JPS639872A - アモルフアス金属薄帯の磁区構造検知装置 - 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】 介護し針麩」Ｕ乞！一 本発明はアモルファス金属、殊にアモルファス合金の薄
帯の磁区構造検知装置に関する。

従来の技術 近年、アモルファス合金薄帯作成技術が発明され、配合
する金属の種類、元素の組合せ等によって各種のアモル
ファス合金薄帯が得られ幅の広い種々の特徴を有してい
る。例えば（１）透磁率が高い、（２）鉄損が小さい、
（３）磁歪を広い範囲で制御できる、（４）電気抵抗率
が高く、温度変化が小さい、（５）熱膨張係数や剛性率
の温度係数が小さい、（６）機械的強度が大きい、（７
）化学的安定性（耐蝕性）がある、（８）耐放射線損傷
性がある、等である。

これら諸特性の結果、ろう接材分野、パーマロイ、フェ
ライト、等の電子用分野、珪素鋼板代替分野、各種セン
サー分野、高強靭、高耐摩耗性材料、触媒用材料、高耐
蝕性材料、耐放射線性材料、超電導材料、恒弾性材、等
の各種広範な用途に使用し得るものであるが、これらア
モルファス金属、殊にアモルファス合金の薄帯の磁気的
特性を知ることは、希望する材質を得るためにも、極め
て重要な手段となってくる。

従来用いられていたカー（ＫＥＲＲ）効果による磁区構
造観測装置は、試料の表面が鏡面状態か、あるいはこれ
に相当する状態のものでなければ観測された像のコント
ラストが低下し、特にＴＶ右カメラ通してモニター画面
に映してみることは殆んど不可能に近かった。

発明が解決しようとする問題点 前述のアモルファス金属薄帯の表面は、凹凸が著しく、
光源よりの反射光は殆んどが雑音を多く含んだ散乱光で
、Ｓ／Ｎは極めて低く、情報光は、散乱光の雑音に埋も
れて、観測は不可能であった。

またＣＯＤカメラを用いた場合に、周知の如く、このカ
メラの量子効率と波長特性が極めて高く、通常の偏光子
、検光子を用いただけでは、ＣＯＤ素子の感度が飽和状
態になり、モニター画面はハレーシロンのみとなって観
測は不可能に近い。これはＣＯＤカメラの近赤外光に対
する感度がピークを持つ理由によるものと考えられる。

従来のビジコンカメラはこの点ハレーションが少ないが
、量子効率が低く、可視光域中心の感度も低い上に約５
０００以上の外部磁場によってカメラが影響され、画面
が揺れ易いため使用し得ない。

作　　用 本発明は磁化又は磁界を印加したアモルファス金属、殊
にアモルファス合金薄帯に磁気カー（ＫＥＲＲ）効果測
定装置により、光源より射出され長の偏光を斜に照射し
、その反射光を検光子を通してＣＯＤカメラに受光、撮
像し、この映像を更にリアルタイムＴＶ画像処理装置を
用いて画像処理するものである。

ここで、磁化或は磁界を印加した金属表面等に偏光を照
射すると、磁気カー効果により磁化状況に応じて、その
反射光が回折現象を起すことは知られていたが、本発明
に於いては磁気カー効果測定装置にＣＯＤカメラを使用
する際、光源よりの源より発する４８０ｍμに中心波長
を選び、殊に４００〜５５０ｍμの範囲で量子効率を下
げることなく偏光を使用すると、光源からの散乱光のう
ち、情報光の含まれる割合を高めてリアルタイムＴＶ画
像処理装置にかけることによりすぐれたアモルファス金
属薄帯の磁区構造をコントラストよく明瞭に観測するこ
とが出来る。

問題を解決するための手段 本発明は磁気カー効果測定手段、ＣＯＤカメラ及びリア
ルタイムＴＶ画像処理手段を結合してなるアモルファス
金属薄帯の磁区構造検知装置である。

これを図面に基づき詳述すると、本発明に使用しうる磁
気カー（ＫＥＲＲ）効果測定手段は、光源ｌ、例えばレ
ーザー光線発振手段、超高圧水銀燈、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、フィルタを取り出し、試料台７上に載置した
試料、アモルファス金属薄帯８表面に斜に照射し、その
反射光を対物レンズ１０．検光子１１、ピンホール１２
、接眼ｆｉ１３を通してＣＯＤカメラＩ４に受光する。

なおフィルターは受光側の５′として用いてもよい。

ここで試料アモルファス金属薄帯８は、必要に応じ５０
０ｅ以上程度の直流又は交流磁界を印加し得る様、アモ
ルファス金属薄帯の側方に、例えばヘルムホルツコイル
９．９′が設置されている。

ＣＯＤ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃ
ｅ）カメラとは、金属−酸化物一半導体で形成したＭＯ
Ｓ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１４−１とカメラ制御部１４−２とよりなる
。

前記ＣＯＤ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。

ＣＯＤカメラ１４よりの出力信号は、リアルタイムＴＶ
画像処理部へ送られる。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ｆ７、演算処
理部（メモリ書込み）１ｇ、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、資料アモルファス金属薄帯８に磁界を印加しない
時の像を演算処理部１８で積分しく３０）、メモリ部１
９、に記憶し、背景像とする（３１）。

次に試料アモルファス金属薄帯８に直流又は交流磁界を
印加し、ＣＯＤカメラＩ４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
トラストを強調しく３３〜３７）、Ｄ／Ａ変換部２２を
通してＴＶ表示する（２８）。

ここで、背景像を引くことにより、金属表面の不均一に
起因するＣＯＤカメラ出力電圧のバラツキを除去し、磁
界による変化成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Ｓ倍のＳ／Ｎ改善効果がある。一方、アベレー
ジングは人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。重み付は係数をＫとするとｆ
Σに−１−倍のＳ／Ｎ改善効果がある。Ｋの値はリモコ
ンボックス２４．２５にて行う。

又エンハンス処理部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ビツトの画像データの場合は
、観察したい部分を選択して、その範囲のコントラスト
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、従来、予想されなかったアモル
ファス金属薄帯の磁区構造が明瞭に観測出来る様になっ
たものである。

なお本発明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フレ一ム以上、好ましくは毎秒３０
フレ一ム以上の画像処理することが可能でなければなら
ないものである。

本発明で使用しうるアモルファス金属薄帯、殊にアモル
ファス合金薄帯とは、例えば配合原料を溶融し、溶融金
属を急冷し、通常２ｍｍ〜２０ｃｍ幅、ｌＯμｒａ−１
００μｍ厚の非晶質リボンとして製造されるもので、例
えばＦｅＢ５１．　ＦｅＢ５１Ｃ。

ＦｅＣｒＢＳｉｌＦｅＣｏＢＳｉＳＦｅＮｉＭｏＢ、　
ＣｏＦｅＭｎＢ５１等の合金を例示することができる。

実施例 第１図の装置を使用し、光源としてｔｏｏｗの超高圧水
銀燈を使用し、フィルターを使用して４８０〜５５０ｍ
μの直線偏光を射出する。

アモルファスリボン２７０５ＭＮ（アライド社製合金商
品名で、Ｆ　ｅ７ａＢ　＋＊Ｓ　ｉｓの組成よりなる）
の巾約３ＣＩＩ１１厚さ約２０μ巾の薄帯を試料として
使用し、この薄帯に５００ｅの磁界を十−交互に印加し
た後前記偏光を斜に照射する。

アモルファス合金薄帯を反射した偏光は対物レンズ、検
光子、ピンホール、接眼鏡を経てＴｆ−２６Ａ形ＣＣＤ
カメラ（日本型気味式会社製商品名）の受光部１４−１
へ達する。ＣＯＤカメラ受光部１４−１での映像信号は
カメラ制御部１４−２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）のビデオ切換
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」７は８ビット／画素として構成
され、画素構成は６４にＤ−ＲＡＭ使用により６４０Ｘ
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ビツト／画素、積分時間３３　ｍ５ｅｃ
／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５ｎ＝
Ｌｎ−Ｂ 但し、Ｌ二人力画像、Ｂ：背景画像、Ｓ：入力画像−背
景画像、Ｋ：重み付係数（Ｋ＝２．４，６，８゜１６ビ
ツト）、Ｍ：画像メモリ（６４０Ｘ４８０Ｘ１６ビツト
）、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。

Ｓｎ＝Ｌｎ−Ｂ Ｍｎ＝　　”Ｘ　　（Ｓｎ）　　　ｍ：２’　〜２’Ｎ
＝１ 但し、Ｌ、Ｂ、Ｓ、Ｍ、ｎは上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階調で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１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
。

第４図は本発明装置に於いてＣＯＤカメラによる映像信
号を直接モニターＴＶに写したもので、アモルファス合
金薄帯につきリアルタイムＴＶ画像処理を行なわない場
合を示し、第５図はこれに対し本発明によるリアルタイ
ムＴＶ画像処理手段を施した場合の画像処理の結果を示
す。この結果から第５図は明らかに金属ドメインの磁区
構造を示している。

効　　果 前記の様に本発明によりアモルファス金属、殊にアモル
ファス合金薄帯の磁区模様の運動や回転の状態を知るこ
とが出来、Ｂ−Ｈ特性と合せて磁区構造が明確となり、
アモルファス金属薄帯の他の物理、化学的特性と相撲っ
て、目的材料としての適否を明確にすることが出来た画
期的な装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアモルファス金属薄帯の磁区構造検知
手段における磁気カー効果測定部並びにＣＯＤカメラ部
の説明図であり、第２図は同じくリアルタイムＴＶ画像
処理部のブロック図であり、第３図は同じくリアルタイ
ムＴＶ画像処理部のフ第５図は本発明装置を使用して得
られる画像処理を施したアモルファス金属薄帯表面の磁
区構造を示すものである。 特許出願人　　有限会社アスカ電子 ｒｒｉｊＣ冨τ− 第３１！ｌ 葬　４ａ 纂　５１の 手続補正書 昭和６１年１１月６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１５３７７３号 ２、発明の名称 アそルファス金属薄帯の磁区構造検知装置３、補正をす
る者 ４、代理人 郵便番号〒２２３ 自　　　　発 ８、補正の内容 （１）明細書につき （１）　　第８頁第１５行「起因する」とあるのを「起
因する」と訂正します。 （２第９頁第７行「エンハンス処理部」の次に「２１」
を加入します。 （３）第１１頁第５行「６４にＤ−ＲＡＭＪとあるのを
ｒ　６４ＫＤ−ＲＡＭＪと訂正します。 （４）第１１頁第１２行 とあるのを次の通り訂正します。 （ＩＩ）図面につき （１）第１図。別紙の通り符号グの名称「ヘルムホルツ
フィルター」とあるのを「ヘルムホルツコイル」と訂正
します。（別紙の通り）９、添付書頌 （１）図面　　第１図（訂正）　　１通以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　磁気カー効果測定手段、ＣＣＤカメラによる撮像手
   段及びリアルタイムＴＶ画像処理手段を結合してなるア
   モルファス金属薄帯の磁区構造検知装置。 ２　磁気カー効果測定手段は光源よりの光線を偏光子に
   より偏光を射出させ、アモルファス金属薄帯に斜に照射
   し、その反射光を検光子を通過させてＣＣＤカメラの受
   光素子に撮像させる途中に於いてフィルターを使用する
   ことにより４００〜５５０ｍμの波長の偏光として使用
   し、前記アモルファス金属薄帯に磁界を印加する手段を
   設けるものであり、次にＣＣＤカメラによる撮像手段は
   、前記ＣＣＤカメラの受光素子に受光した光を光電変換
   し、アナログ又はディジタル走査により映像信号として
   出力する手段であり、及びリアルタイムＴＶ画像処理手
   段は、前記ＣＣＤカメラよりの出力映像信号を必要に応
   じディジタル処理した後、積分処理、減算処理、エンハ
   ンス処理及びＤ／Ａ変換処理を行う手段であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のアモルファス金属
   薄帯の磁区構造検知装置。 ３　光源はレーザー光線発生手段、超高圧水銀燈、キセ
   ノンランプ又はハロゲンランプのいずれかより選ばれた
   手段により得られたものである特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載のアモルファス金属薄帯の磁区構造検知装
   置。 ４　偏光は４００〜５５０ｍμの直線又は楕円偏光であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項の
   いずれかに記載のアモルファス金属薄帯の磁区構造検知
   装置。