(57)【要約】  直交する３方向をそれぞれ向く磁場が混在した磁気信号を精度良く検出する磁気センサ。第１磁気検知ユニットを含む磁気センサであって、第１磁気検知ユニットは、第１方向に延伸する第１磁気収束部材と、第１磁気収束部材の第１方向の正側の端部に接続される第２磁気収束部材とを有する第１磁気収束部と、第２磁気収束部材の第２方向の負側の端部よりも第２方向の負側へ延伸する第３磁気収束部材と、第３磁気収束部材の第２方向の負側の端部に接続される第４磁気収束部材とを有する第２磁気収束部と、第２磁気収束部材と第３磁気収束部材との間に配置され、第２方向に延伸する第１磁気検知部と、第２磁気収束部材よりも第１方向の正側に寄って配置され、第２方向に延伸する第２磁気検知部と、を備える磁気センサを提供する。
2016024621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１磁気検知ユニットを含む磁気センサであって、
前記第１磁気検知ユニットは、
第１方向に延伸する第１磁気収束部材と、前記第１磁気収束部材の前記第１方向の正側の端部に接続されて前記第１方向と異なる第２方向の負側に延伸する第２磁気収束部材とを有する第１磁気収束部と、
前記第１磁気収束部材の前記第１方向の負側の端部よりも前記第１方向の正側に寄り、前記第２磁気収束部材よりも前記第１方向の負側に寄り、前記第１磁気収束部材よりも前記第２方向の負側に寄り、且つ前記第２磁気収束部材の前記第２方向の負側の端部よりも前記第２方向の負側へ延伸する第３磁気収束部材と、前記第３磁気収束部材の前記第２方向の負側の端部に接続されて前記第１磁気収束部材の前記第１方向の正側の端部よりも前記第１方向の正側に延伸する第４磁気収束部材とを有する第２磁気収束部と、
前記第２磁気収束部材と前記第３磁気収束部材との間に配置され、第２方向に延伸する第１磁気検知部と、
前記第２磁気収束部材よりも前記第１方向の正側に寄って配置され、第２方向に延伸する第２磁気検知部と、
を備える磁気センサ。
【請求項２】
前記第１磁気検知ユニットは、
前記第２磁気収束部材と前記第３磁気収束部材との間に配置されている第３磁気検知部をさらに備え、
前記第１磁気検知部は、前記第２磁気収束部材よりも前記第３磁気収束部材までの距離が小さく、
前記第３磁気検知部は、前記第３磁気収束部材よりも前記第２磁気収束部材までの距離が小さい請求項１に記載の磁気センサ。
【請求項３】
前記第１磁気検知ユニットは、
前記第２磁気収束部材の前記第２方向の負側の端部に接続されて、前記第１方向に延伸する第１サブ磁気収束部材と、
前記第３磁気収束部材の前記第２方向の正側の端部に接続されて、前記第１方向に延伸する第２サブ磁気収束部材と、を更に備える請求項１または２に記載の磁気センサ。
【請求項４】
前記第２磁気収束部は、
前記第４磁気収束部材の前記第１方向の正側の端部に接続されて前記第２方向の正側に延伸する第５磁気収束部材をさらに備え、
前記第２磁気検知部は、前記第２磁気収束部材と前記第５磁気収束部材との間に配置されている請求項２または３に記載の磁気センサ。
【請求項５】
前記第１磁気検知ユニットは、
前記第２磁気収束部材と前記第５磁気収束部材との間に配置されている第４磁気検知部をさらに備え、
前記第２磁気検知部は、前記第５磁気収束部材よりも前記第２磁気収束部材までの距離が小さく、
前記第４磁気検知部は、前記第２磁気収束部材よりも前記第５磁気収束部材までの距離が小さい請求項４に記載の磁気センサ。
【請求項６】
前記第１磁気検知ユニットは、前記第５磁気収束部材の前記第２方向の正側の端部に接続されて、前記第１方向に延伸する第３サブ磁気収束部材をさらに備える請求項５に記載の磁気センサ。
【請求項７】
前記第１磁気収束部材の前記第１方向の負側の端部で前記第１方向と略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットをさらに備える請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項８】
前記第１磁気収束部材の前記第１方向の負側の端部で前記第１方向と略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットをさらに備える請求項５または６に記載の磁気センサ。
【請求項９】
前記第１磁気収束部材または前記第１磁気収束部材よりも前記第２方向の正側で前記第２方向と略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットをさらに備える請求項５または６に記載の磁気センサ。
【請求項１０】
前記第５磁気収束部材よりも前記第１方向の正側で前記第１方向と略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットをさらに備える請求項５または６に記載の磁気センサ。
【請求項１１】
前記第４磁気収束部材または前記第４磁気収束部材よりも前記第２方向の負側で前記第２方向と略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットをさらに備える請求項５または６に記載の磁気センサ。
【請求項１２】
前記第１磁気検知ユニットと前記第２磁気検知ユニットとが接続される各磁気収束部材において前記第２方向に略直交する面、またはこれら各磁気収束部材よりも前記第２方向の正側において前記第２方向に略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットと、前記第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第４磁気検知ユニットと、をさらに備える請求項８に記載の磁気センサ。
【請求項１３】
前記第１磁気検知ユニット及び前記第２磁気検知ユニットよりも前記第１方向の正側で前記第１方向に略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットと、前記第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニットと、をさらに備える請求項９に記載の磁気センサ。
【請求項１４】
前記第１磁気検知ユニット及び前記第２磁気検知ユニットの前記第２方向の負側の磁気収束部材において、前記第２方向に略直交する面、または、前記第１磁気検知ユニット及び前記第２磁気検知ユニットよりも前記第２方向の負側において前記第２方向に略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットと、前記第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニットと、をさらに備える請求項８に記載の磁気センサ。
【請求項１５】
前記第１磁気検知ユニット及び前記第２磁気検知ユニットの前記第２方向の負側の磁気収束部材において、前記第２方向に略直交する面、または、前記第１磁気検知ユニット及び前記第２磁気検知ユニットよりも前記第２方向の負側において前記第２方向に略直交する面に対して、前記第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットと、前記第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニットと、をさらに備える請求項１０に記載の磁気センサ。
【請求項１６】
前記第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部は、それぞれホイーストン・ブリッジを形成している請求項１２から１５のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項１７】
前記第１から第４磁気検知ユニットを複数備える請求項１２から１６のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項１８】
前記第１及び第２磁気検知ユニットよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備える請求項８から１１のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項１９】
前記第１及び第４磁気検知ユニットよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備える請求項１２から１７のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項２０】
前記補助磁気収束部材は、前記第１方向の外側に配置されている請求項１８または１９に記載の磁気センサ。
【請求項２１】
前記第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第１方向の磁場成分と前記第２方向の磁場成分とを算出する算出部をさらに備える請求項８から１１のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項２２】
前記算出部は、
前記第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第１及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分をさらに算出する請求項２１に記載の磁気センサ。
【請求項２３】
前記第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第１方向の磁場成分と前記第２方向の磁場成分とを算出する算出部をさらに備える請求項１２から１７、１９のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項２４】
前記算出部は、
前記第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第１及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分をさらに算出する請求項２３に記載の磁気センサ。
【請求項２５】
前記算出部は、
前記各磁気検知部の出力を線形結合することで、各磁場成分を算出する請求項２１から２４のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項２６】
第１磁気検知ユニットを含む磁気センサであって、
前記第１磁気検知ユニットは、
第１方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を前記第１方向の第１磁場成分と前記第１方向と逆方向の第２磁場成分とにそれぞれ変換し、前記第１方向と異なる第２方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を前記第１方向の第３磁場成分と前記第１方向と逆方向の第４磁場成分とにそれぞれ変換する磁場方向変換部と、
前記第１及び第２磁場成分のうちの一方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの一方とを検知する第１磁気検知部と、
前記第１及び第２磁場成分のうちの他方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの他方とを検知する第２磁気検知部と、
を備える磁気センサ。
【請求項２７】
前記磁場方向変換部と、
前記第１及び第２磁場成分のうちの前記他方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの前記一方とを検知する第３磁気検知部と、
前記第１及び第２磁場成分のうちの前記一方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの前記他方とを検知する第４磁気検知部と、
を備える第２磁気検知ユニットをさらに含む請求項２６に記載の磁気センサ。
【請求項２８】
前記第１及び第２磁気検知ユニットを複数備える請求項２７に記載の磁気センサ。
【請求項２９】
前記複数の前記第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第１方向の磁場成分と前記第２方向の磁場成分とを算出する算出部をさらに備える請求項２７または２８に記載の磁気センサ。
【請求項３０】
前記磁場方向変換部は、
前記第１及び第２方向と異なる第３方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を前記第１方向の第５及び第６磁場成分と前記第１方向と逆方向の第７及び第８磁場成分とにそれぞれ変換し、
前記第１磁気検知部は、前記第５及び第７磁場成分のうちの一方をさらに検知し、
前記第２磁気検知部は、前記第６及び第８磁場成分のうちの一方をさらに検知し、
前記第１磁気検知ユニットは、
前記第１及び第２磁場成分のうちの前記一方と前記第３及び第４磁場成分のうちの前記一方と前記第５及び第７磁場成分のうちの他方とを検知する第５磁気検知部と、
前記第１及び前記第２磁場成分のうちの前記他方と前記第３及び第４磁場成分のうちの前記他方と前記第６及び第８磁場成分のうちの他方とを検知する第６磁気検知部と、
をさらに備える請求項２９に記載の磁気センサ。
【請求項３１】
前記第３磁気検知部は、前記第５及び第７磁場成分のうちの前記一方をさらに検知し、
前記第４磁気検知部は、前記第６及び第８磁場成分のうちの前記一方をさらに検知し、
前記第２磁気検知ユニットは、
前記第１及び第２磁場成分のうちの前記他方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの前記一方と、前記第５及び第７磁場成分のうちの前記他方とを検知する第７磁気検知部と、
前記第１及び第２磁場成分のうちの前記一方と、前記第３及び第４磁場成分のうちの前記他方と前記第６及び第８磁場成分のうちの前記他方とを検知する第８磁気検知部と、
をさらに備える請求項３０に記載の磁気センサ。
【請求項３２】
前記算出部は、
前記複数の前記第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、前記第３方向の磁場成分をさらに算出する請求項３１に記載の磁気センサ。
【請求項３３】
前記算出部は、
前記各磁気検知部の出力を線形結合することで、各磁場成分を算出する請求項２９から３２のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項３４】
前記第１方向と前記第２方向は、互いに直交している請求項１から３３のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項３５】
前記第１から第３方向は、互いに直交している請求項２２、２４、３０から３２のいずれか一項に記載の磁気センサ。
【請求項３６】
第１方向に延伸する第１磁気収束部材と、
前記第１磁気収束部材の端部に接続されて前記第１方向と異なる第２方向に延伸する第２磁気収束部材と、
前記第２磁気収束部材の前記第１方向の負側に寄って配置されている第１磁気検知部と、
前記第２磁気収束部材の前記第１方向の正側に寄って配置されている第２磁気検知部と、
を備える磁気センサ。
【請求項３７】
前記第２磁気収束部材の前記第２方向の負側の端部に接続されて、前記第１方向に延伸する第１サブ磁気収束部材をさらに備える請求項３６に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、予め定められた一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。
【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、第１磁気検知ユニットを含む磁気センサであって、第１磁気検知ユニットは、第１方向に延伸する第１磁気収束部材と、第１磁気収束部材の第１方向の正側の端部に接続されて第１方向と異なる第２方向の負側に延伸する第２磁気収束部材とを有する第１磁気収束部と、第１磁気収束部材の第１方向の負側の端部よりも第１方向の正側に寄り、第２磁気収束部材よりも第１方向の負側に寄り、第１磁気収束部材よりも第２方向の負側に寄り、且つ第２磁気収束部材の第２方向の負側の端部よりも第２方向の負側へ延伸する第３磁気収束部材と、第３磁気収束部材の第２方向の負側の端部に接続されて第１磁気収束部材の第１方向の正側の端部よりも第１方向の正側に延伸する第４磁気収束部材とを有する第２磁気収束部と、第２磁気収束部材と第３磁気収束部材との間に配置され、第２方向に延伸する第１磁気検知部と、第２磁気収束部材よりも第１方向の正側に寄って配置され、第２方向に延伸する第２磁気検知部と、を備える磁気センサを提供する。【０００５】
本発明の第２の態様においては、第１磁気検知ユニットを含む磁気センサであって、第１方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第１磁場成分と第１方向と逆方向の第２磁場成分とにそれぞれ変換し、第１方向と異なる第２方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第３磁場成分と第１方向と逆方向の第４磁場成分とにそれぞれ変換する磁場方向変換部と、第１及び第２磁場成分のうちの一方と、第３及び第４磁場成分のうちの一方とを検知する第１磁気検知部と、第１及び第２磁場成分のうちの他方と、第３及び第４磁場成分のうちの他方とを検知する第２磁気検知部と、を備える磁気センサを提供する。【０００６】
本発明の第３の態様においては、第１方向に延伸する第１磁気収束部材と、第１磁気収束部材の端部に接続されて第１方向と異なる第２方向に延伸する第２磁気収束部材と、第２磁気収束部材の第１方向の正側に寄って配置されている第１磁気検知部と、第２磁気収束部材の第１方向の負側に寄って配置されている第２磁気検知部と、を備える磁気センサを提供する。【０００７】
（一般的開示）
磁気センサは、第１磁気検知ユニットを含んでよい。
第１磁気検知ユニットは、第１磁気収束部を備えてよい。
第１磁気収束部は、第１方向に延伸する第１磁気収束部材を有してよい。
第１磁気収束部は、第１磁気収束部材の第１方向の正側の端部に接続されて第１方向と異なる第２方向の負側に延伸する第２磁気収束部材を有してよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部を備えてよい。
第２磁気収束部は、第１磁気収束部材の第１方向の負側の端部よりも第１方向の正側に寄り、第２磁気収束部材よりも第１方向の負側に寄り、第１磁気収束部材よりも第２方向の負側に寄り、且つ第２磁気収束部材の第２方向の負側の端部よりも第２方向の負側へ延伸する第３磁気収束部材を有してよい。
第２磁気収束部は、第３磁気収束部材の第２方向の負側の端部に接続されて第１磁気収束部材の第１方向の正側の端部よりも第１方向の正側に延伸する第４磁気収束部材を有してよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部材と第３磁気収束部材との間に配置され、第２方向に延伸する第１磁気検知部を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部材よりも第１方向の正側に寄って配置され、第２方向に延伸する第２磁気検知部を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部材と第３磁気収束部材との間に配置されている第３磁気検知部を備えてよい。
第１磁気検知部は、第２磁気収束部材よりも第３磁気収束部材までの距離が小さくてよい。
第３磁気検知部は、第３磁気収束部材よりも第２磁気収束部材までの距離が小さくてよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部材の第２方向の負側の端部に接続されて、第１方向に延伸する第１サブ磁気収束部材を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第３磁気収束部材の第２方向の正側の端部に接続されて、第１方向に延伸する第２サブ磁気収束部材を備えてよい。
第２磁気収束部は、第４磁気収束部材の第１方向の正側の端部に接続されて第２方向の正側に延伸する第５磁気収束部材を備えてよい。
第２磁気検知部は、第２磁気収束部材と第５磁気収束部材との間に配置されてよい。
第１磁気検知ユニットは、第２磁気収束部材と第５磁気収束部材との間に配置されている第４磁気検知部を備えてよい。
第２磁気検知部は、第５磁気収束部材よりも第２磁気収束部材までの距離が小さくてよい。
第４磁気検知部は、第２磁気収束部材よりも第５磁気収束部材までの距離が小さくてよい。
第１磁気検知ユニットは、第５磁気収束部材の第２方向の正側の端部に接続されて、第１方向に延伸する第３サブ磁気収束部材を備えてよい。
磁気センサは、第１磁気収束部材の第１方向の負側の端部で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気収束部材または第１磁気収束部材よりも第２方向の正側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第５磁気収束部材よりも第１方向の正側で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第４磁気収束部材または第４磁気収束部材よりも第２方向の負側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニットと第２磁気検知ユニットとが接続される各磁気収束部材において第２方向に略直交する面、またはこれら各磁気収束部材よりも第２方向の正側において第２方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニットと第２磁気検知ユニットとが接続される各磁気収束部材において第２方向に略直交する面、またはこれら各磁気収束部材よりも第２方向の正側において第２方向に略直交する面に対して、第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置されている第４磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットよりも第１方向の正側で第１方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットよりも第１方向の正側で第１方向に略直交する面に対して、第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットの第２方向の負側の磁気収束部材において、第２方向に略直交する面、または、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットよりも第２方向の負側において第２方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニットを備えてよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットの第２方向の負側の磁気収束部材において、第２方向に略直交する面、または、第１磁気検知ユニット及び第２磁気検知ユニットよりも第２方向の負側において第２方向に略直交する面に対して、第２磁気検知ユニットと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニットを備えてよい。
第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部は、それぞれホイーストン・ブリッジを形成してよい。
磁気センサは、第１から第４磁気検知ユニットを複数備えてよい。
磁気センサは、第１及び第２磁気検知ユニットよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備えてよい。
磁気センサは、第１及び第４磁気検知ユニットよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備えてよい。
補助磁気収束部材は、第１方向の外側に配置されてよい。
磁気センサは、第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向の磁場成分と第２方向の磁場成分とを算出する算出部を備えてよい。
算出部は、第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分を算出してよい。
磁気センサは、第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向の磁場成分と第２方向の磁場成分とを算出する算出部を備えてよい。
算出部は、第１から第４磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分を算出してよい。
算出部は、各磁気検知部の出力を線形結合することで、各磁場成分を算出してよい。
磁気センサは、第１磁気検知ユニットを含んでよい。
第１磁気検知ユニットは、第１方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第１磁場成分と第１方向と逆方向の第２磁場成分とにそれぞれ変換し、第１方向と異なる第２方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第３磁場成分と第１方向と逆方向の第４磁場成分とにそれぞれ変換する磁場方向変換部を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの一方と、第３及び第４磁場成分のうちの一方とを検知する第１磁気検知部を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの他方と、第３及び第４磁場成分のうちの他方とを検知する第２磁気検知部を備えてよい。
磁気センサは、第２磁気検知ユニットを含んでよい。
第２磁気検知ユニットは、磁場方向変換部を備えてよい。
第２磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの他方と、第３及び第４磁場成分のうちの一方とを検知する第３磁気検知部を備えてよい。
第２磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの一方と、第３及び第４磁場成分のうちの他方とを検知する第４磁気検知部を備えてよい。
磁気センサは、第１及び第２磁気検知ユニットを複数備えてよい。
磁気センサは、複数の第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向の磁場成分と第２方向の磁場成分とを算出する算出部を備えてよい。
磁場方向変換部は、第１及び第２方向と異なる第３方向に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第５及び第６磁場成分と第１方向と逆方向の第７及び第８磁場成分とにそれぞれ変換してよい。
第１磁気検知部は、第５及び第７磁場成分のうちの一方を検知してよい。
第２磁気検知部は、第６及び第８磁場成分のうちの一方を検知してよい。
第１磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの一方と第３及び第４磁場成分のうちの一方と第５及び第７磁場成分のうちの他方とを検知する第５磁気検知部を備えてよい。
第１磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの他方と第３及び第４磁場成分のうちの他方と第６及び第８磁場成分のうちの他方とを検知する第６磁気検知部を備えてよい。
第３磁気検知部は、第５及び第７磁場成分のうちの一方を検知してよい。
第４磁気検知部は、第６及び第８磁場成分のうちの一方を検知してよい。
第２磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの他方と、第３及び第４磁場成分のうちの一方と、第５及び第７磁場成分のうちの他方とを検知する第７磁気検知部を備えてよい。
第２磁気検知ユニットは、第１及び第２磁場成分のうちの一方と、第３及び第４磁場成分のうちの他方と第６及び第８磁場成分のうちの他方とを検知する第８磁気検知部を備えてよい。
算出部は、複数の第１及び第２磁気検知ユニットにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第３方向の磁場成分を算出してよい。
算出部は、各磁気検知部の出力を線形結合することで、各磁場成分を算出してよい。
第１方向と第２方向は、互いに直交してよい。
第１から第３方向は、互いに直交してよい。
磁気センサは、第１方向に延伸する第１磁気収束部材を備えてよい。
磁気センサは、第１磁気収束部材の端部に接続されて第１方向と異なる第２方向に延伸する第２磁気収束部材を備えてよい。
磁気センサは、第２磁気収束部材の第１方向の負側に寄って配置されている第１磁気検知部を備えてよい。
磁気センサは、第２磁気収束部材の第１方向の正側に寄って配置されている第２磁気検知部を備えてよい。
磁気センサは、第２磁気収束部材の第２方向の負側の端部に接続されて、第１方向に延伸する第１サブ磁気収束部材を備えてよい。
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】
【０００８】
【図１】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１の構成例を示す。
【図２】図１に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図の一例を示す。
【図３】図１に示す磁気センサ１００のＢ−Ｂ線の断面図の一例を示す。
【図４】本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸを与えた場合の磁路の一例を示す。
【図５】図４に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図の一例を示す。
【図６】本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹを与えた場合の磁路の一例を示す。
【図７】図６に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図の一例を示す。
【図８】本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺを与えた場合の磁路の一例を示す。
【図９】図８に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図の一例を示す。
【図１０】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図１１】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図１２】本実施形態に係る磁気センサ１００に接続される回路構成の一例を示す。である。
【図１３】本実施形態に係る磁気センサ１００の第２の構成例を示す。
【図１４】図１３に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図の一例を示す。
【図１５】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図１６】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図１７】本実施形態に係る磁気センサ１００の第３の構成例を示す。
【図１８】図１７に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図の一例を示す。
【図１９】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図２０】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図２１】本実施形態に係る磁気センサ１００の第４の構成例を示す。
【図２２】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図２３】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図２４】本実施形態に係る磁気センサ１００に算出部３００が接続された一例を示す。
【図２５】本実施形態に係る磁気センサ１００の第５の構成例を示す。
【図２６】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図２７】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図２８】本実施形態に係る磁気センサ１００に算出部３００が接続された一例を示す。
【図２９】本実施形態に係る磁気センサ１００の第６の構成例を示す。
【図３０】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図３１】本実施形態に係る磁気センサ１００の第７の構成例を示す。
【図３２】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図３３】本実施形態に係る磁気センサ１００の第８の構成例を示す。
【図３４】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図３５】本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。
【図３６】本実施形態に係る磁気センサ１００の第９の構成例を示す。
【図３７】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図３８】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１０の構成例を示す。
【図３９】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図４０】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１１の構成例を示す。
【図４１】本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。
【図４２】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１２の構成例を示す。
【図４３】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１３の構成例を示す。
【図４４】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１４の構成例を示す。
【図４５】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１５の構成例を示す。
【図４６】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１６の構成例を示す。
【図４７】本実施形態に係る第１磁気検知部２１０のＹ方向の位置に対する磁気増幅率の変化の概略構成例を示す。
【図４８】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１７の構成例を示す。
【図４９】本実施形態に係る磁気センサ１００の第１８の構成例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１の構成例を示す。磁気センサ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Ｘ、Ｙ、Ｚ軸で示し、磁気センサ１００のＸＹ平面の平面視（Ｙ軸方向で見た平面視）を示す。即ち、図１は、基板等の一方の面に磁気センサ１００が形成された場合の上面図の一例を示す。磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０を備える。図１は、磁気センサ１００が１つの第１磁気検知ユニット１０を備える例を示す。
【００１１】
第１磁気検知ユニット１０は、第１磁気収束部１１０と、第２磁気収束部１２０と、第１磁気検知部２１０と、第２磁気検知部２２０と、第３磁気検知部２３０とを有する。図１は、第１磁気収束部１１０、第２磁気収束部１２０、第１磁気検知部２１０、第２磁気検知部２２０、第３磁気検知部２３０の配置パターンの一例を示すことになる。
【００１２】
第１磁気収束部１１０及び第２磁気収束部１２０は、ＸＹ面に平行な同一の面に形成される。第１磁気収束部１１０及び第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及び第２磁気収束部１２０は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｏ、及びＣｏＦｅ等の軟磁性材料で形成されることが望ましい。第１磁気収束部１１０は、第１磁気収束部材１１１と、第２磁気収束部材１１２とを含む。第１磁気収束部材１１１は、第１方向に延伸する。図１は、第１方向を＋Ｘ軸方向とした例を示す。
【００１３】
第２磁気収束部材１１２は、第１磁気収束部材１１１の第１方向の正側の端部に接続され、第１方向と異なる第２方向の負側に延伸する。ここで、磁気収束部材の端部とは、磁気収束部材の一端の部分であり、磁気収束部材の一端に近接する側面も含む。図１は、第１方向と第２方向が互いに直交し、第２方向を＋Ｙ軸方向とした例を示す。即ち、図１は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第１磁気収束部材１１１の＋Ｘ軸方向側の端と、第２磁気収束部材１１２の＋Ｙ軸方向側の端とが連結されて、第１磁気収束部１１０が形成される例を示す。
【００１４】
第２磁気収束部１２０は、第３磁気収束部材１１３と、第４磁気収束部材１１４とを含む。第３磁気収束部材１１３は、第１磁気収束部材１１１の第１方向の負側の端部よりも第１方向の正側に寄り、第２磁気収束部材１１２よりも第１方向の負側に寄り、第１磁気収束部材１１１よりも第２方向の負側に寄り、且つ第２磁気収束部材１１２の第２方向の負側の端部よりも第２方向の負側へ延伸する。
【００１５】
即ち、第３磁気収束部材１１３は、第２方向に延伸し、第１方向から見て、第２磁気収束部材１１２と一部が重なるように配置される。例えば、第３磁気収束部材１１３は、第２磁気収束部材１１２に対して、予め定められた距離だけ−Ｙ軸方向にずらして形成される。また、第３磁気収束部材１１３は、第２方向から見て、第１磁気収束部材１１１と重なるように配置される。即ち、第３磁気収束部材１１３のＸ軸の配置は、第１磁気収束部材１１１がＸ軸に配置される範囲内となる。
【００１６】
第４磁気収束部材１１４は、第３磁気収束部材１１３と、第３磁気収束部材１１３の第２方向の負側の端部に接続され、第１磁気収束部材１１１の第１方向の正側の端部よりも第１方向の正側に延伸する。即ち、第４磁気収束部材１１４は、第１方向に延伸し、第２方向から見て、第１磁気収束部材１１１と一部が重なるように配置される。例えば、第４磁気収束部材１１４は、第１磁気収束部材１１１に対して、予め定められた距離だけ＋Ｘ軸方向にずらして形成される。図１は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第３磁気収束部材１１３の−Ｙ軸方向側の端と、第４磁気収束部材１１４の−Ｘ軸方向側の端とが連結されて、第２磁気収束部１２０が形成される例を示す。
【００１７】
より具体的には、第２磁気収束部材１１２と、第３磁気収束部材１１３とは、互いにＹ軸方向に略平行となるように、第３磁気収束部材１１３、第２磁気収束部材１１２の順で−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側に並んで配置される。また、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３は、Ｚ軸方向から見た平面視で、隣り合う２つの一方に対して他方が長手方向（Ｙ軸方向）にずれて配置される。即ち、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３はＹ軸方向に延伸し、第３磁気収束部材１１３の−Ｙ軸方向側の端が、第２磁気収束部材１１２の−Ｙ軸方向側の端よりも−Ｙ軸方向に突出し、且つ、第２磁気収束部材１１２の＋Ｙ軸方向側の端が、第３磁気収束部材１１３の＋Ｙ軸方向側の端よりも＋Ｙ軸方向側に突出するように配置される。
【００１８】
図１において、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３は、形状がＹ軸方向に長手方向をもった矩形であり、各々がＹ軸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２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の形状は、矩形に限らず、Ｙ軸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。また、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３は、各々がＹ軸方向に平行であり、尚且つ、Ｙ軸方向に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２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３は、Ｘ軸方向に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。
【００１９】
磁気センサ１００は、以上のような第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３を設けることにより、後に詳細に説明するが、＋Ｙ軸方向に磁場を与えた場合に、第３磁気収束部材１１３から第２磁気収束部材１１２に向かう磁路が形成される。即ち、＋Ｙ軸方向に入力した磁場は、第２磁気収束部材１１２と第３磁気収束部材１１３との間で、＋Ｘ軸方向の磁場を生じさせる。
【００２０】
また、第１磁気収束部材１１１と、第４磁気収束部材１１４とは、互いにＸ軸方向に略平行となるように、第４磁気収束部材１１４、第１磁気収束部材１１１の順で−Ｙ軸方向側から＋Ｙ軸方向側に並んで配置される。第１磁気収束部材１１１は、第２磁気収束部材１１２の＋Ｙ軸方向側の端に接続され、−Ｘ軸方向側（Ｘ軸方向の第３磁気収束部材側）に延伸する。第１磁気収束部材１１１は、Ｙ軸方向から見て、第２磁気収束部１２０の第３磁気収束部材１１３及び／または第４磁気収束部材１１４の−Ｘ軸方向側の端よりも突出するように形成される。
【００２１】
また、第４磁気収束部材１１４は、第３磁気収束部材１１３の−Ｙ軸方向側の端に接続され、＋Ｘ軸方向側（Ｘ軸方向の第２磁気収束部材１１２側）に延伸する。第４磁気収束部材１１４は、Ｙ軸方向から見て、第１磁気収束部１１０の第１磁気収束部材１１１及び／または第２磁気収束部材１１２の＋Ｘ軸方向側の端よりも突出するように形成される。
【００２２】
図１において、第１磁気収束部材１１１及び第４磁気収束部材１１４は、形状がＸ軸方向に長手方向をもった矩形であり、各々がＸ軸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磁気収束部材１１１及び第４磁気収束部材１１４の形状は、矩形に限らず、Ｘ軸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。また、第１磁気収束部材１１１及び第４磁気収束部材１１４は、各々がＸ軸方向に平行であり、尚且つ、Ｘ軸方向に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磁気収束部材１１１及び第４磁気収束部材１１４は、Ｙ軸方向に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。
【００２３】
磁気センサ１００は、以上のような第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４を設けることにより、後に詳細に説明するが、＋Ｘ軸方向に磁場を与えた場合に、第２磁気収束部材１１２から第３磁気収束部材１１３へと向かう磁路が形成される。すなわち、＋Ｘ軸方向に入力した磁場は、第２磁気収束部材１１２と第３磁気収束部材１１３との間で、−Ｘ軸方向の磁場を生じさせる。また、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４で構成される第１磁気収束部１１０及び第２磁気収束部１２０は、基板平面（ＸＹ平面）に略平行となるように、点Ｑの位置で点対称に形成すると、＋Ｘ軸方向あるいは＋Ｙ軸方向に磁場が入力した場合に、点Ｑを中心にして、ＸＹ平面で対称性のよい磁場を形成することができる。
【００２４】
第１磁気検知部２１０は、第２磁気収束部材１１２と第３磁気収束部材１１３との間に配置され、第２方向に延伸する。第１磁気検知部２１０は、第２磁気収束部材１１２よりも第３磁気収束部材１１３までの距離が小さくなるように配置される。
【００２５】
第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２よりも第１方向の正側に寄って配置され、第２方向に延伸する。即ち、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２と並進し、第２磁気収束部材１１２を挟むように配置される。
【００２６】
第３磁気検知部２３０は、第２磁気収束部材１１２と第３磁気収束部材１１３との間に配置され、第２方向に延伸する。第３磁気検知部２３０は、第３磁気収束部材１１３よりも第２磁気収束部材１１２までの距離が小さくなるように配置される。
【００２７】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、第１方向と平行なＸ軸方向の磁場を検知する。即ち、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、ＸＹ平面において第１方向と平行な磁場を感知する感磁軸を有しており、ＸＹ平面に対して平行かつ第１方向に対して垂直な第２方向と、第１方向及び第２方向に垂直な第３方向（Ｚ軸方向）の磁場を感知しない。別の言い方をすると、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、磁気収束部等の無い状態でＸ軸方向に感磁軸を有する。
【００２８】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、１軸方向の磁場にのみ感知して抵抗値を変化させる素子であればよい。第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０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。したがって、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向の磁場が入力すると、いずれの抵抗値がともに増加し、−Ｘ軸方向の磁場が入力すると、いずれの抵抗値がともに減少するように形成される。
【００２９】
図１の例において、第１方向、第２方向、及び第３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。
【００３０】
また、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、平板状であることが好ましい。第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０のそれぞれの形状は、Ｚ軸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、これに代えて、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、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０のうちの少なくとも１つは、Ｙ軸方向に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メタル配線等で接続される。言い換えると、例えば、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０のうちの少なくとも１つは、単一の磁気検知部に限らず、２つ以上の磁気検知部をメタル配線で直列に接続して形成されてもよい。
【００３１】
第１磁気検知部２１０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第１磁気収束部１１０の第２磁気収束部材１１２と、第２磁気収束部１２０の第３磁気収束部材１１３との間に配置され、第３磁気収束部材１１３に近接するように配置される。第３磁気検知部２３０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２と、第３磁気収束部材１１３との間に配置され、第２磁気収束部材１１２に近接するように配置される。別の言い方をすると、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２の形状及び第３磁気収束部材１１３の形状が、互いに最も近くなる辺の中間となる線を仮想中線Ｃ−Ｃとすると、第１磁気検知部２１０の形状は、仮想中線Ｃ−Ｃよりも、第３磁気収束部材１１３寄りに在るように配置される。
【００３２】
また、Ｚ軸方向から見た平面視で、第３磁気検知部２３０の形状は、仮想中線Ｃ−Ｃよりも、第２磁気収束部材１１２寄りに在るように配置される。また、第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間よりも＋Ｘ軸方向に配置され、第２磁気収束部材１１２に近接するように配置される。また、第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２のＹ軸方向に平行な中線に対して、第３磁気検知部２３０と線対称な位置に配置されることが好ましい。
【００３３】
第１磁気検知部２１０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第３磁気収束部材１１３の長手方向に沿った端辺に近接して配置される。より好ましくは、第１磁気検知部２１０の長辺方向に沿った一部分が、第３磁気収束部材１１３に覆われる。つまり、第１磁気検知部２１０と第３磁気収束部材１１３とが、Ｚ軸方向から見た平面視で、少なくとも一部が重なり合ってよい。これは、第２磁気検知部２２０と第２磁気収束部材１１２との位置関係、及び第３磁気検知部２３０と第２磁気収束部材１１２との位置関係においても同様である。
【００３４】
ここで、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間において、Ｙ軸方向に直交する平面が、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３のいずれにも交差するＹ軸方向に沿った範囲を、範囲Ｒ１とする。即ち、第１方向から見て、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３が重なるＹ軸方向の範囲を範囲Ｒ１とする。
【００３５】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０のそれぞれは、第１方向から見て、当該範囲Ｒ１内に少なくとも一部が配置され、当該範囲Ｒ１にある磁気検知部でＸ軸方向の磁場を感知することが好ましい。より好ましくは、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０の全てが、Ｙ軸方向に沿った範囲Ｒ１内に配置される。図１は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０が範囲Ｒ１内に配列され、同一形状で形成される例を示す。
【００３６】
図２は、図１に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図の一例を示す。即ち、Ｙ軸方向から見た平面視を示す。また、図３は、図１に示す磁気センサ１００のＢ−Ｂ線の断面図の一例を示す。即ち、Ｘ軸方向から見た平面視である。図２及び図３は、基板２０の一方の面である基板平面２２に形成された磁気センサ１００の一例を示す。ここで、基板平面２２は、ＸＹ平面に略平行な面として形成される。
【００３７】
基板２０は、シリコン基板、化合物半導体基板、及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の基板平面２２には、絶縁層３０等が形成される。絶縁層３０の上面は、ＸＹ平面に略平行な面として形成され、本例において第１平面３２とする。
【００３８】
第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４は、第１平面３２に形成される。図２及び図３において、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４は、Ｚ軸方向に厚さをもち、第１平面３２に重なる（交差する、または、接する）。また、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４のそれぞれは、底面が第１平面３２に接するように配置されてよく、また、それぞれの一部が第１平面３２に交差するように配置されてもよい。また、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４は、Ｚ軸方向の厚さが略同一の厚さに形成される例を示すが、これに代えて、各々の厚さが不揃いであってもよい。
【００３９】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、例えば、基板平面２２に形成された絶縁層３０の内部に形成される。即ち、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４及び基板２０とはそれぞれ電気的に絶縁されて形成される。第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、絶縁層３０のＸＹ平面に略平行な第２平面３４上に配置され、Ｘ軸方向の磁場にのみ感知するように形成される。
【００４０】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、各々の底面が第２平面３４に接するように配置されてよく、また、各々の一部が第２平面３４に交差するように配置されてもよい。また、図２及び図３において、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、Ｚ軸方向の厚さが略同一の厚さに形成される例を示すが、これに代えて、各々の厚さが不揃いであってもよい。
【００４１】
第１平面３２及び第２平面３４は、＋Ｚ軸方向において、基板平面２２、第２平面３４、及び第１平面３２の順に配置されている。この場合、基板２０の上に、Ｘ軸方向の磁場にのみ感知する磁気検知部を形成した後、次に、磁気収束部を形成する、というシンプルな手法を適用することができる。製造と性能の観点からこのような簡素な方法が好ましいが、これに限定されるものではない。以上の本実施形態の磁気センサ１００は、第１磁気収束部１１０及び第２磁気収束部１２０と、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と、を備えることより、当該磁気センサ１００に入力する磁場に対する各々の磁気検知部の感度を大きくする。
【００４２】
図４は、本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸを与えた場合の磁路の一例を示す。図４は、磁気センサ１００の上面図（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。また、図５は、図４に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図（Ｙ軸方向で見た平面視）の一例を示す。図４及び図５に示す磁気センサ１００において、図１及び図２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【００４３】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、図４に示すように、−Ｘ軸方向に突出した第１磁気収束部１１０の第１磁気収束部材１１１は、その近傍の空間に在る磁場を収束する。つまり、第１磁気収束部材１１１に近いＸＹ平面の磁場だけでなく、第１磁気収束部材１１１に近いＸＺ平面の磁場も、第１磁気収束部材１１１に収束される。第１磁気収束部材１１１に収束された磁場は、第１磁気収束部材１１１に連結した第２磁気収束部材１１２を通って、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。このように、磁場ＢＸのうち、第１磁気収束部材１１１に収束される磁場は、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【００４４】
この場合、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、透磁率の高い第３磁気収束部材１１３が−Ｘ軸方向側にあるので、第２磁気収束部材１１２から＋Ｘ軸方向に放出される磁場よりも大きくなる。第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第３磁気検知部２３０と第１磁気検知部２１０とを通って、第３磁気収束部材１１３に捕獲される。さらに、第３磁気収束部材１１３に捕獲される磁場は、第３磁気収束部材１１３に連結した第４磁気収束部材１１４を通って＋Ｘ軸方向に放出される。また、第２磁気収束部材１１２から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気検知部２２０を通り抜ける。
【００４５】
また、磁場ＢＸのうち、第２磁気収束部１２０の第３磁気収束部材１１３に入力する磁場は、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出されるものと、第３磁気収束部材１１３に連結した第４磁気収束部材１１４を通って＋Ｘ軸方向に放出されるものとに分けられる。この場合、入力した磁場は、透磁率の高い第４磁気収束部材１１４に収束されるので、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第４磁気収束部材１１４を通って放出される磁場よりも小さくなる。
【００４６】
第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第１磁気検知部２１０と第３磁気検知部２３０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。そして、第２磁気収束部材１１２に捕獲された磁場は、＋Ｘ軸方向に放出され、第２磁気検知部２２０を通り抜ける。
【００４７】
ここで、第１磁気収束部材１１１が−Ｘ軸方向に突出しているので、磁場ＢＸのうち第１磁気収束部材１１１に入力する磁場は、磁場ＢＸのうち第３磁気収束部材１１３に入力する磁場よりも大きい。したがって、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第３磁気収束部材１１３に入力する磁場と比較して、より多くの磁場を収束する第１磁気収束部材１１１が源であるので、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場よりも大きい。即ち、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場と、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場との和として、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は全体的に−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【００４８】
また、第１磁気収束部材１１１に収束された後に第２磁気収束部材１１２から＋Ｘ軸方向に放出される磁場と、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場との和として、第２磁気検知部２２０は全体的に＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。以上より、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。そして、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸの強度に比例する磁場強度をそれぞれ感知する。
【００４９】
図６は、本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹを与えた場合の磁路の一例を示す。図６は、磁気センサ１００の上面図（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。また、図７は、図６に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図（Ｙ軸方向で見た平面視）の一例を示す。図６及び図７に示す磁気センサ１００において、図１及び図２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【００５０】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、図６に示すように、−Ｙ軸方向に突出した第３磁気収束部材１１３は、その近傍の空間に在る磁場を収束する。また、第４磁気収束部材１１４に収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３へと収束される。第３磁気収束部材１１３に収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。この場合、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、透磁率の高い第２磁気収束部材１１２が＋Ｘ軸方向側にあるので、第３磁気収束部材１１３から−Ｘ軸方向に放出される磁場よりも大きくなる。
【００５１】
第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第１磁気検知部２１０と第３磁気検知部２３０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。さらに、第２磁気収束部材１１２に捕獲された磁場は、−Ｘ軸方向に第２磁気検知部２２０を通って第２磁気収束部材１１２に収束される磁場とともに、第２磁気収束部材１１２に連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。
【００５２】
したがって、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場に応じて、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向に第２磁気収束部材１１２に収束される磁場に応じて、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。以上より、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。そして、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹの強度に比例する磁場強度をそれぞれ感知する。
【００５３】
図８は、本実施形態に係る磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺを与えた場合の磁路の一例を示す。図８は、磁気センサ１００の上面図（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。また、図９は、図８に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線断面図（Ｙ軸方向で見た平面視）の一例を示す。図８及び図９に示す磁気センサ１００において、図１及び図２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【００５４】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、図８及び図９に示すように、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に曲げられ、第１磁気検知部２１０を通って第３磁気収束部材１１３に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に曲げられ、第３磁気検知部２３０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に曲げられ、第２磁気検知部２２０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に曲げられ、第３磁気収束部材１１３に収束され、そして放出される。
【００５５】
このように、第１磁気検知部２１０は、第３磁気収束部材１１３が収束する磁場のうち、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０は、第２磁気収束部材１１２が収束する磁場のうち、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２が収束する磁場のうち、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【００５６】
したがって、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。そして、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺの強度に比例する磁場強度をそれぞれ感知する。
【００５７】
以上の本実施形態の磁気センサ１００において、第１磁気収束部１１０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第１磁気収束部材１１１及び第２磁気収束部材１１２によるＬ字型の形状を有する。また同様に、第２磁気収束部１２０は、第３磁気収束部材１１３及び第４磁気収束部材１１４によるＬ字型の形状を有している。ここで、本実施形態において、Ｌ字型とは、Ｌ字形状の転置または鏡像も含む総称として用いている。
【００５８】
ここで、例えば、第１磁気収束部材１１１が、Ｙ軸方向から見て、第２磁気収束部材１１２の＋Ｘ軸方向側の端よりも＋Ｘ軸方向側に突出してもよい。即ち、第１磁気収束部１１０は、Ｔ字型の形状を有してもよい。この場合、第１磁気収束部材１１１が、第４磁気収束部材１１４の＋Ｘ軸方向側の端よりも突出していなければ、図４から図９に示す磁場の流れ方（磁路）と大きな差異は生じない。また、例えば、第１磁気収束部材１１１の＋Ｙ軸方向側の端に他の磁気収束部材が接続したとしても、図４から図９に示す磁場の流れ方と大きな差異は生じない。
【００５９】
図１０は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０が感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図１０に示す磁気センサ１００において、図１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【００６０】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【００６１】
このような磁気センサ１００は、第１磁気収束部１１０及び第２磁気収束部１２０を用いて、入力される磁場の方向を磁気検知部の感磁軸方向に変換する。即ち、磁気センサ１００は、磁場方向変換部として機能する第１磁気収束部１１０及び第２磁気収束部１２０を備える。言い換えると、磁気センサ１００は、第１方向（＋Ｘ軸方向）に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第１磁場成分と第１方向と逆方向の第２磁場成分とにそれぞれ変換し、第１方向と異なる第２方向（＋Ｙ軸方向）に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の第３磁場成分と第１方向と逆方向の第４磁場成分とにそれぞれ変換する磁場方向変換部を備える。また、当該磁場方向変換部は、第１方向及び第２方向と異なる第３方向（＋Ｚ軸方向）に磁場成分が入力された場合に、当該磁場成分を第１方向の磁場成分と第１方向と逆方向の磁場成分とにそれぞれ変換する。
【００６２】
この場合、第１磁気検知部２１０は、第１磁場成分及び第２磁場成分のうちの一方と、第３磁場成分及び第４磁場成分のうちの一方とを検知し、第２磁気検知部２２０は、第１磁場成分及び第２磁場成分のうちの他方と、第３磁場成分及び第４磁場成分のうちの他方とを検知してよい。この場合、第３磁気検知部２３０は、第１磁場成分及び第２磁場成分のうちの他方と、第３磁場成分及び第４磁場成分のうちの一方とを検知する。また、磁気センサ１００は、さらに、第１磁場成分及び第２磁場成分のうちの一方と、第３磁場成分及び第４磁場成分のうちの他方とを検知する第４磁気検知部を備えてもよい。なお、第４磁気検知部については後に説明する。
【００６３】
図１１は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。配線部１３０は、メタル配線でよい。配線部１３０は、一例として、絶縁層３０内部に形成され、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０に接続される。配線部１３０は、第２平面３４上に形成されてよく、これに代えて、絶縁層３０内の異なる平面に形成されてよい。配線部１３０は、異なる平面間を電気的に接続するように形成されてよい。配線部１３０は、第２平面３４上に形成されてよく、これに代えて、絶縁層３０内の異なる平面に形成されてよい。配線部１３０は、異なる平面間を電気的に接続するように形成されてよい。
【００６４】
配線部１３０は、図１１において矩形で示される端子に接続され、当該端子と磁気検知部とを電気的に接続する。より具体的には、配線部１３０は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と端子Ｓとをそれぞれ接続する。また、配線部１３０は、第１磁気検知部２１０と端子Ａ、第２磁気検知部２２０と端子Ｂ、及び第３磁気検知部２３０と端子Ｃを、それぞれ接続する。
【００６５】
端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及び端子Ｓは、金属で形成され、外部と電気的に接続され、外部と電気信号、電源電圧、及び／または基準電位等を授受する。端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及び端子Ｓは、第１平面３２に形成されてよく、これに代えて、絶縁層３０の内部に形成され、当該絶縁層３０の一部がエッチング等によって加工され、外部に露出するように形成されてもよい。端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及び端子Ｓは、配線部１３０の一部であってもよい。
【００６６】
端子Ａ−Ｓ間、Ｂ−Ｓ間、及びＣ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡ、ＲＢ、及びＲＣとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数１）
ＲＡ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数２）
ＲＢ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数３）
ＲＣ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
【００６７】
ここで、Ｒ０は磁場のない場合の磁気抵抗素子の抵抗値、ΔＲＸは＋Ｘ軸方向の磁場ＢＸに応じた抵抗変化量、ΔＲＹは＋Ｙ軸方向の磁場ＢＹに応じた抵抗変化量、ΔＲＺは＋Ｚ軸方向の磁場ＢＺに応じた抵抗変化量である。（数１）から（数３）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図１０に示したように、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０を横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【００６８】
（数３）−（数２）式、（数１）−（数２）式より、次式を得る。
（数４）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数５）
ＳＡＢ＝ＲＡ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ）
【００６９】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく、混在したままの出力信号として取り出せることが理解できる。つまり、本実施形態の磁気センサ１００は、少なくとも基板に垂直な磁場と平行な磁場とを混合した磁場を検知する。ここで、磁気センサ１００は、検知した結果から各磁場成分を分離することもできる。
【００７０】
例えば、（数５）式を算出することで、混合した各磁場成分から基板に平行な磁場成分を分離することができる。また、（数４）式から（数５）式を減算すれば、混合した各磁場成分から基板に垂直な磁場成分を分離することができる。また、（数３）式から（数１）式を減算しても、基板に垂直な磁場成分を分離することができる。
【００７１】
ここで、磁気センサ１００は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間に、磁気検知部が少なくとも１つ配置されていれば、基板に平行な磁場成分を取得することができる。磁気センサ１００は、例えば、第３磁気検知部２３０を省略して、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０を備えることで、（数１）及び（数２）式の出力信号を取得し、（数５）式に相当する出力信号を得ることができる。
【００７２】
また、磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０を省略して、第２磁気検知部２２０及び第３磁気検知部２３０を備えることで、（数２）及び（数３）式の出力信号を取得し、（数４）式に相当する出力信号を得ることができる。また、磁気センサ１００は、第２磁気検知部２２０を省略して、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０を備えることで、（数１）及び（数３）式の出力信号を取得し、減算することで基板に垂直な成分を取得することができる。
【００７３】
図１１において、配線部１３０は、メタル配線であることを説明したが、これに代えて、磁気検知部と同一材料の配線でもよく、また、両者の配線が混在してもよい。また、図１１に示すように、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０の一方の端子を電気的に１点に結合して端子Ｓに接続することは、出力端子数を減らすことができるので、より好ましい形態であるが、これに代えて、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０の一方の端子を各々出力端子に接続してもよい。
【００７４】
図１２は、本実施形態に係る磁気センサ１００に接続される回路構成の一例を示す。図１２において、磁気収束部の記載は省略する。
【００７５】
端子Ｓは、第１電位が与えられる。第１電位は、グラウンド電位でよい。また、端子Ａには第１定電流源３１０の一方の端子、端子Ｂには第２定電流源３１２の一方の端子、端子Ｃには第３定電流源３１４の一方の端子がそれぞれ電気的に接続される。また、第１定電流源３１０から第３定電流源３１４の他方の端子は、電気的に１点に結合されて、第２電位が与えられる。第２電位は、予め定められた電源電位でよい。
【００７６】
第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、一例として、各々に接続された端子Ａ、Ｂ、及びＣを通して、第１定電流源３１０から第３定電流源３１４で生成される予め定められた大きさＩＳの定電流がそれぞれ供給される。これにより、端子Ａ−Ｓ間に生じる電圧ＶＡＳは、ＶＡＳ＝ＩＳＲＡ＝ＩＳ（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）となり、（数１）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、端子Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間の各々に生じる電圧ＶＢＳ及びＶＣＳは、各々（数２）、（数３）式にＩＳを掛けた信号が得られる。
【００７７】
そして、電圧ＶＣＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＣＢは、ＶＣＢ＝ＶＣＳ−ＶＢＳ＝ＩＳＳＣＢ＝２ＩＳ（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）となり、（数４）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、電圧ＶＡＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＡＢは、（数５）式にＩＳを掛けた信号が得られる。
【００７８】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく、混在したままの出力信号を取り出すことができる。ここで、第３磁気検知部２３０を省略しても、図１１の説明と同様に、磁気センサ１００は、（数５）式にＩＳを掛けた信号を得ることができる。
【００７９】
図１２において、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０は、第１定電流源３１０から第３定電流源３１４が接続され、電流が供給される例を説明した。これに代えて、例えば、端子Ａ、Ｂ、及びＣの各々にスイッチを設け、共通の定電流源からスイッチを切替えて各々の磁気検知部に電流を供給してもよい。これにより、定電流源の個数を低減させることができる。
【００８０】
以上より、本実施形態の磁気センサ１００は、任意の方向の磁場（即ち、磁場のＸ、Ｙ、及びＺ軸成分の合成で表される入力磁場）に反応することが可能である。即ち、磁気センサ１００は、検出すべき磁場の方向に対応して配置することなく、任意の方向の磁場を検出することができるので、機器の設計の自由度を向上させ、機器のさらなる小型化や省スペース化を実現することができる。さらには、小型、低消費電力、高感度及び高精度で、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく混在したまま出力するようにした磁気センサを実現することができる。
【００８１】
図１３は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第２の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。また、図１４は、図１３に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図（Ｙ軸方向で見た平面視）の一例を示す。図１３及び図１４に示す磁気センサ１００において、図１及び図２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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】
図１３に示す第２の構成例の磁気センサ１００は、第１の構成例の磁気センサ１００と同様に、１つの第１磁気検知ユニット１０を備える。第１磁気検知ユニット１０は、基板平面２２に対して略平行な第２平面３４上に形成された第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０と、基板平面２２に対して略平行な第１平面３２上に形成された第１磁気収束部材１１１及び第２磁気収束部材１１２を有する第１磁気収束部１１０と、第３磁気収束部材１１３から第５磁気収束部材１１５を有する第２磁気収束部１２０と、を有する。つまり、第２の構成例の磁気センサ１００は、図１に示した第１の構成例の磁気センサ１００に、第５磁気収束部材１１５と、第４磁気検知部２４０とをさらに備える。
【００８３】
第２磁気収束部１２０は、第４磁気収束部材１１４の第１方向の正側の端部に接続されて第２方向の正側に延伸する第５磁気収束部材１１５をさらに備える。第５磁気収束部材１１５は、第３磁気収束部材１１３と第５磁気収束部材１１５とで第２磁気収束部材１１２を挟むように配置される。即ち、第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２と第５磁気収束部材との間に配置されることになる。第５磁気収束部材１１５は、第１磁気収束部材１１１から第４磁気収束部材１１４と同様の材料で形成されてよい。
【００８４】
第２磁気収束部材１１２、第３磁気収束部材１１３、及び第５磁気収束部材１１５は、互いにＹ軸方向に略平行となるように、第３磁気収束部材１１３、第２磁気収束部材１１２、第５磁気収束部材１１５の順で−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側に並び、Ｚ軸方向から見た平面視で、隣り合う２つの一方に対して他方が長手方向（Ｙ軸方向）にずれて配置される。別の言い方をすれば、第２磁気収束部材１１２、第３磁気収束部材１１３、及び第５磁気収束部材１１５は、Ｙ軸方向に延伸し、第３磁気収束部材１１３及び第５磁気収束部材１１５の−Ｙ軸方向側の端が、第２磁気収束部材１１２の−Ｙ軸方向側の端よりも−Ｙ軸方向に突出するように配置される。また、第２磁気収束部材１１２の＋Ｙ軸方向側の端が、第３磁気収束部材１１３及び第５磁気収束部材１１５の＋Ｙ軸方向側の端よりも＋Ｙ軸方向側に突出するように配置される。
【００８５】
第５磁気収束部材１１５は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３と同様に、Ｚ軸方向に厚さをもち、第１平面３２に重なる（交差する、或いは、接する）。また、第５磁気収束部材１１５は、磁気収束部材の形状がＹ軸方向に長手方向をもった矩形であり、Ｙ軸方向に平行な向きに配置される。第５磁気収束部材１１５の形状は、矩形に限らず、Ｙ軸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。また、図１３において、第５磁気収束部材１１５は、Ｙ軸方向に平行な長辺が第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３と略同一の長さを有する例を示すが、これに代えて、各々の長辺が異なる長さであってもよい。
【００８６】
また、第５磁気収束部材１１５は、Ｘ軸方向に平行な各々の短辺が第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３と同一の長さを有する例を示すが、各々の短辺が異なる長さであってもよい。また、第５磁気収束部材１１５は、底面が第１平面３２に接するように配置される例を示すが、底面の一部が第１平面３２に交差するように配置されてもよい。また、第２磁気収束部材１１２、第３磁気収束部材１１３、及び第５磁気収束部材１１５のＺ軸方向の厚さを略同一にした例を示すが、これに代えて、各々の厚さが不揃いであってもよい。
【００８７】
第４磁気検知部２４０は、第２磁気収束部材１１２と第５磁気収束部材１１５との間に配置される。ここで、第２磁気検知部２２０は、第５磁気収束部材１１５よりも第２磁気収束部材１１２までの距離が小さく、第４磁気検知部２４０は、第２磁気収束部材１１２よりも第５磁気収束部材１１５までの距離が小さく配置される。
【００８８】
第４磁気検知部２４０は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と同様に、基板平面２２に対して平行なＸ軸方向の磁場を感知する感磁軸を有しており、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の磁場には感知しない。第４磁気検知部２４０は、第２平面３４上に配置され、Ｘ軸方向の磁場にのみ感知するように形成される。別の言い方をすると、第４磁気検知部２４０は、磁気収束部等の無い状態でＸ軸方向に感磁軸を有する。第４磁気検知部２４０は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と同様の材料で形成されてよい。また、第４磁気検知部２４０は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と同様に、＋Ｘ軸方向の磁場が入力すると、抵抗値が増加し、−Ｘ軸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る。
【００８９】
また、第４磁気検知部２４０は、平板状であることが好ましい。第２平面３４に重なる第４磁気検知部２４０の形状は、Ｚ軸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、これに代えて、例えば、四角形、正方形、平行四辺形、台形、三角形、多角形、円形、楕円形のいずれであってもよい。第４磁気検知部２４０は、Ｙ軸方向に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メタル配線等で接続される。言い換えると、例えば、第４磁気検知部２４０は、単一の磁気検知部に限らず、２つ以上の磁気検知部をメタル配線で直列に接続して形成されてもよい。
【００９０】
また、第４磁気検知部２４０は、底面が第２平面３４に接するように配置されているが、底面の一部が第２平面３４に交差するように配置されてもよい。また、図１４において、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０のＺ軸方向の厚さを略同一に示しているが、これに代えて、各々の厚さが不揃いであってもよい。
【００９１】
Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２の形状及び第５磁気収束部材１１５の形状が、互いに最も近くなる辺の中間となる線を仮想中線Ｄ−Ｄとすると、第２磁気検知部２２０は、仮想中線Ｄ−Ｄよりも、第２磁気収束部材１１２寄りに在るように配置される。また、第４磁気検知部２４０は、仮想中線Ｄ−Ｄよりも、第５磁気収束部材１１５寄りに在るように配置される。また、第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０は、第２磁気収束部材１１２のＹ軸方向に平行な中線に対して、第３磁気検知部２３０及び第１磁気検知部２１０と線対称な位置に配置されることが好ましい。
【００９２】
第４磁気検知部２４０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第５磁気収束部材１１５の長手方向に沿った端辺に近接して配置される。より好ましくは、第４磁気検知部２４０の長辺方向に沿った一部分が、第５磁気収束部材１１５に覆われる。つまり、第４磁気検知部２４０と第５磁気収束部材１１５とが、Ｚ軸方向から見た平面視で、少なくとも一部が重なり合ってよい。
【００９３】
ここで、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間において、Ｙ軸方向に直交する平面が、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５のいずれにも交差するＹ軸方向に沿った範囲を、範囲Ｒ２とする。即ち、第１方向から見て、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５が重なるＹ軸方向の範囲を範囲Ｒ２とする。
【００９４】
第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０のそれぞれは、第１方向から見て、当該範囲Ｒ２内に少なくとも一部が配置され、当該範囲Ｒ２にある磁気検知部でＸ軸方向の磁場を感知することが好ましい。より好ましくは、第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０の全てが、Ｙ軸方向に沿った範囲Ｒ２内に配置される。図１３は、第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０が範囲Ｒ２内に配列され、同一形状で形成される例を示す。
【００９５】
また、図１３は、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０が範囲Ｒ１内に配列され、同一形状で形成される例を示す。より好ましくは、範囲Ｒ１及び範囲Ｒ２が略同一の範囲であり、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０が範囲Ｒ１及びＲ２内に配列され、同一形状で形成される。
【００９６】
図１５は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０が感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図１５に示す磁気センサ１００において、図１３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。また、第２の構成例の磁気センサ１００は、第１の構成例の磁気センサ１００が第５磁気収束部材１１５及び第４磁気検知部２４０を備えた構成なので、磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の磁路は、図４から図９とほぼ同じであり、略同一の動作については説明を省略する。
【００９７】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸは、−Ｘ軸方向に突出した第１磁気収束部材１１１に収束される。第１磁気収束部材１１１に収束された磁場は、第１磁気収束部材１１１に連結した第２磁気収束部材１１２を通って、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第３磁気検知部２３０と第１磁気検知部２１０とを通って、第３磁気収束部材１１３に捕獲される。さらに、第３磁気収束部材１１３に捕獲される磁場は、第３磁気収束部材１１３に連結した第４磁気収束部材１１４を通って放出される。
【００９８】
また、第２磁気収束部材１１２から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間にある第２磁気検知部２２０と第４磁気検知部２４０とを通って、第５磁気収束部材１１５に捕獲され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０は、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【００９９】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、−Ｙ軸方向に突出した第２磁気収束部１２０の第３磁気収束部材１１３及び第５磁気収束部材１１５にそれぞれ収束される。第３磁気収束部材１１３に収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される。第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第１磁気検知部２１０と第３磁気検知部２３０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。
【０１００】
また、第５磁気収束部材１１５に収束された磁場は、第５磁気収束部材１１５から−Ｘ軸方向に放出される。第５磁気収束部材１１５から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間にある第４磁気検知部２４０と第２磁気検知部２２０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。第２磁気収束部材１１２に捕獲される磁場は、第２磁気収束部材１１２に連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。
【０１０１】
このように、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０は、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第３磁気検知部２３０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０及び第４磁気検知部２４０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１０２】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１磁気検知部２１０を通って第３磁気収束部材１１３に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第３磁気検知部２３０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第２磁気検知部２２０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第４磁気検知部２４０を通って第５磁気収束部材１１５に収束され、そして放出される。
【０１０３】
このように、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０は、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０及び第４磁気検知部２４０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１０４】
図１６は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。図１６に示す磁気センサ１００において、図１１、図１３、及び図１５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１０５】
配線部１３０は、第１磁気検知部２１０から第３磁気検知部２３０と同様に、第４磁気検知部２４０と端子Ｓとを電気的に接続する。また、配線部１３０は、第４磁気検知部２４０と端子Ｄとを電気的に接続する。端子Ｄは、端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及び端子Ｓと同様に、略同一の平面に略同一の材料で形成されてよい。
【０１０６】
端子Ａ−Ｓ間、Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間、及びＤ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、及びＲＤとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数６）
ＲＡ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数７）
ＲＢ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数８）
ＲＣ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数９）
ＲＤ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
【０１０７】
（数６）から（数９）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図１５に示したように、第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０を横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０１０８】
（数８）−（数７）式、及び（数６）−（数９）式より、次式を得る。
（数１０）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数１１）
ＳＡＤ＝ＲＡ−ＲＤ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
【０１０９】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく混在したままの出力信号が取り出せることが理解できる。つまり、第２の構成例の磁気センサ１００は、少なくとも基板に垂直な磁場と平行な磁場とを混合して各磁場成分を分離可能な状態で検知できる。そして、（数１０）と（数１１）式を加算すれば、混合した各磁場成分から基板に平行な磁場成分を分離でき、（数１０）から（数１１）式を減算すれば、混合した各磁場成分から基板に垂直な磁場成分を分離できる。
【０１１０】
また、磁気センサ１００は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間と、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間に、それぞれ磁気検知部が少なくとも１つ配置した構成にしてもよい。例えば、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間に、第１磁気検知部２１０を設ければ、（数６）式の出力信号が得られ、さらに第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間に、第４磁気検知部２４０を設ければ、（数９）式の出力信号が得られ、（数１１）式に相当する出力信号を得ることができる。同様に、磁気センサ１００は、第２磁気検知部２２０及び第３磁気検知部２３０を設けることで、（数７）及び（数８）式の出力信号を取得し、（数１０）式に相当する出力信号を得ることができる。
【０１１１】
磁気センサ１００は、図１２の説明と同様に、端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及び端子Ｓに回路が接続される。より具体的には、端子Ｓは、第１電位が与えられる。また、出力端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ対応する定電流源の一方の端子に各々に接続される。また、対応するそれぞれの定電流源の他方の端子は、電気的に１点に結合されて、第２電位が与えられる。この場合において、定電流源とスイッチを組み合わせて、定電流源の数を低減させてもよい。
【０１１２】
第１磁気検知部２１０から第４磁気検知部２４０は、一例として、各々に接続された端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤを通して、対応する定電流源で生成される予め定められた大きさＩＳの定電流がそれぞれ供給される。これにより、例えば、出力端子Ａ−Ｓ間に生じる電圧ＶＡＳは、ＶＡＳ＝ＩＳＲＡ＝ＩＳ（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）となり、（数６）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、出力端子Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間、及びＤ−Ｓ間の各々に生じる電圧ＶＢＳ、ＶＣＳ、及びＶＤＳは、各々（数７）、（数８）、及び（数９）式にＩＳを掛けた信号として得られる。
【０１１３】
そして、電圧ＶＣＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＣＢは、ＶＣＢ＝ＶＣＳ−ＶＢＳ＝ＩＳＳＣＢ＝２ＩＳ（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）となり、（数１０）式にＩＳを掛けた信号として得られる。同様に、電圧ＶＡＳと電圧ＶＤＳとで得られる差分電圧ＶＡＤは、（数１１）式にＩＳを掛けた信号として得られる。
【０１１４】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく混在したままの出力信号を取り出すことができる。ここで、第２磁気検知部２２０及び第３磁気検知部２３０を省略しても、磁気センサ１００は、（数１１）式にＩＳを掛けた信号を得ることができる。また、第１磁気検知部２１０及び第４磁気検知部２４０を省略しても、磁気センサ１００は、（数１０）式にＩＳを掛けた信号を得ることができる。
【０１１５】
図１７は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第３の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。図１８は、図１７に示す磁気センサ１００のＡ−Ａ線の断面図（Ｙ軸方向で見た平面視）の一例を示す。図１７及び図１８に示す磁気センサ１００において、図１及び図２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１１６】
第３の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気収束部材１１１の第１方向の負側の端部で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂをさらに備える。即ち、図１及び図２で説明した第１磁気検知ユニット１０を、図１７において、第１磁気検知ユニット１０ａとして示し、当該第１磁気検知ユニット１０ａの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｂを示す。
【０１１７】
第３の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの３つの磁気検知部と、当該３つの磁気検知部に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの３つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの磁気収束部材と、を備える。
【０１１８】
なお、図１７において、第１磁気収束部材１１１は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂにおいて境界がなく、共通の磁気収束部材として形成される例を示す。即ち、第１磁気収束部１１０は、共通の第１磁気収束部材１１１と、第１磁気検知ユニット１０ａ側に配置される第２磁気収束部材１１２ａと、第２磁気検知ユニット１０ｂ側に配置される第７磁気収束部材１１２ｂと、を有する。
【０１１９】
また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａは、第３磁気収束部材１１３ａ及び第４磁気収束部材１１４ａを有し、当該第２磁気収束部１２０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの第４磁気収束部１２０ｂは、第８磁気収束部材１１３ｂ及び第９磁気収束部材１１４ｂを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａは、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａを有し、第１磁気検知ユニット１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂは、第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂを備える。第３の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０１２０】
第１磁気検知ユニット１０ａは、図１で説明した第１磁気検知ユニット１０と略同一の配置パターンであるので、説明は省略する。第２磁気検知ユニット１０ｂの配置パターンは、第１磁気検知ユニット１０ａと等距離に位置する点Ｑを含む基板平面に垂直なＹＺ平面に、面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂは、予め定められた距離だけ離間され、第１平面３２及び第２平面３４に配置される。第２磁気検知ユニット１０ｂが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０１２１】
図１９は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図１９に示す磁気センサ１００において、図１７に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１２２】
また、第３の構成例の磁気センサ１００のうち、第１磁気検知ユニット１０ａは、第１の構成例の磁気センサ１００の第１磁気検知ユニット１０と略同一の構成なので、磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の磁路も、図４から図９と同様となる。第２磁気検知ユニット１０ｂに磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の磁路は、次に説明する。
【０１２３】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は、−Ｘ軸方向に突出した第４磁気収束部１２０ｂの第９磁気収束部材１１４ｂに収束される。第９磁気収束部材１１４ｂに収束された磁場は、第９磁気収束部材１１４ｂに連結した第８磁気収束部材１１３ｂを通って、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０１２４】
また、磁場ＢＸの一部は、＋Ｘ軸方向に進んで第６磁気検知部２２０ｂを通り、第７磁気検知部１１２ｂに捕獲される。第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第１磁気収束部材１１１と、第１磁気収束部材１１１に連結した第２磁気収束部材１１２ａとを通って、第２磁気収束部材１１２ａから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。第２磁気収束部材１１２ａから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間にある第３磁気検知部２３０ａと第１磁気検知部２１０ａとを通って、第３磁気収束部材１１３ａに捕獲される。
【０１２５】
第３磁気収束部材１１３ａに捕獲される磁場は、第３磁気収束部材１１３ａに連結した第４磁気収束部材１１４ａを通って放出される。また、第２磁気収束部材１１２ａから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気検知部２２０ａを通り抜ける。このように、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａ及び第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１２６】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ及び第６磁気検知部２２０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１２７】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第２磁気収束部１２０ａの第３磁気収束部材１１３ａに収束される。第３磁気収束部材１１３ａに収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３ａから＋Ｘ軸方向に放出される。第３磁気収束部材１１３ａから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間にある第１磁気検知部２１０ａと第３磁気検知部２３０ａとを通って、第２磁気収束部材１１２ａに捕獲される。また、磁場ＢＹの一部は、−Ｘ軸方向に第２磁気検知部２２０ａを通って第２磁気収束部材１１２ａに捕獲される。第２磁気収束部材１１２ａに捕獲される磁場は、第２磁気収束部材１１２ａに連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。
【０１２８】
同様に、磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第４磁気収束部１２０ｂの第８磁気収束部材１１３ｂに収束される。第８磁気収束部材１１３ｂに収束された磁場は、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０１２９】
また、磁場ＢＹの一部は、＋Ｘ軸方向に第６磁気検知部２２０ｂを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａ及び第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１３０】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、及び第６磁気検知部２２０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１３１】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１磁気検知部２１０ａを通って第３磁気収束部材１１３ａに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第２磁気検知部２２０ａを通って第２磁気収束部材１１２ａに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第３磁気検知部２３０ａを通って第２磁気収束部材１１２ａに収束され、そして放出される。
【０１３２】
また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第５磁気検知部２１０ｂを通って第８磁気収束部材１１３ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第６磁気検知部２２０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第７磁気検知部２３０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａ及び第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１３３】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第６磁気検知部２２０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１３４】
図２０は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。図２０に示す磁気センサ１００において、図１１、図１７、及び図１９に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１３５】
配線部１３０は、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａと同様に、第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂを端子Ｓにそれぞれ接続する。また、配線部１３０は、第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂと、端子Ｅ、Ｆ、及びＧとを１対１に対応させてそれぞれ電気的に接続する。端子Ｅ、Ｆ、及びＧは、端子Ａ、Ｂ、Ｃ、及び端子Ｓと同様に、略同一の平面に略同一の材料で形成されてよい。
【０１３６】
端子Ａ−Ｓ間、Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間、Ｅ−Ｓ間、Ｆ−Ｓ間、及びＧ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡ、ＲＢ、ＲＣ、ＲＥ、ＲＦ、ＲＧとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数１２）
ＲＡ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数１３）
ＲＢ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数１４）
ＲＣ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数１５）
ＲＥ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数１６）
ＲＦ＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数１７）
ＲＧ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
【０１３７】
（数１２）から（数１７）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図１９に示したように、第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａ及び第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂを横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０１３８】
（数１４）−（数１３）式、（数１２）−（数１３）式、（数１７）−（数１６）式、及び（数１５）−（数１６）式より、次式を得る。
（数１８）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数１９）
ＳＡＢ＝ＲＡ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ）
（数２０）
ＳＧＦ＝ＲＧ−ＲＦ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数２１）
ＳＥＦ＝ＲＥ−ＲＦ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ）
【０１３９】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく混在したままの出力信号が取り出せることが理解できる。つまり、第３の構成例の磁気センサ１００は、少なくとも基板に垂直な磁場と平行な磁場とを混合して各磁場成分を分離可能な状態で検知できる。そして、（数１９）または（数２１）式より、混合した各磁場成分から基板に平行な磁場成分を分離でき、（数１８）から（数１９）式を減算、または、（数２０）から（数２１）式を減算することで、混合した各磁場成分から基板に垂直な磁場成分を分離できる。
【０１４０】
また、磁気センサ１００は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間と、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間の少なくとも一方において、磁気検知部を１つに配置した構成にしてもよい。例えば、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間に、第３磁気検知部２３０ａを設ければ、（数１４）式の出力信号が得られ、さらに第２磁気検知部２２０ａを設ければ、（数１８）式の出力信号が得られる。
【０１４１】
なお、さらに、（数１８）−（数１９）式、−（数２０）＋（数２１）式、−（数１９）−（数２１）式、及び（数１９）−（数２１）式を計算することにより、次式を得る。
（数２２）
２ΔＲＺ＝ＳＣＢ−ＳＡＢ
（数２３）
２ΔＲＺ＝−ＳＧＦ＋ＳＥＦ
（数２４）
４ΔＲＸ＝−ＳＡＢ−ＳＥＦ
（数２５）
４ΔＲＹ＝ＳＡＢ−ＳＥＦ
【０１４２】
このように、各軸の磁場に応じた抵抗変化量に相当する出力信号が取り出せることが理解できる。この場合、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間と、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間と、のいずれか一方に、磁気検知部を２つ以上配置することによって、（数２２）と（数２４）と（数２５）式、または（数２３）と（数２４）と（数２５）式のいずれか一方を取得することができる。なお、ここで得た各軸の磁場に応じた抵抗変化量に相当する出力信号を取得する式の展開は、一例であって、この限りではない。
【０１４３】
磁気センサ１００は、図１２の説明と同様に、端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、及び端子Ｓに回路が接続される。より具体的には、端子Ｓは、第１電位が与えられる。また、端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、及びＧは、それぞれ対応する定電流源の一方の端子に各々に接続される。また、対応するそれぞれの定電流源の他方の端子は、電気的に１点に結合されて、第２電位が与えられる。この場合において、定電流源とスイッチを組み合わせることで、定電流源の数を低減させてもよい。
【０１４４】
第１磁気検知部２１０ａから第３磁気検知部２３０ａ及び第５磁気検知部２１０ｂから第７磁気検知部２３０ｂは、一例として、各々に接続された端子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、及びＧを通して、対応する定電流源で生成される予め定められた大きさＩＳの定電流がそれぞれ供給される。これにより、例えば、端子Ａ−Ｓ間に生じる電圧ＶＡＳは、ＶＡＳ＝ＩＳＲＡ＝ＩＳ（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）となり、（数１２）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、端子Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間、Ｅ−Ｓ間、Ｆ−Ｓ間、及びＧ−Ｓ間の各々に生じる電圧ＶＢＳ、ＶＣＳ、ＶＥＳ、ＶＦＳ、及びＶＧＳは、各々（数１３）から（数１７）式にＩＳを掛けた信号が得られる。
【０１４５】
また、電圧ＶＣＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＣＢは、ＶＣＢ＝ＶＣＳ−ＶＢＳ＝ＩＳＳＣＢ＝２ＩＳ（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）となり、（数１８）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、電圧ＶＡＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＡＢと、電圧ＶＧＳと電圧ＶＦＳとで得られる差分電圧ＶＧＦと、電圧ＶＥＳと電圧ＶＦＳとで得られる差分電圧ＶＥＦと、は、各々（数１９）、（数２０）、及び（数２１）式にＩＳを掛けた信号として得られる。
【０１４６】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を分離することなく混在したままの出力信号を取り出すことができる。ここで、磁気センサ１００は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間と、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間の少なくとも一方において、磁気検知部を１つに配置した構成にしてもよい。例えば、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間に、第３磁気検知部２３０ａを設ければ、（数１４）式にＩＳを掛けた出力信号が得られ、さらに第２磁気検知部２２０ａを設ければ、（数１８）式にＩＳを掛けた出力信号が得られる。
【０１４７】
図２１は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第４の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。図２１に示す磁気センサ１００において、図１及び図１３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１４８】
第４の構成例の磁気センサ１００は、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気収束部材１１１の第１方向の負側の端部で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂをさらに備える。即ち、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０を、図２１において、第１磁気検知ユニット１０ａとして示し、当該第１磁気検知ユニット１０ａの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｂを示す。
【０１４９】
第４の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの４つの磁気検知部と、当該４つの磁気検知部に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの４つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの磁気収束部材と、を備える。
【０１５０】
なお、図２１において、第１磁気収束部材１１１は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂにおいて境界がなく、共通の磁気収束部材として形成される例を示す。即ち、第１磁気収束部１１０は、共通の第１磁気収束部材１１１と、第１磁気検知ユニット１０ａ側に配置される第２磁気収束部材１１２ａと、第２磁気検知ユニット１０ｂ側に配置される第７磁気収束部材１１２ｂと、を有する。
【０１５１】
また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａは、第３磁気収束部材１１３ａから第５磁気収束部材１１５ａを有し、当該第２磁気収束部１２０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの第４磁気収束部１２０ｂは、第８磁気収束部材１１３ｂから第１０磁気収束部材１１５ｂを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａは、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａを有し、第１磁気検知ユニット１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂは、第５磁気検知部２１０ｂから第８磁気検知部２４０ｂを備える。第４の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０１５２】
第１磁気検知ユニット１０ａは、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０と略同一の配置パターンであるので、説明は省略する。第２磁気検知ユニット１０ｂの配置パターンは、第１磁気検知ユニット１０ａと等距離に位置する点Ｑを含む基板平面に垂直なＹＺ平面に、面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂは、予め定められた距離だけ離間され、第１平面３２及び第２平面３４に配置される。第２磁気検知ユニット１０ｂが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０１５３】
図２２は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図２２に示す磁気センサ１００において、図２１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１５４】
また、第４の構成例の磁気センサ１００のうち、第１磁気検知ユニット１０ａは、第２の構成例の磁気センサ１００の第１磁気検知ユニット１０と略同一の構成なので、磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の各磁気検知部が感知するＸ軸方向の磁場も、図１５と同様となる。第２磁気検知ユニット１０ｂにおける磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の各磁気検知部が感知するＸ軸方向の磁場を、次に説明する。
【０１５５】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸは、−Ｘ軸方向の端にある第４磁気収束部１２０ｂの第１０磁気収束部材１１５ｂに収束される。第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場の一部は、第１０磁気収束部材１１５ｂに連結した第９磁気収束部材１１４ｂと、第９磁気収束部材１１４ｂに連結した第８磁気収束部材１１３ｂとを通って、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。
【０１５６】
第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。また、第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場の一部は、第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向にも放出される。第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂの間にある第８磁気検知部２４０ｂと第６磁気検知部２２０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０１５７】
また、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第１磁気収束部材１１１と、第１磁気収束部材１１１に連結した第２磁気収束部材１１２ａとを通って、第２磁気収束部材１１２ａから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。第２磁気収束部材１１２ａから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第３磁気収束部材１１３ａの間にある第３磁気検知部２３０ａと第１磁気検知部２１０ａとを通って、第３磁気収束部材１１３ａに捕獲される。さらに、第３磁気収束部材１１３ａに捕獲される磁場は、第３磁気収束部材１１３ａに連結した第４磁気収束部材１１４ａを通って放出される。
【０１５８】
また、第２磁気収束部材１１２ａから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２ａ及び第５磁気収束部材１１５ａの間にある第２磁気検知部２２０ａと第４磁気検知部２４０ａとを通って、第５磁気収束部材１１５ａに捕獲され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１５９】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１６０】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第２磁気収束部１２０ａの第３磁気収束部材１１３ａ及び第５磁気収束部材１１５ａにそれぞれ収束される。第３磁気収束部材１１３ａ及び第５磁気収束部材１１５ａにそれぞれ収束された後の磁場については、図１５で説明したのでここでは省略する。
【０１６１】
また、磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第４磁気収束部１２０ｂの第８磁気収束部材１１３ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂにそれぞれ収束される。第８磁気収束部材１１３ｂに収束された磁場は、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０１６２】
また、第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場は、第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される。第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂとの間にある第８磁気検知部２４０ｂと第６磁気検知部２２０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。さらに、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。
【０１６３】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１６４】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１磁気検知部２１０ａを通って第３磁気収束部材１１３ａに収束され、そして放出される。このように、第２から第４磁気検知部２４０ａを通る磁場ＢＺについては、図１５で説明したのでここでは省略する。
【０１６５】
また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第５磁気検知部２１０ｂを通って第８磁気収束部材１１３ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第６磁気検知部２２０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第７磁気検知部２３０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第８磁気検知部２４０ｂを通って第１０磁気収束部材１１５ｂに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１６６】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第６磁気検知部２２０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１６７】
図２３は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。図２３に示す磁気センサ１００において、図１６、図２１、及び図２２に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１６８】
配線部１３０は、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａと同様に、第５磁気検知部２１０ｂから第８磁気検知部２４０ｂを端子Ｓにそれぞれ接続する。また、配線部１３０は、第５磁気検知部２１０ｂから第８磁気検知部２４０ｂと、端子Ｅから端子Ｈとを１対１に対応させてそれぞれ電気的に接続する。端子Ｅから端子Ｈは、端子Ａから端子Ｄ、及び端子Ｓと同様に、略同一の平面に略同一の材料で形成されてよい。
【０１６９】
端子Ａ−Ｓ間からＨ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡからＲＨとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数２６）
ＲＡ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数２７）
ＲＢ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数２８）
ＲＣ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数２９）
ＲＤ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数３０）
ＲＥ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数３１）
ＲＦ＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数３２）
ＲＧ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数３３）
ＲＨ＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
【０１７０】
（数２６）から（数３３）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図２２に示したように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂを横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０１７１】
（数２８）−（数２７）式、（数２６）−（数２９）式、（数３２）−（数３１）式、及び（数３０）−（数３３）式より、次式を得る。
（数３４）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数３５）
ＳＡＤ＝ＲＡ−ＲＤ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数３６）
ＳＧＦ＝ＲＧ−ＲＦ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数３７）
ＳＥＨ＝ＲＥ−ＲＨ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
【０１７２】
さらに、−（数３４）−（数３５）−（数３６）−（数３７）式、（数３４）＋（数３５）−（数３６）−（数３７）式、及び（数３４）−（数３５）−（数３６）＋（数３７）式より、次式を得る。
（数３８）
８ΔＲＸ＝−ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＧＦ−ＳＥＨ
（数３９）
８ΔＲＹ＝ＳＣＢ＋ＳＡＤ−ＳＧＦ−ＳＥＨ
（数４０）
８ΔＲＺ＝ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＧＦ＋ＳＥＨ
【０１７３】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号をそれぞれ取得することができる。即ち、各磁気抵抗に関する連立方程式を解くことで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々が求まる。ここに記した連立方程式の展開は、一例であり、この限りではない。
【０１７４】
磁気センサ１００は、図１２の説明と同様に、端子Ａから端子Ｈ、及び端子Ｓに回路が接続される。より具体的には、端子Ｓは、第１電位が与えられる。また、端子Ａから端子Ｈは、それぞれ対応する定電流源の一方の端子に各々に接続される。また、対応するそれぞれの定電流源の他方の端子は、電気的に１点に結合されて、第２電位が与えられる。この場合において、定電流源とスイッチを組み合わせることで、定電流源の数を低減させてもよい。
【０１７５】
第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、一例として、各々に接続された端子Ａから端子Ｈを通して、対応する定電流源で生成される予め定められた大きさＩＳの定電流がそれぞれ供給される。これにより、例えば、端子Ａ−Ｓ間に生じる電圧ＶＡＳは、ＶＡＳ＝ＩＳＲＡ＝ＩＳ（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）となり、（数２６）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、端子Ｂ−Ｓ間からＨ−Ｓ間の各々に生じる電圧ＶＢＳからＶＨＳは、各々（数２７）から（数３３）式にＩＳを掛けた信号が得られる。
【０１７６】
また、電圧ＶＣＳと電圧ＶＢＳとで得られる差分電圧ＶＣＢは、ＶＣＢ＝ＶＣＳ−ＶＢＳ＝ＩＳＳＣＢ＝２ＩＳ（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）となり、（数３４）式にＩＳを掛けた信号が得られる。同様に、（数３５）から（数３７）式にＩＳを掛けた信号も得ることができる。また、（数３８）から（数４０）式にＩＳを掛けた信号も得ることができるので、Ｘ軸方向の出力信号ΔＲＸは、８ΔＲＸ＝（−ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＧＦ−ＶＥＨ）／ＩＳとして得ることができる。同様に、Ｙ軸方向の出力信号ΔＲＹは、８ΔＲＹ＝（ＶＣＢ＋ＶＡＤ−ＶＧＦ−ＶＥＨ）／ＩＳとして、Ｚ軸方向の出力信号ΔＲＺは、８ΔＲＺ＝（ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＧＦ＋ＶＥＨ）／ＩＳとして、得ることができる。
【０１７７】
ここで、差分電圧ＶＣＢ、ＶＡＤ、ＶＧＦ、及びＶＥＨは、言い換えると、各々、端子Ｃ−Ｂ間、Ａ−Ｄ間、Ｇ−Ｆ間、Ｅ−Ｈ間に生じる電圧である。つまり、端子Ｃ−Ｂ間、Ａ−Ｄ間、Ｇ−Ｆ間、Ｅ−Ｈ間に生じる電圧を直接測定することで、（数３４）から（数３７）式にＩＳを掛けた信号を取り出して、各軸の出力信号を得ることができる。以上のΔＲＸ、ΔＲＹ、ΔＲＺの求め方は一例であり、磁気検知部の抵抗値に関する連立方程式の立て方や解き方を限定するものではない。
【０１７８】
図２４は、本実施形態に係る磁気センサ１００に算出部３００が接続された一例を示す。図２４に示す磁気センサ１００において、図２３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１７９】
算出部３００は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向の磁場成分と第２方向の磁場成分とを算出する。また、算出部３００は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分をさらに算出する。算出部３００は、信号取得部３２０と、演算部３３０と、加減算部３４０とを備える。
【０１８０】
信号取得部３２０は、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂの信号出力を取得する。信号取得部３２０は、一例として、磁気センサ１００が有する磁気検知部の数に対応して複数設けられ、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂにそれぞれ接続される。信号取得部３２０は、外部の定電流源から各磁気検知部に供給される定電流ＩＳに応じて、対応する磁気検知部が出力する信号出力を取得する。これに代えて、信号取得部３２０は、定電流源を有し、当該定電流源から供給する定電流ＩＳに応じて、対応する磁気検知部が出力する信号出力を取得してもよい。信号取得部３２０は、取得した信号出力を演算部３３０に供給する。
【０１８１】
演算部３３０は、信号取得部３２０から受け取った信号出力を演算する。図２４において、演算部３３０は、２つの信号取得部３２０に接続され、受け取った２つの信号出力を減算する。より具体的には、演算部３３０ＣＢは、信号取得部３２０Ｃ及び信号取得部３２０Ｂに接続され、受け取った信号出力（ＶＣＳ及びＶＢＳ）を減算して信号ＶＣＢ（＝ＶＣＳ−ＶＢＳ）を算出する。演算部３３０ＣＢは、算出した信号ＶＣＢを電流値ＩＳで除算して、（数３４）式に相当する信号ＳＣＢを算出してよい。演算部３３０ＣＢは、算出した信号ＳＣＢ（または信号ＶＣＢ）を加減算部３４０に供給する。
【０１８２】
同様に、演算部３３０ＡＤ、演算部３３０ＧＦ、及び演算部３３０ＥＨは、対応する２つの信号取得部３２０に接続され、受け取った２つの信号出力に基づき、算出した信号ＳＡＤ、ＳＧＦ、及びＳＥＨを加減算部３４０に供給する。即ち、演算部３３０は、（数３４）から（数３７）式に相当する信号を演算する。
【０１８３】
加減算部３４０は、演算部３３０に接続され、受け取った信号を加減算して第１方向から第３方向の磁場成分を算出して出力する。加減算部３４０は、信号ＳＣＢ、ＳＡＤ、ＳＧＦ、及びＳＥＨを用いて、（数３８）から（数４０）式に相当する演算を実行して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。
【０１８４】
以上の本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知し、センサ全体の消費電流を低減することができる。また、磁気センサ１００は、一方向に感磁軸を有する磁気検知部を用いて、小型で高分解能な３次元磁気センサを実現することができる。
【０１８５】
図２５は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第５の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。図２１に示す磁気センサ１００において、図１及び図１３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１８６】
第５の構成例の磁気センサ１００は、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気収束部材１１１または第１磁気収束部材１１１よりも第２方向の正側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｃをさらに備える。即ち、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０を、図２５において、第１磁気検知ユニット１０ａとして示し、当該第１磁気検知ユニット１０ａの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｃを示す。
【０１８７】
第５の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの４つの磁気検知部と、当該４つの磁気検知部に対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの４つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの磁気収束部材と、を備える。
【０１８８】
第１磁気検知ユニット１０ａの第１磁気収束部１１０ａは、第１磁気収束部材１１１ａ及び第２磁気収束部材１１２ａを有し、当該第１磁気収束部１１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの第５磁気収束部１１０ｃは、第１１磁気収束部材１１１ｃ及び第１２磁気収束部材１１２ｃを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａは、第３磁気収束部材１１３ａから第５磁気収束部材１１５ａを有し、当該第２磁気収束部１２０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの第６磁気収束部１２０ｃは、第１３磁気収束部材１１３ｃから第１５磁気収束部材１１５ｃを有する。
【０１８９】
また、第１磁気検知ユニット１０ａは、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａを有し、第１磁気検知ユニット１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｃは、第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃを備える。第５の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０１９０】
第１磁気検知ユニット１０ａは、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０と略同一の配置パターンであるので、説明は省略する。第２磁気検知ユニット１０ｃの配置パターンは、第１磁気検知ユニット１０ａと等距離に位置する点Ｑを含む基板平面に垂直なＸＺ平面に、面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、予め定められた距離だけ離間され、第１平面３２及び第２平面３４に配置される。
【０１９１】
これに代えて、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、第１磁気収束部材１１１ａ及び第１１磁気収束部材１１１ｃが接するように配置されてもよい。また、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、第１磁気収束部材１１１ａ及び第１１磁気収束部材１１１ｃが重なるように配置されてもよい。
【０１９２】
また、第２磁気検知ユニット１０ｃは、第１１磁気収束部材１１１ｃを有さず、第１２磁気収束部材１１２ｃの−Ｙ軸方向側の端が、第１磁気収束部材１１１ａの＋Ｘ軸方向側の端に接続されてもよい。この場合、第１磁気収束部材１１１ａは、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃに共有される。第２磁気検知ユニット１０ｃが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０１９３】
図２６は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図２６に示す磁気センサ１００において、図２５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０１９４】
また、第５の構成例の磁気センサ１００のうち、第１磁気検知ユニット１０ａは、第２の構成例の磁気センサ１００の第１磁気検知ユニット１０と略同一の構成である。したがって、磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の各磁気検知部が感知するＸ軸方向の磁場も、図１５と同様となるので、ここでは説明を省略する。第２磁気検知ユニット１０ｃにおいて磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺが入力された場合の各磁気検知部が感知するＸ軸方向の磁場を、次に説明する。
【０１９５】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は、−Ｘ軸方向に突出した第５磁気収束部１１０ｃの第１１磁気収束部材１１１ｃに収束される。第１１磁気収束部材１１１ｃに収束された磁場は、第１１磁気収束部材１１１ｃに連結した第１２磁気収束部材１１２ｃを通って、第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０１９６】
第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１３磁気収束部材１１３ｃの間にある第１１磁気検知部２３０ｃと第９磁気検知部２１０ｃとを通って、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される。さらに、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される磁場は、第１３磁気収束部材１１３ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。
【０１９７】
また、第１２磁気収束部材１１２ｃから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１５磁気収束部材１１５ｃの間にある第１０磁気検知部２２０ｃと第１２磁気検知部２４０ｃとを通って、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０１９８】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１１磁気検知部２３０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第１０磁気検知部２２０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０１９９】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに収束された後、第１磁気収束部１１０ａの第１磁気収束部材１１１ａから＋Ｙ軸方向に放出される（詳細は図１５で説明したのでここでは省略する）。
【０２００】
そして、第１磁気収束部材１１１ａから放出される磁場は、−Ｙ軸方向に突出した第５磁気収束部１１０ｃの第１２磁気収束部材１１２ｃに収束される。第１２磁気収束部材１１２ｃに収束された磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０２０１】
第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１３磁気収束部材１１３ｃの間にある第１１磁気検知部２３０ｃと第９磁気検知部２１０ｃとを通って、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される。さらに、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される磁場は、第１３磁気収束部材１１３ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。
【０２０２】
また、第１２磁気収束部材１１２ｃから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１５磁気収束部材１１５ｃの間にある第１０磁気検知部２２０ｃと第１２磁気検知部２４０ｃとを通って、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲される。さらに、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲される磁場は、第１５磁気収束部材１１５ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０２０３】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第１０磁気検知部２２０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１１磁気検知部２３０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２０４】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合（第１磁気検知ユニット１０ａについては図１５で説明したのでここでは省略する）、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第９磁気検知部２１０ｃを通って第１３磁気収束部材１１３ｃに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１０磁気検知部２２０ｃを通って第１２磁気収束部材１１２ｃに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１１磁気検知部２３０ｃを通って第１２磁気収束部材１１２ｃに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１２磁気検知部２４０ｃを通って第１５磁気収束部材１１５ｃに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０２０５】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１０磁気検知部２２０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第１１磁気検知部２３０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２０６】
図２７は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。図２３に示す磁気センサ１００において、図１６、図２５、及び図２６に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２０７】
配線部１３０は、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａと同様に、第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃを端子Ｓにそれぞれ接続する。また、配線部１３０は、第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃと、端子Ｉから端子Ｌとを１対１に対応させてそれぞれ電気的に接続する。端子Ｉから端子Ｌは、端子Ａから端子Ｄ、及び端子Ｓと同様に、略同一の平面に略同一の材料で形成されてよい。
【０２０８】
端子Ａ−Ｓ間からＤ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡからＲＤとし、端子Ｉ−Ｓ間からＬ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＩからＲＬとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数４１）
ＲＡ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数４２）
ＲＢ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数４３）
ＲＣ＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数４４）
ＲＤ＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数４５）
ＲＩ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数４６）
ＲＪ＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数４７）
ＲＫ＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数４８）
ＲＬ＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
【０２０９】
（数４１）から（数４８）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図２６に示したように、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ、及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃを横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０２１０】
（数４３）−（数４２）式、（数４１）−（数４４）式、（数４５）−（数４８）式、及び（数４７）−（数４６）式より、次式を得る。
（数４９）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数５０）
ＳＡＤ＝ＲＡ−ＲＤ＝２（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数５１）
ＳＩＬ＝ＲＩ−ＲＬ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数５２）
ＳＫＪ＝ＲＫ−ＲＪ＝２（−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
【０２１１】
さらに、−（数４９）−（数５０）−（数５１）−（数５２）式、（数４９）＋（数５０）−（数５１）−（数５２）式、及び（数４９）−（数５０）−（数５１）＋（数５２）式より、次式を得る。
（数５３）
８ΔＲＸ＝−ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＩＬ−ＳＫＪ
（数５４）
８ΔＲＹ＝ＳＣＢ＋ＳＡＤ−ＳＩＬ−ＳＫＪ
（数５５）
８ΔＲＺ＝ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＩＬ＋ＳＫＪ
【０２１２】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号をそれぞれ取得することができる。即ち、各磁気抵抗に関する連立方程式を解くことで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々が求まる。ここに記した連立方程式の展開は、一例であり、この限りではない。
【０２１３】
ここで、（数２６）から（数３３）式と、（数４１）から（数４８）式とを比較すると、第５の構成例の磁気センサ１００の磁気抵抗ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＩ，ＲＪ，ＲＫ，ＲＬは、第４の構成例の磁気センサ１００の磁気抵抗を並べ替えたＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ，ＲＧ，ＲＨ，ＲＥ，ＲＦにそれぞれ相当する出力が得られる。このように、第５の構成例の磁気センサ１００は、第４の構成例の磁気センサ１００と同様に、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量に各々の出力信号が取り出すことができる。
【０２１４】
磁気センサ１００は、図１２及び図２３の説明と同様に、端子Ａから端子Ｄ、端子Ｉから端子Ｌ、及び端子Ｓに回路が接続される。より具体的には、端子Ｓは、第１電位が与えられる。また、端子Ａから端子Ｄ、及び端子Ｉから端子Ｌは、それぞれ対応する定電流源の一方の端子に各々に接続される。また、対応するそれぞれの定電流源の他方の端子は、電気的に１点に結合されて、第２電位が与えられる。この場合において、定電流源とスイッチを組み合わせることで、定電流源の数を低減させてもよい。
【０２１５】
第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ、及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃは、一例として、各々に接続された端子Ａから端子Ｄ、及び端子Ｉから端子Ｌを通して、対応する定電流源で生成される予め定められた大きさＩＳの定電流がそれぞれ供給される。これにより、図２３の説明と同様に、端子Ａ−Ｓ間からＤ−Ｓ間、及び端子Ｉ−Ｓ間からＬ−Ｓ間の各々に生じる電圧ＶＡＳからＶＤＳ、及びＶＩＳからＶＬＳは、各々（数４１）から（数４８）式にＩＳを掛けた信号が得られる。
【０２１６】
同様に、差分電圧も、（数４９）から（数５２）式にＩＳを掛けた信号が得られる。したがって、Ｘ軸方向の出力信号ΔＲＸは、８ΔＲＸ＝（−ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＩＬ−ＶＫＪ）／ＩＳとして、Ｙ軸方向の出力信号ΔＲＹは、８ΔＲＹ＝（ＶＣＢ＋ＶＡＤ−ＶＩＬ−ＶＫＪ）／ＩＳとして、Ｚ軸方向の出力信号ΔＲＺは、８ΔＲＺ＝（ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＩＬ＋ＶＫＪ）／ＩＳとして、得ることができる。
【０２１７】
図２８は、本実施形態に係る磁気センサ１００に算出部３００が接続された一例を示す。図２４に示す磁気センサ１００において、図２３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２１８】
ここで、（数２６）から（数３３）式と、（数４１）から（数４８）式の比較結果より、第５の構成例の磁気センサ１００の磁気抵抗の出力は、第４の構成例の磁気センサ１００の磁気抵抗の順番を入れ替えた出力と略同一である。したがって、第５の構成例の磁気センサ１００の信号検出のための回路構成は、図２４に示された第４の構成例の磁気センサ１００の算出部３００と類似する。そこで、図２８に示す算出部３００において、図２４に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２１９】
信号取得部３２０は、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ、及び第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃの信号出力を取得する。信号取得部３２０は、取得した信号出力を演算部３３０に供給する。演算部３３０は、信号取得部３２０から受け取った信号出力を減算した後に電流値ＩＳで除算して、（数４９）から（数５２）式に相当する信号をそれぞれ算出して、加減算部３４０に供給する。加減算部３４０は、演算部３３０から受け取った信号を用いて、（数５３）から（数５５）式に相当する演算を実行して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。
【０２２０】
以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０２２１】
図２９は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第６の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。図２９に示す磁気センサ１００において、図１及び図１３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２２２】
第６の構成例の磁気センサ１００は、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００において、第５磁気収束部材１１５よりも第１方向の正側で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂをさらに備える。即ち、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０を、図２９において、第１磁気検知ユニット１０ａとして示し、当該第１磁気検知ユニット１０ａの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｂを示す。
【０２２３】
第６の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの４つの磁気検知部と、当該４つの磁気検知部に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの４つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの磁気収束部材と、を備える。
【０２２４】
第１磁気検知ユニット１０ａの第１磁気収束部１１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの第３磁気収束部１１０ｂは、第６磁気収束部材１１１ｂ及び第７磁気収束部材１１２ｂを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂの第４磁気収束部１２０ｂは、第８磁気収束部材１１３ｂから第１０磁気収束部材１１５ｂを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂは、第５磁気検知部２１０ｂから第８磁気検知部２４０ｂを備える。第６の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０２２５】
第１磁気検知ユニット１０ａは、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０と略同一の配置パターンであるので、説明は省略する。第２磁気検知ユニット１０ｂの配置パターンは、第１磁気検知ユニット１０ａと等距離に位置する点Ｑを含む基板平面に垂直なＹＺ平面に、面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂは、予め定められた距離だけ離間され、第１平面３２及び第２平面３４に配置される。第２磁気検知ユニット１０ｂが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０２２６】
図３０は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３０に示す磁気センサ１００において、図２９に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２２７】
また、第６の構成例の磁気センサ１００のうち、第１磁気検知ユニット１０ａは、第２の構成例の磁気センサ１００の第１磁気検知ユニット１０と略同一の構成である。したがって、磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸは、第１磁気検知ユニット１０ａの第１磁気収束部材１１１ａ及び第３磁気収束部材１１３ａに収束された後、第５磁気収束部材１１５ａから＋Ｘ軸方向に放出される（詳細は図１５で説明したのでここでは省略する）。即ち、磁場ＢＸは、第１磁気検知ユニット１０ａから第２磁気検知ユニット１０ｂへ放出される。
【０２２８】
そして、磁場ＢＸは、第２磁気検知ユニット１０ｂの−Ｘ軸方向の端にある第４磁気収束部１２０ｂの第１０磁気収束部材１１５ｂに収束される。第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場の一部は、第１０磁気収束部材１１５ｂに連結した第９磁気収束部材１１４ｂと、第９磁気収束部材１１４ｂに連結した第８磁気収束部材１１３ｂとを通って、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０２２９】
また、第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場の一部は、第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される。第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂの間にある第８磁気検知部２４０ｂと第６磁気検知部２２０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第６磁気収束部材１１１ｂを通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。
【０２３０】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２３１】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹの一部は、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに収束された後、第１磁気収束部１１０ａの第１磁気収束部材１１１ａから＋Ｙ軸方向に放出される（詳細は図１５で説明したのでここでは省略する）。
【０２３２】
また、磁場ＢＹの一部は、第２磁気検知ユニット１０ｂの−Ｙ軸方向に突出した第４磁気収束部１２０ｂの第８磁気収束部材１１３ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂにそれぞれ収束される。第８磁気収束部材１１３ｂに収束された磁場は、第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される。第８磁気収束部材１１３ｂから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第８磁気収束部材１１３ｂの間にある第５磁気検知部２１０ｂと第７磁気検知部２３０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。
【０２３３】
また、第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された磁場は、第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される。第１０磁気収束部材１１５ｂから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂ及び第１０磁気検知部１１５ｂの間にある第８磁気検知部２４０ｂと第６磁気検知部２２０ｂとを通って、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される。さらに、第７磁気収束部材１１２ｂに捕獲される磁場は、第７磁気収束部材１１２ｂに連結した第６磁気収束部材１１１ｂを通って放出される。このように、第１磁気検知部２４０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。
【０２３４】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第７磁気検知部２３０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２３５】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合（第１磁気検知ユニット１０ａについては図１５で説明したのでここでは省略する）、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第５磁気検知部２１０ｂを通って第８磁気収束部材１１３ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第６磁気検知部２２０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第７磁気検知部２３０ｂを通って第７磁気収束部材１１２ｂに収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第８磁気検知部２４０ｂを通って第１０磁気収束部材１１５ｂに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０２３６】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、及び第８磁気検知部２４０ｂは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、及び第６磁気検知部２２０ｂは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２３７】
以上の第６の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂに配線部１３０が接続され、磁気抵抗の値を外部に出力する。例えば、磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２３及び図２４の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０２３８】
図３１は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第７の構成例（Ｚ軸方向で見た平面視）を示す。図３１に示す磁気センサ１００において、図１及び図１３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２３９】
第７の構成例の磁気センサ１００は、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００において、第４磁気収束部材１１４ａまたは第４磁気収束部材１１４ａよりも第２の方向の負側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｃをさらに備える。即ち、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０を、図３１において、第１磁気検知ユニット１０ａとして示し、当該第１磁気検知ユニット１０ａの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｃを示す。
【０２４０】
第７の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの４つの磁気検知部と、当該４つの磁気検知部に対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの４つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの磁気収束部材と、を備える。
【０２４１】
第１磁気検知ユニット１０ａの第１磁気収束部１１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの第５磁気収束部１１０ｃは、第１１磁気収束部材１１１ｃ及び第１２磁気収束部材１１２ｃを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｃの第６磁気収束部１２０ｃは、第１３磁気収束部材１１３ｃから第１５磁気収束部材１１５ｃを有する。また、第１磁気検知ユニット１０ａに対応する第２磁気検知ユニット１０ｂは、第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃを備える。第７の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０２４２】
第１磁気検知ユニット１０ａは、図１３で説明した第１磁気検知ユニット１０と略同一の配置パターンなので、説明は省略する。第２磁気検知ユニット１０ｃの配置パターンは、第１磁気検知ユニット１０ａと等距離に位置する点Ｑを含む基板平面に垂直なＸＺ平面に、面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、予め定められた距離だけ離間され、第１平面３２及び第２平面３４に配置される。
【０２４３】
これに代えて、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、第４磁気収束部材１１４ａ及び第１４磁気収束部材１１４ｃが接するように配置されてよい。また、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、第４磁気収束部材１１４ａ及び第１４磁気収束部材１１４ｃが重なるように配置されてもよい。これに代えて、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、第１４磁気収束部材１１４ｃを有さず、第４磁気収束部材１１４ａを共有するように配置されてよい。この場合、第４磁気収束部材１１４ａは、第１３磁気収束部材１１３ｃ及び第１５磁気収束部材１１５ｃの＋Ｙ軸方向側の端に接続される。
【０２４４】
第２磁気検知ユニット１０ｃが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。ここで、図３１に示した第２磁気検知ユニット１０ｃは、図２５で説明した第２磁気検知ユニット１０ｃと、第１磁気検知ユニット１０ａに対する配置は異なるが、形状は略同一に形成されてよい。
【０２４５】
図３２は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３２に示す磁気センサ１００において、図３１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。また、第７の構成例の磁気センサ１００のうち、第１磁気検知ユニット１０ａは、第２の構成例の磁気センサ１００の第１磁気検知ユニット１０と略同一の構成なので、説明は省略する。
【０２４６】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は、−Ｘ軸方向に突出した第５磁気収束部１１０ｃの第１１磁気収束部材１１１ｃに収束される。第１１磁気収束部材１１１ｃに収束された磁場は、図２６で説明した第２磁気検知ユニット１０ｃの第１１磁気収束部材１１１ｃに収束された磁場と同様に説明されるので、ここでは省略する。
【０２４７】
即ち、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１１磁気検知部２３０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第１０磁気検知部２２０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２４８】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、−Ｙ軸方向に突出した第５磁気収束部１１０ｃの第１２磁気収束部材１１２ｃに収束される。第１２磁気収束部材１１２ｃに収束された磁場は、図２６で説明した第２磁気検知ユニット１０ｃの第１２磁気収束部材１１２ｃに収束された磁場と同様に説明され、第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される（詳細な説明は省略する）。第１４磁気収束部材１１４ｃから放出される磁場は、第１磁気検知ユニット１０ａに入力され、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００と同様となるので、ここでは説明を省略する。
【０２４９】
即ち、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第１０磁気検知部２２０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１１磁気検知部２３０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２５０】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合の説明は、図２６で説明した磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合と同様であり、ここでは説明を省略する。即ち、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１０磁気検知部２２０ｃは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第１１磁気検知部２３０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２５１】
以上の第７の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第４磁気検知部２４０ａ、及び第９から第１２磁気検知部２４０ｃに配線部１３０が接続され、磁気抵抗の値を外部に出力する。例えば、磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２７及び図２８の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０２５２】
図３３は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第８の構成例を示す。図３３に示す磁気センサ１００において、図１３及び図２１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２５３】
第８の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気収束部材１１１の第１方向の負側の端部で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂを備える。また、磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０ａと第２磁気検知ユニット１０ｂとが接続される各磁気収束部材において第２方向に略直交する面、またはこれら各磁気収束部材よりも第２方向の正側において第２方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニット１０ｃと、第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置されている第４磁気検知ユニット１０ｄと、をさらに備える。
【０２５４】
即ち、第８の構成例の磁気センサ１００は、図２１に示された第４の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気収束部材１１１または第１磁気収束部材１１１よりも第２方向の正側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置されている第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを備える。即ち、図３３において、図２１で説明した第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに加え、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの鏡像となるように、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを示す。なお、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの配置については、説明を省略する。
【０２５５】
第８の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの８つの磁気検知部と、当該８つの磁気検知部に対応する第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの８つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの磁気収束部材と、を備える。
【０２５６】
なお、図３３において、第５磁気収束部１１０ｃは、第１磁気収束部１１０ａと同様に、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄにおいて境界がなく、共通の磁気収束部として形成される例を示す。即ち、第５磁気収束部１１０ｃは、共通の第１１磁気収束部材１１１ｃと、第３磁気検知ユニット１０ｃ側に配置される第１２磁気収束部材１１２ｃと、第４磁気検知ユニット１０ｄ側に配置される第１７磁気収束部材１１２ｄと、を有する。
【０２５７】
また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに対応する第３磁気検知ユニット１０ｃの第６磁気収束部１２０ｃは、第１３磁気収束部材１１３ｃから第１５磁気収束部材１１５ｃを有する。また、第２磁気検知ユニット１０ｂの第４磁気収束部１２０ｂに対応する第４磁気検知ユニット１０ｄの第８磁気収束部１２０ｄは、第１８磁気収束部材１１３ｄから第２０磁気収束部材１１５ｄを有する。また、第３磁気検知ユニット１０ｃは、第９磁気検知部２１０ｃから第１２磁気検知部２４０ｃを有し、第４磁気検知ユニット１０ｄは、第１３磁気検知部２１０ｄから第１６磁気検知部２４０ｄを備える。第８の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０２５８】
第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの配置パターンは、点Ｑを含む基板平面に垂直なＸＺ平面に、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂと面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂで形成される磁気検知ユニットと、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄで形成される磁気検知ユニットとは、予め定められた距離だけ離間されて配置される。
【０２５９】
これに代えて、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂで形成される磁気検知ユニットと、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄで形成される磁気検知ユニットとは、接続されるように配置されてもよい。即ち、第１磁気収束部材１１１ａの＋Ｙ軸方向側の端が、第１１磁気収束部材１１１ｃの−Ｙ軸方向側の端に接するように配置されてよい。また、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄは、第１１磁気収束部材１１１ｃを有さず、第１磁気収束部材１１１ａを共有してもよい。この場合、第１磁気収束部材１１１ａは、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１７磁気収束部材１１２ｄの−Ｙ軸方向側の端に接続される。
【０２６０】
第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０２６１】
図３４は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３４に示す磁気センサ１００において、図３３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２６２】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は、第２磁気検知ユニット１０ｂに収束され、第１磁気検知ユニット１０ａから放出される。第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに与えられる磁場ＢＸについては、図２２で説明したので、ここでは省略する。
【０２６３】
また、磁場ＢＸの一部は、第４磁気検知ユニット１０ｄに収束され、第３磁気検知ユニット１０ｃから放出される。より具体的には、磁場ＢＸは、−Ｘ軸方向の端にある第８磁気収束部１２０ｄの第２０磁気収束部材１１５ｄに収束される。
【０２６４】
第２０磁気収束部材１１５ｄに収束される磁場の一部は、第２０磁気収束部材１１５ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄと、第１９磁気収束部材１１４ｄに連結した第１８磁気収束部材１１３ｄとを通って、第１８磁気収束部材１１３ｄから−Ｘ軸方向に放出される。第１８磁気収束部材１１３ｄから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第１８磁気収束部材１１３ｄの間にある第１３磁気検知部２１０ｄと第１５磁気検知部２３０ｄとを通って、第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される。
【０２６５】
また、第２０磁気収束部材１１５ｄに収束される磁場の一部は、第２０磁気収束部材１１５ｄから＋Ｘ軸方向に放出される。第２０磁気収束部材１１５ｄから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第２０磁気収束部材１１５ｄの間にある第１６磁気検知部２４０ｄと第１４磁気検知部２２０ｄとを通って、第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される。
【０２６６】
第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄに連結した第１１磁気収束部材１１１ｃと、第１１磁気収束部材１１１ｃに連結した第１２磁気収束部材１１２ｃとを通って、第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１３磁気収束部材１１３ｃの間にある第１１磁気検知部２３０ｃと第９磁気検知部２１０ｃとを通って、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される。さらに、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される磁場は、第１３磁気収束部材１１３ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。
【０２６７】
また、第１２磁気収束部材１１２ｃから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１５磁気収束部材１１５ｃの間にある第１０磁気検知部２２０ｃと第１２磁気検知部２４０ｃとを通って、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。
【０２６８】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２６９】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに収束され、第１磁気収束部材１１１ａから放出される。第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに与えられる磁場ＢＹについては、図２２で説明したので、ここでは省略する。
【０２７０】
そして、第１磁気収束部材１１１ａから放出される磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第５磁気収束部１２０ｃの第１２磁気収束部材１１２ｃに収束される。第１２磁気収束部材１１２ｃに収束された磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０２７１】
第１２磁気収束部材１１２ｃから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１３磁気収束部材１１３ｃの間にある第１１磁気検知部２３０ｃと第９磁気検知部２１０ｃとを通って、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される。さらに、第１３磁気収束部材１１３ｃに捕獲される磁場は、第１３磁気収束部材１１３ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。
【０２７２】
また、第１２磁気収束部材１１２ｃから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１５磁気収束部材１１５ｃの間にある第１０磁気検知部２２０ｃと第１２磁気検知部２４０ｃとを通って、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲される。さらに、第１５磁気収束部材１１５ｃに捕獲される磁場は、第１５磁気収束部材１１５ｃに連結した第１４磁気収束部材１１４ｃを通って放出される。
【０２７３】
同様に、第１磁気収束部材１１１ａから放出される磁場ＢＹの一部は、−Ｙ軸方向に突出した第１７磁気収束部材１１２ｄに収束される。第１７磁気収束部材１１２ｄに収束される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０２７４】
第１７磁気収束部材１１２ｄから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第２０磁気収束部材１１５ｄの間にある第１４磁気検知部２２０ｄと第１６磁気検知部２４０ｄとを通って、第２０磁気収束部材１１５ｄに捕獲される。さらに、第２０磁気収束部材１１５ｄに捕獲される磁場は、第２０磁気収束部材１１５ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄを通って放出される。
【０２７５】
また、第１７磁気収束部材１１２ｄから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第１８磁気収束部材１１３ｄの間にある第１５磁気検知部２３０ｄと第１３磁気検知部２１０ｄとを通って、第１８磁気収束部材１１３ｄに捕獲される。さらに、第１８磁気収束部材１１３ｄに捕獲される磁場は、第１８磁気収束部材１１３ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄを通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。
【０２７６】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２７７】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合において、磁場ＢＺの一部が、第１及び第２磁気検知ユニット１０ｂに与えられる例は、図２２で説明したので、ここでは省略する。
【０２７８】
磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第９磁気検知部２１０ｃを通って第１３磁気収束部材１１３ｃに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１０磁気検知部２２０ｃを通って第１２磁気収束部材１１２ｃに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１１磁気検知部２３０ｃを通って第１２磁気収束部材１１２ｃに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１２磁気検知部２４０ｃを通って第１５磁気収束部材１１５ｃに収束され、そして放出される。
【０２７９】
また、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１３磁気検知部２１０ｄを通って第１８磁気収束部材１１３ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１４磁気検知部２２０ｄを通って第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１５磁気検知部２３０ｄを通って第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１６磁気検知部２４０ｄを通って第２０磁気収束部材１１５ｄに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０２８０】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１５磁気検知部２３０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第６磁気検知部２２０ｂ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１４磁気検知部２２０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２８１】
以上より、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、３軸成分を感知する磁場の向きが略同一となる磁気検知部が２つずつあり、３軸成分の磁場の向きが異なる磁気検知部のグループが８つあることがわかる。例えば、第１磁気検知部２１０ａ及び第１５磁気検知部２３０ｄは、３軸成分の磁場ＢＸ、ＢＹ、ＢＺに対して、それぞれ−Ｘ軸方向、＋Ｘ軸方向、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０２８２】
同様に、第２磁気検知部２２０ａ及び第１６磁気検知部２４０ｄ、第３磁気検知部２３０ａ及び第１３磁気検知部２１０ｄ、第４磁気検知部２４０ａ及び第１４磁気検知部２２０ｄは、それぞれ３軸成分の磁場の入力に対して、感知する磁場の向きが略同一となる。また、第５磁気検知部２１０ｂ及び第１１磁気検知部２３０ｃ、第６磁気検知部２２０ｂ及び第１２磁気検知部２４０ｃ、第７磁気検知部２３０ｂ及び第９磁気検知部２１０ｃ、第８磁気検知部２４０ｂ及び第１０磁気検知部２２０ｃは、それぞれ３軸成分の磁場の入力に対して、感知する磁場の向きが略同一となる。
【０２８３】
図３５は、本実施形態に係る磁気センサ１００に配線部１３０が接続された一例を示す。図３５に示す磁気センサ１００において、図２３、図３３、及び図３４に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２８４】
配線部１３０は、３軸成分の磁場の入力に対して、感知する磁場の向きが略同一となる２つの磁気検知部を、直列に接続する。即ち、例えば、第１磁気検知部２１０ａの一方の端は、第１５磁気検知部２３０ｄの他方の端に接続される。このように、配線部１３０は、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂの一方の端を、第９磁気検知部２１０ｃから第１６磁気検知部２４０ｄのうちの対応する磁気検知部の他方の端に、それぞれ接続する。
【０２８５】
また、配線部１３０は、第９磁気検知部２１０ｃから第１６磁気検知部２４０ｄの一方の端を、端子Ｓにそれぞれ接続する。また、配線部１３０は、第１磁気検知部２１０ａから第８磁気検知部２４０ｂの他方の端と、端子Ａから端子Ｈとを、図３５に示すように１対１に対応させてそれぞれ電気的に接続する。端子Ａから端子Ｈ、及び端子Ｓは、略同一の平面に略同一の材料で形成されてよい。
【０２８６】
ここで、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄの磁気抵抗をＲ１からＲ１６とすると、それぞれの磁気抵抗は以下のようになる。
（数５６）
Ｒ１＝Ｒ１５＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数５７）
Ｒ２＝Ｒ１６＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数５８）
Ｒ３＝Ｒ１３＝Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数５９）
Ｒ４＝Ｒ１４＝Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数６０）
Ｒ５＝Ｒ１１＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数６１）
Ｒ６＝Ｒ１２＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ
（数６２）
Ｒ７＝Ｒ９＝Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ
（数６３）
Ｒ８＝Ｒ１０＝Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ
【０２８７】
端子Ａ−Ｓ間からＨ−Ｓ間の磁気抵抗をＲＡからＲＨとすると、それぞれの磁気抵抗は次式のように算出できる。
（数６４）
ＲＡ＝Ｒ１＋Ｒ１５＝２（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数６５）
ＲＢ＝Ｒ２＋Ｒ１６＝２（Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数６６）
ＲＣ＝Ｒ３＋Ｒ１３＝２（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数６７）
ＲＤ＝Ｒ４＋Ｒ１４＝２（Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数６８）
ＲＥ＝Ｒ５＋Ｒ１１＝２（Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数６９）
ＲＦ＝Ｒ６＋Ｒ１２＝２（Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数７０）
ＲＧ＝Ｒ７＋Ｒ９＝２（Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数７１）
ＲＨ＝Ｒ８＋Ｒ１０＝２（Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
【０２８８】
（数６４）から（数７１）式の磁気抵抗は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、図３４に示したように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄを横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０２８９】
（数６６）−（数６５）式、（数６４）−（数６７）式、（数７０）−（数６９）式、及び（数６８）−（数７１）式より、次式を得る。
（数７２）
ＳＣＢ＝ＲＣ−ＲＢ＝４（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
（数７３）
ＳＡＤ＝ＲＡ−ＲＤ＝４（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数７４）
ＳＧＦ＝ＲＧ−ＲＦ＝４（−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）
（数７５）
ＳＥＨ＝ＲＥ−ＲＨ＝４（−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）
【０２９０】
さらに、−（数７２）−（数７３）−（数７４）−（数７５）式、（数７２）＋（数７３）−（数７４）−（数７５）式、及び（数７２）−（数７３）−（数７４）＋（数７５）式より、次式を得る。
（数７６）
１６ΔＲＸ＝−ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＧＦ−ＳＥＨ
（数７７）
１６ΔＲＹ＝ＳＣＢ＋ＳＡＤ−ＳＧＦ−ＳＥＨ
（数７８）
１６ΔＲＺ＝ＳＣＢ−ＳＡＤ−ＳＧＦ＋ＳＥＨ
【０２９１】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号をそれぞれ取得することができる。即ち、各磁気抵抗に関する連立方程式を解くことで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々が求まる。ここに記した連立方程式の展開は、一例であり、この限りではない。
【０２９２】
図３５に示すように、本実施形態の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄのうち、対応する２つの磁気検知部を直列接続する例を説明した。これに代えて、磁気センサ１００は、対応する２つの磁気検知部を並列接続してもよい。これに代えて、磁気センサ１００は、１６の端子を備え、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄの磁気抵抗をそれぞれ出力してもよい。
【０２９３】
第８の構成例の磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。算出部３００は、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向の磁場成分と第２方向の磁場成分とを算出する。また、算出部３００は、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄにおける各磁気検知部の出力に基づいて、第１方向及び第２方向と異なる第３方向の磁場成分をさらに算出する。
【０２９４】
また、算出部３００は、各磁気検知部の出力を線形結合することで、各磁場成分を算出してよい。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２３及び図２４の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０２９５】
図３６は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第９の構成例を示す。図３６に示す磁気センサ１００において、図１３及び図２５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０２９６】
第９の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気収束部材１１１または第１磁気収束部材１１１よりも第２方向の正側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｃを備える。また、磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃよりも第１方向の正側で第１方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニット１０ｂと、第２磁気検知ユニット１０ｃと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニット１０ｄと、をさらに備える。
【０２９７】
即ち、第９の構成例の磁気センサ１００は、図２５に示された第５の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃよりも第１方向の正側で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃと略鏡像となるように配置されている第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを備える。即ち、図３６において、図２５で説明した第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃに加え、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃの鏡像となるように、第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを示す。
【０２９８】
また、別の言い方をすると、第９の構成例の磁気センサ１００は、図２９に示された第６の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも第２方向の正側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置されている第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを備える。即ち、図３６は、図２９で説明した第２磁気検知ユニット１０ｂを第３磁気検知ユニット１０ｂとし、これに加え、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第３磁気検知ユニット１０ｂの鏡像となるように、第２磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを示すことになる。
【０２９９】
第９の構成例の磁気センサ１００は、第２平面３４上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃの８つの磁気検知部と、当該８つの磁気検知部に対応する第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの８つの磁気検知部と、第１平面３２上に形成された第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃの磁気収束部材と、当該磁気収束部材に対応する第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの磁気収束部材と、を備える。
【０３００】
また、第１磁気検知ユニット１０ａの第２磁気収束部１２０ａに対応する第３磁気検知ユニット１０ｂの第４磁気収束部１２０ｂは、第８磁気収束部材１１３ｂから第１０磁気収束部材１１５ｂを有する。また、第２磁気検知ユニット１０ｃの第６磁気収束部１２０ｃに対応する第４磁気検知ユニット１０ｄの第８磁気収束部１２０ｄは、第１８磁気収束部材１１３ｄから第２０磁気収束部材１１５ｄを有する。また、第３磁気検知ユニット１０ｂは、第５磁気検知部２１０ｂから第８磁気検知部２４０ｂを有し、第４磁気検知ユニット１０ｄは、第１３磁気検知部２１０ｄから第１６磁気検知部２４０ｄを備える。第９の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知ユニットを複数有するセンサの一例である。
【０３０１】
第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの配置パターンは、点Ｑを含む基板平面に垂直なＹＺ平面に、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃと面対称な位置関係となるように配置される。ここで、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃで形成される磁気検知ユニットと、第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄで形成される磁気検知ユニットとは、予め定められた距離だけ離間されて配置される。
【０３０２】
これに代えて、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃは、接続されるように配置されてもよい。即ち、第１磁気収束部材１１１ａの＋Ｙ軸方向側の端が、第１１磁気収束部材１１１ｃの−Ｙ軸方向側の端に接するように配置されてよい。この場合、第６磁気収束部材１１１ｂの＋Ｙ軸方向側の端が、第１６磁気収束部材１１１ｄの−Ｙ軸方向側の端に接するように配置され、第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄも、接続されるように配置される。また、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄは、第１１磁気収束部材１１１ｃ及び第１６磁気収束部材１１１ｄを有さず、第１磁気収束部材１１１ａ及び第６磁気収束部材１１１ｂを共有してもよい。
【０３０３】
第３磁気検知ユニット１０ｂ及び第４磁気検知ユニット１０ｄが有する磁気収束部材及び磁気検知部は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃが有する磁気収束部材及び磁気検知部にそれぞれ対応し、形状及び材質も略同一に形成されてよい。
【０３０４】
図３７は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３７に示す磁気センサ１００において、図２６、図３０、及び図３６に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３０５】
図３７に示した第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｃについては、図２６で説明したのでここでは省略する。また、図３７に示した第３磁気検知ユニット１０ｂについても、図３０で説明した第２磁気検知ユニット１０ｂと同様なので、ここでは省略する。
【０３０６】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は、第２磁気検知ユニット１０ｃの第１１磁気収束部材１１１ｃに収束され、第１５磁気収束部材１１５ｃから放出される。そして、放出される磁場ＢＸの一部は、第４磁気検知ユニット１０ｄの−Ｘ軸方向の端にある第８磁気収束部１２０ｄの第２０磁気収束部材１１５ｄに収束される。
【０３０７】
第２０磁気収束部材１１５ｄに収束された磁場の一部は、第２０磁気収束部材１１５ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄと、第１９磁気収束部材１１４ｄに連結した第１８磁気収束部材１１３ｄとを通って、第１８磁気収束部材１１３ｄから−Ｘ軸方向に放出される。第１８磁気収束部材１１３ｄから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第１８磁気収束部材１１３ｄの間にある第１３磁気検知部２１０ｄと第１５磁気検知部２３０ｄとを通って、第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される。
【０３０８】
また、第２０磁気収束部材１１５ｄに収束された磁場の一部は、第２０磁気収束部材１１５ｄから＋Ｘ軸方向に放出される。第２０磁気収束部材１１５ｄから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第２０磁気収束部材１１５ｄの間にある第１６磁気検知部２４０ｄと第１４磁気検知部２２０ｄとを通って、第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される。第１７磁気収束部材１１２ｄに捕獲される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄに連結した第１６磁気収束部材１１１ｄを通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０３０９】
以上より、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３１０】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹの一部は、第３磁気検知ユニット１０ｂの第８磁気収束部材１１３ｂ及び第１０磁気収束部材１１５ｂに収束された後、第６磁気収束部材１１１ｂから＋Ｙ軸方向に放出される。そして、第６磁気収束部材１１１ｂから＋Ｙ軸方向に放出される磁場ＢＹは、第４磁気検知ユニット１０ｄの−Ｙ軸方向に突出した第７磁気収束部１１０ｄの第１７磁気収束部材１１２ｄに収束される。第１７磁気収束部材１１２ｄに収束された磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄから−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０３１１】
第１７磁気収束部材１１２ｄから−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第２０磁気収束部材１１５ｄの間にある第１４磁気検知部２２０ｄと第１６磁気検知部２４０ｄとを通って、第２０磁気収束部材１１５ｄに捕獲される。さらに、第２０磁気収束部材１１５ｄに捕獲される磁場は、第２０磁気収束部材１１５ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄを通って放出される。
【０３１２】
また、第１７磁気収束部材１１２ｄから＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１７磁気収束部材１１２ｄ及び第１８磁気収束部材１１３ｄの間にある第１５磁気検知部２３０ｄと第１３磁気検知部２１０ｄとを通って、第１８磁気収束部材１１３ｄに捕獲される。さらに、第１８磁気収束部材１１３ｄに捕獲される磁場は、第１８磁気収束部材１１３ｄに連結した第１９磁気収束部材１１４ｄを通って放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０３１３】
以上より、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３１４】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１３磁気検知部２１０ｄを通って第１８磁気収束部材１１３ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、＋Ｘ軸方向に第１４磁気検知部２２０ｄを通って第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１５磁気検知部２３０ｄを通って第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、そして放出される。磁場ＢＺの一部は、−Ｘ軸方向に第１６磁気検知部２４０ｄを通って第２０磁気収束部材１１５ｄに収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。
【０３１５】
以上より、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１５磁気検知部２３０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第６磁気検知部２２０ｂ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１４磁気検知部２２０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３１６】
以上の第９の構成例の磁気センサ１００は、図３３に示す第８の構成例の磁気センサ１００と同様な信号を得ることができる。したがって、磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄに配線部１３０が接続され、磁気抵抗の値を取得することで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々を算出することができる。
【０３１７】
また、例えば、磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２３及び図２４の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０３１８】
図３８は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１０の構成例を示す。図３８に示す磁気センサ１００において、図２１及び図３３に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３１９】
第１０の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気収束部材１１１の第１方向の負側の端部で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂを備える。また、磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの第２方向の負側の磁気収束部材において、第２方向に略直交する面、または、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも第２方向の負側において第２方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニット１０ｃと、第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニット１０ｄと、をさらに備える。
【０３２０】
即ち、第１０の構成例の磁気センサ１００は、図２１に示された第４の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも第２方向の負側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置されている第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを備える。即ち、図３８において、図２１で説明した第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに加え、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの鏡像となるように、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを示す。
【０３２１】
また、別の言い方をすると、第１０の構成例の磁気センサ１００は、図３３に示された第８の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの配置と、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの配置と、を交換した配置を示す。即ち、第１０の構成例の磁気センサ１００が備える第１から第４磁気検知ユニット１０ｄは、図３３で説明したのでここでは省略する。
【０３２２】
図３９は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３９に示す磁気センサ１００において、図２２、図３４、及び図３８に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３２３】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は第２磁気検知ユニット１０ｂの第１０磁気収束部材１１５ｂに収束され、第１磁気検知ユニット１０ａを経て放出される。また、磁場ＢＸの一部は第４磁気検知ユニット１０ｄの第２０磁気収束部材１１５ｄに収束され、第３磁気検知ユニット１０ｃを経て放出される。
【０３２４】
ここで、磁場ＢＸの一部が第２磁気検知ユニット１０ｂに収束され、第１磁気検知ユニット１０ａから放出される過程は、図２２において説明したので、ここでは省略する。また、磁場ＢＸの一部が第４磁気検知ユニット１０ｄに収束され、第３磁気検知ユニット１０ｃから放出される過程は、図３４において説明したので、ここでは省略する。
【０３２５】
即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３２６】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、−Ｙ軸方向に突出した第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１７磁気収束部材１１２ｄに収束される。ここで、磁場ＢＹが第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄから放出される過程は、図３４において説明したので、ここでは省略する。
【０３２７】
第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄから＋Ｙ軸方向に放出される磁場ＢＹは、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに収束され、第２磁気収束部材１１２ａ及び第７磁気収束部材１１２ｂからそれぞれ放出される。第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに与えられる磁場ＢＹについては、図２２で説明したので、ここでは省略する。
【０３２８】
即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３２９】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合において、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄに与えられる場合の例は、図３３と同様であり、ここでは省略する。即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１５磁気検知部２３０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第６磁気検知部２２０ｂ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１４磁気検知部２２０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３３０】
以上の第１０の構成例の磁気センサ１００は、図３３に示す第８の構成例の磁気センサ１００と同様な信号を得ることができる。したがって、磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄに配線部１３０が接続され、磁気抵抗の値を取得することで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々を算出することができる。
【０３３１】
また、例えば、磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２３及び図２４の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０３３２】
図４０は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１１の構成例を示す。図４０に示す磁気センサ１００において、図２９及び図３６に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３３３】
第１１の構成例の磁気センサ１００は、第５磁気収束部材１１５よりも第１方向の正側で第１方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置されている第２磁気検知ユニット１０ｂを備える。また、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの第２方向の負側の磁気収束部材において、第２方向に略直交する面、または、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも第２方向の負側において第２方向に略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａと略鏡像となるように配置された第３磁気検知ユニット１０ｃと、第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置された第４磁気検知ユニット１０ｄと、をさらに備える。
【０３３４】
即ち、第１１の構成例の磁気センサ１００は、図２９に示された第６の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも第２方向の負側で第２方向と略直交する面に対して、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂと略鏡像となるように配置されている第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを備える。即ち、図４０において、図２９で説明した第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに加え、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの鏡像となるように、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄを示す。
【０３３５】
また、別の言い方をすると、第１１の構成例の磁気センサ１００は、図３６に示された第９の構成例の磁気センサ１００において、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第３磁気検知ユニット１０ｂの配置と、第２磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄの配置と、を交換した配置を示す。即ち、第１１の構成例の磁気センサ１００が備える第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄは、図３６で説明したのでここでは省略する。なお、ここでは、図４０に示す第２磁気検知ユニット１０ｂは、図３６に示された第３磁気検知ユニット１０ｂに相当し、図４０に示す第３磁気検知ユニット１０ｃは、図３６に示された第２磁気検知ユニット１０ｃに相当するとして説明する。
【０３３６】
図４１は、本実施形態に係る磁気センサ１００に磁場ＢＸ、ＢＹ、及びＢＺをそれぞれ与えた場合の、磁気検知部のそれぞれが感知するＸ軸方向の磁場の一例を示す。図３９に示す磁気センサ１００において、図３０、図３７、及び図４０に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３３７】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、磁場ＢＸの一部は第１磁気検知ユニット１０ａの第１磁気収束部材１１１ａに収束され、第２磁気検知ユニット１０ｂを経て放出される。また、磁場ＢＸの一部は第３磁気検知ユニット１０ｃの第１１磁気収束部材１１１ｃに収束され、第４磁気検知ユニット１０ｄを経て放出される。
【０３３８】
ここで、磁場ＢＸの一部が第１磁気検知ユニット１０ａに収束され、第２磁気検知ユニット１０ｂから放出される過程は、図３０において説明したので、ここでは省略する。また、磁場ＢＸの一部が第３磁気検知ユニット１０ｃに収束され、第４磁気検知ユニット１０ｄから放出される過程は、図３７において説明したので、ここでは省略する。
【０３３９】
即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３４０】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、磁場ＢＹは、−Ｙ軸方向に突出した第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１７磁気収束部材１１２ｄに収束される。ここで、磁場ＢＹが第１２磁気収束部材１１２ｃ及び第１７磁気収束部材１１２ｄに収束され、第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄから放出される過程は、図３７において説明したので、ここでは省略する。
【０３４１】
第３磁気検知ユニット１０ｃ及び第４磁気検知ユニット１０ｄから＋Ｙ軸方向に放出される磁場ＢＹは、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに収束され、第２磁気収束部材１１２ａ及び第７磁気収束部材１１２ｂからそれぞれ放出される。第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂに与えられる磁場ＢＹについては、図３０で説明したので、ここでは省略する。
【０３４２】
即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｙ軸方向に入力する磁場ＢＹに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第６磁気検知部２２０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３４３】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合において、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄに与えられる場合の例は、図３７と同様であり、ここでは省略する。即ち、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄは、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。そして、＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、第１磁気検知部２１０ａ、第２磁気検知部２２０ａ、第７磁気検知部２３０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、第１０磁気検知部２２０ｃ、第１５磁気検知部２３０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄは、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第３磁気検知部２３０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ、第６磁気検知部２２０ｂ、第１１磁気検知部２３０ｃ、第１２磁気検知部２４０ｃ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１４磁気検知部２２０ｄは、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３４４】
以上の第１１の構成例の磁気センサ１００は、図３３に示す第８の構成例の磁気センサ１００と同様な信号を得ることができる。したがって、磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄに配線部１３０が接続され、磁気抵抗の値を取得することで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々を算出することができる。
【０３４５】
また、例えば、磁気センサ１００は、配線部１３０によって算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力する。ここで、配線部１３０及び算出部３００については、図２３及び図２４の構成例と同様に構成して動作させることができるので、ここでは説明を省略する。以上のように、本実施形態の磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号を同一基板上で検知することができる。
【０３４６】
また、以上の第４から第１１の構成例の磁気センサ１００は、一の軸の成分の出力信号に、他の軸の成分の一部が出力されてしまう他軸感度を抑制する効果をもたらすため、高い精度で３軸成分の磁気信号を検知する磁気センサが実現できる。
【０３４７】
図４２は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１２の構成例を示す。図４２に示す磁気センサ１００において、図３３及び図３５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３４８】
第１２の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄを複数備える。図４２は、磁気センサ１００が、図３３及び図３５に示された第８の構成例の第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄをそれぞれ２つ備える例を示す。図４２において、第１磁気検知ユニット１０ａから第４磁気検知ユニット１０ｄを１つずつ有する配置パターンを、第１配置パターン４０ａ及び第２配置パターン４０ｂとする。
【０３４９】
図４２において、２つの配置パターンは、予め定められた間隔を有するように離間され、第１配置パターン４０ａ、第２配置パターン４０ｂの順で−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側に配列される例を示す。これに代えて、第１配置パターン４０ａ及び第２配置パターン４０ｂは、第２方向に（−Ｙ軸方向側から＋Ｙ方向側に）配列されてもよい。
【０３５０】
また、図４２は、第１配置パターン４０ａ及び第２配置パターン４０ｂに配線部１３０が接続された一例を示す。第１配置パターン４０ａ及び第２配置パターン４０ｂが有する複数の磁気検知部は、図３５に示されるように、対応する２つの磁気検知部が配線部１３０により直列に接続される。例えば、配線部１３０は、３軸成分の磁場の入力に対して、感知する磁場の向きが略同一となる２つの磁気検知部を、直列に接続する。例えば、第１磁気検知部２１０ａの一方の端は、第１５磁気検知部２３０ｄの他方の端に接続される。ここで、他の磁気検知部の対応する具体的な組み合わせについては、図３５で説明したのでここでは省略する。
【０３５１】
そして、配線部１３０は、第１配置パターン４０ａにおいて直列に接続した２つの磁気検知部と、第２配置パターン４０ｂにおいて直列に接続した対応する２つの磁気検知部とを、直列に接続する。例えば、第１配置パターン４０ａの第１磁気検知部２１０ａ及び第１５磁気検知部２３０ｄと、第２配置パターン４０ａの第１磁気検知部２１０ａ及び第１５磁気検知部２３０ｄとを、直列に接続する。この場合、配線部１３０は、第１配置パターン４０ａ及び第２配置パターン４０ｂにおける２つの第１５磁気検知部２３０ｄの一方の端子同士を接続してよい。
【０３５２】
このように、配線部１３０は、第１配置パターン４０ａにおいて直列に接続した２つの磁気検知部と、当該２つの磁気検知部の組み合わせと同一の第２配置パターン４０ｂにおける２つの磁気検知部の組み合わせとを、直列に接続する。即ち、配線部１３０は、３２の磁気検知部から、４つの磁気検知部を直列接続した８組の回路を構成するように配線する。そして、配線部１３０は、８組の回路の一方を端子Ｓに接続し、他方を端子Ａから端子Ｈにそれぞれ接続する。
【０３５３】
一例として、配線部１３０は、端子Ａ−第１配置パターン４０ａの第１磁気検知部２１０ｄ−第１配置パターン４０ａの第１５磁気検知部２３０ｄ−第２配置パターン４０ｂの第１５磁気検知部２３０ｄ−第２配置パターン４０ｂの第１磁気検知部２１０ａ−端子Ｓと、配線する。これにより、第１２の構成例の磁気センサ１００は、端子Ａから端子Ｈの各端子と、端子Ｓとの端子間に、直列接続された４つの磁気検知部をそれぞれ有する。そして、直列接続された４つの磁気検知部は、図３５に示された第８の構成例の端子Ａから端子Ｈの各端子と端子Ｓとの端子間にそれぞれ有する２つの磁気検知部の組み合わせを、それぞれ２組有する。
【０３５４】
このように、第１２の構成例の磁気センサ１００は、１つの配置パターンにおいて検出に用いる２つの磁気検知部の組み合わせと、他の配置パターンにおける同一の組み合わせとを、直列接続する。これによって、磁気センサ１００は、１つの配置パターンによる検出よりも、直交する３軸成分の磁場を高い感度で検出することができる。また、当該磁気センサ１００は、配置パターンを２つ備えるが、端子の数は増加させないので、例えば、図２４に示された算出部３００等に接続され、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びＺ軸方向の磁場成分を出力することができる。この場合、算出部３００は、線形結合された各磁気検知部の出力に基づき、各磁場成分を算出する。
【０３５５】
本実施形態において、磁気センサ１００は、２つの配置パターンを備える例を説明した。これに変えて、磁気センサ１００は、３つ以上の配置パターンを備えてもよい。この場合、磁気センサ１００は、複数の配置パターンを互いに重なり合わないように、例えば、第１方向及び／または第２方向と平行に配列する。また、磁気センサ１００がｎ個の配置パターンを備える場合、配線部１３０は、１つの配置パターン内の２つの磁気検知部の組み合わせと、当該組み合わせと同一の他の（ｎ−１）個の配置パターンの（ｎ−１）組の２つの磁気検知部の組み合わせとを、直列に接続してよい。
【０３５６】
また、以上の磁気センサ１００は、配線部１３０が１つの配置パターン内の対応する２つの磁気検知部を直列に接続することを説明した。これに代えて、配線部１３０は、１つの配置パターン内の対応する２つの磁気検知部を並列に接続してもよい。
【０３５７】
また、第１２の構成例の磁気センサ１００は、２以上の配置パターンにおいて、配線部１３０が複数の磁気検知部を適切に接続することを説明した。ここで、配置パターンの例として、図３３に示す第８の構成例の配置パターンを２つ設けた例を示した。これに代えて、磁気センサ１００は、第１から第７、及び第９から第１１の構成例の配置パターンを２つ設けてもよい。
【０３５８】
図４３は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１３の構成例を示す。図４３に示す磁気センサ１００において、図３３及び図３５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３５９】
第１３の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備える。図４３は、一例として、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第４磁気検知ユニット１０ｄよりも外側に配置された補助磁気収束部材をさらに備える。ここで、補助磁気収束部材は、第１方向の外側に配置される。
【０３６０】
図４３は、磁気センサ１００が、図３３及び図３５に示す第８の構成例の磁気センサ１００の配置パターン４０を１つと、Ｘ軸方向の両側に、第８の構成例の磁気センサ１００の磁気収束部だけで構成する補助配置パターン５０を２つ備えている。ここで、補助配置パターン５０は、補助磁気収束部材として機能してよく、これに代えて、補助配置パターン５０の一部が補助磁気収束部材として機能してもよい。配置パターン４０及び補助配置パターン５０の具体的な構成は、図３３及び図３５で説明したのでここでは省略する。
【０３６１】
図４３において、２つの補助配置パターン５０は、第１補助配置パターン５０ａ、第２補助配置パターン５０ｂの順で−Ｘ軸方向側から＋Ｘ軸方向側に並び、配置パターン４０を挟むように配置される。配置パターン４０及び第１補助配置パターン５０ａは、予め定められた間隔を有するように離間される。例えば、配置パターン４０の第１０磁気収束部材１１５ｂと、第１補助配置パターン５０ａの第５磁気収束部材１１５ａとの間が、予め定められた距離だけ離間するように配置される。
【０３６２】
同様に、配置パターン４０及び第２補助配置パターン５０ｂは、予め定められた間隔を有するように離間される。例えば、配置パターン４０の第５磁気収束部材１１５ａと、第２補助配置パターン５０ｂの第１０磁気収束部材１１５ｂとの間が、予め定められた距離だけ離間するように配置される。ここで、予め定められた距離は、例えば、第１磁気検知ユニット１０ａ及び第２磁気検知ユニット１０ｂの間の距離と同程度であることが好ましい。
【０３６３】
ここで、補助配置パターン５０がない場合において、＋Ｙ軸方向の磁場が配置パターン４０に供給される例を説明する。この場合、配置パターン４０の−Ｘ軸方向側の端にある第２磁気検知ユニット１０ｂの第１０磁気収束部材１１５ｂが、当該第１０磁気収束部材１１５ｂよりも−Ｘ軸方向側の空間にある磁場を収束する。すると、当該第１０磁気収束部材１１５ｂに収束する磁場は、第２磁気検知ユニット１０ｂの＋Ｘ軸方向側の端にある第８磁気収束部材１１３ｂに収束する磁場に比べて大きくなってしまうことがある。同様に、第４磁気検知ユニット１０ｄの第２０磁気収束部材１１５ｄに収束する磁場は、第１８磁気収束部材１１３ｄに収束する磁場に比べて大きくなってしまうことがある。
【０３６４】
また、配置パターン４０の＋Ｘ軸方向側の端にある第１磁気検知ユニット１０ａの第５磁気収束部材１１５ａに収束する磁場は、第３磁気収束部材１１３ａに収束する磁場に比べてやや大きくなってしまうことがある。また、第３磁気検知ユニット１０ｃの第１５磁気収束部材１１５ｃに収束する磁場は、第１３磁気収束部材１１３ｃに収束する磁場に比べてやや大きくなってしまうことがある。
【０３６５】
このようなアンバランスがあると、例えば、直交する３軸成分の磁気信号をそれぞれ算出する場合等に、雑音成分として影響を及ぼしてしまうことがある。そこで、本実施形態の磁気センサ１００は、このような磁気収束部材に収束する磁場のアンバランスを解消すべく、配置パターン４０の−Ｘ軸方向側の端にある第１０磁気収束部材１１５ｂの近傍に、第１補助配置パターン５０ａの少なくとも一部が配置される。
【０３６６】
即ち、当該第１補助配置パターン５０ａの少なくとも一部は、第１０磁気収束部材１１５ｂよりも−Ｘ軸方向側の空間にある磁場を収束させるので、第１０磁気収束部材１１５ｂが収束する磁場を低減させて、第８磁気収束部材１１３ｂに収束する磁場と同程度にすることができる。これによって、第１３の構成例の磁気センサ１００は、配置パターン４０に設けられた各々の磁気収束部材に、＋Ｙ軸方向の磁場を一様に入力させることができ、＋Ｙ軸方向の磁場を高い精度で検出することができる。
【０３６７】
同様に、配置パターン４０の＋Ｘ軸方向側の端にある第５磁気収束部材１１５ａの近傍に、第２補助配置パターン５０ｂの少なくとも一部が配置される。当該第２補助配置パターン５０ｂの少なくとも一部は、第５磁気収束部材１１５ａよりも＋Ｘ軸方向側の空間にある磁場を収束させるので、第５磁気収束部材１１５ａが収束する磁場を低減させて、第３磁気収束部材１１３ａに収束する磁場と同程度にすることができる。
【０３６８】
また、配置パターン４０の＋Ｘ軸方向側の端にある第１５磁気収束部材１１５ｃの近傍には、第２補助配置パターン５０ｂの少なくとも一部が配置され、配置パターン４０の−Ｘ軸方向側の端にある第２０磁気収束部材１１５ｄの近傍には、第１補助配置パターン５０ａの少なくとも一部が配置される。これによって、配置パターン４０に設けられた各々の磁気収束部材に、＋Ｙ軸方向の磁場を一様に入力させることができる。
【０３６９】
以上の第１３の構成例の磁気センサ１００は、第８の構成例の磁気センサ１００の配置パターン４０を１つ備える例を説明したが、これに代えて、複数の配置パターン４０を備えてもよい。また、これに代えて、磁気センサ１００は、第１から第７、及び第９から第１１の構成例の配置パターンを設けてもよい。
【０３７０】
図４４は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１４の構成例を示す。図４４に示す磁気センサ１００において、図３３及び図３５に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３７１】
第１４の構成例の磁気センサ１００は、図３３及び図３５に示す第８の構成例の磁気センサ１００の配置パターンを備えている例を説明する。図４４は、第８の構成例の磁気センサ１００が備える第１磁気検知部２１０ａから１６磁気検知部２４０ｄを示す。第１磁気検知部２１０ａ及び第３磁気検知部２３０ａ、第５磁気検知部２１０ｂ及び第７磁気検知部２３０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ及び第１２磁気検知部２４０ｃ、及び第１４磁気検知部２２０ｄ及び１６磁気検知部２４０ｄの一方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｓに接続される。
【０３７２】
また、第２磁気検知部２２０ａ及び第１３磁気検知部２１０ｄの一方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｍに接続される。第４磁気検知部２４０ａ及び第１５磁気検知部２３０ｄの一方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｎに接続される。第６磁気検知部２２０ｂ及び第９磁気検知部２１０ｃの一方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｏに接続される。第８磁気検知部２４０ｂ及び第１１磁気検知部２３０ｃの一方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｐに接続される。
【０３７３】
また、第２磁気検知部２２０ａ及び第３磁気検知部２３０ａの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｃに接続される。第１磁気検知部２１０ａ及び第４磁気検知部２４０ａの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ａに接続される。第１３磁気検知部２１０ｄ及び第１６磁気検知部２４０ｄの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｂに接続される。第１４磁気検知部２２０ｄ及び第１５磁気検知部２３０ｄの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｄに接続される。第６磁気検知部２２０ｂ及び第７磁気検知部２３０ｂの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｇに接続される。第５磁気検知部２１０ｂ及び第８磁気検知部２４０ｂの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｅに接続される。第９磁気検知部２１０ｃ及び第１２磁気検知部２４０ｃの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｆに接続される。第１０磁気検知部２２０ｃ及び第１１磁気検知部２３０ｃの他方の端子は、電気的に１点に結合されて、端子Ｈに接続される。
【０３７４】
さらに、端子Ｓは、予め定められた第１電位が与えられる。また、端子Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐは、電気的に１点に結合されて、予め定められた第２電位が与えられる。
【０３７５】
このように、第１４の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄを用いて、４つのホイーストン・ブリッジを形成する。第１ブリッジは、第２磁気検知部２２０ａ、第３磁気検知部２３０ａ、第１３磁気検知部２１０ｄ、及び第１６磁気検知部２４０ｄと、端子Ｂ、Ｃ、Ｍ、及びＳとを有する。第２ブリッジは、第１磁気検知部２１０ａ、第４磁気検知部２４０ａ、第１４磁気検知部２２０ｄ、及び第１５磁気検知部２３０ｄと、端子Ａ、Ｄ、Ｎ、及びＳとを有する。第３ブリッジは、第６磁気検知部２２０ｂ、第７磁気検知部２３０ｂ、第９磁気検知部２１０ｃ、及び第１２磁気検知部２４０ｃと、端子Ｆ、Ｇ、Ｏ、及びＳとを有する。第４ブリッジは、第５磁気検知部２１０ｂ、第８磁気検知部２４０ｂ、第１０磁気検知部２２０ｃ、及び第１１磁気検知部２３０ｃと、端子Ｅ、Ｈ、Ｐ、及びＳとを有する。
【０３７６】
第１ブリッジから第４ブリッジは、第１電位及び第２電位の間に、電圧源等によって予め定められた電圧ＶＳが供給される。即ち、端子Ｍ−Ｓ間、Ｎ−Ｓ間、Ｏ−Ｓ間、及びＰ−Ｓ間に、電圧ＶＳが供給される。
【０３７７】
端子Ａ−Ｓ間、Ｂ−Ｓ間、Ｃ−Ｓ間、Ｄ−Ｓ間、Ｅ−Ｓ間、Ｆ−Ｓ間、Ｇ−Ｓ間、及びＨ−Ｓ間の電圧を、ＶＡＳ、ＶＢＳ、ＶＣＳ、ＶＤＳ、ＶＥＳ、ＶＦＳ、ＶＧＳ、及びＶＨＳとすると、それぞれの電圧は次式で示される。
（数７９）
ＶＡＳ＝ＶＳＲ１／（Ｒ１＋Ｒ４）＝（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８０）
ＶＢＳ＝ＶＳＲ１６／（Ｒ１３＋Ｒ１６）＝（Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８１）
ＶＣＳ＝ＶＳＲ３／（Ｒ２＋Ｒ３）＝（Ｒ０−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８２）
ＶＤＳ＝ＶＳＲ１４／（Ｒ１４＋Ｒ１５）＝（Ｒ０＋ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８３）
ＶＥＳ＝ＶＳＲ５／（Ｒ５＋Ｒ８）＝（Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８４）
ＶＦＳ＝ＶＳＲ１２／（Ｒ９＋Ｒ１２）＝（Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８５）
ＶＧＳ＝ＶＳＲ７／（Ｒ６＋Ｒ７）＝（Ｒ０−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
（数８６）
ＶＨＳ＝ＶＳＲ１０／（Ｒ１０＋Ｒ１１）＝（Ｒ０＋ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／２Ｒ０
【０３７８】
（数７９）から（数８６）式の電圧は、いずれも３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺが含まれる。ΔＲＸ、ΔＲＹ、及びΔＲＺの符号は、第１磁気検知部２１０ａから第１６磁気検知部２４０ｄを横切るＸ軸方向の磁場の向きに対応する。
【０３７９】
（数８１）−（数８０）式、（数７９）−（数８２）式、（数８５）−（数８４）式、及び（数８３）−（数８６）式より、次式を得る。
（数８７）
ＶＣＢ＝ＶＣＳ−ＶＢＳ＝（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／Ｒ０
（数８８）
ＶＡＤ＝ＶＡＳ−ＶＤＳ＝（−ΔＲＸ＋ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／Ｒ０
（数８９）
ＶＧＦ＝ＶＧＳ−ＶＦＳ＝（−ΔＲＸ−ΔＲＹ−ΔＲＺ）ＶＳ／Ｒ０
（数９０）
ＶＥＨ＝ＶＥＳ−ＶＨＳ＝（−ΔＲＸ−ΔＲＹ＋ΔＲＺ）ＶＳ／Ｒ０
【０３８０】
さらに、−（数８７）−（数８８）−（数８９）−（数９０）式、（数８７）＋（数８８）−（数８９）−（数９０）式、及び（数８７）−（数８８）−（数８９）＋（数９０）式より、次式を得る。
（数９１）
４ΔＲＸ＝（−ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＧＦ−ＶＥＨ）Ｒ０／ＶＳ
（数９２）
４ΔＲＹ＝（ＶＣＢ＋ＶＡＤ−ＶＧＦ−ＶＥＨ）Ｒ０／ＶＳ
（数９３）
４ΔＲＺ＝（ＶＣＢ−ＶＡＤ−ＶＧＦ＋ＶＥＨ）Ｒ０／ＶＳ
【０３８１】
このようにして、磁気センサ１００は、直交する３軸成分の磁気信号をそれぞれ取得することができる。即ち、各電圧に関する連立方程式を解くことで、３軸成分の磁場に応じた抵抗変化量の各々が求まる。ここに記した連立方程式の展開は、一例であり、この限りではない。
【０３８２】
ここで、差分電圧ＶＣＢ、ＶＡＤ、ＶＧＦ、及びＶＥＨは、言い換えると、各々、端子Ｃ−Ｂ間、Ａ−Ｄ間、Ｇ−Ｆ間、及びＥ−Ｈ間に生じる電圧である。つまり、端子Ｃ−Ｂ間、Ａ−Ｄ間、Ｇ−Ｆ間、及びＥ−Ｈ間に生じる電圧を直接測定することで、（数８７）から（数９０）式の信号を取得することができ、各軸の出力信号を得ることができる。
【０３８３】
図４４において、第１ブリッジから第４ブリッジは、各々に第２電位が供給されているが、例えば、端子Ｍ、Ｎ、Ｏ、及びＰの各々にスイッチを設けて、スイッチを切替えながら各々のブリッジに電圧を供給してもよい。また、複数の磁気検知部が、端子Ｓに接続することは、端子数を減らすことができるので、好ましい形態ではあるが、これに代えて、複数の端子Ｓを備え、各磁気検知部、または２つの磁気検知部の一方を複数の端子Ｓのいずれかにそれぞれ接続してもよい。
【０３８４】
以上の第１４の構成例の磁気センサ１００は、第８の構成例の磁気センサ１００の配置パターンを用いる例を説明した。これに代えて、磁気センサ１００は、第１から第７、及び第９から第１１の構成例の配置パターンを用いてよい。
【０３８５】
図４５は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１５の構成例を示す。図４５に示す磁気センサ１００において、図１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３８６】
第１５の構成例の磁気センサ１００は、第１方向に延伸する第１磁気収束部材１１１と、第１磁気収束部材１１１の端部に接続されて第１方向と異なる第２方向に延伸する第２磁気収束部材１１２と、第２磁気収束部材１１２の第１方向の負側に寄って配置されている第１磁気検知部２１０と、第２磁気収束部材１１２の第１方向の正側に寄って配置されている第２磁気検知部２２０と、を備える。図４５は、第１５の構成例の磁気センサ１００として、図１に示された第１の構成例の磁気センサ１００から、第２磁気収束部１２０及び第３磁気検知部２３０を除いた配置パターンを示す。
【０３８７】
なお、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、第２磁気収束部材１１２から予め定められた距離だけ離間されて配置され、第２磁気収束部材１１２を挟むように配置されてよい。好ましくは、第１磁気検知部２１０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２の−Ｘ軸方向側に、第２磁気収束部材１１２に近接するように配置される。また、第２磁気検知部２２０は、Ｚ軸方向から見た平面視で、第２磁気収束部材１１２の＋Ｘ軸方向側に、第２磁気収束部材１１２に近接するように配置される。
【０３８８】
磁気センサ１００の＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが与えられた場合、−Ｘ軸方向に突出した第１磁気収束部材１１１は、その近傍の空間に在る磁場を収束する。つまり、第１磁気収束部材１１１に近いＸＹ平面の磁場だけでなく、第１磁気収束部材１１１に近いＸＺ平面の磁場が、第１磁気収束部材１１１に収束される。第１磁気収束部材１１１に収束された磁場は、第１磁気収束部材１１１に連結した第２磁気収束部材１１２を通って、第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０３８９】
第２磁気収束部材１１２から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第１磁気検知部２１０を通り抜け、第２磁気収束部材１１２から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気検知部２２０を通り抜ける。このように、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、＋Ｘ軸方向に入力する磁場ＢＸに応じて方向変換された第１方向に平行な磁場を感知する。即ち、第１磁気検知部２１０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３９０】
磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、当該＋Ｙ軸方向の磁場を感知しない。即ち、供給される＋Ｙ軸方向の磁場ＢＹをＸ軸方向に曲げる磁気収束部材が無いので、磁気センサ１００は、磁場を感知しない。
【０３９１】
磁気センサ１００の＋Ｚ軸方向に磁場ＢＺが与えられた場合、磁場ＢＺは、＋Ｘ軸方向に第１磁気検知部２１０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。また、磁場ＢＺは、−Ｘ軸方向に第２磁気検知部２２０を通って第２磁気収束部材１１２に収束され、そして放出される。このように、第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０は、＋Ｚ軸方向に入力する磁場ＢＺに応じて方向変換された第１方向と平行な磁場を感知する。即ち、第１磁気検知部２１０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。
【０３９２】
このように、磁気センサ１００は、Ｌ字状の磁気収束部を備え、＋Ｘ軸方向に磁場ＢＸが供給された場合に、＋Ｘ軸方向の磁場と共に、−Ｘ軸方向の磁場を作り出し、当該＋Ｘ軸方向及び−Ｘ軸方向の磁場を磁気検知部に感知させることができる。これにより、第１〜１５の構成例の磁気センサ１００で説明したように、３軸成分の磁場に応じた符号の異なる抵抗変化量を作り出すことができ、さらに、演算によって３軸成分の磁気信号をそれぞれ取得することができる。
【０３９３】
図４６は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１６の構成例を示す。図４６に示す磁気センサ１００において、図１に示された本実施形態に係る磁気センサ１００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。
【０３９４】
第１６の構成例の磁気センサ１００は、第１の構成例の磁気センサ１００と同様に、１つの第１磁気検知ユニット１０を備える。第１６の構成例の磁気センサ１００は、図１に示した第１の構成例の磁気センサ１００に、第１サブ磁気収束部材１１６と、第２サブ磁気検知部１１７とをさらに備える。
【０３９５】
第１サブ磁気収束部材１１６は、第２磁気収束部材１１２の第２方向の負側の端部に接続されて、第１方向に延伸する。第１サブ磁気収束部材１１６は、第２方向から見て、第２磁気検知部２２０及び第３磁気検知部２３０と重なる程度に、第１方向に延伸してよい。第１サブ磁気収束部材１１６は、第２方向から見て、第１磁気検知部２１０には達しない程度に、第１方向の負側において延伸してよい。即ち、第１サブ磁気収束部材１１６は、第２方向から見て、第２磁気収束部材１１２よりも第１方向の負側に突出する。
【０３９６】
また、第１サブ磁気収束部材１１６は、第４磁気収束部材１１４を超えない程度に、第１方向の正側において延伸してよい。第１サブ磁気収束部材１１６は、第２磁気収束部材１１２とＺ軸方向の厚さが略同一の厚さに形成されてよい。また、第１サブ磁気収束部材１１６は、第２磁気収束部材１１２と略同一の材料で形成されてよい。
【０３９７】
第２サブ磁気収束部材１１７は、第３磁気収束部材１１３の第２方向の正側の端部に接続されて、第１方向に延伸する。第２サブ磁気収束部材１１７は、第２方向から見て、第１磁気検知部２１０と重なる程度に、第１方向に延伸してよい。第２サブ磁気収束部材１１７は、第２方向から見て、第３磁気検知部２３０には達しない程度に、第１方向の正側において延伸してよい。
【０３９８】
また、第２サブ磁気収束部材１１７は、第１磁気収束部材１１１を超えない程度に、第１方向の負側において延伸してよい。即ち、第２サブ磁気収束部材１１７は、第２方向から見て、第３磁気収束部材１１３よりも第１方向の負側に突出する。第２サブ磁気収束部材１１７は、第３磁気収束部材１１３とＺ軸方向の厚さが略同一の厚さに形成されてよい。また、第２サブ磁気収束部材１１７は、第３磁気収束部材１１３と略同一の材料で形成されてよい。なお、第１サブ磁気収束部材１１６及び第２サブ磁気収束部材１１７は、略同一の形状に形成されてよい。
【０３９９】
このような磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、図６でも説明したように、−Ｙ軸方向に突出した第３磁気収束部材１１３は、当該第３磁気収束部材１１３の近傍の空間の磁場を収束する。また、第４磁気収束部材１１４は、当該第４磁気収束部材１１４の近傍の磁場を収束し、第３磁気収束部材１１３へと収束させる。そして、第３磁気収束部材１１３に収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３から−Ｘ軸方向と＋Ｘ軸方向とに放出される。
【０４００】
ここで、第１サブ磁気収束部材１１６は、第３磁気検知部２３０の−Ｙ軸方向側の端部へと収束する磁場の一部を引き寄せて収束する。また、第２サブ磁気収束部材１１７は、第１磁気検知部２１０の＋Ｙ軸方向側の端部へと収束する磁場の一部を第１磁気収束部材１１１及び第２磁気収束部材１１２へと収束させる。このように、第１６の構成例の磁気センサ１００は、第１サブ磁気収束部材１１６及び第２サブ磁気収束部材１１７を有するので、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向へと放出される磁場が第１磁気検知部２１０の＋Ｙ軸方向側の端部と第３磁気検知部２３０の−Ｙ軸方向側の端部に集中することを防止する。
【０４０１】
図４７は、本実施形態に係る第１磁気検知部２１０のＹ方向の位置に対する磁気増幅率の変化の概略構成例を示す。図４７の横軸は、図４６に示す第１磁気検知部２１０のＹ方向の位置に対応する。より具体的には、第１磁気検知部２１０の長さをＲ１とすると、当該Ｙ方向の位置を０からＲ１の範囲で示す。図４７は、一例として、図４６の横軸において、第１磁気検知部２１０の＋Ｙ方向側の端の位置を原点側とし、第１磁気検知部２１０の−Ｙ方向側の端の位置を＋Ｙ方向側の端の位置から＋側にＲ１離間した位置とする。
【０４０２】
また、図４７の縦軸は、磁気増幅率を示す。磁気増幅率は、磁場数値解析等にて求めた値の例である。そして、図４７は、図１で示した第１の構成例の磁気センサ１００が有する第１磁気検知部２１０の磁気増幅率を実線で示す。また、図４７は、図４６で説明した第１６の構成例の磁気センサ１００が有する第１磁気検知部２１０の磁気増幅率を点線で示す。即ち、図４７は、図１で説明した第１の構成例の磁気センサ１００と、図４６で説明した第１６の構成例の磁気センサ１００との、比較結果の一例を示す。
【０４０３】
図４７より、例えば、第１６の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０の＋Ｙ方向側の磁気増幅率を、第１の構成例の磁気センサ１００と比較して低減させる。また、第１６の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０の−Ｙ方向側の端部近辺の磁気増幅率を、第１の構成例の磁気センサ１００と比較して増加させる。即ち、第１６の構成例の磁気センサ１００は、第１磁気検知部２１０の磁気増幅率が局所的に増加することを防止することができる。なお、図４７は、第１磁気検知部２１０の磁気増幅率の変化を一例として示したが、第１６の構成例の磁気センサ１００は、第２磁気検知部２２０及び第３磁気検知部２３０についても同様に、磁気増幅率が局所的に増加することを防止できる。
【０４０４】
図４８は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１７の構成例を示す。図４８に示す磁気センサ１００において、図１３に示された第２の構成例の磁気センサ１００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。
【０４０５】
第１７の構成例の磁気センサ１００は、第２の構成例の磁気センサ１００と同様に、１つの第１磁気検知ユニット１０を備える。第１７の構成例の磁気センサ１００は、図１３に示した第２の構成例の磁気センサ１００に、第１サブ磁気収束部材１１６と、第２サブ磁気検知部１１７と、第３サブ磁気収束部材１１８と、をさらに備える。ここで、第１サブ磁気収束部材１１６及び第２サブ磁気検知部１１７の動作については、図４６及び図４７で説明したサブ磁気収束部材の動作と略同一の動作でよく、ここでは説明を省略する。
【０４０６】
第３サブ磁気収束部材１１８は、第５磁気収束部材１１５の第２方向の正側の端部に接続されて、第１方向に延伸する。第３サブ磁気収束部材１１８は、第２方向から見て、第４磁気検知部２４０と重なる程度に、第１方向に延伸してよい。第３サブ磁気収束部材１１８は、第２方向から見て、第２磁気検知部２２０には達しない程度に、第１方向の負側において延伸してよい。即ち、第３サブ磁気収束部材１１８は、第２方向から見て、第５磁気収束部材１１５よりも第１方向の負側に突出する。
【０４０７】
また、第３サブ磁気収束部材１１８は、第５磁気収束部材１１５から突出するように、第１方向の正側において延伸してよい。第３サブ磁気収束部材１１８は、第５磁気収束部材１１５とＺ軸方向の厚さが略同一の厚さに形成されてよい。また、第３サブ磁気収束部材１１８は、第５磁気収束部材１１５と略同一の材料で形成されてよい。また、第１サブ磁気収束部材１１６、第２サブ磁気収束部材１１７、及び第３サブ磁気収束部材１１８は、略同一の形状に形成されてよい。この場合、第１サブ磁気収束部材１１６、第２サブ磁気収束部材１１７、及び第３サブ磁気収束部材１１８は、第２磁気収束部材１１２のＹ軸方向に平行な中線に対して、線対称に配置されることが好ましい。
【０４０８】
このような磁気センサ１００の＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第２の構成例の磁気センサ１００と同様に、磁場ＢＹは、−Ｙ軸方向に突出した第２磁気収束部１２０の第３磁気収束部材１１３及び第５磁気収束部材１１５にそれぞれ収束される。第３磁気収束部材１１３に収束された磁場は、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される。第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第３磁気収束部材１１３の間にある第１磁気検知部２１０と第３磁気検知部２３０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。
【０４０９】
ここで、第１７の構成例の磁気センサ１００は、第１６の構成例の磁気センサ１００と同様に、第１サブ磁気収束部材１１６及び第２サブ磁気収束部材１１７を有するので、第３磁気収束部材１１３から＋Ｘ軸方向へと放出される磁場が第１磁気検知部２１０の＋Ｙ軸方向側の端部と第３磁気検知部２３０の−Ｙ軸方向側の端部に集中することを防止する。
【０４１０】
また、第５磁気収束部材１１５に収束された磁場は、第５磁気収束部材１１５から−Ｘ軸方向に放出される。第５磁気収束部材１１５から−Ｘ軸方向に放出される磁場は、第２磁気収束部材１１２及び第５磁気収束部材１１５の間にある第４磁気検知部２４０と第２磁気検知部２２０とを通って、第２磁気収束部材１１２に捕獲される。第２磁気収束部材１１２に捕獲される磁場は、第２磁気収束部材１１２に連結した第１磁気収束部材１１１を通って放出される。
【０４１１】
ここで、第１サブ磁気収束部材１１６及び第３サブ磁気収束部材１１８は、第１サブ磁気収束部材１１６及び第２サブ磁気収束部材１１７の動作と同様に、磁気検知部のＹ軸方向の端部へと収束する磁場の一部を引き寄せて収束する。即ち、第１７の構成例の磁気センサ１００は、第１サブ磁気収束部材１１６及び第３サブ磁気収束部材１１８を有するので、第５磁気収束部材１１５から−Ｘ軸方向へと放出される磁場が第４磁気検知部２４０の＋Ｙ軸方向側の端部と第２磁気検知部２２０の−Ｙ軸方向側の端部に集中することを防止する。したがって、第１７の構成例の磁気センサ１００は、磁気検知部の磁気増幅率が局所的に増加することを防止できる。
【０４１２】
図４９は、本実施形態に係る磁気センサ１００の第１８の構成例を示す。図４９に示す磁気センサ１００において、図４５に示された第１５の構成例の磁気センサ１００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。
【０４１３】
第１８の構成例の磁気センサ１００は、第１５の構成例の磁気センサ１００と同様に、図１に示された第１の構成例の磁気センサ１００から、第２磁気収束部１２０及び第３磁気検知部２３０を除いた配置パターンを示す。そして、第１８の構成例の磁気センサ１００は、図４５に示した第１５の構成例の磁気センサ１００に、第１サブ磁気収束部材１１６をさらに備える。なお、第１サブ磁気収束部材１１６の動作は、図４６及び図４７で説明した動作と略同一の動作をしてよく、ここでは説明を省略する。
【０４１４】
第１８の構成例の磁気センサ１００は、第１５の構成例の磁気センサ１００と同様に、Ｘ軸方向の磁場を感知する。即ち、＋Ｙ軸方向に磁場ＢＹが与えられた場合、第１磁気検知部２１０は、＋Ｘ軸方向の磁場を感知する。また、第２磁気検知部２２０は、−Ｘ軸方向の磁場を感知する。そして、第１サブ磁気収束部材１１６は、Ｘ軸方向へ進む磁場が第１磁気検知部２１０及び第２磁気検知部２２０の−Ｙ軸方向側の端部に集中することを防止する。
【０４１５】
以上、本実施形態に係る第１５から第１８の構成例の磁気センサ１００が、１つの第１磁気検知ユニット１０を備える例を説明した。磁気センサ１００は、これに限定されず、２つ以上の磁気検知ユニット１０を備えてよく、また、このばあい、複数種類の磁気検知ユニット１０を備えてもよい。
【０４１６】
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、請求の範囲の記載から明らかである。
【０４１７】
請求の範囲、明細書、及び図面中において示した装置、システム、プログラム、及び方法における動作、手順、ステップ、及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。請求の範囲、明細書、及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】
【０４１８】
１０  磁気検知ユニット、２０  基板、２２  基板平面、３０  絶縁層、３２  第１平面、３４  第２平面、４０  配置パターン、５０  補助配置パターン、１００  磁気センサ、１１０  磁気収束部、１１１〜１１５  磁気収束部材、１１６〜１１８  サブ磁気収束部材、１２０  磁気収束部、１３０  配線部、２１０〜２４０  磁気検知部、３００  算出部、３１０、３１２、３１４  定電流源、３２０  信号取得部、３３０  演算部、３４０  加減算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【国際調査報告】
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