WO2018199067A1 - 磁気センサー - Google Patents

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WO2018199067A1
WO2018199067A1 PCT/JP2018/016555 JP2018016555W WO2018199067A1 WO 2018199067 A1 WO2018199067 A1 WO 2018199067A1 JP 2018016555 W JP2018016555 W JP 2018016555W WO 2018199067 A1 WO2018199067 A1 WO 2018199067A1
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magnetic sensor
magnetoresistive element
magnetic
magnetoresistive
sensor array
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PCT/JP2018/016555
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孝二郎 関根
純一 城野
匡章 土田
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コニカミノルタ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/10—Plotting field distribution ; Measuring field distribution
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic sensor.
  • a tunnel magnetoresistive element (TMR (Tunnel Magnet Resistive) element) includes a pinned magnetic layer whose magnetization direction is fixed, a free magnetic layer whose magnetization direction changes under the influence of an external magnetic field, and a pinned magnetic layer. It has an insulating layer arranged between the free magnetic layer and forms a magnetic tunnel junction (MTJ (Magnetic Tunnel Junction)). The resistance of the insulating layer is changed by the tunnel effect according to the angular difference between the magnetization direction of the pinned magnetic layer and the magnetization direction of the free magnetic layer.
  • Examples of using the tunnel magnetoresistive element include a magnetic memory, a magnetic head, and a magnetic sensor.
  • a magnetic sensor using the magnetoresistive element as described above for example, a first magnetoresistive element group arranged two-dimensionally is covered with a flat insulating layer, and a second magnetoresistive element is formed on the insulating layer.
  • a sensor that acquires magnetic field distributions at two different distances from a measurement sample by providing a plurality of groups in two dimensions is provided (for example, see Patent Document 1).
  • the first magnetoresistive element group and the second magnetoresistive element group detect magnetic field strengths in different directions, the two-component magnetic field at the same position with respect to the measurement sample. Unable to get strength.
  • the first magnetoresistive element group and the second magnetoresistive element group may be arranged on the same plane. The magnetic field strength is detected at a position where the group is displaced in the plane direction. Therefore, also in this case, the two-component magnetic field strength at the same position with respect to the measurement sample cannot be acquired.
  • the first and second magnetoresistive element groups are arranged on the same plane, there is a problem that the size of the magnetic sensor increases in the plane direction, and the magnetic field distribution cannot be acquired with high spatial resolution.
  • an object of the present invention is to provide a magnetic sensor capable of detecting the two-component magnetic field strength at the same position with respect to the measurement sample and detecting the magnetic field distribution of the measurement sample with high spatial resolution.
  • the invention according to claim 1 is a magnetic sensor, Each of a first magnetic sensor array in which a plurality of planar first magnetoresistive elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and each of the first magnetoresistive elements of the first magnetic sensor array with a measurement sample interposed therebetween And a second magnetic sensor array in which a plurality of planar second magnetoresistive elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • the directions of the detection axes of the first and second magnetoresistive elements facing each other are different.
  • the invention according to claim 2 is the magnetic sensor according to claim 1,
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element is any one of the first direction, the second direction, and the third direction.
  • the invention according to claim 3 is the magnetic sensor according to claim 1 or 2, The same number of the first magnetoresistive elements and the second magnetoresistive elements are arranged.
  • the invention according to claim 4 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 3, The distance from the first magnetic sensor array to the measurement sample is equal to the distance from the second magnetic sensor array to the measurement sample.
  • the invention according to claim 5 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 4,
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element are parallel to the arrangement direction thereof.
  • the invention according to claim 6 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 5,
  • the direction of the detection axis of all the first magnetoresistive elements is the same, and the direction of the detection axis of all the second magnetoresistive elements is the same.
  • the invention according to claim 7 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 6,
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element is orthogonal to the direction of the detection axis of the second magnetoresistive element arranged to face the first magnetoresistive element.
  • the invention according to claim 8 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 4,
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element is one of a first direction, a second direction, and a third direction orthogonal to each other, Of the first direction, the second direction, and the third direction, the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element facing each other,
  • a control unit is provided that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the adjacent first and second magnetoresistive elements.
  • the invention according to claim 9 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 8, In the first magnetic sensor array, a plurality of the first magnetoresistive elements are arranged one-dimensionally, In the second magnetic sensor array, a plurality of the second magnetoresistive elements are arranged one-dimensionally.
  • the invention according to claim 10 is the magnetic sensor according to claim 9, Scan that scans the first magnetic sensor array and the second magnetic sensor array along the measurement sample in a direction orthogonal to the arrangement direction of the first magnetoresistive element and the second magnetoresistive element. Provide mechanism.
  • the invention according to claim 11 is the magnetic sensor according to any one of claims 1 to 8, In the first magnetic sensor array, a plurality of the first magnetoresistive elements are arranged two-dimensionally, In the second magnetic sensor array, a plurality of the second magnetoresistive elements are two-dimensionally arranged.
  • a magnetic sensor capable of detecting the two-component magnetic field strength at the same position with respect to the measurement sample and detecting the magnetic field distribution of the measurement sample with high spatial resolution.
  • FIGS. 1A-1C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 100 of the present embodiment
  • FIG. 1A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 30
  • FIG. 1B is a magnetic sensor.
  • FIG. 1C is a figure which shows the opposing surface with the measurement sample 6 of the 2nd magnetic sensor array 40.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing a laminated configuration of the first magnetoresistive element 1.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a conventional magnetic sensor 100A.
  • the magnetic sensor 100 includes a first magnetic sensor array 30 in which a plurality of planar first magnetoresistive elements 1 are two-dimensionally arranged, and a first sample via a measurement sample 6. And a second magnetic sensor array 40 in which a plurality of planar second magnetoresistive elements 2 are two-dimensionally arranged to face each of the first magnetoresistive elements 1 of the magnetic sensor array 30. Moreover, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different from each other. In FIGS. 1A and 1C, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by arrows.
  • the specific direction in the plane of the first magnetoresistive element 1 is the X direction (first direction), and the direction orthogonal to the X direction in the plane is the Y direction (second direction). ), A direction orthogonal to the X direction and the Y direction (a direction orthogonal to the surface direction of the first magnetoresistive element 1, a third direction) is defined as a Z direction.
  • the first magnetic sensor array 30 includes a plurality of first magnetoresistive elements 1 arranged two-dimensionally in the XY direction on a surface 31a of the flat support member 31 facing the measurement sample 6. Has been configured. All of the first magnetoresistive elements 1 provided on the first magnetic sensor array 30 have detection axes in the X direction.
  • the first magnetoresistive element 1 includes a fixed magnetic layer 110 whose magnetization direction is fixed, a free magnetic layer 130 whose magnetization direction changes under the influence of an external magnetic field, and fixed.
  • a magnetic tunnel junction is formed by the insulating layer 120 disposed between the magnetic layer 110 and the free magnetic layer 130, and tunneling is performed according to the angular difference between the magnetization direction of the pinned magnetic layer 110 and the magnetization direction of the free magnetic layer 130.
  • This is a tunnel magnetoresistive element (TMR element) that changes the resistance of the insulating layer 120 by an effect.
  • TMR element tunnel magnetoresistive element
  • the first magnetoresistive element 1 uses the X direction as the detection axis because the magnetization direction of the pinned magnetic layer 110 is the X direction.
  • a base layer (Ta) 13 is formed on a silicon substrate (Si, SiO 2 ) 12, and a pinned magnetic layer 110 is formed thereon as an antiferromagnetic layer (IrMn) from below.
  • a ferromagnetic layer (CoFe) 112, a magnetic coupling layer (Ru) 113, and a ferromagnetic layer (CoFeB) 114 are stacked, and a free magnetic layer 130 is formed thereon via an insulating layer (MgO) 120.
  • ferromagnetic layer (CoFeB) 131 and a soft magnetic layer (NiFe or CoFeSi) 133 are laminated from below.
  • a magnetic coupling layer (Ru) may be further stacked between the ferromagnetic layer 131 and the soft magnetic layer 133.
  • the magnetization direction of the pinned magnetic layer 110 and the magnetization direction of the free magnetic layer 130 are twisted at approximately 90 degrees. stable. This is because each magnetized in the direction of the easy axis. That is, the first magnetoresistive element 1 is formed at a position where the easy axis A2 of the free magnetic layer 130 is twisted by approximately 90 degrees with respect to the easy axis A1 of the pinned magnetic layer 110. .
  • the magnetization direction of the free magnetic layer 130 becomes the magnetization direction of the pinned magnetic layer 110.
  • Spinning in the reverse direction increases the resistance of the insulating layer 120 due to the tunnel effect.
  • the magnetization direction of the free magnetic layer 130 becomes the magnetization direction of the pinned magnetic layer 110.
  • the resistance of the insulating layer 120 decreases due to the tunnel effect.
  • the size of the magnetic field detection portion of the first magnetoresistive element 1 is generally such that the length of one side in the in-plane direction is within a range of several tens of ⁇ m to several mm, for example.
  • the size of the magnetic field detection part affects the S / N ratio and the spatial resolution of the first magnetoresistive element 1.
  • the size of the measurement sample 6 is flat, for example, the length of one side is generally in the range of several centimeters to several meters.
  • the thickness of the measurement sample 6 is generally in the range of several hundred ⁇ m to several cm.
  • the length of one side is generally within a range of 10 to 30 cm.
  • the measurement sample 6 is a test sample of, for example, an aluminum plate or a carbon steel plate
  • the length of one side is generally within a range of 20 to 100 cm, and may be several meters.
  • the spatial resolution of the first magnetoresistive element 1 alone depends on the relative size with respect to the abnormal metal present in the measurement sample 6. For example, when detecting a rough position of a substantially spherical metal abnormality having a diameter ⁇ of about 100 ⁇ m, the length of one side of the first magnetoresistive element 1 is approximately the same as the diameter of the metal abnormality (about 100 ⁇ m). To about 100 times the diameter of the abnormal metal (about 10 mm). Further, for example, when accurately detecting the position of an abnormal metal object having a diameter ⁇ of about 100 ⁇ m, the length of one side of the first magnetoresistive element 1 is approximately the same as the diameter of the abnormal metal object (about 100 ⁇ m). It is preferably set within a range up to about 10 times the diameter of the abnormal metal (about 1 mm).
  • the second magnetic sensor array 40 includes a plurality of second magnetoresistive elements 2 arranged two-dimensionally in the XY direction on a surface 41a of the flat support member 41 facing the measurement sample 6. Has been configured. All the second magnetoresistive elements 2 provided on the second magnetic sensor array 40 have detection axes in the Y direction because the magnetization direction of the pinned magnetic layer (not shown) is in the Y direction. .
  • the second magnetic sensor array 40 configured as described above is disposed so as to face the first magnetic sensor array 30 with the measurement sample 6 interposed therebetween. Further, the same number of second magnetoresistive elements 2 as the first magnetoresistive elements 1 on the first magnetic sensor array 30 are arranged.
  • the second magnetoresistive element 2 is configured in the same manner as the first magnetoresistive element 1 except that the direction of the detection axis is different from that of the first magnetoresistive element 1 arranged opposite to the first magnetoresistive element 1.
  • the first magnetoresistive element 1 uses the X direction as the detection axis
  • the second magnetoresistive element 2 uses the Y direction as the detection axis
  • the directions of the detection axes are orthogonal to each other. .
  • the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 provided in the first and second magnetic sensor arrays 30 and 40 are opposed to each other and have different detection axis directions.
  • the sensor arrays 30 and 40 can detect the two-component magnetic field strengths at the same position of the measurement sample 6 at the same timing.
  • the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 having detection axes in different directions are arranged separately on the surface 31a of the support member 31 or the surface 41a of the support member 41, respectively.
  • the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 can be arranged densely. Thereby, the magnetic field distribution of the measurement sample 6 can be detected with higher spatial resolution.
  • the first and second distances so that the distance between the first magnetic sensor array 30 and the measurement sample 6 and the distance between the second magnetic sensor array 40 and the measurement sample 6 are equal.
  • Magnetic sensor arrays 30 and 40 are arranged.
  • the magnetic permeability at the time of measurement by the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 is equal.
  • the 1st and 2nd magnetoresistive elements 1 and 2 can detect the magnetic field intensity of two components on a more equal condition.
  • a conventional magnetic sensor 100A includes, for example, as shown in FIG. 3, a first magnetic sensor array 30A in which a plurality of first magnetoresistive elements 1 are two-dimensionally arranged, and a second magnetoresistive element.
  • a second magnetic sensor array 40A in which a plurality of 2 are two-dimensionally arranged is stacked. Further, in the second magnetic sensor array 40A, the surface on the side where the second magnetoresistive elements 2 are arranged is opposite to the side on which the first magnetoresistive elements 1 of the first magnetic sensor array 30A are arranged. It arrange
  • the second magnetic sensor array 40A since the second magnetic sensor array 40A is arranged at a position farther from the measurement sample than the first magnetic sensor array 30A, the second magnetic sensor array 40A faces the measurement sample 6 (Z in the illustrated example). In the direction), the two component magnetic field strengths at the same position cannot be detected.
  • the measurement is performed in a state where the magnetic sensor 100 is close to the measurement sample.
  • the magnetic sensor 100 and the magnetic sensor 100 are placed close to the measurement sample. This can be done by moving the measurement sample relative to the sample. In this case, either the magnetic sensor 100 or the measurement sample may be moved.
  • fixing the relative positions of the first and second magnetic sensor arrays 30 and 40 enables more accurate measurement. Therefore, it is preferable to move the measurement sample.
  • the first and second magnetic sensor arrays 30 and 40 are scanned by a predetermined distance in the Y direction, and the magnetic field strengths at the measurement positions at the predetermined distances are detected, thereby measuring sample 6.
  • the magnetic field distribution in the entire Y direction can be acquired.
  • the spatial resolution in the Y direction can be improved by shortening the distance between the measurement positions.
  • the X direction is scanned for a predetermined distance, and then the Y direction is scanned again. By performing the measurement, a wider field distribution can be measured.
  • the first and second magnetic sensor arrays 30 and 40 are scanned for a predetermined distance in a direction approaching or separating from each other along the Z direction, and then measurement is performed while scanning in the X direction and the Y direction again.
  • the measurement may be performed using a plurality of magnetic sensors 100, or the plurality of magnetic sensors 100 may be moved relative to the measurement sample.
  • the magnetic sensor 100 may include an adjustment mechanism (not shown) that automatically or manually adjusts the distance between the first magnetic sensor array 30 and the second magnetic sensor array 40.
  • the first magnetic sensor array 30 in which a plurality of planar first magnetoresistive elements 1 are two-dimensionally arranged, and the first magnetic sensor array with the measurement sample 6 interposed therebetween.
  • a second magnetic sensor array 40 in which a plurality of planar second magnetoresistive elements 2 are two-dimensionally arranged so as to face each of the 30 first magnetoresistive elements 1. Since the directions of the detection axes of the magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are different, it is possible to detect the two-component magnetic field strength at the same position with respect to the measurement sample. In addition, since the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 having different detection axis directions are not arranged on the same plane, they can be arranged more closely, and the magnetic field distribution can be detected with high spatial resolution. can do.
  • the magnetic sensor is composed of only two types of magnetoresistive elements, and is manufactured. More advantageous in terms of quality and quality control.
  • the two-component magnetic field strength is detected under more equal conditions. Can do.
  • the first and second magnetic sensor arrays 30 are used. , 40 can be configured by arranging the first or second magnetoresistive elements 1 and 2 having the same specifications, which is more advantageous in terms of manufacturing and quality control.
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element 1 is orthogonal to the direction of the detection axis of the second magnetoresistive element 2 disposed to face the first magnetoresistive element 1
  • the detected values of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 can be obtained as they are as the two-component magnetic field strengths without being corrected. Thereby, the magnetic field strength can be detected with high accuracy without causing a decrease in accuracy due to correction or the like.
  • first magnetic sensor array 30 a plurality of first magnetoresistive elements 1 are arranged two-dimensionally, and in the second magnetic sensor array 40, a plurality of second magnetoresistive elements 2 are arranged two-dimensionally. Therefore, the two-dimensional magnetic field distribution of the measurement sample can be easily detected.
  • the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are tunnel magnetoresistive elements.
  • the present invention is not limited to this as long as it is a planar type. Instead, it may be, for example, an anisotropic magnetoresistive element (AMR (Anisotropic Magneto Resistive effect) element), a giant magnetoresistive element (GMR (Giant Magneto Resistive effect) element) or the like.
  • AMR anisotropic magnetoresistive element
  • GMR Giant Magneto Resistive effect
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 is either the X direction or the Y direction. If the direction of the detection axis of the 1st magnetoresistive element 1 and the 2nd magnetoresistive element 2 differs, it will not be restricted to this.
  • the direction of the detection axis of any of the plurality of first magnetoresistive elements 1 may be a direction different from the X direction and the Y direction, or of the plurality of second magnetoresistive elements 2.
  • the direction of one of the detection axes may be a direction different from the X direction and the Y direction.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are parallel to the arrangement direction thereof, but the present invention is not limited to this. It is not good, and it is good also as a thing which is not parallel.
  • the directions of the detection axes of all the first magnetoresistive elements 1 are the same, and the directions of the detection axes of all the second magnetoresistive elements 2 are the same.
  • the direction of the detection axis of the 1st magnetoresistive element 1 and the 2nd magnetoresistive element 2 which opposes differ, it will not be restricted to this.
  • some of the plurality of first magnetoresistive elements 1 may have detection axes in different directions
  • some of the plurality of second magnetoresistive elements 2 may have detection axes in different directions. It is good as a thing.
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element 1 is the detection axis of the second magnetoresistive element 2 disposed so as to face the first magnetoresistive element 1.
  • the present invention is not limited to this.
  • the angle formed by the direction of the detection axis of the first magnetoresistive element 1 and the direction of the detection axis of the opposing second magnetoresistive element 2 may be less than 90 degrees.
  • the magnetic sensor 100 is configured to include the first magnetic sensor array 30 and the second magnetic sensor array 40.
  • the present invention is not limited to this.
  • a configuration for removing a noise component due to the external environment may be provided.
  • the magnetic sensor 100 detects an external magnetoresistive element (not shown) that detects the magnetic field strength of the measurement sample 6 in the external environment, and a specifying unit that specifies a noise component due to the external environment based on the detection result of the external magnetoresistive element (Not shown) may be provided.
  • the external magnetoresistive element may be configured in the same manner as the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 or may be configured differently.
  • the specific unit includes all the first and second magnetoresistive elements 1, 2 and Since the external magnetoresistive element detects with substantially the same phase and intensity, it is specified that the common signal waveform in these detection results is environmental noise. Furthermore, the specific unit subtracts the environmental noise from the magnetic field intensity detected by the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 (the magnetic field information of the measurement sample 6 and the magnetic field information as environmental noise are mixed), High-precision magnetic field information can be obtained. Further, when an environmental noise source is present near the measurement sample 6, the intensity of the environmental noise detected by the first and second magnetoresistive elements 1, 2 and the external magnetoresistive element is different.
  • the specific unit weights the outputs of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 and the external magnetoresistive element based on multivariate analysis (for example, principal component analysis, etc.), and calculates the environmental noise component.
  • multivariate analysis for example, principal component analysis, etc.
  • the specific unit weights the outputs of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 and the external magnetoresistive element based on multivariate analysis (for example, principal component analysis, etc.), and calculates the environmental noise component.
  • multivariate analysis for example, principal component analysis, etc.
  • the dynamic range of the external magnetoresistive element is set to be wide (specifically, the gain of the amplification amplifier is reduced) so that strong environmental noise falls within the measurement range, and how much environmental noise is mixed. It is preferable to have a configuration that can grasp the above. Moreover, it is preferable that a specific part feeds back the gain of the amplification amplifier of the 1st and 2nd magnetoresistive elements 1 and 2 based on the detection result of an external magnetoresistive element, and resets it to an appropriate gain.
  • the first and second magnetic sensor arrays 30 and 40 are made to have a cylindrical or box-shaped magnetic shield (not shown). ) To reduce the intensity of environmental noise detected by the first and second magnetoresistive elements 1 and 2.
  • a plate-like or sheet-like member containing an iron mixed system such as NiFe or CoFeSiB having a high magnetic permeability is combined.
  • current can be applied to the measurement sample 6, the current is applied to the measurement sample 6 in a frequency band different from that of the environmental noise, and the magnetic field generated by the current is measured.
  • the magnetic field strength of 6 can be distinguished by the frequency.
  • the frequency of a commercial power supply often cited as environmental noise is 50 Hz, 60 Hz, and multiples thereof.
  • 70 Hz does not overlap with those frequency bands, and therefore, a current of 70 Hz is applied to the measurement sample 6. It is done.
  • the environmental noise is always constant, after measuring with the magnetic sensor 100 in a state where the measurement sample 6 is not installed as a reference in advance, the measurement is performed with the measurement sample 6 installed, and from the measurement result Environmental noise can be removed by subtracting the reference.
  • FIG. 4A-4C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 200 of the present embodiment
  • FIG. 4A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 230
  • FIG. 4B is a magnetic sensor.
  • FIG. 4C is a figure which shows the opposing surface with the measurement sample 6 of the 2nd magnetic sensor array 240.
  • FIG. 4A and 4C the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by arrows.
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistance element 1 is either the X direction or the Y direction
  • the direction of the detection axis of the second magnetoresistance element 2 is X.
  • Direction or Y direction Specifically, the directions of the detection axes of the plurality of first magnetoresistive elements 1 arranged on the support member 231 of the first magnetic sensor array 230 are different for each column, and the first magnets adjacent in the Y direction are adjacent to each other. The directions of the detection axes are different between the resistance elements 1.
  • the second magnetoresistive elements adjacent to each other in the Y direction have different detection axis directions for each column of the second magnetoresistive elements 2 arranged on the support member 241 of the second magnetic sensor array 240.
  • the directions of the detection axes are different between the two. Further, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different.
  • the two-component magnetic field strength at the same position can be detected with respect to the measurement sample, and the magnetic field distribution of the measurement sample is high. It can be detected with spatial resolution.
  • the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 are different in the direction of the detection axis between the magnetoresistive elements adjacent in the Y direction. It is not something that can be done.
  • the magnetoresistive elements adjacent in the X direction may have different detection axis directions, or the magnetoresistive elements adjacent in the X direction and the Y direction may have different detection axis directions (a so-called checkered pattern).
  • magnetoresistive elements having different detection axis directions may be irregularly arranged.
  • FIG. 5A-5C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 300 of the present embodiment
  • FIG. 5A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 330
  • FIG. 5B is a magnetic sensor.
  • FIG. 5C is a figure which shows the opposing surface with the measurement sample 6 of the 2nd magnetic sensor array 340.
  • FIG. 5A and 5C the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by arrows.
  • a plurality of first magnetoresistive elements 1 are arranged one-dimensionally in the X direction on a support member 331 to form a first magnetic sensor array 330, and the support member 341.
  • a second magnetic sensor array 340 is configured by a plurality of second magnetoresistive elements 2 arranged one-dimensionally in the X direction.
  • the direction of the detection axis of all the first magnetoresistive elements 1 is the same in the X direction
  • the direction of the detection axis of all the second magnetoresistive elements 2 is the same in the Y direction.
  • the directions of the detection axes of the magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are different.
  • the magnetic sensor 300 includes the first and second magnetic sensor arrays 330 and 340 along the measurement sample 6 in a direction orthogonal to the arrangement direction of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2, that is, the Y direction.
  • a scanning mechanism 350 is provided for scanning. The scanning mechanism 350 scans the first and second magnetic sensor arrays 330 and 340 while synchronizing them, whereby the magnetic sensor 300 can acquire the magnetic field distribution of the entire measurement sample 6.
  • the scanning mechanism 350 is configured to be able to adjust the scanning speed of the first and second magnetic sensor arrays 330 and 340, whereby the magnetic sensor 300 can adjust the detection accuracy in the scanning direction.
  • the first magnetic sensor array 330 includes a plurality of the first magnetoresistive elements 1 arranged in one dimension
  • the second magnetic sensor array 340 includes the second magnetoresistive elements. 2 are arranged in one dimension
  • the first magnetic sensor array 330 and the second magnetic sensor array 340 are arranged in the arrangement direction of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 along the measurement sample. Since the scanning mechanism 350 that scans in a direction orthogonal to the first sample is provided, the two component magnetic field strengths at the same position can be detected with respect to the measurement sample as in the first embodiment, and the magnetic field distribution of the measurement sample is high. It can be detected with spatial resolution.
  • the directions of the detection axes of all the first magnetoresistive elements 1 are the same and the directions of the detection axes of all the second magnetoresistive elements are the same.
  • the first or second magnetoresistive elements 1 and 2 having the same specifications can be arranged with respect to the second magnetic sensor arrays 330 and 340, which is more advantageous in terms of manufacturing and quality control.
  • the first magnetoresistive element 1 has the detection axis in the X direction
  • the second magnetoresistive element 2 has the detection axis in the Y direction. It is not limited.
  • the first magnetoresistance element 1 may have a detection axis in the Y direction
  • the second magnetoresistance element 2 may have a detection axis in the X direction.
  • FIGS. 6A-6C A fourth embodiment of the magnetic sensor of the present invention will be described below with reference to FIGS. 6A-6C. Since the configuration other than that described below is substantially the same as that of the magnetic sensor 300 of the third embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 6A-6C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 400 of the present embodiment
  • FIG. 6A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 430
  • FIG. 6B is a magnetic sensor.
  • FIG. 6C is a figure which shows the opposing surface with the measurement sample 6 of the 2nd magnetic sensor array 440.
  • FIG. 6A and 6C the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by arrows.
  • the direction of the detection axis of the first magnetoresistance element 1 is either the X direction or the Y direction
  • the direction of the detection axis of the second magnetoresistance element 2 is X.
  • Direction or Y direction Specifically, the first magnetoresistive elements 1 in which the direction of the detection axis is the X direction or the Y direction are randomly arranged on the support member 431, and the direction of the detection axis is the X direction or the Y direction.
  • a certain second magnetoresistive element 2 is irregularly arranged on the support member 441 in a one-dimensional manner. However, even in this case, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different.
  • the two-component magnetic field strength at the same position can be detected with respect to the measurement sample, and the magnetic field distribution of the measurement sample is high. It can be detected with spatial resolution.
  • the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 whose detection axes are in the X direction or the Y direction are arranged irregularly.
  • the first magnetoresistive elements 1 whose detection axis directions are the X direction or the Y direction are alternately arranged
  • the second magnetoresistive elements 2 whose detection axis directions are the X direction or the Y direction are alternately arranged. It may be good.
  • a fifth embodiment of the magnetic sensor of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7A-7C. Since the configuration other than that described below is substantially the same as that of the magnetic sensor 100 of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIGS. 7A-7C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 500 of the present embodiment
  • FIG. 7A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 530
  • FIG. 7B is a magnetic sensor
  • FIG. 7C is a diagram showing a surface of the second magnetic sensor array 540 facing the measurement sample 6 when viewed from the surface direction of 500.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by “X”, “Y”, or “Z”. Indicates that the X direction is the detection axis, “Y” indicates the Y direction is the detection axis, and “Z” indicates that the Z direction is the detection axis.
  • the directions of the detection axes of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 are any of the X direction, the Y direction, and the Z direction orthogonal to each other. Specifically, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive elements 1 arranged on the support member 531 of the first magnetic sensor array 530 are different for each column, and the first magnets adjacent in the Y direction are adjacent to each other. The directions of the detection axes are different between the resistance elements 1. Similarly, the second magnetoresistive elements adjacent to each other in the Y direction have different detection axis directions for the second magnetoresistive elements 2 arranged on the support member 541 of the second magnetic sensor array 540 for each column. The directions of the detection axes are different between the two. Further, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different.
  • the magnetic sensor 500 is adjacent to the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of first magnetoresistive element 1 and second magnetoresistive element 2 facing each other in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • a control unit 560 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 is provided.
  • the position of the a-th column and the b-th row is P ab .
  • the magnetic sensor 500 can detect magnetic field strength in the Y direction by the first magnetic element 1 is disposed at a position P 21, the second magnetoresistance opposed thereto Although it is possible to detect the magnetic field strength in the Z direction by the element 2, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 21 is not detected.
  • the control unit 560 face the magnetic field intensity of the detected X-direction by the first magnetic element 1 is disposed at a position P 11, the first magnetoresistance element 1 is arranged at a position P 31 the average value of the field strength of the detected X-direction by the second magnetoresistance element 2 that acquires a magnetic field strength of the X-direction at the position P 21.
  • the control unit 560 acquires the magnetic field strength in the X, Y, and Z directions at each position.
  • the magnetic sensor when the magnetic sensor is composed of only the first magnetic sensor array 530, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 21 is the first magnetoresistive element 1 which is arranged at a position P 11 and P 41 It is necessary to interpolate from the detected magnetic field strength in the X direction. Therefore, it is necessary to interpolate the magnetic field strength at each position based on the magnetic field strength at a position (eg, position P 41 ) away from the target position (eg, position P 21 ), whereas the magnetic sensor 500 according to this embodiment. Since the magnetic field intensity at each position can be interpolated based on the magnetic field intensity at a closer position, more accurate magnetic field information can be obtained.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are any of the X direction, the Y direction, and the Z direction orthogonal to each other.
  • the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of first magnetoresistive element 1 and second magnetoresistive element 2 facing each other is set to be adjacent to the first magnetoresistive element 1.
  • the control unit 560 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the second magnetoresistive element 2, the three component magnetic field strengths at the same position can be obtained with respect to the measurement sample, and the measurement is performed.
  • the magnetic field distribution of the sample can be detected with high spatial resolution.
  • the magnetic field strength is interpolated by calculating the average value of the magnetic field strengths detected by the adjacent first and second magnetoresistive elements, but this is not limitative. However, any calculation method may be used for interpolation of the magnetic field strength, or the magnetic field strength interpolation may not be performed.
  • FIGS. 8A-8C A sixth embodiment of the magnetic sensor of the present invention will be described below with reference to FIGS. 8A-8C. Since the configuration other than that described below is substantially the same as that of the magnetic sensor 500 of the fifth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIGS. 8A-8C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 600 of the present embodiment
  • FIG. 8A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 630
  • FIG. 8B is a magnetic sensor
  • FIG. 8C is a diagram showing a surface of the second magnetic sensor array 640 facing the measurement sample 6 when viewed from the surface direction of 600.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by “X”, “Y”, or “Z”, and “X” Indicates that the X direction is the detection axis, “Y” indicates the Y direction is the detection axis, and “Z” indicates that the Z direction is the detection axis.
  • the directions of the detection axes of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 are any one of the X direction, the Y direction, and the Z direction. Specifically, the first magnetoresistive element 1 having the X direction as the detection axis and the first magnetoresistive element 1 having the Y direction as the detection axis are alternately arranged on the support member 631 of the first magnetic sensor array 630. And the column in which the first magnetoresistive elements 1 having the detection direction in the Z direction are arranged alternately in the Y direction.
  • the second magnetoresistive element 2 having the X direction as the detection axis and the second magnetoresistive element 2 having the Y direction as the detection axis are alternately arranged.
  • the columns in which the second magnetoresistive elements 2 having the detection axis in the Z direction are arranged are alternately arranged in the Y direction. Further, the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different.
  • the magnetic sensor 600 is adjacent to the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • a control unit 660 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 is provided.
  • the position of the a-th column and the b-th row is P ab .
  • the magnetic sensor 600 can detect magnetic field strength in the Y direction by the first magnetic element 1 is disposed at a position P 32, the second magnetoresistance opposed thereto Although it is possible to detect the magnetic field strength in the Z direction by the element 2, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32 is not detected.
  • the control unit 660 for example, and the magnetic field intensity of the detected X-direction by the first magnetic element 1 is disposed at a position P 31 and P 33, first placed in a position P 22 and P 42 the average value of the field strength of the detected X-direction by the second magnetoresistance element 2 facing the magnetic resistance element 1, to obtain a magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32.
  • the control unit 660 acquires the magnetic field strength in the X and Y directions at each position.
  • the magnetic sensor 600 when the magnetic sensor is composed of only the first magnetic sensor array 630, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32 is the first magnetoresistive element 1 which is arranged at a position P 31 and P 33 It is necessary to interpolate from the detected magnetic field strength in the X direction. Therefore, while it is necessary to interpolate the magnetic field strength at each position based on a small number of detection values, the magnetic sensor 600 according to the present embodiment interpolates the magnetic field strength at each position based on a larger number of detection values. Therefore, more accurate magnetic field information can be obtained.
  • the magnetic field strength in the Z direction is at each position. Since it can be detected, there is no need for interpolation.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are any one of the X direction, the Y direction, and the Z direction orthogonal to each other.
  • the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of first magnetoresistive element 1 and second magnetoresistive element 2 facing each other is set to be adjacent to the first magnetoresistive element 1.
  • a control unit 660 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the second magnetoresistive element 2, so that the three component magnetic field strengths at the same position can be obtained with respect to the measurement sample.
  • the magnetic field distribution of the sample can be detected with high spatial resolution.
  • the magnetic field strength is interpolated by calculating the average value of the magnetic field strengths detected by the adjacent first and second magnetoresistive elements.
  • the present invention is not limited to this. However, any calculation method may be used for interpolation of the magnetic field strength, or the magnetic field strength interpolation may not be performed.
  • a seventh embodiment of the magnetic sensor of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9A-9C. Since the configuration other than that described below is substantially the same as that of the magnetic sensor 500 of the fifth embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • FIGS 9A-9C are schematic configuration diagrams showing the magnetic sensor 700 of the present embodiment
  • FIG. 9A is a diagram showing a surface facing the measurement sample 6 of the first magnetic sensor array 730
  • FIG. 9B is a magnetic sensor
  • FIG. 9C is a diagram showing a surface of the second magnetic sensor array 740 facing the measurement sample 6 when viewed from the surface direction of 700.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are indicated by “X”, “Y”, or “Z”, and “X” Indicates that the X direction is the detection axis, “Y” indicates the Y direction is the detection axis, and “Z” indicates that the Z direction is the detection axis.
  • the directions of the detection axes of the first and second magnetoresistive elements 1 and 2 are any one of the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • the first magnetoresistive element 1 with the X direction as the detection axis, the first magnetoresistive element 1 with the Y direction as the detection axis, and Z A plurality of columns in which the first magnetoresistive elements 1 having the detection axis in the direction are alternately arranged are arranged in the Y direction so that the first magnetoresistive elements 1 in the same direction of the detection axis are not adjacent to each other. .
  • the second magnetoresistive element 2 having the X direction as the detection axis, the second magnetoresistive element 2 having the Y direction as the detection axis, and the Z direction are arranged on the support member 741 of the second magnetic sensor array 740.
  • a plurality of columns in which the second magnetoresistive elements 2 serving as detection axes are alternately arranged are arranged in the Y direction so that the second magnetoresistive elements 2 having the same detection axis are not adjacent to each other.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 facing each other are different.
  • the magnetic sensor 700 is adjacent to the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of first magnetoresistive element 1 and second magnetoresistive element 2 facing each other in the X direction, the Y direction, and the Z direction.
  • a control unit 760 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 is provided.
  • the magnetic sensor 700 can detect magnetic field strength in the Y direction by the first magnetic element 1 is disposed at a position P 32, the second magnetoresistance opposed thereto Although it is possible to detect the magnetic field strength in the Z direction by the element 2, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32 is not detected.
  • the control unit 760 sets the magnetic field strength in the X direction detected by the first magnetoresistive element 1 arranged at the positions P 22 , P 31 and P 42 and the positions P 21 , P 33 and P 41 . the average value of the field strength of the detected X-direction by the second magnetoresistance element 2 facing the first magnetoresistive element 1 which is arranged to obtain a magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32.
  • the control unit 760 acquires magnetic field strengths in the X, Y, and Z directions at each position.
  • the magnetic sensor 700 when the magnetic sensor is composed of only the first magnetic sensor array 730, the magnetic field intensity of the X-direction at the position P 32, the first magnetic resistor is disposed at a position P 22, P 31 and P 42 It is necessary to interpolate from the magnetic field strength in the X direction detected by the element 1. Therefore, while it is necessary to interpolate the magnetic field strength at each position based on a small number of detection values, the magnetic sensor 700 according to the present embodiment interpolates the magnetic field strength at each position based on a larger number of detection values. Therefore, more accurate magnetic field information can be obtained.
  • the directions of the detection axes of the first magnetoresistive element 1 and the second magnetoresistive element 2 are any one of the X direction, the Y direction, and the Z direction orthogonal to each other.
  • the magnetic field strength in a direction different from the detection axis of the pair of first magnetoresistive element 1 and second magnetoresistive element 2 facing each other is set to be adjacent to the first magnetoresistive element 1.
  • the control unit 760 that interpolates based on the magnetic field strength in the direction detected by the second magnetoresistive element 2, so that the three-component magnetic field strength at the same position can be obtained with respect to the measurement sample.
  • the magnetic field distribution of the sample can be detected with high spatial resolution.
  • the magnetic field strength is interpolated by calculating the average value of the magnetic field strengths detected by the adjacent first and second magnetoresistive elements.
  • the present invention is not limited to this. However, any calculation method may be used for interpolation of the magnetic field strength, or the magnetic field strength interpolation may not be performed.
  • the present invention can be used for a magnetic sensor.

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Abstract

測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出し、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出する。磁気センサー１００は、平面型の第１の磁気抵抗素子１が二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイ３０と、測定試料６を挟んで第１の磁気センサーアレイ３０の第１の磁気抵抗素子１の各々と対向して平面型の第２の磁気抵抗素子２が二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイ４０と、を備え、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なる。

Description

磁気センサー
　本発明は、磁気センサーに関する。
　トンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子）は、磁化の向きが固定された固定磁性層、外部からの磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する自由磁性層、及び固定磁性層と自由磁性層との間に配置された絶縁層を有し、磁気トンネル接合（ＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction））を形成する。固定磁性層の磁化の向きと自由磁性層の磁化の向きとの角度差に従ってトンネル効果により絶縁層の抵抗を変化させる。このトンネル磁気抵抗素子を利用したものとして、磁気メモリ・磁気ヘッド・磁気センサーなどが挙げられる。
　上記のような磁気抵抗素子を用いた磁気センサーとして、例えば、二次元に複数配列された第１の磁気抵抗素子群が平坦な絶縁層で覆われ、当該絶縁層上に第２の磁気抵抗素子群が二次元に複数配列されていることで、測定試料との間において異なる二つの距離における磁場分布を取得するセンサーが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第５６２６６７８号公報
　しかしながら、上記従来の技術によれば、第１の磁気抵抗素子群と第２の磁気抵抗素子群とが互いに異なる方向の磁場強度を検出する場合、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を取得することができない。
　このような問題に対しては、例えば、第１の磁気抵抗素子群と第２の磁気抵抗素子群とを同一平面上に配列することが考えられるが、そのように配列すると、各磁気抵抗素子群が平面方向にずれた位置で磁場強度を検出することとなる。したがってこの場合にも、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を取得することができない。また、第１及び第２の磁気抵抗素子群を同一平面上に配列すると、磁気センサーのサイズが平面方向に拡大し、高い空間分解能で磁場分布を取得できないという問題もある。
　そこで、本発明は、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出でき、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出できる磁気センサーを提供することを目的としている。
　以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、磁気センサーであって、
　平面型の第１の磁気抵抗素子が一次元又は二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイと、測定試料を挟んで前記第１の磁気センサーアレイの前記第１の磁気抵抗素子の各々と対向して平面型の第２の磁気抵抗素子が一次元又は二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイと、を備え、
　対向する前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が異なる。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、第１の方向、第２の方向及び第３の方向のいずれかである。
　請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子とは同数配列されている。
　請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気センサーアレイから前記測定試料までの距離と、前記第２の磁気センサーアレイから前記測定試料までの距離とが等しい。
　請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、それらの配列方向に平行である。
　請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　全ての前記第１の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一であり、全ての前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一である。
　請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気抵抗素子の検出軸の方向が、当該第１の磁気抵抗素子に対向して配置される前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向に対して直交する。
　請求項８に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、互いに直交する第１の方向、第２の方向及び第３の方向のいずれかであり、
　前記第１の方向、前記第２の方向及び前記第３の方向のうち、対向する一対の前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子及び第２の磁気抵抗素子により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部を備える。
　請求項９に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気センサーアレイにおいて、前記第１の磁気抵抗素子は一次元に複数配列され、
　前記第２の磁気センサーアレイにおいて、前記第２の磁気抵抗素子は一次元に複数配列されている。
　請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気センサーアレイ及び前記第２の磁気センサーアレイを、前記測定試料に沿って、前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の配列方向に直交する方向に走査させる走査機構を備える。
　請求項１１に記載の発明は、請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサーにおいて、
　前記第１の磁気センサーアレイにおいて、前記第１の磁気抵抗素子は二次元に複数配列され、
　前記第２の磁気センサーアレイにおいて、前記第２の磁気抵抗素子は二次元に複数配列されている。
　本発明によれば、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出でき、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出できる磁気センサーを提供することができる。
第１の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第１の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第１の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第１の磁気抵抗素子の積層構成を示す概略図である。 従来の磁気センサーを示す概略構成図である。 第２の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第２の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第２の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第３の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第３の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第３の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第４の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第４の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第４の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第５の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第５の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第５の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第６の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第６の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第６の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第７の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第７の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。 第７の実施形態の磁気センサーを示す概略構成図である。
　以下に、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
《第１の実施形態》
　図１Ａ‐１Ｃ～図３を参照して、第１の実施形態の磁気センサー１００について説明する。図１Ａ‐１Ｃは、本実施形態の磁気センサー１００を示す概略構成図であり、図１Ａは、第１の磁気センサーアレイ３０の測定試料６との対向面を示す図、図１Ｂは、磁気センサー１００の面方向から見たときの磁気センサー１００及び測定試料６を示す図、図１Ｃは、第２の磁気センサーアレイ４０の測定試料６との対向面を示す図である。図２は、第１の磁気抵抗素子１の積層構成を示す概略図である。図３は、従来の磁気センサー１００Ａを示す概略構成図である。
　図１Ａ‐１Ｃに示すように、磁気センサー１００は、平面型の第１の磁気抵抗素子１が二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイ３０と、測定試料６を介して第１の磁気センサーアレイ３０の第１の磁気抵抗素子１の各々と対向して平面型の第２の磁気抵抗素子２が二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイ４０と、を備える。また、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が互いに異なっている。図１Ａ及び図１Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を矢印で図示している。
　ここで、以下の説明において、第１の磁気抵抗素子１の面内の特定方向をＸ方向（第１の方向）とし、当該面内のＸ方向に直交する方向をＹ方向（第２の方向）、当該Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向（第１の磁気抵抗素子１の面方向に直交する方向、第３の方向）をＺ方向とする。
　第１の磁気センサーアレイ３０は、図１Ａに示すように、平板状の支持部材３１の測定試料６に対向する面３１ａ上に、第１の磁気抵抗素子１がＸＹ方向に二次元に複数配列されて構成されている。第１の磁気センサーアレイ３０上に設けられる全ての第１の磁気抵抗素子１はいずれもＸ方向に検出軸を有する。
　第１の磁気抵抗素子１は、図２に示すように、磁化の向きが固定された固定磁性層１１０、外部からの磁場の影響を受けて磁化の向きが変化する自由磁性層１３０、及び固定磁性層１１０と自由磁性層１３０との間に配置された絶縁層１２０により、磁気トンネル接合を形成し、固定磁性層１１０の磁化の向きと自由磁性層１３０の磁化の向きとの角度差に従ってトンネル効果により絶縁層１２０の抵抗を変化させるトンネル磁気抵抗素子（ＴＭＲ素子）である。第１の磁気抵抗素子１は、固定磁性層１１０の磁化の向きがＸ方向であることにより、Ｘ方向を検出軸としている。
　第１の磁気抵抗素子１は、例えば、シリコン基板（Ｓｉ、ＳｉＯ２）１２上に、下地層（Ｔａ）１３が形成され、その上に固定磁性層１１０として、下から反強磁性層（ＩｒＭｎ）１１１、強磁性層（ＣｏＦｅ）１１２、磁気結合層（Ｒｕ）１１３、強磁性層（ＣｏＦｅＢ）１１４が積層され、絶縁層（ＭｇＯ）１２０を介して、その上に、自由磁性層１３０として、下から強磁性層（ＣｏＦｅＢ）１３１、軟磁性層（ＮｉＦｅ又はＣｏＦｅＳｉ）１３３が積層された積層構造を有する。なお、強磁性層１３１と軟磁性層１３３との間には、磁気結合層（Ｒｕ）が更に積層されていても良い。
　このように構成される第１の磁気抵抗素子１は、検出磁場ゼロの状態においては、固定磁性層１１０の磁化の向きと自由磁性層１３０の磁化の向きとが略９０度のねじれの位置で安定している。これは、それぞれ磁化容易軸の方向に磁化しているからである。すなわち、第１の磁気抵抗素子１は、自由磁性層１３０の磁化容易軸の方向Ａ２が固定磁性層１１０の磁化容易軸の方向Ａ１に対して略９０度ねじれた位置に形成されたものである。
　例えば、固定磁性層１１０の磁化の向きに対して反対方向の外部磁場が第１の磁気抵抗素子１に印加されると、自由磁性層１３０の磁化の向きが固定磁性層１１０の磁化の向きの逆方向側へスピンし、トンネル効果により絶縁層１２０の抵抗が増大する。一方、固定磁性層１１０の磁化の向きに対して同方向の外部磁場が第１の磁気抵抗素子１に印加されると、自由磁性層１３０の磁化の向きが固定磁性層１１０の磁化の向きと同方向側へスピンし、トンネル効果により絶縁層１２０の抵抗が減少する。
　ここで、第１の磁気抵抗素子１の磁場検出部分の大きさは、面内方向の一辺の長さが例えば数十μｍ～数ｍｍの範囲内であることが一般的である。磁場検出部分の大きさは、第１の磁気抵抗素子１のＳ／Ｎ比や空間分解能に影響を与える。
　一方、測定試料６の大きさは、平板状である場合、例えば一辺の長さが数ｃｍ～数ｍの範囲内であることが一般的である。また、測定試料６の厚さは、数百μｍ～数ｃｍの範囲内が一般的である。また、測定試料６が、例えばラミネートタイプのリチウムイオンバッテリーである場合、一辺の長さが１０～３０ｃｍの範囲内であることが一般的である。また、測定試料６が、例えばアルミ板や炭素鋼板のテストサンプルである場合、一辺の長さが２０～１００ｃｍの範囲内であることが一般的であり、数ｍの場合もある。
　第１の磁気抵抗素子１単体の空間分解能は、測定試料６中に存在する金属異常物に対する相対的な大きさに依存する。例えば、直径Φが１００μｍ程度の略球形状の金属異常物の大まかな位置を検知する場合、第１の磁気抵抗素子１の一辺の長さは、金属異常物の直径と同程度（約１００μｍ）から、金属異常物の直径の１００倍程度（約１０ｍｍ）までの範囲内に設定されていることが好ましい。また、例えば、直径Φが１００μｍ程度の金属異常物の位置を正確に検知する場合、第１の磁気抵抗素子１の一辺の長さは、金属異常物の直径と同程度（約１００μｍ）から、金属異常物の直径の１０倍程度（約１ｍｍ）までの範囲内に設定されていることが好ましい。
　第２の磁気センサーアレイ４０は、図１Ｃに示すように、平板状の支持部材４１の測定試料６に対向する面４１ａ上に、第２の磁気抵抗素子２がＸＹ方向に二次元に複数配列されて構成されている。第２の磁気センサーアレイ４０上に設けられる全ての第２の磁気抵抗素子２は、固定磁性層（図示略）の磁化の向きがＹ方向であることにより、いずれもＹ方向に検出軸を有する。このように構成される第２の磁気センサーアレイ４０は、測定試料６を挟んで第１の磁気センサーアレイ３０と対向するように配置されている。また、第２の磁気抵抗素子２は、第１の磁気センサーアレイ３０上の第１の磁気抵抗素子１と同数配列されている。
　第２の磁気抵抗素子２は、対向して配置される第１の磁気抵抗素子１に対して検出軸の方向が異なる以外は第１の磁気抵抗素子１と同様に構成されている。上記したように第１の磁気抵抗素子１はＸ方向を検出軸としているのに対し、第２の磁気抵抗素子２はＹ方向を検出軸としており、両者の検出軸の方向は直交している。
　第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０に設けられる第１及び第２の磁気抵抗素子１、２は、互いに対向しかつ検出軸の方向が互いに異なるため、これら第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０により測定試料６の同一位置における二成分の磁場強度を同一タイミングで検出することができる。また、互いに異なる方向の検出軸を有する第１及び第２の磁気抵抗素子１、２が、それぞれ支持部材３１の面３１ａ上又は支持部材４１の面４１ａ上に分けて配列されているため、全ての第１及び第２の磁気抵抗素子１、２を同一平面上に配列する場合に比べて、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２を密に配列させることができる。これにより、より高い空間分解能で測定試料６の磁場分布を検出することができる。
　また、図１Ｂに示すように、第１の磁気センサーアレイ３０と測定試料６までの距離と、第２の磁気センサーアレイ４０と測定試料６までの距離とが等しくなるように第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０が配置されている。このように測定試料６までの距離が等しく、通常の測定においては媒質が空気等であり同一であるため、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２による測定時の透磁率が等しくなる。これにより、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２が、より等しい条件で二成分の磁場強度を検出することができる。
　これに対して従来技術の磁気センサー１００Ａは、例えば図３に示すように、第１の磁気抵抗素子１が二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイ３０Ａと、第２の磁気抵抗素子２が二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイ４０Ａとが積層されて構成される。また、第２の磁気センサーアレイ４０Ａは、第２の磁気抵抗素子２が配列される側の面が、第１の磁気センサーアレイ３０Ａの第１の磁気抵抗素子１が配列される側と反対側の面に対向するように配置される。このような構成においては、第２の磁気センサーアレイ４０Ａは、第１の磁気センサーアレイ３０Ａよりも測定試料から離れた位置に配置されているため、測定試料６に対向する方向（図示例ではＺ方向）において同一位置における二成分の磁場強度を検出することはできない。
　上記のように構成される磁気センサー１００を用いて測定を行う際には、磁気センサー１００を測定試料に近接させた状態で行う。また、磁気センサー１００の面方向（ＸＹ方向）に対して磁気センサー１００よりも大きい測定試料の磁場分布を測定する場合には、磁気センサー１００を測定試料に近接させた状態で、磁気センサー１００と測定試料とを相対移動させることによって行うことができる。この場合、磁気センサー１００及び測定試料のいずれを移動させるものとしても良いが、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０の相対位置を固定しておくことがより精度の高い測定を行う点で好ましいため、測定試料を移動させることが好ましい。
　具体的には、例えば、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０をＹ方向に所定距離ずつ走査させて、当該所定距離おきの測定位置における磁場強度をそれぞれ検出することで、測定試料６のＹ方向全域の磁場分布を取得することができる。この場合、各測定位置間の距離を短くすることで、Ｙ方向の空間分解能を向上させることができる。また、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０をＹ方向に走査させて測定試料６のＹ方向全域を測定した後、Ｘ方向に所定距離走査させてから、再びＹ方向に走査させつつ測定を行うことで、より広域の磁場分布を測定できる。さらに、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０をＺ方向に沿って互いに近付く方向又は互いに離間する方向に所定距離走査させてから、再びＸ方向及びＹ方向に走査させつつ測定を行うことで、測定試料６の磁場分布をより詳細に測定することが可能となる。
　なお、複数の磁気センサー１００を用いて測定を行うものとしても良いし、それらの複数の磁気センサー１００を測定試料に対してそれぞれ相対移動させるものとしても良い。
　また、測定試料が、磁気センサー１００の面方向に直交する方向（Ｚ方向）に対して大きい又は小さい場合においても、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０を測定試料に近接させることができるように、磁気センサー１００は、第１の磁気センサーアレイ３０と第２の磁気センサーアレイ４０との間の距離を自動又は手動で調整する調整機構（図示略）を備えていても良い。
　以上、第１の実施形態によれば、平面型の第１の磁気抵抗素子１が二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイ３０と、測定試料６を挟んで第１の磁気センサーアレイ３０の第１の磁気抵抗素子１の各々と対向して平面型の第２の磁気抵抗素子２が二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイ４０と、を備え、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なるので、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出することができる。また、検出軸の方向が異なる第１及び第２の磁気抵抗素子１、２が同一平面上に配列されていないため、それぞれをより密に配列させることができ、高い空間分解能で磁場分布を検出することができる。
　また、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向は、Ｘ方向及びＹ方向のいずれかであるので、磁気センサーが二種のみの磁気抵抗素子からなり、製造上及び品質管理上より有利である。
　また、第１の磁気センサーアレイ３０から測定試料６までの距離と、第２の磁気センサーアレイ４０から測定試料６までの距離とが等しいので、より等しい条件で二成分の磁場強度を検出することができる。
　また、全ての第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が同一であり、全ての第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一であるので、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０に対してそれぞれ同一仕様の第１又は第２の磁気抵抗素子１、２を配列して構成することができ、製造上及び品質管理上より有利である。
　また、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が、当該第１の磁気抵抗素子１に対向して配置される第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向に対して直交するので、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の検出値を補正等することなく、そのまま二成分の磁場強度として取得することができる。これにより、補正等による精度低下を生じさせることなく、精度良く磁場強度を検出することができる。
　また、第１の磁気センサーアレイ３０において、第１の磁気抵抗素子１は二次元に複数配列され、第２の磁気センサーアレイ４０において、第２の磁気抵抗素子２は二次元に複数配列されているので、測定試料の二次元の磁場分布を容易に検出することができる。
　なお、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２がトンネル磁気抵抗素子であるものとしたが、平面型のものであればこれに限られるものではなく、例えば、異方向性磁気抵抗素子（ＡＭＲ（Anisotropic Magneto Resistive effect）素子）や、巨大磁気抵抗素子（ＧＭＲ（Giant Magneto Resistive effect）素子）等であっても良い。
　また、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向は、Ｘ方向とＹ方向のいずれかであるものとしたが、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっていれば、これに限られるものではない。例えば、複数の第１の磁気抵抗素子１のうちのいずれかの検出軸の方向が、Ｘ方向及びＹ方向と異なる方向であっても良いし、複数の第２の磁気抵抗素子２のうちのいずれかの検出軸の方向が、Ｘ方向及びＹ方向と異なる方向であっても良い。
　また、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が、それらの配列方向に平行であるものとしたが、これに限られるものではなく、平行でないものとしても良い。
　また、上記した第１の実施形態では、全ての第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が同一であり、全ての第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が同一であるものとしたが、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっていれば、これに限られるものではない。例えば、複数の第１の磁気抵抗素子１のうち一部が異なる方向に検出軸を有するものとしても良いし、複数の第２の磁気抵抗素子２のうち一部が異なる方向に検出軸を有するものとしても良い。
　また、上記した第１の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が、当該第１の磁気抵抗素子１に対向して配置される第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向に対して直交するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向と、対向する第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向とのなす角度が９０度未満であっても良い。
　また、上記した第１の実施形態では、磁気センサー１００が、第１の磁気センサーアレイ３０及び第２の磁気センサーアレイ４０を備えて構成されているものとしたが、これに限られるものではなく、外部環境によるノイズ成分を除去するための構成を備えているものとしても良い。
　例えば、磁気センサー１００が、測定試料６の外部環境における磁場強度を検出する外部磁気抵抗素子（図示略）と、当該外部磁気抵抗素子による検出結果に基づき外部環境によるノイズ成分を特定する特定部（図示略）を備えているものとしても良い。外部磁気抵抗素子は、上記第１の磁気抵抗素子１や第２の磁気抵抗素子２と同様に構成されていても良いし、異なる構成であっても良い。特定部は、例えば、測定試料６の外部を発信源とする外部環境によるノイズ（環境ノイズ）が発生している場合、当該環境ノイズは全ての第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子でほぼ等しい位相と強度で検出されるため、これらの検出結果において共通する信号波形が環境ノイズであることを特定する。さらに、特定部が、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２で検出された磁場強度（測定試料６の磁場情報と環境ノイズとしての磁場情報が混在）から環境ノイズを差し引くことで、より高精度な磁場情報を得ることができる。
　また、測定試料６に近い位置に環境ノイズの発信源が存在する場合、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子で検出される環境ノイズの強度は異なる。その場合は、特定部は、多変量分析（例えば主成分分析等）を元に、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子の出力に重み付けを行い、環境ノイズ成分を特定し、測定結果から差し引くことで、より高精度な磁場情報を得ることができる。
　ここで、環境ノイズの強度が大きいと、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２及び外部磁気抵抗素子の出力信号を増幅アンプ（図示略）で増幅したときに信号が飽和してしまい、測定が行えなかったり精度が低下したりする場合がある。そこで、外部磁気抵抗素子のダイナミックレンジを広く設定して（具体的には増幅アンプのゲインを小さくする）、強度の強い環境ノイズも測定範囲に収まるようにし、どの程度の環境ノイズが混在したかを把握できる構成にしておくことが好ましい。また、特定部は、外部磁気抵抗素子の検出結果に基づき、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の増幅アンプのゲインにフィードバックをかけ、適正な増幅率に再設定することが好ましい。
　また、例えば、測定試料６の磁場強度が微小で、環境ノイズが測定の阻害要素である場合、第１及び第２の磁気センサーアレイ３０、４０を円筒形状や箱型形状の磁気シールド（図示略）で覆うことで、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２により検出される環境ノイズの強度を低減させるものとしても良い。当該磁気シールドとしては、例えば、透磁率の高いＮｉＦｅやＣｏＦｅＳｉＢ等の鉄混合系を含有する板状又はシート状部材が組み合わされて構成される。
　また、例えば、測定試料６に電流を印加可能であれば、環境ノイズとは異なる周波数帯で測定試料６に電流を印加し、その電流によって発生した磁場を測定することで、環境ノイズと測定試料６の磁場強度とを周波数によって区別することができる。例えば、環境ノイズとして良く挙げられる商用電源の周波数は５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、及びそれらの倍数であり、例えば７０Ｈｚはそれらの周波数帯とは重ならないため、測定試料６に７０Ｈｚの電流を印加することが挙げられる。
　また、例えば、環境ノイズが常に一定である場合、あらかじめリファレンスとして測定試料６を設置しない状態で磁気センサー１００により測定を行った後、測定試料６を設置した状態で測定を行い、その測定結果からリファレンス分を差し引くことで環境ノイズを除去することができる。
《第２の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第２の実施形態について図４Ａ‐４Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第１の実施形態の磁気センサー１００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図４Ａ‐４Ｃは、本実施形態の磁気センサー２００を示す概略構成図であり、図４Ａは、第１の磁気センサーアレイ２３０の測定試料６との対向面を示す図、図４Ｂは、磁気センサー２００の面方向から見たときの磁気センサー２００及び測定試料６を示す図、図４Ｃは、第２の磁気センサーアレイ２４０の測定試料６との対向面を示す図である。図４Ａ及び図４Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を矢印で図示している。
　第２の実施形態に係る磁気センサー２００は、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向がＸ方向及びＹ方向のいずれかであり、第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向がＸ方向及びＹ方向のいずれかである。具体的には、第１の磁気センサーアレイ２３０の支持部材２３１上に複数配列されている第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が列ごとに異なり、Ｙ方向において隣り合う第１の磁気抵抗素子１同士で検出軸の方向が互いに異なっている。同様に、第２の磁気センサーアレイ２４０の支持部材２４１上に複数配列されている第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が列ごとに異なり、Ｙ方向において隣り合う第２の磁気抵抗素子２同士で検出軸の方向が互いに異なっている。また、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっている。
　以上、第２の実施形態の構成であっても、上記第１の実施形態と同様、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　なお、上記した第２の実施形態では、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２が、Ｙ方向に隣り合う磁気抵抗素子同士で検出軸の方向が互いに異なるものとしたが、これに限られるものではない。例えば、Ｘ方向に隣り合う磁気抵抗素子同士で検出軸の方向が互いに異なるものとしても良いし、Ｘ方向及びＹ方向に隣り合う磁気抵抗素子同士で検出軸の方向が互いに異なる（いわゆる市松模様状）ものとしても良いし、検出軸の方向が異なる磁気抵抗素子が不規則に配列されているものとしても良い。
《第３の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第３の実施形態について図５Ａ‐５Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第１の実施形態の磁気センサー１００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図５Ａ‐５Ｃは、本実施形態の磁気センサー３００を示す概略構成図であり、図５Ａは、第１の磁気センサーアレイ３３０の測定試料６との対向面を示す図、図５Ｂは、磁気センサー３００の面方向から見たときの磁気センサー３００及び測定試料６を示す図、図５Ｃは、第２の磁気センサーアレイ３４０の測定試料６との対向面を示す図である。図５Ａ及び図５Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を矢印で図示している。
　第３の実施形態に係る磁気センサー３００においては、支持部材３３１上に第１の磁気抵抗素子１がＸ方向に一次元に複数配列されて第１の磁気センサーアレイ３３０が構成され、支持部材３４１上に第２の磁気抵抗素子２がＸ方向に一次元に複数配列されて第２の磁気センサーアレイ３４０が構成されている。また、全ての第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向はＸ方向で同一であり、全ての第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向はＹ方向で同一であり、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なる。
　また、磁気センサー３００は、第１及び第２の磁気センサーアレイ３３０、３４０を測定試料６に沿って、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の配列方向に直交する方向、すなわちＹ方向に走査させる走査機構３５０を備えている。走査機構３５０は、第１及び第２の磁気センサーアレイ３３０、３４０を同期させながら走査させ、これにより、磁気センサー３００は測定試料６全体の磁場分布を取得することができる。また、走査機構３５０は、第１及び第２の磁気センサーアレイ３３０、３４０の走査速度を調整可能に構成され、これにより、磁気センサー３００は走査方向における検出精度を調整することができる。
　以上、第３の実施形態によれば、第１の磁気センサーアレイ３３０が、第１の磁気抵抗素子１が一次元に複数配列され、第２の磁気センサーアレイ３４０が、第２の磁気抵抗素子２が一次元に複数配列され、第１の磁気センサーアレイ３３０及び第２の磁気センサーアレイ３４０を、測定試料に沿って、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の配列方向に直交する方向に走査させる走査機構３５０を備えるので、上記第１の実施形態と同様、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　また、第３の実施形態においても、全ての第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が同一、かつ全ての第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一であるので、第１及び第２の磁気センサーアレイ３３０、３４０に対してそれぞれ同一仕様の第１又は第２の磁気抵抗素子１、２を配列して構成することができ、製造上及び品質管理上より有利である。
　なお、上記した第３の実施形態では、第１の磁気抵抗素子１がＸ方向に検出軸を有し、第２の磁気抵抗素子２がＹ方向に検出軸を有するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、第１の磁気抵抗素子１がＹ方向に検出軸を有し、第２の磁気抵抗素子２がＸ方向に検出軸を有するものとしても良い。
《第４の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第４の実施形態について図６Ａ‐６Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第３の実施形態の磁気センサー３００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図６Ａ‐６Ｃは、本実施形態の磁気センサー４００を示す概略構成図であり、図６Ａは、第１の磁気センサーアレイ４３０の測定試料６との対向面を示す図、図６Ｂは、磁気センサー４００の面方向から見たときの磁気センサー４００及び測定試料６を示す図、図６Ｃは、第２の磁気センサーアレイ４４０の測定試料６との対向面を示す図である。図６Ａ及び図６Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を矢印で図示している。
　第４の実施形態に係る磁気センサー４００は、第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向がＸ方向及びＹ方向のいずれかであり、第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向がＸ方向及びＹ方向のいずれかである。具体的には、検出軸の方向がＸ方向又はＹ方向である第１の磁気抵抗素子１が不規則に支持部材４３１上に一次元に配列され、検出軸の方向がＸ方向又はＹ方向である第２の磁気抵抗素子２が不規則に支持部材４４１上に一次元に配列されている。ただしこの場合においても、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっている。
　以上、第４の実施形態の構成であっても、上記第３の実施形態と同様、測定試料に対して同一位置における二成分の磁場強度を検出することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　なお、上記した第４の実施形態によれば、検出軸の方向がＸ方向又はＹ方向である第１及び第２の磁気抵抗素子１、２がそれぞれ不規則に配列されているものとしたが、これに限られるものではない。例えば、検出軸の方向がＸ方向又はＹ方向である第１の磁気抵抗素子１が交互に配列され、検出軸の方向がＸ方向又はＹ方向である第２の磁気抵抗素子２が交互に配列されているものとしても良い。
《第５の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第５の実施形態について図７Ａ‐７Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第１の実施形態の磁気センサー１００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図７Ａ‐７Ｃは、本実施形態の磁気センサー５００を示す概略構成図であり、図７Ａは、第１の磁気センサーアレイ５３０の測定試料６との対向面を示す図、図７Ｂは、磁気センサー５００の面方向から見たときの磁気センサー５００及び測定試料６を示す図、図７Ｃは、第２の磁気センサーアレイ５４０の測定試料６との対向面を示す図である。図７Ａ及び図７Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を「Ｘ」、「Ｙ」又は「Ｚ」で図示しており、「Ｘ」はＸ方向を検出軸とし、「Ｙ」はＹ方向を検出軸とし、「Ｚ」はＺ方向を検出軸とすることを示している。
　第５の実施形態に係る磁気センサー５００においては、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の検出軸の方向が互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかである。具体的には、第１の磁気センサーアレイ５３０の支持部材５３１上に複数配列されている第１の磁気抵抗素子１の検出軸の方向が列ごとに異なり、Ｙ方向において隣り合う第１の磁気抵抗素子１同士で検出軸の方向が互いに異なっている。同様に、第２の磁気センサーアレイ５４０の支持部材５４１上に複数配列されている第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が列ごとに異なり、Ｙ方向において隣り合う第２の磁気抵抗素子２同士で検出軸の方向が互いに異なっている。また、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっている。
　また、磁気センサー５００は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部５６０を備えている。
　ここで、支持部材５３１上に配列される第１の磁気抵抗素子１の各位置のうち、ａ列目、ｂ行目の位置をＰａｂとするものとして以下説明する。
　磁気センサー５００により測定試料６の磁場強度を測定すると、位置Ｐ２１に配置される第１の磁気抵抗素子１によりＹ方向の磁場強度を検出することができ、これに対向する第２の磁気抵抗素子２によりＺ方向の磁場強度を検出することができるが、位置Ｐ２１におけるＸ方向の磁場強度は検出されない。そこで、制御部５６０は、例えば、位置Ｐ１１に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度と、位置Ｐ３１に配置される第１の磁気抵抗素子１に対向する第２の磁気抵抗素子２により検出されたＸ方向の磁場強度との平均値を、位置Ｐ２１におけるＸ方向の磁場強度として取得する。同様にして、制御部５６０は、各位置におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の磁場強度を取得する。
　これに対し、磁気センサーが第１の磁気センサーアレイ５３０のみで構成される場合、位置Ｐ２１におけるＸ方向の磁場強度は、位置Ｐ１１及びＰ４１に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度から補間する必要がある。したがって、対象の位置（例えば位置Ｐ２１）から離れた位置（例えば位置Ｐ４１）の磁場強度に基づいて各位置の磁場強度を補間する必要があるのに対し、本実施形態に係る磁気センサー５００によればより近い位置の磁場強度に基づいて各位置の磁場強度を補間することができるため、より精度の高い磁場情報が得られる。
　以上、第５の実施形態によれば、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかであり、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部５６０を備えるので、測定試料に対して同一位置における三成分の磁場強度を取得することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　なお、上記した第５の実施形態では、隣接する第１及び第２の磁気抵抗素子により検出される磁場強度の平均値を算出することで磁場強度を補間するものとしたが、これに限られるものではなく、磁場強度の補間のための計算方法はいずれであっても良いし、磁場強度の補間を行わないものとしても良い。
《第６の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第６の実施形態について図８Ａ‐８Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第５の実施形態の磁気センサー５００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図８Ａ‐８Ｃは、本実施形態の磁気センサー６００を示す概略構成図であり、図８Ａは、第１の磁気センサーアレイ６３０の測定試料６との対向面を示す図、図８Ｂは、磁気センサー６００の面方向から見たときの磁気センサー６００及び測定試料６を示す図、図８Ｃは、第２の磁気センサーアレイ６４０の測定試料６との対向面を示す図である。図８Ａ及び図８Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を「Ｘ」、「Ｙ」又は「Ｚ」で図示しており、「Ｘ」はＸ方向を検出軸とし、「Ｙ」はＹ方向を検出軸とし、「Ｚ」はＺ方向を検出軸とすることを示している。
　第６の実施形態に係る磁気センサー６００においては、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の検出軸の方向が互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかである。具体的には、第１の磁気センサーアレイ６３０の支持部材６３１上に、Ｘ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１及びＹ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１が交互に配列された列と、Ｚ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１が配列された列とが、Ｙ方向において交互に配列されている。同様に、第２の磁気センサーアレイ６４０の支持部材６４１上に、Ｘ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２及びＹ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２が交互に配列された列と、Ｚ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２が配列された列とが、Ｙ方向において交互に配列されている。また、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっている。
　また、磁気センサー６００は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部６６０を備えている。
　ここで、支持部材６３１上に配列される第１の磁気抵抗素子１の各位置のうち、ａ列目、ｂ行目の位置をＰａｂとするものとして以下説明する。
　磁気センサー６００により測定試料６の磁場強度を測定すると、位置Ｐ３２に配置される第１の磁気抵抗素子１によりＹ方向の磁場強度を検出することができ、これに対向する第２の磁気抵抗素子２によりＺ方向の磁場強度を検出することができるが、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度は検出されない。そこで、制御部６６０は、例えば、位置Ｐ３１及びＰ３３に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度と、位置Ｐ２２及びＰ４２に配置される第１の磁気抵抗素子１に対向する第２の磁気抵抗素子２により検出されたＸ方向の磁場強度との平均値を、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度として取得する。同様にして、制御部６６０は、各位置におけるＸ、Ｙ方向の磁場強度を取得する。
　これに対し、磁気センサーが第１の磁気センサーアレイ６３０のみで構成される場合、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度は、位置Ｐ３１及びＰ３３に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度から補間する必要がある。したがって、少数の検出値に基づいて各位置の磁場強度を補間する必要があるのに対し、本実施形態に係る磁気センサー６００によればより多くの検出値に基づいて各位置の磁場強度を補間することができるため、より精度の高い磁場情報が得られる。また、第１の磁気センサーアレイ６３０のみで構成される場合、Ｚ方向の磁場強度についても補間する必要があるが、本実施形態に係る磁気センサー６００によればＺ方向の磁場強度は各位置で検出できるため補間する必要がない。
　以上、第６の実施形態によれば、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかであり、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部６６０を備えるので、測定試料に対して同一位置における三成分の磁場強度を取得することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　なお、上記した第６の実施形態では、隣接する第１及び第２の磁気抵抗素子により検出される磁場強度の平均値を算出することで磁場強度を補間するものとしたが、これに限られるものではなく、磁場強度の補間のための計算方法はいずれであっても良いし、磁場強度の補間を行わないものとしても良い。
《第７の実施形態》
　本発明の磁気センサーの第７の実施形態について図９Ａ‐９Ｃを参照して以下説明する。以下に説明する以外の構成は上記第５の実施形態の磁気センサー５００と略同様であるため、同一の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
　図９Ａ‐９Ｃは、本実施形態の磁気センサー７００を示す概略構成図であり、図９Ａは、第１の磁気センサーアレイ７３０の測定試料６との対向面を示す図、図９Ｂは、磁気センサー７００の面方向から見たときの磁気センサー７００及び測定試料６を示す図、図９Ｃは、第２の磁気センサーアレイ７４０の測定試料６との対向面を示す図である。図９Ａ及び図９Ｃに、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２のそれぞれの検出軸の方向を「Ｘ」、「Ｙ」又は「Ｚ」で図示しており、「Ｘ」はＸ方向を検出軸とし、「Ｙ」はＹ方向を検出軸とし、「Ｚ」はＺ方向を検出軸とすることを示している。
　第７の実施形態に係る磁気センサー７００においては、第１及び第２の磁気抵抗素子１、２の検出軸の方向が互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかである。具体的には、第１の磁気センサーアレイ７３０の支持部材７３１上に、Ｘ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１、Ｙ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１及びＺ方向を検出軸とする第１の磁気抵抗素子１が交互に配列された列が、同一方向の検出軸の第１の磁気抵抗素子１が隣り合わないようにＹ方向に複数列配列されている。同様に、第２の磁気センサーアレイ７４０の支持部材７４１上に、Ｘ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２、Ｙ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２及びＺ方向を検出軸とする第２の磁気抵抗素子２が交互に配列された列が、同一方向の検出軸の第２の磁気抵抗素子２が隣り合わないようにＹ方向に複数列配列されている。また、対向する第１の磁気抵抗素子１と第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が異なっている。
　また、磁気センサー７００は、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部７６０を備えている。
　ここで、支持部材７３１上に配列される第１の磁気抵抗素子１の各位置のうち、ａ列目、ｂ番目の位置をＰａｂとするものとして以下説明する。
　磁気センサー７００により測定試料６の磁場強度を測定すると、位置Ｐ３２に配置される第１の磁気抵抗素子１によりＹ方向の磁場強度を検出することができ、これに対向する第２の磁気抵抗素子２によりＺ方向の磁場強度を検出することができるが、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度は検出されない。そこで、制御部７６０は、例えば、位置Ｐ２２、Ｐ３１及びＰ４２に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度と、位置Ｐ２１、Ｐ３３及びＰ４１に配置される第１の磁気抵抗素子１に対向する第２の磁気抵抗素子２により検出されたＸ方向の磁場強度との平均値を、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度として取得する。同様にして、制御部７６０は、各位置におけるＸ、Ｙ、Ｚ方向の磁場強度を取得する。
　これに対し、磁気センサーが第１の磁気センサーアレイ７３０のみで構成される場合、位置Ｐ３２におけるＸ方向の磁場強度は、位置Ｐ２２、Ｐ３１及びＰ４２に配置される第１の磁気抵抗素子１により検出されたＸ方向の磁場強度から補間する必要がある。したがって、少数の検出値に基づいて各位置の磁場強度を補間する必要があるのに対し、本実施形態に係る磁気センサー７００によればより多くの検出値に基づいて各位置の磁場強度を補間することができるため、より精度の高い磁場情報が得られる。
　以上、第７の実施形態によれば、第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸の方向が、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向のいずれかであり、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向のうち、対向する一対の第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子１及び第２の磁気抵抗素子２により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部７６０を備えるので、測定試料に対して同一位置における三成分の磁場強度を取得することができ、測定試料の磁場分布を高い空間分解能で検出することができる。
　なお、上記した第７の実施形態では、隣接する第１及び第２の磁気抵抗素子により検出される磁場強度の平均値を算出することで磁場強度を補間するものとしたが、これに限られるものではなく、磁場強度の補間のための計算方法はいずれであっても良いし、磁場強度の補間を行わないものとしても良い。
　本発明は、磁気センサーに利用することができる。
　１　　　第１の磁気抵抗素子
　２　　　第２の磁気抵抗素子
　３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０　第１の磁気センサーアレイ
　４０、２４０、３４０、４４０、５４０、６４０、７４０　第２の磁気センサーアレイ
　１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００　磁気センサー
　３５０　走査機構
　５６０、６６０、７６０　制御部

Claims (11)

  1. 　平面型の第１の磁気抵抗素子が一次元又は二次元に複数配列された第１の磁気センサーアレイと、測定試料を挟んで前記第１の磁気センサーアレイの前記第１の磁気抵抗素子の各々と対向して平面型の第２の磁気抵抗素子が一次元又は二次元に複数配列された第２の磁気センサーアレイと、を備え、
    　対向する前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が異なる磁気センサー。
  2. 　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、第１の方向、第２の方向及び第３の方向のいずれかである請求項１に記載の磁気センサー。
  3. 　前記第１の磁気抵抗素子と前記第２の磁気抵抗素子とは同数配列されている請求項１又は２に記載の磁気センサー。
  4. 　前記第１の磁気センサーアレイから前記測定試料までの距離と、前記第２の磁気センサーアレイから前記測定試料までの距離とが等しい請求項１から３のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  5. 　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、それらの配列方向に平行である請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  6. 　全ての前記第１の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一であり、全ての前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向が同一である請求項１から５のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  7. 　前記第１の磁気抵抗素子の検出軸の方向が、当該第１の磁気抵抗素子に対向して配置される前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向に対して直交する請求項１から６のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  8. 　前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸の方向は、互いに直交する第１の方向、第２の方向及び第３の方向のいずれかであり、
    　前記第１の方向、前記第２の方向及び前記第３の方向のうち、対向する一対の前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の検出軸と異なる方向の磁場強度を、隣接する第１の磁気抵抗素子及び第２の磁気抵抗素子により検出される当該方向の磁場強度に基づいて補間する制御部を備える請求項１から４のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  9. 　前記第１の磁気センサーアレイにおいて、前記第１の磁気抵抗素子は一次元に複数配列され、
    　前記第２の磁気センサーアレイにおいて、前記第２の磁気抵抗素子は一次元に複数配列されている請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサー。
  10. 　前記第１の磁気センサーアレイ及び前記第２の磁気センサーアレイを、前記測定試料に沿って、前記第１の磁気抵抗素子及び前記第２の磁気抵抗素子の配列方向に直交する方向に走査させる走査機構を備える請求項９に記載の磁気センサー。
  11. 　前記第１の磁気センサーアレイにおいて、前記第１の磁気抵抗素子は二次元に複数配列され、
    　前記第２の磁気センサーアレイにおいて、前記第２の磁気抵抗素子は二次元に複数配列されている請求項１から８のいずれか一項に記載の磁気センサー。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021032765A (ja) * 2019-08-27 2021-03-01 横河電機株式会社 電流測定装置
CN112863042A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 中钞印制技术研究院有限公司 磁性特征检测装置和方法
WO2024070113A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 横河電機株式会社 センサ装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002238869A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Hitachi Ltd 生体磁場計測装置
WO2004017102A2 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Brown University Research Foundation Scanning magnetic microscope having improved magnetic sensor
JP2012152515A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc 磁気センサおよびそれを用いる生体磁気計測装置
JP2015118067A (ja) * 2013-12-20 2015-06-25 アルプス電気株式会社 磁気検知装置
JP2016217930A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 セイコーエプソン株式会社 磁気計測システム
JP2017003345A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 シャープ株式会社 磁場検出装置
JP2017026312A (ja) * 2013-12-02 2017-02-02 コニカミノルタ株式会社 三次元磁気センサー

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002238869A (ja) * 2001-02-21 2002-08-27 Hitachi Ltd 生体磁場計測装置
WO2004017102A2 (en) * 2002-08-16 2004-02-26 Brown University Research Foundation Scanning magnetic microscope having improved magnetic sensor
JP2012152515A (ja) * 2011-01-28 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc 磁気センサおよびそれを用いる生体磁気計測装置
JP2017026312A (ja) * 2013-12-02 2017-02-02 コニカミノルタ株式会社 三次元磁気センサー
JP2015118067A (ja) * 2013-12-20 2015-06-25 アルプス電気株式会社 磁気検知装置
JP2016217930A (ja) * 2015-05-22 2016-12-22 セイコーエプソン株式会社 磁気計測システム
JP2017003345A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 シャープ株式会社 磁場検出装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021032765A (ja) * 2019-08-27 2021-03-01 横河電機株式会社 電流測定装置
WO2021039755A1 (ja) * 2019-08-27 2021-03-04 横河電機株式会社 電流測定装置、電流測定方法、及びコンピュータ読み取り可能な非一時的記録媒体
JP7040503B2 (ja) 2019-08-27 2022-03-23 横河電機株式会社 電流測定装置
CN112863042A (zh) * 2021-01-08 2021-05-28 中钞印制技术研究院有限公司 磁性特征检测装置和方法
CN112863042B (zh) * 2021-01-08 2023-05-09 中钞印制技术研究院有限公司 磁性特征检测装置和方法
WO2024070113A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 横河電機株式会社 センサ装置

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