(57)【要約】【課題】磁力計の立ち上がり、その磁力計によって行われる測定の“オフセット”の減少、及び、同相除去において特に改善をもたらす配置と構造を有する少なくとも１つの励磁コイルを備える薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計を提供する。【解決手段】本発明のフラックスゲート型マイクロ磁力計は、所定の主平面を有する支持体と、所定の主方向の少なくとも１つの第１磁気コアと、前記第１磁気コアに平行な少なくとも１つの第２磁気コアと、を備えた磁気回路と、直列に接続された一連の導電部材で形成された少なくとも１つの励磁コイルと、前記一連の導電部材に励磁信号を与える手段と、を含む。前記励磁コイルは、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向に延長し、前記支持体の前記主平面に対して平行な平面にそれぞれ位置する互いに平行な平坦な導電領域を含む。【選択図】図６
2007298509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の主平面を有する支持体（１００−１０１）と、
所定の主方向の少なくとも１つの第１磁気コア（１０２）と、前記第１磁気コアに平行な少なくとも１つの第２磁気コア（１０４）と、を備えた磁気回路と、
直列に接続された一連の導電部材で形成された少なくとも１つの励磁コイル（１１０、４１０）と、
前記一連の導電部材に励磁信号を与える手段と、を含み、
前記励磁コイルは、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向に延長し、前記支持体の前記主平面に対して平行な平面にそれぞれ位置する互いに平行な平坦な導電領域（４１１、４１２、４１３、４１４）を含み、
複数の第１の平坦な導電領域（４１１、４１３）は、前記第１コアに対向して位置し、
複数の第２の平坦な導電領域（４１２、４１４）は、前記第２コアに対向して位置し、
前記励磁コイルの少なくともいくつかの導電部材は、前記複数の第１の平坦な導電領域に属する第２の平坦な導電領域（４１２）に接続され、前記第２の平坦な導電領域として前記支持体の前記主平面に直交する前記同一平面に位置する前記複数の第２の導電領域に属する少なくとも１つの第１の平坦な導電領域（４１１）でそれぞれ形成され、
前記励磁コイルの前記導電部材は、前記コア（１０２、１０４）を囲う閉じられた外形部を与え、前記第１の平坦な導電領域（４１１）と前記第２の平坦な導電領域（４１２）とを含む導電部分で形成される、薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項２】
前記励磁コイルの前記導電部材は、前記導電部分に接続され、前記一連の導電部材の前の導電部材または前記励磁信号を与える手段からの電流を送るための第１導電連結部（４１８）と、前記導電部分に接続され、前記一連の導電部材の次の導電部材または前記励磁信号を与える手段から電流を送るための第２導電連結部と、でそれぞれさらに形成される、請求項１に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項３】
前記複数の第１の平坦な導電領域の前記平坦な導電領域と前記複数の第２の平坦な導電領域の前記平坦な導電領域は、前記所定の主方向に直交する方向に沿って方向付けられている、請求項１または２に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項４】
前記第１の平坦な導電領域（４１１）と前記第２の平坦な導電領域（４１２）は、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面に位置し、前記第２の平坦な導電領域は、前記第１の平坦な導電領域に接続されて位置合わせされている、請求項１から３の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項５】
前記閉じられた導電外形部は、第３の平坦な導電領域（４１３）と、前記第３の平坦な導電領域に接続されて位置合わせされている第４の平坦な導電領域（４１４）と、を追加的に含み、
前記コアが前記第１平面と前記第２平面との間に位置するように、前記第３の平坦な導電領域と前記第４の平坦な導電領域は、前記第１の平坦な導電領域（４１１）と前記第２の平坦な導電領域（４１４）にそれぞれ接続されると共に前記支持体の前記主平面に平行な第２平面に位置する、請求項１から４の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項６】
前記第３の平坦な導電領域（４１３）と前記第４の平坦な導電領域（４１４）は、前記第１の平坦な導電領域（４１１）と前記第２の平坦な導電領域（４１２）として前記支持体の前記主平面に直交する前記同一平面に位置する、請求項５に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項７】
閉じられた外形部を与える前記導電部分は、前記第１コアを部分的に囲う第１導電部と前記第２コアを部分的に囲う第２導電部とで形成され、前記第１導電部と前記第２導電部は同一である、請求項１から６の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項８】
前記第１導電接続部（４１８）と前記第２導電接続部（４１９）は、コア（１０２、１０４）の間に位置し、前記所定の主方向に平行な方向に方向付けられ、前記第２接続部と前記第１接続部は、前記コアが前記第１平面と前記第２平面との間に位置するように、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面と前記支持体の前記主平面に平行な第２平面にそれぞれ位置する、請求項１から７の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項９】
前記磁気回路は、互いに平行であると共に前記第１コア及び前記第２コアに平行な１つ又は複数の他の並置されたコアをさらに含み、前記励磁コイルのいくつかの導電部材は、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域として、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向に延長し、前記支持体の前記主平面に直交する前記同一平面に位置する複数の平坦な導電領域でそれぞれさらに形成される、請求項１から８の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１０】
前記磁気回路は、互いに平行であると共に前記第１コア及び前記第２コアに平行な１つ又は複数の他の並置されたコアをさらに含み、前記導電部分は、前記他方のコアを囲う、請求項１から９の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１１】
前記コア（１０２、１０４）の周囲に巻かれる少なくとも１つの検出コイル（４２０）をさらに含む、請求項１から１０の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１２】
前記検出コイル（１２０、５２０）と前記励磁コイル（１１０、５１０）は、インターレースされている、請求項１１に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１３】
前記検出コイルは、前記コアが前記第１平面と前記第２平面の間に位置するように、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面の全ての前記コア（１０２、１０４）に対向すると共に前記支持体の前記主平面に平行な第２平面の全てのコア（１０２、１０４）に対向して交互にそれぞれ通過する一連の巻線で形成される、請求項１１または１２に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１４】
前記検出コイルは、直列に接続される一連の導電巻線で形成され、前記検出コイルの複数の巻線は、互いに平行で、前記支持体の前記主平面に平行な平面の前記磁気回路の前記コアに対向してそれぞれ位置し、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向にそれぞれ延長する複数の平坦な導電領域をそれぞれ含み、前記検出コイル（４２０）の前記平坦な導電領域は、前記励磁コイル（４１０）の前記平坦な導電領域の幅（ｌｃ）より大きい幅（ｌ’ｃ）を有する、請求項１１から１３の何れか一項に記載の薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計。
【請求項１５】
第１の主方向に沿って方向付けられるコアを備えた請求項１から１４の何れか一項に記載の第１のフラックスゲート型マイクロ磁力計と、前記第１の主方向に対して直交する第２の主方向に沿って方向付けられたコアを備えた請求項１から１４の何れか一項に記載の少なくとも１つの第２のフラックスゲート型マイクロ磁力計と、を含む、薄膜内に実現される装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ技術及び磁力計または磁気センサの分野に関し、少なくとも１つの励磁コイルと少なくとも１つの検出コイルとを有する磁気回路を備えた、薄膜に実現されるフラックスゲート型の磁力計装置を提供する。特に、励磁コイルは、改善された配置と構造を有する。
【０００２】
本発明による装置は、磁力計の立ち上がり点、測定精度、特に測定“オフセット”減少に関する測定精度、同相除去において改善をもたらす。
【背景技術】
【０００３】
“フラックスゲート”型磁力計は、磁界を測定するために使用され、その磁界は、弱いこともあり、場合によっては非常に弱いこともあり、磁力計の寸法によるが、例えば、１ナノテスラないしは数ピコテスラ程度の分解能を有する１マイクロテスラ程度である。通常、“フラックスゲート”型磁力計は、センサ、そのセンサに周期的な励磁信号を提供することができる励磁手段または励磁回路、及び、そのセンサの出力部にある検出手段または検出回路を備える。一般的に、このセンサは、磁気コアで形成される磁気回路、磁気回路の励磁に関与する１つ又は複数のコイル、及び、測定に関与する１つ又は複数の“受信”または“検出”コイルを含む。これらの要素は、接近して動作する。例えば、検出は、いわゆる“ベーカイヤー（Vacquire）”または“フォスター（Foster）”タイプのフラックスゲート型磁力計で励磁信号の周波数の２倍で実行される。
【０００４】
図１Ａには、“ベーカイヤー”タイプのフラックスゲート型磁力計の第１例、特に励磁コイル及び検出コイルに関連するこの磁力計の磁気回路が与えられる。この磁気回路は、オープンタイプであり、第１コア２及びその第１コア２に平行な第２コア４を含む。励磁コイル６は、第２コア４に巻かれた一連の第１巻線６ｂに直列に接続される、第１コア２に巻かれた一連の第１巻線６ａで形成される。検出コイル８は、第２コア４に巻かれた一連の巻線８ｂに直列に接続される、第１コア２に巻かれた一連の巻線８ａで形成される。励磁コイル６と検出コイル８は、インターレース（組み合わせ）されていてもよい。
【０００５】
図１Ｂには、励磁コイル及び検出コイルに関連する“フォスター”タイプのフラックスゲート型磁力計の磁気回路の第２例が示される。この装置でも、磁気回路は、第１コア２及びこの第１コア２に平行な第２コア４で形成される。前述の“ベーカイヤー”装置の励磁コイルと同様の配置を有する励磁コイル６が提供される。検出コイル１０は、第１コア２及び第２コア４に巻かれた一連の巻線で形成され、この巻線は、２つのコア２、４の上に位置する平面、次いで２つのコア２、４の下に位置する他の平面を交互に通過する。励磁コイル６と検出コイル８は、インターレースされてもよい。
【０００６】
前述の一方または他方のフラックスゲート型磁力計において、この磁力計は、励磁コイル６によって生成される磁場Ｈｅｘｃによって励磁されるコア２及びコア４から生じる信号を組み合わせる方法によって与えられる外部磁場を測定する。コイルの配置は、例えば、Ｈｅｘｃ＋Ｈ０に等しい磁場が第１コア２内で生成され、−Ｈｅｘｃ＋Ｈ０の磁場が第２コア４内で生成されるようなものである。検出コイル出力部で収集される信号は、通常、特に測定されるべき磁場の大きさの程度が弱い場合にオフセットを含み、それは、特に大きいものとなる。
【０００７】
磁力計は、マイクロ技術の分野に適用されることができ、例えば集積回路に内蔵される。次いで、それらは、薄膜内での実施技術を用いて製造される。薄膜内に形成される磁力計は、１マイクロメートルまたはそれ未満の程度でありえる薄層を有して１ミリメートル未満の程度のサイズに達することができる。
【０００８】
磁力計の磁気回路の磁気コア２２に巻かれる励磁コイル２５は、図２に示される。磁気コア２２は、所定の主方向（図２で定義される直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル、ｋベクトル］のｉベクトルに平行）に延び、薄膜の積層体２１で覆われた基板２０の形態であり得る支持体上に置かれる。励磁コイル２５は、基板２０とコア２２との間に位置する平面に形成された複数の第１導電領域２６と、磁気コア２２の上に位置する複数の第２導電領域２８とで形成され、複数の第２導電領域２８のそれぞれの導電領域は、一般的にビアとして知られる垂直配線２７によって複数の第１導電領域２６の導電領域２６に接続される。この装置では、励磁コイルの配置は、複数の第２導電領域２８の導電領域がコア２２の主方向に対して直交する平面を有してゼロではない角度を形成するようになる。さらに、励磁コイル２５は、検出コイル（不図示）とインターレースされない。
【０００９】
文献“Integrated microfluxgate study and characterization”（Proc. Eurosensors XI, vol.1, 199, p.267-270, Leger et al.）と文献“Microfluxgate Performance Improvement in Microtechnology”（Joistn and al. November 2005, IEEE transaction on magnetics, vol.41 issue 11 p.4356-4358）は、互いに接続され、閉磁路を形成する２つのコア３２、３４と、検出コイル３８の両側の磁気回路のコア３２、３４に巻かれた励磁コイル３６、３７とを含むフラックスゲート型磁力計を示す（図３）。この装置は、図３に関連して前述されたものとは異なる。特に、より大きな誘導される磁場振幅を得ることを可能にするコア３２、３４に直交する平面にそれぞれ位置する巻線を励磁コイルが含むという点で異なる。しかしながら、この種の装置では、図３に関連して前述されたもののように、励磁コイル及び検出コイルは、離隔した領域内のコア付近に配置され、それは、立ち上がり点の問題をもたらす。
【００１０】
従来技術によるフラックスゲート型磁力計の薄膜の実施形態の他の例、特に、励磁コイルと検出コイルに関連する磁力計の磁気回路を含むマイクロ技術装置は、図４Ａに正面図が、図４ＢにＸ’Ｘ断面図が示される（断面Ｘ’Ｘは、図４Ａで直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向によって示される。）。この装置は、磁気コア４０にインターレースされて配置された励磁コイル４２と検出コイル４４とを含む。この励磁コイル４２と検出コイル４４は、特に、磁気コア４０上に位置する一連の平行な第１導電領域４６と、磁気コア６の下に位置する一連の平行な第２導電領域４８とを含む。励磁コイル４２と検出コイル４４のそれぞれにおいて、第１のシリーズの導電領域４６は、第２のシリーズの導電領域４４の反対側に位置する。第１のシリーズの導電領域４６と第２のシリーズの導電領域４４は、一般に“ビア”として知られる垂直配線４９によって接続される。励磁コイル４２と検出コイル４４は、それぞれソレノイドを形成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、立ち上がり及び測定性能の点において改善をもたらす新規なフラックスゲート型磁力計装置を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、いくつかのコアとそのコアに対して改善された構造及び配置を有する少なくとも１つの励磁コイルとで形成される磁気回路を含む、薄膜内に実現された磁気測定装置または磁力計を提供することである。この励磁コイルは、通常のソレノイドとは異なる構造を有する。この励磁コイルの配置は、通常の励磁コイル配置で見られる分配ラインを避け、または、位相シフト効果を防止することを可能にする。
【００１３】
この励磁コイルは、コアを囲う一連の閉じられた導電外形部で形成され、この導電外形部は直列に接続されている。
【００１４】
導電外形部は、このコアの周囲のカラーを形成する電気的導電部分を意味する。
【００１５】
本発明によるマイクロ磁力計または磁力計のコアの数は、２つに限定されない。この励磁コイルは、２つより多いコアを囲う一連の閉じられた導電外形部で形成されてもよく、この導電外形部は、互いに接続される。
【００１６】
本発明は、これらのコアによって生じる磁気現象が空間的に同期されることを可能にする。
【００１７】
本発明は、第１に、所定の主平面を有する支持体と、所定の主方向の少なくとも１つの第１磁気コアと、前記第１磁気コアに平行な少なくとも１つの第２磁気コアと、を備えた磁気回路と、直列に接続された一連の導電部材で形成された少なくとも１つの励磁コイルと、前記一連の導電部材に励磁信号を与える手段と、を含み、前記励磁コイルは、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向に延長し、前記支持体の前記主平面に対して平行な平面にそれぞれ位置する互いに平行な平坦な導電領域を含み、複数の第１の平坦な導電領域は、前記第１コアに対向して位置し、複数の第２の平坦な導電領域は、前記第２コアに対向して位置し、前記励磁コイルの少なくともいくつかの導電部材は、前記複数の第１の平坦な導電領域に属する第２の平坦な導電領域に接続され、前記第２の平坦な導電領域として前記支持体の前記主平面に直交する前記同一平面に位置する前記複数の第２の導電領域に属する少なくとも１つの第１の平坦な導電領域でそれぞれ形成される、薄膜内に実現されるフラックスゲート型マイクロ磁力計に関する。
【００１８】
前記励磁コイルの前記導電部材は、前記コアを囲う閉じられた外形部または前記コアを囲うカラーを与え、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域とを含む導電部分で形成されてもよい。
【００１９】
この種の導電部材の配置に関して、導電部材内の潜在的な幾何学的欠陥によってもたらされるあらゆる寄生効果は、次の導電部材に順送りされない。
【００２０】
また、この磁力計は、少なくとも１つの検出コイルを含んでもよい。
【００２１】
前記複数の第１の平坦な導電領域の前記平坦な導電領域と前記複数の第２の平坦な導電領域の前記平坦な導電領域は、前記所定の主方向に直交する方向に沿って方向付けられてもよい。
【００２２】
前記励磁コイルの前記導電部材は、前記コアを囲う閉じられた外形部または前記コアを囲うカラーを与え、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域とを含む導電部分と、前記導電部分に接続され、前記一連の導電部材の前の導電部材または前記励磁信号を与える手段からの電流を送るための第１導電連結部と、前記導電部分に接続され、前記一連の導電部材の次の導電部材または前記励磁信号を与える手段から電流を送るための第２導電連結部とでそれぞれ形成されてもよい。
【００２３】
考えられる実施形態によれば、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域は、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面に位置し、前記第２の平坦な導電領域は、前記第１の平坦な導電領域に接続されて位置合わせされている。
【００２４】
閉じられた導電外形部を与える前記導電部分は、第３の平坦な導電領域と、前記第３の平坦な導電領域に接続されて位置合わせされている第４の平坦な導電領域と、をさらに含んでもよく、前記コアが前記第１平面と前記第２平面との間に位置するように、前記第３の平坦な導電領域と前記第４の平坦な導電領域は、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域にそれぞれ接続されると共に前記支持体の前記主平面に平行な第２平面に位置してもよい。
【００２５】
第２の可能性によれば、前記第３の平坦な導電領域と前記第４の平坦な導電領域は、前記第１の平坦な導電領域と前記第２の平坦な導電領域として前記支持体の前記主平面に直交する前記同一平面に位置してもよい。
【００２６】
閉じられた外形部を与える前記導電部分は、前記第１コアを部分的に囲う第１導電部と前記第２コアを部分的に囲う第２導電部とで形成されてもよく、前記第１導電部と前記第２導電部は同一であってもよい。
【００２７】
前記第１導電接続部と前記第２導電接続部は、コアの間に位置し、前記所定の主方向に平行な方向に方向付けられもよく、前記第２接続部と前記第１接続部は、前記コアが前記第１平面と前記第２平面との間に位置するように、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面と前記支持体の前記主平面に平行な第２平面にそれぞれ位置してもよい。
【００２８】
本発明による装置は、前記コアの周囲に巻かれる少なくとも１つの検出コイルを追加的に含み、前記検出コイルと前記励磁コイルがインターレースされるような方法で配置されうる。
【００２９】
考えられる実施形態によれば、前記検出コイルは、前記コアが前記第１平面と前記第２平面の間に位置するように、前記支持体の前記主平面に平行な第１平面の全ての前記コアに対向すると共に前記支持体の前記主平面に平行な第２平面の全てのコアに対向して交互にそれぞれ通過する一連の巻線で形成されてもよい。
【００３０】
ある変形例によれば、前記検出コイルは、直列に接続される一連の導電巻線で形成されてもよく、前記検出コイルの複数の巻線は、互いに平行で、前記支持体の前記主平面に平行な平面の前記磁気回路の前記コアに対向してそれぞれ位置し、前記所定の主方向に対してゼロではない角度を形成する方向にそれぞれ延長する複数の平坦な導電領域をそれぞれ含んでもよく、前記検出コイルの前記平坦な導電領域は、前記励磁コイルの前記平坦な導電領域の幅ｌｃより大きい幅ｌ’ｃを有してもよい。
【００３１】
また、本発明は、第１の主方向に沿って方向付けられるコアを備えた上記に定義される第１のフラックスゲート型マイクロ磁力計と、前記第１の主方向に対して直交する第２の主方向に沿って方向付けられたコアを備えた上記に定義される少なくとも１つの第２のフラックスゲート型マイクロ磁力計と、を含む装置に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明は、単に説明のために与えられ、限定的なものではない実施例の説明を読み、添付の図面を参照することによってより明らかになるであろう。
【００３３】
図１Ａ及び１Ｂは、従来技術によるフラックスゲート型磁力計の“ベーカイヤー”コイルの配置と“フォスター”コイルの配置をそれぞれ示す。図２は、従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルの配置の例を示す。図３は、従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルの配置の他の例を示す。図４Ａ及び４Ｂは、従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルと検出コイルの他の例における正面図と断面図を示す。図５Ａ及び５Ｂは、特有の構造と配置を有する励磁コイルと検出コイルをそれぞれ備える本発明によるフラックスゲート型磁力計の例を示す。図６は、本発明によるフラックスゲート型マイクロ磁力計の励磁コイルと検出コイルの配置と構造の例を示す。図７は、本発明による２軸マイクロ磁力計の例を示す。図８は、図６のマイクロ磁力計を用いて実現される励磁の等価電気回路図を示す。図９は、２より多いコア数を有する本発明によるフラックスゲート型磁力計の例の励磁の等価電気回路図を示す。
【００３４】
異なる図において全く同一の又は均等な部材は、ある図から他の図へ移動することを容易にするために同じ参照符号が付されている。
【００３５】
図に示される様々な部材は、図をより分かりやすくするために均一な大きさで示されている必要はない。
【００３６】
薄膜内に提供されたフラックスゲート型磁力計のある例、特に励磁コイル４１０及び検出コイル４２０に関連する磁気回路を含む装置は、図５Ａ及び５Ｂに示される。この装置は、図５Ａに正面図が、図５ＢにＣ’Ｃ断面図（図５Ａに示されるＣ’Ｃ断面）が示される。この装置は、特に改善された配置と構造の励磁コイル４１０を含む。また、検出コイル４２０は、改善された配置と構造を有してもよい。
【００３７】
この磁気回路は、支持体上に提供される。その支持体は、基板１００の形態でありえ、それは例えば半導体であり、薄層の積層体１０１によって覆われる。この磁気回路は、所定の主方向を有する第１磁気コア１０２（第１コア１０２の主方向は、図５Ａ、５Ｂで直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向によって定義される）と、この第１コア１０２の主方向に対して平行な主方向の第２磁気コア１０４とで形成される。
【００３８】
この例では、第１コア１０２と第２コア１０４は、互いに接続されておらず、支持体の主平面に平行な同一平面に位置する（支持体の主平面は、基板１００または積層体１０１を通過する平面であって、直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルの［０；ｉベクトル；ｊベクトル］平面に平行として定義される）。
【００３９】
この第１磁気コア１０２と第２磁気コア１０４は、例えばＦｅＮｉのような磁気材料に基づく平行六面体ブロック形状でありえ、誘電材料層上に置かれている。このコア１０２、１０４は、例えば１００μｍから１０，０００μｍの長さ（直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向で測定された長さ）をそれぞれ有することができ、１，０００μｍ程度でありえる。
【００４０】
このコア１０２、１０４のそれぞれの幅は、例えば１０μｍから１，０００μｍの長さ（直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｊベクトルに平行な方向で測定された長さ）を有することができ、１００μｍ程度でありえる。このコア１０２、１０４は、例えば０．１μｍから５０μｍの厚さ（直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｋベクトルに平行な方向で測定された長さ）、または、１μｍから５μｍの厚さをそれぞれ有することができる。
【００４１】
この励磁コイル４１０と検出コイル４２０は、インターレースされてもよい。
【００４２】
この励磁コイル４１０と検出コイル４２０は、複数の平坦な導電領域を含む。例えばコア１０２、１０４の下に位置する支持体の主平面に平行な第１面に位置する平坦な導電領域があり、例えば支持体の主平面に平行でコア１０２、１０４の上に位置する第２平面に位置する平坦な導電領域もある。前記平坦な導電領域は、互いに平行であり、ゼロではない角度を形成する方向、例えば第１コア１０２の主方向に対する直交方向にそれぞれ延びる（この第１コアの主方向は、図５Ａの直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向である）。“平坦な導電領域”は、形状が平行六面体または実質的な平行六面体である金属ブロックを意味するものとして本明細書を通して用いられる。
【００４３】
この平坦な導電領域４１１、４１２、４１３、４１４は、それらのそれぞれの厚さｅｃ（図５Ａ及び５Ｂで直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向で測定される）よりも大きい幅ｌｃ（図５Ａで直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向で測定される）を有してもよい。例えば、幅ｌｃは、それぞれの厚さｅｃの大きさの少なくとも２倍であり、または、それぞれの厚さｅｃの大きさの少なくとも３倍である。この導電領域４１１、４１２、４１３、４１４は、０．１μｍから５０μｍ、例えば１μｍから５μｍの厚さｅｃを有してもよく、例えば３μｍ程度である。この導電領域４１１、４１２、４１３、４１４は、１μｍから５０μｍの幅ｌｃをそれぞれ有してもよく、例えば１０μｍ程度であり、または、例えば３μｍ程度である。
【００４４】
例えば０．１μｍから１０μｍ、または、例えば０．１μｍから３μｍ、好ましくは１マイクロメートル未満の厚さを有する誘電材料層１０７は、コア１０２、１０４とこの第１面に位置する前記平坦な導電領域４１１、４１２との間に位置する。例えば０．１μｍから１０μｍ、または、例えば０．１μｍから３μｍ、好ましくは１マイクロメートル未満の厚さを有する誘電材料層１０９は、この第２面に位置する前記平坦な導電領域４１３、４１４のコア１０２、１０４を分離する。
【００４５】
この励磁コイル４１０は、コア１０２及びコア１０４に沿って直列に接続された一連の導電部材からなる。この励磁コイルの導電要素は、２つのコア１０２、１０４を囲う閉じられた外形部（輪郭）を提供する導電部分と、前記導電部分に接続される第１導電リンク４１８と、前記導電部分と接続され、第１リンク４１８と異なる第２導電リンク４１９とで形成される。閉じられた外形部を提供する導電部分は、第１コア１０２を部分的に囲う第１導電部分と、第２コア１０４を部分的に囲う第２導電部分とで形成される（図５Ｂ、この第２リンクは、この図に示されていない）。この第１導電部分と第２導電部分は、Ｕ形状であってもよい。この第１導電部分と第２導電部分は、同一物であってもよい。
【００４６】
この第１リンク４１８と第２リンク４１９は、コア１０２、１０４の所定の主方向に平行な方向に方向付けられ、第１面及び第２面に位置する。この励磁コイルの導電部材において、前記第１リンク４１８または第２リンク４１９の一方は、２つのコア１０２、１０４の周囲の閉じられた外形部を提供する前記導電部分に向けて電流Ｉを送るためのものであり、前記第２リンク４１９または第１リンク４１８の他方は、閉じられた外形部を提供する前記導電部分から来る電流Ｉを送るためのものである。所定の導電部材が前記励磁コイルの一端に位置する場合には、この所定の導電部材の前記第１リンクまたは第２リンクの一方は、励磁信号を印加するための導電接触部２３０、２３２に接続され、前記第１リンク及び第２リンクの他方は、励磁コイル４１０の他の導電部材に接続される。この励磁コイル４１０の他の導電部材において、前記第１リンクまたは第２リンクの一方、例えば、第１リンク４１８は、励磁コイルを形成する一連の導電部材の前述の導電部材に接続され、前記第１リンクまたは第２リンクの他方、例えば第２リンク４１９は、励磁コイル４１０を形成する一連の導電部材の次の導電部材に接続される。この励磁コイルの導電部材は、前記導電部材の一方に達する電流Ｉが、例えば第１リンク４１８を介して、閉じられた外形部を形成する前記導電部分に接続されるリンク４１８、４１９の一方を通過し、次いで、導電部材の出力部において前記導電部分を形成する２つの部分の間の２つの電流要素に分割され、この２つの電流要素が、２つのリンクの他方、例えば第２リンク４１９で再び集められるように配置される。
【００４７】
この実施形態では、この電流は、第１コア１０２と第２コア１０４の周囲の閉じられた外形部を提供する導電部分の前記２つの導電部分の間に同期方法で分割される。この種の導電部材の配置に関して、導電部材内で起こり得る幾何学的な欠陥によってもたらされるあらゆる寄生効果は、後続の導電部材上に順送りされない。
【００４８】
この励磁コイル４１０の導電部材は、特に、第１コア１０２に対向する第１平面に位置し、所定の主方向に直交する方向に伸び、所定の主方向に直交する方向に延長する第２コア１０４に対向して位置する平坦な第２導電領域４１２に接続される平坦な第１導電領域４１１でそれぞれ形成される。平坦な第２導電領域４１２は、平坦な第１導電領域４１１に位置合わせされ、その延長部に位置する。この励磁コイル４１０の導電部材は、さらに、第１コア１０２に対向する第２面に位置し、所定の主方向に直交する方向に延長する第３の平坦な導電領域４１３と、平坦な第３導電領域４１３に接続され、第２コア１０４に対向して位置する平坦な第４導電領域４１４とでそれぞれ形成される。この平坦な第３導電領域４１３は、平坦な第４導電領域４１４に位置合わせされ、その延長部に位置する。この平坦な第１導電領域４１１と平坦な第３導電領域４１３は、一方が他方の上に積層されることができる。この平坦な第２導電領域４１２と平坦な第４導電領域４１４は、一方が他方の上に積層されることができる。支持体の主平面に直交する第１垂直配線４１６または第１ビア４１６は、平坦な第１導電領域４１１を平坦な第３導電領域４１３に接続するために提供することができる。この基板の主平面に直交する第２垂直配線４１７または第２ビア４１７は、平坦な第２導電領域４１２を平坦な第４導電領域４１４に接続する。第１導電領域４１１、第２導電領域４１２、第３導電領域４１３、第４導電領域４１４、第１垂直配線４１６及び第２垂直配線４１７は、コア１０２、１０４の周囲の閉じられた外形部を提供する前記導電部分を形成する。
【００４９】
励磁コイル４１０の一連の導電部材は、垂直配線４１５を介して互いに接続され、導電部材の前記第１リンク４１８または第２リンク４１９の一方を他の導電部材の前記第２リンクまたは第１リンクに接続する。
【００５０】
検出コイル４２０は、コア１０２、１０４に沿って直列に接続された一連の導電巻線からなる。この検出コイルの導電巻線は、一般に“フォスター”と呼ばれるタイプの配置を有してもよい。
【００５１】
この検出コイル４２０は、第１コア１０２と第２コア１０４との周囲を巻く一連の巻線で形成され、この巻線は、コア１０２、１０４に対向する第２平面とコア１０４、１０２に対向する第１平面とを交互に通過する。この検出コイル４１０は、特に、第１平面または第２平面に位置し、コア１０２、１０４に沿って配置された平坦な異なる導電領域４２１、４２２で形成される。この検出コイル４２０の前記平坦な導電領域４２１、４２２は、互いに平行であり、それぞれ第１コア１０２の主方向に対してゼロでない角度を形成する方向、例えば直交方向にそれぞれ延長する。この検出コイル４２０の平坦な導電領域は、検出コイル４２０の平坦な導電領域のそれぞれの幅ｌｃより大きい（例えば少なくとも２倍大きい）それぞれの幅ｌ’ｃを有してもよい（幅ｌｃ及びｌ’ｃは、図９Ａで直交マーカー［０；ｉベクトル、ｊベクトル；ｋベクトル］のｉベクトルに平行な方向で測定される）。この検出コイル４２０の平坦な導電領域の幅ｌ’ｃは、例えば５μｍから３０μｍでありえ、励磁コイル４１０の平坦な導電領域の幅ｌｃは、例えば５μｍから１５μｍでありえる。
【００５２】
励磁コイル４１０よりも幅広い導電領域からなる検出コイル４２０は、フィールドフリーを行うために、磁力計の感度を改善することを可能にし、カウンターリアクションフィールドを均一化させる。
【００５３】
この装置は、導電接触部２３０、２３２、２４０、２４２も含む。第１導電接触部２３０と第２導電接触部２３２は、コア１０２、１０４の第１端に位置する励磁コイル４１０の第１導電部材と、コア１０２、１０４の第２端に位置する励磁コイル４１０の第２導電部材にそれぞれ接続される。第３導電接触部２４０と第４導電接触部２４２は、コア１０２、１０４の第１端に位置する検出コイル１２０の第１巻線と、コア１０２、１０４の第２端に位置する検出コイル１２０の第２巻線にそれぞれ接続される。
【００５４】
前述のような装置に関して、励起磁場は、検出コイル内で相殺されることができる。検出される信号は、比例的に増加されるノイズなしに２倍になる。この種の配置に関して、ノイズ源は、２つのコア間で相関しない。
【００５５】
図８には、コア１０２、１０４の周囲に提供される励磁の等価電気回路図が提供される。
【００５６】
この励磁は、電流Ｉがコア１０２、１０４の周囲の第１回転に従って流れ、それ自体が２つの分流Ｉ／２に分割され、それぞれがこの２つのコアの一方の付近に流れるように行われる。次いで、この第１回転の端部では、この２つの分流Ｉ／２は、組み合わされ、全体の電流Ｉを形成し、再び２つのコアのそれぞれの付近で２つの分流Ｉ／２に分割され、第２回転を生じさせるために、再び組み合わされ、全体の電流Ｉを形成する。それが磁気回路の他端に至るまで続けられる。
【００５７】
第１導電接触部２３０と第２導電接触部２３２は、励磁信号発生器２５０に接続されることができ、コア１０２、１０４に励磁信号を送るために提供される（図６）。
【００５８】
直前に記載された装置の変形例（不図示）は、閉磁路を含む。この種の変形例では、コア１０２、１０４は、第３コアと第４コアをそれぞれ形成する磁気材料に基づく２つの領域によって接続される。第３コアと第４コアは、第１コア１０２と第２コアにそれぞれ接続され、第１コア１０２と第２コア１０４の主方向に直交する方向に方向付けられている。この第１コア１０２、第２コア１０４、第３コア及び第４コアは、閉じられた外形部を提供する。
【００５９】
２軸マイクロフラックスゲート装置は、図７に示される。
【００６０】
この装置は、前述の第１コア１０２、第２コア１０４、励磁コイル４１０及び検出コイル４２０を有する第１磁気回路を含む、図６に関連して示されたような第１のフラックスゲート型マイクロ磁力計Ｍ１を含む。
【００６１】
２軸マイクロフラックスゲートは、他の２つの並置されたコア１０２、１０４、他の励磁コイル４１０及び他の検出コイル４２０を有する第２磁気回路を含む、追加的に第２のフラックスゲート型マイクロ磁力計Ｍ２を含む。この第２のマイクロ磁力計Ｍ２は、第１のマイクロ磁力計Ｍ１と同一の構造を有し、第１の磁力計Ｍ１のコアの主方向に対する第２の所定の主方向に延長するコア１０２、１０４を備える。
【００６２】
コイル４１０、４２０に関連する第１の磁気回路は、前記第１の主方向に沿って磁界測定を行うために提供され、他のコイル４１０、４２０に関連する第２の磁気回路は、前記第１の主方向に直交な第２の方向に沿って磁界測定を行うために提供される。
【００６３】
他の実験例によれば、本発明によるフラックスゲート型マイクロ磁力計は、支持体上に並置された平行な磁気コアが数ｋ（ｋは、２より大きい整数、例えば５である）を有して備えられる。このマイクロ磁力計は、インターレースされる励磁コイル４１０と検出コイル４２０とを備えている。
【００６４】
一対よりもＮ対のコアを備える装置を用いることによって、信号対ノイズ比を２×Ｎの平方根の関係で増加させることができ、検出された信号は、２×Ｎの比で増加し、ノイズは、２×Ｎの平方根の関係で増加する。
【００６５】
典型的には、５対のコアを有する装置が使用され、信号対ノイズ比は、√１０、つまり約３．１６の比で改善されることができる。
【００６６】
コアあたりの励磁コイルの導電外形部の数を減少することによって信号を増加することなしに信号対ノイズ比を改善することを選択することも可能である。
【００６７】
本発明によるフラックスゲート型マイクロ磁力計の変形例は、ｋが６である、すなわち６つのコア４０２、４０４、５０２、５０４、６０２、６０４を備えることもできる。
【００６８】
図９では、コア３０２、３０４、４０２、４０４、５０２、５０４の周囲に提供されるこの種の装置の励磁の等価電気回路が与えられる。この励磁コイルの平坦な導電領域は、コアの下に位置し、不連続線で図示され、コアの上に位置する励磁コイルの平坦な導電領域は、実線で図示される。
【００６９】
ｋ個のコアの場合、この励磁コイルは、電流の全体の分流をＩからｋ×ｌに増加するように配置されることができ、コアのそれぞれの対は、電流の分流Ｉを受け取り、それぞれのコアは、電流の分流Ｉ／２を受け取る。
【００７０】
この励磁コイルの導電部材は、６つのコア３０２、３０４、４０２、４０４、５０２、５０４の周囲の閉じられた外形部を提供する導電部分でそれぞれ形成される。コア３０２、３０４の間に位置する第１リンク５１８、コア４０２、４０４の間に位置する第２リンク６１８、コア５０２、５０３に位置する第３リンクは、それぞれ、６つのコア３０２、３０４、４０２、４０４、５０２、５０４の周囲の閉じられた外形部を提供する前記導電部材に向けて電流Ｉを送るためのものである。コア３０２、３０４の間に位置する第４リンク５１９、コア３０２、３０４の間に位置する第５リンク、コア３０２、３０４の間に位置する第６リンクは、閉じられた外形部を提供する導電部材から電流Ｉを送るためのものである。
【００７１】
この励磁コイルの導電部材は、第１リンク５１８に到達する電流Ｉが２つの電流要素Ｉ／２に分割され、２つの連続した近接するコア３０４、４０２に対向して通過した後に、２つの要素の一方が第５リンク５１９に達し、２つの要素の他方が第５リンク６１９に達するようなものである。
【００７２】
第２リンク６１８に達する電流Ｉは、２つの電流要素Ｉ／２に分割され、２つの連続した近接するコア４０２、３０４に対向して通過した後に、２つの要素の一方が第５リンク５１９に達し、２つの連続した近接するコア４０４、５０２に対向して通過した後に、２つの要素の他方が第７リンク６１９に達する。
【００７３】
第３リンク７１８に達する電流Ｉは、２つの電流要素Ｉ／２に分割され、２つの連続したコア５０２、４０４に対向して通過した後に、２つの要素の一方が第６リンク６１９に達し、２つの要素の他方が第７リンク７１９に達する。
【００７４】
１つの分流Ｉ／２は、それぞれの回転の端部において、このようは方法で、コア付近の第１の半分の回転と並置された近接したコアの付近の第２の半分の回転とをもたらし、それぞれの対は、実際に全体の分流Ｉを受け取る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１Ａ】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の“ベーカイヤー”コイルの配置を示す。
【図１Ｂ】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の“フォスター”コイルの配置を示す。
【図２】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルの配置の例を示す。
【図３】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルの配置の他の例を示す。
【図４Ａ】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルと検出コイルの他の例における正面図を示す。
【図４Ｂ】従来技術によるフラックスゲート型磁力計の励磁コイルと検出コイルの他の例における断面図を示す。
【図５Ａ】特有の構造と配置を有する励磁コイルと検出コイルをそれぞれ備える本発明によるフラックスゲート型磁力計の例を示す。
【図５Ｂ】特有の構造と配置を有する励磁コイルと検出コイルをそれぞれ備える本発明によるフラックスゲート型磁力計の例を示す。
【図６】本発明によるフラックスゲート型マイクロ磁力計の励磁コイルと検出コイルの配置と構造の例を示す。
【図７】本発明による２軸マイクロ磁力計の例を示す。
【図８】図６のマイクロ磁力計を用いて実現される励磁の等価電気回路図を示す。
【図９】２より多いコア数を有する本発明によるフラックスゲート型磁力計の例の励磁の等価電気回路図を示す。
【符号の説明】
【００７６】
１００  基板
１０１  積層体
１０２  第１磁気コア
１０４  第２磁気コア
１０７  誘電材料層
２３０、２３２、２４０、２４２  導電接触部
３０２、３０４、４０２、４０４、５０２、５０４、６０２、６０４  コア
４１０  励磁コイル
４１１、４１２、４１３、４１４  導電領域
４２０  検出コイル
４１８  第１導電リンク
４１９  第２導電リンク
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【外国語明細書】
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