(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある方向に延在する延在溝が形成された電極配線基板と、
該電極配線基板内の前記延在溝内に螺旋状に形成された一方のコイルと該一方のコイルの各上端を接続する他方のコイルとから成る電磁コイルと、
前記電極配線基板の前記延在溝内に挿置される絶縁体と、
該絶縁体内に介挿され、高周波またはパルス電流が印加される感磁体とから成り、
前記延在溝が、前記電磁コイルの捲線内径が２００μｍ以下になるように寸法が決定されているとともに、
高周波またはパルス電流が印加されるたときの前記電磁コイルに発生する外部磁界の強度に応じた電圧を出力する
ことを特徴とする電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記感磁体が、アモルファスの導電性の磁性ワイヤから成る
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項３】
請求項２において、
前記電磁コイルが、捲線内径が２００μｍ以下である
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項４】
請求項３において、
前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が１００μｍ／巻以下である
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項５】
請求項２において、
前記感磁体が、３ｍｍ以下の長さに設定されている
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項６】
請求項２において、
前記感磁体が、ワイヤ径に対する長さの割合のアスペクト比を１０ないし１００に設定されている
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項７】
請求項６において、
前記電磁コイルの捲線内径が、前記感磁体のワイヤ径に対して１．００５ないし１０倍に設定されている
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項８】
請求項２において、
前記電磁コイルが、捲線内径が１００μｍ以下である
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【請求項９】
請求項３において、
前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が５０μｍ／巻以下である
ことを特徴とする電磁コイル付のマグネト・インピーダンス・センサ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサとして用いられる電磁コイルを用いるマグネト・インピーダンス・センサ素子（以下ＭＩ素子と記す。 ）の小型化、高感度化および例えば自動車分野における適用を可能にするワイドレンジ化に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は、従来のＭＩ素子の構造を示す。
【特許文献１】
特開２０００−８１４７１号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９６１２７号公報
【０００３】
ＭＩ素子は、中心部にアモルファスワイヤからなる感磁体が電極基板上に固定されており、その電極基板周辺に電磁コイルが巻きつけられている。 電磁コイルの直径は、1 ｍｍから５ｍｍ程度で使用していた。 また、ＭＩ素子の大きさは、幅３ｍｍ、高さ２ｍｍ、長さ４ｍｍなどが一般的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のＭＩ素子は、磁気センサとして適用すると高感度、小型化、低消費電力化がある程度達成できたが、高性能磁気センサにおける小型化に関しては必ずしも充分ではないという問題があった。
【０００５】
現在、当分野ではこのＭＩ素子を使用した高性能磁気センサ（以下ＭＩセンサと記す。 ）には更なる小型化が必要とされている。 しかし、従来のＭＩ素子は電磁コイルが電極基板を外側から巻く構造であったため、サイズが大きなものにならざるを得なかった。そのため更なるＭＩ素子の小型化が求められていた。
【０００６】
本発明者は、ＭＩ素子の小型化を鋭意検討した結果、ある方向に延在する延在溝が形成された電極配線基板内の前記延在溝内に螺旋状に形成された一方のコイルと該一方のコイルの各上端を接続する他方のコイルとから成る電磁コイルによって、前記電極配線基板の前記延在溝内に挿置される絶縁体内に介挿された感磁体に高周波またはパルス電流が印加されたときの前記電磁コイルに発生する外部磁界の強度に応じた電圧を出力するという本発明の技術的思想に着眼した。
本発明者は、着眼した本発明の技術的思想に基づき、更に研究開発を重ねた結果、小型薄型化、小容積化、低消費電力化、高感度化およびワイドレンジ化という目的を達成する本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明（請求項１に記載の第１発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
ある方向に延在する延在溝が形成された電極配線基板と、
該電極配線基板内の前記延在溝内に螺旋状に形成された一方のコイルと該一方のコイルの各上端を接続する他方のコイルとから成る電磁コイルと、
前記電極配線基板の前記延在溝内に挿置される絶縁体と、
該絶縁体内に介挿され、高周波またはパルス電流が印加される感磁体とから成り、
前記延在溝が、前記電磁コイルの捲線内径が２００μｍ以下になるように寸法が決定されているとともに、
高周波またはパルス電流が印加されるたときの前記電磁コイルに発生する外部磁界の強度に応じた電圧を出力する
ものである。
【０００８】
本発明（請求項２に記載の第２発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第１発明において、
前記感磁体が、アモルファスの導電性の磁性ワイヤから成る
ものである。
【０００９】
本発明（請求項３に記載の第３発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第２発明において、
前記電磁コイルが、捲線内径が２００μｍ以下である
ものである。
【００１０】
本発明（請求項４に記載の第４発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第３発明において、
前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が１００μｍ／巻以下である
ものである。
【００１１】
本発明（請求項５に記載の第５発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第２発明において、
前記感磁体が、３ｍｍ以下の長さに設定されている
ものである。
【００１２】
本発明（請求項６に記載の第６発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第２発明において、
前記感磁体が、ワイヤ径に対する長さの割合のアスペクト比を１０ないし１００に設定されている
ものである。
【００１３】
本発明（請求項７に記載の第７発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第６発明において、
前記電磁コイルの捲線内径が、前記感磁体のワイヤ径に対して１．００５ないし１０倍に設定されている
ものである。
【００１４】
本発明（請求項８に記載の第８発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第２発明において、
前記電磁コイルが、捲線内径が１００μｍ以下である
ものである。
【００１５】
本発明（請求項９に記載の第９発明）の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、
前記第３発明において、
前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が５０μｍ／巻以下である
ものである。
【発明の効果】
【００１６】
上記構成より成る第１発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記電極配線基板の前記電磁コイルの捲線内径が２００μｍ以下になるように寸法が決定されている前記延在溝内に挿置された前記絶縁体内に介挿された前記感磁体に高周波またはパルス電流が印加された時における、前記電極配線基板内に形成された前記延在溝内に螺旋状に形成された一方のコイルと該一方のコイルの各上端を接続する他方のコイルとから成る前記電磁コイルに発生する外部磁界の強度に応じた電圧を出力するので、小型薄型化、低消費電力化を可能にするという効果を奏する。
【００１７】
上記構成より成る第２発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第１発明において、前記感磁体が、アモルファスの導電性の磁性ワイヤから成るので、高感度化を実現するという効果を奏する。
【００１８】
上記構成より成る第３発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第２発明において、前記電磁コイルが、捲線内径が２００μｍ以下であるので、小型薄型化を実現するという効果を奏する。
【００１９】
上記構成より成る第４発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第３発明において、前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が１００μｍ／巻以下であるので、高い密度の前記電磁コイルを実現するため、高感度化を実現するという効果を奏する。
【００２０】
上記構成より成る第５発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第２発明において、前記感磁体が、３ｍｍ以下の長さに設定されているので、小型化を実現するという効果を奏する。
【００２１】
上記構成より成る第６発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第２発明において、前記感磁体が、ワイヤ径に対する長さの割合のアスペクト比を１０ないし１５０に設定されているので、線形性を維持して計測することが出来る計測磁場範囲が広くなり、例えば自動車分野における適用を可能にするワイドレンジ化を実現するという効果を奏する。
【００２２】
上記構成より成る第７発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第６発明において、前記電磁コイルの捲線内径が、前記感磁体のワイヤ径に対して１．００５ないし１０倍に設定されているので、高感度化を実現するという効果を奏する。
【００２３】
上記構成より成る第８発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第２発明において、前記電磁コイルが、捲線内径が１００μｍ以下であるので、小型薄型化を実現するという効果を奏する。
【００２４】
上記構成より成る第９発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、前記第３発明において、前記電磁コイルが、１ターン当たりの捲線間隔が５０μｍ／巻以下であるので、高い密度の前記電磁コイルを実現するため、高感度化を実現するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態につき、図面を用いて説明する。
【００２６】
（第１実施形態）
本第１実施形態の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、図１および図２に示されるようにＭＩ素子において、電極配線基板１上に磁界を検知する感磁体２と、感磁体２と電磁コイル３の間には感磁体２を固定する基板が存在しない状態で感磁体の周辺に絶縁物のみを介して内径が２００μｍ以下の電磁コイル３を配置し、感磁体２とコイル３の端子を基板１上のそれぞれの電極５１、５２に接続し、感磁体２に高周波またはパルス電流を流し、その時に電磁コイル３に発生する外部磁界の強度に応じた電圧を出力しようとするものである。
【００２７】
本ＭＩ素子は、感磁体２の周辺に絶縁物のみを介して電磁コイル３を設置するために、その内径を２００μｍ以下にすることができ、全体としてＭＩ素子の小型化が達成できる。
【００２８】
また、本実施形態は、前記のＭＩ素子において、前記感磁体２は直径１〜１５０μｍの導電性の磁性ワイヤであり、前記電極配線基板１は深さ５〜２００μｍの溝１１を有し、前記電磁コイル３は電磁コイルの片側３１が前記溝面１１１に沿って配置され、上基板１２の下面に配置された電磁コイルの残り片側３２が溝上面に配置され、溝面のコイルの片側３１と溝上面のコイルの残り片側３２との２層構造とする物である。
【００２９】
前記感磁体２は、直径１〜１５０μｍの導電性の磁性ワイヤを採用することにより、コイル径を２００μｍ以下にすることができる。
さらに、前記感磁体２に磁性ワイヤを採用すると、磁性ワイヤは感磁性能が優れているため、電磁コイル１巻あたりの出力電圧が増加するため、巻き線数が減らせるため、ＭＩ素子の長さを短くすることができる。
【００３０】
また、前記電極配線基板１に溝１１が形成された溝構造を採用することにより、電極配線基板１上に電磁コイル３を配置するより更なる小型化ができ、かつ、電磁コイル３への外的接触も防ぐことができ機械的に安定したＭＩ素子が実現することができる。
【００３１】
更に、本実施形態は、前記ＭＩ素子において、前記導電性の磁性ワイヤがアモルファスからなる物である。
磁性ワイヤの材質をアモルファスに特定すると、アモルファスは感磁性能が優れているため、電磁コイル１巻あたりの出力電圧が増加するため、巻き線数が減らせるため、ＭＩ素子の長さを短くすることができる。
【００３２】
本実施形態は、前記のＭＩ素子において、前記電磁コイル３の単位長さ当たりの捲線間隔が１００μｍ／巻以下とする物である。
前記電磁コイル３の１ターン当たり（単位長さ当たり）の巻き線間隔を小さくして、１ターン当たり（単位長さあたり）の巻き線数を増加させることにより、出力電圧が増加する。 実用的には１００μｍ／巻以下であることが好ましい。同じ出力電圧で良い場合は、ＭＩ素子の長さを短くすることができる。
【００３３】
更に、本実施形態は、前記のＭＩ素子において前記電極配線基板１の大きさが、幅２０μｍから１ｍｍ以下、厚み２０μｍから１ｍｍ以下、長さ２００μｍから４ｍｍ以下であることを特徴とするＭＩ素子である。
【００３４】
電磁コイル３の円相当直径の幅、高さは最大２００μｍであるので、電極配線基板１を上記大きさにすることができ、素子全体の大幅な小型薄型化および小容積化を実現することができる。
【００３５】
（第２実施形態）
本第２実施形態の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子について、以下に述べる。
【００３６】
一般的に高感度磁気センサは、検出入力の変化に対して検出出力の変化が大きいため感度は極めて高いが、逆に飽和磁場までのフルスケールに直ぐに到達するため検出レンジが狭いものである。レンジのワイド化を行うには、感磁素子の径に対する長さの比であるアスペクト比を小さくして、反磁界を利用する手法がある。
【００３７】
しかし、上記従来の図１３に示される構造の高感度磁気センサ（ＭＩ，ＦＧセンサ）では、小型化に限界があり、ワイドレンジを実現する程度に小型化することが難しいとともに、仮に長さを短くすると感度が極端に落ちるという問題点があった。
【００３８】
そこで本第２実施形態におけるアモルファスワイヤの径に対する長さの比であるアスペクト比を極端に小さくし、広レンジ化を図るとともに、そのアモルファスワイヤの周りに微小な超高密度なコイルを巻きつけ、感度を向上させ、コイル形状が小さくインダクタンスＬが極端に小さい為、コイルに誘起される振動は高くなるが、アナログスイッチを用いることで感度を損なうことなく磁場信号を検出するものである。
【００３９】
すなわち広レンジ化の観点より、アモルファスワイヤの径φ１０μｍ〜１００μｍに対しアモルファスワイヤの長さを１００μｍ〜１００００μｍに設定して、アスペクト比を１０〜１５０に設定すると、検出レンジは従来の１．５〜２０倍となり、１０〜１００に設定すると、検出レンジは従来の３〜２０倍となる。  好ましくは、アスペクト比を１０〜５０に設定すると、検出レンジは、従来の５〜２０倍となる。
【００４０】
また高感度化の観点より、アモルファスワイヤの径φ１０μｍ〜１００μｍにに対し電磁コイルの径を１０．０５μｍ〜１０００μｍに設定して、１．００５〜１０倍に設定するのが良い。
検出方法としては、アナログスイッチを利用することにより、感度を損なうことなく磁場信号の検出を可能にするものである。
【実施例１】
【００４１】
以下本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
【００４２】
本第１実施例の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子について、図１および図２を用いて以下に説明する。
【００４３】
基板１の大きさは、幅０．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍ、長さ１．５ｍｍである。 感磁体は、ＣｏＦｅＳｉＢ系合金を使った直径３０μｍまたは２０μｍのアモルファスワイヤ２である。 基板上の溝１１は深さ５０μｍで幅が７０μｍで長さは１．５ｍｍである。 電磁コイル３は、 溝面１１１に形成されたコイルの片側３１と、溝上面１１２（樹脂４の上面４１）に形成された残り片側のコイル３２の２層構造により形成したものである。）
【００４４】
前記溝面１１１に形成されるコイルの片側３１は、図３ないし図５に示されるように電極配線基板１の長手方向に形成された溝１１の溝面１１１の全面および電極配線基板１の上面の前記溝１１の近接部にコイルを構成する導電性の磁性金属薄膜を蒸着により形成し、形成された金属薄膜が螺旋状に残るように間隙部を構成する導電性金属薄膜部を選択エッチング手法により除去することにより形成される。
【００４５】
すなわち、前記溝１１の溝側面１１３においては上下方向に垂直にコイル部３１１が延在形成され、前記溝１１の溝底面１１０においては隣合う上下方向のコイル部に連続するように幅方向に対して傾斜してコイル部３１２が延在形成されている。
【００４６】
前記溝上面１１２（樹脂４の上面４１）に形成された残り片側のコイル３２は、前記溝上面１１２（樹脂４の上面４１）の前記電極配線基板１の長手方向に形成された溝１１に対向する部分の幅方向においてより広い範囲に亘りコイルを構成する導電性の磁性金属薄膜を蒸着により形成し、形成された導電性の磁性金属薄膜が一定ピッチで前記溝１１の幅方向の長さより長く幅方向に短冊状に延在するように残るように一定ピッチの間隙部を形成すべく磁性金属薄膜部を選択エッチング手法により除去することにより形成される。上記コイルの上面は、必要に応じて保護膜を形成しても良い。
【００４７】
電磁コイル３の捲線内径は、円相当内径（高さと幅で形成される溝断面積と同一面積となる円の直径）は、６６μｍである。 電磁コイル３の１ターン当たりの（単位長さ当たり）の捲線間隔が５０μｍ／巻である。
【００４８】
アモルファスワイヤ２と電磁コイル３の間には、絶縁性を持つ樹脂４が配置され、導電性磁性アモルファスワイヤと電磁コイルの絶縁を保って保持している。電極５は基板上面に電磁コイル端子５１と感磁体の端子５２の計４個が焼付けられている。 その電極５に先のアモルファスワイヤ２の両端と電磁コイル３の両端が接続されている。 前記のように構成を有するのが本発明のＭＩ素子１０である。 ちなみに、本ＭＩ素子の大きさは、電極配線基板の大きさと同一である。
【００４９】
次に、前記ＭＩ素子１０の特性を図６に示すＭＩセンサを用いて評価した。
評価に用いたＭＩセンサの電子回路は、信号発生器６と前記ＭＩ素子１０と信号処理装置７とからなる。 信号は、２００ＭＨｚに相当する１７０ｍＡの強さのパルス信号で、信号間隔は１μｓｅｃである。 パルス信号はアモルファスワイヤ２に入力され、その入力時間の間に、電磁コイル３には外部磁界に比例した電圧が発生する。
【００５０】
信号処理回路７は、電磁コイル３に発生したその電圧を、パルス信号の入力に連動して開閉する同期検波７１を介して取り出し、増幅器７２にて所定の電圧に増幅する。
【００５１】
前記回路からのセンサ出力を図７に示す。
図７の横軸は外部磁場の大きさ、縦軸はセンサ出力電圧である。 センサの出力は±１０Ｇの間で優れた直線性を示す。 さらにその感度は２０ｍＶ／Ｇであった。 これは、高感度磁気センサとして十分使用できるレベルである。
【００５２】
一方、比較例である図１３に示す従来のＭＩ素子９の寸法は以下の通りである。アモルファスワイヤを固定する基板９１の大きさは、幅０．7 ｍｍ、高さ０．５ｍｍ、長さ３．５ｍｍである。 感磁体はＣｏＦｅＳｉＢ系合金を使った直径３０μｍのアモルファスワイヤ９２である。 アモルファスワイヤ９２と電磁コイル９３の間には、絶縁性を持つ巻き枠９４により、導電性磁性アモルファスワイヤと電磁コイルの絶縁を保って保持している。
【００５３】
巻き枠９４の樹脂モールドで形成される芯部は幅１ｍｍ、高さ１ｍｍ、長さ３ｍｍである。このとき、電磁コイル９３は、 内径が１．５ｍｍである。 電極９５は巻き枠９４に電磁コイル端子と感磁体の端子の計４個が配設されている。 その電極９５に先のアモルファスワイヤ９２の両端と電磁コイル９３の両端が接続されている。 前記のように構成を有するのが従来のＭＩ素子９である。 この場合のＭＩ素子９の寸法は、幅３ｍｍ、高さ２ｍｍ、長さ４ｍｍである。従来のＭＩ素子は、上記のように大きく、 設置空間が限られるセンサーには適用できない。
【００５４】
それに対し、本第１実施例は非常に小型薄型であるため、携帯電話用のセンサや腕時計用センサ等の小型電子機器用超小型磁気センサに適用できる。
【００５５】
本第１実施例においては、電極配線基板１の長手方向に形成された溝１１の溝面１１１および上基板１２の下面１１２にコイルを構成する導電性の磁性金属薄膜を蒸着により形成し、形成された金属薄膜が螺旋状に残るように間隙部を構成する導電性金属薄膜部を選択エッチング手法により除去することにより、電磁コイルを形成するものであるため高い密度で小型薄型のＭＩ素子の製造を可能にするという効果を奏する。
【００５６】
本第１実施例のＭＩ素子１０を使用した結果、図３ないし図５に示すように、従来のＭＩ素子を使用したＭＩセンサに比較し、約５０分の１（４８分の１）という桁違いに小型化されているにも関わらず、±１０Ｇの磁場領域で優れた直線性を得ることができた。
【００５７】
さらに比較のために図１３に示される比較例としての従来のボビンタイプのセンサ（ワイヤ長さ２．５ｍｍ、コイル長さ２ｍｍ、４０ターン）と上述の第１実施例のセンサ（ワイヤ径φ２０μｍおよび長さ１．５ｍｍ、コイル長さ１ｍｍ、１８ターン）におけるレンジについて比較した結果を、図８に示す。図８における横軸は、外部磁場であり、縦軸は、出力電圧である。
【００５８】
図８から明らかなように従来のボビンタイプのセンサと上述の第１実施例のセンサにおけるレンジについては、ほぼ±３Ｇで等しく、従来のボビンタイプのセンサに比べて上述の第１実施例のセンサの出力電圧は、８割強であり、小型薄型化した割りには出力電圧の低下は低いものであるが、巻数に大きな差があるため、ターン当たりの電圧は、ボビンタンプが２８ｍＶ／ｔｕｒｎに対して、第１実施例のセンサが５３ｍＶ／ｔｕｒｎであり、ボビンタンプの約２倍であり小型化に適していることになる。
【実施例２】
【００５９】
本第２実施例の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、例えば自動車分野において適用することが出来るワイドレンジ化を実現したもので、図１ないし図５を用いて以下に説明する。
基板１の大きさは、長さを０．６７ｍｍとし、感磁体２は、ＣｏＦｅＳｉＢ系合金を使った直径３０μｍのアモルファスワイヤ２である。 電磁コイル３は、 溝面１１１に形成されたコイルの片側３１と、溝上面１１２（樹脂４の上面４１）に形成された残り片側のコイル３２の２層構造により形成したものである。素子全体の長さは、０．６７ｍｍである。
【００６０】
本第２実施例においては、感磁体２としてのアモルファスワイヤの径をφ３０μｍとし、電磁コイル３の捲線内径をφ８０μｍに設定されている。
【００６１】
図３および図５ならびに表１に示されるコイル部３１１およびコイル部３１２の前記溝１１の長手方向の幅は、５０μｍ、１０μｍ、２５μｍ等に設定され、前記間隙部の同幅も、それぞれ２５μｍ、５μｍ、２５μｍ等に設定されている。
【００６２】
表１
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【００６３】
電磁コイル３の捲線内径に対するアモルファスワイヤの径の比は、１．００５ないし１０の範囲内に設定され、アモルファスワイヤの径がφ１０μｍ〜１００μｍの範囲内において設定されるので、アモルファスワイヤの径がφ１０μｍの時は電磁コイル３の捲線内径は１０．０５μｍ〜１００μｍの範囲内で設定され、アモルファスワイヤの径がφ１００μｍの時は電磁コイル３の捲線内径は１００．５μｍ〜１０００μｍの範囲内で設定される。
【００６４】
アモルファスワイヤの径がφ１０μｍのときは、電磁コイル３の捲線内径は１１μｍないし７０μｍ（１．１〜７倍）であり、アモルファスワイヤの径がφ１００μｍのときは、電磁コイル３の捲線内径は２００μｍないし３００μｍ（２〜３倍）である。
【００６５】
アモルファスワイヤの径がφ１００μｍに対しアモルファスワイヤの長さを１００μｍ〜１００００μｍに設定して、アスペクト比を１０〜１００に設定すると、検出レンジは従来の３〜２０倍となるので、ワイドレンジが要求される自動車分野における適用を可能にするものである。
【００６６】
また感磁体２としてのアモルファスワイヤの長さが０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．５ｍｍの４種類を用意し、アモルファスワイヤを図７に示される第１実施例より高い駆動電圧によって駆動した場合のそれぞれのレンジについて比較した結果を、図９に示す。図９における横軸は、外部磁場であり、縦軸は、出力電圧である。
【００６７】
図９から明らかなようにアモルファスワイヤの長さが最も短い０．６ｍｍのレンジが、±４５Ｇでレンジが最も広く、アモルファスワイヤの長さが長くなるに従いレンジが狭くなり、１．５ｍｍのものに比べて約９倍の広さがある。
【００６８】
さらに用意した感磁体２としてのアモルファスワイヤの長さが０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．５ｍｍの４種類について、ワイヤ径をφ３０μｍとした場合、測定可能範囲を決定する飽和磁場（Ｇ）について、測定した結果を、横軸にワイヤ全長すなわちアスペクト比をとり、縦軸に測定可能範囲（飽和磁場（Ｇ））をとり、図１０に示した。
図１０から明らかなようにアモルファスワイヤの長さが０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．５ｍｍの４種類について、飽和磁場（Ｇ）は、ワイヤ全長すなわちアスペクト比に対して線形関係を示している。
【００６９】
またアモルファスワイヤの径２０μｍ、電磁コイル３の捲線内径をφ８０μｍの時の目標素子全長である０．６７ｍｍに最も近いアモルファスワイヤの長さが０．７ｍｍについては、±４０Ｇのワイドレンジを実現する。
【００７０】
アモルファスワイヤの長さが０．４ｍｍのものについても、上述のレンジについて確認したが、上述の０．６ｍｍのものに比べてさらに広いレンジが測定可能範囲となる。
【００７１】
本第２実施例の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、センサ感度を損なわずに検出レンジを広げることが出来、上述のように素子形状が小さいため、空間分解能が向上するとともに、素子の全長（Ｌ）が小さいため周波数応答性が向上するという利点を有する。
【００７２】
上述の実施形態および実施例は、説明のために例示したもので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記載から当業者が認識することができる本発明の技術的思想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００７３】
上述の第１実施例においては、一例として前記溝１１の溝底面１１０においては隣合う上下方向のコイル部に連続するように幅方向に対して傾斜してコイル部３１２が延在形成するとともに、上基板１２の下面１１２に前記電極配線基板１の長手方向に形成された溝１１に直交する前記電極配線基板１の幅方向に片側のコイル３２を形成する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、図１１（Ａ）に示されるようにコイル部３１２を傾斜して延在形成するとともに、片側のコイル３２も傾斜して延在形成する例や、図１１（Ｂ）に示されるようにコイル部３１２を前記電極配線基板１の長手方向に形成された溝１１に直交する幅方向に形成するとともに、片側のコイル３２を傾斜して延在形成する例を採用することが出来る。
【００７４】
また上述の第１実施例においては、一例として図２に示されるように前記電極配線基板１に矩形の溝１１が形成された溝構造について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、図１２（Ａ）ないし（Ｃ）に示されるように前記電極配線基板１をエッチングによって除去して溝１１を形成する場合、斜め上方よりエッチングした場合のＵ字状、上方よりエッチングした場合の逆台形状またはＶ字状、台形状または逆Ｖ字状の溝を形成する実施形態を採用することが出来る。
【００７５】
さらに上述の第１実施例においては、一例として前記電極配線基板１に形成された溝１１の内側壁面にコイルを配設する例について説明したが、本発明としてはそれらに限定されるものでは無く、部材の表面に導電性の磁性金属薄膜を蒸着した後選択エッチングによって除去して螺旋状の電磁コイルを形成するものであればよく、例えば円形、矩形または多角形の横断面形状の絶縁材より成る線状部材の外側壁全面に導電性の磁性金属薄膜を蒸着により形成し、該線状部材を回転させて一定速度で送りながら一定ピッチの間隙部を形成すべく外側壁の磁性金属薄膜部を選択エッチング手法により螺旋状に除去することにより、螺旋状の電磁コイルを形成して、後で所定長さに切って、アモルファスワイヤを挿入する実施形態を採用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
以上のように、本発明の電磁コイル付マグネト・インピーダンス・センサ素子は、非常に小型で高感度であるため、携帯電話用のセンサや腕時計用センサ等の小型電子機器用超小型磁気センサに適用することを可能にするとともに、小型でワイドレンジ化を実現するため自動車分野における適用を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態および第１実施例のＭＩ素子を示す正面図である。
【図２】本第１実施形態および第１実施例のＭＩ素子を示す図１のＡ−Ａ' 線に沿う断面図である。
【図３】本第１実施形態および第１実施例における溝内のコイルの配設形態を示す部分斜視図である。
【図４】本第１実施形態および第１実施例における溝内のコイルの配設形態を示す部分平面図である。
【図５】本第１実施形態および第１実施例における溝内のコイルの配設形態を示す部分平面図である。
【図６】本第１実施形態および第１実施例におけるＭＩセンサの電子回路を示すブロック回路図である。
【図７】本第１実施形態および第１実施例におけるＭＩ素子を用いたＭＩセンサにおけるセンサ出力電圧対外部磁場の特性を示す線図である。
【図８】本第１実施例のセンサと従来のボビンタイプのセンサにおける外部磁場と出力電圧の関係を示す線図である。
【図９】本発明の第２実施例のＭＩ素子における感磁体としての各種長さのアモルファスワイヤのレンジを比較するために外部磁場と出力電圧の関係を示す線図である。
【図１０】本第２実施例のＭＩ素子における感磁体としての各種長さのアモルファスワイヤにおける飽和磁場（Ｇ）とワイヤ全長すなわちアスペクト比との関係を示す線図である。
【図１１】本発明のその他の実施形態および実施例における溝内のコイルの配設形態を示す各部分平面図である。
【図１２】本発明のその他の実施形態および実施例における溝形状の例を示す部分断面図である。
【図１３】比較例および従来例のＭＩ素子を示す正面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 電極基板
２ アモルファスワイヤ
３ 電磁コイル
４ 絶縁性樹脂
５ 電極
６ 信号発生器
７ 信号処理装置
１０ ＭＩ素子
１１１ 溝面
１１２ 溝上面
３１ 電磁コイルの片側
３２ 電磁コイルの残り片側
【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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【図１２】
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【図１３】
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