(57)【要約】【課題】互いに異なる成分の磁場強度を検出する各磁気抵抗素子の検出位置のずれを抑え、精度良く測定を行う。【解決手段】磁気センサー１００は、第１の方向を検出軸とする平面型の第１の磁気抵抗素子１と、第１の方向と異なる第２の方向を検出軸とする平面型の第２の磁気抵抗素子２と、を備え、第１の磁気抵抗素子１の感応部側の面１ａと第２の磁気抵抗素子２の感応部側の面２ａとが対向して配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向を検出軸とする平面型の第１の磁気抵抗素子と、
前記第１の方向と異なる第２の方向を検出軸とする平面型の第２の磁気抵抗素子と、を備え、
前記第１の磁気抵抗素子の感応部側の面と前記第２の磁気抵抗素子の感応部側の面とが対向して配置されていることを特徴とする磁気センサー。
【請求項２】
前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の取り出し電極は、前記第１の磁気抵抗素子又は前記第２の磁気抵抗素子が固定される基板上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の磁気センサー。
【請求項３】
前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子との間に設けられる絶縁層を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気センサー。
【請求項４】
前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子の組を複数備え、
複数の組の前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子は、前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の積層方向に直交する平面に沿って一次元又は二次元に配列されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子）は、磁化の向きが固定された固定磁性層、外部からの磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する自由磁性層、及び固定磁性層と自由磁性層との間に配置された絶縁層を有し、磁気トンネル接合（ＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction））を形成する。固定磁性層の磁化の向きと自由磁性層の磁化の向きとの角度差に従ってトンネル効果により絶縁層の抵抗を変化させる。このトンネル磁気抵抗素子を利用したものとして、磁気メモリ・磁気ヘッド・磁気センサーなどが挙げられる。
【０００３】
上記のような磁気抵抗素子を用いた磁気センサーとしては、例えば、磁化の向きが互いに直交する３つの磁気抵抗素子が互いに積層されもの（例えば、特許文献１参照）や、磁化の向きが互いに三次元的に交差するように複数の磁気抵抗素子が一つの基板上に配置されたもの（例えば、特許文献２参照）等が提供されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−２６３１２号公報
【特許文献２】特許第５１５７６１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の技術によれば、それぞれ次のような問題がある。
すなわち、特許文献１に記載の技術にあっては、３つの磁気抵抗素子が積層されて構成されるが、各磁気抵抗素子がどのように積層されているとしても、いずれかの磁気抵抗素子の感応部側の面が他の磁気抵抗素子の感応部側の面から離れて配置される。したがって、各磁気抵抗素子の検出位置はその積層方向において互いにずれることとなるため、測定精度が十分ではない。
【０００６】
また、特許文献２に記載の技術にあっては、一つの基板上に複数の磁気抵抗素子をそれぞれ配置して構成されるため、各磁気抵抗素子の検出位置は当該基板の面方向において互いにずれることとなり、測定精度が十分ではない。
【０００７】
そこで、本発明は、互いに異なる成分の磁場強度を検出する各磁気抵抗素子の検出位置のずれを抑え、精度良く測定を行うことができる磁気センサーを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、磁気センサーであって、
第１の方向を検出軸とする平面型の第１の磁気抵抗素子と、
前記第１の方向と異なる第２の方向を検出軸とする平面型の第２の磁気抵抗素子と、を備え、
前記第１の磁気抵抗素子の感応部側の面と前記第２の磁気抵抗素子の感応部側の面とが対向して配置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気センサーにおいて、
前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の取り出し電極は、前記第１の磁気抵抗素子又は前記第２の磁気抵抗素子が固定される基板上に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁気センサーにおいて、
前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子との間に設けられる絶縁層を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子の組を複数備え、
複数の組の前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子は、前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の積層方向に直交する平面に沿って一次元又は二次元に配列されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、互いに異なる成分の磁場強度を検出する各磁気抵抗素子の検出位置のずれを抑え、精度良く測定を行うことができる磁気センサーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の磁気センサーを示す概略断面図である。
【図２】第１の磁気抵抗素子の積層構成を示す概略図である。
【図３】第１の磁気抵抗素子及びプリント基板を示す平面図である。
【図４】従来の磁気センサーを示す概略断面図である。
【図５】第２の実施形態の磁気センサー及び測定試料を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１５】
《第１の実施形態》
図１〜図４を参照して、第１の実施形態の磁気センサー１００について説明する。図１は、本実施形態の磁気センサー１００を示す概略断面図である。図２は、第１の磁気抵抗素子１の積層構成を示す概略図である。図３は、第１の磁気抵抗素子１及びプリント基板４をその面方向に対する直交方向から見た平面図である。図４は、従来の磁気センサー３００を示す概略断面図である。
【００１６】
図１に示すように、磁気センサー１００は、第１の方向を検出軸とする平面型の第１の磁気抵抗素子１、第１の方向と異なる第２の方向を検出軸とする平面型の第２の磁気抵抗素子２、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との間に設けられる絶縁層３等を備える。また、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２は、プリント基板（基板）４及びプリント基板５上にそれぞれ設けられた上で、第１の磁気抵抗素子１の感応部側、すなわち軟磁性層１３３側の面１ａと、第２の磁気抵抗素子２の感応部側、すなわち軟磁性層（図示略）側の面２ａとが対向して配置するように積層されている。第１の磁気抵抗素子１は、シリコン基板１２と素子本体部１４０とが積層されて構成され、第２の磁気抵抗素子２は、シリコン基板２２と素子本体部２４０とが積層されて構成されている。
【００１７】
ここで、以下の説明において、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の面内の特定方向をＸ方向とし、当該面内のＸ方向に直交する方向をＹ方向、当該Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向（第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の積層方向）をＺ方向とする。本実施形態では、Ｘ方向を第１の方向とし、Ｙ方向を第２の方向としている。
【００１８】
第１の磁気抵抗素子１は、図２に示すように、磁化の向きが固定された固定磁性層１１０、外部からの磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する自由磁性層１３０、及び固定磁性層１１０と自由磁性層１３０との間に配置された絶縁層１２０により、磁気トンネル接合を形成し、固定磁性層１１０の磁化の向きと自由磁性層１３０の磁化の向きとの角度差に従ってトンネル効果により絶縁層１２０の抵抗を変化させるトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）である。
【００１９】
第１の磁気抵抗素子１は、例えば、シリコン基板（Ｓｉ、ＳｉＯ２）１２上に、下地層（Ｔａ）１３が形成され、その上に固定磁性層１１０として、下から反強磁性層（ＩｒＭｎ）１１１、強磁性層（ＣｏＦｅ）１１２、磁気結合層（Ｒｕ）１１３、強磁性層（ＣｏＦｅＢ）１１４が積層され、絶縁層（ＭｇＯ）１２０を介して、その上に、自由磁性層１３０として、下から強磁性層（ＣｏＦｅＢ）１３１、軟磁性層（ＮｉＦｅ又はＣｏＦｅＳｉ）１３３が積層された積層構造を有する。これら下地層１３、固定磁性層１１０、絶縁層１２０及び自由磁性層１３０により素子本体部１４０が構成される。なお、強磁性層１３１と軟磁性層１３３との間には、磁気結合層（Ｒｕ）が更に積層されていても良い。
【００２０】
このように構成される第１の磁気抵抗素子１は、検出磁場ゼロの状態においては、固定磁性層１１０の磁化の向きと自由磁性層１３０の磁化の向きとが略９０度のねじれの位置で安定している。これは、それぞれ磁化容易軸の方向に磁化しているからである。すなわち、第１の磁気抵抗素子１は、自由磁性層１３０の磁化容易軸の方向Ａ２が固定磁性層１１０の磁化容易軸の方向Ａ１に対して略９０度ねじれた位置に形成されたものである。
【００２１】
例えば、固定磁性層１１０の磁化の向きに対して反対方向の外部磁場が第１の磁気抵抗素子１に印加されると、自由磁性層１３０の磁化の向きが固定磁性層１１０の磁化の向きの逆方向側へスピンし、トンネル効果により絶縁層１２０の抵抗が増大する。一方、固定磁性層１１０の磁化の向きに対して同方向の外部磁場が第１の磁気抵抗素子１に印加されると、自由磁性層１３０の磁化の向きが固定磁性層１１０の磁化の向きと同方向側へスピンし、トンネル効果により絶縁層１２０の抵抗が減少する。
【００２２】
ここで、第１の磁気抵抗素子１の感応部の大きさは、面内方向の一辺の長さが例えば数十μｍ〜数ｍｍの範囲内であることが一般的である。感応部の大きさは、第１の磁気抵抗素子１のＳ／Ｎ比や空間分解能に影響を与える。
一方、磁気センサー１００の測定対象物である測定試料の大きさは、平板状である場合、例えば一辺の長さが数ｃｍ〜数ｍの範囲内であることが一般的である。また、測定試料の厚さは、数百μｍ〜数ｃｍの範囲内が一般的である。また、測定試料が、例えばラミネートタイプのリチウムイオンバッテリーである場合、一辺の長さが１０〜３０ｃｍの範囲内であることが一般的である。また、測定試料が、例えばアルミ板や炭素鋼板のテストサンプルである場合、一辺の長さが２０〜１００ｃｍの範囲内であることが一般的であり、数ｍの場合もある。
【００２３】
第１の磁気抵抗素子１単体の空間分解能は、測定試料中に存在する金属異常物に対する相対的な大きさに依存する。例えば、直径Φが１００μｍ程度の略球形状の金属異常物の大まかな位置を検知する場合、第１の磁気抵抗素子１の一辺の長さは、金属異常物の直径と同程度（約１００μｍ）から、金属異常物の直径の１００倍程度（約１０ｍｍ）までの範囲内に設定されていることが好ましい。また、例えば、直径Φが１００μｍ程度の金属異常物の位置を正確に検知する場合、第１の磁気抵抗素子１の一辺の長さは、金属異常物の直径と同程度（約１００μｍ）から、金属異常物の直径の１０倍程度（約１ｍｍ）までの範囲内に設定されていることが好ましい。
【００２４】
第２の磁気抵抗素子２は、検出軸の方向が異なる以外は第１の磁気抵抗素子１と同様に構成されている。具体的には、第１の磁気抵抗素子１は、固定磁性層１１０の磁化の向きがＸ方向であることにより、Ｘ方向を検出軸とするのに対し、第２の磁気抵抗素子２は、固定磁性層（図示略）の磁化の向きがＹ方向であることにより、Ｙ方向を検出軸としている。
【００２５】
プリント基板４、５は、図１に示すように、それぞれ第１及び第２の磁気抵抗素子１、２を固定し、支持している。プリント基板４の第１の磁気抵抗素子１が設けられている面には、図３に示すように、第１の磁気抵抗素子１の信号を取得するための取り出し電極４１、４２と、第２の磁気抵抗素子２の信号を取得するための取り出し電極４３、４４とが設けられている。また、図１に示すように、プリント基板５の第２の磁気抵抗素子２が設けられている面には、第２の磁気抵抗素子２と取り出し電極４３、４４と電気的に接続するための接続部５１が設けられている。また、接続部５１と取り出し電極４３、４４との間には、これらを導通させるための導通部４５が設けられている。これにより、第１の磁気抵抗素子１が設けられるプリント基板４から、対向配置される第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の信号を容易に取得することができる。導通部４５としては、例えば、ボールバンプ等が用いられる。
【００２６】
絶縁層３は、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との間に設けられ、絶縁材料（例えばＳｉＯ２等）からなる絶縁性シートの両面に、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２とそれぞれ接着されるための接着剤層が設けられて構成されている。これにより、第１の磁気抵抗素子１の面１ａと第２の磁気抵抗素子２の面２ａとの直接的な接触を防止するとともに、両者を接着して一体化することができる。また、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との干渉を抑制し、各磁気抵抗素子１、２による検出精度を向上させることができる。接着剤層としては、例えば、熱硬化性樹脂を用いて構成することができる。なお、絶縁層３は、絶縁性シートを備えず、絶縁性の接着剤層で構成されるものであっても良い。
【００２７】
ここで、絶縁層３は、例えば、厚さ２００ｎｍの絶縁性シートと、総厚５０μｍの接着剤層とで構成することができる。したがって、第１の磁気抵抗素子１の感応部側の面１ａと第２の磁気抵抗素子２の感応部側の面２ａとはＺ方向において約５０μｍ程度の位置ずれが生じるのみであり、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２はＺ方向においてほぼ同一の位置にて測定を行うことができる。これにより、本実施形態の磁気センサー１００は、各磁気抵抗素子１、２の検出位置のずれが抑えられ、二成分の磁場強度を精度良く検出することができる。
【００２８】
これに対して、図４に示す従来技術のように、プリント基板４上に設けられた第１の磁気抵抗素子１とプリント基板５上に設けられた第２の磁気抵抗素子２とが、面１ａと面２ａを対向させることなく積層された場合には、面１ａと面２ａとの間には少なくとも絶縁層３、プリント基板５及びシリコン基板２２が介在することとなる。例えば、プリント基板４の厚さを１．０ｍｍ、シリコン基板１２の厚さを０．７ｍｍとすると、従来の磁気センサー３００においては、面１ａと面２ａとはＺ方向において約１．７５ｍｍの位置ずれを生じ、二成分の磁場強度を精度良く検出することができない。
なお、図４に示す磁気センサー３００においては、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２とが対向配置されていないため、第２の磁気抵抗素子２の信号を検出するための取り出し電極４３が、プリント基板５の第２の磁気抵抗素子２が設けられている面上に設けられている。
【００２９】
上記のように構成される磁気センサー１００を用いて測定を行う際には、磁気センサー１００を測定試料に近接させた状態で行う。また、当該測定試料が磁気センサー１００に対して大きい場合においては、磁気センサー１００を測定試料に近接させた状態で相対移動させることによって測定試料の磁場分布を測定することができる。
具体的には、例えば、磁気センサー１００をＹ方向に所定距離ずつ走査させて、当該所定距離おきの測定位置における磁場強度をそれぞれ検出することで、測定試料のＹ方向全域の磁場分布を取得することができる。この場合、各測定位置間の距離を短くすることで、Ｙ方向の空間分解能を向上させることができる。また、磁気センサー１００をＹ方向に走査させて測定試料のＹ方向全域を測定した後、Ｘ方向に所定距離走査させてから、再びＹ方向に走査させつつ測定を行うことで、より広域の磁場分布を測定できる。さらに、磁気センサー１００をＺ方向に所定距離走査させてから、再びＸ方向及びＹ方向に走査させつつ測定を行うことで、測定試料の磁場分布をより詳細に測定することが可能となる。
なお、複数の磁気センサー１００を用いて測定を行うものとしても良いし、それらの複数の磁気センサー１００を測定試料に対してそれぞれ相対移動させるものとしても良い。
【００３０】
上記のように構成される磁気センサー１００は、例えば、次のようにして製造することができる。
すなわち、まず、第１の磁気抵抗素子１が設けられたプリント基板４と、第２の磁気抵抗素子２が設けられたプリント基板５とを準備する。第１の磁気抵抗素子１の面１ａ上には、あらかじめ絶縁層３が設けられ、プリント基板４の取り出し電極４３、４４上には、あらかじめ導通部４５としてボールバンプ等が設けられている。次に、面１ａと面２ａとを対向させた状態で、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２とをＸＹ方向に位置合わせする。次に、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２とを接触させた状態で、絶縁層３及び導通部４５を加熱し、両者を一体化することで、磁気センサー１００を製造することができる。
【００３１】
ここで、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２のＸＹ方向の位置合わせ方法としては、公知の方法を用いることができる。
例えば、第２の磁気抵抗素子２を作製する際に、両面アライナーを用いてシリコン基板の裏面（シリコン基板の両面のうち、自由磁性層等が設けられていない面）に、レジストにより軟磁性層形状に対応するパターニングを行う。そして、ドライエッチングにより当該シリコン基板に位置合わせ用の凹部を設け、当該凹部に赤外線を通さない金属等の材料を埋め込んで、位置合わせマークを形成しておく。このようにして作製した第２の磁気抵抗素子２を第１の磁気抵抗素子１と対向させ、第２の磁気抵抗素子２側から赤外線光学カメラにてプリント基板５やシリコン基板を透過して位置合わせマークを確認しながら、位置合わせを行う方法を挙げることができる。
【００３２】
また、例えば、第２の磁気抵抗素子２を固定するプリント基板５の裏面（第２の磁気抵抗素子２が固定される面と反対側の面）に、第２の磁気抵抗素子２の位置に対応する位置合わせマークを形成しておく。そして、第２の磁気抵抗素子２を第１の磁気抵抗素子１と対向させ、カメラ等でプリント基板５の位置合わせマークを確認しながら位置合わせを行う方法も挙げられる。
【００３３】
さらには、例えば、第２の磁気抵抗素子２を固定するプリント基板５に貫通孔を設けたり、プリント基板５を光透過性を有するように構成したりすることで、第２の磁気抵抗素子２側からカメラ等で第１の磁気抵抗素子１の位置を確認しながら、位置合わせを行うことも可能である。
【００３４】
以上、第１の実施形態によれば、磁気センサー１００が、第１の方向を検出軸とする平面型の第１の磁気抵抗素子１と、第１の方向と異なる第２の方向を検出軸とする平面型の第２の磁気抵抗素子２と、を備え、第１の磁気抵抗素子１の感応部側の面１ａと第２の磁気抵抗素子２の感応部側の面２ａとが対向して配置されているので、互いに異なる成分の磁場強度を検出する第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の検出位置のずれが抑えられ、精度良く測定を行うことができる。
【００３５】
また、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の取り出し電極４１〜４４が、第１の磁気抵抗素子が固定されるプリント基板４上に設けられているので、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の信号をより容易に取得することができる。
【００３６】
また、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との間に設けられる絶縁層３を備えるので、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との干渉を抑制し、より精度良く測定を行うことができる。
【００３７】
なお、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２がトンネル磁気抵抗素子であるものとしたが、平面型のものであればこれに限られるものではなく、例えば、異方向性磁気抵抗素子（ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive effect）素子）や、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）素子）等であっても良い。
【００３８】
また、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１がＸ方向を検出軸とし、第２の磁気抵抗素子２がＹ方向を検出軸としている、すなわち、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の面方向において９０度ねじれているものとしたが、これに限られるものではない。例えば、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向とのなす角度は９０度未満であっても良い。
【００３９】
また、上記した第１の実施形態では、取り出し電極４１〜４４がプリント基板４上に設けられているものとしたが、これに限られるものではない。例えば、取り出し電極４１〜４４がプリント基板５上に設けられているものとしても良いし、取り出し電極４１、４２がプリント基板４上に設けられ、取り出し電極４３、４４がプリント基板５上に設けられているものとしても良い。
【００４０】
また、上記した第１の実施形態では、対向配置される第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２との間に絶縁層３が設けられているものとしたが、絶縁層３が設けられていなくても良い。この場合には、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２とが互いに接触しないように、隙間を設けた状態で固定されていることが好ましい。
【００４１】
また、上記した第１の実施形態では、磁気センサー１００が、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２、絶縁層３等を備えて構成されているものとしたが、これに限られるものではなく、外部環境によるノイズ成分を除去するための構成を備えているものとしても良い。
例えば、磁気センサー１００が、測定試料の外部環境における磁場強度を検出する外部磁気抵抗素子（図示略）と、当該外部磁気抵抗素子による検出結果に基づき外部環境によるノイズ成分を特定する特定部（図示略）を備えているものとしても良い。外部磁気抵抗素子は、上記第１の磁気抵抗素子１や第２の磁気抵抗素子２と同様に構成されていても良いし、異なる構成であっても良い。特定部は、例えば、測定試料の外部を発信源とする外部環境によるノイズ（環境ノイズ）が発生している場合、当該環境ノイズは全ての第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子でほぼ等しい位相と強度で検出されるため、これらの検出結果において共通する信号波形が環境ノイズであることを特定する。さらに、特定部が、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２で検出された磁場強度（測定試料の磁場情報と環境ノイズとしての磁場情報が混在）から環境ノイズを差し引くことで、より高精度な磁場情報を得ることができる。
また、測定試料に近い位置に環境ノイズの発信源が存在する場合、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子で検出される環境ノイズの強度は異なる。その場合は、特定部は、多変量分析（例えば主成分分析等）を元に、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子の出力に重み付けを行い、環境ノイズ成分を特定し、測定結果から差し引くことで、より高精度な磁場情報を得ることができる。
ここで、環境ノイズの強度が大きいと、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子の出力信号を増幅アンプ（図示略）で増幅したときに信号が飽和してしまい、測定が行えなかったり精度が低下したりする場合がある。そこで、外部磁気抵抗素子のダイナミックレンジを広く設定して（具体的には増幅アンプのゲインを小さくする）、強度の強い環境ノイズも測定範囲に収まるようにし、どの程度の環境ノイズが混在したかを把握できる構成にしておくことが好ましい。また、特定部は、外部磁気抵抗素子の検出結果に基づき、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の増幅アンプのゲインにフィードバックをかけ、適正な増幅率に再設定することが好ましい。
【００４２】
また、例えば、測定試料の磁場強度が微小で、環境ノイズが測定の阻害要素である場合、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の積層体を円筒形状や箱型形状の磁気シールド（図示略）で覆うことで、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２により検出される環境ノイズの強度を低減させるものとしても良い。当該磁気シールドとしては、例えば、透磁率の高いＮｉＦｅやＣｏＦｅＳｉＢ等の鉄混合系を含有する板状又はシート状部材が組み合わされて構成される。
また、例えば、測定試料に電流を印加可能であれば、環境ノイズとは異なる周波数帯で測定試料に電流を印加し、その電流によって発生した磁場を測定することで、環境ノイズと測定試料の磁場強度とを周波数によって区別することができる。例えば、環境ノイズとして良く挙げられる商用電源の周波数は５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、及びそれらの倍数であり、例えば７０Ｈｚはそれらの周波数帯とは重ならないため、測定試料に７０Ｈｚの電流を印加することが挙げられる。
また、例えば、環境ノイズが常に一定である場合、あらかじめリファレンスとして測定試料を設置しない状態で磁気センサー１００により測定を行った後、測定試料を設置した状態で測定を行い、その測定結果からリファレンス分を差し引くことで環境ノイズを除去することができる。
【００４３】
《第２の実施形態》
本発明の磁気センサーの第２の実施形態について図５を参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第１の実施形態の磁気センサー１００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
図５は、第２の実施形態の磁気センサー２００及び測定試料６を示す概略構成図である。
第２の実施形態に係る磁気センサー２００は、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の組を複数備え、当該複数の組の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２が、ＸＹ平面に沿って二次元に配列されて構成されている。より具体的には、磁気センサー２００は、複数の上記磁気センサー１００が、平板状の支持部材２０１上に二次元に配列され、固定されて構成されている。支持部材２０１上に固定される複数の磁気センサー１００は、第１の磁気抵抗素子１側の面が支持部材２０１に固定されていても良いし、第２の磁気抵抗素子２側の面が支持部材２０１に固定されていても良い。また、それらは複数の磁気センサー１００ごとに異なっていても良い。
【００４５】
以上、第２の実施形態によれば、磁気センサー２００が、第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の組を複数備え、複数の組の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２が、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の積層方向に直交する平面に沿って二次元に配列されているので、配列される平面方向の二成分の磁場強度を精度良く取得することができる。また、このような磁気センサー２００は、例えば、測定試料６としての平面型の薄型リチウムイオン電池において、内部に生じる金属異常物６１の検出に非常に有用である。当該金属異常物６１は、薄型リチウムイオン電池の厚さ方向（図５に示す場合においてはＺ方向）に延在する形状で電池内部に発生することが多く、この場合、主にＸＹ方向の成分を持つ磁場を発生するため、磁気センサー２００を用いることで精度良く検出することが可能である。
【００４６】
なお、上記した第２の実施形態では、磁気センサー２００が、複数の磁気センサー１００が二次元に配列されて構成されているものとしたが、これに限られるものではなく、一次元に配列されて構成されているものとしても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１      第１の磁気抵抗素子
１ａ    面
２      第２の磁気抵抗素子
２ａ    面
３      絶縁層
４      プリント基板（基板）
４１、４２、４３、４４  取り出し電極
１００、２００  磁気センサー
１３３  軟磁性層（感応部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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