JP4700287B2 - Active magnetic shield device - Google Patents
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Description
本発明は、生体磁気計測、電子線描画装置、電子線マスク描画装置に用いられるアクティブ磁気シールド装置に関するものである。 The present invention relates to an active magnetic shield device used for biomagnetism measurement, an electron beam drawing apparatus, and an electron beam mask drawing apparatus.
従来から生体磁気計測、電子線描画装置、電子線マスク描画装置に用いられてきた磁気シールドルーム(MSR)に代えて、最近では、コストが安く、軽量で解体・移設が容易なアクティブ磁気シールド装置が生体磁気計測、電子線描画装置、電子線マスク描画装置に用いられてきている。このアクティブ磁気シールド装置は、x,y,z軸毎に設けられたセンサにより計測空間内の磁気ノイズを感知し、感知した信号をフィードバックして、x,y,z軸毎に計測空間の互いに対向する二つの面に各々配置された一対のキャンセリングコイル(以下、CC)に逆方向の磁界を発生させて磁気ノイズを打ち消すことで遮蔽効果を発揮するものである。 Instead of the magnetic shield room (MSR) that has been used for biomagnetism measurement, electron beam drawing apparatus, and electron beam mask drawing apparatus, an active magnetic shield apparatus that is inexpensive, lightweight, and easy to disassemble and relocate recently. Have been used in biomagnetic measurements, electron beam drawing apparatuses, and electron beam mask drawing apparatuses. This active magnetic shield device senses magnetic noise in the measurement space by sensors provided for the x, y, and z axes, feeds back the sensed signal, and in the measurement space for each of the x, y, and z axes. A shielding effect is exhibited by generating a magnetic field in a reverse direction in a pair of canceling coils (hereinafter referred to as CC) disposed on two opposing surfaces to cancel magnetic noise.
生体磁気計測の差分型SQUID(Superconducting QUantum Interference Devices)磁束計にインプットコイルとして用いられる一次差分型コイルは空間分布が一様な磁界を感知しないため、空間分布が一様な磁気ノイズ(0次ノイズ)の存在が問題になることはないが、一定勾配を有する磁界を感知するため、一定勾配を有する磁気ノイズ(一次ノイズ)を大きな雑音として感知する。よって、勾配を有する磁気ノイズが存在すれば計測に支障が生じる。また、差分型SQUID磁束計にインプットコイルとして用いられる二次差分型コイルは空間分布が一様な磁界や一定勾配を有する磁界を感知しないため、0次ノイズや一次ノイズの存在が問題になることはないが、二次の勾配を有する磁界を感知するため、二次の勾配を有する磁気ノイズ(二次ノイズ)を大きな雑音として感知する。よって、二次以上の勾配を有する磁気ノイズが存在すれば計測に支障が生じる、という問題があった。 The primary differential type coil used as an input coil for the differential SQUID (Superconducting Quantum Interference Devices) magnetometer for biomagnetism measurement does not sense a magnetic field with uniform spatial distribution, so magnetic noise with uniform spatial distribution (zero order noise) ) Is not a problem, but since a magnetic field having a constant gradient is sensed, magnetic noise (primary noise) having a constant gradient is sensed as a large noise. Therefore, if there is magnetic noise having a gradient, the measurement will be hindered. In addition, since the secondary differential coil used as an input coil in the differential SQUID magnetometer does not sense a magnetic field with a uniform spatial distribution or a magnetic field having a constant gradient, the presence of zero-order noise or primary noise becomes a problem. However, in order to sense a magnetic field having a secondary gradient, magnetic noise having a secondary gradient (secondary noise) is detected as a large noise. Therefore, there is a problem that if there is a magnetic noise having a second-order or higher gradient, the measurement is hindered.
そこで、非特許文献1に記載のように、CCとして同じ大きさのコイルをx,y,z軸毎に並設して、三連コイル、四連コイル、五連コイルとすることにより、奇数次の勾配を有する磁気ノイズを有効に低減させて、空間分布が一様な磁界を実現させている。これにより、特に三連コイルにおいて、一次ノイズを雑音として感知する一次差分型コイルを用いた差分型SQUID磁束計は有効に計測が行なえる。
Therefore, as described in
しかしながら、CCとして三連コイル、四連コイル、五連コイルを計測空間に配置すると、計測空間の各面に複数のCCが縦横に敷設されるため、計測空間への出入りに支障をきたす。また、計測空間に内設された装置の真下にCCの一部が敷設されることとなり、装置がCCを踏む状態になる。これを回避するために計測空間への出入りのためのドアに工夫をしたり、計測空間の床を二重底にしたりすることも考えられるが、構造が複雑になる。 However, when a triple coil, a quadruple coil, and a five-coil coil are arranged in the measurement space as the CC, a plurality of CCs are laid vertically and horizontally on each surface of the measurement space, which hinders access to the measurement space. In addition, a part of the CC is laid directly under the device installed in the measurement space, and the device is in a state of stepping on the CC. In order to avoid this, it is conceivable to devise a door for entering and exiting the measurement space, or to make the floor of the measurement space a double bottom, but the structure becomes complicated.
本発明は上記問題を鑑みなされたものであって、その目的とするところは、キャンセリングコイルが計測空間への出入りの妨げにならず、キャンセリングコイルが装置の真下に敷設されることなく、高い遮蔽性能を有するアクティブ磁気シールド装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is that the canceling coil does not hinder access to the measurement space, and the canceling coil is not laid directly under the device, An active magnetic shield device having high shielding performance is provided.
本発明のアクティブ磁気シールド装置は、計測空間内の磁気ノイズを感知するセンサと、前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、前記センサが、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能であり、前記回路が、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに正方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに負方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流すことを特徴とする。 The active magnetic shield device of the present invention includes a sensor for detecting magnetic noise in a measurement space, a first canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof, The second canceling coil which is disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forms a first pair with the first canceling coil, and on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof A third canceling coil that is concentric with the first canceling coil and disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof, and forms a second pair with the third canceling coil. the second canceling coil concentric fourth canceling coils, based before the magnetic noise xenon capacitors senses, is the first to fourth canceling coil A current flowing through the first to fourth canceling coils is generated so as to generate a magnetic field that reduces magnetic noise in the measurement space, and the generated current is supplied to the first to fourth canceling coils. A circuit , wherein the sensor is capable of sensing magnetic noise with a uniform spatial distribution, the circuit passes a first current in a positive direction through the first canceling coil, and the second canceling coil A second current in the positive direction is supplied, a third current in the negative direction is supplied to the third canceling coil, and a fourth current in the negative direction is supplied to the fourth canceling coil .
本発明によると、第1〜第4キャンセリングコイルは計測空間の対向する2つの面又はその近傍に配置されているため、計測空間への出入りを妨げたり、装置の真下にコイルの一部が敷設されたりするようなことなく、計測空間内を外部の磁気ノイズから遮蔽できる。 According to the present invention, since the first to fourth canceling coils are arranged on the two opposing surfaces of the measurement space or in the vicinity thereof, the entry / exit to the measurement space is obstructed, or a part of the coil is directly under the device. The measurement space can be shielded from external magnetic noise without being laid.
また、第1〜第4キャンセリングコイルを流れる第1〜第4電流の方向が設定されることにより、第1〜第4キャンセリングコイルによって空間分布が一様な磁界を広い領域に渡り確保できるため、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去できる。 In addition , by setting the directions of the first to fourth currents flowing through the first to fourth canceling coils, the first to fourth canceling coils can secure a magnetic field having a uniform spatial distribution over a wide region. Therefore, magnetic noise with a uniform spatial distribution in the measurement space can be effectively erased by the reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils.
本発明においては、計測空間内の磁気ノイズを感知するセンサと、前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、前記センサが勾配を有する磁界を感知可能であり、前記回路が、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに負方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに正方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流すことを特徴とする。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルは計測空間の対向する2つの面又はその近傍に配置されているため、計測空間への出入りを妨げたり、装置の真下にコイルの一部が敷設されたりするようなことなく、計測空間内を外部の磁気ノイズから遮蔽できる。また、第1〜第4キャンセリングコイルを流れる第1〜第4電流の方向が設定されることにより、第1〜第4キャンセリングコイルによって一定勾配を有する磁界を広い領域に渡り確保できるため、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去できる。 In the present invention, a sensor for detecting magnetic noise in the measurement space, a first canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof, and the two opposing electrodes Disposed on the other surface of the surface or in the vicinity thereof, the second canceling coil that forms a first pair with the first canceling coil, and disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof, A third canceling coil concentric with the first canceling coil; and the second canceling coil disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces, and forming a second pair with the third canceling coil. Based on the fourth canceling coil concentric with the canceling coil and the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate magnetic fields in the measurement space. To generate a magnetic field to reduce the noise, current generates a flow in the first to fourth canceling coils, and a circuit for supplying the generated current to the first to fourth canceling coils, the sensor Can sense a magnetic field having a gradient, and the circuit passes a first current in the positive direction through the first canceling coil, a second current in the negative direction through the second canceling coil, and the third the canceling coil flows a third current in the positive direction, and wherein the flowing a fourth current in the negative direction on the fourth canceling coil. According to this, since the first to fourth canceling coils are arranged on the two opposing surfaces of the measurement space or in the vicinity thereof, the entry / exit to the measurement space is obstructed, or a part of the coil is laid directly under the device. The measurement space can be shielded from external magnetic noise without being done. In addition, since the direction of the first to fourth currents flowing through the first to fourth canceling coils is set, a magnetic field having a constant gradient can be secured over a wide region by the first to fourth canceling coils. Magnetic noise having a constant gradient in the measurement space can be effectively eliminated by the reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils.
本発明においては、計測空間内の磁気ノイズを感知するセンサと、前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、勾配を有する磁界を感知可能な第2センサとを有し、前記回路が、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流として、前記第1センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での偶数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された偶数次ノイズ低減電流と、前記第2センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での奇数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された奇数次ノイズ低減電流との合成電流を生成し、前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る偶数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、正方向、負方向、負方向に流れる電流であり、前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る奇数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、負方向、正方向、負方向に流れる電流であることを特徴とする。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルは計測空間の対向する2つの面又はその近傍に配置されているため、計測空間への出入りを妨げたり、装置の真下にコイルの一部が敷設されたりするようなことなく、計測空間内を外部の磁気ノイズから遮蔽できる。また、第1〜第4キャンセリングコイルを流れる電流は偶数次ノイズ低減電流と奇数次ノイズ低減電流との合成電流であるため、第1〜第4キャンセリングコイルによって偶数次の磁界が低下した空間分布が一様な磁界を広い領域に渡り確保でき、更に、奇数次の磁界が低下した一定勾配を有する磁界を広い領域に渡り確保でき、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズと一定勾配を有する磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去できる。 In the present invention, a sensor for detecting magnetic noise in the measurement space, a first canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof, and the two opposing electrodes Disposed on the other surface of the surface or in the vicinity thereof, the second canceling coil that forms a first pair with the first canceling coil, and disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof, A third canceling coil concentric with the first canceling coil; and the second canceling coil disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces, and forming a second pair with the third canceling coil. Based on the fourth canceling coil concentric with the canceling coil and the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate magnetic fields in the measurement space. To generate a magnetic field to reduce the noise, current generates a flow in the first to fourth canceling coils, and a circuit for supplying the generated current to the first to fourth canceling coils, the sensor A first sensor capable of sensing magnetic noise with a uniform spatial distribution and a second sensor capable of sensing a magnetic field having a gradient, and the circuit passes through the first to fourth canceling coils. For each canceling coil, as the current, the first to fourth canceling coils generate a magnetic field that reduces even-order magnetic noise in the measurement space based on the magnetic noise sensed by the first sensor. Based on the determined even-order noise reduction current and the magnetic noise sensed by the second sensor, the first to fourth canceling coils are connected to the odd-order in the measurement space. Generating a combined current with the odd-order noise reduction current determined for each canceling coil so as to generate a magnetic field that reduces magnetic noise, and the even-order noise reduction current according to the first to fourth canceling coils, Currents flowing in the positive direction, the positive direction, the negative direction, and the negative direction, respectively, and the odd-order noise reduction currents related to the first to fourth canceling coils are respectively the positive direction, the negative direction, the positive direction, and the negative direction. characterized in that it is a current flowing through. According to this, since the first to fourth canceling coils are arranged on the two opposing surfaces of the measurement space or in the vicinity thereof, the entry / exit to the measurement space is obstructed, or a part of the coil is laid directly under the device. The measurement space can be shielded from external magnetic noise without being done. Further, since the current flowing through the first to fourth canceling coils is a combined current of the even-order noise reduction current and the odd-order noise reduction current, the space in which the even-order magnetic field is reduced by the first to fourth canceling coils. A magnetic field with a uniform distribution can be secured over a wide area, and a magnetic field with a constant gradient with a reduced odd-order magnetic field can be secured over a wide area, and the spatial distribution in the measurement space can be kept constant with a uniform magnetic noise. Magnetic noise having a gradient can be effectively erased by a reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils.
本発明においては、計測空間内の磁気ノイズを感知するセンサと、前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、勾配を有する磁界を感知可能な第2センサとを有し、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに正方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに負方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流す第1の状態と、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに負方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに正方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流す第2の状態とのいずれかに前記回路を選択的に切り換えるための切換手段をさらに備えていることを特徴とする。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルは計測空間の対向する2つの面又はその近傍に配置されているため、計測空間への出入りを妨げたり、装置の真下にコイルの一部が敷設されたりするようなことなく、計測空間内を外部の磁気ノイズから遮蔽できる。また、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズが顕著であれば、第1〜第4キャンセリングコイルを流れる電流の方向を第1の状態にして、第1〜第4キャンセリングコイルによって空間分布が一様な磁界を広い領域に渡り確保して、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去し、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズが顕著であれば、第1〜第4キャンセリングコイルを流れる電流の方向を第2の状態にして、第1〜第4キャンセリングコイルによって一定勾配を有する磁界を広い領域に渡り確保して、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去するというように、第1〜第4キャンセリングコイルにより計測空間内の磁気ノイズを選択的に消去することができる。 In the present invention, a sensor for detecting magnetic noise in the measurement space, a first canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof, and the two opposing electrodes Disposed on the other surface of the surface or in the vicinity thereof, the second canceling coil that forms a first pair with the first canceling coil, and disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof, A third canceling coil concentric with the first canceling coil; and the second canceling coil disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces, and forming a second pair with the third canceling coil. Based on the fourth canceling coil concentric with the canceling coil and the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate magnetic fields in the measurement space. To generate a magnetic field to reduce the noise, current generates a flow in the first to fourth canceling coils, and a circuit for supplying the generated current to the first to fourth canceling coils, the sensor A first sensor capable of sensing magnetic noise with a uniform spatial distribution and a second sensor capable of sensing a magnetic field having a gradient, and passing a first current in a positive direction through the first canceling coil. First, a second current in the positive direction is supplied to the second canceling coil, a third current in the negative direction is supplied to the third canceling coil, and a fourth current in the negative direction is supplied to the fourth canceling coil. In this state, a first current in the positive direction is supplied to the first canceling coil, a second current in the negative direction is supplied to the second canceling coil, and a third current in the positive direction is supplied to the third canceling coil. Flushed, characterized in that it further comprises a switching means for switching selectively the circuit to one of the second state to flow a fourth current in the negative direction on the fourth canceling coil. According to this, since the first to fourth canceling coils are arranged on the two opposing surfaces of the measurement space or in the vicinity thereof, the entry / exit to the measurement space is obstructed, or a part of the coil is laid directly under the device. The measurement space can be shielded from external magnetic noise without being done. Further, if the measurement space distribution is remarkable uniform magnetic noise in the space, and the direction of the current flowing through the first to fourth canceling coil in a first state, the first to fourth canceling coil A magnetic field with a uniform spatial distribution is ensured over a wide area, and magnetic noise with a uniform spatial distribution in the measurement space is effectively erased by the reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils, If magnetic noise having a constant gradient in the measurement space is significant, the direction of the current flowing through the first to fourth canceling coils is set to the second state, and the first to fourth canceling coils have a constant gradient. The magnetic field is ensured over a wide area, and magnetic noise having a constant gradient in the measurement space is effectively erased by the reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils. Cancel The magnetic noise in the measurement space can be erased selectively by Ngukoiru.
本発明においては、計測空間内の磁気ノイズを感知するセンサと、前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、勾配を有する磁界を感知可能な第2センサとを有し、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第5キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第5キャンセリングコイルと第3の対をなす第6キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第5キャンセリングコイルと同心の第7キャンセリングコイルと、前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第7キャンセリングコイルと第4の対をなす、前記第6キャンセリングコイルと同心の第8キャンセリングコイルとをさらに備えており、前記回路が、前記第1センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での偶数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された偶数次ノイズ低減電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに流すと共に、前記第2センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第5〜第8キャンセリングコイルが前記計測空間内での奇数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された奇数次ノイズ低減電流を前記第5〜第8キャンセリングコイルに流し、前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る偶数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、正方向、負方向、負方向に流れる電流であり、前記第5〜第8キャンセリングコイルに係る奇数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、負方向、正方向、負方向に流れる電流であることを特徴とする。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルは計測空間の対向する2つの面又はその近傍に配置されているため、計測空間への出入りを妨げたり、装置の真下にコイルの一部が敷設されたりするようなことなく、計測空間内を外部の磁気ノイズから遮蔽できる。また、第1〜第4キャンセリングコイルによって偶数次の磁界が低下した空間分布が一様な磁界を広い領域に渡り確保できるため、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去できると共に、これに並行して、第5〜第8キャンセリングコイルによって奇数次の磁界が低下した一定勾配を有する磁界を広い領域に渡り確保できるため、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズを第5〜第8キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去できる。 In the present invention, a sensor for detecting magnetic noise in the measurement space, a first canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof, and the two opposing electrodes Disposed on the other surface of the surface or in the vicinity thereof, the second canceling coil that forms a first pair with the first canceling coil, and disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof, A third canceling coil concentric with the first canceling coil; and the second canceling coil disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces, and forming a second pair with the third canceling coil. Based on the fourth canceling coil concentric with the canceling coil and the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate magnetic fields in the measurement space. To generate a magnetic field to reduce the noise, current generates a flow in the first to fourth canceling coils, and a circuit for supplying the generated current to the first to fourth canceling coils, the sensor A first sensor capable of sensing magnetic noise having a uniform spatial distribution and a second sensor capable of sensing a magnetic field having a gradient, and are arranged on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof. A fifth canceling coil that is arranged on the other surface of the two opposite surfaces or in the vicinity thereof, and a sixth canceling coil that forms a third pair with the fifth canceling coil, and the opposite two A seventh canceling coil concentric with the fifth canceling coil, disposed on one surface of the two surfaces or in the vicinity thereof, and disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof. And further comprising an eighth canceling coil concentric with the sixth canceling coil that forms a fourth pair with the seventh canceling coil, wherein the circuit is based on magnetic noise sensed by the first sensor. The first to fourth canceling coils determine the even-order noise reduction current determined for each canceling coil so as to generate a magnetic field that reduces even-order magnetic noise in the measurement space. The fifth to eighth canceling coils generate a magnetic field that reduces odd-order magnetic noise in the measurement space based on the magnetic noise sensed by the second sensor while flowing through the four canceling coils. The odd-order noise reduction current determined for each canceling coil is passed through the fifth to eighth canceling coils, and the first to fourth keys are passed. The even-order noise reduction currents related to the canceling coil are currents flowing in the positive direction, the positive direction, the negative direction, and the negative direction, respectively, and the odd-order noise reduction currents related to the fifth to eighth canceling coils are respectively , positive, negative, and wherein the forward direction, a current flows in the negative direction. According to this, since the first to fourth canceling coils are arranged on the two opposing surfaces of the measurement space or in the vicinity thereof, the entry / exit to the measurement space is obstructed, or a part of the coil is laid directly under the device. The measurement space can be shielded from external magnetic noise without being done. In addition, since the first to fourth canceling coils can secure a uniform magnetic field over a wide area in which the even-order magnetic field is reduced, the magnetic noise with the uniform spatial distribution in the measurement space can be The magnetic field can be effectively erased by the reverse magnetic field formed by the fourth canceling coil, and at the same time, the magnetic field having a constant gradient in which the odd-order magnetic field is reduced by the fifth to eighth canceling coils is widened. Since the crossing can be ensured, magnetic noise having a constant gradient in the measurement space can be effectively eliminated by the reverse magnetic field formed by the fifth to eighth canceling coils.
本発明においては、前記第3の対を流れる電流の大きさと前記第4の対を流れる電流の大きさとの比が7:17であることが好ましい。これによると、第5〜第8キャンセリングコイルにより、一定勾配を有する磁界を効率良く形成することができるため、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズを第5〜第8キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去することができる。 In the present invention, it is preferable that the ratio of the current flowing through the third pair to the current flowing through the fourth pair is 7:17. According to this, since the magnetic field having a constant gradient can be efficiently formed by the fifth to eighth canceling coils, the fifth to eighth canceling coils form magnetic noise having a constant gradient in the measurement space. It is possible to effectively erase the magnetic field in the opposite direction.
本発明においては、前記第5キャンセリングコイルと前記第6キャンセリングコイルは同じ大きさの正方形であり、前記第7キャンセリングコイルと前記第8キャンセリングコイルは同じ大きさで、前記第5キャンセリングコイルよりも大枠の正方形であり、前記第7キャンセリングコイルは前記第5キャンセリングコイルより内部寄りに配置され、前記第8キャンセリングコイルは前記第6キャンセリングコイルより内部寄りに配置され、前記第5キャンセリングコイルと前記第6キャンセリングコイルとの間隔a、前記第7キャンセリングコイルと前記第8キャンセリングコイルとの間隔b、前記第5キャンセリングコイルの一辺の長さc、前記第7キャンセリングコイルの一辺の長さdがa:b:c:d=1.4:1:0.74:1.35に設定されていることが好ましい。これによると、第5〜第8キャンセリングコイルにより、一定勾配を有する磁界を効率良く形成することができるため、計測空間内の一定勾配を有する磁気ノイズを第5〜第8キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去することができる。 In the present invention, the fifth canceling coil and the sixth canceling coil are squares having the same size, and the seventh canceling coil and the eighth canceling coil are having the same size, and the fifth canceling coil has the same size. The seventh canceling coil is disposed closer to the inside than the fifth canceling coil, and the eighth canceling coil is disposed closer to the inside than the sixth canceling coil. A distance a between the fifth canceling coil and the sixth canceling coil; a distance b between the seventh canceling coil and the eighth canceling coil; a length c of one side of the fifth canceling coil; The length d of one side of the seventh canceling coil is a: b: c: d = 1.4: 1: 0.74: 1. It is preferably set to 5. According to this, since the magnetic field having a constant gradient can be efficiently formed by the fifth to eighth canceling coils, the fifth to eighth canceling coils form magnetic noise having a constant gradient in the measurement space. It is possible to effectively erase the magnetic field in the opposite direction.
本発明においては、前記第5〜第8キャンセリングコイルがx軸、y軸、z軸の少なくとも2方向に各々設けられていることが好ましい。これによると、x,y,z軸の少なくとも2方向に各々配置された第5〜第8キャンセリングコイルにより、x,y,z軸の少なくとも2方向で各々遮蔽効果を得ることができる。 In the present invention, it is preferable that the fifth to eighth canceling coils are provided in at least two directions of the x-axis, the y-axis, and the z-axis, respectively. According to this, the shielding effect can be obtained in at least two directions of the x, y, and z axes by the fifth to eighth canceling coils respectively disposed in at least two directions of the x, y, and z axes.
本発明においては、前記第1の対を流れる電流の大きさと前記第2の対を流れる電流の大きさとの比が7:17であることが好ましい。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルにより、空間分布が一様な磁界或いは一定勾配を有する磁界を効率良く形成することができるため、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズ或いは一定勾配を有する磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去することができる。 In the present invention, the ratio of the magnitude of the current flowing through the first pair to the magnitude of the current flowing through the second pair is preferably 7:17. According to this, since the first to fourth canceling coils can efficiently form a magnetic field having a uniform spatial distribution or a magnetic field having a constant gradient, magnetic noise having a uniform spatial distribution in the measurement space or Magnetic noise having a constant gradient can be effectively erased by a reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils.
本発明においては、前記第1キャンセリングコイルと前記第2キャンセリングコイルは同じ大きさの正方形であり、前記第3キャンセリングコイルと前記第4キャンセリングコイルは同じ大きさで、前記第1キャンセリングコイルよりも大枠の正方形であり、前記第3キャンセリングコイルは前記第1キャンセリングコイルより内部寄りに配置され、前記第4キャンセリングコイルは前記第2キャンセリングコイルより内部寄りに配置され、前記第1キャンセリングコイルと前記第2キャンセリングコイルとの間隔a、前記第3キャンセリングコイルと前記第4キャンセリングコイルとの間隔b、前記第1キャンセリングコイルの一辺の長さc、前記第3キャンセリングコイルの一辺の長さdがa:b:c:d=1.4:1:0.74:1.35に設定されていることが好ましい。これによると、第1〜第4キャンセリングコイルにより、空間分布が一様な磁界或いは一定勾配を有する磁界を効率良く形成することができるため、計測空間内の空間分布が一様な磁気ノイズ或いは一定勾配を有する磁気ノイズを第1〜第4キャンセリングコイルが形成した逆方向の磁界で有効に消去することができる。 In the present invention, the first canceling coil and the second canceling coil are the same size square, and the third canceling coil and the fourth canceling coil are the same size, and the first canceling coil is the same as the first canceling coil. A square that is larger than a ring coil, the third canceling coil is disposed closer to the inside than the first canceling coil, and the fourth canceling coil is disposed closer to the inside than the second canceling coil, A distance a between the first canceling coil and the second canceling coil, a distance b between the third canceling coil and the fourth canceling coil, a length c of one side of the first canceling coil, The length d of one side of the third canceling coil is a: b: c: d = 1.4: 1: 0.74: 1. It is preferably set to 5. According to this, since the first to fourth canceling coils can efficiently form a magnetic field having a uniform spatial distribution or a magnetic field having a constant gradient, magnetic noise having a uniform spatial distribution in the measurement space or Magnetic noise having a constant gradient can be effectively erased by a reverse magnetic field formed by the first to fourth canceling coils.
本発明においては、前記第1〜第4キャンセリングコイルがx軸、y軸、z軸の少なくとも2方向に各々設けられていることが好ましい。これによると、x,y,z軸の少なくとも2方向に各々配置された第1〜第4キャンセリングコイルにより、x,y,z軸の少なくとも2方向で各々遮蔽効果を得ることができる。 In the present invention, it is preferable that the first to fourth canceling coils are provided in at least two directions of the x-axis, the y-axis, and the z-axis, respectively. According to this, a shielding effect can be obtained in at least two directions of the x, y, and z axes by the first to fourth canceling coils arranged in at least two directions of the x, y, and z axes, respectively.
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るアクティブ磁気シールド装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of an active magnetic shield device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態に係るアクティブ磁気シールド装置の構成を図1〜図4に基づいて説明する。
アクティブ磁気シールド装置1は、x軸方向に配置された第1〜第4キャンセリングコイルであるx1〜x4キャンセリングコイル(x1〜x4CC)11〜14と、y軸方向に配置された第1〜第4キャンセリングコイルであるy1〜y4キャンセリングコイル(y1〜y4CC)21〜24と、z軸方向に配置された第1〜第4キャンセリングコイルであるz1〜z4キャンセリングコイル(z1〜z4CC)31〜34とを有する。
また、アクティブ磁気シールド装置1は、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が形成する計測空間2の略中央に配置されたセンサ3と、計測空間2のx,y,z軸方向の各面に配置されたセンサ4x,4y,4z,5x,5y,5zとを有する。
また、アクティブ磁気シールド装置1は、計測空間2外に設けられ、センサ3或いはセンサ4x,4y,4z,5x,5y,5zが感知した磁気ノイズに基づいて、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が計測空間2内の磁気ノイズを低下させる磁界を発生させるようにx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に流す電流を生成し、生成した電流をx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に供給する回路6を有する。
[First Embodiment]
The configuration of the active magnetic shield device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The active
In addition, the active
The active
図1において、計測空間2は略正方体の空間であり、計測空間2内には、図示しない生体磁気計測、電子線描画装置、電子線マスク描画装置等が設置され、被験者、被験物が磁気計測されるか、或いは電子線描画が行われる。
In FIG. 1, a
センサ3は計測空間2内部の略中央に配置され、計測空間2内部の、空間分布が一様な磁気ノイズ(0次ノイズ)を感知し、その信号を回路6にフィードバックする。回路6はその信号に基づいて電流を生成し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に生成した電流を供給することで、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34により0次ノイズと逆方向の磁界を計測空間2内に発生させる。尚、センサ3の数は1つに限られず、配置される位置は、計測空間2内部の磁界が測定できるのであれば、計測空間2外部であっても良い。
The
図3において、センサ4x,4y,4z,5x,5y,5zは計測空間2のx,y,z軸方向の各面中央に配置され、センサ4xとセンサ5xの対、センサ4yとセンサ5yの対、センサ4zとセンサ5zの対で用いられて、勾配を有する磁界を測定することで、計測空間2内部の一定勾配を有する磁気ノイズ(一次ノイズ)を感知し、その信号を回路6にフィードバックする。回路6はその信号に基づいて電流を生成し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に電流を供給することで、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34により一次ノイズと逆方向の磁界を計測空間2内に発生させる。尚、センサ4x,4y,4z,5x,5y,5zの数は勾配を有する磁界を測定するためにx,y,z軸方向に2つずつ設けられることが好ましいが、2つに限定されるものではなく、配置される位置も各面中央に限定されず、計測空間2内部の磁界が測定できるのであれば、計測空間2外部であっても良い。
In FIG. 3,
図1のように、x軸の第1〜第4キャンセリングコイルであるx1CC11〜x4CC14、y軸の第1〜第4キャンセリングコイルであるy1CC21〜y4CC24、z軸の第1〜第4キャンセリングコイルであるz1CC31〜z4CC34は計測空間2のx,y,z方向各面に配置された正方形のコイルである。
As shown in FIG. 1, x1CC11 to x4CC14 that are the first to fourth canceling coils of the x axis, y1CC21 to y4CC24 that are the first to fourth canceling coils of the y axis, and the first to fourth canceling of the z axis. The coils z1CC31 to z4CC34 are square coils arranged on each surface of the
x軸のx1CC11〜x4CC14、y軸のy1CC21〜y4CC24、z軸のz1CC31〜z4CC34は軸方向が異なるだけで、同様の構成をしているため、z軸に限定して図2及び図4で説明する。 Since the x-axis x1CC11 to x4CC14, the y-axis y1CC21 to y4CC24, and the z-axis z1CC31 to z4CC34 have the same configuration except for the axial direction, only the z-axis will be described with reference to FIGS. To do.
図2において、z1CC31は計測空間2の下面に配置された第1キャンセリングコイルである。z3CC33はz1CC31と同じく計測空間2の下面に配置された第3キャンセリングコイルであるが、z1CC31よりも計測空間2の内部寄りに配置され、z1CC31よりも大枠である。また、z2CC32は計測空間2の上面に配置された第2キャンセリングコイルであり、大きさはz1CC31と同じである。z4CC34はz2CC32と同じく計測空間2の上面に配置された第4キャンセリングコイルであるが、z2CC32よりも計測空間2の内部寄りに配置され、z2CC32よりも大枠であり、大きさはz3CC33と同じである。
In FIG. 2, z <b> 1 CC <b> 31 is a first canceling coil disposed on the lower surface of the
z1CC31とz2CC32は第1の対を構成し、計測空間2の外側寄りに配置され、z3CC33とz4CC34は第2の対を構成し、計測空間2の内側寄りに配置されている。4つのCCの配置関係は、CCの作用・効果が適切に実効できるように設定される。即ち、z1CC31とz2CC32との間隔aと、z3CC33とz4CC34との間隔bと、z1CC31且つz2CC32の一辺の長さcとz3CC33且つz4CC34の一辺の長さdは、a:b:c:d=1:0.85:0.85:1、より好ましくはa:b:c:d=1.4:1:0.74:1.35に設定される。尚、第2の対を外側寄りに、第1の対を内側寄りに配置する構成でも良いが、作業空間を広く確保し、系の全容積をコンパクトに抑えるという目的で、第2の対を内側寄りに、第1の対を外側寄りに配置することが好ましい。また、同様に、作業空間を広く確保し、系の全容積をコンパクトに抑えるという目的で、4つのCCは計測空間2の各面の外周に配置されることが好ましい。
z1CC31 and z2CC32 constitute a first pair and are arranged near the outside of the
回路6はアンプ41と、ローパスフィルタ42と、A/D変換器43と、デジタル信号処理器44と、D/A変換器45と、D/A変換器46と、パワーアンプ(反転増幅器)47により構成される。図1又は図3に示すように、センサ3,4x,4y,4z,5x,5y,5zからフィードバックされたアナログ信号をアンプ41が増幅し、ローパスフィルタ42で高周波のアナログ信号を取り除いて低周波のアナログ信号を通過させ、A/D変換器43で低周波のアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理器44はx,y,z軸毎に配置された4つのCCを1組とする3組のCCのそれぞれのCCに必要な電流の大きさを演算し、それぞれのCCに供給する電流値を決定する。デジタル信号処理器44は計測空間2内での磁気ノイズを低下させる磁界を3組のCCがそれぞれ発生するような電流値を算出する。デジタル信号処理器44から出力されたデジタル信号はD/A変換器46でアナログ信号に変換され、パワーアンプ(反転増幅器)47はD/A変換器46から出力されたアナログ信号を反転増幅し、それぞれのCCに電流を供給する。デジタル信号処理器44からはD/A変換器45にもデジタル信号を出力しており、D/A変換器45はデジタル信号をアナログ信号に変換してアンプ41に入力する。アンプ41はセンサ3,4x,4y,4z,5x,5y,5zからフィードバックされるアナログ信号と、デジタル信号処理器44から出力されD/A変換器45を通過してきたアナログ信号とを比較演算し、両者の差分を算出する。デジタル信号処理器44はアンプ41で算出された差分がゼロになるように制御する。
The
まず、回路6がCCに電流を供給して、空間分布が一様な磁界を有効に消去する場合についてz軸に限定して述べる。
図2において、第1の対を流れる電流を偶数次ノイズ低減電流i11、第2の対を流れる電流を偶数次ノイズ低減電流i21とする。
ここで、z1CC31を流れる電流の方向が図2のように時計回り(正方向)であるとすると、z2CC32を流れる電流の方向は時計回り(正方向)、z3CC33を流れる電流の方向は反時計回り(負方向)、z4CC34を流れる電流の方向は反時計回り(負方向)に設定される。つまり、第1の対の偶数次ノイズ低減電流i11の方向が時計回り(正方向)で、第2の対の偶数次ノイズ低減電流i21の方向が反時計周り(負方向)に設定される。この設定状態を便宜上第1の状態と呼ぶ。尚、第1の対の偶数次ノイズ低減電流i11の方向が反時計回り(負方向)で、第2の対の偶数次ノイズ低減電流i21の方向が時計周り(正方向)に設定されても良いことはいうまでもない。
First, the case where the
In FIG. 2, the current flowing through the first pair is an even-order noise reduction current i11, and the current flowing through the second pair is an even-order noise reduction current i21.
If the direction of the current flowing through z1CC31 is clockwise (positive direction) as shown in FIG. 2, the direction of the current flowing through z2CC32 is clockwise (positive direction), and the direction of current flowing through z3CC33 is counterclockwise. (Negative direction), the direction of the current flowing through the
第1の状態において、第2の対は図5(a)のような極性が正の磁界を発生させる。これに対し、第1の対は図5(b)のような極性が負の磁界を発生させる。第2の対が形成する磁界の極性が負で、第1の対が形成する磁界の極性が正であっても良いことはいうまでもない。このとき、第1の対に流れる偶数次ノイズ低減電流i11と第2の対に流れる偶数次ノイズ低減電流i21との比は、7:17に設定されている。第2の対と第1の対が各々磁界を形成することにより、計測空間2には正の磁界と負の磁界を合成した磁界が発生し、その合成磁界は図5(c)のように、偶数次の磁界、特に二次の磁界が低減され、空間分布が一様な磁界を広い領域に渡り確保した状態となっている。これにより、回路6が第1の対と第2の対に偶数次ノイズ低減電流i11,i21を供給して、センサ3が感知した0次ノイズと逆方向の磁界である、第1の対と第2の対とが形成する合成磁界を発生させることにより、0次ノイズを有効に消去できる。
In the first state, the second pair generates a magnetic field having a positive polarity as shown in FIG. On the other hand, the first pair generates a magnetic field having a negative polarity as shown in FIG. Needless to say, the polarity of the magnetic field formed by the second pair may be negative and the polarity of the magnetic field formed by the first pair may be positive. At this time, the ratio between the even-order noise reduction current i11 flowing through the first pair and the even-order noise reduction current i21 flowing through the second pair is set to 7:17. When the second pair and the first pair each form a magnetic field, a magnetic field obtained by combining a positive magnetic field and a negative magnetic field is generated in the
次に、回路6がCCに電流を供給して、一定勾配を有する磁界を有効に消去する場合についてz軸に限定して述べる。
図4において、第1の対を流れる電流を奇数次ノイズ低減電流i12、第2の対を流れる電流を奇数次ノイズ低減電流i22とする。ここで、z1CC31を流れる電流の方向が図4のように時計回り(正方向)であるとすると、z2CC32を流れる電流の方向は反時計回り(負方向)、z3CC33を流れる電流の方向は時計回り(正方向)、z4CC34を流れる電流の方向は反時計回り(負方向)に設定される。つまり、第1の対を構成するz1CC31とz2CC32の電流方向は互いに相違し、第2の対を構成するz3CC33とz4CC34の電流方向は互いに相違し、計測空間2の下面に配置されたz1CC31とz3CC33は電流方向が一致し、計測空間2の上面に配置されたz2CC32とz4CC34は電流方向が一致するように設定される。この設定状態を便宜上第2の状態と呼ぶ。尚、z1CC31を流れる電流の方向が反時計回り(負方向)、z2CC32を流れる電流の方向が時計回り(正方向)、z3CC33を流れる電流の方向が反時計回り(負方向)、z4CC34を流れる電流の方向が時計回り(正方向)に設定されても良いことはいうまでもない。
Next, a case where the
In FIG. 4, the current flowing through the first pair is an odd-order noise reduction current i12, and the current flowing through the second pair is an odd-order noise reduction current i22. Here, assuming that the direction of current flowing through z1CC31 is clockwise (positive direction) as shown in FIG. 4, the direction of current flowing through z2CC32 is counterclockwise (negative direction), and the direction of current flowing through z3CC33 is clockwise. (Positive direction), the direction of the current flowing through the
第2の状態において、第2の対は図6(a)のような、パラメーターの増加或いは減少と共に勾配が飽和していく形の勾配磁界を発生させる。これに対し、第1の対は図6(b)のようなパラメーターの増加或いは減少と共に勾配が増していく勾配磁界を発生させる。尚、第2の対がパラメーターの増加或いは減少と共に勾配が増していく勾配磁界を、第1の対がパラメーターの増加或いは減少と共に勾配が飽和していく形の勾配磁界を発生させても良い。このとき、第1の対に流れる奇数次ノイズ低減電流i12と第2の対に流れる奇数次ノイズ低減電流i22との比は、7:17に設定されている。第2の対と第1の対が各々磁界を形成することにより、計測空間2にはパラメーターの増加或いは減少と共に勾配が飽和していく形の勾配磁界(図6(a))とパラメーターの増加或いは減少と共に勾配が増していく勾配磁界(図6(b))を合成した磁界が発生し、その合成磁界は図6(c)のように、奇数次の磁界、特に三次の磁界が低減され、一定勾配を有する磁界を広い領域に渡り確保した状態となっている。これにより、回路6が第1の対と第2の対に奇数次ノイズ低減電流i12,i22を供給して、勾配を有する磁界を計測するセンサ4z,5zが感知した一次ノイズと逆方向の磁界である、第1の対と第2の対とが形成する合成磁界を発生させることにより、一次ノイズを有効に消去できる。
In the second state, the second pair generates a gradient magnetic field in which the gradient is saturated as the parameter increases or decreases, as shown in FIG. On the other hand, the first pair generates a gradient magnetic field in which the gradient increases as the parameter increases or decreases as shown in FIG. The second pair may generate a gradient magnetic field in which the gradient increases as the parameter increases or decreases, and the first pair may generate a gradient magnetic field in which the gradient is saturated as the parameter increases or decreases. At this time, the ratio of the odd-order noise reduction current i12 flowing through the first pair to the odd-order noise reduction current i22 flowing through the second pair is set to 7:17. As the second pair and the first pair each form a magnetic field, a gradient magnetic field (FIG. 6 (a)) and a parameter increase in which the gradient is saturated in the
次に、回路6がCCに電流を供給して、空間分布が一様な磁界と一定勾配を有する磁界を同時に有効に消去する場合についてz軸に限定して述べる。
まず、空間分布が一様な磁界を消去する時に第1の対に流す偶数次ノイズ低減電流i11と一定勾配を有する磁界を消去するときに第1の対に流す奇数次ノイズ低減電流i12を直列させて合算したものを合成電流i1とし、同様に、空間分布が一様な磁界を消去する時に第2の対に流す偶数次ノイズ低減電流i21と一定勾配を有する磁界を消去するときに第2の対に流す奇数次ノイズ低減電流i22を直列させて合算したものを合成電流i2とする。
Next, the case where the
First, an even-order noise reduction current i11 that flows through the first pair when erasing a magnetic field having a uniform spatial distribution and an odd-order noise reduction current i12 that flows through the first pair when erasing a magnetic field having a constant gradient are serially connected. The combined current i1 is the combined current i1. Similarly, when the magnetic field having a uniform spatial distribution is erased, the even-order noise reduction current i21 flowing through the second pair and the magnetic field having a constant gradient are erased. The sum of the odd-order noise reduction currents i22 flowing through the pair is added as a series and is defined as a combined current i2.
空間分布が一様な磁界と一定勾配を有する磁界を同時に有効に消去するために、第1の対には合成電流i1が、第2の対には合成電流i2が流れる。ここで、第1の対に流れる偶数次ノイズ低減電流i11と第2の対に流れる偶数次ノイズ低減電流i21との比は、7:17に設定され、第1の対に流れる奇数次ノイズ低減電流i12と第2の対に流れる奇数次ノイズ低減電流i22との比は、7:17に設定されているため、偶数次ノイズ低減電流i11と奇数次ノイズ低減電流i12を直列に合算した第1の対に流れる合成電流i1と、偶数次ノイズ低減電流i21と奇数次ノイズ低減電流i22を直列に合算した第2の対に流れる合成電流i2との比率は7:17である。一方、z1CC31〜z4CC34を流れる電流の方向は、前述した第1の状態や第2の状態のように一義的に決まるものではなく、ケースバイケースで異なる。z2CC32を例に説明すると、0次ノイズ消去のために時計回り(正方向)に流れる電流と、一次ノイズ消去のために反時計回り(負方向)に流れる電流を直列に合算した合成電流がz2CC32に流れるため、時計回り(正方向)に流れる電流の値が反時計回り(負方向)に流れる電流の値より大きい場合は時計回り(正方向)に電流が流れ、反時計回り(負方向)に流れる電流の値が時計回り(正方向)に流れる電流の値より大きい場合は反時計回り(負方向)に電流が流れることとなる。z1CC31〜z4CC34を流れる電流の方向がケースバイケースで変わる状態を便宜上合成電流供給状態と呼ぶ。この場合、回路6がz1CC31〜z4CC34に偶数次ノイズ低減電流と奇数次ノイズ低減電流を直列に合算した合成電流を供給することで、例えば図7のような磁界を形成することができる。これにより、センサ3が感知した0次ノイズと逆方向の磁界である、第1の対と第2の対とが形成する合成磁界と、センサ4z,5zが感知した一次ノイズと逆方向の磁界である、第1の対と第2の対とが形成する合成磁界と、を合成した磁界を発生させることにより、0次ノイズと一次ノイズとを有効に消去することができる。
In order to effectively erase simultaneously a magnetic field having a uniform spatial distribution and a magnetic field having a constant gradient, the combined current i1 flows through the first pair and the combined current i2 flows through the second pair. Here, the ratio of the even-order noise reduction current i11 flowing through the first pair to the even-order noise reduction current i21 flowing through the second pair is set to 7:17, and the odd-order noise reduction flowing through the first pair is reduced. Since the ratio between the current i12 and the odd-order noise reduction current i22 flowing in the second pair is set to 7:17, the first-order sum of the even-order noise reduction current i11 and the odd-order noise reduction current i12 is added in series. The ratio of the combined current i1 flowing through the pair and the combined current i2 flowing through the second pair obtained by adding the even-order noise reduction current i21 and the odd-order noise reduction current i22 in series is 7:17. On the other hand, the direction of the current flowing through the z1CC31 to z4CC34 is not uniquely determined as in the first state and the second state described above, and differs from case to case. Taking z2CC32 as an example, a combined current obtained by adding in series the current flowing clockwise (positive direction) for eliminating zero-order noise and the current flowing counterclockwise (negative direction) for eliminating primary noise is z2CC32. Therefore, if the value of the current flowing clockwise (positive direction) is larger than the value of the current flowing counterclockwise (negative direction), the current flows clockwise (positive direction) and counterclockwise (negative direction) When the value of the current flowing in the direction is larger than the value of the current flowing in the clockwise direction (positive direction), the current flows in the counterclockwise direction (negative direction). A state in which the direction of the current flowing through z1CC31 to z4CC34 changes on a case-by-case basis is referred to as a combined current supply state for convenience. In this case, the
次に、上記の構成におけるアクティブ磁気シールド装置の作動について説明する。 Next, the operation of the active magnetic shield device having the above configuration will be described.
計測空間2内部に設置した図示しない生体磁気計測装置等で被験者又は被験物を磁気計測を行うにあたり、例えば計測空間2の外部を走行する自動車や電車、計測空間2に隣接する電子機器から発生した磁気ノイズは、計測空間2内の装置による磁気計測に影響を与える。磁気ノイズには、空間分布が一様なノイズだけでなく、様々な勾配をもったノイズが含まれている。
そこで、まず、図1において、センサ3が感知した0次ノイズをx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が発生させた逆方向の磁界で消去する場合を述べる。
When a subject or test object is magnetically measured with a biomagnetism measuring device (not shown) installed inside the
Therefore, first, a case will be described in which the zero-order noise sensed by the
まず、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に流れる電流の方向を第1の状態(図1及び図2参照)に設定する。センサ3は計測空間2内部の0次ノイズを感知し、その信号を回路6にフィードバックする。回路6はその信号に基づいて電流を生成し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に偶数次ノイズ低減電流を供給する。x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34の各々の第1の対と第2の対は磁界を発生し、その合成磁界により偶数次の磁界、特に二次の磁界が低減され、計測空間2内に空間分布が一様な磁界が広い領域に渡り形成される。これにより、センサ3が感知した0次ノイズと逆方向の磁界をx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が計測空間2内に発生させて、計測空間2内の0次ノイズを有効に消去する。これにより、0次ノイズに対する遮蔽効果が計測空間2内で発揮され、ニ次差分型コイルを用いた差分型SQUID磁束計を用いる生体磁気計測で被験者、被験物を有効に磁気計測できる。また、強磁性体(パーマロイ)で構成された試料室・電子光学系円筒を有する電子線描画装置、電子線マスク描画装置においても、電子線描画のゆれを低減できる。
First, the direction of the current flowing through x1CC11 to x4CC14, y1CC21 to y4CC24, and z1CC31 to z4CC34 is set to the first state (see FIGS. 1 and 2). The
次に、図3において、勾配を有する磁界を感知可能なセンサ4x、4y、4z、5x、5y、5zが感知した一次ノイズをx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が発生させた逆方向の磁界で消去する場合を述べる。
Next, in FIG. 3, the primary noise sensed by the
まず、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に流れる電流の方向を第2の状態(図3及び図4参照)に設定する。センサ4x、4y、4z、5x、5y、5zは計測空間2内部の一次ノイズを感知し、その信号を回路6にフィードバックする。回路6はその信号に基づいて電流を生成し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に奇数次ノイズ低減電流を供給する。x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34の各々の第1の対と第2の対は磁界を発生し、その合成磁界により奇数次の磁界、特に三次の磁界が低減され、計測空間2内に一定勾配を有する磁界が広い領域に渡り形成される。これにより、センサ4x、4y、4z、5x、5y、5zが感知した一次ノイズと逆方向の磁界をx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34が計測空間2内に発生させて、計測空間2内の一次ノイズを有効に消去する。これにより、一次ノイズに対する遮蔽効果が計測空間2内で発揮され、一次差分型コイルを用いた差分型SQUID磁束計を用いる生体磁気計測で被験者、被験物を有効に磁気計測できる。
First, the direction of the current flowing through x1CC11 to x4CC14, y1CC21 to y4CC24, and z1CC31 to z4CC34 is set to the second state (see FIGS. 3 and 4). The
次に、本実施形態における磁気ノイズの遮蔽の作動について述べる。
前述したように、磁気ノイズには様々な勾配をもったノイズが含まれている。そこで、第1の状態と第2の状態を切り換えて0次ノイズ遮蔽効果と一次ノイズ遮蔽効果を得ることも考えられるが、第2の状態に切り換えると第1の状態の0次ノイズ遮蔽効果が、第1の状態に切り換えると第2の状態の一次ノイズ遮蔽効果が得られない。そこで、本実施形態においては、第1の状態、第2の状態それぞれの効果を得るのに必要な電流を直列に合算した合成電流(z軸の場合、合成電流i1,i2)を回路6が生成し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に合成電流を供給する合成電流供給状態になっている。よって、回路6がx1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34に偶数次ノイズ低減電流と奇数次ノイズ低減電流を合算した合成電流を供給し、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34はセンサ3が感知した0次ノイズと逆方向の磁界を計測空間2内に発生させて、計測空間2内の0次ノイズを有効に消去すると共に、x1CC11〜x4CC14、y1CC21〜y4CC24、z1CC31〜z4CC34はセンサ4x,5x、センサ4y,5y、センサ4z,5zが感知した一次ノイズと逆方向の磁界を計測空間2内に発生させて、計測空間2内の一次ノイズを有効に消去する。これにより、計測空間2内で0次ノイズと一次ノイズに対する遮蔽効果を同時に発揮させることができる。
Next, the operation of shielding magnetic noise in this embodiment will be described.
As described above, magnetic noise includes noise having various gradients. Therefore, it is conceivable to obtain the 0th order noise shielding effect and the primary noise shielding effect by switching between the first state and the second state. However, when the state is switched to the second state, the 0th order noise shielding effect in the first state is obtained. When switched to the first state, the primary noise shielding effect of the second state cannot be obtained. Therefore, in this embodiment, the
[第2実施形態]
本発明の第2実施形態に係るアクティブ磁気シールド装置の構成を図1、図3に基づいて説明する。尚、第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付記してその説明を省略する。第2実施形態の構成が第1実施形態と異なる点は、第1の状態のx1CC31〜x4CC34,y1CC31〜y4CC34,z1CC31〜z4CC34と、第2の状態のx1CC31’〜x4CC34’,y1CC31’〜y4CC34’,z1CC31’〜z4CC34’とが同じ計測空間に併設されている点である。図8はz軸に限定してCCの配置状態を示したものである。これによれば、第1の状態のz1CC31〜z4CC34のうち、第1キャンセリングコイルであるz1CC31と第2キャンセリングコイルであるz2CC32とが構成する第1の対と、第3キャンセリングコイルであるz3CC33と第4キャンセリングコイルであるz4CC34とが構成する第2の対とを流れる偶数次ノイズ低減電流により、センサ3が感知した0次ノイズと逆方向の磁界をz1CC31〜z4CC34により発生させて0次ノイズを遮蔽できると共に、第2の状態のz1CC31’〜z4CC34’のうち、第1キャンセリングコイルであるz1CC31’と第2キャンセリングコイルであるz2CC32’とが構成する第3の対と、第3キャンセリングコイルであるz3CC33’と第4キャンセリングコイルであるz4CC34’とが構成する第4の対とを流れる奇数次ノイズ低減電流により、ニ次差分型センサ4z,5zが感知した一次ノイズと逆方向の磁界をz1CC31’〜z4CC34’により発生させて、一次ノイズを遮蔽できる。また、第1実施形態で示した合成電流供給状態のように、偶数次ノイズ低減電流と奇数次ノイズ低減電流を直列に合算した合成電流をCCに流して同時に空間分布が一様な磁界と一定勾配を有する磁界を形成するような回路6と異なり、空間分布が一様な磁界を形成するための偶数次ノイズ低減電流を発生させ、第1の対と第2の対に偶数次ノイズ低減電流を供給する図示しない偶数次ノイズ低減電流供給用回路と、一定勾配を有する磁界を形成するための奇数次ノイズ低減電流を発生させ、第3の対と第4の対に奇数次ノイズ低減電流を供給する図示しない奇数次ノイズ低減電流供給用回路が並設されている。
その他の点については第1実施形態と同じであるため、その説明を省略する。
[Second Embodiment]
A configuration of an active magnetic shield device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted. The configuration of the second embodiment is different from the first embodiment in that x1CC31 to x4CC34, y1CC31 to y4CC34, z1CC31 to z4CC34 in the first state, and x1CC31 ′ to x4CC34 ′, y1CC31 ′ to y4CC34 ′ in the second state. , Z1CC31 ′ to z4CC34 ′ are provided in the same measurement space. FIG. 8 shows the arrangement state of CCs limited to the z-axis. According to this, among the z1CC31 to z4CC34 in the first state, the first canceling coil z1CC31 and the second canceling coil z2CC32 constitute the first pair and the third canceling coil. Due to the even-order noise reduction current flowing through the second pair formed by z3CC33 and the fourth canceling coil z4CC34, a magnetic field in the direction opposite to the 0th-order noise sensed by the
Since other points are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
以上のように、本実施形態のアクティブ磁気シールド装置は、x,y,z軸方向各面に配置された4つのキャンセリングコイル(CC)を1組とする3組のCCに流す電流の大きさ、方向を設定することにより、高次の勾配をもつ磁気ノイズを低下させて、センサが感知した0次ノイズと一次ノイズを有効に遮蔽できる構成にされている。また、計測空間の内部に大きな作業空間を確保することができ、各CCは計測空間内への出入りを妨げたり、生体磁気計測装置等の真下に敷設されたりするようなことはない。
これにより、一次・二次差分型コイルを用いたSQUID磁束計が用いられる脳磁界、心臓磁界計測等の生体磁気計測や、強磁性体(パーマロイ)で構成された試料室・電子光学系円筒を有する電子線描画装置、電子線マスク描画装置において、計測空間内の0次ノイズと一次ノイズを有効に遮蔽して精度良く磁気計測或いは電子線描画が行えると共に、計測空間内の作業空間を最大限利用できる。
As described above, the active magnetic shield device according to the present embodiment has a large current flowing through three sets of CCs each including four canceling coils (CC) arranged on each surface in the x-, y-, and z-axis directions. By setting the direction, magnetic noise having a high-order gradient is reduced, and the zero-order noise and the primary noise sensed by the sensor can be effectively shielded. In addition, a large work space can be secured inside the measurement space, and each CC does not hinder access to the measurement space or is laid directly under a biomagnetic measurement device or the like.
As a result, biomagnetic measurements such as cerebral magnetic field and cardiac magnetic field measurement using a SQUID magnetometer using primary and secondary differential coils, and a sample chamber / electron optical system cylinder made of ferromagnetic material (permalloy) In the electron beam drawing device and electron beam drawing device, the zero-order noise and the primary noise in the measurement space are effectively shielded so that magnetic measurement or electron beam drawing can be performed with high accuracy and the work space in the measurement space can be maximized. Available.
また、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明はその趣旨を超えない範囲において変更が可能である。即ち、第1実施形態において、第1の状態と第2の状態を切り換える構成であっても良い。この場合には、4つのCCを1組として、x,y,z軸にそれぞれ1組以上ずつ配置されたCCを流れる電流の方向を第1の状態から第2の状態に、第2の状態から第1の状態に切り換えることができる切換手段を回路に設けることにより、先にCCを第1の状態に設定して0次ノイズを消去して、次にCCを第2の状態に設定して一次ノイズを消去する、又は、先にCCを第2の状態に設定して一次ノイズを消去して、次にCCを第1の状態に設定して0次ノイズを消去する、というように、第1の状態と第2の状態の相互間で電流方向を切り換えて、0次ノイズと一次ノイズに対して遮蔽効果を得ることができる。 Moreover, although this invention was demonstrated based on suitable embodiment, this invention can be changed in the range which does not exceed the meaning. In other words, the first embodiment may be configured to switch between the first state and the second state. In this case, with four CCs as one set, the direction of the current flowing through the CCs arranged on the x, y, and z axes at least one set is changed from the first state to the second state, and the second state. By providing the circuit with switching means capable of switching from the first state to the first state, the CC is first set to the first state, the zero-order noise is eliminated, and then the CC is set to the second state. The primary noise is eliminated, or the CC is first set to the second state and the primary noise is erased, and then the CC is set to the first state and the zeroth order noise is eliminated. By switching the current direction between the first state and the second state, it is possible to obtain a shielding effect against zero-order noise and primary noise.
また、第1実施形態において、x,y,z軸にそれぞれ設けられた3組のCC及び回路は第1の状態に電流方向が限定され、0次ノイズに対する遮蔽効果のみを有する構成であっても良く、x,y,z軸にそれぞれ設けられた3組のCC及び回路は第2の状態に電流方向が限定され、一次ノイズに対する遮蔽効果のみを有する構成であっても良い。 Further, in the first embodiment, the three sets of CCs and circuits provided on the x, y, and z axes, respectively, have a configuration in which the current direction is limited to the first state and only has a shielding effect against zero-order noise. Alternatively, the three sets of CCs and circuits respectively provided on the x, y, and z axes may have a configuration in which the current direction is limited to the second state and only a shielding effect against primary noise is provided.
1 アクティブ磁気シールド装置
2 計測空間
3 センサ
4x,4y,4z センサ
5x,5y,5z センサ
6 回路
11 x1キャンセリングコイル(x1CC)
12 x2キャンセリングコイル(x2CC)
13 x3キャンセリングコイル(x3CC)
14 x4キャンセリングコイル(x4CC)
21 y1キャンセリングコイル(y1CC)
22 y2キャンセリングコイル(y2CC)
23 y3キャンセリングコイル(y3CC)
24 y4キャンセリングコイル(y4CC)
31 z1キャンセリングコイル(z1CC)
32 z2キャンセリングコイル(z2CC)
33 z3キャンセリングコイル(z3CC)
34 z4キャンセリングコイル(z4CC)
DESCRIPTION OF
12 x2 canceling coil (x2CC)
13 x3 canceling coil (x3CC)
14 x4 canceling coil (x4CC)
21 y1 canceling coil (y1CC)
22 y2 canceling coil (y2CC)
23 y3 canceling coil (y3CC)
24 y4 canceling coil (y4CC)
31 z1 canceling coil (z1CC)
32 z2 canceling coil (z2CC)
33 z3 canceling coil (z3CC)
34 z4 canceling coil (z4CC)
Claims (11)
前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、
前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、
前記センサが、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能であり、
前記回路が、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに正方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに負方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流すことを特徴とするアクティブ磁気シールド装置。 A sensor for detecting magnetic noise in the measurement space;
A first canceling coil disposed on one surface of two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof;
A second canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a first pair with the first canceling coil;
A third canceling coil concentric with the first canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
A fourth canceling coil concentric with the second canceling coil, which is disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces and forms a second pair with the third canceling coil;
Based before the magnetic noise xenon capacitors senses, the first to as fourth canceling coil for generating a magnetic field to reduce the magnetic noise in the measurement space, the first to fourth canceling A circuit for generating a current to flow through the coil and supplying the generated current to the first to fourth canceling coils ,
The sensor is capable of sensing magnetic noise with a uniform spatial distribution;
The circuit passes a first current in the positive direction through the first canceling coil, a second current in the positive direction through the second canceling coil, and a third current in the negative direction through the third canceling coil. An active magnetic shield device , wherein a fourth current in a negative direction is caused to flow through the fourth canceling coil .
前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、
前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、
前記センサが磁界勾配を感知可能であり、
前記回路が、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに負方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに正方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流すことを特徴とするアクティブ磁気シールド装置。 A sensor for detecting magnetic noise in the measurement space;
A first canceling coil disposed on one surface of two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof;
A second canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a first pair with the first canceling coil;
A third canceling coil concentric with the first canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
A fourth canceling coil concentric with the second canceling coil, which is disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces and forms a second pair with the third canceling coil;
Based on the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate a magnetic field that reduces the magnetic noise in the measurement space. A circuit for generating a current to flow and supplying the generated current to the first to fourth canceling coils,
The sensor is capable of sensing a magnetic field gradient;
The circuit passes a first current in the positive direction through the first canceling coil, a second current in the negative direction through the second canceling coil, and a third current in the positive direction through the third canceling coil. flowing the fourth feature and to luer active magnetic shield that flow in canceling coil fourth current in the negative direction.
前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、
前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、
前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、磁界勾配を感知可能な第2センサとを有し、
前記回路が、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流として、前記第1センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での偶数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された偶数次ノイズ低減電流と、前記第2センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での奇数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された奇数次ノイズ低減電流との合成電流を生成し、
前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る偶数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、正方向、負方向、負方向に流れる電流であり、
前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る奇数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、負方向、正方向、負方向に流れる電流であることを特徴とするアクティブ磁気シールド装置。 A sensor for detecting magnetic noise in the measurement space;
A first canceling coil disposed on one surface of two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof;
A second canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a first pair with the first canceling coil;
A third canceling coil concentric with the first canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
A fourth canceling coil concentric with the second canceling coil, which is disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces and forms a second pair with the third canceling coil;
Based on the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate a magnetic field that reduces the magnetic noise in the measurement space. A circuit for generating a current to flow and supplying the generated current to the first to fourth canceling coils,
The sensor includes a first sensor capable of sensing magnetic noise having a uniform spatial distribution, and a second sensor capable of sensing a magnetic field gradient,
As the current that the circuit passes through the first to fourth canceling coils, the first to fourth canceling coils generate even-order magnetism in the measurement space based on magnetic noise sensed by the first sensor. Based on the even-order noise reduction current determined for each canceling coil so as to generate a magnetic field that reduces noise and the magnetic noise sensed by the second sensor, the first to fourth canceling coils are in the measurement space. Generating a combined current with the odd-order noise reduction current determined for each canceling coil to generate a magnetic field that reduces the odd-order magnetic noise within the
The even-order noise reduction currents related to the first to fourth canceling coils are currents flowing in the positive direction, the positive direction, the negative direction, and the negative direction, respectively.
The first to odd noise reduction current of the fourth canceling coils, respectively, a positive direction, a negative direction, the positive direction, wherein a to luer active magnetic shield that the current flowing in the negative direction.
前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、
前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、
前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、磁界勾配を感知可能な第2センサとを有し、
前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに正方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに負方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流す第1の状態と、前記第1キャンセリングコイルに正方向の第1電流を流し、前記第2キャンセリングコイルに負方向の第2電流を流し、前記第3キャンセリングコイルに正方向の第3電流を流し、前記第4キャンセリングコイルに負方向の第4電流を流す第2の状態とのいずれかに前記回路を選択的に切り換えるための切換手段をさらに備えていることを特徴とするアクティブ磁気シールド装置。 A sensor for detecting magnetic noise in the measurement space;
A first canceling coil disposed on one surface of two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof;
A second canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a first pair with the first canceling coil;
A third canceling coil concentric with the first canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
A fourth canceling coil concentric with the second canceling coil, which is disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces and forms a second pair with the third canceling coil;
Based on the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate a magnetic field that reduces the magnetic noise in the measurement space. A circuit for generating a current to flow and supplying the generated current to the first to fourth canceling coils,
The sensor includes a first sensor capable of sensing magnetic noise having a uniform spatial distribution, and a second sensor capable of sensing a magnetic field gradient,
A first current in the positive direction is passed through the first canceling coil, a second current in the positive direction is passed through the second canceling coil, a third current in the negative direction is passed through the third canceling coil, and A first state in which a fourth current in the negative direction flows through the four canceling coils, a first current in the positive direction through the first canceling coils, and a second current in the negative direction through the second canceling coils. For selectively switching the circuit to a second state in which a third current in the positive direction is supplied to the third canceling coil and a fourth current in the negative direction is supplied to the fourth canceling coil. features and to luer active magnetic shield, further comprising: a switching means.
前記計測空間内の対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第1キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第1キャンセリングコイルと第1の対をなす第2キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第1キャンセリングコイルと同心の第3キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第3キャンセリングコイルと第2の対をなす、前記第2キャンセリングコイルと同心の第4キャンセリングコイルと、
前記センサが感知した前記磁気ノイズに基づいて、前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように、前記第1〜第4キャンセリングコイルに流す電流を生成し、生成した電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに供給する回路とを備え、
前記センサとして、空間分布が一様な磁気ノイズを感知可能な第1センサと、勾配を有する磁界を感知可能な第2センサとを有し、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された第5キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第5キャンセリングコイルと第3の対をなす第6キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の一方の面又はその近傍に配置された、前記第5キャンセリングコイルと同心の第7キャンセリングコイルと、
前記対向する2つの面の他方の面又はその近傍に配置され、前記第7キャンセリングコイルと第4の対をなす、前記第6キャンセリングコイルと同心の第8キャンセリングコイルとをさらに備えており、
前記回路が、前記第1センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第1〜第4キャンセリングコイルが前記計測空間内での偶数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された偶数次ノイズ低減電流を前記第1〜第4キャンセリングコイルに流すと共に、前記第2センサが感知した磁気ノイズに基づいて前記第5〜第8キャンセリングコイルが前記計測空間内での奇数次の磁気ノイズを低下させる磁界を発生するように各キャンセリングコイルについて決定された奇数次ノイズ低減電流を前記第5〜第8キャンセリングコイルに流し、
前記第1〜第4キャンセリングコイルに係る偶数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、正方向、負方向、負方向に流れる電流であり、
前記第5〜第8キャンセリングコイルに係る奇数次ノイズ低減電流が、それぞれ、正方向、負方向、正方向、負方向に流れる電流であることを特徴とするアクティブ磁気シールド装置。 A sensor for detecting magnetic noise in the measurement space;
A first canceling coil disposed on one surface of two opposing surfaces in the measurement space or in the vicinity thereof;
A second canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a first pair with the first canceling coil;
A third canceling coil concentric with the first canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
A fourth canceling coil concentric with the second canceling coil, which is disposed on or near the other surface of the two opposing surfaces and forms a second pair with the third canceling coil;
Based on the magnetic noise sensed by the sensor, the first to fourth canceling coils generate a magnetic field that reduces the magnetic noise in the measurement space. A circuit for generating a current to flow and supplying the generated current to the first to fourth canceling coils,
The sensor includes a first sensor capable of sensing magnetic noise having a uniform spatial distribution, and a second sensor capable of sensing a magnetic field having a gradient,
A fifth canceling coil disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof,
A sixth canceling coil disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forming a third pair with the fifth canceling coil;
A seventh canceling coil concentric with the fifth canceling coil, disposed on one surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof;
And an eighth canceling coil concentric with the sixth canceling coil, which is disposed on the other surface of the two opposing surfaces or in the vicinity thereof and forms a fourth pair with the seventh canceling coil. And
Each canceling coil so that the circuit generates a magnetic field that reduces even-order magnetic noise in the measurement space based on magnetic noise sensed by the first sensor. The even-order noise reduction current determined for the first to fourth canceling coils is supplied to the first to fourth canceling coils, and the fifth to eighth canceling coils are moved in the measurement space based on the magnetic noise sensed by the second sensor. Flowing an odd-order noise reduction current determined for each canceling coil so as to generate a magnetic field that reduces the odd-order magnetic noise of the fifth to eighth canceling coils,
The even-order noise reduction currents related to the first to fourth canceling coils are currents flowing in the positive direction, the positive direction, the negative direction, and the negative direction, respectively.
The odd-order noise reduction current of the fifth to eighth canceling coils, respectively, a positive direction, a negative direction, the positive direction, wherein a to luer active magnetic shield that the current flowing in the negative direction.
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