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JP5589355B2 - Active magnetic shield - Google Patents
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JP5589355B2 JP2009256768A JP2009256768A JP5589355B2 JP 5589355 B2 JP5589355 B2 JP 5589355B2 JP 2009256768 A JP2009256768 A JP 2009256768A JP 2009256768 A JP2009256768 A JP 2009256768A JP 5589355 B2 JP5589355 B2 JP 5589355B2
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本発明は、アクティブ磁気シールドに関する。   The present invention relates to an active magnetic shield.

特許文献1に記載の環境磁気雑音遮蔽磁界印加装置によれば、ヘルムホルツコイル条件を満たす一対のコイルに対して、同一の電流を供給して、環境磁気雑音と逆位相の磁界を発生させることにより、環境磁気雑音がキャンセルされた均一な磁界領域を両コイル間に発生することができるとされている。   According to the environmental magnetic noise shielding magnetic field applying device described in Patent Document 1, by supplying the same current to a pair of coils that satisfy the Helmholtz coil condition, a magnetic field having an opposite phase to the environmental magnetic noise is generated. It is said that a uniform magnetic field region in which environmental magnetic noise is canceled can be generated between both coils.

特開2005−217341号公報JP 2005-217341 A

しかしながら、上記技術では、均一な磁界領域を広範囲に亘って形成するためには、コイルの径を大きくする必要がある。本発明は、上記課題を解決することで、コイルの径を大きくすることなく、均一な磁界領域を広範囲に亘って形成することができる、アクティブ磁気シールドを提供するものである。   However, in the above technique, it is necessary to increase the diameter of the coil in order to form a uniform magnetic field region over a wide range. The present invention provides an active magnetic shield capable of forming a uniform magnetic field region over a wide range without increasing the diameter of the coil by solving the above-described problems.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様のアクティブ磁気シールドは、複数のヘルムホルツコイルが同軸上に並べて設けられたヘルムホルツコイルユニットと、前記複数のヘルムホルツコイルのそれぞれに対して電流を供給する電流供給部と、前記電流の供給対象とする前記ヘルムホルツコイルを切り替え、切り替え後の前記ヘルムホルツコイルに対して前記電流を供給するように、前記電流供給部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。係る構成によれば、複数のヘルムホルツコイルによって、均一な磁界領域を軸方向に複数形成することができるため、コイルの径を大きくすることなく、均一な磁界領域を広範囲に亘って形成することができる。   In order to solve the above-described problem, the active magnetic shield according to the first aspect of the present invention supplies a current to each of the Helmholtz coil unit in which a plurality of Helmholtz coils are coaxially arranged, and the plurality of Helmholtz coils. And a control unit that controls the current supply unit so as to switch the Helmholtz coil to be supplied with the current and supply the current to the Helmholtz coil after switching. Features. According to such a configuration, a plurality of uniform magnetic field regions can be formed in the axial direction by a plurality of Helmholtz coils. Therefore, a uniform magnetic field region can be formed over a wide range without increasing the diameter of the coil. it can.

上記アクティブ磁気シールドにおいて、前記複数のヘルムホルツコイルは、少なくとも、隣接する一方の前記ヘルムホルツコイルが形成した均一な磁界領域の一部と、隣接する他方の前記ヘルムホルツコイルが形成した均一な磁界領域の一部とが重なり合う、という条件を満たす間隔を有して、並べて設けられていてもよい。係る構成によれば、複数のヘルムホルツコイルが形成した複数の均一な磁界領域間に、均一でない磁界領域が形成されないため、均一な磁界領域を広範囲に亘って形成することができる。   In the active magnetic shield, the plurality of Helmholtz coils include at least one part of a uniform magnetic field region formed by one adjacent Helmholtz coil and one uniform magnetic field region formed by the other adjacent Helmholtz coil. They may be arranged side by side with an interval that satisfies the condition that they overlap each other. According to such a configuration, since a non-uniform magnetic field region is not formed between a plurality of uniform magnetic field regions formed by a plurality of Helmholtz coils, a uniform magnetic field region can be formed over a wide range.

上記アクティブ磁気シールドにおいて、前記制御部は、当該アクティブ磁気シールドが形成した均一な磁界領域において被測定物を測定する測定装置の測定周期よりも短い周期で、前記電流の供給対象とする前記ヘルムホルツコイルを切り替え、切り替え後の前記ヘルムホルツコイルに対して前記電流を供給するように、前記電流供給部に指示してもよい。係る構成によれば、測定装置による1回の測定期間内に、複数のヘルムホルツコイルに均一な磁界領域を発生させることにより、均一かつ広範囲な磁界領域を形成することができる。   In the active magnetic shield, the control unit is configured to supply the current to the Helmholtz coil with a period shorter than a measurement period of a measurement apparatus that measures an object to be measured in a uniform magnetic field region formed by the active magnetic shield. And the current supply unit may be instructed to supply the current to the Helmholtz coil after switching. According to such a configuration, a uniform and wide magnetic field region can be formed by generating a uniform magnetic field region in the plurality of Helmholtz coils within one measurement period by the measuring apparatus.

上記アクティブ磁気シールドにおいて、前記ヘルムホルツコイルユニットが、異なる2軸方向のそれぞれに対して設けられていてもよい。係る構成によれば、均一な磁界領域を2軸方向に広範囲に亘って形成することができる。   In the active magnetic shield, the Helmholtz coil unit may be provided for each of two different axial directions. According to such a configuration, a uniform magnetic field region can be formed over a wide range in the biaxial direction.

上記アクティブ磁気シールドにおいて、前記ヘルムホルツコイルユニットが、異なる3軸方向のそれぞれに対して設けられていてもよい。係る構成によれば、均一な磁界領域を3軸方向に広範囲に亘って形成することができる。   In the active magnetic shield, the Helmholtz coil unit may be provided for each of three different axial directions. According to such a configuration, a uniform magnetic field region can be formed over a wide range in the triaxial direction.

第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。1 shows an external appearance of an active magnetic shield 10 according to a first embodiment. 第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の構成を示す。1 shows a configuration of an active magnetic shield 10 according to a first embodiment. アクティブ磁気シールド10が形成する磁界領域114の一例を示す。An example of the magnetic field region 114 formed by the active magnetic shield 10 is shown. 電流供給部160による電流の供給タイミングを示す。The current supply timing by the current supply unit 160 is shown. 第2の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。The external appearance of the active magnetic shield 10 which concerns on 2nd Embodiment is shown. 第3の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。The external appearance of the active magnetic shield 10 which concerns on 3rd Embodiment is shown.

図1は、第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。図2は、第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の構成を示す。アクティブ磁気シールド10は、均一かつ広範囲な磁界領域114を形成することができる。たとえば、アクティブ磁気シールド10は、心臓磁気計測システムなどの生体計測システムに用いられるが、磁気を計測するシステムであれば、生体計測システム以外のシステムにも用いることができる。   FIG. 1 shows an appearance of an active magnetic shield 10 according to the first embodiment. FIG. 2 shows the configuration of the active magnetic shield 10 according to the first embodiment. The active magnetic shield 10 can form a uniform and wide magnetic field region 114. For example, the active magnetic shield 10 is used in a biological measurement system such as a cardiac magnetic measurement system, but can be used in systems other than the biological measurement system as long as it is a system that measures magnetism.

アクティブ磁気シールド10は、基板12、ヘルムホルツコイルユニット100、および制御装置150を備える。ヘルムホルツコイルユニット100および制御装置150は、基板12上に設けられている。ヘルムホルツコイルユニット100は、複数のヘルムホルツコイル110を有する。たとえば、本実施形態のヘルムホルツコイルユニット100は、図2に示すように、ヘルムホルツコイル110Aおよびヘルムホルツコイル110Bを有する。すなわち、本実施形態のヘルムホルツコイルユニット100は、2つのヘルムホルツコイル110を有する。   The active magnetic shield 10 includes a substrate 12, a Helmholtz coil unit 100, and a control device 150. The Helmholtz coil unit 100 and the control device 150 are provided on the substrate 12. The Helmholtz coil unit 100 has a plurality of Helmholtz coils 110. For example, the Helmholtz coil unit 100 of the present embodiment includes a Helmholtz coil 110A and a Helmholtz coil 110B as shown in FIG. That is, the Helmholtz coil unit 100 of the present embodiment has two Helmholtz coils 110.

複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれは、ヘルムホルツコイル条件を満たす一対のコイル112を有する。ヘルムホルツコイル条件を満たすため、一対のコイル112には、コイルの大きさおよび巻き数が略同一のものが用いられる。また、ヘルムホルツコイル条件を満たすため、一対のコイル112には、コイル112の半径と一対のコイル112間の距離が略同一となるように配置されている。たとえば、本実施形態のヘルムホルツコイルユニット100において、ヘルムホルツコイル110Aは、ヘルムホルツコイル条件を満たす一対のコイル112Aを有する。また、ヘルムホルツコイル110Bは、ヘルムホルツコイル条件を満たす一対のコイル112Bを有する。コイル112Aとコイル112Bとは、軸A方向に交互に並べて配置されている。   Each of the plurality of Helmholtz coils 110 includes a pair of coils 112 that satisfy the Helmholtz coil condition. In order to satisfy the Helmholtz coil condition, a pair of coils 112 having substantially the same size and number of turns are used. Further, in order to satisfy the Helmholtz coil condition, the pair of coils 112 are arranged such that the radius of the coil 112 and the distance between the pair of coils 112 are substantially the same. For example, in the Helmholtz coil unit 100 of the present embodiment, the Helmholtz coil 110A has a pair of coils 112A that satisfy the Helmholtz coil condition. The Helmholtz coil 110B has a pair of coils 112B that satisfy the Helmholtz coil condition. The coils 112A and the coils 112B are alternately arranged in the direction of the axis A.

ここで、実際のコイル112は、コイルボビンに対してコイルが多重に巻かれている。また、実際のコイル112は、基板12上において立った状態で設置され、支持部材などによって支持されている。図1および図2においては、アクティブ磁気シールド10の構成をわかりやすくするために、これらの図示を省略している。なお、本実施形態のアクティブ磁気シールド10は、円形状のコイル112を用いているが、これに限らず、四角形、その他の多角形、楕円形状など、円形状以外のコイル112を用いてもよい。   Here, the actual coil 112 has multiple coils wound around the coil bobbin. Further, the actual coil 112 is installed in a standing state on the substrate 12 and is supported by a support member or the like. In FIG. 1 and FIG. 2, in order to make the configuration of the active magnetic shield 10 easy to understand, these are not shown. Although the active magnetic shield 10 of the present embodiment uses the circular coil 112, the present invention is not limited thereto, and a coil 112 other than a circular shape such as a quadrangle, other polygons, or an ellipse may be used. .

複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれは、一対のコイル112のそれぞれに同一の電流が供給されることで、一対のコイル112の中間点の周囲に均一な磁界領域114を形成する。たとえば、ヘルムホルツコイル110Aは、一対のコイル112Aの中間点Paの周囲に均一な磁界領域114Aを形成する。また、ヘルムホルツコイル110Bは、一対のコイル112Bの中間点Pbの周囲に均一な磁界領域114Bを形成する。ここで、均一な磁界領域114とは、位置の変化に伴う磁界変化が最小の領域を示す。磁界変化が最小の領域とは、他の領域よりも磁界変化が小さい領域であれば、磁界変化が0の領域であってもよく、それ以外の領域であってもよい。均一な磁界領域114は、位置の変化に伴う磁界変化が最小の領域のみに限らず、位置の変化に伴う磁界変化が最小〜予め定められている値の範囲内の領域を含んでもよい。   Each of the plurality of Helmholtz coils 110 is supplied with the same current to each of the pair of coils 112, thereby forming a uniform magnetic field region 114 around the intermediate point of the pair of coils 112. For example, the Helmholtz coil 110A forms a uniform magnetic field region 114A around an intermediate point Pa between the pair of coils 112A. The Helmholtz coil 110B forms a uniform magnetic field region 114B around the intermediate point Pb of the pair of coils 112B. Here, the uniform magnetic field region 114 indicates a region where the change in magnetic field accompanying the change in position is minimal. The region with the smallest change in magnetic field may be a region where the change in magnetic field is zero as long as it is a region where the change in magnetic field is smaller than other regions. The uniform magnetic field region 114 is not limited to the region where the magnetic field change accompanying the change in position is the smallest, but may include a region within the range of the minimum to a predetermined value.

複数のヘルムホルツコイル110は、同軸上に並べて設けられている。具体的には、複数のヘルムホルツコイル110は、少なくとも、隣接する一方のヘルムホルツコイル110が形成した均一な磁界領域114の一部と、隣接する他方のヘルムホルツコイル110が形成した均一な磁界領域114の一部とが重なり合う、という条件を満たす間隔を有して、同軸上に並べて設けられている。たとえば、図2に示す例では、ヘルムホルツコイル110Aおよびヘルムホルツコイル110Bは、ヘルムホルツコイル110Aが形成した均一な磁界領域114Aの一部と、ヘルムホルツコイル110Bが形成した均一な磁界領域114Bの一部とが重なり合う、という条件を満たす間隔Dを有して、軸A上に並べて設けられている。   The plurality of Helmholtz coils 110 are arranged on the same axis. Specifically, the plurality of Helmholtz coils 110 includes at least a part of a uniform magnetic field region 114 formed by one adjacent Helmholtz coil 110 and a uniform magnetic field region 114 formed by the other adjacent Helmholtz coil 110. They are arranged side by side on the same axis with an interval that satisfies the condition that they partially overlap. For example, in the example shown in FIG. 2, the Helmholtz coil 110A and the Helmholtz coil 110B include a part of the uniform magnetic field region 114A formed by the Helmholtz coil 110A and a part of the uniform magnetic field region 114B formed by the Helmholtz coil 110B. They are arranged side by side on the axis A with an interval D that satisfies the condition of overlapping.

制御装置150は、電流供給部160、磁界検出部170、および制御部180を有する。電流供給部160は、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれに対して電流を供給する。磁界検出部170は、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれの磁界を検出する。たとえば、磁界検出部170は、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれについて、当該ヘルムホルツコイル110が形成する磁界領域114の近傍に設けられた、フラックスゲート磁束計などの磁気センサーによって、当該ヘルムホルツコイル110の磁界を検出する。   The control device 150 includes a current supply unit 160, a magnetic field detection unit 170, and a control unit 180. The current supply unit 160 supplies a current to each of the plurality of Helmholtz coils 110. The magnetic field detector 170 detects the magnetic field of each of the plurality of Helmholtz coils 110. For example, the magnetic field detection unit 170 uses, for each of the plurality of Helmholtz coils 110, a magnetic sensor such as a fluxgate magnetometer provided in the vicinity of the magnetic field region 114 formed by the Helmholtz coil 110. Is detected.

制御部180は、電流供給部160を制御する。具体的には、制御部180は、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれについて、磁界検出部170よって検出された磁界に基づいて、ヘルムホルツコイル110が均一な磁界領域を形成するために必要な、環境磁気雑音と逆位相の磁界を発生するための電流を、ヘルムホルツコイル110へ供給するように、電流供給部160を制御する。制御部180は、電流の供給対象とするヘルムホルツコイル110を切り替え、切り替え後のヘルムホルツコイル110に対して電流を供給するように、電流供給部110を制御する。特に、制御部180は、アクティブ磁気シールド10が形成した均一な磁界領域において被測定物を測定する測定装置の測定周期よりも短い周期で、電流の供給対象とするヘルムホルツコイル110を切り替え、切り替え後のヘルムホルツコイル110に対して電流を供給するように、電流供給部110を制御する。   The control unit 180 controls the current supply unit 160. Specifically, for each of the plurality of Helmholtz coils 110, the control unit 180, based on the magnetic field detected by the magnetic field detection unit 170, the environmental magnetism necessary for the Helmholtz coil 110 to form a uniform magnetic field region. The current supply unit 160 is controlled so that a current for generating a magnetic field having a phase opposite to that of the noise is supplied to the Helmholtz coil 110. The control unit 180 controls the current supply unit 110 to switch the Helmholtz coil 110 to be supplied with current and supply current to the Helmholtz coil 110 after switching. In particular, the control unit 180 switches the Helmholtz coil 110 to be supplied with current at a cycle shorter than the measurement cycle of the measurement device that measures the object to be measured in the uniform magnetic field region formed by the active magnetic shield 10. The current supply unit 110 is controlled to supply current to the Helmholtz coil 110.

図3は、アクティブ磁気シールド10が形成する磁界領域114の一例を示す。図3に示すグラフにおいて、縦軸は、アクティブ磁気シールド10が形成する磁界の強度を示す。横軸は、アクティブ磁気シールド10が形成する磁界の軸A方向における位置を示す。アクティブ磁気シールド10が備えるヘルムホルツコイルユニット100のうち、ヘルムホルツコイル110Aは、図3に示すグラフにおいて点線で示されているように、一対のコイル112Aの中間点Paを中心として、軸A方向の前後に亘って、位置の変化に伴う磁界の強度の変化が最も低い領域、すなわち、均一な磁界領域114Aを形成する。ヘルムホルツコイルユニット100のうち、ヘルムホルツコイル110Bは、図3に示すグラフにおいて一点鎖線で示されているように、一対のコイル112Bの中間点Pbを中心として、軸A方向の前後に亘って、位置の変化に伴う磁界の強度の変化が最も低い領域、すなわち、均一な磁界領域114Bを形成する。このようにして、アクティブ磁気シールド10は、図3に示すグラフにおいて実線で示されているように、均一な磁界領域114Aおよび均一な磁界領域114Bを含む均一な磁界領域114comを形成することができる。   FIG. 3 shows an example of the magnetic field region 114 formed by the active magnetic shield 10. In the graph shown in FIG. 3, the vertical axis indicates the strength of the magnetic field formed by the active magnetic shield 10. The horizontal axis indicates the position of the magnetic field formed by the active magnetic shield 10 in the direction of the axis A. Among the Helmholtz coil units 100 included in the active magnetic shield 10, the Helmholtz coil 110A is front and rear in the direction of the axis A around the intermediate point Pa of the pair of coils 112A as shown by the dotted line in the graph shown in FIG. In addition, a region where the change in the strength of the magnetic field accompanying the change in position is the lowest, that is, a uniform magnetic field region 114A is formed. In the Helmholtz coil unit 100, the Helmholtz coil 110B is positioned over the front and rear in the direction of the axis A around the intermediate point Pb of the pair of coils 112B, as indicated by a one-dot chain line in the graph shown in FIG. A region where the change in the magnetic field strength due to the change is lowest, that is, a uniform magnetic field region 114B is formed. In this way, the active magnetic shield 10 can form a uniform magnetic field region 114com including the uniform magnetic field region 114A and the uniform magnetic field region 114B, as indicated by the solid line in the graph shown in FIG. .

第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10によれば、複数のヘルムホルツコイル100によって、均一な磁界領域114を軸A方向に複数形成することができるため、コイルの径を大きくすることなく、均一かつ広範囲な磁界領域114comを形成することができる。ここで、ヘルムホルツコイル110Aが形成した均一な磁界領域114Aの一部と、ヘルムホルツコイル110Bが形成した均一な磁界領域114Bの一部とが重なり合っている。このように、第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10によれば、複数のヘルムホルツコイル110が形成した複数の均一な磁界領域114間に、均一でない磁界領域が形成されないため、均一かつ広範囲な磁界領域114comを形成することができる。   According to the active magnetic shield 10 according to the first embodiment, a plurality of uniform magnetic field regions 114 can be formed in the direction of the axis A by the plurality of Helmholtz coils 100, so that the coils can be uniformly formed without increasing the diameter of the coils. A wide magnetic field region 114com can be formed. Here, a part of the uniform magnetic field region 114A formed by the Helmholtz coil 110A and a part of the uniform magnetic field region 114B formed by the Helmholtz coil 110B overlap each other. As described above, according to the active magnetic shield 10 according to the first embodiment, a non-uniform magnetic field region is not formed between the plurality of uniform magnetic field regions 114 formed by the plurality of Helmholtz coils 110. A magnetic field region 114com can be formed.

図4は、電流供給部160による電流の供給タイミングを示す。図4のタイミングチャートは、(a)測定装置の測定タイミング、(b)ヘルムホルツコイル110Aへの電流の供給タイミング、および(c)ヘルムホルツコイル110Bへの電流の供給タイミングを示す。(a)測定装置の測定タイミングにおいては、測定している期間をHiレベルで示し、測定していない期間をLowレベルで示す。(b)ヘルムホルツコイル110Aへの電流の供給タイミング、および(c)ヘルムホルツコイル110Bへの電流の供給タイミングにおいては、電流を供給している期間をHiレベルで示し、電流を供給していない期間をLowレベルで示す。   FIG. 4 shows current supply timing by the current supply unit 160. The timing chart of FIG. 4 shows (a) measurement timing of the measuring device, (b) current supply timing to the Helmholtz coil 110A, and (c) current supply timing to the Helmholtz coil 110B. (A) At the measurement timing of the measurement apparatus, the measurement period is indicated by Hi level, and the non-measurement period is indicated by Low level. In (b) the current supply timing to the Helmholtz coil 110A and (c) the current supply timing to the Helmholtz coil 110B, the period during which the current is supplied is indicated by Hi level, and the period during which no current is supplied is indicated. Shown at Low level.

図4のタイミングチャートが示すように、電流供給部160は、制御部180の制御により、ヘルムホルツコイル110Aおよびヘルムホルツコイル110Bに対して、交互に電流を供給する。また、電流供給部160は、制御部180の制御により、測定装置の測定周期よりも短い周期で、電流供給対象のヘルムホルツコイル110を切り替え、切り替え後のヘルムホルツコイル110に対して電流を供給する。たとえば、心臓磁気測定装置のように測定装置の測定周期が100Hzであれば、電流供給対象のヘルムホルツコイル110を切り替える周期は、数10kHzとすることが好ましい。これにより、アクティブ磁気シールド10は、測定装置が生体を正確に計測するための、均一かつ広範囲な磁界領域114を形成することができる。このように、第1の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10によれば、測定装置による1回の測定期間内に、各ヘルムホルツコイル110に対して、均一な磁界領域114を交互に発生させることにより、均一かつ広範囲な磁界領域114を形成することができる。また、ヘルムホルツコイル110Aおよびヘルムホルツコイル110Bに対して交互に電流を供給することで、双方のヘルムホルツコイル110が形成する複数の磁界領域114が合成されてしまうことを抑えることができる。なお、ヘルムホルツコイル110Aへの電流供給期間と、ヘルムホルツコイル110Bへの電流供給期間とでは、一部が重なってもよく、間隔があってもよい。   As shown in the timing chart of FIG. 4, the current supply unit 160 alternately supplies current to the Helmholtz coil 110 </ b> A and the Helmholtz coil 110 </ b> B under the control of the control unit 180. In addition, the current supply unit 160 switches the Helmholtz coil 110 to be supplied with current at a cycle shorter than the measurement cycle of the measurement device under the control of the control unit 180 and supplies current to the Helmholtz coil 110 after switching. For example, if the measurement cycle of the measurement device is 100 Hz, such as a cardiac magnetic measurement device, the cycle for switching the Helmholtz coil 110 to be supplied with current is preferably several tens of kHz. Thereby, the active magnetic shield 10 can form a uniform and wide-range magnetic field region 114 for the measuring device to accurately measure the living body. As described above, according to the active magnetic shield 10 according to the first embodiment, uniform magnetic field regions 114 are alternately generated for each Helmholtz coil 110 within one measurement period of the measurement apparatus. A uniform and wide magnetic field region 114 can be formed. Further, by alternately supplying current to the Helmholtz coil 110 </ b> A and the Helmholtz coil 110 </ b> B, it is possible to suppress the synthesis of the plurality of magnetic field regions 114 formed by both Helmholtz coils 110. The current supply period to the Helmholtz coil 110 </ b> A and the current supply period to the Helmholtz coil 110 </ b> B may partially overlap or be spaced apart.

図5は、第2の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。図5に示すアクティブ磁気シールド10は、ヘルムホルツコイルユニット100xおよびヘルムホルツコイルユニット100yを備える。ヘルムホルツコイルユニット100xにおいては、複数のヘルムホルツコイル110が、X軸方向の軸Ax上に、並べて設けられている。ヘルムホルツコイルユニット100yにおいては、複数のヘルムホルツコイル110が、X軸に対して平面方向に略直交するY軸方向の軸Ay上に、並べて設けられている。図示を省略するが、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれは、配線によって電流供給部160に対して電気的に接続されている。ヘルムホルツコイルユニット100xは、第1の実施形態で説明したヘルムホルツコイルユニット100と同様の構成を有し、同様に動作する。したがって、ヘルムホルツコイルユニット100xは、均一な磁界領域114をX軸方向に形成する。ヘルムホルツコイルユニット100yは、第1の実施形態で説明したヘルムホルツコイルユニット100と同様の構成を有し、同様に動作する。したがって、ヘルムホルツコイルユニット100yは、均一な磁界領域114をY軸方向に形成する。このように、第2の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10によれば、ヘルムホルツコイルユニット100を異なる2軸方向のそれぞれに設けたことにより、均一かつ広範囲な磁界領域114を異なる2軸方向に形成することができる。   FIG. 5 shows an appearance of the active magnetic shield 10 according to the second embodiment. The active magnetic shield 10 shown in FIG. 5 includes a Helmholtz coil unit 100x and a Helmholtz coil unit 100y. In the Helmholtz coil unit 100x, a plurality of Helmholtz coils 110 are provided side by side on the axis Ax in the X-axis direction. In the Helmholtz coil unit 100y, a plurality of Helmholtz coils 110 are provided side by side on an axis Ay in the Y-axis direction that is substantially orthogonal to the plane direction with respect to the X-axis. Although not shown, each of the plurality of Helmholtz coils 110 is electrically connected to the current supply unit 160 by wiring. The Helmholtz coil unit 100x has the same configuration as the Helmholtz coil unit 100 described in the first embodiment and operates in the same manner. Accordingly, the Helmholtz coil unit 100x forms a uniform magnetic field region 114 in the X-axis direction. The Helmholtz coil unit 100y has the same configuration as the Helmholtz coil unit 100 described in the first embodiment and operates in the same manner. Therefore, the Helmholtz coil unit 100y forms a uniform magnetic field region 114 in the Y-axis direction. Thus, according to the active magnetic shield 10 according to the second embodiment, the Helmholtz coil unit 100 is provided in each of two different axial directions, thereby forming a uniform and wide-range magnetic field region 114 in different two axial directions. can do.

図6は、第3の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10の外観を示す。図6に示すアクティブ磁気シールド10は、ヘルムホルツコイルユニット100xおよびヘルムホルツコイルユニット100yに加えて、ヘルムホルツコイルユニット100zをさらに備える点で、第2の実施形態のアクティブ磁気シールド10と異なる。ヘルムホルツコイルユニット100zにおいては、複数のヘルムホルツコイル110が、X軸およびY軸のそれぞれに対して空間方向に略直交するZ軸方向の軸Az上に、並べて設けられている。図示を省略するが、複数のヘルムホルツコイル110のそれぞれは、配線によって電流供給部160に対して電気的に接続されている。ヘルムホルツコイルユニット100zは、第1の実施形態で説明したヘルムホルツコイルユニット100と同様の構成を有し、同様に動作する。したがって、ヘルムホルツコイルユニット100zは、均一な磁界領域114をZ軸方向に形成する。このように、第3の実施形態に係るアクティブ磁気シールド10によれば、ヘルムホルツコイルユニット100を異なる3軸方向のそれぞれに設けたことにより、均一かつ広範囲な磁界領域114を異なる3軸方向に形成することができる。   FIG. 6 shows an appearance of the active magnetic shield 10 according to the third embodiment. The active magnetic shield 10 shown in FIG. 6 is different from the active magnetic shield 10 of the second embodiment in that it further includes a Helmholtz coil unit 100z in addition to the Helmholtz coil unit 100x and the Helmholtz coil unit 100y. In the Helmholtz coil unit 100z, a plurality of Helmholtz coils 110 are provided side by side on an axis Az in the Z-axis direction that is substantially orthogonal to the spatial direction with respect to each of the X-axis and the Y-axis. Although not shown, each of the plurality of Helmholtz coils 110 is electrically connected to the current supply unit 160 by wiring. The Helmholtz coil unit 100z has the same configuration as the Helmholtz coil unit 100 described in the first embodiment and operates in the same manner. Therefore, the Helmholtz coil unit 100z forms a uniform magnetic field region 114 in the Z-axis direction. As described above, according to the active magnetic shield 10 according to the third embodiment, the Helmholtz coil unit 100 is provided in each of three different axial directions, thereby forming a uniform and wide-range magnetic field region 114 in different three axial directions. can do.

なお、これまでに説明したいずれのアクティブ磁気シールド10においても、ヘルムホルツコイルユニット100は、3つ以上のヘルムホルツコイル110を有し、これら複数のヘルムホルツコイル110が同軸上に並べて設けられてもよい。この場合、制御部180は、3つ以上のヘルムホルツコイル110のうちの電流供給対象とするヘルムホルツコイル110を、並び順に順次切り替えて、電流供給部160に電流を供給させてもよく、並び順以外の順序で切り替えて、電流供給部160に電流を供給させてもよい。たとえば、制御部180は、3つ以上のヘルムホルツコイル110のうちの電流供給対象とするヘルムホルツコイル110を、ランダムな順序で切り替えて、電流供給部160に電流を供給させてもよい。   In any of the active magnetic shields 10 described so far, the Helmholtz coil unit 100 includes three or more Helmholtz coils 110, and the plurality of Helmholtz coils 110 may be provided side by side on the same axis. In this case, the control unit 180 may switch the Helmholtz coils 110 to be supplied with current among the three or more Helmholtz coils 110 in order in order, and supply the current to the current supply unit 160. The current supply unit 160 may be supplied with current by switching in this order. For example, the control unit 180 may switch the Helmholtz coils 110 that are current supply targets among the three or more Helmholtz coils 110 in a random order, and cause the current supply unit 160 to supply current.

10…アクティブ磁気シールド、12…基板、100…ヘルムホルツコイルユニット、110…ヘルムホルツコイル、112…コイル、114…磁界領域、150…制御装置、160…電流供給部、170…磁界検出部、180…制御部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Active magnetic shield, 12 ... Board | substrate, 100 ... Helmholtz coil unit, 110 ... Helmholtz coil, 112 ... Coil, 114 ... Magnetic field area, 150 ... Control apparatus, 160 ... Current supply part, 170 ... Magnetic field detection part, 180 ... Control Part

Claims (5)

複数のヘルムホルツコイルが同軸上に並べて設けられたヘルムホルツコイルユニットと、
前記複数のヘルムホルツコイルに対して電流を供給する電流供給部と、
複数のヘルムホルツコイルへの電流供給を切り替えるように前記電流供給部を制御する制御部と
を備えることを特徴とするアクティブ磁気シールド。
A Helmholtz coil unit in which a plurality of Helmholtz coils are coaxially arranged;
A current supply unit for supplying an electric current for the plurality of Helmholtz coils,
Active magnetic shield, characterized in that it comprises a control unit for controlling the pre-SL current supply portion so that switching the supply of current to the previous SL plurality of Helmholtz coils.
前記複数のヘルムホルツコイルは、
少なくとも、隣接する一方の前記ヘルムホルツコイルが形成した均一な磁界領域の一部と、隣接する他方の前記ヘルムホルツコイルが形成した均一な磁界領域の一部とが重なり合う、という条件を満たす間隔を有して、並べて設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載のアクティブ磁気シールド。
The plurality of Helmholtz coils are:
At least an interval satisfying a condition that a part of the uniform magnetic field region formed by the one adjacent Helmholtz coil and a part of the uniform magnetic field region formed by the other adjacent Helmholtz coil overlap each other. The active magnetic shield according to claim 1, wherein the active magnetic shield is provided side by side.
前記制御部は、
当該アクティブ磁気シールドが形成した均一な磁界領域において被測定物を測定する測定装置の測定周期よりも短い周期で、前記複数のヘルムホルツコイルへの電流の供給を切り替えるように、前記電流供給部を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のアクティブ磁気シールド。
The controller is
In a period shorter than the measurement period of the measuring device for measuring the object in a homogeneous magnetic field region where the active magnetic shield was formed, so as then switch the supply of current to the plurality of Helmholtz coils, the current supply unit The active magnetic shield according to claim 1, wherein the active magnetic shield is controlled.
前記ヘルムホルツコイルユニットが、異なる2軸方向のそれぞれに対して設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアクティブ磁気シールド。
The active magnetic shield according to any one of claims 1 to 3, wherein the Helmholtz coil unit is provided for each of two different axial directions.
前記ヘルムホルツコイルユニットが、異なる3軸方向のそれぞれに対して設けられている
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアクティブ磁気シールド。
The active magnetic shield according to any one of claims 1 to 3, wherein the Helmholtz coil unit is provided for each of three different axial directions.
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