することによって一体形成される。さらに、樹脂が固結した段階で金型が取り外され、磁気センサチップやリードなどを一体的に固結した樹脂モールド部外の不要なリードフレームが切り離される。このように製造され、所定の傾斜角度で相互に傾斜する２つの磁気センサチップを備えた磁気センサは、装置内の回路基板に実装され、樹脂モールド部の表面に露出されたリードと回路基板とが電気的に接続されることにより、地磁気の検出が可能となる（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−１２８４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、携帯端末装置などの小型化、薄型化の要求がますます高まっており、これに搭載される磁気センサも小型化、薄型化が求められている。このような事情から、磁気センサに具備される磁気センサチップを１つとし、１つの磁気センサチップで携帯端末装置などの方位や向きを特定できる磁気センサが強く求められていた。
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑み、携帯端末装置などの方位や向きを特定可能な１つの磁気センサチップを備える磁気センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００７】
請求項１に係る発明は、板状に形成され、その表面に沿って互いに直交する２軸方向の地磁気成分を検出する磁気センサチップと、該磁気センサチップに電気的に接続されるリードとを備える磁気センサにおいて、前記磁気センサチップを支持する支持部材が設けられ、該支持部材は、前記磁気センサが静止もしくは定速運動された状態で、前記２軸方向が重力方向に直交するように前記磁気センサチップを保持可能とされていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る磁気センサにおいては、磁気センサが静止もしくは定速運動された状態で、２軸方向が地平面と平行、すなわち地磁気の方向と平行となるように磁気センサチップを維持することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の磁気センサにおいて、前記磁気センサチップが１つの箱体の中空部に納められ、前記支持部材が前記箱体に支持されていることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る磁気センサにおいては、磁気センサチップが１つの箱体の中空部に納められていることによってパッケージすることができる。また、支持部材が箱体に支持されていることによって、箱体の中空部内で磁気センサチップを動かすことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２記載の磁気センサにおいて、前記箱体の前記中空部には、液体が封入されていることを特徴とする。
【００１２】
この発明に係る磁気センサにおいては、箱体の中空部に液体が封入されていることによって、液体中に磁気センサチップを配置させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項３記載の磁気センサにおいて、前記箱体を傾斜させた状態で、前記液体の液面が前記磁気センサチップの厚さの範囲内にあることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係る磁気センサにおいては、磁気センサが静止もしくは定速運動した状態で、磁気センサチップを液体に浮上させ液体の液面が磁気センサチップの厚さの範囲内に位置されることによって、磁気センサの向きが変化した場合においても磁気センサチップに作用する浮力を利用して磁気センサチップを地平面と平行となる液体の液面に沿って配置することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、板状に形成され、その表面に沿って互いに直交する２軸方向の地磁気成分を検出する磁気センサチップと、該磁気センサチップに電気的に接続されるリードとを備える磁気センサにおいて、少なくとも前記磁気センサチップが箱体の中空部に密閉状態に納められ、該中空部には、少なくとも前記磁気センサチップの密度よりも大きな密度を有する液体が封入されており、前記磁気センサチップは、前記磁気センサが静止もしくは定速運動された状態で、前記液体に浮上状態に支持され、前記２軸方向が重力方向に直交するように保持可能とされていることを特徴とする。
【００１６】
この発明に係る磁気センサにおいては、液体の液面が地平面と平行となり、この液面に浮上された磁気センサチップの２軸方向を地平面と平行、すなわち地磁気の方向と平行に維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によれば、２軸方向が地平面と平行となるように磁気センサチップを維持することができる。これにより、磁気センサの向きが変化した場合においても磁気センサチップの２軸が形成する平面と地平面とを平行に維持することができるため、３軸方向の地磁気成分を検出する必要がなく、１つの磁気センサチップを備えた磁気センサによって地磁気のベクトル量を検出することができ、装置の方位や向きを特定することができる。このことから、従来の２つの磁気センサチップを備えた磁気センサと比較し、磁気センサの面積を約１／２にすることができ、小型化、薄型化を図ることができる。また、磁気センサの低コスト化を図ることができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によれば、磁気センサチップが１つの箱体の中空部に納められていることによってパッケージすることができる。また、支持部材が箱体に支持されていることによって、箱体の中空部内で磁気センサチップを動かすことができる。これにより、磁気センサチップを箱体により保護することができ、磁気センサの耐久性を向上させることができる。また、磁気センサチップの移動を制御することによって２軸方向が地平面と平行となるように磁気センサチップを保持させることができる。
【００１９】
請求項３に係る発明によれば、箱体の中空部に液体が封入されていることによって、液体中に磁気センサチップを配置させることができる。これにより、箱体に納められる磁気センサチップなどを保護することができ、磁気センサの耐久性を向上させることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明によれば、磁気センサチップを液体に浮上させ液体の液面が磁気センサチップの厚さの範囲内に位置されることによって、磁気センサチップを地平面と平行となる液体の液面に沿って配置することができ、これにより、磁気センサの向きが変化した場合においても、２軸方向が地平面と平行となるように磁気センサチップを保持させることが可能となる。
【００２１】
請求項５に係る発明によれば、液体の液面が地平面と平行となるため、液体によって磁気センサチップの動きを制御することができ、この液面に浮上された磁気センサチップの２軸方向を地平面と平行に維持することができる。これにより、３軸方向の地磁気成分を検出する必要がなく、１つの磁気センサチップを備えた磁気センサによって地磁気のベクトル量を検出することができ、装置の方位や向きを特定することができる。よって、従来の２つの磁気センサチップを備えた磁気センサと比較し、磁気センサの面積を約１／２にすることができ、小型化、薄型化を図ることができる。また、磁気センサの低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図１から図４を参照し、本発明の第１実施形態に係る磁気センサＡについて説明する。本発明の磁気センサＡは、例えば携帯端末装置（装置）に具備された回路基板に搭載されて使用されるものであり、装置の方位や向きといった位置情報を取得するためのものである。
【００２３】
図１から図２に示す磁気センサＡは、側断面が凹状に形成された矩形箱状の箱体１と、箱体１の開口部１ａと対向する上板部１ｂを貫通しつつ中空部１ｃに延出された略円柱棒状の支持部材２と、固定部材３を介して支持部材２に支持され箱体１の中空部１ｃに納められた磁気センサチップ４と、箱体１の側壁部１ｄに直交しつつこの端部１ｅと接続され、箱体１の外方から内方に向けて延出された矩形薄板状の複数のリード５と、磁気センサチップ４とリード５とを電気的に接続するシート状の弾性部材６と、箱体１の端部１ｅと固着されて中空部１ｃを密閉状態で画成する板材７とから構成されている。
【００２４】
箱体１は、例えば金属により形成されたものであり、中空部１ｃに納められる少なくとも磁気センサチップ４を外部から保護するためのものである。箱体１の側壁部１ｄの端部１ｅは、リード５や板材７に固着されており、この端部１ｅとリード５や板材７とは、樹脂接着によって固着されている。ここで、例えば箱体１の端部１ｅとリード５とが半田づけにより固着される場合には、図３に示すように、箱体１とリード５との電気的な絶縁状態を確保するため、例えばリード５を多層基板とし、箱体１の端部１ｅは多層基板の絶縁部５ａに接続される。この場合、リード５と磁気センサチップ４とを電気的に接続する弾性部材６は、多層基板の回路と導通されたパッド部５ｂに接続される。
図１から図２に示すように、箱体１の上板部１ｂには、上板部１ｂを貫通する支持部材２が取り付けられており、支持部材２は上板部１ｂに固定されつつ支持されている。この支持部材２には先端２ａに球体２ｂが形成されており、この球体２ｂには、球体２ｂの球面座２ｃに沿って移動可能な詳細は後述の固定部材３が取り付けられている。
【００２５】
磁気センサチップ４は、矩形板状に形成されたもので、図４に示すように、その表面４ａに沿って互いに直交する２軸方向（Ｘ方向とＹ方向）の地磁気成分を検出可能とされている。また、磁気センサチップ４の下面４ｂには、弾性部材６の金属製薄板がボンディングされ電気的な導通を図るためのパッド部４ｃが形成されている。この磁気センサチップ４は、図１から図２に示すように、固定部材３を介して支持部材２に支持されている。固定部材３は、支持部材２の球体２ａの一部を包むように形成された球状部材３ａと、この球状部材３ａの外周に連続して一体形成された矩形板部材３ｂとからなり、矩形板部材３ｂの裏面が磁気センサチップ４の上面４ａに例えば接着剤を用いて固着されている。ここで、固定部材３は、磁気センサチップ４の重心Ｔの直上に位置する上面４ａに、固定部材３の中心線が配されるよう固着されている。また、磁気センサＡが傾斜された際に、磁気センサチップ４が移動し、その重心Ｔが重力方向Ｈの直線上に配されるよう支持部材２の球面座２ａで球状部材３ａが摺動自在とされている。これにより、固定部材３を介して支持部材２に支持される磁気センサチップ４は、磁気センサＡが静止もしくは定速運動された状態で、常に２軸方向Ｘ、Ｙが重力方向Ｈに直交するように保持可能とされている。ここで、定速運動とは、加速度を生じずに一定速度で移動することを示す。
【００２６】
弾性部材６は、例えば複数の金属製薄板がその一部を除いてポリイミド樹脂で被覆されてシート状に一体形成されている。この弾性部材６は、図４に示した磁気センサチップ４の複数のパッド部４ｃと、複数のリード５とをそれぞれ一対で電気的に接続するためのものであり、先端６ａ側の複数の金属露出部分が、磁気センサチップ４の複数のパッド部４ｃに接続されている。また、先端６ａからやや内側の被覆部分６ｂが磁気センサチップ４の下面４ｂに樹脂により固着されている。この樹脂による被覆部分６ｂの固着は、磁気センサチップ４の移動時に、金属露出部分とパッド部４ｃとの接続部に集中応力が生じるのを防止するためのものである。一方、弾性部材６の後端６ｃ側の金属露出部分は、リード５の上面５ａにボンディングされ、これにより、弾性部材６を介して磁気センサチップ４とリード５とが電気的に導通可能とされている。
【００２７】
板材７は、例えばセラミックやプラスティックなどにより形成されており、箱体１の端部１ｅが固着されて、箱体１の中空部１ｃを密閉状態にするためのものである。また、この板材７と箱体１とにより密閉状態で画成された中空部１ｃには、例えばシリコンオイルが充填されつつ封入され、弾性部材６の金属露出部分とリード５や磁気センサチップ４のパッド部６ａとのボンディング部分などの腐食防止が図られている。さらに、磁気センサチップ４が保護されている。
【００２８】
ついで、上記の構成からなる磁気センサＡによって地磁気のベクトル量を検出し、方位や向きを特定する方法について説明する。
【００２９】
はじめに、磁気センサＡは静止もしくは定速運動されているものとする。また、このとき、例えば磁気センサＡは、リード５の下面５ｂが形成する平面が、重力方向Ｈに直交し、支持部材２の軸線Ｏ１と磁気センサチップ４の重心Ｔとが重力方向Ｈの直線上に配置されているものとする。
ついで、磁気センサＡを搭載した携帯端末装置（装置）が動かされ、磁気センサＡの向きが、例えば図１から図２に示すように傾斜され、磁気センサＡが再度静止もしくは定速運動されたとする。この場合、箱体１の中空部１ｃに納められた磁気センサチップ４は、自重の平衡を保つように、支持部材２の球面座３ｂで固定部材３が摺動され、重心Ｔが重力方向Ｈの直線上に向けて移動する。重心Ｔが重力方向Ｈの直線上に位置され、磁気センサチップ４が平衡された段階で、磁気センサチップ４の２軸Ｘ、Ｙが形成する平面は、地平面に沿う地磁気の磁束の方向と平行に保持される。つまり、磁気センサＡが傾斜された場合においても磁気センサチップ４は、自重の平衡を保つように自ら移動し、磁気センサＡが静止もしくは定速運動された状態で、常に２軸方向Ｘ、Ｙが重力方向Ｈに直交するように調整される。
これにより、３軸方向の地磁気成分を検出せずとも、１つの磁気センサチップ４で検出される２軸方向Ｘ、Ｙの地磁気成分によって、地磁気の磁束の大きさや向き（地磁気のベクトル量）を検出することが可能となり、この地磁気のベクトル量をもとに、装置の方位や向きを特定することが可能となる。
【００３０】
したがって、上記の磁気センサＡにおいては、磁気センサチップ４が自重の平衡を保つように自ら移動し、磁気センサＡが静止もしくは定速運動された状態で、常に磁気センサチップ４の表面４ａに沿う２軸方向Ｘ、Ｙが重力方向Ｈに直交する方向となるように、磁気センサチップ４を動かすことができる。このため、磁気センサＡの向きが変化した場合においても磁気センサチップ４の２軸Ｘ、Ｙが形成する平面と地平面とを平行に維持することができ、２軸方向Ｘ、Ｙの地磁気成分を検出することで地磁気のベクトル量を検出することができる。よって、１つの磁気センサチップ４を備えた磁気センサＡで、装置の方位や向きを特定することができる。
【００３１】
また、上記の磁気センサＡにおいては、磁気センサチップ４とリード５と支持部材２とが１つの箱体１にパッケージされるとともに、中空部１ｃにシリコンオイルが封入されていることによって、磁気センサチップ４や弾性部材６のボンディング部分などを保護することができ、磁気センサＡの耐久性を向上させることができる。
【００３２】
よって、上記の磁気センサＡによれば、１つの磁気センサチップ４で装置の方位や向きを特定することが可能なため、複数の磁気センサチップ４を具備する必要がなく、磁気センサＡの小型化、薄型化を図ることができる。また、磁気センサＡの低コスト化を図ることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上記の第１実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第１実施形態では、磁気センサチップ４のパッド部４ｃとリード５とを電気的に接続する弾性部材６がシート状に形成されているものとしたが、図５に示すように、複数のパッド部４ｃとこれに一対となるリード５とを個別に接続する複数の弾性部材６が設けられてもよいものである。また、弾性部材６は、金属製薄板をポリイミド樹脂で被覆して形成されるものとしたが、例えば導電性フィラーを包含する異方導電性部材や金属ワイヤーなどにより形成されてもよく、特に材質等が限定されるものではない。さらに、弾性部材６を設けず、例えば図６に示すように、ＲＦ（Radio Frequency）コイル９を備えた磁気センサチップ４を用いて、磁気センサチップ４が検出した地磁気成分の信号を回路基板側へ伝送する構成とされてもよいものである。
【００３４】
また、磁気センサチップ４と固定部材３とを固着させる際に、接着剤等の汚れが残ったり、電気的に短絡を生じさせないことなどを考慮し、磁気センサチップ４の上面４ａ側に固定部材３を固着するものとしたが、例えば磁気センサチップ４の下面４ｂ側に固定部材３を固着して、磁気センサチップ４の下面４ｂ側に支持部材２が設けられてもよいものである。
【００３５】
さらに、箱体１は金属により形成されるものとしたが、例えばセラミックや樹脂などにより形成されてもよいものであり、特に材質が限定されるものではない。また、密閉された箱体１の中空部１ｃには、シリコンオイルを封入するものとしたが、空気が封入されてもよく、また、シリコンオイルとは異なる他の非導電性液体や、例えば窒素ガスなどの非腐食性ガスや、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスが封入されてもよいものである。また、例えばボンディング部分など酸化腐食を生じやすい部分を樹脂などで被覆した場合には、中空部１ｃに非腐食性ガスや不活性ガスや非電導性液体などを封入する必要はないものとされる。
【００３６】
また、例えばＣＳＰ（Chip Size Package）などのように、回路がシリコンで被覆されて保護されている磁気センサチップを備える磁気センサに適用する場合には、箱体１の中空部１ｃを密閉する必要がないため、例えば支持部材２を支持する部材を設け、磁気センサチップ４の周囲を開放空間としてもよいものである。また、箱体１や支持部材２を設けず、例えば図７から図８に示すような、多層基板などの基板１０にワイヤーなどで形成された支持ワイヤー部１１を取り付け、この支持ワイヤー部１１に支持されたフレキシブルワイヤー１２などで磁気センサチップ４を吊るす構成とされてもよいものである。この場合には、磁気センサＡの向きが変化した際に、支持ワイヤー部１１とフレキシブルワイヤー１２の接続部１３が支点１３となり、磁気センサチップ４が自重の平衡を保つよう支点１３と重心Ｔとを結ぶ直線方向が重力方向Ｈと一致するように移動することとなる。
【００３７】
また、磁気センサチップ４は、箱体１に支持された支持部材２の球体２ａと固定部材３の球状部材３ａを介して支持されつつ移動自在とされるものとしたが、磁気センサチップ４と支持部材２との接続は、特にその構成が限定されるものではなく、例えばユニバーサルジョイントなどを用いて接続されてもよいものである。
【００３８】
ついで、図９を参照し、本発明の第２実施形態に係る磁気センサＢについて説明する。
【００３９】
本発明の第２実施形態は、図１から図８に示した第１実施形態と同様、例えば携帯端末装置（装置）に具備された回路基板に搭載されて使用されるものであり、装置の方位や向きなどの位置情報を取得するためのものである。ここで、第１実施形態に係る磁気センサＡと同様の構成について、同一符号を付し詳細な説明を省略するものとする。
【００４０】
図９に示すように、磁気センサチップ４とリード５と板材７とは、第１実施形態と同様の構成とされている。一方、箱体１には、第１実施形態で示した支持部材２および固定部材３は設けられていない。よって、磁気センサチップ４には、リード５との電気的な導通を図るための弾性部材６のみが接続されている。
【００４１】
また、箱体１の中空部１ｃは、箱体１とリード５と板材７とにより密閉状態とされ、且つ中空部１ｃには、非導電性の液体２０を封入する。このとき、磁気センサチップ４が浮上するような液体２０を選択する。ここで、浮上とは、完全に液面２０ａ上にある状態に限らず、液体２０の液面２０ａが前記磁気センサチップ４の厚さＺの範囲内にあればよい。
【００４２】
このような状態にするには、液体２０の密度が、磁気センサチップ４の全体の密度よりも大きな密度となるようにすればよい。一般にチップ本体の密度は２．３３ｇ／ｃｍ３程度だが、磁気センサチップ４全体の密度を低くすることにより浮力が得られる。例えば、磁気センサチップ４の表面に低密度の材料または構造体を形成することができる。具体的には、磁気センサチップ４の表面にポリエチレン（密度０．９２ｇ／ｃｍ３）をコーティングする、磁気センサチップ４の表面に発泡ポリイミドを貼り付ける、撥水性材料を磁気センサチップ４表面に塗布する、空気層（空間）が中に形成された弾性材料の構造体を磁気センサチップ４の上面に貼り付けるなどができる。この封入される液体２０の量は、中空部１ｃで液面２０ａを形成でき、且つ液面２０ａに磁気センサチップ４を浮上させつつ磁気センサチップ４と箱体１とを非接触状態で保持可能な量とされている。また、中空部１ｃの液体２０を除く部分は空気２１とされている。
【００４３】
弾性部材６は、第１実施形態と同様、例えば複数の金属製薄板が、その一部を除いてポリイミド樹脂で被覆されてシート状に一体形成されているとともに、適度な弾性係数と適度な長さとを有するものとされている。ここで、適度な弾性係数と適度な長さとは、磁気センサチップ４が液体２０の液面２０ａに浮上されることを阻害せず、且つ浮上された磁気センサチップ４の２軸方向Ｘ、Ｙが液面２０ａおよび地平面と平行な状態で保持可能な程度を示すものである。
【００４４】
ついで、上記の構成からなる磁気センサＢによって地磁気のベクトル量を検出し、方位や向きを特定する方法について説明する。
【００４５】
はじめに、磁気センサＢは静止もしくは定速運動されているものとする。また、このとき、例えば磁気センサＢは、リード５の下面５ｂが形成する平面が重力方向Ｈに直交し、箱体１の中空部１ｃに封入された液体２０の液面２０ａおよび液面２０ａに浮上された磁気センサチップ４の２軸Ｘ、Ｙが形成する平面が重力方向Ｈに直交されているものとする。また、磁気センサチップ４は、液面２０ａが磁気センサチップ４の厚さＺの範囲内に位置されるように液体２０に浮上されている。
ついで、例えば磁気センサＢを搭載した携帯端末装置（装置）が動かされ、磁気センサＢの向きが、例えば図１に示すように傾斜され、磁気センサＢが再度静止もしくは定速運動されたとする。この場合、液体２０の液面２０ａは、重力方向Ｈに直交されつつ地平面に平行な状態になる。この状態で、磁気センサチップ４は、その厚さＺの範囲内に液面２０ａが配されつつ液体２０に浮上され、常に２軸方向Ｘ、Ｙが重力方向Ｈに直交するように保持される。
これにより、３軸方向の地磁気成分を検出せずとも、１つの磁気センサチップ４で検出される２軸方向Ｘ、Ｙの地磁気成分によって、地磁気のベクトル量を検出することが可能となり、この地磁気のベクトル量をもとに、装置の方位や向きを特定することが可能となる。
【００４６】
したがって、上記の磁気センサＢにおいては、箱体１の中空部１ｃに磁気センサチップ４を納め、さらに中空部１ｃに液体２０を封入することによって、磁気センサＢの向きが変化した場合においても液体２０が形成する液面２０ａに磁気センサチップ４を浮上させることができる。このとき、中空部１ｃに封入される液体２０を、磁気センサチップ４の全体の密度よりも大きな密度とすることで、磁気センサチップ４を浮上させることが可能となる。これにより、浮上した磁気センサチップ４の２軸Ｘ、Ｙが形成する平面は、磁気センサＢが静止もしくは定速運動された状態で、常に重力方向Ｈに直交する地平面と平行な状態に保持されるため、３軸方向の地磁気成分を検出せずとも、地磁気のベクトル量を検出することができる。
【００４７】
よって、上記の磁気センサＢによれば、磁気センサＢに液体２０に浮上される１つの磁気センサチップ４を備えることによって、装置の方位や向きを特定することが可能となり、磁気センサＢを小型化、薄型化することができるとともに、磁気センサＢの低コスト化を図ることができる。
【００４８】
なお、本発明は、上記の第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、第２実施形態では、箱体１の密閉された中空部１ｃに液体２０が封入され、液体２０を除く中空部１ｃには空気２１が存在するものとしたが、液体２０を除く中空部１ｃには、例えば窒素ガスなどの非腐食性ガスや、例えばアルゴンガスなどの不活性ガスが充満されてもよいものである。また、中空部１ｃに液体２０と、磁気センサチップ４の密度よりも小さな液体が封入されていてもよいものである。
【００４９】
また、上記の第２実施形態では、磁気センサチップ４に弾性部材６が取り付けられているものとしたが、この限りではなく、第１実施形態に示したように、磁気センサチップ４にＲＦコイルを設け、ＲＦコイルによって磁気センサチップ４で検出された地磁気の信号を伝送する構成とされてもよいものである。さらに、例えば図１０に示すように、箱体１の上板部１ｂに固定されつつ支持された支持部材２を設け、この支持部材２によって磁気センサチップ４を保持してもよいものである。この場合、磁気センサチップ４は、液体２０の液面２０ａに浮上されるのではなく、浮力を利用して２軸方向Ｘ、Ｙが、磁気センサＢが静止もしくは定速運動された状態で、常に重力方向Ｈに直交するものとされる。このため、磁気センサチップ４は、液体２０内に設けられていてもよいものである。
【００５０】
さらに、弾性部材６は、磁気センサチップ４が液体２０の液面２０ａに浮上されることを阻害せず、且つ浮上された磁気センサチップ４の２軸方向Ｘ、Ｙが液面２０ａおよび地平面と平行な状態で保持可能な適度な弾性係数と適度な長さを有するものとされているが、磁気センサチップ４は、２軸方向Ｘ、Ｙが、磁気センサＢが静止もしくは定速運動された状態で、常に重力方向Ｈに直交されればよいものであるため、弾性部材６の長さは、磁気センサチップ４が液体２０中に位置する長さでもよいものである。この場合に、適度な長さとは、液体２０中において磁気センサチップ４の２軸方向Ｘ、Ｙが液面２０ａおよび地平面と平行な状態で保持可能な程度の長さとされる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気センサの側断面図である。
【図２】図１に示した磁気センサの左側断面図である。
【図３】図１に示した箱体とリードとの接続部の固着方法の一例を示す図である。
【図４】図１の磁気センサに搭載された２軸方向の地磁気成分を検出可能な磁気センサチップを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に示した磁気センサの変形例を示す図である。
【図６】ＲＦコイルを備える磁気センサチップを示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に示した磁気センサの変形例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態に示した磁気センサの変形例を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る磁気センサの側断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に示した磁気センサの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１・・・箱体、１ｃ・・・中空部、２・・・支持部材、３・・・固定部材、４・・・磁気センサチップ、４ａ・・・上面、５・・・リード、６・・・弾性部材、７・・・板材、２０・・・液体、２０ａ・・・液面、Ａ，Ｂ・・・磁気センサ、Ｈ・・・重力方向、Ｔ・・・重心、Ｘ・・・Ｘ方向（２軸方向）、Ｙ・・・Ｙ方向（２軸方向）、Ｚ・・・磁気センサチップの厚さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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