特開 2024-118965 磁気検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024118965

(43)【公開日】2024-09-02

(54)【発明の名称】磁気検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/04 20060101AFI20240826BHJP

   G01R 33/02 20060101ALI20240826BHJP

【ＦＩ】

G01R33/04

G01R33/02 V

G01R33/02 U

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023025587

(22)【出願日】2023-02-21

(71)【出願人】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(71)【出願人】

【識別番号】502226380

【氏名又は名称】株式会社オプトハブ

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(74)【代理人】

【識別番号】100202728

【弁理士】

【氏名又は名称】三森 智裕

(72)【発明者】

【氏名】馬島 八世

(72)【発明者】

【氏名】南雲 章

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 紘

【テーマコード（参考）】

2G017

【Ｆターム（参考）】

2G017AA02

2G017AC06

2G017AC07

2G017AD42

2G017AD46

2G017AD47

2G017BA03

2G017BA05

(57)【要約】

【課題】装置の大型化を抑制しながら信号コイル部の巻き数を増加させることが可能な磁気検出装置を提供する。
【解決手段】この磁気検出装置１００は、基板４０に導体パターンとして形成された励磁コイル部および信号コイル部と、基板４０に配置されているリングコア（磁性コア層）とを各々が個別に含む複数の磁気センサ部１０と、励磁コイル部に交流電流を出力する駆動回路部２０と、信号コイル部からの検出信号を取得する検出回路部３０と、を備える。そして、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部は、互いに接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に導体パターンとして形成された励磁コイル部および信号コイル部と、前記基板に配置されている磁性コア層とを各々が個別に含む複数の磁気センサ部と、
前記励磁コイル部に交流電流を出力する駆動回路部と、
前記信号コイル部からの検出信号を取得する検出回路部と、を備え、
前記複数の磁気センサ部の各々の前記信号コイル部は、互いに接続されている、磁気検出装置。

【請求項2】

前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部は、互いに接続されており、共通の前記駆動回路部から出力された交流電流が流れるように構成されている、請求項１に記載の磁気検出装置。

【請求項3】

前記磁性コア層は、円環形状を有し、前記基板に形成された層として前記基板の主表面に沿うように配置されており、
前記励磁コイル部と前記信号コイル部とは、前記基板において、前記磁性コア層を挟むように前記基板の主表面に交差する方向の一方側に形成された前記導体パターンと、他方側に形成された前記導体パターンとを互いに接続することによって、前記磁性コア層の周りを巻回するように配置されている、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項4】

前記励磁コイル部と前記信号コイル部とは、円環形状の前記磁性コア層の周方向に沿って、前記磁性コア層の周りを交互に巻回するように配置されており、
前記信号コイル部は、前記磁性コア層の半周分ずつ巻回される向きを入れ替えながら配置されており、
前記複数の磁気センサ部は、前記磁性コア層において前記信号コイル部の巻回される向きが入れ替えられる位置の方向である検出方向が、互いに共通の方向となるように向きを揃えて配置されている、請求項３に記載の磁気検出装置。

【請求項5】

前記複数の磁気センサ部の各々は、前記基板の主表面に沿うように並べて配置されている、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項6】

前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部および前記信号コイル部は、共通の前記基板に前記導体パターンとして形成されている、請求項５に記載の磁気検出装置。

【請求項7】

前記複数の磁気センサ部の各々は、前記基板の主表面に交差する方向に沿って、前記励磁コイル部および前記信号コイル部と前記磁性コア層とを含む前記基板が積層されるように配置されている、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項8】

前記複数の磁気センサ部は、第１磁気センサ部および第２磁気センサ部を含み、
前記第１磁気センサ部および前記第２磁気センサ部は、前記励磁コイル部同士が互いに極性が等しい順方向に直列に接続されているとともに、前記信号コイル部同士が互いに極性が異なる逆方向に直列に接続されている、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項9】

前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部は、互いに共通の巻き数を有し、
前記複数の磁気センサ部の各々の前記信号コイル部は、互いに共通の巻き数を有する、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【請求項10】

前記複数の磁気センサ部における前記磁性コア層の検出方向側に配置され、前記磁性コア層に対して磁束を収束する磁気収束部をさらに備える、請求項１または２に記載の磁気検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気検出装置に関し、特に、励磁コイル部と信号コイル部とを備える磁気検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、励磁コイル部と信号コイル部とを備える磁気検出装置が知られている（たとえば、非特許文献１および特許文献１）。

【0003】

上記非特許文献１には、基板に形成された薄膜フラックスゲート磁気センサが記載されている。上記非特許文献１に記載の薄膜フラックスゲート磁気センサは、円形のリングコアと、励振コイルおよび受信コイルを備えている。リングコアは、基板においてパーマロイ薄膜により形成されている。そして、リングコアの上下に絶縁層を挟みながら薄膜のパターンメッキの上部配線層および下部配線層が積層されている。この上部配線層と下部配線層とが接続されることによって、リングコアの周りに三次元的に励振コイルおよび受信コイルが形成されている。

【0004】

また、上記特許文献１には、磁性体からなる環状のコアの周りに励磁巻線および検出巻線を巻回したいわゆるバルク型のフラックスゲート磁気センサが開示されている。上記特許文献１では、環状のコアは、柱状の部材を湾曲させるように形成されたリング形状の磁性部材を用いて構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０－１２７８８９号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】吉見、ほか５名、「小型薄膜フラックスゲート磁気センサとその応用」、島津評論、島津評論編集部、１９９９年８月、第５６巻、第１・２号、ｐ．１９－２８

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ここで、上記非特許文献１に記載の薄膜フラックスゲート磁気センサは、コアおよびコイルが基板に薄膜として形成されているため比較的小型となるものの、上記特許文献１に記載のバルク型のフラックスゲート磁気センサに比べて、受信コイル（検出巻線）の巻き数が少なくなるため、磁気を検出する感度が小さくなる。一方で、上記特許文献１に記載のフラックスゲート磁気センサのように、いわゆるバルク型のフラックスゲート磁気センサでは、コアおよびコイル（巻線）が基板に薄膜として形成されていないので、上記非特許文献１のように基板に構成されたフラックスゲート磁気センサに比べて装置が大型化する。そのため、装置の大型化を抑制しながら受信コイル（信号コイル部）の巻き数を増加させることが望まれている。

【0008】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、装置の大型化を抑制しながら信号コイル部の巻き数を増加させることが可能な磁気検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明の一の局面における磁気検出装置は、基板に導体パターンとして形成された励磁コイル部および信号コイル部と、基板に配置されている磁性コア層とを各々が個別に含む複数の磁気センサ部と、励磁コイル部に交流電流を出力する駆動回路部と、信号コイル部からの検出信号を取得する検出回路部と、を備え、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部は、互いに接続されている。

【発明の効果】

【0010】

上記一の局面における磁気検出装置は、上記のように、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部は、互いに接続されている。これにより、励磁コイル部と信号コイル部とを含む磁気センサ部を基板に形成する場合にも、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部同士を接続することによって、信号コイル部の巻き数を増加させることができる。また、励磁コイル部および信号コイル部と磁性コア層とが基板に形成されているため、装置の大型化を抑制することができる。その結果、装置の大型化を抑制しながら信号コイル部の巻き数を増加させることができる。また、複数の磁気センサ部の各々に、励磁コイル部、信号コイル部、および、磁性コア層が設けられているため、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部同士を接続することによって信号コイル部の巻き数を増加させる場合に、複数の磁気センサ部の個数、および、配置を容易に調整することができる。そのため、磁気検出装置全体の感度、検出領域、および、形状を容易に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態による磁気検出装置の全体構成を示したブロック図である。

【図2】複数の磁気センサ部のうちの一つの構造を示した模式図である。

【図3】図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。

【図4】第２実施形態による磁気検出装置の全体構成を示した図である。

【図5】第２実施形態による磁気検出装置のＸＺ平面に沿った模式的な断面図である。

【図6】第３実施形態による磁気検出装置の全体構成を示した図である。

【図7】第４実施形態による磁気検出装置の全体構成を示したブロック図である。

【図8】磁気収束部の構成を説明するための模式図である。

【図9】本発明の第４実施形態の変形例による磁気収束部の構成を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を具現化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

［第１実施形態］
（磁気検出装置の構成）
図１～図３を参照して、本発明の第１実施形態による磁気検出装置１００の全体構成について説明する。

【0014】

図１に示すように、第１実施形態による磁気検出装置１００は、複数の磁気センサ部１０と、駆動回路部２０と、検出回路部３０とを備えている。

【0015】

〈磁気センサ部〉
複数の磁気センサ部１０は、たとえば、４つの磁気センサ部１０ａ、磁気センサ部１０ｂ、磁気センサ部１０ｃ、および、磁気センサ部１０ｄを含む。なお、４つの磁気センサ部１０ａ、磁気センサ部１０ｂ、磁気センサ部１０ｃ、および、磁気センサ部１０ｄの各々は、互いに共通の構成を有している。以下の説明では、４つの磁気センサ部１０ａ、磁気センサ部１０ｂ、磁気センサ部１０ｃ、および、磁気センサ部１０ｄに共通の構成を区別せずに、「磁気センサ部１０」の構成として説明する。

【0016】

図２に示すように、複数の磁気センサ部１０の各々は、リングコア１１と、励磁コイル部１２と、信号コイル部１３とを有する。複数の磁気センサ部１０の各々は、フラックスゲート磁気センサである。リングコア１１、励磁コイル部１２、および、信号コイル部１３は、基板４０（図１参照）に配置されている。複数の磁気センサ部１０の各々は、リングコア１１ごとに独立したセンサである。なお、図２では、リングコア１１と、励磁コイル部１２と、信号コイル部１３とを、ハッチングの差異により区別して図示している。また、リングコア１１は、特許請求の範囲における「磁性コア層」の一例である。

【0017】

リングコア１１は、円環形状を有する。リングコア１１は、基板４０に形成された層として、基板４０の主表面４０ａ（図３参照）に沿うように配置されている。すなわち、リングコア１１は、基板４０において、薄膜の磁性体層として形成されている。リングコア１１は、磁束の経路となる磁路を形成する軟磁性材料によって構成されている。リングコア１１は、たとえば、パーマロイ薄膜である。リングコア１１は、たとえば、基板４０においてスパッタ成膜されてエッチングされることにより円環形状に形成される。なお、リングコア１１は、上記のパーマロイ薄膜のほか、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）などを含むスーパーマロイ、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅなどを含むアモルファス材料、または、アモルファス合金を部分的に結晶化させることによってランダムに配向させたナノ結晶材料などによって構成されていてもよい。

【0018】

また、励磁コイル部１２と信号コイル部１３とは、円環形状のリングコア１１の周方向に沿って、リングコア１１の周りを交互に巻回するように配置されている。そして、信号コイル部１３は、リングコア１１の半周分ずつ巻回される向きを入れ替えながら配置されている。信号コイル部１３は、リングコア１１の中心に対して、Ｘ１方向側とＸ２方向側とで、互いに異なる向きに巻回されている。信号コイル部１３の巻き方向（巻回される向き）を、図中において矢印で示している。信号コイル部１３では、Ｘ１方向側の部分は、Ｚ１方向側においてリングコア１１の径方向の内側から外側に向かって巻回されている。一方で、信号コイル部１３のＸ２方向側の部分は、Ｚ１方向側においてリングコア１１の径方向の外側のから内側に向かって巻回されている。信号コイル部１３は、Ｘ１方向側の部分とＸ２方向側の部分との各々の極性が互いに異なる差動接続された状態となっている。

【0019】

また、励磁コイル部１２は、端子部Ｔ１および端子部Ｔ２を介して駆動回路部２０に接続されている。また、信号コイル部１３は、端子部Ｔ３および端子部Ｔ４を介して検出回路部３０に接続されている。

【0020】

図３に示すように、励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、基板４０に薄膜の導体パターンとして形成されている。なお、図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図であるため、励磁コイル部１２の断面を図示しているが、信号コイル部１３の構造も同様である。励磁コイル部１２と信号コイル部１３とは、基板４０において、リングコア１１を挟むように基板４０の主表面４０ａに交差する方向（基板４０の厚み方向）の一方側（Ｚ１方向側）に形成された導体パターンと、他方側（Ｚ２方向側）に形成された導体パターンとを互いに接続することによって、リングコア１１の周りを巻回するように配置されている。

【0021】

たとえば、励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、Ｚ１方向側とＺ２方向側との各々に形成された導体パターン同士が、コンタクトホール（図２および図３の部分１４）を介して互いに接続されている。励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、たとえば、銅のパターンメッキにより形成されている。複数の磁気センサ部１０の各々では、基板４０において、励磁コイル部１２および信号コイル部１３のＺ２方向側の導体パターンが形成された後に、絶縁膜が配置された後にリングコア１１の層が形成される。その後に、再度絶縁膜が配置された後に励磁コイル部１２および信号コイル部１３のＺ１方向側の導体パターンとコンタクトホールの導体が形成される。このようにして、励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、リングコア１１を立体的に巻回するように配置されている。なお、図２では、励磁コイル部１２および信号コイル部１３のＺ１方向側の導体パターンとＺ２方向側の導体パターンとを互いに接続する部分１４を、Ｚ方向側から見て、ずらした状態で図示しているが、部分１４のＺ１方向側において接続される部分とＺ２方向側において接続される部分とを、Ｚ方向側から見て、互いに重なり合うように配置するように構成してもよい。

【0022】

なお、複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～磁気センサ部１０ｄ）は共通の構成を有しているため、複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～磁気センサ部１０ｄ）の各々の励磁コイル部１２は、互いに共通の巻き数を有している。同様に、複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～１０ｄ）の各々の信号コイル部１３も、互いに共通の巻き数を有している。また、複数の磁気センサ部１０の各々は、基板４０の主表面４０ａに交差する方向（Ｚ方向）の大きさが、基板４０の主表面４０ａに沿う方向（ＸＹ平面に沿う方向）の大きさに比べて小さい扁平な形状を有している。

【0023】

図１に示すように、駆動回路部２０は、励磁コイル部１２に交流電流を出力する。駆動回路部２０は、たとえば、発振器を含み、所定の周波数の交流電流である励磁電流を端子部Ｔ１および端子部Ｔ２を介して励磁コイル部１２に出力する。励磁電流は、たとえば、三角波の交流電流である。励磁電流の大きさは、励磁電流によりリングコア１１に生じる磁界が十分飽和する大きさである。

【0024】

また、検出回路部３０は、信号コイル部１３からの検出信号を取得する。検出回路部３０は、端子部Ｔ３および端子部Ｔ４を介して信号コイル部１３からの検出信号を取得する。励磁コイル部１２に流される交流電流（励磁電流）により、リングコア１１は、極性を交互に反転させながら、周期的に磁束が飽和した状態となる。信号コイル部１３において、リングコア１１の極性が入れ替わるタイミングにおいて、誘導起電力が生じる。そして、信号コイル部１３では、リングコア１１において磁束が飽和した状態となっているタイミングでは、磁束が変化しないため誘導起電力が生じない。したがって、信号コイル部１３では、励磁コイル部１２に流される交流電流の２倍の周期で、交互に向き（極性）が入れ替わるパルス状の誘導起電力が生じる。

【0025】

ここで、信号コイル部１３では、Ｘ１方向側の部分とＸ２方向側の部分とが互いに逆極性の差動接続となっているため、外部の磁場（磁界）が存在しない場合には、信号コイル部１３に発生する誘導起電力は打ち消し合う。この場合には、信号コイル部１３から出力される検出信号はゼロとなる。一方で、Ｙ方向に沿った外部磁界が入力された場合には、リングコア１１の磁束が飽和するタイミングが、Ｘ１方向側の部分とＸ２方向側の部分とで互いに異なる。具体的には、リングコア１１に対して、直流成分の磁界が外部から加えられた状態となるため、信号コイル部１３のＸ１方向側の部分とＸ２方向側の部分とにおいて誘導起電力が発生するタイミングが、外部からの磁界の大きさに応じて互いに異なるように変化する。信号コイル部１３のＸ１方向側の部分とＸ２方向側の部分とは互いに極性が異なるものの、タイミングが異なることにより誘導起電力が打ち消し合いきれずに、励磁電流の２倍の周波数を有する電圧信号が検出信号として生じる。

【0026】

検出回路部３０は、たとえば、同期整流器および積分器を有する。検出回路部３０は、信号コイル部１３において生じた検出信号を同期整流した後に積分することによって、Ｙ方向において入力された外部磁界の大きさに応じた検出値を出力する。このように、複数の磁気センサ部１０の各々では、リングコア１１において信号コイル部１３の巻回される向きが入れ替えられる位置の方向であるＹ方向が検出方向となる。

【0027】

磁気検出装置１００では、たとえば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算装置を含む図示しない制御部からの信号に基づいて、駆動回路部２０から交流電流（励磁電流）が出力され、検出回路部３０から検出信号に基づく外部磁界の大きさに応じた検出値を示す信号が制御部に出力される。そして、制御部によって取得された検出値がディスプレイモニタなどの図示しない表示部に表示される。

【0028】

〈複数の磁気センサ部同士の接続〉
図１に示すように、第１実施形態では、複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～磁気センサ部１０ｄ）の各々の信号コイル部１３は、互いに接続されている。また、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２は、互いに接続されている。

【0029】

具体的には、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２は、互いに極性が等しい順方向に直列に接続されている。複数の磁気センサ部１０において、磁気センサ部１０ａの端子部Ｔ１が駆動回路部２０に接続されており、磁気センサ部１０ａの端子部Ｔ２と磁気センサ部１０ｂの端子部Ｔ１とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部１０ｂの端子部Ｔ２と磁気センサ部１０ｃの端子部Ｔ１とが互い接続されている。同様に、磁気センサ部１０ｃの端子部Ｔ２と磁気センサ部１０ｄの端子部Ｔ１とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部１０ｄの端子部Ｔ２は、駆動回路部２０に接続されている。すなわち、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２は、共通の駆動回路部２０から出力された交流電流が流れるように構成されている。したがって、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２では、流される交流電流の周期、位相、および、極性の各々が互いに共通となる。したがって、複数の磁気センサ部１０の各々において、リングコア１１には共通の周期、位相、および、極性を有する振動するような磁束が生じる。

【0030】

同様に、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３も、互いに順方向に直列に接続されている。複数の磁気センサ部１０において、磁気センサ部１０ａの端子部Ｔ３が検出回路部３０に接続されており、磁気センサ部１０ａの端子部Ｔ４と磁気センサ部１０ｂの端子部Ｔ３とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部１０ｂの端子部Ｔ４と磁気センサ部１０ｃの端子部Ｔ３とが互い接続されている。同様に、磁気センサ部１０ｃの端子部Ｔ４と磁気センサ部１０ｄの端子部Ｔ３とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部１０ｄの端子部Ｔ４は、検出回路部３０に接続されている。すなわち、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３からの検出信号は、まとめて共通の検出回路部３０によって検出される。検出回路部３０から見た場合には、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３は、まとめて１つのコイルと同様であるとみなされる。

【0031】

また、第１実施形態では、複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～磁気センサ部１０ｄ）の各々は、基板４０の主表面４０ａに沿うように並べて配置されている。そして、複数の磁気センサ部１０は、検出方向が互いに共通の方向となるように向きを揃えて配置されている。具体的には、複数の磁気センサ部１０の各々は、検出方向がＹ方向に沿った方向となるように配置されている。４つの磁気センサ部１０ａ～磁気センサ部１０ｄは、格子状に２つずつ並べて配置されている。すなわち、検出方向であるＹ方向に隣り合うように磁気センサ部１０ａおよび磁気センサ部１０ｂが並べて配置されている。そして、磁気センサ部１０ａおよび磁気センサ部１０ｂに対して、それぞれ、磁気センサ部１０ｃおよび磁気センサ部１０ｄがＸ方向に隣り合うように並べて配置されている。このように、各々の独立した構成の磁気センサ部１０が、互いに接続された状態で基板４０に並んで配置されている。

【0032】

また、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、共通の基板４０に導体パターンとして配置されている。すなわち、１つの基板４０において、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３が形成されている。また、複数の磁気センサ部１０の各々同士を接続する導体も、基板４０における導体パターンとして形成されていてもよい。その場合には、励磁コイル部１２および信号コイル部１３を形成する導体パターンと、基板４０の導体パターンとを一体的に形成してもよいし、基板４０の導体パターンと複数の磁気センサ部１０の各々の端子部Ｔ１～端子部Ｔ４とを、導線（リード線）などをはんだ付けすることにより互いに電気的に接続してもよい。そして、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、それぞれ、基板４０に設けられたコネクタ４１を介して、駆動回路部２０および検出回路部３０と接続されている。駆動回路部２０および検出回路部３０は、たとえば、共通するＨＩＣ（ハイブリッドＩＣ）において構成されている。駆動回路部２０および検出回路部３０は、基板４０に配置されていてもよいし、基板４０とは異なる位置に配置されていてもよい。

【0033】

なお、複数の信号コイル部１３同士を互いに直列に接続することによって、ＳＮ比（シグナル－ノイズ比）が向上する。具体的には、１つの信号コイル部１３の検出信号の強度をＶｓ、雑音信号の強度をＶｎとした場合、ＳＮ比は、Ｖｓ／Ｖｎで表される。複数の信号コイル部１３をＮ個直列に接続した場合には、ファラデーの法則によって、検出信号の強度は、Ｖｓ・Ｎとなる。一方で、雑音信号の強度は、熱雑音の強度（電圧値）によって表され、式（１）によって示される。

【数1】

（ｋ：ボルツマン定数、Ｔ：絶対温度、Ｒ：抵抗値、Ｂ：帯域幅）
ここで、抵抗値Ｒは巻き数に比例するとともに、ボルツマン定数ｋ、絶対温度Ｔ、帯域幅Ｂは定数となるため、信号コイル部１３をＮ個直列に接続した場合、巻き数がＮ倍となり抵抗値ＲもＮ倍となるので、雑音信号の強度Ｖｎは、√Ｎ倍される。したがって、信号コイル部１３をＮ個直列に接続した場合のＳＮ比は式（２）によって表される。

【数2】

このように、信号コイル部１３をＮ個直列に接続した場合には、ＳＮ比が√Ｎ倍に向上する。

【0034】

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0035】

第１実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３は、互いに接続されている。これにより、励磁コイル部１２と信号コイル部１３とを含む磁気センサ部１０を基板４０に形成する場合にも、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３同士を接続することによって、信号コイル部１３の巻き数を増加させることができる。また、励磁コイル部１２および信号コイル部１３とリングコア１１（磁性コア層）とが基板４０に形成されているため、装置の大型化を抑制することができる。その結果、装置の大型化を抑制しながら信号コイル部１３の巻き数を増加させることができる。また、複数の磁気センサ部１０の各々に、励磁コイル部１２、信号コイル部１３、および、リングコア１１（磁性コア層）が設けられているため、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３同士を接続することによって信号コイル部１３の巻き数を増加させる場合に、複数の磁気センサ部１０の個数、および、配置を容易に調整することができる。そのため、磁気検出装置１００全体の感度、検出領域、および、形状を容易に調整することができる。

【0036】

また、上記第１実施形態では、以下のように構成したことによって、更なる効果が得られる。

【0037】

すなわち、第１実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２は、互いに接続されており、共通の駆動回路部２０から出力された交流電流が流れるように構成されている。このように構成すれば、複数の磁気センサ部１０の各々ごとに別個に駆動回路部２０を設ける場合に比べて装置構成が複雑になることを抑制することができるとともに、装置が大型化することをより抑制することができる。

【0038】

また、第１実施形態では、上記のように、リングコア１１（磁性コア層）は、円環形状を有し、基板４０に形成された層として基板４０の主表面４０ａに沿うように配置されており、励磁コイル部１２と信号コイル部１３とは、基板４０において、リングコア１１を挟むように基板４０の主表面４０ａに交差する方向の一方側（Ｚ１方向側）に形成された導体パターンと、他方側（Ｚ２方向側）に形成された導体パターンとを互いに接続することによって、リングコア１１の周りを巻回するように配置されている。このように構成すれば、リングコア１１を巻回するように励磁コイル部１２および信号コイル部１３を形成する場合に、基板４０の導体パターンとしてコイルを形成することによって、基板４０の主表面４０ａに交差する方向（厚み方向：Ｚ方向）の大きさを小さくすることができる。そのため、磁気センサ部１０を複数設ける場合にも、基板４０の厚み方向の大きさを抑制することができる。

【0039】

また、第１実施形態では、上記のように、励磁コイル部１２と信号コイル部１３とは、円環形状のリングコア１１（磁性コア層）の周方向に沿って、リングコア１１の周りを交互に巻回するように配置されており、信号コイル部１３は、リングコア１１の半周分ずつ巻回される向きを入れ替えながら配置されており、複数の磁気センサ部１０は、リングコア１１において信号コイル部１３の巻回される向きが入れ替えられる位置の方向である検出方向が、互いに共通の方向（Ｙ方向）となるように向きを揃えて配置されている。このように構成すれば、検出方向が互いに共通の方向となるように揃えられた状態で複数の磁気センサ部１０が配置されているため、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３同士を接続することによって、効果的に感度を向上させることができる。

【0040】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部１０の各々は、基板４０の主表面４０ａに沿うように並べて配置されている。このように構成すれば、磁気センサ部１０が一つだけ設けられている場合に比べて、複数の磁気センサ部１０を並べて配置した分だけ、基板４０の主表面４０ａに沿う方向における検出範囲を大きくすることができる。また、複数の磁気センサ部１０を基板４０の主表面４０ａに沿うように並べて配置することによって、基板４０の主表面４０ａに交差する方向（厚み方向）の大きさを小さくすることができる。

【0041】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、共通の基板４０に導体パターンとして形成されている。このように構成すれば、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３が、磁気センサ部１０ごとに別個の基板において形成されている場合に比べて、共通の基板４０にまとめて処理を行うことによって複数の磁気センサ部１０を製造することができるので、製造工程を簡略化することができる。

【0042】

また、第１実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２は、互いに共通の巻き数を有し、複数の磁気センサ部１０の各々の信号コイル部１３は、互いに共通の巻き数を有する。このように構成すれば、互いに異なる巻き数を有する励磁コイル部１２および信号コイル部１３を用いる場合に比べて共通の工程によって、複数の磁気センサ部１０の各々を製造することができる。この点でも、製造工程を簡略化することができる。

【0043】

［第２実施形態］
図４および図５を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、複数の磁気センサ部１０が基板４０の主表面４０ａに沿って並んで配置されるように構成した第１実施形態と異なり、複数の磁気センサ部２１０が積層されて配置されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0044】

（第２実施形態による磁気検出装置の構成）
図４に示すように、第２実施形態による磁気検出装置２００は、複数の磁気センサ部２１０を備える。複数の磁気センサ部２１０は、たとえば、３つの磁気センサ部２１０ａ、磁気センサ部２１０ｂ、および、磁気センサ部２１０ｃを含む。３つの磁気センサ部２１０ａ、磁気センサ部２１０ｂ、および、磁気センサ部２１０ｃの各々は共通の構成を有している。また、３つの磁気センサ部２１０ａ、磁気センサ部２１０ｂ、および、磁気センサ部２１０ｃの各々は、基板４０に形成されたリングコア１１、励磁コイル部１２、および、信号コイル部１３を含み、第１実施形態の複数の磁気センサ部１０と同様の構成を有する。

【0045】

図５に示すように、第２実施形態では、複数の磁気センサ部２１０の各々は、積層されるように配置されている。具体的には、リングコア１１、励磁コイル部１２、および、信号コイル部１３を含む基板４０が、基板４０の主表面４０ａの交差する方向（厚み方向：Ｚ方向）に沿って積層されるように、複数の磁気センサ部２１０の各々が配置されている。

【0046】

たとえば、各々の磁気センサ部２１０を構成する基板４０とは別個の配置用の基板２５０に、３つの磁気センサ部２１０ａ、磁気センサ部２１０ｂ、および、磁気センサ部２１０ｃが上から（Ｚ１方向側から）この順に配置されている。複数の磁気センサ部２１０は、配置用の基板２５０に形成された導体パターンに接続されている。基板２５０の導体パターンに対して、複数の磁気センサ部２１０の各々の端子部Ｔ１～端子部Ｔ４が、導線（リード線）をはんだ付けすることにより電気的に接続されている。なお、ワイヤーボンディング法を用いることによって、基板２５０の導体パターンに対して、複数の磁気センサ部２１０の各々の端子部Ｔ１～端子部Ｔ４を電気的に接続するようにしてもよい。また、駆動回路部２０および検出回路部３０は、配置用の基板２５０に設けられたコネクタ２５１を介して基板２５０に形成された導体パターンに接続されている。

【0047】

複数の磁気センサ部２１０の各々は、第１実施形態と同様に互いに直列に接続されている。すなわち、複数の磁気センサ部２１０の各々の励磁コイル部１２同士は直列に接続され、信号コイル部１３同士も同様に直列に接続されている。

【0048】

具体的には、図４に示すように、複数の磁気センサ部２１０において、磁気センサ部２１０ａの端子部Ｔ１が基板２５０の導体パターンおよびコネクタ２５１を介して駆動回路部２０に接続されている。そして、磁気センサ部２１０ａの端子部Ｔ２と磁気センサ部２１０ｂの端子部Ｔ１とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部２１０ｂの端子部Ｔ２と磁気センサ部２１０ｃの端子部Ｔ１とが互い接続されている。磁気センサ部２１０ｃの端子部Ｔ２は、基板２５０の導体パターンおよびコネクタ２５１を介して駆動回路部２０に接続されている。また、磁気センサ部２１０ａの端子部Ｔ３が基板２５０の導体パターンおよびコネクタ２５１を介して検出回路部３０に接続されている。そして、磁気センサ部２１０ａの端子部Ｔ４と磁気センサ部２１０ｂの端子部Ｔ３とが互いに接続されている。そして、磁気センサ部２１０ｂの端子部Ｔ４と磁気センサ部２１０ｃの端子部Ｔ３とが互い接続されている。磁気センサ部２１０ｃの端子部Ｔ４は、基板２５０の導体パターンおよびコネクタ２５１を介して検出回路部３０に接続されている。なお、複数の磁気センサ部２１０は、検出方向をＹ方向に揃えた状態で積層されている。複数の磁気センサ部２１０は、検出方向をＸ方向に揃えた状態で積層してもよい。また、複数の磁気センサ部２１０の各々は、端子部同士を接続するために階段状に配置をずらしながら積層されるように配置されている。

【0049】

なお、第２実施形態による磁気検出装置２００のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0050】

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0051】

第２実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部２１０の各々は、基板４０の主表面４０ａに交差する方向（Ｚ方向）に沿って、励磁コイル部１２および信号コイル部１３とリングコア１１（磁性コア層）とを含む基板４０が積層されるように配置されている。このように構成すれば、基板４０の主表面４０ａに沿う方向の大きさが大きくなることを抑制しながら、複数の磁気センサ部２１０を含む磁気検出装置２００の感度を向上させることができる。また、基板４０により構成されている複数の磁気センサ部２１０の各々は、基板４０の主表面４０ａに交差する方向（Ｚ方向）の大きさが、基板４０の主表面４０ａに沿う方向（ＸＹ平面に沿う方向）の大きさに比べて小さい扁平な形状を有している。したがって、基板４０の主表面４０ａに交差する方向に沿って積層することによって、より小さい範囲に複数の磁気センサ部２１０を集中させて配置することができるので、より小さい検出範囲における磁気の検出の分解能を向上させることができる。

【0052】

なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。

【0053】

［第３実施形態］
図６を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、一対の磁気センサ部３１０ａおよび３１０ｂの信号コイル部１３同士が互いに逆向きの極性となるように接続されている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0054】

（第３実施形態による磁気検出装置の構成）
図６に示すように、第３実施形態による磁気検出装置３００は、複数の磁気センサ部３１０を備えている。複数の磁気センサ部３１０は、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂを含む。磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂは、互いに共通の構成を有する。また、複数の磁気センサ部３１０の各々の構成は、第１実施形態による複数の磁気センサ部１０の各々と同様である。なお、磁気センサ部３１０ａは、特許請求の範囲における「第１磁気センサ部」の一例である。また、磁気センサ部３１０ｂは、特許請求の範囲における「第２磁気センサ部」の一例である。

【0055】

第３実施形態では、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂは、励磁コイル部１２同士が互いに極性が等しい順方向に直列に接続されている。そして、信号コイル部１３同士が互いに極性の異なる逆方向に直列に接続されている。

【0056】

すなわち、磁気センサ部３１０ａの端子部Ｔ１は駆動回路部２０に接続されており、磁気センサ部３１０ａの端子部Ｔ２は磁気センサ部３１０ｂの端子部Ｔ１に接続されている。そして、磁気センサ部３１０ｂの端子部Ｔ２が、駆動回路部２０に接続されている。一方で、磁気センサ部３１０ａの端子部Ｔ３は、磁気センサ部３１０ｂの端子部Ｔ３と接続されている。そして、磁気センサ部３１０ａの端子部Ｔ４と磁気センサ部３１０ｂの端子部Ｔ４とが検出回路部３０に接続されている。

【0057】

したがって、磁気センサ部３１０ａと磁気センサ部３１０ｂとの各々において、励磁コイル部１２には、第１および第２実施形態と同様に、共通の交流電流が順方向に流される。第１および第２実施形態と同様に、磁気センサ部３１０ａと磁気センサ部３１０ｂとの各々において、リングコア１１には共通の周期、位相、および、極性を有する磁束が生じる。一方で、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂでは、端子部Ｔ３同士が互いに接続されているため、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂの各々に対して外部から加えられる磁界が共通である場合には、信号コイル部１３からの出力は打ち消し合う。そして、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂの各々に外部から加えられる磁界に差がある場合に、差の大きさを示す検出信号が検出回路部３０に対して出力される。磁気検出装置３００は、地磁気などの周辺環境からの磁気雑音をキャンセルするとともに、２つの磁気センサ部３１０ａと磁気センサ部３１０ｂとの間の磁気勾配を検出するグラジオメータとして構成されている。

【0058】

なお、磁気センサ部３１０ａと磁気センサ部３１０ｂとは、基板４０の主表面４０ａに沿って並べて配置するようにしてもよいし、基板４０の主表面４０ａに交差する方向に沿って積層して配置するようにしてもよい。また、第３実施形態による磁気検出装置３００のその他の構成は、上記第１および第２実施形態と同様である。

【0059】

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0060】

第３実施形態では、上記のように、複数の磁気センサ部３１０は、磁気センサ部３１０ａ（第１磁気センサ部）および磁気センサ部３１０ｂ（第２磁気センサ部）を含み、磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂは、励磁コイル部１２同士が互いに極性が等しい順方向に直列に接続されているとともに、信号コイル部１３同士が互いに極性が異なる逆方向に直列に接続されている。このように構成すれば、基板４０において形成された２つの磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂを用いて信号コイル部１３同士が互いに逆極性に接続されたグラジオメータを構成することができるので、２つの磁気センサ部３１０を用いてグラジオメータを構成する場合にも装置構成の大型化を抑制することができる。また、基板４０において形成された２つの磁気センサ部３１０ａおよび磁気センサ部３１０ｂは、基板４０の主表面４０ａに交差する方向の大きさが、基板４０の主表面４０ａに沿う方向の大きさに比べて小さい扁平な形状を有している。そして、検出方向が、基板４０の主表面４０ａに沿う方向（Ｙ方向）であるため、基板４０の主表面４０ａに交差する方向に沿って複数の磁気センサ部３１０を積層するように配置することによってグラジオメータを構成することができる。このため、複数の磁気センサ部３１０を狭いピッチで配置することができるので、グラジオメータを構成した場合に空間分解能を向上させることができる。

【0061】

なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１および第２実施形態と同様である。

【0062】

［第４実施形態］
図７および図８を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、複数の磁気センサ部４１０の各々に対して、磁気収束部４６０が設けられている。なお、図中において、上記第１実施形態と同様の構成の部分には、同一の符号を付している。

【0063】

（第４実施形態による磁気検出装置の構成）
図７に示すように、第４実施形態による磁気検出装置４００は、複数の磁気センサ部４１０（磁気センサ部４１０ａ、磁気センサ部４１０ｂ、磁気センサ部４１０ｃ、および、磁気センサ部４１０ｄ）を備える。複数の磁気センサ部４１０の各々は、互いに共通の構成を有している。また、複数の磁気センサ部４１０の各々は、第１実施形態の複数の磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ～１０ｄ）の各々と同様に、リングコア１１、励磁コイル部１２、および、信号コイル部１３を含んでいる。

【0064】

複数の磁気センサ部４１０（磁気センサ部４１０ａ～４１０ｄ）の各々は、第１実施形態と同様に、互いに直列に接続されている。すなわち、複数の磁気センサ部４１０の各々は、第１実施形態の複数の磁気センサ部１０の各々と同様に、複数の磁気センサ部４１０の各々の励磁コイル部１２同士は直列に接続され、信号コイル部１３同士も同様に直列に接続されている。また、複数の磁気センサ部４１０の各々は、第１実施形態と同様に、検出方向が互いに共通の方向となるように向きを揃えて、基板４０の主表面に沿って配置されている。また、複数の磁気センサ部４１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３は、共通の基板４０に導体パターンとして配置されている。

【0065】

そして、第４実施形態では、磁気検出装置４００は、複数の磁気センサ部４１０（磁気センサ部４１０ａ～４１０ｄ）の各々のリングコア１１に対して磁束を収束する磁気収束部４６０を備えている。磁気収束部４６０は、複数の磁気センサ部４１０の各々に対して、２つずつ配置されている。なお、複数の磁気センサ部４１０の各々ごとにおける磁気収束部４６０は、同様の構成を有する。以下の説明では、複数の磁気センサ部４１０のうちの磁気センサ部４１０ａにおける磁気収束部４６０について図示して説明するとともに、磁気センサ部４１０ｂ～４１０ｆにおける磁気収束部４６０については、図示を省略する。

【0066】

図８に示すように、第４実施形態では、磁気収束部４６０は、複数の磁気センサ部４１０の各々におけるリングコア１１（磁性コア層）の検出方向側に配置されている。たとえば、磁気センサ部４１０ａでは、リングコア１１に対して、リングコア１１の検出方向であるＹ方向の一方側（Ｙ１方向側）と他方側（Ｙ２方向側）との各々に、検出方向に沿って（リングコア１１の中心を通る感度軸に沿って）磁気収束部４６０が配置されている。磁気収束部４６０は、たとえば、リングコア１１と同様に、基板４０の主表面に沿うように形成された薄膜の磁性体層である。磁気収束部４６０は、磁路を形成する軟磁性材料によって構成されている。たとえば、磁気収束部４６０は、パーマロイ薄膜である。磁気収束部４６０は、リングコア１１と同様に、基板４０においてスパッタ成膜されてエッチングされることにより形成される。なお、磁気収束部４６０は、基板４０の厚み方向において、リングコア１１と等しい位置に配置されている。

【0067】

磁気収束部４６０は、台形状の薄膜である。磁気収束部４６０において、検出方向に沿ってリングコア１１から離間している方向側の辺の長さは、リングコア１１に対して近接している方向側の辺の長さに比べて大きい。これにより、磁気収束部４６０において、検出方向に沿ってリングコア１１から離間している方向側の辺からの磁束が、検出方向に沿って収束するとともに、リングコア１１に対して近接している方向側の辺から出力される。すなわち、磁気収束部４６０は、磁気のレンズ作用によって複数の磁気センサ部４１０（磁気センサ部４１０ａ～４１０ｆ）の各々における磁束密度を増加させる。たとえば、磁気収束部４６０は、磁気センサ部４１０ａのリングコア１１に対して入力される磁束を収束させる。磁気収束部４６０は、リングコア１１に向かって、リングコア１１の周囲の検出方向（Ｙ方向）に沿う向きの磁界（磁束）を収束させる。すなわち、磁気収束部４６０は、Ｘ方向においてリングコア１１よりも外側の位置を通る磁束を、リングコア１１を通るように収束させる。

【0068】

なお、第４実施形態による磁気検出装置４００のその他の構成は、上記第１～第３施形態と同様である。

【0069】

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0070】

第４実施形態では、上記のように、磁気検出装置４００は、複数の磁気センサ部４１０（磁気センサ部４１０ａ～４１０ｆ）におけるリングコア１１（磁性コア層）の検出方向側に配置され、リングコア１１に対して磁束を収束する磁気収束部４６０を備える。このように構成すれば、磁気収束部４６０によって、リングコア１１に対して磁束を収束することができるので、複数の磁気センサ部４１０ａ～４１０ｆの各々における検出の感度をより向上することができる。そのため、複数の方向の磁界を検出する場合に、感度の低下をより抑制しながら、複数の方向の磁界ごとの検出位置を互いに近づけることができる。

【0071】

なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１～第３実施形態と同様である。

【0072】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0073】

たとえば、上記第１および第２実施形態では、複数の磁気センサ部１０（２１０）の各々の信号コイル部１３が検出回路部３０に対して互いに順方向に直列に接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部は、検出回路部に対して互いに並列に接続されていてもよい。その場合にも、ＳＮ比は向上する。具体的には、１つの信号コイル部の検出信号の強度をＶｓ、雑音信号の強度をＶｎとした場合、並列接続であるためＮ個の信号コイル部を接続した場合にも検出信号の強度は変らずＶｓとなる。一方で、雑音信号の強度は上記式（１）と同様であり、式（１）の抵抗値ＲはＮ個の信号コイルを並列にした場合１／Ｎ倍となる。したがって、信号コイル部をＮ個並列に接続した場合、雑音信号の強度Ｖｎは、１／√Ｎ倍になる。以上から、信号コイル部をＮ個並列に接続した場合のＳＮ比は、式（３）によって表される。

【数3】

このように、信号コイル部をＮ個並列に接続した場合にも、ＳＮ比が√Ｎ倍に向上する。

【0074】

また、上記第１～第３実施形態では、複数の磁気センサ部１０（２１０、３１０）の各々の励磁コイル部１２は、直列に接続されており、共通の駆動回路部２０からの交流電流が流される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部の各々の励磁コイル部に対して、別個の駆動回路部からの交流電流が流されるようにしてもよい。また、共通の駆動回路部からの交流電流が入力される場合に、励磁コイル部を互いに並列に接続するようにしてもよい。

【0075】

また、上記第１～第３実施形態では、円環形状を有するリングコア１１（磁性コア層）に対して、基板４０に交差する方向の一方側（Ｚ１方向側）と他方側（Ｚ２方向側）との各々に形成された導体パターンによってリングコア１１を巻回する励磁コイル部１２と信号コイル部１３とを構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、板状（棒状）の磁性コア層に励磁コイル部と信号コイル部とを巻回するように構成してもよい。その場合、励磁コイル部と信号コイル部とを、基板の主表面に沿うように巻回するように構成してもよい。

【0076】

また、上記第１実施形態では、４つの磁気センサ部１０（磁気センサ部１０ａ、磁気センサ部１０ｂ、磁気センサ部１０ｃ、および、磁気センサ部１０ｄ）を、２×２の格子状に並べて配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、３つ以下、または、５つ以上の複数の磁気センサ部を並べて配置するようにしてもよい。その場合に、縦方向と横方向とに並ぶ個数は、互いに同じ数ではなくてもよい。たとえば、２×３の格子状に並べて合計６つの磁気センサ部を並べて配置するようにしてもよい。

【0077】

また、上記第１実施形態では、複数の磁気センサ部１０の各々の励磁コイル部１２および信号コイル部１３が、共通の基板４０に導体パターンとして形成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、互いに別個の基板に配置されている複数の磁気センサ部を並べて配置するようにしてもよい。また、上記第２実施形態では、積層されて配置されている複数の磁気センサ部２１０の各々において、各々が独立した基板４０に、リングコア１１（磁性コア層）、励磁コイル部１２、および、信号コイル部１３が配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部を積層して配置する場合にも、共通の基板に、磁性コア層、励磁コイル部、および、信号コイル部を形成するようにしてもよい。

【0078】

また、上記第２実施形態では、複数の磁気センサ部２１０の各々は、端子部同士を接続するために階段状に配置をずらしながら積層されるように配置されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部同士をずらさずに積層するように配置してもよい。たとえば、複数の磁気センサ部の各々の信号コイル部同士を並列に接続する場合には、複数の磁気センサ部の各々において、端子部の部分をスルーホールなどの構造にすることによって、複数の磁気センサ部同士をずらさずに積層するように配置してもよい。

【0079】

また、上記第１実施形態では、複数の磁気センサ部１０を基板４０の主表面４０ａに沿うように並べて配置し、上記第２実施形態では、複数の磁気センサ部２１０を積層して配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部を基板の主表面に沿って並べて配置することと、積層することとを組み合わせて配置するようにしてもよい。

【0080】

また、上記第１～第３実施形態では、複数の磁気センサ部１０（２１０、３１０）の各々の励磁コイル部１２同士は互いに共通の巻き数を有し、信号コイル部１３同士も互いに共通の巻き数を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部の各々の励磁コイル部同士、および、信号コイル部同士の少なくとも一方を、互いに巻き数が異なるように構成してもよい。たとえば、信号コイル部の巻き数が異なる場合には、複数の磁気センサ部の各々において磁気検出の感度が異なる。したがって、感度が互いに異なる磁気センサ部を選択して組み合わせることによって、磁気検出装置としての検出感度を細かく調整することができる。

【0081】

また、上記第１～第３実施形態では、複数の磁気センサ部１０（２１０、３１０）の各々は、１つの検出方向を有する１軸のセンサである例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の磁気センサ部の各々は、互いに直交する２つの検出方向を有する２軸のセンサであってもよい。たとえば、リングコアの周方向に沿って信号コイル部を４つの部分に４分割するとともに、互いに向かい合う一対の部分同士を組み合わせることによって、複数の磁気センサ部の各々を互いに直交する２つの検出方向を有するように構成してもよい。その場合には、２系統の検出信号が出力されるため、複数の磁気センサ部の各々において、２系統の検出信号の一方を出力する信号コイル部同士と、他方を出力する信号コイル部同士が、互いに接続される。

【0082】

また、上記第１～第３実施形態では、駆動回路部２０および検出回路部３０は、共通のハイブリッドＩＣに構成されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、駆動回路部と検出回路部とを、互いに別個のハードウェアに構成するようにしてもよい。また、駆動回路部と検出回路部とを、ハイブリッドＩＣ以外の制御回路などにより構成してもよい。

【0083】

また、上記第１～第３実施形態では、複数の磁気センサ部２１０の各々の端子部Ｔ１～端子部Ｔ４に対して、導線（リード線）をはんだ付けすることにより、励磁コイル部１２および信号コイル部１３が基板４０（２５０）の導体パターンに電気的に接続されている例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基板に設けられたコネクタなどの接続部に対して複数の磁気センサ部の各々を接続することにより、励磁コイル部および信号コイル部が基板の導体パターンに電気的に接続されることによって励磁コイル部同士および信号コイル部同士が互いに接続されるようにしてもよい。これにより、複数の磁気センサ部の個数を容易に変更することができるので、磁気を検出する感度を容易に調整することができる。また、基板を用いずに、複数の磁気センサ部の励磁コイル部同士および信号コイル部同士を互いに接続するようにしてもよい。

【0084】

また、上記第４実施形態では、複数の磁気センサ部４１０の各々において、リングコア１１（磁性コア層）の検出方向の両側の各々に台形状の薄膜である磁気収束部４６０を２つずつ配置する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、磁気収束部は、複数の磁気センサ部の各々に対して、検出方向の一方側に１つずつ配置するようにしてもよい。また、複数の磁気センサ部に対して、共通の磁気収束部を配置するようにしてもよい。たとえば、検出方向に沿って複数の磁性コア層が感度軸を共通とするように並んで配置されている場合には、並んで配置されている複数の磁性コア層に対して、検出方向の一方側と他方側との各々に、１つずつの磁気収束部を共通して配置するようにしてもよい。また、磁気収束部の形状は、台形でなくともよい。すなわち、磁性コア層から離間している側の辺の長さが、磁性コア層に対して近接している側の辺の長さより長ければ、磁気収束部の形状は台形に限られない。たとえば、磁気収束部を、図９に示す変形例による磁気収束部５６０のように、五角形の薄膜として形成してもよい。

【0085】

［態様］
上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0086】

（項目１）
基板に導体パターンとして形成された励磁コイル部および信号コイル部と、前記基板に配置されている磁性コア層とを各々が個別に含む複数の磁気センサ部と、
前記励磁コイル部に交流電流を出力する駆動回路部と、
前記信号コイル部からの検出信号を取得する検出回路部と、を備え、
前記複数の磁気センサ部の各々の前記信号コイル部は、互いに接続されている、磁気検出装置。

【0087】

（項目２）
前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部は、互いに接続されており、共通の前記駆動回路部から出力された交流電流が流れるように構成されている、項目１に記載の磁気検出装置。

【0088】

（項目３）
前記磁性コア層は、円環形状を有し、前記基板に形成された層として前記基板の主表面に沿うように配置されており、
前記励磁コイル部と前記信号コイル部とは、前記基板において、前記磁性コア層を挟むように前記基板の主表面に交差する方向の一方側に形成された前記導体パターンと、他方側に形成された前記導体パターンとを互いに接続することによって、前記磁性コア層の周りを巻回するように配置されている、項目１または２に記載の磁気検出装置。

【0089】

（項目４）
前記励磁コイル部と前記信号コイル部とは、円環形状の前記磁性コア層の周方向に沿って、前記磁性コア層の周りを交互に巻回するように配置されており、
前記信号コイル部は、前記磁性コア層の半周分ずつ巻回される向きを入れ替えながら配置されており、
前記複数の磁気センサ部は、前記磁性コア層において前記信号コイル部の巻回される向きが入れ替えられる位置の方向である検出方向が、互いに共通の方向となるように向きを揃えて配置されている、項目３に記載の磁気検出装置。

【0090】

（項目５）
前記複数の磁気センサ部の各々は、前記基板の主表面に沿うように並べて配置されている、項目１～４のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【0091】

（項目６）
前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部および前記信号コイル部は、共通の前記基板に前記導体パターンとして形成されている、項目５に記載の磁気検出装置。

【0092】

（項目７）
前記複数の磁気センサ部の各々は、前記基板の主表面に交差する方向に沿って、前記励磁コイル部および前記信号コイル部と前記磁性コア層とを含む前記基板が積層されるように配置されている、項目１～６のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【0093】

（項目８）
前記複数の磁気センサ部は、第１磁気センサ部および第２磁気センサ部を含み、
前記第１磁気センサ部および前記第２磁気センサ部は、前記励磁コイル部同士が互いに極性が等しい順方向に直列に接続されているとともに、前記信号コイル部同士が互いに極性が異なる逆方向に直列に接続されている、項目１～７のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【0094】

（項目９）
前記複数の磁気センサ部の各々の前記励磁コイル部は、互いに共通の巻き数を有し、
前記複数の磁気センサ部の各々の前記信号コイル部は、互いに共通の巻き数を有する、項目１～８のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【0095】

（項目１０）
前記複数の磁気センサ部における前記磁性コア層の検出方向側に配置され、前記磁性コア層に対して磁束を収束する磁気収束部をさらに備える、項目１～９のいずれか１項に記載の磁気検出装置。

【符号の説明】

【0096】

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、３１０、４１０、４１０ａ、４１０ｂ、４１０ｃ、４１０ｄ 磁気センサ部
１１ リングコア（磁性コア層）
１２ 励磁コイル部
１３ 信号コイル部
２０ 駆動回路部
３０ 検出回路部
４０ 基板
４０ａ 主表面
１００、２００、３００、４００ 磁気検出装置
３１０ａ 磁気センサ部（第１磁気センサ部）
３１０ｂ 磁気センサ部（第２磁気センサ部）
４６０ 磁気収束部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】