JP7447844B2 - 磁場発生装置およびそれを備えた磁気センサ - Google Patents
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Description
第1実施形態について説明する。本実施形態では、磁場発生装置が備えられた磁気センサについて説明する。磁気センサは、磁場発生装置によって発生させられた高周波磁場に基づいて検出対象の外部磁場の測定を行うものである。図1に示すように、磁気センサは、磁場発生装置1に加えて、ダイヤモンド2、光源3、調温部4および測定部5などを有した構成とされている。
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して上層コイル20と下層コイル30の構成などを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して上層コイル20と下層コイル30のレイアウトを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1~第3実施形態に対して上層コイル20と下層コイル30の形状などを変更したものであり、その他については第1~第3実施形態と同様であるため、第1~第3実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第5実施形態について説明する。本実施形態は、第1~第4実施形態に対して上層コイル20と下層コイル30に入力する高周波電流の形態を変更したものであり、その他については第1~第4実施形態と同様である。このため、本実施形態において第1~第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第6実施形態について説明する。本実施形態は、第1~第4実施形態に対して上層コイル20と下層コイル30に入力する高周波電流の形態を変更したものであり、その他については第1~第4実施形態と同様である。このため、本実施形態において第1~第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第7実施形態について説明する。本実施形態は、第1~第6実施形態に対して上層コイル20を共振コイルに変更したものであり、その他については第1~第6実施形態と同様である。このため、本実施形態において第1~第6実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態のように、上層コイル20のコイル部21や下層コイル30のコイル部31を円環状にする場合について例に挙げるが、第2~第6実施形態のような構成であっても良い。
本開示は、上記した実施形態に準拠して記述されたが、当該実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
20 第1コイル
21 コイル部
22 スリット
23 引出部
30 第2コイル
31 第2コイル部
32 スリット
33 引出部
40 上層電源
50 下層電源
Claims (12)
- 磁場発生装置であって、
第1導電性材料で構成され、コイル部(21)を有したループ回路を構成する上層コイル(20)と、
第2導電性材料で構成され、前記上層コイルのコイル部に対して所定距離離れて対向配置されるコイル部(31)を有したループ回路を構成する下層コイル(30)と、
前記上層コイルと前記下層コイルを支持し、前記上層コイルと前記下層コイルとの間が誘電材料で構成された基板(10)と、
前記基板の一面および他面において上層コイルおよび下層コイルを挟むように配置されたグランド電位とされるグランド層(12、13)と、を有し、
前記上層コイルと前記下層コイルには、それぞれ逆位相の高周波電流が流され、
前記上層コイルにおける前記コイル部と前記下層コイルにおける前記コイル部の1周当たりの長さが前記高周波電流の1波長に合わせられている、磁場発生装置。 - 前記上層コイルと前記下層コイルの少なくとも一方の前記コイル部は、複数個が所定距離離れて対向配置された構成とされている、請求項1に記載の磁場発生装置。
- 前記上層コイルと前記下層コイルの間において、前記上層コイルにおける前記コイル部および前記下層コイルにおける前記コイル部と平行な一面をXY面とし、該XY面上における一方向を縦方向、該縦方向に対して垂直な方向を横方向として、
前記上層コイルの前記コイル部と前記下層コイルの前記コイル部のうち前記縦方向の寸法と前記横方向の寸法となる縦横比が同じになっている、請求項1または2に記載の磁場発生装置。 - 前記上層コイルと前記下層コイルの間において、前記上層コイルにおける前記コイル部と前記下層コイルにおける前記コイル部と平行な一面をXY面とし、該XY面上における一方向を縦方向、該縦方向に対して垂直な方向を横方向として、
前記上層コイルの前記コイル部と前記下層コイルの前記コイル部のうち前記縦方向の寸法と前記横方向の寸法となる縦横比が異なっている、請求項1または2に記載の磁場発生装置。 - 前記上層コイルに対して高周波電流を供給する上層電源(40)と、
前記下層コイルに対して前記上層コイルに供給される高周波電流と逆位相の高周波電流を供給する下層電源(50)と、を有している、請求項1~4のいずれか1つに記載の磁場発生装置。 - 前記上層コイルの前記コイル部にはスリット(22)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の一方に前記上層電源からの前記高周波電流が供給され、
前記下層コイルの前記コイル部にはスリット(32)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の一方に前記下層電源からの前記高周波電流が供給され、
前記上層コイルの前記コイル部の両端部のいずれに前記上層電源からの前記高周波電流の供給が行われるようにするかの切替えを行う切替えスイッチ(100)と、
前記下層コイルの前記コイル部の両端部のいずれに前記下層電源からの前記高周波電流の供給が行われるようにするかの切替えを行う切替えスイッチ(100)と、を備えている請求項5に記載の磁場発生装置。 - 前記上層コイルの前記コイル部にはスリット(22)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の両方に前記上層電源からの前記高周波電流を供給することで前記上層コイルに対して前記高周波電流の定在波を生成させる位相調整装置(80)と、
前記下層コイルの前記コイル部にはスリット(32)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の両方に前記下層電源からの前記高周波電流を供給することで前記下層コイルに対して前記高周波電流の定在波を生成させる位相調整装置(90)と、を備えている請求項5に記載の磁場発生装置。 - 前記上層コイルは前記下層コイルに対して磁界結合もしくは電界結合させられる共振コイルであり、
前記下層コイルに対して高周波電流を供給する電源(50)を有し、
前記下層コイルに対して前記高周波電流を供給することで、前記上層コイルに対して前記下層コイルに供給される前記高周波電流と逆位相の高周波電流が流れるようになっている、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の磁場発生装置。 - 前記下層コイルの前記コイル部にはスリット(32)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の一方に前記電源からの前記高周波電流が供給され、
前記下層コイルの前記コイル部の両端部のいずれに前記電源からの前記高周波電流の供給が行われるようにするかの切替えを行う切替えスイッチ(100)を備えている請求項8に記載の磁場発生装置。 - 前記下層コイルの前記コイル部にはスリット(32)が形成されており、該スリットによって該コイル部に構成される両端部の両方に前記電源からの前記高周波電流を供給することで前記下層コイルに対して前記高周波電流の定在波を生成させる位相調整装置(90)を備えている請求項8に記載の磁場発生装置。
- 請求項1ないし10のいずれか1つに記載の磁場発生装置を有する磁気センサであって、
前記基板には、前記上層コイルの前記コイル部と前記下層コイルの前記コイル部の内部を通り、該基板の表裏面を貫通する貫通孔(11)が形成され、
前記貫通孔内に配置され、外部磁場の測定を行う磁場測定素子(2)と、
前記磁場測定素子に対して特定波長の光を照射する光源(3)と、を備える磁気センサ。 - 前記磁場測定素子にて、前記光が波長変換された光を受光する測定部(5)を備える請求項11に記載の磁気センサ。
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