JP2010156543A - 磁気検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 特に、従来に比べて、外部磁界の検知範囲を広くできるとともに、高精度に双極検知可能な磁気検出装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 本実施形態では、第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子にハードバイアス層を設けて、固定磁性層とフリー磁性層の磁化関係を直交させ、図１に示す外部磁界Ｈと出力値（差動電位）との関係を得ることで、従来に比べて外部磁界Ｈの検知範囲を広く設定でき、またヒステリシスが無く、外部磁界がゼロ付近でも出力値は直線状で鈍りが無いため、検知範囲の全域にて外部磁界Ｈを高精度に検知することが出来る。
【選択図】図１

Description

本発明は、従来に比べて、外部磁界の検知範囲を広くできるとともに、高精度に双極検知可能な磁気検出装置に関する。

下記の特許文献１，２に記載されている磁気検出装置では双極検知が可能とされている。すなわち（＋）方向の外部磁界及び前記（＋）方向とは逆方向の（−）方向の外部磁界が作用しても、どちらの外部磁界も検知することが出来る。

特許文献１，２に記載された発明には、特許文献１，２の図２に示す構造の磁気抵抗効果素子を用い、さらに電流バイアス磁界を与えて、特許文献１に示す図９や特許文献２に示す図７のＲ−Ｈ曲線のうち、線形領域Ｌ１，Ｌ２部分を実際の検知領域として使用している。
特開２００６−１９３８３号公報 特開２００５−２３６１３４号公報

しかしながら特許文献１、２に示す磁気検出装置の構成では、線形領域Ｌ１，Ｌ２が外部磁界の検知範囲であるため、前記検知範囲を広く設定することが出来なかった。

また、電流バイアス磁界を弱めて、線形領域Ｌ１，Ｌ２を広く取ろうとすると、例えば特許文献１の図９に示す外部磁界ゼロ近辺の抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）が鈍った部分も線形領域Ｌ１，Ｌ２内に入ってしまい、高精度な検知が出来ないといった問題があった。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、従来に比べて、外部磁界の検知範囲を広くできるとともに、高精度に双極検知可能な磁気検出装置を提供することを目的としている。

本発明における磁気検出装置は、
下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に、あるいは下からフリー磁性層、非磁性材料層及び固定磁性層の順に積層され、外部磁界に対して電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した第１磁気抵抗効果素子及び、第２磁気抵抗効果素子を有し、
前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子には共に、無磁場状態において前記固定磁性層の磁化方向に対して前記フリー磁性層の磁化方向を直交方向へ揃えるためのバイアス層が設けられており、
前記第１磁気抵抗効果素子の外部磁界の磁界強度変化に対して変化する抵抗値に基づく第１出力値、及び、前記第２磁気抵抗効果素子の外部磁界の磁界強度変化に対して変化する抵抗値に基づく第２出力値は、共に、（＋）方向の外部磁界側から（−）方向の外部磁界側に直線的に変化するリニア領域を備えるとともに、無磁場状態から（＋）方向の外部磁界を増大させたときの前記第１出力値の増減傾向と、無磁場状態から（−）方向の外部磁界を増大させたときの前記第２出力値の増減傾向とが同傾向となっていることを特徴とするものである。

上記の構成により、従来に比べて、外部磁界の検知範囲を広く設定できるとともに、高精度に双極検知可能となる。

本発明では、前記第１出力値、及び前記第２出力値に対して共通の閾値が設定されていることが好ましい。これにより本発明では、回路構成を簡単にでき、また装置の小型化を促進できる。

また本発明では、前記第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子を同じ膜構成で形成することが出来、磁気検出装置の製造を容易化できる。

本発明では、従来に比べて、外部磁界の検知範囲を広く設定できるとともに、高精度に双極検知できる。

図１及び図２は、外部磁界Ｈと、本実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の抵抗値に基づく出力値Ｖ（差動電位）との関係を示すグラフ、図３，図４は本実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子のＲ−Ｈ曲線、図５は、本実施形態における第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の膜構成を示す断面図、図６及び図７は本実施形態の磁気検出装置の回路構成図、図８は、折畳み式携帯電話を開いた状態の平面図、図９は図８に示す折畳み式携帯電話の斜視図、図１０は、図９の状態から折畳み式携帯電話を閉じる途中の状態を示す折畳み式携帯電話の側面図、図１１は、図１０の状態から完全に折畳み式携帯電話の閉じた状態を横から見た側面図、図１２は、図１１に示す閉じた状態の折畳み式携帯電話をＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た部分断面図、図１３は、図９の状態から表示筐体を反転させる途中状態を示す折畳み式携帯電話の斜視図、図１４は、前記表示筐体の表裏面を反転させた状態を示す折畳み式携帯電話の平面図、図１５は図１４の状態から折畳み式携帯電話を閉じたときの図１２と同じ箇所での部分断面図、である。

各図で用いられる図示Ｘ１、Ｘ２方向は横方向、図示Ｙ１、図Ｙ２方向は縦方向、図示Ｚ方向は高さ方向を示し、各方向は残り２つの方向と直交する関係にある。

本実施形態の磁気検出装置２０には図６に示すように、２つの磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）２３、２７が設けられている。

前記磁気抵抗効果素子２３，２７は図５に示すように、例えば、基板１２上に下から下地層１７、反強磁性層１３、固定磁性層１４、非磁性材料層１５、フリー磁性層１６及び保護層１８の順に積層されている。前記下地層１７は例えばＴａ、反強磁性層１３は例えばＩｒＭｎ、固定磁性層１４はＣｏＦｅ、非磁性材料層１５はＣｕ、フリー磁性層１６はＮｉＦｅ、保護層１８はＴａで形成される。図４に示すように、前記下地層１７から前記保護層１８までの積層体の両側にはハードバイアス層１１が設けられている。前記ハードバイアス層１１は例えばＣｏＰｔで形成される。

図５に示すように前記磁気抵抗効果素子２３，２７の固定磁性層１４の磁化１４ａは、反強磁性層１３との界面で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）等により図示Ｘ２方向に固定されている。また前記フリー磁性層１６の磁化１６ａは前記ハードバイアス層１１からのバイアス磁界により図示Ｙ１方向に揃えられている。図５に示すように、無磁場状態では、前記固定磁性層１４の磁化１４ａとフリー磁性層１６の磁化１６ａは直交関係にある。

図５に示す磁気抵抗効果素子２３，２７は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を利用したＧＭＲ素子であるが、前記非磁性材料層１５の部分が絶縁層で形成されたトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を利用したＴＭＲ素子であってもよい。また図５と異なって、下から下地層１７、フリー磁性層１６、非磁性材料層１５、固定磁性層１４、反強磁性層１３、及び保護層１８の順に積層されていてもよい。

図３は磁気抵抗効果素子２３，２７のＲ−Ｈ曲線を示している。例えば、横軸に示す（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）は、図示Ｘ１方向、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）は、図示Ｘ２方向である。図３に示すように前記磁気抵抗効果素子２３，２７にハードバイアス層１１が設けられバイアス磁界がかけられていることでヒステリシスは無くなり（生じてもわずかであり）、図３に示すように、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）側から（−）方向の外部磁界（−Ｈ）側にかけて直線的に変化するリニア領域１９を備えている。リニア領域１９のように外部磁界Ｈに対して抵抗値Ｒが変化する領域の横軸（外部磁界Ｈ）に対する傾き角度は、前記ハードバイアス層１１を形成しない形態に比べて小さくなり、後述するように、外部磁界Ｈの検知範囲を広くすることが出来る。

図３に示すように、磁気抵抗効果素子２３，２７の抵抗値Ｒが最大抵抗値Ｒ１あるいは最小抵抗値Ｒ２になったときの外部磁界Ｈの大きさが異方性磁界Ｈｋ１と同じである。例えば前記ハードバイアス層１１のバイアス磁界の大きさを変化させることで、図３に示すようにリニア領域１９の傾きを変えることができ、その結果、異方性磁界Ｈｋ１の大きさをＨｋ２に変化させることができる。例えば本実施形態では、前記異方性磁界Ｈｋ１を５０〜５００Ｏｅに設定できる。

図６に示すように本実施形態の磁気検出装置２０は、抵抗素子部２１と集積回路（ＩＣ）２２とを有して構成される。

前記抵抗素子部２１には、第１磁気抵抗効果素子２３と第１固定抵抗素子２４とが第１出力部２５を介して直列接続された第１直列回路２６、及び、第２磁気抵抗効果素子２７と第２固定抵抗素子２８とが第２出力部２９を介して直列接続された第２直列回路３０が設けられている。

また、前記集積回路２２内には、第３固定抵抗素子３１と第４固定抵抗素子３２が第３出力部３３を介して直列接続された第３直列回路３４が設けられる。

前記第３直列回路３４は、共通回路として前記第１直列回路２６及び前記第２直列回路３０と夫々ブリッジ回路を構成している。以下では前記第１直列回路２６と前記第３直列回路３４とが並列接続されてなるブリッジ回路を第１ブリッジ回路ＢＣ１と、前記第２直列回路３０と前記第３直列回路３４とが並列接続されてなるブリッジ回路を第２ブリッジ回路ＢＣ２と称する。

図６に示すように、前記第１ブリッジ回路ＢＣ１では、前記第１磁気抵抗効果素子２３と、前記第４固定抵抗素子３２とが並列接続されるとともに、前記第１固定抵抗素子２４と前記第３固定抵抗素子３１とが並列接続されている。また前記第２ブリッジ回路ＢＣ２では、前記第２磁気抵抗効果素子２７と、前記第３固定抵抗素子３１とが並列接続されるとともに、前記第２固定抵抗素子２８と前記第４固定抵抗素子３２とが並列接続されている。

図６に示すように前記集積回路２２には入力端子（電源）３９、グランド端子４２及び２つの外部出力端子４０，４１が設けられている。前記入力端子３９、グランド端子４２及び外部出力端子４０，４１は夫々図示しない機器側の端子部とワイヤボンディングやダイボンディング等で電気的に接続されている。

前記入力端子３９に接続されたライン５０及び前記グランド端子４２に接続されたライン５１は、前記第１直列回路２６、第２直列回路３０及び第３直列回路３４の両側端部に設けられた電極の夫々に接続されている。

図６に示すように集積回路２２内には、１つの差動増幅器３５が設けられ、前記差動増幅器３５の＋入力部、−入力部のどちらかに、前記第３直列回路３４の第３出力部３３が接続されている。前記第１直列回路２６の第１出力部２５及び第２直列回路３０の第２出力部２９は夫々第１スイッチ回路（第１接続切換部）３６の入力部に接続され、前記第１スイッチ回路３６の出力部は前記差動増幅器３５の−入力部、＋入力部のどちらか（前記第３出力部３３が接続されていない側の入力部）に接続されている。

図６に示すように、前記差動増幅器３５の出力部はシュミットトリガー型のコンパレータ３８に接続され、さらに前記コンパレータ３８の出力部は第２のスイッチ回路（第２接続切換部）４３の入力部に接続され、さらに前記第２スイッチ回路４３の出力部側は２つのラッチ回路４６，４７及びＦＥＴ回路５４、５５を経て第１外部出力端子４０及び第２外部出力端子４１に夫々接続される。

さらに図６に示すように、前記集積回路２２内には第３スイッチ回路４８が設けられている。前記第３スイッチ回路４８の出力部は、前記グランド端子４２に接続されたライン５１に接続され、前記第３スイッチ回路４８の入力部には、第１直列回路２６及び第２直列回路３０の一端部が接続されている。

さらに図６に示すように、前記集積回路２２内には、インターバルスイッチ回路５２及びクロック回路４４が設けられている。前記インターバルスイッチ回路５２のスイッチがオフされると集積回路２２内への通電が停止するようになっている。前記インターバルスイッチ回路５２のスイッチのオン・オフは、前記クロック回路４４からのクロック信号に連動しており、前記インターバルスイッチ回路５２は通電状態を間欠的に行う節電機能を有している。

前記クロック回路４４からのクロック信号は、第１スイッチ回路３６、第２スイッチ回路４３、及び第３スイッチ回路４８にも出力される。前記第１スイッチ回路３６、第２スイッチ回路４３、及び第３スイッチ回路４８では前記クロック信号を受けると、そのクロック信号を分割し、非常に短い周期でスイッチ動作を行うように制御されている。例えば１パルスのクロック信号が数十ｍｓｅｃであるとき、数十μｍｓｅｃ毎にスイッチ動作を行う。

図５で説明したように第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７は同じ膜構成である。ここで同じ膜構成とは積層構造が同じであるのみならず固定磁性層１４及びフリー磁性層１６の磁化１４ａ，１６ａの方向も一致している状態を指す。ここで本実施形態では、図６に示す第１磁気抵抗効果素子２３を、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の検知用素子として、第２磁気抵抗効果素子２７を、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の検知用素子として使用している。

また図６に示すように、前記第１磁気抵抗効果素子２３はグランド端子４２側に接続され、第２磁気抵抗効果素子２７は入力端子３９側に接続されている。よって、第１磁気抵抗効果素子２３を備える第１ブリッジ回路ＢＣ１から出力される第１出力値（差動電位）Ｖ１と、第２磁気抵抗効果素子２７を備える第２ブリッジ回路ＢＣ２から出力される第１出力値（差動電位）Ｖ２は、外部磁界Ｈの変化に対して図１に示すようにクロスした形で現れる。

第１出力値Ｖ１及び第２出力値Ｖ２は共に（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）側から（−）方向の外部磁界（−Ｈ）側にかけて直線的に変化するリニア領域８，９を備える。

例えば直線状のリニア領域８，９は外部磁界ゼロの位置にてクロスし、第１出力値Ｖ１のリニア領域８のうち（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の領域と、第２出力値Ｖ２のリニア領域９のうち（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の検知領域とを合わせて、図１に示す＋Ｈ１の位置から−Ｈ１の位置までの広い外部磁界Ｈの範囲を検知範囲と設定することが可能である。

図１に示すように、ＯＮ／ＯＦＦ信号を切換える閾値ＬＶ１がコンパレータ３８にて設定されており、例えば、この閾値ＬＶ１を超えた出力（差動電位）を得た場合、ＯＮ信号が、前記閾値ＬＶ１を下回った出力（差動電位）を得た場合、ＯＦＦ信号が生成されるようになっている。閾値は複数設定されていてもよいが、本実施形態では一つだけ閾値が設定されているとして説明する。

図１に示すように、無磁場状態から（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）を増大させたとき前記第１出力値Ｖ１は大きくなり、同様に、無磁場状態から（−）方向の外部磁界（−Ｈ）を増大させたとき前記第２出力値Ｖ２は大きくなる。また、無磁場状態から（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）を増大させたとき前記第１出力値Ｖ１は小さくなり、同様に、無磁場状態から（−）方向の外部磁界（−Ｈ）を増大させたとき前記第２出力値Ｖ２は小さくなってもよい。このように、無磁場状態から（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）を増大させたときの第１出力値Ｖ１の増減傾向と、無磁場状態から（−）方向の外部磁界（−Ｈ）を増大させたときの第２出力値Ｖ２の増減傾向とが同傾向であるから、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）側の検知領域と、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）側の検知領域の双方でＯＮ／ＯＦＦ信号の切換信号を生成するための閾値ＬＶ１を、第１出力値Ｖ１と第２出力値Ｖ２に対して共通化できる。図１に示すように、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）が＋Ｈ２を境として、ＯＮ／ＯＦＦ信号が切換えられ、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）が−Ｈ２を境として、ＯＮ／ＯＦＦ信号が切換えられる。

図６は、第１ブリッジ回路ＢＣ１と第１外部出力端子４０が接続された状態であり、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の磁界強度変化に対して、前記第１外部出力端子４０からＯＮ信号あるいはＯＦＦ信号が出力される。

一方、図７は、第２ブリッジ回路ＢＣ２と第２外部出力端子４１が接続された状態であり、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の磁界強度変化に対して、前記第２外部出力端子４１からＯＮ信号あるいはＯＦＦ信号が出力される。

図６及び図７の回路構成では、第１外部出力端子４０と第２外部出力端子４１の双方からＯＮ／ＯＦＦの切換信号が出力されるので、どちらの外部出力端子４０，４１から例えばＯＮ信号が出力されたかを検知することで、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）か、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）かを判別することができる。

一方、例えば、第２スイッチ回路４３を設けず、第１外部出力端子４０か第２外部出力端子４１のどちらか一方のみから出力される構成とすることも出来る。ただしかかる場合、外部磁界Ｈの方向までは検知できない。

図６，図７に示す第１固定抵抗素子２４、第２固定抵抗素子２８、第３固定抵抗素子３１及び第４固定抵抗素子３２はいずれも同じ固定抵抗値に設定されているが、例えば第１固定抵抗素子２４の抵抗値を、第２固定抵抗素子２８、第３固定抵抗素子３１及び第４固定抵抗素子３２の抵抗値と異なる抵抗値に設定すると、第１出力値Ｖ１全体を図２に示すグラフ上にて上下に変動させることができる。図２では例えば前記第１出力値Ｖ１全体が下降している。閾値ＬＶ１が図１と変わらないとき、第１出力値Ｖ１の変動におけるＯＮ／ＯＦＦ信号の切換えは、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）が＋Ｈ３のときとなり、図１と異ならせることが可能となる。

また例えば、第２固定抵抗素子２８の抵抗値を変えることで、前記第２出力値Ｖ２を図２に示すグラフ上にて上下に変動させることが出来る。

また、図１に示す外部磁界Ｈの検知範囲は、例えば、図３に示す異方性磁界Ｈｋ１の大きさを変えたり、固定磁性層１４とフリー磁性層１６との間に作用する層間結合磁界Ｈｉｎの大きさを変えることで、変化させることができる。層間結合磁界Ｈｉｎは例えば非磁性材料層１５の膜厚を変化させることで変えることができる。

Ｒ−Ｈグラフ上では、前記層間結合磁界Ｈｉｎは、磁気抵抗効果素子の最大抵抗値Ｒ１と最小抵抗値Ｒ２の中間抵抗値となるときの外部磁界Ｈの大きさとして現れる。図３では前記層間結合磁界Ｈｉｎはゼロであるが、図４に示す形態では、層間結合磁界Ｈｉｎ１，Ｈｉｎ２の絶対値がゼロよりも大きい値として現れている。層間結合磁界Ｈｉｎ１，Ｈｉｎ２の大きさが変化すると、Ｒ−Ｈ曲線は、横軸（外部磁界Ｈ）方向に移動する。図４に示す形態では、例えば第１磁気抵抗効果素子２３と第２磁気抵抗効果素子２７とを別々に形成し、前記第１磁気抵抗効果素子２３で生じる層間結合磁界Ｈｉｎ１の絶対値と、前記第２磁気抵抗効果素子２７で生じる層間結合磁界Ｈｉｎ２の絶対値とを同じ値となるように設定している。また図４では、第１磁気抵抗効果素子２３の固定磁性層１４の磁化１４ａを、図５と同じ図示Ｘ２方向に固定し、第２磁気抵抗効果素子２７の固定磁性層１４の磁化１４ａを、図５とは逆方向である図示Ｘ１方向に固定している。そして図示Ｘ１方向を（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の方向として、図示Ｘ２方向を（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の方向として設定すると図４に示すＲ−Ｈ曲線が得られる。図４のＲ−Ｈ曲線を有する第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７を夫々形成したとき、例えば図６，図７に示す回路構成では、第２磁気抵抗効果素子２７と、第２固定抵抗素子２８とを入れ替えて配置する。

本実施形態では、図１に示す外部磁界Ｈと出力値（差動電位）との関係を得ることで、従来に比べて外部磁界Ｈの検知範囲を広く設定でき、またヒステリシスが無く、外部磁界がゼロ付近でも出力値は直線状で鈍りが無いため、検知範囲の全域にて外部磁界Ｈを高精度に検知することが出来る。

また本実施形態では、第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７に同じ膜構成の素子を使用しても、例えば固定抵抗素子の抵抗値を変えることで、ＯＮ／ＯＦＦの切換時の外部磁界Ｈの大きさを（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の検知領域と、（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の検知領域とで夫々別々に自由に調整することができる。また第１出力値Ｖ１及び第２出力値Ｖ２に対して共通の閾値ＬＶ１を設定することが出来るので、回路構成を容易化でき、磁気検出装置２０の小型化にも繋がる。

本実施形態における磁気検出装置２０は、例えば以下に示す折り畳み式携帯電話１に出来る。

図８，図９に示す本実施形態の折畳み式携帯電話１は、表示筐体２と操作筐体３と、前記表示筐体２と操作筐体３とを連結する連結部材４とを有して構成される。

図８のように折り畳み式携帯電話１を開いた状態では、前記表示筐体２の液晶ディスプレイ等の表示画面５が設けられた表示面２ａと、前記操作筐体３の各種の操作釦６が配置された操作面３ａとが同じ外側を向いた状態となる。

また前記表示筐体２の前記表示面２ａにはスピーカ４５が設けられ、前記操作筐体３の操作面３ａにはマイク７が設けられている。

図８，図９に示すように、前記連結部材４は、前記操作筐体３に固定されたヒンジ部４９と前記ヒンジ部４９の横方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に延びる第１回転軸５０に接続され、前記表示筐体２とともに、前記第１回転軸５０を中心として開閉方向に回動する中間部１０とで構成される。

また前記中間部１０には、前記第１回転軸５０に対して直交する方向（図示Ｙ１−Ｙ２方向）であって、前記中間部１０の横方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）の中央に第２回転軸５６が設けられ、前記表示筐体２は第２回転軸５６に接続されている。前記表示筐体２は前記第２回転軸５６を中心として反転可能に支持されている。よって本形態の折り畳み式携帯電話１では図９の通常使用状態から図１３のように表示筐体２の表裏面を反転させて図１４に示す反転状態に移行することができる。

図８に示すように、開いた状態での前記折畳み携帯電話１の長手方向を縦方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に配置したとき、前記折畳み携帯電話１の横方向（図示Ｘ方向）の中心であって、例えば、前記縦方向（図示Ｙ方向）に延びる中心線Ｂ−Ｂ上の表示筐体２の内部に１個の磁石５３が配置される。

前記磁石５３は、図８に示すようにＮ極とＳ極とが横方向（図示Ｘ１−Ｘ２方向）に向くように配置されている。

また前記中心線Ｂ−Ｂ上の前記操作筐体３の内部には、本実施形態の磁気検出装置２０が設けられている。

本形態では、前記磁気検出装置２０は、図１１に示す表示筐体２と操作筐体３とを閉じた状態では、磁石５３と高さ方向（図示Ｚ方向）にて対向する位置に配置される。あるいは前記磁気検出装置２０は、前記磁石５３からＸ１−Ｘ２方向にずれた位置に配置されてもよい。

折畳み式携帯電話１を図１０から図１１に示すように閉じるまでの間に、磁石５３から磁気検出装置２０に作用する水平磁場が徐々に強くなる。このとき、第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７には、図示Ｘ１方向への外部磁界Ｈ、すなわち（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）が作用し、（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の磁界強度変化に伴って、第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７が共に抵抗変化する。

前記第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７の抵抗変化に基づいて、図１に示す（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）の領域における第１出力値Ｖ１及び第２出力値Ｖ２が得られる。

図１に示すように（＋）方向の外部磁界（＋Ｈ）が徐々に強くなると、それに伴って、前記第１出力値Ｖ１は、リニア領域８上に沿って徐々に高くなっていき、やがて閾値ＬＶ１を超えて、ＯＮ／ＯＦＦ信号が切換えられる。

次に、図９の状態から図１３のように表示筐体２の表裏面を反転させて、図１４の平面状態にし、図１４の状態から再び、前記表示筐体２と前記操作筐体３とを折り畳む。

図１５は前記表示筐体２の表裏面を反転させて表示筐体２と操作筐体３とを完全に閉じた状態であるが、図１５に示すように前記磁気検出装置２０には前記磁石５３から（−）方向の水平磁場Ｈが作用する。すなわち図１２の場合と比較すると前記水平磁場Ｈの方向が逆転する。

図１４の状態から図１５のように前記表示筐体２と操作筐体３とを折り畳むと、徐々に前記磁石５３から発せられる（−）方向の外部磁界（−Ｈ）が磁気検出装置２０に作用して、第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７は共に抵抗変化する。

前記第１磁気抵抗効果素子２３及び第２磁気抵抗効果素子２７の抵抗変化に基づいて、図１に示す（−）方向の外部磁界（−Ｈ）の領域における第１出力値Ｖ１及び第２出力値Ｖ２が得られる。

図１に示すように（−）方向の外部磁界（−Ｈ）が徐々に強くなると、それに伴って、前記第２出力値Ｖ２は、リニア領域９上に沿って徐々に高くなっていき、やがて閾値ＬＶ１を超えて、ＯＮ／ＯＦＦ信号が切換えられる。

第１外部出力端子４０及び第２外部出力端子４１のどちらの出力信号がＯＮからＯＦＦ（あるいはＯＦＦからＯＮ）へ切換えられたかを検知することによって、折畳み式携帯電話１の表示筐体２の表裏面を反転させない状態での開閉検知か、あるいは表示筐体２の表裏面を反転させた状態での開閉検知かを知ることができる。

また図１２と図１５に示すように、表示筐体２の表裏面を反転させない状態で折畳み式携帯電話１を閉じた場合と、表示筐体２の表裏面を反転させた状態で折畳み式携帯電話１を閉じた場合とでは、磁石５３と磁気検出装置２０間の間隔Ｄ１，Ｄ２が異なる。よって図２で説明したように、第１出力値Ｖ１が閾値ＬＶ１に達する外部磁界Ｈの大きさ（＋Ｈ３）と、第２出力値Ｖ２が閾値ＬＶ１に達する外部磁界Ｈの大きさ（−Ｈ２）を異ならせることで、表示筐体２の表裏面を反転させない状態で折畳み式携帯電話１を閉じた場合と、表示筐体２の表裏面を反転させた状態で折畳み式携帯電話１を閉じた場合とで、同じタイミングでＯＮからＯＦＦ（あるいはＯＦＦからＯＮ）への切換えが行われるように調整することが出来る。

また本実施形態では、このように双極検知を２出力で得ることができるし、あるいは、双極検知を１出力で得ることも出来る。この場合、特に外部磁界Ｈの方向の検知まで必要としない場合に、回路構成をシンプルにできて好適である。双極検知とすることで、例えば図８に示す磁石５３を図８の設置状態のみならず、Ｎ極及びＳ極を１８０°反対向きに設置しても、外部磁界Ｈの検知が可能であるので、磁石５３の向きに自由度があり、組立の作業性を向上させることができる。

上記では折畳み携帯電話を実施形態として説明したが、折畳み携帯電話以外、例えばゲーム機やノート型パーソナルコンピュータ、さらには冷蔵庫等の各種電化製品にも本実施形態の磁気検出装置２０を適用することが出来る。

外部磁界Ｈと、本実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の抵抗値に基づく出力値Ｖ（差動電位）との関係を示す第１のグラフ、 外部磁界Ｈと、本実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の抵抗値に基づく出力値Ｖ（差動電位）との関係を示す第２のグラフ、 本実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子のＲ−Ｈ曲線、 図３とは別の実施形態の第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子のＲ−Ｈ曲線、 本実施形態における第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子の膜構成を示す断面図、 本実施形態の磁気検出装置の回路構成図（第１ブリッジ回路ＢＣ１と第１外部出力端子が接続された状態） 本実施形態の磁気検出装置の回路構成図（第２ブリッジ回路ＢＣ２と第２外部出力端子が接続された状態）、 折畳み式携帯電話を開いた状態の平面図、 図８に示す折畳み式携帯電話の斜視図、 図９の状態から折畳み式携帯電話を閉じる途中の状態を示す折畳み式携帯電話の側面図、 図１０の状態から完全に折畳み式携帯電話の閉じた状態を横から見た側面図、 図１１に示す閉じた状態の折畳み式携帯電話をＡ−Ａ線から切断し矢印方向から見た部分断面図、 図９の状態から表示筐体を反転させる途中状態を示す折畳み式携帯電話の斜視図、 前記表示筐体の表裏面を反転させた状態を示す折畳み式携帯電話の平面図、 図１４の状態から折畳み式携帯電話を閉じたときの図１２と同じ箇所での部分断面図、

符号の説明

１ 折り畳み式携帯電話
２ 表示筐体
３ 操作筐体
４ 連結部材
５ 表示画面
６ 操作釦
８、９、１９ リニア領域
１０ 中間部
１１ ハードバイアス層
１３ 反強磁性層
１４ 固定磁性層
１５ 非磁性材料層
１６ フリー磁性層
２０ 磁気検出装置
２１ 抵抗素子部
２２ 集積回路（ＩＣ）
２３ 第１磁気抵抗効果素子
２４、２８、３１、３２ 固定抵抗素子
２７ 第２磁気抵抗効果素子
３５ 差動増幅器
３８ コンパレータ
３９ 入力端子
４０、４１ 外部出力端子
４２ グランド端子
５３ 磁石
Ｖ１ 第１出力値
Ｖ２ 第２出力値

Claims (3)

1. 下から固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の順に、あるいは下からフリー磁性層、非磁性材料層及び固定磁性層の順に積層され、外部磁界に対して電気抵抗が変化する磁気抵抗効果を利用した第１磁気抵抗効果素子及び、第２磁気抵抗効果素子を有し、
   前記第１磁気抵抗効果素子及び前記第２磁気抵抗効果素子には共に、無磁場状態において前記固定磁性層の磁化方向に対して前記フリー磁性層の磁化方向を直交方向へ揃えるためのバイアス層が設けられており、
   前記第１磁気抵抗効果素子の外部磁界の磁界強度変化に対して変化する抵抗値に基づく第１出力値、及び、前記第２磁気抵抗効果素子の外部磁界の磁界強度変化に対して変化する抵抗値に基づく第２出力値は、共に、（＋）方向の外部磁界側から（−）方向の外部磁界側に直線的に変化するリニア領域を備えるとともに、無磁場状態から（＋）方向の外部磁界を増大させたときの前記第１出力値の増減傾向と、無磁場状態から（−）方向の外部磁界を増大させたときの前記第２出力値の増減傾向とが同傾向となっていることを特徴とする磁気検出装置。
2. 前記第１出力値、及び前記第２出力値に対して共通の閾値が設定されている請求項１記載の磁気検出装置。
3. 前記第１磁気抵抗効果素子及び第２磁気抵抗効果素子は同じ膜構成である請求項１又は２に記載の磁気検出装置。

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