JPH03199986A - 磁界の映像化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 微細形状の磁界発生源の発生する磁界の空間分布を映像
化する磁界の映像化装置に関し、線状導体幅よりも微小
な領域の磁束分布も正確に検出することができる磁界の
映像化装置の提供を目的とし、 磁界発生源、この磁界発生源の磁界領域中に配置された
線状導体、この導体に誘起される前記磁界の磁束分布に
よる電磁誘導電圧を検出する電圧検出手段を少なくとも
有し、前記磁界発生源と線状導体を相対的に一定速度で
移動させながら前記電圧検出手段にて前記電磁誘導電圧
を逐次検出し、この検出値にコンピュータ断層映像手法
を適用して、前記磁束分布を二次元映像に変換するよう
にした磁界の映像化装置において、第１の形態では、映
像化を行う断層面に対して平行に、線状導体を近接して
２層に重ねて配置すると共に、第１層と第２層の線状導
体には重なり合わない部分を設け、前記第１層と第２層
の線状導体に発生する電磁誘導電圧の差分を検出し、そ
の検出値にコンピュータ断層映像手法を適用するように
構成し、第２の形態では、幅の異なる２＆ｌｌの線状導
体を映像化を行う断層面に対して平行な同一平面上に配
置し、２組の線状導体から得られる電磁誘導電圧データ
を、電圧発生開始時点を合わせてその差をとり、得られ
た差分値にコンピュータ断層映像手法を適用するように
構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁界の映像化装置に関し、特に、微細形状の磁
界発生源の発生する磁界の空間分布を映像化する装置に
関するものである。　　　　　　′近年、磁気を使用す
る装置の数が増大するにつれ、それぞれの装置が発生す
る磁気が相互に干渉することがある。このため、各種装
置は自己の発生する磁界の自己および他の機器への磁界
の影響を考慮して設計されることが必要となってきてい
る。そこで、磁界発生源、例えば、磁石、磁気ヘッド、
磁気テープ、磁気ディスク、モータ等の磁界発生源が発
生する磁界の空間分布を映像化することにより、磁界発
生源の磁化状態を簡単に評価することを可能とし、各種
設計や品質管理を容易にすることができる装置が望まれ
ている。

〔従来の技術〕

一般に、第１１図に示すように、長さ！が単位長１の線
状導体９１が速度■で磁束密度Ｂの磁場内をＸ方向に移
動する時、フレミングの右手の法則に従って導体９１の
内部に次式で示すような電界Ｅを生じることが知られて
いる。

Ｅ＝ＶＸＢ　　・・・　■ このとき、導体９１の両端に生じる電圧■は電圧計９２
を用いて測定でき、その電圧Ｖは電界Ｅが線積ここで第
１１図において、導体９１が磁束密度Ｂの磁場内で定速
Ｖで移動するものとすれば、上述の■式は移動速度■の
Ｘ成分■つと磁束密度Ｂの垂直成分ＢＶによって次式の
ように変形される。

Ｖ　−Ｖｘ　ｆＩ！、Ｂｙ　（１３’　−■ところで、
コンピュータ断層映像手法（Ｃ７手法）とは、ｌ断面内
において多方向に収集した任意に物理量分布の線積分値
群（投影データ）から、その断面内の物理量分布を計算
により断層像として再構成する手法である。

さて、０式から導体９１の両端に生ずる電圧■はＢ７の
線積分の形になっていることが分かる。そこで、導体９
１の移動に伴って測定される電圧Ｖは導体９１の通過し
た面内における磁束分布の投影データと考えることがで
きる。この投影データを各方向から収集し、Ｃ７手法を
運用することによりで磁束分布Ｂ７を二次元的な断層像
として映像化することが可能となる。

そこで、以上説明したＣ７手法を用いた磁界映像化装置
が提案されている（特開昭６３−２７３０７６号公報）
。この装置は第１２図に示すように、映像化を行う断層
面（測定面）に平行に配置された線状導体９３と磁界発
生源９４が相対運動しくこの例では直進ステージ９５に
より磁界発生源９４が移動）、線状導体９３に発生する
電磁誘導電圧をアンプ９７で増幅、Ａ／Ｄ変換器９８で
ディジタル値に変換してコンピュータ９９が逐次読み取
るようになっている。

磁界発生源９４の一方向の１直線運動が終了すると、磁
界発生源９４は回転ステージ９６によって微小角度回転
させられ、次いで直線ステージ９５により磁界発生源９
４が移動して同様な電圧検出が行われる。

このような電圧検出は磁界発生源９４を微小角度ずつ回
転させて１８０＠　もしくは３６０°に渡って行なわれ
、検出電圧にＣＴ平手法適用して磁界発生源９４の断層
面に垂直な磁束分布を映像化するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来例では電圧検出時の分解能は線状導体９
３の幅で制約されてしまうという問題点がある。すなわ
ち、第１３図に簡単なモデルで示すが、（ａ）に示すよ
うに矩形の磁束１００の分布幅ＷＦが線状導体９３の幅
ＷＣより十分に大きい場合（例えば、Ｗ、　：　Ｗｃ＝
１００：１）は、電圧検出値は（ロ）に示すように一定
値の部分が大きく、検出開始と検出終了近傍の斜線部は
無視することができる。しかしながら、（Ｃ）に示すよ
うに矩形の磁束１００の分布幅ＷＦが線状導体９３の幅
Ｗｃより小さい場合は、（ロ）に示すように検出電圧分
布の裾の幅は線状導体９３の幅Ｗｃと磁束の分布幅ＷＦ
の和ＷＣ＋ＷＦとなるため、正確な検出ができなかった
のである。

本発明の目的は前記従来の磁界の映像化装置における課
題を解消し、線状導体幅よりも微小な領域の磁束分布も
正確に検出することができる磁界の映像化装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成する本発明の磁界の映像化装置の構成が
第１図に示される。

第１図（ａ）は磁界発生源１により発生した磁界領域の
ある断層面の磁束分布の映像化を行う本発明の第１の形
態の装置の構成を示している。線状導体２は映像化を行
う断層面に対して平行に近接状態で、かつ重なり合わな
い部分を残して２層に積層された２組または３組の導体
であり、電圧検出手段３はこの線状導体２に誘起される
電磁誘導電圧を検出する。また、差分演算手段４は第１
層と第２層の線状導体２に発生する電磁誘導電圧の差分
を演算し、移動手段５は前記磁界発生源１と線状導体２
を相対的に一定速度で移動させると共に、両者の相対的
な移動方向を一回の測定毎に変更する。そして、映像変
換装置６は得られた検出値にコンピュータ断層映像手法
を適用して、前記磁束分布を二次元映像に変換する。

第１図（ｂ）は磁界発生源１により発生した磁界領域の
ある断層面の磁束分布の映像化を行う本発明の第２の形
態の装置の構成を示している。この形態の磁界の映像化
装置が第１の形態と異なる点は、線状導体が映像化を行
う断層面上に配置された幅の異なる２組の線状導体２°
である点、および電圧検出手段３から得られる前記２組
の線状導体２゛の電磁誘導電圧データの、電圧発生開始
時点を合わせる時間調整手段７が差分演算手段４の前段
に設けられている点である。

〔作用〕

本発明の磁界の映像化装置によれば、線状導体が２層に
設けられているときは、上層と下層にの線状導体が重な
り合わない部分にある線状導体、即ち、上下の導体の幅
の差が実効検出幅となり、幅の異なる線状導体が一平面
上に並列に２組設けられているときは、２つの線状導体
の幅の差が実効検出値となるため、線状導体の実際の幅
よりも微小な領域の磁束分布が正確に検出される。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細Ｇ４説明す
る。

第２図は本発明の一実施例の構成を示すものである。図
において２０は線状導体であり、この実施例では映像化
を行う断層面（測定面）に平行に異なる幅ＷＣ８とＷＣ
２の２組の導体２１．２２が重ねて配置されている。具
体的には導体２１の幅Ｗｃ１＝ｌＯＩＩｍ、導体２２の
幅Ｗ、４＝９７ｚ＋ｎのように構成する。この２組の導
体２Ｌ　２２の両方の端子に発生する電圧は、０ アンプ２６によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器２７によっ
てディジタル値に変換された後にコンピュータ２８に入
力されて読み取られるようになっている。

２３は磁界発生源であり、この磁界発生源２３の下部に
は回転ステージ２４と直進ステージ２５が設けられてい
る。よって、この実施例では磁界発生源２３側が線状導
体２０に対して移動することになる。

そして、測定時にはまず回転ステージ２４を回転させず
に、直進ステージ２３により磁界発生源２３が線状導体
２０に対して移動し、線状導体２１．２２にそれぞれ発
生ずる電磁誘導電圧がアンプ２６で増幅され、Ａ／Ｄ変
換器２７でディジタル値に変換されてコンピュータ２８
に逐次読み取られる。

第３図に示すように、磁束１０の分布幅ＷＦが導体２１
．２２の幅ＷＣＩＩ　ＷＣ２よりも狭い場合の両導体２
１、２２に発生する電磁誘導電圧Ｅの検出結果を第４図
（ａ）に示す。導体２１の検出特性は線アーイーウで示
すようになり、導体２２の検出特性は線エーイーウで示
すようになる。ここで、コンピュータ２８は両導体２１
．２２に発生する電磁誘導電圧の差分Ｖを演算する。こ
の差分■の特性は第４図（ｂ）にオカーキで示すように
なり、検出電圧分布幅は磁束分布幅ＷＦおよび２組の導
体２Ｌ　２２の幅の差ＷＣＩＷＣ２の和で決定される。

この第４図（ｂ）の特性は、導体２１の幅Ｗ　ｃ　＋−
１０７１ｍ、導体２２の幅Ｗｃｚ＝９側である時に、実
効的に１！１ｍ幅の導体で検出したのと同じ結果になる
。

なお、各々の導体２Ｌ　２２の検出電圧の差分演算は、
コンピュータ２８に取り込む前に処理しても、コンピュ
ータ２８に取り込んでから処理しても構わない。

このようにして、直進ステージ２４の動作が終了すると
、回転ステージ２４によって磁界発生源２３が所定角度
回転させられ、直線ステージ２５による動作が再び行わ
れて線状導体２Ｌ　２２にそれぞれ発生する電磁誘導電
圧の差分がコンピュータ２５に読み取られる。同様の検
出は１８０６もしくは３６０６に渡って行われ、検出電
圧にＣＴ　（コンピュータ断層映像）手法を適用して磁
界発生源の磁束分布が映像化される。

以上のようにして、磁束１０の分布幅ＷＦが何れの導体
２１．２２の幅ＷｃＩ、Ｗｃｔよりも狭い場合でも、２
組の線状導体２Ｌ　２２の幅ＷｃＩ、ＷＣ２の差まで、
その分布状態が正確に検出される。また、両導体２１、
２２の検出値の差分がとられるので、コモンノイズが除
去されることになる。

第５図は本発明の別の実施例の構成を示すものであるが
、線状導体３０以外の構成は第２図に示した装置と全く
同じであるので、その図示および説明を省略する。従っ
て、第５図には線状導体２０の構成のみが示されている
。

第５図に示す線状導体３０は、第１層目に幅の狭い２組
の線状導体３１．３２が僅かな間隔を開けて配置され、
第２層目には線状導体３Ｌ　３２の幅とその間の隙間と
を合わせた幅と同じ幅を有する線状導体３３が重ねて配
置されたものである。

第６図に示すように、磁束１０の分布幅ＷＦがどの導体
３１〜３３の幅ＷＣＩ〜Ｗ、３よりも狭い場合の全導体
３１〜３３に発生ずる電磁誘導電圧Ｅの検出結果を第７
図（ａ）に示す。導体３１の検出特性は線クーケ３ コで示すようになり、導体３２の検出特性は線サシース
で示すようになり、導体３３の検出特性は線クーケーセ
ーシースで示すようになる。ここで、コンピュータ２８
は導体３３に発生ずる電磁誘導電圧から両導体３Ｌ　３
２に発生する電磁誘導電圧の和を引いて差分Ｖを演算す
る。この差分Ｖの特性は第７図（ｂ）にソーターチで示
すようになり、検出電圧分布幅は磁束分布幅Ｗ、および
２組の導体２１．２２の幅の差Ｗ、、−Ｗ、２の和で決
定される。この第４図（ｂ）　（７）特性は、導体３１
の幅Ｗｃ＋　＝　５　／ｆｉｌｌ、導体３２の幅Ｗｃｚ
＝４ｐｍ、導体３３の幅Ｗｃ＋＝１０／ｒ＋ｎである時
に、実効的に１μｍ幅の導体で検出したのと同じ結果に
なる。

このようにして、直進ステージ２４の動作が終了すると
、前述の実施例同様に回転ステージ２４によって磁界発
生源２３が所定角度ずつ１８０６もしくは３６０°に渡
って行われ、検出電圧にＣＴ　（コンピュータ断層映像
）手法を適用して磁界発生源の磁束分布が映像化される
。この実施例では２組の線状導体３Ｌ　３２の間の隙間
まで、磁束の分布状態が４ 正確に検出される。また、両扉体２１．２２の検出値の
差分がとられるので、コモンノイズが除去されることに
なる。

第８図は本発明の第２の形態の実施例の構成を示すもの
であるが、線状導体４０以外の構成は第２図に示した装
置と全く同じであるので、その図示および説明を省略す
る。従って、第５図には線状導体４０の構成のみが示さ
れている。

第８図に示す線状導体４０は同一平面上に幅の異なる２
組の線状導体４１．４２が僅かな間隔を開けて配置され
たものである。

第９図に示すように、磁束１０の分布幅ＷＦが両扉体４
１．４２の幅ＷＣ，，Ｗ、２よりも狭い場合の両扉体４
１．４２に発生ずる電磁誘導電圧Ｅの検出結果を第１０
図（ａ）に示す。導体４１の検出特性は線ツーテトで示
すようになり、導体３２の検出特性は線ナニーヌで示す
ようになる。ここで、コンピュータ２８は導体４２に発
生する電磁誘導電圧から導体４１に発生ずる電磁誘導電
圧の差分Ｖを演算するが、両扉体４１．４２は同一平面
上にあるので、検出電圧には位相差（時間差）がありこ
のままでは差分Ｖの演算が行えない。そこで、コンピュ
ータ２８はｓ体４１に発生ずる電磁誘導電圧の０点を、
導体４２に発生する電磁誘導電圧の０′点に合わせる位
相（時間）調整を行ってから両扉体４Ｌ　４２に発生ず
る電磁誘導電圧の差分Ｖの演算を行う。この差分■の特
性は第１０図（ｂ）にネーノーハで示ずようになり、検
出電圧分布幅は磁束分布幅ＷＦおよび２組の導体４Ｌ　
４２の幅の差ＷｃＩ−Ｗｏ２の和で決定される。

この第１０図（ｂ）の特性は、導体４１の幅Ｗｃ＋−１
０ｐＴｎ、導体４２の幅ＷＣ２＝９μｍである時に、実
効的にｌｌ１ｍ幅の導体で検出したのと同じ結果になる
。

このようにして、直進ステージ２４の動作が終了すると
、前述の実施例同様に回転ステージ２４によって磁界発
生源２３が所定角度ずつ１８０°もしくは３６０°に渡
って行われ、検出電圧にＣＴ（コンピュータ断層映像）
手法を適用して磁界発生源の磁束分布が映像化される。

この実施例では２組の線状導体４１．４２の間の隙間ま
で、磁束の分布状態が正確に検出される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の磁界の映像化装置によれ
ば、線状導体幅よりも微小な領域の磁束分布も正確に検
出することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の第１の形態の構成を示す原理図
、 第１図（ｂ）は本発明の第２の形態の構成を示す原理図
、 第２図は本発明の磁界の映像化装置の一実施例の構成を
示す構成図、 第３図は第２図の実施例の導体幅と磁束分布の関係を示
す説明図、 第４図は第３図の線状導体の磁束の検出電圧分布特性図
、 第５図は本発明の別の実施例の線状導体の構成を示す斜
視図、 第６図は第５図の実施例の導体幅と磁束分布の関係を示
す説明図、 ７ 第７図は第５図の線状導体の磁束の検出電圧分布特性図
、 第８図は本発明の更に別の実施例の線状導体の構成を示
す斜視図、 第９図は第８図の実施例の導体幅と磁束分布の関係を示
す説明図、 第１０図は第８図の線状導体の磁束の検出電圧分布特性
図、 第１１図は磁束の映像化の原理を説明する説明図、第１
２図は従来の磁界の映像化装置の構成を示す構成図、 第１３図は第１２図の導体幅の線状導体で異なる磁束分
布を走査した時の検出電圧分布を示す説明図である。 １０・・・磁束分布、 ２０．２１，２２，３０，３１，３２，３３，４０，４
１．４２２３・・・磁界発生源、 ２４・・・回転ステージ、 ２５・・・直進ステージ、 ２６・・・アンプ、 ・・・線状導体、 ８ ２７・・・Ａ／Ｄ変換器、 ２８・・・コンピュータ、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁界発生源（１）により発生した磁界領域のある断
   層面の磁束分布の映像化装置であって、映像化を行う断
   層面に対して平行に近接状態で、かつ重なり合わない部
   分を残して２層に積層された２組または３組の線状導体
   （２）と、 この線状導体（２）に誘起される電磁誘導電圧を検出す
   る電圧検出手段（３）と、 第１層と第２層の線状導体（２）に発生する電磁誘導電
   圧の差分を演算する差分演算手段（４）と、前記磁界発
   生源（１）と線状導体（２）を相対的に一定速度で移動
   させると共に、両者の相対的な移動方向を変更可能な移
   動手段（５）と、 得られた検出値にコンピュータ断層映像手法を適用して
   、前記磁束分布を二次元映像に変換する映像変換装置（
   ６）とを備えることを特徴とする磁界の映像化装置。 ２、磁界発生源（１）により発生した磁界領域のある断
   層面の磁束分布の映像化装置であって、映像化を行う断
   層面上に配置された幅の異なる２組の線状導体（２’）
   と、 この線状導体（２’）に誘起される電磁誘導電圧を検出
   する電圧検出手段（３）と、 前記電圧検出手段（３）から得られる前記２組の線状導
   体（２’）の電磁誘導電圧データの、電圧発生開始時点
   を合わせる時間調整手段（７）と、 時間調整された前記２組の線状導体（２’）に発生する
   電磁誘導電圧の差分を演算する差分演算手段（４）と、 前記磁界発生源（１）と線状導体（２’）を相対的に一
   定速度で移動させると共に、両者の相対的な移動方向を
   変更可能な移動手段（５）と、 得られた検出値にコンピュータ断層映像手法を適用して
   、前記磁束分布を二次元映像に変換する映像変換装置（
   ６）とを備えることを特徴とする磁界の映像化装置。