(57)【要約】【課題】３方向の磁場を略同一の感度で検出する磁気センサ。【解決手段】互いに直交する第１から第３軸方向のうち第１軸方向に感磁軸を有する磁気検知部と、第１磁気収束部および第２磁気収束部と、を備え、第１磁気収束部は、第１から第３軸方向のそれぞれにおいて、第２磁気収束部よりも磁気検知部からより離れた部分を有し、第２磁気収束部は、第１から第３軸方向のそれぞれの逆方向において、第第１磁気収束部よりも磁気検知部からより離れた部分を有する磁気センサユニットおよび磁気センサ装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する第１から第３軸方向のうち前記第１軸方向に感磁軸を有する磁気検知部と、
第１磁気収束部および第２磁気収束部と、
を備え、
前記第１磁気収束部は、前記第１から第３軸方向のそれぞれにおいて、前記第２磁気収束部よりも前記磁気検知部からより離れた部分を有し、
前記第２磁気収束部は、前記第１から第３軸方向のそれぞれの逆方向において、前記第１磁気収束部よりも前記磁気検知部からより離れた部分を有する
磁気センサユニット。
【請求項２】
前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部は、前記磁気検知部を中心として点対称に設けられる請求項１に記載の磁気センサユニット。
【請求項３】
前記第１磁気収束部は、前記磁気検知部から前記第１軸方向および前記第３軸方向にずれた位置に対応する第１部分を有し、
前記第２磁気収束部は、前記磁気検知部から前記第１軸方向の逆方向および前記第３軸方向の逆方向にずれた位置に対応する第２部分を有する
請求項１または２に記載の磁気センサユニット。
【請求項４】
前記第１磁気収束部は、前記第１部分から前記第１から第３軸方向のうちの少なくとも一方向に延伸し、
前記第２磁気収束部は、前記第２部分から前記第１磁気収束部の延伸方向の逆方向に延伸する
請求項３に記載の磁気センサユニット。
【請求項５】
前記第１磁気収束部は、前記第１部分から、前記第１から第３軸方向のうちの２以上の方向に延伸する２以上の延伸部分を有し、
前記第２磁気収束部は、前記第２部分から、前記２以上の方向に対する２以上の逆方向に延伸する２以上の延伸部分を有する
請求項４に記載の磁気センサユニット。
【請求項６】
前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部は、平板状領域を有する請求項３から５のいずれか一項に記載の磁気センサユニット。
【請求項７】
前記第１磁気収束部は、前記第１部分に対して前記第３軸方向にずれた位置に接して設けられ、前記第１軸方向および前記第２軸方向の少なくとも一方に延伸する部分を有し、
前記第２磁気収束部は、前記第２部分に対して前記第３軸方向の逆方向にずれた位置に接して設けられ、前記第１軸方向の逆方向および前記第２軸方向の逆方向の少なくとも一方に延伸する部分を有する
請求項３に記載の磁気センサユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の第１の磁気センサユニットと、
前記第１の磁気センサユニットに対して前記第１軸方向を逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第２の磁気センサユニットと、
前記第１の磁気センサユニットに対して前記第１軸方向および前記第２軸方向をそれぞれ逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第３の磁気センサユニットと、
前記第１の磁気センサユニットに対して前記第２軸方向を逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第４の磁気センサユニットと、
のうち、少なくとも２つの磁気センサユニットを備える磁気センサ装置。
【請求項９】
請求項１から７のいずれか一項に記載の第１の磁気センサユニットと、
前記第１の磁気センサユニットに対して前記第１軸方向を逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第２の磁気センサユニットと、
前記第１の磁気センサユニットに対して前記第１軸方向および前記第２軸方向をそれぞれ逆方向とし、または前記第２軸方向を逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第３の磁気センサユニットと、
を備える磁気センサ装置。
【請求項１０】
前記第３の磁気センサユニットは、前記第１の磁気センサユニットに対して前記第２軸方向を逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した構成をとり、
当該磁気センサ装置は、前記第１の磁気センサユニットに対して前記第１軸方向および前記第２軸方向をそれぞれ逆方向として前記第１磁気収束部および前記第２磁気収束部を配置した第４の磁気センサユニットを更に備える
請求項９に記載の磁気センサ装置。
【請求項１１】
前記第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、感磁軸の正の方向が同じ向きに配置される請求項１０に記載の磁気センサ装置。
【請求項１２】
前記第１から第４の磁気センサユニットのうちの少なくとも２つの磁気検知部は、他の磁気センサユニットの磁気検知部に対して感磁軸の正の方向を逆向きとするように配置される請求項１０に記載の磁気センサ装置。
【請求項１３】
前記第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部と比較して磁場に対する感度を抑制した参照用磁気検知部を更に備える請求項１０から１２のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
【請求項１４】
前記第１から第４の磁気センサユニットは、前記第２磁気収束部として共通の磁気収束部を有する請求項１０から１３のいずれか一項に記載の磁気センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサユニットおよび磁気センサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、予め定められた一軸方向の磁気の有無を検出する巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Ｇｉａｎｔ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子及びトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ：Ｔｕｎｎｅｌ  Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子が知られていた。また、これらの磁気抵抗素子と、磁気収束部とを組み合わせた磁気センサが知られていた。（例えば、特許文献１〜８参照）。
特許文献１  特開２００６−３１１６号公報
特許文献２  特開２００６−１０４６１号公報
特許文献３  特開平７−１６９０２６号公報
特許文献４  特開２００２−７１３８１号公報
特許文献５  特開２００４−６７５２号公報
特許文献６  特開２００３−２８２９９６号公報
特許文献７  国際公開第２０１１／０６８１４６号
特許文献８  米国特許出願公開第２０１１／０３０９８２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような磁気センサを用いて例えばＸＹＺ方向といった直交する３方向の磁場を検出する場合、複数の磁気センサを検出すべき方向に対応して一方向毎に配置していたので、実装面積等が増加していた。これに代えて、例えば、磁気抵抗素子の近傍に磁気収束部を配置することで、２以上の方向から入力する磁場を１つの磁気抵抗素子を用いて検出することが知られていた。しかしながら、この場合、磁気収束部が磁気抵抗素子に供給する磁場の大きさは、入力する磁場の方向に応じて変化することがあり、３方向の磁場を略同一の感度で検出することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、互いに直交する第１から第３軸方向のうち第１軸方向に感磁軸を有する磁気検知部と、第１磁気収束部および第２磁気収束部と、を備え、第１磁気収束部は、第１から第３軸方向のそれぞれにおいて、第２磁気収束部よりも磁気検知部からより離れた部分を有し、第２磁気収束部は、第１から第３軸方向のそれぞれの逆方向において、第第１磁気収束部よりも磁気検知部からより離れた部分を有する磁気センサユニットおよび磁気センサ装置を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例を示す。
【図２】第１構成例の磁気センサユニット１００の断面の構成例を示す。
【図３】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｘ方向に、磁場Ｂｘが入力した場合の磁路の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｙ方向に、磁場Ｂｙが入力した場合の磁路の一例を示す。
【図５】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｚ方向に、磁場Ｂｚが入力した場合の磁路の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第２構成例を示す。
【図７】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第３構成例を示す。
【図８】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第４構成例を示す。
【図９】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第５構成例を示す。
【図１０】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第６構成例を示す。
【図１１】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第７構成例を示す。
【図１２】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第８構成例を示す。
【図１３】本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第９構成例を示す。
【図１４】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第１構成例を示す。
【図１５】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第２構成例を示す。
【図１６】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第３構成例を示す。
【図１７】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第４構成例を示す。
【図１８】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第５構成例を示す。
【図１９】本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第６構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例を示す。磁気センサユニット１００は、直交する３方向をそれぞれ向く磁場が混在した（合成された）磁気信号を検出する。図１は、直交する３方向を第１軸（Ｘ軸）、第２軸（Ｙ軸）、第３軸（Ｚ軸）で示し、磁気センサユニット１００のＸＹ平面の平面視（Ｚ方向から見た平面視）を示す。即ち、図１は、基板等の一方の面に磁気センサユニット１００が形成された場合の上面図の一例を示す。磁気センサユニット１００は、磁気検知部１０と、第１磁気収束部１１０と、第２磁気収束部１２０とを備える。
【０００９】
磁気検知部１０は、互いに直交する第１から第３軸方向のうち第１軸方向に感磁軸を有する。磁気検知部１０は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間に配置される。磁気検知部１０は、第１軸方向と略平行なＸ方向の磁場を検出する。即ち、磁気検知部１０は、ＸＹ平面においてＸ方向と略平行な磁場を感知する感磁軸を有する。また、磁気検知部１０は、ＸＹ平面に対して平行かつＸ方向に対して垂直なＹ方向に略平行な磁場と、Ｘ方向およびＹ方向に垂直なＺ方向に略平行な磁場とを感知しない。別の言い方をすると、磁気検知部１０は、磁気センサユニット１００の磁気収束部の無い状態において、Ｘ方向と略平行に入力する磁場を検出する感磁軸を有する。
【００１０】
磁気検知部１０は、１軸方向の磁場にのみを検出して抵抗値を変化させる素子でよい。磁気検知部１０は、例えば、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子、及び異方性磁気抵抗（ＡＭＲ）素子等のいずれであってもよい。磁気検知部１０は、感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向としたとき、＋Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が増加し、−Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が減少するように形成されてよい。また、磁気検知部１０は、感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としたとき、＋Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が減少し、−Ｘ方向の磁場が入力すると抵抗値が増加するように形成されてよい。したがって、磁気検知部１０の抵抗値の変化を観測することにより、当該磁気検知部１０に入力する磁場の大きさを検出することができる。
【００１１】
図１の例において、第１軸から第３軸方向は、それぞれ互いに直交している例を示すが、これに代えて、互いの方向が異なっていればよい。つまり、それぞれが略直交となっていてもよいし、互いに屈曲していてもよい。
【００１２】
また、磁気検知部１０は、平板状であることが好ましい。磁気検知部１０のそれぞれの形状は、Ｚ方向から見た平面視で、矩形がより好ましい形状であるが、四角形、正方形、平行四辺形、台形、三角形、多角形、円形、及び楕円形等のいずれであってもよい。また、磁気検知部１０は、小分けに分割区分された複数の磁気検知部を有してよい。この場合、分割区分された複数の磁気検知部は、１かたまりの磁気検知部として機能するように電気的に接続されてよい。即ち、磁気検知部１０は、単一の磁気検知部に限定されず、２以上の磁気検知部を接続して形成されてもよい。
【００１３】
第１磁気収束部１１０は、第１から第３軸方向のそれぞれにおいて、第２磁気収束部１２０よりも磁気検知部１０からより離れた部分を有する。図１は、第１磁気収束部１１０が、第２磁気収束部１２０と比較して、磁気検知部１０から＋Ｘ方向および＋Ｙ方向に向けてより離れている例を示す。即ち、第１磁気収束部１１０は、第２磁気収束部１２０と比較して、＋Ｘ方向側に位置する部分と、＋Ｙ方向側に位置する部分と、を有する。
【００１４】
第１磁気収束部１１０は、磁気検知部１０から第１軸方向にずれた位置に対応する第１部分１１２を有する。図１は、第１磁気収束部１１０が、磁気検知部１０から＋Ｘ方向にずれた位置に第１部分１１２を有し、当該第１部分１１２から＋Ｙ方向に延伸する例を示す。
【００１５】
第２磁気収束部１２０は、第１から第３軸方向のそれぞれの逆方向において、第１磁気収束部１１０よりも磁気検知部１０からより離れた部分を有する。図１は、第２磁気収束部１２０が、第１磁気収束部１１０と比較して、磁気検知部１０から−Ｘ方向および−Ｙ方向に向けてより離れている例を示す。即ち、第２磁気収束部１２０は、第１磁気収束部１１０と比較して、−Ｘ方向側に位置する部分と、−Ｙ方向側に位置する部分と、を有する。
【００１６】
第２磁気収束部１２０は、磁気検知部１０から第１軸方向の逆方向にずれた位置に対応する第２部分１２２を有する。図１は、第２磁気収束部１２０が、磁気検知部１０から−Ｘ方向にずれた位置に第２部分１２２を有し、当該第２部分１２２から−Ｙ方向に延伸する例を示す。
【００１７】
第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、Ｚ方向から見た平面視で、磁気検知部１０を中心として点対称に設けられてよい。図１は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が、Ｚ方向から見た平面視で、磁気検知部１０の重心１２に対して点対称に設けられた例を示す。Ｚ方向から見た平面視で、磁気検知部１０の重心１２は、第１磁気収束部１１０の重心１４および第２磁気収束部１２０の重心１６と重ならない位置にある。より好ましくは、第１磁気収束部１１０の重心１４および第２磁気収束部１２０の重心１６が、磁気検知部１０の重心１２に対して点対称に配置される。
【００１８】
第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、パーマロイ等の磁性材料で形成され、当該磁気収束部の近傍の磁力線の向きを変化させる。例えば、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｏ、およびＣｏＦｅ等の軟磁性材料で形成されることが望ましい。
【００１９】
図１において、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、形状がＹ方向に長手方向をもった矩形であり、各々がＹ方向に平行な向きに、並列に配置される例を示す。これに代えて、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の形状は、矩形に限らず、Ｙ方向に略平行な向きに長手方向をもつ四角形、平行四辺形、台形のいずれであってもよい。
【００２０】
また、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、各々がＹ方向に平行であり、且つ、Ｙ方向に略平行な各々の長辺が同一の長さを有する例を示したが、これに代えて、各々の長辺が異なる長さであってもよい。また、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、Ｘ方向に略平行な各々の短辺が同一の長さを有する例を示したが、これに代えて、各々の短辺が異なる長さであってもよい。
【００２１】
図２は、第１構成例の磁気センサユニット１００の断面の構成例を示す。図２は、図１に示す磁気センサユニット１００のＡ−Ａ'線の断面図の一例を示す。第１磁気収束部１１０の第１部分１１２は、磁気検知部１０から＋Ｘ方向および＋Ｚ方向にずれた位置に配置される。同様に、第２磁気収束部１２０の第２部分１２２は、磁気検知部１０から−Ｘ方向および−Ｚ方向にずれた位置に配置される。
【００２２】
図２は、基板２０の基板表面２２に形成された磁気センサユニット１００の一例を示す。ここで、基板表面２２は、ＸＹ平面に略平行な面として形成される。基板２０は、シリコン基板、化合物半導体基板、およびセラミック基板等のいずれであってもよい。また、基板２０は、ＩＣ等の電子回路を搭載した基板であってもよい。基板２０の基板表面２２には、絶縁層３０等が形成されてよい。絶縁層３０は、複数の層状に形成されてよい。即ち、絶縁層３０が形成される過程において、ＸＹ平面に略平行な複数の面が形成されてよい。磁気センサユニット１００の少なくとも一部は、このように形成された絶縁層３０の内部に形成されてよい。
【００２３】
図２は、第２磁気収束部１２０が基板２０の基板表面２２に接して形成され、磁気検知部１０が絶縁層３０内部の第１面２４に接して形成され、第１磁気収束部１１０が絶縁層３０内部の第２面２６に接して形成された例を示す。即ち、図２に示す磁気センサユニット１００は、基板２０の基板表面２２に第２磁気収束部１２０が形成され、その後、絶縁層の一部が形成されて第１面２４が形成された例を示す。そして、当該第１面２４に磁気検知部１０が形成され、その後、絶縁層の一部が更に形成されて第２面２６が形成され、当該第２面２６に第１磁気収束部１１０が形成されることにより、磁気センサユニット１００が形成された例を示す。なお、便宜上、基板表面２２を第３面とする。即ち、第２面２６および第３面は、第１面２４を挟むように形成される。
【００２４】
このように、磁気検知部１０、第１磁気収束部１１０、および第２磁気収束部１２０は、それぞれ異なる面に形成される。したがって、第１磁気収束部１１０は、第２磁気収束部１２０と比較して、磁気検知部１０から＋Ｚ方向に向けてより離れることになる。同様に、第２磁気収束部１２０は、第１磁気収束部１１０と比較して、磁気検知部１０から−Ｚ方向に向けてより離れることになる。即ち、第１磁気収束部１１０は、第２磁気収束部１２０と比較して、＋Ｚ方向側に位置する部分を有する。また、第２磁気収束部１２０は、第１磁気収束部１１０と比較して、−Ｚ方向側に位置する部分を有する。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、直交する３方向のそれぞれにおいて、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間に磁気検知部１０が挟まれるように配置される。これにより、磁気センサユニット１００に入力する磁場は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の一方に収束されて向きを変え、磁気検知部１０を一軸方向に通過した後に、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の他方から外部へと出力される。磁気センサユニット１００に入力する磁場について、次に説明する。
【００２６】
図３は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｘ方向に、磁場Ｂｘが入力した場合の磁路の一例を示す。第２磁気収束部１２０は、−Ｘ方向において、第１磁気収束部１１０よりも磁気検知部１０からより離れた部分を有するので、磁気センサユニット１００の部材のうち最も−Ｘ方向に突出した部分を有することになる。即ち、−Ｘ方向から＋Ｘ方向に向かう磁場Ｂｘは、まず、第２磁気収束部１２０に入力することになる。
【００２７】
磁場Ｂｘは、第２磁気収束部１２０の内部において、当該第２磁気収束部１２０の延伸方向に略平行で、かつ、第１磁気収束部１１０が配置された向き（即ち、＋Ｙ方向）に曲げられる。そして、磁場Ｂｘは、第２磁気収束部１２０から第１磁気収束部１１０に向かう方向（即ち、＋Ｘ方向）に曲げられて出力する。
【００２８】
第２磁気収束部１２０および第１磁気収束部１１０の間には磁気検知部１０が配置されるので、磁場Ｂｘは、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過してから第１磁気収束部１１０に入力する。そして、磁場Ｂｘは、第１磁気収束部１１０の内部において、当該第１磁気収束部１１０の延伸方向（即ち、＋Ｙ方向）に曲げられ、再び＋Ｘ方向に曲げられてから外部に出力する。
【００２９】
このように、磁気センサユニット１００の＋Ｘ方向に入力する磁場Ｂｘは、第２磁気収束部１２０に収束され、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過した後に、第１磁気収束部１１０を経て外部へと出力される。なお、磁気センサユニット１００の−Ｘ方向に入力する磁場−Ｂｘは、図３に示す磁路の反対向きの磁路を通過することになる。即ち、磁気センサユニット１００の−Ｘ方向に入力する磁場−Ｂｘは、第１磁気収束部１１０に収束され、磁気検知部１０を−Ｘ方向に通過した後に、第２磁気収束部１２０を経て外部へと出力される。
【００３０】
図４は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｙ方向に、磁場Ｂｙが入力した場合の磁路の一例を示す。第２磁気収束部１２０は、−Ｙ方向において、第１磁気収束部１１０よりも磁気検知部１０からより離れた部分を有するので、磁気センサユニット１００の部材のうち最も−Ｙ方向に突出した部分を有することになる。即ち、−Ｙ方向から＋Ｙ方向に向かう磁場Ｂｙは、まず、第２磁気収束部１２０に入力することになる。
【００３１】
磁場Ｂｙは、第２磁気収束部１２０の内部において、当該第２磁気収束部１２０の延伸方向に進み、第２磁気収束部１２０から第１磁気収束部１１０に向かう方向（即ち、＋Ｘ方向）に曲げられて出力する。第２磁気収束部１２０および第１磁気収束部１１０の間には磁気検知部１０が配置されるので、磁場Ｂｙは、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過してから第１磁気収束部１１０に入力する。そして、磁場Ｂｙは、第１磁気収束部１１０の内部において、当該第１磁気収束部１１０の延伸方向に曲げられ、＋Ｙ方向に向けて外部に出力する。
【００３２】
このように、磁気センサユニット１００の＋Ｙ方向に入力する磁場Ｂｙは、第２磁気収束部１２０に収束され、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過した後に、第１磁気収束部１１０を経て外部へと出力される。なお、磁気センサユニット１００の−Ｙ方向に入力する磁場−Ｂｙは、図４に示す磁路の反対向きの磁路を通過することになる。即ち、磁気センサユニット１００の−Ｙ方向に入力する磁場−Ｂｙは、第１磁気収束部１１０に収束され、磁気検知部１０を−Ｘ方向に通過した後に、第２磁気収束部１２０を経て外部へと出力される。
【００３３】
図５は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の＋Ｚ方向に、磁場Ｂｚが入力した場合の磁路の一例を示す。第２磁気収束部１２０は、−Ｚ方向において、第１磁気収束部１１０よりも磁気検知部１０からより離れた部分を有するので、磁気センサユニット１００の部材のうち最も−Ｚ方向に突出した部分を有することになる。即ち、−Ｚ方向から＋Ｚ方向に向かう磁場Ｂｚは、まず、第２磁気収束部１２０に入力することになる。
【００３４】
磁場Ｂｚは、第２磁気収束部１２０の内部において、当該第２磁気収束部１２０の延伸方向に略平行で、かつ、第１磁気収束部１１０が配置された向き（即ち、＋Ｙ方向）に曲げられる。そして、磁場Ｂｚは、第２磁気収束部１２０から第１磁気収束部１１０に向かう方向（即ち、＋Ｘ方向）に曲げられて出力する。
【００３５】
第２磁気収束部１２０および第１磁気収束部１１０の間には磁気検知部１０が配置されるので、磁場Ｂｚは、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過してから第１磁気収束部１１０に入力する。そして、磁場Ｂｚは、第１磁気収束部１１０の内部において、当該第１磁気収束部１１０の延伸方向（即ち、＋Ｙ方向）に曲げられ、再び＋Ｚ方向に曲げられてから外部に出力する。
【００３６】
このように、磁気センサユニット１００の＋Ｚ方向に入力する磁場Ｂｚは、第２磁気収束部１２０に収束され、磁気検知部１０を＋Ｘ方向に通過した後に、第１磁気収束部１１０を経て外部へと出力される。なお、磁気センサユニット１００の−Ｚ方向に入力する磁場−Ｂｚは、図５に示す磁路の反対向きの磁路を通過することになる。即ち、磁気センサユニット１００の−Ｚ方向に入力する磁場−Ｂｚは、第１磁気収束部１１０に収束され、磁気検知部１０を−Ｘ方向に通過した後に、第２磁気収束部１２０を経て外部へと出力される。
【００３７】
以上のように、本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、互いに直交する第１から第３軸方向のいずれの方向から磁場が入力しても、当該磁場を第２磁気収束部１２０で受け取って曲げ、磁気検知部１０の感磁軸の方向に磁場を供給することができる。また、磁気センサユニット１００は、第１から第３軸方向のいずれの逆方向から磁場が入力しても、当該磁場を第１磁気収束部１１０で受け取って曲げ、磁気検知部１０の感磁軸の逆方向に磁場を供給することができる。
【００３８】
したがって、磁気センサユニット１００は、磁気検知部１０の抵抗値の正負を含めた変化を検出することで、空間的に入力する磁場の大きさを検出することができる。また、磁気センサユニット１００は、いずれの方向から入力する磁場に対しても、直接磁気検知部１０で受け取ることなく、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０のいずれか一方で受け取って曲げるので、入力する磁場の方向に応じた感度の差異を低減できる。即ち、本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、複数の磁気検知部１０を用いることなく、例えばＸＹＺ方向といった直交する３方向の磁場を検出することができ、また、３方向の磁場を略同一の感度で検出することができる。
【００３９】
以上の本実施形態に係る磁気センサユニット１００として、図１および図２の構成例を用いて説明したが、これに限定されることはない。例えば、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、図３から図５で説明した磁路を形成することができれば、形状および配置の設計に自由度を有する。
【００４０】
図６は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第２構成例を示す。第２構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第２構成例の磁気センサユニット１００は、Ｚ方向から見た平面視で、第１磁気収束部１１０の第１部分１１２が、磁気検知部１０から−Ｙ方向にもずれた位置に配置される。即ち、第１磁気収束部１１０は、磁気検知部１０と比較して、＋Ｙ方向および−Ｙ方向に突出する。第１磁気収束部１１０は、−Ｙ方向において、第２磁気収束部１２０よりも突出しない程度に突出してよい。
【００４１】
同様に、第２構成例の磁気センサユニット１００は、Ｚ方向から見た平面視で、第２磁気収束部１２０の第２部分１２２が、磁気検知部１０から＋Ｙ方向にもずれた位置に配置される。即ち、第２磁気収束部１２０は、磁気検知部１０と比較して、＋Ｙ方向および−Ｙ方向に突出する。第２磁気収束部１２０は、＋Ｙ方向において、第１磁気収束部１１０よりも突出しない程度に突出してよい。
【００４２】
図７は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第３構成例を示す。第３構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第３構成例の磁気センサユニット１００は、Ｚ方向から見た平面視で、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が磁気検知部１０の一部と重なるように配置される。第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間に形成される磁路が磁気検知部１０を通過する程度であれば、このように第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間隔は、磁気検知部１０のＸ方向の長さよりも小さく形成されてよい。
【００４３】
図８は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第４構成例を示す。第４構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第４構成例の磁気センサユニット１００は、Ｚ方向から見た平面視で、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が磁気検知部１０とは離間するように配置される。第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間に形成される磁路が磁気検知部１０を通過する程度であれば、このように第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の間隔は、磁気検知部１０のＸ方向の長さよりも大きく形成されてよい。
【００４４】
以上の本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、第１磁気収束部１１０がＹ方向に、第２磁気収束部１２０が−Ｙ方向に延伸する例を説明したが、これに限定されることはない。第１磁気収束部１１０はＸ方向に、第２磁気収束部１２０は−Ｘ方向に延伸してよい。なお、第１部分１１２および第２部分１２２は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の延伸方向に対応して配置される。例えば、第１部分１１２は、磁気検知部１０から−Ｙ方向および＋Ｚ方向にずれた位置に配置され、第２部分１２２は、磁気検知部１０から＋Ｙ方向および−Ｚ方向にずれた位置に配置される。
【００４５】
また、第１磁気収束部１１０はＺ方向に、第２磁気収束部１２０は−Ｚ方向に延伸してもよい。このように、第１磁気収束部１１０は、第１部分１１２からＸＹＺ方向のうちの少なくとも一方向に延伸し、第２磁気収束部１２０は、第２部分１２２から第１磁気収束部１１０の延伸方向の逆方向に延伸してよい。以上のような構成であっても、図１から図５で説明した第１構成例の磁気センサユニット１００と略同一の動作を実行することができる。また、第１磁気収束部１１０は、第１部分１１２から、ＸＹＺ方向のうちの２以上の方向に延伸する２以上の延伸部分を有し、第２磁気収束部１２０は、第２部分１２２から、２以上の方向に対する２以上の逆方向に延伸する２以上の延伸部分を有してもよい。
【００４６】
図９は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第５構成例を示す。第５構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第５構成例の磁気センサユニット１００は、Ｚ方向から見た平面視で、第１部分１１２から＋Ｘ方向および＋Ｙ方向に延伸する第１磁気収束部１１０と、第２部分１２２から−Ｘ方向および−Ｙ方向に延伸する第２磁気収束部１２０と、を備える例を示す。
【００４７】
図９に示すように、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、異なる２方向に延伸する部分をそれぞれ有してよい。これにより、磁気センサユニット１００は、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向のうちの異なる２方向と略平行にそれぞれ入力する磁場を、第１磁気収束部１１０または第２磁気収束部１２０の延伸した部分でそれぞれ収束させることができる。
【００４８】
また、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、Ｚ方向に延伸する部分を有してもよい。即ち、第１磁気収束部１１０は、第１部分１１２に対して第３軸方向にずれた位置に接して設けられ、第１軸方向および第２軸方向の少なくとも一方に延伸する部分を有してよい。また、第２磁気収束部１２０は、第２部分１２２に対して第３軸方向の逆方向にずれた位置に接して設けられ、第１軸方向の逆方向および第２軸方向の逆方向の少なくとも一方に延伸する部分を有してよい。
【００４９】
図１０は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第６構成例を示す。第６構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図１０は、第１磁気収束部１１０が、第１部分１１２に対して＋Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、＋Ｙ方向に延伸する部分を有する例を示す。また、図１０は、第２磁気収束部１２０が、第２部分１２２に対して−Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、−Ｙ方向に延伸する部分を有する例を示す。
【００５０】
図１１は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第７構成例を示す。第７構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図１１は、第１磁気収束部１１０が、第１部分１１２に対して＋Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、＋Ｘ方向および＋Ｙ方向に延伸する部分を有する例を示す。また、図１１は、第２磁気収束部１２０が、第２部分１２２に対して−Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、−Ｘ方向および−Ｙ方向に延伸する部分を有する例を示す。
【００５１】
図１０および図１１に示すように、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、Ｚ方向を含む複数の方向に延伸する部分をそれぞれ有してよい。このような構成の磁気センサユニット１００も、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向と略平行にそれぞれ入力する磁場を、第１磁気収束部１１０または第２磁気収束部１２０にそれぞれ収束させて磁気検知部１０の予め定められた方向に磁場を曲げて供給することができる。
【００５２】
以上の本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が、ＸＹＺ方向のうちの少なくとも一方向にそれぞれ延伸する例を説明したが、これに限定されることはない。第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、これに代えて、または、これに加えて、それぞれ平板上構造を有してよい。例えば、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、平板状領域を有する。
【００５３】
なお、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が有する平板は、図１２では、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の第３軸方向の長さが、第１方向および第２方向のそれぞれの長さよりも小さい例を示すが、これに限定されるものではない。第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の第３軸方向の長さは、第１方向および第２方向のそれぞれの長さよりも大きくてもよいし、略同一であってもよい。
【００５４】
図１２は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第８構成例を示す。第８構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。第８構成例の磁気センサユニット１００は、第１部分１１２からＸＹ平面と略平行な平板状領域が形成された第１磁気収束部１１０と、第２部分１２２からＸＹ平面と略平行な平板状領域が形成された第２磁気収束部１２０と、を備える例を示す。
【００５５】
これにより、磁気センサユニット１００は、例えば、＋Ｘ方向および＋Ｙ方向と略平行にそれぞれ入力する磁場を、第２磁気収束部１２０の平板状領域の−Ｘ方向側または−Ｙ方向側の端面でそれぞれ収束させることができる。また、磁気センサユニット１００は、例えば、＋Ｚ方向と略平行に入力する磁場を、第２磁気収束部１２０の平板状領域の−Ｚ方向側の端面でそれぞれ収束させることができる。
【００５６】
図１３は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第９構成例を示す。第９構成例の磁気センサユニット１００において、図１および図２に示された本実施形態に係る磁気センサユニット１００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。図１３は、第１磁気収束部１１０が、第１部分１１２に対して＋Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、ＸＹ平面と略平行な平板状領域が形成された部分を有する例を示す。また、図１３は、第２磁気収束部１２０が、第２部分１２２に対して−Ｚ方向にずれた位置に接して設けられ、ＸＹ平面と略平行な平板状領域が形成された部分を有する例を示す。
【００５７】
これにより、磁気センサユニット１００は、例えば、第１磁気収束部１１０または第２磁気収束部１２０で収束した磁場を、第１部分１１２または第２部分１２２を介して磁気検知部１０に効率的に供給することができる。
【００５８】
以上の本実施形態に係る磁気センサユニット１００は、例えば、ＸＹＺ方向といった直交する３方向の磁場を、それぞれ対応する磁気収束部の少なくとも一部が収束させるので、当該３方向の磁場を検出することができる。また、磁気センサユニット１００は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の形状を、磁気検知部１０の形状および磁気検知部１０からの距離等に応じた形状に形成することで、当該３方向の磁場を略同一の感度で検出することができる。
【００５９】
なお、磁気センサユニット１００は、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の配置を調節することで、例えば、Ｙ方向およびＺ方向に入力する磁場に応じて磁気検知部１０に供給する磁場の向きを、Ｘ方向および−Ｘ方向のいずれかに変更することができる。例えば、図１および図２で説明した第１構成例の磁気センサユニット１００は、＋Ｙ方向および＋Ｚ方向の磁場入力に応じて、＋Ｘ方向の磁場を磁気検知部１０に供給する。これに対して、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０を、図１に示すＺ方向から見た平面視において、左右に略対称な配置にした場合を考える。即ち、第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０は、ＹＺ平面に対して面対称に形成された場合、＋Ｙ方向および＋Ｚ方向の磁場入力を収束して、−Ｘ方向の磁場を磁気検知部１０に供給することになる。
【００６０】
このように、磁気センサユニット１００の配置を変更することで、磁気検知部１０に供給する磁場の向きを変更することができる。そして、このような磁気センサユニット１００を組み合わせると、入力する磁場を、例えば、ＸＹＺ方向といった直交する３方向のうち２方向または３方向の成分に分離して検出することができる。そこで、図１および図２に示す第１構成例の磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置について、次に説明する。
【００６１】
図１４は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第１構成例を示す。図１４は、図１および図２に示された磁気センサユニット１００を４つ組み合わせた磁気センサ装置１０００の例を示す。磁気センサ装置１０００は、第１の磁気センサユニット１０２と、第２の磁気センサユニット１０４と、第３の磁気センサユニット１０６と、第４の磁気センサユニット１０８と、を備える。
【００６２】
第１の磁気センサユニット１０２は、図１および図２に示された磁気センサユニット１００と同様に配置される磁気検知部１０ａ、第１磁気収束部１１０ａ、および第２磁気収束部１２０ａを有する。なお、第１の磁気センサユニット１０２は、図２に示すように、第２磁気収束部１２０ａが基板表面２２に接して形成され、磁気検知部１０ａが絶縁層３０内部の第１面２４に接して形成され、第１磁気収束部１１０ａが絶縁層３０内部の第２面２６に接して形成されてよい。
【００６３】
第２の磁気センサユニット１０４は、第１の磁気センサユニット１０２に対して第１軸方向を逆方向として第１磁気収束部１１０ｂおよび第２磁気収束部１２０ｂが配置される。第２の磁気センサユニット１０４は、磁気検知部１０ｂと、磁気検知部１０ｂよりも−Ｘ方向側で、かつ、＋Ｙ方向に突出する第１磁気収束部１１０ｂと、磁気検知部１０ｂよりも＋Ｘ方向側で、かつ、−Ｙ方向に突出する第２磁気収束部１２０ｂと、を有してよい。即ち、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４は、図１４の点線で示すＹＺ平面と略平行な面に対して面対称に配置される例を示す。
【００６４】
第３の磁気センサユニット１０６は、第１の磁気センサユニット１０２に対して第２軸方向を逆方向として第１磁気収束部１１０ｃおよび第２磁気収束部１２０ｃが配置される。第３の磁気センサユニット１０６は、磁気検知部１０ｃと、磁気検知部１０ｃよりも＋Ｘ方向側で、かつ、−Ｙ方向に突出する第１磁気収束部１１０ｃと、磁気検知部１０ｃよりも−Ｘ方向側で、かつ、＋Ｙ方向に突出する第２磁気収束部１２０ｃと、を有してよい。即ち、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６は、図１４の一点鎖線で示すＸＺ平面と略平行な面に対して面対称に配置される例を示す。
【００６５】
第４の磁気センサユニット１０８は、第１の磁気センサユニット１０２に対して第１軸方向および第２軸方向をそれぞれ逆方向として第１磁気収束部１１０ｄおよび第２磁気収束部１２０ｄが配置される。第４の磁気センサユニット１０８は、磁気検知部１０ｄと、磁気検知部１０ｄよりも−Ｘ方向側で、かつ、−Ｙ方向に突出する第１磁気収束部１１０ｄと、磁気検知部１０ｄよりも＋Ｘ方向側で、かつ、＋Ｙ方向に突出する第２磁気収束部１２０ｄと、を有してよい。即ち、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８は、図１４の点線で示すＹＺ平面と略平行な面に対して面対称に配置される例を示す。言い換えると、第１の磁気センサユニット１０２および第４の磁気センサユニット１０８は、Ｚ軸に対して回転対称に配置される例を示す。
【００６６】
ここで、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部、第１磁気収束部、および第２磁気収束部は、それぞれ略同一の平面上に形成されてよい。例えば、第１から第４の磁気センサユニットの第２磁気収束部は基板表面２２に接して形成され、磁気検知部は第１面２４に接して形成され、第１磁気収束部は第２面２６に接して形成される。
【００６７】
また、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、感磁軸の正の方向が同じになるように配置されてよい。例えば、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、＋Ｘ方向の磁場に対して抵抗値が増加するように配置される。これにより、磁気センサ装置１０００に対して＋Ｘ方向に磁場Ｂｘが入力すると、第１から第４の磁気センサユニットは、それぞれの磁気検知部に＋Ｘ方向の磁場を供給する。したがって、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、それぞれΔＲｘだけ抵抗値が増加することになる。
【００６８】
また、磁気センサ装置１０００に対して＋Ｙ方向に磁場Ｂｙが入力すると、第１および第４の磁気センサユニットは、それぞれの磁気検知部に＋Ｘ方向の磁場を供給する。したがって、第１および第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、それぞれΔＲｙだけ抵抗値が増加することになる。一方、第２および第３の磁気センサユニットは、それぞれの磁気検知部に−Ｘ方向の磁場を供給するので、第２および第３の磁気センサユニットの磁気検知部は、それぞれΔＲｙだけ抵抗値が減少することになる。
【００６９】
また、磁気センサ装置１０００に対して＋Ｚ方向に磁場Ｂｚが入力すると、第１および第３の磁気センサユニットは、それぞれの磁気検知部に＋Ｘ方向の磁場を供給する。したがって、第１および第３の磁気センサユニットの磁気検知部は、それぞれΔＲｚだけ抵抗値が増加することになる。一方、第２および第４の磁気センサユニットは、それぞれの磁気検知部に−Ｘ方向の磁場を供給するので、第２および第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、それぞれΔＲｚだけ抵抗値が減少することになる。
【００７０】
以上より、磁気センサ装置１０００に磁場Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）が入力することに対して、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、次式のように表される。なお、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部に入力する磁場の大きさが零の場合に対応する抵抗値を、Ｒ０とした。また、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値を、順に、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄとした。
（数１）
Ｒａ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｂ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ−ΔＲｚ
Ｒｃ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｄ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ−ΔＲｚ
【００７１】
（数１）式を次式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに応じた出力を分離できる。
（数２）
Ｒａ−Ｒｃ＋Ｒｄ−Ｒｂ＝４ΔＲｙ
Ｒａ−Ｒｄ＋Ｒｃ−Ｒｂ＝４ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＝４（Ｒ０＋ΔＲｘ）
【００７２】
なお、磁場の入力方向が＋Ｘ方向または−Ｘ方向の場合、磁気収束部の配置が換わっても磁気検知部に入力する磁場の方向を反転させることはできないので、（数１）式で示すように、ΔＲｘの符号は互いに同一となる。したがって、Ｒ０とΔＲｘとを分離することはできない。そこで、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部と比較して磁場に対する感度を抑制した参照用磁気検知部を更に備えてよい。
【００７３】
参照用磁気検知部は、抵抗値がＲ０と略等しい抵抗値Ｒｅを有する素子でよい。また、参照用磁気検知部は、磁気センサ装置１０００に磁場Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）が入力しても、抵抗値Ｒｅが変化しないように配置されてよい。例えば、参照用磁気検知部は、周囲に磁気収束部が設けられ、当該磁気収束部によって外部からの磁場の入力が低減するように配置される。このような参照用磁気検知部を用いることにより、次式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
（数３）
Ｒａ−Ｒｃ＋Ｒｄ−Ｒｂ＝４ΔＲｙ
Ｒａ−Ｒｄ＋Ｒｃ−Ｒｂ＝４ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ−４Ｒｅ＝４ΔＲｘ
【００７４】
ここで、（数３）式は、算出式の一例である。これに代えて、次式のように算出してもよい。
（数４）
Ｒａ−Ｒｃ＝Ｒｄ−Ｒｂ＝２ΔＲｙ
Ｒａ−Ｒｄ＝Ｒｃ−Ｒｂ＝２ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ−２Ｒｅ＝Ｒｃ＋Ｒｄ−２Ｒｅ＝２ΔＲｘ
【００７５】
以上の本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、磁気センサユニットを４つ有する例を説明した。これに代えて、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、３つを備える構成であってもよい。例えば、磁気センサ装置１０００が、第１から第３の磁気センサユニットを備える例を説明する。この場合、（数１）式のうち、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃに関する式を用いることができる。即ち、（数３）式に代えて、次式を用いることにより、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
（数５）
Ｒａ−Ｒｃ＝２ΔＲｙ
Ｒｃ−Ｒｂ＝２ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ−２Ｒｅ＝２ΔＲｘ
【００７６】
なお、３つの磁気センサユニットを備える構成の場合、第１から第３の磁気センサユニットの組み合わせには限定されない。第１から第４の磁気センサユニットのうち、第１の磁気センサユニット１０２を除く組み合わせでもよく、第２の磁気センサユニット１０４を除く組み合わせでもよく、また、第３の磁気センサユニット１０６を除く組み合わせでもよい。以上のように、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも３つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ同様に算出できる。
【００７７】
さらに、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、２つを備える構成であってもよい。例えば、磁気センサ装置１０００が、第１および第２の磁気センサユニットを備える例を説明する。この場合、（数１）式のうち、ＲａおよびＲｂに関する式を用いることができる。即ち、（数３）式に代えて、次式を用いることにより、磁場成分Ｂｘおよび、ＢｙまたはＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
（数６）
Ｒａ−Ｒｂ＝２（ΔＲｙ＋ΔＲｚ）
Ｒａ＋Ｒｂ−２Ｒｅ＝２ΔＲｘ
【００７８】
なお、２つの磁気センサユニットを備える構成においても、第１および第２の磁気センサユニットの組み合わせには限定されない。第１から第４の磁気センサユニットのうち、第１および第３の磁気センサユニット、第１および第４の磁気センサユニット、第２および第３の磁気センサユニット、第２および第４の磁気センサユニット、または、第３および第４の磁気センサユニットの組み合わせでもよい。以上のように、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも２つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚのうち２成分に対応する抵抗値の変化量をそれぞれ同様に算出できる。
【００７９】
以上の本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、磁気センサユニットが備える磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向として説明したが、これに代えて、感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、（数１）式の磁場の入力に応じて変化する成分の符号が反転するだけなので、抵抗値の変化量の算出は同様に実行することができる。
【００８０】
また、磁気センサ装置１０００に入力する磁場の方向が反転しても、同様に、抵抗値の変化量を算出することができる。したがって、本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、２方向または３方向の磁場成分に分離することができる。なお、図１４に示した磁気センサ装置１０００の構成は、一例であり、これに限定されることはない。磁気センサ装置１０００の他の構成について、次に説明する。
【００８１】
図１５は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第２構成例を示す。第２構成例の磁気センサ装置１０００は、図１４に示す第１構成例の磁気センサ装置１０００と同様に、磁気センサユニット１００を４つ組み合わせた例を示す。そこで、第２構成例の磁気センサ装置１０００において、図１４に示された本実施形態に係る磁気センサ装置１０００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００８２】
第２構成例の磁気センサ装置１０００は、第１の磁気センサユニット１０２と、第２の磁気センサユニット１０４と、第３の磁気センサユニット１０６と、第４の磁気センサユニット１０８と、を備える。第２構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える４つの磁気センサユニットの配置を変更した構成でよい。具体的には、第２構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の配置を交換した構成でよい。
【００８３】
即ち、第２構成例の磁気センサ装置１０００は、第２の磁気センサユニット１０４が、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｘ方向側に配置される。第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の配置は、図１４に示す第１構成例の磁気センサ装置１０００の配置と略同一でよい。
【００８４】
また、第４の磁気センサユニット１０８は、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｙ方向側に配置される。即ち、第４の磁気センサユニット１０８は、第１の磁気センサユニット１０２をＺ軸に対して回転対称に配置される例を示す。また、第３の磁気センサユニット１０６は、第４の磁気センサユニット１０８の−Ｘ方向側に配置される。即ち、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８は、図１５の点線で示すＹＺ平面と略平行な面に対して面対称に配置される例を示す。
【００８５】
このように配置された第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、＋Ｘ方向の磁場に対して抵抗値が増加するように配置されてよい。この場合、第２構成例の磁気センサ装置１０００が備える第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える磁気検知部の抵抗値と同様に、（数１）式のように表される。したがって、（数３）式および（数４）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
【００８６】
また、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、３つを備える構成であっても（数５）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第２構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも３つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【００８７】
さらに、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、２つを備える構成であっても（数６）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第２構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも２つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向のうち２方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【００８８】
図１６は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第３構成例を示す。第３構成例の磁気センサ装置１０００において、図１４に示された本実施形態に係る磁気センサ装置１０００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００８９】
第３構成例の磁気センサ装置１０００は、第１の磁気センサユニット１０２と、第２の磁気センサユニット１０４と、第３の磁気センサユニット１０６と、第４の磁気センサユニット１０８と、を備える。第３構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える４つの磁気センサユニットの配置を変更した構成でよい。具体的には、第３構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える第２の磁気センサユニット１０４、第３の磁気センサユニット１０６、および第４の磁気センサユニット１０８の配置を変更した構成でよい。
【００９０】
即ち、第３構成例の磁気センサ装置１０００は、第３の磁気センサユニット１０６が、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｘ方向側に配置される。即ち、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６は、Ｙ軸に対して回転対称に配置される例を示す。
【００９１】
また、第４の磁気センサユニット１０８は、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｙ方向側に配置される。即ち、第４の磁気センサユニット１０８は、第１の磁気センサユニット１０２をＺ軸に対して回転対称に配置される例を示す。また、第２の磁気センサユニット１０４は、第４の磁気センサユニット１０８の−Ｘ方向側に配置される。即ち、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８は、Ｙ軸に対して回転対称に配置される例を示す。
【００９２】
このように配置された第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、＋Ｘ方向の磁場に対して抵抗値が増加するように配置されてよい。この場合、第３構成例の磁気センサ装置１０００が備える第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える磁気検知部の抵抗値と同様に、（数１）式のように表される。したがって、（数３）式および（数４）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
【００９３】
また、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、３つを備える構成であっても（数５）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第３構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも３つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【００９４】
さらに、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、２つを備える構成であっても（数６）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第２構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも２つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向のうち２方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【００９５】
図１７は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第４構成例を示す。第４構成例の磁気センサ装置１０００において、図１４に示された本実施形態に係る磁気センサ装置１０００の第１構成例の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
【００９６】
第４構成例の磁気センサ装置１０００は、第１の磁気センサユニット１０２と、第２の磁気センサユニット１０４と、第３の磁気センサユニット１０６と、第４の磁気センサユニット１０８と、を備える。第４構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える４つの磁気センサユニットの配置を変更した構成でよい。具体的には、第４構成例の磁気センサ装置１０００は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える第２の磁気センサユニット１０４および第３の磁気センサユニット１０６の配置を交換した構成でよい。
【００９７】
即ち、第４構成例の磁気センサ装置１０００は、第３の磁気センサユニット１０６が、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｘ方向側に配置される。即ち、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６は、Ｙ軸に対して回転対称に配置される例を示す。
【００９８】
また、第２の磁気センサユニット１０４は、第１の磁気センサユニット１０２の−Ｙ方向側に配置される。即ち、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４は、Ｘ軸に対して回転対称に配置される例を示す。また、第４の磁気センサユニット１０８は、第２の磁気センサユニット１０４の−Ｘ方向側に配置される。即ち、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８は、Ｙ軸に対して回転対称に配置される例を示す。
【００９９】
このように配置された第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部は、＋Ｘ方向の磁場に対して抵抗値が増加するように配置されてよい。この場合、第４構成例の磁気センサ装置１０００が備える第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、第１構成例の磁気センサ装置１０００が備える磁気検知部の抵抗値と同様に、（数１）式のように表される。したがって、（数３）式および（数４）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
【０１００】
また、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、３つを備える構成であっても（数５）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第４構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも３つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【０１０１】
さらに、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち、２つを備える構成であっても（数６）式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。したがって、第２構成例の磁気センサ装置１０００においても、第１から第４の磁気センサユニットのうち、少なくとも２つの磁気センサユニットと、参照用磁気検知部を用いることにより、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、当該３方向のうち２方向の磁場成分に応じた出力を分離することができる。
【０１０２】
以上の本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち少なくとも３つを組み合わせて配置することにより、直交する３方向の磁場を検出してそれぞれ出力することができる。また、磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットのうち少なくとも２つを組み合わせて配置することにより、直交する３方向の磁場のうち２方向の磁場を検出してそれぞれ出力することができる。
【０１０３】
以上の磁気センサ装置１０００は、図１および図２で説明した磁気センサユニット１００の配置を変えて組み合わせる例を説明したが、これに限定されることはない。磁気センサ装置１０００は、図６から図１３で説明した磁気センサユニット１００の配置を変えて組み合わせた構成であってもよい。この場合であっても、（数１）式から（数５）式と同様に、直交する３方向の磁場を略同一の感度で検出し、２方向または３方向の磁場成分に分離することができる。
【０１０４】
以上の本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、第１から第４の磁気センサユニットがそれぞれ備える磁気検知部の感磁軸の方向を、＋Ｘ方向または−Ｘ方向のいずれか一方に配置することを説明した。これに代えて、第１から第４の磁気センサユニットのうちの少なくとも２つの磁気検知部は、他の磁気センサユニットの磁気検知部に対して感磁軸の正の方向を逆向きとするように配置してよい。
【０１０５】
例えば、図１４に示す第１構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする。この場合、磁気センサ装置１０００に対して磁場Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）が入力した場合、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の磁気検知部の抵抗値は、（数１）式と同様に表される。
【０１０６】
これに対し、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向が逆向きなので、（数１）式のＲｃおよびＲｄの抵抗値の変化量の符号が逆転する。即ち、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、次式のように表される。
（数７）
Ｒａ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｂ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ−ΔＲｚ
Ｒｃ＝Ｒ０−ΔＲｘ＋ΔＲｙ−ΔＲｚ
Ｒｄ＝Ｒ０−ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
【０１０７】
（数７）式を次式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
（数８）
Ｒａ−Ｒｂ＋Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｙ
Ｒａ−Ｒｂ−Ｒｃ＋Ｒｂ＝４ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ−Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｘ
【０１０８】
なお、磁気検知部の感磁軸の正の方向が全て同一方向ではないので、磁場の入力方向が＋Ｘ方向または−Ｘ方向の一軸方向であっても、（数８）式で示すように、ΔＲｘの符号は感磁軸の正の方向に対応して反転する。即ち、ΔＲｘの符号を反転させることができるので、本例の磁気センサ装置１０００は、Ｒ０とΔＲｘとを参照用磁気検知部なしに分離することができる。
【０１０９】
なお、本例は、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする例を説明した。これに代えて、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向としてもよい。この場合においても、（数７）式、（数８）式のように、参照用磁気検知部なしに、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１１０】
また、第１の磁気センサユニット１０２および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第３の磁気センサユニット１０６の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、次式のように表される。
（数９）
Ｒａ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｂ＝Ｒ０−ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｃ＝Ｒ０−ΔＲｘ＋ΔＲｙ−ΔＲｚ
Ｒｄ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ−ΔＲｚ
【０１１１】
（数９）式を次式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できることがわかる。
（数１０）
Ｒａ−Ｒｂ−Ｒｃ＋Ｒｄ＝４ΔＲｘ
Ｒａ＋Ｒｂ−Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ＝４（Ｒ０＋ΔＲｙ）
【０１１２】
なお、本例の場合、（数９）式で示すように、ΔＲｙの符号は互いに同一となり、Ｒ０とΔＲｙとを分離することはできない。そこで、参照用磁気検知部を用いることにより、次式のように、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。
（数１１）
Ｒａ−Ｒｂ−Ｒｃ＋Ｒｄ＝４ΔＲｘ
Ｒａ＋Ｒｂ−Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｚ
Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ−４Ｒｅ＝４ΔＲｙ
【０１１３】
また、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６の磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、次式のように表される。
（数１２）
Ｒａ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｂ＝Ｒ０−ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｃ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｄ＝Ｒ０−ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
【０１１４】
（数１２）式を次式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
（数１３）
Ｒａ−Ｒｂ＋Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｘ
Ｒａ＋Ｒｂ−Ｒｃ−Ｒｄ＝４ΔＲｙ
Ｒａ＋Ｒｂ＋Ｒｃ＋Ｒｄ−４Ｒｅ＝４ΔＲｚ
【０１１５】
以上のように、第１から第４の磁気センサユニットのうち、２つの磁気センサユニットの磁気検知部の感磁軸の正の方向を反転させることにより、磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量をそれぞれ算出できる。なお、磁気検知部の感磁軸の正の方向を反転させる例として、図１４に示した磁気センサ装置１０００の構成を用いたが、これに限定されることはない。磁気センサ装置１０００の他の構成について、同様に感磁軸の正の方向を反転させてもよい。
【０１１６】
例えば、図１５に示す第２構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数７）式のように表される。
【０１１７】
したがって、この場合、（数８）式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。なお、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向としても、同様の操作で同様に分離できる。
【０１１８】
また、図１５に示す第２構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数９）式のように表される。
【０１１９】
したがって、この場合、（数１１）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１２０】
また、図１５に示す第２構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数１２）式のように表される。
【０１２１】
したがって、この場合、（数１３）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１２２】
また、例えば、図１６に示す第３構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数７）式のように表される。
【０１２３】
したがって、この場合、（数８）式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。なお、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向としても、同様の操作で同様に分離できる。
【０１２４】
また、図１６に示す第３構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数９）式のように表される。
【０１２５】
したがって、この場合、（数１１）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１２６】
また、図１６に示す第３構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数１２）式のように表される。
【０１２７】
したがって、この場合、（数１３）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１２８】
また、例えば、図１７に示す第４構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数７）式のように表される。
【０１２９】
したがって、この場合、（数８）式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。なお、第１の磁気センサユニット１０２および第２の磁気センサユニット１０４の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とし、第３の磁気センサユニット１０６および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向としても、同様の操作で同様に分離できる。
【０１３０】
また、図１７に示す第４構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数９）式のように表される。
【０１３１】
したがって、この場合、（数１１）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１３２】
また、図１７に示す第４構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２および第３の磁気センサユニット１０６の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第２の磁気センサユニット１０４および第４の磁気センサユニット１０８の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向としてもよい。この場合、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、（数１２）式のように表される。
【０１３３】
したがって、この場合、（数１３）式のように変形し、参照用磁気検知部を用いることにより、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
【０１３４】
なお、本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、２つの磁気検知部の感磁軸の正の方向を他の２つの磁気検知部とは逆向きに配置する例を説明したが、これに限定されることはない。例えば、磁気センサ装置１０００は、１つまたは３つの磁気検知部の感磁軸の正の方向を他の磁気検知部とは逆向きに配置してもよい。
【０１３５】
例えば、図１４に示す第１構成例の磁気センサ装置１０００において、第１の磁気センサユニット１０２、第２の磁気センサユニット１０４、および、第３の磁気センサユニット１０６の磁気検知部の感磁軸の正の方向を＋Ｘ方向とし、第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向を−Ｘ方向とする。この場合、磁気センサ装置１０００に対して磁場Ｂ（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚ）が入力した場合、第１の磁気センサユニット１０２、第２の磁気センサユニット１０４、および、第３の磁気センサユニット１０６の磁気検知部の抵抗値は、（数１）式と同様に表される。
【０１３６】
これに対し、第４の磁気センサユニット１０８の磁気検知部の感磁軸の正の方向が逆向きなので、（数１）式のＲｄの抵抗値の変化の符号が逆転する。即ち、第１から第４の磁気センサユニットの磁気検知部の抵抗値は、次式のように表される。
（数１４）
Ｒａ＝Ｒ０＋ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｂ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ−ΔＲｚ
Ｒｃ＝Ｒ０＋ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
Ｒｄ＝Ｒ０−ΔＲｘ−ΔＲｙ＋ΔＲｚ
【０１３７】
（数１４）式を次式のように変形することで、４つの磁気検知部の抵抗値Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄから、入力磁場の直交する３方向の磁場成分Ｂｘ、Ｂｙ、およびＢｚに対応する抵抗値の変化量を分離できる。
（数１５）
Ｒａ−Ｒｃ＝２ΔＲｙ
Ｒｃ−Ｒｂ＝２ΔＲｚ
Ｒｃ−Ｒｄ＝２ΔＲｘ
【０１３８】
以上のように、本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、磁気収束部の配置および磁気検知部の感磁軸の正の方向を適切に配列することで、入力磁場の直交する３方向の磁場成分に対応する抵抗値の変化量を分離して算出することができ、それぞれの磁場成分を検出することができる。なお、本実施形態に係る磁気センサ装置１０００は、３つまたは４つの磁気センサユニットを備える例を説明したが、これに限定されることはない。磁気センサ装置１０００は、５以上の磁気センサユニットを備えてもよい。
【０１３９】
図１８は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第５構成例を示す。図１８に示す第５構成例の磁気センサ装置１０００は、１２の磁気センサユニット１００を用いた例を示す。このように、磁気センサ装置１０００は、実装面積に応じてより多くの磁気センサユニット１００を備えることが望ましく、これにより、磁場の検出におけるＳ／Ｎを向上させることができる。
【０１４０】
また、それぞれの磁気センサユニット１００は、３方向の磁場を略同一の感度で検出できるので、隙間を埋めるように密集させて、より多くの磁気センサユニット１００を実装させてもよい。また、実装させる領域が複雑な形状であっても、種々の形状の磁気センサユニット１００を組み合わせて配置させてよい。
【０１４１】
図１９は、本実施形態に係る磁気センサユニット１００を複数用いた磁気センサ装置１０００の第６構成例を示す。図１９に示す第６構成例の磁気センサ装置１０００は、図９に示す第５構成例の磁気センサユニット１００を４つ用いた例を示す。なお、４つの第２磁気収束部１２０ａ、第２磁気収束部１２０ｂ、第２磁気収束部１２０ｃ、および第２磁気収束部１２０ｄは、一体に形成されてよい。また、４つの第２磁気収束部１２０ａ、第２磁気収束部１２０ｂ、第２磁気収束部１２０ｃ、および第２磁気収束部１２０ｄは、一体となった四角形の形状の磁気収束部でよい。
【０１４２】
このように、隣り合う磁気収束部は、連結されて形成されてよく、また、一体となって形成されてよい。即ち、第１から第４の磁気センサユニットは、第２の磁気収束部として共通の磁気収束部を有してよい。磁気センサ装置１０００は、実装面積に応じてより多くの磁気センサユニット１００を備えることができるので、磁場の検出におけるＳ／Ｎを向上させることができる。
【０１４３】
なお、本実施形態において、点対称、面対称、および回転対称等の表現を用いたが、磁気収束部の配置関係を空間的に厳密な位置関係に限定するものではない。第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０が、磁気検知部１０に予め定められた方向に磁場を供給することができる程度の配置関係にあればよく、位置のずれ、形状の変化等を有してもよい。また、Ｘ軸またはＹ軸に対して回転対称といった表現を用いたが、これは第１磁気収束部１１０および第２磁気収束部１２０の配置関係の概略についての説明であり、磁気検知部１０の上下が反転することを意味するものではない。
【０１４４】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１４５】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１４６】
１０  磁気検知部、１２  重心、１４  重心、１６  重心、２０  基板、２２  基板表面、２４  第１面、２６  第２面、３０  絶縁層、１００  磁気センサユニット、１０２  第１の磁気センサユニット、１０４  第２の磁気センサユニット、１０６  第３の磁気センサユニット、１０８  第４の磁気センサユニット、１１０  第１磁気収束部、１１２  第１部分、１２０  第２磁気収束部、１２２  第２部分、１０００  磁気センサ装置
【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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