磁场计测方法以及磁场计测装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及计测磁场的磁场计测方法等。
【背景技术】
[0002] 作为用于计测来自心脏的磁场（心磁图（心磁））、来自大脑的磁场（脑磁图（脳 磁））等由生物体发出的磁场（生物体磁场）等微弱磁场的装置，公知有一种使用光栗式的 磁传感器的装置，其向密封有碱金属原子的气室照射直线偏振光，通过偏光面的旋转计测 磁场（例如参照专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本特开2013-108833号公报
【发明内容】
[0006] 在采用光栗式的磁传感器的微弱磁场计测中，需要消除存在于配置有气室的计测 区域中的例如地磁、由城市噪声等环境引起的磁场（称为原磁场）。这是因为，当存在原磁 场时，会受其影响而降低对于计测对象所产生的磁场的灵敏度，或招致计测精度下降。
[0007] 本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提出一种指定存在于计测区域中的 原磁场的新方法。
[0008] 本发明为解决上述技术问题的至少一部分而作出，可通过下面的方式或应用例而 实现。
[0009] [应用例]根据本应用例的磁场计测方法通过磁场计测装置计测计测区域的磁 场，在所述磁场计测装置中，第一方向、第二方向和第三方向相互正交，所述磁场计测装置 具备：光源部，射出直线偏振光；介质，电场的振动方向为所述第二方向的所述直线偏振光 沿所述第三方向照射所述介质，所述介质配置于所述计测区域，使所述直线偏振光的光学 特性根据磁场而变化；光学检测器，检测所述光学特性；以及磁场发生器，向所述计测区域 施加人工磁场，所述磁场计测方法包括：使所述磁场发生器产生改变了所述第三方向的人 工磁场分量的多个人工磁场；基于所述光学检测器的检测结果算出磁化值或者与所述磁化 值对应的值，所述磁化值是所述介质的磁化向量的所述第一方向的分量；以及利用所述磁 化值或者所述与所述磁化值对应的值满足特定条件时的人工磁场，算出存在于所述计测区 域的原磁场。
[0010] 根据本应用例，能够求出从计测对象发出的磁场所在的计测区域中的由环境带来 的原磁场。
[0011] [应用例]根据本应用例的磁场计测方法通过磁场计测装置计测计测区域的磁 场，在所述磁场计测装置中，第一方向、第二方向和第三方向相互正交，所述磁场计测装置 具备：光源部，射出直线偏振光；介质，电场的振动方向为所述第二方向的所述直线偏振光 沿所述第三方向照射所述介质，所述介质配置于所述计测区域，使所述直线偏振光的光学 特性根据磁场而变化；光学检测器，检测所述光学特性；以及磁场发生器，向所述计测区域 施加人工磁场，所述磁场计测方法包括：使所述磁场发生器产生在所述第一方向和所述第 二方向中的一方向的人工磁场分量为固定值的状态下改变了所述第三方向的人工磁场分 量以及所述第一方向和所述第二方向中的另一方向的人工磁场分量的多个人工磁场；基于 所述光学检测器的检测结果算出磁化值或者与所述磁化值对应的值，所述磁化值是所述介 质的磁化向量的所述第一方向的分量；以及利用所述磁化值或者所述与所述磁化值对应的 值满足极值条件时的人工磁场，算出存在于所述计测区域的原磁场。
[0012] 根据本应用例，能够求出从计测对象发出的磁场所在的计测区域中的由环境带来 的原磁场。
[0013] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，优选地，算出所述原磁场包括：利用第一磁 场和第二磁场，所述第一磁场是所述磁化值或者所述与所述磁化值对应的值满足极大值条 件时的人工磁场，所述第二磁场是所述磁化值或者所述与所述磁化值对应的值满足极小值 条件时的人工磁场。
[0014] 根据该方法，能够正确地求出原磁场。
[0015] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，其特征在于，所述一方向的人工磁场分量 是所述第二方向的人工磁场分量，所述另一方向的人工磁场分量是所述第一方向的人工磁 场分量，算出所述原磁场包括采用下式（1)~下式（3)，
[0022] 其中，Apx是所述第一磁场的第一方向的分量，A vx是所述第二磁场的第一方向的分 量，Apz是所述第一磁场的第三方向的分量，A vz是所述第二磁场的第三方向的分量，A fy是所 述固定值，Cx是所述原磁场的第一方向的分量，C y是所述原磁场的第二方向的分量，C z是所 述原磁场的第三方向的分量。
[0023] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，也可以是，所述一方向的人工磁场分量是 所述第一方向的人工磁场分量，所述另一方向的人工磁场分量是所述第二方向的人工磁场 分量，算出所述原磁场采用下式（4)~下式（6)，
[0028][数学式6]
[0030] 其中，Apy是所述第一磁场的第二方向的分量，A vy是所述第二磁场的第二方向的分 量，Apz是所述第一磁场的第三方向的分量，A vz是所述第二磁场的第三方向的分量，A fx是所 述固定值，Cx是所述原磁场的第一方向的分量，C y是所述原磁场的第二方向的分量，C z是所 述原磁场的第三方向的分量。
[0031] 根据这些方法，能够更正确地求出原磁场。
[0032] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，优选地，所述固定值为零。
[0033] 根据该方法，通过在第一方向或第二方向上将人工磁场分量设为零，从而能够简 化上述式子，能够更加简单地求出原磁场。
[0034][应用例]根据本应用例的其它磁场计测方法，其特征在于，通过磁场计测装置计 测计测区域的磁场，在所述磁场计测装置中，第一方向、第二方向和第三方向相互正交，所 述磁场计测装置具备：光源部，射出直线偏振光；介质，电场的振动方向为所述第二方向的 所述直线偏振光沿所述第三方向照射所述介质，所述介质配置于所述计测区域，使所述直 线偏振光的光学特性根据磁场而变化；光学检测器，检测所述光学特性；以及磁场发生器， 向所述计测区域施加人工磁场，所述磁场计测方法包括：使所述磁场发生器产生改变了所 述第一方向~所述第三方向的人工磁场分量、且所述第三方向的人工磁场分量周期性变化 的多个组合的人工磁场；基于所述光学检测器的检测结果算出磁化值或者与所述磁化值对 应的值，所述磁化值是所述介质的磁化向量的所述第一方向的分量；以及利用所述磁化值 或者所述与所述磁化值对应的值的时间变化与所述第三方向的人工磁场分量的时间变化 之比满足极值条件时的人工磁场，算出存在于所述计测区域的原磁场。
[0035] 根据本应用例，能够求出从计测对象发出的磁场所在的计测区域中的由环境带来 的原磁场。
[0036] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，优选地，基于满足所述极值条件时的所述 计测区域的磁场为零磁场算出所述原磁场。
[0037] 根据该方法，能够正确地求出原磁场。
[0038] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，优选地，所述第三方向的人工磁场分量以 截止角频率以下的周期变化。
[0039] 根据该方法，能够简单且正确地求出原磁场。
[0040] 在上述应用例所述的磁场计测方法中，优选地，还包括：使所述磁场发生器产生所 述原磁场相对于目标磁场的差（差分）的磁场；将计测对象配置于所述计测区域；以及在 产生所述差的磁场的期间，利用所述光学检测器的检测结果，计测所述计测对象所产生的 磁场。
[0041] 根据该方法，能够抵消计测区域中的原磁场的影响，正确地计测计测对象发出的 磁场。
[0042][应用例]根据本应用例的磁场计测装置，其特征在于，第一方向、第二方向和第 三方向相互正交，所述磁场计测装置具备：光源部，射出直线偏振光；介质，电场的振动方 向为所述第二方向的所述直线偏振光沿所述第三方向照射所述介质，所述介质配置于计测 区域，使所述直线偏振光的光学特性根据磁场而变化；光学检测器，检测所述光学特性；磁 场发生器，向所述计测区域施加所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向的各分量为可 变的人工磁场；以及运算控制部，所述运算控制部执行：使所述磁场发生器产生在所述第 一方向和所述第二方向中的一方向的人工磁场分量为固定值的状态下改变了所述第三方 向的人工磁场分量以及所述第一方向和所述第二方向中的另一方向的人工磁场分量的多 个人工磁场；基于所述光学检测器的检测结果算出磁化值或者与所述磁化值对应的值，所 述磁化值是所述介质的磁化向量的所述第一方向的分量；以及利用所述磁化值或者所述与 所述磁化值对应的值满足极值条件时的由所述磁场发生器产生的人工磁场，算出存在于所 述计测区域的原磁场。
[0043] [应用例]根据本应用例的其它磁场计测装置，其特征在于，第一方向、第二方向 和第三方向相互正交，所述磁场计测装置具备：光源部，射出直线偏振光；介质，电场的振 动方向为所述第二方向的所述直线偏振光沿所述第三方向照射所述介质，所述介质配置于 计测区域，使所述直线偏振光的光学特性根据磁场而变化；光学检测器，检测所述光学特 性；磁场发生器，向所述计测区域施加所述第一方向、所述第二方向、所述第三方向的各分 量为可变的人工磁场；以及运算控制部，所述运算控制部执行：使所述磁场发生器产生改 变了所述第一方向~所述第三方向的人工磁场分量、且所述第三方向的人工磁场分量周期 性变化的多个组合的人工磁场；基于所述光学检测器的检测结果算出磁化值或者与所述磁 化值对应的值，所述磁化值是所述介质的磁化向量的所述第一方向的分量；以及利用所述 磁化值或者所述与所述磁化值对应的值的时间变化与所述第三方向的人工磁场分量的时 间变化之比满足极值条件时的人工磁场，算出存在于所述计测区域的原磁场。
[0044] 根据这些应用例，可提供能够求出从计测对象发出的磁场所在的计测区域中的由 环境带来的原磁场的磁场计测装置。
【附图说明】
[0045] 图1是示出实施方式1的磁场计测装置的整体构成例的图。
[0046] 图2是概略示出光源部、气室、以及偏光计的配置关系的图。
[0047] 图3是说明偏光面的旋转的图。
[0048] 图4是示出队列方位角与探测光的检测结果的关系的图。
[0049] 图5是示出自旋极化度Mx的分布的图。
[0050] 图6是示出图5的分布的极大点和极小点在BX_BZ平面内的位置关系的图。
[0051] 图7是示出自旋极化度Mx的分布的另一个图。
[0052] 图8是示出图7的分布的极大点和极小点在BX_BZ平面内的位置关系的图。
[0053] 图9是示出实施方式1的计测区域的磁场的坐标系与人工磁场的坐标系的关系的 图。
[0054] 图10是示出实施方式1的磁场形成处理的处理步骤的流程图。
[0055] 图11是