(57)【要約】【課題】磁場センサを手動操作によって走査する均等磁場計測装置を用いる際に、磁場センサの位置データと磁束密度のデータを同期させることができる均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法を提供する。【解決手段】複数のスリット２６を有する非磁性のリニアエンコーダ２４と、このリニアエンコーダ２４のスリット２６を照射可能な反射型の光センサ２２とを用い、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に人の手動操作によって磁場センサ２０を走査する際に、光センサ２２にてリニアエンコーダ２４のスリット２６を照射し、スリット２６のピッチに応じて光センサ２２から出力された信号をトリガにし、当該トリガ信号が出力されたときにレーザ変位センサ４２で取得された磁場センサ２０の位置データに当該トリガ信号が出力されたときに取得された磁束密度のデータを対応付けする。【選択図】図３
2014200427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均等磁場発生電磁石装置における磁場均等性を得るために、ベース上に載置された均等磁場発生電磁石装置の軸線方向に沿って前記均等磁場発生電磁石装置に対して相対的にスライド移動可能に支持されて磁束密度を計測可能な磁場センサと、該磁場センサの前記軸線上での所定の基準からの位置を計測可能なレーザ変位センサとを有する均等磁場計測装置を用い、前記磁場センサを前記軸線方向に人の手動操作によって走査させて前記磁場センサの位置情報と前記磁束密度の情報とを測定することにより前記均等磁場発生電磁石装置の均等磁場を計測する方法であって、
前記均等磁場発生電磁石装置を載置する部材側に装着されて前記均等磁場発生電磁石装置の前記軸線方向に沿った櫛歯状をなす複数のスリットを有する非磁性のリニアエンコーダと、前記磁場センサにこれと一体で移動するように且つ前記リニアエンコーダのスリットを照射可能な位置に装備された反射型の光センサとを用い、
前記磁場センサを前記軸線方向に人の手動操作によって走査させる際に、前記光センサにて前記リニアエンコーダのスリットを照射し、前記磁場センサによる前記軸線方向の走査によって前記スリットのピッチに応じて前記光センサから出力された信号をトリガにし、当該トリガ信号が出力されたときに、前記レーザ変位センサで取得された前記磁場センサの位置情報に当該トリガ信号が出力されたときに取得された前記磁束密度の情報を対応付けすることを特徴とする均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法。
【請求項２】
譜求項１に記載の均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法において、
前記リニアエンコーダの複数のスリットのピッチを、前記均等磁場発生電磁石装置の磁束密度変化の感度が高い部分を密にするとともに、前記感度が高い部分よりも前記磁束密度変化の感度が低い部分を粗にしたものを用いることを特徴とする均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子スピン共鳴や核磁気共鳴など、種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置用の電磁石装置として好適に用い得る均等磁場発生電磁石装置に係り、特に、この種の均等磁場発生電磁石装置の均等磁場を補正する上で好適な均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体計測装置に用いられるＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）用電磁石装置などの均等磁場発生電磁石装置においては、磁場の時間的安定度、磁場均一度（位置）が数ｐｐｍオーダで要求される。高い磁場均一度を達成するためには、複数のコイルを最適配置するとともに、設計上の磁場均一性を磁界解析により最適化するように設計対応するのが一般である。
しかしながら、厳密な最適化を実施し、均等磁場発生電磁石装置の製作、組立を設計通りに実施しても、製作時の寸法公差や適用材の特性により、実際には、数百から数千ｐｐｍレベルの磁場均一度になるのが普通であり、複数のコイルの相対位置関係のズレによっても磁場均一度は数千ｐｐｍの不均一ができてしまったりする。
【０００３】
そこで、この種の均等磁場発生電磁石装置は、磁場の微細な調整（シミング）を行うための手段を備えているのが一般的である。シミングを行うための１つの手段として、鉄等の磁性材料からなる磁性体シムを用いて行うパッシブシミング法が知られている。パッシブシミング法は、均等磁場発生電磁石装置の発生磁場中において、適切な位置に適切な量の磁性体シムを配置し、磁性体シムの磁化により発生する磁場を用いて均等磁場発生電磁石装置の均一磁場の乱れを補正するものである（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、その他の均一磁場の乱れの補正方法として、アクティブシムコイルといわれる主コイル以外に補助コイルを均等磁場発生電磁石装置に配置し、これに通電することによって磁場を形成し、磁場の不均一性を補正する方法がある。このように、均一な磁場を発生させるために、均等磁場発生電磁石装置の均一磁場の乱れを補正する方法として複数の補正手法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２７３９３０号公報（第３頁段落０００４）
【特許文献２】特開平５−１４２３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種の均等磁場発生電磁石装置の均一磁場の乱れを補正する前に、均等磁場発生電磁石装置の現状の磁場分布を計測する必要がある。磁場分布は、均等磁場発生電磁石装置における所定の基準からの位置と磁束密度のプロファイルを複数計測し、３次元的な磁場分布を把握し、メカニカルシムやパッシブシム等の磁場補正方法を用いて、所定の基準からの位置と磁束密度のプロファイルの計測と補正を繰り返し、プロファイルが要求範囲までに重なるまで補正が繰り返される。
【０００７】
しかし、均等磁場発生電磁石装置の磁場分布の計測時においても、ｐｐｍオーダの精度が要求されるため、磁場計測時の外乱による影響も無視できない。例えば、均等磁場発生電磁石装置の近傍に鉄等の磁性体が配置されていても適切な磁束密度を計測することができない（但し、均等磁場発生電磁石装置を設置する上で、建物の鉄骨などは、あるものと許容して磁気回路を構成する）。
ここで、均等磁場発生電磁石装置の磁場分布を計測するに際し、磁束密度を計測する磁場センサ（ガウスメータやＮＭＲセンサ等）の所定の基準からの位置を、Ｘ，Ｙステージなどの自動ステージなどで制御し、自動的に磁束密度分布を計測する方法が検討されている（例えば特許文献２参照）。
【０００８】
しかし、このような自動計測であると、自動ステージを動作させる電動機の発生する磁界によって、均等磁場発生電磁石装置の計測領域での磁場分布が乱されてしまい、所望する計測ができない場合がある。その場合、自動ステージを、均等磁場発生電磁石装置の計測領域から遠ざけるとともに、磁束密度を計測する磁場センサに対し、磁場センサを支える構造部材の長さを軸方向に延長して対応するなどの方策も考えられる。しかし、そのような方策では、磁場センサを支える構造部材のモーメントの影響により磁場センサの位置が安定しないなどにより、計測結果に影響が出てしまうという問題がある。
【０００９】
また、均等磁場発生電磁石装置の均一磁場の調整は、製作現場による磁場調整は当然のこと、建物等による環境により磁気回路が変化するため、ユーザ側における設置時においても均等磁場発生電磁石装置の均一磁場の計測や調整を行うことが必須であり、より簡便な計測装置や計測方法が望まれる。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、電動機などによる外乱による影響が計測結果に及ばないようにしつつ、磁場センサの所定の基準からの位置がばらつくことなく、磁場センサの位置データと磁束密度のデータとを同期して取得できる均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法は、均等磁場発生電磁石装置における磁場均等性を得るために、ベース上に載置された均等磁場発生電磁石装置の軸線方向に沿って前記均等磁場発生電磁石装置に対して相対的にスライド移動可能に支持されて磁束密度を計測可能な磁場センサと、該磁場センサの前記軸線上での所定の基準からの位置を計測可能なレーザ変位センサとを有する均等磁場計測装置を用い、前記磁場センサを前記軸線方向に人の手動操作によって走査させて前記磁場センサの位置情報と前記磁束密度の情報とを測定することにより前記均等磁場発生電磁石装置の均等磁場を計測する方法であって、前記均等磁場発生電磁石装置を載置する部材側に装着されて前記均等磁場発生電磁石装置の前記軸線方向に沿った櫛歯状をなす複数のスリットを有する非磁性のリニアエンコーダと、前記磁場センサにこれと一体で移動するように且つ前記リニアエンコーダのスリットを照射可能な位置に装備された反射型の光センサとを用い、前記磁場センサを前記軸線方向に人の手動操作によって走査させる際に、前記光センサにて前記リニアエンコーダのスリットを照射し、前記磁場センサによる前記軸線方向の走査によって前記スリットのピッチに応じて前記光センサから出力された信号をトリガにし、当該トリガ信号が出力されたときに、前記レーザ変位センサで取得された前記磁場センサの位置情報に当該トリガ信号が出力されたときに取得された前記磁束密度の情報を対応付けすることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法において、前記リニアエンコーダの複数のスリットのピッチを、前記均等磁場発生電磁石装置の磁束密度変化の感度が高い部分を密にするとともに、前記感度が高い部分よりも前記磁束密度変化の感度が低い部分を粗にしたものを用いることは好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法は、均等磁場発生電磁石装置の所定軸線上での所定の基準からの磁場センサの位置を計測可能なレーザ変位センサを有する均等磁場計測装置を用い、さらに、非磁性のリニアエンコーダと、このリニアエンコーダのスリットを照射可能な光センサとを用い、均等磁場発生電磁石装置の軸線方向に人の手動操作によって磁場センサを走査する際に、リニアエンコーダのスリットを光センサにて照射し、均等磁場発生電磁石装置の所定の軸線方向への磁場センサの走査によって、スリットのピッチに応じて光センサから出力された信号をトリガにし、当該トリガ信号が出力されたときにレーザ変位センサで取得された磁場センサの位置情報に当該トリガ信号が出力されたときに取得された磁束密度の情報を対応付けするので、磁場センサの位置情報と磁束密度の情報を同期させた上で、毎回同じ磁場センサの位置（例えば、計測開始からｎ番目は必ずｋｍｍの位置である等）でデータを取り込むことができる。
【００１３】
そして、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法によれば、磁場センサを均等磁場発生電磁石装置の軸線方向に人の手動操作によって走査させて磁場センサの位置情報と磁束密度の情報とを測定することにより均等磁場発生電磁石装置の均等磁場を計測するので、精密な磁束密度計測に影響を与える電動機を使った自動ステージを使わなくても、毎回、磁場センサの位置データと磁束密度の計測データが同期されたデータを、電動機などによる外乱による影響が計測結果に及ばないようにしつつ取得することができる。そのため、例えば、電流や、電磁石のコイルの位置、温度等の計測条件が変わった時のデータ比較（データ間の差の出力等のデータ解析）が容易にできる。さらに、均等磁場発生電磁石装置の所定の軸線方向の距離に対して決まった数のデータしか取り込まないため、時間に依存したデータ数とならないことにより、データファイルの縮小化が図れる。
【００１４】
なお、本発明の一態様に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法において、リニアエンコーダの複数のスリットのピッチを、均等磁場発生電磁石装置の磁束密度変化の感度が高い部分を密にするとともに、感度が高い部分よりも磁束密度変化の感度が低い部分を粗にしたものを用いれば、データファイルを一層縮小化できるため、調整作業を一層効率的に進める上で好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一態様に係る均等磁場計測装置の一実施形態を説明する斜視図であり、同図では、均等磁場計測装置のベース上に、計測対象となる均等磁場発生電磁石装置が所期の位置に載置された状態を図示している。
【図２】本発明の一態様に係る均等磁場計測装置の一実施形態を説明する斜視図である。なお、同図では、リニアエンコーダの図示は省略している。
【図３】本発明の一態様に係る均等磁場計測装置の一実施形態を説明する斜視図であり、同図では、ベース上の均等磁場発生電磁石装置の電磁石ユニットのうち、同図手前側の電磁石ユニットの図示を省略している。
【図４】本発明の一態様に係る均等磁場計測装置の磁束密度計測部の一実施形態を説明する斜視図であり、同図は、磁束密度計測部に装着可能な複数のアタッチメントのうち、第一のアタッチメントが装着されている状態を図示している。
【図５】本発明の一態様に係る均等磁場計測装置の磁束密度計測部の一実施形態を説明する斜視図であり、同図は、磁束密度計測部に装着可能な複数のアタッチメントのうち、第二のアタッチメントが装着されている状態を図示している。
【図６】リニアエンコーダのスリット（第一の実施形態）に応じて光センサから出力された信号（同図（ｃ））に基づき、その信号によるトリガ基準で取り込まれる磁場センサの位置データ（同図（ａ））と磁束密度データ（同図（ｂ））の関係を示すタイミングチャートである。
【図７】リニアエンコーダのスリット（第一の実施形態に対する変形例）に応じて光センサから出力された信号（同図（ｃ））に基づき、その信号によるトリガ基準で取り込まれる磁場センサの位置データ（同図（ａ））と磁束密度データ（同図（ｂ））の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
まず、計測対象となる均等磁場発生電磁石装置について説明する。図１において、符号１が計測対象となる均等磁場発生電磁石装置である。この均等磁場発生電磁石装置１は、電子スピン共鳴や核磁気共鳴などの種々の磁気共鳴を利用して生体の組織画像を得る生体計測装置に適用するものである。
【００１７】
同図に示すように、この均等磁場発生電磁石装置１は、円環状に形成されたソレノイド型の電磁石２を軸方向に複数備えて構成され、これら複数の電磁石２は、人体等の生体が中心部を通過するに十分な内径を有する。これら複数の電磁石２は、略円筒状のボア内に静磁場を発生させるように、所定の軸線方向に沿って同軸に配置されている。なお、所定の軸線方向の両端部側に配設された電磁石２は、内径及び外径がともに軸線方向の内側に配設された電磁石よりも小さく設定され、軸線方向の内外相互の電磁石２は互いに異なる定数に設定されており、設計上、ボア内の撮像空間となる電磁石中心部における球状空間内で所定の磁界強度で且つ所定の磁界均一度が得られるように構成されている。各電磁石２は、ボアに対応する開口部を中心に有して互いに同一形状に形成された方形をなす一対の支持プレートにより不図示のスペーサを介して挟持された電磁石ユニット４をそれぞれが構成している。各電磁石ユニット４は、位置調整機構を有する基板５上にそれぞれ装着され、全体として一の均等磁場発生電磁石装置１を構成している。
【００１８】
次に、上記均等磁場発生電磁石装置１の均一磁場を測定するための均等磁場計測装置１０について主に図２を適宜参照しつつ説明する。
図２に示すように、この均等磁場計測装置１０は、枠状に形成された筐体１１を有し、この筐体１１上に、計測対象となる均等磁場発生電磁石装置１を載置可能なベース１２が水平に支持されている。このベース１２は、上記均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に沿って中央で二分割されており、各ベース１２の上面には、均等磁場発生電磁石装置１の基板５を固定するための雌ねじ１２ａが対応する必要な位置に加工されている。
【００１９】
ベース１２の上面には、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に離隔した位置に、門型に形成された一対の支持腕１３が、相互に対向して立設されている。各支持腕１３それぞれには、更に二本のポスト１４が、上記軸線方向とは直交する方向に離隔して立設されている。一対の支持腕１３相互のポスト１４は、上記軸線方向において同軸上に対向配置され、一対の支持腕１３相互には、対向配置されているポスト１４相互を繋ぐように、二本のスライド軸１６が軸線方向に沿ってブラケット１５を介して支持されている。これにより、二本のスライド軸１６が、ベース１２上に載置される均等磁場発生電磁石装置１の軸方向に沿って磁場センサ２０が装着された磁束密度計測部３０を移動するための複数のガイド機構（この例では２本）になっている。
【００２０】
そして、図３に示すように、このガイド機構を構成する二本のスライド軸１６には、磁束密度を計測する磁場センサ２０が装着された磁束密度計測部３０が、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に沿って均等磁場発生電磁石装置１に対して相対的にスライド移動可能に支持される。ここで、磁束密度計測部３０がスライド移動する軸線の位置は、磁束密度計測部３０を、均等磁場発生電磁石装置１の電磁石中心部における球状空間軸中心に対する所定位置に移動可能なように設定されている。ガイド機構の配置位置は、生体の組織画像を撮像するための球状空間等のエリア、および、生体の組織画像を撮像するために生体を球状空間領域にアクセスする経路を用いている。
【００２１】
次に、図４および図５を参照して、上記磁束密度計測部３０について詳しく説明する。
この磁束密度計測部３０は、全体が非磁性部材により構成されており、図４および図５に示すように、略矩形をなす非磁性の枠体３１を有している。この枠体３１の両側面には、左右に張り出す耳部３２が形成されている。各耳部３２には、非磁性のリニアブッシュ３３が、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に沿って嵌め込まれており、このリニアブッシュ３３に、上述した二本のスライド軸１６が挿通される。枠体３１内には、磁場センサ（ＮＭＲセンサ、ガウスメータ等）２０を保持するための矩形をなす非磁性の板状部材からなるアタッチメント４０が締めねじ３４によって着脱可能に装着される。
【００２２】
アタッチメント４０は、測定条件等にあわせて種々用意することができる。図４，５に示す例は、２種類のアタッチメント４０を用意した例のそれぞれであり、図４に示す第一のアタッチメント４０は、円筒軸状の磁場センサ２０の軸方向からみて、軸中心点Ｏと同軸の装着孔４１、軸中心点Ｏとの離隔距離が７０ｍｍの位置に形成されて周方向の角度が０度の装着孔４６、および４５度の装着孔４３の三か所の装着孔が形成されている。また、図５に示す第二のアタッチメント４０は、軸中心点Ｏとの離隔距離が３５ｍｍの位置に、０度の装着孔４６および４５度の装着孔４３の二か所の装着孔が形成されている。なお、各装着孔に対して、矩形状のアタッチメント４０の辺からの距離に応じて装着ねじ４５を取り付けるための逃げ溝４２，４４を適宜形成している。
【００２３】
これにより、磁場センサ２０の装着位置の変更については、アタッチメント４０を枠体３１に対して９０度回転させて段取り変えすることで、磁場センサ２０自体のアタッチメント４０への着脱が少なくできる構造となっている。つまり、各アタッチメント４０を枠体３１に対して９０度刻みで周方向の４か所の位置で固定することによって、図４に示す第一のアタッチメント４０では９つの点、図５に示す第二のアタッチメント４０では８つの点にて、磁場センサの中心位置をそれぞれ異なる位置で取り付けることができる。つまり、２つのアタッチメントによる段取り替えにて合計１７点の装着姿勢で磁束密度を測定可能になっている。アタッチメント４０への磁場センサ２０の取り付けは、磁場センサ２０を軸方向とは直交する１方向または２方向から装着ねじ４５で締結して保持する（図４および図５に示す例は１方向からネジで締結している例である）。
【００２４】
さらに、この均等磁場計測装置１０には、図２に示すように、上記一対の支持腕１３の一方側（同図の手前側）に、二枚のベース１２を跨ぐようにして矩形板状のセンサ支持台４４が設けられるとともに、このセンサ支持台４４の上面に、センサ支持腕４６が立設され、このセンサ支持腕４６の上端部に、レーザ変位センサ（レーザ変位計）４２が設けられている。このレーザ変位センサ４２は、長距離タイプの非接触式レーザ変位センサ（三角測量方式）であり、上記所定の軸線上での磁場センサ２０の位置を計測可能なように、磁束密度計測部３０の枠体３１上部の位置を照射するように装着されている。これにより、磁場センサ２０を保持した磁束密度計測部３０（枠体３１）にレーザスポットを照射して、上記所定の軸線方向における磁場センサ２０の所定の基準からの位置データ（位置情報）を計測可能になっている。
【００２５】
さらに、この均等磁場計測装置１０には、図３に示すように、光センサ２２と、非磁性部材により形成されたリニアエンコーダ２４とが設けられている。リニアエンコーダ２４は、その軸方向の両端が不図示の支持腕を介して均等磁場発生電磁石装置１側に装着される。リニアエンコーダ２４は、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に沿った櫛歯状をなす複数のスリット２６を有する。複数のスリット２６は、均等磁場発生電磁石装置１の所定の軸線方向に沿ってピッチが等間隔に設けられている。光センサ２２は、ファイバー式の反射型光センサであり、上記磁束密度計測部３０の枠体３１の上部（レーザ変位センサ４２による照射面とは反対側の面）に固定される。これにより、光センサ２２は、磁場センサ２０と一体で移動するようになっており、更に、上記リニアエンコーダ２４の複数のスリット２６を照射可能な位置に装備されている。
【００２６】
そして、均等磁場計測装置１０は、上記レーザ変位センサ４２によって計測されるアナログ電圧出力の位置データ（位置情報）と磁場センサ２０によって計測されるアナログ電圧出力の磁束密度データ（磁束密度の情報）をデータロガー等の計測器（不図示）に同期して取り込むようになっている。ここで、磁場センサ２０の位置データとその位置での磁束密度データとは、光センサ２２の出力をトリガとして同期を取っている。
【００２７】
つまり、図６に示すように、磁場センサ２０の手動操作での移動による、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向への磁束密度計測部３０の検出の有無を、光センサ２２の出力するＯＮ／ＯＦＦの信号（同図（ｃ））によって、櫛歯状のスリット２６を認識する立ち上がりの点を均等磁場計測装置１０の計測器側でのデータ取り込みのためのトリガとしている。これにより、磁場センサ２０を装着した磁束密度計測部３０を照射したレーザ変位センサ４２により計測された磁場センサ２０の所定の基準からの位置データ（同図（ａ））と、磁場センサ２０により計測された磁束密度のデータ（同図（ｂ））とを計測器に同期して取り込み、２次元プロファイルの計測を実施可能になっている。
【００２８】
次に、上述の均等磁場計測装置１０を用いた、均等磁場発生電磁石装置１の磁束密度の計測方法、およびその作用・効果について説明する。
実際の計測においては、図１に示したように、まず、均等磁場計測装置１０のベース１２の上面の所定位置に、均等磁場発生電磁石装置１を載置固定する。次いで、均等磁場発生電磁石装置１の電磁石中心部における球状空間軸中心に対する所定位置に移動可能なように、図３に示したように、二本のスライド軸１６によって磁束密度計測部３０を支持させる。アタッチメント４０の装着方向は、磁場センサ２０の装着位置を必要な位置に設定する。さらに、リニアエンコーダ２４を均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に沿った所定の位置に固定し、光センサ２２がリニアエンコーダ２４の複数のスリット２６を照射可能な位置に調整する。また、レーザ変位センサ４２についても、軸線方向への磁束密度計測部３０の位置が検出されるように調整しておく。
【００２９】
準備が完了したら、磁場センサ２０が装着された磁束密度計測部３０を、均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に人の手動操作によって走査させ、上記レーザ変位センサ４２によって磁場センサ２０の軸線方向での位置を測定するとともに、その位置での磁束密度を磁場センサ２０によって測定する。なお、手動操作とは、電動機等の磁界を発生させない手法にて磁束密度計測部３０を軸線方向に移動させることであり、例えば人の手により非磁性のシャフトなどで磁束密度計測部３０を押したり、非磁性の糸等を磁束密度計測部３０に固定して、その糸を人の手で引っ張って磁束密度計測部３０を移動したりする方法を例示できる。
【００３０】
そして、本実施形態の磁束密度計測方法では、均等磁場発生電磁石装置１側に設置したリニアエンコーダ２４と、磁束密度計測部３０の枠体３１にセンサ光がスリット２６を通過するような位置に設置した光センサ２２とにより、図６に示したように、光センサ２２の出力するＯＮ／ＯＦＦの信号によって、スリット２６を認識する立ち上がりの点を均等磁場計測装置１０の計測器側でのデータ取り込みのためのトリガとし、当該トリガ信号が出力されたときに、磁束密度計測部３０を照射したレーザ変位センサ４２により計測された磁場センサ２０の基準からの位置データと、当該トリガ信号が出力されたときに取得された磁場センサ２０により計測された磁束密度のデータとを同期して計測器に取り込み、２次元プロファイルの計測を実施する。
【００３１】
ところで、従来の均等磁場計測装置においては、「発明が解決しようとする課題」にて例示したように、電動機で動作する自動ステージを用いているので、自動ステージのコントローラ側からピッチ送りごとにトリガを出力し、これを計測装置側で受けて、磁場センサの軸線方向での位置を毎回同じ位置で計測できるようにしたり、自動ステージで磁束密度計測部を等速に動作させたりできるものの、前述のとおり、均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測は、非常に精密な磁束密度計測であるため、電動機によるセンサ位置制御を採用する上での問題がある。
そこで、本実施形態の均等磁場計測装置１０による均等磁場計測方法においては、電動機を使わない手動動作で磁束密度計測部３０を移動させることで、磁場センサ２０を均等磁場発生電磁石装置１の軸線方向に人の手動操作によって走査させている。
【００３２】
ここで、手動操作によって磁束密度計測部３０を移動させて走査する際に、仮に、磁場センサ２０の軸線方向での位置と磁束密度のデータを同期させたプロファイルを所定のサンプリング速度で計測する場合（時間軸に対してデータを取り込む場合）、磁束密度計測部３０を手動で移動させつつ磁場センサ２０の位置と磁束密度とを計測するため、サンプリング時間に対するデータ数および磁場センサ２０の位置変化が、手動による磁束密度計測部３０の動作速度に依存してしまう。そのため、時間基準で取り込まれる磁場センサ２０の位置データと磁束密度データが計測毎に異なることになる。例えば、計測開始から１００ポイント目のサンプリングが必ず同じ位置データに対する磁束密度データにならない。
【００３３】
つまり、サンプリング時間に基づく測定の場合は、データ取り込みの順番に対する位置データが毎回異なるため、計測された磁場センサ２０の所定軸線方向での位置と磁束密度の関係を計測条件間で比較してデジタルな差を求めたりするときに、データの近似曲線を求めてからデータを変換するなどして手間がかかる上、誤差が発生するなどデータ解析上の不都合がある。また、手動で磁束密度計測部３０を動作させるときの移動時間も測定の都度ばらつくため、計測器側でデータ数も余分に設定しておくなどによりデータファイルの容量も大きくなるという問題もある。
【００３４】
これに対し、本実施形態の均等磁場計測装置１０による均等磁場計測方法は、均等磁場計測装置１０の構成として、非磁性のリニアエンコーダ２４と、このリニアエンコーダ２４の複数のスリット２６を照射可能な位置に装備された反射型の光センサ２２とを用いており、磁場センサ２０を均等磁場発生電磁石装置１の所定の軸線方向に人の手動操作によって走査する際に、光センサ２２にてリニアエンコーダ２４のスリット２６を照射し、均等磁場発生電磁石装置１の所定の軸線方向への磁場センサ２０の走査によって、スリット２６のピッチに応じて光センサ２２から出力された信号をトリガにし、当該トリガ信号が出力されたときに、レーザ変位センサ４２で取得された磁場センサ２０の位置情報に、当該トリガ信号が出力されたときに磁場センサ２０で取得された磁束密度の情報を対応付けして均等磁場発生電磁石装置１の均等磁場を計測するので、本実施形態の均等磁場計測装置１０による均等磁場計測方法によれば、変位情報を基準としているため、磁場センサ２０の位置データと磁束密度のデータを同期させた上で、毎回同じ磁場センサ２０の位置（例えば、計測開始からｎ番目は必ずｋｍｍの位置である等）でデータを取り込むことができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施形態の均等磁場計測装置１０による均等磁場計測方法によれば、精密な磁束密度計測に影響を与える電動機を使った自動ステージを使わなくても、毎回、磁場センサ２０の位置データと磁束密度の計測データが同期された状態で、且つ磁場センサ２０の位置の出力が等ピッチとされた計測データを取得することができる。よって、例えば、電流や電磁石のコイルの位置、温度等の計測条件が変わった時のデータ比較（データ間の差の出力等のデータ解析）が容易にできる。さらに、均等磁場発生電磁石装置１の所定の軸線方向の距離に対して決まった数のデータしか取り込まないため、時間に依存したデータ数とならないことにより、データファイルの縮小化が図れる。
【００３６】
なお、本発明に係る均等磁場発生電磁石装置の均等磁場計測方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、リニアエンコーダ２４は、櫛歯状をなす複数のスリット２６が、均等磁場発生電磁石装置１の所定の軸線方向に沿ってピッチが等間隔に設けられている例で説明したが、これに限定されるものではない。
【００３７】
例えば、図７に変形例によるタイミングチャートを示すように、リニアエンコーダ２４の複数のスリット２６の形状（ピッチ）を、均等磁場発生電磁石装置１の磁束密度変化の感度が高い部分を密にするとともに、磁束密度変化の感度が高い部分よりも磁束密度変化の感度が低い部分を粗にしたものを用いることは好ましい（同図（ｃ）参照）。このような構成であれば、磁場センサ２０の位置に対する磁束密度が急峻に変化するような、均等磁場発生電磁石装置１の磁束密度変化の感度の高い部分（例えば同図の両端部）については、複数のスリット２６のピッチを細かくし、平坦になりやすい部分（例えば同図の中央部）においてはピッチを粗くしているので、データファイルの一層の縮小化が図れ、調整作業を一層効率的に進めることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    均等磁場発生電磁石装置
２    電磁石
３    支持プレート
４    電磁石ユニット
５    基板
１０    均等磁場計測装置
１１    筐体
１２    ベース
１３    支持腕
１４    ポスト
２０    磁場センサ
２２    光センサ
２４    リニアエンコーダ
２６    （リニアエンコーダの）スリット
３０    磁束密度計測部
３１    枠体
３２    耳部
３３    リニアブッシュ
４０    アタッチメント
４２    レーザ変位センサ
４４    センサ支持台
４６    センサ支持腕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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