JP7226717B2 - Magnetic field measurement system - Google Patents

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Description

本発明は、磁場測定に関する。 The present invention relates to magnetic field measurement.

磁気測定装置、特に測定対象物から発生する磁場の２次元又は３次元分布を測定する磁場分布測定装置は、異常箇所の検出性に優れ、非破壊検査や医学の分野において測定対象物の異常等の状態を診断することに役立つ。
測定対象物が人その他の生物である場合など、測定中における測定対象物の移動が避けられない場合がある。磁気センサーが固定された測定対象物が移動すると、磁気センサー自体も移動して測定点が変化するからその測定点における環境磁場の磁場強度も変化する。また、環境磁場中の移動によって誘導磁場が発生する。したがって、移動により変化し得る環境磁場と誘導磁場が磁気センサーによって測定されるため、測定対象物から発生する磁場成分を正確に評価することができない。A magnetic field measurement device, especially a magnetic field distribution measurement device that measures the two-dimensional or three-dimensional distribution of the magnetic field generated from the object to be measured, is excellent in detecting abnormalities, and is used in the fields of non-destructive inspection and medicine to detect abnormalities in the object to be measured. helpful in diagnosing the condition of
In some cases, such as when the object to be measured is a person or other living thing, movement of the object to be measured is unavoidable during measurement. When the object to be measured to which the magnetic sensor is fixed moves, the magnetic sensor itself also moves and the measurement point changes, so the magnetic field intensity of the environmental magnetic field at that measurement point also changes. In addition, an induced magnetic field is generated by movement in the environmental magnetic field. Therefore, since the magnetic sensor measures the environmental magnetic field and the induced magnetic field that can change due to movement, the magnetic field component generated from the object to be measured cannot be accurately evaluated.

特許文献１に記載の発明は、地磁気を測定対象とした携帯端末において、地磁気センサーの検出データの変化が、端末移動によるものか外部ノイズによるものかを、加速度センサーの検出データ、ジャイロスコープの検出データに基づき判断する。同発明においては、所定値以上の移動が検出されたときも、地磁気センサーの検出データには、地磁気センサーの移動によって変化し得る環境磁場及び誘導磁場が含まれたままである。
特許文献２に記載の生体磁気計測装置にあっては、生体磁場測定と前後して、被験体に付着される発振コイルからの磁場を測定して被験体の動きを検出し、被験体が動いたときの生体磁場データを破棄する。The invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-100003 is a mobile terminal that measures geomagnetism. Make decisions based on data. In the present invention, even when a movement of a predetermined value or more is detected, the detection data of the geomagnetic sensor still includes the environmental magnetic field and the induced magnetic field that can change due to the movement of the geomagnetic sensor.
In the biomagnetic measurement device described in Patent Document 2, before and after measuring the biomagnetic field, the magnetic field from the oscillation coil attached to the subject is measured to detect the movement of the subject, and the movement of the subject is detected. Discard the biomagnetic field data when

特開２０１５－２９２３６号公報JP 2015-29236 A 特開平９－１７３３１３号公報JP-A-9-173313

以上の従来技術にあっては、磁気センサーの移動によって変化し得る環境磁場や誘導磁場を、当該磁気センサーの測定信号から除くことはなかった。
しかしながら、磁気センサーの移動によって変化し得る環境磁場や誘導磁場が測定信号に含まれていると、測定対象物から発生する磁場成分を正確に評価することはできない。特に生体磁気測定においては、測定対象物から発生する磁場成分は非常に微弱であり、影響が大きい。
したがって、測定対象物が動き得る場合、特許文献２に記載のように測定対象物に動きがあった場合の測定データを破棄するほかなかった。
測定対象物が動かないように拘束する場合、測定対象物が人その他の生物である場合は、その生物に対する負担が大きく、また完全に動かないようにすることは困難であるという問題がある。In the prior art described above, the environmental magnetic field and the induced magnetic field, which may change due to movement of the magnetic sensor, are not removed from the measurement signal of the magnetic sensor.
However, if the measurement signal contains an environmental magnetic field or an induced magnetic field that can change due to movement of the magnetic sensor, it is impossible to accurately evaluate the magnetic field component generated from the object to be measured. Especially in biomagnetism measurement, the magnetic field component generated from the object to be measured is very weak and has a great influence.
Therefore, when the object to be measured can move, there is no choice but to discard the measurement data when the object to be measured moves, as described in Patent Document 2.
When the object to be measured is restrained so as not to move, if the object to be measured is a person or other living thing, there is a problem that the burden on the living thing is large and it is difficult to make the living thing completely immobile.

本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、測定対象物に固定した磁気センサーにより当該測定対象物から発生する磁場を測定する構成において、測定対象物を拘束することなく、測定対象物及び磁気センサーの移動中の当該磁気センサーによる測定磁場信号に基づく測定も含めて、測定対象物から発生する磁場成分を精度よく測定することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art. It is an object of the present invention to accurately measure a magnetic field component generated from an object to be measured, including measurement based on a magnetic field signal measured by the magnetic sensor while the object and the magnetic sensor are moving.

以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、測定対象物に対する位置が固定されるように前記測定対象物に装着可能な磁場測定ユニットであって、前記測定対象物からの磁場を測定する測定磁気センサーと、前記磁場測定ユニットの運動を検出する運動検出センサーとを一体に有した磁場測定ユニットと、
前記磁場測定ユニットが装着された前記測定対象物を含有する空間の環境磁場を測定する環境磁気センサーと、
前記測定磁気センサーによる測定磁場信号と、前記運動検出センサーによる運動検出信号と、前記環境磁気センサーによる環境磁場信号とに基づき、測定値を算出する演算装置を備え、
前記演算装置は、前記測定磁場信号の測定時の前記測定磁気センサーの位置と移動速度に応じた当該位置における環境磁場と誘導磁場を前記運動検出信号及び前記環境磁場信号に基づき推算し、同推算に係る環境磁場と誘導磁場を当該測定磁場信号から差し引いて測定値とする磁場測定システムである。 A first aspect of the invention for solving the above problems is a magnetic field measurement unit that can be attached to an object to be measured so that the position with respect to the object to be measured is fixed, wherein the magnetic field from the object to be measured is a magnetic field measurement unit integrally including a measurement magnetic sensor for measurement and a motion detection sensor for detecting motion of the magnetic field measurement unit ;
an environmental magnetic sensor for measuring an environmental magnetic field in a space containing the measurement object to which the magnetic field measurement unit is attached;
A computing device for calculating a measured value based on a magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor, a motion detection signal by the motion detection sensor, and an environmental magnetic field signal by the environmental magnetic sensor,
The computing device estimates an environmental magnetic field and an induced magnetic field at the position corresponding to the position and movement speed of the measurement magnetic sensor at the time of measurement of the measurement magnetic field signal based on the motion detection signal and the environmental magnetic field signal, and estimates the is a magnetic field measurement system that subtracts the environmental magnetic field and the induced magnetic field according to from the measured magnetic field signal to obtain a measured value .

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の磁場測定システムであり、
前記測定磁気センサーは、前記測定対象物からの磁場分布を測定する。 The invention according to claim 2 is the magnetic field measurement system according to claim 1,
The measurement magnetic sensor measures a magnetic field distribution from the measurement object.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁場測定システムであり、
前記測定磁気センサーと、前記運動検出センサーとが、同一半導体基板上に集積されるか又は同一回路基板上に実装されて一体化された。 The invention according to claim 3 is the magnetic field measurement system according to claim 1 or 2,
The measurement magnetic sensor and the motion detection sensor are integrated on the same semiconductor substrate or mounted on the same circuit substrate.

請求項４記載の発明は、測定対象物に対する位置が固定されるように前記測定対象物に装着可能な磁場測定ユニットであって、前記測定対象物からの磁場を測定する測定磁気センサーと、前記磁場測定ユニットの運動を検出する運動検出センサーとを一体に有した磁場測定ユニットと、
前記磁場測定ユニットが装着された前記測定対象物を含有する空間の環境磁場を測定する環境磁気センサーと、
前記測定磁気センサーによる測定磁場信号と、前記運動検出センサーによる運動検出信号と、前記環境磁気センサーによる環境磁場信号とに基づき、測定値を算出する演算装置を備え、
前記演算装置は、
前記測定磁気センサーから前記測定磁場信号を取得する第１ステップと、
前記運動検出センサーから前記運動検出信号を取得する第２ステップと、
前記環境磁気センサーから前記環境磁場信号を取得する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号と、前記第２ステップにおいて取得した前記運動検出信号とに基づいて、前記第１ステップにおいて取得した前記測定磁場信号を補正して測定値とする第４ステップと、が実行可能にされ、
前記第１ステップにおける前記測定磁場信号の取得時の前記測定磁気センサーの位置及び移動速度を、前記第２ステップにおいて取得した前記運動検出信号に基づき算出する第８ステップと、
前記第８ステップにおいて算出した前記位置における環境磁場を、前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号に基づき推算する第９ステップと、
前記第８ステップにおいて算出した前記位置における誘導磁場を、前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号と、前記第８ステップにおいて算出した前記移動速度とに基づき推算する第１０ステップと、
前記第９ステップにおいて推算した前記環境磁場と、前記第１０ステップにおいて推算した前記誘導磁場とを、前記第１ステップにおいて取得した前記測定磁場信号から差し引く第１１ステップと、が前記第４ステップに含まれる磁場測定システムである。 The invention according to claim 4 is a magnetic field measurement unit attachable to the object to be measured so that its position with respect to the object to be measured is fixed, comprising: a measurement magnetic sensor for measuring a magnetic field from the object to be measured; a magnetic field measurement unit integrally having a motion detection sensor for detecting motion of the magnetic field measurement unit;
an environmental magnetic sensor for measuring an environmental magnetic field in a space containing the measurement object to which the magnetic field measurement unit is attached;
A computing device for calculating a measured value based on a magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor, a motion detection signal by the motion detection sensor, and an environmental magnetic field signal by the environmental magnetic sensor,
The computing device is
a first step of obtaining the measured magnetic field signal from the measured magnetic sensor;
a second step of obtaining the motion detection signal from the motion detection sensor;
a third step of acquiring the environmental magnetic field signal from the environmental magnetic sensor;
Fourth, the measured magnetic field signal obtained in the first step is corrected based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step and the motion detection signal obtained in the second step to obtain a measured value. steps and are made executable and
an eighth step of calculating the position and moving speed of the measurement magnetic sensor at the time of acquiring the measurement magnetic field signal in the first step based on the motion detection signal acquired in the second step;
a ninth step of estimating the environmental magnetic field at the position calculated in the eighth step based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step;
a tenth step of estimating the induced magnetic field at the position calculated in the eighth step based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step and the moving speed calculated in the eighth step;
The fourth step includes an eleventh step of subtracting the environmental magnetic field estimated in the ninth step and the induced magnetic field estimated in the tenth step from the measured magnetic field signal obtained in the first step. magnetic field measurement system.

請求項５記載の発明は、請求項４に記載の磁場測定システムであり、
前記測定磁気センサーは、前記測定対象物からの磁場分布を測定する。 The invention according to claim 5 is the magnetic field measurement system according to claim 4,
The measurement magnetic sensor measures a magnetic field distribution from the measurement object .

請求項６記載の発明は、請求項４又は５に記載の磁場測定システムであり、
前記測定磁気センサーと、前記運動検出センサーとが、同一半導体基板上に集積されるか又は同一回路基板上に実装されて一体化された。 The invention according to claim 6 is the magnetic field measurement system according to claim 4 or 5,
The measurement magnetic sensor and the motion detection sensor are integrated on the same semiconductor substrate or mounted on the same circuit substrate.

本発明によれば、測定対象物に固定した磁気センサーにより当該測定対象物から発生する磁場を測定する構成において、測定対象物を拘束することなく、測定対象物及び磁気センサーの移動中の当該磁気センサーによる測定磁場信号に基づく測定も含めて、測定対象物から発生する磁場成分を精度よく測定することができる。 According to the present invention, in a configuration in which a magnetic sensor fixed to a measurement object measures a magnetic field generated from the measurement object, the magnetic field generated by the measurement object and the magnetic sensor during movement can be detected without restraining the measurement object. It is possible to accurately measure the magnetic field component generated from the object to be measured, including the measurement based on the magnetic field signal measured by the sensor.

本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a magnetic field distribution measurement system according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムを示す平面模式図である。1 is a schematic plan view showing a magnetic field distribution measurement system according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムを示す平面模式図であり、図２とは環境磁気センサーの設置数が異なる。FIG. 2 is a schematic plan view showing a magnetic field distribution measurement system according to an embodiment of the present invention, and the number of environmental magnetic sensors installed is different from that in FIG. 2 ; 本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムを示す平面模式図であり、図２及び図３とは環境磁気センサーの設置数が異なる。FIG. 4 is a schematic plan view showing a magnetic field distribution measurement system according to an embodiment of the present invention, in which the number of environmental magnetic sensors installed is different from that in FIGS. 2 and 3. FIG. 本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムを示す平面模式図である。1 is a schematic plan view showing a magnetic field distribution measurement system according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る磁場分布測定システムにおける演算内容を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing calculation contents in the magnetic field distribution measurement system according to one embodiment of the present invention. サブルーチン（第４ステップ）の内容を示すフローチャートであり、移動速度が無い場合を示す。It is a flowchart which shows the content of a subroutine (4th step), and shows the case where there is no moving speed. サブルーチン（第４ステップ）の内容を示すフローチャートであり、移動速度が有る場合を示す。It is a flowchart which shows the content of a subroutine (4th step), and shows the case where there is a moving speed. 磁気シールド対策無しの測定空間を示す平面模式図である。FIG. 4 is a schematic plan view showing a measurement space without magnetic shielding measures; パッシブ磁気シールドを設けた測定空間を示す平面模式図である。It is a schematic plan view showing a measurement space provided with a passive magnetic shield. アクティブ磁気シールドを設けた測定空間を示す平面模式図である。It is a schematic plan view showing a measurement space provided with an active magnetic shield.

以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
図１に本実施形態の磁場分布測定システムの構成を示す。本実施形態の磁場分布測定システム１は、磁場分布測定ユニット１０と、環境磁気センサー２０と、演算装置３０と備える。人体（被験者）２の頭部２ａを測定対象物とする場合を例とする。測定対象物を含有する空間３における上下方向の座標をＺとし、Ｚ軸に垂直で互いに垂直な２軸をＸ，Ｙとする。図２にＸＹ平面の模式図を示す。
磁場分布測定ユニット１０は、頭部２ａからの磁場分布を測定する測定磁気センサー１１と、磁場測定ユニット１０の運動を検出する運動検出センサー１２とを一体に有する。測定磁気センサー１１は、複数のセンサー素子を２次元又は３次元に配列させたセンサーアレイモジュールを含み、頭部２ａの表面に沿った２次元、又は同２次元面に垂直な軸を加えた３次元の磁場分布を測定可能である。例えば、センサー素子としてトンネル磁気抵抗素子を適用することで実施可能である。なお、図面上は測定磁気センサー１１を簡素に示しており、近接する頭部２ａの表面に各センサー素子が対向するように配置したり、センサーアレイが頭部２ａの表面の測定対象領域を覆うように配置したりする構成が適宜に設計される。演算装置３０と、磁場分布測定ユニット１０及び環境磁気センサー２０との通信接続は、有線又は無線により行われる。被験者２の負担を軽減するために磁場分布測定ユニット１０は無線接続とすることが好ましい。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
FIG. 1 shows the configuration of the magnetic field distribution measurement system of this embodiment. A magnetic field distribution measurement system 1 of this embodiment includes a magnetic field distribution measurement unit 10 , an environmental magnetic sensor 20 , and an arithmetic device 30 . A case where the head 2a of a human body (subject) 2 is used as an object to be measured will be taken as an example. Let Z be the vertical coordinate in the space 3 containing the object to be measured, and let X and Y be the two axes perpendicular to the Z axis and perpendicular to each other. FIG. 2 shows a schematic diagram of the XY plane.
The magnetic field distribution measurement unit 10 integrally includes a measurement magnetic sensor 11 that measures the magnetic field distribution from the head 2a and a motion detection sensor 12 that detects motion of the magnetic field measurement unit 10. FIG. The measurement magnetic sensor 11 includes a sensor array module in which a plurality of sensor elements are arranged two-dimensionally or three-dimensionally. Dimensional magnetic field distribution can be measured. For example, it can be implemented by applying a tunnel magnetoresistive element as a sensor element. In addition, the measurement magnetic sensor 11 is simply shown in the drawing, and each sensor element is arranged to face the surface of the adjacent head 2a, or the sensor array covers the measurement target area on the surface of the head 2a. A configuration such as arranging in such a manner is appropriately designed. The communication connection between the computing device 30, the magnetic field distribution measurement unit 10, and the environmental magnetic sensor 20 is performed by wire or wirelessly. In order to reduce the burden on the subject 2, the magnetic field distribution measurement unit 10 is preferably wirelessly connected.

磁場分布測定ユニット１０は、頭部２ａに対する位置が固定されるように頭部２ａに装着可能である。図１に示すように、磁場分布測定ユニット１０を頭部２ａに装着して頭部２ａから発生する磁場を測定する。 The magnetic field distribution measurement unit 10 can be attached to the head 2a so that its position relative to the head 2a is fixed. As shown in FIG. 1, a magnetic field distribution measuring unit 10 is mounted on the head 2a to measure the magnetic field generated from the head 2a.

運動検出センサー１２としては、現在位置と移動速度が算出可能なファクターを検出可能であれば足りる。ここでは加速度センサーを適用する。３軸方向の移動があり得るので、３軸方向の加速度が検出できるように加速度センサーが設けられる。磁場分布測定ユニット１０を既知の座標に配置し、演算装置３０に対してその座標を原点座標として記憶させるとともに、原点座標からのＸＹＺ方向の各移動量をゼロにセットする。演算装置３０は、加速度センサーの出力信号に基づき、移動後の現在位置と移動速度を演算する。
運動検出センサー１２は、測定磁気センサー１１の現在位置と移動速度を認識するために設けられる。そのため、運動検出センサー１２は、測定磁気センサー１１と一体にされ、できるだけ両者を近接して設けることが好ましい。測定磁気センサー１１と、運動検出センサー１２とが、同一半導体基板上に集積されたモノシリック半導体チップを構成して実施するとよい。また、測定磁気センサー１１を構成した半導体チップと、運動検出センサー１２を構成した半導体チップとを、同一回路基板上に互いに近接させて実装した構成を実施してもよい。It is sufficient for the motion detection sensor 12 to be able to detect factors capable of calculating the current position and movement speed. An accelerometer is applied here. Since movement in three axial directions is possible, acceleration sensors are provided so that acceleration in three axial directions can be detected. The magnetic field distribution measuring unit 10 is arranged at known coordinates, the coordinates are stored in the arithmetic device 30 as the origin coordinates, and each amount of movement in the XYZ directions from the origin coordinates is set to zero. The computing device 30 computes the current position and moving speed after movement based on the output signal of the acceleration sensor.
A motion detection sensor 12 is provided to recognize the current position and movement speed of the measurement magnetic sensor 11 . Therefore, it is preferable that the motion detection sensor 12 is integrated with the measurement magnetic sensor 11 and that the two are provided as close to each other as possible. The magnetic measurement sensor 11 and the motion detection sensor 12 are preferably implemented as a monolithic semiconductor chip integrated on the same semiconductor substrate. Alternatively, the semiconductor chip forming the measurement magnetic sensor 11 and the semiconductor chip forming the movement detection sensor 12 may be mounted in proximity to each other on the same circuit board.

環境磁気センサー２０は、空間３の環境磁場Ｈｅを測定するためのものであり、空間３内に一つ又は複数が設置される。演算装置３０は、測定磁気センサー１１による測定磁場信号と、運動検出センサー１２による運動検出信号と、環境磁気センサー２０による環境磁場信号とに基づき、測定値を算出する。本実施形態では、脳磁図に相当する磁場分布データを算出する。 The environmental magnetic sensor 20 is for measuring the environmental magnetic field He of the space 3 , and one or more are installed in the space 3 . The computing device 30 calculates a measurement value based on the magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor 11 , the motion detection signal by the motion detection sensor 12 , and the environmental magnetic field signal by the environmental magnetic sensor 20 . In this embodiment, magnetic field distribution data corresponding to magnetoencephalography is calculated.

空間３は、部屋内の空間とされる。空間３からの被験者２の逸脱、空間３への他者及び他の物の侵入を防ぐためである。空間３内の隅などに環境磁気センサー２０が設置され、環境磁気センサー２０は空間３の環境磁場（主には地磁気）を測定する。空間３の環境磁場分布を精度良く測定するために、環境磁気センサー２０を１個（図２）、２個（図３）、４個（図４）と配置し、さらにＺ方向にも２以上配置し、空間３の環境磁場を空間座標ＸＹＺを有した分布として取得することも可能である。環境磁場の均一性が高い空間３を確保できれば、環境磁気センサー２０を１個（図２）とし、空間３内のいずれの位置でも環境磁気センサー２０が測定した磁場強度と同じであると推定して処理して問題ない。環境磁気センサー２０を複数設ける場合、２つの環境磁気センサー２０間の環境磁場分布は線形的に変化すると推定して補間処理することができる。したがって、環境磁気センサー２０の数を増やすほど精度は上がるが、コストも上がる。空間３の環境磁場の均一性を考慮して環境磁気センサー２０の設置数を決定するとよい。 The space 3 is the space inside the room. This is to prevent the subject 2 from leaving the space 3 and other people and other objects from entering the space 3 . An environmental magnetic sensor 20 is installed at a corner of the space 3 or the like, and the environmental magnetic sensor 20 measures the environmental magnetic field (mainly geomagnetism) of the space 3 . In order to accurately measure the environmental magnetic field distribution in the space 3, one (FIG. 2), two (FIG. 3), four (FIG. 4) environmental magnetic sensors 20 are arranged, and two or more in the Z direction. It is also possible to obtain the environmental magnetic field of the space 3 as a distribution having spatial coordinates XYZ. If a space 3 with a highly uniform environmental magnetic field can be secured, one environmental magnetic sensor 20 (FIG. 2) is used, and it is estimated that the magnetic field intensity measured by the environmental magnetic sensor 20 is the same at any position in the space 3. There is no problem with processing When a plurality of environmental magnetic sensors 20 are provided, interpolation processing can be performed by estimating that the environmental magnetic field distribution between two environmental magnetic sensors 20 changes linearly. Therefore, as the number of environmental magnetic sensors 20 increases, the accuracy increases, but the cost also increases. The number of environmental magnetic sensors 20 to be installed should be determined in consideration of the uniformity of the environmental magnetic field in the space 3 .

図５において、異なる２つの測定点Ｓ１，Ｓ２における、移動速度ベクトル、頭部２ａ生体磁場、環境磁場、誘導磁場を、それぞれ順にｖ１，Ｈｍ１，Ｈｅ１，Ｈｉ１，ｖ２，Ｈｍ２，Ｈｅ２，Ｈｉ２とする。
もし頭部２ａが動いていなければ、環境磁気センサー２０の環境磁場信号から推定される測定点（Ｓ１，Ｓ２）での環境磁場を、測定磁気センサー１１が出力する測定磁場信号から差し引くことで頭部２ａに由来する磁場分布を取得することが可能である。頭部２ａが動いていない状況は、例えば測定点Ｓ１においてｖ１がゼロである状況である。この場合、ｖ１がゼロであるため、誘導磁場Ｈｉ１もゼロとなり測定点Ｓ１での環境磁場Ｈｅ１を測定磁気センサー１１が出力する測定磁場信号から差し引けばよいからである。
この場合、演算装置３０は図６に示すように、まず、測定磁気センサー１１から測定磁場信号を取得する第１ステップＳ１１と、運動検出センサー１２から運動検出信号を取得する第２ステップＳ１２と、環境磁気センサー２０から環境磁場信号を取得する第３ステップＳ１３とを同時性を以って実行する。
次に、第３ステップＳ１３において取得した環境磁場信号と、第２ステップＳ１２において取得した運動検出信号とに基づいて、第１ステップＳ１１において取得した測定磁場信号を補正して測定値とする第４ステップＳ１４を実行する。
この第４ステップＳ１４としては図７に示すように、第１ステップＳ１１における測定磁場信号の取得時の測定磁気センサー１１の位置（測定点（Ｓ１，Ｓ２））を、第２ステップＳ１２において取得した運動検出信号に基づき算出する第５ステップＳ１５と、第５ステップＳ１５において算出した位置（測定点（Ｓ１，Ｓ２））における環境磁場（Ｈｅ１，Ｈｅ２）を、第３ステップＳ１３において取得した環境磁場信号に基づき推算する第６ステップＳ１６と、第６ステップＳ１６において推算した環境磁場を、第１ステップＳ１１において取得した測定磁場信号から差し引く第７ステップＳ１７と、を実行する。In FIG. 5, the movement velocity vector, the biomagnetic field of the head 2a, the environmental magnetic field, and the induced magnetic field at two different measurement points S1 and S2 are respectively v1, Hm1, He1, Hi1, v2, Hm2, He2, and Hi2. .
If the head 2a is not moving, the environmental magnetic field at the measurement point (S1, S2) estimated from the environmental magnetic field signal of the environmental magnetic sensor 20 is subtracted from the measured magnetic field signal output by the measurement magnetic sensor 11. It is possible to obtain the magnetic field distribution derived from the portion 2a. A situation in which the head 2a is not moving is, for example, a situation in which v1 is zero at the measurement point S1. In this case, since v1 is zero, the induced magnetic field Hi1 is also zero, and the environmental magnetic field He1 at the measurement point S1 can be subtracted from the measurement magnetic field signal output by the measurement magnetic sensor 11.
In this case, as shown in FIG. 6, the arithmetic unit 30 first performs a first step S11 of acquiring a measured magnetic field signal from the measurement magnetic sensor 11, a second step S12 of acquiring a motion detection signal from the motion detection sensor 12, 3rd step S13 which acquires an environmental magnetic field signal from the environmental magnetic sensor 20 is performed with synchronism.
Next, based on the environmental magnetic field signal acquired in the third step S13 and the motion detection signal acquired in the second step S12, the measured magnetic field signal acquired in the first step S11 is corrected to be a measured value. Step S14 is executed.
As the fourth step S14, as shown in FIG. 7, the position (measurement point (S1, S2)) of the measurement magnetic sensor 11 at the time of acquiring the measurement magnetic field signal in the first step S11 is acquired in the second step S12. The environmental magnetic field (He1, He2) at the position (measurement point (S1, S2)) calculated in the fifth step S15 calculated based on the motion detection signal and the environmental magnetic field signal obtained in the third step S13. and a seventh step S17 of subtracting the environmental magnetic field estimated in the sixth step S16 from the measured magnetic field signal acquired in the first step S11.

ただし、本実施形態では頭部２ａが動いている間も頭部２ａからの磁場の分布を取得することを想定している。測定磁気センサー１１は頭部２ａと固定されているので頭部２ａの動きと測定磁気センサー１１の動きはほぼ同一となる。図５に示すように空間３内の環境磁場中に測定磁気センサー１１が速度をもって動く場合（ｖ１，ｖ２がゼロでない場合）、センサー内に誘導電流、誘導磁場が発生し、測定磁気センサー１１の出力信号に重畳される。その誘導磁場は「環境磁場」と「移動速度」から換算することが可能である。
なお、頭部２ａが動いたとしても同時に測定磁気センサー１１も同じ位置に同じ速度で動くため測定磁気センサーから見た頭部２ａは動いていないものと想定でき、頭部２ａからの磁場分布はずれることなくそのまま測定される。
頭部２ａが右下の位置（測定点Ｓ１）に初期にいて左上（測定点Ｓ２）へ移動した場合、測定磁気センサー１１（例えばトンネル磁気抵抗素子などであり、磁気抵抗効果を使っているので１つの電気回路と考えることができる。）の導体を横切る環境磁場（Ｈｅ１，Ｈｅ２）は空間位置が変化することでその方向、大きさ、相対的な方向が変わる。測定磁気センサー１１の位置と移動速度は運動検出センサー１２の運動検出信号からわかる。頭部２ａの移動、従って測定磁気センサー１１及び運動検出センサー１２の移動に伴う環境磁場の変化量と移動速度とより誘導磁場（Ｈｉ１，Ｈｉ２）を計算することができる。
（測定磁気信号）＝（生体磁気信号）＋（環境磁場信号）＋（誘導磁場信号）となり、環境磁場と誘導磁場を測定磁気信号から引くことで頭部２ａからの生体磁場信号（Ｈｍ１，Ｈｍ２）のみを取り出すことができる。However, in this embodiment, it is assumed that the distribution of the magnetic field from the head 2a is acquired even while the head 2a is moving. Since the measurement magnetic sensor 11 is fixed to the head 2a, the movement of the head 2a and the movement of the measurement magnetic sensor 11 are substantially the same. As shown in FIG. 5, when the measurement magnetic sensor 11 moves at a high speed in the environmental magnetic field in the space 3 (when v1 and v2 are not zero), an induced current and an induced magnetic field are generated in the sensor, and the measurement magnetic sensor 11 superimposed on the output signal. The induced magnetic field can be converted from the "environmental magnetic field" and the "moving speed".
Even if the head 2a moves, the measurement magnetic sensor 11 also moves to the same position at the same speed at the same time, so it can be assumed that the head 2a as seen from the measurement magnetic sensor does not move, and the magnetic field distribution from the head 2a deviates. measured as is.
When the head 2a is initially at the lower right position (measurement point S1) and moves to the upper left (measurement point S2), the measurement magnetic sensor 11 (for example, a tunnel magnetoresistive element or the like, which uses the magnetoresistive effect, The environmental magnetic fields (He1, He2) across the conductors of the 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 are varied conductors in varying directions, magnitudes, and relative orientations. The position and moving speed of the measurement magnetic sensor 11 are known from the motion detection signal of the motion detection sensor 12 . The induced magnetic field (Hi1, Hi2) can be calculated from the amount of change in the environmental magnetic field accompanying the movement of the head 2a, that is, the movement of the measurement magnetic sensor 11 and the movement detection sensor 12, and the movement speed.
(Measured magnetic signal) = (Biomagnetic signal) + (Environmental magnetic field signal) + (Induced magnetic field signal). By subtracting the environmental magnetic field and the induced magnetic field from the measured magnetic signal, the biomagnetic field signal (Hm1, Hm2) from the head 2a is obtained. ) can be retrieved.

以上の思想に基づき演算装置３０は図６に示すように、まず、測定磁気センサー１１から測定磁場信号を取得する第１ステップＳ１１と、運動検出センサー１２から運動検出信号を取得する第２ステップＳ１２と、環境磁気センサー２０から環境磁場信号を取得する第３ステップＳ１３とを同時性を以って実行する。
次に、第３ステップＳ１３において取得した環境磁場信号と、第２ステップＳ１２において取得した運動検出信号とに基づいて、第１ステップＳ１１において取得した測定磁場信号を補正して測定値とする第４ステップＳ１４を実行する。
この第４ステップＳ１４としては図８に示すように、第１ステップＳ１１における測定磁場信号の取得時の測定磁気センサー１１の位置（測定点（Ｓ１，Ｓ２））及び移動速度（ｖ１、ｖ２）を、第２ステップＳ１２において取得した運動検出信号に基づき算出する第８ステップＳ１８と、第８ステップＳ１８において算出した位置（測定点（Ｓ１，Ｓ２））における環境磁場（Ｈｅ１，Ｈｅ２）を、第３ステップＳ１３において取得した環境磁場信号に基づき推算する第９ステップＳ１９と、第８ステップＳ１８において算出した位置（測定点（Ｓ１，Ｓ２））における誘導磁場（Ｈｉ１，Ｈｉ２）を、第３ステップＳ１３において取得した環境磁場信号と、第８ステップＳ１８において算出した移動速度（ｖ１、ｖ２）とに基づき推算する第１０ステップＳ２０と、第９ステップＳ１９において推算した環境磁場と、第１０ステップＳ２０において推算した誘導磁場とを、第１ステップＳ１１において取得した測定磁場信号から差し引く第１１ステップＳ２１と、を実行する。Based on the above idea, the arithmetic unit 30, as shown in FIG. and the third step S13 of acquiring the environmental magnetic field signal from the environmental magnetic sensor 20 are executed simultaneously.
Next, based on the environmental magnetic field signal acquired in the third step S13 and the motion detection signal acquired in the second step S12, the measured magnetic field signal acquired in the first step S11 is corrected to be a measured value. Step S14 is executed.
As the fourth step S14, as shown in FIG. 8, the position (measurement point (S1, S2)) and moving speed (v1, v2) of the measurement magnetic sensor 11 at the time of acquisition of the measurement magnetic field signal in the first step S11 are determined. , an eighth step S18 that is calculated based on the motion detection signal acquired in the second step S12, and the environmental magnetic fields (He1, He2) at the positions (measurement points (S1, S2)) calculated in the eighth step S18 are calculated as a third The induced magnetic fields (Hi1, Hi2) at the positions (measurement points (S1, S2)) calculated in the ninth step S19 and the eighth step S18, which are estimated based on the environmental magnetic field signals acquired in step S13, are calculated in the third step S13. A tenth step S20 that is estimated based on the acquired environmental magnetic field signal and the movement speed (v1, v2) calculated in the eighth step S18, and the environmental magnetic field that is estimated in the ninth step S19 and the tenth step S20 that is estimated and an eleventh step S21 of subtracting the induced magnetic field from the measured magnetic field signal obtained in the first step S11.

頭部２ａが動くことにより発生する誘導磁場（Ｈｉ１，Ｈｉ２）は環境磁場（Ｈｅ１，Ｈｅ２）の強さと正の相関があるため、最初から環境磁場を低減することと組み合わせる又は組み合わせないことができる。その種類として、何もしない（図９Ａ）、パッシブ磁気シールド（図９Ｂ）、アクティブ磁気シールド（図９Ｃ）が考えられる。
パッシブ磁気シールド（図９Ｂ）は、パーマロイ板のような軟磁性体の板４を周囲に敷き詰めた構成であり、地磁気などの環境磁場を低減できる。それでも完全に空間３内の環境磁場をゼロにすることは難しく、頭部２ａが動いた場合の誘導磁場もゼロにすることは難しい。そのため、本磁場分布測定システム１を使うことで環境磁場も誘導磁場もソフトウエア的に打ち消すことができる。
アクティブ磁気シールド（図９Ｃ）は、アクティブ磁気シールド用の環境磁気センサー（本磁場分布測定システム１の環境磁気センサー２０と別に設置しても兼ねてもよい）の出力に応じて、空間３の周囲に配置した磁場発生装置（コイルなど）５を駆動することにより空間３の環境磁場を打ち消し低減する構成である。こちらも完全に空間３内の環境磁場をゼロにすること難しく、頭部２ａが動いた場合の誘導磁場もゼロにすることは難しい。そのため、本磁場分布測定システム１を使うことで環境磁場も誘導磁場もソフトウエア的に打ち消すことができる。Since the induced magnetic field (Hi1, Hi2) generated by the movement of the head 2a has a positive correlation with the strength of the environmental magnetic field (He1, He2), it can be combined or not combined with the reduction of the environmental magnetic field from the beginning. . The types can be do nothing (FIG. 9A), passive magnetic shielding (FIG. 9B), and active magnetic shielding (FIG. 9C).
The passive magnetic shield (FIG. 9B) has a configuration in which a soft magnetic plate 4 such as a permalloy plate is laid all around, and can reduce environmental magnetic fields such as geomagnetism. Even so, it is difficult to completely zero the environmental magnetic field in the space 3, and it is difficult to zero the induced magnetic field when the head 2a moves. Therefore, by using the magnetic field distribution measuring system 1, both the environmental magnetic field and the induced magnetic field can be canceled by software.
The active magnetic shield (FIG. 9C) is placed around the space 3 according to the output of the environmental magnetic sensor for the active magnetic shield (which may be installed separately from the environmental magnetic sensor 20 of the magnetic field distribution measurement system 1). By driving a magnetic field generator (such as a coil) 5 placed in the space 3, the environmental magnetic field in the space 3 is canceled and reduced. It is also difficult to completely zero the environmental magnetic field in the space 3, and it is difficult to zero the induced magnetic field when the head 2a moves. Therefore, by using the magnetic field distribution measuring system 1, both the environmental magnetic field and the induced magnetic field can be canceled by software.

以上の実施形態によれば、測定対象物（２ａ）に固定した磁気センサー（１１）により当該測定対象物から発生する磁場を測定する構成において、測定対象物を拘束することなく、測定対象物及び磁気センサーの移動中の当該磁気センサーによる測定磁場信号に基づく測定も含めて、測定対象物から発生する磁場成分を精度よく測定することができる。
リアルタイムで算出し打ち消すことで測定対象物が動いていても良質な磁場分布信号を得ることができる。
被験者２に対して測定中に動いてはいけないという束縛がなくなるので人物に対する負担が格段に減少する。また、束縛が聞かない動物などを測定対象とする場合にも測定対象に対する負担が少なく、良質な磁場分布信号を得ることができる。
環境磁場を打ち消す技術（パッシブ磁気シールド、アクティブ磁気シールド）と組み合わせた場合でも測定位置の環境磁場を完全に除去することは難しく、本実施形態によれば残った環境磁場及び同環境磁場を起因とした誘導磁場を打ち消すことができるため、磁気測定の精度をさらに向上させることができる。According to the above embodiment, in the configuration for measuring the magnetic field generated from the measurement object (2a) by the magnetic sensor (11) fixed to the measurement object (2a), the measurement object and the It is possible to accurately measure the magnetic field component generated from the object to be measured, including the measurement based on the magnetic field signal measured by the magnetic sensor while the magnetic sensor is moving.
By calculating and canceling in real time, a high-quality magnetic field distribution signal can be obtained even if the object to be measured is moving.
Since the subject 2 is not restricted to move during the measurement, the burden on the person is greatly reduced. Moreover, even when an animal or the like that is not bound is to be measured, the burden on the measurement object is small, and a high-quality magnetic field distribution signal can be obtained.
It is difficult to completely remove the environmental magnetic field at the measurement position even when combined with techniques to cancel the environmental magnetic field (passive magnetic shield, active magnetic shield). Since the induced magnetic field can be canceled, the accuracy of the magnetic measurement can be further improved.

以上の実施形態に拘わらず、磁場分布を測定せず、１点における磁場強度を測定する構成においても、本発明の環境磁場及び誘導磁場を打ち消す技術が有効であることは言うまでもない。
以上の実施形態にあっては、原点座標をセットするために磁場分布測定ユニット１０を既知の座標に配置した。原点座標をセットする方法は、これに限らず他の方法でもよい。例として次の方法を挙げることができる。
頭部２ａに非装着の磁場分布測定ユニット１０を空間３内の任意の位置に置き、測定磁気センサー１１により環境磁場のみを検出する状態とする。環境磁気センサー２０は複数設けておく。かかる状態にて測定される測定磁気センサー１１及び複数の環境磁気センサー２０の磁場信号に基づき、測定磁気センサー１１の空間３内における位置座標を推定する。上述したように複数の環境磁気センサー２０に基づき空間３内の環境磁場分布を推定できるから、この推定した環境磁場分布を用いて、測定磁気センサー１１が測定する環境磁場から測定磁気センサー１１の位置を推定する（測定磁気センサー１１の位置からその位置の環境磁場を推定する過程と逆を行う。）。以上により推定した測定磁気センサー１１の空間３内における位置座標を原点座標とする。
また他の方法としては、演算装置３０によって制御される位置検出用磁場発振器を複数用意し互いに離れた箇所に設置しておく。演算装置３０が、あるタイミングで位置検出用磁場発振器に所定の位置検出用磁場信号を発信させ、測定磁気センサー１１による測定磁場信号から位置検出用磁場信号を抽出し、位置検出用磁場信号の空間伝搬による時差や減衰率等を解析することで、各位置検出用磁場発振器から測定磁気センサー１１までの距離を推定する。以上による複数の位置検出用磁場発振器に対する測定磁気センサー１１の距離から、測定磁気センサー１１の空間３内における位置座標を特定し、特定した位置座標を原点座標とする。また、測定磁気センサー１１及び複数の環境磁気センサー２０によって同時に位置検出用磁場信号を検出させることによって、複数の環境磁気センサー２０に対する測定磁気センサー１１の相対位置で解析してもよい。Regardless of the above embodiments, the technique of canceling the environmental magnetic field and the induced magnetic field of the present invention is of course effective even in a configuration in which the magnetic field strength at one point is measured without measuring the magnetic field distribution.
In the above embodiments, the magnetic field distribution measuring unit 10 is arranged at known coordinates in order to set the origin coordinates. The method of setting the origin coordinates is not limited to this, and other methods may be used. The following method can be mentioned as an example.
A magnetic field distribution measurement unit 10 not attached to the head 2a is placed at an arbitrary position in the space 3, and the measurement magnetic sensor 11 is set to detect only the environmental magnetic field. A plurality of environmental magnetic sensors 20 are provided. Based on the magnetic field signals of the measurement magnetic sensor 11 and the plurality of environmental magnetic sensors 20 measured in this state, the position coordinates of the measurement magnetic sensor 11 in the space 3 are estimated. Since the environmental magnetic field distribution in the space 3 can be estimated based on the plurality of environmental magnetic sensors 20 as described above, the position of the measured magnetic sensor 11 can be calculated from the environmental magnetic field measured by the measured magnetic sensor 11 using the estimated environmental magnetic field distribution. is estimated (reverse the process of estimating the environmental magnetic field at that position from the position of the measured magnetic sensor 11). The positional coordinates in the space 3 of the measurement magnetic sensor 11 estimated as described above are taken as the origin coordinates.
As another method, a plurality of magnetic field oscillators for position detection controlled by the arithmetic unit 30 are prepared and installed at locations separated from each other. The computing device 30 causes the position detection magnetic field oscillator to transmit a predetermined position detection magnetic field signal at a certain timing, extracts the position detection magnetic field signal from the magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor 11, and extracts the position detection magnetic field signal space. The distance from each magnetic field oscillator for position detection to the measurement magnetic sensor 11 is estimated by analyzing the time difference and attenuation rate due to propagation. From the distances of the measured magnetic sensor 11 to the plurality of magnetic field oscillators for position detection, the positional coordinates of the measured magnetic sensor 11 in the space 3 are specified, and the specified positional coordinates are used as the origin coordinates. Alternatively, the relative position of the measurement magnetic sensor 11 with respect to the plurality of environmental magnetic sensors 20 may be analyzed by causing the measurement magnetic sensor 11 and the plurality of environmental magnetic sensors 20 to detect position detection magnetic field signals at the same time.

本発明は、磁場測定ユニット及び磁場測定システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for magnetic field measurement units and magnetic field measurement systems.

１ 磁場分布測定システム
２ 人体（被験者）
２ａ 頭部
３ 空間
１０ 磁場分布測定ユニット
１１ 測定磁気センサー
１２ 運動検出センサー
２０ 環境磁気センサー
３０ 演算装置1 Magnetic field distribution measurement system 2 Human body (subject)
2a Head 3 Space 10 Magnetic field distribution measurement unit 11 Measurement magnetic sensor 12 Motion detection sensor 20 Environmental magnetic sensor 30 Arithmetic device

Claims (6)

測定対象物に対する位置が固定されるように前記測定対象物に装着可能な磁場測定ユニットであって、前記測定対象物からの磁場を測定する測定磁気センサーと、前記磁場測定ユニットの運動を検出する運動検出センサーとを一体に有した磁場測定ユニットと、
前記磁場測定ユニットが装着された前記測定対象物を含有する空間の環境磁場を測定する環境磁気センサーと、
前記測定磁気センサーによる測定磁場信号と、前記運動検出センサーによる運動検出信号と、前記環境磁気センサーによる環境磁場信号とに基づき、測定値を算出する演算装置を備え、
前記演算装置は、前記測定磁場信号の測定時の前記測定磁気センサーの位置と移動速度に応じた当該位置における環境磁場と誘導磁場を前記運動検出信号及び前記環境磁場信号に基づき推算し、同推算に係る環境磁場と誘導磁場を当該測定磁場信号から差し引いて測定値とする磁場測定システム。 A magnetic field measurement unit attachable to the measurement object in a fixed position relative to the measurement object , comprising a measurement magnetic sensor for measuring a magnetic field from the measurement object, and a movement of the magnetic field measurement unit. a magnetic field measurement unit integrally having a motion detection sensor ;
an environmental magnetic sensor for measuring an environmental magnetic field in a space containing the measurement object to which the magnetic field measurement unit is attached;
A computing device for calculating a measured value based on a magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor, a motion detection signal by the motion detection sensor, and an environmental magnetic field signal by the environmental magnetic sensor,
The computing device estimates an environmental magnetic field and an induced magnetic field at the position corresponding to the position and movement speed of the measurement magnetic sensor at the time of measurement of the measurement magnetic field signal based on the motion detection signal and the environmental magnetic field signal, and estimates the A magnetic field measurement system that subtracts the environmental magnetic field and the induced magnetic field according to the measurement magnetic field signal from the measurement magnetic field signal to obtain a measurement value. 前記測定磁気センサーは、前記測定対象物からの磁場分布を測定する請求項１に記載の磁場測定システム。 2. The magnetic field measurement system according to claim 1, wherein said measurement magnetic sensor measures a magnetic field distribution from said object to be measured. 前記測定磁気センサーと、前記運動検出センサーとが、同一半導体基板上に集積されるか又は同一回路基板上に実装されて一体化された請求項１又は２に記載の磁場測定システム。 3. The magnetic field measurement system according to claim 1, wherein the measurement magnetic sensor and the motion detection sensor are integrated on the same semiconductor substrate or mounted on the same circuit substrate. 測定対象物に対する位置が固定されるように前記測定対象物に装着可能な磁場測定ユニットであって、前記測定対象物からの磁場を測定する測定磁気センサーと、前記磁場測定ユニットの運動を検出する運動検出センサーとを一体に有した磁場測定ユニットと、
前記磁場測定ユニットが装着された前記測定対象物を含有する空間の環境磁場を測定する環境磁気センサーと、
前記測定磁気センサーによる測定磁場信号と、前記運動検出センサーによる運動検出信号と、前記環境磁気センサーによる環境磁場信号とに基づき、測定値を算出する演算装置を備え、
前記演算装置は、
前記測定磁気センサーから前記測定磁場信号を取得する第１ステップと、
前記運動検出センサーから前記運動検出信号を取得する第２ステップと、
前記環境磁気センサーから前記環境磁場信号を取得する第３ステップと、
前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号と、前記第２ステップにおいて取得した前記運動検出信号とに基づいて、前記第１ステップにおいて取得した前記測定磁場信号を補正して測定値とする第４ステップと、が実行可能にされ、
前記第１ステップにおける前記測定磁場信号の取得時の前記測定磁気センサーの位置及び移動速度を、前記第２ステップにおいて取得した前記運動検出信号に基づき算出する第８ステップと、
前記第８ステップにおいて算出した前記位置における環境磁場を、前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号に基づき推算する第９ステップと、
前記第８ステップにおいて算出した前記位置における誘導磁場を、前記第３ステップにおいて取得した前記環境磁場信号と、前記第８ステップにおいて算出した前記移動速度とに基づき推算する第１０ステップと、
前記第９ステップにおいて推算した前記環境磁場と、前記第１０ステップにおいて推算した前記誘導磁場とを、前記第１ステップにおいて取得した前記測定磁場信号から差し引く第１１ステップと、が前記第４ステップに含まれる磁場測定システム。 A magnetic field measurement unit attachable to the measurement object in a fixed position relative to the measurement object, comprising a measurement magnetic sensor for measuring a magnetic field from the measurement object, and a movement of the magnetic field measurement unit. a magnetic field measurement unit integrally having a motion detection sensor;
an environmental magnetic sensor for measuring an environmental magnetic field in a space containing the measurement object to which the magnetic field measurement unit is attached;
A computing device for calculating a measured value based on a magnetic field signal measured by the measurement magnetic sensor, a motion detection signal by the motion detection sensor, and an environmental magnetic field signal by the environmental magnetic sensor,
The computing device is
a first step of obtaining the measured magnetic field signal from the measured magnetic sensor;
a second step of obtaining the motion detection signal from the motion detection sensor;
a third step of acquiring the environmental magnetic field signal from the environmental magnetic sensor;
Fourth, the measured magnetic field signal obtained in the first step is corrected based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step and the motion detection signal obtained in the second step to obtain a measured value. steps and are made executable and
an eighth step of calculating the position and moving speed of the measurement magnetic sensor at the time of acquiring the measurement magnetic field signal in the first step based on the motion detection signal acquired in the second step;
a ninth step of estimating the environmental magnetic field at the position calculated in the eighth step based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step;
a tenth step of estimating the induced magnetic field at the position calculated in the eighth step based on the environmental magnetic field signal obtained in the third step and the moving speed calculated in the eighth step;
The fourth step includes an eleventh step of subtracting the environmental magnetic field estimated in the ninth step and the induced magnetic field estimated in the tenth step from the measured magnetic field signal obtained in the first step. magnetic field measurement system. 前記測定磁気センサーは、前記測定対象物からの磁場分布を測定する請求項４に記載の磁場測定システム。 5. The magnetic field measurement system according to claim 4, wherein the measurement magnetic sensor measures the magnetic field distribution from the measurement object . 前記測定磁気センサーと、前記運動検出センサーとが、同一半導体基板上に集積されるか又は同一回路基板上に実装されて一体化された請求項４又は５に記載の磁場測定システム。 6. The magnetic field measurement system according to claim 4 or 5, wherein the measurement magnetic sensor and the motion detection sensor are integrated on the same semiconductor substrate or mounted on the same circuit substrate.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002272695A (en) 2001-03-14 2002-09-24 Ryuzo Ueda Versatile high-sensitivity magnetic detection device
JP2004167032A (en) 2002-11-21 2004-06-17 Nec Tokin Corp Jaw motion measuring apparatus and measuring method using the same
JP2009045198A (en) 2007-08-20 2009-03-05 Yokogawa Electric Corp Data recording method in biomagnetic field measuring apparatus
JP2012081000A (en) 2010-10-08 2012-04-26 Yokogawa Electric Corp Calibration method and calibration device of brain magnetic field measuring device
JP2012152514A (en) 2011-01-28 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc Magnetism measuring device, and biomagnetism measuring method
JP2016540537A (en) 2013-10-23 2016-12-28 ヴェリリー ライフ サイエンシズ エルエルシー Non-invasive analyte detection system having a modulation source
JP2018007821A (en) 2016-07-13 2018-01-18 株式会社アドバンテスト Magnetic field measuring apparatus and magnetic field measuring method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002272695A (en) 2001-03-14 2002-09-24 Ryuzo Ueda Versatile high-sensitivity magnetic detection device
JP2004167032A (en) 2002-11-21 2004-06-17 Nec Tokin Corp Jaw motion measuring apparatus and measuring method using the same
JP2009045198A (en) 2007-08-20 2009-03-05 Yokogawa Electric Corp Data recording method in biomagnetic field measuring apparatus
JP2012081000A (en) 2010-10-08 2012-04-26 Yokogawa Electric Corp Calibration method and calibration device of brain magnetic field measuring device
JP2012152514A (en) 2011-01-28 2012-08-16 Konica Minolta Holdings Inc Magnetism measuring device, and biomagnetism measuring method
JP2016540537A (en) 2013-10-23 2016-12-28 ヴェリリー ライフ サイエンシズ エルエルシー Non-invasive analyte detection system having a modulation source
JP2018007821A (en) 2016-07-13 2018-01-18 株式会社アドバンテスト Magnetic field measuring apparatus and magnetic field measuring method

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