WO2013118498A1

WO2013118498A1 - 磁気センサ及びその磁気検出方法

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Publication number: WO2013118498A1
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Description

磁気センサ及びその磁気検出方法

　本発明は、磁気センサ及びその磁気検出方法に関し、より詳細には、磁気抵抗素子を備え、消費電流の増大を招くことなく同一基板上でＸとＹとＺ軸方向の磁場を検知できる磁気センサ及びその磁気検出方法に関する。

　一般的に磁気の有無を検出する巨大磁気抵抗（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ＧＭＲ）素子は広く知られている。磁場をかけると電気抵抗率が増減する現象を磁気抵抗効果というが、一般の物質では変化率は数％であるが、このＧＭＲ素子では数１０％に達することから、ハードディスクのヘッドに広く用いられている。

　図１は、従来のＧＭＲ素子の動作原理を説明するための斜視図で、図２は、図１の部分断面図である。図中符号１は反強磁性層、２はピンド層（固定層）、３はＣｕ層（スペーサ層）、４はフリー層（自由回転層）を示している。磁性材料の磁化の向きで電子のスピン散乱が変わり抵抗が変化する。つまり、ΔＲ＝（Ｒ_ＡＰ－Ｒ_Ｐ）Ｒ_Ｐ（Ｒ_ＡＰ；上下の磁化の向きが反平行のとき、Ｒ_Ｐ；上下の磁化の向きが平行のとき）で表される。

　固定層２の磁気モーメントは、反強磁性層１との磁気結合により方向が固定されている。漏れ磁場により磁化自由回転層４の磁気モーメントの方向が変化すると、Ｃｕ層３を流れる電流が受ける抵抗が変化し、漏れ磁場の変化が読み取れる。

　図３は、従来のＧＭＲ素子の積層構造を説明するための構成図で、図中符号１１は絶縁膜、１２はフリー層（自由回転層）、１３は導電層、１４はピンド層（固定層）、１５は反強磁性層、１６は絶縁膜から構成され、フリー層（自由回転層）１２は自由に磁化の向きが回転する層で、ＮｉＦｅ又はＣｏＦｅ／ＮｉＦｅから構成され、導電層１３は電流を流し、スピン散乱が起きる層で、Ｃｕから構成され、ピンド層（固定層）１４は磁化の向きが一定方向に固定された層で、ＣｏＦｅ又はＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅから構成され、反強磁性層１５はピンド層１４の磁化の向きを固定するための層で、ＰｔＭｎ又はＩｒＭｎから構成され、絶縁膜１１，１６はＴａやＣｒ、ＮｉＦｅＣｒ、ＡｌＯから構成されている。またピンド層は反強磁性層を用いずにセルフバイアス構造を用いても良い。

　例えば、特許文献１に記載のものは、ＧＭＲ素子を用いた磁気記録システムに関するもので、自由強磁性体層の静磁気結合が最小となるよう改良された固定強磁性体層を有するスピン・バルブ磁気抵抗（ＭＲ）センサで、その図４には、自由強磁性体層と固定強磁性体層とを有する積層構造が記載されている。

　また、３次元の磁場ベクトルを検知する地磁気センサとして、ホール素子を用いた磁気センサが提案されている。この種のホール素子は、素子面に垂直な方向の磁場を検出でき、素子を平面に配置した場合はＺ方向の磁場を検出することができる。例えば、特許文献２では、円形の磁気収束板の下部に対称中心に対し、上下、左右に十字形状のホール素子が配置されており、水平方向の磁場が磁気収束板の端でＺ軸方向に変換されることを利用して、ホール素子の感磁方向であるＺ方向だけでなく、水平方向の磁場を検出することで同一基板上におけるＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の磁場を検知できることが示されている。

　また、例えば、特許文献３に記載のものは、単一の基板上に３次元方向に交差するように配置された磁気抵抗効果素子を有する磁気センサに関するもので、ピンド層とフリー層とを含んでなる磁気抵抗素子を用いた磁気センサであって、特に、磁気センサの表面に垂直な方向の磁場を測定する高感度の磁気センサが記載されており、水平方向の磁場を検出する磁気抵抗素子を用いて、斜め斜面上に形成することで、本来検知出来ない垂直方向に掛かるＺ磁場をベクトル分解することで、同一基板でＸ、Ｙ、Ｚの磁場を検知出来ることが提案されている。

　また、例えば、特許文献４に記載のものは、方位検出に関して高い感度を有し、小型で量産性にも優れた３軸磁気センサに関するもので、基板表面に平行で互いに直交するように設定した２軸（Ｘ、Ｙ軸）方向で地磁気成分を検知する２軸磁気センサ部と、２軸磁気センサ部上に配置され前記２軸を含む面に対して垂直方向（Ｚ軸）の磁界を集める磁性部材とを備えており、磁気抵抗素子上にコイルを形成し、コイルに電流を流して発生する磁場で磁化の向きを制御させたまま４回対称の磁性部体で、磁場方向変換させて、同一基板でＸ、Ｙ、Ｚの磁場を検知出来ることが提案されている。

　また、例えば、特許文献５に記載のものは、磁界の方向の影響を受けることが少なく磁界の大きさを精度よく検出できる巨大磁気抵抗素子に関するもので、このＧＭＲ素子は、ＧＭＲチップ上に対して一本の折れ線状をなすパターンにて形成され、そのＧＭＲチップは基板に実装されている。

特開平７－１６９０２６号公報特開２００２－７１３８１号公報特開２００４－６７５２号公報特開２００６－３１１６号公報特開２００３－２８２９９６号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のものは、自由強磁性体層と固定強磁性体層とを有する積層構造を備えたＧＭＲ素子が開示されているものの、本発明の磁気センサのような磁気抵抗素子と磁気収束板とを組み合わせた配置パターンについては何ら開示されていない。
　また、特許文献２に記載のセンサでは、ホール素子の感度が低いため、地磁気を精度良く検知するために後段での増幅信号処理が必要となり、消費電流の増大を招くことが考えられる。

　また、特許文献３及び４の磁気センサは、磁気抵抗素子を用いているためホール素子よりも感度が高いため、後段での複雑な信号処理をする必要はないが、基板を斜めに形成したり、コイルを形成するなど量産性が課題となり、かつ特許文献４ではコイルによる消費電流の増大が懸念させる。

　また、特許文献５に記載のＧＭＲ素子は、ＧＭＲチップ上に対して一本の折れ線状をなすパターンにて形成されたものが開示されているものの、本発明の磁気センサのような磁気抵抗素子と磁気収束板とを組み合わせた配置パターンについては何ら開示されていなく、しかも、スピン・バルブ構造を有していないため、磁場の極性を判別出来ず、磁気センサとしては使い辛いという問題がある。

　本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、磁気抵抗素子を備え、消費電流の増大を招くことなく同一基板上でＸとＹとＺ軸方向の磁場を検知できる磁気センサ及びその磁気検出方法を提供することにある。

　本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした、第１及び第３の配置パターン（２１１，２１３）からなる第１の構造を備える磁気センサであって、前記第１の配置パターン（２１１）は、前記基板上に四角形状の感磁材（２０１ａ）と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材（２０１ｂ）とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線（Ｍａ）と前記磁気収束材の長手方向の中線（Ｍｂ）とが、互いに交わらないように水平に配置された第１の磁気検知部（２０１）と、該第１の磁気検知部と構成が同一である第２の磁気検知部（２０２）と、前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とを備え、前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材との両方が、前記第１の磁気検知部の磁気収束材と前記第２の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように点対称の位置関係で、かつ前記第１の磁気検知部と前記第２の磁気検知部とが互いに重ならないように配置され、前記第３の配置パターン（２１３）は、基板平面に対し平行で、該第１の配置パターンの前記磁気収束材の長手方向に平行な線に対して、前記磁気収束材と感磁材の位置関係が対称になり、かつ互いに重ならないように離間して対向配置された前記第１の配置パターンと同じ構造を有することを特徴とする。（図２２）

　また、基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした、第２および第４の配置パターン（２１２，２１４）からなる第３の構造を備える磁気センサであって、前記第２の配置パターン（２１２）は、前記基板上に四角形状の感磁材（２０３ａ）と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材（２０３ｂ）とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線（Ｍｂ）とが、互いに交わらないように水平に配置された第３の磁気検知部（２０３）と、該第３の磁気検知部の前記磁気収束材の長手方向に垂直な線に対して、構造が線対称の第４の磁気検知部（２０４）と、前記第３の磁気検知部の感磁材と、前記第４の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とを備え、前記第３の磁気検知部の感磁材が、前記第３の磁気検知部の磁気収束材と、前記第４の磁気検知部の磁気収束材（２０４ｂ）とに挟まれるように配置され、かつ前記第３の磁気検知部と前記第４の磁気検知部とが互いに平行、かつ重ならないように配置され、前記第４の配置パターン（２１４）は、該第２の配置パターンと同様の構造を有し、前記第３の構造は、前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンとが、互いに点Ｍｏに対し、対称の位置関係でかつ互いに重ならないように離間して対向配置されてなる構造であることを特徴とする。（図２４）

　また、前記第１の構造（Ａ）と、該第１の構造（Ａ）と同様の構造を有する第２の構造（Ｂ）とが、互いに平行でなくかつ互いに重ならないように配置されたことを特徴とする。（図２３）
　また、前記第１の構造（Ａ）と、前記第２の構造（Ｂ）とが、互いに垂直な位置関係で配置されていることを特徴とする。（図２５）
　また、前記第１の構造（Ａ）と前記第２の構造（Ｂ）、又は前記第１の構造（Ａ）と前記第３の構造（Ｃ）、又は前記第２の構造（Ｂ）と前記第３の構造（Ｃ）、又は前記第１の構造（Ａ）と前記第２の構造（Ｂ）と前記第３の構造（Ｃ）とが同一平面上に配置されていることを特徴とする。

　また、前記第１の配置パターン（２１１）から前記第４の配置パターン（２１４）において、それぞれの配置パターンにおいて、全く同じ構造の配置パターンが複数個存在して配置パターン群を構成し、該配置パターン群が、互いに平行にかつ重ならないように配置され、かつ同一の配置パターンがそれぞれ有する感磁部同士が、１つの直列接続となるように電気的に接続されていることを特徴とする。（図２６）

　また、前記第１の配置パターン（２１１）から前記第４の配置パターン（２１４）のそれぞれの磁気収束材において、磁気収束部材（２１１ｃ）が、前記配置パターンの構造中心点から遠い位置の方の前記磁気収束材の短手側でＴ字状に接するように配置され、前記磁気収束部材（２１１ｃ）と隣接する磁気収束材との距離（Ａ）が前記配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離（Ｂ）よりも遠い位置関係に配置されていることを特徴とする。（図２７）
　また、前記各配置パターン間における磁気収束材間の距離（Ｄ）が、前記各配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離（Ｅ）よりも長いことを特徴とする。（図２８）

　また、前記第１の配置パターン（２１１）と、基板の平面方向に対し平行で、該第１の配置パターンが有する２つの磁気収束材（２０１ｂ，２０２ｂ）の内の一方の磁気収束材（２０２ｂ）の構造中心点（Ｎ）を通り、前記磁気収束材（２０２ｂ）の長辺に平行な直線に対して、前記第１の配置パターン（２１１）と対称な位置関係にある第５の配置パターン（２１５）において、前記感磁材（２０１ａ，２０２ａ）を電気的に接続する接続部（２１６ａ）が、前記第５の配置パターン（２１５）における接続部（２１５ａ）とは逆の前記感磁材（２０１ａ，２０２ａ）の端部に配置された第６の配置パターン（２１６）とからなる構造（Ｄ）を有することを特徴とする。（図２９）

　また、前記第１の配置パターン（２１１）と前記第６の配置パターン（２１６）とが交互に繰り返し複数個配列され、前記第１の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部（２１１ｂ）で接続され、前記第６の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部（２１６ｂ）で接続され、前記第１の配置パターン内の磁気収束材（２０１ｂ，２０２ｂ）間の距離（Ｆ１）と、前記第６の配置パターン内の磁気収束材（２０１ｂ，２０２ｂ）間の距離（Ｆ２）とが互いに等しいことを特徴とする。（図３０）

　また、磁気センサを用いた磁気検出方法において、空間中の磁場のそれぞれ異なる任意の３軸方向の磁場成分の内、２軸以上の方向の磁場成分が磁気収束材によって曲げられることを利用して、空間中の任意の軸方向の磁場を独立して検出することを特徴とする。

　また、磁気センサを用いた磁気検出方法において、前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンを有する第１の構造（Ａ）を有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は、前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンに対し、各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は同一方向に磁場変換され、更に磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は単一パターン内に隣接する前記感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、前記第１の配置パターンを有する前記磁気センサと前記第３の配置パターンからなる磁気センサの感磁部の抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする。

　また、磁気センサを用いた磁気検出方法において、前記第１の構造（Ａ）の配置パターンが互いに平行でなく、かつ互いに重ならないように配置された第２の構造（Ｂ）を有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は、前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は、同一方向に磁場変換され、更に前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は単一パターン内に隣接する感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、前記第２の構造（Ｂ）からなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする。

　また、磁気センサを用いた磁気検出方法において、前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンを有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンに対し、各々同じの方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は同一方向に磁場変換され、更に前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は、前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記第４の配置パターンを有する磁気センサと前記第２の配置パターンからなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする。
　また、磁気検出方法を組み合わせることで、２軸又は３軸の磁場成分をそれぞれ独立して検知することを特徴とする。

　また、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした磁気センサにおいて、前記基板平面上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、前記基板平面に対して平行で、かつ前記感磁材の長手方向の中点を通る中線と、前記磁気収束材の長手方向の中点を通る中線とが互いに交わらないように配置された第７の磁気検知部と、該第７の磁気検知部と同一の構造を有する第８の磁気検知部とを備え、該第８の磁気検知部の感磁材が、前記第７の磁気検知部の磁気収束材と前記第８の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように配置され、前記第７の磁気検知部と前記第８の磁気検知部とが互いに並行で、かつ重ならないように配置され、前記第７の磁気検知部の感磁材と前記第８の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とからなる第７の配置パターン（３１１）を有し、前記第７の配置パターンと同一の構成を有する第８の配置パターン（３１２）が、前記基板平面に対して平行で、かつ前記第７の配置パターンの磁気収束材の短手方向側に平行な線に対して対称で、かつ互いに重ならないように離間して対向配置されていることを特徴とする。

　また、前記基板平面に対して垂直な軸方向の磁場を検出できるように、前記基板上に前記第７の配置パターンと同一の構成を有する第９の配置パターン（３１３）を有し、該第９の配置パターンが任意の点に対して前記第７の配置パターンと対称で、かつ前記第７の配置パターンの磁気収束材の長手方向と、前記第９の配置パターンの長手方向が平行で互いに重ならないように離間して配置され、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターン及び前記第９の配置パターンが互いに平行で、かつ異なる位置に配置されていることを特徴とする。

　また、同一基板上に、更に、前記第７乃至第９の配置パターンのいずれかの感磁材をと同じ配置パターンの感磁材と、該感磁材の全面を覆う磁気収束材を有する第１０の配置パターン（３１４）を有することを特徴とする。
　また、前記第７の配置パターン乃至前記第１０の配置パターンのいずれかの配置パターンが複数個で配置パターン群を構成し、該配置パターン群が、互いに平行でかつ重ならないように配置され、かつ前記配置パターン群の各々の感磁部同士が、１つの直列接続となるように接続部で電気的に接続されていることを特徴とする。

　また、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンを有する磁気センサの磁気検出方法において、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、前記第７の配置パターンを有する磁気センサと、前記第８の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｘ磁場のみを単独で演算することを特徴とする。

　また、前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターン及び前記第１０の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記第８の配置パターンを有する磁気センサと、前記第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の和を演算し、さらに、その和を前記第１０の配置パターンからなる磁気センサの抵抗を２倍の値から差をとることで、Ｙ磁場のみを単独で演算することを特徴とする。

　また、前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記第７の配置パターンを有する磁気センサと、前記第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｚ磁場のみを単独で演算することを特徴とする。

　また、磁気検出方法の２つ以上を組み合わせることにより２軸又は３軸方向の磁場を検出することを特徴とする。
　また、前記各構造内における２つの配置パターンを構成するそれぞれの前記感磁材（２０１ａ，２０２ａ）の面積が、互いに等しいことを特徴とする。（図３１）
　また、前記接続部（２１１ａ，２１３ａ）により電気的に接合されていない前記感磁材（２０１ａ，２０２ａ）の端部が、電極パッド（Ｐ１乃至Ｐ４）もしくは信号処理回路に電気的に接合されていることを特徴とする。（図３２）

　また、前記単一の配置パターン（２１１）において、基板平面に対して平行で、該単一の配置パターンを構成する前記第１及び第２の磁気検知部（２０１，２０２）の前記感磁材（２０１ａ，２０２ａ）の長手方向の中線（Ｌａ）が、前記第１及び第２の磁気検知部（２０１，２０２）の前記磁気収束材（２０１ｂ，２０２ｂ）の長手方向の中線（Ｌｂ）と、前記単一の配置パターン内の対称点又は対称線の間に配置されることを特徴とする。（図３３）

　また、同一基板上に前記感磁材（２０１ａ乃至２０４ａ）と前記磁気収束材（２０１ｂ乃至２０４ｂ）が形成され、前記感磁材の底面が前記磁気収束材の底面よりも下に配置されていることを特徴とする。（図３４）
　また、前記感磁材が、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）であることを特徴とする。
　また、前記感磁材の短手方向の幅が、０．１～２０ミクロンであることを特徴とする。
　また、前記磁気収束部が、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ等の軟磁性材料から成ることを特徴とする。
　また、前記磁気収束材の厚みが、１～４０ミクロンであることを特徴とする。

　また、等間隔で複数の突起状部材が形成された櫛状の一方の磁気収束板（１７２）と、該一方の磁気収束板に対向するように設けられ、等間隔で複数の突起状部材の突起が形成された櫛状の他方の磁気収束板（１７３）と、前記一方及び他方の磁気収束板の前記突起状部材に沿ってつづら折り状に配置された磁気抵抗素子（１７１）とを備え、該磁気抵抗素子（１７１）のコ字状部分の一方の外側には、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）が配置されており、前記磁気抵抗素子（１７１）のコ字状部分の他方の外側には、前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）が配置されている単一配置パターン（Ｇ，Ｈ）を有することを特徴とする。（図１７（ａ））

　また、前記単一配置パターン（Ｇ，Ｈ）が、互いに線対称になっていることを特徴とする。（図１７（ａ））
　また、前記磁気収束板（１７２，１７３）を取り除いた場合に、前記磁気収束板（１７２，１７３）の前記第１部分（１７２ａ）及び前記第２部分（１７３ａ）が、前記磁気抵抗素子よりも突出していることを特徴とする。（図１７（ｂ））

　また、前記磁気抵抗素子（１７１）の感磁部（１７１ａ，１７１ｂ）を挟む前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と、前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）との距離（Ｅ）は、配置パターン間の磁気収束板間の距離（Ｆ）よりも狭いことを特徴とする。（図１７（ｂ））
　また、前記磁気抵抗素子（１７１）の感磁部（１７１ａ，１７１ｂ）の接続部が、前記感磁部（１７１ａ，１７１ｂ）同じ材質ではないことを特徴とする。（図１７（ｃ））

　また、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と、前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）に、Ｔ字状の磁気収束部材（１７２ｃ，１７３ｃ）を設けるとともに、前記磁気収束部材（１７２ｃ，１７３ｃ）と隣接する前記磁気収束材との距離（Ａ）が配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離（Ｂ）よりも遠い位置関係に配置されていることを特徴とする。（図１７（ｄ））
　また、前記単一配置パターン（Ｇ，Ｈ）が、Ｘ軸方向に位置ずれして配置されていることを特徴とする。（図１７（ｅ））

　また、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と前記感磁部（１７１ａ）及び前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）と前記感磁部（１７１ｂ）とが接触することなく、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）とを、前記感磁部（１７１ａ，１７１ｂ）と等距離に配置されていることを特徴とする。（図１８（ａ））

　また、前記感磁部（１７１ａ，１７１ｂ）が、断面において、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）の下側に配置され、かつ前記磁気収束板の中線を越えていないことを特徴とする。（図１８（ｂ））
　また、前記磁気収束板（１７２，１７３）に繋がっていない前記第１部分（１７２ａ，１７３ａ）の先端形状が、長方形であることを特徴とする。（図１８（ｃ））

　また、等間隔で複数の突起状部材が形成された櫛状の一方の磁気収束板（１７２）と、該一方の磁気収束板に対向するように設けられ、等間隔で複数の突起状部材の突起が形成された櫛状の他方の磁気収束板（１７３）と、前記一方及び他方の磁気収束板の前記突起状部材に沿ってつづら折り状に配置された磁気抵抗素子とを備え、該磁気抵抗素子（１７１）のコ字状部分の一方の内側には、前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）が接しており、前記磁気抵抗素子（１７１）のコ字状部分の他方の外側には、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）が接している単一配置パターン（Ｉ，Ｊ）を有することを特徴とする。（図１９（ａ））

　また、前記単一配置パターン（Ｉ，Ｊ）が、互いに点対称になっていることを特徴とする。（図１９（ａ））
　また、前記単一配置パターンの前記磁気収束板間の距離（Ｅ）が、隣接する同一の単一配置パターン間の距離（Ｆ）よりも狭いことを特徴とする。（図１９（ｂ））
　また、前記磁気収束板（１７２，１７３）を取り除いた場合に、前記磁気収束板（１７２，１７３）の前記第１部分（１７２ａ）及び前記第２部分（１７３ａ）が、前記磁気抵抗素子よりも突出していることを特徴とする。（図１９（ｃ））

　また、前記一方の磁気収束板（１７２）の第１部分（１７２ａ）と、前記他方の磁気収束板（１７３）の第１部分（１７３ａ）に、Ｔ字状の磁気収束部材（１７２ｃ，１７３ｃ）を設けるとともに、前記磁気収束部材（１７２ｃ，１７３ｃ）と隣接する前記磁気収束材との距離（Ａ）が配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離（Ｂ）よりも遠い位置関係に配置されていることを特徴とする。（図１９（ｄ））

　また、前記第７の配置パターンから前記第８の配置パターンのそれぞれの磁気収束材において、磁気収束部材が、前記第１及び第８の配置パターンの構造中心点から遠い位置の方の磁気収束材の短手側でＴ字状に接するように配置され、前記磁気収束部材と隣接する磁気収束材との距離が、前記配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離よりも遠い位置関係に配置されていることを特徴とする。
　また、前記各配置パターン間における磁気収束材間の距離が、前記各配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離よりも長いことを特徴とする。

　また、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした、第１の配置パターンを備える磁気センサであって、前記第１の配置パターンは、前記基板上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線と前記磁気収束材の長手方向の中線とが、互いに交わらないように水平に配置された第１の磁気検知部と、該第１の磁気検知部と構成が同一である第２の磁気検知部と、前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部を備え、前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材との両方が、前記第１の磁気検知部の磁気収束材と前記第２の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように点対称の位置関係で、かつ前記第１の磁気検知部と前記第２の磁気検知部とが互いに重ならないように配置されることを特徴とする。

　また、基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした、第２の配置パターンを備える磁気センサであって、前記第２の配置パターンは、前記基板上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線とが、互いに交わらないように水平に配置された第３の磁気検知部と、該第３の磁気検知部の前記磁気収束材の長手方向に垂直な線に対して、構造が線対称の第４の磁気検知部と、前記第３の磁気検知部の感磁材と、前記第４の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とを備え、前記第３の磁気検知部の感磁材が、前記第３の磁気検知部の磁気収束材と、前記第４の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように配置され、かつ前記第３の磁気検知部と前記第４の磁気検知部とが互いに平行、かつ重ならないように配置されることを特徴とする。

　本発明によれば、磁気抵抗素子を備え、消費電流の増大を招くことなく同一基板上でＸとＹとＺ軸方向の磁場を検知できる磁気センサ及びその磁気検出方法を実現することができる。また、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の混成信号から各軸の磁場を演算で出力を算出するためブリッジ回路を形成する必要がなく小型な磁気センサを提供することが出来る。加えて磁気収束板の磁気増幅効果により高感度化をはかれる。
　また、感度軸を同じ方向に揃えることで製造工程の簡略化し、かつ、従来よりも少ない磁気検知部数を同一基板上に備え、ＸとＹとＺ軸方向の磁場を検知できる磁気センサ及びその磁気検出方法が実現できる。

図１は、従来のＧＭＲ素子の動作原理を説明するための斜視図である。図２は、図１の部分断面図である。図３は、従来のＧＭＲ素子の積層構造を説明するための構成図である。図４は、ＧＭＲのパターン形状を説明するための平面図である。図５（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明（Ｘ軸方向の磁場変換）するための構成図である。図６（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明（Ｙ軸方向の磁場変換）するための構成図である。図７（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明（Ｚ軸方向の磁場変換）するための構成図である。図８（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図である。図９は、本発明に係る磁気センサの実施形態１を説明するための構成図である。図１０は、本発明に係る磁気センサの実施形態１を説明するための他の構成図である。図１１は、図９に示した本発明に係る磁気センサの実施形態１の他の例を説明するための構成図である。図１２は、本発明に係る磁気センサの実施形態２の例を説明するための構成図である。図１３は、本発明に係る磁気センサの実施形態２の他の例を説明するための構成図である。図１４は、本発明に係る磁気センサの実施例１におけるセンサ配置パターン及びその配置パターンによる検出出力を説明するための構成図である。図１５は、本発明に係る磁気センサの実施例２におけるセンサ配置パターンを説明するための構成図である。図１６は、図１５に示されたＸ軸センサの更に他のセンサ配置パターンを説明するための構成図である。図１７（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態３を説明するための構成図である。図１８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態４を説明するための構成図である。図１９（ａ）乃至（ｄ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態５を説明するための構成図である。図２０（ａ）乃至（ｃ）は、Ｘ／Ｙ軸方向の磁場を検出する磁気センサの基本配置パターンの構成図である。図２１（ａ）乃至（ｄ）は、Ｚ軸方向の磁場を検出する磁気センサの基本配置パターンの構成図である。図２２は、Ｘ／Ｙ軸方向の磁場を検出する磁気センサの基本構造を示す図である。図２３は、Ｙ軸方向の磁場を検出する磁気センサの基本構造を示す図である。図２４は、Ｚ軸方向の磁場を検出する磁気センサの基本構造を示す図である。図２５は、Ｙ軸方向の磁場を検出する磁気センサの他の基本構造を示す図である。図２６は、配置パターンを複数個配列した磁気センサの基本構造を示す図である。図２７は、磁気収束板の端の形状を示す図である。図２８は、磁気収束板間と磁気抵抗（ＧＭＲ）素子の距離を説明するための図である。図２９（ａ）乃至（ｃ）は、配置パターンのシュリンク構造を示す図である。図３０は、図２９に示したシュリンク構造の配列を示す図である。図３１は、上述した各構造内の磁気抵抗（ＧＭＲ）素子が同じ抵抗（面積）を有する場合を示す図である。図３２は、電極パッドと信号処理回路との電気的接合を示す図である。図３３は、磁気抵抗（ＧＭＲ）素子と磁気収束板の位置関係（平面）を示す図である。図３４は、磁気収束材と感磁材との高さ方向の位置関係を示す図である。図３５（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る磁気センサの実施例３を説明するための配置パターンの構成図である。図３６は、本発明に係る磁気センサの実施例３における同じ基板上にＸ磁場乃至Ｚ磁場を検出するための磁気センサとして、第７の配置パターンと第８の配置パターンに加え、第９の配置パターンのセンサ配置パターンを説明するための構成図である。図３７は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして磁気収束材の形状を示す図である。図３８は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして、磁気収束材間と感磁材の位置関係を示した図である。図３９は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして、第１０の配置パターンを説明するための構成図である。図４０は、配置パターンを複数個配列した磁気センサの構造図である。図４１は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するための構成図である。図４２は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するための他の構成図である。図４３は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するためのさらに他の構成図である。図４４は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するためのさらに他の構成図である。図４５は、第７の配置パターンを有する第７の磁気センサ部と、第８の配置パターンを有する第８の磁気センサ部と、第９の配置パターンを有する第９の磁気センサ部と、第１０の配置パターンを有する第１０の磁気センサ部が同一基板上に形成された構造図である。図４６は、本発明の磁気センサにＸ，Ｙ，Ｚ方向の磁場がかかった時に、第７乃至第１０の磁気検知部にどのような抵抗変化を示すかを説明するための図である。

　まず、以下に本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサの磁気抵抗素子としてのＧＭＲ素子と磁気収束材としての磁気収束板の基本的な配置パターンについて説明する。
図４は発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、磁気抵抗素子としてのＧＭＲ素子と磁気収束板の基本的な配置パターンを説明するための構成図である。

　ＧＭＲ素子はミアンダ構造をもち、複数回折り返された構造をもつ。ＧＭＲ素子の折り返し回数は限定されるものではなく、ＧＭＲ素子の折り返しの長さで抵抗値が決まるため、狙いの抵抗値にあわせ、任意に設計出来る。また折り返し部は図中ではコの字型に折り返されているが、先端部に突起を加えることや、永久磁石やＣｕ等の配線層で接続することも可能である。
　また、ミアンダ状のＧＭＲ素子の短手方向がピンド層の磁化の方向で、長手方向がフリー層の磁化の向きで、ピンド層の磁化の向き、つまりＧＭＲ素子の短手方向が感度軸方向と平行になる。

　図５（ａ），（ｂ）乃至図７（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、磁気抵抗素子としてのＧＭＲ素子と磁気収束板の基本的な配置パターンを説明するための構成図である。図５（ａ），（ｂ）は、磁気収束板によるＸ軸方向の磁場変換の様子を説明するための図で、図６（ａ），（ｂ）は、磁気収束板によるＹ軸方向の磁場変換の様子を説明するための図で、図７（ａ），（ｂ）は、磁気収束板によるＺ軸方向の磁場変換の様子を説明するための図である。

　磁気抵抗素子を形成する基板としては、シリコン基板や化合物半導体基板、セラミック基板など特に限定されず、基板上に回路が形成されていても何ら構わない。
　なお、磁気抵抗素子としてＧＭＲ素子を用いているが、ＧＭＲ素子に限定されるものではなく、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子やその他磁気抵抗変化素子を用いても何ら構わない。また磁気収束板はＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ乃至ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅなどの軟磁気特性を示す磁性材料であれば良い。

　まず、図５（ａ），（ｂ）に基づいて、磁気収束板によるＸ軸方向の磁場変換の様子を説明する。図５（ａ）は、ＧＭＲ素子と磁気収束部の配置パターンを説明するための構成図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である。図中符号２１はＧＭＲ素子、２２は一方の磁気収束部を示し、他方の磁気収束板２３は、一方の磁気収束板２２と対向するように配置される。

　ＧＭＲ素子２１は、ＧＭＲ素子の幅、長さはＧＭＲ素子の抵抗や感度に合わせて任意に調整出来るが、ＧＭＲの間に磁気収束板を配置する構造をとるためつづら折りのピッチは磁気収束板の幅よりも大きいことが好ましい。
　また、ＧＭＲ素子の幅もセンサの感度や動作磁場範囲を決めるため、最適化する必要がある。ＧＭＲ素子の単手方向であるピンド層方向の幅は０．１～２０μｍであることが好ましいが、幅が大きいと素子サイズが大きくなりすぎてしまい、かつ狭すぎると感度が低下するため０．１～１０μｍの範囲がより好ましい。

　また、一方の磁気収束部２２は、ＧＭＲ素子を挟む位置に配置される、互いに独立した２つの磁気収束部と、それに直交して結合する磁気収束部から成る。本明細書ではＧＭＲ素子を挟む位置に配置される磁気収束部を櫛歯状磁気収束板、櫛歯状磁気収束板に直交して結合する部分を梁状磁気収束板と定義する。

　また、好ましいＧＭＲ素子と櫛歯状の磁気収束板の位置関係を図５（ｂ）に示す。ＧＭＲ２１ｂと磁気収束部２３の水平方向の位置関係は、ＧＭＲ２１ｂの右端が磁気収束部２２と２３の中間点よりも磁気収束部２３に近い方向に配置され、また、ＧＭＲ２１ｂの左端が、磁気収束部２３の左端よりも左側に配置されることが望ましい。ＧＭＲ２１ｂの右端と磁気収束部２３が接することがより好ましい。ＧＭＲ２１ｂと磁気収束部２３の断面方向の位置関係は、ＧＭＲ２１ｂの底面が磁気収束部２３の底面より下にあることが望ましい。ＧＭＲ２１ｂの上面が磁気収束板２３の底面より下に配置されることがより好ましく、具体的には２ミクロン以内の高さ間隔で配置されることがより好ましい。

　櫛歯状磁気収束板の幅が細く、磁気収束板の厚みが厚いほど、磁気増幅効果を向上することが出来る。磁気収束板の厚みを磁気収束板の幅で割ったアスペクト比は１以上であることが望ましく、櫛歯状磁気収束板の幅は１～４０μｍであることが好ましい。
　紙面の右方向を＋Ｘ軸方向、上方向を＋Ｙ方向、紙面に垂直な方向を＋Ｚ方向と定義する。このような構成により、ＧＭＲ２１にＸ，Ｙ、Ｚの磁場が掛かった時の抵抗変化について説明する。

　＋Ｘ方向の磁場が印加された時、磁気収束板２２にかかる磁場は－Ｙ方向に曲がられ、ＧＭＲ素子２１は極性が逆向きの磁場を受ける。そのときの抵抗変化は、以下の関係式を有している。
　　　ΔＲｘ＝ａＨｘ（ａは磁性体による磁場変換効率）
　磁場変換効率は、磁気収束板の形状やＧＭＲと磁気収束板の相対位置により任意に調整でき、特に限定されるものではない。

　次に、図６（ａ），（ｂ）に基づいて、磁気収束板によるＹ軸方向の磁場変換の様子を説明する。図６（ａ）は、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図で、図６（ｂ）は、図５（ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である。すべてのＧＭＲ素子２１に外部磁場と同じ向きの磁場がかかる。つまり、以下のような関係式を有している。
　　　ΔＲｙ＝ｃＨｙ　（ｃは磁性体による磁場変換効率）

　次に、図７（ａ），（ｂ）に基づいて、磁気収束板によるＺ軸方向の磁場変換の様子を説明する。図７（ａ）は、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＡ－Ａ線断面図である磁気収束板２３の櫛状磁気収束板により収束されたＢｚ磁場は櫛状磁気収束板から抜け出るときに±Ｙ軸方向に曲げられるが、櫛歯状磁気収束板直近のＧＭＲ素子２１は片側（＋Ｙ軸方向）の磁場しか検知しない。つまり、以下のような関係式を有している。
　　　ΔＲｚ＝ｄＨｚ　（ｄはＺ軸磁場の変換効率）

　図８（ａ），（ｂ）は、本発明に係る磁気センサの前提となる磁気センサを説明するための構成図で、ＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向の磁場変換）するための構成図である。図８におけるＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンは、図５（ａ）に示した配置パターンと同様の構造を有している。

　ＧＭＲ３１と磁気収束板３２、３３からなる磁気検知部をＲ１、ＧＭＲ４１と磁気収束板４２、４３からなる磁気検知部をＲ２とし、それぞれ磁場がかからない時の抵抗値をＲとする。

　このような構成により、磁場によりＧＭＲ素子の抵抗が変化した場合の抵抗変変化は、以下の関係式で表される。
　　Ｒ’＝Ｒ（１＋ΔＲ／Ｒ）
　Ｒ１，Ｒ２にＺ／Ｙ／Ｚの磁場が同時に印加されたときのＲ１とＲ２の差が、以下の関係式で表される。
　　Ｒ１＝Ｒ（１＋（ΔＲｘ１＋ΔＲｙ１＋ΔＲｚ１）／Ｒ）
　　Ｒ２＝Ｒ（１＋（ΔＲｘ２＋ΔＲｙ２＋ΔＲｚ２）／Ｒ
　　ΔＲ＝Ｒ２－Ｒ１
　　　　＝Ｒ（１＋（ΔＲｘ２＋ΔＲｘ２＋ΔＲｚ２）／Ｒ）
　　　　－Ｒ（１＋（ΔＲｘ２＋ΔＲｙ１＋ΔＲｚ１）／Ｒ）
　　　　＝（ΔＲｘ２－ΔＲｘ２）＋（ΔＲｘ２－ΔＲｙ１）＋（ΔＲｚ２
　　　　－ΔＲｚ１）

　２つの抵抗差をとることで、定数項は消え、磁場による抵抗変化量の差のみで抵抗変化量がわかる。定電流駆動の場合の出力は、以下の式で表されるので、出力から抵抗変化量（＝磁場強度）を算出できる。
　　　Ｖｏｕｔ＝（ΔＲ／Ｒ）×Ｒ１＝ΔＲ×Ｉ
　この実施形態では定電流駆動の例を示しているが、駆動方式はこれに限定されるものではない。

　以下、図面を参照して本発明の各実施形態について説明する。
＜実施形態１＞
　図９は、本発明に係る磁気センサの実施形態１を説明するための構成図で、Ｘ軸磁気センサのＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図である。
　図中符号５０は第１の磁気センサ部、５１はＧＭＲ素子、５１ａはＧＭＲ素子５１の第１部分、５１ｂはＧＭＲ素子５１の第２部分、５１ｃはＧＭＲ素子５１の第３部分、５１ｄはＧＭＲ素子５１の第４部分、５１ｅはＧＭＲ素子５１の第５部分、５１ｆはＧＭＲ素子５１の第６部分、５２は一方の磁気収束板、５２ａは一方の磁気収束板５２の櫛歯の第１部分、５２ｂは一方の磁気収束板５２の櫛歯の第２部分、５２ｃは一方の磁気収束板５２の櫛歯の第３部分、５３は他方の磁気収束板、５３ａは他方の磁気収束板５３の櫛歯の第１部分、５３ｂは他方の磁気収束板５３の櫛歯の第２部分、５３ｃは他方の磁気収束板５３の櫛歯の第３部分を示している。

　また、図中符号６０は第２の磁気センサ部、６１はＧＭＲ素子、６１ａはＧＭＲ素子６１の第１部分、６１ｂはＧＭＲ素子６１の第２部分、６１ｃはＧＭＲ素子６１の第３部分、６１ｄはＧＭＲ素子６１の第４部分、６１ｅはＧＭＲ素子６１の第５部分、６１ｆはＧＭＲ素子６１の第６部分、６２は一方の磁気収束板、６２ａは一方の磁気収束板６２の櫛歯の第１部分、６２ｂは一方の磁気収束板６２の櫛歯の第２部分、６２ｃは一方の磁気収束板６２の櫛歯の第３部分、６３は他方の磁気収束板、６３ａは他方の磁気収束板６３の櫛歯の第１部分、６３ｂは他方の磁気収束板６３の櫛歯の第２部分、６３ｃは他方の磁気収束板６３の櫛歯の第３部分を示している。

　一方の磁気収束板５２，６２は、一方の梁状部材に直交する向きに、この一方の梁状部材から片側に等間隔で複数の櫛歯状磁気収束板が形成されたものである。また、他方の磁気収束板５３，６３は、一方の磁気収束板５２に対向するように設けられ、他方の梁状部材に直交する向きに、この他方の梁状部材から片側に等間隔で複数の磁気収束板が形成されたものである。また、ＧＭＲ素子５１，６１は、一方及び他方の磁気収束板の突起状磁気収束板に沿ってミアンダ状に配置され、櫛歯状の磁気収束板の長辺に接するように配置されたものである。

　このような構成により、感磁部であるＧＭＲ素子５１ｅの長手方向に櫛歯状の磁気収束板５３ｃが隣接され、ＧＭＲ素子５１ｅの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板５３ｃの中点が外側に配置された第１の磁気検知部をもち、また感磁部であるＧＭＲ素子５１ｆの長手方向に櫛歯状の磁気収束板５２ｃが隣接され、ＧＭＲ素子５１ｆの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板５２ｃの中点が外側に配置された第２の磁気検知部をもち、第１の磁気検知部と第２の磁気検知部の感磁部同士が直列接合されている単一パターンである第１の配置パターンを有している。

　更に、第１のパターンに対し点対称な位置に感磁部であるＧＭＲ素子６１ａの長手方向に櫛歯状の磁気収束板６２ａが隣接され、ＧＭＲ素子６１ａの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板６２ａの中点が外側に配置された第１の磁気検知部をもち、また感磁部であるＧＭＲ素子６１ｂの長手方向に櫛歯状の磁気収束板６３ａが隣接され、ＧＭＲ素子６１ｂの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板６３ａの中点が外側に配置された第１の磁気検知部をもち、第１の磁気検知部と第２の磁気検知部の感磁部同士が直列接合されている単一パターンである第３の配置パターンを有している。

　また、第１の配置パターンを有する第１の磁気センサ５０と、第３の配置パターンを有する第２の磁気センサ６０とを備え、第１の磁気検知部５０の第１配置パターンと第２の磁気検知部６０の第３の配置パターンとが互いに線対称になっている。
　また、第１の磁気センサ部５０には、第１の配置パターン内で接続された感磁部の一方の端と他方の端を直列に繋ぐことで第１の配置パターンを複数個隣接して配置出来るよう、ＧＭＲ素子５１ｅとＧＭＲ素子５１ｄ、ＧＭＲ素子５１ｃとＧＭＲ素子５１ｂは直列に接続されている。

　梁状磁気収束板の長手方向の長さは、櫛歯状の磁気収束板５２ｃと５３ｃの間隔とよりも長くなるように配置されている。また、櫛歯状の磁気収束板５２ｃと５３ｃの間隔が櫛歯状の磁気収束板５２ｂと５３ｃの間隔よりも短くなるように配置されている。
　また、第２の磁気センサ部６０には、第３の配置パターン内で接続された感磁部の一方の端と他方の端を直列に繋ぐことで第２のパターンを複数個隣接して配置出来るよう、ＧＭＲ素子６１ｂとＧＭＲ素子６１ｃ、ＧＭＲ素子６１ｄとＧＭＲ素子６１ｅ直線的に接続されている。

　梁状磁気収束板の長手方向の長さは、櫛歯状の磁気収束板６２ａと６３ａの間隔よりも長くなるように配置されている。また、櫛歯状の磁気収束板６２ａと６３ａの間隔が櫛歯状の磁気収束板６２ｂと６３ａの間隔よりも短くなるように配置されている。
　また、第１の磁気センサ部５０の長手方向の軸と、第２の磁気検知部６０の長手方向の軸とが互いに平行である。また、第１の磁気センサ部５０の長手方向の軸と、第２の磁気センサ部６０の長手方向の軸とが互いに平行で、かつ同軸上に設けられている。

　つまり、本発明に係る磁気センサにおけるＸ軸磁気センサは、第１の磁気センサ部５０と第２の磁気センサ部６０とからなり、この第１の磁気センサ部５０と第２の磁気センサ部６０とはお互いにＢ－Ｂ線において線対称、つまり、対称軸Ｂ－Ｂ線を境に２つの部分に分けられた第１のセンサ部５０と第２の磁気センサ６０の一方を折り返すともう一方に重なるように配置されている。

　図９に基づいて、Ｘ軸方向の磁場の独立検出方法について説明する。上述したような構成により、磁場によりＧＭＲ素子の抵抗が変化した場合の抵抗変変化は、以下の関係式で表される。つまり、図９における第１の磁気センサ部５０の抵抗変化をＸ１、第２の磁気センサ部６０の抵抗変化Ｘ２とすると、第１の磁気センサ部５０の抵抗変化Ｘ１は、以下の関係式を有する。
　　　ΔＲｘ＝ａＨｘ
　　　ΔＲｙ＝ｃＨｙ
　　　ΔＲｚ＝ｄＨｚ－ｄＨｚ＝０
　　　Ｘ１＝ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ＝ａＨｘ＋Ｈｙ

　同様に、第２の磁気センサ６０の抵抗変化Ｘ２は、以下の関係式を有する。
　　　ΔＲｘ＝－ａＨｘ
　　　ΔＲｙ＝ｃＨｙ
　　　ΔＲｚ＝ｄＨｚ－ｄＨｚ＝０
　　　Ｘ２＝ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ＝－ａＨｘ＋Ｈｙ
　したがって、Ｘ１とＸ２を演算すると、Ｘ２－Ｘ１＝２ａＨｘとなる。

　このように、Ｚ軸方向は、＋－で相殺できる。１素子内でＸ軸方向の磁場が同じ方向に向くようにＧＭＲ素子を１ビット飛ばしで配置することで演算してＨｘ成分単独での信号を抽出できる。つまり、磁気センサの櫛状の磁気収束板により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向が変換され、Ｘ軸方向の磁場は、第１及び第２のＧＭＲ素子に対し反対の向きで磁場がかかるように磁場変換され、Ｙ軸方向の磁場は、同一方向に変換されるのに対し、Ｚ軸方向の磁場はコ字状部分の磁気収束板の内側に配置された第１及び第２のＧＭＲ素子で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、第１のＧＭＲ素子と第２のＧＭＲ素子の抵抗の差を演算することで、Ｙ軸方向の磁場を消去し、Ｘ軸方向の磁場を２倍に増幅する。

　図１０は、本発明に係る磁気センサの実施形態１を説明するための他の構成図である。Ｙ軸方向の磁場の独立検出方法については、図１０に示すように、Ｘ軸検出センサを９０度回転させて配置された、第３の磁気センサ部７０と第４の磁気センサ部８０を備えたＹ軸検出センサを用いれば検出可能であることは明らかである。なお、符号７１，８１はＧＭＲ素子、７２，８２は一方の磁気収束板、７３，８３は他方の磁気収束板を示している。

　また、第１の配置パターンを有する第３の磁気センサ部７０と、第３の配置パターンを有する第４の磁気センサ部８０とを備え、第３の磁気センサ部７０の第１の配置パターンと第３の磁気センサ部８０の第３の配置パターンとが互いに線対称になっている。

　同様に、磁気センサの櫛状の磁気収束板により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向が変換され、Ｙ軸方向の磁場は、第１及び第２のＧＭＲ素子に対し反対の向きで磁場がかかるように磁場変換され、Ｘ軸方向の磁場は、同一方向に変換されるのに対し、Ｚ軸方向の磁場はコ字状部分の磁気収束板の内側に配置された第１及び第２のＧＭＲ素子で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、第１のＧＭＲ素子と第２のＧＭＲ素子の抵抗の差を演算することで、Ｘ軸方向の磁場を消去し、Ｙ軸方向の磁場を２倍に増幅する。

　図１１は、図９に示した本発明に係る磁気センサの実施形態１の他の例を説明するための構成図で、第１の磁気センサ部５０と第２の磁気センサ部６０とを分離して互いに平行に配置したものである。つまり、第１の磁気センサ部５０の長手方向の軸と、第２の磁気センサ部６０の長手方向の軸とが互いに平行で、かつ異なる軸上に設けられている。

＜実施形態２＞
　図１２は、本発明に係る磁気センサの実施形態２を説明するための構成図で、Ｚ軸磁気センサのＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図である。また、Ｚ軸磁気センサについて説明するための図である。
　図中符号９０は第５の磁気センサ部、９１はＧＭＲ素子、９１ａはＧＭＲ素子９１の第１部分、９１ｂはＧＭＲ素子９１の第２部分、９１ｅはＧＭＲ素子９１の第３部分、９１ｆはＧＭＲ素子９１の第４部分、９２は一方の磁気収束板、９２ａは一方の磁気収束板９２の第１部分、９２ｂは一方の磁気収束板９２の第２部分、９３は他方の磁気収束板、９３ａは他方の磁気収束板９３の第１部分、９３ｂは他方の磁気収束板９３の第２部分を示している。

　また、図中符号１００は第６の磁気センサ部、１０１はＧＭＲ素子、１０１ａはＧＭＲ素子１０１の第１部分、１０１ｂはＧＭＲ素子１０１の第２部分、１０１ｅはＧＭＲ素子１０１の第３部分、１０１ｆはＧＭＲ素子１０１の第４部分、１０２は一方の磁気収束板、１０２ａは一方の磁気収束板１０２の第１部分、１０２ｂは一方の磁気収束板１０２の第２部分、１０３は他方の磁気収束板、１０３ａは他方の磁気収束板１０３の第１部分、１０３ｂは他方の磁気収束板１０３の第２部分を示している。

　本発明に係る磁気センサにおけるＺ軸磁気センサは、第５の磁気センサ部９０と第６の磁気センサ部１００とからなり、この第５の磁気センサ部９０と第６の磁気センサ部１００とはお互いに中心点Ｐにおいて点対称（回転対称）の構造を有している。

　このような構成により、感磁部であるＧＭＲ素子９１ｅの長手方向に櫛歯状の磁気収束板９３ｂが隣接され、ＧＭＲ素子９１ｅの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板９３ｂの中点が外側に配置された第３の磁気検知部をもち、また感磁部であるＧＭＲ素子９１ｆの長手方向に櫛歯状の磁気収束板９２ｂが隣接され、ＧＭＲ素子９１ｆの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板９２ｂの中点が外側に配置された第４の磁気検知部をもち、第３の磁気検知部と第４の磁気検知部の感磁部同士が直列接合されている単一パターンである第４の配置パターンを有している。

　このような構成により、感磁部であるＧＭＲ素子１０１ｂの長手方向に櫛歯状の磁気収束板１０２ａが隣接され、ＧＭＲ素子１０１ｂの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板１０２ａが外側に配置された第３の磁気検知部をもち、また、第３の磁気検知部と線対称の位置に感磁部であるＧＭＲ素子１０１ａの長手方向に櫛歯状の磁気収束板１０３ａが隣接され、ＧＭＲ素子１０１ａの中点よりも、櫛歯状の磁気収束板１０３ａの中点が外側に配置された第４の磁気検知部をもち、第３の磁気検知部と第４の磁気検知部の感磁部同士が直列接合されている単一パターンである第２の配置パターンを有している。

　また、第４の配置パターンを有する第五の磁気センサ部９０と、第２の配置パターンを有する第６の磁気センサ部１００とを備え、第５の磁気検知部９０の第４の配置パターンと第６の磁気検知部１００の第２の配置ターンとが互いに点対称になっている。
　また、第４の配置パターンを有する第５の磁気センサ部９０には、第４の配置パターン内で接続された感磁部の一方の端と他方の端を直列に繋ぐことで第４の配置パターンを複数個隣接して配置出来るよう、ＧＭＲ９１ｅとＧＭＲ９１ｂは直線的に接続されている。

　梁状磁気収束板の長手方向の長さは、櫛歯状の磁気収束板９２ａと９３ａの間隔とよりも長くなるように配置されている。また、櫛歯状の磁気収束板９２ａと９２ｂの間隔が櫛歯状の磁気収束板９２ａと９３ｂの間隔よりも短くなるように配置されている。
　また、第２の配置パターンを有する第２の磁気センサ部１００には、第２の配置パターン内で接続された感磁部の一方の端と他方の端を直列に繋ぐことで第２の配置パターンを複数個隣接して配置出来るよう、ＧＭＲ１０１ｂとＧＭＲ１０１ｅは直線的に接続されている。

　梁状磁気収束板の長手方向の長さは、櫛歯状の磁気収束板１０２ａと１０３ａの間隔とよりも長くなるように配置されている。また、櫛歯状の磁気収束板１０２ａと１０３ａの間隔が櫛歯状の磁気収束板１０２ａと１０３ｂの間隔よりも短くなるように配置されている。
　このような構成により、第５のセンサ部９０における抵抗変化Ｚ１は、以下のよう関係式を有している。
　　　ΔＲｘ＝ｃＨｘ
　　　ΔＲｙ＝ａＨｙ
　　　ΔＲｚ＝－ｄＨｚ
　　　Ｚ１＝ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ＝Ｈｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ

　同様に、第６の磁気センサ部１００における抵抗変化Ｚ２は、以下の関係式を有する。
　　　ΔＲｘ＝ｃＨｘ
　　　ΔＲｙ＝ａＨｙ
　　　ΔＲｚ＝ｄＨｚ
　　　Ｚ２＝ΔＲｘ＋ΔＲｙ＋ΔＲｚ＝Ｈｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚ
　したがって、Ｚ１とＺ２を演算すると、Ｚ２－Ｚ１＝２ｄＨｚとなる。
　このように、ＢｙのＸ軸方向への変換を１方向にするため突起状の櫛状部分を１ピッチ以上広げた間隔にすると、演算でＢｚ成分単独で信号を抽出することができる。

　図１３は、本発明に係る磁気センサの実施形態２の他の例を説明するための構成図である。なお、図１３に示すようにＧＭＲ９１ｂと９１ｅの間にＧＭＲ９１ｃと９１ｄを配置することや、ＧＭＲ１０１ｂと１０１ｅの間にＧＭＲ１０１ｃと１０１ｄを配置することで、ＧＭＲの抵抗を調整することも可能である。
　また、第５の磁気センサ部９０の長手方向の軸と、第６の磁気センサ部１００の長手方向の軸とが互いに平行で、かつ異なる軸上に設けることも出来る。

　図１４は、本発明に係る磁気センサの実施例１におけるセンサ配置パターン及びその配置パターンによる検出出力を説明するための構成図で、本発明に係る磁気センサの実施形態１と実施形態２を同一平面基板１１０上に配置したセンサ配置パターン及びその配置パターンによる検出出力を説明するための構成図である。図中符号１１０は各軸センサを搭載した基板、１１１乃至１２２は電極パッド、１３１乃至１４２は各ＧＭＲ素子と電極パッドを電気的に接続するための配線である。

　また、１５０は第１の磁気センサ部５０と第２の磁気センサ部６０からなるＸ軸センサ、１６０は第３の磁気センサ部７０と第４の磁気センサ部８０からなるＹ軸センサ、１７０は第５の磁気センサ部９０と第６の磁気センサ部１００からなるＺ軸センサを示している。
　このような各Ｘ、Ｙ、Ｚ軸のセンサからの検出出力は組立た両端の抵抗を測定し、抵抗を後段のＩＣ回路等で演算することで算出出来る。

　Ｘ軸センサ１５０の第１の磁気センサ部５０の電極１１２－１１３間での抵抗変化Ｘ１はａＨｘ＋ｃＨｙ、Ｘ軸センサ１５０の第２の磁気センサ部６０の１１３－１１４間での抵抗変化Ｘ２は－ａＨｘ＋ｃＨｙで、Ｘ軸センサ１５０の検出出力は、磁気センサ部５０と６０の抵抗変化を後段のＩＣ等で差を演算することで、Ｘ２－Ｘ１＝２ａＨｘとなる。

　また、Ｙ軸センサ１６０の第３の磁気センサ部７０の電極１１５－１１６間の抵抗変化はＹ１はｃＨｘ＋ａＨｙ、Ｙ軸センサ１６０の第４の磁気センサ部８０の電極１１７―１１８間の抵抗変化Ｙ２はｃＨｘ－ａＨｙで、Ｙ軸センサ１４０の検出出力は、磁気センサ部７０と８０の抵抗変化を後段のＩＣ等で差を演算することで、Ｙ２－Ｙ１＝２ａＨｙとなる。

　また、Ｚ軸センサ１７０の第５磁気センサ部９０の電極１２１―１２２の抵抗変化Ｚ１はｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ、Ｚ軸センサ１７０の第６の磁気センサ部１００の電極１１９－１２０間の抵抗変化Ｚ２はｃＨｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚで、Ｚ軸センサ１７０の検出出力は、磁気センサ部９０と１００の抵抗変化を後段のＩＣ等で差を演算することで、Ｚ２－Ｚ１＝２ｄＨｚとなる。

　つまり、磁気センサの櫛状の磁気収束板により、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向が変換され、第１及び第２のＧＭＲ素子に対し、Ｘ軸方向乃至Ｙ軸方向の磁場が同一方向に変換されるのに対し、Ｚ軸方向の磁場は、第１及び２のＧＭＲ素子に反対の向きで磁場がかかるように磁場変換され、第１のＧＭＲ素子と第２のＧＭＲ素子の抵抗の差及び第３のＧＭＲ素子と第４のＧＭＲ素子の抵抗の差を演算することで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の磁場を消去し、第５のＧＭＲ素子と第６のＧＭＲ素子の抵抗の差を演算することで、Ｚ軸方向の磁場を２倍に増幅することができる。
　また、本実施例では各ＧＭＲ素子の両端に電極パッドを接続させているが、ＧＮＤ端子など共通出来る端子は共用することも可能である。

　図１５は、本発明に係る磁気センサの実施例２におけるセンサ配置パターンを説明するための構成図で、本発明に係る磁気センサの実施例２における同一平面基板１８０上に配置したセンサ配置パターンを説明するための構成図である。図中符号は各軸センサを搭載したチップで、図１３と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付している。図１４におけるセンサ配置パターンとは、Ｘ軸センサ１８０、およびＹ軸センサ１９０が異なっており、Ｚ軸センサ１７０とは図１４におけるものと同一である。

　図１６は、図１５に示されたＸ軸センサの更に他のセンサ配置パターンを説明するための構成図である。
　図１６を用いてＸ軸センサ１８０の構造を説明した図であるＸセンサ１８０はＧＭＲ素子５１および、一方の磁気収束板５２、および他方の磁気収束板５３からなり、前記第一の配置パターンから成っている。更に、第一の配置パターンが有する櫛歯状磁気収束板５２ａの構造中心点を通り、櫛歯状磁気収束板の５２ａの構造中心線に対し、線対称な位置に配置されるＧＭＲ素子６１が配置されている。ＧＭＲ素子６１はＧＭＲ素子６２と同じ一方の磁気収束板５２、および他方の磁気収束板５３に隣接され、ＧＭＲ素子６１は、ＧＭＲ素子６１ｃ、６１ｄを電気的に接合する接合部が、第１の配置パターンと逆方向に配置される第６の配置パターンからなる。

　更に、図１６に示すように第１のパターン、第６のパターンはそれぞれ交互に複数個配置され、第１のパターン同士、および第６のパターン同士がそれぞれ電気的な直列配列になるように配列されている。また、第１のパターン内における磁気収束板５２ａと５３ａの間隔と５２ａと５３ｂの間隔は等しくなるように配置されている。また、Ｙ軸センサは１９０はＸ軸センサ１８０と同じ構造をもち９０°回転させたＸ軸センサ１８０と別の磁気センサからなる。

　このようにすることにより、Ｘ軸センサとＹ軸センサの投影面積が小さくなるため、チップのセンサ搭載面積が少なくなり、磁気センサのコンパクト化を図ることができる。
　また、図１５に磁気センサ部９０と１００のＧＮＤ端子を電極パッド１２０で共有化し、磁気センサ部５０と６０のＧＮＤ端子を電極パッド１１３で共有化し、磁気センサ部７０と８０のＧＮＤ端子を電極パッド１１７で共有化することで、電極パッド数を減らしコンパクト化を図ることが可能になる。

＜実施形態３＞
　図１７（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態３を説明するための構成図で、Ｘ軸及びＹ軸磁気センサのＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図である。
　単一配置パターンＧ，Ｈは、図１７（ａ）に示すように、互いに線対称の配置パターンになっている。単一配置パターンＧの構成は、ＧＭＲ素子（感磁部１７１ａ，１７１ｂ）１７１のコ字状部分の一方の外側には、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａが接しており、ＧＭＲ素子１７１のコ字状部分の他方の外側には、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａが接している。この配置パターンの２パターン以上の繰り返し構造で、単一配置パターンＧと単一配置パターンＨとは、互いに線対称の配置パターンになっている。なお、磁気収束板（梁）は必須ではないが、あった方が効率的に磁気収束可能となる。

　図１７（ｂ）は、図１７（ａ）における磁気収束板（梁）１７２，１７３を除いた構成を示す図で、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａは、磁気収束板１７２側に突出している。同様に、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａは、磁気収束板１７３側に突出している。この単一配置パターンは、複数接続されていた方が感度はアップする。また、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと磁気収束板１７３の第１部分１７３ａとは、２つの感磁部１７１ａ，１７１ｂを挟む位置になければならない。また、感磁部１７１ａ，１７１ｂを挟む磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと磁気収束板１７３の第１部分１７３ａとの距離Ｅは、配置パターン間の磁気収束板間の距離Ｆよりも狭くなければならない。

　図１７（ｃ）は、図１７（ｂ）に示した単一配置パターンを示す図で、左側に示す図のように、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａは、磁気収束板１７２側に突出している。同様に、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａは、磁気収束板１７３側に突出している。この場合、右側に示す図のように、感磁部１７１ａ，１７１ｂの繋ぐ接続部分は、電気的に接続されていればよいので、感磁部１７１ａ，１７１ｂと一体構成である必要はない。

　図１７（ｄ）は、図１７（ｃ）における磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａに、Ｔ字状の磁気収束部材１７２ｃ，１７３ｃが取り付けられている。この場合、磁気収束部材１７２ｃ，１７３ｃと隣接する磁気収束材との距離Ａが配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離Ｂよりも遠い位置関係に配置されている。距離Ａは梁の端と櫛歯の最短距離である。
　図１７（ａ）においては、単一配置パターンＧ，Ｈは、繋がっていたが、図１７（ｅ）においては、Ｘ方向に位置ずれして配置されている。

＜実施形態４＞
　図１８（ａ）乃至（ｃ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態４を説明するための構成図で、Ｘ軸及びＹ軸磁気センサのＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図である。
　図１７（ａ）においては、ＧＭＲ素子（感磁部１７１ａ，１７１ｂ）１７１のコ字状部分の一方の外側には、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａが接しており、ＧＭＲ素子１７１のコ字状部分の他方の外側には、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａが接しているが、図１８（ａ）に示すように、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと感磁部１７１ａ、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａと感磁部１７１ｂａとは必ずしも接していなくても良い。磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと磁気収束板１７３の第１部分１７３ａとを、２つの感磁部１７１ａ，１７１ｂと等距離に配置されていれば、磁気収束板は感磁部と接触していなくともよい。

　図１８（ｂ）に示すように、２つの感磁部１７１ａ，１７１ｂは、断面において、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと磁気収束板１７３の第１部分１７３ａの下側に配置されていればよい。その場合、感磁部１７１ａ，１７１ｂは磁気収束板の中線を越えてはならない。このようにすることにより、磁気収束板の間隔を広くすることが出来る。
　図１８（ｃ）に示すように、梁と繋がっていない磁気収束板の先端形状は、半円のような角がない形状であってもよいし、三角形状でもあってもよい。四角形（長方形や矩形）である必要はない。

＜実施形態５＞
　図１９（ａ）乃至（ｄ）は、本発明に係る磁気センサの実施形態５を説明するための構成図で、Ｚ軸磁気センサのＧＭＲ素子と磁気収束板の配置パターンを説明するための構成図である。
　単一配置パターンＩ，Ｊは、図１９（ａ）に示すように、互いに点対称の配置パターンになっている。単一配置パターンＩの構成は、ＧＭＲ素子（感磁部１７１ａ，１７１ｂ）１７１のコ字状部分の一方の内側には、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａが接しており、ＧＭＲ素子１７１のコ字状部分の他方の外側には、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａが接している。この配置パターンの２パターン以上の繰り返し構造で、単一配置パターンＩと単一配置パターンＪとは、互いに点対称の配置パターンになっている。

　図１９（ｂ）に示すように、図１９（ａ）に示す単一配置パターンＩの隣接する中間部の感磁部は省略することができる。つまり、単一配置パターンＩの磁気収束板間の距離Ｅは、隣接する単一配置パターンＩ間の距離Ｆよりも狭くなければならない。
　図１９（ｃ）に示すように、図１９（ａ）における磁気収束板（梁）１７２，１７３を除いた構成を示す図で、磁気収束板１７２の第１部分１７２ａは、磁気収束板１７２側に突出している。同様に、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａは、磁気収束板１７３側に突出している。この単一配置パターンは、複数接続されていた方が感度はアップする。

　図１９（ｄ）に示すように、図１９（ｃ）における磁気収束板１７２の第１部分１７２ａと、磁気収束板１７３の第１部分１７３ａに、Ｔ字状の磁気収束部材１７２ｃ，１７３ｃが取り付けられている。この場合、磁気収束部材１７２ｃ，１７３ｃと隣接する磁気収束材との距離Ａが配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離Ｂよりも遠い位置関係に配置されている。距離Ａは梁の端と櫛歯の最短距離である。

　次に、本発明における磁気抵抗素子と磁気収束板とを組み合わせた基本的な配置パターンについて説明する。
　図２０（ａ）乃至（ｃ）は、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした磁気センサの基本配置パターンの構成図で、同一基板上で基板平面に対して平行方向の磁場を検知できるようにした磁気センサである。

　四角形状の感磁材２０１ａと、この感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材２０１ｂとを有し、感磁材の長手方向の中線Ｍａと磁気収束材の長手方向の中線Ｍｂとが、互いに交わらないように水平に配置された第１の磁気検知部２０１と、この第１の磁気検知部と同一の構造を有する第２の磁気検知部２０２とを備え、第１の磁気検知部の感磁材と、第２の磁気検知部の感磁材との両方が、第１の磁気検知部の磁気収束材と第２の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように点対称の位置関係で、かつ第１の磁気検知部と第２の磁気検知部とが互いに重ならないように配置されている。ここで「第１の磁気検知部の感磁材と、第２の磁気検知部の感磁材との両方が、第１の磁気検知部の磁気収束材と第２の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれる」とは、平面視したときに第１の磁気検知部の磁気収束材と第２の磁気検知部の磁気収束材の間に第１の磁気検知部の感磁材と、第２の磁気検知部の感磁材との両方が配置される形態と、第１の磁気検知部の磁気収束材と第２の磁気検知部の磁気収束材の長手方向の中線の間に、第１の磁気検知部の感磁材の長手方向の中線と、第２の磁気検知部の感磁材の長手方向の中線の両方が来るように配置される形態も含まれる。上記「挟まれる」の意味は以下の説明においても適用される。

　また、第１の磁気検知部の感磁材と、第２の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部２１１ａとからなる第１の配置パターン２１１を有している。
　図２１（ａ）乃至（ｄ）は、基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした磁気センサの基本配置パターンの構成図で、同一基板上で基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした磁気センサである。

　四角形状の感磁材２０３ａと、この感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材２０３ｂとを有し、感磁材の長手方向の中線Ｍａと磁気収束材の長手方向の中線Ｍｂとが、互いに交わらないように水平に配置された第３の磁気検知部２０３と、この第３の磁気検知部の磁気収束材の長手方向に垂直な線に対して線対称の構造を有する第４の磁気検知部２０４と、第３の磁気検知部の感磁材が、第３の磁気検知部の磁気収束材と、第４の磁気検知部の磁気収束材２０４ｂとに挟まれるように配置され、かつ第３の磁気検知部と第４の磁気検知部とが互いに並行、かつ重ならないように配置されている。
　また、第３の磁気検知部の感磁材と、第４の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部２１２ａとからなる第２の配置パターン２１２を有している。

　図２２は、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場（図２２においては、基板平面に対して平行かつ磁気収束材の長手方向に垂直な軸）を検知できるようにした磁気センサの基本構造を示す図である。第１の配置パターンと、この第１の配置パターンの磁気収束材２０１ｂ，２０２ｂの長手方向と平行に線対称の位置関係で、かつ互いに重ならないように離間して対向配置された第１の配置パターン２１１と同じ構造を有する第３の配置パターン２１３とからなる第１の構造Ａを有している。

　図２３は、基板平面に対して平行な任意の２軸方向の磁場（図２３においては、基板平面に対して平行かつ構造Ａの磁気収束材の長手方向に垂直な軸と、基板平面に対して平行かつ構造Ｂの磁気収束材の長手方向に垂直な軸の２軸）を検出する磁気センサの基本構造を示す図である。第１の構造Ａと、この第１の構造Ａと同様の構造を有する第２の構造Ｂとが、互いに平行でなくかつ互いに重ならないように配置されている。

　図２４は、基板平面に対して垂直方向の磁場を検出する磁気センサの基本構造を示す図である。第２の配置パターン２１２と、この第２の配置パターンと同様の構造を有する第４の配置パターン２１４とが、第２の配置パターンの磁気収束材の長手方向側の点に対し、第２の配置パターンと第４の配置パターンとが、互いに点対称の位置関係でかつ互いに重ならないように離間して対向配置された第３の構造Ｃを有している。

　図２５は、基板平面に対して平行な任意の２軸方向の磁場（図２３においては、基板平面に対して平行かつ構造Ａの磁気収束材の長手方向に垂直な軸と、基板平面に対して平行かつ構造Ｂの磁気収束材の長手方向に垂直な軸の２軸）の磁場を検出する磁気センサの他の基本構造を示す図である。第１の構造Ａと第２の構造Ｂとが、互いに垂直な位置関係で配置されている。
　また、第１の構造Ａと第２の構造Ｂ、又は第１の構造Ａと第３の構造Ｃ、又は第２の構造Ｂと第３の構造Ｃ、又は第１の構造Ａと第２の構造Ｂと第３の構造Ｃとが同一平面上に配置されている。

　図２６は、配置パターンを複数個配列した磁気センサの基本構造を示す図である。第１の配置パターン２１１から第４の配置パターン２１４において、それぞれの配置パターンにおいて、全く同じ構造の配置パターンが複数個存在して配置パターン群を構成し、この配置パターン群が、互いに並行にかつ重ならないように配置され、かつ同一の配置パターンがそれぞれ有する感磁部同士が、１つの直列接続となるように電気的に接続されている。

　図２７は、磁気収束板の端の形状を示す図である。第１の配置パターン２１１から第４の配置パターン２１４のそれぞれの磁気収束材において、磁気収束部材２１１ｃが、配置パターンの構造中心点から遠い位置の方の磁気収束材の短手側でＴ字状に接するように配置され、磁気収束部材２１１ｃと隣接する磁気収束材との距離Ａが配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離Ｂよりも遠い位置関係に配置されている。

　図２８は、磁気収束板間と磁気抵抗（ＧＭＲ）素子の距離を説明するための図である。各配置パターン間における磁気収束材間の距離Ｄが、各配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離Ｅよりも長くなるように構成されている。

　図２９（ａ）乃至（ｃ）は、配置パターンのシュリンク構造を示す図である。第１の配置パターン２１１と、この第１の配置パターンが有する２つの磁気収束材２０１ｂ，２０２ｂの内の一方の磁気収束材２０２ｂの構造中心点Ｎを通り、磁気収束材２０２ｂの長辺に水平な直線に対して、第１の配置パターン２１１と線対称な関係にある第５の配置パターン２１５において、感磁材２０１ａ，２０２ａを電気的に接続する接続部２１６ａが、第５の配置パターン２１５における接続部２１５ａとは逆の感磁材２０１ａ，２０２ａの端部に配置された第６の配置パターン２１６とからなる構造Ｄを有している。

　図３０は、図２９に示したシュリンク構造の配列を示す図である。第１の配置パターン２１１と第６の配置パターン２１６とが交互に繰り返し複数個配列され、第１の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部２１１ｂで接続され、第６の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部２１６ｂで接続され、第１の配置パターン内の磁気収束材２０１ｂ，２０２ｂ間の距離Ｆ１と、第６の配置パターン内の磁気収束材２０１ｂ，２０２ｂ間の距離Ｆ２とが互いに等しくなるように構成されている。

　図３１は、上述した各構造内の磁気抵抗（ＧＭＲ）素子が同じ抵抗（面積）を有する場合を示す図である。各構造内における２つの配置パターンを構成するそれぞれの前記感磁材２０１ａ，２０２ａの面積が、互いに等しくなるように構成されている。
　図３２は、電極パッドと信号処理回路との電気的接合を示す図である。接続部２１１ａ，２１３ａにより電気的に接合されていない感磁材２０１ａ，２０２ａの端部が、電極パッド（Ｐ１乃至Ｐ４）もしくは信号処理回路（ＩＣ）に電気的に接合されている。

　図３３は、磁気抵抗（ＧＭＲ）素子と磁気収束板の位置関係（平面）を示す図である。単一の配置パターン２１１において、この単一の配置パターンを構成する第１及び第２の磁気検知部２０１，２０２の感磁材２０１ａ，２０２ａの長手方向の中線Ｌａが、第１及び第２の磁気検知部２０１，２０２の磁気収束材２０１ｂ，２０２ｂの長手方向の中線Ｌｂと、単一の配置パターン内の対称点又は対称線の間に配置される。
　図３４は、磁気収束材と感磁材との高さ方向の位置関係を示す図である。同一平面基板上に感磁材２０１ａ乃至２０４ａと磁気収束材２０１ｂ乃至２０４ｂが形成され、感磁材の底面が磁気収束材の底面よりも下に配置されている。

　以上のように、本発明における磁気抵抗素子と磁気収束板とを組み合わせた基本的な配置パターンについて説明したが、磁気抵抗素子が、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ）又はトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ）であることが望ましい。
　また、磁気抵抗素子の短手方向の幅が、０．１～２０ミクロンであることが望ましい。また、磁気収束部が、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ等の軟磁性材料から成ることが望ましい。さらに、磁気収束材の厚みが、１～４０ミクロンであることが望ましい。

　次に、以下に磁気センサの磁気検出方法について説明する。第１の配置パターンと第３の配置パターンを有する第１の構造Ａを有する磁気センサを用いて、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、第１の配置パターンと第３の配置パターンに対し、各々反対の方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は同一方向に磁場変換され、更に磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は単一パターン内に隣接する感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、第１の配置パターンを有する磁気センサと第３の配置パターンからなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、構造Ａの磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）のみを単独で演算する。

　また、第１の構造Ａの配置パターンが互いに平行でなく、かつ互いに重ならないように配置された第２の構造（Ｂ）を有する磁気センサを用いて、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｙ磁場）は、第１の配置パターンと第３の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｘ磁場）は、同一方向に磁場変換され、更に磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は単一パターン内に隣接する感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、第２の構造（Ｂ）からなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、構造Ｂの磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｙ磁場）のみを単独で演算する。

　また、第２の配置パターンと第４の配置パターンを有する磁気センサを用いて、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は第２の配置パターンと第４の配置パターンに対し、各々同じの方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は同一方向に磁場変換され、更に磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、第２の配置パターンと第４の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、第４の配置パターンを有する磁気センサと第２の配置パターンからなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）のみを単独で演算する。
　また、上述した磁気検出方法を組み合わせることで、同一平面上で、Ｘ磁場，Ｙ磁場，Ｚ磁場を３軸の混成磁場を分離して単独で検知できるようにすることも可能である。

　図３５（ａ）乃至（ｅ）は、本発明に係る磁気センサの実施例３を説明するための配置パターンの構成図で、同一基板上にＸ磁場を検出するための磁気センサとして、第７の配置パターンと第８の配置パターンのセンサ配置パターンを説明するための構成図である。つまり、基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした磁気センサの配置パターンの構成図で、同一基板上で基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした磁気センサである。

　図３５（ａ）は第７の磁気検知部、図３５（ｂ）は第７の磁気検知部と線対称に配置された第８の磁気検知部、図３５（ｃ）は第７の磁気検知部と重ならないで平行に配置された第８の磁気検知部、図３５（ｄ）は２個の第７の磁気検知部と、この第７の磁気検知部と電気的に接続された第８の磁気検知部とからなる第７の配置パターン、図３５（ｅ）は第７の配置パターンと線対称に配置された第８の配置パターンを示している。

　第７の磁気検知部３０１は、図３５（ａ）に示すように、四角形状の感磁材３０１ａと、この感磁材３０１ａと長さの異なる四角形状の磁気収束材３０１ｂとを有している。また、第８の磁気検知部３０２は、図３５（ｂ）に示すように、基板に対して平行で、かつ感磁材３０１ａの長手方向の中点を通る中線Ｍａと、磁気収束材３０１ｂの長手方向の中点を通る中線Ｍｂとが、互いに交わらないように配置され、第７の磁気検知部３０１と同じの構造構成を有して線対称に配置されている。

　また、図３５（ｃ）に示すように、第８の磁気検知部３０２の感磁材３０２ａが、第７の磁気検知部３０１の磁気収束材３０１ｂと、第８の磁気検知部３０２の磁気収束材３０２ｂとに挟まれるように配置され、さらに、第７の磁気検知部３０１と第８の磁気検知部３０２とが互いに並行で、かつ重ならないように配置されている。
　また、図３５（ｄ）に示すように、第７の磁気検知部３０１の感磁材３０１ａと、第８の磁気検知部３０２の感磁材３０２ａとを、電気的に直列接続する接続部３１１ａとからなる第７の配置パターン３１１を有している。

　さらには、図３５（ｅ）に示すように、第７の配置パターン３１１と同じ構造構成を有する第８の配置パターン３１２が、基板平面に対して平行で、かつ第７の配置パターン３１１の磁気収束部３０１ｂ，３０２ｂの短手方向側に平行な線に対して対称で、かつ互いに重ならないように離間して対向配置されている。

　図３６は、本発明に係る磁気センサの実施例３における同じ基板上にＸ磁場乃至Ｚ磁場を検出するための磁気センサとして、第７の配置パターンと第８の配置パターンに加え、第９の配置パターンのセンサ配置パターンを説明するための構成図である。

　同じ基板上に第７の配置パターン３１１と第８の配置パターン３１２を有し、さらに、第７の配置パターン３１１と同じ構造構成を有する第９の配置パターン３１３を有し、第９の配置パターン３１３が任意の点Ｐに対して対称で、かつ第７の配置パターン３１１の磁気収束材３０１ｂ，３０２ｂの長手方向と、第９の配置パターン３１３の磁気収束材３０１ｂ，３０２ｂの長手方向とが平行になるように、互いに重ならないように離間して配置されており、さらに、第７の配置パターン３１１と第８の配置パターン３１２及び第９の配置パターン３１３が互いに平行で、かつ異なる位置に配置されている。

　図３７は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして磁気収束材の形状を示す図である。磁気収束部材３１１ｃは、第７配置パターン３１１の構造中心点から遠い位置の方の磁気収束材３０１ｂ，３０２ｂの短手側でＴ字状に接するように配置されており、同時に、この磁気収束部材３１１ｃと隣接対向する磁気収束材３０１ｂまたは、３０２ｂとの距離Ａが、配置パターン３１１内における２つの磁気収束材３０１ｂ，３０２ｂ間の距離Ｂよりも遠い位置関係に配置されている。

　図３８は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして、磁気収束材間と感磁材の位置関係を示した図である。各配置パターン３１２，３１３間における磁気収束材３０２ｂ，３０２ｂ間の距離Ｄが、各配置パターン３１２，３１３内における２つの磁気収束材３０１ｂ，３０２ｂ間の距離Ｅよりも長い。
　図３９は、本発明に係る磁気センサの実施例３における磁気センサとして、第１０の配置パターンを説明するための構成図で、同一基板上にＸ磁場乃至Ｚ磁場を検出するための磁気センサとして第１０の配置パターンを示している。

　第７の配置パターン３１１と第９の配置パターン３１３を有し、さらに、感磁材３０１ａ，３０２ａと、この感磁材３０１ａ，３０２ａよりも上面に配置された磁気収束材３０１ｂ（３０２ｂ）を有し、この磁気収束材３０１ｂ（３０２ｂ）が感磁材３０１ａ，３０２ａの少なくとも平面全体を覆うように配置された第１０の配置パターン３１４を有し、第７の配置パターン３１１と第８の配置パターン３１２及び第１０の配置パターン３１４が互いに平行に、かつ異なる位置に配置されている。

　図４０は、配置パターンを複数個配列した磁気センサの構造図で、本発明に係る磁気センサの実施例１における磁気センサとして、感磁材同士の電気的接合を示す図である。第７の配置パターン３１１から第１０の配置パターン３１４において、それぞれの配置パターンにおいて、全く同じ構造の配置パターンが複数個存在して配置パターン群を構成し、この配置パターン群が、互いに平行で、かつ重ならないように配置され、かつ同一の配置パターンがそれぞれ有する感磁部同志が、１つの直列接続となるように電気的に接続されている。

　図４１は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するための構成図で、第７の配置パターン３１１を有する磁気センサ部を示している。図中符号４５０は第７の磁気センサ部、４５１はＧＭＲ素子、４５１ａはＧＭＲ素子４５１の第１部分、４５１ｂはＧＭＲ素子４５１の第２部分、４５１ｃはＧＭＲ素子４５１の第３部分、４５１ｄはＧＭＲ素子４５１の第４部分、４５２は一方の磁気収束板、４５２ａは一方の磁気収束板４５２の櫛歯の第１部分、４５２ｂは一方の磁気収束板４５２の櫛歯の第２部分４５３は他方の磁気収束板、４５３ａは他方の磁気収束板４５３の櫛歯の第１部分、４５３ｂは他方の磁気収束板４５３の櫛歯の第２部分を示している。

　第７の磁気センサ部４５０は、感磁部であるＧＭＲ素子４５１ａの長手方向に櫛歯状の磁気収束板４５２ａが隣接され、ＧＭＲ素子４５１ｂの長手方向に櫛歯状の磁気収束板４５３ａが隣接され、さらに接続部で接合されている。ＧＭＲ素子４５１ａ、櫛歯状の磁気収束板４５２ａとＧＭＲ素子４５１ｂ、櫛歯状の磁気収束板４５３ａは点対称構造を有し、それらからなる単一構造パターンである第７の配置パターン３１１を有している。

　図４２は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するための他の構成図で、第８の配置パターンを有する磁気センサ部を示している。図中符号４６０は第８の磁気センサ部、４６１はＧＭＲ素子、４６１ａはＧＭＲ素子４６１の第１部分、４６１ｂはＧＭＲ素子４６１の第２部分、４６２は一方の磁気収束板、４６２ａは一方の磁気収束板４６２の櫛歯の第１部分、４６２ｂは一方の磁気収束板４６２の櫛歯の第２部分、４６３は他方の磁気収束板、４６３ａは他方の磁気収束板４６３の櫛歯の第１部分、４６３ｂは他方の磁気収束板４６３の櫛歯の第２部分を示している。

　一方の磁気収束板４６２は、一方の梁状部材に直交する向きに、この一方の梁状部材から片側に等間隔で複数の櫛歯状磁気収束板が形成されたものである。また、他方の磁気収束板４６３は、一方の磁気収束板に対向するように設けられ、他方の梁状部材に直交する向きに、この他方の梁状部材から片側に等間隔で複数の磁気収束板が形成されたものである。

　第８の磁気センサ部４６０は、感磁部であるＧＭＲ素子４６１ａの長手方向に櫛歯状の磁気収束板４６３ａが隣接され、ＧＭＲ素子４６１ｂの長手方向に櫛歯状の磁気収束板４６２ａが隣接され、さらに接続部で接合されている。ＧＭＲ素子４６１ｂと櫛歯状の磁気収束板４６２ａと点対称構造を有し、それらからなる単一構造パターンである第８の配置パターン３１２を有している。
　なお、第７の配置パターン３１１と第８の配置パターン３１２は、櫛歯状磁気収束板の短手方向に対して線対称の位置関係を有している。

　図４３は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するためのさらに他の構成図で、第９の配置パターンを有する磁気センサ部を示している。図中符号４７０は第９の磁気センサ部、４７１はＧＭＲ素子、４７１ａはＧＭＲ素子４７１の第１部分、４７１ｂはＧＭＲ素子４７１の第２部分、４７２は一方の磁気収束板、４７２ａは一方の磁気収束板４７２の櫛歯の第１部分、４７２ｂは一方の磁気収束板４７２の櫛歯の第２部分、４７３は他方の磁気収束板、４７３ａは他方の磁気収束板４７３の櫛歯の第１部分、４７３ｂは他方の磁気収束板４７３の櫛歯の第２部分を示している。

　一方の磁気収束板４７２は、一方の梁状部材に直交する向きに、この一方の梁状部材から片側に等間隔で複数の櫛歯状磁気収束板が形成されたものである。また、他方の磁気収束板４７３、一方の磁気収束板に対向するように設けられ、他方の梁状部材に直交する向きに、この他方の梁状部材から片側に等間隔で複数の磁気収束板が形成されたものである。

　第９の磁気センサ部４７０は、感磁部であるＧＭＲ素子４７１ａの長手方向に櫛歯状の磁気収束板４７２ａが隣接され、さらにＧＭＲ素子４７１ｂの長手方向に櫛歯状の磁気収束板櫛歯状の磁気収束板４７３ａが隣接され接続部で接合されている。ＧＭＲ素子４７１ａ、櫛歯状の磁気収束板４７２ａとＧＭＲ素子４７１ｂ、櫛歯状の磁気収束板４７３ａは点対称の位置関係を有し、それらからなる単一構造パターンである第９の配置パターン３１３を有している。
　なお、第７の配置パターン３１１と第９の配置パターン３１３は、櫛歯状磁気収束板の長手方向に対して点対称の位置関係を有している。

　図４４は、本発明に係る磁気センサの実施例４を説明するためのさらに他の構成図で、第１０の配置パターンを有する磁気センサ部を示している。図中符号４８０は第１０の磁気センサ部、４８１はＧＭＲ素子、４８１ａはＧＭＲ素子４８１の第１部分、４８１ｂはＧＭＲ素子４８１の第２部分、４８１ｃはＧＭＲ素子４８１の第３部分、４８１ｄはＧＭＲ素子４８１の第４部分であり、４８２はＧＭＲ全面を覆う磁気収束板である。磁気収束板４８２はＧＭＲ４８１の感磁部全面を覆っていればよく、形状は限定されないが、図４４では長方形形状を有する磁気収束板を配置している。
　第１０の磁気センサ部４８０のＧＭＲ素子の短手方向の向きは、第７，第８及び第９の磁気センサのＧＭＲの短手方向の向きは平行である必要がある。

　図４５は、第７の配置パターンを有する第７の磁気センサ部と、第８の配置パターンを有する第８の磁気センサ部と、第９の配置パターンを有する第９の磁気センサ部と、第１０の配置パターンを有する第１０の磁気センサ部が同一基板上に形成された構造図である。

　第７の配置パターンを有する第７の磁気センサ部４５０と、第８の配置パターンを有する磁気センサ部４６０は、櫛歯状磁気収束板の短手方向に対して、線対称の位置関係を有する。また、第７の配置パターンを有する第７の磁気センサ部４５０と、第９の配置パターンを有する第９の磁気センサ部４７０は、櫛歯状磁気収束板の長手方向に対して、点対称の位置関係を有する。また、第１０の配置パターンを有する第１０の磁気センサ部４８０は、第７乃至第９の磁気センサ４５０，４６０，４７０と平行になるよう同一基板上に配置されている。

　さらに、第７乃至第１０の磁気センサ部４５０，４６０，４７０，４８０は、抵抗値を出力出来るように、各ＧＭＲ素子の両端は電極パッドやＬＳＩ等の信号処理回路に電気的に接続されている。
　また、さらに第７乃至第１０の磁気センサ部４５０，４６０，４７０，４８０のそれぞれのＧＭＲ素子の感度軸が平行になるように配置されていて、すべて同じＧＭＲ素子の長さと幅を有し、同じ抵抗値を有している。

　図４６は、本発明の磁気センサにＸ，Ｙ，Ｚ方向の磁場がかかった時に、第７乃至第１０の磁気検知部にどのような抵抗変化を示すかを説明するための図である。Ｘ軸の磁場は左から右へ、Ｙ方向の磁場は下から上へ、Ｚ方向の磁場は紙面に向かって方向を＋方向とする。

　第７の磁気センサ部４５０にＸ方向のＨｘの磁場がかかった場合、隣あって配置されている突起状の磁気収束板により、Ｘ方向磁場が－Ｙ方向に曲げられる。曲げられた磁場は、ＧＭＲ素子感度軸と同じ方向であるため、磁気収束板によるＸ磁場の磁場変換効率をｃとすると、－ｃＨｘに比例した抵抗変化を示す。またまた＋Ｙ方向にＨｙの磁場がかかった場合、ＧＭＲ素子４５１の感度軸方向と同じであるため、磁気収束板によるＹ磁場の磁場変換効率をａとすると＋ａＨｙに比例した抵抗変化を示す。さらにＺ方向からＨｚの磁場がかかった場合、Ｚ磁場は磁気収束板の両側（＋／－Ｘ方向）に曲げられるが、ＧＭＲ４５１は、櫛歯磁気収束板４５２，４５３に対して＋Ｙ方向の位置に隣接して配置されているため、磁気収束板によるＺ磁場の磁場変換効率をｄとすると、＋Ｙ方向に曲げられたＺ磁場による抵抗変化、つまり、＋ｄＨｚに比例した抵抗変化を示す。これらをまとめるとＸ，Ｙ，Ｚ方向の磁場がかかった時の第７の磁気センサ部５０の抵抗は、以下の式（１）で表される。
　　　Ｒ１＝―ｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ＋Ｒ　・・・（１）

　次に、第８の磁気センサ部４６０にＸ方向のＨｘの磁場がかかった場合、隣あって配置されている突起状の磁気収束板により、Ｘ方向磁場が＋Ｙ方向に曲げられる。曲げられた磁場は、ＧＭＲ素子感度軸と同じ方向であるため、磁気収束板によるＸ磁場の磁場変換効率をｃとすると、＋ｃＨｘに比例した抵抗変化を示す。また、＋Ｙ方向の磁場にＨｙの磁場がかかった場合、ＧＭＲ素子４６１の感度軸方向と同じであるため、磁気収束板によるＹ磁場の磁場変換効率をａとすると＋ａＨｙに比例した抵抗変化を示す。さらにＺ方向からＨｚの磁場がかかった場合、Ｚ磁場は、磁気収束板の両側（＋／－Ｘ方向）に曲げられるが、ＧＭＲ４６１は、櫛歯磁気収束板４６２，４６３に対して＋Ｙ方向の位置に隣接して配置されているため、磁気収束板によるＺ磁場の磁場変換効率をｄとすると、＋Ｙ方向に曲げられたＺ磁場による抵抗変化、つまり、＋ｄＨｚに比例した抵抗変化を示す。これらをまとめるとＸ，Ｙ，Ｚ方向の磁場がかかった時の第８の磁気センサ部４６０の抵抗は、以下の式（２）で表される。
　　　Ｒ２＝ｃＨｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚ＋Ｒ　・・・（２）

　次に、第９の磁気センサ部４７０にＸ方向のＨｘの磁場がかかった場合、隣あって配置されている突起状の磁気収束板により、Ｘ方向磁場が－Ｙ方向に曲げられる。曲げられた磁場はＧＭＲ素子感度軸と同じ方向であるため、磁気収束板によるＸ磁場の磁場変換効率をｃとすると、－ｃＨｘに比例した抵抗変化を示す。また、＋Ｙ方向の磁場にＨｙの磁場がかかった場合、ＧＭＲ素子４７１の感度軸方向と同じであるため、磁気収束板によるＹ磁場の磁場変換効率をａとすると＋ａＨｙに比例した抵抗変化を示す。さらにＺ方向からＨｚの磁場がかかった場合、Ｚ磁場は磁気収束板の両側（＋／－Ｘ方向）に曲げられるが、ＧＭＲ４７１は、櫛歯磁気収束板４７２，４７３に対して－Ｙ方向に配置されているため、磁気収束板によるＺ磁場の磁場変換効率をｄとすると、－Ｙ方向に曲げられたＺ磁場による抵抗変化、つまり、－ｄＨｚに比例した抵抗変化を示す。これらをまとめるとＸ，Ｙ，Ｚの磁場がかかった時の第９の磁気センサ部４７０の抵抗は、以下の式（３）で表される。
　　　Ｒ３＝－ｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ＋Ｒ　・・・（３）

　次に、第１０の磁気センサ部４８０は、ＧＭＲ４８１の感磁部上を磁気収束板４８２が完全に覆っているのでＸ方向のＨｘ、Ｙ方向のＨｙの磁場が掛かっても、磁場は磁気収束板の内部を通り、ＧＭＲ素子には磁場にかからず抵抗は変化しない。また、Ｚ方向の磁場Ｈｘは、磁気収束板を抜けてＧＭＲに達するが、ＧＭＲ素子は垂直方向の磁場に感度をもたないため、結果として第１０の磁気検出部４８０は、Ｘ，Ｙ，Ｚの磁場による抵抗変化を示さず、第１０の磁気センサ４８０の抵抗は、以下の式（４）で表される。
　　　Ｒ４＝Ｒ　・・・（４）
　上記式（１）乃至式（４）を用いて演算することで、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の磁場を分離することが出来る。

　Ｘ軸方向の磁場を算出するために（２）式から（１）式の差をとると（５）式のようにＨｘ方向の磁場のみを算出出来る。

　　　Ｒ２－Ｒ１＝（ｃＨｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚ＋Ｒ）－（－ｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ＋Ｒ）＝２ｃＨＸ　・・・（５）
　つまり、第７の配置パターンと第８の配置パターンを有する磁気センサの磁気検出方法において、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、第７の配置パターンと第８の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、第７の配置パターンと第８の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、第７の配置パターンを有する磁気センサと、第８の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｘ磁場のみを単独で演算する。

　また、Ｚ軸方向の磁場を算出するために（１）式から（３）式の差をとると、（６）式のようにＨＺ方向の磁場のみを算出出来る。
　　　Ｒ１－Ｒ３＝（－ｃＨｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚ＋Ｒ）－（－ｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ＋Ｒ）＝２ｄＨｚ　・・・（６）

　つまり、第７の配置パターンと第９の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、第７の配置パターンと第９の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、第７の配置パターンと第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、第７の配置パターンを有する磁気センサと、第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｚ磁場のみを単独で演算する。

　Ｙ軸方向の磁場を算出するために（２）式と（３）式の和をとり、（４）式を２倍にして差をとることで、Ｈｙ方向の磁場のみを算出出来る。
　　　Ｒ２＋Ｒ３－２Ｒ４＝（ｃＨｘ＋ａＨｙ＋ｄＨｚ＋Ｒ）＋（－ｃＨｘ＋ａＨｙ－ｄＨｚ＋Ｒ）－２Ｒ＝２ａＨｙ　・・・（７）

　つまり、第８の配置パターンと第９の配置パターン及び第１０の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、第８の配置パターンと第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、さらに、磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、第８の配置パターンと第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、第８の配置パターンを有する磁気センサと、第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の和を演算し、さらに、その和を第１０の配置パターンからなる磁気センサの抵抗を２倍の値から差をとることで、Ｙ磁場のみを単独で演算する。

　また、上述した磁気検出方法の２つ以上を組み合わせることにより２軸又は３軸方向の磁場を検出することも可能である。
　このように同一平面上に、第７乃至第１０の磁気センサ部４５０，４６０，４７０，４８０を配置し、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の磁場がかかったときのそれぞれの抵抗から演算を行うことで、精度よくＨｘ，Ｈｙ，Ｈｚの成分の磁場の検出が可能になる。

　また、第７の磁気センサ部４５０と第８の磁気センサ部４６０は、線対称の位置関係で、第７の磁気センサ部４５０と第９の磁気センサ部４７０は、点対称の位置関係であることが望ましいが、上述したような制約を維持出来ればチップ上の任意の位置に配置可能である。
　また、第１０の磁気センサ部４８０の磁気収束板は、ＧＭＲ全体を覆うものであればよく、形状は長方形に限定されず、三角や丸型など任意の形状でも効果は何ら構わない。

　発明により、４素子のＧＭＲでＸ，Ｙ，Ｚ方向の３軸の磁場検知が実現でき、小型化やコストダウンに繋がることが期待できる。さらに、第３および第４の実施例に記載の実施形態におけるＧＭＲ素子の感度軸を平行に揃えていることで、ＧＭＲ素子の成膜回数も簡略化出来き、より簡便かつ安価な製造で実現が可能になる。

１　反強磁性層
２　ピンド層（固定層）
３　Ｃｕ層（スペーサ層）
４　フリー層（自由回転層）
２１，３１，４１，５１，６１，７１，８１，９１，１０１，１７１　ＧＭＲ素子
２２，５２，６２，７２，８２，９２，１０２　一方の磁気収束板
２３，５３，６３，７３，８３，９３，１０３　他方の磁気収束板
３２，３３，４２，４３　磁気収束板
５０　第１の磁気センサ部
５１ａ　ＧＭＲ素子５１の第１部分
５１ｂ　ＧＭＲ素子５１の第２部分
５１ｃ　ＧＭＲ素子５１の第３部分
５１ｄ　ＧＭＲ素子５１の第４部分
５１ｅ　ＧＭＲ素子５１の第５部分
５１ｆ　ＧＭＲ素子５１の第６部分
５２ａ　一方の磁気収束板５２の櫛歯の第１部分
５２ｂ　一方の磁気収束板５２の櫛歯の第２部分
５２ｃ　一方の磁気収束板５２の櫛歯の第３部分
５３ａ　他方の磁気収束板５３の櫛歯の第１部分
５３ｂ　他方の磁気収束板５３の櫛歯の第２部分
５３ｃ　他方の磁気収束板５３の櫛歯の第３部分
６０　第２の磁気センサ部
６１ａ　ＧＭＲ素子６１の第１部分
６１ｂ　ＧＭＲ素子６１の第２部分
６１ｃ　ＧＭＲ素子６１の第３部分
６１ｄ　ＧＭＲ素子６１の第４部分
６１ｅ　ＧＭＲ素子６１の第５部分
６１ｆ　ＧＭＲ素子６１の第６部分
６２ａ　一方の磁気収束板６２の櫛歯の第１部分
６２ｂ　一方の磁気収束板６２の櫛歯の第２部分
６２ｃ　一方の磁気収束板６２の櫛歯の第３部分
６３ａ　他方の磁気収束板６３の櫛歯の第１部分
６３ｂ　他方の磁気収束板６３の櫛歯の第２部分
６３ｃ　他方の磁気収束板６３の櫛歯の第３部分
７０　第３の磁気センサ部
７１，８１　ＧＭＲ素子
７２，８２　一方の磁気収束板
７３，８３　他方の磁気収束板
８０　第４の磁気センサ部
９０　第５の磁気センサ部
９１ａ　ＧＭＲ素子９１の第１部分
９１ｂ　ＧＭＲ素子９１の第２部分
９１ｅ　ＧＭＲ素子９１の第３部分
９１ｆ　ＧＭＲ素子９１の第４部分
９２ａ　一方の磁気収束板９２の第１部分
９２ｂ　一方の磁気収束板９２の第２部分
９３ａ　他方の磁気収束板９３の第１部分
９３ｂ　他方の磁気収束板９３の第２部分
１００　第６の磁気センサ部
１０１ａ　ＧＭＲ素子１０１の第１部分
１０１ｂ　ＧＭＲ素子１０１の第２部分
１０１ｅ　ＧＭＲ素子１０１の第３部分
１０１ｆ　ＧＭＲ素子１０１の第４部分
１０２ａ　一方の磁気収束板１０２の第１部分
１０２ｂ　一方の磁気収束板１０２の第２部分
１０３ａ　他方の磁気収束板１０３の第１部分
１０３ｂ　他方の磁気収束板１０３の第２部分
１１０，２００　同一平面基板
１１１乃至１２２　電極パッド
１１２，１１３，１１５，１１６，１１７，１１８，１１９，１２０，１２１，１２２　電極
１３１乃至１４２　配線
１５０，１８０　Ｘ軸センサ
１６０，１９０　Ｙ軸センサ
１７０　Ｚ軸センサ
１７１ａ，１７１ｂ　感磁部
１７２，１７３　磁気収束板
１７２ａ　磁気収束板１７２の第１部分
１７３ａ　磁気収束板１７３の第１部分
２０１　第１の磁気検知部
２０１ａ，２０３ａ　感磁材
２０１ｂ，２０３ｂ　磁気収束材
２０２　第２の磁気検知部
２０３　第３の磁気検知部
２０４　第４の磁気検知部
２０４ｂ　磁気収束材
２１１　第１の配置パターン
２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１３ａ，２１６ｂ　接続部
２１１ｃ　磁気収束部材
２１２　第２の配置パターン
２１３　第３の配置パターン
２１４　第４の配置パターン
２１５　第５の配置パターン
２１６　第６の配置パターン
３０１　第７の磁気感知部
３０１ａ，３０２ａ　感磁材
３０１ｂ，３０２ｂ　磁気収束材
３０２　第８の磁気感知部
３１１　第７の配置パターン
３１１ａ，３１１ｂ，３１２ａ　接続部
３１１ｃ　磁気収束部材
３１２　第８の配置パターン
３１３　第９の配置パターン
３１４　第１０の配置パターン
４５０　第７の磁気センサ部
４５１ａ　ＧＭＲ素子４５１の第１部分
４５１ｂ　ＧＭＲ素子４５１の第２部分
４５１ｃ　ＧＭＲ素子４５１の第３部分
４５１ｄ　ＧＭＲ素子４５１の第４部分
４５２ａ　一方の磁気収束板４５２の櫛歯の第１部分
４５２ｂ　一方の磁気収束板４５２の櫛歯の第２部分
４５３ａ　他方の磁気収束板４５３の櫛歯の第１部分
４５３ｂ　他方の磁気収束板４５３の櫛歯の第２部分
４６０　第８の磁気センサ部
４６１ａ　ＧＭＲ素子４６１の第１部分
４６１ｂ　ＧＭＲ素子４６１の第２部分
４６１ｃ　ＧＭＲ素子４６１の第３部分
４６１ｄ　ＧＭＲ素子４６１の第４部分
４６２ａ　一方の磁気収束板４６２の櫛歯の第１部分
４６２ｂ　一方の磁気収束板４６２の櫛歯の第２部分
４６３ａ　他方の磁気収束板４６３の櫛歯の第１部分
４６３ｂ　他方の磁気収束板４６３の櫛歯の第２部分
４７０　第９の磁気センサ部
４７１ａ　ＧＭＲ素子４７１の第１部分
４７１ｂ　ＧＭＲ素子４７１の第２部分
４７１ｃ　ＧＭＲ素子４７１の第３部分
４７１ｄ　ＧＭＲ素子４７１の第４部分
４７２ａ　一方の磁気収束板４７２の櫛歯の第１部分
４７２ｂ　一方の磁気収束板４７２の櫛歯の第２部分
４７３ａ　他方の磁気収束板４７３の櫛歯の第１部分
４７３ｂ　他方の磁気収束板４７３の櫛歯の第２部分
４８０　第１０の磁気センサ部
４８１ａ　ＧＭＲ素子４８１の第１部分
４８１ｂ　ＧＭＲ素子４８１の第２部分
４８１ｃ　ＧＭＲ素子４８１の第３部分
４８１ｄ　ＧＭＲ素子４８１の第４部分

Claims

　基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした、第１および第３の配置パターンからなる第１の構造を備える磁気センサであって、
　前記第１の配置パターンは、前記基板上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線と前記磁気収束材の長手方向の中線とが、互いに交わらないように水平に配置された第１の磁気検知部と、
　該第１の磁気検知部と構成が同一である第２の磁気検知部と、
　前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部を備え、
　前記第１の磁気検知部の感磁材と、前記第２の磁気検知部の感磁材との両方が、前記第１の磁気検知部の磁気収束材と前記第２の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように点対称の位置関係で、かつ前記第１の磁気検知部と前記第２の磁気検知部とが互いに重ならないように配置され、
　前記第３の配置パターンは、基板平面に対し平行で、該第１の配置パターンの前記磁気収束材の長手方向に平行な線に対して、前記磁気収束材と感磁材の位置関係が対称になり、かつ互いに重ならないように離間して対向配置された前記第１の配置パターンと同じ構造を有することを特徴とする磁気センサ。
　基板平面に対して垂直方向の磁場を検知できるようにした、第２および第４の配置パターンからなる第３の構造を備える磁気センサであって、
　前記第２の配置パターンは、前記基板上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、基板に対して平行かつ、前記感磁材の長手方向の中点を通る中線とが、互いに交わらないように水平に配置された第３の磁気検知部と、
　該第３の磁気検知部の前記磁気収束材の長手方向に垂直な線に対して、構造が線対称の第４の磁気検知部と、
　前記第３の磁気検知部の感磁材と、前記第４の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とを備え
　前記第３の磁気検知部の感磁材が、前記第３の磁気検知部の磁気収束材と、前記第４の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように配置され、かつ前記第３の磁気検知部と前記第４の磁気検知部とが互いに平行、かつ重ならないように配置され、
　前記第４の配置パターンは、該第２の配置パターンと同様の構造を有し、
　前記第３の構造は、前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンとが、互いに点Ｍｏに対し、対称の位置関係でかつ互いに重ならないように離間して対向配置されてなる構造であることを特徴とする磁気センサ。
　前記第１の構造と、該第１の構造と同様の構造を有する第２の構造とが、互いに平行でなくかつ互いに重ならないように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
　前記第１の構造と、前記第２の構造とが、互いに垂直な位置関係で配置されていることを特徴とする請求項３に記載の磁気センサ。
　前記第１の構造と前記第２の構造、又は前記第１の構造と前記第３の構造、又は前記第２の構造と前記第３の構造、又は前記第１の構造と前記第２の構造と前記第３の構造とが同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気センサ。
　前記第１の配置パターンから前記第４の配置パターンにおいて、それぞれの配置パターンにおいて、全く同じ構造の配置パターンが複数個存在して配置パターン群を構成し、該配置パターン群が、互いに平行にかつ重ならないように配置され、かつ同一の配置パターンがそれぞれ有する感磁部同士が、１つの直列接続となるように電気的に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気センサ。
　前記第１の配置パターンから前記第４の配置パターンのそれぞれの磁気収束材において、磁気収束部材が、前記配置パターンの構造中心点から遠い位置の方の前記磁気収束材の短手側でＴ字状に接するように配置され、前記磁気収束部材と隣接する磁気収束材との距離（Ａ）が前記配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離よりも遠い位置関係に配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気センサ。
　前記各配置パターン間における磁気収束材間の距離が、前記各配置パターン内における２つの磁気収束材間の距離よりも長いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気センサ。
　前記第１の配置パターンと、
　基板の平面方向に対し平行で、該第１の配置パターンが有する２つの磁気収束材の内の一方の磁気収束材の構造中心点を通り、前記磁気収束材の長辺に平行な直線に対して、前記第１の配置パターンと対称な位置関係にある第５の配置パターンにおいて、前記感磁材を電気的に接続する接続部が、前記第５の配置パターンにおける接続部とは逆の前記感磁材の端部に配置された第６の配置パターンとからなる構造を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気センサ。
　前記第１の配置パターンと前記第６の配置パターンとが交互に繰り返し複数個配列され、前記第１の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部で接続され、前記第６の配置パターン内の感磁材同士が、電気的な１直列接続となるように接続部で接続され、
　前記第１の配置パターン内の磁気収束材間の距離と、前記第６の配置パターン内の磁気収束材間の距離とが互いに等しいことを特徴とする請求項９に記載の磁気センサ。
　請求項１乃至１０のいずれかに記載の磁気センサを用いた磁気検出方法において、
　空間中の磁場のそれぞれ異なる任意の３軸方向の磁場成分の内、２軸以上の方向の磁場成分が磁気収束材によって曲げられることを利用して、空間中の任意の軸方向の磁場を独立して検出することを特徴とする磁気検出方法。
　請求項１，３乃至１０のいずれかに記載の磁気センサを用いた磁気検出方法において、
　前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンを有する第１の構造を有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は、前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンに対し、各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は同一方向に磁場変換され、更に磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は単一パターン内に隣接する前記感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、前記第１の配置パターンを有する前記磁気センサと前記第３の配置パターンからなる磁気センサの感磁部の抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする磁気センサの磁気検出方法。
　請求項３乃至８のいずれかに記載の磁気センサを用いた磁気検出方法において、
　前記第１の構造の配置パターンが互いに平行でなく、かつ互いに重ならないように配置された第２の構造を有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は、前記第１の配置パターンと前記第３の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は、同一方向に磁場変換され、更に前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は単一パターン内に隣接する感磁部で＋／－になるように磁場が掛かるため相殺され、前記第２の構造からなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする磁気センサの磁気検出方法。
　請求項２，５乃至８のいずれかに記載の磁気センサを用いた磁気検出方法において、
　前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンを有する磁気センサを用いて、前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場は前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンに対し、各々同じの方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場は同一方向に磁場変換され、更に前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場は、前記第２の配置パターンと前記第４の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記第４の配置パターンを有する磁気センサと前記第２の配置パターンからなる磁気センサの抵抗の差を演算することで、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場のみを単独で演算することのできるようにすることを特徴とする磁気センサの磁気検出方法。
　請求項１１乃至１４のいずれかに記載の磁気検出方法を組み合わせることで、２軸又は３軸の磁場成分をそれぞれ独立して検知することを特徴とする磁気センサの磁気検出方法。
　基板平面に対して平行な任意の軸方向の磁場を検知できるようにした磁気センサにおいて、
　前記基板平面上に四角形状の感磁材と、該感磁部と長さの異なる四角形状の磁気収束材とを有し、前記基板平面に対して平行で、かつ前記感磁材の長手方向の中点を通る中線と、前記磁気収束材の長手方向の中点を通る中線とが互いに交わらないように配置された第７の磁気検知部と、該第７の磁気検知部と同一の構造を有する第８の磁気検知部とを備え、
　該第８の磁気検知部の感磁材が、前記第７の磁気検知部の磁気収束材と前記第８の磁気検知部の磁気収束材とに挟まれるように配置され、
　前記第７の磁気検知部と前記第８の磁気検知部とが互いに並行で、かつ重ならないように配置され、前記第７の磁気検知部の感磁材と前記第８の磁気検知部の感磁材とを電気的に直列接続する接続部とからなる第７の配置パターンを有し、
　前記第７の配置パターンと同一の構成を有する第８の配置パターンが、前記基板平面に対して平行で、かつ前記第７の配置パターンの磁気収束材の短手方向側に平行な線に対して対称で、かつ互いに重ならないように離間して対向配置されていることを特徴とする磁気センサ。
　前記基板平面に対して垂直な軸方向の磁場を検出できるように、前記基板上に前記第７の配置パターンと同一の構成を有する第９の配置パターンを有し、
　該第９の配置パターンが任意の点に対して前記第７の配置パターンと対称で、かつ前記第７の配置パターンの磁気収束材の長手方向と、前記第９の配置パターンの長手方向が平行で互いに重ならないように離間して配置され、
　前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターン及び前記第９の配置パターンが互いに平行で、かつ異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の磁気センサ。
　同一基板上に、更に、前記第７乃至第９の配置パターンのいずれかの感磁材をと同じ配置パターンの感磁材と、該感磁材の全面を覆う磁気収束材を有する第１０の配置パターンを有することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の磁気センサ。
　前記第７の配置パターン乃至前記第１０の配置パターンのいずれかの配置パターンが複数個で配置パターン群を構成し、該配置パターン群が、互いに平行でかつ重ならないように配置され、かつ前記配置パターン群の各々の感磁部同士が、１つの直列接続となるように接続部で電気的に接続されていることを特徴とする請求項１６，１７又は１８に記載の磁気センサ。
　請求項１６乃至１９のいずれかに記載の磁気センサにおける前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンを有する磁気センサの磁気検出方法において、
　前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、
　さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第８の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、前記第７の配置パターンを有する磁気センサと、前記第８の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｘ磁場のみを単独で演算することを特徴とする磁気検出方法。
　請求項１８又は１９に記載の磁気センサにおける前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターン及び前記第１０の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、
　前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、
　さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第８の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、
　前記第８の配置パターンを有する磁気センサと、前記第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の和を演算し、さらに、その和を前記第１０の配置パターンからなる磁気センサの抵抗を２倍の値から差をとることで、Ｙ磁場のみを単独で演算することを特徴とする磁気検出方法。
　請求項１７，１８又は１９に記載の磁気センサにおける前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンを有する磁気センサの検出方法において、
　前記磁気収束材の長手方向に平行な磁場（Ｘ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々同じ方向に変換され、前記磁気収束材の長手方向に垂直な磁場（Ｙ磁場）は、同一方向に磁場変換され、
　さらに、前記磁気収束材の平面方向に垂直な磁場（Ｚ磁場）は、前記第７の配置パターンと前記第９の配置パターンに対して各々反対の方向に変換され、
　前記第７の配置パターンを有する磁気センサと、前記第９の配置パターンからなる磁気センサとの抵抗の差を演算することで、Ｚ磁場のみを単独で演算することを特徴とする磁気検出方法。
　請求項２０，２１又は２２に記載の磁気検出方法の２つ以上を組み合わせることにより２軸又は３軸方向の磁場を検出することを特徴とする磁気検出方法。