JP7209176B2 - 磁場発生源検出装置および磁場発生源検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁場発生源検出装置および磁場発生源検出方法に関するものである。

ある磁場発生源推定方法では、被検体内部が３次元立体格子網で表現され、被検体外部に配置された検出コイルおよびＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉計）を使用して、３次元立体格子網のノードにおける電流分布が被検体中の電流分布として推定されている（例えば特許文献１参照）。

他方、ある導電率分布導出方法では、検査対象物体の表面上で、磁気センサ（ＴＭＲセンサ）を走査して磁場情報が取得され、その磁場情報に基づいて、検査対象物体の２次元内部導電率分布（走査面に対応する２次元方向における導電率分布）が導出されている（例えば特許文献２参照）。

特開平５－２２０１２３号公報 国際公開ＷＯ２０１５／１３６９３１号

しかしながら、上述の磁場発生源推定方法では、検出コイルによって測定される外部の磁場強度分布からＳＱＵＩＤで内部電流分布を推定することが可能であるものの、ＳＱＵＩＤを使用するため、非常に高コストであり、一般的な産業分野（特に工業分野）では実用的ではない。

また、上述の導電率分布導出方法では、２次元の導電率分布を導出することが可能であるものの、検査対象物体の深さ方向の導電率変化を検出することは困難である。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、比較的低コストで、検査対象物体内部の磁場発生源の深さ方向の位置を推定可能である磁場発生源検出装置および磁場発生源検出方法を得ることを目的とする。

本発明に係る磁場発生源検出装置は、検査対象物体の表面上または表面上方において被測定磁場の強度および向きを検出する磁気センサ部と、磁気センサ部によって上述の表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で検出された被測定磁場の強度および向きに基づいて、検査対象物体内部の不特定の位置に存在している磁場発生源の深さ方向の位置を推定する位置推定部とを備える。そして、前記磁気センサ部は、走査面上で走査経路に沿って走査され、前記走査経路における前記少なくとも２つの位置において、前記被測定磁場の強度および向きの両方を検出する。

本発明に係る磁場発生源検出方法は、被測定磁場の強度および向きを検出する磁気センサ部を使用して、検査対象物体の表面上または表面上方において、上述の表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で被測定磁場の強度および向きを検出するステップと、上述の少なくとも２つの位置で検出した被測定磁場の強度および向きに基づいて、検査対象物体内部の不特定の位置に存在している磁場発生源の深さ方向の位置を推定するステップとを備える。そして、前記磁気センサ部は、走査面上で走査経路に沿って走査され、前記走査経路における前記少なくとも２つの位置において、前記被測定磁場の強度および向きの両方を検出する。

本発明によれば、比較的低コストで、検査対象物内部の磁場発生源の深さ方向の位置を推定可能である磁場発生源検出装置および磁場発生源検出方法を得ることができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る磁場発生源検出装置の構成を示す図である。 図２は、検査対象物体内の磁場発生源としての電流を示す透過斜視図である。 図３は、実施の形態１における磁気センサ部１０の走査について説明する斜視図である。 図４は、磁場発生源としての電流により誘起する磁場について説明する図である。 図５は、実施の形態１における磁場発生源としての電流の深さ方向の位置の推定について説明する図である。 図６は、ＮＶセンタの複数の向きについて説明する図である。 図７は、ＮＶセンタの複数の向きに対応するＮＶセンタのゼーマン分裂後の蛍光強度の周波数特性について説明する図である。 図８は、検査対象物体内の電極間で発生する磁場発生源としてのリーク電流の一例を示す図である。 図９は、検査対象物体内の電極間で発生する磁場発生源としてのリーク電流の別の例を示す図である。 図１０は、磁場解析の一例における演算式を示す図である。

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

実施の形態１．

図１は、本発明の実施の形態に係る磁場発生源検出装置の構成を示す図である。図２は、検査対象物体内の磁場発生源としての電流を示す透過斜視図である。図１に示す磁場発生源検出装置は、図２に示すように、検査対象物体１００内の磁場発生源としての電流Ｉを検出する。つまり、実施の形態１では、磁場発生源は、（ａ）検査対象物体１００内部の不特定の位置を導通する電流（例えば電極間のリーク電流など）、または（ｂ）検査対象物体１００内部に多層的に敷設されている複数の導電路（例えば単層基板の表面と裏面に敷設された配線パターン、多層基板の各層に敷設された配線パターンなど）を導通する電流である。なお、検査対象物体１００は、非磁性材料で構成されている。

図１に示す磁場発生源検出装置は、磁気センサ部１０と、演算処理装置１１と、高周波電源１２とを備える。

磁気センサ部１０は、検査対象物体の表面上または表面上方において被測定磁場の強度および向きを検出する。磁気センサ部１０は、各位置において、被測定磁場の強度および向きを同時に検出する。

この実施の形態では、光検出磁気共鳴部材１、コイル２、基準磁場発生部３、照射装置４、および受光装置５を備える。

また、この実施の形態では、光検出磁気共鳴部材１は、複数の特定カラーセンタを有する。この特定カラーセンタは、ゼーマン分裂可能なエネルギー準位を有し、かつ、ゼーマン分裂時のエネルギー準位のシフト幅が互いに異なる複数の向きを取り得る。

ここでは、光検出磁気共鳴部材１は、単一種別の特定カラーセンサとして複数のＮＶ（Nitrogen Vacancy）センタを有するダイヤモンドなどの板材であって、支持板１ａに固定されている。ＮＶセンタの場合、基底状態がＭｓ＝０，＋１，－１の三重項状態であり、Ｍｓ＝＋１の準位およびＭｓ＝＋１の準位がゼーマン分裂する。また、後述するように、ダイヤモンド結晶格子上での原子（ここでは窒素）および空孔の位置関係によって、ＮＶセンタは、ゼーマン分裂時のエネルギー準位のシフト幅が互いに異なる４つの向きを取り得る。

コイル２は、光検出磁気共鳴部材１にマイクロ波を印加する。マイクロ波の周波数は、光検出磁気共鳴部材１の種類に応じて（つまり、特定カラーセンサの基底状態のサブ準位間のエネルギー差に応じて）設定される。例えば、光検出磁気共鳴部材１が、ＮＶセンタを有するダイヤモンドである場合、ゼーマン分裂なしでのサブ準位（Ｍｓ＝０とＭｓ＝±１）間のエネルギー差に対応する周波数が約２．８７ＧＨｚであるので、コイル２は、２．８７ＧＨｚを含む所定の周波数範囲（つまり、ゼーマン分裂によるサブ準位のシフト分に対応する範囲を含む周波数範囲）のマイクロ波を印加する。なお、高周波電源１２は、コイル２にマイクロ波の電流（つまり、上述のマイクロ波の磁場を生成するための電流）を導通させる。

基準磁場発生部３は、光検出磁気共鳴部材１内の複数の特定カラーセンタ（ここでは、複数のＮＶセンタ）のエネルギー準位をゼーマン分裂させる基準磁場（直流磁場）を印加する。基準磁場発生部３としては、永久磁石、コイルなどが使用される。基準磁場発生部３としてはコイルが使用される場合、直流電源が設けられ、そのコイルに電気的に接続され、そのコイルに直流電流を供給し、これにより、基準磁場が発生する。上述の複数の特定カラーセンタは、互いに異なる複数の向きを有し、この基準磁場によって、その複数の特定カラーセンタのエネルギー準位は、それぞれ、その複数の向きに対応した互いに異なるシフト幅でゼーマン分裂する。

照射装置４は、光検出磁気共鳴部材１に光（所定波長の励起光と所定波長の測定光）を照射する。受光装置５は、測定光の照射時において光検出磁気共鳴部材１から発せられる蛍光を検出する。

また、演算処理装置１１は、例えばコンピュータを備え、プログラムをコンピュータで実行して、各種処理部として動作する。この実施の形態では、演算処理装置１１は、測定制御部２１、および位置推定部２２として動作する。

測定制御部２１は、所定の直流磁場測定シーケンスに従って高周波電源１２および照射装置４を制御し、磁気センサ部１０の受光装置５により検出された蛍光の検出光量を特定する。例えば、照射装置４は、レーザーダイオードなどを光源として備え、受光装置５は、フォトダイオードなどを受光素子として備え、測定制御部２１は、受光素子の出力信号に対して増幅などを行って得られる受光装置５の出力信号に基づいて、上述の検出光量を特定する。

この実施の形態では、上述の所定の直流磁場測定シーケンスとして、例えばラムゼイパルスシーケンスが適用される。ただし、これに限定されるものではない。

位置推定部２２は、磁気センサ部１０によって、検査対象物体１００の表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で検出された被測定磁場の強度および向きに基づいて、検査対象物体内部の不特定の位置に存在している磁場発生源の深さ方向の位置、および上述の２次元方向の位置を推定する。

図３は、実施の形態１における磁気センサ部１０の走査について説明する斜視図である。測定制御部２１は、図示せぬスライダーなどといった駆動装置を制御し、検査対象物体１００の表面の２次元方向（Ｘ方向およびＹ方向）において、例えば図３に示すように、平面状の測定領域１１１内で磁気センサ部１０を走査させ、走査経路上の所定の複数の位置において、磁気センサ部１０を使用した磁場測定（磁場強度および磁場の向きの測定）を実行する。なお、磁気センサ部１０の走査パターンは、図３のものに限定されるものではない。

図４は、磁場発生源としての電流Ｉにより誘起する磁場について説明する図である。図５は、実施の形態１における磁場発生源としての電流の深さ方向の位置の推定について説明する図である。

図４に示すように、略直線状の電流Ｉの場合、アンペールの法則により周回磁場が誘起する。したがって、走査経路上のＸ方向の位置（またはＹ方向の位置）に応じて、電流Ｉにより誘起する磁場の強度および向きが変化する。

そのため、（ａ）走査経路上で、磁場強度がピークとなる位置を挟み、かつ、測定磁場強度が略同一となる２つの位置の対が抽出され、（ｂ）抽出された２つの位置の対のうち、その２つの位置の測定磁場Ｂｍ１のベクトルおよび測定磁場Ｂｍ２のベクトルが単一平面内に存在するような対を選択し、（ｃ）例えば図５（ａ）に示すように、選択した対の２つの位置（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）について、測定磁場Ｂｍ１の向きの法線方向と測定磁場Ｂｍ２の法線方向との交点が、その測定磁場Ｂｍ１，Ｂｍ２に対応する電流Ｉの位置であると推定される。

なお、図５（ｂ）に示すように、その単一平面が検査対象物体１００の表面の法線方向から角度φだけ傾いている場合（つまり、電流Ｉが深さ方向において傾いている場合）には、電流Ｉの深さ方向の位置は、ｃｏｓ（φ）で補正される。一方、電流Ｉが深さ方向において傾いていない（つまり、電流Ｉが表面に対して平行に導通している）ことが既知である場合、φ＝９０であるので、角度φの特定、およびｃｏｓ（φ）での補正は不要である。

つまり、この場合、電流Ｉの深さ方向（つまり、磁気センサ部１０の走査面に対する垂直方向）の推定位置ＺＩｅｓｔは、次式で導出される。

ＺＩｅｓｔ＝（Ｄ／２）×ｃｏｔ（θ）×ｃｏｓ（φ）－Ｚｓ

ここで、θは、磁気センサ部１０の走査面（ここでは平面）と測定磁場Ｂｍ１，Ｂｍ２との成す角度である。また、Ｚｓは、検査対象物体１００の表面から磁気センサ部１０の走査面までの高さである。また、Ｄは、２つの位置（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）間の距離である。

この場合、電流Ｉの表面の２次元方向（Ｘ方向およびＹ方向）の推定位置ＸＩｅｓｔ，ＹＩｅｓｔも同様に、２つの位置（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）および測定磁界Ｂｍ１，Ｂｍ２から幾何学的演算により導出される。

なお、ここでは、２つの位置での磁場測定結果から電流Ｉの位置を推定しているが、３つ以上の位置（例えば４つの位置）での磁場測定結果から電流Ｉの位置を推定してもよい。

また、位置推定部２２は、検出すべき磁場発生源の種別（実施の形態１では電流）に対応する被測定磁場の分布特性と、上述の少なくとも２つの位置について特定された被測定磁場の強度および向きとに基づいて、磁場発生源の深さ方向の位置を推定する。

つまり、検出すべき磁場発生源の種別が略直線状の電流であれば、被測定磁場の分布特性は上述のようにアンペールの法則に従うため、略直線状の電流により誘起される既知の分布特性に基づいて、磁場発生源の深さ方向の位置が推定される。このように、検出すべき磁場発生源の種別に応じた演算で、位置推定部２２は、被測定磁場の強度および向きから磁場発生源の深さ方向の位置を導出する。

なお、検出すべき磁場発生源の種別が未知である場合、位置推定部２２は、走査経路上の複数の位置で得られた被測定磁場の強度および向きから磁場発生源の種別を推定し、推定した磁場発生源の種別に対応する被測定磁場の分布特性に基づいて、磁場発生源の深さ方向の位置を推定するようにしてもよい。

この実施の形態では、測定制御部２１は、上述の走査経路上の所定の複数位置（例えば所定距離ごとの位置）のそれぞれにおいて、高周波電源１２を制御して上述のマイクロ波の周波数を変化させつつ、受光装置５からの電気信号に基づいて光の強度の周波数特性を特定し、位置推定部２２は、（ａ）その光の強度の周波数特性に基づいて、上述の複数の向きのそれぞれについての被測定磁場に起因する磁場成分を特定し、（ｂ）複数の向きの磁場成分に基づいて（つまり、複数の向きの磁場成分ベクトルを合成することで）被測定磁場の強度および向きを特定し、（ｃ）上述の少なくとも２つの位置について特定された被測定磁場の強度および向きに基づいて、磁場発生源の深さ方向の位置を推定する。

図６は、ＮＶセンタの複数の向きについて説明する図である。図７は、ＮＶセンタの複数の向きに対応するＮＶセンタのゼーマン分裂後の蛍光強度の周波数特性（マイクロ波周波数に対する蛍光強度の特性）について説明する図である。

図６に示すように、ダイヤモンド結晶内の空孔（Ｖ）に対して、隣接する窒素（Ｎ）の取り得る位置は４種類あり、それらの位置（つまり、空孔と窒素との対の向き）のそれぞれに応じて、ゼーマン分裂によるサブ準位のシフト幅が異なる。したがって、図７に示すように、マイクロ波の周波数に対する基準磁場によるゼーマン分裂後の蛍光強度の特性において、それぞれの向きｉに対応して、互いに異なるディップ周波数対（ｆｉ＋，ｆｉ－）が現れる。

さらに、被測定磁場の向きについて、上述の４つの向きｉに対応する４つのディップ周波数対（ｆｉ＋，ｆｉ－）のシフト量ｄｆｉ＋，ｄｆｉ－をそれぞれ特定することで、被測定磁場の向きが特定される。具体的には、磁気センサ部１０の幾何学的形状における基準の方向と被測定磁場の向きとの角度と、４つのディップ周波数対（ｆｉ＋，ｆｉ－）のシフト量のパターンとの対応関係が予め実験などで特定され、その対応関係に基づいて、その４つのディップ周波数対（ｆｉ＋，ｆｉ－）のシフト量ｄｆｉ＋，ｄｆｉ－のパターンから被測定磁場の向きが特定される。また、その４つのディップ周波数対（ｆｉ＋，ｆｉ－）のシフト量の大きさから、被測定磁場の強度が特定される。

このようにして、この実施の形態では、ダイヤモンドＮＶセンタを使用した磁気センサ部１０で被測定磁場の強度および向きが特定される。

なお、他のカラーセンタをＮＶセンタの代わりに上述の特定カラーセンタとして使用する場合でも、同様にして、被測定磁場の強度および向きを特定することができる。

上述の検査対象物体１００内の電流Ｉは、例えば検査対象物体１００内部の電極間のリーク電流Ｉｌｅａｋでもよい。図８は、検査対象物体内の電極間で発生する磁場発生源としてのリーク電流の一例を示す図である。図９は、検査対象物体内の電極間で発生する磁場発生源としてのリーク電流の別の例を示す図である。

例えば図８に示すように、磁気センサ部１０の走査面（Ｘ－Ｙ平面）に対して垂直であり、かつ走査面に対して平行な方向に配列された２つの電極１２１間のリーク電流Ｉｌｅａｋの位置（つまり、リーク電流の経路）が、上述のようにして推定可能である。

また、例えば図９に示すように、磁気センサ部１０の走査面（Ｘ－Ｙ平面）に対して平行であり、かつ走査面に対して平行な方向に配列された２つの電極１２１間のリーク電流Ｉｌｅａｋの位置（つまり、リーク電流の経路）が、上述のようにして推定可能である。

次に、実施の形態１に係る磁場発生源検出装置の動作について説明する。

測定制御部２１は、所定の走査パターンに沿って磁気センサ部１０を移動させ、走査経路上の所定測定位置において、上述のようにして、その測定値での磁場の強度および向きを磁気センサ部１０に検出させる。

そして、位置推定部２２は、上述のように、すべての測定位置から、位置推定に使用する少なくとも２つの測定位置を測定位置群を選択し、選択した測定位置群の測定位置で測定された磁場の強度および向きに基づいて、その測定位置に対応する電流Ｉの位置（つまり、深さ方向（Ｚ方向）の位置と、その深さ方向の位置に対応する表面上の（Ｘ方向およびＹ方向）の位置）とを推定する。

このようにして、位置推定部２２は、すべての測定位置から複数の測定位置群を抽出し、各測定位置に対応する電流Ｉの位置を推定し、電流Ｉの経路を特定する。

以上のように、上記実施の形態１によれば、磁気センサ部１０は、検査対象物体１００の表面上または表面上方において被測定磁場の強度および向きを検出する。位置推定部２２は、磁気センサ部１０によって上述の表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で検出された被測定磁場の強度および向きに基づいて、検査対象物体１００内部の不特定の位置に存在している磁場発生源（ここでは電流Ｉ）の深さ方向の位置ＺＩｅｓｔを推定する。

これにより、比較的低コストで、検査対象物体１００の内部の磁場発生源の深さ方向の位置が推定される。

特に、実施の形態１では、磁気センサ部１０に、上述の特定カラーセンタを使用した磁気センサを使用しており、磁場発生源としてのリーク電流などの微小電流の位置が推定可能となっている。

実施の形態２．

実施の形態２に係る磁場発生源検出装置では、磁気センサ部１０を走査する代わりに、複数の磁気センサ部１０を測定領域１１１に２次元的に配列したセンサアレイを使用し、各位置に固定的に配置された磁気センサ部１０によって、その位置の磁場の強度および向きが測定される。そして、実施の形態１と同様にして、それらの位置の磁場の強度および向きから磁場発生源（電流など）の位置が推定される。

なお、実施の形態２に係る磁場発生源検出装置のその他の構成および動作については、実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３．

実施の形態３に係る磁場発生源検出装置では、磁場発生源は、非磁性（つまり、常磁性）の検査対象物体１００内部の不特定の位置に入り込んでいる磁性物体（つまり、強磁性の物体）とされ、その磁性物体の位置が推定される。

磁性物体が磁化していない場合には、一時的に外部磁場を検査対象物体に印加して磁性物体を磁化させる。そして、磁性物体の形状や被測定磁場の分布特性が既知であれば、実施の形態１，２と同様にして、２次元（Ｘ－Ｙ平面）の複数の位置で得られた磁場の強度および分布から、その磁性物体の位置（深さ方向の位置を含む）および向き（姿勢）が推定される。

なお、実施の形態３に係る磁場発生源検出装置のその他の構成および動作については、実施の形態１，２と同様であるので、その説明を省略する。

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

例えば、上記実施の形態１，２において、上述の検出すべき電流は、例えば、上述のような電極間のリーク電流の他、半導体集積回路チップのバーンイン試験時における半導体集積回路の配線パターン上を導通する電流や内部リーク電流などでもよい。

また、上記実施の形態３において、上述の検出すべき磁性物体は、例えば、検査対象物体としての食品に混入した金属片、検査対象物体としての衣類に混入した針などの金属片などでもよい。さらに、上記実施の形態３に係る磁場発生源検出装置を、空港などに設置される金属探知機に適用し、検査対象物体としての人が所持している金属製物品（ナイフ、拳銃など）を、検出すべき磁性物体としてもよい。さらに、上記実施の形態３に人、動物、植物などの生体内に導入される金属製の生体用トレーサを、上述の検出すべき磁性物体としてもよい。なお、これらの検査対象物体の形状において平面状の表面がない場合には、平面状の台（非磁性）の下に検査対象物体を配置し、平面状の台の上または上方において磁気センサ部１０を走査すればよい。

また、上記実施の形態３において、検出すべき磁性物体を磁化させるために印加する外部磁場と上述の基準磁場とを１つの磁場発生部で発生するようにしてもよい。

さらに、この実施の形態１～３では、光検出磁気共鳴部材１は、上述の特定カラーセンタとして、ダイヤモンドＮＶセンタを有しているが、その代わりに、ＳｉＶセンタ、ＧｅＶセンタ、ＳｎＶセンタなどを使用してもよい。また、特定カラーセンタが含まれる基材としての結晶としては、ダイヤモンドの他、ＳｉＣであってもよい。

さらに、上記実施の形態１～３において、磁気センサ部１０と同様の別の磁気センサ
部で、被測定磁場の影響を受けない位置で、地磁気などの環境磁場の強度と向きを測定し、その環境磁場の強度と向きの分だけ、磁気センサ部１０で得られる被測定磁場の強度と向きを補正するようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態１～３において、磁気センサ部１１により、測定面で得られた被測定磁場の強度φｍに基づき、図１０に示す演算式を用いて、検査対象物体内の磁場分布φ（ｘ，ｙ，ｚ）の解析を行い、磁場分布φ（ｘ，ｙ，ｚ）から磁場発生源の位置を推定するようにしてもよい。具体的には、式（１）に示すように、定常磁場内ではＺ方向の磁場強度φはラプラス方程式を満たす。そして、式（２）に示すように、磁場強度φをフーリエ変換し、さらに、フーリエ変換された磁場強度に対して逆フーリエ変換を行うと、式（３）が得られる。ここで、測定面で得られた磁場強度φｍのフーリエ変換およびそのＺでの微分を、式（４）に示すように定義すると、式（５）に示すように、磁場強度φｍからフーリエ変換を経て、フーリエ変換後の磁場強度が、得られ、式（６）に示すように、式（５）のフーリエ変換後の磁場強度を逆フーリエ変換することで、目的の磁場分布φ（ｘ，ｙ，ｚ）が得られる。

本発明は、例えば、磁場発生源の検出に適用可能である。

１ 光検出磁気共鳴部材
２ コイル
３ 基準磁場発生部
４ 照射装置
５ 受光装置
１０ 磁気センサ部
１２ 高周波電源
２１ 測定制御部
２２ 位置推定部

Claims (10)

1. 検査対象物体の表面上または表面上方において被測定磁場の強度および向きを検出する磁気センサ部と、
   前記磁気センサ部によって前記表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で検出された前記被測定磁場の強度および向きに基づいて、前記検査対象物体内部の不特定の位置に存在している磁場発生源の深さ方向の位置を推定する位置推定部と、
   を備え、
   前記磁気センサ部は、走査面上で走査経路に沿って走査され、前記走査経路における前記少なくとも２つの位置において、前記被測定磁場の強度および向きの両方を検出すること、
   を特徴とする磁場発生源検出装置。
2. 測定制御部と、基準磁場発生部とをさらに備え、
   前記磁気センサ部は、光検出磁気共鳴部材と、前記光検出磁気共鳴部材にマイクロ波を印加するコイルと、前記光検出磁気共鳴部材に光を照射する照射装置と、前記光検出磁気共鳴部材から発せられる光を検出し、検出した前記光に対応する電気信号を出力する受光装置とを備え、
   前記光検出磁気共鳴部材は、複数の特定カラーセンタを有し、
   前記特定カラーセンタは、ゼーマン分裂可能なエネルギー準位を有し、かつ、ゼーマン分裂時のエネルギー準位のシフト幅が互いに異なる複数の向きを取ることが可能であり、
   前記基準磁場発生部は、前記複数の特定カラーセンタのエネルギー準位をゼーマン分裂させる基準磁場を印加し、
   前記複数の特定カラーセンタは、互いに異なる複数の向きを有し、
   前記複数の特定カラーセンタの前記エネルギー準位は、前記基準磁場によって、それぞれ、前記複数の向きに対応した互いに異なる幅でゼーマン分裂し、
   前記測定制御部は、所定の複数の位置のそれぞれにおいて、前記マイクロ波の周波数を変化させつつ、前記電気信号に基づいて前記光の強度の周波数特性を特定し、
   前記位置推定部は、（ａ）前記光の強度の周波数特性に基づいて、前記複数の向きのそれぞれについての前記被測定磁場に起因する磁場成分を特定し、（ｂ）前記複数の向きの前記磁場成分に基づいて前記被測定磁場の強度および向きを特定し、（ｃ）前記少なくとも２つの位置について特定された前記被測定磁場の強度および向きに基づいて、前記磁場発生源の深さ方向の位置を推定すること、
   を特徴とする請求項１記載の磁場発生源検出装置。
3. 前記位置推定部は、検出すべき前記磁場発生源の種別に対応する前記被測定磁場の分布特性と、前記少なくとも２つの位置について特定された前記被測定磁場の強度および向きとに基づいて、前記磁場発生源の深さ方向の位置を推定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の磁場発生源検出装置。
4. 前記検査対象物体は、非磁性材料で構成されており、
   前記磁場発生源は、前記検査対象物体内部の不特定の位置、または前記検査対象物体内部に多層的に敷設されている複数の導電路のいずれかを導通する電流であること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の磁場発生源検出装置。
5. 前記検査対象物体は、非磁性材料で構成されており、
   前記磁場発生源は、磁性物体であり、
   前記磁性物体は、外部磁場を前記検査対象物体に印加することで磁化されること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の磁場発生源検出装置。
6. 前記検査対象物体は、食品、衣類、および人のいずれかであり、
   前記磁性物体は、前記食品または前記衣類に混入した金属片、または前記人の所持している金属製物品であること、
   を特徴とする請求項５記載の磁場発生源検出装置。
7. 前記検査対象物体は、生体であり、
   前記磁性物体は、前記生体内に導入される金属製の生体用トレーサであること、
   を特徴とする請求項５記載の磁場発生源検出装置。
8. 被測定磁場の強度および向きを検出する磁気センサ部を使用して、検査対象物体の表面上または表面上方において、前記表面の２次元方向における少なくとも２つの位置で前記被測定磁場の強度および向きを検出するステップと、
   前記少なくとも２つの位置で検出した前記被測定磁場の強度および向きに基づいて、前記検査対象物体内部の不特定の位置に存在している磁場発生源の深さ方向の位置を推定するステップと、
   を備え、
   前記磁気センサ部は、走査面上で走査経路に沿って走査され、前記走査経路における前記少なくとも２つの位置において、前記被測定磁場の強度および向きの両方を検出すること、
   を特徴とする磁場発生源検出方法。
9. 前記走査経路上で、前記被測定磁場の強度がピークとなる位置を挟み、かつ、前記被測定磁場の強度が同一となる２つの位置の対を抽出し、
   抽出した前記２つの位置の対のうち、前記対となる２つの位置の磁場ベクトルが単一平面内に存在するような対を選択し、
   選択した前記対における２つの位置のうちの一方の位置での前記被測定磁場の向きの法線方向と他方の位置での前記被測定磁場の向きの法線方向との交点を、選択した前記対の２つの位置での前記被測定磁場に対応する電流の位置として推定すること、
   を特徴とする請求項８記載の磁場発生源検出方法。
10. 前記電流の深さ方向の推定位置をＺＩｅｓｔとし、前記磁気センサ部の走査面と前記被測定磁場との成す角度をθとし、前記検査対象物体の表面の法線方向に対する前記単一平面の傾斜角をφとし、前記検査対象物体の表面から前記磁気センサ部の走査面までの高さをＺｓとし、前記対における２つの位置の間の距離をＤとして、式（ＺＩｅｓｔ＝（Ｄ／２）×ｃｏｓ（θ）×ｃｏｓ（φ）－Ｚｓ）で前記推定位置を導出することを特徴とする請求項９記載の磁場発生源検出方法。

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