特許 6981449 磁気センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6981449

(24)【登録日】2021年11月22日

(45)【発行日】2021年12月15日

(54)【発明の名称】磁気センサ

(51)【国際特許分類】

   G01R 33/02 20060101AFI20211202BHJP

   G01R 33/09 20060101ALI20211202BHJP

   H01L 43/02 20060101ALI20211202BHJP

   H01L 43/08 20060101ALI20211202BHJP

   H01L 43/06 20060101ALI20211202BHJP

   H01L 43/00 20060101ALI20211202BHJP

【ＦＩ】

   G01R33/02 V

   G01R33/09

   H01L43/02 Z

   H01L43/08 A

   H01L43/08 P

   H01L43/08 Z

   H01L43/06 P

   H01L43/00

【請求項の数】10

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2019-105602(P2019-105602)

(22)【出願日】2019年6月5日

(62)【分割の表示】特願2018-55480(P2018-55480)の分割

【原出願日】2018年3月23日

(65)【公開番号】特開2019-168468(P2019-168468A)

(43)【公開日】2019年10月3日

【審査請求日】2020年10月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】特許業務法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】渡部 司也

(72)【発明者】

【氏名】平林 啓

【審査官】 島田 保

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１６−５２１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１８−５０３０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０２６６１８４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｒ ３３／００−３３／２６

Ｈ０１Ｌ ４３／０２

Ｈ０１Ｌ ４３／０８

Ｈ０１Ｌ ４３／０６

Ｈ０１Ｌ ４３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分を検出するための第１の検出部と、
前記外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分を検出するための第２の検出部と、
軟磁性材料よりなる軟磁性構造体と、
前記第１の検出部、第２の検出部および前記軟磁性構造体を支持する支持部とを備えた磁気センサであって、
前記支持部は、第３の方向に直交する基準平面を有し、
前記第１ないし第３の方向は、互いに直交し、
前記基準平面は、互いに異なる第１の領域と第２の領域と第３の領域を含み、
前記第１の領域は、前記基準平面に前記第１の検出部を垂直投影してできる領域であり、
前記第２の領域は、前記基準平面に前記第２の検出部を垂直投影してできる領域であり、
前記第３の領域は、前記基準平面に前記軟磁性構造体を垂直投影してできる領域であり、
前記第１の検出部は、互いに異なる位置に配置された第１の部分と第２の部分とを含み、
前記第２の検出部は、互いに異なる位置に配置された第３の部分と第４の部分とを含み、
前記第１ないし第４の部分の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含み、
前記第１の領域は、前記基準平面に前記第１の部分を垂直投影してできる第１の部分領域と、前記基準平面に前記第２の部分を垂直投影してできる第２の部分領域とを含み、
前記第２の領域は、前記基準平面に前記第３の部分を垂直投影してできる第３の部分領域と、前記基準平面に前記第４の部分を垂直投影してできる第４の部分領域とを含み、
前記第３の領域の重心を通り、前記第３の方向に垂直で且つ互いに直交する２つの直線を第１の直線と第２の直線としたとき、前記第１の部分領域と前記第４の部分領域は、前記第１の直線に平行な方向における前記第３の領域の両側または片側に位置し、前記第２の部分領域と前記第３の部分領域は、前記第２の直線に平行な方向における前記第３の領域の両側または片側に位置し、
前記第１および第２の部分の各々は、前記外部磁界の前記第１の方向に平行な方向の成分に対応する検出値を生成し、
前記第３および第４の部分の各々は、前記外部磁界の前記第２の方向に平行な方向の成分に対応する検出値を生成することを特徴とする磁気センサ。

【請求項2】

前記支持部は、上面を有する基板を含み、
前記第１の検出部、第２の検出部および前記軟磁性構造体は、前記基板の上面の上または上方に配置され、
前記基準平面は、前記基板の上面であることを特徴とする請求項１記載の磁気センサ。

【請求項3】

前記第１ないし第４の部分に含まれる全ての磁気検出素子は、前記基準平面から等しい距離の位置に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の磁気センサ。

【請求項4】

前記軟磁性構造体は、前記外部磁界の第３の方向に平行な方向の成分を受けて前記第３の方向に垂直な方向の出力磁界成分を出力する磁界変換部を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項5】

前記軟磁性構造体は、少なくとも１つの軟磁性層を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項6】

前記第１の部分領域と第２の部分領域は、前記第３の方向から見て、前記第３の領域の重心を中心として前記第１の部分領域を９０°回転すると前記第２の部分領域に重なる位置関係であり、
前記第３の部分領域と第４の部分領域は、前記第３の方向から見て、前記第３の領域の重心を中心として前記第３の部分領域を９０°回転すると前記第４の部分領域に重なる位置関係であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項7】

前記少なくとも１つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子であることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項8】

更に、前記第１および第２の部分のそれぞれの検出値を用いた演算によって、前記外部磁界の前記第１の方向に平行な方向の成分に対応する第１の検出値を生成する第１の演算回路と、前記第３および第４の部分のそれぞれの検出値を用いた演算によって、前記外部磁界の前記第２の方向に平行な方向の成分に対応する第２の検出値を生成する第２の演算回路とを備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気センサ。

【請求項9】

前記第１および第２の部分は、前記外部磁界の前記第１の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、前記第１および第２の部分のそれぞれの検出値が、共に増加または共に減少するように構成され、
前記第３および第４の部分は、前記外部磁界の前記第２の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、前記第３および第４の部分のそれぞれの検出値が、共に増加または共に減少するように構成され、
前記第１の演算回路による演算は、前記第１および第２の部分のそれぞれの検出値の和を求めることを含み、
前記第２の演算回路による演算は、前記第３および第４の部分のそれぞれの検出値の和を求めることを含むことを特徴とする請求項８記載の磁気センサ。

【請求項10】

前記第１および第２の部分は、前記外部磁界の前記第１の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、前記第１および第２の部分のそれぞれの検出値の一方が増加し他方が減少するように構成され、
前記第３および第４の部分は、前記外部磁界の前記第２の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、前記第３および第４の部分のそれぞれの検出値の一方が増加し他方が減少するように構成され、
前記第１の演算回路による演算は、前記第１および第２の部分のそれぞれの検出値の差を求めることを含み、
前記第２の演算回路による演算は、前記第３および第４の部分のそれぞれの検出値の差を求めることを含むことを特徴とする請求項８記載の磁気センサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軟磁性構造体と２つの検出部を備えた磁気センサに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、携帯電話機等の移動体通信機器には、地磁気センサが組み込まれる場合がある。このような用途の地磁気センサには、小型で且つ外部磁界の三次元的な方向を検出できることが求められる。このような地磁気センサは、例えば磁気センサを用いて実現される。磁気センサとしては、基板上に設けられた複数の磁気検出素子を用いたものが知られている。磁気検出素子としては、例えば磁気抵抗効果素子が用いられる。

【0003】

特許文献１には、支持体上にＸ軸磁気センサ、Ｙ軸磁気センサおよびＺ軸磁気センサが設けられた地磁気センサが記載されている。この地磁気センサにおいて、Ｚ軸磁気センサは、磁気抵抗効果素子と軟磁性体を備えている。軟磁性体は、Ｚ軸に平行な方向の垂直磁界成分を、Ｚ軸に垂直な方向の水平磁界成分に変換して、この水平磁界成分を磁気抵抗効果素子に与える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】国際公開第２０１１／０６８１４６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載された地磁気センサのように、Ｘ軸磁気センサ、Ｙ軸磁気センサおよびＺ軸磁気センサが一体化された地磁気センサでは、Ｘ軸磁気センサとＹ軸磁気センサが、それぞれ単独では同等の特性を有するように設計されていても、地磁気センサに組み込まれた状態では、Ｘ軸磁気センサとＹ軸磁気センサのそれぞれの出力が同等の特性にならない場合があるという問題点があった。その理由は、軟磁性体が磁束を集める作用を有することから、その影響によって、軟磁性体がない場合と比べて、Ｘ軸磁気センサとＹ軸磁気センサの各々に印加される磁界が異なるためと考えられる。

【0006】

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、軟磁性構造体に起因して２つの検出部の出力の特性が異なることを抑制できるようにした磁気センサを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の磁気センサは、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分を検出するための第１の検出部と、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分を検出するための第２の検出部と、軟磁性材料よりなる軟磁性構造体と、第１の検出部、第２の検出部および軟磁性構造体を支持する支持部とを備えている。

【0008】

支持部は、第３の方向に直交する基準平面を有している。第１ないし第３の方向は、互いに直交している。基準平面は、互いに異なる第１の領域と第２の領域と第３の領域を含んでいる。第１の領域は、基準平面に第１の検出部を垂直投影してできる領域である。第２の領域は、基準平面に第２の検出部を垂直投影してできる領域である。第３の領域は、基準平面に軟磁性構造体を垂直投影してできる領域である。

【0009】

第１の検出部は、互いに異なる位置に配置された第１の部分と第２の部分とを含んでいる。第２の検出部は、互いに異なる位置に配置された第３の部分と第４の部分とを含んでいる。第１ないし第４の部分の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。

【0010】

第１の領域は、基準平面に第１の部分を垂直投影してできる第１の部分領域と、基準平面に第２の部分を垂直投影してできる第２の部分領域とを含んでいる。第２の領域は、基準平面に第３の部分を垂直投影してできる第３の部分領域と、基準平面に第４の部分を垂直投影してできる第４の部分領域とを含んでいる。第３の領域の重心を通り、第３の方向に垂直で且つ互いに直交する２つの直線を第１の直線と第２の直線としたとき、第１の部分領域と第４の部分領域は、第１の直線に平行な方向における第３の領域の両側または片側に位置している。第２の部分領域と第３の部分領域は、第２の直線に平行な方向における第３の領域の両側または片側に位置している。

【0011】

第１および第２の部分の各々は、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分に対応する検出値を生成する。第３および第４の部分の各々は、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分に対応する検出値を生成する。

【0012】

本発明の磁気センサにおいて、支持部は、上面を有する基板を含んでいてもよい。この場合、第１の検出部、第２の検出部および軟磁性構造体は、基板の上面の上または上方に配置されていてもよい。また、基準平面は、基板の上面であってもよい。

【0013】

また、本発明の磁気センサにおいて、第１ないし第４の部分に含まれる全ての磁気検出素子は、基準平面から等しい距離の位置に配置されていてもよい。

【0014】

また、本発明の磁気センサにおいて、軟磁性構造体は、外部磁界の第３の方向に平行な方向の成分を受けて第３の方向に垂直な方向の出力磁界成分を出力する磁界変換部を含んでいてもよい。

【0015】

また、本発明の磁気センサにおいて、軟磁性構造体は、少なくとも１つの軟磁性層を含んでいてもよい。

【0016】

また、本発明の磁気センサにおいて、第１の部分領域と第２の部分領域は、第３の方向から見て、第３の領域の重心を中心として第１の部分領域を９０°回転すると第２の部分領域に重なる位置関係であってもよい。また、第３の部分領域と第４の部分領域は、第３の方向から見て、第３の領域の重心を中心として第３の部分領域を９０°回転すると第４の部分領域に重なる位置関係であってもよい。

【0017】

また、本発明の磁気センサにおいて、少なくとも１つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子であってもよい。

【0018】

また、本発明の磁気センサは、更に、第１および第２の部分のそれぞれの検出値を用いた演算によって、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分に対応する第１の検出値を生成する第１の演算回路と、第３および第４の部分のそれぞれの検出値を用いた演算によって、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分に対応する第２の検出値を生成する第２の演算回路とを備えていてもよい。

【0019】

本発明の磁気センサが第１および第２の演算回路を備えている場合、第１および第２の部分は、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、第１および第２の部分のそれぞれの検出値が、共に増加または共に減少するように構成されていてもよい。また、第３および第４の部分は、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、第３および第４の部分のそれぞれの検出値が、共に増加または共に減少するように構成されていてもよい。また、第１の演算回路による演算は、第１および第２の部分のそれぞれの検出値の和を求めることを含んでいてもよい。また、第２の演算回路による演算は、第３および第４の部分のそれぞれの検出値の和を求めることを含んでいてもよい。

【0020】

また、本発明の磁気センサが第１および第２の演算回路を備えている場合、第１および第２の部分は、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、第１および第２の部分のそれぞれの検出値の一方が増加し他方が減少するように構成されていてもよい。また、第３および第４の部分は、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分の変化に伴って、第３および第４の部分のそれぞれの検出値の一方が増加し他方が減少するように構成されていてもよい。また、第１の演算回路による演算は、第１および第２の部分のそれぞれの検出値の差を求めることを含んでいてもよい。また、第２の演算回路による演算は、第３および第４の部分のそれぞれの検出値の差を求めることを含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0021】

本発明の磁気センサでは、第１の部分領域と第４の部分領域が、第１の直線に平行な方向における第３の領域の両側または片側に位置し、第２の部分領域と第３の部分領域が、第２の直線に平行な方向における第３の領域の両側または片側に位置している。これにより、本発明によれば、軟磁性構造体に起因して第１および第２の検出部の出力の特性が異なることを抑制することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの概略の構成を示す平面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第１の検出部に関する配線を示す説明図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第２の検出部に関する配線を示す説明図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第３の検出部に関する配線を示す説明図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける磁気抵抗効果素子を示す斜視図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける１つの抵抗部の一部を示す斜視図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第１ないし第３の検出部のそれぞれの一部を示す断面図である。

【図8】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【図9】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにおける第３の検出部に関わる回路と磁界変換部の構成を示す説明図である。

【図10】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにＸ方向の外部磁界が印加された様子を示す説明図である。

【図11】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。

【図12】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサにＹ方向の外部磁界が印加された様子を示す説明図である。

【図13】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。

【図14】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサにおける第１の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【図15】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサにおける第２の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【図16】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第１の検出部に関する配線を示す説明図である。

【図17】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第２の検出部に関する配線を示す説明図である。

【図18】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【図19】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。

【図20】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサの効果を説明するための説明図である。

【図21】本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサの概略の構成を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの概略の構成について説明する。本実施の形態に係る磁気センサ１は、外部磁界の、互いに直交する３方向の成分を検出するセンサである。

【0024】

図１に示したように、磁気センサ１は、外部磁界の第１の方向に平行な方向の成分を検出するための第１の検出部１０と、外部磁界の第２の方向に平行な方向の成分を検出するための第２の検出部２０と、外部磁界の第３の方向に平行な方向の成分を検出するための第３の検出部３０と、支持部５０とを備えている。第１ないし第３の方向は、互いに直交する。第１ないし第３の検出部１０，２０，３０の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。

【0025】

第３の検出部３０は、更に、軟磁性材料よりなる軟磁性構造体４０を含んでいる。軟磁性構造体４０は、磁界変換部４２と、少なくとも１つの軟磁性層を含んでいる。なお、磁界変換部４２は、後で説明する図７および図９に示されている。磁界変換部４２は、外部磁界の第３の方向に平行な方向の成分を受けて第３の方向に垂直な方向の出力磁界成分を出力する。以下、外部磁界の第３の方向に平行な方向の成分を、入力磁界成分と言う。出力磁界成分の強度は、入力磁界成分の強度と対応関係を有する。第３の検出部３０は、出力磁界成分の強度を検出することによって、入力磁界成分の強度を検出する。軟磁性構造体４０については、後で詳しく説明する。

【0026】

支持部５０は、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０を支持する構造体である。支持部５０は、互いに反対側に位置する下面と上面５１ａとを有する基板５１を含んでいる。

【0027】

ここで、図１に示したように、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を定義する。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、互いに直交する。Ｘ方向とＹ方向は基板５１の上面５１ａに平行な方向である。Ｚ方向は、基板５１の上面５１ａに垂直な方向であって、基板５１の下面から上面５１ａに向かう方向である。また、Ｘ方向とは反対の方向を−Ｘ方向とし、Ｙ方向とは反対の方向を−Ｙ方向とし、Ｚ方向とは反対の方向を−Ｚ方向とする。以下、基準の位置に対してＺ方向の先にある位置を「上方」と言い、基準の位置に対して「上方」とは反対側にある位置を「下方」と言う。また、磁気センサ１の構成要素に関して、Ｚ方向の端に位置する面を「上面」と言い、−Ｚ方向の端に位置する面を「下面」と言う。

【0028】

本実施の形態では特に、第１の方向はＸ方向と一致し、第２の方向はＹ方向と一致し、第３の方向はＺ方向と一致する。

【0029】

第１ないし第３の検出部１０，２０，３０は、基板５１の上面５１ａの上または上方に配置されている。

【0030】

支持部５０は、第３の方向すなわちＺ方向に直交する基準平面ＲＰを有している。本実施の形態では特に、基準平面ＲＰは、基板５１の上面５１ａである。

【0031】

基準平面ＲＰは、互いに異なる第１の領域Ａ１０と第２の領域Ａ２０と第３の領域Ａ３０を含んでいる。第１の領域Ａ１０は、基準平面ＲＰに第１の検出部１０を垂直投影してできる領域である。第２の領域Ａ２０は、基準平面ＲＰに第２の検出部２０を垂直投影してできる領域である。第３の領域Ａ３０は、基準平面ＲＰに第３の検出部３０を垂直投影してできる領域である。

【0032】

本実施の形態では、第１の検出部１０は、互いに異なる位置に配置された第１の部分１１と第２の部分１２を含んでいる。第２の検出部２０は、互いに異なる位置に配置された第３の部分２１と第４の部分２２を含んでいる。第１ないし第４の部分１１，１２，２１，２２と第３の検出部３０の各々は、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。

【0033】

第１の領域Ａ１０は、基準平面ＲＰに第１の部分１１を垂直投影してできる第１の部分領域Ａ１１と、基準平面ＲＰに第２の部分１２を垂直投影してできる第２の部分領域Ａ１２を含んでいる。第２の領域Ａ２０は、基準平面ＲＰに第３の部分２１を垂直投影してできる第３の部分領域Ａ２１と、基準平面ＲＰに第４の部分２２を垂直投影してできる第４の部分領域Ａ２２を含んでいる。

【0034】

ここで、第３の領域Ａ３０の重心Ｃ３０を通り、第３の方向（Ｚ方向）に垂直で且つ互いに直交する２つの直線を第１の直線Ｌ１と第２の直線Ｌ２とする。本実施の形態では特に、第１の直線Ｌ１はＸ方向に平行であり、第２の直線Ｌ２はＹ方向に平行である。第１の部分領域Ａ１１と第４の部分領域Ａ２２は、第１の直線Ｌ１に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側または片側に位置している。本実施の形態では、第１の部分領域Ａ１１と第４の部分領域Ａ２２は、第１の直線Ｌ１に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側に位置している。

【0035】

第２の部分領域Ａ１２と第３の部分領域Ａ２１は、第２の直線Ｌ２に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側または片側に位置している。本実施の形態では、第２の部分領域Ａ１２と第３の部分領域Ａ２１は、第２の直線Ｌ２に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側に位置している。

【0036】

なお、第１の部分領域Ａ１１と第４の部分領域Ａ２２が、第１の直線Ｌ１に平行な方向における第３の領域Ａ３０の片側に位置し、第２の部分領域Ａ１２と第３の部分領域Ａ２１が、第２の直線Ｌ２に平行な方向における第３の領域Ａ３０の片側に位置する例は、後で第４の実施の形態として説明する。

【0037】

本実施の形態では特に、第１の部分領域Ａ１１と第２の部分領域Ａ１２は、第３の方向（Ｚ方向）から見て、第３の領域Ａ３０の重心Ｃ３０を中心として第１の部分領域Ａ１１を９０°回転すると第２の部分領域Ａ１２に重なる位置関係である。また、第３の部分領域Ａ２１と第４の部分領域Ａ２２は、第３の方向（Ｚ方向）から見て、第３の領域Ａ３０の重心Ｃ３０を中心として第３の部分領域Ａ２１を９０°回転すると第４の部分領域Ａ２２に重なる位置関係である。

【0038】

図１に示したように、磁気センサ１は、更に、基板５１の上面５１ａの上または上方に配置された複数の端子を備えている。この複数の端子は、第１の検出部１０に対応する電源端子Ｖｘおよび出力端子Ｖｘ１，Ｖｘ２と、第２の検出部２０に対応する電源端子Ｖｙおよび出力端子Ｖｙ１，Ｖｙ２と、第３の検出部３０に対応する電源端子Ｖｚおよび出力端子Ｖｚ＋，Ｖｚ−と、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０で共通に使用されるグランド端子Ｇとを含んでいる。

【0039】

磁気センサ１は、更に、２つの演算回路１５，２５と、２つの出力ポート１６，２６とを備えている。演算回路１５，２５および出力ポート１６，２６については、後で詳しく説明する。

【0040】

次に、図２および図３を参照して、第１の検出部１０の第１および第２の部分１１，１２と第２の検出部２０の第３および第４の部分２１，２２の構成の一例について説明する。第１の検出部１０の第１の部分１１はハーフブリッジ回路を構成する２つの抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２を含み、第１の検出部１０の第２の部分１２はハーフブリッジ回路を構成する２つの抵抗部Ｒｘ３，Ｒｘ４を含んでいる。また、第２の検出部２０の第３の部分２１はハーフブリッジ回路を構成する２つの抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２を含み、第２の検出部２０の第４の部分２２はハーフブリッジ回路を構成する２つの抵抗部Ｒｙ３，Ｒｙ４を含んでいる。図２には、第１の検出部１０に関する配線も示している。また、図３には、第２の検出部２０に関する配線も示している。

【0041】

抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４の各々は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。図２に示したように、抵抗部Ｒｘ１は、電源端子Ｖｘと出力端子Ｖｘ１との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ２は、出力端子Ｖｘ１とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｘ３は、電源端子Ｖｘと出力端子Ｖｘ２との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ４は、出力端子Ｖｘ２とグランド端子Ｇとの間に設けられている。

【0042】

抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４の各々は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。図３に示したように、抵抗部Ｒｙ１は、電源端子Ｖｙと出力端子Ｖｙ１との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ２は、出力端子Ｖｙ１とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｙ３は、電源端子Ｖｙと出力端子Ｖｙ２との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ４は、出力端子Ｖｙ２とグランド端子Ｇとの間に設けられている。

【0043】

図９に示したように、第３の検出部３０は、４つの抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４を含んでいる。図４は、第３の検出部３０に関する配線を示している。図９に示したように、抵抗部Ｒｚ１は、電源端子Ｖｚと出力端子Ｖｚ＋との間に設けられている。抵抗部Ｒｚ２は、出力端子Ｖｚ＋とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｚ３は、電源端子Ｖｚと出力端子Ｖｚ−との間に設けられている。抵抗部Ｒｚ４は、出力端子Ｖｚ−とグランド端子Ｇとの間に設けられている。

【0044】

以下、抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４，Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４，Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４のうちの任意の１つを抵抗部Ｒと言う。抵抗部Ｒは、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。本実施の形態では特に、少なくとも１つの磁気検出素子は、少なくとも１つの磁気抵抗効果素子である。以下、磁気抵抗効果素子をＭＲ素子と記す。

【0045】

本実施の形態では特に、ＭＲ素子は、スピンバルブ型のＭＲ素子である。このスピンバルブ型のＭＲ素子は、方向が固定された磁化を有する磁化固定層と、印加磁界の方向に応じて方向が変化可能な磁化を有する自由層と、磁化固定層と自由層の間に配置されたギャップ層とを有している。スピンバルブ型のＭＲ素子は、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子でもよいし、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子でもよい。ＴＭＲ素子では、ギャップ層はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、ギャップ層は非磁性導電層である。スピンバルブ型のＭＲ素子では、自由層の磁化の方向が磁化固定層の磁化の方向に対してなす角度に応じて抵抗値が変化し、この角度が０°のときに抵抗値は最小値となり、角度が１８０°のときに抵抗値は最大値となる。各ＭＲ素子において、自由層は、磁化容易軸方向が、磁化固定層の磁化の方向に直交する方向となる形状異方性を有している。

【0046】

図２および図３において、塗りつぶした矢印は、ＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向を表している。図２および図３に示した例では、抵抗部Ｒｘ１におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＸ方向である。抵抗部Ｒｘ２におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｘ方向である。この場合、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、出力端子Ｖｘ１の電位が変化する。第１の部分１１は、出力端子Ｖｘ１の電位に対応する検出値Ｓｘ１を生成する。検出値Ｓｘ１は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0047】

また、抵抗部Ｒｘ３におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＸ方向である。抵抗部Ｒｘ４におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｘ方向である。この場合、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、出力端子Ｖｘ２の電位が変化する。第２の部分１２は、出力端子Ｖｘ２の電位に対応する検出値Ｓｘ２を生成する。検出値Ｓｘ２は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0048】

本実施の形態では特に、第１および第２の部分１１，１２は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２が、共に増加または共に減少するように構成されている。なお、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２は、それぞれ出力端子Ｖｘ１，Ｖｘ２の電位に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0049】

また、抵抗部Ｒｙ１におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＹ方向である。抵抗部Ｒｙ２におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｙ方向である。この場合、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、出力端子Ｖｙ１の電位が変化する。第３の部分２１は、出力端子Ｖｙ１の電位に対応する検出値Ｓｙ１を生成する。検出値Ｓｙ１は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0050】

また、抵抗部Ｒｙ３におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＹ方向である。抵抗部Ｒｙ４におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｙ方向である。この場合、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、出力端子Ｖｙ２の電位が変化する。第４の部分２２は、出力端子Ｖｙ２の電位に対応する検出値Ｓｙ２を生成する。検出値Ｓｙ２は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0051】

本実施の形態では特に、第３および第４の部分２１，２２は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２が、共に増加または共に減少するように構成されている。なお、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２は、それぞれ出力端子Ｖｙ１，Ｖｙ２の電位に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0052】

抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向については、後で説明する。

【0053】

次に、図５を参照して、ＭＲ素子の構成の一例について説明する。図５に示したＭＲ素子１００は、基板５１側から順に積層された反強磁性層１０１、磁化固定層１０２、ギャップ層１０３および自由層１０４を含んでいる。反強磁性層１０１は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層１０２との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層１０２の磁化の方向を固定する。

【0054】

なお、ＭＲ素子１００における層１０１〜１０４の配置は、図５に示した配置とは上下が反対でもよい。また、ＭＲ素子１００は、反強磁性層１０１を含まない構成であってもよい。この構成は、例えば、反強磁性層１０１および磁化固定層１０２の代わりに、２つの強磁性層とこの２つの強磁性層の間に配置された非磁性金属層とを含む人工反強磁性構造の磁化固定層を含む構成であってもよい。また、磁気検出素子は、ホール素子、磁気インピーダンス素子等、ＭＲ素子以外の磁界を検出する素子であってもよい。

【0055】

次に、図６を参照して、抵抗部Ｒの構成の一例について説明する。この例では、抵抗部Ｒは、直列に接続された複数のＭＲ素子１００を含んでいる。抵抗部Ｒは、更に、複数のＭＲ素子１００が直列に接続されるように、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する１つ以上の接続層を含んでいる。図６に示した例では、抵抗部Ｒは、１つ以上の接続層として、１つ以上の下部接続層１１１と、１つ以上の上部接続層１１２とを含んでいる。下部接続層１１１は、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００の下面に接し、この２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する。上部接続層１１２は、回路構成上隣接する２つのＭＲ素子１００の上面に接し、この２つのＭＲ素子１００を電気的に接続する。

【0056】

次に、図７を参照して、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０の構造の一例について説明する。図７は、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０のそれぞれの一部を示している。この例では、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０は、基板５１の上に配置されている。基板５１は、上面５１ａと下面５１ｂを有している。

【0057】

第１の検出部１０は、抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４の他に、それぞれ絶縁材料よりなる絶縁層６６Ａ，６７Ａ，６８Ａを含んでいる。絶縁層６６Ａは、基板５１の上面５１ａの上に配置されている。抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４は、絶縁層６６Ａの上に配置されている。図７には、抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４に含まれる複数のＭＲ素子１００のうちの１つと、それに接続された下部接続層１１１および上部接続層１１２を示している。絶縁層６７Ａは、基板５１の上面５１ａの上において抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４の周囲に配置されている。絶縁層６８Ａは、抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２，Ｒｘ３，Ｒｘ４および絶縁層６７Ａを覆っている。

【0058】

第２の検出部２０の構造は、第１の検出部１０と同様である。すなわち、第２の検出部２０は、抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４の他に、それぞれ絶縁材料よりなる絶縁層６６Ｂ，６７Ｂ，６８Ｂを含んでいる。絶縁層６６Ｂは、基板５１の上面５１ａの上に配置されている。抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４は、絶縁層６６Ｂの上に配置されている。図７には、抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４に含まれる複数のＭＲ素子１００のうちの１つと、それに接続された下部接続層１１１および上部接続層１１２を示している。絶縁層６７Ｂは、基板５１の上面５１ａの上において抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４の周囲に配置されている。絶縁層６８Ｂは、抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２，Ｒｙ３，Ｒｙ４および絶縁層６７Ｂを覆っている。

【0059】

第３の検出部３０は、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４と、軟磁性構造体４０と、絶縁層６１，６２，６３，６４とを含んでいる。図７に示した例では、軟磁性構造体４０は、磁界変換部４２と、２つの軟磁性層４１，４３を含んでいる。

【0060】

磁界変換部４２は、複数の下部ヨーク４２Ｂと、複数の上部ヨーク４２Ｔとを含んでいる。図７には、複数の下部ヨーク４２Ｂのうちの１つと、複数の上部ヨーク４２Ｔのうちの１つを示している。

【0061】

軟磁性層４１は、基板５１の上面５１ａの上に配置されている。複数の下部ヨーク４２Ｂは、軟磁性層４１の上に配置されている。絶縁層６１は、基板５１の上面５１ａの上において複数の下部ヨーク４２Ｂの周囲に配置されている。

【0062】

抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４は、絶縁層６１の上に配置されている。図７には、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４に含まれる複数のＭＲ素子１００のうちの１つと、それに接続された下部接続層１１１および上部接続層１１２を示している。絶縁層６２は、複数の下部ヨーク４２Ｂおよび絶縁層６１の上において抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４の周囲に配置されている。

【0063】

複数の上部ヨーク４２Ｔは、絶縁層６２の上に配置されている。絶縁層６３は、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４および絶縁層６２の上において複数の上部ヨーク４２Ｔの周囲に配置されている。

【0064】

軟磁性層４３は、複数の上部ヨーク４２Ｔおよび絶縁層６３の上に配置されている。絶縁層６４は、軟磁性層４３を覆っている。

【0065】

上方から見たときに、軟磁性層４１，４３は、第３の検出部３０の全域にわたって存在する。言い換えると、基板５１の上面５１ａすなわち基準平面ＲＰに軟磁性層４１を垂直投影してできる領域と、基準平面ＲＰに軟磁性層４３を垂直投影してできる領域は、いずれも、第３の領域Ａ３０と一致する。第３の領域Ａ３０は、基準平面ＲＰに軟磁性構造体４０を垂直投影してできる領域でもある。

【0066】

図７に示した例では、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０に含まれる全ての磁気検出素子すなわちＭＲ素子１００は、基板５１の上面５１ａすなわち基準平面ＲＰから等しい距離の位置に配置されている。

【0067】

なお、磁界変換部４２は、複数の下部ヨーク４２Ｂと、複数の上部ヨーク４２Ｔの一方のみを含んでいてもよい。また、軟磁性構造体４０は、軟磁性層４１，４３の一方のみを含んでいてもよい。

【0068】

次に、図８を参照して、演算回路１５，２５および出力ポート１６，２６と、第１および第２の検出部１０，２０の回路構成の一例について説明する。図８は、第１および第２の検出部１０，２０に関わる回路を示している。演算回路１５は、２つの入力端と１つの出力端とを有している。演算回路１５の２つの入力端は、それぞれ、出力端子Ｖｘ１，Ｖｘ２に接続されている。演算回路１５の出力端は、出力ポート１６に接続されている。

【0069】

演算回路２５は、２つの入力端と１つの出力端とを有している。演算回路２５の２つの入力端は、それぞれ、出力端子Ｖｙ１，Ｖｙ２に接続されている。演算回路２５の出力端は、出力ポート２６に接続されている。

【0070】

演算回路１５は、本発明における第１の演算回路に対応する。演算回路１５は、第１の検出部１０の第１の部分１１の検出値Ｓｘ１と第１の検出部１０の第２の部分１２の検出値Ｓｘ２を用いた演算によって、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する第１の検出値Ｓｘを生成する。本実施の形態では特に、演算回路１５による演算は、検出値Ｓｘ１と検出値Ｓｘ２の和を求めることを含んでいる。演算回路１５による演算は、検出値Ｓｘ１と検出値Ｓｘ２の和を求めた後に、所定の係数を掛けたり、所定の値を加減したりすることを含んでいてもよい。出力ポート１６は、第１の検出値Ｓｘを出力する。

【0071】

演算回路２５は、本発明における第２の演算回路に対応する。演算回路２５は、第２の検出部２０の第３の部分２１の検出値Ｓｙ１と第２の検出部２０の第４の部分２２の検出値Ｓｙ２を用いた演算によって、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する第２の検出値Ｓｙを生成する。本実施の形態では特に、演算回路２５による演算は、検出値Ｓｙ１と検出値Ｓｙ２の和を求めることを含んでいる。演算回路２５による演算は、検出値Ｓｙ１と検出値Ｓｙ２の和を求めた後に、所定の係数を掛けたり、所定の値を加減したりすることを含んでいてもよい。出力ポート２６は、第２の検出値Ｓｙを出力する。

【0072】

次に、図９を参照して、第３の検出部３０の磁界変換部４２の構成の一例について説明する。この例では、磁界変換部４２は、前記複数の下部ヨーク４２Ｂとして、４つの下部ヨーク４２Ｂ１，４２Ｂ２，４２Ｂ３，４２Ｂ４を含み、前記複数の上部ヨーク４２Ｔとして、４つの上部ヨーク４２Ｔ１，４２Ｔ２，４２Ｔ３，４２Ｔ４を含んでいる。下部ヨーク４２Ｂ１，４２Ｂ２，４２Ｂ３，４２Ｂ４および上部ヨーク４２Ｔ１，４２Ｔ２，４２Ｔ３，４２Ｔ４の各々は、Ｚ方向に垂直な方向に長い直方体形状を有している。

【0073】

下部ヨーク４２Ｂ１および上部ヨーク４２Ｔ１は、抵抗部Ｒｚ１の近傍に配置されている。下部ヨーク４２Ｂ１は、抵抗部Ｒｚ１よりも、基板５１の上面５１ａにより近い位置に配置されている。上部ヨーク４２Ｔ１は、抵抗部Ｒｚ１よりも、基板５１の上面５１ａからより遠い位置に配置されている。上方から見たときに、抵抗部Ｒｚ１は、下部ヨーク４２Ｂ１と上部ヨーク４２Ｔ１の間に位置している。

【0074】

下部ヨーク４２Ｂ２および上部ヨーク４２Ｔ２は、抵抗部Ｒｚ２の近傍に配置されている。下部ヨーク４２Ｂ２は、抵抗部Ｒｚ２よりも、基板５１の上面５１ａにより近い位置に配置されている。上部ヨーク４２Ｔ２は、抵抗部Ｒｚ２よりも、基板５１の上面５１ａからより遠い位置に配置されている。上方から見たときに、抵抗部Ｒｚ２は、下部ヨーク４２Ｂ２と上部ヨーク４２Ｔ２の間に位置している。

【0075】

下部ヨーク４２Ｂ３および上部ヨーク４２Ｔ３は、抵抗部Ｒｚ３の近傍に配置されている。下部ヨーク４２Ｂ３は、抵抗部Ｒｚ３よりも、基板５１の上面５１ａにより近い位置に配置されている。上部ヨーク４２Ｔ３は、抵抗部Ｒｚ３よりも、基板５１の上面５１ａからより遠い位置に配置されている。上方から見たときに、抵抗部Ｒｚ３は、下部ヨーク４２Ｂ３と上部ヨーク４２Ｔ３の間に位置している。

【0076】

下部ヨーク４２Ｂ４および上部ヨーク４２Ｔ４は、抵抗部Ｒｚ４の近傍に配置されている。下部ヨーク４２Ｂ４は、抵抗部Ｒｚ４よりも、基板５１の上面５１ａにより近い位置に配置されている。上部ヨーク４２Ｔ４は、抵抗部Ｒｚ４よりも、基板５１の上面５１ａからより遠い位置に配置されている。上方から見たときに、抵抗部Ｒｚ４は、下部ヨーク４２Ｂ４と上部ヨーク４２Ｔ４の間に位置している。

【0077】

磁界変換部４２が出力する出力磁界成分は、下部ヨーク４２Ｂ１および上部ヨーク４２Ｔ１によって生成されて抵抗部Ｒｚ１に印加される磁界成分と、下部ヨーク４２Ｂ２および上部ヨーク４２Ｔ２によって生成されて抵抗部Ｒｚ２に印加される磁界成分と、下部ヨーク４２Ｂ３および上部ヨーク４２Ｔ３によって生成されて抵抗部Ｒｚ３に印加される磁界成分と、下部ヨーク４２Ｂ４および上部ヨーク４２Ｔ４によって生成されて抵抗部Ｒｚ４に印加される磁界成分を含んでいる。

【0078】

図９において、４つの白抜きの矢印は、それぞれ、入力磁界成分の方向がＺ方向であるときに、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４に印加される磁界成分の方向を表している。また、図９において、４つの塗りつぶした矢印は、それぞれ、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４のＭＲ素子１００の磁化固定層１０２の磁化の方向を表している。抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４のＭＲ素子１００の磁化固定層１０２の磁化の方向は、それぞれ、入力磁界成分の方向がＺ方向であるときに抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４に印加される磁界成分の方向と同じ方向である。抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３のＭＲ素子１００の磁化固定層１０２の磁化の方向は、それぞれ、入力磁界成分の方向がＺ方向であるときに抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３に印加される磁界成分の方向とは反対方向である。

【0079】

ここで、第３の検出部３０の作用について説明する。入力磁界成分が存在しない状態では、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４のＭＲ素子１００の自由層１０４の磁化の方向は、磁化固定層１０２の磁化の方向に対して垂直である。

【0080】

入力磁界成分の方向がＺ方向であるときには、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４のＭＲ素子１００では、自由層１０４の磁化の方向は、磁化固定層１０２の磁化の方向に対して垂直な方向から、磁化固定層１０２の磁化の方向に向かって傾く。このとき、抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３のＭＲ素子１００では、自由層１０４の磁化の方向は、磁化固定層１０２の磁化の方向に対して垂直な方向から、磁化固定層１０２の磁化の方向とは反対方向に向かって傾く。その結果、入力磁界成分が存在しない状態と比べて、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４の抵抗値は減少し、抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３の抵抗値は増加する。

【0081】

入力磁界成分の方向が−Ｚ方向の場合は、上述の場合とは逆に、入力磁界成分が存在しない状態と比べて、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４の抵抗値は増加し、抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３の抵抗値は減少する。

【0082】

抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４の抵抗値の変化量は、入力磁界成分の強度に依存する。

【0083】

入力磁界成分の方向と強度が変化すると、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ２，Ｒｚ３，Ｒｚ４のそれぞれの抵抗値は、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４の抵抗値が増加すると共に抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３の抵抗値が減少するか、抵抗部Ｒｚ１，Ｒｚ４の抵抗値が減少すると共に抵抗部Ｒｚ２，Ｒｚ３の抵抗値が増加するように変化する。これにより、出力端子Ｖｚ＋と出力端子Ｖｚ−との間の電位差が変化する。従って、この電位差に基づいて、入力磁界成分を検出することができる。

【0084】

次に、本実施の形態に係る磁気センサ１の作用および効果について説明する。本実施の形態に係る磁気センサ１では、第１の検出部１０は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分を検出し、第２の検出部２０は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分を検出する。以下、第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向を第１の検出部１０の感磁方向とも言い、第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向を第２の検出部２０の感磁方向とも言う。

【0085】

第３の検出部３０は、前述の作用によって、外部磁界の第３の方向（Ｚ方向）に平行な方向の成分である入力磁界成分を検出する。第３の検出部３０は、軟磁性構造体４０を含んでいる。軟磁性構造体４０は、磁界変換部４２と、２つの軟磁性層４１，４３を含んでいる。軟磁性構造体４０は、基準平面ＲＰに平行な方向の磁界に対応する磁束を集める作用を有する。この軟磁性構造体４０は、第１の検出部１０と第２の検出部２０の各々に印加される磁界に影響を与える。そのため、第１ないし第３の検出部１０，２０，３０の配置によっては、軟磁性構造体４０に起因して第１の検出部１０と第２の検出部２０の出力の特性が大きく異なる可能性がある。

【0086】

本実施の形態では、第１の部分領域Ａ１１と第４の部分領域Ａ２２が、第１の直線Ｌ１に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側に位置し、第２の部分領域Ａ１２と第３の部分領域Ａ２１が、第２の直線Ｌ２に平行な方向における第３の領域Ａ３０の両側に位置している。これにより、本実施の形態によれば、軟磁性構造体４０に起因して第１の検出部１０と第２の検出部２０の出力の特性が異なることを抑制することができる。以下、これについて詳しく説明する。

【0087】

始めに、軟磁性構造体４０が、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２に与える影響について説明する。図１０は、磁気センサ１にＸ方向の外部磁界が印加された様子を表している。図１０において、矢印の付いた複数の曲線は、第３の領域Ａ３０の近傍における磁束を模式的に表している。前述のように、第３の検出部３０に含まれる軟磁性構造体４０は、基準平面ＲＰに平行な方向の磁界に対応する磁束を集める作用を有する。

【0088】

図１１は、上記の軟磁性構造体４０の作用が検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２に与える影響を模式的に示している。図１１では、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の大きさを、図１１における上下方向に延びる直線上の位置で表している。本実施の形態では、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の可変範囲は等しく、可変範囲の中間値も等しい。図１１において、符号Ｓｘｃは、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の可変範囲の中間値を表している。

【0089】

本実施の形態では、外部磁界が、Ｘ方向に平行な方向の成分を含んでいる場合には、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２は、いずれも中間値Ｓｘｃよりも大きいか、いずれも中間値Ｓｘｃよりも小さいかのどちらかである。

【0090】

本実施の形態では、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、第１の部分１１と第２の部分１２の一方における磁束密度が増加する場合には、第１の部分１１と第２の部分１２の他方における磁束密度は減少する。第１の部分１１と第２の部分１２のうち、磁束密度が増加する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｘ１またはＳｘ２が中間値Ｓｘｃから遠ざかる。第１の部分１１と第２の部分１２のうち、磁束密度が減少する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｘ１またはＳｘ２が中間値Ｓｘｃに近づく。そのため、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の一方が中間値Ｓｘｃから遠ざかる場合には、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の他方は中間値Ｓｘｃに近づく。なお、第１の部分１１と第２の部分１２における磁束密度が等しい場合には、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２は等しい。

【0091】

図１１は、一例として、磁気センサ１にＸ方向の外部磁界が印加された場合における検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２を示している。この場合には、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２は、いずれも中間値Ｓｘｃよりも大きい。そして、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｘ１は中間値Ｓｘｃから遠ざかり、検出値Ｓｘ２は中間値Ｓｘｃに近づく。

【0092】

軟磁性構造体４０が存在することにより、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の各々には誤差が生じ得る。しかし、本実施の形態では、検出値Ｓｘ１と検出値Ｓｘ２の和を求めることを含む演算によって第１の検出値Ｓｘを生成している。これにより、本実施の形態によれば、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の各々に生じる誤差を相殺することができる。そのため、本実施の形態によれば、外部磁界の方向に関わらずに、第１の検出値Ｓｘに生じる誤差を、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２の各々に生じる誤差に比べて小さくすることができる。

【0093】

上記の効果は、特に、第１の部分領域Ａ１１と第２の部分領域Ａ１２が、第３の方向（Ｚ方向）から見て、重心Ｃ３０を中心として第１の部分領域Ａ１１を９０°回転すると第２の部分領域Ａ１２に重なる位置関係であることによって、顕著に発揮される。

【0094】

次に、軟磁性構造体４０が、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２に与える影響について説明する。図１２は、磁気センサ１にＹ方向の外部磁界が印加された様子を表している。図１２において、矢印の付いた複数の曲線は、第３の領域Ａ３０の近傍における磁束を模式的に表している。前述のように、第３の検出部３０に含まれる軟磁性構造体４０は、基準平面ＲＰに平行な方向の磁界に対応する磁束を集める作用を有する。

【0095】

図１３は、上記の軟磁性構造体４０の作用が検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２に与える影響を模式的に示している。図１３では、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の大きさを、図１３における上下方向に延びる直線上の位置で表している。本実施の形態では、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の可変範囲は等しく、可変範囲の中間値も等しい。図１３において、符号Ｓｙｃは、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の可変範囲の中間値を表している。

【0096】

本実施の形態では、外部磁界が、Ｙ方向に平行な方向の成分を含んでいる場合には、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２は、いずれも中間値Ｓｙｃよりも大きいか、いずれも中間値Ｓｙｃよりも小さいかのどちらかである。

【0097】

本実施の形態では、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、第３の部分２１と第４の部分２２の一方における磁束密度が増加する場合には、第３の部分２１と第４の部分２２の他方における磁束密度は減少する。第３の部分２１と第４の部分２２のうち、磁束密度が増加する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｙ１またはＳｙ２が中間値Ｓｙｃから遠ざかる。第３の部分２１と第４の部分２２のうち、磁束密度が減少する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｙ１またはＳｙ２が中間値Ｓｙｃに近づく。そのため、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の一方が中間値Ｓｙｃから遠ざかる場合には、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の他方は中間値Ｓｙｃに近づく。なお、第３の部分２１と第４の部分２２における磁束密度が等しい場合には、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２は等しい。

【0098】

図１３は、一例として、磁気センサ１にＹ方向の外部磁界が印加された場合における検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２を示している。この場合には、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２は、いずれも中間値Ｓｙｃよりも大きい。そして、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｙ１は中間値Ｓｙｃから遠ざかり、検出値Ｓｙ２は中間値Ｓｙｃに近づく。

【0099】

軟磁性構造体４０が存在することにより、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の各々には誤差が生じ得る。しかし、本実施の形態では、検出値Ｓｙ１と検出値Ｓｙ２の和を求めることを含む演算によって第２の検出値Ｓｙを生成している。これにより、本実施の形態によれば、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の各々に生じる誤差を相殺することができる。そのため、本実施の形態によれば、外部磁界の方向に関わらずに、第２の検出値Ｓｙに生じる誤差を、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２の各々に生じる誤差に比べて小さくすることができる。

【0100】

上記の効果は、特に、第３の部分領域Ａ２１と第４の部分領域Ａ２２が、第３の方向（Ｚ方向）から見て、重心Ｃ３０を中心として第３の部分領域Ａ２１を９０°回転すると第４の部分領域Ａ２２に重なる位置関係であることによって、顕著に発揮される。

【0101】

また、本実施の形態では、第１の検出部１０と第２の検出部２０では、出力の特性、具体的には感磁方向に対して外部磁界の方向がなす角度の変化に対する出力の変化の特性が同じかほぼ同じになる。このように、本実施の形態によれば、軟磁性構造体４０に起因して第１の検出部１０と第２の検出部２０の出力の特性が異なることを抑制することができる。

【0102】

上記の効果は、特に、第１ないし第４の部分１１，１２，２１，２２および第３の検出部３０に含まれる全ての磁気検出素子すなわちＭＲ素子１００が、基板５１の上面５１ａすなわち基準平面ＲＰから等しい距離の位置に配置されていることによって、顕著に発揮される。

【0103】

また、軟磁性構造体４０が軟磁性層４１，４３の少なくとも一方を含むことによっても、上記の効果が顕著に発揮される。

【0104】

［第２の実施の形態］
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。図１４は、本実施の形態に係る磁気センサにおける第１の検出部に関わる回路を示す回路図である。図１５は、本実施の形態に係る磁気センサにおける第２の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【0105】

本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１の検出部１０の第１の部分１１は、第１の実施の形態における抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２の代わりに、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つの抵抗部Ｒｘ１１，Ｒｘ１２，Ｒｘ１３，Ｒｘ１４と、差分検出器１３とを含んでいる。抵抗部Ｒｘ１１，Ｒｘ１２，Ｒｘ１３，Ｒｘ１４の各々は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。差分検出器１３は、第１の入力端と第２の入力端と１つの出力端とを有している。抵抗部Ｒｘ１１は、電源端子Ｖｘと第１の接続点ＣＰ１との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ１２は、第１の接続点ＣＰ１とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｘ１３は、電源端子Ｖｘと第２の接続点ＣＰ２との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ１４は、第２の接続点ＣＰ２とグランド端子Ｇとの間に設けられている。第１の接続点ＣＰ１と第２の接続点ＣＰ２は、それぞれ差分検出器１３の第１の入力端と第２の入力端に接続されている。

【0106】

第１の検出部１０の第２の部分１２は、第１の実施の形態における抵抗部Ｒｘ３，Ｒｘ４の代わりに、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つの抵抗部Ｒｘ２１，Ｒｘ２２，Ｒｘ２３，Ｒｘ２４と、差分検出器１４とを含んでいる。抵抗部Ｒｘ２１，Ｒｘ２２，Ｒｘ２３，Ｒｘ２４の各々は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。差分検出器１４は、第１の入力端と第２の入力端と１つの出力端とを有している。抵抗部Ｒｘ２１は、電源端子Ｖｘと第３の接続点ＣＰ３との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ２２は、第３の接続点ＣＰ３とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｘ２３は、電源端子Ｖｘと第４の接続点ＣＰ４との間に設けられている。抵抗部Ｒｘ２４は、第４の接続点ＣＰ４とグランド端子Ｇとの間に設けられている。第３の接続点ＣＰ３と第４の接続点ＣＰ４は、それぞれ差分検出器１４の第１の入力端と第２の入力端に接続されている。

【0107】

本実施の形態では、演算回路１５の２つの入力端は、それぞれ、差分検出器１３の出力端と差分検出器１４の出力端に接続されている。

【0108】

第２の検出部２０の第３の部分２１は、第１の実施の形態における抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２の代わりに、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つの抵抗部Ｒｙ１１，Ｒｙ１２，Ｒｙ１３，Ｒｙ１４と、差分検出器２３とを含んでいる。抵抗部Ｒｙ１１，Ｒｙ１２，Ｒｙ１３，Ｒｙ１４の各々は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。差分検出器２３は、第１の入力端と第２の入力端と１つの出力端とを有している。抵抗部Ｒｙ１１は、電源端子Ｖｙと第５の接続点ＣＰ５との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ１２は、第５の接続点ＣＰ５とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｙ１３は、電源端子Ｖｙと第６の接続点ＣＰ６との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ１４は、第６の接続点ＣＰ６とグランド端子Ｇとの間に設けられている。第５の接続点ＣＰ５と第６の接続点ＣＰ６は、それぞれ差分検出器２３の第１の入力端と第２の入力端に接続されている。

【0109】

第２の検出部２０の第４の部分２２は、第１の実施の形態における抵抗部Ｒｙ３，Ｒｙ４の代わりに、ホイートストンブリッジ回路を構成する４つの抵抗部Ｒｙ２１，Ｒｙ２２，Ｒｙ２３，Ｒｙ２４と、差分検出器２４とを含んでいる。抵抗部Ｒｙ２１，Ｒｙ２２，Ｒｙ２３，Ｒｙ２４の各々は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に応じて変化する抵抗値を有する。差分検出器２４は、第１の入力端と第２の入力端と１つの出力端とを有している。抵抗部Ｒｙ２１は、電源端子Ｖｙと第７の接続点ＣＰ７との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ２２は、第７の接続点ＣＰ７とグランド端子Ｇとの間に設けられている。抵抗部Ｒｙ２３は、電源端子Ｖｙと第８の接続点ＣＰ８との間に設けられている。抵抗部Ｒｙ２４は、第８の接続点ＣＰ８とグランド端子Ｇとの間に設けられている。第７の接続点ＣＰ７と第８の接続点ＣＰ８は、それぞれ差分検出器２４の第１の入力端と第２の入力端に接続されている。

【0110】

本実施の形態では、演算回路２５の２つの入力端は、それぞれ、差分検出器２３の出力端と差分検出器２４の出力端に接続されている。

【0111】

上記複数の抵抗部の各々の構成は、第１の実施の形態における抵抗部Ｒの構成と同じである。すなわち、上記複数の抵抗部は、それぞれ、少なくとも１つの磁気検出素子を含んでいる。少なくとも１つの磁気検出素子は、少なくとも１つのＭＲ素子である。

【0112】

図１４および図１５において、塗りつぶした矢印は、ＭＲ素子における磁化固定層の磁化の方向を表している。図１４に示した例では、抵抗部Ｒｘ１１，Ｒｘ１４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＸ方向であり、抵抗部Ｒｘ１２，Ｒｘ１３の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｘ方向である。この場合、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、第１の接続点ＣＰ１と第２の接続点ＣＰ２の間の電位差が変化する。差分検出器１３は、この電位差に対応する検出値Ｓｘ１を出力する。このようにして、第１の部分１１は、検出値Ｓｘ１を生成する。検出値Ｓｘ１は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0113】

また、抵抗部Ｒｘ２１，Ｒｘ２４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＸ方向である。抵抗部Ｒｘ２２，Ｒｘ２３の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｘ方向である。この場合、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、第３の接続点ＣＰ３と第４の接続点ＣＰ４の間の電位差が変化する。差分検出器１４は、この電位差に対応する検出値Ｓｘ２を出力する。このようにして、第２の部分１２は、検出値Ｓｘ２を生成する。検出値Ｓｘ２は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0114】

本実施の形態では、第１および第２の部分１１，１２は、第１の実施の形態と同様に、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｘ１，Ｓｘ２が、共に増加または共に減少するように構成されている。なお、検出値Ｓｘ１は、第１の接続点ＣＰ１と第２の接続点ＣＰ２の間の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。同様に、検出値Ｓｘ２は、第３の接続点ＣＰ３と第４の接続点ＣＰ４の間の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0115】

図１５に示した例では、抵抗部Ｒｙ１１，Ｒｙ１４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＹ方向である。抵抗部Ｒｙ１２，Ｒｙ１３の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｙ方向である。この場合、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、第５の接続点ＣＰ５と第６の接続点ＣＰ６の間の電位差が変化する。差分検出器２３は、この電位差に対応する検出値Ｓｙ１を出力する。このようにして、第３の部分２１は、検出値Ｓｙ１を生成する。検出値Ｓｙ１は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0116】

また、抵抗部Ｒｙ２１，Ｒｙ２４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＹ方向である。抵抗部Ｒｙ２２，Ｒｙ２３の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｙ方向である。この場合、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、第７の接続点ＣＰ７と第８の接続点ＣＰ８の間の電位差が変化する。差分検出器２４は、この電位差に対応する検出値Ｓｙ２を出力する。このようにして、第４の部分２２は、検出値Ｓｙ２を生成する。検出値Ｓｙ２は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する。

【0117】

本実施の形態では、第３および第４の部分２１，２２は、第１の実施の形態と同様に、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｙ１，Ｓｙ２が、共に増加または共に減少するように構成されている。なお、検出値Ｓｙ１は、第５の接続点ＣＰ５と第６の接続点ＣＰ６の間の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。同様に、検出値Ｓｙ２は、第７の接続点ＣＰ７と第８の接続点ＣＰ８の間の電位差に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0118】

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【0119】

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。始めに、図１６ないし図１８を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ１の概略の構成について説明する。図１６は、本実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第１の検出部に関する配線を示す説明図である。図１７は、本実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部の構成と第２の検出部に関する配線を示す説明図である。図１８は、本実施の形態に係る磁気センサにおける第１および第２の検出部に関わる回路を示す回路図である。

【0120】

本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第１の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１の実施の形態における出力端子Ｖｘ１，Ｖｘ２，Ｖｙ１，Ｖｙ２が、それぞれ、出力端子Ｖｘ＋，Ｖｘ−，Ｖｙ＋，Ｖｙ−に置き換えられている。

【0121】

本実施の形態では、第１の検出部１０の第１の部分１１は、出力端子Ｖｘ＋の電位に対応する検出値Ｓｘ＋を生成する。第１の検出部１０の第２の部分１２は、出力端子Ｖｘ−の電位に対応する検出値Ｓｘ−を生成する。なお、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−は、それぞれ出力端子Ｖｘ＋，Ｖｘ−の電位に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0122】

また、本実施の形態では、第２の検出部２０の第３の部分２１は、出力端子Ｖｙ＋の電位に対応する検出値Ｓｙ＋を生成する。第２の検出部２０の第４の部分２２は、出力端子Ｖｙ−の電位に対応する検出値Ｓｙ−を生成する。なお、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−は、それぞれ出力端子Ｖｙ＋，Ｖｙ−の電位に対して振幅やオフセットの調整を施したものであってもよい。

【0123】

また、本実施の形態では、第２の部分１２に含まれる抵抗部Ｒｘ３，Ｒｘ４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向が、第１の実施の形態とは逆になっている。すなわち、図１６および図１８に示したように、抵抗部Ｒｘ３におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｘ方向である。抵抗部Ｒｘ４におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＸ方向である。なお、第１の部分１１に含まれる抵抗部Ｒｘ１，Ｒｘ２の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は、第１の実施の形態と同じである。これにより、本実施の形態では、第１の検出部１０の第１および第２の部分１１，１２は、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｘ＋と検出値Ｓｘ−の一方が増加し他方が減少するように構成されている。

【0124】

また、本実施の形態では、第４の部分２２に含まれる抵抗部Ｒｙ３，Ｒｙ４の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向が、第１の実施の形態とは逆になっている。すなわち、図１７および図１８に示したように、抵抗部Ｒｙ３におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は−Ｙ方向である。抵抗部Ｒｙ４におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向はＹ方向である。なお、第３の部分２１に含まれる抵抗部Ｒｙ１，Ｒｙ２の各々におけるＭＲ素子の磁化固定層の磁化の方向は、第１の実施の形態と同じである。これにより、本実施の形態では、第２の検出部２０の第３および第４の部分２１，２２は、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分の変化に伴って、検出値Ｓｙ＋と検出値Ｓｙ−の一方が増加し他方が減少するように構成されている。

【0125】

また、本実施の形態に係る磁気センサ１は、第１の実施の形態における演算回路１５，２５および出力ポート１６，２６の代わりに、２つの演算回路１７，２７と、２つの出力ポート１８，２８とを備えている。演算回路１７は、２つの入力端と１つの出力端とを有している。演算回路１７の２つの入力端は、それぞれ、出力端子Ｖｘ＋，Ｖｘ−に接続されている。演算回路１７の出力端は、出力ポート１８に接続されている。

【0126】

演算回路２７は、２つの入力端と１つの出力端とを有している。演算回路２７の２つの入力端は、それぞれ、出力端子Ｖｙ＋，Ｖｙ−に接続されている。演算回路２７の出力端は、出力ポート２８に接続されている。

【0127】

演算回路１７は、本発明における第１の演算回路に対応する。演算回路１７は、第１の検出部１０の第１の部分１１の検出値Ｓｘ＋と第１の検出部１０の第２の部分１２の検出値Ｓｘ−を用いた演算によって、外部磁界の第１の方向（Ｘ方向）に平行な方向の成分に対応する第１の検出値Ｓｘを生成する。本実施の形態では特に、演算回路１７による演算は、検出値Ｓｘ＋と検出値Ｓｘ−の差を求めることを含んでいる。演算回路１７による演算は、検出値Ｓｘ＋と検出値Ｓｘ−の差を求めた後に、所定の係数を掛けたり、所定の値を加減したりすることを含んでいてもよい。出力ポート１８は、第１の検出値Ｓｘを出力する。

【0128】

演算回路２７は、本発明における第２の演算回路に対応する。演算回路２７は、第２の検出部２０の第３の部分２１の検出値Ｓｙ＋と第２の検出部２０の第４の部分２２の検出値Ｓｙ−を用いた演算によって、外部磁界の第２の方向（Ｙ方向）に平行な方向の成分に対応する第２の検出値Ｓｙを生成する。本実施の形態では特に、演算回路２７による演算は、検出値Ｓｙ＋と検出値Ｓｙ−の差を求めることを含んでいる。演算回路２７による演算は、検出値Ｓｙ＋と検出値Ｓｙ−の差を求めた後に、所定の係数を掛けたり、所定の値を加減したりすることを含んでいてもよい。出力ポート２８は、第２の検出値Ｓｙを出力する。

【0129】

次に、本実施の形態に係る磁気センサ１の作用および効果について説明する。始めに、軟磁性構造体４０が、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−に与える影響について説明する。第１の実施の形態で説明したように、第３の検出部３０に含まれる軟磁性構造体４０は、基準平面ＲＰに平行な方向の磁界に対応する磁束を集める作用を有する。

【0130】

図１９は、上記の軟磁性構造体４０の作用が検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−に与える影響を模式的に示している。図１９では、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の大きさを、図１９における上下方向に延びる直線上の位置で表している。本実施の形態では、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の可変範囲は等しく、可変範囲の中間値も等しい。図１９において、符号Ｓｘｃは、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の可変範囲の中間値を表している。

【0131】

本実施の形態では、外部磁界が、Ｘ方向に平行な方向の成分を含んでいる場合には、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の一方は中間値Ｓｘｃよりも大きく、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の他方は中間値Ｓｘｃよりも小さい。

【0132】

本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、第１の部分１１と第２の部分１２の一方における磁束密度が増加する場合には、第１の部分１１と第２の部分１２の他方における磁束密度は減少する。第１の部分１１と第２の部分１２のうち、磁束密度が増加する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｘ＋またはＳｘ−が中間値Ｓｘｃから遠ざかる。第１の部分１１と第２の部分１２のうち、磁束密度が減少する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｘ＋またはＳｘ−が中間値Ｓｘｃに近づく。そのため、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の一方が中間値Ｓｘｃから遠ざかる場合には、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の他方は中間値Ｓｘｃに近づく。なお、第１の部分１１と第２の部分１２における磁束密度が等しい場合には、検出値Ｓｘ＋の絶対値と検出値Ｓｘ−の絶対値は等しい。

【0133】

図１９は、一例として、磁気センサ１にＸ方向の外部磁界が印加された場合における検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−を示している。この場合には、検出値Ｓｘ＋は中間値Ｓｘｃよりも大きく、検出値Ｓｘ−は中間値Ｓｘｃよりも小さい。そして、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｘ＋は中間値Ｓｘｃから遠ざかり、検出値Ｓｘ−は中間値Ｓｘｃに近づく。

【0134】

軟磁性構造体４０が存在することにより、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の各々には誤差が生じ得る。しかし、本実施の形態では、検出値Ｓｘ＋と検出値Ｓｘ−の差を求めることを含む演算によって第１の検出値Ｓｘを生成している。これにより、本実施の形態によれば、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の各々に生じる誤差を相殺することができる。そのため、本実施の形態によれば、外部磁界の方向に関わらずに、第１の検出値Ｓｘに生じる誤差を、検出値Ｓｘ＋，Ｓｘ−の各々に生じる誤差に比べて小さくすることができる。

【0135】

次に、軟磁性構造体４０が、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−に与える影響について説明する。図２０は、前述の軟磁性構造体４０の作用が検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−に与える影響を模式的に示している。図２０では、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の大きさを、図２０における上下方向に延びる直線上の位置で表している。本実施の形態では、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の可変範囲は等しく、可変範囲の中間値も等しい。図２０において、符号Ｓｙｃは、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の可変範囲の中間値を表している。

【0136】

本実施の形態では、外部磁界が、Ｙ方向に平行な方向の成分を含んでいる場合には、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の一方は中間値Ｓｙｃよりも大きく、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の他方は中間値Ｓｙｃよりも小さい。

【0137】

本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、第３の部分２１と第４の部分２２の一方における磁束密度が増加する場合には、第３の部分２１と第４の部分２２の他方における磁束密度は減少する。第３の部分２１と第４の部分２２のうち、磁束密度が増加する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｙ＋またはＳｙ−が中間値Ｓｙｃから遠ざかる。第３の部分２１と第４の部分２２のうち、磁束密度が減少する方では、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて検出値Ｓｙ＋またはＳｙ−が中間値Ｓｙｃに近づく。そのため、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の一方が中間値Ｓｙｃから遠ざかる場合には、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の他方は中間値Ｓｙｃに近づく。なお、第３の部分２１と第４の部分２２における磁束密度が等しい場合には、検出値Ｓｙ＋の絶対値と検出値Ｓｙ−の絶対値は等しい。

【0138】

図２０は、一例として、磁気センサ１にＹ方向の外部磁界が印加された場合における検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−を示している。この場合には、検出値Ｓｙ＋は中間値Ｓｙｃよりも大きく、検出値Ｓｙ−は中間値Ｓｙｃよりも小さい。そして、軟磁性構造体４０が存在することにより、軟磁性構造体４０が無い場合に比べて、検出値Ｓｙ＋は中間値Ｓｙｃから遠ざかり、検出値Ｓｙ−は中間値Ｓｙｃに近づく。

【0139】

軟磁性構造体４０が存在することにより、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の各々には誤差が生じ得る。しかし、本実施の形態では、検出値Ｓｙ＋と検出値Ｓｙ−の差を求めることを含む演算によって第２の検出値Ｓｙを生成している。これにより、本実施の形態によれば、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の各々に生じる誤差を相殺することができる。そのため、本実施の形態によれば、外部磁界の方向に関わらずに、第２の検出値Ｓｙに生じる誤差を、検出値Ｓｙ＋，Ｓｙ−の各々に生じる誤差に比べて小さくすることができる。

【0140】

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

【0141】

［第４の実施の形態］
次に、図２１を参照して、本発明の第４の実施の形態について説明する。図２１は、本実施の形態に係る磁気センサの概略の構成を示す平面図である。

【0142】

本実施の形態では、第１の部分領域Ａ１１と第４の部分領域Ａ２２が、第１の直線Ｌ１に平行な方向における第３の領域Ａ３０の片側に位置している。また、第２の部分領域Ａ１２と第３の部分領域Ａ２１が、第２の直線Ｌ２に平行な方向における第３の領域Ａ３０の片側に位置している。

【0143】

なお、本実施の形態では、第１の部分領域Ａ１１と第２の部分領域Ａ１２は、第３の方向（Ｚ方向）から見て、第３の領域Ａ３０の重心Ｃ３０を中心として第１の部分領域Ａ１１を９０°回転すると第２の部分領域Ａ１２に重なる位置関係である。また、第３の部分領域Ａ２１と第４の部分領域Ａ２２は、第３の方向（Ｚ方向）から見て、第３の領域Ａ３０の重心Ｃ３０を中心として第３の部分領域Ａ２１を９０°回転すると第４の部分領域Ａ２２に重なる位置関係である。

【0144】

本実施の形態に係る磁気センサ１の回路構成は、第１ないし第３の実施の形態のうちのいずれかと同じである。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１ないし第３の実施の形態のいずれかと同様である。

【0145】

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、第１ないし第３の検出部の各々の構成は、各実施の形態に示した例に限られず、特許請求の範囲の要件を満たすものであればよい。

【符号の説明】

【0146】

１…磁気センサ、１０…第１の検出部、１１…第１の部分、１２…第２の部分、１５…第１の演算回路、２０…第２の検出部、２１…第３の部分、２２…第４の部分、２５…第２の演算回路、３０…第３の検出部、４０…軟磁性構造体、５０…支持部、Ａ１０…第１の領域、Ａ１１…第１の部分領域、Ａ１２…第２の部分領域、Ａ２０…第２の領域、Ａ２１…第３の部分領域、Ａ２２…第４の部分領域、Ａ３０…第３の領域。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】