(57)【要約】【課題】磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出することができ、且つ位置ずれによる出力信号の変化を抑制できるようにした磁気センサを実現する。【解決手段】磁気センサは、磁界変換部１０と磁界検出部を備えている。磁界変換部１０は、Ｚ方向に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、Ｘ方向に平行な方向の出力磁界成分を含む出力磁界を発生する。磁界検出部は、出力磁界を受けて、入力磁界成分に対応する出力信号を生成する。磁界検出部は、並列または直列に接続された第１の磁気検出素子２０Ａと第２の磁気検出素子２０Ｂを含んでいる。磁界変換部１０と磁界検出部との位置ずれが生じると、第１の磁気検出素子２０Ａが受ける出力磁界成分の強度と、第２の磁気検出素子２０Ｂが受ける出力磁界成分の強度の一方は増加し他方は減少する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記磁界検出部は、第１の磁気検出素子および第２の磁気検出素子を含み、
前記第１の磁気検出素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気検出素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の検出値を生成し、
前記第２の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の検出値を生成し、
前記出力信号は、前記第１の検出値と前記第２の検出値を合成して得られる合成値に依存することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１および第２の磁気検出素子の各々は、第２の仮想の直線に直交する、前記仮想の平面上の第３の仮想の直線に平行な方向に長い形状を有してい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の磁気検出素子は、第１の磁気抵抗効果素子であり、
前記第２の磁気検出素子は、第２の磁気抵抗効果素子であり、
前記第１の検出値は、前記第１の磁気抵抗効果素子の抵抗値であり、
前記第２の検出値は、前記第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値であり、
前記合成値は、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子の合成抵抗値であ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】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列に接続されていることを特徴とする請求項３記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、直列に接続されていることを特徴とする請求項３記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第２の仮想の直線は、前記第１の仮想の直線に直交してい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】
更に、前記第１の磁気検出素子と前記第２の磁気検出素子を保持する基板を備えた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】
前記第１の素子配置領域のうち前記第１の磁気検出素子と交差する部分の重心を第１の重心とし、前記第２の素子配置領域のうち前記第２の磁気検出素子と交差する部分の重心を第２の重心としたときに、前記第１の重心における前記変換効率の傾きの絶対値に対する、前記第２の重心における前記変換効率の傾きの絶対値の比率は、０．４８〜２．１の範囲内である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の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、
前記第２の素子配置領域は、前記端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記端面投影領域は、前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域の間に位置する端縁であって、前記第２の仮想の直線に直交する端縁を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、且つ前記ヨーク端面投影領域を挟んで前記第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側に位置していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域は、前記ヨーク端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記ヨーク端面投影領域は、前記第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する第１の端縁と第２の端縁を有し、
前記第１の素子配置領域は、前記第１の端縁と前記第２の素子配置領域の間に位置し、
前記第２の素子配置領域は、前記第２の端縁と前記第１の素子配置領域の間に位置していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記磁界変換部は、第１のヨークおよび第２のヨークを含み、
前記第１のヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第１のヨーク端面を有し、
前記第２のヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第２のヨーク端面を有し、
前記第１の素子配置領域は、前記第２のヨーク端面よりも前記第１のヨーク端面により近く、
前記第２の素子配置領域は、前記第１のヨーク端面よりも前記第２のヨーク端面により近く、
前記第１のヨーク端面は、前記第１の素子配置領域に最も近い第１の端縁を有し、
前記第２のヨーク端面は、前記第２の素子配置領域に最も近い第２の端縁を有し、
前記第１の素子配置領域内の前記第１点と前記第１の端縁との間の距離を第１の距離とし、前記第２の素子配置領域内の前記第２点と前記第２の端縁との間の距離を第２の距離としたときに、前記第１点と前記第２点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に変化させると、前記第１の距離と前記第２の距離の一方は減少し、他方は増加することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１３】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部および第２の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１の抵抗部の抵抗値と前記第２の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少し、
前記出力信号は、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部との接続点の電位に依存し、
前記第１および第２の抵抗部の各々は、第１の抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１４】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部、第２の抵抗部、第３の抵抗部および第４の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部は、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２の抵抗部は、前記第１の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第３の抵抗部は、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４の抵抗部は、前記第２の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記磁界検出部は、前記電源ポートと前記グランドポートとの間に通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１ないし第４の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が増加すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が減少するか、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が減少すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が増加するように変化し、
前記出力信号は、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間の電位差に依存し、
前記第１ないし第４の抵抗部の各々は、第１の抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出できるようにし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】
基板上に設けられる磁気検出素子は、基板の面に平行な方向の磁界を検出するように構成される場合が多い。磁気センサを用いて地磁気センサを実現する場合には、基板の面に垂直な方向の磁界を検出できる磁気センサが必要になる。
【０００４】
特許文献１には、基板の面に平行な方向の磁界を検出する磁気抵抗効果素子を用いて、基板の面に垂直な方向の磁界を検出できるようにした磁気センサが記載されている。この磁気センサは、基板の面に垂直な方向の垂直磁界成分を、基板の面に平行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軟磁性体を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３２９８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された磁気センサのように、磁気抵抗効果素子等の磁気検出素子と、垂直磁界成分を水平磁界成分に変換する軟磁性体とを備えた磁気センサでは、磁気検出素子と軟磁性体との位置ずれによって、垂直磁界成分から水平磁界成分への変換効率が大きく変化しやすく、その結果、出力信号が大きく変化しやすいという問題点があった。
【０００７】
なお、特許文献１には、軟磁性体と磁気抵抗効果素子間でオフセットが生じても、外乱感度を小さくすることができる技術が記載されている。特許文献１には、外乱感度とは、感度軸方向と平行な方向への外乱磁界の検知を指す旨が記載されている。また、特許文献１には、従来型の磁気センサでは、特に、磁気抵抗効果素子に対して磁界印加がない状態においても外乱感度を持つ旨が記載されている。しかし、特許文献１では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによって、垂直磁界成分から水平磁界成分への変換効率が変化することは、考慮されていない。また、特許文献１に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる上記変換効率の変化を抑制することは難しい。
【０００８】
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、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出することができ、且つ位置ずれによる出力信号の変化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】
【０００９】
本発明の第１ないし第３の観点の磁気センサは、磁界変換部と、磁界検出部とを備えている。磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生する。磁界検出部は、出力磁界を受けて、入力磁界成分に対応する出力信号を生成する。出力磁界は、第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。
【００１０】
本発明の第１の観点の磁気センサでは、磁界変換部は、第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。第１の仮想の直線と交差し第２の仮想の直線を含む仮想の平面上には、第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在している。仮想の平面上に磁界変換部の端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、第１および第２の素子配置領域の各々は、端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在している。
【００１１】
入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、任意の点を第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとしたときに、第１の素子配置領域内の任意の第１点における変換効率の傾きと、第２の素子配置領域内の任意の第２点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。
【００１２】
磁界検出部は、第１の磁気検出素子および第２の磁気検出素子を含んでいる。第１の磁気検出素子は、第２の素子配置領域とは交差せずに、第１の素子配置領域と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子は、第１の素子配置領域とは交差せずに、第２の素子配置領域と交差するように配置されている。第１の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の検出値を生成する。第２の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の検出値を生成する。出力信号は、第１の検出値と第２の検出値を合成して得られる合成値に依存する。
【００１３】
本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、第１および第２の磁気検出素子の各々は、第２の仮想の直線に直交する、仮想の平面上の第３の仮想の直線に平行な方向に長い形状を有していてもよい。
【００１４】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、第１の磁気検出素子は第１の磁気抵抗効果素子であってもよく、第２の磁気検出素子は第２の磁気抵抗効果素子であってもよい。この場合、第１の検出値は第１の磁気抵抗効果素子の抵抗値であってもよく、第２の検出値は第２の磁気抵抗効果素子の抵抗値であってもよい。また、合成値は、第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子の合成抵抗値であってもよい。第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子は、並列に接続されていてもよいし、直列に接続されていてもよい。
【００１５】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、第２の仮想の直線は、第１の仮想の直線に直交していてもよい。
【００１６】
また、本発明の第１の観点の磁気センサは、更に、第１の磁気検出素子と第２の磁気検出素子を保持する基板を備えていてもよい。
【００１７】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、第１の素子配置領域のうち第１の磁気検出素子と交差する部分の重心を第１の重心とし、第２の素子配置領域のうち第２の磁気検出素子と交差する部分の重心を第２の重心としたときに、第１の重心における変換効率の傾きの絶対値に対する、第２の重心における変換効率の傾きの絶対値の比率は、０．４８〜２．１の範囲内であってもよい。
【００１８】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、第１の素子配置領域は、端面投影領域の外部にのみ存在していてもよく、第２の素子配置領域は、端面投影領域の内部にのみ存在していてもよい。この場合、端面投影領域は、第１の素子配置領域と第２の素子配置領域の間に位置する端縁であって、第２の仮想の直線に直交する端縁を有していてもよい。
【００１９】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、磁界変換部は、ヨークを含んでいてもよい。ヨークは、第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有していてもよい。また、端面投影領域は、仮想の平面上にヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含んでいてもよい。
【００２０】
この場合、第１の素子配置領域と第２の素子配置領域は、端面投影領域の外部にのみ存在し、且つヨーク端面投影領域を挟んで第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側に位置していてもよい。
【００２１】
あるいは、第１の素子配置領域と第２の素子配置領域は、ヨーク端面投影領域の内部にのみ存在していてもよい。また、ヨーク端面投影領域は、第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する第１の端縁と第２の端縁を有していてもよい。第１の素子配置領域は、第１の端縁と第２の素子配置領域の間に位置していてもよく、第２の素子配置領域は、第２の端縁と第１の素子配置領域の間に位置していてもよい。
【００２２】
また、本発明の第１の観点の磁気センサにおいて、磁界変換部は、第１のヨークおよび第２のヨークを含んでいてもよい。第１のヨークは、第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第１のヨーク端面を有している。第２のヨークは、第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第２のヨーク端面を有している。第１の素子配置領域は、第２のヨーク端面よりも第１のヨーク端面により近く、第２の素子配置領域は、第１のヨーク端面よりも第２のヨーク端面により近い。第１のヨーク端面は、第１の素子配置領域に最も近い第１の端縁を有している。第２のヨーク端面は、第２の素子配置領域に最も近い第２の端縁を有している。第１の素子配置領域内の第１点と第１の端縁との間の距離を第１の距離とし、第２の素子配置領域内の第２点と第２の端縁との間の距離を第２の距離としたときに、第１点と第２点を第２の仮想の直線に平行な一方向に変化させると、第１の距離と第２の距離の一方は減少し、他方は増加する。
【００２３】
本発明の第２の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部および第２の抵抗部を含んでいる。第１の抵抗部と第２の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第１の抵抗部の抵抗値と第２の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。出力信号は、第１の抵抗部と第２の抵抗部との接続点の電位に依存する。第１および第２の抵抗部の各々は、第１の抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含んでいる。
【００２４】
本発明の第３の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部、第２の抵抗部、第３の抵抗部および第４の抵抗部を含んでいる。第１の抵抗部は、電源ポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第２の抵抗部は、第１の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。第３の抵抗部は、電源ポートと第２の出力ポートとの間に設けられている。第４の抵抗部は、第２の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。磁界検出部は、電源ポートとグランドポートとの間に通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第１ないし第４の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、第１および第４の抵抗部の抵抗値が増加すると共に第２および第３の抵抗部の抵抗値が減少するか、第１および第４の抵抗部の抵抗値が減少すると共に第２および第３の抵抗部の抵抗値が増加するように変化する。出力信号は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとの間の電位差に依存する。第１ないし第４の抵抗部の各々は、第１の抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含んでいる。
【００２５】
本発明の第２および第３の観点の磁気センサでは、磁界変換部は、第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。第１の仮想の直線と交差し第２の仮想の直線を含む仮想の平面上には、第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在している。仮想の平面上に磁界変換部の端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、第１および第２の素子配置領域の各々は、端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在している。
【００２６】
入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、任意の点を第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとしたときに、第１の素子配置領域内の任意の第１点における変換効率の傾きと、第２の素子配置領域内の任意の第２点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。
【００２７】
本発明の第２および第３の観点の磁気センサにおいて、第１の磁気抵抗効果素子は、第２の素子配置領域とは交差せずに、第１の素子配置領域と交差するように配置されている。第２の磁気抵抗効果素子は、第１の素子配置領域とは交差せずに、第２の素子配置領域と交差するように配置されている。第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有する。第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有する。第１の磁気抵抗効果素子と第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されている。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の第１の観点の磁気センサでは、磁界変換部と磁界検出部との位置ずれが生じると、第１の磁気検出素子が受ける出力磁界成分の強度と、第２の磁気検出素子が受ける出力磁界成分の強度の一方は増加し他方は減少する。また、本発明の第２および第３の観点の磁気センサでは、磁界変換部と磁界検出部との位置ずれが生じると、第１の磁気抵抗効果素子が受ける出力磁界成分の強度と、第２の磁気抵抗効果素子が受ける出力磁界成分の強度の一方は増加し他方は減少する。これらのことから、本発明の第１ないし第３の観点の磁気センサによれば、磁気検出素子を用いて、磁気検出素子が感度を有する方向以外の方向の磁界を検出することができ、且つ磁界変換部と磁界検出部との位置ずれによる出力信号の変化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】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における磁界検出部の回路構成を示す回路図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における第１の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を含む磁気センサユニットを示す斜視図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における第２の仮想の直線上の位置と変換効率との関係の一例を示す特性図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図１６】本発明の第４の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【図１７】本発明の第５の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図１８】本発明の第６の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図１９】本発明の第６の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図２０】本発明の第６の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【図２１】本発明の第７の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図２２】本発明の第８の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図２３】本発明の第８の実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【図２４】本発明の第８の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【図２５】本発明の第９の実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。
【図２６】本発明の第９の実施の形態におけるヨークと第１および第２の磁気検出素子の位置関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［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６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を含む磁気センサユニットの構成について説明する。図６は、磁気センサユニット１００を示す斜視図である。磁気センサユニット１００は、上面１０１ａを有する基板１０１と、本実施の形態に係る磁気センサ１と、この磁気センサ１とは別の２つの磁気センサ２，３とを備えている。磁気センサ１〜３は、基板１０１の上面１０１ａ上において一列に並ぶように配置されている。
【００３１】
ここで、図６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。本実施の形態では、磁気センサ３から磁気センサ１に向かう方向をＸ方向とし、基板１０１の上面１０１ａに垂直な一方向をＺ方向とする。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。また、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。
【００３２】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、Ｚ方向の磁界を検出するように構成されている。磁気センサ２は、Ｙ方向の磁界を検出するように構成されている。磁気センサ３は、Ｘ方向の磁界を検出するように構成されている。
【００３３】
磁気センサユニット１００は、更に、Ｘ方向に並ぶように基板１０１の上面１０１ａ上に配置された複数の電極パッド１０２を備えている。複数の電極パッド１０２は、磁気センサ１〜３に電気的に接続されている。
【００３４】
次に、図１ないし図３を参照して、本実施の形態に係る磁気センサ１の構成について詳しく説明する。図１は、磁気センサ１の構成を模式的に示す説明図である。図２は、磁気センサ１の一部を示す分解斜視図である。図３は、磁気センサ１の一部を示す側面図である。
【００３５】
ここで、第１の仮想の直線Ｌｚ、第２の仮想の直線Ｌｘ、第３の仮想の直線Ｌｙおよび仮想の平面Ｐを以下のように定義する。図２に示したように、第１の仮想の直線Ｌｚは、Ｚ方向に平行な直線である。第２の仮想の直線Ｌｘは、第１の仮想の直線Ｌｚに交差する直線である。本実施の形態では特に、第２の仮想の直線Ｌｘは、第１の仮想の直線Ｌｚに直交し、Ｘ方向に平行な直線である。仮想の平面Ｐは、第１の仮想の直線Ｌｚと交差し、第２の仮想の直線Ｌｘを含む平面である。本実施の形態では特に、仮想の平面Ｐは、ＸＹ平面である。第３の仮想の直線Ｌｙは、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する、仮想の平面Ｐ上の直線である。本実施の形態では特に、第３の仮想の直線Ｌｙは、Ｙ方向に平行な直線である。
【００３６】
第１の仮想の直線Ｌｚに平行な方向は、Ｚ方向と−Ｚ方向とを含む。第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向は、Ｘ方向と−Ｘ方向とを含む。第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向は、Ｙ方向と−Ｙ方向とを含む。
【００３７】
図１および図２に示したように、磁気センサ１は、磁界変換部１０と、磁界検出部２０とを備えている。磁界変換部１０は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線Ｌｚに平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生する。磁界検出部２０は、出力磁界を受けて、入力磁界成分に対応する出力信号を生成する。出力磁界は、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向の出力磁界成分であって入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含んでいる。
【００３８】
本実施の形態では、磁界変換部１０は、互いに分離した複数の要素の集合体である。本実施の形態では特に、磁界変換部１０は、上記複数の要素として、複数のヨーク１１を含んでいる。複数のヨーク１１の各々は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向に長い直方体形状を有している。複数のヨーク１１の配置については、後で詳しく説明する。
【００３９】
図１に示したように、磁界検出部２０は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部２１、第２の抵抗部２２、第３の抵抗部２３および第４の抵抗部２４を含んでいる。本実施の形態では、第１の抵抗部２１と第３の抵抗部２３は、Ｘ方向にこの順に並んでいる。第２の抵抗部２２と第４の抵抗部２４は、第１および第３の抵抗部２１，２３から−Ｙ方向にずれた位置にあると共に、Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【００４０】
第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々は、第１の磁気検出素子および第２の磁気検出素子を含んでいる。なお、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４は磁界検出部２０の一部であることから、磁界検出部２０が第１および第２の磁気検出素子を含んでいるとも言える。第１の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の検出値を生成する。第２の磁気検出素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の検出値を生成する。
【００４１】
本実施の形態では、第１の抵抗部２１は、複数の第１の磁気検出素子２１Ａおよび複数の第２の磁気検出素子２１Ｂを含んでいる。第２の抵抗部２２は、複数の第１の磁気検出素子２２Ａおよび複数の第２の磁気検出素子２２Ｂを含んでいる。第３の抵抗部２３は、複数の第１の磁気検出素子２３Ａおよび複数の第２の磁気検出素子２３Ｂを含んでいる。第４の抵抗部２４は、複数の第１の磁気検出素子２４Ａおよび複数の第２の磁気検出素子２４Ｂを含んでいる。
【００４２】
以下、第１の磁気検出素子２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａのうちの任意の第１の磁気検出素子については符号２０Ａで表し、第２の磁気検出素子２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂのうちの任意の第２の磁気検出素子については符号２０Ｂで表す。図１および図２に示したように、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの各々は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向に長い形状を有している。
【００４３】
また、本実施の形態では、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々は、複数の磁気検出素子列１２０を含んでいる。複数の磁気検出素子列１２０の各々は、複数の第１の磁気検出素子２０ＡがＹ方向に並んだ第１の部分と、複数の第２の磁気検出素子２０ＢがＹ方向に並んだ第２の部分とを含んでいる。第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々において、複数の磁気検出素子列１２０は、Ｘ方向に並んでいる。
【００４４】
第１の抵抗部２１と第４の抵抗部２４では、磁気検出素子列１２０の第１の部分と第２の部分は、Ｘ方向にこの順に並んでいる。第２の抵抗部２２と第３の抵抗部２３では、磁気検出素子列１２０の第１の部分と第２の部分は、−Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【００４５】
磁気センサ１は、更に、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂを保持する基板と、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂを電気的に接続する配線層３０とを備えている。本実施の形態では、図６に示した基板１０１が、磁気センサ１の上記基板を兼ねている。図１に示したように、Ｚ方向から見た配線層３０の全体の形状は、ミアンダ形状である。配線層３０は、複数の下部電極３１と、複数の上部電極３２とを含んでいる。なお、図１では、下部電極３１および上部電極３２を省略して、配線層３０の全体の形状のみを示している。
【００４６】
複数の下部電極３１は、図６に示した基板１０１の上面１０１ａ上に配置されている。第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂは、複数の下部電極３１の上に配置されている。本実施の形態では、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂは、複数の下部電極３１を介して、基板１０１によって保持されている。複数の上部電極３２は、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの上に配置されている。複数のヨーク１１は、複数の上部電極３２の上方に配置されている。なお、図２では、ヨーク１１および上部電極３２を、磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂおよび下部電極３１からＺ方向に離して描いている。図２において、破線は、上部電極３２の下面の位置を示している。なお、これ以降の説明で使用する図２と同様の分解斜視図においても、ヨークおよび上部電極については、図２と同様の表し方を用いる。第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと下部電極３１および上部電極３２との接続関係については、後で詳しく説明する。
【００４７】
ここで、図４を参照して、磁界検出部２０の回路構成について説明する。図４は、磁界検出部２０の回路構成を示す回路図である。磁界検出部２０は、更に、電源ポートＶと、グランドポートＧと、第１の出力ポートＥ１と、第２の出力ポートＥ２とを含んでいる。第１の抵抗部２１は、電源ポートＶと第１の出力ポートＥ１との間に設けられている。第２の抵抗部２２は、第１の出力ポートＥ１とグランドポートＧとの間に設けられている。第３の抵抗部２３は、電源ポートＶと第２の出力ポートＥ２との間に設けられている。第４の抵抗部２４は、第２の出力ポートＥ２とグランドポートＧとの間に設けられている。
【００４８】
磁界検出部２０は、電源ポートＶとグランドポートＧとの間に通電されるように構成されている。磁界検出部２０内の第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。磁界検出部２０内の第３の抵抗部２３と第４の抵抗部２４も、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。電源ポートＶとグランドポートＧは、図６に示した複数の電極パッド１０２のうち、その間に所定の大きさの電源電圧が印加される２つの電極パッド１０２に電気的に接続されている。なお、第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２は、複数の電極パッド１０２のうち、他の２つの電極パッド１０２に電気的に接続されている。後で説明するように、磁界検出部２０は、第１の出力ポートＥ１と第２の出力ポートＥ２との間の電位差に依存する信号を出力信号として生成する。出力信号は、第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２の接続点である第１の出力ポートＥ１の電位に依存すると共に、第３の抵抗部２３と第４の抵抗部２４の接続点である第２の出力ポートＥ２の電位に依存する。
【００４９】
次に、図２を参照して、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと下部電極３１および上部電極３２との接続関係について説明する。本実施の形態では、第１の磁気検出素子２０Ａは第１の磁気抵抗効果素子であり、第２の磁気検出素子２０Ｂは第２の磁気抵抗効果素子である。以下、第１の磁気検出素子２０Ａを第１の磁気抵抗効果素子２０Ａとも記し、第２の磁気検出素子２０Ｂを第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂとも記す。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０を例にとって説明する。図２には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０を示している。
【００５０】
図２に示したように、複数の下部電極３１の各々は、Ｙ方向に細長い形状を有している。Ｙ方向に隣接する２つの下部電極３１の間には、間隙が形成されている。下部電極３１の上面上において、Ｙ方向の両端の近傍に、それぞれＸ方向に隣接する一対の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが配置されている。以下、この一対の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂを、素子対と言う。第１および第４の抵抗部２１，２４では、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂは、Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【００５１】
複数の上部電極３２の各々は、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂを電気的に接続する。これにより、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが、並列に接続される。また、複数の上部電極３２の各々は、Ｙ方向に隣接する２つの下部電極３１上に配置されて隣接する２つの素子対を電気的に接続する。これにより、複数の素子対が直列に接続される。
【００５２】
第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の１つの磁気検出素子列１２０における、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと下部電極３１および上部電極３２との接続関係は、基本的には、図２を参照して説明した接続関係と同じである。ただし、第２および第３の抵抗部２２，２３では、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂは、−Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【００５３】
配線層３０は、更に、複数の接続電極を含んでいる。複数の接続電極は、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々において、複数の磁気検出素子列１２０が直列に接続されるように複数の下部電極３１を電気的に接続する。このような構成により、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々は、直列に接続された複数の素子対を含んでいる。
【００５４】
次に、図２および図５を参照して、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの構成の一例について説明する。図５は、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａを示す斜視図である。この例では、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａは、磁化方向が固定された磁化固定層２０２と、出力磁界成分の方向および強度に応じて磁化の方向が変化する磁性層である自由層２０４と、磁化固定層２０２と自由層２０４の間に配置された非磁性層２０３と、反強磁性層２０１とを含んでいる。反強磁性層２０１、磁化固定層２０２、非磁性層２０３および自由層２０４は、下部電極３１側からこの順に積層されている。反強磁性層２０１は、反強磁性材料よりなり、磁化固定層２０２との間で交換結合を生じさせて、磁化固定層２０２の磁化の方向を固定する。
【００５５】
第１の磁気抵抗効果素子２０Ａは、ＴＭＲ素子でもよいし、ＧＭＲ素子でもよい。ＴＭＲ素子では、非磁性層２０３はトンネルバリア層である。ＧＭＲ素子では、非磁性層２０３は非磁性導電層である。
【００５６】
第１の磁気抵抗効果素子２０Ａは、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有している。第１の抵抗値は、自由層２０４の磁化の方向が磁化固定層２０２の磁化の方向に対してなす角度に応じて変化し、この角度が０°のときに第１の抵抗値は最小値になり、角度が１８０°のときに第１の抵抗値は最大値になる。
【００５７】
第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの構成は、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの構成と同じである。そのため、以下の説明では、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの構成要素について、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの構成要素と同じ符号を用いる。第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂは、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有している。第２の抵抗値は、自由層２０４の磁化の方向が磁化固定層２０２の磁化の方向に対してなす角度に応じて変化し、この角度が０°のときに第２の抵抗値は最小値になり、角度が１８０°のときに第２の抵抗値は最大値になる。
【００５８】
本実施の形態では、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向と、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向は、いずれも−Ｘ方向である。図２において、符号４１を付した矢印は、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向を表し、符号４２を付した矢印は、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を表している。
【００５９】
本実施の形態では、前述のように、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向に長い形状を有している。これにより、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４は、磁化容易軸方向が第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向となる形状異方性を有している。そのため、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。出力磁界成分が存在する場合には、出力磁界成分の方向および強度に応じて、自由層２０４の磁化の方向が変化する。従って、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々において、自由層２０４の磁化の方向が磁化固定層２０２の磁化の方向に対してなす角度は、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々が受けた出力磁界成分の方向および強度によって変化する。そのため、第１および第２の抵抗値は、出力磁界成分に対応したものとなる。
【００６０】
本実施の形態では、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は同じである。また、第４の抵抗部２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２４Ａ，２４Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第１の抵抗部２１内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２１Ａ，２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第２の抵抗部２２内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２２Ａ，２２Ｂが受ける出力磁界成分の方向と、第３の抵抗部２３内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２３Ａ，２３Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第１の抵抗部２１内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２１Ａ，２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。
【００６１】
ここで、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表し、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの合成抵抗値を記号Ｒｃで表す。合成抵抗値Ｒｃは、ＲａＲｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）である。また、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々における素子対の数をｎとすると、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々の抵抗値は、ｎＲｃ＝ｎＲａＲｂ／（Ｒａ＋Ｒｂ）である。
【００６２】
第１の抵抗値Ｒａは、第１の磁気検出素子２０Ａの第１の検出値に対応する。第２の抵抗値Ｒｂは、第２の磁気検出素子２０Ｂの第２の検出値に対応する。合成抵抗値Ｒｃは、前記合成値に対応する。後で説明するように、入力磁界成分が変化すると、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂおよび合成抵抗値Ｒｃが変化し、その結果、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４のそれぞれの抵抗値が変化する。
【００６３】
なお、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの構成は、図２および図５を参照して説明した例に限られない。例えば、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々は、反強磁性層２０１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２０１および磁化固定層２０２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、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂは、ホール素子、磁気インピーダンス素子等、磁気抵抗効果素子以外の磁界を検出する素子であってもよい。
【００６４】
次に、ヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係について説明する。始めに、図７を参照して、第１の磁気検出素子２０Ａの位置を規定する第１の素子配置領域と、第２の磁気検出素子２０Ｂの位置を規定する第２の素子配置領域について説明する。図７は、ヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。図７において、記号Ｐは、前記仮想の平面を示している。仮想の平面Ｐは、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと交差する位置にある。第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、仮想の平面Ｐ上に存在している。
【００６５】
磁界変換部１０は、第１の仮想の直線Ｌｚに平行な方向の一方の端に位置する端面を有している。本実施の形態では、磁界変換部１０の端面は、−Ｚ方向の端に位置する。また、前述のように、磁界変換部１０は、互いに分離した複数の要素である複数のヨーク１１の集合体である。磁界変換部１０の端面は、互いに分離した複数の部分端面を含んでいる。複数の部分端面は、複数のヨーク１１のそれぞれの−Ｚ方向の端に位置する複数の端面である。
【００６６】
図７に示したように、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域を、端面投影領域Ｒ３とする。図示しないが、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に複数の部分端面を垂直投影してできる複数の部分領域を含んでいる。第１および第２の素子配置領域Ｒ１，Ｒ２の各々は、端面投影領域Ｒ３の内部と外部の一方にのみ存在する。本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１は、端面投影領域Ｒ３の外部にのみ存在している。第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の内部にのみ存在している。第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の内部と外部に跨がらないように存在している。
【００６７】
図７に示したように、第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。
【００６８】
本実施の形態では、端面投影領域Ｒ３は、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２の間に位置する端縁であって、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する端縁Ｒ３ａを有している。また、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、互いに接している。端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａは、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２の境界と一致している。
【００６９】
次に、１つのヨーク１１と第１および第２の素子配置領域Ｒ１，Ｒ２との位置関係について説明する。図１に示したように、磁界変換部１０の複数のヨーク１１は、Ｚ方向から見て、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の複数の磁気検出素子列１２０の第２の部分（複数の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂ）に重なるように配置されている。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０と重なる１つのヨーク１１を例にとって説明する。図７には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１１を示している。
【００７０】
図７に示したように、ヨーク１１は、第１の仮想の直線Ｌｚに平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面１１ａを有している。本実施の形態では、ヨーク端面１１ａは、ヨーク１１の−Ｚ方向の端に位置する。ヨーク端面１１ａは、前記複数の部分端面のうちの１つである。端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａを垂直投影してできるヨーク端面投影領域Ｒ３１を含んでいる。図７に示したヨーク端面１１ａに対応するヨーク端面投影領域Ｒ３１は、端面投影領域Ｒ３の前記複数の部分領域のうちの１つである。図７に示したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の外部にのみ存在している。第２の素子配置領域Ｒ２は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の内部にのみ存在している。
【００７１】
また、ヨーク端面１１ａは、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向の両端に位置する第１の端縁１１ａ１および第２の端縁１１ａ２と、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向の両端に位置する第３の端縁１１ａ３および第４の端縁１１ａ４とを有している。第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０と重なるヨーク１１では、第１の端縁１１ａ１はヨーク端面１１ａの−Ｘ方向の端に位置し、第２の端縁１１ａ２はヨーク端面１１ａのＸ方向の端に位置し、第３の端縁１１ａ３はヨーク端面１１ａの−Ｙ方向の端に位置し、第４の端縁１１ａ４はヨーク端面１１ａのＹ方向の端に位置する。
【００７２】
ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する第１の端縁Ｒ３１ａを有している。第１の端縁Ｒ３１ａは、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａの第１の端縁１１ａ１を垂直投影してできる端縁である。本実施の形態では、第１の端縁Ｒ３１ａは、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａに一致する。
【００７３】
なお、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の磁気検出素子列１２０と重なるヨーク１１と、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係は、基本的には、図７を参照して説明した位置関係と同様である。ただし、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の磁気検出素子列１２０と重なるヨーク１１では、第１の端縁１１ａ１がヨーク端面１１ａのＸ方向の端に位置し、第２の端縁１１ａ２がヨーク端面１１ａの−Ｘ方向の端に位置する。
【００７４】
次に、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２について更に詳しく説明する。まず、入力磁界成分の強度に対する、仮想の平面Ｐ内の任意の点における出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率と定義する。図８は、第２の仮想の直線Ｌｘ上の位置と変換効率との関係の一例を示す特性図である。図８には、特に、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０と重なる１つのヨーク１１に関する変換効率を示している。図８において横軸は、第２の仮想の直線Ｌｘ上の位置を示し、縦軸は、変換効率を示している。図８では、第２の仮想の直線Ｌｘとヨーク端面投影領域Ｒ３１の第１の端縁Ｒ３１ａ（図７参照）との交点を、横軸の原点とし、原点よりも−Ｘ方向の先にある位置を負の値で表し、原点よりもＸ方向の先にある位置を正の値で表している。
【００７５】
ここで、任意の点を第２の仮想の直線Ｌｘに平行な一方向に移動させるときの、任意の点の位置の変化量に対する任意の点における変換効率の変化量の比率を、任意の点における変換効率の傾きとする。第１の素子配置領域Ｒ１内の任意の第１点における変換効率の傾きと、第２の素子配置領域Ｒ２内の任意の第２点における変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値である。図８において、符号５１を付した破線の直線は、第１の素子配置領域Ｒ１内のある点の変換効率の傾きを示している。また、符号５２を付した破線の直線は、第２の素子配置領域Ｒ２内のある点の変換効率の傾きを示している。本実施の形態では、上記第２の仮想の直線Ｌｘに平行な一方向は、Ｘ方向とする。この場合、第１の素子配置領域Ｒ１内の任意の第１点における変換効率の傾き（例えば符号５１を付した破線の直線の傾き）は正の値になり、第２の素子配置領域Ｒ２内の任意の第２点における変換効率の傾き（例えば符号５２を付した破線の直線の傾き）は負の値になる。
【００７６】
また、図７に示したように、第１の素子配置領域Ｒ１のうち第１の磁気検出素子２０Ａと交差する部分の重心を第１の重心Ｃ１とし、第２の素子配置領域Ｒ２のうち第２の磁気検出素子２０Ｂと交差する部分の重心を第２の重心Ｃ２とする。第１の重心Ｃ１における変換効率の傾きの絶対値に対する、第２の重心Ｃ２における変換効率の傾きの絶対値の比率は、０．４８〜２．１の範囲内であることが好ましい。
【００７７】
なお、図８に示したように、変換効率は、横軸の原点の近傍において最大になる。前述のように、横軸の原点は、第２の仮想の直線とヨーク端面投影領域Ｒ３１の第１の端縁Ｒ３１ａとの交点であり、第１の端縁Ｒ３１ａは、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａの第１の端縁１１ａ１を垂直投影してできる端縁である。図８は、仮想の平面Ｐ上のヨーク１１の近傍の任意の点と第１の端縁１１ａ１との間の距離が減少するに従って、任意の点における変換効率が増加し、この距離が増加するに従って、任意の点における変換効率が減少することを表している。
【００７８】
次に、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値と磁界検出部２０によって生成される出力信号について説明する。本実施の形態では、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がＺ方向の場合、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向はＸ方向になり、第２および第３の抵抗部２２，２３内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向は−Ｘ方向になる。この場合、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの自由層２０４の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向からＸ方向に向かって傾く。その結果、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値も増加する。第２および第３の抵抗部２２，２３内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの自由層２０４の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向から−Ｘ方向に向かって傾く。その結果、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値も減少する。
【００７９】
入力磁界成分の方向が−Ｚ方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がＺ方向の場合とは逆になる。
【００８０】
第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂの変化量は、それぞれ第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが受ける出力磁界成分の強度に依存する。出力磁界成分の強度が大きくなると、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは、その増加量またはその減少量がそれぞれ大きくなる方向に変化する。出力磁界成分の強度が小さくなると、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは、その増加量またはその減少量がそれぞれ小さくなる方向に変化する。出力磁界成分の強度は、入力磁界成分の強度に依存する。
【００８１】
このように、入力磁界成分の方向と強度が変化すると、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４のそれぞれの抵抗値は、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値が増加すると共に第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値が減少するか、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値が減少すると共に第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値が増加するように変化する。これにより、図４に示した第１の出力ポートＥ１と第２の出力ポートＥ２との間の電位差が変化する。磁界検出部２０は、第１の出力ポートＥ１と第２の出力ポートＥ２との間の電位差に依存する信号を出力信号として生成する。
【００８２】
なお、上述のように第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂが変化すると、合成抵抗値Ｒｃも変化する。第１ないし第４の抵抗部２１〜２４のそれぞれの抵抗値は、合成抵抗値Ｒｃに依存することから、出力信号も、合成抵抗値Ｒｃに依存すると言える。
【００８３】
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、比較例の磁気センサについて説明する。比較例の磁気センサは、本実施の形態における第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの代わりに、直列に接続された複数の磁気検出素子を含んでいる。比較例において、全ての磁気検出素子は、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａ（図７参照）と交差するように、端面投影領域Ｒ３の内部と外部に跨って配置されている。
【００８４】
比較例において、全ての磁気検出素子は、例えば、設計上、仮想の平面Ｐのうち磁気検出素子と交差する部分の重心が端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａと一致するように配置される。この場合、磁界変換部１０と磁界検出部２０との位置ずれが生じると、上記重心は、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａからずれた位置になる。ヨーク１１の変換効率が図８に示した例の場合、上記重心が−Ｘ方向に０．５μｍだけずれると、変換効率は約１５％低下する。このように、比較例の磁気センサでは、磁界変換部１０と磁界検出部２０との位置ずれが生じると、変換効率が大きく変化し、その結果、出力信号が大きく変化する。
【００８５】
これに対し、本実施の形態では、第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。第１および第２の素子配置領域Ｒ１，Ｒ２の各々は、端面投影領域Ｒ３の内部と外部の一方にのみ存在している。本実施の形態では特に、第１の素子配置領域Ｒ１は、端面投影領域Ｒ３の外部にのみ存在し、第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の内部にのみ存在していている。
【００８６】
ここで、図７に示した第１の重心Ｃ１を第１の素子配置領域Ｒ１内の第１点とし、図７に示した第２の重心Ｃ２を第２の素子配置領域Ｒ２内の第２点とした場合について考える。また、第１点とヨーク１１のヨーク端面１１ａの第１の端縁１１ａ１との間の距離を第１の距離とし、第２点と第１の端縁１１ａ１との間の距離を第２の距離とする。磁界変換部１０と磁界検出部２０との位置ずれが生じると、第１の距離と第２の距離が変化する。
【００８７】
第１点と第２点を第２の仮想の直線Ｌｘに平行な一方向に変化させると、第１の距離と第２の距離の一方は減少し、他方は増加する。第１の距離が減少すると、第１点における変換効率が増加し、その結果、第１点における出力磁界成分の強度が増加する。第１の距離が増加すると、第１点における変換効率が減少し、その結果、第１点における出力磁界成分の強度が減少する。第２の距離が減少すると、第２点における変換効率が増加し、その結果、第２点における出力磁界成分の強度が増加する。第２の距離が増加すると、第２点における変換効率が減少し、その結果、第２点における出力磁界成分の強度が減少する。
【００８８】
例えば、第１および第４の抵抗部２１，２４では、第１点と第２点をＸ方向に変化させると、第１の距離は減少し、第２の距離は増加する。その結果、第１点における変換効率と出力磁界成分の強度は増加し、第２点における変換効率と出力磁界成分の強度は減少する。また、第１点と第２点を−Ｘ方向に変化させると、第１の距離は増加し、第２の距離は減少する。その結果、第１点における変換効率と出力磁界成分の強度は減少し、第２点における変換効率と出力磁界成分の強度は増加する。これらのいずれの場合においても、第１および第４の抵抗部２１，２４の各々の全体で見ると、比較例と比べて、位置ずれによる変換効率の変化量と出力磁界成分の強度の変化量は小さくなり、その結果、位置ずれによる第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値の変化量も小さくなる。
【００８９】
上記の第１および第４の抵抗部２１，２４についての説明は、第２および第３の抵抗部２２，２３にも当てはまる。なお、第２および第３の抵抗部２２，２３では、第１点と第２点をＸ方向に変化させると、第１の距離は増加し、第２の距離は減少する。また、第１点と第２点を−Ｘ方向に変化させると、第１の距離は減少し、第２の距離は増加する。
【００９０】
以上のことから、本実施の形態によれば、位置ずれによる出力信号の変化を抑制することができる。
【００９１】
ところで、位置ずれによる第１ないし第４の抵抗部２１，２２，２３，２４の各々の抵抗値の変化量を小さくするためには、第１の重心Ｃ１における変換効率の傾きの絶対値と第２の重心Ｃ２における変換効率の傾きの絶対値が近いことが好ましい。この観点から、第１の重心Ｃ１における変換効率の傾きの絶対値に対する、第２の重心Ｃ２における変換効率の傾きの絶対値の比率は、０．８３〜１．２０の範囲内であることがより好ましい。
【００９２】
ここで、特許文献１に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる変換効率の変化を抑制することが難しい理由について説明する。特許文献１では、全ての磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の中心が、端面投影領域Ｒ３に相当する軟磁性体の端面投影領域の外部に位置し、磁気抵抗効果素子の全体は軟磁性体の端面投影領域の内部と外部に跨るように配置されている。特許文献１では、２つの磁気抵抗効果素子が直列に接続されて素子群が構成されている。磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じると、素子群が構成する２つの磁気抵抗効果素子の一方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかり、素子群が構成する２つの磁気抵抗効果素子の他方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界に近づく。この場合、中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかった磁気抵抗効果素子では変換効率の減少量が大きく、磁気抵抗効果素子の中心が投影領域の内部と外部の境界に近づいた磁気抵抗効果素子では変換効率の増加量が小さい。そのため、特許文献１に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じたときに、素子群における変換効率の変化量は大きくなる。
【００９３】
次に、図６に示した磁気センサユニット１００の磁気センサ２，３の構成について簡単に説明する。磁気センサ２，３の構成は、基本的には、本実施の形態に係る磁気センサ１の構成と同じである。ただし、磁気センサ２，３では、磁界変換部１０が設けられていない。磁気センサ２は、Ｙ方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ２では、第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、Ｙ方向とし、磁気センサ２の第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、−Ｙ方向とする。
【００９４】
また、磁気センサ３は、Ｘ方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ３では、第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、Ｘ方向とし、磁気センサ２の第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、−Ｘ方向とする。
【００９５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。始めに、図９および図１０を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図９は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図１０は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。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。本実施の形態に係る磁気センサ１は、第１の実施の形態における配線層３０の代わりに、配線層１３０を備えている。配線層１３０は、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂを電気的に接続する。Ｚ方向から見た配線層１３０の全体の形状は、ミアンダ形状である。配線層１３０は、複数の下部電極１３１と、複数の上部電極１３２とを含んでいる。なお、図９では、下部電極１３１および上部電極１３２を省略して、配線層１３０の全体の形状のみを示している。
【００９６】
複数の下部電極１３１は、第１の実施の形態における図６に示した基板１０１の上面１０１ａ上に配置されている。本実施の形態では、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂは、複数の下部電極１３１の上に配置されている。複数の上部電極１３２は、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの上に配置されている。本実施の形態では、複数のヨーク１１は、複数の上部電極１３２の上方に配置されている。
【００９７】
本実施の形態では、第１の磁気検出素子２０Ａは、第１の磁気抵抗効果素子であり、第２の磁気検出素子２０Ｂは、第２の磁気抵抗効果素子である。以下、第１の磁気検出素子２０Ａを第１の磁気抵抗効果素子２０Ａとも記し、第２の磁気検出素子２０Ｂを第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂとも記す。以下、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと下部電極１３１および上部電極１３２との接続関係について説明する。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０を例にとって説明する。図１０には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０を示している。
【００９８】
図１０に示したように、複数の下部電極１３１は、複数の第１の電極１３１Ａと複数の第２の電極１３１Ｂとを含んでいる。第１および第２の電極１３１Ａ，１３１Ｂの各々は、Ｙ方向に細長い形状を有している。Ｙ方向に隣接する２つの第１の電極１３１Ａの間には、間隙が形成されている。第１の電極１３１Ａの上面上において、Ｙ方向の両端の近傍に、それぞれ第１の磁気抵抗効果素子２０Ａが配置されている。また、Ｙ方向に隣接する２つの第２の電極１３１Ｂの間には、間隙が形成されている。第２の電極１３１Ｂの上面上において、Ｙ方向の両端の近傍に、それぞれ第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂが配置されている。
【００９９】
また、図１０に示したように、複数の上部電極１３２は、複数の第３の電極１３２Ａと複数の第４の電極１３２Ｂとを含んでいる。複数の第３の電極１３２Ａの各々は、Ｙ方向に隣接する２つの第１の電極１３１Ａ上に配置されて隣接する２つの第１の磁気抵抗効果素子２０Ａを電気的に接続する。複数の第４の電極１３２Ｂの各々は、Ｙ方向に隣接する２つの第２の電極１３１Ｂ上に配置されて隣接する２つの第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂを電気的に接続する。
【０１００】
第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の１つの磁気検出素子列１２０における、第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂと下部電極１３１および上部電極１３２との接続関係は、基本的には、図１０を参照して説明した接続関係と同じである。
【０１０１】
配線層１３０は、更に、複数の第１の接続電極と複数の第２の接続電極を含んでいる。第１の接続電極は、複数の磁気検出素子列１２０の各々において第１の部分と第２の部分が直列に接続されるように第１の電極１３１Ａと第２の電極１３１Ｂとを電気的に接続する。第２の接続電極は、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々において複数の磁気検出素子列１２０が直列に接続されるように第１の電極１３１Ａと第２の電極１３１Ｂとを電気的に接続する。このような構成により、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々は、直列に接続された複数の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａおよび複数の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂを含んでいる。
【０１０２】
本実施の形態では、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々において直列に接続された第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は同じである。
【０１０３】
ここで、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々に含まれる複数の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの数をｎとする。第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々に含まれる複数の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの数もｎである。この場合、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表すと、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々の抵抗値は、ｎ（Ｒａ＋Ｒｂ）である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
［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１１および図１２を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図１１は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図１２は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。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、磁界検出部２０の第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の各々は、第１の実施の形態における複数の磁気検出素子列１２０の代わりに、１つの磁気検出素子列２２０を含んでいる。
【０１０６】
磁気検出素子列２２０は、複数の第１の磁気検出素子２０ＡがＹ方向に並んだ第１の部分と、複数の第２の磁気検出素子２０ＢがＹ方向に並んだ第２の部分とを含んでいる。第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２では、磁気検出素子列２２０の第１の部分と第２の部分は、Ｘ方向にこの順に並んでいる。第３の抵抗部２３と第４の抵抗部２４では、磁気検出素子列２２０の第１の部分と第２の部分は、−Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【０１０７】
また、本実施の形態では、磁界変換部１０は、第１の実施の形態における複数のヨーク１１の代わりに、２つのヨーク１２を含んでいる。２つのヨーク１２の各々は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向に長い直方体形状を有している。２つのヨーク１２のうちの一方は、第１および第３の抵抗部２１，２３の磁気検出素子列２２０の第２の部分に重なるように配置されている。２つのヨーク１２のうちの他方は、第２および第４の抵抗部２２，２４の磁気検出素子列２２０の第２の部分に重なるように配置されている。また、２つのヨーク１２は、Ｙ方向に並んでいる。
【０１０８】
また、本実施の形態では、磁界検出部２０の第１および第３の抵抗部２１，２３に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂである第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２（図５参照）の磁化の方向は、−Ｘ方向である。磁界検出部２０の第２および第４の抵抗部２２，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂである第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向は、Ｘ方向である。図１２において、符号４１を付した矢印は、第１および第３の抵抗部２１，２３に含まれる第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向を表し、符号４２を付した矢印は、第１および第３の抵抗部２１，２３に含まれる第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を表している。
【０１０９】
本実施の形態では、第２の抵抗部２２内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２２Ａ，２２Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第１の抵抗部２１内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２１Ａ，２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第３の抵抗部２３内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２３Ａ，２３Ｂが受ける出力磁界成分の方向と、第４の抵抗部２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２４Ａ，２４Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第１の抵抗部２１内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２１Ａ，２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。
【０１１０】
次に、図１３を参照して、ヨーク１２と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係について説明する。図１３は、ヨーク１２と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。ここでは、第１の抵抗部２１の磁気検出素子列１２０および第３の抵抗部２３の磁気検出素子列１２０と重なるヨーク１２を例にとって説明する。図１３には、第１の抵抗部２１の磁気検出素子列１２０および第３の抵抗部２３の磁気検出素子列１２０とヨーク１２を示している。
【０１１１】
図１３に示したように、ヨーク１２は、第１の仮想の直線Ｌｚに平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面１２ａを有している。本実施の形態では、ヨーク端面１２ａは、ヨーク１２の−Ｚ方向の端に位置する。第１の実施の形態で説明したように、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域である。端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１２ａを垂直投影してできるヨーク端面投影領域Ｒ３２を含んでいる。ここで、第１の素子配置領域Ｒ１のうち、第１の抵抗部２１の第１の磁気検出素子２１Ａの位置を規定する第１の素子配置領域Ｒ１を符号Ｒ１１で表し、第３の抵抗部２３の第１の磁気検出素子２３Ａの位置を規定する第１の素子配置領域Ｒ１を符号Ｒ１３で表す。また、第２の素子配置領域Ｒ２のうち、第１の抵抗部２１の第２の磁気検出素子２１Ｂの位置を規定する第２の素子配置領域Ｒ２を符号Ｒ２１で表し、第３の抵抗部２３の第２の磁気検出素子２３Ｂの位置を規定する第２の素子配置領域Ｒ２を符号Ｒ２３で表す。図１３に示したように、第１の素子配置領域Ｒ１１，Ｒ１３は、ヨーク端面投影領域Ｒ３２の外部にのみ存在している。第２の素子配置領域Ｒ２１，Ｒ２３は、ヨーク端面投影領域Ｒ３２の内部にのみ存在している。
【０１１２】
また、ヨーク端面１２ａは、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向の両端に位置する第１の端縁１２ａ１および第２の端縁１２ａ２と、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向の両端に位置する第３の端縁１２ａ３および第４の端縁１２ａ４とを有している。第１の端縁１２ａ１はヨーク端面１２ａの−Ｘ方向の端に位置し、第２の端縁１２ａ２はヨーク端面１２ａのＸ方向の端に位置し、第３の端縁１２ａ３はヨーク端面１２ａの−Ｙ方向の端に位置し、第４の端縁１２ａ４はヨーク端面１２ａのＹ方向の端に位置する。
【０１１３】
ヨーク端面投影領域Ｒ３２は、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向における互いに反対側の端に位置する第１の端縁Ｒ３２ａと第２の端縁Ｒ３２ｂを有している。第１の端縁Ｒ３２ａは、ヨーク端面投影領域Ｒ３２の−Ｘ方向の端に位置する。第２の端縁Ｒ３２ｂは、ヨーク端面投影領域Ｒ３２のＸ方向の端に位置する。第１の端縁Ｒ３２ａは、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１２ａの第１の端縁１２ａ１を垂直投影してできる端縁である。第２の端縁Ｒ３２ｂは、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１２ａの第２の端縁１２ａ２を垂直投影してできる端縁である。
【０１１４】
第１の端縁Ｒ３２ａは、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａに一致する。端面投影領域Ｒ３は、更に、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する端縁Ｒ３ｂを有している。ヨーク端面投影領域Ｒ３２の第２の端縁Ｒ３２ｂは、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ｂに一致する。
【０１１５】
本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１１と第２の素子配置領域Ｒ２１は、互いに接している。端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａおよびヨーク端面投影領域Ｒ３２の第１の端縁Ｒ３２ａは、第１の素子配置領域Ｒ１１と第２の素子配置領域Ｒ２１の境界と一致している。また、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１３と第２の素子配置領域Ｒ２３は、互いに接している。端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ｂおよびヨーク端面投影領域Ｒ３２の第２の端縁Ｒ３２ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１３と第２の素子配置領域Ｒ２３の境界と一致している。
【０１１６】
第１の磁気検出素子２１Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２１とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２１Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２１と交差するように配置されている。
【０１１７】
第１の磁気検出素子２３Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２３とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１３と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２３Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１３とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２３と交差するように配置されている。
【０１１８】
ヨーク１２と磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂとの位置関係は、基本的には、図１３を参照して説明した位置関係と同様である。ここで、第１の素子配置領域Ｒ１のうち、第２の抵抗部２２の第１の磁気検出素子２２Ａの位置を規定する第１の素子配置領域Ｒ１を符号Ｒ１２で表し、第４の抵抗部２４の第１の磁気検出素子２４Ａの位置を規定する第１の素子配置領域Ｒ１を符号Ｒ１４で表す。また、第２の素子配置領域Ｒ２のうち、第３の抵抗部２３の第２の磁気検出素子２３Ｂの位置を規定する第２の素子配置領域Ｒ２を符号Ｒ２３で表し、第４の抵抗部２４の第２の磁気検出素子２４Ｂの位置を規定する第２の素子配置領域Ｒ２を符号Ｒ２４で表す。図１３を参照して説明した位置関係の説明中の磁気検出素子２１Ａ，２１Ｂ，２３Ａ，２３Ｂおよび素子配置領域Ｒ１１，Ｒ２１，Ｒ１３，Ｒ２３を磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂおよび素子配置領域Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ１４，Ｒ２４に置き換えれば、ヨーク１２と磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂ，２４Ａ，２４Ｂとの位置関係の説明になる。
【０１１９】
次に、本実施の形態における第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値について説明する。以下、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表す。第１の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４（図５参照）の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がＺ方向の場合、第１および第２の抵抗部２１，２２内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向はＸ方向になり、第３および第４の抵抗部２３，２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向は−Ｘ方向になる。この場合、第１の抵抗部２１では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第１の抵抗部２１の抵抗値も増加する。第２の抵抗部２２では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第２の抵抗部２２の抵抗値も減少する。第３の抵抗部２３では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第３の抵抗部２３の抵抗値も減少する。第４の抵抗部２４では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第４の抵抗部２４の抵抗値も増加する。
【０１２０】
入力磁界成分の方向が−Ｚ方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がＺ方向の場合とは逆になる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。始めに、図１４および図１５を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図１４は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図１５は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。
【０１２３】
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２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２（図５参照）の磁化の方向は、Ｘ方向である。なお、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向は、第１の実施の形態と同様に、−Ｘ方向である。図１５において、符号４１を付した矢印は、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向を表し、符号４２を付した矢印は、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を表している。
【０１２４】
また、本実施の形態では、磁界変換部１０のヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係が、第１の実施の形態と異なっている。以下、図１４および図１６を参照して、ヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係について説明する。図１６は、ヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。
【０１２５】
図１４に示したように、複数のヨーク１１は、Ｚ方向から見て、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の複数の磁気検出素子列１２０の第１の部分（複数の第１の磁気検出素子２０Ａ）および第２の部分（複数の第２の磁気検出素子２０Ｂ）に重ならないように配置されている。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１１との位置関係を例にとって説明する。図１６には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１１を示している。
【０１２６】
第１の実施の形態で説明したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の磁気検出素子２０Ａの位置を規定する領域であり、第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の磁気検出素子２０Ｂの位置を規定する領域であり、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域であり、ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａを垂直投影してできる領域である。図１６に示したように、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の外部にのみ存在し、且つヨーク端面投影領域Ｒ３１を挟んで第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向における互いに反対側に位置している。
【０１２７】
また、第１の実施の形態で説明したように、ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、第１の端縁Ｒ３１ａを有している。ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、更に、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する第２の端縁Ｒ３１ｂを有している。第１の端縁Ｒ３１ａと第２の端縁Ｒ３１ｂは、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の、第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する。第１の端縁Ｒ３１ａは、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の−Ｘ方向の端に位置する。第２の端縁Ｒ３１ｂは、ヨーク端面投影領域Ｒ３１のＸ方向の端に位置する。第２の端縁Ｒ３１ｂは、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａの第２の端縁１１ａ２を垂直投影してできる端縁である。
【０１２８】
第１の端縁Ｒ３１ａは、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ａに一致する。端面投影領域Ｒ３は、更に、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２の間に位置する端縁であって、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する端縁Ｒ３ｂを有している。ヨーク端面投影領域Ｒ３１の第２の端縁Ｒ３１ｂは、端面投影領域Ｒ３の端縁Ｒ３ｂに一致する。
【０１２９】
第１の素子配置領域Ｒ１は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の第１の端縁Ｒ３１ａに接している。第２の素子配置領域Ｒ２は、ヨーク端面投影領域Ｒ３２の第２の端縁Ｒ３１ｂに接している。
【０１３０】
第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。
【０１３１】
なお、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂとヨーク１１の位置関係は、基本的には、図１６を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第２および第３の抵抗部２２，２３に関連するヨーク１１では、第１の端縁１１ａ１がヨーク端面１１ａのＸ方向の端に位置し、第２の端縁１１ａ２がヨーク端面１１ａの−Ｘ方向の端に位置する。また、仮想の平面Ｐ上にこのヨーク１１のヨーク端面１１ａを垂直投影してできるヨーク端面投影領域Ｒ３１では、第１の端縁Ｒ３１ａがヨーク端面投影領域Ｒ３１のＸ方向の端に位置し、第２の端縁Ｒ３１ｂがヨーク端面投影領域Ｒ３１の−Ｘ方向の端に位置する。
【０１３２】
ここで、本実施の形態における出力磁界成分の方向について説明する。本実施の形態では、１つの素子対を構成する第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂがそれぞれ受ける出力磁界成分の方向は互いに反対方向である。また、第１の磁気検出素子２４Ａが受ける出力磁界成分の方向は、第１の磁気検出素子２１Ａが受ける出力磁界成分の方向と同じであり、第２の磁気検出素子２４Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第２の磁気検出素子２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向と同じである。一方、第１の磁気検出素子２２Ａ，２３Ａが受ける出力磁界成分の方向は、第１の磁気検出素子２１Ａが受ける出力磁界成分の方向とは反対であり、第２の磁気検出素子２２Ｂ，２３Ｂが受ける出力磁界成分の方向は、第２の磁気検出素子２１Ｂが受ける出力磁界成分の方向とは反対である。
【０１３３】
次に、本実施の形態における第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値について説明する。以下、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表す。第１の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４（図５参照）の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がＺ方向の場合、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向はＸ方向になり、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａが受ける出力磁界成分の方向は−Ｘ方向になる。この場合、第１および第４の抵抗部２１，２４では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値も増加する。第２および第３の抵抗部２２，２３では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値も減少する。
【０１３４】
入力磁界成分の方向が−Ｚ方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がＺ方向の場合とは逆になる。
【０１３５】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、配線層３０の代わりに、第２の実施の形態で説明した配線層１３０を備えていてもよい。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または第２の実施の形態と同様である。
【０１３６】
［第５の実施の形態］
次に、図１７を参照して、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１７は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第４の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気センサ１では、第４の実施の形態における第３および第４の抵抗部２３，２４が設けられていない。また、磁界検出部２０は、第４の実施の形態における第１および第２の出力ポートＥ１，Ｅ２の代わりに、１つの出力ポートＥを含んでいる。
【０１３７】
本実施の形態では、第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。具体的には、第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２は、電源ポートＶとグランドポートＧとの間に、この順に設けられている。第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２との接続点は、出力ポートＥに電気的に接続されている。
【０１３８】
入力磁界成分に依存した第１の抵抗部２１の抵抗値と第２の抵抗部２２の抵抗値の変化の態様は、第４の実施の形態と同様である。すなわち、入力磁界成分が変化すると、第１の抵抗部２１の抵抗値と第２の抵抗部２２の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。これにより、第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２との接続点の電位が変化する。磁界検出部２０は、第１の抵抗部２１と第２の抵抗部２２との接続点である出力ポートＥの電位に依存する信号を出力信号として生成する。
【０１３９】
また、本実施の形態では、磁界検出部２０の第１および第２の抵抗部２１，２２の各々は、第４の実施の形態における複数の磁気検出素子列１２０の代わりに、第３の実施の形態で説明した１つの磁気検出素子列２２０を含んでいる。磁気検出素子列２２０は、複数の第１の磁気検出素子２０ＡがＹ方向に並んだ第１の部分と、複数の第２の磁気検出素子２０ＢがＹ方向に並んだ第２の部分とを含んでいる。第１の抵抗部２１では、磁気検出素子列２２０の第１の部分と第２の部分は、Ｘ方向にこの順に並んでいる。第２の抵抗部２２では、磁気検出素子列２２０の第１の部分と第２の部分は、−Ｘ方向にこの順に並んでいる。
【０１４０】
また、本実施の形態では、磁界変換部１０は、第４の実施の形態における複数のヨーク１１の代わりに、第３の実施の形態で説明した２つのヨーク１２を含んでいる。図１７に示したように、２つのヨーク１２は、Ｚ方向から見て、第１および第２の抵抗部２１，２２の磁気検出素子列２２０の第１および第２の部分に重ならないように配置されている。磁気検出素子２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂとヨーク１２との位置関係は、第４の実施の形態における磁気検出素子２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂとヨーク１１との位置関係と同様である。
【０１４１】
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４の実施の形態と同様である。
【０１４２】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。始めに、図１８ないし図２０を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図１８は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図１９は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。図２０は、ヨーク１１と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。
【０１４３】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第４の実施の形態と異なっている。図１８に示したように、本実施の形態では、複数のヨーク１１は、Ｚ方向から見て、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の複数の磁気検出素子列１２０の第１の部分（複数の第１の磁気検出素子２０Ａ）および第２の部分（複数の第２の磁気検出素子２０Ｂ）に重なるように配置されている。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１１との位置関係を例にとって説明する。図２０には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１１を示している。
【０１４４】
第４の実施の形態（第１の実施の形態）で説明したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の磁気検出素子２０Ａの位置を規定する領域であり、第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の磁気検出素子２０Ｂの位置を規定する領域であり、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域であり、ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、仮想の平面Ｐ上にヨーク端面１１ａを垂直投影してできる領域である。ヨーク端面投影領域Ｒ３１は、第１の端縁Ｒ３１ａと第２の端縁Ｒ３１ｂを有している。
【０１４５】
図２０に示したように、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の内部にのみ存在している。第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の端縁Ｒ３１ａと第２の素子配置領域Ｒ２の間に位置している。第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の端縁Ｒ３１ｂと第１の素子配置領域Ｒ１の間に位置している。本実施の形態では特に、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の端縁Ｒ３１ａに接している。第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の端縁Ｒ３１ｂに接している。なお、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、直接隣接していない。
【０１４６】
第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。
【０１４７】
なお、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂとヨーク１１の位置関係は、基本的には、図２０を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第２および第３の抵抗部２２，２３に関連するヨーク１１では、第１の端縁１１ａ１がヨーク端面１１ａのＸ方向の端に位置し、第２の端縁１１ａ２がヨーク端面１１ａの−Ｘ方向の端に位置する。また、仮想の平面Ｐ上にこのヨーク１１のヨーク端面１１ａを垂直投影してできるヨーク端面投影領域Ｒ３１では、第１の端縁Ｒ３１ａがヨーク端面投影領域Ｒ３１のＸ方向の端に位置し、第２の端縁Ｒ３１ｂがヨーク端面投影領域Ｒ３１の−Ｘ方向の端に位置する。
【０１４８】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、配線層３０の代わりに、第２の実施の形態で説明した配線層１３０を備えていてもよい。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２または第４の実施の形態と同様である。
【０１４９】
［第７の実施の形態］
次に、図２１を参照して、本発明の第７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構成を模式的に示す説明図である。本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第５の実施の形態と異なっている。本実施の形態に係る磁気センサ１では、第１の抵抗部２１の第１および第２の磁気検出素子２１Ａ，２１Ｂとヨーク１１の位置関係は、第６の実施の形態における第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂとヨーク１１の位置関係と同じである。また、第２の抵抗部２２の第１および第２の磁気検出素子２２Ａ，２２Ｂとヨーク１１の位置関係は、第６の実施の形態における第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂとヨーク１１の位置関係と同じである。
【０１５０】
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５または第６の実施の形態と同様である。
【０１５１】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。始めに、図２２ないし図２４を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図２２は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図２３は、本実施の形態に係る磁気センサの一部を示す分解斜視図である。図２４は、ヨークと第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。
【０１５２】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第４の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２（図５参照）の磁化の方向は、Ｘ方向であり、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向は、−Ｘ方向である。図２３において、符号４１を付した矢印は、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの磁化固定層２０２の磁化の方向を表し、符号４２を付した矢印は、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を表している。
【０１５３】
また、本実施の形態では、磁界変換部１０は、第４の実施の形態における複数のヨーク１１の代わりに、複数のヨーク１３を備えている。複数のヨーク１３の各々は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向に長い直方体形状を有している。
【０１５４】
図２２に示したように、複数のヨーク１３は、Ｚ方向から見て、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の複数の磁気検出素子列１２０に重ならないように配置されている。１つの磁気検出素子列１２０は、Ｘ方向に並んだ２つのヨーク１３の間に配置されている。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０と２つのヨーク１３との位置関係を例にとって説明する。図２４には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の１つの磁気検出素子列１２０と２つのヨーク１３を示している。
【０１５５】
本実施の形態では、１つの磁気検出素子列１２０のＸ方向の両側に配置された２つのヨーク１３が本発明における「第１のヨーク」および「第２のヨーク」に対応する。図２３および図２４では、磁気検出素子列１２０の−Ｘ方向の先にあるヨーク１３を符号１３Ａで表し、磁気検出素子列１２０のＸ方向の先にあるヨーク１３を符号１３Ｂで表す。ヨーク１３Ａ，１３Ｂは、それぞれ「第１のヨーク」および「第２のヨーク」に対応する。
【０１５６】
ヨーク１３Ａは、第１の仮想の直線Ｌｚの一方の端に位置する第１のヨーク端面１３Ａａを有している。本実施の形態では、第１のヨーク端面１３Ａａは、ヨーク１３Ａの−Ｚ方向の端に位置する。また、ヨーク１３Ｂは、第１の仮想の直線の一方の端に位置する第２のヨーク端面１３Ｂａを有している。本実施の形態では、第２のヨーク端面１３Ｂａは、ヨーク１３Ｂの−Ｚ方向の端に位置する。
【０１５７】
第４の実施の形態（第１の実施の形態）で説明したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の磁気検出素子２０Ａの位置を規定する領域であり、第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の磁気検出素子２０Ｂの位置を規定する領域であり、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域である。本実施の形態では、端面投影領域Ｒ３は、第４の実施の形態におけるヨーク端面投影領域Ｒ３１の代わりに、仮想の平面Ｐ上に第１のヨーク端面１３Ａａを垂直投影してできる第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａと、仮想の平面Ｐ上に第２のヨーク端面１３Ｂａを垂直投影してできる第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂとを含んでいる。なお、本実施の形態では、端面投影領域Ｒ３は、第１の実施の形態における端縁Ｒ３ａを有していない。
【０１５８】
図２４に示したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、第２のヨーク端面１３Ｂａよりも第１のヨーク端面１３Ａａにより近い。第２の素子配置領域Ｒ２は、第１のヨーク端面１３Ａａよりも第２のヨーク端面１３Ｂａにより近い。本実施の形態では特に、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の外部にのみ存在し、且つ第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａと第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂの間に位置している。
【０１５９】
また、第１のヨーク端面１３Ａａは、第１の素子配置領域Ｒ１に最も近い第１の端縁１３Ａａ１を有している。第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａは、第２の仮想の直線Ｌｘに直交する第１の端縁Ｒ３３Ａａを有している。第１の端縁Ｒ３３Ａａは、仮想の平面Ｐ上に第１のヨーク端面１３Ａａの第１の端縁１３Ａａ１を垂直投影してできる端縁である。また、第２のヨーク端面１３Ｂａは、第２の素子配置領域Ｒ２に最も近い第２の端縁１３Ｂａ１を有している。第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂは、第２の仮想の直線に直交する第２の端縁Ｒ３３Ｂａを有している。第２の端縁Ｒ３３Ｂａは、仮想の平面Ｐ上に第２のヨーク端面１３Ｂａの第２の端縁１３Ｂａ１を垂直投影してできる端縁である。
【０１６０】
本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａの第１の端縁Ｒ３３Ａａに接している。第２の素子配置領域Ｒ２は、第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂの第２の端縁Ｒ３３Ｂａに接している。なお、本実施の形態では、第１の素子配置領域Ｒ１と第２の素子配置領域Ｒ２は、直接隣接していない。
【０１６１】
第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。
【０１６２】
なお、第２の抵抗部２２または第３の抵抗部２３の第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂとヨーク１３Ａ，１３Ｂの位置関係は、基本的には、図２４を参照して説明した位置関係と同じである。ただし、第２および第３の抵抗部２２，２３に関連するヨーク１３Ａは、磁気検出素子列１２０のＸ方向の先にあり、第２および第３の抵抗部２２，２３に関連するヨーク１３Ｂは、磁気検出素子列１２０の−Ｘ方向の先にある。
【０１６３】
ところで、図２４には、第１の素子配置領域Ｒ１のうち第１の磁気検出素子２０Ａと交差する部分の重心である第１の重心Ｃ１と、第２の素子配置領域Ｒ２のうち第２の磁気検出素子２０Ｂと交差する部分の重心である第２の重心Ｃ２を示している。本実施の形態における第１および第２の距離の定義は、以下の通りである。第１の距離は、第１の素子配置領域Ｒ１内の第１点と第１のヨーク端面１３Ａａの第１の端縁１３Ａａ１との間の距離である。第２の距離は、第２の素子配置領域Ｒ２内の第２点と第２のヨーク端面１３Ｂａの第２の端縁１３Ｂａ１との間の距離である。以下、第１の重心Ｃ１を上記第１点とし、第２の重心Ｃ２を上記第２点とした場合について考える。
【０１６４】
磁界変換部１０と磁界検出部２０との位置ずれが生じると、第１の距離と第２の距離が変化する。第１点と第２点を第２の仮想の直線Ｌｘに平行な一方向に変化させると、第１の距離と第２の距離の一方は減少し、他方は増加する。例えば、第１および第４の抵抗部２１，２４では、第１点と第２点をＸ方向に変化させると、第１の距離は増加し、第２の距離は減少する。また、第１点と第２点を−Ｘ方向に変化させると、第１の距離は減少し、第２の距離は減少する。第１の距離の増減と第１点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係と、第２の距離の増減と第２点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係は、第１の実施の形態と同じである。
【０１６５】
なお、第２および第３の抵抗部２２，２３では、第１点と第２点をＸ方向に変化させると、第１の距離は減少し、第２の距離は増加する。また、第１点と第２点を−Ｘ方向に変化させると、第１の距離は増加し、第２の距離は減少する。
【０１６６】
次に、本実施の形態における第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値について説明する。以下、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表す。第４の実施の形態（第１の実施の形態）で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４（図５参照）の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がＺ方向の場合、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向は−Ｘ方向になり、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａが受ける出力磁界成分の方向はＸ方向になる。この場合、第１および第４の抵抗部２１，２４では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値も増加する。第２および第３の抵抗部２２，２３では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値も減少する。
【０１６７】
入力磁界成分の方向が−Ｚ方向の場合は、出力磁界成分の方向と、第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値の変化は、上述の入力磁界成分の方向がＺ方向の場合とは逆になる。
【０１６８】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、配線層３０の代わりに、第２の実施の形態で説明した配線層１３０を備えていてもよい。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または第４の実施の形態と同様である。
【０１６９】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。始めに、図２５および図２６を参照して、本実施の形態に係る磁気センサの構成について説明する。図２５は、本実施の形態に係る磁気センサの構成を模式的に示す説明図である。図２６は、ヨーク１３と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。
【０１７０】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、以下の点で第８の実施の形態と異なっている。本実施の形態では、複数のヨーク１３は、それぞれ、Ｚ方向から見て、複数の磁気検出素子列１２０の第１の部分（複数の第１の磁気検出素子２０Ａ）または第２の部分（複数の第２の磁気検出素子２０Ｂ）に重なるように配置されている。ここでは、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１３Ａ，１３Ｂを例にとって説明する。図２６には、第１の抵抗部２１または第４の抵抗部２４の磁気検出素子列１２０とヨーク１３Ａ，１３Ｂを示している。
【０１７１】
第８の実施の形態で説明したように、第１の素子配置領域Ｒ１は、第１の磁気検出素子２０Ａの位置を規定する領域であり、第２の素子配置領域Ｒ２は、第２の磁気検出素子２０Ｂの位置を規定する領域であり、端面投影領域Ｒ３は、仮想の平面Ｐ上に磁界変換部１０の端面を垂直投影してできる領域であり、第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａは、仮想の平面Ｐ上に第１のヨーク端面１３Ａａを垂直投影してできる領域であり、第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂは、仮想の平面Ｐ上に第２のヨーク端面１３Ｂａを垂直投影してできる領域である。本実施の形態では特に、第１の素子配置領域Ｒ１は第１のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ａの内部にのみ存在し、第２の素子配置領域Ｒ２は、第２のヨーク端面投影領域Ｒ３３Ｂの内部にのみ存在している。
【０１７２】
本実施の形態に係る磁気センサ１は、配線層３０の代わりに、第２の実施の形態で説明した配線層１３０を備えていてもよい。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２または第８の実施の形態と同様である。
【０１７３】
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、請求の範囲の要件を満たす限り、ヨーク、第１の磁気検出素子および第２の磁気検出素子の数、形状および配置は、各実施の形態に示した例に限られず、任意である。例えば、第１および第２の磁気検出素子の平面形状は、円形であってもよい。この場合、磁界検出部２０は、第１および第２の磁気検出素子に対して、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向のバイアス磁界を印加する複数の磁石を含んでいてもよい。
【０１７４】
また、磁界変換部１０は、複数の上部電極の上方に配置された複数のヨークに加えて、複数の下部電極の下方に配置に配置された複数のヨークを含んでいてもよい。下部電極の下方に配置に配置された複数のヨークは、変換効率を大きくするように、上部電極の上方に配置された複数のヨークに対して、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向にずれるように配置される。
【０１７５】
また、第３および第７の実施の形態では、磁界変換部１０は、２つのヨーク１２の代わりに、２つのヨーク１２をＹ方向に連結した１つのヨークを含んでいてもよい。
【符号の説明】
【０１７６】
１…磁気センサ、１０…磁界変換部、１１…ヨーク、２０…磁界検出部、２１…第１の抵抗部、２２…第２の抵抗部、２３…第３の抵抗部、２４…第４の抵抗部、２０Ａ，２１Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ…第１の磁気検出素子、２０Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ，２３Ｂ，２４Ｂ…第２の磁気検出素子、３０…配線層、３１…下部電極、３２…上部電極、１００…磁気センサユニット、１０１…基板、１０２…電極パッド。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年2月5日(2018.2.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
本発明の第２の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部および第２の抵抗部を含んでいる。第１の抵抗部と第２の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第１の抵抗部の抵抗値と第２の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少する。出力信号は、第１の抵抗部と第２の抵抗部との接続点の電位に依存する。第１および第２の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含んでいる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
本発明の第３の観点の磁気センサでは、磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、それぞれ入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部、第２の抵抗部、第３の抵抗部および第４の抵抗部を含んでいる。第１の抵抗部は、電源ポートと第１の出力ポートとの間に設けられている。第２の抵抗部は、第１の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。第３の抵抗部は、電源ポートと第２の出力ポートとの間に設けられている。第４の抵抗部は、第２の出力ポートとグランドポートとの間に設けられている。磁界検出部は、電源ポートとグランドポートとの間に通電されるように構成されている。入力磁界成分が変化すると、第１ないし第４の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、第１および第４の抵抗部の抵抗値が増加すると共に第２および第３の抵抗部の抵抗値が減少するか、第１および第４の抵抗部の抵抗値が減少すると共に第２および第３の抵抗部の抵抗値が増加するように変化する。出力信号は、第１の出力ポートと第２の出力ポートとの間の電位差に依存する。第１ないし第４の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含んでいる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
これに対し、本実施の形態では、第１の磁気検出素子２０Ａは、第２の素子配置領域Ｒ２とは交差せずに、第１の素子配置領域Ｒ１と交差するように配置されている。第２の磁気検出素子２０Ｂは、第１の素子配置領域Ｒ１とは交差せずに、第２の素子配置領域Ｒ２と交差するように配置されている。第１および第２の素子配置領域Ｒ１，Ｒ２の各々は、端面投影領域Ｒ３の内部と外部の一方にのみ存在している。本実施の形態では特に、第１の素子配置領域Ｒ１は、端面投影領域Ｒ３の外部にのみ存在し、第２の素子配置領域Ｒ２は、端面投影領域Ｒ３の内部にのみ存在している。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
ここで、特許文献１に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれによる変換効率の変化を抑制することが難しい理由について説明する。特許文献１では、全ての磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果素子の中心が、端面投影領域Ｒ３に相当する軟磁性体の端面投影領域の外部に位置し、磁気抵抗効果素子の全体は軟磁性体の端面投影領域の内部と外部に跨るように配置されている。特許文献１では、２つの磁気抵抗効果素子が直列に接続されて素子群が構成されている。磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じると、素子群を構成する２つの磁気抵抗効果素子の一方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかり、素子群を構成する２つの磁気抵抗効果素子の他方は、その中心が端面投影領域の内部と外部の境界に近づく。この場合、中心が端面投影領域の内部と外部の境界から遠ざかった磁気抵抗効果素子では変換効率の減少量が大きく、磁気抵抗効果素子の中心が投影領域の内部と外部の境界に近づいた磁気抵抗効果素子では変換効率の増加量が小さい。そのため、特許文献１に記載された技術では、磁気抵抗効果素子と軟磁性体との位置ずれが生じたときに、素子群における変換効率の変化量は大きくなる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
次に、図６に示した磁気センサユニット１００の磁気センサ２，３の構成について簡単に説明する。磁気センサ２，３の構成は、基本的には、本実施の形態に係る磁気センサ１の構成と同じである。ただし、磁気センサ２，３では、磁界変換部１０が設けられていない。磁気センサ２は、Ｙ方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ２では、第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、Ｙ方向とし、磁気センサ２の第２および第３の抵抗部２２，２３に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、−Ｙ方向とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
また、磁気センサ３は、Ｘ方向の磁界を検出するように構成されている。具体的には、例えば、磁気センサ３では、第１および第４の抵抗部２１，２４に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、Ｘ方向とし、磁気センサ３の第２および第３の抵抗部２２，２３に含まれる第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの磁化固定層２０２の磁化の方向を、−Ｘ方向とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
次に、図１３を参照して、ヨーク１２と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係について説明する。図１３は、ヨーク１２と第１および第２の磁気検出素子２０Ａ，２０Ｂの位置関係を示す説明図である。ここでは、第１の抵抗部２１の磁気検出素子列２２０および第３の抵抗部２３の磁気検出素子列２２０と重なるヨーク１２を例にとって説明する。図１３には、第１の抵抗部２１の磁気検出素子列２２０および第３の抵抗部２３の磁気検出素子列２２０とヨーク１２を示している。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
第１の素子配置領域Ｒ１は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の第１の端縁Ｒ３１ａに接している。第２の素子配置領域Ｒ２は、ヨーク端面投影領域Ｒ３１の第２の端縁Ｒ３１ｂに接している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
次に、本実施の形態における第１ないし第４の抵抗部２１〜２４の抵抗値について説明する。以下、第１の磁気抵抗効果素子２０Ａの第１の抵抗値を記号Ｒａで表し、第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂの第２の抵抗値を記号Ｒｂで表す。第１の実施の形態で説明したように、出力磁界成分が存在しない状態では、第１および第２の磁気抵抗効果素子２０Ａ，２０Ｂの各々の自由層２０４（図５参照）の磁化の方向は、第３の仮想の直線Ｌｙに平行な方向になっている。入力磁界成分の方向がＺ方向の場合、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂが受ける出力磁界成分の方向はＸ方向になり、第１および第４の抵抗部２１，２４内の第２の磁気抵抗効果素子２０Ｂならびに第２および第３の抵抗部２２，２３内の第１の磁気抵抗効果素子２０Ａが受ける出力磁界成分の方向は−Ｘ方向になる。この場合、第１および第４の抵抗部２１，２４では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは増加し、第１および第４の抵抗部２１，２４の抵抗値も増加する。第２および第３の抵抗部２２，２３では、出力磁界成分が存在しない状態と比べて、第１および第２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂは減少し、第２および第３の抵抗部２２，２３の抵抗値も減少する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６４】
磁界変換部１０と磁界検出部２０との位置ずれが生じると、第１の距離と第２の距離が変化する。第１点と第２点を第２の仮想の直線Ｌｘに平行な一方向に変化させると、第１の距離と第２の距離の一方は減少し、他方は増加する。例えば、第１および第４の抵抗部２１，２４では、第１点と第２点をＸ方向に変化させると、第１の距離は増加し、第２の距離は減少する。また、第１点と第２点を−Ｘ方向に変化させると、第１の距離は減少し、第２の距離は増加する。第１の距離の増減と第１点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係と、第２の距離の増減と第２点における変換効率および出力磁界成分の強度の増減の関係は、第１の実施の形態と同じである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７４】
また、磁界変換部１０は、複数の上部電極の上方に配置された複数のヨークに加えて、複数の下部電極の下方に配置された複数のヨークを含んでいてもよい。下部電極の下方に配置された複数のヨークは、変換効率を大きくするように、上部電極の上方に配置された複数のヨークに対して、第２の仮想の直線Ｌｘに平行な方向にずれるように配置される。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１３】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部および第２の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１の抵抗部の抵抗値と前記第２の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少し、
前記出力信号は、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部との接続点の電位に依存し、
前記第１および第２の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１４】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部、第２の抵抗部、第３の抵抗部および第４の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部は、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２の抵抗部は、前記第１の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第３の抵抗部は、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４の抵抗部は、前記第２の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記磁界検出部は、前記電源ポートと前記グランドポートとの間に通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１ないし第４の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が増加すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が減少するか、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が減少すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が増加するように変化し、
前記出力信号は、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間の電位差に依存し、
前記第１ないし第４の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【手続補正書】
【提出日】平成30年4月9日(2018.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記磁界検出部は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記出力信号は、前記第１の抵抗値と前記第２の抵抗値の合成抵抗値に依存することを特徴とする磁気センサ。
【請求項２】
前記第１および第２の磁気抵抗効果素子の各々は、第２の仮想の直線に直交する、前記仮想の平面上の第３の仮想の直線に平行な方向に長い形状を有してい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の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列に接続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】
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、直列に接続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５】
前記磁界検出部は、直列に接続された複数の素子対を含み、
前記複数の素子対の各々は、並列に接続された前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子によって構成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６】
前記第２の仮想の直線は、前記第１の仮想の直線に直交してい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】
更に、前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子を保持する基板を備えた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】
前記第１の素子配置領域のうち前記第１の磁気抵抗効果素子と交差する部分の重心を第１の重心とし、前記第２の素子配置領域のうち前記第２の磁気抵抗効果素子と交差する部分の重心を第２の重心としたときに、前記第１の重心における前記変換効率の傾きの絶対値に対する、前記第２の重心における前記変換効率の傾きの絶対値の比率は、０．４８〜２．１の範囲内である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の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、
前記第２の素子配置領域は、前記端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記端面投影領域は、前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域の間に位置する端縁であって、前記第２の仮想の直線に直交する端縁を有していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域は、前記端面投影領域の外部にのみ存在し、且つ前記ヨーク端面投影領域を挟んで前記第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側に位置していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記磁界変換部は、ヨークを含み、
前記ヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置するヨーク端面を有し、
前記端面投影領域は、前記仮想の平面上に前記ヨーク端面を垂直投影してできるヨーク端面投影領域を含み、
前記第１の素子配置領域と前記第２の素子配置領域は、前記ヨーク端面投影領域の内部にのみ存在し、
前記ヨーク端面投影領域は、前記第２の仮想の直線に平行な方向における互いに反対側の端に位置する第１の端縁と第２の端縁を有し、
前記第１の素子配置領域は、前記第１の端縁と前記第２の素子配置領域の間に位置し、
前記第２の素子配置領域は、前記第２の端縁と前記第１の素子配置領域の間に位置していることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記磁界変換部は、第１のヨークおよび第２のヨークを含み、
前記第１のヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第１のヨーク端面を有し、
前記第２のヨークは、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する第２のヨーク端面を有し、
前記第１の素子配置領域は、前記第２のヨーク端面よりも前記第１のヨーク端面により近く、
前記第２の素子配置領域は、前記第１のヨーク端面よりも前記第２のヨーク端面により近く、
前記第１のヨーク端面は、前記第１の素子配置領域に最も近い第１の端縁を有し、
前記第２のヨーク端面は、前記第２の素子配置領域に最も近い第２の端縁を有し、
前記第１の素子配置領域内の前記第１点と前記第１の端縁との間の距離を第１の距離とし、前記第２の素子配置領域内の前記第２点と前記第２の端縁との間の距離を第２の距離としたときに、前記第１点と前記第２点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に変化させると、前記第１の距離と前記第２の距離の一方は減少し、他方は増加することを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の磁気センサ。
【請求項１３】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部および第２の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部は、直列に接続され且つ通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１の抵抗部の抵抗値と前記第２の抵抗部の抵抗値の一方は増加し、他方は減少し、
前記出力信号は、前記第１の抵抗部と前記第２の抵抗部との接続点の電位に依存し、
前記第１および第２の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。
【請求項１４】
磁界変換部と、磁界検出部とを備えた磁気センサであって、
前記磁界変換部は、軟磁性体よりなり、第１の仮想の直線に平行な方向の入力磁界成分を含む入力磁界を受けて、出力磁界を発生し、
前記磁界検出部は、前記出力磁界を受けて、前記入力磁界成分に対応する出力信号を生成し、
前記出力磁界は、前記第１の仮想の直線と交差する第２の仮想の直線に平行な方向の出力磁界成分であって前記入力磁界成分に応じて変化する出力磁界成分を含み、
前記磁界検出部は、電源ポートと、グランドポートと、第１の出力ポートと、第２の出力ポートと、それぞれ前記入力磁界成分に応じて変化する抵抗値を有する第１の抵抗部、第２の抵抗部、第３の抵抗部および第４の抵抗部を含み、
前記第１の抵抗部は、前記電源ポートと前記第１の出力ポートとの間に設けられ、
前記第２の抵抗部は、前記第１の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記第３の抵抗部は、前記電源ポートと前記第２の出力ポートとの間に設けられ、
前記第４の抵抗部は、前記第２の出力ポートと前記グランドポートとの間に設けられ、
前記磁界検出部は、前記電源ポートと前記グランドポートとの間に通電されるように構成され、
前記入力磁界成分が変化すると、前記第１ないし第４の抵抗部のそれぞれの抵抗値は、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が増加すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が減少するか、前記第１および第４の抵抗部の抵抗値が減少すると共に前記第２および第３の抵抗部の抵抗値が増加するように変化し、
前記出力信号は、前記第１の出力ポートと前記第２の出力ポートとの間の電位差に依存し、
前記第１ないし第４の抵抗部の各々は、第１の磁気抵抗効果素子および第２の磁気抵抗効果素子を含み、
前記磁界変換部は、前記第１の仮想の直線に平行な方向の一方の端に位置する端面を有し、
前記第１の仮想の直線と交差し前記第２の仮想の直線を含む仮想の平面上に第１の素子配置領域と第２の素子配置領域が存在し、
前記仮想の平面上に前記磁界変換部の前記端面を垂直投影してできる領域を端面投影領域としたときに、前記第１および第２の素子配置領域の各々は、前記端面投影領域の内部と外部の一方にのみ存在し、
前記入力磁界成分の強度に対する、前記仮想の平面内の任意の点における前記出力磁界成分の強度の比率を、その任意の点における変換効率とし、前記任意の点を前記第２の仮想の直線に平行な一方向に移動させるときの、前記任意の点の位置の変化量に対する前記任意の点における前記変換効率の変化量の比率を、前記任意の点における変換効率の傾きとしたときに、前記第１の素子配置領域内の任意の第１点における前記変換効率の傾きと、前記第２の素子配置領域内の任意の第２点における前記変換効率の傾きの一方は正の値であり、他方は負の値であり、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、前記第２の素子配置領域とは交差せずに、前記第１の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、前記第１の素子配置領域とは交差せずに、前記第２の素子配置領域と交差するように配置され、
前記第１の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第１の抵抗値を有し、
前記第２の磁気抵抗効果素子は、自身が受けた出力磁界成分に対応する第２の抵抗値を有し、
前記第１の磁気抵抗効果素子と前記第２の磁気抵抗効果素子は、並列または直列に接続されていることを特徴とする磁気センサ。