JP2014060270A - Magnetic shield device and magnetic shield method - Google Patents
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Abstract
【課題】外部磁場の影響をより低減する磁気シールド装置を提供する
【解決手段】磁気シールド装置1は、内部空間110および少なくとも1つの開口部111を有するパッシブシールド11と、開口部111付近における磁場を補正する外部コイル12と、内部空間110において磁場を補正する内部コイル13と、外部コイル12を駆動する駆動回路15Aと、内部コイル13を駆動する駆動回路15Bとを有する。磁気シールド装置1においては、外部コイル12により補正された磁場が、パッシブシールド11により低減され、更に内部コイル13で低減される。
【選択図】図1A magnetic shield device that further reduces the influence of an external magnetic field is provided. A magnetic shield device (1) includes a passive shield (11) having an internal space (110) and at least one opening (111), and a magnetic field in the vicinity of the opening (111). An external coil 12 that corrects the magnetic field, an internal coil 13 that corrects the magnetic field in the internal space 110, a drive circuit 15A that drives the external coil 12, and a drive circuit 15B that drives the internal coil 13. In the magnetic shield device 1, the magnetic field corrected by the external coil 12 is reduced by the passive shield 11 and further reduced by the internal coil 13.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、磁気シールド装置および磁気シールド方法に関する。 The present invention relates to a magnetic shield device and a magnetic shield method.
外部磁場(外乱磁場)の影響を受ける装置において外部磁場の影響を低減するための磁気シールドが知られている。特許文献1は、複数の磁場補正コイルを用いた磁気シールド装置を開示している。特許文献2は、シールドルームの外側の磁場に基づいて、検出コイルに入る妨害磁場を低減する技術を開示している。特許文献3は、内部にコイルを有する磁気シールドルームを開示している。特許文献4は、補償コイルと磁気検出コイルとを有する磁気シールドシステムを開示している。
2. Description of the Related Art Magnetic shields for reducing the influence of an external magnetic field in an apparatus affected by an external magnetic field (disturbance magnetic field) are known.
特許文献1および4に記載の技術は、パッシブシールドを用いた磁気シールド装置に関するものではなかった。特許文献2および3に記載の技術によっても、微小な磁場の影響を受ける装置に対しては、外部磁場の影響を十分に低減することができなかった。
これに対し本発明は、外部磁場の影響をより低減する磁気シールド装置を提供する。
The techniques described in
In contrast, the present invention provides a magnetic shield device that further reduces the influence of an external magnetic field.
本発明は、内部空間および少なくとも1つの開口部を有するパッシブシールドと、前記開口部付近における磁場を補正する第1コイルと、前記内部空間において磁場を補正する第2コイルと、前記第1コイルを駆動する第1駆動回路と、前記第2コイルを駆動する第2駆動回路とを有する磁気シールド装置を提供する。この磁気シールド装置によれば、第1コイルまたは第2コイルのいずれか一方のみを用いた場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 The present invention includes a passive shield having an internal space and at least one opening, a first coil for correcting a magnetic field in the vicinity of the opening, a second coil for correcting a magnetic field in the internal space, and the first coil. Provided is a magnetic shield device having a first drive circuit for driving and a second drive circuit for driving the second coil. According to this magnetic shield device, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where only one of the first coil and the second coil is used.
好ましい態様において、前記第1駆動回路は、前記開口部の端面における磁場をゼロにする電流を前記第1コイルに供給することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、第1コイルに何も電流が供給されない場合や一般的に行われている磁気シールド装置の中心部部分の磁場をゼロにする電流が供給される場合、および地磁気などの外部磁場と逆方向かつ同レベルの磁場を発生させる電流が供給される場合などに比べて、外部磁場の影響を最も良く低減することができる。 In a preferred aspect, the first drive circuit supplies the first coil with a current that makes the magnetic field at the end face of the opening zero. According to this magnetic shield device, when no current is supplied to the first coil, or when a current that makes the magnetic field at the central portion of the magnetic shield device generally used is zero, geomagnetism, etc. The influence of the external magnetic field can be best reduced as compared with a case where a current that generates a magnetic field in the opposite direction to the external magnetic field is supplied.
別の好ましい態様において、前記開口部の端面上に設けられた磁気センサーを有し、前記第1駆動回路は、前記磁気センサーにより計測される磁場をゼロにする電流を前記第1コイルに供給することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、開口部の端面上の磁場をゼロに近づけることができる。 In another preferable aspect, the magnetic sensor includes a magnetic sensor provided on an end face of the opening, and the first driving circuit supplies a current that makes a magnetic field measured by the magnetic sensor zero to the first coil. It is characterized by that. According to this magnetic shield device, the magnetic field on the end face of the opening can be brought close to zero.
また、別の好ましい態様において、前記磁気センサーは、前記開口部の端面の中心に設けられていることを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、開口部の端面の中心の
磁場をゼロに近づけることができる。
In another preferred embodiment, the magnetic sensor is provided at the center of the end face of the opening. According to this magnetic shield device, the magnetic field at the center of the end face of the opening can be brought close to zero.
さらに別の好ましい態様において、前記第2駆動回路は、前記内部空間における磁場をゼロにする電流を前記第2コイルに供給することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、内部空間における磁場をゼロにする電流が第2コイルに供給されない場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 In still another preferred aspect, the second drive circuit supplies a current that makes the magnetic field in the internal space zero to the second coil. According to this magnetic shield device, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where the current that makes the magnetic field in the internal space zero is not supplied to the second coil.
さらに別の好ましい態様において、前記内部空間に設けられた磁気センサーを有し、前記第2駆動回路は、前記磁気センサーにより計測される磁場をゼロにする電流を前記第2コイルに供給することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、内部空間の磁場をゼロに近づけることができる。 In still another preferred aspect, the magnetic sensor is provided in the internal space, and the second driving circuit supplies the second coil with a current that makes a magnetic field measured by the magnetic sensor zero. Features. According to this magnetic shield device, the magnetic field in the internal space can be brought close to zero.
さらに別の好ましい態様において、前記第1コイルにより発生する磁場のダイナミックレンジは、前記第2コイルにより発生する磁場のダイナミックレンジよりも大きいことを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、第1コイルにより発生する磁場のダイナミックレンジが、第2コイルにより発生する磁場のダイナミックレンジよりも小さい場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 In still another preferred aspect, the dynamic range of the magnetic field generated by the first coil is larger than the dynamic range of the magnetic field generated by the second coil. According to this magnetic shield device, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where the dynamic range of the magnetic field generated by the first coil is smaller than the dynamic range of the magnetic field generated by the second coil.
さらに別の好ましい態様において、前記第2コイルにより発生する磁場の分解能は、前記第1コイルにより発生する磁場の分解能よりも高いことを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、第2コイルにより発生する磁場の分解能が、第1コイルにより発生する磁場の分解能よりも低い場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 In still another preferred aspect, the resolution of the magnetic field generated by the second coil is higher than the resolution of the magnetic field generated by the first coil. According to this magnetic shield device, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where the resolution of the magnetic field generated by the second coil is lower than the resolution of the magnetic field generated by the first coil.
さらに別の好ましい態様において、前記パッシブシールドは、2つの開口部を有し、前記磁気シールド装置は、2つの第1コイルを有し、前記2つの第1コイルは、それぞれ、前記2つの開口部付近における磁場を補正することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、パッシブシールドが2つの開口部を有する場合において、第1のコイルが1つであるときに比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 In still another preferred embodiment, the passive shield has two openings, the magnetic shield device has two first coils, and each of the two first coils has the two openings. It is characterized by correcting the magnetic field in the vicinity. According to this magnetic shield device, when the passive shield has two openings, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where the number of the first coils is one.
さらに別の好ましい態様において、前記第1駆動回路は、前記2つの第1コイルに対し同じ電流値の電流を供給することを特徴とする。この磁気シールド装置によれば、2つの第1コイルに対し異なる電流値の電流を供給する場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 In still another preferred aspect, the first drive circuit supplies a current having the same current value to the two first coils. According to this magnetic shield device, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where currents having different current values are supplied to the two first coils.
また、本発明は、内部空間および少なくとも1つの開口部を有するパッシブシールドにおいて、前記開口部付近における磁場を補正するために、前記開口部付近に設けられた第1コイルに電流を供給するステップと、前記内部空間における磁場を補正するために、当該内部空間に設けられた第2コイルに電流を供給するステップとを有する磁気シールド方法を提供する。この磁気シールド方法によれば、第1コイルまたは第2コイルのいずれか一方のみを用いた場合に比べて、外部磁場の影響を低減することができる。 According to another aspect of the present invention, in a passive shield having an internal space and at least one opening, supplying a current to a first coil provided near the opening in order to correct a magnetic field near the opening; Supplying a current to a second coil provided in the internal space in order to correct the magnetic field in the internal space. According to this magnetic shielding method, the influence of the external magnetic field can be reduced as compared with the case where only one of the first coil and the second coil is used.
図1は、本発明の一実施形態に係る磁気シールド装置1の概略図である。磁気シールド装置1は、パッシブシールド11と、外部コイル12と、内部コイル13と、磁気センサー14と、駆動回路15と、制御装置16とを有する。磁気シールド装置1は、パッシブシールド11とアクティブシールド(外部コイル12および内部コイル13)とを組み合わせた装置である。磁気シールド装置1においては、外部コイル12により補正された磁場が、パッシブシールド11により低減され、更に内部コイル13で低減される。
FIG. 1 is a schematic view of a
パッシブシールド11は、強磁性体(例えばパーマロイ、フェライト、または鉄、クロムもしくはコバルト系のアモルファス)により形成される。パッシブシールド11は、内部空間110と、少なくとも1つの開口部111とを有する。この例で、パッシブシールド11は、両端が開口した筒型の形状を有する。また、パッシブシールド11の長軸に垂直な断面の形状は四角形である。パッシブシールド11の内部空間110は、心磁計等の磁気測定装置およびその被検体(例えば人間)を収容できる程度の大きさを有する。外部コイル12は、開口部111付近における磁場を補正(キャンセル)するためのコイルである。内部コイル13は、内部空間110において磁場を補正するためのコイルである。外部コイル12および内部コイル13としては、例えば、2つのコイル(12Aと12B、または13Aと13B)により構成されたヘルムホルツコイルが用いられる。磁気センサー14は、磁場を計測する。磁気センサー14は、外部コイル12と内部コイル13のそれぞれに対応させて個別に設けられる。磁気センサー14Aは外部コイル12に対応するセンサーであり、磁気センサー14Bは内部コイル13に対応するセンサーである。
The
図2は、磁気シールド装置1の概観を示す図である。以下の説明のため、3次元直交座標系を定義する。この座標系において、x軸はパッシブシールド11の長軸方向、y軸はパッシブシールド11の幅方向、z軸はパッシブシールド11の高さ方向を表す。パッシブシールド11は、x軸方向の両端に2つの開口部111Aおよび111Bを有する。外部コイル12は、一方のコイル12Aが開口部111A付近に、かつ、他方のコイル12Bが開口部111B付近にくるように、パッシブシールド11の側面に巻かれる。図2において、外部コイル12は、開口部111A側の端部が開口部111Aの端面111Sと同じ平面上に位置するように、かつ、開口部111B側の端部が開口部111Bの端面111Sと同じ平面上に位置するように巻かれている。内部コイル13は、内部空間110において、磁場を補正したい領域(この例では、内部空間110の中心)を、コイル13Aとコイル13Bで挟むように配置されている。
FIG. 2 is a diagram showing an overview of the
図3は、磁気センサー14の配置を例示する図である。図3(a)は、磁気シールド装置1をx軸方向から見た図である。図3(b)は、磁気シールド装置1をz軸方向から見た図である。磁気センサー14Aは、例えば開口部111の重心(中心)に配置される。磁気センサー14Aは、開口部111近傍の磁場のx軸成分の向き(正負)と大きさを計測する。磁気センサー14Bは、磁場を補正したい領域に配置される。磁気センサー14Bは、磁場を補正したい領域における磁場のx軸成分の向き(正負)と大きさをそれぞれ計測する。なおこの例で、磁気センサー14Bの分解能は、磁気センサー14Aの分解能よりも高い。
FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement of the magnetic sensor 14. FIG. 3A is a diagram of the
再び図1を参照する。駆動回路15Aは、外部コイル12を駆動する回路である。駆動回路15Bは、内部コイル13を駆動する回路である。制御装置16は、磁気センサー14により計測された磁場に応じて駆動回路15を制御する装置である。制御装置16は、例えば、CPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)とを有するコンピュータ装置である。
Refer to FIG. 1 again. The drive circuit 15 </ b> A is a circuit that drives the external coil 12. The
制御装置16は、磁気センサー14Aおよび14Bから磁場の向きと大きさを示す信号をそれぞれ取得する。制御装置16は、磁気センサー14Aにより計測された磁場の向き
と大きさに基づいて、端面111Sにおける磁場がゼロになるように駆動回路15Aを制御する。制御装置16は、また、磁気センサー14Bにより計測された磁場の向きと大きさに基づいて、内部空間110における磁場がゼロになるように駆動回路15Bを制御する。
The
駆動回路15Aは、端面111Sにおける磁場をゼロにする電流を外部コイル12に供給する。ここでいう「ゼロ」とはゼロを含む所定の範囲であり、所定の範囲とは、磁気センサー14Aの分解能で決まる。通常、1PT(ピコテスラ)以下である。駆動回路15Aは、コイル12Aおよびコイル12Bに、同方向かつ同じ電流値の電流を供給する。コイル12Aおよびコイル12Bに同方向かつ同じ電流値の電流が流れると、開口部111Aおよび111B付近で磁場が発生し、内部空間110のx軸方向における磁場の強さは、外部コイル12に何も電流が供給されない場合や磁気シールド装置1の中心部部分の磁場をゼロにする電流が供給される場合、および地磁気などの外部磁場と逆方向かつ同レベルの磁場を発生させる電流が供給される場合などに比べて低減される。
The
駆動回路15Bは、内部空間110における磁場をゼロにする電流を内部コイル13に供給する。ここでいう「ゼロ」もゼロを含む所定の範囲であり、所定の範囲とは、磁気センサー14Bの分解能で決まる。通常、1PT(ピコテスラ)以下である。駆動回路15Bは、コイル13Aおよびコイル13Bに、同方向かつ同じ電流値の電流を供給する。コイル13Aおよびコイル13Bに同方向かつ同じ電流値の電流が流れると、内部空間110のコイル13Aおよびコイル13Bに挟まれた小空間のx軸方向における磁場の強さは、内部コイル13が用いられない場合に比べて更に低減される。
The drive circuit 15 </ b> B supplies a current that makes the magnetic field in the
なおこの例で、外部コイル12により発生する磁場のダイナミックレンジは、内部コイル13により発生する磁場のダイナミックレンジよりも大きい。また、内部コイル13により発生する磁場の分解能は、外部コイル12により発生する磁場の分解能よりも高い。 In this example, the dynamic range of the magnetic field generated by the external coil 12 is larger than the dynamic range of the magnetic field generated by the internal coil 13. Further, the resolution of the magnetic field generated by the internal coil 13 is higher than the resolution of the magnetic field generated by the external coil 12.
図4は、磁気シールド装置1の動作を示すフローチャートである。磁気シールド装置1においては、ステップS1からステップS8までの処理が行われる。以下の処理は、例えば、ユーザが図示せぬ入力部を操作して磁気シールド装置1を起動したことを契機として開始される。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
ステップS1において、制御装置16は、端面111Sにおける磁場の向きおよび大きさを計測する。具体的には、制御装置16は、磁気センサー14Aからx軸上の磁場の向きと大きさを示す信号を取得する。ステップS2において、制御装置16は、駆動回路15Aを制御して、外部コイル12に電流を供給させる。具体的には、制御装置16は、磁気センサー14Aによって計測された磁場をゼロにする電流を外部コイル12に供給させるための信号を駆動回路15Aに出力する。駆動回路15Aは、制御装置16から出力された信号に基づいて外部コイル12に電流を供給する。外部コイル12に供給する電流の向きは、磁気センサー14Aが計測した磁場に対向する磁場を発生させる向きである。外部コイル12に供給する電流の大きさは、磁気センサー14Aが計測した磁場と同じ大きさの磁場が外部コイル12の内部に生じる電流の大きさである。外部コイル12に供給する電流の大きさと、外部コイル12の内部に生じる磁場との対応関係は、予めROMに記憶されている。ステップS3において、制御装置16は、端面111Sにおける磁場の向きおよび大きさを再度計測する。ステップS4において、制御装置16は、端面111Sにおける磁場の大きさがゼロであるか否かを判断する。端面111Sにおける磁場の大きさがゼロであると判断された場合(ステップS4:YES)、制御装置16は、処理をステップS5に移行する。端面111Sにおける磁場の大きさがゼロでないと判断された場合(ステップS4:NO)、制御装置16は、処理をステップS2に移行し、端面111Sにおける磁場の大きさがゼロになるまでステップS2からステップS4の処理を繰り返
す。
In step S1, the
ステップS5において、制御装置16は、内部空間110における磁場の向きおよび大きさを計測する。具体的には、制御装置16は、磁気センサー14Bから磁場の向きと大きさを示す信号を取得する。ステップS6において、制御装置16は、駆動回路15Bを制御して、内部コイル13に電流を供給させる。具体的には、制御装置16は、磁気センサー14Bによって計測された磁場をゼロにする電流を内部コイル13に供給させるための信号を駆動回路15Bに出力する。駆動回路15Bは、制御装置16から出力された信号に基づいて内部コイル13に電流を供給する。内部コイル13に供給する電流の向きは、磁気センサー14Bが計測した磁場に対向する磁場が生じる向きである。内部コイル13に供給する電流の大きさは、磁気センサー14Bが計測した磁場と同じ大きさの磁場が生じる電流の大きさである。内部コイル13に供給する電流の大きさと、内部コイル13の内部に生じる磁場との対応関係は、予めROMに記憶されている。ステップS7において、制御装置16は、内部空間110における磁場の向きおよび大きさを再度計測する。ステップS8において、制御装置16は、内部空間110における磁場の大きさがゼロであるか否かを判断する。内部空間110における磁場の大きさがゼロであると判断された場合(ステップS8:YES)、制御装置16は、処理を終了する。内部空間110における磁場の大きさがゼロでないと判断された場合(ステップS8:NO)、制御装置16は、処理をステップS6に移行し、内部空間110における磁場の大きさがゼロになるまでステップS6からステップS8の処理を繰り返す。
In step S <b> 5, the
ステップS1からステップS4の処理が行われると、内部空間110における磁場は、外部コイル12の分解能のオーダーでゼロに近づく。この状態で、ステップS5からステップS8の処理が行われると、内部空間110における磁場は、内部コイル13の分解能のオーダーでゼロに近づく。本実施形態によれば、外部コイル12のみで、または内部コイル13のみで磁場をキャンセルする場合と比較して、より外部磁場の影響を低減することができる。
When the processing from step S1 to step S4 is performed, the magnetic field in the
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、2つ以上のものが組み合わされて用いられてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. Hereinafter, some modifications will be described. Two or more of the modifications described below may be used in combination.
磁気シールド装置が有するコイルは、磁気シールド装置の決められた領域における磁場をゼロにするものに限らない。磁気シールド装置は、磁場の勾配を補正するコイルを更に有していてもよい。 The coil included in the magnetic shield device is not limited to one that makes the magnetic field zero in a predetermined region of the magnetic shield device. The magnetic shield device may further include a coil that corrects the gradient of the magnetic field.
図5は、変形例に係る磁気シールド装置2の概略図である。磁気シールド装置2は、勾配コイル17と、磁気センサー14Cと、駆動回路15Cとを有する点が、図1に示した磁気シールド装置1とは異なる。勾配コイル17は、内部空間110において磁場の勾配を補正するためのコイルである。勾配コイル17としては、例えば、2つのコイル(17Aと17B)が用いられる。磁気センサー14Cは、勾配コイル17に対応するセンサーである。磁気センサー14Cは、例えば勾配コイル17が配置されている面に配置される。磁気センサー14Cは、勾配コイル17が配置されている面における磁場のx軸成分の向き(正負)と大きさをそれぞれ計測する。駆動回路15Cは、勾配コイル17を駆動する回路である。
FIG. 5 is a schematic view of a
変形例において、制御装置16は、磁気センサー14Cにより磁場の向きと大きさを示す信号をそれぞれ取得する。制御装置16は、磁気センサー14Cにより計測された磁場の大きさに基づいて、磁場の勾配を算出する。制御装置16は、算出された磁場の勾配に基づいて、内部空間110における磁場の勾配がゼロになるように駆動回路15Cを制御
する。駆動回路15Cは、内部空間110における磁場の勾配をゼロにする電流を勾配コイル17に供給する。ここでいう「ゼロ」はゼロを含む所定の範囲であり、所定の範囲とは磁場の勾配の影響がない(磁場が均一である)とみなされる範囲である。駆動回路15Cは、コイル17Aおよびコイル17Bに、逆方向の電流を供給する。コイル17Aおよびコイル17Bに逆方向の電流が流れると、内部空間110のコイル17Aおよびコイル17Bに挟まれた小空間のx軸方向における磁場の勾配は、勾配コイル17が用いられない場合に比べて低減される。
In the modification, the
図6は、磁気シールド装置2の動作を示すフローチャートである。磁気シールド装置2においては、図4に示したステップS1からステップS8までの処理に加えて、ステップS9からステップS12までの処理が行われる。
FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the
ステップS9において、制御装置16は、内部空間110における磁場の勾配を算出する。具体的には、制御装置16は、磁気センサー14Cからx軸上の磁場の向きと大きさを示す信号を取得し、以下の式(1)により磁場の勾配Aを算出する。
A=Hmax−Hmin …(1)
なお、HmaxおよびHminはそれぞれ、磁気センサー14Cにより測定される磁場のうち大きい方および小さい方を示している。
In step S <b> 9, the
A = Hmax−Hmin (1)
Hmax and Hmin indicate the larger and smaller ones of the magnetic fields measured by the
ステップS10において、制御装置16は、勾配コイル17Aおよび勾配コイル17Bが発生する磁場H1およびH2を測定しつつ、測定された磁場が次式(2)を満たす様に駆動回路15Cを制御して、勾配コイル17に電流を供給させる。
α=|H1−H2|−(Hmax−Hmin)=0 …(2)
具体的には、制御装置16は、算出された磁場の勾配をゼロにする電流を勾配コイル17に供給させるための信号を駆動回路15Cに出力する。駆動回路15Cは、制御装置16から出力された信号に基づいて勾配コイル17に電流を供給する。ステップS11において、制御装置16は、内部空間110における磁場の勾配を再度算出する。ステップS12において、制御装置16は、内部空間110における磁場の勾配がゼロであるか否かを判断する。内部空間110における磁場の勾配がゼロであると判断された場合(ステップS12:YES)、制御装置16は処理を終了する。内部空間110における磁場の勾配がゼロでないと判断された場合(ステップS12:NO)、制御装置16は、処理をステップS10に移行し、内部空間110における磁場の勾配がゼロになるまでステップS10からステップS12の処理を繰り返す。ステップS9からステップS12の処理が行われると、内部空間110における磁場の勾配はゼロに近づく。
In step S10, the
α = | H1-H2 | − (Hmax−Hmin) = 0 (2)
Specifically, the
なお、勾配コイル17を用いる場合に、磁気センサー14Cを用いなくてもよい。この場合、制御装置16は、磁気センサー14Bの信号を用いて勾配コイル17を制御してもよい。
Note that when the gradient coil 17 is used, the
パッシブシールド11を軸方向からみた断面は、正方形である場合に限らない。例えば、パッシブシールド11を軸方向からみた断面は、正方形以外の多角形、円形、または楕円形であってもよい。また、パッシブシールド11は、軸方向の両端に開口部111を有する場合に限らない。パッシブシールド11は、軸方向の一方側に開口部111を有していてもよい。この場合、開口部111を有しない軸方向の他方側は、蓋により覆われる。蓋は、例えば、パッシブシールド11と一体に成形される。さらに、パッシブシールド11は、単層構造である場合に限らず、多層構造であってもよい。
The cross section of the
外部コイル12、内部コイル13、および勾配コイル17は、正方形に巻かれている場合に限らない。外部コイル12、内部コイル13および勾配コイル17は、正方形以外の多角形、円形、または楕円形に巻かれていてもよい。 The external coil 12, the internal coil 13, and the gradient coil 17 are not limited to being wound in a square shape. The outer coil 12, the inner coil 13, and the gradient coil 17 may be wound in a polygon other than a square, a circle, or an ellipse.
外部コイル12、内部コイル13は、ヘルムホルツコイルである場合に限らない。外部コイル12、内部コイル13には、それぞれ1つのコイルが用いられてもよい。 The external coil 12 and the internal coil 13 are not limited to being Helmholtz coils. One coil may be used for each of the external coil 12 and the internal coil 13.
実施形態においては、内部コイル13が1軸方向(x軸方向)のみに設けられる例を説明した。しかし、磁気シールド装置1は、2組以上の内部コイル13を有し、磁場の2軸以上の成分をキャンセルしてもよい。例えば、磁気シールド装置1は、x、y、およびz軸の3軸それぞれについて内部コイル13を有し、3軸方向それぞれの成分の磁場をキャンセルしてもよい。
In the embodiment, the example in which the internal coil 13 is provided only in one axial direction (x-axis direction) has been described. However, the
磁気センサー14の配置および個数は、実施形態に記載したものに限らない。例えば、磁気センサー14Aは、開口部111Aおよび111Bのうちいずれか一方の重心に配置されてもよい。
The arrangement and number of the magnetic sensors 14 are not limited to those described in the embodiment. For example, the
各コイルの制御方法は実施形態で説明したものに限定されない。実施形態においては、各コイルがフィードバック制御される例を説明したが、フィードバック制御以外の方法により、各コイルが制御されてもよい。 The control method for each coil is not limited to that described in the embodiment. In the embodiment, an example in which each coil is feedback-controlled has been described, but each coil may be controlled by a method other than the feedback control.
1,2…磁気シールド装置、11…パッシブシールド、110…内部空間、111…開口部、12…外部コイル、13…内部コイル、14…磁気センサー、15…駆動回路、16…制御装置、17…勾配コイル
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記開口部付近における磁場を補正する第1コイルと、
前記内部空間において磁場を補正する第2コイルと、
前記第1コイルを駆動する第1駆動回路と、
前記第2コイルを駆動する第2駆動回路と
を有する磁気シールド装置。 A passive shield having an internal space and at least one opening;
A first coil for correcting the magnetic field in the vicinity of the opening;
A second coil for correcting a magnetic field in the internal space;
A first drive circuit for driving the first coil;
And a second drive circuit for driving the second coil.
ことを特徴とする請求項1に記載の磁気シールド装置。 2. The magnetic shield device according to claim 1, wherein the first drive circuit supplies a current that makes a magnetic field at an end face of the opening to zero to the first coil.
前記第1駆動回路は、前記磁気センサーにより計測される磁場をゼロにする電流を前記第1コイルに供給する
ことを特徴とする請求項2に記載の磁気シールド装置。 A magnetic sensor provided on an end face of the opening;
3. The magnetic shield device according to claim 2, wherein the first drive circuit supplies a current that makes a magnetic field measured by the magnetic sensor zero to the first coil.
ことを特徴とする請求項3に記載の磁気シールド装置。 The magnetic shield device according to claim 3, wherein the magnetic sensor is provided at a center of an end face of the opening.
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれか一項に記載の磁気シールド装置。 5. The magnetic shield device according to claim 1, wherein the second drive circuit supplies a current that makes the magnetic field in the internal space zero to the second coil. 6.
前記第2駆動回路は、前記磁気センサーにより計測される磁場をゼロにする電流を前記第2コイルに供給する
ことを特徴とする請求項5に記載の磁気シールド装置。 A magnetic sensor provided in the internal space;
6. The magnetic shield device according to claim 5, wherein the second drive circuit supplies a current that makes a magnetic field measured by the magnetic sensor zero to the second coil.
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載の磁気シールド装置。 The magnetic shield device according to any one of claims 1 to 6, wherein a dynamic range of a magnetic field generated by the first coil is larger than a dynamic range of a magnetic field generated by the second coil.
ことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載の磁気シールド装置。 8. The magnetic shield device according to claim 1, wherein the resolution of the magnetic field generated by the second coil is higher than the resolution of the magnetic field generated by the first coil.
前記磁気シールド装置は、2つの第1コイルを有し、
前記2つの第1コイルは、それぞれ、前記2つの開口部付近における磁場を補正する
ことを特徴とする請求項1ないし8のいずれか一項に記載の磁気シールド装置。 The passive shield has two openings,
The magnetic shield device has two first coils,
The magnetic shield device according to claim 1, wherein each of the two first coils corrects a magnetic field in the vicinity of the two openings.
ことを特徴とする請求項9に記載の磁気シールド装置。 The magnetic shield device according to claim 9, wherein the first drive circuit supplies a current having the same current value to the two first coils.
前記内部空間における磁場を補正するために、当該内部空間に設けられた第2コイルに
電流を供給するステップと
を有する磁気シールド方法。 Supplying a current to a first coil provided near the opening in order to correct a magnetic field near the opening in a passive shield having an internal space and at least one opening;
Supplying a current to a second coil provided in the internal space to correct a magnetic field in the internal space.
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