JP6187652B2

JP6187652B2 - 磁界測定装置

Info

Publication number: JP6187652B2
Application number: JP2016158309A
Authority: JP
Inventors: 知彦長尾; 道治山本
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 2016-08-11
Filing date: 2016-08-11
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: JP2016194531A

Description

本発明は、マグネトインピーダンスセンサを備えた磁界測定装置に関する。

磁界を測定する磁界測定装置として、マグネトインピーダンスセンサ（以下、ＭＩセンサとも記す）を用いるものが知られている（下記特許文献１参照）。ＭＩセンサは、アモルファス合金からなる感磁体と、該感磁体に巻回された検出コイルとを備える。ＭＩセンサは、感磁体に作用した磁界に対応する電圧を、上記検出コイルから出力するよう構成されている。

上記感磁体に作用する磁界が比較的弱い場合は、検出コイルの出力電圧は、磁界に略比例する。つまり、この場合は、上記出力電圧は、磁界の一次関数として表される。上記磁界測定装置は、この一次関数の傾きを感度として記憶している。そして、この感度と、検出コイルの出力電圧とを用いて、感磁体に作用する磁界を算出するよう構成されている。

国際公開第２００５／１９８５１号

しかしながら、上記磁界測定装置は、磁界の測定精度が充分に高くないという問題があった。すなわち、上記磁界測定装置は、製造工場等において測定されたＭＩセンサの感度を記憶しておき、ユーザが使用する際に、記憶した感度の値を用いて、磁界を算出するよう構成されている。磁界測定装置は、感度が、製造時から変化しないと仮定して設計されている。そのため、感度を測定し直せる構造になっていない。しかしながら、実際には、ＭＩセンサの感度は、温度によって変化したり、経年変化したりすることがある。そのため、変化後の感度の値を測定して使用しなければ、磁界を正確に算出できないという問題がある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ＭＩセンサの感度が変化した場合でも、磁界を正確に測定できる磁界測定装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、磁界を測定する磁界測定装置であって、
感磁体と、該感磁体に巻回され該感磁体に作用する磁界に対応する電圧を出力する検出コイルと、上記感磁体に巻回され通電によって磁界を発生する磁界発生コイルとを備えたマグネトインピーダンスセンサと、
該マグネトインピーダンスセンサの外側から上記感磁体に作用する磁界であるセンサ外磁界が一定の状態において、上記磁界発生コイルに流れる電流を変化させることにより、上記感磁体に作用する磁界を変化させ、上記検出コイルの出力電圧の変化量を上記感磁体に作用する磁界の変化量で除した値である感度を算出する感度算出手段とを備え、
上記マグネトインピーダンスセンサは機器内に配され、上記センサ外磁界は、上記機器外から上記感磁体に作用する機器外磁界と、上記機器内に設けられた電子部品から発生し上記感磁体に作用する機器内磁界とを合成した磁界であり、上記感度算出手段によって算出された上記感度と、上記検出コイルの上記出力電圧とによって、上記機器外磁界の値を算出する磁界算出手段を備え、
上記感度算出手段は、上記磁界発生コイルから発生するコイル磁界によって上記機器内磁界がより打ち消されるように、上記磁界発生コイルに流れる電流の量を変化させ、その電流を変化させる過程において上記感度を算出し、上記磁界算出手段は、上記磁界発生コイルに電流を流すことにより、上記感磁体に作用する磁界の強さを予め定められた閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出するよう構成されていることを特徴とする磁界測定装置にある。

上記磁界測定装置においては、ＭＩセンサの感磁体に、上記磁界発生コイルを形成してある。そして、この磁界発生コイルを用いて上記感度を算出する感度算出手段を設けてある。
そのため、ユーザが磁界測定装置を使用する際に、ＭＩセンサの感度を定期的に算出することができる。したがって、感度が変化した場合でも、その変化後の感度を用いて、磁界を算出することができる。そのため、磁界を正確に測定することが可能となる。

以上のごとく、本発明によれば、ＭＩセンサの感度が変化した場合でも、磁界を正確に測定できる磁界測定装置を提供することができる。

参考例１における、ＭＩセンサの平面図。参考例１における、感磁体に作用する磁界と、検出コイルの出力電圧との関係を表したグラフ。図２のグラフの原点付近を拡大したグラフ。経年変化等した後の図３のグラフ。図２に示すＢ１領域の一部を拡大したグラフ。参考例１における、磁界測定装置のフローチャート。図６に続くフローチャート。参考例１における、磁界測定装置の概念図。参考例１における、携帯機器の分解斜視図。参考例１における、２つの検出コイルの間に磁界発生コイルを設けたＭＩセンサの平面図。参考例１における、２つの検出コイルを互いに接続したＭＩセンサの平面図。実施例１における、磁界測定装置のフローチャート。図１２に続くフローチャート。実施例１における、感磁体に作用する磁界と、検出コイルの出力電圧との関係を表したグラフ。

上記磁界測定装置においては、上記マグネトインピーダンスセンサは携帯機器内に配され、上記センサ外磁界は、上記携帯機器外から上記感磁体に作用する機器外磁界と、上記携帯機器内に設けられた電子部品から発生し上記感磁体に作用する機器内磁界とを合成した磁界であり、上記感度算出手段によって算出された上記感度と、上記検出コイルの上記出力電圧とによって、上記機器外磁界の値を算出する磁界算出手段を備える。
上記機器内磁界は、測定対象となる機器外磁界よりも強いことが多い。そのため、ＭＩセンサを携帯機器内に設けると、感磁体に、強い機器内磁界が作用することが多い。ＭＩセンサは、感度が一定になる磁界の範囲が決まっており、この範囲を超えた強い磁界が感磁体に作用すると、感度が変化する（図２参照）。そのため従来は、ＭＩセンサを、感度が一定とみなせる範囲に限定して使用する必要があった。しかし、本発明の磁界測定装置は上記感度算出手段を備えるため、感磁体に強い機器内磁界が作用し、感度が一定とみなせる範囲を外れた場合でも、そのときの感度を算出し、その感度を用いて、上記機器外磁界を正確に測定することができる。したがって、感磁体に強い磁界が作用した場合でも、ＭＩセンサを使用することが可能となる。つまり、ＭＩセンサを使用できる、磁界の強度範囲を拡大することができる。

また、上記感度算出手段は、上記磁界発生コイルから発生するコイル磁界によって上記機器内磁界がより打ち消されるように、上記磁界発生コイルに流れる電流の量を変化させ、その電流を変化させる過程において上記感度を算出し、上記磁界算出手段は、上記磁界発生コイルに電流を流すことにより、上記感磁体に作用する磁界の強さを予め定められた閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出するよう構成されている。
ＭＩセンサは、上述したように、感度が一定となる磁界の強さの範囲に限界がある（図２のＡ領域参照）。上記磁界測定装置では、磁界発生コイルに電流を流して、感磁体に作用する磁界を上記閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出している。そのため、感磁体に作用する磁界の強さが、感度が一定となる範囲を超えている場合であっても、その磁界の強さを上記磁界発生コイルによって小さくし、上記磁界の強さが、感度が一定となる範囲内になるようにしてから、上記機器外磁界を測定できる。したがって、機器外磁界をより正確に算出することができる。

（参考例１）
上記磁界測定装置に係る参考例について、図１〜図１１を用いて説明する。図８に示すごとく、本例の磁界測定装置１は、ＭＩセンサ２と、感度算出手段３とを備える。
図１に示すごとく、ＭＩセンサ２は、感磁体２０と、検出コイル２１と、磁界発生コイル２２とを備える。検出コイル２１は、感磁体２０に巻回されており、該感磁体２０に作用する磁界に対応する電圧を出力する。磁界発生コイル２２は、感磁体２２に巻回されており、通電によって磁界を発生する。

図６のフローチャート（詳細は後述）に示すごとく、感度算出手段３は、ＭＩセンサ２の外側から感磁体２０に作用する磁界であるセンサ外磁界Ｈ_Ｏが一定の状態において、磁界発生コイル２２に流れる電流を変化させる。これにより、感磁体２０に作用する磁界を変化させ、ステップＳ６に示すように、検出コイル２１の出力電圧の変化量Ｖ_Ｃ２−Ｖ_Ｃ１を、感磁体２０に作用する磁界の変化量Ｈ_Ｃ２−Ｈ_Ｃ１で除した値である感度ａを算出するよう構成されている。

図９に示すごとく、ＭＩセンサ２は携帯機器１０内に配されている。上記センサ外磁界Ｈ_Ｏは、携帯機器１０外から感磁体２０に作用する機器外磁界Ｈ_Ｅと、携帯機器１０内に設けられた電子部品１０３から発生し感磁体２０に作用する機器内磁界Ｈ_Ｉとを合成した磁界である。本例の磁界測定装置１は、感度算出手段３によって算出された感度ａと、検出コイル２１の出力電圧とを用いて、上記機器外磁界Ｈ_Ｅの値を算出する磁界算出手段５を備える。また、本例では、機器外磁界Ｈ_Ｅとして、地磁気を算出している。

図９に示すごとく、携帯機器１０には、マイコン８が設けられている。マイコン８は、図８に示すごとく、ＣＰＵ８１と、ＲＯＭ８２と、ＲＡＭ８３と、Ｉ／Ｏ８４と、これらの構成を繋ぐ配線８５とを備える。ＲＯＭ８２にはプログラム８２ｐが記憶されている。ＣＰＵ８１がプログラム８２ｐを読んで実行することにより、本例の感度算出手段３、及び磁界算出手段５が実現される。

次に、図１を用いて、ＭＩセンサ２の構造について説明する。ＭＩセンサ２は基板（図示せず）を備える。この基板に、感磁体２０が固定されている。感磁体２０は、ＭＩ効果を発揮できる材料からなり、例えばＣｏ−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系の、零磁歪のアモルファス合金からなる。感磁体２０の表面は、絶縁樹脂等によって覆われている。検出コイル２１は、Ｃｕ等の金属からなる。検出コイル２１は、例えば、感磁体２０と基板との間に介在する下側パターン部２１０と、該下側パターン部２１０に接続し感磁体２０を覆う上側パターン部２１１とからなる。

また、検出コイル２１を両側から挟む位置に、２個の磁界発生コイル２２が形成されている。磁界発生コイル２２は、検出コイル２１と同様の構造をしており、下側パターン部２２０と、上側パターン部２２１とからなる。

本例では、ＭＩセンサ２の製造時に、金属薄膜にフォトリソ工程とエッチング工程とを行うことにより、検出コイル２１の下側パターン部２１０と、磁界発生コイル２２の下側パターン部２２０とを同時に形成している。同様に本例では、フォトリソ工程とエッチング工程とを行うことにより、検出コイル２１の上側パターン部２１１と、磁界発生コイル２２の上側パターン部２２１とを同時に形成している。このように本例では、ＭＩセンサ２にとって必須のコイルである検出コイル２１を形成するときに、同時に、同じ工程で、磁界発生コイル２２を形成している。これにより、磁界発生コイル２２を形成するための専用の工程を追加しなくても、磁界発生コイル２２を形成できるようにしてある。

また、本例では、３個のＭＩセンサ２を組み合わせて、３軸ＭＩセンサ２００を構成してある。３個のＭＩセンサ２によって測定した、機器外磁界Ｈ_Ｅ（地磁気）の値を用いて、携帯機器１０の向きを測定し、表示画面１０２（図９参照）に表示するよう構成されている。つまり本例では、磁界測定装置１を、電子コンパスとして利用している。

ここで仮に、機器外磁界Ｈ_Ｅが存在しなかったとすると、ＭＩセンサ２には、機器内磁界Ｈ_Ｉのみが作用することとなる。この場合、出力コイル２１からは、機器内磁界Ｈ_Ｉのみが作用したときの出力電圧、すなわちオフセット電圧Ｖ_ＯＦＦが出力される。このオフセット電圧Ｖ_ＯＦＦは、携帯機器１０を様々な方向に向ける、いわゆるキャリブレーション操作を行うことにより、測定することができる。

次に、ＭＩセンサ２の出力特性について説明する。図２に示すごとく、検出コイル２１の出力電圧Ｖは、感磁体２０に作用する磁界Ｈが比較的小さい領域（Ａ領域）では、磁界Ｈに略比例する。つまり、このＡ領域では、感度ａは略一定である。しかし、経年変化した場合や熱が加わった場合には、感度ａが変化する（図３、図４参照）。また、Ａ領域よりも強い磁界が作用すると、感度ａが変化する。本例では、Ａ領域の感度ａが変化した場合でも、機器外磁界Ｈ_Ｅを正確に測定できるようにしてある。また、Ａ領域だけでなく、Ａ領域よりも強い磁界が作用した場合、例えばＢ１、Ｂ２領域でも、機器外磁界Ｈ_Ｅを正確に測定できるようにしてある。まず、Ａ領域における、感度ａと機器外磁界Ｈ_Ｅの算出方法について説明する。

Ａ領域における最新の感度ａ_１を算出する際には、まず、携帯機器１０の向きを一定にし、上記センサ外磁界Ｈ_Ｏが変化しないようにする。この状態で、磁界発生コイル２２に電流を流し、第１のコイル磁界Ｈ_Ｃ１を発生させる。図４に示すごとく、この状態では、感磁体２０に、磁界Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ１が作用することになる。このときの出力電圧Ｖ_Ｃ１を測定する。次いで、磁界発生コイル２２に流れる電流を変化させ、第２のコイル磁界Ｈ_Ｃ２を発生させる。この状態では、感磁体２０に、磁界Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ２が作用することになる。このときの出力電圧Ｖ_Ｃ２を測定する。そして、下記式を用いて感度ａ１を算出する。
ａ_１＝（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_Ｃ１）／｛（Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ２）−（Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ１）｝
＝（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_Ｃ１）／（Ｈ_Ｃ２−Ｈ_Ｃ１）

機器外磁界Ｈ_Ｅを測定する際には、予め上記キャリブレーション操作等を行い、上記オフセット電圧Ｖ_ＯＦＦを測定しておく。そして、機器外磁界Ｈ_Ｅが存在する状態において、検出コイル２１の出力電圧Ｖ_Ｘを測定する。この出力電圧Ｖ_Ｘは、オフセット電圧Ｖ_ＯＦＦに、機器外磁界Ｈ_Ｅの影響分を加えた値である。図４に示すごとく、これらの出力電圧Ｖ_Ｘ、オフセット電圧Ｖ_ＯＦＦ、感度ａ_１と、機器外磁界Ｈ_Ｅとには、下記式の関係がある。この式を用いて、機器外磁界Ｈ_Ｅを算出することができる。
Ｈ_Ｅ＝（Ｖ_Ｘ−Ｖ_ＯＦＦ）／ａ_１

次に、感磁体２０に作用する磁界がＡ領域から外れた場合について説明する。感磁体２０に強い機器内磁界Ｈ_Ｉが作用し、Ａ領域から外れると、図２に示すごとく、出力電圧Ｖは曲線になる。しかし、本例のように、機器外磁界Ｈ_Ｅとして地磁気を測定する場合、機器外磁界Ｈ_Ｅの測定範囲は非常に狭い範囲（地磁気の場合±４００００〜５００００ｎＴ）に限定されるため、この範囲に限定すると、出力電圧Ｖは磁界Ｈの一次関数になっているものとみなしても、大きな誤差は生じない。

磁界がＡ領域から外れた場合において、感度ａ_２及び機器外磁界Ｈ_Ｅを算出する方法は、Ａ領域と同様である。磁界がＡ領域から外れた場合の感度ａ_２を算出する際の処理を、図５、図６を用いて説明する。感度ａ_２を算出するにあたって、まず、携帯機器１０の向きが所定時間、一定か否を判断する（ステップＳ１）。つまり、感磁体１０に作用する上記センサ外磁界Ｈ_Ｏが、所定時間、一定か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断した場合、ステップＳ２に移り、磁界発生コイル２２から第１のコイル磁界Ｈ_Ｃ１を発生させる。そのため、感磁体２０に作用する磁界は、Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ１となる（図５参照）。この後、ステップＳ３に移り、検出コイル２２の出力電圧Ｖ_Ｃ１を測定する。

次いで、ステップＳ４に移り、磁界発生コイル２２から第２のコイル磁界Ｈ_Ｃ２を発生させる。そのため、磁界２０に作用する磁界はＨ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ２となる（図５参照）。この後、ステップＳ５に移り、検出コイル２２の出力電圧Ｖ_Ｃ２を測定する。なお、ステップＳ２〜Ｓ５では、コイル磁界Ｈ_Ｃ１，Ｈ_Ｃ２の強さを、測定する機器外磁界Ｈ_Ｅの変動の範囲内の強さとする必要がある点に注意すべきである。また、測定する機器外磁界Ｈ_Ｅが地磁気の場合には、携帯機器１０の向きを変えると、３軸ＭＩセンサ２００を構成する３個のＭＩセンサ２がそれぞれ検出する地磁気の強さは、０（Ｔ）を中心として変動することになる。そのため、Ｈ_Ｃ１とＨ_Ｃ２のいずれかの強さとして０（Ｔ）を選択することも可能である。このようにすることにより、測定対象である地磁気の変動の範囲内で、有効な感度ａ_２を求めることができる。

ステップＳ５の後、ステップＳ６に移り、下記式を用いて感度ａ_２を算出する。
ａ_２＝（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_Ｃ１）／｛（Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ２）−（Ｈ_Ｏ＋Ｈ_Ｃ１）｝
＝（Ｖ_Ｃ２−Ｖ_Ｃ１）／（Ｈ_Ｃ２−Ｈ_Ｃ１）

機器外磁界Ｈ_Ｅを測定する際には、図７に示すごとく、磁界発生コイル２２への通電を停止した状態で、検出コイル２１の出力電圧Ｖ_Ｘを測定する（ステップＳ７）。その後、出力電圧Ｖ_Ｘと、オフセット電圧Ｖ_ＯＦＦと、感度ａ_２とから、下記式を用いて、機器外磁界Ｈ_Ｅを算出する（ステップＳ８）。
Ｈ_Ｅ＝（Ｖ_Ｘ−Ｖ_ＯＦＦ）／ａ_２

本例の作用効果について説明する。図１に示すごとく、本例では、ＭＩセンサ２の感磁体２０に、磁界発生コイル２２を形成してある。そして、この磁界発生コイル２２を用いて感度ａを算出する感度算出手段３を設けてある。
そのため、ユーザが磁界測定装置１を使用する際に、ＭＩセンサ２の感度ａを定期的に算出することができる。したがって、測定環境が変化して感磁体２０に作用する磁界の強さや感磁体２０の温度等が変化することにより、感度ａが変化した場合でも、その変化後の感度ａを用いて、測定対象の磁界、すなわち機器外磁界Ｈ_Ｅを算出することができる。そのため、測定対象の磁界を正確に測定することが可能となる。

また、図９に示すごとく、本例のＭＩセンサは、携帯機器１０内に配されている。
上記機器内磁界Ｈ_Ｉは、測定対象となる機器外磁界Ｈ_Ｅよりも強いことが多い。そのため、ＭＩセンサ２を携帯機器１０内に設けると、感磁体２０に、強い機器内磁界Ｈ_Ｉが作用することが多い。ＭＩセンサ２は、感磁体２０に作用する磁界が図２に示すＡ領域内である場合は、感度ａが一定とみなすことが可能であるが、感磁体２０にＡ領域を超える強い磁界が作用すると、感度ａが変化することがある。しかし、本例の磁界測定装置１は、上記感度算出手段３を備えるため、感磁体２０に強い機器内磁界Ｈ_Ｉが作用し、感度ａが変化した場合でも、そのときの感度ａを算出することができる。そのため、その変化後の感度ａを用いて、上記機器外磁界Ｈ_Ｅを正確に測定することができる。
上述したように、従来は、ＭＩセンサの感度が略一定であるＡ領域に限定して、ＭＩセンサを用いる必要があったが、本例のように感度算出手段３を設けることにより、Ａ領域を超える強度の磁界が感磁体２０に作用した場合でも、機器外磁界Ｈ_Ｅを測定することが可能となる。そのため、ＭＩセンサ２を使用できる、磁界の強度範囲を拡大することが可能となる。

以上のごとく、本発明によれば、ＭＩセンサの感度が変化した場合でも、磁界を正確に測定でき、かつＭＩセンサを使用できる磁界の強度範囲が広い磁界測定装置を提供することができる。

なお、本例では図１に示すごとく、２つの磁界発生コイル２２の間に１個の検出コイル２１を設けたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、例えば図１０に示すごとく、２個の検出コイル２１の間に１個の磁界発生コイル２２を設けてもよい。また、図１１に示すごとく、２個の検出コイル２１（２１ａ，２１ｂ）を接続線２９によって接続してもよい。

また、本例では図４、図５に示すごとく、感度ａを算出する際に、磁界発生コイル２２から第１のコイル磁界Ｈ_Ｃ１と第２のコイル磁界Ｈ_Ｃ２とを発生させ、その際に得られる出力電圧Ｖ_Ｃ１，Ｖ_Ｃ２を用いたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、３強度以上のコイル磁界Ｈ_Ｃを発生させ、それぞれの出力電圧Ｖから、最小二乗法を用いて感度ａを算出してもよい。

また、本例では、地磁気のように、測定範囲の狭い磁界が測定対象となるため、前記の通り、測定する磁界の変動範囲内では、出力電圧Ｖと磁界Ｈとの関係を、一次関数とみなすことができる。そのため、この範囲では感度ａが一定とみなすことができ、感度ａとして、一つの数値を記憶するだけで足りる。しかし、測定対象となる磁界の変動範囲が広く、その変動範囲で感度ａが一定でないと判断できる場合には、３強度以上のコイル磁界Ｈ_Ｃを発生させ、変動する可能性のある下限から上限までの感度を求めることができる数式を得て、記憶しておくことが好ましい。

また、図７のステップＳ７に示すごとく、本例では、出力電圧Ｖ_Ｘを測定する際に、磁界発生コイル２２への通電を停止しているが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、磁界発生コイル２２に通電し、コイル磁界Ｈ_Ｃを発生させた状態で、出力電圧Ｖ_Ｘを測定してもよい。この場合、出力電圧Ｖ_Ｘに、コイル磁界Ｈ_Ｃの影響が加わることになる。そのため、下記式によって、機器外磁界Ｈ_Ｅとコイル磁界Ｈ_Ｃとの和（Ｈ_Ｅ＋Ｈ_Ｃ）が算出されることになる。
Ｈ_Ｅ＋Ｈ_Ｃ＝（Ｖ_Ｘ−Ｖ_ＯＦＦ）／ａ_２
したがって、機器外磁界Ｈ_Ｅを算出するためには、算出された値Ｈ_Ｅ＋Ｈ_Ｃから、コイル磁界Ｈ_Ｃを減算する必要がある。

（実施例１）
本例は、磁界発生コイル２２から発生するコイル磁界Ｈ_Ｃにより、機器内磁界Ｈ_Ｉを打ち消すようにした例である。図１４に示すごく、Ａ領域から外れた領域、例えばＣ点において機器外磁界Ｈ_Ｅを測定することも可能であるが、Ｃ点よりもＡ領域内の方が、感度ａが安定しているため、より正確に機器外磁界Ｈ_Ｅを測定できる場合がある。そのため本例では、磁界発生コイル２２から発生するコイル磁界Ｈ_Ｃによって機器内磁界Ｈ_Ｉを打ち消し、これにより、感磁体２０に作用する磁界の大きさを小さくして、Ａ領域内の値にしてから、機器外磁界Ｈ_Ｅを測定している。

本例の磁界測定装置１の処理を、図１２、図１３のフローチャートを用いて説明する。図１２に示すごとく、本例では、まず、ステップＳ１０において、所定時間、携帯機器１０の向きが一定か否かを判断する。すなわち、感磁体２０に作用するセンサ外磁界Ｈ_Ｏが所定時間、一定か否かを判断する。ここでＹｅｓと判断された場合、ステップＳ１１に移る。ここでは、コイル磁界Ｈ_Ｃによって機器内磁界Ｈ_Ｉがより打ち消されるように、磁界発生コイル２２に流れる電流を、所定値、変化させる。

その後、ステップＳ１２に移り、感度ａ_ｎを算出する。次いで、ステップＳ１３に移り、感磁体２０に作用する磁界の大きさが、予め定められた閾値Ｈａ以下であるか否かを判断する。ここでＹｅｓと判断された場合はステップＳ１４に移り、Ｎｏと判断された場合はステップＳ１１に戻る。

なお、ステップＳ１２では、例えば、前回測定した出力電圧Ｖ_ｎ−１と、今回測定した出力電圧Ｖ_ｎと、磁界の変化量Ｈ_ｎ−１−Ｈ_ｎとから、例えば下記式を用いて、感度ａ_ｎを算出することができる。
ａ_ｎ＝（Ｖ_ｎ−１−Ｖ_ｎ）／（Ｈ_ｎ−１−Ｈ_ｎ）

また、ステップＳ１３では、例えば、測定した複数の感度ａ_ｎ，ａ_ｎ−１ｎ，ａ_ｎ−２ｎ，・・・が一定であるか否かを判断し、一定である場合に、下記式を用いて、感磁体２０に作用する磁界Ｈを算出することができる。
Ｈ＝Ｖ／ａ_ｎ
ステップＳ１３では、このように算出した磁界Ｈの大きさが、閾値Ｈａよりも小さいか否かを判断する。

ステップＳ１４では、ユーザに上記キャリブレーション操作を行ってもらい、オフセット電圧Ｖ_ＯＦＦを算出する。そして、ステップＳ１５に移り、出力電圧Ｖ_Ｘを測定する。その後、ステップＳ１６に移り、下記式を用いて、機器外磁界Ｈ_Ｅの値を算出する。
Ｈ_Ｅ＝（Ｖ_Ｘ−Ｖ_ＯＦＦ）／ａ_ｎ

本例の作用効果について説明する。ＭＩセンサ２は、感磁体２０に作用する磁界が図２のＡ領域内であれば、感度ａが一定とみなすことができるが、Ａ領域を超える強さの磁界が作用すると、感度ａが変動する。そのため、本例のように、磁界発生コイル２２に電流を流して、感磁体２０に作用する磁界を上記閾値Ｈａよりも小さくした状態で、機器外磁界Ｈ_Ｅの値を算出すれば、感度ａがより安定した状態で磁界を測定できるため、機器外磁界Ｈ_Ｅをより正確に算出することが可能になる。
その他、参考例１と同様の構成および作用効果を備える。

１磁界測定装置
２マグネトインピーダンスセンサ
２０感磁体
２１検出コイル
２２磁界発生コイル
３感度算出手段
５磁界算出手段
Ｈ_Ｏセンサ外磁界

Claims

磁界を測定する磁界測定装置であって、
感磁体と、該感磁体に巻回され該感磁体に作用する磁界に対応する電圧を出力する検出コイルと、上記感磁体に巻回され通電によって磁界を発生する磁界発生コイルとを備えたマグネトインピーダンスセンサと、
該マグネトインピーダンスセンサの外側から上記感磁体に作用する磁界であるセンサ外磁界が一定の状態において、上記磁界発生コイルに流れる電流を変化させることにより、上記感磁体に作用する磁界を変化させ、上記検出コイルの出力電圧の変化量を上記感磁体に作用する磁界の変化量で除した値である感度を算出する感度算出手段とを備え、
上記マグネトインピーダンスセンサは機器内に配され、上記センサ外磁界は、上記機器外から上記感磁体に作用する機器外磁界と、上記機器内に設けられた電子部品から発生し上記感磁体に作用する機器内磁界とを合成した磁界であり、上記感度算出手段によって算出された上記感度と、上記検出コイルの上記出力電圧とによって、上記機器外磁界の値を算出する磁界算出手段を備え、
上記感度算出手段は、上記磁界発生コイルから発生するコイル磁界によって上記機器内磁界がより打ち消されるように、上記磁界発生コイルに流れる電流の量を変化させ、その電流を変化させる過程において上記感度を算出し、上記磁界算出手段は、上記磁界発生コイルに電流を流すことにより、上記感磁体に作用する磁界の強さを予め定められた閾値よりも小さくした状態で、上記機器外磁界の値を算出するよう構成されていることを特徴とする磁界測定装置。
上記機器は携帯機器である、請求項１に記載の磁界測定装置。