40,从该金刚石晶体15的背面侧照射微波。 针对高频电路部28照射的微波，通过从各信号处理部61输出的频率设定信号，调制频率。
[0173] 尚频电路部28具有环形天线28a以及对环形天线28a施加尚频电流的尚频电路 28b〇
[0174] 通过使用尚频电路芯片27,能够针对金刚石晶体15的多个块40的每个，并彳丁地 进行独立的微波的照射，能够进一步提高磁测量的效率。
[0175] 在图13所示的例子中，图像传感器16的像素数是20X20,金刚石晶体15的氮-空 位对数也是20X20。另外，图像传感器16以及金刚石晶体15具有的块数都是5X5。因此， 信号处理部61的数量也成为5X5。
[0176] 〈高频电路芯片的结构例〉
[0177] 图15是示出在图13的磁测量装置10中设置的高频电路芯片27的结构的一个例 子的说明图。在该图15中，以与图13所示的图像传感器16对应的高频电路芯片27为例 子进行说明。在高频电路芯片27中，为了降低噪声，进行例如对偶布线。
[0178] 高频电路芯片27如图15(a)所示，对应于图像传感器16的块数，高频电路部28 的数量成为5X5。高频电路芯片27是在例如半导体芯片CH上形成高频电路部28并排列 的结构。
[0179] 尚频电路部28如图15 (b)所不，具有环形天线28a以及尚频电路28b。如上所述， 针对高频电路28b生成的微波，根据从与该高频电路部28对应的信号处理部61输出的频 率设定信号，分别个别地独立调制。
[0180] 在半导体芯片CH的2个周边部，分别配置了选择行地址线RL的行解码器RDC以 及选择列地址线CL的列解码器⑶C。在行地址线RL以及列地址线CL的终端，分别连接了 终端电阻RR。由此，能够防止布线终端中的信号的反射，降低噪声。
[0181] 向行解码器RDC以及列解码器⑶C，分别输入从图14的控制电路19输出的选择信 号。行解码器RDC根据选择信号，选择任意的行地址线RL。列解码器CDC根据选择信号，选 择任意的列地址线CL。
[0182] 行地址线RL选择阵列状地排列了的高频电路部28中的、行方向的高频电路部28。 列地址线CL选择列方向的高频电路部28。
[0183] 向列解码器⑶C，输入频率设定信号。列解码器⑶C经由频率设定信号线FS向列 方向的高频电路部28输出频率设定信号。行解码器RDC根据选择信号，选择任意的行地址 线RL。列解码器CDC根据选择信号，选择任意的列地址线CL，并且输出频率设定信号。
[0184] 位于被选择的行地址线RL和列地址线CL的交点的高频电路部28被选择而活性 化。另外，向选择了的高频电路部28,经由频率设定信号线FS输入频率设定信号。
[0185] 〈微波的照射例〉
[0186] 图16是示出图15的高频电路芯片27中的通过各高频电路部28照射微波的照射 顺序的一个例子的说明图。
[0187] 在图16中，与图12同样地，设为20X20的氮-空位对25的金刚石晶体15对应 于像素数是20X20的图像传感器16。块尺寸是4X4,是进行分辨率5X5的二维测量的例 子。另外，在图16中，将与25个块40对应的高频电路部28附加编号为高频电路部28 :~ 2825〇
[0188] 考虑在尚频电路芯片27中从邻接的尚频电路部28同时照射了微波的情况、例如 通过高频电路部28 :和高频电路部28 2照射微波的情况。
[0189] 在该情况下，与尚频电路部28jP尚频电路部28 2对应的金刚石晶体15中的块的 边界部分从2个高频电路部同时接受微波的照射，存在由于微波的干涉等而得不到高精度 的测量的担心。
[0190] 因此，在进行灵敏的测量的情况下，在1次的测量时，以不对邻接的块照射微波的 方式进行控制。例如，将25个高频电路部28 :~28 25分成不邻接的第1~第4群组这4群， 针对各个群组分成4次进行测量。在图16中，用粗线表示第1群组，用网线表示第2群组， 用虚线表示第3群组，用单点划线表示第4群组。在各群组内，同时测量。与各块40对应 的高频电路部28被不同的微波分别调制。
[0191] 第1群组如图16的粗线所示，由高频电路部28^28^28^28^28^28^28^28^ 28 25构成。第2群组如图16的网线所示，由高频电路部28 2、284、2812、2814、2822、28 24构成。
[0192] 另外，第3群组如图16的虚线所示，由高频电路部286、288、28 1(]、2816、2818、282。构 成。第4群组如图16的单点划线所示，由高频电路部28 7、289、2817、2819构成。通过这样分 群组，能够防止对邻接的块照射微波。
[0193] 在基于每个上述群组照射了微波的情况下，如果将1个像素的累计的收敛所需的 时间设为T，则全部像素中的磁场测量所需的时间成为4XTX4 = 16T。
[0194] 在不使用高频电路芯片27,针对25个块40,逐个进行微波的照射、和基于图像传 感器输出向微波源的负反馈的测量的情况下，需要5X5XTX4 = 100T的测量时间。因此， 通过使用高频电路芯片27,能够实现6倍以上的高速化。
[0195] 通过以上内容，能够实现磁测量的高速化。
[0196] 以上根据实施方式具体说明了由本发明者完成的发明，但本发明不限于上述实施 方式，当然能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
[0197] 另外，本发明不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，为了更易于理解地说 明本发明，详细说明了上述实施方式，不限于一定具备说明的所有结构。
[0198]另外，能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，并且，还 能够对某个实施方式的结构加上其他实施方式的结构。另外，能够针对各实施方式的结构 的一部分，进行其他结构的追加、删除、置换。
【主权项】
1. 一种磁测量装置，其特征在于，具备： 金刚石晶体，具有多个氮-空位对；以及 图像传感器，通过多个像素检测通过对所述金刚石晶体照射的激励光发生的荧光强 度， 在所述金刚石晶体中，使所述氮-空位对与所述像素1:1地分别对应起来，对1个所述 氮-空位对发生的荧光，由与所述氮-空位对对应起来的1个所述像素进行受光。2. 根据权利要求1所述的磁测量装置，其特征在于， 关于所述金刚石晶体具有的所述氮_空位对，确定有各个所述氮-空位对的从氮观察 的空位的方位相对所述金刚石晶体的方位是什么样的方位。3. 根据权利要求2所述的磁测量装置，其特征在于， 所述金刚石晶体是单晶体。4. 根据权利要求2所述的磁测量装置，其特征在于，还具有： 微波部，根据动作控制信号，对所述金刚石晶体照射微波；以及 信号处理部，累计从与确定了方位的所述氮-空位对中的具有相同的方位的所述 氮-空位对对应的所述像素输出的利用所述微波部的微波的照射时和非照射时的荧光强 度的差分，将其计算结果作为频率校正值输出， 所述微波部根据从所述信号处理部输出的所述频率校正值，调制所照射的微波的频 率。5. 根据权利要求4所述的磁测量装置，其特征在于， 所述信号处理部针对每个将所述图像传感器分割为多个区域而得到的传感器块计算 所述频率校正值。6. 根据权利要求2所述的磁测量装置，其特征在于，还具有： 照射部，从所述金刚石晶体的背面照射微波；以及 信号处理部，累计从与确定了方位的所述氮-空位对中的具有相同的方位的所述 氮-空位对对应的所述像素输出的微波的照射时和非照射时的荧光强度的差分，将其计算 结果作为频率校正值输出， 所述照射部根据从所述信号处理部输出的所述频率校正值，调制所照射的微波的频 率。7. 根据权利要求6所述的磁测量装置，其特征在于， 所述照射部由多个高频电路部构成， 所述高频电路部被设置成与将所述金刚石晶体分割成多个区域而得到的金刚石晶体 上的块分别对应，根据从所述信号处理部输出的所述频率校正值，分别调制所照射的微波 的频率， 所述信号处理部针对每个将所述图像传感器分割成多个区域而得到的所述图像传感 器上的块累计差分，将其计算结果作为频率校正值，输出到针对与累计了的所述图像传感 器的块对应的所述金刚石晶体上的块照射所述微波的所述高频电路部。8. 根据权利要求7所述的磁测量装置，其特征在于， 针对所述高频电路部，根据从所述信号处理部输出的动作控制信号来控制动作， 所述信号处理部以不使相邻的所述高频电路部同时照射所述微波的方式控制所述动 作控制信号。
【专利摘要】本发明提供一种磁测量装置。通过有效利用所有方位的氮-空位对，进行高精度的磁测定。磁测量装置(10)具有金刚石晶体(15)以及图像传感器(16)。金刚石晶体(15)具备氮-空位对(25)。图像传感器(16)通过多个像素(26)检测通过对金刚石晶体(15)照射了的激励光而发生的荧光强度。另外，将金刚石晶体(15)的氮-空位对(25)与像素(26)1:1地分别对应起来，通过与该氮-空位对(25)对应起来的1个像素(26)对1个氮-空位对(25)发生了的荧光进行受光。
【IPC分类】G01R33/032
【公开号】CN105223521
【申请号】CN201510362025
【发明人】波多野雄治, 山田耕司, 吉野隆
【申请人】瑞萨电子株式会社
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年6月26日
【公告号】US20150374250