JPH0725727Y2

JPH0725727Y2 - 磁場顕微鏡装置

Info

Publication number: JPH0725727Y2
Application number: JP1990074300U
Authority: JP
Inventors: 勇増森
Original assignee: Nippi Corp
Current assignee: Nippi Corp
Priority date: 1990-07-16
Filing date: 1990-07-16
Publication date: 1995-06-07
Anticipated expiration: 2005-06-07
Also published as: JPH0434677U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、物体の磁場を目視により測定する磁場顕微鏡
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

最近、物体の磁場を測定する装置として、迷路状の磁区
をもつ磁性膜を利用した磁場測定装置が開発されてい
る。

この磁場測定装置としては、特開昭62−102103号公報に
記載されているような構成のものが知られている。この
磁場測定装置は、フロッピーディスク等に磁気記録デー
タの読取りに利用されるもので、この磁場検査装置は、
前記フロッピーディスク等の被測定体に接面される磁性
膜と、この磁性膜の磁区模様を撮像するための光学系と
からなっている。

前記磁性膜としては、磁性ガーネット膜や、希土類−遷
移金属合金膜等の透光性磁性膜が使用されている。この
磁性膜は、その膜面に対して垂直な方向に強い磁気異方
性をもっており、上向きの磁場をもつ磁区と、下向きの
磁場をもつ磁区とが交互にかつ磁性膜全体にわたって迷
路状に分布している。この磁性膜の磁区模様は、外部か
ら磁場が作用していない初期状態では、上向きの磁場を
もつ磁区と下向きの磁場をもつ磁区とが磁性膜全体に均
等に分布しているパターンとなっており、この磁性膜に
外部から磁場が作用すると、その磁区模様が外部磁場の
パターンに応じて変化する。また、この磁性膜の一方の
面には、この磁性膜を透過した光を反射させる反射膜が
設けられており、この磁性膜は、その反射膜を設けた側
の面を被測定体に接面させて被測定体上に設置される。

また、この磁性膜の磁区模様を撮像するための光学系
は、前記磁性膜に対向する対物レンズ部と、光源と、こ
の光源からの光を直線偏光とする偏光子（偏光板）と、
この偏光子を通った直線偏光を前記対物レンズ部に向け
て反射させるとともにこの対物レンズ部側からの入射光
は透過させるビームスプリッタと、このビームスプリッ
タの透過光出射側に配置された検光子（偏光板）とから
なっており、前記検光子の背後にはテレビカメラが配置
され、またこのテレビカメラには、画像処理装置が接続
されている。

この磁場測定装置は、前記磁性膜を被測定体に接面さ
せ、この磁性膜に前記光学系を対向させて被測定体の磁
場を測定するもので、光学系から直線偏光を磁性膜に照
射すると、この光が磁性膜を透過してその被測定体当接
面に設けられている反射膜で反射され、再び磁性膜を透
過して光学系に戻ってくる。この光は、磁性膜を透過す
る過程でファラデー効果（磁場の向きによって偏光面が
回転する現象）により旋光された光であり、磁性膜の上
向きの磁場をもつ磁区を透過した光と、下向きの磁場を
もつ磁区を透過した光とは、この両磁区の磁場の向きが
互いに逆方向であるため、偏光方向が異なる光となる。
したがって、光学系に戻ってきた光を検光子に通すと、
この光は、磁性膜の両磁区のうち一方の磁区に対応する
部分が暗く、他方の磁区の対応する部分が明るい像光と
なり、この像光がテレビカメラで撮像される。また、前
記画像処理装置は、前記テレビカメラで撮像した磁性膜
の磁区模様から被測定体の磁場パターンを電気的に読取
るもので、前記磁性膜の磁区幅は数〜十数μｍと非常に
小さいため、この磁性膜の磁区模様を直接肉眼で見るこ
とは不可能であるが、テレビカメラで撮像した磁性膜の
磁区模様を画像処理してその暗部または明部のパターン
を抽出すれば、被測定体の磁場パターン（フロッピーデ
ィスクにおいてはデータ書込み領域に書込まれている記
録データ）を読取ることができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の磁場測定装置は、テレビカメ
ラで撮像した磁性膜の磁区模様を画像処理して被測定体
の磁場パターンを電気的に読取るものであるため、磁性
膜の磁区模様そのものを観察して被測定体の磁場パター
ンを把握することはできなかった。しかも、上記従来の
磁場測定装置は、前記磁性膜と光学系とが別体となって
いるため、磁性膜の磁区模様をピントの合った像として
光学系のテレビカメラで撮像するには、磁性膜を当接さ
せる被測定体を、光学系に対して一定の位置関係で配置
する必要がある。このため、従来の磁場測定装置では、
試料台の上方に一定の間隔を存して光学系を設けて、前
記試料台の上に被測定体を載置するようにしているが、
これでは、被測定体は前記試料台の上に載せ得るものに
限られるから、従来の磁場測定装置は、フロッピーディ
スク等の記録データの読取りにしか利用できないもので
あった。

本考案は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、磁性膜の磁区模様そ
のものを顕微鏡で見たような拡大像として観察して物体
の磁場パターンを把握することができるとともに、どの
ような物体の磁場も測定できる汎用性をもち、しかも取
扱いも容易な磁場顕微鏡装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の磁場顕微鏡装置は、顕微鏡本体と、この顕微鏡
本体に光ファイバおよび電気ケーブルを介して接続され
た制御装置と、この制御装置に接続されたモニタディス
プレイとを備え、前記顕微鏡本体は、先端が開口する直筒部とこの直筒部
の中間部に基部が連通し前記直筒部の後端に向けてこの
直筒部とほぼ平行に屈曲する分岐筒部とからなりかつ前
記直筒部の側部に把持用グリップを設けたボディの前方
に、前記直筒部の先端から延出する延長部の先端に支持
させて、迷路状の磁区をもちかつ前記ボディとは反対側
の面に反射膜を備えた磁性膜を設けるとともに、前記ボ
ディの分岐筒部内に、前記光ファイバからの光をその光
束の径を拡大して前記直筒部に導く導光部を設け、前記
ボディの直筒部内に、前記磁性膜と対向する対物レンズ
部と、この対物レンズ部を介して前記磁性膜と対向する
撮像素子と、前記対物レンズ部と撮像素子との間に配置
され前記導光部からの入射光を前記対物レンズ部に向け
て反射させるとともにこの対物レンズ部側からの入射光
は前記撮像素子側に透過させるビームスプリッタと、こ
のビームスプリッタと前記導光部との間に配置された偏
光子と、前記ビームスプリッタと前記撮像素子との間に
配置された検光子とを設けた構成とし、かつ、前記光ファイバは前記ボディの分岐筒部にその後
端から導入し、前記電気ケーブルは前記ボディの直筒部
にその後端から導入し、前記制御装置には、光源ランプおよびこのランプからの
光を集光して前記光ファイバに入射させる集光レンズ系
と、前記顕微鏡本体の撮像素子に前記電気ケーブルを介
して接続され前記撮像素子を制御するとともにこの撮像
素子からの撮像データを前記モニタディスプレイに出力
する撮像制御部とを設けたことを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

すなわち、本考案の磁場顕微鏡装置は、磁場を測定しよ
うとする物体に磁性膜を近接または接面させることによ
り、この物体の磁場によって前記磁性膜の磁区模様を変
化させるとともに、この磁性膜の磁区模様を撮像素子で
撮像して、この撮像した磁区模様をモニタディスプレイ
に表示することにより、磁性膜の磁区模様を、顕微鏡で
見たような大比率の拡大像として観察するようにしたも
のであり、モニタディスプレイに表示される磁区模様
は、このモニタディスプレイの画面の大きさに応じた拡
大率で拡大された像となる。また、この磁場顕微鏡装置
では、顕微鏡本体のボディ内に前記磁性膜の磁区模様を
撮像するための光学系（対物レンズ部，撮像素子，導光
部，ビームスプリッタ，偏光子および検光子）を設ける
とともに、前記ボディから延出する延長部の先端に前記
磁性膜を設けることによって、前記光学系と磁性膜とを
１つの顕微鏡本体に組込んでいるため、磁場を測定しよ
うとする物体がどのような物体であっても、この物体に
顕微鏡本体を近づけることにより、磁性膜を前記物体に
近接または接面させてその磁区模様を前記光学系で撮像
することができる。また、この磁場顕微鏡装置では、顕
微鏡本体内の光学系には光源を設けず、この光源を顕微
鏡本体とは別の制御装置に設けるとともに、この制御装
置に顕微鏡本体内の撮像素子を制御するとともにこの撮
像素子からの撮像データをモニタディスプレイに出力す
る撮像制御部を設けて、この制御装置と前記顕微鏡本体
とを光ファイバおよび電気ケーブルを介して接続してい
るから、顕微鏡本体の大きさは小さくてすむし、また顕
微鏡本体に光源およびその電源電池を設ける必要がない
ために、この顕微鏡本体を軽量化することができ、した
がって、顕微鏡本体を、このボディに設けた把持用グリ
ップを把持して片手で容易に取扱うことができる。さら
に、本考案では、顕微鏡本体のボディを、直筒部とこの
直筒部の中間部に基部が連通し前記直筒部の後端に向け
てこの直筒部とほぼ平行に屈曲する分岐筒部とからなる
形状のものとし、顕微鏡本体とは別の制御装置部に設け
た光源ランプから顕微鏡本体に光を導く光ファイバを前
記分岐筒部にその後端から導入し、前記制御装置と顕微
鏡本体内の撮像素子とを接続する電気ケーブルを前記直
筒部にその後端から導入しているため、上記光ファイバ
と電気ケーブルはいずれも顕微鏡本体の後端側から延び
ており、したがって、この光ファイバや電気ケーブルが
顕微鏡本体の回りに絡みついて、顕微鏡本体を取扱い難
くするようなことはない。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は磁場顕微鏡装置の顕微鏡本体の構成を示し、第
２図は磁場顕微鏡装置の全体の構成を示している。

この磁場顕微鏡装置は、第２図に示すように、顕微鏡本
体１と、この顕微鏡本体１に光ファイバ31および電気ケ
ーブル32を介して接続された制御装置40と、この制御装
置40に接続されたモニタディスプレイ50とを備えたもの
である。

まず、顕微鏡本体１の構成を説明すると、第１図におい
て、２は顕微鏡本体１のボディであり、このボディ２
は、前端が開口する直筒部2aと、この直筒部の中間部外
側に形成された分岐筒部2bとからなっており、分岐筒部
2bの基部は直筒部2aに連通し、その先端は直筒部2aの後
端に向けてこの直筒部2aと平行に屈曲されている。ま
た、直筒部2aの分岐筒部2bを設けた側に対して反対側に
は、片手で把持できる把持用グリップ３と、ボディ２か
らその前方に延出する延長アーム４とが設けられてい
る。なお、延長アーム４は、その基端部を前記直筒部2a
の外側面にビス止めしてボディ２に対し前後方向に移動
調整可能に取付けられており、グリップ３は延長アーム
４の基端部外面に固定されている。また、前記延長アー
ム４の先端には、前記直筒部2aの先端に対向する開口を
設けた磁性膜取付け部4aが形成されており、この磁性膜
取付け部4aの開口部には、迷路状の磁区をもつ透光性の
磁性膜10が取付けられている。この磁性膜10は、例えば
ガーネット膜とされている。

第３図はこの磁性膜10の一部分を拡大して示しており、
この磁性膜10は、GdGaガーネットからなるベース膜10a
の上に、LPE法により(GdBi)₃(FeAlGa)₅O₁₂または(GdBi)
₃(FeAl)₅O₁₂等の磁性ガーネット膜10bを育成したもの
で、この磁性ガーネット膜10bはその膜面に対して垂直
な方向に強い磁気異方性をもっており、上向きの磁場
（上側が正の極性の磁場）をもつ磁区Ａと、下向きの磁
場（下側が正の極性の磁場）をもつ磁区Ｂとが交互にか
つガーネット膜全体にわたって迷路状に分布している。
なお、第３図に示した矢印は、各磁区A,Bの磁場の向き
を示している。この磁性ガーネット膜10bの磁区模様
は、外部磁場が作用していない初期状態では、上向きの
磁場をもつ磁区Ａと下向きの磁場をもつ磁区Ｂとがガー
ネット膜全体に均等に分布しているパターンとなってお
り、この磁性ガーネット膜10bに外部から磁場が作用す
ると、その磁区模様が外部磁場のパターンに応じて変化
する。なお、この磁性膜10は、約16mm×16mmの正方形膜
である。また、ベース膜10aの厚さは約450μｍ、磁性ガ
ーネット膜10bの厚さは５〜６μｍであり、この磁性膜1
0は十分高い光透過率をもっている。また前記各磁区A,B
の幅W_A,W_Bはそれぞれ10〜30μｍである。また、この磁
性膜10の一方の面、例えばベース膜10aの下面には、こ
の磁性膜10に入射して磁性ガーネット膜10bおよびベー
ス膜10aを透過した光を反射させる反射膜（A1膜等）11
が設けられている。この反射膜11の膜厚は約１μｍであ
る。そして、この磁性膜10は、反射膜11を設けた面を前
記ボディ２とは反対側に向け、かつその中心をボディ２
の直筒部2aの軸線に合わせるとともに、膜面を前記軸線
に対して垂直にした状態で、前記磁性膜取付け部4aに取
付けられている。

一方、顕微鏡本体１のボディ２内には、前記磁性膜10の
磁区模様を撮像するための光学系が設けられている。こ
の光学系は、対物レンズ部12,撮像素子13,導光部14,ビ
ームスプリッタ15,拡大レンズ部16,偏光子17および検光
子18（いずれも偏光板）からなっている。

これら光学系構成要素のうち、対物レンズ部12,撮像素
子13,ビームスプリッタ15,拡大レンズ部16および検光子
18は、ボディ２の直筒部2a内に設けられており、対物レ
ンズ部12は、直筒部2aの前端部に、前記磁性膜10に対向
させて配置されている。この対物レンズ部12は鏡筒12a
内に対物レンズ12bを設けて構成されている。また、前
記撮像素子13は、直筒部2aの後端部に配置されており、
対物レンズ部12を介して磁性膜10と対向している。この
撮像素子13は超小型テレビカメラの撮像部に用いられて
いるCCD撮像素子であり、この撮像素子13の撮像面の大
きさは1/2インチ（6.41mm×4.8mm）であり、１画素のサ
イズが12.8μｍ×9.9μｍの分解能をもっている。ま
た、ビームスプリッタ15は、対物レンズ部12と撮像素子
13との間に、分岐筒部2bの基部に対向させて配置されて
おり、拡大レンズ部16と検光子18は、前記ビームスプリ
ッタ15と撮像素子13との間に配置されている。なお、こ
の実施例では、拡大レンズ部16をビームスプリッタ15側
に設け、検光子18を撮像素子13のレンズ筒部13aの直前
に設けている。また、拡大レンズ部16は鏡筒16a内に拡
大レンズ16bを設けて構成されており、この拡大レンズ
部16と前記対物レンズ部12とは、前記磁性膜10の磁区模
様を撮像素子13の撮像面にピントの合った像として結像
させるように焦点調整されている。

また、前記光学系構成要素のうちの導光部14は、ボディ
２の分岐筒部2b内に設けられており、偏光子17は、分岐
筒部2bの基部に前記ビームスプリッタ15に対向させて配
置されている。前記導光部14は、制御装置40から光ファ
イバ31により分岐筒部2bに導入される光を、直筒部2a内
に対物レンズ部12と撮像素子13との間に位置させて設け
られているビームスプリッタ15に向けて導くもので、こ
の導光部14は、光ファイバ31からの光束を前記磁性膜の
撮像領域全体を照射する径に拡大するとともにこの拡大
光束を平行光に補正するレンズ系14aと、このレンズ系1
4aを通った光を偏光子17を介して前記ビームスプリッタ
15に入射させるミラー14bとからなっている。なお、前
記レンズ系14aの入射側には光ファイバ接続部19が設け
られており、光ファイバ31は、分岐筒部2b内のその先端
から導入されて光ファイバ接続部19に接続されている。

また、前記ビームスプリッタ15は、導光部14からの入射
光を第１図に破線で示すように対物レンズ部12に向けて
反射させるとともに、この対物レンズ部12側からの入射
光は撮像素子側に透過させるもので、このビームスプリ
ッタ15は、２つのプリズムを貼合わせて構成されてい
る。

この顕微鏡本体１は、制御装置40から光ファイバ31によ
り導入される光を偏光子17により直線偏光として磁性膜
10に照射し、この磁性膜10の反対面に設けられている反
射膜11により反射された光を検光子18を通して撮像素子
13に入射させるもので、光ファイバ31からの光は、導光
部14のレンズ系14aにより光束の径を拡大され、次いで
このレンズ系14aにより平行光に補正された後、ミラー1
4bで反射されて偏光子17に入射する。そして、この偏光
子17を透過した直線偏光は、ビームスプリッタ15に入射
してこのビームスプリッタ15により対物レンズ部12に向
けて反射され、この対物レンズ部12を通って磁性膜10に
照射される。また、この磁性膜10に照射された光は、磁
性膜10を透過してその反対面の反射膜11で反射され、再
び磁性膜10を透過して対物レンズ部12側に戻ってくる。
この反射光は、対物レンズ部12を通ってビームスプリッ
タ15に入射し、このビームスプリッタ15を透過して撮像
素子13側に出射するとともに、拡大レンズ部16を通って
光束を拡大され、さらに検光子18を通って撮像素子13に
入射する。そして、この反射光は、磁性膜10を透過する
過程でファラデー効果により旋光された光であり、磁性
膜10の上向きの磁場をもつ磁区Ａを透過した光と、下向
きの磁場をもつ磁区Ｂを透過した光とは、この両磁区A,
Bの磁場の向きが互いに逆方向であるために偏光方向が
異なる光となっているから、この光を検光子18に通す
と、この光が磁性膜10の両磁区A,Bのうち一方の磁区に
対応する部分が暗く、他方の磁区に対応する部分が明る
い像光となり、この像光、すなわち磁性膜10の撮像領域
の磁区模様が撮像素子13で撮像される。なお、前記検光
子18の透過軸方向は、前記磁性膜10の両磁区A,Bのうち
一方の磁区を透過した光の偏光方向とほぼ直交してお
り、このように検光子18の偏光軸方向を設定しておけ
ば、前記一方の磁区を透過した光を検光子18においてほ
ぼ完全に吸収して、暗部と明部とのコントラストが高い
磁区模様を撮像素子13に撮像させることができる。

一方、前記制御装置40には、第２図に示すように、ハロ
ゲンランプ等からなる高輝度の光源ランプ41およびこの
ランプ41からの光を集光して前記光ファイバ31に入射さ
せる集光レンズ系42と、前記顕微鏡本体１の撮像素子13
に前記電気ケーブル32を介して接続された撮像制御部43
とが設けられている。この撮像制御部43は、前記撮像素
子13を制御するとともにこの撮像素子13からの撮像デー
タ（磁区模様データ）をモニタディスプレイ50に出力す
るもので、撮像素子13に走査駆動信号を送るとともに、
この撮像素子13からの撮像データを１走査ライン分ずつ
取込んで、この撮像データを順次モニタディスプレイ50
に出力するようになっている。なお、44は前記ランプ41
および撮像制御部43の電源部であり、この電源部44は商
用電源を電源とするものである。

また、この制御装置40には、付加装置として画像処理装
置45が接続されており、またモニタディスプレイ50には
その表示像をプリントアウトするプリンタ51が接続され
ている。前記画像処理装置45は、撮像素子13で撮像した
磁性膜10の磁区模様を画像処理してその暗部または明部
のパターン抽出するもので、この画像処理装置45は、
〔従来の技術〕の項で説明した特開昭62−102103号公報
に記載されている画像処理装置と同様な構成となってい
る。

また、前記モニタディスプレイ50は例えば14インチ画面
のCRTまたは液晶ディスプレイであり、撮像素子13で撮
像された磁性膜10の磁区模様は、このモニタディスプレ
イ50の画面全体に拡大像として表示される。

次に、上記磁場顕微鏡装置の使用方法を説明すると、こ
の磁場顕微鏡装置による磁場の測定は、制御装置40およ
びモニタディスプレイ50と適当な位置し設置しておき、
顕微鏡本体１だけをそのグリップ３を片手で把持して磁
場を検査しようとする物体に近づけることによって行な
われる。なお、顕微鏡本体１の移動範囲は、この顕微鏡
本体１と制御装置40とを接続している光ファイバ31およ
び電気ケーブル32の長さによって制約されるが、この光
ファイバ31および電気ケーブル32を十分長くしておけ
ば、制御装置40から遠く離れた位置にある物体の磁場も
測定することができる。

そして、磁場を測定しようとする物体に顕微鏡本体１を
近づけてその磁性膜10の反射膜11側の面を前記物体に近
接または接面させると、この物体に磁場がなければ、磁
性膜10の磁区模様は、上向きの磁場をもつ磁区Ａと下向
きの磁場をもつ磁区Ｂとが磁性膜全体に均等に分布して
いる初期状態のパターンのままであるが、物体に磁場が
あると、磁性膜10の磁区模様が前記物体の磁場のパター
ンに応じて変化する。この磁性膜10の磁区模様は、顕微
鏡本体１内の撮像素子13により撮像され、制御装置40の
撮像制御部43を介してモニタディスプレイ50に拡大表示
される。

すなわち、第４図は磁性膜10をピン状物体60の先端に近
接させた状態を示し、第５図〜第７図はそれぞれこのと
きにモニタディスプレイ50に表示される磁区模様を示し
ており、前記ピン状物体60が磁場をもっていない場合
は、磁性膜10をピン状物体60に近接させても、モニタデ
ィスプレイ50に表示される磁区模様は、第５図に示すよ
うに、初期状態のパターンである。なお、図において、
黒で示した暗パターンＡ′は磁性膜10の上向きの磁場
（上端側が正の極性の磁場）をもつ磁区Ａに対応するパ
ターンであり、白で示した明パターンＢ′は磁性膜10の
下向きの磁場（下端側が正の極性の磁場）をもつ磁区Ｂ
に対応するパターンである。

一方、前記ピン状物体60が磁場をもっており、かつその
先端の極性が負である場合は、磁性膜10のピン状物体60
に近接させた部分の磁区A,Bのうち、上向きの磁場をも
つ磁区Ａがピン状物体60の磁場の影響で反転して、下向
きの磁場Ｂとなるため、モニタディスプレイ50に表示さ
れる磁区模様は、第６図に示すように、ピン状物体60に
近接させた部分のほぼ全体に、明パターンＢ′が拡がっ
たパターンとなる。この部分の明パターンＢ′は、前記
ピン状物体60の先端の形状にほぼ対応している。

また、これと逆に、前記ピン状物体60の先端の極性が正
である場合は、磁性膜10のピン状物体60に近接させた部
分の磁区A,Bのうち、下向きの磁場をもつ磁区Ｂが反転
して上向きの磁場Ａとなり、したがって、モニタディス
プレイ50に表示される磁区模様は、第７図に示すよう
に、ピン状物体60に近接させた部分のほぼ全体に、暗パ
ターンＡ′が拡がったパターンとなる。なお、この部分
の暗パターンＡ′も、ピン状物体60の先端の形状にほぼ
対応してる。

これは、磁性膜10を他の物体、例えばに磁性膜10より広
い面をもつ物体に近接（または接面）させた場合も同様
であり、その場合も、この物体の磁場パターンおよびそ
の極性に応じてモニタディスプレイ50に表示される磁区
模様が変化する。

したがって、磁場を測定しようとする物体に顕微鏡本体
１を近づけてその磁性膜10の反射膜11側の面を前記物体
に近接または接面させ、この状態でモニタディスプレイ
50に表示される磁区模様を観察すれば、前記物体の磁場
のパターンおよびその極性を知ることができるし、また
モニタディスプレイ50に表示される磁区模様は大比率の
拡大像であるから、このモニタディスプレイ50に表示さ
れる磁区模様の観察は容易である。

すなわち、対物レンズ部12と撮像素子13の前の拡大レン
ズ部16とのトータルの倍率を１とした場合、モニタディ
スプレイ50に表示される磁区模様は、磁性膜10の撮像領
域の面積と、モニタディスプレイ40の画面の大きさとの
比率に応じた拡大率で拡大された像となる。この場合、
例えば撮像素子13の撮像視野（磁性膜10の撮像領域）が
6.5mm×5.0mmの面積の矩形領域であり、この撮像領域の
磁区模様を14インチ画面のモニタディスプレイ40にその
画面いっぱいに表示されるとすると、モニタディスプレ
イ50に表示される磁区模様の磁区幅は、磁性膜10の磁区
幅の約50倍に拡大された幅となり、したがって、磁性膜
10の磁区模様は、顕微鏡で見たような大比率の拡大像と
してモニタディスプレイ50に表示される。なお、この表
示像の倍率は、対物レンズ部12と拡大レンズ部16のトー
タル倍率を１とした場合の倍率であり、実際には撮像素
子13に撮像される磁区模様は、前記対物レンズ部12と拡
大レンズ部16により拡大された像であるため、モニタデ
ィスプレイ50に表示される磁区模様の拡大率はさらに大
きくなる。この場合、例えば前記対物レンズ部12と拡大
レンズ部16のトータル倍率が1.5倍であるとすれば、撮
像素子13の磁性膜10面における撮像視野は、約4.33mm×
3.3mmと狭くなるが、モニタディスプレイ40に表示され
る磁区模様の磁区幅は、前記トータル倍率を１とした場
合の1.5倍、つまり磁性膜10の磁区幅の約75倍に拡大さ
れた幅となる。また、対物レンズ部12と拡大レンズ部16
のトータル倍率が２倍であるとすれば、撮像素子13の磁
性膜10面における撮像視野は、約3.25mm×2.5mmとさら
に狭くなるが、モニタディスプレイ40に表示される磁区
模様の磁区幅は、前記トータル倍率を１とした場合の２
倍、つまり磁性膜10の磁区幅の約100倍に拡大された幅
となる。したがって、撮像素子13の前に設ける拡大レン
ズ部16の倍率を大きくすれば、磁性膜10の磁区模様をよ
り大きな比率で拡大してモニタディスプレイ50に表示す
ることができる。また、このように撮像素子13の前に拡
大レンズ部16を設けておけば、磁性膜10の磁区模様が、
対物レンズ部12と拡大レンズ部16のトータル倍率で拡大
された像となって撮像素子13で撮像されるため、磁性膜
10の磁区幅W_A,W_Bが例えば10μｍ程度と小さく、また撮
像素子13の分解能が12.8μｍ×9.9μｍ程度であって
も、磁性膜10の磁区模様を実際の像に近い像として撮像
することができる。

なお、第５図〜第７図に示したモニタディスプレイ50の
表示は、磁性膜10の上向きの磁場をもつ磁区Ａに対応す
る磁区模様Ａ′が暗パターンで表示される例であるが、
磁性膜10の磁区A,Bのいずれをモニタディスプレイ50に
暗パターンとして表示させるかは、検光子18の透過軸の
方向を変えることによって任意に選択することができ
る。また、前記モニタディスプレイ50は、白黒像を表示
するものでも、カラー像を表示するものでもよく、モニ
タディスプレイ50をカラーディスプレイとすれば、前記
暗パターンと明パターンが、磁性膜10の色の濃淡で表示
されるから、表示される磁区模様を見やすくすることが
できる。

すなわち、この磁場顕微鏡装置は、磁場を測定しようと
する物体に磁性膜10を近接または接面させることによ
り、この物体の磁場によって磁性膜10の磁区模様を変化
させるとともに、この磁性膜10の磁区模様を撮像素子13
で撮像して、この撮像した磁区模様をモニタディスプレ
イ50に表示することにより、磁性膜10の磁区模様を拡大
して観察するようにしたものであり、モニタディスプレ
イ50に表示される磁区模様は、このモニタディスプレイ
40の画面の大きさに応じた拡大率で拡大された像となる
から、磁性膜10の磁区模様そのものを顕微鏡で見たよう
な拡大像として観察して物体の磁場パターンを把握する
ことができる。

また、この磁場顕微鏡装置では、顕微鏡本体１のボディ
２内に前記磁性膜10の磁区模様を撮像するための光学系
（対物レンズ部12,撮像素子13,導光部14,ビームスプリ
ッタ15,拡大レンズ部16,偏光子17および検光子18）を設
けるとともに、前記ボディ２から延出する延長アーム４
の先端に前記磁性膜10を設けることによって、前記光学
系と磁性膜10とを１つの顕微鏡本体１に組込んでいるた
め、磁場を測定しようとする物体がどのような物体であ
っても、この物体に顕微鏡本体１を近づけることによ
り、磁性膜10を前記物体に近接または接面させてその磁
区模様を前記光学系が撮像することができ、したがっ
て、この磁場顕微鏡装置は、どのような物体の磁場も測
定できる汎用性をもっている。

なお、この磁場顕微鏡装置の用途としては、 a.鋼材を通電磁化してその表面傷部からの漏洩磁束を検
出する磁気探傷における漏洩磁束を検出装置 b.渦流探傷における検出センサ c.電磁機器の電磁シールドチェック d.部品検査等における磁性体の磁極，残留磁気等の検知 e.二次元平面上を顕微鏡本体１で走査することによる前
記二次元平面の磁場パターンの計測等の各種用途が考え
られる。

また、上記磁場顕微鏡装置では、顕微鏡本体１内の光学
系には光源を設けず、光源ランプ41は顕微鏡本体１とは
別の制御装置40に設けるとともに、この制御装置40に顕
微鏡本体１内の撮像素子13を制御するとともにこの撮像
素子13からの撮像データをモニタディスプレイ40に出力
する撮像制御部43を設けて、この制御装置40と前記顕微
鏡本体１とを光ファイバ31および電気ケーブル32を介し
て接続しているから、顕微鏡本体１の大きさは小さくて
すむし、また顕微鏡本体１に光源およびその電源電池を
設ける必要がないために、この顕微鏡本体１を軽量化す
ることができ、したがって、顕微鏡本体１を、そのボデ
ィに設けた把持用グリップ３を把持して片手で容易に取
扱うことができる。

さらに、上記磁場顕微鏡装置では、顕微鏡本体１のボデ
ィ２を、直筒部2aとこの直筒部の中間部に基部が連通し
前記直筒部2aの後端に向けてこの直筒部とほぼ平行に屈
曲する分岐筒部2bとからなる形状のものとし、顕微鏡本
体１とは別の制御装置40に設けた光源ランプ41から顕微
鏡本体１に光を導く光ファイバ31を前記分岐筒部2bにそ
の後端から導入し、前記制御装置40と顕微鏡本体１内の
撮像素子13とを接続する電気ケーブル32を前記直筒部2a
にその後端から導入しているため、上記光ファイバ31と
電気ケーブル32はいずれも顕微鏡本体１の後端側から延
びており、したがって、この光ファイバ31や電気ケーブ
ル32が顕微鏡本体１の回りに絡みついて、顕微鏡本体１
を取扱い難くするようなことはない。

なお、上記実施例では、顕微鏡本体１内に設ける撮像素
子13として、1/2インチCCD撮像素子を用いているが、こ
の撮像素子13を、例えば2/3インチCCD撮像素子とすれ
ば、撮像素子13の磁性膜10面における撮像視野を拡げる
ことができる。

また、上記実施例では、検光子18を撮像素子13のレンズ
筒部13aの直前に設けているが、この検光子18はビーム
スプリッタ15と拡大レンズ部16との間に配置してもよ
い。また前記拡大レンズ部16はなくてもよく、その場合
でも、モニタディスプレイ50に表示される磁区模様は、
磁性膜10の撮像領域の面積と、モニタディスプレイ40の
画面の大きさとの比率に応じた拡大率（拡大レンズ部16
の倍率を１とした場合と同じ拡大率）で拡大された像と
なるから、磁性膜10の磁区模様そのものを顕微鏡で見た
ような拡大像として観察することができる。なお、この
場合は、磁性膜10として磁区模様の軸幅W_A,W_Bが撮像素
子13の分解能より十分大きなもの（例えば磁区幅が20μ
ｍ以上のもの）用いるか、あるいは撮像素子13としてよ
り分解能の高いものを用いるのが望ましく、このように
すれば、前記拡大レンズ部16がなくても、磁性膜10の磁
区模様を実際の像に近い像として撮像素子13に撮像させ
ることができる。

さらに、上記実施例では、顕微鏡本体１のボディ２に延
長アーム４を取付けて、この延長アーム４の先端に磁性
膜10を設けているが、前記延長アーム４に代えて、例え
ばボディ２にその前方に延出する延長筒を設け、この延
長筒の先端に磁性膜10を設けてもよい。また、光ファイ
バ31からの光をその光束の径を拡大して対物レンズ部12
と撮像素子13との間に導く導光部14は、レンズ系14aの
みで構成して、このレンズ系14aの出射側を直接ビーム
スプリッタ15に対向させてもよい。

また、上記実施例では磁性膜10として磁性ガーネット膜
を用いているが、この磁性膜10としては、例えばFdFeま
たはGaGo等の希土類−遷移金属合金膜を用いてもよい。

〔考案の効果〕

本考案の磁場顕微鏡装置は、磁場を測定しようとする物
体に磁性膜を近接または接面させることにより、この物
体の磁場によって前記磁性膜の磁区模様を変化させると
ともに、この磁性膜の磁区模様を撮像素子を撮像して、
この撮像した磁区模様をモニタディスプレイに拡大表示
するものであるから、磁性膜の磁区模様そのものを顕微
鏡で見たような拡大像として観察して物体の磁場パター
ンを把握することができる。また、この磁場顕微鏡装置
では、顕微鏡本体のボディ内に前記磁性膜の磁区模様を
撮像するための光学系を設けるとともに、前記ボディか
ら延出する延長部の先端に前記磁性膜を設けることによ
って、前記光学系と磁性膜とを１つの顕微鏡本体に組込
んでいるため、磁場を測定しようとする物体がどのよう
な物体であっても、この物体に顕微鏡本体を近づけるこ
とにより、磁性膜を前記物体に近接または接面させてそ
の磁区模様を前記光学系で撮像することができ、したが
って、どのような物体の磁場も測定できる汎用性をもっ
ている。しかも、この磁場顕微鏡装置では、顕微鏡本体
内の光学系には光源を設けず、この光源を顕微鏡本体と
は別の制御装置に設けるとともに、この制御装置に顕微
鏡本体内の撮像素子を制御するとともにこの撮像素子か
らの撮像データをモニタディスプレイに出力する撮像制
御部を設けて、この制御装置と前記顕微鏡本体とを光フ
ァイバおよび電気ケーブルを介して接続しているため、
顕微鏡本体の大きさは小さくてすむし、また顕微鏡本体
に光源およびその電源電池を設ける必要がないために、
この顕微鏡本体を軽量化することができ、したがって、
顕微鏡本体を、そのボディに設けた把持用グリップを把
持して片手で容易に取扱うことができる。さらに、本考
案では、顕微鏡本体のボディを、直筒部とこの直筒部の
中間部に基部が連通し前記直筒部の後端に向けてこの直
筒部とほぼ平行に屈曲する分岐筒部とからなる形状のも
のとし、顕微鏡本体とは別の制御装置部に設けた光源ラ
ンプから顕微鏡本体に光を導く光ファイバを前記分岐筒
部にその後端から導入し、前記制御装置と顕微鏡本体内
の撮像素子とを接続する電気ケーブルを前記直筒部にそ
の後端から導入しているため、上記光ファイバと電気ケ
ーブルはいずれも顕微鏡本体の後端側から延びており、
したがって、この光ファイバや電気ケーブルが顕微鏡本
体の回りに絡みついて、顕微鏡本体を取扱い難くするよ
うなことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は本考案の一実施例を示したもので、第
１図は顕微鏡本体の縦断側面図、第２図は磁場顕微鏡装
置の全体構成図、第３図は磁性膜の一部分の拡大断面
図、第４図は磁性膜をピン状物体の先端に近接させた状
態を示す図、第５図〜第７図はそれぞれモニタディスプ
レイに表示される磁区模様を示す図である。１…顕微鏡本体、２…ボディ、３…グリップ、４…延長
アーム、10…磁性膜、A,B…磁区、11…反射膜、12…対
物レンズ部、13…撮像素子、14…導光部、14a…レンズ
系、14b…ミラー、15…ビームスプリッタ、16…拡大レ
ンズ部、17…偏光子、18…検光子、31…光ファイバ、32
…電気ケーブル、40…制御装置、41…光源ランプ、42…
集光レンズ系、43…撮像制御部、50…モニタディスプレ
イ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】顕微鏡本体と、この顕微鏡本体に光ファイ
バおよび電気ケーブルを介して接続された制御装置と、
この制御装置に接続されたモニタディスプレイとを備
え、前記顕微鏡本体は、先端が開口する直筒部とこの直筒部
の中間部に基部が連通し前記直筒部の後端に向けてこの
直筒部とほぼ平行に屈曲する分岐筒部とからなりかつ前
記直筒部の側部に把持用グリップを設けたボディの前方
に、前記直筒部の先端から延出する延長部の先端に支持
させて、迷路状の磁区をもちかつ前記ボディとは反対側
の面に反射膜を備えた磁性膜を設けるとともに、前記ボ
ディの分岐筒部内に、前記光ファイバからの光をその光
束の径を拡大して前記直筒部に導く導光部を設け、前記
ボディの直筒部内に、前記磁性膜と対向する対物レンズ
部と、この対物レンズ部を介して前記磁性膜と対向する
撮像素子と、前記対物レンズ部と撮像素子との間に配置
され前記導光部からの入射光を前記対物レンズ部に向け
て反射させるとともにこの対物レンズ部側からの入射光
は前記撮像素子側に透過させるビームスプリッタと、こ
のビームスプリッタと前記導光部との間に配置された偏
光子と、前記ビームスプリッタと前記撮像素子との間に
配置された検光子とを設けた構成とし、かつ、前記光ファイバは前記ボディの分岐筒部にその後
端から導入し、前記電気ケーブルは前記ボディの直筒部
にその後端から導入し、前記制御装置には、光源ランプおよびこのランプからの
光を集光して前記光ファイバに入射させる集光レンズ系
と、前記顕微鏡本体の撮像素子に前記電気ケーブルを介
して接続され前記撮像素子を制御するとともにこの撮像
素子からの撮像データを前記モニタディスプレイに出力
する撮像制御部とを設けたことを特徴とする磁場顕微鏡
装置。