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公開番号2023079360
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-08
出願番号2021192799
出願日2021-11-29
発明の名称磁気検出器
出願人キヤノン電子株式会社
代理人
主分類G01R 33/04 20060101AFI20230601BHJP(測定;試験)
要約【課題】非磁性基板上の磁性薄膜の反磁界を低減し、小型で検出感度の高い磁気検出器を提供する。
【解決手段】非磁性基板1上に配置される線分状の磁性薄膜10と、磁性薄膜10と異なる層に配置され、磁性薄膜10を励磁する励磁用薄膜コイル20と、磁性薄膜10と異なる層に配置され、被測定磁界によって磁性薄膜10内に現れる磁束変化を検出する検出用薄膜コイル21とを備え、励磁用薄膜コイル20に通電する高周波電流によって磁性薄膜10に励磁磁界を印加し、磁性薄膜10に印加される被測定磁界量を高周波電流と同期した電気信号として検出用薄膜コイル21で検出することを特徴とする。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
非磁性基板上に配置される線分状の磁性薄膜と、
前記磁性薄膜と異なる層に配置され、前記磁性薄膜を励磁する励磁用薄膜コイルと、
前記磁性薄膜と異なる層に配置され、被測定磁界によって前記磁性薄膜内に現れる磁束変化を検出する検出用薄膜コイルと
を備え、
前記励磁用薄膜コイルに通電する高周波電流によって前記磁性薄膜に励磁磁界を印加し、
前記磁性薄膜に印加される被測定磁界量を前記高周波電流と同期した電気信号として前記検出用薄膜コイルで検出することを特徴とする磁気検出器。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記励磁用薄膜コイルの中心と前記磁性薄膜の長手方向の端部とが、前記非磁性基板の面内方向で一致する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出器。
【請求項３】
前記検出用薄膜コイルの中心と前記磁性薄膜の長手方向の端部とが、前記非磁性基板の面内方向で一致する位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気検出器。
【請求項４】
前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルとが同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気検出器。
【請求項５】
前記励磁用薄膜コイルは、その中心が前記磁性薄膜の一端部側となるように渦巻状に形成された第１薄膜コイルと、その中心が前記磁性薄膜の他端部側となるように前記第１薄膜コイルと逆巻きの渦巻状に形成された第２薄膜コイルとで形成され、
前記検出用薄膜コイルは、その中心が前記磁性薄膜の前記一端部側となるように渦巻状に形成された第３薄膜コイルと、その中心が前記磁性薄膜の前記他端部側となるように前記第３薄膜コイルと逆巻きの渦巻状に形成された第４薄膜コイルとで形成され、
前記前記非磁性基板上に、前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルと前記磁性薄膜とが、それぞれが異なる層として積層して設けられたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気検出器。
【請求項６】
前記磁性薄膜は、下側磁性薄膜と上側磁性薄膜で構成されており、前記下側磁性薄膜と前記上側磁性薄膜の間の層に、前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルとが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の磁気検出器。
【請求項７】
前記磁性薄膜は前記非磁性基板の一方面上に設けられ、前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルのうちの一方が前記一方面上に設けられ、前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルのうちの他方が前記一方面と対向する前記非磁性基板の他方面上に設けられたことを特徴とする請求項５に記載の磁気検出器。
【請求項８】
前記励磁用薄膜コイルと前記検出用薄膜コイルとは同一のコイルであることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気検出器。
【請求項９】
前記検出用薄膜コイルの一端部は基準電位に接続され、
前記検出用薄膜コイルの他端部は、前記磁性薄膜に印加される前記被測定磁界をキャンセルする負帰還信号を印加する負帰還ドライバと帯域制限部とに接続されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気検出器。
【請求項１０】
複数の前記磁性薄膜が所定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の磁気検出器。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、非磁性体基板上に形成された磁性薄膜を用いた磁気検出器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
磁界量を検出する素子として、平行フラックスゲート型磁気検出器が知られている。平行フラックスゲート型磁気検出器は、検出感度が高く、方位センサや電流が発生させる磁界強度を測定する用途などで用いられている。
【０００３】
平行フラックスゲート型磁気検出器は、磁性体コアに励磁コイルと検出コイルが巻回されている。励磁コイルに高周波電流を通電すると、磁性体コアに励磁磁界が印加される。この励磁磁界により磁性体コアは飽和して、高周波電流の周期に同期して磁化方向の反転を繰り返すことになる。
【０００４】
このとき、被測定磁界が磁性体コアに印加されると、励磁磁界に被測定磁界が加算されるため、飽和点のずれが発生する。このときの変化量を検出コイルで電気信号に変換して信号処理をすると、被測定磁界の大きさを得ることができる。
【０００５】
特許文献１には、この平行フラックスゲート型磁気検出器を薄膜で実現する方法が記されている。特許文献１では、薄膜で形成される磁性体コアの面直方向に、磁性体の周囲に巻回された励磁コイルで励磁磁界を印加する。励磁コイルと同様に磁性体の周囲に巻回された検出コイルで、磁性体に印加される検出磁界量を電気信号に変換をする。このとき、磁気検出器の磁界検出方向も面直方向になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開平８－２０１０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、薄膜により薄く形成された磁性体コアに対して面直に励磁磁界を印加するため、厚さ方向の反磁界は非常に大きくなる。平行フラックスゲート型磁気検出器は、磁性体コアを飽和させて駆動する必要があるが、磁性体コアの反磁界が非常に大きくなるため、飽和させることが困難になる。また、磁性体コアの反磁界と、検出感度も低下することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記を鑑み、本発明の磁気検出器は、
非磁性基板上に配置される線分状の磁性薄膜と、
前記磁性薄膜と異なる層に配置され、前記磁性薄膜を励磁する励磁用薄膜コイルと、
前記磁性薄膜と異なる層に配置され、被測定磁界によって前記磁性薄膜内に現れる磁束変化を検出する検出用薄膜コイルと
を備え、
前記励磁用薄膜コイルに通電する高周波電流によって前記磁性薄膜に励磁磁界を印加し、
前記磁性薄膜に印加される被測定磁界量を前記高周波電流と同期した電気信号として前記検出用薄膜コイルで検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、非磁性基板上の磁性薄膜の反磁界を低減でき、小型で検出感度の高い磁気検出器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
励磁コイルと検出コイルが同一平面上にある場合の磁気検出器
磁気検出器を駆動、信号処理する回路構成の一例
磁気検出器の検出波形の一例
磁気検出器を駆動、信号処理、負帰還制御する回路構成の一例
磁性薄膜の上に第一のコイルと第二のコイルが配置される場合の磁気検出器
非磁性基板の一面に第一のコイルがあり、その裏面に磁性薄膜と第二のコイルがある磁気検出器
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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