JP2000055994A - 磁界検知装置 - Google Patents
磁界検知装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の課題は、１ｍＧ以下の微弱磁界を検出
するための高性能薄型軽量の磁界検知装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】本発明は、プリント基板に作製した１以上
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは同一形
状の導電パターンと、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮお
よびＬＣ１〜ＬＣＮの両端に端子部ＰＴ，ＭＴとを有
し、該端子部ＰＴ，ＭＴにて該プリントコイルＲＣ１〜
ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続して直列接続数
を増減し、磁界検知感度を調節する。
するための高性能薄型軽量の磁界検知装置を提供するこ
とにある。 【解決手段】本発明は、プリント基板に作製した１以上
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは同一形
状の導電パターンと、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮお
よびＬＣ１〜ＬＣＮの両端に端子部ＰＴ，ＭＴとを有
し、該端子部ＰＴ，ＭＴにて該プリントコイルＲＣ１〜
ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続して直列接続数
を増減し、磁界検知感度を調節する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、予め磁界が形成さ
れている場において、その磁界の強度を計測するための
極薄型の磁界検知装置に関する。
れている場において、その磁界の強度を計測するための
極薄型の磁界検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁界を計測する手段としてはコイルを用
いる方法が最も簡易である。１ｍＧ以下の微弱磁界を検
出しようとするときコイルの巻数は１０００ターン程度
必要となる。従来の銅線を巻いて作る方法では、コイル
の寸法・重量のため小型軽量化が困難であった。このほ
かの方法としてホール素子を用いる方法がある。これは
半導体チップで作られているため極めて小型軽量であ
る。しかし、通常１００Ｇ以上の比較的大きな磁束密度
を測定範囲とするものであるため、１ｍＧ程度の信号を
増幅して取り出そうとした場合Ｓ／Ｎ比が悪くなり、事
実上計測不能である。
いる方法が最も簡易である。１ｍＧ以下の微弱磁界を検
出しようとするときコイルの巻数は１０００ターン程度
必要となる。従来の銅線を巻いて作る方法では、コイル
の寸法・重量のため小型軽量化が困難であった。このほ
かの方法としてホール素子を用いる方法がある。これは
半導体チップで作られているため極めて小型軽量であ
る。しかし、通常１００Ｇ以上の比較的大きな磁束密度
を測定範囲とするものであるため、１ｍＧ程度の信号を
増幅して取り出そうとした場合Ｓ／Ｎ比が悪くなり、事
実上計測不能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、１ｍＧ以下の微弱磁界を検出す
るための高性能薄型軽量の磁界検知装置を提供すること
を目的とする。
鑑みてなされたもので、１ｍＧ以下の微弱磁界を検出す
るための高性能薄型軽量の磁界検知装置を提供すること
を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、プリント基板に作製した１以上のプリント
コイルにより磁界を検知する装置であって、該プリント
コイルは同一形状の導電パターンと、プリントコイルの
両端に端子部とを有し、該端子部にて該プリントコイル
を直列接続して直列接続数を増減し、磁界検知感度を調
節することを特徴とするものである。
に本発明は、プリント基板に作製した１以上のプリント
コイルにより磁界を検知する装置であって、該プリント
コイルは同一形状の導電パターンと、プリントコイルの
両端に端子部とを有し、該端子部にて該プリントコイル
を直列接続して直列接続数を増減し、磁界検知感度を調
節することを特徴とするものである。
【０００５】また本発明は、プリント基板に作製した１
以上のプリントコイルにより磁界を検知する装置であっ
て、該プリントコイルは複数の縦長のコイルと横長のコ
イルから構成され、複数の縦長コイルを直列接続した回
路１と複数の横長コイルを直列接続した回路２を組み合
わせて構成されることを特徴とするものである。
以上のプリントコイルにより磁界を検知する装置であっ
て、該プリントコイルは複数の縦長のコイルと横長のコ
イルから構成され、複数の縦長コイルを直列接続した回
路１と複数の横長コイルを直列接続した回路２を組み合
わせて構成されることを特徴とするものである。
【０００６】また本発明は、上記磁界検知装置におい
て、該プリントコイルは両面基板に作製され、プリント
コイル表面に絶縁層を構成して多数積層した該プリント
コイルを直列接続したことを特徴とするものである。
て、該プリントコイルは両面基板に作製され、プリント
コイル表面に絶縁層を構成して多数積層した該プリント
コイルを直列接続したことを特徴とするものである。
【０００７】また本発明は、上記磁界検知装置におい
て、該プリントコイルを直列接続した最終端の二端子部
に起電力の増幅回路とフィルタ回路を作り込んだことを
特徴とするものである。
て、該プリントコイルを直列接続した最終端の二端子部
に起電力の増幅回路とフィルタ回路を作り込んだことを
特徴とするものである。
【０００８】前記プリントコイルは、例えば電子回路の
基板を作るときのプリント基板製作工程を応用して実現
できる。プリント基板は一般に、例えばガラスエポキシ
などの有機材料よりなる基材の上に銅などの導電性金属
薄膜を張り付け、必要な回路パターンを残すようにエッ
チングを施して回路を製作する（サブトラクティブ
法）。このパターンを螺旋状とすることによって巻線コ
イルと同等の磁気検出機能を持つ螺旋状回路のセンサデ
バイスができる。このデバイスはプリント基板の寸法と
厚みであるので極めて薄型軽量の磁界検知装置が実現で
きる。この磁界検知装置を磁界中に置けば磁束密度の変
化によって螺旋状回路に起電力が発生し、回路両端の電
位差を計測することによって磁界の強さを測定できる。
エッチングなどで製作した回路の幅は銅線と比較して非
常に細い。磁界検知感度は螺旋状回路の巻数に比例する
が同一面積内で巻数を多く取ることができるようになり
性能が格段に向上する。
基板を作るときのプリント基板製作工程を応用して実現
できる。プリント基板は一般に、例えばガラスエポキシ
などの有機材料よりなる基材の上に銅などの導電性金属
薄膜を張り付け、必要な回路パターンを残すようにエッ
チングを施して回路を製作する（サブトラクティブ
法）。このパターンを螺旋状とすることによって巻線コ
イルと同等の磁気検出機能を持つ螺旋状回路のセンサデ
バイスができる。このデバイスはプリント基板の寸法と
厚みであるので極めて薄型軽量の磁界検知装置が実現で
きる。この磁界検知装置を磁界中に置けば磁束密度の変
化によって螺旋状回路に起電力が発生し、回路両端の電
位差を計測することによって磁界の強さを測定できる。
エッチングなどで製作した回路の幅は銅線と比較して非
常に細い。磁界検知感度は螺旋状回路の巻数に比例する
が同一面積内で巻数を多く取ることができるようになり
性能が格段に向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図１は、螺旋状回路を構成
するプリントコイルと、その出力表示装置からなる薄型
磁界検知装置の例を示す図である。例えばガラスエポキ
シなどの有機材料よりなる基材２の上に導体薄膜の螺旋
状回路を構成するプリントコイル１がエッチングされて
おり、プリントコイル１の両端の端子部６１、６２の電
位差が結線４を介して電圧計３に表示されるようになっ
ている。これを、たとえば交流磁界５中に置けば磁界強
度に比例し磁界周期に一致する出力電圧が得られる。
の形態例を詳細に説明する。図１は、螺旋状回路を構成
するプリントコイルと、その出力表示装置からなる薄型
磁界検知装置の例を示す図である。例えばガラスエポキ
シなどの有機材料よりなる基材２の上に導体薄膜の螺旋
状回路を構成するプリントコイル１がエッチングされて
おり、プリントコイル１の両端の端子部６１、６２の電
位差が結線４を介して電圧計３に表示されるようになっ
ている。これを、たとえば交流磁界５中に置けば磁界強
度に比例し磁界周期に一致する出力電圧が得られる。
【００１０】図２は磁界と磁界検知装置出力の関係を説
明する図である。比較のため、磁界強度が１の場合を図
２（ａ）に、その２倍の強度の場合を図２（ｂ）に示
す。図２（ａ１）のように磁界強度が周期ｐの正弦波上
に変化するとき、図２（ａ２）のようにプリントコイル
１を通過する磁束（φ）も同一周期で変化する。する
と、電磁誘導の効果によりファラデーの法則 Ｖ＝−ｄφ／ｄｔ にしたがう起電力Ｖが図２（ａ３）のようにプリントコ
イル１中に発生する。ただし、φは磁束、ｔは時間を表
す。その結果図２（ａ４）のように磁界と同一周期の余
弦波型の出力電圧変化が計測される。
明する図である。比較のため、磁界強度が１の場合を図
２（ａ）に、その２倍の強度の場合を図２（ｂ）に示
す。図２（ａ１）のように磁界強度が周期ｐの正弦波上
に変化するとき、図２（ａ２）のようにプリントコイル
１を通過する磁束（φ）も同一周期で変化する。する
と、電磁誘導の効果によりファラデーの法則 Ｖ＝−ｄφ／ｄｔ にしたがう起電力Ｖが図２（ａ３）のようにプリントコ
イル１中に発生する。ただし、φは磁束、ｔは時間を表
す。その結果図２（ａ４）のように磁界と同一周期の余
弦波型の出力電圧変化が計測される。
【００１１】磁界強度が２倍の場合（図２（ｂ１））に
は同一周期で電圧振幅が２倍（図２（ｂ４））の余弦波
型の電圧変化が計測される。図２（ｂ２）は同一周期で
変化するプリントコイル１を通過する磁束（φ）、図２
（ｂ３）はプリントコイル１に発生する起電力Ｖであ
る。したがって、電圧計３に表示される電圧の周期と振
幅から磁界の周期と振幅を測定することができる。
は同一周期で電圧振幅が２倍（図２（ｂ４））の余弦波
型の電圧変化が計測される。図２（ｂ２）は同一周期で
変化するプリントコイル１を通過する磁束（φ）、図２
（ｂ３）はプリントコイル１に発生する起電力Ｖであ
る。したがって、電圧計３に表示される電圧の周期と振
幅から磁界の周期と振幅を測定することができる。
【００１２】磁界に変化が無い場合でも磁界検知装置自
体が動く場合には、上記と同じ原理によって磁束の変
化、ひいては磁界検知装置の移動の過程を測定すること
ができる。
体が動く場合には、上記と同じ原理によって磁束の変
化、ひいては磁界検知装置の移動の過程を測定すること
ができる。
【００１３】図３はプリントコイルの製作方法の例を説
明する図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′
線断面を表す。基材２上にプリントコイル１のパターン
をエッチングによって作製し、その後回路の絶縁と保護
のため電極端子部６１、６２以外の部分をレジスト７で
被覆する。この方式ではコイルの幅０．１４ｍｍ、コイ
ル間隔０．１ｍｍの精度で製作できるので、たとえば５
０ｍｍ角のコア材上に巻数約１００、コイル延長１０ｍ
相当の極薄型コイルが実現できる。基材としてポリイミ
ドなどを選択すればフレキシブルな回路を製作すること
もできる。
明する図であって、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ′
線断面を表す。基材２上にプリントコイル１のパターン
をエッチングによって作製し、その後回路の絶縁と保護
のため電極端子部６１、６２以外の部分をレジスト７で
被覆する。この方式ではコイルの幅０．１４ｍｍ、コイ
ル間隔０．１ｍｍの精度で製作できるので、たとえば５
０ｍｍ角のコア材上に巻数約１００、コイル延長１０ｍ
相当の極薄型コイルが実現できる。基材としてポリイミ
ドなどを選択すればフレキシブルな回路を製作すること
もできる。
【００１４】図３の例では１層のプリントコイルを示し
たが、図４は多層構造のプリントコイル構造の例を説明
する図である。基材２の両面にそれぞれ螺旋状回路のプ
リントコイル１をエッチングによって作製し、その表面
をレジスト７で被覆する。基材２両面のプリントコイル
１の導通はスルーホール８０１を介して行い、対向する
プリントコイル１の導通は接続導体８０２で行う。これ
を５枚張り合わせた形で１０層の細径線コイルが完成す
る。このとき基材２の厚みは０．１ｍｍ、プリントコイ
ル１の導体薄膜厚みは１８ミクロン程度なので約１．３
ｍｍの厚みの中に１０層のプリントコイルを作り込むこ
とができる。
たが、図４は多層構造のプリントコイル構造の例を説明
する図である。基材２の両面にそれぞれ螺旋状回路のプ
リントコイル１をエッチングによって作製し、その表面
をレジスト７で被覆する。基材２両面のプリントコイル
１の導通はスルーホール８０１を介して行い、対向する
プリントコイル１の導通は接続導体８０２で行う。これ
を５枚張り合わせた形で１０層の細径線コイルが完成す
る。このとき基材２の厚みは０．１ｍｍ、プリントコイ
ル１の導体薄膜厚みは１８ミクロン程度なので約１．３
ｍｍの厚みの中に１０層のプリントコイルを作り込むこ
とができる。
【００１５】図５は、プリントコイルおよび増幅／フィ
ルタ回路を構成する導体薄膜と、その出力表示装置から
なる薄型磁界検知装置の例を示す図である。磁気シール
ドを施されていない一般の環境には、電気機器の発生す
る商用電源周波数５０／６０Ｈｚを代表として多くの磁
気雑音が存在する。必要な信号とこれらの雑音とを分別
するためには、プリントコイル１から出力される信号を
フィルタ回路９および増幅回路１０でフィルタリング・
増幅することが有効である。通常そのような回路はプリ
ント基板上に作られるが、その作製工程はプリントコイ
ル１のそれと同一であるためこれらを一体で設計し製作
することにより製作作業の効率化と装置の小型化が可能
になる。
ルタ回路を構成する導体薄膜と、その出力表示装置から
なる薄型磁界検知装置の例を示す図である。磁気シール
ドを施されていない一般の環境には、電気機器の発生す
る商用電源周波数５０／６０Ｈｚを代表として多くの磁
気雑音が存在する。必要な信号とこれらの雑音とを分別
するためには、プリントコイル１から出力される信号を
フィルタ回路９および増幅回路１０でフィルタリング・
増幅することが有効である。通常そのような回路はプリ
ント基板上に作られるが、その作製工程はプリントコイ
ル１のそれと同一であるためこれらを一体で設計し製作
することにより製作作業の効率化と装置の小型化が可能
になる。
【００１６】図６は増幅／フィルタ回路の一例を示す図
である。図において、ＯＰ１〜ＯＰ１２はオペアンプ、
Ｃ１〜Ｃ８はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ２９は抵抗、Ｄ１，
Ｄ２はダイオード、Ｊは接続部、Ｔ１〜Ｔ２６は端子、
Ｇは接地である。すなわち、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ１
２、コンデンサＣ１〜Ｃ８、抵抗Ｒ１〜Ｒ２９などの電
気素子の定数を調整することによって所用のフィルタバ
ンド幅や増幅率を持つ増幅／フィルタ回路を実現でき
る。
である。図において、ＯＰ１〜ＯＰ１２はオペアンプ、
Ｃ１〜Ｃ８はコンデンサ、Ｒ１〜Ｒ２９は抵抗、Ｄ１，
Ｄ２はダイオード、Ｊは接続部、Ｔ１〜Ｔ２６は端子、
Ｇは接地である。すなわち、オペアンプＯＰ１〜ＯＰ１
２、コンデンサＣ１〜Ｃ８、抵抗Ｒ１〜Ｒ２９などの電
気素子の定数を調整することによって所用のフィルタバ
ンド幅や増幅率を持つ増幅／フィルタ回路を実現でき
る。
【００１７】図７は本発明磁界検知装置の出力の実験例
を示すグラフであって、（ａ）は増幅／フィルタ回路が
ない場合、（ｂ）は増幅／フィルタ回路がある場合であ
る。いずれも２２０Ｈｚの交流磁界を検出しているが、
（ａ）は高周波のノイズが乗っている上に出力電圧も低
いのに対し、（ｂ）は増幅／フィルタ回路の効果できれ
いな正弦波状の高出力の電圧が得られている。この例で
は、磁束密度１ｍＧのとき出力電圧が１．５Ｖとなるよ
う設定しており、グラフより１ｍＧ以下のレベルでも良
好な精度を持っていることが確認できる。
を示すグラフであって、（ａ）は増幅／フィルタ回路が
ない場合、（ｂ）は増幅／フィルタ回路がある場合であ
る。いずれも２２０Ｈｚの交流磁界を検出しているが、
（ａ）は高周波のノイズが乗っている上に出力電圧も低
いのに対し、（ｂ）は増幅／フィルタ回路の効果できれ
いな正弦波状の高出力の電圧が得られている。この例で
は、磁束密度１ｍＧのとき出力電圧が１．５Ｖとなるよ
う設定しており、グラフより１ｍＧ以下のレベルでも良
好な精度を持っていることが確認できる。
【００１８】図８は本発明磁界検知装置を地中掘削ロボ
ットの位置計測の自動化、無人化に応用した例を示す図
である。図において、８１はエースモール、８２は送信
コイル、８３はエースモール制御盤、８４はマトリクス
シートセンサ、８５は受信コイル、８６はシートセンサ
接続装置、８７は測定装置、８２′は測定送信コイル、
８５′は測定受信コイルである。エースモール８１と呼
ばれる地中ロボットは地下数メートルの深さを数百メー
トルの長さにわたって掘削するがこの位置をリアルタイ
ムで精度よく遠隔的に測定する必要がある。この例では
エースモール８１の内部に送信コイル８２を搭載し予め
決めた周波数の磁界を発生させる。地上には本発明磁界
検知装置からなる受信コイル８５を埋め込んだ薄型のマ
トリクスシートセンサ８４を設置し目的とする周波数成
分の磁界を検出してシートセンサ接続装置８６に取り込
みその強度からエースモール８１の水平位置・深度を推
定する。また、その情報をエースモール制御盤８３に入
力することによりエースモール８１の自動制御に活用で
きる。本発明磁界検知装置を受信コイル８５に採用する
ことによりマトリクスシートセンサ８４の薄型化が実現
でき、道路下を掘削するような場合でも交通の障害や測
定者の危険を伴うことなく計測作業を遂行できる。
ットの位置計測の自動化、無人化に応用した例を示す図
である。図において、８１はエースモール、８２は送信
コイル、８３はエースモール制御盤、８４はマトリクス
シートセンサ、８５は受信コイル、８６はシートセンサ
接続装置、８７は測定装置、８２′は測定送信コイル、
８５′は測定受信コイルである。エースモール８１と呼
ばれる地中ロボットは地下数メートルの深さを数百メー
トルの長さにわたって掘削するがこの位置をリアルタイ
ムで精度よく遠隔的に測定する必要がある。この例では
エースモール８１の内部に送信コイル８２を搭載し予め
決めた周波数の磁界を発生させる。地上には本発明磁界
検知装置からなる受信コイル８５を埋め込んだ薄型のマ
トリクスシートセンサ８４を設置し目的とする周波数成
分の磁界を検出してシートセンサ接続装置８６に取り込
みその強度からエースモール８１の水平位置・深度を推
定する。また、その情報をエースモール制御盤８３に入
力することによりエースモール８１の自動制御に活用で
きる。本発明磁界検知装置を受信コイル８５に採用する
ことによりマトリクスシートセンサ８４の薄型化が実現
でき、道路下を掘削するような場合でも交通の障害や測
定者の危険を伴うことなく計測作業を遂行できる。
【００１９】図９は同一形状の導電パターンで構成した
マイクロプリントコイルを直列接続する概念図である。
図において、ＲＣ１，ＲＣ２は右巻きのマイクロプリン
トコイル、ＬＣ１，ＬＣ２は左巻きのマイクロプリント
コイル、ＰＴは起電力が正極の端子部、ＭＴは起電力が
負極の端子部、ＬＬはリード線、ＰＦは例えば磁束の増
加する方向である。すなわち、コイルＲＣ１の負極の端
子部ＭＴとコイルＬＣ１の正極の端子部ＰＴをリード線
ＬＬで接続し、またコイルＲＣ２の負極の端子部ＭＴと
コイルＬＣ２の正極の端子部ＰＴをリード線ＬＬで接続
して、コイルの接続方向をＸ方向もしくはＹ方向に配置
することにより、Ｘ方向もしくはＹ方向のコイルのの起
電力を任意に増加することができる。なお、マイクロプ
リントコイルは螺旋型またはメアンダ型でも可能であ
る。
マイクロプリントコイルを直列接続する概念図である。
図において、ＲＣ１，ＲＣ２は右巻きのマイクロプリン
トコイル、ＬＣ１，ＬＣ２は左巻きのマイクロプリント
コイル、ＰＴは起電力が正極の端子部、ＭＴは起電力が
負極の端子部、ＬＬはリード線、ＰＦは例えば磁束の増
加する方向である。すなわち、コイルＲＣ１の負極の端
子部ＭＴとコイルＬＣ１の正極の端子部ＰＴをリード線
ＬＬで接続し、またコイルＲＣ２の負極の端子部ＭＴと
コイルＬＣ２の正極の端子部ＰＴをリード線ＬＬで接続
して、コイルの接続方向をＸ方向もしくはＹ方向に配置
することにより、Ｘ方向もしくはＹ方向のコイルのの起
電力を任意に増加することができる。なお、マイクロプ
リントコイルは螺旋型またはメアンダ型でも可能であ
る。
【００２０】図１０はＸ方向に偏平なマイクロプリント
コイルを直列接続した例であり、Ｘ方向に変化する磁束
による起電力感度が、Ｙ方向起電力感度よりも高いの
で、方向性のある磁界の検出装置として優れた特性を有
する。本例では２個のコイルＲＣ１とＬＣ１、およびＲ
Ｃ２とＬＣ２を直列接続しているが、リード線ＬＬを使
用して３個、４個………と接続して起電力感度（起電力
合計値）を増加することが可能である。
コイルを直列接続した例であり、Ｘ方向に変化する磁束
による起電力感度が、Ｙ方向起電力感度よりも高いの
で、方向性のある磁界の検出装置として優れた特性を有
する。本例では２個のコイルＲＣ１とＬＣ１、およびＲ
Ｃ２とＬＣ２を直列接続しているが、リード線ＬＬを使
用して３個、４個………と接続して起電力感度（起電力
合計値）を増加することが可能である。
【００２１】すなわち、プリント基板に作製した１以上
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは同一形
状の導電パターンと、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮお
よびＬＣ１〜ＬＣＮの両端に端子部ＰＴ，ＭＴとを有
し、該端子部ＰＴ，ＭＴにて該プリントコイルＲＣ１〜
ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続して直列接続数
を増減し、磁界検知感度を調節する。なお、該プリント
コイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続
した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電力の増幅回路と
フィルタ回路を作り込んでもよい。
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは同一形
状の導電パターンと、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮお
よびＬＣ１〜ＬＣＮの両端に端子部ＰＴ，ＭＴとを有
し、該端子部ＰＴ，ＭＴにて該プリントコイルＲＣ１〜
ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続して直列接続数
を増減し、磁界検知感度を調節する。なお、該プリント
コイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続
した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電力の増幅回路と
フィルタ回路を作り込んでもよい。
【００２２】図１１はＸ方向の磁束変化に感度が高くな
るようにプリントコイルを組み合わせた回路Ａ、および
Ｙ方向の磁束変化に感度の高くなるようにプリントコイ
ルを組み合わせた回路Ｂである。前記回路Ａおよび回路
Ｂを同一基板上に沢山作り込むことで感度の調整が自在
にでき、また、回路Ａと回路Ｂを基板上に分散配置する
ことで様々な場所のＸ方向とＹ方向の磁束の変化を検知
できる。
るようにプリントコイルを組み合わせた回路Ａ、および
Ｙ方向の磁束変化に感度の高くなるようにプリントコイ
ルを組み合わせた回路Ｂである。前記回路Ａおよび回路
Ｂを同一基板上に沢山作り込むことで感度の調整が自在
にでき、また、回路Ａと回路Ｂを基板上に分散配置する
ことで様々な場所のＸ方向とＹ方向の磁束の変化を検知
できる。
【００２３】すなわち、プリント基板に作製した１以上
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは複数の
横長のコイルＲＣ１、ＲＣ２、ＬＣ１、ＬＣ２と縦長の
コイルＲＣ３、ＲＣ４、ＬＣ３、ＬＣ４から構成され、
複数の横長コイルＲＣ１とＬＣ１、およびＲＣ２とＬＣ
２をそれぞれ直列接続した回路Ａと複数の縦長コイルＬ
Ｃ３とＲＣ３、およびＬＣ４とＲＣ４をそれぞれを直列
接続した回路Ｂを組み合わせて構成される。なお、該プ
リントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直
列接続した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電力の増幅
回路とフィルタ回路を作り込んでもよい。
のプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮ
により磁界を検知する磁界検知装置であって、該プリン
トコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮは複数の
横長のコイルＲＣ１、ＲＣ２、ＬＣ１、ＬＣ２と縦長の
コイルＲＣ３、ＲＣ４、ＬＣ３、ＬＣ４から構成され、
複数の横長コイルＲＣ１とＬＣ１、およびＲＣ２とＬＣ
２をそれぞれ直列接続した回路Ａと複数の縦長コイルＬ
Ｃ３とＲＣ３、およびＬＣ４とＲＣ４をそれぞれを直列
接続した回路Ｂを組み合わせて構成される。なお、該プ
リントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直
列接続した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電力の増幅
回路とフィルタ回路を作り込んでもよい。
【００２４】図１２は両面プリント基板ＰＣにプリント
コイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを作製する
例であり、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１
〜ＬＣＮ面を絶縁して積み重ね、リード線ＬＬまたはス
ルーホールＴＨでプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよび
ＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続することで感度調整が自在で
高感度の磁界検知装置が実現できる。
コイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを作製する
例であり、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１
〜ＬＣＮ面を絶縁して積み重ね、リード線ＬＬまたはス
ルーホールＴＨでプリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよび
ＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続することで感度調整が自在で
高感度の磁界検知装置が実現できる。
【００２５】すなわち、図１０又は図１１の磁界検知装
置の構成として、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよび
ＬＣ１〜ＬＣＮを両面プリント基板ＰＣに作製し、プリ
ントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮの表面
に絶縁層を構成して多数積層した該プリントコイルＲＣ
１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続する。な
お、該プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜Ｌ
ＣＮを直列接続した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電
力の増幅回路とフィルタ回路を作り込んでもよい。
置の構成として、プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよび
ＬＣ１〜ＬＣＮを両面プリント基板ＰＣに作製し、プリ
ントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮの表面
に絶縁層を構成して多数積層した該プリントコイルＲＣ
１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜ＬＣＮを直列接続する。な
お、該プリントコイルＲＣ１〜ＲＣＮおよびＬＣ１〜Ｌ
ＣＮを直列接続した最終端の二端子部ＰＴ，ＭＴに起電
力の増幅回路とフィルタ回路を作り込んでもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁界検知
装置によれば、１ｍＧ以下の微弱磁界を検出するための
高性能薄型軽量の磁束密度計測装置が実現可能になる。
特に、磁束密度計測装置の設置スペースが限られている
ような場所での測定には有効である。
装置によれば、１ｍＧ以下の微弱磁界を検出するための
高性能薄型軽量の磁束密度計測装置が実現可能になる。
特に、磁束密度計測装置の設置スペースが限られている
ような場所での測定には有効である。
【図１】本発明に係る薄型磁界検知装置の一例を示す構
成説明図である。
成説明図である。
【図２】本発明に係る磁界検知装置の磁界と出力の関係
の一例を示す波形図である。
の一例を示す波形図である。
【図３】本発明に係るプリントコイルの製作方法の例を
説明する平面図および断面図である。
説明する平面図および断面図である。
【図４】本発明に係るプリントコイルを多層プリント基
板で製作する場合の例を説明するための断面図である。
板で製作する場合の例を説明するための断面図である。
【図５】本発明に係る薄型磁界検知装置の他の例を示す
構成説明図である。
構成説明図である。
【図６】本発明に係る増幅／フィルタ回路の一例を示す
回路図である。
回路図である。
【図７】本発明に係る磁界検知装置の出力の実験例を示
すグラフである。
すグラフである。
【図８】本発明に係る磁界検知装置を地中掘削ロボット
の位置計測の自動化・無人化に応用した例を示す説明図
である。
の位置計測の自動化・無人化に応用した例を示す説明図
である。
【図９】本発明に係る磁界検知装置の第１のプリントコ
イル接続例を示す構成説明図である。
イル接続例を示す構成説明図である。
【図１０】本発明に係る磁界検知装置の第２のプリント
コイル接続例を示す構成説明図である。
コイル接続例を示す構成説明図である。
【図１１】本発明に係る磁界検知装置の第３のプリント
コイル接続例を示す構成説明図である。
コイル接続例を示す構成説明図である。
【図１２】本発明に係る磁界検知装置の第４のプリント
コイル接続例を示す構成説明図である。
コイル接続例を示す構成説明図である。
１ プリントコイル ２ 基材 ３ 電圧計 ４ 結線 ５ 交流磁界 ６１ 端子部 ６２ 端子部 ７ レジスト ８０１ スルーホール ８０２ 接続導体 ９ フィルタ回路 １０ 増幅回路 ＲＣ１〜ＲＣＮ，ＬＣ１〜ＬＣＮ プリントコイル ＰＴ 起電力が正極の端子部 ＭＴ 起電力が負極の端子部 ＬＬ リード線 ＰＦ 例えば磁束の増加する方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松本 三千人 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB04 AD04 AD53
Claims (4)
- 【請求項１】 プリント基板に作製した１以上のプリン
トコイルにより磁界を検知する装置であって、該プリン
トコイルは同一形状の導電パターンと、プリントコイル
の両端に端子部とを有し、該端子部にて該プリントコイ
ルを直列接続して直列接続数を増減し、磁界検知感度を
調節することを特徴とする磁界検知装置。 - 【請求項２】 プリント基板に作製した１以上のプリン
トコイルにより磁界を検知する装置であって、該プリン
トコイルは複数の縦長のコイルと横長のコイルから構成
され、複数の縦長コイルを直列接続した回路１と複数の
横長コイルを直列接続した回路２を組み合わせて構成さ
れることを特徴とする磁界検知装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の磁界検知装置にお
いて、該プリントコイルは両面基板に作製され、プリン
トコイル表面に絶縁層を構成して多数積層した該プリン
トコイルを直列接続したことを特徴とする磁界検知装
置。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の磁界検知装置
において、該プリントコイルを直列接続した最終端の二
端子部に起電力の増幅回路とフィルタ回路を作り込んだ
ことを特徴とする磁界検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21891898A JP3401436B2 (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | 磁界検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21891898A JP3401436B2 (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | 磁界検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055994A true JP2000055994A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3401436B2 JP3401436B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=16727367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21891898A Expired - Lifetime JP3401436B2 (ja) | 1998-08-03 | 1998-08-03 | 磁界検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3401436B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002221513A (ja) * | 2001-01-25 | 2002-08-09 | Seiji Motojima | マイクロセンサ及びその用途 |
| WO2005096007A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Nec Corporation | 磁界センサ |
| JP2007139706A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Univ Nihon | 位置検知システム |
| JP2007517216A (ja) * | 2003-12-30 | 2007-06-28 | テクスカン・インコーポレーテッド | センサ |
| JP2008039562A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Meisei Electric Co Ltd | 移動体の位置検出方法及び装置 |
| JP2009216424A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Kobe Steel Ltd | 磁石位置測定方法および磁場測定装置 |
| KR102335187B1 (ko) * | 2020-08-12 | 2021-12-02 | 한국전기연구원 | 전력기기 장비 및 이에 사용되는 광대역 초고주파 부분 방전 센서 |
-
1998
- 1998-08-03 JP JP21891898A patent/JP3401436B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7362098B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-22 | Nec Corporation | Magnetic field sensor |
| JP2007139706A (ja) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Univ Nihon | 位置検知システム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3401436B2 (ja) | 2003-04-28 |
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