JP4512709B2 - 磁界検出素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気−抵抗効果や磁気−インピーダンス効果を有する磁界検出素子においては、高感度化の妨げになっている要因が究明されておらず、たとえば、バイアス磁界を印加するタイプの磁気−インピーダンス型磁界検出素子では、バイアス磁界印加による素子特性低下、検出感度低下が避けられなかった。
【０００３】
昨今、医学・工学技術分野での応用のために、磁界検出素子が必要とされている。磁界検出素子とは、たとえば磁気−抵抗効果（ＭＲ効果）素子、または磁気−インピーダンス効果（ＭＩ効果）素子を含んでいる。この磁気−抵抗効果素子は、デバイスに流れる電流経路が磁界を与えることによって曲げられ、デバイスの抵抗値が増大することを利用したデバイスであり、各種のものが市販されている。
【０００４】
また、磁気−インピーダンス効果を利用した高感度磁気センサは、例えば特開平６−１７６９３０号公報、特開平７−１８１２３９号公報、特開平７−３３３３０５号公報、特開平８−７５８３５号公報、および日本応用磁気学会誌ｖｏｌ．２０，５５３（１９９６）などに記載されている。
図７は従来の磁界検出素子の模式図であり、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はその断面図である。
【０００５】
この図において、２０１は磁界検出素子、２０２は短冊形の感磁体、２０３，２０４はその短冊形の感磁体２０２の両端に形成される給電兼検出電極、２０５は外部磁界Ｈｅｘである。
この図に示すように、従来の磁界検出素子は、その短冊形の感磁体２０２の両端に電極２０３，２０４が形成されている。
【０００６】
図８は磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性を測定する供試感磁体を示す図である。
この図に示すように、短冊形の感磁体３０１の長手方向（ここではｙ軸方向）に５Ｏｅ（４００Ａ／ｍ）の静磁界を印加したときの感磁体３０１内部の磁界強度をＡ−φ法により三次元静磁場解析した（使用ソフト：Ｍａｘｗｅｌｌ ３Ｄ Ｆｉｅｌｄ Ｓｉｍｕｌａｔｅｒ，Ａｎｓｏｆｔ社製）。
【０００７】
感磁体３０１の仕様は、幅＝２．５、５．０、１０、２０、２５、５０および１００μｍ、長さ＝１０００，２０００，および４０００μｍ、厚さ＝０．５０、１．０、２．０、および４．０μｍの計８４種類であり、それぞれについて解析を行った。解析結果をもとに、全サイズの感磁体についてその内部（図８のｙ軸上）における、磁界強度のｙ方向成分を計算しプロットした。
【０００８】
その結果得られたデータの一部を、図９〜図１１として示している。すなわち、図９は感磁体サイズが２０×１０００×０．５〜４．０／μｍ、図１０は２０×２０００×０．５〜４．０／μｍ、図１１は２０×４０００×０．５〜４．０／μｍの場合である。なお、図９〜図１１において、グラフのｘ軸は感磁体の一端を０としたときの長手方向の位置を、ｙ軸は磁界強度を示している。つまり、横軸に距離（μｍ）、左縦軸に磁界強度（Ｈ／Ａｍ-1）、右縦軸に磁界強度（Ｈ／Ｏｅ）を示している。
【０００９】
これらの図から明らかなように、長さが短い感磁体ほど反磁界の影響が大きい。長さが同じ感磁体同士を比べると、感磁体長手方向の断面積が大きいほど、反磁界は大きくなり、またそのプロファイルが放物線的な形状へと変化する様子が確認できる。その影響は断面積が小さいうちは感磁体両端部に留まっているが、断面積が大きくなってくると中央部でも大きくなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような磁界検出素子は、検出対象である外部磁界を精確に検出できる方がよい。また、バイアス印加手段と併せて使用する場合には、その手段により作り出された外部バイアス磁界が素子の使用部位全体にかかっている方がよい。なぜなら、素子に外部磁界がかかると、その両端部付近に、素子材料の透磁率と形状に応じた、外部磁界Ｈｅｘと反対向きの磁界が生じ、この反磁界の発生により、磁界検出素子の一部に、本来の特性を発揮できない部位が生じ、全体として素子の特性が劣化するためである。
【００１１】
本発明は、上記状況に鑑みて、反磁界の発生による特性の劣化を簡単かつ容易に改善することのできる磁界検出素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１３】
〔２〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、複数本の長尺状の感磁体をブリッジして電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。
【００１４】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００１５】
〔６〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１６】
〔７〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、複数本の長尺状の感磁体をブリッジして外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１７】
〔８〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔９〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔１０〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００１８】
〔１１〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に電流を通電するための電極及び外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を覆うように前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を覆うように前記電極を配置することを特徴とする。
【００１９】
〔１２〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔１３〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔１４〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、図１に示すように、磁界検出素子１上に短冊形の感磁体２を形成し、その短冊形の感磁体２の両端部を外して内側に電極３，４を形成するように構成する。なお、５は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２１】
すると、短冊形の感磁体２全体のうち、外部磁界Ｈｅｘ５に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出できない感磁体２の両端部が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出することができる。
その場合、短冊形の感磁体２全体のうち外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出できない両端部は、軟磁性体がある場合と軟磁性体がない場合とでその幅が異なる。
【００２２】
したがって、本発明においては、より長い距離の短冊形の感磁体２を用いることができるようにするために、軟磁性体を導入することが望ましい。
図２は本発明の第２実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１１の第１の軟磁性体１２上の片面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１３を形成し、その短冊形の感磁体１３の両端部を外して内側に電極１４，１５を形成するように構成している。なお、１６は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２３】
図３は本発明の第３実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子２１の第１の軟磁性体２２上の両面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体２３，２４を形成し、その短冊形の感磁体２３，２４の両端部を外して内側に電極２５，２６を形成するように構成している。なお、２７は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２４】
図４は本発明の第４実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
この実施例では、磁界検出素子３１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体３２，３３，３４，３５を配置して、その短冊形の感磁体３２，３３，３４，３５それぞれの両端部を外して、短冊形の感磁体３２の右端より内側に電極３６と、短冊形の感磁体３２，３３の左側より内側に短冊形の感磁体３２と３３とを接続するブリッジ電極３７と、短冊形の感磁体３３，３４の右側より内側に短冊形の感磁体３３と３４とを接続するブリッジ電極３８と、短冊形の感磁体３４，３５の左端より内側に短冊形の感磁体３４と３５とを接続するブリッジ電極３９と、短冊形の感磁体３５の右側より内側に電極４０を形成する。なお、３０は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２５】
このように構成することにより、外部磁界Ｈｅｘ３０に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ３０を精確に検出できない両端部を外すとともに、有効な距離の長い磁界検出素子を提供することができるので、外部磁界３０が微弱であっても精確に検出することができる。
この第４実施例の短冊形の感磁体の形状は、第２実施例及び第３実施例と同様に、第１の軟磁性体の上に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体を形成するようにもできることは言うまでもない。
【００２６】
また、上記実施例では、短冊形の感磁体について述べたが、線状の感磁体であってもよい。
図５は本発明の効果を示す外部磁界に対するインピーダンス変化量を示す図、図６は本発明の感度（生体磁界強度）を示す図である。
図５中のａは本発明の特性、ｂは従来の特性を表しており、本発明によれば、図５のａに示すように、外部磁界に対するインピーダンス変化量が急峻（約４倍）となる。また、図６に示すように、従来の磁界検出素子は、その検出可能領域が、肺の磁気汚染、心臓（ＱＲＳ波）に留まっていたものが、本発明によれば、心臓の直流異常の検出までも可能となった。
【００２７】
図１２は本発明の第５実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１２（ａ）はその平面図、図１２（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１０１上に形成された短冊形の感磁体１０２の両端に電流を流すための給電用電極１０３，１０４を形成し、短冊形の感磁体１０２の両端部を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１０５，１０６を形成するように構成する。
【００２８】
すると、図９〜図１１に示したように、短冊形の感磁体１０２全体のうち外部磁界Ｈｅｘ１０７に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ１０７を精確に検出できない感磁体１０２の両端が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ１０７を精確に検出することができる。
その場合、短冊形の感磁体１０２の全体のうち外部磁界を精確に検出できない両端部は、その条件によって、その幅が異なる。
【００２９】
したがって、本発明においては、より長い距離の短冊形の感磁体を用いることができるようにするために、軟磁性体を導入することが望ましい。
図１３は本発明の第６実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１３（ａ）はその平面図、図１３（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１１１の第１の軟磁性体１１２上の片面に、第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１１３を形成し、その短冊形の感磁体１１３の両端に電流を流すための給電用電極１１４，１１５を形成し、短冊形の感磁体１１３の両端を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１１６，１１７を形成するように構成している。
【００３０】
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１１８を精確に検出することができる。
図１４は本発明の第７実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１４（ａ）はその平面図、図１４（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１２１の第１の軟磁性体１２２上の両面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１２３，１２４を形成し、その短冊形の感磁体１２３，１２４の両端に電流を流すための給電用電極１２５，１２６をそれぞれ形成し、短冊形の感磁体１２３，１２４の両端を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１２７，１２８をそれぞれ形成するように構成している。
【００３１】
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１２９を精確に検出することができる。
図１５は本発明の第８実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
この実施例では、磁界検出素子１３１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体１３２，１３３，１３４，１３５を配置して、感磁体１３２の右端と感磁体１３５の右端には電流を流すための給電用電極１３６，１３７をそれぞれ形成する。
【００３２】
そして、感磁体１３２の左端と感磁体１３３の左端に感磁体１３２と１３３とを接続するブリッジ電極１３８と、感磁体１３３の右端と感磁体１３４の右端に感磁体１３３と１３４とを接続するブリッジ電極１３９と、感磁体１３４の左端と感磁体１３５の左端に感磁体１３４と１３５とを接続するブリッジ電極１４０をそれぞれ配置して、４本の短冊形の感磁体１３２，１３３，１３４，１３５を直列に接続する。
【００３３】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１４３の変化の検出に用いる電極１４１，１４２は、短冊形の感磁体１３２と１３５の右端を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１４３を精確に検出することができる。
この第８実施例の短冊形の感磁体の形状は、第６実施例及び第７実施例と同様に、第１の軟磁性体の上に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体を形成するようにもできることは言うまでもない。
【００３４】
また、変形例としては、図１６に示すように、磁界検出素子１５１上に複数本、ここでは２本の短冊形の感磁体１５２，１５３を配置して、感磁体１５２，１５３の左端には電流を流すための給電用電極１５４，１５５をそれぞれ配置し、感磁体１５２，１５３の右端はブリッジ電極１５６で接続して、２本の短冊形の感磁体１５２と１５３を直列接続する。
【００３５】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１５９の変化の検出に用いる電極１５７，１５８は、短冊形の感磁体１５２，１５３の左端部を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１５９を精確に検出することができる。
また、別の変形例としては、図１７に示すように、磁界検出素子１６１上に複数本、ここでは３本の短冊形の感磁体１６２，１６３，１６４を配置して、感磁体１６２の左端と感磁体１６４の右端には電流を流すための給電用電極１６５，１６６を配置し、感磁体１６２と１６３の右端はブリッジ電極１６７で、感磁体１６３と１６４の左端はブリッジ電極１６８でそれぞれ接続して、３本の短冊形の感磁体１６２，１６３，１６４を直列接続する。
【００３６】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１７１の変化の検出に用いる電極１６９，１７０は、短冊形の感磁体１６２と１６４の端部を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１７１を精確に検出することができる。
更に、前述した第４実施例の変形例としては、図１８に示すように、磁界検出素子１８１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体１８２，１８３，１８４，１８５を配置して、その短冊形の感磁体１８２，１８３，１８４，１８５は、感磁体１８２，１８５の電源側電極１８６，１９０を除いて、それぞれの両端部を外して、短冊形の感磁体１８２の右端より内側に検出用電極１９１と、短冊形の感磁体１８２，１８３の左側より内側に短冊形の感磁体１８２と１８３とを接続するブリッジ電極１８７と、短冊形の感磁体１８３，１８４の右側より内側に短冊形の感磁体１８３と１８４とを接続するブリッジ電極１８８と、短冊形の感磁体１８４，１８５の左端より内側に短冊形の感磁体１８４と１８５とを接続するブリッジ電極１８９と、短冊形の感磁体１８５の右側より内側に検出用電極１９２を形成する。なお、外部磁界Ｈｅｘ３０を図４と同様に印加する。
【００３７】
このように構成することにより、外部磁界Ｈｅｘ３０に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ３０を精確に検出できない両端部を外すとともに、有効な距離の長い磁界検出素子を提供することができるので、外部磁界３０が微弱であっても精確に検出することができる。
更に、短冊形の感磁体を５本以上配置する場合にも、上記したような方法で、順次ブリッジすることができる。
【００３８】
上記した変形例の短冊形の感磁体の形状は、第６実施例及び第７実施例の軟磁性体構造を有するように構成することができることは言うまでもない。
また、上記実施例では、短冊形の感磁体について述べたが、線状の感磁体であってもよい。
図１９は本発明の第９実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【００３９】
この実施例では、磁界検出素子１９３上に短冊形の感磁体１９４を配置し、その短冊形の感磁体１９４の両端部の外部磁界に対して強い反磁界を生じる部位１９５，１９６を覆うように電流を通電するために設ける電極及び外部磁界の変化の検出に用いる電極１９７，１９８をそれぞれ形成するように構成する。
このように構成することにより、短冊形の感磁体１９４全体のうち外部磁界Ｈｅｘ１９９に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ１９９を精確に検出できない感磁体１９４の両端が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ１９９を精確に検出することができる。
【００４０】
また、上記した第９実施例において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体の片面に配置されるように構成することができる。
さらに、上記磁界検出素子において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体の両面に配置されるように構成することができる。
また、上記磁界検出素子において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体で構成することができる。
【００４１】
このように構成したので、反磁界に起因する特性の劣化をなくし、高感度かつ高精度の磁界検出素子を構築することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反磁界の発生に起因する特性の劣化をなくし、高感度かつ高精度の磁界検出素子を構築することが可能になる。特に、小型で高感度の磁気センサにより、携帯端末用高精度地磁気センサから医療福祉用脳磁界検出センサ等まで、これまでの磁気センサでは対応しきれなかった用途の実現が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図２】 本発明の第２実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図３】 本発明の第３実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図４】 本発明の第４実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図５】 本発明の効果を示す外部磁界に対するインピーダンス変化量を示す図である。
【図６】 本発明の感度（生体磁界強度）を示す図である。
【図７】 従来の磁界検出素子の模式図である。
【図８】 磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性を測定する供試感磁体を示す図である。
【図９】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その１）である。
【図１０】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その２）である。
【図１１】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その３）である。
【図１２】 本発明の第５実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１３】 本発明の第６実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１４】 本発明の第７実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１５】 本発明の第８実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１６】 本発明の第８実施例の磁界検出素子の第１変形例を示す図である。
【図１７】 本発明の第８実施例の磁界検出素子の第２変形例を示す図である。
【図１８】 本発明の第４実施例の変形例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１９】 本発明の第９実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，１０１，１１１，１２１，１３１，１５１，１６１ ，１８１，１９３ 磁界検出素子
２，３２，３３，３４，３５，１０２，１３２，１３３，１３４，１３５，１５２，１５３，１６２，１６３，１６４，１８２，１８３，１８４，１８５，１９４ 短冊形の感磁体
３，４，１４，１５，２５，２６，３６，４０ 電極
５，１６，２７，３０，１０７，１１８，１２９，１４３，１５９，１７１，１９９ 外部磁界Ｈｅｘ
１２，２２，１１２，１２２ 第１の軟磁性体
１３，２３，２４，１１３，１２３，１２４ 第２の軟磁性体である短冊形の感磁体
３７，３８，３９，１３８，１３９，１４０，１５６，１６７，１６８，１８７，１８８，１８９ ブリッジ電極
１０３，１０４，１１４，１１５，１２５，１２６，１３６，１３７，１５４，１５５，１６５，１６６ 電流を流すための給電用電極
１０５，１０６，１１６，１１７，１２７，１２８，１４１，１４２，１５７，１５８，１６９，１７０ 外部磁界の変化の検出に用いる電極
１９５，１９６ 短冊状の感磁体の両端部の外部磁界に対して強い反磁界を生じる部位
１８６，１９０ 電源側電極
１９１，１９２ 検出用電極
１９７，１９８ 電流を通電するために設ける電極及び外部磁界の変化の検出に用いる電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁界検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気−抵抗効果や磁気−インピーダンス効果を有する磁界検出素子においては、高感度化の妨げになっている要因が究明されておらず、たとえば、バイアス磁界を印加するタイプの磁気−インピーダンス型磁界検出素子では、バイアス磁界印加による素子特性低下、検出感度低下が避けられなかった。
【０００３】
昨今、医学・工学技術分野での応用のために、磁界検出素子が必要とされている。磁界検出素子とは、たとえば磁気−抵抗効果（ＭＲ効果）素子、または磁気−インピーダンス効果（ＭＩ効果）素子を含んでいる。この磁気−抵抗効果素子は、デバイスに流れる電流経路が磁界を与えることによって曲げられ、デバイスの抵抗値が増大することを利用したデバイスであり、各種のものが市販されている。
【０００４】
また、磁気−インピーダンス効果を利用した高感度磁気センサは、例えば特開平６−１７６９３０号公報、特開平７−１８１２３９号公報、特開平７−３３３３０５号公報、特開平８−７５８３５号公報、および日本応用磁気学会誌ｖｏｌ．２０，５５３（１９９６）などに記載されている。
図７は従来の磁界検出素子の模式図であり、図７（ａ）はその平面図、図７（ｂ）はその断面図である。
【０００５】
この図において、２０１は磁界検出素子、２０２は短冊形の感磁体、２０３，２０４はその短冊形の感磁体２０２の両端に形成される給電兼検出電極、２０５は外部磁界Ｈｅｘである。
この図に示すように、従来の磁界検出素子は、その短冊形の感磁体２０２の両端に電極２０３，２０４が形成されている。
【０００６】
図８は磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性を測定する供試感磁体を示す図である。
この図に示すように、短冊形の感磁体３０１の長手方向（ここではｙ軸方向）に５Ｏｅ（４００Ａ／ｍ）の静磁界を印加したときの感磁体３０１内部の磁界強度をＡ−φ法により三次元静磁場解析した（使用ソフト：Ｍａｘｗｅｌｌ ３Ｄ Ｆｉｅｌｄ Ｓｉｍｕｌａｔｅｒ，Ａｎｓｏｆｔ社製）。
【０００７】
感磁体３０１の仕様は、幅＝２．５、５．０、１０、２０、２５、５０および１００μｍ、長さ＝１０００，２０００，および４０００μｍ、厚さ＝０．５０、１．０、２．０、および４．０μｍの計８４種類であり、それぞれについて解析を行った。解析結果をもとに、全サイズの感磁体についてその内部（図８のｙ軸上）における、磁界強度のｙ方向成分を計算しプロットした。
【０００８】
その結果得られたデータの一部を、図９〜図１１として示している。すなわち、図９は感磁体サイズが２０×１０００×０．５〜４．０／μｍ、図１０は２０×２０００×０．５〜４．０／μｍ、図１１は２０×４０００×０．５〜４．０／μｍの場合である。なお、図９〜図１１において、グラフのｘ軸は感磁体の一端を０としたときの長手方向の位置を、ｙ軸は磁界強度を示している。つまり、横軸に距離（μｍ）、左縦軸に磁界強度（Ｈ／Ａｍ-1）、右縦軸に磁界強度（Ｈ／Ｏｅ）を示している。
【０００９】
これらの図から明らかなように、長さが短い感磁体ほど反磁界の影響が大きい。長さが同じ感磁体同士を比べると、感磁体長手方向の断面積が大きいほど、反磁界は大きくなり、またそのプロファイルが放物線的な形状へと変化する様子が確認できる。その影響は断面積が小さいうちは感磁体両端部に留まっているが、断面積が大きくなってくると中央部でも大きくなっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような磁界検出素子は、検出対象である外部磁界を精確に検出できる方がよい。また、バイアス印加手段と併せて使用する場合には、その手段により作り出された外部バイアス磁界が素子の使用部位全体にかかっている方がよい。なぜなら、素子に外部磁界がかかると、その両端部付近に、素子材料の透磁率と形状に応じた、外部磁界Ｈｅｘと反対向きの磁界が生じ、この反磁界の発生により、磁界検出素子の一部に、本来の特性を発揮できない部位が生じ、全体として素子の特性が劣化するためである。
【００１１】
本発明は、上記状況に鑑みて、反磁界の発生による特性の劣化を簡単かつ容易に改善することのできる磁界検出素子を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１３】
〔２〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、複数本の長尺状の感磁体をブリッジして電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。
【００１４】
〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔４〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔５〕上記〔１〕又は〔２〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００１５】
〔６〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１６】
〔７〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、複数本の長尺状の感磁体をブリッジして外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする。
【００１７】
〔８〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔９〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔１０〕上記〔６〕又は〔７〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００１８】
〔１１〕磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、長尺状の感磁体に電流を通電するための電極及び外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を覆うように前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部からこの長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を覆うように前記電極を配置することを特徴とする。
【００１９】
〔１２〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする。
〔１３〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする。
〔１４〕上記〔１１〕記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、図１に示すように、磁界検出素子１上に短冊形の感磁体２を形成し、その短冊形の感磁体２の両端部を外して内側に電極３，４を形成するように構成する。なお、５は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２１】
すると、短冊形の感磁体２全体のうち、外部磁界Ｈｅｘ５に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出できない感磁体２の両端部が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出することができる。
その場合、短冊形の感磁体２全体のうち外部磁界Ｈｅｘ５を精確に検出できない両端部は、軟磁性体がある場合と軟磁性体がない場合とでその幅が異なる。
【００２２】
したがって、本発明においては、より長い距離の短冊形の感磁体２を用いることができるようにするために、軟磁性体を導入することが望ましい。
図２は本発明の第２実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図２（ａ）はその平面図、図２（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１１の第１の軟磁性体１２上の片面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１３を形成し、その短冊形の感磁体１３の両端部を外して内側に電極１４，１５を形成するように構成している。なお、１６は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２３】
図３は本発明の第３実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図３（ａ）はその平面図、図３（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子２１の第１の軟磁性体２２上の両面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体２３，２４を形成し、その短冊形の感磁体２３，２４の両端部を外して内側に電極２５，２６を形成するように構成している。なお、２７は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２４】
図４は本発明の第４実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
この実施例では、磁界検出素子３１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体３２，３３，３４，３５を配置して、その短冊形の感磁体３２，３３，３４，３５それぞれの両端部を外して、短冊形の感磁体３２の右端より内側に電極３６と、短冊形の感磁体３２，３３の左側より内側に短冊形の感磁体３２と３３とを接続するブリッジ電極３７と、短冊形の感磁体３３，３４の右側より内側に短冊形の感磁体３３と３４とを接続するブリッジ電極３８と、短冊形の感磁体３４，３５の左端より内側に短冊形の感磁体３４と３５とを接続するブリッジ電極３９と、短冊形の感磁体３５の右側より内側に電極４０を形成する。なお、３０は外部磁界Ｈｅｘである。
【００２５】
このように構成することにより、外部磁界Ｈｅｘ３０に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ３０を精確に検出できない両端部を外すとともに、有効な距離の長い磁界検出素子を提供することができるので、外部磁界３０が微弱であっても精確に検出することができる。
この第４実施例の短冊形の感磁体の形状は、第２実施例及び第３実施例と同様に、第１の軟磁性体の上に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体を形成するようにもできることは言うまでもない。
【００２６】
また、上記実施例では、短冊形の感磁体について述べたが、線状の感磁体であってもよい。
図５は本発明の効果を示す外部磁界に対するインピーダンス変化量を示す図、図６は本発明の感度（生体磁界強度）を示す図である。
図５中のａは本発明の特性、ｂは従来の特性を表しており、本発明によれば、図５のａに示すように、外部磁界に対するインピーダンス変化量が急峻（約４倍）となる。また、図６に示すように、従来の磁界検出素子は、その検出可能領域が、肺の磁気汚染、心臓（ＱＲＳ波）に留まっていたものが、本発明によれば、心臓の直流異常の検出までも可能となった。
【００２７】
図１２は本発明の第５実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１２（ａ）はその平面図、図１２（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１０１上に形成された短冊形の感磁体１０２の両端に電流を流すための給電用電極１０３，１０４を形成し、短冊形の感磁体１０２の両端部を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１０５，１０６を形成するように構成する。
【００２８】
すると、図９〜図１１に示したように、短冊形の感磁体１０２全体のうち外部磁界Ｈｅｘ１０７に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ１０７を精確に検出できない感磁体１０２の両端が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ１０７を精確に検出することができる。
その場合、短冊形の感磁体１０２の全体のうち外部磁界を精確に検出できない両端部は、その条件によって、その幅が異なる。
【００２９】
したがって、本発明においては、より長い距離の短冊形の感磁体を用いることができるようにするために、軟磁性体を導入することが望ましい。
図１３は本発明の第６実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１３（ａ）はその平面図、図１３（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１１１の第１の軟磁性体１１２上の片面に、第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１１３を形成し、その短冊形の感磁体１１３の両端に電流を流すための給電用電極１１４，１１５を形成し、短冊形の感磁体１１３の両端を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１１６，１１７を形成するように構成している。
【００３０】
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１１８を精確に検出することができる。
図１４は本発明の第７実施例を示す磁界検出素子の模式図であり、図１４（ａ）はその平面図、図１４（ｂ）はその断面図である。
この実施例では、磁界検出素子１２１の第１の軟磁性体１２２上の両面に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体１２３，１２４を形成し、その短冊形の感磁体１２３，１２４の両端に電流を流すための給電用電極１２５，１２６をそれぞれ形成し、短冊形の感磁体１２３，１２４の両端を外して内側に外部磁界の変化の検出に用いる電極１２７，１２８をそれぞれ形成するように構成している。
【００３１】
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１２９を精確に検出することができる。
図１５は本発明の第８実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
この実施例では、磁界検出素子１３１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体１３２，１３３，１３４，１３５を配置して、感磁体１３２の右端と感磁体１３５の右端には電流を流すための給電用電極１３６，１３７をそれぞれ形成する。
【００３２】
そして、感磁体１３２の左端と感磁体１３３の左端に感磁体１３２と１３３とを接続するブリッジ電極１３８と、感磁体１３３の右端と感磁体１３４の右端に感磁体１３３と１３４とを接続するブリッジ電極１３９と、感磁体１３４の左端と感磁体１３５の左端に感磁体１３４と１３５とを接続するブリッジ電極１４０をそれぞれ配置して、４本の短冊形の感磁体１３２，１３３，１３４，１３５を直列に接続する。
【００３３】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１４３の変化の検出に用いる電極１４１，１４２は、短冊形の感磁体１３２と１３５の右端を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１４３を精確に検出することができる。
この第８実施例の短冊形の感磁体の形状は、第６実施例及び第７実施例と同様に、第１の軟磁性体の上に第２の軟磁性体である短冊形の感磁体を形成するようにもできることは言うまでもない。
【００３４】
また、変形例としては、図１６に示すように、磁界検出素子１５１上に複数本、ここでは２本の短冊形の感磁体１５２，１５３を配置して、感磁体１５２，１５３の左端には電流を流すための給電用電極１５４，１５５をそれぞれ配置し、感磁体１５２，１５３の右端はブリッジ電極１５６で接続して、２本の短冊形の感磁体１５２と１５３を直列接続する。
【００３５】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１５９の変化の検出に用いる電極１５７，１５８は、短冊形の感磁体１５２，１５３の左端部を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１５９を精確に検出することができる。
また、別の変形例としては、図１７に示すように、磁界検出素子１６１上に複数本、ここでは３本の短冊形の感磁体１６２，１６３，１６４を配置して、感磁体１６２の左端と感磁体１６４の右端には電流を流すための給電用電極１６５，１６６を配置し、感磁体１６２と１６３の右端はブリッジ電極１６７で、感磁体１６３と１６４の左端はブリッジ電極１６８でそれぞれ接続して、３本の短冊形の感磁体１６２，１６３，１６４を直列接続する。
【００３６】
この場合、外部磁界Ｈｅｘ１７１の変化の検出に用いる電極１６９，１７０は、短冊形の感磁体１６２と１６４の端部を外して内側にそれぞれ配置する。
この実施例においても、外部磁界Ｈｅｘ１７１を精確に検出することができる。
更に、前述した第４実施例の変形例としては、図１８に示すように、磁界検出素子１８１上に複数本、ここでは４本の短冊形の感磁体１８２，１８３，１８４，１８５を配置して、その短冊形の感磁体１８２，１８３，１８４，１８５は、感磁体１８２，１８５の電源側電極１８６，１９０を除いて、それぞれの両端部を外して、短冊形の感磁体１８２の右端より内側に検出用電極１９１と、短冊形の感磁体１８２，１８３の左側より内側に短冊形の感磁体１８２と１８３とを接続するブリッジ電極１８７と、短冊形の感磁体１８３，１８４の右側より内側に短冊形の感磁体１８３と１８４とを接続するブリッジ電極１８８と、短冊形の感磁体１８４，１８５の左端より内側に短冊形の感磁体１８４と１８５とを接続するブリッジ電極１８９と、短冊形の感磁体１８５の右側より内側に検出用電極１９２を形成する。なお、外部磁界Ｈｅｘ３０を図４と同様に印加する。
【００３７】
このように構成することにより、外部磁界Ｈｅｘ３０に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ３０を精確に検出できない両端部を外すとともに、有効な距離の長い磁界検出素子を提供することができるので、外部磁界３０が微弱であっても精確に検出することができる。
更に、短冊形の感磁体を５本以上配置する場合にも、上記したような方法で、順次ブリッジすることができる。
【００３８】
上記した変形例の短冊形の感磁体の形状は、第６実施例及び第７実施例の軟磁性体構造を有するように構成することができることは言うまでもない。
また、上記実施例では、短冊形の感磁体について述べたが、線状の感磁体であってもよい。
図１９は本発明の第９実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【００３９】
この実施例では、磁界検出素子１９３上に短冊形の感磁体１９４を配置し、その短冊形の感磁体１９４の両端部の外部磁界に対して強い反磁界を生じる部位１９５，１９６を覆うように電流を通電するために設ける電極及び外部磁界の変化の検出に用いる電極１９７，１９８をそれぞれ形成するように構成する。
このように構成することにより、短冊形の感磁体１９４全体のうち外部磁界Ｈｅｘ１９９に対して反磁界を生じるために外部磁界Ｈｅｘ１９９を精確に検出できない感磁体１９４の両端が外されるので、外部磁界Ｈｅｘ１９９を精確に検出することができる。
【００４０】
また、上記した第９実施例において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体の片面に配置されるように構成することができる。
さらに、上記磁界検出素子において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体の両面に配置されるように構成することができる。
また、上記磁界検出素子において、前記短冊形の感磁体は軟磁性体で構成することができる。
【００４１】
このように構成したので、反磁界に起因する特性の劣化をなくし、高感度かつ高精度の磁界検出素子を構築することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、反磁界の発生に起因する特性の劣化をなくし、高感度かつ高精度の磁界検出素子を構築することが可能になる。特に、小型で高感度の磁気センサにより、携帯端末用高精度地磁気センサから医療福祉用脳磁界検出センサ等まで、これまでの磁気センサでは対応しきれなかった用途の実現が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図２】 本発明の第２実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図３】 本発明の第３実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図４】 本発明の第４実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図５】 本発明の効果を示す外部磁界に対するインピーダンス変化量を示す図である。
【図６】 本発明の感度（生体磁界強度）を示す図である。
【図７】 従来の磁界検出素子の模式図である。
【図８】 磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性を測定する供試感磁体を示す図である。
【図９】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その１）である。
【図１０】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その２）である。
【図１１】 従来の磁界検出素子の短冊形の感磁体内部の磁場分布特性図（その３）である。
【図１２】 本発明の第５実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１３】 本発明の第６実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１４】 本発明の第７実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１５】 本発明の第８実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１６】 本発明の第８実施例の磁界検出素子の第１変形例を示す図である。
【図１７】 本発明の第８実施例の磁界検出素子の第２変形例を示す図である。
【図１８】 本発明の第４実施例の変形例を示す磁界検出素子の模式図である。
【図１９】 本発明の第９実施例を示す磁界検出素子の模式図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，１０１，１１１，１２１，１３１，１５１，１６１ ，１８１，１９３ 磁界検出素子
２，３２，３３，３４，３５，１０２，１３２，１３３，１３４，１３５，１５２，１５３，１６２，１６３，１６４，１８２，１８３，１８４，１８５，１９４ 短冊形の感磁体
３，４，１４，１５，２５，２６，３６，４０ 電極
５，１６，２７，３０，１０７，１１８，１２９，１４３，１５９，１７１，１９９ 外部磁界Ｈｅｘ
１２，２２，１１２，１２２ 第１の軟磁性体
１３，２３，２４，１１３，１２３，１２４ 第２の軟磁性体である短冊形の感磁体
３７，３８，３９，１３８，１３９，１４０，１５６，１６７，１６８，１８７，１８８，１８９ ブリッジ電極
１０３，１０４，１１４，１１５，１２５，１２６，１３６，１３７，１５４，１５５，１６５，１６６ 電流を流すための給電用電極
１０５，１０６，１１６，１１７，１２７，１２８，１４１，１４２，１５７，１５８，１６９，１７０ 外部磁界の変化の検出に用いる電極
１９５，１９６ 短冊状の感磁体の両端部の外部磁界に対して強い反磁界を生じる部位
１８６，１９０ 電源側電極
１９１，１９２ 検出用電極
１９７，１９８ 電流を通電するために設ける電極及び外部磁界の変化の検出に用いる電極
Claims (14)
- 磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、
長尺状の感磁体に電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。 - 磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、
複数本の長尺状の感磁体をブリッジして電流を通電するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。 - 請求項１又は２記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項１又は２記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項１又は２記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする磁界検出素子。
- 磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、
長尺状の感磁体に外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。 - 磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、
複数本の長尺状の感磁体をブリッジして外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を外して前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を外して前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。 - 請求項６又は７記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項６又は７記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項６又は７記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする磁界検出素子。
- 磁気−抵抗効果または磁気−インピーダンス効果を生ずる感磁体に電流を通電して、外部磁界の変化に応じた電気的特性の変化を検出する磁界検出素子において、
長尺状の感磁体に電流を通電するための電極及び外部磁界の変化を検出するための電極を形成し、前記長尺状の感磁体の長手方向の外部磁界を測定するものであって、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが２０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／４の部位を覆うように前記電極を配置し、前記長尺状の感磁体の幅が２０μｍで長さが４０００μｍの場合、前記長尺状の感磁体の両端部から該長尺状の感磁体の全体の長さの１／８の部位を覆うように前記電極を配置することを特徴とする磁界検出素子。 - 請求項１１記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の片面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項１１記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体の両面に配置されることを特徴とする磁界検出素子。
- 請求項１１記載の磁界検出素子において、前記長尺状の感磁体が軟磁性体であることを特徴とする磁界検出素子。
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