JP3491017B2 - スクイド磁気画像化装置 - Google Patents
スクイド磁気画像化装置Info
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- JP3491017B2 JP3491017B2 JP2001101264A JP2001101264A JP3491017B2 JP 3491017 B2 JP3491017 B2 JP 3491017B2 JP 2001101264 A JP2001101264 A JP 2001101264A JP 2001101264 A JP2001101264 A JP 2001101264A JP 3491017 B2 JP3491017 B2 JP 3491017B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、物体の構造を磁気
的手段により測定を行なうスクイド磁気画像化装置に関
する。
的手段により測定を行なうスクイド磁気画像化装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図８には、従来のスクイドによる磁気測
定の主な構成を示している。従来の磁気測定において
は、磁場発生部１で発生した磁場中に被検体ｔを配置
し、ピックアップコイルｃとスクイドリングｒとを備え
たスクイド磁気測定部２によって磁場変化を測定する。
従来の磁気測定による磁気測定密度は、ピックアップコ
イルｃの直径ｄ１とピックアップコイルｃから被検体ｔ
までの距離ｄ２のいずれか大きい方で決定される。
定の主な構成を示している。従来の磁気測定において
は、磁場発生部１で発生した磁場中に被検体ｔを配置
し、ピックアップコイルｃとスクイドリングｒとを備え
たスクイド磁気測定部２によって磁場変化を測定する。
従来の磁気測定による磁気測定密度は、ピックアップコ
イルｃの直径ｄ１とピックアップコイルｃから被検体ｔ
までの距離ｄ２のいずれか大きい方で決定される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のスク
イド磁気測定の構成において、ピックアップコイルｃの
直径ｄ１及びピックアップコイルｃから被検体ｔまでの
距離ｄ２は物理的に数ｍｍ間隔が限度である。また、ピ
ックアップコイルｃの直径ｄ１を小さくすると磁場感度
が低下してしまう。従って、従来の磁気測定の構成では
空間分解能を高めることは困難であるという問題があ
る。また、測定密度を高めるためには、被検体ｔを微小
変移させて２重３重の測定を行なうことが必要になり測
定が非常に煩雑になるという問題がある。
イド磁気測定の構成において、ピックアップコイルｃの
直径ｄ１及びピックアップコイルｃから被検体ｔまでの
距離ｄ２は物理的に数ｍｍ間隔が限度である。また、ピ
ックアップコイルｃの直径ｄ１を小さくすると磁場感度
が低下してしまう。従って、従来の磁気測定の構成では
空間分解能を高めることは困難であるという問題があ
る。また、測定密度を高めるためには、被検体ｔを微小
変移させて２重３重の測定を行なうことが必要になり測
定が非常に煩雑になるという問題がある。
【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、磁気測定密度を高めることを図ったスクイ
ド磁気画像化装置を提供することを目的とする。
れたもので、磁気測定密度を高めることを図ったスクイ
ド磁気画像化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の技術的手段は、被検体に磁場を与え
て、該磁場により該被検体を透過し該被検体の複素透磁
率に対応した磁気信号をピックアップコイルを介してス
クイドで検知し、該スクイドの検知結果に基づいて上記
磁気信号を画像化するスクイド磁気画像化装置におい
て、該被検体を設置するステージと、該ステージに設置
された被検体の複数のエリアに夫々磁場を与える励磁源
と、該エリアを選択して該選択したエリアの励磁源の磁
場の周期を可変にする磁場周期可変手段と、上記スクイ
ドが検知した上記磁気信号を上記磁場周期可変手段が選
択した上記エリア毎に抽出する磁気信号抽出手段と、該
磁気信号抽出手段が抽出した磁気信号を上記エリア対応
にマッピングして画像化する画像化手段とを備えて構成
している。励磁源はエリアに分割され、磁場周期可変手
段によりエリア単位で磁場を発生することも、所定の複
数のエリア領域で同時に磁場を発生することも可能にし
ている。磁場が発生する単位エリア領域を微小にするこ
とにより測定密度が高められる。更に、上記励磁源を、
上記エリアに対応して設けられた複数の光電変換素子
と、該各光電変換素子に光を照射した際に光電変換素子
が発生する電流を通して磁場を発生する複数の磁場発生
コイルとを備えた構成とした。電源供給配線を不要に
し、電源供給配線により生じる磁場のノイズを無くす
る。更にまた、必要に応じ、上記光電変換素子に光を照
射するレーザー発生部を備えた構成とした。一定周波数
の光を供給し、発生する磁場の安定化が図られる。ま
た、必要に応じ、上記レーザー発生部を、上記光電変換
素子に順次レーザーを照射するために照射位置を変化す
る照射位置変化機構を備えた構成とした。光電変換に必
要なエネルギーを光電変換素子に選択的に供給する。
るための本発明の技術的手段は、被検体に磁場を与え
て、該磁場により該被検体を透過し該被検体の複素透磁
率に対応した磁気信号をピックアップコイルを介してス
クイドで検知し、該スクイドの検知結果に基づいて上記
磁気信号を画像化するスクイド磁気画像化装置におい
て、該被検体を設置するステージと、該ステージに設置
された被検体の複数のエリアに夫々磁場を与える励磁源
と、該エリアを選択して該選択したエリアの励磁源の磁
場の周期を可変にする磁場周期可変手段と、上記スクイ
ドが検知した上記磁気信号を上記磁場周期可変手段が選
択した上記エリア毎に抽出する磁気信号抽出手段と、該
磁気信号抽出手段が抽出した磁気信号を上記エリア対応
にマッピングして画像化する画像化手段とを備えて構成
している。励磁源はエリアに分割され、磁場周期可変手
段によりエリア単位で磁場を発生することも、所定の複
数のエリア領域で同時に磁場を発生することも可能にし
ている。磁場が発生する単位エリア領域を微小にするこ
とにより測定密度が高められる。更に、上記励磁源を、
上記エリアに対応して設けられた複数の光電変換素子
と、該各光電変換素子に光を照射した際に光電変換素子
が発生する電流を通して磁場を発生する複数の磁場発生
コイルとを備えた構成とした。電源供給配線を不要に
し、電源供給配線により生じる磁場のノイズを無くす
る。更にまた、必要に応じ、上記光電変換素子に光を照
射するレーザー発生部を備えた構成とした。一定周波数
の光を供給し、発生する磁場の安定化が図られる。ま
た、必要に応じ、上記レーザー発生部を、上記光電変換
素子に順次レーザーを照射するために照射位置を変化す
る照射位置変化機構を備えた構成とした。光電変換に必
要なエネルギーを光電変換素子に選択的に供給する。
【０００６】 更に、上記励磁源を、核四極共鳴周波数
が温度によって連続的に変化する物質と、該物質に温度
勾配を与える温度勾配供与部とを備えて構成し、上記磁
場周期可変手段を、温度勾配が生じた該物質に共鳴周波
数を供与して上記エリア毎に磁場を発生させる共鳴周波
数供与部を備えた構成とした。エリアの領域を所定温度
における共鳴領域まで微小化するとともに、共鳴領域の
移動による連続的な磁場発生が行なわれる。更にまた、
必要に応じ、上記ピックアップコイルを、上記励磁源が
発生する磁場をキャンセルするキャンセルコイルを備え
た構成とした。磁気測定感度を高めるため励磁源から高
磁場を発生させても、高磁場は測定において相殺されて
その磁場変化の信号だけを検知する。また、必要に応
じ、上記ピックアップコイルを、複数方向の磁場を測定
可能に複数設けた構成とした。磁場の検知方向が増えて
検知感度が向上する。
が温度によって連続的に変化する物質と、該物質に温度
勾配を与える温度勾配供与部とを備えて構成し、上記磁
場周期可変手段を、温度勾配が生じた該物質に共鳴周波
数を供与して上記エリア毎に磁場を発生させる共鳴周波
数供与部を備えた構成とした。エリアの領域を所定温度
における共鳴領域まで微小化するとともに、共鳴領域の
移動による連続的な磁場発生が行なわれる。更にまた、
必要に応じ、上記ピックアップコイルを、上記励磁源が
発生する磁場をキャンセルするキャンセルコイルを備え
た構成とした。磁気測定感度を高めるため励磁源から高
磁場を発生させても、高磁場は測定において相殺されて
その磁場変化の信号だけを検知する。また、必要に応
じ、上記ピックアップコイルを、複数方向の磁場を測定
可能に複数設けた構成とした。磁場の検知方向が増えて
検知感度が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に基づいて本発明
の実施の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明す
る。尚、上記と同様のものには同一の符号を付して説明
する。図１に示すように、スクイド磁気画像化装置Ｓ
は、ピックアップコイルｃとスクイドリングｒと磁束ロ
ック回路ＦＬＬを備えたスクイド磁気測定部１０を備え
るとともに、被検体ｔを設置するステージ２０と、ステ
ージ２０に設置された被検体ｔの複数のエリアａに夫々
磁場を与える励磁源３０と、エリアａを選択して選択し
たエリアａの励磁源３０の磁場の周期を可変にする磁場
周期可変手段４０と、スクイドが検知した磁気信号を磁
場周期可変手段４０が選択したエリアａ毎に抽出する磁
気信号抽出手段５０と、磁気信号抽出手段５０が抽出し
た磁気信号を上記エリアａ対応にマッピングして画像化
する画像化手段６０とを備える。被検体ｔはここでは金
属板とし、金属板の構造欠損の有無及び欠損領域を調べ
た。被検体ｔとしては、磁気変化が生じる無機物質及び
有機物質を対象にすることもできる。
の実施の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明す
る。尚、上記と同様のものには同一の符号を付して説明
する。図１に示すように、スクイド磁気画像化装置Ｓ
は、ピックアップコイルｃとスクイドリングｒと磁束ロ
ック回路ＦＬＬを備えたスクイド磁気測定部１０を備え
るとともに、被検体ｔを設置するステージ２０と、ステ
ージ２０に設置された被検体ｔの複数のエリアａに夫々
磁場を与える励磁源３０と、エリアａを選択して選択し
たエリアａの励磁源３０の磁場の周期を可変にする磁場
周期可変手段４０と、スクイドが検知した磁気信号を磁
場周期可変手段４０が選択したエリアａ毎に抽出する磁
気信号抽出手段５０と、磁気信号抽出手段５０が抽出し
た磁気信号を上記エリアａ対応にマッピングして画像化
する画像化手段６０とを備える。被検体ｔはここでは金
属板とし、金属板の構造欠損の有無及び欠損領域を調べ
た。被検体ｔとしては、磁気変化が生じる無機物質及び
有機物質を対象にすることもできる。
【０００８】 スクイド磁気測定部１０は、一定の電流
でバイアスされているスクイドリングｒと磁束を感知し
スクイドリングｒに伝達するピックアップコイルｃとス
クイドリングｒに一定の電流が流れるように磁束をフィ
ードバックするフィードバックコイル（図示せず）と、
これらを低温に保持するデュアｄと、磁束のフィードバ
ック量を制御して磁気信号として出力する磁束ロック回
路ＦＬＬとを備えている。スクイドを用いた磁場変化の
測定精度は現存する磁気センサーの中で最も感度が高
く、１０ｆＴ程度の微弱な磁場を検出することが可能で
ある。ピックアップコイルが差動型（差動型スクイド）
になっているグラジオメータを使用すると同一距離とみ
なされる地磁気等のノイズをキャンセルできるので、高
価な磁気シールドルームが無くても被検体ｔによる磁場
変化を抽出し易い。また、最近の高温超電導材料でつく
られたスクイドを使用すると、液体窒素による冷却が可
能となり、冷却コストが安く手軽である。ステージ２０
は、被検体ｔを固定するとともに３次元的に変位する機
能を備える。図２には、本発明の開発段階で提案され
た、励磁源３０を示す。これは、複数の励磁用コイル３
１をマトリックス配置して構成した。励磁用コイル３１
は独立して磁場を発生し、図３に示すように夫々の励磁
用コイル３１の磁場発生領域が励磁用コイル３１対応の
エリアａになる。励磁用コイル３１を小型化することに
よって、エリアａも微小化され磁場発生領域単位が小さ
くなり磁気測定密度を高めることができる。磁場周期可
変手段４０は、励磁用コイル３１毎に所定の交流電流を
供給する機構を備える。磁場周期可変手段４０によれ
ば、夫々の励磁用コイル３１に同時に所定の周波数の交
流電流を供給して磁場を発生させることや、励磁用コイ
ル３１個別に所定の交流電流を供給して磁場を発生させ
ることができる。磁気信号抽出手段５０は、磁場周期可
変手段４０が励磁用コイル３１に供給した周波数に基づ
いて、励磁用コイル３１が発生した磁場の磁気信号を抽
出する。被検体ｔに磁気的異常がない場合には供給信号
と抽出した磁気信号とは一定の関係を有する基準状態に
なる。しかし、被検体ｔに磁気的異常がある場合には振
幅及び位相のズレが生じるので、被検体ｔの磁気的異常
を把握することができる。画像化手段６０は、励磁源３
０をエリアａ対応で画面表示し、エリアａ毎に磁気的異
常の有無を表示する。異常の有無の判断にあっては振幅
及び位相のズレの閾値を定めて行なえばよい。
でバイアスされているスクイドリングｒと磁束を感知し
スクイドリングｒに伝達するピックアップコイルｃとス
クイドリングｒに一定の電流が流れるように磁束をフィ
ードバックするフィードバックコイル（図示せず）と、
これらを低温に保持するデュアｄと、磁束のフィードバ
ック量を制御して磁気信号として出力する磁束ロック回
路ＦＬＬとを備えている。スクイドを用いた磁場変化の
測定精度は現存する磁気センサーの中で最も感度が高
く、１０ｆＴ程度の微弱な磁場を検出することが可能で
ある。ピックアップコイルが差動型（差動型スクイド）
になっているグラジオメータを使用すると同一距離とみ
なされる地磁気等のノイズをキャンセルできるので、高
価な磁気シールドルームが無くても被検体ｔによる磁場
変化を抽出し易い。また、最近の高温超電導材料でつく
られたスクイドを使用すると、液体窒素による冷却が可
能となり、冷却コストが安く手軽である。ステージ２０
は、被検体ｔを固定するとともに３次元的に変位する機
能を備える。図２には、本発明の開発段階で提案され
た、励磁源３０を示す。これは、複数の励磁用コイル３
１をマトリックス配置して構成した。励磁用コイル３１
は独立して磁場を発生し、図３に示すように夫々の励磁
用コイル３１の磁場発生領域が励磁用コイル３１対応の
エリアａになる。励磁用コイル３１を小型化することに
よって、エリアａも微小化され磁場発生領域単位が小さ
くなり磁気測定密度を高めることができる。磁場周期可
変手段４０は、励磁用コイル３１毎に所定の交流電流を
供給する機構を備える。磁場周期可変手段４０によれ
ば、夫々の励磁用コイル３１に同時に所定の周波数の交
流電流を供給して磁場を発生させることや、励磁用コイ
ル３１個別に所定の交流電流を供給して磁場を発生させ
ることができる。磁気信号抽出手段５０は、磁場周期可
変手段４０が励磁用コイル３１に供給した周波数に基づ
いて、励磁用コイル３１が発生した磁場の磁気信号を抽
出する。被検体ｔに磁気的異常がない場合には供給信号
と抽出した磁気信号とは一定の関係を有する基準状態に
なる。しかし、被検体ｔに磁気的異常がある場合には振
幅及び位相のズレが生じるので、被検体ｔの磁気的異常
を把握することができる。画像化手段６０は、励磁源３
０をエリアａ対応で画面表示し、エリアａ毎に磁気的異
常の有無を表示する。異常の有無の判断にあっては振幅
及び位相のズレの閾値を定めて行なえばよい。
【０００９】スクイド磁気画像化装置Ｓによれば、以下
のようにして磁場の測定を行なうことができる。 （１）各励磁用コイル３１に異なる交流周波数を与え、
各励磁用コイル３１から独自の磁場を発生させる。励磁
用コイル３１の励起は、各励磁用コイル３１単位に行な
っても全励磁用コイル３１同時に行ってもよい。所定の
エリアａの磁気信号に生じる変化によって磁気的異常が
生じているエリアａを特定することができる。 （２）各励磁用コイル３１に同じ交流周波数を与え、各
励磁用コイル３１から同じ磁場を発生させる。励磁用コ
イル３１の励起は、各励磁用コイル３１単位に行なって
も全励磁用コイル３１同時に行なってもよい。各励磁用
コイル３１単位に行なう場合には、所定のエリアａの磁
気信号に生じる変化によって磁気的異常が生じているエ
リアａを特定することができる。全励磁用コイル３１同
時に行なう場合には、励起する励磁用コイル３１のエリ
アａを狭めることによって磁気的異常が生じているエリ
アａを特定することが可能になる。
のようにして磁場の測定を行なうことができる。 （１）各励磁用コイル３１に異なる交流周波数を与え、
各励磁用コイル３１から独自の磁場を発生させる。励磁
用コイル３１の励起は、各励磁用コイル３１単位に行な
っても全励磁用コイル３１同時に行ってもよい。所定の
エリアａの磁気信号に生じる変化によって磁気的異常が
生じているエリアａを特定することができる。 （２）各励磁用コイル３１に同じ交流周波数を与え、各
励磁用コイル３１から同じ磁場を発生させる。励磁用コ
イル３１の励起は、各励磁用コイル３１単位に行なって
も全励磁用コイル３１同時に行なってもよい。各励磁用
コイル３１単位に行なう場合には、所定のエリアａの磁
気信号に生じる変化によって磁気的異常が生じているエ
リアａを特定することができる。全励磁用コイル３１同
時に行なう場合には、励起する励磁用コイル３１のエリ
アａを狭めることによって磁気的異常が生じているエリ
アａを特定することが可能になる。
【００１０】 次に、添付図面に基づいて本発明の実施
の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明する。図４
には、励磁源３０を、上記スクイド磁気画像化装置Ｓに
おける励磁用コイル３１の代わりに、複数の光電変換素
子３２と、各光電変換素子３２に光を照射した際に光電
変換素子３２が発生する電流を通して磁場を発生する複
数の磁場発生コイル３３とを備えたＮ型基盤３４で構成
した例が示される。光電変換素子３２は、ｐｎ接合の半
導体であり、照射される光の周波数に応じて電流を生じ
磁場発生コイル３３に供給する。磁場発生コイル３３
は、励磁用コイル３１と同様に対応エリアａに磁場を発
生する。光電変換素子３２に光を照射する光源として
は、供給する一定のエネルギーを光電変換素子３２に供
給することができるレーザー発生部（図示せず）を設け
た。レーザー発生部には、光電変換素子３２に順次レー
ザー光を照射するために照射位置を変化する照射位置変
化機構を備えてある。照射位置変化機構には、ポリゴン
ミラーやガルバノミラー等を用いることができる。この
光電変換素子３２を用いた励磁源３０を備えたスクイド
磁気画像化装置Ｓは、励磁用コイル３１と同様に所定の
エリアａ単位の磁気信号に生じる変化によって磁気的異
常が生じているエリアａを特定することができる。特
に、光電変換素子３２を用いたスクイド磁気画像化装置
Ｓでは、電源供給配線が不要であるため励磁用コイル３
１にて生じる電源供給配線によるノイズが生じることが
無く磁気検知を容易にする。更に、半導体の微細加工技
術を利用するので、励磁用コイル３１を微小に（例え
ば、一辺を１０ミクロン角程度の大きさに加工したも
の）製造することが容易にでき、励磁源３０のエリアａ
ピッチを狭くすることによって、測定空間分解能を数十
ミクロン程度迄向上させることができる。
の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明する。図４
には、励磁源３０を、上記スクイド磁気画像化装置Ｓに
おける励磁用コイル３１の代わりに、複数の光電変換素
子３２と、各光電変換素子３２に光を照射した際に光電
変換素子３２が発生する電流を通して磁場を発生する複
数の磁場発生コイル３３とを備えたＮ型基盤３４で構成
した例が示される。光電変換素子３２は、ｐｎ接合の半
導体であり、照射される光の周波数に応じて電流を生じ
磁場発生コイル３３に供給する。磁場発生コイル３３
は、励磁用コイル３１と同様に対応エリアａに磁場を発
生する。光電変換素子３２に光を照射する光源として
は、供給する一定のエネルギーを光電変換素子３２に供
給することができるレーザー発生部（図示せず）を設け
た。レーザー発生部には、光電変換素子３２に順次レー
ザー光を照射するために照射位置を変化する照射位置変
化機構を備えてある。照射位置変化機構には、ポリゴン
ミラーやガルバノミラー等を用いることができる。この
光電変換素子３２を用いた励磁源３０を備えたスクイド
磁気画像化装置Ｓは、励磁用コイル３１と同様に所定の
エリアａ単位の磁気信号に生じる変化によって磁気的異
常が生じているエリアａを特定することができる。特
に、光電変換素子３２を用いたスクイド磁気画像化装置
Ｓでは、電源供給配線が不要であるため励磁用コイル３
１にて生じる電源供給配線によるノイズが生じることが
無く磁気検知を容易にする。更に、半導体の微細加工技
術を利用するので、励磁用コイル３１を微小に（例え
ば、一辺を１０ミクロン角程度の大きさに加工したも
の）製造することが容易にでき、励磁源３０のエリアａ
ピッチを狭くすることによって、測定空間分解能を数十
ミクロン程度迄向上させることができる。
【００１１】次に、添付図面に基づいて本発明のその他
の実施の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明す
る。図５には、励磁源３０を、上記スクイド磁気画像化
装置Ｓにおいて励磁用コイル３１の代わりに、核四極共
鳴周波数が温度によって連続的に変化する物質３５と、
物質３５に温度勾配を与える温度勾配供与部３６とを備
えて構成し、磁場周期可変手段４０を、温度勾配が生じ
た物質３５に共鳴周波数を供与して所定のエリアａ毎に
磁場を発生させる共鳴周波数供与部４１とを備えて構成
したスクイド磁気画像化装置Ｓの主要な構成が示され
る。物質３５は、核四極共鳴するものであり常温域にて
共鳴周波数帯域が生じる固体であればよくＮａＣｌＯ3
を用いた。物質３５の周囲には真空断熱層を設けてい
る。温度勾配供与部３６は、ヒータやペルチェ素子を用
いて１次元的な温度勾配を物質に与える。温度勾配は、
２次元的に形成することもできる。温度勾配供与部３６
が、所定の温度に達した後は、ヒータやペルチェ素子へ
の供給電源を遮断し磁気ノイズを低減させた。この状態
において、物質３５の熱容量で温度変化しない短時間の
間にスクイド磁気測定部１０にて磁気変化の計測を行な
った。共鳴周波数供与部４１は、共鳴周波数帯域の周波
数を掃引できる掃引発振器を備えたコイルで構成してい
る。励磁源３０は、共鳴周波数供与部４１の供与する周
波数に温度勾配を生じさせる物質３５の共鳴エリアが共
鳴することによりエネルギーを蓄える。共鳴周波数供与
部４１は経時的に周波数を変化させていく。共鳴した共
鳴エリアは、共鳴周波数以外の周波数が供与されると一
気に共鳴エネルギーを外部に放出するがこの際共鳴エリ
アから強い磁場が生じる。この共鳴エリアから生じる磁
場の信号を用いて被検体ｔの磁気的異常の有無を検知す
る。共鳴エリアは、同温状態の原子レベルであることか
ら、測定密度を非常に高めることができ、かつ空間的に
連続した測定をすることができる。
の実施の形態に係るスクイド磁気画像化装置を説明す
る。図５には、励磁源３０を、上記スクイド磁気画像化
装置Ｓにおいて励磁用コイル３１の代わりに、核四極共
鳴周波数が温度によって連続的に変化する物質３５と、
物質３５に温度勾配を与える温度勾配供与部３６とを備
えて構成し、磁場周期可変手段４０を、温度勾配が生じ
た物質３５に共鳴周波数を供与して所定のエリアａ毎に
磁場を発生させる共鳴周波数供与部４１とを備えて構成
したスクイド磁気画像化装置Ｓの主要な構成が示され
る。物質３５は、核四極共鳴するものであり常温域にて
共鳴周波数帯域が生じる固体であればよくＮａＣｌＯ3
を用いた。物質３５の周囲には真空断熱層を設けてい
る。温度勾配供与部３６は、ヒータやペルチェ素子を用
いて１次元的な温度勾配を物質に与える。温度勾配は、
２次元的に形成することもできる。温度勾配供与部３６
が、所定の温度に達した後は、ヒータやペルチェ素子へ
の供給電源を遮断し磁気ノイズを低減させた。この状態
において、物質３５の熱容量で温度変化しない短時間の
間にスクイド磁気測定部１０にて磁気変化の計測を行な
った。共鳴周波数供与部４１は、共鳴周波数帯域の周波
数を掃引できる掃引発振器を備えたコイルで構成してい
る。励磁源３０は、共鳴周波数供与部４１の供与する周
波数に温度勾配を生じさせる物質３５の共鳴エリアが共
鳴することによりエネルギーを蓄える。共鳴周波数供与
部４１は経時的に周波数を変化させていく。共鳴した共
鳴エリアは、共鳴周波数以外の周波数が供与されると一
気に共鳴エネルギーを外部に放出するがこの際共鳴エリ
アから強い磁場が生じる。この共鳴エリアから生じる磁
場の信号を用いて被検体ｔの磁気的異常の有無を検知す
る。共鳴エリアは、同温状態の原子レベルであることか
ら、測定密度を非常に高めることができ、かつ空間的に
連続した測定をすることができる。
【００１２】図６（１）には、スクイド磁気画像化装置
Ｓにて用いるピックアップコイルｃの一例が示される。
ピックアップコイルｃは、励磁源３０が発生する磁場を
キャンセルするように円コイル（キャンセルコイル）を
接続して８の字形に形成した。磁場は円コイルの接続に
より互いに生じる電流を打ち消すことによりキャンセル
される。この場合の磁場の変化の測定は、各円コイルが
受ける磁場の差のみをスクイド磁気測定部１０がピック
アップして行なう。従って、励磁源３０から強磁場を生
じさせて測定感度を高める場合であっても、磁場の微小
な変化のみを検知することができる。キャンセルコイル
を用いた場合には、スクイドの測定能が飽和するような
強磁場を用いても、磁場をキャンセルして微小の磁場変
化が得られる。図６（２）には、図６（１）に示したピ
ックアップコイルｃを用いた場合の磁気測定状態が示さ
れる。ここでは、励磁用のコイルｆ１，ｆ２，ｆ３を用
いて磁気測定領域に異なる磁場を与えローラで運ばれて
くる被検体ｔにおける磁場変化を測定している。図６
（３）に示すように、ピックアップコイルｃには常に同
一の磁場が与えられているため、被検体ｔが磁気測定領
域を通過した際の磁場の変化が測定可能になる。
Ｓにて用いるピックアップコイルｃの一例が示される。
ピックアップコイルｃは、励磁源３０が発生する磁場を
キャンセルするように円コイル（キャンセルコイル）を
接続して８の字形に形成した。磁場は円コイルの接続に
より互いに生じる電流を打ち消すことによりキャンセル
される。この場合の磁場の変化の測定は、各円コイルが
受ける磁場の差のみをスクイド磁気測定部１０がピック
アップして行なう。従って、励磁源３０から強磁場を生
じさせて測定感度を高める場合であっても、磁場の微小
な変化のみを検知することができる。キャンセルコイル
を用いた場合には、スクイドの測定能が飽和するような
強磁場を用いても、磁場をキャンセルして微小の磁場変
化が得られる。図６（２）には、図６（１）に示したピ
ックアップコイルｃを用いた場合の磁気測定状態が示さ
れる。ここでは、励磁用のコイルｆ１，ｆ２，ｆ３を用
いて磁気測定領域に異なる磁場を与えローラで運ばれて
くる被検体ｔにおける磁場変化を測定している。図６
（３）に示すように、ピックアップコイルｃには常に同
一の磁場が与えられているため、被検体ｔが磁気測定領
域を通過した際の磁場の変化が測定可能になる。
【００１３】図７には、スクイド磁気画像化装置Ｓにて
用いるピックアップコイルｃの配置構成の一例が示され
る。ここで示したピックアップコイルｃは、３のピック
アップコイルｃを３次元配置することにより複数方向の
磁場を測定可能にし、測定感度を高める。
用いるピックアップコイルｃの配置構成の一例が示され
る。ここで示したピックアップコイルｃは、３のピック
アップコイルｃを３次元配置することにより複数方向の
磁場を測定可能にし、測定感度を高める。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のスクイド
磁気画像化装置によれば、被検体を設置するステージ
と、ステージに設置された被検体の複数のエリアに夫々
磁場を与える励磁源と、エリアを選択して選択したエリ
アの励磁源の磁場の周期を可変にする磁場周期可変手段
と、スクイドが検知した磁気信号を磁場周期可変手段が
選択したエリア毎に抽出する磁気信号抽出手段と、磁気
信号抽出手段が抽出した磁気信号をエリア対応にマッピ
ングして画像化する画像化手段とを備えて構成したの
で、励磁源エリア単位の高い空間分解能で磁気的異常を
検知することができる。更に、励磁源を、エリアに対応
して設けられた複数の光電変換素子と、各光電変換素子
に光を照射した際に光電変換素子が発生する電流を通し
て磁場を発生する複数の磁場発生コイルとを備えて構成
したので、不所望なノイズをカットして磁気的異常を検
知することができる。更にまた、光電変換素子に光を照
射するレーザー発生部を備えて構成した場合には、レー
ザーの照射と同時に磁場を与えることができ測定速度を
高速化することができる。また、レーザー発生部を、光
電変換素子に順次レーザーを照射するために照射位置を
変化する照射位置変化機構を備えて構成した場合には、
エリア毎にレーザー光源を設ける必要がなく、かつ磁場
を発生するエリアを選択することができる。
磁気画像化装置によれば、被検体を設置するステージ
と、ステージに設置された被検体の複数のエリアに夫々
磁場を与える励磁源と、エリアを選択して選択したエリ
アの励磁源の磁場の周期を可変にする磁場周期可変手段
と、スクイドが検知した磁気信号を磁場周期可変手段が
選択したエリア毎に抽出する磁気信号抽出手段と、磁気
信号抽出手段が抽出した磁気信号をエリア対応にマッピ
ングして画像化する画像化手段とを備えて構成したの
で、励磁源エリア単位の高い空間分解能で磁気的異常を
検知することができる。更に、励磁源を、エリアに対応
して設けられた複数の光電変換素子と、各光電変換素子
に光を照射した際に光電変換素子が発生する電流を通し
て磁場を発生する複数の磁場発生コイルとを備えて構成
したので、不所望なノイズをカットして磁気的異常を検
知することができる。更にまた、光電変換素子に光を照
射するレーザー発生部を備えて構成した場合には、レー
ザーの照射と同時に磁場を与えることができ測定速度を
高速化することができる。また、レーザー発生部を、光
電変換素子に順次レーザーを照射するために照射位置を
変化する照射位置変化機構を備えて構成した場合には、
エリア毎にレーザー光源を設ける必要がなく、かつ磁場
を発生するエリアを選択することができる。
【００１５】 更に、励磁源を、核四極共鳴周波数が温
度によって連続的に変化する物質と、物質に温度勾配を
与える温度勾配供与部とを備えて構成し、磁場周期可変
手段を、温度勾配が生じた物質に共鳴周波数を供与して
磁場を発生させる共鳴周波数供与部を備えて構成したの
で、エリア領域を微小化して測定密度を高めることがで
きる。更にまた、ピックアップコイルを、励磁源が発生
する磁場をキャンセルするキャンセルコイルを備えて構
成した場合には、高磁場を発生させてもスクイドで磁場
変化を測定することができるので測定感度を高めること
ができる。また、ピックアップコイルを、複数方向の磁
場を測定可能に複数設けて構成した場合には、磁場の検
知方向が増え測定感度を向上することができる。
度によって連続的に変化する物質と、物質に温度勾配を
与える温度勾配供与部とを備えて構成し、磁場周期可変
手段を、温度勾配が生じた物質に共鳴周波数を供与して
磁場を発生させる共鳴周波数供与部を備えて構成したの
で、エリア領域を微小化して測定密度を高めることがで
きる。更にまた、ピックアップコイルを、励磁源が発生
する磁場をキャンセルするキャンセルコイルを備えて構
成した場合には、高磁場を発生させてもスクイドで磁場
変化を測定することができるので測定感度を高めること
ができる。また、ピックアップコイルを、複数方向の磁
場を測定可能に複数設けて構成した場合には、磁場の検
知方向が増え測定感度を向上することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るスクイド磁気画像化
装置を示す説明図である。
装置を示す説明図である。
【図２】本発明の開発段階で提案されたスクイド磁気画
像化装置の励磁源を示す説明図である。
像化装置の励磁源を示す説明図である。
【図３】本発明の開発段階で提案されたスクイド磁気画
像化装置の励磁源とエリアとの関係を示す説明図であ
り、（１）は断面図を示し、（２）は平面図を示す。
像化装置の励磁源とエリアとの関係を示す説明図であ
り、（１）は断面図を示し、（２）は平面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態に係るスクイド磁気画像化
装置で用いることができる励磁源を示す説明図であり、
（１）は平面図を示し、（２）は断面図を示す。
装置で用いることができる励磁源を示す説明図であり、
（１）は平面図を示し、（２）は断面図を示す。
【図５】本発明の実施の形態に係るスクイド磁気画像化
装置で用いることができるその他の励磁源を示す説明図
である。
装置で用いることができるその他の励磁源を示す説明図
である。
【図６】本発明の実施の形態に係るスクイド磁気画像化
装置に用いることができるキャンセルコイルを備えたピ
ックアップコイルを示す説明図であり、（１）は平面図
を示し、（２）は測定状態を示し、（３）はピックアッ
プコイルへの磁場供与の状態を示す。
装置に用いることができるキャンセルコイルを備えたピ
ックアップコイルを示す説明図であり、（１）は平面図
を示し、（２）は測定状態を示し、（３）はピックアッ
プコイルへの磁場供与の状態を示す。
【図７】本発明の実施の形態に係るスクイド磁気画像化
装置に用いることができる他のピックアップコイルを示
す説明図である。
装置に用いることができる他のピックアップコイルを示
す説明図である。
【図８】従来のスクイドによる磁気測定の構成を示す説
明図である。
明図である。
Ｓ スクイド磁気画像化装置
ａ エリア
ｃ ピックアップコイル
ｒ スクイドリング
ｔ 被検体
１０ スクイド磁気測定部
２０ ステージ
３０ 励磁源
３１ 励磁用コイル
３２ 光電変換素子
３３ 磁場発生コイル
３４ 基盤
３５ 物質
３６ 温度勾配供与部
４０ 磁場周期可変手段
４１ 共鳴周波数供与部
５０ 磁気信号抽出手段
６０ 画像化手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開2001−50934（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−304348（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−190846（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−120436（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−158783（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−27743（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−62305（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−249209（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−33489（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−293165（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−3298（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 27/72 - 27/90
G01N 33/00 - 33/26
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】 被検体に磁場を与えて、該磁場により該
被検体を透過し該被検体の複素透磁率に対応した磁気信
号をピックアップコイルを介してスクイドで検知し、該
スクイドの検知結果に基づいて上記磁気信号を画像化す
るスクイド磁気画像化装置において、 該被検体を設置するステージと、 該ステージに設置された被検体の複数のエリアに夫々磁
場を与える励磁源と、 該エリアを選択して該選択したエリアの励磁源の磁場の
周期を可変にする磁場周期可変手段と、 上記スクイドが検知した上記磁気信号を上記磁場周期可
変手段が選択した上記エリア毎に抽出する磁気信号抽出
手段と、 該磁気信号抽出手段が抽出した磁気信号を上記エリア対
応にマッピングして画像化する画像化手段とを備えて構
成し、 上記励磁源を、上記エリアに対応して設けられた複数の
光電変換素子と、該各光電変換素子に光を照射した際に
光電変換素子が発生する電流を通して磁場を発生する複
数の磁場発生コイルとを備えて構成したことを特徴とす
るスクイド磁気画像化装置。 - 【請求項２】 上記光電変換素子に光を照射するレーザ
ー発生部を備えて構成したことを特徴とする請求項１記
載のスクイド磁気画像化装置。 - 【請求項３】 上記レーザー発生部を、上記光電変換素
子に順次レーザーを照射するために照射位置を変化する
照射位置変化機構を備えて構成したことを特徴とする請
求項２記載のスクイド磁気画像化装置。 - 【請求項４】 被検体に磁場を与えて、該磁場により該
被検体を透過し該被検体の複素透磁率に対応した磁気信
号をピックアップコイルを介してスクイドで検知し、該
スクイドの検知結果に基づいて上記磁気信号を画像化す
るスクイド磁気画像化装置において、 該被検体を設置するステージと、 該ステージに設置された被検体の複数のエリアに夫々磁
場を与える励磁源と、 上記励磁源の磁場の周期を可変にする磁場周期可変手段
と、 上記スクイドが検知した上記磁気信号を上記エリア毎に
抽出する磁気信号抽出手段と、 該磁気信号抽出手段が抽出した磁気信号を上記エリア対
応にマッピングして画像化する画像化手段とを備え、 上記励磁源を、核四極共鳴周波数が温度によって連続的
に変化する物質と、該物質に温度勾配を与える温度勾配
供与部とを備えて構成し、上記磁場周期可変手段を、温
度勾配が生じた該物質に共鳴周波数を供与して上記エリ
ア毎に磁場を発生させる共鳴周波数供与部を備えて構成
したことを特徴とするスクイド磁気画像化装置。 - 【請求項５】 上記ピックアップコイルを、上記励磁源
が発生する磁場をキャンセルするキャンセルコイルを備
えて構成したことを特徴とする請求項１，２，３または
４記載のスクイド磁気画像化装置。 - 【請求項６】 上記ピックアップコイルを、複数方向の
磁場を測定可能に複数設けたことを特徴とする請求項
１，２，３，４または５記載のスクイド磁気画像化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101264A JP3491017B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スクイド磁気画像化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001101264A JP3491017B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スクイド磁気画像化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296238A JP2002296238A (ja) | 2002-10-09 |
| JP3491017B2 true JP3491017B2 (ja) | 2004-01-26 |
Family
ID=18954610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001101264A Expired - Fee Related JP3491017B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | スクイド磁気画像化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3491017B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| GB2425610A (en) * | 2005-04-29 | 2006-11-01 | Univ London | Magnetic properties sensing system |
| JP4990194B2 (ja) * | 2008-03-07 | 2012-08-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 磁石位置測定方法 |
| JP5008697B2 (ja) * | 2009-07-06 | 2012-08-22 | 中国電力株式会社 | 非破壊検査装置 |
| JP5005004B2 (ja) * | 2009-07-13 | 2012-08-22 | 中国電力株式会社 | 非破壊検査装置 |
| JP4883424B2 (ja) * | 2009-12-17 | 2012-02-22 | 学校法人金沢工業大学 | 微小磁気二次元分布検出装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190846A (ja) * | 1984-03-10 | 1985-09-28 | Jeol Ltd | 核磁気共鳴装置 |
| JP2620371B2 (ja) * | 1989-05-18 | 1997-06-11 | センサーテクノロジー株式会社 | 交流磁界による物品の検査装置 |
| JP2709631B2 (ja) * | 1989-07-29 | 1998-02-04 | 光照 木村 | 光電磁気素子 |
| JPH03158783A (ja) * | 1989-11-16 | 1991-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | 超伝導磁力計 |
| JPH05249209A (ja) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Fujitsu Ltd | 走査型顕微鏡 |
| JP3302723B2 (ja) * | 1992-06-22 | 2002-07-15 | 株式会社日立メディコ | 危険物検知装置及び検知方法 |
| JPH0727743A (ja) * | 1993-07-12 | 1995-01-31 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 非破壊検査装置 |
| JPH07120436A (ja) * | 1993-10-20 | 1995-05-12 | Seiko Instr Inc | 非破壊検査装置 |
| JPH0933489A (ja) * | 1995-07-24 | 1997-02-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Ｓｑｕｉｄ磁束計を用いた励磁コイル移動型渦電流探傷装置 |
| JPH10293165A (ja) * | 1997-04-17 | 1998-11-04 | Hitachi Ltd | 超電導顕微鏡 |
| JP3302344B2 (ja) * | 1999-08-05 | 2002-07-15 | 岩手県 | 走査型スクイド顕微鏡 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001101264A patent/JP3491017B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002296238A (ja) | 2002-10-09 |
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