(57)【要約】【課題】従来における磁気センサは、磁気インピーダンス素子を収納したボビンに、コイルを巻回する複雑な構成であるため、組み立てに困難を要し、これを解決するために磁気センサが大型化していた。【解決手段】両端に端子部を設けて薄膜状の磁気インピーダンス素子を搭載した基板ユニットと、基板ユニットが嵌合可能な空隙を設けたボビンにコイルを巻回してボビンに固着したコイル端子が備わったコイルユニットとに分割した構造とし、基板ユニットとコイルユニットとを嵌合することで磁気センサを構成する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気インピーダンス効果を利用した磁気検出素子と、この磁気検出素子に巻回したコイルとを有する磁気検出装置において、
前記磁気検出素子を少なくとも１つ搭載し、前記磁気検出素子と電気的接続がされ、外部と接続する端子を有する基板からなる基板ユニットと、前記コイルを少なくとも１つ巻回したボビンと、前記ボビンに固着されたコイル端子を有するコイルユニットを構成し、前記ボビンには前記基板ユニットを挿入するための空隙を設け、前記基板ユニットと前記コイルユニットとを嵌合により組合せることで構成することを特徴とする磁気検出装置。
【請求項２】
前記ボビンは、バイアス磁界コイルと負帰還磁界コイルとを巻回し、少なくとも一対のバイアスコイル端子と負帰還コイル端子とを固着した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】
前記基板に搭載される前記磁気検出素子は、ガラス基板上に形成された薄膜状の磁気インピーダンス素子を用いることを特徴とする請求項１ないし２のいずれかに記載の磁気検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気インピーダンス効果を利用した磁気検出素子を用いた磁気センサおよび磁気検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気センサとしてはホール素子や、磁気抵抗素子が広く用いられているが、検出感度の点で今一つ満足できない。そこで、ホール素子や磁気抵抗素子に代わる高感度磁気検出素子として、アモルファスワイヤによる磁気インピーダンス素子を構成している（例えば、特許文献１参照）。また、薄膜形状のアモルファススパッタ磁性薄膜を形成しているものもある。
いずれの形状の磁気インピーダンス素子も磁界に対して高感度であるが、素子自身の特性は、磁界に対して非線形性を示すので、直線性の優れた磁気検出素子を提供し安定磁場測定改善のためにバイアス磁界を印加するためのコイルや負帰還励磁コイルを磁気インピーダンス素子に巻回し構成がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
前述の対策を施す場合、バイアス磁界は磁気インピーダンス素子に巻き回されたコイルにより発生させる方法が一般的である。磁気検出素子としての構成の一例を図４に示す。薄膜状磁気インピーダンス素子１は、絶縁材からなるベース３５上に配置し、薄膜状磁気インピーダンス素子１の両端に通電用端子３６を電気的結合後に、ベース３５にキャップ３７を嵌合する。薄膜状磁気インピーダンス素子１が内部に収納されたベース３５とキャップ３７との嵌合部品であるボビン３８の中央付近は、巻き枠部３９として巻線５１が巻回され、巻線５１の両端はベース３５の両端にインサート成形されている巻線端子６１に巻き付けられる（例えば特許文献４参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２８１７１２号公報  （第４頁、第５−１２図）
【特許文献２】
特開平８−０７５８３５号公報  （第４−５頁、第１−６図）
【特許文献３】
特開２００２−１９８５８２号公報（第１１−１２頁、第１５図）
【特許文献４】
特開平１１−２３７４５８号公報  （第３頁、第１−７図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来における磁気センサは、磁気インピーダンス素子を収納したボビンに、コイルを巻回する複雑な構成であるため、組み立てに困難を要し、これを解決するために磁気センサが大型化していた。
また、バイアス磁界と負帰還磁界とを印加する場合は、バイアス用と帰還用の二種類のコイルを素子に巻回する必要があり、更に磁気センサの小型化と組立容易性が困難になっていた。
更に、磁気センサが大型になると、磁気インピーダンス素子とバイアスコイル、磁気インピーダンス素子と負帰還コイルとの磁気抵抗が大きくなり、コイルに通電する電流が増えるという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、前記の問題を解決し、高感度で直線性の良い磁気センサを、小型、低コスト、低消費電力で提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、磁気インピーダンス効果を利用した磁気検出素子と、この磁気検出素子に巻回したコイルとを有する磁気検出装置において、
磁気検出素子を少なくとも１つ搭載し、磁気検出素子と電気的接続がされ、外部と接続する端子を有する基板からなる基板ユニットと、コイルを少なくとも１つ巻回したボビンと、ボビンに固着されたコイル端子を有するコイルユニットを構成し、ボビンには基板ユニットを挿入するための空隙を設け、基板ユニットとコイルユニットとを嵌合により組合せることでなる構成とする。
【０００８】
この際に、ボビンは、バイアス磁界コイルと負帰還磁界コイルとを巻回し、少なくとも一対のバイアスコイル端子と負帰還コイル端子とを固着することにする。
さらに、基板に搭載される磁気検出素子は、ガラス基板上に形成された薄膜状の磁気インピーダンス素子を用いることにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
図１は、本発明の第一実施例の構成図である。第一の実施例は、１つの薄膜状磁気インピーダンス素子１とバイアスコイル５により構成される磁気センサ１０を示す。図１（ａ）は基板ユニットの斜視図であり、図１（ｂ）はコイルユニットの斜視図である。図１（ｃ）は、基板ユニットとコイルユニットとを組み合わせた磁気センサの斜視図である。
薄膜状の磁気インピーダンス素子１は、基板２上に搭載されており、基板２の両端部には、磁気インピーダンス素子１用の二つの端子であるスルーホール３が設けられている。また、基板２は、通常プリント基板が用いられる。
【００１０】
ボビン４は、中央部に基板ユニットが嵌合するための貫通角穴を設けており、外周にバイアスコイル５が巻回され、バイアスコイル５の末端は、ボビン４に固着したバイアスコイル端子６に接続されている。この２つのバイアスコイル端子６は、バイアスコイル５をボビン４に巻く際のからげ用の端子を兼ねている。このように、コイル用の端子はボビン４に巻線する際、からげ端子が必要となるので、あらかじめボビン４にピン状の端子を構成している。
一方、基板２に設けた磁気インピーダンス素子１用の端子は、図１（ｂ）のコイルユニットと組合せ後にスルーホール３にピンを挿入するか、もしくはランドにワイヤを接続するために、基板２の端子部は、ランド付きのスルーホール３としている。
【００１１】
このように、図１（ａ）に示す基板ユニットと、図１（ｂ）に示すコイルユニットとを別々に製造し、互いに嵌合することのみで、磁気センサを構成できる。
図２、は本発明の第二実施例の構成図である。
第二の実施例は、１つの磁気インピーダンス素子１とバイアスコイル５０と負帰還コイル７により構成される磁気センサ２０を示す。
図２（ａ）に示す基板ユニットは、第一の実施例と共通化してもよいし、専用化することもできるが、ここでは共通化した例を示している。
図２（ｂ）に示すコイルユニットは、ボビン４０にバイアスコイル５０と負帰還コイル７とが巻回され、一対のバイアスコイル端子６０と負帰還コイル端子７にそれぞれのコイル末端が接続されている。
【００１２】
ボビン４０の中付近には、基板ユニットが嵌合するための貫通角穴が設けられており、図２（ａ）に示す基板ユニットと、図２（ｂ）に示すコイルユニットとを別々に製造し、互いに嵌合することのみで、図２（ｃ）の磁気センサを構成できる。
図３は、磁気センサ１０または２０の検出回路によるシステム構成を示す実施例である。本図において、磁気インピーダンス素子１には、表皮効果を発生させるために、高周波電流を印可する交流電流発生器３０を接続し、バイアスコイル５０が巻回されている。バイアスコイル５０は、バイアス電流発生器３１により電流が通電される。磁気インピーダンス素子１で得られたインピーダンス変化のピーク値を検波器３２により出力し、増幅器３３で増幅した値を磁気センサの出力として得る。また、磁気センサとして得られた出力によって、帰還素子３４を用いて磁気インピーダンス素子１に巻回した負帰還コイル７に電流を通電することで、磁気インピーダンス素子１の磁気特性を基準位置に戻し、安定した動作が得られる磁気センサを提供できる構成としている。
【００１３】
以上の実施例では、磁気インピーダンス素子１が１つの場合について説明したが、磁気インピーダンス素子は２つ以上であても良い。
【００１４】
【発明の効果】
この発明では、両端に端子部を設けて薄膜状の磁気インピーダンス素子を搭載した基板ユニットと、基板ユニットが嵌合可能な空隙を設けたボビンにコイルを巻回してボビンに固着したコイル端子が備わったコイルユニットとに分割した構造とし、基板ユニットとコイルユニットとを嵌合することで磁気センサを構成するため、以下の効果を有する。
磁気インピーダンス素子が搭載された基板を、コイルを巻き回したボビンと組み合わせる簡単な構成で、磁気センサを実現することが可能であるので、小型で低コストな磁気検出装置を提供できる。
【００１５】
この際、ボビンを小型化することにより、素子とコイルの磁気抵抗が小さくできるので、コイル電流を少なくすることが可能となる。
また、本発明の磁気センサは、磁気検出素子として磁気インピーダンス素子を用いるので、高感度な磁気センサを提供でき、バイアス磁界や負帰還磁界をコイルにより印加するので、直線性の良い高精度な磁気検出装置を提供できる。
この際、磁気インピーダンス素子に薄膜状の素子を用いるので、ワイヤタイプで問題となる張力による出力変化の影響が無く、簡単な構造で、高精度な磁気検出装置を提供できる。
【００１６】
更に、コイルユニットのバリエーションに対して、心臓部である基板ユニットは部品の標準化ができ、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例の構成を示す磁気センサ斜視図
【図２】本発明の第二の実施例の構成を示す磁気センサ斜視図
【図３】本発明の実施例に係る検出回路構成図
【図４】従来の磁気センサ構造図
【符号の説明】
１：        薄膜状磁気インピーダンス素子
２：        基板
４、４０：  ボビン
５、５０：  バイアスコイル
６、６０：  バイアスコイル端子
７：        負帰還コイル
８：        負帰還コイル端子
１０、２０：  磁気センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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