(57)【要約】本発明は、磁界生成器（１１、１３）を有する少なくとも１つのセンサー・ユニット（１０）、電源ユニット（２）と２つの共通の接続端子（ｘ、ｙ）のみを介して結合される磁気センサー部品（１２）を有する。このように、関連付けられた微小電子チップの接合ピンの数は最小限に低減される。望ましくは、センサー・ユニット（１０）は、磁界生成器として励起線（１１、１３）を有し、センサー部品としてＧＭＲ抵抗（１２）を有する。励起線（１１、１３）及びＧＭＲ抵抗（１２）は、接続端子（ｘ，ｙ）と（任意的にキャパシター（１４）を介して）並列に接続される。望ましくは、電源ユニット（２０）は、２つの周波数成分を有する駆動電流を供給し、目的の情報が測定信号の周波数領域に分離されるようにする。
2010500547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電子磁気センサー装置であって、
（ａ）磁界生成器及び関連付けられた磁気センサー素子を有する少なくとも１つのセンサー・ユニット；
（ｂ）前記センサー・ユニットの駆動電流を供給する少なくとも１つの電源ユニット；
（ｃ）前記磁界生成器及び前記センサー・ユニットの前記磁気センサー素子を、２つの接続端子を介して前記電源ユニットと接続する結合回路；を有する微小電子磁気センサー装置。
【請求項２】
複数の前記センサー・ユニットを有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項３】
センサー・ユニットよりも少ない数の電源ユニットを有し、前記結合回路はセンサー・ユニットを電源ユニットに選択的に結合する選択部品を有する、請求項２記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項４】
前記接続端子は、前記センサー・ユニットを有する微小電子チップの接合ピンとして実現される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項５】
前記結合回路の少なくとも１つの部品は、前記磁界生成器及び／又は前記磁気センサー素子と同一の基板に、成型による相互接続素子内に、接続された信号処理ＩＣ上に、コード内に、及び／又はコード・コネクタ内に配置される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項６】
前記結合回路は、前記磁界生成器及び前記磁気センサー素子を互いに誘導性及び／又は容量性結合する部品を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項７】
前記磁界生成器及び／又は前記センサー素子は、並列の経路で前記接続端子と結合される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項８】
少なくとも１つの前記経路は、受動電子部品、特にキャパシターを有する、請求項７記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項９】
前記キャパシターは、絶縁層により分離された少なくとも２つの金属層、望ましくは金の層を、前記磁界生成器及び／又は前記磁気センサー素子の上に有する、請求項８記載の微小電子磁気センサー素子。
【請求項１０】
前記磁気センサー素子と結合された、前記磁気センサー素子の測定信号を処理する評価ユニット、を有する請求項１記載の微小電子磁気センサー素子。
【請求項１１】
前記評価ユニットは、前記磁気センサー素子と前記接続端子を介して結合される、請求項１０記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１２】
前記評価ユニットは、前記接続端子とフィルター部品、特にインダクターを介して結合される、請求項１０記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１３】
前記評価ユニットは、前記測定信号の選択された周波数を処理する部品を有する、請求項１０記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１４】
前記電源ユニットは、第１の周波数を有する駆動電流の第１の成分を生成する第１の電流源、及び第２の周波数を有する駆動電流の第２の成分を生成する第２の電流源を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１５】
前記磁気センサー部品は、ホール・センサー、又はＧＭＲ、ＡＭＲ、若しくはＴＭＲ素子のような磁気抵抗部品を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１６】
請求項１記載の微小電子磁気センサー装置の、分子診断、生体成分分析、及び／又は化学成分分析、特に小分子の検出への使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロチップ上に少なくとも１つのセンサー・ユニットを備えた微小電子磁気センサー装置に関する。更に、本発明は当該センサー装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２００５／０１０５４３Ａ１号パンフレット及び国際公開第２００５／０１０５４２Ａ２号パンフレット（これらは参照されることにより本願に組み込まれる）から、例えば、磁気ビーズでラベル付けされた分子、例えば生体分子の検出用の微小流体生体センサーで用いられる微小電子磁気センサー装置が知られている。微小センサー装置には、励起磁界を生成する２本の励磁線及び磁性ビーズにより生成された漂遊磁界を検出する巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）を有するセンサー・ユニットが設けられる。ＧＭＲの信号は、センサー・ユニットの近くのビーズの数を示す。
【０００３】
上述のような磁気センサー装置がマイクロチップ上に実現される場合、各センサー・ユニットをそれぞれ外部回路に接続するために、少なくとも６本の接続ピンが必要である（２本の励起線に４本のピン、ＧＭＲ用に２本のピン）。従って、マイクロチップ上で利用可能なピンの数は、可能なセンサー・ユニットの数を制限する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の状況に鑑み、本発明の目的は、複数のセンサー・ユニットを有するマイクロチップによる実現に特に適した磁気センサー装置を提供することである。
【０００５】
上記の目的は、請求項１に記載の磁気センサー装置、及び請求項１６に記載の使用により達成される。好適な実施例は従属請求項に定められる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による微小電子磁気センサー装置は以下の構成要素を有する。
【０００７】
（ａ）励起磁界を近傍の検査領域内（例えば、試料液が供給される試料室）に生成する少なくとも１つの磁界生成器を有する少なくとも１つのセンサー・ユニット。センサー・ユニットは、上述の磁界生成器と関連付けられた、つまり磁界生成器の磁界により生じる影響の及ぶ範囲内にある少なくとも１つの磁気センサー素子を更に有する。磁界生成器は、例えば直列又は並列に接続された１又は複数の導線により実現される。磁気センサー素子は、特に、ホール・センサー、又は磁気抵抗素子、例えば巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）、又は異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）を有する。
【０００８】
（ｂ）上述のセンサー・ユニットの駆動電流を供給する電源ユニット。当該電流は、磁界生成器、及び磁気センサー素子によりそれらの機能を実行するために必要とされる。望ましくは、駆動電流は、第１の周波数及びフーリエ・スペクトルの異なる第２の周波数を有し、測定信号内の特定の寄生結合の効果の検出及び補償を可能にする。
【０００９】
（ｃ）磁界生成器及びセンサー・ユニットの磁気センサー素子を、２つの（２つより多くない）接続端子を介して電源ユニットと接続する結合回路。この状況では、用語「接続端子」は、一般に全駆動電流が流れる回路内の如何なる部品、例えば外部の配線が接続パッドに接合される領域を表してもよい。
【００１０】
提案された微小電子磁気センサー装置は、複数部品のセンサー・ユニット及び電源ユニットが２つの端子に接続されるので、有利である。従って、この設計は、特に利用可能な接続の数に制限のあるハードウェアの実施に適する。
【００１１】
微小電子磁気センサー装置は、標準的に記載された複数の磁気センサー・ユニットを有する。この場合には、接続端子の数は減少され、センサー・ユニット当たり２つだけしか必要ないので、端子の総数を適切な値に制限する。望ましくは、センサー・ユニットは、アレイ、例えば規則的な平面マトリックス・パターンに配置される。
【００１２】
上述の場合には、１つの関連付けられた電源ユニットがセンサー・ユニット毎に存在する。望ましくは、しかしながら、電源ユニットの数はセンサー・ユニットの数より少なく、結合回路は選択部品（例えば、スイッチ、及びマトリックス構造）を有し、センサー・ユニットを電源ユニットと選択的に接続する。従って、結合回路は、少数の電源ユニット（又は１つだけの電源ユニット）を、多数のセンサー・ユニットで共有する多重化機能を有する。選択部品が接続端子のセンサー側にある場合、当該端子の総数は、有利なことに少数の電源ユニットにより決定される。
【００１３】
微小電子磁気センサー装置の１又は複数のセンサー・ユニットは、望ましくは１つの微小電子チップ上に、つまり１つの（半導体）基板上に実現される。この場合、望ましくは、接続端子は当該チップの接合ピンとして実現される。何故なら当該ピンの数は通常空間的理由から制限されるからである。
【００１４】
磁界生成器及び／又は磁気センサー素子が基板上の集積回路として実現される場合、結合回路の部品は同一の基板上又は基板内、成型による相互接続素子（ＭＩＤ）内、接続された信号処理ＩＣ上、コード内、及び／又はコード・コネクタ内に配置される。勿論、結合回路の種々の部品が上述の部分に供給される。
【００１５】
本発明の更なる実施例では、前記結合回路は、前記磁界生成器及び前記磁気センサー素子を互いに誘導性及び／又は容量性結合する部品を有する。このような結合は、標準的に、磁界生成器と磁気センサー素子との間の、後の信号評価の観点から望ましい駆動電流の周波数に依存した分布を有する。
【００１６】
磁界生成器とセンサー素子は、望ましくは接続端子と並列の素線又は経路で接続される。駆動電流は、接続端子を通じて流れ、２つの並列経路にそれら経路のインピーダンスに応じて分配される。
【００１７】
上述の場合には、少なくとも２つの経路は、キャパシター、インダクター、及び／又は抵抗器のような２つの経路間への駆動電流の分配に影響を与える追加の受動電子部品を有する。磁界生成器を有する毛色は、例えば、磁界生成器と直列又は並列に接続されたキャパシターを更に有する。
【００１８】
上述のキャパシターは、中間の絶縁物層により分離された少なくとも２つの金属（例えば、金）のスタックにより実現され、磁界生成器及び／又は磁気センサー素子の上に配置される。従って、センサー・ユニットの上方の利用可能な領域は、キャパシターの配置のために利用できる。
【００１９】
評価ユニットは、標準的に、磁気センサー素子と結合され、当該磁気センサー素子により生成された測定信号を処理し、及び所望の情報（例えば、センサー・ユニットの近傍にある磁化粒子の数）を当該測定信号から抽出する。  評価ユニットは、例えば、センサー・ユニットと同一の基板内にある集積回路により実現される。
【００２０】
好適な実施例では、評価ユニットは、磁気センサー素子と２つの接続端子を介して結合される。この場合には、評価ユニットは、標準的に、磁気センサー部品の外部モジュールとして実現される。つまり、評価ユニットは、センサー・ユニットと同一のマイクロチップに統合されない。電源ユニットと評価ユニットの両方に同一の２つの接続端子を用いることにより、接合ピンの数が更に減少される。
【００２１】
上述の実施例では、評価ユニットは、任意的に、フィルター部品、例えばインダクターを介して接続端子と結合され、評価ユニットへ渡される特定の周波数範囲を選択する。
【００２２】
関連情報は、通常、周波数領域の寄生信号成分から分離できるので、評価ユニットは、望ましくは、測定信号の選択された周波数を処理する部品を有する。
【００２３】
電源ユニットは、本発明の任意の実施例では、第１の周波数を有する駆動電流の第１の成分を生成する第１の電流源、第２の周波数を有する駆動電流の第２の成分を生成する第２の電流源、を有する。ここで、当該電流源は、特に定電流源である。結果として生じる駆動電流は、測定信号内の所望の情報を寄生成分から分離するのを助ける少なくとも２つの周波数を有する。
【００２４】
本発明は、上述の微小電子磁気センサー装置の使用方法に更に関する。当該使用方法は、前記微小電子磁気センサー装置を分子診断、生体サンプル分析、及び／又は化学サンプル分析、特に小分子の検出を含む。分子診断は、例えば、直接に又は間接に目標分子に付着する磁気ビーズを用いて達成されて良い。
【００２５】
本発明の上述の及び他の態様は、本願明細書に記載される実施例から、及びその説明から明らかである。当該実施例は例として図面を参照して以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施例による微小電子磁気センサー装置の１つのセンサー・ユニットを図示する。
【図２】図１のセンサー装置の回路図を示す。
【図３】センサー・チップ上のキャパシターの実現を図示する。
【図４】センサー・ユニットがマトリックス構造を介して外部部品と結合される、センサー装置の第２の実施例の回路図を示す。
【図５】成型による相互接続素子（ＭＩＤ：モールド・インターコネクション・デバイス）の受動部品の構成を示す。
【図６】インダクターがセンサーと評価ユニットとの間に結合される、センサー装置の第３の実施例の回路図を示す。
【図７】磁界生成器と磁気センサー素子が誘導的に結合される、センサー装置の第４の実施例の回路図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図中の同様の参照符号は同一又は同様の構成要素を示す。
【００２８】
図１は、超常磁性ビーズ２を検出する単一のセンサー・ユニット１０の原理を説明する。センサー・ユニット１０の配列（例えば１００）を有する微小電子（生体）センサー装置は、試料室５内に供給される溶液（例えば血液又は唾液）内の多数の異なる目標分子１（例えばタンパク質、ＤＮＡ、アミノ酸、不正使用された医薬品）の濃度を同時に測定するために用いられる。
【００２９】
結合方式のある可能な例では、所謂「サンドイッチ分析」は、目標分子１が結合する第１の抗体３を、基板１５の結合表面６に設けることにより達成される。第２の抗体４を運ぶ超常磁性ビーズ２は、次に結合した目標分子１に付着する。センサー・ユニット１０の平行な励起線１１及び１３を続けて流れる全電流Ｉｅｘｃは励起磁界Ｂを生成し、そして超常磁性ビーズ２を磁化する。超常磁性ビーズ２からの反応磁界Ｂは、センサー・ユニット１０のＧＭＲ１２に同一平面の磁化成分を導入し、結果として、センサー電流Ｉｓｅｎｓｅを通じて検知される測定可能な抵抗値の変化を生じる。上述の電流Ｉｅｘｃ、Ｉｓｅｎｓｅは、電源ユニット２０により供給される。
【００３０】
センサー・ユニット１０が上述のように、電源ユニット２０及び／又は信号評価ユニット３０のような外部モジュールと接続される場合、基本的に各部品、つまり第１の磁気励起線１１、第２の磁気励起線１３、及びＧＭＲセンサー１２のために２つの端子が必要である。更に、接地のために追加の端子が必要である。従って、生体チップ上の各センサー・ユニットが個々にアドレス指定可能な場合には、全部で７本のピンが必要である。従って、例えば４個のセンサー・ユニットを有する生体チップは、標準的にチップで利用可能な３２本のピンのうち２８本の接合ピンを必要とする。更に多くのセンサー・ユニットを１つのチップ上に配置すると、相応して、全てのユニットを読み取り素子と接続するための更に多くの接続が必要である。
【００３１】
しかしながら、一方で、インターフェースに用いられる接続の数は、以下の理由から最小限に抑えられるべきである。
−生体チップの面積は、標準的に１００×１００μｍの大きさの接合パッドのために面積を消費することなく、効率的なセンサー領域に最適化されるべきである。
−チップの価格はチップの面積に比例するので、チップは小さいほど安価である。−簡易なインターフェースほど安価であり、一般的に強靱である（接続が少ない）。
【００３２】
従って、限られた数のピンを介して、最大数のセンサー・ユニットを外部読み取り／駆動モジュールと接続することが望ましい。従って、所与のピン数に対しセンサー・ユニットの数を最大限にする配線方法が求められる。或いは、反対に、所与の数のセンサー・ユニットを接続するために使用されるピン数を最小限にする配線方法が求められる。ここでセンサー・ユニットは、標準的に使い捨てカートリッジに配置される。
【００３３】
本願明細書で提案される方法は、磁界生成及び磁界検知線を一緒に電気的に結合する段階を有する。非線形の２つのポートが、ＧＭＲ素子１２の乗算動作により現れる。結果として生じる測定信号の高調波及びモジュール間成分の振幅は、ＧＭＲセンサーの同一平面内の磁界を表す。以下に示されるように、各センサー・ユニットは（非線形の）２つのポートに削減されるので、Ｎ本のピンがそれぞれＭ＝（Ｎ／２）２個のセンサー・ユニットをアドレス指定できる。従って、上述の３２ピンのチップは、２５６個のセンサー・ユニットをそれぞれアドレス指定する。
【００３４】
図１及び図２の対応する回路図は、上述の概念の特定の実施例である。
−２つの磁気励起線１１、１３は直列に、２つの個々の接続端子ｘ、ｙと接続される（図１の破線により示される。描画面の背後に存在し、線の背後の端と接続される。）。
−上述の励起線の経路内にあるキャパシター（Ｃ）１４を接続端子ｘ、ｙの間に結合する。
−ＧＭＲセンサー１２も接続端子ｘ、ｙと接続する。
【００３５】
チップの外部で、電源ユニット２０及び評価ユニット３０は、接続端子ｘ、ｙと並列に接続される。従って、２つの接続端子（つまり接合ピン）ｘ、ｙのみを介してセンサー・ユニット１０の統合された部品１１、１２、１３へのアクセスが提供される。
【００３６】
電源ユニット２０は、並列に接続された２つの電流源２１、２２を有する。電流源２１、２２は、それぞれ第１の周波数ｆ１の第１の電流ｉ１及び第２の周波数ｆ２の第２の電流ｉ２を供給する。ここでｆ１＞ｆ２である。周波数ｆ１、ｆ２は、２つの電流源２１、２２により生成され、両方とも１／ｆ雑音のコーナー周波数より十分高い。
【００３７】
評価ユニット３０は、（特に）周波数差（ｆ１−ｆ２）の近くに中心のある帯域通過フィルター３１、次に低周波数磁気信号を周波数（ｆ１−ｆ２）で増幅する低雑音増幅器（ＬＮＡ）３２を有する。
【００３８】
センサー・ユニット１０は、磁界生成電流線１１、１３とＧＭＲ素子１２との間に容量性のＡＣ結合を有する。当該結合は、オンチップに集積されたキャパシター１４により、及び寄生キャパシタンスにより、図示のように達成される。結合キャパシター１４の目的は、低周波数（ｆ１−ｆ２）信号成分が、直列接続された線１１、１３の低い直列抵抗Ｒｅｘｃにより減衰されるのを防ぐことである（Ｒｅｘｃの標準的な値は、約２０オームであり、ＧＭＲ素子の抵抗値ＲＧＭＲは約５００オームである）。また、結合キャパシター１４の目的は、ＧＭＲ素子１２と励起線１１、１３との間の全供給電流（ｉ１＋ｉ２）の適正な部分を保証することである。
【００３９】
上述の概念の実現可能性は、以下に説明される。２つの電流源２１、２２を「励起電流」ｉ１＝Ｉ１・ｓｉｎω１ｔ及びｉ２＝Ｉ２・ｓｉｎω２ｔと仮定する（ω１＝２π・ｆ１、ω２＝２π・ｆ２、Ｉ１、Ｉ２は定数）。また、最も単純な場合には、ｆ１、ｆ２の両方はＡＣ結合のコーナー周波数より十分高いと仮定する（つまり、ω１ＣＲｅｘｃ≧４、ω２ＣＲｅｘｃ≧４、Ｃはキャパシター１４のキャパシタンス、Ｒｅｘｃは直列の励起線１１、１３の全抵抗値である）。従って、全電流（ｉ１＋ｉ２）はＧＭＲ素子１２及び励起線１１、１３に次式に従い分割される。
【００４０】
【数１】
2010500547.tif 000003
ＲＧＭＲは、ＧＭＲ素子１２の抵抗値である。これは、センサーの標準的な電流動作条件を満たす。つまりＩｓｅｎｓｅ＝２ｍＡ、Ｉｅｘｃ＝５０ｍＡである。
【００４１】
更に、ＧＭＲ電圧ＵＧＭＲは、ＩｓｅｎｓｅとＧＭＲ抵抗値の変化に比例する（オームの法則）。また、ＵＧＭＲはビーズの磁化に比例する。ビーズの磁化は励起電流Ｉｅｘｃに比例する。従って、次式の通りである。
【００４２】
【数２】
2010500547.tif 000004
結果として、ＧＭＲ電圧ＵＧＭＲの周波数（ｆ１−ｆ２）の所望の低周波数成分は、ＡＣ結合の比較的高いコーナー周波数のせいで実質的に減衰することなく、次式に等しい。
【００４３】
【数３】
2010500547.tif 000005
所望のキャパシターの値Ｃは、動作周波数及び所望のインピーダンス・レベルに依存する。周波数ｆ１＝４５０ＭＨｚでの極を達成するため、所望の結合キャパシターは、次式に等しくなければならない。
【００４４】
【数４】
2010500547.tif 000006
これは、ＣＭＯＳ１８技術（８．２ｆＦ／μｍ２の２層金属酸化物を想定する）で２１００μｍ２の広さである。これは、標準的なセンサーの設計（１００×２１μｍ２）の検知面積と同じ位の大きさである。
【００４５】
図３は、この観点から、結合キャパシター１４がセンサー・ユニット１０の検知チップ表面にどのように実現されるかを図示する。図示された例では、キャパシター１４は、中間の薄膜酸化物層１４ｂにより分離された２つの平行な層１４ａ、１４ｃを有する。上部の（固定の）金の層は、生化学分析への不要な影響を回避するため、接地される。複数の積層された金属／酸化物層により、所望の面積は更に縮小される。
【００４６】
所望の磁気信号への線の抵抗値の影響を抑えるため、ｆ１、ｆ２が次のように選択される。
【００４７】
【数５】
2010500547.tif 000007
上述の実施例の別の変形では、第１の周波数ｆ１のみが、ＡＣ結合のコーナー周波数の近く又は上に選択される。結果として、ＡＣ結合は検知電流ｉ２を遮断し、検知電流ｉ２が主にＧＭＲ素子１２を流れるようにする。励起電流ｉ１は、ＧＭＲ素子１２と励起線１１、１３に渡り分割されるので、Ｉｅｘｃ＝０．９６・ｉ１、Ｉｓｅｎｓｅ＝０．０４・ｉ１＋ｉ２である。この方法は、磁界生成線の主な電力消費を制限するので、有利である。
【００４８】
図１及び図２の設計は、各センサー・ユニット１０をそれぞれ１つの関連する電源ユニット２０及び／又は評価ユニット３０と接続するために用いられる。望ましくは、少ない数の電源ユニット及び／又は評価ユニットが、マイクロチップ上でアレイに構成された多数のセンサー・ユニット１０の間で共有される。これは、例えば、よく知られたパッシブ・マトリックス構造のそれぞれ２端子のセンサー・ユニット１０を接続することにより実現される。ここで、ピン数Ｎは、Ｍ個のセンサー・ユニット１０に対し次式のように減少される。Ｎ＝２√Ｍ
図４は、上述の構成を示す。図４では、各センサー・ユニット１０は、１つの接続端子ｘ、及び１つの接続端子ｙを有する。センサー・ユニット１０のアレイの同一の列に配置された全てのセンサー・ユニットのｙ端子は、同一の垂直線に接続される。また、センサー・ユニット１０のアレイの同一の行に配置された全てのセンサー・ユニットのｘ端子は、同一の水平線に接続される。
【００４９】
多重スイッチ２３、２４は、水平線と垂直線を、それぞれ電源ユニット２０の出力（同時に評価ユニット３０の入力である）ｘ’とｙ’と選択的に接続するために用いられる。ｘ、ｙ端子の両方が出力ｘ’、ｙ’に接続されたセンサー・ユニット１０、つまり選択された表と選択された列の交点にあるセンサー・ユニットが、読み出される。留意すべき点は、２つの出力ｘ’、ｙ’は、接続端子ｘ、ｙと同様に（センサー・ユニット毎に）、センサー・ユニット１０全体に供給された電力が出力ｘ’、ｙ’を流れるので、本適用の観点から「接続端子」と考えられることである。
【００５０】
キャパシター１４は、上述の実施例では同一の基板１５にセンサー・ユニット１０として統合されると仮定された。しかしながら、他のモジュールに配置されてもよい。図５は、この観点から、容量性結合がセンサー・ダイ上にないが成型による相互接続素子（ＭＩＤ）４０上にある実施例を示す。図５の方法の利点は、コード５０と評価ユニット２０との間のコード接続の数が少ないことである。これにより、強靱な（多数回使用できる）コード・コネクタ６０の実施が可能になる。これは、使い捨てセンサーでは重要である。更に、別個の部品に大容量結合キャパシター（低い動作周波数を可能にする）を実装することが容易になる。従って、この方法は、信号処理電子機器の多重化回路の複雑さを低減する。
【００５１】
万が一、ＭＩＤ４０に十分な空間がない場合、結合キャパシター１４は、信号処理基板上、（フリップ・チップ）接続された信号処理ＩＣ上、又はコード５０上に、配置されるかもしれない（別個の部品に、又は適切なコード設計により、容量性結合を導入する）。
【００５２】
図６は、図２の回路の変形例を示す。図６では、外部インダクター３３が、評価ユニット３０と接続端子ｘ、ｙの一方との間に、例えば評価ユニットを有する読み取り局の中に配置される。このように、動作周波数及び／又は所望のキャパシター面積を低減するのを支援するＬＣ共振回路が実現される。共振周波数ｆ１＝１０ＭＨｚにおける線質係数Ｑ＝１０は、例えば、２１００μｍ２のキャパシター面積（１８ｐＦ）で実現される。標準的な周波数の値は、ｆ１＝１０ＭＨｚ、ｆ２＝１０．０５ＭＨｚである。
【００５３】
図７は、本発明の別の実施例の回路図を示す。図７では、ＧＭＲセンサー１２は、例えば２つの並列のビーズ又はコイル１６により励起線１１、１３と個々に接続される。誘導性結合は、センサー・ダイ、ＭＩＤ、コード、又は信号処理基板上に存在する（寄生する）。動作周波数（ｆ１−ｆ２、ｆ１、ｆ２）は、効率的な結合を実現するために十分高くなければならない。明らかに、容量性結合にも同一の原理が用いられる。容量性結合では、ＧＭＲはセンサーとＬＮＡとの間のどこかに容量性結合（寄生）により線と結合される。
【００５４】
最後に、留意すべき点は、本願明細書の用語「有する」は他の要素又は段階を排除しないこと、単数を表す語は複数を排除しないこと、及び単一のプロセッサー又は他の装置は複数の手段の機能を満たすことである。本発明は、それぞれ全ての新しい特徴的機能及び特徴的機能のそれぞれ全ての組み合わせに存在する。更に、請求項の如何なる参照符号も本発明の範囲を制限すると見なされるべきではない。
【図１】
2010500547.tif 000008
【図２】
2010500547.tif 000009
【図３】
2010500547.tif 000010
【図４】
2010500547.tif 000011
【図５】
2010500547.tif 000012
【図６】
2010500547.tif 000013
【図７】
2010500547.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成21年2月10日(2009.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微小電子磁気センサー装置であって、
（ａ）磁界生成器及び関連付けられた磁気センサー素子を有する少なくとも１つのセンサー・ユニット；
（ｂ）前記センサー・ユニットの駆動電流を供給する少なくとも１つの電源ユニット；
（ｃ）前記磁界生成器及び前記センサー・ユニットの前記磁気センサー素子を、２つの接続端子を介して前記電源ユニットと接続する結合回路；を有する微小電子磁気センサー装置。
【請求項２】
複数の前記センサー・ユニットを有し、
前記磁気センサー素子は、センサー・ユニットよりも少ない数の電源ユニットを有し、
前記結合回路はセンサー・ユニットを電源ユニットに選択的に結合する選択部品を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項３】
前記接続端子は、前記センサー・ユニットを有する微小電子チップの接合ピンとして実現される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項４】
前記結合回路の少なくとも１つの部品は、前記磁界生成器及び／又は前記磁気センサー素子と同一の基板に、成型による相互接続素子内に、接続された信号処理ＩＣ上に、コード内に、及び／又はコード・コネクタ内に配置される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項５】
前記結合回路は、前記磁界生成器及び前記磁気センサー素子を互いに誘導性及び／又は容量性結合する部品を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項６】
前記磁界生成器及び／又は前記センサー素子は、並列の経路で前記接続端子と結合される、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項７】
少なくとも１つの前記経路は、受動電子部品、特にキャパシターを有する、請求項６記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項８】
前記キャパシターは、絶縁層により分離された少なくとも２つの金属層、望ましくは金の層を、前記磁界生成器及び／又は前記磁気センサー素子の上に有する、請求項７記載の微小電子磁気センサー素子。
【請求項９】
前記磁気センサー素子と結合された、前記磁気センサー素子の測定信号を処理する評価ユニット、を有する請求項１記載の微小電子磁気センサー素子。
【請求項１０】
前記評価ユニットは、前記磁気センサー素子と前記接続端子を介して結合される、請求項９記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１１】
前記評価ユニットは、前記接続端子とフィルター部品、特にインダクターを介して結合される、請求項９記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１２】
前記評価ユニットは、前記測定信号の選択された周波数を処理する部品を有する、請求項９記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１３】
前記電源ユニットは、第１の周波数を有する駆動電流の第１の成分を生成する第１の電流源、及び第２の周波数を有する駆動電流の第２の成分を生成する第２の電流源を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１４】
前記磁気センサー部品は、ホール・センサー、又はＧＭＲ、ＡＭＲ、若しくはＴＭＲ素子のような磁気抵抗部品を有する、請求項１記載の微小電子磁気センサー装置。
【請求項１５】
請求項１記載の微小電子磁気センサー装置の、分子診断、生体成分分析、及び／又は化学成分分析、特に小分子の検出への使用。
【国際調査報告】
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