JP7319683B2 - 磁気センサ及び診断装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気センサ及び診断装置に関する。

磁性層を用いた磁気センサがある。磁気センサを用いた診断装置がある。磁気センサにおいて、感度の向上が望まれる。

特開２０１８－１５５７１９号公報

本発明の実施形態は、感度の向上が可能な磁気センサ及び診断装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、磁気センサは、第１素子部、第１導電部材、第２導電部材、第１回路、第２回路、第１磁性部材及び第２磁性部材を含む。前記第１素子部は、第１磁気素子、第２磁気素子、第３磁気素子及び第４磁気素子を含む。前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含む。前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含む。前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含む。前記第４磁気素子は、第４端部及び前記第４他端部を含む。第１方向において前記第４端部と前記第１他端部との間に前記第４他端部がある。前記第１方向において前記第４他端部と前記第１他端部との間に前記第３端部がある。前記第１方向において前記第３端部と前記第１他端部との間に前記第３他端部がある。前記第１方向において前記第３他端部と前記第１他端部との間に前記第２端部がある。前記第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部がある。前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部がある。前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続される。前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続される。前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続される。前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続される、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含む。前記第１部分から第２部分への方向は、前記第１方向に沿う。前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にある。前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含む。前記第４部分から第５部分への方向は、前記第１方向に沿う。前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にある。前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続される。前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続される。前記第１回路は、前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能である。前記第２回路は、前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に第２電流を供給可能である。前記第１磁性部材は、第１磁性端部及び第２磁性端部を含む。前記第２磁性部材は、第３磁性端部及び第４磁性端部を含む。前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿う。前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にある。前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にある。前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れる。前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる。

図１（ａ）～図１（ｅ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図４は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図５（ａ）～図５（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。 図６（ａ）～図６（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図９（ａ）～図９（ｃ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。 図１２は、第４実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１３は、実施形態に係る磁気センサの応用例を示す模式的斜視図である。 図１４は、実施形態に係る磁気センサの応用例を示す模式的平面図である。 図１５は、実施形態に係る磁気センサ及び診断装置を示す模式図である。 図１６は、実施形態に係る磁気センサを示す模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１実施形態）
図１（ａ）～図１（ｅ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図１（ａ）は、磁気センサの一部を例示する平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１－Ａ１線断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＡ２－Ａ２線断面図である。図１（ｄ）は、図１（ａ）のＡ３－Ａ３線断面図である。図１（ｅ）は、図１（ａ）のＡ４－Ａ４線断面図である。
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。
これらの図において、図を見やすくするために、一部の要素が適宜省略される。

図１（ａ）～図１（ｅ）、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１１０は、第１素子部１０Ｐ、第１導電部材２１、第２導電部材２２、第１回路７１及び第２回路７２を含む。第１回路７１及び第２回路７２は、例えば、回路部７０に含まれて良い。

第１素子部１０Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅを含む。

図２（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１端部１１ｅ及び第１他端部１１ｆを含む。第２磁気素子１２Ｅは、第２端部１２ｅ及び第２他端部１２ｆを含む。第３磁気素子１３Ｅは、第３端部１３ｅ及び第３他端部１３ｆを含む。第４磁気素子１４Ｅは、第４端部１４ｅ及び第４他端部１４ｆを含む。

第１方向において、第４端部１４ｅと第１他端部１１ｆとの間に第４他端部１４ｆがある。

第１方向をＹ軸方向とする。Ｙ軸方向に対して垂直な１つの方向をＺ軸方向とする。Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対して垂直な方向をＸ軸方向とする。

第１方向において、第４他端部１４ｆと第１他端部１１ｆとの間に第３端部１３ｅがある。第１方向において、第３端部１３ｅと第１他端部１１ｆとの間に第３他端部１３ｆがある。第１方向において、第３他端部１３ｆと第１他端部１１ｆとの間に第２端部１２ｅがある。第１方向において、第２端部１２ｅと第１他端部１１ｆとの間に第２他端部１２ｆがある。第１方向において、第２他端部１２ｆと第１他端部１１ｆとの間に第１端部１１ｅがある。

第１端部１１ｅは、第２他端部１２ｆと電気的に接続される。第３端部１３ｅは、第４他端部１４ｆと電気的に接続される。第１他端部１１ｆは、第３他端部１３ｆと電気的に接続される。第２端部１２ｅは、第４端部１４ｅと電気的に接続される。これらの電気的な接続は、接続部材１８ａ～１８ｄなどにより行われる。

図２（ａ）に示すように、第１導電部材２１は、第１部分２１ａ、第２部分２１ｂ及び第３部分２１ｃを含む。第１部分２１ａから第２部分２１ｂへの方向は、第１方向（例えばＹ軸方向））に沿う。第３部分２１ｃは、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間にある。

第２導電部材２２は、第４部分２２ｄ、第５部分２２ｅ及び第６部分２２ｆを含む。第４部分２２ｄから第５部分２２ｅへの方向は、第１方向（例えばＹ軸方向）に沿う。第６部分２２ｆは、第４部分２２ｄと第５部分２２ｅとの間にある。第１部分２１ａは、第４部分２２ｄと電気的に接続される。第２部分２１ｂは、第５部分２２ｅと電気的に接続される。これらの電気的な接続は、接続部材２８ｃ及び２８ｄなどにより行われる。

図１（ｂ）～図１（ｅ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅは、第１方向と交差する第２方向において、第１導電部材２１と重なる。第２方向は、例えばＺ軸方向である。第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第２導電部材２２と重なる。

図２（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１導電部材２１の第３部分２１ｃと第２部分２１ｂとの間の部分と重なる。第２磁気素子１２Ｅは、第１導電部材２１の第１部分２１ａと第３部分２１ｃとの間の部分と重なる。第３磁気素子１３Ｅは、第２導電部材２２の第６部分２２ｆと第５部分２２ｅとの間の部分と重なる。第４磁気素子１４Ｅは、第２導電部材２２の第４部分２２ｄと第６部分２２ｆとの間の部分と重なる。

図２（ａ）に示すように、第１回路７１は、第３部分２１ｃ及び記第６部分２２ｆと電気的に接続される。第１回路７１は、第３部分２１ｃと第６部分２２ｆとの間に交流成分を含む第１電流Ｉ１を供給可能である。例えば、第１回路７１は、接続部材２８ａにより、第３部分２１ｃと電気的に接続される。例えば、第１回路７１は、接続部材２８ｂにより、第６部分２２ｆと電気的に接続される。

図２（ａ）に示すように、例えば、交流成分を含む第１電流Ｉ１が正のとき、第１電流Ｉ１の一部は、第３部分２１ｃから第１部分２１ａの向きに流れる。第１電流Ｉ１の一部は、第３部分２１ｃから第２部分２１ｂへの向きに流れる。第１電流Ｉ１の一部は、第４部分２２ｄから第６部分２２ｆへの向きに流れる。第１電流Ｉ１の一部は、第５部分２２ｅから第６部分２２ｆへの向きに流れる。交流成分を含む第１電流Ｉ１が負のときの第１電流Ｉ１の向きは、第１電流Ｉ１が正のときの第１電流Ｉ１の向きと逆である。

図２（ａ）に示すように、第２回路７２は、第１接続点ＣＰ１及び第２接続点ＣＰ２と電気的に接続される。第１接続点ＣＰ１は、第１他端部１１ｆ及び第３他端部１３ｆの接続点である。第２接続点ＣＰ２は、第２端部１２ｅ及び第４端部１４ｅの接続点である。例えば、第２回路７２は、接続部材ＬＣＰ１により、第１接続点ＣＰ１と電気的に接続される。例えば、第２回路７２は、接続部材ＬＣＰ２により、第２接続点ＣＰ２と電気的に接続される。第２回路７２は、第１接続点ＣＰ１と第２接続点ＣＰ２との間に第２電流Ｉ２を供給可能である。

磁気センサ１１０において、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれの電気抵抗は、検出対象の外部磁界に応じて変化する。第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅは、ブリッジ接続されている。ノイズの影響が抑制される。磁気センサ１１０においては、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。第１素子部１０ＰのＸ軸方向の幅は、小さい。例えば、Ｘ軸方向に沿う解像度を高めることができる。検出対象の外部磁界のＸ軸方向に沿う変化を高い感度で検出可能である、実施形態によれば、感度の向上が可能な磁気センサを提供できる。例えば、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれの電気抵抗は、Ｘ軸方向の成分を有する外部磁界に応じて変化する。

後述するように、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれの電気抵抗は、外部磁界に対して実質的に偶関数で変化する。第１導電部材２１及び第２導電部材２２に流れる第１電流Ｉ１（交流成分）により生じる磁界（電流磁界）がこれらの磁気素子に印加される。第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれに印加される電流磁界の向き（位相）が、互いに異なる。互いに異なる極性の電流磁界が印加される４つの磁気素子がブリッジ接続されることで、例えば、ノイズの影響がより抑制されて外部磁界を高い感度で検出できる。

例えば、第１導電部材２１を流れる第１電流Ｉ１による電流磁界が、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅに印加される。同じ時刻において、第１磁気素子１１Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）は、第２磁気素子１２Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）と逆である。第２導電部材２２を流れる第１電流Ｉ１による電流磁界が、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅに印加される。同じ時刻において、第３磁気素子１３Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）は、第４磁気素子１４Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）と逆である。

同じ時刻において、第１磁気素子１１Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）は、第３磁気素子１３Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）と逆である。同じ時刻において、第２磁気素子１２Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）は、第４磁気素子１４Ｅに印加される電流磁界の向き（位相）と逆である。

このような４つの磁気素子がブリッジ接続されることで、交流成分を含む第１電流Ｉ１による不要なノイズ成分を抑制できる。

以下、磁気素子の構成の例について説明する。
図１（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１と、第１対向磁性層１１ｏと、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられた第１非磁性層１１ｎと、を含む。第１磁性層１１から第１対向磁性層１１ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。図１（ｃ）に示すように、第２磁気素子１２Ｅは、第２磁性層１２と、第２対向磁性層１２ｏと、第２磁性層１２と第２対向磁性層１２ｏとの間に設けられた第２非磁性層１２ｎと、を含む。第２磁性層１２から第２対向磁性層１２ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。

図１（ｄ）に示すように、第３磁気素子１３Ｅは、第３磁性層１３と、第３対向磁性層１３ｏと、第３磁性層１３と第３対向磁性層１３ｏとの間に設けられた第３非磁性層１３ｎと、を含む。第３磁性層１３から第３対向磁性層１３ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。図１（ｅ）に示すように、第４磁気素子１４Ｅは、第４磁性層１４と、第４対向磁性層１４ｏと、第４磁性層１４と第４対向磁性層１４ｏとの間に設けられた第４非磁性層１４ｎと、を含む。第４磁性層１４から第４対向磁性層１４ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。

１つの例において、第１～第４磁性層１１～１４は、磁化自由層及び参照層の一方である。このとき、第１～第４対向磁性層１１ｏ～１４ｏは、磁化自由層及び参照層の他方である。例えば、外部磁界がないときに、磁化自由層及び参照層のそれぞれの磁化は、Ｙ軸方向に沿う。磁気素子に外部磁界が印加されると磁化自由層の磁化の向きが、外部磁界に応じて変化する。磁化自由層の磁化の向きと、参照の磁化の向きと、の間の角度が外部磁界に応じて変化する。角度の変化により電気抵抗の変化が生じる。

第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅが上記のような構成を有することで、例えば、磁気素子の電気抵抗に変化は、外部磁界に対して実質的に偶関数になり易い。

以下、磁気素子における電気抵抗の変化の例について説明する。以下では、１つの磁気素子（第１磁気素子１１Ｅ）について説明する。

図４は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図４の横軸は、第１磁気素子１１Ｅに印加される外部磁界Ｈｅｘの強度である。縦軸は、第１磁気素子１１Ｅの間の電気抵抗Ｒｘである。図４は、Ｒ－Ｈ特性に対応する。

図４に示すように、電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに印加される磁界（外部磁界Ｈｅｘ、例えば、Ｘ軸方向の磁界）に対して偶関数の特性を有する。例えば、電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第１磁界Ｈｅｘ１が印加されたときに第１値Ｒ１である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第２磁界Ｈｅｘ２が印加されたときに第２値Ｒ２である。電気抵抗Ｒｘは、第１磁気素子１１Ｅに第３磁界Ｈｅｘ３が印加されたときに第３値Ｒ３である。第１磁界Ｈｅｘ１の絶対値は、第２磁界Ｈｅｘ２の絶対値よりも小さく、第３磁界Ｈｅｘ３の絶対値よりも小さい。例えば、第１磁界Ｈｅｘ１は、実質的に０である。第２磁界Ｈｅｘ２の向きは、第３磁界Ｈｅｘ３の向きと逆である。第１値Ｒ１は、第２値Ｒ２よりも小さく、第３値Ｒ３よりも小さい。

以下では、第１電流Ｉ１は交流電流であり、直流成分を実質的に含まない場合の例について説明する。第１導電部材２１に第１電流Ｉ１（交流電流）が供給され、交流電流による交流磁界が第１磁気素子１１Ｅに印加される。このときの電気抵抗Ｒｘの変化の例について説明する。

図５（ａ）～図５（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気センサの特性を例示するグラフ図である。
図５（ａ）は、第１磁気素子１１Ｅに印加される信号磁界Ｈｓｉｇ（外部磁界）が０のときの特性を示す。図５（ｂ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが正のときの特性を示す。図５（ｃ）は、信号磁界Ｈｓｉｇが負のときの特性を示す。これらの図は、磁界Ｈと抵抗Ｒ（電気抵抗Ｒｘに対応）との関係を示す。

図５（ａ）に示すように、信号磁界Ｈｓｉｇが０のときは、抵抗Ｒは、正負の磁界Ｈに対して対称な特性を示す。交流磁界Ｈａｃがゼロのときに、抵抗Ｒは、低抵抗Ｒｏである。例えば磁化自由層の磁化が、正負の磁界Ｈに対して実質的に同じように回転する。このため、対称な抵抗増大特性が得られる。交流磁界Ｈａｃに対する抵抗Ｒの変動は、正負の極性で同じ値になる。抵抗Ｒの変化の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期の１／２倍となる。抵抗Ｒの変化は、交流磁界Ｈａｃの周波数成分を実質的に有しない。

図５（ｂ）に示すように、正の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、正の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒが大きくなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは小さくなる。

図５（ｃ）に示すように、負の信号磁界Ｈｓｉｇが加わると、抵抗Ｒの特性は、負の磁界Ｈの側にシフトする。正側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒが小さくなる。負側の交流磁界Ｈａｃにおいて、抵抗Ｒは大きくなる。

所定の大きさの信号磁界Ｈｓｉｇが加わったときに、交流磁界Ｈａｃの正負に対して、互いに異なる抵抗Ｒの変動が生じる。交流磁界Ｈａｃの正負に対する抵抗Ｒの変動の周期は、交流磁界Ｈａｃの周期と同じである。信号磁界Ｈｓｉｇに応じた交流周波数成分の出力電圧が発生する。

信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化しない場合に上記の特性が得られる。信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合は、以下となる。信号磁界Ｈｓｉｇの周波数を信号周波数ｆｓｉｇとする。交流磁界Ｈａｃの周波数を交流周波数ｆａｃとする。このとき、ｆａｃ±ｆｓｉｇの周波数において、信号磁界Ｈｓｉｇに応じた出力が発生する。

信号磁界Ｈｓｉｇが時間的に変化する場合において、信号周波数ｆｓｉｇは、例えば、１ｋＨｚ以下である。一方、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇよりも十分に高い。例えば、交流周波数ｆａｃは、信号周波数ｆｓｉｇの１０倍以上である。

例えば、磁気センサ１１０を用いて生体から生じる磁界を検出する用途がある。このような生体磁場（例えば、脳磁、心磁、または、神経細胞など）を検出する場合には、信号周波数ｆｓｉｇは、１ｋＨｚ以下となる。この場合、交流周波数ｆａｃは、例えば、１００ｋＨｚ以上である。

例えば、第２～第４磁気素子１２Ｅ～１４Ｅにおいても、上記の第１磁気素子１１Ｅと同様の動作特性が得られる。実施形態に係る磁気センサ１１０においては、このような特性を用いて、検出対象である外部磁界Ｈｅｘ（信号磁界Ｈｓｉｇ）を高い感度で検出することができる。第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅがブリッジ接続されることで、より高い感度が得られる。

図４の例では、外部磁界Ｈｅｘが０のときに電気抵抗Ｒｘが最低である。実施形態において、外部磁界Ｈｅｘが０のときに電気抵抗Ｒｘが最高であり、外部磁界Ｈｅｘの絶対値が大きくなると、電気抵抗Ｒｘが減少しても良い。例えば、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に反平行の磁気結合が作用する場合に、このようなＲ－Ｈ特性が得られる。例えば、第１非磁性層１１ｎの材料と、第１非磁性層１１ｎの厚さと、の組み合わせにより、このような特性が得られる。例えば、第１非磁性層１１ｎがＣｕを含む場合、第１非磁性層１１ｎの厚さが、約２ｎｍ（例えば１．７ｎｍ以上２．３ｎｍ以下）のときにこのような特性が得られる。

図２（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０は、第３回路７３をさらに含んでも良い。第３回路７３は、第３接続点ＣＰ３及び第４接続点ＣＰ４と電気的に接続される。第３接続点ＣＰ３は、第２端部１２ｅ及び第４端部１４ｅの接続点である。第４接続点ＣＰ４は、第１他端部１１ｆ及び第３他端部１３ｆの接続点である。第３回路７３は、第３接続点ＣＰ３と第４接続点ＣＰ４との間の電位の変化ΔＶを検出可能である。第３回路７３によりブリッジ回路の２つの中点の間の電位の変化ΔＶを検出することで、外部磁界をより高い感度で検出できる。第３回路７３は、例えば、回路部７０に含まれても良い。

図１（ｂ）～図１（ｅ）、及び、図３（ａ）に示すように、磁気センサ１１０は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁性部材５１は、第１磁性端部５１ａ及び第２磁性端部５１ｂを含む。第２磁性部材５２は、第３磁性端部５２ｃ及び第４磁性端部５２ｄを含む。

第１磁性端部５１ａから第４磁性端部５２ｄへの方向は、第３方向に沿う。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面と交差する。第３方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第２磁性端部５１ｂは、第３方向において、第１磁性端部５１ａと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において、第２磁性端部５１ｂと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において第２磁性端部５１ｂから離れる。

第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の領域６６と重なる。

この例では、絶縁部材６５が設けられる。絶縁部材６５は、第１素子部１０Ｐ、第１導電部材２１、第２導電部材２２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２との間を互いに電気的に絶縁する。この例では、第１磁性部材５１と第２磁性部材５２との間の領域６６は、絶縁部材６５の一部である。

第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２は、例えば、ＭＦＣ（Magnetic Field Concentrator）として機能する。ＭＦＣは、例えば、検出対象の外部磁界を集める。集められた外部磁界が、磁気素子に効率良く印加される。より高い感度が得られる。

磁気センサ１１０においては、ＭＦＣの１つのペアに、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅが設けられる。これにより、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれに別のＭＦＣのペアが設けられる場合に比べて、より高い精度の検出が可能になる。例えば、磁性部材のばらつきなどの影響が抑制される。例えば、磁性部材と磁気素子との間の距離のばらつきの影響などが抑制される。例えば、導電部材を流れる交流成分を含む第１電流Ｉ１による周波数成分が、検出信号に残り難くなる。これにより、検出対象の信号のピークと、交流の周波数成分と、が分離し易くなる。

例えば、２つのＭＦＣの間のＸ軸方向に沿った距離（間隙）が狭まり、Ｘ軸方向に沿う検出磁界の収束効率が向上する。例えば、２つのＭＦＣにより、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅに印加される磁界の均一性は高い。例えば、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれに別のＭＦＣのペアが設けられる場合に比べて、収束外乱磁界変動に起因したノイズの増大を抑制できる。実施形態によれば、感度の向上およびノイズの低減が可能な磁気センサを提供できる。

図１（ｂ）～図１（ｅ）に示すように、例えば、第１導電部材２１及び第２導電部材２２は、第２方向（例えば、Ｚ軸方向）において、上記の間の領域６６と重なる。

図１（ｂ）～図１（ｅ）、及び、図３（ｂ）に示すように、磁気センサ１１０は、第１導電層６１をさらに含んでも良い。この例では、磁気センサ１１０は、第４回路７４をさらに含む。第４回路７４は、例えば、回路部７０に含まれても良い。

図３（ｂ）に示すように、第１導電層６１は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。図１（ｂ）～図１（ｅ）に示すように、第１導電層６１は、例えば、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅと重なる。第４回路７４は、第１導電層６１に第３電流Ｉ３を供給可能である。

例えば、第１導電層６１は、第１導電端部６１ａと第２導電端部６１ｂとを含む。第１導電端部６１ａから第２導電端部６１ｂへの方向は、Ｙ軸方向に沿う。例えば、接続部材６１ａＬにとり、第１導電端部６１ａと第４回路７４とが電気的に接続される。例えば、接続部材６１ｂＬにとり、第１導電端部６１ｂと第４回路７４とが電気的に接続される。

例えば、第４回路７４による第３電流Ｉ３により、例えば、外部に存在するノイズの影響（例えば地磁気などの影響）が抑制できる。より高い感度が得易くなる。

磁気センサ１１０において、例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗、第２磁気素子１２Ｅの電気抵抗、第３磁気素子１３Ｅの電気抵抗、及び、第４磁気素子１４Ｅの電気抵抗は、第３電流Ｉ３の変化に応じて変化する。

例えば、第１～第４磁性層１１～１４に、第１導電層６１から生じる同じ電流磁界が加わる。例えば、ＭＦＣにより検出磁界に加えて外乱磁界も集められる。集められた外乱磁界が、第１～第４磁性層１１～１４に加わる。例えば、第４回路７４から供給される第３電流Ｉ３を調整することにより、外乱磁界の影響を抑制できる。例えば、第１導電部材２１及び第２導電部材２２を流れる交流成分を含む第１電流Ｉ１に起因する周波数成分が、検出信号に残り難くなる。例えば、検出対象の信号のピークと、交流の周波数成分と、が分離し易くなる。

図３（ｂ）に示すように、第１磁性端部５１ａのＸ軸方向における位置、及び、第４磁性端部５２ｄのＸ軸方向における位置は、第１導電層６１のＸ軸方向における一方の端部６１ｐのＸ軸方向における位置と、第１導電層６１のＸ軸方向における他方の端部６１ｑのＸ軸方向における位置と、の間にある。第１導電層６１に流れる第３電流Ｉ３による磁界が、より均一に第１～第４磁性素子１１Ｅ～１４Ｅに印加される。外部に存在するノイズの影響をより安定して抑制できる。例えば、第１導電層６１のＸ軸方向に沿う長さは、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１１ＥのＸ軸方向に沿う長さよりも長い。例えば、第１導電層６１のＸ軸方向に沿う長さは、ＭＦＣのペアのＸ軸方向に沿う長さよりも長い。

図１（ａ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う第１長さＬ１と、第３方向（例えばＸ軸方向）に沿う第１交差長さＷ１と、を有する。第１交差長さＷ１は、例えば幅である。第１長さＬ１は、第１交差長さＷ１よりも長い。第２磁気素子１２Ｅは、第１方向に沿う第２長さＬ２と、第３方向に沿う第２交差長さＷ２と、を有する。第２交差長さＷ２は、例えば幅である。第２長さＬ２は、第２交差長さＷ２よりも長い。第３磁気素子１３Ｅは、第１方向に沿う第３長さＬ３と、第３方向に沿う第３交差長さＷ３と、を有する。第３交差長さＷ３は、例えば幅である。第３長さＬ３は、第３交差長さＷ３よりも長い。第４磁気素子１４Ｅは、第１方向に沿う第４長さＬ４と、第３方向に沿う第４交差長さＷ４と、を有する。第４交差長さＷ４は、例えば幅である。第４長さＬ４は、４交差長さＷ４よりも長い。

このような形状により、第１～第４磁性層１１～１４の磁化は、Ｙ軸方向に沿い易くなる。第１～第４対向磁性層１１ｏ～１４ｏの磁化は、Ｙ軸方向に沿い易くなる。例えば、偶関数の特性が得やすくなる。

図３（ａ）に示すように、第１～第４長さＬ１～Ｌ４の少なくとも１つは、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の距離（ギャップ長）よりも長い。例えば、磁性層における安定した磁化が得られる。狭ギャップ長により、高密度の外部磁界を磁気素子に印加できる。より高い感度が得られる。

（第２実施形態）
図６（ａ）～図６（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図６（ａ）は、磁気センサの一部を例示する平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＢ１－Ｂ１線断面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）のＢ２－Ｂ２線断面図である。

図７（ａ）、図７（ｂ）、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。
これらの図において、図を見やすくするために、一部の要素が適宜省略される。

図６（ａ）～図６（ｃ）、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１２０は、第１素子部１０Ｐ、第２素子部１０Ｑ、第１導電部材２１、第２導電部材２２、第１回路７１及び第２回路７２を含む。

図７（ｂ）に示すように、第１素子部１０Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅを含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１端部１１ｅ及び第１他端部１１ｆを含む。第２磁気素子１２Ｅは、第２端部１２ｅ及び第２他端部１２ｆを含む。第１方向（例えばＹ軸方向）において、第２端部１２ｅと第１他端部１１ｆとの間に第２他端部１２ｆがある。第１方向において、第２他端部１２ｆと第１他端部１１ｆとの間に第１端部１１ｅがある。第１端部１１ｅは、第２他端部１２ｆと電気的に接続される。

第２素子部１０Ｑは、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅを含む。第３磁気素子１３Ｅは、第３端部１３ｅ及び第３他端部１３ｆを含む。第４磁気素子１４Ｅは、第４端部１４ｅ及び第４他端部１４ｆを含む。第１方向（例えばＹ軸方向）において、第４端部１４ｅと第３他端部１３ｆとの間に第４他端部１４ｆがある。第１方向において、第４他端部１４ｆと第３他端部１３ｆとの間に第３端部１３ｅがある。第３端部１３ｅは、第４他端部１４ｆと電気的に接続される。第１他端部１１ｆは、第３他端部１３ｆと電気的に接続される。第２端部１２ｅは、第４端部１４ｅと電気的に接続される。

図６（ｂ）に示すように、第１方向と交差する第２方向において、第３磁気素子１３Ｅは第１磁気素子１１Ｅと重なる。第２方向は、例えば、Ｚ軸方向である。図６（ｃ）に示すように、第２方向において、第４磁気素子１４Ｅは第２磁気素子１２Ｅと重なる。図７（ｂ）においては、図を見やすくするために、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅの位置からシフトして描かれている。

図７（ａ）に示すように、第１導電部材２１は、第１部分２１ａ、第２部分２１ｂ及び第３部分２１ｃを含む。第１部分２１ａから第２部分２１ｂへの方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う。第３部分２１ｃは、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間にある。

図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅは、第２方向（例えば、Ｚ軸方向）において第１導電部材２１と重なる。

図７（ａ）に示すように、第２導電部材２２は、第４部分２２ｄ、第５部分２２ｅ及び第６部分２２ｆを含む。第４部分２２ｄから第５部分２２ｅへの方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う。第６部分２２ｆは、第４部分２２ｄと第５部分２２ｅとの間にある。第１部分２１ａは、第４部分２２ｄと電気的に接続される。第２部分２１ｂは、第５部分２２ｅと電気的に接続される。これらの電気的な接続は、例えば、接続部材２８ｃ及び２８ｄなどにより行われる。

図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において第２導電部材２２と重なる。図７（ａ）においては、図を見やすくするために、第２導電部材２２は、第１導電部材２１の位置からシフトして描かれている。

図７（ａ）に示すように、第１回路７１は、第３部分２１ｃ及び第６部分２２ｆと電気的に接続される。これらの電気的な接続は、例えば、接続部材２８ａ及び２８ｂなどにより行われる。第１回路７１は、第３部分２１ｃと第６部分２２ｆとの間に交流成分を含む第１電流Ｉ１を供給可能である。

図７（ｂ）に示すように、第２回路７２は、第１接続点ＣＰ１及び第２接続点ＣＰ２と電気的に接続される。第１接続点ＣＰ１は、第１他端部１１ｆ及び第３他端部１３ｆの接続点である。第２接続点ＣＰ２は、第２端部１２ｅ及び第４端部１４ｅの接続点である。例えば、第２回路７２は、接続部材ＬＣＰ１により、第１接続点ＣＰ１と電気的に接続される。例えば、第２回路７２は、接続部材ＬＣＰ２により、第２接続点ＣＰ２と電気的に接続される。第２回路７２は、第１接続点ＣＰ１と第２接続点ＣＰ２との間に第２電流Ｉ２を供給可能である。

磁気センサ１２０においても、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、Ｙ軸方向に沿って並ぶ。第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅを含む第２素子部１０Ｑは、Ｚ軸方向において、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅを含む第１素子部１０Ｐと積層される。これらの素子部のＸ軸方向の幅は、小さい。例えば、Ｘ軸方向に沿う解像度を高めることができる。検出対象の外部磁界のＸ軸方向に沿う変化を高い感度で検出可能である、実施形態によれば、感度の向上が可能な磁気センサを提供できる。

図７（ｂ）に示すように、磁気センサ１２０は、第３回路７３をさらに含んでも良い。第３回路７３は、第２他端部１２ｆ及び第１端部１１ｅの第３接続点ＣＰ３、及び、第４他端部１４ｆ及び第３端部１３ｅの第４接続点ＣＰ４と電気的に接続される。第３回路７３は、第３接続点ＣＰ３と第４接続点ＣＰ４との間の電位の変化ΔＶを検出可能である。第３回路７３によりブリッジ回路の２つの中点の間の電位の変化ΔＶを検出することで、外部磁界をより高い感度で検出できる。

図６（ｂ）、図６（ｃ）、及び、図８（ａ）に示すように、磁気センサ１２０は、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。第１磁性部材５１は、第１磁性端部５１ａ及び第２磁性端部５１ｂを含む。第２磁性部材５２は、第３磁性端部５２ｃ及び第４磁性端部５２ｄを含む。第１磁性端部５１ａから第４磁性端部５２ｄへの方向は、第３方向（例えばＸ軸方向）に沿う。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む平面と交差する。第２磁性端部５１ｂは、第３方向において、第１磁性端部５１ａと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において、第２磁性端部５１ｂと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において第２磁性端部５１ｂから離れる。第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２は、ＭＦＣとして機能する。

図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の領域６６と重なる。

磁気センサ１２０においても、ＭＦＣの１つのペアに、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅが設けられる。これにより、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれに別のＭＦＣのペアが設けられる場合に比べて、より高い精度の検出が可能になる。例えば、磁性部材のばらつきなどの影響が抑制される。例えば、磁性部材と磁気素子との間の距離のばらつきの影響などが抑制される。例えば、導電部材を流れる交流成分を含む第１電流Ｉ１による周波数成分が、検出信号に残り難くなる。これにより、検出対象の信号のピークと、交流の周波数成分と、が分離し易くなる。

図７（ａ）に示すように、例えば、第１磁気素子１１Ｅは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１導電部材２１と第２導電部材２２との間にある。第３磁気素子１３Ｅは、第２方向において、第１磁気素子１１Ｅと第２導電部材２２との間にある。

図７（ｂ）に示すように、例えば、第２磁気素子１２Ｅは、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１導電部材２１と第２導電部材２２との間にある。第４磁気素子１４Ｅは、第２方向において、第２磁気素子１２Ｅと第２導電部材２２との間にある。

例えば、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２の第２方向（Ｚ軸方向）における磁性部材位置は、第１導電部材２１の第２方向における位置と、第２導電部材２２の第２方向における位置と、の間にある。第１磁気素子１１Ｅの第２方向における位置は、第１導電部材２１の第２方向における位置と、上記の磁性部材位置と、の間にある。第３磁気素子１３Ｅの第２方向における位置は、上記の磁性部材位置と、第２導電部材２２の第２方向における位置と、の間にある。第２磁気素子１２Ｅの第２方向における位置は、第１導電部材２１の第２方向における位置と、上記の磁性部材位置と、の間にある。第４磁気素子１４Ｅの第２方向における位置は、上記の磁性部材位置と、第２導電部材２２の第２方向における位置と、の間にある。このような構成により、磁性部材で集められた外部磁界が、磁気素子に効率的に印加できる。

図７（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う第１長さＬ１と、第３方向（Ｘ軸方向）に沿う第１交差長さＷ１と、を有する。第１長さＬ１は、第１交差長さＷ１よりも長い。第２磁気素子１２Ｅは、第１方向に沿う第２長さＬ１と、第３方向に沿う第２交差長さＷ２と、を有する。第２長さＬ２は、第２交差長さＷ２よりも長い。第３磁気素子１３Ｅは、第１方向に沿う第３長さＬ３と、第３方向に沿う第３交差長さＷ３と、を有する。第３長さＬ３は、第３交差長さＷ３よりも長い。第４磁気素子１４Ｅは、第１方向に沿う第４長さＬ４と、第３方向に沿う第４交差長さＷ４と、を有する。第４長さＬ４は、第４交差長さＷ４よりも長い。

例えば、図６（ａ）に示すように、第１長さＬ１（及び第３長さＬ３）は、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の距離よりも長い。図６（ａ）に示すように、第２長さＬ２（及び第４長さＬ４）は、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の距 図６（ｂ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅは、第１磁性層１１と、第１対向磁性層１１ｏと、第１磁性層１１と第１対向磁性層１１ｏとの間に設けられた第１非磁性層１１ｎと、を含む。第１磁性層１１から第１対向磁性層１１ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。図６（ｂ）に示すように、第３磁気素子１３Ｅは、第３磁性層１３と、第３対向磁性層１３ｏと、第３磁性層１３と第３対向磁性層１３ｏとの間に設けられた第３非磁性層１３ｎと、を含む。第３磁性層１３から第３対向磁性層１３ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。

図６（ｃ）に示すように、第２磁気素子１２Ｅは、第２磁性層１２と、第２対向磁性層１２ｏと、第２磁性層１２と第２対向磁性層１２ｏとの間に設けられた第２非磁性層１２ｎと、を含む。第２磁性層１２から第２対向磁性層１２ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。図６（ｃ）に示すように、第４磁気素子１４Ｅは、第４磁性層１４と、第４対向磁性層１４ｏと、第４磁性層１４と第４対向磁性層１４ｏとの間に設けられた第４非磁性層１４ｎと、を含む。第４磁性層１４から第４対向磁性層１４ｏへの方向は、第２方向（例えばＺ軸方向）に沿う。

図６（ｂ）、図６（ｃ）及び図８（ｂ）に示すように、磁気センサ１２０は、第１導電層６１及び第４回路７４を含んでも良い。第１導電層６１は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる。第１導電層６１は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅと重なる。第４回路７３は、第１導電層６１に第３電流Ｉ３を供給可能である。例えば、外部に存在するノイズの影響（例えば地磁気などの影響）が抑制できる。より高い感度が得易くなる。

磁気センサ１２０において、例えば、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗、第２磁気素子１２Ｅの電気抵抗、第３磁気素子１３Ｅの電気抵抗、及び、第４磁気素子１４Ｅの電気抵抗は、第３電流Ｉ３の変化に応じて変化する。

図８（ａ）に示すように、第１磁性端部５１ａのＸ軸方向における位置、及び、第４磁性端部５２ｄのＸ軸方向における位置は、第１導電層６１のＸ軸方向における一方の端部６１ｐのＸ軸方向における位置と、第１導電層６１のＸ軸方向における他方の端部６１ｑのＸ軸方向における位置と、の間にある。第１導電層６１に流れる第３電流Ｉ３による磁界が、より均一に第１～第４磁性素子１１Ｅ～１４Ｅに印加される。外部に存在するノイズの影響をより安定して抑制できる。

磁気センサ１２０において、磁気センサ１１０に関して説明した構成の少なくとも一部が適用可能である。

（第３実施形態）
図９（ａ）～図９（ｃ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。 図９（ａ）は、磁気センサの一部を例示する平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ１－Ｃ１線断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）のＣ２－Ｃ２線断面図である。

図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第３実施形態に係る磁気センサを例示する模式的平面図である。
これらの図において、図を見やすくするために、一部の要素が適宜省略される。

図９（ａ）～図９（ｃ）、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気センサ１３０は、第１素子部１０Ｐ、第２素子部１０Ｑ、第１導電部材２１、第２導電部材２２、第１回路７１、第２回路７２、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２を含む。

図９（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第１素子部１０Ｐは、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅを含む。第１磁気素子１１Ｅは、第１端部１１ｅ及び第１他端部１１ｆを含む。第２磁気素子１２Ｅは、第２端部１２ｅ及び第２他端部１２ｆを含む。第１方向（例えばＹ軸方向）において、第２端部１２ｅと第１他端部１１ｆとの間に第２他端部１２ｆがある。第１方向において、第２他端部１２ｆと第１他端部１１ｆとの間に第１端部１１ｅがある。第１端部１１ｅは、第２他端部１２ｆと電気的に接続される。

第２素子部１０Ｑは、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅを含む。第３磁気素子１３Ｅは、第３端部１３ｅ及び第３他端部１３ｆを含む。第４磁気素子１４Ｅは、第４端部１４ｅ及び第４他端部１４ｆを含む。第１方向において、第４端部１４ｅと第３他端部１３ｆとの間に第４他端部１４ｆがある。第１方向において、第４他端部１４ｆと第３他端部１３ｆとの間に第３端部１３ｅがある。第３端部１３ｅは、第４他端部１４ｆと電気的に接続される。第１他端部１１ｆは、第３他端部１３ｆと電気的に接続される。第２端部１２ｅは、第４端部１４ｅと電気的に接続される。

図１０（ａ）に示すように、第１導電部材２１は、第１部分２１ａ、第２部分２１ｂ及び第３部分２１ｃを含む。第１部分２１ａから第２部分２１ｂへの方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う。第３部分２１ｃは、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間にある。

図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅ及び第２磁気素子１２Ｅは、第１方向と交差する第２方向（例えばＺ軸方向）において、第１導電部材２１と重なる。

図１０（ａ）に示すように、第２導電部材２２は、第４部分２２ｄ、第５部分２２ｅ及び第６部分２２ｆを含む。第４部分２２ｄから第５部分２２ｅへの方向は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿う。第６部分２２ｆは、第４部分２２ｄと第５部分２２ｅとの間にある。第１部分２１ａは、第４部分２２ｄと電気的に接続される。第２部分２１ｂは、第５部分２２ｅと電気的に接続される。

図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第２導電部材２２と重なる。

図１０（ａ）に示すように、第１回路７１は、第３部分２１ｃ及び第６部分２２ｆと電気的に接続される。第１回路７１は、第３部分２１ｃと第６部分２２ｆとの間に交流成分を含む第１電流Ｉ１を供給可能である。

図１０（ｂ）に示すように、第２回路７２は、第１他端部１１ｆ及び第３他端部１３ｆの第１接続点ＣＰ１、及び、第２端部１２ｅ及び第４端部１４ｅの第２接続点ＣＰ２と電気的に接続される。第２回路７２は、第１接続点ＣＰ１と第２接続点ＣＰ２との間に第２電流Ｉ２を供給可能である。

磁気センサ１３０においては、第１磁気素子１１Ｅから第３磁気素子１３Ｅへの方向は、第１方向及び第２方向を含む平面と交差する第３方向（例えばＸ軸方向）に沿う。第２磁気素子１２Ｅから第４磁気素子１４Ｅへの方向は、第３方向に沿う。

第１磁性部材５１は、第１磁性端部５１ａ及び第２磁性端部５１ｂを含む。第２磁性部材５２は、第３磁性端部５２ｃ及び第４磁性端部５２ｄを含む。第１磁性端部５１ａから第４磁性端部５２ｄへの方向は、第３方向（例えばＸ軸方向）に沿う。第２磁性端部５１ｂは、第３方向において、第１磁性端部５１ａと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において、第２磁性端部５１ｂと第４磁性端部５２ｄとの間にある。第３磁性端部５２ｃは、第３方向において第２磁性端部５１ｂから離れる。

図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅは、第２方向（例えばＺ軸方向）において、第２磁性端部５１ｂと第３磁性端部５２ｃとの間の領域６６と重なる。

磁気センサ１３０においては、ＭＦＣの１つのペアに、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅが設けられる。これにより、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅのそれぞれに別のＭＦＣのペアが設けられる場合に比べて、より高い精度の検出が可能になる例えば、導電部材を流れる交流成分を含む第１電流Ｉ１による周波数成分が、検出信号に残り難くなる。これにより、検出対象の信号のピークと、交流の周波数成分と、が分離し易くなる。

図１０（ｂ）に示すように、磁気センサ１３０は、第３回路７３をさらに含んでも良い。第３回路７３は、第２他端部１２ｆ及び第１端部１１ｅの第３接続点ＣＰ３、及び、第４他端部１４ｆ及び第３端部１３ｅの第４接続点ＣＰ４と電気的に接続される。第３回路７３は、第３接続点ＣＰ３と第４接続点ＣＰ４との間の電位の変化ΔＶを検出可能である。

図９（ａ）、図９（ｂ）、図１１（ｂ）に示すように、磁気センサ１３０は、第１方向（Ｙ軸方向）に沿って延びる第１導電層６１と、第４回路７４と、を含んでも良い。第１導電層６１は、第２方向（Ｚ軸方向）において、第１磁気素子１１Ｅ、第２磁気素子１２Ｅ、第３磁気素子１３Ｅ及び第４磁気素子１４Ｅと重なる。第４回路７４は、第１導電層６１に第３電流Ｉ３を供給可能である。例えば、第４回路７４による第３電流Ｉ３により、例えば、外部に存在するノイズの影響（例えば地磁気などの影響）が抑制できる。より高い感度が得易くなる。

（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態に係る磁気センサを例示する模式図である。
図１２に示すように、実施形態に係る磁気センサ１４０は、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅ（第１素子部１０Ｐ）、第１磁性部材５１、第２磁性部材５２及びコイル６８を含む。磁気センサ１４０は、第４回路７４を含んでも良い。磁気センサ１４０は、例えば、磁気センサ１１０に関して説明した、第１導電部材２１、第２導電部材２２、第１～第３回路７１～７３を含んでも良い。磁気センサ１４０における、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅ、第１磁性部材５１、及び、第２磁性部材５２の構成は、磁気センサ１１０における、それらの構成と同様で良い。

コイル６８は、例えば、ソレノイドコイルである。例えば、コイル６８の中に、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２が設けられる。コイル６８に含まれる配線は、Ｚ－Ｙ平面において、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２の周りにある。例えば、コイル６８に流れる電流の変化に応じて、第１磁気素子１１Ｅの電気抵抗、第２磁気素子１２Ｅの電気抵抗、第３磁気素子１３Ｅの電気抵抗、及び、第４磁気素子１４Ｅの電気抵抗が、変化する。

例えば、第４回路７４から第３電流Ｉ３がコイル６８に供給される。コイル６８に流れる第３電流Ｉ３による電流磁界は、Ｘ軸方向の成分を含む。Ｘ軸方向の成分を含む電流磁界が、第１～第４磁気素子１１Ｅ～１４Ｅ、第１磁性部材５１及び第２磁性部材５２に加わる。例えば、外部に存在するノイズの影響（例えば地磁気などの影響）が抑制できる。より高い感度が得易くなる。コイル６８は、ヘルムホルツコイルでも良い。

上記のコイル６８は、磁気センサ１２０及び磁気センサ１３０の少なくともいずれかに設けられても良い。上記の第４回路７４は、磁気センサ１２０及び磁気センサ１３０の少なくともいずれかに設けられても良い。コイル６８が設けられる場合、第１導電層６１が省略されても良い。

以下、実施形態に係る磁気センサの応用の例について説明する。
図１３は、実施形態に係る磁気センサの応用例を示す模式的斜視図である。
図１４は、実施形態に係る磁気センサの応用例を示す模式的平面図である。

図１３及び図１４に示すように、実施形態に係る磁気センサ１５０ａは、電池６１０とともに用いられても良い。例えば、電池システム６００は、電池６１０及び磁気センサ１５０ａを含む。磁気センサ１５０ａは、電池６１０に流れる電流により生じる磁界を検出できる。

例えば、図１４に示すように、磁気センサ１５０ａは、例えば、実施形態に係る複数の磁気センサを含む。この例では、磁気センサ１５０ａは、複数の磁気センサ１１０（または、磁気センサ１２０、１３０、または、１４０など）を含む。複数の磁気センサは、例えば、２つの方向（例えば、Ｘ軸方向及びＹ軸方向）に沿って並ぶ。複数の磁気センサ１１０は、例えば、基板の上に設けられる。

磁気センサ１５０ａは、電池６１０に流れる電流により生じる磁界を検出できる。例えば、電池６１０が異常な状態に近づくと、電池６１０に異常な電流が流れる場合がある。磁気センサ１５０ａにより異常な電流を検出することで、電池６１０の状態の変化を知ることができる。例えば、電池６１０に近づけて磁気センサ１５０ａが置かれた状態で、２つの方向のセンサ群駆動手段を用いて、電池６１０の全体を短時間で検査できる。磁気センサ１５０ａは、電池６１０の製造における、電池６１０の検査に用いられても良い。

実施形態に係る磁気センサは、例えば、診断装置などに応用できる。以下、実施形態に係る磁気センサを用いた診断装置の例について説明する。
図１５は、実施形態に係る磁気センサ及び診断装置を示す模式図である。
図１５に示すように、診断装置５００は、磁気センサ１５０を含む。磁気センサ１５０は、第１～第３実施形態に関して説明した磁気センサ、及び、それらの変形を含む。

診断装置５００において、磁気センサ１５０は、例えば、脳磁計である。脳磁計は、脳神経が発する磁界を検出する。磁気センサ１５０が脳磁計に用いられる場合、磁気センサ１５０に含まれる磁気素子のサイズは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ未満である。このサイズは、例えば、ＭＦＣを含めた長さである。

図１５に示すように、磁気センサ１５０（脳磁計）は、例えば、人体の頭部に装着される。磁気センサ１５０（脳磁計）は、センサ部３０１を含む。磁気センサ１５０（脳磁計）は、複数のセンサ部３０１を含んでも良い。複数のセンサ部３０１の数は、例えば、約１００個（例えば５０個以上１５０個以下）である。複数のセンサ部３０１は、柔軟性を有する基体３０２に設けられる。

磁気センサ１５０は、例えば、差動検出などの回路を含んでも良い。磁気センサ１５０は、磁気センサとは別のセンサ（例えば、電位端子または加速度センサなど）を含んでも良い。

磁気センサ１５０（第１～第４実施形態に関して説明した磁気センサ）のサイズは、従来のＳＱＵＩＤ磁気センサのサイズに比べて小さい。このため、複数のセンサ部３０１の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他の回路と、の設置が容易である。複数のセンサ部３０１と、他のセンサと、の共存が容易である。

基体３０２は、例えばシリコーン樹脂などの弾性体を含んでも良い。基体３０２に、例えば、複数のセンサ部３０１が繋がって設けられる。基体３０２は、例えば、頭部に密着できる。

センサ部３０１の入出力コード３０３は、診断装置５００のセンサ駆動部５０６及び信号入出力部５０４と接続される。センサ駆動部５０６からの電力と、信号入出力部５０４からの制御信号と、に基づいて、センサ部３０１において、磁界測定が行われる。その結果は、信号入出力部５０４に入力される。信号入出力部５０４で得た信号は、信号処理部５０８に供給される。信号処理部５０８において、例えば、ノイズの除去、フィルタリング、増幅、及び、信号演算などの処理が行われる。信号処理部５０８で処理された信号が、信号解析部５１０に供給される。信号解析部５１０は、例えば、脳磁計測のための特定の信号を抽出する。信号解析部５１０において、例えば、信号位相を整合させる信号解析が行われる。

信号解析部５１０の出力（信号解析が終了したデータ）が、データ処理部５１２に供給される。データ処理部５１２では、データ解析が行われる。このデータ解析において、例えば、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging)などの画像データが取り入られることが可能である。このデータ解析においては、例えば、ＥＥＧ（Electroencephalogram)などの頭皮電位情報などが取り入れられることが可能である。データ解析により、例えば、神経発火点解析、または、逆問題解析などが行われる。

データ解析の結果は、例えば、画像化診断部５１６に供給される。画像化診断部５１６において、画像化が行われる。画像化により、診断が支援される。

上記の一連の動作は、例えば、制御機構５０２によって制御される。例えば、一次信号データ、または、データ処理途中のメタデータなどの必要なデータは、データサーバに保存される。データサーバと制御機構とは、一体化されても良い。

本実施形態に係る診断装置５００は、磁気センサ１５０と、磁気センサ１５０から得られる出力信号を処理する処理部と、を含む。この処理部は、例えば、信号処理部５０８及びデータ処理部５１２の少なくともいずれかを含む。処理部は、例えば、コンピュータなどを含む。

図１５に示す磁気センサ１５０では、センサ部３０１は、人体の頭部に設置されている。センサ部３０１は、人体の胸部に設置されても良い。これにより、心磁測定が可能となる。例えば、センサ部３０１を妊婦の腹部に設置しても良い。これにより、胎児の心拍検査を行うことができる。

被験者を含めた磁気センサ装置は、シールドルーム内に設置されるのが好ましい。これにより、例えば、地磁気または磁気ノイズの影響が抑制できる。

例えば、人体の測定部位、または、センサ部３０１を局所的にシールドする機構を設けても良い。例えば、センサ部３０１にシールド機構を設けても良い。例えば、信号解析またはデータ処理において、実効的なシールドを行っても良い。

実施形態において、基体３０２は、柔軟性を有しても良く、柔軟性を実質的に有しなくても良い。図１５に示す例では、基体３０２は、連続した膜を帽子状に加工したものである。基体３０２は、ネット状でも良い。これにより、例えば、良好な装着性が得られる。例えば、基体３０２の人体への密着性が向上する。基体３０２は、ヘルメット状で、硬質でも良い。

図１６は、実施形態に係る磁気センサを示す模式図である。
図１６は、磁計の一例である。図１６に示す例では、平板状の硬質の基体３０５上にセンサ部３０１が設けられる。

図１６に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の入出力は、図１５に関して説明した入出力と同様である。図１６に示した例において、センサ部３０１から得られる信号の処理は、図１５に関して説明した処理と同様である。

生体から発生する磁界などの微弱な磁界を計測する装置として、SQUID (Superconducting Quantum Interference Device：超伝導量子干渉素子)磁気センサを用いる参考例がある。この参考例においては、超伝導を用いるため、装置が大きく、消費電力も大きい。測定対象(患者)の負担が大きい。

実施形態によれば、装置が小型にできる。消費電力を抑制できる。測定対象(患者)の負担が軽減できる。実施形態によれば、磁界検出のＳＮ比を向上できる。感度を向上できる。

実施形態によれば、感度の向上が可能な磁気センサ及び診断装置が提供できる。

実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。
（構成１）
第１磁気素子、第２磁気素子、第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び前記第４他端部を含み、第１方向において前記第４端部と前記第１他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第１他端部との間に前記第３端部があり、前記第１方向において前記第３端部と前記第１他端部との間に前記第３他端部があり、前記第１方向において前記第３他端部と前記第１他端部との間に前記第２端部があり、前記第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続され、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にある、前記第１導電部材と、
第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第２導電部材と、
前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に第２電流を供給可能な第２回路と、
第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
を備え、
前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。

（構成２）
第３回路をさらに備え、
前記第３回路は、前記第２端部及び前記第４端部の第３接続点、及び、前記第１他端部及び前記第３他端部の第４接続点と電気的に接続され、前記第３接続点と前記第４接続点との間の電位の変化を検出可能である、構成１記載の磁気センサ。

（構成３）
前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１導電部材と重なり、
前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２導電部材と重なる、構成１または２に記載の磁気センサ。

（構成４）
前記第１方向に沿って延びる第１導電層をさらに備え、
前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電層に流れる第３電流の変化に応じて変化する、構成１～３のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成５）
第４回路を備え、
前記第４回路は、前記第１導電層に前記第３電流を供給可能である、構成４記載の磁気センサ。

（構成６）
前記第１磁気素子は、前記第１方向に沿う第１長さと、前記第３方向に沿う第１交差長さと、を有し、前記第１長さは、前記第１交差長さよりも長く、
前記第２磁気素子は、前記第１方向に沿う第２長さと、前記第３方向に沿う第２交差長さと、を有し、前記第２長さは、前記第２交差長さよりも長く、
前記第３磁気素子は、前記第１方向に沿う第３長さと、前記第３方向に沿う第３交差長さと、を有し、前記第３長さは、前記第３交差長さよりも長く、
前記第４磁気素子は、前記第１方向に沿う第４長さと、前記第３方向に沿う第４交差長さと、を有し、前記第４長さは、前記第４交差長さよりも長い、構成１～５のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成７）
前記第１長さは、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の距離よりも長い、構成６記載の磁気センサ。

（構成８）
第１磁気素子及び第２磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第２素子部であって、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第１方向において前記第４端部と前記第３他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第３他端部との間に前記第３端部があり、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続され、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第３磁気素子は前記第１磁気素子と重なり、前記第２方向において、前記第４磁気素子は前記第２磁気素子と重なる、前記第２素子部と、
第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にあり、前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第２方向において前記第１導電部材と重なる、前記第１導電部材と、
第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において前記第２導電部材と重なる、前記第２導電部材と、
前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に第２電流を供給可能な第２回路と、
第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
を備え、
前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。

（構成９）
前記第１磁気素子は、前記第２方向において、前記第１導電部材と前記第２導電部材との間にあり、
前記第３磁気素子は、前記第２方向において、前記第１磁気素子と前記第２導電部材との間にあり、
前記第２磁気素子は、前記第２方向において、前記第１導電部材と前記第２導電部材との間にあり、
前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁気素子と前記第２導電部材との間にある、構成８記載の磁気センサ。

（構成１０）
第３回路をさらに備え、
前記第３回路は、前記第２他端部及び前記第１端部の第３接続点、及び、前記第４他端部及び前記第３端部の第４接続点と電気的に接続され、前記第３接続点と前記第４接続点との間の電位の変化を検出可能である、構成８または９に記載の磁気センサ。

（構成１１）
前記第１方向に沿って延びる第１導電層をさらに備え、
前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電層に流れる第３電流の変化に応じて変化する、構成８～１０のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１２）
第４回路をさらに備え、
前記第４回路は、前記第１導電層に前記第３電流を供給可能である、構成１１記載の磁気センサ。

（構成１３）
前記第１磁性部材及び前記第２磁性部材の前記第２方向における磁性部材位置は、前記第１導電部材の前記第２方向における位置と、前記第２導電部材の前記第２方向における位置と、の間にあり、
前記第１磁気素子の前記第２方向における位置は、前記第１導電部材の前記第２方向における前記位置と、前記磁性部材位置と、の間にあり、
前記第３磁気素子の前記第２方向における位置は、前記磁性部材位置と、前記第２導電部材の前記第２方向における前記位置と、の間にあり、
前記第２磁気素子の前記第２方向における位置は、前記第１導電部材の前記第２方向における前記位置と、前記磁性部材位置と、の間にあり、
前記第４磁気素子の前記第２方向における位置は、前記磁性部材位置と、前記第２導電部材の前記第２方向における前記位置と、の間にある、構成１２記載の磁気センサ。

（構成１４）
前記第１磁気素子は、前記第１方向に沿う第１長さと、前記第３方向に沿う第１交差長さと、を有し、前記第１長さは、前記第１交差長さよりも長く、
前記第２磁気素子は、前記第１方向に沿う第２長さと、前記第３方向に沿う第２交差長さと、を有し、前記第２長さは、前記第２交差長さよりも長く、
前記第３磁気素子は、前記第１方向に沿う第３長さと、前記第３方向に沿う第３交差長さと、を有し、前記第３長さは、前記第３交差長さよりも長く、
前記第４磁気素子は、前記第１方向に沿う第４長さと、前記第３方向に沿う第４交差長さと、を有し、前記第４長さは、前記第４交差長さよりも長い、構成８～１３のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１５）
前記第１長さは、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の距離よりも長い、構成１４記載の磁気センサ。

（構成１６）
前記第１磁気素子は、第１磁性層と、第１対向磁性層と、前記第１磁性層と前記第１対向磁性層との間に設けられた第１非磁性層と、を含み、前記第１磁性層から前記第１対向磁性層への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第２磁気素子は、第２磁性層と、第２対向磁性層と、前記第２磁性層と前記第２対向磁性層との間に設けられた第２非磁性層と、を含み、前記第２磁性層から前記第２対向磁性層への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第３磁気素子は、第３磁性層と、第３対向磁性層と、前記第３磁性層と前記第３対向磁性層との間に設けられた第３非磁性層と、を含み、前記第３磁性層から前記第３対向磁性層への方向は、前記第２方向に沿い、
前記第４磁気素子は、第４磁性層と、第４対向磁性層と、前記第４磁性層と前記第４対向磁性層との間に設けられた第４非磁性層と、を含み、前記第４磁性層から前記第４対向磁性層への方向は、前記第２方向に沿う、構成１～１５のいずれか１つに記載の磁気センサ。

（構成１７）
第１磁気素子及び第２磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第２素子部であって、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第１方向において前記第４端部と前記第３他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第３他端部との間に前記第３端部があり、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続された、前記第２素子部と、
第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にあり、前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１導電部材と重なる、前記第１導電部材と、
第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において前記第２導電部材と重なる、前記第２導電部材と、
前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に第２電流を供給可能な第２回路と、
第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
を備え、
前記第１磁気素子から前記第３磁気素子への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
前記第２磁気素子から前記第４磁気素子への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第３方向に沿い、
前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。

（構成１８）
前記第１方向に沿って延びる第１導電層と、
第４回路と、
をさらに備え、
前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
前記第４回路は、前記第１導電層に第３電流を供給可能である、構成１７記載の磁気センサ。

（構成１９）
コイルをさらに備え、
前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記コイルに流れる第３電流の変化に応じて変化する、構成１、８、または、１７に記載の磁気センサ。

（構成２０）
構成１～１９のいずれか１つに記載の磁気センサと、
前記磁気センサから得られる出力信号を処理する処理部と、
を備えた診断装置。

本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気センサに含まれる磁気素子、磁性層、非磁性部、磁性部材、導電部材、導電層、接続部材及び回路などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した磁気センサ及び診断装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気センサ及び診断装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと解される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０Ｐ…第１素子部、 １０Ｑ…第２素子部、 １１～１４…第１～第４磁性層、 １１Ｅ～１４Ｅ…第１～第４磁気素子、 １１ｅ～１４ｅ…第１～第４端部、 １１ｆ～１４ｆ…第１～第４他端部、 １１ｎ～１４ｎ…第１～第４非磁性層、 １１ｏ～１４ｏ…第１～第４対向磁性層、 １８ａ～１８ｄ…接続部材、 ２１、２２…第１、第２導電部材、 ２１ａ～２１ｃ…第１～第３部分、 ２２ｄ～２２ｆ…第４～第６部分、 ２８ａ～２８ｄ…接続部材、 ５１、５２…第１、第２磁性部材、 ５１ａ、５１ｂ…第１、第２磁性端部、 ５２ｃ、５２ｄ…第３、第４磁性端部、 ６１…第１導電層、 ６１ａ、６１ｂ…第１、第２導電端部、 ６１ａＬ、６１ｂＬ…接続部材、 ６１ｐ、６１ｑ…端部、 ６５…絶縁部材、 ６６…領域、 ６８…コイル、 ７０…回路部、 ７１～７４…第１～第４回路、 ΔＶ…変化、 １１０、１２０、１３０、１５０、１５０ａ…磁気センサ、 ３０１…センサ部、 ３０２…基体、 ３０３…入出力コード、 ３０５…基体、 ５００…診断装置、 ５０２…制御機構、 ５０４…信号入出力部、 ５０６…センサ駆動部、 ５０８…信号処理部、 ５１０…信号解析部、 ５１２…データ処理部、 ５１６…画像化診断部、 ６００…電池システム、 ６１０…電池、 ＣＰ１～ＣＰ４…第１～第４接続点、 Ｈ…磁界、 Ｈａｃ…交流磁界、 Ｈｅｘ…外部磁界、 Ｈｅｘ１～Ｈｅｘ３…第１～第３磁界、 Ｈｓｉｇ…信号磁界、 Ｉ１～Ｉ３…第１～第３電流、 Ｌ１～Ｌ４…第１～第４長さ、 ＬＣＰ１、ＬＣＰ２…接続部材、 Ｒ…抵抗、 Ｒ１～Ｒ３…第１～第３値、 Ｒｏ…低抵抗、 Ｒｘ…電気抵抗、 Ｗ１～Ｗ４…第１～第４交差長さ

Claims (10)

1. 第１磁気素子、第２磁気素子、第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、第１方向において前記第４端部と前記第１他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第１他端部との間に前記第３端部があり、前記第１方向において前記第３端部と前記第１他端部との間に前記第３他端部があり、前記第１方向において前記第３他端部と前記第１他端部との間に前記第２端部があり、前記第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続され、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
   第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にある、前記第１導電部材と、
   第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から前記第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第２導電部材と、
   前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
   前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に直流の第２電流を供給可能な第２回路と、
   第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
   第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
   を備え、
   前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第１導電部材と重なり、
   前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
   前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
   前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。
2. 第３回路をさらに備え、
   前記第３回路は、前記第２端部及び前記第４端部の第３接続点、及び、前記第１他端部及び前記第３他端部の第４接続点と電気的に接続され、前記第３接続点と前記第４接続点との間の電位の変化を検出可能である、請求項１記載の磁気センサ。
3. 前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２導電部材と重なる、請求項１または２に記載の磁気センサ。
4. 前記第１方向に沿って延びる第１導電層をさらに備え、
   前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
   前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電層に流れる直流の第３電流の変化に応じて変化する、請求項１～３のいずれか１つに記載の磁気センサ。
5. 第１磁気素子及び第２磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
   第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第２素子部であって、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第１方向において前記第４端部と前記第３他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第３他端部との間に前記第３端部があり、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続され、前記第１方向と交差する第２方向において、前記第３磁気素子は前記第１磁気素子と重なり、前記第２方向において、前記第４磁気素子は前記第２磁気素子と重なる、前記第２素子部と、
   第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にあり、前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第２方向において前記第１導電部材と重なる、前記第１導電部材と、
   第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から前記第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において前記第２導電部材と重なる、前記第２導電部材と、
   前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
   前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に直流の第２電流を供給可能な第２回路と、
   第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
   第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
   を備え、
   前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
   前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
   前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。
6. 前記第１方向に沿って延びる第１導電層をさらに備え、
   前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
   前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記第１導電層に流れる直流の第３電流の変化に応じて変化する、請求項５記載の磁気センサ。
7. 第１磁気素子及び第２磁気素子を含む第１素子部であって、前記第１磁気素子は、第１端部及び第１他端部を含み、前記第２磁気素子は、第２端部及び第２他端部を含み、第１方向において前記第２端部と前記第１他端部との間に前記第２他端部があり、前記第１方向において前記第２他端部と前記第１他端部との間に前記第１端部があり、前記第１端部は、前記第２他端部と電気的に接続された、前記第１素子部と、
   第３磁気素子及び第４磁気素子を含む第２素子部であって、前記第３磁気素子は、第３端部及び第３他端部を含み、前記第４磁気素子は、第４端部及び第４他端部を含み、前記第１方向において前記第４端部と前記第３他端部との間に前記第４他端部があり、前記第１方向において前記第４他端部と前記第３他端部との間に前記第３端部があり、前記第３端部は、前記第４他端部と電気的に接続され、前記第１他端部は、前記第３他端部と電気的に接続され、前記第２端部は、前記第４端部と電気的に接続された、前記第２素子部と、
   第１導電部材であって、前記第１導電部材は、第１部分、第２部分及び第３部分を含み、前記第１部分から前記第２部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第３部分は、前記第１部分と前記第２部分との間にあり、前記第１磁気素子及び前記第２磁気素子は、前記第１方向と交差する第２方向において前記第１導電部材と重なる、前記第１導電部材と、
   第２導電部材であって、前記第２導電部材は、第４部分、第５部分及び第６部分を含み、前記第４部分から前記第５部分への方向は、前記第１方向に沿い、前記第６部分は、前記第４部分と前記第５部分との間にあり、前記第１部分は、前記第４部分と電気的に接続され、前記第２部分は、前記第５部分と電気的に接続され、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において前記第２導電部材と重なる、前記第２導電部材と、
   前記第３部分及び前記第６部分と電気的に接続され、前記第３部分と前記第６部分との間に交流成分を含む第１電流を供給可能な第１回路と、
   前記第１他端部及び前記第３他端部の第１接続点、及び、前記第２端部及び前記第４端部の第２接続点と電気的に接続され、前記第１接続点と前記第２接続点との間に直流の第２電流を供給可能な第２回路と、
   第１磁性端部及び第２磁性端部を含む第１磁性部材と、
   第３磁性端部及び第４磁性端部を含む第２磁性部材と、
   を備え、
   前記第１磁気素子から前記第３磁気素子への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む平面と交差する第３方向に沿い、
   前記第２磁気素子から前記第４磁気素子への方向は、前記第３方向に沿い、
   前記第１磁性端部から前記第４磁性端部への方向は、前記第３方向に沿い、
   前記第２磁性端部は、前記第３方向において、前記第１磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において、前記第２磁性端部と前記第４磁性端部との間にあり、
   前記第３磁性端部は、前記第３方向において前記第２磁性端部から離れ、
   前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子は、前記第２方向において、前記第２磁性端部と前記第３磁性端部との間の領域と重なる、磁気センサ。
8. 前記第１方向に沿って延びる第１導電層と、
   第４回路と、
   をさらに備え、
   前記第１導電層は、前記第２方向において、前記第１磁気素子、前記第２磁気素子、前記第３磁気素子及び前記第４磁気素子と重なり、
   前記第４回路は、前記第１導電層に直流の第３電流を供給可能である、請求項７記載の磁気センサ。
9. コイルをさらに備え、
   前記第１磁気素子の電気抵抗、前記第２磁気素子の電気抵抗、前記第３磁気素子の電気抵抗、及び、前記第４磁気素子の電気抵抗は、前記コイルに流れる直流の第３電流の変化に応じて変化する、請求項１、５、または、７に記載の磁気センサ。
10. 請求項１～９のいずれか１つに記載の磁気センサと、
    前記磁気センサから得られる出力信号を処理する処理部と、
    を備えた診断装置。

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