(57)【要約】  磁場検出手段である磁気センサが配置されていない位置の磁場変動を抑制することができるアクティブ磁場キャンセラの提供を目的とする。磁場制御空間Ｓを挟んで対向するように配置される一対のＸ軸ループコイル２およびＸ軸電流供給装置３からなる磁場形成手段と、一対のＸ軸ループコイル２の間に配置され、磁場制御空間Ｓの磁場を検出する一つの磁場検出手段である磁気センサ８と、Ｘ軸電流供給装置３を制御する制御手段であるコントローラ９と、を具備するアクティブ磁場キャンセラ１であって、コントローラ９が、一対のＸ軸ループコイル２のうち一方のＸ軸ループコイル２ａに流れる電流の大きさと他方のＸ軸ループコイル２ｂに流れる電流の大きさとの比率である電流比率κｘを一定にして、磁気センサ８によって検出される磁場変動を打ち消すようにその電流の大きさを制御する。
2016135862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
制御手段が、一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流の大きさと他方のループコイルに流れる電流の大きさとの比率を一定にして、磁場検出手段によって検出される磁場変動を打ち消すようにその電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項２】
前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整可能に構成される請求項１に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項３】
前記磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置における磁場と前記磁場発生源からの磁場であって磁場変動を抑制したい目標位置における磁場との比率に基づいて前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整可能に構成される請求項１または請求項２に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項４】
複数の前記磁場形成手段を具備し、各磁場形成手段の中心軸が互いに直交するように配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項５】
前記一対のループコイルの間隔が変更可能に構成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項６】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
磁場制御空間の外にある磁場発生源の磁場と磁場発生源からの磁場変動を抑制したい目標位置の磁場との比率に基づいて一対のループコイルのうち一方のループコイルの巻き数と他方のループコイルの巻き数との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整し、制御手段が、磁場検出手段によって検出される磁場変動を打ち消すように一対のループコイルに流れる電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアクティブ磁場キャンセラに関する。詳しくは外部の磁場発生源による磁場変動を軽減するアクティブ磁場キャンセラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子顕微鏡、電子ビーム露光装置等の電磁ノイズの影響を受けやすい電子応用機器は、外乱による磁場変動を抑制するアクティブ磁場キャンセラによる磁場制御空間内に設けられている。アクティブ磁場キャンセラは、磁場制御空間を挟むようにループコイルが配置され、外乱による磁場制御空間の磁場変動に応じて対向するループコイルに流す電流を制御するものである。このようなアクティブ磁場キャンセラにおいて、ループコイル毎に磁場を検出する磁場検出手段（磁気センサ）設け、各ループコイルを独立して制御するものが知られている。例えば、特許文献１に記載の如くである。【０００３】
特許文献１に記載のアクティブ磁場キャンセラは、各ループコイルに対応する磁気センサが検出する磁場に基づいて外乱による磁場変動を打ち消すようにループコイル毎に流れる電流の大きさを制御する。これにより、外乱としての磁場発生源の大きさや磁気センサまでの距離に関わらず磁場変動を抑制することができる。しかし、特許文献に記載の技術は、磁気センサが配置されている検出位置での磁場変動を抑制するものである。従って、磁場変動を抑制したい位置に磁気センサが配置できない場合、磁場発生源の位置や大きさによっては、磁場変動を抑制したい目標位置での磁場変動が十分に抑制されていない可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３２７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができるアクティブ磁場キャンセラの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
即ち、本発明においては、磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、制御手段が、一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流の大きさと他方のループコイルに流れる電流の大きさとの比率を一定にして、磁場検出手段によって検出される磁場変動を打ち消すようにその電流の大きさを制御するものである。【０００７】
本発明においては、前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整可能に構成されるものである。【０００８】
本発明においては、前記磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置における磁場と前記磁場発生源からの磁場であって磁場変動を抑制したい目標位置における磁場との比率に基づいて前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整可能に構成されるものである。【０００９】
本発明においては、複数の前記磁場形成手段を具備し、各磁場形成手段の中心軸が互いに直交するように配置されるものである。【００１０】
本発明においては、前記一対のループコイルの間隔が変更可能に構成されるものである。【００１１】
本発明においては、磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、磁場制御空間の外にある磁場発生源の磁場と磁場発生源からの磁場変動を抑制したい目標位置の磁場との比率に基づいて一対のループコイルのうち一方のループコイルの巻き数と他方のループコイルの巻き数との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整し、制御手段が、磁場検出手段によって検出される磁場変動を打ち消すように一対のループコイルに流れる電流の大きさを制御するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。【００１３】
即ち、本発明によれば、各ループコイルに流れる電流の比率と磁場検出手段によって検出される磁場とに基づいて磁場制御空間内の任意の位置における磁場分布が調整される。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。【００１４】
本発明によれば、磁場制御空間の磁場分布とその大きさがループコイルに流れる電流の比率によって調整される。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。【００１５】
本発明によれば、磁場検出手段によって検出される磁場を基準として磁場変動を抑制したい目標位置における磁場分布とその大きさがループコイルに流れる電流の比率によって調整される。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。【００１６】
本発明によれば、磁場制御空間において打ち消すことができる磁場変動の空間が拡大する。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。【００１７】
本発明によれば、磁場制御空間において磁場分布を調整することができる。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。【００１８】
即ち、本発明によれば、磁場検出手段によって検出される磁場を基準として磁場変動を抑制したい目標位置における磁場分布とその大きさがループコイルの巻き数によって調整される。これにより、磁場検出手段が配置されていない位置の磁場変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るアクティブ磁場キャンセラの構成を示す斜視図。
【図２】本発明に係るアクティブ磁場キャンセラのＸ軸方向の磁場形成手段の構成を示す斜視図。
【図３】本発明に係るアクティブ磁場キャンセラの制御構成を示す図。
【図４】本発明のアクティブ磁場キャンセラにおける電流制御を表すフローチャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、図１を用いて、本発明に係るアクティブ磁場キャンセラの第一実施形態であるアクティブ磁場キャンセラ１について説明する。本実施形態において、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁場制御空間ＳのＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向における外乱としての磁場発生源Ｐｄからの磁場の影響を抑制するものとする。なお、本実施形態において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向における外乱としての磁場発生源Ｐｄからの磁場の影響を抑制する構成は同一であるため、Ｘ軸方向における構成を中心に説明する。
【００２１】
図１に示すように、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁場制御空間Ｓに磁場を発生させて磁場変動を抑制したい目標位置Ｐｔ（以下、単に「目標位置Ｐｔ」と記す）における磁場発生源Ｐｄからの磁場を打ち消すものである。アクティブ磁場キャンセラ１は、磁場形成手段である一対のＸ軸ループコイル２とＸ軸電流供給装置３、一対のＹ軸ループコイル４とＹ軸電流供給装置５および一対のＺ軸ループコイル６とＺ軸電流供給装置７、磁場検出手段である磁気センサ８および制御手段であるコントローラ９を具備する。アクティブ磁場キャンセラ１は、外乱としての磁場発生源Ｐｄからの磁場の影響を抑制すべき空間である磁場制御空間Ｓに配置される。
【００２２】
磁場形成手段を構成する一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６は、磁場を発生するものである。一対のＸ軸ループコイル２を構成している一方のＸ軸ループコイル２ａと他方のＸ軸ループコイル２ｂは、巻き数および巻き径が同一になるように形成されている。この際、一対のＸ軸ループコイル２は、互いの中心軸が一致するようにして磁場制御空間Ｓを挟むように配置されている。一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６についても同様の構成である。なお、本実施形態において一対のＸ軸ループコイル２、Ｙ軸ループコイル４、Ｚ軸ループコイル６は、それぞれのループコイルの中心軸が一致するようにして配置されているがこれに限定するものではなく、中心軸が一致していなくてもよい。
【００２３】
一対のＸ軸ループコイル２は、その中心軸が磁場制御空間ＳのＸ軸方向に沿うようにして配置されている。一対のＹ軸ループコイル４は、その中心軸が磁場制御空間ＳのＹ軸方向に沿うようにして配置されている。一対のＺ軸ループコイル６は、その中心軸が磁場制御空間ＳのＺ軸方向に沿うようにして配置されている。つまり、磁場制御空間Ｓは、一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６によってその範囲が定められている。
【００２４】
磁場形成手段を構成するＸ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７は、対応する一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６に電流を供給するものである。Ｘ軸電流供給装置３には、一対のＸ軸ループコイル２を構成している一方のＸ軸ループコイル２ａと他方のＸ軸ループコイル２ｂとがそれぞれ独立して接続されている。Ｘ軸電流供給装置３は、一方のＸ軸ループコイル２ａと他方のＸ軸ループコイル２ｂとに同じ方向で供給能力範囲内の任意の異なる大きさの直流電流を任意の大きさで流すことができる。Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７についても同様の構成である。なお、本実施形態において、一つの電流供給装置に一方のループコイルと他方のループコイルとが接続されているがこれに限定されるものではなく、一方のループコイルと他方のループコイルとにそれぞれ電流供給装置を接続する構成や、一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６を一つの電流供給装置に接続する構成でもよい。
【００２５】
磁場検出手段である磁気センサ８は、磁気を検出するものである。磁気センサ８は、ホール素子、磁気抵抗素子、磁気インピーダンス素子等などから構成されている。磁気センサ８は、磁場制御空間Ｓの中心から一定範囲内の任意の場所に配置される。磁気センサ８は、一対のループコイルが配置されている軸数（本実施形態においては３軸）に応じた検出数のものが用いられる。
【００２６】
制御手段であるコントローラ９は、Ｘ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７を制御するものである。コントローラ９は、Ｘ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７の制御を行うための種々のプログラム等を記憶する。コントローラ９は、実体的には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。コントローラ９には、Ｘ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７と磁気センサ８とが接続されている。コントローラ９は、磁気センサ８からの検出信号に基づいて電流の大きさを制御する制御信号をＸ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７に出力するように構成されている。
【００２７】
コントローラ９は、磁気センサ８に接続され、磁気センサ８が検出するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の磁場の検出信号を取得することが可能である。
【００２８】
コントローラ９は、Ｘ軸電流供給装置３、Ｙ軸電流供給装置５およびＺ軸電流供給装置７に接続され、磁気センサ８から取得した検出信号に基づいてＸ軸電流供給装置３から一対のＸ軸ループコイル２に供給される電流、Ｙ軸電流供給装置５から一対のＹ軸ループコイル４に供給される電流およびＺ軸電流供給装置７から一対のＺ軸ループコイル６に供給される電流を制御することが可能である。
【００２９】
このように構成されるアクティブ磁場キャンセラ１は、コントローラ９が磁気センサ８から取得したＸ軸方向の磁場の検出信号に基づいてＸ軸電流供給装置３を制御することで、磁気センサ８の設置位置である磁場の検出位置Ｐｍ（以下、単に「検出位置Ｐｍ」と記す）におけるＸ軸方向の磁場変動を抑制する磁場を一対のＸ軸ループコイル２から発生させる。同様に、アクティブ磁場キャンセラ１は、コントローラ９がＹ軸方向とＺ軸方向の磁場の検出信号に基づいてＹ軸電流供給装置５とＺ軸電流供給装置７とを制御することで、検出位置ＰｍにおけるＹ軸方向の磁場変動を抑制する磁場を一対のＹ軸ループコイル４から発生させ、Ｚ軸方向の磁場変動を抑制する磁場を一対のＺ軸ループコイル６から発生させる。
【００３０】
以下では、図２と図３とを用いて、本発明の第一実施形態に係るアクティブ磁場キャンセラ１の目標位置Ｐｔにおける磁場を制御する態様について説明する。なお、本実施形態において、一対のＸ軸ループコイル２による目標位置Ｐｔでの磁場制御の態様について説明する。
【００３１】
初めに、磁場制御空間Ｓにおける磁気センサ８の設置位置である検出位置Ｐｍにおける磁場と磁場変動を抑制したい目標位置Ｐｔにおける磁場との関係について説明する。
【００３２】
図２と図３とに示すように、一対のＸ軸ループコイル２のうち一方のＸ軸ループコイル２ａに単位電流を流した場合、検出位置Ｐｍにおける磁場を一方の検出位置磁場Ｍａ、目標位置Ｐｔにおける磁場を一方の目標位置磁場Ｔａとする。一対のＸ軸ループコイル２のうち他方のＸ軸ループコイル２ｂに単位電流を流した場合、検出位置Ｐｍにおける磁場を他方の検出位置磁場Ｍｂ、目標位置Ｐｔにおける磁場を他方の目標位置磁場Ｔｂとする。また、一方のＸ軸ループコイル２ａに流れている電流と他方のＸ軸ループコイル２ｂに流れている電流との比率を電流比率κｘであるとする。この場合、一対のＸ軸ループコイル２からの磁場であって検出位置Ｐｍにおける磁場である制御検出位置磁場Ｍａｂと目標位置Ｐｔにおける磁場である制御目標位置磁場Ｔａｂとの比率である制御磁場比率μｘは、一方の検出位置磁場Ｍａ、一方の目標位置磁場Ｔａ、他方の検出位置磁場Ｍｂおよび他方の目標位置磁場Ｔｂから以下に示す数１に基づいて算出される。
【数１】
2016135862.tif 000003
【００３３】
一方の検出位置磁場Ｍａ、一方の目標位置磁場Ｔａ、他方の検出位置磁場Ｍｂおよび他方の目標位置磁場Ｔｂは、定められた検出位置Ｐｍと目標位置Ｐｔとにおける実測値または計算値である。従って、数１に示すように、制御磁場比率μｘは、電流比率κｘによって調整することができる。
【００３４】
また、磁場制御空間Ｓの所定の位置にある外乱としての磁場発生源Ｐｄからの磁場であって検出位置Ｐｍにおける外乱検出位置磁場Ｍｄと目標位置Ｐｔにおける外乱目標位置磁場Ｔｄとの比率である外乱磁場比率νｘは、外乱検出位置磁場Ｍｄの実測値と外乱目標位置磁場Ｔｄの実測値とから算出される。
【００３５】
一対のＸ軸ループコイル２からの磁場に基づく制御磁場比率μｘを外乱としての磁場発生源Ｐｄからの磁場に基づく外乱磁場比率νｘに一致させた状態で制御検出位置磁場Ｍａｂの大きさと外乱検出位置磁場Ｍｄの大きさとが等しい場合、制御目標位置磁場Ｔａｂの大きさは、外乱目標位置磁場Ｔｄの大きさと等しい。すなわち、アクティブ磁場キャンセラ１は、制御磁場比率μｘが外乱磁場比率νｘと等しくなる電流比率κｘを維持した状態で、制御検出位置磁場Ｍａｂの大きさが外乱検出位置磁場Ｍｄの大きさと等しくなるように一対のＸ軸ループコイル２に流れる電流を制御することで制御目標位置磁場Ｔａｂの大きさを外乱目標位置磁場Ｔｄの大きさに一致させることができる。
【００３６】
さらに、アクティブ磁場キャンセラ１は、制御検出位置磁場Ｍａｂの位相が外乱検出位置磁場Ｍｄの位相と逆位相になるように一対のＸ軸ループコイル２に流れる電流を制御することで外乱目標位置磁場Ｔｄの位相と逆位相で大きさが等しい制御目標位置磁場Ｔａｂを発生させることができる。つまり、アクティブ磁場キャンセラ１は、制御磁場比率μｘと外乱磁場比率νｘとが等しくなる電流比率κｘで一対のＸ軸ループコイル２に流れる電流を制御することで外乱目標位置磁場Ｔｄを打ち消すための制御目標位置磁場Ｔａｂを発生させることができる。制御磁場比率μｘと外乱磁場比率νｘとが等しくなる電流比率κｘは、数１における制御磁場比率μｘが外乱磁場比率νｘと等しいとして、一方の検出位置磁場Ｍａ、一方の目標位置磁場Ｔａ、他方の検出位置磁場Ｍｂ、他方の目標位置磁場Ｔｂおよび外乱磁場比率νｘから以下の数２に基づいて算出される。
【数２】
2016135862.tif 000004
【００３７】
このように構成されるアクティブ磁場キャンセラ１は、数２に基づいて算出された電流比率κｘを維持した状態で、磁気センサ８が検出する外乱検出位置磁場Ｍｄの逆位相で等しい大きさの制御検出位置磁場Ｍａｂが発生するように一対のＸ軸ループコイル２に流れる電流を制御する。なお、数２に示すように、電流比率κｘは、外乱検出位置磁場Ｍｄの実測値と外乱目標位置磁場Ｔｄの実測値とから定まる外乱磁場比率νｘから算出される。従って、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁場制御空間Ｓの検出位置Ｐｍと目標位置Ｐｔとにおける磁場発生源Ｐｄからの磁場（外乱検出位置磁場Ｍｄと外乱目標位置磁場Ｔｄ）を予め磁気センサ８等によって測定する必要がある。同様にして、アクティブ磁場キャンセラ１は、一対のＹ軸ループコイル４と一対のＺ軸ループコイル６とにおいて、実測値に基づいて算出されたそれぞれの電流比率κｙ、電流比率κｚを維持した状態で、一対のＹ軸ループコイル４と一対のＺ軸ループコイル６に流れる電流を制御する。
【００３８】
以下では、図４を用いて、本発明に係るアクティブ磁場キャンセラ１における目標位置ＰｔでのＸ軸方向の磁場制御について具体的に説明する。アクティブ磁場キャンセラ１は、予め検出位置Ｐｍと目標位置Ｐｔとで測定した外乱検出位置磁場Ｍｄと外乱目標位置磁場Ｔｄとから算出された電流比率κｘが設定されているものとする。
【００３９】
図４に示すように、ステップＳ１１０において、アクティブ磁場キャンセラ１のコントローラ９は、磁気センサ８が検出した外乱検出位置磁場Ｍｄを取得し、ステップＳ１１０をステップＳ１２０に移行させる。
【００４０】
ステップＳ１２０において、コントローラ９は、取得した外乱検出位置磁場Ｍｄが所定値δ以上か否か判断する。
その結果、取得した外乱検出位置磁場Ｍｄが所定値δ以上であると判定した場合、すなわち検出位置Ｐｍにおいて磁場変動が生じていると判断した場合、コントローラ９は、ステップＳ１２０をステップＳ１３０に移行させる。
一方、取得した外乱検出位置磁場Ｍｄが所定値δ以上でないと判定した場合、すなわち検出位置Ｐｍにおいて磁場変動が生じていないと判断した場合、コントローラ９はステップＳ１２０をステップＳ１１０に移行させる。
【００４１】
ステップＳ１３０において、コントローラ９は、取得した外乱検出位置磁場Ｍｄから一対のＸ軸ループコイル２に流す電流の向きおよび大きさを算出し、ステップＳ１３０をステップＳ１４０に移行させる。
【００４２】
ステップＳ１４０において、コントローラ９は、算出した電流の向きおよび大きさに基づいて一対のＸ軸ループコイル２電流を流し、ステップＳ１４０をステップＳ１１０に移行させる。
【００４３】
アクティブ磁場キャンセラ１は、目標位置ＰｔでのＹ軸方向およびＺ軸方向の磁場制御についても同様に行う。
【００４４】
以上のごとく構成することで、アクティブ磁場キャンセラ１は、制御開始前の測定結果に基づいて算出した電流比率κｘ、電流比率κｙおよび電流比率κｚになるように一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６に流れる電流を制御する。つまり、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁場の実測から予め定めた電流比率κｘ、電流比率κｙおよび電流比率κｚによって磁場制御空間Ｓの磁場分布とその大きさが調整される。そして、アクティブ磁場キャンセラ１は、電流比率κｘ、電流比率κｙおよび電流比率κｚを維持しながら、磁気センサ８が検出する外乱検出位置磁場Ｍｄを打ち消すように一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６に流れる電流を制御する。この結果、アクティブ磁場キャンセラ１は、目標位置Ｐｔでの外乱目標位置磁場Ｔｄの変動に追従しながら外乱目標位置磁場Ｔｄを打ち消すための制御目標位置磁場Ｔａｂを各軸において発生させる。つまり、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁気センサ８によって検出される検出位置ＰｍにおけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外乱検出位置磁場Ｍｄを基準として目標位置ＰｔにおけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の外乱目標位置磁場Ｔｄが打ち消されるように一対のＸ軸ループコイル２、一対のＹ軸ループコイル４および一対のＺ軸ループコイル６に流れる電流を制御する。これにより、アクティブ磁場キャンセラ１は、磁気センサ８が配置されていない目標位置Ｐｔの磁場変動を抑制することができる。
【００４５】
また、本実施形態において、アクティブ磁場キャンセラ１は、予め検出位置Ｐｍと目標位置Ｐｔとで測定した外乱検出位置磁場Ｍｄと外乱目標位置磁場Ｔｄとから算出された電流比率κｘ、電流比率κｙおよび電流比率κｚを用いているがこれに限定されるものではなく、目標位置Ｐｔでの磁場変動を確認しつつ電流比率κｘ、電流比率κｙおよび電流比率κｚを調整してもよい。また、本発明に係るアクティブ磁場キャンセラ１は、磁場発生源Ｐｄからの磁場に勾配がある場合だけでなく平行な磁場に対して適応してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、外部の磁場発生源による磁場変動を軽減するアクティブ磁場キャンセラに利用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１      アクティブ磁場キャンセラ
２      一対のＸ軸ループコイル
２ａ    一方のＸ軸ループコイル
２ｂ    他方のＸ軸ループコイル
８      磁気センサ
９      コントローラ
Ｓ      磁場制御空間
κｘ    電流比率
【図１】
2016135862.tif 000005
【図２】
2016135862.tif 000006
【図３】
2016135862.tif 000007
【図４】
2016135862.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月21日(2016.11.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
制御手段が、一対のループコイルのうち一方のループコイルと他方のループコイルとに異なる大きさ、かつ所定の比率で電流を流し、磁場検出手段によって検出される磁場変動に基づいて検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を打ち消すようにその電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項２】
前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更可能に構成される請求項１に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項３】
前記磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置における磁場と、前記磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を抑制したい目標位置における磁場と、の比率に基づいて前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を所定の比率になるように制御して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整する請求項１または請求項２に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項４】
複数の前記磁場形成手段を具備し、各磁場形成手段の中心軸が互いに直交するように配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項５】
前記一対のループコイルの間隔が変更可能に構成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項６】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
一対のループコイルの間に配置され、磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
磁場検出手段からの信号に基づいて電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置における磁場と、前記磁場発生源からの磁場であって検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を抑制したい目標位置における磁場と、の比率に基づいて一対のループコイルのうち一方のループコイルの巻き数と他方のループコイルの巻き数との比率を変更して、一方のループコイルから発生する磁場の分布と他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる磁場制御空間の磁場分布を調整し、制御手段が、磁場検出手段によって検出される磁場変動に基づいて検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を打ち消すように一対のループコイルに流れる電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【手続補正書】
【提出日】平成29年3月24日(2017.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
前記一対のループコイルの間の任意の場所に配置され、前記磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
前記一つの磁場検出手段からの信号に基づいて前記電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
前記制御手段が、前記一対のループコイルのうち一方のループコイルと他方のループコイルとに異なる大きさ、かつ所定の比率で電流を流し、前記磁場検出手段によって検出される磁場変動に基づいて前記一つの磁場検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を打ち消すようにその電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項２】
前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を変更可能に構成される請求項１に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項３】
前記磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって前記一つの磁場検出手段の設置位置における磁場と、前記磁場発生源からの磁場であって前記一つの磁場検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を抑制したい目標位置における磁場と、の比率に基づいて前記一対のループコイルのうち一方のループコイルに流れる電流と他方のループコイルに流れる電流との比率を所定の比率になるように制御して、前記一方のループコイルから発生する磁場の分布と前記他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる前記磁場制御空間の磁場分布を調整する請求項１または請求項２に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項４】
複数の前記磁場形成手段を具備し、前記各磁場形成手段の中心軸が互いに直交するように配置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項５】
前記一対のループコイルの間隔が変更可能に構成される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアクティブ磁場キャンセラ。
【請求項６】
磁場制御空間を挟んで対向するように配置される一対のループコイルおよび一対のループコイルにそれぞれ電流を供給する電流供給装置からなる磁場形成手段と、
前記一対のループコイルの間の任意の場所に配置され、前記磁場制御空間の磁場を検出する一つの磁場検出手段と、
前記一つの磁場検出手段からの信号に基づいて前記電流供給装置を制御する制御手段と、を具備するアクティブ磁場キャンセラであって、
前記磁場制御空間の外の所定の位置にある磁場発生源からの磁場であって前記一つの磁場検出手段の設置位置における磁場と、前記磁場発生源からの磁場であって前記一つの磁場検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を抑制したい目標位置における磁場と、の比率に基づいて前記一対のループコイルのうち一方のループコイルの巻き数と他方のループコイルの巻き数との比率を変更して、前記一方のループコイルから発生する磁場の分布と前記他方のループコイルから発生する磁場の分布とから定まる前記磁場制御空間の磁場分布を調整し、前記制御手段が、前記磁場検出手段によって検出される磁場変動に基づいて前記一つの磁場検出手段の設置位置と異なる位置の磁場変動を打ち消すように前記一対のループコイルに流れる電流の大きさを制御するアクティブ磁場キャンセラ。
【国際調査報告】
2016135862.tif 000009
2016135862.tif 000010
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