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室温で動作する生体磁気情報計測用超高感度磁界センサシステムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16206041
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計測工学
研究機関東北大学

研究代表者

荒井 賢一  東北大学, 電気通信研究所, 教授 (40006268)

研究分担者 石山 和志  東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20203036)
薮上 信  東北大学, 電気通信研究所, 助手 (00302232)
今江 理人  産業技術総合研究所, 主任研究員 (90359034)
花土 ゆう子  情報通信研究機構, 主任研究員 (10359036)
中居 倫夫  宮城県産業技術総合センター, 副主任研究員
研究期間 (年度) 2004 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
50,700千円 (直接経費: 39,000千円、間接経費: 11,700千円)
2005年度: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円)
2004年度: 31,200千円 (直接経費: 24,000千円、間接経費: 7,200千円)
キーワード高周波キャリア型磁界センサ / 超高感度 / 生体磁気信号 / 高周波キャリア型薄膜磁界センサ / 室温動作 / 振幅変調型センサ / 位相計測型センサ素子
研究概要

本研究では室温で動作し、SQUID(Superconducting Quantum Interferences Devices)に匹敵する超高感度磁界センサである、高周波キャリア型薄膜磁界センサの高感度化およびそれを生体磁気情報信号計測への応用を目指した試みに関するものである。
センサシステムの超高感度化については振幅変調型および位相計測型の両方の高周波キャリア型薄膜磁界センサ素子および処理回路を最適化し、10^<-9>Gauss/Hz^<1/2>台の磁界検出分解能を達成するための指針をほぼ整理し、伝送線路型センサ、直接通電型センサについて極限における高感度化を推進した。
振幅変調型磁界センサにおいては501kHzの交流磁界において、7.6×10^<-9>Gauss/Hz^<1/2>(7.6×10^<-13>TIHz^<1/2>)の磁界検出分解能を達成した。これは室温で動作する薄膜磁界センサとしてはワールドレコードと考えられる成果である。また位相計測型センサにおいては1Hzの交流磁界において4.0×10^<-8>Gauss/Hz^<1/2>(7.6×10^<-12>T/Hz^<1/2>)の磁界検出分解能を得た。
さらにこれらのセンサ素子の高感度化についての基礎検討を踏まえて、センサ素子、回路ユニット、パソコン、計測器全体を一体化した、生体磁気信号計測ユニットを構成し、心臓等から発生する微小磁界計測用プロトタイプを開発した。

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (38件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 熱処理温度制御による高周波キャリア型薄膜磁界センサの高感度化2006

    • 著者名/発表者名
      村山芳隆
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 30

      ページ: 237-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Enhancement of High-Frequency-Carrier Type Magnetic Field Sensors by Controlling the Annealing Temperature2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Murayama
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 30

      ページ: 237-242

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 熱処理温度制御による高周波キャリア型薄膜磁界センサの高感度化2006

    • 著者名/発表者名
      村山芳隆, 小澤哲也, 堀越直, 薮上信, 石山和志, 荒井賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 30

      ページ: 237-242

    • NAID

      110004705389

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの高感度化の設計2005

    • 著者名/発表者名
      堀越直
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 472-476

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高周波キャリアを用いた位相検出型薄膜磁界センサの開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 663-666

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 不連続的特性を有した高周波キャリア型磁界センサにおけるインピーダンス特性の温度変化2005

    • 著者名/発表者名
      中居 倫夫
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 675-679

    • NAID

      110002811857

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型磁界センサにおける不連続的インピーダンス変化特性の素子長さ依存性2005

    • 著者名/発表者名
      中居 倫夫
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 747-751

    • NAID

      110002811903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの位相差検出による交流磁界測定装置の開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 831-837

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A design of highly sensitive GMI sensor2005

    • 著者名/発表者名
      S.Yabukami
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291

      ページ: 1318-1321

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Impedance property of thin film GMI sensor with controlled inclined angle of stripe magnetic domain2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 290-291

      ページ: 1355-1358

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design of a High-Frequency-Carrier-Type Thin-Film Magnetic Field Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      N.Horikoshi
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 29

      ページ: 472-476

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of an Enhanced-Phase Detection-Type Magnetic Field Sensor using a High-Frequency-Carrier2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ozawa
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 29

      ページ: 663-666

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Variation of Non-Linear Impedance as a Function of Temperature for High-Frequency Carrier-Type Magnetic Field Sensors2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 29

      ページ: 675-679

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dependence of Non-linear Impedance on Element Length for High-Frequency Carrier-Type Magnetic Field Sensors2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 29

      ページ: 747-751

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of an AC Magnetic Field Measurement System Using Phase Difference Detection of a High-Frequency-Carrier Magnetic Field Sensor2005

    • 著者名/発表者名
      T.Ozawa
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 29

      ページ: 831-837

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A design of highly sensitive GMI sensor2005

    • 著者名/発表者名
      S.Yabukami, H.Mawatari, N.Horikoshi, Y.Murayama, T.Ozawa, K.Ishiyama, K.I.Arai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials vol.290-291

      ページ: 1318-1321

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 不連続的特性を有した高周波キャリア型磁界センサにおけるインピーダンス特性の温度変化2005

    • 著者名/発表者名
      中居 倫夫, 阿部 宏之, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 675-679

    • NAID

      110002811857

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型磁界センサにおける不連続的インピーダンス変化特性の素子長さ依存性2005

    • 著者名/発表者名
      中居 倫夫, 阿部 宏之, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 747-751

    • NAID

      110002811903

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Impedance property of thin film GMI sensor with controlled inclined angle of stripe magneticdomain2005

    • 著者名/発表者名
      T.Nakai, H.Abe, S.Yabukami, K.I.Arai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 280-291

      ページ: 1355-1358

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの位相検出による交流磁界測定装置の開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也, 馬渡宏, 藪上信, 石山和志, 荒井賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 831-837

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリアを用いた位相検出型薄膜磁界センサの開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也, 横田周子, 堀越直, 藪上信, 石山和志, 荒井賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 29

      ページ: 663-666

    • NAID

      110002811855

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A design of highly sensitive GMI sensor2005

    • 著者名/発表者名
      S.Yabukami, H.Mawatari, N.Horikoshi, Y.Murayama, T.Ozawa, K.Ishiyama, K.I.Arai
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Elsevier (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの位相検出による交流磁界測定装置の開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也, 馬渡宏, 薮上信, 荒井賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会学誌 29(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリアを用いた位相検出型薄膜磁界センサの開発2005

    • 著者名/発表者名
      小澤 哲也, 横田 周子, 堀越 直, 薮上 信, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会学誌 29(印刷中)

    • NAID

      110002811855

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 振幅変調による高周波キャリア型薄膜磁界センサの設計2005

    • 著者名/発表者名
      堀越 直, 薮上 信, 村山 芳隆, 小澤 哲也, 馬渡 宏, 石山 和志, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会学誌 29(印刷中)

    • NAID

      110002811822

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] AM変調による高周波キャリア型薄膜磁界センサの設計2005

    • 著者名/発表者名
      薮上 信, 堀越 直, 村山 芳隆, 小澤 哲也, 馬渡 宏, 石山 和志, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      平成16年度電気学会全国大会

      ページ: 2-175

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 位相差検出による高周波キャリア型薄膜磁界センサの評価2004

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 28

      ページ: 718-721

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] High-Frequency Carrier Type Thin-Film Sensor Using Low-Noise Crysal Oscillator2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yabukami
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics 40

      ページ: 2670-2672

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Estimation of High-Frequency Carrier Thin Film Magnetic Sensor that Measures Phase Difference2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ozawa
    • 雑誌名

      Journal of Magnetic Society of Japan 28

      ページ: 718-721

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 位相差計測による高周波キャリア型薄膜センサの評価2004

    • 著者名/発表者名
      小澤哲也, 馬渡宏, 村山芳隆, 薮上信, 荒井賢, 花土ゆう子, 今江理人
    • 雑誌名

      日本応用磁気学会誌 28

      ページ: 718-718

    • NAID

      130004478953

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] High-frequency carrier type thin-film sensor using low noise crystal oscillator2004

    • 著者名/発表者名
      S.Yabukami, H.Mawatari, Y.Murayama, T.Ozawa, K.Ishiyama, K.I.Arai
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Magnetics 40

      ページ: 2670-2670

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 振幅変調による高周波キャリア型薄膜磁界センサの設計2004

    • 著者名/発表者名
      堀越 直, 薮上 信, 村山 芳隆, 小澤 哲也, 馬渡 宏, 石山 和志, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      第28回日本応用磁気学会学術講演会

      ページ: 208-208

    • NAID

      110002811822

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型センサによる低周波磁界測定2004

    • 著者名/発表者名
      村山 芳隆, 小澤 哲也, 薮上 信, 石山 和志, 我妻 成人, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      第28回日本応用磁気学会学術講演会

      ページ: 209-209

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサの位相差検出による交流滋界測定装置の開発2004

    • 著者名/発表者名
      小澤 哲也, 馬渡 宏, 薮上 信, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      第28回日本応用磁気学会学術講演会

      ページ: 210-210

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 高周波キャリア型薄膜磁界センサを応用した位相差検出型磁界センサの開発2004

    • 著者名/発表者名
      小澤 哲也, 横田 周子, 堀越 直, 薮上 信, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      第28回日本応用磁気学会学術講演会

      ページ: 211-211

    • NAID

      10013769228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a Phase difference detection type magnetic field sensor system2004

    • 著者名/発表者名
      T.Ozawa, S.Yabukami, K.I.Arai
    • 雑誌名

      The 2nd Student-Organizing International Mini-Conference on Information Electronics System

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 位相差検出による磁界センサの開発2004

    • 著者名/発表者名
      小澤 哲也, 横田 周子, 薮上 信, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      平成16年度スピニクス特別研究会

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 位相測定による磁界センサシステムの試作2004

    • 著者名/発表者名
      小澤 哲也, 横田 周子, 薮上 信, 荒井 賢一
    • 雑誌名

      電気学会マグネティックス研究会

      ページ: 55-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [産業財産権] 特許2006

    • 発明者名
      薮上 信, 荒井賢一, 石山和志, 小澤哲也, 村山芳隆
    • 権利者名
      科学技術振興事業団
    • 出願年月日
      2006-03-08
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [産業財産権] 室温動作し1pT以下の磁界検出分解能を有する超高感度磁界センサ2006

    • 発明者名
      薮上 信, 荒井 賢一, 石山 和志, 小澤 哲也, 村山 芳隆
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      2006-062002
    • 出願年月日
      2006-03-08
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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