JP2017003345A - 磁場検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】測定対象の磁場の検出精度を向上させうる磁場検出装置を提供する。【解決手段】磁場検出装置は、基板１００において行列状に分割されたセグメントＳのそれぞれに、基板１００のＸ軸方向の磁場に応じた出力を行う磁気センサ１１０が配置された磁気センサアレイ１０を備える。磁場検出装置は、磁気センサアレイ１０における少なくとも一の列方向又は行方向のセグメントＳに配置された磁気センサ１１０の出力に基づいて、当該セグメントＳの位置におけるＸ軸方向の磁場のノイズ成分を求める。磁場検出装置は、基板１００における磁気センサ１１０出力に基づく磁場強度を、当該磁気センサ１１０が配置されたセグメントＳの位置に応じたノイズ成分に基づいて補正する。【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、磁場検出装置に関する。

従来、例えば、超電導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）を用い、生体から発せられる微小な磁場を検知することにより生体の状態を観察する技術が知られている。ＳＱＵＩＤは、数１０ｆＴレベルの極めて微小な磁場を検出することが可能な素子であるが、超電導状態を維持するために、ＳＱＵＩＤを冷却する設備が必要となる。そのため、ＳＱＵＩＤの利用は、医療現場、基礎研究等のごく限られた用途に留まっている。このような状況に鑑み、近年では、室温においても生体等の微小な磁場を検出することが可能な磁気センサの開発が進められている。その磁気センサを構成する素子として注目されているのがＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、ＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）などのＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子や、ＧＭＩ（Ｇｉａｎｔ Ｍｅｇｎｅｔｉｃ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ）素子である。これらは室温で動作するとともに、近年の目覚ましい技術革新によって磁場検出能力も飛躍的に向上しているため、これらを用いた磁気センサに期待が寄せられている。

上記した磁気センサに用いられる素子は、磁気センサが配置された位置における磁場強度を測定するものである。しかしながら、測定対象の磁場強度の測定の際、地磁気、都市雑音、近傍の電化製品（携帯電話等）による電磁波等の周辺磁場がノイズとなり、磁場強度を正確に測定できない場合がある。また、測定対象の磁場強度が小さければ、その磁場強度がノイズに埋もれ、その磁場強度を測定することができない。そのため、磁場検出に際してノイズの除去が不可欠となる。

下記特許文献１には、磁場検出領域に配置された第１ＧＭＲ素子と、磁場が変化しない領域に配置された第２ＧＭＲ素子とで構成されたブリッジ回路によって磁場を検出する方法が開示されている。この第２ＧＭＲ素子は、予め加熱されるなどして磁気ノイズの影響を受けないように構成され、第１ＧＭＲ素子と第２ＧＭＲ素子の間の電位差を得ることによって、磁気ノイズの影響を受けないようにしている。

下記特許文献２には、複数の磁気センサを用い、各磁気センサの差分を取ることによりノイズを除去し、信号対ノイズ比を改善する手法が開示されている。

さらに、下記特許文献３には、鋼板の表面や表層における欠陥から漏洩する磁束を検出する方法が開示されている。特許文献３では、磁化器と複数の磁気センサを用い、各磁気センサの出力信号波形を近似するフィッティングカーブをフィッティング処理によって演算する。そして、出力信号波形とフィッティングカーブとの差分を取ることで、浮遊磁場由来のノイズを除去している。

特開２０００−１７４３５８ 特開２００５−３５１７４６ 特開２０１１−１９６８６３

上記特許文献１の場合、磁場変化を検知する領域は、地磁気などの磁気ノイズを遮蔽することが前提となっており、この領域を遮蔽するための設備が必要となる。また、磁場変化を検知する領域と、それ以外の領域のそれぞれに磁気センサを設置する必要があるため、磁場を検出する検出装置が大がかりになる。

また、上記特許文献２の場合、磁気センサから十分離れた信号源から発せられる環境ノイズを想定しており、磁気センサ近傍のノイズは考慮されていない。

また、上記特許文献３は、鋼板の欠陥によって生じる漏洩磁束を検出することを目的としており、検出対象の磁場が極めて小さいものにしか対応していない。そのため、特許文献３の磁気センサを、磁化器を用いずに一般の磁気センサとして応用する場合、検出対象の磁場の範囲が大きくなると、特許文献３に記載のフィッティング処理ではノイズを除去することができない場合が生じる。

ノイズを除去する際、１つの磁気センサだけではノイズを除去することは困難であるため、２つ以上の磁気センサを用いる。２つの磁気センサのうち、片方の磁気センサを、周辺磁場を検知するためのリファレンス用磁気センサとした場合、測定対象の磁場を正確に測定するためには、リファレンス用磁気センサを測定対象から十分に離さなければならない。さらに、測定対象の近傍の電化製品（携帯電話等）から磁気ノイズが発生している場合には、そのノイズ発生源と各磁気センサとの間の距離の違いから、各磁気センサで検知されるノイズの磁場強度が異なり、ノイズを適切に除去することができない。

本発明の目的は、測定対象の磁場の検出精度を向上させうる磁場検出装置を提供することである。

本発明に係る磁場検出装置は、基板と、前記基板において行列状に分割された分割領域のそれぞれに配置された少なくとも一の磁場検出素子とを含む磁場検出アレイであって、前記磁場検出素子として、一の方向の磁場に応じた出力を行う第１軸用検出素子を含む磁場検出アレイと、前記磁場検出アレイにおける少なくとも一の行方向又は列方向の分割領域を演算対象とし、前記演算対象の分割領域に配置された前記第１軸用検出素子の出力に基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、前記一の方向の磁場のノイズ成分である第１軸ノイズを求めるノイズ演算部と、前記第１軸用検出素子の出力に基づく磁場強度を、当該第１軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた前記第１軸ノイズに基づいて補正する補正部と、を備える。

本発明によれば、測定対象の磁場の検出精度を向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係る磁場検出装置の概略構成を示す模式図である。 図２Ａは、図１に示す磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。 図２Ｂは、図２Ａに示す磁気センサのＩ−Ｉ断面図である。 図３Ａは、図２Ａに示す磁気センサアレイにおける磁気センサの配置を説明するための模式図である。 図３Ｂは、図２Ａに示す磁気センサアレイにおける磁気センサ間隔、測定磁場範囲、及び磁気センサ領域の関係を説明する模式図である。 図３Ｃは、図２Ａに示す磁気センサアレイにおける磁気センサ間隔、測定磁場範囲、及び磁気センサ領域の関係を説明する模式図である。 図３Ｄは、図２Ａに示す磁気センサアレイにおける磁気センサ間隔、測定磁場範囲、及び磁気センサ領域の関係を説明する模式図である。 図４は、図２図２Ａに示す一の列に配置された磁気センサに接続された磁場検出回路の概略構成を示す模式図である。 図５の（ａ）は、ノイズ演算対象用センサの各位置の磁場強度と、０次ノイズ及び１次ノイズとを示す図である。図５の（ｂ）は、ノイズ補正後の磁場強度を示す図である。 図６Ａは、第１実施形態におけるＧＭＲ素子の断面図である。 図６Ｂは、基板上に配列用電極を形成する工程を説明する図であり、配列用電極を上から見た上面図である。 図６Ｃは、図６Ｂにおける配列用電極のＡ−Ａ断面を示す模式図である。 図６Ｄは、図６Ｃに示す配列用電極の上に絶縁膜を成膜する工程を説明する断面図である。 図６Ｅは、図６Ａに示すＧＭＲ素子を図６Ｄに示す基板上に配列する方法を説明する概念図である。 図６Ｆは、図６Ｅにおける１セグメントの配列用電極近傍の断面を表す模式図である。 図６Ｇは、図６Ｄに示す配列用電極の上に図６Ａに示すＧＭＲ素子を配置された状態を示す断面図である。 図６Ｈは、図６Ｇに示すＧＭＲ素子の上に絶縁膜１０４を成膜する工程を説明する断面図である。 図６Ｉは、図６Ｈに示すＧＭＲ素子の上端の一部に配線用電極を形成する工程を説明する模式図である。 図７は、ＧＭＲ素子が配列用電極の上に配置される原理を説明する図である。 図８は、第２実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。 図９は、第２実施形態の配列用電極を上から見た上面図である。 図１０は、第３実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。 図１１は、第３実施形態の配列用電極を上から見た上面図である。 図１２Ａは、第４実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。 図１２Ｂは、図１２Ａに示す磁気センサアレイのＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。 図１３Ａは、第４実施形態の磁気センサアレイの製造工程を説明する図であって、基板の一方の面に絶縁膜を成膜する工程を説明する断面図である。 図１３Ｂは、図１３Ａに示す絶縁膜の上にシフト膜を成膜する工程を説明する断面図である。 図１３Ｃは、図１３Ｂに示すシフト膜の上に塗布したレジストに開口部を形成する工程を説明する断面図である。 図１３Ｄは、図１３Ｃに示す絶縁膜に斜面を形成する工程を説明する断面図である。 図１３Ｅは、図１３Ｄに示すレジストを除去する工程を示す断面図である。 図１３Ｆは、図１３Ｅに示す絶縁膜の傾斜面の領域にレジストを塗布する工程を説明する断面図である。 図１３Ｇは、図１３Ｆに示すレジストが形成された領域以外の絶縁膜及びシフト膜を除去する工程を説明する断面図である。 図１３Ｈは、図１３Ｇに示す基板に傾斜体が形成された状態を示す断面図である。 図１３Ｉは、第４実施形態の配列用電極を上から見た平面図である。 図１４Ａは、図１３Ｈに示す傾斜体の他の例を示す断面図である。 図１４Ｂは、図１３Ｈに示す傾斜体の他の例を示す断面図である。 図１５は、図１２Ａに示す磁気センサアレイと磁気センサの配置が異なる磁気センサアレイを例示した模式図である。 図１６Ａは、変形例（１）における磁気センサアレイの使用例を示す模式図である。 図１６Ｂの（ａ）は、図１６Ａの使用状態における磁気センサアレイのＸ軸方向の磁場強度と１次ノイズとを例示した図である。図１６Ｂの（ｂ）は、磁気センサアレイの曲面部分における磁気センサを拡大した模式図である。 図１７は、変形例（２）における磁気センサアレイを上から見た平面図である。 図１８Ａは、変形例（５）における磁気センサに用いる素子の断面構造を示す模式図である。 図１８Ｂは、図１８Ａに示すＧＭＲ素子における磁場検出部の断面構造を示す模式図である。

本発明の一実施形態に係る磁場検出装置は、基板と、前記基板において行列状に分割された分割領域のそれぞれに配置された少なくとも一の磁場検出素子とを含む磁場検出アレイであって、前記磁場検出素子として、一の方向の磁場に応じた出力を行う第１軸用検出素子を含む磁場検出アレイと、前記磁場検出アレイにおける少なくとも一の行方向又は列方向の分割領域を演算対象とし、前記演算対象の分割領域に配置された前記第１軸用検出素子の出力に基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、前記一の方向の磁場のノイズ成分である第１軸ノイズを求めるノイズ演算部と、前記第１軸用検出素子の出力に基づく磁場強度を、当該第１軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた前記第１軸ノイズに基づいて補正する補正部と、を備える（第１の構成）。

第１の構成によれば、磁場検出アレイは、基板における各分割領域に磁場検出素子として、一の方向の磁場に応じた出力を行う第１軸用センサを備える。ノイズ演算部は、演算対象の分割領域に配置された第１軸用検出素子の出力に基づいて、演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、一の方向の磁場のノイズ成分である第１軸ノイズを求める。補正部は、第１軸用検出素子の出力に基づく磁場強度を、その第１軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた第１軸ノイズに基づいて補正する。従って、磁気センサアレイにおける分割領域ごとに、その分割領域の位置に応じた第１軸ノイズの補正がなされた磁場強度を得ることができるので、測定対象の磁場を精度良く検出することができる。

第２の構成は、第１の構成において、前記磁場検出素子は、さらに、前記一の方向に交差する他の方向の磁場に応じた出力を行う第２軸用検出素子を含み、前記ノイズ演算部は、さらに、前記演算対象における前記第２軸用検出素子の検出結果に基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、前記他の方向の磁場のノイズ成分である第２軸ノイズを求め、前記補正部は、さらに、前記第２軸用検出素子の検出結果を、当該第２軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた前記第２軸ノイズに基づいて補正することとしてもよい。

第２の構成によれば、磁場検出アレイは、磁場検出素子として、第１軸用検出素子と第２軸用検出素子とを備える。第２軸用検出素子は、一の方向に交差する他の方向の磁場に応じた出力を行う。ノイズ演算部は、第１軸ノイズに加え、演算対象の行又は列に配置された第２軸用検出素子の出力に基づいて、演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、他の方向の磁場のノイズ成分である第２軸ノイズを求める。補正部は、第１軸用検出素子の出力に基づく磁場強度の補正に加え、第２軸用検出素子の出力に基づく磁場強度を、その第２軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた第２軸用ノイズに基づいて補正する。これにより、互いに交差する２つの方向の磁場を精度良く検出することができる。

第３の構成は、第２の構成において、前記一の方向及び前記他の方向は、前記基板面に平行な方向であり、前記磁場検出素子は、さらに、前記基板面に対して一定の角度を成して支持され、前記基板面に対して前記一定の角度を成す方向の磁場に応じた出力を行う第３軸用検出素子を含み、前記ノイズ演算部は、さらに、前記演算対象の分割領域に配置された前記第３軸用検出素子の出力と、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域における前記第１軸用検出素子、又は前記第２軸用検出素子の出力とに基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における前記基板面に対して垂直な方向の磁場のノイズ成分である第３軸ノイズを求め、前記補正部は、さらに、前記第３軸用検出素子の出力と、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域に配置された前記第１軸用検出素子、又は前記第２軸用検出素子の出力とに基づく前記基板面に対して垂直な方向の磁場強度を、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域に応じた前記第３軸ノイズに基づいて補正することとしてもよい。

第３の構成によれば、磁場検出アレイは、磁場検出素子として、基板面に平行な一の方向の磁場に応じた出力を行う第１軸用検出素子と、基板面に平行な他の方向の磁場に応じた出力を行う第２軸用検出素子に加え、第３軸用検出素子を備える。第３軸用検出素子は、基板面に対して一定の角度を成して支持され、基板面に対して一定の角度を成す方向の磁場に応じた出力を行う。ノイズ演算部は、第１軸ノイズ及び第２軸ノイズに加え、演算対象の行又は列に配置された第３軸用検出素子の出力に基づいて、演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、基板面に対して垂直方向の磁場のノイズ成分である第３軸ノイズを求める。補正部は、第１軸用検出素子及び第２軸用検出素子の出力に基づく磁場強度の補正に加え、第３軸用検出素子と第１軸用検出素子又は第２軸用検出素子の出力に基づく、基板面に対して垂直方向の磁場強度を、その第３軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた第３軸用ノイズに基づいて補正する。これにより、基板面に平行な２つの方向の磁場に加え、基板面に垂直な方向の磁場を精度良く検出することができる。

第４の構成は、第１から第３のいずれかの構成において、前記磁場検出素子は、直方体形状又は円柱形状を有し、前記直方体形状又は前記円柱形状の長手方向の磁場を検出し、前記一の方向又は前記他の方向と前記長手方向とが一致するように前記分割領域に配置されることとしてもよい。

第４の構成によれば、基板上に磁場検出素子を配置する際、磁場検出素子の磁場の検出方向を揃えやすく、所望の磁場検出アレイを製造しやすい。

第５の構成は、第４の構成において、前記直方体形状の前記長手方向の長さは、当該直方体形状の前記長手方向に直交する方向の長さの２倍以上である、又は、前記円柱形状の前記長手方向の長さは、当該円柱形状の円の直径の長さの２倍以上であることとしてもよい。

以下、図面を参照し、本発明の磁場検出装置の実施の形態を詳しく説明する。図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。なお、説明を分かりやすくするために、以下で参照する図面においては、構成が簡略化または模式化して示されたり、一部の構成部材が省略されたりしている。また、各図に示された構成部材間の寸法比は、必ずしも実際の寸法比を示すものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る磁場検出装置の概略構成を示す模式図である。磁場検出装置１は、磁気センサアレイ１０と磁場検出回路２０とを備える。磁気センサアレイ１０と磁場検出回路２０とは互いに電気的に接続されている。

図２Ａは、磁気センサアレイ１０を上から見た概略平面図である。図２Ａに示すように、磁気センサアレイ１０は、基板１００の一方の面において、行列状（ｎ×ｍ）に分割された分割領域（以下、セグメントＳ）のそれぞれに１つの磁気センサ１１０が配置されて構成されている。磁気センサ１１０は、磁気センサ１１０が配置された位置におけるＸ軸方向の磁場に応じた抵抗値を示す信号を出力する。なお、本実施形態において、磁気センサアレイ１０のＸ軸方向を行方向、Ｙ軸方向を列方向とする。

磁気センサ１１０は、この例において、ＧＭＲ素子が用いられている。磁気センサ１１０に用いられる素子は、ＧＭＲ素子に限らない。具体的には、磁気センサ１１０は、ＧＭＲ素子以外に、例えば、ＴＭＲ素子、ＧＭＩ素子（ワイヤ型、薄膜型等）等を用いてもよい。

磁気センサ１１０は、この例において、直方体形状を有する。磁気センサ１１０の長辺（長手方向の長さ）は、短辺（長手方向に直交する方向）の長さに対して２倍以上であることが望ましく、５倍以上であればより好ましい。その理由は、後述する磁気センサ１１０の製造方法の説明において詳述する。磁気センサ１１０の形状は、直方体形状に限らず、円柱形状であってもよい。円柱形状の場合には、円柱の円の直径に対し、円柱の高さ（長手方向の長さ）が２倍以上であることが望ましく、５倍以上であればより好ましい。

図２Ｂは、図２Ａに示す磁気センサ１１０のＩ−Ｉ断面図である。図２Ｂに示すように、磁気センサ１１０は、一対の配列用電極１０１（１０１Ａ，１０１Ｂ）と、絶縁膜１０２，１０４と、ＧＭＲ素子１０３と、一対の配線用電極１０５（１０５Ａ，１０５Ｂ）とを備える。配列用電極１０１は、基板１００の一方の面に接するように形成されている。絶縁膜１０２は、配列用電極１０１を覆うように基板１００の一方の面に形成されている。ＧＭＲ素子１０３は、絶縁膜１０２に接するように絶縁膜１０２上に形成され、ＧＭＲ素子１０３の左右の端部（Ｘ軸方向の端部）と上端（Ｚ軸正方向の端部）の一部は、絶縁膜１０４と接している。配線用電極１０５は、ＧＭＲ素子１０３の上端において、一対の配列用電極１０１と対向する位置に形成されている。

基板１００は、例えば、ガラス基板が用いられる。基板１００は、磁気センサ１１０による磁場の検出に際し、不要な磁場を生じさせない非磁性材料で構成されていればよい。具体的には、基板１００は、ガラス基板以外に、例えば、Ｓｉ基板やサファイア基板でもよいし、樹脂製のフレキシブル基板であってもよい。

配列用電極１０１は、例えばアルミニウム等の導電性を有する材料を用いて形成される。配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの間隔は、磁気センサ１１０の長手方向（Ｘ軸方向）の長さに応じて任意に設定される。

絶縁膜１０２は、例えばＳｉＯ_２等の絶縁性を有する材料を用いて形成される。

ＧＭＲ素子１０３は、反強磁性層１０３１ａ、固定層１０３２ａ、非磁性層１０３３ａ、フリー層１０３４、非磁性層１０３３ｂ、固定層１０３２ｂ、反強磁性層１０３１ｂがこの順に積層された構造を有する。

反強磁性層１０３１ａ，ｂは、例えば、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料を含む。反強磁性層１０３１ａ，ｂは、固定層１０３２ａ，ｂとの交換結合により、固定層１０３２ａ，ｂにおける磁化の方向を固定する。

固定層１０３２ａ，ｂは、反強磁性層１０３１ａ，ｂの側から順に、外側ピンド層、中間層、内側ピンド層（いずれも図示略）の３層構造を有する。外側ピンド層は、例えば、Ｙ軸正方向に固着された磁化方向を有し、内側ピンド層は、外側ピンド層と逆方向のＹ軸負方向に固着された磁化方向を有する。外側ピンド層及び内側ピンド層は、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、コバルト鉄ホウ素合金（ＣｏＦｅＢ）等のいずれか軟磁性材料を含む。中間層は、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）等の非磁性金属材料を含む。なお、外側ピンド層は、単層構造でもよいし、例えば、組成比が異なるコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）を積層した積層構造であってもよい。

非磁性層１０３３ａ，ｂは、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の電気伝導率が比較的高い非磁性金属材料を含む。

フリー層１０３４は、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）等の強磁性材料のいずれかを含む単層構造でもよい。また、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）とニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）の間に、非磁性層が形成された３層構造であってもよい。フリー層１０３４は、外部磁場に応じて変化する磁化方向を示す。

磁気センサ１１０は、その長手方向の磁場に応じた抵抗値を検出する。つまり、この例において、磁気センサ１１０の磁場検出方向は、図１のＸ軸方向である。

配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂは、例えばアルミニウム等の導電性を有する材料を用いて形成される。

次に、基板１００上における磁気センサ１１０の配置について説明する。例えば、図３Ａに示すように、測定対象が発する磁場強度の分布範囲をＡ（以下、測定磁場範囲Ａ）、基板１００においてＸ軸方向に隣接する磁気センサ１１０の配置間隔をＢ（以下、磁気センサ間隔Ｂ）、基板１００上に磁気センサ１１０が配置された全領域をＣ（以下、磁気センサ範囲Ｃ）とする。この例では、測定磁場範囲Ａ及び磁気センサ範囲Ｃは矩形形状であるが、測定磁場範囲Ａ及び磁気センサ範囲Ｃは矩形形状に限らず、例えば、円形形状であってもよい。この例において、測定磁場範囲Ａ及び磁気センサ範囲ＣのＹ軸方向の長さを、測定磁場範囲Ａの任意の一方向の長さＬａ、磁気センサ範囲Ｃの任意の一方向の長さＬｃとする。このとき、Ｂ＜Ｌａ＜Ｌｃの関係を満たすように磁気センサ１１０は配列される。

具体的には、例えば、生体の心磁を測定する場合、心臓近傍の２０ｃｍ×２０ｃｍの正方形の領域を測定磁場範囲Ａとし、測定磁場範囲Ａの長さＬａ＝２０ｃｍに対し、磁気センサ範囲Ｃの長さＬｃは、この約２倍の長さ４０ｃｍであることが望ましく、磁気センサ範囲Ｃは、４０ｃｍ×４０ｃｍの正方形の領域であることが好ましい。この場合、Ｂ＜Ｌａ＜Ｌｃの関係を満たすべく、磁気センサ間隔Ｂは、長さＬａよりも短い長さに設定されることが望ましく、８ｍｍ以下に設定されることがより好ましい。

また、物体の異物を検出する場合の磁気センサ１１０は以下のように配置される。例えば、測定対象が、一辺が５ｍｍ程度の小片である場合において、測定磁場範囲Ａの長さＬａが例えば１〜２ｃｍ程度であるとき、磁気センサ領域Ｃの長さＬｃは、例えば３ｃｍ程度であることが好ましい。そして、この場合の磁気センサ間隔Ｂは、２ｍｍ程度が好ましい。なお、この場合には、磁化器等を用いて、予め物体を磁化させておくものとする。

上記のように、測定対象によって、測定磁場範囲Ａ、磁気センサ領域Ｃ及び磁気センサ間隔Ｂは異なるが、一辺が数ｍｍ程度の測定対象物の磁場を検出する場合でも、磁気センサ領域Ｃの長さＬｃは３ｃｍ以上が望ましく、磁気センサ間隔Ｂは２ｍｍ以下であることが望ましい。すなわち、磁気センサ領域Ｃの任意の一方向における長さＬｃ（＝１ｃｍ）の間に、５個以上の磁気センサ１１０が配置されていることが望ましい。

また、後述する磁気ノイズを除去するには、測定対象を磁気センサ領域Ｃの略中央に配置した場合、例えば、「Ｌｃ≧Ｌａ×１．５であり、かつ、Ｌｃ−Ｌａ≧Ｂ×６」・・・（１）の関係式を満たすことが望ましい。さらに、「Ｌｃ≧Ｌａ×２、かつ、Ｌｃ−Ｌａ≧Ｂ×１０」・・・（２）の関係式を満たすことがさらに望ましい。

図３Ｂは、関係式（１）（２）を満たす場合の測定磁場範囲Ａ、磁気センサ領域Ｃ及び磁気センサ間隔Ｂを示す模式図である。なお、図３Ｂにおいて、測定磁場範囲Ａは円形形状であり、任意の一方向の長さＬａは、例えば、円形形状のＹ軸方向の長さである。また、磁気センサ間隔Ｂは、Ｘ軸又はＹ軸方向に隣接する磁気センサ１１０と磁気センサ１１０の間隔である。

関係式（１）における「Ｌｃ−Ｌａ≧Ｂ×６」は、測定対象が磁気センサ領域Ｃの中央に配置される場合、図３Ｂの破線枠ｒ１で示すように、測定対象（測定磁場範囲Ａ）の両端において、それぞれ少なくとも３点の磁場の検出情報が得られることを意味する。また、関係式（２）における「Ｌｃ−Ｌａ≧Ｂ×１０」は、測定対象を磁気センサ領域Ｃの略中央に配置した場合に、図３Ｂの破線枠ｒ２で示すように、測定対象（測定磁場範囲Ａ）の両端において、少なくとも５点の磁場の検出情報が得られることを意味する。なお、この例では、Ｙ軸方向の磁場の検出情報を例に説明したが、Ｘ軸方向の磁場の検出情報も同様である。

また、測定対象から発生される磁場強度分布を求めるためには、Ｂ≦Ｌａ／１０を満たしていることが望ましく、Ｂ≦Ｌａ／２０を満たしていることがより望ましい。ただし、測定対象が磁場を発生しているか否かと、その磁場強度を判定する程度であれば、Ｂ≦Ｌａ／２を満たしていればよい。

図３Ｃは、Ｂ≦Ｌａ／２０を満たす磁気センサ１１０の配置と測定磁場範囲Ａを例示した模式図である。この場合、図３Ｃの破線枠ｒ３で示すように、測定磁場範囲Ａの任意の一方向において１０個の磁気センサ１１０（セグメントＳ）が含まれる。そのため、測定磁場範囲Ａの任意の一方向において１０個の磁場の検出情報を得ることができる。また、図３Ｄは、Ｂ≦Ｌａ／２０を満たす磁気センサ１１０の配置と測定磁場範囲Ａを例示した模式図である。この場合、図３Ｄの破線枠ｒ４で示すように、測定磁場範囲Ａの任意の一方向において２個の磁気センサ１１０（セグメントＳ）が含まれる。そのため、測定磁場範囲Ａの任意の一方向において２個の磁場の検出情報を得ることができる。

次に、磁場検出回路２０について説明する。図４は、図２における一の列に配置されたｎ個の磁気センサ（Ｍ１〜Ｍｎ）１１０に接続された磁場検出回路２０の概略構成を示す模式図である。この図では、便宜上、１列分の磁気センサ１１０しか表していないが、他の列の磁気センサ１１０も同様に磁場検出回路２０と接続されている。

図４に示すように、磁場検出回路２０は、トランジスタ回路部２１と、信号供給回路部２２と、ブリッジ回路２３と、増幅回路２４と、補正回路部２５とを含む。

トランジスタ回路部２１は、ｎ個の磁気センサ１１０のそれぞれと接続されたトランジスタＴ１〜Ｔｎを含む。

トランジスタＴ１〜Ｔｎのそれぞれは、信号供給回路部２２にゲートが接続され、磁気センサ１１０の一方の端子にドレインが接続され、ソースは接地されている。

信号供給回路部２２は、トランジスタＴ１〜Ｔｎの各ゲートと接続され、各ゲートに対し、トランジスタをオン又はオフ状態にするゲート電圧Ｇ１〜Ｇｎを供給する。信号供給回路部２２は、トランジスタＴ１〜Ｔｎの順に、一定時間ごとに、オン状態にするためのゲート電圧を供給する。これにより、磁気センサＭ１〜Ｍｎの順に、その位置における磁場に応じた抵抗値を示す信号が出力される。信号供給回路部２２は、Ｒ１〜Ｒｍの各列に対して設けられたトランジスタ回路部２１に対し、上記ゲート電圧を供給することにより、各列のトランジスタ回路部２１を並列に動作させる。

トランジスタ回路部２１が接続されていない方の各磁気センサ１１における端子は、配線２６によって互いに接続されている。ブリッジ回路２３は、配線２６と図示しない電源回路とに接続され、電源回路から電源電圧（Ｖｃｃ）が供給される。ブリッジ回路２３は、磁気センサ１１０の出力信号に応じた抵抗値を示す信号を増幅回路２４へ出力する。

増幅回路２４は、ブリッジ回路２３から出力される信号を増幅して補正回路部２５へ出力する。

補正回路部２５は、基板１００をＸＹ平面として、基板１００上の各セグメントＳの領域を示す座標範囲と、各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０の位置を示す座標情報を予め記憶している。補正回路部２５は、増幅回路２４で増幅された信号を用い、所定の演算を行うことにより各磁気センサ１１０の出力信号を磁場強度（Ｏｅ）に変換する。また、補正回路部２５は、予め定められた１列分の磁気センサ（Ｍ１〜Ｍｎ）１１０をノイズ演算対象センサとし、ノイズ演算対象センサの出力から得られた磁場強度を用いて磁気センサ１１０のＹ軸方向の位置（Ｙ座標）に応じた磁気ノイズを演算する。

図５の（ａ）は、ノイズ演算対象センサＭ１〜Ｍｎの各位置（Ｙ座標）と、その磁場強度とをプロットしたグラフを例示したものである。このグラフに示す０次ノイズは、例えば、地磁気や都市雑音等による磁気ノイズである。このような磁気ノイズは、基板１００上のいずれの磁気センサ１１０からも遠く離れた位置に磁場発生源が存在するため、各磁気センサ１１０の出力に対して一様に重畳される。また、例えば、磁気センサ１１０の近傍に電気製品等が配置されている場合、磁気センサ１１０は、０次ノイズに加え、電気製品等が発する磁気ノイズ（以下、１次ノイズ）の影響を受ける。その結果、磁気センサ１１０は、測定対象が発する磁場及び０次ノイズに加え、電気製品等との位置関係に応じた１次ノイズが重畳された信号を出力する。

本実施形態では、補正回路部２５において、ノイズ演算対象センサＭ１〜Ｍｎの出力信号を基に得られた各磁場強度を、最小自乗法を用いて１次関数で近似する。そして、図５の（ａ）に示すように、１次関数で近似した磁場強度を、各ノイズ演算対象用センサが配置されたセグメントＳのＹ軸方向の位置に応じた１次ノイズとする。

そして、補正回路部２５は、各列（Ｒ１〜Ｒｍ）におけるセグメントＳに配置された磁気センサ１１０の出力から得られた各磁場強度から、予め記憶されている０次ノイズの磁場強度を減算する。補正回路部２５は、さらに、その磁気センサ１１０を含むセグメントＳに対応する１次ノイズを減算する。このようにして、各セグメントＳにおける磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度について、０次ノイズの補正と、当該セグメントＳの位置に応じた１次ノイズの補正とを行うことにより、例えば、図５の（ａ）に例示した磁気センサＭ１〜Ｍｎの磁場強度は、図５の（ｂ）のように補正される。

なお、上記のようにセグメントＳのＹ軸方向の位置（Ｙ座標）に応じた１次ノイズ（１次ノイズ＿ｙ）の補正を行い、さらに、Ｘ軸方向の位置に応じた磁気ノイズ（１次ノイズ＿ｘ）の補正を行ってもよい。この場合には、Ｘ軸方向に配列された各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０の磁場強度を用い、上記した１次ノイズ＿ｙと同様にして、Ｘ軸方向の磁気センサ１１０の位置に応じた１次ノイズ＿ｘを近似してもよい。そして、各磁気センサ１１０の磁場強度から、０次ノイズ、及び１次ノイズ＿ｙに加え、その磁気センサ１１０を含むセグメントＳに応じた１次ノイズ＿ｘを減算することにより補正する。これにより、各セグメントＳにおける磁場強度をより正確に補正することができる。

（磁気センサアレイの製造方法）
（工程Ａ）
まず、磁気センサアレイ１０のＧＭＲ素子１０３を製造する（図６Ａ参照）。具体的には、例えば、スパッタ法を用い、イリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）などの反強磁性材料を成膜することにより反強磁性層１０３１を形成する。反強磁性層１０３１の膜厚は、例えば６ｎｍである。

次に、反強磁性層１０３１ａと接するように、外側ピンド層、中間層、内側ピンド層からなる固定層１０３２ａを成膜する。具体的には、例えば、反強磁性層１０３１ａの一方の面に、スパッタ法を用いて、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）等の軟磁性材料を成膜して外側ピンド層を形成する。そして、例えば、スパッタ法を用いて、外側ピンド層と接するように銅（Ｃｕ）等の非磁性金属材料を成膜して中間層を形成する。その後、例えば、スパッタ法を用いて、反強磁性層１０３１ａと反対側の中間層の面と接するように、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）等の軟磁性材料を成膜して内側ピンド層を形成する。外側ピンド層、中間層、内側ピンド層の各膜厚は、例えば２ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍである。

そして、例えば、スパッタ法を用い、銅（Ｃｕ）等の磁性金属材料を反強磁性層１０３１ａと反対側の固定層１０３２ａの面と接するように成膜して非磁性層１０３３ａを成膜する。非磁性層１０３３ａの膜厚は、例えば１．５ｎｍである。

続いて、例えば、スパッタ法を用い、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）等の強磁性正材料を、固定層１０３２ａと反対側の非磁性層１０３３ａの面と接するように成膜してフリー層１０３４を成膜する。フリー層１０３４の膜厚は、例えば３ｎｍである。

本実施形態では、さらに、フリー層１０３４の他方の面に、非磁性層１０３３ａと同様の非磁性層１０３３ｂを成膜し、フリー層１０３４と反対側の非磁性層１０３３ｂの面に、固定層１０３２ａと同様の固定層１０３２ｂを成膜する。そして、さらに、非磁性層１０３３ｂと反対側の固定層１０３２ｂの面に、反強磁性層１０３１ａと同様の反強磁性層１０３１ｂを成膜する。

その後、反強磁性層１０３１ａ、固定層１０３２ａ、非磁性層１０３３ａ、フリー層１０３４、反強磁性層１０３１ｂ、固定層１０３２ｂ、及び非磁性層１０３３ｂが積層された積層体に対し、所定の方向に磁場を印加しながら熱処理することで、固定層１０３２ａ、１０３２ｂの磁化の向きを固定する。そして、磁化方向が長辺方向となるように、この積層体を直方体形状に切断してＧＭＲ素子１０３を得る。このときのＧＭＲ素子１０３の長辺と短辺の長さは、それぞれ、例えば、５０ｕｍ、１０ｕｍ程度とする。

この例では、反強磁性層１０３１ａ、固定層１０３２ａ及び非磁性層１０３３ａと、反強磁性層１０３１ｂ、固定層１０３２ｂ及び非磁性層１０３３ｂとが、フリー層１０３４を挟んで対称に配置される。そのため、後述するＧＭＲ素子１０３の配置に際し、ＧＭＲ素子１０３の表裏を気にすることなく基板１００にＧＭＲ素子１０３を配置することができる。なお、ＧＭＲ素子１０３としては、少なくとも、１組の反強磁性層、固定層及び非磁性層と、フリー層とが設けられていればよい。

（工程Ｂ）
次に、基板１００に配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂを形成する工程について説明する。配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂは、例えば、スパッタリング法又は蒸着法を用いて基板１００の一方の面上にアルミニウム等の金属を成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングして形成する。なお、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂに用いる材料は、導電性があれば特に材質は問わない。

図６Ｂは、基板１００上に形成された配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂを上から見た上面図であり、図６Ｃは、図６ＢにおけるＡ−Ａ断面を示す模式図である。

図６Ｂに示すように、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂは、Ｙ軸方向に延伸する電極部分とＸ軸方向に突出した電極部分とを有する櫛歯形状を有する。配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂは、互いに、Ｘ軸方向に突出した電極部分が向かい合うように形成される。図６Ｂにおいて、破線枠で示すセグメントＳに１つの磁気センサ１１０が配置される。配列用電極１０１Ａ、１０１ＢのＸ軸方向に突出した電極部分の間隔Ｈは４０μｍ程度である。この間隔Ｈは、磁気センサ１１０の長辺方向の長さに応じて適宜調整される。また、Ｘ軸方向に互いに隣接するセグメントＳにおける配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの間隔は、間隔Ｈよりも十分長くなるように設定されている。これにより、Ｘ軸方向に隣接する磁気センサ１１０が互いに重ならないようにすることができる。

（工程Ｃ）
次に、図６Ｄに示すように、基板１００の一方の面上に、例えば、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法を用い、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂを覆うようにＳｉＯ_２を成膜することにより絶縁膜１０２を成膜する。絶縁膜１０２の膜厚は、例えば１００ｎｍ程度である。

（工程Ｄ）
続いて、工程Ｃの後、工程Ａで形成されたＧＭＲ素子１０３を基板１００に配列する。具体的には、まず、ＧＭＲ素子１０３を溶媒に分散させる。溶媒には、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用いてもよいし、ＩＰＡに代えて、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、メタノール、エタノール、アセトン等を溶媒として用いてもよい。そして、ＧＭＲ素子１０３を分散させた溶媒に、界面活性剤として、例えば、ヘキサメタリン酸ナトリウムを適量加える。この例では、溶媒に対して界面活性剤を０．２ｗｔ％程度加えている。このようにすることで、溶媒中のＧＭＲ素子１０３が互いに引っ付くことを防止することができる。なお、ヘキサメタリン酸ナトリウムに代えて、例えば、オレイン酸ナトリウム等を界面活性剤として用いてもよい。

図６Ｅは、ＧＭＲ素子１０３を基板１００に配列する方法を説明する概念図である。また、図６Ｆは、図６Ｅにおける１セグメントＳの配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ近傍の断面を表す模式図である。

図６Ｅに示すように、基板１００の配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂが形成された面に、ＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を塗布する。基板１００に塗布する溶媒３２の厚さは、溶媒３２中でＧＭＲ素子１０３が移動できる厚さであればよい。塗布された溶媒３２の厚さが厚すぎると、溶媒３２を乾燥させる時間が長くなる。そのため、塗布された溶媒３２の厚さは、例えば数μｍ〜数ｍｍが好ましく、溶媒３２中のＧＭＲ素子１０３の密度は、１×１０^３〜１×１０^７本／ｃｍ^３が好ましい。

また、図６Ｆに示すように、溶媒３２が一定の方向に流れるように、水平面ｈに対して所定角度となるように基板１００を傾けておく。このようにすることで、直方体形状のＧＭＲ素子１０３は、その長辺が基板１００の傾斜に沿うように溶媒３２中を流れる。

そして、図６Ｅに示すように、基板１００を囲うようにヘルムホルツコイル３０を配置し、磁場を発生させる。これにより、ヘルムホルツコイル３０による磁場によって、ＧＭＲ素子１０３は、ＧＭＲ素子１０３の固定層１０３２の磁化方向が一定方向となるように溶媒３２中を流れ、各ＧＭＲ素子１０３の固定層１０３２の磁化方向を揃えることができる。さらに、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの間に、１〜４Ｖ程度の交流電圧（１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ程度）を印加する。その結果、図６Ｇに示すように、絶縁膜１０２を介して、各セグメントＳにおける配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３が配置される。

ここで、図７を用い、ＧＭＲ素子１０３が配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上に配置される原理について説明する。図７に示すように、配列用電極１０１Ａに電位Ｖ_Ｌを印加し、配列用電極１０１Ｂに電位Ｖ_Ｒを印加する（Ｖ_Ｌ＜Ｖ_Ｒ）。このとき、配列用電極１０１Ａには負電荷が誘起され、配列用電極１０１Ｂには正電荷が誘起される。ＧＭＲ素子１０３が配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂに接近すると、静電誘導によって、ＧＭＲ素子１０３において配列用電極１０１Ａに近い端部に正電荷が誘起され、配列用電極１０１Ｂに近い端部に負電荷が誘起される。その結果、ＧＭＲ素子１０３と配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂと間に静電力による引力が働き、ＧＭＲ素子１０３は、配列用電極１０１Ａと配列用電極１０１Ｂと間に生じる電気力線に沿って配列する。

なお、このとき、基板１００に対して向かい合うＧＭＲ素子１０３の面はランダムであるが、ＧＭＲ素子１０３は、フリー層１０３４を挟んで対称な積層構造であるため、問題は生じない。また、ＧＭＲ素子１０３は、直方体形状または円柱形状であった方が磁化方向を揃えて溶媒３２中を流れやすい。また、配列されているＧＭＲ素子１０３に対し、溶媒３２中のＧＭＲ素子１０３が衝突し、配列を阻害する可能性が低減し、磁気センサアレイ１０の歩留まりが顕著に向上する。

そして、ＧＭＲ素子１０３を基板１００に配列させた後、例えば、基板１００を加熱するなどして溶媒３２を蒸発させる。

（工程Ｅ）
工程Ｄの後、例えば、プラズマＣＶＤ法を用い、図６Ｈに示すように、ＧＭＲ素子１０３を覆うように、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ（Tetraethy1 Orthosilicate）からなる絶縁膜１０４を成膜する。絶縁膜１０４の膜厚は、例えば５００ｎｍ程度である。絶縁膜１０４は、絶縁性を有し、ＧＭＲ素子１０３を固定し、所定のエッチング加工が可能な材質及び厚みを有するものであればよい。絶縁膜１０４は、ＴＥＯＳ以外に、例えば、ＳＯＧ（Spin on Glass）等を用いてもよい。

（工程Ｆ）
次に、図６Ｉに示すように、ＧＭＲ素子１０３の上部における絶縁膜１０４１の一部をエッチングし、ＧＭＲ素子１０３の上端の反強磁性層１０３１ｂを一部露出させる。その後、露出させた反強磁性層１０３１ｂの上に、例えば、スパッタリング法又は蒸着法を用いてアルミニウム等の金属を成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングして配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂを形成する。これにより、磁気センサ１１０が形成される。

配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂの形成後、周知の製造方法を用い、配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂに信号を供給するための配線やトランジスタ等を形成することにより、磁気センサアレイ１０が形成される。

上述の第１実施形態における磁気センサアレイ１０は、行列状に分割された各セグメントＳに１つの磁気センサ１１０が配置されて構成されている。各磁気センサ１１０の磁化の方向は同じ方向であり、各磁気センサ１１０によって基板１００におけるＸ軸方向の磁場強度が検出される。そのため、各磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を用い、測定対象の磁場強度をマッピングすることができる。また、上述の第１実施形態では、各磁気センサ１１０によって検出された磁場強度に対し、各磁気センサ１１０が配置されたセグメントＳのＹ軸方向の位置に応じた１次ノイズの補正がなされるため、測定対象のより正確な磁場強度分布を得ることができる。

なお、図２におけるＸＹ平面において、Ｘ軸方向に配列される磁気センサ１１０の個数は同じであり、また、Ｙ軸方向に配列される磁気センサ１１０の個数は同じであるが、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において配列される磁気センサ１１０の個数は同じでなくてもよい。

＜第２実施形態＞
図８は、本実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。なお、図８において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同様の符号を付している。以下、主に、第１実施形態と異なる構成について説明する。

図８に示すように、本実施形態における磁気センサアレイ１０Ａは、各セグメントＳに、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０とを備える。

磁気センサ１１０は、第１実施形態と同様、その長辺が基板１００のＸ軸方向と平行となるようにＹ軸方向に沿って略等間隔に配列され、Ｘ軸方向の磁場に応じた抵抗値を示す信号を出力する。磁気センサ１２０は、その長辺が基板１００のＹ軸方向と平行となるようにＹ軸方向に沿って略等間隔に配列され、Ｙ軸方向の磁場に応じた抵抗値を示す信号を出力する。つまり、本実施形態では、１セグメントＳにおける２方向（ＸＹ方向）の磁場を磁気センサ１１０と磁気センサ１２０によって検出する。

なお、図示を省略するが、第１実施形態と同様、各列におけるｎ個の磁気センサ１１０と磁気センサ１２０は、それぞれ磁場検出回路２０と接続されている。磁場検出回路２０によって各列におけるｎ個の磁気センサ１１０、１２０は順次駆動され、各磁気センサ１１０、１２０から抵抗値を示す信号が磁場検出回路２０に出力される。

この場合、磁場検出回路２０の補正回路部２５は、各セグメントＳの座標範囲と、各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０及び１２０の位置情報とを予め記憶する。

補正回路部２５は、第１実施形態と同様、演算対象となる列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０を第１ノイズ演算対象用センサとし、第１ノイズ演算対象用センサの出力信号に基づく磁場強度を用いて、第１ノイズ演算対象用センサが配置された各セグメントＳの位置（Ｙ座標）に対するＸ軸ノイズを近似する。さらに、補正回路部２５は、演算対象となる列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１２０を第２ノイズ演算対象用センサとし、第２ノイズ演算対象用センサの出力信号に基づく磁場強度を用いて、第２ノイズ演算対象用センサが配置された各セグメントＳの位置（Ｙ座標）に対するＹ軸ノイズを近似する。

そして、補正回路部２５は、各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０の磁場強度から０次ノイズの磁場強度を減算し、さらに、そのセグメントＳのＹ座標に応じたＸ軸ノイズの磁場強度を減算する。また、補正回路部２５は、各セグメントＳに配置された磁気センサ１２０の磁場強度から０次ノイズの磁場強度を減算し、さらに、そのセグメントＳのＹ座標に応じたＹ軸ノイズの磁場強度を減算する。これにより、磁気センサ１１０及び１２０の出力に基づくＸ軸方向とＹ軸方向の各磁場強度にそれぞれ含まれる１次ノイズを補正することができる。

次に、本実施形態における磁気センサアレイ１０Ａの配列用電極の構成について説明する。図９は、基板１００上に形成された本実施形態の配列用電極を上から見た上面図である。なお、図９において、第１実施形態と同様の構成には第１実施形態と同様の符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を主に説明する。

図９に示すように、本実施形態では、基板１００上に、一対の配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂが形成されるとともに、一対の配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂが形成されている。なお、この図では、便宜上、１列の配列用電極の一部しか表していないが、基板１００上には、同様にして、ｍ列分の配列用電極が形成されている。１つのセグメントＳにおける配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂと配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上には、１つの磁気センサ１１０と１つの磁気センサ１２０がそれぞれ配置される。

配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂは、Ｙ軸方向に延伸する電極部分とＸ軸方向に突出したＬ字型の電極部分とを有する。配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂは、互いに、Ｌ字型の電極部分の端部が向かい合うように配置されている。

次に、本実施形態における磁気センサアレイ１０Ａの製造方法について、主に、第１実施形態と異なる点を説明する。

本実施形態では、第１実施形態の工程Ａの後、例えば、スパッタリング法又は蒸着法を用いて基板１００の一方の面上にアルミニウム等の金属を成膜し、フォトリソグラフィ法によりパターニングして、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂ（図９参照）を形成する（工程Ｂ１）。

工程Ｂ１の後、第１実施形態と同様の工程Ｃ（図６Ｄ参照）を行い、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂを覆う絶縁膜１０２を形成する。

絶縁膜１０２の形成後、第１実施形態の工程Ｄと同様、図６Ｅに示すように、基板１００を水平面から一定角度だけ傾け、ＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を基板１００上に形成された配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ（図９参照）の上に塗布し、ヘルムホルツコイル３０によって磁場を発生させる。さらに、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの間に、１〜４Ｖ程度の交流電圧（１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ程度）を印加する。これにより、塗布された溶媒３２中のＧＭＲ素子１０３は、固定層１０３２の磁化の方向が基板１００のＸ軸方向となるように、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ（図９参照）の上に配列する。

配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させた後、基板１００を加熱するなどして溶媒３２を蒸発させる。次に、基板１００を水平面から一定角度だけ傾け、ＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を基板１００上に形成された配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂ（図９参照）の上に塗布し、ヘルムホルツコイル３０によって磁場を発生させ、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの間に、１〜４Ｖ程度の交流電圧（１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚ程度）を印加する。そして、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させた後は、基板１００を加熱するなどして溶媒３２を蒸発させる。これにより、塗布された溶媒３２中のＧＭＲ素子１０３は、固定層１０３２の磁化の方向が基板１００のＹ軸方向となるように、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上に配列する。

配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂ（図９参照）の上に、ＧＭＲ素子１０３の磁化の方向がＸ軸方向及びＹ軸方向となるようにＧＭＲ素子１０３を配列した後、第１実施形態と同様の工程Ｅを行い、ＧＭＲ素子１０３を覆う絶縁膜１０４（図６Ｈ参照）を成膜する。その後、第１実施形態と同様の工程Ｆを行い、ＧＭＲ素子１０３の上端の反強磁性層１０３１ｂを一部露出させ、露出させた反強磁性層１０３１ｂの上に配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂを形成する（図６Ｉ参照）。これにより、基板１００上に磁気センサ１１０及び１２０が形成される。

なお、上記において、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させた後、工程Ｅを行ってＧＭＲ素子１０３の上に絶縁膜１０４を形成し、その後、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させ、工程Ｅを行ってＧＭＲ素子１０３の上に絶縁膜１０４を形成してもよい。または、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂを形成後、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させ、ＧＭＲ素子１０３の上に絶縁膜１０４を形成する。そして、その後、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂを形成し、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させ、ＧＭＲ素子１０３の上に絶縁膜１０４を形成してもよい。

上述の第２実施形態では、各セグメントＳにおいて磁気センサ１１０と磁気センサ１２０とが対向するように、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０とが等間隔に配置されている。そのため、セグメントＳにおける磁気センサ１１０と磁気センサ１２０の位置（座標）が略同じであるものとし、各磁気センサの出力に応じた磁場強度に対し、セグメントＳの位置に応じた１次ノイズ（Ｘ軸方向ノイズ、Ｙ軸方向ノイズ）の補正を行えばよい。その結果、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０とが対向配置されていない場合と比べ、１次ノイズを補正するための演算量を減らすことができる。

なお、上述の第２実施形態において、１セグメントＳにおける磁気センサ１１０と磁気センサ１２０は物理的に同じ位置に配置されていない。測定磁場範囲Ａの任意の一方向の長さＬａが、１セグメントＳにおける磁気センサ１１０と磁気センサ１２０の間隔（磁気センサ間隔Ｂ）よりも十分大きいときは、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０の位置に応じて、各磁気センサの出力に基づく磁場強度を補正しなくてもよい。しかしながら、測定磁場範囲Ａの長さＬａが磁気センサ間隔Ｂよりも小さい場合には、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０の各出力に基づく各磁場強度をノイズ補正した各磁場強度と、磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０の位置とに基づいて、１セグメントＳにおけるＸＹ方向の磁場強度を補間してもよい。

＜第３実施形態＞
図１０は、本実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。また、図１１は、基板１００上に形成された本実施形態の配列用電極を上から見た上面図である。なお、図１０及び図１１において、第２実施形態と同様の構成には第２実施形態と同様の符号を付している。以下、第２実施形態と異なる点について主に説明する。

図１０に示すように、磁気センサアレイ１０Ｂは、第２実施形態と同様の磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０を備えるが、磁気センサ１１０と磁気センサ１２０の位置関係が第２実施形態と異なる。

具体的には、図８に示すように、磁気センサアレイ１０Ａは、１セグメントＳにおける磁気センサ１１０と磁気センサ１２０は対向して配置され、Ｙ軸方向の位置が重なる。一方、磁気センサアレイ１０Ｂは、図１０に示すように、１セグメントＳにおける磁気センサ１１０と磁気センサ１２０は対向して配置されておらず、Ｙ軸方向の位置が重ならない。そのため、１セグメントＳに対して求められた１次ノイズ（Ｘ軸ノイズ、Ｙ軸ノイズ）に基づいて、磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０の位置（Ｙ座標）における１次ノイズ（Ｘ軸ノイズ、Ｙ軸ノイズ）を補間する。そして、これら磁気センサ１１０，１２０の各出力に基づく各磁場強度から、補間した１次ノイズ（Ｘ軸ノイズ、Ｙ軸ノイズ）をそれぞれ減算し、磁気センサ１１０，１２０の各出力に基づく各磁場強度を補正してもよい。

本実施形態においても、第２実施形態と同様、図１１に示す各セグメントＳにおける配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列し、ＧＭＲ素子１０３の上に絶縁膜１０４を形成した後、各セグメントＳにおける配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列する。本実施形態では、図１１に示すように、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上に配置されるＧＭＲ素子１０３と、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上に配置されるＧＭＲ素子１０３とがＹ軸方向において重ならない。そのため、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上に塗布された溶媒３２中のＧＭＲ素子１０３によって、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上に配列されたＧＭＲ素子１０３の位置が動かされにくい。その結果、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ及び配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂのそれぞれの上にＧＭＲ素子１０３を適切に配列させることができ、磁気センサアレイ１０Ｂの歩留まりを向上させることができる。

＜第４実施形態＞
図１２Ａは、本実施形態における磁気センサアレイを上から見た概略平面図である。また、図１２Ｂは、図１２Ａに示す磁気センサアレイ１０ＣのＩＩ−ＩＩ断面を示す断面図である。図１２Ａ及び１２Ｂにおいて、第２実施形態と同様の構成には第２実施形態と同様の符号を付している。以下、第２実施形態と異なる点について主に説明する。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、磁気センサアレイ１０Ｃは、各セグメントＳにおいて、第２実施形態と同様の磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０に加え、基板１００上に設けられた複数の傾斜体２００と、傾斜体２００に接して形成された磁気センサ１３０とを備える。

図１２Ｂに示すように、傾斜体２００は、三角柱形状を有し、一の面が基板１００に接しており、基板１００のＸＹ平面に対して角度θだけ傾斜している。

また、磁気センサ１３０は、磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０と同様の直方体形状を有し、傾斜体２００の傾斜面に接して配置されている。磁気センサ１３０の磁場検出方向は、磁気センサ１１０及び磁気センサ１２０と同様、磁気センサ１３０の長辺方向である。

なお、図示を省略するが、各列にｎ個単位に配置された磁気センサ１１０、１２０、１３０は、それぞれ磁場検出回路２０と接続されている。磁場検出回路２０によって、各列における磁気センサ１１０、１２０、１３０は順次駆動され、その磁気センサの位置における磁場に応じた抵抗値を示す信号が磁場検出回路２０に出力される。本実施形態では、磁場検出回路２０において、磁気センサ１１０及び１２０の出力信号を用いて、基板１００のＸ軸及びＹ軸方向の磁場強度をそれぞれ求めるとともに、磁気センサ１３０及び磁気センサ１１０の出力信号を用いて基板１００のＺ軸方向の磁場強度を求める。以下、Ｚ軸方向の磁場強度を求める方法について説明する。

例えば、磁気センサ１３０から出力された抵抗値に対応する磁場強度をＨ３とする。このとき、Ｈ３＝Ｈｘｃｏｓθ＋Ｈｚｓｉｎθ（０＜θ＜９０°）の関係（式（１））を満たす。Ｈｘは、磁気センサ１３０の位置におけるＸ軸方向の磁場強度であり、Ｈｚは、磁気センサ１３０の位置におけるＺ軸方向の磁場強度である。磁気センサ１３０の位置におけるＸ軸方向の磁場強度Ｈｘを、磁気センサ１１０から出力された抵抗値に対応する磁場強度Ｈ１とみなすと、上記式（１）は、Ｈｚ＝（Ｈ３−Ｈ１ｃｏｓθ）÷ｓｉｎθ（式２）に置き換えられ、磁気センサ１３０が配置されたセグメントＳにおけるＺ軸方向の磁場強度Ｈｚが求められる。

この場合、磁場検出回路２０の補正回路部２５は、各セグメントＳの座標範囲と、各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０、１２０、１３０の位置情報とを予め記憶する。

補正回路部２５は、第２実施形態と同様、演算対象となる列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０及び１２０の各出力に基づく磁場強度を用い、磁気センサ１１０及び１２０がそれぞれ配置されたセグメントＳの位置（Ｙ座標）におけるＸ軸ノイズとＹ軸ノイズとを近似する。また、補正回路部２５は、さらに、演算対象となる列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１３０と磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を用い、各磁気センサ１３０が配置されたセグメントＳの位置（Ｙ座標）におけるＺ軸方向の１次ノイズ（Ｚ軸ノイズ）を最小自乗法によって近似する。

そして、補正回路部２５は、基板１００における各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０、１２０、１３０の各出力に基づく各磁場強度から０次ノイズを減算するとともに、そのセグメントＳのＹ座標に応じた１次ノイズ（Ｘ軸ノイズ、Ｙ軸ノイズ、Ｚ軸ノイズ）を減算する。これにより、磁気センサ１１０、１２０、１３０の各出力結果に基づく磁場強度に重畳された０次ノイズ及び１次ノイズ（Ｘ軸ノイズ、Ｙ軸ノイズ、Ｚ軸ノイズ）を除去することができる。

次に、磁気センサアレイ１０Ｃの製造方法について、主に第２実施形態と異なる点を以下説明する。

本実施形態では、第２実施形態と同様、工程Ａを行った後、基板１００に傾斜体２００を形成する（工程Ｂ１１）。

具体的には、まず、基板１００の一方の面に、例えば、スパッタリング法により、ＳｉＯ_２等の絶縁膜２０１を成膜する（図１３Ａ参照）。絶縁膜２０１の膜厚は、２０μｍ程度である。

次に、例えば、スパッタリング法により、ＳｉリッチのＳｉＮ膜や、ＴｉＯ_２膜等、絶縁膜２０１よりもエッチングレートが早いシフト膜２０２を絶縁膜２０１上に成膜する（図１３Ｂ参照）。シフト膜２０２の膜厚は、０．２μｍ程度である。

そして、シフト膜２０２の上にレジスト２０３を塗布し、フォトリソグラフィを用いてレジストに開口部２０３Ｈを形成する（図１３Ｃ参照）。

続いて、開口部２０３Ｈの位置において、フッ酸によりシフト膜２０２及び絶縁膜２０１をウェットエッチングする。これにより、絶縁膜２０１に斜面が形成される（図１３Ｄ参照）。シフト膜２０２のエッチングレートは、絶縁膜２０１よりも早いため、シフト膜２０２が先にエッチングされる。その結果、絶縁膜２０１の上側ほどサイドエッチングが大きく、絶縁膜２０１の下側ほどサイドエッチングが小さくなり、絶縁膜２０１に傾斜面が形成される。

その後、レジスト２０３を除去し（図１３Ｅ参照）、絶縁膜２０１の傾斜面の領域にレジスト２０４を塗布する（図１３Ｆ参照）。そして、ＣＨＦ３等のフッ素系ガスを用いてドライエッチングを行い、レジスト２０４が形成された領域以外の絶縁膜２０１及びシフト膜２０２を除去する（図１３Ｇ参照）。

そして、レジスト２０４を除去することにより、基板１００と角度θを成す斜面を有する傾斜体２００が形成される（図１３Ｈ参照）

なお、本実施形態においては、断面が直角三角形を有する傾斜体２００を形成したが、基板１００に対して一定の角度だけ傾斜した斜面が形成されていればよい。例えば、図１４Ａのように、傾斜体２００の断面が２等辺三角形の形状となっていてもよいし、図１４Ｂのように傾斜体２００の断面が台形形状となってもよい。

また、本実施形態では、基板１００に絶縁膜２０１を形成し、絶縁膜２０１をウェットエッチングすることで基板１００上に傾斜面を形成したが、例えば、基板１００に対して異方性エッチングを行い、基板１００に傾斜面を直接形成してもよい。

工程Ｂ１１の後、基板１００の上に、図１３Ｉに示す配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂ、３０１Ａ、３０１Ｂを形成する。つまり、第２実施形態の工程Ｂ１と同様にして、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂを形成する。そして、基板１００の上に形成された傾斜体２００の傾斜面に、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂと同様に、配列用電極３０１Ａ、３０１Ｂを形成する。

その後、第２実施形態と同様に工程Ｃを行い、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂ、３０１Ａ、３０１Ｂを覆う絶縁膜１０２（図６Ｄ参照）を形成する。

絶縁膜１０２の形成後、第２実施形態と同様の工程Ｄを行い、ＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を基板１００上に形成された配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上に塗布し、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させる。その後、基板１００を加熱するなどして溶媒３２を蒸発させ、基板１００上に形成された配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を塗布し、配列用電極２０１Ａ、２０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させる。そして、基板１００を加熱するなどして溶媒３２を蒸発させ、さらに、基板１００上に形成された配列用電極３０１Ａ、３０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３が分散された溶媒３２を塗布し、配列用電極３０１Ａ、３０１Ｂの上にＧＭＲ素子１０３を配列させる。

基板１００の配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、２０１Ａ、２０１Ｂ、３０１Ａ、３０１Ｂのそれぞれの上に、ＧＭＲ素子１０３を配列した後、第２実施形態と同様の工程Ｅを行い、ＧＭＲ素子１０３を覆う絶縁膜１０４（図６Ｈ参照）を成膜する。その後、第２実施形態と同様に工程Ｆを行い、各ＧＭＲ素子１０３の上端の反強磁性層１０３１ｂを一部露出させ、露出させた反強磁性層１０３１ｂの上に配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂを形成する（図６Ｉ参照）。これにより、基板１００上に磁気センサ１１０、１２０、１３０が形成される。

上述の第４実施形態では、各セグメントＳに設けられた磁気センサ１１０、１２０、１３０によって、セグメントＳの位置におけるＸＹＺ軸方向の磁場強度が検出される。そして、各セグメントＳにおけるＸＹＺ軸方向の磁場強度に対し、０次ノイズの補正と、当該セグメントＳの位置におけるＸＹＺ軸方向の１次ノイズの補正とがなされる。そのため、磁気センサ１０３が設けられていない場合と比べ、測定対象のより正確な磁場強度を得ることができる。

なお、第４実施形態において、配列用電極１０１Ａ、１０１Ｂ、３０１Ａ、３０１Ｂの上に、磁気センサ１１０及び１３０をそれぞれ配列する工程を同時に行ってもよい。

また、各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０、１２０、１３０は物理的に同じ位置に配置されていないため、これらの出力に基づくノイズ補正後の磁場強度を、磁気センサ１１０、１２０、１３０のそれぞれのＹ座標に基づいて補間してもよい。このように構成することにより、測定磁場範囲Ａの任意の一方向の長さが、磁気センサ間隔Ｂ（磁気センサアレイ１０Ｃを平面視した場合の一セグメントＳにおける磁気センサ１１０、１２０、１３０のＸ軸方向の間隔）よりも小さい場合であっても、測定対象の磁場強度を適切に測定することができる。

また、図１２Ａに示す磁気センサアレイ１０Ｃの磁気センサ１１０、１２０、１３０の配置に替えて、図１５に示すように、磁気センサ１１０、１２０、１３０を配置して磁気センサアレイ１０Ｄを構成してもよい。上述した図１２Ａの例では、１セグメントＳにおいて、Ｘ軸方向に、磁気センサ１１０、１２０、１３０がこの順序で配置されていたが、図１５の例では、磁気センサ１２０、１１０、１３０の順序で配置されている。特に、１セグメントＳにおけるＺ軸方向の磁場強度は、上記した式（２）で示すように、同セグメントＳにおける磁気センサ１１０及び１３０の出力結果を基に求められる。そのため、図１５に示すように、１セグメントＳにおいて、磁気センサ１１０及び１３０はできるだけ近い方が望ましい。

また、図１２Ａの例では、１セグメントＳにおける磁気センサ１１０、１２０、１３０は、Ｙ軸方向において互いに重なるように配置されていたが、図１５の例では、Ｙ軸方向において互いに重ならないように配置されている。このように構成することにより、工程Ｄにおいて、先に配列用電極の上に配列されたＧＭＲ素子１０３の位置が、後から配列させるＧＭＲ素子１０３によって動かされにくく、磁気センサアレイ１０Ｄの歩留まりを向上させることができる。

＜変形例＞
以上、本発明の第１〜第４実施形態にかかる磁場検出装置について説明した。本発明の磁場検出装置は上述の各実施形態のみに限定されず、発明の範囲内で種々の変更が可能である。また、各実施形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。

（１）上述した第４実施形態において、基板１００としてガラス基板を用いる例を説明したが、ガラス基板に替えてフレキシブル基板を用いてもよい。フレキシブル基板を用いることにより、シート状の磁気センサアレイを形成することができる。このように構成することで、例えば、生体の心磁を検出する場合に、シート状の磁気センサアレイを、生体の表面に沿って設置することができる。その結果、生体の表面と磁気センサアレイとの距離を一定に保つことができ、生体の磁場を精度良く測定することができる。

この場合、測定磁場範囲Ａよりも磁気センサ範囲Ｃが大きくなるように磁気センサアレイを構成し、磁気センサ範囲Ｃの端部が同一平面となるように磁気センサアレイを生体に対して配置することが好ましい。図１６Ａは、シート状の磁気センサアレイが接着されたマットレスに人体（測定対象）が横たわった状態を示す概略断面図である。この例では、磁気センサアレイ１０Ｄの磁気センサ範囲Ｃは、マットレスＭと同等の幅（Ｘ軸方向）を有する。図１６Ａに示すように、人体がマットレスＭに横たわった状態において、磁気センサアレイ１０ＤのＸ軸方向の端部は水平面ｈｐ上に配置される。人体の押圧による磁気センサアレイ１０Ｄの曲面の傾きＦと水平面ｈｐとが成す角度φは小さいほど、曲面における１次ノイズの補正を精度良く行うことができるため望ましい。

この場合、図１６Ｂの（ａ）に示すように、磁気センサアレイ１０Ｄの端部に配置された磁気センサ１１０の出力に基づくＸ軸方向の磁場強度（Ｈｘ）を用いて、第１実施形態と同様の方法により、Ｘ軸方向の１次ノイズを近似し、Ｘ軸ノイズ（Ｈｘ＿ｎ）を求めてもよい。また、図示を省略するが、同様にして、磁気センサアレイ１０Ｄの端部に配置された磁気センサ１３０の出力に基づく磁場強度を用いて、Ｚ軸ノイズ（Ｈｚ＿ｎ）を近似してもよい。

なお、破線で示す曲面部分に配置された磁気センサ１１０は、図１６Ｂの（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０の長辺方向、すなわち、曲面の接線方向の磁場を検出する。そのため、曲面部分に配置された磁気センサ１１０の出力信号には、実際は、曲面の接線方向の１次ノイズが重畳されている。この１次ノイズ（Ｈ１＿ｎ）は以下の式によって求めることができる。なお、以下の近似式（１）では、φに関してマクローリン展開を行い、φ≪１としてφ^３以降の項を削除している。

Ｈ１＿ｎ＝（Ｈｘ＿ｎ）×ｃｏｓφ＋（Ｈｚ＿ｎ）×ｓｉｎφ
≒（Ｈｘ＿ｎ）（１−φ^２）＋（Ｈｚ＿ｎ）φ ・・・（式１）

従って、磁気センサアレイ１０Ｄの曲面と水平面ｈｐとが成す角度φは小さいほど望ましく、磁気センサアレイ１０Ｄの全領域において角度φは３０°以下にすることが望ましく、１０°以下であればさらに望ましい。なお、本変形例では、ノイズ補正の演算量を減らすため、図１６Ｂの（ａ）で示すように、磁気センサアレイ１０Ｄの端部に配置された磁気センサ１１０の出力に基づくＸ軸方向の磁場強度（Ｈｘ）を近似して曲面部分の１次ノイズを求めるが、より正確に補正する場合には、上記式により曲面部分の１次ノイズを求め、曲面部分の磁場強度に対し、その１次ノイズを用いて補正を行ってもよい。

（２）上述した第１実施形態では、磁気センサアレイ１０において隣接する列のセグメントＳに配置された磁気センサ１１０のＹ軸方向の位置（Ｙ座標）が同じである例を示したが、例えば、図１７に示すように、奇数列（Ｒ１、Ｒ３・・・Ｒｍ−１）と偶数列（Ｒ２、Ｒ４・・・Ｒｍ）とで配置される磁気センサ１１０のＹ軸方向の位置がずれていてもよい。この場合には、図１７において、例えば、奇数列Ｒ１をノイズ演算対象とし、列Ｒ１に配置されたｎ個の磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を基に、奇数列におけるセグメントの位置に応じた１次ノイズ（以下、１次ノイズ＿ｙ１）を近似する。そして、偶数列として、例えば、列Ｒ２の各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０のＹ座標と、１次ノイズ＿ｙ１とを用い、偶数列におけるセグメントＳの位置に応じた１次ノイズ（以下、１次ノイズ＿ｙ２）を補間してもよい。そして、各奇数列の磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度については、１次ノイズ＿ｙ１を用いて補正し、各偶数列の磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度については、１次ノイズ＿ｙ２を用いて補正してもよい。

また、この場合、例えば、各奇数列に配置されたｎ個の磁気センサＭ１〜Ｍｎのうち、磁気センサＭ１の測定結果に基づく磁場強度を基に近似した１次ノイズを、各奇数列の磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度から減算して補正する。そして、各偶数列に配置されたｎ個の磁気センサＭ１〜Ｍｎのうち、磁気センサＭ１の測定結果に基づく磁場強度を基に近似した１次ノイズを、各偶数列の磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度から減算して補正してもよい。このように構成することにより、奇数列と偶数列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０の位置に応じた磁場強度を精度良く検出することができる。

（３）上述した第１実施形態では、１次ノイズを近似する際、ノイズ演算対象として任意の１列に配置されたｎ個の磁気センサ１１０の出力結果に基づく磁場強度を用いたが、以下のように構成してもよい。例えば、複数の列の各セグメントＳに配置された磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を用いて１次ノイズを近似してもよい。具体的には、例えば、図２において、列Ｒ１の各セグメントＳにおける磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を基に、列Ｒ１の各セグメントＳのＹ軸方向の位置に応じた１次ノイズ（１次ノイズ＿１）を近似する。また、列Ｒｍの各セグメントＳにおける磁気センサ１１０の出力に基づく磁場強度を基に、列Ｒｍの各セグメントＳのＹ軸方向の位置に応じた１次ノイズ（１次ノイズ＿ｍ）を近似する。そして、列Ｒ１とＲｍの各セグメントに対する１次ノイズ＿１と１次ノイズ＿ｍにおいて、Ｙ軸方向の位置が同じセグメント同士の１次ノイズ＿１と１次ノイズ＿ｍとの平均値を算出し、算出した各セグメントＳの平均値を１次ノイズとしてもよい。

（４）また、上述した第１実施形態〜第４実施形態では、任意の１列におけるセグメントＳを１次ノイズの演算対象とし、演算対象のセグメントＳの列方向の位置に応じた１次ノイズを近似する例を説明したが、任意の１行におけるセグメントＳを演算対象とし、演算対象のセグメントＳの行方向の位置に応じた１次ノイズを近似してもよい。つまり、磁気センサアレイにおける少なくとも一の列方向又は行方向のセグメントＳに配置された磁気センサの出力を用いて、当該セグメントＳの列方向又は行方向の位置に応じた１次ノイズを近似すればよい。

（５）また、上述した第１実施形態では、基板１００のＸＹ平面に平行なＸ軸方向の磁場を磁気センサ１１０によって検出する例を説明したが、磁場を検出する方向はＸＹ平面に平行な方向に限らず、任意の一の方向の磁場が検出できればよい。

この場合、磁気センサ１１０に用いる素子として、図１８Ａ及び図１８Ｂに示す構造を有するＧＭＲ素子又はＴＭＲ素子を用いる。なお、図１８Ｂは、図１８Ａに示すＧＭＲ素子１０３’の磁場検出部１１３の断面構造を示している。図１８Ａ及び図１８Ｂに示すように、ＧＭＲ素子１０３’は、導体又はドープ量の多い半導体１０３５ａ、反強磁性層１０３１、固定層１０３２’、非磁性層からなる中間層１０３６、フリー層１０３４、導体又はドープ量の多い半導体１０３５ｂがこの順に積層された構造を有する。なお、磁気センサとしてＴＭＲ素子を用いる場合には、中間層１０３６として絶縁層を用いる。

ここで、ＧＭＲ素子１０３’は、導体又はドープ量の多い半導体１０３５ａ、１０３５ｂの厚みを、反強磁性層１０３１、固定層１０３２’、中間層１０３６、フリー層１０３４からなる磁場検出部１１３よりも厚くすることにより、厚み方向に長い素子構造を有する。このような構造としている理由は、上述の磁気センサアレイ１０を製造する工程Ｄにおいて、ＧＭＲ素子１０３’における固定層１０３２’の外側ピンド層の磁化方向が、基板１００に対して垂直方向（図２のＺ軸方向）となるようにＧＭＲ素子１０３’を配列するためである。また、このような素子構造としている他の理由は、上述の磁気センサアレイ１０の工程Ｅ、Ｈにおいて、ＧＭＲ素子１０３’の磁場検出部１１３が導通しないように、導体又はドープ量の多い半導体１０３５ａ又は１０３５ｂに対して配線用電極１０５Ａ、１０５Ｂを設置するスペースを確保するためである。これにより、ＧＭＲ素子１０３’によって、基板１００に対して垂直な方向の磁場を検出することができる。

（６）上述の第２実施形態において、磁気センサ１１０に用いる素子として、ＧＭＲ素子１０３に替えて、上記変形例（５）のＧＭＲ素子１０３’を用いてもよい。このように構成することで、基板１００に平行なＸＹ平面におけるＸ軸方向と、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向の磁場を検出することができる。

１・・・磁場検出装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ・・・磁気センサアレイ、２０・・・磁場検出回路、２１・・・トランジスタ回路部、２２・・・信号供給回路部、２３・・・ブリッジ回路、２４・・・増幅回路、２４・・・補正回路部、３０・・・電磁石、３２・・・溶媒、１００・・・基板、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ・・・配列用電極、１０２，１０４・・・絶縁膜、１０３，１０３’・・・ＧＭＲ素子、１０５，１０５Ａ，１０５Ｂ・・・配線用電極、１１０，１２０，１３０・・・磁気センサ、１１３・・・磁場検出部、２００・・・傾斜体

Claims (5)

1. 基板と、前記基板において行列状に分割された分割領域のそれぞれに配置された少なくとも一の磁場検出素子とを含む磁場検出アレイであって、前記磁場検出素子として、一の方向の磁場に応じた出力を行う第１軸用検出素子を含む磁場検出アレイと、
   前記磁場検出アレイにおける少なくとも一の行方向又は列方向の分割領域を演算対象とし、前記演算対象の分割領域に配置された前記第１軸用検出素子の出力に基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、前記一の方向の磁場のノイズ成分である第１軸ノイズを求めるノイズ演算部と、
   前記第１軸用検出素子の出力に基づく磁場強度を、当該第１軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた前記第１軸ノイズに基づいて補正する補正部と、
   を備える磁場検出装置。
2. 前記磁場検出素子は、さらに、前記一の方向に交差する他の方向の磁場に応じた出力を行う第２軸用検出素子を含み、
   前記ノイズ演算部は、さらに、前記演算対象における前記第２軸用検出素子の検出結果に基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における、前記他の方向の磁場のノイズ成分である第２軸ノイズを求め、
   前記補正部は、さらに、前記第２軸用検出素子の検出結果を、当該第２軸用検出素子が配置された分割領域の位置に応じた前記第２軸ノイズに基づいて補正する、請求項１に記載の磁場検出装置。
3. 前記一の方向及び前記他の方向は、前記基板面に平行な方向であり、
   前記磁場検出素子は、さらに、前記基板面に対して一定の角度を成して支持され、前記基板面に対して前記一定の角度を成す方向の磁場に応じた出力を行う第３軸用検出素子を含み、
   前記ノイズ演算部は、さらに、前記演算対象の分割領域に配置された前記第３軸用検出素子の出力と、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域における前記第１軸用検出素子、又は前記第２軸用検出素子の出力とに基づいて、前記演算対象の分割領域のそれぞれの位置における前記基板面に対して垂直な方向の磁場のノイズ成分である第３軸ノイズを求め、
   前記補正部は、さらに、前記第３軸用検出素子の出力と、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域に配置された前記第１軸用検出素子、又は前記第２軸用検出素子の出力とに基づく前記基板面に対して垂直な方向の磁場強度を、当該第３軸用検出素子が配置された分割領域に応じた前記第３軸ノイズに基づいて補正する、請求項２に記載の磁場検出装置。
4. 前記磁場検出素子は、直方体形状又は円柱形状を有し、前記直方体形状又は前記円柱形状の長手方向の磁場を検出し、前記一の方向又は前記他の方向と前記長手方向とが一致するように前記分割領域に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁場検出装置。
5. 前記直方体形状の前記長手方向の長さは、当該直方体形状の前記長手方向に直交する方向の長さの２倍以上である、又は、前記円柱形状の前記長手方向の長さは、当該円柱形状の円の直径の長さの２倍以上である、請求項４に記載の磁場検出装置。
   

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