JP5686176B2

JP5686176B2 - 磁場測定装置、磁場測定装置の測定方法

Info

Publication number: JP5686176B2
Application number: JP2013266646A
Authority: JP
Inventors: 龍治保刈
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-03-19
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2015-03-18
Anticipated expiration: 2030-03-02
Also published as: JP2014062916A

Description

本発明は磁場測定装置に関する。

例えば生体計測の分野において、磁場を測定するためのＳＱＵＩＤ（Superconducting QUantum Interference Device：超伝導磁束量子干渉計）センサーが知られている（特許文献１参照）。

特開平７−７７５６４号公報

特許文献１に記載のＳＱＵＩＤセンサーは、センサーを立方体状に配置する必要があったため、光磁気センサーには適用できなかった。
本発明は、センサーを立方体状に配置する必要がなく光磁気センサーにも適用できる磁場測定装置を提供する。

本発明は、測定対象となる磁場内に任意に設定される第１の軸方向の前記磁場の第１軸成分を測定する第１の光磁気センサーと、前記第１の軸となす角がθ（０＜θ＜９０°）である第２の軸方向の前記磁場の第２軸成分を測定する第２の光磁気センサーとを有する磁場測定装置を提供する。

好ましい態様において、この磁場測定装置は、前記第１の光磁気センサーおよび前記第２の光磁気センサーを含むセンサー群を複数有し、前記複数のセンサー群のうち一のセンサー群における前記第１の軸が、他のセンサー群における前記第１の軸と平行になるように、前記複数のセンサー群が配置されてもよい。

別の好ましい態様において、前記複数のセンサー群が平面の上に配置されてもよい。
さらに別の好ましい態様において、前記複数のセンサー群が前記平面の上の第３の軸の軸方向と前記第３の軸に直交する第４の軸の軸方向にそれぞれ均等に配置されてもよい。

さらに別の好ましい態様において、前記第２の光磁気センサーを、前記第１の軸および前記第２の軸と異なる第５の軸成分を測定する方向に回転させる回転手段を有してもよい。

さらに別の好ましい態様において、前記磁場が、少なくとも１つの電流源により生成されたものであり、前記第１の光磁気センサーおよび前記第２の光磁気センサーによる測定結果から、前記電流源の数が複数であるかの判断をする判断手段を有し、前記判断手段による判断の結果を出力する出力手段を有してもよい。

さらに別の好ましい態様において、この磁場測定装置は、前記第２の光磁気センサーを、前記第１の軸および前記第２の軸と異なる第５の軸方向の第５軸成分を測定する方向に回転させる回転手段を有し、前記判断手段は、前記第２の光磁気センサーによる前記第２軸成分および前記第５軸成分から前記判断をしてもよい。

さらに別の好ましい態様において、前記磁場が、少なくとも１つの電流源により生成されたものであり、前記第１の光磁気センサーおよび前記第２の光磁気センサーによる測定結果から、前記電流源の位置の推定をする推定手段を有し、前記推定手段による推定の結果を出力する出力手段を有してもよい。

さらに別の好ましい態様において、この磁場測定装置は、前記第２の光磁気センサーを、前記第１の軸および前記第２の軸と異なる第５の軸方向の第５軸成分を測定する方向に回転させる回転手段を有し、前記推定手段は、前記第２の光磁気センサーによる前記第２軸成分および前記第５軸成分から前記推定をしてもよい。

この磁場測定装置によれば、立方体状に配置しなくても、第１軸成分を測定する光磁気センサーと第２軸成分を測定する光磁気センサーを用いて磁場の第１軸成分と第２軸成分のデータを得ることができる。

一実施形態に係る磁場測定装置１の構成を示す概略図である。測定子２０の構成を示す図である。本発明の構成を有さない測定子４０の構成を示す図である。測定子２０および測定子４０を用いた測定データを例示する図である。測定子２０および測定子４０を用いた別の測定データを例示する図である。制御装置１０の構成を示す図である。センサー対２１の配置を例示する図である。制御装置１０の動作を示すフローチャートである。基準曲線を用いた判断処理を説明する図である。光磁気センサー２３により測定される磁場を例示する図である。別の実施例に係る測定面の形状を例示する図である。別の実施例に係る測定子２０の構成を示す図である。第２実施形態に係る測定子２０の構成を示す図である。

１．第１実施形態
図１は、本発明の一実施形態に係る磁場測定装置１の構成を示す概略図である。磁場測定装置１は、制御装置１０と、測定子２０とを有する。制御装置１０は、測定子２０からの信号を受けてデータを記憶し、また記憶したデータを処理する装置である。測定子２０は、磁場（測定対象）に応じた信号を出力する装置である。信号線３０は、測定子２０と制御装置１０との間でやりとりされる信号を伝送する。

図２は、測定子２０の構成を示す図である。測定子２０は複数のセンサー対２１（センサー群の一例）を有する。センサー対２１は、光磁気センサー２３（第１の光磁気センサーの一例）と光磁気センサー２４（第２の光磁気センサーの一例）とを有する。光磁気センサー２３および光磁気センサー２４は、ベクトルである磁場のうち、特定の軸方向の成分を測定するベクトルセンサーである。この例で、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４は、光磁気センサーである。

光磁気センサー２３は、磁場の、ある軸（以下「第１の軸」という）方向における成分（以下「第１軸成分」という）を測定する。光磁気センサー２４は、第１の軸と異なる第２の軸方向における成分（以下「第２軸成分」という）を測定する。第１の軸と第２の軸とのなす角θは、０°＜θ＜９０°を満たす。

この例で、複数のセンサー対２１は、平面上においてマトリクス状に、かつ、各センサー対２１における第１の軸が他のセンサー対２１の第１の軸と平行になるように配置されている。すなわち、すべての光磁気センサー２３は同じ方向を向いている。光磁気センサー２４についても同様である。さらに、複数のセンサー対２１は、光磁気センサー２３に隣接するセンサーが光磁気センサー２４となるように配置されている。「マトリクス状」の配置とは、平面の上のある軸（例えば後述のｘ軸）の軸方向とこの軸に直交する別の軸（例えば後述のｙ軸）の軸方向において、それぞれ均等に（等間隔で）配置することをいう。

ここで、複数のセンサー対２１が配置されている面（例えば各センサー対２１の重心を含む曲面）を「測定面」という。この例で測定面は平面である。

信号線３０は、光磁気センサー２３からの信号と、光磁気センサー２４からの信号とをそれぞれ別に伝送する。信号線３０は、各光磁気センサー２３により測定された磁場の大きさを区別できるように、信号を伝送する。例えば、信号線３０は、各光磁気センサー２３に一対一に対応する信号線の束を含む。光磁気センサー２４についても同様である。制御装置１０は、光磁気センサー２３からの信号と光磁気センサー２４からの信号とをそれぞれ別に受信し、処理することができる。すなわち、制御装置１０は第１の軸について測定された磁場を示す信号と、第２の軸について測定された磁場を示す信号とをそれぞれ別に受信し、処理することができる。

図３は、本発明の構成を有さない測定子４０の構成を示す図である。測定子４０において、複数のベクトルセンサーは、すべてのベクトルセンサーの測定軸が平行となるように配置されている。すなわち、測定子４０は、単一の軸について測定された磁場を示す信号のみを出力する。測定子４０を用いた場合、単一の軸成分のデータだけでは、単一の電流源からの磁場を測定する場合と、近接する２つの電流源からの磁場を測定する場合とではデータに差が生じづらいため、電流源の分離が困難である。これに対して、本実施形態の測定子２０によれば、２つの軸成分のデータの差により、電流源の分離がしやすくなる。

図４は、測定子２０および測定子４０を用いた測定データを例示する図である。図４において、横軸は位置（任意単位）を、縦軸は磁場の大きさ（任意単位）を表している。図４の例では、電流源の数は１つである。ここでは、ｘｙｚ直交座標系において、電流源が（０，０，０）にあり、微小電流ベクトルの大きさＩ₁Δｓ＝０．８、測定子２０における角度θ＝２０°、測定子２０および測定子４０の電流源からの高さ＝２である場合の例が示されている。光磁気センサー２３および光磁気センサー２４は、ｚ軸となす角度が等しくなるように傾けられている。磁場は、ビオ・サバールの法則（式（１））を用いて計算した。測定点における磁場は、測定点の位置ベクトルｒおよび微小電流ベクトルＩΔｓの両方に垂直な方向を向いており、微小電流源からの磁場を足し合わせることにより合計の磁場が計算される。

図４において、曲線Ｃ２は測定子４０による測定結果を、曲線Ｃ１およびＣ３は光磁気センサー２３および光磁気センサー２４による測定結果を、曲線Ｃ４は光磁気センサー２３の測定データと光磁気センサー２４の測定データとの平均値を示す。

図５は、測定子２０および測定子４０を用いた別の測定データを例示する図である。図５において、横軸は位置（任意単位）を、縦軸は磁場の大きさ（任意単位）を表している。図５の例では、Ｉ₁Δｓ＝０．８の電流源が（１，０，０）にあり、Ｉ₂Δｓ＝０．８の電流源が（−１，０，０）にある場合の例が示されている。図４において、曲線Ｃ５は測定子４０による測定結果を、曲線Ｃ６およびＣ７は光磁気センサー２３および光磁気センサー２４による測定結果を、曲線Ｃ８は光磁気センサー２３の測定データと光磁気センサー２４の測定データとの平均値を示す。

図４および図５を比較すると分かるように、電流源の数が１つの場合と２つの場合とでは、平均値の曲線（曲線Ｃ４と曲線Ｃ８）の形状にほとんど差がないものの、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４による測定データの曲線（曲線Ｃ１およびＣ３と、曲線Ｃ６およびＣ７）には差が見られた（図５の破線部分）。この差は電流源の数の違いを反映しているものと考えられる。制御装置１０がこれらのデータを処理することにより、２つの電流源を分離できると考えられる。

図６は、制御装置１０の構成を示す図である。制御装置１０は、制御部１１、データ入力部１２、記憶部１３、操作部１４および表示部１５を有する。制御部１１は、制御装置１０の各要素を制御する。制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）を有する。データ入力部１２は、測定子２０から制御装置１０に入力された信号を制御部１１に出力する。記憶部１３は、測定データやプログラムを記憶する。記憶部１３は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等、不揮発性の記憶装置を有する。操作部１４は、ユーザーの操作を受け付け、ユーザーの操作に応じた信号を制御部１１に出力する。表示部１５は、制御部１１の制御下で、測定結果を示す画像や、メニュー画面、各種のメッセージを表示する。

図７は、センサー対２１の配置を例示する図である。この例で、センサー対２１は、ｘｙ平面（測定面）において格子点上に設けられている。ｘ軸およびｙ軸は測定面に含まれる直線であり、互いに垂直である。図７において、センサー対２１の位置を、ｘｙ座標系を用いて表す。例えば、原点に配置されたセンサー対２１の位置は（０，０）と表され、ｘ＝１、ｙ＝２の位置に配置されたセンサー対２１の位置は（１，２）と表される。

図８は、制御装置１０の動作を示すフローチャートである。図８のフローは、例えば、ユーザーが操作部１４を介して所定の命令を入力したことを契機として実行される。ステップＳ１０１において、制御部１１は、測定子２０からデータ入力部１２を介して入力された信号により示される測定結果を、データとして記憶部１３に記憶する。詳細には以下のとおりである。各センサー対から出力される測定結果は、磁場の大きさを示している。制御部１１は、磁場の大きさと、その結果を出力したセンサー対２１の座標とを含むデータセットを、測定データとして記憶部１３に記憶する。例えば、（１，２）に位置するセンサー対２１から磁場の大きさＢｍ＝１００が得られた場合、記憶部１３には、測定データとして（Ｂｍ，ｘ，ｙ）＝（１００，１，２）というデータが記憶される。すなわち、記憶部１３に記憶されるデータは、例えば図４および図５の曲線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ６およびＣ７に示されるような、磁場の大きさと位置との関係を示すデータである。

ステップＳ１０２において、制御部１１は、得られた測定データから、電流源の数が１つであるか２つ以上であるか判断する。この判断は例えば以下のように行われる。記憶部１３は、電流源の数が１つである場合の典型的な、磁場の大きさ−位置特性の曲線（以下このように比較の基準となる曲線を「基準曲線」という）を記憶している。制御部１１は、測定データを規格化（すなわち、磁場の大きさおよび位置を規格化）し、規格化した測定データを基準曲線と比較する。比較処理は、例えば二乗誤差の算出、および算出された二乗誤差が所定のしきい値以下であるかの判断を含む。二乗誤差がしきい値以下であった場合、制御部１１は、電流源の数が１つであると判断する。二乗誤差がしきい値を超えていた場合、制御部１１は、電流源の数が２つ以上であると判断する。電流源の数が１つであると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、制御部１１は、処理をステップＳ１０３に移行する。電流源の数が２つ以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、制御部１１は、処理をステップＳ１０４に移行する。

図９は、基準曲線を用いた判断処理を説明する図である。以下、図９を参照してステップＳ１０２の判断処理をより具体的に説明する。図９（Ａ）は基準曲線を、図９（Ｂ）は測定データを例示する図である。図９（Ａ）および（Ｂ）において、横軸は位置（任意単位）を、縦軸は磁場の大きさ（任意単位）を示している。測定データはＢｍ、ｘ、ｙの３成分を含むので３次元的に表されるが、ここでは説明を簡単にするため、ｙを（例えばｙ＝ｋに）固定してＢｍとｘの２次元で説明する。図９（Ｂ）のプロットは測定データを示している。曲線Ｃ１１およびＣ１２は、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４により得られた測定データに対し、補間や最少二乗などの手法を用いて得られる曲線である。

測定データの規格化は例えば以下のように行われる。制御部１１は、測定データから、磁場の大きさの最大点、および１０％幅の点を抽出する。「１０％幅の点」とは、磁場の大きさが最大値の１０％になっている点のうち、磁場の大きさの最大点との位置が正方向負方向それぞれにおいて最短である点をいう。図９（Ｂ）において、点Ｐ１１は曲線Ｃ１１の最大点を、点Ｐ１２およびＰ１３は曲線Ｃ１１の１０％幅の点を示す。同様に、点Ｐ１４は曲線Ｃ１２の最大点を、点Ｐ１５およびＰ１６は曲線Ｃ１２の１０％幅の点を示す。制御部１１は、測定データの最大点の位置が基準曲線の最大点の位置と一致するように、測定データの曲線を位置軸に沿ってシフトさせる。さらに、制御部１１は、測定データの最大点および１０％幅の点の位置および大きさが基準曲線の最大点および１０％幅の点の位置および大きさと一致するように、測定データを位置軸方向および磁場の大きさ軸方向に沿って拡大または縮小する。制御部１１は、こうして規格化された測定データと基準曲線との二乗誤差を算出する。制御部１１は、算出した二乗誤差としきい値とを比較して、電流源の数を判断する。

再び図８を参照する。ステップＳ１０３において、制御部１１は、単一の電流源の位置を推定する。位置の推定は、例えば以下のように行われる。記憶部１３は、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４の測定軸の角度（例えば、測定子２０の測定面の法線ベクトルと光磁気センサー２３（２４）の測定軸とのなす角）と、各光磁気センサー２３および各光磁気センサー２４の位置を記憶している。電流源の数が１つの場合、制御装置１０は、光磁気センサー２３からの信号により推定される電流源の位置を示す曲線と、光磁気センサー２４からの信号により推定される電流源の位置を示す曲線との交点から、電流源の位置を得る。具体的には以下のとおりである。制御部１１は、光磁気センサー２３の中から、処理の対象となるものを１つ選ぶ。１つの光磁気センサー２３が測定するのは、電流源に起因する磁場ベクトルの、測定軸成分の磁場の大きさである。

図１０は、光磁気センサー２３により測定される磁場を例示する図である。軸ａｍは、光磁気センサー２３の測定軸を示す。磁場の大きさＢｍは、光磁気センサー２３により測定された磁場の大きさを示す。点Ｐｍは測定点すなわち光磁気センサー２３の位置を示す。直線ｌ１は、点Ｐｍを通り軸ａｍに垂直な直線である。直線ｌ２は、直線ｌ１と平行であり、かつ、直線ｌ１との距離がＢｍである直線である。磁場ベクトル（の候補）は、ベクトルＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・として例示されるように、点Ｐｍを通り、軸ａｍ方向の大きさがＢｍであるベクトルである。電流源の位置を示す位置ベクトルｒは、点Ｐｍを通り、ベクトルＢ１、Ｂ２、Ｂ３、・・・と垂直な方向を向いており、ビオ・サバールの法則（式（１））を満たす大きさを有するベクトルである。このようにして得られる位置ベクトルｒにより示される電流源の位置（の候補）は、図１０の平面上で曲線を描く。以下この曲線を曲線ＣＡという。このように、制御部１１は、処理対象の光磁気センサー２３から得られた磁場の大きさおよびその光磁気センサー２３の位置から、電流源の位置の候補を算出する。次に、制御部１１は、処理対象の光磁気センサー２３と対をなす光磁気センサー２４について、同様に電流源の位置の候補を算出する。電流源の位置の候補は、処理対象の光磁気センサー２４の位置を基準として描かれる曲線（以下この曲線を曲線ＣＢという）上の点の集合である。制御部１１は、曲線ＣＡと曲線ＣＢとの交点を、電流源の位置の候補を示すデータとして記憶部１３に記憶する。制御部１１は、同様にしてすべてのセンサー対２１について、順番に処理対象とし、電流源の位置の候補を示す点を得る。これらの点は、理想的にはすべて同じ位置となるが、実際には同じ位置とならない場合もある。制御部１１は、得られた複数の点から、最も点の密度が高い点の座標を求める。制御部１１は、この座標を、電流源の位置の推定値として記憶部１３に記憶する。電流源の位置の推定値を記憶すると、制御部１１は、処理をステップＳ１０５に移行する。

以上は、ｙ＝ｋの場合についての説明である。制御部１１は、ｙ＝１、２、・・・、ｙｍａｘの場合についてそれぞれ電流源の位置の推定値を算出する。こうして、電流源の位置の３次元的な推定値が得られる。

再び図８を参照する。ステップＳ１０４において、制御部１１は、複数の電流源の位置を推定する。位置の推定は、例えば以下のように行われる。記憶部１３は、複数の電流源が様々な位置に存在する場合の基準曲線を記憶している。例えば、ある基準曲線は電流源が（１，０，０）および（−１，０，０）にある場合の基準曲線を、別の基準曲線は電流源が（０，１，０）および（−１，０，０）にある場合の基準曲線を示す。制御部１１は、測定データを規格化し、規格化した測定データを複数の基準曲線と比較する。制御部１１は、複数の基準曲線のうち最も一致度（例えば二乗誤差の逆数）が高かった基準曲線が示す電流源の位置を、電流源の位置の推定値として記憶部１３に記憶する。電流源の位置の推定値を記憶すると、制御部１１は、処理をステップＳ１０５に移行する。

ステップＳ１０５において、制御部１１は、記憶部１３に記憶されている電流源の位置の推定値を、表示部１５に表示させる。このように、本実施形態によれば、第１軸成分を測定する光磁気センサーと第２軸成分を測定する光磁気センサーを用いて、平面上に配置されたセンサーから、２軸の情報を得ることができる。すなわち、センサーを立法体状に配置しなくても、電流源からの磁場の第１軸成分のデータと第２軸成分のデータとを得ることができる。このデータを用いると、電流源が１つであるか２つ以上であるかの判断をすることができる。さらに、電流源の位置を推定することができる。磁場測定装置１は、例えば、脳、末梢神経、心臓等の生体活動による電流に起因する磁場の測定に用いられる。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

図１１は、別の実施例に係る測定面の形状を例示する図である。この例で、測定面は平面ではなく曲面である。この曲面は、例えば医療用として用いる場合、この曲面は人体の形状に沿った曲面である。このように、測定面の形状は平面に限られず曲面であってもよい。

図１２は、別の実施例に係る測定子２０の構成を示す図である。この例で、測定子２０は、センサー群２７を有する。センサー群２７は、光磁気センサー２３、光磁気センサー２４および光磁気センサー２８を有する。光磁気センサー２３、光磁気センサー２４および光磁気センサー２８の測定軸は、単一の平面上に位置しないように配置されている。この構成によれば、図８のステップＳ１０３において、光磁気センサー２３、光磁気センサー２４および光磁気センサー２８のそれぞれについて電流源の位置の候補となる曲線が得られる。制御部１１は、これら３つの曲線の交点（または、これら３つの曲線が最も密集している点）を、一のセンサー群２７についての電流源の位置の推定値として得る。

センサー群２７を用いた場合の電流源の位置の推定は、例えば以下のように行われる。この例で、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４の測定軸は、ｘ軸方向に傾いており、ｙ軸方向には傾いていない（すなわち、ｘ軸を基準とした方位角はゼロ度）。光磁気センサー２８の測定軸は、ｙ軸方向に傾いており、ｘ軸方向には傾いていない（すなわち、方位角は９０度）。制御部１１は、まず、複数の光磁気センサー２３の中から処理対象の光磁気センサー２３を決める。制御部１１は、処理対象の光磁気センサー２３から得られた磁場の大きさおよびその光磁気センサー２３の位置から、電流源の位置の候補を算出する。電流源の位置の候補は、ビオ・サバールの法則を満たす曲線（曲線ＣＡ）を描く。次に、制御部１１は、複数の光磁気センサー２４の中から、処理対象の光磁気センサー２４を決める。制御部１１は、処理対象の光磁気センサー２４から得られた磁場の大きさおよびその光磁気センサー２４の位置から、電流源の位置の候補を示す曲線（曲線ＣＢ）を得る。

次に、制御部１１は、光磁気センサー２３の測定軸と光磁気センサー２８の測定軸を含む平面における、測定データを取得する。光磁気センサー２３および光磁気センサー２８の測定軸の極角が例えば４５度だった場合、この平面は、（ｘ，ｙ，ｚ）＝（−１，１，１）を法線ベクトルとする面である。光磁気センサー２３の測定軸と光磁気センサー２８の測定軸を含む平面は、具体的には、光磁気センサー２３、光磁気センサー２４および光磁気センサー２８の測定軸の極角および方位角によって決まる。測定軸の極角および方位角のとり方によっては、測定データのプロットがこの平面上に乗らない場合がある。このような場合、制御部１１は、この平面に近い測定データを用いた補間により、この平面上の測定データを得る。この測定データも、図９（Ｂ）と同様に、磁場の大きさと位置との関係を示すものである。制御部１１は、この平面上において、電流源の位置の候補を示す曲線（以下、曲線ＣＣという）を得る。

さらに、制御部１１は、光磁気センサー２４の測定軸と光磁気センサー２８の測定軸を含む平面における、測定データを取得する。制御部１１は、取得した測定データから、この平面における、電流源の位置の候補を示す曲線（以下、曲線ＣＤという）を得る。具体的な処理は、曲線ＣＣを算出する場合と同様である。

制御部１１は、曲線ＣＡ、曲線ＣＢ、曲線ＣＣ、および曲線ＣＤから、電流源の位置の推定値を算出する。これらの曲線は、理想的には１点で交わるが、実際には１点で交わらない場合がある。曲線ＣＡ、曲線ＣＢ、曲線ＣＣ、および曲線ＣＤは、最大で４つの交点を有する。制御部１１は、これら４つの点から、電流源の位置の推定値を得る。例えば、制御部１１は、これら４つの点を頂点とする４角形の対角線の交点を電流源の位置として推定する。あるいは、制御部１１は、これら４つの点を頂点とする４角形の重心を電流源の位置として推定してもよい。さらに別の例で、制御部１１は、これら４つの点に外接する円の中心を電流源の位置として推定してもよい。

測定子２０が有するセンサー対２１の数は実施形態で説明したものに限定されない。測定子２０は、単一のセンサー対２１を有していてもよい。

測定子２０において各光磁気センサー２３は同じ方向を向いていなくてもよい。光磁気センサー２４についても同様である。

測定子２０においてセンサー対２１はマトリクス状に配置されていなくてもよい。例えば、センサー対２１は、ランダムに配置されてもよい。

図８のステップＳ１０３およびＳ１０４の少なくとも一方の処理は省略されてもよい。すなわち、制御装置１０は、電流源の数が１つであるか２つ以上であるかの判断結果だけを表示してもよい。

２．第２実施形態
図１３は、第２実施形態に係る測定子２０の構成を示す図である。以下、第１実施形態と共通する要素には共通の参照符号が用いられる。角度変更部２５は、光磁気センサー２３を回転軸を中心に回転させ、角θを変化させる。回転軸は、例えば測定子２０の筐体に固定されている。角度変更部２５は、ステッピングモータまたは圧電素子を有し、制御装置１０からの制御信号に応じて、光磁気センサー２３の角度を変更する。

この例で、制御装置１０は、角度変更部２５を作動させる前と後、すなわち、角θを変更した後において、光磁気センサー２３および光磁気センサー２４における測定結果を示す信号を取得する。なお、制御装置１０は、光磁気センサー２４における測定結果を角度変更部２５を作動させる前に取得し、角度変更部２５を作動させた後で光磁気センサー２３における測定結果を取得してもよい。

本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下の変形例のうち２つ以上のものが組み合わせて用いられてもよい。また、第１実施形態の変形例が組み合わせて用いられてもよい。

実施形態においては、測定子２０が、回転する光磁気センサー（光磁気センサー２３）と回転しない光磁気センサー（光磁気センサー２４）とを有し、これら２種のセンサーによって２つの測定軸についての測定値を取得する例が説明された。しかし、測定子２０において、すべての光磁気センサーが回転し、回転前と回転後の測定値を取得することにより、２つの測定軸についての測定値を取得する構成としてもよい。この場合、測定子の光磁気センサーはすべて同じ方向を向いている。角度変更部２５は、回転前の測定軸と回転後の測定軸のなす角θが０°＜θ＜９０°を満たすように、光磁気センサーを回転する。

測定子２０は、光磁気センサー２３の角度を測定するセンサーを有してもよい。ここで、「光磁気センサー２３の角度」とは、光磁気センサー２３の測定軸と測定面のなす角度、光磁気センサー２３の測定軸と光磁気センサー２４の測定軸とのなす角度など、第１の軸と第２の軸とのなす角を特定するのに用いられる角度であれば、どのようなものでもよい。制御装置２０は、このセンサーからの信号により示される角度を、光磁気センサー２３からの測定値とともに記憶する。

１…磁場測定装置、１０…制御装置、２０…測定子、２１…センサー対、２３…光磁気センサー、２４…光磁気センサー、３０…信号線、４０…測定子。

Claims

磁場の第１の軸方向の成分を測定する複数個の第１の光磁気センサーと、
前記第１の軸となす角がθ（０＜θ＜９０°）である第２の軸方向に関し、前記磁場の前記第２の軸方向の成分を測定する前記複数個の第２の光磁気センサーと、
前記第１の光磁気センサーの位置と、前記第２の光磁気センサーの位置と、前記第１の軸方向の成分の大きさと、前記第２の軸方向の成分の大きさと、電流源が１つである場合に得られる基準曲線と、が記憶された記憶部と、
前記第１の軸方向の成分の大きさと前記第２の軸方向の成分の大きさとを前記基準曲線と比較して電流源の数を判断すると共に、前記第１の軸方向の成分と前記第２の軸方向の成分とを用いて電流源の位置を推定する制御部と、
前記制御部で推定された前記電流源の位置を表示する表示部と、を備える磁場測定装置。
磁場の第１軸成分を測定する第１の光磁気センサーと、
前記磁場の第２軸成分を測定する第２の光磁気センサーと、
前記第１の光磁気センサーの位置と前記第２の光磁気センサーの位置とが記憶された記憶部を有し、前記第１の光磁気センサーにより測定される前記第１軸成分と前記第２の光磁気センサーにより測定される前記第１軸成分とを用いて電流源の位置を推定する制御部と、
前記制御部に記憶された前記電流源の位置を表示する表示部と、を備える磁場測定装置の測定方法であって、
前記制御部は、
前記第１の光磁気センサーにより測定される前記第１軸成分と前記第２の光磁気センサーにより測定される前記第２軸成分とを、前記記憶部に記憶する第１のステップと、
前記記憶部に記憶された前記第１の光磁気センサーの位置と前記第２の光磁気センサーの位置と、前記記憶部に記憶された第１軸成分および前記第２軸成分とを用いて、測定対象である前記電流源の数が１つであるか２つ以上であるかを判断する第２のステップと、
前記電流源の数が１つであると判断した場合に、前記記憶部に記憶された前記第１の光磁気センサーの位置と前記第１軸成分とを用いて、前記電流源の位置の候補を算出し、算出された前記候補の座標を、電流源の位置として前記記憶部に記憶する第３のステップと、を含むことを特徴とする磁場測定装置の測定方法。