JPH0390877A - ベクトル物理量の分布測定装置およびその測定方法 - Google Patents
ベクトル物理量の分布測定装置およびその測定方法Info
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- JPH0390877A JPH0390877A JP22736289A JP22736289A JPH0390877A JP H0390877 A JPH0390877 A JP H0390877A JP 22736289 A JP22736289 A JP 22736289A JP 22736289 A JP22736289 A JP 22736289A JP H0390877 A JPH0390877 A JP H0390877A
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- Japan
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- magnetic field
- axis
- distribution
- electron beam
- reconstructing
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁界分布の測定装置に関し、特に磁気ヘッド
の漏或磁界の如く1ミクロンオーダーの微小な領域で急
激に変化する磁界の3次元分布を測定するのに適した装
Vt、および測定の方法に関する。
の漏或磁界の如く1ミクロンオーダーの微小な領域で急
激に変化する磁界の3次元分布を測定するのに適した装
Vt、および測定の方法に関する。
計算機用磁気ディスク装置、磁気テープ装置およびVT
R等の磁気記録装暇の高密度化の進展は著しく、これら
の装置に用いられる磁気ヘッドの高性能化が要請されて
いる。高密度の磁気記録を達成するためには、急峻な記
録磁界分布を有する狭トラツクの磁気ヘッドが必要とな
る。トラック幅の減少に伴なって、磁気ヘッドのトラッ
ク幅方向への漏或磁界による隣接トラックへのにじみ書
きが問題となり、トラック幅方向への洩れ磁界の小さい
ヘッドの開発が必要となっている。このような高密度記
録に適したヘッドを開発するためには、ヘッドから発生
する記録磁界の分布を詳細に測定出来る装置の開発が重
要になっている。
R等の磁気記録装暇の高密度化の進展は著しく、これら
の装置に用いられる磁気ヘッドの高性能化が要請されて
いる。高密度の磁気記録を達成するためには、急峻な記
録磁界分布を有する狭トラツクの磁気ヘッドが必要とな
る。トラック幅の減少に伴なって、磁気ヘッドのトラッ
ク幅方向への漏或磁界による隣接トラックへのにじみ書
きが問題となり、トラック幅方向への洩れ磁界の小さい
ヘッドの開発が必要となっている。このような高密度記
録に適したヘッドを開発するためには、ヘッドから発生
する記録磁界の分布を詳細に測定出来る装置の開発が重
要になっている。
磁気ヘッドの記録磁界の分布を測定する方法として、電
子ビームを磁気ヘッドのギャップの近傍に入射させ、電
子線が磁界によりローレンツ力を受けて曲げられること
を利用して、磁界分布を測定する方法が知られている。
子ビームを磁気ヘッドのギャップの近傍に入射させ、電
子線が磁界によりローレンツ力を受けて曲げられること
を利用して、磁界分布を測定する方法が知られている。
磁界の3次元分布を測定するためには、磁界を発生する
試料を回転しながら、電子線を走査し、磁界による電子
線の偏向量をデータとして計算機等に記憶し、このデー
タを計算してもとの磁界分布を再構成する方法が取られ
ている。このような3次元の磁界分布の測定を試みた例
が、第491!!l応用物理学会学術講演予稿集p55
9 (1988年10月)、およびアイ・イー・イー・
イー・トランザクション オンマグネチツクス、エム
ニー ジー21 、(1985年)第1593頁から1
595頁(It<OH,1°rans。
試料を回転しながら、電子線を走査し、磁界による電子
線の偏向量をデータとして計算機等に記憶し、このデー
タを計算してもとの磁界分布を再構成する方法が取られ
ている。このような3次元の磁界分布の測定を試みた例
が、第491!!l応用物理学会学術講演予稿集p55
9 (1988年10月)、およびアイ・イー・イー・
イー・トランザクション オンマグネチツクス、エム
ニー ジー21 、(1985年)第1593頁から1
595頁(It<OH,1°rans。
Magnetiass、 MAG21. (1985)
pp1593〜1595)に述べられている。
pp1593〜1595)に述べられている。
しかし、上記の例には、測定したデータをもとにして磁
界分布を再構成する具体的な方法が述べられていない。
界分布を再構成する具体的な方法が述べられていない。
特に、上述の測定において、試料の回転軸に対して取直
方向の磁界成分を++f構成することは、従来の方法で
は困難であり、測定データから磁界の3次元分布を再構
成する方法の確立、およびこのような手段をそなえた磁
界分布81す実装置の開発が’tlまれでいた。
方向の磁界成分を++f構成することは、従来の方法で
は困難であり、測定データから磁界の3次元分布を再構
成する方法の確立、およびこのような手段をそなえた磁
界分布81す実装置の開発が’tlまれでいた。
本発明では、 ill’l定データから3次元の磁界分
布を再構成するために、試料の回転棚に平行む磁界成分
と9回転軸に垂直な磁界成分に分け、回転軸に承直な磁
界成分の再構成には、測定データに回転角度の情報を付
加した斌を用いる。これにより回転軸に平行および乗置
のいずれの成分も3次元的な磁界分布の再構成がol能
となる。以ドに本発明に用いる磁界分布測定装置f’t
の具体的な構成および磁界分布再構成方法を述べる。
布を再構成するために、試料の回転棚に平行む磁界成分
と9回転軸に垂直な磁界成分に分け、回転軸に承直な磁
界成分の再構成には、測定データに回転角度の情報を付
加した斌を用いる。これにより回転軸に平行および乗置
のいずれの成分も3次元的な磁界分布の再構成がol能
となる。以ドに本発明に用いる磁界分布測定装置f’t
の具体的な構成および磁界分布再構成方法を述べる。
第1回は、本発明に用いる磁界分布測定装置の構成を示
したものである。真空槽6内に設置?’jされた電子銃
2より電子ビーム1を発生させ、対物レンズ3により収
束した電子ビームを、試料ステージ4に搭載した試料5
の近傍に入射させる。試料の発生する磁界により偏向さ
れた電子ビームは、電子ビーム位置検出器に到達し、磁
界に応じた電子ビームの偏向量が測定される。1l11
1定データはデータ記憶部で記憶される。itl!I定
中に、電子ビームは電子ビーム走査$11御部の制御に
より、試料近傍を走査し5また、回転・移動機構をそな
えた試料ステージは試料移動回転制御部の制御により回
転する。′IJ4定を終了した後、再構成演算部により
測定データを計算し、再構成計算結果を再構成結果表示
部に表示する0以上の全体の測定・計算は全体制御部に
より制御する。全体制御部、データ記憶部、再構成演算
部、再構成結果表示部は一つまたはそれ以上の計算機に
より構成する。
したものである。真空槽6内に設置?’jされた電子銃
2より電子ビーム1を発生させ、対物レンズ3により収
束した電子ビームを、試料ステージ4に搭載した試料5
の近傍に入射させる。試料の発生する磁界により偏向さ
れた電子ビームは、電子ビーム位置検出器に到達し、磁
界に応じた電子ビームの偏向量が測定される。1l11
1定データはデータ記憶部で記憶される。itl!I定
中に、電子ビームは電子ビーム走査$11御部の制御に
より、試料近傍を走査し5また、回転・移動機構をそな
えた試料ステージは試料移動回転制御部の制御により回
転する。′IJ4定を終了した後、再構成演算部により
測定データを計算し、再構成計算結果を再構成結果表示
部に表示する0以上の全体の測定・計算は全体制御部に
より制御する。全体制御部、データ記憶部、再構成演算
部、再構成結果表示部は一つまたはそれ以上の計算機に
より構成する。
第2図に測定の原理を示した。試料となる磁気ヘッド7
の記録媒体対向面9の近傍に電子ビーt11を通過させ
る。ギャップ8の近傍に発生する鴻洩磁界10により電
子ビームは偏向され、電子ビ−ム位置検出器により電子
ビームの偏向ft d tおよびdlが測定される。磁
気ヘッドの記録媒体対向1「n9に対して垂直方向を2
軸に取り、記録媒体対向方++’IlをX軸、トラック
幅方向をy軸に取ったlI4¥、1lIII定中に試料
を2軸を回転軸としてl!!1転し。
の記録媒体対向面9の近傍に電子ビーt11を通過させ
る。ギャップ8の近傍に発生する鴻洩磁界10により電
子ビームは偏向され、電子ビ−ム位置検出器により電子
ビームの偏向ft d tおよびdlが測定される。磁
気ヘッドの記録媒体対向1「n9に対して垂直方向を2
軸に取り、記録媒体対向方++’IlをX軸、トラック
幅方向をy軸に取ったlI4¥、1lIII定中に試料
を2軸を回転軸としてl!!1転し。
また電子ビームをx−y面内方向に走査して、試料の1
111転角U、および試料の101転軸と電子ビームと
の距igに対する、偏向量dt、dzを測定する。
111転角U、および試料の101転軸と電子ビームと
の距igに対する、偏向量dt、dzを測定する。
前記のように測定データはデータ記四部に記似し、再構
成演算部で再構成計算した後、再構成結果表示部に計算
結果を表示する。
成演算部で再構成計算した後、再構成結果表示部に計算
結果を表示する。
次に具体的な再構成の方法について述べる。潟洩磁外を
磁気ヘッドの記録媒体対向曲走行方間すなわちX方向の
磁界成分Bxと、トラック幅方向すなわちX方向の磁界
成分By、および記録媒体対向面に垂直方向すなわち2
方向の磁界成分Bzに分離して再構成を析う、電子ビー
ムはビームに垂直な磁界の成分によりローレンツ力を受
け、ビーム走行方向および、磁界方向のいずれにも直角
の方向に偏向されるため、電子ビーム偏向量のX−ym
方向の成分dtはB2のもの関数として次のように表わ
される。
磁気ヘッドの記録媒体対向曲走行方間すなわちX方向の
磁界成分Bxと、トラック幅方向すなわちX方向の磁界
成分By、および記録媒体対向面に垂直方向すなわち2
方向の磁界成分Bzに分離して再構成を析う、電子ビー
ムはビームに垂直な磁界の成分によりローレンツ力を受
け、ビーム走行方向および、磁界方向のいずれにも直角
の方向に偏向されるため、電子ビーム偏向量のX−ym
方向の成分dtはB2のもの関数として次のように表わ
される。
dl (s、θ)= e/(2mV)J’ Bld
Q −(1)ここでeは電子の屯待1mは電子の質猷
、■は電子の加速電圧である。息は電子ビームの走行F
li離であり、(1)式は、ビ・−ムの偏向Md1が電
子ビームが通った位置のBzの電子ビームに沿っての線
積分に比例することを表わしている。一方、電子ビーム
偏向量の2方向の成分d2は、13X、B、およびX軸
と電子ビーム直角方向のなす角θの関数であり、 dz (s、θ) = 2 / (B−xcosθ+B
ysinlj)dff・・・(2) と表わされる。
Q −(1)ここでeは電子の屯待1mは電子の質猷
、■は電子の加速電圧である。息は電子ビームの走行F
li離であり、(1)式は、ビ・−ムの偏向Md1が電
子ビームが通った位置のBzの電子ビームに沿っての線
積分に比例することを表わしている。一方、電子ビーム
偏向量の2方向の成分d2は、13X、B、およびX軸
と電子ビーム直角方向のなす角θの関数であり、 dz (s、θ) = 2 / (B−xcosθ+B
ysinlj)dff・・・(2) と表わされる。
本発明では、これらの測定データからHzの磁界分布を
再構成するために、医療機器の分野で開発されたコンピ
ュータ断胎映像法(Comput、ed丁o+iogr
aphy ;以ドC′rと略す)の手法を用いる。
再構成するために、医療機器の分野で開発されたコンピ
ュータ断胎映像法(Comput、ed丁o+iogr
aphy ;以ドC′rと略す)の手法を用いる。
次にC′1′法によるHzの分布の再構成法について説
明する。第3図のように、B2が分布している2=一定
の向に電子ビームeを入射する。試料の原点と電子ビー
ムとの距離をS、試料のX軸と電子ビームの直角方向と
の角度をθとする。測定偵は直線eに沿ったBz(xl
y)の積分によって与えられるので、次のように表わさ
れる。
明する。第3図のように、B2が分布している2=一定
の向に電子ビームeを入射する。試料の原点と電子ビー
ムとの距離をS、試料のX軸と電子ビームの直角方向と
の角度をθとする。測定偵は直線eに沿ったBz(xl
y)の積分によって与えられるので、次のように表わさ
れる。
・・・(3)
[RHz] F+ θ)は(s、、0)で指定される
直線におけるHzの1MM分を意味し、Bzのラドン変
換という。
直線におけるHzの1MM分を意味し、Bzのラドン変
換という。
2次元フーリエ変換をドh2次元フーり逆変換をド2−
1 と表わすと、フーリエ変換の反転公式から。
1 と表わすと、フーリエ変換の反転公式から。
k3 z = F’ !−” ト° zBz
−(4)Xexp(2yc i 14(xc
osθ+y sinθ))lR1dRdθ・・・(5) 一方、−次元フーリエ変換をFAと表わすと。
−(4)Xexp(2yc i 14(xc
osθ+y sinθ))lR1dRdθ・・・(5) 一方、−次元フーリエ変換をFAと表わすと。
[?’1RBZ](t#
θ)”[h’zBzコ(t、cosθ 、t gin
θ)・・・(6) XIR161P(2ye i R・(xcosθ−y
sinθ))dRdθ・・・(′I) (7) 式を とおくと ×1尺1exp(2tc i R・(xcosO+ys
irl))d RXIRlexp(2tc i R(x
cos&+ysitl))d s d R・・・(11
) 以上のように(9) 式のフーリエ変換を計算する代 りに、 あらかじめ計算した(I2)式の重み関数gと測定値[
K B z] (s p 13 ) Q)M(:I
ンボリューション)を積分する方法をコンボリューショ
ン法という6最後に(8)式の逆射影変換によりBzの
分布が得られる。
θ)・・・(6) XIR161P(2ye i R・(xcosθ−y
sinθ))dRdθ・・・(′I) (7) 式を とおくと ×1尺1exp(2tc i R・(xcosO+ys
irl))d RXIRlexp(2tc i R(x
cos&+ysitl))d s d R・・・(11
) 以上のように(9) 式のフーリエ変換を計算する代 りに、 あらかじめ計算した(I2)式の重み関数gと測定値[
K B z] (s p 13 ) Q)M(:I
ンボリューション)を積分する方法をコンボリューショ
ン法という6最後に(8)式の逆射影変換によりBzの
分布が得られる。
以上のアルゴリズムを用いて実際に再構成計算を行うに
は、各計算式をディジタル化する。電子ビームの走査を
d 1llJ隔に行い、走査番号をmとすると、s =
m dと表わされる。また、試料の間転をΔθ聞醐で
行い、回転番号をnとすると、0=nΔ0となる。従っ
て2111定値はd】(m、n)。
は、各計算式をディジタル化する。電子ビームの走査を
d 1llJ隔に行い、走査番号をmとすると、s =
m dと表わされる。また、試料の間転をΔθ聞醐で
行い、回転番号をnとすると、0=nΔ0となる。従っ
て2111定値はd】(m、n)。
d dm 、 n )と表わされる(12)式の1’(
み関数を求となる。
み関数を求となる。
または再構成の時のリンギング雑音を防ぐため。
(13)式を修正して
を用いる。
−
次に。
測定値
[RBzl(md*
nΔ θ)
と重み関数11もしくはgzから、(11)式に相当す
るコンボリューション計算を行う。
るコンボリューション計算を行う。
Hz’ (kd、 nΔO)
m=−(M−1)/ 2
・・・(15)
ここで、Mは電子ビームの走査の数である。
次に第4図のように再構成するx −y +r11の座
標をε間隔で離散化し、x=pと、y=qεと表わす0
回転角nΔθの時の(p+ q)点でのBzの値は次の
ように求める。第4図のように、直線nΔθに(p*q
)点から垂線をドし、この交点と原点との距#lsを求
める。原点から5lllれた位置のBz’の値は、交点
に隣接したk、およびに+1の格子点での82 の値よ
り補間計算により求める1次に1以上により求めたBz
’(pε。
標をε間隔で離散化し、x=pと、y=qεと表わす0
回転角nΔθの時の(p+ q)点でのBzの値は次の
ように求める。第4図のように、直線nΔθに(p*q
)点から垂線をドし、この交点と原点との距#lsを求
める。原点から5lllれた位置のBz’の値は、交点
に隣接したk、およびに+1の格子点での82 の値よ
り補間計算により求める1次に1以上により求めたBz
’(pε。
qε;nΔθ)より(8)式に相当する逆射影蛮換・・
・(16) を計算してB2の分布が得られる。ここでNは回転ステ
ップの数である0以上の操作をまとめて第5図に示した
。
・(16) を計算してB2の分布が得られる。ここでNは回転ステ
ップの数である0以上の操作をまとめて第5図に示した
。
以上のように、電子ビームを磁界の検出手段として用い
る3次元磁界分布測定装置において、試料の回@輔に平
行な磁界成分B2の再構成は、上述のC′r法のアルゴ
リズムを用いることにより実現uJ能である。しかし、
(2)式のように、一つの測定データが独立な二つの未
知量Bx、Byの和で示されているため、上述と同じア
ルゴリズムでBx、Byの再構成を行うことは不tel
能である。
る3次元磁界分布測定装置において、試料の回@輔に平
行な磁界成分B2の再構成は、上述のC′r法のアルゴ
リズムを用いることにより実現uJ能である。しかし、
(2)式のように、一つの測定データが独立な二つの未
知量Bx、Byの和で示されているため、上述と同じア
ルゴリズムでBx、Byの再構成を行うことは不tel
能である。
発明者らは、試料の回転軸に直角な磁界成分Bx、By
の3次元分布の再構成法について鋭意検討した結果、電
子ビームの偏向量の測定値d2に試料回転角θの余弦c
og (j を乗じて、これを上述のCT法を用いて
演算することによりBxの再構成が出来、またdzにs
in (+ を乗じて、演算することによりByの再
構成が出来ることを見出した。
の3次元分布の再構成法について鋭意検討した結果、電
子ビームの偏向量の測定値d2に試料回転角θの余弦c
og (j を乗じて、これを上述のCT法を用いて
演算することによりBxの再構成が出来、またdzにs
in (+ を乗じて、演算することによりByの再
構成が出来ることを見出した。
以−ドに牛の原理について示す。
本発明に使用する磁界分布測定装Ftにように、空間の
漏洩磁界を81り定する場合、磁界を生ずる原因となる
コイル、や磁石等の起磁力は測定領域には存在せず、第
2図においてzくOの領域に存Y1ミする。従つで測定
室NilであるZ>Oの領域の磁界分布は、Z<Oの領
域に存在する起磁力によって定まっている。第6図に示
すように、Z<Oの侮意の位置0 (xo* y(l
zo)に単位の磁極があるとすると、この磁極によ
るZ>Oの点p(X+y*z)の磁界は、 ・−・(17) ・・・(18) と表わされる。Z〈0の領域の起磁力の分布は正負の磁
極の分布によって表わされるので、Z〉0の空間での磁
界分布も上記の磁界の重ね合わせで表わされる。上記の
磁界分布について(3)式にボしだと同様のラドン変換
を計算すると。
漏洩磁界を81り定する場合、磁界を生ずる原因となる
コイル、や磁石等の起磁力は測定領域には存在せず、第
2図においてzくOの領域に存Y1ミする。従つで測定
室NilであるZ>Oの領域の磁界分布は、Z<Oの領
域に存在する起磁力によって定まっている。第6図に示
すように、Z<Oの侮意の位置0 (xo* y(l
zo)に単位の磁極があるとすると、この磁極によ
るZ>Oの点p(X+y*z)の磁界は、 ・−・(17) ・・・(18) と表わされる。Z〈0の領域の起磁力の分布は正負の磁
極の分布によって表わされるので、Z〉0の空間での磁
界分布も上記の磁界の重ね合わせで表わされる。上記の
磁界分布について(3)式にボしだと同様のラドン変換
を計算すると。
[R,BxE(S。
θ)
・・・(19)
l L< B y](s e
U)
・・・(20)
となる。
ここでCは
C=ξ2+2ξ
(sinxo−eos&yo)+s2
−2 s (cosθxo+5inByo)+xo”+
yo”+(z+zo)”・・・(21) である。
yo”+(z+zo)”・・・(21) である。
(19) 。
(20)はそれぞれ、
[尺Bx](s+
U)
[RHy](SL−
θ)
但し
L)=s”+2s (xocosθ+yasirl)
+(xocosθ−yosin & )”+ x o”
十y o”+(Z + z o)”・・・(24) 一方、実際に測管出来るのは(2)式に示したように、
(B xcos B +B ysinθ)であるから、
このラドン変換にCO8θ、 sinθを乗じた値は、
[K(Bxcosθ+Hysin&)](s、 &)X
cosθ・・・(25) [E(Bxcos&+8ysirl)](s、θ)Xs
j、n。
+(xocosθ−yosin & )”+ x o”
十y o”+(Z + z o)”・・・(24) 一方、実際に測管出来るのは(2)式に示したように、
(B xcos B +B ysinθ)であるから、
このラドン変換にCO8θ、 sinθを乗じた値は、
[K(Bxcosθ+Hysin&)](s、 &)X
cosθ・・・(25) [E(Bxcos&+8ysirl)](s、θ)Xs
j、n。
・・・(26)
以上のように、x−y+(ri内磁界威分の?1llI
定情d2にcos B を乗じた値は、X成分の磁界
の′mIf&分の値に等しく、また、daにsinθ
を乗じた値はy成分の磁界の線積分の値に等して、従っ
て治す図に示すようにこれらの値を用いた前述のC′1
′法により再構成計算を行うことにより、Bx、Byの
3凍死分布の再M或がuj能となる。
定情d2にcos B を乗じた値は、X成分の磁界
の′mIf&分の値に等しく、また、daにsinθ
を乗じた値はy成分の磁界の線積分の値に等して、従っ
て治す図に示すようにこれらの値を用いた前述のC′1
′法により再構成計算を行うことにより、Bx、Byの
3凍死分布の再M或がuj能となる。
」二連の説明では電子ビームを用いた磁界分布の測定に
ついて述べて来たが、測定の対象とする物理量は必ずし
も磁界でなくともよく、また測定の手段は電子ビームで
なくともよい0本発明の方法により従来任意の成分が測
定できなかったベクトル量の:3次次元布が測定できる
。
ついて述べて来たが、測定の対象とする物理量は必ずし
も磁界でなくともよく、また測定の手段は電子ビームで
なくともよい0本発明の方法により従来任意の成分が測
定できなかったベクトル量の:3次次元布が測定できる
。
本発明の測定装bゝ′tには、少なくとも81り定領域
を通過する直線に沿ったベクトル物理量の和を測定する
機構と、試料を前記+A ′kAに直角な軸を回転軸と
して回転する機構、測定する領域内を前記直線が回転軸
と直角方向に走査する機構と、 i!III足データ全
データてもとのベクトル物β11量の分布を再構成する
機構が必要である。
を通過する直線に沿ったベクトル物理量の和を測定する
機構と、試料を前記+A ′kAに直角な軸を回転軸と
して回転する機構、測定する領域内を前記直線が回転軸
と直角方向に走査する機構と、 i!III足データ全
データてもとのベクトル物β11量の分布を再構成する
機構が必要である。
試料のlI?1転軸に平行な成分のベクトル物理量の分
布を再構成するには、前記のベクトル物理量の和を測定
する機構が、少なくとも前Ke I!Fl k軸に平行
なベクトル物理量の和をa+11定する機能を右してい
ることが必要である。この測定値から、前記のベクトル
物理量の分布を再構成する機構において5前記のコンピ
ュータ断λダ映倣法の計算手続を行うことにより、回転
軸に平行な成分のベクトル物理量の3次元分布を再構成
することが出来る。
布を再構成するには、前記のベクトル物理量の和を測定
する機構が、少なくとも前Ke I!Fl k軸に平行
なベクトル物理量の和をa+11定する機能を右してい
ることが必要である。この測定値から、前記のベクトル
物理量の分布を再構成する機構において5前記のコンピ
ュータ断λダ映倣法の計算手続を行うことにより、回転
軸に平行な成分のベクトル物理量の3次元分布を再構成
することが出来る。
回転軸に垂直な成分のベクトル物理量の分布の再構成は
、任意のベクトル物理量についてu)能ではない、空間
の磁気スカラーボランシャルUは次のような3次元ラプ
ラス方程式を満足する。
、任意のベクトル物理量についてu)能ではない、空間
の磁気スカラーボランシャルUは次のような3次元ラプ
ラス方程式を満足する。
δ”LJ a”v a”u−++−=0
・・・(Z7)Bx2 δy″ a
z2 磁界は1i11気スカラーボランシヤルの勾配に算しく
と表わされる。従って、このように3次1Gラプラス方
糊式を満足するスカラー物理量の勾配によって表わされ
るベクトル物理量については、木9.QIJの装置およ
び方法を用いて回転軸に唯直な成分のベクトル物理量の
分VH3を測定することが出来る。
・・・(Z7)Bx2 δy″ a
z2 磁界は1i11気スカラーボランシヤルの勾配に算しく
と表わされる。従って、このように3次1Gラプラス方
糊式を満足するスカラー物理量の勾配によって表わされ
るベクトル物理量については、木9.QIJの装置およ
び方法を用いて回転軸に唯直な成分のベクトル物理量の
分VH3を測定することが出来る。
本測定のためには前記の測定の機構が、回転軸に対して
垂直な成分のベクトル物理量の和をft1l 足できる
機能を有していることが必要である。さらに、測定機構
が直線に対して直角成分を測定する機能を有している場
合は、前記のベクトル物理量の分布を再構成する機構に
おいて、前記の測定値に。
垂直な成分のベクトル物理量の和をft1l 足できる
機能を有していることが必要である。さらに、測定機構
が直線に対して直角成分を測定する機能を有している場
合は、前記のベクトル物理量の分布を再構成する機構に
おいて、前記の測定値に。
回転軸に直角で試料に同定した1lllxと直線の直角
方向のなす角0の余弦cosθ を乗じた値をもとに、
前記のコンピュータ断磨映像法の計算手続を行うことに
よりX#4に1ド行な成分のベクトル物理量の分布を再
構成するとか出来る。また、前記の測定値に角0の正弦
sinθ を乗じた値をもとに、回転軸およびX軸にと
もに直角な軸yに平行なベクトル物理量の分布を再構成
するとか出来るつまた、前記測定機構が前記1保線に対
して平行な成分のベクトル物理量を測定する機能を有し
ている場合は、前述のgunθとcos &は逆の関係
となり、前記測定値にgin 13 を乗じた値をも
とにX軸方向の、cos B を乗じた餉をもとにy
軸方向成分のベクトル物理量の分布を再構成するとか出
来る。
方向のなす角0の余弦cosθ を乗じた値をもとに、
前記のコンピュータ断磨映像法の計算手続を行うことに
よりX#4に1ド行な成分のベクトル物理量の分布を再
構成するとか出来る。また、前記の測定値に角0の正弦
sinθ を乗じた値をもとに、回転軸およびX軸にと
もに直角な軸yに平行なベクトル物理量の分布を再構成
するとか出来るつまた、前記測定機構が前記1保線に対
して平行な成分のベクトル物理量を測定する機能を有し
ている場合は、前述のgunθとcos &は逆の関係
となり、前記測定値にgin 13 を乗じた値をも
とにX軸方向の、cos B を乗じた餉をもとにy
軸方向成分のベクトル物理量の分布を再構成するとか出
来る。
(実施例〕
本発明の方法により、Bx= By、Bzの3次元分布
の再構成がロノ能であることを実証するために。
の再構成がロノ能であることを実証するために。
磁気ヘッドが発生する理論的な磁界分布BxseBys
g Bzsについて、本発明の方法により再構成計算を
行い、再構成磁界分布Bxr、 Byr+ Bzrをも
との理論磁界分布と比較した。理論磁界分布はギャップ
長1.2μm、hラック幅6μm、ギャップデプス10
μmの磁気ヘッドについて計算により求めたものである
。まず、上述の理論磁界分布を持つ磁気ヘッドのギャッ
プ中心をx=0.t−ラック幅中心をy=0.記録媒体
対向面をz=0として、2軸を回転軸として間隔Δθ=
1°間隔で−90°〜90°の範囲で試料をIF5転し
、記録媒体対向面からの距Mz=0.1itm の商を
、電子ビームで間隔d = 0 、2 p m で−1
0〜10μmの範囲で走査した時の測定値d1(m、n
)、dz(m、n)を(1)式、(2)式に基づいて計
算により求た0次にこの測定値はもとに、第5図にボし
たように、dxの測定値をそのまのCT法により、また
dzの測定値はeos fJおよびsinθを乗じたイ
1〔(をc ’r法により計算し、それぞれBz、 B
x、 Byの分布を求めた。再構成の際に用いた格子点
の間隔とは0.2μm、再構成の範囲はx = −10
〜10μm、y=−10〜10μmである。第7図にI
3工、第8図にはBy、第9図にはBzの理論6J&昇
分布と阿構成磁界分布の比較を示した。各回において(
a)は理論磁界分布のz=0.1μmのx−y曲内の分
布、(b)は再構成磁界分布、(c)は(aン、(b)
のy=一定の位1dにおける理論磁界分布とlIJ、構
成磁界分布の比較を示したものである。第7図、第9図
では(C)でのyの値はO,第8図ではy=3.0μm
の化性での分布を示している。
g Bzsについて、本発明の方法により再構成計算を
行い、再構成磁界分布Bxr、 Byr+ Bzrをも
との理論磁界分布と比較した。理論磁界分布はギャップ
長1.2μm、hラック幅6μm、ギャップデプス10
μmの磁気ヘッドについて計算により求めたものである
。まず、上述の理論磁界分布を持つ磁気ヘッドのギャッ
プ中心をx=0.t−ラック幅中心をy=0.記録媒体
対向面をz=0として、2軸を回転軸として間隔Δθ=
1°間隔で−90°〜90°の範囲で試料をIF5転し
、記録媒体対向面からの距Mz=0.1itm の商を
、電子ビームで間隔d = 0 、2 p m で−1
0〜10μmの範囲で走査した時の測定値d1(m、n
)、dz(m、n)を(1)式、(2)式に基づいて計
算により求た0次にこの測定値はもとに、第5図にボし
たように、dxの測定値をそのまのCT法により、また
dzの測定値はeos fJおよびsinθを乗じたイ
1〔(をc ’r法により計算し、それぞれBz、 B
x、 Byの分布を求めた。再構成の際に用いた格子点
の間隔とは0.2μm、再構成の範囲はx = −10
〜10μm、y=−10〜10μmである。第7図にI
3工、第8図にはBy、第9図にはBzの理論6J&昇
分布と阿構成磁界分布の比較を示した。各回において(
a)は理論磁界分布のz=0.1μmのx−y曲内の分
布、(b)は再構成磁界分布、(c)は(aン、(b)
のy=一定の位1dにおける理論磁界分布とlIJ、構
成磁界分布の比較を示したものである。第7図、第9図
では(C)でのyの値はO,第8図ではy=3.0μm
の化性での分布を示している。
第7図〜第9図のように、再構成6j&界分布は再構成
範IJtiの端部、およびBy、Hzのピーク値におい
てやや計算誤差があるものの、全体的に極めて良く理論
磁界分布を再現している。
範IJtiの端部、およびBy、Hzのピーク値におい
てやや計算誤差があるものの、全体的に極めて良く理論
磁界分布を再現している。
なお、本実施例では、再構成計算の方法としてコンボリ
ューション法を用いたが、コンボリューション法以外の
他のCT法でも再構成は口f能であり、例えば、(It
)式のx+<み1対数gを求めずに、(9)式のように
観測データの1次元フーリエ変換を求めた後、これに+
に!、lを乗じて逆フーリエ変換を行って(9)式の結
果を求め、次に前と同様に(8)式により、逆射影変換
を行ってもとの分布を再構成することも出来る。
ューション法を用いたが、コンボリューション法以外の
他のCT法でも再構成は口f能であり、例えば、(It
)式のx+<み1対数gを求めずに、(9)式のように
観測データの1次元フーリエ変換を求めた後、これに+
に!、lを乗じて逆フーリエ変換を行って(9)式の結
果を求め、次に前と同様に(8)式により、逆射影変換
を行ってもとの分布を再構成することも出来る。
以上のように、本発明により電子ビームを用いて磁気ヘ
ッド等の磁気コア、あるいは永久磁り等が発生する漏洩
磁界のx、y、z成分の:3次次元布を容易に、かつ高
精度に測定出来ることか明らかである。
ッド等の磁気コア、あるいは永久磁り等が発生する漏洩
磁界のx、y、z成分の:3次次元布を容易に、かつ高
精度に測定出来ることか明らかである。
4.114面の(資)車な説明
勤1図は本発明に用いる磁界分布測定装hゝ’/(1)
構成図を、第2図は本発明に用いる磁界分布8IQ定装
置の測定の原理図を、第3図〜鎗6図はそれぞれ本発明
の磁界分布の再構成の方法を説明する概念図、第7図〜
第9図はそれぞれ本発明により4++構威した磁界分布
ともとの理論磁界分布を比較したグラフの図である。
構成図を、第2図は本発明に用いる磁界分布8IQ定装
置の測定の原理図を、第3図〜鎗6図はそれぞれ本発明
の磁界分布の再構成の方法を説明する概念図、第7図〜
第9図はそれぞれ本発明により4++構威した磁界分布
ともとの理論磁界分布を比較したグラフの図である。
上・・・電子ビーム、2・・・電子銃、3・・・対物レ
ンズ、4・・・試料ステージ、5・・・試料、6・・・
真空槽、7・・・磁気ヘッド、8・・・ギャップ、9・
・・記録媒体対向向。
ンズ、4・・・試料ステージ、5・・・試料、6・・・
真空槽、7・・・磁気ヘッド、8・・・ギャップ、9・
・・記録媒体対向向。
工0・・・翻洩磁昇、11・・・電子ビーム位誼検出器
。
。
第
因
め
■
拓
図
≠
図
な
5
目
菌6 図
図面の浄書(内容に変更なし)
図画の浄書(内容に変更t1シ)
図面の浄書(内容1こ変更なし)
B工
(丁ン
図面の浄書(内容に=更なし)
図面の浄IF(内容に変更なし)
図面の浄書(内容に変更なし)
By(T)
図面の浄書(内容に変更なし)
8面の浄書(内容に変更々し)
図面の汀+w(内容に第四なし)
β2 (T)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、試料が発生するベクトル物理量の3次元分布を測定
する装置において、少なくとも測定領域を通過する直線
に沿つたベクトル物理量の和を測定する機構と、試料を
前記直線に直角な軸を回転軸として回転する機構と、測
定する領域内を前記直線が回転軸と直角方向に走査する
機構と、測定データを計算してもとのベクトル物理量の
分布を再構成する機構をもち、前記ベクトル物理量を再
構成する機構が少なくともコンピュータ断層映像法の計
算手続を実現する手段を有しており、前記の直線に沿つ
たベクトル物理量の和を測定する機構が、少なくとも、
前記回転軸に平行なベクトル物理量の成分の直線に沿つ
た和を測定する機能を有し、かつ前記のベクトル物理量
の分布を再構成する機構が、前記の測定値から前記回転
軸に平行なベクトル物理量の成分の分布を再構成する手
段を有することを特徴としたベクトル物理量の分不測定
装置。 2、試料が発生するベクトル物理量の3次元分布を測定
する装置において、少なくとも測定領域を通過する直線
に沿つたベクトル物理量の和を測定する機構と、試料を
前記直線に直角な軸を回転軸として回転する機構と、測
定する領域内を前記直線が回転軸と直角方向に走査する
機構と、測定データを計算してもとのベクトル物理量の
分布を再構成する機構をもち、前記ベクトル物理量を再
構成する機構が少なくともコンピュータ断層映像法の計
算手続を実現する手段を有しており、前記ベクトル物理
量が3次元のラプラス方程を満足するスカラー物理量の
勾配で表わされる量であつて、前記の直線に沿つたベク
トル物理量の和を測定する機構が前記直線に対して垂直
でかつ前記回転軸に垂直なベクトル物理量の成分の直線
に沿つた和を測定する機能を有し、前記のベクトル物理
量の分布を再構成する機構が、少なくとも、前記の測定
値に、前記回転軸に直角で試料に固定した軸xと前記直
線の直角方向のなす角θの余弦cosθを乗ずる手段、
および前記の測定値に角θの正弦sinθを乗ずる手段
を有し、前記cosθを乗じた値から前記x軸に平行な
成分のベクトル物理量の分布を再構成し、前記sinθ
を乗じた値から前記回転軸および前記軸xにともに直角
な軸yに平行な成分のベクトル物理量の分布を再構成す
る手段を有することを特徴とするベクトル物理量の分布
測定装置。 3、電子ビームが磁界の存在により偏向する原理を利用
して、磁気コアもしくは磁石が発生する磁界の3次元分
布を測定する装置において、少なくとも試料を電子ビー
ムに直角な軸を回転軸として回転する機構と、測定する
領域内を電子ビームが回転軸と直角方向に走査する機構
と、電子ビームの偏向量を測定する機構と、測定データ
を計算してもその磁界分布を再構成する機構をもち、前
記磁界分布を再構成する機構が少なくともコンピュータ
断層映像法の計算手続を実現できる手段を有し、かつ、
前記試料の回転軸に垂直な成分の電子ビームの偏向量測
定値から、前記回転軸に平行な成分の磁界分布を再構成
する手段を有することを特徴とした磁界分布測定装置。 4、電子ビームが磁界の存在により偏向する原理を利用
して、磁気コアもしくは永久磁石が発生する磁界の3次
元分布を測定する装置において、少なくとも試料を電子
ビームに直角な軸を回転軸として回転する機構と、測定
する領域内を電子ビームが回転軸と直角方向に走査する
機構と、電子ビームの偏向量を測定する機構と、測定デ
ータを計算してもとの磁界分布を再構成する機構をもち
、前記の磁界分布を再構成する機構が、少なくともコン
ピュータ断層映像法の計算手続を実現できる手段を有し
、かつ、前記試料の回転軸に平行な成分の電子ビームの
偏向量測定値に、前記回転軸に直角で試料に固定した軸
xと電子ビームの直角方向のなす角θの余弦cosθを
乗ずる手段、および前記偏向量測定値に角θの正弦si
nθを乗ずる手段を有し、前記cosθを乗じた値から
、前記軸xに平行な成分の磁界分布を再構成し、前記s
inθを乗じた値から前記回転軸および前記軸xにとも
に直角な軸yに平行な成分の磁界分布を再構成する手段
を有することを特徴とする磁界分布測定装置。 5、電子ビームが磁界の存在により偏向する原理を利用
して、磁気コアもしくは磁石が発生する磁界の3次元分
布を測定する方法において、少なくとも試料を回転する
操作と、測定する領域内を電子ビームで回転軸と直角方
向に走査する操作と、電子ビームの偏向量を測定する操
作と、測定データを計算してもとの磁界分布を再構成す
る操作を含み、前記磁界分布を再構成する操作が少なく
ともコンピュータ断層映像法の計算操作を含み、前記計
算操作により、前記試料の回転軸に垂直な成分の電子ビ
ームの偏向量測定値から、前記回転軸に平行な成分の磁
界分布を再構成することを特徴とした磁界分布の測定方
法。 6、電子ビームが磁界の存在により偏向する原理を利用
して、磁気コアもしくは磁石が発生する磁界の3次元分
布を測定する方法において、少なくとも試料を回転する
操作と、測定する領域内を電子ビームで回転軸と直角方
向に走査する操作と、電子ビームの偏向量を測定する操
作と、測定データを計算してもとの磁界分布を再構成す
る操作を含み、前記磁界分布を再構成する操作が少なく
ともコンピュータ断層映像法の計算操作を含み、かつ前
記試料の回転軸に平行な成分の電子ビームの偏向量測定
値に、前記回転軸に直角で試料に固定した軸xと電子ビ
ームの直角方向のなす角θの余弦cosθを乗ずる操作
、および前記偏向量測定値に角θの正弦sinθを乗す
る操作を含み、前記cosθを乗じた値から、前記軸x
に平行な成分の磁界分布を再構成し、前記sinθを乗
じた値から前記回転軸および前記軸xにともに直角な軸
yに平行な成分の磁界分布を再構成することを特徴とし
た磁界分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22736289A JPH0390877A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | ベクトル物理量の分布測定装置およびその測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22736289A JPH0390877A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | ベクトル物理量の分布測定装置およびその測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0390877A true JPH0390877A (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=16859611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22736289A Pending JPH0390877A (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | ベクトル物理量の分布測定装置およびその測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0390877A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5308712A (en) * | 1991-03-28 | 1994-05-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Air electrode and solid electrolyte fuel cell having the same |
| JP2001228784A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Kansai Tlo Kk | 3次元磁場分布および3次元電流分布の計測方法並びに計測装置 |
| WO2011108543A1 (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-09 | 国立大学法人神戸大学 | ポテンシャル取得装置、磁場顕微鏡、検査装置およびポテンシャル取得方法 |
| WO2013035386A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 多極子測定装置 |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP22736289A patent/JPH0390877A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5308712A (en) * | 1991-03-28 | 1994-05-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Air electrode and solid electrolyte fuel cell having the same |
| JP2001228784A (ja) * | 2000-02-16 | 2001-08-24 | Kansai Tlo Kk | 3次元磁場分布および3次元電流分布の計測方法並びに計測装置 |
| WO2011108543A1 (ja) * | 2010-03-01 | 2011-09-09 | 国立大学法人神戸大学 | ポテンシャル取得装置、磁場顕微鏡、検査装置およびポテンシャル取得方法 |
| JPWO2011108543A1 (ja) * | 2010-03-01 | 2013-06-27 | 国立大学法人神戸大学 | ポテンシャル取得装置、磁場顕微鏡、検査装置およびポテンシャル取得方法 |
| WO2013035386A1 (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-14 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 多極子測定装置 |
| JP2013058382A (ja) * | 2011-09-08 | 2013-03-28 | Hitachi High-Technologies Corp | 多極子測定装置 |
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