(57)【要約】【課題】  携帯端末装置などの３次元的な方位や向きの位置情報を取得できる１つの磁気センサチップを備えた磁気センサを提供することを目的とする。【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を支持する軸部２が設けられ、磁気センサチップ４が軸部２に支持されつつ所定の傾斜角度θ１に傾斜可能とされている。【選択図】    図１
2006234398.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軸部が設けられ、前記磁気センサチップが前記軸部に支持されつつ所定の傾斜角度に傾斜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、
前記軸部が軸線回りに回動されることにより、前記磁気センサチップが前記所定の傾斜角度で傾斜可能と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１記載の磁気センサにおいて、
前記軸部が固定され、該軸部に前記磁気センサチップが回動可能に支持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１から請求項３のいずれかに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、前記軸部が該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５】
請求項４記載の磁気センサにおいて、
前記箱体には、前記箱体の外方から前記中空部に貫通されつつ進退自在とされた押圧ピンが設けられ、該押圧ピンの押込動作により前記磁気センサチップが押圧されて傾斜される構成とされていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気センサにおいて、
前記磁気センサチップと前記リードとが、電気的に導通可能な弾性部材により接続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３次元的な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、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、上記の磁気センサでは、装置の３次元的な方位や向きの位置情報を取得するために、相互に傾斜させた２つの磁気センサチップを用いており、この場合には、２つの磁気センサチップが樹脂モールド部内で傾斜されつつ並設されるため、磁気センサが大きくなるという問題があった。
【０００５】
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、薄型化が要求されている。このような背景から、磁気センサに備えら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を備えた磁気センサによって装置の３次元的な方位や向きの位置情報が取得可能とされることが強く望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑み、携帯端末装置などの３次元的な方位や向きの位置情報を取得できる１つの磁気センサチップを備えた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】
【０００７】
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。
【０００８】
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軸部が設けられ、前記磁気センサチップが前記軸部に支持されつつ所定の傾斜角度に傾斜可能とされていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る磁気センサにおいては、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可能な磁気センサチップが軸部に支持されつつ所定の傾斜角度に傾斜可能とされており、磁気センサチップを動かすことができる。
【００１０】
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、前記軸部が軸線回りに回動されることにより、前記磁気センサチップが前記所定の傾斜角度で傾斜可能とされていることを特徴とする。
【００１１】
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支持されている軸部が軸線回りに回動可能とされているため、磁気センサチップを軸部の回動に従動させることができ、軸部の回動量を制御することによって、磁気センサチップを所定の傾斜角度で傾斜させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の磁気センサにおいて、前記軸部が固定され、該軸部に前記磁気センサチップが回動可能に支持されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る磁気センサにおいては、固定された軸部に、磁気センサチップが回動可能に支持されており、磁気センサチップを動かすことができる。
【００１４】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３のいずれかに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、前記軸部が該箱体に支持されていることを特徴とする。
【００１５】
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、少なくとも磁気センサチップをパッケージすることができる。また、軸部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。
【００１６】
請求項５に係る発明は、請求項４記載の磁気センサにおいて、前記箱体には、前記箱体の外方から前記中空部に貫通されつつ進退自在とされた押圧ピンが設けられ、該押圧ピンの押込動作により前記磁気センサチップが押圧されて傾斜される構成とされていることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る磁気センサにおいては、箱体の中空部内に納められ軸部に支持された磁気センサチップを、箱体の外方から中空部に貫通されつつ進退自在とされた押圧ピンによって押圧することができ、押圧ピンの押込動作によって磁気センサチップの傾斜角度を制御することができる。
【００１８】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気センサにおいて、前記磁気センサチップと前記リードとが、電気的に導通可能な弾性部材により接続されていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る磁気センサにおいては、磁気センサチップとリードとが弾性部材により接続されていることによって、磁気センサチップを電気的に導通させることができるとともに、磁気センサチップが傾斜される際に、弾性部材の弾性力を利用して傾斜角度を制御することができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に係る発明によれば、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可能な磁気センサチップが軸部に支持されつつ所定の傾斜角度に傾斜可能とされており、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所定の傾斜角度で相対的に動かして地磁気成分を検出させることができるため、１つの磁気センサチップで３軸方向の地磁気成分を検出することができ、所定の傾斜角度から地磁気の方位や方向を特定することができる。このため、１つの磁気センサチップを備えた磁気センサで、３次元的な方位や向きの位置情報を取得することができる。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。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、磁気センサチップが支持されている軸部が軸線回りに回動可能とされているため、磁気センサチップを軸部の回動に従動させることができ、軸部の回動量を制御することによって、磁気センサチップを所定の傾斜角度で傾斜させることができる。これにより、１つの磁気センサチップで３軸方向の地磁気成分を検出することができ、地磁気の方位や方向を特定することができるため、１つの磁気センサチップを備えた磁気センサで、３次元的な方位や向きの位置情報を取得することができる。
【００２２】
請求項３に係る発明によれば、固定された軸部に、磁気センサチップが回動可能に支持されており、磁気センサチップを動かすことができる。これにより、磁気センサチップの動きを制御することによって確実に所定の傾斜角度に傾斜させることができる。
【００２３】
請求項４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、磁気センサチップをパッケージすることができる。また、軸部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。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、箱体の中空部内に納められ軸部に支持された磁気センサチップを、箱体の外方から中空部に貫通されつつ進退自在とされた押圧ピンによって押圧することができ、押圧ピンの押込動作によって磁気センサチップの傾斜角度を制御することができる。これにより、磁気センサチップを確実に所定の傾斜角度に傾斜させることができる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、磁気センサチップとリードとが弾性部材により接続されていることによって、磁気センサチップを電気的に導通させることができるとともに、磁気センサチップが傾斜される際に、弾性部材の弾性力を利用し傾斜角度を制御することができる。これにより、磁気センサチップを確実に所定の傾斜角度に傾斜させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図１から図３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、装置の方位や向きなどの位置情報を取得するためのものである。
【００２７】
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の対向する側壁部１ａ、１ｂを貫通しつつ水平支持された円柱棒状の軸部２と、固定部材３を介して軸部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、軸部２の軸線Ｏ１の直交方向に箱体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。
【００２８】
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。また、箱体１は対向する側壁部１ａ、１ｂを連通する軸部２を回転可能に軸支している。軸部２は、箱体１の側壁部１ａ、１ｂから外方に延出され、この延出部分が、図３に示すように、例えばピエゾ素子やＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）などを用いた駆動手段９に接続されている。軸部２は、この駆動手段９の駆動によって軸線Ｏ１回りに回動可能とされている。箱体１の側壁部１ａ、１ｂ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、例えば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４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。また、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。
【００２９】
磁気センサチップ４は、矩形板状に形成されたもので、図５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を介して軸部２に固定支持されている。固定部材３は、軸部２に嵌合される円筒部材３ａとこ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。
【００３０】
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たもので、図５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る。また、この弾性部材６は、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、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の傾斜移動時に、金属露出部分とパッド部４ｃとの接続部（ボンディング部）に集中応力が生じて剥離が生じること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る。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とが電気的に導通される。
【００３１】
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たものであり、箱体１の端部１ｅが固着されて、箱体１の中空部１ｃを密閉状態としている。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、例えば窒素ガスが充満され、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。
【００３２】
ついで、上記の構成からなる磁気センサＡの磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１で傾斜させ、３軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）の地磁気成分を検出する方法について説明する。ここで、所定の傾斜角度θ１とは、軸部２の後述する矢印ａ方向と矢印ｂ方向の回転によって、それぞれ相対的に傾斜されたときの磁気センサチップ４の相対角度θ１が、２０°以上で９０°以下となる角度を表し、より好ましくは相対角度θ１が２０°〜３０°程度となる角度を表すものである。
【００３３】
はじめに、磁気センサチップ４は、リード５の下面５ｂが形成する水平面に対して表面４ａが平行な状態で保持されている。軸部２に接続された駆動手段９を駆動させることにより軸部２を所定の回動量で回転（矢印ａ方向）させ、磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１となるように傾斜させる。磁気センサチップ４が所定の傾斜角度θ１で傾斜された段階で、２軸方向（Ｘ、Ｙ方向）の地磁気成分（地磁気成分のベクトル量）を検出させる。ついで、軸部２を所定の回動量で逆回転（矢印ｂ方向）させ、所定の傾斜角度θ１に磁気センサチップ４が傾斜された段階で、前述と同様に２軸方向の地磁気成分のベクトル量を検出させる。ここで、磁気センサチップ４の傾斜動作は、リード５の下面５ｂが形成する水平面に対して平行な状態から矢印ａ方向に回動させて所定の傾斜角度θ１に達し、さらに矢印ｂ方向に逆回動させて所定の傾斜角度θ１に達するまでの時間が磁気センサＡの検出間隔以下で行われる。例えば０．２秒おきに検出する場合は０．２秒以下、好ましくは０．１秒程度とする。一方、傾斜後の保持時間は０．２秒以上が望ましい。
それぞれの傾斜状態で検出された地磁気成分のベクトル量と所定の傾斜角度θ１とに基づき、３軸方向の地磁気成分を算出し、地平面に対してほぼ水平に流れる地磁気の磁束の大きさや向き（地磁気のベクトル量）を算出させる。この地磁気のベクトル量をもとに、装置の３次元的な方位や向きが特定可能とされる。
【００３４】
したがって、上記の磁気センサＡにおいては、軸線Ｏ１回りに回動可能な軸部２に磁気センサチップ４を支持させ、軸部２を所定の回動量で正回転、反回転させることによって、磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１で傾斜させることができ、この所定の傾斜角度θ１で検出された３軸方向の地磁気成分によって地磁気のベクトル量を算出することができる。これにより、磁気センサＡおよびこれを搭載した装置の３次元的な方位や向きを特定することができる。
【００３５】
よって、上記の磁気センサＡによれば、所定の傾斜角度θ１で傾斜可能な１つの磁気センサチップ４を備えた磁気センサＡによって３次元的な方位や向きを特定することができるため、磁気センサＡを小型化、薄型化することができ、磁気センサＡの低コスト化を図ることができる。
また、磁気センサチップ４が箱体１の中空部１ｃに納められていることによって磁気センサチップ４が保護され、磁気センサＡの耐久性を向上させることができる。
【００３６】
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６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、例えば図７に示すように、磁気センサチップ４に内部リード５ｃを取り付け、磁気センサチップ４が傾斜された際に内部リード５ｃがリード５に接触される構成とし磁気センサチップ４が電気的に接続されてもよいものである。この場合には、内部リード５ｃがリード５に当接されることで磁気センサチップ４の傾斜角度が制御されてもよいものである。
【００３７】
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側に軸部２が設けられてもよいものである。さらに、軸部２は、箱体１の側壁部１ａ、１ｂに軸支されるとともに、磁気センサチップ４の上面４ａ側に固着されるものとしたが、例えば図８に示すように、磁気センサチップ４が片軸Ｏ２状態で支持され、軸部２の回動により磁気センサチップ４が所定の傾斜角度θ１で傾斜されてもよいものである。また、例えば図９に示すように、板材７に軸部２を支持させてもよく、さらに、例えば図１０に示すように、リード５や板材７を多層基板１０で構成し、多層基板１０に軸部２を支持させてもよいものである。
【００３８】
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、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、例えば図１１に示すように、軸部２を支持する軸支部材１１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、密閉された箱体１の中空部１ｃには、窒素ガスを充満させるものとしたが、窒素ガスとは異なる他の非腐食性ガスや、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く、さらに、例えばシリコンオイルなどの非電導性液体が充満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充満させる必要はないものとされる。
【００３９】
また、傾斜前の磁気センサチップ４は、リード５の下面５ｂが形成する水平面に平行な状態で保持されているものとしたが、磁気センサチップ４が相対的に傾斜されれば３軸方向の地磁気成分を検出可能であるため、はじめから矢印ａ方向もしくは矢印ｂ方向に傾斜されていてもよいものである。この場合には、相対的な傾斜位置に移動される時間が磁気センサＡの検出間隔以下で行なわれる。例えば０．２秒おきに検出する場合は０．２秒以下、好ましくは０．１秒程度とする。一方、傾斜後の保持時間は０．２秒以上が望ましい。さらに、軸部２は、例えばピエゾ素子やＭＥＭＳなどを備えた駆動手段９によって回転駆動され、この駆動手段９が箱体１の外部に設けられているものとしたが、箱体１の中空部１ｃ内に納められてもよいものである。また、静電反発を利用して回転駆動されてもよいものであるとともに、例えば図１２に示すように、軸部２に羽根車２ａを取り付け、この羽根車２ａにエアなどを吹き付けることで回転駆動されてもよく、特に軸部２の回転駆動方法が限定されるものではない。
さらに、本実施形態では、磁気センサチップ４が矢印ａ方向に移動し、ついで矢印ｂ方向に移動されるまでの傾斜動作について説明しているが、矢印ｂ方向に傾斜された磁気センサチップが再度矢印ａ方向に傾斜されてもよく、磁気センサチップ４の傾斜動作が連続的かつ継続的に行われてもよいものである。
【００４０】
ついで、図１３から図１４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。
【００４１】
本発明の第２実施形態は、図１から図１２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。
【００４２】
図１３から図１４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、箱体１の外方から中空部１ｃに貫通されつつ進退自在とされた２本の円柱棒状の押圧ピン２０が設けられている。この押圧ピン２０は、箱体１の上板部１ｅに形成された貫通孔１ｆに挿通されているとともに、その先端２０ａが曲面形状とされている。また、押圧ピン２０の磁気センサチップ４側と対向する後端２０ｂは、例えば装置のボタンに接続されている。この場合、押圧ピン２０は、ボタンの押込動作によって一定の進退量で進退可能とされ、適宜手段によってその進退動作が制御されている。
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。また、適度な弾性係数を有するものとされている。ここで、適度な弾性係数とは、傾斜された磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１で保持させるのに適した弾性係数を示し、傾斜された際にその傾斜動作が阻害される反力を発生させない程度で、且つ磁気センサチップ４の所定の傾斜角度θ１の超過を防止する程度の弾性係数を示すものである。この適度な弾性係数を付与された弾性部材６によって、磁気センサチップ４の傾斜移動が制御可能とされている。
軸部２は、箱体１の対向する側壁部１ａ、１ｂに設けられた嵌合孔１ｇに嵌合されて支持されており、箱体１の側壁部１ａ、１ｂに固定されている。また、軸部２に固定部材３を介して取り付けられた磁気センサチップ４は、固定部材３の円筒部材３ａが軸部２に遊びを持って挿貫されており、これにより磁気センサチップ４は、軸部２の軸線Ｏ１回りに回動自在とされている。ここで、円筒部材３ａが挿貫された固定部材３は、適宜手段を持って軸部２の軸線Ｏ１方向の移動が制御されている。
【００４３】
ついで、上記の構成からなる磁気センサＢの磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１で傾斜させる方法について説明する。ここで、所定の傾斜角度θ１で傾斜された磁気センサチップ４により３軸方向の地磁気成分を検出し、装置の３次元的な方位や向きを特定する方法については、第１実施形態と同様のため詳細な説明を省略するものとする。
【００４４】
はじめに、磁気センサチップ４は、リード５の下面５ｂが形成する水平面に対して平行な状態で保持されている。例えば、装置のボタン動作（押込動作）を行い、これに連動されて一方の押圧ピン２０が箱体１の中空部１ｃ内に所定の押込量で押込まれる。このとき、押圧ピン２０の先端２０ａが磁気センサチップ４の上面４ａに当接されるとともに磁気センサチップ４を押圧される。磁気センサチップ４は所定の押込量に応じた回動量で矢印ａ方向に回動されるとともに所定の傾斜角度θ１で傾斜される。ここで、押圧ピン２０を所定の押込量で押込み、磁気センサチップ４を傾斜させた際には、磁気センサチップ４に取り付けられた弾性部材６が変形され、変形に伴い発生する弾性力（反力）によって磁気センサチップ４の回動量（傾斜角度）が制御される。これによって、磁気センサチップ４が確実に所定の傾斜角度θ１で傾斜され保持可能とされる。ついで、矢印ａ方向に所定の傾斜角度θ１で傾斜され２軸方向の地磁気成分が検出された段階で、一方の押圧ピン２０が元の位置に退き、他方の押圧ピン２０が箱体１の中空部１ｃ内に所定の押込量で押込まれる。他方の押圧ピン２０の先端２０ａが磁気センサチップ４の上面４ａに当接されて磁気センサチップ４を押圧し、磁気センサチップ４が所定の押込量に応じた回動量で矢印ｂ方向に回動され所定の傾斜角度θ１で傾斜される。このとき、前述と同様、弾性部材６によって磁気センサチップ４の傾斜角度が制御されている。磁気センサチップ４が所定の傾斜角度θ１で傾斜された段階で、２軸方向の地磁気成分が検出される。
それぞれの傾斜状態で検出された地磁気成分と所定の傾斜角度θ１とに基づき、３軸方向の地磁気成分を算出し、地磁気のベクトル量を算出させる。この地磁気のベクトル量をもとに、装置の３次元的な方位や向きが特定される。
【００４５】
したがって、上記の磁気センサＢにおいては、押圧ピン２０の押込動作と弾性部材６の弾性力によって磁気センサチップ４の傾斜角度を制御することができ、磁気センサチップ４を所定の傾斜角度θ１で傾斜させることができる。この所定の傾斜角度θ１で傾斜された磁気センサチップ４で検出された３軸方向の地磁気成分によって地磁気のベクトル量を算出することができる。また、この地磁気のベクトル量から磁気センサＢおよびこれを搭載した装置の３次元的な方位や向きを特定することができる。
【００４６】
よって、上記の磁気センサＢによれば、磁気センサＢに所定の傾斜角度θ１で傾斜可能な１つの磁気センサチップ４を備えることによって、３次元的な方位や向きを特定することが可能となるため、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、低コスト化を図ることができる。
【００４７】
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、押圧ピン２０の押込動作と弾性部材６の弾性力によって磁気センサチップ４の傾斜角度θ１を制御するものとしたが、押圧ピン２０の押込動作のみで制御されてもよいものである。また、押圧ピン２０を設けない構成とされてもよく、例えば磁気センサチップ４にエアを吹き付ける機構を設け、この機構によって磁気センサチップ４を傾斜させてもよいものである。この場合には、弾性部材６の弾性力によって磁気センサチップ４の傾斜角度θ１が制御されてもよいものである。さらに、例えば磁気センサチップ４が押圧ピン２０によって押圧され傾斜される際に、所定の傾斜角度θ１で傾斜された段階で磁気センサチップ４に当接され、それ以上の傾斜を不能とする当接部材を別途設けて傾斜角度が制御されてもよいものである。また、例えば所定の傾斜角度θ１で傾斜した時点で、磁気センサチップ４の一端部が箱体１の上板部１ｅに当接されるように軸部２および磁気センサチップ４を設置し、傾斜角度が制御されてもよいものである。
【００４８】
また、上記の第２実施形態では、軸部２が箱体１に固定され、軸部２に支持されつつ磁気センサチップ４が回動自在とされる構成としたが、磁気センサチップ４を軸部２に固定し、磁気センサチップ４が押圧ピン２０により押圧された際に、軸部２が回動されこの回動に従動されて磁気センサチップ４が傾斜されてもよいものである。
【００４９】
さらに、押圧ピン２０は、円柱棒状に形成されその先端２０ａが曲面形状を呈するものとしたが、特に形状や材質が限定されるものではない。また、この押圧ピン２０は、例えば携帯端末装置などのボタン動作に連動されるものとしたが、この限りではなく、例えばピエゾ素子やＭＥＭＳなどを備えた駆動手段と接続され駆動されてもよいものである。また、押圧ピン２０の進退（押込動作）が連続的、且つ継続的に行われて、磁気センサチップ４が繰り返し傾斜移動されてもよいものである。
【００５０】
また、磁気センサチップ４は、箱体１に支持され水平方向に設けられた軸部２に支持されるものとしたが、例えば図１５に示すように、リード５の下面５ｂが形成する水平面に軸線Ｏ３が交差する軸部２を設け、軸部２の先端２ｂが磁気センサチップ４を支持した構成とされてもよいものである。この場合には、軸部２の先端２ａと磁気センサチップ４に固着された固定部材３との接続部分に球面座２ｃが形成され、磁気センサチップ４が傾斜自在に支持されることとなる。一方で、この軸部２と磁気センサチップ４の接続部分は、図１５に示すような球面座２ｃを形成する構成に限定される必要はなく、ユニバーサルジョイントなどを用いてもよいものである。
【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】軸部に駆動手段を接続した一例を示す図１の磁気センサの側断面図である。
【図４】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５】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６】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１０】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１１】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１２】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１３】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１４】図１２に示した磁気センサの左側断面図である。
【図１５】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、１ｂ・・・側壁部、１ｃ・・・中空部、２・・・軸部、３・・・固定部材、４・・・磁気センサチップ、４ａ・・・上面、４ｂ・・・下面、５・・・リード、５ａ・・・上面、５ｂ・・・下面、６・・・弾性部材、７・・・板材、９・・・駆動手段、１０・・・基板、２０・・・押圧ピン、Ａ，Ｂ・・・磁気センサ、Ｏ１・・・軸部の軸線、Ｏ３・・・軸部の軸線、θ１・・・所定の傾斜角度
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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