(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層を厚さ方向に積層した多層基板と、該多層基板に設けられ巻線形状のループパターンからなるコイルと、前記絶縁層を挟んで互いに絶縁された状態で対向した２個の平行平板電極パターンからなり該コイルに直列接続されたコンデンサとを備え、
前記コンデンサは、前記コイルに複数個直列接続され、
前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、一方の平行平板電極パターンが他方の平行平板電極パターンよりも大きく形成される構成としてなる磁界プローブ。
【請求項２】
前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、前記ループパターンと重なり合って前記コイルとして機能する巻線形状のループ部を備える構成としてなる請求項１に記載の磁界プローブ。
【請求項３】
複数の絶縁層を厚さ方向に積層した多層基板と、該多層基板に設けられ巻線形状のループパターンからなるコイルと、前記絶縁層を挟んで互いに絶縁された状態で対向した２個の平行平板電極パターンからなり該コイルに直列接続されたコンデンサとを備え、
前記コンデンサは、前記コイルに複数個直列接続され、
前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、前記ループパターンと重なり合って前記コイルとして機能する巻線形状のループ部を備える構成としてなる磁界プローブ。
【請求項４】
前記ループパターンは、前記多層基板の絶縁層を挟んで厚さ方向の異なる位置に複数個設けられ、厚さ方向で隣合うループパターンはビアホールを用いて互いに直列に接続する構成としてなる請求項１，２または３に記載の磁界プローブ。
【請求項５】
前記複数個のループパターンは、いずれも略同じ巻線形状に形成してなる請求項４に記載の磁界プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁界の検出に用いて好適な磁界プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による磁界プローブとして、基板にループパターンからなる磁界の検出部を設けると共に、例えばマイクロストリップ線路、ストリップ線路等からなる伝送線路部を該検出部に接続し、検出部と伝送線路部との間にコンデンサを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１８７５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１による磁界プローブでは、ループパターンからなるコイルに単一のコンデンサを直列接続したから、これらの共振周波数の周辺帯域では高感度に磁界を検出することができる。しかし、共振周波数を例えば数ＧＨｚ程度に設定する場合、検出部のインダクタンスが大きいと、共振周波数に必要なコンデンサの容量が非常に小さくなる。この場合、安価なプリント基板で磁界プローブを形成すると、プリント基板の比誘電率やコンデンサの電極の形状および配置のばらつきに基づいて、磁界プローブ毎にコンデンサの容量がばらつく傾向がある。この結果、磁界プローブ毎に感度が向上する共振周波数にばらつきが生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、共振周波数のばらつきを抑制し、所望の周波数帯域の感度を向上させることができる磁界プローブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１の発明による磁界プローブは、複数の絶縁層を厚さ方向に積層した多層基板と、該多層基板に設けられ巻線形状のループパターンからなるコイルと、前記絶縁層を挟んで互いに絶縁された状態で対向した２個の平行平板電極パターンからなり該コイルに直列接続されたコンデンサとを備え、前記コンデンサは、前記コイルに複数個直列接続され、前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、一方の平行平板電極パターンが他方の平行平板電極パターンよりも大きく形成される構成としている。
【０００７】
請求項２の発明では、前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、前記ループパターンと重なり合って前記コイルとして機能する巻線形状のループ部を備える構成としている。
【０００８】
請求項３の発明による磁界プローブは、複数の絶縁層を厚さ方向に積層した多層基板と、該多層基板に設けられ巻線形状のループパターンからなるコイルと、前記絶縁層を挟んで互いに絶縁された状態で対向した２個の平行平板電極パターンからなり該コイルに直列接続されたコンデンサとを備え、前記コンデンサは、前記コイルに複数個直列接続され、前記コンデンサをなす２個の平行平板電極パターンは、前記ループパターンと重なり合って前記コイルとして機能する巻線形状のループ部を備える構成としている。
【０００９】
請求項４の発明では、前記ループパターンは、前記多層基板の絶縁層を挟んで厚さ方向の異なる位置に複数個設けられ、厚さ方向で隣合うループパターンはビアホールを用いて互いに直列に接続する構成としている。
【００１０】
請求項５の発明では、前記複数個のループパターンは、いずれも略同じ巻線形状に形成している。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、絶縁層を挟んで互いに絶縁された状態で対向した平行平板電極パターンによってコンデンサを構成すると共に、該コンデンサをコイルに直列接続したから、コイルとコンデンサとが直列共振する共振周波数の周辺帯域では高感度に磁界を検出することができる。また、コンデンサはコイルに複数個直列接続したから、複数個のコンデンサによる合成容量を小さくすることができる。このため、各コンデンサの容量を大きくすることができるから、それぞれの平行平板電極パターンを大きくすることができ、磁界プローブ毎に平行平板電極パターンの形状や配置等にばらつきが生じても、複数個のコンデンサの合成容量のばらつきを小さくすることができる。この結果、コイルとコンデンサとが直列共振する共振周波数のばらつきを抑制することができ、予め設定した所望の周波数帯域の感度を向上させることができる。
【００１２】
また、一方の平行平板電極パターンが他方の平行平板電極パターンよりも大きく形成したから、製造時にこれら一対の平行平板電極パターンに位置ずれが生じても、互いの対向面積をほぼ一定に保持することができ、コンデンサの容量のばらつきを抑制することができる。これにより、平行平板電極パターンの位置ずれを許容して、コイルとコンデンサとが直列共振する共振周波数のばらつきを抑制することができる。
【００１３】
請求項２，３の発明によれば、平行平板電極パターンは巻線形状のループ部を備える構成としたから、２個の平行平板電極パターンに設けられたループ部は、互いに対向してコンデンサの一部として機能すると共に、ループパターンと重なり合ってコイルとして機能する。このため、コイルとコンデンサとが直列接続された状態となるから、これらが直列共振する共振周波数の周辺帯域では高感度に磁界を検出することができる。さらに、共振周波数以外の周波数帯域では、コンデンサのループ部はコイルの一部として機能し、磁界に応じた電圧等の検出信号を出力することができる。このため、例えば共振周波数よりも低周波側では、コンデンサのループ部はフィルタとして機能せず、コイルの一部として機能するから、共振周波数以外の周波数帯域で磁界を検出する場合でも、検出感度の低下を抑えることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、多層基板には厚さ方向の異なる位置にループパターンを複数個設けると共に、厚さ方向で隣合うループパターンはビアホールを用いて互いに直列に接続する構成とした。このため、複数個のループパターンを直列接続して２回巻以上のコイルを構成することができ、１回巻のコイルに比べてインダクタンスを大きくして磁界の検出感度を高めることができる。
【００１５】
請求項５の発明によれば、複数個のループパターンはいずれも略同じ巻線形状に形成したから、ループパターンが互いに異なる巻線形状となった場合に比べて、コイルのインダクタンスを大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態による磁界プローブを示す斜視図である。
【図２】図１中の検出部を多層基板を透視した状態で拡大して示す斜視図である。
【図３】図１中の４個の平行平板電極パターンおよび３個のループパターンを分解した状態で示す説明図である。
【図４】図１中の磁界プローブに設けられたコンデンサとコイルとを示す等化回路図である。
【図５】図１中の多層基板の表面から１番目の絶縁層と、その両面に配置された２個の平行平板電極パターンとを示す正面図である。
【図６】図１中の多層基板の表面から２番目の絶縁層と、その両面に配置された平行平板電極パターンおよびループパターンとを示す正面図である。
【図７】図１中の多層基板の表面から３番目の絶縁層と、その両面に配置された２個のループパターンとを示す正面図である。
【図８】図１中の多層基板の表面から４番目の絶縁層と、その両面に配置された２個のループパターンとを示す正面図である。
【図９】図１中の多層基板の表面から５番目の絶縁層と、その両面に配置されたループパターンおよび平行平板電極パターンとを示す正面図である。
【図１０】図１中の多層基板の表面から６番目の絶縁層と、その両面に配置された２個の平行平板電極パターンとを示す正面図である。
【図１１】変形例による磁界プローブの４個の平行平板電極パターンおよび３個のループパターンを分解した状態で示す図３と同様な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態による磁界プローブを添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１８】
図１ないし図１０は実施の形態による磁界プローブ１を示している。この磁界プローブ１は、例えば非磁性の絶縁材料からなる筒状のケース２に収容されると共に、信号処理回路３に電気的に接続されている。この信号処理回路３は、磁界プローブ１の検出部１９に発生する電圧、電流等の検出信号に基づいて、検出部１９の近傍に発生する磁界の検出を行う。また、磁界プローブ１は、後述する多層基板４および該多層基板４に設けられた伝送線路部１３、検出部１９によって構成されている。
【００１９】
多層基板４は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のうち例えばＸ軸方向およびＺ軸方向に対して平行に広がる平板状に形成されている。この多層基板４は、例えば６層の絶縁層５〜１０を厚さ方向となるＹ軸方向に積層することによって構成されている。このとき、多層基板４は、幅方向となるＸ軸方向に対して例えば数ｍｍ程度の幅寸法を有すると共に、長さ方向となるＺ軸方向に沿って延び、その長さ寸法は例えば数ｃｍ程度になっている。
【００２０】
また、各絶縁層５〜１０は、例えば絶縁性の樹脂材料を用いて層状に形成されている。そして、多層基板４の先端部４Ａは、Ｚ軸方向の一端側（図１中の下端側）に位置して後述の検出部１９が設けられている。一方、多層基板４の基端側は、Ｚ軸方向の他端側（図１中の上端側）に向けて延びている。
【００２１】
多層基板４のうちＹ軸方向の両端側に位置する表面および裏面には、例えば導電性の金属薄膜からなるグランド電極１１，１２がそれぞれ設けられている。このグランド電極１１，１２は、例えば信号処理回路３等のグランドに接続されてグランド電位に保持されると共に、多層基板４の先端部４Ａを除いて多層基板４の略全面を覆っている。
【００２２】
伝送線路部１３は、図１および図２に示すように、多層基板４に設けられ、後述する検出部１９と信号処理回路３との間を接続している。この伝送線路部１３は、例えば導電性の金属薄膜等からなる細長い導体パターンとしてのストリップ導体１４（信号電極）を有している。そして、伝送線路部１３は、ストリップ導体１４と多層基板４の両面に設けられたグランド電極１１，１２とからなるストリップ線路によって構成されている。なお、伝送線路部１３は、ストリップ線路に限らず、例えば一方のグランド電極を省いたマイクロストリップ線路によって構成してもよい。
【００２３】
また、ストリップ導体１４は、絶縁層７，８の間に配置されると共に、多層基板４のうちＸ軸方向の中央部分に位置してＺ軸に沿って直線状に延びている。このストリップ導体１４の先端側は、Ｘ軸方向の一側に向けて斜めに傾斜して延びると共に、絶縁層５〜７を貫通するビアホール１５を通じて後述の平行平板電極パターン２０に電気的に接続されている。
【００２４】
一方、グランド電極１１，１２は、ビアホール１６，１７および接続パターン１８を通じて後述の平行平板電極パターン２６に電気的に接続されている。この接続パターン１８は、絶縁層７，８の間に位置してストリップ導体１４の近傍に配置されている。また、接続パターン１８は、ストリップ導体１４と同様な導体パターンによって形成され、Ｚ軸方向に斜めに傾斜して延びている。さらに、接続パターン１８の基端側は、多層基板４を厚さ方向に貫通するスルーホールビアとしてのビアホール１６を通じてグランド電極１１，１２に接続され、接続パターン１８の先端側は、絶縁層８〜１０を貫通するビアホール１７を通じて平行平板電極パターン２６の接続部２６Ｃに接続されている。
【００２５】
検出部１９は、多層基板４の先端部４Ａに配置され、後述する４個の平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６および３個のループパターン２２〜２４によって構成されるコイル３１とコンデンサ３２，３３とを備えている。
【００２６】
平行平板電極パターン２０は、絶縁層５の表面でグランド電極１１よりも先端部４Ａ側に配置され、導電性の金属薄膜を用いて形成されている。この平行平板電極パターン２０は、図５に示すように、長方形状をなす平板部２０Ａと、該平板部２０ＡのＸ軸方向の一端側（図５中の右側）から略Ｕ字状をなして延びたループ部２０Ｂとによって構成されている。
【００２７】
平板部２０Ａは、例えば数ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ1にわたってＸ軸方向に延びると共に、例えば数百μｍ〜数ｍｍ程度の長さ寸法Ｌ2にわたってＺ軸方向に延びた略長方形状に形成され、絶縁層５のうちループ部２０Ｂよりもグランド電極１１に近い位置に多層基板４の基端側に配置されている。
【００２８】
ループ部２０Ｂは、平板部２０ＡよりもＺ軸方向の一端側（図５中の下側）に位置している。このループ部２０Ｂは、例えば数十μｍ〜数百μｍ程度の幅寸法Ｗ0をもった細長い電極パターンを用いて形成され、平板部２０Ａと一緒に略四角形の巻線形状に形成されている。ループ部２０Ｂの一端側にはＺ軸方向の基端側（図５中の上側）に向けて延びた接続部２０Ｃが設けられ、該接続部２０Ｃは、平板部２０Ａと干渉しないようにＸ軸方向の他端側（図５中の左側）に位置している。この接続部２０Ｃは、ビアホール１５を通じてストリップ導体１４に電気的に接続されている。
【００２９】
また、ループ部２０Ｂは、例えば数ｍｍ程度にわたってＸ軸方向に延びると共に、例えば数百μｍ〜数ｍｍ程度にわたってＺ軸方向に延びている。これにより、ループ部２０Ｂは、平板部２０Ａと一緒にＸＺ平面に平行な略長方形の枠形状をなしている。
【００３０】
平行平板電極パターン２１は、平行平板電極パターン２０と厚さ方向で対向して絶縁層５と絶縁層６との間に配置されると共に、平行平板電極パターン２０と同様に導電性の金属薄膜を用いて形成されている。この平行平板電極パターン２１は、図５および図６に示すように、長方形状をなす平板部２１Ａと、該平板部２１ＡのＸ軸方向の両端側に接続されると共に略Ｕ字状をなして延びたループ部２１Ｂとによって構成されている。
【００３１】
平板部２１Ａは、平行平板電極パターン２０の平板部２０Ａと厚さ方向で対向した位置に配置されている。この平板部２１Ａは、Ｘ軸方向に対して中心よりも他端側（図６中の左側）に位置する分割溝２１Ｃによって左側に位置する小形部２１Ａ1と右側に位置する大形部２１Ａ2とに分割されている。これらの小形部２１Ａ1と大形部２１Ａ2とからなる平板部２１Ａは、平板部２０Ａを確実に覆うように、平行平板電極パターン２０の平板部２０Ａよりも大きな長方形状に形成されている。このため、平板部２１ＡのＸ軸方向の長さ寸法Ｌ3およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ4は、平板部２０ＡのＸ軸方向の長さ寸法Ｌ1およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ2よりもそれぞれ大きな値に設定されている。
【００３２】
大形部２１Ａ2は、略全面に亘って平行平板電極パターン２０の平板部２０Ａと厚さ方向で対向している。また、小形部２１Ａ1は、その一部が平行平板電極パターン２０の平板部２０Ａの左端部分と厚さ方向で対向している。そして、平板部２０Ａの大形部２１Ａ2の左下側端部は、後述のビアホール２７を通じて隣合うループパターン２２に電気的に接続されている。
【００３３】
ループ部２１Ｂは、絶縁層５を挟んで平行平板電極パターン２０のループ部２０Ｂと厚さ方向で対向した位置に配置されると共に、絶縁層６を挟んで後述するループパターン２２と対向している。このループ部２１Ｂは、ループ部２０Ｂとほぼ同じ大きさ、形状をもった細長い電極パターンを用いて形成されている。但し、ループ部２１Ｂの幅寸法Ｗ1は、ループ部２０Ｂの幅寸法Ｗ0よりも大きな値に設定されている。
【００３４】
また、ループ部２１Ｂは、その一端側が平板部２１Ａの小形部２１Ａ1に接続され、他端側が平板部２１Ａの大形部２１Ａ2に接続されている。そして、ループ部２１Ｂは、平板部２１Ａと一緒に略四角形の巻線形状に形成されている。
【００３５】
ループパターン２２は、絶縁層６と絶縁層７との間に配置され、図６および図７に示すように、例えばループ部２１Ｂと同じ幅寸法Ｗ1をもった導電性の金属薄膜からなる細長い電極パターンを用いて形成されている。このループパターン２２は、一部を切欠いた四角形の枠状をなすと共に、隣合う平行平板電極パターン２１の平板部２１Ａおよびループ部２１Ｂによって形成される巻線形状と略同じ四角形の巻線形状に形成されている。
【００３６】
また、ループパターン２２は、その両端がＸ軸方向に離間して配置されている。ループパターン２２の一端側には接続部２２Ａが設けられ、該接続部２２Ａは、後述のビアホール２７を通じて隣合う平行平板電極パターン２１の大形部２１Ａ2に電気的に接続されている。一方、ループパターン２２の他端側には接続部２２Ｂが設けられ、該接続部２２Ｂは、接続部２２ＡよりもＸ軸方向の他側（図７中の右側）に位置している。この接続部２２Ｂは、後述のビアホール２８を通じて隣合うループパターン２３に電気的に接続されている。
【００３７】
そして、ループパターン２２は、長さ寸法Ｌ5にわたってＸ軸方向に延びると共に、長さ寸法Ｌ6にわたってＺ軸方向に延びている。これにより、ループパターン２２は、ＸＺ平面に平行な略長方形の枠形状をなすと共に、絶縁層６を挟んで平行平板電極パターン２１のループ部２１Ｂと厚さ方向で対向している。
【００３８】
ループパターン２３は、絶縁層７と絶縁層８との間に配置され、図７および図８に示すように、例えばループパターン２２と同じ幅寸法Ｗ1をもった導電性の金属薄膜からなる細長い電極パターンを用いて形成されている。このループパターン２３は、一部を切欠いた四角形の枠状をなすと共に、隣合うループパターン２２と略同じ四角形の巻線形状に形成されている。また、ループパターン２３は、その両端がＸ軸方向に離間して配置され、一端側から他端側に向けてループパターン２２に沿って延びている。
【００３９】
ループパターン２３の一端側には、ループパターン２２の接続部２２Ｂと対向した位置に接続部２３Ａが設けられている。この接続部２３Ａは、後述のビアホール２８を通じて隣合うループパターン２２の接続部２２Ｂに電気的に接続されている。一方、ループパターン２３の他端側には接続部２３Ｂが設けられ、該接続部２３Ｂは、接続部２３ＡよりもＸ軸方向の他側（図８中の右側）に位置している。この接続部２３Ｂは、後述のビアホール２９を通じて隣合うループパターン２４に電気的に接続されている。
【００４０】
そして、ループパターン２３は、ループパターン２２と同様に、長さ寸法Ｌ5にわたってＸ軸方向に延びると共に、長さ寸法Ｌ6にわたってＺ軸方向に延びている。これにより、ループパターン２３は、ＸＺ平面に平行な略長方形の枠形状をなすと共に、絶縁層７を挟んでループパターン２２と厚さ方向で対向している。
【００４１】
ループパターン２４は、絶縁層８と絶縁層９との間に配置され、図８および図９に示すように、例えばループパターン２３と同じ幅寸法Ｗ1をもった導電性の金属薄膜からなる細長い電極パターンを用いて形成されている。このループパターン２４は、一部を切欠いた四角形の枠状をなすと共に、隣合うループパターン２３と略同じ四角形の巻線形状に形成されている。また、ループパターン２４は、その両端がＸ軸方向に離間して配置され、一端側から他端側に向けてループパターン２３に沿って延びている。
【００４２】
ループパターン２４の一端側には、ループパターン２３の接続部２３Ｂと対向した位置に接続部２４Ａが設けられている。この接続部２４Ａは、後述のビアホール２９を通じて隣合うループパターン２３の接続部２３Ｂに電気的に接続されている。一方、ループパターン２４の他端側には接続部２４Ｂが設けられ、該接続部２４Ｂは、接続部２４ＡよりもＸ軸方向の他側（図９中の右側）に位置している。この接続部２４Ｂは、後述のビアホール３０を通じて隣合う平行平板電極パターン２５に電気的に接続されている。
【００４３】
そして、ループパターン２４は、ループパターン２３と同様に、長さ寸法Ｌ5にわたってＸ軸方向に延びると共に、長さ寸法Ｌ6にわたってＺ軸方向に延びている。これにより、ループパターン２４は、ＸＺ平面に平行な略長方形の枠形状をなすと共に、絶縁層８を挟んでループパターン２３と厚さ方向で対向している。
【００４４】
平行平板電極パターン２５は、ループパターン２４と厚さ方向で対向して絶縁層９と絶縁層１０との間に配置されると共に、例えばループパターン２４と同様に導電性の金属薄膜を用いて形成されている。この平行平板電極パターン２５は、例えば平行平板電極パターン２１とＸ軸方向の中心位置を通るＺ軸方向と平行な直線に関して線対称な形状（左，右対称な形状）に形成されている。このため、平行平板電極パターン２５は、平行平板電極パターン２１と同様に、長方形状をなす平板部２５Ａと、該平板部２５ＡのＸ軸方向の両端側に接続されると共に略Ｕ字状をなして延びたループ部２５Ｂとによって構成されている。
【００４５】
平板部２５Ａは、後述する平行平板電極パターン２６の平板部２６Ａと厚さ方向で対向した位置に配置されている。この平板部２５Ａは、Ｘ軸方向に対して中心よりも一端側（図１０中の右側）に位置する分割溝２５Ｃによって右側に位置する小形部２５Ａ1と左側に位置する大形部２５Ａ2とに分割されている。これらの小形部２５Ａ1と大形部２５Ａ2とからなる平板部２５Ａは、Ｘ軸方向の長さ寸法Ｌ3およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ4を有し、平行平板電極パターン２６の平板部２６Ａよりも大きな長方形状に形成されている。
【００４６】
大形部２５Ａ2は、略全面に亘って平行平板電極パターン２６の平板部２６Ａと厚さ方向で対向している。また、小形部２５Ａ1は、その一部が平行平板電極パターン２６の平板部２６Ａの右端部分と厚さ方向で対向している。そして、平板部２５Ａの大形部２５Ａ2の右下側端部は、後述のビアホール３０を通じて隣合うループパターン２４に電気的に接続されている。
【００４７】
ループ部２５Ｂは、平板部２５ＡよりもＺ軸方向の一端側（図１０中の下側）に位置している。このループ部２５Ｂは、絶縁層９を挟んでループパターン２４と厚さ方向で対向すると共に、絶縁層１０を挟んで後述する平行平板電極パターン２６のループ部２６Ｂと厚さ方向で対向した位置に配置されている。このループ部２５Ｂは、幅寸法Ｗ1をもった細長い電極パターンを用いて形成されている。
【００４８】
また、ループ部２５Ｂは、その一端側が平板部２５Ａの大形部２５Ａ2に接続され、他端側が平板部２５Ａの小形部２１Ａ1に接続されている。そして、ループ部２５Ｂは、平板部２５Ａと一緒に略四角形の巻線形状に形成されている。
【００４９】
平行平板電極パターン２６は、絶縁層１０の裏面でグランド電極１２よりも先端部４Ａ側に配置され、導電性の金属薄膜を用いて形成されている。この平行平板電極パターン２６は、例えば平行平板電極パターン２０とＸ軸方向の中心位置を通るＺ軸方向に平行な直線に関して線対称な形状（左，右対称な形状）に形成されている。このため、平行平板電極パターン２６は、図１０に示すように、長方形状をなす平板部２６Ａと、該平板部２６ＡのＸ軸方向の両端側に接続されると共に略Ｕ字状をなして延びたループ部２６Ｂとによって構成されている。
【００５０】
平板部２６Ａは、平板部２０Ａと同様に、Ｘ軸方向の長さ寸法Ｌ1およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ2をもって略長方形状に形成されている。この平板部２６Ａは、平板部２５Ａと厚さ方向で対向した位置に配置され、平板部２５Ａよりも小さい長方形状に形成されている。このため、平板部２６ＡのＸ軸方向の長さ寸法Ｌ1およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ2は、平板部２５ＡのＸ軸方向の長さ寸法Ｌ3およびＺ軸方向の長さ寸法Ｌ4よりもそれぞれ小さい値に設定されている。
【００５１】
ループ部２６Ｂは、平板部２６ＡよりもＺ軸方向の一端側（図１０中の下側）に位置している。このループ部２６Ｂは、ループ部２５Ｂと対向した位置に配置されている。また、ループ部２６Ｂは、幅寸法Ｗ0をもった細長い電極パターンを用いて形成され、平板部２０Ａと一緒に略四角形の巻線形状に形成されている。このループ部２６Ｂの幅寸法Ｗ0は、ループ部２５Ｂの幅寸法Ｗ1よりも小さい値に設定されている。ループ部２６Ｂの他端側にはＺ軸方向の基端側（図１０中の上側）に向けて延びた接続部２６Ｃが設けられ、該接続部２６Ｃは、平板部２６Ａと干渉しないようにＸ軸方向の一端側（図１０中の右側）に位置している。この接続部２６Ｃは、ビアホール１７を通じて接続パターン１８に電気的に接続されている。また、ループ部２６Ｂは、平板部２６Ａと一緒にＸＺ平面に平行な略長方形の枠形状をなしている。
【００５２】
以上により、平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６のループ部２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂおよびループパターン２２〜２４は、略同じ巻線形状に形成されると共に、多層基板４のＸ軸方向とＺ軸方向に対して、略同じ位置に配置されている。これにより、ループ部２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂおよびループパターン２２〜２４は、接続部２０Ｃ，２６Ｃを除いた略全長にわたって厚さ方向に対して互いに重なり合っている。
【００５３】
ビアホール２７は、厚さ方向で平行平板電極パターン２１とループパターン２２との間に位置して、絶縁層６を貫通すると共に、その内壁が例えば金属材料等の導体材料によって被覆されることによって形成されている。このビアホール２７は、平行平板電極パターン２１の大形部２１Ａ2およびループパターン２２の接続部２２Ａと対応した位置に配置され、平行平板電極パターン２１とループパターン２２を電気的に直列接続している。
【００５４】
ビアホール２８は、厚さ方向でループパターン２２，２３の間に位置して、絶縁層７を貫通して、ビアホール２７と同様に形成されている。このビアホール２８は、ループパターン２２の接続部２２Ｂおよびループパターン２３の接続部２３Ａと対応した位置に配置され、ループパターン２２およびループパターン２３を電気的に直列接続している。
【００５５】
ビアホール２９は、厚さ方向でループパターン２３，２４の間に位置して、絶縁層８を貫通して、ビアホール２７と同様に形成されている。このビアホール２９は、ループパターン２３の接続部２３Ｂおよびループパターン２４の接続部２４Ａと対応した位置に配置され、ループパターン２３およびループパターン２４を電気的に直列接続している。
【００５６】
ビアホール３０は、厚さ方向でループパターン２４と平行平板電極パターン２５との間に位置して、絶縁層９を貫通して、ビアホール２７と同様に形成されている。このビアホール３０は、ループパターン２４の接続部２４Ｂおよび平行平板電極パターン２５の大形部２５Ａ2と対応した位置に配置され、ループパターン２４および平行平板電極パターン２５を電気的に直列接続している。
【００５７】
この結果、平行平板電極パターン２１，２５およびループパターン２２〜２４は、ビアホール２７〜３０を用いて互いに直列接続され、略５回巻（５ターン）のコイル３１を構成している。このコイル３１は、平行平板電極パターン２１，２５のループ部２１Ｂ，２５Ｂおよびループパターン２２〜２４の内部を通過するＹ軸方向（厚さ方向）の磁界を検出し、磁束変化に応じた電圧等の検出信号を出力するものである。
【００５８】
一方、平行平板電極パターン２０，２１は、互いに絶縁された状態で対向し、コンデンサ３２を構成している。同様に、平行平板電極パターン２５，２６は、互いに絶縁された状態で対向し、コンデンサ３３を構成している。これにより、コイル３１およびコンデンサ３２，３３は、平行平板電極パターン２１，２５を共用することによって、電気的に互いに直列接続されている。このとき、コンデンサ３２の一端側は接続部２０Ｃを通じて伝送線路部１３のストリップ導体１４に電気的に接続され、コンデンサ３２の他端側はコイル３１の一端側に電気的に接続されている。コイル３１の他端側は、コンデンサ３３の一端側に電気的に接続されている。コンデンサ３３の他端側は、接続部２６Ｃ等を通じてグランド電極１１，１２に電気的に接続されている。
【００５９】
本実施の形態による磁界プローブ１は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００６０】
まず、磁界プローブ１の先端部４Ａを、測定対象（例えば被測定基板）の表面に近接した状態で配置する。そして、磁界プローブ１を測定対象の表面上で移動させる。ここで、磁界プローブ１の近傍に位置して測定対象の表面にＹ軸方向の磁界が発生すると、この磁界は検出部１９のループパターン２２〜２４等の内部を通過する。これにより、例えばコイル３１に検出信号としての電圧が生じるため、この電圧を検出することによって、測定対象の表面に生じる磁界を検出することができる。
【００６１】
然るに、本実施の形態では、絶縁層５を挟んで互いに絶縁された状態で対向した平行平板電極パターン２０，２１によってコンデンサ３２を構成すると共に、絶縁層１０を挟んで互いに絶縁された状態で対向した平行平板電極パターン２５，２６によってコンデンサ３３を構成した。これに加え、これらのコンデンサ３２，３３をコイル３１に直列接続したから、コイル３１とコンデンサ３３とが直列共振する共振周波数の周辺帯域では高感度に磁界を検出することができる。また、コンデンサ３２，３３はコイル３１に複数個直列接続したから、複数個のコンデンサ３２，３３の合成容量を小さくすることができ、この合成容量のばらつきを抑制することができる。
【００６２】
具体的に説明すると、例えばコイルのインダクタンスＬが３０ｎＨの場合、２．５ＧＨｚで共振するために必要な容量は約０．１３５ｐＦになる。単一のコンデンサを用いてこの容量を形成するためには、例えば厚さ寸法が０．０６ｍｍで比誘電率が３．６の絶縁層を用いる場合、この絶縁層を挟んで互いに対向する平行平板電極パターンは、一辺が０．５０４ｍｍの正方形と同じ面積が必要になる。一般的なプリント基板に形成する導体パターンの加工精度は±０．０５ｍｍ程度であるため、実際の容量値は０．１１０〜０．１６３ｐＦとなる。このとき、共振周波数は、２．２４〜２．７３ＧＨｚとなって０．５ＧＨｚ程度の範囲でばらつきが生じるため、所望の周波数帯で感度が上昇する磁界プローブを製作することが難しい傾向がある。
【００６３】
これに対し、本実施の形態では、２個のコンデンサ３２，３３を直列接続する構成としたから、１個当りに必要な容量は０．２７０ｐＦになる。この場合、上記と同じ条件で絶縁層５〜１０を形成したときでも、平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６は、一辺が０．７１３ｍｍの正方形と同じ面積まで大きくすることができるから、加工精度を考慮した実際の容量値は０．１１７〜０．１５５ｐＦになる。このとき、共振周波数は、２．３０〜２．６４ＧＨｚとなるから、単一のコンデンサを用いた場合に比べて、ばらつきの範囲が０．１５ＧＨｚ程度小さくなる。
【００６４】
このように、各コンデンサ３２，３３の容量を大きくすることができるから、それぞれの平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６を大きな面積をもって形成することができ、磁界プローブ１毎に平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６の形状や配置等にばらつきが生じても、複数個のコンデンサ３２，３３の合成容量のばらつきを小さくすることができる。この結果、コイル３１とコンデンサ３２，３３とが直列共振する共振周波数のばらつきを抑制することができ、予め設定した所望の周波数帯域の感度を向上させることができる。
【００６５】
また、互いに対向する平行平板電極パターン２０，２１のうち平行平板電極パターン２１は平行平板電極パターン２０よりも大きく形成した。このため、製造時に平行平板電極パターン２０と平行平板電極パターン２１との間で位置ずれが生じても、互いの対向面積をほぼ一定に保持することができる。同様に、互いに対向する平行平板電極パターン２５，２６のうち平行平板電極パターン２５は平行平板電極パターン２６よりも大きく形成したから、これらに位置ずれが生じても、互いの対向面積をほぼ一定に保持することができる。このため、コンデンサ３２，３３の容量のばらつきを抑制することができ、平行平板電極パターン２０，２５と平行平板電極パターン２１，２６の位置ずれを許容して、コイル３１とコンデンサ３２，３３とが直列共振する共振周波数のばらつきを抑制することができる。
【００６６】
また、コンデンサ３２の平行平板電極パターン２０，２１は巻線形状のループ部２０Ｂ，２１Ｂを備える構成としたから、これらのループ部２０Ｂ，２１Ｂは、互いに対向してコンデンサ３２の一部として機能すると共に、ループパターン２２〜２４と重なり合ってコイル３１として機能する。同様に、コンデンサ３３の平行平板電極パターン２５，２６は巻線形状のループ部２５Ｂ，２６Ｂを備える構成としたから、これらのループ部２５Ｂ，２６Ｂは、互いに対向してコンデンサ３３の一部として機能すると共に、ループパターン２２〜２４と重なり合ってコイル３１として機能する。
【００６７】
このため、コイル３１とコンデンサ３２，３３とが直列接続された状態となるから、これらが直列共振する共振周波数の周辺帯域では高感度に磁界を検出することができる。さらに、共振周波数以外の周波数帯域では、コンデンサ３２，３３のループ部２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂはコイル３１の一部として機能し、磁界に応じた電圧等の検出信号を出力することができる。このため、例えば共振周波数よりも低周波側では、コンデンサ３２，３３のループ部２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂはフィルタとして機能せず、コイル３１の一部として機能するから、共振周波数以外の周波数帯域で磁界を検出する場合でも、検出感度の低下を抑えることができる。
【００６８】
また、多層基板４には厚さ方向の異なる位置にループパターン２２〜２４を複数個設けると共に、厚さ方向で隣合うループパターン２２〜２４はビアホール２８，２９を用いて互いに直列に接続する構成とした。このため、複数個のループパターン２２〜２４を直列接続して２回巻以上のコイル３１を構成することができ、１回巻のコイルに比べてインダクタンスを大きくして磁界の検出感度を高めることができる。
【００６９】
さらに、複数個のループパターン２２〜２４はいずれも略同じ巻線形状に形成したから、ループパターン２２〜２４が互いに異なる巻線形状となった場合に比べて、コイル３１のインダクタンスを大きくすることができる。
【００７０】
なお、前記実施の形態では、２個のコンデンサ３２，３３をコイル３１に直列接続した場合を例に挙げて説明したが、３個以上のコンデンサをコイルに直列接続する構成としてもよい。この場合、コンデンサの構成位置は、厚さ方向に配置された複数個のループパターンのうちいずれのループパターン間に配置してもよい。また、複数個のコンデンサは、例えば厚さ方向に対して隣合わせて配置してもよく、厚さ方向に離間して配置してもよく、厚さ方向の両端側に配置してもよい。
【００７１】
また、前記実施の形態では、コンデンサ３２，３３の平行平板電極パターン２０，２１，２５，２６には、コイル３１として機能するループ部２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂを設ける構成した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１１に示す変形例による磁界プローブ４１のように、ループ部を省いた平行平板電極パターン４２，４３，４４，４５を用いてコンデンサ４６，４７を形成する構成としてもよい。
【００７２】
また、前記実施の形態では、多層基板４の厚さ方向の両端側に位置する平行平板電極パターン２０，２６は、厚さ方向の中央側に位置する平行平板電極パターン２１，２５よりも小さく形成する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、平行平板電極パターン２０，２６を、平行平板電極パターン２１，２５よりも大きく形成してもよく、同じ大きさに形成してもよい。
【００７３】
また、前記実施の形態では、多層基板４の厚さ方向の両端側に位置するループ部２０Ｂ，２６Ｂの幅寸法Ｗ0は、厚さ方向の中央側に位置するループ部２１Ｂ，２５Ｂおよびループパターン２２〜２４の幅寸法Ｗ1よりも小さい値に設定したが、ループ部２０Ｂ，２６Ｂの幅寸法Ｗ0は、ループ部２１Ｂ，２５Ｂおよびループパターン２２〜２４の幅寸法Ｗ1よりも大きい値に設定してもよく、同じ値に設定してもよい。
【００７４】
また、前記実施の形態では、全てのループパターン２２〜２４が同じ幅寸法Ｗ1を有すると共に、同じ巻線形状（長さ寸法Ｌ5，Ｌ6）に形成するものとしたが、一部のループパターンが異なる幅寸法を有してもよく、異なる巻線形状に形成してもよい。
【００７５】
さらに、前記実施の形態では、ループパターン２２〜２４は略四角形に形成したが、例えば三角形、五角形等の他の多角形状としてもよく、円形、半円形、楕円形等に形成してもよい。また、前記実施の形態では、平行平板電極パターン２１，２５のループ部２１Ｂ，２５Ｂおよびループパターン２２〜２４を直列接続して略５回巻のコイル３１を形成したが、１回〜４回巻のコイルでもよく、６回巻以上のコイルを形成してもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，４１  磁界プローブ
４  多層基板（基板）
１３  伝送線路部
１９  検出部
２０，２１，２５，２６，４２，４３，４４，４５  平行平板電極パターン
２０Ｂ，２１Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ  ループ部
２２〜２４  ループパターン
２７〜３０  ビアホール
３１  コイル
３２，３３，４６，４７  コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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