JP3082377B2

JP3082377B2 - 分布定数回路型磁界検出装置

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Publication number: JP3082377B2
Application number: JP03333687A
Authority: JP
Inventors: 康成杉山; 潔香川; 広之大森; 正俊早川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-02-28
Filing date: 1991-12-17
Publication date: 2000-08-28
Anticipated expiration: 2015-08-28
Also published as: DE69226104D1; EP0501478B1; US5365391A; DE69226104T2; JPH05151535A; EP0501478A2; EP0501478A3

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部磁界の検出、例え
ば磁気記録媒体例えば磁気テープ、ディスク、フロッピ
ー等からの信号磁界の検出を行う磁気再生ヘッドに適用
して好適な新しい原理に基く分布定数回路型磁界検出装
置に係わる。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気記録媒体上に記録された磁気
記録の再生には、電磁誘導を用いたリング型のインダク
ティブ型の磁気ヘッドが長年に渡って用いられてきた。
しかしながら、近年の高記録密度化、高周波化にともな
い、いろいろな問題が生じている。

【０００３】まず記録密度の向上にともない、磁気再生
ヘッドと記録媒体との相対速度が低下し、インダクティ
ブ型再生ヘッドでは再生出力が著しく低下する。

【０００４】これに対して、磁気記録媒体との相対速度
に依存しない磁束感応型の磁気抵抗効果型（ＭＲ）の再
生ヘッドの開発、実用化が進められているがその再生出
力は、ＭＲ素子に流す電流に比例するため、原理的には
電流を多く流せばそれだけ大きな電圧を得ることが出来
るはずであるが、通電による発熱があるため実際には上
限がある。一方、再生出力はＭＲ素子のＭＲ比にも比例
するため、出力向上のために、現在、盛んにより大きな
ＭＲ比を有する材料の探査が進められているものの、現
状では主にパーマロイが用いられ、そのＭＲ比は２％程
度に留まっており、再生出力は十分とは言えない。一
方、このＭＲヘッドにおいては、バルクハウゼンノイズ
によるＳ／Ｎの低下が大きな問題となっている。

【０００５】他の磁束感応型の磁気再生ヘッドとして、
外部磁界によるコイルの共振特性の変化を利用した磁気
再生ヘッドの提案もなされている（例えば１９９０年電
子情報通信学会春季全国大会講演予稿集５−３５頁）。
ただし、このヘッドにおいては、分布定数回路的な取扱
はなされておらず、磁性体の透磁率も１ＧＨｚ以下の領
域を用いている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、近
年、磁気記録においては、記録する情報量の急速な増加
にともない、高記録密度化、高周波化の傾向が著しい。
特に、ビデオ、コンピューターの外部記憶装置としての
ハードディスクなどの分野においてその要求は強い。ビ
デオにおいては、今後のハイディフィニション化および
デジタル化に対応する必要があり、ハードディスクはコ
ンピューターの性能向上にともなうソフトウェアの規模
の拡大、データー処理量の増加等に対する対応に迫られ
ている。

【０００７】この高密度化、高周波化に対応するために
は磁気再生ヘッドとしては、高感度でかつ高周波特性に
すぐれたものが必要となる。

【０００８】本発明は、外部磁界の検出即ち、外部磁界
の有無、強度検出、特に磁気記録媒体上の磁気記録によ
る信号磁界を高感度をもって検出できるようにして、高
密度化、高周波化の要求に対応した磁気再生ヘッドを構
成できる分布定数回路型磁界検出装置を提供するもので
ある。

【課題を解決するための手段】本発明の基本構成は、図
１Ａにその一例の構成図を示すように、電磁波が励振さ
れた分布定数回路１の回路内部の磁界発生部位に、印加
磁界変化により透磁率μ（本明細書でいう透磁率とは複
素透磁率を指称する。）が変化する磁性体２を配置す
る。

【０００９】即ち、磁性体２を回路内部に有する分布定
数回路１を、発振器３によって励振させるとき、その磁
性体２が、磁界発生部位にあるようにその位置を設定す
る。

【００１０】そして、被検出磁界を磁性体２に直接的或
いは間接的に与えてこれの透磁率変化による分布定数回
路１内の電磁場分布の変化を検出し、これによって被検
出磁界の検出を行う。

【００１１】本発明の他の１の構成は、上述の基本的構
成において、特にその磁性体２を含む分布定数回路１の
終端をインピーダンス不整合として定在波を生じさせ
る。

【００１２】そして、この分布定数回路１の、被検出磁
界を印加しない状態での定在波電圧のほぼ最小位置（節
の位置）で、磁性体２に与えた被検出磁界の変化による
定在波電圧を振幅検波して被検出磁界の検出を行う。

【００１３】また、本発明の他の１の構成は、上述の基
本的構成において、その分布定数回路１の少くとも１部
を分布定数共振器によって構成する。

【００１４】そして、この分布定数共振器内の磁界発生
部位に磁性体２を配置して、この磁性体２に印加する被
検出磁界による磁性体２の透磁率変化による共振器の共
振特性の変化を検出して、被検出磁界の検出ないしは測
定を行う。

【００１５】更にまた、本発明の他の１の構成は、上述
の基本的構成において、磁性体２に、被検出磁界を導く
磁気ヨークを設けて磁性体２を含む磁気回路を構成す
る。また、本発明の他の１においては、分布定数回路１
の終端部近傍に、外部磁界の印加により透磁率が変化す
る磁性体を配置し、かつ終端部分を短絡する。

【００１６】更に本発明の他の１は、コプレイナー線路
の終端部に、被検出磁界により透磁率の変化する磁性体
２を設け、その透磁率の変化にともなう上記終端部の反
射係数の変化を検出することにより被検出磁界の検出を
行う。

【００１７】更に、本発明の他の１においては上述のコ
プレイナー導波路、またはコプレイナー線路の終端部
に、被検出磁界により透磁率の変化する磁性体２を設
け、これの周波数１ＧＨｚ−１０ＧＨｚにおける透磁率
変化を利用した構成とする。

【００１８】また、本発明の他の１においては、上述の
コプレイナー導波路またはコプレイナー線路として線路
幅と線路間隔の比を一定に保ちながら線路幅が次第に増
加する部分を有するコプレイナー線路を用いる。

【００１９】また、本発明の更に他の１は、上述のコプ
レイナー導波路またはコプレイナー線路の上面を誘電体
でおおう。

【００２０】更に、本発明の他の１は、上述のコプレイ
ナー導波路またはコプレイナー線路に直流電流を流すこ
とにより、磁性体２にバイアス磁界を印加する。

【００２１】

【作用】本発明装置の基本的構成に基く作用を図１を参
照して説明する。図１Ａで説明したように、分布定数回
路１、即ち、具体的にはマイクロストリップライン、導
波管、同軸ケーブル等の分布定数回路１を発振器３によ
って励振させるとき、その終端即ち負荷端がインピーダ
ンス整合状態にあれば、進行波が発生し、インピーダン
ス不整合状態にあれば、進行波のほかに反射波が存在
し、それらの重ね合せにより定在波が立つ。そして、こ
の定在波比は、分布定数回路１の終端が開放または短絡
状態で最大となる。

【００２２】本発明では印加磁界変化により透磁率が変
化する磁性体２を含む分布定数回路１を設け、これの励
振状態での磁界発生部位に、磁性体２を配置するもので
あるが、今、この磁性体２に被検出磁界を与えない状態
で、ある瞬間に図１Ｂに示すような電場分布を持つ様な
電磁波が生じているとすると、分布定数回路１は、その
回路の透磁率が変化すれば、電磁場分布が変化する。し
たがって外部磁界Ｈ_ex、即ち被検出磁界Ｈ_ex＝Ｈが磁性
体１に与えられて、これの透磁率μ（実部μ_r及び虚部
μ_i）が変化すれば、図１Ｂの電圧分布も変化するの
で、分布定数回路１の特定位置ｘ_sでの例えば、位相、
振幅、波長を検出すれば被検出磁界の検出を行うことが
できる。

【００２３】図２中曲線４Ｚは、外部磁界Ｈ_exが例えば
与えられていないＨ_ex＝０で、分布定数回路１の終端が
不整合状態にあって、特定位置ｘ_sで定在波振幅｜Ｖ｜
が最小値Ｖ₀を示す定在波が立っている状態の波形を示
している。図２において定在波振幅の最大値と最小値の
比を電圧定在波比と称し、λは定在波波長、λ／２は、
定在波の山または谷が繰り返される間隔を示す。そし
て、この定在波比は、終端を解放或いは短絡した状態で
最大となる。

【００２４】この状態で前述したように、磁性体２に対
する印加磁界Ｈ_exがＨ_ex＝Ｈに変化すると、即ち被検出
磁界が与えられると、分布定数回路１の電磁場分布が変
化することによって例えば図２中破線曲線４_exに示すよ
うに、電圧定在波比、定在波波長λ、及び位相或いはそ
のいずれかが変化し、位置ｘ_sでの定在波振幅｜Ｖ｜が
Ｖ_exに変化する。したがって、被検出磁界が与えられな
い状態での電圧｜Ｖ｜が最小値Ｖ₀を示す例えばこの位
置ｘ_sで検出磁界が与えられたときのＶ_exを検波すれ
ば、大きな電圧の変化が得られ、高感度の検出を行うこ
とができる。しかしながら、電圧曲線４Ｚが理想状態か
らずれて、その最小値Ｖ₀で、その波形が鈍化した形状
を示すときは、その例えば電圧検波位置ｘ_sは、Ｖ₀位
置からむしろわずかにずらした位置に選定する。

【００２５】更に、分布定数回路１の一部を分布定数共
振器によって構成し、この共振器内に磁性体２を配置す
る本発明構成とするときは共振器内には、共振条件を満
たす電磁波しか励振されないため、磁性体２の透磁率変
化が共振特性に大きく影響し共振波長および共振幅（Ｑ
値）が変化すると共振器内の電磁波の励振状態を大きく
変化させ、それにともない分布定数回路１内の電磁場分
布を大きく変化させることができ、被検出磁界の検出
を、より高感度に行うことができる。

【００２６】また、磁性体２に磁気ヨークを磁気的に結
合させてこの磁気ヨークから被検出磁界を導入する構成
とするときは、磁性体２への被検出磁界の印加を効率良
く行うことができ、特に磁気記録媒体上の記録を読み出
す再生磁気ヘッドとして用いて高い再生感度を得ること
ができる。

【００２７】

【実施例】本発明は、例えば図１Ａ示すように、その基
本的構成を示す分布定数回路１、具体的には、例えばマ
イクロストリップライン、同軸ケーブル等を設け、これ
を同軸ケーブル等のマイクロ波伝送路１０を介して発振
器３によって励振するようにした分布定数回路１を構成
する。

【００２８】この分布定数回路１は、印加磁界の変化に
よって透磁率μの実部μ_rないしは虚部μ_iが変化する
軟磁性体、例えばＣｏＴａＺｒアモルファスより成る磁
性体２を含む構成とする。

【００２９】この磁性体２の配置位置は、これを含む分
布定数回路１の電磁波が励振された状態での磁界が強く
発生する部位に選定する。

【００３０】この分布定数回路１は、その終端、即ちい
わゆる負荷端が、整合状態或いは不整合状態の何れをも
採り得るものであり、整合状態にあっては、進行波が生
じ、不整合状態では前述したように反射波の発生によっ
て定在波を立たせることができ、特にその終端が短絡或
いは開放状態にあるときは、その定在波比を大とするこ
とができる。

【００３１】図３は、磁気記録媒体５上の記録信号を読
み出す磁気再生ヘッドに本発明を適用した場合の一例の
略線的構成図で、この場合分布定数回路１の例えば終端
部に外部印加磁界によって透磁率が変化する上述の軟磁
性体による磁性体２を配置し、これを磁気記録媒体５に
近接対向させて、媒体５と相対的に移行するようにし、
媒体５上の記録磁化に基く漏洩信号磁界を磁性体２に与
えてこの信号磁界に基く透磁率変化による電磁場分布変
化を、分布定数回路１の特定位置における例えば電圧変
化として、或いは振幅、位相変化として、検出器６、例
えばネットワークアナライザ、或いは（及び）検波器及
び電圧計等によって測定する。

【００３２】図４はネットワークアナライザ６１によっ
て分布定数回路１の例えば反射係数Ｓ₁₁を測定する場
合、図５は透過係数Ｓ₂₁を測定する場合の態様を示す。

【００３３】尚、図３で説明した構成において図６に示
すように、分布定数回路１の終端を短絡するときは、励
振したときに生じる定在波の電圧分布は図６中に曲線ａ
で示すように終端で電圧最小となり、節をつくる。した
がってこのとき電流は終端で最大となり発生する磁界は
終端部で最大となる。したがって、定在波分布は、この
終端部の透磁率に最も強く依存する。

【００３４】つまり、この図６に示すように終端部を短
絡した構成を採り、この終端近傍に外部磁界で透磁率が
変化する磁性体２を配置すれば、定在波は、外部磁界の
変化に最も強く依存することになる。

【００３５】したがって、この図６による検出装置を、
磁気再生ヘッドとして用いる場合において、この分布定
数回路１の終端を直接磁気記録媒体５に近接させて媒体
５からの信号磁界を検出する際には、この終端に磁性体
を置く構成が望ましいことになる。

【００３６】更に、このように終端部を短絡した場合、
上述したようにこの終端部に発生する電界が小さくなる
ことによって終端部の誘電率の変化の定在波分布に及ぼ
す影響が小さくなるので、磁気記録媒体５に近接させる
際の電気的原因によるノイズの低減化もはかられる。

【００３７】また、更に、磁気記録媒体５上の記録磁化
に基く媒体５からの信号磁界の検出、即ち信号再生に際
し、媒体５と分布定数回路１との接触によって電気的な
導通が生じた場合にも、終端を短絡した構成を採るとき
は、媒体５側においても接地して置くことによって、回
路１と媒体５との間で電流が流れることを回避できるの
で、これによるノイズの発生も回避できる。

【００３８】本発明における分布定数回路１としては、
例えば図７に示すように、マイクロストリップライン型
構成とすることができる。

【００３９】この場合、例えばＡｕ，Ｃｕ等より成る接
地導体７上に、ガラス、あるいはＡｌ₂Ｏ₃，サファイ
ア等の誘電率が大で高周波損失が小さい材料より成る誘
電体８を介してストライプ状のＡｕ，Ｃｕ線路導体９
が、更にその終端側の一部においてはＣｏ₇₅Ｔａ₁₁Ｚｒ
₁₄のアモルファス軟磁性薄膜より成る磁性体２を介して
形成され、その終端において、線路導体９と接地導体７
とが短絡された構成を採っている。

【００４０】このマイクロストリップライン型導波路に
よる分布定数回路１においても、外部磁界が与えられな
いＨ_ex＝０の状態で、定在波が得られているとすると、
外部磁界Ｈ_ex＝Ｈが与えられたとき、その励振状態が変
化することから、ストリップラインの特定位置、或いは
例えばストリップラインと発振器をつなぐ伝送路１０上
の図２中破線Ａで示す特定した位置で、曲線４Ｚ及び４
_exによる電圧を検波してその電圧変化を測定すること
で、外部磁界Ｈ_exの検出ないしは測定をすることができ
る。図８は、この検出電圧と外部磁界（被検出磁界）と
の関係を示したもので例えば１（Ｏｅ）程度の磁界変化
を、２００ｍＶ程度という大きな電圧変化として高感度
に検出できる。この場合、図７の構成において線路導体
９の幅を３０μｍ、厚さ１μｍ、磁性体２を長さ１ｍ
ｍ、幅３０μｍ、厚さ０．５μｍとした場合である。

【００４１】また、この構成によるマイクロストリップ
ラインによる分布定数回路１において、そのインピーダ
ンスの外部磁場依存を、ネットワークアナライザ（ヒュ
ーレットパッカード社、ＨＰ８７１９Ａ）によって周波
数ｆを１３０ＭＨｚ〜８ＧＨｚの範囲で測定した。その
測定結果を図９に示す。図９中、曲線９１は外部磁界Ｈ
_ex＝０のとき、曲線９２は、Ｈ_ex＝８０Ａ／ｍの場合
で、それぞれΔ２，Δ４，Δ６，Δ８印で示す位置が、
それぞれｆ＝２ＧＨｚ，ｆ＝４ＧＨｚ，ｆ＝６ＧＨｚ，
ｆ＝８ＧＨｚのときの値を示す。図より明らかなよう
に、外部磁界Ｈ_exにより導波路の入力インピーダンス、
従って導波路内の電磁場分布が変化していることがわか
る。

【００４２】したがって、このネットワークアナライザ
による測定結果によって、外部磁界、即ち被検出磁界Ｈ
_exの検出を行うことができることになる。

【００４３】更に図１０を参照して、マイクロストリッ
プライン型構成とした場合の一例を詳細に説明する。図
１０において図７に対応する部分には同一符号を付して
示す。

【００４４】この場合においても、接地導体７と、線路
導体９とを有し、両者間に例えば誘電体８と磁性体２と
が介在された構成が採られている。

【００４５】その作製に当たっては、図１１に示すよう
に高誘電率、低い高周波損失のＡｌ ₂Ｏ₃、サファイア
基板等より成る誘電体８が用意され、これの上に例えば
厚さ０．７μｍのＣｏ₇₅Ｔａ₁₁Ｚｒ₁₄のアモルファス軟
磁性体薄膜２ｓをスパッタリングによって形成する。

【００４６】そしてこの軟磁性体薄膜２ｓを、その透磁
率μが鋭敏な磁界依存性を示すように、例えば１ｋＯｅ
の固定磁界中で３００℃、１時間の熱処理を行って例え
ば異方性磁界Ｈｋが０．２（Ｏｅ）程度の一軸異方性を
付与させる。

【００４７】そして、この軟磁性薄膜２ｓ上に、図示し
ないが例えば全面的に、良電気伝導性を有する例えばＡ
ｕ，或いはＣｕ等を厚さ１μｍにスパッタリングして良
導電層を形成する。

【００４８】次に、この良導電層とこれの下の軟磁性薄
膜２ｓを、例えば長さ２ｍｍ、幅３０μｍを有し、例え
ばこの幅方向に軟磁性薄膜２ｓの磁化容易軸ｅ．ａがほ
ぼ一致するように、ストライプ状にフォトリソグラフィ
によるパターンエッチングを行って、Ｃｕ良導電層より
成るストライプ状の線路導体９を形成すると共に、これ
の下に軟磁性薄膜２ｓの一部から成る透磁率が外部磁界
に依存性を有する磁性体２を形成する。

【００４９】そして、この磁性体２と線路導体９を有す
る誘電体８を、接地導体７を構成する良導電性の例えば
Ｃｕブロック等の上に接合する。

【００５０】このようにして、例えば負荷端１ａが開放
のマイクロストリップラインを構成する。

【００５１】そして、このマイクロストリップライン型
分布定数回路１において線路９と、接地導体７との間に
発振器３即ち高周波電源を、例えば同軸ケーブルによる
伝送路１０によって接続する。

【００５２】この発振器３、即ち高周波電源の周波数を
例えば１ＧＨｚ程度に調整して、マイクロ波導波路によ
る分布定数回路１を励振させ、図２の実線曲線４Ｚで示
すように、ｘ＝ｘ _sに定在波の節が来るように励振周波
数を調整する。そして、このｘ＝ｘ _sでの定在波電圧を
検波回路６２によって検波してその電圧を電圧計６３で
測定することによって図２で説明したように、Ｖ₀〜Ｖ
_exの変化として磁場検出を行うことができる。

【００５３】図１２は、この分布定数回路１を構成する
マイクロストリップラインの横断面図で、同図中細線ａ
₁，ａ₂，ａ₃‥‥は磁界の分布を示し、破線細線
ｂ₁，ｂ ₂，ｂ₃‥‥は電界の分布を示す。この場合、
磁場は線路導体９の幅方向に発生する。したがって、そ
こに例えば幅方向に磁化容易軸ｅ．ａを持つ磁性体２を
用いると困難軸方向に外部磁界Ｈ_exを印加することによ
りマイクロ波の作る幅方向の磁界に対する透磁率μを変
化させることができる。それに伴い、電圧定在波比、定
在波波長λ、或いはそれらのいずれかが変化することに
なる。

【００５４】このような構成による検出装置、即ち磁気
ヘッドは、図３で説明したように、マイクロストリップ
ライン型の分布定数回路１の負荷端（開放端）１ａを磁
気記録媒体（図示せず）に近接対向させ、磁気記録媒体
上の記録に基く漏れ磁界即ち信号磁界を外部磁界Ｈ_exと
して検出する。即ち磁気信号を電気信号に変換して取り
出すことができる。

【００５５】この場合、磁性体２の容易軸方向の透磁率
は、容易軸に垂直な方向に外部磁界Ｈ_exが印加されてい
ないときには小さいが、容易軸に垂直な方向に磁界を印
加してゆくに従ってしだいに増加し、Ｈ_ex＝Ｈｋのあた
りで最大となり、さらに磁界を増加させると、透磁率は
減少してゆく。

【００５６】高周波電源の周波数、いわばキャリア周波
数ｆは例えば１ＧＨｚとし、このとき、記録信号磁界Ｈ
_exの周波数はそれより一桁低い１００ＭＨｚ程度という
充分高い周波数としても、検波回路６２によって振幅検
波することによりキャリア成分を除き、Ｈ_exの変化のみ
を電圧変化として取り出すことができる。

【００５７】図１３はこの構成においてバイアス磁場を
印加しない状態で検出回路からの出力電圧Ｖ_Dを外部磁
場Ｈ_exを変化させて測定したものを示す。

【００５８】この場合、実際に媒体からの磁界を検出す
る場合、Ｖ_Dの磁界依存性が最も急峻でかつ線形性の良
い、Ｂ₁またはＢ₂のような位置に動作中心が来るよう
に、図１０に示すように電磁石もしくは永久磁石等のバ
イアス磁界印加手段１１を配して、これによってバイア
ス磁場Ｈ_Bを与え、すぐれた感度と歪の小さい出力が得
られるようにすることができる。

【００５９】更に、図１０の例では、磁性体２を線路導
体９と同パターンとした場合であるが、必ずしもこのよ
うに同一のパターンとするに限られるものではない。

【００６０】また、磁性体２は、マイクロストリップラ
インによる導波路に含まれる構成としたものであるが、
この磁性体２が絶縁性（誘電体）を有する場合には、誘
電体８の一部として或いは、これに代えて配置すると
か、良導電性を有する場合には、導体７または９の一部
或いはこれに代えて配置することができる。

【００６１】また、図１０で説明した例では磁性体２
が、ストライプ状とされ、その幅方向を磁化容易軸ｅ．
ａの方向とした場合であるが、その使用目的、使用態様
に応じ磁化容易軸方向および異方性磁界の大きさの選定
がなされる。

【００６２】更に、上述した各例では、分布定数回路１
の磁性体２に、磁気記録媒体５からの信号磁界を直接的
に与えるようにした場合であるが、図１４に示すように
例えば磁気ギャップｇを有する高透磁率の軟磁性体より
成る磁気ヨーク１２を設け、この磁気ヨーク１２の磁路
中に磁性体２を配置した構成をとることもできる。

【００６３】このように、磁気ヨーク１２を設けて、例
えばこれに設けた磁気ギャップｇから被検出磁界を導入
するときは、磁性体２の配置位置、形状等の選定の自由
度が大となり、この磁性体２を分布定数回路１における
電磁場分布に最も大きく影響を及ぼす配置位置、形状等
に設定できる。したがって、より感度の向上をはかるこ
とができる。また、外部磁界即ち被検出磁界の磁性体２
への印加効率を上げることができ、より感度の向上がは
かられる。特にこの構成を採って磁気記録媒体５に対す
る再生磁気ヘッドとして用いるときは、磁気ギャップｇ
を磁気記録媒体５に近接対向させることによって媒体５
上の記録磁化による漏洩磁界、即ち記録信号磁界を確実
に高分解能及び高感度をもって読み出すことができる。

【００６４】図１５に示す例では、磁気ギャップｇを有
する磁気ヨーク１２を、例えば図１０で説明した構成に
よるマイクロストリップライン型導波路による分布定数
回路１に磁気的に結合した場合を示し、図１５において
図１０及び図１４と対応する部分には同一符号を付して
重複説明を省略する。

【００６５】また、本発明装置における分布定数回路１
は、その一部が分布定数共振器からなる構成とすること
ができる。この場合図１６にその一例を示すように、分
布定数共振器２１と外部回路２２とによって分布定数回
路１を構成する。

【００６６】外部回路２２は、発振器３と分布定数共振
器２１をつなぐ伝送路１０及びこの伝送路１０の特定位
置ｘ₁に設けられた検出器６としての例えば電圧計６３
より成る。

【００６７】そして、その分布定数共振器２１内に、外
部磁界Ｈ_ex、即ち被検出磁界によって透磁率が変化する
磁性体２を設ける。

【００６８】この磁性体２の配置位置は、例えばこの磁
性体２を含む共振器２１が、共振周波数ω₀で励振され
た際発生する内部磁界ができるだけ強く、かつ外部磁界
Ｈ_exを検知するのに最も適した場所とする。

【００６９】例えば、この構成によって再生磁気ヘッド
を構成する場合、共振器２１を分布定数回路１の終端側
に配置し、更にこの共振器２１において磁性体２をその
終端側に配置して、この終端を磁気記録媒体５に近接対
向させて媒体５からの被検出磁界の信号磁界即ち外部磁
界Ｈ_exが磁性体２に与えられるようにする。

【００７０】この分布定数共振器２１を構成するための
手段としては、分布定数回路１を、分布定数共振器とし
たい部分と外部回路２２となる部分の境界で短絡する方
法がある。

【００７１】磁性体２の高周波透磁率μは実部μ_rと虚
部μ_iとに分けることができる。つまり、μ＝μ_r＋ｉ
μ_iで表わすことができる。

【００７２】この場合、外部磁界Ｈ_exによりμ_rまたは
μ_iが変化することなる。

【００７３】先ず実部の透磁率μ_rの変化を利用する場
合についてみると、今Ｈ_ex＝０での共振器２１の共振周
波数がω₀で、発振器３から共振周波数ω₀をもって図
１７Ａにその電圧分布を曲線ａ₀で示すように、共振状
態にあるようにすると、Ｈ_ex＝Ｈで外部磁界が変化して
磁性体２の透磁率μの実部μ_rが変化すると、その共振
周波数がω₀からずれるので共振器２１で共振が生じな
くなり、例えば図１７Ｂに曲線ａ_exをもって示すように
その電圧分布が変化する。したがって今、電圧検出位置
即ち検波位置ｘ₁を、例えば図１７ＡのＨ_ex＝０の状態
での電圧分布の最大位置に選定しておけば、Ｈ_exの印加
によりこの位置ｘ₁での電圧は減少するので、これによ
ってＨ_exの検出、例えば磁気記録媒体５上の記録に基く
信号磁界の検出、即ち再生を行うことができる。

【００７４】尚、この場合、共振器２１のＱは、分布定
数回路のロスが小さく、外部回路２２と分布定数共振器
２１の電磁気的な結合が小さいほど高くなり、共振器２
１のＱが高いほどＨ_exの変化による電圧変化は大とな
る。

【００７５】上述した例では、Ｈ_ex＝０のとき分布定数
共振器２１が共振状態となり、Ｈ_ex＝Ｈのとき共振周波
数からずれるようにした場合であるが、これとは逆に、
Ｈ_ex＝Ｈで共振状態にあり、Ｈ_ex＝０で共振周波数から
ずれるようにすることもできる。

【００７６】次に、磁性体２の透磁率μの、外部磁界に
よる虚部μ_iの変化を利用する場合について説明する。

【００７７】この場合は、μ_iの変化で共振器２１のロ
ス分が変化し、共振器のＱが変化することを利用する。
例えば図１８中曲線１８１に示すようにＨ_ex＝０で、そ
のＱ値が高い状態にあるとすると、発振器３からの励振
周波数をその共振周波数ω₀からずれた周波数ω₁とす
ると、図１９Ａに示すように共振が得られない状態とな
るが、Ｈ_ex＝Ｈとなって、μ_iの変化で図１８中曲線１
８２にに示すように、例えばそのＱ値が下がると上述の
励振周波数ω₁でも図１９Ｂの共振が生じることにな
る。したがって例えば上述した特定位置ｘ₁で例えば電
圧変化を検出すれば、外部磁界Ｈ_exの検出を行うことが
できる。

【００７８】尚、上述したところでは、磁性体２の透磁
率μの実部μ_rと、虚部μ_iの変化を個々に取り挙げて
説明したが、両者が同時に生じることによって相乗的に
例えば所定位置ｘ₁での電圧変化が生じるようにして、
より感度の向上をはかるようにすることもできる。

【００７９】また、例えば図１６の例等においても磁性
体２に例えば図１４で説明した磁気ヨーク１２を磁気的
に結合した構成とすることもできる。

【００８０】本発明による分布定数回路型磁界検出装置
は、前述したように、磁気記録媒体５、例えば磁気テー
プ、磁気シート、磁気ディスク等に対するこれからの記
録信号の読み出し、即ち再生磁気ヘッドとして構成する
ことができるが、これに電磁誘導型の記録ヘッドの機能
を付加させて記録、再生磁気ヘッドを構成することがで
きる。

【００８１】例えばマイクロストリップライン型の再生
ヘッドに電磁誘導型の記録ヘッドの機能を付加させる場
合の一例を図２０Ａの側面図、図２０Ｂの平面図を参照
して説明する。この例では、Ｃｕより成る接地導体７上
に印加磁界によって透磁率が変化する前述した軟磁性の
磁性体２を設ける。そして、この磁性体２に連結して、
或いはこの磁性体２を一部の構成部とする例えば磁性フ
ェライトより成る、或いは全体がこの磁性体２によって
構成される磁気ヨーク１２を設ける。

【００８２】この磁気ヨーク１２には、その先端部に磁
気ギャップｇが形成されたＣ字状ないしはコ字状薄膜の
磁気ヨーク１２（磁気コア）を構成し、これの上にＡ
ｕ，Ｃｕ層等より成る線路導体９を図２０Ｂの平面図で
示すように直線状に、或いは図２１に示すように磁気ヨ
ーク１２のパターンに沿って形成して導体９及び７によ
ってマイクロストリップラインを形成する。その際、媒
体からの磁界が最も強いギャップ近傍で、マイクロスト
リップラインを短絡しておくことが望ましい。そして、
磁気ヨーク１２にヘッド巻線２４即ち電磁誘導巻線を巻
回する。

【００８３】尚、この構成において磁気ヨーク１２が導
電性を有する場合にはこのヨーク１２と両導体７及び９
との間にはＳｉＯ₂等の絶縁層２３を介在させる。

【００８４】この構成において、磁気記録媒体５への磁
気記録に当たっては、発振器３から高周波を供給しない
状態で、記録信号源２５からの記録信号に応じた電流を
ヘッド巻線２４に供給し、磁気ヨークに磁束を発生さ
せ、磁気ギャップｇからの記録磁界を発生させ、これの
前方に対接ないしは対向する磁気記録媒体５に磁気記録
をなす。

【００８５】そして、この記録の読み出しに当たっては
発振器３によって上述の導波路を励振させる。この状態
で磁気記録媒体５からの記録磁化による漏洩磁束を磁気
ギャップｇより磁気ヨーク１２を構成する或いはその一
部を構成する磁性体２に与える。このようにすると磁性
体２の透磁率の変化によって上述の励振状態が変化する
ことから、前述したように導波路もしくは伝送線路の特
定位置から検出ないしは測定器６をもって例えば電圧検
波、位相検出等を行うことによって磁界検出、即ち磁気
記録媒体上の記録の読み出し、即ち再生を行う。この場
合も、マイクロストリップラインの一部を上述したよう
な分布定数共振等とすることにより感度の向上をはかる
ことができる。

【００８６】更に、本発明を記録再生磁気ヘッドに適用
する場合の他の一例について説明する。この例において
は、図２２Ａ及びＢにその平面図及び側面図を示すよう
に、リング共振器構成とした場合で、この場合、通常の
リング共振器における誘電体８の一部をリング状の磁気
ヨーク１２によって構成する。

【００８７】即ち、この場合、広面積の接地導体７が設
けられ、その一部上に誘電体８を介してストライプ状の
線路導体９が設けられてマイクロストリップライン３０
が形成される。また、接地導体７の他部にその少なくと
も一部が印加磁界によって透磁率が変化する磁性体２よ
り成り、磁気ギャップｇが設けられたリング状の薄膜磁
気ヨーク１２（磁気コア）が設けられ、更にこれの上に
リング状の線路導体２９を磁気ヨーク１２のリング上に
沿って形成することによってリング共振器３１を構成す
る。この場合、磁気ヨーク１２が導電性を有する場合に
は、磁気ヨーク１２と両導体７及び２９との間にそれぞ
れ絶縁層２３を介在させる。また両線路導体９及び２９
は互いに分離されたパターンではあるものの互いにいわ
ば容量結合されている。

【００８８】また、磁気ヨーク１２にはヘッド巻線２４
が巻装される。

【００８９】この構成による磁気ヘッドにおいても、そ
の記録に当たってはマイクロストリップライン３０及び
リング状共振器３１を励振させない状態で、ヘッド巻線
２４に記録信号源２５から、記録信号電流を供給して磁
気ヨーク１２に磁束を通じ、磁気ギャップｇからの磁界
によってこれに近接対向させた磁気記録媒体５を磁化さ
せてその記録を行う。

【００９０】そして、その再生に当たっては、発振器３
によってマイクロストリップライン３０を介して、リン
グ状共振器３１を励振させ、磁気ギャップｇから導入さ
せた磁気記録媒体５上の記録に基く信号磁束による磁性
体２の透磁率変化による共振特性の変化、即ち図１６〜
図１９で説明した例えば共振周波数の変化、Ｑの変化に
基く、例えば電圧分布の変化を、特定位置、例えばマイ
クロストリップライン、或いは伝送線路８の特定位置で
検出する。

【００９１】この場合、リング共振器３１の大きさは、
磁気ヨーク１２内に磁束が導かれたとき、磁性体２の透
磁率μがその実部μ_rの変化を利用するか、虚部μ_iの
変化を利用するかで異なる。

【００９２】即ち実部μ_rの変化を利用するときは、信
号磁束によって共振波長自体が変化するため、磁束が与
えられない状態で共振するように、その周長をＬ、この
ときの共振波長をλｇとするとき、Ｌ＝λｇ／２とす
る。

【００９３】そして、虚部μ_iの変化を利用するとき
は、信号磁束により共振器のＱが変化するので磁束印加
によってＱが低下する場合には、図１８で説明したと同
様に、信号磁束が与えられない状態のＱが高い状態では
共振することがないが、磁束が与えられることによって
Ｑ値が低下するときには共振できるように、その周長Ｌ
は共振波長λｇから少しずれたＬ＝（λｇ／２）＋ΔＬ
とする。この際Ｌを変化させるかわりに、周波数を共振
周波数から少しずらす方法をとることもできる。

【００９４】更に本発明装置において、同軸ケーブル型
構成を採ることもでき、この場合の同様に記録再生磁気
ヘッドに適用した場合の一例を図２３に示す。図２３は
その略線的斜視図である。

【００９５】この場合、中心導体３２と、その外周にこ
れと同軸心上に設けられた誘電体３８及び接地導体３３
とを有して成る同軸ケーブル型の分布定数回路１が構成
される。この分布定数回路１の終端は例えば短絡され
る。

【００９６】この同軸ケーブル型分布定数回路１を、発
振器３によって励振させるとき、図２４に破線矢印をも
って示すように半径方向の電場が生じるが、磁場に関し
ては実線矢印のように、円周方向に発生する。そこで、
この円周方向の透磁率を変化させれば、この同軸ケーブ
ル型分布定数回路の電磁場分布が変化することになる。

【００９７】一方、上述の短絡型の同軸ケーブル型分布
定数回路１を発振器３によって励振させることによって
図２５にその軸方向の電磁場分布を示すように、定在波
を立たせることができる。図２５中実線図示は、電界分
布を、破線図示は磁界分布を示すものであるが、その電
界分布の最小位置（いわゆる節の位置）、即ち磁界分布
の最大位置（いわゆる腹の位置）に、同図及び図２３、
更に図２６に分布定数回路１の横断面図を示すように、
磁界によって透磁率が変化する磁性体２を配置する。

【００９８】この磁性体２は、同軸ケーブル型分布定数
回路１の中心導体３２と、その外周の接地導体３３間
に、板面方向が中心導体３２と直交するように配置され
たリング状円板をなし、１部に半径方向に切り込まれた
磁気ギャップｇが形成されて成る。

【００９９】この磁気ギャップｇは、接地導体３３の一
部に穿設された窓３４を通じて外部に臨み、磁気記録媒
体５に近接対向するようになされる。

【０１００】磁性体２は、前述したと同様のＣｏＴａＺ
ｒのリング状円板によって構成することもできるし、絶
縁基板上に薄膜ＣｏＴａＺｒを形成した構成とすること
もできる。

【０１０１】そして、磁性体２が導電性を有する場合、
図２６に示すように、この磁性体２と、各導体３２及び
３３との間に絶縁層２３を介在させる。

【０１０２】外周の接地導体３３には、上述したよう
に、窓３４を穿設するものであるが、この窓３４の大き
さは、分布定数回路１の励振の電磁場の波長に比し充分
小さくできるので、この窓３４の穿設に因る励振状態の
影響は無視できるものである。

【０１０３】この構成による磁気ヘッドによる磁気記録
媒体への記録・再生動作を説明すると、記録に際して
は、分布定数回路１を励振させない状態で、例えば中心
導体３２と接地導体３３間に記録信号源２５からの例え
ば１０ＭＨｚオーダの記録信号に応じた電流を通電し、
これによってリング状磁性体２に磁束を発生させ、その
磁気ギャップｇから記録磁界を発生させ、これによっ
て、窓３４を通して近接対向する磁気記録媒体５上に記
録を行う。

【０１０４】そして、再生に当たっては、記録信号源２
５を分布定数回路１から断ち、発振器３によって分布定
数回路１を図２５で説明したように励振させ、磁気ギャ
ップｇを磁気記録媒体５に近接対向させる。このように
すると、媒体５上の記録信号磁化に基く磁界が磁気ギャ
ップｇから磁性体２に与えられることによって、これの
透磁率が変化することによって、分布定数回路１の円周
方向の電磁場が影響を受け、これによって、定在波比、
振幅等が変化することになる。したがって図２３に示す
ように、伝送路１０、分布定数回路１等の特定位置にお
いて検出器６によって例えば電圧を検波し、その電圧変
化を検出ないしは測定すれば、磁気記録媒体５上の記録
信号の読み出し、即ち再生を行うことができることにな
る。

【０１０５】図２７は、更に本発明による分布定数回路
型磁界検出装置を磁気再生ヘッドに適用した場合の他の
一例の斜視図で、この場合、マイクロ波導波路としてコ
プレイナー導波路を用いた場合である。この場合、これ
の終端部に信号磁束の侵入により、透磁率の変化する薄
膜磁性体２を有し終端が短絡されたコプレイナー導波路
７０と、マイクロ波源即ち発振器３と、検波用ダイオー
ド７１と、電圧計６３とからなる。

【０１０６】検波用ダイオード７１は絶縁材によって包
み込まれて接地されたシールド用導体によって囲む。

【０１０７】コプレイナー導波路７０は、マイクロ導波
路の一種で、誘電体８の上に、図２７に示されるように
Ａｕ、Ｃｕ等の良導電体層をパターニングして線路導体
９とその両わきに接地導体７が設けられた形状となって
いる。

【０１０８】図２８Ａは、図２７に示したコプレイナー
導波路７０の上面図で、図２８Ｂ及びＣ図は図２７の破
線ｂ及びＣで示される部分の断面図である。

【０１０９】そして、この導波路７０の磁性体２が設け
られた終端部の前方に記録信号の読み出しを行う磁気記
録媒体５が矢印ｄに示す方向に摺接ないしは対向移行す
るようになされる。

【０１１０】マイクロ波発振器３によりコプレイナー導
波路７０内に発振器３によってマイクロ波を投入する
と、マイクロ波は短絡された終端部で反射され、その結
果、進行波と反射波の干渉により図２９のように定在波
が生ずる。

【０１１１】その際、図２８Ａに示すように、線路導体
９の幅方向をＷ１方向、長手方向をＬ１方向とすると、
線路導体９の回りにはＷ１方向にマイクロ波の磁界が発
生するため、終端部における反射係数は薄膜磁性体２の
Ｗ１方向の透磁率に依存する。磁性体２に、Ｗ１方向が
磁化容易軸となるように磁気異方性が付与されている場
合、磁化は信号磁束の侵入にともないＷ１方向からＬ１
方向に向きを変え、それにともない、Ｗ１方向の透磁率
が変化するので、わずかな磁束により透磁率を大きく変
化させることができる。

【０１１２】図３０は、図２７に示したコプレイナー導
波路型磁気再生ヘッドをネットワークアナライザー（ヒ
ューレットパッカード製、ＨＰ８７１９Ａ）に接続し、
入力インピーダンスを測定した結果を示したものであ
る。測定周波数は１３０ＭＨｚ−５ＧＨｚである。破線
は外部から磁界印加の無い場合、実線は８０Ａ／ｍの外
部磁界を印加した場合である。外部磁界の印加により、
２．５ＧＨｚ−４．５ＧＨｚで、入力インピーダンス
（反射係数）のかなり大きな変化が見られる。通常、磁
性体の透磁率は高周波領域で急速に減衰し、数ＧＨｚ領
域においては非常に小さいと考えられているが、図３０
の測定結果から、１ＧＨｚ以上の高周波領域に於いて、
外部磁界の印加により、透磁率が大きく変化する周波数
範囲が存在することを示している。従って、その領域の
透磁率変化を利用することにより、使用周波数を１〜１
０ＧＨｚとすることが可能となる。

【０１１３】また、終端部において反射係数が変化した
結果、コプレイナー導波路７０において、図３１Ａのよ
うに定在波の位相、あるいは図３１Ｂのように定在波
比、あるいは、そのいずれもが変化する。この変化を、
コプレイナー導波路７０内の定在波の電圧振幅の変化が
最も大きくなる定在波の節近傍の位置に図２７のように
ダイオード７１を設け、電圧を振幅検波することによ
り、信号磁束の変化を最大の電圧変化として検波するこ
とにより記録信号を再生することができる。

【０１１４】そしてこの構成に於いて、図４１に示され
るように、コプレイナー導波路の終端部近傍にコイル９
２を巻き、これに通電する事により、例えば図２８にお
ける磁性体２にＬ１方向のバイアス磁界を印加すること
ができ、前述した感度と直線性にすぐれた動作を行うこ
とができる。また、磁性体２に、Ｌ１方向が磁気容易軸
となるように磁気異方性が付与されている場合、線路導
体９および接地導体７間に所要の直流バイアス電流を印
加すれば、磁性体２に配置された線路導体９のＬ１方向
の通電によってこれと直交するバイアス磁界を磁性体２
の幅方向Ｗ１に印加することができ、やはり感度と直線
性にすぐれた動作を行うことができる。

【０１１５】しかしながら、このように、マイクロ波導
波路としてコプレイナー導波路７０を用いた場合には、
薄膜磁性体２が媒体からの信号磁束を最も強く受ける導
波路７０の終端において、線路導体９と接地導体７との
短絡部における線路では２方向に分岐していることか
ら、此処では、マイクロ波の磁界成分が線路導体９の幅
方向に一様に向かなくなる。その結果、信号磁束の侵入
により薄膜磁性体２の幅方向の透磁率が変化した際の導
波路７０の特性インピーダンスの変化が小さくなってし
まう。従って、媒体５からの信号の記録波長が小さくな
るにつれて、薄膜磁性体２に信号磁束が到達する距離が
短くなり、到達距離が短絡線路幅程度以下になると急速
に感度が下がることになる。従って、短絡線路幅は記録
波長以下にする必要があるが、あまり小さくすると、電
気抵抗が大きくなり、損失が増加し、感度が下がること
になる。

【０１１６】このような問題は図３２に示すようにコプ
レイナー導波路７０の短絡線路部７９に上述の磁性体２
を設けることにより解決できる。この場合、図３２の短
絡線路部７９の回りでは短絡線路７９の幅方向、つまり
Ｌ１方向に磁界が発生するため、反射係数は磁性体２の
幅方向の透磁率に依存する。この状態で磁性薄膜の透磁
率が媒体からの信号磁束の侵入により変化すると、終端
部における反射係数が変化する。このとき、磁性体２
に、Ｗ１方向が磁化容易軸となるように磁気異方性が付
与されている場合、磁化は信号磁束の侵入にともないＷ
１方向からＬ１方向に向きを変え、Ｌ１方向の透磁率が
効果的に変化することになる。そして、この場合、線路
導体９を挟んで両側の接地導体７間したがって短絡線路
７９に直流バイアス電流を通電することによって磁性体
２にその幅方向（Ｗ₁ と直交する方向）に所要のバイア
ス磁界を印加するようにして前述したようにすぐれた感
度と直線性を得る状態に設定することができる。

【０１１７】上述したように、短絡線路部７９に磁性体
２を配置する場合には、マイクロ波導波路として図３３
のような、終端を短絡したコプレイナー線路９０を用い
ることができる。図３３Ａはコプレイナー線路９０の平
面図、図３３Ｂ及びＣは図３３ＡのＢ−Ｂ線上、Ｃ−Ｃ
線上の断面図を示す。この場合、図３３に示されるよう
に、良導電体からなる２本の線路導体を特定の間隔を隔
ててパターニングしたもので一方の線路が接地導体７と
なっている。この場合は短絡線路部７９の幅方向（Ｌ２
方向）に磁界が発生するため、反射係数は磁性体２のＬ
２方向の透磁率に依存するため、Ｗ２方向が磁化容易軸
となるように磁気異方性を付与すれば、磁化は信号磁束
の侵入にともないＷ２方向からＬ２方向に向きを変えＬ
２方向の透磁率が変化することになる。そして、この場
合は、線路導体９及び接地導体７間したがって短絡線路
部７９に所要の直流バイアス電流を通電することによっ
て磁性体２にその幅方向Ｌ２にバイアス磁界を与えるよ
うにすることができる。

【０１１８】そして、例えば図２７で示したコプレイナ
ーマイクロ波導波型磁気再生ヘッドを実際に作製するに
は、図３４に示されるように、例えば導波路７０を感磁
部７０１と検波部７０２に分けて作製する。

【０１１９】感磁部７０１の作製は、以下のようにして
行った。この場合、図２７の誘電体８として、ガラス基
板を用いた。その上にＣｏ₇₅Ｔａ₁₁Ｚｒ₁₄アモルファス
磁性薄膜を、厚さＤ１＝０．５μｍにスパッタリングし
て形成し、３００℃、８０×１０³Ａ／ｍの磁場中で熱
処理を行い、Ｈ_K＝１６０Ａ／ｍ程度の磁気異方性を付
与した。そして、これをフォトプロセス即ちフォトリソ
グラフィを用いて容易軸が幅方向に来るように幅３０μ
ｍ、長さ１００μｍにパターニングして形成した。次
に、この上に、コプレイナー導波路７０を形成するため
に、全面にまずＣｒを５０ｎｍ程度の厚さにスパッタリ
ングし、その上からＡｕを厚さ１μｍにスパッタリング
する。Ｃｒ膜の形成は、誘電体８としてのガラス基板と
Ａｕの接着を良くするためのものである。次にそれをフ
ォトプロセスにより図３４と、図３５ＡおよびＢにそれ
ぞれその拡大斜視図および平面図を示すように、線路導
体９の終端部下に磁性体２がくるようにし、線路導体９
の幅３０μｍ、線路導体９と接地導体７との間隔１０μ
ｍ、接地導体７の幅５ｍｍ、短絡線路９の幅３０μｍ、
導波路長１５ｍｍに形成した。さらに、その上に誘電体
８′のカバーガラスを接着した。その際、導波路７０の
入力端付近はワイヤーボンディングに必要な分をカバー
ガラスで覆われないように残しておく。これをダイヤモ
ンドカッターにより、導波路パターンにそって切断す
る。次に、その終端部を図３５Ｂに更に拡大して示すよ
うに、磁気記録媒体に接触対向させ磁気再生を行う際
に、磁性薄膜の先端部がなめらかに磁気記録媒体に接触
するように、終端部のガラスを研磨用フィルムにより研
磨し感磁部７０１を作製する。

【０１２０】つぎに検波部７０２として、ガラス基板８
上にＣｒを５０ｎｍの厚さにスパッタリングし、その上
からＡｕを１μｍの厚さにスパッタリングし、フォトプ
ロセスにより図３４に示すように、線路導体９の幅１ｍ
ｍ、線路導体９と接地導体７との間隔０．３３ｍｍ、導
波路長２０ｍｍに成形した。この際、線路導体９の幅と
線路導体９及び接地導体７との間隔の比は感磁部７０１
におけると等しく、特性インピーダンスを等しくする。
そしてこの導波路を導波路パターンにそってガラス基体
８をダイヤモンドカッターで切断する。さらに、図３６
に示すように接地導体７に、検波用のショットキーダイ
オード７１の一方の端子を導電性のペーストもしくはハ
ンダ等によりとりつける。そのとき、ショットキーダイ
オード７１に図３６の様に絶縁性のフィルム等の絶縁層
８０を巻き、その上から例えば導電性のフィルムを巻き
つけて成るシールド用導体７２によって包み込みこれを
接地する。このようにしてダイオード７１への電磁波の
飛び込みを遮断しノイズの発生を防ぐ。

【０１２１】ダイオード７１を線路導体９に接続する位
置は、投入されるマイクロ波の周波数に依存し、定在波
の節の近傍となるようにする。

【０１２２】さらに、図３４に示すように、同軸コネク
ター８１，８２を取付ける。同軸コネクター８２の外部
接地導体はコプレイナー導波路７０の接地導体７と接続
され、中心導体はダイオード７１のもう一方の端子に接
続される。このようにして、検波部７０２が作製され
る。

【０１２３】このようにして作製された感磁部７０１と
検波部７０２とを、適当な治具に固定し、図３４に示す
ように両者の中心部の線路導体９間をワイヤーボンディ
ング８３で接続し、両者の両側の接地導体７間を導電性
ペーストもしくはハンダ等の導電材８４で接続する。

【０１２４】尚、上述したように、ワイヤーボンディン
グ８３により感磁部７０１と検波部７０２とを接続する
代わりに、感磁部７０１のコプレイナー導波路７０とし
て、図３７に示すように、線路導体９の幅と、線路導体
９と接地導体７の間隔の比を一定にし、特性インピーダ
ンスを一定に保ちながら、次第に線路導体９の幅と、線
路導体９と接地導体７の間隔を大きくして検波部のそれ
らと同じにする、いわゆるテーパー線路を用いることも
できる。これにより、ワイヤーボンディングによる損失
を避けることができる。。

【０１２５】上述のコプレイナー導波路に対する作製法
は、コプレイナー線路９０に対しても同様である。テー
パー線路を用いる場合には、図３８のように線路導体９
および接地導体７の幅とそれらの間隔の比を一定に保
つ。

【０１２６】上述の図３０は、図３４及び図３５に示し
たコプレイナー導波路７０の同軸コネクター８２をネッ
トワークアナライザー（ヒューレットパッカード製、Ｈ
Ｐ８７１９Ａ）に接続して入力インピーダンスを測定し
たものである。外部磁界Ｈ_exの印加による反射係数、即
ち薄膜磁性体２の透磁率が変化する周波数は、磁性体２
の磁気特性および磁性材料により異なるため、使用する
マイクロ波の周波数をそれらに応じて選ぶ必要がある。

【０１２７】図３９は、図３４及び図３５の同軸コネク
ター８１に同軸ケーブルを通してマイクロ波源の発振器
３を接続し、導波路に周波数３．６ＧＨｚ程度のマイク
ロ波を投入した状態で、検波ダイオード７１により検波
されたコネクター８２における出力電圧の磁界依存性を
示す。１００Ａ／ｍ程度の磁界印加により３０ｍＶ程度
の出力電圧の変化があった。

【０１２８】そして、磁気テープ即ち磁気記録媒体５に
記録された信号の再生を、図４０に示される方法で行っ
た。まず通常のリング型インダクティブ磁気ヘッドを用
いて０．１ＭＨｚの正弦波型信号をＶＴＲ用磁気記録媒
体５（磁気テープ）に記録した。図３９の測定の際と同
じく、導波路に発振器３よりの周波数３．６ＧＨｚマイ
クロ波を投入する。この際、図３９において、出力電圧
の磁界による変化率、ｄＶ／ｄＨ、が最大になる所に対
応する磁界（〜３０Ａ／ｍ）を、バイアス磁界として終
端部の薄膜磁性体２に印加する。バイアス磁界の印加
は、図４１にこの再生ヘッドの終端近傍を拡大して示す
ようにコイル９２を巻きこれにバイアス電源９３によっ
て電流を流すことにより、あるいは、永久磁石を近接配
置させることにより行う。この際、コプレイナー導波路
を用い、磁性体を図３２で説明したような配置とした場
合、あるいは図３３のようなコプレイナー線路を用いた
場合には、前述したように、それぞれコプレイナー導波
路、コプレイナー線路に直流電流を流すことにより、磁
性体にバイアス磁界を印加することができる。その状態
でヘッドの終端の磁性体２を、ＶＴＲ用磁気テープに接
触対向させ、ダイオード７１により検波された電圧をオ
シロスコープ９４により検出した。その結果を図４２に
示す。これをみて明らかなように、その出力電圧は２０
ｍＶｐ−ｐとなって通常のインダクティブ型ヘッド及び
ＭＲヘッドに比較して二桁程度大きな再生出力が得られ
た。図４０において、９５は磁気記録媒体５即ちこの例
では磁気テープの案内ドラム、９６はその回転駆動モー
タを示す。

【０１２９】尚、本発明による磁界検出装置は、上述の
図示の各例に限らず、その使用目的、使用態様に応じて
変形変更を行うことができる。例えば前述の共振器構成
において、これをフィルタ構成としてマイクロ波の透過
係数測定によって磁界検出を行うこともできる。

【０１３０】また、本発明は、再生磁気ヘッドに限ら
ず、他のいわゆる磁気センサとして各種用途に適用する
こともできる。

【０１３１】

【発明の効果】上述したように、本発明装置によれば、
各種分布定数回路１に磁性体２を設けてこれの被検出磁
界による透磁率μの変化による定在波、進行波等の変化
を利用して、伝送路、分布定数回路等の所定位置での電
圧、位相等を検出するようにしたので、その検出を高感
度に行うことができる。

【０１３２】そして、本発明装置を磁気記録媒体からの
記録情報に基く信号磁界を読み出す再生磁気ヘッドに適
用するときは、ＭＲ磁気ヘッドと同様に磁気記録媒体と
の相対速度に係わりなく、ＭＲ磁気ヘッドより高感度に
再生を行うことができる。

【０１３３】また、分布定数回路型、即ちマイクロ波導
波路型構成としたことによって、そのいわばキャリア周
波数は、数１００ＭＨｚ、或いはＧＨｚオーダにも高め
ることができることから、磁気記録媒体上の記録信号周
波数も高周波数とすることができるので、磁気記録媒体
との相対速度に依存しないことと相俟って、より高密度
記録化をはかることができる。

【０１３４】つまり、本発明における磁気再生ヘッドは
磁束感応型であり、ヘッドと磁気記録媒体との相対速度
に依存しないため、インダクティブ型磁気ヘッドと比較
し、高記録密度化にともなう再生出力の低下が小さい。
さらに、同じ磁束感応型のＭＲヘッドと比較した場合、
磁性体２に直接電流を流す必要がないため、大きな電力
を投入することが可能であり、従ってＭＲヘッドと比較
して大きな再生出力を得ることが可能である。さらに、
本発明に於いては、磁性体２には高周波磁界が常時印加
されているため、信号磁束による磁性薄膜の磁区の移動
がスムーズになるため、バルクハウゼンノイズが発生し
にくくなり、Ｓ／Ｎの向上が期待できる。

【０１３５】また、外部磁界によるコイルの共振特性の
変化を利用した磁気再生ヘッドと比較した場合、本発明
の構成では、磁性体２の、より高周波領域（数ＧＨｚ領
域）における透磁率の変化を利用し、分布定数回路的な
取扱いをしているため、以下のような利点がある。（１）分布定数回路に於いては、透磁率のわずかな変
化により、内部に励振された電磁波（マイクロ波）の空
間的な分布が大きく変化するため、大きな電圧変化が得
られる。（２）高周波において定量的に正確な設計が可能とな
り、輻射損等の損失を低減し、信号磁束による透磁率変
化を効率よく電圧変化に変換することが可能となる。（３）定在波の変化を検出する方法によりマイクロ波
の振幅の変化だけでなく位相の変化も同時に電圧変化と
して検出でき、感度を飛躍的に向上させることが可能と
なる。（４）周波数が高いと波長はそれに反比例して小さく
なり、マイクロ波のより大きな位相部分が透磁率変化の
影響を受けることとなり、感度が増す。（５）キャリヤ周波数を高くすることが出来、媒体か
らの信号磁束はキャリヤに対する変調となるので、より
高い周波数の信号を再生することが可能となる。

【０１３６】従って、本発明は、より高感度で、よりす
ぐれた高周波特性を有した磁気再生即ち磁界検出を可能
とし、磁気再生ヘッドにおいては磁気記録の高密度化、
高周波化の実現に極めて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による分布定数回路型磁界検出装置の一
例の構成図及び電圧分布図である。

【図２】本発明装置の一例の動作の説明に供する定在波
の説明図である。

【図３】本発明装置の一例の構成図である。

【図４】ネットワークアナライザによる分布定数回路の
反射係数測定の構成図である。

【図５】ネットワークアナライザによる分布定数回路の
透過係数の測定の構成図である。

【図６】本発明装置の他の一例の構成図である。

【図７】本発明装置の他の一例の縦断面及び斜視図であ
る。

【図８】外部磁界（被検出磁界）と検出電圧の関係を示
す図である。

【図９】ネットワークアナライザによる測定結果を示す
図である。

【図１０】本発明装置の他の例の構成図である。

【図１１】マイクロ波ストリップラインの作製方法の説
明図である。

【図１２】マイクロ波ストリップラインの磁界・電界分
布図である。

【図１３】検出電圧−磁界特性曲線図である。

【図１４】本発明装置の他の一例の構成図である。

【図１５】本発明装置の他の一例の構成図である。

【図１６】本発明装置の他の一例の構成図である。

【図１７】分布定数共振器を含む分布定数回路の共振状
態の説明図である。

【図１８】共振器のＱと外部磁界の関係を示す図であ
る。

【図１９】分布定数共振器を含む分布定数回路の共振状
態の説明図である。

【図２０】本発明装置の一例の側面図及び平面図であ
る。

【図２１】本発明装置の一例の平面図である。

【図２２】本発明装置の一例の平面図及び側面図であ
る。

【図２３】本発明装置の一例の斜視図である。

【図２４】分布定数回路の電磁場分布を示す図である。

【図２５】図２３の構成の分布定数回路の軸方向電磁分
布図である。

【図２６】図２３の分布定数回路の横断面図である。

【図２７】本発明装置の一例の斜視図である。

【図２８】図２７で示した本発明装置におけるコプレイ
ナー導波路の平面図及び断面図である。

【図２９】電圧分布図である。

【図３０】ネットワークアナライザによる入力インピー
ダンスの測定結果を示す図である。

【図３１】電圧分布図である。

【図３２】本発明装置の一例におけるコプレイナー導波
路の要部の平面図である。

【図３３】本発明装置の一例におけるコプレイナー線路
の要部の平面図とそのＢ−Ｂ線上及びＣ−Ｃ線上の断面
図である。

【図３４】本発明装置の一例の平面図である。

【図３５】Ａ，Ｂは図３４の各要部を更に拡大した斜視
図と平面図である。

【図３６】図３４に示した本発明装置の要部の構成図で
ある。

【図３７】本発明装置におけるコプレイナー導波路の平
面図である。

【図３８】本発明装置におけるコプレイナー線路の平面
図である。

【図３９】本発明装置の一例の出力特性の磁界依存性を
示す図である。

【図４０】出力特性測定の態様図である。

【図４１】本発明装置の再生磁気ヘッドの一例の終端部
の平面図である。

【図４２】出力測定のオシログラフ図である。

【符号の説明】

１分布定数回路２磁性体３発振器５磁気記録媒体６検出ないしは測定器７接地導体８，８′ 誘電体９線路導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０１Ｐ 11/00 Ｈ０１Ｐ 11/00 Ｇ (72)発明者早川正俊東京都品川区北品川６丁目５番６号ソニー・マグネ・プロダクツ株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/33 G01R 33/02 G01R 33/12 H01P 1/00 H01P 3/08 H01P 11/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電磁波が励振された分布定数回路の内部
の磁界発生部位に、印加磁界変化により透磁率が変化する磁性体を配置し、被検出磁界を上記磁性体に与えてこれの透磁率変化によ
る上記分布定数回路内の電磁場分布の変化を検出して上
記被検出磁界の検出を行うことを特徴とする分布定数回
路型磁界検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の分布定数回路型磁界検
出装置において、前記磁性体を含む分布定数回路の終端をインピーダンス
不整合状態として定在波を生じさせ、被検出磁界を印加しない状態での上記定在波電圧のほぼ
最小位置で上記被検出磁界の変化による前記定在波電圧
を振幅検波して上記被検出磁界の検出測定を行うことを
特徴とする分布定数回路型磁界検出装置。
【請求項３】請求項１に記載の分布定数回路型磁界検
出装置において、分布定数回路の少くとも一部を分布定数共振器によって
構成し、該分布定数共振器内の磁界発生部位に、前記磁性体を配
置して被検出磁界による前記磁性体の透磁率変化による
前記共振器の共振特性の変化を検出して、上記被検出磁
界の検出ないしは測定を行うことを特徴とする分布定数
回路型磁界検出装置。
【請求項４】請求項１に記載の分布定数回路型磁界検
出装置において、印加磁界変化により透磁率が変化する磁性体に、被検出
磁界を導く磁気ヨークを設けて上記磁性体を含む磁気回
路を構成することを特徴とする分布定数回路型磁界検出
装置。
【請求項５】請求項１に記載の分布定数回路型磁界検
出装置において、終端部近傍に外部磁界の印加により透磁率が変化する磁
性体を配置し、かつ終端部を短絡することを特徴とする
分布定数回路型磁界検出装置。
【請求項６】コプレイナー導波路の終端部に被検出磁
界により透磁率の変化する磁性体を設け、その透磁率の
変化にともなう上記終端部の反射係数の変化を検出する
ことを特徴とする分布定数回路型磁界検出装置。
【請求項７】コプレイナー線路の終端部に、被検出磁
界により透磁率の変化する磁性体を設け、その透磁率の
変化にともなう上記終端部の反射係数の変化を検出する
ことを特徴とする分布定数回路型磁界検出装置。
【請求項８】周波数１ＧＨｚ−１０ＧＨｚにおける磁
性体の透磁率変化を利用することを特徴とする請求項６
または請求項７に記載の分布定数回路型磁界検出装置。
【請求項９】線路幅と線路間隔との比を一定に保ちな
がら線路幅が次第に増加する部分を有するコプレイナー
導波路またはコプレイナー線路を用いることを特徴とす
る請求項６または請求項７に記載の分布定数回路型磁界
検出装置。
【請求項１０】コプレイナー導波路またはコプレイナ
ー線路の上面を誘電体でおおうことを特徴とする請求項
６または請求項７に記載の分布定数回路型磁界検出装
置。
【請求項１１】請求項６または請求項７に記載の分布
定数回路型磁界検出装置において、コプレイナー導波路またはコプレイナー線路に直流電流
を流すことにより、上記磁性体にバイアス磁界を印加す
ることを特徴とする分布定数回路型磁界検出装置。