JPH0665883U - Micro domain structure observation device - Google Patents

Micro domain structure observation device

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JPH0665883U
JPH0665883U JP7642791U JP7642791U JPH0665883U JP H0665883 U JPH0665883 U JP H0665883U JP 7642791 U JP7642791 U JP 7642791U JP 7642791 U JP7642791 U JP 7642791U JP H0665883 U JPH0665883 U JP H0665883U
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JP
Japan
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domain structure
observing
magnetic
light
sample
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Pending
Application number
JP7642791U
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Japanese (ja)
Inventor
政春 藤井
Original Assignee
有限会社アスカ電子
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁性材料の磁区構造を観察するため従来よ
り大きな拡大率で磁区像の鮮明な観測を可能とする微小
域磁区構造観測装置を提供すること。 【構成】 光源よりの光を偏光子を経て射出し、射出
偏光を対物レンズの中心軸を含まない一側であって、該
対物レンズに垂直に入射させ、その射出光を必要に応じ
て強磁界を印加することのできる手段をその近傍に設け
た微小域磁区構造観測用資料に斜めに投射、その斜めの
反射光を再び同一対物レンズの中心軸を含まない他側に
入射させ、その射出光を検光子を通過させて射出する偏
光を磁区像として観測する様にした微小域磁区構造観測
装置。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a fine domain structure observing device capable of observing a magnetic domain structure of a magnetic material with a larger magnifying power than ever before for observing the magnetic domain structure. [Structure] Light from a light source is emitted through a polarizer, and emitted polarized light is made incident on the one side not including the central axis of the objective lens and perpendicularly to the objective lens, and the emitted light is enhanced as necessary. A means capable of applying a magnetic field is obliquely projected onto a micro domain structure observation material provided in the vicinity thereof, and the oblique reflected light is again incident on the other side not including the central axis of the same objective lens, and then emitted. A microscopic domain structure observing device that observes polarized light emitted from light passing through an analyzer as a magnetic domain image.

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は磁性材料の微小域磁区構造観測装置に関する。 従来の技術 従来、磁性材料の磁区構造観測手段として、磁気カー効果による偏光を用いた 観測手段は知られていた。然し乍らこれらの装置は観測に際し、観測装置として その側方に磁界を印加する手段を設けた被測定試料面に対し、斜方向より偏光を 照射し、その反射光を観測するため、対物レンズを或る程度以上、試料に接近さ せることができず、従って試料の観測に当っては、その対物レンズの焦点距離を 大きくしなければならないため、高々1〜4倍程度の拡大率を有する対物レンズ しか使用することができなかった。 又、光軸として対物レンズの中心軸を通過する従来技術では、被測定磁性材料 の磁化の向きが水平方向(面内方向)である場合、その磁区構造を観測すること は不可能であった。 更に又、従来技術では、試料近傍にコイルを設置する必要がある為、観測用試 料は10mm〜30mm角程度の大きさに切断、使用することが必要であった。 考案が解決しようとする問題点 本考案は磁区構造観測用試料である磁化膜または磁性体など、磁性材料につき 、その微小域についての磁区構造を対物レンズで1〜40倍、直接観測で1〜4 00倍、画像処理観察で2.5〜1000倍程度の拡大率で観測が可能な微小域 磁区構造観測装置を提供することである。 ここで観測用試料である磁性材料としては、磁気テープ、フロッピーディスク 、ビデオテープ等、通常の磁気的ソフト材であってもよいが、いわゆる磁気的ハ ード材、殊にメタルテープ、スパッター又はメッキ、蒸着等によるハードディス ク、又更に磁気ヘッド、アモルファス合金薄帯等であってもよく、又、これら磁 性材料は垂直磁化材料(垂直磁化膜)であっても観測可能であるが、水平(面内 方向)磁化材料〔水平(面内)磁化膜]であっても観測可能な磁性材料の微小域 磁区構造観測装置を提供することである。 又、観測用試料は、例えば3mm〜300mm角又はφ程度と大きいものであ っても、切断等することなく、非破壊でその微小域磁区構造を観測できる装置を 提供することである。 問題点を解決するための手段 本考案は、磁気カー効果測定手段において、光源よりの光を偏向子を経て射出 し、射出偏光を対物レンズの中心軸を含まない一側であって該対物レンズに垂直 に入射させ、その射出光を、必要に応じて強磁界を印加することのできる手段を その近傍に設けた磁性材料よりなる微小域磁区構造観測用試料に投射、その反射 光を再び同一の対物レンズの中心を含まない他側に入射させ、その射出光を検光 子を通過させて射出する偏光に観測手段を施すことを特徴とする微小域磁区構造 観装置である。 ここで必要に応じ強磁界を印加することのできる手段は、±0.1KOe以上 、好ましくは±1KOe〜±10KOeの強磁界を主成することができる鉄心コ イル、例えばワイス型電磁石を微小域磁区構造観測用試料の近傍、例えばこの試 料と近接して、或はこの試料の側方等に設けてなる手段である。 更にここで使用する電磁石用鉄心は、例えば第1図および第2に示すような形 状であって、コイル捲回部、アーム部、テーパー部及びコネクション部よりなる 特殊形状鉄心使用コイルにより構成され、1〜5mm幅程度のエアギャップ部を 構成する。これにより、微小域磁区構造観測用試料である磁性材料を破壊するこ となく、そのまま非破壊で、3mm〜300mm角又はφ程度の大きさの試料の 任意の希望部分を前記電磁石用鉄心のテーパー部により構成されるエアギャップ 部に近接させて、有利にその微小域磁区構造を観測することができるものである 。 なお3mm〜300mm角又Oはφ程度の大きさの微小域磁区構造観測用試料 の場合は、上記特殊形状鉄心コイルに代えて従来公知の鉄心コイルによる電磁石 を微小域磁区構造観測用試料の近傍に設置して構成することもできるのである。 次に検光子を通過させて射出する偏光の観測手段は接眼レンズを通じる目視手 段でもよいが、電子ビーム撮像管、例えばビジコンカメラやカルニコンカメラ等 とモニターテレビの組合せによる手段であってもよい。しかし乍ら、更に好まし い手段はCCDカメラを用い、これにリアルタイムTV画像処理手段を組合わせ てなる観測手段である。 本考案に使用することができる微小域磁区構造観測用試料である磁性材料とし ては、フェライト材、センダスト材、パーマロイ材などを利用した磁性材料が好 ましく使用することができるが、磁気的ソフト材、磁気的ハード材のいずれをも 使用することができる。 ここで磁気的ソフト材としては、例えばオーディオ用磁気テープ、フロッピー ディスク、ビデオテーブ、磁気カード、磁気切符、磁気ヘッド、アモルファス金 属薄帯等があり、磁気的ハード材としては、例えばメタルテープ、スパッター又 はメッキ或は蒸着等によるハードディスク、磁気ディスク、磁気ドラム等がある 。 これらの磁性材料は、垂直磁化材料(垂直磁化膜)であってもよいが、又水平 (面内)磁化材料〔水平(面内)磁化膜]であってもよい。 本考案を図面に基づき詳述すると、本考案に使用することができる磁気カー( KERR)効果測定手段は光源1、例えばレーザー光線発生手段、超高圧水銀灯 、キセノンランプ又はハロゲンランプなどの光線発生手段により発生した光線は 、コンデンサレンズ2、ピンホール3、コリメーターレンズ4、フイルター5及 び偏光子6により400mμ〜550mμ、試料に依ては480mμ〜550m μの直線又は楕円偏光を取り出し、反射鏡7を経て対物レンズ8の中心軸を含ま ない一側に対物レンズに垂直に入射させ、その射出光を、必要に応じ、強磁界を 印加することのできる手段、例えば鉄心コイル(電磁石)11をその近傍に設け た微小域磁区構造観測用試料である磁性材料10に投射し、その反射光を再び同 一の対物レンズ8の中心軸を含まない他側に入射させ、その射出光を反射鏡7を 経て検光子12を通過させ、更に必要に応じ、フイルター5’を通過させた後、 ピンホール3’接眼レンズ13を経て観測手段14を施すものである。 ここで、磁性材料の微小域磁区構造観測のために、対物レンズを出射した偏光 は、微小域磁区構造観測用試料に対し、約45゜の入射角並びに反射角を以て入 反射させるものである。 次に、ここで使用する鉄心コイル11は鉄心11−1及びコイル11−2より なり、この鉄心11−1は透磁率の高い軟鉄材を使用することが好ましい。例え ば第1図及び第2図に示す様に、鉄心11−1はコイル捲回部11−1−1、ア ーム部11−1−2、テーパー11−1−3、及びコネクター部11−1−4等 より構成され、そのテーパー部11−1−3により、1〜5mm幅程度のエアー ギャップ部11−1−5を構成する。このエアーギャップ部に3mm〜300m m角又はφ程度の大きさの微小域磁区構造観測用試料である磁性材料を切断して 試料片として使用、観測してもよいが、非破壊で、その試料の観測を希望する任 意の部分を近接させて観測することができる。但し、エアーギャップは、本考案 装置に使用するレンズの倍率、N.A.(Numerical Apertur e)に応じて設計されるものである。 本考案装置において、微小域磁区構造観測用試料である磁性材料がハード材の 場合は通常0.1KGause〜10kGauseの高磁束密度を生成させる必 要があるため、強磁界を印加させる必要があるので、特に好ましくは、電磁石を 使用した磁気カー効果測定装置にCCDカメラ及びリアルタイムTV画像処理装 置を組合わせて使用するのが好ましい。 次に本考案において、その観測手段14としては、目視手段により、又は直接 写真撮影による手段を用いてもよいが、電子ビーム撮像管、例えばビジコンカメ ラ或はカルニコンカメラ等とモニターテレビを組合わせ使用する手段を用いるこ とも可能である。この場合は、その映像の拡大倍率は、対物レンズとして1〜4 0倍、接眼レンズとして1〜10倍が使用可能であるので、全体として1〜40 0倍程度のものが得られる。しかし乍ら、観測手段としてCCDカメラ14−1 とリアルタイムTV画像処理装置14−2を使用した場合は、装置全体として2 .5〜1000倍程度の拡大率の映像を得ることができるものである。 CCDカメラとリアルタイムTV画像処理装置を組合わせ使用する観測手段を 用いた場合を以下に説明する。 前記の様に接眼レンズ13を射出した偏光は、その観測手段14としてまず第 3図に示すCCDカメラ14−1に受光する。 CCD(Charge Coupled Device)カメラとは、金属− 酸化物−半導体で形成したMOSダイオードであり、ゲート電極がモザイク状に 配列されているCCD全固体撮像素子を有するカメラで、カメラヘッド部とカメ ラ制御部とよりなる。 前記CCDカメラへの受光光をカメラヘッド部のCCD全固体撮像素子で光電 変換された信号は、カメラ制御部のアナログ又はディジタル走査によって映像信 号として出力される。 CCDカメラ14−1よりの出力信号は第3図リアルタイムTV画像処理部1 4−2へ送られる。このリアルタイム画像処理部は、その内部に高速で作動する A/D変換部17、演算処理部(メモリ書込み)18、メモリ部19、演算処理 部(メモリ読出し)20、エンハンス処理部21、D/A変換部22を含んで構 成されている。 まず微小域磁区構造観測用試料10に磁界を印加しない時の像を演算処理部1 8で積分し(30)(第4図)、メモリ部19に記憶し、背景像とする(31) 。 次に微小域磁区構造観測用試料10に強磁界を印加しCCDカメラ14−1か らの映像信号から前記背景像を引きながら、メモリ19を使ってアベレージング 処理をする(32)と同時にエンハンス処理部21 でコントラストを強調し(33〜37)、D/A変換部22を通じて TV表示 する(28)。 ここで背景像を引くことにより、微小域磁区構造観測用試料表面の不均一に起 因するCCDカメラ出力電圧のバラツキを除去し、磁界による変化部分のみを抽 出することができる。 演算処理部での積分は、同一映像を数回加算するもので、静止画に対するS/ N改善をもたらし、加算回数をNとすると のS/N改善効果がある。一方、アベレージングは入力画像データとメモリ画像 データの重み付けをして、メモリの書込みデータとするもので、動画像に対する S/N改善である。重み付け係数をKとすると のS/N改善効果がある。Kの値の設定はリモコンボックス24、25にて行な う。 又エンハンス処理部21は濃度エンハンスルックアップテーブルで構成されて おり16ビットの画像データの場合は、観察したい部分を選択して、その範囲を コントラストを強調するもので、見やすい画像を得ることができる。 以上の画像処理により、微小域磁区構造観測用試料である磁性材料の微小域磁 区構造が大きい拡大率で明瞭に観察出来る様になったものである。 なお本考案に使用するリアルタイムTV画像処理装置は少くとも毎秒25フレ ーム以上、好ましくは毎秒30フレーム以上の画像処理をすることが可能でなけ ればならないものである。 実施例 第1図及び第2図に示す装置を使用し、光源1として100Wの超高圧水銀灯 を使用し、フイルター5を使用して得た480mμ〜550mμの直線偏光を倍 率20倍の対物レンズ8の中心軸を含まない一側に中心軸に平行に入射する。 微小域磁区構造観測用試料10として130mmφのハードフロッピーディス クを第1図試料台9に設置し、この試料に対し、電磁石11に3KOeの強磁場 を生成し、又は前記磁場を生成せずに前記対物レンズ8を出射した偏光を45゜ に近い入、反射角で照射する。 この微小域磁区構造観測用試料10を反射した偏光は、中心軸を含むことなく 中心軸に平行に対物レンズ8、検光子12、ピンホール3’、倍率10倍の接眼 レンズ13を経てT1−26A形CCDカメラ(日本電気株式会社製商品名)1 4−1の受光部へ達する。 CCDカメラ受光部での映像信号はカメラ制御部へ送られ、ディジタル化した 画像信号電流としてリアルタイムTV画像処理装置イメージΣ(日本アビオニク ス株式会社製商品名)のビデオ切替部16を経てA/D変換部17へ入力される 。 ここでA/D変換部17は8ビット/画素として構成され、画素構成は64K D−RAM使用により680×480画素/画面であり、背景画像を入力して積 分した積分結果は16ビット/画素、積分時間33msec/画面(8.3秒/ 256画面)である。 更に背景除去像に対する動的ノイズ除去としては 但し、L:入力画像、B:背景画像、S:入力画像−背景画像、K:重み付け 係数(K=2,4,6,8,16ビット),M:画像メモリ(640×480× 16ビット)、n: 画像数として計算される。 又、背景除去像に対する静的ノイズ除去としては次の様に計算される。 但し、L,B,S,M,nは前記同様の意味を有する。 なお、輝度強調有効データをフルスケール表示する際は、256諧調でD/A 変換部は8ビット/画素として構成されている。 結局、画像処理方式としては、ある一方向の飽和状態の磁区パターンを積分し て背景画像とし、ライブ像との差分をとってエンハンスした後、アベレージング するものであり、これにより動的観測が可能になったものである。 以上の結果、倍率500倍の明瞭な縞状の微小磁区構造を観測することができ た。 作用 本発明は前述の通り、射出偏光を対物レンズの中心軸を含まない一側であって 、該対物レンズに垂直に入射させ、その射出光を微小域磁区構造観測用試料であ る磁性材料に投射、その反射光を同一対物レンズの中心軸を含まない他側に入射 させて使用するものである。 通常、微小域磁区構造観測用試料である磁性材料と近接し、或はその近傍、殊 に側方には、必要に応じ、±0.1KOe〜10KOe の強磁界又は0.1K Gauss〜10KGauss程度の高磁束密度を生成し得る強磁界を印加する ための手段として、鉄心コイル(電磁石)などが設置してある為、従来の様な磁 区構造観測用試料に対し、偏光を斜方向より入射させる装置とは異なり、本考案 装置は、偏光を対物レンズの中心軸は含まないが、対物レンズの中心軸に対して 平行に入射、微小域磁区構造観測用試料に投射し、その反射光を同一対物レンズ の中心軸は含まない他の一側で中心軸に平行に出射する様にした装置であるので 、焦点距離の短い、即ち拡大率の大きい対物レンズを使用することが可能となっ た。 更に本考案装置による微小域磁区構造観測用試料である磁性材料観測の為に使 用する偏光は、対物レンズの中心軸を含まない様に、しかもその中心軸に平行に 通過させるものであって、好ましくは、微小域磁区構造観測用試料に投射する際 は、対物レンズの中心軸に対して約45゜の入射角並びに反射角を以て入反射さ せる様に構成してあるので、微小域磁区構造観測試料である磁性材料が、その平 面に対し、垂直方向のみならず、水平(面内)方向に磁化されている場合であっ ても、その微小域磁区構造を観測することが可能となったものである。 又、微小域磁区構造観測試料が磁気的ハード材の場合には、通常強磁界を印加 して観測を行なうものであるが、射出偏光の観測手段としてCCDカメラ及びリ アルタイムTV画像処理装置を使用することにより、強磁界を印加しても背景雑 音を除去して微小域磁区構造を観測することが可能となったものである。 更に又本考案装置を使用する際、本装置を構成する強磁界印加手段として鉄心 コイル(電磁石)を使用するものであるが、鉄心の形状を前述の様な形状とすこ とにより、微小域磁区構造観測用試料を載置する為の十分な余裕を有するものと なった。 効果 従来、磁性材料の磁区構造の観測は、対物レンズで1〜4倍程度の拡大率しか 得られなかったが、本考案装置を使用することにより、対物レンズで1〜40倍 の拡大率が得られ、全体として直接観測で1〜400倍、画像処理観測で2.5 〜1000倍の拡大率で磁性材料の微小域磁区構造観測が可能となったものであ り、従来よりも磁性材料の飛躍的に高い精度でのその微小域磁区構造を観測する ことが初めて可能となったものである。 又、本考案装置を使用することにより垂直磁気記録材料のみならず、水平(面 内)磁気記録材料についての微小域磁区構造の観測も可能となったものである。 更に本考案装置を使用する際、強磁界印加手段として前記鉄心コイル(電磁石 )において特殊形状の鉄心を使用する場合は、微小域磁区構造観測 用試料は、3mm〜300mm角又はφ程度の大きさならば、切断、破壊等する ことなく、非破壊でその任意の部分の微小域についての磁区構造を観測すること が可能となったものでありその利点はきわめて大きい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Industrial Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for observing a micro domain structure of a magnetic material. 2. Description of the Related Art Conventionally, an observation means using polarized light by the magnetic Kerr effect has been known as an observation means for magnetic domain structure of a magnetic material. However, when observing, these devices irradiate polarized light from the oblique direction to the sample surface to be measured, which is provided with a means for applying a magnetic field to the side as an observing device, and observe the reflected light. The objective lens that has a magnifying power of about 1 to 4 times at most is necessary because the focal length of the objective lens must be increased when observing the sample. Could not be used. Further, in the conventional technology in which the optical axis passes through the central axis of the objective lens, it is impossible to observe the magnetic domain structure when the magnetization direction of the magnetic material to be measured is in the horizontal direction (in-plane direction). . Furthermore, in the prior art, since it is necessary to install a coil near the sample, it is necessary to cut and use the observation sample into a size of about 10 mm to 30 mm square. DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic material such as a magnetic film or a magnetic material that is a magnetic domain structure observation sample. The magnetic domain structure in a minute region is 1 to 40 times by an objective lens, and 1 to 1 by direct observation. It is an object of the present invention to provide a fine domain magnetic domain structure observing device capable of observing at a magnification of 400 times and an image processing observation of about 2.5 to 1000 times. Here, the magnetic material as the observation sample may be an ordinary magnetic soft material such as a magnetic tape, a floppy disk, a video tape, etc., but a so-called magnetic hard material, particularly a metal tape, sputter or plating, It may be a hard disk formed by vapor deposition, a magnetic head, an amorphous alloy ribbon, or the like, and these magnetic materials can be observed even if they are vertically magnetized materials (vertically magnetized films). ) It is an object of the present invention to provide an apparatus for observing a minute domain structure of a magnetic material that can be observed even with a magnetized material [horizontal (in-plane) magnetized film]. It is also an object of the present invention to provide an apparatus capable of observing a micro domain structure in a non-destructive manner without cutting, even if the observation sample is as large as 3 mm to 300 mm square or about φ. The present invention relates to a magnetic Kerr effect measuring means for emitting light from a light source through a deflector and emitting polarized light on one side not including the central axis of the objective lens. Incident light perpendicularly to the sample, projecting the emitted light onto a sample for observation of a micro domain structure made of a magnetic material provided with a means capable of applying a strong magnetic field as needed, and the reflected light is again the same. Is a device for observing a micro domain structure, characterized in that polarized light is made incident on the other side not including the center of the objective lens, and the emitted light is passed through an analyzer and emitted. Here, means capable of applying a strong magnetic field as needed is an iron core coil capable of mainly forming a strong magnetic field of ± 0.1 KOe or more, preferably ± 1 KOe to ± 10 KOe, for example, a Weiss type electromagnet in a minute domain domain. This means is provided in the vicinity of the structure observation sample, for example, in the vicinity of this sample or on the side of this sample. Further, the iron core for an electromagnet used here has, for example, a shape as shown in FIGS. 1 and 2, and is constituted by a coil having a special shape including a coil winding portion, an arm portion, a taper portion and a connection portion. An air gap portion having a width of about 1 to 5 mm is formed. As a result, any desired portion of the sample having a size of about 3 mm to 300 mm square or about φ can be made into a taper portion of the iron core for the electromagnet without destroying the magnetic material which is the sample for observing the micro domain structure and without destroying it. The micro domain structure can be advantageously observed by making it close to the air gap portion constituted by. In the case of a sample for observing a fine domain magnetic domain structure having a size of 3 mm to 300 mm square or O, a magnet having a conventionally known iron core coil is used in the vicinity of the sample for observing the fine domain magnetic domain structure in place of the special shape core coil. It can also be installed and configured in the. Next, the means for observing the polarized light that passes through the analyzer and exits may be a visual means through an eyepiece lens, but may also be an electron beam imaging tube, for example, a means combining a vidicon camera, a carnicon camera, etc. and a monitor television. . However, a more preferable means is an observation means which uses a CCD camera and is combined with a real-time TV image processing means. As a magnetic material that is a sample for observing a magnetic domain structure in a minute range that can be used in the present invention, a magnetic material using a ferrite material, a sendust material, a permalloy material, or the like can be preferably used, but a magnetic soft material, Any of the magnetic hard materials can be used. Here, the magnetic soft material includes, for example, audio magnetic tape, floppy disk, video tape, magnetic card, magnetic ticket, magnetic head, amorphous metal ribbon, and the magnetic hard material includes, for example, metal tape and sputter. Alternatively, there are hard disks, magnetic disks, magnetic drums, etc. formed by plating or vapor deposition. These magnetic materials may be perpendicularly magnetized materials (vertical magnetized films), but may also be horizontal (in-plane) magnetized materials [horizontal (in-plane) magnetized films]. The present invention will be described in detail with reference to the drawings. The magnetic Kerr effect measuring means that can be used in the present invention is a light source 1, for example, a laser beam generating means, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp or a halogen lamp. The generated light is taken out as linear or elliptical polarized light of 400 mμ to 550 mμ depending on the sample by the condenser lens 2, the pinhole 3, the collimator lens 4, the filter 5 and the polarizer 6, and the reflecting mirror 7 After that, a means capable of vertically entering the objective lens 8 on one side not including the central axis of the objective lens 8 and applying a strong magnetic field to the emitted light thereof, for example, an iron core coil (electromagnet) 11 is provided in the vicinity thereof. Is projected onto the magnetic material 10, which is a sample for observing the magnetic domain structure in the minute region, and the reflected light is again focused on the center of the same objective lens 8. The light is made incident on the other side that does not include the axis, the emitted light is made to pass through the analyzer 12 through the reflecting mirror 7, and, if necessary, after being made to pass through the filter 5 ′, and then observed through the pinhole 3 ′ eyepiece lens 13. The means 14 is provided. Here, in order to observe the magnetic domain structure of the magnetic domain, the polarized light emitted from the objective lens is incident and reflected on the sample for observing the magnetic domain structure at an incident angle and a reflection angle of about 45 °. Next, the iron core coil 11 used here is composed of an iron core 11-1 and a coil 11-2, and it is preferable to use a soft iron material having a high magnetic permeability for the iron core 11-1. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the iron core 11-1 includes a coil winding portion 11-1-1, an arm portion 11-1-2, a taper 11-1-3, and a connector portion 11-1-. 4 and the like, and the tapered portion 11-1-3 constitutes an air gap portion 11-1-5 having a width of about 1 to 5 mm. A magnetic material, which is a sample for observing a fine domain magnetic domain structure having a size of about 3 mm to 300 mm square or φ, may be cut into this air gap portion to be used as a sample piece for observation. Any part desired to be observed can be closely observed. However, the air gap is the magnification of the lens used in the device of the present invention, N.V. A. (Numerical Aperture). In the device of the present invention, when the magnetic material, which is the sample for observing the micro domain structure, is a hard material, it is usually necessary to generate a high magnetic flux density of 0.1 KGause to 10 kGause, and therefore it is necessary to apply a strong magnetic field. Particularly preferably, it is preferable to combine a magnetic Kerr effect measuring device using an electromagnet with a CCD camera and a real-time TV image processing device. In the present invention, the observing means 14 may be a visual means or a means for taking a direct photograph, but an electron beam image pickup tube, for example, a vidicon camera or a carnicon camera is combined with a monitor television. It is also possible to use the means used. In this case, the magnification of the image can be 1 to 40 times as an objective lens and 1 to 10 times as an eyepiece, so that an overall magnification of about 1 to 400 times can be obtained. However, when the CCD camera 14-1 and the real-time TV image processing device 14-2 are used as the observing means, the whole device is 2. It is possible to obtain an image with a magnification of about 5 to 1000 times. The case of using the observation means that uses a combination of the CCD camera and the real-time TV image processing device will be described below. The polarized light emitted from the eyepiece lens 13 as described above is first received by the CCD camera 14-1 shown in FIG. A CCD (Charge Coupled Device) camera is a MOS diode formed of metal-oxide-semiconductor, and has a CCD all-solid-state image sensor in which gate electrodes are arranged in a mosaic pattern. It consists of parts. A signal obtained by photoelectrically converting the light received by the CCD camera by the CCD all-solid-state image sensor of the camera head is output as a video signal by analog or digital scanning of the camera controller. The output signal from the CCD camera 14-1 is sent to the real-time TV image processing unit 14-2 shown in FIG. The real-time image processing unit includes an A / D conversion unit 17, a calculation processing unit (memory writing) 18, a memory unit 19, a calculation processing unit (memory reading) 20, an enhancement processing unit 21, and an D / D conversion unit that operate at high speed. The A conversion unit 22 is included. First, the image when the magnetic field is not applied to the micro domain structure observation sample 10 is integrated by the arithmetic processing unit 18 (30) (FIG. 4) and stored in the memory unit 19 to be a background image (31). Next, while applying a strong magnetic field to the micro domain structure observation sample 10 and subtracting the background image from the video signal from the CCD camera 14-1, the memory 19 is used to perform averaging processing (32) and simultaneously enhance processing. The contrast is emphasized in the section 21 (33 to 37) and is displayed on the TV through the D / A conversion section 22 (28). By subtracting the background image here, it is possible to remove the variation of the CCD camera output voltage due to the nonuniformity of the surface of the sample for observing the magnetic domain structure in the minute region, and to extract only the changed portion due to the magnetic field. The integration in the arithmetic processing unit adds the same video several times, which brings about an S / N improvement for a still image, where N is the number of additions. Has an S / N improving effect. On the other hand, in averaging, input image data and memory image data are weighted and used as write data in the memory, which is an S / N improvement for moving images. If the weighting coefficient is K Has an S / N improving effect. The value of K is set with the remote control boxes 24 and 25. Further, the enhancement processing unit 21 is composed of a density enhancement lookup table, and in the case of 16-bit image data, the portion to be observed is selected and the contrast is emphasized in that range, so that an easy-to-see image can be obtained. . By the above image processing, the micro domain structure of the magnetic material, which is the micro domain structure observation sample, can be clearly observed with a large magnification. The real-time TV image processing apparatus used in the present invention must be capable of performing image processing of at least 25 frames per second, preferably 30 frames per second. Example Using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, a 100 W ultra-high pressure mercury lamp was used as a light source 1, and a linear polarization of 480 mμ to 550 mμ obtained by using a filter 5 was used to obtain an objective lens 8 with a magnification of 20 times. The light is incident on one side not including the central axis of, parallel to the central axis. A hard floppy disk having a diameter of 130 mm was installed as the sample 10 for observing the magnetic domain structure in the minute region on the sample table 9 in FIG. 1, and a strong magnetic field of 3 KOe was generated in the electromagnet 11 for this sample, or the magnetic field was not generated as described above. The polarized light emitted from the objective lens 8 is incident at an angle of about 45 ° and irradiated at a reflection angle. The polarized light reflected by the sample 10 for observing the minute domain structure is passed through the objective lens 8, the analyzer 12, the pinhole 3 ', and the eyepiece 13 having a magnification of 10 times in parallel with the central axis without including the central axis, and then the T1- 26 A CCD camera (trade name, manufactured by NEC Corporation) 14-1 reaches the light receiving part. The video signal from the CCD camera light receiving section is sent to the camera control section, and as a digitized image signal current, it is A / D converted via the video switching section 16 of the real-time TV image processing device image Σ (product name of Nippon Avionics Co., Ltd.). It is input to the section 17. Here, the A / D conversion unit 17 is configured as 8 bits / pixel, the pixel configuration is 680 × 480 pixels / screen by using 64K D-RAM, and the integration result obtained by inputting and integrating the background image is 16 bits / pixel. , Integration time 33 msec / screen (8.3 seconds / 256 screens). Furthermore, as dynamic noise removal for background-removed images, However, L: input image, B: background image, S: input image-background image, K: weighting coefficient (K = 2, 4, 6, 8, 16 bits), M: image memory (640 × 480 × 16 bits) ), N: Calculated as the number of images. The static noise removal for the background removed image is calculated as follows. However, L, B, S, M, and n have the same meanings as described above. In addition, when the brightness enhancement effective data is displayed in full scale, the D / A conversion unit is configured with 256 gradations and 8 bits / pixel. After all, as an image processing method, a magnetic domain pattern in a saturation state in one direction is integrated to form a background image, the difference from the live image is taken for enhancement, and then averaging is performed. It has become possible. As a result, it was possible to observe a clear striped micro-domain structure with a magnification of 500 times. Action As described above, the present invention makes the emitted polarized light incident on the one side not including the central axis of the objective lens and perpendicularly to the objective lens, and the emitted light is applied to the magnetic material as the sample for observing the micro domain structure. The projected light and its reflected light are incident on the other side of the same objective lens that does not include the central axis and are used. Normally, a magnetic field of ± 0.1 KOe to 10 KOe or a strong magnetic field of ± 0.1 KOe to 10 KOe or 0.1 K Gauss to 10 KG auss is provided near or near the magnetic material, which is a sample for observing the magnetic domain structure in a minute region, especially in the vicinity thereof. Since a core coil (electromagnet) is installed as a means for applying a strong magnetic field capable of generating a high magnetic flux density, the polarized light is obliquely incident on the conventional magnetic domain structure observation sample. Unlike the device, the device of the present invention does not include the central axis of the objective lens in the polarized light, but the polarized light is incident parallel to the central axis of the objective lens, projected on the sample for observation of the micro domain structure, and the reflected light is the same. Since the apparatus is such that the central axis of the objective lens is not included and the light is emitted parallel to the central axis on the other side, it is possible to use an objective lens having a short focal length, that is, a large magnifying power. Further, the polarized light used for observing a magnetic material, which is a sample for observing a minute domain structure by the device of the present invention, is such that it does not include the central axis of the objective lens and is passed in parallel to the central axis. Preferably, when projecting onto a sample for observing a micro domain structure, the micro domain structure is observed and reflected with an incident angle and a reflection angle of about 45 ° with respect to the central axis of the objective lens. It is possible to observe the micro domain structure even when the sample magnetic material is magnetized not only in the direction perpendicular to the plane but also in the horizontal (in-plane) direction. Is. When the sample for observing the magnetic domain structure in a minute region is a magnetic hard material, a strong magnetic field is usually applied for observation, but a CCD camera and a real-time TV image processing device are used as an observation means of emission polarization. As a result, even if a strong magnetic field is applied, the background noise can be removed and the fine domain structure can be observed. Further, when the device of the present invention is used, an iron core coil (electromagnet) is used as a strong magnetic field applying means constituting the device, but by making the shape of the iron core as described above, There is a sufficient margin for mounting the structure observation sample. Effect Conventionally, in the observation of the magnetic domain structure of the magnetic material, only the magnifying power of about 1 to 4 times was obtained by the objective lens, but by using the device of the present invention, the magnifying power of 1 to 40 time can be obtained by the objective lens. As a result, it was possible to observe the magnetic domain structure of the magnetic material in the micro region at an expansion rate of 1 to 400 times by direct observation and 2.5 to 1000 times by image processing observation as a whole. For the first time, it has become possible to observe the magnetic domain structure in the minute region with dramatically high accuracy. Further, by using the device of the present invention, not only the perpendicular magnetic recording material but also the horizontal (in-plane) magnetic recording material can be observed for the micro domain structure. Further, when using the device of the present invention, when a specially shaped iron core is used in the iron core coil (electromagnet) as a strong magnetic field applying means, the sample for micro domain structure observation has a size of about 3 mm to 300 mm square or φ. In that case, it is possible to observe the magnetic domain structure in a minute region of an arbitrary portion without breaking or breaking, and the advantage thereof is extremely large.

【図面の簡単な説明】 第1図は本考案の微小域磁区構造観測手段における磁気
カー効果観測手段の説明例図であり、第2図は強磁界を
印加することのできる手段として第1図に示す強磁界発
生用鉄心コイル(電磁石)の鉄心の形状の説明例図であ
る。第3図は本考案微小域磁区構造観測手段としてのC
CDカメラ及びリアルタイムTV画像処理部のブロック
説明図であり、第4図は同じくリアルタイムTV画像処
理部のフローチャート図を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of a magnetic Kerr effect observing means in a microscopic domain structure observing means of the present invention, and FIG. 2 is a means for applying a strong magnetic field. It is an explanatory example figure of the shape of the iron core of the iron core coil (electromagnet) for strong magnetic field generation shown in FIG. FIG. 3 shows C as a means for observing the micro domain structure of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of a CD camera and a real-time TV image processing unit, and FIG. 4 is a flowchart diagram of the real-time TV image processing unit.

─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】 【提出日】平成5年9月24日 【手続補正2】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】図面の簡単な説明 【補正方法】変更 【補正内容】 【図面の簡単な説明】 【図1】 本考案の微小域磁区構造観測手段における磁
気カー効果観測手段の説明例図である。 【図2】 強磁界を印加することのできる手段として第
1図に示す強磁界発生用鉄心コイル(電磁石)の鉄心の
形状の説明例図である。 【図3】 本考案微小域磁区構造観測手段としてのCC
Dカメラ及びリアルタイムTV画像処理部のブロック説
明図である。 【図4】 同じくリアルタイムTV画像処理部のフロー
チャート図を示す。
─────────────────────────────────────────────────── ───
[Procedure amendment] [Date of submission] September 24, 1993 [Procedure amendment 2] [Document name for amendment] Specification [Item name for amendment] Brief explanation of drawings [Amendment method] Change [Amendment content] [ BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory diagram of a magnetic Kerr effect observing means in a microscopic domain domain structure observing means of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the shape of the iron core of the strong magnetic field generating iron core coil (electromagnet) shown in FIG. 1 as a means capable of applying a strong magnetic field. FIG. 3 CC as a means for observing the micro domain structure of the present invention
It is a block explanatory view of a D camera and a real-time TV image processing unit. FIG. 4 is a flowchart diagram of the real-time TV image processing unit.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】 1.磁気カー効果測定手段において光源よりの光を偏光
子を経て射出し、射出偏光を対物レンズの中心軸を含ま
ない一側であって、該対物レンズに垂直に入射させ、そ
の射出光を必要に応じて強磁界を印加することのできる
手段をその近傍に設けた微小域磁区構造観測用試料に投
射、その反射光を再び同一対物レンズの中心軸を含まな
い他側に入射させ、その射出光を検光子を通過させて射
出する偏光に観測手段を施すことを特徴とする微小域磁
区構造観測装置。 2.必要に応じて強磁界を印加することのできる手段は
±0.1KOe以上、好ましくは±1KOe〜±10K
Oeの強磁界を生成することができる鉄心コイルを設け
てなる手段である実用新案登録請求の範囲第1項記載の
微小域磁区構造観測装置。 3.微小域磁区構造観測用試料の近傍に設けた強磁界印
加手段としての電磁石用鉄心は、微小域磁区構造観測用
試料に近接して使用するエアギャップ部を有する構造で
あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第1項又
は第2項記載の微小域磁区構造観測装置。 4.微小域磁区構造観測用試料は3mm〜300mm角
又はφの大きさの非破壊試料であることを特徴とする実
用新案登録請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記
載の微小域磁区構造観測装置。 5.検光子を通過させて射出する偏光の観測手段は、接
眼レンズを通じる目視又は写真撮影手段であることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第1項乃至第4項のい
ずれかに記載の微小域磁区構造観測装置。 6.検光子を通過させて射出する偏光の観測手段は、電
子ビーム撮像管カメラ及びモニターテレビの組合せによ
る手段であることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
第1項乃至第4項のいずれかに記載の微小域磁区構造観
測装置。 7.検光子を通過させて射出する偏光の観測手段は、C
CDカメラ及びリアルタイムTV画像処理手段よりなる
ものであることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
1項乃至第4項のいずれかに記載の微小域磁区構造観測
装置。
[Scope of utility model registration request] 1. In the magnetic Kerr effect measuring means, the light from the light source is emitted through the polarizer, and the emitted polarized light is incident on the one side not including the central axis of the objective lens and perpendicularly to the objective lens, and the emitted light is required. Accordingly, a means capable of applying a strong magnetic field is projected onto a sample for observing a micro domain structure, which is provided in the vicinity of the means, and the reflected light is again made incident on the other side not including the central axis of the same objective lens, and the emitted light An apparatus for observing a magnetic domain structure in a minute region, characterized in that polarized light which is emitted through an analyzer is observed. 2. Means capable of applying a strong magnetic field as necessary is ± 0.1 KOe or more, preferably ± 1 KOe to ± 10 K.
The micro domain structure observing device according to claim 1, which is means for providing an iron core coil capable of generating a strong magnetic field of Oe. 3. The iron core for an electromagnet as a means for applying a strong magnetic field provided in the vicinity of the sample for observing the micro domain structure is characterized in that it has a structure having an air gap portion used in the vicinity of the sample for observing the micro domain structure. Micro domain magnetic domain structure observing device according to claim 1 or claim 2 of the new patent registration. 4. The micro domain magnetic domain structure observation sample is a non-destructive sample having a size of 3 mm to 300 mm square or φ, and the micro domain magnetic domain according to any one of claims 1 to 3. Structure observation device. 5. The means for observing the polarized light which passes through the analyzer and emits the light is a means for visual observation through a eyepiece or a means for taking a photograph, and the minute model according to any one of claims 1 to 4 Magnetic domain structure observation device. 6. The means for observing the polarized light passing through the analyzer and emitting the polarized light is a means using a combination of an electron beam image pickup tube camera and a monitor TV, as claimed in any one of claims 1 to 4. Microscopic domain structure observation device described. 7. The means for observing the polarized light that passes through the analyzer and exits is C
The micro domain structure observing device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a CD camera and a real-time TV image processing means.
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WO2005001495A1 (en) * 2003-06-26 2005-01-06 Fujitsu Limited Magnetization observing method and magnetization observing instrument

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