(57)【要約】【課題】簡易な構成で製造も容易であり、外部磁界に対して高感度で磁気を検出できる磁気検出装置を提供する。【解決手段】本発明の磁気検出装置１は、磁気インピーダンス素子３と、磁気インピーダンス素子３のインピーダンス変化を電気信号として取り出すピックアップコイル５とを備え、磁気インピーダンス素子３の長さはピックアップコイル配置領域６よりも長くしてあり、ピックアップコイル５は磁気インピーダンス素子３の長手方向中間部４に配置してあると共に磁気インピーダンス素子３には長手方向中間部４に所定周波数の信号を印加する電極３ａ、３ｂを設けている。【選択図】図１
2010066049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気インピーダンス素子と、磁気インピーダンス素子のインピーダンス変化を電気信号として取り出すピックアップコイルとを備え、磁気インピーダンス素子の長さはピックアップコイル配置領域よりも長くしてあり、ピックアップコイルは磁気インピーダンス素子の長手方向中間部に配置してあると共に磁気インピーダンス素子には長手方向中間部に所定周波数の信号を印加する電極を設けていることを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
磁気インピーダンス素子は、複数の磁気インピーダンス素子ワイヤを並列に配置して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の磁気検出装置。
【請求項３】
磁気インピーダンス素子は、線条部材を略円形に配置してあり且つ両端に隙間をあけてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気検出装置。
【請求項４】
ピックアップコイル配置領域は、磁気インピーダンス素子の長さに対して１〜５％の長さの領域に配置してあることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気インピーダンス素子（ＭＩ素子）を用いた磁気検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、磁気インピーダンス素子（以下「ＭＩ素子という」）は外部磁界の変化に基づいてインピーダンスが変化する特性を有することから、ＭＩ素子を用いた磁気検出装置が公知である。
【０００３】
この種の技術として、特許文献１には、ＭＩ素子の両端部に電極を設け、ＭＩ素子の端部のそれぞれに各端部から所定間隔をあけて集磁部を設け、集磁部で集磁した磁束をＭＩ素子で電気信号として取り出すことが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−９３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では、ＭＩ素子と別に集磁部を設けているので、部品点数が多くなると共に製造に手間がかかるという問題がある。特に、集磁部はＭＩ素子の電極と絶縁すると共に所定間隔をあける必要があるので製造し難い。
【０００６】
本発明は、前記事情に着目してなされたものであり、簡易な構成で製造も容易であり、外部磁界に対して高感度で磁気を検出できる磁気検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、磁気インピーダンス素子と、磁気インピーダンス素子のインピーダンス変化を電気信号として取り出すピックアップコイルとを備え、磁気インピーダンス素子の長さはピックアップコイル配置領域よりも長くしてあり、ピックアップコイルは磁気インピーダンス素子の長手方向中間部に配置してあると共に磁気インピーダンス素子には長手方向中間部に所定周波数の信号を印加する電極を設けていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載の発明において、磁気インピーダンス素子は、複数の磁気インピーダンス素子ワイヤを並列に配置して構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載の発明において、磁気インピーダンス素子は、線条部材を略円形に配置してあり且つ両端に隙間をあけてあることを特徴とする。
【００１０】
磁気インピーダンス素子における端面間の間隔は、１／μｓ（透磁率）ｍｍ以上あれば良いが、磁気インピーダンス素子が形成する略円形の角度は２４０度以上である。
【００１１】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、ピックアップコイル配置領域は、磁気インピーダンス素子の長さに対して１〜５％の長さの領域に配置してあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、ＭＩ素子は長手方向全体を集磁部として利用しているので、別に集磁部材を設ける必要がなく、簡易な構成で、集磁性を高め且つ高感度で磁気を検出できる。
【００１３】
特に、ＭＩ素子の中で、Ｃｏ-Ｆｅ-Ｓｉ-ＢやＦｅ-Ｓｉ-Ｂなどの組成を持つものは高透磁率を持ち、それだけで高い集磁効果を持つので、このような組成のＭＩ素子を用いることが好ましい。
【００１４】
長尺のＭＩ素子の中間部分にピックアップコイルを配置するだけであるから、製造も容易である。
【００１５】
尚、ＭＩ素子の長手方向中間部に加える信号の周波数を高くすればする程、表皮効果により表面に流れる電流の割合が大きくなり、感度を上昇させることができる。
【００１６】
また、長尺のＭＩ素子を、ワイヤ（索条体）とした場合には容易に湾曲や変形が可能であるから、設置スペースや設置箇所に応じた変形ができ設置部のデッドスペースを低減できる。
【００１７】
請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載の効果を奏すると共に、磁束はＭＩ素子の表面で捕えているので、ＭＩ素子を、複数のＭＩ素子ワイヤで構成することにより、ＭＩ素子の表面積を大きくとることができ、集磁面積を大きくできる。従って、集磁性を更に高めることができる。
【００１８】
請求項３に記載された発明によれば、請求項１又は２に記載の効果を奏すると共に、ＭＩ素子を略円形に設けているので、全方位に対する磁束を受けることができ、方位に対する集磁性の偏りを低減できる。
【００１９】
請求項４に記載された発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の効果を奏すると共に、一定の長さのＭＩ素子に対するコイル配置領域は、コイル領域を長く取ればＭＩ素子の集磁率が低下すると共にコイルの抵抗も増加することから、総合的な感度を考慮すると１〜５％が好ましい。
【００２０】
従って、ＭＩ素子の長さに対するコイルの配置領域の長さの比を１〜５％とすることにより、磁束検知を更に高感度にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、添付図面の図１〜図３を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す平面図であり、図２は第１実施の形態係る磁気検出装置の斜視図であり、図３はＭＩ素子の長さに対するピックアップコイルの最適領域長さの比を示すグラフである。
【００２２】
本実施の形態に係る磁気検出装置１は、交流磁気（いわゆる電波）の磁気検出装置である。
【００２３】
この磁気検出装置１は、図１に示すように、ＭＩ素子３と、ＭＩ素子３を取巻くように巻回したピックアップコイル５とから主に構成されている。ＭＩ素子３は線条であり、ピックアップコイル５の巻回領域６よりも長くしてある。
【００２４】
本実施の形態では、ＭＩ素子の長さは約４０ｍｍであり、ピックアップコイル５の巻回領域の長さは約１ｍｍである。
【００２５】
ＭＩ素子３の長手方向手中間部４には所定周波数の信号を印加するための電極３ａ、３ｂが設けてあり、ＭＩ素子３の各電極３ａ、３ｂはピックアップコイル５の巻回領域６の長手方向外側に位置している。ピックアップコイル５には、電気信号を出力する電極５ａ、５ｂが設けてある。
【００２６】
本実施の形態では、磁気検出装置１は、図２に示すように、ピックアップコイル５及びＭＩ素子３の中間部が、樹脂封止部７内に設けてあり、ピックアップコイル５の各端子５ａ、５ｂは樹脂封止部７からアンプ９を介して接続端子１１に接続されている。同様に、ＭＩ素子の電極３ａ、３ｂも樹脂封止部７からアンプ９を介して接続端子１１に接続されている。
【００２７】
尚、ＭＩ素子３、樹脂封止部７、アンプ９、接続端子１１は樹脂フィルム製の支持部材１３により支持されており、接続端子１１にはコネクタ１５が接続されるようになっており、コネクタ１５からＭＩ素子への周波数信号の供給及びピックアップコイル５からの電気出力の取り出しが行われる。
【００２８】
ここで、ＭＩ素子３の長さに対するピックアップコイル５の巻回領域６の長さの比について説明する。ＭＩ素子３の長さを一定として考えた場合に、図３に示すように、ＭＩ素子３に対するピックアップコイル５の巻回領域６の長さの比率が高ければ集磁率が低くなると共にピックアップコイルの抵抗Ｒが大きくなるという不都合がある。一方、ピックアップコイルの巻回領域が小さすぎれば検知感度が低下する。係る観点から合成感度を考えると、図３に示すように、合成感度は一定範囲で所定のピーク値を有することになるが、そのピークを含む領域Ｎは１〜１０％程度であるが、最も好ましくは、１〜５％である。尚、本実施の形態では、ＭＩ素子３の長さに対するピックアップコイル５の巻回領域６の長さの比は２．５％としている。
【００２９】
第１実施の形態に係る磁気検出装置１の作用、効果について説明する。第１実施の形態に係る磁気検出装置１によれば、長尺のＭＩ素子３の中間部４にピックアップコイル５を巻回する構成であるから、ＭＩ素子３は長手方向全体を集磁部として直接利用しているので、特許文献１にあるような集磁部材を別に設ける必要がなく、簡易な構成で、集磁性を高め且つ高感度で磁気を検出できる。
【００３０】
長尺のＭＩ素子３の中間部４にピックアップコイル５を巻回配置するだけであるから、製造も容易である。
【００３１】
また、本実施の形態では、長尺のＭＩ素子は、ワイヤ（索条体）としてあるので、容易に湾曲や変形が可能であるから、設置スペースや設置箇所に応じた変形ができ設置部のデッドスペースを低減できる。
【００３２】
次に、本発明の他の実施の形態を説明するが、以下に説明する実施の形態において、同一の作用効果を奏する部分には同一の符号を付してその部分の詳細な説明を省略し、以下の説明では、上述した第１実施の形態と主に異なる点を説明する。
【００３３】
図４に第２実施の形態に係る磁気検出装置１を示す。この第２実施の形態では、第１実施の形態に係るＭＩ素子３を複数のＭＩ素子ワイヤ３ｃ、３ｃ、３ｃで構成している。尚、この第２実施の形態でも、図２に示す第１実施の形態と同様に支持部材１３によりＭＩ素子３等が支持されている。
【００３４】
この第２実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用、効果を奏すると共に、一般に磁束はＭＩ素子３の表面で捕えているので、ＭＩ素子３を、複数のＭＩ素子ワイヤ３ｃ、３ｃ、３ｃで構成することにより、ＭＩ素子３の表面積を大きくとることができ、集磁面積を大きくできる。従って、集磁性を更に高めることができる。
【００３５】
尚、各ＭＩ素子ワイヤ３ｃ、３ｃ、３ｃは、間隔をあけて並列に配置することに限らず、接触して配置しても良いし、３本であれば三角形状に立体的に重ねて配置しても良い。
【００３６】
図５及び図６に第３実施の形態に係る磁気検出装置１を示す。図５は、第３実施の形態に係る磁気検出装置１の概略構成を示す平面図であり、図６は磁気検出装置１を電波時計機能付き腕時計に搭載した状態を示す平面図である。この第３実施の形態は、磁気検出装置１を電波時計用ＴＣＯ（Ｔｉｍｅ  Ｃｏｄｅ  Ｏｕｔｐｕｔ）信号を受信する受信用アンテナとして用いたものであり、ＭＩ素子３は略円形に配置されているが、両端部は互いに隙間をあけて配置されている。
【００３７】
尚、この第３実施の形態でも、図２に示す第１実施の形態と同様に支持部材１３によりＭＩ素子３等が支持されている。
【００３８】
この第３実施の形態によれば、第１実施の形態と同様の作用効果を得ることができると共に、ＭＩ素子３は、時計内部１９の内側周縁に沿って円形に配置してあるので、磁気検知装置１の設置部位に対するデッドスペースを少なくできる。
【００３９】
また、ＭＩ素子３は円周の略全域に配置してあるから、全方位からの磁束を受けることができ、方位に対する集磁性の偏りを低減できる。
【００４０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
【００４１】
例えば、請求項１に記載の発明では、ＭＩ素子３及びピックアップコイル５はワイヤ条のものに限らず、ＭＩ素子３を基板に膜状に形成しピックアップコイルをプレーナ型コイル（平面型コイル）にしたものであっても良い。
【００４２】
本発明に係る磁気検出装置１は、ＴＣＯ信号等の長波の受信に限らず、中波帯の電波（例えばＡＭラジオ放送電波）の受信や、方位センサとして地磁気を検知するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】第１実施の形態係る磁気検出装置の斜視図である。
【図３】ＭＩ素子の長さに対するピックアップコイルの最適領域長さの比を示すグラフである
【図４】本発明の第２実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す平面図である。
【図５】本発明の第３実施の形態に係る磁気検出装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】磁気検出装置１を電波時計機能付き腕時計に搭載した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１      磁気検出装置
３      ＭＩ素子
４      ＭＩ素子の長手方向中間部
５      ピックアップコイル
６      ピックアップコイルの巻回領域（配置領域）
【図１】
2010066049.tif 000003
【図２】
2010066049.tif 000004
【図３】
2010066049.tif 000005
【図４】
2010066049.tif 000006
【図５】
2010066049.tif 000007
【図６】
2010066049.tif 000008