JPH0498174A - 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〕 磁界発生源の発生する磁界の空間分布を正確に映像化す
る磁界の映像化装置に関し、 少ない測定回数で多くの映像化データを収集することに
よって、映像化時間を短くすることを目的とし、 磁界発生源と、この磁界発生源の磁界領域中に配置され
た線状導体と、この線状導体に誘起される電磁誘導電圧
を検出する電圧検出手段と、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と、前記電圧検出手段
で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手段
とを備える磁界の映像化装置において、第１の形態では
前記移動手段により磁界発生源と線状導体とが相対移動
して磁界領域を走査する際に、一連の相対移動動作で線
状導体が複数回磁界分布と鎖交して誘導電圧を発生させ
るように折り曲げて構成し、第２の形態では前記線状導
体を少なくとも２つの独立した小線状導体の集合体とし
て形成し、前記移動手段により磁界発生源と線状導体と
が相対移動して磁界領域を走査する際に、選択手段によ
り磁界分布と鎖交する小線状導体の誘導電圧のみを検出
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５図に示すように、長さ！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　−■　×　Ｂ　・・・　■ このとき、導体９１の両端に生じる電圧Ｖは電圧計９２
を用いて測定でき、その電圧■は導体９１の方向ここで
第５図において、導体９１が磁束密度Ｂの磁場内のＸＹ
平面内を定速■、で移動するものとすれば、上述の０式
は磁束密度Ｂの垂直成分Ｂ２ところで、コンピュータ断
層映像手法（ＣＴ平手法とは、■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、■式から導体９１の両端に生ずる電圧ＶはＢ２を
導体９１に沿って線積分の形になっていることが分かる
。そこで、導体９１の移動に伴って測定される電圧■は
導体９１の通過した一方向おける磁束分布Ｂ２（×、ｙ
）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、ＣＴ平手法運用することによって
磁束分布Ｂｚ　（ｘ＋　ｙ）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ＣＴ平手法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６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９４
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。なお、この
測定時には、検出時のＳ／Ｎ比の向上のため、電圧検出
を複数回行なって平均化処理を行う場合が多い。

以上説明した装置では、線状導体９３が磁界発生源に対
して直線的に移動して走査するものであったが、磁界の
映像化装置としては、線状導体を回転させて走査を行う
ものもある。第７図はこの回転走査型の磁界の映像化装
置の構成を示すものであり、第６図の装置構成と同じ構
成部材に付いては同じ符号を付してその説明を省略する
。

第７図の装置が第６図の装置と異なる点は、磁界発生源
９４の上方にモータ７０により回転する円板状の支持１
体７１が設けられており、この支持体７１上に線状導体
７２が設けられている点と、直線ステージが設けられて
いない点である。この線状導体７２は半円状の閉ループ
状をしており、線状導体７２の両端部は支持体７１の回
転軸７３上に設けられた導体リング７４．７５にそれぞ
れ接続されている。そして、この導体リング７４．７５
に誘起される電圧は、ブラシ７６、．７７を介して取り
出されてアンプ９７に入力されるようになってい、る。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、従来の磁界の映像化装置では、線状導体７２
．９３の一走査内で、線状導体７２．９３は磁界発生源
９４上の磁界分布と一回もしくは一回（一回の場合は検
出電圧の位相は一回目の検出値と逆位相となる）鎖交す
るが、直線走査型の磁界の映像化装置の場合は、直線走
査における停止、逆進のための時間が無駄時間として存
在し、回転走査型の磁界の映像化装置の場合は、回転走
査における回転待ち時間が無駄時間として存在するため
に、特に、複数回走査して平均化処理を行う場合には検
出時間がかかり、映像化の時間が長くなるという問題が
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、直線走査型でも回転走査型でも、−回の走
査における磁束分布の検出データ数を増大させ、映像化
の時間の短縮を図ることが可能な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）は本発明の第１の形態の磁界の映像化装置
の構成を示すものであり、装置には、磁界発生源１と、
この磁界発生源１の磁界領域中に配置された線状導体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、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４と、電圧検出手段３で得ら
れた検出値にコンピュータ断層映像手法を適用して、磁
束分布を二次元映像に変換する映像変換手段５とが設け
られている。この装置において移動手段４により磁界発
生源１と線状導体２とが相対移動して磁界領域を走査す
る際に、一連の相対移動動作で線状導体２が複数回磁界
分布と鎖交して誘導電圧を発生させるように前記線状導
体２を折り曲げて構成する。第１図（′ｂ）は本発明の
第２の形態の装置の構成を示すものであり、この形態の
装置が第１の形態の装置と異なる点は、線状導体２を少
なくとも２つの独立した小線状導体６の集合体として形
成し、移動手段４により磁界発生源１と線状導体２とが
相対移動して磁界領域を走査する際に、選択手段８によ
り磁界分布と鎖交する小線状導体６の誘導電圧のみを検
出するように構成する。

〔作用〕

本発明の磁界の映像化装置によれば、線状導体と磁界発
生源とを相対運動させた際に、複数の閉ループそれぞれ
に誘導電圧が誘起されるので、連の走査で少なくとも３
回以上誘導電圧検出が可能となるため、短時間で多数の
磁束分布の測定データが得られる。

〔実施例〕

以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する
。

第２図は本発明の一実施例の構成を示すものであり、直
線移動型の磁界の映像化装置の実施例を示すものである
。図において２０は線状導体（検出コイル）であり、こ
の実施例の線状導体２０は、映像化を行う断層面（測定
面）に対して平行に配置されている。そして、線状導体
２は折り曲げられて櫛歯状に形成され、この実施例では
４本の平行な直線部２１．２２．２３．２４を備えた形
状となっている。線状導体２の直線部２Ｌ　２２．２３
．２４に発生する電圧は、アンプ２５によって増幅され
、Ａ／Ｄ変換器２６によってディジタル値に変換された
後にコンピュータ２７に入力されて読み取られるように
なっている。

５０は磁界発生源であり、この磁界発生源５０の下部に
は従来装置同様に回転ステージ５１と直進ステージ５２
が設けられでいる。よって、この実施例では磁界発生源
５０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５１を回転させず
に、直進ステージ５２により磁界発生源５０が線状導体
２０に対して移動する。この磁界発生源５０の移動によ
り、線状導体２０の直線部２Ｌ　２２．２３２４には順
次電磁誘導電圧が発生し、発生した電磁誘導電圧はアン
プ２５で増幅され、Ａ／Ｄ変換器２６でディジタル値に
変換されてコンピュータ２７に逐次読み取られる。この
とき、線状導体２０の直線部２Ｌ　２３と直線部２３．
２４には位相が逆転した検出電圧が得られる。

よって、得られた４種類の検出電圧を位相調整して平均
化することにより、高いＳ／Ｎ比で磁界測定が可能とな
る。なお、同一形状の２組の検出コイル（図示せず）を
形成し、両者の検出電圧を差動検出することにより、−
層高いＳ／Ｎ比で磁界測定が可能きなる。

このようにして、直進ステージ５２の動作が終了すると
、回転ステージ５１によって磁界発生源５０が所定角度
回転させられ、直線ステージ５２による動作が再び行わ
れて線状導体２０の直線部２Ｌ　２２．２３゜２４にそ
れぞれ発生する電磁誘導電圧がコンピュータ２７に読み
取られる。同様の検出は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
。

第３図は本発明の別の実施例の構成を示すものであり、
回転移動型の磁界の映像化装置の実施例を示すものであ
る。この実施例では線状導体以外の構成は第２図に示し
た装置と直線ステージが無いことを除いて全く同じであ
るので、同じ符号を付してその説明を省略する。

第３図の装置が第２図の装置と異なる点は、磁界発生源
５０の上方にモータ６０により回転する円板状の支持体
６１が設けられており、この支持体６１上に線状導体３
０が設けられている点である。この線状導体３０は折り
曲げられて半径方向に伸びる６つの直線部３１〜３６と
、支持体６１の円周方向に沿った３つの曲線部３７〜３
９とに分かれている。この実施例では・直線部３１〜３
６は等間陽に配置されている。

また、線状導体３０の両端部は支持体６１の回転軸６２
に設けられた導体リング６３．６４にそれぞれ接続され
ている。そして、この導体リング６３．６４に誘起され
る電圧は、ブラシ６５．６６を介して取り出されてアン
プ２５に入力されるようになっている。

そして、測定時にはまず回転ステージ５１を回転させず
に、モータ６０を回転させて支持体６１を回転させ、磁
界発生源５０に対して線状導体３０を移動させる。この
支持体６１の回転移動により、線状導体３０の直線部３
１〜３６が順次磁界発生源５０上を通過し、直線部３１
〜３６に次りに電磁誘導電圧が発生する。

発生した電磁誘導電圧はアンプ２５で増幅され、Ａ／Ｄ
変換器２６でディジタル値に変換されてコンピュータ２
７に逐次読み取られる。このとぎ、線状導体３０の直線
部３１．３３．３５と直線部３２．３４．３６には位相
が逆転した検出電圧が得られる。

よって、得られた６種類の検出電圧を位相調整して平均
化することにより、高いＳ／Ｎ比で磁界測定が可能とな
る。この実施例でも線状導体３０を同一形状の２組の検
出コイル（図示せず）として形成し、両者の検出電圧の
差分を検出するようにしても良い。

このようにして、支持体６１が一回転すると、回転ステ
ージ５１によって磁界発生源５０が所定角度回転させら
れ、支持体６１が回転を続行して線状導体３０の直線部
３１〜３６にそれぞれ発生する電磁誘導電圧がコンピュ
ータ２７に読み取られる。同様の検出は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。

第４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。この構成においてもアンプ２５゜Ａ　／　Ｄ　
２６．コンピュータ２７の構成、磁界発生源５゜と回転
ステージ５１の構成、およびモータ６ｏと支持板６１の
構成は第３図に示した装置と全（同じである。第４図の
装置が第３図の装置と異なる点は、支持体６１上に設け
られた線状導体４ｏが独立している点、および線状導体
４０の出力を切り換える切換装置２８が設けられている
点である。

この実施例の線状導体４０は、３つの独立した小線状導
体４Ａ、　４Ｂ、　４Ｃが集まったものであり、各小線
状導体４＾、　４Ｂ、　４Ｃにはそれぞれ直線部４１．
４２．４３、４４、および４５．４６がある。この実施
例では直線部４１〜４６は等間隔に配置されている。ま
た、各線状導体４Ａ、　４Ｂ、　４Ｃの両端部は支持体
６１の回転軸６２に設けられた導体リング６８〜６ｆに
それぞれ接続されている。そして、この導体リング６ａ
〜６ｆに誘起される電圧は、６本のブラシ６７を介して
取り出されて切換装置２８に入力されるようになってい
る。

また、モータ６０の回転位相も切換装置２８に入力され
るようになっている。

そして、測定時にはまず回転ステージ５１を回転させず
に、モータ６０を回転させて支持体６１を回転させ、磁
界発生源５０に対して線状導体４０を移動させる。この
支持体６１の回転移動により、小線状導体４Ａ〜４Ｃが
順次磁界発生源５０上を通過する。このとき、切換装置
２８はモータ６０の回転位相により、磁界発生源５０上
を通過する小線状導体がどれかを検出し、これから通過
する小線状導体に接続するブラシ６７をアンプ２５に接
続する。即ち、第４図の状態では小線状導体４Ｃが磁界
発生源５０上を通過し終え、小線状導体４八がこれから
磁界発生源５０上を通過する。このときは、切換装置２
８により小線状導体４Ａに接続する導体リング６’ａ、
　６ｂに接触するブラシ６７がアンプ２５に接続される
。

以後の動作は第３図の実施例と同じであるが、この実施
例の磁界の映像化装置ヤは、検出電圧は磁界発生源５０
上を通過中の小線状導体のみゐ・ら得られる、他の小線
状導体に外乱等により誘起される電圧は検出されないの
で、−層高いＳ／Ｎ比で磁界測定が可能となる。

〔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、直線走査型でも回転走査型でも、連の走査における
磁束分布の検出データ数を増大させることができるので
、映像化の時間の短縮を図ることが可能になるという効
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図は本発明の磁界の映像化装置の別の実施例の構成
を示す構成図、 第４図は本発明の磁界の映像化装置の更に別の実施例の
構成を示す構成図、 第５図は磁束の映像化の原理を説明する説明図、第６図
は従来の直線走査型の磁界の映像化装置の構成を示す構
成図、 第７図は従来の回転走査型の磁界の映像化装置の構成を
示す構成図である。 ４＾、　４Ｂ、　４Ｃ・・・小線状導体、２０、３０．
４ｏ・・・本発明の線状導体、２１〜２４．３１〜３６
；　４１〜４６・・・直線部、２５・・・アンプ、 ２６・・・Ａ／Ｄ変換器、 ２７・・・コンピュータ、 ２８・・・切換装置、 ５０・・・磁界発生源、 ５１・・・回転ステージ、 ５２・・・直進ステージ、 ６０・・・モータ、 ６１・・・支持体。 来装置構成 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁界発生源（１）と、この磁界発生源（１）の磁界
   領域中に配置された線状導体（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（４）と、前記電圧検出手
   段（３）で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
   変換手段（５）とを備える磁界の映像化装置において、 前記移動手段（４）により磁界発生源（１）と線状導体
   （２）とが相対移動して磁界領域を走査する際に、一連
   の相対移動動作で線状導体（２）が複数回磁界分布と鎖
   交して誘導電圧を発生させるように、前記線状導体（２
   ）を折り曲げて構成したことを特徴とする磁界の映像化
   装置。 ２、前記線状導体（２）が前記磁界発生源（１）に対し
   て直線移動するように構成された磁界の映像化装置では
   、線状導体（２）が櫛形に折り曲げたことを特徴とする
   請求項１に記載の磁界の映像化装置。 ３、前記線状導体（２）が前記磁界発生源（１）に対し
   て回転移動するように構成された磁界の映像化装置では
   、線状導体（２）の直線部が回転軸に対して放射状にな
   るように折り曲げたことを特徴とする請求項１に記載の
   磁界の映像化装置。 ４、磁界発生源（１）と、この磁界発生源（１）の磁界
   領域中に配置された線状導体（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（４）と、前記電圧検出手
   段（３）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
   換手段（５）とを備える磁界の映像化装置において、 少なくとも２つの独立した小線状導体（６）を集合させ
   て線状導体（２）を形成し、前記移動手段（４）により
   磁界発生源（１）と線状導体（２）とが相対移動して磁
   界領域を走査する際に、選択手段（８）により磁界分布
   と鎖交する小線状導体（６）の誘導電圧のみを検出する
   ように構成したことを特徴とする磁界の映像化装置。